CN105807974B - 触摸和悬停感测装置 - Google Patents

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Abstract

一种触摸和悬停感测装置，包括一传感模组，该传感模组通过导电线路连接一控制芯片，该控制芯片控制所述传感模组工作，以感测一待测物体的位置坐标，所述传感模组包括一绝缘基底，多个第一静电感测元件平行间隔设置于该绝缘基底的表面，每一第一静电感测元件的两端分别设置一第一电极并与该第一电极电连接，多个第二静电感测元件平行间隔设置且与所述多个第一静电感测元件绝缘交叉设置，每一第二静电感测元件的两端分别设置一第二电极并与该第二电极电连接，每一第一静电感测元件和每一第二静电感测元件均为一根单壁或少壁碳纳米管。

Description

触摸和悬停感测装置
技术领域
本发明涉及一种触摸和悬停感测装置，尤其涉及一种基于碳纳米管的触摸和悬停感测装置。
背景技术
近年来，伴随着移动电话与触摸导航系统等各种电子设备的高性能化和多样化的发展，在液晶等显示设备的前面安装透光性的触摸屏的电子设备逐步增加。这样的电子设备的使用者通过触摸屏，一边对位于触摸屏背面的显示设备的显示内容进行视觉确认，一边利用手指或笔等方式按压触摸屏来进行操作。由此，可以操作电子设备的各种功能。
随着电子设备的快速发展，人们希望所述触摸屏也可以识别悬停动作，也就是说，通过手或者触控笔靠近触摸屏但不用接触到触摸屏的面板而使得触摸屏可以感测到手或者触控笔在面板上的位置，从而可以控制电子设备来实现操作。
发明内容
有鉴于此，确有必要提供一种触摸和悬停感测装置。
一种触摸和悬停感测装置，包括一传感模组、一悬停感测单元、一触摸感测单元和一切换控制单元，该切换控制单元切换控制所述悬停感测单元和触摸感测单元分别与所述传感模组电连接，所述传感模组包括一绝缘基底，多个第一静电感测元件和多个第二静电感测元件相互绝缘设置于该绝缘基底的表面，该多个第一静电感测元件沿一第一方向延伸且相互间隔设置，该多个第二静电感测元件沿一第二方向延伸且相互间隔设置，每一第一静电感测元件的两端分别电连接一个第一电极，每一第二静电感测元件的两端分别电连接一个第二电极，每一第一静电感测元件和每一第二静电感测元件均为一根单壁或少壁碳纳米管；在带静电的待测物体靠近所述传感模组时，所述多个第一静电感测元件和多个第二静电感测元件会产生电阻变化，所述传感模组与悬停感测单元电连接，所述电阻变化被所述悬停感测单元感测从而判断出待测物体位置；在带静电的待测物体触摸所述传感模组时，该多个第一静电感测元件和多个第二静电感测元件的电容产生变化，所述传感模组与触摸感测单元电连接，该电容的变化被所述触摸感测单元感测从而判断出待测物体位置。
与现有技术相比，本发明所提供的触摸和悬停感测装置，可以感测位于触摸和悬停感测装置上方但未直接接触该触摸和悬停感测装置的悬停对象的位置及移动，也可以感测直接按压该触摸和悬停感测装置的触摸对象的位置及移动。进一步可以使手等工具靠近触摸和悬停感测装置但未直接接触触摸和悬停感测装置以及直接按压所述触摸和悬停感测装置，即可实现对设置于触摸和悬停感测装置上的电子产品的操作。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的触摸和悬停感测装置的俯视结构示意图。
图2为碳纳米管电子态密度分布曲线。
图3为用扫描隧道谱(STS)实测的碳纳米管常温下电子态密度分布曲线。
图4为本发明第二实施例提供的触摸和悬停感测装置的俯视结构示意图。
主要元件符号说明
触摸和悬停感测装置 100，200
传感模组传感模组 10，50
基底 102
第一静电感测元件 104
第二静电感测元件 106
第一电极 108
第二电极 110
触摸和悬停控制系统 60
触摸感测单元 20
悬停感测单元 30
电路控制元件 302
电流测试元件 304
切换控制单元 40
控制器 402
