一种压力检测结构及电子设备的制作方法

文档序号:25992311发布日期:2021-07-23 21:04阅读:106来源:国知局
一种压力检测结构及电子设备的制作方法

本申请实施例涉及触控技术领域,尤其涉及一种压力检测结构及电子设备。



背景技术:

随着移动设备技术的发展,一体化将成为一种趋势,这在防水、用户体验方面的优势很大。为了实现移动终端的一体化,电子设备可在需要设置物理按键(也称为实体按键)的区域设置包括压敏电阻的压力检测结构,该压力检测结构可以利用压敏电阻的压阻特性检测用户输入的按压操作,从而实现截屏、拍照、调整音量等物理按键的特定功能。其中,利用压敏电阻的压阻特性实现按键功能的这类按键可以称为压感按键。或者,也可以因为此类按键在电子设备的外观不可见,故可将这类按键称为虚拟按键(virtualkey)等。

利用压敏电阻进行压力检测原理为:当电子设备上设置有压敏电阻的区域受到外力的挤压时,外力通过电子设备的外壳传递至压敏电阻,使得压敏电阻发生形变。其中,形变的压敏电阻的阻值会发生变化。此时,压力检测结构可以检测到压力信号(电阻变化产生的电信号)。电子设备可以根据该压力信号实现上述相关功能。

然而,上述压感按键也存在许多待解决的问题。例如,在上述压力检测的过程中,可能会因为电子设备外壳厚度较大,以及电子设备上设置有压敏电阻的区域受力不均匀等原因,导致压敏电阻的形变不明显,即压敏电阻的形变程度(即应变)较小,从而导致压力检测的灵敏度较低,从而影响压力检测的准确性。

而且,压敏电阻的阻值不仅会因为压敏电阻的形变而发生变化,也会受到环境条件(如温度、湿度等)的影响。并且,温度对压敏电阻的阻值的影响尤为显著。而上述方案中,并未考虑温度对压敏电阻的影响。因此,压力检测的准确性较低。



技术实现要素:

本申请提供一种压力检测结构及电子设备,可以增强压敏电阻的应变,从而提升压力检测的灵敏度,并且可以减少温度对压敏电阻的阻值的影响,从而提升压力检测的准确性。

第一方面,本申请提供一种电子设备,该电子设备可以包括:处理器和一个或多个压力检测结构。上述处理器连接压力检测结构的输出端。该压力检测结构包括:基板、第一介电层和n个压敏电阻。

其中,上述基板中设有第一腔体,所述第一腔体在基板的第一面设有开口。上述第一介电层固定在基板的第一面上。上述n个压敏电阻固定在第一介电层,n≥2,n为整数。该n个压敏电阻包括第一压敏电阻和第二压敏电阻。该第一压敏电阻与第二压敏电阻的材质相同,且阻值相同。第一压敏电阻在n个压敏电阻与第一介电层的接触面上的垂直投影沿第一方向的两端,分别位于第一腔体在接触面的垂直投影沿第一方向的两侧。该第一方向与第一压敏电阻的长边平行。该第二压敏电阻在上述接触面上的垂直投影与第一腔体在所述接触面的垂直投影不重合。

其中,上述n个压敏电阻在第一介电层连接成惠斯通电桥。该惠斯通电桥的输出端是上述压力检测结构的输出端。该基板上与第一面相对的第二面受到外力按压时,向第一介电层传递应力使第一压敏电阻发生形变,第一压敏电阻的形变使第一压敏电阻的阻值发生变化,进而使惠斯通电桥的输出电压发生变化。上述处理器,用于接收惠斯通电桥的输出电压,并根据输入电压确定用户对压力检测结构形成的压感按键的按压操作,使电子设备执行按压操作对应的功能。

一方面,外力作用于基板的第二面时,基板会发生弯曲形变。正应力被转换为相切于第二面的剪切应力,传递至第一介电层。并且,由于基板的第一面设有第一腔体;因此,当基板发生弯曲形变时,可以在第一腔体处产生应变放大的效果,使第一腔体顶部的应变最大。进一步的,由于第一腔体的顶部开口,第一腔体的应变被集中于第一腔体的开口处,该开口处没有器材的支撑。从而,可以实现应变放大的效果。

由于第一压敏电阻在上述接触面上的垂直投影沿第一方向的两端,分别位于第一腔体在该接触面的垂直投影沿第一方向的两侧,即第一压敏电阻沿第一方向横跨在第一腔体上,位于第一腔体的顶部开口处;因此,来自基板的剪切应力可集中作用于第一压敏电阻的长边方向,使该第一压敏电阻在长边方向上受到拉伸,发生较大的形变。综上所述,采用上述设计,基板受到外力作用时,向第一介电层传递的剪切应力可以集中作用于第一压敏电阻的长边方向上,实现第一压敏电阻的应变集中和应变放大。如此,便可以增大第一压敏电阻的形变,从而可以提升压力检测的灵敏度。

另一方面,由于第二压敏电阻在上述接触面上的垂直投影与第一腔体在上述接触面的垂直投影不重合;因此,可以避免第一腔体的形变而产生的剪切应力作用于第二压敏电阻,从而可以避免第二压敏电阻发生形变,进而可以最大限度的降低第二压敏电阻的应变,使第二压敏电阻的应变趋于零。如此,即使基板受到外力作用,第二压敏电阻也不会因为来自基板的应力而发生形变,第二压敏电阻的阻值也不会发生变化。

由上述描述可知:基板受到外力作用时,第一压敏电阻的阻值会发生变化,第二压敏电阻的阻值不会发生变化。但是,第一压敏电阻和第二压敏电阻的阻值都会受到温度的影响。并且,温度对第一压敏电阻和第二压敏电阻的阻值的影响程度基本相同。因此,本申请中,由于n个压敏电阻在第一介电层连接成惠斯通电桥;因此,可以通过温度对第二压敏电阻的阻值的影响,抵消温度对第一压敏电阻的阻值的影响,从而减少甚至避免温度对压力检测的影响。

综上所述,通过上述方案,可以增强压敏电阻的应变,从而提升压力检测的灵敏度,并且可以减少温度对压敏电阻的阻值的影响,从而提升压力检测的准确性。

需要说明的是,上述第一压敏电阻与第二压敏电阻的阻值相同,具体是指:第一压敏电阻与第二压敏电阻的初始阻值相同。该初始阻值是压敏电阻未受到外因(如外力或者温度变化等)作用时的阻值。

结合第一方面,在一种可能的设计方式中,上述基板可以是的弹性或刚性材料。例如,该基板可以是玻璃、塑料、金属、陶瓷或者木材等任一种。上述第一腔体可以是贯通式的腔体或者非贯通式的腔体。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述基板可以是一体成型的基板。

在一种情况下,该一体成型的基板可以是上述电子设备的中框。该中框的内侧是基板的第一面,该中框的内侧设有第一腔体。

在另一种情况下,该一体成型的基板可以是一个独立组件,即独立于上述电子设备的中框的组件。在这种情况下,该基板的第二面贴附于中框的内侧。或者,该基板的第二面贴附于电子设备的显示屏的下表面。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述基板可以通过胶黏、焊接、螺丝固定等方式固定在电子设备的中框的内侧或者显示屏的下表面。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述基板通过胶黏方式固定在电子设备的中框的内侧或者显示屏的下表面。例如,上述基板可以通过弹性模量较高的胶水,胶黏在电子设备的中框的内侧或者显示屏的下表面。上述弹性模量较高的胶水是指弹性模量大于第一模量阈值的胶水。

其中,物体的弹性模量越高,则该物体对正应力的传递性能越好。因此,使用弹性模量较高的胶水,将基板通过胶黏方式固定在电子设备的中框的内侧或者显示屏的下表面,可以减少中框或者显示屏向基板传递的正应力的损失,使得基板受到最大的正应力,有利于实现应变放大。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述基板还可以是非一体成型的基板。具体的,电子设备的中框的内侧设有第二腔体。该第二腔体在中框的内侧设有开口。上述基板可以包括设有通孔的第一模组和设有第二腔体的中框。

其中,上述第一模组固定在中框设有第二腔体的一面上,且第一模组的通孔的第一开口与第二腔体的开口对应。该第二腔体与第一模组的通孔组成第一腔体,该第一模组的通孔的第二开口是上述第一腔体的开口。也就是说,上述基板的一部分设置在电子设备的中框上,另一部分贴合于中框的内侧。这样的设计,更有利于压力检测结构在电子设备上的组装。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述第一模组可以通过胶黏、焊接、螺丝固定等方式固定在中框的内侧。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,可以使用弹性模量较高的胶水,将第一模组通过胶黏方式固定在中框的内侧(即中框中第二腔体开口的一面上)。上述弹性模量较高的胶水是指弹性模量大于第一模量阈值的胶水。

其中,物体的弹性模量越高,则该物体对正应力的传递性能越好。因此,使用弹性模量较高的胶水,将第一模组通过胶黏方式固定在中框的内侧,可以减少中框向第一模组传递的正应力的损失,使得基板受到最大的正应力,有利于实现应变放大。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述第一介电层是弹性介电层。该第一介电层可以通过胶黏、焊接或者螺丝固定等任一种方式固定在基板的第一面。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述第一介电层可以通过胶水(也称为粘合剂)固定在基板的第一面上。该胶水的剪切模量大于第二模量阈值。

可以理解,基板向第一介电层传递的是相切于第一方向的剪切应力。其中,物体的剪切模量越高,则该物体对剪切应力的传递性能越好。并且,作用于压敏电阻的剪切应力越大,压敏电阻在剪切应力方向的应变(即形变程度)则越大。因此,采用剪切模量较高的胶水将第一介电层固定在基板的第一面上,可以提升基板与第一介电层之间的剪切应力的传递性能,减少基板向第一介电层传递的剪切应力的损失,使得第一介电层受到最大的剪切应力,有利于实现应变放大。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述第一压敏电阻在所述接触面上的垂直投影沿所述第一方向的两端,位于第一腔体在接触面的垂直投影的范围之外。这样,可以降低第一压敏电阻因为受到相切于上述接触面的剪切应力,而导致电极剥离的可能性。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述第一压敏电阻在上述接触面的垂直投影沿第二方向的中心线,与第一腔体在上述接触面的垂直投影在第二方向的中心线重合。其中,本申请中的第二方向与第一方向垂直,以下不再赘述。这样,可以使得第一压敏电阻受力均匀,可以降低第一压敏电阻因为受到相切于上述接触面的剪切应力,而导致电极剥离的可能性。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述第二压敏电阻的长边与第一方向垂直。其中,应力作用于压敏电阻的长边方向,可以使该压敏电阻在长边方向上受到拉伸,使该压敏电阻发生较大的形变。而应力作用于压敏电阻的短边方向,难以使该压敏电阻在短边方向上受到拉伸,难以使该压敏电阻发生较大的形变。

可以理解,基板受到外力作用时,可以向第一介电层传递相切于第一方向的剪切应力。在第二压敏电阻的长边与第一方向垂直的情况下,该剪切应力作用于第二压敏电阻的短边方向,难以使该第二压敏电阻在短边方向上受到拉伸,难以使该第二压敏电阻发生较大的形变。这样的设计,可以使第二压敏电阻的应变趋于零,有利于提升压力检测的准确性。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述n=4。上述n个压敏电阻可以包括两个第一压敏电阻和两个第二压敏电阻。这四个压敏电阻在第一介电层连接成惠斯通电桥的一个全桥,即两个半桥。其中,两个第二压敏电阻在接触面上的垂直投影,沿第一腔体在上述接触面的垂直投影在第二方向的中心线对称分布。也就是说,两个第二压敏电阻对称分布在第一腔体的两侧。

可以理解,对称设置在第一腔体两侧的两个第二压敏电阻由于第一腔体的形变,而发生的形变几乎相同,其阻值也几乎相同。因此,上述设计可以降低压敏电阻的排布方式对压敏电阻的阻值的影响,可以进一步提升压力检测的准确性。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,n=4的情况下,上述惠斯通电桥包括第一输出端和第二输出端。

上述处理器,还用于接收第一输出端和第二输出端的输出电压,将第一输出端的输出电压与第二输出端的输出电压的差值作为压力信号,根据压力信号确定用户对压感按键的按压操作,使电子设备执行按压操作对应的功能。

其中,第一输出端的输出电压与第二输出端的输出电压的差值作为压力信号,可以抵消温度对压敏电阻的阻值的影响,从而减少甚至避免温度对压力检测的影响。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述n=2。该n个压敏电阻包括一个第一压敏电阻和一个第二压敏电阻。这两个压敏电阻在第一介电层连接成惠斯通电桥的一个半桥。该第二压敏电阻的长边与第一方向垂直。这样,可以使第二压敏电阻的应变趋于零,有利于提升压力检测的准确性。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述n=6。该n个压敏电阻包括两个第一压敏电阻和四个第二压敏电阻。这六个n个压敏电阻在第一介电层连接成惠斯通电桥的三个半桥。

其中,上述四个第二压敏电阻中,两个第二压敏电阻在接触面上的垂直投影,沿第一腔体在接触面的垂直投影在第二方向的中心线对称分布;另外两个第二压敏电阻中、一个第二压敏电阻与第一方向平行,另一个第二压敏电阻与第一方向垂直。

可以理解,压敏电阻在第一介电层的排布方式(如平行于第一方向排布或者垂直于第一方向排布)可能会影响温度和压力对压敏电阻的阻值的影响。本申请中,部分第二压敏电阻的长边与第一方向垂直,部分第二压敏电阻的长边与第一方向平行,可以降低压敏电阻的排布方式对压敏电阻的阻值的影响。这样,可以进一步提升压力检测的准确性。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,在n=6的情况下,上述惠斯通电桥包括:第三输出端、第四输出端和第五输出端。

上述处理器,还用于接收第三输出端、第四输出端和第五输出端的输出电压,将第三输出端的输出电压与第四输出端的输出电压的差值作为压力信号,根据压力信号确定用户对压感按键的按压操作,使电子设备执行按压操作对应的功能;将第五输出端的输出电压的变化量作为温度补偿信号,以消除温度对压力信号的影响。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述n=8,该n个压敏电阻包括两个第一压敏电阻和六个第二压敏电阻。这八个压敏电阻在第一介电层连接成惠斯通电桥的四个半桥。其中,六个所述第二压敏电阻中,每两个第二压敏电阻在接触面上的垂直投影,沿第一腔体在接触面的垂直投影在第二方向的中心线对称分布。

可以理解,对称设置在第一腔体两侧的两个第二压敏电阻由于第一腔体的形变,而发生的形变几乎相同,其阻值也几乎相同。因此,上述设计可以降低压敏电阻的排布方式对压敏电阻的阻值的影响,可以进一步提升压力检测的准确性。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述六个第二压敏电阻中、四个第二压敏电阻与第一方向垂直,另外两个第二压敏电阻与第一方向平行。可以理解,压敏电阻在第一介电层的排布方式(如平行于第一方向排布或者垂直于第一方向排布)可能会影响温度和压力对压敏电阻的阻值的影响。本申请中,部分第二压敏电阻的长边与第一方向垂直,部分第二压敏电阻的长边与第一方向平行,可以降低压敏电阻的排布方式对压敏电阻的阻值的影响。这样,可以进一步提升压力检测的准确性。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,在n=8的情况下,惠斯通电桥包括:第六输出端、第七输出端、第八输出端和第九输出端。

