CN102902387A - 感应单元、触摸屏检测装置及触控装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种触控装置、触摸屏检测装置及触控装置。该触控装置包括：基板；多个不相交的感应单元，所述多个感应单元形成在所述基板之上，且所述多个感应单元的每个均具有相对设置的第一电极和第二电极，其中，所述感应单元包括多个第一结构，和多个第二结构，且通过所述多个第二结构将所述多个第一结构首尾相连；和检测模块。本发明实施例还可以有效提高电路的性噪比，降低电路噪声，提高感应线性度。

Description

感应单元、触摸屏检测装置及触控装置

技术领域

本发明涉及电子设备设计及制造技术领域，特别涉及一种感应单元、触摸屏检测装置及触控装置。

背景技术

目前触摸屏的应用范围从以往的银行自动柜员机，工控计算机等小众商用市场，迅速扩展到手机，PDA(个人数字助理)，GPS(全球定位系统)，PMP(MP3，MP4等)，甚至平板电脑等大众消费电子领域。用于触摸屏具有触控操作简单、便捷、人性化的优点，因此触摸屏有望成为人机互动的最佳界面而迅速在便携式设备中得到了广泛应用。

电容触摸屏通常被分为自电容和互电容两类。如图1所示，为现有技术中常见的一种自电容触摸屏的结构图。该自电容触摸屏主要有双层的菱形结构感应单元100’和200’，其检测原理是对X轴和Y轴分别扫描，如果检测到某个交叉点的电容变化超出了预设范围，则将该交叉点做为触摸坐标。虽然该自电容触摸屏的线性度较好，但是经常有鬼点出现，难以实现多点触摸。此外，由于采用双层屏，也会导致结构及成本大幅增加，并且菱形结构在电容变化量很小的情况下会出现坐标飘移，受外界干扰影响大。

如图2所示，为现有技术中常见的另一种自电容触摸屏的结构图。该自电容触摸屏采用三角形图形屏结构。该自电容触摸屏包括基板300’、设置在基板300’之上的多个三角形感应单元400’、和每个三角形感应单元400’相连的多个电极500’。其检测原理是单端检测，即单个自电容模块检测。虽然该自电容触摸屏结构更为简单，但并没有针对屏幕的电容感应进行优化，电容变化量小，从而导致信噪比不够。此外，该自电容触摸屏图形的不合理还导致了坐标计算发生偏移，线性度不够好。

在这种容式触摸屏中，感应线是由导电材料制作成近似三角形的环状。感应线的摆放在几何学中把两个邻近的感应线头尾反转相对放置。感应线的宽度和感应线间的空隙决定了在给定区域中所需要的电极数量。而感应线的数量将影响相对之间摆放位置的复杂程度和定点的可用分辨率。同时，定点分辨率也会受到感应线边缘形状的影响。如图2所示，由于人的手指600’触摸到屏幕上的面为一个椭圆形，并且图形的设计上存在一个斜率的影响，从物理学角度来分析，椭圆在屏幕上移动，三角形感应单元400被覆盖的部分面积不会成一个稳定的线性变化，同样，被覆盖部分的感应电容变化也不会成一个稳定的线性。此外，该电容感应单元输出电容变化量很小，达到飞法级，其电缆杂散电容的存在，对测量电路提出了更高的要求。而且，杂散电容会随温度、位置、内外电场分布等诸多因素影响而变化，干扰甚至淹没被测电容信号。此外，对于单层电容来说，由于Vcom电压的影响会对感应电容形成严重的干扰，其中，Vcom电压是为了防止LCD屏幕液晶老化而不停翻转的电压。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是解决或避免出现现有自电容触摸屏中的上述缺点。

本发明实施例第一方面提出了一种触控装置，包括：基板；多个不相交的感应单元，所述多个感应单元形成在所述基板之上，且所述多个感应单元的每个均包括第一电极、第二电极、多个第一结构，和多个第二结构，其中，通过所述多个第二结构将所述多个第一结构首尾相连，且所述第一电极与所述感应单元一端的第一结构相连，所述第二电极与所述感应单元另一端的第一结构相连；和检测模块，所述检测模块分别与所述多个感应单元中每个的第一电极和第二电极相连，所述检测模块向所述多个感应单元的第一电极和/或第二电极施加电平信号，所述电平信号在感应单元被触摸时向所述感应单元产生的自电容充电，且所述检测模块在检测到所述多个感应单元中一个或部分被触摸时，计算相应的感应单元中所述第一电极至所述自电容的第一电阻与所述第二电极至所述自电容的第二电阻之间的比例关系，并根据所述第一电阻和所述第二电阻之间的比例关系确定在第一方向上的触摸位置，以及根据所述被触摸的感应单元的位置确定在第二方向上的触摸位置。

