CN106648269A - 触摸感应装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了触摸感应装置及检测方法，所述触摸感应装置包括基板；第一组感应电极至第三组感应电极，位于所述基板上并且彼此绝缘隔开；以及第一组引线至第三组引线，分别与相应组的感应电极电连接，其中，所述第一组感应电极至第三组感应电极形成电极阵列，所述电极阵列的每个阵列单元包括所述第一组感应电极至第三组感应电极的各自至少一个感应电极形成的互补图案，所述触摸感应装置根据所述第一组感应电极至所述第三组感应电极中的各自一个感应电极获得触摸动作的位置。该触摸感应装置采用形成互补图案的至少三个感应电极提高触摸检测精度。
Description
技术领域
本发明涉及触摸控制技术领域，具体地，涉及触摸感应装置及检测方法。
背景技术
随着触摸屏的不断发展，电容式触摸屏在终端设备领域中逐渐被广泛地应用。
在现有的电容式触控设备中，基于互电容或自电容获得触摸感应信号。在互电容触摸感应装置中，通过检测两个电极之间的电容变化，以获得触摸位置。在自电容式触摸感应装置中，通过检测电极与地之间的电容变化，以获得触摸位置。进一步地，根据电极的布局方式，电容式触摸感应装置可以分为双层结构、架桥结构和单层结构。单层结构具有工艺步骤少，价格低廉等优点，但缺点在于布线复杂，绑定区走线密集。
在单层结构的触摸感应装置中，通过在玻璃表面形成具有一定图案的单层氧化铟锡(ITO)，构成互电容阵列或者自电容阵列，从而实现触控设备的多点触摸。在单层结构的互电容阵列中，相邻的驱动电极和感应电极之间形成多个互电容。当手指触摸到电容屏时，触摸点附近的两个电极发生耦合，从而使这两个电极之间的电容值发生改变。在检测阶段，驱动电极接收触控设备发出的激励信号，触控设备中的控制电路能够通过对感应电极进行检测得到互电容阵列中各位置处的电容值的变化量，从而获知每个触摸点的坐标。在单层结构的互电容阵列中，每个感应电极与地之间形成自电容。当手指触摸到电容屏时，触摸点附近的感应电极与地之间的电容值发生改变。在检测阶段，触控设备中的控制电路能够通过对感应电极进行检测得到自电容阵列中各位置处的电容值的变化量，从而获知每个触摸点的坐标。
自电容触摸感应装置的结构简单，工艺难度低，成本低廉，因此在低端产品中获得了广泛的应用。然而，自电容触摸感应装置的触控精度和整体线性度差。在自电容触摸感应装置中存在着“鬼影”现象，不能分辨多点触摸的准确位置，从而在高端产品的应用中受到限制。
发明内容
为了解决上述现有技术存在的问题，本发明提供一种采用形成互补图案的至少三个感应电极提高触摸检测精度的触摸感应装置及检测方法。
根据本发明的一方面，提供一种触摸感应装置，包括：基板；第一组感应电极至第三组感应电极，位于所述基板上并且彼此绝缘隔开；以及第一组引线至第三组引线，分别与相应组的感应电极电连接，其中，所述第一组感应电极至第三组感应电极形成电极阵列，所述电极阵列的每个阵列单元包括所述第一组感应电极至第三组感应电极的各自至少一个感应电极形成的互补图案，所述触摸感应装置根据所述第一组感应电极至所述第三组感应电极中的各自一个感应电极获得触摸动作的位置。
优选地，所述电极阵列为一维电极阵列，其中，所述第一组引线至所述第三组引线在所述电极阵列的两侧分别连接至相应组的感应电极。
优选地，所述电极阵列的阵列单元的形状为矩形。
优选地，所述电极阵列包括沿着第一方向排列的多个阵列单元，所述第一组感应电极至所述第三组感应电极分别沿着第二方向延伸，所述第二方向垂直于所述第一方向。
优选地，所述多个阵列单元包括彼此取向不同的阵列单元。
优选地，所述多个阵列的相邻阵列单元的取向关系包括旋转、相对于第一方向翻转、相对于第二方向翻转。
优选地，所述第一组感应电极至所述第三组感应电极的形状包括三角形、矩形、梯形、不规则四边形。
优选地，所述三角形包括直角三角形，所述不规则四边形包括不规则菱形和不规则直角四边形。
优选地，所述第一组感应电极的形状为不规则直角四边形，所述第二组感应电极和所述第三组感应电极的形状为直角三角形。
优选地，还包括：
第四组感应电极，位于所述基板上，所述第一感应电极至所述第四感应电极彼此绝缘隔开；以及
第四组引线，与相应组的感应电极电连接，
其中，所述第一组感应电极至第四组感应电极形成电极阵列，所述电极阵列的每个阵列单元包括所述第一组感应电极至第四组感应电极的各自至少一个感应电极形成的互补图案，
所述触摸感应装置根据所述第一组感应电极至所述第四组感应电极中的各自一个感应电极获得触摸动作的位置。
优选地，所述第一组感应电极和所述第二组感应电极相对于第一方向对称设置，所述第三组感应电极和所述四组感应电极相对于第二方向对称设置。
优选地，所述第一组感应电极和所述第二组感应电极的形状为三角形，所述第一组感应电极和所述第二组感应电极形成的形状为菱形，所述第三组感应电极和所述第四组感应电极的形状为K型。
