專(zhuān)利名稱(chēng)：電感式觸控傳感器及其觸摸點(diǎn)偵測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種觸控傳感器，特別是涉及一種采用電感感應(yīng)原理偵測(cè)觸摸位置的觸控傳感器及其偵測(cè)觸摸點(diǎn)的方法。
背景技術(shù)：
目前，觸控技術(shù)已經(jīng)普遍應(yīng)用于日常工作和生活，例如自動(dòng)柜員機(jī)(ATM)、筆記本電腦的軌跡板、娛樂(lè)播放器的滾輪。觸控傳感器將偵測(cè)手指或觸控筆之類(lèi)的物體在觸控傳感器表面的運(yùn)動(dòng)，并將其轉(zhuǎn)化成電信號(hào)用于后續(xù)處理。觸控感應(yīng)原理主要有電阻式、電容式、聲波式、光學(xué)式等等。其中，電阻式觸控傳感器包括兩層連續(xù)電阻膜，該兩層電阻膜相互層疊，以絕緣隔點(diǎn)隔開(kāi)一定距離。當(dāng)觸控物體觸摸觸控傳感器表面時(shí)，觸摸位置的兩層電阻膜相互接觸，進(jìn)而產(chǎn)生電流變化。觸控傳感器依此計(jì)算出觸摸位置。但是，不能同時(shí)區(qū)分多個(gè)觸摸位置。電容式觸控傳感器分為投射電容式和表面電容式，其中，投射電容式觸控傳感器具有網(wǎng)格狀電極圖形，而表面電容式觸控傳感器包括一個(gè)邊緣分布有電極的連續(xù)導(dǎo)電膜。 當(dāng)導(dǎo)電物體，例如金屬物或人體，接近觸控傳感器表面時(shí)，觸摸位置的電極或?qū)щ娔ぎa(chǎn)生電容變化，觸控傳感器依此計(jì)算出觸摸位置。然而，絕緣物體的觸摸是不能被偵測(cè)的。聲波式觸控傳感器包括聲波發(fā)射元件和接受元件，使發(fā)射元件產(chǎn)生的聲波在觸控傳感器表面?zhèn)鞑?。觸控物體會(huì)阻擋并吸收觸摸位置的聲波能量，產(chǎn)生信號(hào)變化，觸控傳感器依此計(jì)算出觸摸位置。光學(xué)式觸控傳感器的工作原理和聲波式觸控傳感器類(lèi)似，只是以光波代替聲波做偵測(cè)介質(zhì)，例如紅外線(xiàn)。該兩種觸控傳感器都需要安裝相應(yīng)波的發(fā)射和接受元件，而且傳感器的傳播表面上出現(xiàn)的任何臟污或缺陷，都會(huì)影響觸控傳感器的敏感度，甚至造成觸控傳感器的失效。綜上所述，電阻式觸控傳感器偵測(cè)觸摸位置的精度不高，尤其不能實(shí)現(xiàn)同時(shí)偵測(cè)多個(gè)觸摸位置；而電容式觸控傳感器僅能偵測(cè)導(dǎo)電物體的觸摸位置。另外，聲波式和光學(xué)式觸控傳感器對(duì)觸摸表面的光潔度和操作環(huán)境要求較高，需要定期維護(hù)和校正。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種電感式觸控傳感器，既能偵測(cè)導(dǎo)電物體也能偵測(cè)絕緣物體在觸控傳感器上的觸摸位置，同時(shí)具有較高的精度和靈敏度。還提供一種電感式觸控傳感器的觸摸點(diǎn)偵測(cè)方法。一種電感式觸控傳感器，其特征在于，包括用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)層，布設(shè)于所述驅(qū)動(dòng)層一側(cè)的用于產(chǎn)生電感變化的感應(yīng)層，以及連接所述驅(qū)動(dòng)層和所述感應(yīng)層的電感電路， 所述電感電路利用所述感應(yīng)層產(chǎn)生的電感變化偵測(cè)觸摸點(diǎn)位置。本發(fā)明另提供的一種電感式觸控傳感器的觸摸點(diǎn)偵測(cè)方法，包括以下步驟，步驟 a，通過(guò)電感電路給驅(qū)動(dòng)層施加驅(qū)動(dòng)電流，使所述驅(qū)動(dòng)層周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)引起感應(yīng)層產(chǎn)生電感；步驟b，當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)層的外表面被觸摸時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)層和所述感應(yīng)層之間的距離發(fā)生變化，所述距離變化引起所述感應(yīng)層上產(chǎn)生的電感發(fā)生變化；步驟C，所述感應(yīng)電路輸出所述電感變化，并依據(jù)所述電感變化計(jì)算觸摸點(diǎn)位置。 采用上述電感式觸控傳感器及其觸摸點(diǎn)偵測(cè)方法，可以偵測(cè)導(dǎo)電物體和絕緣物體的觸摸點(diǎn)位置，同時(shí)克服上述利用其他觸控感應(yīng)原理的觸控傳感器的缺點(diǎn)。因此，利用電感原理偵測(cè)觸摸位置時(shí)，不需要限定觸控物體是否是導(dǎo)體，且偵測(cè)精度和靈敏度比較高，對(duì)環(huán)境的清潔度要求也不嚴(yán)格。
下面結(jié)合具體實(shí)施方式
及附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
圖1為兩條導(dǎo)線(xiàn)之間產(chǎn)生電感的原理示意圖。
圖加為本發(fā)明提供的電感式觸控傳感器的第一實(shí)施方式的側(cè)面示意圖。
圖2b為圖加的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為圖2a、2b所示第一實(shí)施方式的電感式觸控傳感器的工作原理示意圖。
圖4a.4b.4c為第一實(shí)施方式的其他三種裝配方式的側(cè)面示意圖。
圖5為本發(fā)明提供的電感式觸控傳感器的第二實(shí)施方式的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖6為本發(fā)明提供的電感式觸控傳感器的第三實(shí)施方式的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7a為本發(fā)明提供的電感式觸控傳感器的第四實(shí)施方式的側(cè)面示意圖。
圖7b為圖7a的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8為本發(fā)明提供的電感式觸控傳感器的第五實(shí)施方式的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖9a為本發(fā)明提供的電感式觸控傳感器的第六實(shí)施方式的側(cè)面示意圖。
