本實(shí)用新型涉及觸摸屏技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電子設(shè)備及其懸浮電容式觸摸屏。
背景技術(shù)：
電容式觸摸屏目前主要應(yīng)用于智能手機(jī)、平板電腦、車載觸摸屏等等。電容式觸摸屏的主要結(jié)構(gòu)有GG、GFF、PG、PFF等，大部分電容式觸摸屏實(shí)現(xiàn)觸控功能必須要手指完全接觸觸摸屏表面，小部分電容式觸摸屏可以通過自電容的原理實(shí)現(xiàn)手指隔空操作，但是隔空距離僅僅只有20mm或者最大能夠做到50mm，無法真正實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離懸浮觸控。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
基于此，有必要針對(duì)上述技術(shù)問題，提供一種可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離懸浮觸控的電子設(shè)備及其懸浮電容式觸摸屏。
一種懸浮電容式觸摸屏，包括：
保護(hù)面板，包括可視區(qū)及圍繞所述可視區(qū)設(shè)置的非可視區(qū)；
電容感應(yīng)結(jié)構(gòu)，設(shè)置于所述保護(hù)面板的可視區(qū)；
懸浮觸控電極，設(shè)置于所述保護(hù)面板的非可視區(qū)；及
懸浮控制IC，所述懸浮控制IC與所述懸浮觸控電極電連接，所述懸浮控制IC的內(nèi)部電路通入直流后能夠產(chǎn)生交流信號(hào)，所述交流信號(hào)傳遞至所述懸浮觸控電極，產(chǎn)生的可變電場(chǎng)的波長(zhǎng)大于所述懸浮觸控電極的尺寸100倍以上，所述可變電場(chǎng)等效為準(zhǔn)靜電場(chǎng)以用來檢測(cè)導(dǎo)體。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述保護(hù)面板呈內(nèi)凹圓弧型或者外凸圓弧型，所述電容感應(yīng)結(jié)構(gòu)通過粘結(jié)層設(shè)置于所述保護(hù)面板上。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述保護(hù)面板的非可視區(qū)為外凸弧形，所述保護(hù)面板的可視區(qū)為長(zhǎng)方形。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電容感應(yīng)結(jié)構(gòu)包括多個(gè)第一導(dǎo)電圖案及多個(gè)第二導(dǎo)電圖案，所述第一導(dǎo)電圖案與所述第二導(dǎo)電圖案相互絕緣設(shè)置，多個(gè)所述第一導(dǎo)電圖案相互絕緣，多個(gè)所述第二導(dǎo)電圖案相互絕緣，所述第一導(dǎo)電圖案及所述第二導(dǎo)電圖案分別與所述懸浮觸控電極相互絕緣。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述第一導(dǎo)電圖案與所述第二導(dǎo)電圖案設(shè)置于同一平面，所述第一導(dǎo)電圖案通過第一電極引線與所述懸浮控制IC電連接，所述第二導(dǎo)電圖案通過第二電極引線與所述懸浮控制IC電連接。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電容感應(yīng)結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電層及第二導(dǎo)電層，所述第一導(dǎo)電層與所述第二導(dǎo)電層位于不同平面，所述第一導(dǎo)電層與所述第二導(dǎo)電層位于所述保護(hù)面板同一側(cè)或者不同側(cè)，所述第一導(dǎo)電層通過第一電極引線與所述懸浮控制IC電連接，所述第二導(dǎo)電層通過第二電極引線與所述懸浮控制IC電連接。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述電容感應(yīng)結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電線路為柔性導(dǎo)電線路，所述柔性導(dǎo)電線路的材料為碳納米管、金屬網(wǎng)格、納米銀線或者石墨烯。
