電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及觸控【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了一種電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)。本實(shí)用新型中，將包含了橫排導(dǎo)線和豎排導(dǎo)線的傳感器和天線復(fù)用陣列布設(shè)在觸控屏面板的觸摸區(qū)域內(nèi)，采用切換開關(guān)陣列實(shí)現(xiàn)電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)。當(dāng)作為電容觸控系統(tǒng)使用時(shí)，切換開關(guān)陣列的所有開關(guān)處于斷開狀態(tài)，橫排導(dǎo)線和豎排導(dǎo)線為電容屏的傳感器，每一根都單獨(dú)使用；當(dāng)作為電磁觸控系統(tǒng)使用時(shí)，切換開關(guān)陣列的部分開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，將橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線中的兩兩或多組的一端連接起來，形成天線回路。通過對(duì)傳感器和天線復(fù)用陣列進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置和連接，實(shí)現(xiàn)電容觸控傳感器和電磁觸控天線的復(fù)用，從而減小屏幕模組的整體厚度，降低了生產(chǎn)成本。
【專利說明】電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及觸控【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]觸控技術(shù)在很多產(chǎn)品中作為輸入控制使用。隨著智能手機(jī)，平板電腦的普及，觸控技術(shù)的應(yīng)用更加廣泛。這些設(shè)備因?yàn)楸銛y性，設(shè)備尺寸的限制等等通常不會(huì)有外置的鍵盤鼠標(biāo)等輸入設(shè)備。觸控輸入作為一種自然方便的輸入方法具有強(qiáng)大的吸引力。觸控輸入技術(shù)也有多種分類，其中電磁觸控筆輸入是一個(gè)重要的應(yīng)用。利用電磁觸控筆，用戶可以在設(shè)備上直接進(jìn)行手寫輸入，還可以模擬鼠標(biāo)操作等。與平時(shí)使用的用手指直接觸控的電容屏或電阻屏不同，電磁觸控筆輸入是靠電磁筆書寫過程中和面板下方的感應(yīng)器產(chǎn)生的耦合信號(hào)變化來識(shí)別滑動(dòng)，一般電磁屏幕不但具有位置檢測(cè)，同時(shí)還具有縱向感應(yīng)，也就是所說的壓感，所以電磁屏幕特別適合手寫以及繪畫。通常電磁屏需要用電磁筆才能進(jìn)行觸摸操控，不可以用手指直接觸控。
[0003]如圖1所示，在智能手機(jī)，平板電腦，手寫板等設(shè)備中，植入了專門用于接收電磁信號(hào)的天線陣列。在使用時(shí)，觸控筆發(fā)出某種形式的電磁信號(hào)，在觸控面板接收端，通過檢測(cè)這些天線上的接收信號(hào)，可以判讀觸控筆的位置等信息，達(dá)到書寫的效果。
[0004]隨著智能手機(jī)和平板電腦等設(shè)備的普及，用戶對(duì)于輸入的方便簡(jiǎn)捷性能要求也更高。不但要求在同一個(gè)屏幕上可以進(jìn)行電磁筆觸控輸入，同時(shí)還要求可以進(jìn)行手指直接觸控輸入。目前的采用方案通常是在一個(gè)顯示屏幕上或下面分別疊加一重用于檢測(cè)手指直接觸控輸入的觸控傳感器和一重用于檢測(cè)電磁筆觸控輸入的天線。但是由于這種多層疊加，屏幕模組的整體厚度會(huì)增加，同時(shí)生產(chǎn)成本也大大增加。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，使得電磁觸控和手指電容觸控復(fù)用一層觸控感應(yīng)傳感器或天線，減小屏幕模組的整體厚度，同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的實(shí)施方式提供了一種電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，包含:電容屏主芯片、電磁屏主芯片、觸控屏面板、傳感器和天線復(fù)用陣列、切換開關(guān)陣列；
[0007]所述傳感器和天線復(fù)用陣列位于所述觸控屏面板的觸摸區(qū)域內(nèi)，包含橫排導(dǎo)線和豎排導(dǎo)線；
[0008]所述橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線的一端連接所述電容屏主芯片和電磁屏主芯片，另一端連接所述切換開關(guān)陣列。
[0009]當(dāng)所述電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電容觸控系統(tǒng)使用時(shí)，所述切換開關(guān)陣列的所有開關(guān)處于斷開狀態(tài)；所述橫排導(dǎo)線和所述豎排導(dǎo)線為電容屏的傳感器，每一根都單獨(dú)使用；[0010]當(dāng)所述電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電磁觸控系統(tǒng)使用時(shí)，所述切換開關(guān)陣列的部分開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，將所述橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線中的兩兩或多組的一端連接起來，形成天線回路。
