CN109144322B - 曲面触控装置 - Google Patents

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    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means

Abstract

一种曲面触控装置，包括：一球形外壳，所述球形外壳为中空结构，所述球形外壳包括位于其相对两侧的内表面及外表面；至少一触控感测层，所述触控感测层贴附于所述球形外壳的内表面，所述触控感测层包括多个相交的主干部，至少一个所述主干部上间隔延伸出多个支干部。

Description

曲面触控装置
技术领域
本发明涉及触控技术领域，涉及曲面触控装置，尤其涉及球形触控装置。
背景技术
近年来，随着技术的进步，触控模组的用途已越来越广，从常见的提款机、智能型手机、平板电脑、到工业用的触控电脑等等。然，目前市场上主流的触控模组多为直板型，另有少数触控模组的曲面为仅边缘具有一定曲率的2.5D结构，拥有大曲率曲面(如球形曲面或椭球形曲面)的触控模组较为少见。
现有技术中，对于大曲率曲面的触控模组的记载较少，涉及其具体结构、制作方法的技术还有待完善。具体地，球形曲面的预期应用范围广泛，且球形曲面的应用场景与传统的直板型存在一定差异，设计一种应用广泛、制作方便且成本低廉的球形触控装置是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
一种曲面触控装置，包括一球形外壳，所述球形外壳为中空结构，所述球形外壳包括位于其相对两侧的内表面及外表面；至少一触控感测层，所述触控感测层贴附于所述球形外壳的内表面，所述触控感测层包括多个相交的主干部，至少一个所述主干部上间隔延伸出多个支干部。
本发明的曲面触控装置，通过在中空球形外壳的内表面设置具有主干部以及支干部的触控感测层，使得该球形触控装置具备简单有效的结构，且，主干部与支干部构成一镂空结构的触控感测层，使得触控感测层贴附于曲面触控装置时不易产生气泡。
附图说明
图1为本发明第一实施例的球形触控装置的立体示意图。
图2为本发明第一实施例的球形触控装置的触控感测层的平面示意图。
图3为本发明第一实施例的球形触控装置的触控感测层沿III-III的局部放大示意图。
图4为本发明第二实施例的球形触控装置的立体示意图。
图5为本发明第二实施例的球形触控装置的触控感测层的平面示意图。
图6为本发明第二实施例的球形触控装置的触控感测层沿VI-VI的局部放大示意图。
图7为本发明第三实施例的球形触控装置的立体示意图。
图8为本发明第三实施例的球形触控装置的触控感测层的平面示意图。
图9为本发明第三实施例的球形触控装置的触控感测层沿IX-IX的局部放大示意图。
主要元件符号说明
球形触控装置 10、20、30
球形外壳 11、21、31
上半球 111、211、311
下半球 112、212、312
触控感测层 12、22、32
中心点 120、220、320
主干部 121、221、321
支干部 122、222、322
第一感测层 123、223、323
第二感测层 124、224、324
突出部 325
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
附图中示出了本发明的实施例，本发明可以通过多种不同形式实现，而并不应解释为仅局限于这里所阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本发明更为全面和完整的公开，并使本领域的技术人员更充分地了解本发明的范围。
下面参照附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。
第一实施例
于一实施例中，曲面触控装置为一球形触控装置10，如图1所示，是本发明的第一实施例的球形触控装置10的立体示意图。球形触控装置10包括一球形外壳11以及至少一触控感测层12，球形外壳11为中空结构，球形外壳11包括位于其壳体相对两侧的内表面及外表面，触控感测层12为具备触控感测功能的层状结构，触控感测层12贴附于球形外壳11的内表面，触控感测层12可通过透明的粘胶粘附于球形外壳11的内表面，如光学胶(opticaladhesive，OCA)。
