專利名稱：一種電容式觸控屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及觸控屏，尤其涉及電容式觸控屏。
技術(shù)背景
觸摸是人類最重要的感知方式，是人與機(jī)器進(jìn)行互動(dòng)的最自然的方式。觸控屏發(fā) 展至今已廣泛用于個(gè)人計(jì)算機(jī)、智能電話、公共信息、智能家電、工業(yè)控制等眾多領(lǐng)域。在目 前的觸控領(lǐng)域，主要有電阻式觸控屏、光電式觸控屏、超聲波式觸控屏、平面電容式觸控屏， 近年來(lái)投射電容式觸控屏發(fā)展迅速。
電阻式觸控屏仍是目前市場(chǎng)上的主導(dǎo)產(chǎn)品，但電阻式觸控屏的雙層基板的結(jié)構(gòu)， 使得觸控屏和顯示面板層疊在一起使用時(shí)，觸控屏的反光非常影響顯示的亮度、對(duì)比度、色 飽和度等顯示品質(zhì)，使整個(gè)顯示質(zhì)量大大下降，而加大顯示面板背光的亮度，還會(huì)使功耗大 漲；模擬式電阻觸控屏還存在定位漂移的問題，不時(shí)要進(jìn)行位置校準(zhǔn)；另外，電阻式觸控屏 電極接觸的工作方式，又使得觸控屏的壽命較短。
紅外線式觸控屏和超聲波式觸控屏不會(huì)影響顯示質(zhì)量。但紅外線式觸控屏和超聲 波式觸控屏成本高，水滴和塵埃都會(huì)影響觸控屏工作的可靠性，特別是紅外線式觸控屏和 超聲波式觸控屏機(jī)構(gòu)復(fù)雜、功耗大，使得紅外線式觸控屏和超聲波式觸控屏基本無(wú)法應(yīng)用 在便攜式產(chǎn)品上。
平面電容式觸控屏的單層基板的結(jié)構(gòu)，使得觸控屏和顯示面板層疊在一起使用 時(shí)，觸控屏對(duì)顯示質(zhì)量的影響不大。但平面電容式觸控屏也存在定位漂移的問題，不時(shí)要進(jìn) 行位置校準(zhǔn)；水滴也會(huì)影響觸控屏工作的可靠性；特別是平面電容式觸控屏功耗大、成本 高，也讓平面電容式觸控屏基本無(wú)法應(yīng)用在便攜式產(chǎn)品上。
投射電容式觸控屏仍然可以是單層基板結(jié)構(gòu)，也使得觸控屏和顯示面板層疊在一 起使用時(shí)，觸控屏對(duì)顯示質(zhì)量的影響不大。但投射電容式觸控屏是通過(guò)測(cè)量手指或其他觸 控物對(duì)觸控屏電極間耦合電容的影響，實(shí)際是通過(guò)測(cè)量手指或其他觸控物對(duì)觸控屏電極充 放電的影響，來(lái)探測(cè)手指或其他觸控物在觸控屏上的位置。定位點(diǎn)需要經(jīng)過(guò)模擬計(jì)算，而 非真正的數(shù)字式觸控屏。制造和使用環(huán)境中的分布電容都會(huì)影響觸控屏工作的可靠性，顯 示驅(qū)動(dòng)信號(hào)及其他電信號(hào)的干擾都會(huì)影響觸控屏的工作，水滴也會(huì)影響觸控屏工作的可靠 性；另外，投射電容式觸控屏對(duì)探測(cè)電極線的電阻值方面有較高要求，使得和顯示面板層 疊在一起使用的投射電容式觸控屏的探測(cè)電極線，不能只有如ITO樣的低電導(dǎo)率透明電極 層，還要有如金屬類的高電導(dǎo)率電極層，制做工藝復(fù)雜、成本高，特別是在大尺寸、甚至超大 尺寸觸控屏方面成本過(guò)高。
目前的電容式觸控屏，無(wú)論是平面電容式觸控屏還是投射電容式觸控屏，在與顯 示屏重疊使用時(shí)，如果沒有在顯示屏與觸控屏之間設(shè)置屏蔽層，顯示屏上的顯示信號(hào)或顯 示狀態(tài)，會(huì)通過(guò)顯示屏與觸控屏間的耦合電容對(duì)觸控信號(hào)產(chǎn)生干擾，影響到觸控屏工作的 可靠性。如果在顯示屏與觸控屏之間設(shè)置屏蔽層，屏蔽層有會(huì)減低觸控屏的透射率影響顯 示質(zhì)量，還會(huì)帶來(lái)成本的增加；如果不在顯示屏與觸控屏之間設(shè)置屏蔽層，而是以計(jì)算和甄別判斷軟件來(lái)消除顯示的干擾，也會(huì)耗用相當(dāng)?shù)挠?jì)算資源，使探測(cè)速度變慢成本增高。
電容式觸控屏的另一個(gè)的弱點(diǎn)是，只可以用手指作為觸控物來(lái)操作觸控屏。當(dāng)操 作者帶上手套進(jìn)行觸控時(shí)，電容式觸控屏的反應(yīng)會(huì)變得非常遲鈍，甚至不能正常工作，更不 可以用常規(guī)的非金屬觸控筆操作觸控屏。
另外，電容式觸控屏還存在著防水性能差的問題。觸控屏上的水滴甚至是水氣使 得電容式觸控屏周邊環(huán)境的介電系數(shù)發(fā)生變化，使得電容式觸控屏的可靠性出現(xiàn)問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為了提供一種技術(shù)解決方案，讓電容式觸控屏既可以排除顯示對(duì)觸控 探測(cè)的干擾，又可以讓操作者帶上手套順利工作；既可以排除顯示對(duì)觸控探測(cè)的干擾，又可 以在潮濕或有水滴的環(huán)境下正常工作；實(shí)現(xiàn)電容式觸控屏的高分辨率。
本發(fā)明的基本技術(shù)思路是在電容式觸控屏或具有電容式觸控屏的應(yīng)用產(chǎn)品上建 立觸控信號(hào)的回流電極，將用于探測(cè)觸控信號(hào)變化的觸控檢測(cè)電極和觸控回流電極分別連 接在觸控激勵(lì)源的不同輸出端，在觸控激勵(lì)源、觸控檢測(cè)電極、觸控回流電極、以及觸控檢 測(cè)電極與觸控回流電極間的耦合電容間形成閉合的觸控回路，從觸控激勵(lì)源流入觸控檢測(cè) 電極的觸控信號(hào)再?gòu)挠|控回流電極流回觸控激勵(lì)源；再將觸控系統(tǒng)與其他系統(tǒng)隔離開來(lái)， 防止不同系統(tǒng)間信號(hào)的串?dāng)_，讓觸控信號(hào)在封閉系統(tǒng)中流動(dòng)；通過(guò)檢測(cè)特定頻率的或其他 特定特征的觸控信號(hào)電流的變化來(lái)獲取觸控信息，從而防止其他信號(hào)或其他環(huán)境物質(zhì)對(duì)觸 控探測(cè)的干擾。
本發(fā)明的電容式觸控屏基本工作原理是在觸控板以絕緣層相間隔的不同層上分 別設(shè)置兩組相交的觸控電極組，觸控電路具有觸控激勵(lì)源和觸控信號(hào)檢測(cè)電路；讓觸控屏 上的兩條鄰近的觸控電極線分別連通觸控激勵(lì)源兩個(gè)不同的輸出端，一條作為觸控檢測(cè)電 極，一條作為觸控回流電極。從觸控激勵(lì)源一個(gè)輸出端流出的觸控信號(hào)，經(jīng)觸控信號(hào)采樣元 件流入與其相連的觸控電極線上，經(jīng)不同觸控電極線間的耦合電容流入與檢測(cè)觸控電極所 連通的觸控激勵(lì)源不同輸出端的觸控電極線，再?gòu)呐c被檢測(cè)的觸控電極所連通的觸控激勵(lì) 源不同輸出端流回到觸控激勵(lì)源，觸控信號(hào)在閉合的觸控回路上的流動(dòng)。當(dāng)人的手指或其 他觸控物靠近或接觸兩條連通觸控激勵(lì)源不同輸出端的觸控電極線時(shí)，手指或其他觸控物 改變了不同觸控電極線間的耦合電容，耦合電容的改變讓觸控回路上觸控信號(hào)的電流也相 應(yīng)發(fā)生改變。觸控電路以掃描方式順序地讓觸控屏相鄰的兩條觸控電極線連通觸控激勵(lì)源 兩個(gè)不同的輸出端，并同時(shí)觸控信號(hào)檢測(cè)電路檢測(cè)輸出端上觸控信號(hào)電流的變化，找出觸 控信號(hào)電流變化最大的或電流變化超過(guò)某閾值的觸控電極線，從而找出手指或其他觸控物 在觸控板上的位置。
由于觸控信號(hào)是在觸控電路與觸控板上的不同觸控電極線間所形成的閉合回路 上流動(dòng)，介電系數(shù)與空氣介電系數(shù)不同的非金屬觸控物靠近或接觸觸控屏?xí)r，也可以改變 不同觸控電極線間的耦合電容，造成觸控回路上觸控信號(hào)電流的變化，讓通常的非金屬觸 控筆也可以用于操作電容式觸控屏；金屬觸控物靠近或接觸觸控屏?xí)r，金屬觸控物改變了 不同觸控電極線間耦合電容電極的有效耦合距離，從而改變了觸控電極線間的耦合電容， 造成回路上觸控信號(hào)電流的變化，讓金屬觸控物也可以用于操作電容式觸控屏。
由于觸控信號(hào)是在觸控電路與觸控板上的不同觸控電極線間所形成的閉合回路上流動(dòng)，觸控物改變不同觸控電極線間的耦合電容，造成觸控回路上觸控信號(hào)電流的變化; 也就是只要改變回路內(nèi)器件的特性和參數(shù)，就可以造成觸控回路上觸控信號(hào)電流的變化， 并不需要從觸控屏的觸控電極線上引走泄漏電流，來(lái)讓觸控信號(hào)檢測(cè)電路獲得觸控信息。 這樣就可以將觸控系統(tǒng)(觸控板和觸控電路)與顯示系統(tǒng)(包括顯示屏、背光源及其驅(qū)動(dòng) 電路)和與主機(jī)電路隔離開來(lái)，特別是將觸控電路電源與觸控屏重疊使用的顯示電路電源 和與主機(jī)電源隔離開來(lái)；所謂隔離就是在觸控電路與主機(jī)和與顯示電路間設(shè)置隔離器，讓 觸控信號(hào)不能順利地在兩個(gè)電路間流動(dòng)。這樣，在觸控屏與顯示屏重疊使用時(shí)，觸控信號(hào)就 無(wú)法從觸控屏和觸控電路上流入顯示電路或主機(jī)電路再流回觸控電路，避免觸控屏、觸控 電路與顯示電路間和與主機(jī)電路間所存在的耦合對(duì)觸控探測(cè)產(chǎn)生干擾。
觸控屏上的觸控信號(hào)回路使得，只有在觸控物同時(shí)觸及觸控檢測(cè)電極和觸控回流 電極時(shí)，才會(huì)影響觸控回路上觸控信號(hào)電流的變化，減少了觸控信號(hào)在觸控屏各條觸控電 極之間的串?dāng)_流動(dòng)；并且可以同時(shí)對(duì)多條電極線施加觸控激勵(lì)信號(hào)，進(jìn)一步地減少觸控信 號(hào)的串?dāng)_流動(dòng)，提高對(duì)被觸電極判斷的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)字化的電容式觸控屏。將觸控電 極線做得足夠細(xì)密，觸控屏上的觸控回路在空間上就非常細(xì)小，實(shí)現(xiàn)高精度的電容式觸控 屏。以檢測(cè)各條電極線上觸控信號(hào)變化量的相對(duì)值來(lái)確定被觸電極線，可以降低對(duì)電極線 的電阻值方面的要求，實(shí)現(xiàn)大尺寸、甚至超大尺寸的電容觸控屏。
當(dāng)觸控屏的表面落有水滴時(shí)，由于水的介電系數(shù)比空氣的介電系數(shù)大很多，有水 滴處觸控電極間的耦合電容就會(huì)發(fā)生變化，從而改變觸控信號(hào)電流的大小，造成觸控電路 誤判為操作者的觸控。為避免誤判的產(chǎn)生，在手持式應(yīng)用產(chǎn)品外殼體上設(shè)置電極，并選擇外 殼體上的電極為觸控回流電極，操作者持握應(yīng)用產(chǎn)品手掌接觸產(chǎn)品外殼體，手指靠近或觸 摸觸控屏?xí)r，手指與觸控電極線間形成耦合電容，電極線上的觸控激勵(lì)信號(hào)就會(huì)通過(guò)此耦 合電容部分流入手指，通過(guò)持握應(yīng)用產(chǎn)品的手掌流入應(yīng)用產(chǎn)品外殼體上的觸控回流電極， 再?gòu)挠|控回流電極流回到觸控激勵(lì)源，形成觸控信號(hào)在閉合回路上的流動(dòng)。觸控屏表面的 水滴并不會(huì)造成觸控電極與應(yīng)用產(chǎn)品外殼體上觸控回流電極間的連接，就無(wú)法形成觸控激 勵(lì)源、觸控檢測(cè)電極和觸控回流電極的閉合回路，也就不會(huì)影響到觸控電路對(duì)觸控信號(hào)的 判斷。
