CN118012295A - 一种电容触摸屏、触控设备、智慧黑板副屏及智慧黑板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电容触摸屏、触控设备、智慧黑板副屏及智慧黑板，其中，电容触摸屏可包括：第一绝缘衬底；触摸层，设置于第一绝缘衬底第一侧；第一电容极板，设置于第一绝缘衬底第二侧，第一侧和第二侧为第一绝缘衬底的相对两侧；第一电容极板具有第一凹凸结构；绝缘支撑体，包括第一端和第二端；第一端固定连接于第一电容极板上；第二绝缘衬底，与第二端固定连接；第二电容极板，设置于第二绝缘衬底上；第二电容极板具有第二凹凸结构，第一凹凸结构与第二凹凸结构相对设置，第一凹凸结构与第二凹凸结构之间的间隙形成感应电容。本发明提高了对粉笔书写轨迹信息提取的准确性和完整性，极大提升了用户体验以及满意度。

Description

一种电容触摸屏、触控设备、智慧黑板副屏及智慧黑板

技术领域

本发明涉及智慧黑板技术领域，更为具体地，本发明能够提供一种电容触摸屏、触控设备、智慧黑板副屏及智慧黑板。

背景技术

目前，教育用的智慧黑板已经有在黑板副屏上使用粉笔书写、并实时将黑板副屏上的书写笔迹传送至智慧黑板主屏上进行显示的功能。其中，实现上述功能的解决方案主要包括如下两种。

结合图1所示，智慧黑板包括主屏10以及分别设置于主屏10左侧和右侧的第一副屏20和第二副屏30。第一种解决方案是基于红外识别方式实现上述的功能，例如，通过图1中的第一副屏20上侧和下侧分别设置的第一红外触摸框21和第二红外触摸框22对第一副屏20书写的轨迹信息进行采集，通过图2中的第二副屏30上侧和下侧分别设置的第三红外触摸框31和第四红外触摸框32对第二副屏30书写的轨迹信息进行采集，然后可将书写笔迹实时转移至主屏10上。结合图2所示，智慧黑板包括主屏10以及分别设置于主屏10左侧和右侧的第一副屏20和第二副屏30。第二种解决方案是基于图像采集方式实现上述功能，例如，通过图2中的第一副屏20的四个角落分别设置的第一摄像头23、第二摄像头24、第三摄像头25及第四摄像头26对第一副屏20的轨迹信息进行采集，通过图2中的第二副屏30的四个角落分别设置的第五摄像头33、第六摄像头34、第七摄像头35以及第八摄像头36对第二副屏30的轨迹信息进行采集，然后可将书写笔迹实时转移至主屏10上。

但是，如上的第一种解决方案和第二种解决方案均基于光学原理才能实现，一旦出现其他物体遮挡光线或书写位置在光学侦测范围外的死角位置，则导致智慧黑板主屏上显示的书写笔迹不全或书写笔迹失真等问题。

发明内容

为解决相关技术存在的智慧黑板主屏上显示的书写笔迹不全或失真等问题，本发明提供了一种电容触摸屏、触控设备、智慧黑板副屏及智慧黑板，以达到保证主屏显示的笔迹完整性和提高笔迹清晰度等技术目的。

为实现上述的技术目的，本发明能够提供一种电容触摸屏，包括：第一绝缘衬底；触摸层，设置于第一绝缘衬底第一侧；第一电容极板，设置于第一绝缘衬底第二侧，第一侧和第二侧为第一绝缘衬底的相对两侧；第一电容极板具有第一凹凸结构；绝缘支撑体，包括第一端和第二端；第一端固定连接于第一电容极板上；第二绝缘衬底，与第二端固定连接；第二电容极板，设置于第二绝缘衬底上；第二电容极板具有第二凹凸结构，第一凹凸结构与第二凹凸结构相对设置，第一凹凸结构与第二凹凸结构之间的间隙形成感应电容。

