CN211454566U

CN211454566U - 应力感应组件及曲面屏

Info

Publication number: CN211454566U
Application number: CN201922500805.3U
Authority: CN
Inventors: 廖光睿
Original assignee: Shenzhen Ruihu Tech Co ltd
Current assignee: Shenzhen Ruihu Tech Co ltd
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2020-09-08
Anticipated expiration: 2029-12-31

Abstract

本实用新型提出一种弧形显示屏的应力感应组件及应用该应力感应组件的曲面屏，所述弧形显示屏的应力感应组件包括用于检测所述弧形显示屏应变的惠斯通电桥，所述惠斯通电桥包括电连接的第一桥臂电阻、第二桥臂电阻、第三桥臂电阻、第四桥臂电阻；其中，所述第二桥臂电阻、第三桥臂电阻中至少一个为应力感应电阻，设置所述弧形显示屏的侧壁竖直方向为Y轴方向，与所述Y轴方向垂直的为X轴方向，所述第二桥臂电阻、第三桥臂电阻中所述应力感应电阻的阻体长度方向与所述X轴正向的夹角介于‑45°‑45°之间。利用本实用新型提出的技术方案，能够有效增大压感信号输出，提高曲面屏按键的灵敏度，避免误触的问题。

Description

应力感应组件及曲面屏

技术领域

本实用新型涉及应力压感感应器领域，尤其是适用于曲面显示屏的应力感应组件。

背景技术

电子设备的显示屏，如电脑显示屏、电视显示屏、手机显示屏等，各种电子设备的显示屏经过平面屏和曲面屏时期，其中，在手机领域，2013年10月三星推出了世界第一款曲面屏手机GALAXY Round，显示屏的曲面占用了手机侧边的音量键、电源键的位置。手机曲面屏成为流行的产品，典型如三星的Galaxy S6edge系列、Galaxy S7edge系列等手机。手机曲面屏之后，采用手机曲面屏的手机厂家逐步减少，各厂家开始推广全面屏的手机产品；各厂家逐步不使用手机曲面屏的原因之一是曲面屏的交互操作存在边缘误触的缺陷，导致误触的根本原因是采用的电容式触摸感应，其通过测量各电极之间的电容变化来确定触控点的位置，当手指触摸或者接近显示屏时，手指和显示屏表面之间会形成一个电容，此时手指从接触点吸走一部分电流，通过检测电路来测量这个电流的变化以确定感触手指位置。为解决误触的问题，传统曲面屏时代，采用了一些软件算法的方法去改进，例如：触控点的移动分析，对于那些固定在一个位置而不移动的触控点，就认为是误触，不进行反应；或者进行顺序分析，也就是优先对那些新出现的触发点进行反应，而对那些较早前出现的触发点，则认为是误触；或者是对触控点的位置进行分析，即优先响应显示屏中央位置的触控点，而对于边缘位置触控点的优先级降低。但是上述方法都不是从根本上解决误触的问题。因此，在手机领域，传统曲面屏被全面屏取代。

但是，从2019年开始瀑布屏又开始流行于手机显示屏。瀑布屏也是曲面屏的一种，瀑布屏作为特殊的曲面屏，相比较于传统曲面屏而言，瀑布屏的显示屏曲率更大，瀑布屏的正面显示屏与侧面显示屏拥有超大的弯折角度，例如： OPPO的瀑布屏弯折角度为88度，三星新设计的瀑布屏弯折角度接近90度；瀑布屏的侧面显示屏也是弧形的，相对于传统曲面屏而言，由于瀑布屏正面显示屏与侧面显示屏的弯折角度加大，瀑布屏的侧面显示屏的弧形的弯曲度也更加大，例如该瀑布屏的侧面显示屏弧形的半径是4毫米或者5毫米，当然也包括其他弧形半径，因此，理论上来说瀑布屏相比于传统的曲面屏的误触的情况会更多，因此，目前采用瀑布屏的手机放弃了瀑布屏的侧面显示屏按键。

因此，在采用曲面显示屏，尤其是超大弯折角度的曲面显示屏领域，包括但不限于手机、电脑显示器、平板电脑、曲面屏电视等，亟需一种触控感应解决方案，解决误触的问题。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种适用于曲面屏的应力感应组件，以解决现有技术中曲面屏误触的问题。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种弧形显示屏的应力感应组件，所述弧形显示屏的应力感应组件包括用于检测所述弧形显示屏应变的惠斯通电桥，所述惠斯通电桥包括电连接的第一桥臂电阻、第二桥臂电阻、第三桥臂电阻、第四桥臂电阻；

