CN110858108A - 一种压力感测模组、触控面板以及触控面板两点触摸压力检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种压力感测模组、触控面板以及一种触控面板两点触摸压力检测方法，所述压力感测模组一基板；及一形成于所述基板之上的感测层；所述感测层包括复数个压感单元，且所述复数个压感单元沿所述基板的对称轴呈轴对称设置，以形成第一压力感测区和第二压力感测区；所述压感单元包括四个阻值相同的电阻，四个所述电阻构成一个惠斯通电桥，其中两个所述电阻的图案形状具有相同的延伸方向且不相邻。所述触控面板包括前述的压力感测模组，该触控面板两点触摸压力检测方法用于检测在前述触控面板上的两点触控压力。

Description

一种压力感测模组、触控面板以及触控面板两点触摸压力检 测方法

【技术领域】

本发明涉及触控显示领域，尤其是一种压力感测模组、触控面板以及触控面板两点触摸压力检测方法。

【背景技术】

近年来，触控面板因具有易操作性、直观性和灵活性等优点，已成为个人移动通信设备和综合信息终端如平板电脑、智能手机以及超级笔记本电脑的主要人机交互手段。

现有的触控面板仅支持在触控平面上的位置触控，即X、Y轴的位置触控，以及在垂直于触控平面即Z轴的单点触摸压力感测，无法实现在Z轴方向上的两点触摸压力大小的感测，极大限制了压力触控在触控面板上的应用。

【发明内容】

为克服现有的技术问题，本发明提供了一种压力感测模组、触控面板以及触控面板两点触摸压力检测方法。

本发明解决技术问题的技术方案是提供一种压力感测模组，所述压力感测模组至少包括：一基板；及一形成于所述基板之上的感测层，所述感测层包括复数个压感单元，且所述复数个压感单元沿所述基板的对称轴呈轴对称设置，以形成第一压力感测区和第二压力感测区；所述压感单元包括四个阻值相同的电阻，四个所述电阻构成一个惠斯通电桥，其中两个所述电阻的图案形状具有相同的延伸方向且不相邻。

优选地，所述基板为矩形基板，所述基板四个边角处对应设置有压感单元，所述边角处的压感单元为矩形，且所述压感单元的第一边或第二边与所述基板的X轴方向的侧边呈同一夹角α设置；或所述压感单元的第一边或第二边与所述基板的Y轴方向的侧边呈同一夹角α设置。

优选地，所述夹角α为35°-55°。

优选地，所述夹角α为45°。

优选地，所述图案形状具有相同延伸方向的两个所述电阻呈对角分布。

优选地，所述图案形状具有相同延伸方向的两个所述电阻界定为第一组电阻，另外两个所述电阻界定为第二组电阻，所述第一组电阻与所述第二组电阻的图案形状的延伸方向不同。

优选地，所述第一组电阻与所述第二组电阻的图案形状的延伸方向相互垂直。

本发明还提供一种触控面板，所述触控面板包括前述的压力感测模组，且所述触控面板还包括用于检测位置信息的触控感应单元。

本发明还提供一种触控面板两点触摸压力检测方法，包括：步骤S1：提供前述的触控面板；步骤S2：在第一压力感测区内施加第一触控力F_A并且在第二压力感测区内施加第二触控力F_B，感测第一触控力F_A和第二触控力F_B的触摸位置，分别获取触摸点的位置信息；步骤S3：分别获取第一压力感测区内压感单元的第一测量值F₁以及第二压力感测区内压感单元的第二测量值F₂；获取在触控面板上施加一已知作用力F时，第一压力感测区内压感单元获取的该作用力F在任意一个触控点的分量比例K_A以及第二压力感测区内压感单元获取的该作用力F在任意一个触控点的分量比例K_B；步骤S4：根据获取第一触控力F_A和第二触控力F_B的触控点位置以及第一测量值F₁和第二测量值F₂，并调用第一触控力F_A以及第二触控力F_B对应的触控点的分量比例K_A及K_B，计算第一触控力F_A以及第二触控力F_B；其中触控点的分量比例K_A包括第一触控力F_A在第一压力感测区内的对应各个触控点的比例分量K_A1以及第二触控力F_B在第二压力感测区内的对应各个触控点的比例分量K_A2；触控点的分量比例K_B包括第一触控力F_A在第一压力感测区内的对应各个触控点的比例分量K_B1以及第二触控力F_B在第二压力感测区内的对应各个触控点的比例分量K_B2；

