三维触控信号感应模块及三维触控面板制造技术

本实用新型专利技术提供了一种三维触控信号感应模块及三维触控面板，其中，三维触控信号感应模块包括：压力感应模组；触摸感应模组；信号检测及处理模组，其与所述压力感应模组、触摸感应模组连接。本实用新型专利技术可同步实现人体触摸识别和压力感应检测三个维度的功能，解决了量产难度高、生产工艺复杂、成本高的问题，以及安装过程中对压力感应模组的挤压而带来的测量误差问题；再者，通过基材层的形变结合压力感应模组的检测，实现了对Z方向压力的感应检测，相对于力敏电容，可检测形变位移微小，动态工作范围大，适用于规模化量产；解决了在应对Z方向输入时动态工作范围小、量产难度高、难以应对面板外力施加和移除过程的形变残留的问题。面板外力施加和移除过程的形变残留的问题。面板外力施加和移除过程的形变残留的问题。

【技术实现步骤摘要】
三维触控信号感应模块及三维触控面板


[0001]本技术涉及触控面板
，具体涉及一种三维触控信号感应模块及三维触控面板。

技术介绍

[0002]随着智能化技术的发展，触控面板的应用已非常广泛，比如：智能手机、汽车内饰、平板电脑、家用电器、智能手表、电子阅读器、虚拟键盘、工控面板等。
[0003]一维输入触控面板可以代替机械按键式面板，机械式按键面板结构复杂，使用寿命短，容易发生疲劳、破损和按键失灵现象，机械式按键面板外观设计和造型呆板，弯曲不易，难防水，怕油污，综合成本高。二维输入触控面板进一步丰富人机交互方式，比如触摸屏、触控板、触摸滑条和触摸滚轮等。二维输入触控面板所在的表面可虚拟建立起二维坐标系(X,Y)，通过处理芯片可精确计算出触控点的X方向和Y方向上的坐标位置，进而实现显示放大/缩小/旋转/平移，以及单按/双击/挥手/多指触控/接近感应等手势识别操作，达到多种多样触摸功能的效果。
[0004]一维和二维输入触控面板目前最成熟且被广泛应用的是电容式触摸感应技术，应用该技术的触控面板结构设计简单、外观造型灵活、使用寿命长、可靠性高、面板可弯曲、防尘防水性好、综合成本低等显著优势。
[0005]然而，电容式触摸感应技术必须依赖于人体，对于有些容易被人体触碰到的电容按键需要双重确认比如汽车方向盘按键板、车窗按键、车顶灯控制键等，以及隐藏触摸按键、触摸平面坐标按键，比如车载鼠标、3D遥控器、无键手机等，需要有X方向、Y方向、Z方向的三维触控输入。
[0006]关于触控面板Z方向输入的技术方案，本申请技术人在实现本申请实施例中技术技术方案的过程中，发现上述技术至少存在如下技术问题：
[0007]中国专利CN201810013731.8公开“三维投影触控控制方法、控制器和家用电器”，其在产生二维坐标值(X,Y)的触控面板的上侧、下侧、左侧和右侧四个方位上增加一组触摸识别功能产生一个深度坐标值，从而实现空间Z方向的输入，这个Z方向输入是手指在触控面板上方空间的手指远近移动等电容感应操作，不是实际按压在触控面板上的碰触动作，因此不是Z方向触控功能，容易出现误操作。
[0008]另一种技术方案是触控面板Z方向压力感应检测。压力感应检测方法很多，有红外线、机械弹簧、力敏电阻、力敏电容、应变片等。红外线压感检测结构复杂，成本高，检测精度不高，抗干扰能力较差。机械弹簧及应变片通常具有较大的约为几毫米或更大的尺寸，须要用几十微米的位移以激活该力传感器的并具有低灵敏度。力敏电阻及力敏电容对产品生产及组装过程中引起的预压机械作用力非常敏感，传感器变化大，动态工作范围小。触控面板通常是一体化组装，以上几种检测方法显然不能使用，一种结构简单、可检测形变位移小、灵敏度高、抗干扰能力强且生产成本低的压力感应检测解决方案，才是业界所需要的。
[0009]目前三维输入触控面板正处于需求上升期，受压感检测技术限制，还不能规模化
生产。中国专利CN201510639990.8公开“一种电容式三维侦测模块的侦测方法”，该专利阐述一种电容式三维侦测方法，其二维触控使用上/下两层结构组成互电容感应控制确定触控点位置坐标，事实上触摸板还可用自电容方式确定触控功能。该专利的压感检测使用包括第一压感层和第二压感层组成的压电式压力传感器，其工作原理如其说明书第[0045]说述：本技术采用压电材料，第一压感单元151和第二压感单元171响应于按压动作会产生电容量的变化，其本质上还是检测力敏电容，这种压感检测方法生产和装配过程中的预压机械作用力非常敏感，传感器变化大，动态工作范围小，不适宜规模化生产。
[0010]中国专利CN201520772631.5公开的“三维输入模块”是中国专利CN201510639990.8的具体实施，该实施过程触控电极材料是铟
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锡氧化物ITO、碳纳米管、石墨烯、纳米银线、金属网格等，这些材料成本很高，其结构上有面板层、第一触控电极层、第二触控电极层、第一压感层、第二压感层，层与层之间都需要用胶贴合，生产工艺复杂，成本高。第一压感层和第二压感层之间贴合需要留间隙构造成力敏电容，生产中这个间隙很难管控一致性，量产难度高。
[0011]另外，现有的三维触控面板技术，对于面板外力施加和移除过程的形变残留，目前还没有较好的应对办法。