其中，所述第二桥臂电阻、第三桥臂电阻中至少一个为应力感应电阻；设定所述弧形显示屏的侧壁竖直方向为Y轴方向，与所述Y轴方向垂直的为X轴方向，所述第二桥臂电阻、第三桥臂电阻中所述应力感应电阻的阻体长度方向与所述X轴正向的夹角介于-45° -45°之间。

优选地，所述夹角为0°，即所述感应电阻的阻体长度方向垂直于所述弧形显示屏的侧壁竖直方向。

优选地，所述第一桥臂电阻、第四桥臂电阻的阻体长度方向分别大致垂直于所述第二桥臂电阻、第三桥臂电阻的阻体长度方向。

优选地，所述第一桥臂电阻、第二桥臂电阻与所述第三桥臂电阻、第四桥臂电阻对称布置。

优选地，所述第二桥臂电阻、所述第三桥臂电阻均为应力感应电阻。

优选地，所述第一桥臂电阻、第四桥臂电阻中至少一个为应力感应电阻。

优选地，所述第一桥臂电阻、第四桥臂电阻均为应力感应电阻。

优选地，所述应力感应组件经液体胶粘结在所述弧形显示屏的内侧壁上。

优选地，所述应力感应电阻为柔性应变薄膜。

本实用新型还提出一种曲面屏，包括本实用新型所提出的弧形显示屏的应力感应组件。

本实用新型通过研究压感应力测量组件中应力感应电阻的布置方向来解决现有技术中曲面屏案件误触的技术问题，利用本实用新型提出的技术方案，能够有效增大压感信号输出，提高曲面屏按键的灵敏度，避免误触的问题。

附图说明

图1为现有技术中惠斯通电桥结构；

图2为本实用新型其中一实施例的弧形显示屏的应力感应组件布局及连接示意图；

图3为本实用新型其中一实施例的弧形显示屏的应力感应组件布局仿真建模示意图；

图4为本实用新型其中一实施例的弧形显示屏的应力感应组件的短边方向应力的应变量分布云图；

图5为本实用新型其中一实施例的弧形显示屏的应力感应组件的长边方向应力的应变量分布云图。

其中，1为惠斯通电桥桥臂电阻的端电极，2为连接导线。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、原理、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，正如本实用新型内容部分所述，此处所描述的具体实施例用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要特别说明的是，根据说明书的文字或者技术内容可以确定的连接或位置关系，为了图画的简洁进行了部分的省略或者没有画出全部的位置变化图，本说明书未明确说明省略的或者没有画出的位置变化图，不能认为没有说明，为了阐述的简洁，在具体阐述时不再一一进行说明，在此统一说明。

实施例1

参见图1，现有的测试应变的传感器单元，通常由4个电阻构成电桥电路，俗称惠斯通电桥，其中，Rm为应变电阻，Rf为参考电阻，输出电压Vm＝2*(VCC* ΔRm/(Rm+Rf))，当Rm＝Rf时，公式简化为Vm＝VCC*ΔRm/Rm。

申请人发现在曲面屏的圆弧形面板表面，面板内表面不同方向的应力会不一样。瀑布屏的侧面为圆弧面，例如具有半径R＝4mm的圆柱弧面。一般而言，手机屏在正面为矩形，本实用新型采用图2所示的电桥布置方式，图2中的Y 方向为弧形曲面屏的侧壁竖直方向，即Y方向为平行于显示屏正面的竖直方向， X方向为垂直于显示屏正面的方向，即构成X、Y轴坐标系。

如图2所示，本实用新型提出一种弧形显示屏的应力感应组件，该弧形显示屏的应力感应组件包括用于检测弧形显示屏应变的惠斯通电桥，该惠斯通电桥包括电连接的第一桥臂电阻R1、第二桥臂电阻R2、第三桥臂电阻R3、第四桥臂电阻R4。

在其中一种实施方式中，例如将第二桥臂电阻R2和第三桥臂电阻R3设置为应力感应电阻，而将第一桥臂电阻R1和第四桥臂电阻R4作为参考电阻。将检测电阻R2和R3的电阻体的长度方向沿X方向设置，参考电阻R1和R4的电阻体的长度方向沿Y方向设置，其中，R1和R2例如为在弧面上具有垂直位置关系，R3和R4相对于R1和R2对称分布。

在感应电阻和参考电阻的两端包括电阻电极1，通过连接R1～R4的端电极，组成惠斯通电桥。

如图2所示，R1和R3的一端电极连接输入电压VCC，R2和R4的一端电极接地，R1和R2、R3和R4通过导线2相互电连接；在R1和R2、R3和R4 的电连接导线2测量输出信号Vm。