圖9b為圖9a的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式眾所周知，當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，該導(dǎo)體周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。該導(dǎo)體產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度由該導(dǎo)體的幾何形狀和通過(guò)電流強(qiáng)度的大小決定。當(dāng)有另一導(dǎo)體靠近該導(dǎo)體時(shí)，被該導(dǎo)體周?chē)拇艌?chǎng)激勵(lì)產(chǎn)生電感。如圖1所示，導(dǎo)線(xiàn)1和導(dǎo)線(xiàn)2相互靠近，電流4通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)2，使得導(dǎo)線(xiàn)2周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)3。此時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)1便置于磁場(chǎng)3中，被磁場(chǎng)3激勵(lì)而產(chǎn)生電感。電感大小取決于兩導(dǎo)線(xiàn)之間的距離等其他參數(shù)，也就是說(shuō)，如果兩導(dǎo)線(xiàn)之間的距離改變，則電感改變。該電感變化表現(xiàn)為電信號(hào)5而輸出。該電信號(hào)可以是電流信號(hào)，也可以是電壓信號(hào)等。 因此，偵測(cè)電感變化，就可以被用于確定引起距離變化的觸摸點(diǎn)的位置。本發(fā)明提供的電感式觸控傳感器就是利用上述工作原理而產(chǎn)生的。如圖加和2b所示為本發(fā)明第一實(shí)施方式的電感式觸控傳感器。電感式觸控傳感器100包括驅(qū)動(dòng)層110、感應(yīng)層120以及電感電路130。其中，驅(qū)動(dòng)層110包括驅(qū)動(dòng)電極111 和用于承載驅(qū)動(dòng)電極111的驅(qū)動(dòng)基板112，感應(yīng)層120包括感應(yīng)電極121和用于承載感應(yīng)電極121的感應(yīng)基板122。電感電路130包括驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)131、感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)132和處理器133。驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)131在驅(qū)動(dòng)基板內(nèi)沿第一方向延伸，并連接驅(qū)動(dòng)電極111至處理器133 ；同時(shí)，感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)132在感應(yīng)基板內(nèi)沿第二方向延伸，并連接感應(yīng)電極121至處理器133。第一方向與第二方向相互垂直設(shè)置。為使驅(qū)動(dòng)電極111和感應(yīng)電極121不相互接觸，兩者之間可以用絕緣介質(zhì)(圖未示)隔開(kāi)，以保持一定距離，該絕緣介質(zhì)可以為連續(xù)絕緣層，也可以為多個(gè)絕緣隔點(diǎn)。該絕緣介質(zhì)的材料可以選擇可變形的絕緣材料，例如絕緣塑料、絕緣性液態(tài)溶膠等，也可以為空氣。處理器133通過(guò)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)131對(duì)驅(qū)動(dòng)電極111施加驅(qū)動(dòng)電流，使得驅(qū)動(dòng)電極111周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)激勵(lì)感應(yīng)電極121產(chǎn)生電感。該電感受驅(qū)動(dòng)電極111和感應(yīng)電極121 之間的距離影響而變化。當(dāng)驅(qū)動(dòng)基板112的外表面被觸摸時(shí)，該驅(qū)動(dòng)基板112產(chǎn)生形變，并向感應(yīng)基板122靠近，造成驅(qū)動(dòng)基板112上的驅(qū)動(dòng)電極111和感應(yīng)基板122上的感應(yīng)電極 121之間的距離減小。該距離的減小引起感應(yīng)電極121上產(chǎn)生的電感發(fā)生變化。該電感變化以電信號(hào)方式通過(guò)感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)132輸出至處理器133，以計(jì)算出觸摸位置。如圖3所示，驅(qū)動(dòng)電極IllaUllb和Illc分布在驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)131a上；驅(qū)動(dòng)電極 IllcUllle和Illf分布在驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)131b上；驅(qū)動(dòng)電極IllgUllh和Illi分布在驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn) 131c上。同時(shí)，感應(yīng)電極121a、121d、121g分布在感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)132a ± ；感應(yīng)電極121b、121e、 121h分布在感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)132b上；感應(yīng)電極121c、121f、121i分布在感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)132c上。