專利名稱：傳感器、觸控模組及觸控電子裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種傳感器、觸控模組及觸控電子裝置。
背景技術：
目前，觸控產(chǎn)品主要包括手指觸控產(chǎn)品和筆寫觸控產(chǎn)品，該等觸控產(chǎn)品的觸控模式基本上是電容式觸控模式和電阻式觸控模式。其中，電阻式觸控主要是通過在顯示屏的觸控區(qū)域設置上下兩層不接觸的ITO導電薄膜，以實現(xiàn)對觸控點的感測。其缺點主要是上下兩層ITO導電薄膜容易出現(xiàn)接觸故障，進而使得電阻式觸控的反應不靈敏，對手寫或筆寫的解析度較低。相對于電阻式觸控模式，電容式觸控模式的觸控產(chǎn)品的靈敏度有一定的提高。然而，電容式觸控模式即電容耦合觸控模式需要設置較密集排布的陣列結構，該陣列結構需要設置能夠輸出或輸入電流信號的陣列，由此導致控制電路或芯片的I/O接口增加，使得觸控產(chǎn)品的反應速度降低，進而導致無法較好地識別觸控點的位置信息。若現(xiàn)有的較大尺寸的觸控產(chǎn)品的觸摸屏采用電容式觸控模式，則導致該觸控產(chǎn)品需要設置較高的處理器運算獲取觸控點的位置信息，進而使得觸控產(chǎn)品的成本非常高，且反應不靈敏。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種傳感器，該傳感器采用U形的第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€交叉排列形成天線陣列，以便能夠使該傳感器的I/O接口減少，進而大幅簡化外圍電路結構，使得傳感器的反應靈敏度提高，同時傳感器的制造難度降低。本實用新型的傳感器包括U形第一方向?qū)Ь€；每根第一方向?qū)Ь€依次以組合排列的方式間隔交錯平行設置，構成第一方向?qū)Ь€組，任意兩根第一方向?qū)Ь€之間相互絕緣；U形第二方向?qū)Ь€，每根第二方向?qū)Ь€依次以組合排列的方式間隔交錯平行設置， 構成第二方向?qū)Ь€組，任意兩根第二方向?qū)Ь€之間相互絕緣；任一根第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€均具有相互平行的第一導線和第二導線；第一方向?qū)Ь€組的第一方向?qū)Ь€任一位置的第一導線和第二導線與相鄰的前一導線或后一導線的組合與其他任何位置相鄰兩導線的組合不重復；第二方向?qū)Ь€組的第二方向?qū)Ь€任一位置的第一導線和第二導線與相鄰的前一導線或后一導線的組合跟其他任何位置相鄰兩導線的組合不重復；第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組相互交叉，構成電容耦合觸控天線陣列；且第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組之間相互絕緣；所述第一方向?qū)Ь€組中至少一根第一方向?qū)Ь€上電性連接有第一電容耦合觸控部件；所述第二方向?qū)Ь€組中至少一根第二方向?qū)Ь€上電性連接有第二電容耦合觸控部件；[0014]第一電容耦合觸控部件和第二電容耦合觸控部件在第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€相互交叉的區(qū)域交錯疊設；所述第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€開口部具有第一連接端和第二連接端，其中第一連接端用于連接接收電容耦合觸控信號的外部控制部件。如上所述的傳感器，其中，至少一根所述第一方向?qū)Ь€和/或第二方向?qū)Ь€開口部第一連接端與第二連接端之間相互短接。如上所述的傳感器，其中，所述第一方向?qū)Ь€組中任意相鄰的兩個第一方向?qū)Ь€間距相等，和/或所述第二方向?qū)Ь€組中任意相鄰的兩個第二方向?qū)Ь€間距相等。如上所述的傳感器，其中，所述第一方向?qū)Ь€與所述第二方向?qū)Ь€的U形開口部間距相等或不等。如上所述的傳感器，其中，第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組設置為相互垂直交叉。如上所述的傳感器，其中，所述第一電容耦合觸控部件為兩個以上，任意兩個第一電容耦合觸控部件的形狀相同；和/或所述第二電容耦合觸控部件為兩個以上，任意兩個第二電容耦合觸控部件的形狀相同。如上所述的傳感器，其中，所述第一電容耦合觸控部件與所述第二電容耦合觸控部件形狀相同。如上所述的傳感器，其中，所述的電容耦合觸控部件形狀為菱形、矩形、三角形或它們之間任意組合的形狀。如上所述的傳感器，其中，在第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€相互交叉的區(qū)域中，所述第一電容耦合觸控部件與第二電容耦合觸控部件之間的間距相等。