TWI536236B - 單層電容式觸控螢幕及相應的觸控裝置、方法、電子設備 - Google Patents

Description

單層電容式觸控螢幕及相應的觸控裝置、方法、電子設備

本發明涉及觸控螢幕技術領域，尤其涉及一種單層電容式觸控螢幕及相應的觸控裝置、方法、電子設備。

電容式觸控螢幕廣泛應用於手機、平板電腦等電子設備，實現使用者與電子設備之間的人機交互，其根據觸控螢幕上的電容變化來確定觸摸點的位置。根據觸控螢幕內感應電極佔用空間結構層的個數，電容式觸控螢幕可分為雙層電容螢幕和單層電容螢幕，其中雙層電容螢幕的雙層空間結構使得其成本較高，限制了其應用市場。現有單層電容螢幕的電極佈設在單個空間結構層的上，並形成相互正交的兩個維度，主要有第1（a）圖和第1（b）圖兩種結構。

現有單層電容螢幕，其一個維度上的電極為一個整體式矩形電極，如第1（a）圖和第1（b）圖所示的橫向電極X1、X2等，每個橫向電極對應一個橫向座標值，另一個正交維度上的電極分為多個矩形電極，如第1（a）圖和第1（b）圖所示的縱向電極Y1、Y2等，分別與相應的整體結構的電極構成互電容單元，每個縱向電極對應一個縱向座標。現有技術透過互電容重心演算法確定觸摸點的座標，意即，透過對被觸摸區域的互電容的變化量作加權計算，確定一電容重心的橫縱坐標，就是被觸摸點的橫縱坐標。上述互電容重心演算法要求被觸摸區域在橫向和縱向上均至少覆蓋兩個互電容單元，否則無法進行加權計算，也就是說無法確定被觸摸點座標。

對於觸控螢幕整體面積相同、互電容橫向長度a相同的單層電容層，為減少互電容單元數目、引線數目，降低生產成本，如第1（b）圖中互電容單元縱向長度c與第1（a）圖中互電容單元縱向長度b的關係為：c≥2*b；其中，a、b均小於實際應用的最小觸摸點的直徑。由此可見，第1（a）圖所示結構保證了任一觸摸操作產生的被觸摸區域均滿足上述重心演算法的要求，可以同時確定兩個及以上觸摸點的橫縱坐標，即實現多點觸控。而第1（b）圖所示結構雖然降低了電容螢幕的生產成本，但對於滿足第1（a）圖所示結構的重心演算法要求的最小觸摸面積，在第1（b）圖所示結構的同一個互容單元內有可能出現兩個或更多不同的觸摸點，如第1（b）圖中的點P和點Q，此時其電容變化完全相同，無法通過互電容重心演算法區分其縱向座標，分辨精度降低，無法實現多點觸控，無法實現較複雜的觸控操作，僅適用於功能簡單的低端設備。因此，極需一種生產成本低、可真正實現多點觸控的電容螢幕。

有鑑於此，本發明目的在於提供一種單層電容式觸控螢幕及相應的觸控裝置、方法、電子設備，以解決電容式觸控螢幕無法兼具低成本和多點觸控的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案： 一種單層電容式觸控螢幕，包括佈設在一個空間結構層內的電極陣列，電極陣列包括佈設在第一維度上的整體式電極，和佈設在與第一維度正交的第二維度上的分離式電極，每個整體式電極分別與多個分離式電極耦合形成互電容單元，分離式電極呈三角形叉狀，而整體式電極中，與任一分離式電極對應的部分均呈三角形叉狀，且與相應的分離式電極構成一矩形互電容單元。

整體式電極和分離式電極分別與地構成自電容，其中自電容的電容量變化大小與相應電極被觸摸的面積成正比。

同一矩形互電容單元內，面積相同的不同觸摸點對應的面積比值不同，且每個面積比值對應分離式電極所在維度上的一個座標值。面積比值表示觸摸點覆蓋的互電容單元內的整體式電極的面積與分離式電極的面積的比值。

較佳的，矩形互電容單元在第一維度上的長度為a，在第二維度上的長度為b，a與b的大小關係為： a＜b，且a小於單層電容式觸控螢幕需要辨識的最小觸摸點的直徑； 或者， b＜a，且b小於單層電容式觸控螢幕需要辨識的最小觸摸點的直徑。

較佳的，每個分離式電極包括一個或多個三角形叉。而整體式電極中，與單個分離式電極對應的部分包括一個或多個三角形叉。並且於同一矩形互電容單元中，整體式電極的三角形叉的個數與分離式電極的三角形叉的個數相同且一一對應。

較佳的，對應於同一整體式電極的兩個相鄰的分離式電極的形狀關係呈鏡像對稱或平移對稱。

較佳的，在第一維度上、相鄰兩個矩形互電容單元的間隙，佈設有分離式電極的引線。

較佳的，當在第二維度上的座標值相同，而分離式電極的電極類型不完全相同時，在第二維度上的座標值相同，且電極類型相同的分離式電極的引線，在單層電容式觸控螢幕的內部或外部共接，形成一個電極，其電極類型包括發射極和接收極。

