[发明专利]投射电容式触摸屏的参数τ计算方法及其图形控制器

说明书

技术领域

本发明涉及触摸屏技术领域，尤其涉及一种投射电容式触摸屏的参数τ计算方法及其图形控制器。

背景技术

电容式触摸屏已经被广泛地应用于计算机系统和手机等移动终端的显示装置。尤其是随着iphone的出现，投射电容式触摸屏以其支持多点触摸的良好的人机交互界面、低功耗以及高寿命等特点，而广被消费者接受。

投射电容式触摸屏的实现原理一般是在玻璃基板上对两层铟锡氧化物（ITO）涂层进行蚀刻，形成按行方向和列方向排列的多个ITO图形，每个ITO图形对应于一个感应电极。一层ITO形成行方向（以下定义为Y方向）的感应电极阵列，其中一行ITO图形形成一条水平感应电极阵列（以下定义为一条Y电极）；另一层ITO形成列方向（以下定义为X方向）的感应电极阵列，其中一列ITO图形形成一条垂直感应电极阵列（以下定义为一条X电极）。此外，也可仅利用一层ITO来形成行方向和列方向上的各条电极。所有感应电极都由一个电容式感应芯片驱动，以检测每个感应电极上的电容变化。图形控制器根据检测到的电容变化量计算出触摸点在X方向和Y方向上的精确坐标。ITO图形的形状多呈现不规则形，目前普遍使用的是如图1所示的菱形。

然而，投射电容式触摸屏的设计方面还存在很多需要解决的技术难点。

例如，投射电容式触摸屏设计的最关键的参数τ的模拟与仿真就是一个技术难点。参数τ是指每条电极的时间常数，其为每条电极的电阻值R和电容值C的乘积：

τ=RC                                                (1)

因此，参数τ取决于每条电极的电阻值R和电容值C，而电阻值R和电容值C取决于ITO图形的结构等。因此，参数τ的计算与设计直接影响到投射电容式触摸屏的性能优劣。

关于参数τ的计算，目前普遍采用的方法是需要预先制作样片，通过测量每条电极的电阻值R和电容值C，再根据测量的电阻值R和电容值C来计算每条电极的参数τ。然后，再根据计算的参数τ来确定ITO图形结构。这种方法不仅延长了项目的开发周期，同时也增加了设计成本，更为关键的是带入了预先制作样片的工艺误差，使计算的参数τ的值不够精确。

发明内容

为了解决以上问题，本发明提供一种适合于ITO图形为菱形的投射电容式触摸屏的参数τ计算方法及其图形控制器。

为了实现以上目的，本发明提供的投射电容式触摸屏的参数τ计算方法包括（所述投射电容式触摸屏的ITO图形为菱形）：

计算每条电极的电阻值；

计算每条电极的电容值；和

通过将计算的每条电极的电阻值和电容值相乘来得到参数τ，

其中，所述计算每条电极的电阻值的步骤包括：

将每条电极的图形依次分割为多个规则图形，并按照所分割的规则图形的位置关系确定所述电极的电阻等效模型；

计算每个规则图形的等效电阻值；和

按照所述电阻等效模型计算所述电极的电阻值，

并且，所述计算每条电极的电容值的步骤包括：

将每条电极的电容等效为一系列相关电容并联的电容等效模型；

对于所述电容等效模型中的每个电容，采用平行板电容器的模型来计算其等效电容值；和

按照所述电容等效模型计算所述电极的电容值。

优选的是，所述分割的规则图形包括规则的矩形图形和规则的非矩形图形，

所述计算每个规则图形的等效电阻值的步骤包括：

对于规则的矩形图形，通过该矩形图形所使用的材料的方块电阻来计算其电阻值，

对于规则的非矩形图形，执行以下步骤：

将所述非矩形图形进一步分割为能通过积分方法计算其电阻值的规则图形，并按照进一步分割的规则图形的位置关系确定所述非矩形图形的电阻等效模型；

按照所述积分方法计算进一步分割的每个规则图形的等效电阻值；和

按照所述电阻等效模型计算所述非矩形图形的等效电阻值。

优选的是，所述能通过积分方法计算其电阻值的规则图形包括直角梯形和矩形。

优选的是，所述计算每条电极的电阻值的步骤包括：

将每条电极的图形依次分割为串联的多个规则的矩形图形和规则的非矩形图形，并按照所分割的图形的位置关系确定所述电极的串联电阻等效模型；

分别按照所述计算每个规则图形的等效电阻值的步骤计算串联的每个矩形图形和非矩形图形的等效电阻值；和

按照所述串联电阻等效模型计算所述电极的电阻值；