电容触控屏和电容触控屏上的触摸位置检测方法技术

本发明专利技术涉及电容触控领域，公开了一种电容触控屏和电容触控屏上的触摸位置检测方法。本发明专利技术中，在电容触控屏上分布有包含驱动电极和感应电极的感应单元，驱动电极和感应电极之间形成互电容，通过将驱动电极和感应电极设计成预设的图案，使互电容沿驱动电极和感应电极的长度方向成梯度变化；在驱动电极上施加驱动信号，透过该互电容可以检测到一个测量信号；由于触摸的存在，使触控物与驱动电极和感应电极之间形成的电容会对流经互电容的信号分流，导致感应电极上检测到的信号变化，根据检测信号的变化可以确定触摸点的位置。本发明专利技术通过将感应单元设计成渐变图形使得触摸定位的方法简单，精度更高，使得电容触控屏具有成本低廉和高检测精度的优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电容触控领域，特别涉及电容触控屏和电容触控屏上的触摸位置检测 方法。
技术介绍
近年来，随着触控感测技术的发展，触摸屏上网本、触摸屏平板电脑、触摸屏手机 已经开始普及，这些平台因其触控式显示面板(简称触控屏）具有操控容易的优点，得到 了广泛应用。 触控感测技术依其原理可区分为多种，常见的有电阻感应式、电容感应式及电磁 感应式等。其中，电容感测是实现电容感应式触控感测技术的关键技术。电容感测能够涉 及感测诸如人的手指、触控笔或者某个其他物体之类的输入物体的接近、接触和/或位置。 电容感应式触控屏可分为自电容屏和互电容屏两种类型。 在玻璃表面用氧化铟锡（ΙΤ0,是一种透明的导电材料）制作成横向与纵向电极阵 列，如图1所示，这些横向和纵向的电极分别与地构成电容，这个电容就是通常所说的自电 容，也就是电极对地的电容。当手指触摸到电容屏时，手指对地的电容将会叠加到屏体电容 上，使屏体电容量增加。在触摸检测时，自电容屏依次分别检测横向与纵向电极阵列，根据 触摸前后电容的变化，分别确定横向坐标和纵向坐标，然后组合成平面的触摸坐标。自电容 的扫描方式，相当于把触摸屏上的触摸点分别投影到X轴和Y轴方向，然后分别在X轴和Y 轴方向计算出坐标，最后组合成触摸点的坐标。如果是单点触摸，则在X轴和Y轴方向的投 影都是唯一的，组合出的坐标也是唯一的；如果在触摸屏上有两点触摸并且这两点不在同 一 X方向或者同一 Y方向，则在X和Y方向分别有两个投影，则组合出4个坐标。显然，只 有两个坐标是真实的，另外两个就是俗称的鬼点。因此，自电容屏无法实现真正的多点触 摸，自电容屏也更容易被周边的电磁信号干扰引起误判。 互电容屏也是在玻璃表面用ITO制作横向电极与纵向电极，它与自电容屏的区别 在于，两组电极交叉的地方将会形成电容，也即这两组电极分别构成了电容的两极。当手指 触摸到电容屏时，影响了触摸点附近两个电极之间的耦合，从而等效改变了这两个电极之 间的电容量。检测互电容大小时，横向的电极依次发出激励信号，纵向的所有电极同时接收 信号，这样可以得到所有横向和纵向电极交汇点的电容值大小，即整个触摸屏的二维平面 的电容大小。根据触摸屏二维电容变化量数据，可以计算出每一个触摸点的坐标。因此，屏 上即使有多个触摸点，也能计算出每个触摸点的真实坐标。 根据成本和检测精度的不同，目前市面上出现了各种类型自电容式触控屏和互电 容式触控屏，但目前的触控屏很难做到低成本高精度的统一。比如，图1所示是一种驱动电 极和感应电极分布在两层上的纵横交错的互电容屏，能实现高精度地检测，但需要两层ITO 来分别实现驱动电极和感应电极，成本较高。图2所示是一种电极分布在一层上的自电容 屏，其成本低廉，但精度不高，抗干扰能力弱。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种，使 得电容触控屏具有成本低廉和高检测精度的优点。 为解决上述技术问题，本专利技术的实施方式提供了一种电容触控屏，所述电容触控 屏上分布有若干组感应单元，每一组感应单元包含驱动电极和感应电极，所述驱动电极和 所述感应电极形成互电容； 所述驱动电极和所述感应电极设计成预设图案，使所述互电容沿所述驱动电极或 所述感应电极的长度方向成梯度变化，并且存在触摸时，触摸位置沿所述长度方向变化，所 述互电容的变化量沿所述长度方向成梯度变化。 本专利技术的实施方式还提供了一种电容触控屏上的触摸位置检测方法，包含以下步 骤： SI.