專利名稱：傳感器、雙模式觸控模組及雙模式觸控電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種傳感器、雙模式觸控模組及雙模式觸控電子裝置。
背景技術(shù)：
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(shè)置上下兩層不接觸的ITO導(dǎo)電薄膜，以實(shí)現(xiàn)對觸控點(diǎn)的感測。其缺點(diǎn)主要是上下兩層ITO導(dǎo)電薄膜容易出現(xiàn)接觸故障，進(jìn)而使得電阻式觸控的反應(yīng)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(shè)置較密集排布的陣列結(jié)構(gòu)，該陣列結(jié)構(gòu)需要設(shè)置能夠輸出或輸入電流信號的陣列，由此導(dǎo)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(yīng)速度降低，進(jìn)而導(dǎo)致無法較好地識別觸控點(diǎn)的位置信息?，F(xiàn)有技術(shù)中還出現(xiàn)一種采用電磁感應(yīng)觸控模式的觸控產(chǎn)品，該電磁感應(yīng)觸控模式采用感應(yīng)電磁信號的方式獲取電磁筆在電磁感應(yīng)天線陣列的位置信息，以實(shí)現(xiàn)電磁筆觸控點(diǎn)的定位。然而該類觸控產(chǎn)品只能采用電磁筆書寫，無法識別手寫模式中觸控點(diǎn)的識別，其適用范圍比較受限。為此，大多觸控產(chǎn)品生產(chǎn)商將電容式觸控模式和電磁感應(yīng)觸控模式疊加在一起以實(shí)現(xiàn)手寫和筆寫結(jié)合的觸控模式；該電容式觸控模式的觸控區(qū)域需要設(shè)置在電磁式觸控模式的觸控區(qū)域之上；也就是說需要在同一個(gè)需要觸控的設(shè)備上設(shè)置兩套相互獨(dú)立的陣列結(jié)構(gòu)，并使之相互疊加，以便能夠?qū)崿F(xiàn)兩種模式的位置信息的識別。然而，每一陣列結(jié)構(gòu)需要連接各自的處理電路，使得整個(gè)觸控產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積龐大、制造成本高。并且在觸控產(chǎn)品的使用過程中，還會(huì)出現(xiàn)電容式觸控模式和電磁感應(yīng)觸控模式的相互干擾。因此，上述任一觸控產(chǎn)品均無法較好地滿足使用者的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種傳感器，該傳感器采用同一天線陣列識別電磁信號和磁感應(yīng)電流信號，使得傳感器的結(jié)構(gòu)簡單，成本降低，并且提高傳感器的反應(yīng)靈敏度。本發(fā)明的傳感器包括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(cuò)平行設(shè)置，構(gòu)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(cuò)平行設(shè)置，構(gòu)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(dǎo)線和第二導(dǎo)線；第一方向?qū)Ь€組的第一方向?qū)Ь€任一位置的第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線與相鄰的前一導(dǎo)線或后一導(dǎo)線的組合與其他任何位置相鄰兩導(dǎo)線的組合不重復(fù)；第二方向?qū)Ь€組的第二方向?qū)Ь€任一位置的第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線與相鄰的前一導(dǎo)線或后一導(dǎo)線的組合跟其他任何位置相鄰兩導(dǎo)線的組合不重復(fù)；第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組相互交叉，構(gòu)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(cuò)疊設(shè)；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外部控制部件；第二連接端串接一模式切換電子開關(guān)，所述第二連接端經(jīng)所述模式切換電子開關(guān)串接到外部控制部件；所述模式切換電子開關(guān)的控制端接外部控制部件；模式切換電子開關(guān)閉合，所述第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€各自分別與所接外部控制部件形成電磁感應(yīng)回路；模式切換電子開關(guān)斷開，所述天線陣列構(gòu)成的電容耦合觸控陣列。上述的傳感器借助于模式切換電子開關(guān)將傳感器中的天線陣列切換為電容耦合觸控模式或者電磁感應(yīng)觸控模式，使天線陣列在任一時(shí)刻要么工作于電容耦合觸控模式， 要么工作于電磁感應(yīng)觸控模式，因此能夠有效克服現(xiàn)有技術(shù)中電容式觸控模式和電磁感應(yīng)觸控模式相互干擾的問題。進(jìn)一步地，通過設(shè)置U形的第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€，能夠有效減少傳感器與外部控制部件之間的I/O接口，進(jìn)而使得外圍電路結(jié)構(gòu)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)量減少能夠使得利用該傳感器的觸控產(chǎn)品的處理速度提高、結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，并能有效地滿足使用者兼用電磁筆和手指觸摸等兩種觸控輸入的需求。本發(fā)明還提供一種雙模式觸控模組，該雙模式觸控模組通過將本發(fā)明中任意所述的能夠切換電容耦合觸控模式或者電磁感應(yīng)觸控模式的天線陣列設(shè)置于基材上，以有效地降低具有雙模式觸控功能基板的制造成本，同時(shí)簡化雙模式觸控基板制備工藝，可有效推廣該雙模式觸控模組的適用范圍。本發(fā)明的雙模式觸控模組包括第一基板和傳感器，該傳感器為前述的傳感器，所述傳感器的天線陣列設(shè)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€的材質(zhì)為金屬箔、導(dǎo)電銀漿、碳漿或ITO導(dǎo)電膜，采用印刷、刻蝕的方式設(shè)置在基板上；或者于第一基板上以印刷、蝕刻方式制成。上述雙模式觸控模組能有效地克服現(xiàn)有技術(shù)中電容式觸控模式和電磁感應(yīng)觸控模式的相互干擾的問題，同時(shí)雙模式觸控天線陣列結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度降低，使得該雙模式觸控模組制造簡單，成本低廉，集成度高，使得包含該雙模式觸控模組的觸控產(chǎn)品更輕、更薄，有效地滿足使用者的需求。另外，本發(fā)明還提供一種雙模式觸控電子裝置，包括電子裝置本體，該本體上設(shè)有顯示屏，和本發(fā)明中任意所述的雙模式觸控模組，以及所述的雙模式觸控模組可設(shè)置在電子裝置顯示屏的表面，或者所述電磁感應(yīng)線圈環(huán)繞設(shè)置敷設(shè)電子裝置顯示屏周邊等。由此，該些包含有雙模式觸控模組的雙模式觸控電子裝置在提高反應(yīng)靈敏度的同時(shí)可實(shí)現(xiàn)電容耦合觸控模式和電磁感應(yīng)觸控模式兼容，此外，該雙模式觸控電子裝置的結(jié)構(gòu)簡單、成本低，且維護(hù)方便。


