專利名稱：觸摸屏系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的方面涉及觸摸屏系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
觸摸屏面板是能夠探測(cè)用戶用手指或物體對(duì)圖像顯示裝置上所顯示內(nèi)容的指示 或選擇的輸入裝置。觸摸屏面板提供在圖像顯示裝置的前面，以將觸摸屏面板與手指或物體之間的接 觸位置轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。因此，接觸位置作為輸入信號(hào)被接收。由于觸摸屏面板可以取代諸 如鍵盤或鼠標(biāo)之類的連接至圖像顯示裝置的附加或可選輸入裝置，因此觸摸屏面板的使用 形式正在增加?，F(xiàn)有多種探測(cè)與觸摸屏面板的接觸的已知方法，包括電阻層方法、光學(xué)檢測(cè)方法 以及靜電電容方法。近來(lái)，能夠通過(guò)觸摸屏面板識(shí)別多個(gè)同時(shí)存在的接觸點(diǎn)的多重觸摸屏 系統(tǒng)已受到關(guān)注。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的實(shí)施例致力于一種既能實(shí)現(xiàn)通過(guò)有源觸針的多重觸摸識(shí)別也能實(shí) 現(xiàn)通過(guò)手指的多重觸摸識(shí)別的使用互電容方法的觸摸屏系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)方法。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的前述和/或其它方面，在本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例中，提供一種觸摸 屏系統(tǒng)，包括觸摸屏面板，包括多條驅(qū)動(dòng)線、與所述驅(qū)動(dòng)線交叉的多條檢測(cè)線，以及形成于 所述驅(qū)動(dòng)線與所述檢測(cè)線的交叉區(qū)域處的多個(gè)檢測(cè)單元；驅(qū)動(dòng)電路，用于向所述驅(qū)動(dòng)線順 序施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)；檢測(cè)電路，用于探測(cè)與所述多個(gè)檢測(cè)單元的互電容的變化對(duì)應(yīng)的第一檢 測(cè)信號(hào)，以產(chǎn)生與所述變化相對(duì)應(yīng)的第二檢測(cè)信號(hào)；處理器，用于基于來(lái)自所述檢測(cè)電路的 所述第二檢測(cè)信號(hào)確定觸摸位置；以及有源觸針，與所述觸摸屏面板分離，并且被配置為在 所述有源觸針靠近或接觸所述觸摸屏面板時(shí)，與所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的一驅(qū)動(dòng)信號(hào)同步地輸出 有源觸針電場(chǎng)，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)被施加于所述驅(qū)動(dòng)線中連接至所述檢測(cè)單元中與所述有源觸針 鄰近的檢測(cè)單元的驅(qū)動(dòng)線。所述有源觸針可以包括電場(chǎng)傳感器，用于檢測(cè)施加至該驅(qū)動(dòng)線的該一驅(qū)動(dòng)信號(hào) 所產(chǎn)生的電場(chǎng)；信號(hào)發(fā)生器，用于產(chǎn)生與該一驅(qū)動(dòng)信號(hào)所產(chǎn)生的電場(chǎng)對(duì)應(yīng)的信號(hào)；電場(chǎng)發(fā) 射器，用于對(duì)所述信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行放大，以輸出所述有源觸針電場(chǎng)；以及電源， 用于向所述電場(chǎng)傳感器、所述信號(hào)發(fā)生器以及所述電場(chǎng)發(fā)射器供電。所述信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)可以是與該驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有相同相位的AC電壓。所述 電場(chǎng)發(fā)射器可以包括同相放大器，該同相放大器用于維持所述信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的所述信號(hào)的相位，以放大所述信號(hào)，并輸出所述有源觸針電場(chǎng)。所述電場(chǎng)發(fā)射器可以包括反相放大 器，該反相放大器用于反轉(zhuǎn)所述信號(hào)發(fā)生器所產(chǎn)生的信號(hào)的相位，以輸出所述有源觸針電 場(chǎng)。在所述電場(chǎng)發(fā)射器由反相放大器實(shí)現(xiàn)時(shí)，所述有源觸針可以進(jìn)一步包括頻率轉(zhuǎn)換 器，該頻率轉(zhuǎn)換器用于對(duì)所述信號(hào)發(fā)生器所產(chǎn)生的信號(hào)的頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換。所述檢測(cè)電路可以包括電平探測(cè)器，用于探測(cè)所述第一檢測(cè)信號(hào)的電平；以及 模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將所述第一檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為所述第二檢測(cè)信號(hào)，以將第二檢測(cè)信號(hào)提供 給所述處理器。在所述放大器由反相放大器實(shí)現(xiàn)時(shí)，所述觸摸屏系統(tǒng)可以進(jìn)一步包括頻率 濾波器，該頻率濾波器用于對(duì)所述第一檢測(cè)信號(hào)中具有特定頻率的信號(hào)進(jìn)行濾波。所述頻率濾波器可以包括帶通濾波器。所述多條驅(qū)動(dòng)線和所述多條檢測(cè)線可以位于透明基板上的不同層上并且包括透 明導(dǎo)電材料，所述多條驅(qū)動(dòng)線與所述多條檢測(cè)線之間插入有絕緣層。所述互電容可以形成在所述驅(qū)動(dòng)線與所述檢測(cè)線之間的交叉區(qū)域處的檢測(cè)單元 中。所述檢測(cè)單元可以被配置為在驅(qū)動(dòng)信號(hào)被從所述驅(qū)動(dòng)電路施加到與所述檢測(cè)單 元相連接的驅(qū)動(dòng)線時(shí)，將與所述檢測(cè)單元的互電容相對(duì)應(yīng)的第一檢測(cè)信號(hào)供給與所述檢測(cè) 單元相連接的檢測(cè)線。本發(fā)明的另一實(shí)施例致力于一種驅(qū)動(dòng)觸摸屏系統(tǒng)的方法，包括使用手指和/或 有源觸針靠近或接觸觸摸屏面板的多個(gè)檢測(cè)單元中的至少一個(gè)檢測(cè)單元；向驅(qū)動(dòng)線中與 所述手指和/或所述有源觸針?biāo)拷蚪佑|的所述至少一個(gè)檢測(cè)單元相連接的驅(qū)動(dòng)線施 加驅(qū)動(dòng)信號(hào)；與施加到所述驅(qū)動(dòng)線的所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)同步地從所述有源觸針產(chǎn)生有源觸針電 場(chǎng)；改變所述至少一個(gè)檢測(cè)單元中的互電容，使得施加至檢測(cè)線中與至少一個(gè)檢測(cè)單元相 連接的檢測(cè)線的電壓或電流改變；以及基于從所述檢測(cè)線接收的電壓或電流的變化，通過(guò) 使用所述至少一個(gè)檢測(cè)單元的互電容的變化，確定所述至少一個(gè)檢測(cè)單元的位置。該方法可以進(jìn)一步包括通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)線向所述驅(qū)動(dòng)線與所述檢測(cè)線的交叉區(qū)域 處的檢測(cè)單元順序施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)。該方法可以進(jìn)一步包括在確定所述至少一個(gè)檢測(cè)單元的位置時(shí)，對(duì)所述手指接 觸所述至少一個(gè)檢測(cè)單元時(shí)產(chǎn)生的互電容的變化與所述有源觸針接觸所述至少一個(gè)檢測(cè) 單元時(shí)產(chǎn)生的互電容的變化進(jìn)行區(qū)分。在某些實(shí)施例中，從所述有源觸針產(chǎn)生有源觸針電場(chǎng)可以包括檢測(cè)通過(guò)向與所 述有源觸針?biāo)拷蚪佑|的所述至少一個(gè)檢測(cè)單元相連接的驅(qū)動(dòng)線施加所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)而 產(chǎn)生的電場(chǎng)；產(chǎn)生與所檢測(cè)到的電場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的AC電壓；以及放大所述AC電壓，以輸出所述 有源觸針電場(chǎng)。所述AC電壓可以與所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有相同的相位。所放大的AC電壓的相位可以被反轉(zhuǎn)以作為所述有源觸針電場(chǎng)被輸出。該方法可 以進(jìn)一步包括對(duì)所述AC電壓的頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的各方面，可以在互電容方法中，使用觸摸屏面板同時(shí)實(shí)現(xiàn) 手指的多重觸摸識(shí)別與有源觸針的多重觸摸識(shí)別，并且將手指的多重觸摸識(shí)別與有源觸針 的多重觸摸識(shí)別區(qū)分開(kāi)來(lái)，以識(shí)別多種且精確的多重觸摸情形。
