触摸定位装置制造方法
【专利摘要】本发明提供一种触摸定位装置，包括：第一导电薄膜，其上设置有第一信号引出线；第二导电薄膜，其上设置有第二信号引出线；第三导电薄膜，以及穿过第二导电薄膜而设置在第一导电薄膜和第三导电薄膜之间的多个传感器，多个传感器的接地极安装在第三导电薄膜上；多个传感器的信号引出电极安装在第一导电薄膜上；一部分传感器的信号引出电极与第一信号引出线电连接，另一部分传感器的信号引出电极与第二信号引出线电连接，由第一信号引出线和第二信号引出线引出的传感器信号用于确定触摸位置。本发明提供的触摸定位装置有效提高触控定位精度和触控压力的响应灵敏度。
【专利说明】触摸定位装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及触控技术，尤其涉及一种高精度的触摸定位装置
【背景技术】
[0002]随着电子信息设备的快速发展，人们与电子信息设备的交互方式不再局限于按键操作方式，而是越来越多的采用触控操作方式。在触控操作方式中，触控屏成为人们与电子信息设备进行交互的平台。利用触控屏，人们只要通过手指或触控笔轻轻地触碰屏幕上的图符或文字就能实现对主机的操作，从而使人机交互更为直截了当，大大方便了那些不懂电脑操作的用户。
[0003]目前，一种可安装在显示屏背面(显示面的相反面)上的触摸定位装置逐步走入人们的视野，其优点是对显示屏透光率没有影响。该触摸定位装置包括若干个触控传感器和双层导电介质。触控传感器安装在双层导电介质之间，导电介质连接触控传感器的两个电极，从而实现信号的传送。现有技术中，导电介质常采用在PET基材上蚀刻铝线的方法制作，简称铝蚀刻导电薄膜。这种铝蚀刻导电薄膜的导电线路线宽最小为0.3mm,间距0.2mm。由于导电线路线宽和线间距受限，如果安装过多的触控传感器，则会有一部分触控传感器没有相应的信号引出线将触控传感器的信号引出，使得这部分触控传感器没有作用，即，限制了触控区域内触控传感器的数量，从而限制了触摸定位精度的提高。
【发明内容】
[0004]鉴于以上问题，本发明提供一种触摸定位装置，其可安装较多的触控传感器，具有较高的定位精度。
[0005]本发明提供一种触摸定位装置，用于确定使用者的触摸位置，其包括:第一导电薄膜(101)，其上设置有第一信号引出线(2a03、3a03);第二导电薄膜(102)，其上设置有第二信号引出线(2b03、3b03);第三导电薄膜(103)，以及穿过所述第二导电薄膜(102)而设置在所述第一导电薄膜(101)和第三导电薄膜(103)之间的多个传感器(104)，所述多个传感器(104)的接地极安装在所述第三导电薄膜(103)上；所述多个传感器(104)的信号引出电极安装在所述第一导电薄膜(101)上；一部分所述传感器(104)的信号引出电极与所述第一信号引出线(2a03、3a03)电连接，另一部分所述传感器(104)的信号引出电极与所述第二信号引出线(2b03、3b03)电连接，由所述第一信号引出线(2a03、3a03)和第二信号引出线(2b03、3b03)引出的传感器信号用于确定触摸位置。
[0006]本发明提供的触摸定位装置设置有三层导电薄膜，并且一部分传感器的信号从第一导电薄膜引出，另一部分传感器的信号从第二导电薄膜引出，因此与仅设置两层导电薄膜，所有传感器的信号均从一个导电薄膜引出的触摸定位装置相比，在相同大小区域内可安装更多的传感器，提高了传感器的密度，从而有效提高触控定位精度和触控压力的响应灵敏度。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为本发明一实施方式提供的触控设备的结构示意图；
[0008]图1a为图1所示的触控设备的触摸定位装置的结构示意图；
[0009]图1b为图1a所示触摸定位装置的导电薄膜的结构示意图；
[0010]图1c为图1a所示触摸定位装置传感器的结构示意图；
[0011]图2a为本发明一实施方式提供的第一导电薄膜的结构示意图；