F_A＝(F₁*K_B2-F₂*K_A2)/(K_A1*K_B2-K_B1*K_A2)；

F_B＝(F₂*K_A1-F₁*K_B2)/(K_A1*K_B2-K_B1*K_A2)。

优选地，K_A1、K_A2值与X轴坐标呈多项曲线规律性关联，且K_A1、K_A2值在Y轴呈对称关系，且K_A1、K_A2值呈归一特性；

同时，K_B1、K_B2值与X轴坐标呈多项曲线规律性关联，且K_B1、K_B2值在Y轴呈对称关系，且K_B1、K_B2值呈归一特性。

【附图说明】

图1A是本发明第一实施例提供的压力感测模组的剖面结构示意图。

图1B是本发明第一实施例提供的压力感测模组的平面结构示意图。

图2A是本发明第一实施例提供的压力感测模组的压力感测单元的一种变形排布方式的结构示意图。

图2B是本发明第一实施例提供的压力感测模组的压力感测单元的另一种变形排布方式的结构示意图。

图2C是本发明第一实施例提供的压力感测模组的压力感测单元的另一种变形排布方式的结构示意图。

图3A是本发明第一实施例提供的压力感测模组的压力感测单元旋转α角度后排布于基板的结构示意图。

图3B是图3A的局部放大示意图。

图4是本发明第一实施例提供的压力感测模组受力发生形变的结构示意图。

图5A是本发明第一实施例提供的压力感测模组中感测单元的电桥电路结构示意图。

图5B是本发明第一实施例提供的压力感测模组中等臂电桥的等效电路图。

图6A是本发明第一实施例提供的压力感测模组中电桥所包括的四个电阻图案形状及其引线的结构示意图。

图6B是图6A中电阻R1总投影长度示意图。

图7A是本发明第一实施例压力感测模组的一种变形结构示意图。

图7B是多个压力感测模组连接的结构示意图。

图8A是本发明第二实施例提供的触控面板结构示意图。

图8B是本发明第二实施例提供的触控面板的一种变形结构示意图。

图8C是本发明第二实施例提供的触控面板的另一种变形结构示意图。

图8D是本发明第二实施例提供的触控面板的又一种变形结构示意图。

图9是本发明第三实施例提供的一种触控面板两点触摸压力检测方法流程图。

图10A是触控面板的内压力感应单元分布结构示意图。

图10B是触控面板的内触控感应单元分布结构示意图。

图11A是触控面板上施加触控力的结构示意图。

图11B是触控面板上第一压力感测区内压力感测单元检测施加触控力的结构示意图。

图11C是在触控面板上每一个触控感测单元施加一定值压力时第一压力感测区内压力感测单元对应检测到的触控点的分量比例K_A大小分布结构示意图。

图11D是在触控面板上每一个触控感测单元施加一定值压力时第一压力感测区内压力感测单元对应检测到的触控点的分量比例K_A大小与X轴的函数关系示意图。

图11E是在触控面板上每一个触控感测单元施加一定值压力时第一压力感测区内压力感测单元对应检测到的触控压力大小与Y轴的函数关系示意图。

图11F是第一压力感测区内压力感测单元感测的触控点的分量比例K_A大小与X轴的函数关系以及触控压力大小Y轴的函数的乘积的函数关系示意图。

图12A是触控面板上第二压力感测区内压力感测单元检测施加触控力的结构示意图。

图12B是在触控面板上每一个触控感测单元施加一定值压力时第二压力感测区内压力感测单元对应检测到的触控点的分量比例K_B大小分布结构示意图。

图12C是在触控面板上每一个触控感测单元施加一定值压力时第二压力感测区内压力感测单元对应检测到的触控点的分量比例K_B大小与X轴的函数关系示意图。

图12D是在触控面板上每一个触控感测单元施加一定值压力时第二压力感测区内压力感测单元对应检测到的触控压力大小与Y轴的函数关系示意图。

图12E是第二压力感测区内压力感测单元感测的触控点的分量比例K_B大小与X轴的函数关系以及触控压力大小Y轴的函数的乘积的函数关系示意图。

图13A是在触控面板的第一压力感测区和第二压力感测区内施加触控力的结构示意图。

图13B是在触控面板的第一压力感测区和第二压力感测区内施加触控力的测试结果示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1A-1B，本发明的第一实施例提供一压力感测模组10，其包括一基板11及形成于基板11表面的压力感测层12。压力感测层12上设置有复数个压感单元121以及一绑定区122，压感单元121可以为长方形或正方形等矩形结构，且压感单元121形成轴对称分布于基板11表面，以使基板11形成两个互为轴对称的压力感测区，也即第一压力感测区112和第二压力感测区113。该第一压力感测区112和第二压力感测区113的对称轴可以是X轴或Y轴，在此不做限定。在第一压力感测区112和第二压力感测区113内的每一压感单元121均被一信号连接线连接到绑定区122，通过绑定区122与外部的检测电路或芯片电连接，以实现对压力大小的感测。

请参阅图2A，基板11呈矩形，在基板11的中间区域设置有4个压感单元121，其中有2个压感单元121设置在第一压力感测区112内，其余2个压感单元121设置在第二压力感测区113内，且第一压力感测区112内和第二压力感测区113内的感应单元121在基板11的Y轴方向上形成轴对称。

请参阅图2B，基板11呈矩形，在基板11的四个边角处设置有4个压感单元121，其中有2个压感单元121设置在第一压力感测区112内，其余2个压感单元121设置在第二压力感测区113内，且第一压力感测区112内和第二压力感测区113内的感应单元121在基板11的Y轴方向上形成轴对称。

请参阅图2C，基板11呈矩形，在基板11上设置有10个压感单元121，其中4个压感单元121两两对称设置于基板11的四个边角处，其余6个压感单元121对称分布于第一压力感测区112内和第二压力感测区113内。

请参与图3A-3B，在部分实施例中，基板11呈矩形，且当基板11四个边角处对应设置有压感单元121，基板11四个边角处的压感单元121的第一边1211或第二边1212与基板11的X轴方向的侧边呈同一夹角α设置，或基板11四个边角处的四个压感单元121的第一边或第二边与基板11的Y轴方向的侧边呈同一夹角α设置，该夹角α为35°-55°，更优的α为45°。以夹角α设置位于基板11四个边角处的压感单元121，可以使其压感单元121检测到的任意两点触摸压力值不互相抵消或者轻微抵消，从而使得压力感测模组10对两点触控压力测量更为精准。