附圖與說(shuō)明書一起示出本發(fā)明的示例性實(shí)施例，并且與說(shuō)明書一起用于解釋本發(fā) 明的原理。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸屏系統(tǒng)的框圖；圖2是示出圖1的觸摸屏面板的簡(jiǎn)化電路圖；圖3A是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的處于正常狀態(tài)(無(wú)觸摸，例如無(wú)接觸)條件 下的檢測(cè)單元的示意性截面圖；圖;3B是示意性示出與圖3A的檢測(cè)單元上所施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果的 圖；圖4A是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的處于手指接觸條件下的檢測(cè)單元的示意性 截面圖；圖4B是示意性示出與圖4A的檢測(cè)單元上所施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果的 圖；圖5是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的有源觸針的結(jié)構(gòu)的框圖；圖6A是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的處于有源觸針接觸條件下的檢測(cè)單元的示 意性截面圖；圖6B和圖6C是示意性示出與圖6A的檢測(cè)單元上所施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的檢測(cè) 結(jié)果的圖；圖7A是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的處于有源觸針接觸條件下的檢測(cè)單元的示 意性截面圖；圖7B是示意性示出與圖7A的檢測(cè)單元上所施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果的 圖；圖8是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的有源觸針的結(jié)構(gòu)的框圖；以及圖9是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)的框圖。
具體實(shí)施例方式以下參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的某些示例性實(shí)施例。這里，當(dāng)?shù)谝辉幻枋鰹?連接至第二元件時(shí)，第一元件可以直接連接至第二元件，也可以通過(guò)第三元件間接連接至 第二元件。進(jìn)一步地，為了清楚起見(jiàn)，省略了對(duì)本發(fā)明的完整理解來(lái)說(shuō)不必要的某些元件。 此外，相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的元件。在觸摸識(shí)別的靜電電容方法中，觸摸識(shí)別可以通過(guò)自電容方法和/或互電容方法 實(shí)現(xiàn)。在這些方法中，人體部位(例如手指)與輸入面板的接觸表面之間的接觸由于位于 接觸表面上的檢測(cè)單元(節(jié)點(diǎn))中所形成的靜電電容在檢測(cè)單元被放置的靠近人體電場(chǎng)時(shí) 的變化而被探測(cè)到。然而，當(dāng)使用上述方法時(shí)，可能難以精確地識(shí)別通過(guò)使用人的手指接觸的接觸位置。為了提高精確度，可以使用觸針或其它定點(diǎn)器。然而，無(wú)源觸針通常只能引起接觸 表面上靜電電容的微小變化，使得無(wú)源觸針的位置難以探測(cè)。相反，自身產(chǎn)生電場(chǎng)的有源觸針不僅可以影響觸摸屏面板的與觸針實(shí)際接觸的位置相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)單元(節(jié)點(diǎn))，而且還 影響其它相鄰的檢測(cè)單元(節(jié)點(diǎn))，因此有源觸針的接觸位置也難以確定。以下將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的觸摸屏系統(tǒng)的框圖。圖2是示出圖1的觸摸 屏面板的簡(jiǎn)化電路圖。根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的觸摸屏系統(tǒng)100包括沿第一方向布置的多條驅(qū)動(dòng)線 112(例如，XI，X2，...，Xn)；沿與驅(qū)動(dòng)線交叉(例如，垂直)的方向布置的多條檢測(cè)線 114(例如，Yl, Y2, ... , Ym)；觸摸屏面板110，包括在驅(qū)動(dòng)線112與檢測(cè)線114的交叉區(qū)域 處形成的多個(gè)檢測(cè)單元116 ；驅(qū)動(dòng)電路120，用于向驅(qū)動(dòng)線112順序施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)；檢測(cè)電 路130，用于探測(cè)與檢測(cè)單元116檢測(cè)到的靜電電容的變化對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)(可以稱為第一 檢測(cè)信號(hào)或檢測(cè)到的信號(hào))，以產(chǎn)生與該變化相對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)換后的檢測(cè)信號(hào)(可以稱為第二 檢測(cè)信號(hào)或轉(zhuǎn)換后的檢測(cè)到的信號(hào))；處理器140，用于從檢測(cè)電路130接收轉(zhuǎn)換后的檢測(cè) 信號(hào)，以確定探測(cè)到的觸摸位置；以及有源觸針160，作為接觸觸摸屏面板110(或用于與觸 摸屏面板110相接觸/使用觸摸屏面板110輸入命令)的物體。有源觸針160與觸摸屏面板110分開(kāi)。當(dāng)有源觸針160靠近或接觸觸摸屏面板 110時(shí)，有源觸針160與連接至鄰近有源觸針160的檢測(cè)單元116的驅(qū)動(dòng)線112上所施加的 驅(qū)動(dòng)信號(hào)同步地輸出電場(chǎng)。驅(qū)動(dòng)線112和檢測(cè)線114形成在透明基板上的不同層中，并且可以由透明導(dǎo)電材 料制成。透明導(dǎo)電材料可以是例如氧化銦錫(ITO)、氧化銦鋅(IZO)、碳納米管(CNT)或其 它合適的材料。另外，在驅(qū)動(dòng)線112與檢測(cè)器114之間形成充當(dāng)電介質(zhì)材料的絕緣層。在圖1所示的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)線112與檢測(cè)線114彼此正交。然而，以上僅為一個(gè) 實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)線112與檢測(cè)線114可以具有其它的幾何交叉圖案(例如極坐標(biāo)布置中的同 心線與徑線)。在驅(qū)動(dòng)線與檢測(cè)線之間、驅(qū)動(dòng)線112與檢測(cè)線114交叉的位置(或區(qū)域)處形成 互電容Q。形成有互電容Cm的交叉區(qū)域充當(dāng)用于實(shí)現(xiàn)觸摸識(shí)別的檢測(cè)單元116。當(dāng)從驅(qū)動(dòng)電路120向連接至檢測(cè)單元116的驅(qū)動(dòng)線112施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，與檢測(cè) 單元116的互電容Cm對(duì)應(yīng)的檢測(cè)信號(hào)被施加到連接至檢測(cè)單元的檢測(cè)線114。