CN105468199B - 一种具有压力感测的面板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有压力感测的面板,所述具有压力感测的面板包括一盖板,所述盖板界定有一显示区和一非显示区,所述显示区用于图像的显示,除显示区外的其他区域为非显示区,所述非显示区包括一按键区,所述按键区所对应的盖板之异于按压操作面的一侧设置有至少一压力感测电极。按键区包括至少一按键,所述至少一压力感测电极对应于所述至少一按键设置,按键在不同按压力值条件下可以设置不同的执行功能,如此,丰富了按键功能。
Description
【技术领域】
本发明涉及压力感测领域,尤其涉及一种面板,所述面板的非显示区设置有一具有压力感测功能的按键区。
【背景技术】
为了丰富电子设备的功能,提升用户体验,现有电子设备之面板上已经加载有压力感测器,用户在使用手指,手写笔等在电子设备的面板上进行按压操作时,所述压力感测器可以侦测到按压操作所对应的按压力值。
现加载有压力感测器的面板结构如图1A、图1B所示,面板1T包括一盖板1,盖板1界定有一显示区1a,显示区1a用于图像显示;除显示区1a外,盖板1表面的其他区域为非显示区1b,非显示区1b所对应的盖板1之异于按压操作面的一侧通常有形成遮蔽层以遮蔽不必要的光和线迹,在非显示区1b内通常还包括一按键区1e,按键区1e内设置有一机械按键9,当用户按下机械按键9时,面板1T即执行某一特定的功能(如显示用户界面主菜单、关闭程序或解锁)。所述盖板1的第一表面1c(上表面)为按压操作面,手指,手写笔等可以在上面进行按压操作,盖板1的第二表面1d(下表面)由近至远依次设置有一触控感测器2,LCD显示模组3以及一支撑结构6,触控感测器2用于侦测按压操作的位置;LCD显示模组3控制显示区1a图像的显示;支撑结构6与LCD显示模组3之间设置有一定的距离,支撑结构6靠近LCD显示模组3的一侧设置有一压力感测元件5,支撑结构6用于支撑压力感测元件5,压力感测元件5采用导电材料制成,其与LCD显示模组3之间隔有一定的距离,在所述LCD显示模组3内设置有导电电极(图未视),所述导电电极与所述压力感测元件5相配合构成一个或多个电容4,当用户在盖板1上进行按压操作时会对盖板1的第一表面1c施加按压力,由于按压力的施加,导电电极与压力感测元件5之间的距离发生了变化,即电容4的输出值发生了变化,不同的按压力即对应于不同的电容4容值,通过对电容4容值进行侦测和运算就可以获得对应按压操作的按压力值。由于面板1之按压操作的按压力值侦测需要LCD显示模组3内的导电电极与压力感测元件5配合完成,故,在面板1的非显示区域(如按键区1e),其没有按压力侦测功能。这种结构的面板11对非显示区1b的功能扩展产生了一定的限制。
【发明内容】
为克服目前的面板在非显示区域不具有压力侦测功能的问题,本发明提供一种具有压力感测的面板。
本发明提供了一种解决上述技术问题的技术方案:一种具有压力感测的面板,所述具有压力感测的面板包括一盖板,所述盖板界定有一显示区和一非显示区,所述显示区用于图像的显示,除显示区外的其他区域为非显示区,所述非显示区包括一按键区,所述按键区所对应的盖板之异于按压操作面的一侧设置有至少一压力感测电极,所述按键区包括至少一按键,所述至少一压力感测电极对应于所述至少一按键设置,所述按键区所对应的盖板之异于按压操作面的一侧设置有触控电极,用户在进行按压操作时,信号处理器先通过触控电极侦测按压操作所对应的位置信息,再通过压力感测电极侦测按压操作所对应的按压力值,按压力值与位置信息结合确定对应的按压操作之功能。
优选地,所述具有压力感测的面板进一步包括一信号处理器,所述至少一压力感测电极两端电性连接于所述信号处理器以形成一压力信号侦测回路。
优选地,所述显示区所对应的盖板之异于按压操作面的一侧设置有触控电极或至少一压力感测电极。
优选地,所述触控电极位于盖板与所述至少一压力感测电极之间。
优选地,所述触控电极和/或所述至少一压力感测电极延伸至所述显示区。
优选地,所述按键区上的按键数量为多个,所述位于盖板之异于按压操作面一侧的压力感测电极数量为一个,其形状尺寸匹配于按键区的形状尺寸。
优选地,所述压力感测电极的数量等于按键数量,所述压力感测电极的位置与按键位置一一对应。
优选地,用户在进行按压操作时,信号处理器通过压力感测电极侦测按压操作所对应的按压力值,即可确定对应的按压操作之功能。
优选地,所述信号处理器设置有一阈值Fth0,用户通过按键进行按压操作,对应于按键的压力感测电极应按压操作产生一压力信号,压力信号大于阈值Fth0,则为有效按压操作,反之则无效。
