触控屏专利技术分析

郭晓冰　张　良　蔡世君　陈雨露

（国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心，河南　郑州　45000）

触控屏专利技术分析

郭晓冰张良蔡世君陈雨露

（国家知识产权局专利局专利审查协作河南中心，河南郑州45000）

触控屏技术因具有坚固耐用、反应速度快、节省空间、易于交流等优点，得到了大众的认可。随着触控屏技术的广泛应用和多元化发展，对该项技术的研究也逐渐深入。基于此，对触控屏技术进行了研究，并从专利技术角度介绍了触控屏的技术分支。

触控屏；触摸屏；专利技术

1　触控屏技术概述

随着触控屏技术的日益发展，该技术已成了继键盘、鼠标、手写板、语音输入后最为普通且百姓所易接受的计算机输入方式，用这种技术，用户只要用手指轻轻触碰显示装置上的图符或文字即可实现主机操作，从而使人机交互变得更直截了当，极大地方便了用户。触控屏又称为触控面板，是个可接收触头等输入讯号的感应式液晶显示装置，当接触了面板上的图形按钮时，面板上的触觉反馈系统可根据预先编程的程式驱动各种连结装置，可用以取代机械式的按钮面板，并借由液晶显示画面制造出生动的影音效果。目前，根据感应原理，触控屏技术大致可分为几类：电阻式触控屏［1］、电容式触控屏［2］、声波式触控屏、电磁式触控屏、振波感应式触控屏及红外线光学式触控屏等。下面介绍触控屏的技术分支及其具有代表性的专利申请。

2　触控屏技术专利分析

2.1电阻式触控屏

电阻式触控屏的主要部分是一块与显示器表面非常配合的电阻薄膜屏，在强化玻璃表面分别涂上两层OTI透明氧化金属导电层，然后利用压力感应进行控制。关于电阻式触控屏的国内专利申请在20世纪80-90年代少之又少，直至1995年后才陆续增多。专利文件CN2521659Y于2002年公开了一种电阻式大尺寸触摸屏，包括基层和设置在其外表面的内导电层、防刮塑料层和设置在其内表面的外导电层以及设置在内外导电层之间的隔离点，触摸屏的上下两层均由多层导电膜相互搭接而成，并在左右边缘设置呈直线状且相互连接的垂直方向的电极，在上下边缘设置水平方向的电极，进而提高了大尺寸触摸屏的实际使用效果。

专利文件CN102662552A于2012年公开了一种电阻式触摸面板，包括透明ITO薄膜层和透明玻璃层，ITO薄膜层被多条蚀刻线切割成宽度均匀长度连续的ITO弯折曲线条，连接在正负电极间，玻璃层包括靠近ITO薄膜层形成的ITO涂层和环绕ITO涂层电接触的输出总线；与正负电极连接的电源输出电压时，在ITO弯折曲线条不同长度的位置处分压产生的电压值与一坐标系的坐标一一对应，当触摸面板被按压使ITO薄膜层与玻璃层接触时，ITO涂层从ITO弯折曲线条获得按压位置的电压值，由输出总线输出。该设计的ITO薄膜层被切割成宽度均匀、长度连续的ITO弯折曲线条，通过玻璃层的输出总线输出被按压点的电压值，以解决玻璃层损坏而无法使用触摸屏的问题。

2.2电容式触控屏

电容式触控屏则主要是利用人体的电流感应进行工作，在玻璃表面贴上一层透明的金属导电物质，当有导电物体接触时，就会改变触点的电容，从而探测出触碰的位置。与该技术相关的比较早期的申请，如专利文件CN1672119由3M创新有限公司于2005年公开了一种触控屏，该触控屏包括薄的介质薄膜，其第一表面粘结在电容式传感器电路，第二表面作为触摸表面取向；薄膜介质保护层包括可由各种厚度大约为或小于0.030英寸的各种材料，设置在电容式触摸传感器电路上，薄膜允许所产生的触摸更加接近于电容式触摸传感器电路，于是可响应触摸产生更强的信号。其中，电容式触摸传感器排列成能够通过在背景信号上增加由触摸所产生的信号获得更高精度的触摸位置的分辨率，由此提高该触控屏的灵敏度，允许在薄的介质层上添加第二保护层，而不会妨碍随触摸的检测，可以只替换可去除层而不再是整个触摸传感器。

2.3声波式触控屏

声波式触控屏包括表面声波式触控屏和弯曲声波式触控屏。表面声波屏利用声波进行定位，手指触碰面板时吸收一部分声波能，导致声波衰减，从而根据传感器侦测到的衰减点计算触点的位置。弯曲声波式触控屏利用声音脉冲进行识别，手指触碰面板产生声波脉冲，传感器探测声波频率，通过与存储的标准频率进行对比确定触点位置。