开关 404
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面将结合附图及具体实施例对本发明提供的触摸和悬停感测装置作进一步的详细说明。
请参见图1，本发明第一实施例提供一种触摸和悬停感测装置100，该触摸和悬停感测装置100包括一传感模组10、一触摸感测单元20、一悬停感测单元30和一切换控制单元40。所述触摸感测单元20、悬停感测单元30和切换控制单元40组成一触摸和悬停控制系统60，所述静电感测元件耦合到该触摸和悬停控制系统60。所述触摸和悬停控制系统60可以控制在触摸模式和悬停模式之间的传感器切换。具体地，所述切换控制单元40控制所述传感模组10在触摸感测单元20和悬停感测单元30之间切换。
所述传感模组10包括一基底102、多个第一静电感测元件104、多个第二静电感测元件106、多个第一电极108和多个第二电极110。所述多个第一静电感测元件104与多个第二静电感测元件106绝缘交叉设置，进一步，所述多个第一静电感测元件104与多个第二静电感测元件106相互垂直且绝缘设置。所述多个第一静电感测元件104与多个第二静电感测元件106相互交叉并形成多个格子，每一第一静电感测元件104相对的两端分别设置一第一电极108并与该第一电极108电连接，每一第二静电感测元件106相对的两端分别设置一第二电极110并与该第二电极110电连接。具体地，在平行于所述基底102的表面的平面内定义了相互垂直的第一方向X和第二方向Y，所述多个第一静电感测元件104沿着第一方向X延伸，并且多个第一静电感测元件104相互平行间隔设置于基底102的表面。所述多个第二静电感测元件106沿着第二方向Y延伸，并且多个第二静电感测元件106相互平行且间隔设置于所述多个第一静电感测元件104。相邻两个第一静电感测元件104之间的距离以及相邻两个第二静电感测元件106之间的距离均取决于分辨率的选择，可以在2毫米至2厘米范围内。
所述触摸感测单元20通过导线与所述多个第一静电感测元件104和多个第二静电感测元件106电连接。具体地，所述触摸感测单元20通过导线与所述多个第一电极108和多个第二电极110电连接，以使该触摸感测单元20与所述多个第一静电感测元件104和多个第二静电感测元件106电连接。该触摸感测单元20可以测量触摸对象，例如手指或触控笔，在按压该多个第一静电感测元件104和多个第二静电感测元件106时产生的电容并输出该电容信号。可以理解，所述触摸对象不一定直接按压所述多个第一静电感测元件104和多个第二静电感测元件106，可以按压设置在所述多个第一静电感测元件104和多个第二静电感测元件106上面的保护层，而使多个第一静电感测元件104和多个第二静电感测元件106时产生电容。可以理解，此时所述多个第一静电感测元件104和多个第二静电感测元件106施加的是交流电压。所述传感模组10根据所述第一静电感测元件104和第二静电感测元件106的电容变化而感测所述待测物体的位置坐标。可以理解，所述导线是导电线路。
所述悬停感测单元30包括一电路控制元件302和一电流测试元件304，且通过一导线与所述多个第一静电感测元件104和多个第二静电感测元件106电连接。具体地，所述悬停感测单元30通过导线与所述多个第一电极108和多个第二电极110电连接，以使该悬停感测单元30与所述多个第一静电感测元件104和多个第二静电感测元件106电连接。所述传感模组10根据所述第一静电感测元件104和第二静电感测元件106的电阻变化而感测所述待测物体的位置坐标。所述悬停感测单元30可以向所述多个第一静电感测元件104和多个第二静电感测元件106施加直流电压后测量该多个第一静电感测元件104和多个第二静电感测元件106的电流并输出该电流信号。具体地，所述电路控制元件302和电流测试元件304通过一导线电连接，该电路控制元件302向所述多个第一静电感测元件104和多个第二静电感测元件106施加直流电压，该电流测试元件304测量所述多个第一静电感测元件104和多个第二静电感测元件106的电流。
