一種觸摸屏及其觸控檢測方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種觸摸屏，包括多個信號輸入端和多個信號輸出端，其特征在于，還包括至少一個信號檢測單元，所述信號檢測單元包括：信號輸入單元、前置放大器、信號分離單元；所述信號輸入單元連接觸摸屏的信號輸入端，用于輸入n重頻率的驅(qū)動信號，并且所述n為不小于2的整數(shù)；所述前置放大器連接至觸摸屏的信號輸出端，用于采集觸摸屏輸出的信號，并將所述信號放大后輸出至所述信號分離單元；所述信號分離單元包括n個帶通濾波器，用于分離出n重頻率的信號。本發(fā)明通過n重頻率來驅(qū)動觸摸屏，可以減小甚至消除觸摸屏的盲區(qū)，將可探測區(qū)域變大，大大提高了觸摸屏的探測靈敏度。
【專利說明】一種觸摸屏及其觸控檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種觸控裝置，更為具體的，涉及一種可降低盲區(qū)范圍的觸控屏及其觸控檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]觸摸屏作為一種輸入媒介，是目前最為簡單、方便、自然的一種人機交互方式。因此，觸摸屏越來越多的應(yīng)用到各種電子產(chǎn)品中，例如手機、筆記本電腦、MP3/MP4等。
[0003]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的一種互電容式觸摸屏的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，所述觸摸屏由復(fù)數(shù)條驅(qū)動線(如Y1-Y4)和與其直交的復(fù)數(shù)條感應(yīng)線(如X1-X4)構(gòu)成，虛線方框內(nèi)是一個觸摸屏的子像素。驅(qū)動線和感應(yīng)線之間的交疊部分電容是無法由外界觸摸物體所改變的，但是會對前置放大器A輸出一個穩(wěn)定的背景噪聲，或者直流分量。驅(qū)動線和感應(yīng)線之間的非電極交疊部分產(chǎn)生的空間邊緣電場形成互感電容Cm，其會受到外界觸摸物體的直接影響。
[0004]圖1所示的典型的互電容式觸摸屏，其工作原理可以簡單描述如下:特定頻率的驅(qū)動信號逐個從驅(qū)動線的一端輸入，感應(yīng)線的一端連接到前置放大器A，前置放大器A接收和放大驅(qū)動線和感應(yīng)線之間的互感電容Cm感應(yīng)的同一頻率的信號。當(dāng)手指接觸到觸摸屏的表面時，形成手指和驅(qū)動電極以及手指和感應(yīng)電極的寄生電容。部分信號將從此寄生電容直接通過人體或者接地物體泄漏到地，前置放大器A所能接收到的信號則被衰減。根據(jù)觸摸屏電極的設(shè)計，驅(qū)動頻率以及手指和觸摸屏電極的距離，驅(qū)動信號也有可能通過手指的媒介，從驅(qū)動線耦合到感應(yīng)線，從而使得前置放大器A所能接收到的信號增大。在這兩種信號感應(yīng)模式中，通過逐個檢測感應(yīng)線上的信號變化，則可以發(fā)現(xiàn)手指T觸摸的具體位置。
[0005]但是，圖1所示的互電容式觸摸屏并沒有辦法檢測全部的觸碰信號，請參考圖2，為圖1所示的互電容型觸摸型在一特定驅(qū)動率下，其響應(yīng)特性和手指距電極距離的實驗曲線。如圖2所示，曲線F表示互感電容Cm隨著手指距電極距離(distance)變化的變化，曲線Fl為曲線F的微分，表示觸控的靈敏度。當(dāng)手指距離電極較近時，隨著手指距離電極距離的增加，互感電容Cm的值隨之減小，當(dāng)手指距離電極為一定的值時，互感電容Cm的值減小至接近背景噪聲值，接著，隨著手指距離電極的增加，互感電容Cm又隨之有一定的增大。相應(yīng)的，曲線F也有正負(fù)兩部分，可以認(rèn)為觸摸屏分為正負(fù)兩種工作模式。但是當(dāng)互感電容Cm在非常接近背景噪聲值時，在正負(fù)兩種工作模式下，觸摸屏都探測不出互感電容Cm的變化，該區(qū)域即為探測的盲區(qū)(Blind Zone)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了解決的現(xiàn)有技術(shù)中觸摸屏上固有探測盲區(qū)的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種觸摸屏，包括多個信號輸入端和多個信號輸出端，其特征在于，還包括至少一個信號檢測單元，所述信號檢測單元包括:信號輸入單元、前置放大器、信號分離單元；