优选地，所述第一组感应电极和所述第二组感应电极的形状为三角形，所述第一组感应电极和所述第二组感应电极形成的形状为8字形，所述第三组感应电极和所述第四组感应电极的形状为三角形。
优选地，还包括：第四组感应电极和第五组感应电极，位于所述基板上，所述第一感应电极至所述第五感应电极彼此绝缘隔开；以及第四组引线至第五组引线，分别与相应组的感应电极电连接，其中，所述第一组感应电极至第五组感应电极形成电极阵列，所述电极阵列的每个阵列单元包括所述第一组感应电极至第五组感应电极的各自至少一个感应电极形成的互补图案，所述触摸感应装置根据所述第一组感应电极至所述第五组感应电极中的各自一个感应电极获得触摸动作的位置。
优选地，所述第一组感应电极的形状为不规则菱形，所述第二组感应电极和所述第三组感应电极的形状为第一形状的直角三角形且对称设置，所述第四组感应电极和所述第五组感应电极的形状为第二形状的直角三角形且对称设置，所述第一形状与所述第二形状不同。
优选地，所述第一组感应电极至所述第三组感应电极分别包括沿着所述阵列单元的第一方向延伸的侧边，所述第一组引线至所述第三组引线在所述第一组感应电极至所述第三组感应电极的侧边分别连接至相应组的感应电极。
优选地，所述第一组感应电极至所述第三组感应电极中至少一个感应电极沿着所述第二方向延伸的长度小于所述阵列单元在相同方向上的长度。
优选地，所述基板为玻璃基板或液晶显示装置中的氧化层。
根据本发明的另一方面，提供一种用于触摸感应装置的检测方法，所述触摸感应装置包括构成电极阵列的第一组感应电极至第三组感应电极，所述电极阵列的每个阵列单元包括所述第一组感应电极至第三组感应电极的各自至少一个感应电极形成的互补图案，所述阵列单元沿着第一方向排列成所述电极阵列，所述方法包括：检测第一组感应电极的第一感应信号；检测第二组感应电极的第二感应信号；检测第三组感应电极的第三感应信号；根据所述第一感应信号至所述第三感应信号中的至少一个感应信号获得触摸动作在第一方向上的坐标；以及根据所述第一感应信号至所述第三感应信号三者的相互关系获得所述触摸动作在第二方向上的坐标，所述第一方向与所述第二方向垂直。
优选地，在触摸动作发生时，同时检测所述第一感应信号至所述第三感应信号。
优选地，所述触摸感应装置还包括第四组感应电极，所述第一组感应电极至所述第四组感应电极构成所述电极阵列，所述电极阵列的每个阵列单元包括所述第一组感应电极至第四组感应电极的各自至少一个感应电极形成的互补图案，所述方法还包括：
检测第四组感应电极的第四感应信号；
其中，根据所述第一感应信号至所述第四感应信号中的至少一个感应信号获得触摸动作在第一方向上的坐标；以及
根据所述第一感应信号至所述第四感应信号中至少三者的相互关系获得所述触摸动作在所述第二方向上的坐标。
优选地，所述触摸感应装置还包括第四组感应电极至第五组感应电极，所述第一组感应电极至所述第五组感应电极构成所述电极阵列，所述电极阵列的每个阵列单元包括所述第一组感应电极至第五组感应电极的各自至少一个感应电极形成的互补图案，所述方法还包括：检测第四组感应电极的第四感应信号；以及检测第五组感应电极的第五感应信号；其中，根据所述第一感应信号至所述第五感应信号中的至少一个感应信号获得触摸动作在第一方向上的坐标；以及根据所述第一感应信号至所述第五感应信号中至少三者的相互关系获得所述触摸动作在所述第二方向上的坐标。
优选地，所述第一组感应电极至所述第三组感应电极中至少一个感应电极沿着所述第二方向延伸的长度小于所述阵列单元在相同方向上的长度。
根据本发明实施例的触摸感应装置在电极阵列中布置多组感应电极，所述多组感应电极形成互补图案，从而避免感应电极之间的交叉情况。由于在单层结构中形成用于检测二维平面内的触摸动作，因此在工艺上容易实现，降低了工艺难度和制造成本。该触摸感应装置的感应电极阵列的两侧与引线相连接，因此布线简单，容易制造。与现有技术的自电容触摸感应装置相比较，根据该实施例的自电容触摸感应装置采用多组形状和/或取向不同的感应电极检测触摸动作，因此，可以提高触摸动作的精确坐标，从而提高触摸检测精度。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
图1示出根据现有技术的触摸感应装置的示意性结构图。
图2示出根据本发明第一实施例的触摸感应装置的示意性结构图。
图3示出图2中的触摸感应装置的局部放大图。
图4示出了本发明第二实施例的触摸感应装置的示意性结构图。
图5示出了本发明第三实施例的触摸感应装置的示意性结构图。
图6示出图5中的触摸感应装置的局部放大图。
图7示出根据本发明第四实施例的触摸感应装置的示意性结构图。
图8示出根据本发明第五实施例的触摸感应装置检测方法的流程图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中没有画出除了对应驱动电极与感应电极之外的引出线，并且可能未示出某些公知的部分。
