一种电容式触控屏的制作方法

专利名称：一种电容式触控屏的制作方法
技术领域：
本发明涉及触控屏，尤其涉及电容式触控屏。
技术背景
触摸是人类最重要的感知方式，是人与机器进行互动的最自然的方式。触控屏发 展至今已广泛用于个人计算机、智能电话、公共信息、智能家电、工业控制等众多领域。在目 前的触控领域，主要有电阻式触控屏、光电式触控屏、超声波式触控屏、平面电容式触控屏， 近年来投射电容式触控屏发展迅速。
电阻式触控屏仍是目前市场上的主导产品，但电阻式触控屏的双层基板的结构， 使得触控屏和显示面板层叠在一起使用时，触控屏的反光非常影响显示的亮度、对比度、色 饱和度等显示品质，使整个显示质量大大下降，而加大显示面板背光的亮度，还会使功耗大 涨；模拟式电阻触控屏还存在定位漂移的问题，不时要进行位置校准；另外，电阻式触控屏 电极接触的工作方式，又使得触控屏的寿命较短。
红外线式触控屏和超声波式触控屏不会影响显示质量。但红外线式触控屏和超声 波式触控屏成本高，水滴和尘埃都会影响触控屏工作的可靠性，特别是红外线式触控屏和 超声波式触控屏机构复杂、功耗大，使得红外线式触控屏和超声波式触控屏基本无法应用 在便携式产品上。
平面电容式触控屏的单层基板的结构，使得触控屏和显示面板层叠在一起使用 时，触控屏对显示质量的影响不大。但平面电容式触控屏也存在定位漂移的问题，不时要进 行位置校准；水滴也会影响触控屏工作的可靠性；特别是平面电容式触控屏功耗大、成本 高，也让平面电容式触控屏基本无法应用在便携式产品上。
投射电容式触控屏仍然可以是单层基板结构，也使得触控屏和显示面板层叠在一 起使用时，触控屏对显示质量的影响不大。但投射电容式触控屏是通过测量手指或其他触 控物对触控屏电极间耦合电容的影响，实际是通过测量手指或其他触控物对触控屏电极充 放电的影响，来探测手指或其他触控物在触控屏上的位置。定位点需要经过模拟计算，而 非真正的数字式触控屏。制造和使用环境中的分布电容都会影响触控屏工作的可靠性，显 示驱动信号及其他电信号的干扰都会影响触控屏的工作，水滴也会影响触控屏工作的可靠 性；另外，投射电容式触控屏对探测电极线的电阻值方面有较高要求，使得和显示面板层 叠在一起使用的投射电容式触控屏的探测电极线，不能只有如ITO样的低电导率透明电极 层，还要有如金属类的高电导率电极层，制做工艺复杂、成本高，特别是在大尺寸、甚至超大 尺寸触控屏方面成本过高。
目前的电容式触控屏，无论是平面电容式触控屏还是投射电容式触控屏，在与显 示屏重叠使用时，如果没有在显示屏与触控屏之间设置屏蔽层，显示屏上的显示信号或显 示状态，会通过显示屏与触控屏间的耦合电容对触控信号产生干扰，影响到触控屏工作的 可靠性。如果在显示屏与触控屏之间设置屏蔽层，屏蔽层有会减低触控屏的透射率影响显 示质量，还会带来成本的增加；如果不在显示屏与触控屏之间设置屏蔽层，而是以计算和甄别判断软件来消除显示的干扰，也会耗用相当的计算资源，使探测速度变慢成本增高。
电容式触控屏的另一个的弱点是，只可以用手指作为触控物来操作触控屏。当操 作者带上手套进行触控时，电容式触控屏的反应会变得非常迟钝，甚至不能正常工作，更不 可以用常规的非金属触控笔操作触控屏。
另外，电容式触控屏还存在着防水性能差的问题。触控屏上的水滴甚至是水气使 得电容式触控屏周边环境的介电系数发生变化，使得电容式触控屏的可靠性出现问题。发明内容
本发明就是为了提供一种技术解决方案，让电容式触控屏既可以排除显示对触控 探测的干扰，又可以让操作者带上手套顺利工作；既可以排除显示对触控探测的干扰，又可 以在潮湿或有水滴的环境下正常工作；实现电容式触控屏的高分辨率。
本发明的基本技术思路是在电容式触控屏或具有电容式触控屏的应用产品上建 立触控信号的回流电极，将用于探测触控信号变化的触控检测电极和触控回流电极分别连 接在触控激励源的不同输出端，在触控激励源、触控检测电极、触控回流电极、以及触控检 测电极与触控回流电极间的耦合电容间形成闭合的触控回路，从触控激励源流入触控检测 电极的触控信号再从触控回流电极流回触控激励源；再将触控系统与其他系统隔离开来， 防止不同系统间信号的串扰，让触控信号在封闭系统中流动；通过检测特定频率的或其他 特定特征的触控信号电流的变化来获取触控信息，从而防止其他信号或其他环境物质对触 控探测的干扰。
本发明的电容式触控屏基本工作原理是在触控板以绝缘层相间隔的不同层上分 别设置两组相交的触控电极组，触控电路具有触控激励源和触控信号检测电路；让触控屏 上的两条邻近的触控电极线分别连通触控激励源两个不同的输出端，一条作为触控检测电 极，一条作为触控回流电极。从触控激励源一个输出端流出的触控信号，经触控信号采样元 件流入与其相连的触控电极线上，经不同触控电极线间的耦合电容流入与检测触控电极所 连通的触控激励源不同输出端的触控电极线，再从与被检测的触控电极所连通的触控激励 源不同输出端流回到触控激励源，触控信号在闭合的触控回路上的流动。当人的手指或其 他触控物靠近或接触两条连通触控激励源不同输出端的触控电极线时，手指或其他触控物 改变了不同触控电极线间的耦合电容，耦合电容的改变让触控回路上触控信号的电流也相 应发生改变。触控电路以扫描方式顺序地让触控屏相邻的两条触控电极线连通触控激励源 两个不同的输出端，并同时触控信号检测电路检测输出端上触控信号电流的变化，找出触 控信号电流变化最大的或电流变化超过某阈值的触控电极线，从而找出手指或其他触控物 在触控板上的位置。
由于触控信号是在触控电路与触控板上的不同触控电极线间所形成的闭合回路 上流动，介电系数与空气介电系数不同的非金属触控物靠近或接触触控屏时，也可以改变 不同触控电极线间的耦合电容，造成触控回路上触控信号电流的变化，让通常的非金属触 控笔也可以用于操作电容式触控屏；金属触控物靠近或接触触控屏时，金属触控物改变了 不同触控电极线间耦合电容电极的有效耦合距离，从而改变了触控电极线间的耦合电容， 造成回路上触控信号电流的变化，让金属触控物也可以用于操作电容式触控屏。
由于触控信号是在触控电路与触控板上的不同触控电极线间所形成的闭合回路上流动，触控物改变不同触控电极线间的耦合电容，造成触控回路上触控信号电流的变化; 也就是只要改变回路内器件的特性和参数，就可以造成触控回路上触控信号电流的变化， 并不需要从触控屏的触控电极线上引走泄漏电流，来让触控信号检测电路获得触控信息。 这样就可以将触控系统(触控板和触控电路)与显示系统(包括显示屏、背光源及其驱动 电路)和与主机电路隔离开来，特别是将触控电路电源与触控屏重叠使用的显示电路电源 和与主机电源隔离开来；所谓隔离就是在触控电路与主机和与显示电路间设置隔离器，让 触控信号不能顺利地在两个电路间流动。这样，在触控屏与显示屏重叠使用时，触控信号就 无法从触控屏和触控电路上流入显示电路或主机电路再流回触控电路，避免触控屏、触控 电路与显示电路间和与主机电路间所存在的耦合对触控探测产生干扰。
触控屏上的触控信号回路使得，只有在触控物同时触及触控检测电极和触控回流 电极时，才会影响触控回路上触控信号电流的变化，减少了触控信号在触控屏各条触控电 极之间的串扰流动；并且可以同时对多条电极线施加触控激励信号，进一步地减少触控信 号的串扰流动，提高对被触电极判断的准确性，实现空间数字化的电容式触控屏。将触控电 极线做得足够细密，触控屏上的触控回路在空间上就非常细小，实现高精度的电容式触控 屏。以检测各条电极线上触控信号变化量的相对值来确定被触电极线，可以降低对电极线 的电阻值方面的要求，实现大尺寸、甚至超大尺寸的电容触控屏。
当触控屏的表面落有水滴时，由于水的介电系数比空气的介电系数大很多，有水 滴处触控电极间的耦合电容就会发生变化，从而改变触控信号电流的大小，造成触控电路 误判为操作者的触控。为避免误判的产生，在手持式应用产品外壳体上设置电极，并选择外 壳体上的电极为触控回流电极，操作者持握应用产品手掌接触产品外壳体，手指靠近或触 摸触控屏时，手指与触控电极线间形成耦合电容，电极线上的触控激励信号就会通过此耦 合电容部分流入手指，通过持握应用产品的手掌流入应用产品外壳体上的触控回流电极， 再从触控回流电极流回到触控激励源，形成触控信号在闭合回路上的流动。触控屏表面的 水滴并不会造成触控电极与应用产品外壳体上触控回流电极间的连接，就无法形成触控激 励源、触控检测电极和触控回流电极的闭合回路，也就不会影响到触控电路对触控信号的 判断。
