专利名称：触摸屏触摸点的检测方法
技术领域：
本发明涉及一种触摸屏触摸点的检测方法，尤其涉及一种基于表面电容式触摸屏触摸点的检测方法。
背景技术：
近年来，伴随着移动电话与触摸导航系统等各种电子设备的高性能化和多样化的发展，在液晶等显示设备的前面安装透光性的触摸屏的电子设备逐步增加。这样的电子设备的使用者通过触摸屏，一边对位于触摸屏背面的显示设备的显示内容进行视觉确认，一边利用手指或笔等方式按压触摸屏来进行操作。由此，可以操作电子设备的各种功能。按照触摸屏的工作原理和传输介质的不同，现有的触摸屏分为四种类型，分别为电阻式、电容式、红外线式以及表面声波式。其中电容式触摸屏因敏感度较高、所需触碰力度较小而应用较为广泛。在现有的电容式触摸屏中，通常在一形成有透明导电层的曲面或平面玻璃基板的四个角处各设置一个电极，以形成等电位面，即电压通过该四个电极施加到所述透明导电层，从而在其上形成等电位面。当用裸指或导电装置触摸到触摸屏的表面时，触摸物与透明导电层之间形成一耦合电容，上述四个电极发出的电流便流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，因此，通过检测并计算各电极的电流比例和强弱即可算出触摸点的位置。然而，上述电容式触摸屏的触摸点的检测方法仅由四个电极所在的四个角来检测整个触摸屏的区域，使检测触摸点的具体位置时不够精确，导致使用者容易误操作。
发明内容
有鉴于此，确有必要提供一种可实现精确检测触摸屏触摸点的检测方法。—种触摸屏触摸点的检测方法，其包括以下步骤提供一触摸屏，其包括一基板；设置于该基板上的一导电膜，该导电膜具有阻抗异向性以定义出相互垂直的一低阻抗方向和一高阻抗方向，沿该导电膜低阻抗方向的相对两侧分别为第一侧边和第二侧边；及沿该第一侧边设置的多个相互间隔的第一驱动电极，和沿该第二侧边设置的多个相互间隔的第二驱动电极，该多个第一驱动电极和多个第二驱动电极分别与该导电膜电连接，所述每个第一驱动电极和每个第二驱动电极均分别连接有一驱动电路和一感测电路，该触摸屏的触摸点与一触摸导体构成的一电容值为C的耦合电容，其中该触摸点与所述第一驱动电极之间的导电膜的电阻值为I ln、该触摸点与所述第二驱动电极之间的导电膜的电阻值为 R2n ；由所述驱动电路向所述每个第一驱动电极输入一脉冲信号，并通过所述感测电路分别读取每个第一驱动电极所检测到的电阻值Rln和电容值C的乘积，即RlnC值，从而模拟出由该多个RlnC值构成的第一曲线，通过该第一曲线判断所述触摸点在上述导电膜的高阻抗方向上的坐标；由所述驱动电路向所述每个第二驱动电极输入一脉冲信号，并通过所述感测电路分别读取每个第二驱动电极所检测到的电阻值Ik和电容值C的乘积，即Ii2nC值，从而模拟出由该多个R2nC值所构成的第二曲线，通过该第二曲线及上述第一曲线判断上述触摸点在上述导电膜的低阻抗方向上的坐标。与现有技术比较，本发明的触摸屏触摸点的检测方法采用的导电膜具有阻抗异向性，且所述多个第一驱动电极和多个第二驱动电极设置于所述导电膜沿低阻抗方向的两侧，从而使得在检测触摸点时，该触摸点与其最近的第一驱动电极或第二驱动电极之间的导电膜的电阻远小于该触摸点与其他第一驱动电极或第二驱动电极之间的导电膜的电阻， 从而使的相邻两个第一驱动电极或第二驱动电极所检测出的IilnC或R2nC值大小也相差很大，这一特点提高了判断各触摸点的准确度。
图1为本发明实施例提供的触摸屏触摸点的检测方法流程图。图2为本发明实施例提供的触摸屏的结构示意图。图3为本发明实施例提供的触摸屏的每个驱动电极连接的驱动电路与感测电路示意图。图4为本发明实施例提供的触摸屏被触摸时的简化电路图。图5为本发明实施例中脉冲信号输入所述触摸屏时，触摸点处形成的耦合电容的电压变化波形图。图6为本发明实施例在分别检测触摸屏上触摸点I III时，所模拟出的三个第
一曲线示意图。图7为本发明实施例在检测触摸屏上触摸点IV时，所模拟出的第一曲线示意图。图8为本发明实施例在检测触摸屏上触摸点V时，所模拟出的第一曲线示意图和第二曲线示意图。图9为本发明实施例在检测触摸屏上的两个触摸点VI和VII时，所模拟出的第一曲线示意图和第二曲线示意图。主要元件符号说明触摸屏10基板102导电膜104第一驱动电极106第二驱动电极108透明保护膜110第一侧边111第二侧边112耦合电容114驱动电路120充电电路122第一开关124感测电路130存储电路1320
读取电路134第二开关136第一曲线310，320，330，340，350，360第二曲线450，460低阻抗方向D高阻抗方向H第一驱动电极编号Ml，M2, M3, M4, M5, M6第二驱动电极编号Ni，N2，N3，N4，N5，N6触摸点I，II，III，IV，V, VI，VII波谷M，N
具体实施例方式以下将结合附图详细说明本发明实施例的触摸屏触摸点位置的检测方法。请参阅图1至图4，本发明第一实施例提供一种用于检测触摸屏10上的触摸点位置的检测方法，其中，该触摸屏10包括一基板102 ；设置于该基板102上的一导电膜104，该导电膜104具有阻抗异向性以定义出相互垂直的一低阻抗方向D和一高阻抗方向H，沿该导电膜104的低阻抗方向D相对的两侧边分别为第一侧边111和第二侧边112 ；及沿该第一侧边111设置的多个相互间隔的第一驱动电极106，沿该第二侧边112设置的多个相互间隔的第二驱动电极108，该多个第一驱动电极106和多个第二驱动电极108分别与该导电膜104电连接，所述每个第一驱动电极106和每个第二驱动电极108均分别连接有一驱动电路120和一感测电路130。该触摸屏10在被一触摸导体触碰时，该触摸屏10的触摸点在导电膜104的对应位置与该触摸导体形成电容值为C的耦合电容114，其中该触摸点在导电膜104的对应位置与所述各个第一驱动电极106之间的导电膜104的电阻值分别为R11, R12，…Rln(n = 1，2，3…)、该触摸点在导电膜104的对应位置与所述各个第二驱动电极108 之间的导电膜104的电阻值分别为R21，R22，…R2n(η = 1，2，3···)。该触摸点位置的检测方法包括以下步骤步骤一由所述驱动电路120向所述每个第一驱动电极106输入一脉冲信号，并通过所述感测电路130分别读取每个第一驱动电极106所检测到的电阻值1^和电容值C的乘积，即RlnC值，从而模拟出由该多个RlnC值所构成的第一曲线，通过该第一曲线判断所述触摸点在上述导电膜104高阻抗方向H上的坐标；以及步骤二由所述驱动电路120向所述每个第二驱动电极108输入一脉冲信号，并通过所述感测电路130分别读取每个第二驱动电极108所检测到的电阻值Rai和电容值C的乘积，即R2nC值，从而模拟出由该多个Ii2nC值所构成的第二曲线，通过该第二曲线及上述第一曲线判断上述触摸点在上述导电膜104的低阻抗方向D上的坐标。以下首先对上述触摸屏10的结构进行详细说明。所述基板102由透明材料组成，该透明材料可为聚乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸二乙酯、聚甲基丙烯酸甲酯、玻璃、石英或金刚石等。该导电膜104为导电异向性膜。具体地，该导电膜104沿所述低阻抗方向D的电导率远大于其他方向的电导率，在高阻抗方向H的电导率远小于其他方向的电导率，该低阻抗方向D与高阻抗方向H垂直。本实施例中，所述导电膜104由至少一层碳纳米管膜组成， 该碳纳米管膜通过拉取一碳纳米管阵列直接获得。该碳纳米管膜中的大部分碳纳米管首尾相连地沿同一个方向择优取向延伸，且为一自支撑结构，所述自支撑指碳纳米管膜不需要大面积的载体支撑，而只要相对两边提供支撑力即能整体上悬空而保持自身膜状状态。所述自支撑主要通过碳纳米管膜中存在连续的通过范德华力首尾相连延伸排列的碳纳米管而实现。由于碳纳米管沿其轴向具有好的导电性，且上述碳纳米管膜中的大部分碳纳米管沿同一方向择优取向延伸，因此，该碳纳米管膜整体具有阻抗异向性，即沿碳纳米管延伸的方向为低阻抗方向D，而垂直于该碳纳米管延伸的方向为高阻抗方向H。此外，所述碳纳米管膜中基本朝同一方向延伸的大多数碳纳米管中每一碳纳米管与在延伸方向上相邻的碳纳米管通过范德华力首尾相连，且所述碳纳米管膜中也存在少数随机排列的碳纳米管，这些随机排列的碳纳米管会与相邻的其他碳纳米管相互接触，从而使得该碳纳米管膜在高阻抗方向H仍具有导电性，只是相较于其他方向该碳纳米管膜在该高阻抗方向H的电阻较大， 电导率较低。所述多个第一驱动电极106和多个第二驱动电极108分别设置于所述导电膜104 沿低阻抗方向D的相对两侧边，即第一侧边111和第二侧边112。该多个第一驱动电极106 与该多个第二驱动电极108 —一相对设置，或者相互交错设置，即每个第一驱动电极106与其中的一个第二驱动电极108的连线与所述导电膜106的低阻抗方向D平行，或每个第一驱动电极106与其中的任意第二驱动电极108的连线均与所述导电膜106的低阻抗方向D 相交而不平行。本实施例中，所述多个第一驱动电极106与所述多个第二驱动电极108 —一相对设置。所述多个第一驱动电极106或多个第二驱动电极108均由导电材料形成，可选择为金属、导电聚合物、导电浆料、导电胶、金属性碳纳米管、铟锡氧化物等。该第一驱动电极 106或第二驱动电极108的形状和结构不限，可选择为层状、条状、块状、棒状或其它形状。 本实施例中，该第一驱动电极106和第二驱动电极108均为条状印刷银电极。该相邻两个第一驱动电极106或相邻两个第二驱动电极108的间距应适中，若太大则可能使检测所述触摸点的位置时不精确，该间距优选为3毫米 5毫米。该每个第一或第二驱动电极106、 108的长度方向可为平行于所述导电膜104的高阻抗方向H，该长度不能太长，太长也容易使检测所述触摸点的位置时不精确，优选为1毫米 5毫米。该第一驱动电极106和第二驱动电极108的数量不限，依据所述导电膜的面积大小确定。本实施例中，该第一驱动电极 106和第二驱动电极108的数量均为6个，每个第一驱动电极106或第二驱动电极108的长度为1毫米，且该相邻两个第一驱动电极106或第二驱动电极108的间距为3毫米。所述驱动电路120包括一充电电路122及一用以控制充电电路122的第一开关 124。所述充电电路122通过所述第一开关124与所述第一驱动电极106或第二驱动电极 108串联。所述充电电路122可连接至一电压源(图未示)。所述感测电路130包括一存储电路1320、一读取电路134及一用于控制存储电路1320与读取电路134的第二开关136。 所述存储电路1320与所述读取电路134并联，并通过所述第二开关136与所述第一驱动电极106或第二驱动电极108串联。所述驱动电路120和所述感测电路130相互并联。所述存储电路1320可进一步串联一电阻(图未示)，该存储电路1320通过该电阻接地。进一步地，所述触摸屏10的导电膜104上可设置一透明保护膜110，该透明保护膜110可由氮化硅、氧化硅、苯丙环丁烯(BCB)、聚酯或丙烯酸树脂等材料形成。该透明保护膜 110也可采用一层表面硬化处理、光滑防刮的塑料层，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜， 用于保护导电膜104，提高耐用性。该透明保护膜110还可用于提供一些其它的附加功能， 如可以减少眩光或降低反射。进一步地，为使所述导电膜104与所述基板102和所述透明保护膜110贴合的更加牢固，所述导电膜104和所述基板102之间，及所述导电膜104和所述透明保护膜110之间可设置一粘胶层(图未示)，该粘胶层的材料可以为OCA光学胶或UV胶等。请参阅图4，当所述导体触碰所述触摸屏10时，所述触摸点在导电膜104的对应位置与一第一驱动电极106(或一第二驱动电极108)之间的导电膜104及该耦合电容14 便组成了一电路。由于所述各个第一驱动电极106的位置不同，因此所述触摸点在导电膜 104的对应位置与各个第一驱动电极106之间的导电膜104的电阻值Rln也不同。同理，所述各个第二驱动电极108与所述触摸点在导电膜104的对应位置之间的导电膜104的电阻值R2n也不同。此外，由于所述导电膜104具有阻抗异向性，因此，触摸点在导电膜104的对应位置与距离该触摸点最近的第一驱动电极106之间的导电膜104的电阻值Rln小于该触摸点在导电膜104的对应位置与其他第一驱动电极106之间的导电膜104的电阻值Rln，同理，该触摸点在导电膜104的对应位置与距离该触摸点最近的第二驱动电极108的电阻值 R2n小于该触摸点在导电膜104的对应位置与其他第二驱动电极108之间的导电膜104的电阻值R2n。因此，可通过各第一驱动电极106检测导电膜104的IilnC值，或通过各第二驱动电极108检测导电膜104的R2nC值，从而判断触摸点在高阻抗方向H的坐标，并通过比较该RlnC及R2nC值，判断触摸点在低阻抗方向D的坐标，由此得出触摸点在触摸屏10上的具体位置。以下将对检测所述触摸屏10上触摸点位置的检测过程进行详细描述。步骤一模拟出由多个RlnC值所构成的第一曲线的过程可逐一通过所述多个第一驱动电极106检测，或同时通过所述多个第一驱动电极106检测，即所述脉冲信号可逐一输入或同时输入所述多个第一驱动电极106。当脉冲信号逐一输入所述多个第一驱动电极106时，其他未输入脉冲信号的第一驱动电极106被接地。此外，在脉冲信号逐一或同时输入所述多个第一驱动电极106时，所述多个第二驱动电极108可全部被接地，或者也逐一或同时被输入脉冲信号。所述脉冲信号的输入通过控制第一开关IM和第二开关136而实现。具体地，该第一开关IM和第二开关136会交替地一者被导通，而另一者被断开，从而形成该脉冲信号。请参阅图5，图中V代表驱动电路120输入所述导电膜104的电压，VC代表所述耦合电容114的电压。其中，所述第一开关124和第二开关136被导通的时间分别为Tl和T2，在时间Tl中，第一开关1 被导通，而第二开关136被断开，在时间T2中，第一开关IM被断开，而第二开关136被导通。进一步地，时间Tl可大于或等于时间T2，优选为时间Tl大于时间T2。在上述第一开关IM和第二开关136交替地一者被导通，而另一者被断开时，充电电路122及存储电路1320会交替地对该耦合电容114进行充电和放电，即在上述时间Tl 中，充电电路122会通过所述第一驱动电极106向所述导电膜104输入一具体的电压V0，即V = VO,以对该耦合电容114进行充电，而在上述时间T2中，该耦合电容114便开始放电至所述存储电路1320，相应地，该存储电路1320的电压也会发生变化。在上述时间Tl中，所述耦合电容114先经过tl时间的暂态之后才逐渐被充满，从
而进入稳态。即在tl时间内，所述耦合电容114的电压VC逐渐上升，而经过tl时间之后，
其电压VC趋于恒定，所输入的电压VO则全部在所述耦合电容114上，即此时VC = V0。同
理，在T2时间中，所述耦合电容114也会先经过tl时间的暂态之后才逐渐被放电完毕。在
上述耦合电容114在充电或放电时处于暂态的过程中，所述存储电路1320中的电阻的电压
也会相应发生改变。在暂态tl时间内的某个时间点，所述读取电路134通过检测所述存储
电路1320中的电阻在暂态时的电压即可换算出耦合电容114处于暂态时的RlnC值，该换算
过程所采用的公式具体为
权利要求
1.一种触摸屏触摸点的检测方法，其包括以下步骤 提供一触摸屏，其包括一基板；设置于该基板上的一导电膜，该导电膜具有阻抗异向性以定义出相互垂直的一低阻抗方向和一高阻抗方向，沿该导电膜低阻抗方向的相对两侧分别为第一侧边和第二侧边；及沿该第一侧边设置的多个相互间隔的第一驱动电极，和沿该第二侧边设置的多个相互间隔的第二驱动电极，该多个第一驱动电极和多个第二驱动电极分别与该导电膜电连接， 所述每个第一驱动电极和每个第二驱动电极均分别连接有一驱动电路和一感测电路，当采用一触摸导体触摸该触摸屏形成一触摸点时，该触摸屏的触摸点在所述导电膜的对应位置与该触摸导体构成一电容值为C的耦合电容，其中该触摸点在所述导电膜的对应位置与所述各个第一驱动电极之间的导电膜的电阻值为Rln(n= 1,2,3,…)、该触摸点在所述导电膜的对应位置与所述各个第二驱动电极之间的导电膜的电阻值为R2nOi= 1，2，3…)；由所述驱动电路向所述每个第一驱动电极输入一脉冲信号，并通过所述感测电路分别获得每个第一驱动电极所检测到的电阻值Rln和电容值C的乘积，即RlnC值，从而模拟出由该多个RlnC值构成的第一曲线，通过该第一曲线判断所述触摸点在上述导电膜的高阻抗方向上的坐标；由所述驱动电路向所述每个第二驱动电极输入一脉冲信号，并通过所述感测电路分别获得每个第二驱动电极所检测到的电阻值R2n和电容值C的乘积，即R2nC值，从而模拟出由该多个R2nC值所构成的第二曲线，通过该第二曲线及上述第一曲线判断上述触摸点在上述导电膜的低阻抗方向上的坐标。
2.如权利要求1所述的触摸屏触摸点的检测方法，其特征在于，通过该第一曲线判断所述触摸点在上述导电膜的高阻抗方向上的坐标进一步包括以下步骤检测出该第一曲线中之最大值I lkC、最小值RlxC、与最小值RlxC相邻的次小值RlyC和次次小值RlzC、以及该最小值RlxC、次小值IilyC及次次小值IilzC所对应的在高阻抗方向H的坐标Xx、Xy及Xz，通过内插法计算所述触摸点在高阻抗方向的坐标。
3.如权利要求2所述的触摸屏触摸点的检测方法，其特征在于，通过内插法计算触XxARlxC + XARlvC + XzARizC摸点在高阻抗方向H的坐标，该内插法的公式为AR C + :R ^ + ARZC ，式中ARlxC = RlkC-RlxC, ARlyC = RlkC-RlyC, ARlzC = RlkC-RlzC0
4.如权利要求2所述的触摸屏触摸点的检测方法，其特征在于，当RlyC值与RlzC值相XzARlzC+ XyARlyC等时，所述内插法计算触摸点在高阻抗方向H的坐标公式为AR| c + ARt c ，式中ARlyC = RlkC-RlyC, ARlzC = RlkC-RlzC0
5.如权利要求2所述的触摸屏触摸点的检测方法，其特征在于，当RlxC值与RlyC值相X AR C + X AR C等时，所述内插法计算触摸点在高阻抗方向H的坐标公式为XAR|XC + A^ c'y ,式中ARlxC = RlkC-RlxC, ARlyC = RlkC-RlyC0
6.如权利要求2所述的触摸屏触摸点的检测方法，其特征在于，通过该第二曲线及上述第一曲线判断上述触摸点在上述导电膜的低阻抗方向上的坐标进一步包括以下步骤至少检测出该第二曲线中最小I^c值及与其相邻的次小Ii2yC值，并至少将该Ii2xC值和Ii2yC值之和与上述RlxC值和RlyC值之和相比，即可计算出所述触摸点在低阻抗方向的坐标。
7.如权利要求1所述的触摸屏触摸点的检测方法，其特征在于，所述触摸点与第一侧边或第二侧边之间的导电膜的电阻值Rln或R2n与触摸点与第一侧边或第二侧边的距离成正比。
8.如权利要求1所述的触摸屏触摸点的检测方法，其特征在于，所述脉冲信号通过所述驱动电路逐一地或者同时输入所述多个第一驱动电极和所述多个第二驱动电极。
9.如权利要求8所述的触摸屏触摸点的检测方法，其特征在于，当所述脉冲信号逐一地输入所述多个第一驱动电极和所述多个第二驱动电极时，其他未输入脉冲信号的第一驱动电极和第二驱动电极接地。
10.如权利要求1所述的触摸屏触摸点的检测方法，其特征在于，所述脉冲信号的输入使所述耦合电容被交替地充电和放电，所述充电的时间大于放电的时间。
11.如权利要求10所述的触摸屏触摸点的检测方法，其特征在于，所述耦合电容在充电或放电的过程中，均由暂态向稳态变化，所述I^lnC值和R2nC值均在所述耦合电容处于暂态时被检测出。
12.如权利要求1所述的触摸屏触摸点的检测方法，其特征在于，所述驱动电路包括一用以向所述耦合电容充电的充电电路和一用以控制该充电电路的第一开关；所述感测电路包括一存储电路、一读取电路及一用于控制存储电路和读取电路的第二开关，所述存储电路包括一电容，当所述耦合电容放电时，该电容被充电。
13.如权利要求12所述的触摸屏触摸点的检测方法，其特征在于，所述第一开关和第二开关交替地一者被导通一者被断开，以向所述导电膜输入所述脉冲信号。
14.如权利要求1所述的触摸屏触摸点的检测方法，其特征在于，所述导电膜为碳纳米管膜。
15.如权利要求14所述的触摸屏触摸点的检测方法，其特征在于，所述碳纳米管膜包括多个碳纳米管沿同一方向择优取向延伸，所述低阻抗方向为该碳纳米管的延伸方向。
16.如权利要求15所述的触摸屏触摸点的检测方法，其特征在于，所述导电膜包括多个相互层叠的碳纳米管膜，相邻两个碳纳米管膜中的碳纳米管延伸方向相同。
全文摘要
本发明涉及一种触摸屏触摸点检测方法，其包括以下步骤提供一触摸屏，其包括一具有阻抗异向性的导电膜，该导电膜沿低阻抗方向的相对两侧分别有多个与该导电膜电连接的相互间隔的第一驱动电极和多个与该导电膜电连接的相互间隔的第二驱动电极，该触摸屏的触摸点与一触摸物构成一电容值为C的耦合电容，其中该触摸点与该第一驱动电极间的导电膜电阻值为R1n、该触摸点与该第二驱动电极间的导电膜电阻值为R2n；向每个第一驱动电极输入一脉冲信号，并模拟出一R1nC值变化曲线以判断该触摸点在高阻抗方向上的坐标；向每个第二驱动电极输入一脉冲信号，并模拟出一R2nC值变化曲线，通过该R2nC值变化曲线及上述R1nC值变化曲线判断上述触摸点在低阻抗方向上的坐标。
文档编号G06F3/041GK102478988SQ201010573750
公开日2012年5月30日 申请日期2010年11月26日 优先权日2010年11月26日
发明者施博盛, 郑建勇, 陈柏仰 申请人:奇美电子股份有限公司, 群康科技(深圳)有限公司