[发明专利]一种在导电装饰层表面感应多点触控的传感器及控制方法

说明书

一种在导电装饰层表面感应多点触控的传感器及控制方法，包括导电装饰层、电容数字转换电路、控制模块，以及布置在导电装饰层周边的至少两个检测电极和位于检测电极与导电装饰层之间的电介质，其中检测电极不被导电装饰层完全覆盖，且均连接电容数字转换电路。电容数字转换电路与控制模块相连，控制模块依据人类肢体对导电装饰层的触摸输出触发信号，以及依据触摸之前或之后的检测电极的自电容值或自电容比值输出反映人类肢体触摸位置的第一逻辑信号，和/或依据触摸前后的各个检测电极的自电容值或自电容比值输出反映人类肢体运动轨迹的第二逻辑信号。本发明能够准确实现导电表面上的多点触控，并且方便扩展，成本也利于广泛普及。

技术领域

本发明涉及一种在导电装饰层表面感应多点触控的传感器及控制方法，适用于具有导电装饰层此类场景下的多逻辑信号输出，尤其是反映人类肢体触摸位置和/或运动轨迹的逻辑信号。

背景技术

随着社会生活水平的提高，人们愈发追求对生活空间的美化，使得生活中的装饰层(也称装饰物)随处可见。有些装饰层能够导电，如表面电镀、喷涂或粘接导电材料，或直接采用金属材料制成装饰，在当前智能化趋势下，人们对这一类型的装饰层衍生出利用其表面来感应多点触控，进而输出不同逻辑信号实现人机交互控制的需求。

目前的导电装饰层实现多点触控，比较常见的是在导电装饰层下布置完全被覆盖的检测电极，靠导电装饰层轻微变形来实现多点触控，但从实验来看，此种方案适于导电装饰层为薄板状的情况，如果导电装饰层很厚，当人类肢体(如手指)触摸时无法产生变形则无法检测，并且检测的灵敏度也与触摸时的力度有很大相关。

专利CN201110296706.3采用在中央触控屏四周布置电极，利用触控屏上ITO导电玻璃本身的方阻与周边布置的电极形成RC电路，通过检测RC电路震荡频率计算手指触碰点的位置坐标，进而实施相应控制。这种技术在触控屏等非导电体上可以使用，但ITO本身导电，将之贴设到导电装饰层上时，导电装饰层会对ITO产生干扰，影响检测准确度。

专利CN201710893997.1同样在中央触控屏四周布置电极，通过向电极加载震荡电压信号，当用户的手指从电极A的上方移动至电极B的上方时，电极A输出的信号将发生变化，震荡频率从较低逐渐恢复至初始震荡频率，而电极B输出的信号的震荡频率将从初始的震荡频率逐渐减小。因此，可以通过多个电极输出的信号的震荡频率变化情况确定手指的运动轨迹，如从左到右，从上到下，但同样专利CN201710893997.1的触控屏为非导电体，并且该方案只能检测手指运动轨迹，如要检测手指位置还需配合现有触摸屏的位置检测电路。

现有成熟技术的电容数字转换电路(CDC)，例如ADI7142、ADI7147，采用Δ-Σ调制方式通过多次对被测电容进行充放电并与参考电容比较的方法(参见：US Patent Number:5,134,401)直接将被测电容值转换成数字值，可以将对电容的测量灵敏度提高到1ff级别，容易满足测量系统对电容测量灵敏度的要求，特别是，这些芯片的设计具有多个通道，使得电路设计简单方便，从而有效降低成本和安装难度。