上述处理器,还用于计算第一差值和第一差值的变化量,第二差值和第二差值的变化量,以及第三差值和第三差值的变化量。其中,第一差值是第六输出端的输出电压与第九输出端的输出电压的差值。第二差值是第七输出端的输出电压与第八输出端的输出电压的差值;第三差值是第八输出端的输出电压与第九输出端的输出电压的差值。

上述处理器,还用于接收第六输出端、第七输出端、第八输出端和第九输出端的输出电压,将第一差值的变化量与第二差值的变化量之和作为压力信号,根据压力信号确定用户对压感按键的按压操作,使电子设备执行按压操作对应的功能。

上述处理器,还用于将第三差值的变化量作为温度补偿信号,以消除温度对压力信号的影响;将第一差值的变化量与第二差值的变化量之差作为扭曲信号,以消除第二压敏电阻的形变对压力信号的影响。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述第一压敏电阻和第二压敏电阻是聚合物制备的矩形块体材料。或者,第一压敏电阻和第二压敏电阻是金属或半导体材料制备的应变电阻或应变片。本申请中,只需要在第一介电层的单面制备/印刷功能层(如第一压敏电阻和第二压敏电阻),制备工艺简单,便于组装和批量生产,可以节省压力检测结构的生产成本。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述第一腔体的开口小于第一腔体中相对的两个腔壁之间的距离。其中,第一腔体的开口小于第一腔体中相对的两个腔壁之间的距离,有利于提升基板的应变放大效果。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述第一腔体的开口可以为从第一腔体的腔壁向内延伸的圆弧形。这样的设计,有利于提升基板的应变放大效果和基板的结构强度。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述第一腔体的底部可以为从第一腔体的腔壁向内延伸的圆弧形。这样的设计,有利于提升基板的结构强度。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述第一腔体的截面为三角形、梯形、矩形、多边形、圆形、扇形或者椭圆形中的任一种。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述压力检测结构还包括:第二介电层和电容层。该第二介电层固定在基板的第二面上,基板的第二面与基板的第一面相对。电容层固定在第二介电层。其中,电容层包括电路连接的一个或多个金属电极。其中,当用户的手指靠近或接触所述第二介电层时,金属电极上发生电荷流动,使得电容层输出电信号。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述第二介电层可以通过胶水(也称为粘合剂)固定在基板的第二面。该胶水可以是弹性模量较高的胶水,如弹性模量大于第一模量阈值的胶水。其中,使用弹性模量较高的胶水将第二介电层固定在基板的第二面,可以减少第二介电层向基板传递的正应力的损失,使得基板受到最大的正应力,有利于实现应变放大。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述压力检测结构还包括绝缘保护层。该绝缘保护层设置在第一介电层上,用于保护第一介电层与n个压敏电阻不与外部导通,也不受外界因素的影响。其中,该外界因素可以包括环境湿度。

结合第一方面,在另一种可能的设计方式中,上述电子设备还包括:电池和电源管理模块。该电源管理模块,用于接收电池的输入,为处理器、所述存储器和压力检测结构供电。

其中,电源管理模块向压力检测结构输出恒压,该恒压可以包括1.8伏v、3.3v或者5v等任一电压值。或者,电源管理模块向所述压力检测结构输出恒流,该恒流包括0.3毫安ma、0.5ma或者1ma等任一电流值。

第二方面,本申请提供一种压力检测结构,该压力检测结构包括:基板、第一介电层和n个压敏电阻。

其中,上述基板中设有第一腔体,该第一腔体在基板的第一面设有开口。上述第一介电层固定在基板的第一面上。上述n个压敏电阻固定在第一介电层,n≥2,n为整数。该n个压敏电阻包括第一压敏电阻和第二压敏电阻。该第一压敏电阻与第二压敏电阻的材质相同,且阻值相同。第一压敏电阻在n个压敏电阻与第一介电层的接触面上的垂直投影沿第一方向的两端,分别位于第一腔体在接触面的垂直投影沿第一方向的两侧。该第一方向与第一压敏电阻的长边平行。该第二压敏电阻在上述接触面上的垂直投影与第一腔体在所述接触面的垂直投影不重合。

其中,n个压敏电阻在第一介电层连接成惠斯通电桥。该基板上与第一面相对的第二面受到外力按压时,向第一介电层传递应力使第一压敏电阻发生形变,第一压敏电阻的形变使第一压敏电阻的阻值发生变化,进而使惠斯通电桥的输出电压发生变化。

需要说明的是,压力检测结构的应变放大,提升压力检测的灵敏度的原理,以及减少温度对压敏电阻的阻值的影响,提升压力检测的准确性的原理,可以参考上述第一方面中的详细描述,这里不予赘述。

结合第二方面,在一种可能的设计方式中,上述基板可以是的弹性或刚性材料。例如,该基板可以是玻璃、塑料、金属、陶瓷或者木材等任一种。上述第一腔体可以是贯通式的腔体或者非贯通式的腔体。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,上述基板可以是一体成型的基板。

在一种情况下,该一体成型的基板可以是上述电子设备的中框。该中框的内侧是基板的第一面,该中框的内侧设有第一腔体。

在另一种情况下,该一体成型的基板可以是一个独立组件,即独立于上述电子设备的中框的组件。在这种情况下,该基板的第二面贴附于中框的内侧。或者,该基板的第二面贴附于电子设备的显示屏的下表面。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,上述基板可以通过胶黏、焊接、螺丝固定等方式固定在电子设备的中框的内侧或者显示屏的下表面。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,可以使用弹性模量较高的胶水,将基板通过胶黏方式固定在电子设备的中框的内侧或者显示屏的下表面。上述弹性模量较高的胶水是指弹性模量大于第一模量阈值的胶水。

其中,物体的弹性模量越高,则该物体对正应力的传递性能越好。因此,使用弹性模量较高的胶水,将基板通过胶黏方式固定在电子设备的中框的内侧或者显示屏的下表面,可以减少中框或者显示屏向基板传递的正应力的损失,使得基板受到最大的正应力,有利于实现应变放大。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,上述基板还可以是非一体成型的基板。具体的,该基板可以包括设有通孔的第一模组和设有第二腔体的中框。

其中,上述中框是安装压力检测结构的电子设备的中框。该中框的内侧设有第二腔体。该第二腔体在中框的内侧设有开口。上述第一模组固定在中框设有第二腔体的一面上,且第一模组的通孔的第一开口与第二腔体的开口对应。该第二腔体与第一模组的通孔组成第一腔体,该第一模组的通孔的第二开口是上述第一腔体的开口。也就是说,上述基板的一部分设置在电子设备的中框上,另一部分贴合于中框的内侧。这样的设计,更有利于压力检测结构在电子设备上的组装。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,上述第一模组可以通过胶黏、焊接、螺丝固定等方式固定在中框的内侧。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,可以使用弹性模量较高的胶水,将第一模组通过胶黏方式固定在中框的内侧(即中框中第二腔体开口的一面上)。上述弹性模量较高的胶水是指弹性模量大于第一模量阈值的胶水。

其中,物体的弹性模量越高,则该物体对正应力的传递性能越好。因此,使用弹性模量较高的胶水,将第一模组通过胶黏方式固定在中框的内侧,可以减少中框向第一模组传递的正应力的损失,使得基板受到最大的正应力,有利于实现应变放大。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,上述第一介电层是弹性介电层。该第一介电层可以通过胶黏、焊接或者螺丝固定等任一种方式固定在基板的第一面。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,上述第一介电层可以通过胶水(也称为粘合剂)固定在基板的第一面上。该胶水的剪切模量大于第二模量阈值。

可以理解,基板向第一介电层传递的是相切于第一方向的剪切应力。其中,物体的剪切模量越高,则该物体对剪切应力的传递性能越好。并且,作用于压敏电阻的剪切应力越大,压敏电阻在剪切应力方向的应变(即形变程度)则越大。因此,采用剪切模量较高的胶水将第一介电层固定在基板的第一面上,可以提升基板与第一介电层之间的剪切应力的传递性能,减少基板向第一介电层传递的剪切应力的损失,使得第一介电层受到最大的剪切应力,有利于实现应变放大。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,上述第一压敏电阻在上述接触面上的垂直投影沿所述第一方向的两端,位于第一腔体在接触面的垂直投影的范围之外。这样,可以降低第一压敏电阻因为受到相切于上述接触面的剪切应力,而导致电极剥离的可能性。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,上述第一压敏电阻在上述接触面的垂直投影沿第二方向的中心线,与第一腔体在上述接触面的垂直投影在第二方向的中心线重合。其中,本申请中的第二方向与第一方向垂直,以下不再赘述。这样,可以使得第一压敏电阻受力均匀,可以降低第一压敏电阻因为受到相切于上述接触面的剪切应力,而导致电极剥离的可能性。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,上述第二压敏电阻的长边与第一方向垂直。其中,应力作用于压敏电阻的长边方向,可以使该压敏电阻在长边方向上受到拉伸,使该压敏电阻发生较大的形变。而应力作用于压敏电阻的短边方向,难以使该压敏电阻在短边方向上受到拉伸,难以使该压敏电阻发生较大的形变。

可以理解,基板受到外力作用时,可以向第一介电层传递相切于第一方向的剪切应力。在第二压敏电阻的长边与第一方向垂直的情况下,该剪切应力作用于第二压敏电阻的短边方向,难以使该第二压敏电阻在短边方向上受到拉伸,难以使该第二压敏电阻发生较大的形变。这样的设计,可以使第二压敏电阻的应变趋于零,有利于提升压力检测的准确性。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,上述n=4。上述n个压敏电阻可以包括两个第一压敏电阻和两个第二压敏电阻。这四个压敏电阻在第一介电层连接成惠斯通电桥的一个全桥,即两个半桥。其中,两个第二压敏电阻在接触面上的垂直投影,沿第一腔体在上述接触面的垂直投影在第二方向的中心线对称分布。也就是说,两个第二压敏电阻对称分布在第一腔体的两侧。

可以理解,对称设置在第一腔体两侧的两个第二压敏电阻由于第一腔体的形变,而发生的形变几乎相同,其阻值也几乎相同。因此,上述设计可以降低压敏电阻的排布方式对压敏电阻的阻值的影响,可以进一步提升压力检测的准确性。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,上述n=2。该n个压敏电阻包括一个第一压敏电阻和一个第二压敏电阻。这两个压敏电阻在第一介电层连接成惠斯通电桥的一个半桥。该第二压敏电阻的长边与第一方向垂直。这样,可以使第二压敏电阻的应变趋于零,有利于提升压力检测的准确性。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,上述n=6。该n个压敏电阻包括两个第一压敏电阻和四个第二压敏电阻。这六个n个压敏电阻在第一介电层连接成惠斯通电桥的三个半桥。

其中,上述四个第二压敏电阻中,两个第二压敏电阻在接触面上的垂直投影,沿第一腔体在接触面的垂直投影在第二方向的中心线对称分布;另外两个第二压敏电阻中、一个第二压敏电阻与第一方向平行,另一个第二压敏电阻与第一方向垂直。

可以理解,压敏电阻在第一介电层的排布方式(如平行于第一方向排布或者垂直于第一方向排布)可能会影响温度和压力对压敏电阻的阻值的影响。本申请中,部分第二压敏电阻的长边与第一方向垂直,部分第二压敏电阻的长边与第一方向平行,可以降低压敏电阻的排布方式对压敏电阻的阻值的影响。这样,可以进一步提升压力检测的准确性。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,上述n=8,该n个压敏电阻包括两个第一压敏电阻和六个第二压敏电阻。这八个压敏电阻在第一介电层连接成惠斯通电桥的四个半桥。其中,六个所述第二压敏电阻中,每两个第二压敏电阻在接触面上的垂直投影,沿第一腔体在接触面的垂直投影在第二方向的中心线对称分布。

可以理解,对称设置在第一腔体两侧的两个第二压敏电阻由于第一腔体的形变,而发生的形变几乎相同,其阻值也几乎相同。因此,上述设计可以降低压敏电阻的排布方式对压敏电阻的阻值的影响,可以进一步提升压力检测的准确性。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,上述六个第二压敏电阻中、四个第二压敏电阻与第一方向垂直,另外两个第二压敏电阻与第一方向平行。可以理解,压敏电阻在第一介电层的排布方式(如平行于第一方向排布或者垂直于第一方向排布)可能会影响温度和压力对压敏电阻的阻值的影响。本申请中,部分第二压敏电阻的长边与第一方向垂直,部分第二压敏电阻的长边与第一方向平行,可以降低压敏电阻的排布方式对压敏电阻的阻值的影响。这样,可以进一步提升压力检测的准确性。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,上述第一压敏电阻和第二压敏电阻是聚合物制备的矩形块体材料。或者,第一压敏电阻和第二压敏电阻是金属或半导体材料制备的应变电阻或应变片。本申请中,只需要在第一介电层的单面制备/印刷功能层(如第一压敏电阻和第二压敏电阻),制备工艺简单,便于组装和批量生产,可以节省压力检测结构的生产成本。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,上述第一腔体的开口小于第一腔体中相对的两个腔壁之间的距离。其中,第一腔体的开口小于第一腔体中相对的两个腔壁之间的距离,有利于提升基板的应变放大效果。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,上述第一腔体的开口可以为从第一腔体的腔壁向内延伸的圆弧形。这样的设计,有利于提升基板的应变放大效果和基板的结构强度。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,上述第一腔体的底部可以为从第一腔体的腔壁向内延伸的圆弧形。这样的设计,有利于提升基板的结构强度。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,上述第一腔体的截面为三角形、梯形、矩形、多边形、圆形、扇形或者椭圆形中的任一种。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,上述压力检测结构还包括:第二介电层和电容层。该第二介电层固定在基板的第二面上,基板的第二面与基板的第一面相对。电容层固定在第二介电层。其中,电容层包括电路连接的一个或多个金属电极。其中,当用户的手指靠近或接触所述第二介电层时,金属电极上发生电荷流动,使得电容层输出电信号。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,上述第二介电层可以通过胶水(也称为粘合剂)固定在基板的第二面。该胶水可以是弹性模量较高的胶水,如弹性模量大于第一模量阈值的胶水。其中,使用弹性模量较高的胶水将第二介电层固定在基板的第二面,可以减少第二介电层向基板传递的正应力的损失,使得基板受到最大的正应力,有利于实现应变放大。

结合第二方面,在另一种可能的设计方式中,上述压力检测结构还包括绝缘保护层。该绝缘保护层设置在第一介电层上,用于保护第一介电层与n个压敏电阻不与外部导通,也不受外界因素的影响。其中,该外界因素可以包括环境湿度。

可以理解地,上述提供的第二方面及其任一种可能的设计方式所述的压力检测结构所能达到的有益效果,可参考如第一方面及其任一种可能的设计方式中的有益效果,此处不再赘述。

附图说明

图1a为本申请的一些实施例,提供的一种手机的结构示意图;

图1b为本申请的另一些实施例,提供的一种手机的结构示意图;

图1c为本申请的另一些实施例,提供的一种手机的结构示意图;

图2为图1b所示的手机的主视图和右视图;

图3为本申请实施例提供的一种电子设备的硬件结构示意图;

图4a为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图;

图4b为本申请实施例提供的另一种电子设备的结构示意图;

图5为图4a或图4b所示的电子设备中压力检测结构的一种立体结构示意图;

图6为图5所示的压力检测结构的一种结构分解示意图;

