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CN104808869A - 触摸屏触摸点的侦测方法 - Google Patents

触摸屏触摸点的侦测方法 Download PDF

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CN104808869A
CN104808869A CN201410031605.7A CN201410031605A CN104808869A CN 104808869 A CN104808869 A CN 104808869A CN 201410031605 A CN201410031605 A CN 201410031605A CN 104808869 A CN104808869 A CN 104808869A
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CN
China
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electrode
signal curve
touch
signal
point
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Application number
CN201410031605.7A
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郑建勇
黄正岱
黄俊龙
郭丰裕
施博盛
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TIANJIN FCY TECHNOLOGIES Co Ltd
Original Assignee
TIANJIN FCY TECHNOLOGIES Co Ltd
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Publication date
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Abstract

本发明涉及一种触摸屏触摸点的侦测方法，包括：对所述多个第一电极进行驱动并依次进行感测，对未被感测的第一电极及第二电极施加等电位的信号，获得一第一信号曲线As1；对所述多个第二电极进行驱动并依次进行感测，对未被感测的第一电极及第二电极施加等电位的信号，获得第二信号曲线As2；对所述多个第一电极再次进行驱动并依次感测，至少将与被感测的第一电极相对的第二电极接地，获得一第三信号曲线Bs1；对所述多个第二电极进行驱动并依次进行感测，至少将与该被感测的第一电极相对的第二电极接地，获得一第四信号曲线Bs2；以及比较所述第一信号曲线As1、第二信号曲线As2、第三信号曲线Bs1及第四信号曲线Bs2判断触摸点为单点或两点。

Description

触摸屏触摸点的侦测方法
技术领域
本发明涉及一种触摸屏触摸点的侦测方法，尤其涉及一种具有单层导电膜的电容式触摸屏触摸点的侦测方法。
背景技术
近年来，伴随着移动电话与触摸导航系统等各种电子设备的高性能化和多样化的发展，在液晶等显示设备的前面安装透光性的触摸屏的电子设备逐步增加。这样的电子设备的使用者通过触摸屏，一边对位于触摸屏背面的显示设备的显示内容进行视觉确认，一边利用手指或笔等方式按压触摸屏来进行操作。由此，可以操作电子设备的各种功能。
按照触摸屏的工作原理和传输介质的不同，现有的触摸屏包括四种类型，分别为电阻式、电容式、红外线式以及表面声波式。其中电容式触摸屏因准确度较高、抗干扰能力强应用较为广泛。
现有技术中，电容式触摸屏一般包括两层导电膜，通过分别对两层导电膜进行感测可获得多个触控点坐标。然而，对于只有单层导电膜的触摸屏，还难以实现多点的感测，尤其是对于两触控点同轴（如沿一侧电极到另一侧电极的X轴）时，难以判定是两点还是单点而造成误判。
