CN102033637A - 触摸屏位置检测方法 - Google Patents

Abstract

一种触摸屏位置检测方法，包括：向触摸屏检测区域的第一检测端施加多个第一驱动信号，并对所述触摸屏检测区域的第二检测端的信号进行检测，根据所述第二检测端的检测结果，获得第一坐标值；向所述第二检测端施加多个第二驱动信号，并对所述第一检测端的信号进行检测，根据所述第一检测端的检测结果，确定第二坐标值；由所述第一坐标值和所述第二坐标值确定触摸位置。本发明采用驱动端与感应端分别作为驱动端，并且每次以多条检测线同时进行驱动，在不影响分辨率的前提下，提高了检测信号可辨识性，避免了台阶效应，节省了检测时间。

Description

触摸屏位置检测方法

技术领域

本发明涉及电容式触摸屏技术，尤其是位置检测方法。

背景技术

触摸屏技术简单地来说，就是直接对屏幕进行触摸以输入信息并获得输出信息，而不需要机械鼠标或按键。由于其应用简单新颖，近几年来，触摸屏技术越来越多地被应用到各种电子产品中，例如手机、笔记本电脑、MP3/MP4等。常用的触摸屏技术大致包括电阻式、电容式、红外线式、表面声波四种类型。其中，电容式触摸屏技术相较于传统的电阻式触摸屏技术，能够对多个触控点进行检测，并且相对于红外线式触摸屏技术，具有较低的成本、良好的线性度和可操作性等优点，因而成为目前主流的多点触控技术。

互电容感应触摸屏技术是电容式触摸屏技术中一种新兴的技术，它对噪声和对地寄生电容有很好的抑制作用。图1所示为常规互电容感应触摸屏的剖面结构示意图。互电容感应触摸屏100包括：玻璃基板101，驱动电极层102，介电层103，感应电极层104和保护层105。其中，驱动电极层102和感应电极层104的材料通常采用氧化锡铟(ITO)，以提供较高的透光率。

一并参考图1和图2，驱动电极层102中通常包括多条驱动电极线，即驱动线，例如5a、5b、5c、5d、5e、5f、5g、5h，感应电极层104中通常包括多条感应电极线，即感应线，例如6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h。所述驱动线与所述感应线呈垂直分布。

各条驱动线与感应线重叠处呈钻石状(Diamond)，存在互电容，例如，参考图3，驱动线5a与感应线6a对应的重叠点201，存在互电容C。具体来说，所述互电容是相对于自电容而言的，自电容是指每个驱动线或感应线自身的寄生电容，而互电容是指驱动线与感应线对应重叠处的耦合电容、以及驱动线与驱动线之间或者感应线与感应线之间的边缘电容等。

一并参考图2和图4，驱动线5a与感应线6a之间对应重叠点201处存在如图4所示的等效电路。驱动线5a和感应线6a自身分别对应于等效电阻306和307，以及驱动线5a和感应线6a分别具有对地的寄生电容301和302，驱动线5a和感应线6a对应重叠点201处存在互电容303。由于人体的导电性，当手指触摸到驱动线5a和感应线6a对应重叠点201时，会在手指两端分别产生与互电容303并联的耦合电容304和305，从而增大驱动线5a和感应线6a重叠点201处的实际的互电容。通过在驱动线5a处施加驱动信号，并对感应线6a进行检测，当检测到输出的信号增大时，即可辨识出手指触摸的位置为驱动线5a与感应线6a的重叠点。

参考图5，采用现有的触摸屏位置检测方法对图2所示常规互电容感应触摸屏进行位置检测时，通常包括：首先，在驱动线5a上施加驱动电压V1，并使其它驱动线5b-5h接地；此时，通过选通开关400将感应线6a与检测单元410相连。当手指触摸于驱动线5a和感应线6a的重叠点时，检测单元410将会检测到触控信号，否则将无信号。依次改变所施加驱动电压的驱动线，以及当一条驱动线上具有驱动电压时，使其它驱动线接地并通过选通开关400依次使感应线6a-6h与检测单元410相连接，根据检测到触控信号的位置确认手指触摸的位置。

现有的触摸屏位置检测方法通过分别依次遍历单条驱动线与单条感应线以实现检测，因此，对于手指所触摸的位置介于两条不同的驱动线或两条不同的感应线之间的情况，由于手指与检测线(驱动线或感应线)之间所产生的耦合电容正比于手指与该检测线正对的面积，通常采用对与手指触摸位置相邻的这两条检测线上的信号值进行检测和比较，进而以具有较大信号的检测线的位置来定位手指触摸的位置。