优选地,所述信号处理器进一步设置有阈值Fth1,Fth2······Fthn,n为正整数,Fth0<Fth1<Fth2<······<Fth(n-1)<Fthn,相邻阈值Fth(n-1)与Fthn之间形成一压力信号区间,每一压力信号区间匹配一对应的功能。
优选地,每一压力信号区间所匹配的功能为显示指定界面或运行设定程序。
优选地,显示指定界面为显示操作系统主界面,显示搜索界面,显示屏幕保护界面中的一种,运行设定程序为解锁、锁屏、截屏、设置静音、拍照、打开浏览器或播放器中的一种。
优选地,所述至少一按键对应一控制信号之信号幅值的控制,当用户通过所述至少一按键进行有效按压操作时,控制信号之信号幅值发生改变,其改变幅度为A1,或A2,······或An,压力信号区间Fth0至Fth1,Fth1至Fth2,······Fth(n-1)至Fthn依次匹配功能:以幅度A1改变控制信号幅值,以幅度A2改变控制信号幅值,······以幅度An改变控制信号幅值,其中A1<A2<······<An。
优选地,所述控制信号决定音量,屏幕显示亮度,视频播放进度,页面滚动速度,拍摄镜头焦距,拍摄速度中的一种或多种。
优选地,所述按键为机械按键,或为盖板之按压操作面的凸起结构/凹陷结构,或为对应盖板之按压操作面上的按键处采用不同的工艺以形成与按键周边区域不同的表面材质,或为盖板异于按压操作面上丝印或蚀刻的图标。
优选地,所述压力感测电极采用压阻材料制成。
优选地,所述压力感测电极为一导线绕成的放射状的压力感测电极,或回旋状的压力感测电极,或锯齿波状的压力感测电极。
与现有技术相比,本发明中压力感测电极采用压电或压阻材料制成,其结构简单灵活,不受显示区控制,可直接通过在非显示区之按键区所对应的盖板一侧设置压力感测电极,使非显示区同样具备压力侦测功能。按键在不同按压力值条件下可以设置不同的执行功能,如此,丰富了按键功能。
进一步,面板设置有触控电极,触控电极与压力感测电极结合,一者确定按压操作位置信息,另一者确定按压操作的按压力值,通过两者的结合,可在简化的硬件配置条件下丰富按键功能。
【附图说明】
图1A是现有技术中面板的平面结构示意图;
图1B是图1A中Ⅰ-Ⅰ处的剖面结构示意图;
图2A是本发明第一实施例面板的平面结构示意图;
图2B是图2A中Ⅱ-Ⅱ处的剖面结构示意图;
图2C是图2B中面板剖面结构简化示意图;
图3A-3C是本发明第一实施例中压力感测电极的平面结构示意图;
图4和图5是本发明第一实施例中按键区与压力感测电极的位置关系对应示意图;
图6A-6B是本发明第一实施例中盖板与压力感测电极层的对应结构示意图;
图7A-7B是本发明第一实施例中面板的压力信号侦测流程图;
图8A是本发明第二实施例面板的剖面结构示意图;
图8B是图8A中盖板与压力感测电极层的对应结构示意图;
图9是本发明第四实施例面板的剖面结构示意图;
图10A-10C是本发明第四实施例中按键区与压力感测电极的位置关系对应示意图;
图11是本发明第二实施例中面板的压力信号侦测流程图;
【具体实施方式】
为了使本发明的目的,技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施实例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明中所提及的“上”、“下”、“左”、“右”等位置词仅指当前指定视图的相对位置,而非绝对位置。
请参阅图2A,本发明第一实施例面板10界定有一显示区11a,显示区11a用于图像的显示,除显示区11a外,面板10表面的其他区域为非显示区11b,在非显示区11b内包括一按键区12,按键区12内设置有至少一按键14,用户可以通过按键14控制面板10的显示或输入输出信号等。
请参阅图2B,面板10包括一盖板11,所述盖板11的第一表面11a(上表面)为按压操作面,手指,手写笔等可以在上面进行按压操作,盖板11的第二表面11b(下表面)对应于显示区11a的区域处设置有一显示模组15,盖板11的第二表面11b对应于非显示区11b的区域设置有一遮蔽层19,通常是丝印油墨或蚀刻光阻的方式形成,以遮蔽不必要的光和线迹。
