一种具有压力侦测的触控总成的制作方法_3

文档序号:10441267阅读:来源:国知局
择电路184以及脉冲重整电路185为压力传感器16提供压力扫描脉冲以控制侦测压力侦测电极161所受到的按压力值之时序。驱动器181通过选择电路184直接为触控传感器17提供触控扫描脉冲以控制侦测触控点位置之时序。压力传感器16侦测到压力信号后将该电信号传输至压力信号处理器19,所述压力信号处理器19对该压力信号进行处理后再将其传输给三维控制器18中的压力信号接收模组183。触控传感器17侦测到触控信号后将该信号传递给触控信号接收模组182。集成处理器186对触控信号接收模组182与压力信号接收模组183的电信号进行运算等处理。
[0051]选择电路184从驱动器181中选择部分驱动信号(第一组时序)作为触控扫描脉冲传输至触控传感器17,选择电路184从驱动器181中选择另部分驱动信号(第二组时序)传输至脉冲重整电路185并通过脉冲重整电路185进行信号处理后输出压力扫描脉冲至压力传感器16。
[0052]选择电路184从驱动信号中选择部分驱动信号输出,而脉冲重整电路185可以对驱动器18和/或选择电路184中输出信号进行位移,脉宽缩窄,分频等处理。请参阅图4B,作为一种变形,驱动器181直接为触控传感器17提供触控扫描脉冲,驱动信号经选择电路184与脉冲重整电路185后为压力传感器16提供压力扫描脉冲。实际上驱动脉冲处理器187也可以仅设置脉冲重整电路185/或选择电路184,通过选择电路184或脉冲重整电路185完成驱动信号的处理。压力信号处理器19可以与三维控制器18分开设置,优选设置在同一芯片上。
[0053]请参阅图5,驱动器18提供驱动信号,所述驱动信号经过选择电路184与脉冲重整电路185对其输出其驱动信号进行处理以形成如图5中所示的触控扫描脉冲与压力扫描脉冲时序图(本实用新型所有时序图中仅以特定的几组时序图来表示电信号的变化趋势,其实际的时序图数量匹配于第一方向触控驱动电极171、第二方向触控接收电极172以及压力侦测电极161),Vt_l、Vt_2及Vt_3代表三条不同的第一方向触控驱动电极171的触控扫描脉冲更新时序,触控电极根据触控扫描脉冲时序侦测手指或触控笔等的触控点位置;Vf_l、Vf_2及Vf_3代表三条不同的压力侦测电极的压力扫描脉冲更新时序,压力侦测电极161根据压力扫描脉冲时序侦测触控点处所受到的按压力的大小。所述触控扫描脉冲与压力扫描脉冲之间相互错开,无时间间隙地相互交替,该两者分时序进行而可以避免相互之间的电性干扰。
[0054]请参阅图6,压力信号处理器19包括一电桥191与一多路复用器192,多路复用器192包括第一多路复用器MUXl,第二多路复用器MUX2,电桥191 (电阻RFO、电阻RCO以及电阻Ra与Rb构成了惠斯通电桥)包括至少一电阻Ra,至少一电阻Rb与一运算放大电路(未标号),第一多路复用器MUXl与第二多路复用器MUX2的输出端作为运算放大电路的输入信号UO分别电性连接于运算放大电路的同相输入端以及反向输入端,运算放大电路的输出端连接有滤波电路193以及ADC电路194,这样运算放大电路所输出的电信号可以通过滤波电路193进行去噪处理后再传递至ADC电路194进行模数转换。第一多路复用器MUXl的输出端连接在电阻Ra的一端,电阻Ra的另一端电性连接于激励源的正极端VEX+ ;第二多路复用器MUX2的输出端连接在电阻Rb的一端,电阻Rb的另一端电性连接于激励源的正极端VEX+。于相关实施例中,激励源的建置采用单电源或双电源供电方式但并非限定,而激励讯号可以采用方波、正弦波或定电压讯号等合适的给定讯号,讯号型态亦并不加以限定;优选地,激励源较佳可以采用本文每一实施例所揭示具方波型态扫描脉冲式的压力扫描脉冲作为激励源提供的信号,对压力传感器16进行激励并侦测变化。
[0055]第一多路复用器MUXl的输入端连接的是压力传感器16的第一组多个压力侦测电极161,所述第一组多个压力侦测电极161对应的内阻为RFO,RF1,RF2……RFn,在用户触摸上基板11产生一定的压力时,位于上基板11之下的第一组多个压力侦测电极161所对应的内阻RFO,RFl,RF2……RFn阻值会发生变化。第一多路复用器MUXl可以选择RFO,RFl,RF2……RFn的其中一个电阻作为其输入。
[0056]第二多路复用器MUX2的输入端连接的是压力传感器16的第二组多个压力侦测电极161,所述第二组多个压力侦测电极161内阻为RCO,RCl,RC2……RCn,其与RFO,RFl,RF2……RFn——匹配相邻设置,举例来说RCO设置在RFO的附近,RCl设置在RFl的附近,
