CN203149515U - 一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型揭示了一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统，包括一纳米触控膜，一成像显示单元，一计算控制单元和一滤波单元；所述纳米触控膜上设有一感应信号采集控制集成电路，所述感应信号采集控制集成电路通过有线接口或者无线接口与所述计算控制单元连接，所述计算控制单元通过有线通讯方式或者无线通讯方式与所述成像显示单元相连接；所述滤波单元与所述计算控制单元和成像显示单元并联连接。本实用新型解决了纳米触控膜应用系统在供电系统环境下出现的共模干扰问题；结构简单，方便安装与拆卸，便于规模化应用；同时节约能源，减少光污染，降低了对人体的电磁辐射，适合各种场合，可以更好地适应市场所需和产品应用。
Description
技术领域
本实用新型属于触控技术领域，尤其涉及一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统。
背景技术
触控系统中，纳米触控膜是一种封装纳米导线的感应薄膜，集精准感应定位、柔性、高透明等多种功能于一体，用于10英寸以上触控屏的精准触控定位，还应用于精准互动投影及安防定位。目前，以纳米触控膜为核心技术的触控墙、触控桌、触控橱窗、触控镜子等形式已应用于商业、金融、传媒、教育、军事、展览等行业领域。
纳米触控膜作为整个触控系统中最重要的部件之一，其感应原理属于改进型投射式电容原理，将ITO 层(铟锡氧化物，在电容触控屏和液晶屏的制造过程中，经常需要此种物质)由纳米导线层替代，将X轴的纳米导线和Y轴的纳米导线按照一定的规律，由数控封装自动化设备将其封装在PET薄膜内，从而构成感应矩阵，每个矩阵单元都是一个接近式传感器，能够感知不同方位的触控动作，这些矩阵单元构成全息触控感应矩阵，由触控感应矩阵将感知信号输入到控制芯片，再由控制芯片消除噪音、将有效触控信号输送给上层驱动软件，从而达到精确定位、触发动作、实现触控的功能。在专利200910181699.5中涉及的纳米成像触控膜，如图1所示，由两层PET薄膜以及中间夹有的一层由X、Y轴纵横交错的纳米导线组成的网格矩阵层1组成，每个矩阵单元都能感应到人手的触控，然后将手的触控信号传递到与纳米导线相联接的感应信号采集控制集成电路2中，感应信号采集控制集成电路2是具备信号采集、处理和计算机标准输出接口功能的集成电路或集成电路与印刷电路相结合的电路主板，感应信号采集控制集成电路2通过数据线将信号传递给计算机，计算机识别触控在屏幕上的位置。但是，由于用户环境现场复杂，设备繁多，线路屏蔽不够，导致交流电源不稳定，从而引入干扰，这些干扰源既能以电磁场方式作用到工控机系统上，又能通过有线交流电源侵入进系统，对感应矩阵的感知信号造成干扰，主要表现为：1.触控点不精确，产生漂移；2.触控间接性失效，如此会对产品的使用产生巨大影响，甚至出现指令错误表达，无法满足市场所需及产品应用。
实用新型内容
鉴于上述现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的是提出一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统，可以解决纳米触控膜应用系统中出现的干扰问题，使其更好地适应市场所需与产品应用。
本实用新型的目的将通过以下技术方案得以实现：
一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统，包括一纳米触控膜，一成像显示单元，一计算控制单元和一滤波单元；所述纳米触控膜上设有一感应信号采集控制集成电路，所述感应信号采集控制集成电路通过有线接口或者无线接口与所述计算控制单元连接，所述计算控制单元通过有线通讯方式或者无线通讯方式与所述成像显示单元相连接；所述滤波单元与所述计算控制单元和成像显示单元并联连接。
优选的，上述的一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统，其中：所述纳米触控膜包括两PET薄膜以及夹持在两层所述PET薄膜的中间的一层电磁感应层，所述电磁感应层由X、Y轴方向纵横交错的纳米导线组成，所述纳米导线与所述感应信号采集控制集成电路连接，所述感应信号采集控制集成电路为具有信号采集、处理和计算机标准输出接口功能的集成电路或集成电路与印刷电路相结合的电路主板。