如上所述的傳感器，其中，第一電容耦合觸控部件與第一方向?qū)Ь€設為一體，和/ 或第二電容耦合觸控部件與第二方向?qū)Ь€設為一體。本實用新型的傳感器采用U形的第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€交叉排列形成天線陣列，以便減少傳感器的I/O接口，進而大幅簡化外圍電路結構，使得外圍電路便于集成，同時提高了外圍電路內(nèi)部的處理速度，使得包含該傳感器的觸控產(chǎn)品的制造工藝簡化、 且降低了觸控產(chǎn)品的成本。另外，相對比于現(xiàn)有技術中電容耦合觸控模式的天線陣列，本實用新型中通過U 形的第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€以組合排列的方式交叉形成天線陣列，其能夠保證觸控天線陣列中任一交叉點，通過外圍電路檢測的觸控點的位置信息唯一。本實用新型還提供一種觸控模組，包括基板和前述的任一傳感器，所述傳感器的天線陣列設置在所述的基板上；所述天線陣列的第一方向?qū)Ь€、第二方向?qū)Ь€是金屬箔、導電銀漿、碳漿或ITO導電膜制備的第一方向?qū)Ь€、第二方向?qū)Ь€，采用印刷、刻蝕的方式設置在基板上。所述基板為玻璃基板、塑料基板或柔性絕緣基板等。該觸控模組通過將本實用新型中任意所述的天線陣列設置于基材上，以有效地降低具有“一”字形天線陣列的基板的制造成本，同時簡化外圍電路的結構，可有效推廣該觸控模組的適用范圍。本實用新型還提供一種觸控電子裝置，其包括電子裝置本體，該本體上設有顯示屏，以及還包括前述的任一觸控模組，所述觸控模組設置在電子裝置顯示屏的表面。優(yōu)選地，該觸控電子裝置可為平板電腦、移動終端或電子白板等。該些包含有觸控模組的觸控電子裝置的結構復雜度降低，且制備工藝簡化，同時觸控電子裝置的反應靈敏度提高，且能夠有效地滿足使用者的需求。

為了更清楚地說明本實用新型或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹。顯然，下面描述的各個附圖僅是本實用新型的一些具體實施例的附圖，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖進行變換而獲得其他的附圖。圖IA示出了本實用新型中傳感器實施例的第一種結構示意圖；圖IB示出了本實用新型傳感器實施例中第一方向?qū)Ь€的第一結構示意圖；圖IC示出了本實用新型中傳感器實施例中第二方向?qū)Ь€的第一種結構示意圖；圖2A至圖2H為本實用新型的傳感器實施例中的電容耦合觸控模式的原理分析示意圖；圖3A至圖3C為本實用新型的傳感器實施例中天線陣列對應坐標系位置的分析示意圖；圖4A和圖4B為本實用新型中傳感器實施例的結構示意圖；圖5A為本實用新型中傳感器實施例的第一方向?qū)Ь€組的布線示意圖；圖5B為本實用新型中傳感器實施例的第二方向?qū)Ь€組的布線示意圖；圖5C為本實用新型中圖5A和圖5C組成天線陣列的布線結構示意圖；圖5D為本實用新型中傳感器實施例的第一方向?qū)Ь€的結構示意圖；圖6為本實用新型中觸控模組實施例的結構示意圖；圖7為本實用新型中觸控電子裝置的結構示意圖。
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例只是本實用新型一部分具體實施方式
，而不是全部的實施方式。本實施例中的傳感器主要包括U形第一方向?qū)Ь€；每根第一方向?qū)Ь€依次以組合排列的方式間隔交錯平行設置，構成第一方向?qū)Ь€組，任意兩根第一方向?qū)Ь€之間相互絕緣；U形第二方向?qū)Ь€，每根第二方向?qū)Ь€依次以組合排列的方式間隔交錯平行設置， 構成第二方向?qū)Ь€組，任意兩根第二方向?qū)Ь€之間相互絕緣；任一根第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€均具有相互平行的第一導線和第二導線；第一方向?qū)Ь€組的第一方向?qū)Ь€任一位置的第一導線和第二導線與相鄰的前一導線或后一導線的組合與其他任何位置相鄰兩導線的組合不重復；第二方向?qū)Ь€組的第二方向?qū)Ь€任一位置的第一導線和第二導線與相鄰的前一導線或后一導線的組合跟其他任何位置相鄰兩導線的組合不重復；第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組相互交叉，構成電容耦合觸控天線陣列；且第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組之間相互絕緣；所述第一方向?qū)Ь€組中至少一根第一方向?qū)Ь€上電性連接有第一電容耦合觸控部件；所述第二方向?qū)Ь€組中至少一根第二方向?qū)Ь€上電性連接有第二電容耦合觸控部件；第一電容耦合觸控部件和第二電容耦合觸控部件在第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€相互交叉的區(qū)域交錯疊設；所述第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€開口部具有第一連接端和第二連接端，其中第一連接端用于連接接收電容耦合觸控信號的外部控制部件。