驅(qū)動(dòng)電路120向驅(qū)動(dòng)線112(例如，X1，X2，. . . ,Xn)順序提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電 路120向驅(qū)動(dòng)線112之一提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，其它驅(qū)動(dòng)線接地(例如，0V)。例如，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路 120向驅(qū)動(dòng)線Xl提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，驅(qū)動(dòng)線X2，...，&接地。因此，在施加有驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)線與多條檢測(cè)線之間的多個(gè)交叉區(qū)域處，即檢測(cè) 單元中，形成互電容CM。當(dāng)手指150或觸針160接觸或靠近檢測(cè)單元時(shí)，檢測(cè)單元的靜電電
容改變。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的觸摸屏面板110可以被表示為互電容電路。 觸摸屏面板110包括驅(qū)動(dòng)線112和檢測(cè)線114，并且驅(qū)動(dòng)線112與檢測(cè)線114在空間上彼此 分離，以形成靜電電容耦合節(jié)點(diǎn)(或互電容)，即檢測(cè)單元116。驅(qū)動(dòng)線112連接至被圖示 為電壓源的驅(qū)動(dòng)電路120，并且檢測(cè)線114連接至檢測(cè)電路130。另外，驅(qū)動(dòng)線112和檢測(cè)線114可以分別包括寄生靜電電容(例如，預(yù)定寄生電容)112a 和 114a。如以上所述，當(dāng)沒(méi)有導(dǎo)電物體(例如，手指150或觸針160)靠近或接觸檢測(cè)單元 116之一時(shí)，檢測(cè)單元116的互電容Cm沒(méi)有變化。然而，當(dāng)導(dǎo)電材料(例如，手指150或觸 針160)靠近或接觸檢測(cè)單元116之一時(shí)，該檢測(cè)單元116的互電容Cm改變。這種互電容 的變化致使傳導(dǎo)到(或供給)與檢測(cè)單元116相連接的檢測(cè)線114之一的電流(和/或電 壓)改變。連接至檢測(cè)線114的檢測(cè)電路130使用模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)將靜電電容變化和關(guān)于 檢測(cè)單元116的位置的信息(檢測(cè)信號(hào))轉(zhuǎn)換為具有一圖案(pattern)(例如預(yù)定圖案)， 并將轉(zhuǎn)換后的靜電電容變化和轉(zhuǎn)換后的關(guān)于檢測(cè)單元116的位置的信息(轉(zhuǎn)換后的檢測(cè)信 號(hào))發(fā)送給處理器140。以下描述本發(fā)明的致力于探測(cè)產(chǎn)生靜電電容變化的檢測(cè)單元116的位置的方法 的一個(gè)實(shí)施例。當(dāng)檢測(cè)電路130通過(guò)與檢測(cè)單元116相連接的檢測(cè)線114檢測(cè)到靜電電容變化 時(shí)，檢測(cè)電路130確定出現(xiàn)靜電電容Cm變化的檢測(cè)線114的坐標(biāo)。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路120向 檢測(cè)電路130輸出施加有驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)線112(例如，驅(qū)動(dòng)線可以是Xj，其中j是1與η 之間的自然數(shù)，包括1和η在內(nèi)，并且施加有驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)線是連接至檢測(cè)單元116的驅(qū) 動(dòng)線112)的坐標(biāo)。檢測(cè)電路130輸出出現(xiàn)靜電電容變化的檢測(cè)線(例如，檢測(cè)線Υ1，...， Ym中的檢測(cè)線)的坐標(biāo)以及從驅(qū)動(dòng)電路120接收的(例如，驅(qū)動(dòng)線XI，. . . ,Xn中的驅(qū)動(dòng)線 的)坐標(biāo)，以提供接觸手指150或觸針160的、連接至驅(qū)動(dòng)線的檢測(cè)單元的坐標(biāo)。檢測(cè)電路130通過(guò)布線線路(未示出)連接至驅(qū)動(dòng)電路120。驅(qū)動(dòng)電路120掃描 驅(qū)動(dòng)線112(例如，向驅(qū)動(dòng)線112順序施加驅(qū)動(dòng)信號(hào))，并向檢測(cè)電路130連續(xù)輸出所掃描 的驅(qū)動(dòng)線的坐標(biāo)，從而使檢測(cè)電路130可以針對(duì)檢測(cè)線114來(lái)檢測(cè)靜電電容的變化，并且可 以獲得靜電電容變化位置的位置坐標(biāo)，即與檢測(cè)單元116相對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)線112的位置坐標(biāo)。 也就是說(shuō)，從驅(qū)動(dòng)電路120接收的坐標(biāo)可以用于指示哪一組(例如，行)檢測(cè)單元與從檢測(cè) 線114接收的檢測(cè)到的靜電電容變化相關(guān)聯(lián)。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸屏系統(tǒng)可以識(shí)別多個(gè)接觸點(diǎn)，即支持多 重觸摸識(shí)別。另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，同時(shí)(同步地)執(zhí)行通過(guò)手指150的多重觸摸識(shí)別與 通過(guò)有源觸針160的多重觸摸識(shí)別。本發(fā)明的實(shí)施例致力于可以由自身產(chǎn)生電場(chǎng)的有源觸針(例如，尖的有源觸針) 執(zhí)行的多重觸摸識(shí)別。某些有源觸針不僅可以影響與實(shí)際發(fā)生接觸的位置相對(duì)應(yīng)的檢測(cè)單元，并且還可 以影響不與有源觸針相接觸的其它檢測(cè)單元，因此難以準(zhǔn)確地或精確地確定(或抓住)接 觸位置。因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，當(dāng)有源觸針靠近(或接觸)特定檢測(cè)單元時(shí)，由有 源觸針產(chǎn)生的電場(chǎng)與連接至該特定檢測(cè)單元的驅(qū)動(dòng)線上施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)被同步地放大/ 輸出，從而可以更精確地確定有源觸針的接觸位置。也就是說(shuō)，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的有源觸針160接觸觸摸屏面板110的特定檢測(cè) 單元116時(shí)，該接觸只有在驅(qū)動(dòng)信號(hào)被施加于檢測(cè)單元以產(chǎn)生電場(chǎng)時(shí)才被檢測(cè)到。因此，不發(fā)生接觸的其它檢測(cè)單元不受影響，使得多重觸摸識(shí)別可以通過(guò)有源觸針實(shí)現(xiàn)。另外，本根據(jù)本發(fā)明的方面，由于手指150進(jìn)行接觸時(shí)所產(chǎn)生的互電容變化不同 于有源觸針160進(jìn)行接觸時(shí)所產(chǎn)生的互電容變化，因此檢測(cè)電路130和處理器140可以將 手指150進(jìn)行接觸時(shí)所產(chǎn)生的互電容變化和有源觸針160進(jìn)行接觸時(shí)所產(chǎn)生的互電容變化 區(qū)分開(kāi)。因此，可以識(shí)別多種多重觸摸情形。以下參考圖3至圖9詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的上述操作。首先，參考圖3A至圖4B描述通過(guò)手指接觸的觸摸識(shí)別的實(shí)現(xiàn)。圖3A是示出正常狀態(tài)(即無(wú)接觸)條件下的檢測(cè)單元的示意性截面圖。圖;3B是示意性示出與圖3A的檢測(cè)單元上所施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果的 圖。