CN105353923A - 一种压力感应触摸屏和电子触摸震动设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种压力感应触摸屏，既可以检测水平方向的位置信息，也可以检测垂直方向的压力信息。本发明实施例一种压力感应触摸屏的技术方案包括：触摸功能层、压力感应功能层和绝缘膜层，所述触摸功能层、所述压力感应功能层和所述绝缘膜层由上到下依次设置；所述触摸功能层包括FPC层，所述压力感应功能层还与所述FPC层相连接，所述触摸功能层与所述压力感应功能层之间具有空隙；所述绝缘膜层位于所述压力感应功能层下方并与所述压力感应功能层连接。本发明实施例还涉及一种电子触摸振动设备。

Description

一种压力感应触摸屏和电子触摸震动设备

技术领域

本发明涉及触摸控制技术领域，尤其涉及一种压力感应触摸屏和电子触摸振动设备。

背景技术

随着智能化趋势的高速发展，电子设备已经逐渐普及，其中触摸产品的应用愈发广泛。目前的触摸屏通过采集导电介质或者手指与基板触摸时所产生的电容变化，然后通过控制器的数字转换，输出导电介质或者手指触控的具体坐标，就可以感应到触摸位置，实现人机交互。

理想的触摸屏不仅要能感应触摸的位置，并且还要能感应到触摸压力，为触摸输入增加了一个额外的自由度，再配合线性谐振马达，不仅能适应不同的压力输入方式，还可以感受到触摸的物体的形状特性等。该压力感应触摸屏和电子触摸振动设备可以让用户和电子产品有更深入的交互，模拟更真实的环境，将在未来的游戏、教育或医疗上有更加独特的创新和体验。因此，能感应压力的触摸屏和电子触摸振动设备也是本领域的研究热点之一。压力感应，通过感应导电介质或者手指压力的产生和改变，再通过触摸屏控制器实现电学数据的变化，电子产品的处理器在接收到电学数据后对其进行处理而产生指令，最后达到压力间接实现指令的过程。压力触控配合线性马达应用于电子产品是基于电振动的原理，电子产品运行中感知到压力的变化产生的周期静电会在接触过程中给导电介质或者手指推力。简单说就是带来一种触摸实物的错觉。也就是可以根据显示的图像，当人触摸到时发生不同的回馈，给人的手指一种触摸到实物的感觉。

现有技术的缺陷是，触摸屏仅仅能够感应到触摸的位置，无法感应到触摸压力，使得用户与电子产品之间无法有更深入的交互，用户体验差。

发明内容

本发明实施例提供一种压力感应触摸屏，既可以检测水平方向的位置信息，也可以检测垂直方向的压力信息。

本发明实施例一种压力感应触摸屏的技术方案包括：

触摸功能层、压力感应功能层和绝缘膜层，所述触摸功能层、所述压力感应功能层和所述绝缘膜层由上到下依次设置；

所述触摸功能层包括FPC层，所述压力感应功能层还与所述FPC层相连接，所述触摸功能层与所述压力感应功能层之间具有空隙；

所述绝缘膜层位于所述压力感应功能层下方并与所述压力感应功能层连接。

优选的，在上述压力感应触摸屏的技术方案中，还包括液晶显示层，所述液晶显示层位于所述触摸功能层下方并与所述触摸功能层相连接，所述液晶显示层与所述压力感应功能层之间具有空隙。

优选的，在上述压力感应触摸屏的技术方案中，所述触摸功能层和所述液晶显示层通过第二胶层连接。

优选的，在上述压力感应触摸屏的技术方案中，所述液晶显示层由偏光片板、液晶玻璃基板、背光、液晶驱动IC和柔性线路板组成。

优选的，在上述压力感应触摸屏的技术方案中，所述偏光片板包括前偏光板和后偏光板。

优选的，在上述压力感应触摸屏的技术方案中，所述触摸功能层还包括由上到下依次连接的装饰盖板层、第一胶层、感应功能层，所述感应功能层与所述FPC层连接，所述感应功能层与所述液晶显示层通过第二胶层相连接。

