本發(fā)明實(shí)施例涉及觸控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種壓感觸控面板以及基于該壓感觸控面板的壓感觸控裝置。

背景技術(shù)：

當(dāng)前的TP(Touch Panel,觸控面板)主要包括電容式觸摸屏和電阻式觸摸屏。電容式觸摸屏通過(guò)手指與屏幕平面之間形成的電容來(lái)實(shí)現(xiàn)定位及檢測(cè)，但是，當(dāng)手指用一定壓力按壓面板平面時(shí)，屏幕不再是一個(gè)平面，會(huì)在不同方向上產(chǎn)生電容，另外由于不同方向上產(chǎn)生的電容的靜電容量會(huì)有差異，因此會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果具有一定的誤測(cè)率。電阻式觸摸屏通過(guò)透明隔離點(diǎn)將兩層導(dǎo)電層隔開(kāi)絕緣，當(dāng)手指按壓屏幕時(shí)，兩層導(dǎo)電層在觸摸點(diǎn)位置就有了接觸，此處電阻發(fā)生變化，會(huì)在X和Y兩個(gè)方向上產(chǎn)生信號(hào)，從而確定按壓位置，但是，需要施加給屏幕較大的力才能實(shí)現(xiàn)兩層導(dǎo)電層的接觸，容易對(duì)屏幕的使用壽命產(chǎn)生不利影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于此，本發(fā)明實(shí)施例提供一種壓感觸控面板及壓感觸控裝置，能夠提高壓感觸控檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，減少對(duì)屏幕使用壽命的影響。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種壓感觸控面板，包括屏幕、多個(gè)壓電陶瓷片、輸出電路以及震蕩電路，多個(gè)壓電陶瓷片設(shè)置于屏幕的不同位置，輸出電路與壓電陶瓷片的上下表面通過(guò)電極連接，以用于輸出按壓后多個(gè)壓電陶瓷片產(chǎn)生的電壓，震蕩電路與壓電陶瓷片的上下表面通過(guò)電極連接，以用于驅(qū)動(dòng)多個(gè)壓電陶瓷片振動(dòng)以響應(yīng)按壓動(dòng)作。

可選地，壓感觸控面板包括設(shè)置于所述屏幕的非顯示區(qū)域的至少三個(gè)壓電陶瓷片，屏幕呈矩形設(shè)置，多個(gè)壓電陶瓷片分別設(shè)置于屏幕的四角和四個(gè)邊的任意組合處，且其中任意三個(gè)壓電陶瓷片呈三角形設(shè)置。

可選地，多個(gè)壓電陶瓷片中的沿平行于屏幕邊緣方向設(shè)置的兩個(gè)通過(guò)非陶瓷材料介質(zhì)連接。

可選地，輸出電路輸出的電壓包括壓電陶瓷片產(chǎn)生的正向電壓，以確認(rèn)按壓動(dòng)作開(kāi)始，輸出電路輸出的電壓還包括壓電陶瓷片受按壓結(jié)束且形變恢復(fù)時(shí)產(chǎn)生的反向電壓，以確認(rèn)按壓動(dòng)作結(jié)束。

可選地，壓電陶瓷片通過(guò)焊接貼附于屏幕表面。

可選地，壓感觸控面板還包括絕緣層，絕緣層包裹于壓電陶瓷片的外表面，輸出電路和震蕩電路從絕緣層穿出。

本發(fā)明實(shí)施例提供的一種壓感觸控裝置，其包括驅(qū)動(dòng)IC、處理器以及上述壓感觸控面板，驅(qū)動(dòng)IC與輸出電路連接，用以獲取多個(gè)壓電陶瓷片產(chǎn)生的電壓，并以此獲取按壓位置和壓力值，處理器與驅(qū)動(dòng)IC連接，用以向驅(qū)動(dòng)IC發(fā)出振動(dòng)指令，震蕩電路在驅(qū)動(dòng)IC的控制下驅(qū)動(dòng)多個(gè)壓電陶瓷片振動(dòng)，從而在按壓位置產(chǎn)生與壓力值對(duì)應(yīng)的振動(dòng)。

有益效果：相比較于電容式觸摸屏，本發(fā)明實(shí)施例利用壓電陶瓷片的壓電效應(yīng)以及形變差異來(lái)檢測(cè)屏幕被按壓的位置和壓力值，定位及檢測(cè)與屏幕的形變沒(méi)有關(guān)系，從而能夠提高壓感觸控檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性；相比較于電阻式觸摸屏，本發(fā)明實(shí)施例只需施加給壓電陶瓷片較小的力就會(huì)使其發(fā)生形變，從而能夠減少對(duì)屏幕使用壽命的影響。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的壓感觸控裝置一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的壓電陶瓷片在屏幕上的布局示意圖；

