觸壓式三維信號輸入裝置及使用方法及多功能觸控面板的制作方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種輸入裝置，尤其涉及一種觸壓式三維信號輸入裝置及使用方法及多功能觸控面板。
【【背景技術(shù)】】
[0002]觸摸屏技術(shù)在近些年得到了飛速的發(fā)展，受電子產(chǎn)品輕、清、薄、窄、touch理念的影響和指引，觸摸屏技術(shù)在產(chǎn)品厚度，功能等方面都有了顯著的改善和進(jìn)步，目前電阻式和電容式觸摸屏可以通過觸控感測來決定一個X-Y平面的坐標(biāo)位置，因此將此類觸摸屏與顯示面板搭配即可產(chǎn)生程序控制，可是現(xiàn)如今電阻式和電容式觸摸屏技術(shù)依舊存在較多不能滿足使用者需求的缺點(diǎn)，比如只能感測出信號的平面位置，該單一的信號輸入已經(jīng)無法滿足人們的需求，比如在玩手游的時候，如果系統(tǒng)只是感測觸摸位置，則無法擴(kuò)展信號輸入，降低游戲的娛樂感。
[0003]為了提高并加強(qiáng)觸摸屏的用戶體驗度，怎樣使得操作者的一次觸壓動作可以得到更多方面的信號輸入，是觸摸屏領(lǐng)域技術(shù)人員關(guān)注的問題，也是行業(yè)的發(fā)展趨勢所在，目前已有的可具有壓力檢測和平面位置檢測的觸摸屏，通常是分別制作壓力檢測裝置和平面位置檢測裝置，再組裝到一起，此種觸摸屏制造工藝比較復(fù)雜，需要分別布設(shè)壓力感測電極和觸摸感測電極，空間的利用、制程的簡化等方面都還需要較大的技術(shù)提升。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]為克服現(xiàn)有技術(shù)觸摸屏技術(shù)中需要分別布設(shè)壓力感測電極和觸摸感測電極才能達(dá)到三維信號輸入的問題，本發(fā)明提供一種能利用同一元件實現(xiàn)按壓力量和觸摸位置雙重檢測的觸壓式三維信號輸入裝置及使用方法及多功能觸控面板。
[0005]本發(fā)明解決技術(shù)問題的方案是提供一種觸壓式三維信號輸入裝置，該觸壓式三維信號輸入裝置包括一基板；多個信號感測單元，信號感測單元呈陣列方式排布于基板上，用于同步偵測一觸壓信號的平面位置和該觸壓信號的力度大?。欢鄺l輸入導(dǎo)線和多條輸出導(dǎo)線，且輸入導(dǎo)線和輸出導(dǎo)線分別電性連接所述任一信號感測單元和一信號處理單元。
[0006]優(yōu)選地，所述信號感測單元的大小為25mm2至225_ 2。
[0007]優(yōu)選地，所述信號感測單元通過感測形變引起的信號感測單元的阻值的改變來感測觸摸點(diǎn)位置和觸摸力度的大小。
[0008]優(yōu)選地，所述的信號感測單元的形狀為放射狀、鋸齒狀或花型。
[0009]優(yōu)選地，所述信號感測單元是由一導(dǎo)線彎曲而成，該導(dǎo)線的線寬范圍為3?500umo
[0010]優(yōu)選地，所述信號感測單元通過感測形變引起的電容值的改變來感測觸摸位置和壓力大小。
[0011]優(yōu)選地，所述信號感測單元包括一信號發(fā)射電極和一信號接收電極。
[0012]優(yōu)選地，所述信號發(fā)射電極與該信號接收電極位于該基板之同一表面。
[0013]優(yōu)選地，所述信號感測單元的形狀為兩三角形組合狀或梳狀交叉設(shè)置。
[0014]優(yōu)選地，所述信號發(fā)射電極與該信號接收電極之間具有一間距，該間距為5?20umo
[0015]優(yōu)選地，所述信號發(fā)射電極與該信號接收電極分別位于該基板之相對的兩表面上。
[0016]優(yōu)選地，所述信號發(fā)射電極與該信號接收電極各自的大小均為25_2至225_2。
[0017]優(yōu)選地，所述信號發(fā)射電極與該信號接收電極在垂直方向上的投影相互重疊。
[0018]優(yōu)選地，所述基板為具有彈性的軟質(zhì)基板，該基板厚度為50?400um。
[0019]優(yōu)選地，所述信號處理單元包括一觸點(diǎn)位置檢測電路和觸點(diǎn)力度檢測電路，當(dāng)系統(tǒng)施加一驅(qū)動電壓后，觸點(diǎn)位置檢測電路和觸點(diǎn)力度檢測電路同時對信號進(jìn)行檢測和處理，進(jìn)而得到觸點(diǎn)位置信息和壓力大小信息。
[0020]優(yōu)選地，所述基板為保護(hù)蓋板，信號感測單元位于其遠(yuǎn)離觸摸的表面上。
[0021]優(yōu)選地，所述觸壓式三維信號輸入裝置還包括一蓋板，該信號感測單元位于蓋板與基板之間或基板遠(yuǎn)離蓋板的表面上。
[0022]觸壓式三維信號輸入裝置的使用方法，包括:
[0023]步驟SI，設(shè)定一基準(zhǔn)值；
[0024]步驟S2，觸壓該觸壓式三維信號輸入裝置，被觸壓的信號感測單元發(fā)生形變；
[0025]步驟S3，依序或同時進(jìn)行信號掃描，偵測發(fā)生形變的信號感測單元的電阻或電容信號值，并與基準(zhǔn)值相比較；及
[0026]步驟S4，將各信號感測測單元的信號變化量，根據(jù)既定公式，同時計算出觸壓力度與觸壓位置。
