具有电光显示和集成的压力感测的触摸屏的制作方法

本发明涉及一种电光触摸屏。

背景技术：

由现有技术中已知了这种触摸屏，其中利用触摸屏通过借助于输入器件对触摸屏的触摸能够实现至电子系统中的输入，以及其中触摸屏具有显示器和用于确定对触摸屏的触摸位置的第一感测装置和用于确定施加在触摸屏上的力的第二感测装置，其中触摸屏相对于基准面的位置能够通过在触摸屏的表面上施加力而改变。在此使用第二感测装置以便能够确定触摸屏的安全触摸。第二感测装置在此可以被设计为电容传感器，其中通过电容器的两个电极相对彼此的位置变化来完成电容器的电容变化以及通过测量电容器的电容可以推断出电极彼此之间相应的位置变化并进而推断出通过输入器件对触摸屏的可靠地识别出的触摸。由现有技术中已知的电容器的部件被设计为分立的构件，它们必须相对于触摸屏所需的构件中的其它构件被单独地安装。这种额外的安装需要额外的空间和时间成本。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是，尽可能减少这种额外的成本。该目的的实现方案是，第二感测装置的电极与显示器的电极位于同一平面中或者第二感测装置的电极与第一感测装置的电极位于同一平面中。由此能够方便地使感测装置的电极与显示器的电极或与第一感测装置的电极共同布置。

如果第二感测装置的电极与显示器的电极一起制造或第二感测装置的电极与第一感测装置的电极一起制造，则该解决方案特别有效。这几乎不会产生任何额外成本。

如果触摸屏具有弹簧元件，则可以将触摸屏保持在限定的位置，并且仍然可以相对于基准面移动。

如果弹簧元件具有板簧，则可以实现结构简单的功能弹簧元件，该弹簧元件还允许沿特定方向的运动并抑制沿其他方向的运动。

如果板簧被折弯，则可以容易且简单地规定触摸屏的运动方向的自由度。

如果所述板簧或各板簧是折弯的则板簧可以特别简单地布置成与第二感测装置的电极间隔一距离，其中该距离优选地选择为，在弹簧元件和第二感测装置的电极不接触的情况下该距离尽可能地小。因此弹簧元件可以用作感测装置的第二电极，因此不需要相应的第二感测装置的单独的第二电极，并由此形成一电容器，从该电容器的相应的电容可以推断出第二感测装置的电极与弹簧元件之间的距离。

当板簧被多次折弯时，尤其当其具有两个大致平行的部段且这两个大致平行的部段的连接就具有板簧距第二感测装置的电极的最短距离时，则该第二感测装置能够特别精确地工作。

还可以选择其他弹簧元件，以便与第二感测装置的电极能够电子地共同作用。还可以设置附加的单独的电极，该电极可以与第二感测装置的电极形成电容器。然而这种设计方案的实现通常成本较大。

如果触摸屏具有金属壳体或设有金属涂层的壳体并且弹簧元件与该壳体电连接并且该壳体处于接地电位，则可以特别容易地建立弹簧元件与接地电位的电连接。该电连接同时也可以是弹簧元件与壳体的机械连接。例如，弹簧元件可以形状配合或材料配合地连接到壳体。

第二传感装置的电极可以通过柔性导体/传导件、尤其是柔性印刷电路板与评估单元连接，在评估单元中有利地也处理第一感测装置的数据。

附图说明

下面根据附图详细阐述本发明。在局部剖视图中可看到显示器1，第一感测装置的触摸膜2连同第二感测装置的电极3、盖玻璃4、固定框架5、板簧6、螺纹件7和壳体8。

具体实施方式

显示器1构造为例如lcd或oled形式的电光显示器。在该显示器上安置了第一感测装置的触摸膜2，其中触摸膜2还具有第二感测装置的电极3，该电极布置为与板簧6间隔开且进而与板簧6形成电容器，特别是与板簧6的如下部段形成电容器：该部段位于板簧6的几乎平行的部段之间。电极3可以与触摸膜2同时制造，这总体上降低了生产成本和组装成本。

板簧6通过螺纹件7连接到固定框架5和壳体8，并因此电连接到地面，如接地符号gnd所示。

盖玻璃4保护触摸膜2和显示器1不受环境影响，并改善触摸屏的视觉外观。盖玻璃4可以被部分地印刷，以便例如隐藏固定框架5。在所示的例子中，仅盖玻璃4连接到固定框架。因此可以容易地实现示出的、由电极3和板簧6组成的电容器。