所述切换控制单元40包括一控制器402和一开关404。该开关404可以将所述传感模组10耦合到触摸感测单元20和悬停感测单元30中的任何一个单元，在触摸模式下，所述开关404将传感模组10耦合到触摸感测单元20以处理触摸信号；在悬停模式下，所述开关404将传感模组10耦合到悬停感测单元30以处理悬停信号。可以理解，所述切换控制单元40可以为一控制芯片，该控制芯片控制所述传感模组10工作，以感测待测物体的位置坐标。所述控制器402根据合适的控制方案来控制所述开关404，例如，所述控制器402可以响应于计时器而在触摸模式和悬停模式之间进行切换，当计时器达到预设值时进行切换，而且，所述计时器可以被复位，以进入下一次切换。或者所述控制器402可以响应于诸如来自用户的手动输入或当发生特定条件时来自设备的逻辑输入之类的输入，以便在触摸模式和悬停模式之间进行切换。
所述基底102为绝缘材料制成，主要起支撑的作用。在与一显示器结合使用时，该基底102为透明的薄膜或薄板。在不需要透明的电子器件中使用时，该基底102可以为不透明的薄膜或者薄板。该基底102的材料可以为玻璃、石英、金刚石等硬性材料。当用于柔性电子器件时，该基底102的材料也可为塑料或树脂等柔性材料。具体地，该基底102所用的材料可选择为聚碳酸酯(PC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等聚酯材料，以及聚醚砜(PES)、纤维素酯、聚氯乙烯(PVC)、苯并环丁烯(BCB)及丙烯酸树脂等材料。该基底102的厚度为1毫米～1厘米。该基底102的面积、形状不限，可以根据实际需要选择。本实施例中，该基底102的材料为2厘米乘2厘米的石英片，厚度为2毫米。该基底102可以是水平基底102，也可以是弯曲基底102。当该基底102为弯曲基底102时，该基底102的表面为曲面。
所述多个第一静电感测元件22和多个第二静电感测元件24为具有单晶结构的一维半导体纳米线状结构，其直径小于100纳米。当带有静电的物体靠近上述多个第一静电感测元件22和多个第二静电感测元件24时，该多个第一静电感测元件22和多个第二静电感测元件24的电阻产生变化，从而可以提供一个电阻变化的信号。
所述多个第一静电感测元件22和多个第二静电感测元件24为具有单晶结构的一维半导体纳米线状结构，其直径小于100纳米。所谓一维半导体纳米线状结构指的是具有较大长径比的线状半导体结构，其直径在纳米级，并且具有宏观的长度使得长径比可以大于1000：1。该多个第一静电感测元件22和多个第二静电感测元件24可以为一根超长的单壁或少壁碳纳米管，如直径小于5纳米，长度大于1厘米的单壁或少壁碳纳米管。该多个第一静电感测元件22和多个第二静电感测元件24还可以是一条半导体性的石墨烯窄带，该半导体石墨烯窄带的宽度小于10纳米，厚度小于5纳米，长度大于1厘米。该多个第一静电感测元件22和多个第二静电感测元件24还可以是一根硅纳米线，该硅纳米线的直径小于5纳米，长度大于1厘米，具有半导体性。
所述多个第一静电感测元件22和多个第二静电感测元件24为一维材料，当一个带静电的物体靠近该一维材料时，该带静电的物体产生的电场很容易影响到所述一维材料，导致该一维材料的费米面移动，电导率发生显著变化，从而使得该带静电的物体可以被一维材料感测到。所述一维材料对静电灵敏的响应是源于它的两个特点：
一、一维材料对电场几乎无法构成屏蔽，可以被外界电场完全地调控，而对三维导体材料来说，外加电场会因为其表面的屏蔽而较难影响到其内部；
二、由于量子限域效应，一维材料的电子态密度会出现很多奇点，当费米面在奇点附近移动时，电子态密度会发生剧烈变化，电子态密度的剧烈变化会导致一维材料电导率的显著变化。
因此，可以通过静电来调制一维材料的费米面在奇点附近移动，使得一维材料的电导率发生显著变化，从而应用于带静电物体的感测。因此，为了实现感测静电的功能，所述一维材料的费米面距奇点的距离应该在一个特定的范围内。
