专利名称：触摸点侦测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及触摸点侦测技术，特别是涉及一种触摸点侦测装置。
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摸点侦测装置来感应触摸动作并产生相应电信号以供后续操作。所述触摸点侦测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，触摸点侦测装置主要分为电阻式、电容式、光学式、电磁式、 声波式等。其中电容式触摸点侦测装置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装置表面，导致装置表面被触摸的位置产生电容变化；微处理器根据此电容变化侦测出触摸点的坐标，以达到触控操作的目的。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摸点侦测装置，投射电容式触摸点侦测装置就是其中一种。投射电容式触控触摸点侦测装置的触控电极包括网格状电极和单轴向电极。对单轴向电极来说，由于每个电极都有阻抗，因此当激励信号通过电极时，激励信号便会产生衰减，同时电极上产生的输出值也相应变化。如图1所示，每个被扫描的电极上的输出值和触摸点距激励信号提供端的距离之间具有一定变化关系，因此，可利用此变化关系通过扫描确定出触摸点在电极上的位置。然而，如果只从电极的一端提供激励信号，即单边出线，则由于触摸物体与电极直接接触的触摸面积不同，会造成相同触摸点位置产生不同的输出值，或者不同的触摸点位置产生相同的输出值，进而导致触摸点位置侦测出错。因此，为了减小触摸面积对触摸点位置侦测造成的影响，从电极两端分别提供激励信号，即双边出线。如图2所示，具有传统双边出线的单轴向电极的触摸点侦测装置1，包括电极2，导线3、4，处理器5。其中电极2 具有两端A、B，导线3连接电极2的A端至处理器5，导线4连接电极2的B端至处理器5。 如图3所示，当对A端进扫扫描时，信号的输出值和触摸点距A端的距离之间的变化关系曲线为La;当对B端进扫扫描时，信号的输出值和触摸点距A端的距离之间的变化关系曲线为Lb。因此，利用两个变化曲线La、Lb之间的关系，对同一触摸点位置T可以得到两个输出值Dtl、Dt2，依据此两个输出值Dtl、Dt2可以计算出触摸点T位置。鉴于双边出线结构，每条电极都需要有两条导线，因此在电极的周边就需要较大的边缘区域布设连接电极的导线，同时，当具有此种电极的触摸点侦测装置结合小型设备时，例如便携式电子设备，便会受到限制。另外，对处理器而言，导线越多，就需要提供越多的输入/输出端口(I/O pin)，因此处理器需要一个较大的集成电路块antegrated Circuit Package)0
发明内容有鉴于此，有必要提供一种触摸点侦测装置，在不降低触摸点侦测的精准度的情况下，能够减小电极的边缘区域，同时减小处理器的集成电路块。一种触摸点侦测装置，包括电极以及连接于所述电极的处理器，其特征在于，所述触摸点侦测装置还包括连接于所述电极且以至少两个频率的激励信号扫描所述电极的扫描单元。采用上述触摸点侦测装置，在具有较高的触摸点侦测精准度的同时，可以提供较小的电极的边缘区域和较小的集成电路块，以较好地实现和小型设备的整合，降低生产原料和其他生产成本的消耗。
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为被扫描的电极上的输出值和触摸点距激励信号提供端的距离之间的变化关系曲线的示意图。图2为具有传统双边出线的触摸点侦测装置的结构示意图。图3为图2所示的侦测装置的电极上输出值和触摸点距A端的距离之间的变化关系曲线的示意图。图4为本发明提供的触摸点侦测装置的第一实施方式的平面结构示意图。图5为本发明提供的触摸点侦测装置的第二实施方式的平面结构示意图。图6为本发明提供的触摸点侦测装置的第三实施方式的平面结构示意图。图7为本发明提供的触摸点侦测装置的第四实施方式的平面结构示意图。图8为当以两个不同频率的激励信号扫描同一电极时，输出值与触摸点距A端的距离之间的变化关系曲线的示意图。图9为本发明提供的触摸点侦测方法的第一实施方式的流程图。图10为本发明提供的触摸点侦测方法的第二实施方式的流程图。
具体实施方式