具體地，參照圖IA至圖IC所示，圖IA示出了本實用新型中傳感器實施例的第一種結構示意圖；圖IB示出了本實用新型傳感器實施例中第一方向?qū)Ь€的第一結構示意圖， 圖IC示出了本實用新型中傳感器實施例中第二方向?qū)Ь€的第一種結構示意圖。在本實施例中，圖IA中示出的傳感器結構具體為虛線框中的結構。其中，第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組相互交叉，構成電容耦合觸控天線陣列；且第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組之間相互絕緣。第一方向?qū)Ь€組可包括如圖IA中的U形第一方向?qū)Ь€201a、201b、201c，任意兩根第一方向?qū)Ь€之間相互絕緣。其中該第一方向?qū)Ь€組中的各第一方向?qū)Ь€以數(shù)學公式中的組合排列方式進行分布，其組合公式為Cmn，n、m取大于等于4的自然數(shù)，且m < = n，例如， η可為5、6、8、7、9、10、19或32等等。也就是說，第一方向?qū)Ь€組的第一方向?qū)Ь€任一位置的第一導線和第二導線與相鄰的前一導線或后一導線的組合與其他任何位置相鄰兩導線的組合不重復。相應地，第二方向?qū)Ь€組可包括如圖IA中的U形第一方向?qū)Ь€101a、101b、101c， 任意兩根第二方向?qū)Ь€之間相互絕緣。其中該第二方向?qū)Ь€組中的各第二方向?qū)Ь€以數(shù)學公式中的組合排列方式進行分布，其組合公式為Cmn，n、m取大于等于4的自然數(shù)，且m< = n，例如，η可為5、6、8、10、19或32等等。也就是說，第二方向?qū)Ь€組的第二方向?qū)Ь€任一位置的第一導線和第二導線與相鄰的前一導線或后一導線的組合跟其他任何位置相鄰兩導線的組合不重復。如圖1Α、1Β所示，第一方向?qū)Ь€201a的U形的兩個邊上(即第一導線和第二導線)電性連接有多個第一電容耦合觸控部件203，或者第一方向?qū)Ь€201a的U形的任一邊上(第一導線或者第二導線)電性連接有多個第一電容耦合觸控部件203。該第一電容耦合觸控部件203的數(shù)量、大小、形狀依據(jù)實際電路結構的需求設定。通常，第一電容耦合觸控部件203的數(shù)量與第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組的交叉點數(shù)量相同。當然，如圖IC 所示，圖IC中示出的第二方向?qū)Ь€組的結構類同于第一方向?qū)Ь€組的結構。在圖IC中第二方向?qū)Ь€的U形的兩個邊上(即第一導線和第二導線)電性連接有多個第二電容耦合觸控部件103，或者第二方向?qū)Ь€的U形的任一邊上(第一導線或者第二導線)電性連接有多個第二電容耦合觸控部件103。該第二電容耦合觸控部件103的數(shù)量、大小、形狀依據(jù)實際的電路結構的需求設定。當然，第二電容耦合觸控部件103的數(shù)量與第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組的交叉點數(shù)量相同?？梢岳斫獾氖堑诙娙蓠詈嫌|控部件103與第一電容耦合觸控部件203的數(shù)量相同，且傳感器中的第一電容耦合觸控部件和第二電容耦合觸控部件在第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€相互交叉的區(qū)域交錯疊設。特別地，第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€開口部均具有第一連接端和第二連接端， 其中第一連接端用于連接接收電容耦合觸控信號的外部控制部件。例如，U形第一方向?qū)Ь€201a的第一連接端204連接外部控制部件100，此時，第二連接端205浮空設置，相應地， 第一方向?qū)Ь€組中任一第一方向?qū)Ь€相對應的第一連接端(U形的同一連接端，如第一連接端204)均連接外部控制部件100。基于相同設置，第二方向?qū)Ь€組中任一第二方向?qū)Ь€相對應的第一連接端(U形的同一連接端，如第一連接端104)均連接外部控制部件100，以及第二連接端(如第二連接端105)均浮空設置。本實施例中的第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組相互交叉構成電容耦合觸控天線陣列；本實施例中的第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組之間相互絕緣的。