CN104111760A - 双模式触摸输入装置以及触摸面板 - Google Patents

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Abstract

一种触摸面板，包括基板以及设置于该基板上的电极层，所述电极层包括多个平行的首尾交错排列的电极，该电极包括一电极底边以及两条侧臂自电极底边的两个端部向该电极底边的同一侧延伸，所述每条侧臂的宽度自靠近电极底边的一端向远离电极底边的一端逐渐减小，所述两条侧臂之间的间距自靠近电极底边的一端向远离电极底边的一端逐渐减小，所述侧臂的长度远大于电极底边的长度，电极整体呈细长的三角形。所述触摸面板采用单层的电极结构，同时具有电容触摸和电磁触摸两种输入模式。本发明还提供一种具有电容触摸和电磁触摸两种输入模式的双模式触摸输入装置。

Description

双模式触摸输入装置以及触摸面板
技术领域
本发明涉及一种触摸输入装置，尤其涉及一种能够同时使用电容触摸输入和电磁触摸输入的双模式触摸输入装置和触摸面板。
背景技术
随着触摸技术的迅速发展，具有触摸输入装置的电子设备已经成为人们日常生活中必不可少的一部分。触摸输入装置的主要应用领域为触摸屏，常用的触摸屏包括电容式触摸屏和电磁感应式触摸屏等，电容式触摸屏因其可以使用手指触摸输入而得到广泛应用，同时电容屏也可以使用电容笔输入，但是电容屏对电容笔的笔头直径有很大的限制，太小的笔头会导致电容屏无法响应，不利于电容屏的精确操作。电磁感应式触摸屏虽然可以使用笔头直径很小的触摸笔操作，但是却不能使用手指触摸输入，大大限制了电磁感应式触摸屏的应用。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种能够同时使用电容触摸输入和电磁触摸输入的双模式触摸输入装置和触摸面板。
一种双模式触摸输入装置，包括一电极层，一模式切换单元以及一驱动电路连接于所述电极层，
所述电极层包括多个平行的首尾交错排列的电极，该电极包括一电极底边以及两条侧臂自电极底边的两个端部向该电极底边的同一侧延伸，所述每条侧臂的宽度自靠近电极底边的一端向远离电极底边的一端逐渐减小，所述两条侧臂之间的间距自靠近电极底边的一端向远离电极底边的一端逐渐减小，所述侧臂的长度远大于电极底边的长度，电极整体呈细长的三角形；
所述模式切换单元用于控制所述触摸输入单元在电容触摸模式和电磁触摸模式之间进行切换；
所述驱动电路包括一侦测模块以及一计算模块，所述电极层与一直角坐标系对应，该计算模块根据该侦测模块侦测到的产生了电流或电压的电极以及所述电极产生的电流值或电压值计算触摸输入装置的被触摸点的坐标。
一种触摸面板，包括基板以及设置于该基板上的电极层，
所述电极层包括多个平行的首尾交错排列的电极，该电极包括一电极底边以及两条侧臂自电极底边的两个端部向该电极底边的同一侧延伸，所述每条侧臂的宽度自靠近电极底边的一端向远离电极底边的一端逐渐减小，所述两条侧臂之间的间距自靠近电极底边的一端向远离电极底边的一端逐渐减小，所述侧臂的长度远大于电极底边的长度，电极整体呈细长的三角形，其中，该触摸面板与一直角坐标系对应，每一电极对应该直角坐标系中的一纵坐标值，且每一电极在被触摸时产生一与横坐标值相关的电流或电压值。
本发明中的双模式触摸输入装置和触摸面板，采用单层的电极结构，同时具有电容触摸和电磁触摸两种输入模式。
附图说明
图1为本发明的触摸输入装置的触摸面板结构示意图。
图2为图1中触摸输入装置的触摸面板的电极层结构示意图。
图3为图1中触摸输入装置的功能模块图。
图4为图1中触摸输入装置电容触摸模式下的工作原理示意图。
图5为图1中触摸输入装置电磁触摸模式下的工作原理示意图。