本發(fā)明的技術(shù)問題通過(guò)以下的技術(shù)方案予以解決
一種電容式觸控屏，包括觸控基板和觸控電路，觸控電路具有觸控激勵(lì)源和觸控 信號(hào)檢測(cè)電路，觸控基板上設(shè)置有觸控電極組；觸控基板上設(shè)置有不少于兩組觸控電極時(shí)， 各組觸控電極設(shè)置在不同的觸控基板上或以絕緣層相隔離設(shè)置在同一觸控基板上；觸控基 板設(shè)置在應(yīng)用產(chǎn)品上，應(yīng)用產(chǎn)品具有顯示系統(tǒng)(包括顯示屏及其驅(qū)動(dòng)電路、背光源及其驅(qū) 動(dòng)電路)；觸控激勵(lì)源的第一輸出端用于在檢測(cè)時(shí)段的至少部分時(shí)刻對(duì)連接的電極線施加 觸控信號(hào)；觸控信號(hào)檢測(cè)電路用于在檢測(cè)時(shí)段的至少部分時(shí)刻選擇其中至少部分電極線為 觸控檢測(cè)電極，來(lái)探測(cè)該部分電極線是否被觸碰；所述觸控檢測(cè)電極是指在對(duì)該電極施加 有觸控信號(hào)的同時(shí)，還檢測(cè)流經(jīng)該電極觸控信號(hào)變化的電極；觸控電路在選擇部分電極為 檢測(cè)電極的同時(shí)，還選擇觸控基板的部分電極線為觸控回流電極；所述觸控回流電極是指， 在對(duì)觸控檢測(cè)電極施加觸控信號(hào)并檢測(cè)流經(jīng)其觸控信號(hào)變化的時(shí)刻，連通于觸控激勵(lì)源的 第二輸出端或連通于另一觸控激勵(lì)源，為檢測(cè)電極上的觸控信號(hào)提供回流通路的觸控電 極。
另一種方案是一種電容式觸控屏，包括觸控基板和觸控電路，觸控電路具有觸控 激勵(lì)源和觸控信號(hào)檢測(cè)電路，觸控基板上設(shè)置有觸控電極組；觸控基板上設(shè)置有不少于兩 組的觸控電極時(shí)，各組觸控電極設(shè)置在不同的觸控基板上或以絕緣層相隔離設(shè)置在同一觸 控基板上；觸控基板設(shè)置在應(yīng)用產(chǎn)品上，應(yīng)用產(chǎn)品具有顯示系統(tǒng)(包括顯示屏及其驅(qū)動(dòng)電 路、背光源及其驅(qū)動(dòng)電路)；觸控激勵(lì)源的第一輸出端用于在檢測(cè)時(shí)段的至少部分時(shí)刻對(duì) 連接的電極線施加觸控信號(hào)；觸控信號(hào)檢測(cè)電路用于在檢測(cè)時(shí)段的至少部分時(shí)刻選擇其中 至少部分電極線為觸控檢測(cè)電極，來(lái)探測(cè)該部分電極線是否被觸碰；所述觸控檢測(cè)電極是 指在對(duì)該電極施加有觸控信號(hào)的同時(shí)，還檢測(cè)流經(jīng)該電極觸控信號(hào)變化的電極；應(yīng)用產(chǎn)品 外殼體上設(shè)置有電極；觸控電路選擇應(yīng)用產(chǎn)品外殼體上的電極為觸控回流電極；所述觸控 回流電極是指，在對(duì)觸控檢測(cè)電極施加觸控信號(hào)并檢測(cè)流經(jīng)其觸控信號(hào)變化的時(shí)刻，連通 于觸控激勵(lì)源的第二輸出端或連通于另一觸控激勵(lì)源，為檢測(cè)電極上的觸控信號(hào)提供回流 通路的觸控電極。
本發(fā)明的技術(shù)問題通過(guò)以下的技術(shù)方案進(jìn)一步予以解決
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述觸控回流電極是部分的或所有的與觸控檢測(cè) 電極不相交的電極線，或是部分的或所有的與觸控檢測(cè)電極相交的電極線，或是部分的或 所有的與觸控檢測(cè)電極相交的和不相交的電極線。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述與觸控檢測(cè)電極不相交的觸控回流電極是與 觸控檢測(cè)電極相鄰的一側(cè)或兩側(cè)的電極線。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述觸控基板是撓性的或硬性的透明基板。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述觸控基板與平板顯示屏合用基板。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述觸控電極是顯示屏電極。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述觸控基板上連接觸控電路的電極線設(shè)置于觸 控基板的觸摸面或非觸摸面。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述觸控基板上除具有連接觸控電路的電極線 外，還具有不連接觸控電路的電極。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述觸控電路同時(shí)對(duì)觸控基板上的多條觸控檢測(cè) 電極進(jìn)行觸控探測(cè)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述觸控基板上多條觸控檢測(cè)電極是并聯(lián)在一起 進(jìn)行檢測(cè)的。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述觸控基板上多條觸控檢測(cè)電極是分別獨(dú)立進(jìn) 行檢測(cè)的。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述多條獨(dú)立檢測(cè)的觸控檢測(cè)電極所連通的觸控 激勵(lì)源輸出端是不同的。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述觸控檢測(cè)電極與觸控回流電極所連通的同一 觸控激勵(lì)源不同輸出端上的或不同觸控激勵(lì)源輸出端上的觸控信號(hào)是不同的。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述觸控信號(hào)的不同是指觸控信號(hào)的幅值、相位、 頻率中至少一項(xiàng)不同。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述連通不同電極線的同一觸控激勵(lì)源不同輸出 端或不同觸控激勵(lì)源輸出端中，至少有一個(gè)輸出端連通觸控電路的接地端。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述觸控電路與應(yīng)用產(chǎn)品的主機(jī)電路和顯示系統(tǒng) 之間，或觸控電路電源與應(yīng)用產(chǎn)品的主機(jī)電路電源和顯示系統(tǒng)電源之間，或觸控電路的觸 控激勵(lì)源與應(yīng)用產(chǎn)品的主機(jī)電路電源和顯示系統(tǒng)電源之間，設(shè)置有信號(hào)隔離器件；所述信 號(hào)隔離器件是觸控信號(hào)的高阻器件。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述觸控基板上的觸控電極是一組不交的電極 線，觸控電路通過(guò)比較不同電極線上觸控信號(hào)變化的大小確定被觸電極，以流經(jīng)被觸電極 上觸控信號(hào)變化的大小定位觸摸點(diǎn)在被觸電極上的位置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述觸控基板上的觸控電極是一組不交的電極 線，不同電極線在不同方向具有引出端，取不同方向引出端的電極線為檢測(cè)電極；觸控電路 通過(guò)比較不同觸控電極線上觸控信號(hào)變化的大小確定被觸電極，通過(guò)比較不同方向引出端 的檢測(cè)電極上觸控信號(hào)變化的大小定位觸摸點(diǎn)在被觸電極上的位置。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)具體方面，所述不交的電極線是折線。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比的有益效果是
本發(fā)明的技術(shù)解決方案，在觸控屏或具有觸控屏的應(yīng)用產(chǎn)品上建立了觸控信號(hào)的 回流電極，在觸控電路和觸控電極間形成觸控信號(hào)的閉合回路，再將觸控系統(tǒng)與其他系統(tǒng) 隔離開來(lái)，降低了不同系統(tǒng)間信號(hào)的串?dāng)_，防止了其他信號(hào)特別是顯示信號(hào)對(duì)觸控探測(cè)的影響。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案，觸控電路和觸控屏上的觸控電極間形成了觸控信號(hào)的閉 合回路，觸控物改變不同電極線間的耦合電容，讓操作者帶上手套也可以順利工作，讓非金 屬筆和金屬筆都可以操作觸控屏。觸控屏上的觸控信號(hào)回路，還減少了觸控信號(hào)在觸控屏 各條觸控電極之間的串?dāng)_流動(dòng)，提高對(duì)被觸電極判斷的準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)字化的電容式 觸控屏。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案，在應(yīng)用產(chǎn)品外殼體上設(shè)置觸控回流電極，在觸控電路、觸 控屏上的觸控電極和外殼體觸控回流電極間建立觸控信號(hào)的閉合回路，避免了水滴對(duì)觸控 電路判斷觸控信號(hào)產(chǎn)生的影響。


圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式
一和方式二的電氣連接示意圖2是本發(fā)明具體實(shí)施方式
三的電氣連接示意圖3是本發(fā)明具體實(shí)施方式
四的電氣連接示意圖4是本發(fā)明具體實(shí)施方式
五的電氣連接示意圖5是本發(fā)明具體實(shí)施方式
六的電氣連接示意圖6是本發(fā)明具體實(shí)施方式
七的電氣連接示意圖7是本發(fā)明具體實(shí)施方式
八的電氣連接示意圖8是本發(fā)明具體實(shí)施方式
九的電氣連接示意圖。
具體實(shí)施方式
以下各附圖中的連接線并不只代表單線連接，也代表多線的連接關(guān)系。
具體實(shí)施方式
一