在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
下面，参照附图对本发明进行详细说明。
图1示出根据现有技术的触摸感应装置的示意性结构图。该触摸感应装置100包括基板110以及形成在基板110上的第一组感应电极120、第二组感应电极130、第一组引线121和第二组引线131。
该基板110是绝缘基板，例如玻璃基板或氧化层。该玻璃基板例如是液晶显示装置表面的基板，使得触摸感应装置可以作为相对独立的部件与液晶显示装置组装在一起。该氧化层例如是液晶显示装置中的层间介质层，使得所述触摸感应装置可以嵌入液晶显示装置中。
第一组感应电极120和第二组感应电极130的形状相同，但彼此取向不同。如图1所示，两组感应电极的形状为直角三角形，第二组感应电极130相对于第一组感应电极120顺时针旋转180度，形成彼此互补的形状。两组感应电极分别由金属层图案化形成，例如铝层和氧化铟锡(ITO)。在应用于触控屏时，两组感应电极优选由ITO形成，以避免感应电极影响图像的显示。
第一组感应电极120和第二组感应电极130沿着第一方向(即电极阵列的横向方向)交错排列，形成一组电极阵列。第一组感应电极120和第二组感应电极130的直角边则沿着与第一方向垂直的第二方向(即电极阵列的纵向方向)延伸。第一组引线121在电极阵列的一个侧边与第一组感应电极120相连接，第二组引线131在电极阵列的另一个侧边与第二组感应电极130相连接。进一步地，第一组引线121和第二组引线131连接至外部的触摸控制电路。
该触摸感应装置100利用交错排列的两组感应电极形成一维电极阵列。在触摸感应装置100的工作期间，用户采用手指、电容笔或触摸手套等靠近或接触感应电极，从而产生触摸动作。在触摸动作的位置及其附近的多个感应电极会发生电容的变化。位于触摸动作正下方的感应电极的电容值变化量最大，位于触摸动作附近的感应电极的电容值变化量减小。在电极阵列的横向方向上，可以检测不同感应电极上的电容量变化，判断横向位置。在电极阵列的纵向方向上，如果触摸动作靠上，第一组感应电极120的电容值变化大而第二组感应电极130的变化量小，反之亦然。如果触摸动作靠近中间，则第一组感应电极120的电容值变化大而第二组感应电极130的变化量相当。
触摸控制电路采用不同的端口接收第一组感应电极120和第二组感应电极130的感应信号，从而可以区分二者并且进行信号处理，例如，第一组感应电极120和第二感应电极130中相应的电极的感应信号进行加权处理，从而采用一维的电极阵列获得触摸动作在二维平面上的触摸位置。
上述的触摸感应装置在一维空间内布置感应电极，避免了感应电极之间的交叉情况，由于在单层结构中形成用于检测二维平面内的触摸动作，因此在工艺上容易实现，降低了工艺难度和制造成本。
该现有的电容触摸感应装置采用两组相同形状的感应电极，触控精度和整体线性度差。
图2示出根据本发明第一实施例的触摸感应装置的示意性结构图。该触摸感应装置200包括基板210以及形成在基板210上的第一组感应电极220至第五组感应电极260和第一组引线221至第五组引线261。
该基板210是绝缘基板，例如玻璃基板或氧化层。该玻璃基板例如是液晶显示装置表面的基板，使得触摸感应装置可以作为相对独立的部件与液晶显示装置组装在一起。该氧化层例如是液晶显示装置中的层间介质层，使得所述触摸感应装置可以嵌入液晶显示装置中。
第一组感应电极220的形状为非对称菱形，第二组感应电极230和第三组感应电极240的形状相同，均为第一形状的直角三角形且彼此对称设置，第四组感应电极250和第五组感应电极260的形状相同，均为第二形状的直角三角形，但彼此对称设置。如图2所示，第一形状和第二形状不同。第一组感应电极220至第五组感应电极260中的各自一个感应电极组成一个矩形阵列单元的互补图案，并且彼此绝缘隔离。第一组感应电极220的一个感应电极位于矩形阵列单元的中间，第二组感应电极230至第五组感应电极260的各自一个感应电极围绕矩形阵列单元的周边。
第一组感应电极220至第五组感应电极260分别由金属层图案化形成，例如铝层和氧化铟锡(ITO)。在应用于触控屏时，第一组感应电极220至第五组感应电极260优选由ITO形成，以避免感应电极影响图像的显示。
然后，该矩形阵列单元沿着第一方向(即电极阵列的横向方向)排列，形成一组电极阵列。第二组感应电极230至第五组感应电极260的直角边则沿着与第一方向垂直的第二方向(即电极阵列的纵向方向)延伸。相邻的两个矩形阵列单元沿着第二方向翻转180度。第一组引线221至第五组引线261在电极阵列的两个侧边与相应的感应电极相连接。进一步地，第一组引线221至第五组引线261连接至外部的触摸控制电路。
该触摸感应装置200利用第一组感应电极220至第五组感应电极260形成一维电极阵列。在触摸感应装置200的工作期间，用户采用手指、电容笔或触摸手套等靠近或接触感应电极，从而产生触摸动作。在触摸动作的位置及其附近的多个感应电极会发生电容的变化。位于触摸动作正下方的感应电极的电容值变化量最大，位于触摸动作附近的感应电极的电容值变化量减小。