參見(jiàn)圖3A，該圖示出在由作為電介質(zhì)材料的絕緣層118分開(kāi)的驅(qū)動(dòng)線112(例如， 驅(qū)動(dòng)線可以是Xj，其中j是1與η之間的自然數(shù)，包括1和η在內(nèi))與檢測(cè)線114 (例如，驅(qū) 動(dòng)線可以是Yi，其中i是1與m之間的自然數(shù)，包括1和m在內(nèi))之間延伸的互電容電場(chǎng)線 200。另外，在檢測(cè)線114上形成保護(hù)層119。驅(qū)動(dòng)線112與檢測(cè)線114交叉處的位置是檢測(cè)單元116。如對(duì)應(yīng)于檢測(cè)單元116 所示，在驅(qū)動(dòng)線112與檢測(cè)線114之間形成互電容CM。檢測(cè)單元116的互電容Cm在從驅(qū)動(dòng)電路120向連接至檢測(cè)單元116的驅(qū)動(dòng)線112 施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)被檢測(cè)到。也就是說(shuō)，參見(jiàn)圖;3B，驅(qū)動(dòng)電路120向驅(qū)動(dòng)線XI，X2，. . .，&順序提供驅(qū)動(dòng)信號(hào) (例如，3V的電壓)，并且當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路120向驅(qū)動(dòng)線X1，X2，. . .，&之一提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，其 它驅(qū)動(dòng)線接地(例如，0V)。在圖;3B中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)被施加于第一驅(qū)動(dòng)線XI。因此，通過(guò)與第一驅(qū)動(dòng)線Xl交叉的檢測(cè)線，在多個(gè)交叉區(qū)域，例如檢測(cè)單元S11， S12，... , Slm處形成互電容。因而，與施加有驅(qū)動(dòng)信號(hào)的檢測(cè)單元相連接的檢測(cè)線Y1， Y2, ... , Ym檢測(cè)到與檢測(cè)單元Sll, S12，...，Slm的互電容相對(duì)應(yīng)的電壓(例如，0. 3V)或 檢測(cè)信號(hào)。圖4A是示出處于手指接觸條件下的檢測(cè)單元的示意性截面圖。圖4B是示意性示 出與圖4A的檢測(cè)單元所施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果的圖。參見(jiàn)圖4A，當(dāng)手指150接觸至少一個(gè)檢測(cè)單元116時(shí)，手指150是從檢測(cè)線114向 所隸屬的人體引入AC靜電電容C1的低阻抗物體。人體相對(duì)于地具有約200pF的遠(yuǎn)大于C1 的自靜電電容。當(dāng)手指150與檢測(cè)單元116接觸以截?cái)?或橫跨)在驅(qū)動(dòng)線112與檢測(cè)線114之 間延伸的電場(chǎng)線210時(shí)，電場(chǎng)線通過(guò)手指150和人體的靜電電容路徑接地而被分開(kāi)。結(jié)果， 圖3A所示正常狀態(tài)的互電容Cm被減小C1到Cmi (Cmi = Cm-C1)。另外，檢測(cè)單元中互電容的變化致使傳導(dǎo)到(或施加到)與檢測(cè)單元116相連接 的檢測(cè)線114的電壓(或電流)改變。也就是說(shuō)，如圖4B所示，驅(qū)動(dòng)電路120向驅(qū)動(dòng)線Xl，X2，. . .，&順序提供驅(qū)動(dòng)信 號(hào)(例如，電壓為3V)，使得在多條檢測(cè)線與驅(qū)動(dòng)線(例如，第一驅(qū)動(dòng)線XI)交叉處的多個(gè)檢 測(cè)單元(例如，Sll, S12，... , Slm)中形成互電容CM。當(dāng)至少一個(gè)檢測(cè)單元(例如，S12和 Slm)與手指150相接觸時(shí)，該至少一個(gè)檢測(cè)單元的互電容Cm減小(例如，減小到Cmi)，使得
9連接至與手指150(或多個(gè)手指)相接觸的檢測(cè)單元(例如，S12和Slm)的檢測(cè)線(例如， Y2和Ym)檢測(cè)到與減小的互電容相對(duì)應(yīng)的電壓(例如0. 2V)。由于連接至第一驅(qū)動(dòng)線Xl但是沒(méi)有與手指150相接觸的其它檢測(cè)單元維持它們 先前的(或原始、無(wú)接觸的)互電容CM，因此連接至不與手指150相接觸的檢測(cè)單元的檢測(cè) 線檢測(cè)到先前的(或無(wú)接觸)電壓(例如，0. 3V)。連接至檢測(cè)線Y1，Y2，. . .，Ym的檢測(cè)電路130，使用ADC將關(guān)于與手指150相接觸 的檢測(cè)單元(例如，S12和Slm)的靜電電容變化和關(guān)于位置的信息(檢測(cè)信號(hào))轉(zhuǎn)換為具 有一圖案(例如，預(yù)定圖案)，并將轉(zhuǎn)換后的靜電電容變化和轉(zhuǎn)換后的關(guān)于位置的信息(轉(zhuǎn) 換后的檢測(cè)信號(hào))發(fā)送給處理器140。由于先前參考圖1描述了探測(cè)靜電電容變化的檢測(cè)單元116的位置的方法的實(shí)施 例，因此省略其描述。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)的實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)手指150(或多個(gè)手指)的多個(gè) 接觸點(diǎn)的識(shí)別。也就是說(shuō)，可以實(shí)現(xiàn)(或執(zhí)行)多重觸摸識(shí)別。如圖4A所示，當(dāng)觸摸通過(guò)手指150執(zhí)行時(shí)，接觸區(qū)域大約為6mm，大于檢測(cè)單元區(qū) 域。因此，當(dāng)使用手指150時(shí)，難以精細(xì)地或精確地實(shí)現(xiàn)觸摸識(shí)別。另外，當(dāng)使用尖的無(wú)源觸針(例如，由導(dǎo)電材料制成的無(wú)源觸針)時(shí)，由于接觸表 面小，因此接觸表面中的靜電電容的變化可能也小，使得難以探測(cè)到接觸位置。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)手指的多重觸摸識(shí)別和尖的有源觸針的多重觸摸 識(shí)別，以改進(jìn)接觸位置的探測(cè)。如上所述，某些有源觸針連續(xù)產(chǎn)生并發(fā)射電場(chǎng)，使得不僅與實(shí)際接觸位置相對(duì)應(yīng) 的檢測(cè)單元受到連續(xù)發(fā)射的電場(chǎng)的影響，而且不與有源觸針相接觸的其它檢測(cè)單元也受到 連續(xù)發(fā)射的電場(chǎng)的影響，因此可能難以正確地確定(或抓住)接觸位置。因此，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)有源觸針靠近(或接觸)特定檢測(cè)單元時(shí)，電場(chǎng) 與連接至該特定檢測(cè)單元的驅(qū)動(dòng)線上所施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)同步地被放大/輸出。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的有源觸針的結(jié)構(gòu)的框圖。有源觸針的外觀沒(méi) 有示出。然而，與觸摸屏面板相接觸的部分可以由尖的導(dǎo)體制成。參見(jiàn)圖5，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的有源觸針160包括電場(chǎng)傳感器162，用于檢測(cè) 施加到與有源觸針相接觸(或靠近有源觸針)的驅(qū)動(dòng)線的驅(qū)動(dòng)信號(hào)所產(chǎn)生的電場(chǎng)；信號(hào)發(fā) 生器164，用于產(chǎn)生一信號(hào)(例如，預(yù)定信號(hào))，該信號(hào)用于產(chǎn)生與該電場(chǎng)(即AC電壓)相 對(duì)應(yīng)的附加電場(chǎng)(或有源觸針電場(chǎng))；電場(chǎng)發(fā)射器166，用于對(duì)信號(hào)發(fā)生器164產(chǎn)生的信號(hào) 進(jìn)行放大，以將放大后的信號(hào)輸出至該電場(chǎng)；以及電源168，用于向電場(chǎng)傳感器162、信號(hào)發(fā) 生器164以及電場(chǎng)發(fā)射器166供電。電場(chǎng)傳感器162可以包括線圈，用于檢測(cè)依據(jù)(或由)驅(qū)動(dòng)信號(hào)的施加所產(chǎn)生的 電場(chǎng)。