CN207851788U - 一种具有压力感应层的终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种具有压力感应层的终端，包括处理器和触摸屏，所述触摸屏包括触摸模组、设置在所述触摸模组周围的电路板外框、设置在所述触摸模组下侧的压力感应模组；所述电路板外框上布置有红外发射管和红外接收管，用于在所述触摸模组表面形成红外线网；所述处理器，用于根据红外线网的检测结果，确定用户的触摸中心，并通知所述压力感应模组开启所述目标区域中的压力传感器，其中，所述目标区域包含所述触摸中心；所述压力感应模组包含由若干压力传感器构成的压力感应层，用于将目标区域中的压力传感器打开，用以解决现有压感触控技术存在功耗大的问题。

Description

一种具有压力感应层的终端

技术领域

本实用新型涉及移动终端制造领域，尤其涉及一种具有压力感应层的终端。

背景技术

随着触控显示屏的不断发展，在触控显示屏中集成压力传感器可以使便携式电子产品(如智能手机、智能播放器、电子书、PDA、平板手机等)存在更多潜在应用，此外，还可应用于打开应用或移动屏幕光标等，实现更多的控制功能。所有的动作都可以仅通过手势微小的压力变化来控制，例如苹果公司在iPhone 6s手机上推出的3D Touch技术，也就是大家说的屏幕压感技术，手机通过压力传感器判断用户施加在屏幕上的力度(例如轻触、按压、以及重压)来实现不同的功能，十分的新颖。

目前触控显示屏类型主要有电阻式触摸屏、电容式触摸屏、红外线式触摸屏、表面声波式触摸屏等四种。其中，红外触摸屏在显示器的前面安装一个电路板外框，电路板在屏幕四边排布红外发射管和红外接收管，一一对应形成横竖交叉的红外线矩阵。用户在触摸屏幕时，手指就会挡住经过该位置的横竖两条红外线，因而可以判断出触摸点在屏幕的位置，值得说明的是，任何物体触摸该种屏都可改变触点上的红外线，从而发生触摸动作。因此，红外线式触摸屏具有不受电流、电压和静电干扰的优点，适宜恶劣的环境条件，将会成为未来触摸屏发展的趋势。

目前的终端通常采用的是将电容屏与压感屏相结合，而且现有的终端屏幕中的所有压力传感器单元始终处于开启状态，导致终端设备整体功耗偏大，因此导致终端的电池耗电过快，每次充电使用时长缩短，使得终端的使用性能下降。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种具有压力感应层的终端，用以解决现有的电容屏与压力感应层相结合的终端所实现压感触控技术存在功耗大的问题。

本实用新型方法包括一种具有压力感应层的终端，包括处理器和触摸屏，所述触摸屏包括触摸模组、设置在所述触摸模组周围的电路板外框、设置在所述触摸模组下侧的压力感应模组；

所述电路板外框上布置有红外发射管和红外接收管，用于在所述触摸模组表面形成红外线网；

所述处理器，用于根据红外线网的检测结果，确定用户的触摸中心，并通知所述压力感应模组开启所述目标区域中的压力传感器，其中，所述目标区域包含所述触摸中心；

所述压力感应模组包含由若干压力传感器构成的压力感应层，用于将目标区域中的压力传感器打开。

进一步地，所述电路板外框设置在所述触摸模组的四周，所述电路板外框上每侧上间隔设置有红外发射管和红外接收管，或者所述电路板外框上一侧设置有红外发射管，对侧设置有红外接收管，每个红外发射管所发射出的红外射线被至少一个红外接收管所接收且各红外射线在所述触摸模组的触摸检测区域内形成了交叉的红外线网。

或者，所述电路板外框设置在所述触摸模组的相对两侧，在所述电路板外框上每侧均匀布置有N个红外发射管，每间隔M个红外发射管就在K个红外发射管之间设置一个红外接收管，每个红外发射管所发射出的红外光被至少一个红外接收管所接收且发射与接收的红外光在触摸检测区域内形成了交叉的红外线网，N、M、K为正整数，且N>M>K。