触摸控制电路采用不同的端口接收第一组感应电极220至第五组感应电极260的感应信号，从而可以区分这些感应电极并且进行信号处理，例如，第一组感应电极220至第五组感应电极260中相应的电极的感应信号进行加权处理，从而采用一维的电极阵列获得触摸动作在二维平面上的触摸位置。
上述的触摸感应装置在一维空间内布置感应电极，避免了感应电极之间的交叉情况。由于在单层结构中形成用于检测二维平面内的触摸动作，因此在工艺上容易实现，降低了工艺难度和制造成本。该触摸感应装置的感应电极仍然在电极阵列的两侧与引线相连接，因此布线简单，容易制造。
与现有技术的自电容触摸感应装置相比较，根据该实施例的自电容触摸感应装置采用五组形状和/或取向不同的感应电极检测触摸动作，因此，可以提高触摸动作的精确坐标，从而提高触摸检测精度。
图3示出图2中的触摸感应装置的局部放大图，其中示出该触摸感应装置的电极阵列的两个阵列单元及三个不同的触摸位置A、B、C。
如图3所示，在电极阵列的横向方向上，可以检测不同感应电极上的电容量变化，判断横向位置。通过五组感应电极各自的电容变化量进行算法计算以求得横向方向的触控坐标，可以有效改善横向方向上的触控精度。
在电极阵列的纵向方向上，如果触摸动作靠下，例如位置A和B，第四组感应电极250和第五组感应电极260的电容值变化大而第一组感应电极220的电容值变化小，第二组感应电极230和第三组感应电极240的电容值基本没有变化。
如果触摸动作靠上，例如位置C，第二组感应电极230和第三组感应电极240的电容值变化大而第一组感应电极220的电容值变化小，第四组感应电极250和第五组感应电极260的电容值基本没有变化。
如果触摸动作靠近中间，则第一组感应电极220的电容值变化大而第二组感应电极230至第五组感应电极260的电容值基本没有变化。通过五组感应电极各自的电容变化量进行算法计算以求得纵向方向的触控坐标，可以有效改善纵向方向上的触控精度。
图4示出根据本发明第二实施例的触摸感应装置的示意性结构图。该触摸感应装置300包括基板310以及形成在基板310上的第一组感应电极320至第三组感应电极340和第一组引线321至第三组引线341。
该基板310是绝缘基板，例如玻璃基板或氧化层。如上所述，绝缘基板可以是独立的玻璃基板或液晶显示装置中的层间介质层。
第一组感应电极320的形状为非对称四边形，包括一个直角边，第二组感应电极330和第三组感应电极340均为直角三角形，但彼此形状不同。第一组感应电极320至第三组感应电极340中的各自一个感应电极组成一个矩形阵列单元的互补图案，并且彼此绝缘隔离。第一组感应电极320的一个感应电极位于矩形阵列单元的一侧，第二组感应电极330和第三组感应电极340沿着阵列单元的纵向方向排列在矩形阵列单元的另一侧。
第一组感应电极320至第三组感应电极340分别由金属层图案化形成，例如铝层和氧化铟锡(ITO)。在应用于触控屏时，第一组感应电极320至第三组感应电极340优选由ITO形成，以避免感应电极影响图像的显示。
然后，该矩形阵列单元沿着第一方向(即电极阵列的横向方向)排列，形成一组电极阵列。第二组感应电极330和第三组感应电极340的直角边则沿着与第一方向垂直的第二方向(即电极阵列的纵向方向)延伸。相邻的两个矩形阵列单元沿着第二方向翻转180度。第一组引线321至第三组引线341在电极阵列的两个侧边与相应的感应电极相连接。进一步地，第一组引线321至第三组引线341连接至外部的触摸控制电路。
该触摸感应装置300利用第一组感应电极320至第三组感应电极340形成一维电极阵列。在触摸感应装置300的工作期间，用户采用手指、电容笔或触摸手套等靠近或接触感应电极，从而产生触摸动作。在触摸动作的位置及其附近的多个感应电极会发生电容的变化。位于触摸动作正下方的感应电极的电容值变化量最大，位于触摸动作附近的感应电极的电容值变化量减小。
触摸控制电路采用不同的端口接收第一组感应电极320至第三组感应电极340的感应信号，从而可以区分这些感应电极并且进行信号处理，例如，第一组感应电极320至第三组感应电极340中相应的电极的感应信号进行加权处理，从而采用一维的电极阵列获得触摸动作在二维平面上的触摸位置。
在电极阵列的横向方向上，可以检测不同感应电极上的电容量变化，判断横向位置。通过三组感应电极各自的电容变化量进行算法计算以求得横向方向的触控坐标，可以有效改善横向方向上的触控精度。
在电极阵列的纵向方向上，如果触摸动作靠下，第三组感应电极340的电容值变化大而第一组感应电极320的电容值变化小，第二组感应电极330的电容值基本没有变化。
如果触摸动作靠上，第二组感应电极330的电容值变化大而第一组感应电极320的电容值变化小，第三组感应电极340的电容值基本没有变化。