在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述保護(hù)面板包括首尾相連的四條邊，其中兩條邊相互平行設(shè)置，另外兩條邊相互平行設(shè)置，四條邊上均設(shè)置有所述懸浮觸控電極。
一種電子設(shè)備，包括：
如以上任意一項(xiàng)所述的懸浮電容式觸摸屏；及
顯示屏，所述觸摸屏與所述顯示屏層疊設(shè)置。
上述懸浮電容式觸摸屏至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：
懸浮控制IC的內(nèi)部電路通入直流后能夠產(chǎn)生交流信號(hào)，交流信號(hào)傳遞至懸浮觸控電極產(chǎn)生可變電場(chǎng)，產(chǎn)生的可變電場(chǎng)的波長(zhǎng)大于懸浮觸控電極的尺寸100倍以上，此時(shí)的可變電場(chǎng)等效為準(zhǔn)靜電場(chǎng)，可以用來檢測(cè)導(dǎo)體，而人體本身就相當(dāng)于導(dǎo)體，當(dāng)手指或者手掌進(jìn)入可變電場(chǎng)時(shí)，可變電場(chǎng)會(huì)發(fā)生變化，懸浮控制IC通過偵測(cè)可變電場(chǎng)產(chǎn)生的變化，以此檢測(cè)到觸控位置點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離懸浮觸控功能。
附圖說明
圖1為一實(shí)施方式中懸浮電容式觸摸屏的正視圖；
圖2為圖1所示懸浮電容式觸摸屏的剖視圖；
圖3為當(dāng)手指接近圖1所示懸浮電容式觸摸屏的電場(chǎng)變化示意圖；
圖4為圖2中保護(hù)面板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為圖4所示保護(hù)面板的另一視角的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本實(shí)用新型。但是本實(shí)用新型能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本實(shí)用新型內(nèi)涵的情況下做類似改進(jìn)，因此本實(shí)用新型不受下面公開的具體實(shí)施的限制。
需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實(shí)施方式。
除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與屬于本實(shí)用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本實(shí)用新型的說明書中所使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施例的目的，不是旨在于限制本實(shí)用新型。以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡(jiǎn)潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。
一實(shí)施方式中的電子設(shè)備，包括一懸浮電容式觸摸屏10(如圖1所示)及顯示屏，懸浮電容式觸摸屏10與顯示屏層疊設(shè)置。該懸浮電容式觸摸屏10能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離懸浮觸控，例如手指觸控的距離提高至12cm，手掌觸控的距離提高至20cm。顯示屏用于顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫、行情、視頻、錄像信號(hào) 等各種信息。
顯示屏可以為液晶顯示模組，例如可以是TFT液晶顯示模組，也可以是IPS液晶顯示模組，或者OLED顯示器。
具體地，請(qǐng)一并參閱圖1至圖3，懸浮電容式觸摸屏10包括保護(hù)面板100、電容感應(yīng)結(jié)構(gòu)200、懸浮觸控電極300及懸浮控制IC400。
保護(hù)面板100包括可視區(qū)及圍繞可視區(qū)設(shè)置的非可視區(qū)。保護(hù)面板100可以為2D的平面面板，也可以為在2D保護(hù)面板100的基礎(chǔ)上采用熱彎成型或者注塑成型等工藝制成的3D曲面面板。例如，保護(hù)面板100可以呈內(nèi)凹圓弧型或者外凸圓弧型。