优选的，在上述压力感应触摸屏的技术方案中，所述第一胶层和所述第二胶层均为光学胶层。

优选的，在上述压力感应触摸屏的技术方案中，所述装饰盖板层为钢化玻璃、有机玻璃、热弯钢化玻璃、热弯有机玻璃或透明塑料中的一种。

优选的，在上述压力感应触摸屏的技术方案中，所述感应功能层的结构为单层膜结构、双层膜结构、单层玻璃结构或者双层玻璃结构。

采用上述技术方案的有益效果是：

本发明实施例中的压力感应触摸屏除了包括触摸功能层用于判断所触摸的位置变化以外，还设有压力感应功能层，当在压力感应触摸屏上施加作用力时，压力感应功能层可以检测到压力变化，即可实现压力感应触控功能。相比传统的触摸屏，压力感应功能层位于触摸功能层的下方，既可以检测水平方向的位置信息，也可以检测垂直方向的压力信息，由于触摸功能层和压力感应功能层均与FPC层连接，实现触摸和触感的同步。

本发明实施例还提供一种电子触摸振动设备，包括：前述所述的压力感应触摸屏、触摸屏控制器、处理器、马达驱动电路和线性谐振马达，所述压力感应触摸屏与所述触摸屏控制器电性连接，所述触摸屏控制器与所述处理器电连接，所述处理器与所述马达驱动电路连接，所述马达驱动电路与所述线性谐振马达连接。

采用上述技术方案的电子触摸振动设备的有益效果是：

由于本实施例中的电子触摸振动设备包括压力感应触摸屏，压力感应触摸屏除了包括触摸功能层用于判断所触摸的位置变化以外，还设有压力感应功能层，当在压力感应触摸屏上施加作用力时，压力感应功能层可以检测到压力变化，即可实现压力感应触控功能。相比传统的触摸屏，压力感应功能层位于触摸功能层的下方，既可以检测水平方向的位置信息，也可以检测垂直方向的压力信息，由于触摸功能层和压力感应功能层均与FPC层连接，实现触摸和触感的同步。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的一种压力感应触摸屏的分解结构示意图。

图2为本发明实施例中的一种压力感应触摸屏的叠构示意图。

图3为图2的A区域的细节示意图。

图4为本发明实施例中的一种电子触摸振动设备功能模块图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种压力感应触摸屏，既可以检测水平方向的位置信息，也可以检测垂直方向的压力信息。

请参阅图1至图3，本发明实施例的一种压力感应触摸屏的技术方案为：

压力感应触摸屏包括触摸功能层11、压力感应功能层44和绝缘膜层55；触摸功能层11、压力感应功能层44、绝缘膜层55由上到下依次设置，触摸功能层11位于压力感应触摸屏的表面位置，而且触摸功能层11包括FPC层104，压力感应功能层44还与FPC层连接，触摸功能层11与压力感应功能层44之间具有空隙，压力感应功能层44与绝缘膜层55相连接。

本发明实施例中的压力感应触摸屏除了包括触摸功能层11用于判断所触摸的位置变化以外，还设有压力感应功能层44，当在压力感应触摸屏上施加作用力时，压力感应功能层44可以检测到压力变化，即可实现压力感应触控功能。相比传统的触摸屏，压力感应功能层44位于触摸功能层11的下方并与FPC层104连接，既可以检测水平方向的位置信息，也可以检测垂直方向的压力信息，由于触摸功能层11和压力感应功能层44均与FPC层104连接，实现触摸和触感的同步。

进一步的，压力感应触摸屏还可以包括液晶显示层33，液晶显示层33位于触摸功能层11下方并与触摸功能层11相连接，液晶显示层33与压力感应功能层44之间具有空隙，采用上述技术方案的有益效果是：当施加一定的压力在触摸功能层上时，液晶显示层与压力感应功能层之间的距离产生变化，电容产生变化就可以根据电容的变化判断所受力的大小。

下面分别对触摸功能层11、液晶显示屏33、压力感应功能层44和绝缘膜层55进行详细说明。

一、触摸功能层11

触摸功能层11包括装饰盖板层101、第一胶层102、感应功能层103和FPC层104，装饰盖板层101、第一胶层102和感应功能层103从上到下依次设置，装饰盖板层101通过第一胶层102与感应功能层103连接。