如果触摸动作靠近中间，则第一组感应电极320的电容值变化大而第二组感应电极330和第三组感应电极340的电容值基本没有变化。通过三组感应电极各自的电容变化量进行算法计算以求得纵向方向的触控坐标，可以有效改善纵向方向上的触控精度。
上述的触摸感应装置在一维空间内布置感应电极，避免了感应电极之间的交叉情况。由于在单层结构中形成用于检测二维平面内的触摸动作，因此在工艺上容易实现，降低了工艺难度和制造成本。该触摸感应装置的感应电极仍然在电极阵列的两侧与引线相连接，因此布线简单，容易制造。
与现有技术的自电容触摸感应装置相比较，根据该实施例的自电容触摸感应装置采用三组形状和/或取向不同的感应电极检测触摸动作，因此，可以提高触摸动作的精确坐标，从而提高触摸检测精度。
与第一实施例的触摸感应装置相比，根据第二实施例的触摸感应装置可以减少引线数量和触摸控制电路的复杂度。
图5示出根据本发明第三实施例的触摸感应装置的示意性结构图。该触摸感应装置400包括基板410以及形成在基板410上的第一组感应电极420至第四组感应电极450和第一组引线421至第四组引线441。
该基板410是绝缘基板，例如玻璃基板或氧化层。该玻璃基板例如是液晶显示装置表面的基板，使得触摸感应装置可以作为相对独立的部件与液晶显示装置组装在一起。该氧化层例如是液晶显示装置中的层间介质层，使得所述触摸感应装置可以嵌入液晶显示装置中。
第一组感应电极420和第二组感应电极430的形状相同，均为等腰三角形且彼此对称设置，第一组感应电极420和第二组感应电极430形成菱形；第三组感应电极440和第四组感应电极450的形状相同，均为K型且彼此对称设置。如图4所示，第一组感应电极420至第四组感应电极450中的各自一个感应电极组成一个矩形阵列单元的互补图案，并且彼此绝缘隔离。第一组感应电极420和第二组感应电极430的一个感应电极位于矩形阵列单元的中间，第三组感应电极440至第四组感应电极450的各自一个感应电极围绕矩形阵列单元的周边。
第一组感应电极420至第四组感应电极450分别由金属层图案化形成，例如金属层和氧化铟锡(ITO)。在应用于触控屏时，第一组感应电极420至第四组感应电极450优选由ITO形成，以避免感应电极影响图像的显示。
该矩形阵列单元沿着第一方向(即电极阵列的横向方向)排列，形成一组电极阵列。第三组感应电极440至第四组感应电极450的直角边则沿着与第一方向垂直的第二方向(即电极阵列的纵向方向)延伸。第一组引线421至第四组引线451在电极阵列的两个侧边与相应的感应电极相连接。进一步地，第一组引线421至第四组引线451连接至外部的触摸控制电路。
该触摸感应装置400利用第一组感应电极420至第四组感应电极450形成一维电极阵列。在触摸感应装置400的工作期间，用户采用手指、电容笔或触摸手套等靠近或接触感应电极，从而产生触摸动作。在触摸动作的位置及其附近的多个感应电极会发生电容的变化。位于触摸动作正下方的感应电极的电容值变化量最大，位于触摸动作附近的感应电极的电容值变化量较小。
触摸控制电路采用不同的端口接收第一组感应电极420至第四组感应电极450的感应信号，从而可以区分这些感应电极并且进行信号处理，例如，第一组感应电极420至第四组感应电极450中相应的电极的感应信号进行加权处理，从而采用一维的电极阵列获得触摸动作在二维平面上的触摸位置。
上述的触摸感应装置在一维空间内布置感应电极，避免了感应电极之间的交叉情况。由于在单层结构中形成用于检测二维平面内的触摸动作，因此在工艺上容易实现，降低了工艺难度和制造成本。该触摸感应装置的感应电极仍然在电极阵列的两侧与引线相连接，因此布线简单，容易制造。
与现有技术的自电容触摸感应装置相比较，根据该实施例的自电容触摸感应装置采用四组形状和/或取向不同的感应电极检测触摸动作，因此，可以提高触摸动作的精确坐标，从而提高触摸检测精度。
在一个优选的实施例中，该矩形阵列单元同时沿着第一方向(即电极阵列的横向方向)和第二方向(即电极阵列的纵向方向)排列，形成二维或者多维电极阵列。
图6示出图5中的触摸感应装置的局部放大图，其中示出该触摸感应装置的电极阵列的两个阵列单元及四个不同的触摸位置A、B、C、D。
如图6所示，在电极阵列的横向方向上，可以检测不同感应电极上的电容量变化，判断横向位置。通过四组感应电极各自的电容变化量进行算法计算以求得横向方向的触控坐标，可以有效改善横向方向上的触控精度。
在电极阵列的纵向方向上，如果触摸动作靠上，例如位置A，第一组感应电极420和第三组感应电极440的电容值变化大而第四组感应电极450的电容值变化小，第二组感应电极430的电容值基本没有变化。
例如位置B，第三组感应电极440和第四组感应电极450的电容值变化大而第一组感应电极420的电容值变化小，第二组感应电极430的电容值基本没有变化。
如果触摸动作靠近中间，例如位置C，第一组感应电极420和第二组感应电极430的电容值变化大而第三组感应电极440和第四组感应电极450的电容值变化小。