本发明的技术问题通过以下的技术方案予以解决
一种电容式触控屏，包括触控基板和触控电路，触控电路具有触控激励源和触控 信号检测电路，触控基板上设置有触控电极组；触控基板上设置有不少于两组触控电极时， 各组触控电极设置在不同的触控基板上或以绝缘层相隔离设置在同一触控基板上；触控基 板设置在应用产品上，应用产品具有显示系统(包括显示屏及其驱动电路、背光源及其驱 动电路)；触控激励源的第一输出端用于在检测时段的至少部分时刻对连接的电极线施加 触控信号；触控信号检测电路用于在检测时段的至少部分时刻选择其中至少部分电极线为 触控检测电极，来探测该部分电极线是否被触碰；所述触控检测电极是指在对该电极施加 有触控信号的同时，还检测流经该电极触控信号变化的电极；触控电路在选择部分电极为 检测电极的同时，还选择触控基板的部分电极线为触控回流电极；所述触控回流电极是指， 在对触控检测电极施加触控信号并检测流经其触控信号变化的时刻，连通于触控激励源的 第二输出端或连通于另一触控激励源，为检测电极上的触控信号提供回流通路的触控电 极。
另一种方案是一种电容式触控屏，包括触控基板和触控电路，触控电路具有触控 激励源和触控信号检测电路，触控基板上设置有触控电极组；触控基板上设置有不少于两 组的触控电极时，各组触控电极设置在不同的触控基板上或以绝缘层相隔离设置在同一触 控基板上；触控基板设置在应用产品上，应用产品具有显示系统(包括显示屏及其驱动电 路、背光源及其驱动电路)；触控激励源的第一输出端用于在检测时段的至少部分时刻对 连接的电极线施加触控信号；触控信号检测电路用于在检测时段的至少部分时刻选择其中 至少部分电极线为触控检测电极，来探测该部分电极线是否被触碰；所述触控检测电极是 指在对该电极施加有触控信号的同时，还检测流经该电极触控信号变化的电极；应用产品 外壳体上设置有电极；触控电路选择应用产品外壳体上的电极为触控回流电极；所述触控 回流电极是指，在对触控检测电极施加触控信号并检测流经其触控信号变化的时刻，连通 于触控激励源的第二输出端或连通于另一触控激励源，为检测电极上的触控信号提供回流 通路的触控电极。
本发明的技术问题通过以下的技术方案进一步予以解决
根据本发明的另一个具体方面，所述触控回流电极是部分的或所有的与触控检测 电极不相交的电极线，或是部分的或所有的与触控检测电极相交的电极线，或是部分的或 所有的与触控检测电极相交的和不相交的电极线。
根据本发明的另一个具体方面，所述与触控检测电极不相交的触控回流电极是与 触控检测电极相邻的一侧或两侧的电极线。
根据本发明的另一个具体方面，所述触控基板是挠性的或硬性的透明基板。
根据本发明的另一个具体方面，所述触控基板与平板显示屏合用基板。
根据本发明的另一个具体方面，所述触控电极是显示屏电极。
根据本发明的另一个具体方面，所述触控基板上连接触控电路的电极线设置于触 控基板的触摸面或非触摸面。
根据本发明的另一个具体方面，所述触控基板上除具有连接触控电路的电极线 外，还具有不连接触控电路的电极。
根据本发明的另一个具体方面，所述触控电路同时对触控基板上的多条触控检测 电极进行触控探测。
根据本发明的另一个具体方面，所述触控基板上多条触控检测电极是并联在一起 进行检测的。
根据本发明的另一个具体方面，所述触控基板上多条触控检测电极是分别独立进 行检测的。
根据本发明的另一个具体方面，所述多条独立检测的触控检测电极所连通的触控 激励源输出端是不同的。
根据本发明的另一个具体方面，所述触控检测电极与触控回流电极所连通的同一 触控激励源不同输出端上的或不同触控激励源输出端上的触控信号是不同的。
根据本发明的另一个具体方面，所述触控信号的不同是指触控信号的幅值、相位、 频率中至少一项不同。
根据本发明的另一个具体方面，所述连通不同电极线的同一触控激励源不同输出 端或不同触控激励源输出端中，至少有一个输出端连通触控电路的接地端。
根据本发明的另一个具体方面，所述触控电路与应用产品的主机电路和显示系统 之间，或触控电路电源与应用产品的主机电路电源和显示系统电源之间，或触控电路的触 控激励源与应用产品的主机电路电源和显示系统电源之间，设置有信号隔离器件；所述信 号隔离器件是触控信号的高阻器件。
根据本发明的另一个具体方面，所述触控基板上的触控电极是一组不交的电极 线，触控电路通过比较不同电极线上触控信号变化的大小确定被触电极，以流经被触电极 上触控信号变化的大小定位触摸点在被触电极上的位置。
根据本发明的另一个具体方面，所述触控基板上的触控电极是一组不交的电极 线，不同电极线在不同方向具有引出端，取不同方向引出端的电极线为检测电极；触控电路 通过比较不同触控电极线上触控信号变化的大小确定被触电极，通过比较不同方向引出端 的检测电极上触控信号变化的大小定位触摸点在被触电极上的位置。
根据本发明的另一个具体方面，所述不交的电极线是折线。
本发明与现有技术对比的有益效果是
本发明的技术解决方案，在触控屏或具有触控屏的应用产品上建立了触控信号的 回流电极，在触控电路和触控电极间形成触控信号的闭合回路，再将触控系统与其他系统 隔离开来，降低了不同系统间信号的串扰，防止了其他信号特别是显示信号对触控探测的影响。
本发明的技术解决方案，触控电路和触控屏上的触控电极间形成了触控信号的闭 合回路，触控物改变不同电极线间的耦合电容，让操作者带上手套也可以顺利工作，让非金 属笔和金属笔都可以操作触控屏。触控屏上的触控信号回路，还减少了触控信号在触控屏 各条触控电极之间的串扰流动，提高对被触电极判断的准确性，实现空间数字化的电容式 触控屏。
本发明的技术解决方案，在应用产品外壳体上设置触控回流电极，在触控电路、触 控屏上的触控电极和外壳体触控回流电极间建立触控信号的闭合回路，避免了水滴对触控 电路判断触控信号产生的影响。


图1是本发明具体实施方式
一和方式二的电气连接示意图2是本发明具体实施方式
三的电气连接示意图3是本发明具体实施方式
四的电气连接示意图4是本发明具体实施方式
五的电气连接示意图5是本发明具体实施方式
六的电气连接示意图6是本发明具体实施方式
七的电气连接示意图7是本发明具体实施方式
八的电气连接示意图8是本发明具体实施方式
九的电气连接示意图。
具体实施方式
以下各附图中的连接线并不只代表单线连接，也代表多线的连接关系。
具体实施方式
一
如图Ia所示的电容式触控屏100，包括触控板110和触控电路140等。触控板 110上设置有两组以绝缘层相间隔的相互正交的行电极组120(有行电极线121、122、…、 12i-2、12i-l、12i、12i+l、12i+2、"、12m)和列电极组 130(有列电极线 131、132、···、13」_2、 13j-l、13j、13j+l、13j+2、…、13η)。触控电路140具有触控激励源150和触控信号检测电 路160。触控激励源150的触控信号频率选择在IOOKHz或以上。触控信号检测电路160是 由信号检测通道161、数据采样通道162、数据处理和时序控制器163组成；信号检测通道 161具有触控信号采样元件1611、缓冲器1612、差分放大电路1613等；数据采样通道162具 有模数转换电路；数据处理和时序控制电路163是具有数据运算能力、数据输出输入接口 的中央处理器(CPU、MCU)，中央处理器具有控制软件、数据处理软件。
触控电路140的触控信号检测电路160选择行电极组120中的电极线12i为检测 电极，让电极线12i通过触控信号采样元件1611与触控激励源150的输出端151连通，触 控信号检测电路160的其他电路连接触控信号采样元件1611的两端；让行电极组120中的 电极线12i-l和12i+l都与触控激励源150的输出端152连通，作为触控信号的回流电极； 再通过电极线12i与电极线12i-l间的耦合电容C^1、与电极线12i+l间的耦合电容Ci+1，形 成触控信号的闭合触控回路；让行电极组120中所有其余的行电极线和列电极组130的所 有列电极线也都与触控激励源150的输出端151连通。从触控激励源输出端151流出的触 控信号，经触控信号采样元件1611流入行电极线12i上，经电极线12i与电极线12i-l间 的耦合电容C^1流入电极线12i-l、经电极线12i与电极线12i+l间的耦合电容Cw流入电 极线12i+l，再从电极线12i-l和12i+l流回触控激励源输出端152，触控信号在闭合的触 控回路上的流动，等效电路如图Ib所示。