所述信號輸入單元連接觸摸屏的信號輸入端，用于輸入η重頻率的驅(qū)動信號，并且所述η為不小于2的整數(shù)；
所述前置放大器連接至觸摸屏的信號輸出端，用于采集觸摸屏輸出的信號，并將所述信號放大后輸出至所述信號分離單元；
所述信號分離單元與所述前置放大器連接，包括η個帶通濾波器，用于分離出η重頻率的信號。
[0007]優(yōu)選地，所述前置放大器的正相輸入端連接偏置電壓，所述前置放大器的反相輸入端連接觸摸屏的信號輸出端。
[0008]優(yōu)選地，所述前置放大器還包括反饋網(wǎng)絡(luò)，所述反饋網(wǎng)絡(luò)包括并聯(lián)的至少兩個反饋支路，其中一個反饋支路包括電阻，其余反饋支路包括串聯(lián)的電阻和開關(guān)，通過控制開關(guān)的導(dǎo)通和斷開來改變該反饋網(wǎng)絡(luò)的電阻值。
[0009]優(yōu)選地，所述前置放大器還包括補償網(wǎng)絡(luò)，所述補償網(wǎng)絡(luò)包括補償電阻，所述前置放大器的反相輸入端通過所述補償電阻連接補償信號源。
[0010]優(yōu)選地，所述觸摸屏為互電容型觸摸屏，包括多條沿第一方向設(shè)置的驅(qū)動線和多條沿第二方向設(shè)置的感應(yīng)線，所述多條驅(qū)動線和多條感應(yīng)線相互絕緣交叉；
所述信號輸入單元連接至觸摸屏的驅(qū)動線，觸摸屏的感應(yīng)線鏈接至放大器。
[0011]優(yōu)選地，所述觸摸屏為自電容型觸摸屏，包括多條沿第一方向設(shè)置的第一感測線和多條沿第二方向設(shè)置的第二感測線，所述多條第一感測線和多條第二感測線相互絕緣交叉；
所述信號輸入單元連接至第一感測線的輸入端和第二感測線的輸入端；
前置放大器連接至第一感測線的輸出端和第二感測線的輸出端。
[0012]優(yōu)選地，所述信號輸入單元輸入η重頻率的驅(qū)動信號的方式為向輸入端同時輸入η重頻率的驅(qū)動信號；或者分時逐一向輸入端輸入η重頻率的驅(qū)動信號。
[0013]優(yōu)選地，向觸摸屏的一個信號輸入端輸入η重頻率的驅(qū)動信號后,再向下一個信號輸入端輸入η重頻率的驅(qū)動信號；或者向觸摸屏的所有信號輸入端依次輸入第I頻率的驅(qū)動信號后，再向觸摸屏的所有信號輸入端依次輸入第2頻率的驅(qū)動信號，直至向觸摸屏的所有信號輸入端依次輸入第η頻率的驅(qū)動信號。
[0014]優(yōu)選地，C個信號檢測單元共用一個信號分離單元，所述C大于等于2，小于等于觸摸屏輸出端的數(shù)量。
[0015]優(yōu)選地，在C個信號檢測單元中，每個信號檢測單元還包括一個選擇開關(guān)，所述選擇開關(guān)的源極連接至前置放大器的輸出端，選擇開關(guān)的漏極連接至信號分離單元的輸入端，C個選擇開關(guān)的柵極均連接至同一移位寄存器，通過所述移位寄存器控制選擇開關(guān)的導(dǎo)通和斷開來選擇前置放大器的輸出端輸出信號至信號分離單元。
[0016]優(yōu)選地，D個信號檢測單元共用一個前置放大器和一個信號分離單元，所述D大于等于2，小于等于觸摸屏輸出端的數(shù)量。
[0017] 優(yōu)選地，在D個信號檢測單元中，每個信號檢測單元還包括一個選擇開關(guān)，所述選擇開關(guān)的源極連接至觸摸屏的輸出端，D個選擇開關(guān)的漏極連接至同一前置放大器的輸入端，D個選擇開關(guān)的柵極均連接至同一移位寄存器，前置放大器的輸出端連接至一個信號分離單元的輸入端，通過所述移位寄存器控制選擇開關(guān)的導(dǎo)通和斷開來選擇觸摸屏的輸出端輸出信號至前置放大器，再通過前置放大器輸出至所述信號分離單元。
[0018]優(yōu)選地，所述帶通濾波器為窄帶通濾波器。
[0019]優(yōu)選地，對輸入的η重頻率進(jìn)行補償，使輸出至信號分離單元的信號的振幅一致。
[0020]優(yōu)選地，對輸入的η重頻率進(jìn)行補償，使輸出至信號分離單元的信號的相位一致。
[0021]對于上述技術(shù)手段，本發(fā)明可以達(dá)到以下技術(shù)效果；
1、通過η重頻率來驅(qū)動觸摸屏，可以減小甚至消除觸摸屏的盲區(qū)，將探測區(qū)域變大，大大提聞了觸摸屏的探測靈敏度；
