温度对压力感测电极 435、
[0090] 补偿电极445电阻值的变化量ART435与ART445可通过式（9)中所示的方式相互 抵消，因此，温度对压力感测输入模块10的影响为零。
[0091] 以式⑵为例，其与式（Q)在温度变化量为ΔΤ时的区别在于：
[0092]
[0093] 其中，式（10)的具体推导过程与式（8)及式（9)相同，故，在此不再赘述。
[0094] 从上述式（9)与式（10)的结果可知，图7C与图7D中所示的惠斯通电桥结构均使 温度对压力感测电极435及与其对应设置的补偿电极445的电阻值影响几乎为零，从而实 现完全温度补偿。
[0095] 此外，根据力传导的特性来看，由于压力感测电极435、补偿电极445分设在基板 11的上下表面，基板11在受外力作用后，上下表面会分别产生压缩和拉伸形变，则压力感 测电极435及与其对应设置的补偿电极445会因压力分别产生压缩和拉伸形变。即基板 11在受到按压作用力后其上下层会有形变差异，进而使设置在其上下表面的压力感测电极 435、补偿电极445之间也会产生形变差异。进一步地，不同的按压力道，其所引起基板11 的上下层、压力感测电极435及与其对应设置的补偿电极445的形变差异也不相同。以第 (9)式为例，在受按压后：
[0097] 其中Λ RF(包括Δ RF435和Δ R F435)表示的是压力感测电极435及与其对应设置的 补偿电极445受压力影响产生的电阻值变化。通常当基板11受按压力作用后，其一表面产 生压缩变形，另一表面产生拉伸变形，则位于压缩变形表面的压力感测电极435 (或补偿电 极445)和位于拉伸形变表面的补偿电极445 (或压力感测电极435)分别产生负应变、正应 变，即arF435 (或arFZW5)和arFZW5(或arF435)分别为负数、正数。
[0098] 即在无按压力作用时，图7C与图7D中所示的惠斯通电桥处于平衡状态U0 = 0。 当受到按压力作用时，压力感测电极435和/或补偿电极445的一个或多个电阻值改变，这 样，惠斯通电桥平衡被打破而导致输出电信号U0必定发生变化：如触压的力道较大，则压 力感测电极435及与其对应设置的补偿电极445的电阻值具有较大的变化量即AR F43jP △心445的绝对值较大；相反地，如果触压的力道较小，则压力感测电极435及与其对应设置 的补偿电极445的电阻值具有较小的变化量即AR F43#P ARF445的绝对值较小。不同阻值 的改变对应着不同的压力值，故，通过对惠斯通电桥的输出信号U0进行计算及处理，即可 以得出相应的压力值。
[0099] 上述实施例，仅以第四实施例的电极层设计为原型，在基板11相异于电极层43的 另一表面，增设一补偿电极层44,补偿电极层包括多个补偿电极445分别与多个压力感测 电极435以同种材料一一对应设置以对压力感测电极435进行温度补偿。而本实用新型的 内容并不以此为限，还可以以第一至第三实施例或第五实施例任一的电极层设计为原型， 以同样的方式增设补偿电极层而实现温度补偿。
[0100] 与现有技术相比，本实用新型一种三维触控装置通过在一基板上同时蚀刻形成压 力感测电极和触摸感测电极，并将压力感测电极135设置在电极层的边缘，不仅可以保证 触摸感测电极有效的感测区域不被干扰，而且可以通过各独立的压力感测电极准确的计算 出触摸压力的大小，提高检测触摸位置和压力大小的精确度。压力感测电极135设置在边 缘也可以避免因设置在屏幕中间区域而产生的暗区效果，影响使用者的使用感受。
[0101] 进一步，本实用新型还提供一种三维触控装置，通过将压力感测电极和触摸感测 电极串接在一起，且对应的触摸感测电极不直接连接FPC，而是串接压力感测电极，通过压 力感测电极的连接线连接FPC，使得压力感测电极不仅可以检测出压力的大小，而且可以作 为触摸感测电极的其中一个单元，作为检测触摸位置的触摸感测电极。两条压力感测电极 连接线连接压力感测电极，当其中一条压力感测电极连接线断裂时，另外一条压力感测电 极连接线同样可以保证传输触摸感测电极的电信号，不会影响到触摸感测电极感测触摸位 置的功能。
