CN105675178A - 一种具有压力检测功能的电子设备以及压力检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有压力检测功能的电子设备以及压力检测方法，所述电子设备包括：金属中框以及显示模组；所述金属中框包括金属底面；所述显示模组设置在所述金属中框内，且与所述金属底面相对设置；设置在所述显示模组背离所述金属底面一侧的压力检测电极。其中，所述压力检测电极与所述电子设备的金属部件形成压力检测电容，所述压力检测电容用于检测所述电子设备受到的压力值。该电子设备制作成本低，厚度薄。

Description

一种具有压力检测功能的电子设备以及压力检测方法

技术领域

本发明涉及压力检测技术领域，更具体的说，涉及一种具有压力检测功能的电子设备以及压力检测方法。

背景技术

随着移动通信技术的不断发展，用户对电子设备(如手机，平板等)的功能要求越来越高，而压力感应功能成为电子设备进一步提高用户体验的重要功能。电子设备实现压力检测后，可以利用压力维度的信息进行电子设备相关应用功能的开发。

参考图1，图1为现有技术中一种常见的具有压力检测功能的电子设备的结构示意图，该电子设备包括：金属中框16；设置在该金属中框16内的液晶显示模组12；设置在液晶显示模组12背离金属中框16一侧表面的触控面板11，触控面板11与液晶显示面板12全贴合固定；设置在金属中框16底部的缓冲层14，缓冲层14通过胶层18固定在金属中框16底部；设置在缓冲层14朝向液晶显示模组13一侧的压力传感器13，压力传感器13通过胶层17固定在缓冲层14表面。液晶显示模组12与压力传感器13之间具有间隙15。

当触控面板11被触摸时，会导致液晶显示模组12发生形变，触摸施加压力的大小与型变量的大小呈设定关系，压力传感器13通过感知型变量的大小检测该电子设备受到的压力大小。

现有技术中，为了实现电子设备的压力检测功能，一般是直接在显示模组或是与所述显示模组相对设置的中框表面贴合压力传感器。这样，导致电子设备厚度较大且制作成本较高。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种具有压力检测功能的电子设备，可以实现压力检测功能，且不增加电子设备厚度，成本低。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种具有压力检测功能的电子设备，该电子设备包括：

金属中框以及显示模组；

所述金属中框包括金属底面；所述显示模组设置在所述金属中框内，且与所述金属底面相对设置；

设置在所述显示模组背离所述金属底面一侧的压力检测电极；

其中，所述压力检测电极与所述电子设备的金属部件形成压力检测电容，所述压力检测电容用于检测所述电子设备受到的压力值。

优选的，在上述电子设备中，所述显示模组包括：相对设置的彩膜基板以及阵列基板；

其中，所述阵列基板朝向所述金属底面设置；所述阵列基板包括公共电极层；所述公共电极层为所述金属部件。

优选的，在上述电子设备中，所述压力检测电极与所述金属底面形成所述压力检测电容。

优选的，在上述电子设备中，所述压力检测电极为透明导电层；所述透明导电层覆盖所述显示模组背离所述金属底面一侧的表面。

优选的，在上述电子设备中，所述透明导电层设置有镂空图案，所述镂空图案将所述透明导电层分割为多个子电极。

优选的，在上述电子设备中，所述显示模组包括：显示区以及包围所述显示区的边框区；

所述压力检测电极设置在所述边框区。

优选的，在上述电子设备中，所述压力检测电极不透明，所述电子设备还包括覆盖所述压力检测电极的油墨层。

优选的，在上述电子设备中，所述显示模组与所述金属底面之间具有间隙。

优选的，在上述电子设备中，还包括：部分填充或是完全填充所述间隙的弹性介质层。

本发明还提供了一种压力检测方法，用于上述任一项所述的电子设备，该检测方法包括：

获取触控位置的位置坐标；

获取所述位置坐标处压力检测电容的变化量；

根据所述压力检测电容的变化量确定所述电子设备收到的压力值。

通过上述描述可知，本发明技术方案所述电子设备包括：金属中框以及显示模组；所述金属中框包括金属底面；所述显示模组设置在所述金属中框内，且与所述金属底面相对设置；设置在所述显示模组背离所述金属底面一侧的压力检测电极。其中，所述压力检测电极与所述电子设备的金属部件形成压力检测电容，所述压力检测电容用于检测所述电子设备受到的压力值。该电子设备制作成本低，厚度薄。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中一种常见的具有压力检测功能的电子设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种显示模组的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种公共电极层的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种压力检测电极的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种压力检测电极的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种电子设备的切面图；

图8为本发明实施例提供的另一种电子设备的俯视图；

图9为本发明实施例提供的一种压力检测方法的流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在图1所示电子设备中，为了实现压力检测功能，在金属中框16底面的缓冲层14表面设置了压力传感器13。但是，在该处设置压力传感器13进行压力检测时，需要压力传感器13与液晶显示模组12之间具有设定厚度的间隙15，以便于压力传感器13感应型变量。压力传感器13自身的厚度以及间隙的厚度导致电子设备的厚度大大增加，同时成品的压力传感器成本较高，导致电子设备的制作成本较高。

