CN108717340A - 单层多点电容屏系统、控制方法和电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单层多点电容屏系统、控制方法和电子设备。本发明的单层多点电容屏系统，指示相同Y方向位置的Y方向电极分割为多个Y方向子电极，并且每一个Y方向子电极对应2个X方向子电极，因此，当X方向电极数量为m时，指示相同Y方向位置的Y方向子电极的数量为m/2个，Y方向的总引线数目为(m/2)×n＝(m×n)/2；X方向由于全部在内部连接，所以总的引线数目与X方向电极数目相等，为m。因此，总的引线或绑定垫的数量为：(m×n)/2+m；通常在m和n都大于10的情况下，总的绑定垫的数目与现有技术相比减少大约50％。

Description

单层多点电容屏系统、控制方法和电子设备

技术领域

本发明涉及一种触摸屏结构，特别涉及一种单层多点电容屏系统、控制方法和电子设备。

背景技术

现有技术中的单层互电容触摸屏的结构包括玻璃/玻璃(GG)结构，玻璃/膜GF)结构，以及单层玻璃结构(OGS)，其通过一层ITO即可以实现真实多点触控；相比于传统两层互电容触摸屏，其工艺精简，成本较低。

但是，如图1所示，使用单层ITO来做互电容的电极，同一行的电极通过透明的ITO引线连接的屏体外面，然后再在触摸有效区的外面把对应同一行的电极连接到一起，也就是说，当由DITO转变为SITO时，X1电极由单条增加到5条，使得其图形比较复杂，在触摸屏有效区外连接的线非常多(通常要150条以上)，因此绑定垫和内部连接线的数量都大大增加，这就导致了其对生产工艺的精度提出较高要求，同时生产良率也会打折扣。

作为一个例子，如图2所示的典型SITO图案的实例，其在X方向有m个电极、在Y方向有n个电极；X方向连接所需的绑定垫或引线的数量与该方向的电极数目相同，为m；Y方向连接所需要的绑定垫或引线的数量为m×n；总共需要的绑定垫或引线的数量为m×n+m＝(m+1)×n。

当一个通道数为12×20的电容式触摸屏，采用SITO互容方式设计，将产生250个绑定垫和同样数量的内部引线。如此大量的绑定垫和内部引线将对制造产生巨大影响，例如：

(1)绑定良率大幅降低；

(2)内部的大量引线占据了有效触摸区域，导致性能下降；

(3)较细的内部引线影响长期可靠性。

发明内容

本发明目的是提供一种单层多点电容屏系统、控制方法和电子设备，其大幅减少了需要引出的绑定垫和引出线的数量，解决了上述技术问题。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种单层多点电容屏系统，其包括多个X方向电极和多个Y方向电极；