综上可知，只需压感单元121为复数个，且在X轴和/或Y轴方向上形成轴对称分布于基板11表面，以界定两个对称设置的压力感测区即可，对其压感单元121的数量不做限制。

请参阅图4，用手指按压该压力感测模组10，由于受到压力的作用，压力感测层12上的压感单元121的发生形变，即体积发生变化，进而影响压感单元121的阻值，获取压感单元121的阻值变化即可获得手指按压压力的大小。

请参阅图5A-5B，每个压感单元121为一独立设置的电桥111，电桥111可由四个电阻组成。四个电阻的阻值相同。四个电阻分别为电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃及电阻R₄。其中，电阻R₁与电阻R₂串联，电阻R₃与电阻R₄串联，两个串行电路再并联连接并构成一个惠斯通电桥。进一步地，在电阻R₁与电阻R₃之间接入第一电源端，在电阻R₂与电阻R₄之间接入接地连接。如图5A中所示，电桥111的C端与A端接入放大器126中后进行信号输出，放大器126可连接电源正极及电源负极。

如图5B所示，在无触控力作用时，电桥111处于平衡状态。当受到触控力作用时，被按压位置附近的一个或多个电桥111发生形变而造成阻值改变，惠斯通电桥平衡被打破而导致输出电势差信号U₀(如图5B中所示U_AC)必定发生变化，不同的压力对应不同阻值的改变，相应也会产生不同的电势差信号，故，通过对惠斯通电桥的电势差信号U₀进行计算及处理即可以得出相应的压力值。

其中，电阻R₁两端压降可表示为：

电阻R₃两端压降可表示为：

电桥输出的电压U₀可表示为：

由式(3)中可知，当R₁R₄＝R₂R₃时，则电桥111输出电压U₀等于0，则电桥111处于平衡状态。

进一步地，假设处于平衡状态的电桥111各桥壁电阻的变化量为△R₁、△R₂、△R₃及△R₄，则电桥111的输出电压U₀可进一步表示为：

若将平衡条件R₁R₄＝R₂R₃代入上述式(4)中，并进一步考虑△R远远小于R以略去高阶微量，则电桥的输出电压为：

在本发明中，电桥111之电阻的电阻值相等，即R₁＝R₂＝R₃＝R₄＝R，因此，上述式(5)还可进一步表示为：

更进一步地，若电桥111中四个电阻(电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃及电阻R₄)均为应变片，且其灵敏度K均相同，

手指按压压力感测层12后，手指按压作用所产生的电阻变化量与对应电阻的初始电阻值之比与电阻受到按压作用后的应变量关系如下：

△R/R＝Kε (7)

结合上述式(6)与式(7)，则电桥111输出压力U₀可进一步表示为：

从上述式(8)中可知，电桥111的输出电压U0与四个电阻的应变量相关。为了使上述式(8)进一步简化，则在电桥111中包含两个图案形状具有相同的延伸方向的电阻。

请参阅图6A，电阻R₁与电阻R₄、电阻R₂与电阻R₃中图案形状具有相同的延伸方向，从而使电桥111具有与延伸方向一致的X方向应变及Y方向应变。此处及以下的延伸方向是指电阻的图案形状在一方向上的总投影长度大于电阻的图案形状在其他方向上的总投影长度，则该方向即为电阻的图案形状的延伸方向。

进一步，为了使电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃及电阻R₄之间形成一个惠斯通电桥并实现电性连接，在本实施例中，如图6A中所示，压力感测模组10进一步包括一结合区114，电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃及电阻R₄均独立引线至结合区114。

请参阅图6B，以图6A中所示电阻R1为例，其总投影长度可分为电阻的图案形状沿X方向总投影长度d及沿Y方向总投影长度h，其中，沿X方向或沿Y方向将电阻图案形状分为多段，如图5B中所示，沿X方向的总投影长度d等于线段d1、线段d2、线段d3、线段d4、线段d5及线段d6之和，沿Y方向的总投影长度h等于线段h1、线段h2、线段h3、线段h4及线段h5之和。从图6B中可知，沿X方向的总投影长度d大于沿Y方向的总投影长度h，因此，电阻R₁沿X方向的总投影长度d所在的方向即为电阻R₁的延伸方向P。

按照上述的方法，可分别获得电阻R₂、电阻R₃及电阻R₄对应的延伸方向，具体步骤在此不再赘述。

在本发明中，图案形状具有相同延伸方向的两个电阻为不相邻设置。即电阻R₁及电阻R₄的延伸方向均为沿X方向的总投影长度d所在的方向，且电阻R₁及电阻R₄并不相邻设置。电阻R₂及电阻R₃的延伸方向均为沿Y方向的总投影长度h所在的方向，且电阻R₂及电阻R₃并不相邻设置。其中，本发明此处及以下的两个电阻为不相邻设置可理解为两个电阻沿X方向或沿Y方向上不相邻设置。

更进一步地，图案形状具有相同延伸方向的两个电阻呈对角分布，即具体地，电阻R₁与电阻R₄为对角设置的两个电阻；电阻R₂与电阻R₃为对角设置的两个电阻。

在一些较优的实施例中，一压感单元121(即电桥111)中的两个具有相同延伸方向的电阻界定为第一组电阻，另外两个电阻界定为第二组电阻，第一组电阻与第二组电阻的图案形状的延伸方向不同。即，第一组电阻包括电阻R₁与电阻R₄，第二组电阻包括电阻R₂与电阻R₃。