每條驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)131a、131b、131c依次通過(guò)驅(qū)動(dòng)電流，同時(shí)檢測(cè)感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)132aU32bU32c0例如， 當(dāng)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)131a通過(guò)驅(qū)動(dòng)電流時(shí)，驅(qū)動(dòng)電極11 la、11 lb、11 Ic周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)，激勵(lì)感應(yīng)電極 131a、121b、121c產(chǎn)生電感。如果驅(qū)動(dòng)電極Illa被觸摸，則驅(qū)動(dòng)電極Illa向感應(yīng)電極121a 靠近，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)電電極Illa和感應(yīng)電極121a之間的距離減小，引起感應(yīng)電極121a產(chǎn)生的電感發(fā)生變化。該電感變化將在檢測(cè)感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)13 時(shí)被檢測(cè)到，并輸出至處理器133。因此，處理器133依據(jù)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)131a和感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)13 在電感式觸控傳感器上的位置，計(jì)算得出觸摸點(diǎn)的對(duì)應(yīng)位置。上述第一實(shí)施方式之電感式觸控傳感器100中，圖示的驅(qū)動(dòng)電極111和感應(yīng)電極 121的數(shù)量分別為9個(gè)，但是實(shí)際應(yīng)用中可以分別為至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極和至少一個(gè)感應(yīng)電極。同理，圖示的驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)131和感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)132的數(shù)量分別為3條，但是實(shí)際應(yīng)用中可以分別為至少一條驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)和至少一條感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)131延伸的第一方向和感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)132延伸的第二方向不限于相互垂直，只要第一方向與第二方向相互交叉分布即可。驅(qū)動(dòng)電極111可以分布于驅(qū)動(dòng)基板112的內(nèi)表面或外表面，同理，感應(yīng)電極121可以分布于感應(yīng)基板122的內(nèi)表面或外表面。如圖如所示，驅(qū)動(dòng)電極111分布于驅(qū)動(dòng)基板112 的外表面，同時(shí)感應(yīng)電極121分布于感應(yīng)基板122的內(nèi)表面；如圖4b所示，驅(qū)動(dòng)電極111分布于驅(qū)動(dòng)基板112的外表面，同時(shí)感應(yīng)電極121分布于感應(yīng)基板122的外表面；如圖如所示，驅(qū)動(dòng)電極111分布于驅(qū)動(dòng)基板112的內(nèi)表面，同時(shí)感應(yīng)電極121分布于感應(yīng)基板122的外表面。若驅(qū)動(dòng)電極111分布于驅(qū)動(dòng)基板112外表面，或感應(yīng)電極121分布于感應(yīng)基板122 外表面時(shí)，則該驅(qū)動(dòng)電極111或該感應(yīng)電極121表面設(shè)置至少一個(gè)保護(hù)層(圖未示)，以防止電極被劃傷。如圖5所示之本發(fā)明第二實(shí)施方式之電感式觸控傳感器200。電感式觸控傳感器 200包括驅(qū)動(dòng)層210、感應(yīng)層220和電感電路230。其中，驅(qū)動(dòng)層210包括驅(qū)動(dòng)電極211和用于承載驅(qū)動(dòng)電極211的驅(qū)動(dòng)基板212。感應(yīng)層220包括感應(yīng)電極221和用于承載感應(yīng)電極221的感應(yīng)基板222。電感電路230包括驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)231、感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)232及處理器233。驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)231以驅(qū)動(dòng)基板212內(nèi)表面的任意一角為起點(diǎn)，在驅(qū)動(dòng)基板212內(nèi)表面上沿不同方向延伸，以覆蓋整個(gè)驅(qū)動(dòng)基板212內(nèi)表面，同時(shí)，驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)231連接驅(qū)動(dòng)電極211至處理器 233。感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)232在感應(yīng)基板222內(nèi)表面上延伸形成同心圓弧，以覆蓋整個(gè)感應(yīng)基板222，同時(shí)感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)232連接感應(yīng)電極211至處理器233。第二實(shí)施方式的觸摸點(diǎn)偵測(cè)方法同第一實(shí)施方式。鑒于驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)231和感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)232分布方式，觸摸點(diǎn)位置通過(guò)極坐標(biāo)計(jì)算得出，該極坐標(biāo)由驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)231的角度和感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)232的弧半徑定義。