[0012]图2b为本发明一实施方式提供的第二导电薄膜的结构示意图；
[0013]图2c为本发明一实施方式提供的第三导电薄膜的结构示意图；
[0014]图3a为本发明另一实施方式提供的第一导电薄膜的结构示意图；
[0015]图3b为本发明另一实施方式提供的第二导电薄膜的结构示意图；
[0016]图3c为本发明另一实施方式提供的第三导电薄膜的结构示意图；
[0017]图4a为本发明又一实施方式提供的第一导电薄膜的结构示意图；
[0018]图4b为本发明又一实施方式提供的第二导电薄膜的结构示意图；
[0019]图4c为本发明又一实施方式提供的第三导电薄膜的结构示意图；
[0020]图5为本发明提供的触摸定位装置使用效果说明图。
【具体实施方式】
[0021]为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和【具体实施方式】对本发明提供的触摸定位装置进行详细描述。在这些附图中，对于相同或者相当的构成要素，标注相同标号。以下仅为本发明的触摸定位装置的最佳实施方式，本发明并不仅限于第三述结构。
[0022]图1为本发明一实施方式提供的触控设备的结构示意图。如图1所示，本实施方式提供的触控设备包括触摸定位装置100、显示屏200以及控制处理单元300，触摸定位装置100设置在显示屏200下方，因此对显示屏100透光率没有影响，可使本实施方式的触控设备具有良好的显示效果。控制处理单元300根据触摸定位装置100的输出信号确定触摸位置，并根据该触摸位置控制显示屏200进行响应。
[0023]使用本实施方式的触控设备时，当手指按压显示屏后，触摸定位装置100的传感器产生电信号，当信号大于阈值时，控制处理单元300采集所有传感器的数据，并对每一路数据做累加，由定时器控制累加时间，每隔一定时间通过重心法计算一次坐标，从而确定该时间内的触摸位置。
[0024]下面结合图1a至图1c来说明本实施方式触摸定位装置的结构。
[0025]图1a为图1所示的触控设备的触摸定位装置的结构示意图。如图1a所示，触摸定位装置100包括第一导电薄膜101、第二导电薄膜102、第三导电薄膜103以及传感器104，传感器104穿过第二导电薄膜102设置在第一导电薄膜101和第三导电薄膜103之间，传感器104的两端的电极分别安装在第一导电薄膜101和第三导电薄膜103上。
[0026]图1b为图1a所示触摸定位装置的导电薄膜的结构示意图。在此以第一导电薄膜101为例来进行说明。如图1b所示，第一导电薄膜101包括导电层1010和绝缘层1011，绝缘层1011采用PET、PI材料制作，导电层1010通过在绝缘层1011上蚀刻或印刷铝线形成。第二导电薄膜102和第三导电薄膜103与第一导电薄膜结构类似，均包括导电层和绝缘层。如图1a所示，在本实施方式的触摸定位装置100中，第一导电薄膜101和第三导电薄膜103设置在外侧，并且第一导电薄膜101和第三导电薄膜103的绝缘层朝外设置，第二导电薄膜102设置在第一导电薄膜101和第三导电薄膜103之间，并且第二导电薄膜102的绝缘层朝向第一导电薄膜101的导电层设置，第二导电薄膜102的导电层朝向第三导电薄膜103的导电层设置。
[0027]图1c为图1a所示触摸定位装置传感器的结构示意图。如图1c所示，传感器104比如为压电陶瓷传感器、压电电阻/电容传感器，其有三结构，上下两端分别为信号引出电极1040和接地电极1042，中间为传感器本体1041。传感器本体1041采用诸如压电陶瓷、压敏电阻、压敏电容等换能材料。当传感器104受到压力作用时，传感器本体1041的换能材料会在压力作用下产生电信号，该电信号可经由信号引出电极1040引出。
