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整合觸控與壓力感測的裝置及其方法與流程

文檔序號:11176623閱讀:451來源:國知局
整合觸控與壓力感測的裝置及其方法與流程

本發(fā)明有關(guān)于一種感測裝置及其方法,特別是一種整合觸控與壓力感測的裝置及其方法。



背景技術(shù):

輕薄短小的行動裝置帶動觸控顯示面板的潮流,且由于觸控的人機界面技術(shù)成熟與使用者對3d觸控的操作需求不斷提升,壓力觸控的技術(shù)也隨之推陳出新。現(xiàn)有的壓力觸控顯示面板往往將微機電的壓力傳感器置于顯示面板的邊緣或角落,借以感測面板表面的觸碰壓力,不僅傳感器成本高昂且貼合不易?,F(xiàn)有的壓力觸控顯示面板也有以復(fù)雜制程制作細微可變形的彈性微結(jié)構(gòu),增加壓力與變形量的相關(guān)性,借此產(chǎn)生較多的物理量變動以利偵測;因此壓力感測觸控面板仍有改善的空間。



技術(shù)實現(xiàn)要素:

為改善上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點,本發(fā)明的目的在于提供一種整合觸控與壓力感測的裝置及其方法。

為達成本發(fā)明的上述目的,本發(fā)明提供一種整合觸控與壓力感測的裝置,包括:一上基板,包含一第一表面與相對于該第一表面的一第二表面;一第一電極層設(shè)置于該上基板的第二表面且包含多個彼此交錯的多邊形的觸控感應(yīng)電極,其中每一多邊形觸控感應(yīng)電極具有一斜邊;一第二電極層,位于該第一電極層背對該上基板的一側(cè),其包含至少一個壓力感應(yīng)電極;一彈性介電材料層,位于該第一電極層與該第二電極層之間;及一電容偵測模塊,于觸控偵測操作時依序或隨機將一觸控電容感應(yīng)激勵信號施加于選定的至少一觸控感應(yīng)電極,并自該選定的觸控感應(yīng)電極輸入一觸控感應(yīng)信號,將一與觸控電容感應(yīng)激勵信號同相位的輔助信號施加于相對的至少一個壓力感應(yīng)電極;于壓力偵測操作時,該電容偵測模塊將一壓力電容感應(yīng)激勵信號施加于該至少一個壓力感應(yīng)電極并自該壓力感應(yīng)電極輸入一壓力感應(yīng)信號,依序或隨機將一對應(yīng)激勵信號施加于該選定的觸控感應(yīng)電極。

為達成本發(fā)明的上述一目的,本發(fā)明提供一種整合觸控與壓力感測的方法,其包含提供一整合觸控與壓力感測的裝置,該整合觸控與壓力感測的裝置包含:一上基板,其一表面布植有一第一電極層,該第一電極層包含多個彼此交錯的多邊形的觸控感應(yīng)電極,其中每一多邊形觸控感應(yīng)電極具有一斜邊;一第二電極層,其包含有至少一個壓力感應(yīng)電極;一彈性介電材料層,位于該第一電極層與第二電極層之間,該彈性介電材料層遇壓力時體積壓縮變形,并于除去壓力時回復(fù)原有的體積與形狀;及一電容偵測模塊;進行一觸控偵測時序,于該觸控偵測時序時依序?qū)⒁挥|控電容感應(yīng)激勵信號施加于選定的觸控感應(yīng)電極,并自該選定的觸控感應(yīng)電極輸入一觸控感應(yīng)信號作觸控偵測;進行一壓力偵測時序,于該壓力偵測時序時將一壓力電容感應(yīng)激勵信號施加于該至少一個壓力感應(yīng)電極,并自該選定壓力感應(yīng)電極輸入一壓力感應(yīng)信號作壓力偵測。

本發(fā)明具有的優(yōu)點在于:借由彼此交錯的多邊形觸控感應(yīng)電極,可有利于觸控感應(yīng)電極設(shè)置在單層平面;借由施加輔助信號,可降低彈性介電材料層受壓翹曲而產(chǎn)生電容的干擾。

