檢測組件、觸控顯示裝置、觸摸定位方法及壓力檢測方法

檢測組件、觸控顯示裝置、觸摸定位方法及壓力檢測方法
【專利摘要】一種檢測組件、觸控顯示裝置、觸摸定位方法及壓力檢測方法，該檢測組件包括：第一基板；聲波發出裝置，設置于所述第一基板上；聲波檢測裝置，設置于所述第一基板上、位于所述聲波發出裝置的遠離所述第一基板的一側，并且包括多個彼此間隔設置的聲波感應單元；以及接觸層，覆蓋所述聲波檢測裝置。該檢測組件可以實現多種檢測功能一體化的設計。
【專利說明】
檢測組件、觸控顯示裝置、觸摸定位方法及壓力檢測方法
技術領域
[0001]本發明的實施例涉及一種檢測組件、觸控顯示裝置、觸摸定位方法及壓力檢測方法。
【背景技術】
[0002]目前，觸控技術已廣泛應用在手機、平板電腦等電子設備中。觸控技術提供了一種高效、便利的人機交互方式，其基本原理是以捕捉觸摸物(例如人體手指)的觸摸、動作信息為出發點，將獲取的觸摸及動作信息轉化為電信號并加以判斷識別，以實現控制功能。
[0003]此外，在電子設備中采用指紋識別(例如采用指紋作為電子設備的解鎖密碼)以保護存儲數據的安全已成為一種新的發展趨勢。

【發明內容】

[0004]本發明的至少一個實施例提供一種檢測組件、觸控顯示裝置、觸摸定位方法及壓力檢測方法，以實現多種檢測功能一體化的設計。
[0005]本發明的至少一個實施例提供了一種檢測組件，其包括:第一基板；聲波發出裝置，設置于所述第一基板上;聲波檢測裝置，設置于所述第一基板上、位于所述聲波發出裝置的遠離所述第一基板的一側，并且包括多個彼此間隔設置的聲波感應單元；以及接觸層，覆蓋所述聲波檢測裝置。
[0006]例如，所述檢測組件還包括:間隔層，在垂直于所述第一基板的方向上設置于所述聲波發出裝置與所述聲波檢測裝置之間。
[0007]例如，所述檢測組件還包括:第二基板，在垂直于所述第一基板的方向上設置于所述聲波發出裝置與所述聲波檢測裝置之間；以及支撐部，在垂直于所述第一基板的方向上設置于所述第二基板與所述聲波發出裝置之間以形成所述間隔層。
[0008]例如，在垂直于所述第一基板的方向上，所述支撐部與所述多個聲波感應單元不重疊。
[0009]例如，所述聲波檢測裝置包括:第一電極層，包括多個彼此間隔設置的子電極；以及第一壓電材料層，包括多個彼此間隔設置的壓電層圖案，所述多個壓電層圖案與所述多個子電極一一對應以形成所述多個聲波感應單元。
[00?0] 例如，每個壓電層圖案和每個子電極的面積都小于或等于90ym X 90ym。
[0011 ]例如，所述聲波檢測裝置還包括:第二電極層，設置于所述第一壓電材料層的遠離所述第一電極層的一側。
[0012]例如，所述第一電極層、所述第二電極層的材料都為透明導電材料，并且所述第一壓電材料層的材料是透明的。
[0013]例如，所述聲波檢測裝置包括多個聲波檢測單元，所述多個聲波檢測單元分別包括所述多個聲波感應單元，每個聲波檢測單元包括:壓電元件，配置為在所述聲波發出裝置發出的聲波信號經過所述壓電元件時產生電信號；以及電容元件，與所述壓電元件并聯，配置為存儲所述電信號。
[0014]例如，所述聲波檢測裝置還包括分別與所述多個聲波檢測單元電連接的多個晶體管，每個晶體管包括柵極、源極和漏極，所述源極連接與所述晶體管電連接的聲波檢測單
J L ο
[0015]例如，所述聲波檢測裝置還包括:多條柵線，設置于所述第二基板上、沿第一方向依次排列且分別電連接所述多個晶體管的柵極；以及多條數據線，設置于所述第二基板上且沿第二方向依次排列。所述第二方向與所述第一方向相交，所述多條數據線在垂直于所述第二基板的方向上與所述多條柵線交疊且在交疊的位置處與所述多條柵線間隔設置，并且所述多條數據線分別電連接所述多個晶體管的漏極。
[0016]例如，所述檢測組件還包括:觸控芯片，與所述多條數據線電連接。
[0017]例如，所述聲波發出裝置包括依次設置在所述第一基板上的第三電極層、第二壓電材料層以及第四電極層，所述第三電極層和所述第四電極層配置為對所述第二壓電材料層施加電信號。
