CN209640830U - 一种双触控感应模组及双触控显示装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双触控感应模组及双触控显示装置，该双触控感应模组包括：天线板，第一方向天线阵列，用于感应第一方向的电磁触控信号及电容触控信号；第二方向天线阵列，用于感应第二方向的电磁触控信号及电容触控信号；所述第一方向天线阵列和第二方向天线阵列彼此绝缘，相互垂直叠设在所述天线板上。本实用新型提供的技术方案，双触控感应模组布设两层天线阵列即可实现电磁触控和电容触控双触控感应功能，相比现有技术，减少了产品厚度，提升了产品的触控感应灵敏度，用户体验度好、满意度高。

Description

一种双触控感应模组及双触控显示装置

技术领域

本实用新型涉及触控显示技术领域，具体涉及一种双触控感应模组及双触控显示装置。

背景技术

在日常生活中，我们经常会接触到各种类型的触控屏幕，从个人消费端的手机、平板，到生活和工作的电脑，再到家用的电视机，以及各种应用场景的商用显示屏等。

一般的触控屏幕包含两个部分：触控感应模组和触控感应控制电路。触控感应模组是安装在显示器屏幕前面，用于检测用户触控位置，并把接收到信息传送到触控感应控制电路；触控感应控制电路的主要作用是从触控感应模组上接收触控信息，并将它转换成触点坐标，再传送给CPU，它同时能接收到CPU发来的命令并加以执行。

随着触控技术的发展，触控感应模组除了红外触控感应模组、电阻式触控感应模组、电容式触控感应模组、电磁式触控感应模组还，还出现了红外+电磁双触控感应模组、电磁+电容双触控感应模组，但是，这些双触控感应模组，通常都要设置相应的触控感应模组，导致产品结构偏厚、触控灵敏度下降，不利于市场推广。

以电磁+电容双触控感应模组为例，现有技术中通常采用两层电容触控感应模组中间夹设一层电磁触控感应模组，或者，两层电容触控感应模块与两层电磁触控感应模组相互交叉叠放在一起。由于触控感应模组多层叠放，会导致电磁触控检测的灵敏度降低，对电磁触控笔发射信号强度的依赖性增强，增大了电磁触控笔的能量消耗；同时，由于产品结构偏厚，导致电容触控检测的灵敏度降低，用户对屏幕需要按压多次，系统才会响应，用户体验度低、满意度差。

实用新型内容

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本实用新型提供一种双触控感应模组及双触控显示装置，以解决现有技术中电磁+电容双触控感应模组产品结构厚、触控感应灵敏度低的问题。