2、通過η重頻率的驅(qū)動信號來探測觸碰信號，驅(qū)動芯片可具備更廣的探測范圍，增大驅(qū)動芯片的通用性，使得同一驅(qū)動芯片可以適用多款觸摸屏，節(jié)約了驅(qū)動芯片的開發(fā)及制作費用，也降低了觸摸屏的成本；
3、多個信號檢測單元可共用一個信號分離單元，或者多個信號檢測單元可共用一個前置放大器和一個信號分離單元，降低了電路的復(fù)雜性，同時也降低了制作難度，節(jié)省了成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為現(xiàn)有技術(shù) 中一種典型的互電容式觸摸屏的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1所示的互電容型觸摸型在一特定驅(qū)動率下響應(yīng)特性和手指距電極距離的實驗曲線的示意圖；
圖3為實施例一提供的觸摸屏的示意圖；
圖4為實施例一的觸摸屏在各驅(qū)動率下的響應(yīng)特性和手指距電極距離的實驗曲線的示意圖；
圖5為實施例二提供的自電容型觸摸屏的示意圖；
圖6為實施例三提供的互電容型觸摸屏的示意圖；
圖7為實施例四提供的觸摸屏的示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為了使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細(xì)的說明。
[0024]實施例一:
本發(fā)明實施例一提供的觸摸屏如圖3所示，在實施例一，所述觸摸屏為互電容型觸摸屏，包括相互交叉設(shè)置的多條驅(qū)動線和多條感應(yīng)線，在圖3中只示出了 3條驅(qū)動線Yl、Υ2、Υ3和2條感應(yīng)線Xl和Χ2。所述驅(qū)動線Υ1、Υ2、Υ3沿著垂直方向設(shè)置，感應(yīng)線Xl和Χ2在水平方向上設(shè)置，相鄰的驅(qū)動線和感應(yīng)線之間有由邊緣電場形成的互感電容Cm。驅(qū)動信號從驅(qū)動線Υ1、Υ2、Υ3的輸入端輸入至觸摸屏，即所述驅(qū)動線Υ1、Υ2、Υ3的輸入端即為觸摸屏的信號輸入端；感應(yīng)信號從感應(yīng)線Xl和Χ2的輸出端輸出觸摸屏，即所述感應(yīng)線Xl和Χ2的輸出端即為觸摸屏的信號輸出端。
[0025]所述觸摸屏還包括多個信號檢測單元，所述每個信號檢測單元包括信號輸入單元、前置放大器和信號分離單元。所述信號輸入單元M連接至觸摸屏的驅(qū)動線Υ1、Υ2、Υ3的輸入端，用于依次為驅(qū)動線Π、Υ2、Υ3輸入驅(qū)動信號。所述信號輸入單兀M輸出的驅(qū)動信號為η重頻率的驅(qū)動信號，并且所述η為不小于2的整數(shù)，在本實施例中，所述η等于3，所述3重頻率分別是fl、f2、f3。
[0026]每條感應(yīng)線Xl和X2的輸出端連接至一個前置放大器，如圖3所示，感應(yīng)線Xl的輸出端連接至前置放大器Al的負(fù)向輸入端，感應(yīng)線X2的輸出端連接至前置放大器A2的負(fù)向輸入端。所述前置放大器Al和A2的輸出端分別連接至一個信號分離單元。
[0027]所述信號分離單元包括和輸入的驅(qū)動頻率數(shù)量相同的η個帶通濾波器，在本實施例中，每個信號分離單元包括3個帶通濾波器，分別為第一帶通濾波器nl、第二帶通濾波器n2和第三帶通濾波器n3，所述3個帶通濾波器的濾波范圍和3重頻率fl、f2、f3 —一對應(yīng)，即第一帶通濾波器nl可以檢測并分離出頻率fl的信號，第二帶通濾波器n2可以檢測并分離出頻率f2的信號，第三帶通濾波器n3可以檢測并分離出頻率f3的信號。
[0028]優(yōu)選地，所述3個帶通濾波器為窄帶通濾波器，即第一帶通濾波器nl只能檢測并分離出頻率Π的信號，其他信號都不能通過；同樣，第二帶通濾波器n2和第三帶通濾波器n3也只能對應(yīng)檢測并分離出頻率f2、f3的信號，其他信號都不能通過。
[0029]信號源M向驅(qū)動線Yl同時輸入頻率為fl、f2和f3的驅(qū)動信號后，驅(qū)動線Yl的信號輸入完成，然后信號源M向驅(qū)動線Y2同時輸入頻率為fl、f2和f3的驅(qū)動信號，……直至信號源M向最后一根驅(qū)動線同時輸入頻率為fl、f2和f3的驅(qū)動信號，一次檢測完成。當(dāng)信號輸入單元M向驅(qū)動線Y1、Y2、Y3同時輸入頻率為fl、f2和f3的驅(qū)動信號同時，感應(yīng)線Xl和X2向前置放大器Al和A2輸出檢測信號，然后再通過前置放大器Al和A2傳輸至各信號分離單元，通過各個信號分離單元的第一帶通濾波器nl可檢測并分離出頻率Π的信號，第二帶通濾波器n2可檢測并分離出頻率f 2的信號，第三帶通濾波器n3可檢測并分離出頻率f3的信號。