按键14可以是贯穿盖板11的机械按键,也可以是盖板11第一表面11a形成的凸起或凹陷结构,也可以是盖板11第一表面11a对应按键14处采用磨砂或哑光等工艺以形成与按键14周边区域不同的表面材质,其还可以通过盖板11第二表面11b丝印油墨或蚀刻光阻以形成图标的形式实现。作为一种较佳实施例,按键14的图标可以与遮蔽层19同层设置,但采用不同颜色的油墨或光阻形成特定的图标,以利于从盖板11第一表面11a辨识按键14的图标,或当遮蔽层为多层油墨或光阻时,按键14图标对应处油墨或光阻层数较少,以达到背光息灭时按键14图标不显示,而背光亮起时按键14图标可见的效果。
按键14所对应的盖板11之异于按压操作面的一侧还设置有至少一压力感测电极13,在本发明中,设置于盖板11之异于按压操作面的一侧不仅包括直接或间接设置于盖板11之异于按压操作面的另一表面,还包括设置于异于盖板11的另一基材层,而以胶贴合于盖板11的方式。所述至少一压力感测电极13的位置对应于非显示区11b内的按键区12。每一压力感测电极13相对的两端均通过一压力感测导线(图未示)电性连接至一信号处理器(图未示)以形成一回路,侦测压力感测电极13受按压前后的电信号的变化,信号处理器根据电信号变化情况判断对应的压力信号。
在本实施例中,压力感测电极13是形成于遮蔽层19下方,即异于盖板11按压操作面的一侧,而在其他实施例中,当压力感测电极13是由透明材料制作时,其也可以设置于盖板11与遮蔽层19之间,为了表述上更加简洁,下文图中将省略遮蔽层19,仅显示按键14与压力感测电极13的对应关系,如图2C,而本领域技术人可以明白遮蔽层19可设置于盖板11与压力感测电极13之间,或压力感测电极13远离盖板11的一侧。
在本发明中,压力感测电极13所采用的材料为压阻材料,在对按键14对应的盖板11第一表面11a进行按压时,盖板11受力形变,相应引起位于盖板11异于按压操作面一侧的压力感测电极13产生应变,继而产生电阻值变化,电阻值变化量大小正比于按压力大小。压阻材料具有如下特性:
GF=(ΔR/R)/ε
GF(Gage Factor)为应变计因子,R为压力感测电极13的初始电阻值,ΔR为压力感测电极13的电阻值变化量,ε为压力感测电极13在沿各个方向的应变量总和。
为了使ΔR值尽可能大,以利于侦测,应选择GF值大于0.5的材料,例如纳米级的银、铜、铝、金等金属,或氧化铟锡、氧化锡锑、氧化铟锌、氧化锌等金属氧化物,或石墨烯、金属网格、纳米碳管或透明导电高分子材料的任意一种。
而在GF、初始电阻值R固定的情况下,为了让电阻变化ΔR能更有效的被侦测出,还需要让压力感测电极13沿各个方向的应变量总和越大越好。压力感测电极13的大小大致与按键14的大小对应,其可以为块状电极或与按键14相同图案,在本实施例中,为了提高应变量总和,压力感测电极13也可以利用压阻材料以导线形式形成特定的形状,导线的线宽范围较佳为3~500um,特定的形状可以是如图3A所示的放射状压力感测电极13a,或如图3B所示的回旋状压力感测电极13b,或如图3C所示的锯齿状压力感测电极13c。图4为按键14与压力感测电极13的位置关系爆炸示意图,在本实施例中,按键区12仅设置有一按键14,按键区12异于按压操作面的一侧设置了压力感测电极13,压力感测电极13的数量等于按键区14按键的数量,且与按键14的位置对应。当按键14处对应的盖板11按压操作面被按压时,设置在按键14处盖板11另一侧的压力感测电极13则会发生应变以产生一压力信号,信号处理器通过对压力信号的侦测和计算即可以获得按压操作对应的按压力值。所述按键区12的按键14可以是多个。在按键14为多个时,压力感测电极13数量等于按键14数量,且位置一一对应。
如前文中说明的,压力感测电极13设置于按键14处盖板11之异于按压操作面的一侧设置的方式包括压力感测电极13直接或间接形成于盖板11的第二表面11b,或压力感测电极13形成于另一基材层表面而通过粘胶贴合于盖板11第二表面11b,所述粘胶材料优选为OCA(光学透明胶,Optical Clear Adhesive)或LOCA(液态光学透明胶,Liquid OpticalClear Adhesive),粘胶厚度在100nm—100μm,优选为20-50um以使得因按压操作所引起的形变可以较好的传递给压力感测电极13,而引起压力感测电极13产生应变。同时,压力感测电极13设置于盖板11异于按压操作面一侧,设置方式还包括但不限定于通过压力感测电极13下方元器件支撑,以使压力感测电极13靠近盖板11第二表面11b设置。
