CN106500887A - 一种减少走线的应变式力学感应装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及应变式力学领域，具体涉及一种减少走线的应变式力学感应装置，包括基板、FPC和多个应变电阻组，所述应变电阻组设置在基板上并与所述FPC连接，每个应变电阻组包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一电阻与所述第二电阻设置在基板的第一面，所述第三电阻与所述第四电阻设置在基板的第二面，所述第一电阻两端为a端和b端，所述第二电阻两端为c端和d端，所述第三电阻两端为e端和f端，所述第四电阻两端为g端和h端。本发明结构科学合理，通过设置合适的并线和跳线，有效减少了连线的数量，减少走线，最终可达到在应变电阻组个数为M的情况下，连线的数量N为N=2M+2，相比于现有技术中的N=8M，减少了很多外接线。

Description

一种减少走线的应变式力学感应装置

技术领域

本发明涉及应变式力学领域，具体涉及一种减少走线的应变式力学感应装置。

背景技术

设置在刚性基板(如玻璃基板)上下表面的应变电阻R1~R4(可采用导电膜层，如ITO膜层，图形化为迂回图案形成)构成一应变电阻组，其当手指按压在刚性基板上时，设在第一面(靠近手指的一面)的电阻会由于基板表面的压缩应变而变小，而设在第二面(远离手指的一面)的电阻，会由于基板的拉伸应变而变大。由此，通过对比两个面的电阻变化，即可探测到手指在基板上的按压力，由此而制作成一种应变式的力学感应装置。

一般来说，还可在基板上设置多个上述应变电阻组，以探测多个位置的手指按压力，由此构成一多点力学感应板，在电子装置(如手机、平板电脑、工业仪表)中，这种感应板可以结合显示屏或触摸屏而设置，以增强人机之间的交互。然而，由于每组电阻组都有8个引线，当将多个应变电阻组设置在一起时，其会导致外接的线路非常多，引线总数N是电阻组个数M的8倍(N=8M)，使得其安装起来非常麻烦，如需要采用非常宽的FPC。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减少走线的应变式力学感应装置，以解决现有技术引线数量多，安装麻烦的问题。

为了实现上述的目的，采用如下的技术方案。一种减少走线的应变式力学感应装置，包括基板、FPC和多个应变电阻组，所述应变电阻组设置在基板上并与所述FPC连接，每个应变电阻组包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一电阻与所述第二电阻设置在基板的第一面，所述第三电阻与所述第四电阻设置在基板的第二面，所述第一电阻两端为a端和b端，所述第二电阻两端为c端和d端，所述第三电阻两端为e端和f端，所述第四电阻两端为g端和h端，同一列的各应变电阻组的a端相连形成第一a并线，同一列的各应变电阻组的d端相连形成第一d并线，同一列的各应变电阻组的f端相连形成第一f并线，同一列的各应变电阻组的g端相连形成第一g并线，所述第一a并线、第一d并线、第一f并线、第一g并线以及每个应变电阻组的b端、c端、e端、h端均与所述FPC连接。通过并线将同一列的各应变电阻组的相同端相连并连接到FPC，不需要每个应变电阻组的每个端均各自连接到FPC，减少了连线的数量，减少走线。

不同列的应变电阻组的第一a并线通过a跳线相连形成第二a并线，不同列的应变电阻组的第一d并线通过d跳线相连形成第二d并线，不同列的应变电阻组的第一f并线通过f跳线相连形成第二f并线，不同列的应变电阻组的第一g并线通过g跳线相连形成第二g并线。通过跳线将不同列的并线相连并连接到FPC，不需要每一列的每条并线均各自连接到FPC，减少了连线的数量，减少走线。

在所述FPC上，所述第二a并线与第二g并线相连形成A并线，第二d并线与第二f并线相连形成B并线。再次通过并线减少了连线的数量，减少走线。

所述FPC包括相连的上FPC和下FPC，所述第二a并线、第二d并线分别与所述上FPC连接，所述第二g并线、第二f并线分别与所述下FPC连接。将基板第一面的第二a并线、第二d并线和第二面的第二g并线、第二f并线通过相连的上FPC和下FPC进行并线，减少了连线的数量，减少走线。

