专利名称：触摸屏检测设备及触控装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子设备设计及制造技术领域，特别涉及一种触摸屏检测设备及触控
>J-U ρ α装直。
背景技术：
目前触摸屏的应用范围从以往的银行自动柜员机，工控计算机等小众商用市场，迅速扩展到手机，PDA (个人数字助理)，GPS (全球定位系统)，PMP (MP3，MP4等)，甚至平板电脑等大众消费电子领域。用于触摸屏具有触控操作简单、便捷、人性化的优点，因此触摸屏有望成为人机互动的最佳界面而迅速在便携式设备中得到了广泛应用。电容触摸屏通常被分为自电容和互电容两类。如图I所示，为现有技术中常见的一种自电容触摸屏的结构图。该自电容触摸屏主要有双层的菱形结构感应单元100’和200’，其检测原理是对X轴和Y轴分别扫描，如果检测到某个交叉点的电容变化超出了预设范围，则将该行和列的交叉点做为触摸坐标。虽然该自电容触摸屏的线性度较好，但是经常有鬼点出现，难以实现多点触摸。此外，由于采用双层屏，也会导致结构及成本大幅增加，并且菱形结构在电容变化量很小的情况下会出现坐标飘移，受外界干扰影响大。如图2a所示，为现有技术中常见的另一种自电容触摸屏的结构图。该自电容触摸屏采用三角形图形屏结构。该自电容触摸屏包括基板300’、设置在基板300’之上的多个三角形感应单元400’、和每个三角形感应单元400’相连的多个电极500’。如图2b所示，为三角形自电容触摸屏的检测原理。如图所示，椭圆表示手指，S1、S2表示手指与两个三角形感应单元的接触面积。假设坐标原点在左下角，则横坐标X = S2/(S1+S2)*P，其中，P为分辨率。当手指向右移动时，由于S2不是线性增大，所以X坐标存在一个偏差。从上述原理可以看出，目前的三角形感应单元是单端检测，即只从一个方向检测，然后通过算法算出两个方向的坐标。虽然该自电容触摸屏结构更为简单，但并没有针对屏幕的电容感应进行优化，电容变化量小，从而导致信噪比不够。此外，由于该感应单元为三角形，当手指横向移动时面积不是线性增大，因此线性度较差，导致了坐标计算发生偏移，线性度不够好。
此外，该电容感应单元输出电容变化量很小，达到飞法级，其电缆杂散电容的存在，对测量电路提出了更高的要求。而且，杂散电容会随温度、位置、内外电场分布等诸多因素影响而变化，干扰甚至淹没被测电容信号。此外，对于单层电容来说，由于Vcom电平信号的影响会对感应电容形成严重的干扰，其中，Vcom电平信号是为了防止LCD屏幕液晶老化而不停翻转的电平信号。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是解决或避免出现现有自电容触摸屏中的上述缺点。本发明实施例第一方面提出了一种触控装置，包括触摸屏检测设备和触摸屏控制芯片。所述触摸屏检测包括基板和形成在所述基板上的多个不相交的感应单元，其中，每个所述感应单元包括第一部分；不相交的第二部分和第三部分，所述第二部分一端与所述第一部分的一端相连，所述第三部分的一端与所述第一部分的另一端相连，且所述第二部分的另一端具有第一电极，所述第三部分的另一端具有第二电极，其中，每个第一电极和第二电极均与触摸屏控制芯片的对应 管脚相连；所述触摸屏控制芯片中的一部分管脚与所述多个感应单元的第一电极相连，所述触摸屏控制芯片中的另一部分管脚与所述多个感应单元的第二电极相连，且所述触摸屏控制芯片向所述多个感应单元的第一电极和/或第二电极施加电平信号，所述电平信号在感应单元被触摸时向所述感应单元产生的自电容充电，且所述触摸屏控制芯片在检测到所述多个感应单元中一个或部分被触摸时，计算被触摸的感应单元中所述第一电极至所述自电容的第一电阻与所述第二电极至所述自电容的第二电阻之间的比例关系，以及根据所述比例关系及被触摸的所述感应单元计算触摸点坐标。本发明实施例第二方面还提出了一种触摸屏检测设备，包括基板；和形成在所述基板上的多个不相交的感应单元，其中，每个所述感应单元包括第一部分；不相交的第二部分和第三部分，所述第二部分一端与所述第一部分的一端相连，所述第三部分的一端与所述第一部分的另一端相连，且所述第二部分的另一端具有第一电极，所述第三部分的另一端具有第二电极，其中，每个第一电极和第二电极均与触摸屏控制芯片的对应管脚相连。