溫度對壓力感測電極 435、
[0090] 補償電極445電阻值的變化量ART435與ART445可通過式（9)中所示的方式相互 抵消，因此，溫度對壓力感測輸入模塊10的影響為零。
[0091] 以式⑵為例，其與式（Q)在溫度變化量為ΔΤ時的區(qū)別在于：
[0092]
[0093] 其中，式（10)的具體推導(dǎo)過程與式（8)及式（9)相同，故，在此不再贅述。
[0094] 從上述式（9)與式（10)的結(jié)果可知，圖7C與圖7D中所示的惠斯通電橋結(jié)構(gòu)均使 溫度對壓力感測電極435及與其對應(yīng)設(shè)置的補償電極445的電阻值影響幾乎為零，從而實 現(xiàn)完全溫度補償。
[0095] 此外，根據(jù)力傳導(dǎo)的特性來看，由于壓力感測電極435、補償電極445分設(shè)在基板 11的上下表面，基板11在受外力作用后，上下表面會分別產(chǎn)生壓縮和拉伸形變，則壓力感 測電極435及與其對應(yīng)設(shè)置的補償電極445會因壓力分別產(chǎn)生壓縮和拉伸形變。即基板 11在受到按壓作用力后其上下層會有形變差異，進而使設(shè)置在其上下表面的壓力感測電極 435、補償電極445之間也會產(chǎn)生形變差異。進一步地，不同的按壓力道，其所引起基板11 的上下層、壓力感測電極435及與其對應(yīng)設(shè)置的補償電極445的形變差異也不相同。以第 (9)式為例，在受按壓后：
[0097] 其中Λ RF(包括Δ RF435和Δ R F435)表示的是壓力感測電極435及與其對應(yīng)設(shè)置的 補償電極445受壓力影響產(chǎn)生的電阻值變化。通常當(dāng)基板11受按壓力作用后，其一表面產(chǎn) 生壓縮變形，另一表面產(chǎn)生拉伸變形，則位于壓縮變形表面的壓力感測電極435 (或補償電 極445)和位于拉伸形變表面的補償電極445 (或壓力感測電極435)分別產(chǎn)生負(fù)應(yīng)變、正應(yīng) 變，即arF435 (或arFZW5)和arFZW5(或arF435)分別為負(fù)數(shù)、正數(shù)。
[0098] 即在無按壓力作用時，圖7C與圖7D中所示的惠斯通電橋處于平衡狀態(tài)U0 = 0。 當(dāng)受到按壓力作用時，壓力感測電極435和/或補償電極445的一個或多個電阻值改變，這 樣，惠斯通電橋平衡被打破而導(dǎo)致輸出電信號U0必定發(fā)生變化：如觸壓的力道較大，則壓 力感測電極435及與其對應(yīng)設(shè)置的補償電極445的電阻值具有較大的變化量即AR F43jP △心445的絕對值較大；相反地，如果觸壓的力道較小，則壓力感測電極435及與其對應(yīng)設(shè)置 的補償電極445的電阻值具有較小的變化量即AR F43#P ARF445的絕對值較小。不同阻值 的改變對應(yīng)著不同的壓力值，故，通過對惠斯通電橋的輸出信號U0進行計算及處理，即可 以得出相應(yīng)的壓力值。
[0099] 上述實施例，僅以第四實施例的電極層設(shè)計為原型，在基板11相異于電極層43的 另一表面，增設(shè)一補償電極層44,補償電極層包括多個補償電極445分別與多個壓力感測 電極435以同種材料一一對應(yīng)設(shè)置以對壓力感測電極435進行溫度補償。而本實用新型的 內(nèi)容并不以此為限，還可以以第一至第三實施例或第五實施例任一的電極層設(shè)計為原型， 以同樣的方式增設(shè)補償電極層而實現(xiàn)溫度補償。
[0100] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型一種三維觸控裝置通過在一基板上同時蝕刻形成壓 力感測電極和觸摸感測電極，并將壓力感測電極135設(shè)置在電極層的邊緣，不僅可以保證 觸摸感測電極有效的感測區(qū)域不被干擾，而且可以通過各獨立的壓力感測電極準(zhǔn)確的計算 出觸摸壓力的大小，提高檢測觸摸位置和壓力大小的精確度。壓力感測電極135設(shè)置在邊 緣也可以避免因設(shè)置在屏幕中間區(qū)域而產(chǎn)生的暗區(qū)效果，影響使用者的使用感受。
[0101] 進一步，本實用新型還提供一種三維觸控裝置，通過將壓力感測電極和觸摸感測 電極串接在一起，且對應(yīng)的觸摸感測電極不直接連接FPC，而是串接壓力感測電極，通過壓 力感測電極的連接線連接FPC，使得壓力感測電極不僅可以檢測出壓力的大小，而且可以作 為觸摸感測電極的其中一個單元，作為檢測觸摸位置的觸摸感測電極。兩條壓力感測電極 連接線連接壓力感測電極，當(dāng)其中一條壓力感測電極連接線斷裂時，另外一條壓力感測電 極連接線同樣可以保證傳輸觸摸感測電極的電信號，不會影響到觸摸感測電極感測觸摸位 置的功能。
