電容式觸摸屏的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型實(shí)施例所提供一種電容式觸摸屏，包括：透明保護(hù)蓋板；設(shè)置于所述透明保護(hù)蓋板表面的多個(gè)感應(yīng)電極，所述多個(gè)感應(yīng)電極排列成二維陣列；綁定到所述透明保護(hù)蓋板表面的觸摸控制芯片，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)電極分別通過導(dǎo)線相連接。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電容式觸摸屏，在實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控的前提下解決了現(xiàn)有技術(shù)中因噪聲在電極間傳遞而引起的誤差，顯著提高了信噪比。
【專利說明】電容式觸摸屏
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及觸控【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。電容式觸摸屏的尺寸日漸增大，從智能手機(jī)的3英寸至6.1英寸，到平板電腦的10英寸左右，電容式觸摸屏的應(yīng)用領(lǐng)域更可推廣到智能電視等。但現(xiàn)有的電容式觸摸屏普遍存在抗干擾性能差、掃描幀率低、體積大以及制造工藝復(fù)雜等問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]有鑒于此，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種電容式觸摸屏，能夠解決以上問題之中的至少一個(gè)。
[0004]本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的電容式觸摸屏包括:
[0005]透明保護(hù)蓋板；
[0006]設(shè)置于所述透明保護(hù)蓋板表面的多個(gè)感應(yīng)電極，所述多個(gè)感應(yīng)電極排列成二維陣列；
[0007]綁定到所述透明保護(hù)蓋板表面的觸摸控制芯片，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)電極分別通過導(dǎo)線相連接。
[0008]優(yōu)選地，還包括:與所述觸摸控制芯片相連接的柔性線路板，所述觸摸控制芯片與所述柔性線路板通過各向異性導(dǎo)電膜(ACF)綁定到所述透明保護(hù)蓋板表面。
[0009]優(yōu)選地，所述透明保護(hù)蓋板設(shè)置有可視區(qū)域。
[0010]優(yōu)選的，所述電容式觸摸屏還包括遮光層，所述遮光層設(shè)置于所述透明保護(hù)蓋板可視區(qū)域之外。
[0011]優(yōu)選地，所述多個(gè)感應(yīng)電極設(shè)置于所述透明保護(hù)蓋板下表面，所述觸摸控制芯片和所述柔性線路板設(shè)置于所述透明保護(hù)蓋板下表面可視區(qū)域之外，所述遮光層設(shè)置于所述透明保護(hù)蓋板下表面，且位于所述觸摸控制芯片和所述柔性線路板的上方。
[0012]優(yōu)選地，所述電容式觸摸屏還包括覆蓋于所述透明保護(hù)蓋板上表面的透明薄膜。
[0013]優(yōu)選地，所述多個(gè)感應(yīng)電極設(shè)置于所述透明保護(hù)蓋板下表面，所述觸摸控制芯片和所述柔性線路板設(shè)置于所述透明保護(hù)蓋板下表面可視區(qū)域之外，所述遮光層設(shè)置于所述透明薄膜的下表面。
[0014]優(yōu)選地，所述透明薄膜通過整片光學(xué)膠與所述透明保護(hù)蓋板進(jìn)行貼合，或者所述透明薄膜通過口字膠與所述透明保護(hù)蓋板進(jìn)行貼合。
[0015]優(yōu)選地，所述觸摸控制芯片配置為檢測(cè)每個(gè)感應(yīng)電極的自電容。
[0016]優(yōu)選地，所述觸摸控制芯片配置為通過以下方法檢測(cè)每個(gè)感應(yīng)電極的自電容:
[0017]用電壓源或電流源驅(qū)動(dòng)所述感應(yīng)電極；以及
[0018]檢測(cè)所述感應(yīng)電極的電壓或頻率或電量。[0019]優(yōu)選地，所述觸摸控制芯片配置為通過以下方法檢測(cè)每個(gè)感應(yīng)電極的自電容:
[0020]驅(qū)動(dòng)并檢測(cè)所述感應(yīng)電極，同時(shí)驅(qū)動(dòng)其余感應(yīng)電極；或者
[0021]驅(qū)動(dòng)并檢測(cè)所述感應(yīng)電極，同時(shí)驅(qū)動(dòng)所述感應(yīng)電極周邊的感應(yīng)電極；
[0022]其中，驅(qū)動(dòng)所述感應(yīng)電極的信號(hào)和驅(qū)動(dòng)所述其余感應(yīng)電極及所述感應(yīng)電極周邊的感應(yīng)電極的信號(hào)是相同的電壓或電流信號(hào)，或者是不同的電壓或電流信號(hào)。
[0023]優(yōu)選地，所述觸摸控制芯片配置為通過以下方法檢測(cè)每個(gè)感應(yīng)電極的自電容:
[0024]同時(shí)檢測(cè)所有感應(yīng)電極；或者