[0011]本實(shí)用新型實(shí)施方式相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)而言，將包含了橫排導(dǎo)線和豎排導(dǎo)線的傳感器和天線復(fù)用陣列布設(shè)在觸控屏面板的觸摸區(qū)域內(nèi)，采用切換開關(guān)陣列實(shí)現(xiàn)電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)。當(dāng)電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電容觸控系統(tǒng)使用時(shí)，切換開關(guān)陣列的所有開關(guān)處于斷開狀態(tài)；橫排導(dǎo)線和豎排導(dǎo)線為電容屏的傳感器，每一根都單獨(dú)使用；當(dāng)電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電磁觸控系統(tǒng)使用時(shí)，切換開關(guān)陣列的部分開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，將橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線中的兩兩或多組的一端連接起來，形成天線回路。通過對(duì)橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置和連接，實(shí)現(xiàn)電容觸控傳感器和電磁觸控天線的復(fù)用，從而減小屏幕模組的整體厚度，同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本。
[0012]另外，所述電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)還包含:電磁屏從芯片、數(shù)據(jù)傳輸線；
[0013]所述電磁屏從芯片通過所述數(shù)據(jù)傳輸線與所述電磁屏主芯片連接，并與所述切換開關(guān)陣列連接，控制所述切換開關(guān)陣列中開關(guān)的閉合或斷開。
[0014]通過一根數(shù)據(jù)傳輸線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，可以使得電磁屏主芯片和電磁屏從芯片的電路連接簡(jiǎn)單。
[0015]另外，所述電磁屏主芯片具有主同步切換模塊，所述電磁屏從芯片具有從同步切換模塊，所述主同步切換模塊和所述從同步切換模塊進(jìn)行通信；
[0016]其中，所述主同步切換模塊將指定橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線的數(shù)據(jù)，發(fā)送給所述從同步切換模塊；所述電磁屏從芯片根據(jù)所述從同步切換模塊接收到的數(shù)據(jù)，控制所述切換開關(guān)陣列將指定的橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線連接起來，形成天線回路；所述電磁屏主芯片讀取所述形成回路的天線上的感應(yīng)信號(hào)；
[0017]并且，所述指定橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線包含橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線中的兩兩或多組。
[0018]通過兩個(gè)電磁屏芯片實(shí)現(xiàn)同步切換天線，使得電磁屏主芯片可以在從芯片的配合下掃描所有線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的值，從而準(zhǔn)確地判斷手寫筆的筆尖所在的位置，利用這種技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)電磁觸控和電容觸控共用一組觸控傳感器的觸控模組。
[0019]另外，所述從同步切換模塊包含:比特檢測(cè)計(jì)數(shù)器；
[0020]所述比特檢測(cè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值在所述數(shù)據(jù)傳輸線為低電平時(shí)，每一系統(tǒng)時(shí)鐘周期減I ;在所述數(shù)據(jù)傳輸線為高電平時(shí)，所述計(jì)數(shù)值每一系統(tǒng)時(shí)鐘周期加I ;并且每次數(shù)據(jù)傳輸線上電平發(fā)生下降沿跳變時(shí)，所述計(jì)數(shù)值清零；
[0021]所述電磁屏從芯片還包含比特判決器，所述比特判決器與所述比特檢測(cè)計(jì)數(shù)器連接；
[0022]所述比特判決器在所述數(shù)據(jù)傳輸線的起始位下降沿跳變除外的每次下降沿跳變前，檢測(cè)所述比特檢測(cè)計(jì)數(shù)器的最高比特位；在所述比特檢測(cè)計(jì)數(shù)器的最高比特位為I時(shí)，判定所述有效數(shù)據(jù)比特為I;在所述比特檢測(cè)計(jì)數(shù)器的最高比特位為O時(shí)，判定所述有效數(shù)據(jù)比特位為O。
[0023]采用計(jì)數(shù)器進(jìn)行有效數(shù)據(jù)比特位的檢測(cè)，通過簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)檢測(cè)方式，可以提高數(shù)據(jù)傳送效率。
[0024]另外，所述從同步切換模塊包含:錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)模塊；[0025]所述錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)模塊在檢測(cè)到非空閑狀態(tài)中，所述從同步切換模塊接收的數(shù)據(jù)中有超過預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的低電平時(shí)，則判定所述從同步切換模塊接收錯(cuò)誤；其中，所述低電平的預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)是可配置的；
[0026]并且，所述電磁屏從芯片還包含:中斷處理器；
