专利名称：电阻式触摸屏屏体、触摸屏控制器及多触摸点识别方法
技术领域：
本发明涉及触摸屏技术，特别涉及电阻式触摸屏屏体、触摸屏控制器及 多触摸点识别方法。
背景技术：
触摸屏作为一种人机交互界面已经进入各个领域，尤其是在便携式电子 设备和公共查询设备中应用广泛。使用者使用手指或者触摸笔按压触摸屏， 能够实现点击屏幕上的某一功能按钮或者手写输入文字、图形等内容。
从原理上来讲，触摸屏可以分为四个基本类型电阻式触摸屏、电容式 触摸屏、红外线触摸屏以及表面声波触摸屏。其中，电阻式触摸屏是成本最 低且应用最广泛的触摸屏。无论是哪一种类型的触摸屏，都由触摸屏屏体及 其触摸屏控制器组成。
电阻式触摸屏根据其引出线数的多少而分为四线式电阻式触摸屏和五 线式电阻式触摸屏等。图1为五线式电阻式触摸屏屏体的截面结构示意图， 五线式电阻式触摸屏屏体主要包括下导电层、隔离层和上导电层。其中， 隔离层由体积非常小且具有弹性的颗粒组成，由于上导电层和下导电层之间 的距离通常只有微米级，所以隔离层用于在使用者没有按压时，隔离上导电 层和下导电层。
图2a和图2b分别为图1所示屏体中下导电层和上导电层相对表面的示 意图。如图2a所示，在下导电层上，与上导电层相对的表面覆盖有电阻层， 电阻层的边缘分布有四个电极201;如图2b所示，在上导电层上，与下导 电层相对的表面的边缘，分布有一个电极201'。如图l所示，上述下导电层 上的电极和上导电层上的电极之间还存在两个绝缘层，这两个绝缘层之间通过粘胶层连接在一起。
图3为触摸屏控制器的结构示意图，触摸屏控制器包括开关模块、中断 模块、控制模块、模数转换模块和电源模块。其中，
开关模块中包括分别位于X方向的两组开关管和位于Y方向的两组开 关管，每个开关管具有两个连线端和一个控制端。位于图示X方向一侧的 电极所对应的开关管，其一个连线端连接电源模块，另一个连线端连接下导 电层上的一个电极，另一侧的电极所对应的开关管，其一个连线端接地，另 一个连线端连接下导电层上的一个电极。位于图示Y方一側的电极所对应 的开关管，其一个连线端连接电源模块，另一个连线端连接下导电层上的一 个电极，另一侧对应的开关管，其一个连线端接地，另一个连线端连接下导 电层上的一个电极。所有开关管的控制端都与控制模块相连。
中断模块接地并与屏体上导电层上的电极201，、下导电层上的任意一个 电极201连接，其内部还具有一个电源，其中上导电层上的电极201，连接内 部电源，下导电层上任意一个电极201与中断模块的接地线连接，当使用者 按压上导电层、导致上导电层和下导电层接触时，相当于通过该接触位置连 接上导电层上的电极201，和下导电层上的电极201，即中断模块的内部电源 到地形成了一个通路，因此中断模块可以通过检测该通路是否形成来判断当 前上导电层上是否有触摸事件，判断有时向触摸屏控制器所在应用系统中的 微处理器发送中断信号。
控制模块与开关模块中每个开关管的控制端连接,为图示简洁，图3中 并未示出控制模块与每个开关管控制端的连接关系。控制模块还与触摸屏控 制器所在应用系统中的微处理器连接，当触摸屏控制器所在应用系统中的微 处理器接收到中断模块发送的中断信号、向控制模块发送指令时，控制模块 先控制闭合X方向的所有开关管，在X方向上施加电压，这时由于按压后 上导电层和下导电层接触，按压位置在X方向的实际电压值将由上导电层 的电极输出给模数转换模块；然后控制模块控制断开X方向的所有开关管， 再控制闭合Y方向上的所有开关管，在Y方向上施加电压，同样地，按压位置在Y方向上的实际电压值由上导电层的电极输^给橫数，转换模块。当然上述控制顺序也可以是先Y方向后X方向。