图7为图5所示的压力检测结构的一种aa剖面图;

图8a为图6所示的压敏电阻在第一介电层的一种分布示意图;

图8b为图6所示的压敏电阻在第一介电层的另一种分布示意图;

图9示出图6所示的压敏电阻在第一介电层的连接电路及电路排布示意图;

图10a示出图5所示的基板的一种应变放大原理示意图;

图10b示出图5所示的基板的另一种应变放大原理示意图;

图11示出图6所示的压敏电阻在第一介电层的惠斯特电桥的连接电路示意图;

图12a示出本申请实施例提供的一种惠斯特电桥的连接电路和电阻分布示意图;

图12b示出本申请实施例提供的一种惠斯特电桥的连接电路和电阻分布示意图;

图12c示出本申请实施例提供的一种惠斯特电桥的连接电路和电阻分布示意图;

图12d示出本申请实施例提供的一种惠斯特电桥的连接电路和电阻分布示意图;

图13a示出本申请实施例提供的包括不同形状的腔体的压力检测结构的剖面图一;

图13b示出图13a所示的各个压力检测结构的仿真结果示意图;

图13c示出图13a所示的各个压力检测结构的仿真结果和实验结果的归一化应变对比示意图;

图13d示出图13a所示的各个压力检测结构的实验结果的归一化结构强度示意图;

图14a示出本申请实施例提供的包括不同形状的腔体的压力检测结构的剖面图二;

图14b示出图14a所示的各个压力检测结构的仿真结果示意图;

图14c示出图14a所示的各个压力检测结构的仿真结果和实验结果的归一化应变对比示意图;

图14d示出图14a所示的各个压力检测结构的实验结果的归一化结构强度示意图;

图15a示出一种不包括腔体的压力检测结构的仿真结果示意图;

图15b示出不包括腔体的压力检测结构与图5所示的压力检测结构的仿真结果和实验结果的归一化应变对比示意图;

图15c示出不包括腔体的压力检测结构与图5所示的压力检测结构的实验结果的归一化结构强度示意图;

图16a为图5所示的压力检测结构的另一种aa剖面图;

图16b为图5所示的压力检测结构的另一种结构分解示意图;

图17为本申请实施例提供的一种包括用于检测用户的触摸操作的电容的压力检测结构的剖面图;

图18为本申请实施例提供的一种多个压力检测结构的剖面图。

具体实施方式

为了更好的理解本申请的方案,以下介绍本申请实施例所涉及的术语:

(1)应变:应变是指物体(如压敏电阻)受到外力作用时所产生的形变的程度,其值为单位长度的形变量。可以理解,在外力的大小一定的前提下,压敏电阻的应变越大,该压敏电阻的阻值变化越大。

(2)应力:物体由于外因(如外力或者温度变化等)可能会发生形变。由于物体发生形变,物体内部任一截面(称为剪切面)存在内力的作用。应力是物体发生形变时,物体内部任一截面的单位面积上受到的内力。

其中,应力可分解为垂直于物体表面的分量和相切于剪切面的分量。外力垂直于物体表面分量可以称为“正应力”或者“法向应力”,相切于物体表面的分量可以称为“剪切应力”。

(3)剪切模量:剪切模量(shearmodulus)是一种材料常数,是物体受到的剪切应力与剪切应变(即材料的形变)的比值。剪切模量也可以称为切变模量或刚性模量,是物体材料的力学性能指标之一,可以用于表征材料抵抗切应变(即剪切应力方向上的应变)的能力。具体的,物体的剪切模量越高,则该物体对剪切应力的传递性能越好。

(4)弹性模量:弹性模量(elasticmodulus)也称为杨氏模量(young’smodulus)是一种材料常数,是物体受到的正应力与物体在正应力方向上的应变(即材料的形变程度)的比值。弹性模量是物体材料的力学性能指标之一,可以用于表征材料抵抗正应变(即正应力方向上的应变)的能力。具体的,物体的弹性模量越高,则该物体对正应力的传递性能越好。

本申请实施例提供一种压力检测结构。该压力检测结构可以包括:应变放大层和差分电阻层。该差分电阻层可以包括n个压敏电阻,n≥2,n为正整数。该n个压敏电阻包括第一压敏电阻和第二压敏电阻,该第一压敏电阻与第二压敏电阻相同的。其中,应变放大层设有第一腔体。差分电阻层设置在第一腔体开口的一面。

其中,第一腔体的设计,以及上述压敏电阻与第一腔体的相对位置的设计,可以用于实现压敏电阻的应变集中和应变放大。差分电阻层的设计用于减少温度对压敏电阻的阻值的影响,从而提升压力检测的准确性。其中,压力检测结构的具体结构和工作原理可以参考以下实施例中的详细描述,这里不予赘述。可以理解,在外力的大小一定的前提下,压敏电阻的应变越大,该压敏电阻的阻值变化越大,则压力检测的灵敏度越高。

综上所述,通过本申请实施例的方案,可以提升压力检测结构进行压力检测的灵敏度,并且可以减少温度对压敏电阻的阻值的影响,从而可以提升压力检测的准确性。

其中,上述压力检测结构可以设置在电子设备上,作为电子设备的压感按键。该压力检测结构可以设置在电子设备上需要设置物理按键的位置。该压力检测结构可以利用压敏电阻的压阻特性检测用户输入的按压操作所产生的压力信号,从而实现截屏、拍照、调整音量等物理按键的相关功能。这样,可以减少电子设备表面设置的物理按键,使电子设备的外观更加美观。在另一些实施例中,也可以将这类按键称为虚拟按键(virtualkey)等名称,本申请实施例对此不作限制。

示例性的,上述压感按键(即压力检测结构)可以设置在电子设备的边框(如左侧边框、右侧边框、上边框或者下边框)上。或者,该压感按键可以设置电子设备的正面或背面,如设置在显示屏或者显示屏的边框的下方。

例如,以上述电子设备是手机为例。如图1a中的(a)所示,压感按键(即压力检测结构)100可以设置在手机的下边框上。该压力检测结构100可以包括应变放大层1和差分电阻层2,应变放大层1包括第一腔体111。当图1a中的(a)所示的外力按压手机的下边框时,应变放大层1的第一腔体111可以向差分电阻层2的压敏电阻传递外力,使得压敏电阻发生形变,压敏电阻的阻值发生变化。此时,手机可以检测到因为压敏电阻的阻值变化而产生的压力信号。

又例如,以上述电子设备是手机为例。如图1a中的(b)所示,压感按键(即压力检测结构)100可以设置在手机的侧边框(如右侧边框)上。该压力检测结构100可以包括应变放大层1和差分电阻层2,应变放大层1包括第一腔体111。当图1a中的(b)所示的外力按压手机的右侧边框时,应变放大层1的第一腔体111可以向差分电阻层2的压敏电阻传递外力,使得压敏电阻发生形变,压敏电阻的阻值发生变化。此时,手机可以检测到因为压敏电阻的阻值变化而产生的压力信号。

再例如,以上述电子设备是手机为例。如图1a中的(c)所示,压感按键(即压力检测结构)100可以设置在手机的显示屏的边框的下方。该压力检测结构100可以包括应变放大层1和差分电阻层2,应变放大层1包括第一腔体。当图1a中的(b)所示的外力按压手机的显示屏的边框时,应变放大层1的第一腔体可以向差分电阻层2的压敏电阻传递外力,使得压敏电阻发生形变,压敏电阻的阻值发生变化。此时,手机可以检测到因为压敏电阻的阻值变化而产生的压力信号。

在一些实施例中,上述应变放大层的腔体可以设置在手机中框的内侧,差分电阻层固定在应变放大层的腔体开口的一面。

例如,如图1a中的(a)、图1a中的(b)或图1a中的(c)所示,应变放大层1的腔体可以设置在手机的中框的内侧,差分电阻层2固定在应变放大层1的腔体开口的一面。

在另一些实施例中,上述应变放大层1可以单面贴附于手机的中框内侧。例如,如图1b所示,差分电阻层2设置在应变放大层1的腔体开口的一面,腔体的另一面贴附于手机的中框内侧。当图1b所示的外力按压手机中框时,手机中框可以向应变放大层1传递外力。应变放大层1的腔体响应于外力可以实现应变集中和应变放大,向差分电阻层2的压敏电阻传递集中和放大后的应力(即应变产生的力),使得压敏电阻发生形变,压敏电阻的阻值发生变化。此时,手机可以检测到因为压敏电阻的阻值变化而产生的压力信号。

在一些实施例中,电子设备中可以设置一个压感按键(即压力检测结构)。例如,如图1a中的(a)、图1a中的(b)、图1a中的(c)或者图1b所示,手机中设置了一个压力检测结构100。

在另一些实施例中,电子设备中可以设置多个压感按键(即压力检测结构)。例如,如图1c所示,手机中设置了三个压力检测结构,如压力检测结构101、压力检测结构102和压力检测结构103。

示例性的,上述压力检测结构在电子设备的位置,可以参考物理按键(如“音量+”键、“音量-”键或锁屏键)在电子设备上的位置设置。例如,图1c所示的压力检测结构102可以设置在“音量+”键在手机侧边框的位置;压力检测结构103可以设置在“音量-”键在手机侧边框的位置;压力检测结构101可以设置在锁屏键在手机侧边框的位置。

一般而言,与物理按键不同的是,设置在电子设备上的压感按键位于电子设备内部,对用户不可见。例如,请参考图2中的(a),其示出图1c所示的手机的主视图。请参考图2中的(b)和图2中的(c),其示出图1c所示的手机的右侧视图。如图2中的(a)或图2中的(b)所示,压感按键对用户不可见。当然,为了方便用户使用,设置手机上的压感按键对用户可见的标识。例如,如图2中的(c)所示,手机的右侧边框包括标记201和标记202。该标记201用于标识图1c所示的压感按键102所在位置。该标记202用于标识图1c所示的压感按键103所在位置。

本申请实施例中,按压压力的单位可以为牛顿,简称牛,单位符号为n。在物理学中,用公式g=mg求物体的重力。其中,g为重力,m为质量,g为常数,g约为9.8n/kg。即重力与质量成正比,因此本实施例中也可以采用质量m的单位作为按压压力和压力门限的单位。其中,质量m的单位为千克(单位符号为kg)或者克(单位符号为g)。例如,本实施例中,按压压力的单位可以为克,单位符号为g。

或者,按压压力的单位可以为千帕(kpa)。其中,kpa为压强单位。kpa可以换算成工程力学单位:公斤力(kgf)或者公斤力/平方厘米(kgf/cm^2),即1公斤重的物体压在1平方厘米面积上产生的压强,约等于一个大气压强。工程上一般使用公斤力来表示压力。换算关系如下:1kgf=100000帕(pa)=100kpa=0.1兆帕(mpa)。或者,按压压力的单位可以为牛/平方米(n/m2)。

示例性的,本申请实施例中的电子设备可以是手机、平板电脑、桌面型、膝上型、手持计算机、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobilepersonalcomputer,umpc)、上网本,以及蜂窝电话、个人数字助理(personaldigitalassistant,pda)、增强现实(augmentedreality,ar)\虚拟现实(virtualreality,vr)设备、智能手环、智能手表、耳机、智能音箱等设置有压感按键的设备,本申请实施例对该电子设备的具体形态不作特殊限制。

下面将结合附图对本申请实施例的实施方式进行详细描述。

请参考图3,为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。示例性的,图3所示的电子设备300可以是图1a、图1b或图1c所示的手机。

如图3所示,该电子设备300可以包括处理器310,压力检测结构311,外部存储器接口320,内部存储器321,通用串行总线(universalserialbus,usb)接口330,电源管理模块340,电池341,无线充电线圈342,天线1,天线2,移动通信模块350,无线通信模块360,音频模块370,扬声器370a,受话器370b,麦克风370c,耳机接口370d,传感器模块380,按键390,马达391,指示器392,摄像头393,显示屏394,以及用户标识模块(subscriberidentificationmodule,sim)卡接口395等。

其中,传感器模块380可以包括压力传感器,陀螺仪传感器,气压传感器,磁传感器,加速度传感器,距离传感器,接近光传感器,指纹传感器,温度传感器,触摸传感器,环境光传感器,骨传导传感器等。

可以理解的是,本发明实施例示意的结构并不构成对电子设备300的具体限定。在本申请另一些实施例中,电子设备300可以包括比图示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者拆分某些部件,或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件,软件或软件和硬件的组合实现。

处理器310可以包括一个或多个处理单元,例如:处理器310可以包括应用处理器(applicationprocessor,ap),调制解调处理器,图形处理器(graphicsprocessingunit,gpu),图像信号处理器(imagesignalprocessor,isp),控制器,存储器,视频编解码器,数字信号处理器(digitalsignalprocessor,dsp),基带处理器,和/或神经网络处理器(neural-networkprocessingunit,npu)等。其中,不同的处理单元可以是独立的器件,也可以集成在一个或多个处理器中。例如,处理器310可以是应用处理器ap。或者,上述处理器310可以集成在片上系统(systemonchip,soc)中。或者,上述处理器310可以集成在ic芯片中。该处理器310可以包括ic芯片中的模拟前端(analogfrontend,afe)和微处理单元(microcontrollerunit,mcu)。

其中,控制器可以是电子设备300的神经中枢和指挥中心。控制器可以根据指令操作码和时序信号,产生操作控制信号,完成取指令和执行指令的控制。

处理器310中还可以设置存储器,用于存储指令和数据。在一些实施例中,处理器310中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器310刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器310需要再次使用该指令或数据,可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取,减少了处理器310的等待时间,因而提高了系统的效率。

在一些实施例中,处理器310可以包括一个或多个接口。接口可以包括集成电路(inter-integratedcircuit,i2c)接口,集成电路内置音频(inter-integratedcircuitsound,i2s)接口,脉冲编码调制(pulsecodemodulation,pcm)接口,通用异步收发传输器(universalasynchronousreceiver/transmitter,uart)接口,移动产业处理器接口(mobileindustryprocessorinterface,mipi),通用输入输出(general-purposeinput/output,gpio)接口,用户标识模块(subscriberidentitymodule,sim)接口,和/或usb接口等。

可以理解的是,本发明实施例示意的各模块间的接口连接关系,只是示意性说明,并不构成对电子设备300的结构限定。在本申请另一些实施例中,电子设备300也可以采用上述实施例中不同的接口连接方式,或多种接口连接方式的组合。

电源管理模块340用于从充电器接收充电输入。其中,充电器可以是无线充电器(如电子设备300的无线充电底座或者其他可以为电子设备300无线充电的设备),也可以是有线充电器。例如,电源管理模块340可以通过usb接口330接收有线充电器的充电输入。电源管理模块340可以通过电子设备的无线充电线圈342接收无线充电输入。

其中,电源管理模块340为电池341充电的同时,还可以为电子设备供电。电源管理模块340接收电池341的输入,为处理器310,压力检测结构311,内部存储器321,外部存储器接口320,显示屏394,摄像头393,和无线通信模块360等供电。电源管理模块340还可以用于监测电池341的电池容量,电池循环次数,电池健康状态(漏电,阻抗)等参数。在其他一些实施例中,电源管理模块340也可以设置于处理器310中。例如,在本申请实施例中,电源管理模块340可以为压力检测结构311提供恒压源(如5伏(v)的恒压)或者恒流源。