本发明实施例第三方面还提出了一种便携式电子设备，包括如上所述的触控装置或触摸屏检测设备。本发明实施例的触摸屏检测设备中的感应单元采用双端检测，即感应单元的两端均具有电极，且每个电极均与触摸屏控制芯片的对应管脚相连，在进行触摸检测时通过感应单元自身即可实现对触摸点的定位。此外，本发明实施例中的感应单元采用类似门形的结构，不仅结构简单，便于制作，所有引线都在同一边，设计方便，减少银浆成本并且制作容易，对减少生产成本有很大帮助。更为重要的是，本发明通过计算第一电阻和第二电阻之间比例实现触摸位置的确定，因此相对于目前的菱形或三角形设计来说，由于在确定触摸位置时，无需计算自电容的大小，且自电容的大小不会影响触摸位置的精度，从而提高了测量精度，改善了线性度。此夕卜，由于本发明实施例的第一部分、第二部分和第三部分中任意一个均可为形状规则的矩形，因此相对于目前的菱形或三角形等不规则的形状来说，也可以进一步地提高线性度。本发明实施例通过对感应单元两端的电极施加电平信号，如果该感应单元被触碰，手指或其他触摸物则会和感应单元形成自电容，因此本发明通过施加的电平信号可对该自电容进行充电，并根据第一电阻和第二电阻之间的比例关系确定触摸位置。例如在本发明的一个实施例中，第一电阻和第二电阻之间的比例关系根据在对所述自电容充电和/或放电时，从所述第一电极和/或第二电极进行检测获得的第一检测值和第二检测值之间的比例关系计算得到。因此从第一电极和/或第二电极检测该自电容充电和/或放电时产生的第一检测值和第二检测值。这样，通过第一检测值和第二检测值就能够反应触摸点位于该感应单元的位置，从而确定触摸点在触摸屏的位置。本发明实施例提出了一种新颖的自电容检测方式，在感应单元被触摸时，触摸点就可将该感应单元分为两个电阻，从而在进行自电容检测的同时考虑这两个电阻就可以确定触摸点在该感应单元上的位置。本发明实施例的结构简单，并且对于一个感应单元来说，可从其的第一电极和/或第二电极进行充电或放电，并在充电和/或放电时进行检测，不仅能够降低RC常数，节省时间提高效率，并且还能够保证坐标不会偏移。此外，本发明实施例还可以有效提高电路的性噪比，降低电路噪声，提高感应线性度。并且，在检测过程中由于对被触摸的感应单元进行充电，因此其中会产生小电流，能够很好地消除Vcom电平信号对触摸屏中感应单元产生的自电容的影响，因此可以相应地消除屏幕屏蔽层及相关工序，从而可以在增强了抗干扰能力的同时进一步降低成本。在本发明的实施例中，还提出了一种便携式电子设备，包括如上所述的触控装置。本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图I为现有技术中常见的一种自电容触摸屏的结构图；图2a为现有技术中常见的另一种自电容触摸屏的结构图；图2b为现有技术中常见的另一种自电容触摸屏的检测原理图；图3为本发明实施例触控装置的检测原理示意图；图4a为本发明实施例触摸屏检测设备结构图；图4b为本发明另一个实施例触摸屏检测设备结构图；图5为本发明实施例的感应单元被触摸时的示意图；和图6为本发明一个实施例的触控装置示意图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。本发明实施例提出了一种新颖的自电容检测方式，在感应单元被触摸时，触摸点可以将该感应单元分为两个电阻，在进行自电容检测的同时考虑这两个电阻就可以确定触摸点在该感应单元上的位置。如图3所示，为本发明实施例触控装置的检测原理示意图。当手指触摸该感应单元时，相当于将该感应单元分割为两个电阻，这两个电阻的阻值与触摸点的位置相关。例如，如图所述，当触摸点与第一电极较近时，则电阻Rl就较小，而电阻R2就较大；反正，当触摸点与第二电极较近时，则电阻Rl就较大，而电阻R2就较小。因此，本发明通过对电阻Rl和R2的检测就可以确定触摸点在该感应单元上的位置。在本发明的实施例中，可通过多种方式检测电阻Rl和R2，例如可通过检测第一电极和第二电极的电流检测值、自电容检测值、电平信号检测值和电荷变化量中的一种或多种，从而根据这些检测值获得电阻Rl和R2。另外，在本发明的实施例中，检测可在充电时进行(SP获得第一充电检测值和第二充电检测值)，也可在放电时进行(即获得第一放电检测值和第二放电检测值)。