[0030]若在觸摸屏上某處放生觸碰時，形成觸碰物體和驅(qū)動電極以及感應(yīng)電極的互感電容Cm，部分信號將從此寄生電容直接通過人體或者接地物體泄漏到地，導(dǎo)致此處的互感電容Cm變化，頻率f 1、f2和f3的信號也會相應(yīng)變化，即檢測出了觸碰位置。當(dāng)然，按照頻率
H、f2和f3的響應(yīng)曲線，其都存在一定的盲區(qū)bl、b2和b3，圖4為實施例一的觸摸屏在各驅(qū)動率下的響應(yīng)特性和手指距電極距離的實驗曲線的示意圖，如圖4所示，當(dāng)發(fā)生的觸碰引發(fā)的信號T落入盲區(qū)bl中時，利用頻率fl是無法檢測中觸碰的，但是此時可以利用頻率f2或者f3來檢測觸碰發(fā)生的位置。
[0031]同樣的，當(dāng)利用頻率f2無法檢測出觸碰引發(fā)的信號變化時，可以利用頻率fl或者f3來檢測觸碰發(fā)生的位置，當(dāng)利用頻率f3是無法檢測出觸碰引發(fā)的信號變化時，此時可以利用頻率Π或者f2來檢測觸碰發(fā)生的位置。
[0032]對于觸摸屏來講，只有當(dāng)頻率fl、f2和f3都檢測不到的信號的區(qū)域才為該觸摸屏的盲區(qū)，即頻率fl、f2和f3的盲區(qū)bl、b2和b3的交集區(qū)域為該觸摸屏的盲區(qū)。通過選擇適當(dāng)個數(shù)和范圍的驅(qū)動頻率，就可以大大降低盲區(qū)的范圍，乃至使盲區(qū)消失。如圖4所示，在實施例一中，頻率f l、f2和f3的盲區(qū)bl、b2和b3之間不存在交集區(qū)域，即觸摸屏的靈敏度非常高，不存在盲區(qū)。
[0033]實施例一提供的觸摸屏，通過η重頻率來驅(qū)動觸摸屏，可以減小甚至消除觸摸屏的盲區(qū)，將可探測區(qū)域變大，大大提高了觸摸屏的探測靈敏度。[0034]優(yōu)選地，本實施例中的頻率H、f2和f3傳輸至檢測單元時其他屬性較為均一，比如振幅和相位一致，這樣3個頻率之間的串?dāng)_會降低。需要說明的是，觸摸屏對不同的驅(qū)動頻率都有不同的延遲或者衰減，為了得到均一的輸出特性，可以對輸入的頻率fl、f2和f3分別作補償，比如改變H、f2或者f3的振幅、改變H、f2或者f3的初始相位，使其傳輸出觸摸屏?xí)r具備均一的特性。
[0035]優(yōu)選地，在實施例一中，所述前置放大器還包括反饋網(wǎng)絡(luò)，所述反饋網(wǎng)絡(luò)包括并聯(lián)的至少兩個反饋支路，其中一個反饋支路包括電阻，其余反饋支路包括串聯(lián)的電阻和開關(guān)，控制開關(guān)的導(dǎo)通和斷開以改變該反饋網(wǎng)絡(luò)的電阻值。
[0036]下面以第一前置放大器Al為例進(jìn)行說明。參見圖3，第一前置放大器Al中包括的反饋網(wǎng)絡(luò)為包括兩個反饋支路，第一反饋支路包括第一電阻Rfl ;第二反饋支路包括串聯(lián)的第二電阻Rf2和第一開關(guān)Sf2。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)Sf2閉合時，該反饋網(wǎng)絡(luò)包括并聯(lián)的兩個電阻(第一電阻Rfl和第二電阻Rf2);當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)Sf2斷開時，該反饋網(wǎng)絡(luò)只有第一電阻Rf!。即，通過控制第一開關(guān)Sf2的導(dǎo)通和斷開以改變該反饋網(wǎng)絡(luò)的電阻值。
[0037]所述前置放大器Al還包括補償網(wǎng)絡(luò)，所述補償網(wǎng)絡(luò)包括補償電阻Rref，所述前置放大器Al的反相輸入端通過所述補償電阻Rref連接補償信號源。補償網(wǎng)絡(luò)的作用主要是為了當(dāng)觸摸屏的感應(yīng)線沒有信號輸出時，補償前置放大器Al的輸出信號，以防止前置放大器的輸出端有信號輸出，造成誤判觸摸屏有感應(yīng)信號。
[0038]第二前置放大器A2的反饋網(wǎng)絡(luò)與第一前置放大器Al的相同，在此不再贅述。