[0018]例如，所述第三電極層、所述第四電極層的材料都為透明導電材料，并且所述第二壓電材料層的材料是透明的。
[0019]本發明的至少一個實施例還提供一種觸控顯示裝置，其包括上述任一項所述的檢測組件。
[0020]例如，所述觸控顯示裝置還包括顯示面板，其配置為向預設方向發射成像光線;所述檢測組件的所述聲波發出裝置和所述聲波檢測裝置都設置于所述顯示面板之外并且都在所述預設方向上與所述顯示面板交疊。
[0021]本發明的至少一個實施例還提供一種用于上述任一項所述的檢測組件的觸摸定位方法，該方法包括:利用所述聲波發出裝置沿從所述第一基板到所述接觸層的方向發射聲波信號，其中，所述聲波信號在第一時刻發出；在所述聲波信號到達所述接觸層之前，利用所述聲波檢測裝置檢測所述聲波信號，其中，在第二時刻檢測到所述聲波信號；以及判斷所述第二時刻與所述第一時刻的差值是否小于預設值，其中，所述預設值為在未發生觸摸事件時從發出聲波信號至聲波信號到達所述接觸層之前檢測到聲波信號的時長;若所述第二時刻與所述第一時刻的差值小于所述預設值，則判斷出發生觸摸事件或者根據檢測到的所述聲波信號確定所述接觸層被施加的壓力的大小。
[0022]例如，所述方法還包括:在判斷出發生觸摸事件之后，根據檢測到的所述聲波信號判斷觸摸位置。
[0023]例如，所述聲波發出裝置間斷性地發射所述聲波信號，且所述聲波發出裝置發射的相鄰的兩個聲波信號的間隔時間大于或等于預設時間間隔，所述預設時間間隔為在未發生觸摸事件時所述聲波信號從所述聲波發出裝置傳播到所述接觸層以及被所述接觸層反射的聲波信號到達所述聲波檢測裝置所用的時長。
[0024]例如，所述方法還包括:在判斷出發生觸摸事件或者確定所述接觸層被施加的壓力的大小之后，利用所述聲波檢測裝置檢測所述聲波信號被所述接觸層反射之后的反射信號；以及根據所述反射信號生成指紋，或者根據所述反射信號判斷觸摸位置。
[0025]本發明的至少一個實施例提供一種用于上述任一項包括間隔層的檢測組件的壓力檢測方法，包括:利用所述聲波發出裝置沿從所述第一基板到所述接觸層的方向發射聲波信號，其中，所述聲波信號在第一時刻發出；利用所述聲波檢測裝置檢測所述聲波信號，其中，在第二時刻檢測到所述聲波信號；以及根據所述第二時刻與所述第一時刻的差值確定所述接觸層被施加的壓力值。
[0026]本發明的至少一個實施例提供一種檢測組件、觸控顯示裝置、觸摸定位方法和壓力檢測方法，通過利用聲波感應原理提供一種多種檢測功能一體化的設計，該設計可以實現指紋識別、觸控功能和壓力檢測中的至少兩種。
【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅涉及本發明的一些實施例，而非對本發明的限制。
[0028]圖1為本發明實施例提供的一種檢測組件的局部剖視示意圖；
[0029]圖2為本發明另一實施例提供的一種檢測組件的局部剖視示意圖；
[0030]圖3為本發明實施例提供的一種檢測組件的部分電路原理圖；
[0031 ]圖4為本發明實施例提供的檢測組件實現指紋識別的原理圖；
[0032]圖5為本發明實施例提供的檢測組件實現壓力感應的原理圖；
[0033]圖6為本發明實施例提供的觸控顯示裝置的局部剖視示意圖；
[0034]圖7為本發明實施例提供的觸摸定位方法的流程圖；
[0035]圖8為本發明實施例提供的壓力檢測方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0036]為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例的附圖，對本發明實施例的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于所描述的本發明的實施例，本領域普通技術人員在無需創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0037]除非另外定義，本公開使用的技術術語或者科學術語應當為本發明所屬領域內具有一般技能的人士所理解的通常意義。