一種電容式觸摸屏的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型實(shí)施例公開了一種電容式觸摸屏，包括：襯底；設(shè)置于襯底上的多個(gè)感應(yīng)電極，所述多個(gè)感應(yīng)電極排列成二維陣列；以及綁定到襯底上的觸摸控制芯片，所述觸摸控制芯片與所述多個(gè)感應(yīng)電極之中的每一個(gè)感應(yīng)電極分別通過(guò)導(dǎo)線相連接，所述觸摸控制芯片配置為利用測(cè)試精度可調(diào)的檢測(cè)電路檢測(cè)每一個(gè)感應(yīng)電極的自電容變化量，從而確定觸摸信息。本實(shí)用新型實(shí)施例公開的電容式觸摸屏，能真正的實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控，且能準(zhǔn)確的檢測(cè)出不同觸摸對(duì)象的觸摸位置。
【專利說(shuō)明】一種電容式觸摸屏
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型實(shí)施例涉及觸控【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種電容式觸摸屏。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前，電容式觸摸屏廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品，已經(jīng)逐漸滲透到人們工作和生活的各個(gè)領(lǐng)域。越來(lái)越多的電容式觸摸屏開始支持無(wú)源筆和手的觸摸操作，但是手和無(wú)源筆的觸摸引起的互電容的改變量是不同的，手的觸摸引起的互電容的改變量較大，一般手的觸摸位置的檢測(cè)是通過(guò)互電容原理實(shí)現(xiàn)的；無(wú)源筆由于觸摸接觸較面積較小，往往不足以引起足夠的互電容的改變量，因此，無(wú)源筆的觸摸檢測(cè)一般是利用自電容原理實(shí)現(xiàn)的，但是當(dāng)同時(shí)使用多支無(wú)源筆進(jìn)行觸摸操作的時(shí)候，采用自電容原理檢測(cè)屏幕上往往會(huì)出現(xiàn)鬼點(diǎn)問(wèn)題，因此，自容式觸摸屏不能夠?qū)崿F(xiàn)真正的多點(diǎn)觸控。
[0003]也就是說(shuō)現(xiàn)有的電容式觸摸屏受限于屏體自身的結(jié)構(gòu)問(wèn)題，如果采用互電容原理檢測(cè)觸摸，將不能準(zhǔn)確檢測(cè)到無(wú)源筆的觸摸位置，如果采用自電容原理檢測(cè)觸摸，將不能實(shí)現(xiàn)真正的多點(diǎn)觸控，因此有必要提供一種新的電容式觸摸屏解決上述問(wèn)題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種電容式觸摸屏，能夠利用自電容原理準(zhǔn)確地檢測(cè)手和無(wú)源筆的觸摸位置，且能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)觸控。
[0005]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的電容式觸摸屏，包括:
[0006]襯底；
[0007]設(shè)置于所述襯底上的多個(gè)感應(yīng)電極，所述多個(gè)感應(yīng)電極排列成二維陣列；以及
[0008]綁定到所述襯底上的觸摸控制芯片，所述觸摸控制芯片與所述多個(gè)感應(yīng)電極之中的每一個(gè)感應(yīng)電極分別通過(guò)導(dǎo)線相連接，所述觸摸控制芯片配置為利用測(cè)試精度可調(diào)的檢測(cè)電路檢測(cè)每一個(gè)感應(yīng)電極的自電容變化量，從而確定觸摸信息。
[0009]優(yōu)選地，所述測(cè)試精度可調(diào)的檢測(cè)電路包括:
[0010]電壓源或電流源；
[0011 ] 待測(cè)電容，一端接地，另一端通過(guò)開關(guān)與電壓源或電流源連接，所述待測(cè)電容在有觸摸時(shí)電容發(fā)生改變；
[0012]可調(diào)電容，兩端連接電壓源或電流源，通過(guò)改變自身電容值來(lái)調(diào)整所述測(cè)試精度；