本发明实施例第二方面还提出了一种感应单元，包括：多个第一结构；多个第二结构，通过所述多个第二结构将多个第一结构首尾相连；第一电极，所述第一电极与所述感应单元一端的第一结构相连；和第二电极，所述第二电极与所述感应单元另一端的第一结构相连，其中，每个第一电极和第二电极均与触摸屏控制器的一个管脚。

本发明实施例第三方面还提出了一种触摸屏检测装置，包括：基板；和多个不相交的感应单元，所述多个感应单元形成在所述基板之上，且所述多个感应单元的每个均包括第一电极、第二电极、多个第一结构，和多个第二结构，其中，通过所述多个第二结构将所述多个第一结构首尾相连，且所述第一电极与所述感应单元一端的第一结构相连，所述第二电极与所述感应单元另一端的第一结构相连，每个第一电极和第二电极均与触摸屏控制器的一个管脚相连。

本发明实施例第四方面还提出了一种触控装置，包括：触摸屏检测装置，所述触摸屏检测装置为如上所述的触摸屏检测装置；触摸屏控制器，所述触摸屏控制器中的一部分管脚与所述多个感应单元的第一电极相连，所述触摸屏控制器中的另一部分管脚与所述多个感应单元的第二电极相连，且所述触摸屏控制器向所述多个感应单元的第一电极和/或第二电极施加电平信号，所述电平信号在感应单元被触摸时向所述感应单元产生的自电容充电，且所述触摸屏控制器在检测到所述多个感应单元中一个或部分被触摸时，计算相应的感应单元中所述第一电极至所述自电容的第一电阻与所述第二电极至所述自电容的第二电阻之间的比例关系；上位机，所述上位机接收所述触摸屏控制器发送的第一电阻和第二电阻之间的比例关系，并根据所述第一电阻和所述第二电阻之间的比例关系确定在第一方向上的触摸位置，以及根据所述被触摸的感应单元的位置确定在第二方向上的触摸位置。

本发明实施例通过对感应单元两端的电极施加电平信号，如果该感应单元被触碰，则会该感应单元会形成自电容，因此本发明通过施加的电平信号可对该自电容进行充电，并根据第一电阻和第二电阻之间的比例关系确定在第一方向上的触摸位置。例如在本发明的一个实施例中，第一电阻和第二电阻之间的比例关系根据在对所述自电容充电/放电时，从所述第一电极和/或第二电极进行检测获得的第一检测值和第二检测值之间的比例关系计算得到。因此从第一电极和/或第二电极检测该自电容充电/放电时产生的第一检测值和第二检测值。这样，通过第一检测值和第二检测值就能够反应触摸点位于该感应单元的位置，从而进一步确定触摸点在触摸屏的位置。本发明实施例提出了一种新颖的自电容检测方式，在感应单元被触摸时，触摸点将该感应单元分为两个电阻，在进行自电容检测的同时考虑这两个电阻就可以确定触摸点在该感应单元上的位置。本发明实施例的结构简单，并且对于一个感应单元来说，可在其的第一电极和第二电极进行充电或放电，能够降低RC常数，节省时间提高效率，并且保证坐标不会偏移。此外，本发明实施例还可以有效提高电路的性噪比，降低电路噪声，提高感应线性度。

另外，本发明实施例的触控装置不受互电容影响，对水完全没有反应。由于显示屏与感应单元之间会有一个耦合电容存在，由于Vcom在不停地翻转，相当于在这个耦合电容的一端加了一个不停翻转的电压，耦合电容的另一端电压就会发生剧烈的抖动，从而会严重影响到感应单元对地的电容变化，当感应单元被触摸时由于施加的电压会使感应单元中产生电流，就等于在耦合电容的另一端加入了一个恒定的电压，即使Vcom在不停翻转，耦合电容的另一端电压也只会发生微弱的变化，因此可以相应地消除屏幕屏蔽层及相关工序，从而可以在增强了抗干扰能力的同时进一步降低成本。并且通过本发明实施例的感应单元结构能够有效地减小噪声，提高感应的线性度。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为现有技术中常见的一种自电容触摸屏的结构图；

