一種在電容式觸摸屏側(cè)面實現(xiàn)觸摸按鍵的便攜終端及實現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種電容式觸摸屏及便攜終端，所述觸摸屏包括設(shè)置于觸摸屏側(cè)面的感應(yīng)圖形，以及觸摸屏處理器，其與觸摸屏配合，實現(xiàn)觸摸操作及觸摸位置的識別。在觸摸屏側(cè)面設(shè)置側(cè)面感應(yīng)圖形，其由一根或多根電極形成，該電極與觸摸屏處理器連接，觸摸屏處理器對電極電容進行感應(yīng)量化以識別側(cè)面的觸摸輸入，從而省去了側(cè)面實體功能按鍵的設(shè)計。本發(fā)明有效屏蔽來自觸摸屏正面輸入導(dǎo)致的誤觸發(fā)以及側(cè)面輸入等引起的誤操作引起的干擾，并通過復(fù)用觸摸屏處理器簡化了系統(tǒng)設(shè)計。
【專利說明】一種在電容式觸摸屏側(cè)面實現(xiàn)觸摸按鍵的便攜終端及實現(xiàn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及便攜終端按鍵技術(shù)，特別涉及一種電容式觸摸屏側(cè)面實現(xiàn)觸摸按鍵的技術(shù)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]目前市場上隨著電容觸摸式便攜智能終端的普及，電容式觸摸按鍵輸入技術(shù)應(yīng)用越來越廣。這類智能終端一般沒有物理鍵盤，采用電容式觸摸屏作為輸入媒介。電容式觸摸屏根據(jù)掃描原理一般分為自電容式和互電容式。自電容式觸摸屏如圖1b所示，通過掃描電極SI對地電容值變化確定觸摸位置，而互電容式觸摸屏如圖1a所示，通過掃描電極SI與電極S2之間的互電容值變化確定觸摸位置。手指觸摸到感應(yīng)區(qū)域時，觸摸區(qū)域的電容因為手指的介入會發(fā)生變化，控制電路量化感應(yīng)圖形的電容，并轉(zhuǎn)換為可檢測的電信號(電壓或者頻率等參數(shù))，以表征感應(yīng)區(qū)域的電容變化，進而判斷觸摸行為以及觸摸位置等信息。
[0003]但由于電容式觸摸技術(shù)容易受到環(huán)境溫度、濕度變化以及誤操作等干擾帶來的影響，設(shè)計時對結(jié)構(gòu)空間和走線布局要求較高，大多數(shù)智能移動便攜終端在側(cè)面仍留有實體功能按鍵，來實現(xiàn)諸如音量控制、靜音等功能。
[0004]物理功能按鍵的設(shè)計帶來了硬件成本的增加，影響輸入操作的靈活性和使用體驗，并影響外觀設(shè)計的美感。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提出了一種在電容式觸摸屏側(cè)面實現(xiàn)觸摸按鍵的便攜終端，及觸摸按鍵檢測識別方法。
[0006]本發(fā)明提出了一種電容式觸摸屏，其包括設(shè)置于觸摸屏的感應(yīng)圖形，以及觸摸屏處理器，其與觸摸屏配合，實現(xiàn)觸摸操作及觸摸位置的識別。在觸摸屏側(cè)面設(shè)置側(cè)面感應(yīng)圖形，其由一根或多根電極形成，該電極與觸摸屏處理器連接，觸摸屏處理器對電極電容進行感應(yīng)量化以識別側(cè)面的觸摸輸入，從而省去了側(cè)面實體功能按鍵的設(shè)計。
[0007]當(dāng)觸摸屏處理器感測到側(cè)面感應(yīng)圖形電容值變化時，與預(yù)設(shè)的閾值相比較，當(dāng)電容的變化超過預(yù)設(shè)閾值時，觸摸屏處理器會判斷側(cè)面按鍵功能生效。
[0008]本發(fā)明提出的在電容觸摸屏側(cè)面實現(xiàn)的觸摸按鍵結(jié)構(gòu)，可以有效識別側(cè)面觸摸按鍵輸入，并且有效屏蔽觸摸屏正面操作引起的誤觸發(fā)，解決了現(xiàn)有技術(shù)的制約。
[0009]本發(fā)明提出的在電容觸摸屏側(cè)面實現(xiàn)觸摸按鍵的識別方法，同時并行檢測觸摸屏輸入和側(cè)面按鍵輸入，設(shè)置并行的檢測及處理通道，提高了檢測精度及響應(yīng)速度。