[0027]所述錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)模塊在所述電磁屏從芯片允許所述從同步切換模塊檢測(cè)接收錯(cuò)誤中斷的情況下，所述錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)模塊檢測(cè)到接收錯(cuò)誤時(shí)，產(chǎn)生中斷報(bào)告給所述中斷處理器；所述中斷處理器接收到所述中斷報(bào)告之后，通知所述從同步切換模塊自動(dòng)進(jìn)入空閑狀態(tài)，重新開始接收下一幀數(shù)據(jù)。
[0028]通過錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)模塊，從同步切換模塊可及時(shí)發(fā)現(xiàn)從機(jī)接收數(shù)據(jù)過程中的錯(cuò)誤，提高數(shù)據(jù)傳送效率。
[0029]另外，所述主同步切換模塊和所述從同步切換模塊分別包含:同步切換計(jì)數(shù)器；
[0030]所述同步切換計(jì)數(shù)器通過系統(tǒng)總線配置一個(gè)預(yù)設(shè)值；所述同步切換計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，在所述電磁屏主芯片發(fā)送完起始位，或者所述電磁屏從芯片接收完起始位時(shí)，清零；并且，所述同步切換計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值總是在下一系統(tǒng)時(shí)鐘周期加I ;
[0031]直到所述計(jì)數(shù)值等于預(yù)設(shè)值時(shí)，所述同步切換計(jì)數(shù)器產(chǎn)生一個(gè)中斷報(bào)告給所述電磁屏主芯片或者所述電磁屏從芯片；
[0032]所述電磁屏主芯片或者所述電磁屏從芯片同步切換天線。
[0033]采用同步切換計(jì)數(shù)器，使得電磁屏主芯片無需等待電磁屏從芯片的反饋，即可實(shí)現(xiàn)電磁屏主芯片或者電磁屏從芯片的天線同步切換，提高系統(tǒng)工作效率。
[0034]另外，所述主同步切換模塊具有3種可配置的數(shù)據(jù)傳送模式:第一傳送模式、第二傳送模式和第三傳送模式；
[0035]所述第一傳送模式為:只要所述電磁屏主芯片向所述主同步切換模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，所述主同步切換模塊立即把數(shù)據(jù)發(fā)送給所述從同步切換模塊；
[0036]所述第二傳送模式為:當(dāng)數(shù)據(jù)幀開始的有效信號(hào)到來時(shí)，所述主同步切換模塊立即將發(fā)送緩沖區(qū)保存的數(shù)據(jù)發(fā)送出去；其中，所述發(fā)送緩沖區(qū)位于所述主同步切換模塊內(nèi)；
[0037]所述第三傳送模式為:當(dāng)數(shù)據(jù)幀開始的有效信號(hào)到來時(shí)，只有在數(shù)據(jù)幀開始的有效信號(hào)到來前，所述電磁屏主芯片更新了所述主同步切換模塊的發(fā)送緩沖區(qū)里的數(shù)據(jù)，所述主同步切換模塊才將所述發(fā)送緩沖區(qū)里的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，否則它不發(fā)送數(shù)據(jù)給所述從同步切換模塊。
[0038]提供多種數(shù)據(jù)傳送模式供主同步切換模塊選擇使用，提高數(shù)據(jù)傳送的靈活性。
[0039]另外，所述數(shù)據(jù)幀開始的有效信號(hào)具有2種可配置的模式:第一數(shù)據(jù)幀開始模式和第二數(shù)據(jù)幀開始模式；
[0040]所述第一數(shù)據(jù)幀開始模式，直接以數(shù)據(jù)幀開始的輸入信號(hào)作為數(shù)據(jù)幀開始的有效
信號(hào);
[0041]所述第二數(shù)據(jù)幀開始模式，將數(shù)據(jù)幀開始的輸入信號(hào)延遲一段時(shí)間后，作為數(shù)據(jù)幀開始的有效信號(hào)；其中，所述延遲時(shí)間的值通過系統(tǒng)總線配置。
[0042]提供多種數(shù)據(jù)幀開始的有效信號(hào)形式，進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)傳送的靈活性。
[0043]另外，所述主同步切換模塊或所述從同步切換模塊具有3種中斷請(qǐng)求類型:從同步切換模塊檢測(cè)接收錯(cuò)誤產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，主同步切換模塊的數(shù)據(jù)幀發(fā)送完成或從同步切換模塊的數(shù)據(jù)幀接收完成時(shí)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求，主同步切換模塊或從同步切換模塊的同步切換計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)也會(huì)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求；
[0044]當(dāng)所述3種中斷請(qǐng)求允許被使能時(shí)，如果滿足中斷條件，所述主同步切換模塊或所述從同步切換模塊就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的中斷，報(bào)告給所述電磁屏主芯片或所述電磁屏從芯片去處理；
[0045]所述電磁屏主芯片或所述電磁屏從芯片向所述主同步切換模塊或所述從同步切換模塊的相應(yīng)的中斷標(biāo)志位寫入清除中斷的標(biāo)志，清除相應(yīng)的中斷。
[0046]采用中斷處理機(jī)制，提高電磁屏主芯片或電磁屏從芯片的并發(fā)處理能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0047]圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電磁觸控設(shè)備示意圖；
