高精度拟态触控模组的制作方法

本发明涉及一种高精度拟态触控模组，属于现代教育装备和触控技术领域。

背景技术：

随着触控技术的发展，触控面板作为人机交互系统的核心部件，已经被广泛运用到各种数字信息显示系统中，例如智能黑板、智慧会议系统等。触控面板通常是将触控膜封装在基板上获得，搭配用于提供视频信息的显示装置使用，而最常用的就是液晶显示屏，当显示器关闭时，显示区域容易泛白，与边框区域有明显色差，用户体验差。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种高精度拟态触控模组，该高精度拟态触控模组的触控膜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。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高精度拟态触控模组，包括面板、触控膜、基板和液晶玻璃，所述触控膜通过一第一胶膜层封装于面板和基板之间，所述液晶玻璃通过第二胶膜层连接于基板相背于触控膜的表面；

所述触控膜包括第一偏光片层、导线层和基膜层，所述导线层封装于第一偏光片层和基膜层之间，所述液晶玻璃相背于基板的表面具有一第二偏光片层；

所述导线层由若干根驱动金属线和若干根感应金属线交叉铺设而成，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，所述第一偏光片层与面板接触连接，所述第二偏光片层粘接于液晶玻璃相背于基板的表面。

2.上述方案中，所述第一偏光片层的偏振角度与第二偏光片层的偏振角度一致。

3.上述方案中，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垂直交叉设置。

4.上述方案中，所述第一胶膜层和/或第二胶膜层为热熔胶胶膜层或oca胶膜层。

5.上述方案中，所述面板为透明玻璃板、透明亚克力板、聚甲基丙烯酸甲酯板或者聚碳酸酯板。

6.上述方案中，所述基膜层为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜层或者三醋酸纤维素膜层。

7.上述方案中，所述激励电路产生的激励信号为高频、高压的正弦波。

8.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，或者所述电源模块通过一usb隔离电路与cpu连接。

9.上述方案中，所述第一偏光片层的两面均具有光学背胶层，或者所述基膜层与导线层接触的表面具有光学背胶层。

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、本发明高精度拟态触控模组，其触控膜通过一第一胶膜层封装于面板和基板之间，所述液晶玻璃通过第二胶膜层连接于基板相背于触控膜的表面，将液晶玻璃从显示器上剥离出来，与触控面板封装为一体，使得整个结构没有空气层，成为真正意义的全贴合，后期与显示器组装时，只需要安装背光模组和外壳即可，完全保证了液晶玻璃与触控面板之间的组装精度，而不受显示器组装的影响，保证触控精度，且安装方便，提高了生产效率，并且，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。

2、本发明高精度拟态触控模组，其触控膜包括第一偏光片层、导线层和基膜层，所述导线层封装于第一偏光片层和基膜层之间，所述液晶玻璃相背于基板的表面具有一第二偏光片层，将原本贴敷于液晶玻璃上的第一偏光片层作为触控膜的基材，一层多用，减薄了触控模组的厚度，并且将偏光片前移，进一步保证了位于触控膜中央区域内的显示区域在显示器关闭或休眠时，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，拟态效果好，开机显示更清晰，用户体验好。

3、本发明高精度拟态触控模组，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。

4、本发明高精度拟态触控模组，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为本发明高精度拟态触控模组结构分解示意图；

附图2为本发明高精度拟态触控模组中触控膜局部结构放大图；

附图3为本发明高精度拟态触控模组中控制器的电气原理图。

以上附图中：1、面板；2、触控膜；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、时钟同步电路；3、基板；4、液晶玻璃；5、第一胶膜层；6、第二胶膜层；7、第一偏光片层；8、导线层；9、基膜层；10、第二偏光片层。

具体实施方式

实施例1：一种高精度拟态触控模组，包括面板1、触控膜2、基板3和液晶玻璃4，所述触控膜2通过一第一胶膜层5封装于面板1和基板3之间，所述液晶玻璃4通过第二胶膜层6连接于基板3相背于触控膜2的表面；

所述触控膜2包括第一偏光片层7、导线层8和基膜层9，所述导线层8封装于第一偏光片层7和基膜层9之间，所述液晶玻璃4相背于基板3的表面具有一第二偏光片层10；

所述导线层8由若干根驱动金属线1a和若干根感应金属线2a交叉铺设而成，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。

上述第一偏光片层7与面板1接触连接，上述第二偏光片层10粘接于液晶玻璃4相背于基板3的表面；上述第一偏光片层7的偏振角度与第二偏光片层10的偏振角度一致；上述若干根驱动金属线1a平行设置，上述若干根感应金属线2a平行设置，上述驱动金属线1a与感应金属线2a垂直交叉设置；

上述第一胶膜层5和第二胶膜层6均为热熔胶胶膜层；上述面板1为透明玻璃板；上述基膜层9为聚对苯二甲酸乙二醇酯膜层；上述激励电路4a产生的激励信号为高频、高压的正弦波；上述电源模块3a包括两个dc/dc隔离电源模块；上述基膜层9与导线层8接触的表面具有光学背胶层。

实施例2：一种高精度拟态触控模组，包括面板1、触控膜2、基板3和液晶玻璃4，所述触控膜2通过一第一胶膜层5封装于面板1和基板3之间，所述液晶玻璃4通过第二胶膜层6连接于基板3相背于触控膜2的表面；

所述触控膜2包括第一偏光片层7、导线层8和基膜层9，所述导线层8封装于第一偏光片层7和基膜层9之间，所述液晶玻璃4相背于基板3的表面具有一第二偏光片层10；

所述导线层8由若干根驱动金属线1a和若干根感应金属线2a交叉铺设而成，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。

上述第一偏光片层7与面板1接触连接，上述第二偏光片层10粘接于液晶玻璃4相背于基板3的表面；上述第一偏光片层7的偏振角度与第二偏光片层10的偏振角度一致；上述驱动金属线1a与感应金属线2a垂直交叉设置；

上述第一胶膜层5为热熔胶胶膜层，第二胶膜层6为oca胶膜层；上述面板1为透明亚克力板；上述基膜层9为三醋酸纤维素膜层；上述电源模块3a通过一usb隔离电路与cpu连接；上述第一偏光片层7的两面均具有光学背胶层。

采用上述高精度拟态触控模组时，其将液晶玻璃从显示器上剥离出来，与触控膜封装为一体，使得整个结构没有空气层，成为真正意义的全贴合，后期与显示器组装时，只需要安装背光模组和外壳即可，完全保证了液晶玻璃与触控面板之间的组装精度，而不受显示器组装的影响，保证触控精度，且安装方便，提高了生产效率，并且，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；

另外，将原本贴敷于液晶玻璃上的第一偏光片层作为触控膜的基材，一层多用，减薄了触控模组的厚度，并且将偏光片前移，进一步保证了位于触控膜中央区域内的显示区域在显示器关闭或休眠时，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，拟态效果好，开机显示更清晰，用户体验好；

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。