在所述FPC上，每个应变电阻组内的b端与e端相连形成C并线，每个应变电阻组内的c端与h端相连形成D并线。再次通过并线减少了连线的数量，减少走线。由此，FPC最终连接到外部电路的，只有A线、B线和各个应变电阻组的C线和D线，应变电阻组个数为M的情况下，连线的数量N为N=2M+2。

所述FPC包括相连的上FPC和下FPC，所述各应变电阻组的b端、c端分别与所述上FPC连接，所述各应变电阻组的e端、h端分别与所述下FPC连接。将基板第一面的b端、c端和第二面的e端、h端通过相连的上FPC和下FPC进行并线，减少了连线的数量，减少走线。

与现有技术相比，本发明结构科学合理，通过设置合适的并线和跳线，有效减少了连线的数量，减少走线，最终可达到在应变电阻组个数为M的情况下，连线的数量N为N=2M+2，相比于现有技术中的N=8M，减少了很多外接线。

附图说明

图1为应变探测按压力的原理示意图；

图2为现有技术的整体结构示意图；

图3为现有技术的连线方式示意图；

图4为现有技术应变电阻组中的电阻排列示意图；

图5为现有技术应变电阻组连接为桥电路示意图；

图6为本发明的整体结构示意图；

图7为本发明的分解结构示意图；

图8为本发明的单个应变电阻组的结构示意图；

图9为本发明的基板、FPC和多个应变电阻组的连接结构示意图；

图10为本发明的FPC上的跳线、连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1所示，设置在刚性基板(如玻璃基板)上下表面的应变电阻R1~R4(可采用导电膜层，如ITO膜层，图形化为迂回图案形成)构成一应变电阻组，其当手指按压在刚性基板上时，设在在第一面(靠近手指的一面)的电阻会由于基板表面的压缩应变而变小，而设在第二面(远离手指的一面)的电阻，会由于基板的拉伸应变而变大。由此，通过对比两个面的电阻变化，即可探测到手指在基板上的按压力，由此而制作成一种应变式的力学感应装置。

一般来说，还可在基板上设置多个上述应变电阻组，以探测多个位置的手指按压力，由此构成一多点力学感应板，在电子装置(如手机、平板电脑、工业仪表)中，这种感应板可以结合显示屏或触摸屏而设置，以增强人机之间的交互。

现有技术的整体结构如图2所示，现有技术的连线方式如图3所示，现有技术应变电阻组中的电阻排列如图4所示。具体来说，为了探测出上下层的电阻差别，每一组应变电阻组连接为桥电路，如图5所示，图中“↑”“↓”分别表示手指按压之后电阻升高和降低。其中，通过AB端的输入，以及通过测量CD端的电压，就能够测量得电桥的失衡，由此测得R1~R4在手指按压之后的电阻变化(R1、R2由于压缩应变而变小，R3、R4由于拉伸应变而变大)，并由此得到手指的按压力。

然而，由于每组电阻组都有8个引线，当将多个应变电阻组设置在一起时，其会导致外接的线路非常多，引线总数N是电阻组个数M的8倍(N=8M)，使得其安装起来非常麻烦，如需要采用非常宽的FPC，如图2、图3所示。

本发明的结构如图6、图7所示，包括基板、FPC和多个应变电阻组，应变电阻组设置在基板上并与FPC连接。单个应变电阻组的结构如图8所示，每个应变电阻组包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4。第一电阻R1与第二电阻R2设置在基板的第一面，第三电阻R3与第四电阻R4设置在基板的第二面。第一电阻R1两端为a端和b端，第二电阻R2两端为c端和d端，第三电阻R3两端为e端和f端，第四电阻R4两端为g端和h端。同一列的各应变电阻组的a端相连形成第一a并线11，同一列的各应变电阻组的d端相连形成第一d并线21，同一列的各应变电阻组的f端相连形成第一f并线31，同一列的各应变电阻组的g端相连形成第一g并线41。第一a并线11、第一d并线21、第一f并线31、第一g并线41以及每个应变电阻组的b端、c端、e端、h端均与FPC连接。由此，将各个组的a、d、f、g端，分别构成第一a并线11、第一d并线21、第一f并线31、第一g并线41，省去了各自的连线，减少了屏幕内部的连线数。

