CN116679846A - 触控模组、触控显示模组以及电子设备 - Google Patents

触控模组、触控显示模组以及电子设备 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种触控模组、触控显示模组以及电子设备。该触控模组包括触控单元、感应单元以及第一电路单元。其中,触控单元,被配置为感测接触输入;触控单元为具有逆磁致伸缩效应的磁介质,且触控单元上接触输入的触点发生形变。感应单元,与触控单元层叠设置;感应单元,被配置为在感应单元上与接触输入的触点对应的位置产生感应电流。第一电路单元,与感应单元耦接;第一电路单元,被配置为根据感应电流的第一信息,确定触点的位置。该触控模组可以实现非导体触控。

Description

触控模组、触控显示模组以及电子设备
技术领域
本申请属于触控技术领域,尤其涉及一种触控模组、触控显示模组、电子设备以及位置检测方法。
背景技术
随着触控技术的发展,手机等电子设备通过触控面板(touch panel,TP)来接收用户的接触输入。TP作为电子设备的输入装置,是实现人与电子设备交互的重要媒介,用户可以使用TP来对电子设备执行各种类型的接触输入。
目前电子设备中最常用的触控面板为电容式触控面板。当手指或电容笔等导体接触电容式触控面板时,导体和电容式触控面板表面形成一个耦合电容。通过检测该耦合电容,可以实现位置检测。可见,电容式触控面板仅支持导体(比如人、电容笔等)触控。
发明内容
本申请提供了一种触控模组、触控显示模组以及电子设备,该触控模组可以支持非导体触控。
第一方面,本申请实施例提供一种触控模组。该触控模组包括触控单元、感应单元以及第一电路单元。其中,触控单元,被配置为感测接触输入;触控单元为具有逆磁致伸缩效应的磁介质,在触控单元感测到接触输入的情况下,触控单元上与接触输入对应的触点能够发生形变。感应单元,与触控单元层叠设置;感应单元,被配置为在感应单元上与接触输入对应的触点对应的位置产生感应电流。第一电路单元,与感应单元耦接;第一电路单元,被配置为根据感应电流的第一信息确定接触输入对应的触点的位置,第一信息用于表征感应电流产生自感应单元上的位置。
该触控模组中,当用户实施接触输入时,触控单元在接触输入对应的触点发生形变。根据逆磁致伸缩效应,触控单元在接触输入对应的触点的磁导率发生变化。需要说明的是,当接触输入使得对应的触点的形变发生变化的情况下,接触输入对应的触点的磁导率持续变化,从而使得接触输入对应的触点的磁场发生变化。根据法拉第电磁感应定律,感应单元上与接触输入对应的触点对应的位置产生感应电流。可见,接触输入的触点在何处,则感应单元便在何处(触点对应的位置)产生感应电流。因此,通过第一电路单元检测感应电流,根据感应电流的第一信息,便可以根据确定接触输入对应的触点。
根据前述内容可知,由于触控单元的存在,如果能够在触控单元上制造形变,即可引起磁场变化,从而可以实现接触输入对应的触点的位置的确定。可见,无论实施接触输入的媒介是否是导体,均可以在触控单元上制造形变。相比于电容式触控面板而言,该触控模组并不依赖于利用导体实施接触输入,因此,可以实现非导体触控。
此外,由于触控单元的存在,无论使用手指还是其它中间介质如触控笔进行接触输入,均可以引起接触输入的触点的形变和磁场变化,从而可以获得接触输入的触点的位置,因此,该触控模组可以支持手指或其它中间介质触控,并且对触控笔需增加线圈来产生磁场方面没有要求。
此外,相比于电容式触控面板而言,该触控模组基于电磁感应的原理实现触控操作的检测,依赖于磁场变化。由于静电不会产生磁场,因此触控模组受静电释放(electro-static discharge,ESD)干扰小。
此外,相比于电容式触控面板而言,触控模组基于电磁感应的原理实现触控操作的检测,依赖于磁场变化。由于水滴的存在不会影响磁场,因此触控模组受水滴的干扰小。
此外,需要说明的是,电路中或多或少会存在共模噪声,共模噪声在电路中等效为一个寄生电容。对于电容式触控面板而言,其实现触控操作的检测的原理为:导体(如手指)和电容式触控面板形成了电容,电容可以通过高频电流,从而导体从触点分走一小部分电流。这个电流分别从触摸屏的四角上的电极中流出,并且流经这四个电极的电流与导体到四角的距离成正比,通过对这四个电流比例的精确计算,可以得出触点的位置。可见,共模噪声引入的寄生电容同样可以通过高频电流,从而分走一小部分电流,进而被电容式触控面板误报点。可见,电容式触控面板受共模噪声干扰大。相比于电容式触控面板而言,该触控模组基于电磁感应的原理实现触控操作的检测,依赖于磁场变化。由于共模噪声的存在不会影响磁场,因此触控模组受共模噪声干扰小。
在一些实施例中,感应单元包括多行第一阵列;一行第一阵列包括多个感应导体,比如,感应导体为线圈。各感应导体之间绝缘。其中,在触控单元感测到作用于第一位置的接触输入的情况下,感应导体用于产生感应电流,第一位置为触控单元上与感应导体对应的位置。
应理解,接触输入对应的触点是不固定的,可以是触控单元上的任一位置。因此,为了在不固定的接触输入对应的触点对应的位置产生感应电流,上述感应单元被配置为在遍布触控单元的多个位置各自对应的位置构造感应导体,以便能够感测用户在触控单元上的任一位置实施的接触输入。该实施例通过阵列的方式布置感应导体,可以使得感应导体的排布更规则。应理解,感应导体的排布更规则,一方面,排布更简单,加工更方便;另一方面,在设计阶段,各感应导体对应的位置可以更容易获得。
可选地,为了避免感应电流在不同的感应导体之间串流而无法定位感应电流产生的感应导体,从而无法获知接触输入的触点的位置的情况发生,各感应导体之间绝缘。
可选地,多行第一阵列间隔排布;一行第一阵列包含的多个感应导体间隔排布。如此,可以实现各感应导体之间的绝缘。应理解,通过间隔排布的方式实现绝缘,相比于其它绝缘方式更加节约成本。
在一些可能的实现方式中,上述触控模组还包括磁场单元。磁场单元,被配置为产生覆盖触控单元的第一磁场。
应理解,为实现触控操作的检测功能,要求触控单元具有磁性。然而,触控单元被磁化后存在退磁或消磁的情形。这就使得触控模组无法较好地实现触控操作的检测功能,易出现触控失灵的情形,极大地降低用户体验。该实施例中,设置磁场单元产生覆盖触控单元的第一磁场,可以使得触控单元处于一个稳定的磁场中,从而可以使得触控单元具有稳定的磁性,以较好地实现触控操作的检测功能。
在一些实施例中,磁场单元包括多行第二阵列;一行第二阵列包括多个生磁单元,比如生磁单元为励磁线圈;其中,生磁单元用于产生至少覆盖其正对位置的磁场,所有生磁单元产生第一磁场。此外,为了避免驱动某一生磁单元的驱动电流流至其它生磁单元被分流而无法产生所需强度的磁场,各生磁单元之间绝缘。
该实施例通过将磁场单元设置成阵列结构,使得其产生的第一磁场可以更均匀地遍布触控单元上的各位置,从而使得触控单元上的各位置可以被磁化。应理解,当触控单元上的各位置被磁化而具有磁性时,可以感测用户在触控单元上的任一位置实施的接触输入。
此外,将磁场单元设置成阵列结构,可以使得触控单元的各位置的磁场更均匀。应理解,当触控单元上的不同位置的磁场更均匀时,用户在不同位置实施同样的接触输入所导致的接触输入的触点的磁场的变化量相同,如此,感应单元基于相同的磁场的变化量可以感应出相同的感应电流,从而使得触控模组可以针对用户在不同位置实施的同样的接触输入做出同样的判断,而不会出现在某些位置报点而在某些位置识别为误触而不报点的情形。
可选地,多行第二阵列间隔排布;一行第二阵列包含的多个生磁单元间隔排布。如此,可以实现各生磁单元之间的绝缘。应理解,通过间隔排布的方式实现绝缘,相比于其它绝缘方式更加节约成本。
在一些实施例中,磁场单元与触控单元层设置在同一层。相比于磁场单元与感应单元位于不同层的结构而言,该触控模组中,由于磁场单元与感应单元位于同一层,触控模组的厚度更薄。当该触控模组集成到有减薄需求的电子设备中时,有利于电子设备的减薄,满足电子设备的减薄需求。
在另一些实施例中,感应单元和磁场单元设置在不同层;感应导体和生磁单元正对。应理解,生磁单元产生的磁场在不同位置的强度不一致,当生磁单元与感应导体相互错开(即未正对)时,感应导体未处于生磁单元的磁场最强的位置,更不容易感测到磁场变化,导致触控检测的灵敏度低。因此,生磁单元和感应导体正对,可以提高触控检测的灵敏度。
