一种具有压力侦测的触控总成的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及触控领域，尤其涉及一种具有压力侦测的触控总成。
【【背景技术】】
[0002]随着科技的发展，触控总成(touch Screen assembly)已广泛应用于各种消费电子设备，例如:智能型手机、平板计算机、相机、电子书、MP3播放器等携带式电子产品，或是应用于操作控制设备的显示屏幕。
[0003]现有的电子设备大都采用电容式触控总成，电容式触控总成是利用人体的电流感应进行工作的。以触控面所在表面建立二维坐标系(X，Y)，一般的电容式触控总成在该平面内设置有X方向及Y方向的触控电极，当手指触摸在触控电极所对应的触控表面上时，由于人体电场，手指改变了触控点处的电信号。电子设备内部通过对触控点处电信号改变的精确计算，得出触摸点在X方向以及Y方向上的坐标位置，即确定触控点的二维位置进而控制电子设备的显示、跳转等操作。
[0004]为了进一步丰富触控总成的功能，目前已有部分触控总成会加装压力传感器，所述压力传感器包括多个压力侦测电极，位于触控点处的压力侦测电极感应来自垂直于触控面(相当于Z轴方向)的按压力会产生一定的形变从而引起压力侦测电极之电信号发生变化，对该电性号的侦测可以确定压力侦测电极所受到的压力。通过压力值的侦测可设计出匹配于不同压力值下的设备功能，譬如不同力度下同一触控点可匹配多种功能。即我们可以从触控点(X，Y)和压力(Z)所界定的三维角度去丰富设计。然而，在电子设备日趋轻薄化低价化的今天，压力传感器的加载使得设备厚度增加，成本大幅提升，设置有压力传感器的触控电子设备需要有设置触控信号驱动器，压力信号驱动器，触控信号处理器，压力信号处理器，这样，硬件设计非常复杂，降低了电子设备的整体集成度。
【【实用新型内容】】
[0005]为克服目前带压力传感器的电子设备所存在的硬件设计复杂的问题，本实用新型提供一种硬件设计简单，集成度高的具有压力侦测的触控总成。
[0006]本实用新型提供了一种解决上述技术问题的技术方案:一种具有压力侦测的触控总成，包括一三维传感器，多条触控电极及至少一压力侦测电极，所述多条触控电极至少包括多条第一方向触控驱动电极；以及一三维控制器，所述三维控制器包括一驱动器与一驱动脉冲处理器，所述驱动器通过驱动脉冲处理器为所述至少一压力侦测电极提供压力扫描脉冲，所述驱动器通过驱动脉冲处理器直接或间接为所述多条第一方向触控驱动电极提供触控扫描脉冲。
[0007]优选地，所述驱动脉冲处理器包括一选择电路和/或一脉冲重整电路，其中所述驱动器，所述选择电路以及所述脉冲重整电路以及所述至少一压力侦测电极依次电连接。
[0008]优选地，所述三维控制器进一步包括一触控信号接收模组，一压力信号接收模组以及一集成处理器，且所述多条触控电极进一步包括多条第二方向触控接收电极，所述多条第二方向触控接收电极电连接于所述触控信号接收模组，所述压力侦测电极电连接于所述压力信号接收模组，所述触控信号接收模组与所述压力信号接收模组电连接于所述集成处理器。
[0009]优选地，所述至少一压力侦测电极为多条压力侦测电极，多条压力侦测电极各自对应内阻为RFO，RF1，RF2……RFn，在所述的多条压力侦测电极附近设置有与其——匹配的电阻 RCO，RC1，RC2......RCn, RFO, RFl, RF2......RFn 与 RCO，RC1，RC2......RCn 互为参考电阻，
所述具有压力侦测的触控总成进一步包括一压力信号处理器，该压力信号处理器包括一电阻Ra，一电阻Rb，多路复用器MUXl与多路复用器MUX2，RFO, RFl, RF2……RFn接入所述多路复用器MUXl的输入端，RCO, RCl，RC2……RCn接入所述多路复用器MUX2的输入端，所述多路复用器MUXl与MUX2分别选择相匹配的电阻RFn和RCn输出并与电阻Ra和Rb构成惠斯通电桥，所述RFO，RFl, RF2……RFn阻值变化量与其所受到的按压力值相关联。