不同列的应变电阻组的第一a并线11通过a跳线13相连形成第二a并线12，不同列的应变电阻组的第一d并线21通过d跳线23相连形成第二d并线22，不同列的应变电阻组的第一f并线31通过f跳线33相连形成第二f并线32，不同列的应变电阻组的第一g并线41通过g跳线43相连形成第二g并线42。

a跳线13、d跳线23、f跳线33、g跳线43可设置在基板上的第二线路层，第二线路层不同于构成应变电阻及其线路的第一线路层。具体来说，至少在跳线的位置，第一、二线路层可通过一层绝缘层，如SiO2绝缘层、光敏树脂层隔开，第二线路层可以采用ITO或金属线等导电物质制作而成。a跳线13、d跳线23、f跳线33、g跳线43可设置在周边区域，或中间区域，也可设置在FPC上。

在FPC上，第二a并线12与第二g并线42相连形成A并线，第二d并线22与第二f并线32相连形成B并线。如图9所示，FPC可设置为包括相连的上FPC51和下FPC52，第二a并线12、第二d并线22分别与上FPC51连接，第二g并线42、第二f并线32分别与下FPC52连接。上FPC51焊接在下FPC52上，最终通过下FPC52连出。每一个应变电阻组都剩下b端、e端、c端、h端，其中，在第一面，b端、c端分别以独立线路连出，在第二面，e端、h端分别以独立线路连出。

在FPC上，每个应变电阻组内的b端与e端相连形成C并线，每个应变电阻组内的c端与h端相连形成D并线。各应变电阻组的b端、c端分别与上FPC51连接，各应变电阻组的e端、h端分别与下FPC52连接。

至此，最终的连线如图10所示。假设有八个应变电阻组，图中，mb、mc、me、mh为各应变电阻组连出的b端、c端、e端、h端连线，mC、mD为各应变电阻组的C并线、D并线，m为应变电阻组的编号1-8。由此，FPC最终连接到外部电路的，只有一条A线、一条B线和各个应变电阻组的C线和D线，也就是说，应变电阻组个数为M的情况下，连线的数量N为N=2M+2，相比于现有技术中的N=8M，减少了很多外接线。

Claims (6)

1.一种减少走线的应变式力学感应装置，其特征在于，包括基板、FPC和多个应变电阻组，所述应变电阻组设置在基板上并与所述FPC连接，每个应变电阻组包括第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一电阻与所述第二电阻设置在基板的第一面，所述第三电阻与所述第四电阻设置在基板的第二面，所述第一电阻两端为a端和b端，所述第二电阻两端为c端和d端，所述第三电阻两端为e端和f端，所述第四电阻两端为g端和h端，同一列的各应变电阻组的a端相连形成第一a并线，同一列的各应变电阻组的d端相连形成第一d并线，同一列的各应变电阻组的f端相连形成第一f并线，同一列的各应变电阻组的g端相连形成第一g并线，所述第一a并线、第一d并线、第一f并线、第一g并线以及每个应变电阻组的b端、c端、e端、h端均与所述FPC连接。

2.根据权利要求1所述的应变式力学感应装置，其特征在于，不同列的应变电阻组的第一a并线通过a跳线相连形成第二a并线，不同列的应变电阻组的第一d并线通过d跳线相连形成第二d并线，不同列的应变电阻组的第一f并线通过f跳线相连形成第二f并线，不同列的应变电阻组的第一g并线通过g跳线相连形成第二g并线。

3.根据权利要求2所述的应变式力学感应装置，其特征在于，在所述FPC上，所述第二a并线与第二g并线相连形成A并线，第二d并线与第二f并线相连形成B并线。

4.根据权利要求3所述的应变式力学感应装置，其特征在于，所述FPC包括相连的上FPC和下FPC，所述第二a并线、第二d并线分别与所述上FPC连接，所述第二g并线、第二f并线分别与所述下FPC连接。

5.根据权利要求3所述的应变式力学感应装置，其特征在于，在所述FPC上，每个应变电阻组内的b端与e端相连形成C并线，每个应变电阻组内的c端与h端相连形成D并线。

6.根据权利要求5所述的应变式力学感应装置，其特征在于，所述FPC包括相连的上FPC和下FPC，所述各应变电阻组的b端、c端分别与所述上FPC连接，所述各应变电阻组的e端、h端分别与所述下FPC连接。