附圖說明

圖1為依據(jù)本發(fā)明一實施例的整合觸控與壓力感測的裝置的上視圖。

圖2為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的整合觸控與壓力感測的裝置的上視圖。

圖3為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的整合觸控與壓力感測的裝置的上視圖。

圖4為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的整合觸控與壓力感測的裝置的上視圖。

圖5為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的整合觸控與壓力感測的裝置的上視圖。

圖6為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的整合觸控與壓力感測的裝置的上視圖。

圖7為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的整合觸控與壓力感測的裝置的上視圖。

圖8a為依據(jù)本發(fā)明一實施例的整合觸控與壓力感測的裝置的示意圖。

圖8b為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的整合觸控與壓力感測的裝置的示意圖。

圖9a為依據(jù)本發(fā)明一實施例的整合觸控與壓力感測的裝置的示意圖。

圖9b為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的整合觸控與壓力感測的裝置的示意圖。

圖10a為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的整合觸控與壓力感測的裝置的示意圖。

圖10b為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的整合觸控與壓力感測的裝置的示意圖。

圖11為依據(jù)本發(fā)明的一具體實例的自電容偵測電路的示意圖。

圖12為依據(jù)本發(fā)明的一實施例的整合觸控感測與壓力感測的方法流程圖。

圖中:

10…整合觸控與壓力感測的裝置;

100…上基板;

100a…第一表面;

100b…第二表面;

110…第一電極層;

200…彈性介電材料層;

300…第二電極層;

310…壓力感應(yīng)電極;

400…膠合層;

500…下基板;

500a…第一表面;

500b…第二表面;

111,121…鄰邊;

112,122…對邊;

113,123…斜邊;

114,124…導(dǎo)線;

125…底邊;

50…電容偵測模塊;

50'…自電容偵測電路;

52…電容激勵驅(qū)動電路;

520…信號源;

522…驅(qū)動器;

54…電容讀取電路;

56…同相放大器;

59…反相放大器;

vc1…觸控感應(yīng)信號;

vc2…壓力感應(yīng)信號;

vt…觸控電容感應(yīng)激勵信號;

vt1…輔助信號;

vp…壓力電容感應(yīng)激勵信號;

vp1…遮蔽信號;

vcount…對應(yīng)激勵信號;

te1~16…觸控感應(yīng)電極;

542…第一阻抗;

522a…第二阻抗;

522b…第三阻抗;

540…差動放大器;

544…第一電容;

60…感應(yīng)電極;

62…第一雜散電容;

64…第二雜散電容;

540a,540b…輸入端;

540c…輸出端;

600…微處理器;

700…軸線。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步說明,以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實施,但所舉實施例不作為對本發(fā)明的限定。

請參考圖8a,為依據(jù)本發(fā)明一具體實例的整合觸控與壓力感測的裝置10的示意圖。該整合觸控與壓力感測的裝置10包含一由上而下的一上基板100、一彈性介電材料層200、一第二電極層300及一膠合層400,其中該上基板100具有一第一表面100a、一第二表面100b及在第二表面100b上的第一電極層110。該第一電極層110包含多個對叉或是交錯的多邊形觸控感應(yīng)電極,例如如此圖所示的觸控感應(yīng)電極te1-te15,但是須知此圖所示僅為一側(cè)視圖,因此觸控感應(yīng)電極的數(shù)量及分布方式不限于此,該多邊形為具有一斜邊的多邊形,例如三角形或是梯形。該第二電極層300設(shè)置于該第一電極層110背對該上基板100的一側(cè),其包含至少一個壓力感應(yīng)電極310,(例如圖1所示的第二電極層300包含一個壓力感應(yīng)電極310;而圖2所示的第二電極層300包含兩個壓力感應(yīng)電極310);此外該整合觸控與壓力感測的裝置10尚且包含一電容偵測模塊50,該電容偵測模塊50包含一電容激勵驅(qū)動電路52及一電容讀取電路54。其中該彈性介電材料層200遇壓力時體積壓縮變形,并于除去壓力時回復(fù)原有的體積與形狀,其包含一彈性膠質(zhì)材料、此彈性膠質(zhì)材料例如可為(但是不限于)聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,pdms)材料或一透明的光學膠。