每一个X方向电极均包括多个X方向子电极，所述X方向子电极的数量与Y方向电极的数量相同，每一个X方向子电极位于对应的Y方向子电极的下方；

或者，所述X方向子电极的数量比Y方向电极的数量少1个，每一个X方向子电极位于两个相邻的Y方向电极之间；

其中，每一个X方向电极中的X方向子电极全部连接或者部分连接。

可选的，每一个所述Y方向电极包括多个Y方向子电极。

可选的，每一个所述Y方向子电极对应至少一个X方向子电极。

可选的，每一列Y方向子电极的引线均从该列所述Y方向子电极的一侧引出，而且与该列Y方向子电极相对应的X方向子电极的引线均从该列所述Y方向子电极的另一侧引出。

可选的，每一个Y方向子电极对应2个或3个X方向子电极。

可选的，当X方向子电极数量小于Y方向电极数量时，位于最下方的Y方向电极的Y方向子电极相互连接。

本发明解决技术问题还采用如下技术方案：一种单层多点电容屏系统的控制方法，所述单层多点电容屏系统为上述的单层多点电容屏系统，其包括：

根据Y方向子电极划分不同的驱动单元；

在每一个驱动单元中选择用于驱动的引线；

当某一个驱动单元的一条引线处于工作状态时，该驱动单元内的其他引线处于悬空状态或接地状态，剩余的驱动单元的引线处于接地状态。

可选的，当连接X方向子电极的引线影响处于工作状态的X方向子电极与Y方向电极之间的电容时，该X方向子电极的引线处于悬空状态，否则该X方向子电极的引线处于接地状态。

本发明解决技术问题还采用如下技术方案：一种电子设备，其包括处理器、存储器和输入输出设备，所述输入输出设备包括上述的单层多点电容屏系统；

所述存储器存储有程序，所述程序用于执行上述的单层多点电容屏系统的控制方法；

所述处理器用于调取存储器中的程序执行所述单层多点电容屏系统的控制方法。

本发明具有如下有益效果：本发明的单层多点电容屏系统，指示相同Y方向位置的Y方向电极分割为多个Y方向子电极，并且每一个Y方向子电极对应2个X方向子电极，因此，当X方向电极数量为m时，指示相同Y方向位置的Y方向子电极的数量为m/2个，Y方向的总引线数目为(m/2)×n＝(m×n)/2；X方向由于全部在内部连接，所以总的引线数目与X方向电极数目相等，为m。因此，总的引线或绑定垫的数量为：(m×n)/2+m；通常在m和n都大于10的情况下，总的绑定垫的数目与图2的现有技术相比减少大约50％。

附图说明

图1为现有技术中的互容式触摸屏由DITO结构转变为SITO结构的逻辑连接变化示意图；

图2为现有技术中的单层多点电容屏系统的结构示意图；

图3为本发明的单层多点电容屏系统的结构示意图(m个X方向电极，n个Y方向电极，m，n为自然数)；

图4为本发明的单层多点电容屏系统的结构示意图(16个X方向电极，10个Y方向电极)；

图5为本发明的单层多点电容屏系统的结构示意图(4个X方向电极，4个Y方向电极)；

图6为本发明的单层多点电容屏系统的结构示意图(6个X方向电极，7个Y方向电极)；

图7为本发明的单层多点电容屏系统的结构示意图(X方向子电极部分连接)；

图8为本发明的单层多点电容屏系统的控制方法的时序图。

图9为本发明的电子设备的结构示意图。

图中标记示意为：1-绑定垫；2-耦合电容；3-引线。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种单层多点电容屏系统，其包括多个X方向电极和多个Y方向电极。

其中，每一个X方向电极均包括多个X方向子电极，所述X方向子电极的数量与Y方向电极的数量相同，每一个X方向子电极与与其邻近的Y方向电极形成耦合电容，以使得每一个Y方向电极均能够对应于一个X方向子电极，从而通过X方向子电极的位置信息和Y方向电极的位置信息得到触摸点的精确位置。

作为一个例子，本实施例中，参考图3，所述X方向子电极位于对应的Y方向电极的下方，并且与位于其上方的Y方向电极形成耦合电容；或者，参考图4和图6，所述X方向子电极的数量比Y方向电极的数量少1个，每一个X方向子电极位于两个相邻的Y方向电极之间，并且与位于其上方的Y方向电极形成耦合电容。

并且，每一个X方向电极中的X方向子电极全部连接或者部分连接，如图3所示，其示出了一个X方向电极，例如X1中的所有X方向子电极全部连接的情形。当然，如图7所示，每一个X方向电极中的X方向子电极也可以部分连接，相互连接的部分X方向子电极通过一个单独的引线引出，并生成一个单独的绑定垫。

更优选地，为了方便同一个X方向电极的X方向子电极相互连接，并向外引线，本实施例中，每一个所述Y方向电极包括多个Y方向子电极。本实施例中，关于Y方向子电极的数量并没有明确的限定，一般而言，其大于等于两个(例如图3中的两个)，并小于X方向电极的数量。

并且，当设置多个Y方向子电极后，每一列Y方向子电极的引线从该列所述Y方向子电极的一侧引出，而且与该列Y方向子电极相对应的X方向子电极的引线从该列所述Y方向子电极的另一侧引出。

更优选地，如图3所示，指示相同Y方向位置的Y方向电极分割为多个Y方向子电极，并且每一个Y方向子电极对应2个X方向子电极，因此，当X方向电极数量为m时，指示相同Y方向位置的Y方向子电极的数量为m/2个，其中，m为偶数。当边缘有一列与中间不对称时，则M会出现奇数的情况，当m为奇数时，Y方向子电极的数量可以为m/2后向上取整。