[0028]在本实施方式的触摸定位装置100中，传感器104穿过第二导电薄膜102设置在第一导电薄膜101和第三导电薄膜103之间,传感器104的信号引出电极1040和接地电极1042分别与第一导电薄膜101和第三导电薄膜103电连接，其中一部分传感器104的信号经由第一导电薄膜101上的第一信号引出线引出，另一部分传感器104的信号经由第二导电薄膜102上的第二信号引出线引出，引出的传感器信号用于确定触摸位置。
[0029]下面结合图2a至图2c来详细说明第一导电薄膜101、第二导电薄膜102、第三导电薄膜103上的结构和排线布置以及传感器与三层导电薄膜的连接关系。
[0030]图2a为本发明一实施方式提供的第一导电薄膜的结构示意图。如图2a所示，在第一导电薄膜101的导电层上设置有导电圆盘2a02、第一信号引出线2a03、第一导电触点2a04以及第一引出排线2a05。多个导电圆盘2a02均勻分布在第一导电薄膜101的导电层上，第一信号引出线2a03、第一导电触点2a04设置在多个导电圆盘2a02的间隙位置，并且相互之间绝缘。其中一部分导电圆盘2a02与第一信号引出线2a03电连接，对于该部分导电圆盘2a02中的每一个，对应设置一个第一信号引出线2a03，第一信号引出线2a03 —端与对应的导电圆盘2a02电连接，另一端与第一引出排线2a05电连接。另一部分导电圆盘2a02 (右侧边缘和上部边缘的导电圆盘)与对应的第一导电触点2a04电连接，对于该部分导电圆盘2a04中的每一个，临近导电圆盘2a02设置一个第一导电触点2a04，并通过导电线路使二者电连接。
[0031]需要说明的是，第一信号引出线2a03、第一导电触点2a04以及第一引出排线2a05均可通过蚀刻或印刷的方式设置在第一导电薄膜101的导电层上。此外，图中所示的导电圆盘2a02、第一信号引出线2a03和第一导电触点2a04的数量仅用于进行示意说明，不代表具体的数量。实际使用时，可根据触控区域大小设置合适数量的导电圆盘2a02、第一信号引出线2a03和第一导电触点2a04。
[0032]图2b为本发明一实施方式提供的第二导电薄膜的结构示意图。如图2b所示，第二导电薄膜102上与第一导电薄膜101上的导电圆盘2a02和第一导电触点2a04相同的位置模切与导电圆盘2a02大小相同的圆孔2b02a,以及与和第一导电触点2a04大小相同的圆孔2b02b。在第二导电薄膜102的导电层上临近每个圆孔2b02b设置一个第二导电触点2b04,并且对应每个第二导电触点2b04设置一个第二信号引出线2b03，第二信号引出线2b03的一端第二导电触点2b04电连接，另一端与第二引出排线2b05电连接。
[0033]图2c为本发明一实施方式提供的第三导电薄膜的结构示意图。如图2c所示，在第三导电薄膜103的导电层上与第一导电薄膜101上的导电圆盘2a02和第一导电触点2a04相同的位置设置导电圆盘2c02和第三导电触点2c04a。导电圆盘2c02通过导电线路2c03电连接。临近第三导电触点2c04a设置一相同的与其电连接的第四导电触点2c04b，第四导电触点2c04b的位置与第二导电薄膜102上的第二导电触点2b04相对应，即将第二导电薄膜102和第三导电薄膜103叠合在一起时，第二导电触点2b04和第四导电触点2c04b会重合。在第三导电薄膜103的导电层上，还设置有第一接地触点2c04c，其与导电线路2c03电连接，同时在第二导电薄膜102的导电层上与第一接地触点2c04c相同位置设置有第二接地触点2b02b，并且对应第二接地触点2b02b设置接地导电线路2b03b，该地导电线路2b03b一端与第二接地触点2b02b电连接，另一端与第二导电引出排线2b05电连接。
[0034]当将本实施方式的第一导电薄膜101、第二导电薄膜102、第三导电薄膜103用于图1a所示的触摸定位装置100时，传感器104穿过第二导电薄膜102上对应的圆孔2b02a而设置在第一导电薄膜101和第三导电薄膜103之间，并通过焊接或粘结的方法将传感器104的信号引出电极1040安装在第一导电薄膜101的导电圆盘2a02上，将传感器104的接地极与安装在第三导电薄膜103的导电圆盘2c02上。同时设置穿过第二导电薄膜上的圆孔2b02b的金属信号线，该金属信号线两端分别固定在第一导电触点2a04和第三导电触点2c04a上，以使第一导电触点2a04和第三导电触点2c04a电连接。并且，在第二导电薄膜102和第三导电薄膜103之间焊接导电物质，以使第三导电薄膜103上的第四导电触点2c04b和第二导电薄膜上的第二导电触点2b04电连接，第一接地触点2c04c和第二接地触点2b04b电连接。