如此类推。电阻RCO,RCl, RC2......RCn分别作为RFO,RFl, RF2......RFn的参考电阻而设置,第二多路复用器MUX2可以选择RC0,RC1,RC2……RCn的其中一个电阻作为其输入。在
RFO, RFl, RF2......RFn所对应的压力侦测电极161受到按压力时,RCO, RCl, RC2......RCn作为RFO,RFl, RF2……RFn的参考电阻;反之RCO,RCl, RC2……RCn所对应的压力侦测电极
161受到按压力时,RFO, RFl, RF2......RFn为RCO, RCl, RC2......RCn的参考电阻且它们一端连激励源的正极端VEX-。
[0057]请参阅图7,以第一多路复用器MUXl选择RFO与第二多路复用器MUX2选择RCO为例来对压力传感器16的工作原理进行说明。所述电阻RF0、电阻RCO以及电阻Ra与Rb构成了惠斯通电桥,在无按压力作用时,惠斯通电桥处于平衡状态。激励源为电桥191提供稳压电源,所述稳压电源在接入时不考虑其正负极极性,本实施例中优选直流稳压电源。当用户在上基板11操作时,其对上基板11有一个按压力,所述压力侦测电极161中对应RF0,RFl, RF2……RFn —个或多个阻值改变,这样,惠斯通电桥平衡被打破而导致输出电信号UO必定发生变化,不同阻值的改变对应着不同的压力值,故,通过对惠斯通电桥的输出信号UO进行计算及处理即可以得出相应的压力值。实际上,我们也可以根据需要设置共享的固定电阻来代替 RCO,RC1,RC2......RCn。
[0058]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10具有如下优占.V.
[0059]1.该具有压力侦测的触控总成10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17与压力传感器16的通过同一驱动器181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10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10的厚度与重量。触控传感器17与压力传感器16的导电线结构上靠近,如果采用不同的驱动器181分别对触控传感器17与压力传感器16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个问题。
[0060]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检测的,而当触控电极与压力侦测电极161设置在同一基材层14上时,元器件和导电线等之间的排布非常密切,讯号之间的相互非常严重而导致触控点侦测位置不精准。本实用新型中巧妙的通过选择电路184和/或脉冲重整电路185将驱动器181所输出的驱动信号进行处理以达到同一驱动器181能够为触控传感器17与压力传感器16提供相应的扫描脉冲,且驱动信号经过选择电路184和/或脉冲重整电路185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10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10的触控稳定性得到大幅的提升。
[0061]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19中采用电桥191与多路复用器192结合,通过多路复用器192选择不同的压力侦测电极161,但不同压力侦测电极161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161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161所对应的内阻RF0,RF1,RF2……RFn——对应设置有RC0,RC1,RC2......RCn作为参考电阻,该参考电阻设置在RF0,RF1,RF2......RFn附近,这样,它们之间的受到温度影响一致,受到的其他噪声也近似,这样有利
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