高精度多点触控显示单元的制作方法

本发明涉及一种高精度多点触控显示单元，属于现代教育装备和触控技术领域。

背景技术：

随着科技的日新月异，触控技术已常见于生活中，例如提款机、电子售票机、信息查询系统或门禁识别系统等，乃至于可携式电子装置如智能型手机、平板计算机或笔记本电脑，因此，触控面板已经受到广泛的应用。触控面板通常要搭配显示装置使用，用于提供视频信息，而最常用的就是液晶显示屏，因此，如何保证面板与液晶显示屏之间的安装精度和相互之间连接的稳定性，成为需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高精度多点触控显示单元，该高精度多点触控显示单元减薄了厚度，用户体验更好，且胶膜层还具有缓冲功能，加强了触控单元的抗冲击能力，增加其结构稳定性和使用寿命。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高精度多点触控显示单元，包括面板层、触控感应层和液晶面板层，所述触控感应层与面板层的表面接触连接，所述液晶面板层位于触控感应层相背于面板层的一侧，所述液晶面板层与触控感应层通过透明胶膜层粘接连接；

所述触控感应层包括基膜和位于基膜上的若干根驱动金属线、感应金属线，所述若干根驱动金属线平行设置，所述若干根感应金属线平行设置，所述驱动金属线与感应金属线交叉设置，所述驱动金属线和感应金属线的末端均与一控制器连接，所述控制器包括：

电源模块，用于给负载提供电能；

激励电路，用于产生激励信号；

第一通道阵列切换开关，用于接收激励电路的激励信号，并根据时钟信号将激励信号进行分时切割，再根据激励扫描规则将分割后的激励信号依次施加至触控膜的驱动金属线上，所述激励扫描规则为驱动金属线的位置和施加时间对应关系；

第二通道阵列切换开关，按照感应扫描规则依次读取来自触控膜的感应金属线上的感应信号，并将读取到的感应信号输出，所述感应扫描规则为感应金属线的位置和读取时间对应关系；

信号调理电路，用于接收来自第二通道整列切换开关的感应信号，并根据噪音参数的设置，对其进行过滤处理，再将过滤后的含有触发信息的有效模拟信号进行放大处理；

时钟同步电路，接收来自激励端时钟信号和感应端时钟信号，并获得对齐的时钟信息；

ad采样电路，基于对齐的时钟信息，采集来自信号调理电路的放大后有效模拟信号，并将有效模拟信号转换为数据分析与处理模块可处理的含有触发信息的有效数字信号；

数据分析与处理模块，根据激励扫描规则、感应扫描规则和来自ad采样电路的有效数字信号，提取出触控信息并结合位置和时间，从而获得触控操作在触控膜上的位置信息。

上述技术方案中进一步改进的方案如下：

1.上述方案中，所述触控感应层与面板层的表面粘接连接、湿贴连接或者干贴连接。

2.上述方案中，所述触控感应层的面积小于面板层的面积，且触控感应层位于面板层表面的中间区域。

3.上述方案中，所述面板层为透明玻璃层、透明亚克力板层、聚甲基丙烯酸甲酯层或者聚碳酸酯层。

4.上述方案中，所述面板层为书写面板层，此书写面板层的一侧表面为光滑表面，另一侧表面为可书写的粗糙表面，所述触控感应层与面板层的光滑表面接触连接。

5.上述方案中，所述电源模块包括至少两个dc/dc隔离电源模块。

6.上述方案中，所述电源模块通过一usb隔离电路与cpu连接。

7.上述方案中，所述激励电路为rc正弦波振荡电路。

8.上述方案中，所述驱动金属线与感应金属线垂直交叉设置。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明高精度多点触控显示单元，其液晶面板层位于触控感应层相背于面板层的一侧，所述液晶面板层与触控感应层通过透明胶膜层粘接连接，将液晶面板和触控感应层用oca胶或透明热熔封装胶膜贴合在一起，整个结构没有空气层，成为真正意义的全贴合，整个结构的外观看起来是一个整体黑色，不存在现结构中的边缘黑框和中间显示区域黑屏时有色差的状况，开机显示更清晰，用户体验好；且将液晶面板直接与触控感应层粘接形成一体式结构，后期与显示器组装时，只需要在液晶面板后方安装液晶显示器的背光模组和外壳即可，可以完全保证液晶面板与触控感应层之间的组装精度，而不受后期显示器组装时的影响，保证后期成本的触控精度，且安装方便，大大提高了生产效率；另外，直接用液晶面板作为后方的封装板，用胶层起到触控感应层与液晶面板直接的隔离作用，减薄了触控单元的厚度，用户体验更好；且胶膜层还具有缓冲功能，加强了触控单元的抗冲击能力，增加其结构稳定性和使用寿命。