復(fù)參考圖8a,為說明本發(fā)明的整合觸控與壓力感測的裝置10用于觸控感測的操作狀況。此電容激勵驅(qū)動電路52包含一信號源520及一驅(qū)動器522,并依序或隨機將一觸控電容感應(yīng)激勵信號vt施加于選定的一觸控感應(yīng)電極(例如觸控感應(yīng)電極te7)。此外電容激勵驅(qū)動電路52將該觸控電容感應(yīng)激勵信號vt送至一同相放大器56,該同相放大器56的增益值較佳為一,以產(chǎn)生與觸控電容感應(yīng)激勵信號vt同相位的輔助信號(auxiliarysignal)vt1,此輔助信號vt1施加于相對的至少一個壓力感應(yīng)電極310,此處所謂的相對,指由投影角度觀之,選定的觸控感應(yīng)電極(例如圖8a所示觸控感應(yīng)電極te7)與壓力感應(yīng)電極310至少有部分重疊。由于在相對的至少一個壓力感應(yīng)電極310施加與觸控電容感應(yīng)激勵信號vt同相位的信號,等效上即可在選定觸控感應(yīng)電極te7與相對的至少一個壓力感應(yīng)電極310之間產(chǎn)生沒有電壓差或是幾乎沒有電壓差的狀態(tài),亦即不會有電容產(chǎn)生或是僅有微量電容產(chǎn)生(不至于影響觸控感測結(jié)果的微量電容),即可避免在偵測對應(yīng)選定觸控感應(yīng)電極te7的觸控操作時,因為彈性介電材料層200受壓翹曲而產(chǎn)生電容的干擾,同時亦阻絕了經(jīng)由壓力感應(yīng)電極310與接地點間電容并聯(lián)效應(yīng)引發(fā)的干擾。

同理,該輔助信號vt1亦可同時施加于該選定觸控感應(yīng)電極(te7)周遭的觸控感應(yīng)電極,以消除該選定觸控感應(yīng)電極與其周遭的觸控感應(yīng)電極之間的雜散電容效應(yīng),并對該選定觸控感應(yīng)電極上方的電力線產(chǎn)生聚集與頂高的效果,增強其近接感測的靈敏度。

再者,于本發(fā)明中,觸控感測尚且包含使用者手指接近上基板100的近接感測(proximitysensing)。由于使用者手指實際接觸該整合觸控與壓力感測的裝置10或是接近該整合觸控與壓力感測的裝置10之時,都會影響整合觸控與壓力感測的裝置10內(nèi)部觸控感應(yīng)電極相關(guān)的電容值,因此借由感測電容值,都可以偵測是否有手指接觸或是近接。于下面說明書中,即以觸控感測涵括近接感測作為說明。

借由圖8a所示的整合觸控與壓力感測的裝置10,可利用輔助信號vt1減少或是完全消除彈性介電材料層200翹曲或是變形的影響。在電容偵測模塊50的電容激勵驅(qū)動電路52將觸控電容感應(yīng)激勵信號vt施加于選定觸控感應(yīng)電極te7后,電容偵測模塊50的電容讀取電路54可在檢測點p讀取觸控感應(yīng)信號vc1,即可精確地判斷觸控位置。

請參考圖8b,為說明依據(jù)本發(fā)明另一實施例的整合觸控與壓力感測的裝置10的示意圖,該整合觸控與壓力感測的裝置10用于觸控感測的操作狀況的示意圖。圖8b所示實施例與圖8a所示者大致相同,此實施例中該電容激勵驅(qū)動電路52將該信號源520的輸出信號直接送至同相放大器56(不經(jīng)過驅(qū)動器522),該同相放大器56的增益值較佳為一,以產(chǎn)生與觸控電容感應(yīng)激勵信號vt同相位的輔助信號(auxiliarysignal)vt1。由于在此實例中檢測點p與輔助信號vt1分離,因此檢測結(jié)果不會受到輔助信號vt1的影響。同樣地,可利用輔助信號vt1減少或是完全消除介電材料層200翹曲或是變形的影響。在電容偵測模塊50的電容激勵驅(qū)動電路52將觸控電容感應(yīng)激勵信號vt施加于選定該觸控感應(yīng)電極(te7)后,電容偵測模塊50的電容讀取電路54可在檢測點p讀取觸控感應(yīng)信號vc1,即可精確地判斷觸控位置。

請參考圖6,為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的整合觸控與壓力感測的裝置10的上視圖,此整合觸控與壓力感測的裝置10類似圖1所示的實施例,主要繪示該整合觸控與壓力感測的裝置10用于觸控感測的操作狀況時(如圖8a-圖8b所示),觸控電容感應(yīng)激勵信號vt及輔助信號vt1分布圖。

