CN201166842Y - 可多点触控的内表面电容式触摸屏 - Google Patents

Abstract

一种可多点触控的内表面电容式触摸屏，属于电子技术领域，该触摸屏的感应电容的两极分别设在上、下电极面上。所述感应电容包括多个单元电容，它们均匀分布在电极面上，构成电容矩阵；各个单元电容的两极分别连接控制器对应的控制端口。本实用新型保留了内表面电容屏的优点，又实现了多点触控。

Description

可多点触控的内表面电容式触摸屏

技术领域

本实用新型属于电子技术领域，具体涉及一种由矩阵式电极组成的内表面电容屏。

背景技术

对于消费类电子产品，特别是使用小尺寸触摸屏的便携式设备，电阻式触摸屏仍占统治地位，但电阻式触摸屏因为其自身的结构特点，也有很多的局限性：1、构成屏幕的两层材料之间的空气会严重阻碍光线的透射。实际上，比较好的电阻式触摸屏的透过率也只能达到80％多的水平。为了获得更好的视觉效果，而不得不加大背光因而增大功耗，也就意味需要大容量的电池或者缩短电池的使用时间。同时如果使用更高功率的背光意味着需要使用更大功率的LED或EL，也代表着更高的成本。2、因为电阻式触摸屏覆盖在液晶屏幕的外表面，且它的表面基本上都是使用PET(涤纶树脂)薄膜，因此它也就很容易遭到损坏。即使用适当的压力和角度接触屏幕，其使用寿命就会很长，但由于电阻式触摸屏必须依靠物理压力才能工作，也就是说磨损是不可能避免的。实际上，电阻式触摸屏在需要定期清洁的场合中(例如医疗设备或厨房家电之类的场合)磨损的就很快。而对于无需物理工作面和直接触碰的表面声波以及红外型触摸屏，用于这些场合又明显显得体积太大和太过昂贵。

与电阻式触摸屏相比较电容式触摸屏是一个截然不同的技术。它分外表面电容屏和内表面电容屏。外表面电容式的结构比较简单，基本上是以ITO玻璃(氧化铟锡导电玻璃)为主体，通过在ITO玻璃的四角放电，在表面形成一个均匀的电场。当可以导电的物体，例如像是人的手指靠近电场，会吸走一点微量的电流，通过控制器则可以计算出四角电流被吸走的比例而计算出X轴和Y轴的确切位置。这种技术主要运用在屏幕比较大的场合。尽管电容式触摸屏消除了机械运动问题，但许多早期的实现方案仍需要两层ITO，因而光的吸收问题依然存在。如果外表面电容式触摸屏安装到屏幕的内表面却又容易受到人手阴影效应的影响，因为用户意图触及的区域之外，如人手下方及其周围的区域会产生足够大的电容，从而引发严重的定位报告错误。均匀沉积的ITO还会枕形失真，这通常要由低阻抗的边缘图案来校正。如果不采用这种边缘图案，就需要采用复杂的6阶补偿算法并耗费相应的运算能力。由于ITO不耐刮擦，外表面的覆盖层还是很容易被损坏。这些类型的触摸屏还需要在其面板上开窗，以便于手指接触到其表面，而这又使得必须采用压框以及相应的密封措施，同时也带来了相应的成本。

内表面电容式触摸屏成本与电阻式触摸屏相当。它由单层或双层ITO结构组成，因为层与层之间没有空气的存在，使其具有更高的透过率。而且因为内表面电容触摸屏的触控不需要压力，即不需要机械运动就可以工作，也就没有磨损的机理，所以理论上其使用寿命是无限的。ITO层是按照一种能够高精度定位前面板上的触碰且没有人手阴影效应的特殊图案印制的。一种可行的选择是各向异性图案，实际上就是一组由间隙分隔的水平导体条，这种图案能消除一个轴上的枕形失真。触摸屏由前面板提供全面的防护，使其不会遭到破坏。因为没有两层ITO薄膜之间的气隙，这种触摸屏的透光率一般都接近90％。这种技术赋予我们更多的自由来创造令人赏心悦目的用户界面——与外表面触摸屏相比，该技术对物理设计的限制大为减少。

内表面电容屏一种设计方案是将ITO设计成横竖相间的矩阵式，以实现X、Y二维坐标的的准确定位。

现有技术中实现多点触控多采用光感式触摸屏。经检索，还未见到内表面电容式触摸屏可以实现多点触控。

发明内容

本实用新型的目的在于能提供一种新型的可多点触控的内表面电容式触摸屏，来解决现有技术中电容式触摸屏不能实现多点触控缺点的问题，具体技术方案如下：

一种可多点触控的内表面电容式触摸屏，该触摸屏的感应电容的两极分别设在上、下电极面上。所述感应电容包括多个单元电容，它们均匀分布在电极面上，构成电容矩阵；各个单元电容的两极分别连接控制器对应的控制端口。

多个单元电容的一极通过透明导线并联连接构成一电极列，多个电极列均匀平行排列，构成电极面；分设在上、下电极面的电极列相互垂直，每个相邻的上、下电极构成单元电容，由若干电极列形成的单元电容构成所述的电容矩阵。

