CN101918910B

CN101918910B - 电阻式触摸屏幕

Info

Publication number: CN101918910B
Application number: CN200980102185.4A
Authority: CN
Inventors: 梁敏宬
Original assignee: AD Semiconductor Co Ltd
Current assignee: AD Semiconductor Co Ltd
Priority date: 2008-01-15
Filing date: 2009-01-15
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2029-01-15
Also published as: CN101918910A; TW200935290A; WO2009091180A3; WO2009091180A2

Abstract

本发明公开了一种能够识别多点触摸的电阻式触摸屏幕。具有多个平行排列的线条的第一电阻检测图案和第二电阻检测图案互相垂直相交，并且电压被交替地施加到只涉及所述第一电阻检测图案和所述第二电阻检测图案的线条中被触摸部分的线条，以得到X坐标和Y坐标。尽管在传统范例中只能识别一个触摸点，但是可以提供能够识别传统电阻式触摸屏幕中无法识别的多点触摸的触摸屏幕。

Description

电阻式触摸屏幕

技术领域

本发明涉及电阻式触摸屏幕，更具体地，涉及可以识别多点触摸的电阻式触摸屏幕。

背景技术

图1是用来说明传统的电阻式触摸屏幕的示意图。下透明膜20和上透明膜30堆叠在绝缘膜10上。ITO(氧化铟锡)电阻膜20a和30a分别在下透明膜20的上表面和上透明膜30的下表面上形成。被施加电压的电极20b和30b分别位于ITO电阻膜20a和30a的相对端。位于下透明膜20上的Y轴电极20b和位于上透明膜30上的X轴电极30b排列成互相垂直。

如果在ITO电阻膜20a和30a上进行触摸，则通过交替地向X轴电极30b和Y轴电极20b施加电压，在触摸点上检测到电压，因此得到X和Y坐标。然而，由于传统方法一次只能识别一个触摸，存在不能识别多点触摸的问题。

此外，ITO电阻膜20a和30a各自的宽度很大，以显示薄层电阻特性，使得对于离各自中心较远的位置的感应错误更大。因此，在这种情况下，需要进行适当的校正来获得精确的感应坐标。

发明内容

技术问题

因此，本发明考虑到上述问题而提出，而且本发明的目的是提供可以识别多点触摸的电阻式触摸屏幕。

本发明的另一目的是提供电阻式触摸屏幕，其中电阻膜具有小宽度以显示线性电阻特性，因而不需要传统的坐标校正。

技术方案

根据本发明的一个方面，通过提供电阻式触摸屏幕可以实现上述和其它目的，所述电阻式触摸屏幕包括：绝缘膜；下透明膜，堆叠在所述绝缘膜上；上透明膜，堆叠在所述下透明膜上；第一电阻检测图案，在所述下透明膜上形成，并且具有平行排列的多个线条；第二电阻检测图案，在所述上透明膜上形成，并且具有平行排列的多个线条，其中所述第一电阻检测图案与所述第二电阻检测图案互相垂直地相交；第一电极，位于所述第一电阻检测图案的线条的相对端；第二电极，位于所述第二电阻检测图案的线条的相对端；以及坐标识别单元，其施加电压给所述第一电极和所述第二电极，并且读出被触摸部分的电压，以得到X和Y坐标。

优选地，所述第一电阻检测图案位于下透明膜的上表面上，以及所述第二电阻检测图案位于上透明膜的下表面上。优选地，所述第一电阻检测图案和所述第二检测图案形成为透明导电膜(即，ITO膜)。

优选地，所述第一电极和所述第二电极使用银墨形成。

优选地，所述坐标识别单元交替地给只涉及所述第一电阻检测图案和所述第二电阻检测图案的线条中被触摸部分的线条施加电压，以得到X坐标和Y坐标。

优选地，所述坐标识别单元检测XY坐标，将位置变化视为当触摸位置在所述第一电阻检测图案和所述第二电阻检测图案相交的区域中变化时，ΔV发生的变化。

优选地，当同时触摸所述第一电阻检测图案的相邻线条时，坐标识别单元读出所述同时触摸到的第一电阻检测图案的线条的各自电压，并且检测出坐标值作为所述电压的平均值。优选地，当同时触摸所述第二电阻检测图案的相邻线条时，坐标识别单元读出所述同时触摸到的第二电阻检测图案的线条的各自电压，并且检测出坐标值作为所述电压的平均值。