在无触摸时，在驱动电极上施加一个驱动信号，在感应电极上检测得到基准信 号，计算所述基准信号相对于所述驱动信号的基准变化量；其中，所述电容触控屏上分布有 若干组感应单元，每一组感应单元包含驱动电极和感应电极；所述驱动电极和所述感应电 极设计成预设的图案，使所述互电容沿所述驱动电极或所述感应电极的长度方向成梯度变 化，并且存在触摸时，触摸位置沿所述长度方向变化，所述互电容的变化量沿所述长度方向 成梯度变化； S2.在进行触摸位置检测时，在驱动电极上施加所述驱动信号，在感应电极上检测 得到测量信号，计算所述测量信号相对于所述基准信号的测量变化量； S3.如果所述测量变化量与所述基准变化量不相等，那么确定所述感应电极在Y 方向所处的位置为所述触摸点在Y方向的位置；并根据所述测量变化量的大小，确定所述 触摸点在X方向的位置； 其中，所述X方向为所述驱动电极或所述感应电极的长度方向，所述Y方向为所述 驱动电极或所述感应电极的长度方向的垂直方向。 本专利技术实施方式相对于现有技术而言，在电容触控屏上分布有包含驱动电极和感 应电极的感应单元，驱动电极和感应电极之间形成互电容，通过将驱动电极和感应电极设 计成预设的图案，使互电容沿驱动电极和感应电极的长度方向成梯度变化；在驱动电极上 施加驱动信号，透过该互电容可以检测到一个测量信号，互电容越大，感应电极上检测到的 信号越大；在电容触控屏上存在触摸时，由于触摸的存在，使触控物与驱动电极和感应电极 之间形成的电容会对流经驱动电极与感应电极之间形成的互电容的信号分流，导致感应电 极上检测到的信号变化，根据这个检测信号的变化可以确定触摸点的位置；并且，由于驱动 电极和感应电极设计成预设的图案，使互电容沿驱动电极和感应电极的长度方向成梯度变 化，因此，在感应电极上检测到的信号变化的程度也沿驱动电极和感应电极的长度方向变 化，从而可以确定触摸点在X方向的位置。本专利技术通过将驱动电极和感应电极设计成渐变 的图形设计使得触摸位置检测简单，精度更高，使得电容触控屏具有成本低廉和高检测精 度的优点。 另外，所述感应单元包含：第一驱动电极、第二驱动电极和感应电极；所述感应电 极位于所述第一驱动电极和所述第二驱动电极之间；所述感应电极与所述第一驱动电极形 成第一互电容，所述感应电极与所述第二驱动电极形成第二互电容；其中，所述第一互电容 和所述第二互电容沿所述驱动电极或所述感应电极的长度方向呈相反的变化趋势。 通过将感应电极放置在两个驱动电极之间，两个驱动电极配合在感应电极上进行 信号检测，可以使检测精度更高。 另外，所述感应单元包含：第一感应电极、第二感应电极和驱动电极；所述驱动电 极位于所述第一感应电极和所述第二感应电极之间；所述驱动电极与所述第一感应电极形 成第三互电容，所述驱动电极与所述第二感应电极形成第四互电容；其中，所述第三互电容 和所述第四互电容沿所述驱动电极或所述感应电极的长度方向呈相反的变化趋势。 通过将驱动电极放置在两个感应电极之间，两个感应电极配合在驱动电极上进行 信号检测，可以使检测精度更高。 另外，所述预设的图案包含： 所述驱动电极的宽度沿所述驱动电极的长度方向成梯度变化；或者， 所述感应电极的宽度沿所述感应电极的长度方向成梯度变化；或者， 所述驱动电极的宽度沿所述驱动电极的长度方向成梯度变化，并且所述感应电极 的宽度沿所述感应电极的长度方向成梯度变化。 通过电极的大小，实现互电容的梯度变化。 另外，所述预设的图案包含：所述驱动电极和所述感应电极在单位电极长度方向 上的咬合长度或咬合深度或二者都沿所述驱动电极或所述感应电极的长度方向成梯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容触控屏，其特征在于，所述电容触控屏上分布有若干组感应单元，每一组感应单元包含驱动电极和感应电极，所述驱动电极和所述感应电极形成互电容；所述驱动电极和所述感应电极设计成预设图案，使所述互电容沿所述驱动电极或所述感应电极的长度方向成梯度变化，并且存在触摸时，触摸位置沿所述长度方向变化，所述互电容的变化量沿所述长度方向成梯度变化。

【技术特征摘要】
