TDR扫描式触摸屏、触摸扫描定位方法及触控液晶显示屏技术

本发明专利技术公开了一种TDR扫描式触摸屏,包括触摸区以及设于所述触摸区的若干条平行且相互独立的导线，所述导线上方设置绝缘层；所述TDR扫描式触摸屏还包括信号发射器、反射信号检测器和若干开关管；每一所述导线的输入端分别对应连接一个开关管的输出端，每一所述开关管的控制端对应连接液晶屏的栅极驱动器，每一所述开关管的公共端连接所述信号发射器和所述反射信号检测器。本发明专利技术公开的TDR扫描式触摸屏能够共用液晶屏的行扫描电路，以作为触摸屏的扫描电路，从而有效节约成本。

TDR scanning type touch screen, touch scanning positioning method and touch control liquid crystal display screen

The invention discloses a TDR scanning type touch screen, including a touch area and arranged on the touch area of a plurality of parallel and independent of the wire insulation layer is arranged above the wire; the TDR scanning type touch screen also comprises a signal transmitter, signal detector and a plurality of switches; each of the conductors the input ends are respectively connected with the output end of a switch, gate drive each of the switch control end tube connected to the corresponding LCD screen, each of the switch tube is connected to the common end of the signal transmitter and the reflected signal detector. The TDR scanning touch screen of the invention can share the line scanning circuit of the liquid crystal screen as a scanning circuit of the touch screen, thereby effectively saving cost.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及触摸屏领域，尤其涉及一种基于时域反射测量(TDR)的扫描式触摸屏、触摸扫描定位方法及触控液晶显示屏。
技术介绍
现有的触摸屏主要有电阻式触摸屏、电容式触摸屏、红外触摸屏。电阻式触摸屏主要应用于低端产品，通常只有单点触摸功能。电容式触摸屏广泛应用于各种电子产品，但应用在超大尺寸产品上时存在制造工艺复杂，成本较高等问题，所以大尺寸产品通常使用红外触摸屏。红外触摸屏需要在屏周围排布红外发射管和红外接收管，导致体积和厚度较大，堆积灰尘后还会引起触摸感应异常。本专利技术人在研发本专利的过程中发现，无论是电阻式触摸屏、电容式触摸屏还是红外触摸屏，采用的扫描电路均是独立于液晶屏的行/场扫描电路，也就是说，无论是电阻式触摸屏、电容式触摸屏还是红外触摸屏，均需要额外的扫描电路来进行扫描工作，导致成本较高，不利于节约成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种TDR扫描式触摸屏、触摸扫描定位方法及触控液晶显示屏，能够共用液晶屏的行扫描电路，以作为触摸屏的扫描电路，从而有效节约成本。