當整合觸控與壓力感測的裝置10依序或隨機將一觸控電容感應(yīng)激勵信號vt施加于選定的一觸控感應(yīng)電極t07時;此時該電容偵測模塊50亦將該觸控電容感應(yīng)激勵信號vt處理以產(chǎn)生與觸控電容感應(yīng)激勵信號vt同相位的輔助信號vt1,此輔助信號vt1施加于相對的至少一個壓力感應(yīng)電極310(位在第二電極層300上)。由于在相對的至少一個壓力感應(yīng)電極310施加與觸控電容感應(yīng)激勵信號vt同相位的輔助信號,等效上即可在對應(yīng)選定該觸控感應(yīng)電極te7與相對的至少一個壓力感應(yīng)電極之間產(chǎn)生沒有電壓差或是幾乎沒有電壓差的狀態(tài),亦即不會有電容產(chǎn)生或是僅有微量電容產(chǎn)生(不至于影響觸控感測結(jié)果的微量電容),即可避免在偵測對應(yīng)選定該觸控感應(yīng)電極te7的觸控操作時,因為彈性介電材料層200受壓翹曲而產(chǎn)生電容的干擾,同時亦阻絕了經(jīng)由壓力感應(yīng)電極與接地點間電容并聯(lián)效應(yīng)引發(fā)的干擾。同理,該輔助信號vt1亦可同時施加于該選定觸控感應(yīng)電極te7周遭的觸控感應(yīng)電極,以消除該選定觸控感應(yīng)電極te7與其周遭觸控感應(yīng)電極之間的雜散電容效應(yīng),使得該選定觸控感應(yīng)電極te7周遭的觸控感應(yīng)電極的電壓差為零,并對該選定觸控感應(yīng)電極上方的電力線產(chǎn)生聚集與頂高的效果,增強其近接感測的靈敏度。其中于觸控感測時,該非選定觸控感應(yīng)電極被施加電壓可能為參考電壓(例如一零電位電壓)、不連接電壓(nc)或是同相位電壓(如輔助信號vt1)。

配合參考圖1,為依據(jù)本發(fā)明一實施例的整合觸控與壓力感測的裝置10的上視圖。主要繪示該上基板100、該觸控感應(yīng)電極110、該壓力感應(yīng)電極310、該電容偵測模塊50及該自電容偵測電路50’,該多個觸控感應(yīng)電極(te1-te16)的形狀為圖1所示的彼此交錯的多邊形,該多邊形為具有一斜邊的多邊形,例如三角形或是梯形。于本實施例中,該觸控感應(yīng)電極te1的電極形狀與該觸控感應(yīng)電極te2的電極形狀為兩兩相交錯的觸控感應(yīng)電極。其中觸控感應(yīng)電極te1的鄰邊111及對邊112互相垂直;觸控感應(yīng)電極te2的鄰邊121及對邊122也互相垂直,且觸控感應(yīng)電極te1的斜邊113及觸控感應(yīng)電極te2的斜邊123互相平行,以形成兩個相交錯的直角三角形;觸控感應(yīng)電極te1通過導(dǎo)線114電性連接至該電容偵測模塊,觸控感應(yīng)電極te2通過導(dǎo)線124電性連接至該電容偵測模塊,使該電容偵測模塊50接收或傳送該整合觸控與壓力感測的裝置10于觸控感測狀態(tài)時或壓力感測狀態(tài)時傳送的信號。

請參考圖2,為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的整合觸控與壓力感測的裝置10的上視圖,此整合觸控與壓力感測的裝置10類似圖1所示的實施例,同樣地,此實施例中該第二電極層300包含兩個壓力感應(yīng)電極310,其中該觸控感應(yīng)電極te1-te8相對應(yīng)于一壓力感應(yīng)電極310a、該觸控感應(yīng)電極te9-te16相對應(yīng)于另一壓力感應(yīng)電極310b。

請參考圖3,為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的整合觸控與壓力感測的裝置10的上視圖,此整合觸控與壓力感測的裝置10類似圖1所示的實施例,此實施例中該觸控感應(yīng)電極(te1-te11)的形狀為一彼此交錯的多邊形,該多邊形為具有一斜邊的多邊形,例如三角形或是梯形,位于邊緣的觸控感應(yīng)電極te1及te11為一直角三角形,觸控感應(yīng)電極te1的鄰邊111及對邊112互相垂直,觸控感應(yīng)電極te1的斜邊113及觸控感應(yīng)電極te2的斜邊123互相平行;該觸控感應(yīng)電極te2為一等腰三角形,由兩個斜邊123及一個底邊125所組成,觸控感應(yīng)電極te3-te10均為等腰三角形,且兩個相鄰的觸控感應(yīng)電極的斜邊兩兩互相平行。