也就是說(shuō)，當(dāng)電場(chǎng)傳感器162位于形成有驅(qū)動(dòng)信號(hào)所產(chǎn)生的電場(chǎng)的區(qū)域中時(shí)，電場(chǎng)在 線圈中產(chǎn)生電力，從而使電場(chǎng)可以被檢測(cè)到。另外，當(dāng)電場(chǎng)傳感器162檢測(cè)到電場(chǎng)時(shí)，信號(hào)發(fā)生器164產(chǎn)生與該電場(chǎng)對(duì)應(yīng)的信號(hào) (例如，預(yù)定信號(hào))。也就是說(shuō)，信號(hào)發(fā)生器可以產(chǎn)生與驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有相同相位的AC電壓， 以對(duì)應(yīng)于檢測(cè)到的電場(chǎng)。電場(chǎng)發(fā)射器166對(duì)信號(hào)發(fā)生器164產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行放大，并通過(guò)有源觸針160的 尖端輸出給電場(chǎng)。電場(chǎng)發(fā)射器166可以由維持所產(chǎn)生的AC電壓的相位并對(duì)幅度進(jìn)行放大以輸出放大后的幅度(或幅度被放大的有源觸針電場(chǎng))的同相放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)，或者可以是 反轉(zhuǎn)相位以輸出反轉(zhuǎn)了相位的有源觸針電場(chǎng)的反相放大器。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的有源觸針160與觸摸屏面板110的特定檢測(cè)單元116 相接觸時(shí)，接觸在驅(qū)動(dòng)信號(hào)被施加給與被接觸的檢測(cè)單元相連接的驅(qū)動(dòng)線時(shí)被檢測(cè)到。因 此，連接至其它驅(qū)動(dòng)線并且不發(fā)生接觸(即連接至接地驅(qū)動(dòng)線)的其它檢測(cè)單元不會(huì)受到 影響(或者互電容不改變)，從而可以使用有源觸針160來(lái)實(shí)現(xiàn)多重觸摸識(shí)別。圖6A是示出根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的在有源觸針接觸條件下的檢測(cè)單元的示意 性截面圖。圖6B和6C是示意性示出與圖6A的檢測(cè)單元所施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的檢測(cè)結(jié) 果的圖。在圖6A的情況下，輸出給有源觸針的電場(chǎng)被同相放大器放大。另外，由于有源觸 針不發(fā)生接觸的狀態(tài)與圖3A和圖:3B所示相同，因此將省略其描述。參見(jiàn)圖6A，描述在驅(qū)動(dòng)信號(hào)被施加給驅(qū)動(dòng)線112的狀態(tài)下，有源觸針160進(jìn)行的接 觸所引起的檢測(cè)單元116中的互電容變化。當(dāng)有源觸針160與至少一個(gè)檢測(cè)單元116相接觸時(shí)，有源觸針160檢測(cè)到由與檢 測(cè)單元116相連接的驅(qū)動(dòng)線112上施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)所產(chǎn)生的電場(chǎng)，并且放大/輸出與驅(qū)動(dòng) 信號(hào)相對(duì)應(yīng)的一電場(chǎng)。圖6A的第一電場(chǎng)線220描繪了通過(guò)施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生的電場(chǎng)，而第二電場(chǎng)線600 描繪了從有源觸針160輸出的電場(chǎng)。從有源觸針160輸出的電場(chǎng)由通過(guò)同相放大器輸出的AC電壓產(chǎn)生。AC電壓具有 與驅(qū)動(dòng)信號(hào)相同的相位，以對(duì)應(yīng)于通過(guò)向驅(qū)動(dòng)線施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)而產(chǎn)生的電場(chǎng)。如圖6A所示，第一和第二電場(chǎng)的第一和第二電場(chǎng)線分別從驅(qū)動(dòng)線112和有源觸針 160向檢測(cè)線114延伸。如對(duì)應(yīng)于檢測(cè)單元116所示出的，在驅(qū)動(dòng)線112與檢測(cè)線114之間形成互電容CM， 并且在檢測(cè)線114與有源觸針160之間形成AC電容C2。因此，當(dāng)有源觸針160接觸檢測(cè)單元116中的該檢測(cè)單元時(shí)，互電容由其正常的 (無(wú)接觸的)互電容Cm增加C2到CM2 (CM2 = CM+C2)。檢測(cè)單元中互電容的變化致使傳導(dǎo)到(施加到)與檢測(cè)單元116相連接的檢測(cè)線 114的電壓改變。參見(jiàn)圖6B，驅(qū)動(dòng)電路120向驅(qū)動(dòng)線X1，X2，. . . ,Xn順序提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)(例如，電壓 為3V)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路120向驅(qū)動(dòng)線XI，X2，...，&之一提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，其它驅(qū)動(dòng)線接地。 在圖6B的情況下，驅(qū)動(dòng)信號(hào)被施加至第一驅(qū)動(dòng)線XI。在多條檢測(cè)線與驅(qū)動(dòng)線(例如，第一驅(qū)動(dòng)線XI)交叉處的多個(gè)檢測(cè)單元(例如， Sll, S12，... , Slm)中形成互電容CM。當(dāng)至少一個(gè)檢測(cè)單元(例如，Sll和S12)與有源觸 針160相接觸或靠近有源觸針160時(shí)，互電容增加到Cm2，使得連接至與有源觸針160相接 觸的檢測(cè)單元(例如，Sll和S12)的檢測(cè)線(例如，Yl和Y2)檢測(cè)到與增加后的互電容相 對(duì)應(yīng)的電壓(例如，0. 5V)。由于連接至第一驅(qū)動(dòng)線Xl但是沒(méi)有與有源觸針160相接觸的其它檢測(cè)單元維持 先前的(或無(wú)接觸的)互電容CM，因此連接至不與有源觸針相接觸或不靠近有源觸針的檢 測(cè)單元的檢測(cè)線檢測(cè)到先前的(或無(wú)接觸的)電壓(例如，0.3V)。
參見(jiàn)圖6C，為了更詳細(xì)地描述有源觸針160的操作，假設(shè)有源觸針160與連接至第 一驅(qū)動(dòng)線Xl的檢測(cè)單元Sll和S12相接觸，并且驅(qū)動(dòng)信號(hào)未被施加到第一驅(qū)動(dòng)線XI，而是 被施加到第二驅(qū)動(dòng)線X2。在這種情況下，由于驅(qū)動(dòng)信號(hào)未被施加到與接觸有源觸針160的檢測(cè)單元Sll和 S12相連接的驅(qū)動(dòng)線XI，因此有源觸針160檢測(cè)不到電場(chǎng)，因而有源觸針160不會(huì)輸出附加 電場(chǎng)。因此，在這種情況下，由于有源觸針160僅僅是簡(jiǎn)單的導(dǎo)體(由于其不發(fā)射電場(chǎng))， 因此不會(huì)識(shí)別到觸摸。也就是說(shuō)，所有檢測(cè)線Y1，Y2，...，Ym都檢測(cè)到與互電容Cm相對(duì)應(yīng) 的電壓(例如，0. 3V)。也就是說(shuō)，鄰近有源觸針160但不與有源觸針160相接觸的檢測(cè)單 元對(duì)觸摸的錯(cuò)誤探測(cè)得以減少或避免。然而，當(dāng)在有些有源觸針中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)的施加不同步地連續(xù)發(fā)射電場(chǎng)時(shí)，在圖6Β 的情況下，實(shí)際上不接觸有源觸針160的檢測(cè)單元S21和S22可能會(huì)如同實(shí)際被接觸那樣 而響應(yīng)，因而檢測(cè)可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。結(jié)果，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的有源觸針160與觸摸屏面板110的特定(或被 接觸的)檢測(cè)單元116接觸或靠近檢測(cè)單元116時(shí)，有源觸針160僅在驅(qū)動(dòng)信號(hào)被施加至 與特定(或被接觸的)檢測(cè)單元相連接的驅(qū)動(dòng)線112時(shí)產(chǎn)生附加電場(chǎng)(或有源觸針電場(chǎng))。 