請(qǐng)一并參閱圖4及圖5，保護(hù)面板100為3D曲面面板。例如，可以通過熱彎設(shè)備，在不同模型的治具下，調(diào)整壓力、溫度、時(shí)間，得到不同形狀的3D曲面面板，其彎曲高度、曲率半徑、彎曲角度等產(chǎn)品參數(shù)可以通過制程控制。
3D曲面面板的參數(shù)可以為尺寸2.8寸～15寸。彎曲角度可達(dá)到75°，彎曲高度可達(dá)20mm，曲率半徑R可達(dá)80mm，可以滿足常見的3D曲面面板的要求。
保護(hù)面板100也可以是曲面復(fù)合板。曲面復(fù)合板是先通過擠壓成型得到的復(fù)合板，然后通過熱彎成型得到曲面復(fù)合板。
保護(hù)面板100也可以是曲面IML(In Molding Label，模內(nèi)鑲件注塑)。曲面IML是通過注塑成型，將薄膜、塑膠粒子、油墨通過一定溫度、壓力和時(shí)間，得到具有不同形狀的IML產(chǎn)品。
當(dāng)然，在其它的實(shí)施方式中，保護(hù)面板100也可以為非可視區(qū)為外凸弧形，可視區(qū)為長(zhǎng)方形的結(jié)構(gòu)，稱為2.5D保護(hù)蓋板。
電容感應(yīng)結(jié)構(gòu)200設(shè)置于保護(hù)面板100的可視區(qū)。電容感應(yīng)結(jié)構(gòu)200可以是以COP、PRT或者玻璃為基材的感應(yīng)結(jié)構(gòu)。電容感應(yīng)結(jié)構(gòu)200用于實(shí)現(xiàn)當(dāng)手指或手掌直接觸控到懸浮電容式觸摸屏10時(shí)，對(duì)觸控動(dòng)作進(jìn)行偵測(cè)和定位。具體地，電容感應(yīng)結(jié)構(gòu)200通過粘結(jié)層500設(shè)置于保護(hù)面板100上。
具體到本實(shí)施方式中，粘結(jié)層500可以由固態(tài)壓敏膠形成，也可以由液態(tài)水膠形成，具有優(yōu)良的絕緣作用和良好的光學(xué)透過度。粘結(jié)層500可以使電容感應(yīng)結(jié)構(gòu)200與保護(hù)面板100通過框貼的方式貼合，也可以使電容感應(yīng)結(jié)構(gòu)200 與保護(hù)面板100通過全貼合的方式貼合。
請(qǐng)?jiān)俅螀㈤唸D1，具體到本實(shí)施方式中，懸浮電容式觸摸屏10為單面單層結(jié)構(gòu)。電容感應(yīng)結(jié)構(gòu)200包括多個(gè)第一導(dǎo)電圖案210及多個(gè)第二導(dǎo)電圖案220，第一導(dǎo)電圖案210與第二導(dǎo)電圖案220相互絕緣設(shè)置。多個(gè)第一導(dǎo)電圖案210相互絕緣，多個(gè)第二導(dǎo)電圖案220相互絕緣。
第一導(dǎo)電圖案210與第二導(dǎo)電圖案220設(shè)置于同一平面，多個(gè)第一導(dǎo)電圖案210形成感應(yīng)結(jié)構(gòu)，多個(gè)第二導(dǎo)電圖案220形成驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。第一導(dǎo)電圖案210通過第一電極引線230與懸浮控制IC400電連接，第二導(dǎo)電圖案220通過第二電極引線240與懸浮控制IC400電連接。
當(dāng)然，在其它的實(shí)施方式中，懸浮電容式觸摸屏還可以為雙層雙面或者雙層單面結(jié)構(gòu)。此時(shí)電容感應(yīng)結(jié)構(gòu)包括第一導(dǎo)電層及第二導(dǎo)電層，第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層位于不同平面。第一導(dǎo)電層與第二導(dǎo)電層位于保護(hù)面板的同一側(cè)或者不同側(cè)，第一導(dǎo)電層通過第一電極引線與懸浮控制IC電連接，第二導(dǎo)電層通過第二電極引線與懸浮控制IC電連接。
電容感應(yīng)結(jié)構(gòu)200的導(dǎo)電線路為柔性導(dǎo)電線路，柔性導(dǎo)電線路的材料可以為碳納米管、金屬網(wǎng)格、納米銀線或者石墨烯等等，以實(shí)現(xiàn)電容感應(yīng)結(jié)構(gòu)200具有較強(qiáng)的彎折性。例如柔性導(dǎo)電線路的耐彎折次數(shù)可提高至1200次以上?？梢酝ㄟ^磁控濺射、真空蒸鍍等技術(shù)得到電容感應(yīng)結(jié)構(gòu)200，利用全鐳射等技術(shù)得到柔性導(dǎo)電線路。