此时，Y方向的总引线数目为(m/2)×n＝(m×n)/2；X方向由于全部在内部连接，所以总的引线数目与X方向电极数目相等，为m。因此，总的引线或绑定垫的数量为：(m×n)/2+m；通常在m和n都大于10的情况下，总的绑定垫的数目与图2的现有技术相比减少大约50％，其中n为Y方向电极数量，n为大于1的自然数。

以图4为例，当X方向电极的数量m为16时，指示相同Y方向位置的Y方向子电极的数量为8个；而且当Y方向电极的数量n为10时，指示相同X方向位置的X方向子电极的数量为9个。

此时，总的绑定垫或引线数量为89，按图2所示的传统连接方式，需要的绑定垫数量为10×16+16＝176，由此绑定垫减少数量为50％。

而且，如图4所示，当X方向子电极数量小于Y方向电极数量时，位于最下方的Y方向电极的Y方向子电极相互连接。

如图6所示，指示相同Y方向位置的Y方向电极分割为多个Y方向子电极，并且每一个Y方向子电极对应3个X方向子电极，因此，当X方向电极数量为m时，指示相同Y方向位置的Y方向子电极的数量为m/3个，其中，m为3的倍数，相应地，当m不为3的倍数时，Y方向子电极的数量可以为m/3后向上取整。

此时，Y方向的总引线数目为(m/3)×n＝(m×n)/3；X方向由于全部在内部连接，所以总的引线数目与电极数目相等，为m。因此，总的引线或绑定垫的数量为：(m×n)/3+m；通常在m和n都大于10的情况下，总的绑定垫的数目与图2现有技术相比减少大约60％-70％。

更优选地，每一个所述Y方向子电极可以对应L个X方向子电极，此时，每一个Y方向电极所包括Y方向子电极的数量为X方向电极数量的1/L个，其中L为大于2小于m的自然数，m为X方向电极的数量；从而有效地减少绑定垫的数量。

实施例2

本实施例提供了一种单层多点电容屏系统的控制方法，其中，所述单层多点电容屏系统为实施例1中所记载的单层多点电容屏系统，所述控制方法包括：

根据Y方向子电极划分不同的驱动单元；本实施例中，如图3和图5所示，当Y方向子电极的数量为2时，将该单层多点电容屏系统划分为两个驱动单元，即每一个驱动单元对应一列Y方向子电极。

在每一个驱动单元中选择用于驱动的引线；以X方向为驱动电极，则连接X1的引线以及连接X2的引线为用于驱动的引线；

当某一个驱动单元的一条引线处于工作状态时，该驱动单元内的其他引线(剩余的连接X方向子电极的引线)处于悬空状态或接地状态，剩余的驱动单元的引线处于接地状态。

而且，当连接X方向子电极的引线影响处于工作状态的X方向子电极与Y方向电极之间的电容时，该X方向子电极的引线处于悬空状态，否则处于接地状态。

由于大幅减少绑定垫及引出线数量的基础是在内部将反映相同位置的分离电极单元连接，因此存在X方向电极与Y方向电极之间有引出线穿过的现象，如图3所示，连接所有X1电极的内部引线贯穿于电极X2与Y1....Yn之间，影响耦合电容2。

以X方向为驱动电极(TX)、Y方向为感应电极(RX)为例，现有控制芯片的工作方式基本分为两类：

X1、X2同时工作的多列同发方式；

X1、X2轮流工作的顺序扫描方式。X1工作时，X2接地；X2工作时，X1接地。

因此，当X2驱动时，X1处于驱动或接地状态，因此X2与Y1....YN之间形成的电容(耦合互容)受到引线接地(或驱动)的影响，导致的容值急剧减少和串扰产生。

而且，引线通常是有较大电阻值(例如10K欧姆)的非理想导线，因此在距离馈电点较近的近端和较远的远端，引线的影响明显不同，所以电容的容值和串扰程度沿Y轴呈现一定梯度变化。