因此，連接至其它驅(qū)動(dòng)線的(除與有源觸針相接觸的檢測(cè)單元外的)其它檢測(cè)單元，即連接 至接地的驅(qū)動(dòng)線的檢測(cè)單元，不會(huì)受到影響，從而可以使用有源觸針實(shí)現(xiàn)多重觸摸識(shí)別。接著，連接至檢測(cè)線Υ1，Υ2，· · ·，Ym的檢測(cè)電路130，通過(guò)ADC(未示出)將關(guān)于發(fā) 生接觸的檢測(cè)單元S12和Slm的靜電電容變化以及關(guān)于位置的信息(檢測(cè)信號(hào))轉(zhuǎn)換為具 有一圖案(例如，預(yù)定圖案)，并將轉(zhuǎn)換后的關(guān)于發(fā)生接觸的檢測(cè)單元S12和Slm的靜電電 容變化以及關(guān)于位置的信息(轉(zhuǎn)換后的檢測(cè)信號(hào))發(fā)送給處理器140。由于已經(jīng)參考圖1描述了探測(cè)靜電電容變化的檢測(cè)單元116的位置的方法的實(shí)施 例，因此省略其描述。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)關(guān)于有源觸針160的多個(gè)接觸位置的識(shí)別， 即多重觸摸識(shí)別。圖7A是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的處于有源觸針160接觸條件下的檢測(cè)單元 116的示意性截面圖。圖7B是示意性示出與圖7A的檢測(cè)單元上所施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)應(yīng)的 檢測(cè)結(jié)果的圖。在圖7A所示實(shí)施例的情況下，有源觸針160所輸出的電場(chǎng)由反相放大器放大。由 于有源觸針不發(fā)生接觸的狀態(tài)與圖3A和圖:3B所示的相同，因此省略其描述。參見(jiàn)圖7A，描述在驅(qū)動(dòng)信號(hào)被施加給驅(qū)動(dòng)線112的狀態(tài)下，由有源觸針160進(jìn)行的 接觸所引起的檢測(cè)單元116中的互電容變化。當(dāng)有源觸針160與至少一個(gè)檢測(cè)單元116相接觸時(shí)，有源觸針160檢測(cè)到由驅(qū)動(dòng) 線112上施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)所產(chǎn)生的電場(chǎng)，并且放大/輸出與驅(qū)動(dòng)信號(hào)相對(duì)應(yīng)的電場(chǎng)。圖7A的第一電場(chǎng)線230描繪了通過(guò)向驅(qū)動(dòng)線112施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生的電場(chǎng)，并且 第二電場(chǎng)線610描繪了從有源觸針160輸出的電場(chǎng)。從有源觸針160輸出的電場(chǎng)由通過(guò)反相放大器輸出的AC電壓產(chǎn)生。AC電壓具有 與驅(qū)動(dòng)信號(hào)相反的相位，以對(duì)應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的施加所引起的電場(chǎng)。如圖7A所示，第一電場(chǎng)線230從驅(qū)動(dòng)線112向檢測(cè)線114延伸，并且第二電場(chǎng)線610從檢測(cè)線114向有源觸針160延伸。也就是說(shuō)，第二電場(chǎng)線610的方向與圖6A的第二電場(chǎng)線600的方向相反。在驅(qū)動(dòng)線112中的該驅(qū)動(dòng)線與檢測(cè)線114中的該檢測(cè)線之間形成互電容CM，并且 在檢測(cè)線114中的該檢測(cè)線與有源觸針160之間形成AC電容C3。因此，當(dāng)有源觸針160接 觸或靠近檢測(cè)單元116中的該檢測(cè)單元時(shí)，該檢測(cè)單元的互電容由其正常狀態(tài)(無(wú)接觸狀 態(tài)或無(wú)接觸電容)的Cm減小C3到CM3 (CM3 = Cm-C3)。檢測(cè)單元中互電容的變化致使傳導(dǎo)到檢測(cè)線114中與檢測(cè)單元116中的該檢測(cè)單 元相連接的檢測(cè)線的電壓改變。參見(jiàn)圖7B，驅(qū)動(dòng)電路120向驅(qū)動(dòng)線X1，X2，. . . ,Xn順序提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)(例如，電壓 為3V)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)電路120向驅(qū)動(dòng)線XI，X2，...，&之一提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)時(shí)，其它驅(qū)動(dòng)線接地。 在圖7B的情況下，驅(qū)動(dòng)信號(hào)被施加至第一驅(qū)動(dòng)線XI。在多條檢測(cè)線與驅(qū)動(dòng)線(例如，第一驅(qū)動(dòng)線XI)交叉處的多個(gè)檢測(cè)單元(例如， Sll, S12，... , Slm)中形成互電容CM。當(dāng)至少一個(gè)檢測(cè)單元(例如，Sll和S12)與有源觸 針160相接觸或靠近有源觸針160時(shí)，該至少一個(gè)檢測(cè)單元的互電容減小到CM3(例如，Cm3 = Cm-C3)，使得與發(fā)生接觸的檢測(cè)單元(例如，Sll和S12)相連接的檢測(cè)線(例如，Yl和Y2) 檢測(cè)到與減小的互電容相對(duì)應(yīng)的電壓(例如，0. IV)。由于連接至第一驅(qū)動(dòng)線Xl但是有源觸針160沒(méi)有接觸的其它檢測(cè)單元維持常規(guī) 的(或無(wú)接觸的)互電容CM，因此與無(wú)接觸檢測(cè)單元相連接的檢測(cè)線檢測(cè)到先前的(或無(wú) 接觸的)電壓(例如，0.3V)。連接至檢測(cè)線Y1，Y2，. . . ,Ym的檢測(cè)電路130，使用ADC將關(guān)于發(fā)生接觸的檢測(cè)單 元(例如，S12和Slm)的靜電電容變化以及關(guān)于位置的信息(檢測(cè)信號(hào))轉(zhuǎn)換為具有一圖 案(或預(yù)定圖案)，并將轉(zhuǎn)換后的關(guān)于發(fā)生接觸的檢測(cè)單元(例如，S12和Slm)的靜電電容 變化和轉(zhuǎn)換后的關(guān)于位置的信息(轉(zhuǎn)換后的檢測(cè)信號(hào))發(fā)送給處理器140。由于已參考圖1描述了探測(cè)靜電電容變化的檢測(cè)單元116的位置的方法的一個(gè)實(shí) 施例，因此省略其描述。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)關(guān)于有源觸針160的多個(gè)接觸點(diǎn)的識(shí)別， 即多重觸摸識(shí)別。另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，利用手指150進(jìn)行接觸時(shí)產(chǎn)生的互電容變化不同于 有源觸針160進(jìn)行接觸時(shí)產(chǎn)生的互電容變化的事實(shí)，檢測(cè)電路130和處理器140可以將手 指150進(jìn)行接觸時(shí)產(chǎn)生的互電容變化和有源觸針160進(jìn)行接觸時(shí)產(chǎn)生的互電容變化區(qū)分 開(kāi)。因此，可以識(shí)別多種多重觸摸識(shí)別情形。也就是說(shuō)，手指150和有源觸針160可以同時(shí)(例如同步地)接觸觸摸屏面板110， 并且通過(guò)手指150進(jìn)行的接觸與通過(guò)有源觸針160進(jìn)行的接觸可以被彼此區(qū)分并識(shí)別。具體來(lái)說(shuō)，在圖6Α、圖6Β和圖6C所描述的實(shí)施例中，當(dāng)有源觸針160通過(guò)同相放 大器輸出與驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有相同相位的AC信號(hào)時(shí)，由于通過(guò)有源觸針160進(jìn)行的接觸而在檢 測(cè)線上施加的檢測(cè)信號(hào)的電平(例如，0. 5V)明顯不同于通過(guò)手指150進(jìn)行的接觸而產(chǎn)生的 檢測(cè)信號(hào)的電平(例如，0. 2V)，因此可以通過(guò)在檢測(cè)電路130中提供電平探測(cè)器和/或電 平比較器，來(lái)容易地將通過(guò)有源觸針160進(jìn)行的接觸與通過(guò)手指150進(jìn)行的接觸區(qū)分開(kāi)。在圖7Α、圖7Β和圖7C所描述的實(shí)施例中，當(dāng)通過(guò)反相放大器輸出與驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有 不同相位的AC信號(hào)時(shí)，由于通過(guò)有源觸針160進(jìn)行的接觸而在檢測(cè)線上施加的檢測(cè)信號(hào)的
13電平(例如，0. IV)與通過(guò)手指150進(jìn)行的接觸而產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)的電平(例如，0. 2V)之 間的差別不大，因此可能難以將由使用有源觸針160的接觸而產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)的電平(例 如，0. IV)和由使用手指150的接觸而產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)的電平(例如，0. 2V)區(qū)分開(kāi)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以通過(guò)改變有源觸針160與檢測(cè)電路130的結(jié)構(gòu)來(lái)克服 這樣的問(wèn)題。圖8是示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的有源觸針160’的結(jié)構(gòu)的框圖。圖9是示出 根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的檢測(cè)電路130’的結(jié)構(gòu)的框圖。由于除增加了頻率轉(zhuǎn)換器之外，有源觸針的結(jié)構(gòu)與圖5所示的有源觸針的結(jié)構(gòu)相 同，因此相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，并且將省略其詳細(xì)描述。參見(jiàn)圖8，根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的有源觸針160’包括電場(chǎng)傳感器162，用于檢 測(cè)與有源觸針160’相接觸(或靠近有源觸針160’ )的驅(qū)動(dòng)線上施加的驅(qū)動(dòng)信號(hào)所產(chǎn)生的 電場(chǎng)；信號(hào)發(fā)生器164，用于產(chǎn)生預(yù)定信號(hào)，即用于產(chǎn)生與檢測(cè)到的電場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的附加電場(chǎng) 的AC電壓；電場(chǎng)發(fā)射器166，用于對(duì)信號(hào)發(fā)生器164產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行放大，以將放大后的信 號(hào)(即有源觸針電場(chǎng))輸出至該電場(chǎng)；頻率轉(zhuǎn)換器169，用于轉(zhuǎn)換信號(hào)發(fā)生器164所產(chǎn)生的 信號(hào)的頻率，即AC電壓的頻率；以及電源168，用于向電場(chǎng)傳感器162、信號(hào)發(fā)生器164、電 場(chǎng)發(fā)射器166以及頻率轉(zhuǎn)換器169供電。電場(chǎng)發(fā)射器166轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的AC電壓的相位，以輸出該AC電壓。如上所述，在通過(guò)反相放大器166輸出與驅(qū)動(dòng)信號(hào)具有不同相位的AC信號(hào)時(shí)，由 于通過(guò)有源觸針160進(jìn)行的接觸而在檢測(cè)線上施加的檢測(cè)信號(hào)的電平(例如，0. IV)與通過(guò) 手指150進(jìn)行的接觸而產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)的電平(例如，0. 2V)之間差別不明顯，因此可能難 以將通過(guò)有源觸針160進(jìn)行的接觸而在檢測(cè)線上施加的檢測(cè)信號(hào)的電平(例如，0. IV)與通 過(guò)手指150進(jìn)行的接觸而產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)的電平(例如，0. 2V)區(qū)分開(kāi)，因此附加地提供頻 率轉(zhuǎn)換器169用于克服可能難以在使用手指150的接觸和使用有源觸針160的接觸之間進(jìn) 行區(qū)分的問(wèn)題。盡管通過(guò)使用有源觸針160的接觸而產(chǎn)生的檢測(cè)到的信號(hào)的電平可能與通 過(guò)手指150進(jìn)行的接觸而產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)的電平相近似，但是由于頻率彼此不同，所以易 于將通過(guò)使用有源觸針160的接觸而產(chǎn)生的檢測(cè)到的信號(hào)與通過(guò)手指150進(jìn)行的接觸而產(chǎn) 生的檢測(cè)到的信號(hào)區(qū)分開(kāi)。為了探測(cè)出頻率彼此不同，檢測(cè)電路可以包括用于探測(cè)轉(zhuǎn)換后的頻率的頻率濾波器。如圖9所示，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的檢測(cè)電路130’包括頻率濾波器134。也就是說(shuō)，檢測(cè)電路130’包括電平探測(cè)器132，用于探測(cè)檢測(cè)到的信號(hào)的電平； 頻率濾波器134，用于對(duì)檢測(cè)信號(hào)中具有特定頻率的信號(hào)進(jìn)行濾波；以及ADC 136，用于將 經(jīng)過(guò)電平探測(cè)器132和/或頻率濾波器134的檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，以將數(shù)字信號(hào)(或 轉(zhuǎn)換后的檢測(cè)信號(hào))提供給處理器140。電平探測(cè)器132對(duì)檢測(cè)信號(hào)的電平進(jìn)行探測(cè)。因此，可以將根據(jù)圖6的實(shí)施例的 使用有源觸針160進(jìn)行接觸時(shí)的檢測(cè)信號(hào)與使用手指150進(jìn)行接觸時(shí)的檢測(cè)信號(hào)區(qū)分開(kāi)。另外，頻率濾波器134由針對(duì)特定頻帶的帶通濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)，以對(duì)由圖8所示的頻 率濾波器169轉(zhuǎn)換后的頻率進(jìn)行濾波。因此，可以將根據(jù)圖7A、圖7B和圖8的使用有源觸 針160’進(jìn)行接觸時(shí)的檢測(cè)信號(hào)與使用手指150進(jìn)行接觸時(shí)的檢測(cè)信號(hào)區(qū)分開(kāi)。
盡管已經(jīng)結(jié)合特定示例性實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所公 開(kāi)的實(shí)施例，相反，本發(fā)明旨在覆蓋所附權(quán)利要求及其等同物的精神和范圍內(nèi)所包括的各 種修改和等同布置。
權(quán)利要求
1.一種觸摸屏系統(tǒng)，包括觸摸屏面板，包括多條驅(qū)動(dòng)線、與所述驅(qū)動(dòng)線交叉的多條檢測(cè)線，以及形成于所述驅(qū)動(dòng) 線與所述檢測(cè)線的交叉區(qū)域處的多個(gè)檢測(cè)單元；驅(qū)動(dòng)電路，用于向所述驅(qū)動(dòng)線順序施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)；檢測(cè)電路，用于探測(cè)與所述檢測(cè)單元的互電容的變化對(duì)應(yīng)的第一檢測(cè)信號(hào)，以產(chǎn)生與 所述變化相對(duì)應(yīng)的第二檢測(cè)信號(hào)；處理器，用于基于來(lái)自所述檢測(cè)電路的所述第二檢測(cè)信號(hào)確定觸摸位置；以及有源觸針，與所述觸摸屏面板分離，并且被配置為在所述有源觸針靠近或接觸所述觸 摸屏面板時(shí)，與所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的一驅(qū)動(dòng)信號(hào)同步地輸出有源觸針電場(chǎng)，該一驅(qū)動(dòng)信號(hào)被 施加于所述驅(qū)動(dòng)線中連接至所述檢測(cè)單元中與所述有源觸針鄰近的檢測(cè)單元的驅(qū)動(dòng)線。
