CN108415632B - 触控面板及触控按钮 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种触控面板及触控按钮，其中，触控面板包括：从上至下依次设置的保护盖板、触控层和弹性层，以及分别与所述触控层和所述弹性层连接的处理模块；所述弹性层包括阵列排布的多个弹性层模块，所述弹性层模块在受到挤压发生形变时，电参数发生变化；所述处理模块，用于根据所述触控层检测到的触控位置、所述多个弹性层模块的位置信息和所述多个弹性层模块的电参数的变化量，确定触控方向或触控角度。本发明提出的触控面板及触控按钮，实现了对触控方向或触控角度的检测，使得用户在普通单点上操作即可实现对光标的控制，便于单手操作。且对于大屏幕设备，无需长距离移动手指，提高了操作手感。

Description

触控面板及触控按钮

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种触控面板及触控按钮。

背景技术

近年来，触控识别方式从传统的二维平面(x，y)上的手势识别，发展到了第三个维度(z)——纵向施力的识别，同时还能辨别力度的大小，如图1所示。

随着便携设备屏幕尺寸的增大，单手操作也逐渐变得困难，通常需要一只手握持设备，另一只手对屏幕进行触控操作。即使在稳定的桌面上操作大屏幕设备，也会因为手指需要移动较大的距离而影响操作手感。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的第一个目的在于提出一种触控面板，以便于单手操作和提高操作手感。

本发明的第二个目的在于提出一种触控按钮。

本发明的第二个目的在于提出另一种触控面板。

为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种触控面板，包括：从上至下依次设置的保护盖板、触控层和弹性层，以及分别与所述触控层和所述弹性层连接的处理模块；

所述弹性层包括阵列排布的多个弹性层模块，所述弹性层模块在受到挤压发生形变时，电参数发生变化；

所述处理模块，用于根据所述触控层检测到的触控位置、所述多个弹性层模块的位置信息和所述多个弹性层模块的电参数的变化量，确定触控方向或触控角度。

本发明实施例的触控面板，弹性层中的多个阵列排布的弹性层模块在受到挤压发生形变时，电参数会发生变化，各弹性层模块电参数的变化量，代表了各弹性层模块的形变量和受到的压力值，处理模块根据各弹性层模块电参数的变化量、各弹性层模块的位置信息和触控层检测到的触控位置，确定出触控方向或触控角度，实现了对触控方向或触控角度的检测，使得用户在普通单点上操作即可实现对光标的控制，便于单手操作。且对于大屏幕设备，无需长距离移动手指，提高了操作手感。

为达上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种触控按钮，包括：从上至下依次设置的保护盖板、触控层和弹性层，以及与所述弹性层连接的处理模块；

所述弹性层包括扇形排布的多个弹性层模块，所述弹性层模块在受到挤压发生形变时，电参数发生变化；

所述处理模块，用于根据所述多个弹性层模块的位置信息，和所述多个弹性层模块的电参数的变化量，确定触控方向或触控角度。

本发明实施例的触控按钮，弹性层中的多个扇形排布的弹性层模块在受到挤压发生形变时，电参数会发生变化，各弹性层模块电参数的变化量，代表了各弹性层模块的形变量和受到的压力值，处理模块根据各弹性层模块电参数的变化量和各弹性层模块的位置信息，确定出触控方向或触控角度，实现了对触控方向或触控角度的检测，使得用户在该触控按钮上操作即可实现对光标的控制，便于单手操作。且对于大屏幕设备，无需长距离移动手指，提高了操作手感。

为达上述目的，本发明第三方面实施例提出了另一种触控面板，包括：如本发明第二方面实施例所述的触控按钮。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为纵向施力的识别的示意图；

图2为本发明提供的触控面板一个实施例的结构示意图；

图3为感测用户按压屏幕时的按压方向的示意图；

图4为弹性层模块受到挤压发生形变时的示意图；

图5为触控位置与受到挤压发生形变的弹性层模块的示意图；

图6为两个不同触控角度下弹性层的形变量-位置的关系图；

图7为本发明提供的触控按钮一个实施例的结构示意图；

图8为弹性层中的多个弹性层模块的结构示意图；

图9为弹性层中的多个弹性层模块的电参数变化对应的级别数值示意图；

图10为本发明提供的触控面板另一个实施例的竖向截面图；以及

图11为本发明提供的触控面板另一个实施例的俯视图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的触控面板及触控按钮。