[0039]在實施例一中，所述信號輸入單元M向驅(qū)動線輸入驅(qū)動信號的方式為，一次向一根驅(qū)動線輸入全部頻率信號后，再向下一根驅(qū)動線輸入全部頻率信號。在其他實施方式中，還可以為一次只依次向全部驅(qū)動線輸入一種頻率信號，然后再依次向全部驅(qū)動線輸入第二種頻率信號，……直至全部頻率的信號輸入完成，一次檢測結(jié)束。以上的方法也可以達(dá)到和實施例一相同的技術(shù)效果。
[0040]在實施例一中，所述信號輸入單兀M向驅(qū)動線輸入驅(qū)動信號的方式為，同時將頻率為H、f2和f3的信號輸入。在其他實施方式中，還可選擇分時輸入頻率為H、f2和f3的信號的形式。具體地，將輸入驅(qū)動信號的時間預(yù)先劃分為3個時間，并設(shè)置3個時間段與3頻率驅(qū)動信號之間的對應(yīng)關(guān)系，在每個時間段內(nèi)輸出該時間段對應(yīng)的驅(qū)動信號。所述分時輸入頻率的也能達(dá)到實施例一所述的檢測效果，而且，因為同一時間，只有一個頻率的信號工作于觸摸屏中，減小了不同頻率之間的相互干涉，使檢測結(jié)果更為精確。
[0041] 在實施例一中，所述信號檢測單元集成在觸摸屏的驅(qū)動芯片中。一般地，觸摸屏上的驅(qū)動線和感應(yīng)線可以設(shè)置在單獨的襯底上，然后再和平板顯示裝置組合成觸控顯示裝置，還可以直接集成在平板顯示裝置中，但是信號檢測單元一般都集成在驅(qū)動芯片中。由于每款觸摸屏的設(shè)置不同，比如膜層厚度、電極之間的距離、襯底的厚度等等條件，這些條件都會對觸控敏感度造成影響。因此，現(xiàn)有技術(shù)中，對應(yīng)一款觸摸屏通常需要開發(fā)與之相匹配的驅(qū)動芯片，即驅(qū)動芯片的通用性很低。在實施例一提供的觸摸屏中，通過η重頻率的驅(qū)動信號來探測觸碰信號，驅(qū)動芯片可具備更廣的探測范圍，增大驅(qū)動芯片的通用性，使得同一驅(qū)動芯片可以適用多款觸摸屏，節(jié)約了驅(qū)動芯片的開發(fā)及制作費用，也降低了觸摸屏的成本。
[0042]實施例二:
與實施例一不同，實施例二中，所述觸摸屏為自電容型觸摸屏。請參考圖5，圖5為實施例二提供的自電容型觸摸屏的示意圖。如圖5所示，所述觸摸屏包括多條沿第一方向設(shè)置的第一感測線和多條沿第二方向設(shè)置的第二感測線，所述多條第一感測線和多條第二感測線相互絕緣交叉，在圖5中只示出了 3條第一感測線Yl、Y2、Y3和2條第二感測線Xl和X2。所述第一感測線Yl、Y2、Y3沿著垂直方向設(shè)置，第二感測線Xl和X2在水平方向上設(shè)置。
[0043]第一驅(qū)動信號從第一感測線的輸入端輸入至觸摸屏，在第一感測線的輸出端檢測輸出信號，當(dāng)有觸摸發(fā)生時，等效為觸碰處的第一感測線的自電容發(fā)生變化，則從第一感測線的輸出端檢測到的信號也發(fā)生變化，則可確定觸碰位置的Y坐標(biāo)；第二驅(qū)動信號從第二感測線的輸入端輸入至觸摸屏，在第二感測線的輸出端檢測輸出信號，當(dāng)有觸摸發(fā)生時，等效為觸碰處的第二感測線的自電容發(fā)生變化，則從第二感測線的輸出端檢測到的信號也發(fā)生變化，則可確定觸碰位置的X坐標(biāo)；結(jié)合Y坐標(biāo)和X坐標(biāo)，就可以確定觸碰發(fā)生的位置。在實施例二中，第一感測線和第二感測線的輸入端為觸摸屏的輸入端，第一感測線和第二感測線的輸出端為觸摸屏的輸出端。
[0044]每條感測線的輸入端連接至信號輸入單元，具體的，第一感測線的輸入端連接至信號輸入單元Ml，第二感測線的輸入端連接至信號輸入單元M2。信號輸入單元Ml和M2分別向第一感測線和第二感測線輸入η重頻率的驅(qū)動信號。
[0045]每條感測線的輸出端連接至一個前置放大器，如圖5所示，第一感測線Yl的輸出端連接至前置放大器Al的負(fù)向輸入端，第二感測線Xl的輸出端連接至前置放大器Α2的負(fù)向輸入端。其他感測線也都連接至相應(yīng)的前置放大器，在圖5中只示意出了前置放大器Al和Α2。
[0046]每個前置放大器連接至一個信號分離單元，所述信號分離單元包括和輸入的驅(qū)動頻率數(shù)量相同的η個帶通濾波器，在實施例二中，每個信號分離單元包括3個帶通濾波器，分別為第一帶通濾波器nl、第二帶通濾波器η2和第三帶通濾波器η3，所述3個帶通濾波器的濾波范圍和3重頻率H、f2、f3分別是一一對應(yīng)，并且第一帶通濾波器nl只能檢測并分離出頻率fl的信號，其他信號都不能通過；同樣，第二帶通濾波器n2和第三帶通濾波器n3也只能對應(yīng)檢測并分離出頻率f2、f3的信號，其他信號都不能通過。