為了更清楚地說明本發(fā)明或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)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(gè)附圖僅是本發(fā)明的一些具體實(shí)施例的附圖，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖進(jìn)行變換而獲得其他的附圖。圖IA示出了本發(fā)明中傳感器實(shí)施例的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖IB示出了本發(fā)明傳感器實(shí)施例中第一方向?qū)Ь€的第一結(jié)構(gòu)示意圖；圖IC示出了本發(fā)明中傳感器實(shí)施例中第二方向?qū)Ь€的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2A至圖2C為本發(fā)明的傳感器實(shí)施例中的電磁感應(yīng)觸控模式的原理分析示意圖；圖3A至圖3H為本發(fā)明的傳感器實(shí)施例中的電容耦合觸控模式的原理分析示意圖；圖4A至圖4C為本發(fā)明的傳感器實(shí)施例中天線陣列對應(yīng)坐標(biāo)系位置的分析示意圖；圖5A和圖5B為本發(fā)明中的傳感器實(shí)施例的另一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明中傳感器實(shí)施例的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖7A為本發(fā)明中傳感器實(shí)施例的第一方向?qū)Ь€組的布線示意圖；圖7B為本發(fā)明中傳感器實(shí)施例的第二方向?qū)Ь€組的布線示意圖；圖7C為本發(fā)明中圖7A和圖7B組成天線陣列的布線結(jié)構(gòu)示意圖；圖7D為本發(fā)明中傳感器實(shí)施例的第一方向?qū)Ь€的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明中雙模式觸控模組實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明中雙模式觸控模組實(shí)施例的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例只是本發(fā)明一部分具體實(shí)施方式
，而不是全部的實(shí)施方式。本實(shí)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(cuò)平行設(shè)置，構(gòu)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(cuò)平行設(shè)置， 構(gòu)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(dǎo)線和第二導(dǎo)線；第一方向?qū)Ь€組的第一方向?qū)Ь€任一位置的第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線與相鄰的前一導(dǎo)線或后一導(dǎo)線的組合與其他任何位置相鄰兩導(dǎo)線的組合不重復(fù)；第二方向?qū)Ь€組的第二方向?qū)Ь€任一位置的第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線與相鄰的前一導(dǎo)線或后一導(dǎo)線的組合跟其他任何位置相鄰兩導(dǎo)線的組合不重復(fù)；第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組相互交叉，構(gòu)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(cuò)疊設(shè)；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外部控制部件；第二連接端串接一模式切換電子開關(guān)，所述第二連接端經(jīng)所述模式切換電子開關(guān)串接到外部控制部件；所述模式切換電子開關(guān)的控制端接外部控制部件；模式切換電子開關(guān)閉合，所述第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€各自分別與所接外部控制部件形成電磁感應(yīng)回路；模式切換電子開關(guān)斷開，所述天線陣列構(gòu)成的電容耦合觸控陣列。具體地，參照圖IA至圖IC所示，圖IA示出了本發(fā)明中傳感器實(shí)施例的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖IB示出了本發(fā)明傳感器實(shí)施例中第一方向?qū)Ь€的第一結(jié)構(gòu)示意圖，圖IC示出了本發(fā)明中傳感器實(shí)施例中第二方向?qū)Ь€的第一種結(jié)構(gòu)示意圖。在本實(shí)施例中，圖IA中示出的傳感器結(jié)構(gòu)具體為虛線框中的結(jié)構(gòu)。其中，第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組相互交叉，構(gòu)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(xué)公式中的組合排列方式進(jìn)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(dǎo)線和第二導(dǎo)線與相鄰的前一導(dǎo)線或后一導(dǎo)線的組合與其他任何位置相鄰兩導(dǎo)線的組合不重復(fù)。相應(yīng)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(xué)公式中的組合排列方式進(jìn)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(dǎo)線和第二導(dǎo)線與相鄰的前一導(dǎo)線或后一導(dǎo)線的組合跟其他任何位置相鄰兩導(dǎo)線的組合不重復(fù)。如圖1Α、IB所示，第一方向?qū)Ь€201a的開口部具有連接外部控制部件100的第一連接端204和第二連接端205。在本實(shí)施例中，第二連接端205串接有模式切換電子開關(guān) 202，該第二連接端205經(jīng)模式切換電子開關(guān)202能夠被連接到外部控制部件100。第一方向?qū)Ь€的U形的兩個(gè)邊上(即第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線)電性連接有多個(gè)第一電容耦合觸控部件203，或者第一方向?qū)Ь€的U形的任一邊上(第一導(dǎo)線或者第二導(dǎo)線)電性連接有多個(gè)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(shí)際電路結(jié)構(gòu)的需求設(shè)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(diǎn)數(shù)量相同。當(dāng)然，如圖IC所示，圖IC中示出的第二方向?qū)Ь€組的結(jié)構(gòu)類同于第一方向?qū)Ь€組的結(jié)構(gòu)。