为了进一步丰富按键14功能,请参阅图5,所述压力感测电极13的透光率在80%以上。所述至少一压力感测电极13对应的正下方设置有一LED灯珠17,当采用面板10的电子设备接收到信息或电量过低等状况下,所述LED灯珠17可以设置为点亮状态。点亮状态下的LED灯珠17光线可以透过压力感测电极13从按键14位置处射出,从而被用户觉察到以作为电子设备的某种功能提醒。所述LED灯珠17数量也可以为一个,其对应于至少一按键14位置而设置,LED灯珠17靠近盖板的一侧设置有一导光板(未图示),导光板将LED灯珠17的光线扩散到按键区12所对应的下方区域。
在本发明的其他实施方式中,面板10的显示区11a对应的盖板11之异于按压操作面一侧也可以设置压力感测电极13’(标号见图6A),对应于显示区11a设置的压力感测电极13’和对应于按键区12设置的压力感测电极13设置在相同或不同的承载体上,具体包括以下几种设置方式:①,压力感测电极13和压力感测电极13’均以盖板11作为承载体,即所述两者均设置在盖板11之第二表面11b上;②,压力感测电极13和压力感测电极13’均以一另设的基材层作为承载体,压力感测电极13和压力感测电极13’设置在基材层的同一表面(图6A所示情况)或分别设置在相对的两个表面上;③,压力感测电极13和压力感测电极13’分别以盖板11与另设的基材层作为所述两者的不同承载体,即其中一者设置在盖板11之第二表面11b上,另一者设置在另设的基材层上;④,压力感测电极13和压力感测电极13’分别以另设的两个基材层作为所述两者的不同承载体,即两者分别设置在两个不同的基材层上(图6B所示情况)。压力感测电极13和压力感测电极13’采用相同的承载体时,压力感测电极13’的形状、尺寸及材质优选与压力感测电极13保持一致以便于一次完成工艺制作。作为另一种选择,压力感测电极13’有不同于压力感测电极13的形状,尺寸及材质。
以下以图6A和图6B中所示的压力感测电极13’设置方式进行详细说明。如图6A,至少一压力感测电极13’设置在显示区11a所对应的盖板11之异于按压操作面一侧,本实施例中显示区11a中压力感测电极13’为多个。对应于显示区11a的压力感测电极13’和对应于按键区12的压力感测电极13设置于同一承载体(基材层133)上形成一压力感测层130。
基材层133材质可以是刚性材质如玻璃,强化玻璃,蓝宝石玻璃等。基材层133材质进一步优选为透明柔性材质,如聚合物膜,所述聚合物膜诸如包括聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或聚碳酸酯的膜,较佳地,基材层133厚度小于500μm。为了使位于基材层133上的压力感测电极13既可以较为灵敏的响应于按压动作产生形变,又具有一定的刚性能够为压力感测电极13提供承载基础,更佳地,基材层13的厚度为100-200μm,透光率在80%以上。
请参阅6B,作为图6A中所示结构的一种变形:对应于显示区11a的压力感测电极13’和对应于按键区12的压力感测电极13分别设置于不同的承载体(不同的基材层)上,具体为:对应于显示区11a的压力感测电极13’设置在第一基材层133a上以形成第一压力感测电极层130a,对应于按键区12的压力感测电极13设置在第二基材层133b上以形成第二压力感测电极层130b。
本实施例中所提供的面板10在按键区12对应的盖板11之异于按压操作面一侧设置有压力感测电极13,且压力感测电极13对应于按键区12的按键14一一对应设置,故,加载有所述面板10的电子设备通过对压力感测电极13的侦测可以获得对应于按压力大小的压力信号,通过按压力的大小判断即可执行设定功能。在本实施例中,当压力感测电极13数量为多个时,信号处理器对各个压力感测电极13的侦测相互独立,所谓的侦测相互独立指的是信号处理器可以识别压力信号来自于具体哪一个压力侦测电极13,如,不同的压力侦测电极13传输给信号处理器的压力信号引脚端不同,即信号处理器可以通过压力信号引脚端来辨识压力信号来源于哪一个压力侦测电极13,来自不同引脚端的压力信号对应不同功能的执行。作为另一种实施方式:来自于不同的压力侦测电极13的压力信号通过不同的调制方式使信号处理器能够识别压力信号的来源以确定不同功能的执行。
每一按键14可以对应设置成一种或多种功能。当按键14设置成一种功能(单一功能)时,具体面板10的压力信号侦测流程如图7A所示:
步骤S0:开始;
步骤S1:信号处理器侦测压力感测电极13;
步骤S2:信号处理器判断压力感测电极13是否产生压力信号;当无压力信号产生时,继续步骤S1,反之进入步骤S3;
步骤S3:判断压力信号是否大于阈值Tth0,阈值Tt0h为一预设值,其用于判定由按压动作是否有效,如若压力信号值小于阈值Tth0,则认为按压操作无效(可能是用户无意间触碰到了盖板11第一表面11a),信号处理器继续对压力感测电极13进行侦测。反之,压力信号大于阈值Tth0则认为用户进行了有效按压操作,进入步骤S4;
