光感觸摸多點電容式觸控螢幕的製作方法
2023-05-23 18:36:11 1
光感觸摸多點電容式觸控螢幕的製作方法
【專利摘要】一種光感觸摸多點電容式觸控螢幕，包括觸控螢幕，觸控螢幕由多個相對獨立的觸控單元組成，每個觸控單元都通過獨立的光纖連接到光電信號轉換器，光電信號轉換器與處理器連接，處理器用於檢測光電信號轉換器中中變化的光信號轉化的電信號，並處理、判斷觸摸點。本實用新型是一種通過感光元件檢測到手指觸控螢幕幕時的光信號變化，通過光纖傳輸到光電信號轉換器，再通過這中變化的光信號轉化的電信號判斷觸摸點。
【專利說明】光感觸摸多點電容式觸控螢幕
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種多點電容式觸控螢幕，光感觸摸多點電容式觸控螢幕。
【背景技術】
[0002]未來的觸控螢幕手機應向硬體為一塊大屏幕，有良好的輕薄的身材，並且用戶只需單手操作的方向去發展。
[0003]iPhone向人們展示了前所未有的免觸筆無按鍵和多點觸摸等全新的手機操作體驗。幾乎在同時，業界帶來了領先於業界的TouchFlo技術,從而使大家對WindowsMobile
作業系統又有了新的認識-它適應觸摸技術的發展推陳出新，不斷增強用戶體驗，方
便手機操作。更有意思的是，隨著這兩年觸控螢幕技術的普及，諸多所謂「山寨機」也在千元內的手機中融入了觸摸功能。
[0004]手機屏幕演變迅速，手機屏幕的發展，先是色彩從黑白到彩色，從256色到千萬色，最終發展到現在的全屏大尺寸多點觸摸，手機廠商不斷地在更新手機屏幕的硬體特性。這其中的原因很簡單:人們使用手機時的唯一人機互動工具就是屏幕，無論打電話、發簡訊，還是進行商務、娛樂功能，都離不開屏幕顯示。於是，要直接簡化用戶的操作流程，自然就想到了讓手機屏幕同時兼具可操作性，而不僅僅是用於顯示。
[0005]手機屏幕的演變非常迅速，讓我們以一度憑手寫輸入功能領先的摩託羅拉為例說明。1999年，摩託羅拉推出了全球首款中文手寫觸控螢幕手機A6188，它在當時顛覆了傳統的手機數字鍵盤輸入方式，將手機的文字輸入部分交給觸控螢幕和觸筆來解決，僅這一點就足以吸引消費者的眼球，成為當時無數高端用戶的不二選擇。但似乎當時人們只是把觸控螢幕手機的功能簡單地等同於手寫輸入，而忽略了觸摸功能其實可以滲透到手機各項功能操作本身，提升手機的整體操作效率和視覺感受。
[0006]於是，隨著時間的推移，市場上不斷出現了不以手寫功能為主打的觸控螢幕手機。比如摩託羅拉推出的E680和E6，分別以遊戲和娛樂為主題來宣傳觸控螢幕手機，微軟也漸漸淡化非觸控螢幕手機，把提高觸控螢幕的用戶體驗放到第一位，強化並突出觸控螢幕給用戶帶來的便捷。
[0007]但這一切都被iPhone的震撼上市打斷。iPhone完全顛覆了觸控螢幕的使用體驗，使大家明白原來一部手機可以沒有觸筆沒有按鍵，簡單地通過手指觸摸或多點觸摸完成原本只能通過煩瑣的菜單才能完成的複雜操作。iPhone還強調了軟硬體的無縫結合，在OS(作業系統)設計之初就考慮到觸摸這個行為模式對程序操作的影響，與此同時特別注重Π (人機界面)、程序設計、按鍵風格等細節，無不體現出要從根本上解決人機互動的基本體驗的宗旨。它的出現帶動了整個觸控螢幕技術的迅速延伸和相關軟體產業的變革。
[0008]簡單地說，就是觸控螢幕相當於一個輸入傳感設備，能代替滑鼠或鍵盤等，直接對設備進行輸入或操作。因為觸控螢幕的操作完全是所見即所得，是一個絕對定位的過程，只要觸摸在屏幕中看到的、用戶想實現的功能的菜單或按鈕，效果即可馬上呈現，不必再通過手機上的硬體按鈕(導航鍵、功能鍵等)的操作進行轉化，這樣既節省了手機的硬體按鍵製造和設計成本，又為手機屏幕節省了寶貴的設計空間。