为了解决该问题，本发明提供了一种电子设备，该电子设备包括：

金属中框以及显示模组；

所述金属中框包括金属底面；所述显示模组设置在所述金属中框内，且与所述金属底面相对设置；

设置在所述显示模组背离所述金属底面一侧的压力检测电极；

其中，所述压力检测电极与所述电子设备的金属部件形成压力检测电容，所述压力检测电容用于检测所述电子设备受到的压力值。

本发明所述技术方案中，通过在显示模组背离所述金属底面一侧设置压力检测电极，根据该压力检测电极与电子设备的金属部件之间的压力检测电容检测电子设备受到的压力大小。电子设备不受力时，该压力检测电容为初始值，当电子设备受到压力发生形变时，该压力检测电容发生改变，压力检测电容的改变量与压力成设定关系，根据压力检测电容的变化量即可检测电子设备受到的压力大小。

通过压力检测电容使得该电子设备具有压力检测功能，该压力检测电容的一个极板为电子设备自身固有金属部件，只需要在显示模组背离金属中框的金属底面的一侧形成一层压力检测电极即可，实现方式简单，成本低。同时无需设置设定厚度的间隙，压力检测电机可以为金属导电层，相对于成品压力传感器厚度较小。故本发明所述电子设备的厚度以及制作成本较低。

上述问本发明技术方案的核心思想，下面结合具体的附图描述，对发明实施例所述电子设备进行详细描述。

基于上述核心思想，本发明一个实施例提供了一种电子设备，该电子设备具有压力检测功能，同时其厚度以及制作成本较低，该电子设备的结构如图2所示。

参考图2，图2为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备包括：金属中框21、显示模组22以及压力检测电极23。

所述金属中框21包括金属底面211；所述显示模组22设置在所述金属中框21内，且与所述金属底面211相对设置。具体的该金属中框21包括：金属底面211以及设置在该金属底面211周边的侧壁212。侧壁212形成一具有开口的腔室。显示模组22与金属底面211之间具有间隙27。该电子设备还包括部分填充或是完全填充所述间隙的弹性介质层，该弹性介质层可以为泡棉，对显示模组进行受力缓冲，以保护显示模组。

检测电极23设置在显示模组22背离所述金属底面211的一侧。其中，所述压力检测电极23与所述电子设备的金属部件形成压力检测电容，所述压力检测电容用于检测所述电子设备受到的压力值。

本实施例所述电子设备还包括透明盖板24，该透明盖板24设置在腔室开口，用于显示模组22进行密封保护。该透明盖板24与侧壁212之间设置有胶层26，用于保证密封效果。

所述压力检测电极23为导电层。图2所示实施方式中，该压力检测电极23直接形成在透明盖板24朝向显示模组22一侧的表面，透明盖板24为压力检测电极23的基板，无需单独采用基板以形成压力检测电极23，降低厚度以及成本。将压力检测电极23制作在腔室内，能够避免压力检测电极23磨损，使得其具有较长的使用寿命。设置有压力检测电极23的透明盖板24通过胶层25与显示模组22贴合。

在其他实施方式中，还可以以显示模组22为压力检测电极23的基板，直接在显示模组22表面形成压力检测电极23。

本申请实施例中，显示模组22可以为液晶显示模组。显示模组22的结构可以如图3所示，图3为本发明实施例提供的一种显示模组的结构示意图，该显示模组包括：相对设置的彩膜基板32以及阵列基板31；其中，所述阵列基板朝31向所述金属底面设置；所述阵列基板31包括公共电极层311；所述公共电极层311为所述金属部件。

该显示模组22为液晶显示模组，还包括设置在彩膜基板32与阵列基板31之间的液晶层33；设置在阵列基板31朝向金属底面一侧的背光模组34。

本实施例中复用公共电极层311与压力检测电极形成压力检测电容，无需额外增加两层导电层以形成该压力检测电容，成本低，且使得电子设备厚度较薄。

当公共电极层作为所述金属部件时，所述压力检测电极与公共电极层形成压力检测电容。公共电极层311的结构如图4所示，公共电极层311包括多个阵列排布的触控显示电极块41。该显示模组无需单独制备触控电子，通过公共电极层311同时实现触控以及显示功能。通过分时驱动触控显示电极块41，在触控时许段为触控显示电极块41提供触控检测信号，进行触控检测，在显示时许段为触控显示电极块41提供公共电压信号，实现图像显示。此时，压力检测电极的结构可以如图5或是图6所示，图5为本发明实施例提供的一种压力检测电极的结构示意图，图6为本发明实施例提供的另一种压力检测电极的结构示意图。

图5所示压力检测电极51为整面透明电极层，该透明电极层可以为ITO层。该实施方式压力检测电极51与金属中框对能够内部的显示模组进行静电屏蔽，防止外部电磁信号对显示模组的电磁干扰，保证显示效果以及触控检测准确度。所述透明导电层覆盖所述显示模组背离所述金属底面一侧的表面。所述透明导电层还可以设置有镂空图案，所述镂空图案将所述透明导电层分割为多个子电极，此时，压力检测电极的结构如图6所示。