在圖IC中第二方向?qū)Ь€IOla的開口部具有連接外部控制部件100的第一連接端 104和第二連接端105。在本實(shí)施例中，第二連接端105串接有模式切換電子開關(guān)102，該第二連接端105經(jīng)模式切換電子開關(guān)102能夠被連接到外部控制部件100。第二方向?qū)Ь€的U形的兩個(gè)邊上(即第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線)電性連接有多個(gè)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(dǎo)線或者第二導(dǎo)線)電性連接有多個(gè)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(shí)際的電路結(jié)構(gòu)的需求設(shè)定。當(dāng)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(diǎn)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(cuò)疊設(shè)。當(dāng)?shù)谝环较驅(qū)Ь€的模式切換電子開關(guān)202閉合時(shí)，該第一方向?qū)Ь€工作于電磁感應(yīng)觸控模式，用以感應(yīng)電磁筆發(fā)出的電磁信號。當(dāng)?shù)谝环较驅(qū)Ь€組的所有模式切換電子開關(guān)202均閉合時(shí)，電磁筆在第一方向?qū)Ь€組的豎向上下移動(dòng)時(shí)，可以通過外部控制部件測量任一第一方向?qū)Ь€輸出的交變信號，比較獲取輸出最大的交變信號在第一方向?qū)Ь€組所分布的導(dǎo)線位置即可直接獲知并確定電磁筆豎向(即Y軸向)的準(zhǔn)確位置。相應(yīng)地，當(dāng)?shù)诙较驅(qū)Ь€的模式切換電子開關(guān)102閉合時(shí)，該第二方向?qū)Ь€工作于電磁感應(yīng)觸控模式， 用以感應(yīng)電磁筆發(fā)出的電磁信號。當(dāng)?shù)诙较驅(qū)Ь€組的所有模式切換電子開關(guān)102均閉合時(shí)，電磁筆在第二方向?qū)Ь€組的橫向水平移動(dòng)時(shí)，可以通過外部控制部件測量任一第二方向?qū)Ь€輸出的交變信號，比較獲取輸出最大的交變信號在第二方向?qū)Ь€組所分布的導(dǎo)線位置即可直接獲知并確定電磁筆橫向(即X軸向)的準(zhǔn)確位置。由于第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組相互交叉放置(如圖IA的虛線框中所示結(jié)構(gòu))，因此能夠經(jīng)由兩個(gè)方向?qū)Ь€傳遞的電磁感應(yīng)信號檢測出電磁筆位于天線陣列的具體位置。需要進(jìn)一步說明的是，上述第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組相互交叉，同時(shí)構(gòu)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€組之間相互絕緣的。在圖IA 所示的傳感器中，將所有的模式切換電子開關(guān)(102和202)斷開，此時(shí)，第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€均工作于電容耦合觸控模式。第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€中各自的第一連接端與外部連接控制部件電導(dǎo)通。外部控制部件接收到電容耦合信號后，經(jīng)處理可獲知手指的觸控位置。應(yīng)了解的是，在實(shí)際設(shè)置有本實(shí)施例傳感器的電路結(jié)構(gòu)中，可將傳感器中的模式切換電子開關(guān)102和202設(shè)于外部控制部件100區(qū)域，以便于整個(gè)電路結(jié)構(gòu)的集成控制。上述實(shí)施例中的傳感器通過模式切換電子開關(guān)將傳感器中的天線陣列切換為電容耦合觸控模式或者電磁感應(yīng)觸控模式，能夠有效克服現(xiàn)有技術(shù)中同時(shí)具有電容、電感觸控雙模式產(chǎn)品中，電容耦合觸控模式和電磁感應(yīng)觸控模式相互干擾的問題。特別地，上述實(shí)施例中采用數(shù)學(xué)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(jìn)而最后形成的天線陣列的交叉點(diǎn)的位置是唯一的。相對比現(xiàn)有電容耦合觸控技術(shù)，上述實(shí)施例中，通過設(shè)置在U形第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€的第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)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(dǎo)線數(shù)或第二導(dǎo)線數(shù)擴(kuò)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(jìn)而使得外圍電路結(jié)構(gòu)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，且使得包含本發(fā)明傳感器的觸控產(chǎn)品如手機(jī)、平板電腦等的結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，并能有效地滿足使用者兼用電磁筆和手指觸摸等兩種觸控輸入的需求。以下通過圖2A至圖2C詳細(xì)說明本發(fā)明的傳感器實(shí)施例中的天線陣列識別電磁信號的原理；其中，圖2A為第一方向?qū)Ь€內(nèi)識別電磁信號的強(qiáng)度變化的示意圖，圖2B為第一方向?qū)Ь€組內(nèi)識別電磁信號的強(qiáng)度變化的示意圖，圖2C為天線陣列識別電磁信號的示意圖。圖2A中線圈5通有交變電流，線圈5周圍會(huì)產(chǎn)生交變磁場，交變磁場的磁力線穿過第一方向?qū)Ь€201a，第一方向?qū)Ь€201a則能夠感應(yīng)電磁信號并輸出交變感應(yīng)電壓。當(dāng)線圈5在第一方向?qū)Ь€201a的上下移動(dòng)時(shí)，第一方向?qū)Ь€201a輸出的交變感應(yīng)電壓是不同的，如圖2A中，線圈5分別位于第一方向?qū)Ь€的位置14、中心位置13和位置15時(shí)，通過測量得知線圈5位于第一方向?qū)Ь€201a的豎向中心時(shí)，第一方向?qū)Ь€201a輸出的交變感應(yīng)電壓是最大的。當(dāng)然，基于電磁場原理可知，在同一高度，在導(dǎo)線201a內(nèi)，水平移動(dòng)線圈 5時(shí)，第一方向?qū)Ь€201a輸出的交變感應(yīng)電壓是不發(fā)生變化的。另外，如圖2B所示，第一方向?qū)Ь€組中的第一方向?qū)Ь€201a以相等間距組合排列，試驗(yàn)驗(yàn)證線圈5位于第一方向?qū)Ь€201a的豎向中心時(shí)，第一方向?qū)Ь€201a輸出的交變感應(yīng)電壓U3最大；以及線圈5上移至偏向于第一方向?qū)Ь€201b的豎向中心時(shí)，第一方向?qū)Ь€201b輸出的交變感應(yīng)電壓U2最大；進(jìn)一步地，線圈5再上移至第一方向?qū)Ь€201c的豎向中心時(shí)，第一方向?qū)Ь€201c輸出的交變感應(yīng)電壓仏最大。由上可在第一方向?qū)Ь€組中獲取線圈5在豎向上的位置信息。