2.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏系統(tǒng)，其中所述有源觸針包括電場(chǎng)傳感器，用于檢測(cè)該一驅(qū)動(dòng)信號(hào)所產(chǎn)生的電場(chǎng)；信號(hào)發(fā)生器，用于產(chǎn)生與該一驅(qū)動(dòng)信號(hào)所產(chǎn)生的電場(chǎng)對(duì)應(yīng)的信號(hào)；電場(chǎng)發(fā)射器，用于對(duì)所述信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行放大，以輸出所述有源觸針電場(chǎng)；以及電源，用于向所述電場(chǎng)傳感器、所述信號(hào)發(fā)生器以及所述電場(chǎng)發(fā)射器供電。
3.如權(quán)利要求2所述的觸摸屏系統(tǒng)，其中所述信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)是與該驅(qū)動(dòng)信號(hào) 具有相同相位的AC電壓。
4.如權(quán)利要求2所述的觸摸屏系統(tǒng)，其中所述電場(chǎng)發(fā)射器包括同相放大器，該同相放 大器用于維持所述信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的信號(hào)的相位，以放大所述信號(hào)，并輸出所述有源觸針 電場(chǎng)。
5.如權(quán)利要求2所述的觸摸屏系統(tǒng)，其中所述電場(chǎng)發(fā)射器包括反相放大器，該反相放 大器用于反轉(zhuǎn)所述信號(hào)發(fā)生器所產(chǎn)生的信號(hào)的相位，以輸出所述有源觸針電場(chǎng)。
6.如權(quán)利要求5所述的觸摸屏系統(tǒng)，其中所述有源觸針進(jìn)一步包括頻率轉(zhuǎn)換器，該頻 率轉(zhuǎn)換器用于對(duì)所述信號(hào)發(fā)生器所產(chǎn)生的信號(hào)的頻率進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
7.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏系統(tǒng)，其中所述檢測(cè)電路包括電平探測(cè)器，用于探測(cè)所述第一檢測(cè)信號(hào)的電平；以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，用于將所述第一檢測(cè)信號(hào)轉(zhuǎn)換為所述第二檢測(cè)信號(hào)，以將所述第二檢測(cè) 信號(hào)提供給所述處理器。
8.如權(quán)利要求7所述的觸摸屏系統(tǒng)，其中所述檢測(cè)電路進(jìn)一步包括頻率濾波器，該頻 率濾波器用于對(duì)所述第一檢測(cè)信號(hào)中具有特定頻率的信號(hào)進(jìn)行濾波。
9.如權(quán)利要求8所述的觸摸屏系統(tǒng)，其中所述頻率濾波器包括帶通濾波器。
10.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏系統(tǒng)，其中所述多條驅(qū)動(dòng)線和所述多條檢測(cè)線位于透 明基板上的不同層上并且包括透明導(dǎo)電材料，所述多條驅(qū)動(dòng)線與所述多條檢測(cè)線之間插入 有絕緣層。
11.如權(quán)利要求1所述的觸摸屏系統(tǒng)，其中所述互電容形成在所述驅(qū)動(dòng)線與所述檢測(cè) 線之間的交叉區(qū)域處的檢測(cè)單元中。
12.如權(quán)利要求11所述的觸摸屏系統(tǒng)，其中所述檢測(cè)單元被配置為在驅(qū)動(dòng)信號(hào)被從所 述驅(qū)動(dòng)電路施加到與所述檢測(cè)單元相連接的驅(qū)動(dòng)線時(shí)，將與所述檢測(cè)單元的互電容相對(duì)應(yīng)的所述第一檢測(cè)信號(hào)供給與所述檢測(cè)單元相連接的檢測(cè)線。
13.—種驅(qū)動(dòng)觸摸屏系統(tǒng)的方法，包括使用手指和/或有源觸針靠近或接觸觸摸屏面板的多個(gè)檢測(cè)單元中的至少一個(gè)檢測(cè) 單元；向驅(qū)動(dòng)線中與所述手指和/或所述有源觸針?biāo)拷蚪佑|的所述至少一個(gè)檢測(cè)單元 相連接的驅(qū)動(dòng)線施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)；與施加到該驅(qū)動(dòng)線的該驅(qū)動(dòng)信號(hào)同步地從所述有源觸針產(chǎn)生有源觸針電場(chǎng)；改變所述至少一個(gè)檢測(cè)單元中的互電容，使得施加至檢測(cè)線中與所述至少一個(gè)檢測(cè)單 元相連接的檢測(cè)線的電壓或電流改變；以及基于從所述檢測(cè)線接收的電壓或電流的變化，通過(guò)使用所述至少一個(gè)檢測(cè)單元的互電 容的變化，確定所述至少一個(gè)檢測(cè)單元的位置。
14.如權(quán)利要求13所述的驅(qū)動(dòng)觸摸屏系統(tǒng)的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)線向所述驅(qū)動(dòng)線與所述檢測(cè)線的交叉區(qū)域處的檢測(cè)單元順序施加驅(qū)動(dòng) 信號(hào)。
15.如權(quán)利要求13所述的驅(qū)動(dòng)觸摸屏系統(tǒng)的方法，進(jìn)一步包括在確定所述至少一個(gè)檢測(cè)單元的位置時(shí)，對(duì)所述手指接觸所述至少一個(gè)檢測(cè)單元時(shí)產(chǎn) 生的互電容的變化和所述有源觸針接觸所述至少一個(gè)檢測(cè)單元時(shí)產(chǎn)生的互電容的變化進(jìn) 行區(qū)分。
16.如權(quán)利要求13所述的驅(qū)動(dòng)觸摸屏系統(tǒng)的方法，其中從所述有源觸針產(chǎn)生有源觸針 電場(chǎng)包括檢測(cè)通過(guò)向與所述有源觸針?biāo)拷蚪佑|的所述至少一個(gè)檢測(cè)單元相連接的驅(qū)動(dòng)線 施加所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)而產(chǎn)生的電場(chǎng)；產(chǎn)生與所檢測(cè)到的電場(chǎng)相對(duì)應(yīng)的AC電壓；以及放大所述AC電壓，以輸出所述有源觸針電場(chǎng)。
17.如權(quán)利要求16所述的驅(qū)動(dòng)觸摸屏系統(tǒng)的方法，其中所述AC電壓與所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)具 有相同的相位。
18.如權(quán)利要求16所述的驅(qū)動(dòng)觸摸屏系統(tǒng)的方法，其中所放大的AC電壓的相位被反 轉(zhuǎn)，以作為所述有源觸針電場(chǎng)被輸出。
19.如權(quán)利要求18所述的驅(qū)動(dòng)觸摸屏系統(tǒng)的方法，進(jìn)一步包括對(duì)所述AC電壓的頻率進(jìn) 行轉(zhuǎn)換。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)觸摸屏系統(tǒng)及其驅(qū)動(dòng)方法。該觸摸屏系統(tǒng)包括觸摸屏面板，包括驅(qū)動(dòng)線、與所述驅(qū)動(dòng)線交叉的檢測(cè)線，以及形成于所述驅(qū)動(dòng)線與所述檢測(cè)線的交叉區(qū)域處的檢測(cè)單元；驅(qū)動(dòng)電路，用于向所述驅(qū)動(dòng)線順序施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)；檢測(cè)電路，用于探測(cè)與所述檢測(cè)單元的互電容的變化對(duì)應(yīng)的第一檢測(cè)信號(hào)，以產(chǎn)生與所述變化相對(duì)應(yīng)的第二檢測(cè)信號(hào)；處理器，用于基于來(lái)自所述檢測(cè)電路的所述第二檢測(cè)信號(hào)確定觸摸位置；以及有源觸針，與所述觸摸屏面板分離，并且被配置為在所述有源觸針靠近或接觸所述觸摸屏面板時(shí)，與所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)中的一驅(qū)動(dòng)信號(hào)同步地輸出有源觸針電場(chǎng)，該驅(qū)動(dòng)信號(hào)被施加于連接至所述檢測(cè)單元中與所述有源觸針鄰近的檢測(cè)單元的驅(qū)動(dòng)線。
文檔編號(hào)G06F3/044GK102073423SQ20101021346
公開(kāi)日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月24日
發(fā)明者具泚昇, 安淳晟, 張亨旭, 金度曄 申請(qǐng)人:三星移動(dòng)顯示器株式會(huì)社