本公開中使用的“第一”、“第二”以及類似的詞語并不表示任何順序、數量或者重要性，而只是用來區分不同的組成部分。“包括”或者“包含”等類似的詞語意指出現該詞前面的元件或者物件涵蓋出現在該詞后面列舉的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“連接”或者“相連”等類似的詞語并非限定于物理的或者機械的連接，而是可以包括電性的連接，不管是直接的還是間接的。“上”、“下”、“左”、“右”等僅用于表示相對位置關系，當被描述對象的絕對位置改變后，則該相對位置關系也可能相應地改變。
[0038]目前的電子裝置中的指紋識別裝置通常獨立于電子設備內的其它組件，這導致電子設備的集成度較低。
[0039]本發明的至少一個實施例提供一種檢測組件、觸控顯示裝置、觸摸定位方法和壓力檢測方法，通過利用聲波感應原理提供一種多種檢測功能一體化的設計，該設計可以實現指紋識別、觸控功能和壓力檢測中的至少兩種。
[0040]如圖1所示，本發明的至少一個實施例提供一種檢測組件100，其包括:第一基板111;聲波發出裝置120，設置于第一基板111上;聲波檢測裝置130，設置在第一基板111上、位于聲波發出裝置120的遠離第一基板111的一側，并且包括多個彼此間隔設置的聲波感應單元130a;以及接觸層140，覆蓋聲波檢測裝置130。
[0041 ]例如，第一基板111可以為玻璃基板、石英基板或塑料基板等。
[0042]聲波發出裝置120可以發出聲波(例如超聲波)信號，相應地，聲波檢測裝置130可以通過聲波感應單元130a感應該聲波信號實現該聲波信號的檢測。由于超聲波的方向性好且穿透能力強，采用超聲波信號，可以使聲波檢測裝置130檢測到較集中的聲波信號，以便于指紋和觸摸位置的識別。當然，也可以根據需要采用其它頻率的聲波信號。
[0043]例如，接觸層140可以為玻璃基板、石英基板或塑料薄膜等任意的可以與觸摸物(例如用戶的手指)接觸的層結構。
[0044]在本發明實施例提供的檢測組件100中，聲波發出裝置120用于向接觸層140發射聲波信號;在接觸層140被觸摸后，聲波檢測裝置130在觸摸位置處檢測到的被接觸層140反射的聲波信號的強度相比接觸層140被觸摸前發生變化，據此可判斷出觸摸位置。此外，由于聲波檢測裝置130包括彼此間隔設置的多個聲波感應單元130a，通過設置聲波感應單元130a的尺寸，可以使本發明實施例提供的檢測組件用于指紋識別。
[0045]繼續參見圖1，例如，檢測組件100還可以包括間隔層150，該間隔層150在垂直于第一基板111的方向上設置于聲波發出裝置120與聲波檢測裝置130之間。由于在聲波發出裝置120和聲波檢測裝置130之間設置有間隔層150，當發生觸摸時，聲波發出裝置120與聲波檢測裝置130之間的距離在觸摸位置處發生變化，導致聲波檢測裝置130檢測到聲波信號的時刻發生變化，聲波檢測裝置130檢測到聲波信號的時刻與聲波發出裝置120發出聲波信號的時刻之差隨著觸摸壓力大小的變化而變化，據此可以判斷出觸摸壓力的大小以及觸摸位置。
[0046]例如，間隔層150可以為氣體層(例如空氣層)等，只要可以使接觸層140被觸摸時，聲波發出裝置120與聲波檢測裝置130之間的距離在觸摸位置處發生變化即可。
[0047]例如，檢測組件100還可以包括第二基板112和支撐部160，第二基板112在垂直于第一基板111的方向上設置于聲波發出裝置120與聲波檢測裝置130之間，支撐部160在垂直于第一基板111的方向上設置于第二基板112與聲波發出裝置120之間，以在第二基板112與聲波發出裝置120之間產生間隙，即形成間隔層150。
[0048]例如，第二基板112可以為玻璃基板、石英基板或塑料基板等。
[0049]例如，在垂直于第一基板111的方向上，支撐部160可以與聲波檢測裝置130包括的多個聲波感應單元130a不重疊，也就是說，支撐部160可以位于檢測組件的觸摸檢測區之夕卜，以避免影響聲波檢測裝置130檢測聲波信號。