然而，当检测线之间的间距过大时，将会造成当手指在同一条检测线内产生移动时，由于所获得信号相同，检测单元无法辨识出手指的移动，即产生“台阶效应”，降低了触摸屏的分辨率；而检测线之间的间距减小时，由于手指与检测线对应的面积变小，从而造成手指产生的耦合电容的值变小，使得单条检测线上的信号减小，增加了辨识比较的难度。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种触摸屏位置检测方法以及应用所述触摸屏位置检测方法的电容触摸显示装置，在保持检测分辨率的同时，增强检测信号，提高检测信号的可辨识性。

为解决上述问题，本发明提供了一种触摸屏位置检测方法，包括：向触摸屏检测区域的第一检测端施加多个第一驱动信号，并对所述触摸屏检测区域的第二检测端的信号进行检测，根据所述第二检测端的检测结果，获得第一坐标值；向所述第二检测端施加多个第二驱动信号，并对所述第一检测端的信号进行检测，根据所述第一检测端的检测结果，确定第二坐标值；由所述第一坐标值和所述第二坐标值确定触摸位置。

可选的，所述向触摸屏检测区域的第一检测端施加多个第一驱动信号包括：向第一检测端中的每条检测线施加第一驱动信号。

可选的，所述向触摸屏检测区域的第一检测端施加多个第一驱动信号包括：将预定数目的检测线作为一个驱动单元组，向一个驱动单元组的每条检测线同时施加驱动电压，并且使其它非驱动单元组的检测线接地。

可选的，所述向第二检测端施加多个第二驱动信号包括：向第二检测端中的每条检测线同时施加第二驱动信号。

可选的，根据所述第二检测端的检测结果，还获得第二坐标值的范围。

可选的，所述根据第二检测端的检测结果，获得第二坐标值的范围，包括：将第二检测端所检测到的信号从大到小排列，将前几个值所对应的第一检测端中检测线的坐标位置作为所述第二坐标的范围。

可选的，所述设定数目大于等于三。

可选的，所述向第二检测端施加多个第二驱动信号包括：向第二检测端中与所述第二坐标值的范围所对应的每条检测线施加第二驱动信号。

可选的，所述根据第二检测端的检测结果，获得第一坐标值，包括：当对第二检测端的信号进行检测时，检测到的信号具有最大值时所对应的第二检测端中检测线的位置坐标即为所述第一坐标值。

可选的，所述根据第一检测端的检测结果，确定第二坐标值，包括：当对第一检测端的信号进行检测时，检测到的信号具有最大值时所对应的第一检测端中检测线的位置坐标即为所述第二坐标值。

可选的，所述检测线为驱动线或感应线。

可选的，所述第一驱动信号与第二驱动信号相同。

与现有技术相比，本发明提供的触摸屏位置检测方法采用驱动端与感应端分别作为驱动端，以获得触摸位置的水平坐标与垂直坐标，在不影响分辨率的前提下，提高了检测信号可辨识性，节省了检测时间；此外，每次以多条检测线同时进行驱动，提高了检测线之间的互电容，进而提高了检测信号的可辨识性，提高了检测精度，同时避免了台阶效应。

附图说明

图1是现有技术中常规互电容感应触摸屏的剖面结构示意图；

图2是图1所示驱动电极层与感应电极层中电极结构示意图；

图3是图2所示驱动线5a与感应线6a之间对应重叠处互电容的示意图；

图4是图2所示驱动线5a与感应线6a之间对应重叠点处的等效电路示意图；

图5是采用现有的触摸屏位置检测方法对图2所示常规互电容感应触摸屏进行位置检测的电路示意图；

图6是本发明触摸屏位置检测方法实施方式的流程示意图；

图7是图6所示步骤S1一种实施方式的流程示意图；

图8是本发明触摸屏位置检测方法具体实施例应用环境的结构示意图；

图9是本发明触摸屏位置检测方法步骤S1具体实施例的电路示意图；

图10是手指所触摸的位置覆盖三条驱动线的结构示意图；

图11是本发明触摸屏位置检测方法步骤S1另一种具体实施例的电路示意图；

图12是图6所示步骤S2一种实施方式的流程示意图；

图13是本发明触摸屏位置检测方法步骤S2具体实施例的电路示意图。

具体实施方式

为了解决触摸屏的分辨率与检测信号之间的矛盾，本发明实施方式以检测区域中一种检测线为驱动，通过检测与作为驱动的检测线相垂直的另一种检测线上的信号，以确定触摸位置的位置坐标，其中作为驱动的所述检测线并不局限于触摸屏中的驱动电极，从而增加驱动电极与对应的感应电极之间的耦合电容，增大了检测信号，提高检测信号的可辨识性。此外，本发明实施方式还将具有预定数目的检测线作为一个驱动单元组，通过同时向一组检测线施加驱动信号，实现了在不影响触摸屏的分辨率的前提下，增强了检测信号，并节省了检测时间，提高了触摸屏的响应速度。