[0010]本發(fā)明提出的在電容觸摸屏側(cè)面實現(xiàn)的觸摸按鍵結(jié)構(gòu)，在側(cè)面按鍵區(qū)域制作多個感應(yīng)圖形，基于感應(yīng)信號時間差異識別按鍵輸入，從而避免側(cè)面觸摸按鍵的誤操作。
[0011]本發(fā)明在不增加觸摸屏邊框?qū)挾鹊那闆r下，實現(xiàn)側(cè)面觸摸按鍵功能，并且復(fù)用觸摸屏處理器實現(xiàn)輸入識別，從而簡化設(shè)計，降低了系統(tǒng)成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為電容式觸摸屏的感應(yīng)原理示意。
[0013]圖2為本發(fā)明提出的在電容式觸摸屏側(cè)面實現(xiàn)觸摸按鍵的便攜終端示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明提出的電容式觸摸屏側(cè)面實現(xiàn)觸摸按鍵的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4為本發(fā)明提出的電容式觸摸屏側(cè)面實現(xiàn)觸摸按鍵的局部具體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖5為本發(fā)明提出的電容式觸摸屏側(cè)面實現(xiàn)觸摸按鍵輸入識別的流程示意圖。
[0017]圖6為本發(fā)明提出的電容式觸摸屏側(cè)面實現(xiàn)觸摸按鍵另一實施例的局部具體結(jié)構(gòu)。

【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明提出的側(cè)面實現(xiàn)觸摸按鍵的電容式觸摸屏，用于市場上常見的任何便攜終端，其包括但不限于:各種手機，個人數(shù)據(jù)助理(PDA)，移動電視接收機，無線設(shè)備，手持式或便攜計算機，平板電腦，筆記本，GPS接收機或?qū)Ш皆O(shè)備等任何涉及用戶交互或輸入的電子設(shè)備。
[0019]如圖2-4所示，本發(fā)明提出了一種采用電容式觸摸屏的便攜終端，其包括設(shè)置于觸摸屏側(cè)面的側(cè)面感應(yīng)圖形，以及觸摸屏處理器，其與觸摸屏配合，實現(xiàn)觸摸操作及觸摸位置的識別。側(cè)面感應(yīng)圖形位于觸摸屏側(cè)面的按鍵區(qū)域，包括一根或多根電極，該電極通過導(dǎo)線與觸摸屏處理器連接，觸摸屏處理器對電極電容進行感應(yīng)量化，從而對側(cè)面按鍵區(qū)域的觸摸或手勢進行識別，產(chǎn)生觸摸輸入，從而省去了便攜終端側(cè)面實體功能按鍵的設(shè)計。
[0020]側(cè)面按鍵區(qū)域位于電容觸摸屏的側(cè)面區(qū)域，采用一根或者多根電極制作感應(yīng)圖形，其可以采用常用的電極材料如氧化銦錫ΙΤ0，感應(yīng)圖形通過柔性電路板FPC連接到觸摸屏處理器電路，觸摸屏處理器通常實現(xiàn)為集成電路芯片。
[0021]當(dāng)手指觸摸側(cè)面按鍵區(qū)域時，側(cè)面感應(yīng)圖形的電極電容會發(fā)生變化，觸摸屏處理器感測該電容變化，并與某預(yù)設(shè)閾值比較，當(dāng)超過閾值時，觸摸屏處理器會判斷側(cè)面輸入生效。
[0022]圖3所示的便攜終端中，蓋板玻璃或其它薄膜形成的第一透明基板(I)位于最上方，屏蔽層(2)位于第一透明基板(I)下方，在有些應(yīng)用中，屏蔽層(2)可以省去。第二透明基板(3)位于屏蔽層(2)下方，并集成有多根由ITO電極排列形成的感應(yīng)圖形，第二透明基板(3)的側(cè)面設(shè)置側(cè)面感應(yīng)圖形，側(cè)面感應(yīng)圖形包括多個感應(yīng)電極和/或驅(qū)動電極，它們利用電極導(dǎo)線(32)從第二透明基板(3)的側(cè)邊區(qū)域引出并通過柔性電路板FPC連接至觸摸屏處理器。(33)為屏蔽地線，通常環(huán)繞在感應(yīng)電極/驅(qū)動電極導(dǎo)線(32)的外圍。通過將屏蔽地線(33)在側(cè)面按鍵區(qū)域斷開，制作得到側(cè)面感應(yīng)圖形，其可以為長條形或其它圖案。