較佳的，當在第一維度上的座標值相同的分離式電極的電極類型相同時： 在第二維度上的座標值相同的分離式電極，在單層電容式觸控螢幕的內部或外部共接，形成一個電極； 或者， 在第二維度上的座標值相同的分離式電極中，所有排列序號為奇數的分離式電極，在單層電容式觸控螢幕的內部或外部共接，形成一個電極；所有排列序號為偶數的分離式電極，在單層電容式觸控螢幕的內部或外部共接，形成另一個電極。

一種觸控螢幕觸控方法，觸控螢幕包括以上任一項所述的單層電容式觸控螢幕，觸控方法包括：       獲取單層電容式觸控螢幕的各矩形互電容單元的互電容變化量資訊；       根據互電容變化量資訊，透過互電容重心演算法確定觸摸點在矩形互電容單元的短邊所在維度上的座標值；       確定觸摸點在矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值，其中，確定觸摸點在矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值，包括：        獲取單層電容式觸控螢幕中所有電極的自電容變化量資訊；        根據自電容變化量資訊計算同一矩形互電容單元中兩種電極的自電容變化量之比；         根據預設映射關係確定自電容變化量之比對應的座標值，並將自電容變化量之比對應的座標值作為觸摸點在矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值。

較佳的，確定觸摸點在矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值，更包括：       根據互電容變化量資訊判斷觸摸點在第二維度方向上所覆蓋的互電容單元的個數是否為1；       當判斷結果為否時，根據互電容變化量資訊，透過互電容重心演算法確定觸摸點在矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值。

較佳的，預設映射關係包括： 在同一矩形互電容單元內，自電容變化量之比與矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值具有一種或多種線性關係。

一種觸控螢幕觸控裝置，觸控螢幕包括以上任一項所述的單層電容式觸控螢幕，觸控螢幕觸控裝置包括： 第一獲取單元，用於獲取單層電容式觸控螢幕的各矩形互電容單元的互電容變化量資訊；第一座標確定單元，與第一獲取單元連接，用於根據互電容變化量資訊，透過互電容重心演算法確定觸摸點在矩形互電容單元的短邊所在維度上的座標值；第二獲取單元，用於獲取單層電容式觸控螢幕中所有電極的自電容變化量資訊； 比值計算單元，與第二獲取單元連接，用於根據自電容變化量資訊計算同一矩形互電容單元中兩種電極的自電容變化量之比；第二座標確定單元，與比值計算單元連接，用於根據預設映射關係確定自電容變化量之比對應的座標值，並將自電容變化量之比對應的座標值作為觸摸點在矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值。

較佳的，觸控螢幕觸控裝置更包括：       判斷單元，與第一獲取單元和第二獲取單元連接，用於根據互電容變化量資訊判斷觸摸點在矩形互電容單元的長邊所在維度上所覆蓋的互電容單元的個數是否為1；第三確定單元，與第一獲取單元和判斷單元連接，用於當判斷單元的判斷結果為否時，根據互電容變化量資訊，透過互電容重心演算法確定觸摸點在矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值。

較佳的，預設映射關係包括：       在同一矩形互電容單元內，自電容變化量之比與矩形互電容單元的短邊所在維度上的座標值具有一種或多種線性關係。

一種電子設備，包括一觸控螢幕和相應的觸控裝置，觸控螢幕包括以上任一項之單層電容式觸控螢幕；而觸控裝置包括以上任一項所述的觸控螢幕觸控裝置。

從上述的技術方案可以看出，本發明採用三角形叉狀的分離式電極佈設於第二維度上，相應個數的三角形叉狀電極組合而成的整體式電極佈設於第一維度上，且分離式電極與整體式電極的三角形叉一一對應，耦合形成180°旋轉對稱的矩形互電容單元。且每個分離式電極及整體式電極分別與地形成自電容。上述矩形互電容單元的短邊長度a小於該觸控螢幕需要辨識的最小觸摸點的直徑d，長邊長度不需要小於d，而是可根據應用需求適當增大，從而減少了分離式電極的個數，進而減少了電極引線的數目、降低了生產成本。同時，當發生有效觸摸時，根據傳統的互電容重心演算法確定互電容單元短邊所在維度的座標值，以及根據自電容變化量之比通過比例演算法確定互電容長邊所在維度的座標值，從而解決了現有技術通過無法根據互電容重心演算法區分同一互電容單元內的多個觸摸點的問題，實現了多點觸控。因此，本發明實施例在減少電極及引線個數、降低生產成本的基礎上，根據互電容重心演算法和自電容比例演算法確定觸摸點的座標，實現了多點觸控，解決了現有技術的問題。

