C57,而是通過與之串接在一起的壓力感測(cè)電極535 的任意一條壓力感測(cè)電極連接線538連接到FPC57,并通過FPC將信號(hào)傳遞至檢測(cè)芯片。各 第二方向觸摸感測(cè)電極531和其他未與壓力感測(cè)電極535連接的第一方向觸摸感測(cè)電極 533則分別通過一觸摸感測(cè)電極連接線537連接到FPC57。即在設(shè)計(jì)上,至少一個(gè)壓力感測(cè) 電極535會(huì)做為至少一條第一方向觸摸感測(cè)電極537的一部分參與觸摸位置的檢測(cè)。這樣 的設(shè)計(jì)不僅可以節(jié)省空間,避免單獨(dú)留出區(qū)域來(lái)布設(shè)壓力感測(cè)電極535,而且可以使得壓力 感測(cè)電極535不僅可以感測(cè)壓力大小,而且可以充當(dāng)觸摸感測(cè)電極,起到感測(cè)觸摸位置的 雙重作用。當(dāng)連接壓力感測(cè)電極535的兩條壓力感測(cè)電極連接線538中的任意一條發(fā)生 斷裂后,因?yàn)檫€剩余一條可以正常傳輸信號(hào),所以不會(huì)影響到第一方向觸摸感測(cè)電極串533 感測(cè)觸摸位置的功能。可以更好的保證系統(tǒng)的穩(wěn)定工作。
[0051] 在其他的實(shí)施方式中,也可以是至少一條第二方向觸摸感測(cè)電極531電性連接于 一壓力感測(cè)電極535,并通過與之串接在一起的壓力感測(cè)電極535的任意一條壓力感測(cè)電 極連接線538連接到FPC57 ;或者至少一條第一方向觸摸感測(cè)電極533和至少一條第二方 向觸摸感測(cè)電極531分別串接不同的壓力感測(cè)電極535??偠灾?,本實(shí)施例的技術(shù)方案: 第一方向觸摸感測(cè)電極533的至少其中之一和/或第二方向觸摸感測(cè)電極531的其中之一 分別電性連接一壓力感測(cè)電極535,并通過壓力感測(cè)電極連接線538連接到FPC57,可以實(shí) 現(xiàn)空間的節(jié)約,且不影響觸摸位置和壓力大小的檢測(cè)。
[0052] 需注意的是,當(dāng)外界壓力按壓時(shí),本實(shí)施例的三維觸控裝置需分時(shí)序進(jìn)行觸摸點(diǎn) 位置的檢測(cè)和壓力大小的檢測(cè)。
[0053] 在本實(shí)用新型的前述實(shí)施例中,壓力大小的檢測(cè)主要是利用壓力感測(cè)電極材料的 壓阻效應(yīng),通過檢測(cè)按壓前后壓力感測(cè)電極的電阻值變化量而確定觸摸力度的大小,而目 前由于壓力感測(cè)電極材料的限制,壓力感測(cè)電極不可避免地會(huì)受到手指等觸摸物體溫度的 影響,產(chǎn)生一定電阻值的變化,而由溫度變化所帶來(lái)的電阻值變化會(huì)在一定程度上影響對(duì) 觸摸力度大小檢測(cè)的精準(zhǔn)度。
[0054] 為了對(duì)溫度的影響進(jìn)行補(bǔ)償,本實(shí)用新型可以于前述實(shí)施例中,在基板11相對(duì)于 電極層13、23、33、43、53的另一表面,增設(shè)一補(bǔ)償電極層,補(bǔ)償電極層包括多個(gè)補(bǔ)償電極分 別與多個(gè)壓力感測(cè)電極135、235、335、435、535隔著基板11--對(duì)應(yīng)設(shè)置。在本實(shí)用新型 中,對(duì)應(yīng)設(shè)置是指各補(bǔ)償電極與各壓力感測(cè)電極在基板11兩相對(duì)表面的數(shù)量及分布位置 上是上下垂直對(duì)應(yīng)的,而補(bǔ)償電極與壓力感測(cè)電極的形狀則不受限制。
[0055] 請(qǐng)參閱圖7A,本實(shí)用新型一種三維觸控裝置第六實(shí)施例電極層的平面結(jié)構(gòu)示意 圖,及圖7B三維觸控裝置沿圖7A的I-Ι線的剖面示意圖。本實(shí)用新型第六實(shí)施例與第四實(shí) 施例不同的是,三維觸控裝置1更包括一補(bǔ)償電極層44設(shè)置于基板11相對(duì)于電極層43的 另一表面。補(bǔ)償電極層44包括多個(gè)補(bǔ)償電極445,其中多個(gè)補(bǔ)償電極445與壓力感測(cè)電極 435材料相同,且設(shè)置方式為隔著基板一一對(duì)應(yīng)設(shè)置。在本實(shí)用新型中,壓力感測(cè)電極435 相對(duì)的兩端分別通過壓力感測(cè)電極連接線438電性連接至檢測(cè)芯片19,而相應(yīng)地補(bǔ)償電極 445相對(duì)的兩端也分別通過補(bǔ)償電極連接線(圖未示)電性連接至相同的檢測(cè)芯片19,該 檢測(cè)芯片19內(nèi)進(jìn)一步包括第一參考電阻Ra、第二參考電阻Rb及一多路復(fù)用器。通過多路 復(fù)用器的控制,使壓力感測(cè)電極435 (R435)及與之對(duì)應(yīng)設(shè)置的補(bǔ)償電極445 (R445)與電阻Ra、 電阻Rb構(gòu)成惠斯通電橋。