[0102] 进一步，本实用新型还提供一种三维触控装置，通过在基板相异于电极层的另一 表面，增设一补偿电极层，补偿电极层包括多个补偿电极分别与多个压力感测电极以同种 材料一一对应设置以对压力感测电极进行温度补偿，以增加按压力道大小侦测的精准度。
[0103] 以上所述仅为本实用新型较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实 用新型原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本实用新型的保护范围之 内。
【主权项】
1. 一种三维触控装置，其特征在于，包括： 一基板； 一电极层，设置于所述基板上，所述电极层包括多条第一方向触摸感测电极、多条第 二方向触摸感测电极和多个压力感测电极，所述第一方向触摸感测电极和所述第二方向 触摸感测电极是用以侦测一触摸位置，所述压力感测电极是用以侦测一触摸力度大小，其 中所述压力感测电极位于所述电极层的边缘；以及 一补偿电极层设置于所述基板相对于所述电极层的另一表面，其中所述补偿电极层包 括多个补偿电极分别与所述压力感测电极以同种材料一一对应设置，以对所述压力感测电 极进行温度补偿。2. 如权利要求1所述的三维触控装置，其特征在于：所述压力感测电极及与其对应设 置的所述补偿电极构成一惠斯通电桥的其中两个电阻，用于检测所述触摸力度大小，同时 补偿所述三维触控装置由于温度引起的电阻值变化。3. 如权利要求1所述的三维触控装置，其特征在于：所述基板定义有触控区和走线区， 所述三维触控装置还包括一线路层，设置于所述基板的走线区，至少包括多条压力感测电 极连接线，所述压力感测电极的两端分别通过所述压力感测电极连接线电性连接至一检测 芯片，以检测所述触摸力度大小。4. 如权利要求3所述的三维触控装置，其特征在于：所述压力感测电极与所述第一方 向触摸感测电极、所述第二方向触摸感测电极电性绝缘。5. 如权利要求4所述的三维触控装置，其特征在于：所述线路层还包括多条触摸感测 电极连接线，所述第一方向触摸感测电极、所述第二方向触摸感测电极的一端分别通过所 述触摸感测电极连接线电性连接至所述检测芯片，以检测所述触摸位置。6. 如权利要求4所述的三维触控装置，其特征在于：所述第一方向触摸感测电极、所述 第二方向触摸感测电极和所述压力感测电极均设置于所述基板的触控区。7. 如权利要求4所述的三维触控装置，其特征在于：所述第一方向触摸感测电极、所述 第二方向触摸感测电极是设置于所述基板的触控区，而所述压力感测电极是设置于所述基 板的走线区。8. 如权利要求3所述的三维触控装置，其特征在于：所述第一方向触摸感测电极的至 少其中之一或所述第二方向触摸感测电极的其中之一电性连接于一所述压力感测电极。9. 如权利要求8所述的三维触控装置，其特征在于：电性连接于所述压力感测电极的 所述第一方向触摸感测电极或所述第二方向触摸感测电极是通过所述压力感测电极连接 线电性连接至所述检测芯片。10. 如权利要求3所述的三维触控装置，其特征在于：所述第一方向触摸感测电极的至 少其中之一电性连接于一所述压力感测电极，且所述第二方向触摸感测电极的其中之一电 性连接于另一所述压力感测电极。
【专利摘要】本实用新型涉及一种三维触控装置，该三维触控装置包括一基板，定义有触控区和走线区；一电极层,设置于所述基板上，所述电极层包括多条第一方向触摸感测电极、多条第二方向触摸感测电极和多个压力感测电极,第一方向触摸感测电极和第二方向触摸感测电极是用以侦测一触摸位置，所述压力感测电极是用以侦测一触摸力度大小，其中压力感测电极位于电极层的边缘；一线路层，设置于所述基板的走线区，至少包括多条压力感测电极连接线，所述压力感测电极的两端分别通过所述压力感测电极连接线电性连接至一检测芯片，以检测所述触摸力度大小。此三维触控装置可以实现同时感测出触摸位置和触摸力量大小的功能，达到三维触控。
【IPC分类】G06F3/041, G06F3/045
【公开号】CN205121509
【申请号】CN201520757718
【发明人】李裕文, 蒋承忠, 陈风, 纪贺勋
【申请人】宸鸿科技(厦门)有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年9月28日