圖3是按壓本發(fā)明的壓電陶瓷片時(shí)的電壓變化示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明所提供的各個(gè)示例性的實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。在不沖突的情況下，下述各個(gè)實(shí)施例以及實(shí)施例中的特征可以相互組合。并且，本發(fā)明全文所采用的方向性術(shù)語(yǔ)，例如“上”、“下”等措辭，均是為了更好的描述各個(gè)實(shí)施例，并非用于限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

請(qǐng)參閱圖1，為本發(fā)明一實(shí)施例的壓感觸控裝置。所述壓感觸控裝置10可以包括壓感觸控面板11、驅(qū)動(dòng)IC 12以及處理器13。處理器13可以為與壓感觸控面板11連接的CPU(Central Processing Unit,中央處理器)，兩者可以通過(guò)MIPI(Mobile Industry Processor Interface,移動(dòng)產(chǎn)業(yè)處理器接口)進(jìn)行連接，驅(qū)動(dòng)IC 12可以通過(guò)SPI(Serial Peripheral Interface,串行外設(shè)接口)與處理器13連接。

壓感觸控面板11包括屏幕111、多個(gè)壓電陶瓷片112、輸出電路113以及震蕩電路114。其中，輸出電路113與各個(gè)壓電陶瓷片112的上下表面通過(guò)電極連接，震蕩電路114與多個(gè)壓電陶瓷片112的上下表面通過(guò)電極連接，驅(qū)動(dòng)IC 12與輸出電路113連接，處理器13與驅(qū)動(dòng)IC 12連接。

結(jié)合圖2所示，屏幕111呈矩形設(shè)置，多個(gè)壓電陶瓷片112可以分別設(shè)置于屏幕111的四個(gè)角。并且，四個(gè)壓電陶瓷片112中的沿平行于屏幕111的邊緣方向設(shè)置的兩個(gè)可以通過(guò)非陶瓷材料介質(zhì)連接，在組裝時(shí)可以一次安裝兩個(gè)壓電陶瓷片112，從而使得組裝工藝更加簡(jiǎn)單。當(dāng)然，其他實(shí)施例可以設(shè)置并不限于四個(gè)壓電陶瓷片112，且其位置也并不限于四個(gè)角，例如可以設(shè)置于壓電陶瓷片112的四個(gè)邊，或者設(shè)置于四個(gè)角和四個(gè)邊的任意組合處。其中，需要說(shuō)明的是，壓感觸控面板11至少包括對(duì)應(yīng)位于其非顯示區(qū)域的三個(gè)壓電陶瓷片112，且其中任意三個(gè)壓電陶瓷片112呈三角形設(shè)置，以通過(guò)三角定位檢測(cè)手指在壓感觸控面板11上的按壓位置。

其中，壓電陶瓷片112所采用的壓電陶瓷是一種能夠?qū)C(jī)械能和電能互相轉(zhuǎn)換的功能陶瓷材料，是一種具有壓電效應(yīng)的材料。所謂壓電效應(yīng)是指壓電陶瓷片112在受到外力作用時(shí)，哪怕這種外力如聲波振動(dòng)那樣微小，都會(huì)產(chǎn)生壓縮或伸長(zhǎng)等形狀變化，引起壓電陶瓷片112表面帶電，其電荷密度與外力成正比，遵循關(guān)系式：δ＝d*T(δ為電荷密度，d為壓電應(yīng)變常數(shù)，T為伸縮應(yīng)力)，這是正壓電效應(yīng)或壓電效應(yīng)。反之，對(duì)壓電陶瓷片112施加激勵(lì)電場(chǎng)，壓電陶瓷片112將產(chǎn)生機(jī)械形變，稱為逆壓電效應(yīng)。壓電材料具有的壓電效應(yīng)可使壓電陶瓷片112作為能量收集的媒介，利用壓電材料收集按壓動(dòng)作產(chǎn)生的能量，將該能量轉(zhuǎn)換成電能。壓電材料具有的逆壓電效應(yīng)可使壓電陶瓷片112產(chǎn)生振動(dòng)，以使手指在按壓位置能夠感覺(jué)到輕微的振動(dòng)(手感)，即能夠響應(yīng)按壓動(dòng)作。也就是說(shuō)，本發(fā)明實(shí)施例可以利用壓電陶瓷片112的壓電效應(yīng)和逆壓電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)Force touch(壓感觸控)技術(shù)。

壓電陶瓷片112可以采用鈣鈦解構(gòu)礦、鎢青銅結(jié)構(gòu)、鉍層狀結(jié)構(gòu)、焦綠石結(jié)構(gòu)等晶體結(jié)構(gòu)或其復(fù)合材料、納米材料構(gòu)成的壓電陶瓷材料。鑒于壓電陶瓷材料的介電損耗、介電常數(shù)、壓電常數(shù)、機(jī)械品質(zhì)因素、機(jī)電耦合系數(shù)等都會(huì)影響到壓電陶瓷的壓電性能，因此，本實(shí)施例優(yōu)選壓電陶瓷片112由介電損耗越小、介電常數(shù)和壓電常數(shù)越大、機(jī)械品質(zhì)因素和機(jī)電耦合系數(shù)越大的壓電陶瓷材料制得。