上述第二實(shí)施方式之電感式觸控傳感器200中，圖示的驅(qū)動(dòng)電極211和感應(yīng)電極 221的數(shù)量分別為13個(gè)，但實(shí)際應(yīng)用中可以分別為至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極和至少一個(gè)感應(yīng)電極。同理，圖示的驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)231和感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)232的數(shù)量分別為3條和5條，但實(shí)際應(yīng)用中可以分別為至少一條驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)和至少一條感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)。驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)231的延伸起點(diǎn)不局限于驅(qū)動(dòng)基板212內(nèi)表面的一角，可以是驅(qū)動(dòng)基板 212內(nèi)表面上的任意一點(diǎn)。例如，與上述第二實(shí)施方式類(lèi)似的第三實(shí)施方式，運(yùn)用極坐標(biāo)計(jì)算觸摸點(diǎn)，驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)的延伸起點(diǎn)位于驅(qū)動(dòng)基板內(nèi)表面的中心位置，如圖6所示，其中，電感式觸控傳感器300包括驅(qū)動(dòng)層310、感應(yīng)層320及電感電路330。驅(qū)動(dòng)層310包括驅(qū)動(dòng)電極 311 (以20個(gè)驅(qū)動(dòng)電極為例)和用于承載驅(qū)動(dòng)電極311的驅(qū)動(dòng)基板312，感應(yīng)層320包括感應(yīng)電極321 (以20個(gè)感應(yīng)電極為例)和用于承載感應(yīng)電極321的感應(yīng)基板322。電感電路 330包括驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)331 (以4條驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)為例)、感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)332 (以3條驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)為例)及處理器333。與第二實(shí)施方式不同，驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)331在驅(qū)動(dòng)基板312內(nèi)表面上沿不同方向延伸， 且均在驅(qū)動(dòng)基板312內(nèi)表面的中心位置交叉。在上述驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)331的交叉處，設(shè)置有多個(gè)絕緣片340，用于使每條驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)331之間相互絕緣。同時(shí)，感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)332在感應(yīng)基板322 內(nèi)表面上，以感應(yīng)基板322內(nèi)表面的中心位置為圓點(diǎn)形成同心圓。其他元件的連接方式同第一實(shí)施方式。上述第三實(shí)施方式之電感式觸控傳感器300中，圖示的驅(qū)動(dòng)電極311和感應(yīng)電極 321的數(shù)量分別為20個(gè)，但實(shí)際應(yīng)用中可以分別為至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極和至少一個(gè)感應(yīng)電極。同理，圖示的驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)331和感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)332的數(shù)量分別為4條和3條，但實(shí)際應(yīng)用中可以分別為至少一條驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)和至少一條感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)。同理，驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)可以同心圓或同心圓弧的形式分布，同時(shí)，感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)沿不同方向延伸，且在感應(yīng)基板內(nèi)表面任意一點(diǎn)處交叉。因此，驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)和感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)不局限為直線(xiàn)，可以是弧線(xiàn)等。以上實(shí)施方式中，沿第一方向分布的驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)和沿第二方向分布的感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)同時(shí)用于計(jì)算觸摸點(diǎn)位置。然而，若驅(qū)動(dòng)電極為平面連續(xù)結(jié)構(gòu)，用于驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，則感應(yīng)電極將分為不同方向的兩組感應(yīng)電極，以確定觸摸點(diǎn)位置。如圖7a和7b所示，為本發(fā)明第四實(shí)施方式之電感式觸控傳感器。電感式觸控傳感器400包括驅(qū)動(dòng)層410、感應(yīng)層420和電感電路430。