在圖IA所示的傳感器中的外部控制部件100接收到電容耦合信號后，經(jīng)處理可獲知手指的觸控位置。本實施例中的傳感器相對比于現(xiàn)有技術中電容耦合觸控模式的天線陣列，本實用新型中通過U形的第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€以組合排列的方式交叉形成天線陣列，其能夠保證觸控天線陣列中任一交叉點，通過外圍電路檢測的觸控點的位置信息唯一。應了解的是，本實用新型中提及的外圍電路即可等效為圖IA中所示出的外部控制部件100。特別地，上述實施例中采用數(shù)學中組合排列方式排布的U形的第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組相互交叉，使得每一相鄰的第一方向?qū)Ь€或第二方向?qū)Ь€的組合是唯一的，進而最后形成的天線陣列的交叉點的位置是唯一的。相對比現(xiàn)有電容耦合觸控技術，上述實施例中，通過設置在U形第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€的第一導線和第二導線上的第一電容耦合觸控部件103和第二電容耦合觸控部件203與相鄰電容耦合部件的組合排列，使相同第一導線數(shù)或第二導線數(shù)擴展了更大的觸控區(qū)域，能夠有效減少傳感器與外部控制部件之間的I/O接口，進而使得外圍電路結構大幅簡化、便于集成，使處理信號數(shù)據(jù)量減少、處理速度大幅度提高。I/O接口和要處理的數(shù)據(jù)量減少能夠使得包含該傳感器的觸控產(chǎn)品的處理速度提高，且使得包含本實用新型傳感器的觸控產(chǎn)品如手機、平板電腦等的結構簡單，制造成本低，并能有效地滿足使用者手指觸摸觸控輸入的需求。以下通過圖2A至圖2H詳細說明本實用新型的傳感器實施例中的電容耦合觸控模式的原理；其中，導體21可相當于觸控的手指，導體23和導體M在相同層面并彼此獨立絕緣。當導體21通過絕緣介質(zhì)22貼合于彼此絕緣的導體23和導體M上時，導體21的左側與導體23的貼合區(qū)等效為電容C1，導體21的右側與導體M的貼合區(qū)等效為電容C2，由于導體21是一體結構，進而等效的電容C1和電容C2為串聯(lián)連接，如圖2C所示的等效電路。從 2C所示的等效電路可知導體23和導體M間可相互傳遞交變電壓。圖2C示出了本實用新型中手指觸控天線陣列中的交叉點的等效電路圖，因手與導體23和導體M間對某一頻率的交流電壓的交流阻抗很大，相當于絕緣，而手指的直流阻抗較低，相手與導體23和導體 M間的較大交流阻抗相當于導體，故手的觸摸面等效為導體21，第一方向?qū)Ь€201a相當于導體23，第二方向?qū)Ь€IOla相當于導體M。如圖2D所示(為后續(xù)方便說明，圖2D中僅示意了一個第一方向?qū)Ь€和一個第二方向?qū)Ь€垂直交叉的示意圖)，當?shù)诙较驅(qū)Ь€的IOla的第一連接端104通入交變信號8 時，手指與交叉點1 (圖2D中的陰影部分)接觸，以使交流信號8的回路被導通(也就是說，圖2D中的觸控點1之間的電容C7和C8導通)，由此可獲取到第一方向?qū)Ь€201a的第一連接端204輸出的交變信號9。當手指觸控圖2D中所示的交叉點2、3或4時，相對應的接觸點2的C1和C2、接觸點3的C3和C4、或接觸點4的C6和C5被導通，進而可以檢測到上述的交變信號9。由上所述，外部控制部件可以識別天線陣列中的電容耦合觸控信號。由于每一第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€均有四個交點，其輸出交變信號9的位置也是相同的，上述圖2D中示出的可能無法較好地判斷手指位于交叉點(即觸控點)1、2、3 或4的具體位置，故以下結合2E至圖2H詳細說明外部控制部件獲取電容耦合模式下的唯一位置信息。參照圖2E至圖2H所示，圖2E中導體21和導體23、導體21和M的貼合面相等， 即C1和C2相等，圖2F和圖2G中導體21與導體23、導體M的貼合面不相等，進而C1在圖 2F和圖2G中較大，由于導體21與導體23和M的貼合總面積一定，且C1和C2串聯(lián)，故依據(jù)串聯(lián)電容C = C1^C2/(C^C2)可知，只有C1和C2相等時，輸出的交變信號是最強的，如圖2H 所示的各實驗數(shù)據(jù)，其Sl > S2 > S3。當用手指取代導體21時，其產(chǎn)生的結果和上述模擬實驗的結果是一致的。