更优选地，其中，第一组电阻与第二组电阻的图案形状的延伸方向相互垂直，即电阻R₁、电阻R₄与电阻R₂、电阻R₃的图案形状的延伸方向相互垂直。具体地，电阻R₁、电阻R₄的图案形状在第一方向上的总投影长度均大于电阻R₁、电阻R₄的图案形状在第二方向上的总投影长度，而电阻R₂、电阻R₃在第二方向上的总投影长度均大于电阻R₂、电阻R₃的图案形状在第一方向上的总投影长度，第一方向与第二方向垂直设置。

在本实施例中，仅以压力感测层12中的其中一个压感单元121(即电桥111)以说明电阻的具体布局及结构关系。在实际应用层面，压力感测层12中可包括一种或几种具有不同电阻图案形状或分布方式的压感单元121。

在本实施例中，每一电阻(电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃及电阻R₄)分别由一金属线形成。金属线的材质包括但不受限于铜、银、铝、金等中的任一种或几种的组合，金属线包括受到手指按压后电阻变化主要由体积变化引起的材料，即可感应电桥111受到手指触控力作用后沿第一方向及第二方向的应变。

请参阅图1及图6A，具体地，第一方向对应为X方向，第二方向对应为Y方向。第一压感单元121(即电桥111)中四个电阻呈阵列排布且全部通过刻蚀方式在基板11之上形成,在单一一个电桥111中，其中一个对角设置的两电阻(即电阻R₁及电阻R₄)采用以第一方向(X方向)作为延伸方向的梳齿线状，另一对角设置的两电阻(即电阻R₂及电阻R₃)采用以第二方向(Y方向)作为延伸方向的梳齿线状。采用这样的设计方式可使电桥111沿X方向及沿Y方向梳齿线状的触控力感应的阻值变化不一样，从而提高电桥111的电压输出值。由于电桥111中四个电阻距离较近，受热程度及受力程度基本接近，因此，不容易出现单一电阻受热或受力不均的状况。

进一步，如图6A所示，梳齿线状的电阻之间的距离过大，则会使温度对四个电阻的影响不一致，因此导致由温度引起的应变不相同，因此，由温度引起的输出电压U₀不为零，影响电桥的平衡。而如梳齿线状的电阻之间的距离过小，则会对手指按压后触控力大小所引起的变化信号信噪比造成影响。因此，为了获得更优的感测效果，在本发明中，电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃及电阻R₄中两个相邻设置的电阻的图案形状之间的距离均保持在0.01mm-2mm，以使同一区域的受热均匀性更优。

在本具体实施方式中，由于电桥111的电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃及电阻R₄中的阻值相同，且假设四个电阻受到的手指按压触控力及温度变化所产生的阻值变化也相同，依据式(7)△R/R＝Kε(K为灵敏度)，可知电电阻R₁、电阻R₂、电阻R₃及电阻R₄受到手指按压后产生的应变量之间关系可表示为：ε₁＝ε₄＝ε_x，而ε₂＝ε₃＝ε_y，因此，上述式(8)可进一步转化为：

由上述式(9)中可知，上述电压U_BD可通过测量获得，K为与金属线材质相关的电阻灵敏度，电桥111在受到按压作用后X方向的应变表示为ε_x，电桥111在受到按压作用后Y方向的应变表示为ε_y，应变的大小可根据电阻应变片测量获得。

可见，通过上述式(9)计算获得的电桥111的输出电压U₀与电桥111受到手指按压后的所受到的X方向的应变ε_x及Y方向的应变ε_y之间差的绝对值相关。

在部分实施例中，为了使电桥111受到手指按压作用后X方向的应变ε_x及Y方向的应变ε_y的数值差异较大，可进一步设置使压力感测层12的长宽比不同，即压力感测层12沿X方向的长度与沿Y方向的长度不相同。

请参阅图7A及图7B，在部分实施例中，压力感测模组20包括压感单元211、选择芯片213、压力感测电路214及一触控感测电路215。

具体地，压力感测模组20在一基板(图未示)的表面上阵列排布复数个压感单元211，该每一压感单元211为一独立设置的电桥211，电桥211包括四个电阻，其分别为电阻R1a＇、电阻R2a＇、电阻R3a＇及电阻R4a＇。四个电阻均与结合区212电连接，并通过结合区212可进一步与选择芯片213连接，选择芯片213进一步包括一选择开关(图未示)，选择开关分别电连接一压力感测电路214及一触控感测电路215。

为了实现压力与触控感测，较优地，采用分时扫描的方式进行扫描，即当扫描时段为压力感测(即第一时序)时，选择芯片213中的选择开关切换导通于压力感测电路214，使电阻R1a＇、电阻R2a＇、电阻R3a＇及电阻R4a＇与压力感测电路214导通，手指按压后，由于电阻R1a＇、电阻R2a＇、电阻R3a＇及电阻R4a＇体积发生变化，从而引起应变及电阻值变化，依据应变量大小从而感应手指按压触控力的大小。

而当扫描时段为触控感测(即第二时序)时，选择芯片213中的选择开关(图未示)偏向触控感测电路215，使电阻R1a＇、电阻R2a＇、电阻R3a＇及电阻R4a＇与触控感测电路215导通，以自电容感测方式感测手指按压位置。