[0047]在實施例二提供的觸摸屏中，用3個不同頻率的驅(qū)動信號對觸摸屏進(jìn)行驅(qū)動，當(dāng)然每個頻率都有固有的盲區(qū)，但是對于觸摸屏來講，只有當(dāng)頻率H、f2和f3都檢測不到的信號的區(qū)域才為該觸摸屏的盲區(qū)，即頻率fl、f2和f3的盲區(qū)的交集區(qū)域為該觸摸屏的盲區(qū)。通過選擇適當(dāng)個數(shù)和范圍的驅(qū)動頻率，就可以大大降低盲區(qū)的范圍，乃至使盲區(qū)消失。
[0048]實施例二中，所述前置放大器還包括反饋網(wǎng)絡(luò)和補償網(wǎng)絡(luò)，所述前置放大器的反饋網(wǎng)絡(luò)和補償網(wǎng)絡(luò)的具體結(jié)構(gòu)及優(yōu)點和實施例一相同，具體請參考實施例一，此處不再詳細(xì)描述。
[0049]可選地，所述信號輸入單元Ml和M2向第一感測線和第二感測線輸入驅(qū)動信號的方式可以為，一次向一根感測線輸入全部頻率信號后，再向下一根感測線輸入全部頻率信號；也可以為，一次只依次向全部感測線輸入一種頻率信號，然后再依次向全部感測線輸入第二種頻率信號，……直至全部頻率的信號輸入完成。以上方法均可以達(dá)到相同的技術(shù)效果O
[0050]可選地，所述信號輸入單元Ml和M2向第一感測線和第二感測線輸入驅(qū)動信號的方式可以為，同時將頻率為fl、f2和f3的信號輸入；也可以為，選擇分時輸入頻率為fl、f2和f3的信號的形式，都可以達(dá)到同樣的技術(shù)效果。所述分時輸入頻率的方法因為同一時間，只有一個頻率的信號工作于觸摸屏中，減小了不同頻率之間的相互干涉，使檢測結(jié)果更為精確。
[0051]
實施例三:
從實施例一和實施例二中可以看到，觸摸屏的一個信號檢測單元對應(yīng)一個輸出端，每個信號檢測單元都設(shè)置有η個帶通濾波器，當(dāng)觸摸屏的輸出端，即感應(yīng)線的條數(shù)或者第一感測線的條數(shù)或者第二感測線的條數(shù)很多時，電路結(jié)構(gòu)將非常復(fù)雜，尤其是自電容型的觸摸屏，所述信號檢測單元的數(shù)量更是成倍增加，為了降低電路結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，本發(fā)明還實施例三提供的觸摸屏，C個信號檢測單元共用一個信號分離單元，所述C大于等于2，小于等于觸摸屏輸出端的數(shù)量。
[0052]參見圖6，實施例三提供的觸摸屏以互電容型觸摸屏為例進(jìn)行說明。
[0053]實施例三中也只示出了 3條驅(qū)動線Yl、y2、y3和2條感應(yīng)線Xl和Χ2。在實施例三中，觸摸屏的輸入端為驅(qū)動線Yl、y2、y3的輸入端，觸摸屏的輸出端為感應(yīng)線Xl和Χ2的輸出端。
[0054]所述觸摸屏還包括2個信號檢測單元，所述每個信號檢測單元包括信號輸入單元、前置放大器和信號分離單元。所述信號輸入單元M連接至觸摸屏的驅(qū)動線Yl、y2、y3的輸入端，用于依次為驅(qū)動線Yl、y2、y3輸入驅(qū)動信號。所述信號輸入單兀M輸出的驅(qū)動信號為η重頻率的驅(qū)動信號，并且所述η為不小于2的整數(shù)，在本實施例中，所述η等于3。所述前置放大器連接至觸摸屏的輸出端，用于對輸出的信號進(jìn)行放大并傳輸至信號分離單元。以上皆和實施例一相同，具體請參考實施例一，此處不再具體描述。
[0055]和實施例一不同之處在于，所述2個信號檢測單元共用同一信號分離單元。所述每個信號檢測單元中，還包括一個選擇開關(guān)。具體地，如圖6所示，選擇開關(guān)SI的漏極連接至前置放大器Al的輸出端，選擇開關(guān)S2的漏極連接至前置放大器Α2的輸出端，所述選擇開關(guān)SI和S2的漏極均連接至同一信號分離單元的輸入端，同時，所述選擇開關(guān)SI和S2的柵極連接至移位寄存器SR。這樣，通過移位寄存器SR就可以選擇控制選擇開關(guān)SI和S2的通斷，當(dāng)選擇開關(guān)斷開時，檢測信號不能到達(dá)信號分離單元；當(dāng)選擇開關(guān)導(dǎo)通時，檢測信號可以到達(dá)信號分離單元。通過移位寄存器SR輸出的脈沖信號的相位依次延遲預(yù)定的周期，依次選通選擇開關(guān)，這樣感應(yīng)線的感應(yīng)信號僅通過一組帶通濾波器nl、η2、η3即可，用一組帶通濾波器nl、n2、n3分離出三條驅(qū)動線Yl、Y2、Y3上的不同頻率。這樣可以省去實施例一中的一個信號分離單元，即僅需要一組帶通濾波器即可實現(xiàn)檢測觸摸位置的目的，降低了電路的復(fù)雜性，同時也降低了制作難度，節(jié)省了成本。