1. 一种电容触控屏，其特征在于，所述电容触控屏上分布有若干组感应单元，每一组感 应单元包含驱动电极和感应电极，所述驱动电极和所述感应电极形成互电容； 所述驱动电极和所述感应电极设计成预设图案，使所述互电容沿所述驱动电极或所述 感应电极的长度方向成梯度变化，并且存在触摸时，触摸位置沿所述长度方向变化，所述互 电容的变化量沿所述长度方向成梯度变化。2. 根据权利要求1所述的电容触控屏，其特征在于，所述感应单元包含：第一驱动电 极、第二驱动电极和感应电极；所述感应电极位于所述第一驱动电极和所述第二驱动电极 之间；所述感应电极与所述第一驱动电极形成第一互电容，所述感应电极与所述第二驱动 电极形成第二互电容；其中，所述第一互电容和所述第二互电容沿所述驱动电极或所述感 应电极的长度方向呈相反的变化趋势。3. 根据权利要求1所述的电容触控屏，其特征在于，所述感应单元包含：第一感应电 极、第二感应电极和驱动电极；所述驱动电极位于所述第一感应电极和所述第二感应电极 之间；所述驱动电极与所述第一感应电极形成第H互电容，所述驱动电极与所述第二感应 电极形成第四互电容；其中，所述第H互电容和所述第四互电容沿所述驱动电极或所述感 应电极的长度方向呈相反的变化趋势。4. 根据权利要求1所述的电容触控屏，其特征在于，所述预设的图案包含： 所述驱动电极的宽度沿所述驱动电极的长度方向成梯度变化；或者， 所述感应电极的宽度沿所述感应电极的长度方向成梯度变化；或者， 所述驱动电极的宽度沿所述驱动电极的长度方向成梯度变化，并且所述感应电极的宽 度沿所述感应电极的长度方向成梯度变化。5. 根据权利要求1所述的电容触控屏，其特征在于，所述预设的图案包含： 所述驱动电极和所述感应电极在单位电极长度方向上的咬合长度沿所述驱动电极或 所述感应电极的长度方向成梯度变化；或者， 所述驱动电极和所述感应电极在单位电极长度方向上的咬合深度沿所述驱动电极或 所述感应电极的长度方向成梯度变化；或者， 所述驱动电极和所述感应电极在单位电极长度方向上的咬合长度沿所述驱动电极或 所述感应电极的长度方向成梯度变化，并且所述驱动电极和所述感应电极在单位电极长度 方向上的咬合深度沿所述驱动电极或所述感应电极的长度方向成梯度变化； 其中，所述驱动电极和所述感应电极W预设的形状咬合。6. 根据权利要求5所述的电容触控屏，其特征在于，所述驱动电极和所述感应电极W 平滑的圆弧咬合。7. 根据权利要求1所述的电容触控屏，其特征在于，所述预设的图案包含：所述驱动电 极和所述感应电极之间的间距沿所述驱动电极或所述感应电极的长度方向成梯度变化。8. 根据权利要求1所述的电容触控屏，其特征在于，所述驱动电极和所述感应电极之 间的间隙中设有游离电极；所述游离电极处于息空状态； 所述游离电极的密度沿所述驱动电极或所述感应电极的长度方向成梯度变化；或者， 所述游离电极的数量沿所述驱动电极或所述感应电极的长度方向成梯度变化；或者， 所述游离电极的密度沿所述驱动电极或所述感应电极的长度方向成梯度变化，并且所 述游离电极的数量沿所述驱动电极或所述感应电极的长度方向成梯度变化。9. 根据权利要求1所述的电容触控屏，其特征在于，所述感应单元在所述电容触控屏 的触摸区域内成组排列。10. 根据权利要求1所述的电容触控屏，其特征在于，所述驱动电极和所述感应电极在 所述电容触控屏的触摸区域内交叉排列。11. 根据权利要求1所述的电容触控屏，其特征在于，所述驱动电极和所述感应电极的 走线从各自的外端分别引出至外部控制器的不同端口。12. 根据权利要求11所述的电容触控屏，其特征在于， 至少有两个感应电极连接到所述外部控制器的同一个端口；或者， 至少有两个驱动电极连接到所述外部控制器的同一个端口；或者， 至少有两个感应电极连接到所述外部控制器的同一个端口，并且至少有两个驱动电极 连接到所述外部控制器的同一个端口。13. -种电容触控屏上的触摸位置检测方法，其特征在于，包含W下步骤：51. 在无触摸时，在驱动电极上施加一个驱动信号，在感应电极上检测得到基准信号； 其中，所述电容触控屏上分布有若干组感应单元，每一组感应单元包含驱动电极和感应电 极；所述驱动电极和所述感应电极设计成预设的图案，使所述互电容沿所述驱动电极或所 述感应电极的长度方向成梯度变化，并且存在触摸时，所述互电容的变化量沿所述长度方 向成梯度变化；5...

【专利技术属性】
技术研发人员：程泰毅，叶开凯，
申请(专利权)人：上海思立微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31