步骤S4:执行第一功能;
步骤S5:结束。
以一按键14为例,其设置成单一功能时,对应的第一功能可以被设置为如下任意功能:①,显示指定界面,用户通过按压按键14进行了有效的按压操作时,面板10显示指定界面,如,电子设备的操作系统主界面,搜索界面,屏幕保护界面,返回上一级显示菜单等等。②,运行设定程序,如解锁及锁屏,截屏,设置静音,拍照,打开浏览器,播放器等等。
当按键14设置成多种功能时(此处以两种功能为例来进行说明),具体面板10的压力信号侦测流程如图7B所示:
步骤T0:开始;
步骤T1:信号处理器侦测压力感测电极13;
步骤T2:信号处理器判断压力感测电极13是否产生压力信号;当无压力信号产生是,继续步骤T1,反之进入步骤T3;
步骤T3:判断压力信号是否大于阈值Fth0,阈值Fth0为一预设值,其用于判定由按压动作是否有效,如若压力信号值小于阈值Fth0,则认为按压操作无效(可能是用户无意间触碰到了盖板11上表面),信号处理器继续对压力感测电极13进行侦测。反之,压力信号大于阈值Fth0则认为用户进行了有效按压操作进入步骤T4;
步骤T4:判断压力信号是否大于阈值Fth1,若压力信号小于Fth1,即压力信号大于Fth0而小于等于Fth1时进入步骤T51,若压力信号大于Fth1,则进入步骤T52。
步骤T51:执行第一功能;
步骤T52:执行第二功能;
步骤T6:结束。
用户按下按键14进行了有效输入后,信号处理器判定压力信号大于Fth0而小于等于Fth1时,信号处理器判定用户“轻按压”了按键,当压力信号大于Fth1时,则认为用户“重按压”了按键,当然,还可以设置更多的阈值:Fth1,Fth2······Fthn(n为正整数),Fth0<Fth1<Fth2<······<Fth(n-1)<Fthn,相邻两个阈值Fth(n-1)与Fthn之间形成一压力信号区间,每一压力信号区间可以匹配一功能。所述功能可以是①,显示指定界面,如显示电子设备的操作系统主界面,搜索界面,屏幕保护界面,返回上一级显示菜单等等。②,运行设定程序,如解锁及锁屏,截屏,设置静音,拍照,打开浏览器,播放器等等。
以一设置按键14为例来说明如何通过一按键14现实多种功能,提供但不限于以下几种方式:
方式一:按键14对应一控制信号之信号幅值的控制,“轻按压”状况下,以一次改变量为A1(A1可以是具体的幅值大小或幅值比例等)的方式改变控制信号幅值,“重按压”状况下,以一次改变量为A2(A2可以是具体的幅值大小或幅值比例等)的方式改变控制信号幅值,A1<A2,即“重按压”情况下,用户改变控制信号幅值的幅度要大。具体以按键14设置为一音量控制键为例来说明,用户通过按键14可以控制电子设备音量。“轻按压”状况下,电子设备音量提高/降低a%(a>0,相当于A1),“重按压”状况下,电子设备音量提高/降低b%(b>0,相当于A2),b>a,以a=5,b=10为例,即“轻按压”状况下,电子设备音量提高/降低5%,“重按压”状况下,电子设备音量提高/降低10%,这样用户可以通过按压力度来选择音量调节的速度,通常情况下,当用户仅仅想要小幅度调整音量时,一般按压操作较为轻缓,反之,需要大幅调整音量时,则习惯使用力道较重的按压操作,这种设置方式与用户的使用习惯相适应。所述方式中控制信号音量可以替换为屏幕显示亮度,视频播放进度,页面滚动速度,拍摄镜头焦距,拍摄速度,图像缩放比例等等,在所述方式下,我们可以通过单指操作就可以完成信号控制。设置多个阈值Fth0,Fth1,Fth2······Fthn(n为正整数)时,Fth0<Fth1<Fth2<······<Fth(n-1)<Fthn,相邻两个阈值Fth(n-1)与Fthn之间形成一压力信号区间,压力信号区间Fth0至Fth1,Fth1至Fth2,Fth(n-1)至Fthn依次匹配功能:以幅度A1改变控制信号幅值,以幅度A2改变控制信号幅值,······以幅度An改变控制信号幅值。一般而言,压力信号所对应的按压力越大,设置其改变幅度也越大,即A1<A2<······<An。
方式二:按键14对应图像缩放模式,在“轻按压”状况下,显示区11a所显示的界面(照片,网页等)缩小/放大;在“重按压”状况下,显示区11a所显示的界面(照片,网页等)放大/缩小。现有技术中电子设备在进行图像缩放时,需要通过设置对应功能键或需要双指操作,而本发明中所提供的面板10,用户可以通过单指操作完成图像的缩放。