[0025]分組檢測(cè)各感應(yīng)電極。
[0026]優(yōu)選地，所述觸摸控制芯片配置為根據(jù)二維的電容變化陣列來確定觸摸位置。
[0027]優(yōu)選地，所述電容式觸摸屏包括多個(gè)綁定到所述透明保護(hù)蓋板上的觸摸控制芯片，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。
[0028]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電容式觸摸屏，采用多個(gè)排列成二維陣列的感應(yīng)電極，在實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控的前提下解決了現(xiàn)有技術(shù)中因噪聲在電極間傳遞而引起的誤差，顯著提高了信噪比。利用本實(shí)用新型實(shí)施例的方案，極大地消除了觸摸屏的電源噪聲，也能夠減弱射頻(RF)以及來自液晶顯示模組等其他噪聲源的干擾。
[0029]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電容式觸摸屏，觸摸控制芯片與每個(gè)感應(yīng)電極分別通過導(dǎo)線相連接，并以COG方式綁定到透明保護(hù)蓋板上，能夠避免管腳數(shù)量多可能造成的困難，還能夠減小整體的體積。此外，通過同時(shí)或分組檢測(cè)各感應(yīng)電極，可以顯著降低掃描時(shí)間，從而避免感應(yīng)電極數(shù)量多可能引起的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一所提供的電容式觸摸屏的俯視圖；
[0031]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一所涉及的感應(yīng)電極陣列的俯視圖；
[0032]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二所提供的電容式觸摸屏的層面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例三所提供的電容式觸摸屏的層面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖5至圖8示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的感應(yīng)電極驅(qū)動(dòng)方法；
[0035]圖9A-9D示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電容式觸摸屏的四個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景；
[0036]圖10示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的觸摸控制芯片的信號(hào)流圖；
[0037]圖1lA示出了采用重心算法計(jì)算觸摸位置的坐標(biāo)的一個(gè)例子；
[0038]圖1lB示出了有噪聲的情況下采用重心算法計(jì)算觸摸位置的坐標(biāo)。
【具體實(shí)施方式】
[0039]為了使本實(shí)用新型的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯易懂，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)實(shí)用新型開實(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。基于本實(shí)用新型實(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。
[0040]實(shí)施例一[0041]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種電容式觸摸屏，圖1為該電容式觸摸屏的俯視圖，該電容式觸摸屏包括:透明保護(hù)蓋板(Cover Lens) 11 ;設(shè)置于所述透明保護(hù)蓋板表面的多個(gè)感應(yīng)電極12(圖1未顯示)，所述多個(gè)感應(yīng)電極12排列成二維陣列；綁定到所述透明保護(hù)蓋板表面的觸摸控制芯片13，所述觸摸控制芯片13與所述多個(gè)感應(yīng)電極12之中的每一個(gè)感應(yīng)電極分別通過導(dǎo)線相連接。
[0042]透明保護(hù)蓋板11可以為透明玻璃。保護(hù)蓋板11上設(shè)置有多個(gè)感應(yīng)電極12，所述多個(gè)感應(yīng)電極12形成二維陣列，可以是矩形陣列或其他類似形狀的二維陣列。對(duì)于電容式觸摸屏，每個(gè)感應(yīng)電極12是一個(gè)電容傳感器，電容傳感器的電容在觸摸屏相應(yīng)位置被觸摸時(shí)發(fā)生變化。