[0056]本實施例中，2個信號檢測單元共用一個信號分離單元，C等于2 ;在其他實施方式中，所述C還可以為大于等于2小于等于觸摸屏輸出端的數(shù)量，比如全部信號檢測單元可以共用一個信號分離單元。使得電路結(jié)構(gòu)簡化。
[0057] 實施例四:
實施例四提供的觸摸屏，在實施例三的基礎(chǔ)上更加簡化電路結(jié)構(gòu)，D個信號檢測單元可共用一個前置放大器和一個信號分離單元，所述D大于等于2，小于等于觸摸屏輸出端的數(shù)量。具體的請參考圖7，圖7為實施例四提供的觸摸屏的示意圖。
[0058]實施例四中也只示出了 3條驅(qū)動線Yl、Y2、Y3和2條感應(yīng)線Xl和X2。在實施例四中，觸摸屏的輸入端為驅(qū)動線Y1、Y2、Y3的輸入端，觸摸屏的輸出端為感應(yīng)線Xl和Χ2的輸出端。所述觸摸屏還包括2個信號檢測單元，所述每個信號檢測單元包括信號輸入單元、前置放大器和信號分離單元。
[0059]所述2個信號檢測單元共用一個前置放大器和一個信號分離單元。具體地，如圖7所示，所述每個檢測單元還包括一個選擇開關(guān)，如選擇開關(guān)SI和S2，所述選擇開關(guān)SI和S2的源極分別連接至觸摸屏的一個輸出端，選擇開關(guān)SI和S2的漏極連接至同一前置放大器A的輸入端，選擇開關(guān)SI和S2的柵極連接至同一移位寄存器SR，前置放大器A的輸出端連接至一個信號分離單元的輸入端，通過所述移位寄存器SR控制選擇開關(guān)SI和S2的導(dǎo)通和斷開來選擇觸摸屏的輸出端輸出至前置放大器，再通過前置放大器輸出至所述信號分離單元。移位寄存器SR輸出的脈沖信號的相位依次延遲預(yù)定的周期，這樣可以依次選通選擇開關(guān)SI和S2，使得感應(yīng)線上的信號依次輸出給前置放大器A的反相輸入端及信號分離單元，使得2個信號檢測單元可只用一個前置放大器和一個信號分離單元，簡化了電路。
[0060]實施例四為2個信號檢測單元公用一個前置放大器和一個信號分離單元，在其他實施方式中，還可以為其他大于等于2小于等于觸摸屏輸出端的數(shù)量的信號檢測單元公用一個前置放大器和一個信號分離單元，可以節(jié)省前置放大器的數(shù)目，僅在所有感應(yīng)線的輸出端設(shè)置一個前置放大器即可。這樣大大降低了電路的復(fù)雜性，同時也降低了控制難度，節(jié)省了成本。
[0061]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種觸摸屏，包括多個信號輸入端和多個信號輸出端，其特征在于，還包括至少一個信號檢測單元，所述信號檢測單元包括:
信號輸入單元、前置放大器、信號分離單元； 所述信號輸入單元連接觸摸屏的信號輸入端，用于輸入η重頻率的驅(qū)動信號，并且所述η為不小于2的整數(shù)； 所述前置放大器連接至觸摸屏的信號輸出端，用于采集觸摸屏輸出的信號，并將所述信號放大后輸出至所述信號分離單元； 所述信號分離單元與所述前置放大器連接，包括η個帶通濾波器，用于分離出η重頻率的信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述前置放大器的正相輸入端連接偏置電壓，所述前置放大器的反相輸入端連接觸摸屏的信號輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述前置放大器還包括反饋網(wǎng)絡(luò)，所述反饋網(wǎng)絡(luò)包括并聯(lián)的至少兩個反饋支路，其中一個反饋支路包括電阻，其余反饋支路包括串聯(lián)的電阻和開關(guān)，通過控制開關(guān)的導(dǎo)通和斷開來改變該反饋網(wǎng)絡(luò)的電阻值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的觸摸屏，其特征在于，所述前置放大器還包括補償網(wǎng)絡(luò)，所述補償網(wǎng)絡(luò)包括補償電阻，所述前置放大器的反相輸入端通過所述補償電阻連接補償信號源。