一種基于單層觸摸傳感器的投射電容式觸控面板及其定位方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于單層觸摸傳感器的投射電容式觸控面板及其定位方法，包括性能增強層、基板和唯一的一層圖形化的觸摸傳感器電極層，基板位于性能增強層下表面，觸摸傳感器電極層位于基板的下表面，性能增強層用于對觸摸屏的性能進行提高。通過測量觸摸傳感器電極輸出信號相比于輸入驅動信號的延遲時間變化量值，判斷有無手指觸摸，定位觸摸位置，本發明利用僅僅一層觸摸傳感器確定觸摸位置，制作簡單，成本低廉，適合大規模推廣。
【專利說明】一種基于單層觸摸傳感器的投射電容式觸控面板及其定位方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種投射電容式觸控面板，尤其涉及一種基于單層觸摸傳感器的投射電容式觸控面板及其定位方法。
【背景技術】
[0002]近幾年來，觸控技術，尤其投射電容式觸控技術，在消費性電子產品和商用電子產品中得到廣泛應用。作為一種附加于顯示屏上的輸入設備，觸控面板的輕薄化一直是人們追求的方向，由此產生了 OGS (One Glass Solution)、In-Cell、On_Cell三種不同類型的觸控技術。但是，這三種觸控技術仍然需要兩層觸摸傳感器層來分別確定觸摸位置的兩個坐標。將這三種觸控技術應用于柔性觸控時，由于其結構的復雜性，容易發生實際觸摸位置坐標的偏移和誤操作。且隨著觸控面板尺寸的增大，觸摸控制器接收的傳感信號會產生較大的RC延遲，影響觸摸屏功能的實現。
【發明內容】
[0003]有鑒于現有技術的缺陷，本發明提供一種基于單層觸摸傳感器的投射電容式觸控面板，包括性能增強層、基板和一層圖形化的觸摸傳感器電極層，基板位于性能增強層下表面，觸摸傳感器電極層位于基板的下表面，性能增強層用于對觸摸屏的性能進行提高，如抗反射(Ant1-Reflection)、抗眩光(Ant1-Glare)和抗指紋(Ant1-Fingerprint)等，觸摸傳感器電極層包括多個觸摸傳感器電極。
[0004]優選的，觸摸傳感器電極為條狀電極，且多個觸摸傳感器電極相互平行排列。
[0005]優選的，觸摸傳感器電極為菱形或者寬度不等的矩形。
[0006]優選的，基板的材料為玻璃。
[0007]優選的，基板的材料為柔性材料，如PET等。
[0008]優選的，觸摸傳感器電極層的材料為透明導電金屬氧化物，如ITO (銦錫氧化物)。
[0009]優選的，觸摸傳感器電極層的材料為透明導電有機高分子材料，如PEDOT (聚乙烯
二氧噻吩)等。
[0010]優選的，觸摸傳感器電極層的材料為無機物材料，如金屬網格、銀納米線、石墨烯和碳納米管等。
[0011]根據觸摸傳感器的材料的不同，觸摸傳感器電極的圖形化可以有刻蝕、打印等多種形式。
[0012]本發明還提出了一種利用基于單層觸摸傳感器的投射電容式觸控面板定位觸摸位置的算法，包括如下步驟:
[0013](I)選定沿著觸摸傳感器電極的方向為X軸,垂直于觸摸傳感器電極的方向為y軸；
[0014](2)觸摸控制器為觸摸傳感器電極施加驅動信號；[0015](3)驅動信號經過觸摸傳感器后輸出至觸摸控制器；
[0016](4)測量輸出信號相較于步驟(2)中的驅動信號的延遲時間，將其與無手指觸摸時的延遲時間相比較，判斷是否有變化，即可判斷是否有手指觸摸；
[0017](5)當步驟(4)中發現有手指觸摸時，即確定了觸摸位置的y軸坐標；