[0043]每個(gè)感應(yīng)電極12通過導(dǎo)線連接到觸摸控制芯片13，觸摸控制芯片13綁定在透明保護(hù)蓋板上。由于與每個(gè)感應(yīng)電極12分別通過導(dǎo)線相連接，觸摸控制芯片13的管腳非常多，因此，將觸摸控制芯片13綁定在透明保護(hù)蓋板上能夠避免常規(guī)封裝的困難。具體地，觸摸控制芯片13可以通過玻璃覆晶(Chip-on-Glass，COG)方式綁定到透明保護(hù)蓋板11上。根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，觸摸控制芯片13與透明保護(hù)蓋板11之間可存在各向異性導(dǎo)電膜(ACF)0
[0044]此外，通過常規(guī)的柔性線路板(FPC)對(duì)感應(yīng)電極和控制觸摸芯片進(jìn)行連接需要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COG方式，觸摸控制芯片與觸摸屏成為一體，從而減小了整個(gè)觸摸屏的體積。
[0045]由于感應(yīng)電極12 —般通過在透明保護(hù)蓋板上對(duì)氧化銦錫(ITO)進(jìn)行刻蝕形成，而觸摸控制芯片13也位于透明保護(hù)蓋板上，因此，兩者之間的導(dǎo)線可通過一次ITO刻蝕完成，顯著簡(jiǎn)化了制造工藝。
[0046]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例所涉及的感應(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。對(duì)于電容式觸摸屏，每個(gè)感應(yīng)電極是一個(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。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。
[0047]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。
[0048]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。
[0049]各感應(yīng)電極可通過導(dǎo)線連接至總線22，總線22將導(dǎo)線直接或者經(jīng)過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。
[0050]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)電極有沒有發(fā)生觸摸事件。一般而言，這可以通過模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量來實(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。
[0051]屏幕上的每個(gè)位置均有對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電極，且感應(yīng)電極之間沒有物理連接，因此，本實(shí)用新型實(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，避免現(xiàn)有技術(shù)中自電容觸摸檢測(cè)的鬼點(diǎn)問題。
[0052]實(shí)施例二
[0053]圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例二所提供的電容式觸摸屏的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。與實(shí)施例一相比較，本實(shí)施例所公開的電容式觸摸屏還包括遮光層14，且透明保護(hù)蓋板11設(shè)置有可視區(qū)域，遮光層設(shè)置于透明保護(hù)蓋板11可視區(qū)域之外。如圖3所示，多個(gè)感應(yīng)電極12設(shè)置于透明保護(hù)蓋板11的下表面，該多個(gè)感應(yīng)電極12排列成二維陣列；觸摸控制芯片13設(shè)置于透明保護(hù)蓋板11下表面可視區(qū)域之外；觸摸控制芯片13與多個(gè)感應(yīng)電極12之中的每一個(gè)感應(yīng)電極分別通過導(dǎo)線相連接。
[0054]在本實(shí)施例中，遮光層14可以由各種顏色的油墨或者能與透明保護(hù)蓋板11有效結(jié)合的遮光材料組成。
[0055]除此之外，遮光層14下方還可設(shè)置用于連接所述觸摸控制芯片13與外部主機(jī)的柔性線路板15。其中，所述柔性線路板15可通各向異性導(dǎo)電膜(ACF)綁定在透明保護(hù)蓋板11的下表面。
[0056]在本實(shí)施例中，設(shè)置于可視區(qū)域的導(dǎo)線需采用透光性較好的材料，包括透明材料(例如ITO等)和對(duì)透光性影響較小的材料(例如線寬5um的納米銀線等)，有利于提聞可視區(qū)域的光線透過率。設(shè)置于可視區(qū)域之外區(qū)域的導(dǎo)線，則可以選擇阻抗較小的材料，不需考慮透光性。
[0057]由于本實(shí)施例中感應(yīng)電極12、觸摸控制芯片13的設(shè)置，以及感應(yīng)電極12和觸摸控制芯片13之間的連接均可采用實(shí)施例一中的方式進(jìn)行，因此，在此不做贅述。
[0058]實(shí)施例三