[0050]例如，參見圖1，聲波檢測裝置130可以包括:第一電極層131，設置于第二基板112上，并且包括多個彼此間隔設置的子電極131a;以及第一壓電材料層133，其包括多個彼此間隔設置的壓電層圖案133a，該多個壓電層圖案133a與上述多個子電極131a—一對應且分別電連接以形成上述多個聲波感應單元130a。
[0051]也就是說，聲波檢測裝置130可以采用壓電換能器。在這種情況下，聲波感應單元130a可以用于感應聲波信號并產生相應的電信號，即當聲波發出裝置120發出的聲波信號經過第一壓電材料層133時第一壓電材料層133的多個壓電層圖案133a的表面產生相應的電信號；第一電極層131包括的多個子電極131a在連接導線后可以分別將對應的壓電層圖案133a產生的電信號傳導出去。
[0052]例如，聲波檢測裝置130還可以包括:第二電極層132，設置于第二基板112上且設置于第一壓電材料層133的遠離第一電極層131的一側。第二電極層132可以用于為第一壓電材料層133提供偏置電壓，以有利于當聲波信號經過第一壓電材料層133時第一壓電材料層133的多個壓電層圖案133a的表面產生相應的電信號。當然，在聲波檢測裝置130檢測聲波信號的時候，也可以不對第二電極層132施加電壓，即也可以不對第一壓電材料層133提供偏置電壓。
[0053]例如，每個壓電層圖案133a和每個子電極131a的面積可以都小于或等于90μπι(微米)X 90μηι，例如小于或等于80μηιΧ 80μηι或50μηιΧ 50μηι，優選為小于或等于50μηιΧ 50μηι。例如，每個子電極的平面形狀可以為邊長小于或等于50μπι的正方形。由于手指的一個谷脊周期的寬度通常為300μπι，通過設置子電極的尺寸，有利于保證識別的指紋的清晰度。
[0054]例如，第一電極層131、第二電極層132的材料都可以為透明導電材料，例如氧化銦錫、氧化銦鎵鋅等透明導電金屬氧化物等，并且第一壓電材料層133的材料是透明的，例如透明鐵電壓電陶瓷或透明聚偏氟乙烯壓電材料等。采用透明材料制作第一、二電極層和第一壓電材料層可以避免將本發明實施例提供的檢測組件應用于顯示裝置中時對顯示效果造成影響。當然，本發明實施例包括但不限于這些透明導電材料和透明壓電材料。
[0055]例如，聲波發出裝置120也可以采用壓電換能器。在這種情況下，例如，如圖1所示，聲波發出裝置120可以包括依次設置在第一基板111上的第三電極層123、第二壓電材料層122以及第四電極層124，第三電極層123和第四電極層124配置為對第二壓電材料層122施加電信號。根據逆壓電效應，例如，當給第三電極層123和第四電極層124施加高頻電信號時，第二壓電材料層122能夠產生聲波信號。通過調整施加的高頻電信號的頻率，可以使第二壓電材料層122產生超聲波信號，該超聲波信號可以向接觸層140發送。
[0056]例如，第三電極層123、第四電極層124的材料都可以為透明導電材料，并且第二壓電材料層122的材料是透明的，以避免將本發明實施例提供的檢測組件應用于顯示裝置中時對顯示效果造成影響。
[0057]在圖1所示的實施例中，聲波檢測裝置130包括的第一電極層131和第一壓電材料層133之間直接接觸；當然，本發明實施例不限于圖1所示的實施例。例如，如圖2所示，第一電極層131和第一壓電材料層133之間也可以通過導電連接部137連接。例如，導電連接部137可以米用異向導電膠，該異向導電膠可實現壓電層圖案133a與相應的子電極13 Ia之間的電連接，但不會將相鄰的子電極131a導通。
[0058]如圖3所示，在聲波檢測裝置(圖3中未標出)采用壓電換能器的情況下，聲波檢測裝置可以包括多個聲波檢測單元1300，這些聲波檢測單元1300分別對應上述多個聲波感應單元130a，也就是說，聲波檢測裝置130包括的第二電極層132以及上述多個聲波感應單元130a形成上述多個聲波檢測單元1300，每個聲波檢測單元1300包括一個聲波感應單元130a。每個聲波檢測單元1300包括:壓電元件1301，其配置為在聲波發出裝置120發出的聲波信號經過壓電元件1301時產生電信號；以及電容元件1302，其與壓電元件1301并聯并且配置為存儲壓電元件1301產生的電信號。
