三维度感应触摸屏制造技术

本发明专利技术的第一方面公开了一种三维度感应触控系统。本发明专利技术的三维度感应触控系统包括：触摸传感器，包括电容触摸传感器和压力触摸传感器，在触摸屏的屏体平面受触摸时，通过电容触摸传感器检测受触摸处在屏体平面内的位置坐标，且通过压力触摸传感器检测受触摸处受到的压力，并将压力的在垂直于屏体平面的方向上的分量与位置坐标合成一个三维度触摸信号；以及触控集成电路，通过柔性电路板接口与触摸传感器相连接，并且通过I2C接口与整机主控芯片相连接，触控集成电路接收三维度触摸信号，并将三维度触摸信号在进行初步处理之后传输到整机主控芯片。本发明专利技术的第二方面公开了一种三维度感应触摸屏，其包括根据本发明专利技术的第一方面的三维度感应触控系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及触控领域，具体地涉及一种三维度感应触摸屏。
技术介绍
触摸屏是目前最简单、方便、自然的一种人机交互方式。为了在触摸屏上实现压力的感应，手指触摸是最直接的方式。对压力的检测通常是通过力的形变效应，具体地说，或是通过检测屏幕产生的形变，或是检测指肚的形变，显然后者并不易实现。然而，屏幕在受到压力时会发生区域性的形变，导致定位不准，并且随着力度的不同造成的形变的大小也不同，要想检测出形变的大小就需要屏幕对压力的感应特别灵敏，这就导致对触摸屏的材料要求十分苛刻。因此，亟需提供一种能够解决上述这些问题的触摸屏。
技术实现思路
本专利技术的第一方面提供了一种三维度感应触控系统，包括：触摸传感器，包括电容触摸传感器和压力触摸传感器，在触摸屏的屏体平面受触摸时，通过电容触摸传感器检测受触摸处在屏体平面内的位置坐标，且通过压力触摸传感器检测受触摸处受到的压力，并将压力的在垂直于屏体平面的方向上的分量与位置坐标合成一个三维度触摸信号；以及触控集成电路，通过柔性电路板接口与触摸传感器相连接，并且通过I2C接口与整机主控芯片相连接，触控集成电路接收三维度触摸信号，并将三维度触摸信号在进行初步处理之后传输到整机主控芯片。在本专利技术的一个优选实施方案中，压力触摸传感器是由石墨烯或碳纳米管制成的。在本专利技术的一个优选实施方案中，压力触摸传感器的厚度在0.05mm-4mm的范围内。在本专利技术的一个优选实施方案中，压力触摸传感器的对于压力的灵敏度在0.1g/cm2-5000g/cm2范围内。在本专利技术的一个优选实施方案中，压力触摸传感器的基底材料选自橡胶、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯或聚酰亚胺，有机硅胶以及乙烯-醋酸乙烯共聚物之一。在本专利技术的一个优选实施方案中，柔性电路板接口通过第一数量的感应通道和第二数量的驱动通道与电容触摸传感器相连接，且通过第三数量的压力通道与压力触摸传感器相连接，且柔性电路板接口还通过第一数量的感应通道、第二数量的驱动通道和第三数量的压力通道与触控集成电路相连接。在本专利技术的一个优选实施方案中，第一数量在1至50的范围内，第二数量在1至50的范围内，且第三数量在1至20的范围内。在本专利技术的一个优选实施方案中，所有的所述压力触摸传感器共用一个接地通道，每个所述压力触摸传感器对应各自的一个压力通道。在本专利技术的一个优选实施方案中，压力触摸传感器以贴合的方式安装。在本专利技术的一个优选实施方案中，压力触摸传感器安装在触控模组的盖板面。在本专利技术的一个优选实施方案中，压力触摸传感器安装在触摸屏后面的显示屏四周。在本专利技术的一个优选实施方案中，压力触摸传感器安装在显示屏后部。在本专利技术的一个优选实施方案中，压力触摸传感器以直接绑定方式或焊接方式连接在触控传感器内部。在本专利技术的一个优选实施方案中，压力触摸传感器连接到触摸屏的柔性电路板接口。本专利技术的第二方面提供了一种三维度感应触摸屏，其包括根据本专利技术的第一方面的三维度感应触控系统。本专利技术的有利效果：本专利技术提供的三维度感应触摸屏，不仅能够识别手指点击的位置，而且还可以区分不同的压力值和触摸方式，比如分辨指甲点击和指腹按压的区别，从而可以通过不同的手指动作实现不同的操作，为用户在文本处理、表格处理和玩游戏时带来更强大的工具和更流畅的体验。上述
技术实现思路
只是概要，并且因此不可避免地包含对细节的简化、概括和省略；因此，本领域的普通技术人员将理解该概要仅仅是为了进行说明，并非旨在以任何方式作出限制。通过下面的具体实施方式，在此描述的这些装置和/或方法和/或其他专利技术主题的其他方面、特征和优点将变得显而易见。附图说明结合附图，由下面的描述以及所附的权利要求，本专利技术的上述以及其他特征将变得更加显而易见。图1是根据本专利技术的第一方面的三维度感应触控系统的结构示意图。图2是图1中的三维度感应触控系统的用于分别将触摸传感器和触控集成电路与柔性电路板接口相连接的接口通道的细节示意图。图3是图1中的三维度感应触控系统当受到触摸时的示意图。图4是根据本专利技术的第二方面的三维度感应触摸屏的侧视图和正视图。图5是用于感应Z轴压力信号的压力触摸传感器在智能手机中的安装示意图。具体实施方式在下文的具体实施方式中，将参照形成本说明书一部分的附图。在附图中，相似的附图标记通常指代相似的部件，除非上下文中另行指出。在具体实施方式、附图和权利要求书中所描述的示意性实施例并非旨在限制本专利技术。在不偏离在此展示的专利技术主题的原理和范围的情况下，可以采用替代的实施例，也可以对实施例进行修订和改型。易于理解的是，在本文中大致描述的以及附图中所图示的本专利技术的各方面可以在宽泛的配置变化中进行排列、替换、组合、分拆和删节，所有这些排列、替换、组合、分拆和删节均落入本专利技术的范围之内。图1是根据本专利技术的第一方面的三维度感应触控系统的结构示意图。如图1所示，本专利技术的三维度感应触控系统包括触摸传感器1。触摸传感器1包括两类，一类是感应平面位置坐标的电容触摸传感器，另外一类是用于感应Z轴压力信号的压力触摸传感器。在触摸屏的屏体平面受触摸时，通过电容触摸传感器检测受触摸处在屏体平面内的位置坐标，且通过压力触摸传感器检测受触摸处受到的压力，并将压力的在垂直于屏体平面的方向上的分量与位置坐标合成一个三维度触摸信号。本领域技术人员能够理解，屏幕在受到压力时会发生区域性的形变，导致定位不准，并且随着力度的不同造成的形变的大小也不同，要想检测出形变的大小就需要屏幕对压力的感应特别灵敏，这就导致对触摸屏的材料要求十分苛刻。为此，本专利技术的三维度感应触控系统独创地采用了由石墨烯或碳纳米管制成的压力触摸传感器。碳纳米管和石墨烯分别是优良的一维和二维碳材料,它们分别体现出了一维的和二维的各向异性,如导电性、力学性能和导热性等，在压力感应方面也体现了优异的灵敏性，但之前尚未在压力触控方面尤其是未在用于智能设备的压力触控方面得到应用。本专利技术的压力触摸传感器的厚度可以在0.05mm-4mm的范围内调整。本专利技术的压力触摸传感器对于压力的灵敏度可以在0.1g/cm2-5000g/cm2范围内调整。本专利技术的压力触摸传感器的基底材料可以选自橡胶、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯或聚酰亚胺，有机硅胶，乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)之一。通过以上述技术参数制成的压力触摸传感器，能够以贴合的方式安装，不仅能检测出点击时压力的大小，甚至还可以区分不同的压力值和触摸方式，比如分辨指甲点击和指腹按压的区别。从图1中可见，本专利技术的三维度感应触控系统还包括触控集成电路3，通过柔性电路板接口2与触摸传感器1相连接，并且通过I2C接口4与整机主控芯片相连接，触控集成电路3接收来自触摸传感器1的三维度触摸信号，并将三维度触摸信号在进行初步处理之后传输到整机主控芯片。图2是图1中的三维度感应触控系统的用于分别将触摸传感器1和触控集成电路3与柔性电路板接口2相连接的接口通道的细节示意图。参见图2，上述触摸传感器1包括两类，一类是感应平面位置坐标的电容触摸传感器，输出信号到R1至Rp共p个感应通道和T1至Tn共n个驱动通道；另外一类是用于感应Z轴压力信号的压力触摸传感器，输出信号到Z1至Zm共m个压力通道，每个压力通道对应各自本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维度感应触控系统，其特征在于，所述三维度感应触控系统包括：触摸传感器，包括电容触摸传感器和压力触摸传感器，在触摸屏的屏体平面受触摸时，通过所述电容触摸传感器检测受触摸处在所述屏体平面内的位置坐标，且通过所述压力触摸传感器检测所述受触摸处受到的压力，并将所述压力的在垂直于所述屏体平面的方向上的分量与所述位置坐标合成一个三维度触摸信号；以及触控集成电路，通过柔性电路板接口与所述触摸传感器相连接，并且通过I2C接口与整机主控芯片相连接，所述触控集成电路接收所述三维度触摸信号，并将所述三维度触摸信号在进行初步处理之后传输到所述整机主控芯片。