[0059]圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例三所提供的電容式觸摸屏的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。與實(shí)施例二不同之處在于，在本實(shí)施例中，透明保護(hù)蓋板11的外表面處增加一層透明薄膜16，遮光層14設(shè)置于透明薄膜16的下表面。如圖4所示，多個(gè)感應(yīng)電極12設(shè)置在透明保護(hù)蓋板11的下表面，該多個(gè)感應(yīng)電極12排列成二維陣列；觸摸控制芯片13設(shè)置于透明保護(hù)蓋板11下表面的可視區(qū)域之外；觸摸控制芯片13與多個(gè)感應(yīng)電極12之中的每一個(gè)感應(yīng)電極分別通過導(dǎo)線相連接；透明薄膜16覆蓋于透明保護(hù)蓋板11的上表面；并在透明薄膜16與透明保護(hù)蓋板11之間設(shè)置遮光層14，且遮光層14所處位置位于透明保護(hù)蓋板11的可視區(qū)域之外。
[0060]在本實(shí)施例中，透明薄膜16可以是高溫聚酯(PET)薄膜、聚碳酸酯(PC)薄膜或者聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)薄膜等；遮光層14可以由各種顏色的油墨或者能與透明薄膜有效結(jié)合的遮光材料組成。
[0061]與實(shí)施例二相比，本實(shí)施例所采用的技術(shù)方案是在透明保護(hù)蓋板11的上表面增加一層透明薄膜16，遮光層14設(shè)置于透明薄膜16的下表面。由于在玻璃材質(zhì)的透明保護(hù)蓋板11上設(shè)置遮光層工藝較復(fù)雜，制作成本較高，而透明薄膜如PET薄膜相對(duì)便宜，且在其表面設(shè)置遮光層工藝簡(jiǎn)單，從而可以有效降低制作成本。
[0062]除此之外，還可在遮光層14下方設(shè)置用于連接觸摸控制芯片13與外部主機(jī)的柔性線路板15。其中，柔性線路板15可通過各向異性導(dǎo)電膜(ACF)綁定在透明保護(hù)蓋板11下表面。
[0063]在本實(shí)施例中，設(shè)置于可視區(qū)域的導(dǎo)線需采用透光性較好的材料，包括透明材料(例如ITO等)和對(duì)透光性影響較小的材料(例如線寬5um的納米銀線等)，有利于提聞可視區(qū)域的光線透過率。設(shè)置于可視區(qū)域之外區(qū)域的導(dǎo)線，則可以選擇阻抗較小的材料，不需考慮透光性。
[0064]透明薄膜通過整片光學(xué)膠與透明保護(hù)蓋板進(jìn)行貼合，或者透明薄膜通過口字膠與透明保護(hù)蓋板進(jìn)行貼合。
[0065]由于本實(shí)施例中感應(yīng)電極12、觸摸控制芯片13的設(shè)置，以及感應(yīng)電極12和觸摸控制芯片13之間的連接均可采用實(shí)施例一中的方式進(jìn)行，因此，在此不做贅述。
[0066]基于上述實(shí)施例所提供的電容式觸摸屏的結(jié)構(gòu)，圖5至圖9D示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的感應(yīng)電極驅(qū)動(dòng)方法。如圖5所示，感應(yīng)電極12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12，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。此外，對(duì)于不同的感應(yīng)電極12，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。
[0067]各感應(yīng)電極12的驅(qū)動(dòng)時(shí)序有多種選擇。如圖6A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6B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，不過通過選擇合適的分組數(shù)量，可以使驅(qū)動(dòng)源復(fù)用和掃描時(shí)間達(dá)到折中。
[0068]圖6C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，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。
[0069]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。本實(shí)用新型實(shí)施例的方案可以解決這個(gè)問題。通過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。
[0070]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)地電容。
[0071]作為一個(gè)示例，可采用電荷檢測(cè)法。如圖7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，45表示電荷接收模塊，電荷接收模塊45可將輸入端電壓鉗位至指定值V2，并測(cè)量出輸入或輸出的電荷量。首先，SI閉合S2斷開，Cx的上極板被充電至驅(qū)動(dòng)源41所提供的電壓Vl ;然后SI斷開S2閉合，Cx與電荷接收模塊45發(fā)生電荷交換。設(shè)電荷轉(zhuǎn)移量為Ql，Cx的上極板電壓變?yōu)閂2，則由C=Q/ Λ V，有Cx=Ql/ (V2-V1)，從而實(shí)現(xiàn)了電容檢測(cè)。