模数转换模块与屏体上导电层上的电极201，连接，还与触摸屏控制器所
在应用系统中的微处理器连接。模数转换模块将上导电层的电极2or输出的
X方向的电压值和Y方向的电压值转换为数字信号后输出给触摸屏控制器所在应用系统中的微处理器，由微处理器根据该数字信号按照一定的对应关系得出当前按压位置的坐标。
按照五线式电阻式触摸屏屏体的结构，如果使用者在上导电层同时按压两个位置，即形成两个触摸点，依据以上介绍的触摸屏控制器的工作过程，当在下导电层上的X方向或Y方向施加电压时，由于上导电层只具有一个
输出电压值的电极2or,上导电层和下导电层的两个接触位置之间的电阻相当于被短路，从上导电层上的电极2or输出的实际电压值近似相当于对这两个按压位置实际电压值的平均，最后得到的位置信息为两个实际按压位置的近似中间位置，将无法同时识别两个触摸点的准确位置。
发明内容
本发明的第一个目的在于提供一种电阻式触摸屏屏体，使用该屏体能够识别同时按压的至少两个触摸点。
本发明的第二个目的在于提供一种触摸屏控制器，使用该触摸屏控制器能够识别同时按压的至少两个触摸点。
本发明的第三个目的在于提供 一 种多触摸点的识别方法，使用该方法能够识别同时按压的至少两个触摸点。
本发明的技术方案是这样实现的
一种电阻式触摸屏屏体，包括第一导电层和第二导电层；其中在第一导电层上，与第二导电层相对的表面覆盖有电阻层，该表面的边缘分布有用于向电阻层施加电压的电极阵列；在第二导电层上，与第一导电层相对的表面边缘分布有用于输出第一导电层和第二导电层接触位置电压值的电极；关键在于，所述第二导电层包括至少两个相互绝缘的这域，
所述第二导电层上分布的电极的个数与所述区域的个数相同，且每个区域中分布有一个电极。
, 一种用于控制以上所述屏体的触摸屏控制器，该触摸屏控制器包括开关模块、中断模块、电源模块、控制模块和模数转换模块；所述中断模块和模数转换模块均与触摸屏控制器所在应用系统中的微控制器相连，其中中断模块通过所述屏体第二导电层上的电极检测当前有触摸事件时，向触摸屏控制器所在应用系统中的微处理器发送中断信号；关键在于，
所述中断模块和模数转换模块还与所述屏体第二导电层上分布于每个区域中的电极相连；
所述模数转换模块，检查所述屏体第二导电层上分布于每个区域中的电极，将至少两个电极输出的电压值转换为数字信号输出给触摸屏控制器所在应用系统中的微处理器，供所述微控制器得出至少两个触摸点的坐标位置。
一种以上所述屏体的多触摸点识别方法，关键在于，该方法包括
触摸屏控制器检测到所述屏体上发生触摸事件；
触摸屏控制器向所在应用系统中的微控制器发送中断信号，并接收所述微控制器返回的携带预设执行顺序的指令；
触摸屏控制器向所述屏体第一导电层分时施加相互垂直的两个坐标方向的电压，并在每次施加电压时按照所述预设执行顺序，依次检查所述屏体第二导电层上每个区域中分布的电极，获取至少两个电极输出的电压值；
触摸屏控制器将每次施加电压时获取的至少两个电极输出的电压值分别转换为数字信号并输出给所述微控制器，供所述微控制器得出至少两个触摸点的坐标位置。
可见，本发明中将电阻式触摸屏屏体中仅用于输出触摸点电压值的导电层划分为了至少两个相互绝缘的区域，并且每个区域中分布有一个电极。基于这种结构，当使用者按压不同区域中的位置时，不同区域中分布的电极将分别输出一个针对触摸点位置的电压值，以供触摸屏控制器进行后续处理，这样就能够识别同时按压的至少两个触摸点。