为实现上述的技术目的，本发明还可提供一种触控设备，包括本发明任一实施例中的电容触摸屏。

为实现上述的技术目的，本发明还能够提供一种智慧黑板副屏，包括本发明任一实施例中的电容触摸屏或者本发明任一实施例中的触控设备。

为实现上述的技术目的，本发明还能够提供一种智慧黑板，包括智慧黑板主屏以及本发明任一实施例中的智慧黑板副屏。

本发明的有益效果包括：基于第一电容极板上的第一凹凸结构与第二电容极板上的第二凹凸结构之间的间隙形成的感应电容，使用粉笔时产生的按压作用改变了第一凹凸结构与第二凹凸结构之间的间隙，实现在电容触摸屏上的触摸层进行书写的同时会实时改变第一凹凸结构与第二凹凸结构之间的感应电容，感应电容的变化表征了粉笔书写笔迹，可见本发明颠覆了相关技术中的基于光学原理实现粉笔书写笔迹识别的方案，对电容触摸屏上的任何位置均可进行粉笔书写轨迹信息的采集，并不受光线遮挡的影响，本发明提高了对粉笔书写轨迹信息提取的准确性和完整性，用于智慧黑板副屏时，基于已提取的粉笔书写轨迹信息在黑板主屏上显示书写笔迹，本发明能够有效保证智慧黑板主屏显示的笔迹完整性以及明显提高智慧黑板主屏显示的笔迹清晰度，极大提升了用户体验和满意度。

附图说明

图1示出了相关技术中智慧黑板副屏通过红外触摸框识别书写内容的智慧黑板示意图。

图2示出了相关技术中智慧黑板副屏通过摄像头拍摄方式识别书写内容的智慧黑板示意图。

图3示出了本发明一个或多个实施例中无触摸时的电容触摸屏截面一种结构示意图。

图4示出了本发明一个或多个实施例中使用粉笔书写时的电容触摸屏截面一种结构示意图。

图5示出了本发明一个或多个实施例第一电容极板与第二电容极板的一种位置关系示意图。

图6示出了本发明一个或多个实施例第一电容极板的一种立体结构示意图。

图7示出了本发明一个或多个实施例第二电容极板的一种立体结构示意图。

图8示出了本发明一个或多个实施例中无触摸时的电容触摸屏截面另一种结构示意图。

图9示出了本发明一个或多个实施例中使用粉笔书写时的电容触摸屏截面另一种结构示意图。

图10示出了本发明一个或多个实施例第一电容极板与第二电容极板的另一种位置关系示意图。

图11示出了本发明一个或多个实施例第一电容极板的另一种立体结构示意图。

图12示出了本发明一个或多个实施例第二电容极板的另一种立体结构示意图。

图13示出了本发明一个或多个实施例中无触摸时的电容触摸屏截面再一种结构示意图。

图14示出了本发明一个或多个实施例中使用粉笔书写时的电容触摸屏截面再一种结构示意图。

图15示出了本发明一个或多个实施例中第一电容极板与第二电容极板的再一种位置关系示意图。

图16示出了本发明一个或多个实施例第一电容极板的再一种立体结构示意图。

图17示出了本发明一个或多个实施例第二电容极板的再一种立体结构示意图。

图18示出了本发明一个或多个实施例中无触摸时的电容触摸屏截面又一种结构示意图。

图19示出了本发明一个或多个实施例中使用粉笔书写时的电容触摸屏截面又一种结构示意图。

图20示出了本发明一个或多个实施例中第一电容极板与第二电容极板的又一种位置关系示意图。

图21示出了本发明一个或多个实施例中第一电容极板的又一种立体结构示意图。

图22示出了本发明一个或多个实施例中第二电容极板的又一种立体结构示意图。

图23示出了本发明一个或多个实施例中的智慧黑板结构示意图。

图中，

10、主屏；20、第一副屏；30、第二副屏；21、第一红外触摸框；22、第二红外触摸框；31、第三红外触摸框；32、第四红外触摸框；23、第一摄像头；24、第二摄像头；25、第三摄像头；26、第四摄像头；33、第五摄像头；34、第六摄像头；35、第七摄像头；36、第八摄像头。

100、第一电容极板；200、第二电容极板；300、第一绝缘衬底；400、触摸层；500、第二绝缘衬底；600、绝缘支撑体；700、粉笔。

110、第一子极板；111、第一凸起部。

210、第二子极板；211、第一凹陷部；212、边槽部。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本发明的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

在附图中示出了根据本发明实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。在本发明实施例的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。

如图3所示，本发明一个或多个实施例能够提供一种电容触摸屏，该电容触摸屏可包括但不限于第一电容极板100、第二电容极板200、第一绝缘衬底300、触摸层400、第二绝缘衬底500以及绝缘支撑体600。

