CN106873821A - 触摸屏及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种触摸屏和电子设备，触摸屏包括：触摸感应层；静电吸附层，设置于所述触摸感应层至少一侧；静电产生电路，电性耦接所述静电吸附层，至少提供给所述静电吸附层两种大小不同的静电。通过上述方式，本发明能够在用户触碰触摸屏的表面时，模拟出不同的书写感受。

Description

触摸屏及电子设备

技术领域

本发明涉及电子领域，特别是涉及触摸屏及电子设备。

背景技术

电容触摸屏面世已经有很多年了，而搭配触摸屏进行书写体验的主/被动电容笔和电磁笔也已经量产许久。但是，目前的方案主要集中在提升书写的线性度和灵敏度，在如何模拟纸质书和不同笔头在真实世界的书写材质上的不同体验，则没有很好的解决方案。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种触摸屏，能够模拟不同的书写感受。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种触摸屏，包括：触摸感应层；静电吸附层，设置于所述触摸感应层至少一侧；静电产生电路，电性耦接所述静电吸附层，至少提供给所述静电吸附层两种大小不同的静电。

其中，所述静电吸附层包括第一静电层、第二静电层，所述第一静电层、所述第二静电层分别电性耦接所述静电产生电路以获得极性相反的电荷，且分别设置于所述触摸感应层相背的两侧。

其中，所述静电吸附层走线与所述触摸感应层走线在平面上互补。

其中，所述第一静电层、第二静电层包括分散设置的多块金属块和电性耦接每个所述金属块和所述静电产生电路的导线。

其中，所述至少两种大小不同的静电对应不同光滑度的触摸物。

其中，所述第一静电层、第二静电层中所述金属块和所述导线的分布完全一致，且在垂直方向上重合。

其中，所述第一静电层、第二静电层中所述金属块和所述导线通过蒸镀和蚀刻的方式镀在所述触摸感应层相背的两侧；所述第一静电层、第二静电层以二氧化硅作为填充层。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种电子设备，包括如权利要求1-7任意一项所述的触摸屏，触摸屏驱动电路以及电子芯片。

其中，利用所述触摸感应层和所述触摸屏驱动电路感应出用户的触摸点坐标(X,Y)，所述电子芯片控制所述静电产生电路给对应的坐标上的所述金属块提供电荷。

其中，所述第一静电层接有带开关的接地电路，用于控制模拟书写功能的开启和关闭。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明利用静电感应层产生静电吸附的作用来模仿书写时的摩擦力，并通过调整供给静电感应层大小不同的电压，模仿不同的书写感受，在不影响原有触摸效果的前提下，提高了用户体验。

附图说明

图1是本发明电子设备实施例的电路示意图；

图2是本发明触摸屏实施例的电路示意图；

图3是本发明模拟不同书写感受和对应需要输入电压值的列表；

图4是本发明模拟不同书写感受的触摸屏的工作流程示意图。

具体实施方式

请参阅图1，图1是本发明电子设备实施例的电路示意图。如图1所示，本发明模拟不同书写感受的触摸屏包括盖板层30，触摸感应层10、第一静电层21以及第二静电层22。

第一静电层21包括通过蒸镀和蚀刻镀在盖板层30上表面的金属块211，以及以二氧化硅作为填充材料其余部分213。第二静电层22由通过蒸镀和蚀刻镀在触摸感应层10下表面的金属块221以及以二氧化硅作为填充材料其余部分223组成。

触摸感应层10连接着触摸层驱动电路60，触摸层驱动电路60用于和触摸感应层10一起定位导体或者手指触碰到触摸屏上的点的位置。

第一静电层21连接着接地的开关电路23，开关电路23用于控制触摸屏模拟不同书写感受的功能的开启和关闭。当开启触摸屏模拟不同书写感受的功能时，开关电路23断开，则第一静电层21，第二静电层22组成了一个感应电容。电子芯片50根据用户选择书写材质控制静电产生电路40提供相应的电压给第二静电层22，根据电容的特性，第一静电层21，第二静电层22会分布极性相反的电荷。当导体或者手指触碰到触摸屏上表面上即第一静电层21的上表面上，电荷会通过人体或者导体被释放，由于静电作用，这时人体会感觉手指或导体和触摸屏之间有种吸附感，从而达到了模拟不同的书写感受的目的。

在用户使用完触摸屏或者选择无需开启拟不同书写感受的功能，开关电路23闭合，使得第一静电层21接地，从而释放第一静电层21上存在的电荷，当导体或者手指触碰到触摸屏上表面上，也不会有吸附的感觉了。

电子芯片50可以是SOC(System on Chip)或者是MCU(Microcontroller Unit)，也可以是其他智能芯片。

请一起参阅图1和图2，图2是本发明触摸屏实施例的电路示意图。本发明触摸屏实施例的电路包括触摸感应层10的电路和静电感应层20的电路。其中，触摸感应层10包括发射层11和接收层12；以及他们各自与触摸驱动电路60连接的金属导线111、121。静电感应层20包括第一静电层21、第二静电层22。第一静电层21的电路主要由金属块211以及用于连接静电产生电路40的金属导线212组成；第二静电层22的电路主要由金属块221以及用于连接静电产生电路40的金属导线222组成。第一静电层21的金属块211和第二静电层22的金属块221在第一静电层21和第二静电层22中分布的位置完全一致，因此在图2中他们是完全重合的。

第一静电层21的金属块211和第二静电层22的金属块221的形状和大小由发射层11和接收层12中电路的排布决定，金属块211和221 应该刚刚好填满发射层11和接收层12中电路的排布的空隙。这样才既能形成感应电容，又不影响发射层11和接收层12工作。金属块211和221不止于是如图2所示的正方形，可以是任何形状，只需符合发射层11和接收层12中电路的排布的空隙即可。

金属块211和221以及金属导线212、222的材质一般可以选择钼、铝钼、铜或银当中的一种或几种。

通过上述描述可知，本发明在原有的触摸屏的基础上加上了静电吸附层，静电吸附层的原理是通过上下对应的第一、第二静电层形成互电容，在通过给互电容提供电压，使得第一、第二静电层表面聚集电荷，当用户触摸在触摸屏表面时，会因为电荷而产生吸附感。通过改变给静电吸附层提供的电压大小就可以改变吸附力的大小，从而达到模拟不同书写感受的目的，提高了用户体验。

请参阅图3，图3是本发明模拟不同书写感受的对应需要输入电压值的列表。静电吸附层上聚集的电荷量的多少决定了当导体或者手指触碰到触摸屏表面上人体感受到的吸附力的大小。电荷量越多则吸附力越大，所模拟的书写工具就越粗糙。根据公式Q＝V*C可知，静电吸附层上聚集的电荷量的多少由第一静电层和第二静电层之间的感应电容C和静电产生电路供给的电压V决定。为了达到模拟不同书写感受的目的，可通过控制静电产生电路供给的电压V的大小，来改变导体或者手指触碰到触摸屏表面上人体感受到的吸附力的大小。

电子芯片控制静电产生电路给静电吸附层供给0～12V的电压。如图3所示，模拟表面粗糙的物体，如沙子、树皮等，输入电压为8～12V；模拟表面相对粗糙的物体，如宣纸、牛皮纸、橡胶等，输入电压为4～8V；模拟表面相对光滑的物体，如打印纸、笔记本的纸张等，输入电压为1～4V；模拟表面光滑的物体，如大理石、玻璃、水等，输入电压为0V。

为了可以更加细化区分不同的书写感受，输入的电压可以是步进调整的电压，如按照步进200mV、400mV等进行调整,尽可能多的模拟各种不同的书写感受。

通过上述描述可知，本发明通过调整静电产生电路提供给静电吸附电路的电压，从而改变导体或者手指触碰到触摸屏表面上人体感受到的吸附力的大小，以达到让触摸屏具有模拟不同书写感受功能的目的。

请一起参阅图1和图4，图4是模拟不同书写感受的触摸屏工作流程示意图。如图4所示，本发明模拟不同书写感受的触摸屏工作流程主要包括如下步骤：

S401：用户打开模仿不同书写感受的功能，并选择想要模仿的书写工具；

用户打开了模仿不同书写感受的功能，则第一静电层21与接地电路70之间的开关23断开，让第一静电层21和第二静电层22能形成一个感应电容。根据用户想要模仿的书写材质，终端的电子芯片50计算好需要给第二静电层22提供的电压。具体的电压数值可参考图3中所述内容，此处不再赘述。