此外，在充电和放电时进行的检测可以采用多种方式。但是需要说明的是，充电、放电或者检测中至少有一个步骤是对第一电极和第二电极进行的，这样才能够获得反应第一电阻和第二电阻之间差值的两个检测值，即第一检测值和第二检测值。也就是说，在充电、放电或检测时需要有电流经过第一电阻和第二电阻，这样检测到的第一检测值和第二检测值才能够反应第一电阻和第二电阻之间的差值。在本发明的实施例中，通常需要充两次电(包括同时对第一电极和第二电极充电的情况)，以及两次检测。在一些实施例中，还可能会进行两次放电。在以下的实施例中均是进行两次充电及两次检测，在以下的实施例中不再赘述。在此需要说明的是，进行两次充电及两次检测仅是本发明实施例的一种方案，算法相对比较简单。然而本领域技术人员也可根据上述思想增加充电及检测的次数，例如可进行三次充电和检测，之后根据第一次的充电检测值和第二次的充电检测值计算第一电阻，再根据第一次的充电检测值和第三次的充电检测值计算第二电阻。具体地，本发明包括但不限于以下几种测量方式进行检测 I、先向感应单元的第一电极和第二电极施加电平信号以对自电容充电(如果该感应单元被触摸则就会产生自电容)；接着从第一电极和/或第二电极进行充电检测以获得第一充电检测值和第二充电检测值。在该实施例中，由于充电是从第一电极和第二电极进行的，因此对于检测来说既可以从第一电极进行检测，也可以从第二电极进行检测，或者也可从第一电极和第二电极分别进行检测。还需要说明的是，在该实施例中，对第一电极和第二电极的充电可同时进行，也可分别进行，例如在第一电极和第二电极同时施加相同的电平信号以对自电容进行充电，在其他实施例中，第一电极和第二电极施加的电平信号也可以不同；或者，也可以先在第一电极上施加一个电平信号，之后再在第二电极上施加同一个电平信号或另一个电平信号。同样地，进行检测时既可以同时进行，也可分别进行。在以下实施例中，充电、放电或检测均可同时进行，或者分别进行，在此不再赘述。2、向所述感应单元的第一电极或第二电极分别两次施加电平信号以对所述自电容进行两次充电；接着在每次充电之后从所述第一电极和/或第二电极进行充电检测以获得所述第一充电检测值和第二充电检测值。在该实施例中，由于充电是从第一电极或第二电极进行的，因此在检测时需要从第一电极和第二电极分别进行检测，其中，检测可同时进行，也可分别进行。此外，在本发明的实施例中，还可以在第一电极进行两次充电，并从第一电极进行两次检测，或者，从第二电极进行两次充电，在第二电极进行两次检测。只要是，在两次充电时，分别将另一个电极接地或接高阻以改变另一个电极的状态。例如当向感应单元的第一电极分别两次施加电平信号以对自电容进行两次充电时，其中，两次充电中的一次将所述第二电极接地，另一次将所述第二电极接为高阻；当向感应单元的第二电极分别两次施加电平信号以对自电容进行两次充电时，两次充电中的一次将所述第一电极接地，另一次将所述第一电极接为高阻。这样即使是在第一电极进行了两次充电，由于第二电极状态的改变，也能够在第一电极进行两次检测，以获得能够反应第一电阻Rl和第二电阻R2之间比例关系的第一检测值和第二检测值。
3、向感应单元的第一电极和第二电极施加电平信号以对自电容充电；接着控制第一电极和/或第二电极接地以对自电容放电；之后从第一电极和/或第二电极进行放电检测以获得所述第一放电检测值和第二放电检测值。在该实施例中，由于对自电容充电是从第一电极和第二电极进行的，因此放电或检测就可从第一电极和/或第二电极进行。具体地，例如可同时向第一电极和第二电极施加电平信号以对自电容进行充电，或者也可不同时施加。在放电时两次放电可均将第一电极接地，或者均将第二电极接地。4、向感应单元的第一电极或第二电极施加电平信号以对自电容充电；接着分别控制第一电极和第二电极接地以对自电容放电；之后分别从第一电极和/或第二电极进行放电检测以获得第一放电检测值和第二放电检测值。在该实施例中，由于对自电容放电是从第一电极和第二电极进行的，因此充电或检测就可从第一电极和/或第二电极进行。在该实施例中，两次充电也可均用第一电极，而将第二电极分别接地或接为高阻。同样地，两次充电也可均用第二电极，而将第一电极分别接地或接为高阻。5、向感应单元的第一电极或第二电极施加电平信号以对自电容充电；接着分别控制第一电极或第二电极接地以对自电容放电，之后分别从第一电极和第二电极进行放电检测以获得第一放电检测值和第二放电检测值。