压力检测结构311可以包括应变放大层和差分电阻层。压力检测结构311用于检测用户对压感按键的按压操作,向处理器310输入压力信号。其中,压力检测结构311的工作原理可以参考以下实施例中的详细介绍,本申请实施例这里不予赘述。

电子设备300的无线通信功能可以通过天线1,天线2,移动通信模块350,无线通信模块360,调制解调处理器以及基带处理器等实现。

天线1和天线2用于发射和接收电磁波信号。电子设备300中的每个天线可用于覆盖单个或多个通信频带。不同的天线还可以复用,以提高天线的利用率。例如:可以将天线1复用为无线局域网的分集天线。在另外一些实施例中,天线可以和调谐开关结合使用。

移动通信模块350可以提供应用在电子设备300上的包括2g/3g/4g/5g等无线通信的解决方案。无线通信模块360可以提供应用在电子设备300上的包括无线局域网(wirelesslocalareanetworks,wlan)(如无线保真(wirelessfidelity,wi-fi)网络),蓝牙(bluetooth,bt),全球导航卫星系统(globalnavigationsatellitesystem,gnss),调频(frequencymodulation,fm),近距离无线通信技术(nearfieldcommunication,nfc),红外技术(infrared,ir)等无线通信的解决方案。在一些实施例中,电子设备300的天线1和移动通信模块350耦合,天线2和无线通信模块360耦合,使得电子设备300可以通过无线通信技术与网络以及其他设备通信。

电子设备300通过gpu,显示屏394,以及应用处理器等实现显示功能。gpu为图像处理的微处理器,连接显示屏394和应用处理器。gpu用于执行数学和几何计算,用于图形渲染。处理器310可包括一个或多个gpu,其执行程序指令以生成或改变显示信息。

显示屏394用于显示图像,视频等。显示屏394包括显示面板。在一些实施例中,电子设备300可以包括1个或n个显示屏394,n为大于1的正整数。

电子设备300可以通过isp,摄像头393,视频编解码器,gpu,显示屏394以及应用处理器等实现拍摄功能。isp用于处理摄像头393反馈的数据。在一些实施例中,isp可以设置在摄像头393中。摄像头393用于捕获静态图像或视频。在一些实施例中,电子设备300可以包括1个或n个摄像头393,n为大于1的正整数。

外部存储器接口320可以用于连接外部存储卡,例如microsd卡,实现扩展电子设备300的存储能力。外部存储卡通过外部存储器接口320与处理器310通信,实现数据存储功能。例如将音乐,视频等文件保存在外部存储卡中。

内部存储器321可以用于存储计算机可执行程序代码,所述可执行程序代码包括指令。处理器310通过运行存储在内部存储器321的指令,从而执行电子设备300的各种功能应用以及数据处理。此外,内部存储器321可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如至少一个磁盘存储器件,闪存器件,通用闪存存储器(universalflashstorage,ufs)等。

电子设备300可以通过音频模块370,扬声器370a,受话器370b,麦克风370c,耳机接口370d,以及应用处理器等实现音频功能。例如音乐播放,录音等。

音频模块370用于将数字音频信息转换成模拟音频信号输出,也用于将模拟音频输入转换为数字音频信号。在一些实施例中,音频模块370可以设置于处理器310中,或将音频模块370的部分功能模块设置于处理器310中。扬声器370a,也称“喇叭”,用于将音频电信号转换为声音信号。受话器370b,也称“听筒”,用于将音频电信号转换成声音信号。麦克风370c,也称“话筒”,“传声器”,用于将声音信号转换为电信号。电子设备300可以设置至少一个麦克风370c。耳机接口370d用于连接有线耳机。耳机接口370d可以是usb接口330,也可以是3.5mm的开放移动电子设备平台(openmobileterminalplatform,omtp)标准接口,美国蜂窝电信工业协会(cellulartelecommunicationsindustryassociationoftheusa,ctia)标准接口。

按键390包括开机键,音量键等。按键390可以是机械按键。也可以是触摸式按键。电子设备300可以接收按键输入,产生与电子设备300的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。马达391可以产生振动提示。马达391可以用于来电振动提示,也可以用于触摸振动反馈。指示器392可以是指示灯,可以用于指示充电状态,电量变化,也可以用于指示消息,未接来电,通知等。sim卡接口395用于连接sim卡。sim卡可以通过插入sim卡接口395,或从sim卡接口395拔出,实现和电子设备300的接触和分离。电子设备300可以支持1个或n个sim卡接口,n为大于1的正整数。sim卡接口195可以支持nanosim卡,microsim卡,sim卡等。在一些实施例中,电子设备300采用esim,即:嵌入式sim卡。esim卡可以嵌在电子设备300中,不能和电子设备300分离。

以下实施例中的电子设备可以在具有上述硬件结构的电子设备300中实现。

本申请实施例提供一种电子设备400。如图4a所示,该电子设备400可以包括:压力检测结构410和处理器420。压力检测结构410和处理器420耦合。可以理解,当电子设备400是图3所示的电子设备300时,压力检测结构410可以是图3所示的压力检测结构311,处理器420可以是图3所示的处理器310。

其中,处理器420连接压力检测结构410的输出端。压力检测结构410受到外力按压时的输出电压,与压力检测结构410未受到外力按压时的输出电压不同。并且,压力检测结构410受到不同按压力度的外力按压时,压力检测结构410的输出电压也不同。处理器420可以接收压力检测结构410的输出电压,根据该输出电压确定用户对压力检测结构410形成的压感按键的按压操作。

当然,电子设备400中的器件包括但不限于上述器件。例如,如图4b所示,电子设备400还可以包括:电池430、电源管理模块440和其他器件450。其中,电源管理模块440用于接收电池430的输入,为处理器420和压力检测结构410等器件供电。当电子设备400是图3所示的电子设备300时,电源管理模块440可以是图3所示的电源管理模块340。电池430是图3所示的电池341。上述其他器件450可以包括显示屏、马达和音频模块等器件。

本申请实施例中,电源管理模块440可以以恒压源或者恒流源向压力检测结构410供电。如图4b所示,电源管理模块440可以向压力检测结构410输出恒压vcc或者恒流i。例如,vcc可以为1.8v、3.3v或者5v等任一电压值。又例如,i可以为0.3ma、0.5ma或者1ma等任一电流值。

如图4b所示,处理器420还可以连接其他器件450。例如,处理器420根据压力检测结构410的输出电压确定用户对压感按键输入按压操作时,可以响应于该按压操作,与其他器件450交互以执行该按压操作对应的功能。例如,处理器420响应于按压操作,可以触发显示屏显示对应界面。又例如,处理器420响应于按压操作,可以调节音频模块的音量。再例如,处理器420响应于按压操作,可以触发马达震动。

本申请实施例提供一种压力检测结构(如上述压力检测结构410)。该压力检测结构410可以包括:基板、第一介电层(dielectric)和n个压敏电阻。其中,n≥2,n为整数。

需要说明的是,按照压力检测结构410的各个组件的功能,可以将压力检测结构410分为应变放大层和差分电阻层。该应变放大层包括上述基板,差分电阻层包括第一介电层和压敏电阻层。该压敏电阻层包括上述n个压敏电阻。

例如,请参考图5,其示出压力检测结构410的一种立体结构示意图。如图5所示,压力检测结构410包括应变放大层1和差分电阻层2。该应变放大层1包括基板11,基板11中设有第一腔体111,该第一腔体111在基板11的第一面112设置有开口。差分电阻层2包括第一介电层21和压敏电阻层22。差分电阻层2固定在基板11的第一面(即第一腔体111开口的一面)。举例来说,如图5所示,差分电阻层2可以通过粘合剂3固定在基板11的第一面。可选的,如图5所示,上述差分电阻层2还包括绝缘保护层23。该绝缘保护层23用于保护差分电阻层2不与外部导通,也不受环境湿度等因素的影响。

一般而言,腔体是一种与外部密闭隔绝同时内部为空心的物体。但是,本申请实施例中所述的腔体(如第一腔体或第二腔体)均设有开口。例如,如图6所示,第一腔体111在基板11的第一面112上设有开口。又例如,如图16b所示的第二腔体111a在电子设备的中框11-1的内侧160设有开口。

或者,本申请实施例中所述的腔体(如第一腔体或第二腔体)还可以称为凹槽。一般而言,凹槽是指物体表面上凹下的槽,凹槽的开口等于或者大于凹槽中相对的槽壁之间的距离。

但是,本申请实施例中,凹槽(也称为腔体)的开口可以等于该凹槽中相对的槽壁之间的距离。例如,图13a所示的第一腔体1311(即凹槽)的截面为矩形,其开口可以等于该凹槽中相对的槽壁之间的距离。

或者,本申请实施例中,凹槽(也称为腔体)的开口也可以大于该凹槽中相对的槽壁之间的距离。例如,图13a所示的第一腔体1321(即凹槽)的截面为梯形,其开口大于该凹槽相对的槽壁之间的距离。

或者,本申请实施例中,凹槽(也称为腔体)的开口也可以小于该凹槽中相对的槽壁之间的距离。例如,图6所示的第一腔体111(即凹槽)的开口小于该凹槽相对的槽壁之间的距离。

以下实施例中,通过(一)至(七)这七部分,介绍压力检测结构410中各个组件的具体结构、连接关系以及工作原理。

(一)基板。

其中,该基板中设有第一腔体。该基板可以是的弹性或刚性材料。例如,该基板的材质可以为玻璃、塑料、金属、陶瓷或者木材等任一种。上述第一腔体可以是贯通式的腔体或者非贯通式的腔体。

示例性的,该基板可以是一体成型的基板。例如,如图5所示,基板11是一体成型的基板。基板11的第一面112设有第一腔体111。图5所示的第一腔体111是贯通式的腔体(或者称为腔体)。上述基板是一体成型的基板存在以下两种情况。

情况(a):基板集成在电子设备400的中框的内侧。也就是说,基板是电子设备400的中框,电子设备400的中框的内侧设有第一腔体。

例如,以电子设备400是手机为例。如图1a中的(a)或图1a中的(b)所示,手机的中框(即基板11)的内侧设置有第一腔体111。在这种情况下,为了避免手机的中框发生形变,基板可以是刚性材料。

情况(b):基板是一个独立组件。具体的,基板的第一面设有第一腔体,基板的第二面贴附于电子设备400的中框的内侧或者显示屏的下表面。基板的第二面与第一面(即第一腔体开口的一面)相对。其中,基板可以通过胶黏、焊接、螺丝固定等方式固定在电子设备400的中框的内侧或者显示屏的下表面。

例如,以电子设备400是手机为例。如图1b所示,基板11中设有第一腔体111,该第一腔体111在基板11的第一面设置有开口,基板11的第二面贴附于手机中框的内侧。在这种情况下,基板可以是的弹性或刚性材料。

(二)第一介电层,以及第一介电层与基板的连接关系。

本申请实施例中的第一介电层可以是弹性介电层。第一介电层固定在基板的第一面(即第一腔体开口的一面)。例如,第一介电层可以通过胶黏、焊接或者螺丝固定等任一种方式固定在基板的第一面。例如,如图5所示,第一介电层21固定在基板11的第一面112(即第一腔体开口的一面)。可选的,图5所示的第一介电层21通过粘合剂3固定在基板11的第一面112。

(三)n个压敏电阻,以及n个压敏电阻与第一介电层的位置关系。

其中,上述n个压敏电阻固定在第一介电层。n个压敏电阻包括第一压敏电阻221(也可以称为压感单元)和第二压敏电阻222(也可以称为参考单元)。n≥2,n为正整数。例如,n可以为2、4、6或8等任一值。上述第一压敏电阻221和第二压敏电阻222的材质相同,且初始阻值相同。初始阻值是压敏电阻未受到外因(如外力或者温度变化等)作用时的阻值。

示例性的,以n=4,图5所示的压敏电阻层22包括4个压敏电阻为例。请参考图6,其示出图5所示压力检测结构410的结构分解示意图。如图6所示,压敏电阻层22包括:两个第一压敏电阻221和两个第二压敏电阻222。请参考图7,其示出图5所示压力检测结构410的aa剖面图。如图7所示,第一压敏电阻221和第二压敏电阻222固定在第一介电层21。

具体的,第一压敏电阻在n个压敏电阻与第一介电层的接触面上的垂直投影沿第一方向的两端,分别位于第一腔体在接触面的垂直投影沿第一方向的两侧。该第一方向与第一压敏电阻的长边平行。第二压敏电阻在接触面上的垂直投影与第一腔体在接触面的垂直投影不重合。可选的,第二压敏电阻的长边与第一方向垂直。

请参考图8a或图8b,其示出图6所示的压敏电阻(包括第一压敏电阻221和第二压敏电阻222)在第一介电层21的分布示意图。

其中,在图8a或图8b中,21′表示图5-图7中任一附图所示的第一介电层21与压敏电阻层22的接触面;111′表示图5-图7中任一附图所示的第一腔体111在接触面21′上的垂直投影。本申请实施例中的第一方向与第一压敏电阻221的长边平行。例如,如图8a或图8b所示,第一方向与第一压敏电阻221在所示的接触面21′上的垂直投影221′的长边平行。

如图8a或图8b所示,上述第一压敏电阻221在接触面21′的垂直投影221′沿第一方向的一端221a′和221c′,位于第一腔体111在接触面21′上的垂直投影111′的左侧;而第一压敏电阻221在接触面21′的垂直投影221′沿第一方向的另一端221b′和221d′,位于第一腔体111在接触面21′上的垂直投影111′的右侧。也就是说,本申请实施例中,第一压敏电阻221在接触面21′的垂直投影221′的两端可以横跨垂直投影111′的两侧。

可选的,上述两个第一压敏电阻221可以并排横跨在第一腔体111的上方。例如,图8a或图8b所示的两个垂直投影221′并排横跨于第一腔体111的垂直投影111′。并且,第一压敏电阻221沿第二方向的中心线与第一腔体111沿第二方向的中心线重合。例如,如图8a或图8b所示,虚线800是垂直投影111′沿第二方向的中心线,也是垂直投影221′沿第二方向的中心线。其中,本申请实施例中的第二方向与第一方向垂直,以下实施例不再赘述。

如图8a或图8b所示,一个第二压敏电阻222在接触面21′的垂直投影222′位于第一腔体111在接触面21′上的垂直投影111′的左侧;另一个第二压敏电阻222在接触面21′的垂直投影222′位于第一腔体111在接触面21′上的垂直投影111′的右侧。也就是说,第二压敏电阻222在接触面21′的垂直投影222′与第一腔体111在接触面21′上的垂直投影111′不重合。第二压敏电阻222在接触面21′的垂直投影222′在第一腔体111在接触面21′上的垂直投影111′的范围之外。可选的,如图8a或图8b所示,上述第二压敏电阻222在接触面21′的垂直投影222′的长边与第一方向垂直。

在一些实施例中,第一压敏电阻221和第二压敏电阻222可以是聚合物制备的矩形块体材料。例如,如图8a所示,第一压敏电阻221和第二压敏电阻222在接触面21′的垂直投影均为矩形。

举例来说,上述第一压敏电阻221和第二压敏电阻222的制备方法可以包括以下步骤1-步骤4。步骤1:在第一介电层21上制作电路(包括设置电极和布局电路走线),如可以制作图9所示的电路。步骤2:印刷电阻墨水(聚合物溶液)。步骤3:高温固化。步骤4:印刷保护膜,如图6所示的绝缘保护层23。