参考图6，本发明实施方式提供了一种触摸屏位置检测方法，包括：步骤S1，向触摸屏检测区域的第一检测端施加多个第一驱动信号，并对所述触摸屏检测区域的第二检测端的信号进行检测，根据所述第二检测端的检测结果，获得第一坐标值；步骤S2，向所述第二检测端施加多个第二驱动信号，并对所述第一检测端的信号进行检测，根据所述第一检测端的检测结果，确定第二坐标值；步骤S3，由所述第一坐标值和所述第二坐标值确定触摸位置。

其中，所述驱动信号具体可为驱动电压值。

所述第一检测端以及所述第二检测端可分别包括多条检测线，并且所述第一检测端的每条检测线与所述第二检测端的每条检测线可为正交分布。

在触摸屏上，该触摸屏与外界物体或人体接触的位置，即所述触摸位置，可通过这些检测线的位置坐标来予以表示。具体来说，所述触摸位置的第一坐标值可为该触摸位置覆盖最多的第二检测端中一条检测线的位置坐标，所述触摸位置的第二坐标值可为该触摸位置覆盖最多的第一检测端中一条检测线的位置坐标。

此时，在步骤S1中，当对第二检测端的信号进行检测时，检测到的信号具有最大值时所对应的第二检测端中检测线的位置坐标即为所述第一坐标值；相应地，在步骤S2中，当对第一检测端的信号进行检测时，检测到的信号具有最大值时所对应的第一检测端中检测线的位置坐标即为所述第二坐标值。

在其它实施方式中，所述第一坐标值和所述第二坐标值分别还可为，以所述触摸位置覆盖最多的第二检测端中检测线和第一检测端中检测线的位置坐标为参考的坐标值。例如，所述第一坐标值或所述第二坐标值为偏离所述参考坐标预定距离。

此时，在步骤S1中，可根据所述第二检测端所检测到的信号获得所述触摸位置的第二坐标检测范围，例如，按照第二检测端所检测到的信号，从大到小的排列中前几个值所对应的第二检测端中检测线的坐标位置即为所述第二坐标的检测范围，适于后续第二坐标值的检测。

所述检测信号具体来说，可为电流信号，也可为电压信号，例如可将电流进行积分后转化成为放大的电压信号并输出。

在现有技术中，通常以一个检测端为驱动端，而另一个检测端为感应端，仅在驱动端的检测线上通过轮询的方式逐个施加驱动电压，并在每条驱动检测线上具有驱动电压时对感应端的每条检测线采用轮询的方式依次进行检测。由于仅有一个驱动端，上述方法的生产效率很低，耗时也长，而且，容易出现台阶效应。

而本发明实施方式中，采用不同的检测端作为驱动，以分别获得触摸位置的水平坐标与垂直坐标，并且每次以多条检测线同时进行驱动，不仅提高了检测信号可辨识性，也避免了台阶效应，还节省了检测时间，提高了触摸屏的响应速度。

下面结合附图和具体实施例，对本发明触摸屏位置检测方法的实施方式进行进一步说明。

在一种实施方式中，参考图7，步骤S1可包括：步骤S11，在触摸屏的多条驱动线上施加驱动电压；步骤S12，检测所述触摸屏中所有感应线上的信号；步骤S13，获得所述第一坐标值。

其中，可先在所有的驱动线上同时施加驱动电压，然后对所有的感应线上的信号进行检测。通过增加同时进行驱动的驱动线的数目，可增加每个重叠点处驱动线和感应线之间的耦合电容，从而增大输出的检测信号。

为避免驱动线和感应线之间耦合电容过大，使得手指与检测线之间耦合电容的变化不易辨识，在其它实施方式中，也可将预定数目的驱动线作为一个驱动单元组，每次向一个驱动单元组的每条检测线同时施加驱动电压，并且使其它非驱动单元组的驱动线接地，然后对所有的感应线上的信号进行检测。