驅(qū)動(dòng)層410包括驅(qū)動(dòng)電極411和用于承載驅(qū)動(dòng)電極411的驅(qū)動(dòng)基板412，其中驅(qū)動(dòng)電極411為平面連續(xù)結(jié)構(gòu)。感應(yīng)層420包括感應(yīng)基板422、分布于感應(yīng)基板422內(nèi)表面的第一感應(yīng)電極421 (以9個(gè)第一感應(yīng)電極為例)及分布于感應(yīng)基板422外表面的第二感應(yīng)電極423(以9個(gè)第二感應(yīng)電極為例)。電感電路430包括處理器433、驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)431、第一感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)432 (以3條第一感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)為例)及第二感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)434(以3條第二感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)為例)。驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)431連接驅(qū)動(dòng)電極411至處理器 433，以提供驅(qū)動(dòng)電流。第一感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)432在感應(yīng)基板422內(nèi)表面上沿第一方向連接第一感應(yīng)電極421至處理器433，同時(shí)，第二感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)434在感應(yīng)基板422外表面上沿第二方向連接第二感應(yīng)電極423至處理器433。該第一方向和該第二方向相互垂直設(shè)置。
當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流通過(guò)驅(qū)動(dòng)電極411時(shí)，感應(yīng)層420周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)，引起第一感應(yīng)電極 421和第二感應(yīng)電極423產(chǎn)生分別產(chǎn)生電感。若驅(qū)動(dòng)基板412外表面被觸摸，則在觸摸點(diǎn)處，驅(qū)動(dòng)電極411和第一感應(yīng)電極421之間的距離將減小，引起第一感應(yīng)電極421產(chǎn)生的電感發(fā)生變化。處理器433接收該電感變化的電信號(hào)，以計(jì)算出觸摸點(diǎn)在第一方向的位置。 同時(shí)，驅(qū)動(dòng)電極411和位于感應(yīng)基板422外表面的第二感應(yīng)電極423之間的距離也會(huì)減小。 同理，處理器433可計(jì)算出觸摸點(diǎn)在第二方向的位置。上述第四實(shí)施方式之電感式觸控傳感器400中，圖示的第一感應(yīng)電極421和第二感應(yīng)電極423的數(shù)量分別為9個(gè)，但實(shí)際應(yīng)用中可以分別為至少一個(gè)第一感應(yīng)電極和至少一個(gè)第二感應(yīng)電極。同理，圖示的第一感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)432和第二感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)434的數(shù)量分別為3 條，但實(shí)際應(yīng)用中可以分別為至少一條第一感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)和至少一條第二感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)。同時(shí)，第一感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)432延伸的第一方向和第二感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)434延伸的第二方向不限于相互垂直，只要第一方向與第二方相互交叉分布即可。分布于感應(yīng)基板兩面的第一感應(yīng)電極和第二感應(yīng)電極也可以同時(shí)分布于感應(yīng)基板的同一面。如圖8所示，同上述第四實(shí)施方式類(lèi)似，第五實(shí)施方式之電感式觸控傳感器500包括具有平面連續(xù)驅(qū)動(dòng)電極511和驅(qū)動(dòng)基板512的驅(qū)動(dòng)層510、具有第一感應(yīng)電極 521 (以9個(gè)第一感應(yīng)電極為例)、第二感應(yīng)電極523 (以9個(gè)第二感應(yīng)電極為例)和感應(yīng)基板522的感應(yīng)層520及電感電路530。其中，第一感應(yīng)電極521和第二感應(yīng)電極523均分布于感應(yīng)基板522的內(nèi)表面。電感電路530包括驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)531、第一感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)532 (以3條第一感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)為例)、第二感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)(以3條第二感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)為例)534及處理器533。第一感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)532在感應(yīng)基板522內(nèi)沿第一方向連接第一感應(yīng)電極521至處理器533，同時(shí)，第二感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)534在感應(yīng)基板522內(nèi)沿第二方向連接第二感應(yīng)電極523至處理器533，且第一感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)532和第二感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)534在感應(yīng)基板522內(nèi)表面上相互垂直。