优选地，当发生多点触摸并且所触摸的位置形成封闭回路而触摸到多于所述第一电阻检测图案的两条线条时，坐标识别单元通过同时对所触摸到的第一电阻检测图案的线条施加电压来读出坐标值。优选地，当所触摸的位置形成封闭回路而触摸到多于所述第二电阻检测图案的两条线条时，坐标识别单元通过同时对所触摸到的第二电阻检测图案的线条施加电压来读出坐标值。

有益效果

在传统的电阻式触摸屏幕中，只能识别一个触摸点。但是根据本发明，可以提供能够识别在传统电阻式触摸屏幕中无法识别的多点触摸的触摸屏幕。此外，ITO电阻膜具有多条线条(每条具有小宽度并且显示线性电阻特性)，不需要由于传统的ITO电阻膜的薄层电阻特性而需要进行的坐标校正。

附图说明

本发明的以上和其它目的、特征和优点将通过对以下结合附图给出的优选实施例的描述而变得清楚，其中：

图1是用于说明传统的电阻式触摸屏幕的示意图；

图2是用于说明根据本发明的能够识别多点触摸的触摸屏幕的示意图；

图3是图2的俯视图；

图4和图5是用于说明当本发明中形成封闭回路时的问题的示意图；以及

图6是电路图模型，用于说明解决在形成封闭回路时的问题的方法。

具体实施方式

在下文中，将参照附图来描述本发明的优选实施例。

图2是用于说明根据本发明的能够识别多点触摸的触摸屏幕的示意图。下透明膜200和上透明膜300在绝缘膜100上堆叠。Y轴透明电阻检测图案200a在下透明膜200的上表面上形成，而X轴透明电阻检测图案300a在上透明膜300的下表面上形成。

透明电阻检测图案200a和300a可以如同传统范例一样形成为ITO膜。然而，以不同于传统范例的方式，单个的膜具有多条线条。Y轴透明电阻检测图案200a和X轴透明电阻检测图案300a排列成互相垂直，而线条在其中形成行和列。Y轴电极200b和X轴电极300b分别在透明检测图案200a和300a的线条的相对端形成。电极200b和电极300b可以使用银墨。

图3是图2的俯视图，只示出了透明电阻检测图案200a和300a以及电极200b和300b，用以说明本发明能够识别多点触摸的优点。

[A点的坐标]

将VDD(供应电压)施加到Y1+以及将GND(接地电压)施加到Y1-后，在X2+(或X2-)处检测到电压，并且该电压值表示X坐标值。

即，X坐标电压＝VDD*(1/6)+ΔV＝X坐标值

将VDD施加到X2+以及将GND施加到X2-后，在Y1+(或Y1-)处检测到电压，并且该电压值表示Y坐标值。

即，Y坐标电压＝VDD*(8/9)+ΔV＝Y坐标值

在这种情况下，ΔV表示当A点的位置在X2轴与Y1轴相交的区域中变化时发生的电压变化。最大的ΔV在X轴中不超过VDD*(1/6)，并且最大的ΔV在Y轴中不超过VDD*(1/9)。

在触摸位置在Y轴透明电阻检测图案200a与X轴透明电阻检测图案300a相交的区域中改变的情况下，ΔV的大小改变。因此，即使在Y轴透明电阻检测图案200a与X轴透明电阻检测图案300a相交的区域中，也可以通过反映ΔV的变化而得到精确的触摸位置。

[B点的坐标]

将VDD施加到X4+以及将GND施加到X4-后，在Y1+(或Y1-)处和Y2+(或Y2-)处检测到电压，以得到第一平均值，而将VDD施加到X5+以及将GND施加到X5-后，在Y1+(或Y1-)处和Y2+(或Y2-)处检测到电压，以得到第二平均值。然后，再得到所述第一平均值和所述第二平均值的平均值，并且所述平均值表示Y坐标值。

