一种压力检测结构及触摸设备 |
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| 申请号 | CN201521141528.7 | 申请日 | 2015-12-31 | 公开(公告)号 | CN205302239U | 公开(公告)日 | 2016-06-08 |
| 申请人 | 深圳市汇顶科技股份有限公司; | 发明人 | 文达飞; 刘武; 冉锐; | ||||
| 摘要 | 本实用新型一种压 力 检测结构及触摸设备，所述结构安装在触摸设备的中框上，包括盖板、显示器件和压力 传感器 ，所述显示器件位于所述盖板的下方，所述显示器件为LCD显示器件，所述显示器件包括显示模组、光学组件以及容置所述显示模组和所述光学组件的 外壳 ，所述外壳包括背壳和连接于所述背壳边缘的 支架 ，所述 压力传感器 设置于所述显示器件内部，所述压力传感器位于所述背壳的上方，所述显示器件中任一导电件或者导电的所述中框作为参考 电极 ，所述压力传感器和所述参考电极之间存在受压可 变形 的间隙层。本实用新型可准确进行压力检测，增强了产品的可靠性。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种压力检测结构，所述结构安装在触摸设备的中框上，包括盖板、显示器件和压力传感器，所述显示器件位于所述盖板的下方，所述显示器件为LCD显示器件，所述显示器件包括显示模组、光学组件以及容置所述显示模组和所述光学组件的外壳，所述外壳包括背壳和连接于所述背壳边缘的支架，其特征在于，所述压力传感器设置于所述显示器件内部，所述压力传感器位于所述背壳的上方，所述显示器件中任一导电件或者导电的所述中框作为参考电极，所述压力传感器和所述参考电极之间存在受压可变形的间隙层。 |
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| 说明书全文 | 一种压力检测结构及触摸设备技术领域[0001] 本实用新型涉及触摸屏技术领域，尤其涉及一种压力检测结构及触摸设备。 背景技术[0002] 目前的触摸设备(如触摸手机)，通常利用压力传感器来检测人手触摸的压力。触摸设备的压力检测结构安装在触摸设备的中框上，包括盖板、显示器件和压力传感器。所述显示器件为LCD显示器件(即，显示屏)时，所述显示模组为液晶模组，所述显示器件还包括光学组件以及承载所述液晶模组和所述光学组件的外壳。所述显示器件为LED显示器件时，所述显示模组为LED模组，所述显示器件还包括用于遮光与缓冲的柔性泡棉层。 [0003] 如图1.1所示，所述显示器件为LCD显示器件(即，显示屏)时，触摸设备的压力检测结构包括盖板1、中框4、显示屏2和压力传感器3。压力传感器3、显示屏2和盖板1从下到上依次叠放于中框4内，压力传感器3与显示屏2之间具有间隙5。一般的，压力传感器3为电容式传感器，其如图1.2所示包括基板6和呈矩阵式排布于基板6的检测电极7，压力传感器3的检测电极7与外界的参考电极形成如图1.3所示的电容，其中，基板6上的每一检测电极7与参考电极8之间均形成电容C。图1.1所示的压力检测结构中，参考电极为显示屏上的导电层，其电容结构如图1.4所示。压力检测实现方式为：当有力施加到盖板1上时，盖板1发生形变，从而改变了压力传感器3与显示屏2之间的间距，使得压力传感器3与显示屏2上的导电层之间的电容发生变化，根据变化量识别出压力大小。 [0004] 从实现原理上看，需要控制好显示屏2与压力传感器3之间的检测间距，该检测间距即图1.1所示的间隙5。然而，该间隙5受限于量产装配工序多、装配部件多，导致装配公差较大。同时，不同的机器之间显示屏2与压力传感器3的间距这个公差将会影响机器之间的一致性，从而导致机器之间的体验差异。而且，整机产品的跌落、挤压变形都较容易改变这个间隙大小，降低了产品的可靠性。 [0006] 有鉴于此，本实用新型一种压力检测结构及触摸设备，其可准确进行压力检测，增强了产品的可靠性。 [0007] 本实用新型提供一种压力检测结构，所述结构安装在触摸设备的中框上，包括盖板、显示器件和压力传感器，所述显示器件位于所述盖板的下方，所述显示器件为LCD显示器件，所述显示器件包括显示模组、光学组件以及容置所述显示模组和所述光学组件的外壳，所述外壳包括背壳和连接于所述背壳边缘的支架，所述压力传感器设置于所述显示器件内部，所述压力传感器位于所述背壳的上方，所述显示器件中任一导电件或者导电的所述中框作为参考电极，所述压力传感器和所述参考电极之间存在受压可变形的间隙层。 [0008] 本实用新型还提供一种压力检测结构，包括盖板、显示屏、压力传感器和中框，所述显示屏和所述盖板从下到上依次叠放于所述中框内，所述压力传感器设置于所述显示屏内部，所述显示屏包括从下到上依次叠放的光学组件和液晶模组以及承载所述光学组件和所述液晶模组的外壳，所述外壳包括背壳和连接于所述背壳边缘的支架，所述压力传感器位于所述光学组件和所述背壳之间，所述显示屏内部具有间隙。 [0009] 本实用新型还提供一种触摸设备，包括中框以及安装在所述中框上的压力检测结构，所述压力检测结构如上所述。 [0010] 由以上技术方案可见，本实用新型所述压力传感器设置于所述显示器件内部，所述压力传感器位于所述背壳的上方，所述显示器件中任一导电件或者导电的所述中框作为参考电极，所述压力传感器和所述参考电极之间存在受压可变形的间隙层，所述压力传感器根据其感测电极和所述参考电极之间的电容变化，输出压力信号。从而，避免了由于显示模组和中框间距的公差影响触摸设备之间压力感测的一致性，减小了触摸设备整机装配的公差。并且，在量产测试时，单个显示器件即可进行压力测试，无需将显示器件与中框配合才可进行压力测试，提高了测试生产效率。附图说明 [0011] 为了更清楚地说明本实用新型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实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0012] 图1.1是现有技术中压力检测结构的结构示意图； [0013] 图1.2是图1中的压力传感器的结构示意图； [0014] 图1.3是压力传感器的检测电极与参考电极形成电容的结构示意图； [0015] 图1.4是现有技术中压力检测结构的电容结构的示意图； [0016] 图2.1是一种压力检测结构的一实施例的结构示意图； [0017] 图2.2是一种压力检测结构的另一实施例的结构示意图； [0018] 图2.3是一种压力检测结构的再一实施例的结构示意图； [0019] 图3.1是一种压力检测结构中压力传感器的结构示意图； [0020] 图3.2是一种压力检测结构中压力检测的电容结构示意图； [0021] 图4.1是一种压力检测结构的再一实施例的结构示意图； [0022] 图4.2是一种压力检测结构的再一实施例的结构示意图； [0023] 图5是一种压力检测结构进行压力检测的一种电容结构示意图 [0024] 图6.1是一种压力检测结构的再一实施例的结构示意图； [0025] 图6.2是一种压力检测结构的再一实施例的结构示意图； [0026] 图7.1是一种压力检测结构的再一实施例的结构示意图； [0027] 图7.2是一种压力检测结构的再一实施例的结构示意图； [0028] 图8是一种压力检测结构进行压力检测的再一种电容结构示意图； [0029] 图9是一种压力检测结构的再一实施例的结构示意图； [0030] 图10是一种压力检测结构的再一实施例的结构示意图。 具体实施方式[0031] 本实用新型所述压力传感器设置于所述显示器件内部，所述压力传感器位于所述背壳的上方，所述显示器件中任一导电件或者导电的所述中框作为参考电极，所述压力传感器和所述参考电极之间存在受压可变形的间隙层，所述压力传感器根据其感测电极和所述参考电极之间的电容变化，输出压力信号。从而，避免了由于显示模组和中框间距的公差影响触摸设备之间压力感测的一致性，减小了触摸设备整机装配的公差。并且，在量产测试时，单个显示器件即可进行压力测试，无需将显示器件与中框配合才可进行压力测试，提高了测试生产效率。 [0032] 当然，实施本实用新型的任一技术方案必不一定需要同时达到以上的所有优点。 [0033] 为了使本领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。 [0034] 下面结合本实用新型附图进一步说明本实用新型具体实现。 [0035] 在本实用新型具体实现中，参见图2.1及2.2，所述显示器件2为LCD显示器件时，所述显示模组22为液晶模组，所述显示器件2还包括光学组件21以及承载所述液晶模组22和所述光学组件21的外壳23。 [0036] 参见图2.1，所述外壳23与盖板1的配合关系为全盖式。外壳23大于显示模组22，显示模组22和光学组件21均容置于外壳23内。外壳23包括背壳231和连接于所述背壳231边缘的支架232。盖板1置于支架232顶部，支架232上端与盖板1通过粘合胶8或其他方式固定连接。为简化起见，后续实施例中的附图中均省略了中框。需要说明的是，显示器件2内部具有间隙，因为显示器件2内部的显示模组22以及光学组件21两两之间不是整面粘合紧贴在一起的，所以两两之间具有间隙，该间隙内填充的可以是空气也可以是柔性填充物，为了简化起见，图示中没有表示出该间隙。后续实施例的结构描述同理，将不再重复。 [0037] 对于图2.1中外壳23与盖板1的配合关系为全盖式的显示模组，本实用新型所述压力传感器3设置于所述显示器件2内部，且位于所述背壳231的上方。 [0038] 参见图2.2，所述外壳23与盖板1的配合关系为部分盖式。外壳23大于光学组件21但并不大于显示模组22，光学组件21容置于外壳23内，显示模组22置于支架232顶部，并通过粘合胶8或其他方式与支架232上端固定连接。 [0039] 对于图2.2中外壳23与盖板1的配合关系为部分盖式的显示模组，本实用新型所述压力传感器3设置于所述显示器件2内部，且位于所述背壳231的上方。 [0040] 此外，参见图2.3，所述显示器件为LED显示器件时，所述显示模组22为LED模组，所述显示器件2还包括用于遮光与缓冲的柔性泡棉层24。 [0041] 具体地，压力传感器3是电容式传感器，其检测电极一般如图3.1所示呈矩阵式排布，基板6上排布的检测电极7需要与外界参考电极形成电容Cap1如图3.2所示。 [0042] 在本实用新型一具体实现中，所述显示器件2为LCD显示器件时，参见图4.1及图4.2，所述外壳23包括背壳231和连接于所述背壳231边缘的支架231，所述压力传感器3位于所述背壳231的上方。 [0043] 参见图4.1，如所述压力传感器3与所述背壳231间无可变间隙，所述参考电极为所述背壳231上方的任一导电件。 [0044] 所述压力传感器3与所述背壳231间无可变间隙，即所述压力传感器3设置于所述背壳231的上表面。 [0045] 例如，所述任一导电件可为所述LCD显示器件所包括的光学组件上的导电件，或者，下玻璃表面(上表面或者下表面)上的导电层，或者，上玻璃表面(上表面或者下表面)上的导电层，或者，所述盖板1与所述上玻璃之间的导电层。 [0046] 由于所述压力传感器3所设置的背壳231的上表面与所述参考电极间存在可变间隙，如图5所示，所述压力传感器3可以通过感测所述间隙的变化，输出压力信号。 [0047] 参见图4.2，如所述压力传感器3与所述背壳231间存在可变间隙，所述参考电极为所述背壳231上方的任一导电件或者导电的背壳。 [0048] 由于所述压力传感器3与所述背壳231间存在可变间隙，除所述背壳231上方的任一导电件可作为参考电极外，如所述背壳231采用导电材质，所述导电的背壳也可作为参考电极。 [0049] 由于所述压力传感器3与所述参考电极间存在可变间隙，如图5所示，所述压力传感器3可以通过感测所述间隙的变化，输出压力信号。 [0050] 具体地，所述压力传感器3与所述背壳231间存在可变间隙时，所述间隙可以为填充的柔性物质。 [0051] 或者，设置补强台阶60，补强台阶60可以与外壳23一体成型，也可以组装于外壳23。如图6.1和图6.2所示，在背壳231底部或支架232内壁凸设补强台阶60，补强台阶可以与背壳231或支架232一体成型或者分体设置(即组装于背壳或支架)，将显示器件2的所有光学组件21置于补强台阶60上。