S402：给用户触摸的点定位；

利用触摸感应层的触摸感应层10和触摸驱动电路60，给用户触摸的点(X，Y)定位。触摸感应层10中的发射层11和接收层12两组电极交叉的地方将会形成电容，也即这两组电极分别构成了电容的两极。当手指触摸到电容屏时，影响了触摸点附近两个电极之间的耦合，从而改变了这两个电极之间的电容量。定位触摸的点时，触摸驱动电路60控制横向的发射层11发出激励信号，纵向的接收层12接收信号，这样可以得到所有交汇点的电容值大小，即整个触摸屏的二维平面的电容大小。触摸驱动电路60根据触摸感应层10中电容变化量的数据,可以计算出每一个触摸点的坐标。

S403：静电产生电路供给相应的电压；

触摸驱动电路60计算出触摸点的坐标后，将触摸点的坐标(X，Y)传送给电子芯片50，电子芯片50根据接收到的坐标值，以及用户预先选定的需要模仿的书写工具，控制静电产生电路40将对应的电压供给到触摸点对应的第二静电层22的金属芯221片上。此时与该金属芯片对应的位于第一静电层21的金属芯211片就会带有相应的电荷，用户在触摸时就产生了与之前选择的书写感受相似的吸附感。

S404：使用完毕后，关闭模仿不同书写感受的功能；

在使用完毕后，第一静电层21与接地电路70之间的开关23闭合，第一静电层21上的电荷全部通过接地电路70释放掉。同时电子芯片50也会控制静电产生电路40不再提供电压。用户触摸时也就不会再有吸附的感觉了。

通过上述描述可知，本发明通过第一静电层与接地电路之间的开关的闭合与开启开控制模仿不同书写感受的功能的开启与关闭。通过控制给第二静电层提供的电压大小，来模拟用户指定的书写感受。原有的触摸功能不受影响，且新增了模拟不同书写感受的新功能。

区别于现有技术，本发明利用与触摸感应层走线互补的静电感应层产生静电吸附的作用来模仿书写时的摩擦力，并通过调整供给静电感应层大小不同的电压，模仿不同的书写感受，在不影响原有触摸效果的前提下，提高了用户体验。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种触摸屏，其特征在于，包括：

触摸感应层；

静电吸附层，设置于所述触摸感应层至少一侧；

静电产生电路，电性耦接所述静电吸附层，至少提供给所述静电吸附层两种大小不同的静电。

2.根据权利要求1所述的触摸屏，其特征在于，

所述静电吸附层包括第一静电层、第二静电层，所述第一静电层、所述第二静电层分别电性耦接所述静电产生电路以获得极性相反的电荷，且分别设置于所述触摸感应层相背的两侧。

3.根据权利要求1或2所述的触摸屏，其特征在于，

所述静电吸附层走线与所述触摸感应层走线在平面上互补。

4.根据权利要求1或2所述的触摸屏，其特征在于，

所述第一静电层、第二静电层包括分散设置的多块金属块和电性耦接每个所述金属块和所述静电产生电路的导线。

5.根据权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，

所述至少两种大小不同的静电对应不同光滑度的触摸物。

6.根据权利要求4所述的触摸屏，其特征在于，

所述第一静电层、第二静电层中所述金属块和所述导线的分布完全一致，且在垂直方向上重合。

7.根据权利要求1或2所述的触摸屏，其特征在于，

所述第一静电层、第二静电层中所述金属块和所述导线通过蒸镀和蚀刻的方式镀在所述触摸感应层相背的两侧；

所述第一静电层、第二静电层以二氧化硅作为填充层。

8.一种电子设备，其特征在于，包括触摸屏驱动电路、电子芯片以及如权利要求1-7任意一项所述的触摸屏，所述触摸屏驱动电路耦接所述触摸感应层和所述电子芯片，所述静电产生电路耦接所述电子芯片。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，利用所述触摸感应层和所述触摸屏驱动电路感应出用户的触摸点坐标(X,Y)，所述电子芯片控制所述静电产生电路给所述静电吸附层或对应的坐标上的所述金属块提供电荷。

10.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，所述第一静电层接有带开关的接地电路，所述开关耦接所述电子芯片，用于控制模拟书写功能的开启和关闭。