本发明涉及触控技术领域，更具体地，涉及一种圆形或圆环形的触控装置及方法。
背景技术：
随着触摸屏技术的发展，电容式触摸屏作为人机交互界面，越来越广泛的应用于手机、平板电脑等各种类型的电子设备上。而近几年以来特别是智能手表等可穿戴设备，智能家居等领域的发展，对触摸屏的外观结构需求也越来越多样化，使触摸屏不再局限于目前常用的矩形界面。圆形甚至圆环形因其更符合穿戴设备和智能家居设备的感官要求，后续在该领域可能会有比较大的应用需求。目前，针对圆形触控屏更多采用的是单层自电容方案或双层互电容方案。
单层自电容方案如图1所示，在圆形的显示区域上，形成多个相同的圆周阵列的扇形图案触摸电极1，以实现单层自电容触摸功能，但该方案仅能实现单点触控操作，且线性度和精准度较差。
双层互电容方案如图2所示，在圆形的显示区域上，形成双层的导电层以实现互容触摸功能，顶层为横向的感应图案2，底层为竖向的驱动图案3，此方案可实现多点触控，线性度和精准度效果较好，但是技术要求和成本较高。
在圆形区域布满扇形触控电极，并将每个触控电极用导线引出，存在线性度和精度较差问题，且只能支持单点触控；采用如图2所示的双层互容方案，可改善上述问题，但是存在成本相对较高的问题，在如今触控市场对成本越来越敏感的情况下，需要有一种成本较低，又能实现较好性能的方案。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种电容式触摸屏、触控装置及方法，旨在改善圆形或圆环形触摸屏的触摸效果，增加其实用性，同时实现简化模组结构，降低成本。
一方面，本发明提供一种触控装置，其特征在于，包括:
基板；
多个电极，位于所述基板上并且彼此绝缘隔开；
多条引线，与所述多个电极电连接；
其中，所述电极的至少一侧边缘包括齿状结构并与至少一个相邻的所述电极的齿状结构相匹配，使相匹配的电极边缘间距相同。
优选地，所述多个电极位于同一导电层。
优选地，所述多个电极包括第一电极和第二电极，所述第一电极与所述第二电极之间具有相互匹配的齿状结构。
优选地，所述基板为圆形或圆环形。
优选地，所述第一电极与所述第二电极分组设置，每组电极的外轮廓均为形状相同的扇形，多组电极圆周阵列排布呈中心对称，各组电极间具有相同的间距，间距一侧为第一电极，另一侧为第二电极，组内第一电极与第二电极相邻的边为相互匹配的齿状结构。
优选地，所述每组电极中包括一个第二电极和一个第一电极，其相对的一侧呈相互匹配的齿状结构，另一侧为直线。
优选地，所述第一电极包括多个彼此绝缘隔开的子电极，所述多个子电极沿径向排布，分别与所述第二电极的同一侧齿状结构的部分相匹配，所述多个子电极的整体轮廓与所述第一电极相同。
优选地，所述第一电极与所述第二电极均为两侧具有齿状结构的扇形，所述第一电极侧边的齿状结构与所述第二电极侧边的齿状结构相匹配，所述第一电极与所述第二电极相互交替呈圆周阵列。
优选地，所述第一电极包括多个彼此绝缘隔开的子电极，所述子电极至少一侧与所述第二电极的侧边相匹配。
优选地，每个所述子电极至少部分延伸至所述基板边缘。
优选地，所述电极的齿状结构包括三角形、矩形、梯形、波浪形中的至少一种。
优选地，所述电极呈梳状。
优选地，所述多个电极与所述多条引线的材料包括ITO、石墨烯、纳米银中的至少一种。
优选地，所述多个电极的制作工艺包括干法刻蚀、湿法刻蚀、光刻中的至少一种。
根据本发明的另一方面，本发明还提供一种触控显示装置，包括如上所述的触控装置以及位于所述触控装置下方的显示面板。
优选地，所述显示面板和所述触控装置均为圆形或圆弧形。
根据本发明的再一方面，本发明还提供一种上述触控装置的触控方法，包括：
分别向所述多个电极施加感应信号，使所述电极的至少一个侧边与相邻的电极间形成互电容；
当手指触摸或者触控笔靠近电极上方时，所述多电极之间的互容值相应改变；
通过检测触摸点位置附近的电极在触摸前、触摸时的电容变化量，通过计算得出触摸点的坐标位置。
本发明实施例提供的触控装置、触控显示装置及方法，在基板上实现了单层布线的互容式触控传感，将多个电极均匀分布在圆形或圆环形导电层上，且多个电极间至少部分相邻边具有齿状结构，彼此相互咬合匹配。进一步地，所述基板还可为圆形或圆环形，可通过调整电极的尺寸和数量来适应基板尺寸及用户精度要求，且该触控方法简单可靠。
本发明提供触控装置和触控显示装置其多个电极均位于同一导电层，引线数量较少，精度较高、实用性强。该触控装置模组结构简单，生产成本低，且具有较强的抗干扰能力，还支持多点触控效果。该触控装置中的包括单层的图形化电极，其制备简单，工艺成熟可靠，良品率高，生产成本低。而且本发明还可通过进一步优化电极图形，对该触控装置的线性度和精准度做进一步提升，以满足用户需求。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
图1示出了现有技术中圆形屏幕的单层自电容方案示意图。
图2示出了现有技术中圆形屏幕的双层互电容方案示意图。
图3示出了本发明第一实施例第一电极的示意图。
图4示出了本发明第一实施例触控装置的示意图。
图5a和图5b示出了本发明第一实施例触控装置进行触控操作的示意图。
图6a和图6b分别示出了本发明第二和第三实施例的示意图。
图7示出了本发明第三实施例的触控操作示意图。
图8示出了本发明第四实施例的触控装置的示意图。
图9示出了本发明第四实施例触控装置进行触控操作的示意图。
图10a和图10b分别示出了本发明第五和第六实施例的示意图。
图11示出了本发明第七实施例的示意图。
图12和图13分别示出了本发明另外两种实施例的示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。
应当理解，在描述触控装置的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。
如果为了描述直接位于另一层、另一个区域上面的情形，本文将采用“直接在……上面”或“在……上面并与之邻接”的表述方式。
在本申请中，描述了本发明的许多特定的细节，例如电极的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
本发明可以各种形式呈现，以下将描述其中一些示例。
图3示出了本发明第一实施例中第一电极的示意图，所述第一电极1100为第一实施例中多个形状相同的第一电极中的一个，其外轮廓呈扇形，其一侧边具有齿状结构11，所述齿状结构11近似为矩形齿，另一侧边为直线，使所述第一电极1100呈梳状。所述第二电极1200与所述第一电极1100形状类似，所述第二电极1200的齿状结构12与所述第一电极1100的齿状结构11相咬合，形成互电容。
图4示出了本发明第一实施例触控装置的示意图，所述触控装置包括基板100、多个电极和多条引线，所述基板100例如为圆形，所述多个电极位于所述基板100上并且彼此绝缘隔开，所述多条引线与所述多个电极在所述基板边缘电连接，所述电极的至少一侧边缘包括齿状结构并与至少一个相邻的所述电极的齿状结构相匹配，使相匹配的电极边缘间距相同。所述多个电极的电极数量可以根据精度需求进行调整。其中所述多个电极位于同一导电层，所述多个电极包括第一电极1100和第二电极1200，图示中以16个电极为例，其中包括8个第一电极1100和8个第二电极1200，根据其在基板100上的位置分别进行了标号，第一电极1100包括第一电极110、210、310、410、510、610、710、810，第二电极1200包括第二电极120、220、320、420、520、620、720、820。所述第一电极1100与所述第二电极1200分组设置，每个第一电极1100均有一个第二电极1200与之相匹配，图中共分为8组，第一电极110与第二电极120为一组，第一电极210与第二电极220为一组，以此类推。每组电极的外轮廓均为形状相同的扇形，第一电极1100与第二电极1200交替圆周阵列排布，呈中心对称的布满基板100，且各电极间具有相同的间距。组内的第一电极110与第二电极120相邻的边为相互匹配的齿状结构，第一电极110与第二电极820相邻的边均为直线，即电极组与电极组相邻的边均为直线。
图5a示出了本发明第一实施例触控装置进行单点触控操作的示意图，图中电极为中心对称，且呈周期性分布。在实际进行触控操作时，手指(或者触控笔等)触摸的位置大致可分为101、102和103这三种情况，触摸点101的坐标位置可根据第一电极110和第二电极120触摸前和触摸时的电容变化计算得出；触摸点102的坐标位置可根据所有的电极触摸前和触摸时的电容变化计算得出；触摸点103的坐标位置可根据第二电极720和第一电极810触摸前和触摸时的电容变化计算得出。
在此基础上，还可实现多点触控功能，如图5b所示，当触摸点104、105、106三点同时触摸时，三点的坐标可以通过以下方式同步判断得出：
触摸点104的坐标位置可根据第一电极110和第二电极120触摸前和触摸时的电容变化计算得出。
触摸点105的坐标位置可根据第一电极410和第二电极420触摸前和触摸时的电容变化计算得出。
触摸点106的坐标位置可根据第一电极710和第二电极720触摸前和触摸时的电容变化计算得出。
进一步地，还可根据实际使用情况，在此基础上设计可以做到支持更多点的触摸要求。
当然地，本发明第一实施例触控装置中的电极图形仅为简单的示例，实际应用的时候需要根据圆形的直径和客户所要求的性能，对电极间的间隙(即通道)的使用数量进行评估，使得通道尺寸与触摸点大小相适应。
图6a示出了本发明的第二实施例的示意图，其在第一实施例的基础上对所述触控装置的圆周方向上的精度进行了进一步优化，减小了每个电极的面积(减小扇形电极的圆心角的角度)，使所述基板100上具有更多更密集的圆周向排布的电极，从而具有更多的电极间的间隙，增加了间隙数量，进而提高了所述触控装置在圆周方向上的精度。