如图4所示，本发明第一实施方式的触摸点侦测装置100包括多个具有第一端A 和第二端B的电极110、导线120和处理器130。其中，该多个电极110沿同一方向分布，即第一方向X，则电极110之间相互平行，沿第二方向Y排列。导线120连接电极110的第一端A至处理器130。侦测装置100还包括连接至电极110的第一端A的扫描单元140，用于给电极110提供至少两个频率的激励信号，以对电极110进行扫描。依据不同的电路设计需要，扫描单元140可以设置于处理器130内部，形成一个整体部件，也可以单独设计成一个与处理器130分开的独立元件，即扫描单元140设置于处理器130外部，两者之间用导线或其他电性连接方式连接(图未示)。电极110的形状不局限于图4所示的条状，还可以是多边形等其他不规则的几何形状。例如图5所示的本发明第二实施方式的侦测装置200的电极210为梯形。如图6所示，本发明的第三实施方式的触摸点侦测装置300，与第一实施方式的侦测装置100类似，包括多个具有第一端A和第二端B的电极310、导线320、处理器330和扫描单元340。不同之处在于，每个电极310包括多个导电单元311和多个导线312，导电单元311之间彼此分开，由导线312连接。第三实施方式的侦测装置300中其他元件的位置设置同第一实施方式。如图7所示，本发明的第四实施方式的触摸点侦测装置400。与第一实施方式的侦测装置100的不同之处在于，电极410分为沿第一方向X分布的第一电极410a和沿第二方向Y分布的第二电极410b。其中，第一导线420a连接第一电极410a至处理器430，第二导线420b连接第二电极410b至处理器430。本发明提供的触摸点侦测装置中的电极，依据实际需要不同，可以由透明材料制成，例如氧化铟锡(ITO)等，也可以由不透明材料制成，例如金属等。例如，当电极为不透明时，可应用于笔记本电脑等设备的触控操作面板；当电极为透明时，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。本发明提供的触摸点侦测装置中电极数目为至少两条，其中电极数目由所应用的侦测装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，电极数目越多；尺寸越大，电极数目也越多。另，电极延伸的第一方向X和电极排列的方向Y不一定要垂直，只要交叉即可。以本发明的第一实施方式的侦测装置为例，如图4所示，触摸点侦测装置100进行侦测前，要先对其进行校准，对电极110的第一端A和第二端B在不同频率的激励信号扫描时，产生的输出值进行定义和记录，作为侦测触摸点位置的基准。先将触摸物体与任意一个电极110的第一端A接触，即触摸点在第一端A，扫描单元140以第一频率fl的激励信号对该电极110进行扫描，处理器130测出基准输出值Dal ；再以第二频率f2(f2 < fl)的激励信号对该电极110进行扫描，处理器130测出基准输出值Da2 ；处理器130依据两个基准输出值Dal、Da2计算出第一端A的基准输出值差Da = Dal_Da2。同理，经触摸物体与同一电极110的第二端B接触，分别以第一频率fl和第二频率f2的激励信号对该电极110进行扫描，处理器130分别得出基准输出值Dbl、Db2，进而计算出第二端B的基准输出值差Db =Dbl-DM。依据测出的该电极110的第一端A和第二端B在频率fl、f2的激励信号扫描时的基准输出值Dal、Da2、Dbl、Db2，绘制出该电极上输出值与触摸点距第一端A的距离的变化关系曲线Li、L2，如图8所示。当如图4所示的本发明提供的侦测装置的表面产生触摸点C时，可以由图9所示的触摸点侦测方法的第一实施方式的流程侦测出触摸点C的位置。进入起始步骤10之后， 执行步骤11，扫描单元140以第一频率fl的激励信号扫描所有电极110，其中，扫描单元 140可以依次扫描每个电极(也可以按其他不同顺序扫描)，也可以同时扫描所有的电极。 进入判断步骤12，处理器130判断是否产生输出值，若判断结果为否，则返回步骤11 ；若判断结果为是，则进入步骤13，处理器130测出产生输出值的电极110，测出产生的输出值 Dxl。进入步骤14，扫描单元140以第二频率f2的激励信号扫描步骤13中测出的产生输出值的电极110。进入步骤15，处理器130测出该电极110产生的输出值Dx2。进入步骤 16，处理器130通过插值法，计算出触摸点C在第二方向Y上的位置Yc。进入计算步骤17，处理器130依据步骤13中测出的输出值Dxl和步骤15中测出的输出值Dx2计算出输出值差Dx = Dxl-Dx2 ；如图8所示，基准输出值差Da、Db、触摸点C 的输出值差Dx和触摸点C距第一端A的距离成比例关系，其中若第一端A所在的位置fe 定义为原点，即)(a = 0，第二端B距第一端A的距离为Xb，因此依据处理器预先存储的该电极110的基准输出值差Da、Db，通过计算式Xc =Db\{xh)