为了实现上述目的，本专利技术一方面提供的TDR扫描式触摸屏，包括触摸区以及分布在所述触摸区的若干条平行且相互独立的导线，所述导线上方设置绝缘层；所述TDR扫描式触摸屏还包括信号发射器、反射信号检测器和若干开关管；每一所述导线的输入端分别对应连接一个开关管的输出端，每一所述开关管的控制端对应连接液晶屏的栅极驱动器，每一所述开关管的公共端连接所述信号发射器和所述反射信号检测器。与现有技术相比，本专利技术提供的TDR扫描式触摸屏的触摸区分布多条平行且相互独立导线，多条导线的输入端轮流各用或共用一套信号发射器和反射信号检测器，导线的切换通过共用液晶屏的栅极驱动器完成，具体通过每一导线的输入端分别对应连接一个开关管的输出端，每一所述开关管的控制端对应连接液晶屏的栅极驱动器，每一所述开关管的公共端连接所述信号发射器和所述反射信号检测器，从而进行检测阻抗变化以实现触控定位功能。本专利技术提供的TDR扫描式触摸屏通过共用液晶屏的栅极驱动器来(扫描)实现切换各个导线独立进行信号发射和信号检测，无需设置额外的扫描驱动电路，能够有效节约成本。作为上述方案的改进，每一所述导线为透明导线。作为上述方案的改进，所述开关管为N沟道场效应管,所述开关管的控制端、公共端及输出端分别对应于场效应管的栅极、源极及漏极。作为上述方案的改进，每一所述导线的输出端悬空；或，每一所述导线的输出端接负载的一端，所述负载的另一端接地。本专利技术另一方面提供的一种触摸扫描定位方法，适用于包括触摸区以及分布在所述触摸区的若干条平行且相互独立的导线的TDR扫描式触摸屏，其中，预置每一所述导线在触摸屏的第一方向上的位置，且每一所述导线沿触摸屏的第二方向上平行延伸；所述方法包括以下步骤：在液晶屏扫描的同时，通过液晶屏的栅极驱动器依次发送脉冲信号到每一所述开关管的控制端，使所述信号发射器依次连通并发射阶跃信号到每一所述导线的输入端，并通过所述反射信号检测器依次对应接收每一所述导线的输入端的反射信号；当所述反射信号检测器接收到的任一所述导线的反射信号与预置的参考信号的差值大于预设的阈值时，根据所述信号发射器开始向所述导线发射阶跃信号，到所述反射信号检测器接收到所述导线的与预置的参考信号的差值大于预设的阈值的反射信号时的时间延迟，计算得到触摸物在触摸屏的第二方向上的位置。与现有技术相比，本专利技术提供的触摸扫描定位方法，通过共用液晶屏的栅极驱动器来(扫描)实现切换各个导线独立进行信号发射和信号检测，无需设置额外的扫描驱动电路，能够有效节约成本。作为上述方案的改进，所述第一方向为Y轴方向，所述第二方向为X轴方向；或，所述第一方向为X轴方向，所述第二方向为Y轴方向。具体地，通过以下步骤确定所述反射信号检测器接收到的任一导线的反射信号与预置的参考信号的差值大于预设的阈值：通过以下公式计算得到所述反射信号检测器接收到所述导线的反射信号的负载阻抗：ZL=Z01+ρ1-ρ]]>其中，ZL为所述反射信号检测器接收到所述导线的反射信号时的负载阻抗，Z0为预设的所述导线的特征阻抗，ρ为反射系数；通过以下公式计算得到所述反射系数ρ：ρ=VrVi]]>其中，Vi为所述信号发射器向所述导线发射的阶跃信号的幅值，Vr为所述反射信号检测器接收到所述导线的反射信号的幅值。当所述负载阻抗ZL与所述特征阻抗Z0的差值大于预设值时，确定所述反射信号检测器接收到的所述导线的反射信号与预置的参考信号的差值大于预设的阈值。与现有技术相比，本专利技术提供的触摸扫描定位方法，通过计算导线上引起反射信号的阻抗变化点的负载阻抗与特征阻抗的差值大于预设值时的位置确定为触控点，从而实现触控功能，避免了非正常触控的干扰，如灰尘堆积引起的触控异常，使触控更精准。具体地，根据所述信号发射器开始向所述导线发射阶跃信号，到所述反射信号检测器接收到所述导线的与预置的参考信号的差值大于预设的阈值的反射信号时的时间延迟，通过以下距离计算公式计算得到触摸物在触摸屏的第二方向上的位置：D=Cer·T2]]>其中，D为所述触摸物在触摸屏的第二方向上的位置，T为所述时间延迟，er为介电常数，C为光传输的速度。本专利技术的又一方面提供的一种触控液晶显示屏，包括液晶屏和触摸屏，所述液晶屏包括栅极驱动器，所述触摸屏采用如上所述的TDR扫描式触摸屏结构。