CN101866254A - 电阻式触控屏及其显示装置 - Google Patents

Abstract

一种电阻式触控屏及其显示装置，包括电极层、隔离层、电阻电路层、电压侦测装置、电流侦测装置、显示器面板以及处理器。电阻式触控屏贴附于显示器面板上，电极层上引出一条引线与电压侦测装置连接。电阻电路层包括一线状电阻，线状电阻弯曲分布于电阻电路层的整个平面，其两端分别引出一条引线与电源连接，其一端还与电流侦测装置连接。隔离层在用户未触摸触控屏时将电极层以及电阻电路层分隔，当用户触摸该触控屏使电极层与电阻电路层接触而产生触控点时，电压侦测装置侦测到的电极层的电压值以及电流侦测装置侦测到的流出线状电阻该端的电流值均发生变化。处理器接收该电压值、电流值并确定触控点的位置，执行相应的输入功能。

Description

电阻式触控屏及其显示装置

技术领域

本发明涉及触控屏，特别是涉及一种电阻式触控屏及使用该电阻式触控屏的显示装置。

背景技术

现有的一种四线电阻式触摸屏，其包括两个阻性层，由隔离层隔开，可以精确定位单点触摸的位置，但多点(两点以上)同时触摸时则无法识别各点的触摸位置。而一般的电阻式触摸屏出线至少为四线，出线愈多代表成本愈高，且与之配合的外部电路和其他分析装置也需对应四线，其译码方式较为复杂，成本较高。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种电阻式触控屏及其显示装置，可以实现单点或两点触摸的精确定位，并可以对多点坐标进行粗略范围的定位。

一种电阻式触控屏，包括保护层、电极层、隔离层、电阻电路层以及基板。所述保护层设于所述触控屏表面。所述电极层为一导电金属层。所述隔离层在用户未触摸所述触控屏时将电极层以及电阻电路层分隔。所述电阻电路层包括一线状电阻，所述线状电阻弯曲分布于电阻电路层的整个平面。所述电极层上引出一条引线，并与一个电压侦测装置连接，所述电压侦测装置用于侦测电极层上的电压值。所述线状电阻两端分别引出一条引线；所述线状电阻两端与一电源的正负极分别连接；线状电阻的一端还连接一电流侦测装置。所述电流侦测装置用于侦测流出所述线状电阻该端的电流值。当用户触摸该电阻式触控屏时，所述电阻式触控屏受到触压使电极层与电阻电路层接触而产生触控点，当有一个触控点时，所述电压侦测装置所侦测到的电压值发生变化，当有两个或两个以上的触摸点时，所述电压侦测装置侦测到的电压值以及电流侦测装置侦测到的电流值均发生变化。

一种电阻式触控屏，包括保护层、电极层、隔离层、电阻电路层以及基板。所述保护层设于所述触控屏表面。所述电极层为一导电金属层。所述隔离层在用户未触摸所述触控屏时将电极层以及电阻电路层分隔。所述电阻电路层包括一线状电阻，所述线状电阻弯曲分布于电阻电路层的整个平面。所述电极层与一电源连接。所述线状电阻两端分别引出一条引线；所述线状电阻两端分别连接一第一电流侦测装置、第二电流侦测装置。所述第一、二电流侦测装置分别用于侦测流出所述线状电阻两端的电流。当用户触摸所述电阻式触控屏时，所述电阻式触控屏受到触压时使电极层与电阻电路层接触而产生触控点，而引起所述第一、二电流侦测装置侦测的电流值发生变化。

一种显示装置，包括电阻式触控屏、电压侦测装置、电流侦测装置、显示器面板以及处理器。所述触控屏贴附于显示器面板上，其包括保护层、电极层、隔离层、电阻电路层以及基板。所述保护层设于所述触控屏表面。所述电极层为一导电金属层，并引出一条引线。所述隔离层在用户未触摸所述触控屏时将电极层以及电阻电路层分隔。当用户触摸该触控屏时，所述触控屏受到触压使电极层与电阻电路层接触而产生触控点。所述电阻电路层包括一线状电阻，所述线状电阻弯曲分布于电阻电路层的整个平面，其两端分别引出一条引线。所述线状电阻两端与一电源的正负极分别连接。所述基板下表面与显示器面板相邻。所述电压侦测装置与电极层上的引线连接，用于侦测电极层上的电压值。所述电流侦测装置与所述线状电阻一端连接，用于侦测流出线状电阻该端的电流值。所述处理器根据接收的所述电压值、电流值确定触控点的位置，并根据所述触控点的位置执行相应的输入功能。

