條形自容式觸摸板及觸控系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種觸摸板及觸控系統(tǒng)，尤其涉及一種條形自容式觸摸板及觸控系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]可穿戴設備越來越普及，其操作方式也不斷受到易用性的挑戰(zhàn)。條形電容式觸摸板因具有操作方便、交互自然、抗誤觸發(fā)能力強等優(yōu)點，而成為可穿戴設備中的主流觸控板。現(xiàn)有條形電容式觸控板的主要是通過互容式技術實現(xiàn)，即通過在條形觸摸區(qū)域布置上下兩層網(wǎng)格線感應手指的觸摸動作，以得到用戶的操作手勢。其一般采用四層PCB結構制成，分別為行掃描線、列掃描線、接地層和器件層，當手指觸碰行列掃描線交叉處時，交叉處感應電極的電容發(fā)生變化，以此可計算得到手指的觸摸位置。
[0003]然而，互容式技術對觸摸板控制器的要求很高，需要選用支持互容掃描的觸摸板控制器，并配置相應的互容掃描控制軟件。另外，層數(shù)較多的PCB板使得觸摸板制造成本高、制造工藝復雜，不易在低成本的可穿戴設備中普及。
[0004]為了實現(xiàn)高精度掃描，互容式觸摸板掃描線需要具有較高密度，而且相應的通道數(shù)也急劇增加，這進一步增加了觸摸板控制器的設計復雜度，進而提高了互容式觸摸板的成本。此外，互容式觸摸板的縱向操作，由于寬度尺寸受限，最多布置三行掃描線，并最多只能利用三個點代表手指的縱向滑動，致使觸控精度差，且容易因跳點觸控而產(chǎn)生縱向誤操作。
[0005]現(xiàn)有自容式觸摸板的感應電極通常由多個楔形電極組成，且主要用于大尺寸觸摸板或觸摸屏上。圖1是現(xiàn)有自容式觸摸板的感應電極的結構示意圖，如圖1所示，當手指觸碰到感應電極100中的楔形電極101的較寬處和較窄處時，觸摸板中電容呈非線性變化，在任何微觀狀態(tài)下，均需要兩個楔形電極101協(xié)同工作才能消除這種非線性，這樣一來，觸摸板控制器控制軟件的矯正算法會比較復雜，且單位面積觸摸板需要的楔形電極數(shù)量也較多。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型提供一種條形自容式觸摸板及觸控系統(tǒng)，以降低現(xiàn)有可穿戴設備中條形觸摸板的制造成本，提高其感應精度，并降低其制造工藝復雜度。
[0007]本實用新型提供一種條形自容式觸摸板，所述觸摸板包括:感應電極、PCB板及器件走線層，其中，所述感應電極設于所述PCB板的上表面，所述器件走線層設于所述PCB板的下表面，所述器件走線層中設置有觸摸板控制器及多根第一電互連線，所述觸摸板控制器通過所述第一電互連線連接所述感應電極，為所述感應電極提供電信號。
[0008]一個實施例中，所述感應電極包括:至少兩個矩形的金屬電極，所述金屬電極排列成至少一行；每一所述金屬電極分別通過一根第一電互連線與所述觸摸板控制器連接。
[0009]一個實施例中，相鄰的金屬電極之間的間距相等。
[0010]一個實施例中，所述金屬電極的長寬尺寸比例為7.2:4.3，所述間距為0.2?0.8mmο
[0011 ] 一個實施例中，所述金屬電極的個數(shù)為16個，排成兩行，使所述感應電極呈矩形結構。
[0012]—個實施例中，所述金屬電極的長寬尺寸為7.2mm X 4.3mm，所述間距為0.4mm，以及所述PCB板的長寬尺寸為63mmX 1mm0
[0013]一個實施例中，所述觸摸板還包括:多根第二電互連線，由所述觸摸板控制器引出，部分所述第二電互連線連接一應用處理器，另一部分所述第二電互連線連接一電源管理芯片，所述應用處理器和所述電源管理芯片相連接。
[0014]一個實施例中，每根所述第二電互連線分別連接金屬指，部分所述第二電互連線通過與其連接的所述金屬指連接所述應用處理器；另一部分所述第二電互連線通過與其連接的所述金屬指連接所述電源管理芯片。
[0015]本實用新型還提供一種觸控系統(tǒng)，其包括:一條形自容式觸摸板、一應用處理器及一電源管理芯片；其中，所述條形自容式觸摸板包括:感應電極、PCB板、器件走線層；所述感應電極設于所述PCB板的上表面，所述器件走線層設于所述PCB板的下表面，所述器件走線層中設置有觸摸板控制器、多根第一電互連線及多根第二電互連線；所述觸摸板控制器通過所述第一電互連線連接所述感應電極，為所述感應電極提供電信號；所述觸摸板控制器通過部分所述第二電互連線連接所述應用處理器，并通過另一部分所述第二電互連線連接所述電源管理芯片，所述應用處理器和所述電源管理芯片相連接。
[0016]一個實施例中，所述感應電極包括:至少兩個矩形的金屬電極，所述金屬電極排列成至少一行，相鄰的金屬電極之間的間距相等；每一所述金屬電極分別通過一根第一電互連線與所述觸摸板控制器連接。
[0017]本實用新型實施例的觸摸板可以只采用兩層結構的PCB板，簡化了 PCB板的制造工藝，顯著降低了觸摸板的制造工藝復雜度和制造成本。進一步，本實用新型實施例中觸摸板的感應電極使用矩形金屬電極，金屬電極所對應的電容呈非線性變化，無需設置高密度電極，不要求高通道數(shù)，顯著減小了觸摸板控制器的設計復雜度，進而降低了條形觸摸板的制造成本。本實用新型方案用極低的成本實現(xiàn)了一種自感應電容式條形觸摸板的手勢識另IJ，具有成本低、精度高、易于生產(chǎn)等優(yōu)勢。本實用新型實施例的觸控系統(tǒng)，因含有低成本的條形自容式觸摸板，而具有較低的設備總成本，更具市場競爭力。