請參考圖4,為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的整合觸控與壓力感測的裝置10的上視圖,此整合觸控與壓力感測的裝置10類似圖1所示的實施例,此實施例中該觸控感應(yīng)電極(te1-te12)的形狀為一有缺口或突起的彼此交錯的多邊形,其中觸控感應(yīng)電極te1的斜邊113上有向內(nèi)凹部分,該多個觸控感應(yīng)電極te3、te5、te7、te9、te11的形狀大體如觸控感應(yīng)電極te1的形狀;觸控感應(yīng)電極te2的斜邊123上有向外凸起部分,該多個觸控感應(yīng)電極te4、te6、te8、te10、te12的形狀大體如觸控感應(yīng)電極te2的形狀。換言之,在本實施例中,觸控感應(yīng)電極的斜邊具有可互相囓合的凹凸部分。

請參考圖5,為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的整合觸控與壓力感測的裝置10的上視圖,此實施例中觸控感應(yīng)電極te1-te12的形狀與觸控感應(yīng)電極te13-te24的形狀為通過一軸線700對稱且沿著橫向排列為兩排,其中觸控感應(yīng)電極te1-te12為第一排,觸控感應(yīng)電極te13-te24為第二排,且每一觸控感應(yīng)電極均通過導(dǎo)線電性連接至該電容偵測模塊,使該電容偵測模塊接收或傳送該整合觸控與壓力感測的裝置10于觸控感測狀態(tài)時或壓力感測狀態(tài)時傳送的信號。請參考圖9a,為說明本發(fā)明的整合觸控與壓力感測的裝置用于壓力感測的操作狀況。本發(fā)明的整合觸控與壓力感測的裝置10的壓力感測階段,例如可以延續(xù)如圖8a所示的觸控感測操作階段之后立即進行;更具體而言,此壓力感測在對于選定觸控感應(yīng)電極te7進行完觸控感測后,對于和選定觸控感應(yīng)電極te7相對的壓力感應(yīng)電極進行或是所有壓力感應(yīng)電極進行。此整合觸控與壓力感測的裝置10的電容偵測模塊50具有一同相放大器56,該同相放大器56的增益值較佳為一,可對于此壓力電容感應(yīng)激勵信號vp做同相放大以產(chǎn)生遮蔽信號vp1,此遮蔽信號vp1施加到非選定的觸控感應(yīng)電極te1-te5,te9-te15,亦即除了選定觸控感應(yīng)電極te7外的至少部分其他觸控感應(yīng)電極。再者,此整合觸控與壓力感測的裝置10的電容偵測模塊50具有一反相放大器59,該反相放大器59的增益小于或等于零。亦即其輸出可為零電位,或借由反相放大器59產(chǎn)生與壓力電容感應(yīng)激勵信號vp反相的交變信號,以作為對應(yīng)激勵信號vcount,該對應(yīng)激勵信號vcount施加于選定觸控感應(yīng)電極te7,此對應(yīng)激勵信號vcount施加方式可為依序或是隨機;同樣地,也可增強相對的壓力感應(yīng)電極的壓力感測靈敏度。

請參考圖9b,為說明依據(jù)另一實施例的本發(fā)明的整合觸控與壓力感測的裝置10,且此整合觸控與壓力感測的裝置10用于壓力感測的操作狀況。此整合觸控與壓力感測的裝置10類似圖9a所示的實施例,同樣地,此實施例的整合觸控與壓力感測的裝置10由反相放大器59輸出零電位或與壓力電容感應(yīng)激勵信號vp反相的交變信號,以作為對應(yīng)激勵信號vcount;也可增強相對的第二感應(yīng)電極的壓力感測靈敏度。此外,此實施例的電容偵測模塊50中用于產(chǎn)生遮蔽信號vp1的同相放大器56輸入不連接到電容讀取電路54的輸入點,例如可直接連接到信號源520,以避免來自電容讀取電路54輸入點的壓力感應(yīng)信號vc2的影響。