利用本实用新型提出的测试电桥布置方式，能够检测出更大的压力信号，同时受环境温度的影响也更小；可以解决现有曲面屏弧面按键误触的问题，提高灵敏度。

参见图3-5，利用仿真软件对本实用新型提出的电桥布置方式和测量结果进行仿真，建立如图3所示的模型，其中浅色区域3为手机显示屏，深色区域4 为传感器主体。

对传感器主体的应变分布进行仿真，结果如图4和图5所示，当手指按压同一个位置，图4是横向的应力分布，从图4的区域5可以看到横向的应力较大为深色，拉伸状态；图5是竖直方向的应力分布，从图5的区域6可以看到竖向的应力为负，是压缩状态或拉伸很少。

针对瀑布屏不同感应方向的输出信号进行实际测试，以图2的惠斯通电桥为测试电路，用19位ADC采样，采样的精度为11.7μV/单位，采样结果如表1 所示：

表1

在测试过程中，选择得到信号最大的地方为施力点，分别在感应电阻R2，以及R2\R3之间的位置作为施力点。

对比传统的惠斯通电桥布置方式，或者电桥电阻同为横向或者纵向设置，同样条件下测试的信号值小于100μV。由此可见，采用本发明的桥臂电阻布置方式有效提高了输出信号值。

此外，由表1可知，该测试方案中，至少保持一个测试电阻作为感应电阻，可获得较大的输出信号。

对于测试电阻之外的其它电阻，则可以为感应电阻，也可以采用固定电阻。

在本实用新型的优选实施方式中，如图2所示，将应力感应电阻的阻体长度方向设置为平行于X轴方向，实际上也可以略有偏差，比如将应力感应电阻的阻体长度方向设置为与X轴正向的夹角介于-45°-45°之间，均可以较好地检出信号值。

优选地，第一桥臂电阻R1、第四桥臂电阻R4的阻体长度方向分别大致垂直于所述第二桥臂电阻R2、第三桥臂电阻R3的阻体长度方向。

优选地，本实用新型的应力感应组件经液体胶粘结在弧形显示屏的内侧壁上，实际效果比现有技术中采用泡棉胶粘接信号更大。

优选地，所述应力感应电阻为柔性应变薄膜，该柔性应变薄膜电阻例如为申请人所提出的柔性传感器，参见CN106546162A/CN106525296A所公开的柔性传感器。

实施例2

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种弧形显示屏的应力感应组件，其特征在于，所述弧形显示屏的应力感应组件包括用于检测所述弧形显示屏应变的惠斯通电桥，所述惠斯通电桥包括电连接的第一桥臂电阻、第二桥臂电阻、第三桥臂电阻、第四桥臂电阻；

其中，所述第二桥臂电阻、第三桥臂电阻中至少一个为应力感应电阻；

设定所述弧形显示屏的侧壁竖直方向为Y轴方向、与所述Y轴方向垂直的为X轴方向，所述第二桥臂电阻、第三桥臂电阻中所述应力感应电阻的阻体长度方向与所述X轴正向的夹角介于-45°-45°之间。

2.根据权利要求1所述的弧形显示屏的应力感应组件，其特征在于，所述夹角为0°，即所述感应电阻的阻体长度方向垂直于所述弧形显示屏的侧壁竖直方向。

3.根据权利要求1所述的弧形显示屏的应力感应组件，其特征在于，所述第一桥臂电阻、第四桥臂电阻的阻体长度方向分别大致垂直于所述第二桥臂电阻、第三桥臂电阻的阻体长度方向。

4.根据权利要求1或3所述的弧形显示屏的应力感应组件，其特征在于，所述第一桥臂电阻、第二桥臂电阻与所述第三桥臂电阻、第四桥臂电阻对称布置。

5.根据权利要求1或2所述的弧形显示屏的应力感应组件，其特征在于，所述第二桥臂电阻、所述第三桥臂电阻均为应力感应电阻。

6.根据权利要求1或2所述的弧形显示屏的应力感应组件，其特征在于，所述第一桥臂电阻、第四桥臂电阻中至少一个为应力感应电阻。

7.根据权利要求4所述的弧形显示屏的应力感应组件，其特征在于，所述第一桥臂电阻、第四桥臂电阻均为应力感应电阻。

8.根据权利要求1或2所述的弧形显示屏的应力感应组件，其特征在于，所述应力感应组件经液体胶粘结在所述弧形显示屏的内侧壁上。

9.根据权利要求1或2所述的弧形显示屏的应力感应组件，其特征在于，所述应力感应电阻为柔性应变薄膜。

10.一种曲面屏，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的弧形显示屏的应力感应组件。