以手性指数为(10,4)的碳纳米管为例，如图2，可以看到该碳纳米管的态密度分布曲线具有很多奇点，在奇点处态密度取极大。奇点的分布是相对能量零点对称的，在未进行任何掺杂的理想状态下，费米能级落在0eV处。上述性质是所有一维材料共有的特征。如前面所提到的，使一维材料对静电有灵敏的响应须使“费米面在奇点附近移动”，即须使费米能级抬高或者降低至离0eV最近的奇点附近。参照图3，在实际情况下，由于热激发、表面吸附以及与周围环境的相互作用，一维材料的奇点会被展宽成一个半高宽为L的峰，而且往往峰之间会交叠以至于峰位被埋没，但离0eV最近的奇点峰上升沿总是存在的。为了使一维材料对静电具有灵敏的响应，需要将费米面固定在距离奇点小于L/2处。在实际应用中，通过自然掺杂、人工掺杂等使一维材料费米面距离态密度奇点的距离在30～100meV内即可实现对静电具有灵敏的响应。
自然制备的碳纳米管样品暴露在空气中，由于吸附氧会形成p型掺杂，费米面距离态密度奇点的距离落在30～100meV内，优选地，费米面距离态密度奇点的距离落在60～100meV内，从而自然制备的碳纳米管对静电有灵敏的响应。石墨烯窄带、半导体纳米线(例如硅纳米线)也会吸附氧而形成p型掺杂，可以理解，也可以用掺杂剂来调整它们的掺杂程度以符合费米面距离态密度奇点的距离在30～300meV内的要求。
当带静电的物体靠近所述一维材料，调制其费米能级，会推动其费米能级位置的移动，对应的态密度也就变化了，电导率随之改变。故当考虑这一过程的灵敏度时，需要关注两点：
一、静电体对所述一维材料费米能级的调制效率；
二、态密度随费米能级移动的变化率。
对于第一点，它受一维材料的衬底、表面吸附等环境因素的强烈影响，从理论上定量确定是不可能的，我们只能从实验测量获得。以碳纳米管在二氧化硅衬底上为例，二氧化硅基底的样品中，测量得到的调制效率为4×10-5。第二点是对一维材料的性质的要求，也就是要求一维材料电导率σ变化对费米面位置EF移动的陡率(dσ/dEF)/(σ/EF)的绝对值约大于10-3，这样静电体靠近所述一维材料，能引起不小于10％的电导变化，有利于信号检测。
在使用直径分布在2nm-3nm的单壁或少壁碳纳米管做实验材料时，1000V(人手一般自然带电百伏到千伏，当人体与塑料、毛发摩擦后，则带电千伏以上)的静电体在靠近碳纳米管0.5cm处，测得碳纳米管的电导减少一半，dσ/σ～1/2。调制效率取4×10-5，则dEF～40meV。碳纳米管能隙EF～150meV。从而实验中碳纳米管电导率σ变化对费米面位置EF移动的陡率绝对值约为2。由于一维材料的电子态密度会出现奇点，奇点附近态密度变化剧烈，从而电导率变化也剧烈。在石墨烯窄带、半导体纳米线等一维材料中，也都能满足费米面位置移动导致的电导率变化陡率大于10-3的要求。如果要实现定性的感测带静电物体是否存在，需要满足费米面位置移动导致的电导率变化陡率大于10-3；如果要定量感测静电量或者感测带静电物体的位置，需要提高灵敏度，则需要满足费米面位置移动导致的电导率变化陡率大于10-1。
所述多个第一静电感测元件104和多个第二静电感测元件106可以通过绝缘胶粘剂粘附在所述基底102的表面。并且所述多个第一静电感测元件104与所述多个第二静电感测元件106相互绝缘设置。所述多个第一静电感测元件104与所述多个第二静电感测元件106的绝缘方式不限，可以在所述多个第一静电感测元件104表面设置绝缘层后，再与所述多个第二静电感测元件106交叉设置。也可以在所述多个第一静电感测元件104与所述多个第二静电感测元件106交叉的部分设置绝缘层，以便使多个第一静电感测元件104与所述多个第二静电感测元件106相互绝缘。本实施例中，通过在所述多个第一静电感测元件104与所述多个第二静电感测元件106交叉的位置设置绝缘层实现电绝缘。