Xh [Da-DhY计算出触摸点C在该电极110上距第一端A的距离Xe，即触摸点C在第一方向X 上的位置。进入步骤18，处理器130输出触摸点C在第一方向X和第二方向Y上的位置仏、 Yc。依据不同扫描方式的设计需要，本发明提供的侦测装置的表面产生的触摸点，亦可以由图10所示的触摸点侦测方法的第二实施方式的流程侦测得到。与侦测方法的第一实施方式基本相同，不同之处在于步骤23中不需测出产生输出值的电极110，因此，执行步骤M时，扫描单元140以第二频率f2的激励信号扫描所有电极110。上述两个激励信号的频率可以任意搭配，例如f 1 = 1. 2MHz, f2 = 380kHz。为配合不同的触摸点侦测精准度的要求，可以采用两个以上频率的激励信号，分别对电极110进行扫描，计算出k的平均值。上述处理器包括存储单元、接收单元、计算单元和输出单元。其中，存储单元用于存储每个电极的第一端A和第二端B的基准输出值差Da、Db以及输出值与触摸点距第一端 A的距离的变化关系曲线Li、L2 ；接收单元接收扫描单元以不同频率的激励信号对被触摸的电极扫描后产生的输出值；计算单元执行对触摸点C在第一方向X和第二方向Y上的位置、所有电极的基准输出值差和触摸点C所在电极的输出值差的计算；输出单元则是将计算得出的触摸点C在第一方向X和第二方向Y上的位置)(C、YC输出至执行下一步操作的单兀。对本发明提供的触摸点侦测装置之第四实施方式而言，可视为两层第一实施方式的电极相互交叉叠加。因此，其中第一电极410a亦可以通过上述触摸点侦测方法，计算出触摸点在第一电极410a上的位置，即触摸点在第一方向X上的位置k ；第二方向Y上的位置，通过对第二电极410b实施上述触摸点侦测方法，计算出触摸点在第二电极410b上的位置Yc。上述触摸点侦测方法中，由于可以对每个电极上产生的触摸点分别进行计算，因此当本发明提供的侦测装置表面同时出现两个或者两个以上的触摸点，且两个触摸点不在同一个电极上时，运用上述侦测方法亦可以侦测每个出触摸点的位置。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。
权利要求1.一种触摸点侦测装置，包括电极以及连接于所述电极的处理器，其特征在于，所述触摸点侦测装置还包括连接于所述电极且以至少两个频率的激励信号扫描所述电极的扫描单元。
2.根据权利要求1所述的触摸点侦测装置，其特征在于，所述电极包括多个沿同一方向分布的电极。
3.根据权利要求1所述的触摸点侦测装置，其特征在于，所述电极包括沿第一方向分布的第一电极和沿第二方向分布的第二电极。
4.根据权利要求3所述的触摸点侦测装置，其特征在于，所述第一方向和所述第二方向相互交叉。
5.根据权利要求1所述的触摸点侦测装置，其特征在于，所述电极为多边形。
6.根据权利要求1所述的触摸点侦测装置，其特征在于，每个所述电极包括多个彼此分开的导电单元和多个连接所述导电单元的导线。
7.根据权利要求1所述的触摸点侦测装置，其特征在于，所述扫描单元设置于所述处理器内部。
8.根据权利要求1所述的触摸点侦测装置，其特征在于，所述扫描单元设置于所述处理器外部。
9.根据权利要求1所述的触摸点侦测装置，其特征在于，所述电极为透明导电材料。
10.根据权利要求1所述的触摸点侦测装置，其特征在于，所述电极为金属。
专利摘要本实用新型提供一种触摸点侦测装置，其包括电极以及连接于所述电极的处理器，所述触摸点侦测装置还包括连接于所述电极且以至少两个频率的激励信号扫描所述电极的扫描单元。在不降低触摸点侦测的精准度的情况下，能够减小传统触摸点侦测装置的电极边缘区域，同时减小处理器的集成电路块，以较好地实现和小型设备的整合，降低生产原料和其他生产成本的消耗。
文档编号G06F3/041GK202189339SQ20112018338
公开日2012年4月11日 申请日期2011年5月28日 优先权日2011年5月28日
发明者刘勇 申请人:宸鸿科技(厦门)有限公司