CN110196660A - 一种新型电阻压感触摸屏 - Google Patents
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Abstract
本发明一种新型电阻压感触摸屏，属于压感触摸屏技术领域；提供了一种工艺结构简单、易于实现的电阻压感触摸屏；技术方案为：一种新型电阻压感触摸屏，包括上部电极层、下部电极层两个电极层和测量电路，上部电极层和下部电极层内均蚀刻有若干条弯曲、相互平行、阻值相同的电阻丝，相邻电阻丝之间的间隔小于按压时手指接触面的宽度，上部电极层电阻丝形成图案与下部电极层电阻丝形成图案存在夹角，当上部电极层和下部电阻层受压时，电阻丝发生形变，电阻丝的阻值发生变化，测量电路与电阻丝相连，用于检测按压位置及按压压力。
Description
技术领域
本发明一种新型电阻压感触摸屏，属于压感触摸屏技术领域。
背景技术
目前触摸屏使用广泛主要有电阻触摸屏和电容触摸屏，但是多数触摸屏只能在二维平面上进行操作。如图1、图2所示，触摸屏两个金属导电层是触摸屏的两个工作面，在每个工作面的两端各涂有一条银胶，称为该工作面的一对电极。当触摸时产生的压力使两导电层接通，侦测层检测到与工作层触点位置相对应的电阻值一致的电压值，根据此电压值与实际工作层分压的比值而得到触摸的X、Y坐标。
随着电子信息行业的飞速发展，触摸屏只能在二维平面上操作的功能已经满足不了电子产品越来越多的功能。越来越多的手机厂商把压感技术运用到手机屏幕上，通过对手机屏幕的按压来产生新的功能和体验。但是现在压感屏技术还处于起步阶段，主要是在屏幕模组中增加一层压力感应结构设计，通过压力引起电容的改变，如通过红外线透过手指的强度来检测手指按压的力度。现有的一些压感技术工艺复杂，制作困难、成本高，精度比较低，影响用户体验。
发明内容
本发明一种新型电阻压感触摸屏，克服了现有技术存在的不足，提供了一种工艺结构简单、易于实现的电阻压感触摸屏。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种新型电阻压感触摸屏，包括上部电极层、下部电极层两个电极层和测量电路，上部电极层和下部电极层内均蚀刻有若干条弯曲、相互平行、阻值相同的电阻丝，相邻电阻丝之间的间隔小于按压时手指接触面的宽度，上部电极层电阻丝形成图案与下部电极层电阻丝形成图案存在夹角，当上部电极层和下部电阻层受压时，电阻丝发生形变，电阻丝的阻值发生变化，测量电路与电阻丝相连，用于检测按压位置及按压压力。
进一步，所述上部电极层电阻丝形成图案与所述下部电极层电阻丝形成图案之间夹角为90度。
进一步，所述测量电路包括电桥电路、接触点位置测量电路和电阻丝测量电路，接触点测量电路包括多路模拟开关，多路模拟开关的一端与同一个电极层上的每一根电阻丝的一端相连，多路模拟开关的另一端与电桥电路相连，电桥电路的另一端与同一个电极层上电阻丝的公共端相连，电桥电路包括3个参考电阻R1、R3、R4和测量电阻R2，测量电阻R2为多路模拟开关分时所选择的某一根电阻丝的电阻，电阻丝测量电路包括信号调理电路，信号调理电路与电桥电路的输出端相连。
进一步，所述3个参考电阻R1、R3和R4分别设置在压感触控屏的3个不同的角或3条不同边的边沿上。
进一步，所述电极层和所述参考电阻是由ITO刻蚀，导电浆料印刷，导电纤维编织方式构成。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果。
本发明不同于先前电阻屏技术，实现压感触摸新颖独特，结构简单，利用检测电阻确定压力大小又可以检测电阻改变的电阻丝的位置确定触摸位置，本发明电阻压感屏的层数不多，对屏幕厚度要求不高，工艺结构简单，易于实现。
附图说明
图1为传统的电阻屏的上部电极层的结构示意图。
图2为传统的电阻屏的下部电极层的结构示意图。
图3为本发明实施例提供的上部电极层的结构示意图。
图4为本发明实施例提供的下部电极层的结构示意图。
图5为本发明实施例提供的上部电极层的测量电路示意图。
图6为本发明实施例提供的下部电极层的测量电路示意图。
图7为本发明实施例提供的电阻压感触摸屏的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
如图3、图4所示，本发明一种新型电阻压感触摸屏，包括上部电极层、下部电极层两个电极层和测量电路，上部电极层和下部电极层内均蚀刻有若干条弯曲、相互平行、阻值相同的电阻丝，相邻电阻丝之间的间隔小于按压时手指接触面的宽度，保证触摸操作时，手指肚能在每层上按压到至少1条电阻丝，上部电极层电阻丝形成图案与下部电极层电阻丝形成图案存在夹角，当上部电极层和下部电阻层受压时，电阻丝发生形变，电阻丝的阻值发生变化，测量电路与电阻丝相连，用于检测按压位置及按压压力。