為使第一感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn) 532和第二感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)534相互絕緣，在兩者交叉處設(shè)置絕緣片M0，使其夾在第一感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn) 532和第二感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)534之間。觸摸點(diǎn)偵測(cè)方法同上述第四實(shí)施方式。上述第五實(shí)施方式之電感式觸控傳感器500中，圖示的第一感應(yīng)電極521和第二感應(yīng)電極523的數(shù)量分別為9個(gè)，但實(shí)際應(yīng)用中可以分別為至少一個(gè)第一感應(yīng)電極和至少一個(gè)第二感應(yīng)電極。同理，圖示的第一感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)532和第二感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)534的數(shù)量分別為3 條，但實(shí)際應(yīng)用中可以分別為至少一條第一感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)和至少一條第二感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)。同時(shí)，第一感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)532延伸的第一方向和第二感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)534延伸的第二方向不限于相互垂直，只要第一方向與第二方向相互交叉分布即可。上述第四實(shí)施方式和第五實(shí)施方式中第一感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)和第二感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)，可以采用第二實(shí)施方式和第三實(shí)施方式中驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)的感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)的分布方式，以利用極坐標(biāo)來(lái)計(jì)算觸摸點(diǎn)位置。上述實(shí)施方式中，觸摸點(diǎn)是通過(guò)分布于兩個(gè)不同方向的電極和導(dǎo)線(xiàn)計(jì)算得出的。 若每個(gè)電極可獨(dú)自定義一個(gè)唯一的坐標(biāo)位置，則僅需要一層用于定位的電極即能確定觸摸點(diǎn)位置。如圖9a和9b所示，本發(fā)明第六實(shí)施方式之電感式觸控傳感器600包括彼此相對(duì)的驅(qū)動(dòng)層610和感應(yīng)層620，及電感電路630。驅(qū)動(dòng)層610包括平面連續(xù)的驅(qū)動(dòng)電極611和驅(qū)動(dòng)基板612 ；感應(yīng)層620包括感應(yīng)電極621(以9個(gè)感應(yīng)電極為例)和感應(yīng)基板622 ；電感電路630包括驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)631、感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)632和處理器633。驅(qū)動(dòng)電極611通過(guò)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)631連接至處理器633，而每個(gè)感應(yīng)電極621則各自獨(dú)立地通過(guò)感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)632連接至處理器633。同上述實(shí)施方式類(lèi)似，驅(qū)動(dòng)電極611產(chǎn)生的磁場(chǎng)引起感應(yīng)電極621上產(chǎn)生電感，觸摸引起的相應(yīng)感應(yīng)電極621產(chǎn)生的電感變化，通過(guò)相應(yīng)感應(yīng)電極621相連接的感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)632 輸出至處理器633，以計(jì)算觸摸點(diǎn)位置。因?yàn)槊總€(gè)感應(yīng)電極621各自獨(dú)立地連接至處理器 633的，所以每個(gè)獨(dú)立的感應(yīng)電極621可以直接定義唯一的位置。因此，觸摸點(diǎn)位置可以由產(chǎn)生電感變化的感應(yīng)電極621的位置直接確定。上述第六實(shí)施方式之電感式觸控傳感器600中，圖示的感應(yīng)電極621的數(shù)量為9 個(gè)，但實(shí)際應(yīng)用中可以為至少一個(gè)感應(yīng)電極。感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)632的數(shù)量同感應(yīng)電極621的數(shù)量， 且彼此之間不相互接觸。本發(fā)明提供的電感式觸控傳感器中，驅(qū)動(dòng)電極和感應(yīng)電極不相互接觸，兩者之間可以用絕緣介質(zhì)(圖未示)隔開(kāi)，以保持一定距離，該絕緣介質(zhì)可以為連續(xù)絕緣層，也可以為多個(gè)絕緣隔點(diǎn)。該絕緣介質(zhì)的材料可以選擇可變形的絕緣材料，例如絕緣塑料、絕緣性液態(tài)溶膠等，也可以為空氣。此外，驅(qū)動(dòng)電極可以分布于驅(qū)動(dòng)基板的內(nèi)表面，也可以分布于驅(qū)動(dòng)基板的外表面；同理，感應(yīng)電極可以分布于感應(yīng)基板的內(nèi)表面，也可以分布于感應(yīng)基板的外表面，甚至可以同時(shí)分布于感應(yīng)基板的內(nèi)外表面。