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述觸摸屏為互電容型觸摸屏，包括多條沿第一方向設(shè)置的驅(qū)動線和多條沿第二方向設(shè)置的感應(yīng)線，所述多條驅(qū)動線和多條感應(yīng)線相互絕緣交叉； 所述信號輸入單元連接至觸摸屏的驅(qū)動線，觸摸屏的感應(yīng)線鏈接至放大器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述觸摸屏為自電容型觸摸屏，包括多條沿第一方向設(shè)置的第一感測線和多條沿第二方向設(shè)置的第二感測線，所述多條第一感測線和多條第二感測線相互絕緣交叉； 所述信號輸入單元連接至第一感測線的輸入端和第二感測線的輸入端； 前置放大器連接至第一感測線的輸出端和第二感測線的輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述信號輸入單元輸入η重頻率的驅(qū)動信號的方式為向輸入端同時輸入η重頻率的驅(qū)動信號；或者， 分時逐一向輸入端輸入η重頻率的驅(qū)動信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，向觸摸屏的一個信號輸入端輸入η重頻率的驅(qū)動信號后，再向下一個信號輸入端輸入η重頻率的驅(qū)動信號；或者， 向觸摸屏的所有信號輸入端依次輸入第I頻率的驅(qū)動信號后，再向觸摸屏的所有信號輸入端依次輸入第2頻率的驅(qū)動信號，直至向觸摸屏的所有信號輸入端依次輸入第η頻率的驅(qū)動信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，其特征在于，C個信號檢測單元共用一個信號分離單元，所述C大于等于2，小于等于觸摸屏輸出端的數(shù)量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的觸摸屏，其特征在于，在C個信號檢測單元中，每個信號檢測單元還包括一個選擇開關(guān)； 所述每個選擇開關(guān)的源極連接至前置放大器的輸出端；C個選擇開關(guān)的漏極連接至同一信號分離單元的輸入端； C個選擇開關(guān)的柵極連接至同一移位寄存器，通過所述移位寄存器控制選擇開關(guān)的導(dǎo)通和斷開來選擇前置放大器輸出信號至信號分離單元。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，D個信號檢測單元共用一個前置放大器和一個信號分離單元，所述D大于等于2，小于等于觸摸屏輸出端的數(shù)量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的觸摸屏，其特征在于，在D個信號檢測單元中，每個信號檢測單元還包括一個選擇開關(guān)； 所述每個選擇開關(guān)的源極連接至觸摸屏的輸出端； D個選擇開關(guān)的漏極連接至同一前置放大器的輸入端，所述前置放大器的輸出端連接至一個信號分離單元的輸入端； D個選擇開關(guān)的柵極連接至同一移位寄存器，通過所述移位寄存器控制選擇開關(guān)的導(dǎo)通和斷開來選擇觸摸屏的輸出端輸出信號至前置放大器，再通過前置放大器輸出至所述信號分離單元。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，所述帶通濾波器為窄帶通濾波器。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，對輸入的η重頻率進(jìn)行補償，使輸出至信號分離單元的信號的振幅一致。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸摸屏，其特征在于，對輸入的η重頻率進(jìn)行補償，使輸出至信號分離單元的信號的相位一致。
【文檔編號】G06F3/044GK103902084SQ201210581827
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年12月27日
【發(fā)明者】黃忠守 申請人:上海天馬微電子有限公司