图6所示压力检测电极包括多个阵列排布的电极块61。该电极块61与公共电极层的触控电极块一一对应设置。该实施方式中，每一个电极块61与对应的触控电极块形成一压力检测电容，通过压力检测电容的改变即能够检测压力大小，并确定压力位置。

在其他实施方式中，所述金属底面可以为所述金属部件，此时，所述压力检测电极与所述金属底面形成所述压力检测电容。

本发明实施例中，所述显示模组包括：显示区以及包围所述显示区的边框区。为了保证显示模组的亮度，所述压力检测电极设置在所述边框区。此时，电子设备的结构如图7以及图8所示。图7为本发明实施例提供的另一种电子设备的切面图，图8为本发明实施例提供的另一种电子设备的俯视图。

图7所示实施方式中，显示模组22包括显示区222以及包围显示区222的边框区221。图7所示实施方式与图2所示实施方式不同在于压力检测电极结构不同。图7实施方式中，压力检测电极仅设在边框区221。具体的压力检测电极包括4个电极块73，4个电极块73分别设置在边框区221的四个定顶角区域。电极块73与显示模组22之间具有胶层75。框贴方式的是通过四周布下的电极块73感应任何位置的压力变化量压力变化量，结合2D平面触控检测坐标计算出实际点位以及压力。

图7以及图8所示电子设备中，所述压力检测电极可以为透明或是不透明。当压力检测电极不透明时，为了保证电子设备的边框区的外观，在所述压力检测电极背离所述显示模组一侧表面还覆盖有油墨层。

下面对本发明实施例所述电子设备进行压力检测的原理进行说明。

电子设备工作原理：当电子设备表面受到压力时，电子设备产生形变，压力检测电极与金属部件之间的距离会产生变化，二者之间的压力检测电容也会产生变化。根据电容的计算公式C＝εS/(4πkd)，其中ε是介电常数，4πk都是常数，压力检测电容的大小只和二者之间相对面积S以及距离d相关。S根据压力检测电极的设计面积是固定的；因此d越大，C越小；反之d越小，C越大。而d是因为形变量的变化而变化的。所以距离d的变化量可以引起电容C的变化，从而检测到压力的大小。

通过上述描述可知，本发明实施例所述电子设备能够实现压力检测，且制作成本低，厚度较薄。

基于上述电子设备，本发明另一实施例还提供了一种压力检测方法，该压力检测方法用于上述电子设备，该压力检测方法如图9所示，图9为本发明实施例提供的一种压力检测方法的流程示意图，该压力检测方法包括：

步骤S11：获取触控位置的位置坐标。

步骤S12：获取所述位置坐标处压力检测电容的变化量。

步骤S13：根据所述压力检测电容的变化量确定所述电子设备收到的压力值。

可以通过传统的触控检测确定触控位置的位置坐标。然后检测该位置坐标处的压力检测电容的变化量，进而确定压力值。

也可以按上述实施例中图6所述实施方式设置压力检测电极，当根据压力检测电极的特定电极块检测信号确定位置坐标。触控发生位置处，压力检测电极的电极块对应的压力检测电容变化量最大，直接可以根据变化量最大的压力检测电容确定位置坐标以及压力值。

需要说明的是，本发明实施例所述压力检测方法实施例基于上述电子设备实施例，相同相似之处可以相互补充说明，在此不再赘述。

本发明实施例所述压力检测方法通过压力检测电容确定压力大小，检测方法简单。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种具有压力检测功能的电子设备，其特征在于，包括：

金属中框以及显示模组；

所述金属中框包括金属底面；所述显示模组设置在所述金属中框内，且与所述金属底面相对设置；

设置在所述显示模组背离所述金属底面一侧的压力检测电极；

其中，所述压力检测电极与所述电子设备的金属部件形成压力检测电容，所述压力检测电容用于检测所述电子设备受到的压力值。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述显示模组包括：相对设置的彩膜基板以及阵列基板；

其中，所述阵列基板朝向所述金属底面设置；所述阵列基板包括公共电极层；所述公共电极层为所述金属部件。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述压力检测电极与所述金属底面形成所述压力检测电容。

4.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述压力检测电极为透明导电层；所述透明导电层覆盖所述显示模组背离所述金属底面一侧的表面。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述透明导电层设置有镂空图案，所述镂空图案将所述透明导电层分割为多个子电极。

6.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，所述显示模组包括：显示区以及包围所述显示区的边框区；

所述压力检测电极设置在所述边框区。

7.根据权利要求5所述的电子设备，其特征在于，所述压力检测电极不透明，所述电子设备还包括覆盖所述压力检测电极的油墨层。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电子设备，其特征在于，所述显示模组与所述金属底面之间具有间隙。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其特征在于，还包括：部分填充或是完全填充所述间隙的弹性介质层。

10.一种压力检测方法，用于如权利要求1-9任一项所述的电子设备，其特征在于，该检测方法包括：

获取触控位置的位置坐标；

获取所述位置坐标处压力检测电容的变化量；

根据所述压力检测电容的变化量确定所述电子设备收到的压力值。