在该实施例中，由于对自电容检测是从第一·电极和第二电极进行的，因此充电或放电就可从第一电极和/或第二电极进行。在该实施例中，两次充电也可均用第一电极，而将第二电极分别接地或接为高阻。同样地，两次充电也可均用第二电极，而将第一电极分别接地或接为高阻。或者，在上述实施例的基础之上，还可以在充电时进行一次检测以获得第一充电检测值，在放电时进行第二次检测以获得第二放电检测值，再根据第一充电检测值和第二放电检测值获得第一电阻和第二电阻之间的比例关系。需要说明的是，在本发明的实施例中，上述第一电极和第二电极的功能相同，且二者可以互换，因此在上述实施例中，既可以从第一电极检测也可以从第二电极检测，只要能满足在充电、放电或检测时需要有电流经过第一电阻和第二电阻这一要求即可。从上述描述中可以看出，对于本发明的上述充电及检测方式有很多种变化，但本发明的核心就是根据第一电阻和第二电阻之间的关系，例如比例关系或者其他关系来确定触摸点的位置。进一步地，该第一电阻和第二电阻之间的关系需要通过自电容的充电和/或放电来检测。如果感应单元没有被触摸，则就不会与手产生自电容，因此检测到自电容的数据会很小，不满足触摸的判断条件，对于此本发明实施例中会不断扫描，等待手指触摸到感应单元之后才开始计算，在此不再赘述。在本发明的实施例中，可以以扫描的方式依次向多个感应单元施加相应的电压，同时在检测时也可以以扫描的方式依次进行检测。另外还需要说明的是，上述检测方式仅为本发明的一些优选方式，本领域技术人员还可根据上述思想进行扩展或修改，这些均应包含在本发明的保护范围之内。如图4a所示，为本发明实施例触摸屏检测设备结构图。该触控装置包括基板100、多个不相交的感应单元200。且多个感应单元200的每个均具有第一电极210和第二电极220。在本发明的实施例中，基板100为单层基板。在该实施例中，该感应单元200可为门形，且多个感应单元200中每个感应单元200的长度不同，多个感应单元200之间相互嵌套。其中，每个所述感应单元包括第一部分230、不相交的第二部分240和第三部分250。优选地，第一部分230与基板100的第一边110平行，第二部分240和第三部分250与基板100的第二边120平行，且第二部分240 —端与第一部分230的一端相连，第三部分250的一端与第一部分230的另一端相连。感应单元200的第二部分240的另一端具有第一电极210，第三部分250的另一端具有第二电极220，其中，每个第一电极210和第二电极220均与触摸屏控制芯片的对应的管脚相连。在本发明的实施例中，所谓相互嵌套是指外侧的感应单元部分地包围内侧的感应单元，例如如图4a所示，这样能够在保证精度的同时达到较大的覆盖率，并且降低运算的复杂度，提高触摸屏的响应速度。当然本领域技术人员还可根据图4a的思想采用其他相互嵌套的方式排列感应单元。在本发明的一 个实施例中，每个感应单元200的第一部分230与其他感应单元200的第一部分230平行，每个感应单元200的第二部分240与其他感应单元200的第二部分240平行，每个感应单元200的第三部分250与其他感应单元200的第三部分250平行。在本发明的一个实施例中，感应单元200的第一部分230、第二部分240和第三部分250中至少一个为矩形，优选地，第一部分230、第二部分240和第三部分250均为矩形。在该实施例中，由于矩形结构图形规则，因此在手指横向或纵向移动时线性度好，此外，两个矩形结构之间的间距相同，便于计算。本发明实施例的触摸屏检测设备中的感应单元采用双端检测，即感应单元的两端均具有电极，且每个电极均与触摸屏控制芯片的对应管脚相连，在进行触摸检测时通过感应单元自身即可实现对触摸点的定位。此外，本发明实施例中的感应单元采用类似门形的结构，不仅结构简单，便于制作，所有引线都在同一边，设计方便，减少银浆成本并且制作容易，对减少生产成本有很大帮助。更为重要的是，本发明通过计算第一电阻和第二电阻之间比例实现触摸位置的确定，因此相对于目前的菱形或三角形设计来说，由于在确定触摸位置时，无需计算自电容的大小，且自电容的大小不会影响触摸位置的精度，对自电容检测精度的依赖降低，从而提高了测量精度，改善了线性度。此外，由于本发明实施例的第一部分、第二部分和第三部分中任意一个均可为形状规则的矩形，因此相对于目前的菱形或三角形等不规则的形状来说，也可以进一步地提高线性度。在本发明的一个实施例中，每个感应单元200的第二部分240与第三部分250长