进一步地，述压力感应模组，还用于将处于开启状态的压力传感器采集的按压压力值发送至所述处理器；

所述处理器，还用于生成与所述触摸区域和所述按压压力值相关的执行结果。

进一步地，所述处理器还用于：在生成与所述触摸区域和所述按压压力值相关的执行结果之后之后，将包含所述坐标中心的目标区域内的压力传感器的状态从开启状态调整为关闭状态。

进一步地，所述处理器具体用于：确定包含所述坐标中心的目标区域内的压力传感器阵列的行号和列号；将所述行号对应的压力传感器的行片选信号置为第一电平，并将所述列号对应的压力传感器的列片选信号置为第二电平，以使所述目标区域内的压力传感器的状态从默认关闭状态调整为开启状态，其中，所述第一电平与所述第二电平不相等。

进一步地，所述压力感应模组还包括压力感应层驱动电路，各压力传感器是以阵列的形式排布在所述触摸模组下侧，其中每一行的压力传感器共用压力感应层驱动电路的一个行片选信号，每一列的压力传感器共用压力感应层驱动电路的一个列片选信号，并且每一列的压力传感器共用压力感应层驱动电路的一个数据采集端口，所述压力感应模组通过数据传输总线将各数据采集端口采集的按压压力值发送至所述处理器。

进一步地，所述压力感应层驱动电路和所述处理器电连接在终端内部的柔性电路板FPC上，该FPC板卡合在终端的壳体内。

进一步地，所述处理器具体用于：接收到所述按压压力值后，根据所述按压压力值确定按压类型；

根据所述触摸区域，确定所述触摸区域对应的界面元素，确定与所述界面元素对应的所述按压类型的操作指令，并输出与所述操作指令对应的执行结果。

其中，所述终端为智能手表、智能手环或智能手机中的任意一种。

本实用新型实施例将红外线式触摸屏与压力感应层相结合，即本实用新型提供的终端的触摸屏包括触摸模组、设置在所述触摸模组周围的电路板外框、设置在所述触摸模组下侧的压力感应模组。这样，终端的处理器就可以根据红外线网的检测结果，确定用户的触摸中心，并通知所述压力感应模组开启所述目标区域中的压力传感器，其中，所述目标区域包含所述触摸中心，然后压力感应模组的驱动就将目标区域中的压力传感器打开，从而采集按压压力值。由于，该终端是红外线式触摸屏与压力感应层相结合，所以该终端具有红外线式触摸屏具有不受电流、电压和静电干扰的优点，适宜恶劣的环境条件的优点，而且，这一过程压力传感器并不是始终处于开启状态，只有当用户触摸了这一区域，这一区域的压力传感器才会被开启，因此可以有效地降低终端的功耗，延迟电池的使用时长，提高终端设备的使用性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供红外线式触摸屏的红外对管结构示意图一；

图2为本实用新型实施例提供红外线式触摸屏的红外对管结构示意图二；

图3为本实用新型实施例提供一种红外线式触摸屏的原理示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种具有压力感应层的堆叠结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供一种触控压力感应层的示意图；

图6为本实用新型实施例提供的一种压力传感器的排布方式示意图；

图7为本实用新型实施例提供的一种采集压力感应值的方法示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型所涉及到的终端可以包括具有无线通信功能的手持设备，例如智能手机等、车载设备、可穿戴设备，例如智能手表、智能手环等、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备，以及各种形式的用户设备(User Equipment，简称UE)，移动台(Mobilestation，简称MS)，终端(terminal)，终端设备(Terminal Equipment)等等。为方便描述，本实用新型中，简称为终端。

需要说明的是，红外线式触摸屏是利用在X轴和Y轴方向上密布的红外线网来检测并定位用户的触摸。红外线式触摸屏是在LCD(液晶显示器)的四周安装一个电路板外框，电路板外框的四边排布红外发射管和红外接收管，红外发射管发射的红外射线被对侧红外接收管接收，这样若干条红外射线相互交叉就对应形成了红外线网。