装饰盖板层101是整个压力感应触摸屏的支撑部件，需要有一定的刚性强度，其为透明材料，可以为钢化玻璃、有机玻璃、热弯钢化玻璃、热弯有机玻璃或透明塑料中的一种。

第一胶层102为光学胶层，光学胶层是特种胶粘剂，其无色透明、光透过率在91％以上。

感应功能层103的结构可以为单层膜结构、双层膜结构、单层玻璃结构或者双层玻璃结构。上述单层膜结构、双层膜结构、单层玻璃结构或者双层玻璃结构为导电材料在绝缘膜层载体或者玻璃载体上生成的导电图案。上述绝缘膜层载体或者玻璃载体为将导电材料通过蒸镀、真空镀或通过气体高温高压条件下生长的方式在绝缘膜层或玻璃上形成。上述导电材料为氧化铟锡、石墨烯、高分子材料、碳纳米管、金属网格或纳米银中的一种。上述导电图案通过激光镭射、蚀刻或曝光显影来实现，其也可以做在装饰盖板层101上，从而可以省去第一胶层102和绝缘膜层载体或者玻璃载体。

FPC层104以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成，其上面贴有集成电路。FPC(FlexiblePrintedCircuit)又称柔性电路板或软性线路板，软性线路板主要使用在手机、笔记本电脑、PDA、数码相机、LCM、计算机、电话机、继电器、陀螺仪、导弹、汽车仪表等很多产品。FPC软性印制电路是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性，绝佳的可挠性印刷电路。

二、液晶显示层33

液晶显示层33与感应功能层103通过第二胶层22连接，第二胶层22也为光学胶层，厚度为0.05mm～0.25mm。

液晶显示层33由偏光片板、液晶玻璃基板、背光、液晶驱动IC和柔性线路板组成。偏光片板包括前偏光板和后偏光板。液晶驱动IC和柔性线路板均通过绑定的方式与液晶玻璃基板连接。

三、压力感应功能层44

压力感应功能层44与液晶显示层33之间留有一定的空间间隙，该间隙为0.15mm～0.35mm，由于压力感应触摸屏为悬挂式连接，该间隙为液晶显示层33受压变形提供了空间，避免液晶显示层33受压而破裂，同时，当受压时，通过该压力感应功能层44和液晶显示层33背光的反光膜之间的距离发生变化，电容产生变化，可以根据电容的变化判断所受力的大小。

压力感应功能层44为通过印刷的方式将导电银浆层401形成在绝缘膜层55上，其上绑定的柔性线路板402通过连接器连接到FPC层104上，可以理解的是，触摸功能层11和压力感应功能层55一起连接到FPC层66。

四、绝缘膜层

绝缘膜层55为聚脂薄膜，其厚度为0.05mm-0.15mm。

FPC层104和液晶显示层33上的柔性线路板连接到电子触摸振动设备上，当施加一定的压力于装饰盖板层101时，压力感应功能层44和液晶显示层33背光的反光膜之间的距离发生变化，电容产生变化，可以根据电容的变化判断所受力的大小。该压力感应触摸屏也可以只有触摸功能层11、压力感应功能层44和绝缘膜层55。

请参阅图4，本发明实施例还提供一种电子触摸振动设备800包括：

压力感应触摸屏81、触摸屏控制器82、处理器83、马达驱动电路84和线性谐振马达85，压力感应触摸屏已在图1至图3对应的技术方案中已经详细论述，此处不做赘述。

本实施方式中触摸屏控制器82接收触摸和压力信息后，将信息转换为触点坐标和压力变化传送给处理器83，由处理器83对该信息进行分析处理，处理器83检测到触摸动作并处理后给出相应响应动作，同时给出使能信号输入到马达驱动电路84来控制线性谐振马达85振动的强度和持续时间，产生和触摸位置和压力大小相应的反馈，从而实现线性触感的回馈。

下面对电子触摸振动设备800的各部件进行详细说明：

触摸屏控制器82提供驱动信号给到压力感应触摸屏81，压力感应触摸屏81输出传感信号传输到触摸屏控制器82，该触摸屏控制器82可同时处理触摸位置和按压压力的信息。

处理器83解析触摸屏控制器82输出的信号，确定触摸动作的功能并反馈信号至触摸屏控制器82，同时输出显示信号。

处理器83的控制信号和使能信号输出端连接马达驱动电路84的输入端，马达驱动电路84响应处理器83的这两个信号来驱动线性谐振马达85产生相应强度与持续时间的振动。

马达驱动电路84将线性谐振马达85输出的振动信息反馈给到处理器83，作为触摸振动的反馈。

线性谐振马达85会根据不同场景来实现不同的振动感反馈，可以细微的在触摸屏上的各个不同的位置发出不同的细微振动，以达到更好的使用体验。可以视其为触觉反馈马达，也就是可以根据显示的图像，当人触摸到时发生不同的回馈，给人的手指一种触摸到实物的感觉。