故，由于實際的傳感器至少包括4根以上U形第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€，故具體結構中，各交叉點分別由第一電容耦合觸控部件203和第二電容耦合觸控部件103交錯疊設，且天線陣列中的各交叉點均勻分布(如下的圖5C所示)，進而可保證手指觸控的交叉點至少為兩個或兩個以上，以便使外部控制部件通過獲取和比較相鄰的各個方向?qū)Ь€的第一連接端輸出的最大的交變信號的位置，以獲知觸控點的準確位置信息(也就是說，借助于相鄰交叉點輸出的交變信號在各個方向?qū)Ь€的第一連接端輸出的分布，可以準確區(qū)分圖 2D中的觸控點1、2、3和4)，由此，通過觸控點包含的至少相鄰的兩個交叉點能夠唯一確定電容耦合觸控模式下觸控點的位置信息。需要說明的是，人體和手的大部位與天線陣列的交叉點之間的距離相對于手指與交叉點之間的距離要大很多，進而人體和手的大部位與天線陣列的交叉點產(chǎn)生的感抗、 容抗、阻抗都是非常大的，故相對于手指在交叉點產(chǎn)生的容抗來說，身體其他部位可等效絕緣。另外，為詳細說明電容耦合觸控模式下傳感器的位置信息的準確獲知，采用笛卡爾坐標系(XY坐標)中坐標點的方式舉例說明，可將圖3A所示的天線陣列中的各交叉點等效為坐標點，如圖3B和圖3C所示的X軸和Y軸的坐標點的位置信息說明。以下通過圖3A 中觸控點1的上下移動舉例說明每一觸控點的位置信息是唯一的。具體地，垂直交叉排列第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組，即將第二方向?qū)Ь€組放置于按X軸向，第一方向?qū)Ь€組放置于Y軸向。第二方向?qū)Ь€101a(A5，a5)與第一方向?qū)Ь€201a(B5，b5)的一交叉處有一觸控點1，第二方向?qū)Ь€101a(A5，a5)上的交變電壓8 通過觸控點1耦合到第一方向?qū)Ь€201a(B5，b5)輸出交變電壓9(Ub5)，以及觸控點1還與第一方向?qū)Ь€201b (B8，b8)重合，第二方向?qū)Ь€101a(A5，a5)的交變電壓8還會耦合到第一方向?qū)Ь€201b (B8，b8)，輸出交變電壓Ub80若觸控點1與第一方向?qū)Ь€201a(B5，l35)的貼合面/重合面大于與第一方向?qū)Ь€ 201b (B8, b8)的貼合面/重合面，則第二方向?qū)Ь€101a(A5，a5)上的交變電壓8通過觸控點1耦合到第一方向?qū)Ь€201a(B5，l35)的交變電壓Ub5大于耦合到第一方向?qū)Ь€201b (B8，b8)的交變電壓Ub8，如圖3A1所示，如將觸控點1逐步沿Y軸上移，觸控點1與第一方向?qū)Ь€ 201a(B5,b5)的貼合面會逐步減少，與第一方向?qū)Ь€201b(B8，b8)的貼合面會逐步變大，那么第二方向?qū)Ь€101a(A5，a5)上的交變電壓8通過觸控點1耦合到第一方向?qū)Ь€201a(B5， b5)的交變電壓U135會逐步減小，耦合到第一方向?qū)Ь€201b(B8，b8)的交變電壓Ul38會逐步增大，如圖3A2所示，當觸控點1沿Y軸上下移動時，第一方向?qū)Ь€組輸出的交變電壓會有規(guī)律的變化，這種電壓變化規(guī)律是觸控點1在Y軸的位置信息，以此可以準確判定出觸控點 1在Y軸的位置。同理，可以獲取觸控點在X軸上的位置，如圖3A3和圖3A4所示，確定觸控點1在 X軸的位置信息。由上，可以準確判定出觸控點1在X軸、Y軸上的位置即坐標點。根據(jù)X 軸和Y軸天線陣列上耦合產(chǎn)生的交變電壓數(shù)據(jù)可以準確的計算出觸控點1在天線陣列有效區(qū)的任意坐標位置，同樣原理可以準確的計算出觸控點2、3、4在天線陣列有效區(qū)的任意坐標位置。如圖;3B和圖3C解析的觸控點1上移的位置坐標點，圖3A中的W1W2W3W4為電容耦合感應有效區(qū)，Y軸設置Yll-YO位置，每個位置分別設置天線陣列B4b4、BlbU B5b5, B2b2、B6b6、B3b3、B7b7、B4b4、B8b8、B5b5、B9b9、B6b6,如分別以字母 A、B、C、D、E、F、G、H、 I、J、K、L表示第一方向?qū)Ь€Blbl—B9b9，那么Y軸的第一方向?qū)Ь€對應位置的排列表為 DAEBFCGDHEIF,排列表每個字母與相鄰字母的組合不重復，如A在排列表中的組合有DAE、 EAD、DEAB等，在排列表中的其它位置不會有與之一樣的組合出現(xiàn)，E在排列表有兩個位置， 前一位置的組合有EB、AEB、EBF, BFEA等，后一位置的組合有HE、HEI、EIF、IFEH等，在排列表中的其它位置也不會有與之一樣的組合出現(xiàn)，Y軸上每個位置的第一方向?qū)Ь€的設置也是以相鄰組合不重復為原則排列，X軸和Y軸的每一方向?qū)Ь€的這種不重復排列組合，能保證天線陣列中的交叉點上的觸控點精確判定和識別，進而可以讓具有天線陣列的傳感器實現(xiàn)多點觸控操作。優(yōu)選地，在圖IA所示的傳感器結構中，還可以將至少一根所述第一方向?qū)Ь€201a 開口部第一連接端204 (如圖IB所示)與第二連接端205之間相互短接，和/或，第二方向?qū)Ь€IOla開口部第一連接端104(如圖IC所示)與第二連接端105之間相互短接。