[0059]例如，聲波檢測裝置還可以包括:多個晶體管134，分別與上述多個聲波檢測單元1300電連接，每個晶體管134包括柵極134a、源極134b和漏極134c，源極134b電連接與該晶體管134電連接的聲波檢測單元1300。晶體管134作為相應的聲波檢測單元1300的信號讀取開關。例如，晶體管134可以為薄膜晶體管等。
[0060]例如，聲波檢測裝置還可以包括多條柵線135和多條數據線136，柵線135設置于第二基板112上且沿第一方向依次排列，數據線136設置于第二基板112上且沿第二方向依次排列，第二方向與第一方向相交，該多條數據線136在垂直于第二基板112的方向上與該多條柵線135交疊且在交疊的位置處與多條柵線135間隔設置；上述多個晶體管134的柵極134a分別與柵線135電連接，并且上述多個晶體管134的漏極134c分別與數據線136電連接。通過對柵線135施加掃描信號(例如可以采用逐行掃描的方式)，可以控制與柵線135電連接的晶體管134的導通狀態，在晶體管134導通的情況下，對應的聲波檢測單元1300檢測到的信號可以通過該晶體管134傳導到數據線136上。
[0061]例如，本發明的至少一個實施例提供的檢測組件(圖3中未標出)還可以包括觸控芯片170，其與多條數據線136電連接。這樣數據線136上的信號可以傳導到觸控芯片170中以進行觸摸位置判斷、指紋識別或壓力檢測。
[0062]下面結合圖4介紹本發明實施例提供的檢測組件實現指紋識別和聲波觸控的原理。
[0063]在本發明實施例中，在接觸層140的表面處未發生觸摸的情況下，聲波發出裝置120發出的聲波信號可以被接觸層140的表面反射，聲波檢測裝置130可以檢測到反射的聲波信號;如圖4所示，在接觸層140的表面發生觸摸的情況下，由于觸摸物(例如用戶的手指，圖4中僅示出了用戶手指的部分指紋，詳見圖中的鋸齒狀線條)與接觸層140的表面之間的接觸可以使部分聲波信號透過接觸層140進入該觸摸物中，因而聲波檢測裝置130檢測到的在觸摸位置處被接觸層140反射的聲波信號發生變化，而未被觸摸位置處反射的聲波信號未發生變化，通過檢測被觸摸的位置與未被觸摸的位置分別反射的聲波信號之間的差異能夠判斷出觸摸位置，即實現聲波觸控。
[0064]此外，通過設置聲波檢測裝置130包括的聲波感應單元(圖4中未標出)的尺寸，使手指的一個谷脊周期對應多個聲波感應單元，由于手指的指紋谷和指紋脊處反射的信號強度不同，則對應指紋谷的聲波感應單元與對應指紋脊的聲波感應單元感應到的反射聲波信號不同，從而產生不同的電信號。例如，分別對應指紋谷和指紋脊的聲波感應單元產生不同的電荷數量，觸控芯片通過檢測電荷數量的差異可實現指紋識別。
[0065]由于聲波發出裝置120發出的聲波信號在到達接觸層140之前經過聲波檢測裝置130且在被接觸層140反射之后再次到達聲波檢測裝置，因此，為了方便聲波檢測裝置130檢測反射回來的聲波信號，需要設置一定的時間差以避免向接觸層140傳播的聲波信號與被接觸層140反射的聲波信號混合，以方便信號檢測。例如，可以在聲波發出裝置120發出聲波信號的時候開始計時，待聲波信號傳遞到手指的時間點，聲波檢測裝置130開始工作。
[0066]需要說明的是，圖4僅示例性地示出了第一壓電材料層133，在實施中，第一壓電材料層133包括多個如上所述的壓電層圖案。
[0067]下面結合圖5介紹本發明實施例提供的檢測組件實現壓力感應的原理。如圖5所示，當手指施加壓力時，相應地第二基板112會產生形變。例如，可以在聲波發出裝置120發出的聲波信號到達接觸層140之前檢測，在這種情況下，由于第二基板112產生形變，所以聲波信號到達聲波檢測裝置130的時間與未施加壓力時的時間之間有差值，當壓力大小改變時該差值也相應改變，因此聲波檢測裝置130通過檢測該差值可識別壓力的大小和/或實現壓力觸控。當然，也可以在聲波發出裝置120發出的聲波信號到達接觸層140之后檢測聲波檢測裝置130檢測到反射聲波信號的時間與未施加壓力時的時間之間的差值。