度相等。在本发明的一个实施例中，基板100为矩形，第一边110和第二边120之间相互垂直，且第二部分240和第一部分230之间相互垂直，第三部分250和第一部分230之间相互垂直。在本发明的一个实施例中，相邻两个感应单元200的第一部分230之间的间距相等，相邻两个感应单元200的第二部分240之间的间距相等，相邻两个感应单元200的第三部分250之间的间距相等。这样就可以通过多个感应单元200对触摸屏的第一边110和第二边120均匀划分，从而提高运算速度。当然在本发明的其他实施例中，相邻两个感应单元200的第一部分230之间的间距也可不相等，或者，相邻两个感应单元200的第二部分240之间的间距也可不相等，如图4b所示。例如，由于用户往往触摸触摸屏的中心部位，因此可以将触摸屏中心部位的感应单元之间的间距减小，从而提高中心部位的检测精度。在本发明的一个实施例中，多个感应单元200位于同一层，因此只需要一层ITO即可，从而在保证精度的同时，极大地降低制造成本。在本发明的一个实施例中，多个感应单元200相对于基板100的中心轴Y对称，如图4a所示，中心轴Y垂直于第一部分230，从而更有利于提高精度。如图4a所示，在该实施例中，感应单元200的第一电极210和第二电极220均位于基板100的第一边110上。在该实施例中，检测到在感应单元上的触摸位置之后，即可获得在触摸屏之上的触摸位置。需要说明的是，上述图4a为本发明较优的实施例，其能够获得较大的覆盖率，但是本发明的其他实施例可对图4a进行一些等同的变化，例如第二部分240和第三部分250也可以是不平行的。如图5所示，为本发明实施例的感应单元被触摸时的示意图。从图5可知，第一电极为210，第二电极为220，触摸位置接近于第二电极，假设感应单元的长度为10个单位长度，且将感应单元均匀地分为10份，其中，感应单元第一部分230的长度为4个单位长度，·感应单元第二部分240和第三部分250的长度为3个单位长度。经过检测，获知第一电阻和第二电阻之比为4 1，即第一电极210至触摸位置的长度(由第一电阻体现)为全部感应单元长度的80%。换句话说，触摸点位于距离第一电极210处8个单位长度的位置，获知，触摸点位于距离第二电极220处2个单位长度的位置。从图5的以上例子可以看出，本发明的计算方式非常简单，因此能够极大地提高触摸屏检测的反应速度。如图6所示，为本发明一个实施例的触控装置示意图。该触控装置包括由基板100和多个不相交的感应单元200所构成的触摸屏检测设备300和触摸屏控制芯片400。其中，触摸屏控制芯片400中的一部分管脚与多个感应单元200的第一电极210相连，触摸屏控制芯片400中的另一部分管脚与多个感应单元200的第二电极220相连。触摸屏控制芯片400向多个感应单元200的第一电极210和/或第二电极220施加电平信号，该电平信号在感应单元200被触摸时向感应单元200产生的自电容充电，且触摸屏控制芯片400在检测到多个感应单元中一个或部分被触摸时，计算被触摸的感应单元200中第一电极210至自电容的第一电阻与第二电极220至自电容的第二电阻之间的比例关系，以及根据所述比例关系及被触摸的感应单元200计算触摸点坐标。同样地，该充电、放电和检测可同时进行也可分别进行，在此不再赘述。例如，参照图5所示，最外侧的感应单元被触摸，且触摸屏控制芯片400获得了最外侧感应单元的第一电阻和第二电阻的比例关系，由于最外侧感应单元的位置信息已存储在触摸屏控制芯片400中，当然也可存储在外接的存储器中，因此触摸屏控制芯片400就可以依据该比例关系查找最外侧感应单元的位置信息，从而确定触摸点坐标。在本发明的实施例中，通常手指或其他物体会触摸多个感应单元，此时触摸屏控制芯片400可以先获得在这被触摸的多个感应单元中每个的触摸位置，然后通过求平均的方式计算最终在触摸屏上的触摸位置。另外，第一检测值和第二检测值可为电流检测值、自电容检测值、电平信号检测值和电荷变化量中的一种或多种，只要能反应第一电阻和第二电阻之间的差值即可。在本发明的一个实施例中，触摸屏控制芯片400之中包括两个电容检测模块CTS以同时从第一电极210和第二电极220对感应单元200进行检测。由于这两个电容检测模块CTS可以共用一些器件，因此也不会增加芯片的整体功耗。