图2为现有技术中常见的另一种自电容触摸屏的结构图；

图3为本发明实施例触控装置的检测原理示意图；

图4为本发明实施例的触摸检测方法流程图；

图5为本发明一个实施例的触控装置示意图；

图6为本发明另一个实施例的触控装置示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

本发明实施例提出了一种新颖的自电容检测方式，在感应单元被触摸时，触摸点可以将该感应单元分为两个电阻，在进行自电容检测的同时考虑这两个电阻就可以确定触摸点在该感应单元上的位置。如图3所示，为本发明实施例触控装置的检测原理示意图。当手指触摸该感应单元时，将相当于将该感应单元分割为两个电阻，这两个电阻的阻值与触摸点的位置相关。例如，如图所述，当触摸点与第一电极较近时，则电阻R1就较小，而电阻R2就较大；反正，当触摸点与第二电极较近时，则电阻R1就较大，而电阻R2就较小。因此，本发明通过对电阻R1和R2的检测就可以确定触摸点在该感应单元上的位置。在本发明的实施例中，可通过多种方式检测电阻R1和R2，例如可通过检测第一电极和第二电极的电流检测值、自电容检测值、电平信号检测值和电荷变化量中的一种或多种，从而根据这些检测值获得电阻R1和R2。另外，在本发明的实施例中，检测可在充电时进行(即获得第一充电检测值和第二充电检测值)，也可在放电时进行(即获得第一放电检测值和第二放电检测值)。此外，在充电和放电时进行的检测可以采用多种方式。但是需要说明的是，充电、放电或者检测中至少有一个步骤是对第一电极和第二电极进行的，这样才能够获得反应第一电阻和第二电阻之间差值的两个检测值，即第一检测值和第二检测值。也就是说，在充电、放电或检测时需要有电流经过第一电阻和第二电阻，这样检测到的第一检测值和第二检测值才能够反应第一电阻和第二电阻之间的差值。在本发明的实施例中，通常需要充两次电(包括同时对第一电极和第二电极充电的情况)，以及两次检测。在一些实施例中，还可能会进行两次放电。在以下的实施例中均是进行两次充电及两次检测，在以下的实施例中不再赘述。在此需要说明的是，进行两次充电及两次检测仅是本发明实施例的一种方案，算法相对比较简单。然而本领域技术人员也可根据上述思想增加充电及检测的次数，例如可进行三次充电和检测，之后根据第一次的充电检测值和第二次的充电检测值计算第一电阻，再根据第一次的充电检测值和第三次的充电检测值计算第二电阻。

具体地，本发明包括但不限于以下几种测量方式进行检测：

1、先向感应单元的第一电极和第二电极施加电平信号以对自电容充电(如果该感应单元被触摸则就会产生自电容)；接着从第一电极和/或第二电极进行充电检测以获得第一充电检测值和第二充电检测值。在该实施例中，由于充电是从第一电极和第二电极进行的，因此对于检测来说既可以从第一电极进行检测，也可以从第二电极进行检测，或者也可从第一电极和第二电极分别进行检测。还需要说明的是，在该实施例中，对第一电极和第二电极的充电可同时进行，也可分别进行，例如在第一电极和第二电极同时施加相同的电平信号以对自电容进行充电，在其他实施例中，第一电极和第二电极施加的电平信号也可以不同；或者，也可以先在第一电极上施加一个电平信号，之后再在第二电极上施加同一个电平信号或另一个电平信号。同样地，进行检测时既可以同时进行，也可分别进行。在以下实施例中，充电、放电或检测均可同时进行，或者分别进行，在此不再赘述。

2、向所述感应单元的第一电极或第二电极分别两次施加电平信号以对所述自电容进行两次充电；接着在每次充电之后从所述第一电极和/或第二电极进行充电检测以获得所述第一充电检测值和第二充电检测值。先向感应单元的第一电极或第二电极施加电平信号以对自电容充电；接着分别从第一电极和第二电极进行充电检测以获得第一充电检测值和第二充电检测值。在该实施例中，由于充电是从第一电极或第二电极进行的，因此在检测时需要从第一电极和第二电极分别进行检测，其中，检测可同时进行，也可分别进行。此外，在本发明的实施例中，还可以在第一电极进行两次充电，并从第一电极进行两次检测，或者，从第二电极进行两次充电，在第二电极进行两次检测。只要是，在两次充电时，分别将另一个电极接地或接高阻以改变另一个电极的状态。例如当向感应单元的第一电极分别两次施加电平信号以对自电容进行两次充电时，其中，两次充电中的一次将所述第二电极接地，另一次将所述第二电极接为高阻；当向感应单元的第二电极分别两次施加电平信号以对自电容进行两次充电时，两次充电中的一次将所述第一电极接地，另一次将所述第一电极接为高阻。这样即使是在第一电极进行了两次充电，由于第二电极状态的改变，也能够在第一电极进行两次检测，以获得能够反应第一电阻R1和第二电阻R2之间比例关系的第一检测值和第二检测值。

3、向感应单元的第一电极和第二电极施加电平信号以对自电容充电；接着控制第一电极和/或第二电极接地以对自电容放电；之后从第一电极和/或第二电极进行放电检测以获得所述第一放电检测值和第二放电检测值。在该实施例中，由于对自电容充电是从第一电极和第二电极进行的，因此放电或检测就可从第一电极和/或第二电极进行。具体地，例如可同时向第一电极和第二电极施加电平信号以对自电容进行充电，或者也可不同时施加。在放电时两次放电可均将第一电极接地，或者均将第二电极接地。

