专利名称：手机电容触摸屏信号检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子领域，尤其涉及一种手机电容触摸屏的触摸信号检测装置。
背景技术：
市场上有各种各样的电容屏，都是采用开放的电场结构，电容屏正是利用开放电场易受外界干扰的原理制成的。以棱形面板为例对其工作原理进行分析，面板可以是双层的，也可以是单层的(单层的在横竖交叉处要做绝缘处理)。例如在图I中，第二根横线和第二根竖线之间的互电容值Cm=CJCJCJC4,人是接地的导体，图2a是手指未触摸时，感应线column和驱动线ROW电极之间的电场，图2b是手指触摸时,感应线column和驱动线ROW电极之间的电场，参考图2a至图2b，当手指触摸的时候，手指会改变正负电极之间的电场，使得电极之间的电容值发生变化，影响的结果是电极间的互电容减小，电极的自电容(对地电容)增大。对应的简化电容模型如图2c所示，图中，CM，Cs分别是没有触摸时区域电极间的互电容和电极本身的自电容，Cfi和Cf2分别是触摸时区域互电容的减少量和自电容的增加量。因此，通过检测电容的变化就可以检测到触摸信信号。然而，随着时代的发展，智能机越来越普及，电容触摸屏作为人机交互的一个重要媒介，也成为了当前智能机必不可少的部件，而FM功能，也是手机一个重要的功能。在手机触摸屏中，电容触摸屏的基本原理为通过触摸屏控制芯片扫描触摸驱动信号TX及触摸检测信号RX来读取触摸屏感应sensor上电容值分布情况的变化，从而判断用户操作。电容触摸屏的感应sensor长度基本等同于手机屏幕，如4英寸屏幕触摸屏sensor长度约为9cm，接近FM波长长度，FM在工作时需要使用耳机作为天线触摸检测信号，当耳机线靠近触摸屏或缠绕手机时，触摸屏的TX信号产生的谐波会通过sensor作为天线发射出去，然后被FM耳机天线接收，从而干扰FM信号。尤其目前的手机电容触摸屏的TX信号由触摸屏控制IC发出，均为方波，扫描频率一般为100-500KHZ，其N次谐波会落在FM频段(76_108MHz)，从而干扰FM信号，影响收音质量。因此，急需一种可解决上述问题的新型触摸屏信号检测装置。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种手机电容触摸屏信号检测装置，该检测装置通过改变触摸驱动信号的波形来改变其谐波分量分布，使触摸驱动信号不会对FM产生干扰，提高FM质量。为了实现上有目的，本实用新型公开了一种手机电容触摸屏信号检测装置，用于检测触摸屏的触摸信号，该手机电容触摸屏信号检测装置包括振荡器、中央控制器、驱动模块和检测模块，所述振荡器输出正弦时钟信号，所述中央控制器接收所述正弦时钟信号并输出驱动控制信号，所述驱动模块依据所述正弦时钟信号和驱动控制信号向触摸屏输出呈正弦波的触摸驱动信号，所述检测模块读取驱动模块驱动后所述触摸屏上的电容值分布以获得触摸检测信号，所述中央控制器依据所述触摸检测信号判断用户操作以获得所述触摸信号。与现有技术相比，本实用新型将触摸驱动信号由方波改为正弦波，正弦波为单一频率波形，不存在谐波分量，使其在FM频段谐波分量为0，从而不会对FM产生干扰。较佳地，所述触摸屏包括由若干横向排布的驱动线组成的驱动电极矩阵和由若干纵向排布的感应线组成的感应电极矩阵，所述驱动模块向所述驱动电极矩阵中的任一驱动线输出触摸驱动信号，所述检测模块检测所述感应线的电容值以获得触摸检测信号。具体地，所述中央控制器包括多路选择电路和MCU控制模块，所述多路选择电路分别与检测模块和MCU控制模块相连，依据触摸检测信号控制导通所述感应线至所述检测模块；所述MCU控制模块输出驱动控制信号以控制所述驱动模块驱动某一驱动线；所述MCU控制模块输出触摸检测信号以控制所述多路选择电路选择或者全部导通所述感应线；所述MCU控制模块接收并存储所述触摸检测信号并依据所述触摸检测信号判断用户操作以获得触摸信号。其中，所述多路选择电路可安装于感应电极矩阵和检测模块之间，并与MCU控制模块相连，也可以安装于检测模块和MCU控制模块之间。
图I是电容触摸屏面板的结构图。图2a是手指未触摸时电容触摸屏的工作原理图。图2b是手指触摸时电容触摸屏的工作原理图。图2c是图2a-图2b中电容触摸屏的电容模型简化图。图3是本实用新型所述手机电容触摸屏检测装置的结构框图。图4是本实用新型所述手机电容触摸屏检测装置的另一结构框图。
具体实施方式
为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。参考图3和图4，本实用新型公开了一种手机电容触摸屏信号检测装置100，用于检测触摸屏11的触摸信号，该手机电容触摸屏信号检测装置100包括振荡器13、中央控制器12、驱动模块14和检测模块15，所述振荡器13输出正弦时钟信号ST，所述中央控制器12接收所述正弦时钟信号ST并输出驱动控制信号Cl，所述驱动模块14依据所述正弦时钟信号ST和驱动控制信号Cl向触摸屏11输出呈正弦波的触摸驱动信号TX，所述检测模块15读取驱动模块14驱动后所述触摸屏11上的电容值分布以获得触摸检测信号RX，所述中央控制器12依据所述触摸检测信号RX判断用户操作以获得所述触摸信号。其中，所述振荡器为晶体振荡器。参考图4，所述触摸屏11包括由若干横向排布的驱动线RowI-RowN组成的驱动电极矩阵和由若干纵向排布的感应线Columnl-ColumnM组成的感应电极矩阵,所述驱动模块
14向所述驱动电极矩阵中的任一驱动线Row输出触摸驱动信号，所述检测模块15检测所述感应线Columnl-ColumnM的电容值以获得触摸检测信号RX。继续参考图4，所述中央控制器12包括多路选择电路21和MCU控制模块22，所述多路选择电路21分别与检测模块15和MCU控制模块22相连，依据触摸检测信号RX控制导通所述感应线Columnl-ColumnM至所述检测模块15 ;所述MCU控制模块22输出驱动控制信号Cl以控制所述驱动模块14驱动某一驱动线Row ;输出触摸检测信号C2以控制所述多路选择电路21选择或者全部导通所述感应线Columnl-ColumnM ;接收并存储所述触摸检测信号RX并依据所述触摸检测信号RX判断用户操作以获得触摸信号。参考图4，在本实施例中，所述检测模块15包括电荷放大器和预充电路(图中未示)，所述电荷放大器由比较器A1-AM、选择开关Sl-SM和电容Cl-CM组成。使用本实用新型所述手机电容触摸屏信号检测装置100检测触摸信号(用于操作)时，采用触摸屏11中的横线阵列做驱动电极用，竖线阵列做感应电极用，每个感应电极都接了一个电荷放大器。具体工作原理如下首先，复位开关S1到Sm同时闭合，此时电荷放大器成为一个单位增益缓充器，所有的感应线Columnl-ColumnM上的电压都等于参考电压Vref。其次，在所有复位开关Sl-Sm断开后，驱动模块14采用正弦波的触摸驱动信号TX驱动第一根驱动线Rowl，不同的互电容能感应出不同的电荷，然后经电荷放大器转换成不同的电压，这些电压同时或者分组被采样并经多路选择电路21送往MCU控制模块22，当M根感应线Columnl-ColumnM的数据转换都完成后，第二根驱动线Row2依据正弦波的触摸驱动信号TX开始工作。以上的操作重复执行，直到最后一根驱动线RowN的驱动完成并且对应的M根感应线Columnl-ColumnM的数据转换完成。这样就得到了一帧NXM个电压数据，这些电压数据反应的是驱动线RowI-RowM和感应线Columnl-ColumnM之间互电容的绝对值，MCU控制模块22通过数据处理就可以判断出触摸的位置，以获得触摸信号。其中，为了方便MCU控制模块22处理数据，所述MCU控制模块和电荷放大器输出端之间还设有SAR ADC模数转换器，用于将检测模块
15输出的触摸检测信号RX进行量化。当然，所述检测模块15的结构并不限制于上述结构，也可以采用其他电路例如比较放大电路替换上述电荷放大器，此时该比较放大电路的两输入端选择连接任一两相邻感应线，再通过循环的方式依次检测感应电极矩阵内的所有感应线Columnl-ColumnM上的电容值。以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。
权利要求1.一种手机电容触摸屏信号检测装置，用于检测触摸屏的触摸信号，其特征在于包括振荡器、中央控制器、驱动模块和检测模块，所述振荡器输出正弦时钟信号，所述中央控制器接收所述正弦时钟信号并输出驱动控制信号，所述驱动模块依据所述正弦时钟信号和驱动控制信号向触摸屏输出呈正弦波的触摸驱动信号，所述检测模块读取驱动模块驱动后所述触摸屏上的电容值分布以获得触摸检测信号，所述中央控制器依据所述触摸检测信号判断用户操作以获得所述触摸信号。
2.如权利要求I所述的手机电容触摸屏信号检测装置，其特征在于所述触摸屏包括由若干横向排布的驱动线组成的驱动电极矩阵和由若干纵向排布的感应线组成的感应电极矩阵，所述驱动模块向所述驱动电极矩阵中的任一驱动线输出触摸驱动信号，所述检测模块检测所述感应线的电容值以获得触摸检测信号。
3.如权利要求2所述的手机电容触摸屏信号检测装置，其特征在于所述中央控制器包括多路选择电路，与检测模块和MCU控制模块相连，依据触摸检测信号控制导通所述感应线至所述检测模块；MCU控制模块，输出驱动控制信号以控制所述驱动模块驱动某一驱动线；输出触摸检测信号以控制所述多路选择电路选择或者全部导通所述感应线；接收并存储所述触摸检测信号并依据所述触摸检测信号判断用户操作以获得触摸信号。
专利摘要本实用新型公开了一种手机电容触摸屏信号检测装置，用于检测触摸屏的触摸信号，该手机电容触摸屏信号检测装置包括振荡器、中央控制器、驱动模块和检测模块，所述振荡器输出正弦时钟信号，所述中央控制器接收所述正弦时钟信号并输出驱动控制信号，所述驱动模块依据所述正弦时钟信号和驱动控制信号向触摸屏输出呈正弦波的触摸驱动信号，所述检测模块读取驱动模块驱动后所述触摸屏上的电容值分布以获得触摸检测信号，所述中央控制器依据所述触摸检测信号判断用户操作以获得所述触摸信号。与现有技术相比，本实用新型将触摸驱动信号由方波改为正弦波，正弦波为单一频率波形，不存在谐波分量，使其在FM频段谐波分量为0，从而不会对FM产生干扰。
文档编号G06F3/044GK202815807SQ201220524200
公开日2013年3月20日 申请日期2012年10月12日 优先权日2012年10月12日
发明者闫敬柱 申请人:广东欧珀移动通信有限公司