如果触摸动作靠下，例如位置D，第二组感应电极430和第四组感应电极450的电容值变化大而第三组感应电极440的电容值变化小，第一组感应电极420的电容值基本没有变化。通过四组感应电极各自的电容变化量进行算法计算以求得纵向方向的触控坐标，可以有效改善纵向方向上的触控精度。
图7示出根据本发明第四实施例的触摸感应装置的示意性结构图。该触摸感应装置500包括基板510以及形成在基板510上的第一组感应电极520至第四组感应电极550和第一组引线521至第四组引线541。
该基板510是绝缘基板，例如玻璃基板或氧化层。该玻璃基板例如是液晶显示装置表面的基板，使得触摸感应装置可以作为相对独立的部件与液晶显示装置组装在一起。该氧化层例如是液晶显示装置中的层间介质层，使得所述触摸感应装置可以嵌入液晶显示装置中。
第一组感应电极520和第二组感应电极530的形状相同，均为等腰三角形且彼此对称设置，第一组感应电极520和第二组感应电极530形成一个“8”字型；第三组感应电极540和第四组感应电极550的形状相同，均为三角形且彼此对称设置。如图2所示，第一组感应电极520至第四组感应电极550中的各自一个感应电极组成一个矩形阵列单元的互补图案，并且彼此绝缘隔离。第一组感应电极520和第二组感应电极530的一个感应电极位于矩形阵列单元的中间，第三组感应电极540至第四组感应电极550的各自一个感应电极围绕矩形阵列单元的周边。
第一组感应电极520至第四组感应电极550分别由金属层图案化形成，例如金属层和氧化铟锡(ITO)。在应用于触控屏时，第一组感应电极520至第四组感应电极550优选由ITO形成，以避免感应电极影响图像的显示。
该矩形阵列单元沿着第一方向(即电极阵列的横向方向)排列，形成一组电极阵列。第三组感应电极540至第四组感应电极550的直角边则沿着与第一方向垂直的第二方向(即电极阵列的纵向方向)延伸。第一组引线521至第四组引线551在电极阵列的两个侧边与相应的感应电极相连接。进一步地，第一组引线521至第四组引线551连接至外部的触摸控制电路。
该触摸感应装置500利用第一组感应电极520至第四组感应电极550形成一维电极阵列。在触摸感应装置500的工作期间，用户采用手指、电容笔或触摸手套等靠近或接触感应电极，从而产生触摸动作。在触摸动作的位置及其附近的多个感应电极会发生电容的变化。位于触摸动作正下方的感应电极的电容值变化量最大，位于触摸动作附近的感应电极的电容值变化量较小。
触摸控制电路采用不同的端口接收第一组感应电极520至第四组感应电极550的感应信号，从而可以区分这些感应电极并且进行信号处理，例如，第一组感应电极520至第四组感应电极550中相应的电极的感应信号进行加权处理，从而采用一维的电极阵列获得触摸动作在二维平面上的触摸位置。
上述的触摸感应装置在一维空间内布置感应电极，避免了感应电极之间的交叉情况。由于在单层结构中形成用于检测二维平面内的触摸动作，因此在工艺上容易实现，降低了工艺难度和制造成本。该触摸感应装置的感应电极仍然在电极阵列的两侧与引线相连接，因此布线简单，容易制造。
与现有技术的自电容触摸感应装置相比较，根据该实施例的自电容触摸感应装置采用四组形状和/或取向不同的感应电极检测触摸动作，因此，可以提高触摸动作的精确坐标，从而提高触摸检测精度。
在一个优选的实施例中，该矩形阵列单元同时沿着第一方向(即电极阵列的横向方向)和第二方向(即电极阵列的纵向方向)排列，形成二维或者多维电极阵列。
图8示出根据本发明第五实施例的触摸感应装置检测方法的流程图。其中，所述触摸感应装置包括构成电极阵列的第一组感应电极至第三组感应电极，所述电极阵列的每个阵列单元包括所述第一组感应电极至第三组感应电极的各自至少一个感应电极形成的互补图案，所述阵列单元沿着第一方向排列成所述电极阵列。所述检测方法包括以下步骤：
在步骤S01中，检测第一组感应电极至第三组感应电极上的感应信号。
在步骤S02中，根据所述感应信号是否发生变化来获得触摸动作在第一方向上的坐标。
在步骤S03中，根据所述感应信号的大小获得所述触摸动作在第二方向上的坐标，所述第一方向与所述第二方向垂直。
在本实施例中，在触摸动作发生时，同时检测第一组感应电极至第三组感应电极上的感应信号。
在电极阵列的横向方向上，可以检测不同感应电极上的电容量变化，判断横向位置。通过三组感应电极各自的电容变化量进行算法计算以求得横向方向的触控坐标，可以有效改善横向方向上的触控精度。
在一个优选的实施例中，所述触摸感应装置还包括第四感应电极和第五感应电极，则所述方法包括：
在步骤S01中，检测第一组感应电极至第五组感应电极上的感应信号。
在步骤S02中，根据所述感应信号是否发生变化来获得触摸动作在第一方向上的坐标。
在步骤S03中，根据所述感应信号的大小获得所述触摸动作在第二方向上的坐标，所述第一方向与所述第二方向垂直。