[0035]本实施方式的触摸定位装置100的动作过程如下:
[0036]当按压触摸定位装置100时，传感器104产生电信号，一部分传感器104的信号经由第一导电薄膜101上对应的第一信号引出线2a03引出，另一部分传感器104的信号则首先传导至第一导电薄膜101上的第一导电触点2a04，然后经连接第一导电触点2a04和第三导电触点2c04a的金属信号线传导至第三导电触点2c04a,然后由第三导电触点2c04a传导至第四导电触点2c04b，接着由第四导电触点2c04b传导至第二导电薄膜102上的第二导电触点2b04，最后经由第二导电薄膜上对应的第二信号引出线2b03引出。S卩，一部分传感器的信号由第一导电薄膜上的第一信号引出，另一部分传感器的信号由第二导电薄膜上的第二信号引出线引出，引出的传感器信号用于确定触摸位置。
[0037]需要说明的是，图2a至图2c仅用于本发明触摸定位装置导电薄膜的布线原理，而不限制具体的排线方式。比如导电薄膜也可采用图3a至图3c所示的排线。
[0038]图3a为本发明另一实施方式提供的第一导电薄膜的结构示意图；图3b为本发明另一实施方式提供的第二导电薄膜的结构示意图；图3c为本发明另一实施方式提供的第三导电薄膜的结构示意图。图3a至图3c示出本发明另一实施方式提供的触摸定位装置的导电薄膜的结构。本实施方式中第一导电薄膜101、第二导电薄膜102和第三薄膜103的结构与图2a至图2c所示的结构和设计原理类似，同样在第一导电薄膜101上设置导电圆盘3a02、第一信号引出线3a03、第一导电触点3a04以及第一引出排线3a05,第二导电薄膜上对应设置圆孔3b02a和3b02b，第二导电触点3b04和第二信号引出线3b03，第二接地触点3b04b、第二接地导电线路3b03b以及第二引出排线3b05，第三导电薄膜103对应设置导电圆盘3c02、第三导电触点3c04a、第四导电触点3c04b、接地触点3c04c，以及连接导电圆盘3c02的导电线路3c03。
[0039]本实施方式与前述实施方式的不同之处在将第一引出排线3a05和第二引出排线3b05设置在第一导电薄膜101和第二导电薄膜102的右侧，大部分传感器的信号均通过第一导电薄膜101上的导电线路3a03引出，只有底部边缘的传感器信号通过第二导电薄膜102上的第二信号引出线3b03引出。本实施方式的触摸定位装置与前述实施方式的触摸定位装置的连接方式类似，在此不再赘述。
[0040]需要说明的是，虽然在图2a至图2c以及图3a至图3c所示的实施方式中，第一导电触点所引出的传感器信号，先传导至第三导电薄膜上的第三导电触点和第四导电触点上，再传导至第二导电薄膜的第二导电触点上，最后经第二导电薄膜的第二信号引出线引出，但是并不局限于这种方式，也可以通过合理设计使第一导电触点所引出的传感器信号直接传导至第二导电薄膜的第二导电触点上，并经第二导电薄膜的第二信号引出线引出。
[0041]下面结合图4a至图4c来说明这种信号传导方式。
[0042]图4a为本发明又一实施方式提供的第一导电薄膜的结构示意图；图4b为本发明又一实施方式提供的第二导电薄膜的结构示意图；图4c为本发明又一实施方式提供的第三导电薄膜的结构示意图。
[0043]如图4a至图4c所示，本实施方式中在第一导电薄膜101上设置导电圆盘4a02、第一信号引出线4a03、第一导电触点4a04、第一引出排线4a05以及第二接地触点4a06以及第三接地触点4a07，在第二导电薄膜上对应设置圆孔4b02a和4b02b，第二导电触点4b04和第二信号引出线4b03，第四接地触点4b04b、第二接地导电线路4b03b以及第二引出排线3b05，在第三导电薄膜103对应设置导电圆盘4c02、第一导接地触点4c04，以及连接导电圆盘4c02的导电线路4c03。