4、向感应单元的第一电极或第二电极施加电平信号以对自电容充电；接着分别控制第一电极和第二电极接地以对自电容放电；之后分别从第一电极和/或第二电极进行放电检测以获得第一放电检测值和第二放电检测值。在该实施例中，由于对自电容放电是从第一电极和第二电极进行的，因此充电或检测就可从第一电极和/或第二电极进行。在该实施例中，两次充电也可均用第一电极，而将第二电极分别接地或接为高阻。同样地，两次充电也可均用第二电极，而将第一电极分别接地或接为高阻。

5、向感应单元的第一电极或第二电极施加电平信号以对自电容充电；接着分别控制第一电极或第二电极接地以对自电容放电，之后分别从第一电极和第二电极进行放电检测以获得第一放电检测值和第二放电检测值。在该实施例中，由于对自电容检测是从第一电极和第二电极进行的，因此充电或放电就可从第一电极和/或第二电极进行。在该实施例中，两次充电也可均用第一电极，而将第二电极分别接地或接为高阻。同样地，两次充电也可均用第二电极，而将第一电极分别接地或接为高阻。

或者，在上述实施例的基础之上，还可以在充电时进行一次检测以获得第一充电检测值，在放电时进行第二次检测以获得第二放电检测值，再根据第一充电检测值和第二放电检测值获得第一电阻和第二电阻之间的比例关系。

从上述描述中可以看出，对于本发明的上述充电及检测方式有很多种变化，但本发明的核心就是根据第一电阻和第二电阻之间的关系，例如比例关系或者其他关系来确定触摸点的位置。进一步地，该第一电阻和第二电阻之间的关系需要通过自电容的充电和/或放电来检测。如果感应单元没有被触摸，则就不会产生自电容，因此也不存在后续的充电/放电/检测等，对于此本发明实施例不再检测，在此不再赘述。

另外还需要说明的是，上述检测方式仅为本发明的优选方式，本领域技术人员还可根据上述思想进行扩展或修改，这些均应包含在本发明的保护范围之内。

如图4所示，为本发明实施例的触摸检测方法流程图，该流程图结合图3所示的原理图一同进行说明。该方法包括以下步骤：

步骤S401，向感应单元的两端施加电平信号，即向感应单元的第一电极和/或第二电极施加电平信号。在该实施例中，可向第一电极和第二电极施加相同的电平信号，也可施加不同的电平信号。在其他实施例中，也可仅从第一电极或第二电极进行充电两次，或者第一次从第一电极充电第二次从第二电极充电，或者第一次从第二电极充电第二次从第一电极充电。

如果此时该感应单元被手指或其他物体触摸，则该感应单元将会产生自电容C1(参照图3)，通过施加的电平信号就可对自电容进行充电。在本发明的实施例中，通过对自电容的充电，可以提高自电容的检测精度。

需要说明的是，如果向感应单元的两端同时施加电平信号的话，则需要相应的两个自电容检测子模块同时从感应单元的两端进行检测。而如果分别向两端时间的话，则仅需要一个自电容检测子模块即可。

在本发明的一个实施例中，第一检测值和第二检测值可以为从第一电极和/或第二电极检测到的电容电荷变化量ΔQ1和ΔQ2。

通过ΔQ1与ΔQ2，即检测到得自电容变化量，就可以算出R1与R2的比例，由于图形的规则线性关系，则可以算出触摸点所在的横坐标的位置，及自电容C1所在的位置。

步骤S402，从感应单元的两端对感应单元进行检测，以获得第一检测值和第二检测值。在该实施例中，检测可在充电时进行，也可在放电时进行。在上述例子中，第一检测值和第二检测值分别为ΔQ1和ΔQ2。以下以第一检测值和第二检测值为电荷变化量为例进行描述，但是能够反应电阻R1和R2关系的其他检测值，例如电平信号、电流等也均可采用。在本发明的实施例中，既可以同时检测，也可以分别检测。

在本发明的一个实施例中，如果进行同时检测，则需要两个自电容检测模块同时对第一电极和第二电极进行检测。

在本发明的另一个实施例中，也可采用一个自电容检测模块进行检测，参照步骤S401中，在通过第一电极对自电容C1充满之后，即该自电容检测模块通过第一电极对自电容C1进行检测。接着再通过第二电极对自电容C2充电，接着该自电容检测模块再通过第二电极对自电容C1进行检测。

由于自电容检测模块扫描该感应单元时采用的相位和电平信号均一致，因此对于同一个自电容C1来说充电时的电荷就等于它们电阻的反比。假设，从感应单元的第一电极和第二电极对感应单元检测获得的电荷变化量分别是ΔQ1与ΔQ2。在本发明的实施例中，自电容检测模块可为目前已知的自电容检测模块。在本发明的一个实施例中，如果采用两个自电容检测模块的话，则由于两个自电容检测模块可工艺多个器件，因此不会增大芯片的整体功耗。

