一种具有接近探测功能的电容触摸屏制造技术

一种具有接近探测功能的电容触摸屏，包括基板，其一表面设有多个单元电极，并至少定义有一包含多个单元电极的主探测区；属于同一主探测区的多个单元电极间设有开关连接，开关连接设有第一开关，当第一开关断开时，单元电极相互独立，而当第一开关接通时，单元电极相互连接以构成一主电极；以及，还包括检测电路，当第一开关断开时，检测电路与各单元电极连接，以根据各单元电极的电容变化来检测手指在基板之上的触碰动作；而当第一开关接通时，检测电路与各主电极连接，以根据各主电极的对地电容变化来探测手部在触摸屏前方的动作。这种电容触摸屏，其探测的距离较远，能够探测到手部在触摸屏前方较远距离的动作。

A Capacitive Touch Screen with Proximity Detection Function

A capacitive touch screen with proximity detection function includes a base plate, which has a plurality of unit electrodes on one surface and at least defines a main detection area containing multiple unit electrodes; a plurality of unit electrodes belonging to the same main detection area are connected by a switch with a first switch. When the first switch is disconnected, the unit electrodes are independent of each other, and when the first switch is connected. When the first switch is disconnected, the detection circuit is connected with the unit electrodes to detect the touch action of the finger on the board according to the capacitance change of the unit electrodes; when the first switch is connected, the detection circuit is connected with the main electrodes to change the capacitance of the main electrodes to the ground according to the capacitance change of each unit electrodes; and when the first switch is connected, the detection circuit is connected with the main electrodes to change the capacitance of the main electrodes to the ground. To detect hand movements in front of the touch screen. The capacitive touch screen can detect the movement of the hand in front of the touch screen at a relatively long distance.