优选的，上述的一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统，其中：所述滤波单元为带有交流220V的输入端与交流220V的输出端的电路滤波器，所述电路滤波器的滤波频率范围为0.01MHz~30MHz，能有效抑制共模和差模干扰，其中共模、差模噪声（dB）值越大，滤波单元对电路中共模、差模的抑制效果越好，反之效果越差。所述输入端与输出端上分别连接有一示波器，可显示波长的频率值。滤波单元对纳米触控膜上感应单元感应到的信号频率以外的频率进行有效滤除，带有交流稳压的滤波电路，可去除供电系统中的高频干扰。供电系统干扰包括：1）大型设备运行时所产生的电磁干扰；2）大功率设备电路开关时产生的浪涌；3）其他电子设备EMC 不符合标准导致电路中产生的电流干扰；4）电源线路与地之间产生的共模干扰。
优选的，上述的一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统，其中：所述成像显示单元为投影成像设备，所述投影成像设备为正投影成像或者背投影成像，所述投影成像设备包括一基板，一成像膜和一投影机，所述基板上依次贴合有所述纳米触控膜和所述成像膜，所述投影机设置在所述基板的正面或背面，所述计算控制单元通过有线或者无线的通讯方式与所述投影机相连接。
优选的，上述的一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统，其中：所述成像膜为灰度成像膜，全息成像膜或者调光膜中的任意一种。
优选的，上述的一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统，其中：所述成像显示单元为柔性成像设备，所述柔性成像设备为LCD显示屏，LED显示屏，OLED显示屏，CNT碳纳米管显示屏，显示纸或者石墨烯显示单元中的任意一种，所述柔性成像设备为光滑平面或弧度为0~180度的曲面，所述柔性成像设备还包括一基板，所述基板上贴合有所述纳米触控膜，所述计算控制单元通过有线或者无线的通讯方式与所述柔性成像设备相连接。
优选的，上述的一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统，其中：所述基板为光滑平面或弧度为0~180度的曲面，所述基板为非金属的透明介质，选自玻璃、亚克力板或胶片中的任意一种。
优选的，上述的一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统，其中：所述计算控制单元为按照程序高速处理海量数据的电子计算设备，选自电脑主机，PC中控主机或智能手机中的任意一种。
优选的，上述的一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统，其中：所述有线接口包括串口，USB或者并口，所述无线接口包括Wifi，BlueTooth，红外或者射频。
优选的，上述的一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统，其中：所述有线通讯方式包括VGA通讯，DVI通讯或者HDMI通讯，所述无线通讯方式包括模拟微波传输或者数字微波传输。
本实用新型的突出效果为：本实用新型的一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统解决了纳米触控膜应用系统在供电系统环境下出现的共模干扰问题，效果显著；结构简单，方便安装与拆卸，便于规模化应用；同时节约能源，减少光污染，降低了对人体的电磁辐射，适合各种场合，达到积极的互动传媒效果，可以更好地适应市场所需和产品应用。
以下便结合实施例附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步的详述，以使本实用新型技术方案更易于理解、掌握。
附图说明
图1是现有技术中纳米触控膜的结构示意图；
图2是本实用新型实施例1的结构示意图；
图3是本实用新型实施例2的结构示意图；
图4是本实用新型实施例1中滤波单元对电路中存在的共模、差模噪声抑制效果图。
具体实施方式
实施例1：
本实施例的一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统，如图2所示，包括纳米触控膜3，成像显示单元，计算控制单元9和滤波单元13。