請參考圖10a,為說明依據(jù)另一實施例的本發(fā)明的整合觸控與壓力感測的裝置10,且此整合觸控與壓力感測的裝置10用于壓力感測的操作狀況。此實施例大致與圖9a所示者類似,然而在此實施例中,電容偵測模塊50也具有一直流參考信號源53以取代反相放大器59,將與壓力電容感應(yīng)激勵信號vp做同相的遮蔽信號vp1施加到非選定的觸控感應(yīng)電極(亦即非為選定觸控感應(yīng)電極te7的至少部分觸控感應(yīng)電極),以遮蔽來自手指操作的電容變化,提高壓力感測精確度。再者,將一具有預(yù)定位準的對應(yīng)激勵信號vo施加到選定觸控感應(yīng)電極te7,以增強相對的第二感應(yīng)電極的壓力感測靈敏度。電容偵測模塊50的電容讀取電路54可在檢測點p讀取來自第二感應(yīng)電極(例如第二感應(yīng)電極310a)的壓力感應(yīng)信號vc2,即可精確地判斷該處是否有按壓動作與壓力的大小。

請參考圖10b,為說明依據(jù)另一實施例的本發(fā)明的整合觸控與壓力感測的裝置10,且此整合觸控與壓力感測的裝置10用于壓力感測的操作狀況。此實施例大致與圖10a所示者類似,然在此實施例中,電容偵測模塊50中用于產(chǎn)生遮蔽信號vp1的同相放大器56輸入不連接到電容讀取電路54的檢測點p,例如可直接連接到信號源520,以避免來自電容讀取電路54檢測點p的壓力感應(yīng)信號vc2的影響。

請參考圖7,為依據(jù)本發(fā)明另一實施例的整合觸控與壓力感測的裝置10的上視圖,此整合觸控與壓力感測的裝置10類似圖1所示的實施例,主要繪示該整合觸控與壓力感測的裝置10用于壓力感測的操作狀況時(如圖9a-圖10b所示),壓力電容感應(yīng)激勵信號vp及遮蔽信號vp1分布圖。

當該電容感應(yīng)電路50施加一用于壓力感測的壓力電容感應(yīng)激勵信號vp于一對應(yīng)選定的壓力感應(yīng)電極310(位在第二電極層300上)時,該電容偵測模塊50處理該壓力電容感應(yīng)激勵信號vp以產(chǎn)生同相放大的遮蔽信號vp1,將該遮蔽信號vp1施加到非選定的觸控感應(yīng)電極110,以遮蔽來自手指操作的電容變化,提高壓力感測精確度。再者,將一與壓力電容感應(yīng)激勵信號vp反相的交變信號(或具有預(yù)定位準)的對應(yīng)激勵信號vcount施加到選定觸控感應(yīng)電極te7及te8,以增強相對的壓力感應(yīng)電極的壓力感測靈敏度與施壓點的分辨精確度。再者,施加到非選定的觸控感應(yīng)電極的信號也可為一參考電壓(例如一零電位電壓)或是不連接電壓(nc)。

值得特別說明的是在上述各個實施例中,各相鄰觸控感應(yīng)電極間的間隙需盡量縮小,使本發(fā)明的整合觸控與壓力感測的裝置10于壓力感測操作時,該等觸控感應(yīng)電極能形成該壓力感應(yīng)電極310的良好遮蔽,使外界的人手或帶電體不能干擾壓力電極作壓力偵測。

請參考圖11,其為本發(fā)明的一具體實例的自電容偵測電路的示意圖。該自電容偵測電路50'包含一電容激勵驅(qū)動電路52及一電容讀取電路54,以偵測電容讀取點p的電容變化值。該電容激勵驅(qū)動電路52包含一信號源520、一驅(qū)動器522(包含第二阻抗522a及第三阻抗522b)。該電容讀取電路54包含一差動放大器540、一第一阻抗542及一第一電容544,以偵測一感應(yīng)電極60上的電容變化,此感應(yīng)電極60有附帶的第一雜散電容62及一第二雜散電容64。

該信號源520電性連接至該第一阻抗542及該第二阻抗522a;該第一阻抗542電性連接至該第一電容544;該第一電容544電性連接至該差動放大器540的該第一輸入端540a;該第二阻抗522a電性連接至該差動放大器540的該第二輸入端540b;該感應(yīng)電極60經(jīng)由該自電容偵測電路50'的一接點而連接至該第二阻抗522a及該差動放大器540的該第二輸入端540b;該第一雜散電容62電性連接至該接腳;該第二雜散電容64電性連接至該感應(yīng)電極60。