本發明實施例公開了一種單層電容式觸控螢幕及相應的觸控裝置、方法、電子設備，以解決電容式觸控螢幕無法兼具低成本和多點觸控的問題。

參照第2圖，本發明之一實施例提供的單層電容式觸控螢幕，包括佈設在一個空間結構層內的電極陣列，電極陣列包括佈設在第一維度X上的M（M為整數，M≥1）個整體式電極，和佈設在與第一維度X正交的第二維度Y上的N*M（N為整數，N≥2）個分離式電極，每個整體式電極分別與對應同一第一維度X座標值的N個分離式電極耦合形成N個互電容單元。

具體說明，第2圖中以M=3，N=4為例，整體式電極包括3個陰影區域X1、X2和X3，分離式電極呈三角形叉狀，即第2圖中12個空白三角形所示。整體式電極中，與任一分離式電極對應的部分均呈三角形叉狀，且與相應的分離式電極構成一180°旋轉對稱的矩形互電容單元。意即，整體式電極X1的標號為X11的三角形叉狀部分與分離式電極Y11耦合形成矩形互電容單元C11，標號為X12的三角形叉狀部分與分離式電極Y21耦合形成矩形互電容單元C12，標號為X13的三角形叉狀部分與分離式電極Y31耦合形成矩形互電容單元C13，標號為X14的三角形叉狀部分與分離式電極Y41耦合形成矩形互電容單元C14；同理，對於整體式電極X2和X3，有X21與Y12、X22與Y22、X23與Y32、X24與Y42，以及X31與Y13、X32與Y23、X33與Y33、X34與Y43分別構成矩形互電容單元。當發生有效觸摸時，被觸摸區域的互電容將發生變化，變化量大小與互電容被觸摸到的面積大小成正比。

整體式電極和分離式電極分別與地構成自電容。其中自電容的電容量變化大小與相應電極被觸摸的面積成正比，於同一矩形互電容單元內，面積相同的不同觸摸點對應的面積比值不同，且每個面積比值對應分離式電極所在維度上的一個座標值。面積比值表示觸摸點覆蓋的互電容單元內的整體式電極的面積與分離式電極的面積的比值。

觸控系統通過如下方式感應上述單層電容式觸控螢幕的電容變化：       以互電容單元中的一個電極為發射極、發射方波信號，另一個電極為接收極接收方波信號，當發生有效觸摸時，接收極接收到的信號相應發生變化，從而確定每個矩形互電容單元的互電容變化量及每個自電容的自電容變化量。

進一步的說明，如第3圖所示的為第2圖所示之單層電容式觸控螢幕中矩形互電容單元C11的局部放大圖，對比點A、B和C可知，當觸摸點位置不同時，其覆蓋的整體式電極標號為X11的部分的面積與其覆蓋的分離式電極Y11的面積的比值不同，點A對應的面積比值最大，且大於1，中點B對應的面積比值等於1，點C對應的面積比值最小，且小於1。由於被觸摸面積的大小與相應的自電容變化量成正比，因此，上述面積比值可等效為自電容變化量之比，即電極X11的自電容變化量CU與電極Y11的自電容變化量CD之比。相應的，點A對應的自電容變化量之比CU(A):CD(A)＞1，B對應的自電容變化量之比CU(B):CD(B)=1，C對應的自電容變化量之比CU(C):CD(C)＜1。

根據上述分析，可得到如下對應關係：       對於覆蓋面積一定的觸摸點，其位置越靠近點A，對應的自電容變化量之比越大；越靠近點C，對應的自電容變化量之比越小。利用這一對應關係，可確定位於同一矩形互電容單元內的兩個及以上的觸摸點的位置。

假設矩形互電容單元在第一維度X上的長度為a，在第二維度Y上的長度為b，實際應用中單層電容式觸控螢幕需要辨識的最小觸摸點的直徑d（若觸摸物體為手指，則d約為6mm）。對於第1（a）圖所示結構，a＜d，b＜d，且一般設定為a=b。

而本發明之實施例，設定a和b的關係如下：a＜b，且a小於單層電容式觸控螢幕需要辨識的最小觸摸點的直徑d，如第2圖所示，以減少分離式電極的個數。最佳的說明，可設定b為a的k倍，其中k為整數，且k＞1。以b=2*a為例，採用本發明實施例，分離式電極的個數減少一半，相應的所需引線的數目也減少近一半，簡化了觸控螢幕的結構、減少了生產成本。對於第1（b）圖存在的問題：當同一互電容單元內具有兩個及以上觸摸點時無法區分其在第二維度Y上的座標值（縱向座標），本發明實施例可透過自電容比例演算法解決此問題，具體如下：       預先設定不同的自電容變化量之比與第二維度Y座標值的映射關係，發生有效觸摸時，分別確定矩形互電容單元內兩個電極的自電容變換量，並計算其比值，在上述映射關係中查找該比值對應的座標值，即相應觸摸點在第二維度上的座標值。同時，由於a＜d，故在第二維度Y的方向上，每個觸摸點至少覆蓋兩個矩形互電容單元，故可根據傳統的互電容重心演算法確定觸摸點在第一維度X上的座標值，從而確定了觸摸點的位置。