所述多个第一静电感测元件104和多个第二静电感测元件106均由一根超长的单壁或少壁碳纳米管组成，所述少壁碳纳米管是指碳纳米管的管壁层数为2层至6层。优选地，所述少壁碳纳米管的管壁层数为2层至3层。所述传感模组10之所以可以感测静电，这是因为，所述单根单壁或少壁碳纳米管是准一维结构，该准一维结构的直径越小，态密度越大，屏蔽效应越小，感测静电的灵敏度越高，即感测待测物体的位置坐标的灵敏度越高。因此，所述单壁或少壁碳纳米管的直径小于5纳米，优选地，所述单壁或少壁碳纳米管的直径为2纳米至5纳米。所述超长的单壁或少壁碳纳米管是指所述单壁或少壁碳纳米管的长度大于1厘米。本实施例中，所述单壁或少壁碳纳米管的长度为2厘米，直径为2纳米。所述单壁或少壁碳纳米管可以通过“放风筝法”制备，可以参见CN103318868A。
所述多个第一电极108和多个第二电极110的材料不限，只要是导电材料均可，例如，金、银、铜、钯或者氧化铟锡(ITO)。所述多个第一电极108和多个第二电极110的形状不限，可采用现有触摸屏的电极形状。本实施例中，所述第一电极108和第二电极110的材料为ITO。
进一步，所述触摸和悬停感测装置100还可以包括一保护层(图未示)覆盖于所述多个第一静电感测元件104、多个第二静电感测元件106、多个第一电极108和多个第二电极110，从而对所述传感模组10进行保护。所述保护层选用传统透明绝缘材质，例如聚乙烯(Polyethylene，PE)、聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚对苯二甲酸二乙酯(PolyethyleneTerephthalate，PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PolyMethyl MethAcrylate，PMMA)或薄化之玻璃等。
触摸和悬停感测装置100处在触摸模式下时，当一触摸对象，例如人手或触控笔等，直接接触或按压触摸和悬停感测装置100的保护层时，触摸对象在触摸和悬停感测装置100产生的一个或多个不同的触摸点，使第一静电感测元件104和第二静电感测元件106之间的一个或多个交点处的电容发生改变。该电容的变化值被触摸感测单元20感测并处理成触摸信号输出，从而确定所述触摸点的X坐标和Y坐标，即确定所述触摸点的位置。
触摸和悬停感测装置100处在悬停模式下时，当一悬停对象，例如人手或触控笔等，靠近该触摸和悬停感测装置100的保护层并且未直接接触该触摸和悬停感测装置100的保护层时，由于所述多个第一静电感测元件104和多个第二静电感测元件106为单壁或少壁碳纳米管，所述单壁或少壁碳纳米管的带隙结构受到所述悬停对象的影响，使得所述多个第一静电感测元件104和多个第二静电感测元件106的电阻发生变化。而，所述多个第一静电感测元件104和多个第二静电感测元件106的电阻的变化可以通过电流测试元件304测试的电流值的变化而获知。即，所述悬停对象至所述多个第一静电感测元件104之间的距离与多个第一静电感测元件104的电流变化值有关，所述悬停对象至多个第一静电感测元件104之间的距离越小，多个第一静电感测元件104的电流变化值越大。所述悬停对象至所述多个第二静电感测元件106之间的距离与多个第二静电感测元件106的电流变化值有关，所述悬停对象至多个第二静电感测元件106之间的距离越小，多个第二静电感测元件106的电流变化值越大。也就是说，由于悬停对象距离每一第一静电感测元件104的距离不同，因此每一第一静电感测元件104的电流的变化也是不同，通常，最靠近悬停对象的第一静电感测元件104的电流变化是最大。同样，最靠近悬停对象的第二静电感测元件106的电流变化是最大，这个电流的变化值可以通过所述电流测试元件304测量出来，并作为输出信号输出。