[0013]測(cè)量單元，連接于所述可調(diào)電容，根據(jù)所述測(cè)試精度測(cè)試每一個(gè)感應(yīng)電極的自電
容變化量。
[0014]優(yōu)選地，所述電壓源或電流源具有單一頻率；或者所述電壓源或電流源具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的頻率。
[0015]優(yōu)選地，所述襯底是玻璃襯底，所述觸摸控制芯片以玻璃覆晶(Chip-on-Glass)方式綁定到襯底上；或者[0016]所述襯底是柔性襯底，所述觸摸控制芯片以柔性覆晶(Chip-on-Film)方式綁定到襯底上；或者
[0017]所述襯底是印制電路板,所述觸摸控制芯片以板上芯片封裝(Chip-on-Board)的方式綁定到襯底上。
[0018]優(yōu)選地，所述感應(yīng)電極的形狀是矩形、菱形、圓形或橢圓形。
[0019]優(yōu)選地，所述電容式觸摸屏包括多個(gè)綁定到襯底上的觸摸控制芯片，每個(gè)觸摸控制芯片用于檢測(cè)所述多個(gè)感應(yīng)電極之中的相應(yīng)一部分感應(yīng)電極。
[0020]優(yōu)選地，各觸摸控制芯片的時(shí)鐘同步或不同步。
[0021]從以上技術(shù)方案可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0022]本實(shí)用新型實(shí)施例公開的電容式觸摸屏，通過(guò)將觸摸控制芯片與每個(gè)感應(yīng)電極分別通過(guò)導(dǎo)線相連接，并綁定到襯底上，多個(gè)感應(yīng)電極排列成二維陣列，且感應(yīng)電極之間沒(méi)有物理連接，從而能夠?qū)崿F(xiàn)真正的多點(diǎn)觸控，通過(guò)為觸摸控制芯片配置測(cè)試精度可調(diào)的檢測(cè)電路來(lái)檢測(cè)每一個(gè)感應(yīng)電極的自電容變化量，可以使得電容式觸摸屏可以根據(jù)觸摸對(duì)象的不同設(shè)置不同的測(cè)試精度，從而實(shí)現(xiàn)觸摸位置的準(zhǔn)確檢測(cè)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的電容式觸摸屏的示意圖；
[0024]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的感應(yīng)電極陣列的俯視圖；
[0025]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的感應(yīng)電極的工作電路；
[0026]圖4A-4C為本實(shí)用新型實(shí)施例的感應(yīng)電極的掃描時(shí)序示意圖；
[0027]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的觸摸檢測(cè)電路圖；
[0028]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例的觸摸檢測(cè)電路時(shí)序圖；
[0029]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例的觸摸檢測(cè)方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為了使本公開的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯易懂，下面將結(jié)合本公開實(shí)施例中的附圖，對(duì)本公開實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型的一部分實(shí)施例。基于本公開實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的任何其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。為便于說(shuō)明，表示結(jié)構(gòu)的剖面圖不依一般比例而作局部放大。而且，附圖只是示例性的，其不應(yīng)限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。此外，在實(shí)際制作中應(yīng)包含長(zhǎng)度、寬度以及深度的三維尺寸。