由上述結構可知，本發明實施例的單層電容式觸控螢幕採用三角形叉狀的分離式電極佈設於第二維度Y上，相應個數的三角形叉狀電極組合而成的整體式電極佈設於第一維度X上，且分離式電極與整體式電極的三角形叉一一對應，耦合形成180°旋轉對稱的矩形互電容單元，且每個分離式電極及整體式電極分別與地形成自電容。上述矩形互電容單元的短邊長度a小於該觸控螢幕需要辨識的最小觸摸點的直徑d，長邊長度不需要小於d，而是可根據應用需求適當增大，從而減少了分離式電極的個數，進而減少了電極引線的數目、降低了生產成本。同時，當發生有效觸摸時，根據傳統的互電容重心演算法確定互電容單元短邊所在維度的座標值，根據自電容變化量之比透過比例演算法確定互電容長邊所在維度的座標值，從而解決了現有技術通過無法根據互電容重心演算法區分同一互電容單元內的多個觸摸點的問題，實現了多點觸控。因此，本發明實施例在減少電極及引線個數、降低生產成本的基礎上，根據互電容重心演算法和自電容比例演算法確定觸摸點的座標，實現了多點觸控，解決了現有技術的問題。

進一步的說明，本發明實施例中自電容變化量之比的最大值和最小值由最小工藝決定。如第4圖所示，最小工藝直接決定了三角形叉的尖端的寬度d_min，設三角形叉的短邊寬度d_max，則d_min越小，自電容變化量之比的最大值( d_max/d_min )越大，最小值( d_min/d_max )越小，即自電容變化量之比CU/CD的最大值與最小值的差距越大，從而自電容的對比度越高, 也就是自電容的信噪比(Signal-to-noise ratio)越高， 因而根據自電容計算得到的座標值越準確。

另外，如第5圖所示，本發明之一實施例中a和b的關係還可如下設定：b＜a，且b小於單層電容式觸控螢幕需要辨識的最小觸摸點的直徑d。相應的，觸摸點在第一維度X上的座標值採用上述自電容比例演算法確定，在第二維度Y上的座標值採用傳統的互電容重心演算法確定。關於第5圖所示單層電容式觸控螢幕的其他描述與第2圖相同，此處不再贅述。

需要說明的是，當觸摸點較大，在任一維度上的所覆蓋的互電容單元的個數均大於1時，兩個維度上的座標值可統一採用互電容重心演算法確定，以減少相應觸控系統的資料處理量。

第2圖和第5圖所示之實施例中，對應於同一整體式電極的兩個相鄰的分離式電極，其形狀呈鏡像對稱關係，例如第2圖和第5圖中的Y11與Y21鏡像對稱，Y21與Y31鏡像對稱等。在第6圖和第7圖所示的實施例中，對應於同一整體式電極的兩個相鄰的分離式電極的形狀關係還可以為為平移對稱，即其中一個分離式電極沿第二維度Y方向平移後，與另一個分離式電極重合，如第6圖和第7圖中的Y11與Y21平移對稱，Y21與Y31平移對稱等。

請參閱第2圖及第5-7圖所示之實施例中，每個矩形互電容單元內，兩個電極的三角形叉均為一個，在本發明其他實施例中，三角形叉的個數可以為多個，如第8圖所示的一個矩形互電容單元中，分離式電極Y由3個三角形叉構成，整體式電極的對應部分X亦由3個三角形叉構成，且X的3個三角形叉與Y的3個三角形叉一一對應。單個電極的三角形叉的數目越多，互電容的值越大, 但受工藝影響相應的自電容的最大和最小值減小。

本發明之實施例中，電極引線的佈設方式有多種，上述之第2圖及第5-7圖所示實施例採用的一種優選方案為：       整體式電極的引線在其一端引出（如第5-7圖中所示的在X1、X2及X3的上端引出），分離式電極的引線佈設在第一維度X上、相鄰兩個矩形互電容單元的間隙，並延伸至單層電容式觸控螢幕的邊緣引出。引線引出後通過電路板等元件與觸控裝置連接，以將電容變化傳輸至該觸控裝置，並透過該觸控裝置利用上述之互電容重心演算法及自電容比例演算法來確定觸摸點的位置。

進一步的說明，為儘量減少單層電容式觸控螢幕內部和/或外部引線，當在第一維度X上的座標值相同的分離式電極的電極類型相同時：        在第二維度Y上的座標值相同的分離式電極，在單層電容式觸控螢幕的內部或外部共接，形成一個電極。或者，在第二維度上的座標值相同的分離式電極中，所有排列序號為奇數的分離式電極，在單層電容式觸控螢幕的內部或外部共接，形成一個電極；所有排列序號為偶數的分離式電極，在單層電容式觸控螢幕的內部或外部共接，形成另一個電極。