当作为触控物170的人的手指靠近或接触行电极线12i时，由于手指具有一定的 宽度，同时也就触及到行电极线12i-l和行电极线12i+l，人体的介电系数远大于空气的介 电系数，使得耦合电容。和Cw的容值增大容抗减小，触控回路上触控信号的电流相应变 大，等效电路如图Ic所示。当手指靠近或接触非12i、12i-l和12i+l的其他行电极线的位 置时，虽然也会使得行电极线之间、行电极线和列电极线之间的耦合电容都发生改变，但由 于在所触位置上，各电极所连通触控激励源150的输出端都是同一输出端151，流经触控信 号采样元件1611上触控信号电流的变化就非常小。
触控电路140以扫描方式，顺序地让触控屏100各电极线通过触控信号采样元件 1611连通触控激励源150的输出端151，同时使其两侧相邻的触控电极线连通触控激励源 150的输出端152，让所有其余的电极线也连通触控激励源150的输出端151，同时触控信号 检测电路160检测流经触控信号采样元件1611上触控信号电流的变化，找出触控信号电流 变化最大的并超过某阈值的触控电极线为被触电极线；以行电极组120中的被触电极线和 列电极组130中的被触电极线的交叉位置为手指的触控位置。
判断被触电极线的条件，也可只以检测到流经的触控信号变化量超过某设定阈值 的电极线为被触电极线，让电容式触控屏100允许同时多点触控。
由于触控信号是在触控电路140与触控板110上的不同触控电极线间所形成的闭 合回路上流动，触控物170以介电系数与空气介电系数不同的非金属物体靠近或接触触控 屏100时，也是可以改变相邻触控电极线间的耦合电容C^1和Ci+1，造成触控回路上触控信 号电流的变化，让非金属触控物(如通常的触控笔)也可以用于操作电容式触控屏100 ；触控物170以金属物体靠近或接触触控屏100时，金属物体改变了相邻触控电极线间的有效 耦合距离，从而改变了触控电极线间的耦合电容C^1和Ci+1，造成回路上触控信号电流的变 化，让金属触控物(如金属触控笔)也可以用于操作电容式触控屏100。
也可以在检测时段中，让行电极组120中的行电极线12i通过触控信号采样元件 1611与触控激励源150的输出端151连通，触控信号检测电路160的其他电路连接触控信 号采样元件1611的两端；让行电极组120中所有其余的行电极线(包括行电极线12i-l和 12 +1)都与触控激励源150的输出端152连通，作为触控信号的回流电极；让列电极组130 的所有列电极线都直接与触控激励源150的输出端151连通。触控物170靠近或接触行电 极线12i时，同样会使得耦合电容Cp1和Cw的改变，通过检测流经触控信号采样元件1611 上触控信号电流的变化，可找出被触电极线。
也可以在检测时段中，让行电极组120中的行电极线12i通过触控信号采样元件 1611与触控激励源150的输出端151连通，触控信号检测电路160的其他电路连接触控信 号采样元件1611的两端；让行电极组120中所有其余的行电极线(包括行电极线12i-l和 12 +1)都与触控激励源150的输出端152连通；让列电极组130的所有列电极线也都与触 控激励源150的输出端152连通。触控物170靠近或接触行电极线12i时，同样会使得耦 合电容C^1和Cw的改变，通过检测流经触控信号采样元件1611上触控信号电流的变化，可 找出被触电极线。
也可以在检测时段中，行电极线12i通过触控信号采样元件1611与触控激励源 150的输出端151连通，触控信号检测电路160的其他电路连接触控信号采样元件1611的 两端；让行电极组120中所有其余的行电极线也与触控激励源150的输出端151连通，让列 电极组130的所有列电极线都与触控激励源150的输出端152连通，作为触控信号的回流 电极。触控物170靠近或接触行电极线12i时，会使得行电极线12i和列电极组130之间 的耦合电容都发生改变，通过检测流经触控信号采样元件1611上触控信号电流的变化，可 找出被触电极线。
也可以在检测时段中，行电极线12i通过触控信号采样元件1611与触控激励源 150的输出端151连通，触控信号检测电路160的其他电路连接触控信号采样元件1611的 两端；让行电极组120中所有其余的行电极线也与触控激励源150的输出端151连通，让 列电极组130中的电极线131、132、…、13j-l也都与触控激励源150的输出端151连通； 让列电极组130中的电极线13 j、…、13η都与触控激励源150的输出端152连通，作为触 控信号的回流电极。触控物170靠近或接触行电极线12i位于列电极线131到13j-l之间 的部分时，虽然会使得电极线12i与电极线12i-l、12i+l之间的耦合电容都发生改变，也会 使行电极线12i和列电极组130之间的耦合电容都发生改变，但由于在所触位置上，各电极 所连通触控激励源150的输出端都是同一输出端151，流经触控信号采样元件1611上触控 信号电流的变化非常小；触控物170靠近或接触行电极线12i位于列电极线13 j到13η之 间的部分时，会使得行电极线12i和列电极组130之间的耦合电容都发生改变，在所触位置 上，行电极线12i与列电极线13j、…、13η所连通触控激励源150的输出端是不相同的，流 经触控信号采样元件1611上触控信号电流的变化较大；通过检测流经触控信号采样元件 1611上触控信号电流的变化，可找出被触电极线。
具体实施方式
二
如图Ia所示的电容式触控屏100，包括触控板110和触控电路140等。触控板 110上设置有两组以绝缘层相间隔的相互正交的行电极组120(有行电极线121、122、…、 12i-2、12i-l、12i、12i+l、12i+2、"、12m)和列电极组 130(有列电极线 131、132、···、13」_2、 13j-l、13j、13j+l、13j+2、…、13η)。触控电路140具有触控激励源150和触控信号检测电 路160。触控激励源150的触控信号频率选择在IOOKHz或以上。触控信号检测电路160是 由信号检测通道161、数据采样通道162、数据处理和时序控制器163组成；信号检测通道 161具有触控信号采样元件1611、缓冲器1612、差分放大电路1613等；数据采样通道162具 有模数转换电路；数据处理和时序控制电路163是具有数据运算能力、数据输出输入接口 的中央处理器(CPU、MCU)，中央处理器具有控制软件、数据处理软件。
触控电路140的触控信号检测电路160，让行电极组120中的电极线12i与触控 激励源150的输出端152连通，作为触控信号的回流电极；选择行电极组120中的电极线 12 -1和12 +1为检测电极，让电极线12 -1和12 +1都通过触控信号采样元件1611与触 控激励源150的输出端151连通，触控信号检测电路160的其他电路连接触控信号采样元 件1611的两端；再通过电极线12i-l与电极线12i间的耦合电容Cg、电极线12i+l与电 极线12i间的耦合电容Ci+1，形成触控信号的闭合触控回路；让行电极组120中所有其余的 行电极线和列电极组130的所有列电极线都直接与触控激励源150的输出端152连通。从 触控激励源输出端151经触控信号采样元件1611流入行电极线12i-l和12i+l的触控信 号，一部分经电极线12i-l与电极线12i间的耦合电容Ch流入电极线12i、经电极线12i+l 与电极线12i间的耦合电容Cw也流入电极线12i，再从电极线12i流回触控激励源输出 端152 ；另一部分经行电极线12i-l和12i+l与列电极线间的耦合电容流入列电极线，再从 列电极线流回触控激励源输出端152，触控信号在闭合的触控回路上的流动，等效电路如图 Id所示。