步骤S403，根据第一检测值和第二检测值判断该感应单元是否被触摸。具体地，在本发明的一个实施例中，可通过判断电荷变化量ΔQ1与ΔQ2是否大于阈值来确定是否被触摸。当然，在本发明的其他实施例中，还可设置其他判断方式，例如判断电荷变化量ΔQ1与ΔQ2是否小于阈值，如果小于，则判断感应单元被触摸。同样地，该阈值也需要根据触摸屏的大小和类型，感应单元的尺寸确定。

步骤S404，如果判断该感应单元被触摸，则此时进一步计算相应的感应单元中所述第一电极至所述自电容的第一电阻与所述第二电极至所述自电容的第二电阻之间的比例关系。在本发明的实施例中，第一电阻和所述第二电阻之间的比例关系根据在对自电容充电/放电时，从第一电极和/或第二电极进行检测获得的第一检测值和第二检测值之间的比例关系计算得到。同上，C1所在的感应单元上的坐标即为ΔQ2/(ΔQ1+ΔQ2)。

步骤S405，根据感应单元的位置确定在第二方向上的触摸位置。具体地，可采用质心算法计算触摸点在第二方向上的触摸位置，以下对质心算法进行简单介绍。

在滑条和触摸板应用中，经常有必要在具体感应单元的本质间距以上确定出手指(或其他电容性物体)的位置。手指在滑条或触摸板上的接触面板通常大于任何个感应单元。为了采用一个中心来计算触摸后的位置，对这个阵列进行扫描以验证所给定的传感器位置是有效的，对于一定数量的相邻感应单元信号的要求是要大于预设触摸阈值。在找到最为强烈的信号后，此信号和那些大于触摸阈值的临近信号均用于计算中心：

$N_{\mathrm{Cent}}=\frac{n_{i-1}(i-1)+n_{i}i+n_{i+1}(i+1)}{n_{i-1}+n_i+n_{i+1}}$

其中，Ncent为中心处感应单元的标号，n为检测到被触摸的感应单元的个数，i为被触摸感应单元的序号，其中i大于等于2。

例如，当手指触摸在第一条通道，其电容变化量为y1，第二条通道上的电容变化量为y2和第三条通道上的电容变化量为y3时。其中第二通道y2电容变化量最大。Y坐标就可以算是：

$Y=\frac{y1*1+y2*2+y3*3}{y1+y2+y3}.$

本发明实施例根据上述思想提出了一种触控装置。该触控装置包括基板、多个不相交的感应单元。其中，多个感应单元形成在基板之上，且多个感应单元的每个均具有相对设置的第一电极和第二电极。如图5所示，为本发明一个实施例的触控装置示意图。该触控装置包括基板100、多个不相交的感应单元200和检测模块300。其中，如图所示，该感应单元200包括第一电极210和第二电极220、以及多个第一结构230，和多个第二结构240。其中，多个第二结构240可以相互平行，也可以不平行。并且，第二结构240和第一结构230之间的角度优选为90度，当然也可选择其他角度。如图5所示，该感应单元200通过多个第二结构240将多个第一结构230首尾相连，感应单元200的第一电极210和第二电极220分别与两端的第一结构230相连。从整体结构上看，该感应单元200为具有较大长宽比的矩形。虽然在图中将感应单元200沿X轴设置，但是本领域技术人员应该理解的是，该感应单元200也可沿Y轴设置。通过该感应单元的结构可以有效地减少噪声，提高感应的线性度。由于本发明实施例的感应单元的图形结构为规则的蛇形，具体为实为若干个矩形连接而成。因此，当手指覆盖在感应单元上的面积相对其他图形来说更规则且面积更大。例如，对于三角形来说，且存在斜率的问题，而且其覆盖面积具有不确定因素；对于菱形来说，手指覆盖菱形的面积需要一半拿来计算X方向，而另外一半计算Y方向，所以菱形的面积对每个方向来说只用了一半。而在本发明实施例中，整个手指覆盖面积都拿来计算X坐标和Y坐标，所以变化量更大，易于检测。同理，手指覆盖的感应单元电容变化也更精确，从而提高了线性度。而传统的菱形或者三角形都是单端引线，这种单端引线的结构自身就是一个天线结构，所以更容易吸引和发射电磁波引起自身的干扰和对其他模块的干扰。而本发明实施例感应单元的双端引线的结构自身形成一个闭环而不是开环的天线，所以不容易吸引噪声也不容易发射噪声，从而减少噪声的影响，提高了灵敏度。