与现有技术相比，本专利技术提供的触控液晶显示屏，通过触摸屏和液晶屏共用同一个行扫描电路，具体为触摸屏共用液晶屏的栅极驱动器来(扫描)实现切换各个导线独立进行信号发射和信号检测，无需为触摸屏设置额外的扫描驱动电路，从而能够有效节约成本。附图说明图1是本专利技术提供的TDR扫描式触摸屏的一个优选实施例的触摸屏结构示意图。图2是本专利技术提供的TDR扫描式触摸屏的一个优选实施例的触摸屏的横截面结构示意图。图3是本专利技术提供的TDR扫描式触摸屏的一个优选实施例的电路连接框图。图4a～图4b显示本专利技术提供的TDR扫描式触摸屏共用的液晶屏的栅极驱动器的驱动电路原理。图5是本专利技术提供的TDR扫描式触摸屏的一个优选实施例的导线阻抗等效模型图。图6是本专利技术提供的TDR扫描式触摸屏的一个优选实施例中触摸物与触摸屏接触的示意图。图7是本专利技术提供的TDR扫描式触摸屏的一个优选实施例的设于触摸屏的导线无触摸点的阻抗——时序曲线图。图8是本专利技术提供的TDR扫描式触摸屏的一个优选实施例设于触摸屏的导线有触摸点8A时的阻抗——时序曲线图。图9是本专利技术提供的TDR扫描式触摸屏的一个优选实施例的设于触摸屏的导线有触摸点8B时的阻抗——时序曲线图。图10是本专利技术提供的TDR扫描式触摸屏的一个优选实施例设于触摸屏的导线的输入端的注入信号波形曲线图。图11是本专利技术提供的一种触摸扫描定位方法的一个优选实施例的流程图。图12是图11中步骤S2的具体实施流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1，图1是本专利技术提供的TDR扫描式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种TDR扫描式触摸屏，其特征在于，所述TDR扫描式触摸屏包括触摸区以及分布在所述触摸区的若干条平行且相互独立的导线，所述导线上方设置绝缘层；所述TDR扫描式触摸屏还包括信号发射器、反射信号检测器和若干开关管；每一所述导线的输入端分别对应连接一个开关管的输出端，每一所述开关管的控制端对应连接液晶屏的栅极驱动器，每一所述开关管的公共端连接所述信号发射器和所述反射信号检测器。

【技术特征摘要】
1.一种TDR扫描式触摸屏，其特征在于，所述TDR扫描式触摸屏包括触摸区以及分布在所述触摸区的若干条平行且相互独立的导线，所述导线上方设置绝缘层；所述TDR扫描式触摸屏还包括信号发射器、反射信号检测器和若干开关管；每一所述导线的输入端分别对应连接一个开关管的输出端，每一所述开关管的控制端对应连接液晶屏的栅极驱动器，每一所述开关管的公共端连接所述信号发射器和所述反射信号检测器。2.根据权利要求1所述的TDR扫描式触摸屏，其特征在于，每一所述导线为透明导线。3.根据权利要求1所述的TDR扫描式触摸屏，其特征在于，所述开关管为N沟道场效应管,所述开关管的控制端、公共端及输出端分别对应于场效应管的栅极、源极及漏极。4.根据权利要求2所述的TDR扫描式触摸屏，其特征在于，每一所述导线的输出端悬空；或，每一所述导线的输出端接负载的一端，所述负载的另一端接地。5.一种触摸扫描定位方法，其特征在于，适用于包括触摸区以及分布在所述触摸区的若干条平行且相互独立的导线的TDR扫描式触摸屏，其中，预置每一所述导线在触摸屏的第一方向上的位置，且每一所述导线沿触摸屏的第二方向上平行延伸；所述方法包括以下步骤：在液晶屏扫描的同时，通过液晶屏的栅极驱动器依次发送脉冲信号到每一所述开关管的控制端，使所述信号发射器依次连通并发射阶跃信号到每一所述导线的输入端，并通过所述反射信号检测器依次对应接收每一所述导线的输入端的反射信号；当所述反射信号检测器接收到的任一所述导线的反射信号与预置的参考信号的差值大于预设的阈值时，根据所述信号发射器开始向所述导线发射阶跃信号到所述反射信号检测器接收，到所述导线的与预置的参考信号的差值大于预设的阈值的反射信号时的时间延迟...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贵翔，
申请(专利权)人：广州视源电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44