CN102375587A - 侦测多触摸点的真坐标的触控面板及侦测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种侦测多点触摸的触控面板，它包括具有第一线路和第二线路用于侦测多触摸点的原始坐标的感应线路层，以及在感应线路层的一侧设置用于剔除感应线路层侦测出的原始坐标中的假坐标而输出真坐标的判断线路层，判断线路层具有第三线路。采用上述侦测多点触摸的触控面板，可以克服传统触控面板在侦测多点触摸时，遇到的假坐标问题，准确计算出真坐标。

Description

侦测多触摸点的真坐标的触控面板及侦测方法
技术领域
本发明涉及一种侦测触摸点的触控装置，特别是涉及一种侦测多触摸点的触控装置采用的触控面板以及触摸点的侦测方法。
背景技术
目前，通过手指之类触控物件的触摸，直接对电子设备进行操作的技术已经普遍应用于日常工作和生活中。这些电子设备一般采用触控装置来感应触摸动作并产生相应电信号以供后续操作。所述触控装置于实际生产或使用中常表现为触控板、触控屏等形式。
按照触控原理的不同，触控面板主要分为电阻式、电容式、光学式、电磁式、声波式等。其中电容式触控面板的工作原理为：由使用者以手指或感应笔等可导电的触控物件触摸面板表面，导致面板被触摸的位置产生电压变化。处理器根据此电压变化侦测出被触摸位置的坐标，以达到触控操作的目的。光学式触控面板和声波式触控面板的工作原理比较类似，都是通过发射源产生光波或声波，在波传播的路线上，设置接收装置。当发生触摸时，触控物件会阻挡波的传播，则接收装置接收的信号就会产生异常，以此来侦测触摸点位置。
为了配合不同的电子设备，业者研发出各种不同的电容式触控面板，投射电容式触控面板就是其中一种。如图1、2所示，传统的一种呈网格状的投射电容式触控图形1包括位于第一方向的第一电极2、位于第二方向的第二电极3及绝缘层4和基板5。其中，第一电极2与第二电极3相互交叉分布于基板5上，且交叉处以绝缘层4隔开。此外，处理器(图未示)连接至两组电极2、3。当可导电的触控物件触摸触控面板表面时，每组电极都会产生自电容变化，此自电容变化可以由处理器侦测并测量出来。每组电极上自电容变化的质心位置代表触摸点在每个电极方向上的位置，触摸点的坐标位置由两组电极方向上的质心交叉匹配计算得出。因此，传统的侦测方法步骤为：a)分别扫描第一电极2和第二电极3；b)解析出触摸点在两个电极上的自电容变化的质心；c)由所述质心计算出触摸点的坐标。
当触控面板表面同时出现至少两个触控点时，以两个触摸点C、D为例，如图3所示，每组电极方向上就会解析出两个的质心，即第一方向上质心6a、6b和第二方向上质心7a、7b，由所述两组质心相互交叉配置，计算出四个坐标位置C(6a，7a)、C’(6a，7b)、D’(6b，7a)、D(6b，7b)，其中只有两个为所述两个触摸点的真坐标C(6a，7a)、D(6b，7b)，另外两个为假坐标C’(6a，7b)、D’(6b，7a)。
同投射电容式触控面板的触摸点侦测原理相似，光学式触摸面板和声波式触控面板也是利用两个方向的感应线路，分别感应出触摸点在两个方向接收信号发生异常的位置的质心，再通过交叉配置的方式计算出触摸点坐标。因此，当触摸点多于两个的时候，也会产生假坐标的问题。
由此可见，不论是在使用传统投射电容式触控面板，还是光学式触控面板和声波式触控面板来侦测至少两点触摸时，就不可避免的产生触摸点的假坐标，使触控面板的应用受到限制。因此，如何在侦测至少两点触摸中计算出真坐标，剔除假坐标，便成为此类触控面板及其侦测方法上需要解决的问题。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种侦测多触摸点的真坐标的触控面板，以在触控面板侦测多触摸点时，能准确判断出真坐标，同时剔除假坐标。
还提供一种侦测多触摸点的真坐标的侦测方法。
一种侦测多触摸点的真坐标的触控面板，包括具有第一线路和第二线路用于侦测所述多触摸点的原始坐标的感应线路层，其特征在于，在所述感应线路层的一侧设置用于剔除所述感应线路层侦测出的所述原始坐标中的假坐标而输出所述真坐标的判断线路层，所述判断线路层具有第三线路。