[0031]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的電容式觸摸屏的示意圖。如圖1所示，該電容式觸摸屏11包括:襯底16 ;設(shè)置于襯底上的多個(gè)感應(yīng)電極19，所述多個(gè)感應(yīng)電極19排列成二維陣列；以及綁定到襯底16上的觸摸控制芯片10，觸摸控制芯片10與每個(gè)感應(yīng)電極19分別通過(guò)導(dǎo)線相連接，觸摸控制芯片10配置為利用測(cè)試精度可調(diào)的檢測(cè)電路檢測(cè)所述每一個(gè)感應(yīng)電極的自電容變化量，從而確定觸摸信息，檢測(cè)電路將在后文中詳細(xì)描述。
[0032]襯底16可以是透明的，例如是玻璃襯底或柔性襯底；也可以是不透明的，例如是印制電路板。襯底16上設(shè)置有多個(gè)感應(yīng)電極19，所述多個(gè)感應(yīng)電極19排列成二維陣列，可以是矩形陣列或任何其他形狀的二維陣列。對(duì)于電容式觸摸屏，每個(gè)感應(yīng)電極19是一個(gè)電容傳感器，電容傳感器的電容在觸摸屏上相應(yīng)位置被觸摸時(shí)發(fā)生變化。
[0033]可選地，在感應(yīng)電極19上方設(shè)置有覆蓋層(cover lens)以保護(hù)感應(yīng)電極19。
[0034]每個(gè)感應(yīng)電極19通過(guò)導(dǎo)線連接到觸摸控制芯片10，觸摸控制芯片10綁定到襯底16上。由于與每個(gè)感應(yīng)電極19分別通過(guò)導(dǎo)線相連接，觸摸控制芯片10的管腳很多，因此，將觸摸控制芯片10綁定到襯底16上能夠避免常規(guī)封裝的困難。具體地，觸摸控制芯片10可通過(guò)玻璃覆晶(Chip-on-Glass，簡(jiǎn)稱C0G)方式或柔性覆晶(Chip-on-Film，簡(jiǎn)稱C0F)或板上芯片封裝(Chip-on-Board，簡(jiǎn)稱C0B)方式綁定到襯底上。根據(jù)本實(shí)施例，觸摸控制芯片10與襯底16之間可存在各向異性導(dǎo)電膜(ACF) 17。
[0035]此外，常規(guī)的柔性電路板(FPC)連接要求在硬件上給觸摸控制芯片和FPC預(yù)留空間，不利于系統(tǒng)精簡(jiǎn)。而通過(guò)COG方式或COF方式，觸摸控制芯片與觸摸屏成為一體，顯著降低了兩者之間的距離，從而減小了整體的體積。此外，由于感應(yīng)電極一般通過(guò)在襯底上對(duì)氧化銦錫(ITO)進(jìn)行刻蝕形成，而觸摸控制芯片也位于襯底上，因此，兩者之間的連線可通過(guò)一次ITO刻蝕完成,顯著簡(jiǎn)化了制造工藝。
[0036]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例的感應(yīng)電極陣列的俯視圖。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，圖2示出的僅僅是感應(yīng)電極的一種排列方式，在具體實(shí)施中，感應(yīng)電極可排列成任何二維陣列。此外，各感應(yīng)電極在任一方向上的間距可以是相等的，也可以是不等的。本領(lǐng)域技術(shù)人員亦應(yīng)理解，感應(yīng)電極的數(shù)量可多于圖2示出的數(shù)量。
[0037]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，圖2示出的僅僅是感應(yīng)電極的一種形狀。根據(jù)其他實(shí)施例，感應(yīng)電極的形狀可以是矩形、菱形、圓形或橢圓形，也可以是不規(guī)則形狀。各感應(yīng)電極的圖案可以是一致的，也可以是不一致的。例如，中部的感應(yīng)電極采用菱形結(jié)構(gòu)，邊緣的采用三角形結(jié)構(gòu)。此外，各感應(yīng)電極的大小可以是一致的，也可以是不一致的。例如，靠里的感應(yīng)電極尺寸較大，靠邊緣的尺寸較小，如此有利于走線和邊沿的觸摸精度。
[0038]每個(gè)感應(yīng)電極都有導(dǎo)線引出，導(dǎo)線布于感應(yīng)電極之間的空隙中。一般而言，導(dǎo)線盡量均勻，且走線盡量短。此外，導(dǎo)線的走線范圍在保證安全距離的前提下盡量窄，從而留給感應(yīng)電極更多的面積，使感應(yīng)更精確。