[0102] 進一步，本實用新型還提供一種三維觸控裝置，通過在基板相異于電極層的另一 表面，增設(shè)一補償電極層，補償電極層包括多個補償電極分別與多個壓力感測電極以同種 材料一一對應(yīng)設(shè)置以對壓力感測電極進行溫度補償，以增加按壓力道大小偵測的精準(zhǔn)度。
[0103] 以上所述僅為本實用新型較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實 用新型原則之內(nèi)所作的任何修改，等同替換和改進等均應(yīng)包含本實用新型的保護范圍之 內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種三維觸控裝置，其特征在于，包括： 一基板； 一電極層，設(shè)置于所述基板上，所述電極層包括多條第一方向觸摸感測電極、多條第 二方向觸摸感測電極和多個壓力感測電極，所述第一方向觸摸感測電極和所述第二方向 觸摸感測電極是用以偵測一觸摸位置，所述壓力感測電極是用以偵測一觸摸力度大小，其 中所述壓力感測電極位于所述電極層的邊緣；以及 一補償電極層設(shè)置于所述基板相對于所述電極層的另一表面，其中所述補償電極層包 括多個補償電極分別與所述壓力感測電極以同種材料一一對應(yīng)設(shè)置，以對所述壓力感測電 極進行溫度補償。2. 如權(quán)利要求1所述的三維觸控裝置，其特征在于：所述壓力感測電極及與其對應(yīng)設(shè) 置的所述補償電極構(gòu)成一惠斯通電橋的其中兩個電阻，用于檢測所述觸摸力度大小，同時 補償所述三維觸控裝置由于溫度引起的電阻值變化。3. 如權(quán)利要求1所述的三維觸控裝置，其特征在于：所述基板定義有觸控區(qū)和走線區(qū)， 所述三維觸控裝置還包括一線路層，設(shè)置于所述基板的走線區(qū)，至少包括多條壓力感測電 極連接線，所述壓力感測電極的兩端分別通過所述壓力感測電極連接線電性連接至一檢測 芯片，以檢測所述觸摸力度大小。4. 如權(quán)利要求3所述的三維觸控裝置，其特征在于：所述壓力感測電極與所述第一方 向觸摸感測電極、所述第二方向觸摸感測電極電性絕緣。5. 如權(quán)利要求4所述的三維觸控裝置，其特征在于：所述線路層還包括多條觸摸感測 電極連接線，所述第一方向觸摸感測電極、所述第二方向觸摸感測電極的一端分別通過所 述觸摸感測電極連接線電性連接至所述檢測芯片，以檢測所述觸摸位置。6. 如權(quán)利要求4所述的三維觸控裝置，其特征在于：所述第一方向觸摸感測電極、所述 第二方向觸摸感測電極和所述壓力感測電極均設(shè)置于所述基板的觸控區(qū)。7. 如權(quán)利要求4所述的三維觸控裝置，其特征在于：所述第一方向觸摸感測電極、所述 第二方向觸摸感測電極是設(shè)置于所述基板的觸控區(qū)，而所述壓力感測電極是設(shè)置于所述基 板的走線區(qū)。8. 如權(quán)利要求3所述的三維觸控裝置，其特征在于：所述第一方向觸摸感測電極的至 少其中之一或所述第二方向觸摸感測電極的其中之一電性連接于一所述壓力感測電極。9. 如權(quán)利要求8所述的三維觸控裝置，其特征在于：電性連接于所述壓力感測電極的 所述第一方向觸摸感測電極或所述第二方向觸摸感測電極是通過所述壓力感測電極連接 線電性連接至所述檢測芯片。10. 如權(quán)利要求3所述的三維觸控裝置，其特征在于：所述第一方向觸摸感測電極的至 少其中之一電性連接于一所述壓力感測電極，且所述第二方向觸摸感測電極的其中之一電 性連接于另一所述壓力感測電極。
【專利摘要】本實用新型涉及一種三維觸控裝置，該三維觸控裝置包括一基板，定義有觸控區(qū)和走線區(qū)；一電極層,設(shè)置于所述基板上，所述電極層包括多條第一方向觸摸感測電極、多條第二方向觸摸感測電極和多個壓力感測電極,第一方向觸摸感測電極和第二方向觸摸感測電極是用以偵測一觸摸位置，所述壓力感測電極是用以偵測一觸摸力度大小，其中壓力感測電極位于電極層的邊緣；一線路層，設(shè)置于所述基板的走線區(qū)，至少包括多條壓力感測電極連接線，所述壓力感測電極的兩端分別通過所述壓力感測電極連接線電性連接至一檢測芯片，以檢測所述觸摸力度大小。此三維觸控裝置可以實現(xiàn)同時感測出觸摸位置和觸摸力量大小的功能，達到三維觸控。
【IPC分類】G06F3/041, G06F3/045
【公開號】CN205121509
【申請?zhí)枴緾N201520757718
【發(fā)明人】李裕文, 蔣承忠, 陳風(fēng), 紀(jì)賀勛
【申請人】宸鴻科技(廈門)有限公司
【公開日】2016年3月30日
【申請日】2015年9月28日