发明内容
有鉴于此，确有必要提供一种能提高触摸位置检测精度的触摸屏触摸点的感测方法。
一种触摸屏触摸点的侦测方法，该触摸屏包括：一导电膜，该导电膜具有阻抗异向性以定义出相互垂直的一低阻抗方向(X方向)和一高阻抗方向(Y方向)，该导电膜低阻抗方向的相对两侧分别为第一侧边和第二侧边；及沿该第一侧边设置的多个相互间隔的第一电极，和沿该第二侧边设置的多个相互间隔的第二电极，该多个第一电极和多个第二电极分别与该导电膜电连接；该侦测方法包括以下步骤：步骤S10，对所述多个第一电极进行驱动并依次进行感测，对未被感测的第一电极及第二电极施加与所述感测的第一电极等电位的信号，获得一第一信号曲线As1；步骤S20，对所述多个第二电极进行驱动并依次进行感测，对未被感测的第一电极及第二电极施加与感测第二电极等电位的信号，获得第二信号曲线As2；步骤S30，对所述多个第一电极再次进行驱动并依次感测，在感测过程中至少将与被感测的第一电极相对的第二电极接地，获得一第三信号曲线Bs1；步骤S40，对所述多个第二电极进行驱动并依次进行感测，在感测过程中至少将与该被感测的第一电极相对的第二电极接地，获得一第四信号曲线Bs2；以及步骤S50，比较所述第一信号曲线As1、第二信号曲线As2、第三信号曲线Bs1及第四信号曲线Bs2判断触摸点为单点或两点。
相较于现有技术，本发明提供的触摸屏触摸点的侦测方法，利用导电膜的异向异向性，通过不同时间以等电压及接地的不同方式驱动并感测第一电极及第二电极，并通过不同的信号值计算获得触摸点的位置坐标，能够得到位于同轴方向上的两触摸点的位置，突破了在单导电膜中位于同轴的两点不能判断的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的触摸屏结构示意图。
图2为本发明实施例提供的触摸屏触摸点的侦测方法流程图。
图3为本发明实施例在侦测触摸屏上的触摸点TP时，在第二电极空接状态下所模拟出的曲线示意图。
图4为本发明实施例在侦测触摸屏上的触摸点TP时，在第一电极空接状态下所模拟出的曲线示意图。
图5为本发明实施例侦测触摸点TP时，在接地状态下第一电极扫描获得的信号值模拟出的曲线示意图。
图6为本发明实施例侦测触摸点TP时，在接地状态下第二电极扫描获得的信号值模拟出的曲线示意图。
图7为本发明实施例侦测触摸点TP1及TP2时，在空接状态下所模拟出的曲线示意图。
图8为本发明实施例侦测触摸点TP1及TP2时，在接地状态下第二电极扫描获得的信号值模拟出的曲线示意图。
图9为本发明实施例侦测触摸点TP1及TP2时，在接地状态下第二电极扫描获得的信号值模拟出的曲线示意图。
主要元件符号说明
触摸屏 10
导电膜 102
第一侧边 111
第二侧边 112
第一电极 104
第二电极 106
导线 108
驱动感测电路 110
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
以下将结合附图详细说明本发明实施例触摸屏触摸点的感测方法。
本发明所述触摸点的感测方法适用于电容式触摸屏，下面首先对本发明适用的一种电容式触摸屏的结构进行介绍：
请参阅图1，该触摸屏10包括一导电膜102，该导电膜102具有阻抗异向性以定义出相互垂直的一低阻抗方向（如X方向或D方向）和一高阻抗方向（如Y方向或H方向），该导电膜102沿低阻抗方向X相对的两侧边分别为第一侧边111和第二侧边112；及沿该第一侧边111设置的多个相互间隔的第一电极104，沿该第二侧边112设置的多个相互间隔的第二电极106，该多个第一电极104和多个第二电极106分别与该导电膜102电连接，所述每个第一电极104和每个第二电极106均分别通过导线108与一个或多个驱动感测电路110电连接。该驱动感测电路110可设置在一集成电路板上，用于向所述多个第一电极104和多个第二电极106依次或同时输入一驱动信号，并读取所述多个第一电极104和多个第二电极106所检测到的感测信号，从而通过该感测信号判断所述触摸屏是否被触摸以及具体的触摸位置。
所述导电膜102沿所述低阻抗方向的电导率远大于其他方向的电导率，在高阻抗方向的电导率远小于其他方向的电导率，该低阻抗方向与高阻抗方向垂直。本实施例中，所述导电膜102由至少一层碳纳米管膜组成。该碳纳米管膜中的大部分碳纳米管首尾相连地沿同一个方向择优取向延伸，且为一自支撑结构。由于碳纳米管沿其轴向具有较好的导电性，且上述碳纳米管膜中的大部分碳纳米管沿同一方向择优取向延伸，因此，该碳纳米管膜整体具有阻抗异向性，即沿碳纳米管延伸的方向为低阻抗方向，而垂直于该碳纳米管延伸的方向为高阻抗方向。此外，所述碳纳米管膜中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连，且所述碳纳米管膜中也存在少数随机排列的碳纳米管，这些随机排列的碳纳米管会与相邻的其他碳纳米管相互接触，从而使得该碳纳米管膜在高阻抗方向仍具有导电性，只是相较于其他方向该碳纳米管膜在该高阻抗方向的电阻较大，电导率较低。此外，该导电膜102不限于该碳纳米管膜，也可为其他具有阻抗异向性的材料，如沿所述低阻抗方向设置的多个相互平行排列的条带状氧化铟锡。
该多个第一电极104与该多个第二电极106可以一一相对设置，即每个第一电极104与其中的一个第二电极106的连线与所述导电膜102的低阻抗方向平行。该多个第一电极104与该多个第二电极106也可以相互交错设置，即每个第一电极104与其中的任意第二电极106的连线均与所述导电膜102的低阻抗方向相交而不平行。在Y方向上，设所述第一电极104个数为N个，将所述第一电极104分别排序为P1-1，P1-2，P1-3……P1-N；同样的，将所述第二电极106与所述第一电极104一一对应分别排序为P2-1，P2-2，P2-3……P2-N。
下面结合不同的实施例对本发明触摸屏触摸点的感测方法进行介绍。
请参阅图2，本发明第一实施例提供一种触摸屏触摸点的感测方法，该方法包括如下步骤：
步骤S10，对所述多个第一电极104进行驱动并依次进行感测，对未被感测的第一电极104及第二电极106施加与所述感测电极等电位的信号，获得一第一信号曲线As1；
步骤S20，对所述多个第二电极106进行驱动并依次进行感测，对未被感测的第一电极104及第二电极106施加与感测电极等电位的信号，获得第二信号曲线As2；
步骤S30，对所述多个第一电极104再次进行驱动并依次感测，在感测过程中至少将与被感测的第一电极104相对的第二电极106接地，获得一第三信号曲线Bs1；
步骤S40，对所述多个第二电极106进行驱动并依次进行感测，在感测过程中至少将与该被感测的第一电极104相对的第二电极106接地，获得一第四信号曲线Bs2；以及
步骤S50，根据所述第一信号曲线As1、第二信号曲线As2、第三信号曲线Bs1及第四信号曲线Bs2判断单点还是多点及并计算相应的坐标。
在步骤S10中，在放电时，进行感测动作，可利用电容数字转换器(capacitance-to-digital converter)检测所述P1-N个第一电极104的信号强度，从而产生对应的数值，得到相应的第一信号曲线As1。在感测第P1-K个第一电极104时，其他第一电极104、第二电极106均输入与第P1-K个电极等电位的电压，从而防止漏电流的产生。
同样的，在步骤S20中，在放电时进行感测动作，利用电容数字转化器检测所述P2-N个第二电极106的信号强度，并产生对应的数值，得到相应的曲线As2。在感测过程中，除被检测的第P2-K个第二电极106，其他第二电极106及第一电极104均输入与第P2-K个电极等电位的电压，从而防止漏电流的产生。
在步骤S30中，对所述第一电极104一一驱动，并在放电的过程中对所述第一电极104进行检测，同时至少将与该被感测的第一电极104相对的第二电极106进行接地以产生漏电流，产生相应的数值，得到第三信号曲线Bs1。设被感测的第一电极104为第P1-K个，则至少需要将与所述第P1-K个第一电极104对应的第P2-K个第二电极106进行接地。可以理解，也可以将除被感测的第P1-K个第一电极104之外，其他的第一电极104及第二电极106可均接地，或选择性的接地以产生漏电流，得到第三信号曲线Bs1。
进一步的，在步骤S30中，在感测第P1-k个第一电极104过程中，也可至少在与所述第P1-k个第一电极104相对的第2-k个第二电极106输入一固定电位，然而该固定电位小于所述驱动第一电极104的驱动电位，因此在感测的过程中仍然会产生漏电流。
在步骤S40中，同样的，在感测第P2-K个第二电极106的过程中，至少将与第P2-K个第二电极106对应的第P1-K个第一电极104接地，以产生漏电流，获得第四信号曲线Bs2。
同样的，在步骤S40中，在感测第2-k个第二电极106过程中，也可至少在与所述第第2-k个第二电极106相对第P1-k个第一电极104输入一固定电位，然而该固定电位小于所述驱动第二电极106的驱动电位，因此在感测的过程中仍然会产生漏电流。
在步骤S50中，通过比较第三信号曲线Bs1与第一信号曲线As1，及第四信号曲线Bs2与第二信号曲线As2，可判断是单点触摸还是多点触摸；通过所述第一信号曲线As1、第二信号曲线As2、第三信号曲线Bs1及第四信号曲线Bs2，尤其是第三信号曲线Bs1及第四信号曲线Bs2的峰值，即与所述触摸点最近的第一电极104及第二电极106感测到的数值，可获得单点或两个触摸点的位置。
由此可见，通过比较第三信号曲线Bs1与第一信号曲线As1，第四信号曲线Bs2与第二信号曲线As2，即可判断是单点触摸还是两点触摸。
具体的，当所述触碰为单点时，设仅在第P1-K个第一电极104附近产生了一触控点TP1，则通过对所述P1-N个第一电极104一一进行感测得到的信号强度如图3所示。在感测该第P1-K个第一电极104的过程中，其他的第一电极104及第二电极106均输入与第P1-K个电极等电位的电压，从而不会造成漏电流，因此触摸点第P1-K个电极测量到的信号强度相对比较强，对所述第一电极104进行一一扫描后得到所述第一信号曲线As1。同样的，请参阅图4，在感测第P2-K个第二电极106的过程中，其他的第一电极104及106输入与第P2-K个电极等电位的电压。扫描完所有第二电极106后，得到所述第一信号曲线As2。
请参阅图5及图6，对于单点的触摸情况下，在步骤S30及S40的过程中，由于单点引起的电容变化相对较小，且存在漏电电流，因此测量得到的第三信号曲线Bs1及第四信号曲线Bs2会明显的降低。由于碳纳米管膜存在导电异向性，当所述触摸点的位置靠近所述第P1-K个第一电极104时，所述第P2-K个第二电极106接地形成漏电流，得到的所述第三信号曲线Bs1的峰值约为第一信号曲线As1峰值的二分之一左右。所述第三信号曲线Bs1的大小与所述触摸点TP1与第P1-K个第一电极104之间的距离成比例，所述触摸点TP1越靠近第P1-K个第一电极104，则因为漏电流而被第二电极106导走的电容越少，从而得到的所述第三信号曲线Bs1的峰值越大，反之亦然。同样的，对于第二电极106来讲，在感测第P2-K个第二电极106的过程中，由于所述第P2-K个第二电极106与所述触摸点的距离相对较大，而且所述第P1-K个第一电极104接地，因此大部分电容通过第P1-K个第一电极104导走，因此从而使得第四信号曲线Bs2的信号值变得很微弱甚至消失，远小于所述第二信号曲线As2的峰值大小。
设所述第一信号曲线As1的信号值为AI，所述第二信号曲线As2的信号值为BI，所述第三信号曲线Bs1的信号值为AII，所述第四信号曲线Bs2的信号值为BII，当|BII-AII|>C0时，判断为单点触摸；反之则判断为多点触摸。所述阈值C0的设置可根据所需的灵敏度进行选择。进一步，也可通过将AII与BII与阈值C0进行比较判断为单点还是两点触摸，由于在接地的过程中，对于单点而言，远离所述触摸点的一侧所测量得到的信号值会变的很微弱，当小于该阈值时，可判断为单点触摸。
可以理解，当两触摸点的位置靠的很近时，例如小于一定预设的距离阈值，得到的信号曲线与单点时基本相同，则也可判定为单点，并按照单点触碰的方式进行后续处理。所述距离阈值可根据所需的分辨率进行选择。所述单点的触摸点的侦测方法可采用传统的计算方法进行计算。
请参阅图7，而当所述触摸点为两个时，设在第P1-K个第一电极104与第P2-K个第二电极106之间有两个触摸点TP1、TP2。则在步骤S10及S20中，由于在第P1-K个第一电极104与第P2-K个第二电极106之间有两个触摸点TP1、TP2，因此所述两个触摸点引起的电容的变化将大于所述单一触摸点引起的电容的变化。具体的，当触摸点为两点时，引起的电容变化约为单点时的两倍，即在步骤S10及步骤S20中获得的所述第一信号曲线As1及第二信号曲线As2的峰值约为单点时的两倍。
请一并参阅图8至图9，同时，在步骤S30由于所述触摸点TP1、TP2的存在，在步骤S30中，当对所述第P1-K个第一电极104进行感测，而所述第P2-K个第二电极106接地时，虽然部分电容通过所述第P2-K个第二电极106导走，但是由于所述触摸点TP1相对靠近所述第P1-K个第一电极104，因此至少由TP1引起的电容变化依然可以被所述第P1-K个第一电极104感测到，使得所获得第三信号曲线Bs1的峰值约为第一信号峰值As1的二分之一。同样的，在感测第P2-K个第二电极106的过程中，虽然由于第P1-K个第一电极104接地形成漏电流，由于TP2相对靠近所述第P2-K个第二电极106，因此所获得第四信号曲线Bs2的峰值约为第二信号曲线峰值As2的二分之一。
为了方便计算TP1与TP2的位置坐标，假设在第二电极106接地的过程中，所述接地信号不会到达靠近第一电极104的触摸点TP1，也就是说，第二电极106接地并不会影响触摸点TP1的电容变化；同样的，假设在第一电极104接地的过程中，所述接地信号也不会到达靠近第二电极106附近的所述触摸点TP2的电容变化，则所述两个触摸点TP1及TP2的坐标可通过以下方法计算：
在步骤S30中，设由第一电极104获得的信号值中由TP1引起的信号值为C1A，由第二电极106获得的信号值中有TP1引起的信号值为C1B；在步骤S40中，由第一电极104获得的信号值中由TP1引起的信号值为C2A，由第二电极106获得的信号值中由TP2引起的信号值为C2B。则有：
C1A=AII，C2B=BII；
C1B=BI-BII，C2A=AI-AII；
由C1A、C1B即可计算出TP1在同轴方向或X方向上的位置，由C2A、C2B即可计算TP2的位置。具体的，
；
。
公式中PX为触摸屏在X方向的解析度，可根据驱动感测电路的芯片性能进行设定，如480至1024中的任意值。
进一步的，通过Ｘ1及X2，也可进一步校正是否两点触摸还是单点触摸。设所述触摸屏在X方向能够分辨的距离阈值为l0，如果计算获得的X1及X2非常接近，例如已经小于设定的阈值l0，即|X1-X2|<l0，则可认为是单点触摸，后续程序的处理均以单点触摸的方式进行，从而可以更加准确的判断在同轴方向方向上是单点触摸还是两点触摸，并能更加灵敏的做出相应的反应。所述l0的取值可根据所述触摸屏在X方向上的解析度及灵敏度的要求进行选择。
本发明提供的触摸屏触摸点的侦测方法，利用导电膜的异向异向性，通过不同时间以等电压及接地的不同方式驱动并感测第一电极及第二电极，获得更多的信号值，并通过不同的信号值计算获得触摸点的位置坐标，能够得到位于同轴方向上的两触摸点的位置，突破了在单导电膜中位于同轴的两点不能判断的问题，提高了触摸点位置的检测精度，进而了所述触摸屏的灵敏度。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种触摸屏触摸点的侦测方法，该触摸屏包括：
一导电膜，该导电膜具有阻抗异向性以定义出相互垂直的一低阻抗方向X方向和一高阻抗方向Y方向，该导电膜低阻抗方向的相对两侧分别为第一侧边和第二侧边；及
沿该第一侧边设置的多个相互间隔的第一电极，和沿该第二侧边设置的多个相互间隔的第二电极，该多个第一电极和多个第二电极分别与该导电膜电连接；
所述侦测方法包括以下步骤：
步骤S10，对所述多个第一电极进行驱动并依次进行感测，对未被感测的第一电极及第二电极施加与所述感测的第一电极等电位的信号，获得一第一信号曲线As1；
步骤S20，对所述多个第二电极进行驱动并依次进行感测，对未被感测的第一电极及第二电极施加与感测的第二电极等电位的信号，获得第二信号曲线As2；
步骤S30，对所述多个第一电极再次进行驱动并依次感测，在感测过程中至少将与被感测的第一电极相对的第二电极接地，获得一第三信号曲线Bs1；
步骤S40，对所述多个第二电极进行驱动并依次进行感测，在感测过程中至少将与该被感测的第一电极相对的第二电极接地，获得一第四信号曲线Bs2；以及
步骤S50，比较所述第一信号曲线As1、第二信号曲线As2、第三信号曲线Bs1及第四信号曲线Bs2判断触摸点为单点或两点。
2.如权利要求1所述的触摸屏触摸点的侦测方法，其特征在于，所述导电膜包括一碳纳米管膜。
3.如权利要求1所述的触摸屏触摸点的侦测方法，其特征在于，所述碳纳米管膜包括多个沿X方向延伸的碳纳米管，所述碳纳米管在延伸方向上通过范德华力首尾相连。
4.如权利要求1所述的触摸屏触摸点的侦测方法，其特征在于，在步骤S10中，放电时对第一电极进行感测，从而产生对应的数值，得到相应的第一信号曲线As1，其他未感测的第一电极及第二电极输入与被感测的第一电极等电位的电压。
5.如权利要求1所述的触摸屏触摸点的侦测方法，其特征在于，在步骤S30中，在放电的过程中对所述第一电极进行检测，同时至少将与该被感测的第一电极相对的第二电极进行接地以产生漏电流，产生相应的数值，得到第三信号曲线Bs1。
6.如权利要求1所述的触摸屏触摸点的侦测方法，其特征在于，通过比较第三信号曲线Bs1与第一信号曲线As1，及第四信号曲线Bs2与第二信号曲线As2，判断是单点触摸还是两点触摸。
7.如权利要求6所述的触摸屏触摸点的侦测方法，其特征在于，设所述第一信号曲线As1的信号值为AI，所述第二信号曲线As2的信号值为BI，所述第三信号曲线Bs1的信号值为AII，所述第四信号曲线Bs2的信号值为BII，当|BII-AII|>C0时，判断为单点触摸；反之则判断为两点触摸，其中C0为设定的阈值。
8.如权利要求7所述的触摸屏触摸点的侦测方法，其特征在于，所述两个触摸点TP1及TP2的计算方法包括：
在步骤S30中，设由第一电极获得的信号值中由TP1引起的信号值为C1A，由第二电极获得的信号值中由TP1引起的信号值为C1B；
在步骤S40中，设由第一电极获得的信号值中由TP1引起的信号值为C2A，由第二电极获得的信号值中由TP2引起的信号值为C2B；则：
C1A=AII，C2B=BII；
C1B=BI-BII，C2A=AI-AII；
由C1A、C1B计算出TP1在X方向上的位置，由C2A、C2B计算TP2的位置。
9.如权利要求8所述的触摸屏触摸点的侦测方法，其特征在于，所述触摸点TP1的坐标X1及触摸点TP2的坐标X2为：
；
；
公式中PX为触摸屏在X方向的解析度。
10.如权利要求9所述的触摸屏触摸点的侦测方法，其特征在于，设所述触摸屏在X方向分辨的距离阈值为l0，计算获得的|X1-X2|<l0，则为单点触摸。
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