也就是說，平行設(shè)置多個(gè)間距相等的第一方向?qū)Ь€，且使該多個(gè)平行設(shè)置的第一方向?qū)Ь€以組合排列的方式分布，進(jìn)而在外部控制部件中通過比較該些第一方向?qū)Ь€輸出的交變感應(yīng)電壓的大小，即可獲取線圈5在豎向上的準(zhǔn)確位置。故， 上述實(shí)施例中傳感器的天線陣列采用如圖2B中排列的第一方向?qū)Ь€以便較好地識別線圈 5在豎向(Y軸向)準(zhǔn)確的位置信息。同樣原理，在圖2C中，線圈5位于第二方向?qū)Ь€IOla內(nèi)的不同的水平位置，其第二方向?qū)Ь€IOla輸出的交變感應(yīng)電壓是不同的，以便獲取線圈5在水平方向(X軸向)上的位置信息。參照圖2C所示，天線陣列包括垂直交叉排列的第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組。當(dāng)線圈5在天線陣列的任一位置時(shí)，通過獲取并比較天線陣列中第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€輸出的交變感應(yīng)電壓，可確定線圈5在天線陣列中的具體位置。參考圖3A至圖;3H所示，圖3A至圖為本發(fā)明的傳感器實(shí)施例中的電容耦合觸控模式的原理分析示意圖；其中，導(dǎo)體21可相當(dāng)于觸控的手指，導(dǎo)體23和導(dǎo)體M在相同層面并彼此獨(dú)立絕緣。當(dāng)導(dǎo)體21通過絕緣介質(zhì)22貼合于彼此絕緣的導(dǎo)體23和導(dǎo)體M上時(shí)， 導(dǎo)體21的左側(cè)與導(dǎo)體23的貼合區(qū)等效為電容C1,導(dǎo)體21的右側(cè)與導(dǎo)體M的貼合區(qū)等效為電容C2，由于導(dǎo)體21是一體結(jié)構(gòu)，進(jìn)而等效的電容C1和電容C2為串聯(lián)連接，如圖3C所示的等效電路。從3C所示的等效電路可知導(dǎo)體23與導(dǎo)體M間可相互傳遞交變電壓。圖3C 示出了本發(fā)明中手指觸控天線陣列中的交叉點(diǎn)的等效電路圖，因手指與導(dǎo)體23和導(dǎo)體M間對一定頻率的交流電壓的交流阻抗(包括感抗、阻抗和/或容抗等)很大，相當(dāng)于絕緣， 而手指的直流阻抗較低，故手的觸摸面等效為導(dǎo)體21，第一方向?qū)Ь€201a相當(dāng)于導(dǎo)體23， 第二方向?qū)Ь€IOla相當(dāng)于導(dǎo)體24。如圖3D所示(為后續(xù)方便說明，圖3D中僅示意了一個(gè)第一方向?qū)Ь€和一個(gè)第二方向?qū)Ь€垂直交叉的示意圖)，當(dāng)?shù)诙较驅(qū)Ь€的IOla的第一連接端104通入交變信號8 時(shí)，手指與交叉點(diǎn)1 (圖3D中的陰影部分)接觸，以使交流信號8的回路被導(dǎo)通(也就是說， 圖3D中的觸控點(diǎn)1之間的電容C7和C8導(dǎo)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(dāng)手指觸控圖3D中所示的交叉點(diǎn)2、3或4時(shí)，相對應(yīng)的接觸點(diǎn)2的C1和C2、接觸點(diǎn)3的C3和C4、或接觸點(diǎn)4的C6和C5被導(dǎo)通，進(jìn)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(gè)交點(diǎn)，其輸出交變信號9的位置也是相同的，上述圖3D中示出的可能無法較好地判斷手指位于交叉點(diǎn)(即觸控點(diǎn))1、2、3 或4的具體位置，故以下結(jié)合3E至圖3H詳細(xì)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3E至圖3H所示，圖3E中導(dǎo)體21和導(dǎo)體23、導(dǎo)體21和M的貼合面相等， 即C1和C2相等，圖3F和圖3G中導(dǎo)體21與導(dǎo)體23、導(dǎo)體M的貼合面不相等，進(jìn)而C1在圖 3F和圖3G中較大，由于導(dǎo)體21與導(dǎo)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(shí)，輸出的交變信號是最強(qiáng)的，如圖3H 所示的各實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，其Sl > S2 > S3。當(dāng)用手指取代導(dǎo)體21時(shí)，其產(chǎn)生的結(jié)果和上述模擬實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是一致的。故，由于實(shí)際的傳感器至少包括3根以上U形第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€，故具體結(jié)構(gòu)中，各交叉點(diǎn)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(cuò)疊設(shè)，且天線陣列中的各交叉點(diǎn)均勻分布(如下的圖7C所示)，進(jìn)而可保證手指觸控的交叉點(diǎn)至少為兩個(gè)或兩個(gè)以上，以便使外部控制部件通過獲取和比較相鄰的各個(gè)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(diǎn)的準(zhǔn)確位置信息(也就是說，借助于相鄰交叉點(diǎn)輸出的交變信號在各個(gè)方向?qū)Ь€的第一連接端輸出的分布，可以準(zhǔn)確區(qū)分圖 3D中的觸控點(diǎn)1、2、3和4)，由此，通過觸控點(diǎn)包含的至少相鄰的兩個(gè)交叉點(diǎn)能夠唯一確定電容耦合觸控模式下觸控點(diǎn)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(diǎn)之間的距離相對于手指與交叉點(diǎn)之間的距離要大很多，進(jìn)而人體和手的大部位與天線陣列的交叉點(diǎn)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(diǎn)產(chǎn)生的容抗來說，身體其他部位可等效絕緣。另外，為詳細(xì)說明電容耦合觸控模式下傳感器的位置信息的準(zhǔn)確獲知，采用笛卡爾坐標(biāo)系(XY坐標(biāo))中坐標(biāo)點(diǎn)的方式舉例說明，可將圖4A所示的天線陣列中的各交叉點(diǎn)等效為坐標(biāo)點(diǎn)，如圖4B和圖4C所示的X軸和Y軸的坐標(biāo)點(diǎn)的位置信息說明。以下通過圖4A 中觸控點(diǎn)1的上下移動(dòng)舉例說明每一觸控點(diǎn)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(diǎn)1，第二方向?qū)Ь€101a(A5，a5)上的交變電壓8通過觸控點(diǎn)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(diǎn)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(huì)耦合到第一方向?qū)Ь€201b (B8，b8)，輸出交變電壓Ub80若觸控點(diǎn)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(diǎn)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4A1所示，如將觸控點(diǎn)1逐步沿Y軸上移，觸控點(diǎn)1與第一方向?qū)Ь€ 201a(B5,b5)的貼合面會(huì)逐步減少，與第一方向?qū)Ь€201b(B8，b8)的貼合面會(huì)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(diǎn)1耦合到第一方向?qū)Ь€201a(B5， b5)的交變電壓U135會(huì)逐步減小，耦合到第一方向?qū)Ь€201b(B8，b8)的交變電壓Ul38會(huì)逐步增大，如圖4A2所示，當(dāng)觸控點(diǎn)1沿Y軸上下移動(dòng)時(shí)，第一方向?qū)Ь€組輸出的交變電壓會(huì)有規(guī)律的變化，這種電壓變化規(guī)律是觸控點(diǎn)1在Y軸的位置信息，以此可以準(zhǔn)確判定出觸控點(diǎn) 1在Y軸的位置。