[0072]作為另一個(gè)示例，也可采用電流源，或者通過感應(yīng)電極的頻率來獲得其自電容。
[0073]可選地，在使用多個(gè)驅(qū)動(dòng)源的情況下，當(dāng)檢測(cè)一個(gè)感應(yīng)電極時(shí)，對(duì)于與該感應(yīng)電極相鄰的或周邊的感應(yīng)電極，可選擇不同于該被測(cè)電極的驅(qū)動(dòng)源的電壓。出于簡(jiǎn)潔的目的，圖8僅示出了三個(gè)感應(yīng)電極:一個(gè)被測(cè)電極57和兩個(gè)相鄰電極56和58。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，以下例子也適用于更多個(gè)感應(yīng)電極的情況。
[0074]與被測(cè)電極57相連接的驅(qū)動(dòng)源54通過開關(guān)S2連接到電壓源51，以實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)電極57的驅(qū)動(dòng)；而與被測(cè)電極57相鄰的感應(yīng)電極56和58與驅(qū)動(dòng)源53和55相連接，它們可以通過開關(guān)SI和S3連接到電壓源51或特定的參考電壓52 (例如地)。若開關(guān)SI和S3連接到電壓源51，即用同一電壓源同時(shí)驅(qū)動(dòng)被測(cè)電極及其周邊的電極，這樣能夠減小被測(cè)電極和其周邊電極的電壓差，有利于減小被測(cè)電極的電容和有利于防范水滴形成的虛假觸摸。
[0075]優(yōu)選地，觸摸控制芯片配置為通過驅(qū)動(dòng)源的參數(shù)來調(diào)整觸摸檢測(cè)的靈敏度或動(dòng)態(tài)范圍，所述參數(shù)包括幅度、頻率和時(shí)序之中的任一個(gè)或組合。作為一個(gè)示例，如圖8所示,驅(qū)動(dòng)源的參數(shù)(例如，驅(qū)動(dòng)電壓、電流和頻率)以及各驅(qū)動(dòng)源的時(shí)序可由觸摸控制芯片內(nèi)的信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路的控制邏輯50控制。通過這些參數(shù)，可以調(diào)整不同的電路工作狀態(tài)，例如高靈敏度、中等靈敏度或低靈敏度，或不同的動(dòng)態(tài)范圍。
[0076]不同的電路工作狀態(tài)可適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景。圖9A-9D示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電容式觸摸屏的四個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景:手指正常觸摸，手指懸浮觸控，有源/無(wú)源筆或細(xì)小導(dǎo)體，以及帶手套觸摸。結(jié)合上述參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)一個(gè)或多個(gè)正常觸摸以及一個(gè)或多個(gè)細(xì)小導(dǎo)體觸摸的檢測(cè)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，盡管圖8示出的信號(hào)接收單元59和信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路50是分離的，在其他實(shí)施例中，它們可以由同一個(gè)電路實(shí)現(xiàn)。
[0077]圖10示出了根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的觸摸控制芯片的信號(hào)流圖。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，電容改變量與該感應(yīng)電極被觸摸物遮蓋的面積相關(guān)。信號(hào)接收單元59接收感應(yīng)電極的感應(yīng)數(shù)據(jù)，經(jīng)信號(hào)處理單元恢復(fù)出觸摸信息。
[0078]作為一個(gè)示例，以下具體描述信號(hào)處理單元的數(shù)據(jù)處理方法。
[0079]步驟61:獲取感應(yīng)數(shù)據(jù)。
[0080]步驟62:對(duì)感應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和降噪。該步驟的目的是盡量消除原始圖像中的雜訊，以利后續(xù)計(jì)算。該步驟具體可采用空域、時(shí)域或門限濾波辦法。
[0081]步驟63:尋找其中可能的觸摸區(qū)域。這些區(qū)域包括真實(shí)的觸摸區(qū)域以及無(wú)效信號(hào)。無(wú)效信號(hào)包括大面積觸摸信號(hào)、電源噪聲信號(hào)、懸空異常信號(hào)、以及水滴信號(hào)等等。這些無(wú)效信號(hào)有的與真實(shí)觸摸接近，有的會(huì)干擾真實(shí)觸摸，有的則不應(yīng)被解析成正常觸摸。