在另一些实施例中,第一压敏电阻221和第二压敏电阻222还可以是金属或半导体材料制备的应变电阻或应变片。例如,第一压敏电阻221和第二压敏电阻222由金属丝成蛇形排布制作而成。如图8b所示,第一压敏电阻221和第二压敏电阻222在接触面21′的垂直投影是蛇形结构,该蛇形结构的长边是第一压敏电阻221或第二压敏电阻222的长边。其中,本申请实施例中,可以通过调整蛇形结构的尺寸、长短以及疏密等参数,来调整压敏电阻的初始电阻值和压阻性能。

举例来说,上述第一压敏电阻221和第二压敏电阻222的制备方法可以包括以下步骤a-步骤d。步骤a:在第一介电层21上制作电路(包括设置电极和布局电路走线),如可以制作图9所示的电路。步骤b:沉积金属层或半导体层。步骤c:刻蚀特殊结构。步骤d:沉积或印刷保护层,如图6所示的绝缘保护层23。

需要说明的是,本申请实施例中,只需要在第一介电层21的单面制备/印刷功能层(如第一压敏电阻221和第二压敏电阻222),制备工艺简单,便于组装和批量生产,可以节省压力检测结构的生产成本。

(四)n个压敏电阻在第一介电层的电路连接关系。

其中,上述压敏电阻层的n个压敏电阻在第一介电层连接成惠斯通电桥。具体的,上述第一介电层可以包括将上述n个压敏电阻连接成惠斯通电桥的连接电路。该惠斯通电桥的输出端是上述压力检测结构的输出端。也就是说,上述处理器420连接惠斯通电桥的输出端。

示例性的,以n=4,图5所示的压敏电阻层22包括4个压敏电阻为例。例如,第一介电层21的连接电路如图6所示。图5或图6所示的vcc/i为上述惠斯通电桥(即第一介电层21的连接电路)的输入端,gnd为接地端,vout+和vout-为压力检测结构410的输出端。其中,压力检测结构410的输出端(如vout+和vout-)连接处理器420。

如图6所示,第一介电层21的连接电路可以包括接口211a、接口211b、接口211c、接口211d、接口212a、接口212b、接口212c和接口212d。其中,接口212a连接接口211a;并且,接口212a和接口211a连接输入端vcc/i。接口211b连接接口212c;并且,接口211b和接口212c连接输出端vout+。接口212b连接接口211c;并且,接口212b和接口211c连接输出端vout-。接口211d连接接口212d;并且,接口211d和接口212d连接接地端gnd。

图6所示的第一压敏电阻221和第二压敏电阻222可以固定在第一介电层21上;使得第二压敏电阻222的末端电极222a连接第一介电层21的接口212a,末端电极222b连接接口212b;使得第二压敏电阻222的末端电极222c连接第一介电层21的接口212c,末端电极222d连接接口212d;使得第一压敏电阻221的末端电极221a连接第一介电层21的接口211a,末端电极221b连接接口211b;使得第一压敏电阻221的末端电极221c连接第一介电层21的接口211c,末端电极221d连接接口211d。如此,便可以得到图9所示的连接电路。其中,图9示出图6所示的压敏电阻层21的压敏电阻在第一介电层21的连接电路及电路排布示意图。

需要说明的是,图5、图6或图9所示的vcc/i表示压力检测结构410的输入可以为恒压源或者恒流源。例如,vcc可以为1.8v、3.3v或者5v等任一电压值。又例如,i可以为0.3ma、0.5ma或者1ma等任一电流值。

(五)应变放大层1的应变集中和应变放大原理。

示例性的,本申请实施例这里以图5所示的压力检测结构410为例,介绍压力检测结构410实现应变集中和应变放大的原理。

外力作用于图5所示的基板11的第二面113时,基板11会发生弯曲形变。正应力被转换为相切于第二面113的剪切应力。该剪切应力经过粘合剂3传递至差分电阻层2,使差分电阻层2产生该剪切应力方向上的应变。

并且,由于基板11的第一面112设有第一腔体111;因此,当基板11发生弯曲形变时,可以在第一腔体111处沿竖直方向产生应变放大的效果,使第一腔体111顶部的应变最大。进一步的,由于第一腔体111的顶部开口,第一腔体111的应变被集中于第一腔体111的开口处,该开口处没有器材的支撑。从而,可以实现应变放大的效果。

可选的,上述情况(b)中,如果基板11通过胶黏方式固定在电子设备400的中框的内侧或者显示屏的下表面。本申请实施例中,可以使用弹性模量较高的胶水,将基板11通过胶黏方式固定在电子设备400的中框的内侧或者显示屏的下表面。其中,上述弹性模量较高的胶水是指弹性模量大于第一模量阈值的胶水。由上述术语介绍中对弹性模量的描述可知:物体的弹性模量越高,则该物体对正应力的传递性能越好。因此,使用弹性模量较高的胶水将基板11固定在电子设备400的中框的内侧或者显示屏的下表面,可以减少电子设备400的中框或显示屏向基板11传递的正应力的损失,使得基板11受到最大的正应力,有利于实现应变放大。

为了说明压力检测结构410的应变放大的原理,本申请实施例中,从图7所示的剖面图的剖面,可以将图7所示的基板11分为3部分。然后,通过这三部分的形变、应力和应变传输原理,说明应变放大的原理。

如图10a所示,基板11可以分为11a、11b和11c三部分。点a和点b是11c与11b在第一腔体111的接触点,点c和点d是11b与11a在第一腔体111的接触点,点e和点f是第一腔体111与第一面112的接触点。本申请实施例中,以图5所示的第一腔体111的腔壁ac和bd与基板11的第一面112垂直,ab和cd的长度等于l1,ef的长度等于l2为例。当然,ab和cd的长度也可以不同;此时,第一腔体111的腔壁ac和bd与基板11的第一面112不垂直。

当图10a所示的11a受到外力按压时,可以产生对11a的正应力。如图10b所示,该正应力使得11a发生弯曲形变,该11a的形变使得该正应力转换为相切于第二面113的剪切应力。该剪切应力经过11b和11c的传递,可以实现应变放大。其中,11b和11c可以实现两级应变放大。

(1)一级放大。11b可以实现应变的一级放大。

具体的,11a向11b传递的剪切应力使11b发生图10b所示的形变后,图10a所示的ab变为图10b所示的圆弧a′b′,图10a所示的cd变为图10b所示的圆弧c′d′。其中,圆弧a′b′的圆心角与圆弧c′d′的圆心角(记为θ)相同;但是,圆弧a′b′与圆弧c′d′的圆弧半径不同。圆弧a′b′的圆弧半径为oa′(或者ob′),oa′=ρ′。圆弧c′d′的圆弧半径为oc′(或者od′),oc′=ρ。oa′>oc′,即ρ′>ρ。其中,圆弧的弧长等于圆弧的圆心角与圆弧半径的乘积。例如,11b形变后,圆弧a′b′=ρ′*θ,圆弧c′d′=ρ*θ。那么,圆弧a′b′相比于ab的形变量δl′=ρ′*θ-l1,圆弧c′d′相比于cd的形变量δl=ρ*θ-l1。即图10b所示的圆弧a′b′=l1+δl′=ρ′*θ,圆弧c′d′=l1+δl=ρ*θ。

可以理解,由于ρ′>ρ;因此,δl′>δl,即圆弧a′b′相比于ab的形变量大于圆弧c′d′相比于cd的形变量。由于ab=cd=l1,根据应变定义可以得出:圆弧a′b′相比于ab的应变(即11b外侧的应变,如δl′/l1)大于圆弧c′d′相比于cd的应变(即11b内侧的应变,如δl/l1)。其中,11b内侧是指11b接收应力的一侧,11b内侧连接11a,可接收来自11a的应力。11b外侧是指11b输出应力的一侧,11b外侧连接11c,可向11c传递应力。综上所述,11b外侧(即11b输出应力的一侧)的应变大于11b内侧(即11b接收应力的一侧)的应变。也就是说,11b实现了应变放大。

(2)二级放大。11c可以实现应变的二级放大。

其中,如图10a所示,fe=l2,ab=l1,l2<l1。物体的应变可以采用ε=δs/s计算。其中,δs是物体形变后某一截面的尺寸的变化量(即形变量),s是物体形变前该截面的尺寸。假设圆弧e′f′相比于ef的形变量等于圆弧c′d′相比于cd的形变量(δl′)。那么,如图10b所示,圆弧e′f′相比于ef的应变ε1=δl′/l2,而圆弧a′b′相比于ab的应变ε2=δl′/l1。由于l2<l1;因此,圆弧e′f′相比于ef的应变ε1大于圆弧a′b′相比于ab的应变ε2,即ε1>ε2。

其中,圆弧a′b′相比于ab的应变ε2是11b接收应力的一侧(称为11c内侧),11c内侧连接11b,可接收来自11b的应力。圆弧e′f′相比于ef的应变ε1是11c输出应力的一侧(称为11c外侧),11c外侧连接差分电阻层2,可向差分电阻层2传递应力。综上所述,11c外侧(即11c输出应力的一侧)的应变大于11c内侧(即11c接收应力的一侧)的应变。也就是说,11c实现了应变放大。

需要注意的是,本申请实施例这里将基板11分为11a、11b和11c三部分,只是为了说明基板11应变放大原理;并不表示该基板11由这三部分组成。

在一些实施例中,图5所示的第一介电层21(包含于差分电阻成2)通过粘合剂3固定在基板11的第一面112。可选的,上述粘合剂3可以是剪切模量较高的胶水。其中,上述剪切模量较高的胶水是指剪切模量大于第二模量阈值的胶水。由上述术语介绍中对剪切模量的描述可知:物体的剪切模量越高,则该物体对剪切应力的传递性能越好。并且,作用于压敏电阻的剪切应力越大,压敏电阻在剪切应力方向的应变(即形变程度)则越大。因此,粘合剂3采用剪切模量较高的材料,可以提升基板11与第一介电层21之间的剪切应力的传递性能,减少基板11向第一介电层21传递的剪切应力的损失,使得第一介电层21受到最大的剪切应力,有利于实现应变放大。

综上所述,在基板11上设置第一腔体111,不仅可以使得基板11在外力作用下更容易发生形变;还可以形成应力放大结构,将正应力转换成剪切应力并放大后作用于差分电阻层2。这样,可以尽可能的使差分电阻层2受到最大的剪切应力,有利于实现应变放大。

(六)差分电阻层2的应变集中和应变放大原理。

本申请实施例中,差分电阻层2中的压敏电阻与上述第一腔体111的相对位置的设计,可以增强应变放大效果。其中,本申请实施例中,可以将图8a或图8b所示的接触面21′中,垂直投影111′对应的区域称为应变集中区,记为应变集中区111′。

(i)第一压敏电阻221的应变集中和应变放大。

请参考图8a或图8b,由上述“(三)n个压敏电阻,以及n个压敏电阻与第一介电层的位置关系”中的描述可知:第一压敏电阻221在接触面21′的垂直投影221′,沿第一压敏电阻221的长边所在方向(即第一方向),横跨在第一腔体111在接触面21′的垂直投影221′沿第一方向的两侧。可以理解,由“(五)应变放大层1的应变集中和应变放大原理”中的描述可知:应变放大层1向差分电阻层2传递的应力也是沿着第一方向的剪切应力。因此,图8a或图8b所示的第一压敏电阻221与第一腔体111的相对位置设计,可以使来自应变放大层1的剪切应力集中作用于第一压敏电阻221的长边方向。

需要说明的是,本领域技术人员公知:应力作用于第一压敏电阻221的长边方向,可以使该压敏电阻在长边方向上受到拉伸,使该压敏电阻发生较大的形变。这样,可以增强压敏电阻的应变,使该压敏电阻的阻值发生较大变化(即增强压敏电阻的压阻响应)。

因此,采用上述设计,应变放大层1受到外力作用时,向差分电阻层2传递的剪切应力可以集中作用于第一压敏电阻221的长边方向上,实现第一压敏电阻221的应变集中和应变放大。

需要注意的是,如图8a或图8b所示,第一压敏电阻221在接触面21′的垂直投影221′位于应变集中区111′(即第一腔体111在接触面21′的垂直投影111′对应区域)范围之外。也就是说,上述第一压敏电阻221在接触面21′的垂直投影221′的两端(如211a′和211b′)可以横跨垂直投影111′的两侧;且垂直投影221′的两端(如211a′和211b′)在应变集中区111′之外。其中,211a′和211b′是第一压敏电阻221的末端电极在接触面21′的垂直投影。这样,可以减少第一压敏电阻221因为受到相切于接触面21′的剪切应力,而导致电极剥离的可能性。

(ii)第二压敏电阻222趋于零的应变。

如图8a或图8b所示,第二压敏电阻222在接触面21′的垂直投影222′与该应变集中区111′不重合。即第二压敏电阻222在接触面21′的垂直投影222′在第一腔体111在接触面21′上的垂直投影111′的范围之外。这样,可以避免第一腔体111的形变而产生的相切于接触面21′的剪切应力作用于第二压敏电阻222,从而可以避免第二压敏电阻222发生形变,进而可以最大限度的降低第二压敏电阻222的应变,使第二压敏电阻222的应变趋于零。

如此,即使应变放大层1受到外力作用,第二压敏电阻222也不会因为来自应变放大层1的应力而发生形变,第二压敏电阻222的阻值也不会发生变化。

综上所述,当应变放大层1受到外力作用时,第一压敏电阻221的阻值会发生变化,而第二压敏电阻222的阻值不会发生变化。也就是说,当应变放大层1受到外力作用时,由n个压敏电阻连接而成的惠斯通电桥中部分压敏电阻的阻值会发生变化。可以理解,在惠斯通电桥的输入为恒压或者恒流的前提下,随着惠斯通电桥中压敏电阻的阻值变化,惠斯通电桥的输出电压也会发生变化。本申请实施例中,处理器420可以根据惠斯通电桥的输出电压(即压力检测结构410的输出电压),检测用户对压力检测结构410形成的压感按键的按压操作。

(七)压力检测结构410减少温度对压力检测的影响的原理。

其中,压敏电阻的阻值不仅会因为压敏电阻的形变而发生变化;基于电阻的热效应,温度的波动也会影响压敏电阻的阻值。从而,影响压力检测的准确性。本申请实施例提供的压力检测结构410,可以减少温度对压力检测的影响。

由上述“(六)差分电阻层2的应变集中和应变放大原理”中的描述可知:应变放大层1受到外力作用时,第一压敏电阻221的阻值会发生变化,第二压敏电阻222的阻值不会发生变化。但是,第一压敏电阻221和第二压敏电阻222的阻值都会受到温度的影响。并且,温度对第一压敏电阻221和第二压敏电阻222的阻值的影响程度基本相同。因此,本申请实施例中,可以通过温度对第二压敏电阻222的阻值的影响,抵消温度对第一压敏电阻221的阻值的影响,从而减少甚至避免温度对压力检测的影响。

示例性的,假设上述第一压敏电阻221和第二压敏电阻222的初始阻值均为r0。初始阻值是压敏电阻未受到外因(如外力或者温度变化等)作用时的阻值。图9所示的第一压敏电阻221和第二压敏电阻222可以连接成图11中的(a)或图11中的(b)所示的惠斯通电桥。如图11中的(a)或(b)所示,r221表示第一压敏电阻221变化后的阻值,r222表示第二压敏电阻222变化后的阻值。