检测模块300分别与多个感应单元200的第一电极210和第二电极220相连，且检测模块300向向多个感应单元200的第一电极210和/或第二电极220施加电平信号，电平信号在感应单元200被触摸时向所述感应单元产生的自电容充电，且检测模块300在检测到多个感应单元200中一个或部分被触摸时，计算相应的感应单元中第一电极210至自电容的第一电阻与第二电极220至自电容的第二电阻之间的比例关系，并根据第一电阻和第二电阻之间的比例关系确定在第一方向上的触摸位置，以及根据被触摸的感应单元200的位置确定在第二方向上的触摸位置。

在本发明的一个实施例中，第一方向为感应单元200的长度方向，第二方向为垂直于感应单元200的方向，感应单元200呈水平设置或垂直设置。虽然，在该实施例的图5中，感应单元沿水平方向放置，但是在其他实施例中，感应单元也可沿垂直方向设置。

如图6所示，为本发明另一个实施例的触控装置示意图。该触控装置包括由基板100和多个相互平行的感应单元200所构成的触摸屏检测装置、触摸屏控制器400和与触摸屏控制器400相连的上位机500。其中，触摸屏控制器400中的一部分管脚与多个感应单元200的第一电极210相连，触摸屏控制器400中的另一部分管脚与多个感应单元200的第二电极220相连，触摸屏控制器400向多个感应单元200的第一电极210和/或第二电极220施加电平信号，该电平信号在感应单元200被触摸时向感应单元200产生的自电容充电，且触摸屏控制器400在检测到多个感应单元200中一个或部分被触摸时，计算相应的感应单元200中第一电极至自电容的第一电阻与第二电极至自电容的第二电阻之间的比例关系。同样地，该充电、放电和检测可同时进行也可分别进行，在此不再赘述。另外，第一检测值和第二检测值可为电流检测值、自电容检测值、电平信号检测值和电荷变化量中的一种或多种，只要能反应第一电阻和第二电阻之间的差值即可。在本发明的一个实施例中，触摸屏控制器400之中包括两个自电容检测模块以同时从第一电极210和第二电极220对感应单元200进行检测。由于这两个自电容检测模块可以共用一些器件，因此也不会增加芯片的整体功耗。在本发明的另一个实施例中，也可仅采用一个自电容检测模块依次从第一电极210和第二电极220对感应单元200进行检测。上位机500接收触摸屏控制器400发送的第一电阻和第二电阻之间的比例关系，并根据第一电阻和第二电阻之间的比例关系确定在第一方向上的触摸位置，以及根据被触摸的感应单元的位置确定在第二方向上的触摸位置。。在本发明的实施例中，可采用质心算法计算在第二方向上的触摸位置，从而进一步提高精度。这样，上位机500就可以根据第一方向上的触摸位置和第二方向上的触摸位置确定触摸点在触摸屏上的位置。

综上所述，本发明实施例通过对感应单元两端的电极施加电平信号，如果该感应单元被触碰，则会该感应单元会形成自电容，因此本发明通过施加的电平信号可对该自电容进行充电，并根据第一电阻和第二电阻之间的比例关系确定在第一方向上的触摸位置。例如在本发明的一个实施例中，第一电阻和第二电阻之间的比例关系根据在对所述自电容充电/放电时，从所述第一电极和/或第二电极进行检测获得的第一检测值和第二检测值之间的比例关系计算得到。因此从第一电极和/或第二电极检测该自电容充电/放电时产生的第一检测值和第二检测值。这样，通过第一检测值和第二检测值就能够反应触摸点位于该感应单元的位置，从而进一步确定触摸点在触摸屏的位置。

本发明实施例提出了一种新颖的自电容检测方式，在感应单元被触摸时，触摸点将该感应单元分为两个电阻，在进行自电容检测的同时考虑这两个电阻就可以确定触摸点在该感应单元上的位置。

本发明实施例的结构简单，并且对于一个感应单元来说，可在其的第一电极和第二电极进行充电或放电，能够降低RC常数，节省时间提高效率，并且保证坐标不会偏移。此外，本发明实施例还可以有效提高电路的性噪比，降低电路噪声，提高感应线性度。另外，本发明实施例的触控装置不受互电容影响，对水完全没有反应。由于显示屏与感应单元之间会有一个耦合电容存在，由于Vcom在不停地翻转，相当于在这个耦合电容的一端加了一个不停翻转的电压，耦合电容的另一端电压就会发生剧烈的抖动，从而会严重影响到感应单元对地的电容变化，当感应单元被触摸时由于施加的电压会使感应单元中产生电流，就等于在耦合电容的另一端加入了一个恒定的电压，即使Vcom在不停翻转，耦合电容的另一端电压也只会发生微弱的变化，因此可以相应地消除屏幕屏蔽层及相关工序，从而可以在增强了抗干扰能力的同时进一步降低成本。并且通过本发明实施例的感应单元结构能够有效地减小噪声，提高感应的线性度。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (29)

1.一种触控装置，其特征在于，包括：基板；

多个不相交的感应单元，所述多个感应单元形成在所述基板之上，且所述多个感应单元的每个均包括第一电极、第二电极、多个第一结构，和多个第二结构，其中，通过所述多个第二结构将所述多个第一结构首尾相连，且所述第一电极与所述感应单元一端的第一结构相连，所述第二电极与所述感应单元另一端的第一结构相连；和

检测模块，所述检测模块分别与所述多个感应单元中每个的第一电极和第二电极相连，所述检测模块向所述多个感应单元的第一电极和/或第二电极施加电平信号，所述电平信号在感应单元被触摸时向所述感应单元产生的自电容充电，且所述检测模块在检测到所述多个感应单元中一个或部分被触摸时，计算相应的感应单元中所述第一电极至所述自电容的第一电阻与所述第二电极至所述自电容的第二电阻之间的比例关系，并根据所述第一电阻和所述第二电阻之间的比例关系确定在第一方向上的触摸位置，以及根据所述被触摸的感应单元的位置确定在第二方向上的触摸位置。

2.如权利要求1所述的触控装置，其特征在于，所述第一电阻和所述第二电阻之间的比例关系根据在对所述自电容充电/放电时，从所述第一电极和/或第二电极进行检测获得的第一检测值和第二检测值之间的比例关系计算得到。

3.如权利要求2所述的触控装置，其特征在于，所述第一检测值和所述第二检测值为电流检测值、自电容检测值、电压检测值和电荷变化量中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的触控装置，其特征在于，所述检测模块根据所述第一方向上的触摸位置和第二方向上的触摸位置确定所述触摸点在触摸屏上的位置。

5.如权利要求1或4所述的触控装置，其特征在于，所述第一方向为所述感应单元的长度方向，所述第二方向为垂直于所述感应单元的方向，所述感应单元水平设置或垂直设置。

6.如权利要求1所述的触控装置，其特征在于，所述第一结构和所述第二结构为矩形。

7.如权利要求2所述的触控装置，其特征在于，所述第一检测值包括第一充电检测值或第一放电检测值，所述第二检测值包括第二充电检测值或第二放电检测值。

8.如权利要求7所述的触控装置，其特征在于，所述检测模块向所述感应单元的第一电极和第二电极施加电平信号以对所述自电容充电，所述检测模块从所述第一电极和/或第二电极进行充电检测以获得所述第一充电检测值和第二充电检测值。

9.如权利要求7所述的触控装置，其特征在于，所述检测模块向所述感应单元的第一电极或第二电极分别两次施加电平信号以对所述自电容进行两次充电，在每次充电之后所述检测模块从所述第一电极和/或第二电极进行充电检测以获得所述第一充电检测值和第二充电检测值。

10.如权利要求9所述的触控装置，其特征在于，当所述检测模块向所述感应单元的第一电极分别两次施加电平信号以对所述自电容进行两次充电时，所述两次充电中的一次将所述第二电极接地，另一次将所述第二电极接为高阻；

当所述检测模块向所述感应单元的第二电极分别两次施加电平信号以对所述自电容进行两次充电时，所述两次充电中的一次将所述第一电极接地，另一次将所述第一电极接为高阻。

11.如权利要求7所述的触控装置，其特征在于，所述检测模块向所述感应单元的第一电极和第二电极施加电平信号以对所述自电容充电，所述检测模块控制所述第一电极和/或所述第二电极接地以对所述自电容放电，所述检测模块从所述第一电极和/或第二电极进行放电检测以获得所述第一放电检测值和第二放电检测值。

12.如权利要求7所述的触控装置，其特征在于，所述检测模块向所述感应单元的第一电极或第二电极施加电平信号以对所述自电容充电，所述检测模块分别控制所述第一电极和所述第二电极接地以对所述自电容放电，所述检测模块分别从所述第一电极和/或第二电极进行放电检测以获得所述第一放电检测值和第二放电检测值。

13.如权利要求7所述的触控装置，其特征在于，所述检测模块向所述感应单元的第一电极或第二电极施加电平信号以对所述自电容充电，所述检测模块分别控制所述第一电极或所述第二电极接地以对所述自电容放电，所述检测模块分别从所述第一电极和第二电极进行放电检测以获得所述第一放电检测值和第二放电检测值。

14.如权利要求7所述的触控装置，其特征在于，所述检测模块包括一个或两个自电容检测子模块。

15.一种感应单元，其特征在于，包括：

多个第一结构；

多个第二结构，通过所述多个第二结构将多个第一结构首尾相连；

第一电极，所述第一电极与所述感应单元一端的第一结构相连；和

第二电极，所述第二电极与所述感应单元另一端的第一结构相连，

其中，每个第一电极和第二电极均与触摸屏控制器的一个管脚相连。

16.一种触摸屏检测装置，其特征在于，包括：

基板；和

多个不相交的感应单元，所述多个感应单元形成在所述基板之上，且所述多个感应单元的每个均包括第一电极、第二电极、多个第一结构，和多个第二结构，其中，通过所述多个第二结构将所述多个第一结构首尾相连，且所述第一电极与所述感应单元一端的第一结构相连，所述第二电极与所述感应单元另一端的第一结构相连，每个第一电极和第二电极均与触摸屏控制器的一个管脚相连。