在本发明的另一个实施例中，也可仅米用一个电容检测模块CTS依次从第一电极210和第二电极220对感应单元200进行检测。触摸屏控制芯片400根据第一电阻和第二电阻之间的比例关系确定触摸位置。在本发明的一个实施例中，第一电阻和第二电阻之间的比例关系根据在对自电容充电和/或放电时，从第一电极和/或第二电极进行检测获得的第一检测值和第二检测值之间的比例关系计算得到。在本发明的一个实施例中，第一检测值和第二检测值为电流检测值、自电容检测值、电平信号检测值和电荷变化量中的一种或多种。
在本发明的一个实施例中，第一检测值包括第一充电检测值或第一放电检测值，所述第二检测值包括第二充电检测值或第二放电检测值。在本发明的一个实施例中，触摸屏控制芯片400向感应单元200的第一电极210和第二电极220施加电平信号以对自电容充电，触摸屏控制芯片400从第一电极210和/或第二电极220进行充电检测以获得第一充电检测值和第二充电检测值。在本发明的一个实施例中，触摸屏控制芯片400向感应单元200的第一电极210或第二电极220分别两次施加电平信号以对自电容进行两次充电，在每次充电之后触摸屏控制芯片400从第一电极210和/或第二电极220进行充电检测以获得第一充电检测值和第二充电检测值。在本发明的一个实施例中，当触摸屏控制芯片400向感应单元200的第一电极210分别两次施加电平信号以对自电容进行两次充电时，两次充电中的一次将第二电极220接地，另一次将第二电极220接为高阻；或者，当触摸屏控制芯片400向感应单元200的第二电极220分别两次施加电平信号以对自电容进行两次充电时，两次充电中的一次将第一电极210接地，另一次将第一电极210接为高阻。在本发明的一个实施例中，触摸屏控制芯片400向感应单元200的第一电极210和第二电极220施加电平信号以对自电容充电，触摸屏控制芯片400控制第一电极210和/或第二电极220接地以对自电容放电，触摸屏控制芯片400从第一电极210和/或第二电极220进行放电检测以获得所述第一放电检测值和第二放电检测值。在本发明的一个实施例中，触摸屏控制芯片400向感应单元200的第一电极210或第二电极220施加电平信号以对自电容充电，触摸屏控制芯片400分别控制第一电极210和第二电极220接地以对自电容放电，触摸屏控制芯片400分别从第一电极210和/或第二电极220进行放电检测以获得第一放电检测值和第二放电检测值。在本发明的一个实施例中，触摸屏控制芯片400向感应单元200的第一电极210或第二电极220施加电平信号以对自电容充电，触摸屏控制芯片400分别控制第一电极210或第二电极220接地以对自电容放电，触摸屏控制芯片400分别从第一电极210和第二电极220进行放电检测以获得第一放电检测值和第二放电检测值。在本发明的一个实施例中，触摸屏控制芯片400包括一个或两个CTS (电容检测模块)。本发明实施例通过对感应单元两端的电极施加电平信号，如果该感应单元被触碰，手指或其他触摸物则会和感应单元形成自电容，因此本发明通过施加的电平信号可对该自电容进行充电，并根据第一电阻和第二电阻之间的比例关系确定触摸位置。例如在本发明的一个实施例中，第一电阻和第二电阻之间的比例关系根据在对所述自电容充电和/或放电时，从所述第一电极和/或第二电极进行检测获得的第一检测值和第二检测值之间的比例关系计算得到。因此从第一电极和/或第二电极检测该自电容充电和/或放电时产生的第一检测值和第二检测值。这样，通过第一检测值和第二检测值就能够反应触摸点位于该感应单元的位置，从而确定触摸点在触摸屏的位置。本发明实施例提出了一种新颖的自电容检测方式，在感应单元被触摸时，触摸点就可将该感应单元分为两个电阻，从而在进行自电容检测的同时考虑这两个电阻就可以确定触摸点在该感应单元上的位置。本发明实施例的结构简单，并且对于一个感应单元来说，可从其的第一电极和/或第二电极进行充电或放电，并在充电和/或放电时进行检测，不仅能够降低RC常数，节省时间提高效率，并且还能够保证坐标不会偏移。此外，本发明实施例还可以有效提高电路的性噪比，降低电路噪声，提高感应线性度。并且，在检测过程中由于对被触摸的感应单元进行充电，因此其中会产生小电流，能够很好地消除Vcom电平信号对触摸屏中感应单元产生的自电容的影响，因此可以相应地消除屏幕屏蔽层及相关工序，从而可以在增强了抗干扰能力的同时进一步降低成本。 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。