2.本发明高精度多点触控显示单元，其控制器的第一通道阵列切换开关，用于接收激励电路的激励信号，并根据时钟信号将激励信号进行分时切割，再根据激励扫描规则将分割后的激励信号依次施加至触控膜的驱动金属线上，所述激励扫描规则为驱动金属线的位置和施加时间对应关系，第二通道阵列切换开关，按照感应扫描规则依次读取来自触控膜的感应金属线上的感应信号，并将读取到的感应信号输出，所述感应扫描规则为感应金属线的位置和读取时间对应关系，采用阵列切换开关轮流选通发送通道和接收通道，比较与传统的处理器芯片通道直连的方式，很好的提高了通道资源的利用率，降低了芯片物料成本，克服了原有控制器无法适应多通道口需求的问题，且所采用的模拟开关阵列为超低导通电阻和超低电容，使得激励信号经由模拟开关电路后可几乎无损，同时保证了各通道信号的幅度和相位的一致性好；另外，其控制器的信号调理电路，用于接收来自第二通道整列切换开关的感应信号，并根据噪音参数的设置，对其进行过滤处理，再将过滤后的含有触发信息的有效模拟信号进行放大处理，调理电路前段是一个带通滤波器，可以使有用信号频率段的信号通过，而滤除高频和低频的干扰信号，中段是一个放大器，将接收到微弱的信号进行放大，后端是一个交直流转换电路，将放大后的信号转换成直流电压信号送到ad转换电路，调理电路的设置，可以滤除干扰信号并放大有用信号，保证了对信号处理的精度。

3.本发明高精度多点触控显示单元，其控制器的时钟同步电路，接收来自激励端时钟信号和感应端时钟信号，并获得对齐的时钟信息，ad采样电路，基于对齐的时钟信息，采集来自信号调理电路的放大后有效模拟信号，并将有效模拟信号转换为数据分析与处理模块可处理的含有触发信息的有效数字信号，通过时钟同步电路获得对齐的时钟信息，并控制ad采样电路对感应信号进行采样，保证ad采样电路在波形畸变最少的时刻恢复出正确的数据，减少出错概率，确保精准度；另外，其电源模块包括至少两个dc/dc隔离电源模块，电源模块通过一usb隔离电路与cpu连接，使得电源模块输入回路与输出回路之间没有直接的电气连接，输入和输出之间是绝缘的高阻态，没有电流回路，可以在供电上很好的消除干扰。

附图说明

附图1为本发明高精度多点触控显示单元结构剖视图；

附图2为本发明高精度多点触控显示单元结构分解示意图；

附图3为本发明高精度多点触控显示单元中控制器的电气原理图。

以上附图中：1、面板层；2、触控感应层；1a、驱动金属线；2a、感应金属线；3a、电源模块；4a、激励电路；5a、第一通道阵列切换开关；6a、第二通道整列切换开关；7a、信号调理电路；8a、ad采样电路；9a、数据分析与处理模块；10a、时钟同步电；3、透明胶膜层；5、液晶面板层。

具体实施方式

实施例1：一种高精度多点触控显示单元，包括面板层1、触控感应层2和液晶面板层5，所述触控感应层2与面板层1的表面接触连接，所述液晶面板层5位于触控感应层2相背于面板层1的一侧，所述液晶面板层5与触控感应层2通过透明胶膜层3粘接连接；

所述触控感应层2包括基膜和位于基膜上的若干根驱动金属线1a、感应金属线2a，所述若干根驱动金属线1a平行设置，所述若干根感应金属线2a平行设置，所述驱动金属线1a与感应金属线2a交叉设置，所述驱动金属线1a和感应金属线2a的末端均与一控制器连接，所述控制器包括：

电源模块3a，用于给负载提供电能；

激励电路4a，用于产生激励信号；

第一通道阵列切换开关5a，用于接收激励电路4a的激励信号，并根据时钟信号将激励信号进行分时切割，再根据激励扫描规则将分割后的激励信号依次施加至触控膜的驱动金属线1a上，所述激励扫描规则为驱动金属线1a的位置和施加时间对应关系；

第二通道阵列切换开关6a，按照感应扫描规则依次读取来自触控膜的感应金属线2a上的感应信号，并将读取到的感应信号输出，所述感应扫描规则为感应金属线2a的位置和读取时间对应关系；

信号调理电路7a，用于接收来自第二通道整列切换开关6a的感应信号，并根据噪音参数的设置，对其进行过滤处理，再将过滤后的含有触发信息的有效模拟信号进行放大处理；

时钟同步电路10a，接收来自激励端时钟信号和感应端时钟信号，并获得对齐的时钟信息；

ad采样电路8a，基于对齐的时钟信息，采集来自信号调理电路7a的放大后有效模拟信号，并将有效模拟信号转换为数据分析与处理模块9a可处理的含有触发信息的有效数字信号；

数据分析与处理模块9a，根据激励扫描规则、感应扫描规则和来自ad采样电路8a的有效数字信号，提取出触控信息并结合位置和时间，从而获得触控操作在触控膜上的位置信息。