[0039]各感應(yīng)電極可通過(guò)導(dǎo)線連接至總線22，總線22將導(dǎo)線直接或者經(jīng)過(guò)一定的排序后與觸摸控制芯片的管腳相連接。對(duì)于大屏幕的觸摸屏，感應(yīng)電極的數(shù)量可能非常多。在這種情況下，可以用單個(gè)觸摸控制芯片控制所有感應(yīng)電極；也可以通過(guò)對(duì)屏幕分區(qū)，用多個(gè)觸摸控制芯片分別控制不同區(qū)域的感應(yīng)電極，多個(gè)觸摸控制芯片之間可進(jìn)行時(shí)鐘同步。此時(shí)，總線22可分割成若干個(gè)總線集，以便與不同的觸摸控制芯片相連接。各觸摸控制芯片控制相同數(shù)量的感應(yīng)電極，或者控制不同數(shù)量的感應(yīng)電極。
[0040]對(duì)于圖2所示的感應(yīng)電極陣列，布線可以在感應(yīng)電極陣列的同一層上實(shí)現(xiàn)。對(duì)于其他結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電極陣列，如果同層走線難以實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)線也可以布置在不同于感應(yīng)電極陣列所在層的另一層，通過(guò)過(guò)孔連接各感應(yīng)電極。
[0041]圖2所示的感應(yīng)電極陣列基于自電容的觸摸檢測(cè)原理。每個(gè)感應(yīng)電極對(duì)應(yīng)屏幕上特定位置，在圖2中，2a-2d表示不同感應(yīng)電極。21表示一個(gè)觸摸，當(dāng)觸摸發(fā)生在某感應(yīng)電極所對(duì)應(yīng)的位置時(shí)，該感應(yīng)電極上的電荷改變，因此，檢測(cè)該感應(yīng)電極上的電荷(電流/電壓)，能夠知道該感應(yīng)電極有沒(méi)有發(fā)生觸摸事件。一般而言，這可以通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量來(lái)實(shí)現(xiàn)。感應(yīng)電極的電荷改變量與感應(yīng)電極被覆蓋的面積有關(guān)，例如，圖2中感應(yīng)電極2b和2d的電荷改變量大于感應(yīng)電極2a和2c的電荷改變量。
[0042]屏幕上的每個(gè)位置均有對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電極，感應(yīng)電極之間沒(méi)有物理連接，因此，本公開實(shí)施例所提供的電容式觸摸屏能夠?qū)崿F(xiàn)真正的多點(diǎn)觸控，避免了現(xiàn)有技術(shù)中自電容觸摸檢測(cè)的鬼點(diǎn)問(wèn)題。
[0043]感應(yīng)電極層可以通過(guò)表面貼合方式與顯示屏結(jié)合，也可以把感應(yīng)電極層做到顯示屏內(nèi)部，例如內(nèi)嵌式(In-Cell)觸摸屏，還可以把感應(yīng)電極層做到顯示屏上表面，例如外嵌式(on-Cell)觸摸屏。
[0044]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的感應(yīng)電極的工作電路，感應(yīng)電極19同時(shí)連接驅(qū)動(dòng)源24和檢測(cè)電路25，當(dāng)感應(yīng)電極19的自電容發(fā)生變化時(shí)，變化量可以由檢測(cè)電路25檢測(cè)出來(lái)。感應(yīng)電極19由驅(qū)動(dòng)源24驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)源24可以是電壓源或電流源。對(duì)于不同的感應(yīng)電極19，驅(qū)動(dòng)源24不一定采用相同的結(jié)構(gòu)。例如，可以部分采用電壓源，部分采用電流源。此夕卜，對(duì)于不同的感應(yīng)電極19，驅(qū)動(dòng)源24的頻率可以相同，也可以不同。時(shí)序控制電路23控制各驅(qū)動(dòng)源24工作的時(shí)序。