[0056] 如圖7C與圖7D所示,電阻R435、電阻R445、第一參考電阻Ra、第二參考電阻Rb的連 接方式可以有兩種。如圖7C所示,電阻R 435的一端電性連接于一電源正極端VEX+,另一端 與第一參考電阻Ra串聯(lián);電阻R445的一端電性連接于同樣的電源正極端VEX+,另一端與第 二參考電阻Rb串聯(lián);第一參考電阻Ra、第二參考電阻Rb另一端電性連接于該電源負(fù)極端 VEX-(或接地),一電壓計(jì)用于測(cè)量電阻R435、電阻R445的電勢(shì)差信號(hào)U0?;蛉鐖D7D所示,電 阻R435的一端電性連接于一電源正極端VEX+,另一端與電阻R 445串聯(lián);第一參考電阻Ra的 一端電性連接于同樣的電源正極端VEX+,另一端與第二參考電阻Rb串聯(lián);電阻R 445、第二參 考電阻Rb的另一端電性連接于該電源負(fù)極端VEX-(或接地)一電壓計(jì)用于測(cè)量電阻R435、 第一參考電阻Ra的電勢(shì)差信號(hào)U0。
[0057] 在無(wú)按壓力作用時(shí),各惠斯通電橋處于平衡狀態(tài)。當(dāng)受到按壓力作用時(shí),對(duì)應(yīng)位置 處的一個(gè)或多個(gè)壓力感測(cè)電極435和對(duì)應(yīng)設(shè)置的補(bǔ)償電極445電阻值發(fā)生改變,惠斯通電 橋平衡被打破而導(dǎo)致輸出電勢(shì)差信號(hào)U0必定發(fā)生變化,不同的壓力對(duì)應(yīng)不同阻值的改變, 相應(yīng)也會(huì)產(chǎn)生不同的電勢(shì)差信號(hào),故,通過對(duì)惠斯通電橋的電勢(shì)差信號(hào)U0進(jìn)行計(jì)算及處理 即可以得出相應(yīng)的壓力值。
[0058] 如圖7C中所示,電阻R435、電阻R445、電阻Ra與電阻Rb阻構(gòu)成惠斯通電橋,其關(guān)系 可表示為:
[0059] R435/Ra_R445/Rb = U0 (P);
[0060] 如圖7D中所示,電阻R435、電阻R445、電阻Ra與電阻Rb阻構(gòu)成惠斯通電橋,其關(guān)系 可表示為:
[0061] R435/R445-Ra/Rb = U0 (Q);
[0062] 本實(shí)用新型第六實(shí)施例的三維觸控裝置中,壓力感測(cè)電極435的電阻R435及補(bǔ)償 電極445的電阻R 445與溫度變化的關(guān)系可通過如下公式推導(dǎo)得到:
[0063] 物體的電阻R的計(jì)算公式為:
[0064] R = P L/S (1);
[0065] 其中,P表示為組成壓力感測(cè)電極435、補(bǔ)償電極445的材料的電阻率,L為本實(shí) 用新型中壓力感測(cè)電極435、補(bǔ)償電極445沿電流方向的長(zhǎng)度,S為壓力感測(cè)電極435、補(bǔ)償 電極445沿電流方向的橫截面積。
[0066] 本實(shí)用新型中組成壓力感測(cè)電極435、補(bǔ)償電極445的材料的電阻率P隨溫度變 化的公式為:
[0067] ρτ= ρ (1+α Τ) (2);
[0068] 其中,Ρ為組成壓力感測(cè)電極435、補(bǔ)償電極445的材料的電阻率,α為材料電阻 的溫度系數(shù),Τ為溫度。
[0069] 結(jié)合上述式(1)與式(2):
[0070] 當(dāng)環(huán)境溫度為Τ。時(shí)(如Τ = 0)時(shí),物體的電阻值為:
[0071] RT0= pL/S (3);
[0072] 當(dāng)環(huán)境溫度為1\時(shí),物體的電阻值為:
[0073] RT1= pL/S(l+a (T「T。)) (4);
[0074] 由上述的式(1)-式⑷可以推導(dǎo)出材料電阻值受溫度影響的ART可表示為如下 式(5):
[0075] ART= RT1-RT0
[0076] = P L/S(l+a (T「T0))-P L/S
[0077] = a AT(pL/S)
[0078] = Δ T a · R (5);
[0079] 其中,Λ T表示溫度變化量。
[0080] 本實(shí)用新型第六實(shí)施例所提供的三維觸控裝置中,惠斯通電橋中R435、R445、Ra與Rb 的關(guān)系表示如上述式(Q)及式(P)所示。
[0081] 以式(Q)為例,當(dāng)溫度變化(溫度變化量表示為Δ T)時(shí),壓力感測(cè)電極435及與 其對(duì)應(yīng)設(shè)置的補(bǔ)償電極445的電阻變化量分別如式(6)及式(7)中所示:
[0082] ART435= ΔΤα . R 435 (6);
[0083] ART445= ΔΤα · R 445 (7);
[0084] 由上述式(1)-式(7),可以得出壓力感測(cè)電極435及與其對(duì)應(yīng)設(shè)置的補(bǔ)償電極 445的受溫度影響而引起的電阻變化表示如式(8)所示:
[0086] 由式⑶可以看出,壓力感測(cè)電極435、補(bǔ)償電極445由同種材料構(gòu)成,在相同的溫 度變化量,式(8)還可進(jìn)一步得出式(9):
[0088] 從上述式(9)可以看出,根據(jù)溫度傳導(dǎo)的特性來(lái)看,
[0089] 相同材料在相同的溫度變化量ΔΤ的影響下,其溫度系數(shù)α是相同的,當(dāng)壓力感 測(cè)電極435、補(bǔ)償電極445采用相同的材料,在電阻值測(cè)量的過程中,