能方便收纳和铺展在非平整表面的柔性触控装置的制作方法

本发明涉及了一种柔性触控装置，尤其是涉及了一种能方便收纳和铺展在非平整表面的柔性触控装置。

背景技术：

现有技术中红外触控对触控表面的平整度要求很高。目前大型的红外触控框一般有两种使用情景，都要求表面平整：

(1)触控框固定在一个物体表面上、该表面必须是平整的(例如可触控的显示器)，红外触控框不单独使用；

(2)触控框临时安装在一个表面四周，该表面必须是平整的。

因此，如果触控表面有略微倾斜，会影响红外线传播、导致红外线发射/接收不准、触控精度降低、误识别甚至无法识别等问题。

并且现有红外触控技术或产品都是固定框架结构，非柔性装置，缺少柔性而导致无法卷曲、不便于携带，不能随时随地铺展开使用。通常需要将触控框在一使用现场分部件拆除后，运输到另一使用现场再重新安装。

因此以上平整度、缺少柔性的问题，在很大程度上限制了红外触控技术及其产品的应用和使用。

技术实现要素：

为了解决背景技术中存在的问题，本发明所提供一种能方便收纳和铺展在非平整表面的柔性触控装置，解决了在非平整表面因红外偏离造成的无法触控识别而无法红外触控的技术问题，解决了现有红外触控装置无法实现收纳携带和铺展使用的技术问题，能够在非平整表面实现红外触控，通过柔性结构实现了随时随地的收纳和铺展。

本发明采用的技术方案是：

本发明包括具有柔性pcb的柔性结构和布置在柔性结构侧边或者周围的触控电路。

所述的柔性结构和触控电路之间电连接并辅助有紧固方式。

所述的柔性结构和触控电路之间通过金属端子连接，柔性结构的金属端子周围设计有卡接槽，触控电路的金属端子周围有塑胶凸起物，塑胶凸起物与卡接槽相嵌连接。

所述的触控电路为焊接有红外收发器的印刷电路板pcb，为固定的非柔性结构。

所述的触控电路连接到柔性结构的柔性pcb两条对称边的侧面，或者是四边的侧面。

所述的柔性结构包括依次从下到上布置在被铺展表面上的吸附层、水平填充层、支撑层、柔性pcb层和保护层，吸附层底面通过产生局部低压形成吸附力使得柔性结构吸附到被铺展表面上，水平填充层通过内部液体腔结构实现触控表面维持在水平面并平整，吸附层用于吸附到被铺展表面上，水平填充层用于实现触控表面维持在水平面并平整，保护层的外表面作为触控表面。

所述的水平填充层包括盆型形状的环绕腔和置于环绕腔中间的多单元腔，环绕腔和多单元腔均采用柔性材料，内部充有液体。

所述的环绕腔的周围边缘部分高于中间部分，主要由内外层和连接在内外层之间的顶部连接段围成，内层包括内层水平面和连接在内层水平面周围形成盆形的内层侧面，外层包括外层水平面和连接在外层水平面周围形成盆形的外层侧面，内层置于外层中，在内层侧面和外层侧面顶端之间通过顶部连接段连接；在内层侧面和外层侧面之间连接有薄膜，多个薄膜沿上下间隔布置，薄膜开有液体流通的通孔。

所述的多单元腔主要由顶面和内层围成，顶面布置在内层水平面上方，并且边缘连接到内层侧面，顶面和内层水平面之间填充液体并且被隔膜分隔成多个单元格空间，隔膜开有液体流通的通孔或者缝隙，每个单元格空间内填充有主要由浮力球和重力球构成的固液混合物，浮力球密度小于液体密度，重力球密度大于液体密度。

所述的环绕腔和多单元腔内部不相连通，使得环绕腔和多单元腔分别为独立的容置液体的空间，使得顶面和内层水平面能够浮于水平；多单元腔仅充有液体，环绕腔充有大部分的液体和小部分的气体并且液体的液面高于顶面。

所述的支撑层的柔性低于吸附层、水平填充层、柔性pcb层和保护层的柔性，支撑层用于为柔性pcb层和触控电路提供平整面的支撑。所述的顶部连接段的柔性高于内外层，外层柔性高于内层。支撑层的柔性高于内层和多单元腔的顶面。

所述的水平填充层采用柔性聚合物材料，优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate，pet)。

所述的吸附层主要由层表面间隔交替连接布置的空单元和吸盘单元，空单元和吸盘单元均为充有气体的空腔结构，一个空单元和一个吸盘单元形成一组吸附结构：

吸盘单元底部具有内凹部，传力杆一端固定连接到内凹部顶端，传力杆另一端穿过空单元和吸盘单元之间的间壁伸入到空单元，空单元内置有压力球，压力球置于传力杆另一端上的空单元内部空间，空单元和吸盘单元之间的间壁底部为硬质材料制成的微支撑柱，传力杆中部连接在微支撑柱顶端。