[0009]目前電阻式觸控螢幕技術已非常成熟，投入量產後生產成本降低，已被大多數手機廠商甚至「山寨」廠商作為手機的基本配置，廣泛應用於各自的新產品中。然而電阻式觸控螢幕的技術在功能上僅限於單點觸摸，並且由於電阻觸控螢幕幕正面沒有較硬的材質進行保護，在用戶的日常使用過程中，比較容易造成屏幕損壞。因此，要在觸控螢幕方面有新突破，仍需要有創新。
[0010]於是，新的技術應運而生。電容式觸控螢幕解決了電阻觸控螢幕幕的最大問題-
高硬度的觸摸外屏的使用，使電容觸控螢幕有了華麗的外觀以及堅硬的外殼，大大促進觸控螢幕技術的發展。同時因為其特有的設計原理，多點觸摸的奇特功能也從不可能變為可能。
[0011]從這類觸控螢幕的構造看，它主要是在玻璃屏幕上鍍一層透明的薄膜體層，再在導體層外加上一塊保護玻璃層，在觸控螢幕的四邊再鋪設長條的電極，它們於導電體內形成低電壓交流電場，人們用手接觸屏幕後，四邊電極發出的電流將會以十次交叉的方式準確測出觸摸點的位置。這樣的設計也是對產品本身耐用性的保證，一般來說電容式觸控屏都能夠有充分的空間多加入一塊保護玻璃，能在使用中完全避免電阻式觸控屏極易產生的水波紋現象，更好地保證觸控螢幕的畫面顯示效果。
[0012]在電容式觸控屏觸摸原理的基礎上，多點觸控操作成為目前的最新科技亮點。從原理上說，電阻式觸控屏每次只能接受一個觸控點，如果觸控點增多，系統就無法對此觸摸點的位置進行正確判斷，從而無法正確響應。而電容式的觸控原理就不同，顯示屏能夠接受兩個或更多接觸點的分析判斷，以此完成更加複雜的程序操作，比如兩個手指同時作用放大或縮小圖片，還可瀏覽網頁，隨時定點放大，使用手機訪問網際網路不再費勁。
[0013]多點觸摸是發展方向
[0014]iPhone的成功得益於軟硬體完美的結合，又得益於為觸摸技術量身定做的OS架構。基於這樣的設計，用戶可以完全不使用硬體鍵盤輸入文字，降低了因此造成的硬體按鍵磨損，廠家也因此節省了設計空間，把空間留給大尺寸顯示屏來提升顯示效果。而良好的觸控螢幕程序設計又可以使用戶完全拋棄觸筆，這樣既可以省去觸筆這個配件，用戶也不用為經常丟失觸筆而煩惱，還可以解決在一些特殊場合無法單手操作的頭疼問題。筆者大膽地認為，未來的觸控螢幕手機都應該向硬體為一塊大屏幕，有良好的輕薄的身材，並且用戶只需單手操作的方向去發展。
[0015]電阻式觸控螢幕在工作時每次只能判斷一個觸控點，如果觸控點在兩個以上，就不能做出正確的判斷了，所以電阻式觸控螢幕僅適用於點擊、拖拽等一些簡單動作的判斷。而電容式觸控螢幕的多點觸控，則可以將用戶的觸摸分解為採集多點信號及判斷信號意義兩個工作，完成對複雜動作的判斷。
[0016]手指觸摸的表面是一個硬塗層，用以保護下面的PET (聚脂薄膜)層，在表面保護硬塗層和玻璃底層之間有兩層透明導電層ITO(氧化銦，弱導電體)，分別對應X、Y軸，它們之間用細微透明的絕緣顆粒絕緣，觸摸產生的壓力會使兩導電層接通，按壓不同的點時，該點到輸出端的電阻值也不同，因此會輸出與該點位置相對應的電壓信號(模擬量)，經A/D轉換後即可獲取X、Y的坐標值。這就是電阻技術觸控螢幕的最基本的原理。
[0017]當用戶觸摸電容屏時，由於人體電場，用戶手指頭和工作面形成一個耦合電容，因為工作面上接有高頻信號，於是手指頭吸收走一個很小的電流。這個電流分從觸控螢幕四個角上的電極中流出，並且理論上流經這四個電極的電流與手指到四角的距離成比例，控制器通過對這四個電流比例的精密計算，得出觸摸點的位置。
[0018]在電容式觸控螢幕問世後多年，觸控螢幕都只能每次響應一個觸點。一旦我們操控超過一個觸點，電容式觸控螢幕就會因為無法定位而讓光標錯亂。
【發明內容】
[0019]本實用新型的目的在於提供一種光感觸摸多點電容式觸控螢幕，其支持多點觸摸識別位置，它是一種通過感光元件檢測到手指觸控螢幕幕時的光信號變化，通過光纖傳輸到光電信號轉換器，再通過這中變化的光信號轉化的電信號判斷觸摸點。