图1为现有技术五线式电阻式触摸屏屏体的截面结构示意图2a为图1所示屏体中的下导电层上与上导电层相对的表面示意图2b为图1所示屏体中的上导电层上与下导电层相对的表面示意图3为现有技术触摸屏控制器的结构示意图4为本发明电阻式触摸屏屏体的截面结构示意图5为本发明触摸屏屏体的第一种上导电层包括的区域示意图6为本发明触摸屏屏体的第二种上导电层包括的区域示意图7为本发明触摸屏屏体的第三种上导电层包括的区域示意图8本发明实施例中下导电层上与上导电层相对的表面示意图9为现有技术下导电层上施加电压后的电场线分布示意图10为本发明实施例中电阻式触摸屏控制器的结构示意图11为本发明实施例中本应用实例中屏体结构及当前触摸点的示意
图12为本发明实施例中多触摸点识别的流程图。
具体实施例方式
为使本发明的目的和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进 一 步详细的i兌明。
首先举出本发明提供的电阻式触摸屏屏体的 一种具体实施例，在实施例中，电阻式触摸屏屏体包括上导电层和下导电层，上导电层和下导电层相对的两个表面的形状均为矩形。
图5为本发明实施例中电阻式触摸屏屏体的第一种上导电层包括的区域示意图，该上导电层包括20个形状均为直角三角形、大小完全相同、相互绝缘的区域，其中每两个直角三角形组合成一个矩形，组合后的矩形两两
9对称分布在该上导电层表面的对称轴两側，每个区.域净都分.布凉一个用于输出电压的电极，这些电极分布于上导电层的边缘。
当然，图5所示仅为一种具体的示例，图6和图7分别为本发明实施例中电阻式触摸屏屏体的第二种和第三种上导电层包括的区域示意图。图6示出的是上导电层包括6个形状均为矩形、大小完全相同、相互绝缘的区域，其中每两个区域对称分布在该上导电层表面的对称轴两侧。图7示出的是上导电层包括17个相互绝缘的区域，与图5和图6不同的是，图7所示区域的形状和大小并不完全相同，区域的形状包括等腰三角形、直角三角形和锯齿形。其中四个等腰三角形的区域两两对称分布在该上导电层表面的一条边上； 一个等腰三角形的区域分布在另一条相对的边的中心，另两个等腰三角形的区域对称分布在该等腰三角形区域的两侧，两个直角三角形的区域对称分布在这两个等腰三角形区域的两侧；八个锯齿形的区域两两对称分布在该上导电层表面的中部。
可见，本发明提供的电阻式触摸屏屏体中的上导电层所包括的区域，可以根据实际需要设计成任意形状。
图8为本发明实施例中下导电层上与上导电层相对的表面示意图，该表面上覆盖有电阻层，电阻层的边缘分布有用于向下导电层施加电压的电极阵列。
上述电极阵列在电阻层表面两两相对的边上对称分布，其中每条边上至少具有3个电极，这主要是为了提高下导电层的线性度。图9示出了现有技术屏体下导电层上施加电压后的电场线分布，由于下导电层上的电极分布较
少，电极之间距离较远，使得电场线分布不均匀，从而直接造成了电场线的弯曲，这种电场线弯曲称为枕形失真。如果当前上导电层与下导电层的接触位置位于边缘，由于下导电层边缘处没有电场线分布，将无法根据上导电层输出的电压值来准确判断触摸点的位置。因此本发明实施例在下导电层的电阻层表面的每条边上布置至少3个电极，使得电极之间的距离较近，这样下导电层上的电场线分布更加均匀，从而在上导电层与下导电层的接触位置位
10于边缘时，也能够根据上导电层输出的电压来准确抖断I4^点助位置。
当然在对下导电层线性度要求不高的场合，也完全可以使用与通常情况下的下导电层一样的结构。
上述在上导电层上分区域仅为一种实施方式，如果在某些应用中，电阻式触摸屏屏体的上导电层用于分时施加电压，而下导电层用于输出接触位置的电压值，则上述分区域应该位于下导电层上。也就是说，上述区域划分针对电阻式触摸屏中仅用于输出接触点位置电压值的那一个导电层。
可见，本发明提供的电阻式触摸屏屏体，将电阻式触摸屏屏体中仅用于输出触摸点电压值的导电层划分为了至少两个相互绝缘的区域，并且每个区域中分布有一个电极。基于这种结构，当使用者按压不同区域中的位置时，不同区域中分布的电极将分别输出 一个针对触摸点位置的电压值，以供触摸屏控制器进行后续处理，这样就能够识别同时按压的至少两个触摸点。
其次，基于上述电阻式触摸屏屏体的结构，举出本发明电阻式触摸屏控制器的一种具体实施例。图10为本发明实施例中电阻式触摸屏控制器的结构示意图，该电阻式触摸屏控制器包括开关模块、中断模块、控制模块、模数转换模块和电源模块。其中开关模块、电源模块和控制模块的功能及其之间的连接关系，与通常情况下触摸屏控制器中的相同，以下仅结合具体应用场景简要说明。
开关模块包括与屏体下导电层上的电极数目相等的开关管，每个开关管具有两个连线端和一个控制端。每个与图示X方向左侧电极对应的开关管，其一个连线端连接电源模块，另一个连线端连接下导电层上的一个电极，每个与X方向右侧电极对应的开关管，其一个连线端接地，另一个连线端连接下导电层上的一个电极。每个与图示Y方向上侧电极对应的开关管，其一个连线端连接电源模块，另一个连线端连接下导电层上的一个电极，每个与Y方向下侧对应的开关管，其一个连线端接地，另一个连线端连接下导电层上的一个电极。所有开关管的控制端都与控制模块相连。
控制模块与每个开关管的控制端相连，为图示简洁，图10中并未示出控制模块与每个开关管控制端的连接关系，仅乐意性的将控糾模块连接到开关模块。控制模块还与触摸屏控制器所在应用系统中的微处理器相连。当控制模块接收到触摸屏控制器所在应用系统中的微处理器在接到中断模块发
送的中断信号后发送的指令时，分时控制闭合开关模块中X方向和Y方向的开关管，即在X方向和Y方向上分时施加电压。
由于本发明实施例中电阻式触摸屏屏体的上导电层上，包括了相互绝缘的至少两个区域，并且每个区域中都分布了一个电极，所以本发明实施例中触摸屏控制器中的中断模块和模数转换模块，与通常情况下触摸屏控制器中的中断模块及模数转换模块相比，连接关系发生了 一些变化。
中断模块与地相连，还分别与屏体上导电层上分布于每个区域中的电极、下导电层上的任意一个电极相连，其还具有一个内部电源。其中分布于每个区域中的电极均与内部电源连接，下导电层上的任意一个电极与中断模块的接地线连接。当使用者按压在上导电层的某个区域、导致该区域和下导电层接触时，中断模块的内部电源就可以与地形成通路，即中断模块可以通过检测当前是否形成上迷通路来检测当前是否发生了触摸事件。由于本发明实施例中的中断模块分别与上导电层上的每个电极分别相连，因此当使用者同时按压在上导电层的多个区域时，中断模块的内部电源通过任何一个区域中分布的电极都可以与地形成通路，因此只要中断模块通过一个上导电层上的电极检测到触摸事件，就向触摸屏控制器所在应用系统中的微处理器发送中断信号。
模数转换模块分别与上导电层上分布于每个区域中的电极相连，还与触摸屏控制器所在应用系统中的微控制器相连。模数转换模块接收微控制器发
送的携带预设执行顺序的指令，按照该预设执行顺序依次检查上导电层上分布于每个区域中的电极，将在X方向和Y方向分别获得的至少两个电压值按照 一定的规则转换为数字信号后输出给触摸屏控制器所在应用系统中的微处理器，供微处理器得出至少两个触摸点的坐标位置。
下面，结合上述触摸屏屏体和触摸屏控制器的结构，举出一个具体应用实例。在该应用实例中，屏体上导电层包括的区域形状沩矩形、大小相同且
相互绝缘，各个区域中分布的电极分别用Vinl Vin6标识；触摸屏控制器所 在的应用系统位于移动通话终端中，因此微控制器相当于移动通话终端的中 央处理器(CPU, Computer Process Unit)。图11为本应用实例中屏体结构 及当前触摸点的示意图。图11所示的下导电层的下方实际上还有显示屏(图 11并未示出)，此显示屏用于向使用者显示一个图形用户界面，该界面包 括指针或光标以及显示给使用者的其他信息。
如图ll所示，假设当前使用者同时按压上导电层中的6个区域，本发 明提供的电阻式触摸屏屏体和触摸屏控制器相互配合，按照如图12所示的 步骤执行工作流程
步骤1201:触摸屏控制器中的中断模块检测到当前有触摸事件，向微 处理器发送中断信号。
步骤1202:微处理器检测到中断信号后，向触摸屏控制器中的控制模 块和模数转换模块分别发送指令；其中发送给控制模块的指令指示控制模块
执行分时加电压的操作，发送给模数转换模块的指令中携带有预先设置好的 执行顺序，即指示模数转换模块应该按照怎样的顺序依次检查屏体上导电层 每个电极的输出。
步骤1203:触摸屏控制器中的控制模块在下导电层上的X方向施加电压。
步骤1204:触摸屏控制器中的模数转换模块依次检查上导电层上每个 电极，将上导电层上6个电极输出的电压值依次转换为数字信号输出给微处 理器。
步骤1205:触摸屏控制器中的控制模块在下导电层上的Y方向施加电 压。步骤1203和步骤1205还可以交换顺序执行。
步骤1206:触摸屏控制器中的模数转换模块依次检查上导电层上每个 电极，将上导电层上的6个电极输出的电压值转换为数字信号输出给微处理器。微处理器接收到触摸屏控制器中的模數幹换模块在X方向施加电压及 Y方向施加电压时分别输出的6个电压值后，得出6个按压位置的X坐标和 Y坐标，并将这6个点的位置显示到显示屏上供使用者观看。
上述预先设置好的执行顺序可以根据实际需要随时通过软件的方式改 变，如果上述预先设置好的执行顺序仅针对上导电层的某个或某些区域，则 触摸屏控制器将只检查指定区域中的电极，也就是说在上导电层包括多个区 域时，也可以指定其中某个或某些区域进行触摸。
在本应用实例中，使用者可以在图11所示的6个区域中同时进行手写 操作。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的 保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改 进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1、一种电阻式触摸屏屏体，包括第一导电层和第二导电层；其中在第一导电层上，与第二导电层相对的表面覆盖有电阻层，该表面的边缘分布有用于向电阻层施加电压的电极阵列；在第二导电层上，与第一导电层相对的表面边缘分布有用于输出第一导电层和第二导电层接触位置电压值的电极；其特征在于，所述第二导电层包括至少两个相互绝缘的区域；所述第二导电层上分布的电极的个数与所述区域的个数相同，且每个区域中分布有一个电极。
2、 如权利要求l所述的屏体，其特征在于，所述第一导电层为下导电层， 所述第二导电层为上导电层。
3、 如权利要求2所述的屏体，其特征在于，所述相互绝缘的区域包括一种 形状。
4、 如权利要求3所述的屏体，其特征在于，所述上导电层上与下导电层相 对的表面为矩形；所述区域的形状为直角三角形、个数为二十个，其中每两个 直角三角形组合成一个矩形，组合后的矩形两两对称分布在该上导电层表面的 对称轴两侧。
5、 如权利要求3所述的屏体，其特征在于，所述上导电层上与下导电层相 对的表面为矩形；所述区域的形状为矩形、个数为六个，其中每两个区域对称 分布在该上导电层表面的对称轴两侧。
6、 如权利要求2所述的屏体，其特征在于，所述相互绝缘的区域包括至少 两种形状。
7、 如权利要求6所述的屏体，其特征在于，所述上导电层上与下导电层相 对的表面为矩形；所述区域的形状包括等腰三角形、直角三角形和锯齿形；四个等腰三角形的区域两两对称分布在该上导电层表面的一条边上； 一个 等腰三角形的区域分布在另 一条相对的边的中心，另两个等腰三角形的区域对 称分布在该等腰三角形区域的两侧，两个直角三角形的区域对称分布在这两个等腰三角形区域的两侧；八个锯齿形的区域两两对称分布在该上导电层表面的中部。
8、 如权利要求2所述的屏体，其特征在于，下导电层上的电阻层表面为矩 形；所述电极阵列包括电阻层表面的每条边上均匀分布的至少3个电极。
9、 如权利要求8所述的屏体，其特征在于，所述电阻层表面平行的两条边 上分布的电极数相同、电极位置对应。
10、 一种用于控制权利要求1所述屏体的触摸屏控制器，该触摸屏控制器 包括开关模块、中断模块、电源模块、控制模块和模数转换模块；所述中断 模块和模数转换模块均与触摸屏控制器所在应用系统中的微控制器相连，其中 中断模块检测当前有触摸事件时，向触摸屏控制器所在应用系统中的微处理器 发送中断信号；其特征在于，所述中断模块和模数转换模块还与所述屏体第二导电层上分布于每个区域 中的电极相连；所述模数转换模块，检查所述屏体第二导电层上分布于每个区域中的电极， 将至少两个电极输出的电压值转换为数字信号输出给触摸屏控制器所在应用系 统中的微处理器，供所述微控制器得出至少两个触摸点的坐标位置。
11、 如权利要求IO所述的触摸屏控制器，其特征在于，所述开关模块中包 括与所述屏体第一导电层上电极个数相等的开关管。
12、 如权利要求10所述的触摸屏控制器，其特征在于，所述模数转换模块 进一步接收触摸屏控制器所在应用系统中的微控制器发送的携带预设执行顺序 的指令，按照所述预设执行顺序检查所述屏体第二导电层上分布于每个区域中 的电极。
13、 一种权利要求1所述屏体的多触摸点识别方法，其特征在于，该方法 包括触摸屏控制器检测到所述屏体上发生触摸事件；触摸屏控制器向所在应用系统中的微控制器发送中断信号，并接收所述微 控制器返回的携带预设执行顺序的指令；触摸屏控制器向所述屏体第一导电层分时施加相互垂直的两今坐标方向的 电压，并在每次施加电压时按照所述预设执行顺序，依次检查所述屏体第二导电层上每个区域中分布的电极，获取至少两个电极输出的电压值；触摸屏控制器将每次施加电压时获取的至少两个电极输出的电压值分别转 换为数字信号并输出给所述微控制器，供所述微控制器得出至少两个触摸点的 坐标位置。
全文摘要
本发明提供一种电阻式触摸屏屏体，包括第一导电层和第二导电层；其中在第一导电层上，与第二导电层相对的表面覆盖有电阻层，该表面的边缘分布有用于向电阻层施加电压的电极阵列；在第二导电层上，与第一导电层相对的表面边缘分布有用于输出第一导电层和第二导电层接触位置电压的电极；关键在于，所述第二导电层包括至少两个相互绝缘的区域；所述第二导电层上分布的电极的个数与所述区域的个数相同，且每个区域中分布有一个电极。本发明还提供了一种触摸屏控制器和一种多触摸点识别方法。应用本发明，能够识别同时按压的至少两个触摸点。
文档编号G06F3/045GK101655760SQ20081021011
公开日2010年2月24日 申请日期2008年8月21日 优先权日2008年8月21日
发明者卫 冯, 静 孔, 李奇峰, 云 杨, 纪传瑞 申请人:比亚迪股份有限公司