图6b示出了本发明的第三实施例的示意图，其在第一实施例的基础上对所述触控装置在径向上的精度进行了进一步优化，将位于所述基板100上的每个第一电极划分为了多个子电极。以第一电极110为例，将所述第一电极110划分为了3个子电极，图示中第一电极110包括第一子电极111、第二子电极112和第三子电极113，三个子电极沿径向排布，分别与所述第二电极120的同一侧齿状结构的部分相匹配，所述三个子电极的整体轮廓与所述第一电极120相同，每个子电极均有至少部分延伸至所述基板100的边缘以便于与引线连接。
图7示出了本发明第三实施例的触控操作示意图，在实际进行触控操作时，当手指(或者触控笔等)触摸的位置为107、108和109这三种情况，触摸点107的坐标位置可根据第一子电极111和第二电极120触摸前和触摸时的电容变化计算得出。触摸点108坐标位置可根据第二子电极112和第二电极120触摸前和触摸时的电容变化计算得出。触摸点109坐标位置可根据第三子电极113和第二电极120触摸前和触摸时的电容变化计算得出。其余的触摸点坐标位置参考图5a和图5b，再此不再赘述。
当然地，第二实施例和第三实施例中将成组的扇形电极区域增加至12个以及单个扇形区第一电极划分为3个子电极仅是作为例举，实际数量需要根据具体的需求确定。
图8示出了本发明第四实施例的触控装置的示意图，图中单个电极的左右两侧均为齿状结构，并与相邻的电极相咬合，同样的图中电极包括第一电极和第二电极，第一电极与第二电极交替沿圆周方向排布，与上述电极图形类似，第一电极与第二电极相互之间通过类矩形相互咬合，形成互电容。
类似地，在本发明第四实施例的触控装置进行触控操作时，手指(或者触控笔等)触摸的位置大致可分为如图9所示的201、202、203、204这四种情况，触摸点201的坐标位置可根据第二电极120、第一电极110和第一电极410触摸前和触摸时的电容变化计算得出。触摸点202坐标位置可根据第一电极110、第二电极120和第二电极220触摸前和触摸时的电容变化计算得出。触摸点203坐标位置可根据第一电极410和第二电极420触摸前和触摸时的电容变化计算得出。触摸点204坐标位置可根据所有电极触摸前和触摸时的电容变化计算得出。
同样的，也可在本发明第四实施例的基础进行进一步的优化，其优化方式类似于图6a和图6b，在此不再赘述，优化后形成本发明第五实施例和第六实施例，具体如图10a、图10b所示。
图11示出了本发明第七实施例的示意图，其在本发明第一实施例的基础上，在所述触控装置的圆心处挖去圆形区200，形成圆环形触摸区，优选地，所述电极的引线可以从所述圆形区200或所述触控装置的外边缘区域与所述电极电连接。
进一步的，所述第一电极与所述第二电极之间互相咬合的图形，除了上述实施例中的类矩形图形外，还可为其余的齿状结构，例如三角形，图12和图13即为三角形齿状结构的两种实施例示意图，具体触摸点坐标位置的获取与上述实施例类似，不再赘述。
当然地，在上述触控装置的基础上，还可在其下方添加相应的显示面板，形成触控显示装置，以同时满足触控和显示需求。
本发明提供了一种圆形或圆环形单层互电容触摸方案，在相同结构和原理的情况下，所使用的电极的齿状结构不限于上述矩形和三角形，也可以为梯形、波浪形或其他多边形。本发明中电极和引线均为导电材料，例如为ITO、石墨烯、纳米银等，所述电极的形状例如为通过干法刻蚀、湿法刻蚀或光刻等工艺形成。本发明提供的触控显示装置的TP结构例如为OGS、G+F、G+G等；
本发明实施例提供的触控装置、触控显示装置及方法，在基板上实现了单层布线的互容式触控传感，将多个电极均匀分布在圆形或圆环形导电层上，且多个电极间至少部分相邻边具有齿状结构，彼此相互咬合匹配。进一步地，所述基板还可为圆形或圆环形，可通过调整电极的尺寸和数量来适应基板尺寸及用户精度要求，且该触控方法简单可靠。
本发明提供触控装置和触控显示装置其多个电极均位于同一导电层，引线数量较少，精度较高、实用性强。该触控装置模组结构简单，生产成本低，且具有较强的抗干扰能力，还支持多点触控效果。该触控装置中的包括单层的图形化电极，其制备简单，工艺成熟可靠，良品率高，生产成本低。而且本发明还可通过进一步优化电极图形，对该触控装置的线性度和精准度做进一步提升，以满足用户进一步的需求。
在以上的描述中，对于各电极的构图、蚀刻等技术细节并没有做出详细的说明。但是本领域技术人员应当理解，可以通过各种技术手段，来形成所需形状的层、区域等。另外，为了形成同一结构，本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。另外，尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。
以上对本发明的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本发明的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本发明的范围之内。