权利要求
1.一种触控装置，其特征在于，包括 触摸屏检测设备，所述触摸屏检测设备包括 基板；和 形成在所述基板上的多个感应单元，所述多个感应单元彼此不相交，其中， 每个感应单元包括 第一部分； 不相交的第二部分和第三部分，所述第二部分一端与所述第一部分的一端相连，所述第三部分的一端与所述第一部分的另一端相连，所述第二部分的另一端具有第一电极，且所述第三部分的另一端具有第二电极；以及 触摸屏控制芯片，所述触摸屏控制芯片中的一部分管脚与所述多个感应单元的第一电极相连，所述触摸屏控制芯片中的另一部分管脚与所述多个感应单元的第二电极相连，且所述触摸屏控制芯片向所述多个感应单元的第一电极和/或第二电极施加电平信号，所述电平信号在所述多个感应单元中一个或部分被触摸时产生的自电容充电，且所述触摸屏控制芯片在检测到所述多个感应单元中一个或部分被触摸时，计算被触摸的一个或部分感应单元中所述第一电极至所述自电容的第一电阻与所述第二电极至所述自电容的第二电阻之间的比例关系，以及根据所述比例关系及被触摸的一个或部分感应单元计算触摸点坐标。
2.如权利要求I所述的触控装置，其特征在于，所述多个感应单元的长度彼此不同，且所述多个感应单元之间相互嵌套。
3.如权利要求I所述的触控装置，其特征在于，所述多个感应单元的第一部分彼此平行，所述多个感应单元的第二部分彼此平行且所述多个感应单元的第三部分彼此平行。
4.如权利要求3所述的触控装置，其特征在于，所述第一部分与所述基板的第一边平行，所述第二部分和所述第三部分与所述基板的第二边平行。
5.如权利要求4所述的触控装置，其特征在于，所述多个感应单元的第二部分与第三部分长度相等。
6.如权利要求4所述的触控装置，其特征在于，所述基板为矩形，所述第一边和所述第二边之间相互垂直，所述第二部分和所述第一部分之间相互垂直，且所述第三部分和所述第一部分之间相互垂直。
7.如权利要求4所述的触控装置，其特征在于，相邻两个感应单元的第一部分之间的间距相等，相邻两个感应单元的第二部分之间的间距相等，相邻两个感应单元的第三部分之间的间距相等。
8.如权利要求4所述的触控装置，其特征在于，所述多个感应单元位于同一层。
9.如权利要求4所述的触控装置，其特征在于，所述多个感应单元相对于所述基板的中心轴对称，所述中心轴垂直于所述第一部分。
10.如权利要求I所述的触控装置，其特征在于，所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分中至少一个为矩形。
11.如权利要求I所述的触控装置，其特征在于，所述第一电阻和所述第二电阻之间的比例关系根据在对所述自电容充电和/或放电时，从所述第一电极和/或第二电极进行检测获得的第一检测值和第二检测值之间的比例关系计算得到。
12.如权利要求11所述的触控装置，其特征在于，所述第一检测值和所述第二检测值为电流检测值、自电容检测值、电平信号检测值和电荷变化量中的一种或多种。
13.如权利要求11所述的触控装置，其特征在于，所述第一检测值包括第一充电检测值或第一放电检测值，所述第二检测值包括第二充电检测值或第二放电检测值。
14.如权利要求13所述的触控装置，其特征在于，所述触摸屏控制芯片向所述感应单元的第一电极和第二电极施加电平信号以对所述自电容充电，所述触摸屏控制芯片从所述第一电极和/或第二电极进行充电检测以获得所述第一充电检测值和第二充电检测值。
15.如权利要求13所述的触控装置，其特征在于，所述触摸屏控制芯片向所述感应单元的第一电极或第二电极分别两次施加电平信号以对所述自电容进行两次充电，在每次充电之后所述触摸屏控制芯片从所述第一电极和/或第二电极进行充电检测以获得所述第一充电检测值和第二充电检测值。
