[发明专利]电容-电感式触摸屏

说明书

技术领域

本发明涉及触摸屏，并且更具体地，涉及能够使用相同的传感器面板操作在电容和电感模式下的触摸屏。

背景技术

电容式触摸屏仅可以接收来自手指的输入，但是其可以给予用户不同的体验并且支持多点触摸输入。电阻式触摸屏能够接收来自手指和触笔二者的输入。然而，电阻式触摸屏需要较大的压力来激活检测，并且传统的4/5/8线电阻式触摸屏仅允许单点检测。尽管电容式触摸屏给出了较好的体验(灵敏度、多点触摸以及其他优势)，一些用户仍倾向于使用触笔，尤其是对于手写识别应用。

图1A中示出现有技术的电感式触摸屏100的示意图。在现有技术中，交错的闭环电流线106用于在电感笔的谐振频率处感应电感笔。触摸屏100也包括耦合到X线的第一振荡电流源和检测器102以及耦合到Y线的第二振荡电流源和检测器104。一旦笔被充电，相同的线路用于检测由振荡笔所感应出的磁场。对X轴和Y轴中的所有闭环路径重复处理。为了估计笔的确切位置，使用加权平均算法。使用线路来实现传感器并且将其置于触摸屏后。在图1B中，仅针对Y轴示出闭环电流线108。

在图2中示出现有技术的电容式触摸屏200的示意图。现有技术的电容式触摸屏200包括多个开环X线和多个开环Y线。在图2中，示出三个X线X1-X3以及五个Y线Y1-Y5。正如现有技术中所知的，可以使用任意数目的X线和Y线。在现有技术的电容式触摸屏传感器中，测量X线和Y线之间的交叉电容。手指触摸造成触摸的交叉处上的交叉电容发生改变。接着使用加权平均来估算手指触摸的确切位置。电容传感器通常以ITO层(氧化铟锡，其是透明和导电的)来实现并且被置于触摸屏前。

尽管电容式触摸屏和电感式触摸屏每个具有它们各自的优势和缺陷，但是所期望的是一种触摸屏，其可以在单个的触摸屏系统中组合两种操作模式。

发明内容

根据本发明，一种触摸屏使用应用到相同传感器模式的电容式感应和电感式感应的组合。电容传感器使用由传感器矩阵的列和行所形成的电场。电感传感器使用在列和行线路中流动的电流形成的磁场来感应电感笔(具有通过相应的电感和电容形成的谐振频率)。使用相同的传感器线路，检测由振荡的电感笔所生成的磁场。两种方法都不需要移动传感器中的元件并且可以在相同的传感器模式中组合两种检测方法。使用开关矩阵，对于电容式检测模式，传感器线路以开环方式操作，而对于电感式检测模式，传感器线路以闭环方式操作。

附图说明

根据下面对具体实施方式的描述并结合附图，本发明的上述和其他目的、特征和优势将变得明显，其中：

图1A是现有技术的电感式触摸屏系统的示意图；

图1B是图1A的触摸屏系统的仅针对Y轴的闭环电流线的示意图；

图2是现有技术的电容式触摸屏传感器的示意图；

图3是电容式触摸屏传感器的一部分的示意图；

图4是与电容式触摸屏传感器一起使用的电荷放大器的示意图；

图5是根据本发明的组合电感/电容式触摸屏系统的示意图，其中图示出电容模式；

图6和图7是触摸屏的数据矩阵，其示出与所有的触摸屏位置关联的交叉电容的值，并且图示出根据本发明的相对噪声的有效触摸；

图8是根据本发明的组合电感/电容触摸屏系统的示意图，其中图示出电感模式；

图9是根据本发明的组合电感/电容触摸屏系统的示意图，其中图示出电感模式的充电相位；以及

图10是根据本发明的组合电感/电容触摸屏系统的示意图，其中图示出电感模式的测量相位。

具体实施方式

现在参考图3，示出电容式触摸屏的一部分300，其具有多个开环X线X1-X4和多个开环Y线Y1-Y6。触摸屏的一部分302被进一步突出显示，其中例如第三X线与第五Y线交叉。进一步详细示出两条线之间的交叉电容。多点触摸电容式触摸屏测量X线和Y线之间的交叉电容。当手指按压交叉处时，交叉电容将减小。电荷放大器用于量化由交叉电容转移的电荷，并且该值可以被数字化。