一种显示装置，包括电阻式触控屏、第一电流侦测装置、第二电流侦测装置、显示器面板以及处理器。所述电阻式触控屏贴附于显示器面板上，其包括保护层、电极层、隔离层、电阻电路层以及基板。所述保护层设于所述触控屏表面，所述电极层为一导电金属层，并与一电源连接。所述隔离层在用户未触摸所述触控屏时将电极层以及电阻电路层分隔。当用户触摸该触控屏时，所述触控屏受到触压使电极层与电阻电路层接触而产生触控点。所述电阻电路层包括一线状电阻，所述线状电阻弯曲分布于电阻电路层的整个平面，其两端分别引出一条引线。所述触控点与线状电阻两端之间分别形成回路。所述基板下表面与显示器面板相接。所述第一、二电流侦测装置分别与所述线状电阻两端连接，用于分别侦测流出所述线状电阻两端的电流值。所述处理器根据接收的各个电流值以及各个回路的电压值分别确定触控点的位置并执行相应的输入功能。

本发明的电阻式触控屏通过三根引线与显示装置的其他电路及分析装置连接，控制简单，可以实现单点或两点触摸的精确定位，同时，根据不同的应用可以对多点坐标进行粗略范围的定位。

附图说明

图1为本发明一优选实施方式的电阻式触控屏的结构示意图。

图2为本发明第一实施方式中电阻式触控屏的电极层、隔离层与电阻电路层的示意图。

图3为图2中电阻式触控屏的电阻电路层其他实施方式的示意图。

图4为本发明第一实施方式中显示装置的模块架构图。

图5为图2中电阻式触控屏的电极层、隔离层与电阻电路层的另一示意图。

图6为本发明第二实施方式中电阻式触控屏的电极层、隔离层与电阻电路层的示意图。

图7为本发明第二实施方式中显示装置的模块架构图。

主要元件符号说明

显示装置      100、200

触控屏        10

保护层        11

电极层        12

隔离层            13

电阻电路层        14

线状电阻          141

基板              15

电压侦测装置      16

电流侦测装置      171、172、173

显示器面板        20

处理器            30

具体实施方式

请参阅图1，一种电阻式触控屏10，其贴附于显示器面板20上，该电阻式触控屏10依次包括保护层11、电极层12、隔离层13、电阻电路层14以及基板15。其中，保护层11由弹性透明绝缘材料组成，其设于该触控屏10表面，用于保护该触控屏10。基板15由刚性透明材料制成，基板15的下表面与显示器面板20相邻，用于承载该触控屏10。该隔离层13由可变形的绝缘材料组成的透明栅格阵列构成，在用户未触摸该触控屏10时，该隔离层13将电极层12以及电阻电路层14进行分隔，以使电极层12和电阻电路层14在初始状态下为电绝缘状态。当用户触摸该触控屏时，该触控屏10受到触压，保护层11以及电极层12挤压该隔离层13而使得隔离层13发生弹性形变，从而使得电极层12对应触摸位置的区域与电阻电路层14接触而产生一触控点。

请一并参阅图2，电极层12为一导电金属层，在本实施方式中，电极层12由电阻率很小的导电金属构成。在电极层12上引出一条引线C与外部电路或其他分析装置连接，本实施方式中，引线C与一电压侦测装置16连接，该电压侦测装置16用于侦测该电极层12上的电压变化，在初始状态下，该电压侦测装置16侦测到的该电极层12上的电压为零。

电阻电路层14包括一线状电阻141，该线状电阻141弯曲分布于电阻电路层14的整个平面，本实施方式中，线状电阻141绕制成回旋状结构。该线状电阻141为均匀电阻，其各点分别对应于触控屏10的所有触控点，线状电阻141两端I、II分别引出一条引线A、B。其中，引线A、B的电阻率与线状电阻141的电阻率相比非常小。在其他实施方式中，如图3所示，线状电阻141可绕制成弓状结构。

该线状电阻141的两端与一电源的正负极分别连接，在本实施方式中，设该电源电压为U0，且端点I与电源的负极连接并作接地处理，从而使线状电阻141两端的电势差为|U0|。线状电阻141的端点I还连接一电流侦测装置171，该电流侦测装置171用于侦测流出线状电阻141该端的电流。本实施方式中，由于设计时已预先确定总的电阻值R0，当没有触摸输入时，电流侦测装置171侦测到的电流值为一预定电流值I0。

请一并参阅图4，为第一实施方式中显示装置100的模块架构图。该显示装置100包括该触控屏10、电压侦测装置16、电流侦测装置171、该显示器面板20以及处理器30。其中，处理器30与电压侦测装置16以及电流侦测装置171分别连接，并分别接收电压侦测装置16的电压信号以及电流侦测装置171的电流信号。该处理器30在电压侦测装置16侦测到电极层12的电压值发生变化时，则判断有触控点输入，并根据接收的电压信号确定触控点的位置。该处理器30还将接收的电流信号与一预定电流值进行比较，以判断是否有两点或两点以上的触摸输入；如果该电流信号与一预定电流值不一致，即电压侦测装置16侦测到的电压值以及电流侦测装置171侦测到的电流值均发生变化，则处理器30判断有两个或两个以上的触控点输入，并根据所接收的电压信号以及电流信号确定两个触控点的位置。相应的，该处理器30还根据该触控点位置对应的显示器面板20所显示的图形用户界面(GUI)而执行相应的输入功能，并控制引起该显示器面板20显示界面的变化。