单元电容的一极是透明导电膜，所述电极列由多个导电膜通过透明导线连接而成。

所述导电膜是菱形；构成上、下电极面的菱形导电膜形成互补型态，构成矩阵电极网络；菱形导电膜之间的导线部分垂直相交；上下电极面间由薄的透明绝缘材料隔离；上、下电极面上对应的菱形导电膜相邻边平行；菱形导电膜及菱形导电膜边缘之间的空间构成单元电容。

导电膜的材质为ITO，即铟锡氧化物。

上、下电极面的电极列，一个是用来确定横向坐标，一个是确定纵向坐标，上下电极面通过透明光学胶粘在一起刚好形成互补型态，只有菱形导电膜之间的连接线会有上下重叠，这样便构成一个矩阵电极网络。

本实用新型的工作原理为：在矩阵式内表面电容屏的上(下)电极面的相邻两条导电膜之间都有一个值固定的电容存在。当人的手指接触到屏的表面后，手指上的人体电容会与两条相邻的导电膜间电容进行耦合，电容耦合后会有较大的变化，通过不断的扫描相邻两个电极间的电容，如果有比较明显的变化，就被认为是有效触摸，通过量化变化值的大小，控制器就可以计算出该点在屏上的X(Y)坐标，通过计算上下面的两个坐标值，就可以得出一个完整的触点坐标。因为上下电极面都是由多条互不相连的透明电极组成，触摸一点并不影响其它电极的检测，故可以同时识别多个触摸点。

本实用新型保留了内表面电容屏的优点，又实现了多点触控。

附图说明

图1是本实用新型电原理图

图2是上电极面示意图

图3是下电极面示意图

图4是上下电极面组合后的示意图

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型提供的是矩阵式内表面电容屏。它是靠人的手指或专用的手写笔直接接触触摸屏表面输入信息。本实用新型的原理参考图1，其屏体部分是与显示器表面非常配合的多层复合体，由一层玻璃(或膜)为基层，表面涂有透明的导电层，上面盖了一层同样涂有透明导电层的玻璃(或膜)。这两层材料由透明的光学胶粘接，中间不能有气泡。表面贴有一层面板，是用来保护屏和屏蔽屏四周线路对屏的干扰。

一种可多点触控的内表面电容式触摸屏，该触摸屏的感应电容的两极分别设在上、下电极面上。所述感应电容包括多个单元电容，它们均匀分布在电极面上，构成电容矩阵；单元电容的两极分别连接控制器的输出接口。

多个单元电容的一极通过透明导线并联连接构成一电极列，多个电极列均匀平行排列，构成电极面；分设在上、下电极面的电极列相互垂直，每个相邻的上、下电极构成单元电容，由若干电极列形成的单元电容构成所述的电容矩阵。

单元电容的一极是透明导电膜，所述电极列由多个导电膜通过透明导线连接而成。

本例中，所述导电膜是菱形；构成上、下电极面的菱形导电膜形成互补型态，构成矩阵电极网络；上、下电极面间由透明光学胶隔离；上、下电极面上对应的菱形导电膜相邻边平行，菱形导电膜之间的导线部分垂直相交；菱形导电膜及菱形导电膜边缘之间的空间构成单元电容。

导电膜的材质为ITO，即铟锡氧化物。

上、下电极面的电极列，一个是用来确定横向坐标，一个是确定纵向坐标，上下电极面通过透明光学胶粘在一起刚好形成互补型态，只有菱形导电膜之间的连接线会有上下重叠，这样便构成一个矩阵电极网络。

在本实用新型的上电极面和下电极面上都有如图2、图3所示的横向导电膜和纵向导电膜，每个导电膜都与另一电极面上的相邻导电膜构成4个单元电容，如图1。上下电极面组合后的情况如图4所示。

Claims (5)

1、一种可多点触控的内表面电容式触摸屏，该触摸屏的感应电容的两极分别设在上、下电极面上，其特征是所述感应电容包括多个单元电容，它们均匀分布在电极面上，构成电容矩阵；各个单元电容的两极分别连接控制器对应的控制端口。

2、根据权利要求1所述的可多点触控的内表面电容式触摸屏，其特征是所述多个单元电容的一极通过透明导线并联连接构成一电极列，多个电极列均匀平行排列，构成电极面；分设在上、下电极面的电极列相互垂直，每个相邻的上、下电极构成单元电容，由若干电极列形成的单元电容构成所述的电容矩阵。

3、根据权利要求2所述的可多点触控的内表面电容式触摸屏，其特征是所述单元电容的一极是透明导电膜，所述电极列由多个导电膜通过透明导线连接而成。

4、根据权利要求3所述的可多点触控的内表面电容式触摸屏，其特征是所述导电膜是菱形；构成上、下电极面的菱形导电膜形成互补型态，构成矩阵电极网络；菱形导电膜之间的导线部分垂直相交；上下电极面间由薄的透明绝缘材料隔离；上、下电极面上对应的菱形导电膜相邻边平行；菱形导电膜及菱形导电膜边缘之间的空间构成单元电容。

5、根据权利要求3或4所述的可多点触控的内表面电容式触摸屏，其特征是所述导电膜的材质为ITO，即铟锡氧化物。

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