[0018](6)手指觸摸在觸摸傳感器電極的不同X坐標時,輸出信號的變化量值不一樣,且與X軸坐標一一對應，即確定觸摸位置的X軸坐標。
[0019]本發明提出的觸控面板結構簡單，在柔性觸摸屏中能保持良好的電學性能，最大限度的避免觸摸位置坐標的漂移和誤操作，且本發明在電學方面，是利用電阻的變化來確定位置，因此應用于大尺寸觸摸屏時，無需考慮大的RC延遲，克服了現有觸控技術無法應用于大尺寸觸摸屏的問題。
[0020]以下將結合附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果作進一步說明，以充分地了解本發明的目的、特征和效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明的一個較佳具體實施例的觸控面板截面圖；
[0022]圖2是圖1中的觸控面板的觸摸傳感器的導電層圖案；
[0023]圖3是沒有手指觸摸時觸摸傳感器電極及其等效電路圖；
[0024]圖4是有手指觸摸時觸摸傳感器電極及其等效電路圖。
【具體實施方式】
[0025]圖1為本發明的一個較佳具體實施例的觸控面板截面圖，從圖中可以看出，本發明提出的一種基于單層觸摸傳感器的投射電容式觸控面板1，包括性能增強層10、基板11和一層圖形化的觸摸傳感器電極層12，基板11位于性能增強層10下表面，觸摸傳感器電極層12位于基板11的下表面，性能增強層10用于對觸摸屏的性能進行提高，如抗反射(Ant1-Reflection)、抗眩光(Ant1-Glare)和抗指紋(Ant1-Fingerprint)等。圖 2 為該觸控面板的觸摸傳感器的導電層圖案，觸摸傳感器電極120為條狀，且多個觸摸傳感器電極120之間為等間距的平行列，沿著觸摸傳感器電極120的方向設置為X軸，垂直于觸摸傳感器電極的方向為y軸。本實施例中，基板11的材料選為玻璃，觸摸傳感器電極層12的材料為透明導電金屬氧化物ΙΤ0。
[0026]圖3為沒有手指觸摸時觸摸傳感器電極120以及其等效電路圖，來自觸摸控制器的驅動信號施加于觸摸傳感器電極120的一端即輸入端121,另一端即輸出端122則輸出傳感信號到觸摸控制器，此驅動信號為方波信號，無手指觸摸時，此觸摸傳感器電極120可以等效為一個集總電阻20和一個對地集總自電容21。集總電阻20和對地集總自電容21的大小與條狀觸摸傳感器電極的形狀、粗細、長度有關。記錄從觸摸傳感器電極120輸出端122的傳感信號相比于輸入端121的驅動信號的延遲時間。
[0027]圖4為有手指觸摸時觸摸傳感器電極120及其等效電路圖，來自觸摸控制器的驅動信號從觸摸傳感器電極120的一端即輸入端121輸入，經過觸摸傳感器電極120后，從另一端即輸出端122輸出傳感信號至觸摸控制器。當有手指4觸摸時，相比于無手指觸摸時，集總電阻20被分為兩個電阻200和201，集總電阻200和201的和等于電阻20 ;對地集總自電容21基本保持不變；手指4施加一個手指電容3，位于電阻200與201之間的節點和地之間。記錄此時的觸摸傳感器電極120輸出端122輸出的傳感信號相比于輸入端121輸入的驅動信號的延遲時間，可以發現有手指4觸摸時的傳感信號相比于無手指觸摸時的傳感信號發生改變，由此可以確定觸摸位置的I坐標。當手指4觸摸在觸摸傳感器電極120的不同X坐標時，輸出端輸出的傳感信號變化量不同，且與X坐標 對應，即可確定觸摸位置的X坐標。