纳米触控膜3包括两PET薄膜以及夹持在两层所述PET薄膜的中间的一层电磁感应层，电磁感应层由X、Y轴方向纵横交错的纳米导线组成，其中每个交叉点处相互绝缘，每个网格所围设的空间构成一个感应单元，感应单元彼此交错布置，或成蜂窝状、或成矩形状、或成不规则菱形状，感应单元之间的间隔大小相同或不同；其输出端通过纳米导线以压接或插接或焊接方式与感应信号采集控制集成电路输出匹配的引脚相接，其中感应信号采集控制集成电路为具有信号采集、处理和计算机标准输出接口功能的集成电路或集成电路与印刷电路相结合的电路主板。感应信号采集控制集成电路通过有线接口或者无线接口与计算控制单元9连接。其中，有线接口包括串口，USB或者并口等，无线接口包括Wifi，BlueTooth，红外或者射频等。
成像显示单元为投影成像设备，投影成像设备为背投影成像，包括基板4，成像膜5和投影机7。基板1可以为光滑平面或弧度为0~180度的曲面，基板1为非金属的透明介质，可以为玻璃、亚克力板或胶片等。成像膜5可以为灰度成像膜，全息成像膜或者调光膜等。基板4的正面为触控操作面，基板4的背面依次贴合有纳米触控膜3和成像膜5，基板4的面积不小于纳米触控膜3和成像膜5，成像膜5面积不小于纳米触控膜3。投影机7设置在基板4的背面，投影机7将画面信息投影到成像膜5上，人手隔着基板4触控画面显示信息。计算控制单元9通过有线或者无线的通讯方式与投影机7相连接。其中，有线通讯方式包括VGA通讯，DVI通讯或者HDMI通讯等，无线通讯方式包括模拟微波传输或者数字微波传输等。
计算控制单元9为按照程序高速处理海量数据的电子计算设备，可以为电脑主机，PC中控主机或智能手机等。
滤波单元13与计算控制单元9和投影机7并联连接。其中，滤波单元13为带有交流220V的输入端与交流220V的输出端的电路滤波器，电路滤波器的滤波频率范围为0.01MHz~30MHz，能有效抑制共模和差模干扰，其中共模、差模噪声（dB）值越大，滤波单元13对电路中共模、差模的抑制效果越好，反之效果越差。输入端与输出端上分别连接有示波器14和15，可显示波长的频率值。滤波单元13对纳米触控膜3上感应单元感应到的信号频率以外的频率进行有效滤除，带有交流稳压的滤波电路，可去除供电系统中的高频干扰。供电系统干扰包括：1）大型设备运行时所产生的电磁干扰；2）大功率设备电路开关时产生的浪涌；3）其他电子设备EMC 不符合标准导致电路中产生的电流干扰；4）电源线路与地之间产生的共模干扰。
应用本实施例时，整个系统的运行过程如下：
1）当人手触控基板4上的显示信息时，背面的纳米触控膜3的感应单元发出特定的频率的波长，通过感应信号采集控制集成电路将触控点信息传给计算控制单元9，从而达到鼠标点击动作，并可做多点触控操作，完成动作信息传递。
2）计算控制单元9通过程序运行处理信号，运算逻辑根据信号要求，将动态的影片/音乐/图片/文字内容反映到计算控制单元9的输出接口，通过信号传输将画面传递投影机7，再投影到成像膜5上。其中纳米触控膜3上感应单元感应到的信号频率以外的频率发出的波长将影响纳米触控膜感应信号上频率的波长，使感应信号无法通过采集控制集成电路完成纳米触控膜3上感应单元感应到的信号频率波长的识别，从而造成：1）触控点不精确，产生漂移；2）触控间接性失效。其纳米触控膜3上感应单元感应到的信号频率以外的频率主要来自于：1）大型设备运行时所产生的电磁干扰；2）大功率设备电路开关时产生的浪涌；3）其他电子设备EMC 不符合标准导致电路中产生的电流干扰；4）电源线路与地之间产生的共模干扰。
3）投影机7与计算控制单元9并联于滤波单元13上，滤波单元13具有可将上述纳米触控膜3上感应单元感应到的信号频率以外的频率进行滤波作用，使得采集控制集成电路能完好识别纳米触控膜3传感单元上的每个信号指令。滤波单元13有220V电压进行输入与输出，其输入端上接有示波器14，输出端上接有示波器15，可分别显示不同波长的频率值。滤波单元13的参数要求在：0.01MHz~30MHz频率范围内能有效抑制共模和差模干扰，如图4所示，其中实线代表共模，虚线代表差模，共模、差模噪声（dB）值越大，滤波单元对电路中共模、差模的抑制效果越好，反之效果越差。
实施例2
