專利名稱：觸摸點(diǎn)偵測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及觸摸點(diǎn)偵測技術(shù)，特別是涉及一種觸摸點(diǎn)偵測裝置。
背景技術(shù)：
目前，通過手指之類觸控物件的觸摸，直接對電子設(shè)備進(jìn)行操作的技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于日常工作和生活中。這些電子設(shè)備一般采用觸摸點(diǎn)偵測裝置來感應(yīng)觸摸動(dòng)作并產(chǎn)生相應(yīng)電信號(hào)以供后續(xù)操作。所述觸摸點(diǎn)偵測裝置于實(shí)際生產(chǎn)或使用中常表現(xiàn)為觸控板、觸控屏等形式。按照觸控原理的不同，觸摸點(diǎn)偵測裝置主要分為電阻式、電容式、光學(xué)式、電磁式、 聲波式等。其中電容式觸摸點(diǎn)偵測裝置的工作原理為由使用者以手指或感應(yīng)筆等可導(dǎo)電的觸控物件觸摸裝置表面，導(dǎo)致裝置表面被觸摸的位置產(chǎn)生電容變化；微處理器根據(jù)此電容變化偵測出觸摸點(diǎn)的坐標(biāo)，以達(dá)到觸控操作的目的。為了配合不同的電子設(shè)備，業(yè)者研發(fā)出各種不同的電容式觸摸點(diǎn)偵測裝置，投射電容式觸摸點(diǎn)偵測裝置就是其中一種。投射電容式觸控觸摸點(diǎn)偵測裝置的觸控電極包括網(wǎng)格狀電極和單軸向電極。對單軸向電極來說，由于每個(gè)電極都有阻抗，因此當(dāng)激勵(lì)信號(hào)通過電極時(shí)，激勵(lì)信號(hào)便會(huì)產(chǎn)生衰減，同時(shí)電極上產(chǎn)生的輸出值也相應(yīng)變化。如圖1所示，每個(gè)被掃描的電極上的輸出值和觸摸點(diǎn)距激勵(lì)信號(hào)提供端的距離之間具有一定變化關(guān)系，因此，可利用此變化關(guān)系通過掃描確定出觸摸點(diǎn)在電極上的位置。然而，如果只從電極的一端提供激勵(lì)信號(hào)，即單邊出線，則由于觸摸物體與電極直接接觸的觸摸面積不同，會(huì)造成相同觸摸點(diǎn)位置產(chǎn)生不同的輸出值，或者不同的觸摸點(diǎn)位置產(chǎn)生相同的輸出值，進(jìn)而導(dǎo)致觸摸點(diǎn)位置偵測出錯(cuò)。因此，為了減小觸摸面積對觸摸點(diǎn)位置偵測造成的影響，從電極兩端分別提供激勵(lì)信號(hào)，即雙邊出線。如圖2所示，具有傳統(tǒng)雙邊出線的單軸向電極的觸摸點(diǎn)偵測裝置1，包括電極2，導(dǎo)線3、4，處理器5。其中電極2 具有兩端A、B，導(dǎo)線3連接電極2的A端至處理器5，導(dǎo)線4連接電極2的B端至處理器5。 如圖3所示，當(dāng)對A端進(jìn)掃掃描時(shí)，信號(hào)的輸出值和觸摸點(diǎn)距A端的距離之間的變化關(guān)系曲線為La;當(dāng)對B端進(jìn)掃掃描時(shí)，信號(hào)的輸出值和觸摸點(diǎn)距A端的距離之間的變化關(guān)系曲線為Lb。因此，利用兩個(gè)變化曲線La、Lb之間的關(guān)系，對同一觸摸點(diǎn)位置T可以得到兩個(gè)輸出值Dtl、Dt2，依據(jù)此兩個(gè)輸出值Dtl、Dt2可以計(jì)算出觸摸點(diǎn)T位置。鑒于雙邊出線結(jié)構(gòu)，每條電極都需要有兩條導(dǎo)線，因此在電極的周邊就需要較大的邊緣區(qū)域布設(shè)連接電極的導(dǎo)線，同時(shí)，當(dāng)具有此種電極的觸摸點(diǎn)偵測裝置結(jié)合小型設(shè)備時(shí)，例如便攜式電子設(shè)備，便會(huì)受到限制。另外，對處理器而言，導(dǎo)線越多，就需要提供越多的輸入/輸出端口(I/O pin)，因此處理器需要一個(gè)較大的集成電路塊antegrated Circuit Package)0