[0010]优选地，所述多条触控电极与所述至少一压力侦测电极设置在同一平面内，所述多条触控电极进一步包括多条相互平行的第二方向触控接收电极，所述多条第一方向触控驱动电极与所述多条相互平行的第二方向触控接收电极之间呈一定夹角，在所述多条第一方向触控驱动电极之间设置有非触控区，所述至少一压力侦测电极设置在该非触控区内，所述至少一压力侦测电极，所述多条第一方向触控驱动电极与所述多条相互平行的第二方向触控接收电极之间有交叠区域，在所述交叠区域内设置有位于所述多条第一方向触控驱动电极与所述多条相互平行的第二方向触控接收电极之间的绝缘块。
[0011]优选地，所述多条触控电极与所述至少一压力侦测电极设置在同一平面内，所述多条触控电极进一步包括多条第二方向触控接收电极，所述多条第一方向触控驱动电极与所述多条第二方向触控接收电极之间无交叠区域，所述多条第一方向触控驱动电极之间，或多条第二方向触控接收电极之间，或多条第一方向触控驱动电极与多条第二方向触控接收电极之间设置有非触控区，所述至少一压力侦测电极设置在所述非触控区内。
[0012]优选地，所述多条触控电极进一步包括多条第二方向触控接收电极，所述多条第一方向触控驱动电极与所述多条第二方向触控接收电极位于不同的基材层上或设置在同一基材层的不同平面内，在所述多条第一方向触控驱动电极之间有非触控区，所述至少一压力侦测电极设置在所述非触控区内。
[0013]优选地，所述至少一压力侦测电极为多条压力侦测电极，所述具有压力侦测的触控总成包括至少一第一压力层与一第二压力层，所述第一压力层及所述第二压力层上设置有所述至少一压力侦测电极，至少有第一压力层与触控电极位于同一平面。
[0014]优选地，所述至少一压力侦测电极为多条压力侦测电极，所述具有压力侦测的触控总成进一步包括一压力信号处理器，所述压力信号处理器包括由二相邻的压力侦测电极与电阻Ra及电阻Rb构成的一惠斯通电桥及一运算放大电路，所述二相邻的压力侦测电极之一作为另一压力侦测电极的参考，所述二相邻压力侦测电极中的一压力侦测电极因噪声效应引起的噪声电阻变化信号在运算放大电路的反向输入端经反向后与运算放大电路的同向输入端连接的所述另一压力侦测电极因噪声效应引起的噪声电阻变化信号相抵消。
[0015]优选地，所述三维控制器集成在一芯片上。
[0016]与现有技术相比，本实用新型所提供的具有压力侦测的触控总成具有如下优点:
[0017]1.该具有压力侦测的触控总成不仅能够侦测触控点位置，而且能够侦测到触控点的压力值。触控传感器与压力传感器的通过同一驱动器来驱动，其节约了硬件成本，简化了电路设计，提升了具有压力侦测的触控总成的集成度，且从一定程度上降低了具有压力侦测的触控总成的厚度与重量。触控传感器与压力传感器的导电线结构上靠近，相较于现有技术采用不同的驱动器分别对触控传感器与压力传感器进行驱动，其设计空间相比较小，元器件的排布密切不利于散热，本实用新型则很好地解决了这些问题。
[0018]2.由于电容式触控总成采用的是人体感应电流的原理进行触控点侦测，而当触控电极与压力侦测电极设置在同一基材层上时，元器件和导电线等之间的排布非常密切，讯号之间的相互干扰非常严重而导致触控点位置侦测和/或按压力值侦测不精准。本实用新型中巧妙地通过选择电路和/或脉冲重整电路将驱动器所输出的驱动信号进行处理以达到同一驱动器能够为触控传感器与压力传感器提供相应的扫描脉冲，且驱动信号经过选择电路和/或脉冲重整电路进行位移，脉宽缩窄以及分频等处理后所提供的压力扫描脉冲与触控扫描脉冲之间可以分时序或同时序进行，同时序时，压力扫描脉冲与触控扫描脉冲同时进行，但它们之间的电位切换点相互错位，这样使得具有压力侦测的触控总成反应速度快，讯号之间的干扰降低，触控稳定性较好。在分时序时，压力扫描脉冲与触控扫描脉冲分时段进行，故，电讯号之间的干扰也同样降低，具有压力侦测的触控总成的触控稳定性得到大幅的提升。
[0019]3.本实用新型中采用惠斯通电桥对按压力值进行检测，其电路结构简单，控制精度高。最重要的所述压力信号处理器中采用电桥与多路复用器结合，通过多路复用器选择不同的压力侦测电极，但不同压力侦测电极在侦测压力信号时所构成的惠斯通电桥中，电阻Ra与Rb为共享电阻，这样设计可以大大地降低惠斯通电桥中的电阻数量，且不同压力侦测电极在进行压力侦测时，由于其部分硬件共享，故相互之间的误差率降低。更进一步，所述压力侦测电极所对应的内阻RFO，RFl，RF2......RFn——对应设置有RCO，RCl，RC2......RCn
作为参考电阻，该参考电阻设置在RFO，RF1，RF2…