在一些可能的实现方式中,第一电路单元,被配置为根据感应电流的第一信息以及第二信息确定接触输入对应的触点的位置;第二信息包括产生感应电流的感应导体的个数、围成的形状以及重心中的一个或多个。
正常的接触场景和掌压、其它物体、外磁场干涉等误触场景在如下几方面存在区别:感应单元上产生感应电流的感应导体的个数、产生感应电流的感应导体围成的形状、以及产生感应电流的感应导体的重心。因此,通过从感应单元上产生感应电流的感应导体的个数、产生感应电流的感应导体围成的形状、以及产生感应电流的感应导体的重心任一个或多个方面入手区分出不同的场景,对误触场景禁止报点,从而可以提高触控检测的准确性。
在另一些可能得实现方式中,在感应电流分布在感应单元上的边缘区域和中间区域的情况下,第一电路单元,被配置为在边缘区域的感应电流不满足预设条件的情况下,根据分布在中间区域的感应电流的第一信息,确定接触输入对应的触点的位置。考虑到正常的接触场景一般不会存在边缘区域和中间区域同时发生接触输入的情况,当边缘区域和中间区域同时发生了接触输入时,因此,通过确定边缘区域的感应电流不满足预设条件,将边缘区域的接触输入视为误触,禁止报点;将中间区域的接触输入视为正常接触,执行报点,可以提高触控检测的准确性。
第二方面,本申请实施例提供一种触控显示模组。该触控显示模组包括:如第一方面及其任一种可能的设计方式中所述的触控模组以及显示装置。其中,显示装置的显示单元层叠设置于触控模组的触控单元与感应单元之间。
第三方面,本申请实施例提供一种电子设备。该电子设备包括:如第一方面所述的触控模组以及处理器。其中,触控模组与处理器耦接。
第四方面,本申请实施例提还供另一种电子设备。该电子设备包括:如第二方面所述的触控显示模组以及处理器。其中,触控显示模组与处理器耦接。
可以理解地,上述提供的第二方面、第三方面以及第四方面所述的技术方案所能达到的有益效果,可参考如第一方面及其任一种可能的设计方式中电子设备的有益效果,此处不再赘述。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种电子设备的爆炸结构示意图;
图2为本申请实施例提供的触控显示模组的结构示意图一;
图3为本申请实施例提供的一种可能的滑动操作的滑动路线示意图;
图4为本申请实施例提供的接触输入的三个阶段的示意图;
图5为本申请实施例提供的感应电流的曲线图;
图6为图2所示的触摸显示装置去掉触控单元和显示单元后的俯视图;
图7为本申请实施例提供的一种触控检测方法的流程图;
图8为本申请实施例提供的感应单元对接触输入的感应示意图一;
图9为本申请实施例提供的感应单元对接触输入的感应示意图二;
图10为本申请实施例提供的触控显示模组的结构示意图二;
图11为图10所示的触摸显示装置去掉触控单元和显示单元后的俯视图;
图12为本申请实施例提供的触控显示模组的结构示意图三;
图13为本申请实施例提供的触控显示模组的结构示意图四;
图14为本申请实施例提供的一种电子设备的硬件框图;
图15为本申请实施例提供的触控模组的结构示意图一;
图16为本申请实施例提供的触控模组的结构示意图二;
图17为本申请实施例提供的触控模组的结构示意图三;
图18为本申请实施例提供的触控模组的结构示意图四。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,当元件被称为 “设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。本申请实施例涉及的术语“耦接”,可以是直接的电性连接,也可以是通过中间媒介间接的电性连接。
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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
需要说明的是,本申请实施例中,“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言,使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
首先对本申请实施例涉及的技术术语进行解释。
一、磁介质和磁导率
磁介质是一种在磁场作用下会被磁化,从而表现出磁性的物质。磁介质被磁化后又反过来会影响磁场,使得磁场发生变化。比如,磁介质可以为铁磁性材料。
磁导率,表征磁介质磁性的物理量。
二、逆磁致伸缩效应
铁磁性材料在受到机械应力 (如扭矩作用引起的应力)作用时,导磁性尤其是磁导率发生变化的现象。
需要说明的是,当磁导率发生变化时,铁磁性材料的磁性也会发生变化。若铁磁性材料处于某一磁场中,由于自身磁性变化,则会使得所处磁场发生变化。此外,铁磁性材料受到的机械应力不同,磁导率的变化程度也不相同,磁性变化也不相同,所引起的磁场变化量存在不同,从而使得所处磁场也不同。
三、法拉第电磁感应效应
闭合回路的磁通量变化产生感应电动势以及感应电流的现象。例如,闭合电路的一部分导体在磁场里做切割磁感线的运动时,导体中就会产生电流,产生的电流称为感应电流,产生的电动势(电压)称为感应电动势。再例如,闭合电路的导体在磁场里不运动,但穿过闭合回路的磁通量变化,导体中也会产生感应电流和感应电动势。
下面将结合附图对本申请实施例的实施方式进行详细描述。
本申请实施例提供一种电子设备。示例性地,该电子设备包括但不限于为手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer,UMPC)、手持计算机、对讲机、上网本、销售点(Point of sales,POS)机、个人数字助理(personaldigital assistant,PDA)、可穿戴设备、虚拟现实设备等具有触控功能的移动设备或固定设备。
请参考图1,图1为本申请实施例提供的一种电子设备的爆炸结构示意图。
该电子设备为手机为例,该电子设备包括触控显示模组100、中框组件200、电路板300、电池400以及后壳500。
中框组件200包括前壳体组件210以及中框220。
其中,前壳体组件210用于固定和承载触控显示模组100。中框220用于固定和承载电路板300、电池400等功能器件。
触控显示模组100设置在前壳体组件210远离后壳500的一侧,触控显示模组100用于实现触控操作的检测功能以及显示功能。
电路板300以及电池400设置于中框220上,电路板300用于承载和电连接各种电子元器件。示例性地,电路板300上设置有处理器,如中央处理单元 (central processingunit,CPU)。
电池400用于给电子设备内需要供电的功能器件供电。应理解,电子设备还可以包括摄像头等其它功能器件,本申请实施例对此不做限定。
请参照图2,图2为本申请实施例提供的触控显示模组的结构示意图一。应理解,该触控显示模组可以为图1所示的电子设备中的触控显示模组100。为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
该触控显示模组100包括触控模块110(即触控模组)以及显示模块120。
具体实施过程中,该触控显示模组100还可以包括更多的结构,比如保护触控显示模组100的保护膜等,本申请实施例对此不做限定。
下面分别对触控模块110以及显示模块120进行说明。
首先,对触控模块110展开说明。
触控模块110用于实现触控操作的检测功能。
触控操作可以为用户针对触控显示模组100执行的接触操作。比如,触控操作可以是滑动、点击、长按、两关节叩击等操作类型。应理解,触控操作可以是用户不通过其它中间介质而直接执行的操作,比如通过手指执行的触控操作;也可以是通过其它中间介质间接执行的操作,比如通过触控笔执行的触控操作,本申请实施例对此不做限定。
触控模块110包括沿图示Z方向依次层叠的感应单元112以及触控单元111。其中,Z方向可以理解为显示模块120的出光方向。应理解,Z方向为触控模块110的厚度方向。对于图2所示的实施例而言,触控模块110的厚度可以指从图示触控单元111的顶面至第一走线单元1131的底面的尺寸。此外,图示X方向可以理解为触控模块110的长度方向。