其中，述电路板外框设置在所述触摸模组的四周，所述电路板外框上每侧上间隔设置有红外发射管和红外接收管，或者所述电路板外框上一侧设置有红外发射管，对侧设置有红外接收管，每个红外发射管所发射出的红外射线被至少一个红外接收管所接收且各红外射线在所述触摸模组的触摸检测区域内形成了交叉的红外线网。具体地，电路板外框的左右两侧和上下两侧各布置有红外对管，如图1所示，其中，左侧和上侧布置有若干个红外发射管，右侧和下侧对称地布置有若干个红外接收管。每个红外发射管所发射出的红外射线被至少一个红外接收管所接收，且各红外射线在所述LCD表面上的触摸检测区域内形成了交叉的红外线网。

另外，图1所示的红外线式触摸屏的红外对管也可以按照如下方式布置，即每一侧既设置有红外发射管，也设置有红外接收管，这种红外对管的布置方式同样可以实现每个红外发射管所发射出的红外射线被至少一个红外接收管所接收，且各红外射线在所述LCD表面上的触摸检测区域内形成了交叉的红外线网。

除了图1所示的红外线式触摸屏结构，也可以将电路板外框设置在LCD表面的上下两侧或者左右两侧，也就是说，所述电路板外框设置在所述触摸模组的相对两侧，在所述电路板外框上每侧均匀布置有N个红外发射管，每间隔M 个红外发射管就在K个红外发射管之间设置一个红外接收管，每个红外发射管所发射出的红外光被至少一个红外接收管所接收且发射与接收的红外光在触摸检测区域内形成了交叉的红外线网，N、M、K为正整数，且N>M>K。

如图2所示，在上下两侧或者左右两侧均匀布置有100个红外发射管，每间隔3个红外发射管就在2个红外发射管之间设置一个红外接收管，每个红外发射管所发射出的红外光被至少一个红外接收管所接收且发射与接收的红外光在触摸检测区域内形成了交叉的红外线网。

红外线式触摸屏采用的原理是当用户在触摸屏幕时，手指就会挡住经过该位置的横竖两条红外线，如图3所示，当手指触摸按压触摸屏时，触摸上表面发生微变形，挡住红外射线的传输，以致红外接收管接收不到发生管发来的红外射线。值得说明的是，任何物体触摸该种屏都可改变触点上的红外线，因此，红外线式触摸屏具有不受电流、电压和静电干扰的优点，适宜恶劣的环境条件。

基于上述结构的红外线式的触控显示屏，本实用新型实施例提供一种具有压力感应层的终端，该终端包括：

处理器和触摸屏，所述触摸屏包括触摸模组、设置在所述触摸模组周围的电路板外框、设置在所述触摸模组下侧的压力感应模组；

所述电路板外框上布置有红外发射管和红外接收管，用于在所述触摸模组表面形成红外线网；

所述处理器，用于根据红外线网的检测结果，确定用户的触摸中心，并通知所述压力感应模组开启所述目标区域中的压力传感器，其中，所述目标区域包含所述触摸中心；

所述压力感应模组包含由若干压力传感器构成的压力感应层，用于将目标区域中的压力传感器打开。

其中，具备压力感应层的终端的屏幕的堆叠结构主要是在红外线式触摸屏的下面再增加了一层压力感应层，压力感应层上排列了若干压力传感器，压力传感器用来采集用户按下屏幕时的压力值。比如，图4示出了目前具备压力感应层的终端的屏幕的一种堆叠结构，从上到下依次主要是布有红外对管的电路板外框、LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示)层、Force Sensor(压力感应)层、Metal Frame(基板)层。从图可见，堆叠结构中的LCD层和Force Sensor 层是上下对称布置的。

基于图4所示的堆叠结构，本实用新型提供如图5所示的终端，终端的屏幕上层是红外线式触摸屏，红外线式触摸屏的横纵方向上排列着红外对管，其中，红外对管由红外发射管和红外接收管组成，一个红外发射管发射的红外射线会由对侧的红外接收管接收。这样就在红外线式触摸屏表面形成了红外线网。在红外线式触摸屏下方对称布置一层压力感应层，其中压力感应层在横纵方向排布着压力传感器，其中，每行及每列的压力传感器均连接有行CS信号和列 CS信号，在行列交接出布置着压力传感器。利用上述红外线式触摸屏的原理，用户触摸屏幕时，会阻断部分红外射线，如图3所示。处理器根据检测结果中被阻断的红外射线对应的红外接收管和红外发射管的坐标，确定出手指触摸触摸屏时的坐标位置(X,Y)。此时，以触摸中心坐标(X,Y)为中心，以某一半径值r(r>拇指宽度)画圆形区域。处理器将圆形区域内的压力传感器打开，而其他区域的压力传感器仍默认为关闭状态。