当作为触控物170的人的手指靠近或接触行电极线12i时，由于手指具有一定的 宽度，同时也就触及到行电极线12i-l和行电极线12i+l，人体的介电系数远大于空气的介 电系数，使得耦合电容。和Cw的容值增大容抗减小，触控回路上触控信号的电流相应变 大，等效电路如图Ie所示。
触控电路140以扫描方式，顺序地让触控屏100各电极线连通触控激励源150的 输出端151，同时使其两侧相邻的触控电极线通过触控信号采样元件1611连通触控激励源 150的输出端152，让所有其余的电极线也连通触控激励源150的输出端152，同时触控信号 检测电路160检测流经触控信号采样元件1611上触控信号电流的变化，找出触控信号电流 变化最大的并超过某阈值的触控电极线为被触电极线；以行电极组120中的被触电极线和 列电极组130中的被触电极线的交叉位置为手指的触控位置。
判断被触电极线的条件，也可只以检测到流经的触控信号变化量超过某设定阈值 的电极线为被触电极线，让电容式触控屏100允许同时多点触控。
由于触控信号是在触控电路140与触控板110上的不同触控电极线间所形成的闭 合回路上流动，触控物170以介电系数与空气介电系数不同的非金属物体靠近或接触触控 屏100时，也是可以改变相邻触控电极线间的耦合电容Ch和Ci+1，造成触控回路上触控信 号电流的变化，让非金属触控物(如通常的触控笔)也可以用于操作电容式触控屏100 ；触 控物170以金属物体靠近或接触触控屏100时，金属物体改变了相邻触控电极线间的有效11耦合距离，从而改变了触控电极线间的耦合电容CV1和Ci+1，造成回路上触控信号电流的变 化，让金属触控物(如金属触控笔)也可以用于操作电容式触控屏100。
也可以在检测时段中，让行电极组120中的行电极线12i_2、12i和12i+2都与触 控激励源150的输出端151连通，作为触控信号的回流电极；让行电极线12i-l和12i+l都 通过触控信号采样元件1611与触控激励源150的输出端152连通，触控信号检测电路160 的其他电路连接触控信号采样元件1611的两端；让行电极组120中所有其余的行电极线 和让列电极组130的所有列电极线也都与触控激励源150的输出端152连通。触控物170 靠近或接触行电极线12i时，同样会使得电极线12i-2与电极线12i-l之间的耦合电容、电 极线12i-l与电极线12i之间的耦合电容、电极线12i与电极线Ui+Ι之间的耦合电容、电 极线12i+l与电极线12i+2之间的耦合电容都发生改变，通过检测流经触控信号采样元件 1611上触控信号电流的变化，可找出被触电极线。
具体实施方式
三
如图2所示的电容式触控屏的应用产品200，包括透明触控板210、触控电路M0、 显示系统和主机电路280等。触控板210上设置有两组以绝缘层相间隔的相互正交的行电 极组220(有行电极线221、222、…、22i_l、22i、22i+l、…、22m)和列电极组230(有列电 极线231、232、…、23j-l、23j、23j+l、…、23η)。触控电路240具有触控激励源250和触 控信号检测电路260。触控激励源250的输出端口为251和252，触控激励源250的触控信 号频率选择在IOOKHz ；触控信号检测电路260是由信号检测通道沈1、数据采样通道沈2、 数据处理和时序控制器263组成；信号检测通道261具有触控信号采样元件沈11、缓冲器 2612和沈13、信号滤波器沈14、差分放大电路沈15等，其中信号滤波器沈14具有阻止频率 非IOOKHz信号通过的能力；数据采样通道262具有模数转换电路；数据处理和时序控制电 路263是具有数据运算能力、数据输出输入接口的中央处理器(CPU、MCU)，中央处理器具有 控制软件、数据处理软件。显示系统具有显示屏271、显示驱动电路272、背光源273、背光源 驱动电路274和显示系统电源275等。透明触控板210紧靠在显示屏271的正面上，背光 源273也紧靠显示屏271的背面。主机电路280具有主机电源281等。
触控电路240的触控信号检测电路260选择行电极组220中的电极线22i为检测 电极，让电极线22i通过触控信号采样元件沈11与触控激励源250的输出端251连通，触 控信号检测电路260的缓冲器沈12和沈13连接触控信号采样元件沈11的两端，信号滤波 器沈14连接缓冲器沈12和沈13、差分放大电路沈15连接信号滤波器沈14 ；让行电极组 220中的电极线22i-l和22i+l都与触控激励源250的输出端252连通，作为触控信号的 回流电极；再通过电极线22i与电极线22i-l间的耦合电容C^1、与电极线22i+l间的耦合 电容Ci+1，形成触控信号的闭合触控回路；让行电极组220中所有其余的行电极线和列电极 组230的所有列电极线都直接与触控激励源250的输出端251连通。主机电源281连接显 示系统的显示系统电源275，显示系统电源275连接显示驱动电路272和背光源驱动电路 274，显示驱动电路272和背光源驱动电路274分别连接显示屏271和背光源273。触控电 路240触控激励源250的电源端和触控信号检测电路沈0的电源端通过两个电感元件241 和242连接主机电源；触控信号检测电路260的数据处理和时序控制器263连接数据采 样通道沈2，数据采样通道262连接信号检测通道；信号检测通道的触控信号采样 元件沈11连接在触控激励源250和触控板210的电极线之间，信号检测通道内差分放大电路沈15通过信号滤波器沈13连接缓冲器沈12和沈13、缓冲器沈12连接在触控信号 采样元件沈11连接触控板210电极线的端点，缓冲器沈13连接在触控信号采样元件沈11 连接触控激励源250的端点；数据处理和时序控制器沈3同时连接主机电路观0。
当人的手指290靠近或接触行电极线22i时，由于手指290具有一定的宽度，同时 也就触及到行电极线22i-l和行电极线22i+l，人体的介电系数远大于空气的介电系数，使 得耦合电容C^1和Cw的容值增大容抗减小，触控回路上触控信号的电流相应变大。通过检 测流经触控信号采样元件上触控信号电流的变化，可找出被触电极线。
由于触控板210是紧靠在显示屏271上，触控板210上的各电极线也与显示屏271 的电极间存在耦合电容CTD。触控激励源250输出到触控板210电极线上的触控信号，具有 通过耦合电容Ctd流入显示屏271电极、再流入显示系统电源275、再流入主机电源、再 从主机电源281流回触控激励源250的倾向；但由于在触控电路240与主机电源的连 接线上设置有电感元件241和M2，使得较高频的触控信号不能顺利通过；触控信号在触控 激励源250、触控板210电极线和显示屏271间不能获得通畅的回路，就防止了触控信号在 触控系统和显示系统间串流，避免触控屏与显示屏间的耦合电容对触控探测产生干扰；同 时，信号检测通道261内的信号滤波器沈14也阻止了其他非IOOKHz干扰信号的通过，进一 步降低了干扰信号对触控探测的影响。
上述信号检测通道的触控信号采样元件沈11连接在触控激励源250和触控 板210的电极线之间，信号检测通道内差分放大电路沈15通过信号滤波器沈14连接 缓冲器2612和沈13、缓冲器2612连接在触控信号采样元件沈11连接触控板210电极线的 端点，缓冲器2613连接在触控信号采样元件沈11连接触控激励源250的端点。触控信号 采样元件连接触控激励源250的端点是信号检测通道261的信号测量参考点，而这个 信号测量参考点也可以选择在其他位置，也就是缓冲器2613可连接如触控电路240的接地 端、或主机电路观0的接地端、或专设的比较电路中的某一端，以获得更好的测量效果。
具体实施方式
四