[0028]本領域技術人員應該理解，本發明不僅僅限于本優選的具體實施例的設置，在另外一些優選實施例中觸摸傳感器電極120的形狀可為菱形或者寬度不等的矩形，基板的材料也可為PET等柔性材料，觸摸傳感器電極層的材料可為除ITO之外的透明導電金屬氧化物或者透明導電有機高分子材料，如PEDOT (聚乙烯二氧噻吩)等，還可以為無機物材料，如金屬網格、銀納米線、石墨烯和碳納米管等。
[0029]本發明利用僅僅一層觸摸傳感器確定了觸摸位置，結構簡單，制作成本低廉，且本發明利用電阻的變化來確定位置，因此應用于大尺寸的觸摸屏時，無需考慮大的RC延遲，克服了現有觸控技術無法應用于大尺寸觸摸屏的問題。
[0030]以上詳細描述了本發明的較佳具體實施例。應當理解，本領域的普通技術無需創造性勞動就可以根據本發明的構思作出諸多修改和變化。因此，凡本【技術領域】中技術人員依本發明的構思在現有技術的基礎上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在由權利要求書所確定的保護范圍內。
【權利要求】
1.一種基于單層觸摸傳感器的投射電容式觸控面板，其特征在于，所述觸控面板包括性能增強層、基板和一層圖形化的觸摸傳感器電極層，所述基板位于所述性能增強層下表面，所述觸摸傳感器電極層位于所述基板的下表面，所述性能增強層用于對觸摸屏的性能進行提高，所述觸摸傳感器電極層包括多個觸摸傳感器電極。
2.如權利要求1所述的一種基于單層觸摸傳感器的投射電容式觸控面板，其特征在于，所述觸摸傳感器電極為條狀電極，且多個所述觸摸傳感器電極相互平行排列。
3.如權利要求1所述的一種基于單層觸摸傳感器的投射電容式觸控面板，其特征在于，所述觸摸傳感器電極為菱形。
4.如權利要求1所述的一種基于單層觸摸傳感器的投射電容式觸控面板，其特征在于，所述基板的材料為玻璃。
5.如權利要求1所述的一種基于單層觸摸傳感器的投射電容式觸控面板，其特征在于，所述基板的材料為柔性材料。
6.如權利要求1所述的一種基于單層觸摸傳感器的投射電容式觸控面板，其特征在于，所述觸摸傳感器電極層的材料為透明導電金屬氧化物。
7.如權利要求1所述的一種基于單層觸摸傳感器的投射電容式觸控面板，其特征在于，所述觸摸傳感器電極層的材料為透明導電有機高分子材料。
8.如權利要求1所述的一種基于單層觸摸傳感器的投射電容式觸控面板，其特征在于，所述觸摸傳感器電極層的材料為無機物材料。
9.一種利用如權利要求1所述的基于單層觸摸傳感器的投射電容式觸控面板定位觸摸位置的算法，包括如下幾個步驟: (1)選定沿著多個所述觸摸傳感器電極的方向為X軸，垂直于多個所述觸摸傳感器電極的方向為y軸； (2)觸摸控制器為所述觸摸傳感器電極施加驅動信號； (3)所述驅動信號經過所述觸摸傳感器后輸出至所述觸摸控制器； (4)測量所述輸出信號相較于步驟(2)中的驅動信號的延遲時間，將其與無手指觸摸時的延遲時間相比較，判斷是否有變化，即可判斷是否有手指觸摸； (5)當步驟(4)中發現有手指觸摸時，即確定了觸摸位置的y軸坐標； (6)手指觸摸在所述觸摸傳感器電極的不同X坐標時，輸出信號的變化量值不一樣，且與X軸坐標一一對應，即確定觸摸位置的X軸坐標。
10.一種如權利要求9所述的方法,其特征在于,所述驅動信號為方波信號。
【文檔編號】G06F3/044GK103902125SQ201410124022
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月28日 優先權日:2014年3月28日
【發明者】劉詩雨, 王祎君, 陸建鋼, 謝漢萍 申請人:上海交通大學