[发明专利]检测触摸的方法和使用该方法检测触摸的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测触摸的方法和使用该方法检测触摸的装置。

背景技术

关于当前用于触摸屏上的检测方法，主要使用电阻膜法(resistance film method)，表面超声波法(surface ultrasound method)和电容法，且电容法使得多点触摸检测成为可能并且具有卓越的耐久性、可视性等等，因而，将电容法作为便携移动装置上的主要输入方法成为一种趋势。

电容法的触摸屏通过检测因用户干扰而导致的充电至触摸屏面板上的电容传感器的电荷数量的改变来识别用户输入，并且根据电荷存储方法，分为自电容(self-capacitive)触摸屏或互电容(mutual-capacitive)触摸屏。自电容触摸屏包括针对每一个电容传感器的单个导体，从而与位于触摸屏面板外面的参考地形成带电表面，而互电容触摸屏使得触摸屏面板上的两个电导体相互形成带电表面，以充当单个电容传感器。

通常的自电容触摸屏使用X/Y正交型导体布置，且在这种情况下，每个电容传感器充当线传感器，因而，当检测触摸屏时，只能从X-线传感器组与Y-线传感器组中分别获取一段相应的X-检测信息和Y-检测信息。因此，一般的自电容触摸屏能够实现单点触摸的检测和跟踪，但不支持多点触摸。互电容触摸屏也使用X/Y正交型导体布置，但是针对与导体正交的每一个位置，每一个电容传感器被配置为网格传感器的形式。互电容触摸屏与自电容触摸屏的区别在于，当检测用户在触摸屏上的输入时，所有网格传感器的感应被单独检测。每个网格传感器对应于一对X/Y坐标，并且提供互相独立的感应结果，因而，在彼此带电的(mutual-charged)触摸屏中，通过从由X/Y网格传感器提供的X/Y-检测信息集中提取用户输入信息，可以检测和跟踪用户的多点触摸。

通常的互电容触摸屏面板的导体配置及其检测方法如下所述。包括在任意一个方向上延伸的导体的第一电极和包括在垂直于第一电极的方向上延伸的导体的第二电极通过这两个电极之间的介电材料形成互电容传感器。当两个电极之间的距离是“d”，带电表面的面积是“a”，并且带电表面之间所有介电材料的等价的介电常数是“ε”时，互电容传感器的电容C被定义为C＝ε*a/d，同时对于向传感器充电的电荷数量Q，和施加于两个电极/带电表面的电势差(电压)V，具有关系Q＝CV。当用户接近该传感器时，针对在两个电极之间形成的电场的干扰就会出现，以防止电荷存储于传感器内，因而，充电至传感器的电荷数量被减少，导致电容的减少。这可以被理解为由电容的改变造成，这是由于用户的接近造成带电表面之间的相等的介电常数的变化，但是因用户的接近造成带电表面之间的部分电场被分路从而引起电荷数量/存储数量的减少，这是一个实际的物理现象。当AC电压源被连接至第一电极以将AC波形施加至传感器的一个充电表面上时，出现对应于针对C的ΔQ＝CΔV的电荷数量的改变(ΔQ)，其中，C根据用户的靠近程度而改变，并且连接至第二电极的读出电路将该改变转换为电流或电压。这种经转换的信息通常经历信号处理操作，例如噪声滤波、解调、数字转换和累加等等，以用于坐标跟踪算法和手势识别算法。作为关注这种电容触敏面板的在先专利，美国第7,920,129号专利被公开。

信号源将电信号施加至触摸面板的驱动电极，使得物体分路形成在驱动电极和感测电极内的电场通量，且根据因分路导致的电场通量的变化，在感测电极内出现电流的变化。连接至感测电极的信号转换单元检测该电流的变化以确定是否存在物体的触摸。当噪声流入该电流(该电流需要被检测以便检测触摸)内时，它将影响例如触摸坐标等这样的信息检测，导致在诸如检测到的坐标等信息中出现误差。

不同类型的噪声流入触摸面板。例如，当LCD显示器被放置在触摸面板下面时，因LCD的Vcom电压引起的LCD噪声会影响触摸面板。通过将剩余的驱动电极而不是电信号所施加至的驱动电极连接至低阻抗源，以在形成于触摸面板内的驱动电极中形成电场通量，能够阻止从LCD显示器所辐射的噪声流入触摸面板。另外，各种噪声通过施加触摸输入的物体，且流过物体的噪声是从大量噪声源辐射的，例如，荧光灯、灯光装置等等，并且被人体收集后被施加至面板。由驱动电极来屏蔽从上述LCD的公共电极所辐射的噪声，以最小化噪声的影响，但是流过物体的噪声不能被屏蔽。

另外，与被施加以驱动触摸面板的信号具有大的频率差异的噪声可以通过对该噪声执行滤波而被去除，但是，与被施加以驱动触摸面板的信号具有相同的频率或相邻的频率的噪声不能通过对该噪声执行滤波而被去除。