如图3所示的电容式触控屏的应用产品300，包括透明触控板310、触控电路340、 显示系统和主机电路380等。触控板310上设置有两组以绝缘层相间隔的相互正交的行电 极组320(有行电极线321、322、...、32i_l、32i、32i+l、...、32m)和列电极组330(有列电极 线331、332、...、33j-l、33j、33j+l、...、33n)。触控电路340具有触控激励源350和触控信 号检测电路360。触控激励源350的输出端口为351和352，触控激励源350的触控信号频 率选择在400KHz ；触控激励源350的输出端口具有对400KHz频率信号的选通滤波器353 ； 触控信号检测电路360是由信号检测通道361、数据采样通道362、数据处理和时序控制器 363组成；信号检测通道361具有触控信号采样元件3611、缓冲器3612和3613、差分放大电 路3614等；数据采样通道362具有模数转换电路；数据处理和时序控制电路363是具有数 据运算能力、数据输出输入接口的中央处理器(CPU、MCU)，中央处理器具有控制软件、数据 处理软件。显示系统具有显示屏371、显示驱动电路372、背光源373、背光源驱动电路374 和显示系统电源375等。透明触控板310紧靠在显示屏371上，背光源373也紧靠显示屏 371的背面。主机电路380具有主机电源381等。
触控电路340的触控信号检测电路360选择行电极组320中的电极线32i为检测 电极，让电极线32i通过触控信号采样元件3611与触控激励源350的输出端351连通，触控13信号检测电路360的其他电路连接触控信号采样元件3611的两端；让行电极组320中的电 极线32i-l和32i+l都经过选通滤波器353与触控激励源350的输出端352连通，作为触 控信号的回流电极；再通过电极线32i与电极线32i-l间的耦合电容C^1、与电极线32i+l 间的耦合电容Ci+1，形成触控信号的闭合触控回路；让行电极组320中所有其余的行电极线 和列电极组330的所有列电极线都直接与触控激励源350的输出端351连通。显示系统的 显示系统电源375通过两个电感元件376和377连接主机电源381，显示系统电源375连接 显示驱动电路372和背光源驱动电路374，显示驱动电路372和背光源驱动电路374分别连 接显示屏371和背光源373。主机电源381连接触控电路340触控激励源350的电源端和 触控信号检测电路360的电源端；触控信号检测电路360的数据处理和时序控制器363连 接数据采样通道362，数据采样通道362连接信号检测通道361 ；信号检测通道361内差分 放大电路3614连接缓冲器3612和3613，缓冲器3612和3613连接触控信号采样元件3611 的两端，信号检测通道361的触控信号采样元件3611连接在触控激励源350和触控板310 的电极线之间；数据处理和时序控制器363同时连接主机电路380。
当人的手指390靠近或接触行电极线32i时，由于手指390具有一定的宽度，同时 也就触及到行电极线32i-l和行电极线32i+l，人体的介电系数远大于空气的介电系数，使 得耦合电容C^1和Cw的容值增大容抗减小，触控回路上触控信号的电流相应变大。通过检 测流经触控信号采样元件3611上触控信号电流的变化，可找出被触电极线。
由于触控板310是紧靠在显示屏371上，触控板310上的各电极线也与显示屏371 的电极间存在耦合电容CTD。触控激励源350输出到触控板310电极线上的触控信号，具有 通过耦合电容CTD流入显示屏371电极、再流入显示系统电源375、再流入主机电源381、再 从主机电源381流回触控激励源350的倾向；但由于在显示系统电源375与主机电源381 的连接线上设置有电感元件376和377，使得较高频的触控信号不能顺利通过；触控信号 在触控激励源350、触控板310电极线和显示屏371间不能获得通畅的回路，就防止了触控 信号在触控系统和显示系统间串流，避免触控屏与显示屏间的耦合电容对触控探测产生干 扰；同时，触控回路内的选通滤波器353也阻止了其他非400KHz的干扰信号通过，进一步降 低了干扰信号对触控探测的影响。
具体实施方式
五
如图4所示的电容式触控屏的手持式应用产品400，包括透明触控板410、触控电 路440、显示系统、主机电路480和外壳体490等。触控板410上设置有两组以绝缘层相间 隔的相互正交的行电极组420(有行电极线421、422、…、42i_l、42i、42i+l、...、42m)和列 电极组430(有列电极线431、432、…、43j_l、43j、43j+l、…、43η)。触控电路440具有触 控激励源450和触控信号检测电路460。触控激励源450的触控信号频率选择在IOOKHz或 以上；触控信号检测电路460是由信号检测通道461、数据采样通道462、数据处理和时序 控制器463组成；信号检测通道461具有触控信号采样元件4611、缓冲器4612和4613、差 分放大电路4614等；数据采样通道462具有模数转换电路；数据处理和时序控制电路463 是具有数据运算能力、数据输出输入接口的中央处理器(CPU、MCU)，中央处理器具有控制软 件、数据处理软件。显示系统具有显示屏471、显示驱动电路472、背光源473、背光源驱动电 路474和显示系统电源475等。透明触控板410紧靠在显示屏471的正面上，背光源473 也紧靠显示屏471的背面。主机电路480具有主机电源481等。外壳体490上设置有电极14491。
主机电源481连接显示系统470的显示系统电源475，显示系统电源475连接显示 驱动电路472和背光源驱动电路474，显示驱动电路472和背光源驱动电路474分别连接显 示屏471和背光源473。触控电路440触控激励源450的电源端和触控信号检测电路460 的电源端通过两个电感元件441和442连接主机电源481。触控信号检测电路460的数据 处理和时序控制器463连接数据采样通道462，数据采样通道462连接信号检测通道461 ； 信号检测通道461内的差分放大电路4614连接缓冲器4612和4613，缓冲器4612和4613 连接触控信号采样元件4611的两端，信号检测通道461的触控信号采样元件4611连接在 触控激励源450和触控板410的电极线之间；数据处理和时序控制器463同时连接主机电 路 480。
触控电路440的触控信号检测电路460选择行电极组420中的电极线42i为检测 电极，让电极线42i通过触控信号采样元件4611与触控激励源450的输出端451连通，触控 信号检测电路460的其他电路连接触控信号采样元件4611的两端；让行电极组420中所有 其余的行电极线和列电极组430的所有列电极线都直接与触控激励源450的输出端451连 通；以外壳体490上的电极491作为触控信号的回流电极，让电极491与触控激励源450的 输出端452连通；当人的手指4100靠近或接触行电极线42i时，手指4100与行电极线42i 间产生一个耦合电容Ci,触控激励源450输出到行电极线42i上的触控激励信号就会通过 此耦合电容Ci流入手指，再通过持握产品的手掌流入产品外壳体上的回流电极491，再从回 流电极491流回到触控激励源450 ；由触控激励源、触控板电极线、手指与电极线间的耦合 电容、外壳体上的回流电极组成触控回路。通过检测流经触控信号采样元件4611上触控信 号电流的变化，可找出被触电极线。
由于触控板410是紧靠在显示屏471上，触控板410上的各电极线也与显示屏471 的电极间存在耦合电容CTD。触控激励源450输出到触控板410电极线上的触控信号，具有 通过耦合电容Ctd流入显示屏471电极、再流入显示系统电源475、再流入主机电源481、再 从主机电源481流回触控激励源450的倾向；但由于在触控电路440与主机电源481的连 接线上设置有电感元件441和442，使得较高频的触控信号不能顺利通过；触控信号在触控 激励源450、触控板410电极线和显示屏471间不能获得通畅的回路，就防止了触控信号在 触控系统和显示系统间串流，避免触控屏与显示屏间的耦合电容对触控探测产生干扰。
当触控板410的表面落有水滴时，触控板410表面的水滴并不会造成触控板电极 线与产品外壳体490上电极491间的连接，就无法形成触控板电极线、触控板表面水滴、外 壳体电极、触控激励源的触控信号回路。只有持握应用产品的操作者的手指触控触控板时， 才会形成触控激励源、触控板电极线、手指与电极线间的耦合电容、外壳体上的回流电极组 成的触控信号回路。触控板410表面的水滴也就不会影响到触控电路对触控信号的判断。
具体实施方式
六