进一步，为了使压力感测模组的感测效果更好，多个电桥211的排布如图7B中所示，多个电桥211呈阵列分布，且只设于基板的其中一个表面上，通过这样的设计及采用分时扫描的方式，还可进一步实现多点压力触控感测。

请参阅图8A，本发明第二实施例提供一种触控面板100，其包括压力感测模组10、触控感测模组20以及显示模组30，其中触控感测模组20设置于压力感测模组10和显示模组30之间。

具体地，该压力感测模组10与第一实施例所提供的压力感测模组具有相同的结构和功能，也即压力感测模组10包括一基板11及形成于基板11的表面之上的压力感测层12，压力感测层12上设置有复数个压感单元121以及一绑定区(图未示)，压感单元121为复数个，且形成轴对称分布于基板11的表面。每一压感单元121均被一信号连接线连接到绑定区，通过绑定区与外部的检测电路或芯片电连接，以实现对压力大小的感测。

触控感测模组20包括一触控基板21及形成于触控基板21的表面之上的触控感测层22。触控感测层22上阵列设置有触控感应单元221，每一触控感应单元221均被一信号连接线连接到一绑定区(图未示)，通过绑定区与外部的检测电路或芯片电连接，以实现对触控位置的感测。

显示模组30包括显示基板31以及形成于显示基板31上的显示层32。优选地，该显示模组30为OLED显示模组。

请参阅图8B，在部分实施例中，显示模组30设置于触控感测模组20和压力感测模组10之间，也即显示模组30设置于触控基板21远离形成有触控感测层22一侧和压力感测模组10之间。优选地，该显示模组30为OLED显示模组。

请参阅图8C，在部分实施例中，压力感测模组10设置于显示模组30和触控感测模组20之间，也即压力感测模组10设置于显示基板31远离形成有显示层32一侧和触控感测模组20之间。优选地，该显示模组30为OLED显示模组。

请参阅图8D，在部分实施例中，压力感测模组10设置于显示模组30下方，且压力感层12和触控感测层22同层设置共用一基板11。请参阅图9，本发明第三实施例提供一种触控面板两点触摸压力检测方法，其包括以下步骤：

步骤S1：在第一压力感测区内施加第一触控力F_A并且在第二压力感测区内施加第二触控力F_B，感测第一触控力F_A和第二触控力F_B的触摸位置，分别获取触摸点的位置信息。

请参阅图10A，提供前述的触控面板100，该触控面板100内设置有复数个压感单元121，复数个压感单元121相对于基板11呈轴对称设置，该对称轴可以是X轴或Y轴。压感单元121轴对称设置界定了触控面板100的第一压力感测区112和第二压力感测区113，也即触控面板100沿X轴或Y轴界定了轴对称的第一压力感测区112和第二压力感测区113。

当用户分别在第一压力感测区112和第二压力感测区113内进行单指触控时，即用户在第一压力感测区112施加第一触控力F_A并且在第二压力感测区113施加第二触控力F_B时，分别获取触控点的位置。其中作用在第一压力感测区112的触控点为(X₁，Y₁)，即第一触控力F_A触控点的位置为(X₁，Y₁)，作用在第二压力感测区113的触控点为(X₂，Y₂)，即第二触控力F_B触控点的位置为(X₂，Y₂)。

步骤S2：分别获取第一压力感测区内压感单元的第一测量值F₁以及第二压力感测区内压感单元的第二测量值F₂。其中第一测量值F₁是第一触控力F_A在第一压力感测区112内的分量F_A(分1)以及第二触控力F_B在第一压力感测区112内的分量F_B(分1)之和，即F₁＝F_A(分1)+F_B(分1)。第二测量值F₂是第二触控力F_B在第二压力感测区113内的分量F_B(分2)以及第一触控力F_A在第二压力感测区113内的分量F_A(分2)之和，F₂＝F_B(分2)+F_A(分2)。

获取在触控面板上施加作用力F时，第一压力感测区内压感单元获取的该作用力F在任意一个触控点的分量比例K_A和第二压力感测区内压感单元获取的该作用力F在任意一个触控点的分量比例K_B。其中

F₁＝F_A(分1)+F_B(分1)＝F_A*K_A1+F_B*K_A2 (1)

K_A1＝f_A(x₁)*f_A(y₁) (2)

K_A2＝f_A(x₂)*f_A(y₂) (3)

F₂＝F_B(分2)+F_A(分2)＝F_B*K_B2+F_A*K_B1 (4)

K_B1＝f_B(x₁)*f_B(y₁) (5)

K_B2＝f_B(x₂)*f_B(y₂) (6)

也即K_A＝f_A(x)*f_A(y)，K_B＝f_B(x)*f_B(y)。

其中F_A*K_A1是触控力F_A按压在坐标(X₁，Y₁)时，第一压力感测区内压感单元获取的F_A触控力度大小；

F_B*K_A2是触控力F_B按压在坐标(X₂，Y₂)时，第一压力感测区内压感单元获取的F_B触控力度大小；

F_B*K_B2是触控力F_B按压在坐标(X₂，Y₂)时，第二压力感测区内压感单元获取的F_B触控力度大小；

F_A*K_B1是触控力F_A按压在坐标(X₁，Y₁)时，第二压力感测区内压感单元获取的F_A触控力度大小。

K_A是在触控面板上的压力感测区内任意一个触控点施加作用力F时，第一压力感测区内压感单元获取的该作用力F在该触控点的分量比例。

K_B是在触控面板上的压力感测区内任意一个触控点施加作用力F时，第二压力感测区内压感单元获取的该作用力F在该触控点的分量比例。

且触控点的分量比例K_A包括第一触控力F_A在第一压力感测区112内的对应各个触控点的比例分量K_A1以及第二触控力F_B在第二压力感测区113内的对应各个触控点的比例分量K_A2。

