CN112214134B - 一种非接触式按压旋钮触控屏及其功能启动方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电子技术领域，特别是涉及一种表面设有非接触式触点按压控制旋钮的触控屏，与现有技术相比，本发明提供的非接触式触点按压控制旋钮触控屏由于导体触控点与触摸显示屏屏幕不接触，硬性的导体触点不会划伤显示屏屏幕；硬性的导体触点与显示屏屏幕不接触也就不会磨损，启动触摸显示屏上所运行的应用所对应功能不会产生误差；因为导体触点与触摸显示屏屏幕不接触，摩擦系数小，旋转手感更佳；即使有液体或粉尘等杂质进入导体触点与屏幕之间，也不会影响其介电常数和触摸性能，由于有间隙存在，杂质能快速挥发或掉落，不会对触摸屏产生腐蚀；通过按压式控制方式，可实现多界面的操作，带来更好的用户体验。

Description

一种非接触式按压旋钮触控屏及其功能启动方法
技术领域
本发明涉及触控显示屏领域，具体涉及非接触式按压旋钮触控屏及其功能启动方法。
背景技术
触控屏由于其操作的便利性已经广泛应用到智能手机、平板电脑和车载电子系统等多种电子器件或系统中，对于传统技术电子系统的触控屏，在触控屏上未设有旋钮，用户在操作应用软件时，需要用眼睛注视屏幕，不能实现盲操作；而为了实现盲操作，人们往往需要利用触控屏外围独立设置的按压控制旋钮进行操作，这样一是增加成本，二是需要单独安装，安装操作空间大；三是操作人员进行操作时离触控屏本身还存在一定的距离，用户体验不好；四是单界面操作，使用难度较高。
公告号为CN104765492B的中国发明专利公开了一种“表面设有旋钮的触控屏及功能启动方法”的发明专利，其主要是在屏幕上设置一个与屏幕接触的电容触控点，通过实时捕获触控点的位置，获取触控点的移动方式，再根据移动方式启动应用对应的功能，相比于传统技术中的触摸显示屏，能够实现用户的盲操作。但是该技术方案也存在一定的技术缺陷：一是由于硬性触控点与显示屏的长时间接触会导致显示屏屏幕的划伤；二是触控点与显示屏的长时间接触也会导致触控点的磨损，从而导致启动显示屏上所运行的应用所对应功能产生误差；三是因为接触导致摩擦系数增大，影响旋转手感；四是如有液体或粉尘进入导体触点与屏幕之间，则会影响其介电常数，影响触摸性能，因不能快速挥发，时间久了可能会对触摸屏产生腐蚀等。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种非接触式按压旋钮触控屏及其功能启动方法。
具体的，本发明提供了一种非接触式按压旋钮触控屏，其包含触控屏和控制旋钮，控制旋钮设置在触控屏(优选为电容性触控屏)上，并通过触控芯片与触控屏实现数据信息的传递。
控制旋钮包含按压组件、底座、旋钮组件和触控点(优选为电容性触控点)，底座固定在触控屏上，旋钮组件为环形形状或者凹形形状，其设置在底座上表面，且可绕底座的中心旋转；触控点固定在旋钮组件上，并且触控点与触控屏处于非接触状态；
按压组件设置在底座上表面以及旋钮组件的中间，它的形状可以是实心圆形的，也可以是空心环形的，其可随旋钮组件绕底座的中心旋转。结构上按压组件包含按压环、第一按压面、第二按压面、第三按压面和第一触点、第二触点、第三触点，第一按压面、第二按压面、第三按压面设置在按压环的下表面，并且位置上与第一触点、第二触点、第三触点一一对应。当然了，不难理解的是，本发明实际上可以有更少(比如两个)或者更多(比如4个、5个)按压面和对应的触点，这里仅仅是给出本发明优选的按压面和对应的触点个数。另外，为了更好的对本发明进行陈述，这里给相互对应的按压面和对应的触点对应的编号，这些编号在实际中不应视为限制。当有外力按压按压环一下时，第一按压面与第一触点接触并实现数据传递；当有外力按压按压环两下时，第一按压面与第一触点以及第二按压面和第二触点接触并实现数据传递；当有外力按压按压环三下时，第一按压面与第一触点、第二按压面和第二触点以及第三按压面和第三触点接触并实现数据传递。
一般情况下，触控点位于旋钮组件的上表面、下表面、侧面、或者设置在旋钮组件内里中空位置，在一些优选的实施例中，触控点设置在旋钮组件内里中空位置。
第一触点、第二触点、第三触点为点状电容性触控点或环状电容性触控点；同样的，第一按压面、第二按压面、第三按压面为点状电容性触控点或环状电容性触控点。在实践中，当第一触点、第二触点、第三触点为点状电容性触控点时，为了更好的接触，第一按压面、第二按压面、第三按压面通常为环状电容性触控点；而当第一触点、第二触点、第三触点为环状电容性触控点时，第一按压面、第二按压面、第三按压面可以是点状电容性触控点也可以是环状电容性触控点。优选的，第一触点、第二触点、第三触点为点状电容性触控点，第一按压面、第二按压面、第三按压面为环状电容性触控点，其“一环套一环”的分布在按压环的下表面。
第一触点、第二触点、第三触点可以直接设置在底座上，也可以间接设置在底座上，例如，还可以在按压环和底座之间靠近底座的位置设置一个按压底座，第一触点、第二触点、第三触点设置在按压底座上。
旋钮组件通过紧固固件和卡槽固定在底座上，并且用过旋钮轴承实现旋转功能；按压组件通过紧固固件和卡槽固定在旋钮组件和底座上；这里可以理解的是，如果存在按压底座，则按压底座应该包含在按压组件中。
为了实现触控点与触控屏的非接触，触控点与触控屏的距离为0.01-10mm。
进一步的，所述触控点的位置或面积由触控芯片算法及Sensor设计确定。
进一步的，当有外力按压按压环一下时，第一按压面与第一触点接触连接后通过数据信息传递启动第一界面功能；当有外力按压按压环两下时，第一按压面与第一触点以及第二按压面和第二触点接触连接后通过数据信息传递启动第二界面功能；当有外力按压按压环三下时，第一按压面与第一触点、第二按压面和第二触点以及第三按压面和第三触点接触连接后通过数据信息传递启动第三界面功能。
本发明还提供一个上述任一项所述的非接触式按压旋钮触控屏的功能启动方法，其包含：
①上电后，触控芯片进行复位初始化并进行相应自检，检查触控区域和旋钮控制区域是否正常；
②芯片正常启动后，触控芯片检测旋钮控制区域内报点数量及是否有控制旋钮上的旋钮组件旋转动作；
③当控制旋钮上的旋钮组件被旋转时，触控芯片会根据触控点坐标的变化，计算出控制旋钮正在进行的状态，如正转、反转、push等；
④当外界力量按压按压环时，触控芯片会通过检测旋钮区域内触摸屏报点的数量启动不同的界面功能；当有外力按压按压环一下时，第一按压面与第一触点接触连接，触控芯片会检测到触摸屏只上报一个点，进而启动第一个界面功能，如进入导航主菜单等；当有外力按压按压环两下时，第一按压面与第一触点以及第二按压面和第二触点接触连接，触控芯片会检测到触摸屏上报两个点，进而启动第二个界面功能，如进入导航次级子菜单等；当有外力按压按压环三下时，第一按压面与第一触点、第二按压面和第二触点以及第三按压面和第三触点接触连接，触控芯片会检测到触摸屏上报三个点，进而启动第三个界面功能，如对导航次级子菜单进行确认等；同样，这里的界面仅仅是为了更好的阐述本发明而进行的举例说明，不应视为对本发明提及的界面的限制；
⑤触控芯片将此部分信息传递给主机，主机进行响应，启动相应的功能，如调用子菜单及子菜单功能确认等。
与现有技术相比，本发明具有如下有益的技术效果：(1)由于导体触控点与触摸显示屏屏幕不接触，硬性的导体触点不会划伤显示屏屏幕；(2)硬性的导体触点与显示屏屏幕不接触也就不会磨损，启动触摸显示屏上所运行的应用所对应功能不会产生误差；(3)因为导体触点与触摸显示屏屏幕不接触，摩擦系数小，旋转手感更佳；(4)即使有液体或粉尘等杂质进入导体触点与屏幕之间，也不会影响其介电常数和触摸性能，由于有间隙存在，杂质能快速挥发或掉落，不会对触摸屏产生腐蚀；(5)通过按压式控制方式，可实现多界面的操作，带来更好的用户体验。
附图说明
图1为本发明提供的一种非接触式按压旋钮触控屏俯视结构示意图，其中按压组件为空心环状结构；
图2为本发明提供的一种触控点位于旋钮组件内里中空位置、按压组件上的按压面为环形结构、对应的触点为点状结构的非接触式按压旋钮触控屏剖面结构示意图；
图3为不包含按压环、含有按压底座以及触点为点状结构的控制旋钮俯视图；
图4为按压面为环状结构的按压环仰视图；
图中，1-触控屏、2-按压组件、3-底座、4-旋钮组件、5-触控点、6-第一按压面、7-第二按压面、8-第三按压面、9-第一触点、10-第二触点、11-第三触点、21-按压底座、22-按压环。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都应当属于本发明的保护的范围。
参见图1，本发明提供了一种非接触式按压旋钮触控屏，其包含触控屏1和控制旋钮，控制旋钮设置在触控屏1(本实施例的触控屏优选为电容性触控屏)上，并通过触控芯片与触控屏1实现数据信息的传递。
参见图2，控制旋钮包含按压组件2、底座3、旋钮组件4和触控点5(本实施例的触点优选为电容性触控点)，底座3固定在触控屏1上，环形的旋钮组件4通过紧固固件和卡槽固定设置在底座3上表面，且通过旋钮轴承实现旋转功能可绕底座3的中心旋转；触控点5触控点5设置在旋钮组件4内里中空位置，其触控点5与触控屏1的距离为0.01-10mm，并且位置或面积由触控芯片算法及Sensor设计确定。
参见图2-图4，按压组件2通过紧固固件和卡槽固定设置在底座3上表面以及环形旋钮组件4的中间，它的形状空心环形的，其可随旋钮组件4绕底座3的中心旋转。结构上按压组件2包含按压底座21、按压环22、第一按压面6、第二按压面7、第三按压面8和第一触点9、第二触点10、第三触点11，第一按压面6、第二按压面7、第三按压面8设置在按压环22的下表面，第一触点9、第二触点10、第三触点11设置在按压底座21的上表面，按压底座21与底座3连接，位置上第一按压面6、第二按压面7、第三按压面8与第一触点9、第二触点10、第三触点11一一对应。当有外力按压按压环22一下时，第一按压面6与第一触点9接触并实现数据传递；当有外力按压按压环22两下时，第一按压面6与第一触点9以及第二按压面7和第二触点10接触并实现数据传递；当有外力按压按压环22三下时，第一按压面6与第一触点9、第二按压面7和第二触点10以及第三按压面8和第三触点11接触并实现数据传递。
本实施例中，第一触点9、第二触点10、第三触点11为点状电容性触控点，与其对应的第一按压面6、第二按压面7、第三按压面为环状电容性触控点，其“一环套一环”的分布在按压环22的下表面。当有外力按压按压环22一下时，第一按压面6与第一触点9接触连接后通过数据信息传递启动第一界面功能；当有外力按压按压环22两下时，第一按压面6与第一触点9以及第二按压面7和第二触点10接触连接后通过数据信息传递启动第二界面功能；当有外力按压按压环22三下时，第一按压面6与第一触点9、第二按压面7和第二触点10以及第三按压面8和第三触点11接触连接后通过数据信息传递启动第三界面功能。
本发明提供的非接触式按压旋钮触控屏的功能启动方法，其包含：上电后，触控芯片进行复位初始化并进行相应自检，检查触控区域和旋钮控制区域是否正常；芯片正常启动后，触控芯片检测旋钮控制区域内报点数量及是否有控制旋钮上的旋钮组件4旋转动作；当控制旋钮上的旋钮组件4被旋转时，触控芯片会根据触控点5坐标的变化，计算出控制旋钮上的旋钮组件4正在进行的状态，如正转、反转、push等；当外界力量按压按压环22时，触控芯片会通过检测旋钮区域内触摸屏报点的数量启动不同的界面功能；当有外力按压按压环22一下时，第一按压面6与第一触点9接触连接，触控芯片会检测到触摸屏只上报一个点，进而启动第一个界面功能，如进入导航主菜单等；当有外力按压按压环22两下时，第一按压面6与第一触点9以及第二按压面7和第二触点10接触连接，触控芯片会检测到触摸屏上报两个点，进而启动第二个界面功能，如进入导航次级子菜单等；当有外力按压按压环22三下时，第一按压面6与第一触点9、第二按压面7和第二触点10以及第三按压面8和第三触点11接触连接，触控芯片会检测到触摸屏上报三个点，进而启动第三个界面功能，如对导航次级子菜单进行确认等；触控芯片将此部分信息传递给主机，主机进行响应，启动相应的功能，如调用子菜单及子菜单功能确认等。
以上所述的实施例，其描述较为详细具体，但并不能理解为对本发明专利范围的限制。应当说明的是，对于相关领域的技术人员来说，在不脱离本构思的前提下，还可以做若干的变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附的权利要求为准。

Claims (8)

1.一种非接触式按压旋钮触控屏，其特征在于，所述的非接触式按压旋钮触控屏包含触控屏(1)和控制旋钮，所述的控制旋钮设置在触控屏(1)上，并通过触控芯片与触控屏(1)实现数据信息的传递；所述的控制旋钮包含按压组件(2)、底座(3)、旋钮组件(4)和触控点(5)，所述的底座(3)固定在触控屏(1)上，所述旋钮组件(4)为环形或凹型结构，其设置在底座(3)上表面，且所述旋钮组件(4)可绕底座(3)的中心旋转；所述触控点(5)固定在旋钮组件(4)上，且所述的触控点(5)与触控屏(1)处于非接触状态；所述的按压组件(2)设置在底座(3)上表面以及旋钮组件(4)的中间位置，并可随旋钮组件(4)绕底座(3)的中心旋转，其包含按压环(22)、第一按压面(6)、第二按压面(7)、第三按压面(8)和第一触点(9)、第二触点(10)、第三触点(11)，所述的第一按压面(6)、第二按压面(7)、第三按压面(8)设置在按压环(22)的下表面，且当有外力按压按压环(22)一下时，第一按压面(6)与第一触点(9)接触并实现数据传递，当有外力按压按压环(22)两下时，第一按压面(6)与第一触点(9)以及第二按压面(7)和第二触点(10)接触并实现数据传递，当有外力按压按压环(22)三下时，第一按压面(6)与第一触点(9)、第二按压面(7)和第二触点(10)以及第三按压面(8)和第三触点(11)接触并实现数据传递，所述的按压组件(2)还包括按压底座(21)，所述的按压底座(21)的下表面与底座(3)连接，所述的第一触点(9)、第二触点(10)、第三触点(11)设置在按压底座(21)的上表面，所述触控点(5)位于旋钮组件(4)的上表面、下表面、侧面、或者设置在旋钮组件(4)内里中空位置。
2.根据权利要求1所述的非接触式按压旋钮触控屏，其特征在于，所述的触控点(5)为电容性触控点，所述的触控屏(1)为电容性触控屏。
3.根据权利要求1所述的非接触式按压旋钮触控屏，其特征在于，所述的第一触点(9)、第二触点(10)、第三触点(11)为点状电容性触控点或环状电容性触控点；所述的第一按压面(6)、第二按压面(7)、第三按压面为点状电容性触控点或环状电容性触控点。
4.根据权利要求1所述的非接触式按压旋钮触控屏，其特征在于，所述的旋钮组件(4)通过紧固固件和卡槽固定在底座(3)上，并且用过旋钮轴承实现旋转功能；所述的按压组件(2)通过紧固固件和卡槽固定在旋钮组件(4)和底座(3)上。
5.根据权利要求1所述的非接触式按压旋钮触控屏，其特征在于，所述的触控点(5)与触控屏(1)的距离为0.01-10mm。
6.根据权利要求1所述的非接触式按压旋钮触控屏，其特征在于：所述触控点(5)的位置或面积由触控芯片算法及Sensor设计确定。
7.根据权利要求1所述的非接触式按压旋钮触控屏，其特征在于：当有外力按压按压环(22)一下时，第一按压面(6)与第一触点(9)接触连接后通过数据信息传递启动第一界面功能；当有外力按压按压环(22)两下时，第一按压面(6)与第一触点(9)以及第二按压面(7)和第二触点(10)接触连接后通过数据信息传递启动第二界面功能；当有外力按压按压环(22)三下时，第一按压面(6)与第一触点(9)、第二按压面(7)和第二触点(10)以及第三按压面(8)和第三触点(11)接触连接后通过数据信息传递启动第三界面功能。
8.一种适用于权利要求1-7任一项所述的非接触式按压旋钮触控屏的功能启动方法，其特征在于，所述的方法包含：上电后，触控芯片进行复位初始化并进行相应自检，检查触控区域和旋钮控制区域是否正常；芯片正常启动后，触控芯片检测旋钮控制区域内报点数量及是否有控制旋钮上的旋钮组件(4)旋转动作；当控制旋钮上的旋钮组件(4)被旋转时，触控芯片会根据触控点(5)坐标的变化，计算出控制旋钮上的旋钮组件(4)正在进行的状态；当外界力量按压按压环(22)时，触控芯片会通过检测旋钮区域内触摸屏报点的数量启动不同的界面功能；当有外力按压按压环(22)一下时，第一按压面(6)与第一触点(9)接触连接，触控芯片会检测到触摸屏只上报一个点，进而启动第一个界面功能；当有外力按压按压环(22)两下时，第一按压面(6)与第一触点(9)以及第二按压面(7)和第二触点(10)接触连接，触控芯片会检测到触摸屏上报两个点，进而启动第二个界面功能；当有外力按压按压环(22)三下时，第一按压面(6)与第一触点(9)、第二按压面(7)和第二触点(10)以及第三按压面(8)和第三触点(11)接触连接，触控芯片会检测到触摸屏上报三个点，进而启动第三个界面功能；触控芯片将此部分信息传递给主机，主机进行响应，启动相应的功能。
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