同理，可以獲取觸控點(diǎn)在X軸上的位置，如圖4A3和圖4A4所示，確定觸控點(diǎn)1在 X軸的位置信息。由上，可以準(zhǔn)確判定出觸控點(diǎn)1在X軸、Y軸上的位置即坐標(biāo)點(diǎn)。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(zhǔn)確的計(jì)算出觸控點(diǎn)1在天線陣列有效區(qū)的任意坐標(biāo)位置，同樣原理可以準(zhǔn)確的計(jì)算出觸控點(diǎn)2、3、4在天線陣列有效區(qū)的任意坐標(biāo)位置。如圖4B和圖4C解析的觸控點(diǎn)1上移的位置坐標(biāo)點(diǎn)，圖4A中的W1W2W3W4為電容耦合感應(yīng)有效區(qū)，Y軸設(shè)置Yll-YO位置，每個(gè)位置分別設(shè)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(yīng)位置的排列表為 DAEBFCGDHEIF,排列表每個(gè)字母與相鄰字母的組合不重復(fù)，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(huì)有與之一樣的組合出現(xiàn)，E在排列表有兩個(gè)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(huì)有與之一樣的組合出現(xiàn)，Y軸上每個(gè)位置的第一方向?qū)Ь€的設(shè)置也是以相鄰組合不重復(fù)為原則排列，X軸和Y軸的每一方向?qū)Ь€的這種不重復(fù)排列組合，能保證天線陣列中的交叉點(diǎn)上的觸控點(diǎn)精確判定和識別，也可以讓具有天線陣列的傳感器在電容耦合觸控模式下實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸控操作。在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，優(yōu)選傳感器還包括一電磁檢測單元，該電磁檢測單元用于控制模式切換電子開關(guān)202或102的控制端，以便檢測天線陣列感應(yīng)區(qū)域的電磁信號，本實(shí)施例中的電磁檢測單元主要用于控制上述實(shí)施例中模式切換電子開關(guān)202或102的動(dòng)作即斷開或閉合。通?？蓪㈦姶艡z測單元設(shè)于外部控制部件中，進(jìn)而可較好地控制模式切換電子開關(guān)202或102。進(jìn)一步地，電磁檢測單元可設(shè)置在所述的天線陣列構(gòu)成的觸控區(qū)周邊。優(yōu)選地，電磁檢測單元由一電磁感應(yīng)線圈連接放大、整形單元及邏輯控制部件構(gòu)成。通?？蓪⑦壿嬁刂撇考敵鲞B接模式切換電子開關(guān)202或102的控制端，以便于檢測天線陣列的觸控區(qū)范圍內(nèi)的電磁信號，進(jìn)而較好地控制模式切換電子開關(guān)斷開或閉合；所述放大、整形單元及邏輯控制部件獨(dú)立設(shè)置或集成于所述外部控制部件中。例如，放大、整
12形單元及邏輯控制部件可為位于CPU內(nèi)部的電磁模擬切換處理單元，其可通過放大、整形單元連接電磁感應(yīng)線圈，以便獲取電磁感應(yīng)線圈的電磁信號，使得CPU將電容耦合觸控模式切換為電磁感應(yīng)耦合模式。參照圖5A或圖5B所示，圖5A和圖5B分別示出了本發(fā)明中的傳感器實(shí)施例的第二種和第三種結(jié)構(gòu)示意圖，基于上述描述的傳感器，圖5A示出的電磁感應(yīng)線圈111環(huán)設(shè)在所述天線陣列構(gòu)成的觸控區(qū)。也就是說，傳感器的觸控區(qū)設(shè)置電磁感應(yīng)線圈圍成的區(qū)域內(nèi)。 需要說明的是，圖5A顯示的天線陣列處于電容耦合觸控模式下，天線陣列輸出的是交變信號9，天線陣列電磁感應(yīng)觸控模式下，天線陣列輸出的是信號10和11，此時(shí)電磁感應(yīng)線圈 111輸出一個(gè)感應(yīng)的電磁信號12，以便，該電磁信號12通過放大、整形輸入至邏輯控制部件，進(jìn)而可在有效地將切換天線陣列的觸控區(qū)范圍內(nèi)的電容耦合觸控模式切換為電磁感應(yīng)觸控模式。圖5B所示的電磁感應(yīng)線圈111設(shè)于所述觸控區(qū)的多側(cè)，電磁感應(yīng)線圈與天線陣列電氣絕緣。當(dāng)然，電磁感應(yīng)線圈也可設(shè)于所述觸控區(qū)的一側(cè)，其保證電磁感應(yīng)線圈與天線陣列電氣絕緣，使得電磁感應(yīng)線圈能夠較好地感應(yīng)觸控區(qū)的電磁信號。進(jìn)一步地，上述實(shí)施例中所述的傳感器的觸控區(qū)不僅可以設(shè)置電磁感應(yīng)線圈圍成的區(qū)域內(nèi)，還可以設(shè)置于電磁感應(yīng)線圈的上方或下方，其保證電磁感應(yīng)線圈與天線陣列電氣絕緣即可。但需要注意的是，傳感器的觸控區(qū)的邊緣可小于或等于電磁感應(yīng)線圈的邊緣， 使得觸控區(qū)中任意電磁筆的信號均能夠被電磁感應(yīng)線圈感應(yīng)或識別。另外，參照圖6所示，圖6示出了本發(fā)明中傳感器實(shí)施例中的第二種結(jié)構(gòu)示意圖， 本實(shí)施例中的傳感器主要是在上一實(shí)施例的基礎(chǔ)上增加短路電子開關(guān)110或210，以使天線陣列構(gòu)成的電容耦合觸控陣列時(shí)，該短路電子開關(guān)閉合；由此可以減少天線陣列對交變電壓的傳輸阻抗，提高本實(shí)施例中傳感器在電容耦合觸控模式下的線性度。特別地，該圖6中所示的設(shè)有短路電子開關(guān)的天線陣列可以大幅度提高電容耦合觸控模式的線性度，尤其針對使用該傳感器的較大尺寸的觸控屏，上述短路電子開關(guān)可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?，使得該些傳感器的外部控制部件的處理速度進(jìn)一步提高、線性度提升。在圖IA中所示天線陣列結(jié)構(gòu)中至少一根第一方向?qū)Ь€201a和/或第二方向?qū)Ь€ IOla開口部第一連接端(如圖IB和圖IC中的第一連接端104、204)與第二連接端(如圖 IB和圖IC中的第一連接端105、205)之間接設(shè)有短路電子開關(guān)(如圖6中的短路電子開關(guān) 110 或 210)。通?？蓪⒃摱搪冯娮娱_關(guān)110或210的控制端連接外部控制部件；在模式切換電子開關(guān)斷開，且天線陣列構(gòu)成的電容耦合觸控陣列時(shí)，該短路電子開關(guān)閉合(該處的閉合可以是短路電子開關(guān)110或210的部分閉合或全部閉合)；在模式切換電子開關(guān)全部閉合， 第一方向?qū)Ь€201a和第二方向?qū)Ь€IOla各自分別與所接外部控制部件100形成電磁感應(yīng)回路時(shí)，該短路電子開關(guān)110和210全部斷開。