其中，当用户通过手指或触笔触压该触控屏10时，电极层12与电阻电路层14相接触并产生一接触点M，电极层12的电压由零变为该电阻电路层14在该接触点M的电压，该电压侦测装置16侦测到该电极层12的电压值并发送至处理器30。由于线状电阻141两端的电压值|U0|与回路中总的电阻值R0不变，因此电流侦测装置171侦测到的电流值不发生改变。处理器30根据该电极层12的电压值以及线状电阻141两端的电压值确定触压点所在位置，本实施方式中，处理器30通过读取该电压值U1，并将电压值U1与线状电阻141两端的电压值|U0|相比，确定该接触点的分压比，由于设计时已预先确定的总的电阻值R0已经确定，由公式：

|U0|/U1＝R0/R1

即可计算出该触控点M到回路端点I的电阻值R1，由于线状电阻141为均匀电阻，其电阻大小与长度成正比，从而可计算出触控点M到回路端点I的长度，在本实施方式中，每一长度都预先与一坐标轴的一坐标映射，从而根据该长度可确定触控点M的坐标，处理器30确定该触控点M坐标后执行触摸该触控点M所对应的功能。

请参阅图5，当触控屏10上有两点被同时触控而产生两个触控点M1、N1时，如图中的虚线部分所示，M1、N1之间的线状电阻141被电极层12短路，M1、N1两点的电势相等，即在整个回路中的电阻总值为点M1到端点I之间的电阻值R2和点N1到端点II之间的电阻值R3之和，该第一电流侦测装置171侦测到的电流值发生变化而与该预定电流值I0不一致，从而处理器30判断至少有两点被触控。

处理器30根据电压侦测装置16所侦测的电压值、第一电流侦测装置171侦测的电流值以及线状电阻141两端的电压值，确定两个触控点所在位置，本实施方式中，处理器30通过读取电压值U2、电流值I1，并由公式：

R2＝U2/I1

即可计算出触控点M1到回路端点I之间的电阻值R2，从而确定触控点M1到回路端点I的长度，并最终根据长度与坐标的映射关系确定触控点M1的坐标。同时，由于：

U0/I1＝R2+R3

由此可计算出N1点到回路端点II之间的电阻值R3，从而确定触控点N1点到回路端点II的长度，并最终根据长度与坐标的映射关系确定触控点N1的坐标。

如果有两点以上被同时触摸时，由上述测量方法可知，离线状电阻141两端距离最近的两触控点的位置被确定并精确定位，其他触控点如图5中的点O由于被短路，其坐标范围被粗略地定位。

请参阅图6，为本发明第二实施方式中电阻式触控屏的电极层、隔离层与电阻电路层的示意图。电极层12与一电源连接，在本实施方式中，设该电源电压为U′0，从而电极层12的电势为U′0。线状电阻141的两端分别连接一电流侦测装置172、173并作接地处理，该电流侦测装置172、173分别用于侦测流出线状电阻141两端的电流。

请一并参阅图7，为第二实施方式中电阻式触控显示装置200的模块架构图。该电阻式触控显示装置200包括该触控屏10，该电流侦测装置172、173，该显示器面板20以及该处理器30。其中，处理器30与电流侦测装置172、173分别连接，并接收该电流侦测装置172、173的电流信号。该处理器30在该电流侦测装置172、173侦测到线状电阻141两端的电流发生变化时，则判断有触摸输入，这时，该触控点与线状电阻141两端之间分别形成回路，处理器30根据所接收的各个电流信号以及各个回路的电压分别确定触控点的位置。相应的，该处理器30还根据该触控点位置对应的显示器面板20所显示的图形用户界面(GUI)而执行相应的输入功能，并控制引起该显示器面板20显示界面的变化。

其中，当触控屏10上有触控点产生时，各个触控点的电势都由零变为电极层12的电势，如图6中的虚线部分所示，距离线状电阻141两端点最近的触控点M2、N2之间的线状电阻141被短路，且触控点M2与线状电阻141的端点I之间、N2与线状电阻141的端点II之间分别形成回路，每个回路的电压都为电极层12与线状电阻141两端的电势差|U′0|。该电流侦测装置172、173分别侦测到其所在回路的电流值并发送至处理器30，处理器30根据该电流侦测装置172、173侦测的电流值以及各个回路的电压值确定触压点所在位置，本实施方式中，处理器30通过读取该电流侦测装置172的电流值I2、该电流侦测装置173的电流值I3，并由公式：