柔性導(dǎo)電線路還具備較高的可見光線透過度，通過懸浮控制IC400對(duì)電容感應(yīng)結(jié)構(gòu)200的柔性導(dǎo)電線路發(fā)出信號(hào)，經(jīng)過懸浮控制IC400將信號(hào)進(jìn)行判定和數(shù)據(jù)處理，可以識(shí)別懸浮電容式觸摸屏10是否存在直接觸摸以及直接觸摸的具體坐標(biāo)位置。
懸浮觸控電極300設(shè)置于保護(hù)面板100的非可視區(qū)。具體地，保護(hù)面板100包括首尾相連的四條邊，其中兩條邊相互平行設(shè)置，另外兩條邊相互平行設(shè)置。四條邊上均設(shè)置有懸浮觸控電極300。四條邊上的懸浮觸控電極300的長(zhǎng)度、面積等允許一定范圍的差異。懸浮觸控電極300可以直接設(shè)置于保護(hù)面板100的非可視區(qū)，與電容感應(yīng)結(jié)構(gòu)200位于同一平面。也可以不直接設(shè)置于保護(hù)面板 100的表面，而是單獨(dú)設(shè)置于一承載基板上，只要保證懸浮觸控電極300對(duì)應(yīng)位于保護(hù)面板100的非可視區(qū)即可。懸浮觸控電極300可以在多種結(jié)構(gòu)通過多種導(dǎo)電物質(zhì)實(shí)現(xiàn)。
懸浮控制IC400與懸浮觸控電極300及電容感應(yīng)結(jié)構(gòu)200均電連接。懸浮控制IC400主要利用電場(chǎng)懸浮技術(shù)。其中，懸浮控制IC400的內(nèi)部電路通入直流后能夠產(chǎn)生交流信號(hào)，交流信號(hào)傳遞至懸浮觸控電極300，懸浮觸控電極300產(chǎn)生的可變電場(chǎng)(如圖2及圖3中的虛線部分所示)的波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于懸浮觸控電極300的尺寸，此時(shí)可變電場(chǎng)等效為準(zhǔn)靜電場(chǎng)用來檢測(cè)導(dǎo)體(例如圖3中的手)。例如，產(chǎn)生的可變電場(chǎng)的波長(zhǎng)大于懸浮觸控電極300的尺寸的100倍以上，視為可變電場(chǎng)的波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于懸浮觸控電極300的尺寸。
人體本身就相當(dāng)于導(dǎo)體，當(dāng)手指或手掌進(jìn)入可變電場(chǎng)時(shí)，可變電場(chǎng)發(fā)生失真，懸浮控制IC400通過可變電場(chǎng)的變化進(jìn)行偵測(cè)，以此實(shí)現(xiàn)檢測(cè)位置點(diǎn)并進(jìn)行反饋信號(hào)，實(shí)現(xiàn)懸浮觸控功能。例如，可實(shí)現(xiàn)手套操作、自動(dòng)喚醒、位置追蹤、觸摸按鍵、擺動(dòng)手勢(shì)、旋轉(zhuǎn)觸控等懸浮觸控功能，增加用戶新型體驗(yàn)，開拓人機(jī)交互方式新的領(lǐng)域。
上述懸浮電容式觸摸屏10至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：
懸浮控制IC400的內(nèi)部電路通入直流后能夠產(chǎn)生交流信號(hào)，交流信號(hào)傳遞至懸浮觸控電極300產(chǎn)生可變電場(chǎng)，產(chǎn)生的可變電場(chǎng)的波長(zhǎng)遠(yuǎn)大于懸浮觸控電極300的尺寸，此時(shí)的可變電場(chǎng)等效為準(zhǔn)靜電場(chǎng)，可以用來檢測(cè)導(dǎo)體，而人體本身就相當(dāng)于導(dǎo)體，當(dāng)手指或者手掌進(jìn)入可變電場(chǎng)時(shí)，可變電場(chǎng)會(huì)發(fā)生變化，懸浮控制IC400通過偵測(cè)可變電場(chǎng)產(chǎn)生的變化，以此檢測(cè)到觸控位置點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離懸浮觸控功能。
以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。