具体实施时，上部电极层堆叠在下部电极层上，两个电极层大小相同，叠放时是完全重合的，上部电极层和下部电极层之间有绝缘层。电阻丝之间的间距可以为6mm。上部电极层电阻丝形成图案与下部电极层电阻丝形成图案之间夹角为90度。蚀刻的电阻丝可以有不同的图案，可以改变粗细、间隔、方向以形成不同图案。选择合适的电阻丝图案，当压感触摸屏受到几克到几百克的压力时，使电阻丝在100欧到1000欧之间变化，这个范围的电阻测量电路易于实现。
如图5、图6、图7所示，测量电路包括电桥电路、接触点位置测量电路和电阻丝测量电路，接触点测量电路包括多路模拟开关，多路模拟开关的一端与同一个电极层上的每一根电阻丝的一端相连，多路模拟开关的另一端与电桥电路相连，电桥电路的另一端与同一个电极层上电阻丝的公共端相连，电桥电路为由3个参考电阻R1、R3、R4和测量电阻R2组成的惠斯通电桥，测量电阻R2为多路模拟开关分时所选择的某一根电阻丝的电阻，电阻丝测量电路包括信号调理电路，信号调理电路与电桥电路的输出端相连。信号调理电路将测量电阻R2的电压转换为标准数字信号用于读出。
3个参考电阻R1、R3和R4分别设置在压感触控屏的3个不同的角或3条不同边的边沿上。这些区域不易被手指触摸到。这3个参考电阻与电极层位于同样的外部环境，具有温度补偿功能，有效防止温度变化对电路产生的干扰。电极层和参考电阻是由ITO刻蚀，导电浆料印刷，导电纤维编织方式构成。上部电极层和下部电极层是完全重合的。
触摸坐标的测量原理如下：当电阻屏受到外力时，电极层里面的电阻丝受到挤压会产生形变，从而引起电阻发生改变。通过模拟多路开关逐个扫描下部电极层中的电阻丝，同一时刻只有一个电阻丝作为桥式电路中的测量电阻R2，当桥式电路的输出电压不为零时，可以确定此时接入桥式电路的测试电阻被按压，从而得出y坐标；通过模拟多路开关逐个扫描上部电极层中的电阻丝，同一时刻只有一个电阻丝作为桥式电路中的测量电阻，当桥式电路的输出电压不为零时，可以确定此时接入桥式电路的测试电阻被按压，从而得出x坐标。
触摸压力的测量原理如下：没有触压时，初始桥式电路的输出电压为0。发生触压时，当力压大小不同，类似于应变电阻片的电阻受到力的挤压时产生形变，相应的电阻值发生变化，电阻丝上的电阻值发生一样的改变，电阻丝作为桥式的测量电阻，阻值不同，导致桥式输出的电压差△U不同，通过测量电压差的大小，感知压感的力度。
本发明的电阻丝电极层与先前技术电阻屏的导电层比较。电阻丝的原理类似于应变电阻片，受到压力大小不同时，电阻丝的电阻值发生变化，即有压感，这点与先前技术的电阻触摸屏完全不一样，先前的电阻触摸屏受到触摸的电阻没有发生变化，只是不同触摸位置改变了电阻分压比。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。
Claims (5)
1.一种新型电阻压感触摸屏，其特征在于：包括上部电极层、下部电极层两个电极层和测量电路，上部电极层和下部电极层内均蚀刻有若干条弯曲、相互平行、阻值相同的电阻丝，相邻电阻丝之间的间隔小于按压时手指接触面的宽度，上部电极层电阻丝形成图案与下部电极层电阻丝形成图案存在夹角，当上部电极层和下部电阻层受压时，电阻丝发生形变，电阻丝的阻值发生变化，测量电路与电阻丝相连，用于检测按压位置及按压压力。
2.根据权利要求1所述的一种新型电阻压感触摸屏，其特征在于：所述上部电极层电阻丝形成图案与所述下部电极层电阻丝形成图案之间夹角为90度。
3.根据权利要求1所述的一种新型电阻压感触摸屏，其特征在于：所述测量电路包括电桥电路、接触点位置测量电路和电阻丝测量电路，接触点测量电路包括多路模拟开关，多路模拟开关的一端与同一个电极层上的每一根电阻丝的一端相连，多路模拟开关的另一端与电桥电路相连，电桥电路的另一端与同一个电极层上电阻丝的公共端相连，电桥电路包括3个参考电阻R1、R3、R4和测量电阻R2，测量电阻R2为多路模拟开关分时所选择的某一根电阻丝的电阻，电阻丝测量电路包括信号调理电路，信号调理电路与电桥电路的输出端相连。
4.根据权利要求3所述的一种新型电阻压感触摸屏，其特征在于：所述3个参考电阻R1、R3和R4分别设置在压感触控屏的3个不同的角或3条不同边的边沿上。
5.根据权利要求1-4任一所述的一种新型电阻压感触摸屏，其特征在于：所述电极层和所述参考电阻是由ITO刻蚀，导电浆料印刷，导电纤维编织方式构成。
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