球形外壳11为透明或半透明材料，于一实施例中，球形外壳11的材料可以为有机物，如聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚酰亚胺(Polyimide，PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalate two formic acid glycol ester，PEN)聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene glycol terephthalate，PET)以及环状烯烃共聚物(Cyclo-olefinpolymer，COP)；球形外壳11的材料也可以为无机物，如二氧化硅(SiO2)。
球形外壳11包括上半球111及下半球112，上半球111及下半球112结构相同且对称分布，上半球111以及下半球112扣合以形成球形外壳11。将球形外壳11分为相互扣合的上半球111以及下半球112可使球形外壳11与其他元件之间的装配提供足够的操作空间。
触控感测层12具备触控感测功能，可对球形外壳11表面的触控进行感测。触控感测层12可以为软性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)，该软性电路板可通过其表面的电路对触摸进行感测，触控感测层12还可以为其他具备触摸感测功能的结构，这些结构应至少包含用于感测触摸的导电材料，如氧化铟锡(INDIUM TIN OXIDE，ITO)或者金属网格(Metal Mesh)。
如图2所示，为本发明第一实施例的球形触控装置10的触控感测层12的平面示意图。于一实施例中，触控感测层12包括至少四个主干部121以及多个支干部122，四个主干部121相交于一中心点120，每个主干部121上间隔延伸出多个支干部122，主干部121以及支干部122可为条状，触控感测层12延伸并贴附于球形外壳11内表面的特定区域。
于一实施例中，四个主干部121及其上延伸出的支干部122关于中心点120对称，位于不同主干部121上的两个支干部122的长度可相等，位于同一主干部121上的相邻的两个支干部122长度不相等，位于同一主干部121上的多个支干部122的长度沿主干部121延伸方向、即由中心点120向远离中心点120方向逐渐增加，多个支干部122均互不相交。在其他实施例中，四个主干部121及其上延伸出的支干部122的结构不同，各主干部121及支干部122可为其他符合要求的结构布局。
如图3所示，为本发明第一实施例的球形触控装置10的触控感测层12沿III-III的平面局部放大示意图。于一实施例中，触控感测层12还可包括第一感测层123及第二感测层124，第一感测层123与第二感测层124相互交错设置，每个主干部121及支干部122均包含有第一感测层123的至少一部分及第二感测层124的至少一部分。在本实施例中，每个主干部121及每个支干部122的一半区域为第一感测层123，每个主干部121及每个支干部122的另一半区域为第二感测层124，第一感测层123和第二感测层124交织形成触控感测层12，第一感测层123和第二感测层124可通过设置绝缘层或线路绕折等方式实现绝缘。于一实施例中，第一感测层123和第二感测层124可为相同的导电材料或为相同种类的电极或具有相同的触控感测方式，在其他实施例中，第一感测层123和第二感测层124可为不同的导电材料或为不同种类的电极或具有不同的触控感测方式。
如图1所示，于一实施例中，球形触控装置10包括两个结构相同的触控感测层12，两个触控感测层12分别位于上半球111和下半球112的内表面，两个触控感测层12的主干部121以及支干部122关于球形触控装置10的球心对称。在其他实施例中，分别位于上半球111和下半球112上的两个触控感测层12可具备不同的结构，主干部121以及支干部122亦可依据具体需要调整为其他合理的布局。
球形触控装置10还包括一处理单元(图未示)，处理单元位于球形触控装置10内的中空区域中，处理单元大致位于球形外壳11的球心处，处理单元可通过导线同时与两个中心点120电性连接。触控感测层12所感测的电信号传导至处理单元，处理单元可对触控感测层12的电信号进行分析。
当球形外壳11被握持或触摸时，触控感测层12被触摸而引起电信号变化，处理单元通过对触控感测层12发生变化的电信号进行分析以判断触摸的位置或者握持的方式，并据此提供不同的反馈方案。
本发明的球形触控装置10，通过在透明或半透明的中空球形外壳11的内表面设置具有主干部121以及支干部122的触控感测层12，使得该球形触控装置10具备简单有效的结构以降低成本，且，主干部121与支干部122构成一镂空结构的触控感测层12，使得触控感测层12贴附于曲面触控装置，尤其是贴附于本实施例的球形触控装置10时不易产生气泡。
第二实施例
于一实施例中，曲面触控装置为一球形触控装置20，如图4所示，是本发明的第二实施例的球形触控装置20的立体示意图。球形触控装置20包括一球形外壳21以及至少一触控感测层22，球形外壳21为中空结构，球形外壳21包括位于其壳体相对两侧的内表面及外表面，触控感测层22为具备触控感测功能的层状结构，触控感测层22贴附于球形外壳21的内表面，触控感测层22可通过透明的粘胶粘附于球形外壳21的内表面，如光学胶(opticaladhesive，OCA)。
球形外壳21为透明或半透明材料，于一实施例中，球形外壳21的材料可以为有机物，如聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚酰亚胺(Polyimide，PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalate two formic acid glycol ester，PEN)聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene glycol terephthalate，PET)以及环状烯烃共聚物(Cyclo-olefinpolymer，COP)；球形外壳21的材料也可以为无机物，如二氧化硅(SiO2)。
球形外壳21包括上半球211及下半球212，上半球211及下半球212结构相同且对称分布，上半球211以及下半球212扣合以形成球形外壳21。将球形外壳21分为相互扣合的上半球211以及下半球212可使球形外壳21与其他元件之间的装配提供足够的操作空间。
触控感测层22具备触控感测功能，可对球形外壳21表面的触控进行感测。触控感测层22可以为软性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)，该软性电路板可通过其表面的电路对触摸进行感测，触控感测层22还可以为其他具备触摸感测功能的结构，这些结构应至少包含用于感测触摸的导电材料，如氧化铟锡(INDIUM TIN OXIDE，ITO)或者金属网格(Metal Mesh)。
如图5所示，为本发明第二实施例的球形触控装置20的触控感测层22的平面示意图。于一实施例中，触控感测层22包括至少四个主干部221以及多个支干部222，四个主干部221相交于一中心点220，每个主干部221上间隔延伸出多个支干部222，主干部221以及支干部222可为条状，触控感测层22延伸并贴附于球形外壳21内表面的特定区域。
于一实施例中，四个主干部221及其上延伸出的多个支干部222关于中心点220对称，位于不同主干部221上的关于中心点220具有对称位置或具中心点220距离相同的支干部222的长度可相等，位于同一主干部221上的相邻的两个支干部222长度不相等，位于同一主干部221上连续分布的三个支干部222中，位于中部的支干部222同时比位于两侧的支干部222长，或者，位于中部的支干部222同时比位于两侧的支干部222短，多个支干部222均互不相交。在其他实施例中，四个主干部221及其上延伸出的支干部222的结构不同，各主干部221及支干部222可为其他符合要求的结构布局。
如图6所示，为本发明第二实施例的球形触控装置20的触控感测层22沿VI-VI的平面局部放大示意图。于一实施例中，触控感测层22还可包括第一感测层223及第二感测层224，第一感测层223与第二感测层224相互交错设置，每个主干部221及支干部222均包含有第一感测层223的至少一部分及第二感测层224的至少一部分。在本实施例中，每个主干部221及每个支干部222的一半区域为第一感测层223，每个主干部221及每个支干部222的另一半区域为第二感测层224，第一感测层223和第二感测层224交织形成触控感测层22，第一感测层223和第二感测层224可通过设置绝缘层或线路绕折等方式实现绝缘。于一实施例中，第一感测层223和第二感测层224可为相同的导电材料或为相同种类的电极或具有相同的触控感测方式，在其他实施例中，第一感测层223和第二感测层224可为不同的导电材料或为不同种类的电极或具有不同的触控感测方式。