如圖Ia所示的電容式觸控屏100，包括觸控板110和觸控電路140等。觸控板 110上設(shè)置有兩組以絕緣層相間隔的相互正交的行電極組120(有行電極線121、122、…、 12i-2、12i-l、12i、12i+l、12i+2、"、12m)和列電極組 130(有列電極線 131、132、···、13」_2、 13j-l、13j、13j+l、13j+2、…、13η)。觸控電路140具有觸控激勵(lì)源150和觸控信號(hào)檢測(cè)電 路160。觸控激勵(lì)源150的觸控信號(hào)頻率選擇在IOOKHz或以上。觸控信號(hào)檢測(cè)電路160是 由信號(hào)檢測(cè)通道161、數(shù)據(jù)采樣通道162、數(shù)據(jù)處理和時(shí)序控制器163組成；信號(hào)檢測(cè)通道 161具有觸控信號(hào)采樣元件1611、緩沖器1612、差分放大電路1613等；數(shù)據(jù)采樣通道162具 有模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；數(shù)據(jù)處理和時(shí)序控制電路163是具有數(shù)據(jù)運(yùn)算能力、數(shù)據(jù)輸出輸入接口 的中央處理器(CPU、MCU)，中央處理器具有控制軟件、數(shù)據(jù)處理軟件。
觸控電路140的觸控信號(hào)檢測(cè)電路160選擇行電極組120中的電極線12i為檢測(cè) 電極，讓電極線12i通過(guò)觸控信號(hào)采樣元件1611與觸控激勵(lì)源150的輸出端151連通，觸 控信號(hào)檢測(cè)電路160的其他電路連接觸控信號(hào)采樣元件1611的兩端；讓行電極組120中的 電極線12i-l和12i+l都與觸控激勵(lì)源150的輸出端152連通，作為觸控信號(hào)的回流電極； 再通過(guò)電極線12i與電極線12i-l間的耦合電容C^1、與電極線12i+l間的耦合電容Ci+1，形 成觸控信號(hào)的閉合觸控回路；讓行電極組120中所有其余的行電極線和列電極組130的所 有列電極線也都與觸控激勵(lì)源150的輸出端151連通。從觸控激勵(lì)源輸出端151流出的觸 控信號(hào)，經(jīng)觸控信號(hào)采樣元件1611流入行電極線12i上，經(jīng)電極線12i與電極線12i-l間 的耦合電容C^1流入電極線12i-l、經(jīng)電極線12i與電極線12i+l間的耦合電容Cw流入電 極線12i+l，再?gòu)碾姌O線12i-l和12i+l流回觸控激勵(lì)源輸出端152，觸控信號(hào)在閉合的觸 控回路上的流動(dòng)，等效電路如圖Ib所示。
當(dāng)作為觸控物170的人的手指靠近或接觸行電極線12i時(shí)，由于手指具有一定的 寬度，同時(shí)也就觸及到行電極線12i-l和行電極線12i+l，人體的介電系數(shù)遠(yuǎn)大于空氣的介 電系數(shù)，使得耦合電容。和Cw的容值增大容抗減小，觸控回路上觸控信號(hào)的電流相應(yīng)變 大，等效電路如圖Ic所示。當(dāng)手指靠近或接觸非12i、12i-l和12i+l的其他行電極線的位 置時(shí)，雖然也會(huì)使得行電極線之間、行電極線和列電極線之間的耦合電容都發(fā)生改變，但由 于在所觸位置上，各電極所連通觸控激勵(lì)源150的輸出端都是同一輸出端151，流經(jīng)觸控信 號(hào)采樣元件1611上觸控信號(hào)電流的變化就非常小。
觸控電路140以掃描方式，順序地讓觸控屏100各電極線通過(guò)觸控信號(hào)采樣元件 1611連通觸控激勵(lì)源150的輸出端151，同時(shí)使其兩側(cè)相鄰的觸控電極線連通觸控激勵(lì)源 150的輸出端152，讓所有其余的電極線也連通觸控激勵(lì)源150的輸出端151，同時(shí)觸控信號(hào) 檢測(cè)電路160檢測(cè)流經(jīng)觸控信號(hào)采樣元件1611上觸控信號(hào)電流的變化，找出觸控信號(hào)電流 變化最大的并超過(guò)某閾值的觸控電極線為被觸電極線；以行電極組120中的被觸電極線和 列電極組130中的被觸電極線的交叉位置為手指的觸控位置。
判斷被觸電極線的條件，也可只以檢測(cè)到流經(jīng)的觸控信號(hào)變化量超過(guò)某設(shè)定閾值 的電極線為被觸電極線，讓電容式觸控屏100允許同時(shí)多點(diǎn)觸控。
由于觸控信號(hào)是在觸控電路140與觸控板110上的不同觸控電極線間所形成的閉 合回路上流動(dòng)，觸控物170以介電系數(shù)與空氣介電系數(shù)不同的非金屬物體靠近或接觸觸控 屏100時(shí)，也是可以改變相鄰觸控電極線間的耦合電容C^1和Ci+1，造成觸控回路上觸控信 號(hào)電流的變化，讓非金屬觸控物(如通常的觸控筆)也可以用于操作電容式觸控屏100 ；觸控物170以金屬物體靠近或接觸觸控屏100時(shí)，金屬物體改變了相鄰觸控電極線間的有效 耦合距離，從而改變了觸控電極線間的耦合電容C^1和Ci+1，造成回路上觸控信號(hào)電流的變 化，讓金屬觸控物(如金屬觸控筆)也可以用于操作電容式觸控屏100。
也可以在檢測(cè)時(shí)段中，讓行電極組120中的行電極線12i通過(guò)觸控信號(hào)采樣元件 1611與觸控激勵(lì)源150的輸出端151連通，觸控信號(hào)檢測(cè)電路160的其他電路連接觸控信 號(hào)采樣元件1611的兩端；讓行電極組120中所有其余的行電極線(包括行電極線12i-l和 12 +1)都與觸控激勵(lì)源150的輸出端152連通，作為觸控信號(hào)的回流電極；讓列電極組130 的所有列電極線都直接與觸控激勵(lì)源150的輸出端151連通。觸控物170靠近或接觸行電 極線12i時(shí)，同樣會(huì)使得耦合電容Cp1和Cw的改變，通過(guò)檢測(cè)流經(jīng)觸控信號(hào)采樣元件1611 上觸控信號(hào)電流的變化，可找出被觸電極線。
也可以在檢測(cè)時(shí)段中，讓行電極組120中的行電極線12i通過(guò)觸控信號(hào)采樣元件 1611與觸控激勵(lì)源150的輸出端151連通，觸控信號(hào)檢測(cè)電路160的其他電路連接觸控信 號(hào)采樣元件1611的兩端；讓行電極組120中所有其余的行電極線(包括行電極線12i-l和 12 +1)都與觸控激勵(lì)源150的輸出端152連通；讓列電極組130的所有列電極線也都與觸 控激勵(lì)源150的輸出端152連通。觸控物170靠近或接觸行電極線12i時(shí)，同樣會(huì)使得耦 合電容C^1和Cw的改變，通過(guò)檢測(cè)流經(jīng)觸控信號(hào)采樣元件1611上觸控信號(hào)電流的變化，可 找出被觸電極線。
也可以在檢測(cè)時(shí)段中，行電極線12i通過(guò)觸控信號(hào)采樣元件1611與觸控激勵(lì)源 150的輸出端151連通，觸控信號(hào)檢測(cè)電路160的其他電路連接觸控信號(hào)采樣元件1611的 兩端；讓行電極組120中所有其余的行電極線也與觸控激勵(lì)源150的輸出端151連通，讓列 電極組130的所有列電極線都與觸控激勵(lì)源150的輸出端152連通，作為觸控信號(hào)的回流 電極。觸控物170靠近或接觸行電極線12i時(shí)，會(huì)使得行電極線12i和列電極組130之間 的耦合電容都發(fā)生改變，通過(guò)檢測(cè)流經(jīng)觸控信號(hào)采樣元件1611上觸控信號(hào)電流的變化，可 找出被觸電極線。
也可以在檢測(cè)時(shí)段中，行電極線12i通過(guò)觸控信號(hào)采樣元件1611與觸控激勵(lì)源 150的輸出端151連通，觸控信號(hào)檢測(cè)電路160的其他電路連接觸控信號(hào)采樣元件1611的 兩端；讓行電極組120中所有其余的行電極線也與觸控激勵(lì)源150的輸出端151連通，讓 列電極組130中的電極線131、132、…、13j-l也都與觸控激勵(lì)源150的輸出端151連通； 讓列電極組130中的電極線13 j、…、13η都與觸控激勵(lì)源150的輸出端152連通，作為觸 控信號(hào)的回流電極。觸控物170靠近或接觸行電極線12i位于列電極線131到13j-l之間 的部分時(shí)，雖然會(huì)使得電極線12i與電極線12i-l、12i+l之間的耦合電容都發(fā)生改變，也會(huì) 使行電極線12i和列電極組130之間的耦合電容都發(fā)生改變，但由于在所觸位置上，各電極 所連通觸控激勵(lì)源150的輸出端都是同一輸出端151，流經(jīng)觸控信號(hào)采樣元件1611上觸控 信號(hào)電流的變化非常?。挥|控物170靠近或接觸行電極線12i位于列電極線13 j到13η之 間的部分時(shí)，會(huì)使得行電極線12i和列電極組130之間的耦合電容都發(fā)生改變，在所觸位置 上，行電極線12i與列電極線13j、…、13η所連通觸控激勵(lì)源150的輸出端是不相同的，流 經(jīng)觸控信號(hào)采樣元件1611上觸控信號(hào)電流的變化較大；通過(guò)檢測(cè)流經(jīng)觸控信號(hào)采樣元件 1611上觸控信號(hào)電流的變化，可找出被觸電極線。
具體實(shí)施方式
二
如圖Ia所示的電容式觸控屏100，包括觸控板110和觸控電路140等。觸控板 110上設(shè)置有兩組以絕緣層相間隔的相互正交的行電極組120(有行電極線121、122、…、 12i-2、12i-l、12i、12i+l、12i+2、"、12m)和列電極組 130(有列電極線 131、132、···、13」_2、 13j-l、13j、13j+l、13j+2、…、13η)。觸控電路140具有觸控激勵(lì)源150和觸控信號(hào)檢測(cè)電 路160。觸控激勵(lì)源150的觸控信號(hào)頻率選擇在IOOKHz或以上。觸控信號(hào)檢測(cè)電路160是 由信號(hào)檢測(cè)通道161、數(shù)據(jù)采樣通道162、數(shù)據(jù)處理和時(shí)序控制器163組成；信號(hào)檢測(cè)通道 161具有觸控信號(hào)采樣元件1611、緩沖器1612、差分放大電路1613等；數(shù)據(jù)采樣通道162具 有模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；數(shù)據(jù)處理和時(shí)序控制電路163是具有數(shù)據(jù)運(yùn)算能力、數(shù)據(jù)輸出輸入接口 的中央處理器(CPU、MCU)，中央處理器具有控制軟件、數(shù)據(jù)處理軟件。
觸控電路140的觸控信號(hào)檢測(cè)電路160，讓行電極組120中的電極線12i與觸控 激勵(lì)源150的輸出端152連通，作為觸控信號(hào)的回流電極；選擇行電極組120中的電極線 12 -1和12 +1為檢測(cè)電極，讓電極線12 -1和12 +1都通過(guò)觸控信號(hào)采樣元件1611與觸 控激勵(lì)源150的輸出端151連通，觸控信號(hào)檢測(cè)電路160的其他電路連接觸控信號(hào)采樣元 件1611的兩端；再通過(guò)電極線12i-l與電極線12i間的耦合電容Cg、電極線12i+l與電 極線12i間的耦合電容Ci+1，形成觸控信號(hào)的閉合觸控回路；讓行電極組120中所有其余的 行電極線和列電極組130的所有列電極線都直接與觸控激勵(lì)源150的輸出端152連通。從 觸控激勵(lì)源輸出端151經(jīng)觸控信號(hào)采樣元件1611流入行電極線12i-l和12i+l的觸控信 號(hào)，一部分經(jīng)電極線12i-l與電極線12i間的耦合電容Ch流入電極線12i、經(jīng)電極線12i+l 與電極線12i間的耦合電容Cw也流入電極線12i，再?gòu)碾姌O線12i流回觸控激勵(lì)源輸出 端152 ；另一部分經(jīng)行電極線12i-l和12i+l與列電極線間的耦合電容流入列電極線，再?gòu)?列電極線流回觸控激勵(lì)源輸出端152，觸控信號(hào)在閉合的觸控回路上的流動(dòng)，等效電路如圖 Id所示。
