[发明专利]一种大尺寸互电容触摸装置

说明书

技术领域

本发明涉及触摸屏、电子白板等触摸设备领域，尤其涉及一种超大尺寸（可达60～100英寸）的互电容多点触摸装置。

背景技术

互电容触摸装置属于电容触摸装置的一种类型，电容触摸装置还有一种类型是自电容触摸装置。但，自电容触摸装置会产生“鬼点”，无法实现真正的多点触摸。

而现行互电容触摸装置方案中，互电容触摸装置通常为中小尺寸（一般在20英寸以下），电路上基本使用专用芯片(如Cypress，Atmel等)。现行方案不能实现大尺寸触摸装置的原因在于：

1、信噪比：目前在电容式触控中广泛应用的透明电极ITO镀膜，电阻率较高，如果屏幕过大，在电极的末端阻抗对信号的影响很大，信号衰减明显，信噪比低。

2、芯片引脚：触控芯片厂家支持的行、列引脚数不能满足大尺寸触摸装置的需求。

3、检测速度：由M行N列电极组成的电容触摸装置需要扫描M×N次，现行方案耗时过长，不能满足大尺寸触摸装置的需求。

4、运算能力：触控芯片运算能力不能满足大尺寸多点触摸装置的需求。

发明内容

为解决现有方案不能用于制造大尺寸电容触摸装置的问题，本发明的目的在于提供大尺寸互电容多点触摸装置。为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种大尺寸互电容触摸装置，包括感应平面、激励电极、接收电极、主控处理器、激励模组和接收模组；其中所述主控处理器通过激励控制总线连接一个激励模组，多个所述激励电极分别通过激励电极接口连接到所述激励模组；所述主控处理器通过接收控制总线和接收数据总线连接K个接收模组，多个所述接收电极分别通过接收电极接口连接到其中一个接收模组；

上述中，K≥1；

每个所述接收模组包括一个接收智能单元和H个接收模拟单元，每个所述接收模拟单元分别通过接收电极接口与若干个所述接收电极相连，并且按所述接收智能单元发出的控制信号进行工作，将接收电极上感应到的信号经过处理后送到接收智能单元进行模数转换，所述接收智能单元通过接收控制总线和接收数据总线连接到所述主控处理器；

上述中，H≥1。

优选的，所述接收智能单元包含一个嵌入式处理器和H（此H≥1，与所接接收模拟单元数目相等）路可同时工作的模数转换电路。

优选的，所述接收模拟单元由模拟开关阵列、放大电路、带通滤波器、绝对值电路、积分电路组成。

根据应用场合，所述感应平面可以为透明或不透明的材料。

所述激励电极和接收电极是用透明或不透明的导电材料制作在所述感应平面上的第一线条或第一图案。

优选的，所述感应平面设有用于屏蔽干扰的第二线条或第二图案，所述第二线条或第二图案采用与所述激励电极和接收电极相同的材料制造在所述感应平面上。

优选的，所述激励模组接收主控处理器的控制信号，通过激励电极接口将激励信号输出到某一个被选中的激励电极，所述激励信号为一组高压正弦波。优选的，所述激励信号正弦波频率为1～10MHz。优选的，所述激励信号正弦波幅度为5～15V。

所述大尺寸互电容触摸装置还包括固化在装置内的嵌入式软件。

为对嵌入式软件进行说明，设所述触摸装置共有M个激励电极、N个接收电极、K个接收模组，每个接收模组有H个接收模拟单元，每个接收模拟单元和1～I个接收电极相连，这里满足如下不等式：

N≤K×H×I

注意每个接收模拟单元连接的接收电极数目可以不相等，这里不予细述。通常情况下，每个接收模拟单元和I个接收电极相连，满足：N=K×H×I。

设上述M个激励电极编号为1～M，每个接收模拟单元连接的接收电极编号为1～I。注意每个接收电极编号对应K×H个接收电极，分别连接在不同的接收模拟单元上。

在嵌入式软件的调度下，主控处理器与激励模组和接收模组之间通过激励控制总线和接收控制总线传输控制信号，一起协同工作。

嵌入式软件内设置一个激励通道计数器和一个接收通道计数器，激励模组按激励通道计数器的数值选中对应编号的激励电极，接收模拟单元按接收通道计数器的数值开通相应模拟开关，选中对应编号的接收电极。

主要处理流程如下：

1）主控处理器发出帧同步信号，准备进行一轮扫描，激励通道计数器清0；

2）主控处理器发出行同步信号，激励通道计数器增1并选中对应的激励电极，接收通道计数器清0；

3）主控处理器发出列同步信号，接收通道计数器增1并选中对应的接收电极，所有接收模拟单元积分电路复位，泄放掉原先积累的电荷；