為更清楚的闡述引線佈設方式，假設第二維度Y座標值與分離式電極Y11相同的分離式電極除如第2圖（或第5-7圖）所示Y12和Y13，還包括Y13右側依次排列的Y14、Y15、Y16等，當這些分離式電極均為發射極（或均為接收極）時，可將其引線共接於單層電容式觸控螢幕的內部（或外部），形成一個電極；或者，排列序號為奇數的Y11、Y13和Y15等的引線共接於單層電容式觸控螢幕的內部（或外部），形成一個電極，排列序號為偶數的Y12、Y14和Y16等的引線共接於單層電容式觸控螢幕的內部（或外部），形成另一個電極。

另外，同樣為儘量減少單層電容式觸控螢幕內部和/或外部引線，當在第二維度Y上的座標值相同分離式電極的電極類型不完全相同時，在第二維度上Y的座標值相同，且電極類型相同的分離式電極的引線，在單層電容式觸控螢幕的內部或外部共接，形成一個電極，此電極類型包括發射極和接收極，意即同為發射極的分離式電極共接或同為接收極的分離式電極共接。如上文實施例中的Y11、Y12和Y13在第二維度Y上的座標值相同，且Y11為發射極，Y12和Y13為接收極，則將Y12和Y13的引線共接於單層電容式觸控螢幕的內部（或外部），形成一個接收極。

基於上文任一實施例所述之單層電容式觸控螢幕，本發明之一實施例還通過了相應的觸控螢幕觸控方法， 如第9圖所示，此觸控方法包括： S1：獲取單層電容式觸控螢幕的各矩形互電容單元的互電容變化量資訊。 S2：根據互電容變化量資訊，透過互電容重心演算法確定觸摸點在矩形互電容單元的短邊所在維度上的座標值。 S3：獲取單層電容式觸控螢幕中所有電極的自電容變化量資訊。 S4：根據自電容變化量資訊計算同一矩形互電容單元中兩種電極的自電容變化量之比。 S5：根據預設映射關係確定自電容變化量之比對應的座標值，並將自電容變化量之比對應的座標值作為觸摸點在矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值。

由於為減少電極及引線個數，上文實施例所述之單層電容式觸控螢幕中，矩形互電容單元的短邊長度小於單層電容式觸控螢幕需要辨識的最小觸摸點的直徑，任一觸摸點在短邊所在維度上覆蓋的互電容單元的個數均大於1，故可透過傳統的互電容重心演算法確定觸摸點在短邊所在維度上的座標值（如第2圖所示的第一維度X的座標值、第5圖所示第二維度Y的座標值等）。而矩形互電容單元的長邊的長度遠大於單層電容式觸控螢幕需要辨識的最小觸摸點的直徑，故同一矩形互電容單元中可能存在多個觸摸點，無法通過傳統的互電容重心演算法區分這些觸摸點在長邊所在維度上的座標值（如第2圖所示的第二維度Y的座標值、第5圖所示第一維度X的座標值等），故透過自電容比例演算法（步驟S4和S5）計算，實現了多點觸控。因此，本發明實施例在減少電極及引線個數、降低生產成本的基礎上，根據互電容重心演算法和自電容比例演算法確定觸摸點的座標，實現了多點觸控，解決了現有技術的問題。

實際應用中，當觸摸點直徑較大，且大於矩形互電容單元的長邊長度時，即使在長邊所在維度上，觸摸點所覆蓋的互電容單元個數也會大於1（即不會出現在同一互電容存在多個觸摸點的情況），故同樣可通過互電容重心演算法確定觸摸點在長邊所在維度上座標值，從而不必再單獨對電極的自電容變化量進行處理，減少了觸控裝置的資料處理量、提高了資料處理效率。

為合理選擇演算法，本發明之一實施例提供了另一種基於上述實施例所述之單層電容式觸控螢幕的觸控方法，如第10圖所示，包括步驟： S1：獲取單層電容式觸控螢幕的各矩形互電容單元的互電   容變化量資訊。 S2：根據互電容變化量資訊，通過互電容重心演算法確定觸摸點在矩形互電容單元的短邊所在維度上的座標值。 S3：根據互電容變化量資訊判斷觸摸點在第二維度Y方向上所覆蓋的互電容單元的個數是否為1，如果是，則執行步驟S4，否則執行步驟S7。 S4：獲取單層電容式觸控螢幕中所有電極的自電容變化量資訊。 S5：根據自電容變化量資訊計算同一矩形互電容單元中兩種電極的自電容變化量之比。 S6：根據預設映射關係確定所述自電容變化量之比對應的座標值，並將自電容變化量之比對應的座標值作為觸摸點在矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值。 S7：根據互電容變化量資訊，透過互電容重心演算法確定觸摸點在矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值。