當(dāng)作為觸控物170的人的手指靠近或接觸行電極線12i時(shí)，由于手指具有一定的 寬度，同時(shí)也就觸及到行電極線12i-l和行電極線12i+l，人體的介電系數(shù)遠(yuǎn)大于空氣的介 電系數(shù)，使得耦合電容。和Cw的容值增大容抗減小，觸控回路上觸控信號(hào)的電流相應(yīng)變 大，等效電路如圖Ie所示。
觸控電路140以掃描方式，順序地讓觸控屏100各電極線連通觸控激勵(lì)源150的 輸出端151，同時(shí)使其兩側(cè)相鄰的觸控電極線通過(guò)觸控信號(hào)采樣元件1611連通觸控激勵(lì)源 150的輸出端152，讓所有其余的電極線也連通觸控激勵(lì)源150的輸出端152，同時(shí)觸控信號(hào) 檢測(cè)電路160檢測(cè)流經(jīng)觸控信號(hào)采樣元件1611上觸控信號(hào)電流的變化，找出觸控信號(hào)電流 變化最大的并超過(guò)某閾值的觸控電極線為被觸電極線；以行電極組120中的被觸電極線和 列電極組130中的被觸電極線的交叉位置為手指的觸控位置。
判斷被觸電極線的條件，也可只以檢測(cè)到流經(jīng)的觸控信號(hào)變化量超過(guò)某設(shè)定閾值 的電極線為被觸電極線，讓電容式觸控屏100允許同時(shí)多點(diǎn)觸控。
由于觸控信號(hào)是在觸控電路140與觸控板110上的不同觸控電極線間所形成的閉 合回路上流動(dòng)，觸控物170以介電系數(shù)與空氣介電系數(shù)不同的非金屬物體靠近或接觸觸控 屏100時(shí)，也是可以改變相鄰觸控電極線間的耦合電容Ch和Ci+1，造成觸控回路上觸控信 號(hào)電流的變化，讓非金屬觸控物(如通常的觸控筆)也可以用于操作電容式觸控屏100 ；觸 控物170以金屬物體靠近或接觸觸控屏100時(shí)，金屬物體改變了相鄰觸控電極線間的有效11耦合距離，從而改變了觸控電極線間的耦合電容CV1和Ci+1，造成回路上觸控信號(hào)電流的變 化，讓金屬觸控物(如金屬觸控筆)也可以用于操作電容式觸控屏100。
也可以在檢測(cè)時(shí)段中，讓行電極組120中的行電極線12i_2、12i和12i+2都與觸 控激勵(lì)源150的輸出端151連通，作為觸控信號(hào)的回流電極；讓行電極線12i-l和12i+l都 通過(guò)觸控信號(hào)采樣元件1611與觸控激勵(lì)源150的輸出端152連通，觸控信號(hào)檢測(cè)電路160 的其他電路連接觸控信號(hào)采樣元件1611的兩端；讓行電極組120中所有其余的行電極線 和讓列電極組130的所有列電極線也都與觸控激勵(lì)源150的輸出端152連通。觸控物170 靠近或接觸行電極線12i時(shí)，同樣會(huì)使得電極線12i-2與電極線12i-l之間的耦合電容、電 極線12i-l與電極線12i之間的耦合電容、電極線12i與電極線Ui+Ι之間的耦合電容、電 極線12i+l與電極線12i+2之間的耦合電容都發(fā)生改變，通過(guò)檢測(cè)流經(jīng)觸控信號(hào)采樣元件 1611上觸控信號(hào)電流的變化，可找出被觸電極線。
具體實(shí)施方式
三
如圖2所示的電容式觸控屏的應(yīng)用產(chǎn)品200，包括透明觸控板210、觸控電路M0、 顯示系統(tǒng)和主機(jī)電路280等。觸控板210上設(shè)置有兩組以絕緣層相間隔的相互正交的行電 極組220(有行電極線221、222、…、22i_l、22i、22i+l、…、22m)和列電極組230(有列電 極線231、232、…、23j-l、23j、23j+l、…、23η)。觸控電路240具有觸控激勵(lì)源250和觸 控信號(hào)檢測(cè)電路260。觸控激勵(lì)源250的輸出端口為251和252，觸控激勵(lì)源250的觸控信 號(hào)頻率選擇在IOOKHz ；觸控信號(hào)檢測(cè)電路260是由信號(hào)檢測(cè)通道沈1、數(shù)據(jù)采樣通道沈2、 數(shù)據(jù)處理和時(shí)序控制器263組成；信號(hào)檢測(cè)通道261具有觸控信號(hào)采樣元件沈11、緩沖器 2612和沈13、信號(hào)濾波器沈14、差分放大電路沈15等，其中信號(hào)濾波器沈14具有阻止頻率 非IOOKHz信號(hào)通過(guò)的能力；數(shù)據(jù)采樣通道262具有模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；數(shù)據(jù)處理和時(shí)序控制電 路263是具有數(shù)據(jù)運(yùn)算能力、數(shù)據(jù)輸出輸入接口的中央處理器(CPU、MCU)，中央處理器具有 控制軟件、數(shù)據(jù)處理軟件。顯示系統(tǒng)具有顯示屏271、顯示驅(qū)動(dòng)電路272、背光源273、背光源 驅(qū)動(dòng)電路274和顯示系統(tǒng)電源275等。透明觸控板210緊靠在顯示屏271的正面上，背光 源273也緊靠顯示屏271的背面。主機(jī)電路280具有主機(jī)電源281等。
觸控電路240的觸控信號(hào)檢測(cè)電路260選擇行電極組220中的電極線22i為檢測(cè) 電極，讓電極線22i通過(guò)觸控信號(hào)采樣元件沈11與觸控激勵(lì)源250的輸出端251連通，觸 控信號(hào)檢測(cè)電路260的緩沖器沈12和沈13連接觸控信號(hào)采樣元件沈11的兩端，信號(hào)濾波 器沈14連接緩沖器沈12和沈13、差分放大電路沈15連接信號(hào)濾波器沈14 ；讓行電極組 220中的電極線22i-l和22i+l都與觸控激勵(lì)源250的輸出端252連通，作為觸控信號(hào)的 回流電極；再通過(guò)電極線22i與電極線22i-l間的耦合電容C^1、與電極線22i+l間的耦合 電容Ci+1，形成觸控信號(hào)的閉合觸控回路；讓行電極組220中所有其余的行電極線和列電極 組230的所有列電極線都直接與觸控激勵(lì)源250的輸出端251連通。主機(jī)電源281連接顯 示系統(tǒng)的顯示系統(tǒng)電源275，顯示系統(tǒng)電源275連接顯示驅(qū)動(dòng)電路272和背光源驅(qū)動(dòng)電路 274，顯示驅(qū)動(dòng)電路272和背光源驅(qū)動(dòng)電路274分別連接顯示屏271和背光源273。觸控電 路240觸控激勵(lì)源250的電源端和觸控信號(hào)檢測(cè)電路沈0的電源端通過(guò)兩個(gè)電感元件241 和242連接主機(jī)電源；觸控信號(hào)檢測(cè)電路260的數(shù)據(jù)處理和時(shí)序控制器263連接數(shù)據(jù)采 樣通道沈2，數(shù)據(jù)采樣通道262連接信號(hào)檢測(cè)通道；信號(hào)檢測(cè)通道的觸控信號(hào)采樣 元件沈11連接在觸控激勵(lì)源250和觸控板210的電極線之間，信號(hào)檢測(cè)通道內(nèi)差分放大電路沈15通過(guò)信號(hào)濾波器沈13連接緩沖器沈12和沈13、緩沖器沈12連接在觸控信號(hào) 采樣元件沈11連接觸控板210電極線的端點(diǎn)，緩沖器沈13連接在觸控信號(hào)采樣元件沈11 連接觸控激勵(lì)源250的端點(diǎn)；數(shù)據(jù)處理和時(shí)序控制器沈3同時(shí)連接主機(jī)電路觀0。
當(dāng)人的手指290靠近或接觸行電極線22i時(shí)，由于手指290具有一定的寬度，同時(shí) 也就觸及到行電極線22i-l和行電極線22i+l，人體的介電系數(shù)遠(yuǎn)大于空氣的介電系數(shù)，使 得耦合電容C^1和Cw的容值增大容抗減小，觸控回路上觸控信號(hào)的電流相應(yīng)變大。通過(guò)檢 測(cè)流經(jīng)觸控信號(hào)采樣元件上觸控信號(hào)電流的變化，可找出被觸電極線。
由于觸控板210是緊靠在顯示屏271上，觸控板210上的各電極線也與顯示屏271 的電極間存在耦合電容CTD。觸控激勵(lì)源250輸出到觸控板210電極線上的觸控信號(hào)，具有 通過(guò)耦合電容Ctd流入顯示屏271電極、再流入顯示系統(tǒng)電源275、再流入主機(jī)電源、再 從主機(jī)電源281流回觸控激勵(lì)源250的傾向；但由于在觸控電路240與主機(jī)電源的連 接線上設(shè)置有電感元件241和M2，使得較高頻的觸控信號(hào)不能順利通過(guò)；觸控信號(hào)在觸控 激勵(lì)源250、觸控板210電極線和顯示屏271間不能獲得通暢的回路，就防止了觸控信號(hào)在 觸控系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)間串流，避免觸控屏與顯示屏間的耦合電容對(duì)觸控探測(cè)產(chǎn)生干擾；同 時(shí)，信號(hào)檢測(cè)通道261內(nèi)的信號(hào)濾波器沈14也阻止了其他非IOOKHz干擾信號(hào)的通過(guò)，進(jìn)一 步降低了干擾信號(hào)對(duì)觸控探測(cè)的影響。
上述信號(hào)檢測(cè)通道的觸控信號(hào)采樣元件沈11連接在觸控激勵(lì)源250和觸控 板210的電極線之間，信號(hào)檢測(cè)通道內(nèi)差分放大電路沈15通過(guò)信號(hào)濾波器沈14連接 緩沖器2612和沈13、緩沖器2612連接在觸控信號(hào)采樣元件沈11連接觸控板210電極線的 端點(diǎn)，緩沖器2613連接在觸控信號(hào)采樣元件沈11連接觸控激勵(lì)源250的端點(diǎn)。觸控信號(hào) 采樣元件連接觸控激勵(lì)源250的端點(diǎn)是信號(hào)檢測(cè)通道261的信號(hào)測(cè)量參考點(diǎn)，而這個(gè) 信號(hào)測(cè)量參考點(diǎn)也可以選擇在其他位置，也就是緩沖器2613可連接如觸控電路240的接地 端、或主機(jī)電路觀0的接地端、或?qū)ＴO(shè)的比較電路中的某一端，以獲得更好的測(cè)量效果。
具體實(shí)施方式
四