通过所述压力球的下落使得内凹部的内凹空间扩大形成局部低压进而产生吸附力，从而实现吸附层上受重力和触控按压的情况下吸附层底面吸附在被铺展表面。

空单元底部平整使整个柔性装置与被铺展表面间形成基本贴合，并同时避免卷起时因为吸附力太大难以脱离问题，以及卷起后吸附层之间吸附力大、铺展时卷成一圈无法铺展开等问题。

所述的保护层为贴附在柔性pcb层表面的一层保护膜。

本发明的有益效果是：

本发明的柔性触控装置能够解决被铺展表面不平整带来的红外线偏离无法识别的问题，能够实现在非使用时卷起收纳、使用时铺展到凹凸不平或有一定倾斜角度的表面上，实现随时触控使用的效果，尤其针对大型红外触控具有优异的应用价值。

本发明的柔性触控装置的触控框能够无需拆除安装，能够直接包装和运输，能够与装配红外发射接收元件一起包装、运输，避免了在多个使用现场转移使用时重复拆装的繁琐。

附图说明

图1为本发明的一种触控电路布置示意图。

图2为本发明的触控电路和柔性结构连接示意图。

图3为本发明的另一种触控电路布置示意图。

图4为本发明铺展到水平表面的结构示意图。

图5为本发明铺展到倾斜表面的结构示意图。

图6为本发明水平填充层的结构示意图。

图7为本发明吸附层的结构示意图。

图中：柔性结构1、触控电路2、触控表面3、保护层4、柔性pcb层5、支撑层6、水平填充层7、吸附层8、被铺展表面9；卡接槽11、柔性结构金属端子12、塑胶凸起物21、触控电路金属端子22；

水平填充层7：环绕腔71、多单元腔72、内层水平面711、内层侧面712、外层水平面713、外层侧面714、顶部连接段715、薄膜716、顶面721、隔膜722、浮力球723、重力球724；

吸附层8：空单元81、吸盘单元82、内凹部83、微支撑柱84、压力球85、传力杆86。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

本发明的实施例如下：

实施例1

如图1所示，具体实施的触控电路2为焊接有红外收发器的印刷电路板pcb，为固定的非柔性结构，触控电路2布置在柔性结构1两条较短的对边(bd)，以便于柔性结构1卷起后整体长度较短方便携带。

如图2所示，柔性结构1仅采用单层的柔性pcb构成，柔性pcb边缘上有金属端子，触控电路2上有对应的金属端子，二者接触实现电信号连接。柔性结构1的金属端子12周围设计有卡接槽11，触控电路2的金属端子22周围有塑胶凸起物21，塑胶凸起物与卡接槽相嵌连接，达到过盈配合以确保二者物理连接紧密接触、不容易松脱。

实施例2

如图3所示，本实施例与实施例1的区别在于：触控电路2布置在柔性结构1的四边(abcd)。柔性结构1的bd两边各连接触控电路2，柔性结构1的ac两边沿长度方向间隔均布布置并连接触控电路2，拆卸后也便于携带。这样能使得当柔性结构1尺寸很大时有助于信号快速传播响应，提高灵敏度。

实施例3

在实施例1和2的基础上，将柔性结构1设置为能够实现在任何不平整的被铺展表面并且能随时随地收纳铺展的结构。

如图4所示，柔性结构1包括依次从下到上布置在被铺展表面9上的吸附层8、水平填充层7、支撑层6、柔性pcb层5和保护层4。侧边或者周围的触控电路2通过柔性结构1中的柔性pcb层5连接在一起后输出总线，保护层4的外表面作为触控表面3，支撑层6的柔性低于吸附层8、水平填充层7、柔性pcb层5和保护层4的柔性，保护层4为贴附在柔性pcb层5表面的一层保护膜，吸附层8可以采用普通吸盘式结构。

如图6所示，水平填充层7包括盆型形状的环绕腔71和置于环绕腔71中间的多单元腔72，环绕腔71和多单元腔72均采用柔性材料，内部充有液体。环绕腔71和多单元腔72内部不相连通，使得环绕腔71和多单元腔72分别为独立的容置液体的空间。

环绕腔71的周围边缘部分高于中间部分，主要由内外层和连接在内外层之间的顶部连接段715围成，内层包括内层水平面711和连接在内层水平面711周围形成盆形的内层侧面712，外层包括外层水平面713和连接在外层水平面713周围形成盆形的外层侧面714，内层置于外层中，在内层侧面712和外层侧面714顶端之间通过顶部连接段715连接。

在内层侧面712和外层侧面714之间连接有薄膜716，多个薄膜716沿上下间隔布置，薄膜716开有液体流通的通孔。为了确保内部不会因为四周环绕腔分液体而产生晃动、减弱书写时的稳定感，在薄膜开孔以方便液体自由流动。