【技术实现步骤摘要】
一种具有接近探测功能的电容触摸屏
本专利技术涉及一种电容触摸屏，尤其是一种具有接近探测功能的电容触摸屏。
技术介绍
电容触摸屏一般包括基板，其至少一表面设有多个感应电极，感应电极的宽度一般在0.5〜1.2cm之间，触摸屏可根据感应电极的对地电容(自电容)变化或是相邻感应电极间的互电容变化来探测手指在其表面的触碰动作，由此实现触摸感应功能。为了拓展电容触摸屏的应用，有人提出在触摸屏中加入当手部接近而未接触到触摸屏的表面时也能被触摸屏感应到的接近探测功能。然而，目前这种接近探测功能一般是通过直接检测各感应电极的自电容变化并加强检测电路的信号分析来实现的，其受到感应电极宽度的限制，所能探测的距离非常短，因而无法探测到手部在触摸屏前方较远距离的动作，其应用并不广泛。
技术实现思路
本专利技术的目的为提供一种具有接近探测功能的电容触摸屏，其探测的距离较远，能够探测到手部在触摸屏前方较远距离的动作，所采用的技术方案如下：一种具有接近探测功能的电容触摸屏，其特征为：包括基板，其一表面设有多个单元电极，并至少定义有一包含多个单元电极的主探测区；属于同一主探测区的多个单元电极间设有开关连接，所述开关连接设有第一开关，当所述第一开关断开时，所述单元电极相互独立，而当所述第一开关接通时，所述单元电极相互连接以构成一主电极；以及，还包括检测电路，当所述第一开关断开时，所述检测电路与各单元电极连接，以根据各单元电极的电容变化来检测手指在基板之上的触碰动作；而当所述第一开关接通时，所述检测电路与各主电极连接，以根据各主电极的对地电容变化来探测手部在触摸屏前方的动作。具体地，所述电容触摸屏可以仅包含所述基板，也可以为所述基板和其他板体(如保护板)的组合。所述单元电极可以设置在基板的内侧面或外侧面(当覆盖有保护板时)，由于电容触摸屏的主体区域一般为透明的，因而单元电极一般采用透明导电材料制作而成，如采用ITO薄膜图形化而成；单元电极一般为0.5〜1.2cm宽度的电极块、电极条，或是由0.5〜1.2cm宽度的电极块相互连接而成的电极串，如单元电极为两组相互垂直并交叉为感应阵列的电极串(X、Y电极串)。上述单元电极一般通过周边线路连出，周边线路可以为与单元电极处于同一基板表面的导电线路，尤其是金属薄膜图形化而成的导电线路。主探测区为基板表面包含多个单元电极，尤其是多个相互靠紧的单元电极的一个区域，由此主探测区可以由其包含的单元电极所占的面积进行定义，例如：当一个主探测区的单元电极为相互交叉的X、Y电极串时，该主探测区可对应于其X、Y电极串交叉而成的感应阵列的所占面积。通过多个单元电极的组合，主探测区的宽度远较单元电极大，使得在进行接近探测时，检测电路能够获得足够的信号，以探测到更远的距离。所述基板可以仅有一个主探测区，也可以有多个主探测区。所述开关连接可设置在周边线路中，也可通过周边线路引出而设置在外部的电路(如FPC连线、外接电路板、外部的电路系统或计算机系统)中；优选所述开关连接的主体部分设置在外部电路中，由此第一开关可通过芯片，如集成多个开关的模拟开关芯片来实现——模拟开关芯片可根据输入到芯片中的电信号，来控制各个第一开关的接通或断开，从而实现将同属某主探测区的多个单元电极连接起来而构成主电极。所述检测电路的主体可以为用来检测各单元电极或主电极电容的电路，具体地，其主体可以包括具有触摸检测功能或电容检测功能的电路或芯片。除此之外，所述检测电路还可包括一定的控制系统和/或分析系统，如由单片机或计算机的软、硬件构成的控制系统和/或分析系统，以便于在触摸屏的检测过程中对第一开关等各个开关进行自动控制，并根据所检测到的电容值分析出手部在触摸屏前方的位置或动作。在本专利技术的一具体方案中，所述检测电路包括第一检测电路和第二检测电路。其中，第一检测电路用于检测手指在触摸屏前方的接近动作，其一般为电容检测电路；各开关线路可分别、直接连接至第一检测电路，以便于检测各主电极的对地电容。第二检测电路为触摸检测电路，如包括电容式触控芯片的电路，其用于检测手指在触摸屏上的触碰动作，各单元电极可直接与第二检测电路连接，也可通过另外的开关(如第二开关)与第二检测电路连接，在第一开关为切换开关的情况下，各单元电极还可利用第一开关在第一、二检测电路间进行切换，上述各开关均可通过模拟开关芯片来实现，并通过单片机或计算机进行控制。在未感应到有手指或导体接近的一般情况下，所述第一开关可以保持导通，由此主探测区的单元电极相互连接而构成主电极，当手部出现在触摸屏前方时，主电极的对地电容(下文所提到的主电极电容均为其对地电容)受其影响而出现变化，其通过第一检测电路的检测即可被探测到，其中，由于主电极的宽度较大，手部在触摸屏前方不小于主电极宽度的距离处(实际上可达到5—20倍主电极宽度的距离)，即能够对主电极的电容造成影响而使其发生明显的变化，而且由于主电极的电容较大，其更加容易为第一检测电路所检测出来，由此，主电极能够探测到触摸屏前方更远的距离。在触摸屏的实际工作过程中，还可为每个主电极的电容变化设置一定的阈值，当任一主电极的电容变化超过阈值时，检测电路认为手部(手指)已非常接近或触碰到触摸屏表面，由此关闭第一开关，使各主电极解散为单元电极，第二检测电路根据各单元电极的电容变化来检测手指在触摸屏上的触碰动作，其分辨率更高。在本专利技术的一优选方案中，所述基板还包括至少一屏蔽区，所述屏蔽区至少设置在一主探测区的一侧边，所述屏蔽区至少包含一个作为屏蔽电极的单元电极，当所述第一开关接通时，所述屏蔽电极接地(可通过上述第一或第二开关实现)。屏蔽区可减少主电极受到的干扰，从而提高探测的距离和准确度。在本专利技术的一优选方案中，所述基板还包含至少一副探测区，所述副探测区的面积小于各主探测区，所述副探测区至少包含一作为副电极的单元电极；当所述第一开关接通时，所述检测电路还与副电极连接(可通过上述第一或第二开关实现)，以进一步根据主电极和副电极电容变化之差别，来探测手指在触摸屏前方的动作。具体地，所述主、副探测区并列设置，优选主探测区的面积不少于副探测区的5倍，或是主探测区所包含的单元电极的数量不少于副探测区的5倍，由此，当手部处于触摸屏前方时，主电极和副电极的电容均可发生变化，但这种变化存在着由主、副电极不同面积分别决定的非线性衰减规律，检测电路可进一步根据这种非线性的衰减规律的差别来消除外界的干扰，使得信号更加清晰，其探测距离更远。进一步优选地，至少一副探测区包含多个单元电极，所述单元电极之间也设有开关连线，所述开关连线也设有第一开关，当所述第一开关断开时，所述单元电极相互独立，而当所述第一开关接通时，所述单元电极相互连接以构成副电极。在本专利技术的一优选方案中，所述电容触摸屏包括作为主探测区的左探测区和右探测区，当所述第一开关接通时，左、右探测区的单元电极分别构成作为主电极的左电极和右电极，所述检测电路分别检测左、右电极的电容变化，并根据左、右电极的电容变化(如左、右电极电容变化的比值)来计算手部在触摸屏前方的左右位置。在本专利技术的另一优选方案中，所述电容触摸屏包括作为主探测区的上探测区和下探测区，当所述第一开关接通时，上、下探测区的单元电极分别构成作为主电极的上电极和下电极，所述检测电路分别检测上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有接近探测功能的电容触摸屏，其特征为：包括基板，其一表面设有多个单元电极，并至少定义有一包含多个单元电极的主探测区；属于同一主探测区的多个单元电极间设有开关连接，所述开关连接设有第一开关，当所述第一开关断开时，所述单元电极相互独立，而当所述第一开关接通时，所述单元电极相互连接以构成一主电极；以及，还包括检测电路，当所述第一开关断开时，所述检测电路与各单元电极连接，以根据各单元电极的电容变化来检测手指在基板之上的触碰动作；而当所述第一开关接通时，所述检测电路与各主电极连接，以根据各主电极的对地电容变化来探测手部在触摸屏前方的动作。

