相控阵触控模组及触控设备制造技术

本发明专利技术提供一种相控阵触控模组以及触控设备，所述相控阵触控模组能在操作面板表面上或者前方空间中合成扫描信号波面，所述扫描信号波面能够对所述操作面板表面上或者前方空间进行扫描，以感测到触摸物的三维空间位置信息，继而实现操作面板的触控功能，适用于曲面屏和平面屏等触控；进一步的，所述相控阵触控模组能感测到触摸物在操作面板前方空间中的立体空间姿势或者距离的变化，进而实现多功能触控(即立体触控)；此外，所述相控阵触控模组可以作为一种外置触控装置，与操作面板可拆卸式连接，从而赋予不具有触控功能的操作面板以触控功能。

Phased array touch module and touch control device

The invention provides a phased array touch control module and a touch control device, the phased array touch control module can synthesize a scanning signal wavefront on the surface of the operation panel or in the front space, the scanning signal wavefront can scan the surface or the front space of the operation panel to sense the three-dimensional spatial position of the touch object. Further, the phased array touch module can sense the change of the three-dimensional space posture or distance of the touching object in the space in front of the operation panel, thereby realizing the multi-functional touch (i.e. the three-dimensional touch control) and so on. The array touch module can be used as an external touch device, which can be detachably connected with the operation panel, thus giving touch function to the operation panel without touch function.