進一步的說明，上述之實施例中所述的預設映射關係，即是預先設定不同的自電容變化量之比與第二維度Y座標值的映射關係，包括：在同一矩形互電容單元內，自電容變化量之比與矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值具有一種或多種線性關係。

具體的說明，其中一種預設映射關係設定方法為：設定互電容單元內，自電容變化之比的最小值所在位置對應的座標值最小，自電容變化之比的最大值所在位置對應的座標值最大，二者之間的位置對應的座標值呈線性分佈。

另一種預設映射關係設定方法為：設定互電容單元內，自電容變化之比的最小值所在位置對應的座標值最小，自電容變化之比的最大值所在位置對應的座標值最大，並根據實際應用情況確定互電容單元內自電容變化之比為1的位置（即互電容單元的中點）對應的座標值，距離該中點一定距離內的位置對應的座標值按第一線性關係映射，靠近互電容單元邊緣的位置對應的座標值按第二線性關係（或對第一線性關係進行高次修正後得到的線性關係）映射。

相應與上述觸控螢幕觸控方法，本發明之一實施例還提供了一種觸控螢幕觸控裝置，其應用於上述任一實施例所述之單層電容式觸控螢幕。如第11圖所示，本實施例之觸控螢幕觸控裝置包括：       第一獲取單元11，用於獲取單層電容式觸控螢幕的各矩形互電容單元的互電容變化量資訊。       第一座標確定單元12，與第一獲取單元11連接，用於根據互電容變化量資訊，透過互電容重心演算法確定觸摸點在矩形互電容單元的短邊所在維度上的座標值。        第二獲取單元21，用於獲取單層電容式觸控螢幕中所有電極的自電容變化量資訊。       比值計算單元22，與第二獲取單元21連接，用於根據自電容變化量資訊計算同一矩形互電容單元中兩種電極的自電容變化量之比。       第二座標確定單元23，與比值計算單元22連接，用於根據預設映射關係確定自電容變化量之比對應的座標值，並將自電容變化量之比對應的座標值作為觸摸點在矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值。

通過上述觸控螢幕觸控裝置對本發明實施例之單層電容式觸控螢幕進行控制，根據互電容重心演算法和自電容比例演算法確定觸摸點的座標，實現了多點觸控。

進一步的說明，本發明之一實施例還通過了另一種觸控螢幕觸控裝置，亦應用於上述任一實施例所述之單層電容式觸控螢幕；如第12圖所示，此觸控螢幕觸控裝置包括：       第一獲取單元11，用於獲取單層電容式觸控螢幕的各矩形互電容單元的互電容變化量資訊。       第一座標確定單元12，與第一獲取單元11連接，用於根據互電容變化量資訊，通過互電容重心演算法確定觸摸點在矩形互電容單元的短邊所在維度上的座標值。       判斷單元3，第一獲取單元11連接，用於根據互電容變化量資訊判斷觸摸點在矩形互電容單元的長邊所在維度上所覆蓋的互電容單元的個數是否為1，如果是，則觸發第二獲取單元21，否則觸發第三確定單元24。       第二獲取單元21，與判斷單元3連接，用於獲取單層電容式觸控螢幕中所有電極的自電容變化量資訊。       比值計算單元22，與第二獲取單元21連接，用於根據自電容變化量資訊計算同一矩形互電容單元中兩種電極的自電容變化量之比。       第二座標確定單元23，與比值計算單元22連接，用於根據預設映射關係確定自電容變化量之比對應的座標值，並將自電容變化量之比對應的座標值作為觸摸點在所述矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值。       第三確定單元24，與第一獲取單元11和判斷單元3連接，用於當判斷單元的判斷結果為否時，根據互電容變化量資訊，通過互電容重心演算法確定觸摸點在矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值。

另外，本發明之一實施例還提供了一種電子設備，其具有一觸控螢幕和相應的觸控裝置，其中，觸控螢幕具體為上述任一實施例所述之單層電容式觸控螢幕，而觸控裝置具體為上述任一實施例所述之觸控螢幕觸控裝置。

本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分流程，是可以通過電腦程式來指令相關的硬體來完成，所述的程式可存儲於一電腦可讀取存儲介質中，所述程式在執行時，可包括如上述各方法的實施例的流程。其中存儲介質可為磁碟、光碟、唯讀存儲記憶體（Read-Only Memory，ROM）或隨機存儲記憶體（Random Access Memory，RAM）等。