[0044]当将本实施方式的第一导电薄膜101、第二导电薄膜102、第三导电薄膜103用于图1a所示的触摸定位装置100时，第一导电薄膜101和第三导电薄膜103设置在外侧，并且第一导电薄膜101和第三导电薄膜103的绝缘层朝外设置，第二导电薄膜102设置在第一导电薄膜101和第三导电薄膜103之间，并且第二导电薄膜102的导电层朝向第一导电薄膜101的导电层设置，第二导电薄膜102的绝缘层朝向第三导电薄膜103的导电层设置。传感器104穿过第二导电薄膜102上对应的圆孔4b02a而设置在第一导电薄膜101和第三导电薄膜103之间，并通过焊接或粘结的方法将传感器104的信号引出电极1040安装在第一导电薄膜101的导电圆盘4a02上，将传感器104的接地极安装在第三导电薄膜103的导电圆盘4c02上。同时在第一导电薄膜101和第二导电薄膜102之间焊接导电物质(比如银浆)，以使第一导电薄膜101上的第一导电触点4a04和第二导电薄膜上的第二导电触点4b04电连接。并且，设置穿过第二导电薄膜上的圆孔4b02b的金属信号线，该金属信号线两端分别固定在第一导接地触点4c04和第二导电触点4a06上，以使第一接地触点4c04和第二接地触点4a06电连接；同时，在第一导电薄膜101和第二导电薄膜102之间焊接导电物质，以使第一导电薄膜101上的第三接地触点4a07和第二导电薄膜102上的第四接地触点4b04b电连接。
[0045]使用本实施方式的触摸定位装置100时，当按压触摸定位装置100时，传感器104产生电信号，一部分传感器104的信号经由第一导电薄膜101上对应的第一信号引出线2a03引出，另一部分传感器104的信号则首先传导至第一导电薄膜101上的第一导电触点4a04，然后经连接第一导电触点4a04和第二导电触点4b04的金属信号线传导至第二导电触点4b04，然后由第二导电触点4b04传导至第二信号引出线4b03并通过第二信号引出线4b03引出，引出的传感器信号用于确定触摸位置。
[0046]本发明提供的触摸定位装置，通过设置三层导电薄膜，来使传感器的信号可从两层导电薄膜上的信号引出线引出，从而可在相同大小的触控区域内布置更多的传感器，有效增加了传感器的密度，由于传感器密度增大，因而提高触控定位精度和触控压力的响应灵敏度。如图5所示，当传感器密度大时，点击力度很小时传感器的能量就可以冲到动作阈值，而当密度小时，则需要比较大的点击力度才能达到动作阈值。采用本发明提供的触摸定位装置，由于传感器密度增大，因而点击力度很小时传感器的能量就可以冲到动作阈值，即可有效提高触控定位精度和触控压力的响应灵敏度。
[0047]以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况第三，可以做出各种变型和改进，例如可灵活设置信号线和引出排线的布线方向，而不局限于附图所示的方式。这些变型和改进也视为本发明的保护区间。
【权利要求】
1.一种触摸定位装置，用于确定使用者的触摸位置，其特征在于，包括: 第一导电薄膜(101),其上设置有第一信号引出线(2a03、3a03)； 第二导电薄膜(102)，其上设置有第二信号引出线(2b03、3b03)； 第三导电薄膜(103)，以及 穿过所述第二导电薄膜(102)而设置在所述第一导电薄膜(101)和第三导电薄膜(103)之间的多个传感器(104)， 所述多个传感器(104)的接地极安装在所述第三导电薄膜(103)上； 所述多个传感器(104)的信号引出电极安装在所述第一导电薄膜(101)上； 一部分所述传感器(104)的信号引出电极与所述第一信号引出线(2a03、3a03)电连接，另一部分所述传感器(104)的信号引出电极与所述第二信号引出线(2b03、3b03)电连接，由所述第一信号引出线(2a03、3a03)和第二信号引出线(2b03、3b03)引出的传感器信号用于确定触摸位置。
2.如权利要求1所述的触摸定位装置，其特征在于，在所述第一导电薄膜(101)上设置有与所述另一部分传感器(104)的信号引出电极电连接的第一导电触点(2a04、3a04)； 在所述第二导电薄膜(102)上设置有与所述第一导电触点(2a04、3a04)电连接的第二导电触点(2b04、3b04)； 所述第二导电触点(2b04、3b04)与第二信号引出线(2b03、3b03)电连接，以将所述另一部分传感器(104)的信号传导至所述第二信号引出线(2b03、3b03)。
3.如权利要求2所的触摸定位装置，其特征在于，在所述第三导电薄膜(103)上设置与所述第一导电触点(2a04、3a04)电连接的第三导电触点(2c04a、3c04a)， 并且所述第三导电薄膜(103)上临近所述第三导电触点(2c04a、3c04a)设置与所述第三导电触点(2c04a、3c04a)电连接的第四导电触点(2c04b、3c04b)； 所述第四导电触点(2c04b、3c04b)与所述第二导电触点(2b04、3b04)电连接，以使所述另一部分传感器(104)的信号经由所述第一导电触点(2a04、3a04)、第三导电触点(2c04a、3c04a)、第四导电触点(2c04b、3c04b)、第二导电触点(2b04、3b04)传导至所述第二信号引出线(2b03、3b03)。
4.如权利要求1-3任意一项所述的触摸定位装置，其特征在于，对应每个所述传感器(104)的信号引出电极设置一个所述第一信号引出线(2a03、3a03)或第二信号引出线(2b03、3b03)。
5.如权利要求1所述的触摸定位装置，其特征在于，所述多个传感器(104)的接地极通过设置在所述第三导电薄膜(103)上的导电线路(2c03、3c03)电连接。
6.如权利要求5所述的触摸定位装置，其特征在于，在所述第三导电薄膜(103)上设置与所述导电线路(2c03、3c03)电连接的第一接地触点(2c04c、3c04c)； 在所述第二导电薄膜(102)上设置与所述第一接地触点(2c04c、3c04c)电连接的第二接地触点(2b04b、3b04b)，以及与所述第二接地触点(2b04b、3b04b)电连接的接地导电线路(2b03b、3b03b )，用于接地。
7.如权利要求1所述的触摸定位装置，其特征在于，所述第一导电薄膜(101)、第二导电薄膜(102)和第三导电薄膜(103)由导电层和绝缘层组成。
8.如权利要求7所述的触摸定位装置，其特征在于，所述第一导电薄膜(101)和第三导电薄膜(103)的绝缘层设置在外侧，所述第二导电薄膜(102)设置在所述第一导电薄膜(101)和第三导电薄膜(103)之间，并且所述第二导电薄膜(102)的绝缘层朝向所述第一导电薄膜(101)的导电层设置，所述第二导电薄膜(102)的导电层朝向所述第三导电薄膜(103)的导电层设置。
9.如权利要求7所述的触摸定位装置，其特征在于，所述第一导电薄膜(101)和第三导电薄膜(103)的绝缘层设置在外侧，所述第二导电薄膜(102)设置在所述第一导电薄膜(101)和第三导电薄膜(103)之间，并且所述第二导电薄膜(102)的导电层朝向所述第一导电薄膜(101)的导电层设置，所述第二导电薄膜(102)的绝缘层朝向所述第三导电薄膜(103)的导电层设置。
10.如权利要求1所述的触摸定位装置，其特征在于，所述传感器(104)为压电陶瓷传感器、压敏电阻传感器或压敏电容传感器。
【文档编号】G06F3/041GK104516558SQ201310449961
【公开日】2015年4月15日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】宫仁敏, 杨军 申请人:汉王科技股份有限公司