与现有技术相比,本发明中压力感测电极13采用压阻材料制成,其结构简单灵活,不受显示区11a限制,可直接通过在非显示区11a之按键区12所对应的盖板11之异于按压操作面一侧设置压力感测电极13,使非显示区11a同样具备压力侦测功能。按键14在不同按压力值条件下可以设置不同的执行功能,如此,丰富了按键功能。
请参阅图8A,本发明第二实施例面板30与实施例一中面板10的不同之处仅在于:显示区31a对应的盖板31之异于按压操面一侧设置有一触控电极38,所述触控电极38能够灵敏确定按压操作在显示区上的具体位置信息。触控电极38远离盖板31的一侧设置有显示模组35。
请参阅图8B,按键区32设置在非显示区31b,所述触控电极38与按键区32对应的盖板31之异于按压操作面一侧的压力感测电极33设置在相同的承载体上以降低面板30的整体厚度,所述承载体为基材层380a,作为一种变形实施例,所述承载体可以是盖板31,即压力感测电极33和触控电极38设置在盖板31之按压操作面的相对面上以进一步降低面板30的整体的厚度。虽然在本实施例中,将按键区32的压力感测电极33与显示区31a的触控电极38以设置于同一承载体之同一侧为较佳实施方案,但压力感测电极33和触控电极38分别设置在基材层380a的两个相对表面上也属于设置在相同承载体上的情况。
作为一种变形实施例,所述触控电极38与压力感测电极33也可以分别设置在不同的承载体上,其包括但不限定于:压力感测电极33和触控电极38其中一者设置在盖板31之按压操作面的相对面上,另一者设置在一另设的基材层。或两者分别设置在另设的两个基材层上。且当压力感测电极33与触控电极38是位于不同承载体上时,压力感测电极33还可进一步延伸到显示区31a中,并位于触控电极38远离盖板31之一侧,以使显示区31a同时具有位置信息侦测和压力侦测的功能。
请参阅图9,本发明第三实施例面板20与实施例一中面板10的不同之处在于:盖板21异于按压操作面的一侧设置有一触控电极28。
盖板21与第一实施例中盖板11相同,其同样界定有一显示区21a和一非显示区21b,在非显示区21b包括一按键区22。按键区22对应于盖板21的异于操作面一侧设置有一触控电极28,所述触控电极28可以选择是否延伸至所述显示区21a所对应的盖板21之异于按压操作面一侧。触控电极28用于侦测按压操作的的位置,即手指或手写笔等与盖板21接触的位置。面板20进一步包括至少一压力感测电极23,至少一压力感测电极23位于按键区22对应的盖板21之异于按压操作面的一侧,且位于触控电极28远离盖板11的一侧,所述压力感测电极23可以选择是否延伸至所述显示区21a所对应的盖板21之异于按压操作面一侧。所述触控电极28与所述压力感测电极23设置在同一或不同的承载体上,设置在同一承载体上的情况包括但不限定于:触控电极28与压力感测电极23均设置在按键区22对应的盖板21之异于按压操作面一侧,或均设置在同一基材层的两个相对的表面上。设置在不同承载体上的情况包括:触控电极28与压力感测电极23其中之一设置在盖板21上,另一者设置在另设的基材层上,所述基材层通过粘胶等贴合于盖板21之异于按压操作面一侧,或两者分别设置在二另设的基材层上。
压力感测电极23与触控电极28电性连接于一信号处理器(图未示,其集成于一颗或多颗芯片上),信号处理器用于侦测压力感测电极23所产生的压力信号以确定按压操作对应的按压力大小,及侦测触控电极28所产生的触控信号以确定触控位置所在。由于信号处理器可以根据触控信号来确认用户按压操作位置,故,当按键区22设置有多个按键24时,作为一种实施方式,信号处理器可以不必确认压力信号来自具体哪一个压力感测电极23,其只需要侦测压力信号大小即可,这样可以简化电路设计和信号处理。
按键区22设置有至少一按键24,按键24与压力感测电极23的数量和位置可保持与第一实施例面板10中的实施方式一致。由于压力感测电极23与盖板21之间设置有触控电极28,触控电极28可以侦测用户按压操作的具体位置,故,按键区22的按键24和压力感测电极23的对应设置方式还包括以下方式:
请参阅图10A,按键区22设置一按键24,所述按键24为长条状,压力感测电极23数量为一个,其尺寸及外围轮廓形状对应于按键24形状尺寸为长条状,无论用户按下按键24的左端,或右端,或中间位置,触控电极28都可以准确的侦测出用户的触控位置,对应的压力感测电极23则侦测触控按压操作所对应的按压力值。实际上,当按键区22对应的盖板21与压力感测电极23之间还设置有触控电极28时,压力感测电极23的数量并不限定为与按键对应设置,而仅需保证与按键区22对应设置即可,即压力感测电极23形状匹配于按键区22形状,尺寸等于按键区22尺寸。在本实施例中,因按键区22对应的盖板21与压力感测电极23之间还设置有触控电极28,所以压力感测电极23的尺寸也可以大于按键区22的尺寸。按键区22的按键24数量可以是一个或两个或多个,如图10B中所示,按键区22a的按键24a数量为2个,图10C中,按键区22b的按键24b数量为3个。用户按压其中任意一个按键24b,触控电极28侦测出用户的触控位置,压力感测电极23b侦测触控按压操作所对应的按压力值。如此,只需在触控电极28远离盖板21侧设置一长条状的压力感测电极23,压力感测电极23相对的两端各通过一压力感测导线(图未示)电性连接至一信号处理器(图未示)以形成一回路即可以实现按压操作位置信息及按压力值的侦测,无需形成多个单独的压力感测电极23以一一对应于按键24来设置,再分别通过两条压力感测导线连接至信号处理器以形成不同回路,如此一来,采用本实施例的面板设计,可以缩减线路,提升面板20的设计空间。
在本实施例中,面板20的按键区22同时设置有触控电极28和压力感测电极23,既能够有效侦测触控位置,又可以侦测触控按压力值,每一按键24可以对应设置成一种或多种功能,按键24设置成多种功能时,具体面板1的信号侦测流程如图11所示:
步骤P0:开始;
步骤P1:信号处理器侦测触控电极28;
步骤P2:信号处理器判断触控电极28是否产生触控信号;若有则进入步骤P3,否则返回步骤P1;
步骤P3:存储触控信号;将触控位置信息进行存储;
步骤P4:信号处理器侦测压力感测电极23;
步骤P5:信号处理器判断压力感测电极23是否产生压力信号;当无压力信号产生时,继续步骤P1,反之进入步骤P6;
步骤P6:判断压力信号是否大于阈值Vth0,阈值Vth0为一预设值,其用于判定由按压动作是否有效,如若压力信号值小于阈值Vth0,则认为按压操作无效,可能是用户无意间触碰到了盖板21的按压操作面,进入步骤P1,信号处理器继续对触控电极28进行侦测。反之,压力信号大于阈值Vth0则认为用户进行了有效按压操作进入步骤P7;
步骤P7:判断压力信号是否大于阈值Vth1,若压力信号小于Vth1,即压力信号在Vth0而小于等于Vth1时,进入步骤P81;若压力信号大于Vth1,进入步骤P82。
步骤P81:根据触控信号及压力信号执行第一功能;
步骤P82:根据触控信号及压力信号执行第二功能;
步骤P9:结束。
用户按下按键24进行了有效输入后,信号处理器判定压力信号大于Vth0而小于等于Vth1时,信号处理器判定用户“轻按压”了按键,当压力信号大于Vth1时,则认为用户“重按压”了按键,当然,还可以设置更多的阈值:Vth1,Vth2······Vthn(n为正整数),Vth0<Vth1<Vth2<······<Vth(n-1)<Vthn,相邻两个阈值(Vth(n-1)与Vthn)之间形成一压力信号区间,每一压力信号区间可以匹配一功能。
以图10A中按键24为例来说明压力信号侦测应用:
方式一:按键24为一播放控制键,按压其左端对应为“倒退”功能,按键24中间位置对应“暂停”功能,右端对应为“快进”功能,面板20通过其下方的触控电极28可以确认用户按压的是按键24的左端,或中间或右端,信号处理器根据用户按压力度控制音频或视频的“倒退”幅度和“快进”幅度。与实施例一面板10中所描述的类似,当信号处理器确定为“轻按压”状况时,控制音频或视频的“倒退”/“快进”幅度较小;当信号处理器确定为“重按压”/状况时,控制音频或视频的“倒退”/“快进”幅度较大。
方式二:按键24的“轻按压”和“重按压”可以分别对应于如下功能中的任意两种的结合:显示指定界面,如,电子设备的操作系统主界面,搜索界面,屏幕保护界面,返回上一级显示菜单等,运行设定程序,如解锁及锁屏,截屏,设置静音,拍照,打开浏览器,播放器,开关机,快捷拨号等。
除本实施例中所陈述的与第一实施例面板10的不同之处外,面板10的实施方案及其变形实施例均适用于本实施例。
与现有技术相比,本实施例中面板20通过触控电极28与压力感测电极23结合,一者确定按压操作位置信息,另一者确定按压操作的按压力值,通过两者的结合,可在简化的硬件配置条件下丰富电子设备的功能。