如图3所示，在电极阵列的横向方向上，可以检测不同感应电极上的电容量变化，判断横向位置。通过五组感应电极各自的电容变化量进行算法计算以求得横向方向的触控坐标，可以有效改善横向方向上的触控精度。
在电极阵列的纵向方向上，如果第四组感应电极250和第五组感应电极260的电容值变化大而第一组感应电极220的电容值变化小，第二组感应电极230和第三组感应电极240的电容值基本没有变化，则触摸动作靠下，例如位置A和B。
如果第二组感应电极230和第三组感应电极240的电容值变化大而第一组感应电极220的电容值变化小，第四组感应电极250和第五组感应电极260的电容值基本没有变化，则触摸动作靠上，例如位置C。
如果第一组感应电极220的电容值变化大而第二组感应电极230至第五感应电极260的电容值基本没有变化，则触摸动作靠近中间。
通过五组感应电极各自的电容变化量进行算法计算以求得纵向方向的触控坐标，可以有效改善纵向方向上的触控精度。
在一个优选的实施例中，所述触摸感应装置还包括第四感应电极，则所述方法包括：
在步骤S01中，检测第一组感应电极至第四组感应电极上的感应信号。
在步骤S02中，根据所述感应信号是否发生变化来获得触摸动作在第一方向上的坐标。
在步骤S03中，根据所述感应信号的大小获得所述触摸动作在第二方向上的坐标，所述第一方向与所述第二方向垂直。
如图6所示，在电极阵列的横向方向上，可以检测不同感应电极上的电容量变化，判断横向位置。通过四组感应电极各自的电容变化量进行算法计算以求得横向方向的触控坐标，可以有效改善横向方向上的触控精度。
在电极阵列的纵向方向上，如果第一组感应电极420和第三组感应电极440的电容值变化大而第四组感应电极440的电容值变化小，第二组感应电极430的电容值基本没有变化，则触摸动作靠上，例如图6所示的位置A。
如果第三组感应电极440和第四组感应电极440的电容值变化大而第一组感应电极420的电容值变化小，第二组感应电极430的电容值基本没有变化，则触摸动作靠上，例如图6所示的位置B。
如果第一组感应电极420和第二组感应电极430的电容值变化大而第三组感应电极440和第四组感应电极440的电容值变化小，则触摸动作靠近中间，例如图6所示的位置C。
如果第二组感应电极430和第四组感应电极440的电容值变化大而第三组感应电极440的电容值变化小，第一组感应电极420的电容值基本没有变化，则触摸动作靠下，例如图6所示的位置D。
通过四组感应电极各自的电容变化量进行算法计算以求得纵向方向的触控坐标，可以有效改善纵向方向上的触控精度。
上述实施例仅描述了感应层为单层感应层的情况，但是在实际生产中，如有需要，与本发明原理相同的实施例也可以应用于多层结构的感应层上。
在本说明书中，“下”指的是在列方向上更靠近引出线引出感应层外的方向的相对概念，“上”指的是在列方向上更远离引出线引出感应层外方向的相对概念。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (23)
1.一种触摸感应装置，包括：
基板；
第一组感应电极至第三组感应电极，位于所述基板上并且彼此绝缘隔开；以及
第一组引线至第三组引线，分别与相应组的感应电极电连接，
其中，所述第一组感应电极至第三组感应电极形成电极阵列，所述电极阵列的每个阵列单元包括所述第一组感应电极至第三组感应电极的各自至少一个感应电极形成的互补图案，
所述触摸感应装置根据所述第一组感应电极至所述第三组感应电极中的各自一个感应电极获得触摸动作的位置。
2.根据权利要求1所述的触摸感应装置，其中，所述电极阵列为一维电极阵列，其中，所述第一组引线至所述第三组引线在所述电极阵列的两侧分别连接至相应组的感应电极。
3.根据权利要求1所述的触摸感应装置，其中，所述电极阵列的阵列单元的形状为矩形。
4.根据权利要求3所述的触摸感应装置，其中，所述电极阵列包括沿着第一方向排列的多个阵列单元，所述第一组感应电极至所述第三组感应电极分别沿着第二方向延伸，所述第二方向垂直于所述第一方向。
5.根据权利要求4所述的触摸感应装置，其中，所述多个阵列单元包括彼此取向不同的阵列单元。
6.根据权利要求5所述的触摸感应装置，其中，所述多个阵列的相邻阵列单元的取向关系包括旋转、相对于第一方向翻转、相对于第二方向翻转。
7.根据权利要求4所述的触摸感应装置，其中，所述第一组感应电极至所述第三组感应电极的形状包括三角形、矩形、梯形、不规则四边形。
8.根据权利要求7所述的触摸感应装置，其中，所述三角形包括直角三角形，所述不规则四边形包括不规则菱形和不规则直角四边形。
9.根据权利要求8所述的触摸感应装置，其中，所述第一组感应电极的形状为不规则直角四边形，所述第二组感应电极和所述第三组感应电极的形状为直角三角形。
10.根据权利要求4所述的触摸感应装置，还包括：
第四组感应电极，位于所述基板上，所述第一感应电极至所述第四感应电极彼此绝缘隔开；以及