本发明另提供的一种侦测多触摸点的真坐标的侦测方法，包括以下步骤：a)当权利要求1所述的侦测装置的触控面板表面同时产生至少两个触摸点时，处理器分别扫描所述感应线路层的位于第一方向的所述第一线路和位于第二方向的所述第二线路；b)所述处理器解析出所述触摸点在所述第一方向和所述第二方向上的自电容变化的质心，并依据所述质心计算出所述触摸点的原始坐标；c)当所述步骤b)中在所述第一方向和所述第二方向上都解析出至少两个所述质心时，则所述处理器扫描所述判断线路层的位于第三方向的所述第三线路；d)所述处理器计算出所述触摸点在所述第三方向上的投影；e)所述处理器计算出所述原始坐标在所述第三方向上的投影；f)所述处理器判断所述步骤d)中的所述投影与所述步骤e)中的所述投影之间的距离是否小于一预设参数值；g)当判断结果为是时，则所述原始坐标为所述触摸点的真坐标，所述处理器输出所述真坐标。
采用上述侦测多触摸点的真坐标的触控面板和侦测方法，可以克服传统触控面板在侦测多点触摸时，遇到的假坐标问题，准确计算出真坐标。
附图说明
下面结合具体实施方式及附图，对本发明作进一步详细说明。
图1为传统投射电容式触控面板的平面结构示意图。
图2为图1所示的传统投射电容式触控面板沿A-A线的剖面示意图。
图3为传统投射电容式触控面板表面发生两点触摸时的示意图。
图4a为本发明提供的触控面板的第一实施方式的剖面示意图。
图4b为图4a中感应线路层的平面结构示意图。
图4c为图4a中判断线路层的平面结构示意图。
图5为具有本发明提供的触控面板的侦测装置的示意图。
图6a为本发明提供的触控面板的第二实施方式的剖面示意图。
图6b为图6a中感应线路层的平面结构示意图。
图7为本发明提供的触控面板的第三实施方式中感应线路层的平面结构示意图。
图8为本发明提供的触控面板的第四实施方式中感应线路层的平面结构示意图。
图9为本发明提供的侦测多触摸点的真坐标的侦测方法的流程图。
图10为当本发明提供的触控面板表明产生两个触摸点时的示意图。
图11为图10中触摸点坐标在第三方向的投影示意图。
具体实施方式
如图4a所示为本发明第一实施方式的侦测多触摸点的真坐标的触控面板的剖面示意图，第一实施方式为投射电容式触控面板。触控面板100包括感应线路层110和设置于感应线路层一侧的判断线路层130。其中，感应线路层110包括分布于第一方向X的多个第一电极线路111、分布于第二方向Y的多个第二电极线路112和绝缘层113，多个第一电极线路111和多个第二电极线路112分布于不同层，且相互交叉设置于绝缘层113两侧，如图4b为感应线路层110的平面结构示意图。判断线路层130包括分布于第三方向Z的多个第三电极线路131，Z方向与X方向和Y方向不重合，如图4c所示。为了使感应线路层110和判断线路层130相互绝缘，在两者之间设置一个绝缘基板120。
第一电极线路111、第二电极线路112和第三电极线路131分别由若干导线140连接至处理器150，形成侦测多触摸点的真坐标的侦测装置10，如图5所示。
如图6a所示为本发明第二实施方式的侦测多触摸点的真坐标的触控面板200的剖面示意图。与第一实施方式相似，也是投射电容式触控面板。触控面板200包括：感应线路层210，设置于感应线路层210一侧的判断线路层230，和设置与感应线路层210和判断线路层230之间，使两者相互绝缘的绝缘基板220。不同之处在于，感应线路层210中，分布于第一方向X的多个第一电极线路211和分布于第二方向Y的多个第二电极线路212设置于同层，在两向电极线路交叉处的第一电极线路211和第二电极线路212之间设置多个绝缘片213，参看图6b感应线路层210的平面结构示意图。
感应线路层中X、Y方向电极线路图形结构也可以不同，如图7所示为本发明第三实施方式的触控面板的感应线路层310的平面结构示意图，其中分布于第一方向X的多个第一电极线路311可以由多个第一导电单元311a和多条第一导线311b组成，多个第一导电单元311a之间彼此分开，由多条第一导线311b连接；分布于第二方向Y的多个第二电极线路312可以由多个第二导电单元312a和多条第二导线312b组成，多个第二导电单元312a之间彼此分开，由多条第二导线312b连接。其中，多个第一电极线路311和多个第二电极线路312之间由绝缘层313隔开。第三实施方式中触控面板的其他元件及位置设置同第一实施方式。
如图8所示为本发明第四实施方式的触控面板的感应线路层410的平面结构示意图，其中分布于第一方向X的多个第一电极线路411可以由多个第一导电单元411a和多条第一导线411b组成，多个第一导电单元411a之间彼此分开，由多条第一导线411b连接；分布于第二方向Y的多个第二电极线路412可以由多个第二导电单元412a和多条第二导线412b组成，多个第二导电单元412a之间彼此分开，由多条第二导线412b连接。其中，多个第一导电单元411a与多个第二导电单元412a和多条第一导线411b不相互接触。在多条第一导线411b和多条第二导线412b之间设置多个绝缘片413。第四实施方式中触控面板的其他元件及位置设置同第二实施方式。
上述导电单元可以为任何几何形状，例如多边形、圆形等。在选择材料上，一般为透明导电材料，例如氧化铟锡(ITO)等。依据不同的设计需求，第一导电单元和第二导电单元的数量分别为至少两个，第一导线和第二导线的数量分别为至少一条。
本发明提供的侦测多触摸点的真坐标的触控面板可以是光学式触控面板，其中感应线路层包括位于第一方向X的多条第一光学线路和位于第二方向Y的多条第二光学线路，同时判断线路层包括位于第三方向Z的多条第三光学线路。三个方向的光学线路可以同上述投射电容式触控面板的电极线路分布于不同层，也可以分布于同层。当三个方向的光学线路分布于同层时，可以由处理器控制其工作顺序，在触控面板表面依次出现第一光学线路、第二光学线路和第三光学线路，来完成不同光学线路的工作。由于光学式触控面板和声波式触控面板的侦测原理类似，因此本发明提供的侦测多点触摸的触控面板还可以是声波式触控面板。其结构同上述光学式触控面板。
本发明提供的侦测多点触摸的触控面板中各个元件依据实际需要不同，可以由透明材料制成，也可以由不透明材料制成。电极线路由导电材料制成，而绝缘基板和绝缘片由绝缘材料制成。其中不透明导电材料可以是铜、铝、金等金属；透明导电材料可以是氧化铟锡(ITO)等；绝缘材料可以是树脂、玻璃等。例如，当触控面板为不透明时，可应用于笔记本电脑等设备的触控操作面板；当触控面板为透明时，可应用于显示器等发光显示设备的表面做成触控操作屏幕。
本发明提供的侦测多点触摸的触控面板中多个第一线路彼此之间可以相互平行。同理，多个第二线路彼此之间也可以相互平行；多个第三线路彼此之间也可以相互平行。
本发明提供的侦测多点触摸的触控面板中第一线路和第二线路包括分别至少两条线路，其中电极数目由所应用的侦测装置的触控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，电极数目越多；尺寸越大，电极数目也越多。
当本发明提供的触控面板表面同时产生至少两个触摸点时，可以由图9所示的侦测方法得到至少两个触摸点的真坐标。以本发明提供的投射电容式触控面板上两个触摸点的侦测为例，结合图10所示，当触控面板表面同时产生两个触摸点A、B时，在起始步骤20之后，执行步骤21，处理器通过导线分别传输扫描信号至感应线路层上位于X方向的多个第一电极线路和位于Y方向的多个第二电极线路，对两个方向的电极线路进行扫描，分别侦测两个方向电极线路产生的自电容变化，并将此自电容变化信号传回至处理器；在扫描两个方向电极线路过程中，判断线路层上位于Z方向的多条第三电极线路相互短接并且接地或者连接至固定输出端，作为屏蔽层，用以屏蔽在扫描感应线路层上的电极线路时产生的电磁场干扰，使扫描过程更加精准。完成感应线路层的扫描后，进入步骤22，处理器依据通过扫描得到的自电容变化数据，解析出触摸点A、B在X方向的自电容变化的质心x1、x2和Y方向的自电容变化的质心y1、y2，并且依据上述质心计算出原始坐标a(x1，y1)、b(x2，y2)、a’(x1，y2)和b’(x2，y1)。进入判断步骤23，处理器判断是否在X方向和Y方向的其中一个方向上仅解析出一个质心。若判断结果为否，即x1不等于x2或y1不等于y2时，则进入步骤24，处理器通过导线传输扫描信号至判断线路层上位于Z方向的多条第三电极线路，对第三电极线路进行扫描，侦测第三电极线路产生的自电容变化，并将自电容变化信号传回至处理器；在扫描第三电极线路的过程中，第一电极线路和第二电极线路处于空置状态，以避免对第三电极线路扫描时造成的影响。扫描完成后，进入步骤25，处理器依据通过扫描得到的第三电极线路自电容变化的数据，解析出触摸点A、B在Z方向的自电容变化的质心z1、z 2，并且计算出两个触摸点A、B在Z方向上的投影D1、D2，如图11所示，此两个投影D1、D2是两个触摸点A、B的真实投影。在步骤26中，处理器计算出步骤22中原始坐标a(x1，y1)、b(x2，y2)、a’(x1，y2)和b’(x2，y1)在Z方向的投影D1a、D1b、D1a’和D1b’，如图11所示。进入步骤27，判断步骤25中计算出的触摸点A、B在Z方向上的投影D1、D2，与步骤26中计算出的原始坐标a(x1，y1)、b(x2，y2)、a’(x1，y2)和b’(x2，y1)在Z方向的投影D1a、D1b、D1a’、D1b’中任意一个投影之间的距离是否小于一个预设参数值P。当判断结果为是时，则步骤26中计算出的投影对应的坐标为触摸点A、B的真坐标，进入步骤28，处理器输出真坐标。若判断结果为否时，则步骤26中计算出的投影对应的坐标为触摸点A、B的假坐标，进入步骤29，处理器删除假坐标。例如，D1与D1a之间的距离小于P，则D1a对应的坐标a(x1，y1)为触摸点A的真坐标；D1与D1a’之间的距离大于P，则D1a’对应的坐标a’(x1，y2)为触摸点A的假坐标。同理，可以判断出触摸点B的真坐标。上述预设参数值P可以依据不同的操作要求来定义，例如，可以用解析所对应的像素来定义；P的范围大小可以由具体实验数据而定，例如，P至少等于一个像素。
若判断步骤23中判断结果为是，即x1等于x2或y1等于y2时，则表明步骤22中处理器在X方向或Y方向上仅解析出一个质心，且计算出两个原始坐标。因此，此两个原始坐标为触摸点A、B的真坐标。在步骤23后，直接进入步骤28，处理器输出真坐标。
上述处理器包括扫描单元、计算单元、比较判断单元和输出单元。其中，扫描单元用于提供扫描信号给各线路，同时接收扫描过程中产生的电信号，例如上述自电容变化的信号；计算单元执行计算自电容变化的质心和原始坐标；比较判断单元将距离值和预设参数值进行比较，并做出相应判断；输入单元则是将最终得出的真坐标输出至执行下一步操作的单元。
步骤28输出的真坐标，可以输出至控制设备，也可以输出至显示装置等，用以执行后续相关流程，本发明对此真坐标的接收端和用以执行的相关流程不做限制。
上述侦测方法亦可以运用于侦测本发明提供的上述实施方式中的触控面板表面，同时产生两个以上的触摸点时，触摸点的真坐标的侦测判断。
当本发明提供的侦测多点触摸的触控面板为光学式或声波式触控面板时，侦测方法同上述投射电容式触控面板的侦测方法。此处不在累述。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (26)

1.一种侦测多触摸点的真坐标的触控面板，包括具有第一线路和第二线路用于侦测所述多触摸点的原始坐标的感应线路层，其特征在于，在所述感应线路层的一侧设置用于剔除所述感应线路层侦测出的所述原始坐标中的假坐标而输出所述真坐标的判断线路层，所述判断线路层具有第三线路。
2.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述第一线路、所述第二线路和所述第三线路分布不同方向。
3.根据权利要求2所述的触控面板，其特征在于，所述第一线路、所述第二线路和所述第三线路分别包括至少两条线路。
4.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述第一线路、所述第二线路和所述第三线路均为投射电容式电极线路。
5.根据权利要求4所述的触控面板，其特征在于，所述感应线路层与所述判断线路层之间相互绝缘。
6.根据权利要求4所述的触控面板，其特征在于，所述第三线路与所述第一线路、第二线路不重合。
7.根据权利要求4所述的触控面板，其特征在于，所述第一线路和所述第二线路交叉分布且相互绝缘。
8.根据权利要求7所述的触控面板，其特征在于，所述感应线路层还包括绝缘层，所述第一线路和所述第二线路分别设置于所述绝缘层的两侧。
9.根据权利要求7所述的触控面板，其特征在于，所述感应线路层还包括绝缘片，布设于所述第一线路和所述第二线路的交叉处的所述第一线路和所述第二线路之间。
10.根据权利要求8或9所述的触控面板，其特征在于，每个所述第一线路包括至少两个彼此分开的第一导电单元和至少一个连接所述第一导电单元的第一导线，每个所述第二线路包括至少两个彼此分开的第二导电单元和至少一个连接所述第二导电单元的第二导线。
11.根据权利要求5所述的触控面板，其特征在于，所述感应线路层和所述判断线路层之间设置绝缘基板。
12.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述第一线路、所述第二线路和所述第三线路为光学线路。
13.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述第一线路、所述第二线路和所述第三线路为声波线路。
14.根据权利要求12或13所述的触控面板，其特征在于，所述第一线路、所述第二线路和所述第三线路位于同一层。
15.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述第一线路彼此之间相互平行。
16.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述第二线路彼此之间相互平行。
17.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述第三线路彼此之间相互平行。
18.一种侦测多触摸点的真坐标的触控装置，包括权利要求1所述的侦测多触摸点的真坐标的触控面板，导线和处理器；所述导线分别电性连接所述感应线路层和所述判断线路层至所述处理器。
19.一种多触摸点的真坐标的侦测方法，包括以下步骤：
a)当权利要求1所述的侦测装置的触控面板表面同时产生至少两个触摸点时，处理器分别扫描所述感应线路层的位于第一方向的所述第一线路和位于第二方向的所述第二线路；
b)所述处理器解析出所述触摸点在所述第一方向和所述第二方向上的自电容变化的质心，并依据所述质心计算出所述触摸点的原始坐标；
c)当所述步骤b)中在所述第一方向和所述第二方向上都解析出至少两个所述质心时，则所述处理器扫描所述判断线路层的位于第三方向的所述第三线路；
d)所述处理器计算出所述触摸点在所述第三方向上的投影；
e)所述处理器计算出所述原始坐标在所述第三方向上的投影；
f)所述处理器判断所述步骤d)中的所述投影与所述步骤e)中的所述投影之间的距离是否小于一预设参数值；
g)当判断结果为是时，则所述原始坐标为所述触摸点的真坐标，所述处理器输出所述真坐标。
20.根据权利要求19所述的侦测方法，其特征在于，执行所述步骤a)时，所述判断线路层的所述第三线路处于短路或接地状态。
21.根据权利要求19所述的侦测方法，其特征在于，执行所述步骤a)时，所述判断线路层的所述第三线路处于短路状态或连接至固定输出端。
22.根据权利要求20或21所述的侦测方法，其特征在于，所述判断线路层为屏蔽层。
23.根据权利要求19所述的侦测方法，其特征在于，执行所述步骤c)时，所述第一线路和所述第二线路处于空置状态。
24.根据权利要求19所述的侦测方法，其特征在于，所述预设参数值为至少一个像素。
25.根据权利要求19所述的侦测方法，其特征在于，当所述步骤g)的判断结果为否时，则所述原始坐标为所述触摸点的假坐标，所述处理器剔除所述假坐标。
26.一种多触摸点的真坐标的侦测方法，包括以下步骤：
a)当权利要求1所述的侦测装置的触控面板表面同时产生至少两个触摸点时，处理器分别扫描所述感应线路层的位于第一方向的所述第一线路和位于第二方向的所述第二线路；
b)所述处理器解析出所述触摸点在所述第一方向和所述第二方向上的自电容变化的质心，并依据所述质心计算出所述触摸点的原始坐标；
c)当所述步骤b)中在所述第一方向或所述第二方向上只解析出一个所述质心时，则所述原始坐标为所述触摸点的真坐标，所述处理器输出所述真坐标。
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