在外力和温度的作用下,第一压敏电阻221的阻值会受到外力和温度的双重影响。第一压敏电阻221变化后的阻值r221=r0+δrf+δrt。在外力和温度的作用下,第二压敏电阻222的阻值会受到温度的影响,但不会受到外力的影响,或者受到外力的影响可以被忽略。第二压敏电阻222变化后的阻值r222=r0+δrt。其中,δrf用于表示外力引起的第一压敏电阻221的阻值的变化。δrt表示温度引起的第一压敏电阻221和第二压敏电阻222的阻值的变化。

例如,如图11中的(a)所示,压力检测结构410的输入为恒压vcc。在这种情况下,可以采用以下公式(1)计算惠斯通电桥的输出电压(即压力检测结构410的输出电压)vout。

其中,上述δrt和δrt远小于r0。因此,上述公式(1)可以简化为可以看出:压力检测结构410的输出电压vout不会受到温度的影响。也就是说,经过上述惠斯通电桥的差分作用,可以消除温度对压力检测结构410的输出电压vout的影响,从而可以提升压力检测的准确性。

又例如,如图11中的(b)所示,压力检测结构410的输入为恒流i。在这种情况下,可以采用以下公式(2)计算惠斯通电桥的输出电压(即压力检测结构410的输出电压)vout。

从上述公式(2)可以看出:压力检测结构410的输出电压vout不会受到温度的影响。也就是说,采用本申请实施例的方案,可以消除温度对压力检测结构410的输出电压vout的影响,从而可以提升压力检测的准确性。

需要说明的是,压力检测结构410的输出电压vout的大小取决于第一压敏电阻221和第二压敏电阻222的初始阻值r0、第一压敏电阻221的δrf以及vcc/i。例如,r0一般为1-10千欧(kω)。vcc/i的取值可以参考上述实施例中的描述。δrf的大小取决于第一压敏电阻221的应变的大小。第一压敏电阻221的应变越大,δrf则越大;第一压敏电阻221的应变越小,δrf则越小。

本申请实施例提供的压力检测结构410,可以增强该压力检测结构410中第一压敏电阻221的应变,从而提升压力检测结构410的压力检测的灵敏度。并且,还可以减少温度对压敏电阻的阻值的影响,从而提升压力检测的准确性。

需要注意的是,上述实施例中,以n=4为例,对本申请实施例进行说明。但是,n的取值包括但不限于2。n≥2,n为正整数。需要说明的是,图12a-图12d中任一附图所示的第一压敏电阻和第二压敏电阻的材质相同,且初始阻值相同。图12a-图12d中任一附图所示的第一压敏电阻变化后的阻值可以参考上述实施例中的r221,第二压敏电阻变化后的阻值可以参考上述实施例中的r222,本申请实施例这里不予赘述。

在一些实施例中,n=2,2个压敏电阻在第一介电层可以连接成惠斯通电桥的1个半桥。如图12a中的(a),r1表示第一压敏电阻变化后的阻值,r2表示第二压敏电阻变化后的阻值。阻值为r1的第一压敏电阻与阻值为r2的第二压敏电阻连接成惠斯通电桥的1个半桥。该惠斯通电桥的输入为vcc/i,输出为vout。

请参考图12a中的(b)或图12a中的(c),其示出图12a中的(a)所示的1个半桥中的第一压敏电阻和第二压敏电阻在第一介电层的分布示意图。其中,图12a中的(b)或(c)所示的1201表示第一腔体在第一介电层与压敏电阻层的接触面上的垂直投影,r1′表示第一压敏电阻在上述接触面上的垂直投影,r2′表示第二压敏电阻在上述接触面上的垂直投影。

其中,本申请实施例中的第一方向与第一压敏电阻的长边平行。例如,如图12a中的(b)或(c)所示,垂直投影r1′的长边与第一方向平行。如图12a中的(b)或(c)所示,垂直投影r1′沿第一方向的一端,位于垂直投影1201的左侧;垂直投影r1′沿第一方向的另一端,位于垂直投影1201的右侧。也就是说,本申请实施例中,第一压敏电阻在接触面的垂直投影r1′的两端可以横跨垂直投影1201的两侧。

可选的,第一压敏电阻沿第二方向的中心线与第一腔体沿第二方向的中心线重合。例如,如图12a中的(b)或(c)所示,虚线1202是垂直投影1201沿第二方向的中心线,也是垂直投影r1′沿第二方向的中心线。

上述第二压敏电阻的长边与第一方向垂直,第二压敏电阻可以沿第一方向设置在第一压敏电阻的任一侧。并且,第二压敏电阻在上述接触面的垂直投影与第一腔体在接触面的垂直投影不重合。

例如,如图12a中的(b)或(c)所示,上述垂直投影r2′的长边与第一方向垂直;并且,垂直投影r2′与垂直投影1201不重合。如图12a中的(b)所示,垂直投影r2′位于垂直投影1201的左侧。如图12a中的(c)所示,垂直投影r2′位于垂直投影1201的右侧。

需要说明的是,图12a中的(b)或(c)仅示出n=2的情况下,第一压敏电阻和第二压敏电阻在第一介电层的两种分布方式示例。在n=2的情况下,第一压敏电阻和第二压敏电阻在第一介电层的分布包括但不限于图12a中的(b)或(c)所示的分布方式。例如,图12a中的(b)或(c)所示的垂直投影r2′还可以位于垂直投影1201的上侧或下侧。其中,结合图12a中的(b)所示的分布方式示例,图12a中的(d)示出图12a中的(a)所示的压敏电阻在第一介电层21的连接电路及电路排布示意图。

在另一些实施例中,n=4时,4个压敏电阻在第一介电层可以连接成惠斯通电桥的2个半桥,即1个全桥。这4个压敏电阻中包括两个第一压敏电阻和两个第二压敏电阻。如图12b中的(a),r11和r12表示第一压敏电阻变化后的阻值,r21和r22表示第二压敏电阻变化后的阻值。一般而言,r11=r12=r21=r22。阻值分别为r11、r12的两个第一压敏电阻,与阻值分别为r21、r22的两个第二压敏电阻连接成惠斯通电桥的2个半桥。该惠斯通电桥的输入为vcc/i,输出为vout。该惠斯通电桥的输入为vcc/i,输出为vout1(即第一输出端的输出电压)和vout2(即第二输出端的输出电压)。处理器420检测到该vout1和vout2后,可以计算vout1与vout2的差值,将vout1-vout2作为压力信号。这样,可以消除温度对压力检测结构410的输出电压vout的影响,从而可以提升压力检测的准确性。

请参考图12b中的(b),其示出图12b中的(a)所示的2个半桥中的第一压敏电阻和第二压敏电阻在第一介电层的分布示意图。其中,图12b中的(b)所示的1203表示第一腔体在第一介电层与压敏电阻层的接触面上的垂直投影,r11′和r12′表示两个第一压敏电阻在上述接触面上的垂直投影,r21′和r22′表示两个第二压敏电阻在上述接触面上的垂直投影,虚线1204是垂直投影1203沿第二方向的中心线,也是垂直投影r11′和r12′沿第二方向的中心线。

其中,图12b中的(b)所示的分布方式,可以参考上述实施例对图8a或图8b所示的第一压敏电阻和第二压敏电阻在第一介电层的分布方式的介绍。图12b中的(a)所示的压敏电阻在第一介电层21的连接电路及电路排布,可以参考图9,本申请实施例这里不予赘述。

需要说明的是,n个压敏电阻中第一压敏电阻和第二压敏电阻的数量可以相同,也可以不同。例如,上述实施例中均以n个压敏电阻中第一压敏电阻和第二压敏电阻相同为例;而下述实施例中则以n个压敏电阻中第一压敏电阻和第二压敏电阻不同为例。

在一些实施例中,以n=6,n个压敏电阻包括两个第一压敏电阻和四个第二压敏电阻为例。这6个压敏电阻在第一介电层可以连接成一个惠斯通电桥的3个半桥。如图12c中的(a),r11和r12表示第一压敏电阻变化后的阻值,r21、r22、r23和r24表示第二压敏电阻变化后的阻值。一般而言,r11=r12=r21=r22=r23=r24。阻值分别为r11、r12的两个第一压敏电阻,与阻值分别为r21、r22、r23、r24的四个第二压敏电阻连接成惠斯通电桥的3个半桥。该惠斯通电桥的输入为vcc/i,输出为vouti(即第三输出端的输出电压)、voutii(即第四输出端的输出电压)和voutiii(即第五输出端的输出电压)。处理器420检测到该vouti、voutii和voutiii后,可以计算vouti与voutii的差值,并计算voutiii的变化量(如δvoutiii)。然后,处理器420可以将vouti-voutii作为压力信号,将δvoutiii作为温度补偿信号。处理器420可以采用温度补偿信号δvoutiii,消除温度对压力信号vouti-voutii的影响,从而可以提升压力检测的准确性。

请参考图12c中的(b),其示出图12c中的(a)所示的3个半桥中的第一压敏电阻和第二压敏电阻在第一介电层的分布示意图。其中,图12c中的(b)所示的1205表示第一腔体在第一介电层与压敏电阻层的接触面上的垂直投影,r11′和r12′表示两个第一压敏电阻在上述接触面上的垂直投影,r21′、r22′、r23′和r24′表示四个第二压敏电阻在上述接触面上的垂直投影。

其中,本申请实施例中的第一方向与第一压敏电阻的长边平行。例如,如图12c中的(b)所示,垂直投影r11′和r12′的长边与第一方向平行。如图12c中的(b)所示,垂直投影r11′和r12′沿第一方向的一端,位于垂直投影1205的左侧;垂直投影r11′和r12′沿第一方向的另一端,位于垂直投影1205的右侧。也就是说,本申请实施例中,第一压敏电阻在接触面的垂直投影r11′和r12′的两端可以横跨垂直投影1205的两侧。

可选的,第一压敏电阻沿第二方向的中心线与第一腔体沿第二方向的中心线重合。例如,如图12c中的(b)所示,虚线1206是垂直投影1205沿第二方向的中心线,也是垂直投影r11′和r12′沿第二方向的中心线。

上述四个第二压敏电阻中,部分第二压敏电阻的长边与第一方向垂直,部分第二压敏电阻的长边与第一方向平行。并且,第二压敏电阻在上述接触面的垂直投影与第一腔体在接触面的垂直投影不重合。

例如,如图12c中的(b)所示,上述垂直投影r21′、r22′和r24′的长边与第一方向垂直,垂直投影r23′的长边与第一方向平行;并且,垂直投影r21′、r22′、r23′和r24′与垂直投影1205不重合。可选的,垂直投影r21′和垂直投影r22′,沿垂直投影1205在第二方向的中心线1206对称分布。

可以理解,压敏电阻在第一介电层的排布方式(如平行于第一方向排布或者垂直于第一方向排布)可能会影响温度和压力对压敏电阻的阻值的影响。本申请实施例中,部分第二压敏电阻的长边与第一方向垂直,部分第二压敏电阻的长边与第一方向平行,可以降低压敏电阻的排布方式对压敏电阻的阻值的影响。这样,可以进一步提升压力检测的准确性。

如图12c中的(b)所示,垂直投影r21′和垂直投影r22′分别位于垂直投影1205的左右两侧;垂直投影r23′位于垂直投影r22′的右侧,垂直投影r24′位于垂直投影r23′的右侧。

需要说明的是,图12c中的(b)仅示出上述实施例中,第一压敏电阻和第二压敏电阻在第一介电层的一种分布方式示例。第一压敏电阻和第二压敏电阻在第一介电层的分布包括但不限于图12c中的(b)所示的分布方式。其中,结合图12c中的(b)所示的分布方式示例,图12c中的(c)示出图12c中的(a)所示的压敏电阻在第一介电层21的连接电路及电路排布示意图。

在另一些实施例中,以n=8,n个压敏电阻包括两个第一压敏电阻和六个第二压敏电阻为例。这8个压敏电阻在第一介电层可以连接成一个惠斯通电桥的4个半桥。如图12d中的(a),r11和r12表示第一压敏电阻变化后的阻值,r21、r22、r23、r24、r25和r26表示第二压敏电阻变化后的阻值。一般而言,r11=r12=r21=r22=r23=r24=r25=r26。阻值分别为r11、r12的两个第一压敏电阻,与阻值分别为r21、r22、r23、r24、r25和r26的六个第二压敏电阻连接成惠斯通电桥的4个半桥。

该惠斯通电桥的输入为vcc/i,输出为vouta、voutb、voutc和voutd。处理器420检测到该vouta(即第六输出端的输出电压)、voutb(即第七输出端的输出电压)、voutc(即第八输出端的输出电压)和voutd(即第九输出端的输出电压)后,可以计算第一差值u1=vouta-voutd,第二差值u2=voutb-voutc,第三差值u3=voutc-voutd,并计算u1、u2、u3的变化量(即δu1、δu2和δu3)。然后,处理器420可以将δu1+δu2作为压力信号,将δu3作为温度补偿信号,将δu1-δu2作为扭曲信号。其中,扭曲信号是指由于压敏电阻的形变而产生的信号。处理器420可以采用温度补偿信号δu3,消除温度对压力信号δu1+δu2的影响,从而可以提升压力检测的准确性。处理器420可以采用扭曲信号δu1-δu2,消除压敏电阻(如第二压敏电阻)的形变对压力信号δu1+δu2的影响,从而可以进一步提升压力检测的准确性。

请参考图12d中的(b),其示出图12d中的(a)所示的4个半桥中的第一压敏电阻和第二压敏电阻在第一介电层的分布示意图。其中,图12d中的(b)所示的1207表示第一腔体在第一介电层与压敏电阻层的接触面上的垂直投影,r11′和r12′表示两个第一压敏电阻在上述接触面上的垂直投影,r21′、r22′、r23′、r24′、r25′和r26′表示六个第二压敏电阻在上述接触面上的垂直投影。

其中,本申请实施例中的第一方向与第一压敏电阻的长边平行。例如,如图12d中的(b)所示,垂直投影r11′和r12′的长边与第一方向平行。如图12d中的(b)所示,垂直投影r11′和r12′沿第一方向的一端,位于垂直投影1207的左侧;垂直投影r11′和r12′沿第一方向的另一端,位于垂直投影1207的右侧。也就是说,本申请实施例中,第一压敏电阻在接触面的垂直投影r11′和r12′的两端可以横跨垂直投影1207的两侧。

可选的,第一压敏电阻在上述接触面的垂直投影沿第二方向的中心线与第一腔体在上述接触面的垂直投影沿第二方向的中心线重合。例如,如图12d中的(b)所示,虚线1208是垂直投影1207沿第二方向的中心线,也是垂直投影r11′和r12′沿第二方向的中心线。

上述四个第二压敏电阻中,部分第二压敏电阻的长边与第一方向垂直,部分第二压敏电阻的长边与第一方向平行。并且,第二压敏电阻在上述接触面的垂直投影与第一腔体在接触面的垂直投影不重合。

例如,如图12c中的(b)所示,上述垂直投影r21′、r22′、r24′和r6′的长边与第一方向垂直,垂直投影r23′和r25′的长边与第一方向平行;并且,垂直投影r21′、r22′、r23′、r24′、r25′和r26′与垂直投影1207不重合。

可以理解,压敏电阻在第一介电层的排布方式(如平行于第一方向排布或者垂直于第一方向排布)可能会影响温度和压力对压敏电阻的阻值的影响。本申请实施例中,部分第二压敏电阻的长边与第一方向垂直,部分第二压敏电阻的长边与第一方向平行,可以降低压敏电阻的排布方式对压敏电阻的阻值的影响。这样,可以进一步提升压力检测的准确性。