如圖3所示的電容式觸控屏的應(yīng)用產(chǎn)品300，包括透明觸控板310、觸控電路340、 顯示系統(tǒng)和主機(jī)電路380等。觸控板310上設(shè)置有兩組以絕緣層相間隔的相互正交的行電 極組320(有行電極線321、322、...、32i_l、32i、32i+l、...、32m)和列電極組330(有列電極 線331、332、...、33j-l、33j、33j+l、...、33n)。觸控電路340具有觸控激勵(lì)源350和觸控信 號(hào)檢測(cè)電路360。觸控激勵(lì)源350的輸出端口為351和352，觸控激勵(lì)源350的觸控信號(hào)頻 率選擇在400KHz ；觸控激勵(lì)源350的輸出端口具有對(duì)400KHz頻率信號(hào)的選通濾波器353 ； 觸控信號(hào)檢測(cè)電路360是由信號(hào)檢測(cè)通道361、數(shù)據(jù)采樣通道362、數(shù)據(jù)處理和時(shí)序控制器 363組成；信號(hào)檢測(cè)通道361具有觸控信號(hào)采樣元件3611、緩沖器3612和3613、差分放大電 路3614等；數(shù)據(jù)采樣通道362具有模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；數(shù)據(jù)處理和時(shí)序控制電路363是具有數(shù) 據(jù)運(yùn)算能力、數(shù)據(jù)輸出輸入接口的中央處理器(CPU、MCU)，中央處理器具有控制軟件、數(shù)據(jù) 處理軟件。顯示系統(tǒng)具有顯示屏371、顯示驅(qū)動(dòng)電路372、背光源373、背光源驅(qū)動(dòng)電路374 和顯示系統(tǒng)電源375等。透明觸控板310緊靠在顯示屏371上，背光源373也緊靠顯示屏 371的背面。主機(jī)電路380具有主機(jī)電源381等。
觸控電路340的觸控信號(hào)檢測(cè)電路360選擇行電極組320中的電極線32i為檢測(cè) 電極，讓電極線32i通過(guò)觸控信號(hào)采樣元件3611與觸控激勵(lì)源350的輸出端351連通，觸控13信號(hào)檢測(cè)電路360的其他電路連接觸控信號(hào)采樣元件3611的兩端；讓行電極組320中的電 極線32i-l和32i+l都經(jīng)過(guò)選通濾波器353與觸控激勵(lì)源350的輸出端352連通，作為觸 控信號(hào)的回流電極；再通過(guò)電極線32i與電極線32i-l間的耦合電容C^1、與電極線32i+l 間的耦合電容Ci+1，形成觸控信號(hào)的閉合觸控回路；讓行電極組320中所有其余的行電極線 和列電極組330的所有列電極線都直接與觸控激勵(lì)源350的輸出端351連通。顯示系統(tǒng)的 顯示系統(tǒng)電源375通過(guò)兩個(gè)電感元件376和377連接主機(jī)電源381，顯示系統(tǒng)電源375連接 顯示驅(qū)動(dòng)電路372和背光源驅(qū)動(dòng)電路374，顯示驅(qū)動(dòng)電路372和背光源驅(qū)動(dòng)電路374分別連 接顯示屏371和背光源373。主機(jī)電源381連接觸控電路340觸控激勵(lì)源350的電源端和 觸控信號(hào)檢測(cè)電路360的電源端；觸控信號(hào)檢測(cè)電路360的數(shù)據(jù)處理和時(shí)序控制器363連 接數(shù)據(jù)采樣通道362，數(shù)據(jù)采樣通道362連接信號(hào)檢測(cè)通道361 ；信號(hào)檢測(cè)通道361內(nèi)差分 放大電路3614連接緩沖器3612和3613，緩沖器3612和3613連接觸控信號(hào)采樣元件3611 的兩端，信號(hào)檢測(cè)通道361的觸控信號(hào)采樣元件3611連接在觸控激勵(lì)源350和觸控板310 的電極線之間；數(shù)據(jù)處理和時(shí)序控制器363同時(shí)連接主機(jī)電路380。
當(dāng)人的手指390靠近或接觸行電極線32i時(shí)，由于手指390具有一定的寬度，同時(shí) 也就觸及到行電極線32i-l和行電極線32i+l，人體的介電系數(shù)遠(yuǎn)大于空氣的介電系數(shù)，使 得耦合電容C^1和Cw的容值增大容抗減小，觸控回路上觸控信號(hào)的電流相應(yīng)變大。通過(guò)檢 測(cè)流經(jīng)觸控信號(hào)采樣元件3611上觸控信號(hào)電流的變化，可找出被觸電極線。
由于觸控板310是緊靠在顯示屏371上，觸控板310上的各電極線也與顯示屏371 的電極間存在耦合電容CTD。觸控激勵(lì)源350輸出到觸控板310電極線上的觸控信號(hào)，具有 通過(guò)耦合電容CTD流入顯示屏371電極、再流入顯示系統(tǒng)電源375、再流入主機(jī)電源381、再 從主機(jī)電源381流回觸控激勵(lì)源350的傾向；但由于在顯示系統(tǒng)電源375與主機(jī)電源381 的連接線上設(shè)置有電感元件376和377，使得較高頻的觸控信號(hào)不能順利通過(guò)；觸控信號(hào) 在觸控激勵(lì)源350、觸控板310電極線和顯示屏371間不能獲得通暢的回路，就防止了觸控 信號(hào)在觸控系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)間串流，避免觸控屏與顯示屏間的耦合電容對(duì)觸控探測(cè)產(chǎn)生干 擾；同時(shí)，觸控回路內(nèi)的選通濾波器353也阻止了其他非400KHz的干擾信號(hào)通過(guò)，進(jìn)一步降 低了干擾信號(hào)對(duì)觸控探測(cè)的影響。
具體實(shí)施方式
五
如圖4所示的電容式觸控屏的手持式應(yīng)用產(chǎn)品400，包括透明觸控板410、觸控電 路440、顯示系統(tǒng)、主機(jī)電路480和外殼體490等。觸控板410上設(shè)置有兩組以絕緣層相間 隔的相互正交的行電極組420(有行電極線421、422、…、42i_l、42i、42i+l、...、42m)和列 電極組430(有列電極線431、432、…、43j_l、43j、43j+l、…、43η)。觸控電路440具有觸 控激勵(lì)源450和觸控信號(hào)檢測(cè)電路460。觸控激勵(lì)源450的觸控信號(hào)頻率選擇在IOOKHz或 以上；觸控信號(hào)檢測(cè)電路460是由信號(hào)檢測(cè)通道461、數(shù)據(jù)采樣通道462、數(shù)據(jù)處理和時(shí)序 控制器463組成；信號(hào)檢測(cè)通道461具有觸控信號(hào)采樣元件4611、緩沖器4612和4613、差 分放大電路4614等；數(shù)據(jù)采樣通道462具有模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；數(shù)據(jù)處理和時(shí)序控制電路463 是具有數(shù)據(jù)運(yùn)算能力、數(shù)據(jù)輸出輸入接口的中央處理器(CPU、MCU)，中央處理器具有控制軟 件、數(shù)據(jù)處理軟件。顯示系統(tǒng)具有顯示屏471、顯示驅(qū)動(dòng)電路472、背光源473、背光源驅(qū)動(dòng)電 路474和顯示系統(tǒng)電源475等。透明觸控板410緊靠在顯示屏471的正面上，背光源473 也緊靠顯示屏471的背面。主機(jī)電路480具有主機(jī)電源481等。外殼體490上設(shè)置有電極14491。
主機(jī)電源481連接顯示系統(tǒng)470的顯示系統(tǒng)電源475，顯示系統(tǒng)電源475連接顯示 驅(qū)動(dòng)電路472和背光源驅(qū)動(dòng)電路474，顯示驅(qū)動(dòng)電路472和背光源驅(qū)動(dòng)電路474分別連接顯 示屏471和背光源473。觸控電路440觸控激勵(lì)源450的電源端和觸控信號(hào)檢測(cè)電路460 的電源端通過(guò)兩個(gè)電感元件441和442連接主機(jī)電源481。觸控信號(hào)檢測(cè)電路460的數(shù)據(jù) 處理和時(shí)序控制器463連接數(shù)據(jù)采樣通道462，數(shù)據(jù)采樣通道462連接信號(hào)檢測(cè)通道461 ； 信號(hào)檢測(cè)通道461內(nèi)的差分放大電路4614連接緩沖器4612和4613，緩沖器4612和4613 連接觸控信號(hào)采樣元件4611的兩端，信號(hào)檢測(cè)通道461的觸控信號(hào)采樣元件4611連接在 觸控激勵(lì)源450和觸控板410的電極線之間；數(shù)據(jù)處理和時(shí)序控制器463同時(shí)連接主機(jī)電 路 480。
觸控電路440的觸控信號(hào)檢測(cè)電路460選擇行電極組420中的電極線42i為檢測(cè) 電極，讓電極線42i通過(guò)觸控信號(hào)采樣元件4611與觸控激勵(lì)源450的輸出端451連通，觸控 信號(hào)檢測(cè)電路460的其他電路連接觸控信號(hào)采樣元件4611的兩端；讓行電極組420中所有 其余的行電極線和列電極組430的所有列電極線都直接與觸控激勵(lì)源450的輸出端451連 通；以外殼體490上的電極491作為觸控信號(hào)的回流電極，讓電極491與觸控激勵(lì)源450的 輸出端452連通；當(dāng)人的手指4100靠近或接觸行電極線42i時(shí)，手指4100與行電極線42i 間產(chǎn)生一個(gè)耦合電容Ci,觸控激勵(lì)源450輸出到行電極線42i上的觸控激勵(lì)信號(hào)就會(huì)通過(guò) 此耦合電容Ci流入手指，再通過(guò)持握產(chǎn)品的手掌流入產(chǎn)品外殼體上的回流電極491，再?gòu)幕?流電極491流回到觸控激勵(lì)源450 ；由觸控激勵(lì)源、觸控板電極線、手指與電極線間的耦合 電容、外殼體上的回流電極組成觸控回路。通過(guò)檢測(cè)流經(jīng)觸控信號(hào)采樣元件4611上觸控信 號(hào)電流的變化，可找出被觸電極線。
由于觸控板410是緊靠在顯示屏471上，觸控板410上的各電極線也與顯示屏471 的電極間存在耦合電容CTD。觸控激勵(lì)源450輸出到觸控板410電極線上的觸控信號(hào)，具有 通過(guò)耦合電容Ctd流入顯示屏471電極、再流入顯示系統(tǒng)電源475、再流入主機(jī)電源481、再 從主機(jī)電源481流回觸控激勵(lì)源450的傾向；但由于在觸控電路440與主機(jī)電源481的連 接線上設(shè)置有電感元件441和442，使得較高頻的觸控信號(hào)不能順利通過(guò)；觸控信號(hào)在觸控 激勵(lì)源450、觸控板410電極線和顯示屏471間不能獲得通暢的回路，就防止了觸控信號(hào)在 觸控系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)間串流，避免觸控屏與顯示屏間的耦合電容對(duì)觸控探測(cè)產(chǎn)生干擾。
當(dāng)觸控板410的表面落有水滴時(shí)，觸控板410表面的水滴并不會(huì)造成觸控板電極 線與產(chǎn)品外殼體490上電極491間的連接，就無(wú)法形成觸控板電極線、觸控板表面水滴、外 殼體電極、觸控激勵(lì)源的觸控信號(hào)回路。只有持握應(yīng)用產(chǎn)品的操作者的手指觸控觸控板時(shí)， 才會(huì)形成觸控激勵(lì)源、觸控板電極線、手指與電極線間的耦合電容、外殼體上的回流電極組 成的觸控信號(hào)回路。觸控板410表面的水滴也就不會(huì)影響到觸控電路對(duì)觸控信號(hào)的判斷。
具體實(shí)施方式
六