除本实施例中陈述的与其他实施例的不同之处外,其他实施例的实施方案以及变形均适用于本实施例。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的原则之内所作的任何修改,等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种具有压力感测的面板,其特征在于:所述具有压力感测的面板包括一盖板,所述盖板界定有一显示区和一非显示区,所述显示区用于图像的显示,除显示区外的其他区域为非显示区,所述非显示区包括一按键区,所述按键区所对应的盖板之异于按压操作面的一侧设置有至少一压力感测电极,所述按键区包括至少一按键,所述至少一压力感测电极对应于所述至少一按键设置,所述按键区所对应的盖板之异于按压操作面的一侧设置有触控电极,用户在进行按压操作时,信号处理器先通过触控电极侦测按压操作所对应的位置信息,再通过压力感测电极侦测按压操作所对应的按压力值,按压力值与位置信息结合确定对应的按压操作之功能。
2.如权利要求1所述的具有压力感测的面板,其特征在于:所述具有压力感测的面板进一步包括一信号处理器,所述至少一压力感测电极两端电性连接于所述信号处理器以形成一压力信号侦测回路。
3.如权利要求2所述的具有压力感测的面板,其特征在于:所述显示区所对应的盖板之异于按压操作面的一侧设置有触控电极或至少一压力感测电极。
4.如权利要求2所述的具有压力感测的面板,其特征在于:所述触控电极位于盖板与所述至少一压力感测电极之间。
5.如权利要求4所述的具有压力感测的面板,其特征在于:所述触控电极和/或所述至少一压力感测电极延伸至所述显示区。
6.如权利要求4所述的具有压力感测的面板,其特征在于:所述按键区上的按键数量为多个,所述位于盖板之异于按压操作面一侧的压力感测电极数量为一个,其形状尺寸匹配于按键区的形状尺寸。
7.如权利要求2或4所述的具有压力感测的面板,其特征在于:所述压力感测电极的数量等于按键数量,所述压力感测电极的位置与按键位置一一对应。
8.如权利要求7所述的具有压力感测的面板,其特征在于:用户在进行按压操作时,信号处理器通过压力感测电极侦测按压操作所对应的按压力值,即可确定对应的按压操作之功能。
9.权利要求2所述的具有压力感测的面板,其特征在于:所述信号处理器设置有一阈值Fth0,用户通过按键进行按压操作,对应于按键的压力感测电极应按压操作产生一压力信号,压力信号大于阈值Fth0,则为有效按压操作,反之则无效。
10.如权利要求9所述的具有压力感测的面板,其特征在于:所述信号处理器进一步设置有阈值Fth1,Fth2······Fthn,n为正整数,Fth0<Fth1<Fth2<······<Fth(n-1)<Fthn,相邻阈值Fth(n-1)与Fthn之间形成一压力信号区间,每一压力信号区间匹配一对应的功能。
11.如权利要求10所述的具有压力感测的面板,其特征在于:每一压力信号区间所匹配的功能为显示指定界面或运行设定程序。
12.如权利要求11所述的具有压力感测的面板,其特征在于:显示指定界面为显示操作系统主界面,显示搜索界面,显示屏幕保护界面中的一种,运行设定程序为解锁、锁屏、截屏、设置静音、拍照、打开浏览器或播放器中的一种。
13.如权利要求10所述的具有压力感测的面板,其特征在于:所述至少一按键对应一控制信号之信号幅值的控制,当用户通过所述至少一按键进行有效按压操作时,控制信号之信号幅值发生改变,其改变幅度为A1,或A2,······或An,压力信号区间Fth0至Fth1,Fth1至Fth2,······Fth(n-1)至Fthn依次匹配功能:以幅度A1改变控制信号幅值,以幅度A2改变控制信号幅值,······以幅度An改变控制信号幅值,其中A1<A2<······<An。
14.如权利要求13所述的具有压力感测的面板,其特征在于:所述控制信号决定音量,屏幕显示亮度,视频播放进度,页面滚动速度,拍摄镜头焦距,拍摄速度中的一种或多种。
15.如权利要求2-6、9-14任一项所述的具有压力感测的面板,其特征在于:所述按键为机械按键,或为盖板之按压操作面的凸起结构/凹陷结构,或为对应盖板之按压操作面上的按键处采用不同的工艺以形成与按键周边区域不同的表面材质,或为盖板异于按压操作面上丝印或蚀刻的图标。
16.如权利要求1-6、9-14任一项所述的具有压力感测的面板,其特征在于:所述压力感测电极采用压阻材料制成。
17.如权利要求16所述的具有压力感测的面板,其特征在于:所述压力感测电极为一导线绕成的放射状的压力感测电极,或回旋状的压力感测电极,或锯齿波状的压力感测电极。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |