CN102819362A - 电容触摸屏及具有该电容触摸屏的触控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电容触摸屏，包括：透明基板；设置在透明基板上的第一导电阵列，包括多个用于提供激励信号的激励部件；第二导电阵列，设置成与第一导电阵列成预定角度，且包括用于接收所述多个激励部件提供的激励信号的多个接收部件，其中所述接收部件包括：本体；和与本体相连的接收信号增强部，所述接收信号增强部从本体与激励部件相重叠的部位上向外延伸，且具有多个不相交的折线分支，以增加接收部件接收激励信号的接收区域。本发明还公开一种具有上述电容触摸屏的触控装置。本发明的电容触摸屏，通过改变接收部件的形状，可以增加接收部件和激励部件之间的互电容变化量，提高信噪比和线性度。

Description

电容触摸屏及具有该电容触摸屏的触控装置

技术领域

本发明涉及触控技术领域，特别涉及一种改进的电容触摸屏及具有该电容触摸屏的触控装置。

背景技术

触摸屏利用其机械损耗小且体积小的特点，已被广泛应用在各类电子产品上。常见的触摸屏有自电容和互电容印刷电路板结构。自电容只能实现单点触摸，如果双点触摸会产生“鬼点”。因此，互电容式印刷电路板结构的应用更为广泛。

图1为现有的双层结构的互电容式印刷电路板结构的平面图。纵向黑色条为顶层的电容信号检测端200’，横向为激励信号提供端100’，二者相互垂直。当触摸物体(如手指)未触摸屏幕时，激励信号提供端100’主要吸收检测端200’的负电荷，两者形成的电容值为C1。当触摸物体(如手指)触摸屏幕时，由于很大一部分激励信号提供端100’距离信号检测端200’较远且手指较近，因此会转而吸收手指上的负电荷，相应地吸收信号检测端200’的电荷就会减少，因此信号检测端200’和激励信号提供端100’之间形成的互电容会减小。通过相应的检测电路检测互电容变化量的大小，可以判断接触是否为有效接触，并通过相应的计算方法可以计算出手指在屏幕上的坐标，实现定位。因此，即使屏幕上有多个触摸点，也能计算出每个触摸点的真实坐标。

现有的互电容式触摸屏的信号检测端和激励信号提供端的排列存在这样的问题：当触摸物体(如手指)处于两个信号检测端之间时，或者只接近其中一个激励信号提供端时，另一个激励信号提供端将只有微小的感应，因此感应信号不会形成稳定精确的线性变化，从而产生定位误差。

此外，互电容式触摸屏包括单层互电容式触摸屏和双层互电容式触摸屏。双层互电容式触摸屏的成本虽然较四层或三层电路结构的触控板成本低，但是仍然无法满足使用者对价格的要求。单层互电容式触摸屏的成本虽然很低，但是电容传感器输出的电容变化量很小，且其中存在杂散电容，而且杂散电容会随温度、位置、内外电场分布等诸多因素影响而变化，干扰甚至淹没被测电容信号，导致无法感测触摸以及定位触摸点。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一。

为达到上述目的，本发明第一方面提出一种电容触摸屏，包括：透明基板；第一导电阵列，所述第一导电阵列设置在所述透明基板上，且所述第一导电阵列包括多个激励部件，所述多个激励部件用于提供激励信号；和第二导电阵列，所述第二导电阵列设置成与所述第一导电阵列成预定角度，且所述第二导电阵列包括多个接收部件，所述多个接收部件用于接收所述多个激励部件提供的激励信号，其中，所述接收部件包括：本体；和与所述本体相连的接收信号增强部，所述接收信号增强部从所述本体与所述激励部件相重叠的部位上向外延伸，且所述接收信号增强部具有多个不相交的折线分支，以增加所述接收部件接收激励信号的接收区域。

根据本发明实施例的电容触摸屏，通过改变接收部件的形状，可以增加接收部件接收激励信号的接收区域，从而可以提高互电容的变化量，提高感应灵敏度和线性度。

本发明第二方面还提出一种触控装置，包括：根据本发明第一方面所述的电容触摸屏；第一I/O接口组，所述第一I/O接口组中的每一个I/O接口与一个激励部件相连；第二I/O接口组，所述第二I/O接口组中的每一个I/O接口与一个接收部件相连；和控制器，所述控制器分别与所述第一I/O接口组和第二I/O接口组相连，根据所述激励部件和接收部件之间互电容的变化量检测所述触摸屏被触摸的位置。

根据本发明实施例的电容触摸屏，通过采用上述结构的电容触摸屏，增加了检测激励部件和接收部件的互电容的变化的检测区域，使触摸点的坐标计算更为准确，提高了触控装置的定位精度。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为现有的双层结构的互电容式印刷电路板结构的示意图；

图2为本发明一个实施例的互电容式单层无浮岛触摸屏结构的示意图；

图3为本发明一个实施例的接收部件的示意图；

图4为本发明一个实施例的激励部件的示意图；

图5为本发明一个实施例的互电容式单层且有浮岛的触摸屏结构的示意图；

图6为本发明一个实施例的互电容式双层无浮岛的触摸屏结构的示意图；

图7为本发明一个实施例的互电容式双层且有浮岛的触摸屏结构的示意图；

图8为本发明另一个实施例的互电容式双层且有浮岛的触摸屏结构的示意图；以及

图9为本发明实施例的触控装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

根据本发明实施例的电容触摸屏，包括透明基板、第一导电阵列和第二导电阵列。第一导电阵列设置在透明基板上且包括多个激励部件，用于提供激励信号。第二导电阵列与第一导电阵列成预定角度且包括多个接收部件，用于接收所述多个激励部件提供的激励信号。每个接收部件包括本体和与本体相连的接收信号增强部，所述接收信号增强部从本体与激励部件相重叠的部位上向外延伸，且接收信号增强部具有多个不相交的折线分支，以增加接收部件接收激励信号的接收区域。第一导电阵列和第二导电阵列可以采用透明导体形成。

在本发明的一个示例中，预定角度可以为90度，即第一导电阵列和第二导电阵列垂直设置。

第一导电阵列和第二导电阵列可以位于两个平面也可以位于同一平面。

当第一导电阵列和第二导电阵列位于两个平面时，第一导电阵列设置在第二导电阵列的下方且相隔预定的距离，从而可以实现第一导电阵列和第二导电阵列之间绝缘。

当第一导电阵列和第二导电阵列位于同一平面时，第一导电阵列和第二导电阵列对插以形成电容触摸屏。

下面参考图2至图5描述根据本发明实施例的单层电容触摸屏。

单层电容触摸屏的第一导电阵列包括多个激励部件100，第二导电阵列包括多个接收部件200，通过将接收部件200对插到激励部件100的镂空部110中实现。如图2所示，第一导电阵列包括激励部件Tx1、Tx2和Tx3，第二导电阵列包括接收部件Rx1和Rx2。每个接收部件包括本体210和与本体210相连的接收信号增强部220，且接收信号增强部220具有多个不相交的折线分支。如图所示，除了与本体210相连的部分，折线分支的其他部分不相交。接收部件200的本体210和接收信号增强部220可以一体形成。激励部件100在与接收部件的本体210相重叠的位置处断开，并通过跳线300进行电连接且与接收部件200电绝缘。例如，跳线300可以为碳膜跳线。可以理解的是，这仅为示意性的例子，也可以为接收部件的本体210在与激励部件的非镂空部相重叠的位置处断开，并通过跳线300电连接。

由此，通过设计上述形状的接收信号增强部，可以增加接收部件200接收激励信号的接收区域，从而增加接收部件200和激励部件100之间的电容变化量。在实际的产品制造过程中，能够在一定程度上降低生产成本，并提高利用该电容触摸屏1的产品性能。

下面将详细描述电容触摸屏的激励部件和接收部件。

在本发明的一个示例中，多个激励部件100彼此平行设置且多个接收部件200彼此平行设置。在本发明的另一个示例中，激励部件100和接收部件200垂直设置。如图2所示，多个激励部件Tx1、Tx2和Tx3沿横向(图2中的水平方向)彼此平行设置且相邻的激励部件间隔开。多个接收部件Rx1和Rx2沿纵向(图2中的竖直方向)彼此平行设置，且相邻的接收部件彼此间隔开。

如图3所示，接收信号增强部220包括四个不相交的折线分支221、222、223和224，每个折线分支与接收部件的本体210成预定的角度。在本发明的一个实施例中，接收信号增强部220相对于接收部件的本体210对称地形成。四个折线分支均可以为条状。

在本发明的一个实施例中，四个折线分支的尺寸和形状相同。

如图4所示，每个激励部件均具有镂空部110，镂空部110的形状构造成适于容纳接收信号增强部220和形成有接收信号增强部220的接收部件的本体210的至少一部分，将接收信号增强部220和形成有接收信号增强部220的接收部件的本体210的至少一部分容纳在镂空部110内。其中，接收信号增强部220与镂空部110之间具有预定的间距，从而可以实现第一导电阵列和第二导电阵列绝缘。

此外，可以在单层触摸屏的接收部件和激励部件之间嵌入一种独立的导体介质从而增加互电容的变化量。如图5所示为本发明一个实施例的互电容式单层且由浮岛结构的电容触摸屏的示意图，在激励部件的镂空部110与接收信号增强部220之间的间隙内设置有多个相互独立的浮岛结构400。浮岛结构400为一种导电材料，例如ITO。当接收部件200与激励部件100之间的距离不变时，浮岛结构400就好像接收部件200与激励部件100之间的桥梁，通过浮岛结构400的桥接实际上相当于拉近了接收部件200与激励部件100之间的距离，使得接收部件200与激励部件100之间的初始互电容值增大，从而提供触摸后的互电容变化量，且使其成一个稳定精确的线性变化，便于检测，提高判断的精度。通过调节浮岛结构400的大小和数量，或者调节多个浮岛结构400之间的间隔距离，可以调节触摸后互电容变化量的范围，使其更利于检测。

单层电容触摸屏由于将第一导电阵列和第二导电阵列放置在同一平面上，节约了制造成本，且屏幕的透光性也较好。当然，本发明也可采用双层结构，也能有效地改善互电容的变化量，提高信噪比和线性度。下面结合图6和图7详细描述本发明实施例的双层电容触摸屏。

如图6所示为本发明一个实施例的互电容式双层无浮岛结构的电容触摸屏的示意图，该电容触摸屏的第一导电阵列设置在第二导电阵列的下方且相隔预定的距离，第一导电阵列包括激励部件Tx1、Tx2和Tx3，第二导电阵列包括接收部件Rx1和Rx2。可以理解的是，这仅为示意性的例子，也可以为第二导电阵列设置在第一导电阵列的下方且相隔预定的距离。

同样地，在双层结构的电容触摸屏中也可以嵌入一种独立的导体介质以增加互电容的变化量。如图7所示为本发明一个实施例的互电容式双层且有浮岛结构的电容触摸屏的示意图，环绕接收信号增强部220设置有多个相互独立的浮岛结构400。如图8所示为本发明另一个实施例的互电容式双层且有浮岛结构的电容触摸屏的示意图，在激励部件的镂空部110内设置有多个相互独立的浮岛结构400。

可以理解的是，电容触摸屏的结构不限于上述实施例，激励部件100和接收部件200的数量可以根据触摸屏的尺寸及用于检测的需要进行设置。

下面参考图9描述根据本发明实施例的触控装置。

如图9所示，根据本发明实施例的触控装置包括本发明上述实施例提供的电容触摸屏1、第一I/O接口组2、第二I/O接口组3和控制器4，其中第一I/O接口组2中的每一个I/O接口与一个激励部件100相连，第二I/O接口组3中的每一个I/O接口与一个接收部件200相连，控制器4分别与所述第一I/O接口组2和第二I/O接口组3相连，根据激励部件100和接收部件200之间互电容的变化量检测所述触摸屏被触摸的位置。

多个激励部件100轮流向多个接收部件200提供激励信号，多个接收部件200分时检测，完成扫描过程。由此，可以同时满足单点或多点检测。

在触摸物体(如手指)靠近电容触摸屏1时，激励部件100会吸收部分手指上的负电荷，因此吸收接收部件200的电荷会相应减小，从而使得接收部件200与激励部件100之间的互电容值减小。控制器4通过第一I/O接口组2和第二I/O接口组3采集激励部件100和接收部件200的电荷，并计算激励部件100和接收部件200之间的互电容的变化量，然后根据互电容的变化量可以计算触摸物体的触摸点和触摸动作。由于接收部件200接收激励信号的面积展宽，使得控制器4检测互电容的变化量的检测区域也展宽，电容容量对触摸物体的触摸动作的反应更加精细，提高了触控装置的线性度。此外，由于在激励部件100和接收部件200之间加入了导电材料的浮岛结构400，实际上减小了激励部件100和接收部件200之间的距离，使初始互电容值变大，从而增大触摸后电容值变化量，使得控制器4检测互电容的变化量的检测区域也展宽，电容容量对触摸物体的触摸动作的反应更加精细，进一步提高了触控装置的线性度。

根据本发明实施例的触控装置，通过采用上述结构的电容触摸屏，增加了检测接收部件和激励部件的互电容的变化量的区域，使触摸点的坐标计算更为准确，提高了触控装置的定位精度。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (13)

1.一种电容触摸屏，其特征在于，包括：

透明基板；

第一导电阵列，所述第一导电阵列设置在所述透明基板上，且所述第一导电阵列包括多个激励部件，所述多个激励部件用于提供激励信号；和

第二导电阵列，所述第二导电阵列设置成与所述第一导电阵列成预定角度，且所述第二导电阵列包括多个接收部件，所述多个接收部件用于接收所述多个激励部件提供的激励信号，其中，所述接收部件包括：

本体；和

与所述本体相连的接收信号增强部，所述接收信号增强部从所述本体与所述激励部件相重叠的部位上向外延伸，且所述接收信号增强部具有多个不相交的折线分支以增加所述接收部件接收激励信号的接收区域。

2.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述激励部件上形成有镂空部，所述镂空部的形状构造成适于容纳所述接收信号增强部和形成所述接收信号增强部的本体的至少一部分。

3.根据权利要求2所述的电容触摸屏，其特征在于，所述第一导电阵列、所述第二导电阵列和所述接收信号增强部均位于同一平面内，且所述激励部件或者接收部件在所述激励部件与所述接收部件相重叠的位置处断开，并通过跳线电连接。

4.根据权利要求3所述的电容触摸屏，其特征在于，所述接收信号增强部与所述镂空部之间具有预定距离的间隙。

5.根据权利要求4所述的电容触摸屏，其特征在于，在所述激励部件的镂空部与所述接收信号增强部之间的间隙内还设置有多个相互独立的浮岛结构。

6.根据权利要求2所述的电容触摸屏，其特征在于，所述第一导电阵列与所述第二导电阵列之间相隔预定的距离。

7.根据权利要求6所述的电容触摸屏，其特征在于，在所述激励部件的镂空部内或者环绕所述接收信号增强部还设置有多个相互独立的浮岛结构。

8.根据权利要求5或7所述的电容触摸屏，其特征在于，所述浮岛结构包括导电材料。

9.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述多个不相交的折线分支相对于所述本体对称。

10.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述多个激励部件彼此平行设置，且所述多个接收部件彼此平行设置。

11.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述第一导电阵列与所述第二导电阵列垂直设置。

12.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，所述接收信号增强部与所述接收部件的本体一体形成。

13.一种触控装置，其特征在于，包括：

根据权利要求1-12中任一项所述的电容触摸屏；

第一I/O接口组，所述第一I/O接口组中的每一个I/O接口与一个激励部件相连；

第二I/O接口组，所述第二I/O接口组中的每一个I/O接口与一个接收部件相连；和

控制器，所述控制器分别与所述第一I/O接口组和第二I/O接口组相连，根据所述激励部件和所述接收部件之间互电容的变化量检测所述触摸屏被触摸的位置。

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