CN105589605B - 一种三维触控结构及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供一种三维触控结构及显示装置，涉及触控技术领域，不仅可以对触控位置进行识别，而且还可以对压力值进行识别。该三维触控结构包括阵列排布的磁场产生部件，以及与所述磁场产生部件一一对应且异层设置的电磁感应部件；所述磁场产生部件和所述电磁感应部件之间具有间距，且所述磁场产生部件和所述电磁感应部件均为透明；所述磁场产生部件用于产生磁场；所述电磁感应部件用于在触控时，发生感应电动势的变化。用于具有触控位置识别以及压力值检测的设备。

Description

一种三维触控结构及显示装置
技术领域
本发明涉及触控技术领域，尤其涉及一种三维触控结构及显示装置。
背景技术
人机交互技术成为当前最热门的研究领域之一，并且人机交互技术正在从以系统为中心逐步转移到以用户为中心，而人体使用手指进行动作的识别也已逐渐成为人机交互的主要手段。目前，在显示技术领域，人机交互主要体现在触控方面。
目前，触控屏主要以电容式触控屏为主，其具有定位精确灵敏、触摸手感好以及使用寿命长等特点。
然而，手指接触触控屏表面后形成外界耦合电容或者电场的变化，只能实现对触摸位置的识别，而无法感应外界施加压力的大小。
发明内容
本发明的实施例提供一种三维触控结构及显示装置，不仅可以对触控位置进行识别，而且还可以对压力值进行识别。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供一种三维触控结构，包括：阵列排布的磁场产生部件，以及与所述磁场产生部件一一对应且异层设置的电磁感应部件；所述磁场产生部件和所述电磁感应部件之间具有间距，且所述磁场产生部件和所述电磁感应部件均为透明；所述磁场产生部件用于产生磁场；所述电磁感应部件用于在触控时，发生感应电动势的变化。
优选的，所述磁场产生部件和所述电磁感应部件之间设置有绝缘层。
优选的，所述磁场产生部件和所述电磁感应部件均为螺线管。
进一步优选的，所述螺线管中的线圈采用透明导电材料制成。
第二方面，提供一种显示装置，包括显示面板，以及上述第一方面的三维触控结构；其中，所述三维触控结构设置在所述显示面板的出光侧。
优选的，所述显示面板为液晶显示面板，所述显示装置还包括设置在所述液晶显示面板出光侧的上偏光片；所述三维触控结构设置在所述液晶显示面板和所述上偏光片之间，或设置在所述上偏光片远离所述液晶显示面板的一侧。
第三方面，提供另一种显示装置，包括显示面板，所述显示面板包括对盒的第一基板和第二基板；还包括透明的磁场产生部件和电磁感应部件，所述磁场产生部件和所述电磁感应部件分设在所述第一基板和所述第二基板上；其中，所述磁场产生部件和所述电磁感应部件均呈阵列排布且一一对应；所述磁场产生部件用于产生磁场；所述电磁感应部件用于在触控时，发生感应电动势的变化。
优选的，所述磁场产生部件和所述电磁感应部件均为螺线管。
进一步优选的，所述螺线管中的线圈采用透明导电材料制成。
基于上述，优选的，所述显示面板为液晶显示面板。
本发明的实施例提供了一种三维触控结构及显示装置，当发生触控时，与手指对应位置处的电磁感应部件会产生感应电动势的变化，据此可确定触控的位置；在此基础上，根据发生触控时手指按压力的不同，磁场产生部件和电磁感应部件之间的距离变化不同，使得电磁感应部件发生感应电动势的变化量也不相同，据此可对不同的压力值的进行识别，从而实现在三个维度上的识别。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种三维触控结构的俯视示意图；
图2a为本发明实施例提供的一种三维触控结构在未按压时的剖视示意图；
图2b为本发明实施例提供的一种三维触控结构在按压时的剖视示意图；
图3为本发明实施例提供的另一种三维触控结构的剖视示意图；
图4为本发明实施例提供的一种采用螺线管制作的三维触控结构的剖视示意图；
图5为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图一；
图6为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图二；
图7为本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图三。
附图标记：
10-三维触控结构；20-液晶显示面板；30-上偏光片；40-下偏光片；101-磁场产生部件；102-电磁感应部件；103-绝缘层；501-第一基板；502-第二基板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种三维触控结构10，如图1和图2所示，包括：阵列排布的磁场产生部件101，以及与磁场产生部件101一一对应且异层设置的电磁感应部件102。
其中，磁场产生部件101和电磁感应部件102之间具有间距，且磁场产生部件101和电磁感应部件102均为透明；磁场产生部件101用于产生磁场；电磁感应部件102用于在触控时，发生感应电动势的变化。
本发明实施例的三维触控是指，在X-Y平面上能实现对触控位置的识别，在Z方向上，能实现对压力值的识别。
该三维触控结构在X-Y平面上实现对触控位置识别的原理为：当发生触控时，由于手指对该三维触控结构有一个按压力，因此，会使得在手指对应位置处，磁场产生部件101和电磁感应部件102发生相对距离的改变，从而使得电磁感应部件102接收到的磁通量发生变化，进而使得电磁感应部件102发生感应电动势的变化，以此可产生感应电流。在此基础上，通过与周围电磁感应部件102的对比或通过直接检测等方法，可以确定发生电流或者感应电动势变化的电磁感应部件102的位置，并得到手指在X-Y平面上的位置。
该三维触控结构在Z方向上实现对压力值识别的原理为：如图2a所示，当手指按压前，磁场产生部件101和电磁感应部件102之间的间距为d1；如图2b所示，当手指按压时，磁场产生部件101和电磁感应部件102之间的间距减小为d2，根据d2的不同，电磁感应部件102接收到的磁通量也不相同，因而使得电磁感应部件102发生感应电动势的变化量也不相同，以此产生的感应电流也不相同。在此基础上，通过判断感应电动势的变化量或者感应电流的值便可以得到d2的值，根据d2的值的不同便可以与不同的压力值进行对应，因而实现对压力值的识别，进而根据不同压力值可实现不同的功能。
需要说明的是，第一，对于磁场产生部件101，可通过向其施加交流电压或交流电流来产生磁场。对于电磁感应部件102，为了在与磁场产生部件101之间的距离变化时，发生感应电动势的变化，电磁感应部件102需要与走线形成闭合回路，且做切割磁感线运动。
第二，不对磁场产生部件101和电磁感应部件102之间的相对位置进行限定，只要能在手指触摸或按压时，二者发生距离的改变即可。
本发明实施例提供一种三维触控结构10，当发生触控时，与手指对应位置处的电磁感应部件102会产生感应电动势的变化，据此可确定触控的位置；在此基础上，根据发生触控时手指按压力的不同，磁场产生部件101和电磁感应部件102之间的距离变化不同，使得电磁感应部件102发生感应电动势的变化量也不相同，据此可对不同的压力值的进行识别，从而实现在三个维度上的识别。
优选的，如图3所示，磁场产生部件101和电磁感应部件102之间设置有绝缘层103。
其中，绝缘层的材料例如可以为氮化硅、氧化硅或有机材料等。
这样，在手指按压时，可避免由于用力较大而导致磁场产生部件101和电磁感应部件102之间发生短路。
优选的，如图4所示，磁场产生部件101和电磁感应部件102均为螺线管。
通过将磁场产生部件101设置为螺线管，在向其施加交流电压或交流电流时，便可直接产生磁场。通过将电磁感应部件102设置为螺线管，当其与磁场产生部件101之间的距离发生变化时，电磁感应部件102便可发生感应电动势的变化。其中，由于螺线管结构简单，因此可节省成本。
进一步优选的，螺线管中的线圈采用透明导电材料制成。
透明导电材料例如可以为氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)等。这样，当该三维触控结构应用于显示装置时，可避免对显示的影响。
其中，可通过沉积ITO薄膜，然后通过刻蚀工艺形成线圈。在此基础上，为了大面积制作，在制作形成线圈后，可通过打孔方式将线圈之间断开，以形成一个个相互绝缘的螺线管。
本发明实施例还提供一种显示装置，包括显示面板，以及上述的三维触控结构10；其中，该三维触控结构10设置在显示面板的出光侧。
其中，显示装置可以是液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称LCD)、有机电致发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，简称OLED)显示器等。
当显示装置为液晶显示器时，如图5和图6所示，上述显示面板为液晶显示面板20，所述显示装置还包括设置在液晶显示面板20出光侧的上偏光片30以及设置在液晶显示面板20入光侧的下偏光片40；在此情况下，三维触控结构10可以如图5所示设置在液晶显示面板20和上偏光片30之间，或如图6所示设置在上偏光片30远离液晶显示面板20的一侧。
本发明实施例提供了一种显示装置，当发生触控时，与手指对应位置处的电磁感应部件102会产生感应电动势的变化，据此可确定触控的位置；在此基础上，根据发生触控时手指按压力的不同，磁场产生部件101和电磁感应部件102之间的距离变化不同，使得电磁感应部件102发生感应电动势的变化量也不相同，据此可对不同的压力值的进行识别，从而实现在三个维度上的识别。
本发明实施例还提供另一种显示装置，如图7所示，包括显示面板，显示面板包括对盒的第一基板501和第二基板502；还包括透明的磁场产生部件101和电磁感应部件102，磁场产生部件101和电磁感应部件102分设在第一基板501和第二基板502上。
其中，磁场产生部件101和电磁感应部件102均呈阵列排布且一一对应；磁场产生部件101用于产生磁场；电磁感应部件102用于在触控时，发生感应电动势的变化。
本发明实施例在X-Y平面上实现对触控位置识别以及在Z方向上实现对压力值识别与上述三维触控结构10的原理相同，在此不再赘述。
需要说明的是，不对磁场产生部件101和电磁感应部件102在第一基板501和第二基板502上的具体位置进行限定。
此外，磁场产生部件101可以设置在第一基板501，也可以设置在第二基板502上。在此情况下，电磁感应部件102则设置在第二基板502或第一基板501上。
优选的，磁场产生部件101和电磁感应部件102均为螺线管。
本发明实施例采用螺线管作为磁场产生部件101和电磁感应部件102，结构简单，节省成本。
进一步优选的，螺线管中的线圈采用透明导电材料制成。这样，可避免对显示的影响。
基于上述，由于液晶显示面板的第一基板501和第二基板502本身具有间距，将磁场产生部件101和电磁感应部件102应用于液晶显示面板，可较为容易在触控发生时，使磁场产生部件101和电磁感应部件102之间的距离发生改变，从而可使电磁感应部件102发生感应电动势的变化，因此，优选所述显示面板为液晶显示面板。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种三维触控结构，其特征在于，包括：阵列排布的磁场产生部件，以及与所述磁场产生部件一一对应且异层设置的电磁感应部件；
所述磁场产生部件和所述电磁感应部件之间具有间距，且所述磁场产生部件和所述电磁感应部件均为透明；
所述磁场产生部件用于产生磁场；
所述电磁感应部件用于在触控时，发生感应电动势的变化；
所述磁场产生部件和所述电磁感应部件均为螺线管；
所述螺线管中的线圈采用透明导电材料制成。
2.根据权利要求1所述的三维触控结构，其特征在于，所述磁场产生部件和所述电磁感应部件之间设置有绝缘层。
3.一种显示装置，包括显示面板，其特征在于，还包括权利要求1-2任一项所述的三维触控结构；
其中，所述三维触控结构设置在所述显示面板的出光侧。
4.根据权利要求3所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板为液晶显示面板，所述显示装置还包括设置在所述液晶显示面板出光侧的上偏光片；
所述三维触控结构设置在所述液晶显示面板和所述上偏光片之间，或设置在所述上偏光片远离所述液晶显示面板的一侧。
5.一种显示装置，包括显示面板，所述显示面板包括对盒的第一基板和第二基板；其特征在于，还包括透明的磁场产生部件和电磁感应部件，所述磁场产生部件和所述电磁感应部件分设在所述第一基板和所述第二基板上；
其中，所述磁场产生部件和所述电磁感应部件均呈阵列排布且一一对应；
所述磁场产生部件用于产生磁场；
所述电磁感应部件用于在触控时，发生感应电动势的变化；
所述磁场产生部件和所述电磁感应部件均为螺线管；
所述螺线管中的线圈采用透明导电材料制成。
6.根据权利要求5所述的显示装置，其特征在于，所述显示面板为液晶显示面板。
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