具体地，将该多个第一静电感测元件104按排列顺序依次顺序编号，当有m个第一静电感测元件104在基底102的表面设置时，由X1，X2，…，Xm表示第1个第一静电感测元件104至第m个第一静电感测元件104，其中m为正整数，即具有相邻编号的第一静电感测元件104的实际位置相邻。该多个第一静电感测元件104通过导线分别与所述悬停感测单元30电连接，进而实现施加电压给该多个第一静电感测元件104，以及测量每个第一静电感测元件104的电流。
将该多个第二静电感测元件106按排列顺序依次顺序编号，当有n个第二静电感测元件106在基底102的表面设置时，由Y1，Y2，…，Ym表示第1个第二静电感测元件106至第n个第二静电感测元件106，其中n为正整数，即具有相邻编号的第二静电感测元件106的实际位置相邻。该多个第二静电感测元件106通过导线分别与所述悬停感测单元30电连接，进而实现施加电压给该多个第二静电感测元件106，以及测量每个第二静电感测元件106的电流。
所述电路控制元件302同时给每一第一静电感测元件104和每一第二静电感测元件106施加直流电压，当一悬停对象靠近该触摸和悬停感测装置100的基底102时，所述单壁或少壁碳纳米管的带隙结构受到所述悬停对象的影响，使得所述多个第一静电感测元件104和多个第二静电感测元件106的电流发生变化。所述电流测试元件304可以分别测出沿着第二方向Y和第一方向X的不同的第一静电感测元件104和第二静电感测元件106的电流变化。对应所述多个第一静电感测元件104的编号，定义多个第一静电感测元件104对应的电流变化值为RXm，就可以得到RX1，RX2，RX3，…，RXm共m个电流变化值。对应所述第二静电感测元件106的编号，定义所述第二静电感测元件106对应的电流变化值为RYn，就可以得到RY1，RY2，RY3，…，RYn共n个电流变化值。最靠近悬停对象的第一静电感测元件104的电流变化值最大，因此可以根据多个第一静电感测元件104中最大的电流变化值确定悬停对象至哪条第一静电感测元件104的距离最小，从而确定悬停对象在基底102表面上方在第二方向Y上的位置。同样，最靠近悬停对象的第二静电感测元件106的电流变化值最大，因此可以根据多个第二静电感测元件106中最大的电流变化值确定悬停对象至哪条第二静电感测元件106的距离最小，从而确定悬停对象在基底102表面上方在第一方向X上的位置。如此，本实施例中的触摸和悬停感测装置100可以感测到在基底102表面上方悬停对象在基底102所在平面的位置在X，Y方向的位置，从而可以确定悬停对象在基底102所在平面的位置坐标。该位置坐标确定以后就可以实现通过位置坐标来控制包含有该触摸和悬停感测装置100的电子器件的功能。所述悬停对象也就是所述待测物体。优选地，所述待测物体靠近所述传感模组10远离基底102的表面，且与所述传感模组10远离基底102的表面之间的距离为0.5厘米至1厘米时，所述传感模组10可以感测该待测物体的位置坐标。
所述触摸和悬停感测装置100可以识别手势或触控笔的移动等，也即，可以利用悬停对象的移动，例如手势或触控笔的移动等，实现指令的传送从而实现对触摸和悬停感测装置100的操作，进一步实现对各种包含有该触摸和悬停感测装置100的电子器件的操作，比如显示设备、开关等。进一步，可以根据驱动方式及计算方法的调整，实现多点触摸控制和多点悬停控制，通过分析信号的强弱，还可以对Z方向有一定的辨识能力。
请参见图4，本发明第二实施例提供一种触摸和悬停感测装置200，该触摸和悬停感测装置200与第一实施例中触摸和悬停感测装置100的区别在于本实施例中的静电感测元件50与第一实施例中的静电感测元件10不同，其具体区别是：第一实施例中，每一个第一静电感测元件104相对的两端分别设置一第一电极108并与该第一电极108电连接，每一个第二静电感测元件106相对的两端分别设置一第二电极110并与该第二电极110电连接。第二实施例中，每一个第一静电感测元件104具有相对的第一端和第二端，所述第一端与一个第一电极108电连接，所述多个第一静电感测元件104的第二端共同与一个第一电极108电连接，每一个第二静电感测元件106具有相对的第三端和第四端，所述第三端与一个第二电极110电连接，所述多个第二静电感测元件106的第四端共同与一个第一电极108电连接。第二实施例的触摸和悬停感测装置200与第一实施例的触摸和悬停感测装置100相比，在制备方法上，前者较为简单易操作。
本发明提供的触摸和悬停感测装置具有以下优点：可以感测位于触摸和悬停感测装置上方但未直接接触该触摸和悬停感测装置的悬停对象的位置及移动，也可以感测直接按压该触摸和悬停感测装置的触摸对象的位置及移动。进一步可以使手等工具靠近触摸和悬停感测装置但未直接接触触摸和悬停感测装置以及直接按压所述触摸和悬停感测装置，即可实现对设置于触摸和悬停感测装置上的电子产品的操作。即，通过直流信号和交流信号，可以区分悬停和触摸这两类动作，实现同一套系统对这两类动作的独立感测。
另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其他变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种触摸和悬停感测装置，包括一传感模组、一悬停感测单元、一触摸感测单元和一切换控制单元，该切换控制单元切换控制所述悬停感测单元和触摸感测单元分别与所述传感模组电连接，
所述传感模组包括一绝缘基底，多个第一静电感测元件和多个第二静电感测元件相互绝缘设置于该绝缘基底的表面，该多个第一静电感测元件沿一第一方向延伸且相互间隔设置，该多个第二静电感测元件沿一第二方向延伸且相互间隔设置，每一第一静电感测元件的两端分别电连接一个第一电极，每一第二静电感测元件的两端分别电连接一个第二电极，每一第一静电感测元件和每一第二静电感测元件均为一根单壁或少壁碳纳米管；
在带静电的待测物体靠近所述传感模组时，所述多个第一静电感测元件和多个第二静电感测元件会感测所述静电，并且该静电导致所述单壁或少壁碳纳米管的电阻发生变化，所述传感模组与悬停感测单元电连接，所述电阻变化被所述悬停感测单元感测从而判断出待测物体位置；
在带静电的待测物体触摸所述传感模组时，该多个第一静电感测元件和多个第二静电感测元件的电容产生变化，所述传感模组与触摸感测单元电连接，该电容的变化被所述触摸感测单元感测从而判断出待测物体位置。
2.如权利要求1所述的触摸和悬停感测装置，其特征在于，当所述待测物体与所述传感模组远离绝缘基底的表面之间的距离为0.5厘米至1厘米时，所述多个第一静电感测元件和多个第二静电感测元件产生电阻变化。
3.如权利要求1所述的触摸和悬停感测装置，其特征在于，所述少壁碳纳米管是指碳纳米管的管壁层数为2层至3层。
4.如权利要求1所述的触摸和悬停感测装置，其特征在于，任意两个相邻的第一静电感测元件之间的距离和任意两个相邻第二静电感测元件之间的距离相等，该距离为2毫米至2厘米。
5.如权利要求1所述的触摸和悬停感测装置，其特征在于，所述悬停感测单元通过所述多个第一静电感测元件以及多个第二静电感测元件的电流值的分布，判断所述待测物体的位置。
6.如权利要求1所述的触摸和悬停感测装置，其特征在于，所述触摸感测单元通过所述多个第一静电感测元件以及多个第二静电感测元件的电容值的分布，判断所述待测物体的位置。
7.如权利要求1所述的触摸和悬停感测装置，其特征在于，所述单壁或少壁碳纳米管的直径小于5纳米，长度大于1厘米。
8.如权利要求1所述的触摸和悬停感测装置，其特征在于，所述多个第一静电感测元件相互平行，所述多个第二静电感测元件相互平行。
9.如权利要求1所述的触摸和悬停感测装置，其特征在于，所述第一方向和第二方向相互垂直。
10.如权利要求1所述的触摸和悬停感测装置，其特征在于，所述悬停感测单元包括一电路控制元件和一电流测试元件，该电路控制元件向所述多个第一静电感测元件以及多个第二静电感测元件施加电压后，由所述电流测试元件测量该多个第一静电感测元件以及多个第二静电感测元件的电流。
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