如图7.1和图7.2所示，在背壳231底部或支架232内壁凸设补强台阶60，将显示器件2的所有光学组件21置于补强台阶60上。补强台阶60使得压力传感器 3与所述背壳231之间有间隙，该间隙可以是空气间隙，也可以在其中填充软性填充物。 [0052] 本实施例压力传感器3相对独立，不会对显示模组22功能造成影响。压力传感器3与中框无关，整机组装的公差等问题对压力检测影响小。压力传感器3与参考电极距离近，灵敏度高。 [0053] 当盖板1受压，压力传递到显示模组22，令显示模组22产生形变。从而改变所述压力传感器3的检测电极和所述参考电极之间的距离，参见图5，所述压力传感器3的检测电极和参考电极的内部电极之间的电容值发生变化，产生压力信号。 [0054] 本实施例需要控制的公差主要在外壳23与显示模组22(部分盖式)或者盖板1(全盖式)的粘合胶的厚度，所述外壳23的平整度。外壳23与显示模组22粘合胶的厚度容易控制，且本身的公差较小。而外壳23的平整度则是可以做到高精度的，本实施例同图1的结构设计相比较，可以更加准确的进行压力感测。 [0055] 并且，本实施例将公差影响因素都控制在显示模组22内部，量产上更好控制，不易受触摸设备整机装配的影响。触摸设备的跌落，挤压变形等对压力检测结构进行压力感测的影响很小。 [0056] 在本实用新型再一具体实现中，如所述压力传感器3与所述背壳231间无可变间隙，所述背壳231为导电的背壳，且所述导电的背壳231作为屏蔽电极，以屏蔽外界参考面对压力传感器3和参考电极间电容的影响。 [0057] 如所述压力传感器3与所述背壳231间无可变间隙，所述显示器件2中设置用于屏蔽外界参考面影响的屏蔽电极14。 [0058] 所述压力传感器3和所述屏蔽电极14之间的电容恒定。 [0059] 所述屏蔽电极14用于屏蔽外界的干扰，以及对公差进行进一步控制。 [0060] 参见图8，本实用新型实现需要三个电极形成两个电容，压力传感器3中的检测电极，连接到集成控制芯片IC。其中检测电极与参考电极之间的电容是有效的形变检测电容Cap1，即压力带来的形变会改变这两个电极之间的间距，从而改变这个电容。因此，本实用新型压力传感器3通过检测其检测电极和参考电极之间的电容，输出压力信号到集成控制芯片IC。 [0061] 检测电极与屏蔽电极之间的电容是个固定电容Cap2，这两个电极之间的间距不受力的作用影响，屏蔽电极14的主要作用是屏蔽外界其他参考面的影响，使得形变有效电容只有Cap1这一个电容，这是对减小外界干扰以及公差控制有较大作用。 [0062] 具体地，所述屏蔽电极14位于所述显示器件2中，所述屏蔽电极14为所述压力传感器3所在位置之上的导电层。屏蔽电极14和参考电极均为利用显示器件2内部结构上自身存在的导电平面来充当，且屏蔽电极14、参考电极和压力传感器3(检测电极)都在显示器件2内部。 [0063] 从而，避免了由于显示模组和中框间距的公差影响触摸设备之间压力感测的一致性，减小了触摸设备整机装配的公差。并且，在量产测试时，单个显示器件即可进行压力测试，无需将显示器件与中框配合才可进行压力测试，提高了测试生产效率。 [0064] 在本实用新型再一具体实现中，于背壳231与中框之间设置一垫子。如图9所示，在背壳231边缘与中框40之间铺设垫子70，垫子70可以是弹性材料或者刚性材料。当显示器件2往下受压时，垫子70回顶显示器件2的支架232，从而压缩支架232与显示模组22之间的粘合胶50，再通过盖板10与中框40之间的粘合胶50固定连接，就可以将不同机器之间支架232与显示模组22之间的粘合胶50的公差给减小或者消除。 [0065] 参见图10，本实用新型还提供所述压力检测结构包括盖板1、显示屏20、压力传感器3和中框40，显示屏20和盖板1从下到上依次叠放于中框40内，盖板1边缘与中框40通过粘合胶50或其他方式固定，压力传感器3设置于显示屏20内部，压力传感器3优选为电容式压力传感器。 [0066] 在本实用新型再一具体实现中，本实用新型还提供一种触摸设备，包括中框以及安装在所述中框上的压力检测结构，所述压力检测结构如上所述。 |
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