[0048]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施方式的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電容觸控系統(tǒng)使用時(shí)的示意圖；
[0049]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施方式的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電磁觸控系統(tǒng)使用時(shí)的示意圖；
[0050]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型第一實(shí)施方式的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電磁觸控系統(tǒng)使用時(shí)的另一種示意圖；
[0051]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施方式的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電磁觸控系統(tǒng)使用時(shí)的示意圖；
[0052]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施方式的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)的同步切換天線模塊的示意圖；
[0053]圖7是根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施方式的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送時(shí)序本意圖；
[0054]圖8是根據(jù)本實(shí)用新型第二實(shí)施方式的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳送狀態(tài)轉(zhuǎn)移示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0055]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的各實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)的闡述。然而，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在本實(shí)用新型各實(shí)施方式中，為了使讀者更好地理解本申請(qǐng)而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請(qǐng)各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。
[0056]本實(shí)用新型的第一實(shí)施方式涉及一種電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含:電容屏主芯片、電磁屏主芯片、觸控屏面板、傳感器和天線復(fù)用陣列、切換開關(guān)陣列；其中，傳感器和天線復(fù)用陣列位于觸控屏面板的觸摸區(qū)域內(nèi)，包含橫排導(dǎo)線和豎排導(dǎo)線。橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線的一端連接電容屏主芯片和電磁屏主芯片，另一端連接切換開關(guān)陣列。
[0057]當(dāng)電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電容觸控系統(tǒng)使用時(shí)，切換開關(guān)陣列的所有開關(guān)處于斷開狀態(tài)；橫排導(dǎo)線和豎排導(dǎo)線為電容屏的傳感器，每一根都單獨(dú)使用。也就是說，為了達(dá)到電磁觸控和手指電容觸控的復(fù)用，在觸控屏面板里面橫豎都布滿了傳感器/天線，且橫排天線和豎排天線不在一個(gè)平面上，橫排和豎排的傳感器都是平行的模式，可以是直線，也可以包含特殊的圖案。當(dāng)這個(gè)面板做電容屏使用時(shí)，只需要電容屏主芯片，如圖2所示。這時(shí)候面板上的每根天線都是單獨(dú)的，沒有形成回路。橫豎天線相交的位置形成互感電容，當(dāng)人的手指在電容屏面板上滑動(dòng)時(shí)，不同位置的電容值不同，電容屏主芯片就是根據(jù)各點(diǎn)電容值的變化情況來判斷人手指的位置的。
[0058]當(dāng)面板做電磁屏使用時(shí)，為了接收電磁筆發(fā)射的信號(hào)，需要將橫排平行天線或者豎排平行天線會(huì)一一連結(jié)起來，形成線圈回路。當(dāng)線圈所在的磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)，線圈上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)。隨著手寫筆書寫位置的改變，手寫筆發(fā)出的電磁波信號(hào)產(chǎn)生的磁場(chǎng)也隨之變化，使得各個(gè)線圈上產(chǎn)生的感應(yīng)信號(hào)也發(fā)生變化。電磁屏的主芯片就是根據(jù)各個(gè)線圈的感應(yīng)信號(hào)的變化來判斷手寫筆的書寫位置的。具體地說，當(dāng)電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電磁觸控系統(tǒng)使用時(shí)，切換開關(guān)陣列的部分開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，將橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線中的兩兩或多組的一端連接起來，形成天線回路，如圖3所示。通過單顆芯片做電磁信號(hào)掃描，控制切換開關(guān)陣列進(jìn)行天線回路的連接，可以實(shí)現(xiàn)電磁觸控和電容觸控共用一組觸控傳感器的觸控模組。