【技术特征摘要】
1.一种具有接近探测功能的电容触摸屏，其特征为：包括基板，其一表面设有多个单元电极，并至少定义有一包含多个单元电极的主探测区；属于同一主探测区的多个单元电极间设有开关连接，所述开关连接设有第一开关，当所述第一开关断开时，所述单元电极相互独立，而当所述第一开关接通时，所述单元电极相互连接以构成一主电极；以及，还包括检测电路，当所述第一开关断开时，所述检测电路与各单元电极连接，以根据各单元电极的电容变化来检测手指在基板之上的触碰动作；而当所述第一开关接通时，所述检测电路与各主电极连接，以根据各主电极的对地电容变化来探测手部在触摸屏前方的动作。2.如权利要求1所述的电容触摸屏，其特征为：所述单元电极为0.5〜1.2cm宽度的电极块、电极条，或是由0.5〜1.2cm宽度的电极块相互连接而成的电极串。3.如权利要求1所述的电容触摸屏，其特征为：所述基板包括多个主探测区。4.如权利要求1所述的电容触摸屏，其特征为：所述检测电路包括第一检测电路和第二检测电路,第一检测电路用于检测手指在触摸屏前方的接近动作，其为电容检测电路，各开关线路分别连接至第一检测电路；第二检测电路为触摸检测电路，其用于检测手指在触摸屏上的触碰动作。5.如权利要求4所述的电容触摸屏，其特征为：各单元电极直接与第二检测电路连接。6.如权利要求4所述的电容触摸屏，其特征为：各单元电极通过另外的第二开关与第二检测电路连接。7.如权利要求4所述的电容触摸屏，其特征为：所述第一开关为切换开关，各单元电极通过第一开关在第一、二检测电路间进行切换。8.如权利要求1所述的电容触摸屏，其特征为：设有对应每个主电极的电容变化阈值，当任一主电极的对地电容变化超过其阈值时，关闭第一开关，使各主电极解散为单元电极。9.如权利要求1所述的电容触摸屏，其特征为：所述基板还包括至少一屏蔽区，所述屏蔽区至少设置在一主探测区的一侧边，所述屏蔽区至少包含一个作为屏蔽电极的单元电极，当所述第一开关接通时，所述屏蔽电极接地。10.如权利要求1所述的电容触摸屏，其特征为：所述基板还包含至少一副探测区，所述副探测区的面积小于各主探测区，所述副探测区至少包含一作为副电极的单元电极；当所述第一开关接通时，所述检测电路还与副电极连接，以进一步根据主电极和副电极电容变化之差别，...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈奕，郑清交，彭嘉鑫，杨秋强，吴锡淳，余荣，吕岳敏，蔡泽锋，
申请(专利权)人：汕头超声显示器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44