CN102467284B - 一种多触摸点的真坐标侦测装置及其侦测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种多触摸点的真坐标侦测装置，其包括用于侦测所述多触摸点的原始坐标的电极以及连接于所述电极的扫描电路。所述扫描电路包括用于对所述电极全扫描以得到所述多触摸点的原始坐标的全扫描电路，以及用于对所述电极分区扫描以判断所述原始坐标中所述多触摸点的真坐标的分区扫描电路。本发明另提供一种多触摸点的真坐标侦测方法，以克服传统触控侦测装置在侦测多触摸点的坐标时，遇到的假坐标问题，判断出多触摸点的真坐标。

Description

一种多触摸点的真坐标侦测装置及其侦测方法

技术领域

本发明涉及一种触摸点侦测装置，特别是涉及一种用于从多触摸点的原始坐标中判断出真坐标的侦测装置及其侦测方法。

背景技术

目前，通过手指之类触控物件的触摸，直接对电子设备进行操作的技术已经普遍应用于日常工作和生活中。这些电子设备一般采用触摸点侦测装置来感应触摸动作并产生相应电信号以供后续操作。所述触摸点侦测装置于实际生产或使用中常表现为触控板、触控屏等形式。

按照触控原理的不同，触摸点侦测装置主要分为电阻式、电容式、光学式、电磁式、声波式等。其中电容式触摸点侦测装置的工作原理为：由使用者以手指或感应笔等可导电的触控物件触摸装置表面，导致装置表面被触摸的位置产生电压变化；微处理器根据此电压变化侦测出触摸点的坐标，以达到触控操作的目的。

为了配合不同的电子设备，业者研发出各种不同的电容式触摸点侦测装置，投射电容式触摸点侦测装置就是其中一种。如图1a、1b所示，传统的一种呈网格状的投射电容式触摸点侦测装置1包括位于第一方向的第一电极2、位于第二方向的第二电极3、绝缘层4、基板5、若干导线6以及处理器7。其中，第一电极2与第二电极3相互交错分布于基板5上，且以绝缘层4隔开。处理器7经由若干导线6连接至两组电极2、3。当可导电的触控物件触摸装置1表面时，每组电极和触控物件之间都会产生自电容变化，此自电容变化可以由处理器7侦测出来。每组电极上自电容变化的质心代表触摸点在每个电极方向上的位置，触摸点的坐标由两组电极方向上的质心相互交叉计算得出。因此，传统的侦测方法步骤为：a)分别扫描两组电极；b)解析触摸点在两组电极方向上自电容变化的质心；c)由所述质心计算出触摸点的坐标。

当触摸点侦测装置表面同时出现至少两个触控点时，以两个触摸点G、H为例，如图2所示，每组电极方向上就会解析出两个自电容变化的质心，即第一方向上质心8a、8b和第二方向上质心9a、9b，由所述两组质心相互交叉配置，计算出四个原始坐标G(8a，9a)、G’(8a，9b)、H’(8b，9a)、H(8b，9b)，其中只有两个坐标为触摸点的真坐标G(8a，9a)、H(8b，9b)，另外两个为触摸点的假坐标G’(8a，9b)、H’(8b，9a)。由此可见，在使用传统的投射电容式触摸点侦测装置及其侦测方法来侦测至少两点个触摸点时，就不可避免的产生触摸点的假坐标，使触控面板的应用受到限制。因此，如何在侦测至少两个触摸点中计算出触摸点的真坐标，剔除假坐标，便成为投射电容式触摸点侦测装置和侦测方法需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种多触摸点的真坐标侦测装置，以在侦测多个触摸点时，能剔除假坐标，准确判断出触摸点的真坐标。

还提供一种多触摸点的真坐标侦测方法。

一种多触摸点的真坐标侦测装置，包括用于侦测所述多触摸点的原始坐标的电极以及连接于所述电极的扫描电路，其特征在于，所述扫描电路包括用于对所述电极全扫描以得到所述多触摸点的原始坐标的全扫描电路，以及用于对所述电极分区扫描以判断所述原始坐标中所述多触摸点的真坐标的分区扫描电路。

本发明另提供的一种多触摸点的真坐标侦测方法，包括以下步骤：a)所述扫描电路用全扫描电路扫描所述电极，得到所述触摸点的原始坐标；b)所述扫描电路用分区扫描电路扫描所述电极，从所述原始坐标中判断出所述触摸点的真坐标。

采用上述多触摸点的真坐标侦测装置和侦测方法，可以克服传统触摸点侦测装置在侦测多个触摸点时，遇到触摸点的假坐标问题，准确判断出触摸点的真坐标。同时，由于每个电极包括两部分电极，因此，可以提高触控面板的扫描速度，也可以减少触控信号在电极上传输时造成的衰减。

附图说明

下面结合具体实施方式及附图，对本发明作进一步详细说明。

图1a为传统投射电容式触摸点侦测装置的结构示意图。

图1b为图1a所示的传统投射电容式触摸点侦测装置沿A-A线的剖面示意图。

图2为传统投射电容式触摸点侦测装置表面发生两点触摸时的示意图。

图3a为本发明提供的多触摸点的真坐标侦测装置的第一实施方式的平面结构示意图。

图3b为图3a所示的多触摸点的真坐标侦测装置的剖面示意图。

图4a为本发明提供的多触摸点的真坐标侦测装置的第二实施方式的平面结构示意图。

图4b为图4a所示的多触摸点的真坐标侦测装置的剖面示意图。

图5为本发明提供的多触摸点的真坐标侦测方法的第一实施方式的流程图。

图6a-6c为当两个触摸点产生在相邻电极区域内时的真坐标侦测方法的步骤示意图。

图7a-7b为当两个触摸点产生在相对电极区域内时的真坐标侦测方法的步骤示意图。

图8为当两个触摸点产生在相邻电极区域内，且在同一条第一电极上时的真坐标侦测方法的步骤示意图。

图9为本发明提供的多触摸点的真坐标侦测方法的第二实施方式的流程图。

具体实施方式

如图3a、3b所示，本发明第一实施方式的多触摸点的真坐标侦测装置100包括基板110、分布于第一方向X的多个第一电极120、分布于第二方向Y的多个第二电极130、绝缘层140、处理器150，以及若干导线170。第一电极120设置于基板110表面。其中，第一方向X和第二方向Y不重合，第一电极120和第二电极130设置于绝缘层140的两侧，且相互交错呈网格状，同时形成多个电极交叉处。绝缘层140为平面连续结构，使第一电极120和第二电极130相互绝缘。其中，第一电极120在第一方向X上分为相互隔开的第一甲电极121和第一乙电极122；第二电极130在第二方向Y上分为相互隔开的第二甲电极131和第二乙电极132。第一甲电极121和第二甲电极131相互交错的区域定义为电极区域Q1；第一乙电极122和第二甲电极131相互交错的区域定义为电极区域Q2；第一甲电极121和第二乙电极132相互交错的区域定义为电极区域Q3；第一乙电极122和第二乙电极132相互交错的区域定义为电极区域Q4。每个第一甲电极121通过导线170，经由开关161连接至处理器150，同理，每个第一乙电极122通过导线170，经由开关162连接至处理器150，每个第二甲电极131通过导线170，经由开关163连接至处理器150，每个第二乙电极132通过导线170，经由开关164连接至处理器150。侦测装置100还包括扫描电路(图未示)，包括全扫描电路和分区扫描电路，用于当侦测装置100执行侦测多触摸点时，用两种不同的扫描电路对第一电极和第二电极进扫描。上述扫描电路还包括多个开关161、162、163、164，用于辅助进行全扫描电路的分区扫描电路之间的切换。

扫描电路可以控制所有开关161、162、163、164的开合，以切换全扫描电电路和分区扫描电路。当所有开关161、162、163、164全部闭合时，则第一甲电极121和第一乙电极122表现为整体电极结构，即第一电极120，同理，第二甲电极131和第二乙电极132表现为整体电极结构，即第二电极130，此时切换为全扫描电路，对第一电极120和第二电极130进行全扫描。当开关161闭合时，则连接开关161的第一甲电极121连接至处理器150，此时切换为分区扫描电路，对第一甲电极121进行分区扫描。同理，当开关162、开关163和开关164分别闭合时，切换为分区扫描电路，分别对第一乙电极、第二甲电极和第二乙电极进行分区扫描。

依据不同的设计需要，第一甲电极121和第一乙电极122可以相互对称，第二甲电极131和第二乙电极132可以相互对称，因此四个电极区域Q1、Q2、Q3和Q4相互对称；相反，第一甲电极121和第一乙电极122也可以相互不对称，第二甲电极131和第二乙电极132也可以相互不对称，则四个电极区域Q1、Q2、Q3和Q4相互不对称。

如图4a、4b所示为本发明第二实施方式的多触摸点的真坐标侦测装置200，同第一实施方式相似，包括：基板210、分布于第一方向X的多个第一电极220、分布于第二方向Y的多个第二电极230、多个绝缘片240、处理器250、多个开关261、262、263、264，以及若干导线270。不同之处在于，所有电极均分布于基板210同一表面。为使不同方向的电极相互绝缘，在电极交叉处的第一电极220和第二电极230之间设置多个绝缘片240，即在电极交叉处的第一电极220表面设置多个绝缘片240，且使第二电极230横跨于多个绝缘片240表面。其中，第一电极220在第一方向X上分为相互隔开的第一甲电极221和第一乙电极222；第二电极230在第二方向上Y上分为相互隔开的第二甲电极231和第二乙电极232。第二实施方式的侦测装置中其他元件的位置设置同第一实施方式。

本发明提供的多触摸点的真坐标侦测装置中电极形状不仅限于条状，还可以为其他形状或形状的组合。

本发明提供的多触摸点的真坐标侦测装置中各个元件依据实际需要不同，可以由透明材料制成，也可以由不透明材料制成。例如，当触控图形为不透明时，可应用于笔记本电脑等设备的触控操作面板；当触控图形为透明时，可应用于显示器等发光显示设备的表面做成触控操作屏幕。

本发明提供的多个触摸点侦测装置中第一电极和第二电极分别包括至少两条电极，其中电极数目由所应用的侦测装置的解析度和尺寸大小而定。一般解析度要求越高，即像素要求越小，电极数目越多；尺寸越大，电极数目也越多。

当本发明提供的多触摸点的真坐标侦测装置的表面同时产生至少两个触摸点时，可以由图5所示的多触摸点的真坐标侦测方法流程得到至少两个触摸点的真坐标。以两个触摸点的侦测为例，结合图6a-6c所示，当侦测装置表面同时产生两个触摸点A、B，且两个触摸点A、B同时产生在由多个第一甲电极、多个第一乙电极与所述多个第二甲电极、多个第二乙电极相互交错所定义的四个电极区域中两个相邻的电极区域内时，在起始步骤10之后，执行步骤11，闭合所有开关，扫描电路切换为全扫描电路，对位于第一方向X的第一电极和位于第二方向Y的第二电极进行全扫描。通过扫描，侦测到触摸点A、B分别与第一电极和第二电极之间产生自电容变化，并且将此自电容变化的数据传输至处理器。

进入步骤12，处理器根据自电容变化的数据，解析出触摸点A、B在X方向的自电容变化的质心x1、x2和在Y方向的自电容变化的质心y1、y2。同时，依据第二甲电极131和第二乙电极132的位置，处理器可以分辨出质心y1在第二甲电极131上，而质心y2在第二乙电极132上。两个方向上的质心相互交叉匹配，计算出触摸点的原始坐标a(x1，y1)、b(x2，y2)、a’(x1，y2)、b’(x2，y1)，如图6a所示。

进入判断步骤13，处理器判断是否在X方向和Y方向的其中任意一个方向上仅解析出一个质心，若判断结果为否，则进入步骤14，处理器将相对的两个原始坐标分划分为一组，则形成两组原始坐标，即a(x1，y1)、b(x2，y2)和a’(x1，y2)、b’(x2，y1)。由于假坐标的存在，该两组原始坐标中，一定有一组是真坐标，而另外一组为假坐标。

进入步骤15，闭合连接多个第一甲电极的开关，以分区扫描电路对多个第一甲电极进行分区扫描，如图6b所示。

进入判断步骤16，处理器判断是否在第一甲电极上只侦测到一个步骤12中解析出的自电容变化的质心，若判断结果是否，则进入步骤17，闭合连接多个第二甲电极的开关，以分区扫描电路对多个第二甲电极进行分区扫描，如图6c所示。通过扫描，侦测到一个步骤12中解析出的自电容变化的质心x1。由于，Y方向上的自电容变化的质心y1在第二甲电极上，则原始坐标a(x1，y1)为触摸点A的真坐标。因此，步骤14中得出的触摸点的两组原始坐标a(x1，y1)、b(x2，y2)和a’(x1，y2)、b’(x2，y1)中，包含该真坐标a(x1，y1)的一组原始坐标a(x1，y1)、b(x2，y2)为触摸点A、B的真坐标。进入步骤18，处理器输出真坐标。

如图7a、7b所示，当本发明提供的侦测装置表面同时产生两个触摸点C、D，且同时产生在由多个第一甲电极、多个第一乙电极与所述多个第二甲电极和多个第二乙电极相互交错所定义的四个电极区域中两个相对的电极区域内时，则图5所示的多触摸点的真坐标侦测方法流程中，判断步骤16的判断结果为是，则步骤15在第一甲电极上侦测到的自电容变化的质心y3，与X方向自电容变化的质心x3组成的原始坐标c(x3，y3)为触摸点C的真坐标。因此，两组原始坐标c(x3，y3)、d(x4，y4)和c’(x3，y4)、d’(x4，y3)中，包含该真坐标c(x3，y3)的一组原始坐标c(x3，y3)、d(x4，y4)为触摸点C、D的真坐标。进入步骤18，处理器输出真坐标。

如图8所示，当本发明提供的侦测装置表面同时产生两个触摸点E、F，且同时产生在由多个第一甲电极、多个第一乙电极与所述多个第二甲电极和多个第二乙电极相互交错所定义的四个电极区域中两个相邻的电极区域内，且分别位于同一条第一电极的第一甲电极和第一乙电极上时，如图5所示的多触摸点的真坐标侦测方法流程中，判断步骤13的判断结果为是，则代表步骤12中处理器在Y方向上仅解析出一个质心y5，且仅计算出两个触摸点的原始坐标e(x5，y5)、f(x6，y5)。因此，此原始坐标为触摸点E、F的真坐标。直接进入步骤18，处理器输出两个触摸点E、F的真坐标e(x5，y5)、f(x6，y5)。

图5中步骤18输出的真坐标，可以输出至一控制设备，也可以输出至一显示装置等，用以执行后续相关流程，本发明对此真坐标的接收端和用以执行的相关流程不做限制。

依据侦测方法流程的不同设置需求，步骤15中，可以闭合连接多个第一乙电极的开关，以分区扫描电路对多个第一乙电极进行分区扫描。步骤17中，可以闭合连接多个第二乙电极的开关，以分区扫描电路对多个第二乙电极进行分区扫描。

同样以两个触摸点为例，本发明提供的侦测方法还可以按照图9所示的流程进行，其中步骤20到步骤23同图5所示的流程中步骤10到步骤13完全一致，不同之处在于，当步骤23的判断结果为否时，处理器不对原始坐标进行分组，直接进入步骤24，扫描电路切换为分区扫描电路，依据任意顺序分别对第一甲电极、第一乙电极、第二甲电极和第二乙电极进行分区扫描；然后进入步骤25，根据分区扫描结果直接判断出两个触摸点的真坐标，进而输出真坐标。

上述处理器包括扫描单元、计算单元、判断单元和输出单元。其中，扫描单元用于提供扫描信号给各线路，同时接收扫描过程中产生的电信号，例如上述自电容变化的信号；计算单元执行计算自电容变化的质心和原始坐标；判断单元做出判断，例如，是否在某个方向上仅解析出一个计算单元计算出的自电容变化的质心；输入单元则是将最终判断的真坐标输出至执行下一步操作的单元。

上述多触摸点的真坐标侦测方法亦可以运用于侦测本发明提供的侦测装置的实施方式表面，同时产生两个以上的触摸点时，先以全扫描电路对第一电极和第二电极进行全扫描，计算出触摸点的原始坐标；再以分区扫描电路分别对第一甲电极、第一乙电极、第二甲电极或第二乙电极进行分区扫描，判断出原始坐标中触摸点的真坐标。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明的范围，即依本发明中请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (26)

1.一种多触摸点的真坐标侦测装置，包括用于侦测所述多触摸点的原始坐标的电极以及连接于所述电极的扫描电路，其特征在于，所述扫描电路包括用于对所述电极全扫描以得到所述多触摸点的原始坐标的全扫描电路，以及用于对所述电极分区扫描以判断所述原始坐标中所述多触摸点的真坐标的分区扫描电路，所述电极包括分布于第一方向的第一电极和分布于第二方向的第二电极，所述第一电极在所述第一方向上分为第一甲电极和第一乙电极；所述第二电极在所述第二方向上分为第二甲电极和第二乙电极，所述第一甲电极和所述第一乙电极之间相互隔开，所述第二甲电极和所述第二乙电极之间相互隔开。

2.根据权利要求1所述的侦测装置，其特征在于，所述第一甲电极与所述第一乙电极相互对称，所述第二甲电极与所述第二乙电极相互对称。

3.根据权利要求1所述的侦测装置，其特征在于，所述第一甲电极与所述第一乙电极不对称，所述第二甲电极与所述第二乙电极不对称。

4.根据权利要求1所述的侦测装置，其特征在于，所述第一甲电极、所述第一乙电极、所述第二甲电极和所述第二乙电极均为条状。

5.根据权利要求1所述的侦测装置，其特征在于，所述侦测装置还包括处理器，所述第一甲电极和所述第一乙电极分别连接至所述处理器，所述第二甲电极和所述第二乙电极分别连接至所述处理器。

6.根据权利要求5所述的侦测装置，其特征在于，所述扫描电路还包括多个开关，分别连接所述第一甲电极、所述第一乙电极、所述第二甲电极和所述第二乙电极至所述处理器。

7.根据权利要求1所述的侦测装置，其特征在于，所述第一电极与所述第二电极之间相互绝缘。

8.根据权利要求7所述的侦测装置，其特征在于，所述第一电极与所述第二电极之间设置绝缘层。

9.根据权利要求8所述的侦测装置，其特征在于，所述绝缘层包括平面连续结构。

10.根据权利要求1所述的侦测装置，其特征在于，所述第一方向和所述第二方向不重合。

11.根据权利要求1所述的侦测装置，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极为透明导电材料。

12.根据权利要求1所述的侦测装置，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极为金属。

13.根据权利要求8所述的侦测装置，其特征在于，所述第一甲电极、所述第一乙电极与所述第二甲电极和所述第二乙电极相互交错形成多个电极交叉处以及四个电极区域。

14.根据权利要求13所述的侦测装置，其特征在于，所述四个电极区域相互对称。

15.根据权利要求13所述的侦测装置，其特征在于，所述四个电极区域不对称。

16.根据权利要求13所述的侦测装置，其特征在于，所述绝缘层包括多个绝缘片，所述绝缘片分别设置于所述第一电极与所述第二电极的所述电极交叉处。

17.一种多触摸点的真坐标侦测方法，用于对权利要求1所述的侦测装置表面同时产生至少两个触摸点的侦测，所述侦测方法包括以下步骤：

a)所述扫描电路用全扫描电路扫描所述电极，得到所述触摸点的原始坐标；

b)所述扫描电路用分区扫描电路扫描所述电极，从所述原始坐标中判断出所述触摸点的真坐标，所述电极包括分布于第一方向的第一电极和分布于第二方向的第二电极，所述第一电极在所述第一方向上分为第一甲电极和第一乙电极；所述第二电极在所述第二方向上分为第二甲电极和第二乙电极，所述第一甲电极和所述第一乙电极之间相互隔开，所述第二甲电极和所述第二乙电极之间相互隔开。

18.根据权利要求17所述的侦测方法，其特征在于，所述第一电极和所述第二电极分别连接至处理器；所述步骤a)还包括处理器解析出所述触摸点在所述第一方向和所述第二方向上的自电容变化的质心，并依据所述质心计算出所述触摸点的所述原始坐标。

19.根据权利要求18所述的侦测方法，其特征在于，所述步骤a)还包括所述处理器判断是否在所述第一方向和所述第二方向的其中任一个方向上仅解析出一个所述质心，当所述判断结果为是，则所述原始坐标为所述触摸点的真坐标，所述处理器输出所述触摸点的真坐标；当所述判断结果为否，则执行所述步骤b)。

20.根据权利要求19所述的侦测方法，其特征在于，当所述判断结果为否，则所述处理器将所述原始坐标分成至少两组原始坐标，再执行所述步骤b)。

21.根据权利要求20所述的侦测方法，其特征在于，所述步骤b)包括以下步骤：

1)所述扫描电路用分区扫描电路先分区扫描所述第一甲电极；

2)所述处理器判断在所述第一甲电极上是否仅侦测到一所述步骤a)中解析出的质心；当判断结果为是，则所述步骤a)中的至少两组原始坐标中包含所述质心的一组所述原始坐标为所述触摸点的真坐标，所述处理器输出所述触摸点的真坐标；

3)当所述步骤2)中判断结果为否，则所述扫描电路用分区扫描电路扫描所述第二甲电极，侦测到一所述步骤a)中解析出的质心，所述步骤a)中的至少两组原始坐标中包含所述质心的一组所述原始坐标为所述触摸点的真坐标，所述处理器输出所述触摸点的真坐标。

22.根据权利要求21所述的侦测方法，其特征在于，所述步骤1)中所述扫描电路用分区扫描电路扫描所述第一乙电极。

23.根据权利要求21所述的侦测方法，其特征在于，所述步骤3)中所述扫描电路用分区扫描电路扫描所述第二乙电极。

24.根据权利要求20所述的侦测方法，其特征在于，所述第一甲电极、第一乙电极、第二甲电极和第二乙电极分别由多个开关连接至所述处理器。

25.根据权利要求24所述的侦测方法，其特征在于，所述步骤a)中，所述扫描电路执行全扫描时，所述开关全部处于闭合状态。

26.根据权利要求24所述的侦测方法，其特征在于，所述步骤b)中，所述扫描电路执行分区扫描时，连接所述第一甲电极、第一乙电极、第二甲电极或第二乙电极的所述开关处于闭合状态。