触控点的分量比例K_B包括第一触控力F_A在第一压力感测区112内的对应各个触控点的比例分量K_B1以及第二触控力F_B在第二压力感测区113内的对应各个触控点的比例分量K_B2。请参阅图10B，触控面板上有MxN个触控感应单元，触控感应单元阵列分布于第一压力感测区112和第二压力感测区113，用于检测触控位置，当用户手指作用于触控面板时，对应的触控感应单元可以获取触控感应信号，从而获得触控点所在的位置。其中N≥M，且N和M均为正整数。

请参阅图11A-11C，触控面板上阵列式排布触控面板上有MxN个触控感应单元，本实施例中以触控感应单元为7x15的阵列为例进行说明，即行数包括A～G行，列数包括1-15列。

在触控面板上的每一个触控点均施加一个定值的触控力F，分别获得第一压力感测区112内的压感单元121检测的每一个触控点的K_A1、K_A2以及第二压力感测区113内的压感单元121检测的每一个触控点的K_B1、K_B2。

具体地，如图11B所示，当第一压力感测区112内的压感单元121工作时，在触控面板的每一个触控感应单元施加一个定值的触控力F。在对应的触控感应单元施加触控力F时，压感单元121检测到的压力值与所施加的触控力F的比值即是对应该触控感应单元的分量比例值，即K_A1值或K_A2值，也即触控力F按压的是第一压力感测区112内的触控感应单元时，压感单元121检测到的压力值与所施加的触控力F的比值即是对应位置的K_A1。触控力F按压的是第二压力感测区113内的触控感应单元时，压感单元121检测到的压力值与所施加的触控力F的比值即是对应位置的K_A2。

如图11C-11D所示，在触控面板的每一个触控感应单元施加一个定值的触控力F，对应获取第一压力感测区112的每一个触控感应单元的分量比例K_A1值以及第二压力感测区113每一个触控感应单元的分量比例K_A2值。每一行的触控感应单元的K_A1和K_A2与其X轴的坐标满足以下方程f_A(x)。

f_A(x)＝ax³+bx²+cx+d (7)

其中，a、b、c、d均为已知常数，这些常数是可以通过计算程序拟合得出。

并且A行的K_A1以及K_A2约等于G行对应的K_A1以及K_A2，均满足f_A(x₄)＝a₄x₄ ³+b₄x₄ ²+c₄x₄+d₄。

B行的K_A1以及K_A2约等于F行对应的K_A1以及K_A2，均满足f_A(x₃)＝a₃x₃ ³+b₃x₃ ²+c₃x₃+d₃。

C行的K_A1以及K_A2约等于E行对应的K_A1以及K_A2，均满足f_A(x₂)＝a₂x₂ ³+b₂x₂ ²+c₂x₂+d₂。

D行的K_A1以及K_A2满足f_A(x₁)＝a₁x₁ ³+b₁x₁ ²+c₁x₁+d₁。

即在触控面板的每一个触控感应单元施加一个定值的触控力F时，第一压力感测区112内的压感单元121获取的每一个触控感应单元的分量比例K_A1、K_A2值与X轴坐标呈多项曲线规律性关联。

如图11E所示，每一列的触控感应单元K_A1和K_A2与其Y轴的坐标满足以下方程f_A(y)。

f_A(y)＝Ay²+By+C (8)

其中，A、B、C均为常数，这些常数是可以通过计算程序拟合得出,且f_A(y)在Y轴上呈对称关系。

并且，A行的K_A1以及K_A2与D行对应的K_A1以及K_A2的比值，满足f_A(y₁)＝A₁y₁ ²+B₁y₁+C₁。

B行的K_A1以及K_A2与D行对应的K_A1以及K_A2的比值，满足f_A(y₂)＝A₂y₂ ²+B₂y₂+C₂。

C行的K_A1以及K_A2与D行对应的K_A1以及K_A2的比值，满足f_A(y₃)＝A₃y₃ ²+B₃y₃+C₃。

即在触控面板的每一个触控感应单元施加一个定值的触控力F时，第一压力感测区112内的压感单元121获取的触控感应单元的分量比例K_A1、K_A2值在Y轴呈对称关系，且K_A1、K_A2值呈归一特性，即K_A1、K_A2值在Y轴上从中间往两边逐渐减小。

请参阅图11F，由前述等式(2)、(3)可知

K_A＝f_A(x)*f_A(y) (9)

即K_A1＝f_A(x₁)*f(y₁)和K_A2＝f_A(x₂)*f(y₂)

具体地，如图12A-12B所示，当第二压力感测区113内的压感单元121工作时，在触控面板的每一个触控感应单元施加一个定值的触控力F。在对应的触控感应单元施加触控力F时，压感单元121检测到的压力值与所施加的触控力F的比值即是对应该触控感应单元的触控力分量比例即K_B1值或K_B2值，也即触控力F按压的是第一压力感测区112内的触控感应单元时，第二压力感测区113内的压感单元121检测到的压力值与所施加的触控力F的比值即是对应位置的K_B1。触控力F按压的是第二压力感测区113内的触控感应单元时，第二压力感测区113内的压感单元121检测到的压力值与所施加的触控力F的比值即是对应位置的K_B2。

如图12C所示，在触控面板的每一个触控感应单元施加一个定值的触控力F，对应获取第一压力感测区112的每一个触控感应单元的K_B1值以及第二压力感测区113每一个触控感应单元的K_B2值。每一行的触控感应单元的K_B1和K_B2与其X轴的坐标满足以下方程f_B(x)。

f_B(x)＝ax³+bx²+cx+d (10)

其中，a、b、c、d均为已知常数，这些常数是可以通过计算程序拟合得出。

A行的K_B1以及K_B2约等于G行对应的K_B1以及K_B2，均满足f_B(x₄)＝a₄x₄ ³+b₄x₄ ²+c₄x₄+d₄。

B行的K_B1以及K_B2约等于F行对应的K_B1以及K_B2，均满足f_B(x₃)＝a₃x₃ ³+b₃x₃ ²+c₃x₃+d₃。

C行的K_B1以及K_B2约等于E行对应的K_B1以及K_B2，均满足f_B(x₂)＝a₂x₂ ³+b₂x₂ ²+c₂x₂+d₂。

D行的K_B1以及K_B2满足f_B(x₁)＝a₁x₁ ³+b₁x₁ ²+c₁x₁+d₁。

即在触控面板的每一个触控感应单元施加一个定值的触控力F时，第二压力感测区113内的压感单元121获取的每一个触控感应单元的分量比例K_B1、K_B2值与X轴坐标呈多项曲线规律性关联。

如图12D所示，同时，每一列的触控感应单元的K_B1和K_B2与其Y轴的坐标满足以下方程f_B(y)。

f_B(y)＝Ay²+By+C (11)

其中，A、B、C均为常数，这些常数是可以通过计算程序拟合得出，且f_B(y)在Y轴上呈对称关系。

A行的K_A1以及K_A2与D行对应的K_B1以及K_B2的比值，满足f_B(y₁)＝A₁y₁+B₁y₁+C1。

B行的K_B1以及K_B2与D行对应的K_B1以及K_B2的比值，满足f_B(y₂)＝A₂y₂ ²+B₂y₂+C₂。

C行的K_B1以及K_B2与D行对应的K_B1以及K_B2的比值，满足f_B(y₃)＝A₃y₃ ²+B₃y₃+C₃。

即在触控面板的每一个触控感应单元施加一个定值的触控力F时，第二压力感测区113内的压感单元121获取的触控感应单元的分量比例K_B1、K_B2值在Y轴呈对称关系，且K_B1、K_B2值呈归一特性，即K_B1、K_B2值在Y轴上从中间往两边逐渐减小。

请参阅图12E，由前述公式(5)、(6)可知

K_B＝f_B(x)*f_B(y) (12)

即K_B1＝f_B(x₁)*f_B(y₁)和K_B2＝f_B(x₂)*f_B(y₂)

步骤S3：根据获取第一触控力F_A和第二触控力F_B的触控点位置以及对应的第一测量值F₁和第二测量值F₂，并调用第一触控力F_A以及第二触控力F_B对应的触控点的分量比例K_A及K_B，计算第一触控力以及第二触控力。

具体地，由上述等式(1)-(12)可以获知：

F_A＝(F₁*K_B2-F₂*K_A2)/(K_A1*K_B2-K_B1*K_A2) (13)

F_B＝(F₂*K_A1-F₁*K_B2)/(K_A1*K_B2-K_B1*K_A2) (14)

K_A＝f_A(x)*f_A(y)；K_B＝f_B(x)*f_B(y)

其中，K_A1＝f_A(x₁)*f_A(y₁)；K_B2＝f_B(x₂)*f_B(y₂)；

K_B1＝f_B(x₁)*f_B(y₁)；K_A2＝f_A(x₂)*f_A(y₂)；

f_A(x)＝ax³+bx²+cx+d；f_A(y)＝Ay²+By+C；

f_B(x)＝ax³+bx²+cx+d；f_B(y)＝Ay²+By+C。

请参阅图13A-13B，在第一压力感测区112施加第一触控力度F_A，在第二压力感测区113施加第二触控力度F_B。进行五组实验测试，其中第一组中第一触控力度F_A为零g，第二触控力度F_B从为公差为100的等差数列，从零g到800g变动。第二组中第一触控力度F_A为200g，第二触控力度F_B从为公差为100的等差数列，从零g到800g变动。第三组中第一触控力度F_A为400g，第二触控力度F_B为从公差为100的等差数列，从零g到800g变动。第四组中第一触控力度F_A为600g，第二触控力度力为F_B从公差为100的等差数列，从零g到800g变动。第五组中第一触控力度F_A为800g，第二触控力度F_B从为公差为100的等差数列，从零g到800g变动。实验结果如图13B所示，图中我们可以得出该压力检测方法具有较高的检测精度，可以准确获取施加在触控面板上的力度大小。