【附圖說明】
[0018]為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(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簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，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)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中:
[0019]圖1是現(xiàn)有自容式觸摸板的感應電極的結構示意圖；
[0020]圖2是本實用新型實施例的觸控系統(tǒng)的結構示意圖；
[0021]圖3是本實用新型實施例的觸摸板的感應電極的結構示意圖；
[0022]圖4是本實用新型實施例與圖3中感應電極對應的器件走線層的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合圖2至圖4對本實用新型實施例作進一步詳細說明。在此，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。
[0024]圖2是本實用新型實施例的觸控系統(tǒng)的結構示意圖。如圖2所示，該觸控系統(tǒng)包括應用處理器(Applicat1n Processor, AP)、電源管理芯片(Power Management IC, PMIC)，以及觸摸板(Touch Panel，TP)。其中，觸摸板TP上設置有觸摸板控制器(Touch PanelController, TPC)，觸摸板控制器TPC與觸摸板TP上的感應電極連接。
[0025]應用處理器AP與電源管理芯片PMIC連接，電源管理芯片PMIC又與觸摸板控制器TPC連接，以使應用處理器AP通過控制命令使電源管理芯片PMIC供電給觸摸板控制器TPC ;應用處理器AP通過I2C接口與觸摸板控制器TPC電連接，以通過I2C接口初始化觸摸板控制器TPC并使其進入正常工作模式。
[0026]在正常工作模式下，觸摸板控制器TPC為觸摸板TP的感應電極提供電壓等電信號，并設定初始工作參數(shù)，例如電壓閾值、噪聲等；初始化完成后，觸摸板控制器TPC進入監(jiān)聽模式；在監(jiān)聽模式下，觸摸板控制器TPC監(jiān)聽或監(jiān)測觸摸板TP中的感應電極所對應電容的電容量改變情況，以此判斷手指觸摸或靠近的位置，以及手指的觸摸手勢。
[0027]本實用新型實施例的觸摸板TP包括感應電極、PCB板及器件走線層。其中，該感應電極設于PCB板的上表面，該器件走線層設于PCB板的下表面。該器件走線層中設置有觸摸板控制器TPC及與其連接的多根電互連線。觸摸板控制器TPC通過其中一部分電互連線連接該感應電極，通過另外一部分電互連線連接應用處理器AP，通過剩余部分電互連線連接電源管理芯片PMIC，即觸摸板控制器TPC通過不同的電互連線分別與感應電極、應用處理器AP及電源管理芯片PMIC連接。該觸摸板控制器為該感應電極提供電信號，并監(jiān)聽或監(jiān)測該感應電極中手指觸摸或靠近的各區(qū)域所對應電容的電容改變量及其最大電容改變量的變化次序。觸摸板中還可包括接地層，該接地層可外附于上述器件走線層外側，以為感應電極提供電容對電極。
[0028]本實用新型實施例中，上述連接應用處理器AP和觸摸板控制器TPC的電互連線，在靠近應用處理器AP的一端，可連接金屬指，以通過插接方式簡便地將應用處理器AP和觸摸板控制器TPC連接起來。同樣地，上述連接電源管理芯片PMIC和觸摸板控制器TPC的電互連線，在靠近電源管理芯片PMIC的一端，也可連接金屬指，以通過插接方式簡便地將電源管理芯片PMIC和觸摸板控制器TPC連接起來。
[0029]本實用新型實施例中，感應電極和器件走線層分別設于上述PCB板的兩個外表面，即上表面和下表面，而該接地層可外附于該器件走線層遠離該PCB板的一側。如此一來，該PCB板只需設計成兩層結構，而無需設計成如現(xiàn)有自容式觸摸板中的PCB板的四層結構，因而本實用新型實施例的自容式觸摸板具有更簡化的制造工藝。
[0030]本實用新型實施例的觸摸板中特別設計的感應電極是由多個金屬電極排列構成。該金屬電極的形狀為矩形并可由金屬片制作而成。金屬電極通過排列成一行或多行的方式布置，以進行寬邊、縱向感應。當金屬電極通過排列成多行的方式布置時，每行金屬電極的個數(shù)可以相同，也可以不同。
[0031]每一金屬電極分別通過器件走線層中的一根電互連線與所述觸摸板控制器連接。當手指觸摸或靠近上述金屬電極時，上述金屬電極所對應電容的電容量發(fā)生改變。
[0032]在不同的實施例中，感應電極中的各個金屬電極可以是各種尺寸、間距的組合。
[0033]一實施例中，相鄰的金屬電極(包括同一行中相鄰的金屬電極及不同行中相鄰的金屬電極)之間的間距相等，且所述多個間距可在0.2?0.8mm范圍內(nèi)變動。
[0034]一實施例中，相鄰的金屬電極