本实施例与上述实施例1的结构大致相同，如图3所示，其不同点在于：成像显示单元为柔性成像设备8，柔性成像设备8可以为LCD显示屏，LED显示屏，OLED显示屏，CNT碳纳米管显示屏，显示纸或者石墨烯显示单元等。柔性成像设备8为光滑平面或弧度为0~180度的曲面，其显示面隔有基板4，基板4允许最大厚度为20mm（不包含中间可存在的空气层）。基板4背面贴附有纳米触控膜3，人手通过触控基板4正面，背面的纳米触控膜3通过人手触控点发出感应信号传到采集控制集成电路上输入计算控制单元9。计算控制单元9通过有线或者无线的通讯方式与柔性成像设备8相连接。柔性成像设备8与计算控制单元9并联接于滤波单元13上，滤波单元13起到对上述电磁干扰现象的滤波作用。
本实用新型尚有多种实施方式，凡采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统，其特征在于：包括一纳米触控膜，一成像显示单元，一计算控制单元和一滤波单元；所述纳米触控膜上设有一感应信号采集控制集成电路，所述感应信号采集控制集成电路通过有线接口或者无线接口与所述计算控制单元连接，所述计算控制单元通过有线通讯方式或者无线通讯方式与所述成像显示单元相连接；所述滤波单元与所述计算控制单元和成像显示单元并联连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统，其特征在于：所述纳米触控膜包括两PET薄膜以及夹持在两层所述PET薄膜的中间的一层电磁感应层，所述电磁感应层由X、Y轴方向纵横交错的纳米导线组成，所述纳米导线与所述感应信号采集控制集成电路连接，所述感应信号采集控制集成电路为具有信号采集、处理和计算机标准输出接口功能的集成电路或集成电路与印刷电路相结合的电路主板。
3.根据权利要求1所述的一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统，其特征在于：所述滤波单元为带有交流220V的输入端与交流220V的输出端的电路滤波器，所述电路滤波器的滤波频率范围为0.01MHz~30MHz，所述输入端与输出端上分别连接有一示波器。
4.根据权利要求1所述的一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统，其特征在于：所述成像显示单元为投影成像设备，所述投影成像设备为正投影成像或者背投影成像，所述投影成像设备包括一基板，一成像膜和一投影机，所述基板上依次贴合有所述纳米触控膜和所述成像膜，所述投影机设置在所述基板的正面或背面，所述计算控制单元通过有线或者无线的通讯方式与所述投影机相连接。
5.根据权利要求4所述的一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统，其特征在于：所述成像膜为灰度成像膜，全息成像膜或者调光膜中的任意一种。
6.根据权利要求1所述的一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统，其特征在于：所述成像显示单元为柔性成像设备，所述柔性成像设备为LCD显示屏，LED显示屏，OLED显示屏，CNT碳纳米管显示屏，显示纸或者石墨烯显示单元中的任意一种，所述柔性成像设备为光滑平面或弧度为0~180度的曲面，所述柔性成像设备还包括一基板，所述基板上贴合有所述纳米触控膜，所述计算控制单元通过有线或者无线的通讯方式与所述柔性成像设备相连接。
7.根据权利要求4或6所述的任意一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统，其特征在于：所述基板为光滑平面或弧度为0~180度的曲面，所述基板为非金属的透明介质，选自玻璃、亚克力板或胶片中的任意一种。
8.根据权利要求1所述的一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统，其特征在于：所述计算控制单元为按照程序高速处理海量数据的电子计算设备，选自电脑主机，PC中控主机或智能手机中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统，其特征在于：所述有线接口包括串口，USB或者并口，所述无线接口包括Wifi，BlueTooth，红外或者射频。
10.根据权利要求1所述的一种基于纳米触控膜的抗干扰触控系统，其特征在于：所述有线通讯方式包括VGA通讯，DVI通讯或者HDMI通讯，所述无线通讯方式包括模拟微波传输或者数字微波传输。
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