图2为本发明提供的触控面板一个实施例的结构示意图。如图2所示，该触控面板包括：从上至下依次设置的保护盖板1、触控层2和弹性层3，以及分别与触控层2和弹性层3连接的处理模块4。其中：

弹性层3包括阵列排布的多个弹性层模块31(图1中为示出，如图5所示)，弹性层模块31在受到挤压发生形变时，电参数发生变化。

处理模块4，用于根据触控层2检测到的触控位置、多个弹性层模块31的位置信息和多个弹性层模块31的电参数的变化量，确定触控方向或触控角度。

具体的，本发明实施例提出了一种除平面移动、纵轴方向的压力感测之外的另一种输入方式：触控方向或触控角度感测，即感测用户按压屏幕时的按压方向(如图3所示)，进而进行相应的操作。

触控层2可以实现对触控位置的检测。弹性层模块31内上下两侧含有平面方向的导电电极，弹性层模块31在受到挤压发生形变时，两个导电电极之间的间距会发生变化，如图4所示，从而导致其电参数发生变化，挤压消失后恢复形变。其中，电参数具体可以包括电容值或电阻值等参数。

用户按压屏幕时，触控位置和接触面积恒定(或变化很小)，但由于按压存在方向性，因此触控位置下方的弹性层3感测出的电参数分布是不同的，如图4所示。基于此，可以在弹性层3中设置多个阵列排布的弹性层模块31，如图5所示，虚线圆圈代表触控层2感测到的触控位置，而下方的多个(图5中示出了6个)相近的弹性层模块31因受到挤压发生形变，电参数发生变化。每个弹性层模块31可以反馈各自的电参数的数值。其中，弹性层模块31的形状具体可以为矩形(如图5所示)、圆形或多边形等。

处理模块4可以根据触控层2检测到的触控位置、多个弹性层模块31的位置信息和多个弹性层模块31的电参数的变化量，确定出触控方向或触控角度。

具体的，处理模块4获取触控层检测到的触控位置和多个弹性层模块31的电参数的实际值r’。根据多个弹性层模块31的电参数的实际值r’和预先存储的多个弹性层模块31的电参数的预设值r(即弹性层模块31未受到挤压时的固定值r)，计算多个弹性层模块31的电参数的变化量∣r-r’∣。根据多个弹性层模块31的电参数的变化量，确定电参数发生变化(即电参数的变化量不为0)的多个弹性层模块31，即确定出有哪些弹性层模块31受到挤压发生了形变。根据触控位置、电参数发生变化的多个弹性层模块31的位置信息和多个弹性层模块31的电参数的变化量，确定出触控方向或触控角度。如图6所示，a、b两根不同斜率的直线代表了两个不同触控角度的施力情况：a代表手指与屏幕夹角较大时的施力情况，弹性层3所呈现出的形变量(对应电参数的变化量)分布较窄，且施力端近处的形变量很大。B代表手指与屏幕夹角较小的施力情况，弹性层3所呈现出的形变量可以分布至稍远的范围，但呈现出的形变量较小。因此，可根据电参数发生变化的多个弹性层模块31的电参数的变化量，在图6所示的形变量-位置的关系图中的斜率，来检测不同的触控方向或触控角度。

此处需要说明的是，本发明实施例中的保护盖板1具体可以是刚性玻璃盖板，也可以是柔性盖板，且在柔性盖板上实施这种触控方向或触控角度的感测效果更佳。

另外，对屏幕施力的可以是手指，也可以是电容笔、触控笔等，通过对触控方向或触控角度的感测可以实现对笔尖角度的检测，应用在一些绘图程序上，可以依据力度大小和角度呈现出不同笔锋和笔触。

另外，本发明实施例的触控面板可以应用在手机中，也可以应用在大屏幕设备例如平板电脑等便携设备中。

本实施例中，弹性层中的多个阵列排布的弹性层模块在受到挤压发生形变时，电参数会发生变化，各弹性层模块电参数的变化量，代表了各弹性层模块的形变量和受到的压力值，处理模块根据各弹性层模块电参数的变化量、各弹性层模块的位置信息和触控层检测到的触控位置，确定出触控方向或触控角度，实现了对触控方向或触控角度的检测，使得用户在普通单点上操作即可实现对光标的控制，便于单手操作，且不再是在保护盖板上的水平移动，降低了操作时手指偶尔离开有效操控区的可能性。另外，对于大屏幕设备，无需长距离移动手指，提高了操作手感。区别于普通的实体方向按键，无需开孔，提高了放水性能。多个弹性层模块可独立拆卸，即使某个位置存在故障，也可以进行局部更换，降低了维修成本。

上一实施例中可以感测到触控方向或触控角度的触控位置，可以是触控面板的任意位置，而本发明还提供了一种触控按钮，该触控按钮即可以感测到触控方向或触控角度的触控位置。图7为本发明提供的触控按钮一个实施例的结构示意图。如图7所示，该触摸按钮包括：从上至下依次设置的保护盖板1、触控层2和弹性层3，以及与弹性层3连接的处理模块4。

弹性层3包括扇形排布的多个弹性层模块31(图7中未示出，如图8所示)，弹性层模块31在受到挤压发生形变时，电参数发生变化。

处理模块4，用于根据多个弹性层模块31的位置信息，和多个弹性层模块31的电参数的变化量，确定触控方向或触控角度。

具体的，本发明实施例提出了一种除平面移动、纵轴方向的压力感测之外的另一种输入方式：触控方向或触控角度感测，即感测用户按压触控按钮时的按压方向，进而进行相应的操作。

弹性层模块31内上下两侧含有平面方向的导电电极，弹性层模块31在受到挤压发生形变时，两个导电电极之间的间距会发生变化，如图4所示，从而导致其电参数发生变化，挤压消失后恢复形变。其中，电参数具体可以包括电容值或电阻值等参数。

用户按压触控按钮时，触控位置和接触面积恒定(或变化很小)，但由于按压存在方向性，因此触控位置下方的弹性层3感测出的电参数分布是不同的，如图4所示。基于此，可以在弹性层3中设置多个扇形排布的弹性层模块31，如图8所示，图8中示出了10个扇形排布的弹性层模块31。当用户按压触控按钮时，弹性层3中的每个弹性层模块31均因受到挤压发生形变，电参数发生变化。每个弹性层模块31可以反馈各自的电参数的数值。弹性层模块31的形状具体可以为三角形(如图8所示)或扇形等，此时对应触控按钮的形状可以是多边形或圆形等。

处理模块4可以根据多个弹性层模块31的位置信息，和多个弹性层模块31的电参数的变化量，确定触控方向或触控角度。

具体的，处理模块4可以获取多个弹性层模块31的电参数的实际值r’，并根据多个弹性层模块的电参数的实际值r’和多个弹性层模块的电参数的预设值r(即弹性层模块31未受到挤压时的固定值r)，计算多个弹性层模块31的电参数的变化量∣r-r’∣。将多个弹性层模块31的电参数的变化量进行比较，确定出电参数的变化量最大的弹性层模块31。根据电参数的变化量最大的弹性层模块31的位置信息，确定触控方向或触控角度。

如图9所示，以施加右上方的力为例，各弹性层模块31的电参数的变化量出现了不同值，以0-9共十个级别为例，级别数值越大，电参数的变化量越大。施力方向右上方的弹性层模块31的电参数的变化量最大，级别数值为9，同时周边的弹性层模块31也受到较大压力，电参数的变化量较大，与施力方向右上方相反的方向左下方的弹性层模块31的电参数的变化量最小，级别数值为1。因此，可根据电参数的变化量最大(级别数值最大)的弹性层模块31的位置信息，确定触控方向或触控角度。

弹性层3中分割的弹性层模块31的数量越多，检测到的触控方向或触控角度越精确，但考虑到分割数量越少成本越低，且发生故障的概率越小，因此在实际应用中，弹性层3中分割的弹性层模块31的数量可以根据需要确定。

另外，保护盖板1的上表面可以设置有凹槽5，如图7所示，以增强手感，同时可以增加侧向力度的实施，可以更好的将横向力传递至下方弹性层3上，实施效果明显优于普通光滑的平面盖板。其中，凹槽5的形状具体可以为圆形凹槽、矩形凹槽或多边形凹槽等。若为圆形凹槽，圆形凹槽的开口直径可以设置为大于1厘米且小于2厘米，便于手指可以恰好放入此处。凹槽5的深度介于手指可以感受到，同时不会因透镜效果，过大的影响显示区的显示图像为前提。于此同时，可以在屏幕算法上做补偿以平衡视觉效果。凹槽5会使这部分区域呈凹透镜效果，使得原本图像在人眼中呈现出变小的效果，同时像素密度被提高，因此在屏幕算法上，可以将此部分的多颗像素(例如2～4颗)进行共同显示，这样既满足了像素密度的匹配，图像尺寸在人眼中被缩小的情况也有所还原。

此处需要说明的是，本发明实施例中的保护盖板1具体可以是刚性玻璃盖板，也可以是柔性盖板，且在柔性盖板上实施这种触控方向或触控角度的感测效果更佳。另外，本发明实施例的触控按钮可以应用在手机中，也可以应用在大屏幕设备例如平板电脑等便携设备中。

本实施例中，弹性层中的多个扇形排布的弹性层模块在受到挤压发生形变时，电参数会发生变化，各弹性层模块电参数的变化量，代表了各弹性层模块的形变量和受到的压力值，处理模块根据各弹性层模块电参数的变化量和各弹性层模块的位置信息，确定出触控方向或触控角度，实现了对触控方向或触控角度的检测，使得用户在普通单点上操作即可实现对光标的控制，便于单手操作。该触控按钮可独立拆卸，出现故障时可以进行独立更换，降低了维修成本。该触控按钮可以像遥杆一样进行方向控制，甚至可以在大屏幕设备上，通过对该触控按钮的操作可以实现类似鼠标指针的操作，无需长距离移动手指，提高了操作手感。

基于上一实施例的触控按钮，本发明还提供了另一种触控面板。图10为本发明提供的触控面板另一个实施例的竖向截面图，图11为本发明提供的触控面板另一个实施例的俯视图。如图10、图11所示，该触控面板6包括：上一实施例的触控按钮61。该触控按钮61具体可以设置于触控面板6偏下方的区域，例如触控面板6的扇形区，图10、图11中以触控按钮61设置于触控面板6左下方的扇形区为例示出。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (13)

1.一种触控面板，其特征在于，包括：从上至下依次设置的保护盖板、触控层和弹性层，以及分别与所述触控层和所述弹性层连接的处理模块；

所述弹性层包括阵列排布的多个弹性层模块，所述弹性层模块在受到挤压发生形变时，电参数发生变化；

所述处理模块，用于根据所述触控层检测到的触控位置、所述多个弹性层模块的位置信息和所述多个弹性层模块的电参数的变化量，确定按压屏幕时的按压方向，以使在单点上操作实现对光标的控制。

2.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述弹性层模块为矩形、圆形或多边形。

3.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述电参数包括电容值或电阻值。

4.根据权利要求1所述的触控面板，其特征在于，所述处理模块具体用于：

获取所述触控层检测到的所述触控位置；

获取所述多个弹性层模块的电参数的实际值；

根据所述多个弹性层模块的电参数的实际值和所述多个弹性层模块的电参数的预设值，计算所述多个弹性层模块的电参数的变化量；

根据所述多个弹性层模块的电参数的变化量，确定电参数发生变化的多个所述弹性层模块；

根据所述触控位置、所述电参数发生变化的多个所述弹性层模块的位置信息和所述多个弹性层模块的电参数的变化量，确定所述按压方向。

5.一种触控按钮，其特征在于，包括：从上至下依次设置的保护盖板、触控层和弹性层，以及与所述弹性层连接的处理模块；

所述弹性层包括扇形排布的多个弹性层模块，所述弹性层模块在受到挤压发生形变时，电参数发生变化；

所述处理模块，用于根据所述多个弹性层模块的位置信息，和所述多个弹性层模块的电参数的变化量，确定按压触控按钮时的按压方向，以使在单点上操作实现对光标的控制。

6.根据权利要求5所述的触控按钮，其特征在于，所述弹性层模块为扇形或三角形。

7.根据权利要求5所述的触控按钮，其特征在于，所述电参数包括电容值或电阻值。

8.根据权利要求5所述的触控按钮，其特征在于，所述保护盖板的上表面设置有凹槽。

9.根据权利要求8所述的触控按钮，其特征在于，所述凹槽为圆形凹槽、矩形凹槽或多边形凹槽。

10.根据权利要求9所述的触控按钮，其特征在于，所述圆形凹槽的开口直径大于1厘米且小于2厘米。

11.根据权利要求5所述的触控按钮，其特征在于，所述处理模块具体用于：

获取所述多个弹性层模块的电参数的实际值；

根据所述多个弹性层模块的电参数的实际值和所述多个弹性层模块的电参数的预设值，计算所述多个弹性层模块的电参数的变化量；

将所述多个弹性层模块的电参数的变化量进行比较，确定出电参数的变化量最大的所述弹性层模块；

根据电参数的变化量最大的所述弹性层模块的位置信息，确定所述按压方向。

12.一种触控面板，其特征在于，包括如权利要求5-11任一所述的触控按钮。

13.根据权利要求12所述的触控面板，其特征在于，所述触控按钮设置于所述触控面板的扇形区。

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