如图5所示的触控式平板显示器500，包括显示屏510、显示驱动电路MO、触控电 路550和显示/触控信号选通电路560等。显示屏510上设置有两组以绝缘层相间隔的相 互正交的行电极组520(有行电极线521、522、…、52i_l、52i、52i+l、...、52m)和列电极组 530(有列电极线531、532、...、53j_l、53j、53j+l、...、53n)。触控电路550具有触控激励源 570和触控信号检测电路580。触控信号检测电路580是由信号检测通道581、数据采样通道582、数据处理和时序控制器583组成；信号检测通道581具有触控信号采样元件5811、 缓冲器5812和5813、差分放大电路5814等；数据采样通道582具有模数转换电路；数据处 理和时序控制电路583是具有数据运算能力、数据输出输入接口的中央处理器(CPU、MCU)， 中央处理器具有控制软件、数据处理软件。显示驱动电路540和触控电路550通过显示/ 触控信号选通电路560连接到显示屏510 ；显示/触控信号选通电路560或让显示驱动电 路540与显示屏510连通、或让触控电路550与显示屏510连通。
在显示时段，显示/触控信号选通电路560让显示驱动电路540与显示屏510连 通，向显示屏510传输显示驱动信号，显示屏510处于显示状态。
在检测时段，显示/触控信号选通电路560让触控电路550与显示屏510连通，向 显示屏510传输触控信号，显示屏510处于触控探测状态。在检测时段中的某一时刻，触控 电路阳0的触控信号检测电路580选择行电极组520中的电极线52i为检测电极，让电极 线52i通过触控信号采样元件5811与触控激励源570的输出端571连通，触控信号检测电 路580的其他电路连接触控信号采样元件5811的两端；让行电极组520中的电极线52i_l 和52i+l都与触控激励源570的输出端572连通，作为触控信号的回流电极；再通过电极线 52 与电极线52i-l间的耦合电容C^1、与电极线52i+l间的耦合电容Ci+1，形成触控信号的 闭合触控回路；让行电极组520中所有其余的行电极线和列电极组530的所有列电极线也 都与触控激励源570的输出端571连通。从触控激励源输出端571流出的触控信号，经触控 信号采样元件5811流入行电极线52i上，经电极线52i与电极线52i_l间的耦合电容Ch 流入电极线52i-l、经电极线52i与电极线52i+l间的耦合电容Cw流入电极线52i+l，再从 电极线52i-l和52i+l流回触控激励源输出端572，触控信号在闭合的触控回路上的流动。
当作为触控物590的人的手指靠近或接触行电极线52i时，由于手指具有一定的 宽度，同时也就触及到行电极线52i-l和行电极线52i+l，人体的介电系数远大于空气的介 电系数，使得耦合电容。和Cw的容值增大容抗减小，触控回路上触控信号的电流相应变 大。当手指靠近或接触非52i、52i-l和52i+l的其他行电极线的位置时，虽然也会使得行 电极线之间、行电极线和列电极线之间的耦合电容都发生改变，但由于在所触位置上，各电 极所连通触控激励源570的输出端都是同一输出端571，流经触控信号采样元件5811上触 控信号电流的变化就非常小。
触控电路550以扫描方式，顺序地让显示屏510各电极线通过触控信号采样元件 5811连通触控激励源570的输出端571，同时使其两侧相邻的触控电极线连通触控激励源 570的输出端572，让所有其余的电极线也连通触控激励源570的输出端571，同时触控信号 检测电路580检测流经触控信号采样元件5811上触控信号电流的变化，找出触控信号电流 变化最大的并超过某阈值的触控电极线为被触电极线；以行电极组520中的触电极线和列 电极组530中的被触电极线的交叉位置为手指的触控位置。
判断被触电极线的条件，也可只以检测到流经的触控信号变化量超过某设定阈值 的电极线为被触电极线，让触控式平板显示器500允许同时多点触控。
由于触控信号是在触控电路550与显示屏510上的不同触控电极线间所形成的 闭合回路上流动，触控物590以介电系数与空气介电系数不同的非金属物体靠近或接触显 示屏510时，也是可以改变相邻触控电极线间的耦合电容C^1和Ci+1，造成触控回路上触控 信号电流的变化，让非金属触控物(如通常的触控笔)也可以用于操作触控式平板显示器500 ；触控物580以金属物体靠近或接触显示屏510时，金属物体改变了相邻触控电极线间 的有效耦合距离，从而改变了触控电极线间的耦合电容C^1和Ci+1，造成回路上触控信号电 流的变化，让金属触控物(如金属触控笔)也可以用于操作触控式平板显示器500。
具体实施方式
七
如图6所示为安装有触控式平板显示器的手持式应用产品600，包括显示屏610、 显示驱动电路640、触控电路650、显示/触控信号选通电路660、主机电路670和外壳体680 等。显示屏610上设置有两组以绝缘层相间隔的相互正交的行电极组620(有行电极线621、 622、…、62i-l、62i、62i+l、…、62m)和列电极组 630 (有列电极线 631、632、...、63j_l、 63j、63j+l、…、63η)。触控电路650具有触控激励源651和触控信号检测电路652，触控信 号检测电路652具有触控信号采样元件6521等。主机电路670具有主机电源671等。外 壳体680上设置有电极681。触控电路650触控激励源651的电源端和触控信号检测电路 652的电源端通过两个电感元件653和6Μ连接主机电源671。显示驱动电路640和触控 电路650通过显示/触控信号选通电路660连接到显示屏610 ；显示/触控信号选通电路 660或让显示驱动电路640与显示屏610连通、或让触控电路650与显示屏610连通。
在显示时段，显示/触控信号选通电路660让显示驱动电路640与显示屏610连 通，向显示屏610传输显示驱动信号，显示屏610处于显示状态。
在检测时段，显示/触控信号选通电路660让触控电路650与显示屏610连通，向 显示屏610传输触控信号，显示屏610处于触控探测状态。在检测时段中的某一时刻，触控 电路640的触控信号检测电路652选择行电极组620中的电极线62i为检测电极，让电极 线62i通过触控信号采样元件6521与触控激励源651的输出端6511连通，触控信号检测 电路652的其他电路连接触控信号采样元件6521的两端；让行电极组620中所有其余的行 电极线和列电极组630的所有列电极线也都与触控激励源651的输出端6511连通；以外 壳体680上的电极681作为触控信号的回流电极，让电极681与触控激励源651的输出端 6512连通；当人的手指690靠近或接触行电极线62i时，手指690与行电极线62i间产生 一个耦合电容Ci,触控激励源651输出到行电极线62i上的触控激励信号就会通过此耦合 电容Ci流入手指，再通过持握产品的手掌流入产品外壳体上的回流电极681，再从回流电极 681流回到触控激励源651 ；由触控激励源、触控板电极线、手指与电极线间的耦合电容、外 壳体上的回流电极组成触控回路。通过检测流经触控信号采样元件6521上触控信号电流 的变化，可找出被触电极线。
当显示屏610的表面落有水滴时，显示屏610表面的水滴并不会造成显示屏电极 线与产品外壳体680上电极681间的连接，就无法形成显示屏电极线、显示屏表面水滴、外 壳体电极、触控激励源的触控信号回路。只有持握应用产品的操作者的手指触控触控板时， 才会形成触控激励源、触控板电极线、手指与电极线间的耦合电容、外壳体上的回流电极组 成的触控信号回路。显示屏610表面的水滴也就不会影响到触控电路对触控信号的判断。
具体实施方式
八
如图7所示的电容式触控屏的应用产品700，包括触控电极组710、触控电路720、 显示系统和主机电路760等。显示系统具有显示屏751、显示驱动电路752、背光源753、背 光源驱动电路乃4和显示系统电源755等，背光源753紧靠在显示屏751的背面。主机电 路760具有主机电源761等。在显示屏751上基板的上表面上设置有一组相互不相交的折线状电极组710(有折线状的电极线711、712、…、71i-l、71i、71i+l、…、71m)，各电极线 的引出端都是位于电极组710的相同方向，电极线以具有一定电阻值的ITO透明材料制成。 触控电路720具有触控激励源730和触控信号检测电路740。触控激励源730的输出端口 为731和732，触控激励源730的触控信号频率选择在400KHz，触控激励源730的输出端口 732处具有对400KHZ频率信号的选通滤波器733 ；触控信号检测电路740是由信号检测通 道741、数据采样通道742、数据处理和时序控制器743组成；信号检测通道741具有触控信 号采样元件7411、缓冲器7412和7413、信号滤波器7414、差分放大电路7415等；数据采样 通道742具有模数转换电路；数据处理和时序控制电路743是具有数据运算能力、数据输出 输入接口的中央处理器(CPU、MCU)，中央处理器具有控制软件、数据处理软件。
触控电路720的触控信号检测电路740选择电极组710中的电极线71 i为检测电 极，让电极线71i通过触控信号采样元件7411与触控激励源730的输出端731连通，让电 极组710中的电极线71i-l和71i+l都与触控激励源730的输出端732连通作为触控信号 的回流电极；再通过电极线71i与电极线71i-l间的耦合电容C^1、与电极线71i+l间的耦 合电容Ci+1，形成触控信号的闭合触控回路；让电极组710中所有其余的电极线也都与触控 激励源730的输出端731连通。主机电源761连接显示系统的显示系统电源755，显示系 统电源755连接显示驱动电路752和背光源驱动电路754，显示驱动电路752和背光源驱 动电路7M分别连接显示屏751和背光源753。触控电路720触控激励源730的电源端和 触控信号检测电路740的电源端，通过两个让400KHz触控信号不能顺利通过的信号隔离器 件721和722连接主机电源761 ；触控信号检测电路740的数据处理和时序控制器743连 接数据采样通道742，数据采样通道742连接信号检测通道741 ；信号检测通道741的触控 信号采样元件7411连接在触控激励源730和触控电极组710的电极线之间，信号检测通道 741内的差分放大电路7415通过信号滤波器7414连接缓冲器7412和缓冲器7413，缓冲器 7412连接在触控信号采样元件7411连接触控电极组710电极线的端点，缓冲器7413连接 在触控信号采样元件7411连接触控激励源730的端点；数据处理和时序控制器743同时连 接主机电路760。
当人的手指770靠近或接触电极线71i时，由于手指770具有一定的宽度，同时也 就触及到电极线71i-l和电极线71i+l，人体的介电系数远大于空气的介电系数，使得耦合 电容Ci-I和Ci+1的容值增大容抗减小，触控回路上触控信号的电流相应变大。由于检测 电极与回流电极的引出端位于触控电极组710的相同方向，电极线又具有一定电阻值，手 指在触及电极线的不同位置时，从触控激励源输出端口到触摸点的电极线段的线电阻值就 不同，触控回路上的电阻值就不同，触控信号的电流随手指770在被触电极线上的位置而 变化。触控电路720以扫描方式逐条选择电极组710的各电极线为检测电极，通过比较不 同电极线上触控信号变化的大小确定被触电极，以流经被触电极上触控信号变化的大小定 位触摸点在被触电极上的位置。
由于触控电极组710位于显示屏751上基板上，触控电极组710各电极线也与显 示屏751的电极间存在耦合电容CTD。触控激励源730输出到触控电极线上的触控信号，具 有通过耦合电容Ctd流入显示屏751电极、再流入显示系统电源755、再流入主机电源761、 再从主机电源761流回触控激励源730的倾向；但由于主机电源761是通过信号隔离器件 721和722连接触控激励源730的电源端和触控信号检测电路740的电源端，使得400KHz18频率的触控信号不能顺利通过，触控信号在触控激励源730、触控电极组710电极线、显示 屏751、显示系统电源755和主机电源761间不能获得通畅的回路，就防止了触控信号在触 控系统和显示系统间串流，避免触控屏与显示屏间的耦合电容对触控探测产生干扰；同时， 触控回路内的选通滤波器733也阻止了其他非400KHz的干扰信号通过，进一步降低了干扰 信号对触控探测的影响；触控信号检测电路740内的信号滤波器7414也让非400KHZ的干 扰信号不能影响触控检测的效果。
在有多个触控点时，对于不同电极线的触控点，可以通过比较相邻区域内不同电 极线上触控信号的大小来区分；对于同一电极线上的不同触控点，以各触摸点触及时间的 先后顺序来区分；当有两个触摸点在平行于电极组710的方向移动时，由于电极组710内的 电极线是折线，触摸点在任何方向上的移动，就会不同时间经过不同的电极线，让我们可以 判断触摸点的位置和移动方向。
具体实施方式
九
如图8所示的电容式触控屏的手持式应用产品800，包括透明触控板810、触控电 路830、显示系统、主机电路870和外壳体880等。显示系统具有显示屏861、显示驱动电路 862、背光源863、背光源驱动电路864和显示系统电源865等。透明触控板810紧靠在显示 屏861上，背光源863紧靠在显示屏861的背面。主机电路870具有主机电源871等。外 壳体880上设置有电极881。
在触控板810朝向显示屏861的面上设置有透明面状电极811 ；在触控板810 朝向使用者的面上设置有一组相互不相交的折线状电极组820(有折线状的电极线821、 822、…、82i-l、82i、82i+l、…、82m)，相邻的电极线在不同方向具有引出端，电极线以具有 一定电阻值的ITO透明材料制成。触控电路830具有触控激励源840和触控信号检测电 路850。触控激励源840的输出端口为841和842，触控激励源840的触控信号频率选择在 400KHz ；触控信号检测电路850是由信号检测通道851和852、数据采样通道853和854、 数据处理和时序控制器855组成；信号检测通道851具有触控信号采样元件8511、缓冲器 8512和8513、信号滤波器8514、差分放大电路8515等；信号检测通道852具有触控信号采 样元件8521、缓冲器8522和8523、信号滤波器85 、差分放大电路8525等；数据采样通道 853具有模数转换电路，数据采样通道邪4具有模数转换电路；数据处理和时序控制电路 855是具有数据运算能力、数据输出输入接口的中央处理器(CPU、MCU)，中央处理器具有控 制软件、数据处理软件。
触控电路830的触控信号检测电路850同时选择电极组820中的电极线82i_l和 电极线82i为检测电极，让电极线82i-l通过触控信号采样元件8511与触控激励源840的 输出端841连通，让电极线82i通过触控信号采样元件8512也与触控激励源840的输出端 841连通，让电极组820中的其余电极线都直接与触控激励源840的输出端841连通；以外 壳体880上的电极881作为触控信号的回流电极，让电极881与触控激励源840的输出端 842连通。主机电源871连接显示系统的显示系统电源865，显示系统电源865连接显示驱 动电路862和背光源驱动电路864，显示驱动电路862和背光源驱动电路864分别连接显示 屏861和背光源863。触控电路830触控激励源840的电源端和触控信号检测电路850的 电源端，通过两个让400KHz触控信号不能顺利通过的信号隔离器件831和832连接主机电 源 871。
触控信号检测电路850信号检测通道851的触控信号采样元件8511连接在触控 激励源840和触控电极组820的电极线82i-l之间，缓冲器8512连接在触控信号采样元件 8511连接电极线82i-l的端点，缓冲器8513连接在触控信号采样元件8511连接触控激励 源840的端点，信号检测通道851内差分放大电路8515的输入端通过信号滤波器8514连 接缓冲器8512和8513，差分放大电路8515的输出端连接数据采样通道853的输入端；信 号检测通道852的触控信号采样元件8521连接在触控激励源840和触控电极组820的电 极线82i之间，缓冲器8522连接在触控信号采样元件8521连接电极线82i的端点，缓冲器 8523连接在触控信号采样元件8521连接触控激励源840的端点，信号检测通道852内差 分放大电路8525的输入端通过信号滤波器85 连接缓冲器8522和8523，差分放大电路 8525的输出端连接数据采样通道854的输入端；数据采样通道853和邪4的输出端分别连 接数据处理和时序控制器855的两个不同端口 ；数据处理和时序控制器853同时连接主机 电路870。
当人的手指890靠近或接触电极线82i_l和82i时，手指890与电极线82i_l间产 生一个耦合电容C^1，触控激励源840输出到电极线82i-l上的触控激励信号就会通过此耦 合电容C^1流入手指，再通过持握产品的手掌流入产品外壳体上的回流电极881，再从回流 电极881流回到触控激励源840 ；手指890与电极线82i间产生一个耦合电容Ci,触控激励 源840输出到电极线82i上的触控激励信号就会通过此耦合电容Ci流入手指，再通过持握 产品的手掌流入产品外壳体上的回流电极881，再从回流电极881流回到触控激励源840。 由触控激励源、触控板电极线、手指与电极线间的耦合电容、外壳体上的回流电极组成触控 回路。
通过检测流经触控信号采样元件8511和8512上触控信号电流的变化，可找出被 触电极线。由于电极线82i-l和82i在不同方向具有引出端，电极线又具有一定电阻值，手 指在触及电极线82i-l和82i的不同位置时，从触控激励源输出端口到电极线82i-l上触 摸点的线电阻值大时，从触控激励源输出端口到电极线82i上触摸点的线电阻值就小，电 极线82i-l和82i上触控信号的电流的比值随手指890在被触电极线上的位置而变化。触 控电路830以扫描方式顺序选择电极组820成对的电极线为检测电极，通过比较不同电极 线上触控信号变化的大小确定被触电极，以流经成对的被触电极上触控信号的比值定位触 摸点在被触电极上的位置。
触控板810虽是紧靠在显示屏861上，由于触控板810朝向显示屏861的面上具 有面状电极811，将面状电极811连接在主机电源871的接地端，阻止了触控信号在触控系 统和显示系统间串流，避免触控屏与显示屏间的耦合电容对触控探测产生干扰；同时，触控 信号检测电路850内的信号滤波器8514和85 也让非400KHz的干扰信号不能影响触控 检测的效果。
在有多个触控点时，对于不同电极线的触控点，可以通过比较相邻区域内不同电 极线上触控信号的大小来区分；对于同一电极线上的不同触控点，以各触摸点触及时间的 先后顺序来区分；当有两个触摸点在平行于电极组820的方向移动时，由于电极组820内的 电极线是折线，触摸点在任何方向上的移动，就会不同时间经过不同的电极线，让我们可以 判断触摸点的位置和移动方向。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在 不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的 保护范围。
权利要求
1.一种电容式触控屏，包括触控基板和触控电路，触控电路具有触控激励源和触控信 号检测电路，触控基板上设置有触控电极组；触控基板上设置有不少于两组的触控电极时， 各组触控电极设置在不同的触控基板上或以绝缘层相隔离设置在同一触控基板上；触控基 板设置在应用产品上，应用产品具有显示系统(包括显示屏及其驱动电路、背光源及其驱 动电路)；触控激励源的第一输出端用于在检测时段的至少部分时刻对连接的电极线施加 触控信号；触控信号检测电路用于在检测时段的至少部分时刻选择其中至少部分电极线为 触控检测电极，来探测该部分电极线是否被触碰；所述触控检测电极是指在对该电极施加 有触控信号的同时，还检测流经该电极触控信号变化的电极；其特征在于触控电路在选择部分电极为检测电极的同时，还选择触控基板的部分电极线为触控回 流电极；所述触控回流电极是指，在对触控检测电极施加触控信号并检测流经其触控信号 变化的时刻，连通于触控激励源的第二输出端或连通于另一触控激励源，为检测电极上的 触控信号提供回流通路的触控电极。
2.根据权利要求1所述的电容式触控屏，其特征在于所述触控回流电极是部分的或所有的与触控检测电极不相交的电极线，或是部分的或 所有的与触控检测电极相交的电极线，或是部分的或所有的与触控检测电极相交的和不相 交的电极线。
3.根据权利要求2所述的电容式触控屏，其特征在于所述与触控检测电极不相交的触控回流电极是触控检测电极的相邻一侧或两侧的电 极线。
4.一种电容式触控屏，包括触控基板和触控电路，触控电路具有触控激励源和触控信 号检测电路，触控基板上设置有触控电极组；触控基板上设置有不少于两组的触控电极时， 各组触控电极设置在不同的触控基板上或以绝缘层相隔离设置在同一触控基板上；触控基 板设置在应用产品上，应用产品具有显示系统(包括显示屏及其驱动电路、背光源及其驱 动电路)；触控激励源的第一输出端用于在检测时段的至少部分时刻对连接的电极线施加 触控信号；触控信号检测电路用于在检测时段的至少部分时刻选择其中至少部分电极线为 触控检测电极，来探测该部分电极线是否被触碰；所述触控检测电极是指在对该电极施加 有触控信号的同时，还检测流经该电极触控信号变化的电极；其特征在于应用产品外壳体上设置有电极；触控电路选择应用产品外壳体上的电极为触控回流电 极；所述触控回流电极是指，在对触控检测电极施加触控信号并检测流经其触控信号变化 的时刻，连通于触控激励源的第二输出端或连通于另一触控激励源，为检测电极上的触控 信号提供回流通路的触控电极。
5.根据权利要求1或4所述的电容式触控屏，其特征在于所述触控基板是挠性的或硬性的透明基板。
6.根据权利要求1或4所述的电容式触控屏，其特征在于所述触控电极是显示屏电极。
7.根据权利要求1或4所述的电容式触控屏，其特征在于所述触控电路同时对触控基板上的多条触控检测电极进行触控探测。
8.根据权利要求1或4所述的电容式触控屏，其特征在于所述触控检测电极与触控回流电极所连通的同一触控激励源不同输出端上的或不同触控激励源输出端上的触控信号是不同的。
9.根据权利要求8所述的电容式触控屏，其特征在于所述触控信号的不同是指触控信号的幅值、相位、频率中至少一项不同。
10.根据权利要求1或4所述的电容式触控屏，其特征在于所述触控电路与应用产品的主机电路和显示系统之间，或触控电路电源与应用产品的 主机电路电源和显示系统电源之间，或触控电路的触控激励源与应用产品的主机电路电源 和显示系统电源之间，设置有信号隔离器件；所述信号隔离器件是触控信号的高阻器件。
11.根据权利要求1或4所述的电容式触控屏，其特征在于所述触控基板上的触控电极是一组不交的电极线，触控电路通过比较不同电极线上触 控信号变化的大小确定被触电极，以流经被触电极上触控信号变化的大小定位触摸点在被 触电极上的位置。
12.根据权利要求1或4所述的电容式触控屏，其特征在于所述触控基板上的触控电极是一组不交的电极线，不同电极线在不同方向具有引出 端，取不同方向引出端的电极线为检测电极；触控电路通过比较不同触控电极线上触控信 号变化的大小确定被触电极，通过比较不同方向引出端的检测电极上触控信号变化的大小 定位触摸点在被触电极上的位置。
13.根据权利要求11或12所述的电容式触控屏，其特征在于所述不交的电极线是折线。
全文摘要
本发明涉及触控屏，尤其涉及电容式触控屏。本发明揭示了一种电容式触控屏，在电容式触控屏或具有电容式触控屏的应用产品上建立触控信号的回流电极，将用于探测触控信号变化的触控检测电极和触控回流电极分别连接在触控激励源的不同输出端，让触控激励源、触控检测电极、触控回流电极、以及触控检测电极与触控回流电极间的耦合电容间形成闭合的触控回路，从触控激励源流入触控检测电极的触控信号再从触控回流电极流回触控激励源；再将触控系统与其他系统隔离开来，防止不同系统间信号的串扰，让触控信号在封闭系统中流动；通过检测特定频率的或其他特定特征的触控信号电流的变化来获取触控信息，从而防止其他信号或其他环境物质对触控探测的干扰。
文档编号G06F3/044GK102033668SQ20091020520
公开日2011年4月27日 申请日期2009年9月30日 优先权日2009年9月30日
发明者陈其良 申请人:智点科技(深圳)有限公司