第一绝缘衬底300，通过绝缘材料制成；第一绝缘衬底300用于承托和固定第一电容极板100。

触摸层400，设置于第一绝缘衬底300第一侧。第一侧例如可为上侧，即触摸层400设置于第一绝缘衬底300上侧，本发明实施例中的触摸层400和第一绝缘衬底300在受力后会发生形变。本实施例应用在智慧黑板副屏时，触摸层400作为副屏的书写触摸面，且第一电容极板100和第二电容极板200均设置于触摸层400的背面。本实施例中触摸层400的材质例如可以是玻璃、塑料、金属片，当然并不限于此。

第一电容极板100，设置于第一绝缘衬底300第二侧；第一电容极板100具有第一凹凸结构，即本实施例中的第一电容极板100为3D(立体)设计的电容极板。第一侧和第二侧为第一绝缘衬底300的相对两侧，第二侧例如可为下侧，即第一电容极板100设置于第一绝缘衬底300下侧，本发明中的第一电容极板100由导电材料制成，例如为金属，本发明实施例中的第一电容极板100在受力后会发生形变。

本发明可选实施例中，电容触摸屏还可包括第一绝缘层。第一绝缘层铺设于第一电容极板100朝向第二电容极板200的表面。通过第一绝缘层，本发明能够极大降低第一电容极板100与第二电容极板200之间发生短路的可能性。

绝缘支撑体600，包括第一端和第二端；第一端固定连接于第一电容极板100上。第一端例如可为上端，即绝缘支撑体600上端固定连接于第一电容极板100上，本发明中的绝缘支撑体600在受力后会发生形变。本发明的绝缘支撑体600由绝缘材料制成，绝缘支撑体600用于支撑第一电容极板100与第二电容极板200保持分开的状态，避免第一电容极板100与第二电容极板200出现贴合的问题。

本发明可选的实施例中，绝缘支撑体600为条形绝缘件或板形绝缘件；其中，多个绝缘支撑体600均匀地分布于第二绝缘衬底500与第一电容极板100之间。条形绝缘件具有结构简单的优点，板形绝缘件具有支撑效果更好的优点，本实施例可根据实际情况选择绝缘支撑体600的形状。

第二绝缘衬底500，与第二端固定连接。结合图3所示，第二端例如可以为下端，即绝缘支撑体600的下端与第二绝缘衬底500固定连接。

第二电容极板200，设置于第二绝缘衬底500上，具体固定于第二绝缘衬底500表面；第二电容极板200具有第二凹凸结构，即第二电容极板200为3D(立体)设计的电容极板，第一凹凸结构与第二凹凸结构相对设置，第一凹凸结构与第二凹凸结构之间的间隙形成感应电容。其中，本发明实施例中的第二电容极板200由导电材料制成，例如为金属。

本发明一个或多个实施例中，第一电容极板100具体指触摸屏的TX(Transmitelectrode，驱动电极)，第二电容极板200具体指触摸屏的RX(Receiveelectrode，接收电极)；或者，第一电容极板100具体指触摸屏的RX(Receiveelectrode，接收电极)，第二电容极板200具体指触摸屏的TX(Transmitelectrode，驱动电极)。

本发明可选实施例中，电容触摸屏还可包括第二绝缘层，第二绝缘层铺设于第二电容极板200朝向第一电容极板100的表面。通过第二绝缘层，本发明能够极大降低第一电容极板100与第二电容极板200之间发生短路的可能性。

如图3至图22所示，本发明实施例中的第一凹凸结构包括多个第一凸起部111，第二凹凸结构包括多个第一凹陷部211；第一凸起部111用于对应地置入第一凹陷部211中。通过对应设置的第一凸起部111和第一凹陷部211，本发明能够提高第一凹凸结构与第二凹凸结构之间电容变化感应的灵敏度，提升本发明触摸报点的精度。

在本发明提供的至少一个实施例的基础上，本发明另一些实施例中的第一凹凸结构包括多个第二凹陷部；第二凹凸结构包括多个第二凸起部；第二凸起部用于对应地置入第二凹陷部中。结合图3至图22提供的电容触摸屏结构示意图，将本发明提供的第一电容极板100与第二电容极板200的位置互换，则可得到在本发明基础上进行合理变形后的电容触摸屏结构。基于上述可选择的技术方案，本发明还能够提供更多可实施的电容触摸屏产品结构，以适用于更多的实际应用场景。

如图3所示，并可结合图4至图7，本发明一个或多个实施例的第二电容极板200包括多个第二子极板210，第二子极板210沿第二方向延伸，即各个第二子极板210分别沿第二方向延伸，在每个第二子极板210上形成有一个第一凹陷部211，可见本实施例中的一个第二子极板210具有一个第二凹凸结构。第一电容极板100包括多个第一子极板110，第一子极板110沿第一方向延伸，即各个第一子极板110分别沿第一方向延伸，在每个第一子极板110上形成有与第一凹陷部211相匹配的第一凸起部111，其中，第一方向与第二方向相互交叉；可见本实施例中的一个第一子极板110具有一个第一凹凸结构。其中，第一凹陷部211具有朝向第一凸起部111的三个表面，三个表面与对应的第一凸起部111的表面之间的间隙分别形成感应电容(C1、C2、C3)。本实施例中的第一方向与第二方向之间具有预设夹角，预设夹角例如为90度，当然并不限于此。通过将第一凹凸结构与第二凹凸结构相交叉设置，本发明能够基于多个第一凹凸结构与多个第二凹凸结构交错后形成的阵列型电容触摸屏。本发明优选的实施例中，第一方向与第二方向相互垂直。具体实施时，本实施例中第一方向为Y轴方向，第二方向为X轴方向，当然并不限于此，以能够实现本发明技术目的为准。本发明实施例通过相互垂直设置的第一方向与第二方向，有助于降低第一电容极板100和第二电容极板200的加工难度，降低本发明电容触摸屏制造成本。

如图4所示，第一电容极板100与第二电容极板200之间存在的间隙，在使用粉笔700书写时发生了改变，具体表现为由于粉笔700的按压作用使得触摸层400、第一绝缘衬底300及第一电容极板100发生了形变，受压的绝缘支撑体600也会发生形变，该过程改变了第一电容极板100与第二电容极板200之间的感应电容，包括改变了第一电容极板100与第二电容极板200之间已有的感应电容和增加了第一电容极板100与第二电容极板200之间的新的感应电容，以图3至图4的变化为例，在无粉笔700书写时，第一凹陷部211朝向第一凸起部111的三个表面与对应的第一凸起部111的表面之间形成感应电容C1、C2、C3，在粉笔700等任何笔的按压作用下，书写表面发生形变，根据相邻电容极板之间的电容计算公式C＝ε*S/d，ε表示介电常数，S表示两相邻电容极板之间的相对面积，d表示两相邻电容极板之间的距离；则由于d的变化，已有的感应电容C1、C2、C3对应变为C1'、C2'、C3'，并由于S的变化增加了新的感应电容C4'、C5'、C6'及C7'，本实施例中增加的新的感应电容具体为第一凹陷部211与第一凸起部111之间形成的感应电容；可见本实施例在书写位置上Z轴、X轴和Y轴方向上均可发生电容变化，有效地增加了电容变化量，提高了电容感应识别精度，本发明能够对有感应电容变化的位置的坐标进行识别，确定了对应位置发生的触摸行为，从而实现触摸报点的功能，通过对连续的多点触摸结果检测，生成对应的书写笔迹。本发明实施例电容变化量比较多，所以本发明实施例在智慧黑板副屏场景下的触摸精度、线性度以及灵敏度效果更佳。

如图5、图6、图7所示，本发明可选的实施例中，第一凹陷部211为沿第二方向延伸的条形槽，该条形槽可理解为在第二电容极板200上形成的通道。图5中示出了三个第一子极板110与三个第二子极板210之间的位置关系，图6中示意了三个第一子极板110的立体结构，每个第一子极板110具有与第二子极板210相匹配的第一凸起部111，图7示意了三个第二子极板210的立体结构，一个第二子极板210具有一个第一凹陷部211。综上，图3至图7能够提供一种“2凸1凹”结构的第二电容极板200以及具有对应凹凸结构的第一电容极板100。

如图8所示，并结合图9至图12，本发明一个或多个实施例的第二电容极板200包括多个第二子极板210，第二子极板210沿第二方向延伸，即各个第二子极板210分别沿第二方向延伸，在每个第二子极板210上形成有至少一个第一凹陷部211和一个边槽部212；可见本实施例中的每个第二子极板210均具有第二凹凸结构。其中，多个第二子极板210均匀地铺设于第二绝缘衬底500上，多个第二子极板210例如可以沿第一方向并列地设置。第一电容极板100包括多个第一子极板110，第一子极板110沿第一方向延伸，即各个第一子极板110分别沿第一方向延伸，在每个第一子极板110上形成有与第一凹陷部211数量与边槽部212数量总和相同数量的第一凸起部111，其中，第一方向与第二方向相互交叉；可见本实施例中的每个第一子极板110均具有第一凹凸结构。其中，本实施例中的多个第一子极板110均匀地铺设于第一绝缘衬底300上，多个第一子极板110例如可以沿第二方向并列地设置。第一凹陷部211具有朝向第一凸起部111的三个平面，三个表面与对应的第一凸起部111的表面之间的间隙分别形成感应电容(C1、C2、C3)，边槽部212朝向第一凸起部111的一个平面与对应的第一凸起部111的表面之间的间隙也形成感应电容(C4)。本实施例中的第一方向与第二方向之间具有预设夹角，预设夹角例如为90度，当然并不限于此。通过将第一凹凸结构与第二凹凸结构相交叉设置，本发明能够基于多个第一凹凸结构与多个第二凹凸结构交错后形成的阵列型电容触摸屏。本发明优选的实施例中，第一方向与第二方向相互垂直。具体实施时，本实施例中第一方向为Y轴方向，第二方向为X轴方向，当然并不限于此，以能够实现本发明技术目的为准。本发明实施例通过相互垂直设置的第一方向与第二方向，以有助于降低第一电容极板100和第二电容极板200的加工难度，降低本发明电容触摸屏制造成本。

如图9所示，第一电容极板100与第二电容极板200之间存在的间隙，在使用粉笔700书写时发生了改变，具体表现为由于粉笔700的按压作用使得触摸层400、第一绝缘衬底300及第一电容极板100发生了形变，受压的绝缘支撑体600也会发生形变，该过程改变了第一电容极板100与第二电容极板200之间的感应电容，包括改变了第一电容极板100与第二电容极板200之间已有的感应电容和增加了第一电容极板100与第二电容极板200之间的新的感应电容，以图8至图9的变化为例，在无粉笔700书写时，第一凹陷部211朝向第一凸起部111的三个表面和边槽部212朝向第一凸起部111的一个平面，分别与对应的第一凸起部111的表面之间形成感应电容C1、C2、C3、C4，在粉笔700等任何笔的按压作用下，书写表面发生形变，根据相邻电容极板之间的电容计算公式C＝ε*S/d，ε表示介电常数，S表示两相邻电容极板之间的相对面积，d表示两相邻电容极板之间的距离；则由于d的变化，已有的感应电容C1、C2、C3、C4对应变为C1'、C2'、C3'、C4'，并由于S的变化增加了新的感应电容C5'、C6'、C7'、C8'，本实施例中增加的新的感应电容具体为第一凹陷部211与第一凸起部111之间、边槽部212与第一凸起部111之间形成的感应电容；可见本实施例在书写位置上Z轴、X轴和Y轴方向上均可发生电容变化，凹凸结构越多，电容感应变化量越多，本实施例有效地增加了电容变化量，提高了电容感应识别精度，本发明能够对有感应电容变化的位置的坐标进行识别，确定了对应位置发生的触摸行为，从而实现触摸报点的功能，通过对连续的多点触摸结果检测，生成对应的书写笔迹。本发明实施例电容变化量比较多，所以本发明实施例在智慧黑板副屏场景下的触摸精度、线性度以及灵敏度效果更佳。

如图10、图11、图12所示，本发明可选的实施例中，第一凹陷部211为沿第二方向延伸的条形槽，该条形槽可理解为在第二电容极板200上形成的通道，边槽部212为设置于第二电容极板200边缘的边槽，该边槽也可理解为在第二电容极板200上形成的通道。图10中示出了三个第一子极板110与三个第二子极板210之间的位置关系，图11中示意了三个第一子极板110的立体结构，每个第一子极板110具有与第二子极板210数量与边槽部212数量总和相同数量的第一凸起部111，图12示意了三个第二子极板210的立体结构，一个第二子极板210具有一个第一凹陷部211和一个边槽部212。综上，图10至图12能够提供一种“2凸2凹”结构的第二电容极板200以及具有对应凹凸结构的第一电容极板100。

如图13所示，并可结合图14至图17，本发明一个或多个实施例的第二电容极板200包括多个第二子极板210，第二子极板210沿第二方向延伸，即各个第二子极板210分别沿第二方向延伸，在一个第二子极板210上形成有两个第一凹陷部211；可见本实施例中的一个第二子极板210具有一个第二凹凸结构。第一电容极板100包括多个第一子极板110，第一子极板110沿第一方向延伸，即各个第一子极板110分别沿第一方向延伸，在每个第一子极板110上形成有与第一凹陷部211相匹配的第一凸起部111；可见本实施例中的一个第一子极板110具有一个第一凹凸结构。其中，第一方向与第二方向相互交叉，第一凹陷部211具有朝向第一凸起部111的五个表面，五个表面与对应的第一凸起部111的表面之间的间隙分别形成感应电容(C1、C2、C3、C4、C5)。

如图14所示，第一电容极板100与第二电容极板200之间存在的间隙，在使用粉笔700书写时发生了改变，具体表现为由于粉笔700的按压作用使得触摸层400、第一绝缘衬底300及第一电容极板100发生了形变，受压的绝缘支撑体600也会发生形变，该过程改变了第一电容极板100与第二电容极板200之间的感应电容，包括改变了第一电容极板100与第二电容极板200之间已有的感应电容和增加了第一电容极板100与第二电容极板200之间的新的感应电容，以图13至图14的变化为例，在无粉笔700书写时，第一凹陷部211朝向第一凸起部111的五个表面与对应的第一凸起部111的表面之间形成感应电容C1、C2、C3、C4、C5，在粉笔700等任何笔的按压作用下，书写表面发生形变，根据相邻电容极板之间的电容计算公式C＝ε*S/d，ε表示介电常数，S表示两相邻电容极板之间的相对面积，d表示两相邻电容极板之间的距离；则由于d的变化，已有的感应电容C1、C2、C3、C4、C5对应变为C1'、C2'、C3'、C4'、C5'，并由于S的变化增加了新的感应电容C6'、C7'、C8'、C9'、C10'及C11'，本实施例中增加的新的感应电容具体为两个第一凹陷部211与第一凸起部111之间形成的感应电容。可见本实施例在书写位置上Z轴、X轴和Y轴方向上均可发生电容变化，凹凸结构越多，电容感应变化量越多，本实施例有效地增加了电容变化量，提高了电容感应识别精度，本发明能够对有感应电容变化的位置的坐标进行识别，确定了对应位置发生的触摸行为，从而实现触摸报点的功能，通过对连续的多点触摸结果检测，生成对应的书写笔迹。本发明实施例电容变化量比较多，所以本发明实施例在智慧黑板副屏场景下的触摸精度、线性度以及灵敏度效果更佳。

如图15、图16、图17所示，本发明可选的实施例中，第一凹陷部211为沿第二方向延伸的条形槽，该条形槽可理解为在第二电容极板200上形成的通道。图15中示出了三个第一子极板110与三个第二子极板210之间的位置关系，图16中示意了三个第一子极板110的立体结构，每个第一子极板110具有与第二子极板210相匹配的第一凸起部111，图17示意了三个第二子极板210的立体结构，一个第二子极板210具有两个第一凹陷部211。综上，图13至图17能够提供一种“3凸2凹”结构的第二电容极板200以及具有对应凹凸结构的第一电容极板100。

如图18所示，并可结合图19至图22，本发明一个或多个实施例的第二电容极板200包括多个第二子极板210，第二子极板210沿第二方向延伸，即各个第二子极板210分别沿第二方向延伸，在每个第二子极板210上形成有一个第一凹陷部211；可见本实施例中的一个第二子极板210具有一个第二凹凸结构。第一电容极板100包括多个第一子极板110，第一子极板110沿第一方向延伸，即各个第一子极板110分别沿第一方向延伸，在一个第一子极板110上形成有与第一凹陷部211相匹配的第一凸起部111；可见本实施例中的一个第一子极板110具有一个第一凹凸结构。其中，第一方向与第二方向相互交叉，第一凹陷部211具有朝向第一凸起部111的三个表面，三个表面与对应的第一凸起部111的表面之间的间隙分别形成感应电容(C1、C2、C3)。与图3至图7中示出的电容极板结构不同的是，本实施例中第一凹陷部211为沿第三方向延伸的凹槽；其中，第三方向为第一凸起部111伸出的方向。

如图19所示，第一电容极板100与第二电容极板200之间存在的间隙，在使用粉笔700书写时发生了改变，具体表现为由于粉笔700的按压作用使得触摸层400、第一绝缘衬底300及第一电容极板100发生了形变，受压的绝缘支撑体600也会发生形变，该过程改变了第一电容极板100与第二电容极板200之间的感应电容，包括改变了第一电容极板100与第二电容极板200之间已有的感应电容和增加了第一电容极板100与第二电容极板200之间的新的感应电容，以图18至图19的变化为例，在无粉笔700书写时，第一凹陷部211朝向第一凸起部111的三个表面与对应的第一凸起部111的表面之间形成感应电容C1、C2、C3，在粉笔700等任何笔的按压作用下，书写表面发生形变，根据相邻电容极板之间的电容计算公式C＝ε*S/d，ε表示介电常数，S表示两相邻电容极板之间的相对面积，d表示两相邻电容极板之间的距离；则由于d的变化，已有的感应电容C1、C2、C3对应变为C1'、C2'、C3'，并由于S的变化增加了新的感应电容C4'、C5'、C6'、C7'、C8'、C9'、C10'及C11'，本实施例中增加的新的感应电容具体为第一凹陷部211与第一凸起部111之间沿周向形成的感应电容；可见本实施例在书写位置上Z轴、X轴和Y轴方向上均可发生电容变化，有效地增加了电容变化量，提高了电容感应识别精度，本发明能够对有感应电容变化的位置的坐标进行识别，确定了对应位置发生的触摸行为，从而实现触摸报点的功能，通过对连续的多点触摸结果检测，生成对应的书写笔迹。本发明实施例电容变化量更多，所以本发明实施例在智慧黑板副屏场景下的触摸精度、线性度以及灵敏度效果更佳。

如图20、图21、图22所示，本发明可选的实施例中，第一凹陷部211为沿第三方向延伸的凹槽；其中，第三方向为第一凸起部111伸出的方向。图20中示出了三个第一子极板110与三个第二子极板210之间的位置关系，图21中示意了三个第一子极板110的立体结构，每个第一子极板110具有与第二子极板210相匹配的第一凸起部111，图21示意了三个第二子极板210的立体结构，一个第二子极板210具有一个第一凹陷部211。综上，图20至图22能够提供一种“回字形凹槽”结构的第二电容极板200以及具有对应凹凸结构的第一电容极板100。

与本发明至少一个实施例提供的电容触摸屏基于同一发明技术构思，本发明还能够提供一种触控设备，该触控设备可包括但不限于本发明任一实施例中的电容触摸屏。其中，电容触摸屏具体结构已经在本说明书中有详细的记载，此处不再进行赘述。本发明提供的触控设备是一种电容触控设备，相比于基于电阻触摸屏的触控设备，本发明在用于粉笔700书写时能够提供更理想的书写效果，书写精度、线性度及响应速度均能够更好地满足实际粉笔700书写要求。

与本发明至少一个实施例提供的电容触摸屏基于同一发明技术构思，本发明还可提供一种智慧黑板副屏，该智慧黑板副屏包括但不限于本发明任一实施例中的电容触摸屏或者本发明任一实施例中的触控设备。由此，本发明提供了一种应用于智慧黑板副屏的3DPattern(立体图形)电容屏方案。其中，电容触摸屏具体结构已经在本说明书中有详细的记载，此处不再进行赘述。

如图23所示，与本发明至少一个实施例提供的电容触摸屏基于同一发明技术构思，本发明还可提供一种智慧黑板，该智慧黑板包括但不限于智慧黑板主屏10以及本发明任一实施例中的智慧黑板副屏。本发明实施例中的智慧黑板包括智慧黑板主屏10以及分别设置于智慧黑板主屏10左右两侧的两块智慧黑板副屏。智慧黑板副屏的触摸层400(触摸面)后侧，分别沿X轴方向设置多块第一电容极板100和沿Y轴方向设置多块第二电容极板200，且多块第一电容极板100与多块第二电容极板200交错设置。

对于本领域技术人员来说，虽然可以使用导体笔(导体制成的用于在智慧黑板副屏上书写的笔)在常规平面Pattern(图形)电容屏上书写实现触控报点的目的，然而本发明突破了这种必须使用导体笔的限制，本发明提供了一种在智慧黑板副屏的背面使用3DPattern的电容感应极板的设计方案，实现了使用传统粉笔进行触摸的情况下仍可以进行触控报点的技术效果。

应当理解的是，本发明实施例具体提供的电容触摸屏不仅可以应用于智慧黑板副屏，还可在本发明实施例的基础上应用于智慧黑板主屏，甚至应用于智能手机、智能手表、平板电脑、笔记本电脑、桌面型显示器、电视机、数码相机、智能手环、智能眼镜、车载显示器、医疗设备、工控设备智能交互平板及触摸交互终端等触控设备。

在本说明书的描述中，参考术语“本实施例”、“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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种电容触摸屏，其特征在于，包括：

第一绝缘衬底(300)；

触摸层(400)，设置于所述第一绝缘衬底(300)第一侧；

第一电容极板(100)，设置于所述第一绝缘衬底(300)第二侧，所述第一侧和所述第二侧为所述第一绝缘衬底(300)的相对两侧；所述第一电容极板(100)具有第一凹凸结构；

绝缘支撑体(600)，包括第一端和第二端；所述第一端固定连接于所述第一电容极板(100)上；

第二绝缘衬底(500)，与所述绝缘支撑体(600)的第二端固定连接；

第二电容极板(200)，设置于所述第二绝缘衬底(500)上；所述第二电容极板(200)具有第二凹凸结构，所述第一凹凸结构与所述第二凹凸结构相对设置，所述第一凹凸结构与所述第二凹凸结构之间的间隙形成感应电容。

2.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，

所述第一凹凸结构包括多个第一凸起部(111)；

所述第二凹凸结构包括多个第一凹陷部(211)；

所述第一凸起部(111)用于对应地置入所述第一凹陷部(211)中。

3.根据权利要求1或2所述的电容触摸屏，其特征在于，

所述第一凹凸结构包括多个第二凹陷部；

所述第二凹凸结构包括多个第二凸起部；

所述第二凸起部用于对应地置入所述第二凹陷部中。

4.根据权利要求2所述的电容触摸屏，其特征在于，

所述第二电容极板(200)包括多个第二子极板(210)，所述第二子极板(210)沿第二方向延伸，在每个所述第二子极板(210)上形成有一个或多个所述第一凹陷部(211)；

所述第一电容极板(100)包括多个第一子极板(110)，所述第一子极板(110)沿第一方向延伸，在每个所述第一子极板(110)上形成有与所述第一凹陷部(211)相匹配的第一凸起部(111)；

其中，所述第一凹陷部(211)具有朝向所述第一凸起部(111)的三个表面，所述三个表面与对应的第一凸起部(111)的表面之间的间隙分别形成感应电容，所述第一方向与所述第二方向相互交叉。

5.根据权利要求2所述的电容触摸屏，其特征在于，

所述第二电容极板(200)包括多个第二子极板(210)，所述第二子极板(210)沿第二方向延伸，在每个所述第二子极板(210)上形成有至少一个所述第一凹陷部(211)和一个边槽部(212)；

所述第一电容极板(100)包括多个第一子极板(110)，所述第一子极板(110)沿第一方向延伸，在每个所述第一子极板(110)上形成有与所述第一凹陷部(211)数量与所述边槽部(212)数量总和相同数量的第一凸起部(111)；

其中，所述第一凹陷部(211)具有朝向所述第一凸起部(111)的三个平面，所述三个表面与对应的第一凸起部(111)的表面之间的间隙分别形成感应电容，所述边槽部(212)朝向所述第一凸起部(111)的一个平面与对应的第一凸起部(111)的表面之间的间隙也形成感应电容，所述第一方向与所述第二方向相互交叉。

6.根据权利要求4或5所述的电容触摸屏，其特征在于，

所述第一凹陷部(211)为沿所述第二方向延伸的条形槽。

7.根据权利要求4或5所述的电容触摸屏，其特征在于，

所述第一凹陷部(211)为沿第三方向延伸的凹槽；

其中，所述第三方向为所述第一凸起部(111)伸出的方向。

8.根据权利要求4或5所述的电容触摸屏，其特征在于，

所述第一方向与所述第二方向相互垂直。

9.根据权利要求1或2所述的电容触摸屏，其特征在于，

所述绝缘支撑体(600)为条形绝缘件或板形绝缘件；其中，多个所述绝缘支撑体(600)均匀地分布于所述第二绝缘衬底(500)与所述第一电容极板(100)之间。

10.根据权利要求1所述的电容触摸屏，其特征在于，还包括：

第一绝缘层，铺设于所述第一电容极板(100)朝向所述第二电容极板(200)的表面。

11.根据权利要求1或10所述的电容触摸屏，其特征在于，还包括：

第二绝缘层，铺设于所述第二电容极板(200)朝向所述第一电容极板(100)的表面。

12.一种触控设备，其特征在于，包括权利要求1至11中任一权利要求所述的电容触摸屏。

13.一种智慧黑板副屏，其特征在于，包括权利要求1至11中任一权利要求所述的电容触摸屏或者权利要求12所述的触控设备。

14.一种智慧黑板，其特征在于，包括智慧黑板主屏以及权利要求13所述的智慧黑板副屏。