鑒于當(dāng)前面板朝向輕薄化發(fā)展，壓電陶瓷片112優(yōu)選設(shè)置于屏幕111的下方，且壓電陶瓷片112可以通過(guò)焊接貼附于屏幕111表面，另外，壓電陶瓷片112厚度可以為0.5～2.5毫米。

下面結(jié)合圖1和圖2，介紹所述壓感觸控裝置10的工作原理：

在正壓電效應(yīng)階段：在用戶手指按壓屏幕111時(shí)，四個(gè)壓電陶瓷片112會(huì)產(chǎn)生形變，從而發(fā)生正壓電效應(yīng)以產(chǎn)生電壓。四個(gè)壓電陶瓷片112產(chǎn)生形變的不同所產(chǎn)生的電壓不同，其中，形變?cè)酱螽a(chǎn)生的電壓越大，形變?cè)叫‘a(chǎn)生的電壓越小。輸出電路113將四個(gè)壓電陶瓷片112受按壓后產(chǎn)生的電壓(四個(gè)電信號(hào))輸出給驅(qū)動(dòng)IC 12，驅(qū)動(dòng)IC 12通過(guò)判斷四個(gè)電信號(hào)之間的差異即可獲取此次按壓動(dòng)作的按壓位置和壓力值。

其中，輸出電路113輸出的電壓具有兩種類型。如圖3所示，隨著時(shí)間t變化，按壓產(chǎn)生的電壓V會(huì)產(chǎn)生變化。具體地，在手指按壓屏幕111以使壓電陶瓷片112發(fā)生形變時(shí)，壓電陶瓷片112產(chǎn)生的電壓為正向電壓V1；當(dāng)手指按壓的壓力解除時(shí)，壓電陶瓷片112受按壓結(jié)束且形變恢復(fù)，此時(shí)其產(chǎn)生的電壓為反向電壓V2。驅(qū)動(dòng)IC 12通過(guò)檢測(cè)正向電壓V1和反向電壓V2，即可確認(rèn)按壓動(dòng)作的開(kāi)始和結(jié)束。

在逆壓電效應(yīng)階段：處理器13接收驅(qū)動(dòng)IC 12檢測(cè)到的按壓位置和壓力值，并據(jù)此向驅(qū)動(dòng)IC 12發(fā)出振動(dòng)指令。驅(qū)動(dòng)IC 12通過(guò)震蕩電路114向四個(gè)壓電陶瓷片112輸出不同頻譜、不同強(qiáng)度的交流電壓信號(hào)，從而驅(qū)動(dòng)四個(gè)壓電陶瓷片112振動(dòng)，從而在按壓位置產(chǎn)生與壓力值對(duì)應(yīng)的振動(dòng)，使得手指在按壓位置能夠感覺(jué)到輕微的振動(dòng)。

由上述可知，相比較于電容式觸摸屏，本發(fā)明實(shí)施例利用壓電陶瓷片112的壓電效應(yīng)以及形變差異來(lái)檢測(cè)屏幕被按壓的位置和壓力值，按壓位置的定位及按壓動(dòng)作的壓力值的檢測(cè)與屏幕111的形變沒(méi)有關(guān)系，從而能夠提高壓感觸控檢測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性；相比較于電阻式觸摸屏，哪怕施加給壓電陶瓷片112如聲波振動(dòng)那樣微小的力都會(huì)使其產(chǎn)生形變，即本發(fā)明實(shí)施例只需施加給壓電陶瓷片112較小的力就會(huì)使其發(fā)生形變，從而能夠減少對(duì)屏幕111使用壽命的影響。

應(yīng)該理解到，上述實(shí)施例僅是本發(fā)明的部分實(shí)施例，在實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有其他改變，例如，壓感觸控面板11還可以設(shè)置有絕緣層，絕緣層包裹于各個(gè)壓電陶瓷片112的外表面，輸出電路113和震蕩電路114從絕緣層穿出，該絕緣層可防止聚集于壓電陶瓷片112外表面的電荷傳導(dǎo)到至壓感觸控面板11的其他組件而影響其工作。

在上述所有實(shí)施例中，所述壓感觸控裝置10可以為智能手機(jī)、PDA(Personal Digital Assistant，個(gè)人數(shù)字助理或平板電腦)等便攜式通信裝置，也可以是佩戴于肢體或者嵌入于衣物、首飾、配件中的可穿戴設(shè)備，還可以是其他具有觸控顯示功能的智能電子設(shè)備。

再次說(shuō)明，以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說(shuō)明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，例如各實(shí)施例之間技術(shù)特征的相互結(jié)合，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。