R′2＝|U′0|/I2，R′3＝|U′0|/I3

即可分别计算出M2到线状电阻141的端点I之间的电阻值R′2、N2到线状电阻141的端点II之间的电阻值R′3，从而确定触控点M2到回路端点I的长度、触控点N2到回路端点II的长度，并最终根据长度与坐标的映射关系确定触控点M2、N2的坐标。这样，与线状电阻141两端点距离最近的两触控点的位置被确定并精确定位，其他触控点由于被短路，其坐标范围被粗略定位。

本发明的电阻式触控屏10通过三根引线与显示装置100的其他电路及分析装置连接，控制简单，可以实现单点或两点触摸的精确定位，同时，根据不同的应用可以对多点坐标进行粗略范围的定位。

对于实施例中所阐述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干的变形和改进，这些也应该视为属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电阻式触控屏，包括保护层、电极层、隔离层、电阻电路层以及基板；所述保护层设于所述触控屏表面；所述电极层为一导电金属层；所述隔离层在用户未触摸所述触控屏时将电极层与电阻电路层分隔；所述电阻电路层包括一线状电阻，所述线状电阻弯曲分布于电阻电路层的整个平面；其特征在于：

所述电极层上引出一条引线，并与一个电压侦测装置连接，所述电压侦测装置用于侦测电极层上的电压值；所述线状电阻两端分别引出一条引线；所述线状电阻两端与一电源的正负极分别连接；线状电阻的一端还连接一电流侦测装置，所述电流侦测装置用于侦测流出所述线状电阻该端的电流值；

其中，当用户触摸所述电阻式触控屏时，所述电阻式触控屏受到触压使电极层与电阻电路层接触而产生触控点，当有一个触控点时，所述电压侦测装置所侦测到的电压值发生变化，当有两个或两个以上的触摸点时，所述电压侦测装置侦测到的电压值以及电流侦测装置侦测到的电流值均发生变化。

2.如权利要求1所述的电阻式触控屏，其特征在于：所述隔离层由可变形的绝缘材料组成的透明栅格阵列构成。

3.如权利要求1所述的电阻式触控屏，其特征在于：所述线状电阻为均匀电阻，并绕制成回旋状结构。

4.如权利要求1所述的电阻式触控屏，其特征在于：所述线状电阻为均匀电阻，并绕制成弓状结构。

5.一种电阻式触控屏，包括保护层、电极层、隔离层、电阻电路层以及基板；所述保护层设于所述触控屏表面；所述电极层为一导电金属层；所述隔离层在用户未触摸所述触控屏时将电极层与电阻电路层分隔；所述电阻电路层包括一线状电阻，所述线状电阻弯曲分布于电阻电路层的整个平面；其特征在于：

所述电极层与一电源连接；所述线状电阻两端分别引出一条引线；所述线状电阻两端分别连接一第一电流侦测装置、第二电流侦测装置，所述第一、二电流侦测装置分别用于侦测流出所述线状电阻两端的电流；

其中，当用户触摸所述电阻式触控屏时，所述电阻式触控屏受到触压时使电极层与电阻电路层接触而产生触控点，所述触控点与线状电阻两端之间分别形成回路，所述第一、二电流侦测装置侦测的电流值发生变化。

6.如权利要求5所述的电阻式触控屏，其特征在于：所述隔离层由可变形的绝缘材料组成的透明栅格阵列构成。

7.如权利要求5所述的电阻式触控屏，其特征在于：所述线状电阻为均匀电阻，并绕制成回旋状结构。

8.如权利要求5所述的电阻式触控屏，其特征在于：所述线状电阻为均匀电阻，并绕制成弓状结构。

9.一种显示装置，其包括如权利要求1至4中任一项所述的电阻式触控屏、电压侦测装置、电流侦测装置、显示器面板以及处理器；所述电阻式触控屏贴附于显示器面板上，所述基板下表面与显示器面板相邻；

所述电压侦测装置与电极层上的引线连接，用于侦测电极层上的电压值；

所述电流侦测装置与所述线状电阻一端连接，用于侦测流出线状电阻该端的电流值；

所述处理器根据接收的所述电压值、电流值确定触控点的位置，并根据所述触控点的位置执行相应的输入功能。

10.一种显示装置，其包括如权利要求5至8中任一项所述的电阻式触控屏、第一电流侦测装置、第二电流侦测装置、显示器面板以及处理器；所述触控屏贴附于显示器面板上，所述基板下表面与显示器面板相接；

所述第一、二电流侦测装置分别与所述线状电阻两端连接，用于分别侦测流出所述线状电阻两端的电流值；

所述处理器根据接收的各个电流值以及各个回路的电压值分别确定触控点的位置并执行相应的输入功能。

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