參照圖7A至圖7D所示，圖7A為本發(fā)明中傳感器實(shí)施例的第一方向?qū)Ь€組的布線示意圖，圖7B為本發(fā)明中傳感器實(shí)施例的第二方向?qū)Ь€組的布線示意圖，圖7C為本發(fā)明中圖7A和圖7B導(dǎo)線組相互交叉交錯(cuò)疊設(shè)的布線結(jié)構(gòu)示意圖，圖7D為本發(fā)明中傳感器實(shí)施例的第一方向?qū)Ь€的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中，如圖7A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(gè)第一方向?qū)Ь€間距相等，以及優(yōu)選設(shè)置每一第一方向?qū)Ь€的U形開口部間距相等。圖7A中示出的第一方向?qū)Ь€上部電性連接有多個(gè)電容耦合觸控部件，任意兩個(gè)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7A中僅為實(shí)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(shè)為一體。如圖7B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(gè)第二方向?qū)Ь€間距相等，以及優(yōu)選設(shè)置每一第二方向?qū)Ь€的U形開口部間距相等。圖7B中示出的第二方向?qū)Ь€上電性連接有多個(gè)電容耦合觸控部件，任意兩個(gè)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7B中僅為實(shí)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(shè)為一體。如圖7C所示的實(shí)際的傳感器結(jié)構(gòu)，其第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組設(shè)置為相互垂直交叉，任意相鄰的兩個(gè)第一方向?qū)Ь€和任意相鄰的兩個(gè)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(gè)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7C所示的傳感器結(jié)構(gòu)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(diǎn)可包含兩個(gè)或兩個(gè)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(jìn)而使得每個(gè)方向的導(dǎo)線組中最少兩個(gè)以上的電容耦合部件包含觸控點(diǎn)的交變信息，這種組合能夠較好地識別交變信息所對應(yīng)觸控點(diǎn)的位置。優(yōu)選地，參照圖7D所示，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，第一電容耦合觸控部件還可設(shè)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(shè)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7D中僅示出了第一方向?qū)Ь€的示意圖，在此不限定。通常，在實(shí)際的傳感器結(jié)構(gòu)中，第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線均設(shè)置為直線，且第一方向?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(cè)分布的形狀對稱，或者具有一致的比例關(guān)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(cè)分布的形狀對稱(即沿第一導(dǎo)線/第二導(dǎo)線的上下對稱)，或者具有一致的比例關(guān)系，以便該實(shí)施例中第一方向?qū)Ь€的等效電磁和與第一方向?qū)Ь€方向重疊或者平行的分布，第二方向?qū)Ь€的等效電磁和與第二方向?qū)Ь€方向重疊或者平行的分布。該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€組輸出的信號與上述圖7C中示出的天線陣列輸出的信號等效一致，以便可準(zhǔn)確獲知電磁感應(yīng)觸控模式或電容耦合觸控模式下的觸控點(diǎn)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(yùn)算簡單。舉例來說，可能存在第一電容耦合觸控部件在第一方向?qū)Ь€兩側(cè)分布的形狀不對稱，但獲取的等效電磁不在一條直線上，其易導(dǎo)致外部控制部件識別的信號雜亂，進(jìn)而使外部控制部件計(jì)算的復(fù)雜性提高，以及可能存在無法準(zhǔn)確定位觸控點(diǎn)的具體位置，故在本實(shí)施例中優(yōu)選將第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線均設(shè)置為直線，以使第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€各自的第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線上的等效電磁在一直線上。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明還提供一種雙模式觸控模組，其包括第一基板和傳感器，該處的傳感器可為還是本發(fā)明中任意實(shí)施例所述的傳感器，所述傳感器的天線陣列設(shè)置在所述的基板上。如圖8所示，圖8示出了本發(fā)明中雙模式觸控模組實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，傳感器的具體結(jié)構(gòu)介紹參照圖IA的描述，將傳感器設(shè)于基板300上，以便實(shí)現(xiàn)雙模式觸控天線陣列結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度降低，使得該雙模式觸控模組制造簡單，成本低廉，集成度高。當(dāng)然，雙模式觸控模組能有效地克服現(xiàn)有技術(shù)中電容式觸控模式和電磁感應(yīng)觸控模式的相互干擾的問題。圖8中只是示意性顯示雙模式觸控模組的結(jié)構(gòu)，當(dāng)然，該雙模式觸控模組的結(jié)構(gòu)不限定為圖中的結(jié)構(gòu)。其基板和傳感器的位置關(guān)系依據(jù)實(shí)際的產(chǎn)品需求設(shè)定。優(yōu)選地，傳感器中天線陣列的第一方向?qū)Ь€(如圖8中的201a)、第二方向?qū)Ь€ (如圖8中的101a)的材質(zhì)為金屬箔、導(dǎo)電銀漿、碳漿、ITO導(dǎo)電膜或其它導(dǎo)體。其中第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€可采用印刷、刻蝕的方式設(shè)置在基板上；或者于第一基板上以蝕刻、 印刷方式制成。