[发明专利]基于震动吸收的三维多点式触摸屏及其控制方法

权利要求书

1.一种基于震动吸收的三维多点式触摸屏，其特征在于，包括具有顶部表面和底部表面的触摸层、连接到触摸层底部表面的压力传感器阵列和触控感知传感器、与压力传感器阵列和触控感知传感器分别连接的控制单元、由基底和周缘组成的触摸屏外壳，所述触摸层置于触摸屏外壳中，触摸层和周缘直接设有由弹性材料组成的缓冲层，所述控制单元包括触控行为控制单元、位置采集控制单元，分别与触控行为控制单元和位置采集控制单元连接的主控单元，所述位置采集控制单元用于采集触控点数、触控位置，所述触控行为单元检测触摸屏是否有触控行为，所述压力传感器包括控制单元、与控制单元分别连接的X方向电容单元组和Y方向电容单元组，所述X方向电容单元组和Y方向电容单元组均包括电容单元模块，所述电容单元模块采用由两个以上的条状电容单元组成的梳齿状结构，每个条状电容单元包括上极板的驱动电极和下极板的感应电极。

2.根据权利要求1的所述的三维多点式触摸屏,其特征在于，所述触控感知传感器包括X方向差动电容单元组合和Y方向差动电容单元组合，设置于触摸屏的端角，与触控行为控制单元单元，触控感知传感器的灵敏度高于压力传感器阵列。

3.根据权利要求1所述的三维多点式触摸屏，其特征在于，所述电容单元模块包括由两个以上宽度a₀长度b₀的条状电容单元组成的第一条状电容单元组和两个以上宽度ka₀长度b₀的条状电容单元组成的第二条状电容单元组。

4.根据权利要求1所述的三维多点式触摸屏，其特征在于，所述每个条状电容单元的驱动电极和感应电极宽度相同，驱动电极的长度大于感应电极长度，驱动电极长度两端分别预留左差位δ_左和右差位δ_右，b_0驱＝b_0感+δ_右+δ_左，其中，b_0驱为条状电容单元的驱动电极长度，b_0感为条状电容单元的感应电极长度。所述差位δ_左＝δ_右，且其中d₀为条状电容单元介质厚度，G为弹性介质的抗剪模量，τ_max为最大应力值。

5.根据权利要求1所述的三维多点式触摸屏，其特征在于,所述梳齿状结构包括20个以上条状电容单元、与条状电容单元一一对应连接的引线，相邻两条状电容单元之间设有电极间距a_δ，所述平行板面积S＝M(a₀+2a_δ+ka₀)b₀/2，其中，M为条状电容单元数量，b₀为条状电容单元的长度，a₀条状电容单元的宽度。

6.根据权利要求3所述的三维多点式触摸屏，其特征在于,所述条状电容单元的宽度其中，d₀为介质厚度，E为弹性介质的杨氏模量，G为弹性介质的抗剪模量。

7.根据权利要求1的所述的三维多点式触摸屏,其特征在于：所述触摸屏外壳基底和触摸位置压力传感器和触控行为压力传感器之间设有支撑层，所述支撑层由具有震动吸收特性的材料形成。

8.一种基于震动吸收的三维多点式触摸屏的控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、设备启动后，控制单元的触控行为控制单元采集触控行为压力传感器的值，传感器阵列处于休眠状态，当出触控行为压力传感器值改变；

步骤二、对压力传感器阵列的电容单元进行电容采集，位置采集控制单元为采集的数据分析采集触控点数和触控位置；

步骤三、主控单元根据触控点数和触控的位置对电容单元进行分组，分别形成由X方向差动电容单元组合和Y方向差动电容单元组合形成的触控点电容组；根据触控点电容组的数据计算本触控点触控位置的坐标和运行轨迹；

步骤四、输出计算数据。