[0023]側(cè)面觸摸按鍵區(qū)域局部具體結(jié)構(gòu)如圖4所示，其基于感應(yīng)圖形(31)電極對地電容的檢測實現(xiàn)按鍵識別，多個感應(yīng)電極導(dǎo)線(32) Sensor Line連接至觸摸屏處理器，地線
(33)位于電極導(dǎo)線外圍。感應(yīng)圖形的電極導(dǎo)線位于屏蔽地線(33)內(nèi)側(cè)，從而有效的屏蔽誤操作。當(dāng)手指接觸或靠近側(cè)面非按鍵感應(yīng)區(qū)域時，由于手指與導(dǎo)線之間的耦合而引起的電容變化可能形成干擾，通過上述結(jié)構(gòu)可以有效識別觸摸，防止誤操作。
[0024]正常工作時，觸摸屏正面作為輸入?yún)^(qū)域感應(yīng)觸摸操作，正面的按鍵及觸摸有可能影響到觸摸屏側(cè)面按鍵區(qū)域的側(cè)面感應(yīng)圖形，這時屏蔽層(2)可以有效的屏蔽來自正面上方的觸摸時引起的誤觸發(fā)。屏蔽層⑵與系統(tǒng)地GND相連，正面上方的觸摸引起的電容的變化量由于屏蔽層(2)的隔離作用大大減小。而從側(cè)面觸摸側(cè)面按鍵區(qū)域時，電容變化量遠大于正面觸摸引起的電容變化，經(jīng)過大量工程試驗得到一個合理的閾值，通過設(shè)置合理閾值可以有效的避免上述誤觸發(fā)及誤操作。
[0025]由于側(cè)面按鍵在側(cè)面觸摸時可能會隔著較厚的邊框，所以電容的變化量相對于正常的觸摸屏區(qū)域會小很多。在本發(fā)明中，側(cè)面按鍵的識別檢測和觸摸屏的識別檢測復(fù)用一顆驅(qū)動控制芯片，即觸摸屏處理器驅(qū)動控制芯片。驅(qū)動控制芯片通常采用積分、累加等方式提高檢測的信號量以及系統(tǒng)的信噪比，累加、積分時間越長，得到的信號量越大，信噪比越高，系統(tǒng)抗噪聲及干擾的性能就越好，但是累加、積分時間會影響系統(tǒng)的報點率，影響響應(yīng)速度和用戶體驗。本發(fā)明中側(cè)面按鍵輸入識別的流程圖如圖5所示，觸摸屏處理器首先激活觸摸屏檢測功能和側(cè)面按鍵檢測功能，然后分別激活觸摸屏檢測通路和側(cè)面按鍵檢測通路，來自觸摸屏的檢測信號和/或來自側(cè)面按鍵的檢測信號分別傳送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字信號傳送至數(shù)字處理單元，數(shù)字處理單元對檢測信號進行處理，通過累加、積分等計算以提高檢測信號的精度，并分別得出觸摸屏位置信號和側(cè)面按鍵信息。通過設(shè)置上述并行的檢測通道及處理路徑，使得觸摸屏檢測和側(cè)面按鍵檢測兩種功能在芯片內(nèi)部完全獨立，互不影響。側(cè)面按鍵的識別檢測由于沒有報點率的要求，從而觸摸屏處理器可以采用比觸摸屏識別檢測更長的積分及累加時間進行積分、累加計算來獲得更高的檢測精度。
[0026]此外，作為本發(fā)明的另一種實施方式，觸摸屏側(cè)面按鍵感應(yīng)圖形也可以使用多根感應(yīng)電極和驅(qū)動電極形成的陣列，基于電極間互電容的量化檢測實現(xiàn)按鍵識別。
[0027]正常工作時，手指或其它觸碰物體分仍有可能頻繁接觸到觸摸屏側(cè)面按鍵的便攜終端邊框區(qū)域，從而引起側(cè)面觸摸按鍵的誤觸發(fā)。因此，本發(fā)明提出一種優(yōu)選實施例，在側(cè)面按鍵區(qū)域制作多個感應(yīng)圖形，這些感應(yīng)圖形的多個感應(yīng)電極通過導(dǎo)線分別連接到觸摸屏處理器，如圖6所示。當(dāng)輸入產(chǎn)生時，多個感應(yīng)圖形由于物理位置的差別，感應(yīng)時間會有所差別。例如當(dāng)手指自下向上滑動時，感應(yīng)圖形T3首先感應(yīng)到觸摸輸入，之后感應(yīng)圖形T2、T1隨后順序感應(yīng)到觸摸輸入。