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，有必要提供一種觸摸點(diǎn)偵測裝置，在不降低觸摸點(diǎn)偵測的精準(zhǔn)度的情況下，能夠減小電極的邊緣區(qū)域，同時(shí)減小處理器的集成電路塊。一種觸摸點(diǎn)偵測裝置，包括電極以及連接于所述電極的處理器，其特征在于，所述觸摸點(diǎn)偵測裝置還包括連接于所述電極且以至少兩個(gè)頻率的激勵(lì)信號(hào)掃描所述電極的掃描單元。采用上述觸摸點(diǎn)偵測裝置，在具有較高的觸摸點(diǎn)偵測精準(zhǔn)度的同時(shí)，可以提供較小的電極的邊緣區(qū)域和較小的集成電路塊，以較好地實(shí)現(xiàn)和小型設(shè)備的整合，降低生產(chǎn)原料和其他生產(chǎn)成本的消耗。

下面結(jié)合具體實(shí)施方式
及附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1為被掃描的電極上的輸出值和觸摸點(diǎn)距激勵(lì)信號(hào)提供端的距離之間的變化關(guān)系曲線的示意圖。圖2為具有傳統(tǒng)雙邊出線的觸摸點(diǎn)偵測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為圖2所示的偵測裝置的電極上輸出值和觸摸點(diǎn)距A端的距離之間的變化關(guān)系曲線的示意圖。圖4為本發(fā)明提供的觸摸點(diǎn)偵測裝置的第一實(shí)施方式的平面結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明提供的觸摸點(diǎn)偵測裝置的第二實(shí)施方式的平面結(jié)構(gòu)示意圖。圖6為本發(fā)明提供的觸摸點(diǎn)偵測裝置的第三實(shí)施方式的平面結(jié)構(gòu)示意圖。圖7為本發(fā)明提供的觸摸點(diǎn)偵測裝置的第四實(shí)施方式的平面結(jié)構(gòu)示意圖。圖8為當(dāng)以兩個(gè)不同頻率的激勵(lì)信號(hào)掃描同一電極時(shí)，輸出值與觸摸點(diǎn)距A端的距離之間的變化關(guān)系曲線的示意圖。圖9為本發(fā)明提供的觸摸點(diǎn)偵測方法的第一實(shí)施方式的流程圖。圖10為本發(fā)明提供的觸摸點(diǎn)偵測方法的第二實(shí)施方式的流程圖。
具體實(shí)施方式
如圖4所示，本發(fā)明第一實(shí)施方式的觸摸點(diǎn)偵測裝置100包括多個(gè)具有第一端A 和第二端B的電極110、導(dǎo)線120和處理器130。其中，該多個(gè)電極110沿同一方向分布，即第一方向X，則電極110之間相互平行，沿第二方向Y排列。導(dǎo)線120連接電極110的第一端A至處理器130。偵測裝置100還包括連接至電極110的第一端A的掃描單元140，用于給電極110提供至少兩個(gè)頻率的激勵(lì)信號(hào)，以對電極110進(jìn)行掃描。依據(jù)不同的電路設(shè)計(jì)需要，掃描單元140可以設(shè)置于處理器130內(nèi)部，形成一個(gè)整體部件，也可以單獨(dú)設(shè)計(jì)成一個(gè)與處理器130分開的獨(dú)立元件，即掃描單元140設(shè)置于處理器130外部，兩者之間用導(dǎo)線或其他電性連接方式連接(圖未示)。電極110的形狀不局限于圖4所示的條狀，還可以是多邊形等其他不規(guī)則的幾何形狀。例如圖5所示的本發(fā)明第二實(shí)施方式的偵測裝置200的電極210為梯形。