如图4所示，于一实施例中，球形触控装置20包括两个结构相同的触控感测层22，两个触控感测层22分别位于上半球211和下半球212的内表面，两个触控感测层22的主干部221以及支干部222关于球形触控装置20的球心对称。在其他实施例中，分别位于上半球211和下半球212上的两个触控感测层22可具备不同的结构，主干部221以及支干部222亦可依据具体需要调整为其他合理的布局。
球形触控装置20还包括一处理单元(图未示)，处理单元位于球形触控装置20内的中空区域中，处理单元大致位于球形外壳21的球心处，处理单元可通过导线同时与两个中心点220电性连接。触控感测层22所感测的电信号传导至处理单元，处理单元可对触控感测层22的电信号进行分析。
当球形外壳21被握持或触摸时，触控感测层22被触摸而引起电信号变化，处理单元通过对触控感测层22发生变化的电信号进行分析以判断触摸的位置或者握持的方式，并据此提供不同的反馈方案。
第三实施例
于一实施例中，曲面触控装置为一球形触控装置30，如图7所示，是本发明的第三实施例的球形触控装置30的立体示意图。球形触控装置30包括一球形外壳31以及至少一触控感测层32，球形外壳31为中空结构，球形外壳31包括位于其壳体相对两侧的内表面及外表面，触控感测层32为具备触控感测功能的层状结构，触控感测层32贴附于球形外壳31的内表面，触控感测层32可通过透明的粘胶粘附于球形外壳31的内表面，如光学胶(opticaladhesive，OCA)。
球形外壳31为透明或半透明材料，于一实施例中，球形外壳31的材料可以为有机物，如聚碳酸酯(Polycarbonate，PC)、聚酰亚胺(Polyimide，PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalate two formic acid glycol ester，PEN)聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene glycol terephthalate，PET)以及环状烯烃共聚物(Cyclo-olefinpolymer，COP)；球形外壳31的材料也可以为无机物，如二氧化硅(SiO2)。
球形外壳31包括上半球311及下半球312，上半球311及下半球312结构相同且对称分布，上半球311以及下半球312扣合以形成球形外壳31。将球形外壳31分为相互扣合的上半球311以及下半球312可使球形外壳31与其他元件之间的装配提供足够的操作空间。
触控感测层32具备触控感测功能，可对球形外壳31表面的触控进行感测。触控感测层32可以为软性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)，该软性电路板可通过其表面的电路对触摸进行感测，触控感测层32还可以为其他具备触摸感测功能的结构，这些结构应至少包含用于感测触摸的导电材料，如氧化铟锡(INDIUM TIN OXIDE，ITO)或者金属网格(Metal Mesh)。
如图8所示，为本发明第三实施例的球形触控装置30的触控感测层32的平面示意图。于一实施例中，触控感测层32包括至少四个主干部321、多个支干部322以及多个突出部325，主干部321、支干部322以及突出部325可为圆弧状，触控感测层32延伸并贴附于球形外壳31内表面的特定区域。
在本实施例中，四个主干部321相交于一中心点320，每个主干部321上间隔延伸出多个支干部322，位于同一主干部321上的支干部322的半数不与其他支干部322连接，另半数与另一主干部321上与其相邻的支干部322连接，其中，位于同一主干部321上的任意相邻两个支干部322中，其中一个与相邻主干部321的支干部322相交，另一个不与任何其他支干部322相交，位于不同主干部321上的相邻的四个支干部322连接构成一段完整的圆弧，该圆弧上延伸出多个突出部325，突出部325不与主干部321或其他支干部322相交。
于一实施例中，四个主干部321及其上延伸出的支干部322的关于中心点320对称，在其他实施例中，四个主干部321及其上延伸出的支干部322的结构不同，各主干部321及支干部322可为其他符合要求的结构布局。
如图9所示，为本发明第三实施例的球形触控装置30的触控感测层32沿IX-IX的平面局部放大示意图。于一实施例中，触控感测层32还可包括第一感测层323及第二感测层324，第一感测层323与第二感测层324相互交错设置，每个主干部321及支干部322均包含有第一感测层323的至少一部分及第二感测层324的至少一部分。
在本实施例中，每个主干部321及每个支干部322的一半区域为第一感测层323，每个主干部321及每个支干部322的另一半区域为第二感测层324，第一感测层323和第二感测层324交织形成触控感测层32，第一感测层323和第二感测层324可通过设置绝缘层或线路绕折等方式实现绝缘。
于一实施例中，第一感测层323和第二感测层324可为相同的导电材料或为相同种类的电极或具有相同的触控感测方式，在其他实施例中，第一感测层323和第二感测层324可为不同的导电材料或为不同种类的电极或具有不同的触控感测方式。
如图7所示，于一实施例中，球形触控装置30包括两个结构相同的触控感测层32，两个触控感测层32分别位于上半球311和下半球312的内表面，两个触控感测层32的主干部321以及支干部322关于球形触控装置30的球心对称。在其他实施例中，分别位于上半球311和下半球312上的两个触控感测层32可具备不同的结构，主干部321以及支干部322亦可依据具体需要调整为其他合理的布局。
球形触控装置30还包括一处理单元(图未示)，处理单元位于球形触控装置30内的中空区域中，处理单元大致位于球形外壳31的球心处，处理单元可通过导线同时与两个中心点320电性连接。触控感测层32所感测的电信号传导至处理单元，处理单元可对触控感测层32的电信号进行分析。
当球形外壳31被握持或触摸时，触控感测层32被触摸而引起电信号变化，处理单元通过对触控感测层32发生变化的电信号进行分析以判断触摸的位置或者握持的方式，并据此提供不同的反馈方案。
可以理解，虽然上述实施例以球形触控装置为例进行介绍，然并非限定本发明仅能用于为球形的曲面触控装置，本发明还可应用于其他曲面触控装置，例如橄榄形触控装置等。所述曲面触控装置包括一曲面外壳，所述一曲面外壳，所述曲面外壳包括位于其相对两侧的内表面及外表面；至少一触控感测层，所述触控感测层贴附于所述球形外壳的内表面，所述触控感测层包括四个相交的主干部，至少一个所述主干部上间隔延伸出多个支干部。所述曲面装置中的触控感测层可以为第一实施例至第三实施例中的任何一种触控感测层。
以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种曲面触控装置，其特征在于，包括：
一球形外壳，所述球形外壳为中空结构，所述球形外壳包括位于其相对两侧的内表面及外表面；
至少一触控感测层，所述触控感测层贴附于所述球形外壳的内表面，所述触控感测层包括多个相交的主干部，至少一个所述主干部上间隔延伸出多个支干部；
所述触控感测层包括第一感测层及第二感测层，所述第一感测层与所述第二感测层相邻并接触；
每个所述主干部及所述支干部均包含有所述第一感测层的至少一部分及所述第二感测层的至少一部分。
2.如权利要求1所述的曲面触控装置，其特征在于：所述第一感测层与所述第二感测层之间相互绝缘设置。
3.如权利要求1所述的曲面触控装置，其特征在于：位于同一主干部上的相邻的两个所述支干部长度不相等，四个所述主干部相交于一点。
4.如权利要求3所述的曲面触控装置，其特征在于：位于同一所述主干部上的多个所述支干部的长度沿所述主干部延伸的方向即由多个所述主干部的交点向远离该交点的方向逐渐增加，所述多个支干部均互不相交。
5.如权利要求3所述的曲面触控装置，其特征在于：位于同一所述主干部上的任意连续分布的三个所述支干部中，位于中间的所述支干部比位于两侧的所述支干部长，或者，位于中间的所述支干部比位于两侧的所述支干部短，所述多个支干部均互不相交。
6.如权利要求3所述的曲面触控装置，其特征在于：位于不同所述主干部上的相邻的所述支干部连接构成一段完整的圆弧，所述圆弧上延伸出多个突出部，所述突出部不与所述主干部或其他所述支干部相交。
7.如权利要求6所述的曲面触控装置，其特征在于：位于同一所述主干部上的所述支干部的半数不与任一其他所述支干部连接，另半数所述支干部与另一所述主干部上的与其相邻的所述支干部连接。
8.如权利要求1所述的曲面触控装置，其特征在于：所述球形外壳包括结构相同且对称分布的上半球及下半球，所述上半球及所述下半球扣合以形成所述球形外壳，所述触控感测层的数量为两个，两个所述触控感测层分别位于所述上半球和所述下半球。
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