根据本实用新型实施例的第一方面，提供一种双触控感应模组，包括：

天线板，

第一方向天线阵列，用于感应第一方向的电磁触控信号及电容触控信号；

第二方向天线阵列，用于感应第二方向的电磁触控信号及电容触控信号；

所述第一方向天线阵列和第二方向天线阵列彼此绝缘，相互垂直叠设在所述天线板上。

优选地，所述第一方向天线阵列和第二方向天线阵列结构相同，皆包括：

馈电通道及从所述馈电通道一侧延伸出的多个电磁感应天线单元，所述多个电磁感应天线单元沿所述馈电通道的长度方向并行排列，呈梳状结构；

所述梳状结构的梳隙位置处布设有电容感应天线单元，所述电容感应天线单元与所述电磁感应天线单元非接触设置。

优选地，所述天线板的基材由不导电材料制成，所述第一方向天线阵列和第二方向天线阵列分别设置在所述天线板的正反面上；或者，

所述天线板的基材由两个单面导电材料层复合而成，所述第一方向天线阵列和第二方向天线阵列分别设置在不同的单面导电材料层上。

优选地，所述电磁感应天线单元的开口端连接有电磁引出线，所述电磁感应天线单元通过所述电磁引出线依次单向并联在电磁触控感应控制电路的输入端；

所述电容感应天线单元的开口端连接有电容引出线，所述电容感应天线单元通过所述电容引出线依次单向并联在电容触控感应控制电路的输入端。

优选地，所述电容感应天线单元和电磁感应天线单元1:1相间设置；或者，

所述电容感应天线单元和电磁感应天线单元1:N相隔设置；

其中，N≥2，为正整数；所述电容感应天线单元之间等距分布。

优选地，任一所述电磁感应天线单元的宽度相等；

任一所述电容感应天线单元的宽度相等。

根据本实用新型实施例的第二方面，提供一种双触控显示装置，包括：

上述的双触控感应模组及触控感应控制电路。

优选地，所述触控感应控制电路包括：

电磁触控感应控制电路，与所述双触控感应模组的电磁感应天线单元相连；

电容触控感应控制电路，与所述双触控感应模组的电容感应天线单元相连。

优选地，所述电磁触控感应控制电路，包括：

控制器，及与所述控制器相连的信号处理电路，还包括：

第一开关选择电路，其输入端与第一方向天线阵列中的电磁感应天线单元和第二方向天线阵列中的电磁感应天线单元一一对应相连，其输出端与所述信号处理电路相连，其控制端与所述控制器相连；

第二开关选择电路，其输入端与第一方向天线阵列中的电磁感应天线单元和第二方向天线阵列中的电磁感应天线单元一一对应相连，其输出端接地，其控制端与所述控制器相连；

所述第一开关选择电路及第二开关选择电路，用于在所述控制器的控制下从第一方向天线阵列中的电磁感应天线单元或者第二方向天线阵列中的电磁感应天线单元中任意选取两个天线单元，分别接入所述信号处理电路和地，以形成电磁天线回路。

优选地，所述信号处理电路，包括：

依次相连的信号放大电路、滤波电路、信号检波电路、频率相位检测电路；

所述信号放大电路的输入端与所述第一开关选择电路的输出端相连；

所述频率相位检测电路的输出端与所述控制器相连。

本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

由于双触控感应模组集成了第一方向天线阵列和第二方向天线阵列，而第一方向天线阵列能够感应第一方向的电磁触控信号及电容触控信号，第二方向天线阵列能够感应第二方向的电磁触控信号及电容触控信号，使得双触控感应模组布设两层天线阵列即可实现电磁触控和电容触控双触控感应功能，相比现有技术，减少了产品厚度，提升了产品的触控感应灵敏度，用户体验度好、满意度高。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本实用新型的实施例，并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的双触控感应模组的结构示意图；

图2A根据一示例性实施例示出的双触控感应模组的第一方向天线阵列的放大结构示意图；

图2B是根据一示例性实施例示出的双触控感应模组的第二方向天线阵列的放大结构示意图；

图3是根据一示例性实施例示出的电磁触控感应控制电路的示意框图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的一种双触控感应模组，参见图1，所述双触控感应模组，包括：

天线板(附图中未示出)，

第一方向天线阵列1，用于感应第一方向的电磁触控信号及电容触控信号；

第二方向天线阵列2，用于感应第二方向的电磁触控信号及电容触控信号；

所述第一方向天线阵列1和第二方向天线阵列2彼此绝缘，相互垂直叠设在所述天线板上。

需要说明的是，所述第一方向天线阵列的放大结构示意图参见图2A所示；所述第二方向天线阵列的放大结构示意图参见图2B所示。

可以理解的是，可以理解的是，所述第一方向天线阵列和第二方向天线阵列彼此绝缘，是为了防止第一方向天线阵列和第二方向天线阵列之间信号相互干扰，影响触控感应控制电路触控点位置信息的判断精准度。

所述第一方向天线阵列和第二方向天线阵列相互垂直叠设在所述天线板上，是为了更精细更规整地将触控感应区域进行划分，从而实现触控点位置信息的精准定位，进一步提高触控感应控制电路触控点位置的判断精准度。

可以理解的是，本实施例提供的技术方案，由于双触控感应模组集成了第一方向天线阵列和第二方向天线阵列，而第一方向天线阵列能够感应第一方向的电磁触控信号及电容触控信号，第二方向天线阵列能够感应第二方向的电磁触控信号及电容触控信号，使得双触控感应模组布设两层天线阵列即可实现电磁触控和电容触控双触控感应功能，相比现有技术，减少了产品厚度，提升了产品的触控感应灵敏度，用户体验度好、满意度高。

参见图2A和图2B，优选地，所述第一方向天线阵列1和第二方向天线阵列2结构相同，皆包括：

馈电通道100及从所述馈电通道100一侧延伸出的多个电磁感应天线单元101，所述多个电磁感应天线单元101沿所述馈电通道100的长度方向并行排列，呈梳状结构；

所述梳状结构的梳隙位置处布设有电容感应天线单元102，所述电容感应天线单元102与所述电磁感应天线单元101非接触设置。

可以理解的是，本实施例提供的技术方案，电磁感应天线单元呈梳状结构，电容感应天线单元直接布设在梳状结构的梳隙位置处，结构紧凑、集成度高，仅布设两层天线阵列即可实现电磁+电容双触控功能，减少了产品厚度，提升了产品的触控灵敏度，用户体验度好、满意度高。