顶部连接段715的柔性高于内外层，外层柔性高于内层。支撑层6的柔性高于内层和多单元腔72的顶面。

内层和外层之间的环绕腔71和多单元腔72分别填充液体，形成多单元腔72(相当于船体)被内层(相当于船外壳)包裹于浮于外层(相当于河床)装有的液体(相当于河流的水)中的结构，类似于船浮在水中能够实现内层上表面的水平和平整。在被铺展表面为水平表面时结构如图4所示，在当被铺展表面凹凸不平或有一定倾斜度时，环绕腔71的液体会流动，最终使内层水平面711和顶面721的水平，如图5所示。

多单元腔72主要由顶面721和内层围成，顶面721布置在内层水平面711上方，并且边缘连接到内层侧面712，顶面721和内层水平面711之间填充液体并且被隔膜722分隔成多个单元格空间，隔膜722开有液体流通的通孔或者缝隙，每个单元格空间内填充有主要由浮力球723和重力球724构成的固液混合物，浮力球723密度小于液体密度，浮力球723浮于单元格空间顶部，重力球724密度大于液体密度，重力球724沉在单元格空间底部。

多单元腔72的隔膜722的高度与顶面721和内层水平面711之间的高度一致，隔膜722上开孔或缝隙，孔或缝隙能够使液体在各个单元格之间自由流动，但阻挡每个单元格中重力球、浮力球不跑到其他单元格中去。

通过以上设置使得内层水平面711和顶面721之间的多单元腔72形成双层稳定结构，使得本发明的柔性触控装置在书写触控过程中不会因为书写按压导致的环绕腔71液体的流动和波动使得书写表面的不稳定。

多单元腔72的球为两种：

1)重量较重的重力球724(例如可以采用滚珠轴承之类的重力球)，因为重量最大下沉到单元格底部。重力球能够使单元格不易受外面液体影响而产生晃动。

2)重量较小的浮力球723(例如可以采用渔网上用的浮力球、空心球)，因为重量最小上浮到单元格顶部，并使水平填充层上表面平整。多个单元格中浮力球能够提供更好的支撑力。

实施例4

在实施例3上，在多单元腔内72充有液体，在环绕腔71内充有大部分的液体和小部分的气体并且液体的液面高于顶面721。填充有气体是为了使得表面有受挤压而有变形缓冲的作用。当整个装置卷起时，多余的液体会集聚到有高柔性的顶部连接段715处。并且通过水压力原理，能确保内部液面高度顶部始终有液体，有助于浮力球提供向上的支撑力。

实施例5

在实施例1-4的基础上增加越触控按压，越能增强吸附到被铺展表面的吸附层结构。

如图7所示，吸附层8主要由层表面间隔交替连接布置的空单元81和吸盘单元82，即相邻两个空单元81之间有吸盘单元82，相邻两个吸盘单元82之间有空单元81，空单元81和吸盘单元82均为充有气体的空腔结构，一个空单元81和一个吸盘单元82形成一组吸附结构：

吸盘单元82底部具有内凹部83，传力杆86一端固定连接到内凹部83顶端，传力杆86另一端穿过空单元81和吸盘单元82之间的间壁伸入到空单元81，传力杆86跨越两个单元，空单元81内置有压力球85，重球直径略小于空单元宽度，重球顶部有空隙、能自由滚动。压力球85置于传力杆86另一端上的空单元81内部空间，空单元81和吸盘单元82之间的间壁底部为较短的硬质材料制成的微支撑柱84，传力杆86中部连接在微支撑柱84顶端，形成以微支撑柱84顶端为杠杆的支点、传力杆86为杠杆的结构。

通过压力球85的下落使得内凹部83的内凹空间扩大形成局部低压，局部低压小于外界大气压进而产生吸附力，从而实现吸附层8上受重力和触控按压的情况下吸附层8底面吸附在被铺展表面9。

吸附层8的两种情况：

1)整个柔性装置铺展时，压力球85向下滚动，传力杆86被压力球85下压的端部受压力，由于杠杆作用，传力杆86连接内凹部83的端部向上提起，拉动内凹部83顶端向上移动，使得内凹部83内凹空间扩大，内凹空间的气体在没有外界气体流通的情况下会气压变小，形成局部低压，由于外界气压大于内凹部83内凹空间的气压，因此会将空单元81和吸盘单元82吸附在被铺展表面9上。并且会因为压力球85向下压的幅度更大使得局部低压的气压更低，实现更大吸附力。因此触控时按压触控表面，能够实现越按压，吸附力会越强，从而增强了吸附到被铺展表面的吸附力。

2)整个柔性装置卷起时，压力球85滚向空单元的顶部空隙，传力杆86不受压力作用，内凹部83顶端向下移动到正常高度，使得内凹部83内凹空间缩小回复到正常大小，不会形成局部低压，产生小吸附力或者不产生吸附力，因此能够实现脱离。

与常规的凹凸、条纹/纹路等方式的吸附结构相比，本发明的吸附层设计能够实现更有效快速地铺展、吸牢到被铺展表面9，并且能在收纳时快速脱离被铺展表面9。

实施例6

在实施例5基础上，在优选的具体实施中，空单元81或者吸盘单元82的侧面可以开有与外界大气相通的通孔。