若驅(qū)動(dòng)電極分布于驅(qū)動(dòng)基板的外表面， 或感應(yīng)電極分布于感應(yīng)基板的外表面，則該驅(qū)動(dòng)電極或該感應(yīng)電極表面設(shè)置至少一個(gè)保護(hù)層，以防止電極被劃傷。在不同的操作情形下，驅(qū)動(dòng)層的外表面或感應(yīng)層的外表面都可以用于觸摸，以使驅(qū)動(dòng)電極和感應(yīng)電極之間的距離發(fā)生變化。本發(fā)明提供的電感式觸控傳感器于不同設(shè)備結(jié)合時(shí)，可以由透明材料制成，例如運(yùn)用于顯示器的觸控屏幕；也可以由不透明材料制成，例如運(yùn)用于筆記本電腦的觸控板。憑借電感式觸控感應(yīng)原理，導(dǎo)電物體和絕緣物體在各種環(huán)境下，都能被精確靈敏地偵測(cè)觸摸點(diǎn)位置。本發(fā)明中驅(qū)動(dòng)電極和感應(yīng)電極各自包括至少一個(gè)電極。驅(qū)動(dòng)電極和感應(yīng)電極的數(shù)目主要由電感式觸控傳感器的尺寸和解析度決定。通常，解析度要求越高，或尺寸要求越大，則電極數(shù)目也越多。驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)和感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)的數(shù)目由驅(qū)動(dòng)電極和感應(yīng)電極的數(shù)目決定。此外，電感電路的數(shù)目由實(shí)際設(shè)計(jì)需要決定。以上，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，故不能以此限定本發(fā)明的范圍，即依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍及說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專(zhuān)利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種電感式觸控傳感器，其特征在于，所述電感式觸控傳感器包括用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)層，布設(shè)于所述磁場(chǎng)中的用于當(dāng)所述電感式觸控傳感器被觸摸時(shí)產(chǎn)生電感變化的感應(yīng)層，以及連接所述驅(qū)動(dòng)層和所述感應(yīng)層的電感電路，所述電感電路利用所述感應(yīng)層產(chǎn)生的電感變化偵測(cè)觸摸點(diǎn)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感式觸控傳感器，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)層位于所述感應(yīng)層的一側(cè)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感式觸控傳感器，其特征在于，所述感應(yīng)層包括至少一感應(yīng)電極及用于承載所述感應(yīng)電極的感應(yīng)基板。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電感式觸控傳感器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)層包括至少一驅(qū)動(dòng)電極及用于承載所述驅(qū)動(dòng)電極的驅(qū)動(dòng)基板。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電感式觸控傳感器，其特征在于，所述電感電路包括處理器，用于連接所述驅(qū)動(dòng)電極至所述處理器的驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)，及用于連接所述感應(yīng)電極至所述處理器的感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電感式觸控傳感器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)沿第一方向分布，所述感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)沿第二方向分布。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電感式觸控傳感器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)沿不同方向延伸，所述感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)形成同心圓，所述驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)的交點(diǎn)位于所述驅(qū)動(dòng)基板表面，所述感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)的圓心位于所述感應(yīng)基板表面，且所述交點(diǎn)與所述圓心相互對(duì)應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電感式觸控傳感器，其特征在于，所述同心圓包括同心圓弧。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電感式觸控傳感器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)的交點(diǎn)處布設(shè)有用于使所述驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)彼此之間相互絕緣的絕緣片。