[0059]當(dāng)電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電磁觸控系統(tǒng)使用時(shí)，電磁屏主芯片依次掃描兩根橫排導(dǎo)線或兩根豎排導(dǎo)線連接起來形成的天線回路，讀取形成回路的天線上的感應(yīng)信號(hào)。每一次掃描時(shí)，電磁屏主芯片指定欲連接的橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線，并發(fā)送控制信號(hào)給切換開關(guān)陣列；切換開關(guān)陣列根據(jù)接收到的控制信號(hào)，將指定的橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線連接起來；其中，指定的橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線包含橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線中的兩兩或多組。
[0060]比如說，如圖3所示，切換開關(guān)陣列包含一根連接線和若干個(gè)電子開關(guān)，其中，電子開關(guān)的個(gè)數(shù)與橫排導(dǎo)線和豎排導(dǎo)線的總數(shù)一致。當(dāng)電磁屏主芯片準(zhǔn)備掃描某兩根橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線連接形成的天線回路時(shí)，向切換開關(guān)陣列發(fā)送控制信號(hào)，切換開關(guān)陣列閉合指定的橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線相應(yīng)的開關(guān)，電磁屏主芯片讀取該指定的橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線形成的天線回路上的感應(yīng)信號(hào)。
[0061]或者，如圖4所示，切換開關(guān)陣列包含若干根連接線和若干個(gè)電子開關(guān)，其中，電子開關(guān)的個(gè)數(shù)與橫排導(dǎo)線和豎排導(dǎo)線的總數(shù)一致，并且電子開關(guān)為多觸點(diǎn)開關(guān)。當(dāng)電磁屏主芯片準(zhǔn)備掃描多組橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線連接形成的天線回路時(shí)，向切換開關(guān)陣列發(fā)送控制信號(hào)，切換開關(guān)陣列閉合指定的橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線相應(yīng)的開關(guān)，形成天線陣列，電磁屏主芯片依次讀取每一個(gè)天線回路上的感應(yīng)信號(hào)。
[0062]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)施方式將包含了橫排導(dǎo)線和豎排導(dǎo)線的傳感器和天線復(fù)用陣列布設(shè)在觸控屏面板的觸摸區(qū)域內(nèi)，采用切換開關(guān)陣列實(shí)現(xiàn)電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)。當(dāng)電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電容觸控系統(tǒng)使用時(shí)，切換開關(guān)陣列的所有開關(guān)處于斷開狀態(tài)；橫排導(dǎo)線和豎排導(dǎo)線為電容屏的傳感器，每一根都單獨(dú)使用；當(dāng)電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電磁觸控系統(tǒng)使用時(shí)，切換開關(guān)陣列的部分開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，將橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線中的兩兩或多組的一端連接起來，形成天線回路。通過對(duì)橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置和連接，實(shí)現(xiàn)電容觸控傳感器和電磁觸控天線的復(fù)用，從而減小屏幕模組的整體厚度，同時(shí)也降低了生產(chǎn)成本。
[0063]本實(shí)用新型的第二實(shí)施方式涉及一種電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)。第二實(shí)施方式在第一實(shí)施方式基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于:在本實(shí)用新型第二實(shí)施方式中，當(dāng)電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電磁觸控系統(tǒng)使用時(shí)，具有電磁屏主芯片和電磁屏從芯片，電磁屏從芯片通過數(shù)據(jù)傳輸線與電磁屏主芯片連接，并與切換開關(guān)陣列連接，控制切換開關(guān)陣列中開關(guān)的閉合或斷開，如圖5所示。電磁屏主芯片具有主同步切換模塊，電磁屏從芯片具有從同步切換模塊，該主同步切換模塊和從同步切換模塊進(jìn)行通信。通過兩個(gè)電磁屏芯片實(shí)現(xiàn)同步切換天線，進(jìn)行動(dòng)態(tài)配置和連接，使得電磁屏主芯片可以在從芯片的配合下掃描所有線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的值，從而準(zhǔn)確地判斷手寫筆的筆尖所在的位置，利用這種技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)電磁觸控和電容觸控共用一組觸控傳感器的觸控模組。
[0064]具體地說，主同步切換模塊將指定橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線的數(shù)據(jù)，發(fā)送給從同步切換模塊；電磁屏從芯片根據(jù)從同步切換模塊接收到的數(shù)據(jù)，控制切換開關(guān)陣列將指定的橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線連接起來，形成天線回路；電磁屏主芯片讀取形成回路的天線上的感應(yīng)信號(hào)；其中，指定橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線包含橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線中的兩兩或多組。
[0065]由于電磁屏主芯片連接了可以多達(dá)120根的橫排天線和豎排天線，為了準(zhǔn)確地判斷手寫筆的位置，電磁屏主芯片的處理器需要依次對(duì)這些天線連接成的線圈進(jìn)行掃描。同時(shí)為了提高天線掃描的靈活性，本實(shí)施方式采用電磁屏從芯片來連接不同橫排或豎排天線。當(dāng)然從芯片具體怎樣連接天線是根據(jù)主芯片的傳給它的數(shù)據(jù)來做的。每次掃描一個(gè)線圈時(shí)，從芯片要根據(jù)主芯片的數(shù)據(jù)連接構(gòu)成線圈的2根天線，然后主芯片讀取線圈兩端的感應(yīng)信號(hào)。由于每判斷一次手寫筆的位置，需要主芯片需要掃描很多線圈，依次讀取它們兩端的感應(yīng)信號(hào)。這就要求主芯片發(fā)送數(shù)據(jù)給從芯片，從芯片接收數(shù)據(jù)后將指定的天線連接成線圈，然后主芯片讀取線圈的感應(yīng)信號(hào)等，這一系列過程要同步，即通過電磁屏芯片同步切換天線技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
[0066]電磁屏芯片同步切換天線技術(shù)，是指當(dāng)手寫筆在面板上書寫時(shí)，產(chǎn)生隨筆尖位置變化的電磁波信號(hào)，產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。同時(shí)電磁屏主芯片發(fā)送數(shù)據(jù)給電磁屏從芯片，從芯片接收到數(shù)據(jù)后將面板上指定的橫排或者豎排天線連接起來，形成線圈。線圈處在變化的磁場(chǎng)中，兩端會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)。電磁屏主芯片讀取線圈兩端的感應(yīng)信號(hào)后，進(jìn)行相關(guān)的處理。然后主芯片發(fā)送下一個(gè)數(shù)據(jù)給從芯片，從芯片收到數(shù)據(jù)后同步切換天線，或者說將指定的天線連結(jié)成線圈，接著主芯片讀入相應(yīng)線圈的感應(yīng)信號(hào)，并進(jìn)行后續(xù)處理。依次類推，直到主芯片讀入所有線圈的感應(yīng)信號(hào)，進(jìn)行處理后，可以準(zhǔn)確地判斷筆尖的位置。
[0067]本實(shí)施方式的電磁屏芯片的同步切換天線模塊(以下簡(jiǎn)稱同步模塊)如圖6所示。同步模塊用來在兩個(gè)電磁屏芯片之間同步傳送數(shù)據(jù)，以便電磁屏從芯片切換天線。對(duì)于任意一個(gè)電磁屏芯片，它的同步模塊要么被配置成主機(jī)(即主同步切換模塊)，要么被配置成從機(jī)(即從同步切換模塊)。如將電磁屏芯片的同步模塊配置成主機(jī)，則稱這個(gè)芯片為電磁屏主芯片，如將電磁屏芯片的同步模塊配置成從模式，則稱這個(gè)芯片為電磁屏從芯片。同步模塊工作在單工模式，電磁屏主芯片的同步模塊只能發(fā)送數(shù)據(jù)，從芯片的模塊只能接收數(shù)據(jù)。
[0068]同步模塊的主機(jī)傳送數(shù)據(jù)給從機(jī)時(shí)，只用一根數(shù)據(jù)傳輸線，可以使得電磁屏主芯片和電磁屏從芯片的電路連接簡(jiǎn)單。也就是說，主同步切換模塊和從同步切換模塊通過一根數(shù)據(jù)傳輸線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。當(dāng)主機(jī)沒有傳送數(shù)據(jù)給從機(jī)時(shí)(即:當(dāng)電磁屏主芯片沒有傳送數(shù)據(jù)給電磁屏從芯片時(shí))，這根傳輸線總是處于低電平狀態(tài)。當(dāng)電磁屏主芯片傳送數(shù)據(jù)給電磁屏從芯片時(shí)，采用預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，可以使得電磁屏主芯片和電磁屏從芯片之間能進(jìn)行可靠而高效的數(shù)據(jù)傳送。其中，預(yù)設(shè)的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議包含:
[0069](I) 一個(gè)單位時(shí)間包含N個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期；N的取值通過系統(tǒng)總線配置；
[0070](2)電磁屏主芯片在發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)，依次發(fā)送起始位、數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度標(biāo)志和有效數(shù)據(jù)幀；其中，起始位為若干個(gè)單位時(shí)間的高電平；
[0071](3)第一有效數(shù)據(jù)比特由L個(gè)單位時(shí)間低電平和H個(gè)單位時(shí)間高電平組成，第二有效數(shù)據(jù)比特由H個(gè)單位時(shí)間低電平和L個(gè)單位時(shí)間高電平時(shí)間組成，且有效數(shù)據(jù)總是先發(fā)送低電平，再發(fā)送高電平；其中，L和H為預(yù)設(shè)值。