当采用具有预定数目的驱动线为一驱动单元组进行驱动时，对感应线上的信号进行检测，不仅可获得第一坐标值，例如，可将检测到的信号具有最大值时所对应的感应线的位置坐标作为所述第一坐标值；还可获得第二坐标的检测范围，例如，将所检测到的信号从大到小排列，以排名前几位所对应的驱动单元组中驱动线的坐标位置作为所述第二坐标的检测范围。

第一实施例

参考图8，触摸屏检测区域500中包括：水平方向的感应线35a-35f以及垂直方向的驱动线34a-34h；手指触摸位置如图中阴影所示，其在水平方向上覆盖到三条感应线，分别为35c、35d和35e，在垂直方向上覆盖到三条驱动线，分别为34a、34b和34c。

采用本发明一种具体实施例对检测区域500进行检测时，可将一定数目的驱动线作为一个驱动单元组以进行驱动。参考图9，首先，每次同时在一个驱动单元组中每条驱动线上加驱动电压，而使其余的非驱动单元组的驱动线接地；例如，在驱动线34b-34d上加驱动电压V2，并使其它的驱动线接地。然后，依次将感应线35a-35f连接至检测单元501，并检测每条感应线的检测信号。接着，在其它驱动线上，例如驱动线34c-34e上加驱动电压V2，并使其它的驱动线接地，检测感应线35a-35f的检测信号。依此操作，直至遍历所有驱动线。比较所获得的检测信号的大小，可确定手指触摸的位置。

其中，作为一组驱动线的驱动线数目至少为三条，此外，作为一组驱动线的驱动线数目还可为四条及更多。

上述实施例中，采用至少三条驱动线构成一个驱动单元组进行驱动，可保证触摸屏的分辨率。具体来说，参考图10，手指所触摸的位置600覆盖三条驱动线601、602和603。由于手指与驱动线所产生的耦合电容正比于手指与该驱动线正对的面积，当手指与触摸屏接触的位置由位置I移动到位置II时，根据驱动线602所产生的检测信号的大小并不发生变化或者产生的变化极其微小，很难被察觉；但由于驱动线601和驱动线603所产生的检测信号发生了变化：当由位置I移动到位置II时，前者变小，而后者变大，因而可判断手指的移动方向以及目前的准确位置。相应地，当手指所触摸的位置覆盖两条驱动线，或者更多时，可通过多条驱动线所产生的检测信号有效地获得手指的移动并进而判断出当前的触摸位置。也就是说，由于采用了多条驱动线同时进行驱动，对于具有较大间距的检测线，也能够实现有效的检测，并通过检测结果，获得所述第一坐标值，从而保证了触摸屏的分辨率。

并且，通过每次在至少三条驱动线构成的一组驱动线上同时加驱动电压，使得驱动线和感应线之间的互电容增加，进而增大了通过每条感应线所获得的检测信号，从而提高了检测精度。

第二实施例

采用本发明另一种具体实施例对检测区域500进行检测时，参考图11，首先，将驱动电压V3同时加至驱动线34a-34h上；然后，依次将感应线35a-35f连接至检测单元501。比较所获得的检测信号的大小，可确定手指触摸的位置。由于在所有的驱动线上同时加载驱动电压，增大了驱动线和感应线之间的耦合电容，因此，通过每条感应线所获得的检测信号也被增大。此时，即使缩小每条检测线之间的间距，检测信号仍然具有较高的可辨识性，因此可实现在不降低甚至增加触摸屏分辨率的前提下，增大检测信号。

此外，上述驱动线和感应线可交换，也就是说，上述步骤S1的各种实施方式中，可在多条感应线上施加驱动电压，并依次检测所有驱动线上的信号，以获得所述第一坐标值。

参考图12，步骤S2可包括：步骤S21，在触摸屏的多条感应线上施加驱动电压；步骤S22，检测所述触摸屏中所有驱动线上的信号；步骤S23，获得所述第二坐标值。

具体来说，可按照步骤S1类似地进行操作，只是施加驱动电压的对象为多条感应线，以及通过对驱动线的信号进行检测，以获得检测结果。其中，对多条感应线施加驱动电压可包括：向每条感应线同时施加驱动电压；或将预定数目的感应线作为一个驱动单元组，向一个驱动单元组的每条感应线同时施加驱动电压，并且使其它非驱动单元组的感应线接地。