對所公開的實施例的上述說明，使本領域專業技術人員能夠實現或使用本發明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或範圍的情況下，在其它實施例中實現。因此，本發明將不會被限制於本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的範圍。

x1-x3．．．橫向電極

y1-y8．．．緃向電極

A.B.C.P.Q．．．觸摸點

a．．．互電容橫向長度

b．．．互電容橫向長度

c．．．互電容橫向長度

X．．．第一維度

Y．．．第二維度

C11-C14．．．互電容單元

X1-X3．．．整體式電極

Y11-Y41、Y12-Y42、Y13-Y43．．．分離式電極

CU．．．電極X14的自電容變化量

CD．．．電極Y41的自電容變化量

d．．．觸摸點直徑

11．．．第一獲取單元

12．．．第一座標確定單元

21．．．第二獲取單元

22．．．比值計算元

23．．．第二座標確定單元

24．．．第三座標確定單元

3．．．判斷單元

S1．．．獲取單層電容式觸控螢幕的各矩形互電容單元的互電容變化量資訊

S2．．．根據互電容變化量資訊，透過互電容重心演算法確定觸摸點在矩形互電容單元的短邊所在維度上的座標值

S3．．．觸摸點在第二維度方向上所覆蓋的互電容單元的個數為1

S4．．．獲取單層電容式觸控螢幕中所有電極的自電容變化量資訊

S5．．．根據自電容變化量資訊計算同一矩形互電容單元中兩種電極的自電容變化量之比

S6．．．根據預設映射關係確定自電容變化量之比對應的座標值，作為觸摸點在矩形互電容單元的長邊所在維度上的座僄值

S7．．．根據互電容變化量資訊，透過互電容重心演算法確定觸摸點在矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值

[第1(a)圖]係習知技術中一種單層電容式觸控螢幕的結構圖。 [第1(b)圖]係習知技術中另一種單層電容式觸控螢幕的結構圖。 [第2圖] 係本發明之一實施例之單層電容式觸控螢幕。 [第3圖] 係本發明之一實施例之單層電容式觸控螢幕中自電容比例演算法的原理圖。 [第4圖] 係本發明之一實施例之單層電容式觸控螢幕中三角形叉尺寸參數示意圖。 [第5圖] 係本發明之一實施例之另一種單層電容式觸控螢幕的結構圖。 [第6圖] 係本發明之一實施例之又一種單層電容式觸控螢幕的結構圖。 [第7圖] 係本發明之一實施例之又一種單層電容式觸控螢幕的結構圖。 [第8圖] 係本發明之一實施例之單層電容式觸控螢幕中具有3對三角形叉的矩形互電容單元示意圖。 [第9圖] 係本發明之一實施例之基於本發明實施例之單層電容式觸控螢幕的一種觸控螢幕觸控方法流程圖。 [第10圖] 係本發明之一實施例之基於本發明實施例之單層電容式觸控螢幕的另一種觸控螢幕觸控方法流程圖。 [第11圖] 係本發明之一實施例之提供的基於本發明實施例所述的單層電容式觸控螢幕的一種觸控螢幕觸控裝置結構框圖。 [第12圖] 係本發明之一實施例之基於本發明實施例之單層電容式觸控螢幕的另一種觸控螢幕觸控裝置結構框圖。

a．．．互電容橫向長度

b．．．互電容橫向長度

X．．．第一維度

Y．．．第二維度

C11-C14．．．互電容單元

X1-X3．．．整體式電極

Y11-Y41、Y12-Y42、Y13-Y43．．．分離式電極

Claims (14)