综上所述，当使用传统工作方式驱动依据实施例1中的单层多点电容屏系统时，将有以下问题：

(1)不同通道之间的耦合互容值有明显差别；

(2)同一通道的不同节点的耦合互容值可能呈现梯度变化；

(3)串扰问题。

通过本发明的单层多点电容屏系统的控制方法，如图5所示，当X2通道工作时，X1通道设置为悬空(Floating)状态，这样连接X1的引线将转变为悬浮块(即，DUMMY块：没有任何电气连接的悬浮块，主要用于改善触摸屏光学特性及调节节点电容。)，将彻底解决串扰及梯度问题；X1与Y1....YN，和X2与Y1....YN的容值差别的问题也将得到明显改善，解决了上述的技术问题。

以图5中的单层多点电容屏系统为例，每一次完整的扫描(frame)由四个时隙(timeslot)构成：t1、t2、t3、t4，分别对应X1-X4的工作时间段，每个时隙的长度为T，其工作方式以表一表示。

表一图5中的单层多点电容屏系统的工作方式

通道\状态	t1	t2	t3	t4
					X1	工作	接地	接地	接地
X2	悬空	工作	接地	接地
					X3	接地	接地	工作	接地
X4	接地	接地	悬空	工作

其时序图如图8所示。由表1可以看出，当X2工作时，X1成为填充在其耦合电容间的悬浮块；X3工作时，X4成为填充在其耦合电容间的悬浮块，因此可以有效克服电极间引线的影响。

以图6中的单层多点电容屏系统为例，其工作方式以表2表示：

表二图6中的单层多点电容屏系统的工作方式

实施例3

参考图9，本实施例提供了一种电子设备，其包括处理器、存储器和输入输出设备，所述输入输出设备包括实施例1所述的单层多点电容屏系统。

所述存储器存储有程序，所述程序用于执行实施例2中所述的单层多点电容屏系统的控制方法。

所述处理器与所述存储器以及输入输出设备信号连接，用于调取存储器中的程序执行所述单层多点电容屏系统的控制方法，以实现单层多点电容屏系统的数据输入。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种单层多点电容屏系统，其特征在于，包括多个X方向电极和多个Y方向电极；

每一个X方向电极均包括多个X方向子电极，所述X方向子电极的数量与Y方向电极的数量相同；每一个X方向子电极与与其邻近的Y方向电极形成耦合电容；

其中，每一个X方向电极中的X方向子电极全部连接或者部分连接。

2.根据权利要求1所述的单层多点电容屏系统，其特征在于，每一个所述Y方向电极包括多个Y方向子电极。

3.根据权利要求2所述的单层多点电容屏系统，其特征在于，每一个所述Y方向子电极对应至少一个X方向子电极。

4.根据权利要求2所述的单层多点电容屏系统，其特征在于，每一列Y方向子电极的引线均从该列所述Y方向子电极的一侧引出，而且与该列Y方向子电极相对应的X方向子电极的引线均从该列所述Y方向子电极的另一侧引出。

5.根据权利要求3所述的单层多点电容屏系统，其特征在于，每一个Y方向子电极对应2个或3个X方向子电极。

6.根据权利要求1所述的单层多点电容屏系统，其特征在于，当X方向子电极数量小于Y方向电极数量时，位于最下方的Y方向电极的Y方向子电极相互连接。

7.一种单层多点电容屏系统的控制方法，其特征在于，所述单层多点电容屏系统为权利要求1-6之一所述的单层多点电容屏系统，包括：

根据Y方向子电极划分不同的驱动单元；

在每一个驱动单元中选择用于驱动的引线；

当某一个驱动单元的一条引线处于工作状态时，该驱动单元内的其他引线处于悬空状态或接地状态，剩余的驱动单元的引线处于接地状态。

8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，

当连接X方向子电极的引线影响处于工作状态的X方向子电极与Y方向电极之间的电容时，该X方向子电极的引线处于悬空状态，否则该X方向子电极的引线处于接地状态。

9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器和输入输出设备，所述输入输出设备包括权利要求1-6之一所述的单层多点电容屏系统；

所述存储器存储有程序，所述程序用于执行权利要求7或8中所述的单层多点电容屏系统的控制方法；

所述处理器用于调取存储器中的程序执行所述单层多点电容屏系统的控制方法。