专利文件CN102609155A于2012年公开了一种双触摸面表面声波触摸屏，该触摸屏包括基板、发射条纹阵列、接收条纹阵列、接收换能器和发射换能器，基板表面包括第一触摸面、第二触摸面和传输面，发射条纹阵列、接收条纹阵列、接收换能器和发射换能器均设在同一个触摸面上，第一触摸面与第二触摸面相对设置，传输面分别连接第一触摸面和第二触摸面；该发明无需设计复杂的前框组件来遮挡条纹阵列和换能器等，实现了声波触摸屏的无边框设计。

2.4电磁式触控屏

电磁式触控屏，需要使用电磁笔在面板上滑动，通过计算该电磁笔的滑动轨迹获得触点。该技术主要分为被动式和主动式，被动式的电磁笔不需装电池而有共振电路，数位板经由天线发射交流的电磁场，电磁笔接收交流电磁场的能量并储存起来，接着由电磁笔发射电磁信号回数位板；主动式则是电磁笔需要置入电池发送信号。

2015年，三星电子株式会社于在CN104620204A专利文件中公开了一种触摸输入装置，该装置包括被配置为被具有磁性的输入工具如触控笔触摸的第一面板、可产生磁场的第二面板、控制单元，其中在输入工具触摸第一面板时，控制第二面板在第二面板中的与第一面板的被触摸的位置相关的部分中产生磁场，且第一面板包括保护面板、显示面板、电阻（R）型触摸屏和电容（C）型触摸屏中的至少一个。该装置能够有效地提供对用户的触摸输入的反馈，以向用户提供预定书写感觉。

2.5振波感应式触控屏

振波感应式触控屏采用强化玻璃基座，触碰时产生的玻璃内部的振动波将传送至感应器，并由控制器决定触点。专利文件CN102129324A于2011年公开了一种触控装置及其控制方法，该触控装置包括面板、发送天线、至少3个谐振电路、控制处理单元，其中发送天线设置在面板上，向外发送用于探测面板是否被触压的探测波；谐振电路也设置在面板上，感应探测波，产生谐振波；控制处理单元，控制处理谐振波和谐振电路的位置信息，得到相应的至少包括触压强度、触压位置在内的触压信息，该装置解决了多点电容触控屏和电磁触控屏不能实现用任何物体进行触控的问题。

2.6红外线光学式触控屏

红外线光学式触控屏是由装在触控屏外框上的红外线发射与接收感测元件构成，在面板表面形成红外探测网，手指可以改变触点的红外线，进而可被转化成触点的坐标位置而实现操作的响应；在红外线触控屏上，面板的四边排布的电路板装置有红外发射管和红外接收管，对应形成横竖交叉的红外线矩阵。专利文件CN1433557A 于2003年公开了使用多个红外（“IR”）发射器和接收器的一种触摸系统，以及利用轴内和偏轴检测以更高的分辨率确定红外发射器和接收器之间位置的一种方法，该触摸系统四个边缘中，两个相对的边缘分别设置一组红外发射器或红外接收器，每一个接收器都与对面的多个发射器中的一个对准，与其他发射器不对准。

3　结语

随着触控屏使用的普遍性越来越高，其触控屏技术也会朝着更加专业化、立体化等多元化的方向发展，发展的同时会带给用户更直接、更生动的交互体验。此外，随着社会对知识产权的关注度和重视程度，有关触控屏技术的专利申请也会呈继续上升的趋势。

Analysis of Touch Screen Patent Technology

Guo XiaobingZhang LiangCai ShijunChen Yulu
（Patent Examination Cooperation Center of the Patent Office，SIPO，Henan，Zhengzhou Henan 45000）

Touch screen technology has been recognized by the public，because of its strong and durable，fast response，space saving，easy to communicate and other advantages.With the wide use of touch screen technology and diversified development，the research of this technology is also gradually deepening.Based on this，the touch screen technology was studied，and the touch screen technology was introduced from the perspective of patent technology.

touch screen；touch screen；patent technology

TP334.3

A

1003-5168（2016）05-0080-02

2016-04-23

郭晓冰（1987-），女，硕士，专利审查员，研究方向：信息存储、移动装置壳体领域专利审查。

［1］陈康才，李春茂.电阻式触控屏两点触控原理［J］.科学技术与工程，2012（18）：4525-4529.

［2］Alvin Wong.电容式触控屏［J］.电子与电脑，2011（3）：36-38.