【专利解密】宸鸿科技层叠式三维触控模组 实现精准三维触控反馈

【嘉勤点评】宸鸿科技发明的三维触控模组及其侦测方法，通过在三维触控模组内设置二维输入总成与压力感测总成，使得三维触控模组可直接获得触控位置以及对应的压力值，有效降低了三维触控模组的生产与使用成本。

集微网消息，5月3日，天风国际发布了最新的苹果分析文章，据称，根据苹果要求的产能规划，其预测折叠iPhone在2023年的出货量为1500-2000万部。由于宸鸿科技的纳米银方案相比较三星Display的Y-Octa技术有优势，因此预计折叠iPhone会采用鸿科技的纳米银触控方案。

目前，随着触控技术的发展，搭载触控功能的显示装置已经成熟应用在工业电子以及消费电子产品上，对于触控点的检测，无论是在电容屏还是电阻屏上，其均是通过不同的原理来确定触控点在显示装置上的二维坐标，以显示装置所在表面建立二维坐标系(X、Y)。

为了进一步丰富具有触控功能的显示装置，目前已有部分显示装置会加装压力感测器，成为三维输入系统。例如，透过不同位置触控点匹配不同按压力值时，可设置对应的功能，即可以从触控点(X、Y)和压力值(Z)所界定的3D角度去丰富设计，从而形成包含三维触控模组的显示装置。然而，三维触控模组中的电信号干扰非常严重，这就使得触控位置与按压压力值的测量精度降低。

如上图，为现有技术为应对这种问题而采取的信号分离方法，这种方法对每次按压所产生的压力信号与触控电容信号需先进行滤波后，才能进行放大器处理及晶片感知，尽管可以取得一定效果，但是这种方式有以下缺点：1）提取的触控信号与压力信号存在混杂的情况；2）信号处理技术复杂，对控制模块的要求较高，信号干扰问题严重。

因此，为了提供一种低成本且能有效不干扰的检测触控点信号及压力值信号的三维触控总成及检测方法，宸鸿科技在2020年3月27日申请了一项名为“一种三维触控模组及其侦测方法”的发明专利（申请号：202010229000.4），申请人为宸鸿科技（厦门）有限公司。

根据该专利目前公开的相关资料，让我们一起来看看这项三维触控模组及其侦测方法吧。

如上图，为该专利中发明的三维触控模组的模块示意图，该模组主要包括控制模块11和三维触控总成12，二者通过电信号相连，从三维触控总成输出的信号可以传输至控制模块中。其中，三维触控总成是一种层状结构，其结构示意图如下所示：

可以看到，三维触控总成包括依次叠加设置的盖板121、第一黏着层131、二维输入总成122、发射电极层124以及压力感测总成123。其中，二维输入总成包括有叠加设置的接收电极层1221及第二黏着层132；压力感测总成包括叠加设置的第三黏着层133、压力层1231以及导电层1232。

二维输入总成用于产生并输出第一输出信号，压力感测总成用于产生并输出第二输出信号，发射电极层可以接收输入信号。控制模块分别与二维输入总成、压力感测总成电连接，以用于接收二维输入总成输出的第一输出信号与压力感测总成输出的第二输出信号。通过这种结构设计，控制模块就可以通过接收到的第一输出信号确定触控位置以及通过第二输出信号确定压力值大小。

此外，二维输入总成通过接收电极层与控制模块进行电气连接，这样就可以让控制模块接收由接收电极层输出的第一输出信号。同时，压力感测总成与控制模块之间通过电气相连，控制模块可以接收导电层输出的第二输出信号。

如上图，为这种三维触控模组中的控制模块输出信号的流程图，当第一输出信号与第二输出信号同时输出时，发射电极层接收到输入信号，接收电极层基于操作信号产生电容感应信号并输出至控制模块，从而完成触控位置的侦测。同时，导电层产生的压电信号会传输至控制模块，以便于完成压力值的侦测。

最后，让我们来看看这种三维触控模组的具体侦测方法，如上图所示。首先，发射电极层提供输入信号，根据该输入信号，二维输入总成输出的第一输出信号和压力感测总成输出的第二输出信号会传递给控制模块，控制模块就可以根据第一输出信号确认触控位置并根据第二输出信号确认压力值。

以上就是宸鸿科技发明的三维触控模组及其侦测方法，该方案通过在三维触控模组内设置二维输入总成与压力感测总成，使得三维触控模组在使用时，可直接获得触控位置以及对应的压力值，不仅降低了对于控制模块的配置要求，同时也有效降低了三维触控模组的生产与使用成本。

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（校对/holly）