技术实现思路

[0012]鉴于上述在应对Z方向输入时动态工作范围小、量产难度高、难以应对面板外力施加和移除过程的形变残留的问题，提出了本技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的三维触控信号感应模块及三维触控面板。
[0013]依据本技术的一个方面，提供一种三维触控信号感应模块，包括：
[0014]压力感应模组，其能够获取按压感应信号，该按压感应信号为所述压力感应模组被按压时所输出的电压信号变化量；
[0015]触摸感应模组，其能够获取触摸感应信号，该触摸感应信号为所述触摸感应模组所输出的电容信号变化量；
[0016]信号检测及处理模组，其与所述压力感应模组、触摸感应模组连接，该信号检测及处理模组能够根据所述触摸感应信号获取触摸点的一维数值或二维坐标、能够根据所述按压感应信号计算出所述触摸点受到的压力值，并将所述触摸点的一维数值或二维坐标、所述触摸点受到的压力值整合为三维触控信号输出；
[0017]其中，所述触摸感应模组具有基材层，所述信号检测及处理模组设置在所述基材层上。
[0018]优选的，所述压力感应模组设置在所述触摸感应模组的上端面和/或所述触摸感应模组的下端面和/或所述触摸感应模组中。
[0019]优选的，所述触摸感应模组，还包括：
[0020]触摸传感顶层线路，其安装在所述基材层的上端面；
[0021]触摸传感底层线路，其安装在所述基材层的下端面；
[0022]其中，所述触摸传感顶层线路和/或所述触摸传感底层线路上设置有若干一维输出模块和/或二维输出模块；贯穿所述基材层上、下端面设有连线穿孔，所述触摸传感顶层线路穿过所述连线穿孔与所述触摸传感底层线路连接。
[0023]优选的，所述一维输出模块，其包括若干触摸按键、若干触摸滑条，若干所述触摸按键、触摸滑条与所述信号检测及处理模组连接；
[0024]所述二维输出模块，其包括若干触摸板，其与所述信号检测及处理模组连接。
[0025]触摸板优选的，若干所述触摸按键、若干所述触摸滑条设置在所述触摸传感顶层线路上；所述触摸板，包括：
[0026]若干发送电极，其设置在所述触摸传感底层线路上；
[0027]若干接收电极，其设置在所述触摸传感顶层线路上。
[0028]优选的，所述压力感应模组，包括：
[0029]相连的第一应变电阻、第二应变电阻；
[0030]相连的第三应变电阻、第四应变电阻；
[0031]其中，所述第一应变电阻、第三应变电阻能够与供电电压连接，所述第二应变电阻、第四应变电阻接地，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维触控信号感应模块，其特征在于，包括：压力感应模组，其能够获取按压感应信号，该按压感应信号为所述压力感应模组被按压时所输出的电压信号变化量；触摸感应模组，其能够获取触摸感应信号，该触摸感应信号为所述触摸感应模组所输出的电容信号变化量；信号检测及处理模组，其与所述压力感应模组、触摸感应模组连接，该信号检测及处理模组能够根据所述触摸感应信号获取触摸点的一维数值或二维坐标、能够根据所述按压感应信号计算出所述触摸点受到的压力值，并将所述触摸点的一维数值或二维坐标、所述触摸点受到的压力值整合为三维触控信号输出；其中，所述触摸感应模组具有基材层，所述信号检测及处理模组设置在所述基材层上。2.根据权利要求1所述的三维触控信号感应模块，其特征在于，所述压力感应模组设置在所述触摸感应模组的上端面和/或所述触摸感应模组的下端面和/或所述触摸感应模组中。3.根据权利要求2所述的三维触控信号感应模块，其特征在于，所述触摸感应模组，还包括：触摸传感顶层线路，其安装在所述基材层的上端面；触摸传感底层线路，其安装在所述基材层的下端面；其中，所述触摸传感顶层线路和/或所述触摸传感底层线路上设置有若干一维输出模块和/或二维输出模块；贯穿所述基材层上、下端面设有连线穿孔，所述触摸传感顶层线路穿过所述连线穿孔与所述触摸传感底层线路连接。4.根据权利要求3所述的三维触控信号感应模块，其特征在于，所述一维输出模块，其包括若干触摸按键、若干触摸滑条，若干所述触摸按键、触摸滑条与所述信号检测及处理模组连接；所述二维输出模块，其包括若干触摸板，其与所述信号检测及处理模组连接。5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：付嘉欣，王发玉，金秀芳，罗富怀，
申请(专利权)人：东莞明轩技术有限公司，
类型：新型
国别省市：