專利名稱：觸控壓力的偵測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種偵測(cè)方法，且特別是有關(guān)于一種觸控壓力的偵測(cè)方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)今使用者與電子產(chǎn)品之間的溝通除了鍵盤外，觸控面板的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛， 讓使用者可直接手動(dòng)操作，更便捷地操作電子產(chǎn)品。目前普遍的觸控技術(shù)有電容式與電阻 式，各有其優(yōu)缺點(diǎn)。然而，無(wú)論哪種觸控面板，其對(duì)于手指的感應(yīng)的準(zhǔn)確度皆為設(shè)計(jì)重點(diǎn)。電阻式觸控面板因?yàn)樽杩共痪?，或是手指按壓面積太大，常會(huì)造成畫線不直以及 抖動(dòng)(Jitter)問(wèn)題，此外，亦無(wú)法偵測(cè)到觸控點(diǎn)的按壓狀態(tài)，如按壓大小，而不能提供電子 產(chǎn)品更多功能特性。因此，考量到成本、效能與操作便捷性，如何設(shè)計(jì)更為優(yōu)良的產(chǎn)品以滿 足市場(chǎng)需求，乃實(shí)為各家廠商積極研發(fā)的重點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是有關(guān)于一種觸控壓力的偵測(cè)方法，可直接偵測(cè)到觸控點(diǎn)的位置與按壓狀 態(tài)。本發(fā)明提出一種觸控壓力的偵測(cè)方法，包括步驟依序偵測(cè)一觸控面板的一第一 軸分壓與一第二軸分壓，以判斷一觸控點(diǎn)位置；取得觸控點(diǎn)位置后，立即切換觸控面板以驅(qū) 動(dòng)觸控面板對(duì)應(yīng)觸控點(diǎn)位置的一第一軸感測(cè)線路與一第二軸感測(cè)線路；偵測(cè)通過(guò)第一軸感 測(cè)線路、觸控面板的一壓感材料層以及第二軸感測(cè)線路的一電流值；以及，比對(duì)電流值與一 預(yù)定范圍，以判斷所述觸控點(diǎn)位置的按壓壓力大小。為讓本發(fā)明的上述內(nèi)容能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作 詳細(xì)說(shuō)明如下


圖1是依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種觸控壓力的偵測(cè)方法的流程圖；圖2是一觸控面板的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2觸控面板的電路方塊圖；圖4是圖3觸控面板其腳位定義的示意圖；圖5A、5B是圖4于第一軸分壓偵測(cè)模式的示意圖；圖6A、6B是圖4于第二軸分壓偵測(cè)模式的示意圖；圖7是圖4于電流偵測(cè)模式的示意圖；圖8A與圖8B為電流分別流經(jīng)圖2觸控面板遠(yuǎn)端與近端的示意圖；圖9是壓感材料的壓力與阻抗變化曲線圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1 觸控面板；10:第一基板；12:第二基板；14:壓感材料層； 16a 16c 第一軸感測(cè)線路；18a 18c 第二軸感測(cè)線路；20 控制電路；Xl X6、Yl Y6 腳位；GND 接地端；PO 觸控點(diǎn)；El 遠(yuǎn)端；E2 近端。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參照?qǐng)D1至圖3，圖1是依照本發(fā)明較佳實(shí)施例的一種觸控壓力的偵測(cè)方法的流 程圖，圖2是一觸控面板的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是圖2觸控面板的電路方塊圖。本實(shí)施例是以 圖2、3的觸控面板結(jié)構(gòu)說(shuō)明圖1觸控壓力的偵測(cè)方法。如圖2所示，觸控面板1包括一第一基板10、一第二基板12與一壓感材料層14， 其中，壓感材料層14夾置在第一基板10與第二基板12之間。第一基板10與第二基板12 為透明基板，而壓感材料層14的材質(zhì)例如為壓電材料。觸控面板更包括多個(gè)第一軸感測(cè)線 路與多個(gè)第二軸感測(cè)線路，為簡(jiǎn)化圖式，圖2、3中各軸方向上僅繪示出三個(gè)感測(cè)線路，分別 為第一軸感測(cè)線路16a 16c與第二軸感測(cè)線路18a 18c。這些第一軸感測(cè)線路16a 16c相互平行且等間隔地設(shè)置在第一基板10上，并分別沿著第一軸方向延伸。第二軸感測(cè) 線路18a 18c等間隔且相互平行地設(shè)置在第二基板12上，并分別朝第二軸方向延伸。如圖3所示，觸控面板1更包括一控制電路20，第一軸感測(cè)線路16a 16c的兩端 與第二軸感測(cè)線路18a 18c的兩端皆電性連接至控制電路20。并請(qǐng)參照?qǐng)D4，其是圖3觸 控面板其腳位定義的示意圖。本實(shí)施例的第一軸方向定為X方向，第二軸方向定為Y方向， 如圖4所示，第一軸感測(cè)線路16a 16c的一端的腳位在控制電路20中定義為Xl X3，另 一端的腳位則定義為X4 )(6。