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電感式觸控傳感器，其特征在于，所述感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)沿不同方向延伸，所述驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)形成同心圓，所述感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)的交點(diǎn)位于所述感應(yīng)基板表面，所述驅(qū)動(dòng)導(dǎo)線(xiàn)的圓心位于所述驅(qū)動(dòng)基板表面，且所述交點(diǎn)與所述圓心相互對(duì)應(yīng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電感式觸控傳感器，其特征在于，所述同心圓包括同心圓弧。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的電感式觸控傳感器，其特征在于，所述感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)的交點(diǎn)處布設(shè)有用于使所述感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)彼此之間相互絕緣的絕緣片。
13.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電感式觸控傳感器，其特征在于，所述感應(yīng)電極各自獨(dú)立地通過(guò)所述感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)連接至所述處理器。
14.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電感式觸控傳感器，其特征在于，所述感應(yīng)電極包括第一感應(yīng)電極和第二感應(yīng)電極。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電感式觸控傳感器，其特征在于，所述感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)包括用于連接所述第一感應(yīng)電極至所述處理器的第一感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)，和用于連接所述第二感應(yīng)電極至所述處理器的第二感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電感式觸控傳感器，其特征在于，所述第一感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)分布于所述感應(yīng)基板的內(nèi)表面，所述第二感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)分布于所述感應(yīng)基板的外表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電感式觸控傳感器，其特征在于，所述感應(yīng)層包括絕緣片布設(shè)于所述第一感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)和所述第二感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)的交叉處，且?jiàn)A在所述第一感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)和所述第二感應(yīng)導(dǎo)線(xiàn)之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電感式觸控傳感器，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)層和所述感應(yīng)層之間用絕緣介質(zhì)隔開(kāi)。
19.一種電感式觸控傳感器的觸摸點(diǎn)偵測(cè)方法，包括下列步驟，步驟a:通過(guò)電感電路給驅(qū)動(dòng)層施加驅(qū)動(dòng)電流，使所述驅(qū)動(dòng)層周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)，所述磁場(chǎng)引起感應(yīng)層產(chǎn)生電感；步驟b:當(dāng)所述驅(qū)動(dòng)層的外表面被觸摸時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)層和所述感應(yīng)層之間的距離發(fā)生變化，所述距離變化引起所述感應(yīng)層上產(chǎn)生的電感發(fā)生變化；步驟c 所述感應(yīng)電路輸出所述電感變化，并依據(jù)所述電感變化計(jì)算觸摸點(diǎn)位置。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電感式觸控傳感器的觸摸點(diǎn)偵測(cè)方法，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)層包括多條驅(qū)動(dòng)電極，所述驅(qū)動(dòng)電流依次通過(guò)每條驅(qū)動(dòng)電極。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的電感式觸控傳感器的觸摸點(diǎn)偵測(cè)方法，其特征在于，所述步驟b中，所述感應(yīng)層的外表面被觸摸。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種電感式觸控傳感器及其觸摸點(diǎn)偵測(cè)方法，使其既能偵測(cè)導(dǎo)電物體也能偵測(cè)絕緣物體的觸摸位置，同時(shí)具有較高的精度和靈敏度。本發(fā)明提供的一種電感式觸控傳感器包括用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)層，布設(shè)于所述驅(qū)動(dòng)層一側(cè)的用于產(chǎn)生電感變化的感應(yīng)層，以及連接所述驅(qū)動(dòng)層和所述感應(yīng)層的電感電路。所述電感電路利用所述感應(yīng)層產(chǎn)生的電感變化偵測(cè)觸摸點(diǎn)位置。
文檔編號(hào)G06F3/046GK102253787SQ201010187689
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2010年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月21日
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