触控单元111用于感测接触输入。
需要说明的是,用户执行触控操作的过程中可能设置到对一个或多个触点执行的接触操作。上述接触输入可以理解为对其中的一个触点执行的接触操作。
以触控操作为滑动操作为例,滑动操作涉及到对滑动路线上多个触点的接触操作,则接触输入可以是对其中任一触点执行的接触操作。图3以曲线示意了一种可能的滑动路线。其中,用户用手指从触点X1开始沿着滑动路线S滑动,直到触点X5处停止滑动。通过滑动路线S可见,则滑动路线S设置到对X1至X5五个触点的接触操作,那么,当手指滑动到触点X1时,则接触输入为用户在触点X1执行的接触操作;当手指滑动到触点X2时,则接触输入为用户在触点X1执行的接触操作;以此类推。
再比如,以触控操作为点击操作为例,点击操作涉及到对一个或多个触点的接触操作,则接触输入可以是对其中一个触点执行的接触操作。
再比如,以触控操作为长按操作为例,长按操作涉及到对一个触点或多个触点的接触操作,则接触输入可以是对其中一个触点执行的接触操作。
为了感测接触输入,触控单元111被配置为在应力作用下能够形变,即具有在应力作用下发生形变的能力,可以在感测到接触输入时,在接触输入对应的触点发生形变,且为具有逆磁致伸缩效应的磁介质。
示例性地,触控单元111的材料包括但不限于铽镝铁合金(GMM,Terfenol-D),脆性改良铽镝铁合金(TD-plus),铁镓合金(Galfenol),铁钴钒合金,铁镍合金,镍,铁铝合金等材料,以具有逆磁致伸缩效应。
示例性地,触控单元111可以构造为可以发生形变的结构,比如薄膜结构,以在应力作用下能够发生形变。
如此,当用户实施接触输入时,触控单元111上与接触输入对应的触点,即接触输入作用于触控单元111上的接触点(后续将触控单元111上与接触输入对应的触点简称为触点)受到接触输入的应力作用,从而发生形变。以触点为图示触点A为例,当用户在触点A执行接触输入时,则触点A能够发生形变。
需要说明的是,对一个触点执行的接触操作即接触输入,可以分解为三个阶段:按下阶段、保持阶段以及抬离阶段。
请参照图4,图4以触点A为触点为例,从形变的角度来看,分别示意了对三个阶段中触点A的形变规律。
按下阶段:按下触点A,触点A的形变由零逐渐变大,直到形变为h;
保持阶段:保持按压状态不动,形变维持在h不变。保持阶段的时长视情况而不同。示例性地,以触控操作为长按操作为例,则对触点A执行的保持阶段的持续的较长;以触控操作为点击操作或滑动操作为例,则对触点A执行的保持阶段较短甚至可以忽略不计。
抬离阶段:从触点A抬起,触点A的形变由h逐渐变小,直到形变为零。
需要说明的是,理想情况下,上述三个阶段中触点A的形变按照上述规律变化。但实际实施过程中,各动作的执行过程中存在操作抖动的情况,这就导致触点A的形变过程有所不同,但各动作的整体趋势是按照上述各规律变化的。
比如,当按下阶段的执行过程中存在抖动时,触点A的形变存在反复的可能,但整体趋势是增大;再比如,当保持阶段的执行过程中存在抖动时,触点A的形变可能有一些变化,但整体上较为稳定;再比如,当抬离阶段的执行过程中存在抖动时,触点A的形变存在反复的可能,但整体趋势是减小。
前述内容以接触输入包含上述三个阶段为例,对接触输入的概念进行了说明。当然,在其它实施例中,上述接触输入也可以理解为上述三个阶段中的任一阶段。也就是说,若将对一个触点执行的接触操作涉及的按下阶段视为按下动作,保持阶段视为保持动作,抬离阶段视为抬离动作,那么,上述接触输入也可以理解为用户执行触控操作的过程中对一个触点执行的接触操作涉及的一个动作。
上面内容对接触输入的概念进行了介绍,下面对触控单元111感知接触输入的原理进行说明。
应理解,作为磁介质,触控单元111可以被磁化而带磁性,从而可以产生磁场。为了便于区分,以触点A为例,本申请实施例将触控单元111在触点A产生的磁场为磁场M0A;将触控单元111的触点A的磁场称为磁场MA。图2所示的实施例中,由于只存在触控单元111这一个磁介质,因此,触控单元111的触点A的磁场MA即为触控单元111在触点A产生的磁场M0A
下面继续结合图4,对触点A的磁场MA进行说明。
在接触输入的按下阶段,触点A的形变逐渐增大。根据逆磁致伸缩效应,不同的形变对应不同的磁导率,也就对应不同的磁场,因此,随着触点A的形变逐渐增大,触点A的磁场MA逐渐增大。可见,在接触输入的按下阶段,触点A的形变和磁场MA动态变化,且在动态增大。
在接触输入的保持阶段,触点A的形变维持在h不变,即触点A的形变稳定在一个值。虽然触点A存在形变(形变h),导致触点A的磁场MA不再是最初的磁场(即触点A未被操作时的磁场),但由于触点A的形变稳定在h,因此触点A的磁场MA稳定在另一个磁场不变。比如,假设最初的磁场为MA1,触点A产生形变h导致的磁场变化量为m,另一个磁场为MA2,则该MA2为MA1和m的矢量和。可见,在接触输入的保持阶段,触点A的形变和磁场MA稳定不变。当然,若在接触输入的按下阶段发生操作抖动而导致形变不稳定,从而使得触点A的形变发生变化,则触点A的磁场MA也会动态变化。
在接触输入的抬离阶段,触点A的形变逐渐减小。根据逆磁致伸缩效应,不同的形变对应不同的磁导率,也就对应不同的磁场,因此,随着触点A的形变逐渐减小,触点A的磁场MA逐渐减小。可见,在接触输入的抬离阶段,触点A的形变和磁场MA动态变化,且在动态减小。
也就是说,当触点A的形变发生变化,即触点A的形变动态变化而不是稳定在一个值时,触点A的磁场MA也会发生变化,即触点A的磁场MA动态变化而不是稳定在一个值。
可见,具有逆磁致伸缩效应的触控单元111,通过在触点A呈现形变变化,从而呈现磁场变化的方式来达到感测用户在触点A实施的接触输入的目的。
请继续参照图2,感应单元112,与触控单元111层叠设置。感应单元112,被配置为在感应单元112上与触点对应的位置产生感应电流。
其中,感应单元112上与触点对应的位置可以理解为,感应单元112上可以感测到触点的磁场变化的位置,比如,感应单元112上与触点对应的位置包括但不限于感应单元112上与触点正对的位置。其中,感应单元112上与触点正对的位置,即触点在Z方向的反方向上的正投影落在感应单元112上的位置。
继续以触点为触点A为例,当用户对触点A实施接触输入时,感应单元112上与触点A对应的位置处产生感应电流。根据前述内容可知,当用户在触点A实施接触输入时,触控单元111上触点A发生形变。根据逆磁致伸缩效应,触控单元111的触点A的磁导率发生变化。需要说明的是,当接触输入使得触点A的形变发生变化的情况下,触点A的磁导率持续变化,从而使得触点A的磁场MA发生变化。根据法拉第电磁感应效应可知,闭合回路中的导体可以在闭合回路的磁通量变化的情况下产生感应电流。因此,通过在感应单元112上与触点A对应的位置构造闭合回路的导体,可以感测触点A的磁场MA变化并产生感应电流。
通过前述内容可知,接触输入的按下阶段以及抬离阶段,触点A的形变和磁场MA发生变化,因此,感应单元112在接触输入的按下阶段以及抬离阶段可以产生感应电流。当然,当接触输入的保持阶段存在操作抖动的情况时,触点A的形变也会发生变化,触点A的磁场MA也会发生变化,因此,感应单元112在接触输入的保持阶段也存在产生感应电流的情况。
请参照图5,图5为本申请实施例提供的感应电流的曲线图。
该曲线示意了理想情况下,用户在触点A实施长按操作时感应单元112上与触点A对应的位置的感应电流的变化曲线。所谓理想情况,是指在按下阶段和抬离阶段,触点A的磁场MA的变化率不变,因此感应电流恒定;在保持阶段,触点A的磁场MA稳定不变,因此感应电流为零;在t1时刻的上升沿为一个由0直接跳变至I的理想上升沿;在t2时刻的下降沿为一个由I直接跳变至0的理想下降沿;在t3时刻的上升沿为一个由0直接跳变至I的理想上升沿;在t4时刻的下降沿为一个由I直接跳变至0的理想下降沿。
由图5可见,对于长按操作涉及的接触输入而言,在按下阶段和抬离阶段可以产生感应电流,在保持阶段不产生感应电流。
应理解,实际实施过程中,在按下阶段和抬离阶段的感应电流通常不是恒定值,在保持阶段的感应电流可以为一个存在些许浮动的值,在t1时刻的上升沿可以为一个由0逐渐跳变至I的上升沿;在t2时刻的下降沿可以为一个由I逐渐跳变至0的下降沿;在t3时刻的上升沿可以为一个由0逐渐跳变至I的上升沿;在t4时刻的下降沿可以为一个由I逐渐跳变至0的下降沿。
请继续参照图2,应理解,触点是不固定的,可以是触控单元111上的任意位置。因此,为了感测到在各位置发生的接触输入导致的磁场变化,上述感应单元112被配置为在遍布触控单元111的多个位置各自对应的位置构造闭合回路中的导体,以便能够感测用户在触控单元111上的任意位置实施的接触输入。
在一些实施例中,请参照图6,图6为图2所示的触控显示模组100去掉触控单元111和显示单元121后的俯视图。
由图6可以看出,感应单元112可以包括多行第一阵列。其中,一行第一阵列包括多个感应导体1121。在触控单元111感测到作用于第一位置的接触输入的情况下,感应导体1121用于产生感应电流。其中,第一位置为触控单元111上与感应导体1121对应的位置。触控单元111上与感应导体1121对应的位置,是指触控单元111上某一位置的形变引起的磁场变化可以被感应导体1121感测到并产生感应电流,则该位置为触控单元111上与感应导体1121对应的位置。比如,触控单元111上与感应导体1121对应的位置包括但不限于触控单元111上与感应导体1121正对的位置。其中,触控单元111上与感应导体1121正对的位置,即感应导体1121在Z方向上的正投影落在触控单元111上的位置。
如此,当用户在感应导体1121对应的第一位置执行接触输入时,感应导体1121对应的第一位置收到接触输入,基于法拉第电磁感应效应,感应导体1121感测到触点的磁场发生变化,产生感应电流。
应理解,感应单元112还可以为其它结构,只要能够感测用户在任一位置实施的接触输入即可,本申请实施例对此不做具体限定。需要说明的是,本实施例中,感应导体1121用作上述闭合回路中的导体,而感应导体1121与后续第一电路单元113之间的感应电流的传输路径形成上述闭合回路。
具体地,感应导体1121可以为各种具有法拉第电磁感应效应的导体。比如,感应导体1121可以为线圈、导线等。
为了避免感应电流在不同的感应导体1121之间串流而无法定位感应电流产生的感应导体1121,从而无法获知触点的情况发生,各感应导体1121之间绝缘。
需要说明的是,此处的各感应导体1121之间绝缘,包括同一行第一阵列中的多个感应导体1121之间彼此绝缘,以及不同行第一阵列中的感应导体1121之间彼此绝缘。
示例性地,各行第一阵列之间间隔排布,一行第一阵列所包含的多个感应导体1121也间隔排布,以达到绝缘目的。应理解,通过间隔排布的方式实现绝缘,相比于其它绝缘方式更加节约成本。
比如,感应单元112中的感应导体1121按照触控模块110的长度方向(即图示X方向)以及触控模块110的宽度方向(即图示Y方向)间隔布置,以构建网格结构。后续将按照Y方向排布且按照X方向延伸的感应导体1121称为行感应阵列;将按照X方向排布和按照Y方向延伸的感应导体1121称为列感应阵列。需要说明的是,在其它实施例中,行感应阵列和列感应阵列也可以按照其它方向延伸和排布。
当然,在其它实施例中,也可以通过其它绝缘方式进行绝缘,本申请实施例对此不做限定。
请继续参照图2,为了获得触点的位置,触控模块110还可以包括第一电路单元113。第一电路单元113与感应单元112耦接,用于接收感应单元112上与触点对应的位置处产生的感应电流,根据感应单元112产生的感应电流的第一信息,确定触点的位置。第一信息用于表征感应电流产生自感应单元112上的位置。比如,第一信息可以是感应电流产生自感应单元112上的位置本身。当然,在具体实施过程中,第一信息还可以为其它形式,只要能够表征感应单元112上产生感应电流的位置即可。
在一些实施例中,请继续参照图2,第一电路单元113可以包括第一走线单元1131以及触控驱动芯片1132。
其中,第一走线单元1131与感应单元112耦接,用于接收感应单元112在触点对应的位置产生的感应电流。触控驱动芯片1132与第一走线单元1131耦接,用于检测感应单元112产生的感应电流,根据感应单元112产生的感应电流的第一信息获得触点。应理解,在该实施例中,第一信息用于表征感应单元112上产生感应电流的感应导体1121。比如,第一信息可以是产生感应电流的感应导体1121的编号信息或者感应导体1121的位置信息等, 只要能够表征感应单元112上产生感应电流的感应导体1121即可。
根据前述内容可知,感应单元112在感应单元112上与触点对应的位置处产生感应电流。由此可见,触点的位置不同,感应单元112上产生感应电流的位置有所不同,因此,触控驱动芯片1132可以根据感应电流的第一信息获知感应单元112上产生感应电流的位置,从而确定触点的位置。
示例性地,以触点为触点A为例,假设正对触点A的感应导体1121为感应导体1121a,那么,当用户在触点A实施接触输入时,感应导体1121a产生感应电流,第一电路单元113根据感应电流的第一信息获知是感应导体1121a产生感应电流,从而将触控单元111上与感应导体1121a对应的位置确定为触点A的位置。
需要说明的是,虽然图示感应单元112上与触点A对应的位置仅涉及一个感应导体1121(即感应导体1121a),从而只在一个感应导体1121上产生感应电流,但实际实施过程中,示感应单元112上与触点A对应的位置还可以涉及更多个感应导体1121,比如三个感应导体1121、五个感应导体1121等。针对前者,则感应电流来自于一个感应导体1121,则触控单元111上该一个感应导体1121对应的位置即为触点的位置。针对后者,感应电流来自于多个感应导体1121,触控单元111上与多个感应导体1121对应的位置为触控单元111上的多个位置,则将触控单元111上与多个感应导体1121对应的多个位置中的一个位置确定为触点的位置,比如,以多个感应导体1121的感应电流的大小为质量,计算多个位置的重点,将重心所在的位置确定为触点的位置。需要说明的是,触控单元111上与感应导体1121对应的位置,包括但不限于触控单元111上与感应导体1121正对的位置,即感应导体1121在Z方向上的正投影落在触控单元111上的位置。
上述第一走线单元1131可以单独形成一层,层叠设置在感应单元112背离触控单元111的一侧。当然,在其它实施例中,第一走线单元1131也可以层叠设置在感应单元112靠近触控单元111的一侧。
此外,在其它实施例中,为了减小触控模块110的厚度,第一走线单元1131可以设置在触控显示模组100的边缘,比如感应单元112和/或触控单元111的边缘。
上述触控驱动芯片1132可以通过柔性电路板(flexible printed circuit,FPC)与第一走线单元1131耦接,以便触控驱动芯片1132可以安装在图1所示的电路板300上。在其它实施例中,触控驱动芯片1132也可以安装在其它位置,并通过其它方式与第一走线单元1131耦接。
考虑到触点可以发生在任一感应导体1121对应的位置,因此,为了第一走线单元1131可以接收任一感应导体1121产生的感应电流,第一走线单元1131与各个感应导体1121耦接。
示例性地,请继续参照图6,图6示意了图2所示的第一走线单元1131与感应导体1121的连接关系。
通过图6可见,第一走线单元1131包括沿Y方向排布且沿X方向延伸的多条行金属走线1131a,还包括沿X方向排布且沿Y方向延伸的多条列金属走线1131b,多条行金属走线1131a和多条列金属走线1131b形成网格状。
其中,一条行金属走线1131a用于耦接一行行感应阵列中的各感应导体1121;一条列金属走线1131b用于耦接一列列感应阵列中的各感应导体1121。如此,当感应导体1121产生感应电流时,感应电流在其耦接的行金属走线1131a和列金属走线1131b中流过。
在此情况下,触控驱动芯片1132可以与各行金属走线1131a以及各列金属走线1131b耦接,触控驱动芯片1132可以对各行金属走线1131a逐行扫描,以及对各列金属走线1131b逐列扫描,以确定产生感应电流的行金属走线1131a和列金属走线1131b,即可以确定产生感应电流的感应导体1121所在的行和列,然后基于自变量为感应导体1121的行和列的位置计算公式,获得触控单元111上与感应导体1121对应的位置,进一步确定触点的位置。
当然,在其它实施例中,也可以直接存储感应导体1121与其对应的位置之间的位置关联关系,在根据产生感应电流的感应导体1121的行和列确定产生感应电流的感应导体1121后,通过该位置关联关系,将产生感应电流的感应导体1121关联的位置确定为触控单元111上与感应导体1121对应的位置,进一步确定触点的位置。
此外,在其它实施例中,第一走线单元1131也可以有其它走线方式,只要可以实现各感应导体1121的感应电流的接收即可。
比如,每个感应导体1121通过独立的金属走线实现感应电流的接收,不同的感应导体1121的金属走线不耦接。触控驱动芯片1132分别与每个感应导体1121的独立的金属走线耦接,实现感应电流的检测。在此情况下,触控驱动芯片1132的端口与各感应导体1121的金属走线之间具有对应关系,触控驱动芯片1132可以根据检测到感应电流的端口信息确定产生感应电流的感应导体1121,然后进一步确定触点的位置。
请继续参照图2,第一电路单元113还用于与电子设备的CPU耦接,第一电路单元113还用于根据获得的触点的位置以及触摸算法获得触摸操作的相关信息,比如,触摸操作的操作类型、涉及到的位置等信息,从而实现触控操作的检测功能,并将检测到的触控操作的相关信息上报给电子设备的CPU。电子设备的CPU在收到触控操作的相关信息时,开启与触控操作相关的功能。需要说明的是,现有技术中关于此的内容已经相当成熟,此处不详述。
当然,在其它实施例中,这部分内容也可以在CPU中实现,在此情况下,触控显示模组100(具体为第一电路单元113)将获得的触点的位置上报给CPU,以便于CPU实现触控操作的检测以及做出相应的响应。本申请实施例将触控显示模组100向CPU上报的动作称为报点,比如上报触控操作的相关信息的动作为报点,再比如上报触点的位置的动作也可以视为报点。
下面结合图7至图9对触控显示模组100的防误触检测方案进行说明。
请参照图7,图7为本申请实施例提供的触控检测方法的流程图。该触控检测方法可以应用于图2所示的触控显示模组100中,可以由触控驱动芯片1132执行。该触控检测方法包括如下S701~S706:
S701,检测到感应单元产生的感应电流。
S702,判断感应电流是否大于或等于预设报点门限。
其中,预设报点门限可以根据需要设置。
若感应电流大于或等于预设报点门限,执行S703。
若感应电流小于预设报点门限,执行S704。
S703,根据感应单元产生的感应电流的第一信息,确定触点的位置。
应理解,对于仅有一个感应导体产生感应电流的情况而言,那么,S702中,对该一个感应导体的感应电流与预设报点门限的大小进行比较。若大于或等于,则执行S703。S703中,则根据该一个感应导体的感应电流的第一信息(如感应导体的位置信息),确定触点的位置,触控单元上与该一个感应导体对应的位置即为触点的位置。若小于,则不执行确定触点的位置的步骤,继续等待用户执行下一次触控操作。
对于多个感应导体产生感应电流的情况而言,那么,S702中,需对每个感应导体的感应电流与预设报点门限的大小进行比较。针对那些产生的感应电流大于或等于预设报点门限的感应导体,则执行S703。S703中,则根据那些感应电流大于或等于预设报点门限的感应导体的感应电流的第一信息,如那些感应电流大于或等于预设报点门限的感应导体的位置信息,确定出一个位置,该确定出的位置即为触点的位置。针对那些产生的感应电流小于预设报点门限的感应导体,则不参与触点的位置的确定。
S704,根据触点的位置确定触控操作。
S705,执行报点操作。
该实施例中,报点操作,是指在实现触控操作的检测后,将触控操作的相关信息上报给电子设备的CPU的操作。如此,CPU可以根据上报的触控操作的相关信息(比如触控操作的操作类型、位置等信息),做出和触控操作相应的响应,比如控制显示模组显示某一界面。
应理解,在其它实施例中,上述S705的步骤也可以由电子设备的CPU执行。在此情况下,报点操作,可以指在根据感应单元产生的感应电流确定触点的位置后,将触点的位置上报给电子设备的CPU的操作。如此,CPU可以根据上报的触点的位置以及获得触控操作的相关信息,并根据触控操作的相关信息(比如触控操作类型,位置等信息)做出和触控操作相应的响应。S706,不执行报点操作。
应理解,不执行报点操作除了包括不执行将触控操作的相关信息上报给电子设备的CPU的操作以外,还可以包括不执行由触点的位置确定触控操作,以及确定触点的位置的步骤。应理解,对于误触场景而言,触点的形变小,磁场变化小,因此,感应单元112在触点对应的位置产生的感应电流小,通过设置合理的预设报点门限,可以使得这种误触场景下产生的感应电流小于预设报点门限,从而不执行报点操作,如此,可以避免在误触场景下进行报点。图7所示的实施例通过在感应电流大于或等于预设报点门限的情况下进行报点,可以将误触场景排除在外,从而可以提高触控检测的准确性。
请参照图8,图8为本申请实施例提供的感应单元对接触输入的感应示意图一。
图8中,一个矩形格对应一个感应导体1121。其中,颜色为白色,代表感应导体1121未产生感应电流。颜色为黑色或者灰色,代表感应导体1121产生感应电流。对于颜色为黑色或者灰色的矩形格,颜色深浅不同代表感应导体1121上的感应电流不同,颜色越深,感应电流越大。由图8可见,接触输入可能涉及到多个感应导体1121,从而使得多个感应导体1121产生感应电流。
需要说明的是,正常的接触场景和掌压、其它物体、外磁场干涉等误感应场景在如下几方面存在区别:感应单元112上产生感应电流的感应导体1121的个数、产生感应电流的感应导体1121围成的形状、以及产生感应电流的感应导体1121的重心。
掌压、其它物体、外磁场干涉等误感应场景中,感应单元112上产生感应电流的感应导体1121的个数更多(即产生感应电流的面积更大),通过设置阈值区分出误感应场景,从而可以禁止对误感应场景报点。
正常的接触场景下,感应单元112上产生感应电流的感应导体1121围成的形状符合一定规律,而掌压、其它物体、外磁场干涉等误感应场景中,感应单元112上产生感应电流的感应导体1121围成的形状则不符合上述规律,可以通过获取两种场景中的形状,并通过机器学习等算法进行模型训练,然后利用训练好的模型识别形成的形状是否符合正常的接触场景。对于误感应场景则禁止报点。
感应单元112上产生感应电流的感应导体1121的重心,是指以感应电流的大小为质量,计算出的产生感应电流的多个感应导体1121的重心。现有技术中已经有大量关于如何计算重心的内容,此处不再详述。需要说明的是,正常的接触场景下,感应单元112上产生感应电流的感应导体1121的重心的位置和个数满足一定规律,而掌压、其它物体、外磁场干涉等误感应场景中,感应单元112上产生感应电流的感应导体1121的重心的位置和个数则不符合上述规律,可以通过获取两种场景中感应单元112上产生感应电流的感应导体1121的重心的位置和个数,并通过机器学习等算法进行模型训练,然后利用训练好的模型识别形状是否符合正常的接触场景。对于误感应场景则禁止报点。
也就是说,在上述感应电流的第一信息的基础上,还可以从感应单元112上产生感应电流的感应导体1121的个数、产生感应电流的感应导体1121围成的形状、以及产生感应电流的感应导体1121的重心中的任一个或多个(即第二信息)入手,结合算法对误感应场景和正常的接触场景进行区分,将误感应场景的数据排除在外,从而根据剩余的数据,即正常的接触场景的感应电流的第一信息,确定触点的位置。应理解,此处的算法不仅限于上述提及的机器学习、阈值大小判断等算法,只要能够区分出不同的场景即可。
请参照图9,图9为本申请实施例提供的感应单元对接触输入的感应示意图二。
图9的感应单元112中在两个区域产生有感应电流。其中一个区域在感应单元112的边缘,另一个区域更靠近中间。也就是说,感应单元112上产生的感应电流分布在间隔开的边缘区域和中间区域,这代表在边缘区域和中间区域两个间隔开的同时发生了接触输入。考虑到正常的接触场景一般不会存在此情况,因此,在一些实施例中,将边缘区域的接触输入视为误感应,禁止报点;将中间区域的接触输入视为正常接触,根据分布在中间区域的感应电流的第一信息,确定触点的位置,然后执行报点。
需要说明的是,边缘区域和中间区域的位置可以根据需要划分,比如,图中虚线框以内的区域视为中间区域,图中虚线框以外的区域视为边缘区域。
为了进一步提高触控检测的准确性,在另一些实施例中,在边缘区域和中间区域同时发生了接触输入时,还可以结合图7所示的实施例中的方案,和/或图8所示的实施例中的方案,对边缘区域的感应电流是否满足预设条件进行判断。在边缘区域的感应电流满足预设条件的情况下,根据分布在边缘区域的感应电流的第一信息和中间区域的感应电流的第一信息,确定触点的位置,然后执行报点;在边缘区域的感应电流不满足预设条件的情况下,根据分布在中间区域的感应电流的第一信息,确定触点的位置,然后执行报点。可见,该实施例对边缘区域的接触输入是否是误感应场景进行进一步判断,对于误感应场景则禁止报点,进一步提高触控检测的准确性。
比如,以图7所示的方案为例,则当边缘区域的感应电流大于或等于预设报点阈值时,则边缘区域的感应电流满足预设条件;当边缘区域的感应电流小于预设报点阈值时,则边缘区域的感应电流不满足预设条件。
再比如,以图8所示的方案为例,则从边缘区域产生感应电流的感应导体1121的个数、产生感应电流的感应导体1121围成的形状、以及产生感应电流的感应导体1121的重心中的任一个或多个方面入手,对边缘区域的感应电流是否满足预设条件进行判断。示例性地,在边缘区域的感应电流的个数、围成的形状、以及重心中的任一方面,呈现不符合正常的接触场景的情况时,则视为边缘区域的感应电流满足预设条件。
应理解,上述各实施例提及的防误触方案可以单独实施,也可以任意结合实施。
请继续参照图2,下面对显示模块120进行说明。
显示模块120,至少包括显示单元121以及第二电路单元122。
其中,显示单元121为显示模块120中显示内容的结构。
其中,第二电路单元122为显示模块120中驱动显示单元121显示内容的结构。第二电路单元122可以包括第二走线单元1221以及显示驱动芯片1222。其中,显示驱动芯片1222用于输出显示控制信号。第二走线单元1221与显示驱动芯片1222耦接,用于传输显示控制信号以驱动显示单元121显示内容。
具体实施过程中,显示模块120可以是液晶显示(Liquid Crystal Display,LCD)模块、有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED) 模块、LED显示模块等,其中,LED显示模块例如包括Micro-LED显示模块、Mini-LED显示模块等。本申请实施例不对显示模块120的类型进行限定。其中,不同类型的显示模块120具有不同的结构,因此,显示模块120还可以包括比图示更多的结构。比如,对于显示模块120为LCD模块的情况而言,显示模块120还可以包括背光单元,用于提供LCD模块显示所需的背光。
需要说明的是,现有技术中已经有大量内容对显示单元121、第二走线单元1221、显示驱动芯片1222、以及背光单元等结构进行了说明,此处不展开叙述。此处重点对显示模块120中各结构的位置设置进行说明。
请继续参照图2,为了在感测接触输入的同时不影响用户观看显示单元121显示的内容,显示单元121层叠设置于触控单元111和感应单元112之间。也就是说,相对而言,显示单元121位于内层,而触控单元111位于外层。在此情况下,外层的触控单元111设置为透明结构,外层的触控单元111可以感测到用户的接触输入,内层的显示单元121可以通过透明的触控单元111向用户展示内容,达到感测接触输入的同时不影响用户观看显示单元121的内容的目的。
应理解,当显示模块120还包括背光单元时,为了不影响显示单元121显示内容,背光单元可以层叠设置于显示单元121背离触控单元111的一侧。在此情况下,背光单元与显示单元121之间没有其它遮挡物,背光单元可以向显示单元121提供无遮挡的背光,以实现正常显示。
图2所示的第二走线单元1221可以设置成一层,比如,与第一走线单元1131设置在同一层,层叠设置在感应单元112背离触控单元111的一侧。在此情况下,第二走线单元1221不会对显示单元121的显示以及接触输入的感测造成干扰。在其它实施例中,为了减小触控模块110的厚度,第二走线单元1221也可以设置在触控显示模组100的边缘,比如显示单元121的边缘。
图2所示的显示驱动芯片1222与第二走线单元1221耦接,比如可以通过FPC与第二走线单元1221耦接,以便安装在图1所示的电路板300上。在其它实施例中,显示驱动芯片1222也可以安装在其它位置,并通过其它方式与第二走线单元1221耦接。应理解,虽然图2中触控驱动芯片1132和显示驱动芯片1222为独立的两个器件,但在其它实施例中,触控驱动芯片1132和显示驱动芯片1222可以集成在同一个器件中,本申请实施例对此不做限定。
图2所示的触控显示模组100中,层叠设置的结构,比如触控单元111、感应单元112、第一走线单元1131以及第二走线单元1221,形成触控显示模组100的触控显示面板。当然,在一些情况下,触控显示面板只是一个笼统的称法,并不仅仅指代触控显示模组100中的板状结构的部分,而是指代触控显示模组100全部,在此情况下,非层叠设置的结构,比如触控驱动芯片1132和显示驱动芯片1222有时也被视为触控显示面板的一部分。
需要说明的是,现有技术中,电容式触摸面板依赖于导体分流原理实现触控操作的检测,当ESD发生时,电容式触控面板中有电流流过,使得电容式触控面板误报点。可见,电容式触控面板受ESD干扰大。相比于电容式触控面板而言,图2所示的触控显示模组100中,触控模块110基于电磁感应的原理实现触控操作的检测,依赖于磁场变化。由于静电不会产生磁场,因此触控模块110受静电释放(electro-static discharge,ESD)干扰小,即图2所示的触控显示模组100受ESD干扰小。
此外,电容式触控面板依赖于导体实现触控操作的检测,因此,当导体水滴滴在电容式触摸面板上时,会被电容式触控面板误报点。可见,电容式触控面板受水滴干扰大。相比于电容式触控面板而言,图2所示的触控显示模组100中,触控模块110基于电磁感应的原理实现触控操作的检测,依赖于磁场变化。由于水滴的存在不会影响磁场,因此触控模块110受水滴的干扰小,即图2所示的触控显示模组100受水滴干扰小。
此外,需要说明的是,电路中或多或少会存在共模噪声,共模噪声在电路中等效为一个寄生电容。对于电容式触控面板而言,其实现触控操作的检测的原理为:导体(如手指)和电容式触控面板形成了电容,电容可以通过高频电流,从而导体从接触点分走一小部分电流。这个电流分别从触摸屏的四角上的电极中流出,并且流经这四个电极的电流与导体到四角的距离成正比,通过对这四个电流比例的精确计算,可以得出触点的位置。可见,共模噪声引入的寄生电容同样可以通过高频电流,从而分走一小部分电流,进而被电容式触控面板误报点。可见,电容式触控面板受共模噪声干扰大。相比于电容式触控面板而言,图2所示的触控显示模组100中,触控模块110基于电磁感应的原理实现触控操作的检测,依赖于磁场变化。由于共模噪声的存在不会影响磁场,因此触控模块110受共模噪声的干扰小,即图2所示的触控显示模组100受共模噪声干扰小。
此外,相比于电容式触控面板而言,由于触控单元111的存在,只要是能够在触控单元111上制造形变,即可引起磁场变化,从而可以实现接触输入对应的触点的位置的确定。可见,无论实施接触输入的媒介是否是导体,均可以在触控单元111上制造形变。相比于电容式触控面板而言,图2所示的触控显示模组100不依赖于导体实现触控操作的检测,因此,可以实现非导体触控。
此外,图2所示的触控显示模组100中,由于触控单元111的存在,无论使用手指还是其它中间介质如触控笔进行接触输入,均可以引起触点的磁场变化,从而可以获得触点的位置,因此,图2所示的触控显示模组100可以支持手指或其它中间介质触控,并且对触控笔需增加线圈来产生磁场方面没有要求。
上述图2所示的触控显示模组100中,为实现触控操作的检测功能,要求触控单元111具有磁性。然而,触控单元111被磁化后存在退磁或消磁的情形。这就使得触控模块110无法较好地实现触控操作的检测功能,易出现触控失灵的情形,极大地降低用户体验。基于此,本申请实施例还提供图10所示的触控显示模组100。
请参照图10,图10为本申请实施例提供的触控显示模组的结构示意图二。应理解,该触控显示模组可以为图1所示的电子设备中的触控显示模组100。为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
区别于图2,该触控显示模组100中的触控模块110还包括磁场单元114。其中,磁场单元114用于产生覆盖触控单元111的磁场M1(即第一磁场)。具体地,触控单元111在磁场M1作用下被磁化后反过来会影响磁场M1,最终呈现的结果为触控单元111处于磁场M2中。可见,该实施例中,磁场单元114可以使得触控单元111处于一个稳定的磁场M2中,从而可以使得触控单元111具有稳定的磁性,以较好地实现触控操作的检测功能。
为了便于区分,以触点A为例,由于磁场单元114的存在,使得触点A的磁场MA不再仅仅为触控单元111在触点A产生的磁场M0A,而是磁场单元114产生的磁场M1和触控单元111在位置产生的磁场M0A的矢量和。
在一些实施例中,为了可以产生覆盖触控单元111各位置的磁场M1,请参照图11,图11为图10所示的触摸显示装置去掉触控单元和显示单元后的俯视图。
其中,磁场单元114可以包括多行第二阵列。其中,一行第二阵列包括多个生磁单元1141。生磁单元1141用于产生至少覆盖其正对位置的磁场。如此,所有的生磁单元1141可以产生覆盖触控单元111上的各位置的磁场M1(即第一磁场),从而使触控单元111处于磁场M2中。
该实施例通过将磁场单元114设置成阵列结构,使得其产生的磁场M1可以更均匀地遍布触控单元111上的各位置,从而使得触控单元111上的各位置可以被磁化。应理解,当触控单元111上的各位置被磁化而具有磁性时,可以感测用户在触控单元111上的任一位置实施的接触输入。
此外,将磁场单元114设置成阵列结构,可以使得触控单元111的各位置的磁场更均匀。应理解,当触控单元111上的不同位置的磁场更均匀时,用户在不同位置实施同样的接触输入所导致的触点的磁场的变化量相同,如此,感应单元112基于相同的磁场的变化量可以感应出相同的感应电流,从而使得触控显示模组100可以针对用户在不同位置实施的同样的接触输入做出同样的判断,而不会出现在某些位置报点而在某些位置识别为误触而不报点的情形。
该实施例中,生磁单元1141可以为电磁体(如励磁线圈)。应理解,在其它实施例中,生磁单元1141还可以为其它可以产生磁场的结构,比如永磁体(被磁化后可以长期保持其磁性的磁体)。
应理解,在生磁单元1141为电磁体的情况下,需向生磁单元1141提供驱动电流,才能驱动其产生磁场。为了避免驱动某一生磁单元1141的驱动电流流至其它生磁单元1141被分流而无法产生所需强度的磁场,各生磁单元1141之间绝缘。
需要说明的是,此处的各生磁单元1141之间绝缘,包括同一行第二阵列中的多个生磁单元1141之间彼此绝缘,以及不同行第二阵列中的生磁单元1141之间彼此绝缘。
示例性地,上述各行第二阵列之间间隔排布,一行第二阵列所包含的多个生磁单元1141也间隔排布。应理解,通过间隔排布的方式实现绝缘,相比于其它绝缘方式更加节约成本。
比如,磁场单元114中的生磁单元1141按照触控模块110的长度方向(即图11所示的X方向)以及触控模块110的宽度方向(即图11所示的Y方向)间隔布置,以构建网格结构。后续将按照X方向排布的生磁单元1141称为行生磁阵列;将按照Y方向排布的生磁单元1141称为列生磁阵列。当然,在其它实施例中,也可以通过其它绝缘方式进行绝缘。
为了提供驱动电流,第一电路单元113还可以包括第三走线单元1133。第三走线单元1133与各生磁单元1141耦接,还用于与电源耦接,第三走线单元1133用于将供电源向磁场单元114中的各生磁单元1141提供驱动电流,以驱动各生磁单元1141产生磁场。
示例性地,请继续参照图11,图11示意了图10所示的第三走线单元1133与磁场单元114的连接关系。
通过图11可见,第三走线单元1133包括沿Y方向排布且沿X方向延伸的多条行金属走线1133a,还包括沿X方向排布且沿Y方向延伸的多条列金属走线1133b,多条行金属走线1133a和多条列金属走线1133b形成网格状。其中,一条行金属走线1133a用于耦接一行行生磁阵列中的各生磁单元1141的一端;一条列金属走线1131b用于耦接一列列生磁阵列中的各生磁单元1141的另一端。
在此情况下,电源可以与各行金属走线1133a耦接,各列金属走线1131b可以与地耦接,从而电源可以通过各行金属走线1133a以及各列金属走线1133b向各生磁单元1141提供驱动电流,以驱动各生磁单元1141产生磁场。
具体实施过程中,第三走线单元1133还可以具备更复杂的结构,以便于接收触控驱动芯片1132的控制信号,从而在触控驱动芯片1132的控制信号的控制下实现各生磁单元1141的驱动。具体实现和通过显示驱动芯片1222与第二走线单元1221确定显示单元121中各像素的原理类似。
当然,在其它实施例中,第三走线单元1133也可以有其它走线方式,只要使得电源可以向各生磁单元1141提供驱动电流即可。比如,电源通过独立的金属走线与每个生磁单元1141耦接,通过独立的金属走线分别向生磁单元1141。
请继续参照图10,图10所示的触控显示模组100中,磁场单元114与感应单元112位于同一层。由图10和图11可见,当磁场单元114与感应单元112位于同一层时,生磁单元1141和感应导体1121交替间隔排布。
应理解,在其它实施例中,磁场单元114与感应单元112也可以位于不同层。
示例性地,请参照图12,图12为本申请实施例提供的触控显示模组的结构示意图三。图12所示的触控显示模组100中,磁场单元114与感应单元112位于不同层。此外,相比于感应单元112而言,磁场单元114更靠近触控单元111。
示例性地,请参照图13,图13为图1所示的触控显示模组的结构示意图四。图13所示的触控显示模组100中,磁场单元114与感应单元112位于不同层。此外,相比于感应单元112而言,磁场单元114也可以更远离触控单元111,在此情况下,感应单元112位于磁场单元114和触控单元111之间,感应单元112对磁场单元114产生的磁场具有削弱作用,针对该情况,可以进行磁场补偿。
应理解,相比于磁场单元114与感应单元112位于不同层的结构而言,图10所示的触控显示模组100中,由于磁场单元114与感应单元112位于同一层,触控显示模组100的厚度更薄。
在一些实施例中,请参照图12或图13,当磁场单元114与感应单元112位于不同层时,磁场单元114中的一个生磁单元1141和磁场单元114中的一个感应导体1121正对,即生磁单元1141和感应导体1121沿Z方向的正投影大致重叠。应理解,生磁单元1141产生的磁场在不同位置的强度不一致,当生磁单元1141与感应导体1121相互错开(即未正对)时,感应导体1121未处于生磁单元1141的磁场最强的位置,更不容易感测到磁场变化,导致触控检测的灵敏度低。因此,生磁单元1141和感应导体1121正对,可以提高触控检测的灵敏度。当然,在其它实施例中,生磁单元1141也可以不正对感应导体1121,只要感应导体1121能够监测用户对触控单元111上的任一位置实施的接触输入即可。
上述图1至图13所示的实施例以电子设备具备触控检测功能和显示功能为例进行了说明。应理解,在一些实施例中,电子设备可以具备触控检测功能而不具备显示功能。基于此,本申请实施例还提供另一种电子设备。
示例性地,请参照图14,图14为本申请实施例提供的一种电子设备的硬件框图。
该电子设备包括触控模组以及处理器。其中,触控模组与处理器耦接,电子设备的处理器可以接收触控模组的感测结果(即前述提及的触控操作的相关信息)来响应用户在触控模组上的触控操作。下面结合图15对图14所示的电子设备中的触控模组进行说明。
请参照图15,图15为本申请实施例提供的触控模组的结构示意图一。应理解,该触控显示模组可以为图14所示的电子设备中的触控模组。为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
区别于图2所示的触控显示模组100,图15所示的触控模组600仅包含图2中的触控模块110而不包含图2中的显示模块120。也就是说,图15所示的触控模组600相当于图2中的触控模块110。应理解,图15中的触控模块110的具体实施可以参照图2中关于触控模块110的内容,此处不再赘述。
需要说明的是,图15所示的触控模组600是以图2所示的触控模块110为基础示意。应理解,在其它实施例中,触控模组600也可以以前述其它实施例中关于触控模块110的内容。
示例性地,请参照图16,图16所示的触控模组600以图10所示的触控模块110为基础示意。图16中的触控模块110的具体实施可以参照图10中关于触控模块110的内容,此处不再赘述。
示例性地,请参照图17,图17所示的触控模组600以图12所示的触控模块110为基础示意。图17中的触控模块110的具体实施可以参照图12中关于触控模块110的内容,此处不再赘述。
示例性地,请参照图18,图18所示的触控模组600以图13所示的触控模块110为基础示意。图18中的触控模块110的具体实施可以参照图13中关于触控模块110的内容,此处不再赘述。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述或记载的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种触控模组,其特征在于,包括:
触控单元,被配置为感测接触输入;所述触控单元为具有逆磁致伸缩效应的磁介质,在所述触控单元感测到所述接触输入的情况下,所述触控单元上与所述接触输入对应的触点能够发生形变;
感应单元,与所述触控单元层叠设置;所述感应单元,被配置为在所述感应单元上与所述触点对应的位置产生感应电流;
第一电路单元,与所述感应单元耦接;所述第一电路单元,被配置为根据所述感应电流的第一信息,确定所述触点的位置,所述第一信息用于表征所述感应电流产生自所述感应单元上的位置。
2.如权利要求1所述的触控模组,其特征在于,所述感应单元包括多行第一阵列;一行所述第一阵列包括多个感应导体;各所述感应导体之间绝缘;
其中,在所述触控单元感测到作用于第一位置的所述接触输入的情况下,所述感应导体用于产生所述感应电流,所述第一位置为所述触控单元上与所述感应导体对应的位置。
3.如权利要求2所述的触控模组,其特征在于,多行所述第一阵列间隔排布;一行所述第一阵列包含的多个所述感应导体间隔排布。
4.如权利要求2或3所述的触控模组,其特征在于,所述感应导体为线圈。
5.如权利要求2或3所述的触控模组,其特征在于,所述第一电路单元,被配置为根据所述感应电流的第一信息以及所述感应电流的第二信息,确定所述触点的位置;
所述第二信息包括产生所述感应电流的所述感应导体的个数、围成的形状以及重心中的一个或多个。
6.如权利要求2或3所述的触控模组,其特征在于,在所述感应电流分布在所述感应单元的边缘区域和中间区域的情况下,所述第一电路单元,被配置为在所述边缘区域的所述感应电流不满足预设条件的情况下,根据分布在所述中间区域的所述感应电流的第一信息,确定所述触点的位置。
7.如权利要求1至3任一项所述的触控模组,其特征在于,所述触控模组还包括磁场单元;
所述磁场单元,被配置为产生覆盖所述触控单元的第一磁场。
8.如权利要求7所述的触控模组,其特征在于,所述磁场单元包括多行第二阵列;一行所述第二阵列包括多个生磁单元;各所述生磁单元之间绝缘;
所有所述生磁单元产生所述第一磁场。
9.如权利要求8所述的触控模组,其特征在于,多行所述第二阵列间隔排布;一行所述第二阵列包含的多个所述生磁单元间隔排布。
10.如权利要求8或9所述的触控模组,其特征在于,所述生磁单元为励磁线圈。
11.如权利要求8或9所述的触控模组,其特征在于,所述磁场单元与所述触控单元设置在同一层。
12.如权利要求8或9所述的触控模组,其特征在于,所述感应单元和所述磁场单元设置在不同层;所述感应导体和所述生磁单元正对设置。
13.一种触控显示模组,其特征在于,包括:
如权利要求1至12任一项所述的触控模组;
显示装置;其中,所述显示装置的显示单元层叠设置于所述触控模组的触控单元与磁场单元之间。
14.一种电子设备,其特征在于,包括:
如权利要求1至12任一项所述的触控模组,或者如权利要求13所述的触控显示模组;
处理器,与所述触控模组或所述触控显示模组耦接。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100079399A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Research In Motion Limited Portable electronic device including tactile touch screen and method of controlling the portable electronic device
US20130076687A1 (en) * 2011-09-27 2013-03-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Touch panel and display device
TW201521682A (zh) * 2013-09-20 2015-06-16 Toshiba Kk 壓力感測器、麥克風、血壓感測器及觸控面板
CN108052230A (zh) * 2018-01-02 2018-05-18 京东方科技集团股份有限公司 触控模组及其制备方法、触控屏和触控显示装置
CN112835471A (zh) * 2021-02-02 2021-05-25 武汉华星光电技术有限公司 触控结构及触控显示装置
CN217467634U (zh) * 2022-06-15 2022-09-20 深圳市汇顶科技股份有限公司 触控板、压力触控装置及电子设备
CN115452204A (zh) * 2022-08-30 2022-12-09 华能广西清洁能源有限公司 一种基于逆磁致伸缩效应的力传感测量方法
CN116295956A (zh) * 2023-03-27 2023-06-23 河北工业大学 一种基于铁钴钒和环氧树脂的触觉传感阵列

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100079399A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Research In Motion Limited Portable electronic device including tactile touch screen and method of controlling the portable electronic device
US20130076687A1 (en) * 2011-09-27 2013-03-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Touch panel and display device
TW201521682A (zh) * 2013-09-20 2015-06-16 Toshiba Kk 壓力感測器、麥克風、血壓感測器及觸控面板
CN108052230A (zh) * 2018-01-02 2018-05-18 京东方科技集团股份有限公司 触控模组及其制备方法、触控屏和触控显示装置
CN112835471A (zh) * 2021-02-02 2021-05-25 武汉华星光电技术有限公司 触控结构及触控显示装置
CN217467634U (zh) * 2022-06-15 2022-09-20 深圳市汇顶科技股份有限公司 触控板、压力触控装置及电子设备
CN115452204A (zh) * 2022-08-30 2022-12-09 华能广西清洁能源有限公司 一种基于逆磁致伸缩效应的力传感测量方法
CN116295956A (zh) * 2023-03-27 2023-06-23 河北工业大学 一种基于铁钴钒和环氧树脂的触觉传感阵列

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