上述触控感应层2与面板层1的表面粘接连接；上述触控感应层2的面积小于面板层1的面积，且触控感应层2位于面板层1表面的中间区域；上述面板层1为透明亚克力板层；上述电源模块3a包括至少两个dc/dc隔离电源模块；上述电源模块3a通过一usb隔离电路与cpu连接。

实施例2：一种高精度多点触控显示单元，包括面板层1、触控感应层2和液晶面板层5，所述触控感应层2与面板层1的表面接触连接，所述液晶面板层5位于触控感应层2相背于面板层1的一侧，所述液晶面板层5与触控感应层2通过透明胶膜层3粘接连接；

所述触控感应层2包括基膜和位于基膜上的若干根驱动金属线1a、感应金属线2a，所述若干根驱动金属线1a平行设置，所述若干根感应金属线2a平行设置，所述驱动金属线1a与感应金属线2a交叉设置，所述驱动金属线1a和感应金属线2a的末端均与一控制器连接，所述控制器包括：

电源模块3a，用于给负载提供电能；

激励电路4a，用于产生激励信号；

第一通道阵列切换开关5a，用于接收激励电路4a的激励信号，并根据时钟信号将激励信号进行分时切割，再根据激励扫描规则将分割后的激励信号依次施加至触控膜的驱动金属线1a上，所述激励扫描规则为驱动金属线1a的位置和施加时间对应关系；

第二通道阵列切换开关6a，按照感应扫描规则依次读取来自触控膜的感应金属线2a上的感应信号，并将读取到的感应信号输出，所述感应扫描规则为感应金属线2a的位置和读取时间对应关系；

信号调理电路7a，用于接收来自第二通道整列切换开关6a的感应信号，并根据噪音参数的设置，对其进行过滤处理，再将过滤后的含有触发信息的有效模拟信号进行放大处理；

时钟同步电路10a，接收来自激励端时钟信号和感应端时钟信号，并获得对齐的时钟信息；

ad采样电路8a，基于对齐的时钟信息，采集来自信号调理电路7a的放大后有效模拟信号，并将有效模拟信号转换为数据分析与处理模块9a可处理的含有触发信息的有效数字信号；

数据分析与处理模块9a，根据激励扫描规则、感应扫描规则和来自ad采样电路8a的有效数字信号，提取出触控信息并结合位置和时间，从而获得触控操作在触控膜上的位置信息。

上述触控感应层2与面板层1的表面干贴连接；上述面板层1为透明玻璃层；上述面板层1为书写面板层，此书写面板层的一侧表面为光滑表面，另一侧表面为可书写的粗糙表面，上述触控感应层2与面板层1的光滑表面接触连接；上述激励电路4a为rc正弦波振荡电路；上述驱动金属线1a与感应金属线2a垂直交叉设置。

采用上述高精度多点触控显示单元时，其将液晶面板和触控感应层用oca胶或透明热熔封装胶膜贴合在一起，整个结构没有空气层，成为真正意义的全贴合，整个结构的外观看起来是一个整体黑色，不存在现结构中的边缘黑框和中间显示区域黑屏时有色差的状况，开机显示更清晰，用户体验好；且将液晶面板直接与触控感应层粘接形成一体式结构，后期与显示器组装时，只需要在液晶面板后方安装液晶显示器的背光模组和外壳即可，可以完全保证液晶面板与触控感应层之间的组装精度，而不受后期显示器组装时的影响，保证后期成本的触控精度，且安装方便，大大提高了生产效率；

另外，直接用液晶面板作为后方的封装板，用胶层起到触控感应层与液晶面板直接的隔离作用，减薄了触控单元的厚度，用户体验更好；且胶膜层还具有缓冲功能，加强了触控单元的抗冲击能力，增加其结构稳定性和使用寿命；

另外，其控制器采用阵列切换开关轮流选通发送通道和接收通道，比较与传统的处理器芯片通道直连的方式，很好的提高了通道资源的利用率，降低了芯片物料成本，克服了原有控制器无法适应多通道口需求的问题，且所采用的模拟开关阵列为超低导通电阻和超低电容，使得激励信号经由模拟开关电路后可几乎无损，同时保证了各通道信号的幅度和相位的一致性好；

另外，控制器的调理电路前段是一个带通滤波器，可以使有用信号频率段的信号通过，而滤除高频和低频的干扰信号，中段是一个放大器，将接收到微弱的信号进行放大，后端是一个交直流转换电路，将放大后的信号转换成直流电压信号送到ad转换电路，调理电路的设置，可以滤除干扰信号并放大有用信号，保证了对信号处理的精度；

另外，控制器通过时钟同步电路获得对齐的时钟信息，并控制ad采样电路对感应信号进行采样，保证ad采样电路在波形畸变最少的时刻恢复出正确的数据，减少出错概率，确保精准度；另外，其控制器的电源模块输入回路与输出回路之间没有直接的电气连接，输入和输出之间是绝缘的高阻态，没有电流回路，可以在供电上很好的消除干扰。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。