如圖 4A所示，第一方向?qū)Ь€組中的部分第一方向?qū)Ь€(A9，b9 ；A7，b7)被導線206短接，且第二方向?qū)Ь€組中的部分第二方向?qū)Ь€(A9，b9 ；A8, b8)被導線106短接。由此可以使得第一方向?qū)Ь€201a和第二方向?qū)Ь€IOla的交叉點的電容耦合信號的傳輸路徑變短，進而可以減少對交變信號/交變電壓的傳輸阻抗，同時提高傳感器的線性度。當然，可以使第一方向?qū)Ь€組中的所有第一方向?qū)Ь€被短接，和/或也可以使第二方向?qū)Ь€組中的所有第二方向?qū)Ь€被短接，其具體的結構設置依據(jù)實際的電路需求設定。在實際的電路結構中，通常是將第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€各自的開口部全部短接， 如圖4B所示的傳感器結構示意圖。參照圖4B所示，圖4B示出了本實用新型中傳感器實施例中的第二種結構示意圖， 本實施例中的傳感器主要是在上述實施例的基礎上將全部的第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€短接。由于天線陣列中任一第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€各自的開口被短路，使得觸控點輸出時交變信號的傳輸阻抗減少，有效地提升本實施例中傳感器線性度。特別地，針對較大尺寸的觸控屏，圖4B所示的短路連接可以大幅度縮短信號傳輸距離，降低了天線陣列中信號傳輸?shù)淖杩梗沟猛獠靠刂撇考奶幚硭俣冗M一步提高、抗干擾能力加強，線性度提升。為使傳感器連接的外部控制部件的計算簡單，且能夠較好的提高外部控制部件的處理速度，可將第一方向?qū)Ь€組中任意相鄰的兩個第一方向?qū)Ь€間距相等，和/或所述第二方向?qū)Ь€組中任意相鄰的兩個第二方向?qū)Ь€間距相等。優(yōu)選地，還可以將第一方向?qū)Ь€與所述第二方向?qū)Ь€的U形開口部間距設為相等的間距。需要說明的是，第一方向?qū)Ь€與第二方向?qū)Ь€的U形開口部間距可以不等，只要滿足依據(jù)Cnm組合排列的第一方向?qū)Ь€/第二方向?qū)Ь€的第一導線、第二導線與相鄰的前一導線或后一導線的組合跟其他任何位置相鄰兩導線的組合不重復即可。實際的電路結構中是將第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組設置為相互垂直交叉， 由此可以使外部控制部件較快獲知傳感器中觸控點的位置信息。當天線陣列中任意相鄰的兩個第一方向?qū)Ь€間距相等、任意相鄰的兩個第二方向?qū)Ь€間距相等，以及相互垂直交叉的第一方向?qū)Ь€與第二方向?qū)Ь€的U形開口部間距相等時，該傳感器的內(nèi)部處理速度最快，且該傳感器的反應靈敏度最高，特別適用于具有較大尺寸觸控屏的觸控產(chǎn)品。參照圖5A至圖5D所示，圖5A為本實用新型中傳感器實施例的第一方向?qū)Ь€組的布線示意圖，圖5B為本實用新型中傳感器實施例的第二方向?qū)Ь€組的布線示意圖，圖5C為本實用新型中圖5A和圖5B導線組相互交叉交錯疊設的布線結構示意圖，圖5D為本實用新型中傳感器實施例的第一方向?qū)Ь€的結構示意圖。其中，如圖5A所示，第一方向?qū)Ь€組中的第一方向?qū)Ь€以組合排列方式分布，以及該第一方向?qū)Ь€組中任意相鄰的兩個第一方向?qū)Ь€間距相等，以及優(yōu)選設置每一第一方向?qū)Ь€的U形開口部間距相等。圖5A中示出的第一方向?qū)Ь€上部電性連接有多個電容耦合觸控部件，任意兩個第一電容耦合觸控部件的形狀相同。通常，所述的電容耦合觸控部件形狀為菱形、矩形、三角形或它們之間任意組合的形狀，圖5A中僅為實例說明。特別地，可將第一電容耦合觸控部件與第一方向?qū)Ь€設為一體。如圖5B所示，第二方向?qū)Ь€組中的第二方向?qū)Ь€以組合排列方式分布，以及該第二方向?qū)Ь€組中任意相鄰的兩個第二方向?qū)Ь€間距相等，以及優(yōu)選設置每一第二方向?qū)Ь€的U形開口部間距相等。圖5B中示出的第二方向?qū)Ь€上電性連接有多個電容耦合觸控部件，任意兩個第二電容耦合觸控部件的形狀相同。通常，所述的電容耦合觸控部件形狀為菱形、矩形、三角形或它們之間任意組合的形狀，圖5B中僅為實例說明。特別地，可將第二電容耦合觸控部件與第二方向?qū)Ь€設為一體。如圖5C所示的實際的傳感器結構，其第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組設置為相互垂直交叉，任意相鄰的兩個第一方向?qū)Ь€和任意相鄰的兩個第二方向?qū)Ь€的間距均相等，以及第一方向?qū)Ь€與第二方向?qū)Ь€的U形開口部間距相等。特別地，任意兩個第一電容耦合觸控部件和第二電容耦合觸控部件的形狀相同。