[0068]需要說明的是，圖5僅示例性地示出了第一壓電材料層133，在實施中，第一壓電材料層133包括多個如上所述的壓電層圖案。
[0069]由上可知，通過調整聲波檢測裝置130的工作時間就能分時地檢測觸控、指紋及壓力信號。例如，在聲波發出裝置120發出的聲波信號到達接觸層140之前，可以進行壓力大小檢測和/或壓力觸控;和/或在聲波發出裝置120發出的聲波信號達到接觸層140之后可以進行指紋識別和/或聲波觸控。
[0070]本發明實施例提供的檢測組件可以為觸控面板、指紋識別器或者壓力傳感器等。
[0071]本發明的至少一個實施例還提供一種觸控顯示裝置，如圖6所示，該觸控顯示裝置包括上述任一項實施例提供的檢測組件100。
[0072]例如，該觸控顯示裝置還可以包括顯示面板200，該顯示面板200配置為向預設方向(如圖6中的箭頭所示)發射成像光線，檢測組件100的聲波發出裝置120和聲波檢測裝置130都設置于顯示面板200之外并且都在預設方向上與顯示面板200交疊。
[0073]例如，顯示面板200可以包括彼此相對的基板201和202以及用于連接這兩個基板的連接部203，檢測組件100可以設置于基板201的遠離基板202的一側。例如，基板201可以作為檢測組件100包括的第一基板111。
[0074]本發明的至少一個實施例還提供了一種可以用于上述任一項實施例中的檢測組件100的觸摸定位方法。檢測組件100的結構可參考上述實施例的描述，這里不再贅述。如圖1和圖7所示，本發明實施例提供的觸摸定位方法包括:利用聲波發出裝置120沿從第一基板111到接觸層140的方向發射聲波信號，使該聲波信號在第一時刻T1發出，參見步驟SI;在聲波信號到達接觸層140之前，利用聲波檢測裝置130檢測聲波信號，在該步驟中，在第二時刻!^檢測到聲波信號，參見步驟S2;以及判斷第二時刻T2與第一時刻T1的差值是否小于預設值，參見步驟S3，這里的預設值為在未發生觸摸事件時從發出聲波信號至聲波信號到達接觸層140之前檢測到聲波信號的時長;若該差值小于預設值，則判斷出發生觸摸事件(參見步驟S41)或者根據檢測到的聲波信號確定接觸層140被施加的壓力的大小(參見步驟S42)。
[0075]例如，可以預先計算出檢測組件100包括的第二基板112的形變量與接觸層140被施加的壓力的大小之間的對應關系;在步驟S42中通過第二時刻T2與第一時刻T1之間的時間差以及聲波信號的傳播速度計算出第二基板的形變量，并根據上述對應關系確定壓力的大小。當然，本發明實施例包括但不限于此。
[0076]關于是否發生觸摸事件的判斷可參考以上檢測組件的實施例中的相關描述，這里不再贅述。
[0077]例如，聲波發出裝置120可以間斷性地發射聲波信號，且聲波發出裝置120發射的相鄰的兩個聲波信號的間隔時間大于或等于預設時間間隔，該預設時間間隔為在未發生觸摸事件時聲波信號從聲波發出裝置120傳播到接觸層140以及被接觸層140反射的聲波信號到達聲波檢測裝置130所用的時長。這樣可以避免向接觸層140發射的聲波信號與被接觸層140反射的聲波信號相混合造成的影響。
[0078]例如，本發明的至少一個實施例提供的觸摸定位方法還可以包括:在判斷出發生觸摸事件或者確定接觸層被施加的壓力的大小之后，根據檢測到的聲波信號判斷觸摸位置，即進行步驟S51。
[0079]例如，本發明的至少一個實施例提供的方法還可以包括:在判斷出發生觸摸事件或者確定接觸層被施加的壓力的大小之后，利用聲波檢測裝置130檢測聲波信號被接觸層140反射之后的反射信號，參見圖7中的步驟S52;以及根據反射信號生成指紋(參見步驟S61)或者根據反射信號判斷觸摸位置(參見步驟S62)。
[0080]步驟S51、步驟S61和步驟S62可參考檢測組件的實施例中的相關描述，這里不再贅述。