该压力感应触摸屏和电子触摸振动设备，可感应的压力范围为0gf～5000gf。

该压力感应触摸屏和电子触摸振动设备，可感应的压力数量为1个～10个。

该压力感应触摸屏和电子触摸振动设备，可应用于穿戴式电子产品、手机、平板电脑、电脑、触摸板、数字电视、车载触摸屏以及其它触摸类电子产品。

该压力感应触摸屏和电子触摸振动设备的线性谐振马达是一种更加智能的振动马达，下面举例进行说明：

当电子触摸振动设备800显示一张仙人球的照片时，人手触摸到触摸功能层11上的仙人球刺的尖端时，人手会感受到类似被针扎的刺痛感。该电子触摸振动设备800会根据不同场景来实现不同的振动感反馈，可以细微的在触摸屏上的各个不同的位置发出不同的细微振动，以达到更好的使用体验。

与现有技术相比，本发明提供的一种压力感应触摸屏和电子触摸振动设备，其只需要增加较低成本，具有高量产性，相比传统的触摸屏，既可以检测水平方向的位置信息，也可以检测垂直方向的压力信息，并且可以实现触摸和触感的同步，给人一种触摸到实物的感觉，进一步丰富了软件应用设计者的想象空间和发挥空间，加强了人机之间的触觉互动。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种压力感应触摸屏，其特征在于，包括：

触摸功能层、压力感应功能层和绝缘膜层，所述触摸功能层、所述压力感应功能层和所述绝缘膜层由上到下依次设置；

所述触摸功能层包括FPC层，所述压力感应功能层还与所述FPC层相连接，所述触摸功能层与所述压力感应功能层之间具有空隙；

所述绝缘膜层位于所述压力感应功能层下方并与所述压力感应功能层连接。

2.根据权利要求1所述的压力感应触摸屏，其特征在于，所述压力感应触摸屏还包括液晶显示层，所述液晶显示层位于所述触摸功能层下方并与所述触摸功能层相连接，所述液晶显示层与所述压力感应功能层之间具有空隙。

3.根据权利要2所述的压力感应触摸屏，其特征在于，所述触摸功能层和所述液晶显示层通过第二胶层连接。

4.根据权利要求3所述的压力感应触摸屏，其特征在于，所述液晶显示层由偏光片板、液晶玻璃基板、背光、液晶驱动IC和柔性线路板组成。

5.根据权利要求4所述的压力感应触摸屏，其特征在于，所述偏光片板包括前偏光板和后偏光板。

6.根据权利要求5所述的压力感应触摸屏，其特征在于，所述触摸功能层还包括由上到下依次连接的装饰盖板层、第一胶层、感应功能层，所述感应功能层与所述FPC层连接，所述感应功能层与所述液晶显示层通过第二胶层相连接。

7.根据权利要求6所述的压力感应触摸屏，其特征在于，所述第一胶层和所述第二胶层均为光学胶层。

8.根据权利要求7所述的压力感应触摸屏，其特征在于，所述装饰盖板层为钢化玻璃、有机玻璃、热弯钢化玻璃、热弯有机玻璃或透明塑料中的一种。

9.根据权利要求8所述的压力感应触摸屏，其特征在于，所述感应功能层的结构为单层膜结构、双层膜结构、单层玻璃结构或者双层玻璃结构。

10.一种电子触摸振动设备，其特征在于，包括：权利要求1至9中任一项所述的压力感应触摸屏、触摸屏控制器、处理器、马达驱动电路和线性谐振马达，所述压力感应触摸屏与所述触摸屏控制器电性连接，所述触摸屏控制器与所述处理器电连接，所述处理器与所述马达驱动电路连接，所述马达驱动电路与所述线性谐振马达连接。