另外，所述压力感应模组还包括压力感应层驱动电路，各压力传感器是以阵列的形式排布在所述触摸模组下侧，其中每一行的压力传感器共用压力感应层驱动电路的一个行片选信号，每一列的压力传感器共用压力感应层驱动电路的一个列片选信号，并且每一列的压力传感器共用压力感应层驱动电路的一个数据采集端口，所述压力感应模组通过数据传输总线将各数据采集端口采集的按压压力值发送至所述处理器。如图6所示，从图6可见，压力传感器是以矩阵的形式进行排布的，每一行共用一个行CS(chip select，片选)信号，然后每一列共用一个列CS信号。处理器确定包含所述坐标中心的目标区域内的压力传感器阵列的行号和列号；将所述行号对应的压力传感器的行片选信号置为第一电平，并将所述列号对应的压力传感器的列片选信号置为第二电平，以使所述目标区域内的压力传感器的状态从默认关闭状态调整为开启状态，其中，所述第一电平与所述第二电平不相等。也就是说，处理器根据触控屏获取的用户触摸信号，确定出压力感应层上对应的目标区域，然后输出该目标区域对应的控制信号给压感屏驱动，驱动然后输出行CS信号选中对应区域的压力传感器，从而使压力传感器正常工作，如图7所示。此时驱动对被选中的传感器进行一次压力数据采集，最后将采集到的数据通过数据传输总线发送给处理器。处理器接收到相关压力数据后去执行相应的操作。比如目标区域对应的矩阵中CS1和行CS2，以及列CS3、列CS4，因此处理器向CS1信号和行CS2信号输入低电平，向列CS3列和列CS4信号输入高电平，这样CS1和行CS2，以及列CS3、列CS4直接交叉的压力传感器就被导通，从而实现了将这部分压力传感器从关闭状态调整为开启状态。

进一步地，所述压力感应层驱动电路和所述处理器电连接在终端内部的柔性电路板FPC上，该FPC板卡合在终端的壳体内。

进一步地，所述处理器具体用于：接收到所述按压压力值后，根据所述按压压力值确定按压类型；根据所述触摸区域，确定所述触摸区域对应的界面元素，确定与所述界面元素对应的所述按压类型的操作指令，并输出与所述操作指令对应的执行结果。

具体来说，压力传感器开始采集用户触摸时长内所累积的按压压力值，处理器获取到按压压力值，然后根据按压压力值的统计结果作出对应地处理。比如说，用户当前正在阅读电子文档，由于字体较小，这时用户按压屏幕中的任意位置一定时长，终端的触摸屏将触摸信号传达给处理器后，处理器计算出用户的触摸区域，并且将触摸区域对应的压力传感器打开，由于处理器的处理速度是毫秒级的，所以几乎等于用户触摸屏幕的同时，压力传感器被打开。进一步地，压力传感器采集用户的按压压力，然后判断累计压力值是否超过设定阈值，若超过，则将文档的字体放大。可见，通过该方法，可以一开始将压力传感器默认设置为关闭状态，然后动态地根据用户触摸情况，将对应区域的压力传感器打开，从而有效地降低功耗。

进一步地，还可以将包含所述坐标中心的目标区域内的压力传感器的状态从开启状态调整为关闭状态。也就是说，当终端的处理器对用户的按压动作作出响应之后，紧接着就将打卡的压力传感器恢复为默认的关闭状态，这样做的目的是进一步地降低功耗。

另外，若处理器获取到用户触发待机按键生成的待机信号，则将所述终端的压力感应层幕上的各压力传感器调整为关闭状态。比如说，用户在使用结束后按了终端的POWER键，这时背光灯马上被关闭，同时，本实用新型实施例进一步将所有被打开的压力传感器调整为关闭状态，目的也是为了避免终端休眠时，压力传感器若处于打开状态仍然会造成功耗的浪费，所以，通过这一方法，可以进一步地减少休眠状态的功耗。

综上所述，本实用新型实施例将红外线式触摸屏与压力感应层相结合，即本实用新型提供的终端的触摸屏包括触摸模组、设置在所述触摸模组周围的电路板外框、设置在所述触摸模组下侧的压力感应模组。这样，终端的处理器就可以根据红外线网的检测结果，确定用户的触摸中心，并通知所述压力感应模组开启所述目标区域中的压力传感器，其中，所述目标区域包含所述触摸中心，然后压力感应模组的驱动就将目标区域中的压力传感器打开，从而采集按压压力值。由于，该终端是红外线式触摸屏与压力感应层相结合，所以该终端具有红外线式触摸屏具有不受电流、电压和静电干扰的优点，适宜恶劣的环境条件的优点，而且，这一过程压力传感器并不是始终处于开启状态，只有当用户触摸了这一区域，这一区域的压力传感器才会被开启，因此可以有效地降低终端的功耗，延迟电池的使用时长，提高终端设备的使用性能。

尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种具有压力感应层的终端，其特征在于，触摸屏包括触摸模组、设置在所述触摸模组周围的电路板外框、设置在所述触摸模组下侧的压力感应模组；

所述电路板外框上布置有红外发射管和红外接收管，用于在所述触摸模组表面形成红外线网，其中，所述红外接收管，用于生成检测结果，所述检测结果包括被阻断的红外射线对应的红外接收管和红外发射管的坐标，用于确定触摸中心；

所述压力感应模组包含由若干压力传感器构成的压力感应层，用于将所述触摸中心对应的目标区域中的压力传感器打开。

2.如权利要求1所述的终端，其特征在于，所述电路板外框设置在所述触摸模组的四周，所述电路板外框上每侧上间隔设置有红外发射管和红外接收管，或者所述电路板外框上一侧设置有红外发射管，对侧设置有红外接收管，每个红外发射管所发射出的红外射线被至少一个红外接收管所接收且各红外射线在所述触摸模组的触摸检测区域内形成了交叉的红外线网。

3.如权利要求1所述的终端，其特征在于，所述电路板外框设置在所述触摸模组的相对两侧，在所述电路板外框上每侧均匀布置有N个红外发射管，每间隔M个红外发射管就在K个红外发射管之间设置一个红外接收管，每个红外发射管所发射出的红外光被至少一个红外接收管所接收且发射与接收的红外光在触摸检测区域内形成了交叉的红外线网，N、M、K为正整数，且N>M>K。

4.如权利要求1所述的终端，其特征在于，所述压力感应模组，还用于将处于开启状态的压力传感器采集的按压压力值发送至处理器，以使所述处理器生成与触摸区域和所述按压压力值相关的执行结果。

5.如权利要求4所述的终端，其特征在于，所述处理器还用于：在生成与所述触摸区域和所述按压压力值相关的执行结果之后，将包含坐标中心的目标区域内的压力传感器的状态从开启状态调整为关闭状态。

6.如权利要求5所述的终端，其特征在于，所述处理器具体用于：确定包含所述坐标中心的目标区域内的压力传感器阵列的行号和列号；将所述行号对应的压力传感器的行片选信号置为第一电平，并将所述列号对应的压力传感器的列片选信号置为第二电平，以使所述目标区域内的压力传感器的状态从默认关闭状态调整为开启状态，其中，所述第一电平与所述第二电平不相等。

7.如权利要求1所述的终端，其特征在于，所述压力感应模组还包括压力感应层驱动电路，各压力传感器是以阵列的形式排布在所述触摸模组下侧，其中每一行的压力传感器共用压力感应层驱动电路的一个行片选信号，每一列的压力传感器共用压力感应层驱动电路的一个列片选信号，并且每一列的压力传感器共用压力感应层驱动电路的一个数据采集端口，所述压力感应模组通过数据传输总线将各数据采集端口采集的按压压力值发送至处理器。

8.如权利要求7所述的终端，其特征在于，所述压力感应层驱动电路和所述处理器电连接在终端内部的柔性电路板FPC上，所述柔性电路板FPC卡合在终端的壳体内。

9.根据权利要求1至8任一项所述的终端，其特征在于，所述终端为智能手表、智能手环或智能手机中的任意一种。