优选地，所述电磁感应天线单元101的开口端连接有电磁引出线，所述电磁感应天线单元101通过所述电磁引出线依次单向并联在电磁触控感应控制电路的输入端；

所述电容感应天线单元102的开口端连接有电容引出线，所述电容感应天线单元102通过所述电容引出线依次单向并联在电容触控感应控制电路的输入端。

可以理解的是，引出线的设置，便于天线单元(电磁感应天线单元和电容感应天线单元)与触控感应控制电路(包括电磁触控感应控制电路和电容触控感应控制电路)相连，便于接线和焊接，降低安装难度。

为了便于理解，现对本实施例提供的这种双触控感应模组的工作原理解释如下：

对于电磁触控来说：第一方向天线阵列中的多个电磁感应天线单元和第二方向天线阵列中的多个电磁感应天线单元，开口端依次单向并联在电磁触控感应控制电路的输入端，所以只需要将第一天线阵列中的任意两个并联的电磁感应天线单元连通，或者，将第二天线阵列中的任意两个并联的电磁感应天线单元连通，或者，同时连通第一天线阵列中的两个电磁感应天线单元和第二天线阵列中的两个电磁感应天线单元，即可形成电磁天线回路，电磁天线回路中间的区域即为电磁触控感应区域，当电磁触控笔触控屏幕的时候，触控点处的电磁会发生改变，从而生成包含触控点位置信息的电磁触控信号，电磁触控感应控制电路根据电磁触控信号的特征值解析出触控点的位置坐标信息。

对于电容触控来说：第一方向天线阵列中的多个电容感应天线单元和第二方向天线阵列中的多个电容感应天线单元依次单向并联在电容触控感应控制电路的输入端，上下两层天线阵列中间用绝缘材料隔开，当上下两层天线阵列中的电容感应天线单元通电后，上下两层天线阵列相互交叉的地方会形成电容，当用户触控屏幕的时候，触控点处的电容会发生改变，从而生成包含触控点位置信息的电容触控信号，电容触控感应控制电路根据电容触控信号的特征值解析出触控点的位置坐标信息。

由上述阐述可知，如果要实现电容触控，是必须要两层天线阵列的，但是要实现电磁触控，一层天线阵列和两层天线阵列都是可以的。这是因为每层的天线阵列中的电磁感应天线单元的一端是通过馈电通道导通的，另一端只要接入到电磁触控感应控制电路，通过电磁触控感应控制电路与其他电磁感应天线单元连通后，即可形成天线回路，所以一层天线阵列可实现一个方向的电磁触控感应，两层天线阵列可实现两个方向的电磁触控感应。若两层天线阵列垂直叠放，即第一方向与第二方向垂直，可实现触控点二维位置坐标的定位。

可以理解的是，本实施例提供的这种双触控感应模组，结构简单、触控效率高，部署实施容易，无需布设复杂的电流输入输出电路，布线简单、成本低，用户体验度好，满意度高。

优选地，所述天线板的基材由不导电材料制成，所述第一方向天线阵列1和第二方向天线阵列2分别设置在所述天线板的正反面上；或者，

所述天线板的基材由两个单面导电材料层复合而成，所述第一方向天线阵列1和第二方向天线阵列2分别设置在不同的单面导电材料层上。

可以理解的是，所述第一方向天线阵列和第二方向天线阵列彼此绝缘，是为了防止第一方向天线阵列和第二方向天线阵列之间信号相互干扰，影响触控感应控制电路触控点位置信息的判断精准度。

在基材用料上无论厚薄，PCB、FPC、PI、PET均可作为天线板的基材使用，之所以在基材上的范围广泛，是因为本实施例提供的技术方案，天线板上的天线单元是没有任何过孔的，在量产过程中不会产生制程难点。

本实施例给出了不同的天线板结构，可以供用户根据需要进行选择，用户选择多、适用场景广，用户体验度好、满意度高。

优选地，任一所述电磁感应天线单元101的宽度相等；

任一所述电容感应天线单元102的宽度相等。

可以理解的是，若天线单元(包括电磁感应天线单元和电容感应天线单元)的宽度不相等，会导致即使当前触控感应区没有被触控，当前触控感应区所对应的天线回路的电信号也会和其他触控感应区的电信号不同，导致触控感应控制电路(包括电磁触控感应控制电路和电容触控感应控制电路)出现错误判断。因此，本实施例限定任一天线单元的宽度相等，可以防止触控感应控制电路出现误判，提高触控点位置信息定位的精准度。

优选地，所述电容感应天线单元102和电磁感应天线单元101 1:1相间设置；或者，

所述电容感应天线单元102和电磁感应天线单元101 1:N相隔设置；

其中，N≥2，为正整数；所述电容感应天线单元之间等距分布。

本实施例给出了不同的电容感应天线单元和电磁感应天线单元排列结构，可以供用户根据需要进行选择，用户选择多、适用场景广，用户体验度好、满意度高。

根据一示例性实施例示出的一种双触控显示装置，包括：

上述的双触控感应模组及触控感应控制电路。

可以理解的是，本实施例提供的技术方案，由于双触控感应模组集成了第一方向天线阵列和第二方向天线阵列，而第一方向天线阵列能够感应第一方向的电磁触控信号及电容触控信号，第二方向天线阵列能够感应第二方向的电磁触控信号及电容触控信号，使得双触控感应模组布设两层天线阵列即可实现电磁触控和电容触控双触控感应功能，相比现有技术，减少了产品厚度，提升了产品的触控感应灵敏度，用户体验度好、满意度高。

优选地，所述触控感应控制电路包括：

电磁触控感应控制电路，与所述双触控感应模组的电磁感应天线单元相连；

电容触控感应控制电路，与所述双触控感应模组的电容感应天线单元相连。

参见图3，优选地，所述电磁触控感应控制电路，包括：

控制器201，及与所述控制器201相连的信号处理电路，还包括：

第一开关选择电路202，其输入端与第一方向天线阵列中的电磁感应天线单元和第二方向天线阵列中的电磁感应天线单元一一对应相连，其输出端与所述信号处理电路相连，其控制端与所述控制器201相连；

第二开关选择电路203，其输入端与第一方向天线阵列中的电磁感应天线单元和第二方向天线阵列中的电磁感应天线单元一一对应相连，其输出端接地，其控制端与所述控制器201相连；

所述第一开关选择电路202及第二开关选择电路203，用于在所述控制器201的控制下从第一方向天线阵列中的电磁感应天线单元或者第二方向天线阵列中的电磁感应天线单元中任意选取两个天线单元，分别接入所述信号处理电路和地，以形成电磁天线回路。

可以理解的是，第一开关选择电路和第二开关选择电路的设置，使得控制器可以根据需要接通不同的电磁天线回路，从而在触控面板上形成不同的触控感应区域，通过对这些触控感应区域的电信号进行测量，从而逐步定位出触控点所在的触控区域，本实施例提供的这种电磁触控感应控制电路，结构简单、部署实施容易，触控效率高，用户体验度好、满意度高。

需要说明的是，由于电容触控感应控制电路是现有技术，本申请对其结构不再赘述，但为了便于理解，现对双触控感应模组和电容触控感应控制电路的工作原理解释说明如下：

参见图1和图2，假设第一方向为X方向，第二方向为Y方向，X方向和Y方向天线对应有效区摆放，由于X和Y方向的电容感应天线单元是各自独立的导体，中间有绝缘层，所以在每个X和Y方向电容感应天线单元交集的地方都会形成电容，这个电容值是相对稳定的。假设电容触控感应控制电路控制C-X1到C-X5依次发射一定频率的信号扫描，分别测量C-Y1到C-Y5接收到的信号，当没有手指触摸的时候接收到的信号都是一致的，当有手指触摸时，C-Y1到C-Y5接收到的信号就会改变，从而判断手指触摸的位置。例如，当C-X4发射扫描信号，C-Y2接收的信号改变了，就可以判断C-X4和C-Y2交集区域就是手指触摸的位置，再通过对比C-X3、C-X5分别发射信号时，C-Y1、C-Y3接收信号的强弱判断出更精确的位置。