[0072]比如說，采用的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議定義I個(gè)單位時(shí)間為若干個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘周期，具體I個(gè)單位時(shí)間為多少系統(tǒng)時(shí)鐘是可以通過系統(tǒng)總線去配置的。當(dāng)主機(jī)使能時(shí)，一開始它處于空閑狀態(tài)。如果主機(jī)要發(fā)送比特‘I’給從機(jī)，它先發(fā)送3個(gè)單位時(shí)間的低電平，然后發(fā)送I個(gè)單位時(shí)間高電平；相反，如果主機(jī)要發(fā)送比特‘O，給從機(jī)，則它先發(fā)送I個(gè)單位時(shí)間的低電平，然后發(fā)送3個(gè)單位時(shí)間的高電平。且主機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)比特時(shí)，總是先發(fā)送低電平，然后再發(fā)送高電平。主機(jī)在發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)，它先發(fā)送起始位，即2個(gè)單位時(shí)間的高電平，然后發(fā)送數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度標(biāo)志，數(shù)據(jù)幀傳輸類型、數(shù)據(jù)幀位寬和數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度標(biāo)志之間的關(guān)系如表1所示。
[0073]表1數(shù)據(jù)幀傳輸類型、數(shù)據(jù)幀位寬和數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度標(biāo)志之間的關(guān)系
[0074]
【權(quán)利要求】
1.一種電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，其特征在于，包含:電容屏主芯片、電磁屏主芯片、觸控屏面板、傳感器和天線復(fù)用陣列、切換開關(guān)陣列； 所述傳感器和天線復(fù)用陣列位于所述觸控屏面板的觸摸區(qū)域內(nèi)，包含橫排導(dǎo)線和豎排導(dǎo)線； 所述橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線的一端連接所述電容屏主芯片和電磁屏主芯片，另一端連接所述切換開關(guān)陣列； 其中，當(dāng)所述電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電容觸控系統(tǒng)使用時(shí)，所述切換開關(guān)陣列的所有開關(guān)處于斷開狀態(tài)；所述橫排導(dǎo)線和所述豎排導(dǎo)線為電容屏的傳感器，每一根都單獨(dú)使用； 當(dāng)所述電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)作為電磁觸控系統(tǒng)使用時(shí)，所述切換開關(guān)陣列的部分開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，將所述橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線中的兩兩或多組的一端連接起來，形成天線回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，其特征在于，還包含:電磁屏從芯片、數(shù)據(jù)傳輸線； 所述電磁屏從芯片通過所述數(shù)據(jù)傳輸線與所述電磁屏主芯片連接，并與所述切換開關(guān)陣列連接，控制所述切換開關(guān)陣列中開關(guān)的閉合或斷開。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述電磁屏主芯片具有主同步切換模塊，所述電磁屏從芯片具有從同步切換模塊，所述主同步切換模塊和所述從同步切換模塊進(jìn)行通信； 其中，所述主同步切換模塊將指定橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線的數(shù)據(jù)，發(fā)送給所述從同步切換模塊；所述電磁屏從芯片根據(jù)所述從同步切換模塊接收到的數(shù)據(jù)，控制所述切換開關(guān)陣列將指定的橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線連接起來，形成天線回路；所述電磁屏主芯片讀取所述形成回路的天線上的感應(yīng)信號(hào)； 并且，所述指定橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線包含橫排導(dǎo)線或豎排導(dǎo)線中的兩兩或多組。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述主同步切換模塊和所述從同步切換模塊工作在單工模式，所述主同步切換模塊只能發(fā)送數(shù)據(jù)，所述從同步切換模塊只能接收數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述從同步切換模塊包含:比特檢測(cè)計(jì)數(shù)器； 所述比特檢測(cè)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值在所述數(shù)據(jù)傳輸線為低電平時(shí)，每一系統(tǒng)時(shí)鐘周期減I ;在所述數(shù)據(jù)傳輸線為高電平時(shí)，所述計(jì)數(shù)值每一系統(tǒng)時(shí)鐘周期加I ;并且每次數(shù)據(jù)傳輸線上電平發(fā)生下降沿跳變時(shí)，所述計(jì)數(shù)值清零； 所述電磁屏從芯片還包含比特判決器，所述比特判決器與所述比特檢測(cè)計(jì)數(shù)器連接； 所述比特判決器在所述數(shù)據(jù)傳輸線的起始位下降沿跳變除外的每次下降沿跳變前，檢測(cè)所述比特檢測(cè)計(jì)數(shù)器的最高比特位；在所述比特檢測(cè)計(jì)數(shù)器的最高比特位為I時(shí)，判定所述有效數(shù)據(jù)比特為I ;在所述比特檢測(cè)計(jì)數(shù)器的最高比特位為O時(shí)，判定所述有效數(shù)據(jù)比特位為O。