[0081 ]此外，當第二時刻T2與第一時刻Tl的差值未小于上述預設值時，則可能未發生觸摸事件或者可能雖然發生觸摸事件但未改變聲波檢測裝置與聲波發出裝置之間的距離。在這種情況下，可利用聲波檢測裝置檢測聲波被接觸層反射之后的反射信號，以進一步判斷是否發生觸摸事件并判斷觸摸位置。當然，也可以根據反射信號進行指紋識別。
[0082]本發明的至少一個實施例還提供了一種用于上述任一項實施例提供的包括間隔層150的檢測組件100的壓力檢測方法，如圖1和圖8所示，該方法包括以下步驟:步驟SSljlJ用聲波發出裝置120沿從第一基板111到接觸層140的方向發射聲波信號，使聲波信號在第一時刻發出；步驟S82，利用聲波檢測裝置130檢測聲波信號，在該步驟中，在第二時刻檢測到所述聲波信號；以及步驟S83，根據第二時刻與第一時刻的差值確定接觸層140被施加的壓力值。
[0083]例如，在步驟S82中，可以在聲波發出裝置120發射的聲波信號到達接觸層140之前通過聲波檢測裝置130檢測該聲波信號，也可以在聲波發出裝置120發射的聲波信號到達接觸層之后通過聲波檢測裝置130檢測被接觸層140反射的聲波信號。
[0084]例如，在步驟S83中，可以根據第二時刻與第一時刻的差值以及聲波信號的傳播速度計算出檢測組件100的第二基板的因接觸層140被施加壓力而產生的形變量，根據該形變量確定接觸層140被施加的壓力值。當然，壓力值的確定方式包括但不限于該方式。
[0085]當然，除了上述觸摸定位方法和壓力檢測方法之外，本發明的上述任一實施例提供的檢測組件也可以直接用于指紋識別。以圖1所示的檢測組件為例，相應的指紋識別方法可以包括以下步驟:利用聲波發出裝置120沿從第一基板111到接觸層140的方向發射聲波信號;在聲波信號到達接觸層140之后，利用聲波檢測裝置130檢測被接觸層140反射的聲波信號；以及根據該反射的聲波信號識別指紋。
[0086]有以下幾點需要說明:(I)本發明實施例附圖中，只涉及到與本發明實施例涉及到的結構，其他結構可參考通常設計；(2)附圖中各層薄膜厚度和形狀不反映真實比例，目的只是示意說明本發明實施例的內容；(3)在不沖突的情況下，本發明的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
[0087]以上所述僅是本發明的示范性實施方式，而非用于限制本發明的保護范圍，本發明的保護范圍由所附的權利要求確定。
【主權項】
1.一種檢測組件，包括: 第一基板； 聲波發出裝置，設置于所述第一基板上； 聲波檢測裝置，設置于所述第一基板上、位于所述聲波發出裝置的遠離所述第一基板的一側，并且包括多個彼此間隔設置的聲波感應單元;以及 接觸層，覆蓋所述聲波檢測裝置。2.根據權利要求1所述的檢測組件，還包括: 間隔層，在垂直于所述第一基板的方向上設置于所述聲波發出裝置與所述聲波檢測裝置之間。3.根據權利要求2所述的檢測組件，還包括: 第二基板，在垂直于所述第一基板的方向上設置于所述聲波發出裝置與所述聲波檢測裝置之間；以及 支撐部，在垂直于所述第一基板的方向上設置于所述第二基板與所述聲波發出裝置之間以形成所述間隔層。4.根據權利要求3所述的檢測組件，其中， 在垂直于所述第一基板的方向上，所述支撐部與所述多個聲波感應單元不重疊。5.根據權利要求1至4中任一項所述的檢測組件，其中，所述聲波檢測裝置包括: 第一電極層，包括多個彼此間隔設置的子電極；以及 第一壓電材料層，包括多個彼此間隔設置的壓電層圖案，其中，所述多個壓電層圖案與所述多個子電極一一對應以形成所述多個聲波感應單元。6.根據權利要求5所述的檢測組件，其中，每個壓電層圖案和每個子電極的面積都小于或等于 90μηιΧ90μηι。7.根據權利要求5所述的檢測組件，其中，所述聲波檢測裝置還包括: 第二電極層，設置于所述第一壓電材料層的遠離所述第一電極層的一側。8.根據權利要求7所述的檢測組件，其中，所述第一電極層、所述第二電極層的材料都為透明導電材料，并且所述第一壓電材料層的材料是透明的。9.