当步骤S1获得第二坐标的检测范围时，步骤S2可包括：根据所述第二坐标的检测范围，在与其对应的每条感应线上同时施加驱动电压，并使其它感应线接地。然后，依次对所有的驱动线进行检测，并根据检测结果，获得第二坐标值。一并参考图9和图13，采用上述步骤S1对检测区域500的感应线35a-35f依次进行检测之后，获得第二坐标的检测范围在感应线35a-35c之间，因此在步骤S2中，仅需要在感应线35a-35c之间施加驱动电压V2，并使其它感应线接地，进一步通过检测单元501对驱动线34a-34h进行检测，以确定具体的第二坐标值。

在步骤S3中，当所述第一检测端的每条检测线与所述第二检测端的每条检测线呈正交分布，因此通过步骤S1和步骤S2可分别获得所述触摸位置的水平坐标以及垂直坐标，进而在触摸屏表面确定所述触摸位置。

相较于现有的触摸屏位置检测方法，本发明上述各实施方式通过以驱动线和感应线分别进行驱动，以获得触摸位置的水平坐标与垂直坐标，在不影响分辨率的前提下，提高了检测信号可辨识性，节省了检测时间；此外，通过每次以多条检测线同时进行驱动，提高了检测线之间的耦合电容，进而提高了检测信号的可辨识性，避免了台阶效应。

虽然本发明已通过较佳实施例说明如上，但这些较佳实施例并非用以限定本发明。本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应有能力对该较佳实施例做出各种改正和补充，因此，本发明的保护范围以权利要求书的范围为准。

Claims (12)

1.一种触摸屏位置检测方法，其特征在于，包括：

向触摸屏检测区域的第一检测端施加多个第一驱动信号，并对所述触摸屏检测区域的第二检测端的信号进行检测，根据所述第二检测端的检测结果，获得第一坐标值；

向所述第二检测端施加多个第二驱动信号，并对所述第一检测端的信号进行检测，根据所述第一检测端的检测结果，确定第二坐标值；

由所述第一坐标值和所述第二坐标值确定触摸位置。

2.如权利要求1所述的触摸屏位置检测方法，其特征在于，所述向触摸屏检测区域的第一检测端施加多个第一驱动信号包括：向第一检测端中的每条检测线施加第一驱动信号。

3.如权利要求1所述的触摸屏位置检测方法，其特征在于，所述向触摸屏检测区域的第一检测端施加多个第一驱动信号包括：将预定数目的检测线作为一个驱动单元组，向一个驱动单元组的每条检测线同时施加驱动电压，使其它非驱动单元组的检测线接地，然后依次向每个驱动单元组施加驱动电压。

4.如权利要求1或3所述的触摸屏位置检测方法，其特征在于，所述向第二检测端施加多个第二驱动信号包括：向第二检测端中的每条检测线同时施加第二驱动信号。

5.如权利要求1所述的触摸屏位置检测方法，其特征在于，根据所述第二检测端的检测结果，还获得第二坐标值的检测范围。

6.如权利要求5所述的触摸屏位置检测方法，其特征在于，所述根据第二检测端的检测结果，获得第二坐标值的检测范围，包括：将第二检测端所检测到的信号按照从大到小进行排列，所述序列中前预定数目个值所对应的第一检测端中检测线的坐标位置作为所述第二坐标的检测范围。

7.如权利要求3或6所述的触摸屏位置检测方法，其特征在于，所述预定数目大于等于三。

8.如权利要求5所述的触摸屏位置检测方法，其特征在于，所述向第二检测端施加多个第二驱动信号包括：向第二检测端中与所述第二坐标值的检测范围所对应的每条检测线施加第二驱动信号。

9.如权利要求1所述的触摸屏位置检测方法，其特征在于，所述根据第二检测端的检测结果，获得第一坐标值，包括：当对第二检测端的信号进行检测时，检测到的信号具有最大值时所对应的第二检测端中检测线的位置坐标即为所述第一坐标值。

10.如权利要求1所述的触摸屏位置检测方法，其特征在于，所述根据第一检测端的检测结果，确定第二坐标值，包括：当对第一检测端的信号进行检测时，检测到的信号具有最大值时所对应的第一检测端中检测线的位置坐标即为所述第二坐标值。

11.如权利要求1所述的触摸屏位置检测方法，其特征在于，所述检测线为驱动线或感应线。

12.如权利要求1所述的触摸屏位置检测方法，其特征在于，所述第一驱动信号与第二驱动信号相同。

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