17.一种触控装置，其特征在于，包括：

触摸屏检测装置，所述触摸屏检测装置为如权利要求16所述的触摸屏检测装置；

触摸屏控制器，所述触摸屏控制器中的一部分管脚与所述多个感应单元的第一电极相连，所述触摸屏控制器中的另一部分管脚与所述多个感应单元的第二电极相连，且所述触摸屏控制器向所述多个感应单元的第一电极和/或第二电极施加电平信号，所述电平信号在感应单元被触摸时向所述感应单元产生的自电容充电，且所述触摸屏控制器在检测到所述多个感应单元中一个或部分被触摸时，计算相应的感应单元中所述第一电极至所述自电容的第一电阻与所述第二电极至所述自电容的第二电阻之间的比例关系；

上位机，所述上位机接收所述触摸屏控制器发送的第一电阻和第二电阻之间的比例关系，并根据所述第一电阻和所述第二电阻之间的比例关系确定在第一方向上的触摸位置，以及根据所述被触摸的感应单元的位置确定在第二方向上的触摸位置。

18.如权利要求17所述的触控装置，其特征在于，所述第一电阻和所述第二电阻之间的比例关系根据在对所述自电容充电/放电时，从所述第一电极和/或第二电极进行检测获得的第一检测值和第二检测值之间的比例关系计算得到。

19.如权利要求18所述的触控装置，其特征在于，所述第一检测值和所述第二检测值为电流检测值、自电容检测值、电压检测值和电荷变化量中的一种或多种。

20.如权利要求17所述的触控装置，其特征在于，所述上位机根据所述第一方向上的触摸位置和第二方向上的触摸位置确定所述触摸点在触摸屏上的位置。

21.如权利要求17或20所述的触控装置，其特征在于，所述第一方向为所述感应单元的长度方向，所述第二方向为垂直于所述感应单元的方向，所述感应单元水平设置或垂直设置。

22.如权利要求17所述的触控装置，其特征在于，所述第一检测值包括第一充电检测值或第一放电检测值，所述第二检测值包括第二充电检测值或第二放电检测值。

23.如权利要求22所述的触控装置，其特征在于，所述触摸屏控制器向所述感应单元的第一电极和第二电极施加电平信号以对所述自电容充电，所述触摸屏控制器从所述第一电极和/或第二电极进行充电检测以获得所述第一充电检测值和第二充电检测值。

24.如权利要求22所述的触控装置，其特征在于，所述触摸屏控制器向所述感应单元的第一电极或第二电极分别两次施加电平信号以对所述自电容进行两次充电，在每次充电之后所述触摸屏控制器从所述第一电极和/或第二电极进行充电检测以获得所述第一充电检测值和第二充电检测值。

25.如权利要求24所述的触控装置，其特征在于，当所述触摸屏控制器向所述感应单元的第一电极分别两次施加电平信号以对所述自电容进行两次充电时，所述两次充电中的一次将所述第二电极接地，另一次将所述第二电极接为高阻；

当所述触摸屏控制器向所述感应单元的第二电极分别两次施加电平信号以对所述自电容进行两次充电时，所述两次充电中的一次将所述第一电极接地，另一次将所述第一电极接为高阻。

26.如权利要求22所述的触控装置，其特征在于，所述触摸屏控制器向所述感应单元的第一电极和第二电极施加电平信号以对所述自电容充电，所述触摸屏控制器控制所述第一电极和/或所述第二电极接地以对所述自电容放电，所述触摸屏控制器从所述第一电极和/或第二电极进行放电检测以获得所述第一放电检测值和第二放电检测值。

27.如权利要求22所述的触控装置，其特征在于，所述触摸屏控制器向所述感应单元的第一电极或第二电极施加电平信号以对所述自电容充电，所述触摸屏控制器分别控制所述第一电极和所述第二电极接地以对所述自电容放电，所述触摸屏控制器分别从所述第一电极和/或第二电极进行放电检测以获得所述第一放电检测值和第二放电检测值。

28.如权利要求22所述的触控装置，其特征在于，所述触摸屏控制器向所述感应单元的第一电极或第二电极施加电平信号以对所述自电容充电，所述触摸屏控制器分别控制所述第一电极或所述第二电极接地以对所述自电容放电，所述检测模块分别从所述第一电极和第二电极进行放电检测以获得所述第一放电检测值和第二放电检测值。

29.如权利要求22所述的触控装置，其特征在于，所述触摸屏控制器包括一个或两个自电容检测子模块。

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