根據權利要求1至4中任一項所述的檢測組件，其中，所述聲波檢測裝置包括多個聲波檢測單元，所述多個聲波檢測單元分別包括所述多個聲波感應單元，每個聲波檢測單元包括: 壓電元件，配置為在所述聲波發出裝置發出的聲波信號經過所述壓電元件時產生電信號；以及 電容元件，與所述壓電元件并聯，配置為存儲所述電信號。10.根據權利要求9所述的檢測組件，其中，所述聲波檢測裝置還包括: 多個晶體管，分別與所述多個聲波檢測單元電連接，其中，每個晶體管包括柵極、源極和漏極，所述源極連接與所述晶體管電連接的聲波檢測單元。11.根據權利要求10所述的檢測組件，其中，所述聲波檢測裝置還包括: 多條柵線，設置于所述第二基板上、沿第一方向依次排列且分別電連接所述多個晶體管的柵極；以及 多條數據線，設置于所述第二基板上且沿第二方向依次排列，其中，所述第二方向與所述第一方向相交，所述多條數據線在垂直于所述第二基板的方向上與所述多條柵線交疊且在交疊的位置處與所述多條柵線間隔設置，并且所述多條數據線分別電連接所述多個晶體管的漏極。12.根據權利要求11所述的檢測組件，還包括: 觸控芯片，與所述多條數據線電連接。13.根據權利要求1至4中任一項所述的檢測組件，其中，所述聲波發出裝置包括依次設置在所述第一基板上的第三電極層、第二壓電材料層以及第四電極層，其中，所述第三電極層和所述第四電極層配置為對所述第二壓電材料層施加電信號。14.根據權利要求13所述的檢測組件，其中，所述第三電極層、所述第四電極層的材料都為透明導電材料，并且所述第二壓電材料層的材料是透明的。15.—種觸控顯示裝置，包括根據權利要求1至14中任一項所述的檢測組件。16.根據權利要求15所述的觸控顯示裝置，還包括: 顯示面板，配置為向預設方向發射成像光線， 其中，所述檢測組件的所述聲波發出裝置和所述聲波檢測裝置都設置于所述顯示面板之外并且都在所述預設方向上與所述顯示面板交疊。17.—種用于權利要求1至14中任一項所述的檢測組件的觸摸定位方法，包括: 利用所述聲波發出裝置沿從所述第一基板到所述接觸層的方向發射聲波信號，其中，所述聲波信號在第一時刻發出； 在所述聲波信號到達所述接觸層之前，利用所述聲波檢測裝置檢測所述聲波信號，其中，在第二時刻檢測到所述聲波信號；以及 判斷所述第二時刻與所述第一時刻的差值是否小于預設值，其中，所述預設值為在未發生觸摸事件時從發出聲波信號至聲波信號到達所述接觸層之前檢測到聲波信號的時長；若所述第二時刻與所述第一時刻的差值小于所述預設值，則判斷出發生觸摸事件或者根據檢測到的所述聲波信號確定所述接觸層被施加的壓力的大小。18.根據權利要求17所述的方法，還包括: 在判斷出發生觸摸事件之后，根據檢測到的所述聲波信號判斷觸摸位置。19.根據權利要求17所述的方法，其中，所述聲波發出裝置間斷性地發射所述聲波信號，且所述聲波發出裝置發射的相鄰的兩個聲波信號的間隔時間大于或等于預設時間間隔，所述預設時間間隔為在未發生觸摸事件時所述聲波信號從所述聲波發出裝置傳播到所述接觸層以及被所述接觸層反射的聲波信號到達所述聲波檢測裝置所用的時長。20.根據權利要求17至19中任一項所述的方法，還包括: 在判斷出發生觸摸事件或者確定所述接觸層被施加的壓力的大小之后，利用所述聲波檢測裝置檢測所述聲波信號被所述接觸層反射之后的反射信號；以及根據所述反射信號生成指紋，或者根據所述反射信號判斷觸摸位置。21.—種用于權利要求2至4中任一項所述的檢測組件的壓力檢測方法，包括: 利用所述聲波發出裝置沿從所述第一基板到所述接觸層的方向發射聲波信號，其中，所述聲波信號在第一時刻發出； 利用所述聲波檢測裝置檢測所述聲波信號，其中，在第二時刻檢測到所述聲波信號；以及根據所述第二時刻與所述第一時刻的差值確定所述接觸層被施加的壓力值。
【文檔編號】G06K9/00GK105843446SQ201610159269
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年3月18日
【發明人】王海生, 董學, 薛海林, 陳小川, 劉英明, 丁小梁, 楊盛際, 趙衛杰, 李昌峰, 劉偉, 王鵬鵬, 盧鵬程
【申請人】京東方科技集團股份有限公司, 北京京東方光電科技有限公司