【技术实现步骤摘要】
相控阵触控模组及触控设备
本专利技术涉及触控
，尤其涉及一种相控阵触控模组及触控设备。
技术介绍
随着智能移动终端的发展，触控屏也逐渐盛行，利用触控屏，用户可方便的对屏幕上应用程序或菜单执行特定的功能，如打开应用程序、对屏幕进行截屏操作等。触控屏的出现，极大的提高了移动终端操作的便利性，也提高了移动终端使用的用户体验。但目前的触控屏上的触控技术仍然不能满足显示设备的发展要求，例如不能很好的应用于曲面屏幕等。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种相控阵触控模组及触控设备，能够实现曲面触控和立体触控。为了实现上述目的，本专利技术提供一种相控阵触控模组，包括：相控阵模块，包括外壳以及设置在所述外壳中的多个信号收发单元，所述多个信号收发单元阵列排布以构一相控阵，所述相控阵用于在一操作面板表面和/或所述操作面板表面的前方的空间中形成扫描信号波面，并通过所述扫描信号波面感测所述操作面板表面上或者所述操作面板表面的前方的空间中的触控操作；以及支架，用于连接所述相控阵模块和所述操作面板，并固定和支撑所述相控阵模块，保证所述相控阵模块的扫描信号波面能够在所述操作面板表面上或者所述操作面板表面的前方的空间中扫过。可选的，所述相控阵的形状取决于所述触控操作所在的空间区域。可选的，当所述空间区域为长方体空间区域时，所述相控阵的形状为二维矩形阵。可选的，所述二维矩形阵中每行和每列的信号收发单元的数量取决于所述操作面板的长度和宽度。可选的，所述相控阵为二维矩形阵，每个所述信号收发单元包括一超声波发射器和一超声波接收器，所述超声波接收器和超声波发射器均指向所述操作面板表面或者所述操作面板表面的前方的空间，所述扫描信号波面为超声波面。可选的，所述相控阵中，同一行和/或同一列上的超声发射器发射的超声波具有相同频率和相同相位。可选的，所述相控阵中，同一行的超声波发射器发射的超声波的相位不同，且能够合成平行于所述操作面板表面的超声波面；同一列的超声波发射器发射的超声波的相位不同，且能够合成垂直于所述操作面板表面的超声波面。可选的，所述相控阵中，每一列的超声波发射器都比前一列或后一列的超声波发射器发射的超声波提前相同的相位；或者，每一行的超声波发射器都比前一行或后一行的超声波发射器发射的超声波提前相同的相位。可选的，所述支架将所述相控阵模块支撑在所述操作面板表面一侧的正上方或者正下方。可选的，所述支架与所述相控阵模块固定连接或者转动连接。可选的，所述支架与所述操作面板可拆卸式连接。可选的，所述支架通过USB接口、音频接口或者充电接口中的至少一种与所述操作面板可拆卸式连接。本专利技术还提供一种触控设备，包括操作面板、信号处理模块和上述之一的相控阵触控模组；所述相控阵触控模组通过其支架装配到所述操作面板上；所述信号处理模块集成在所述相控阵触控模组端或者集成在所述操作面板端，分别与所述相控阵触控模组的相控阵模块和所述操作面板通信连接，用于接收和处理所述相控阵模块感测到的信号，并根据所述处理的结果操作所述操作面板。可选的，所述操作面板为显示屏或者按键面板。可选的，所述相控阵模块还用于实时感测一触摸物在所述操作面板表面的前方空间中的立体空间姿势或者距离的变化情况并产生不同的电信号，所述信号处理模块还用于根据所述不同的电信号来对所述操作面板进行不同的控制，以实现立体触控。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下有益效果：1、能够利用相控阵触控模组，实现根据触摸物体在屏幕上方一定距离范围的立体空间姿势或者距离变化来实现多功能触控(即立体触控)，也能够实现曲面触控；2、相控阵触控模组可以作为一种外置触控装置，能够通过其支架可拆卸式连接到显示屏、按键面板等操作面板上，从而赋予不具有触控功能的操作面板以触控功能。附图说明图1是本专利技术具体实施例的相控阵触控模组与一操作面板装配到一起后的正视结构示意图；图2是图1所示的结构对应的俯视图；图3是图1所示的结构对应的侧视图；图4是本专利技术具体实施例的相控阵触控模组中的相控阵模块的结构示意图；图5是本专利技术具体实施例的相控阵模块中的一个超声波收发单元的结构示意图。具体实施方式正如
技术介绍
中所述，目前的触控屏上的触控技术仍然不能满足显示设备的发展要求，专利技术人发现，目前的触控屏技术主要存在以下缺点：1、现有的触控技术大多应用于平面屏幕，不能很好地应用于曲面屏幕，这是因为在屏幕生产工艺中，要实现曲面触控，需要改变现有的生产线，进而导致设计成本和生产成本都很大，实现起来比较困难；2、现有的触控技术直接内嵌于屏幕内，而无法外置和转移，尤其是无法转移到不具有触控功能的屏幕上，即没有较好的技术来使得已经生产出来的不具有触控功能的显示屏具有触控功能；3、现有的触控技术不具有能根据手指到屏幕的距离来定义不同的触控功能的立体触控能力，具体地，一般的触摸屏幕，如电容屏，电阻屏等，需要手指等物体直接接触屏幕以实现触控，红外触控装置也必须使得手指等触摸物体保持在距离屏幕很近的位置，因此无法通过从不同距离的位置来定义不同的触控功能并同时获得XY轴平面的触控坐标信息，即难以实现立体触控的效果。基于此，本专利技术提供一种相控阵触控模组以及触控设备，能够利用相控阵触控模组，实现曲面触控，并可以实现根据触摸物体在屏幕上方一定距离范围的立体空间姿势或者距离变化来实现多功能触控(即立体触控)，并进一步地使相控阵触控模组作为一种外置触控装置，能够通过相控阵触控模组的支架可拆卸式连接到显示屏、按键面板等操作面板上，从而赋予不具有触控功能的操作面板以触控功能。为使本专利技术的目的、特征更明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的说明，然而，本专利技术可以用不同的形式实现，不应只是局限在所述的实施例。请参考图1至5，本专利技术提供一种相控阵触控模组，包括相控阵模块和支架3。其中，支架3可以是“L”形、“Z”形、“T”形或者“工”形支架，用于连接所述相控阵模块和操作面板4，并固定和支撑所述相控阵模块，例如，支架3可以将所述相控阵模块支撑在一待添加触控功能的操作面板4的表面一侧的正上方或者正下方，且距离操作面板4的表面有一定的距离。所述支架3可以与所述相控阵模块固定连接或者转动连接。所述支架3与所述操作面板4可以是固定连接，也可以是可拆卸式连接。当支架3与所述操作面板4可拆卸式连接时，可以使得相控阵触控模组作为一种可拆卸的外置装置，在操作面板4需要具有触控功能时，将相控阵模块与操作面板4装配在一起，进而使得操作面板4具有触控功能，由此可以扩展一些电子装置的功能以及提高用户体验，尤其适合一些已经生产出来的不具有触控功能的电子设备，通过本专利技术的相控阵触控模组可以赋予其触控功能。可选的，所述支架3通过USB接口、音频接口或者充电接口中的至少一种电接口与所述操作面板4可拆卸式连接，从而可以通过支架3直接从操作面板4上取电来使得所述相控阵模块上电工作。所述相控阵模块包括外壳2以及设置在所述外壳2中的多个信号收发单元1。其中，所述外壳2与所述支架3连接。所述多个信号收发单元1在所述外壳2中按阵列排布，从而构成一相控阵，所述相控阵用于在一操作面板4表面和/或所述操作面板4表面的前方的空间中形成扫描信号波面，并通过所述扫描信号波面感测所述操作面板4表面上或者所述操作面板4表面的前方的空间中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种相控阵触控模组，其特征在于，包括：相控阵模块，包括外壳以及设置在所述外壳中的多个信号收发单元，所述多个信号收发单元阵列排布以构成一相控阵，所述相控阵用于在一操作面板表面和/或所述操作面板表面的前方的空间中形成扫描信号波面，并通过所述扫描信号波面感测所述操作面板表面上或者所述操作面板表面的前方的空间中的触控操作；以及支架，用于连接所述相控阵模块和所述操作面板，并固定和支撑所述相控阵模块，保证所述相控阵模块的扫描信号波面能够在所述操作面板表面上或者所述操作面板表面的前方的空间中扫过。