在圖5C所示的傳感器結構中，在第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€相互交叉的區(qū)域中，所述第一電容耦合觸控部件與第二電容耦合觸控部件之間的間距相等，以便使任意手指的觸控點可包含兩個或兩個以上的第一電容耦合觸控部件和/或第二電容耦合觸控部件，進而使得每個方向的導線組中最少兩個以上的電容耦合部件包含觸控點的交變信息，這種組合能夠較好地識別交變信息所對應觸控點的位置。[0084]優(yōu)選地，參照圖5D所示，在上述實施例的基礎上，第一電容耦合觸控部件還可設置為使第一方向?qū)Ь€的等效電磁與第一方向?qū)Ь€方向重疊或者平行的分布；以及第二電容耦合觸控部件也可設置為使第二方向?qū)Ь€的等效電磁與第二方向?qū)Ь€方向重疊或者平行的分布。圖5D中僅示出了第一方向?qū)Ь€的示意圖，在此不限定。通常，在實際的傳感器結構中，第一方向?qū)Ь€上的任一第一電容耦合觸控部件在第一方向?qū)Ь€兩側分布的形狀對稱，或者具有一致的比例關系；以及，第二方向?qū)Ь€上的任一第二電容耦合觸控部件在第二方向?qū)Ь€兩側分布的形狀對稱，或者具有一致的比例關系，使得該實施例傳感器中的天線陣列能夠使第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組輸出的交變信號與上述圖5C中示出的天線陣列輸出的交變信號等效一致，以便可準確獲知電容耦合觸控模式下的觸控點的位置信息，且使連接天線陣列的外部控制部件的內(nèi)部運算簡單。根據(jù)本實用新型的另一方面，本實用新型還提供一種觸控模組，其包括基板和傳感器，該處的傳感器可為還是本實用新型中任意實施例所述的傳感器，所述傳感器的天線陣列設置在所述的基板上。優(yōu)選天線陣列的第一方向?qū)Ь€、第二方向?qū)Ь€的材質(zhì)為金屬箔、 導電銀漿、碳漿或ITO導電膜，采用印刷、刻蝕的方式設置在基板上?？蛇x地，基板可為玻璃或塑料、以及基板還可為柔性絕緣基板。本實用新型中不限定基板的材料。如圖6所示，圖6示出了本實用新型中觸控模組實施例的結構示意圖。其中，傳感器的具體結構介紹參照圖IA的描述，將傳感器設于基板300上，以便使天線陣列的I/O接口減少，且使得該觸控模組制備工藝簡化，集成度高，其能夠有效降低觸控模組的成本。圖 6中只是示意性顯示觸控模組的結構，當然，該觸控模組的結構不限定為圖中的結構。其基板和傳感器的位置關系依據(jù)實際的產(chǎn)品需求設定。進一步地，本實用新型還提供一種觸控電子裝置，包括電子裝置本體，該本體上設有顯示屏，以及還包括本實用新型中任意所述的觸控模組。在實際的結構中，觸控模組可設置在電子裝置顯示屏的表面。參照圖7所示，圖7示出了本實用新型中觸控電子裝置實施例的結構示意圖，其中，觸控模組302可設置于顯示屏301的表面，該處的觸控模組結構參照上述實施例中的描述。舉例來說，上述觸控電子裝置可為平板電腦、移動終端或電子白板等，其采用上述觸控模組的結構復雜度降低，且制備工藝簡化，同時觸控電子裝置的反應靈敏度提高，且能夠有效地滿足使用者的需求。最后應說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制； 盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解: 其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術方案的精神和范圍。
1權利要求1.一種傳感器，其特征在于，包括U形第一方向?qū)Ь€；每根第一方向?qū)Ь€依次以組合排列的方式間隔交錯平行設置，構成第一方向?qū)Ь€組，任意兩根第一方向?qū)Ь€之間相互絕緣；U形第二方向?qū)Ь€，每根第二方向?qū)Ь€依次以組合排列的方式間隔交錯平行設置，構成第二方向?qū)Ь€組，任意兩根第二方向?qū)Ь€之間相互絕緣；任一根第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€均具有相互平行的第一導線和第二導線； 第一方向?qū)Ь€組的第一方向?qū)Ь€任一位置的第一導線和第二導線與相鄰的前一導線或后一導線的組合與其他任何位置相鄰兩導線的組合不重復；第二方向?qū)Ь€組的第二方向?qū)Ь€任一位置的第一導線和第二導線與相鄰的前一導線或后一導線的組合跟其他任何位置相鄰兩導線的組合不重復；第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組相互交叉，構成電容耦合觸控天線陣列；且第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組之間相互絕緣；所述第一方向?qū)Ь€組中至少一根第一方向?qū)Ь€上電性連接有第一電容耦合觸控部件；所述第二方向?qū)Ь€組中至少一根第二方向?qū)Ь€上電性連接有第二電容耦合觸控部件；第一電容耦合觸控部件和第二電容耦合觸控部件在第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€相互交叉的區(qū)域交錯疊設；所述第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€開口部具有第一連接端和第二連接端，其中第一連接端用于連接接收電容耦合觸控信號的外部控制部件。