如图12d中的(b)所示,垂直投影r21′和垂直投影r22′分别位于垂直投影1207的左右两侧;垂直投影r23′位于垂直投影r22′的右侧,垂直投影r24′位于垂直投影r23′的右侧;垂直投影r25′位于垂直投影r24′的左侧,垂直投影r26′位于垂直投影r25′的左侧。

为了提升压力检测的准确性,图12d中的(b)所示的垂直投影r21′和r22′所对应的两个第二压敏电阻,沿垂直投影1207在第二方向的中心线1208对称(如轴对称)分布;垂直投影r24′和r26′所对应的两个第二压敏电阻,沿垂直投影1207在第二方向的中心线1208对称(如轴对称)分布;垂直投影r23′和r25′所对应的两个第二压敏电阻,沿垂直投影1207在第二方向的中心线1208对称(如中心对称)分布。

可以理解,对称设置在第一腔体两侧的两个第二压敏电阻由于第一腔体的形变,而发生的形变几乎相同,其阻值也几乎相同。因此,上述设计可以降低压敏电阻的排布方式对压敏电阻的阻值的影响,可以进一步提升压力检测的准确性。

需要说明的是,图12d中的(b)仅示出上述实施例中,第一压敏电阻和第二压敏电阻在第一介电层的一种分布方式示例。第一压敏电阻和第二压敏电阻在第一介电层的分布包括但不限于图12d中的(b)所示的分布方式。其中,结合图12d中的(b)所示的分布方式示例,图12d中的(c)示出图12d中的(a)所示的压敏电阻在第一介电层21的连接电路及电路排布示意图。

需要说明的是,本申请实施例中,n个压敏电阻中第一压敏电阻的数量包括但不限于2,n个压敏电阻中的第二压敏电阻的数量包括但不限于2、4、6。设计人员可以根据压力检测结构的使用需求,设置压力检测结构中压敏电阻的个数,本申请实施例对n的取值不作限定。但是,无论n取何值,惠斯通电桥的连接和工作原理都可以参考上述实施例中的相关描述,本申请实施例这里不予赘述。

需要注意的是,上述第一腔体的截面可以为三角形、梯形、矩形、多边形、圆形、扇形、椭圆形或者曲线形等任一形状。

例如,如图5、图6或图7所示,第一腔体111的截面为由椭圆弧a-d组成的曲线形。又例如,图13a示出多种压力检测结构的截面示意图。如图13a所示,压力检测结构1310的第一腔体1311的截面为矩形,压力检测结构1320的第一腔体1321的截面为梯形,压力检测结构1330的第一腔体1331的截面为三角形,压力检测结构1340的第一腔体1341的截面为半圆形。

可以理解,在基板上开设第一腔体,不仅可以增强基板的应变放大效果,还会影响基板的结构强度。并且,第一腔体的截面的形状不同,基板的应变放大效果则不同,基板的结构强度也不同。

示例性的,本申请实施例中,以图13a所示的四种形状的截面为例,说明第一腔体的截面的形状对基板的结构强度和应变放大效果的影响。

假设图13a所示的四个压力检测结构受到图13a所示方向的外力,每个压力检测结构受到的外力的大小相同,为1.3kpa。请参考图13b,其示出图13a所示的四个压力检测结构受到1.3kpa的外力作用时,其第一面的应力仿真示意图。其中,图13b中的(a)为图13a所示的压力检测结构1310的应力仿真示意图。图13b中的(b)为图13a所示的压力检测结构1320的应力仿真示意图。图13b中的(c)为图13a所示的压力检测结构1330的应力仿真示意图。图13b中的(d)为图13a所示的压力检测结构1340的应力仿真示意图。其中,图13a所示的各个压力检测结构中,除第一腔体的截面形状不同之外,其他器件的结构、材料以及相对位置关系完全相同。需要说明的是,对于同种材料的物体而言,其受到的应力与该应力产生的应变成正比。应力(一般用外部压力表示)作用于物体,该应力的应力转换率可以用于描述该物体的应变放大效果。应力转换率越高,则应变放大效果越好。请参考表1,其示出图13b所示的四个压力检测结构的应力仿真参数表。

表1

如表1所示,当向图13a所示的压力检测结构1310(腔体为矩形)施加1.3kpa的力时,其应变放大层可将该外力放大为5.3687kpa,并传递到差分电阻层,其应力转换率为412%。其中,5.3687/1.3=412%。1.3kpa的力作用于压力检测结构1310,使得压力检测结构1310的基板发生形变,该基板的形变在基板自身内部所产生的最大应力为99kpa。

当向图13a所示的压力检测结构1320(腔体为梯形)施加1.3kpa的力时,其应变放大层可将该外力放大为5.3227kpa,并传递到差分电阻层,其应力转换率为402%。其中,5.3227/1.3=402%。1.3kpa的力作用于压力检测结构1320,使得压力检测结构1320的基板发生形变,该基板的形变在基板自身内部所产生的最大应力为81kpa。

当向图13a所示的压力检测结构1330(腔体为三角形)施加1.3kpa的力时,其应变放大层可将该外力放大为5.0744kpa,并传递到差分电阻层,其应力转换率为390%。其中,5.0744/1.3=390%。1.3kpa的力作用于压力检测结构1330,使得压力检测结构1330的基板发生形变,该基板的形变在基板自身内部所产生的最大应力为78kpa。

当向图13a所示的压力检测结构1340(腔体为椭圆形)施加1.3kpa的力时,其应变放大层可将该外力放大为5.2381kpa,并传递到差分电阻层,其应力转换率为403%。其中,5.2381/1.3=403%。1.3kpa的力作用于压力检测结构1340,使得压力检测结构1340的基板发生形变,该基板的形变在基板自身内部所产生的最大应力为56kpa。

可以理解,应变放大层(即基板)受到的应力与该基板的结构强度成反比。具体的,基板的结构强度越高,该基板则越不容易发生形变;因此,该基板的第一面受到的应力则越小。

从表1可以看出:压力检测结构1340的应变放大层(即椭圆形腔体的基板)受到的应力最小,其基板的结构强度最高;压力检测结构1310的应力转换率最高,其基板结构强度最弱。但是,压力检测结构1340的应力转换率最高,其应变放大效果最好;压力检测结构1310的应力转换率最低,其应变放大效果最差。

本申请实施例通过以下实验,可以证明上述仿真数据的真实合理性。在实验中,分别向图13a所示的四个压力检测结构施加图13a所示方向1.3kpa的外力;然后,测量每个压力检测结构的输出电压,通过该输出电压得到每个压力检测结构的归一化应变。请参考表2,其示出图13a所示的四个压力检测结构的输出电压以及归一化应变参数表。

表2

其中,本申请实施例中,可以根据一个压力检测结构的输出电压,确定该压力检测结构的应变。表2所示的各个压力检测结构的归一化应变是指:压力检测结构的应变与腔体形状为矩形的压力检测结构的应变的比值。

如表2所示,压力检测结构1310(即矩形腔体的压力检测结构)的输出电压最大,归一化应变最大;压力检测结构1330(即三角形腔体的压力检测结构)的输出电压最小,归一化应变最小;压力检测结构1340(即椭圆形腔体的压力检测结构)的输出电压略大于压力检测结构1330的输出电压,归一化应变略大于压力检测结构1330的归一化应变。

本申请实施例中,可以根据表1所示的每个压力检测结构的应变放大层和差分电阻层对应的应力,分别计算各个压力检测结构仿真的归一化应变。如图13c所示,为本申请实施例中参考表1所示的参数和表2所示的参数,得到的图13a所示的各个压力检测结构仿真的归一化应变和实验的归一化应变对比示意图。从图13c可以看出:各个压力检测结构仿真的归一化应变和实验的归一化应变基本相符。

请参考图13d,其示出实验中各个压力检测结构的归一化结构强度示意图。从图13d可以看出:压力检测结构1340(即第一腔体为椭圆形的压力检测结构)的结构强度最高,压力检测结构1310(即第一腔体为矩形的压力检测结构)的结构强度最弱。图13d所示的实验数据中各个压力检测结构的结构强度,与仿真数据中各个压力检测结构的结构强度基本相符。

综上所述,上述仿真数据是真实合理的。第一腔体的截面的形状不同,基板的应变放大效果则不同,基板的结构强度也不同。

可以理解,基板的结构强度越低,外力施加至该基板后,该基板更容易损坏;该基板的结构强度越高,该基板的使用寿命则越长。而本申请实施例中,为了实现最大限度的实现应变放大,则要求基板具有较好的应变放大效果。也就是说,本申请实施例中,要求基板具有较好的应变放大效果,并且基板的结构强度较高。

需要说明的是,本申请实施例中的仿真参数或者仿真数据,可以为软件模拟上述各个压力检测结构受到外力作用时,得到的应力和应变等参数。本申请实施例中的实验数据或者实验参数,可以为通过实验测量得到的上述各个压力检测结构的实体模型受到外力作用时的应力和应变等参数。

在上述实例中,上述第一腔体的截面为矩形的基板的应变放大效果最好,但是该基板的结构强度最低。针对这一问题,本申请实施例可以改进矩形的第一腔体,以提升基板的结构强度。本申请实施例中,可以将图13a所示的矩形第一腔体1311的底部或开口与槽的连接处设计为圆弧形。这样,可以提升基板的结构强度。

例如,如图14a所示,压力检测结构1410的第一腔体1411的底部为两段小圆弧;压力检测结构1420的第一腔体1421的底部为整段椭圆弧;压力检测结构1430的第一腔体1431的开口与两个腔壁的连接处为向腔体内延伸的圆弧;压力检测结构1440的第一腔体1441的开口与两个腔壁的连接处为向腔体外延伸的圆弧。

如图7所示,图5所示的第一腔体111的形状与图14a所示的第一腔体的形状不同。如图7所示,第一腔体111的腔壁垂直于基板11的第二面113;并且,第一腔体111的开口与两个腔壁的连接处为向腔体内延伸的椭圆弧a和椭圆弧d;第一腔体111的底部与两个腔壁的连接处为向外延伸的椭圆弧b和椭圆弧c。如图7所示,椭圆弧a的一个末端与应变放大层1的上表面相切,另一个末端与竖直方向相切。椭圆弧d的一个末端与应变放大层1的上表面相切,另一个末端与腔壁相切。椭圆弧b的一个末端与腔壁相切,另一个末端与椭圆弧c的一个末端相切。椭圆弧c的另一个末端与腔壁相切。椭圆弧b与椭圆弧c相切的末端与第一面113平行。可选的,椭圆弧a和椭圆弧d与应变放大层1的上表面相切的末端可作倒角处理。

需要说明的是,图14a所示的四种压力检测结构的应变放大效果不同,且基板的结构强度也不同。并且,图14a所示的四种压力检测结构、图13a所示的压力检测结构1310(包括矩形腔体),以及图5所示的压力检测结构中,各个压力检测结构的应变放大效果不同,且基板的结构强度也不同。

以下实施例中,通过仿真和实验数据,说明将矩形腔体的各个角设置为圆弧形,对压力检测结构的应变放大效果以及基板的结构强度的影响。需要说明的是,图14a和图7所示的压力检测结构,以及、图13a所示的压力检测结构1310中,除第一腔体的截面形状不同之外,其他器件以及相对位置关系完全相同。

假设图14a所示的四个压力检测结构与图7所示的压力检测结构均受到图14a所示方向的外力,每个压力检测结构受到的外力的大小相同,为1.3kpa。请参考图14b,其示出图14a所示的四个压力检测结构和图7所示的压力检测结构受到1.3kpa的外力作用时,其第一面的应力仿真示意图。

其中,图14b中的(a)为图14a所示的压力检测结构1410的应力仿真示意图。图14b中的(b)为图14a所示的压力检测结构1420的应力仿真示意图。图14b中的(c)为图14a所示的压力检测结构1430的应力仿真示意图。图14b中的(d)为图14a所示的压力检测结构1440的应力仿真示意图。图14b中的(e)为图7所示的压力检测结构410的应力仿真示意图。请参考表3,其示出向图13a所示的压力检测结构1310、图14a所示的四个压力检测结构和图7所示的压力检测结构410均施加1.3kpa的力时,图13a所示的压力检测结构1310、图14a所示的四个压力检测结构和图7所示的压力检测结构410的应力仿真参数表。

表3

如表3所示,当向图13a所示的压力检测结构1310(腔体为矩形)施加1.3kpa的力时,其应变放大层可将该外力放大为5.3687kpa,并传递到差分电阻层,其应力转换率为412%。其中,5.3687/1.3=412%。1.3kpa的力作用于压力检测结构1310,使得压力检测结构1310的基板发生形变,该基板的形变在基板自身内部所产生的最大应力为99kpa。

当向图14a所示的压力检测结构1410施加1.3kpa的力时,其应变放大层可将该外力放大为5.3448kpa,并传递到差分电阻层,其应力转换率为411%。其中,5.3448/1.3=411%。1.3kpa的力作用于压力检测结构1410,使得压力检测结构1410的基板发生形变,该基板的形变在基板自身内部所产生的最大应力为78kpa。

当向图14a所示的压力检测结构1420施加1.3kpa的力时,其应变放大层可将该外力放大为5.3285kpa,并传递到差分电阻层,其应力转换率为409%。其中,5.3285/1.3=409%。1.3kpa的力作用于压力检测结构1420,使得压力检测结构1420的基板发生形变,该基板的形变在基板自身内部所产生的最大应力为58kpa。

当向图14a所示的压力检测结构1430施加1.3kpa的力时,其应变放大层可将该外力放大为9.0079kpa,并传递到差分电阻层,其应力转换率为693%。其中,9.0079/1.3=693%。1.3kpa的力作用于压力检测结构1430,使得压力检测结构1430的基板发生形变,该基板的形变在基板自身内部所产生的最大应力为98kpa。

当向图14a所示的压力检测结构1440施加1.3kpa的力时,其应变放大层可将该外力放大为3.5581kpa,并传递到差分电阻层,其应力转换率为274%。其中,3.5581/1.3=274%。1.3kpa的力作用于压力检测结构1440,使得压力检测结构1440的基板发生形变,该基板的形变在基板自身内部所产生的最大应力为98kpa。

当向图7所示的压力检测结构410施加1.3kpa的力时,其应变放大层可将该外力放大为8.9409kpa,并传递到差分电阻层,其应力转换率为688%。其中,8.9409/1.3=688%。1.3kpa的力作用于压力检测结构410,使得压力检测结构410的基板发生形变,该基板的形变在基板自身内部所产生的最大应力为58kpa。

一方面,从表3可以看出:压力检测结构1310的基板受到的应力(如99kpa)最大,压力检测结构1430、压力检测结构1440的基板受到的应力(如98kpa)略小于压力检测结构1310的应变放大层受到的应力;但是,压力检测结构1430的应力转换率(如693%)远大于压力检测结构1310的应力转换率(如412%)和压力检测结构1440的应力转换率(如274%)。

压力检测结构1420的基板受到的应力(如58kpa)等于压力检测结构410的应变放大层受到的应力(如58kpa);但是,压力检测结构410的应力转换率(如688%)远大于压力检测结构1420的应力转换率(如409%)。