第四组引线，与相应组的感应电极电连接，
其中，所述第一组感应电极至第四组感应电极形成电极阵列，所述电极阵列的每个阵列单元包括所述第一组感应电极至第四组感应电极的各自至少一个感应电极形成的互补图案，
所述触摸感应装置根据所述第一组感应电极至所述第四组感应电极中的各自一个感应电极获得触摸动作的位置。
11.根据权利要求10所述的触摸感应装置，其中，所述第一组感应电极和所述第二组感应电极相对于第一方向对称设置，所述第三组感应电极和所述四组感应电极相对于第二方向对称设置。
12.根据权利要求11所述的触摸感应装置，其中，所述第一组感应电极和所述第二组感应电极的形状为三角形，所述第一组感应电极和所述第二组感应电极形成的形状为菱形，所述第三组感应电极和所述第四组感应电极的形状为K型。
13.根据权利要求11所述的触摸感应装置，其中，所述第一组感应电极和所述第二组感应电极的形状为三角形，所述第一组感应电极和所述第二组感应电极形成的形状为8字形，所述第三组感应电极和所述第四组感应电极的形状为三角形。
14.根据权利要求8所述的触摸感应装置，还包括：
第四组感应电极和第五组感应电极，位于所述基板上，所述第一感应电极至所述第五感应电极彼此绝缘隔开；以及
第四组引线至第五组引线，分别与相应组的感应电极电连接，
其中，所述第一组感应电极至第五组感应电极形成电极阵列，所述电极阵列的每个阵列单元包括所述第一组感应电极至第五组感应电极的各自至少一个感应电极形成的互补图案，
所述触摸感应装置根据所述第一组感应电极至所述第五组感应电极中的各自一个感应电极获得触摸动作的位置。
15.根据权利要求14所述的触摸感应装置，其中，所述第一组感应电极的形状为不规则菱形，所述第二组感应电极和所述第三组感应电极的形状为第一形状的直角三角形且对称设置，所述第四组感应电极和所述第五组感应电极的形状为第二形状的直角三角形且对称设置，所述第一形状与所述第二形状不同。
16.根据权利要求4所述的触摸感应装置，其中，所述第一组感应电极至所述第三组感应电极分别包括沿着所述阵列单元的第一方向延伸的侧边，所述第一组引线至所述第三组引线在所述第一组感应电极至所述第三组感应电极的侧边分别连接至相应组的感应电极。
17.根据权利要求4所述的触摸感应装置，其中，所述第一组感应电极至所述第三组感应电极中至少一个感应电极沿着所述第二方向延伸的长度小于所述阵列单元在相同方向上的长度。
18.根据权利要求1所述的触摸感应装置，其中，所述基板为玻璃基板或液晶显示装置中的氧化层。
19.一种用于触摸感应装置的检测方法，所述触摸感应装置包括构成电极阵列的第一组感应电极至第三组感应电极，所述电极阵列的每个阵列单元包括所述第一组感应电极至第三组感应电极的各自至少一个感应电极形成的互补图案，所述阵列单元沿着第一方向排列成所述电极阵列，所述方法包括：
检测第一组感应电极的第一感应信号；
检测第二组感应电极的第二感应信号；
检测第三组感应电极的第三感应信号；
根据所述第一感应信号至所述第三感应信号中的至少一个感应信号获得触摸动作在第一方向上的坐标；以及
根据所述第一感应信号至所述第三感应信号三者的相互关系获得所述触摸动作在第二方向上的坐标，所述第一方向与所述第二方向垂直。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，在触摸动作发生时，同时检测所述第一感应信号至所述第三感应信号。
21.根据权利要求19所述的方法，其中，所述触摸感应装置还包括第四组感应电极，所述第一组感应电极至所述第四组感应电极构成所述电极阵列，所述电极阵列的每个阵列单元包括所述第一组感应电极至第四组感应电极的各自至少一个感应电极形成的互补图案，所述方法还包括：
检测第四组感应电极的第四感应信号；
其中，根据所述第一感应信号至所述第四感应信号中的至少一个感应信号获得触摸动作在第一方向上的坐标；以及
根据所述第一感应信号至所述第四感应信号中至少三者的相互关系获得所述触摸动作在所述第二方向上的坐标。
22.根据权利要求19所述的方法，其中，所述触摸感应装置还包括第四组感应电极至第五组感应电极，所述第一组感应电极至所述第五组感应电极构成所述电极阵列，所述电极阵列的每个阵列单元包括所述第一组感应电极至第五组感应电极的各自至少一个感应电极形成的互补图案，所述方法还包括：
检测第四组感应电极的第四感应信号；以及
检测第五组感应电极的第五感应信号；
其中，根据所述第一感应信号至所述第五感应信号中的至少一个感应信号获得触摸动作在第一方向上的坐标；以及
根据所述第一感应信号至所述第五感应信号中至少三者的相互关系获得所述触摸动作在所述第二方向上的坐标。
23.根据权利要求19所述的方法，其中，所述第一组感应电极至所述第三组感应电极中至少一个感应电极沿着所述第二方向延伸的长度小于所述阵列单元在相同方向上的长度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |