CN202995689U

CN202995689U - 一种触控输入装置

Info

Publication number: CN202995689U
Application number: CN 201220570192
Authority: CN
Inventors: 刘旺; 鲍明庆; 刘凯; 牛凤海
Original assignee: SAIC Motor Corp Ltd
Current assignee: SAIC Motor Corp Ltd
Priority date: 2012-11-01
Filing date: 2012-11-01
Publication date: 2013-06-12
Anticipated expiration: 2022-11-01

Abstract

本实用新型涉及一种触控输入装置。本实用新型的触控输入装置具备：显示屏，用于将要显示的内容提供给用户；触控侦测组件，用于侦测触控状态；一个以上的力传感器，用于测量所述显示屏所受到的压紧力；以及控制器，根据所述触控侦测组件侦测到的触控状态，至少计算出触控点的位置坐标，并且，根据所述力传感器测量到的所述压紧力，计算所述触控点的受到的操作力的总和。利用本实用新型的触控输入装置，不仅能够得到触控点的位置坐标信息，还能够得到触控点被施加的操作力的大小，利用这一特性能够得到更为丰富、快捷的人机交互。

Description

一种触控输入装置

技术领域

本实用新型涉及一种触控输入装置，特别地涉及一种能够测量触控操作力的大小的触控输入装置。

背景技术

触摸屏作为一种触控输入装置，它具有使用简单、方便、自然、节省空间、易于交流等优点。利用这种技术，用户只要用手指（或其他替代物）触碰显示屏上的图符或文字就能实现对系统的操作，从而使人机交互更为直截了当，这种技术也方便了那些不懂电脑操作的用户。

目前被广泛采用的触控侦测方式有包括电阻式触控侦测、电容式触控侦测、红外式触控侦测。

电阻式触控侦测是在显示屏上覆盖一块多层复合薄膜，该多层复合薄膜由一层玻璃或有机玻璃作为基层，表面涂有一层透明的导电层OTI，上面再盖有一层外表面经硬化处理后的光滑防刮的塑料层，在该塑料层的内表面也涂有一层OTI，在两层导电层OTI之间有许多细小的透明隔离点把它们隔开绝缘。当手指接触屏幕，两层OTI导电层出现一个接触点，因其中一面导电层接通Y轴方向的均匀电压场（电压为U），使得侦测层的电压由零变为非零，控制器侦测到这个接通后，进行A/D转换，并将得到的电压值与导电层电压U相比，即可得触摸点的Y轴坐标，同理得出X轴的坐标，这就是电阻式触控侦测方式共同的最基本原理。由于导电层与侦测层之间透明隔离点的存在，操作电阻式触摸屏需要手指对触摸屏施加一定的操作力，导电层和侦测层间才能产生接触点，从而侦测到触控操作。

电容式触控侦测的基本原理是，在显示屏上镀一层透明的导体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导电体内形成一个低电压交流电场，用户触摸显示屏时，由于人体电场，手指与导体层间会形成一个耦合电容，这个耦合电容会改变四个电极流出的电流，位于触摸显示屏后的控制器便会根据电流变化，机算出触摸点的位置。由于电容式触控侦测是通过电容感应的方式侦测手指的位置，所以即使手指没有接触触摸显示屏，也能产生耦合电容，控制器便能侦测出电流的变化，所以可以实现零操作力的触控操作。但在具体的应用中，为了降低误判的概率，通常要求手指接触触摸屏并施加一定的力，以获得较大的耦合电容，才会被控制器判定为一次可靠的操作。即便如此，通常电容式触摸屏要求的操作力也明显小于电阻式触摸屏。

红外式触控侦测方式的基本原理是，在显示屏前框架的左边和下边分别装有红外线发射管，各自的对边又装有对应的接收管。工作时在显示屏前形成纵横交叉的红外线矩阵，用户的手指触摸点将阻挡经过该点的横竖两方向的红外线，通过接收管，控制器便由此参数计算出触摸点的位置。由于是通过检测手指对红外光的阻挡来计算位置，所以红外式触摸屏可以实现可靠的零操作力触控操作。

以上的各类型触控侦测方式的主要特点对比如下。

触控侦测方式	电阻式	电容式	红外式
				操作力	大	小	零
多点触控	较少点数	较多点数	较少点数
				触控物	任意	导电体	任意
安装方式	覆盖于屏幕上	覆盖于屏幕上	屏幕边框上

以上主流的三种触摸侦测方式各有优势，但对触控操作的侦测原理决定了其仅能判断出是/否触摸了屏幕，而不能判断出触摸操作力的大小。人们用手操控对象，不仅有方位、方式的不同，还有力的大小轻重差异。通过操作力的差异，可以传达不同的操作意图，

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型旨在提供一种能够测量触控操作力大小的触控输入装置。

本实用新型的触控输入装置，其特征在于，具备：

显示屏，用于将要显示的内容提供给用户；

触控侦测组件，用于侦测触控状态；

一个以上的力传感器，用于测量所述显示屏所受到的压紧力；以及

控制器，根据所述触控侦测组件侦测到的触控状态至少计算出触控点的位置坐标，并且，根据所述力传感器测量到的所述压紧力计算所述触控点的受到的操作力的总和。

优选地，所述触控侦测组件设置在所述显示屏的下方，所述力传感器设置于所述触控侦测组件的下方。

优选地，所述力传感器设置于所述触控侦测组件下方的各个角点。

优选地，所述力传感器设置于所述触控侦测组件下方的边缘处。

优选地，利用下述公式计算所述操作力的总和F，

其中，△f为各力传感器的变化值，n为力传感器的个数。

优选地，当所述触控点为一个的情况下，所述控制器根据所述力传感器测量计算出的所述压紧力是该一个触控点的受到的操作力。

优选地，所述力传感器为应变片。

优选地，所述触控侦测组件为红外式触摸组件、电容式触摸组件、电阻式触摸组件中任意一种。

优选地，所述控制器为一个控制器或者拆分为多个控制器。

利用本实用新型的触控输入装置，不但能够判触摸操作的位置，而且，还能够获得触摸操作力的大小。由于通过操作力的差异，可以传达不同的操作意图，因此，通过利用本实用新型获取操作力的差异，就能够对触摸屏从操作力这一方面进行改进。

附图说明

图1是本实用新型的触控输入装置的构造示意图。

具体实施方式

下面介绍的是本实用新型的多个实施例中的一些，旨在提供对本实用新型的基本了解。并不旨在确认本实用新型的关键或决定性的要素或限定所要保护的范围。

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步的详细描述。

图1是本实用新型的触控输入装置的构造示意图。如图1所示，本实用新型的触控输入装置具备：触控侦测组件100、显示屏200、力传感器300、控制器400。

显示屏200用于将要显示的内容提供给用户。触控侦测组件100设置在显示屏200的上方。触控侦测组件100用于侦测触控点的触控状态。

力传感器300用于测量显示屏200所受到的压紧力，设置在显示屏200的下方。在本实用新型中，对力传感器300的设置位置和设置个数没有特别限定，只要是设置为能够检测显示屏200上的触控点的受力大小即可。

关于力传感器300的设置位置，作为一个示例，力传感器300可以设置在显示屏200的下方，具体地，力传感器300可以设置在显示屏200下方的显示屏200的各个角部的位置上，或者设置在显示屏200下方的显示屏200的边缘处。在图1中所表示的是，当显示屏200的四边形的情况下，在显示屏200下方的四个角部设置4个力传感器（图中仅画出3个力传感器）。

另外，关于力传感器300的实现方式，只要是能感受外力并转换成电信号的传感器即可采用。例如，可以采用应变片压力传感器。应变片压力传感器是采用应变片将被测体上的应变力变化转换成为电信号的传感器。在本实用新型中，可以将应变片通过粘和剂或者其他固定方式固定在显示屏200的下方，当显示屏200上的受力发生应力变化时，应变片也一起产生形变，这样应变片的阻值发生改变，从而使其的电压发生变化。另外，应变片在受力时产生的阻值变化通常较小，因此，可以将应变片设置成应变电桥并通过后续的放大器等进行放大之后，再输入到控制器400。

