光感觸摸多點電容式觸摸屏的制作方法
【專利摘要】一種光感觸摸多點電容式觸摸屏，包括觸摸屏，觸摸屏由多個相對獨立的觸控單元組成，每個觸控單元都通過獨立的光纖連接到光電信號轉(zhuǎn)換器，光電信號轉(zhuǎn)換器與處理器連接，處理器用于檢測光電信號轉(zhuǎn)換器中中變化的光信號轉(zhuǎn)化的電信號，并處理、判斷觸摸點。本發(fā)明是一種通過感光元件檢測到手指觸摸屏幕時的光信號變化，通過光纖傳輸?shù)焦怆娦盘栟D(zhuǎn)換器，再通過這中變化的光信號轉(zhuǎn)化的電信號判斷觸摸點。
【專利說明】光感觸摸多點電容式觸摸屏
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種多點電容式觸摸屏，光感觸摸多點電容式觸摸屏。
【背景技術(shù)】
[0002]未來的觸摸屏手機應(yīng)向硬件為一塊大屏幕，有良好的輕薄的身材，并且用戶只需單手操作的方向去發(fā)展。
[0003]iPhone向人們展示了前所未有的免觸筆無按鍵和多點觸摸等全新的手機操作體驗。幾乎在同時，業(yè)界帶來了領(lǐng)先于業(yè)界的TouchFlo技術(shù),從而使大家對WindowsMobile
操作系統(tǒng)又有了新的認(rèn)識-它適應(yīng)觸摸技術(shù)的發(fā)展推陳出新，不斷增強用戶體驗，方
便手機操作。更有意思的是，隨著這兩年觸摸屏技術(shù)的普及，諸多所謂“山寨機”也在千元內(nèi)的手機中融入了觸摸功能。
[0004]手機屏幕演變迅速，手機屏幕的發(fā)展，先是色彩從黑白到彩色，從256色到千萬色，最終發(fā)展到現(xiàn)在的全屏大尺寸多點觸摸，手機廠商不斷地在更新手機屏幕的硬件特性。這其中的原因很簡單:人們使用手機時的唯一人機交互工具就是屏幕，無論打電話、發(fā)短信，還是進行商務(wù)、娛樂功能，都離不開屏幕顯示。于是，要直接簡化用戶的操作流程，自然就想到了讓手機屏幕同時兼具可操作性，而不僅僅是用于顯示。
[0005]手機屏幕的演變非常迅速，讓我們以一度憑手寫輸入功能領(lǐng)先的摩托羅拉為例說明。1999年，摩托羅拉推出了全球首款中文手寫觸摸屏手機A6188，它在當(dāng)時顛覆了傳統(tǒng)的手機數(shù)字鍵盤輸入方式，將手機的文字輸入部分交給觸摸屏和觸筆來解決，僅這一點就足以吸引消費者的眼球，成為當(dāng)時無數(shù)高端用戶的不二選擇。但似乎當(dāng)時人們只是把觸摸屏手機的功能簡單地等同于手寫輸入，而忽略了觸摸功能其實可以滲透到手機各項功能操作本身，提升手機的整體操作效率和視覺感受。
[0006]于是，隨著時間的推移，市場上不斷出現(xiàn)了不以手寫功能為主打的觸摸屏手機。比如摩托羅拉推出的E680和E6，分別以游戲和娛樂為主題來宣傳觸摸屏手機，微軟也漸漸淡化非觸摸屏手機，把提高觸摸屏的用戶體驗放到第一位，強化并突出觸摸屏給用戶帶來的便捷。
[0007]但這一切都被iPhone的震撼上市打斷。iPhone完全顛覆了觸摸屏的使用體驗，使大家明白原來一部手機可以沒有觸筆沒有按鍵，簡單地通過手指觸摸或多點觸摸完成原本只能通過煩瑣的菜單才能完成的復(fù)雜操作。iPhone還強調(diào)了軟硬件的無縫結(jié)合，在OS(操作系統(tǒng))設(shè)計之初就考慮到觸摸這個行為模式對程序操作的影響，與此同時特別注重Π (人機界面)、程序設(shè)計、按鍵風(fēng)格等細(xì)節(jié)，無不體現(xiàn)出要從根本上解決人機互動的基本體驗的宗旨。它的出現(xiàn)帶動了整個觸摸屏技術(shù)的迅速延伸和相關(guān)軟件產(chǎn)業(yè)的變革。
[0008]簡單地說，就是觸摸屏相當(dāng)于一個輸入傳感設(shè)備，能代替鼠標(biāo)或鍵盤等，直接對設(shè)備進行輸入或操作。因為觸摸屏的操作完全是所見即所得，是一個絕對定位的過程，只要觸摸在屏幕中看到的、用戶想實現(xiàn)的功能的菜單或按鈕，效果即可馬上呈現(xiàn)，不必再通過手機上的硬件按鈕(導(dǎo)航鍵、功能鍵等)的操作進行轉(zhuǎn)化，這樣既節(jié)省了手機的硬件按鍵制造和設(shè)計成本，又為手機屏幕節(jié)省了寶貴的設(shè)計空間。
[0009]目前電阻式觸摸屏技術(shù)已非常成熟，投入量產(chǎn)后生產(chǎn)成本降低，已被大多數(shù)手機廠商甚至“山寨”廠商作為手機的基本配置，廣泛應(yīng)用于各自的新產(chǎn)品中。然而電阻式觸摸屏的技術(shù)在功能上僅限于單點觸摸，并且由于電阻觸摸屏幕正面沒有較硬的材質(zhì)進行保護，在用戶的日常使用過程中，比較容易造成屏幕損壞。因此，要在觸摸屏方面有新突破，仍需要有創(chuàng)新。
[0010]于是，新的技術(shù)應(yīng)運而生。電容式觸摸屏解決了電阻觸摸屏幕的最大問題-
高硬度的觸摸外屏的使用，使電容觸摸屏有了華麗的外觀以及堅硬的外殼，大大促進觸摸屏技術(shù)的發(fā)展。同時因為其特有的設(shè)計原理，多點觸摸的奇特功能也從不可能變?yōu)榭赡堋?br> [0011]從這類觸摸屏的構(gòu)造看，它主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層，再在導(dǎo)體層外加上一塊保護玻璃層，在觸摸屏的四邊再鋪設(shè)長條的電極，它們于導(dǎo)電體內(nèi)形成低電壓交流電場，人們用手接觸屏幕后，四邊電極發(fā)出的電流將會以十次交叉的方式準(zhǔn)確測出觸摸點的位置。這樣的設(shè)計也是對產(chǎn)品本身耐用性的保證，一般來說電容式觸控屏都能夠有充分的空間多加入一塊保護玻璃，能在使用中完全避免電阻式觸控屏極易產(chǎn)生的水波紋現(xiàn)象，更好地保證觸摸屏的畫面顯示效果。
[0012]在電容式觸控屏觸摸原理的基礎(chǔ)上，多點觸控操作成為目前的最新科技亮點。從原理上說，電阻式觸控屏每次只能接受一個觸控點，如果觸控點增多，系統(tǒng)就無法對此觸摸點的位置進行正確判斷，從而無法正確響應(yīng)。而電容式的觸控原理就不同，顯示屏能夠接受兩個或更多接觸點的分析判斷，以此完成更加復(fù)雜的程序操作，比如兩個手指同時作用放大或縮小圖片，還可瀏覽網(wǎng)頁，隨時定點放大，使用手機訪問互聯(lián)網(wǎng)不再費勁。
[0013]多點觸摸是發(fā)展方向
iPhone的成功得益于軟硬件完美的結(jié)合，又得益于為觸摸技術(shù)量身定做的OS架構(gòu)?；谶@樣的設(shè)計，用戶可以完全不使用硬件鍵盤輸入文字，降低了因此造成的硬件按鍵磨損，廠家也因此節(jié)省了設(shè)計空間，把空間留給大尺寸顯示屏來提升顯示效果。而良好的觸摸屏程序設(shè)計又可以使用戶完全拋棄觸筆，這樣既可以省去觸筆這個配件，用戶也不用為經(jīng)常丟失觸筆而煩惱，還可以解決在一些特殊場合無法單手操作的頭疼問題。筆者大膽地認(rèn)為，未來的觸摸屏手機都應(yīng)該向硬件為一塊大屏幕，有良好的輕薄的身材，并且用戶只需單手操作的方向去發(fā)展。
[0014]電阻式觸摸屏在工作時每次只能判斷一個觸控點，如果觸控點在兩個以上，就不能做出正確的判斷了，所以電阻式觸摸屏僅適用于點擊、拖拽等一些簡單動作的判斷。而電容式觸摸屏的多點觸控，則可以將用戶的觸摸分解為采集多點信號及判斷信號意義兩個工作，完成對復(fù)雜動作的判斷。
[0015]手指觸摸的表面是一個硬涂層，用以保護下面的PET (聚脂薄膜)層，在表面保護硬涂層和玻璃底層之間有兩層透明導(dǎo)電層ITO(氧化銦，弱導(dǎo)電體)，分別對應(yīng)X、Y軸，它們之間用細(xì)微透明的絕緣顆粒絕緣，觸摸產(chǎn)生的壓力會使兩導(dǎo)電層接通，按壓不同的點時，該點到輸出端的電阻值也不同，因此會輸出與該點位置相對應(yīng)的電壓信號(模擬量)，經(jīng)Α/D轉(zhuǎn)換后即可獲取X、Y的坐標(biāo)值。這就是電阻技術(shù)觸摸屏的最基本的原理。
[0016]當(dāng)用戶觸摸電容屏?xí)r，由于人體電場，用戶手指頭和工作面形成一個耦合電容，因為工作面上接有高頻信號，于是手指頭吸收走一個很小的電流。這個電流分從觸摸屏四個角上的電極中流出，并且理論上流經(jīng)這四個電極的電流與手指到四角的距離成比例，控制器通過對這四個電流比例的精密計算，得出觸摸點的位置。
[0017]在電容式觸摸屏問世后多年，觸摸屏都只能每次響應(yīng)一個觸點。一旦我們操控超過一個觸點，電容式觸摸屏就會因為無法定位而讓光標(biāo)錯亂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018]本發(fā)明的目的在于提供一種光感觸摸多點電容式觸摸屏，其支持多點觸摸識別位置，它是一種通過感光元件檢測到手指觸摸屏幕時的光信號變化，通過光纖傳輸?shù)焦怆娦盘栟D(zhuǎn)換器，再通過這中變化的光信號轉(zhuǎn)化的電信號判斷觸摸點。
[0019]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:
一種光感觸摸多點電容式觸摸屏，，包括觸摸屏，其特殊之處在于:所述觸摸屏由多個相對獨立的觸控單元組成，每個觸控單元都通過獨立的光纖連接到光電信號轉(zhuǎn)換器，所述光電信號轉(zhuǎn)換器與處理器連接，所述處理器用于檢測光電信號轉(zhuǎn)換器中中變化的光信號轉(zhuǎn)化的電信號，并處理、判斷觸摸點。
[0020]上述處理器可同時判斷多個觸控單元響應(yīng)到光電信號轉(zhuǎn)換器的光電轉(zhuǎn)換信號。
[0021]上述多個觸控單元呈矩陣排列。
[0022]上述并處理、判斷觸摸點；
具體包括:
1)光信號從觸摸屏幕傳輸?shù)焦怆娹D(zhuǎn)換器，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電信號，再到處理器；
2)處理器利用軟件分析數(shù)據(jù)并判斷每次觸摸的特征；
所述觸摸的特征包括在屏幕上的大小、形狀、受影響區(qū)域的位置；
3)處理器利用姿勢特征翻譯軟件判斷出使用了什么樣的動作姿勢去觸摸屏幕；
上述步驟2)中如果有需要的話，處理器會將觸摸特征近似的放到同一個組里；如果移動手指，處理器將會計算出觸摸的起點和終點之間的差異。
[0023]上述步驟3)中當(dāng)觸摸屏幕時處理器會結(jié)合物理動作與當(dāng)時運行的手機軟件做出綜合的判斷。
[0024]本發(fā)明的優(yōu)點在于:支持多點觸摸識別位置，它是一種通過感光元件檢測到手指觸摸屏幕時的光信號變化，通過光纖傳輸?shù)焦怆娦盘栟D(zhuǎn)換器，再通過這中變化的光信號轉(zhuǎn)化的電信號判斷觸摸點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]附圖標(biāo)號說明:I一觸摸屏，2—觸控單元，3—光纖，4一光電轉(zhuǎn)換器，5—處理器。【具體實施方式】
[0027]參見圖1，一種光感觸摸多點電容式觸摸屏，，包括觸摸屏，觸摸屏由多個相對獨立的觸控單元組成，每個觸控單元都通過獨立的光纖連接到光電信號轉(zhuǎn)換器，所述光電信號轉(zhuǎn)換器與處理器連接，所述處理器用于檢測光電信號轉(zhuǎn)換器中中變化的光信號轉(zhuǎn)化的電信號，并處理、判斷觸摸點。處理器可同時判斷多個觸控單元響應(yīng)到光電信號轉(zhuǎn)換器的光電轉(zhuǎn)換信號。多個觸控單元呈矩陣排列。
[0028]并處理、判斷觸摸點；
具體包括:
1)光信號從觸摸屏幕傳輸?shù)焦怆娹D(zhuǎn)換器，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電信號，再到處理器；
2)處理器利用軟件分析數(shù)據(jù)并判斷每次觸摸的特征；
所述觸摸的特征包括在屏幕上的大小、形狀、受影響區(qū)域的位置；
3)處理器利用姿勢特征翻譯軟件判斷出使用了什么樣的動作姿勢去觸摸屏幕；
步驟2)中如果有需要的話，處理器會將觸摸特征近似的放到同一個組里；如果移動手指，處理器將會計算出觸摸的起點和終點之間的差異。
[0029]步驟3)中當(dāng)觸摸屏幕時處理器會結(jié)合物理動作與當(dāng)時運行的手機軟件做出綜合的判斷。
【權(quán)利要求】
1.一種光感觸摸多點電容式觸摸屏，包括觸摸屏，其特征在于:所述觸摸屏由多個相對獨立的觸控單元組成，每個觸控單元都通過獨立的光纖連接到光電信號轉(zhuǎn)換器，所述光電信號轉(zhuǎn)換器與處理器連接，所述處理器用于檢測光電信號轉(zhuǎn)換器中中變化的光信號轉(zhuǎn)化的電信號，并處理、判斷觸摸點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述多點電容式觸摸屏，其特征在于:所述處理器可同時判斷多個觸控單元響應(yīng)到光電信號轉(zhuǎn)換器的光電轉(zhuǎn)換信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述多點電容式觸摸屏，其特征在于:所述多個觸控單元呈矩陣排列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述多點電容式觸摸屏，其特征在于:所述并處理、判斷觸摸點； 具體包括: 1)光信號從觸摸屏幕傳輸?shù)焦怆娹D(zhuǎn)換器，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成電信號，再到處理器； 2)處理器利用軟件分析數(shù)據(jù)并判斷每次觸摸的特征； 所述觸摸的特征包括在屏幕上的大小、形狀、受影響區(qū)域的位置； 3)處理器利用姿勢特征翻譯軟件判斷出使用了什么樣的動作姿勢去觸摸屏幕； 根據(jù)權(quán)利要求4所述多點電容式觸摸屏，其特征在于:所述步驟2)中如果有需要的話，處理器會將觸摸特征近似的放到同一個組里；如果移動手指，處理器將會計算出觸摸的起點和終點之間的差異。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述多點電容式觸摸屏，其特征在于:所述步驟3)中當(dāng)觸摸屏幕時處理器會結(jié)合物理動作與當(dāng)時運行的手機軟件做出綜合的判斷。
【文檔編號】G06F3/044GK103513829SQ201310502072
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年10月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月23日
【發(fā)明者】王耀斌 申請人:陜西高新實業(yè)有限公司