【技术特征摘要】
1.一种三维度感应触控系统，其特征在于，所述三维度感应触控系统包括：触摸传感器，包括电容触摸传感器和压力触摸传感器，在触摸屏的屏体平面受触摸时，通过所述电容触摸传感器检测受触摸处在所述屏体平面内的位置坐标，且通过所述压力触摸传感器检测所述受触摸处受到的压力，并将所述压力的在垂直于所述屏体平面的方向上的分量与所述位置坐标合成一个三维度触摸信号；以及触控集成电路，通过柔性电路板接口与所述触摸传感器相连接，并且通过I2C接口与整机主控芯片相连接，所述触控集成电路接收所述三维度触摸信号，并将所述三维度触摸信号在进行初步处理之后传输到所述整机主控芯片。2.根据权利要求1所述的三维度感应触控系统，其特征在于所述压力触摸传感器是由石墨烯或碳纳米管制成的。3.根据权利要求2所述的三维度感应触控系统，其特征在于，所述压力触摸传感器的厚度在0.05mm-4mm的范围内。4.根据权利要求2所述的三维度感应触控系统，其特征在于，所述压力触摸传感器的对于压力的灵敏度在0.1g/cm2-5000g/cm2范围内。5.根据权利要求2所述的三维度感应触控系统，其特征在于，所述压...

【专利技术属性】
技术研发人员：金虎，尉长虹，彭鹏，周振义，
申请(专利权)人：常州二维碳素科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32