如圖5所示的觸控式平板顯示器500，包括顯示屏510、顯示驅(qū)動(dòng)電路MO、觸控電 路550和顯示/觸控信號(hào)選通電路560等。顯示屏510上設(shè)置有兩組以絕緣層相間隔的相 互正交的行電極組520(有行電極線521、522、…、52i_l、52i、52i+l、...、52m)和列電極組 530(有列電極線531、532、...、53j_l、53j、53j+l、...、53n)。觸控電路550具有觸控激勵(lì)源 570和觸控信號(hào)檢測(cè)電路580。觸控信號(hào)檢測(cè)電路580是由信號(hào)檢測(cè)通道581、數(shù)據(jù)采樣通道582、數(shù)據(jù)處理和時(shí)序控制器583組成；信號(hào)檢測(cè)通道581具有觸控信號(hào)采樣元件5811、 緩沖器5812和5813、差分放大電路5814等；數(shù)據(jù)采樣通道582具有模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；數(shù)據(jù)處 理和時(shí)序控制電路583是具有數(shù)據(jù)運(yùn)算能力、數(shù)據(jù)輸出輸入接口的中央處理器(CPU、MCU)， 中央處理器具有控制軟件、數(shù)據(jù)處理軟件。顯示驅(qū)動(dòng)電路540和觸控電路550通過(guò)顯示/ 觸控信號(hào)選通電路560連接到顯示屏510 ；顯示/觸控信號(hào)選通電路560或讓顯示驅(qū)動(dòng)電 路540與顯示屏510連通、或讓觸控電路550與顯示屏510連通。
在顯示時(shí)段，顯示/觸控信號(hào)選通電路560讓顯示驅(qū)動(dòng)電路540與顯示屏510連 通，向顯示屏510傳輸顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)，顯示屏510處于顯示狀態(tài)。
在檢測(cè)時(shí)段，顯示/觸控信號(hào)選通電路560讓觸控電路550與顯示屏510連通，向 顯示屏510傳輸觸控信號(hào)，顯示屏510處于觸控探測(cè)狀態(tài)。在檢測(cè)時(shí)段中的某一時(shí)刻，觸控 電路陽(yáng)0的觸控信號(hào)檢測(cè)電路580選擇行電極組520中的電極線52i為檢測(cè)電極，讓電極 線52i通過(guò)觸控信號(hào)采樣元件5811與觸控激勵(lì)源570的輸出端571連通，觸控信號(hào)檢測(cè)電 路580的其他電路連接觸控信號(hào)采樣元件5811的兩端；讓行電極組520中的電極線52i_l 和52i+l都與觸控激勵(lì)源570的輸出端572連通，作為觸控信號(hào)的回流電極；再通過(guò)電極線 52 與電極線52i-l間的耦合電容C^1、與電極線52i+l間的耦合電容Ci+1，形成觸控信號(hào)的 閉合觸控回路；讓行電極組520中所有其余的行電極線和列電極組530的所有列電極線也 都與觸控激勵(lì)源570的輸出端571連通。從觸控激勵(lì)源輸出端571流出的觸控信號(hào)，經(jīng)觸控 信號(hào)采樣元件5811流入行電極線52i上，經(jīng)電極線52i與電極線52i_l間的耦合電容Ch 流入電極線52i-l、經(jīng)電極線52i與電極線52i+l間的耦合電容Cw流入電極線52i+l，再?gòu)?電極線52i-l和52i+l流回觸控激勵(lì)源輸出端572，觸控信號(hào)在閉合的觸控回路上的流動(dòng)。
當(dāng)作為觸控物590的人的手指靠近或接觸行電極線52i時(shí)，由于手指具有一定的 寬度，同時(shí)也就觸及到行電極線52i-l和行電極線52i+l，人體的介電系數(shù)遠(yuǎn)大于空氣的介 電系數(shù)，使得耦合電容。和Cw的容值增大容抗減小，觸控回路上觸控信號(hào)的電流相應(yīng)變 大。當(dāng)手指靠近或接觸非52i、52i-l和52i+l的其他行電極線的位置時(shí)，雖然也會(huì)使得行 電極線之間、行電極線和列電極線之間的耦合電容都發(fā)生改變，但由于在所觸位置上，各電 極所連通觸控激勵(lì)源570的輸出端都是同一輸出端571，流經(jīng)觸控信號(hào)采樣元件5811上觸 控信號(hào)電流的變化就非常小。
觸控電路550以掃描方式，順序地讓顯示屏510各電極線通過(guò)觸控信號(hào)采樣元件 5811連通觸控激勵(lì)源570的輸出端571，同時(shí)使其兩側(cè)相鄰的觸控電極線連通觸控激勵(lì)源 570的輸出端572，讓所有其余的電極線也連通觸控激勵(lì)源570的輸出端571，同時(shí)觸控信號(hào) 檢測(cè)電路580檢測(cè)流經(jīng)觸控信號(hào)采樣元件5811上觸控信號(hào)電流的變化，找出觸控信號(hào)電流 變化最大的并超過(guò)某閾值的觸控電極線為被觸電極線；以行電極組520中的觸電極線和列 電極組530中的被觸電極線的交叉位置為手指的觸控位置。
判斷被觸電極線的條件，也可只以檢測(cè)到流經(jīng)的觸控信號(hào)變化量超過(guò)某設(shè)定閾值 的電極線為被觸電極線，讓觸控式平板顯示器500允許同時(shí)多點(diǎn)觸控。
由于觸控信號(hào)是在觸控電路550與顯示屏510上的不同觸控電極線間所形成的 閉合回路上流動(dòng)，觸控物590以介電系數(shù)與空氣介電系數(shù)不同的非金屬物體靠近或接觸顯 示屏510時(shí)，也是可以改變相鄰觸控電極線間的耦合電容C^1和Ci+1，造成觸控回路上觸控 信號(hào)電流的變化，讓非金屬觸控物(如通常的觸控筆)也可以用于操作觸控式平板顯示器500 ；觸控物580以金屬物體靠近或接觸顯示屏510時(shí)，金屬物體改變了相鄰觸控電極線間 的有效耦合距離，從而改變了觸控電極線間的耦合電容C^1和Ci+1，造成回路上觸控信號(hào)電 流的變化，讓金屬觸控物(如金屬觸控筆)也可以用于操作觸控式平板顯示器500。
具體實(shí)施方式
七
如圖6所示為安裝有觸控式平板顯示器的手持式應(yīng)用產(chǎn)品600，包括顯示屏610、 顯示驅(qū)動(dòng)電路640、觸控電路650、顯示/觸控信號(hào)選通電路660、主機(jī)電路670和外殼體680 等。顯示屏610上設(shè)置有兩組以絕緣層相間隔的相互正交的行電極組620(有行電極線621、 622、…、62i-l、62i、62i+l、…、62m)和列電極組 630 (有列電極線 631、632、...、63j_l、 63j、63j+l、…、63η)。觸控電路650具有觸控激勵(lì)源651和觸控信號(hào)檢測(cè)電路652，觸控信 號(hào)檢測(cè)電路652具有觸控信號(hào)采樣元件6521等。主機(jī)電路670具有主機(jī)電源671等。外 殼體680上設(shè)置有電極681。觸控電路650觸控激勵(lì)源651的電源端和觸控信號(hào)檢測(cè)電路 652的電源端通過(guò)兩個(gè)電感元件653和6Μ連接主機(jī)電源671。顯示驅(qū)動(dòng)電路640和觸控 電路650通過(guò)顯示/觸控信號(hào)選通電路660連接到顯示屏610 ；顯示/觸控信號(hào)選通電路 660或讓顯示驅(qū)動(dòng)電路640與顯示屏610連通、或讓觸控電路650與顯示屏610連通。
在顯示時(shí)段，顯示/觸控信號(hào)選通電路660讓顯示驅(qū)動(dòng)電路640與顯示屏610連 通，向顯示屏610傳輸顯示驅(qū)動(dòng)信號(hào)，顯示屏610處于顯示狀態(tài)。
在檢測(cè)時(shí)段，顯示/觸控信號(hào)選通電路660讓觸控電路650與顯示屏610連通，向 顯示屏610傳輸觸控信號(hào)，顯示屏610處于觸控探測(cè)狀態(tài)。在檢測(cè)時(shí)段中的某一時(shí)刻，觸控 電路640的觸控信號(hào)檢測(cè)電路652選擇行電極組620中的電極線62i為檢測(cè)電極，讓電極 線62i通過(guò)觸控信號(hào)采樣元件6521與觸控激勵(lì)源651的輸出端6511連通，觸控信號(hào)檢測(cè) 電路652的其他電路連接觸控信號(hào)采樣元件6521的兩端；讓行電極組620中所有其余的行 電極線和列電極組630的所有列電極線也都與觸控激勵(lì)源651的輸出端6511連通；以外 殼體680上的電極681作為觸控信號(hào)的回流電極，讓電極681與觸控激勵(lì)源651的輸出端 6512連通；當(dāng)人的手指690靠近或接觸行電極線62i時(shí)，手指690與行電極線62i間產(chǎn)生 一個(gè)耦合電容Ci,觸控激勵(lì)源651輸出到行電極線62i上的觸控激勵(lì)信號(hào)就會(huì)通過(guò)此耦合 電容Ci流入手指，再通過(guò)持握產(chǎn)品的手掌流入產(chǎn)品外殼體上的回流電極681，再?gòu)幕亓麟姌O 681流回到觸控激勵(lì)源651 ；由觸控激勵(lì)源、觸控板電極線、手指與電極線間的耦合電容、外 殼體上的回流電極組成觸控回路。通過(guò)檢測(cè)流經(jīng)觸控信號(hào)采樣元件6521上觸控信號(hào)電流 的變化，可找出被觸電極線。
當(dāng)顯示屏610的表面落有水滴時(shí)，顯示屏610表面的水滴并不會(huì)造成顯示屏電極 線與產(chǎn)品外殼體680上電極681間的連接，就無(wú)法形成顯示屏電極線、顯示屏表面水滴、外 殼體電極、觸控激勵(lì)源的觸控信號(hào)回路。只有持握應(yīng)用產(chǎn)品的操作者的手指觸控觸控板時(shí)， 才會(huì)形成觸控激勵(lì)源、觸控板電極線、手指與電極線間的耦合電容、外殼體上的回流電極組 成的觸控信號(hào)回路。顯示屏610表面的水滴也就不會(huì)影響到觸控電路對(duì)觸控信號(hào)的判斷。
具體實(shí)施方式
八
如圖7所示的電容式觸控屏的應(yīng)用產(chǎn)品700，包括觸控電極組710、觸控電路720、 顯示系統(tǒng)和主機(jī)電路760等。顯示系統(tǒng)具有顯示屏751、顯示驅(qū)動(dòng)電路752、背光源753、背 光源驅(qū)動(dòng)電路乃4和顯示系統(tǒng)電源755等，背光源753緊靠在顯示屏751的背面。主機(jī)電 路760具有主機(jī)電源761等。在顯示屏751上基板的上表面上設(shè)置有一組相互不相交的折線狀電極組710(有折線狀的電極線711、712、…、71i-l、71i、71i+l、…、71m)，各電極線 的引出端都是位于電極組710的相同方向，電極線以具有一定電阻值的ITO透明材料制成。 觸控電路720具有觸控激勵(lì)源730和觸控信號(hào)檢測(cè)電路740。觸控激勵(lì)源730的輸出端口 為731和732，觸控激勵(lì)源730的觸控信號(hào)頻率選擇在400KHz，觸控激勵(lì)源730的輸出端口 732處具有對(duì)400KHZ頻率信號(hào)的選通濾波器733 ；觸控信號(hào)檢測(cè)電路740是由信號(hào)檢測(cè)通 道741、數(shù)據(jù)采樣通道742、數(shù)據(jù)處理和時(shí)序控制器743組成；信號(hào)檢測(cè)通道741具有觸控信 號(hào)采樣元件7411、緩沖器7412和7413、信號(hào)濾波器7414、差分放大電路7415等；數(shù)據(jù)采樣 通道742具有模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；數(shù)據(jù)處理和時(shí)序控制電路743是具有數(shù)據(jù)運(yùn)算能力、數(shù)據(jù)輸出 輸入接口的中央處理器(CPU、MCU)，中央處理器具有控制軟件、數(shù)據(jù)處理軟件。
觸控電路720的觸控信號(hào)檢測(cè)電路740選擇電極組710中的電極線71 i為檢測(cè)電 極，讓電極線71i通過(guò)觸控信號(hào)采樣元件7411與觸控激勵(lì)源730的輸出端731連通，讓電 極組710中的電極線71i-l和71i+l都與觸控激勵(lì)源730的輸出端732連通作為觸控信號(hào) 的回流電極；再通過(guò)電極線71i與電極線71i-l間的耦合電容C^1、與電極線71i+l間的耦 合電容Ci+1，形成觸控信號(hào)的閉合觸控回路；讓電極組710中所有其余的電極線也都與觸控 激勵(lì)源730的輸出端731連通。主機(jī)電源761連接顯示系統(tǒng)的顯示系統(tǒng)電源755，顯示系 統(tǒng)電源755連接顯示驅(qū)動(dòng)電路752和背光源驅(qū)動(dòng)電路754，顯示驅(qū)動(dòng)電路752和背光源驅(qū) 動(dòng)電路7M分別連接顯示屏751和背光源753。觸控電路720觸控激勵(lì)源730的電源端和 觸控信號(hào)檢測(cè)電路740的電源端，通過(guò)兩個(gè)讓400KHz觸控信號(hào)不能順利通過(guò)的信號(hào)隔離器 件721和722連接主機(jī)電源761 ；觸控信號(hào)檢測(cè)電路740的數(shù)據(jù)處理和時(shí)序控制器743連 接數(shù)據(jù)采樣通道742，數(shù)據(jù)采樣通道742連接信號(hào)檢測(cè)通道741 ；信號(hào)檢測(cè)通道741的觸控 信號(hào)采樣元件7411連接在觸控激勵(lì)源730和觸控電極組710的電極線之間，信號(hào)檢測(cè)通道 741內(nèi)的差分放大電路7415通過(guò)信號(hào)濾波器7414連接緩沖器7412和緩沖器7413，緩沖器 7412連接在觸控信號(hào)采樣元件7411連接觸控電極組710電極線的端點(diǎn)，緩沖器7413連接 在觸控信號(hào)采樣元件7411連接觸控激勵(lì)源730的端點(diǎn)；數(shù)據(jù)處理和時(shí)序控制器743同時(shí)連 接主機(jī)電路760。
當(dāng)人的手指770靠近或接觸電極線71i時(shí)，由于手指770具有一定的寬度，同時(shí)也 就觸及到電極線71i-l和電極線71i+l，人體的介電系數(shù)遠(yuǎn)大于空氣的介電系數(shù)，使得耦合 電容Ci-I和Ci+1的容值增大容抗減小，觸控回路上觸控信號(hào)的電流相應(yīng)變大。由于檢測(cè) 電極與回流電極的引出端位于觸控電極組710的相同方向，電極線又具有一定電阻值，手 指在觸及電極線的不同位置時(shí)，從觸控激勵(lì)源輸出端口到觸摸點(diǎn)的電極線段的線電阻值就 不同，觸控回路上的電阻值就不同，觸控信號(hào)的電流隨手指770在被觸電極線上的位置而 變化。觸控電路720以掃描方式逐條選擇電極組710的各電極線為檢測(cè)電極，通過(guò)比較不 同電極線上觸控信號(hào)變化的大小確定被觸電極，以流經(jīng)被觸電極上觸控信號(hào)變化的大小定 位觸摸點(diǎn)在被觸電極上的位置。
由于觸控電極組710位于顯示屏751上基板上，觸控電極組710各電極線也與顯 示屏751的電極間存在耦合電容CTD。觸控激勵(lì)源730輸出到觸控電極線上的觸控信號(hào)，具 有通過(guò)耦合電容Ctd流入顯示屏751電極、再流入顯示系統(tǒng)電源755、再流入主機(jī)電源761、 再?gòu)闹鳈C(jī)電源761流回觸控激勵(lì)源730的傾向；但由于主機(jī)電源761是通過(guò)信號(hào)隔離器件 721和722連接觸控激勵(lì)源730的電源端和觸控信號(hào)檢測(cè)電路740的電源端，使得400KHz18頻率的觸控信號(hào)不能順利通過(guò)，觸控信號(hào)在觸控激勵(lì)源730、觸控電極組710電極線、顯示 屏751、顯示系統(tǒng)電源755和主機(jī)電源761間不能獲得通暢的回路，就防止了觸控信號(hào)在觸 控系統(tǒng)和顯示系統(tǒng)間串流，避免觸控屏與顯示屏間的耦合電容對(duì)觸控探測(cè)產(chǎn)生干擾；同時(shí)， 觸控回路內(nèi)的選通濾波器733也阻止了其他非400KHz的干擾信號(hào)通過(guò)，進(jìn)一步降低了干擾 信號(hào)對(duì)觸控探測(cè)的影響；觸控信號(hào)檢測(cè)電路740內(nèi)的信號(hào)濾波器7414也讓非400KHZ的干 擾信號(hào)不能影響觸控檢測(cè)的效果。
在有多個(gè)觸控點(diǎn)時(shí)，對(duì)于不同電極線的觸控點(diǎn)，可以通過(guò)比較相鄰區(qū)域內(nèi)不同電 極線上觸控信號(hào)的大小來(lái)區(qū)分；對(duì)于同一電極線上的不同觸控點(diǎn)，以各觸摸點(diǎn)觸及時(shí)間的 先后順序來(lái)區(qū)分；當(dāng)有兩個(gè)觸摸點(diǎn)在平行于電極組710的方向移動(dòng)時(shí)，由于電極組710內(nèi)的 電極線是折線，觸摸點(diǎn)在任何方向上的移動(dòng)，就會(huì)不同時(shí)間經(jīng)過(guò)不同的電極線，讓我們可以 判斷觸摸點(diǎn)的位置和移動(dòng)方向。
具體實(shí)施方式
九
如圖8所示的電容式觸控屏的手持式應(yīng)用產(chǎn)品800，包括透明觸控板810、觸控電 路830、顯示系統(tǒng)、主機(jī)電路870和外殼體880等。顯示系統(tǒng)具有顯示屏861、顯示驅(qū)動(dòng)電路 862、背光源863、背光源驅(qū)動(dòng)電路864和顯示系統(tǒng)電源865等。透明觸控板810緊靠在顯示 屏861上，背光源863緊靠在顯示屏861的背面。主機(jī)電路870具有主機(jī)電源871等。外 殼體880上設(shè)置有電極881。
在觸控板810朝向顯示屏861的面上設(shè)置有透明面狀電極811 ；在觸控板810 朝向使用者的面上設(shè)置有一組相互不相交的折線狀電極組820(有折線狀的電極線821、 822、…、82i-l、82i、82i+l、…、82m)，相鄰的電極線在不同方向具有引出端，電極線以具有 一定電阻值的ITO透明材料制成。觸控電路830具有觸控激勵(lì)源840和觸控信號(hào)檢測(cè)電 路850。觸控激勵(lì)源840的輸出端口為841和842，觸控激勵(lì)源840的觸控信號(hào)頻率選擇在 400KHz ；觸控信號(hào)檢測(cè)電路850是由信號(hào)檢測(cè)通道851和852、數(shù)據(jù)采樣通道853和854、 數(shù)據(jù)處理和時(shí)序控制器855組成；信號(hào)檢測(cè)通道851具有觸控信號(hào)采樣元件8511、緩沖器 8512和8513、信號(hào)濾波器8514、差分放大電路8515等；信號(hào)檢測(cè)通道852具有觸控信號(hào)采 樣元件8521、緩沖器8522和8523、信號(hào)濾波器85 、差分放大電路8525等；數(shù)據(jù)采樣通道 853具有模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，數(shù)據(jù)采樣通道邪4具有模數(shù)轉(zhuǎn)換電路；數(shù)據(jù)處理和時(shí)序控制電路 855是具有數(shù)據(jù)運(yùn)算能力、數(shù)據(jù)輸出輸入接口的中央處理器(CPU、MCU)，中央處理器具有控 制軟件、數(shù)據(jù)處理軟件。
觸控電路830的觸控信號(hào)檢測(cè)電路850同時(shí)選擇電極組820中的電極線82i_l和 電極線82i為檢測(cè)電極，讓電極線82i-l通過(guò)觸控信號(hào)采樣元件8511與觸控激勵(lì)源840的 輸出端841連通，讓電極線82i通過(guò)觸控信號(hào)采樣元件8512也與觸控激勵(lì)源840的輸出端 841連通，讓電極組820中的其余電極線都直接與觸控激勵(lì)源840的輸出端841連通；以外 殼體880上的電極881作為觸控信號(hào)的回流電極，讓電極881與觸控激勵(lì)源840的輸出端 842連通。主機(jī)電源871連接顯示系統(tǒng)的顯示系統(tǒng)電源865，顯示系統(tǒng)電源865連接顯示驅(qū) 動(dòng)電路862和背光源驅(qū)動(dòng)電路864，顯示驅(qū)動(dòng)電路862和背光源驅(qū)動(dòng)電路864分別連接顯示 屏861和背光源863。觸控電路830觸控激勵(lì)源840的電源端和觸控信號(hào)檢測(cè)電路850的 電源端，通過(guò)兩個(gè)讓400KHz觸控信號(hào)不能順利通過(guò)的信號(hào)隔離器件831和832連接主機(jī)電 源 871。
觸控信號(hào)檢測(cè)電路850信號(hào)檢測(cè)通道851的觸控信號(hào)采樣元件8511連接在觸控 激勵(lì)源840和觸控電極組820的電極線82i-l之間，緩沖器8512連接在觸控信號(hào)采樣元件 8511連接電極線82i-l的端點(diǎn)，緩沖器8513連接在觸控信號(hào)采樣元件8511連接觸控激勵(lì) 源840的端點(diǎn)，信號(hào)檢測(cè)通道851內(nèi)差分放大電路8515的輸入端通過(guò)信號(hào)濾波器8514連 接緩沖器8512和8513，差分放大電路8515的輸出端連接數(shù)據(jù)采樣通道853的輸入端；信 號(hào)檢測(cè)通道852的觸控信號(hào)采樣元件8521連接在觸控激勵(lì)源840和觸控電極組820的電 極線82i之間，緩沖器8522連接在觸控信號(hào)采樣元件8521連接電極線82i的端點(diǎn)，緩沖器 8523連接在觸控信號(hào)采樣元件8521連接觸控激勵(lì)源840的端點(diǎn)，信號(hào)檢測(cè)通道852內(nèi)差 分放大電路8525的輸入端通過(guò)信號(hào)濾波器85 連接緩沖器8522和8523，差分放大電路 8525的輸出端連接數(shù)據(jù)采樣通道854的輸入端；數(shù)據(jù)采樣通道853和邪4的輸出端分別連 接數(shù)據(jù)處理和時(shí)序控制器855的兩個(gè)不同端口 ；數(shù)據(jù)處理和時(shí)序控制器853同時(shí)連接主機(jī) 電路870。
當(dāng)人的手指890靠近或接觸電極線82i_l和82i時(shí)，手指890與電極線82i_l間產(chǎn) 生一個(gè)耦合電容C^1，觸控激勵(lì)源840輸出到電極線82i-l上的觸控激勵(lì)信號(hào)就會(huì)通過(guò)此耦 合電容C^1流入手指，再通過(guò)持握產(chǎn)品的手掌流入產(chǎn)品外殼體上的回流電極881，再?gòu)幕亓?電極881流回到觸控激勵(lì)源840 ；手指890與電極線82i間產(chǎn)生一個(gè)耦合電容Ci,觸控激勵(lì) 源840輸出到電極線82i上的觸控激勵(lì)信號(hào)就會(huì)通過(guò)此耦合電容Ci流入手指，再通過(guò)持握 產(chǎn)品的手掌流入產(chǎn)品外殼體上的回流電極881，再?gòu)幕亓麟姌O881流回到觸控激勵(lì)源840。 由觸控激勵(lì)源、觸控板電極線、手指與電極線間的耦合電容、外殼體上的回流電極組成觸控 回路。
通過(guò)檢測(cè)流經(jīng)觸控信號(hào)采樣元件8511和8512上觸控信號(hào)電流的變化，可找出被 觸電極線。由于電極線82i-l和82i在不同方向具有引出端，電極線又具有一定電阻值，手 指在觸及電極線82i-l和82i的不同位置時(shí)，從觸控激勵(lì)源輸出端口到電極線82i-l上觸 摸點(diǎn)的線電阻值大時(shí)，從觸控激勵(lì)源輸出端口到電極線82i上觸摸點(diǎn)的線電阻值就小，電 極線82i-l和82i上觸控信號(hào)的電流的比值隨手指890在被觸電極線上的位置而變化。觸 控電路830以掃描方式順序選擇電極組820成對(duì)的電極線為檢測(cè)電極，通過(guò)比較不同電極 線上觸控信號(hào)變化的大小確定被觸電極，以流經(jīng)成對(duì)的被觸電極上觸控信號(hào)的比值定位觸 摸點(diǎn)在被觸電極上的位置。
觸控板810雖是緊靠在顯示屏861上，由于觸控板810朝向顯示屏861的面上具 有面狀電極811，將面狀電極811連接在主機(jī)電源871的接地端，阻止了觸控信號(hào)在觸控系 統(tǒng)和顯示系統(tǒng)間串流，避免觸控屏與顯示屏間的耦合電容對(duì)觸控探測(cè)產(chǎn)生干擾；同時(shí)，觸控 信號(hào)檢測(cè)電路850內(nèi)的信號(hào)濾波器8514和85 也讓非400KHz的干擾信號(hào)不能影響觸控 檢測(cè)的效果。
在有多個(gè)觸控點(diǎn)時(shí)，對(duì)于不同電極線的觸控點(diǎn)，可以通過(guò)比較相鄰區(qū)域內(nèi)不同電 極線上觸控信號(hào)的大小來(lái)區(qū)分；對(duì)于同一電極線上的不同觸控點(diǎn)，以各觸摸點(diǎn)觸及時(shí)間的 先后順序來(lái)區(qū)分；當(dāng)有兩個(gè)觸摸點(diǎn)在平行于電極組820的方向移動(dòng)時(shí)，由于電極組820內(nèi)的 電極線是折線，觸摸點(diǎn)在任何方向上的移動(dòng)，就會(huì)不同時(shí)間經(jīng)過(guò)不同的電極線，讓我們可以 判斷觸摸點(diǎn)的位置和移動(dòng)方向。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電容式觸控屏，包括觸控基板和觸控電路，觸控電路具有觸控激勵(lì)源和觸控信 號(hào)檢測(cè)電路，觸控基板上設(shè)置有觸控電極組；觸控基板上設(shè)置有不少于兩組的觸控電極時(shí)， 各組觸控電極設(shè)置在不同的觸控基板上或以絕緣層相隔離設(shè)置在同一觸控基板上；觸控基 板設(shè)置在應(yīng)用產(chǎn)品上，應(yīng)用產(chǎn)品具有顯示系統(tǒng)(包括顯示屏及其驅(qū)動(dòng)電路、背光源及其驅(qū) 動(dòng)電路)；觸控激勵(lì)源的第一輸出端用于在檢測(cè)時(shí)段的至少部分時(shí)刻對(duì)連接的電極線施加 觸控信號(hào)；觸控信號(hào)檢測(cè)電路用于在檢測(cè)時(shí)段的至少部分時(shí)刻選擇其中至少部分電極線為 觸控檢測(cè)電極，來(lái)探測(cè)該部分電極線是否被觸碰；所述觸控檢測(cè)電極是指在對(duì)該電極施加 有觸控信號(hào)的同時(shí)，還檢測(cè)流經(jīng)該電極觸控信號(hào)變化的電極；其特征在于觸控電路在選擇部分電極為檢測(cè)電極的同時(shí)，還選擇觸控基板的部分電極線為觸控回 流電極；所述觸控回流電極是指，在對(duì)觸控檢測(cè)電極施加觸控信號(hào)并檢測(cè)流經(jīng)其觸控信號(hào) 變化的時(shí)刻，連通于觸控激勵(lì)源的第二輸出端或連通于另一觸控激勵(lì)源，為檢測(cè)電極上的 觸控信號(hào)提供回流通路的觸控電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式觸控屏，其特征在于所述觸控回流電極是部分的或所有的與觸控檢測(cè)電極不相交的電極線，或是部分的或 所有的與觸控檢測(cè)電極相交的電極線，或是部分的或所有的與觸控檢測(cè)電極相交的和不相 交的電極線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容式觸控屏，其特征在于所述與觸控檢測(cè)電極不相交的觸控回流電極是觸控檢測(cè)電極的相鄰一側(cè)或兩側(cè)的電 極線。
4.一種電容式觸控屏，包括觸控基板和觸控電路，觸控電路具有觸控激勵(lì)源和觸控信 號(hào)檢測(cè)電路，觸控基板上設(shè)置有觸控電極組；觸控基板上設(shè)置有不少于兩組的觸控電極時(shí)， 各組觸控電極設(shè)置在不同的觸控基板上或以絕緣層相隔離設(shè)置在同一觸控基板上；觸控基 板設(shè)置在應(yīng)用產(chǎn)品上，應(yīng)用產(chǎn)品具有顯示系統(tǒng)(包括顯示屏及其驅(qū)動(dòng)電路、背光源及其驅(qū) 動(dòng)電路)；觸控激勵(lì)源的第一輸出端用于在檢測(cè)時(shí)段的至少部分時(shí)刻對(duì)連接的電極線施加 觸控信號(hào)；觸控信號(hào)檢測(cè)電路用于在檢測(cè)時(shí)段的至少部分時(shí)刻選擇其中至少部分電極線為 觸控檢測(cè)電極，來(lái)探測(cè)該部分電極線是否被觸碰；所述觸控檢測(cè)電極是指在對(duì)該電極施加 有觸控信號(hào)的同時(shí)，還檢測(cè)流經(jīng)該電極觸控信號(hào)變化的電極；其特征在于應(yīng)用產(chǎn)品外殼體上設(shè)置有電極；觸控電路選擇應(yīng)用產(chǎn)品外殼體上的電極為觸控回流電 極；所述觸控回流電極是指，在對(duì)觸控檢測(cè)電極施加觸控信號(hào)并檢測(cè)流經(jīng)其觸控信號(hào)變化 的時(shí)刻，連通于觸控激勵(lì)源的第二輸出端或連通于另一觸控激勵(lì)源，為檢測(cè)電極上的觸控 信號(hào)提供回流通路的觸控電極。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的電容式觸控屏，其特征在于所述觸控基板是撓性的或硬性的透明基板。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的電容式觸控屏，其特征在于所述觸控電極是顯示屏電極。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的電容式觸控屏，其特征在于所述觸控電路同時(shí)對(duì)觸控基板上的多條觸控檢測(cè)電極進(jìn)行觸控探測(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的電容式觸控屏，其特征在于所述觸控檢測(cè)電極與觸控回流電極所連通的同一觸控激勵(lì)源不同輸出端上的或不同觸控激勵(lì)源輸出端上的觸控信號(hào)是不同的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電容式觸控屏，其特征在于所述觸控信號(hào)的不同是指觸控信號(hào)的幅值、相位、頻率中至少一項(xiàng)不同。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的電容式觸控屏，其特征在于所述觸控電路與應(yīng)用產(chǎn)品的主機(jī)電路和顯示系統(tǒng)之間，或觸控電路電源與應(yīng)用產(chǎn)品的 主機(jī)電路電源和顯示系統(tǒng)電源之間，或觸控電路的觸控激勵(lì)源與應(yīng)用產(chǎn)品的主機(jī)電路電源 和顯示系統(tǒng)電源之間，設(shè)置有信號(hào)隔離器件；所述信號(hào)隔離器件是觸控信號(hào)的高阻器件。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的電容式觸控屏，其特征在于所述觸控基板上的觸控電極是一組不交的電極線，觸控電路通過(guò)比較不同電極線上觸 控信號(hào)變化的大小確定被觸電極，以流經(jīng)被觸電極上觸控信號(hào)變化的大小定位觸摸點(diǎn)在被 觸電極上的位置。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的電容式觸控屏，其特征在于所述觸控基板上的觸控電極是一組不交的電極線，不同電極線在不同方向具有引出 端，取不同方向引出端的電極線為檢測(cè)電極；觸控電路通過(guò)比較不同觸控電極線上觸控信 號(hào)變化的大小確定被觸電極，通過(guò)比較不同方向引出端的檢測(cè)電極上觸控信號(hào)變化的大小 定位觸摸點(diǎn)在被觸電極上的位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的電容式觸控屏，其特征在于所述不交的電極線是折線。
全文摘要
本發(fā)明涉及觸控屏，尤其涉及電容式觸控屏。本發(fā)明揭示了一種電容式觸控屏，在電容式觸控屏或具有電容式觸控屏的應(yīng)用產(chǎn)品上建立觸控信號(hào)的回流電極，將用于探測(cè)觸控信號(hào)變化的觸控檢測(cè)電極和觸控回流電極分別連接在觸控激勵(lì)源的不同輸出端，讓觸控激勵(lì)源、觸控檢測(cè)電極、觸控回流電極、以及觸控檢測(cè)電極與觸控回流電極間的耦合電容間形成閉合的觸控回路，從觸控激勵(lì)源流入觸控檢測(cè)電極的觸控信號(hào)再?gòu)挠|控回流電極流回觸控激勵(lì)源；再將觸控系統(tǒng)與其他系統(tǒng)隔離開來(lái)，防止不同系統(tǒng)間信號(hào)的串?dāng)_，讓觸控信號(hào)在封閉系統(tǒng)中流動(dòng)；通過(guò)檢測(cè)特定頻率的或其他特定特征的觸控信號(hào)電流的變化來(lái)獲取觸控信息，從而防止其他信號(hào)或其他環(huán)境物質(zhì)對(duì)觸控探測(cè)的干擾。
文檔編號(hào)G06F3/044GK102033668SQ20091020520
公開日2011年4月27日 申請(qǐng)日期2009年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月30日
發(fā)明者陳其良 申請(qǐng)人:智點(diǎn)科技(深圳)有限公司