CN107329601A - 一种触控屏及触控系统和控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种触控屏及触控系统和控制方法；触控屏包括依次从上往下设置的上基底、上电路层、弹性体、下电路层和下基底；所述上基底的厚度小于下基底，且上基底为柔性材质，下基底为刚性材质；所述弹性体为绝缘弹性体。本发明的触控屏将压力检测和电容坐标检测合一，触摸到屏幕表面，既可以感知压力信号，又同时感知坐标信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种可以同时检测压力信号和坐标信号的触控系统、控制方法及触控屏。
背景技术
触控屏已经被广泛使用在各种移动设备上。但现有的触控屏存在两个方面的缺陷：第一，不能感知压力值，有的能感知的结构非常复杂；第二，只能手或者金属触摸笔等导电材料才可以实现触摸。
发明内容
本发明的第一个目的是提供一种一体化触控屏。
实现本发明第一个目的的技术方案是压力检测和触控检测同时检查到的一体化触控屏，包括依次从上往下设置的上基底、上电路层、弹性体、下电路层和下基底；所述上基底的厚度小于下基底，且上基底为柔性材质，下基底为刚性材质；所述弹性体为绝缘弹性体。
所述弹性体由封装材料封装。
所述上电路层为一个或多个通道的电路板，下电路层为一个或多个通道的电路板组成。
所述上电路层每一个通道引出一根上电路引出线；所述下电路层的每一个通道引出一根下电路引出线。
所述上基底厚度为0.001～3mm；所述下基底厚度为0.01～10mm。
所述上电路层和下电路层为石墨烯或者ITO或者金属网格或者纳米银或者碳纳米管或者有机导电材料或者金属镀层或者几种导电材料的复合材料；上电路引出线和下电路引出线为银浆或者金属镀层或者复合材料导电镀层或者石墨烯或者碳纳米管。
本发明的第二个目的是提供一种压力检测和触控检测一体化触控系统。
实现本发明第二个目的的技术方案是压力检测和触控检测一体化触控系统，包括触控屏和控制MCU；所述触控屏采用前述的结构；触控屏的上电路引出线和下电路引出线连通控制MCU，所述控制MCU输出总线或USB信号给终端设备的主控。
本发明的第三个目的是提供压力检测和触控检测一体化触控系统的控制方法。
实现本发明第三个目的的技术方案是压力检测和触控检测一体化触控系统的控制方法，上电路层和下电路层中间由弹性体隔绝，形成有矩阵电路的平行电容；有物体接触到上上基底时，柔性的上基底接触点受到压力变形，上基底局部下凹，同时上电路层下凹，在上电路层下凹处的弹性体形变，下基底不形变，使变形处的上电路层和下电路层局部位置靠近，引起局部平板电容变化；控制MCU检测各个通道电容值的变化量，精确计算出电容变化的最大值坐标点，通过电容变化最大值的侦测，得到形变量，通过计算材料形变应力，推算出压力值，控制MCU将最大值坐标点和压力值传送给终端设备的主控。
采用了上述技术方案后，本发明具有积极的效果：(1)本发明的触控屏将压力检测和电容坐标检测合一，触摸到屏幕表面，既可以感知压力信号，又同时感知坐标信号。
(2)本发明采用压力形变来进行触控，系统检测信号的方法为上下电路之间的电容变化，不依赖到外界输入电容信号，不局限于手指和金属等导电物质作为触发物，任何导电和不导电材料都可以进行触发，突破了现有电容屏的使用局限，可以实现任意材料触控及浸没在液体导电介质(比如水，盐溶液，酸碱溶液等)内触控操作。
(3)本发明采用封装材料可以防止弹性体溢出。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1为本发明的触控屏的截面示意图。
图2为上基底、上电路层和上电路引出线的示意图。
图3为下基底、下电路层和下电路引出线的示意图。
图4为手按触控屏的示意图。
附图中标号为：
上基底1、上电路层2、弹性体3、下电路层4、下基底5、封装材料6、上电路引出线7、下电路引出线8。
具体实施方式
(实施例1)
见图1至图4，本实施例的压力检测和触控检测一体化触控屏，包括依次从上往下设置的上基底1、上电路层2、弹性体3、下电路层4和下基底5；上基底1的厚度小于 下基底5，且上基底1为柔性材质，下基底5为刚性材质，上基底1厚度为0.001～3mm；下基底5厚度为0.01～10mm；弹性体3为绝缘弹性体。弹性体3由封装材料6封装。见图2和图3，上电路层2和下电路层4电路覆盖区域一致，上电路层2为一块电路板，包含一个通道，下电路层4为9块分隔的电路板组成的矩阵，共有9个通道。上电路层2的一个通道引出一根上电路引出线7；下电路层4的9个通道各设置一根下电路引出线8。
在材质的选择上，上电路层2和下电路层4为石墨烯或者ITO或者金属网格或者纳米银或者碳纳米管或者有机导电材料或者金属镀层或者几种导电材料的复合材料；上电路引出线7和下电路引出线8为银浆或者金属镀层或者复合材料导电镀层或者石墨烯或者碳纳米管。弹性体3可以是橡胶，硅胶，塑料弹性体，水溶胶，水，油脂等，封装材料6可以是树脂，塑料，胶类等材料，防止弹性体溢出。
触控屏再加上控制MCU即可组成触控系统；触控屏的上电路引出线7和下电路引出线8连通控制MCU，控制MCU输出总线或USB信号给终端设备的主控。
见图4，触控系统的检测方法为：上电路层2和下电路层4中间由弹性体3隔绝，形成有矩阵电路的平行电容；有物体接触到上上基底1时，柔性的上基底1接触点受到压力变形，上基底1局部下凹，同时上电路层2下凹，在上电路层2下凹处的弹性体3形变，下基底5不形变，使变形处的上电路层2和下电路层4局部位置靠近，引起局部平板电容变化；控制MCU检测各个通道电容值的变化量，精确计算出电容变化的最大值坐标点，通过电容变化最大值的侦测，得到形变量，通过计算材料形变应力，推算出压力值，控制MCU将最大值坐标点和压力值传送给终端设备的主控。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种触控屏，其特征在于：包括依次从上往下设置的上基底(1)、上电路层(2)、弹性体(3)、下电路层(4)和下基底(5)；所述上基底(1)的厚度小于下基底(5)，且上基底(1)为柔性材质，下基底(5)为刚性材质；所述弹性体(3)为绝缘弹性体。
2.根据权利要求1所述的一种触控屏，其特征在于：所述弹性体(3)由封装材料(6)封装。
3.根据权利要求2所述的一种触控屏，其特征在于：所述上电路层(2)为一个或多个通道的电路板，下电路层(4)为一个或多个通道的电路板组成。
4.根据权利要求3所述的一种触控屏，其特征在于：所述上电路层(2)每一个通道引出一根上电路引出线(7)；所述下电路层(4)的每一个通道引出一根下电路引出线(8)。
5.根据权利要求4所述的一种触控屏，其特征在于：所述上基底(1)厚度为0.001～3mm；所述下基底(5)厚度为0.01～10mm。
6.根据权利要求5所述的一种触控屏，其特征在于：所述上电路层(2)和下电路层(4)为石墨烯或者ITO或者金属网格或者纳米银或者碳纳米管或者有机导电材料或者金属镀层或者几种导电材料的复合材料；上电路引出线(7)和下电路引出线(8)为银浆或者金属镀层或者复合材料导电镀层或者石墨烯或者碳纳米管。
7.一种触控系统，其特征在于：包括触控屏和控制MCU；所述触控屏采用如权利要求1至6之一所述的结构；所述触控屏的上电路引出线(7)和下电路引出线(8)连通控制MCU，所述控制MCU输出总线I2C或USB信号给终端设备的主控。
8.一种触控系统的控制方法，其特征在于：上电路层(2)和下电路层(4)中间由弹性体(3)隔绝，形成有矩阵电路的平行电容；有物体接触到上基底(1)时，柔性的上基底(1)接触点受到压力变形，上基底(1)局部下凹，同时上电路层(2)下凹，在上电路层(2)下凹处的弹性体(3)形变，下基底(5)不形变，使变形处的上电路层(2)和下电路层(4)局部位置靠近，引起局部平板电容变化；控制MCU检测各个通道电容值的变化量，精确计算出电容变化的最大值坐标点，通过电容变化最大值的侦测，得到形变量，通过计算材料形变应力，推算出压力值，控制MCU将最大值坐标点和压力值传送给终端设备的主控；从而实现压力信号和坐标信号同时检测。
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