与现有技术相比，本发明所提供压力感测模组具有以下优点：

1、通过在一基板上形成一压力感测层、该压力感测层上设置有复数个压感单元，且该复数个压感单元沿所述基板的X轴或Y轴呈轴对称设置，且压感单元包括四个阻值相同的电阻以构成一个惠斯通电桥，其中两个电阻的图案形状具有相同的延伸方向，且所述图案形状具有相同的延伸方向的两个电阻不相邻设置。采用本发明所提供的压力感测模组，可有效解决现有的压力感测元件在受到环境(如温度因素)的影响而产生的按压力作用力大小信号感测的差异，而使按压作用力大小信号感测失真的问题，从而使得压力感测模组对两点触控压力测量更为精准。

同时，在本发明中采用设置单面电桥的方式，即可解决温度与其他噪声的问题，单面电桥的制备工艺更为简单、成本更低。本发明所提供的压力感测模组还具有结构简单且感测精度高的优点。

2、通过将基板设置为矩形，将压感单元设置为矩形，且当基板四个边角处对应设置有压感单元，基板四个边角处的压感单元的第一边或第二边与基板的X轴方向的侧边呈同一夹角α设置，或与基板的Y轴方向的侧边呈同一夹角α设置，以夹角α设置位于基板四个边角处的压感单元，可以使其压感单元检测到的任意两点触摸压力值不互相抵消或者轻微抵消，从而使得压力感测模组对两点触控压力测量更为精准。

3、发明所提供的触控面板包括前述的压力感测模组，其可以准确获取作用于触控面板的任意两点触控压力。

4、本发明提供的两点触摸压力检测方法可以准确获取触控屏的触控面上相对两侧触控面上触控压力的大小。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包括本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压力感测模组，其特征在于，所述压力感测模组至少包括：

一基板；及

一形成于所述基板之上的感测层，所述感测层包括复数个压感单元，且所述复数个压感单元沿所述基板的对称轴呈轴对称设置，以形成第一压力感测区和第二压力感测区；

所述压感单元包括四个阻值相同的电阻，四个所述电阻构成一个惠斯通电桥，其中两个所述电阻的图案形状具有相同的延伸方向且不相邻。

2.如权利要求1的压力感测模组，其特征在于：

所述基板为矩形基板，所述基板四个边角处对应设置有压感单元，所述边角处的压感单元为矩形，且所述压感单元的第一边或第二边与所述基板的X轴方向的侧边呈同一夹角α设置；

或所述压感单元的第一边或第二边与所述基板的Y轴方向的侧边呈同一夹角α设置。

3.如权利要求2的压力感测模组，其特征在于：所述夹角α为35°-55°。

4.如权利要求3的压力感测模组，其特征在于：所述夹角α为45°。

5.如权利要求1-4任意一项所述的压力感测模组，其特征在于：所述图案形状具有相同延伸方向的两个所述电阻呈对角分布。

6.如权利要求1-4任意一项的压力感测模组，其特征在于：所述图案形状具有相同延伸方向的两个所述电阻界定为第一组电阻，另外两个所述电阻界定为第二组电阻，所述第一组电阻与所述第二组电阻的图案形状的延伸方向不同。

7.如权利要求6中所述压力感测模组，其特征在于：所述第一组电阻与所述第二组电阻的图案形状的延伸方向相互垂直。

8.一种触控面板，其特征在于：所述触控面板包括如权利要求1-7任意一项所述压力感测模组，且所述触控面板还包括用于检测位置信息的触控感应单元。

9.一种触控面板两点触摸压力检测方法，其特征在于，包括：

步骤S1：提供如权利要求8所述的触控面板；

步骤S2：在第一压力感测区内施加第一触控力F_A并且在第二压力感测区内施加第二触控力F_B，感测第一触控力F_A和第二触控力F_B的触摸位置，分别获取触摸点的位置信息；

步骤S3：分别获取第一压力感测区内压感单元的第一测量值F₁以及第二压力感测区内压感单元的第二测量值F₂；获取在触控面板上施加一已知作用力F时，第一压力感测区内压感单元获取的该作用力F在任意一个触控点的分量比例K_A以及第二压力感测区内压感单元获取的该作用力F在任意一个触控点的分量比例K_B；

步骤S4：根据获取第一触控力F_A和第二触控力F_B的触控点位置以及第一测量值F1和第二测量值F₂，并调用第一触控力F_A以及第二触控力F_B对应的触控点的分量比例K_A及K_B，计算第一触控力F_A以及第二触控力F_B；

其中触控点的分量比例K_A包括第一触控力F_A在第一压力感测区内的对应各个触控点的比例分量K_A1以及第二触控力F_B在第二压力感测区内的对应各个触控点的比例分量K_A2；

触控点的分量比例K_B包括第一触控力F_A在第一压力感测区内的对应各个触控点的比例分量K_B1以及第二触控力F_B在第二压力感测区内的对应各个触控点的比例分量K_B2；

F_A＝(F₁*K_B2-F₂*K_A2)/(K_A1*K_B2-K_B1*K_A2)；

F_B＝(F₂*K_A1-F₁*K_B2)/(K_A1*K_B2-K_B1*K_A2)。

10.如权利要求9的触控面板两点触摸压力检测方法，其特征在于：

K_A1、K_A2值与X轴坐标呈多项曲线规律性关联，且K_A1、K_A2值在Y轴呈对称关系，且K_A1、K_A2值呈归一特性；

同时，K_B1、K_B2值与X轴坐标呈多项曲线规律性关联，且K_B1、K_B2值在Y轴呈对称关系，且K_B1、K_B2值呈归一特性。

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