2.根據(jù)權利要求1所述的傳感器，其特征在于至少一根所述第一方向?qū)Ь€和/或第二方向?qū)Ь€開口部第一連接端與第二連接端之間相互短接。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的傳感器，其特征在于所述第一方向?qū)Ь€組中任意相鄰的兩個第一方向?qū)Ь€間距相等，和/或所述第二方向?qū)Ь€組中任意相鄰的兩個第二方向?qū)Ь€間距相等。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的傳感器，其特征在于所述第一方向?qū)Ь€與所述第二方向?qū)Ь€的U形開口部間距相等或不等。
5.根據(jù)權利要求4所述的傳感器，其特征在于，第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組設置為相互垂直交叉。
6 根據(jù)權利要求4所述的傳感器，其特征在于，所述第一電容耦合觸控部件為兩個以上，任意兩個第一電容耦合觸控部件的形狀相同；和/或所述第二電容耦合觸控部件為兩個以上，任意兩個第二電容耦合觸控部件的形狀相同。
7.根據(jù)權利要求5或6所述的傳感器，其特征在于，所述第一電容耦合觸控部件與所述第二電容耦合觸控部件形狀相同。
8.根據(jù)權利要求7所述的傳感器，其特征在于，所述的電容耦合觸控部件形狀為菱形、 矩形、三角形或它們之間任意組合的形狀。
9.根據(jù)權利要求7所述的傳感器，其特征在于，在第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€相互交叉的區(qū)域中，所述第一電容耦合觸控部件與第二電容耦合觸控部件之間的間距相等。
10.根據(jù)權利要求1或2所述的傳感器，其特征在于，第一電容耦合觸控部件與第一方向?qū)Ь€設為一體，和/或第二電容耦合觸控部件與第二方向?qū)Ь€設為一體。
11.一種觸控模組，包括基板和傳感器，其特征在于，所述的傳感器為權利要求1-10所述的任一傳感器，所述傳感器的天線陣列設置在所述的基板上；所述天線陣列的第一方向?qū)Ь€、第二方向?qū)Ь€是金屬箔、導電銀漿、碳漿或ITO導電膜制備的第一方向?qū)Ь€、第二方向?qū)Ь€，采用印刷、刻蝕的方式設置在基板上。
12.根據(jù)權利要求11所述的模組，其特征在于，所述基板為玻璃基板或塑料基板。
13.根據(jù)權利要求11所述的模組，其特征在于，所述基板為柔性絕緣基板。
14.一種觸控電子裝置，包括電子裝置本體，該本體上設有顯示屏，其特征在于，還包括一如權利要求11、12或13所述的模組，所述的模組設置在電子裝置顯示屏的表面。
15.根據(jù)權利要求14所述的裝置，其特征在于，所述的裝置為平板電腦、移動終端或電子白板。
專利摘要本實用新型公開了一種傳感器、觸控模組及觸控電子裝置，該傳感器包括多個U形第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€組合排列方式形成的第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組。第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組相互交叉構成電容耦合觸控天線陣列；第一方向?qū)Ь€上電性連接有第一電容耦合觸控部件；第二方向?qū)Ь€組中至少一根第二方向?qū)Ь€上電性連接有第二電容耦合觸控部件；第一電容耦合觸控部件和第二電容耦合觸控部件在第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€相互交叉的區(qū)域交錯疊設；第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€開口部具有第一連接端和第二連接端，第一連接端用于連接接收電容耦合觸控信號的外部控制部件。該傳感器的I/O接口較少，能夠大幅簡化外圍電路結構，提高處理速度。
文檔編號G06F3/044GK202013564SQ20112009967
公開日2011年10月19日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權日2011年4月7日
發(fā)明者朱德忠 申請人:臺均科技(深圳)有限公司