由此可见,在基板开设第一腔体,第一腔体的开口越小(如开口为从腔壁向内延伸的圆弧形),有利于提升应变放大层(即基板)的应力转换率,有利于增强基板的应变放大效果。

另一方面,由表3可以看出:压力检测结构410的应变转换率(如688%)和压力检测结构1430的应变转换率(如693%)相差不大。但是,压力检测结构410的基板受到的应力(如58kpa)远小于压力检测结构1430的基板受到的应力(如98kpa),即压力检测结构410的基板的结构强度远大于压力检测结构1430的基板的结构强度。

压力检测结构1310的应变转换率(如412%)、压力检测结构1410的应变转换率(411%)与压力检测结构1420的应变转换率(409%)相差不大。但是,压力检测结构1310的基板受到的应力(如99kpa)大于压力检测结构1410的基板受到的应力(如78kpa),压力检测结构1410的基板受到的应力(如78kpa)大于压力检测结构1420的基板受到的应力(如58kpa)。即压力检测结构1310的基板的结构强度弱于压力检测结构1410的基板的结构强度,压力检测结构1410的基板的结构强度弱于压力检测结构1420的基板的结构强度。

由此可见,在基板开设第一腔体,第一腔体的底部(如腔体底部为从腔壁向内延伸的圆弧形),有利于增强基板的结构强度。也就是说,图7所示的压力检测结构410中因为设有第一腔体111,不仅可以提升基板11的应力转换率,最大限度的提升应变放大效果,还可以增强基板11的结构强度。

本申请实施例通过以下实验,可以证明上述仿真数据的真实合理性。在实验中,分别向图13a所示的压力检测结构1310、图14a所示的四个压力检测结构和图7所示的压力检测结构410,施加图13a所示方向1.3kpa的外力。然后,测量每个压力检测结构的输出电压,通过该输出电压得到每个压力检测结构的归一化应变。请参考表4,其示出图13a所示的压力检测结构1310、图14a所示的四个压力检测结构和图7所示的压力检测结构410的输出电压以及归一化应变参数表。

表4

其中,本申请实施例中,可以根据一个压力检测结构的输出电压,确定该压力检测结构的应变。表4所示的各个压力检测结构的归一化应变是指:压力检测结构的应变与腔体形状为矩形的压力检测结构的应变的比值。

如表4所示,压力检测结构1310的输出电压最大;压力检测结构1430的归一化应变最大。压力检测结构410的归一化应变略小于压力检测结构1430的归一化应变。

本申请实施例中,可以根据表3所示的每个压力检测结构的应变放大层和差分电阻层对应的应力,分别计算各个压力检测结构仿真的归一化应变。如图14c所示,为本申请实施例中参考表3所示的参数和表4所示的参数,得到的图13a所示的压力检测结构1310、图14a所示的四个压力检测结构和图7所示的压力检测结构410仿真的归一化应变和实验的归一化应变对比示意图。从图14c可以看出:各个压力检测结构仿真的归一化应变和实验的归一化应变基本相符。

请参考图14d,其示出实验中各个压力检测结构的归一化结构强度示意图。从图14d可以看出:压力检测结构410的结构强度最高,压力检测结构1310的结构强度最弱。图14d所示的实验数据中各个压力检测结构的结构强度,与仿真数据中各个压力检测结构的结构强度基本相符。

综上所述,上述仿真数据是真实合理的。第一腔体的截面的形状不同,基板的应变放大效果则不同,基板的结构强度也不同。

分析上述仿真和实验数据,可以得出:第一腔体的开口的大小会影响基板的结构强度。具体的,第一腔体的开口越小,基板的结构强度越高;第一腔体的开口越大,基板的结构强度越低。例如,图7所示第一腔体111的开口小于图14a所示的第一腔体1441的开口;如图14d所示,压力检测结构410的结构强度大于压力检测结构1410的结构强度。

其中,第一腔体的开口的大小不仅会影响基板的结构强度,还会影响应变放大层(即基板)的应变放大效果。具体的,由上述“(五)应变放大层1的应变集中和应变放大原理”中的描述可知:图7所示的基板111具有两级应变放大的效果。其中,一级应变放大由图10a或图10b所示的11b实现,二级应变放大由图10a或图10b所示的11c。由上述二级应变放大原理的描述可知:图10a或图10b所示的11c实现二级应变放大的原因在于l2<l1,即图10a所示的第一腔体111的开口ef小于第一腔体111的宽度ab(即两侧腔壁之间的距离)。而图13a所示的压力检测结构1310和图14a所示的压力检测结构则只能实现上述一级应变放大,而不能实现二级应变放大。

一般而言,图10a所示的l2(即第一腔体111的开口的尺寸)越小,l1(即第一腔体111的两个腔壁之间的距离)越大,l3(即第一腔体111的腔壁)越高,应变放大层(即基板11)的应变放大效果越好。但是,在实际产品中,l1越大、l3越大,则基板的结构强度越低;并且,l2(即第一腔体111的开口的尺寸)越小,工艺难度则越高。按照目前的工艺水平,l2>0.5毫米(mm)。因此,在制备本申请实施例的压力检测结构时,可以结合目前的工艺水平、基板的材质,以及产品使用过程中对基板的结构强度的要求,设计第一腔体的各部分的尺寸,以期望产生最好的应变放大效果。

需要说明的是,虽然在基板上设置不同形状的第一腔体,会使得基板的应变放大效果不同。但是,无论第一腔体的形状如何,相比于没有腔体的基板,设有第一腔体的基板的应变放大效果较好。

示例性的,以图7所示的第一腔体111为例,说明设有腔体与没有腔体的基板的结构强度和应变放大效果的不同。其中,假设一个没有腔体的压力检测结构中,除没有腔体之外,其他器件以及相对位置关系与图7所示的压力检测结构410完全相同。

假设上述没有腔体的压力检测结构与压力检测结构410受到1.3kpa的外力。请参考图15a,其示出没有腔体的压力检测结构受到1.3kpa的外力作用时,其第一面的应力仿真示意图。请参考表5,其示出没有腔体的压力检测结构与图7所示的压力检测结构410的应力仿真参数表。

表5

如表5所示,当向图7所示的压力检测结构410施加1.3kpa的力时,其应变放大层可将该外力放大为8.9409kpa,并传递到差分电阻层,其应力转换率为688%。其中,8.9409/1.3=688%。1.3kpa的力作用于压力检测结构410,使得压力检测结构410的基板发生形变,该基板的形变在基板自身内部所产生的最大应力为58kpa。

当向无腔体的压力检测结构施加1.3kpa的力时,其应变放大层可将该外力放大为0.73kpa,并传递到差分电阻层,其应力转换率为56%。其中,0.73/1.3=56%。1.3kpa的力作用于无腔体的压力检测结构,使得无腔体的压力检测结构的基板发生形变,该基板的形变在基板自身内部所产生的最大应力为30kpa。

从表5可以看出:压力检测结构410的基板受到的应力大于无腔体的压力检测结构的基板受到的应力,即压力检测结构410的基板的结构强度弱于无腔体的压力检测结构的基板的结构强度。而压力检测结构410的应力转换率远大于无腔体的压力检测结构的应力转换率,即压力检测结构410的应变放大效果优于无腔体的压力检测结构的应变放大效果。

本申请实施例通过以下实验,可以证明上述仿真数据的真实合理性。在实验中,分别向图7所示的压力检测结构410和无腔体的压力检测结构施加1.3kpa的外力;然后,测量每个压力检测结构的输出电压,通过该输出电压得到每个压力检测结构的归一化应变。请参考表6,其示出图7所示的压力检测结构410和无腔体的压力检测结构的输出电压以及归一化应变参数表。

表6

如表6所示,压力检测结构410的输出电压大于无腔体的压力检测结构的输出电压;压力检测结构410的归一化应变远大于无腔体的压力检测结构的归一化应变。

本申请实施例中,可以根据表5所示的每个压力检测结构的应变放大层和差分电阻层对应的应力,分别计算各个压力检测结构仿真的归一化应变。如图15b所示,为本申请实施例中参考表5所示的参数和表6所示的参数,得到的图7所示的压力检测结构410和无腔体的压力检测结构仿真的归一化应变和实验的归一化应变对比示意图。从图15b可以看出:图7所示的压力检测结构410和无腔体的压力检测结构仿真的归一化应变和实验的归一化应变基本相符。

请参考图15c,其示出实验中各个压力检测结构的归一化结构强度示意图。从图15c可以看出:压力检测结构410的结构强度弱于无腔体的压力检测结构的结构强度。图15c所示的实验数据中各个压力检测结构的结构强度,与仿真数据中各个压力检测结构的结构强度基本相符。

综上所述,上述仿真数据是真实合理的。设有第一腔体的基板与无腔体的基板的应变放大效果则不同,基板的结构强度也不同。

在一些实施例中,上述基板11可以是一体成型的基板。例如,如图6或图7所示,基板11是一体成型的基板。在另一些实施例中,电子设备的中框的内侧设有第二腔体。该第二腔体在中框的内侧设有开口基板11可以包括设有第二腔体的中框和设有通孔的第一模组。例如,图16a为图5所示的压力检测结构410的另一种aa剖面图。基板11可以包括图16a或图16b所示的中框11-1和第一模组11-2。中框11-1可以是电子设备400的中框,如图16a所示,该中框11-1的一面设有第二腔体111a,第一模组11-2固定在中框11-1设有第二腔体111a的一面上。如图16b所示,第一模组11-2的通孔111b的第一开口111b-1与第二腔体111a的开口对应。上述第二腔体111a与第一模组11-2的通孔111b可组成上述第一腔体111,图16b所示的第一模组11-2的通孔111b的第二开口111b-2是第一腔体111的开口。例如,请参考图16b,其示出图5所示压力检测结构410的一种与图16a对应的结构分解示意图。图16b所示的第一介电层21、压敏电阻层22和绝缘保护层23可以参考上述实施例对图6中对应器件的介绍。图16b所示的基板11与图6所示的基板11不同。如图16b所示,基板11包括中框11-1和第一模组11-2。

其中,本申请实施例中的第一腔体可以是贯通式的腔体或者非贯通式的腔体。例如,如图16b所示,基板11的腔体是非贯通式的腔体。当然,本申请实施例中的一体成型的基板中的第一腔体也可以是非贯通式的腔体,非一体成型的基板(如包括第二腔体的中框和第一模组的基板)中的第一腔体也可以是贯通式的腔体,本申请实施例对此不作限制。

举例来说,第一模组11-2可以通过胶黏、焊接、螺丝固定等方式固定在中框11-1的内侧。例如,第一模组11-2可以通过胶水11-3固定在中框11-1的内侧。该胶水11-3是弹性模量较高的胶水(即弹性模量大于第一模量阈值的胶水)。由上述术语介绍中对弹性模量的描述可知:物体的弹性模量越高,则该物体对正应力的传递性能越好。因此,使用弹性模量较高的胶水,将第一模组11-2通过胶黏方式固定在中框11-1的内侧,可以减少中框11-1向第一模组11-2传递的正应力的损失,使得基板11受到最大的正应力,有利于实现应变放大。需要说明的是,图16a所示的压力检测结构的工作原理与图7所示的压力检测结构的工作原理相同,本申请实施例这里不再介绍。

在一些实施例中,上述压力检测结构410还可以包括第二介电层和电容层。第二介电层固定在基板的第二面。例如,该第二介电层可以通过胶黏、焊接、螺丝固定等方式固定在基板的第二面。上述电容层设置在第二介电层上,与基板的接触面相对的一面。

示例性的,如图17所示,压力检测结构410还可以包括第二介电层6和电容层4。电容层4可以包括电路连接的一个或多个金属电极41。上述电容层4设置在第二介电层6上。其中,第二介电层6固定在基板11的第二面113,该第二面113与基板11的第一面相对。电容层4中连接一个或多个金属电极41的电路的输出端连接处理器420。

例如,如图17所示,该第二介电层6通过粘合剂5固定在基板11的第二面113。该粘合剂5可以是弹性模量较高的胶水。其中,使用弹性模量较高的胶水将第二介电层6固定在基板11的第二面113,可以减少第二介电层6向应变放大层1(即基板11)传递的正应力的损失,使得应变放大层1受到最大的正应力,有利于实现应变放大。

可以理解,如图17所示,当手指沿箭头方向靠近或接触压力检测结构410时,由于电容效应,金属电极41上发生电荷流动,从而会产生电信号。由于电容层4中连接一个或多个金属电极41的电路的输出端连接处理器420;因此,处理器420可以检测到该电信号,从而可以检测到用户手指的靠近和触摸。如图所示,金属电极41可以是矩形、平行四边形、菱形、箭头形等不同形状,多个金属电极41可以呈条形或阵列式分布,便于实现滑动信号检测。

在一些实施例中,如果处理器420根据上述电信号检测到用户手指的靠近和触摸,则可以触发电子设备400的预设器件发出提示信息,以提示用户输入触摸操作以控制电子设备400。

示例性的,上述预设器件可以为电子设备400的马达。当预设器件是电子设备400的马达时,提示信息可以为振动提示。或者,上述预设器件还可以是电子设备400的扬声器,该提示信息可以是语音提示。其中,上述提示信息用于提示用户在手指接触区域输入触摸操作以控制电子设备400。

在一些实施例中,电容层4包括多个金属电极41。在这种情况下,手指在电容层4表面的接触点不同,滑动方向不同,可以使电容层4输出不同的电信号。处理器420可以根据电容层4输出的电荷,检测用户的触摸操作(即上述按压操作)的类型(如单指操作或多指操作)以及滑动方向。然后,处理器420可以根据触摸操作的类型和滑动方向,触发电子设备400中的各个器件响应用户的触摸操作。可选的,针对滑动方向不同、类型不同的触摸操作,处理器420可以触发电子设备400中的预设器件发出不同的提示信息,如振动频率和/或振动次数不同的振动提示。

在一些实施例中,电子设备400中可以包括图18所示的多个压力检测结构。例如,该多个压力检测结构可并排设置在电子设备400中。例如,如图1c所示,手机中设置了三个压力检测结构,如压力检测结构101、压力检测结构102和压力检测结构103。

其中,电子设备中的多个压力检测结构可以并排设置。例如,如图1c所示,压力检测结构102和压力检测结构103并排设置在手机的右侧边框,多个压力检测结构可以独立工作也可以组合工作,当用户手指连续滑过多个按键时,通过不同压力检测结构的输出信号组合可以进行滑动方向等不同触摸、滑动操作的判断识别。或者,电子设备中的多个压力检测结构也可以非并排设置。例如,如图1c所示,压力检测结构101和压力检测结构103分别设置手机的左侧边框和右侧边框,属于非并排设置。需要说明的是,无论多个压力检测结构在电子设备中的位置如何设置,每个压力检测结构都可以独立工作。

本申请实施例提供的压力检测结构,不仅可以增强该压力检测结构中第一压敏电阻的应变,从而提升压力检测结构的压力检测的灵敏度。并且,还可以减少温度对压敏电阻的阻值的影响,从而提升压力检测的准确性。

并且,该压力检测结构的制备工艺简单,便于组装和批量生产,可以节省压力检测结构的生产成本。进一步的,该压力检测结构对施加压力的介质没有要求。针对用户直接用手指施加的压力、用户用戴手套的手指施加的压力、用户通过其他导体、绝缘体等任一介质施加的压力,都可以被该压力检测结构检测到。如此,可以提升该压力检测结构使用场景的普遍性。

以上内容,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换,都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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