同样地，可以按照上述方法单独地表示C、D和E点的位置。具体地，当以一般矩阵方法表示C点时，如果在触摸A点和D点的状态下触摸C点，则不能检测出C点。不过，在本发明中可以单独地检测出C点。

[C点的坐标]

将VDD施加到Y5+以及将GND施加到Y5-后，在X2+(或X2-)处检测到电压，并且所述电压值表示X坐标值。

即，X坐标电压＝VDD*(1/6)+ΔV＝X坐标值。

将VDD施加到X2+以及将GND施加到X2-后，在Y5+(或Y5-)处检测到电压，并且所述电压值表示Y坐标值。

即，Y坐标电压＝VDD*(4/9)+ΔV＝Y坐标值。

[D点的坐标]

将VDD施加到Y5+以及将GND施加到Y5-后，在X6+(或X6-)处检测到电压，并且所述电压值表示X坐标值。

即，X坐标电压＝VDD*(5/6)+ΔV＝X坐标值。

将VDD施加到X6+以及将GND施加到X6-后，在Y5+(或Y5-)处检测到电压，并且所述电压值表示Y坐标值。

即，Y坐标电压＝VDD*(4/9)+ΔV＝Y坐标值。

[F和G点的坐标]

F和G点不能单独地识别。原因是F点和G点都存在于透明电阻检测图案200a和300a中的X5行与Y7列相交的部分。通过进一步划分透明电阻检测图案200a和300a的列和行，可以解决这个问题。优选的是，在能够保持用作透明导电膜的ITO的绝缘性的范围内，最小化透明电阻检测图案200a和300a的行之间和列之间的距离。

然而，即使是图3的情况，当发生某一特殊的多点触摸时，可能难以检测出所触摸的位置。图4和图5用来解释图3中的上述问题。

当图4中只触摸H、I及J点而不形成封闭回路时，为了读出H点，将VDD施加到Y1+电极并将GND施加到Y1-电极，然后在X2+(或X2-)处检测到电压，该电压值表示H点的X坐标值。

但是，当同时触摸H、I、J和K点，并且这四个触摸点形成封闭回路时，产生平行于需要实际测量的电阻元件的附加电阻元件，如图5所示。在这种情况下，所测量的值变得与精确的坐标值不同。

参照H点作为范例，所述数值如下。

1)读出作为精确坐标值的数值

X坐标值＝VDD*R1/(R6+R5+R1)。

2)由于形成封闭回路，实际地读出数值

X坐标值＝VDD*R1/(R6+(R5/(R2+R3+R4))+R1)。

比较等式1)和等式2)，可以知道X坐标值互不相同。因此，当形成这种封闭回路时，需要根据以下的方法得到坐标值。

即，当触摸H、I、J和K点而形成封闭回路时，将VDD施加到Y1+电极并将GND施加到Y1-电极，同时也将VDD施加到Y4+电极并将GND施加到Y4-电极。然后，在X2+电极处读出对应H点的电压，而在X2-电极处读出对应J点的电压。图6是用来说明这种情况的电路图模型。

在理想的情况下，如图6(a)所示，I点和K点的X坐标值分别为VI＝4.375V和VK＝4.792V。然而当H、I、J和K点形成如图6(b)所示的封闭回路时，VI＝4.259V和VK＝3.593V，分别与理想的坐标值不同。尤其是对于VK，差异达到1V以上，这在坐标位置中引起很大的误差。

图6(c)是防止在形成这种封闭回路时引起误差的模型。当形成封闭回路时，将VDD施加到Y1+电极并将GND施加到Y1-电极，同时也将VDD施加到Y4+电极并将GND施加到Y4-电极。然后，在X6+(或X6-)电极处读出对应I点和K点的电压。于是，VI＝4.440V，VK＝4.765V，与理想坐标值差不多。即，根据以上描述，可以校正电阻值因形成封闭回路而变化所引起的位置误差。

当同时触摸L和M两点，如图4所示，且非常仔细地观察时，它们也形成封闭回路，和上述情况相同。在这种情况下，将VDD施加到Y5+和Y6+，同时将GND施加到Y5-和Y6-。然后，在X2(或X3)处读出L点的坐标值，而在X5(或X6)处读出M点的坐标值。因此，当同时触摸两个点时，例如现时触摸“L和N”、“N和O”或“M和O”，也可以使用同样的方法读出坐标值。

根据本发明的触摸屏幕的垂直结构与传统电阻式触摸屏幕的结构相同。因此，除了手指之外，所有可以用于传统的电阻式触摸屏幕的工具，例如针笔、卡片和指甲，也可以用于触摸根据本发明的触摸屏幕。

在用于读出根据本发明的触摸屏幕的坐标值的识别电路中，与用于读出传统的电阻式触摸屏幕的坐标值的传统方法相同，将电压只施加到涉及进行触摸的区域的行和列，以读出坐标。因此，可以防止浪费时间和电源。更具体地，为了最小化移动装置中的电池消耗，应该最小化待机功耗。虽然在传统电阻式触摸屏幕中不能识别多点触摸，但根据本发明，可以提供能够识别多点触摸的触摸屏幕而保持传统电阻式触摸屏幕的所有优点。此外，ITO电阻膜具有多个线条(各个具有小宽度并显示线性电阻特性)，不需要由于传统电阻式触摸屏幕的薄层电阻特性而需要进行的坐标更正。

虽然已为了图示目的而揭露本发明的优选实施例，但是本领域技术人员将明白的是，可以进行修改、附加和替换，而不偏离如所附权利要求书中所揭露的本发明的范围和精神。

Claims

1.一种能够识别多点触摸的电阻式触摸屏幕，包括：

绝缘膜；

下透明膜，其堆叠在所述绝缘膜上；

上透明膜，其堆叠在所述下透明膜上；

第一电阻检测图案，其在所述下透明膜上形成，并且具有多个平行排列的线条；

第二电阻检测图案，其在所述上透明膜上形成，并且具有多个平行排列的线条，其中所述第一电阻检测图案和所述第二电阻检测图案互相垂直相交；

第一电极，其位于所述第一电阻检测图案的线条的相对端；

第二电极，其位于所述第二电阻检测图案的线条的相对端；以及

坐标识别单元，用于交替地给只涉及所述第一电阻检测图案和所述第二电阻检测图案的线条中被触摸部分的线条施加电压，以得到X坐标和Y坐标，

其中，所述坐标识别单元检测XY坐标，将位置变化视为当触摸位置在所述第一电阻检测图案和所述第二电阻检测图案相交的区域中变化时，ΔV发生的变化。

2.如权利要求1所述的电阻式触摸屏幕，其中，所述第一电阻检测图案位于所述下透明膜的上表面上。

3.如权利要求1所述的电阻式触摸屏幕，其中，所述第二电阻检测图案位于所述上透明膜的下表面上。

4.如权利要求1所述的电阻式触摸屏幕，其中，所述第一电阻检测图案和所述第二电阻检测图案形成为透明导电膜。

5.如权利要求1所述的电阻式触摸屏幕，其中，所述第一电极和所述第二电极使用银墨形成。

6.如权利要求1所述的电阻式触摸屏幕，其中，当同时触摸所述第一电阻检测图案的相邻线条时，所述坐标识别单元读出所述同时触摸到的第一电阻检测图案的线条的各自电压，并且检测出坐标值作为所述电压的平均值。

7.如权利要求1所述的电阻式触摸屏幕，其中，当同时触摸所述第二电阻检测图案的相邻线条时，所述坐标识别单元读出所述同时触摸到的第二电阻检测图案的线条的各自电压，并且检测出坐标值作为所述电压的平均值。

8.如权利要求1所述的电阻式触摸屏幕，其中，当发生多点触摸并且所触摸的位置形成封闭回路而触摸到多于所述第一电阻检测图案的两条线条时，所述坐标识别单元通过同时对所触摸到的第一电阻检测图案的线条施加电压来读出坐标值。

9.如权利要求1所述的电阻式触摸屏幕，其中，当所触摸的位置形成封闭回路而触摸到多于所述第二电阻检测图案的两条线条时，所述坐标识别单元通过同时对所触摸到的第二电阻检测图案的线条施加电压来读出坐标值。