當(dāng)然，基于上述傳感器實(shí)施例的描述，該雙模式觸控模組的電磁檢測單元也可由一電磁感應(yīng)線圈連接放大、整形及邏輯控制部件構(gòu)成，其中，電磁感應(yīng)線圈與天線陣列電氣絕緣，邏輯控制部件輸出接模式切換電子開關(guān)控制端，用于檢測天線陣列的觸控區(qū)范圍內(nèi)的電磁信號，控制模式切換電子開關(guān)開閉。本實(shí)施例中的電磁感應(yīng)線圈也可環(huán)設(shè)天線陣列構(gòu)成的觸控區(qū)，或設(shè)于所述觸控區(qū)的一側(cè)或多側(cè)。具體設(shè)置可參照上述圖5A和圖5B中示出的位置關(guān)系圖。優(yōu)選地，電磁感應(yīng)線圈環(huán)設(shè)所述天線陣列構(gòu)成的觸控區(qū)，觸控區(qū)設(shè)置電磁感應(yīng)線圈圍成的區(qū)域內(nèi)。在優(yōu)選實(shí)施例中，電磁感應(yīng)線圈還可設(shè)置在第一基板上，如上述的圖5A 所示，將電磁感應(yīng)線圈和天線陣列通過刻蝕的方式設(shè)置在第一基板上。當(dāng)然該處電磁感應(yīng)線圈的具體位置依據(jù)實(shí)際的產(chǎn)品需求設(shè)定。需要說明的是，本發(fā)明中的該雙模式觸控模組還可包括一第二基板，所述電磁感應(yīng)線圈設(shè)置第二基板上，第二基板覆設(shè)或框設(shè)在第一基板上表面和/或下表面，第一基板與第二基板構(gòu)成基板組。也就是說，天線陣列的觸控區(qū)即有效區(qū)不僅可以設(shè)置電磁感應(yīng)線圈圍成的區(qū)域內(nèi)，還可以設(shè)置于電磁感應(yīng)線圈的上方或下方。如圖9所示，圖9示出了本發(fā)明中雙模式觸控模組實(shí)施例的另一種結(jié)構(gòu)示意圖。 其中，傳感器可設(shè)置于圖9中第一基板302中，該處的傳感器結(jié)構(gòu)參照上述傳感器實(shí)施例中的任一描述。在本實(shí)施例中，將電磁感應(yīng)線圈303設(shè)于第二基板301上，且該處的第二基板位于第一基板302的下方，可以在第二基板301上全部設(shè)置電磁感應(yīng)線圈303，也可以將傳感器中天線陣列的觸控區(qū)對應(yīng)的部位設(shè)置電磁感應(yīng)線圈303。本實(shí)施例不對其限定。特別地，上述任意實(shí)施例中所述的電磁感應(yīng)線圈可采用漆包線，或者為上述所述的通過蝕刻、印刷的導(dǎo)電體，例如金屬箔、導(dǎo)電銀漿、碳漿或ITO導(dǎo)電膜的等。另外，上述任意實(shí)施例中所述的第一基板和/或第二基板均可為玻璃、塑料或其它硬質(zhì)絕緣材料，當(dāng)然第一基板和/或第二基板還可為柔性絕緣材料。進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供一種雙模式觸控電子裝置，包括電子裝置本體，該本體上設(shè)有顯示屏，以及還包括本發(fā)明中任意所述的雙模式觸控模組。在實(shí)際的結(jié)構(gòu)中，雙模式觸控模組可設(shè)置在電子裝置顯示屏的表面。進(jìn)一步地，該雙模式觸控模組設(shè)置在電子裝置顯示屏的表面時(shí)，所述電磁感應(yīng)線圈可環(huán)繞設(shè)置敷設(shè)電子裝置顯示屏周邊。舉例來說，上述雙模式觸控電子裝置可為平板電腦、觸控手機(jī)等，其采用上述雙模式觸控模組的雙模式觸控電子裝置更輕、更薄。最后應(yīng)說明的是以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)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(cuò)平行設(shè)置，構(gòu)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(cuò)平行設(shè)置，構(gòu)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(dǎo)線和第二導(dǎo)線； 第一方向?qū)Ь€組的第一方向?qū)Ь€任一位置的第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線與相鄰的前一導(dǎo)線或后一導(dǎo)線的組合與其他任何位置相鄰兩導(dǎo)線的組合不重復(fù)；第二方向?qū)Ь€組的第二方向?qū)Ь€任一位置的第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線與相鄰的前一導(dǎo)線或后一導(dǎo)線的組合跟其他任何位置相鄰兩導(dǎo)線的組合不重復(fù)；第一方向?qū)Ь€組和第二方向?qū)Ь€組相互交叉，構(gòu)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(cuò)疊設(shè)；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外部控制部件；第二連接端串接一模式切換電子開關(guān)，所述第二連接端經(jīng)所述模式切換電子開關(guān)串接到外部控制部件；所述模式切換電子開關(guān)的控制端接外部控制部件；模式切換電子開關(guān)閉合，所述第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€各自分別與所接外部控制部件形成電磁感應(yīng)回路；模式切換電子開關(guān)斷開，所述天線陣列構(gòu)成的電容耦合觸控陣列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，還包括一電磁檢測單元，該電磁檢測單元控制模式切換電子開關(guān)的控制端，用于檢測天線陣列感應(yīng)區(qū)域的電磁信號，控制模式切換電子開關(guān)動(dòng)作。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2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接設(shè)有短路電子開關(guān)，該短路電子開關(guān)的控制端接外部控制部件；在模式切換電子開關(guān)斷開，所述天線陣列構(gòu)成的電容耦合觸控陣列時(shí)，該短路電子開關(guān)閉合；在模式切換電子開關(guān)閉合，所述第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€各自分別與所接外部控制部件形成電磁感應(yīng)回路時(shí)，該短路電子開關(guān)斷開。
4.根據(jù)權(quán)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(gè)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(gè)第二方向?qū)Ь€間距相等；和/或所述第一方向?qū)Ь€與所述第二方向?qū)Ь€的U形開口部間距相等。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2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(shè)置為相互垂直交叉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2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(gè)以上，任意兩個(gè)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(gè)以上，任意兩個(gè)第二電容耦合觸控部件的形狀相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求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(quán)利要求6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(quán)利要求6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(quán)利要求6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(shè)為一體，和/或第二電容耦合觸控部件與第二方向?qū)Ь€設(shè)為一體。