【技术特征摘要】
1.一种相控阵触控模组，其特征在于，包括：相控阵模块，包括外壳以及设置在所述外壳中的多个信号收发单元，所述多个信号收发单元阵列排布以构成一相控阵，所述相控阵用于在一操作面板表面和/或所述操作面板表面的前方的空间中形成扫描信号波面，并通过所述扫描信号波面感测所述操作面板表面上或者所述操作面板表面的前方的空间中的触控操作；以及支架，用于连接所述相控阵模块和所述操作面板，并固定和支撑所述相控阵模块，保证所述相控阵模块的扫描信号波面能够在所述操作面板表面上或者所述操作面板表面的前方的空间中扫过。2.如权利要求1所述的相控阵触控模组，其特征在于，所述相控阵的形状取决于所述触控操作所在的空间区域。3.如权利要求2所述的相控阵触控模组，其特征在于，当所述空间区域为长方体空间区域时，所述相控阵的形状为二维矩形阵。4.如权利要求3所述的相控阵触控模组，其特征在于，所述二维矩形阵中每行和每列的信号收发单元的数量取决于所述操作面板的长度和宽度。5.如权利要求1至4中任一项所述的相控阵触控模组，其特征在于，每个所述信号收发单元包括一超声波发射器和一超声波接收器，所述超声波接收器和超声波发射器均指向所述操作面板表面或者所述操作面板表面的前方的空间，所述扫描信号波面为超声波面。6.如权利要求5所述的相控阵触控模组，其特征在于，所述相控阵中，同一行和/或同一列上的超声发射器发射的超声波具有相同频率和相同相位。7.如权利要求5所述的相控阵触控模组，其特征在于，所述相控阵中，同一行的超声波发射器发射的超声波的相位不同，且能够合成平行于所述操作面板表面的超声波面；同一列的超声波发射器发射的超声波的相位不同，且能够合成垂直于...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋柄含，唐莹，孙腾达，余超，王贤吉，
申请(专利权)人：中芯集成电路宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33