优选地，所述信号处理电路，包括：

依次相连的信号放大电路204、滤波电路205、信号检波电路206、频率相位检测电路207；

所述信号放大电路204的输入端与所述第一开关选择电路202的输出端相连；

所述频率相位检测电路207的输出端与所述控制器201相连。

可以理解的是，所述信号检波电路用于对接收到的电磁触控信号进行解调，从而得到低频的电信号；所述频率相位检测电路用于对所述信号检波电路输出的低频电信号进行频率和相位检测，从而提取出触控信号的特征信息(包括幅值、相位和频率)，并对所述特征信息进行分析，从而解析出触控点的位置信息。

可以理解的是，本实施例提供的这种信号处理电路，结构简单、部署实施容易，触控效率高，用户体验度好、满意度高。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本实用新型的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本实用新型的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“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实用新型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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种双触控感应模组，其特征在于，包括：

天线板，

第一方向天线阵列，用于感应第一方向的电磁触控信号及电容触控信号；

第二方向天线阵列，用于感应第二方向的电磁触控信号及电容触控信号；

所述第一方向天线阵列和第二方向天线阵列彼此绝缘，相互垂直叠设在所述天线板上。

2.根据权利要求1所述的双触控感应模组，其特征在于，所述第一方向天线阵列和第二方向天线阵列结构相同，皆包括：

馈电通道及从所述馈电通道一侧延伸出的多个电磁感应天线单元，所述多个电磁感应天线单元沿所述馈电通道的长度方向并行排列，呈梳状结构；

所述梳状结构的梳隙位置处布设有电容感应天线单元，所述电容感应天线单元与所述电磁感应天线单元非接触设置。

3.根据权利要求2所述的双触控感应模组，其特征在于，

所述天线板的基材由不导电材料制成，所述第一方向天线阵列和第二方向天线阵列分别设置在所述天线板的正反面上；或者，

所述天线板的基材由两个单面导电材料层复合而成，所述第一方向天线阵列和第二方向天线阵列分别设置在不同的单面导电材料层上。

4.根据权利要求2所述的双触控感应模组，其特征在于，

所述电磁感应天线单元的开口端连接有电磁引出线，所述电磁感应天线单元通过所述电磁引出线依次单向并联在电磁触控感应控制电路的输入端；

所述电容感应天线单元的开口端连接有电容引出线，所述电容感应天线单元通过所述电容引出线依次单向并联在电容触控感应控制电路的输入端。

5.根据权利要求2所述的双触控感应模组，其特征在于，

所述电容感应天线单元和电磁感应天线单元1:1相间设置；或者，

所述电容感应天线单元和电磁感应天线单元1:N相隔设置；

其中，N≥2，为正整数；所述电容感应天线单元之间等距分布。

6.根据权利要求2～5任一项所述的双触控感应模组，其特征在于，

任一所述电磁感应天线单元的宽度相等；

任一所述电容感应天线单元的宽度相等。

7.一种双触控显示装置，其特征在于，包括：

权利要求1～6任一项所述的双触控感应模组及触控感应控制电路。

8.根据权利要求7所述的双触控显示装置，其特征在于，所述触控感应控制电路包括：

电磁触控感应控制电路，与所述双触控感应模组的电磁感应天线单元相连；

电容触控感应控制电路，与所述双触控感应模组的电容感应天线单元相连。

9.根据权利要求8所述的双触控显示装置，其特征在于，所述电磁触控感应控制电路，包括：

控制器，及与所述控制器相连的信号处理电路，还包括：

第一开关选择电路，其输入端与第一方向天线阵列中的电磁感应天线单元和第二方向天线阵列中的电磁感应天线单元一一对应相连，其输出端与所述信号处理电路相连，其控制端与所述控制器相连；

第二开关选择电路，其输入端与第一方向天线阵列中的电磁感应天线单元和第二方向天线阵列中的电磁感应天线单元一一对应相连，其输出端接地，其控制端与所述控制器相连；

所述第一开关选择电路及第二开关选择电路，用于在所述控制器的控制下从第一方向天线阵列中的电磁感应天线单元或者第二方向天线阵列中的电磁感应天线单元中任意选取两个天线单元，分别接入所述信号处理电路和地，以形成电磁天线回路。

10.根据权利要求9所述的双触控显示装置，其特征在于，所述信号处理电路，包括：

依次相连的信号放大电路、滤波电路、信号检波电路、频率相位检测电路；

所述信号放大电路的输入端与所述第一开关选择电路的输出端相连；

所述频率相位检测电路的输出端与所述控制器相连。