在圖11所示的自電容偵測電路50'中,該感應(yīng)電極60感應(yīng)手指或各類導(dǎo)體或?qū)ο蟮挠|碰而接收一觸控信號;該信號源520一周期性的輸入信號至該第三阻抗522b,且該第一阻抗542的阻抗值等于該第二阻抗522a的阻抗值;該差動放大器540依據(jù)該輸入信號及該觸控信號使得該輸出端540c輸出差動放大后的一觸控信號,該第一電容544的電容值等于該第一雜散電容62及該第二雜散電容64并聯(lián)的電容值,當手指或各類導(dǎo)體或物件接近該感應(yīng)電極60時,該第二雜散電容64的電容值會改變以使得該第一輸入端540a及該第二輸入端540b的電壓值不同,經(jīng)由該差動放大器540差動放大之后,該輸出端540c輸出放大后的該觸控信號,通過量測該差動放大器540的輸出變化,以分辨該感應(yīng)電極60所產(chǎn)生的微量電容值改變,可以有效排除電路、電源等噪聲所造成的干擾,并量測到微量電容值改變。此外,此自電容偵測電路50'的更完整細節(jié)可參見同一申請人的發(fā)明i473001微量阻抗變化檢測裝置所揭露的自電容偵測電路技術(shù)。

請參考圖12,為依據(jù)本發(fā)明的一實施例的整合觸控感測與壓力感測的方法,其包含(s10)提供一整合觸控與壓力感測的裝置,該整合觸控與壓力感測的裝置包含:一上基板100,其一表面布植有一第一電極層110,該第一電極層110包含多個彼此交錯的多邊形的觸控感應(yīng)電極;一第二電極層300,其包含有至少一個壓力感應(yīng)電極310;一彈性介電材料層200,位于該第一電極層110與第二電極層300之間,該彈性介電材料層200遇壓力時體積壓縮變形,并于除去壓力時回復(fù)原有的體積與形狀;一電容偵測模塊50(包含圖11所示的自電容偵測電路50');及一微處理器600;(s20)進行一觸控偵測時序,于該觸控偵測時序時依序?qū)⒁浑娙莞袘?yīng)激勵信號施加于選定的觸控感應(yīng)電極,并自該選定觸控感應(yīng)電極輸入一觸控感應(yīng)信號作觸控偵測;(s30)進行一壓力偵測時序,于該壓力偵測時序時將一電容感應(yīng)激勵信號施加于該至少一個壓力感應(yīng)電極,并自該選定壓力感應(yīng)電極輸入一壓力感應(yīng)信號作壓力偵測。此外,在前述的步驟s20進行的觸控偵測時序結(jié)束后,可隨機判斷有否偵測到觸碰,若有觸碰,則該微處理器600設(shè)置一觸碰旗標并記錄該觸碰點的坐標,若無則清除或重置該觸碰旗標,依據(jù)觸碰旗標的設(shè)置與否決定是否執(zhí)行該壓力偵測時序。

于上述的觸控偵測時序s20,可隨選地將一與該電容感應(yīng)激勵信號同相位的輔助信號施加于該至少一個壓力感應(yīng)電極。于上述的觸控偵測時序s20時,可隨選地將一與該電容感應(yīng)激勵信號同相的輔助(反射)信號施加于該選定的觸控感應(yīng)電極周遭的觸控感應(yīng)電極。在壓力偵測時序s30中,又將一對應(yīng)激勵信號施加于選定的觸控感應(yīng)電極,該對應(yīng)激勵信號為一直流參考電壓(例如一零電位的接地信號)或該壓力電容感應(yīng)激勵信號的反相信號。于該壓力偵測時序s30時更可將該第二電容感應(yīng)激勵信號的同相位信號(遮蔽信號)施加于該多個非選定的觸控感應(yīng)電極。

再者,于上述偵測時序中,該電容感應(yīng)激勵信號為一交變信號,如一弦波,方波,三角波或梯形波;該電容感應(yīng)激勵信號亦可為一電流源;該直流參考電壓為一零電位的接地信號;該電容偵測模塊包含至少一自電容偵測電路。

以上所述實施例僅是為充分說明本發(fā)明而所舉的較佳的實施例,本發(fā)明的保護范圍不限于此。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換,均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護范圍以權(quán)利要求書為準。

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