而且，关于控制器400，对其输入来自触控侦测组件100的信号并且根据触控侦测组件100检测到的信号计算触控状态，其中，这里所谓的触控状态至少包括触控点的位置坐标。同时，对于控制器400，还对其输入各力传感器300检测到的压紧力大小的信号，并且根据以下公式计算所有触控点的受到的操作力的总和F。

其中，△f为各力传感器300的变化值，n为力传感器300的个数。

例如，在图1所示的示例中，控制器400处理来自触控侦测组件100的信号，输出各个触控点（触控点数≥1）的触控状态，该触控状态至少包括位置点坐标。而且，控制器400也对来自4个力传感器300的信号进行处理，根据4个力传感器测量到的压紧力的变化，利用以下公式计算出所有触控点（触控点数≥1）的操作力的总和F，其中，△ f为力传感器300的变化值。

由此，根据本实用新型，在检测出操控点的坐标位置的同时，还能计算出作用于显示屏的所有操作力总和，特别地，当触控点个数为1的情况下，能够计算出该操控点上施加的操作力。利用这一特性，不仅能够测得触控点的位置坐标，还能够测量到该触控点上施加的操作力的大小，因此，能够据此特性实现更为丰富、快捷的人机交互。

另外，关于本实用新型中的控制器400，可以由一个控制器构成，也可以拆分为多个控制器。在拆分为多个控制器的情况下，例如，作为一个实施方式，可以对应于各个力传感器来分别设置各个控制器。

另外，关于本实用新型中的触控侦测组件100，可以采用背景技术部分中已具体说明过的电阻式触控侦测组件、电容式触控侦测组件、红外线触控侦测组件中的任意一种。例如，当触控侦测组件100是电阻式触控侦测组件的情况下，其以覆盖显示屏200的方式设置在显示屏200的上方并且必须保证操作者的触摸力能够传递到力传感器300。

以上例子主要说明了本实用新型的触控输入装置。尽管只对其中一些本实用新型的具体实施方式进行了描述，但是本领域普通技术人员应当了解，本实用新型可以在不偏离其主旨与范围内以许多其他的形式实施。因此，所展示的例子与实施方式被视为示意性的而非限制性的，在不脱离如所附各权利要求所定义的本实用新型精神及范围的情况下，本实用新型可能涵盖各种的修改与替换。

Claims

1.一种触控输入装置，其特征在于，具备：

显示屏，用于将要显示的内容提供给用户；

触控侦测组件，用于侦测触控状态；

控制器，根据所述触控侦测组件侦测到的触控状态至少计算出触控点的位置坐标，并且，根据所述力传感器测量到的所述压紧力计算所述触控点的受到的操作力的总和，

利用下述公式计算所述操作力的总和F，

其中，△f为各力传感器的变化值，n为力传感器的个数。

2.如权利要求1所述的触控输入装置，其特征在于，

所述触控侦测组件设置在所述显示屏的下方，

所述力传感器设置于所述触控侦测组件的下方。

3.如权利要求2所述的触控输入装置，其特征在于，

所述力传感器设置于所述触控侦测组件下方的各个角点。

4.如权利要求3所述的触控输入装置，其特征在于，

所述力传感器设置于所述触控侦测组件下方的边缘处。

5.如权利要求1所述的触控输入装置，其特征在于，

当所述触控点为一个的情况下，所述控制器根据所述力传感器测量计算出的所述压紧力是该一个触控点的受到的操作力。

6.如权利要求5所述的触控输入装置，其特征在于，

所述力传感器为应变片。

7.如权利要求1所述的触控输入装置，其特征在于，

所述触控侦测组件为红外式触摸组件、电容式触摸组件、电阻式触摸组件中的任意一种。

8.如权利要求1所述的触控输入装置，其特征在于，

所述控制器为一个控制器或者拆分为多个控制器。