[0020]本實用新型的技術解決方案是:
[0021]一種光感觸摸多點電容式觸控螢幕，，包括觸控螢幕，其特殊之處在於:所述觸控螢幕由多個相對獨立的觸控單元組成，每個觸控單元都通過獨立的光纖連接到光電信號轉換器，所述光電信號轉換器與處理器連接，所述處理器用於檢測光電信號轉換器中中變化的光信號轉化的電信號，並處理、判斷觸摸點。
[0022]上述處理器可同時判斷多個觸控單元響應到光電信號轉換器的光電轉換信號。
[0023]上述多個觸控單元呈矩陣排列。
[0024]上述並處理、判斷觸摸點；
[0025]具體包括:
[0026]I)光信號從觸控螢幕幕傳輸到光電轉換器，經光電轉換器轉換成電信號，再到處理器；
[0027]2)處理器利用軟體分析數據並判斷每次觸摸的特徵；
[0028]所述觸摸的特徵包括在屏幕上的大小、形狀、受影響區域的位置；
[0029]3)處理器利用姿勢特徵翻譯軟體判斷出使用了什麼樣的動作姿勢去觸控螢幕幕；
[0030]上述步驟2)中如果有需要的話，處理器會將觸摸特徵近似的放到同一個組裡；如果移動手指，處理器將會計算出觸摸的起點和終點之間的差異。
[0031]上述步驟3)中當觸控螢幕幕時處理器會結合物理動作與當時運行的手機軟體做出綜合的判斷。
[0032]本實用新型的優點在於:支持多點觸摸識別位置，它是一種通過感光元件檢測到手指觸控螢幕幕時的光信號變化，通過光纖傳輸到光電信號轉換器，再通過這中變化的光信號轉化的電信號判斷觸摸點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]圖1為本實用新型結構示意圖。
[0034]附圖標號說明:I一觸控螢幕，2—觸控單元，3—光纖，4一光電轉換器，5—處理器。【具體實施方式】
[0035]參見圖1，一種光感觸摸多點電容式觸控螢幕，，包括觸控螢幕，觸控螢幕由多個相對獨立的觸控單元組成，每個觸控單元都通過獨立的光纖連接到光電信號轉換器，所述光電信號轉換器與處理器連接，所述處理器用於檢測光電信號轉換器中中變化的光信號轉化的電信號，並處理、判斷觸摸點。處理器可同時判斷多個觸控單元響應到光電信號轉換器的光電轉換信號。多個觸控單元呈矩陣排列。
[0036]並處理、判斷觸摸點；
[0037]具體包括:
[0038]I)光信號從觸控螢幕幕傳輸到光電轉換器，經光電轉換器轉換成電信號，再到處理器；
[0039]2)處理器利用軟體分析數據並判斷每次觸摸的特徵；
[0040]所述觸摸的特徵包括在屏幕上的大小、形狀、受影響區域的位置；
[0041]3)處理器利用姿勢特徵翻譯軟體判斷出使用了什麼樣的動作姿勢去觸控螢幕幕；
[0042]步驟2)中如果有需要的話，處理器會將觸摸特徵近似的放到同一個組裡；如果移動手指，處理器將會計算出觸摸的起點和終點之間的差異。
[0043]步驟3)中當觸控螢幕幕時處理器會結合物理動作與當時運行的手機軟體做出綜合的判斷。
【權利要求】
1.一種光感觸摸多點電容式觸控螢幕，包括觸控螢幕，其特徵在於:所述觸控螢幕由多個相對獨立的觸控單元組成，每個觸控單元都通過獨立的光纖連接到光電信號轉換器，所述光電信號轉換器與處理器連接，所述處理器用於檢測光電信號轉換器中中變化的光信號轉化的電信號，並處理、判斷觸摸點。
2.根據權利要求1所述多點電容式觸控螢幕，其特徵在於:所述處理器可同時判斷多個觸控單元響應到光電信號轉換器的光電轉換信號。
3.根據權利要求2所述多點電容式觸控螢幕，其特徵在於:所述多個觸控單元呈矩陣排列。
【文檔編號】G06F3/044GK203706181SQ201320655290
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2013年10月23日 優先權日:2013年10月23日
【發明者】高旭 申請人:西安輝盛科技發展有限責任公司