如圖6所示，本發(fā)明的第三實(shí)施方式的觸摸點(diǎn)偵測裝置300，與第一實(shí)施方式的偵測裝置100類似，包括多個(gè)具有第一端A和第二端B的電極310、導(dǎo)線320、處理器330和掃描單元340。不同之處在于，每個(gè)電極310包括多個(gè)導(dǎo)電單元311和多個(gè)導(dǎo)線312，導(dǎo)電單元311之間彼此分開，由導(dǎo)線312連接。第三實(shí)施方式的偵測裝置300中其他元件的位置設(shè)置同第一實(shí)施方式。如圖7所示，本發(fā)明的第四實(shí)施方式的觸摸點(diǎn)偵測裝置400。與第一實(shí)施方式的偵測裝置100的不同之處在于，電極410分為沿第一方向X分布的第一電極410a和沿第二方向Y分布的第二電極410b。其中，第一導(dǎo)線420a連接第一電極410a至處理器430，第二導(dǎo)線420b連接第二電極410b至處理器430。本發(fā)明提供的觸摸點(diǎn)偵測裝置中的電極，依據(jù)實(shí)際需要不同，可以由透明材料制成，例如氧化銦錫(ITO)等，也可以由不透明材料制成，例如金屬等。例如，當(dāng)電極為不透明時(shí)，可應(yīng)用于筆記本電腦等設(shè)備的觸控操作面板；當(dāng)電極為透明時(shí)，可應(yīng)用于顯示器等發(fā)光顯示設(shè)備的表面做成觸控操作屏幕。本發(fā)明提供的觸摸點(diǎn)偵測裝置中電極數(shù)目為至少兩條，其中電極數(shù)目由所應(yīng)用的偵測裝置的解析度和尺寸大小而定。一般解析度要求越高，即像素要求越小，電極數(shù)目越多；尺寸越大，電極數(shù)目也越多。另，電極延伸的第一方向X和電極排列的方向Y不一定要垂直，只要交叉即可。以本發(fā)明的第一實(shí)施方式的偵測裝置為例，如圖4所示，觸摸點(diǎn)偵測裝置100進(jìn)行偵測前，要先對其進(jìn)行校準(zhǔn)，對電極110的第一端A和第二端B在不同頻率的激勵(lì)信號(hào)掃描時(shí)，產(chǎn)生的輸出值進(jìn)行定義和記錄，作為偵測觸摸點(diǎn)位置的基準(zhǔn)。先將觸摸物體與任意一個(gè)電極110的第一端A接觸，即觸摸點(diǎn)在第一端A，掃描單元140以第一頻率fl的激勵(lì)信號(hào)對該電極110進(jìn)行掃描，處理器130測出基準(zhǔn)輸出值Dal ；再以第二頻率f2(f2 < fl)的激勵(lì)信號(hào)對該電極110進(jìn)行掃描，處理器130測出基準(zhǔn)輸出值Da2 ；處理器130依據(jù)兩個(gè)基準(zhǔn)輸出值Dal、Da2計(jì)算出第一端A的基準(zhǔn)輸出值差Da = Dal_Da2。同理，經(jīng)觸摸物體與同一電極110的第二端B接觸，分別以第一頻率fl和第二頻率f2的激勵(lì)信號(hào)對該電極110進(jìn)行掃描，處理器130分別得出基準(zhǔn)輸出值Dbl、Db2，進(jìn)而計(jì)算出第二端B的基準(zhǔn)輸出值差Db =Dbl-DM。依據(jù)測出的該電極110的第一端A和第二端B在頻率fl、f2的激勵(lì)信號(hào)掃描時(shí)的基準(zhǔn)輸出值Dal、Da2、Dbl、Db2，繪制出該電極上輸出值與觸摸點(diǎn)距第一端A的距離的變化關(guān)系曲線Li、L2，如圖8所示。當(dāng)如圖4所示的本發(fā)明提供的偵測裝置的表面產(chǎn)生觸摸點(diǎn)C時(shí)，可以由圖9所示的觸摸點(diǎn)偵測方法的第一實(shí)施方式的流程偵測出觸摸點(diǎn)C的位置。進(jìn)入起始步驟10之后， 執(zhí)行步驟11，掃描單元140以第一頻率fl的激勵(lì)信號(hào)掃描所有電極110，其中，掃描單元 140可以依次掃描每個(gè)電極(也可以按其他不同順序掃描)，也可以同時(shí)掃描所有的電極。 