11.根據(jù)權(quán)利要求7或8或9或10所述的傳感器，其特征在于，所述第一電容耦合觸控部件設(shè)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；所述第二電容耦合觸控部件設(shè)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。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的傳感器，其特征在于，所述第一導(dǎo)線和第二導(dǎo)線均設(shè)置為直線，且第一方向?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(cè)分布的形狀對稱，或者具有一致的比例關(guān)系；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(cè)分布的形狀對稱， 或者具有一致的比例關(guān)系。
13.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的傳感器，其特征在于，電磁檢測單元設(shè)置在所述的天線陣列構(gòu)成的觸控區(qū)周邊。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的傳感器，其特征在于，電磁檢測單元由一電磁感應(yīng)線圈連接邏輯控制部件構(gòu)成，邏輯控制部件輸出連接模式切換電子開關(guān)控制端，用于檢測天線陣列的觸控區(qū)范圍內(nèi)的電磁信號，控制模式切換電子開關(guān)斷開或閉合；所述邏輯控制部件獨(dú)立設(shè)置或集成于所述外部控制部件中。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的傳感器，其特征在于，電磁感應(yīng)線圈環(huán)設(shè)在所述天線陣列構(gòu)成的觸控區(qū)，或設(shè)于所述觸控區(qū)的一側(cè)或多側(cè)，電磁感應(yīng)線圈與天線陣列電氣絕緣。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的傳感器，其特征在于，所述的觸控區(qū)設(shè)置電磁感應(yīng)線圈圍成的區(qū)域內(nèi)。
17.—種雙模式觸控模組，包括第一基板和傳感器，其特征在于，所述的傳感器為權(quán)利要求1-13任一傳感器，所述傳感器的天線陣列設(shè)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€的材質(zhì)為金屬箔、導(dǎo)電銀漿、碳漿或ITO導(dǎo)電膜，采用印刷、刻蝕的方式設(shè)置在基板上；或者于第一基板上以印刷、蝕刻方式制成。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的模組，其特征在于，所述傳感器的電磁檢測單元由一電磁感應(yīng)線圈連接邏輯控制部件構(gòu)成，電磁感應(yīng)線圈與天線陣列電氣絕緣，邏輯控制部件輸出接模式切換電子開關(guān)控制端，用于檢測天線陣列的觸控區(qū)范圍內(nèi)的電磁信號，控制模式切換電子開關(guān)開閉。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的模組，其特征在于，所述電磁感應(yīng)線圈環(huán)設(shè)所述天線陣列構(gòu)成的觸控區(qū)，或設(shè)于所述觸控區(qū)的一側(cè)或多側(cè)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的模組，其特征在于，所述電磁感應(yīng)線圈環(huán)設(shè)所述天線陣列構(gòu)成的觸控區(qū)，觸控區(qū)設(shè)置電磁感應(yīng)線圈圍成的區(qū)域內(nèi)。
21.根據(jù)權(quán)利要求17或18或19或20所述的模組，其特征在于，所述傳感器的電磁感應(yīng)線圈設(shè)置在第一基板上。
22.根據(jù)權(quán)利要求17或18或19或20所述的模組，其特征在于，還包括一第二基板，所述傳感器的電磁感應(yīng)線圈設(shè)置第二基板上，第二基板覆設(shè)或框設(shè)在第一基板上表面和/或下表面，第一基板與第二基板構(gòu)成基板組。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的模組，其特征在于，所述第一基板和/或第二基板為玻璃、 塑料。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的模組，其特征在于，所述第一基板和/或第二基板為柔性絕緣材料。
25.根據(jù)權(quán)利要求17或18或19或20所述的模組，其特征在于，所述傳感器的電磁感應(yīng)線圈為漆包線、金屬箔、導(dǎo)電銀漿、碳漿或ITO導(dǎo)電膜。
26.一種雙模式觸控電子裝置，包括電子裝置本體，該本體上設(shè)有顯示屏，其特征在于， 還包括一如權(quán)利要求17-M任一權(quán)利要求所述的模組，所述的模組設(shè)置在電子裝置顯示屏的表面。
27.一種雙模式觸控電子裝置，包括電子裝置本體，該本體上設(shè)有顯示屏，其特征在于， 還包括一如權(quán)利要求25所述的模組，所述的模組設(shè)置在電子裝置顯示屏的表面，所述電磁感應(yīng)線圈環(huán)繞設(shè)置敷設(shè)電子裝置顯示屏周邊。
全文摘要
本發(fā)明為一種傳感器、雙模式觸控模組及雙模式觸控電子裝置，該傳感器包括多個(gè)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(gòu)成電容耦合觸控天線陣列；第一方向?qū)Ь€和第二方向?qū)Ь€開口部的第一連接端連接外部控制部件，第二連接端串接一模式切換電子開關(guān)，第二連接端經(jīng)所述模式切換電子開關(guān)串接到外部控制部件；模式切換電子開關(guān)的控制端接外部控制部件。上述傳感器通過模式切換基于同一天線陣列實(shí)現(xiàn)了電容耦合與電磁感應(yīng)雙觸控模式，結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、成本低，其結(jié)合在電子設(shè)備顯示屏上，滿足了用戶靈活地兼用電磁筆和手指觸摸等兩種觸控輸入的需求。
文檔編號G06F3/044GK102163112SQ201110086828
公開日2011年8月24日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)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