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容和電 磁雙模觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述從同步切換模塊包含:錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)模塊；所述錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)模塊在檢測(cè)到非空閑狀態(tài)中，所述從同步切換模塊接收的數(shù)據(jù)中有超過預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)的低電平時(shí)，則判定所述從同步切換模塊接收錯(cuò)誤；其中，所述低電平的預(yù)設(shè)個(gè)數(shù)是可配置的； 并且，所述電磁屏從芯片還包含:中斷處理器； 所述錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)模塊在所述電磁屏從芯片允許所述從同步切換模塊檢測(cè)接收錯(cuò)誤中斷的情況下，所述錯(cuò)誤檢測(cè)和恢復(fù)模塊檢測(cè)到接收錯(cuò)誤時(shí)，產(chǎn)生中斷報(bào)告給所述中斷處理器；所述中斷處理器接收到所述中斷報(bào)告之后，通知所述從同步切換模塊自動(dòng)進(jìn)入空閑狀態(tài)，重新開始接收下一幀數(shù)據(jù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述主同步切換模塊和所述從同步切換模塊分別包含:同步切換計(jì)數(shù)器； 所述同步切換計(jì)數(shù)器通過系統(tǒng)總線配置一個(gè)預(yù)設(shè)值；所述同步切換計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值，在所述電磁屏主芯片發(fā)送完起始位，或者所述電磁屏從芯片接收完起始位時(shí)，清零；并且，所述同步切換計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值總是在下一系統(tǒng)時(shí)鐘周期加I ; 直到所述計(jì)數(shù)值等于預(yù)設(shè)值時(shí)，所述同步切換計(jì)數(shù)器產(chǎn)生一個(gè)中斷報(bào)告給所述電磁屏主芯片或者所述電磁屏從芯片； 所述電磁屏主芯片或者所述電磁屏從芯片同步切換天線。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述主同步切換模塊具有3種可配置的數(shù)據(jù)傳送模式:第一傳送模式、第二傳送模式和第三傳送模式； 所述第一傳送模式為:只要所述電磁屏主芯片向所述主同步切換模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，所述主同步切換模塊立即把數(shù)據(jù)發(fā)送給所述從同步切換模塊； 所述第二傳送模式為:當(dāng)數(shù)據(jù)幀開始的有效信號(hào)到來時(shí)，所述主同步切換模塊立即將發(fā)送緩沖區(qū)保存的數(shù)據(jù)發(fā)送出去；其中，所述發(fā)送緩沖區(qū)位于所述主同步切換模塊內(nèi)； 所述第三傳送模式為:當(dāng)數(shù)據(jù)幀開始的有效信號(hào)到來時(shí)，只有在數(shù)據(jù)幀開始的有效信號(hào)到來前，所述電磁屏主芯片更新了所述主同步切換模塊的發(fā)送緩沖區(qū)里的數(shù)據(jù)，所述主同步切換模塊才將所述發(fā)送緩沖區(qū)里的數(shù)據(jù)發(fā)送出去，否則它不發(fā)送數(shù)據(jù)給所述從同步切換模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)幀開始的有效信號(hào)具有2種可配置的模式:第一數(shù)據(jù)幀開始模式和第二數(shù)據(jù)幀開始模式； 所述第一數(shù)據(jù)幀開始模式，直接以數(shù)據(jù)幀開始的輸入信號(hào)作為數(shù)據(jù)幀開始的有效信號(hào); 所述第二數(shù)據(jù)幀開始模式，將數(shù)據(jù)幀開始的輸入信號(hào)延遲一段時(shí)間后，作為數(shù)據(jù)幀開始的有效信號(hào)；其中，所述延遲時(shí)間的值通過系統(tǒng)總線配置。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電容和電磁雙模觸控系統(tǒng)，其特征在于，所述主同步切換模塊或所述從同步切換模塊具有3種中斷請(qǐng)求類型:從同步切換模塊檢測(cè)到接收錯(cuò)誤時(shí)產(chǎn)生的中斷請(qǐng)求，主同步切換模塊的數(shù)據(jù)幀發(fā)送完成或從同步切換模塊的數(shù)據(jù)幀接收完成時(shí)產(chǎn)生的中斷請(qǐng)求，主同步切換模塊或從同步切換模塊的同步切換計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)產(chǎn)生的中斷請(qǐng)求； 當(dāng)所述3種中斷請(qǐng)求允許被使能時(shí)，如果滿足中斷條件，所述主同步切換模塊或所述從同步切換模塊就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的中斷，報(bào)告給所述電磁屏主芯片或所述電磁屏從芯片去處理； 所述電磁屏主芯片或所述電磁屏從芯片向所述主同步切換模塊或所述從同步切換模塊的相應(yīng)的中斷標(biāo)志位寫入清除中斷的標(biāo)志，清除相應(yīng)的中斷。
【文檔編號(hào)】G06F3/046GK203606818SQ201320749679
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】鄭明劍, 申廣軍, 賀中柱, 朱向陽, 金海鵬 申請(qǐng)人:泰凌微電子（上海）有限公司