主要元件符号说明
触摸输入装置 100
触摸面板 101
保护层 10
基板 11
电极层 20
电极 22
电极底边 221
侧臂 223
触摸点 30
驱动电路 40
侦测模块 41
计算模块 42
模式切换单元 50
电磁笔 60
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明作进一步的详细说明。
请参阅图1，触摸输入装置100包括触摸面板101，该触摸面板101依次包括一保护层10、一电极层20以及一基板11。本实施方式中，该触摸输入装置100应用于电子装置显示屏之上，所述触摸面板101需采用透明的透光率较好的材料。在其他实施方式中，触摸面板101也可采用其他非透明材料制造，其主要用途可以用于触摸板，触摸开关等。
在本实施方式中，所述保护层10可以采用经过硬化处理的透明导电材料制成，以保护所述触摸输入装置100。所述电极层20设置于所述保护层10和基板11之间，通常该电极层20采用具有高透光性的导电铟锡氧化物（ITO）材料。所述基板11通常采用玻璃基板或者有机玻璃基板材料。
请一并参阅图2，所述电极层20包括多个近似平行的首尾交错排列的电极22。所述电极22整体呈细长的条状，所述每条电极22包括一电极底边221以及两条侧臂223自电极底边221的两个端部向该电极底边221的同一侧延伸，所述侧臂223远离电极底边221的一端延伸出一电极引线端。所述每条侧臂223的宽度自靠近电极底边221的一端向远离电极底边221的一端逐渐减小，所述两条侧臂223之间的间距自靠近电极底边221的一端向远离电极底边221的一端逐渐减小。所述侧臂223的长度远大于电极底边221的长度，即所述电极22整体呈细长的三角形状,其中所述的“远大于”是指细长条状物体的长度与宽度之间的关系。
在本实施方式中，电极22为单层电极，可以在基板11上采用导电铟锡氧化物（ITO）材料经蚀刻的方式形成所述多个近似平行的首尾交错排列的电极22。在其他实施方式中，所述电极22还可以在基板11上通过银浆印刷或者金属蚀刻工艺形成银浆电极或者金属电极。
请参阅图3，所述触摸输入装置100还包括一模式切换单元50以及一连接于所述电极层20的驱动电路40，其中，该触摸输入装置100的电极层20上的电极22通过所述电极引线端224连接到该驱动电路40。该触摸输入装置100可运行于一电容触摸模式和一电磁触摸模式，所述模式切换单元50用于控制所述触摸输入装置100在电容触摸模式和电磁触摸模式之间进行切换。该驱动电路40包括一侦测模块41以及一计算模块42，该侦测模块41用于侦测电极引线端224上的电流或电压值，而该计算模块42则根据该侦测模块41侦测到的电流或电压值计算触摸输入装置100的被触摸位置。
请参阅图4，所述触摸输入装置100的侦测原理如下，针对所述电极层20建立一坐标系，设所述多个平行的首尾交错排列的电极22依次为A1, A2... Ai-1 , Ai，Ai+1，1≤i≤n。在本实施方式中，每一电极22的宽度很小，且由于电极22在其宽度方向上依次沿纵轴排列，从而每一电极22可视为对应一个纵坐标，因此，电极22与纵坐标形成一一对应关系。
请一并参阅图4，在所述触摸输入装置100工作于电容触摸模式下，用户用手指或者触摸笔触碰所述触摸输入装置100时，手指或者触摸笔从电极Ai的触摸点30处吸走部分电荷，位于手指或者触摸笔下方的电极Ai上的电容发生变化，产生一感应电流。由于所述每条侧臂223的宽度自靠近电极底边221的一端向远离的宽度自靠近电极底边221的一端逐渐减小，被触摸点30越靠近电极底边221的一端，手指或者触摸笔与电极Ai的接触面积越大，所述电容变化量越大，感应电流值也不同，所述感应电流值与被触摸点30的横坐标值呈一一对应关系。因此，根据所述感应电流值可以计算得出电极Ai上的电容变化值，进而可以得出被触摸点30的横坐标值。在本实施方式中，在电容触摸模式下，侦测模块41侦测所述电极22上的电流值，计算模块42根据侦测到电流值的电极Ai对应的纵坐标值确定被触摸点的纵坐标，根据该电流值计算得出被触摸点30的横坐标值，从而确定触摸输入装置100的被触摸位置。
一般的，由于手指或者触摸笔的宽度要大于电极22的宽度，因此，在电极Ai上侦测到感应电流的同时，相邻的电极... Ai-2，Ai-1，Ai+1，Ai+2 ... 也能侦测到感应电流，而离电极Ai较远的电极则感应电流很小，可以忽略不计。在本实施方式中，侦测模块41侦测的感应电流大于一预设值时，才判断为该电极Ai产生了感应电流。当多条电极被判断产生了感应电流时，即侦测模块41侦测到多条电极的感应电流大于预设值时，所述计算模块42分别根据侦测到的多条电极及其产生的感应电流计算触摸位置的坐标值。
具体的，所述计算模块42根据该被判断为产生了感应电流的多条电极对应的纵坐标而得到一平均纵坐标值，其中，计算模块42可以根据均差，方差，平均值或者中间值来计算该多条电极所分别对应的纵坐标的平均纵坐标。所述计算模块42还根据该多条电极所产生的感应电流以及感应电流与横坐标值的对应关系，确定多个横坐标值，并根据该多个横坐标值计算得出一平均横坐标值。同样的，计算模块42可以根据均差，方差，平均值或者中间值来计算该横坐标值。
在其他实施方式中，侦测模块41也可以侦测所述电极22上的电压值，计算模块42根据所述电压值计算出触摸输入装置100的被触摸位置。
请一并参阅图5，在所述触摸输入装置100工作于电磁触摸模式下，每个电极22构成一个闭合线圈，电磁笔60置于所述触摸输入装置100上时，位于电磁笔60下方的电极Aj上的磁通量发生变化，从而在电极Aj上产生一感应电压。由于所述每条电极22的两条侧臂223之间的间距自靠近电极底边221的一端向远离的宽度自靠近电极底边221的一端逐渐减小，当电磁笔60靠近电极Aj构成的闭合线圈时，电极Aj上沿X方向上不同位置的线圈宽度形成的面积能够产生的磁通量的大小也会不同，从而导致不同的触摸位置产生的感应电压的大小不同，所述电极Aj上产生的感应电压值与被触摸点30的横坐标值呈一一对应关系。因此，根据所述感应电压值可以计算得出电极Aj上的被被触摸点30的横坐标值。在本实施方式中，在电磁触摸模式下，侦测模块41侦测所述电极22上的电压值，计算模块42根据侦测到电流值的电极Aj对应的纵坐标值确定被触摸点的纵坐标，根据该电压值计算得出被触摸点30的横坐标值，从而确定触摸输入装置100的被触摸位置。
同样的，在电极Aj上侦测到感应电流的同时，相邻的电极... Aj-2，Aj-1，Aj+1，Aj+2 ... 也能侦测到感应电流，而离电极Aj较远的电极则感应电流很小，可以忽略不计。侦测模块41侦测的感应电压大于一预设值时，才判断为该电极Aj产生了感应电压。当多条电极被判断产生了感应电压时，即侦测模块41侦测到多条电极的感应电压大于预设值时，所述计算模块42分别根据侦测到的多条电极及其产生的感应电压计算触摸位置的坐标值。
具体的，所述计算模块42根据该被判断为产生了感应电压的多条电极对应的纵坐标而得到一平均纵坐标值，其中，计算模块42可以根据均差，方差，平均值或者中间值来计算该多条电极所分别对应的纵坐标的平均纵坐标。所述计算模块42还根据该多条电极所产生的感应电压以及感应电压与横坐标值的对应关系，确定多个横坐标值，并根据该多个横坐标值计算得出一平均横坐标值。同样的，计算模块42可以根据均差，方差，平均值或者中间值来计算该横坐标值。
在其他实施方式中，侦测模块41也可以侦测所述电极22上的电流值，计算模块42根据所述电流值计算出触摸输入装置100的被触摸位置。
显然，在其他实施方式中，每一电极22对应一横坐标，而不同的电流或电压值对应不同的纵坐标。
本实施里中的双输入模式的触摸屏，采用区别于传统方法的布线方法，能够同时使用电容触摸和电磁触摸的输入模式，同时兼顾了使用的便捷性和操作的精确性。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种双模式触摸输入装置，包括一电极层，一模式切换单元以及一驱动电路连接于所述电极层，其特征在于：
所述电极层包括多个平行的首尾交错排列的电极，该电极包括一电极底边以及两条侧臂自电极底边的两个端部向该电极底边的同一侧延伸，所述每条侧臂的宽度自靠近电极底边的一端向远离电极底边的一端逐渐减小，所述两条侧臂之间的间距自靠近电极底边的一端向远离电极底边的一端逐渐减小，所述侧臂的长度远大于电极底边的长度，电极整体呈细长的三角形；
所述模式切换单元用于控制所述触摸输入单元在电容触摸模式和电磁触摸模式之间进行切换；
所述驱动电路包括一侦测模块以及一计算模块，所述电极层与一直角坐标系对应，该计算模块根据该侦测模块侦测到的产生了电流或电压的电极以及所述电极产生的电流值或电压值计算触摸输入装置的被触摸点的坐标。
2.如权利要求1所述的双模式触摸输入装置，其特征在于，还包括一保护层以及一基板，所述电极层设置于该基板与保护层之间。
3.如权利要求1所述的双模式触摸输入装置，其特征在于，所述电极为单层ITO通过蚀刻形成。
4.如权利要求1所述的双模式触摸输入装置，其特征在于，所述电极的两侧臂的形状和尺寸相同，呈细长的三角形。
5.如权利要求1所述的双模式触摸输入装置，其特征在于，所述每一电极对应一纵坐标值，电极被触摸而产生的感应电流与横坐标值一一对应，在电容触摸模式下，该计算模块根据所述侦测模块侦测到的产生了电流的电极计算触摸输入装置的被触摸点的纵坐标值，并根据侦测模块侦测到的所述电极上的电流值计算触摸输入装置的被触摸点的横坐标值，从而确定触摸输入装置的被触摸位置。
6.如权利要求1所述的双模式触摸输入装置，其特征在于，所述每一电极对应一纵坐标值，电极产生的电压与横坐标值一一对应，在电磁触摸模式下，所述计算模块根据侦测模块侦测到的产生电压的电极计算触摸输入装置的被触摸点的纵坐标值，并根据该侦测模块侦测到的电极上的电压值计算触摸输入装置的被触摸点的横坐标值，从而确定触摸输入装置的被触摸位置。
7.一种触摸面板，包括基板以及设置于该基板上的电极层，其特征在于：
所述电极层包括多个平行的首尾交错排列的电极，该电极包括一电极底边以及两条侧臂自电极底边的两个端部向该电极底边的同一侧延伸，所述每条侧臂的宽度自靠近电极底边的一端向远离电极底边的一端逐渐减小，所述两条侧臂之间的间距自靠近电极底边的一端向远离电极底边的一端逐渐减小，所述侧臂的长度远大于电极底边的长度，电极整体呈细长的三角形，其中，该触摸面板与一直角坐标系对应，每一电极对应该直角坐标系中的一纵坐标值，且每一电极在被触摸时产生一与横坐标值相关的电流或电压值。
8.如权利要求7所述的触摸面板，其特征在于，还包括一保护层，所述电极层设置于该基板与保护层之间。
9.如权利要求7所述的触摸面板，其特征在于，所述电极为单层ITO通过蚀刻形成。
10.如权利要求7所述的触摸面板，其特征在于，所述电极的两侧臂的形状和尺寸相同，呈细长的三角形。
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