進(jìn)入判斷步驟12，處理器130判斷是否產(chǎn)生輸出值，若判斷結(jié)果為否，則返回步驟11 ；若判斷結(jié)果為是，則進(jìn)入步驟13，處理器130測出產(chǎn)生輸出值的電極110，測出產(chǎn)生的輸出值 Dxl。進(jìn)入步驟14，掃描單元140以第二頻率f2的激勵(lì)信號(hào)掃描步驟13中測出的產(chǎn)生輸出值的電極110。進(jìn)入步驟15，處理器130測出該電極110產(chǎn)生的輸出值Dx2。進(jìn)入步驟 16，處理器130通過插值法，計(jì)算出觸摸點(diǎn)C在第二方向Y上的位置Yc。進(jìn)入計(jì)算步驟17，處理器130依據(jù)步驟13中測出的輸出值Dxl和步驟15中測出的輸出值Dx2計(jì)算出輸出值差Dx = Dxl-Dx2 ；如圖8所示，基準(zhǔn)輸出值差Da、Db、觸摸點(diǎn)C 的輸出值差Dx和觸摸點(diǎn)C距第一端A的距離成比例關(guān)系，其中若第一端A所在的位置fe 定義為原點(diǎn)，即)(a = 0，第二端B距第一端A的距離為Xb，因此依據(jù)處理器預(yù)先存儲(chǔ)的該電極110的基準(zhǔn)輸出值差Da、Db，通過計(jì)算式Xc =Db\{xh)
Xh [Da-DhY計(jì)算出觸摸點(diǎn)C在該電極110上距第一端A的距離Xe，即觸摸點(diǎn)C在第一方向X 上的位置。進(jìn)入步驟18，處理器130輸出觸摸點(diǎn)C在第一方向X和第二方向Y上的位置仏、 Yc。依據(jù)不同掃描方式的設(shè)計(jì)需要，本發(fā)明提供的偵測裝置的表面產(chǎn)生的觸摸點(diǎn)，亦可以由圖10所示的觸摸點(diǎn)偵測方法的第二實(shí)施方式的流程偵測得到。與偵測方法的第一實(shí)施方式基本相同，不同之處在于步驟23中不需測出產(chǎn)生輸出值的電極110，因此，執(zhí)行步驟M時(shí)，掃描單元140以第二頻率f2的激勵(lì)信號(hào)掃描所有電極110。上述兩個(gè)激勵(lì)信號(hào)的頻率可以任意搭配，例如f 1 = 1. 2MHz, f2 = 380kHz。為配合不同的觸摸點(diǎn)偵測精準(zhǔn)度的要求，可以采用兩個(gè)以上頻率的激勵(lì)信號(hào)，分別對電極110進(jìn)行掃描，計(jì)算出k的平均值。上述處理器包括存儲(chǔ)單元、接收單元、計(jì)算單元和輸出單元。其中，存儲(chǔ)單元用于存儲(chǔ)每個(gè)電極的第一端A和第二端B的基準(zhǔn)輸出值差Da、Db以及輸出值與觸摸點(diǎn)距第一端 A的距離的變化關(guān)系曲線Li、L2 ；接收單元接收掃描單元以不同頻率的激勵(lì)信號(hào)對被觸摸的電極掃描后產(chǎn)生的輸出值；計(jì)算單元執(zhí)行對觸摸點(diǎn)C在第一方向X和第二方向Y上的位置、所有電極的基準(zhǔn)輸出值差和觸摸點(diǎn)C所在電極的輸出值差的計(jì)算；輸出單元?jiǎng)t是將計(jì)算得出的觸摸點(diǎn)C在第一方向X和第二方向Y上的位置)(C、YC輸出至執(zhí)行下一步操作的單兀。對本發(fā)明提供的觸摸點(diǎn)偵測裝置之第四實(shí)施方式而言，可視為兩層第一實(shí)施方式的電極相互交叉疊加。因此，其中第一電極410a亦可以通過上述觸摸點(diǎn)偵測方法，計(jì)算出觸摸點(diǎn)在第一電極410a上的位置，即觸摸點(diǎn)在第一方向X上的位置k ；第二方向Y上的位置，通過對第二電極410b實(shí)施上述觸摸點(diǎn)偵測方法，計(jì)算出觸摸點(diǎn)在第二電極410b上的位置Yc。