1. 一種單層電容式觸控螢幕，包括佈設在一空間結構層內的一電極陣列，該電極陣列包括佈設在一第一維度上的整體式電極，和佈設在與該第一維度正交的一第二維度上的分離式電極，各該整體式電極分別與複數該分離式電極耦合形成一互電容單元，其中該分離式電極呈三角形叉狀； 該整體式電極中，與任一該分離式電極對應的部分均呈三角形叉狀，且與相應的該分離式電極構成一矩形互電容單元； 該整體式電極和該分離式電極分別與地構成一自電容，其中該自電容的電容量變化大小與相應電極被觸摸的一面積成正比，於同一該矩形互電容單元內，該面積相同的不同複數觸摸點對應的一面積比值不同，且各該面積比值對應該分離式電極所在維度上的一個座標值，而該面積比值表示各該觸摸點覆蓋的該互電容單元內的該整體式電極的面積與該分離式電極的面積的比值。
2. 如請求項1所述之單層電容式觸控螢幕，其中該矩形互電容單元在該第一維度上的長度為a，在該第二維度上的長度為b，a與b的大小關係為： a＜b，且a小於該單層電容式觸控螢幕需要辨識的最小該觸摸點的直徑； 或者， b＜a，且b小於該單層電容式觸控螢幕需要辨識的最小該觸摸點的直徑。
3. 如請求項1或2所述之單層電容式觸控螢幕，其中各該分離式電極包括一個或多個三角形叉而該整體式電極中，與單個該分離式電極對應的部分包括一個或多個三角形叉，於同一該矩形互電容單元中，該整體式電極的三角形叉的個數與該分離式電極的三角形叉的個數相同且一一對應。
4. 如請求項1或2所述之單層電容式觸控螢幕，其中對應於同一該整體式電極的兩個相鄰的該分離式電極的形狀關係呈鏡像對稱或平移對稱。
5. 如請求項1或2所述之單層電容式觸控螢幕，其中在該第一維度上，相鄰兩個該矩形互電容單元的間隙，佈設有該分離式電極的引線。
6. 如請求項5所述之單層電容式觸控螢幕，其中當在該第二維度上的座標值相同，且該分離式電極的電極類型不完全相同時，在該第二維度上的座標值相同，且電極類型相同的該分離式電極的引線，在該單層電容式觸控螢幕的內部或外部共接，形成一電極，該電極的類型包括發射極和接收極。
7. 如請求項5所述之單層電容式觸控螢幕，其中當在該第一維度上的座標值相同的該分離式電極的電極類型相同時，在該第二維度上的座標值相同的該分離式電極，在該單層電容式觸控螢幕的內部或外部共接，形成一個電極； 或者， 在該第二維度上的座標值相同的該分離式電極中，所有排列序號為奇數的複數該分離式電極，在該單層電容式觸控螢幕的內部或外部共接，形成一個電極，所有排列序號為偶數的複數該分離式電極，在該單層電容式觸控螢幕的內部或外部共接，形成另一個電極。
8. 一種觸控螢幕觸控方法，其中該觸控螢幕包括如請求項1至7任一項所述之單層電容式觸控螢幕； 該觸控方法包括： 獲取該單層電容式觸控螢幕的各該矩形互電容單元的一互電容變化量資訊； 根據該互電容變化量資訊，透過一互電容重心演算法確定該觸摸點在該矩形互電容單元的短邊所在維度上的座標值；及 確定該觸摸點在該矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值，其中確定該觸摸點在該矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值，包括：       獲取該單層電容式觸控螢幕中所有電極的該自電容變化量資訊；       根據該自電容變化量資訊計算同一該矩形互電容單元中兩種電極的該自電容變化量之比；及       根據預設一映射關係確定該自電容變化量之比對應的座標值，並將該自電容變化量之比對應的座標值作為該觸摸點在該矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值。
9. 如請求項8所述之觸控螢幕觸控方法，其中確定該觸摸點在該矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值，更包括： 根據該互電容變化量資訊判斷該觸摸點在該第二維度方向上所覆蓋的該互電容單元的個數是否為1；及 當判斷結果為否時，根據該互電容變化量資訊，透過互電容重心演算法確定該觸摸點在該矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值。
10. 如請求項8或9所述之觸控螢幕觸控方法，其中該預設映射關係包括： 在同一該矩形互電容單元內，該自電容變化量之比與該矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值具有一種或多種線性關係。
11. 一種觸控螢幕觸控裝置，其中該觸控螢幕包括如請求項1至7任一項所述之單層電容式觸控螢幕； 該觸控螢幕觸控裝置包括： 一第一獲取單元，用於獲取該單層電容式觸控螢幕的各該矩形互電容單元的一互電容變化量資訊； 一第一座標確定單元，與該第一獲取單元連接，用於根據該互電容變化量資訊，透過一互電容重心演算法確定該觸摸點在該矩形互電容單元的短邊所在維度上的座標值； 一第二獲取單元，用於獲取該單層電容式觸控螢幕中所有電極的該自電容變化量資訊； 一比值計算單元，與該第二獲取單元連接，用於根據該自電容變化量資訊計算同一該矩形互電容單元中兩種電極的該自電容變化量之比；及 一第二座標確定單元，與該比值計算單元連接，用於根據預設映射關係確定該自電容變化量之比對應的座標值，並將該自電容變化量之比對應的座標值作為該觸摸點在該矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值。
12. 如請求項11所述之觸控螢幕觸控裝置，其中更包括： 一判斷單元，與該第一獲取單元和該第二獲取單元連接，用於根據該互電容變化量資訊判斷該觸摸點在該矩形互電容單元的長邊所在維度上所覆蓋的該互電容單元的個數是否為1；及 一第三確定單元，與該第一獲取單元和該判斷單元連接，用於當該判斷單元的判斷結果為否時，根據該互電容變化量資訊，透過該互電容重心演算法確定該觸摸點在該矩形互電容單元的長邊所在維度上的座標值。
13. 如請求項11或12所述之觸控螢幕觸控裝置，其中該預設映射關係包括： 在同一該矩形互電容單元內，該自電容變化量之比與該矩形互電容單元的短邊所在維度上的座標值具有一種或多種線性關係。
14. 一種電子設備，包括一觸控螢幕和相應的一觸控裝置，其中該觸控螢幕包括如請求項1至7任一項所述之單層電容式觸控螢幕且該觸控裝置包括如請求項11至13任一項所述之觸控螢幕觸控裝置。