16.如权利要求13所述的触控装置，其特征在于，当所述触摸屏控制芯片向所述感应单元的第一电极分别两次施加电平信号以对所述自电容进行两次充电时，所述两次充电中的一次将所述第二电极接地，另一次将所述第二电极接为高阻；以及 当所述触摸屏控制芯片向所述感应单元的第二电极分别两次施加电平信号以对所述自电容进行两次充电时，所述两次充电中的一次将所述第一电极接地，另一次将所述第一电极接为高阻。
17.如权利要求13所述的触控装置，其特征在于，所述触摸屏控制芯片向所述感应单元的第一电极和第二电极施加电平信号以对所述自电容充电，所述触摸屏控制芯片控制所述第一电极和/或所述第二电极接地以对所述自电容放电，所述触摸屏控制芯片从所述第一电极和/或第二电极进行放电检测以获得所述第一放电检测值和第二放电检测值。
18.如权利要求13所述的触控装置，其特征在于，所述触摸屏控制芯片向所述感应单元的第一电极或第二电极施加电平信号以对所述自电容充电，所述触摸屏控制芯片分别控制所述第一电极和所述第二电极接地以对所述自电容放电，所述触摸屏控制芯片分别从所述第一电极和/或第二电极进行放电检测以获得所述第一放电检测值和第二放电检测值。
19.如权利要求13所述的触控装置，其特征在于，所述触摸屏控制芯片向所述感应单元的第一电极或第二电极施加电平信号以对所述自电容充电，所述触摸屏控制芯片分别控制所述第一电极或所述第二电极接地以对所述自电容放电，所述触摸屏控制芯片分别从所述第一电极和第二电极进行放电检测以获得所述第一放电检测值和第二放电检测值。
20.如权利要求11所述的触控装置，其特征在于，所述触摸屏控制芯片包括一个或两个电容检测模块CTS。
21.一种触摸屏检测设备，其特征在于，包括 基板； 形成在所述基板上的多个感应单元，所述多个感应单元彼此不相交，其中，每个感应单元包括 第一部分； 不相交的第二部分和第三部分，所述第二部分一端与所述第一部分的一端相连，所述第三部分的一端与所述第一部分的另一端相连，所述第二部分的另一端具有第一电极，且所述第三部分的另一端具有第二电极；以及触摸屏控制芯片，所述触摸屏控制芯片中的一部分管脚与所述多个感应单元的第一电极相连，所述触摸屏控制芯片中的另一部分管脚与所述多个感应单元的第二电极相连。
22.如权利要求21所述的触摸屏检测设备，其特征在于，所述多个感应单元的长度彼此不同，且所述多个感应单元之间相互嵌套。
23.如权利要求21所述的触摸屏检测设备，其特征在于，所述多个感应单元的第一部分彼此平行，所述多个感应单元的第二部分彼此平行且所述多个感应单元的第三部分彼此平行。
24.如权利要求23所述的触摸屏检测设备，其特征在于，所述第一部分与所述基板的第一边平行，所述第二部分和所述第三部分与所述基板的第二边平行。
25.如权利要求24所述的触摸屏检测设备，其特征在于，每个所述感应单元的第二部分与第三部分长度相等。
26.如权利要求24所述的触摸屏检测设备，其特征在于，所述基板为矩形，所述第一边和所述第二边之间相互垂直，所述第二部分和所述第一部分之间相互垂直，且所述第三部分和所述第一部分之间相互垂直。
27.如权利要求24所述的触摸屏检测设备，其特征在于，相邻两个感应单元的第一部分之间的间距相等，相邻两个感应单元的第二部分之间的间距相等，相邻两个感应单元的第三部分之间的间距相等。
28.如权利要求24所述的触摸屏检测设备，其特征在于，所述多个感应单元位于同一层。
29.如权利要求24所述的触摸屏检测设备，其特征在于，所述多个感应单元相对于所述基板的中心轴对称，所述中心轴垂直于所述第一部分。
30.如权利要求21所述的触摸屏检测设备，其特征在于，所述第一部分、所述第二部分和所述第三部分中至少一个为矩形。
31.一种便携式电子设备，其特征在于，包括如权利要求1-20任一项所述的触控装置。
32.一种便携式电子设备，其特征在于，包括如权利要求21-30任一项所述的触摸屏检测设备。
全文摘要
本发明提出一种触摸屏检测设备及触控装置，该触控装置包括基板；多个不相交的感应单元，所述多个感应单元形成在所述基板之上，且所述多个感应单元的每个均具有相对设置的第一电极和第二电极；和触摸屏控制芯片。本发明实施例还可以有效提高电路的性噪比，降低电路噪声，提高感应线性度。
文档编号G06F3/044GK102902436SQ201110459449
公开日2013年1月30日 申请日期2011年12月31日 优先权日2011年7月26日
发明者李振刚, 黄臣, 杨云 申请人:比亚迪股份有限公司