上述觸摸點(diǎn)偵測方法中，由于可以對每個(gè)電極上產(chǎn)生的觸摸點(diǎn)分別進(jìn)行計(jì)算，因此當(dāng)本發(fā)明提供的偵測裝置表面同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)或者兩個(gè)以上的觸摸點(diǎn)，且兩個(gè)觸摸點(diǎn)不在同一個(gè)電極上時(shí)，運(yùn)用上述偵測方法亦可以偵測每個(gè)出觸摸點(diǎn)的位置。以上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，故不能以此限定本發(fā)明的范圍，即依本發(fā)明申請專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種觸摸點(diǎn)偵測裝置，包括電極以及連接于所述電極的處理器，其特征在于，所述觸摸點(diǎn)偵測裝置還包括連接于所述電極且以至少兩個(gè)頻率的激勵(lì)信號(hào)掃描所述電極的掃描單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸點(diǎn)偵測裝置，其特征在于，所述電極包括多個(gè)沿同一方向分布的電極。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸點(diǎn)偵測裝置，其特征在于，所述電極包括沿第一方向分布的第一電極和沿第二方向分布的第二電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的觸摸點(diǎn)偵測裝置，其特征在于，所述第一方向和所述第二方向相互交叉。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸點(diǎn)偵測裝置，其特征在于，所述電極為多邊形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸點(diǎn)偵測裝置，其特征在于，每個(gè)所述電極包括多個(gè)彼此分開的導(dǎo)電單元和多個(gè)連接所述導(dǎo)電單元的導(dǎo)線。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸點(diǎn)偵測裝置，其特征在于，所述掃描單元設(shè)置于所述處理器內(nèi)部。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸點(diǎn)偵測裝置，其特征在于，所述掃描單元設(shè)置于所述處理器外部。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸點(diǎn)偵測裝置，其特征在于，所述電極為透明導(dǎo)電材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸點(diǎn)偵測裝置，其特征在于，所述電極為金屬。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種觸摸點(diǎn)偵測裝置，其包括電極以及連接于所述電極的處理器，所述觸摸點(diǎn)偵測裝置還包括連接于所述電極且以至少兩個(gè)頻率的激勵(lì)信號(hào)掃描所述電極的掃描單元。在不降低觸摸點(diǎn)偵測的精準(zhǔn)度的情況下，能夠減小傳統(tǒng)觸摸點(diǎn)偵測裝置的電極邊緣區(qū)域，同時(shí)減小處理器的集成電路塊，以較好地實(shí)現(xiàn)和小型設(shè)備的整合，降低生產(chǎn)原料和其他生產(chǎn)成本的消耗。
文檔編號(hào)G06F3/041GK202189339SQ20112018338
公開日2012年4月11日 申請日期2011年5月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月28日
發(fā)明者劉勇 申請人:宸鴻科技(廈門)有限公司