[發明專利]基于壓力傳感器的三維多點式觸摸屏

有效

• 申請號: 201210566107.3
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN103019449A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 黃奎
• 申請（專利權）人: 江蘇物聯網研究發展中心
• 主分類號: G06F3/041
• 分類號: G06F3/041
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所 32104
• 代理人: 曹祖良

技術領域

本發明涉及一種觸摸屏，尤其是一種基于壓力傳感器的三維多點式觸摸屏，具體地說是通過壓力傳感器與多點式電容觸摸屏有機結合實現支持三維多點觸控的觸摸屏，屬于人機交互的技術領域。

背景技術

觸摸屏因具有易操作性、直觀性和靈活性等優點，已成為個人移動通信設備和綜合信息終端如平板電腦和智能手機、超級筆記本電腦的主要人機交互手段。觸摸屏根據不同的觸控原理可分為電阻觸摸屏、電容觸摸屏、紅外觸摸屏和表面聲波（SAW）觸摸屏等四種主要類型。其中電容觸摸屏具有多點觸控的功能，反應時間快、使用壽命長和光透過率較高，用戶使用體驗優越，同時隨著工藝的逐步成熟，良品率得到顯著提高，電容屏價格日益降低，目前已成為中小尺寸信息終端觸控交互采用的主要技術。

電容觸摸屏存在易受環境干擾的缺點，對于戴著手套和手指帶水進行觸控的情況或者在下雨、下雪等天氣的室外使用時，難以準確捕獲發生的觸控行為。同時電容觸摸屏存在由于靈敏度較高導致手指懸空在觸摸屏上方時引起觸摸誤操作的問題。此外，電容觸摸屏僅感知屏體所在平面（X，Y軸二維空間）的觸摸位置，難以支持垂直于屏體平面（Z軸）的觸摸參數感知。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種基于壓力傳感器的三維多點式觸摸屏，其結構簡單緊湊，提高觸摸檢測精度，實現三維多點式觸摸操作檢測，安全可靠。

按照本發明提供的技術方案，所述基于壓力傳感器的三維多點式觸摸屏，包括電容觸摸屏體及用于檢測對所述電容觸摸屏體觸控操作的電容觸摸屏控制芯片；所述電容觸摸屏體的背面設置若干用于檢測作用于電容觸摸屏體觸摸壓力的薄膜壓力傳感器，所述薄膜壓力傳感器通過壓力傳感器接口芯片與主控芯片連接，主控芯片與電容觸摸屏控制芯片連接；

壓力傳感器接口芯片將薄膜壓力傳感器檢測的觸摸壓力值傳輸至主控芯片內，電容觸摸屏控制芯片將得到對電容觸摸屏體觸摸的觸摸點數及位置信息傳輸至主控芯片，主控芯片根據壓力傳感器接口芯片及電容觸摸屏控制芯片的輸入信息，得到對電容觸摸屏體觸摸操作的觸摸點數、觸摸位置及對應的觸摸壓力。

所述電容觸摸屏體的背面設置至少兩個薄膜壓力傳感器，所述薄膜壓力壓力傳感器位于電容觸摸屏體的端角。

在壓力傳感器接口芯片將檢測的觸摸壓力傳輸至主控芯片前，主控芯片使得電容觸摸屏控制芯片進入低功耗狀態；主控芯片接收壓力傳感器接口芯片傳輸的觸摸壓力后，主控芯片使得電容觸摸屏控制芯片進入工作狀態，并通過電容觸摸屏控制芯片檢測觸摸操作的觸摸點數及觸摸位置。

所述主控芯片通過壓力傳感器接口芯片使得位于端角對角線上的兩個薄膜壓力傳感器處于工作狀態，并使得電容觸摸屏體背面的其余薄膜壓力傳感器進入低功耗狀態。

本發明的優點：通過在多點式電容觸摸屏體的背面集成多個低功耗薄膜壓力傳感器，基于薄膜壓力傳感器檢測的壓力感知濾除由于電容觸摸屏體過于靈敏導致的手指懸空誤操作，避免出現手指按壓而由于環境惡劣無法捕獲觸摸行為的情況。在正常觸摸條件下，可以通過多個薄膜壓力傳感器的壓力值檢測，獲得多個觸摸點對應的壓力值，實現基于壓力的三維界面控制和人機交互，結構簡單緊湊，提高觸摸檢測精度，安全可靠。

附圖說明

圖1為本發明的結構框圖。

圖2為本發明的工作流程圖。

附圖標記說明：1-電容觸摸屏體、2-薄膜壓力傳感器、3-觸摸屏可視顯示區域、4-電容觸摸屏控制芯片、5-主控芯片及6-壓力傳感器接口芯片。

具體實施方式

下面結合具體附圖和實施例對本發明作進一步說明。

如圖1所示：為了克服現有電容觸摸屏體1存在觸摸誤操作、容易受使用環境和使用條件干擾等方面的缺點，本發明包括電容觸摸屏體1及用于檢測對所述電容觸摸屏體1觸控操作的電容觸摸屏控制芯片4；所述電容觸摸屏體1的背面設置若干用于檢測作用于電容觸摸屏體4觸摸壓力的薄膜壓力傳感器2，所述薄膜壓力傳感器2通過壓力傳感器接口芯片6與主控芯片5連接，主控芯片5與電容觸摸屏控制芯片4連接；

壓力傳感器接口芯片6將薄膜壓力傳感器2檢測的觸摸壓力值傳輸至主控芯片5內，電容觸摸屏控制芯片4將得到對電容觸摸屏體1觸摸的觸摸點數及位置信息傳輸至主控芯片5，主控芯片5根據壓力傳感器接口芯片6及電容觸摸屏控制芯片4的輸入信息，得到對電容觸摸屏體1觸摸操作的觸摸點數、觸摸位置及對應的觸摸壓力。