[0082]步驟64:異常處理，以消除上述無(wú)效信號(hào)并得到合理觸摸區(qū)。
[0083]步驟65:根據(jù)合理觸摸區(qū)的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，以得到觸摸位置的坐標(biāo)。
[0084]優(yōu)選地，可以根據(jù)二維的電容變化陣列來確定觸摸位置的坐標(biāo)。具體地，可以采用重心算法來根據(jù)二維的電容變化陣列確定觸摸位置的坐標(biāo)。
[0085]圖1lA示出了采用重心算法計(jì)算觸摸位置的坐標(biāo)的一個(gè)例子。出于簡(jiǎn)潔的目的，在以下描述中僅計(jì)算了觸摸位置的一個(gè)維度的坐標(biāo)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，可以采用相同或類似的方法獲得觸摸位置的完整坐標(biāo)。假設(shè)圖6所示的感應(yīng)電極56-58被手指覆蓋，對(duì)應(yīng)的感應(yīng)數(shù)據(jù)分別為PT1，PT2，PT3，且感應(yīng)電極56-58所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)分別為xl，x2, x3。則采用重心算法得到的手指觸摸位置的坐標(biāo)是:
【權(quán)利要求】
1.一種電容式觸摸屏，其特征在于，包括: 透明保護(hù)蓋板； 設(shè)置于所述透明保護(hù)蓋板表面的多個(gè)感應(yīng)電極，所述多個(gè)感應(yīng)電極排列成二維陣列； 綁定到所述透明保護(hù)蓋板表面的觸摸控制芯片，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)電極分別通過導(dǎo)線相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式觸摸屏，其特征在于，還包括:與所述觸摸控制芯片相連接的柔性線路板，所述觸摸控制芯片與所述柔性線路板通過各向異性導(dǎo)電膜ACF綁定到所述透明保護(hù)蓋板表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容式觸摸屏，其特征在于，所述透明保護(hù)蓋板設(shè)置有可視區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容式觸摸屏，其特征在于，還包括遮光層，所述遮光層設(shè)置于所述透明保護(hù)蓋板可視區(qū)域之外。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電容式觸摸屏，其特征在于，所述多個(gè)感應(yīng)電極設(shè)置于所述透明保護(hù)蓋板下表面，所述觸摸控制芯片和所述柔性線路板設(shè)置于所述透明保護(hù)蓋板下表面可視區(qū)域之外，所述遮光層設(shè)置于所述透明保護(hù)蓋板下表面，且位于所述觸摸控制芯片和所述柔性線路板的上方。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電容式觸摸屏，其特征在于，還包括覆蓋于所述透明保護(hù)蓋板上表面的透明薄膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電容式觸摸屏，其特征在于，所述多個(gè)感應(yīng)電極設(shè)置于所述透明保護(hù)蓋板下表面，所述觸摸控制芯片和所述柔性線路板設(shè)置于所述透明保護(hù)蓋板下表面可視區(qū)域之外，所述遮光層設(shè)置于所述透明薄膜的下表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電容式觸摸屏，其特征在于所述透明薄膜通過整片光學(xué)膠與所述透明保護(hù)蓋板進(jìn)行貼合，或者所述透明薄膜通過口字膠與所述透明保護(hù)蓋板進(jìn)行貼口 ο
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的電容式觸摸屏，其特征在于，所述觸摸控制芯片配置為檢測(cè)每個(gè)感應(yīng)電極的自電容。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電容式觸摸屏，其特征在于，所述觸摸控制芯片配置為根據(jù)二維的電容變化陣列來確定觸摸位置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9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)綁定到所述透明保護(hù)蓋板上的觸摸控制芯片，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。
【文檔編號(hào)】G06F3/044GK203376724SQ201320325810
【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, 歐陽(yáng)廣 申請(qǐng)人:敦泰科技有限公司