[0027]一種多功能觸控面板，包括一保護(hù)外蓋；一生物特征識別系統(tǒng)以及一觸壓式三維信號輸入裝置；其中該生物特征識別系統(tǒng)設(shè)置于保護(hù)外蓋和觸壓式三維信號輸入裝置之間。
[0028]優(yōu)選地，所述生物特征識別系統(tǒng)包括一指紋識別電極層，該指紋識別電極層包括多條縱橫交錯的感應(yīng)電極線，其中該感應(yīng)電極線的線寬為0.1 μ m-100 μ m，線距為30 μ m-200 μ mD
[0029]優(yōu)選地，所述指紋識別電極層是直接設(shè)置于保護(hù)外蓋上，而該觸壓式三維信號輸入裝置是通過一光學(xué)膠與該指紋識別電極層相貼合。
[0030]優(yōu)選地，所述生物特征識別系統(tǒng)還包括一第一透光板材，該第一透光板材為一聚酰亞胺薄膜層，該指紋識別電極層是直接形成在該聚酰亞胺薄膜層上。
[0031]優(yōu)選地，所述第一透光板材通過一光學(xué)膠與該保護(hù)外蓋相貼合，而該觸壓式三維信號輸入裝置通過另一光學(xué)膠與該指紋識別電極層相貼合。
[0032]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的觸壓式三維信號輸入裝置通過在一基板上形成多個信號感測單元且各信號感測單元分別連接一輸入導(dǎo)線和一輸出導(dǎo)線至信號處理單元，通過信號處理單元對接收到的信號進(jìn)行處理和判斷，可以同時感測三維度信號(觸摸位置和壓力大小)，實現(xiàn)了觸控感測和壓力感測的合二為一，不僅節(jié)省材料，而且擴(kuò)展產(chǎn)品功能，提高用戶體驗度。
[0033]上述信號感測單元感測三維信號的方式，根據(jù)其感測原理也可以分為電阻式和電容式。其中電阻式觸控感測方式，是通過信號感測單元內(nèi)部的形狀改變引起相應(yīng)的阻值變化，從而根據(jù)阻值變化產(chǎn)生的位置和變化量的大小來判斷觸摸點(diǎn)位置和觸摸力量大?。欢娙菔接|控感測方式，是通過檢測形變引起的信號感測單元內(nèi)部兩對應(yīng)電極之間的電容值變化來感測位置和壓力，都是利用同一感測單元既進(jìn)行位置檢測(平面二維)又進(jìn)行力量檢測(第三維度)的計算，實現(xiàn)三維度的同時檢測。電阻式和電容式觸控感測都可以采用彈性基板和非彈性基板，兩種不同的形變方式對應(yīng)不同的系統(tǒng)檢測方法和計算規(guī)則。
[0034]本發(fā)明還在上述基礎(chǔ)上，增加一種生物識別結(jié)構(gòu)，可以在較大程度上提高用戶體驗度，而不會對二者的信號傳遞產(chǎn)生干擾。
【【附圖說明】】
[0035]圖1是本發(fā)明觸壓式三維信號輸入裝置第一實施例的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖2是本發(fā)明觸壓式三維信號輸入裝置第一實施例的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖3是本發(fā)明觸壓式三維信號輸入裝置第一實施例的截面結(jié)構(gòu)形變后示意圖。
[0038]圖4是本發(fā)明觸壓式三維信號輸入裝置觸摸點(diǎn)檢測的坐標(biāo)示意圖。
[0039]圖5是本發(fā)明觸壓式三維信號輸入裝置第二實施例信號感測單元的正視示意圖。
[0040]圖6是本發(fā)明觸壓式三維信號輸入裝置第二實施例的截面示意圖。
[0041]圖7是本發(fā)明觸壓式三維信號輸入裝置第二實施例的截面形變后示意圖。
[0042]圖8是本發(fā)明觸壓式三維信號輸入裝置第二實施例的檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]圖9是本發(fā)明觸壓式三維信號輸入裝置第三實施例信號感測單元的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0044]圖10是本發(fā)明觸壓式三維信號輸入裝置第四實施例信號感測單元的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0045]圖11是本發(fā)明觸壓式三維信號輸入裝置第五實施例的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。
[0046]圖12是本發(fā)明觸壓式三維信號輸入裝置第五實施例信號感測單元的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0047]圖13是本發(fā)明觸壓式三維信號輸入裝置第五實施例感測電極的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0048]圖14是本發(fā)明觸壓式三維信號輸入裝置第五實施例的截面形變后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0049]圖15是本發(fā)明觸壓式三維信號輸入裝置第六實施例信號感測單元的平面結(jié)構(gòu)示意圖。
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