[发明专利]提高边缘感应触摸精度的电容式触摸屏及其数据处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及将触碰动作转换可用电信号的输入装置，特别是涉及侦测触碰动作造成电容变化的输入装置，即电容式触摸屏。

背景技术

电容式触摸屏包括自电容触摸屏和互电容触摸屏，是利用人体或者专用触摸装置改变电容值的基本原理将触碰屏幕的动作转换为电信号，该电信号借助数据处理模块将所述电信号处理成为触碰区域中心位置坐标数据，作为输入数据传输至相应的信息处理设备，该信息处理设备包括计算机、掌上电脑、俗称手机的移动通信终端和视/音频播放设备。所述电容式触摸屏包括在同一平面内或者分别设置在不同平面内分属不同层的电极板群，借助激励信号在触摸屏表面形成电容阵列。所述自电容触摸屏是利用电极板与等电势屏蔽极板之间的形成的自电容构成所述电容阵列；所述互电容触摸屏是利用电极板相互之间形成的互电容构成所述电容阵列。它们只是形成电容阵列的基本物理原理不同，其实质作用相同。

最基本的电极板群布置形式如图6-1和图6-2所示，所述电极板包括纵向平行的条状电极板10′和横向平行的条状电极板20′，所述纵向电极板10′与横向电极板20′互相垂直。对于自电容式触摸屏，如图6-1所示，所有电极板都电连接激励信号模块80′，从而在所述电极板与等电势屏蔽电极板30′之间的电场作用下形成电容阵列。所述等电势屏蔽电极板30′一般接地或者接直流源。对于互电容式触摸屏，纵向电极板10′和横向电极板20′两种电极板中的任一种电连接激励信号模块80′，另一种电极板电连接传感控制模块90′，电连接激励信号模块80′的电极板称为驱动电极板，电连接传感控制模块90′的电极板称为传感电极板，例如，如图6-2所示，纵向电极板10′电连接激励信号模块80′，横向电极板20′电连接传感控制模块90′，从而在两种电极板之间的电场作用下形成电容阵列。现有技术为了提高触摸屏的侦测触碰动作的灵敏度以及便于数据处理，经过不断改进，电极板群布置形式已经多种多样，电极板的形状已经不再拘泥于长条状，电极板之间也不直接交叉。例如，对于自电容触摸屏，如图6-3所示，所述电极板群的各电极板设计成为菱形，各电极板分组沿对角线方向串联成多条电极链，各条电极链各自沿纵向或者横向布置，纵向的电极链11′互相平行，横向的电极链21′也互相平行，任一纵向电极链与任一横向电极链互相垂直，所有电极链都电连接激励信号模块80′。又例如，中国专利申请200810171009公开了一种互电容触摸屏，其电极板可以设计成矩形，正方形和菱形，图6-4示出该申请中一种电极板呈矩形的情况，纵向串联布置的电极板13′是长方形，横向串联布置的电极板23′是正方形，所述矩形电极板13′、23′串联成互相正交的纵向电极链组和横向电极链组，其中一组电连接激励信号模块80′，那么另一组就电连接电连接传感控制模块90′，其主要特点是，所述电极板互补，不存在电极板正对情况。

不论所述电容式触摸屏的电极板群采用何种形式的具体结构，形成的电场有何种不同，对于所述电容式触摸屏的数据处理模块都具有同样的效果，也就是从数据处理的角度和逻辑角度，如图7-1所示，所述电容式触摸屏最终达到的效果就是形成由条状矩形沿纵向的等效电极板14′与沿横向的等效电极板24′正交构成的等效电容阵列40′，所有等效电极板14′、24′的宽度都是完全相同的。所述沿纵向等效电极板14′与沿横向等效电极板24′的交叉部分的正方形就是一个等效电容41′。所述数据处理模块记录该等效电容阵列在没有发生对触摸屏的触碰动作时的各电容的容值作为基准；当发生对触摸屏的触碰动作时，所述数据处理模块侦测到由触碰引起的电容阵列各电容值发生的变化，与所述基准比对进而经过数据处理形成触碰位置中心点的坐标数据。如图7-2所示，当发生触碰动作时，触碰动作对所述等效电容阵列40′的影响都是区域性的，也就是在一个区域内等效电容阵列40′中的一个区域内的等效电容41′的容值将发生变化。图7-2示出T1、T2两处发生触碰的区域，阴影线越密代表电容值的变化越大，可以明显看出，上述两触碰区域内，越靠近触碰中心的等效电容值变化越大，而在触碰区域边缘的等效电容值的变化越小。现有技术通过插值算法可以基本准确的计算出发生触碰位置区域中心的坐标。