如果显示器1被放置得更靠近固定框架5，则有利的是，将电极3设计为显示器1的(在示例性实施例中未示出的)后方的电极的一部分。

当触摸屏的操作者用诸如手指或笔等操作机构接近盖玻璃4时，通过第一感测装置的触摸膜2识别该输入器件在触摸屏表面上的位置。当操作机构压在盖玻璃4的表面上，则板簧6屈服，从而电极3接近板簧6，并且因此由电极3和板簧6组成的电容器的电容增加，并因此可以检测到盖玻片4上的压力。由于板簧6和电极3之间的距离根据施加到盖玻璃4上的力而变化，并且因此由电极3和板簧6构成的电容器的电容也变化，因此还可以在(未示出的)评估单元中确定施加到盖玻璃4上的力。根据本发明的触摸屏有利地具有多个电极3和板簧6，或更泛化地说，具有弹性元件。弹性元件也可以例如设计为螺旋弹簧。然而使用板簧已经被证明是特别有利的。

通过按压盖玻璃，改变盖玻璃和作为基准面的壳体8之间的距离。

技术特征：

1.一种电光触摸屏，其中利用电光触摸屏(1、2、4)通过借助于输入器件触摸电光触摸屏(1、2、4)能够实现至电子系统中的输入，以及其中，电光触摸屏(1、2、4)具有显示器(1)和用于确定触摸电光触摸屏(1、2、4)的位置的第一感测装置(2)和用于确定施加在电光触摸屏(1、2、4)上的力的第二感测装置(3、6)，其中，电光触摸屏(1、2、4)相对于基准面(8)的位置能够通过在电光触摸屏的表面(4)上施加力而改变，其中，第二感测装置(3、6)被设计为电容式且具有电极(3)，其特征在于，第二感测装置(3、6)的电极(3)与显示器(1)的电极位于同一平面中或者第二感测装置(3、6)的电极(3)与第一感测装置(2)的电极位于同一平面中。

2.根据权利要求1所述的电光触摸屏(1、2、4)，其特征在于，第二感测装置(3、6)的电极(3)与显示器(1)的电极一起制造或第二感测装置(3、6)的电极(3)与第一感测装置(2)的电极一起制造。

3.根据权利要求1或2所述的电光触摸屏(1、2、4)，其特征在于，电光触摸屏具有弹簧元件(6)。

4.根据权利要求3所述的电光触摸屏(1、2、4)，其特征在于，弹簧元件具有板簧(6)。

5.根据权利要求4所述的电光触摸屏(1、2、4)，其特征在于，板簧(6)被折弯。

6.根据权利要求5所述的电光触摸屏(1、2、4)，其特征在于，板簧(6)被多次折弯。

7.根据权利要求6所述的电光触摸屏(1、2、4)，其特征在于，板簧具有两个大致平行的部段。

8.根据权利要求3-7中任一项所述的电光触摸屏(1、2、4)，其特征在于，弹簧元件(6)布置为与第二感测装置(3、6)的电极(3)间隔开。

9.根据权利要求8所述的电光触摸屏(1、2、4)，其特征在于，电光触摸屏(1、2、4)具有壳体8。

10.根据权利要求9所述的电光触摸屏(1、2、4)，其特征在于，所述壳体(8)由金属制成或者设有金属涂层，以及弹簧元件(6)与壳体(8)电连接。

11.根据前述权利要求中任一项所述的电光触摸屏(1、2、4)，其特征在于，第二感测装置的电极(3)经由柔性的电连接与评估单元连接。

12.根据权利要求11所述的电光触摸屏(1、2、4)，其特征在于，柔性传导件构造为柔性印刷电路板。

13.根据前述权利要求中任一项所述的电光触摸屏(1、2、4)，其特征在于，在评估单元中处理由第二感测装置的电极(3)产生的信号，在该评估单元中也处理第一感测装置(2)的数据。

技术总结
本发明涉及一种具有集成的压力感测的电光触摸屏。在电光触摸屏中，利用电光触摸屏(1、2、4)通过借助于输入器件触摸电光触摸屏(1、2、4)能够实现至电子系统中的输入，以及电光触摸屏(1、2、4)具有显示器(1)和用于确定触摸电光触摸屏(1、2、4)的位置的第一感测装置(2)和用于确定施加在电光触摸屏(1、2、4)上的力的第二感测装置(3、6)，其中，电光触摸屏(1、2、4)相对于基准面(8)的位置能够通过在电光触摸屏的表面(4)上施加力而改变，其中第二感测装置(3、6)被设计为电容式且具有电极(3)。在此规定了，第二感测装置(3、6)的电极(3)与显示器(1)的电极位于同一平面中或与第一感测装置(2)的电极位于同一平面中。

技术研发人员：A·布吕宁豪斯;K·霍曼;S·维尔德内尔
受保护的技术使用者：大陆汽车有限责任公司
技术研发日：2018.12.14
技术公布日：2020.08.04