而當(dāng)手指自上向下滑動時，感應(yīng)圖形Tl首先感應(yīng)到觸摸輸入，之后感應(yīng)圖形Τ2、Τ3隨后順序感應(yīng)到觸摸輸入。利用這一原理可以設(shè)計手勢控制的方法避免觸摸按鍵的誤觸發(fā)。例如觸摸按鍵設(shè)置為音量控制按鍵時，當(dāng)手指在側(cè)邊向上滑動時，即感應(yīng)圖形以Τ3- > Τ2- > Tl的順序感應(yīng)到用戶接觸側(cè)面按鍵時，系統(tǒng)才會觸發(fā)音量增大功能；當(dāng)用戶手指在側(cè)邊向下滑動時，即感應(yīng)圖形以Τ3- > Τ2- > Tl的順序感應(yīng)到用戶接觸側(cè)面按鍵時，系統(tǒng)才會觸發(fā)音量減小功能。
[0028]從上述描述和附圖中受益的工程師，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想到本發(fā)明的多種改型和其他實施方式。因此，可以理解，本發(fā)明并不限定于公開的【具體實施方式】，并且改型和實施方式應(yīng)該包括在本申請要求保護的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電容式觸摸屏，其包括一個透明基板，透明基板集成有由電極陣列形成的感應(yīng)圖形，用于感測觸摸屏的觸摸輸入，其特征在于:透明基板側(cè)面設(shè)置一個或多個側(cè)面感應(yīng)圖形，觸摸屏側(cè)面設(shè)置一個或多個相應(yīng)的按鍵區(qū)域，側(cè)面感應(yīng)圖形包括多個電極，用于感測來自觸摸屏側(cè)面按鍵區(qū)域的觸摸輸入，電極導(dǎo)線的外側(cè)設(shè)置地線，地線在側(cè)面感應(yīng)圖形處斷開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容式觸摸屏，所述透明基板上設(shè)置屏蔽層，其與地線相連，用于屏蔽從電容觸摸屏正面靠近所述側(cè)面感應(yīng)圖形時引起的電容變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電容式觸摸屏，所述側(cè)面感應(yīng)圖形的電容變化超過某預(yù)設(shè)閾值時，與感應(yīng)圖形電連接的觸摸屏處理器判斷觸摸輸入為有效輸入。
4.一種電容式觸摸屏，其包括一個透明基板，透明基板集成有由電極陣列形成的感應(yīng)圖形，用于感測觸摸屏的觸摸輸入，其特征在于:透明基板側(cè)面設(shè)置多個側(cè)面感應(yīng)圖形，觸摸屏側(cè)面設(shè)置一個或多個相應(yīng)的按鍵區(qū)域，側(cè)面感應(yīng)圖形包括多個電極，用于感測來自觸摸屏側(cè)面按鍵區(qū)域的觸摸輸入，電極導(dǎo)線的外側(cè)設(shè)置地線，地線在側(cè)面感應(yīng)圖形附近斷開，基于多個感應(yīng)圖形的感測順序識別觸摸滑動的方向。
5.一種便攜終端，其特征在于:采用如權(quán)利要求1-4任一項所述的電容式觸摸屏。
6.一種電容觸摸屏的側(cè)面按鍵識別方法，其采用如權(quán)利要求1-4任一項所述的電容式觸摸屏，其特征在于:設(shè)置并行的觸摸屏檢測通道和側(cè)面按鍵檢測通道，所述側(cè)面按鍵區(qū)域的觸摸輸入感測信號通過側(cè)面按鍵檢測通道傳送至觸摸屏處理器，觸摸屏處理器采用較長的積分、累加時間對所述側(cè)面按鍵區(qū)域的觸摸輸入感測信號進行積分、累加計算。
【文檔編號】H03K17/975GK104363012SQ201410546887
【公開日】2015年2月18日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月16日
【發(fā)明者】張晉芳, 應(yīng)丁巍, 李卓, 曲孔寧, 謝錦林, 田志民 申請人:北京集創(chuàng)北方科技有限公司