[0045]各感應(yīng)電極19的驅(qū)動(dòng)時(shí)序有多種選擇。如圖4A所示，所有感應(yīng)電極同時(shí)驅(qū)動(dòng)，同時(shí)檢測(cè)。這種方式完成一次掃描所需要的時(shí)間最短，驅(qū)動(dòng)源數(shù)量最多(與感應(yīng)電極的數(shù)量一致)。如圖4B所示，感應(yīng)電極的驅(qū)動(dòng)源被分成若干組，每組依次驅(qū)動(dòng)特定區(qū)域內(nèi)的電極。這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)驅(qū)動(dòng)源復(fù)用，但會(huì)增加掃描時(shí)間，不過(guò)通過(guò)選擇合適的分組數(shù)量，可以使驅(qū)動(dòng)源復(fù)用和掃描時(shí)間達(dá)到折中。
[0046]圖4C示出了常規(guī)互電容觸摸檢測(cè)的掃描方式，假設(shè)有N個(gè)驅(qū)動(dòng)通道(TX)，每個(gè)TX的掃描時(shí)間為Ts，則掃描完一巾貞的時(shí)間為N*Ts。而米用本實(shí)施例的感應(yīng)電極驅(qū)動(dòng)方法，可以將所有感應(yīng)電極一起檢測(cè)，掃描完一幀的時(shí)間最快僅Ts。也就是說(shuō)，與常規(guī)互電容觸摸檢測(cè)相比，本實(shí)施例的方案能夠?qū)呙桀l率提高N倍。
[0047]對(duì)于一個(gè)有40個(gè)驅(qū)動(dòng)通道的互電容觸摸屏，如果每個(gè)驅(qū)動(dòng)通道的掃描時(shí)間為500us，則整個(gè)觸摸屏(一幀)的掃描時(shí)間為20ms，即幀率為50Hz。50Hz往往不能達(dá)到良好使用體驗(yàn)的要求。本公開實(shí)施例的方案可以解決這個(gè)問(wèn)題。通過(guò)采用排列成二維陣列的感應(yīng)電極，所有電極可以同時(shí)檢測(cè)，在每個(gè)電極的檢測(cè)時(shí)間保持500us的情況下，幀率達(dá)到2000Hz。這大大超出了多數(shù)觸摸屏的應(yīng)用要求。多出來(lái)的掃描數(shù)據(jù)可以被數(shù)字信號(hào)處理端利用，用于例如抗干擾或優(yōu)化觸摸軌跡，從而得到更好的效果。
[0048]In-Cell觸摸屏利用每幀的場(chǎng)消隱時(shí)間進(jìn)行掃描，但每幀的場(chǎng)消隱時(shí)間僅為2-4ms，常規(guī)基于互電容的掃描時(shí)間卻往往達(dá)到5ms甚至更大。為實(shí)現(xiàn)In-Cell屏的使用，通常減少互電容觸摸檢測(cè)的掃描時(shí)間，具體是減少每個(gè)通道的掃描時(shí)間，這種方法降低了In-Cell屏的信噪比，影響了觸摸體驗(yàn)。本公開實(shí)施例的方案可以解決這個(gè)問(wèn)題。例如，一個(gè)有10個(gè)驅(qū)動(dòng)通道、常規(guī)互電容觸摸檢測(cè)掃描時(shí)間為4ms的In-Cell屏，每個(gè)通道的掃描時(shí)間僅為400us。通過(guò)采用本公開實(shí)施例的方案，所有電極同時(shí)驅(qū)動(dòng)和檢測(cè)，則所有電極都掃描完一次僅需400us。若按上述In-Cell屏，掃描時(shí)間共有4ms，則還有很多時(shí)間剩余。節(jié)省出的時(shí)間可以用于多次重復(fù)檢測(cè)或變頻率檢測(cè)等其他檢測(cè)，從而大大提高檢測(cè)信號(hào)的信噪比和抗干擾能力，以得到更好的檢測(cè)效果。
[0049]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的觸摸檢測(cè)電路圖，也是對(duì)圖3中檢測(cè)電路25的一個(gè)詳細(xì)描述。優(yōu)選地，檢測(cè)每個(gè)感應(yīng)電極的自電容。感應(yīng)電極的自電容可以是其對(duì)地的電容。[0050]作為一個(gè)示例，可采用電荷檢測(cè)法。如圖5所示，驅(qū)動(dòng)源41提供恒定電壓VI。電壓Vl可以是正壓、負(fù)壓或地。SI和S2表示兩個(gè)受控開關(guān)，42表示感應(yīng)電極的對(duì)地電容Cx，Cx的值在感應(yīng)電極無(wú)觸摸時(shí)是固定的，一旦感應(yīng)電極上有觸摸，Cx的值就會(huì)發(fā)生改變。45表示測(cè)量單元，測(cè)量單元45可將輸入端電壓鉗位至指定值V2，并利用電容把電荷轉(zhuǎn)成電壓，然后送給ADC測(cè)量，實(shí)際中就是根據(jù)測(cè)量單元45測(cè)量的電壓的變化確定感應(yīng)電極的對(duì)地電容Cx的變化，從而確定感應(yīng)電極上是否有觸摸以及具體的觸摸位置。43是一個(gè)容量已知，且大小可調(diào)的基準(zhǔn)調(diào)整電容Cb，Cb 一端連接電壓源V2，另一端連接電壓源V3，V3的值可變。Cb的作用是調(diào)節(jié)測(cè)量單元45的測(cè)試精度。作為另一個(gè)示例，也可采用電流源，或者通過(guò)感應(yīng)電極的頻率來(lái)獲得其自電容。
[0051]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例的觸摸檢測(cè)電路時(shí)序圖，圖5的電荷測(cè)量過(guò)程可分為若干個(gè)階段，圖6示出了幾個(gè)關(guān)鍵的階段。圖6中S1、S2為高電平時(shí)表示開關(guān)S1、S2連通，低電平時(shí)表示開關(guān)S1、S2斷開。電壓源V3如圖所示，會(huì)在￥3_8和￥3_〖之間變化。測(cè)量單元45為高電平時(shí)，代表電路正在進(jìn)行采樣量化，低電平代表電路處于等待狀態(tài)。下面詳細(xì)描述感應(yīng)電極上從無(wú)觸摸到有觸摸時(shí)電荷量的變化。
[0052]當(dāng)電極上沒(méi)有觸摸時(shí)，在phasel階段，SI閉合，S2斷開，V3處于V3_s狀態(tài)，Cx的上極板被充電至驅(qū)動(dòng)源41所提供的電壓VI。此時(shí):
[0053]Cx 上的電荷 Qx=Cx*VI [0054]Cb 上的電荷 Qb=Cb* (V2_V3_s)
[0055]45 端的電荷 Q45=0
[0056]在phase2階段，SI斷開，S2閉合，V3從V3_s變化到V3_t狀態(tài)，Cx與測(cè)量單元45及Cb發(fā)生電荷交換，穩(wěn)態(tài)時(shí):
[0057]Cx 上的電荷 Qx=Cx*V2
[0058]Cb 上的電荷 Qb=Cb* (V2_V3_t)
[0059]由于在phasel到phase2的過(guò)程中，電荷是守恒的，因此
[0060]Qx+Qb+Q45在兩個(gè)階段相等，可以得到在phase2階段測(cè)量單元45測(cè)量的電荷:[0061 ] Q45=(Cx*Vl+Cb*(V2_V3_s))-(Cx*V2+Cb*(V2_V3_t))
[0062]=Cx*(V1-V2)-Cb(V3_s - V3_t)
[0063]即，沒(méi)有觸摸時(shí)測(cè)量單元45測(cè)量的電壓:
[0064]V45=K*Q45=K*(Cx*(V1-V2)-Cb(V3_s - V3_t))(I)
[0065]其中K代表一個(gè)增益，在電路中一般通過(guò)電容把電荷轉(zhuǎn)換為電壓，K是個(gè)可配值。
[0066]在Phase3階段，仍然是SI斷開，S2閉合，各節(jié)點(diǎn)之間的電荷轉(zhuǎn)移達(dá)到平衡，測(cè)量單元45開始量化電荷/電壓值。
[0067]由(I)可以看到，當(dāng)Q45被量化測(cè)量出來(lái)后，只有Cx—個(gè)變量是未知的，因此可以求出原本的Cx值。
[0068]為保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，可重復(fù)進(jìn)行phasel~phase3過(guò)程，得到多個(gè)Cx測(cè)量值，然后取平均數(shù)。
[0069]當(dāng)電極上有觸摸時(shí)，Cx的大小會(huì)發(fā)生改變成Cx’，根據(jù)(I)式，這個(gè)時(shí)候測(cè)量單元45測(cè)量的電荷:
[0070]Q45，=Cx，* (V1-V2) -Cb (V3_s - V3_t)[0071]S卩，有觸摸時(shí)，測(cè)量單元45測(cè)量的電壓:
[0072]V45，=K*Q45，=K* (Cx，*(V1-V2)-Cb(V3_s - V3_t))(2)
[0073]則可得到，當(dāng)感應(yīng)電極上有觸摸時(shí)，引起測(cè)量單元45端的電壓變化量為:
[0074]Δ V45=V45，_V45=K* (Q45，-Q45)
[0075]=K (Cx，-Cx) * (V1-V2) = Δ Cx*K* (V1-V2) (3)
[0076]從上式可以看出，根據(jù)測(cè)量單元45測(cè)量的電壓的變化量AV45即可得到感應(yīng)電極的對(duì)地電容Cx的變化量ACx，Λ Cx代表了觸摸的感應(yīng)量，通過(guò)ACx可以知道觸摸的大小。
[0077]通常情況下，當(dāng)用手指觸摸屏幕時(shí)，由于一個(gè)手指能覆蓋到2至3個(gè)感應(yīng)電極，觸摸的感應(yīng)量相對(duì)來(lái)說(shuō)比較大，上述測(cè)量的數(shù)據(jù)不會(huì)有太大偏差。但是，當(dāng)使用無(wú)源筆觸摸時(shí)，由于無(wú)源筆與感應(yīng)電極的觸摸面積較小，所以引起的感應(yīng)電極的對(duì)地電容Cx的變化量ACx非常小，如果不做任何處理，直接用ADC量化(I)式和(2)式，會(huì)使得(3)式只用到了 ADC很小的一部分量化范圍，造成量化不準(zhǔn)確，誤差過(guò)大等問(wèn)題。
[0078]由(I)式和(2)式可以看出，通過(guò)調(diào)整K和Cb的值可以改變AV45的變化范圍。假設(shè)用來(lái)量化的ADC量程的范圍是Vm?Vh。那么對(duì)于小信號(hào)，最理想的情況是(3)式中的AV45能占據(jù)(Vh-Vm)的全部或大部分范圍，這樣，即使很小的變化量也會(huì)量化出很大的差異，有利于提高模擬量的解析精度。具體的調(diào)整方法如下:
[0079]首先，調(diào)整Cb與K的值使得(I)式中的V45等于或接近Vm，V45與Vm的差值可以根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用的不同而不同，同時(shí)，調(diào)整Cb與K的值使得(2)式中的V45’等于或接近Vh，V45’與Vh的差值可以根據(jù)系統(tǒng)應(yīng)用的不同而不同。這樣調(diào)整以后，會(huì)使得(3)式的AV45能占據(jù)(Vh-Vm)的大部分范圍，從而使得量化精度提高。
[0080]在實(shí)際應(yīng)用中，在檢測(cè)到有觸摸后，可先判斷觸摸對(duì)象是手還是無(wú)源筆，具體可根據(jù)觸摸覆蓋的感應(yīng)電極的數(shù)量或觸摸對(duì)象的特征來(lái)確定，然后針對(duì)不同的觸摸對(duì)象設(shè)置不同的Cb值與K值，以實(shí)現(xiàn)不同觸摸對(duì)象的觸摸位置的準(zhǔn)確檢測(cè)。
[0081]圖7示出了本實(shí)用新型實(shí)施例的觸摸檢測(cè)方法流程圖。當(dāng)感應(yīng)電極上有觸摸發(fā)生時(shí)，感應(yīng)電極的電容會(huì)改變，這個(gè)改變量通過(guò)ADC轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，就能恢復(fù)出觸摸信息，一般而言，電容改變量與感應(yīng)電極被觸摸遮蓋的面積相關(guān)。
[0082]作為一個(gè)示例，以下具體描述觸摸位置的檢測(cè)方法。
[0083]701、驅(qū)動(dòng)感應(yīng)電極；
[0084]用電壓源或電流源驅(qū)動(dòng)設(shè)置于電容式觸摸屏襯底上的感應(yīng)電極；
[0085]702、調(diào)整測(cè)試精度；
[0086]根據(jù)觸摸對(duì)象的不同，利用可調(diào)基準(zhǔn)電容調(diào)整感應(yīng)電極的測(cè)試精度。
[0087]703、檢測(cè)感應(yīng)數(shù)據(jù)；
[0088]根據(jù)所設(shè)置的測(cè)試精度檢測(cè)感應(yīng)電極的電壓或頻率或電量。
[0089]704、確定觸摸位置。
[0090]根據(jù)感應(yīng)電極的電壓或頻率或電量等感應(yīng)數(shù)據(jù)及被觸摸的感應(yīng)電極對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)，采用重心算法即可得到手指觸摸位置的坐標(biāo)。例如，當(dāng)一個(gè)觸摸發(fā)生時(shí)，圖2中的感應(yīng)電極2a、2b、2c、2d被手指遮蓋，對(duì)應(yīng)的感應(yīng)數(shù)據(jù)分別為PT1，PT2，PT3，PT4，假設(shè)我們把橫坐標(biāo)定位X方向，縱坐標(biāo)定位y方向，且感應(yīng)電極2a-2d所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)分別為xl, x2,x3,x4。則采用重心算法得到的手指觸摸位置的坐標(biāo)是:[0091 ] Xtouch= (PTl*xl+PT2*x2+PT3*x3+PT4*x4)/(ΡΤ1+ΡΤ2+ΡΤ3+ΡΤ4)
[0092]這里僅僅以一維重心算法示例，實(shí)際坐標(biāo)由二維重心算法決定。
[0093]本實(shí)施例中利用可調(diào)基準(zhǔn)調(diào)整電容可根據(jù)觸摸對(duì)象的不同調(diào)整感應(yīng)電極的測(cè)試精度，針對(duì)不同的觸摸對(duì)象采用不同的測(cè)試精度檢測(cè)感應(yīng)電極的電壓或頻率或電量，從而實(shí)現(xiàn)觸摸位置的準(zhǔn)確檢測(cè)。
[0094]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說(shuō)明，使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型不應(yīng)被限制于所公開的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電容式觸摸屏，其特征在于，包括: 襯底； 設(shè)置于所述襯底上的多個(gè)感應(yīng)電極，所述多個(gè)感應(yīng)電極排列成二維陣列；以及綁定到所述襯底上的觸摸控制芯片，所述觸摸控制芯片與所述多個(gè)感應(yīng)電極之中的每一個(gè)感應(yīng)電極分別通過(guò)導(dǎo)線相連接，所述觸摸控制芯片配置為利用測(cè)試精度可調(diào)的檢測(cè)電路檢測(cè)所述每一個(gè)感應(yīng)電極的自電容變化量，從而確定觸摸信息。
2.如權(quán)利要求1所述的電容式觸摸屏，其特征在于，所述測(cè)試精度可調(diào)的檢測(cè)電路包括: 電壓源或電流源； 待測(cè)電容，一端接地，另一端通過(guò)開關(guān)與電壓源或電流源連接，所述待測(cè)電容在有觸摸時(shí)電容發(fā)生改變； 可調(diào)電容，兩端連接電壓源或電流源，通過(guò)改變自身電容值來(lái)調(diào)整所述測(cè)試精度； 測(cè)量單元，連接于所述可調(diào)電容，根據(jù)所述測(cè)試精度測(cè)試每一個(gè)感應(yīng)電極的自電容變化量。
3.如權(quán)利要求2所述的電容式觸摸屏，其特征在于，所述電壓源或電流源具有單一頻率；或者 所述電壓源或電流源具有兩個(gè)或兩個(gè)以上的頻率。
4.如權(quán)利要求1所述的電容式觸摸屏，其特征在于，所述襯底是玻璃襯底，所述觸摸控制芯片以玻璃覆晶Chip-on-Glass方式綁定到襯底上；或者 所述襯底是柔性襯底，所述觸摸控制芯片以柔性覆晶Chip-on-Film方式綁定到襯底上；或者 所述襯底是印制電路板，所述觸摸控制芯片以板上芯片封裝Chip-on-Board的方式綁定到襯底上。
5.如權(quán)利要求1所述的電容式觸摸屏，其特征在于，所述感應(yīng)電極的形狀是矩形、菱形、圓形或橢圓形。
6.如權(quán)利要求1所述的電容式觸摸屏，其特征在于，所述電容式觸摸屏包括多個(gè)綁定到襯底上的觸摸控制芯片，每個(gè)觸摸控制芯片用于檢測(cè)所述多個(gè)感應(yīng)電極之中的相應(yīng)一部分感應(yīng)電極。
7.如權(quán)利要求6所述的電容式觸摸屏，其特征在于，各觸摸控制芯片的時(shí)鐘同步或不同步。
【文檔編號(hào)】G06F3/044GK203376723SQ201320325798
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年6月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月6日
【發(fā)明者】莫良華, 李琛 申請(qǐng)人:敦泰科技有限公司