第二軸感測(cè)線路18a 18c的一端的腳位定義為Yl TO， 另一端的腳位則定義為W Y6。如圖1所示，觸控壓力的偵測(cè)方法包括步驟Sll至S 14。首先，如步驟Sll所示， 依序偵測(cè)一觸控面板的一第一軸分壓與一第二軸分壓，以判斷一觸控點(diǎn)位置。請(qǐng)參照?qǐng)D5A、 5B，其是圖4于第一軸分壓偵測(cè)模式的示意圖。偵測(cè)第一軸分壓時(shí)，即X方向上的分壓，如 圖5A所示，先將第一軸感測(cè)線路的腳位Xl X3設(shè)定為一電壓偵測(cè)端，腳位X4 )(6設(shè)為空 接。然后輸入電壓至第二軸感測(cè)線路，其中，腳位Yl Y3輸入5V，而腳位W Y6設(shè)為接 地端GND。如圖5B所示，假設(shè)觸控點(diǎn)PO在中央，根據(jù)分壓原理，腳位X2將偵測(cè)到電壓2. 5V, 此時(shí)，隨即紀(jì)錄電壓偵測(cè)端取得電壓訊號(hào)的第一軸感測(cè)線路的位置(即X軸坐標(biāo)，腳位X2 的位置)與分壓大小。第一軸分壓偵測(cè)完畢后，立即切換感測(cè)線路，以偵測(cè)第二軸分壓。請(qǐng)參照?qǐng)D6A、6B， 其是圖4于第二軸分壓偵測(cè)模式的示意圖。偵測(cè)第二軸分壓時(shí)，即Y方向上的分壓，如圖6A 所示，先將第二軸感測(cè)線路的腳位Yl Y3設(shè)定為一電壓偵測(cè)端，腳位W Y6設(shè)為空接。 然后輸入電壓至第一軸感測(cè)線路，其中，腳位Xl X3設(shè)為接地端GND，而腳位X4 )(6輸入 5V。如圖6B所示，假設(shè)觸控點(diǎn)PO在中央，根據(jù)分壓原理，腳位Y2將偵測(cè)到電壓2. 5V，此時(shí)， 立即紀(jì)錄電壓偵測(cè)端取得電壓訊號(hào)的第二軸感測(cè)線路的位置(即Y軸坐標(biāo)位置，腳位Y2的 位置)與分壓大小。至此，量測(cè)第一軸位置與第二軸位置的坐標(biāo)流程已經(jīng)完成，觸控點(diǎn)PO 的坐標(biāo)腳位為(X2，Y2)，再經(jīng)控制電路20(見(jiàn)圖；3)所定義的坐標(biāo)位置轉(zhuǎn)換后，即可得到絕 對(duì)坐標(biāo)。接著，如圖1的步驟S12所示，取得觸控點(diǎn)位置后，立即切換觸控面板以驅(qū)動(dòng)觸控 面板對(duì)應(yīng)觸控點(diǎn)位置的一第一軸感測(cè)線路與一第二軸感測(cè)線路。并請(qǐng)參照?qǐng)D7，其是圖4于 電流偵測(cè)模式的示意圖。如圖7所示，于取得觸控點(diǎn)PO的坐標(biāo)(X2，Y2)后，立即驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng) 腳位X2、Y2的感測(cè)線路，其中，使腳位)(5輸入5V，腳位Y2設(shè)為電流偵測(cè)端，其他腳位則設(shè)為空接。然后，如圖1的步驟S13所示，偵測(cè)通過(guò)第一軸感測(cè)線路、觸控面板的一壓感材料 層以及第二軸感測(cè)線路的一電流值。如圖7所示，當(dāng)按壓時(shí)，電流偵測(cè)端的腳位Y2會(huì)偵測(cè) 對(duì)應(yīng)流過(guò)觸控點(diǎn)PO的電流。接著，如步驟S14所示，比對(duì)電流值與一預(yù)定范圍，以判斷所述觸控點(diǎn)位置的按壓 壓力大小。此步驟中實(shí)際上可提供多個(gè)預(yù)定范圍以判斷按壓壓力大小，然而在此是以一第 一預(yù)定范圍與一第二預(yù)定范圍為例說(shuō)明判斷按壓大小是屬第一按壓狀態(tài)或是第二按壓狀 態(tài)。在此步驟中，是先比對(duì)電流值與第一預(yù)定范圍，若電流值位在第一預(yù)定范圍中，則屬于 第一按壓狀態(tài)。若電流值位在第一預(yù)定范圍外，則比對(duì)電流值與第二預(yù)定范圍，以判斷觸控 點(diǎn)的按壓狀態(tài)是否為第二按壓狀態(tài)。以下

第一預(yù)定范圍與第二預(yù)定范圍的限定方 式。請(qǐng)參照?qǐng)D8A與圖8B，其為電流分別流經(jīng)圖2觸控面板遠(yuǎn)端El與近端E2的示意 圖。由于電流傳導(dǎo)路徑是經(jīng)過(guò)第一基板10的第一軸感測(cè)線路、壓感材料層14與第二基板 12的第二軸感測(cè)線路，因此這三者的材料阻抗都需考量。另外，觸控面板的遠(yuǎn)端El與近端 E2設(shè)置的感測(cè)線路長(zhǎng)短不一，導(dǎo)致阻抗不一致，在限定第一與第二預(yù)定范圍時(shí)也都需考量 到這些因素。并請(qǐng)參照?qǐng)D9，其是壓感材料的壓力與阻抗變化曲線圖，其中，當(dāng)壓感材料所受的 壓力越大，其阻抗值越低，反之，當(dāng)所受壓力越小，壓感材料的阻抗值越大。第一按壓狀態(tài)可 為一重壓狀態(tài)，而第二按壓狀態(tài)可為一輕壓狀態(tài)，因此第一按壓狀態(tài)所受的壓力大于第二 按壓狀態(tài)所受的壓力。壓感材料層14對(duì)應(yīng)第一按壓狀態(tài)具有第一阻抗，對(duì)應(yīng)第二按壓狀態(tài) 具有第二阻抗，根據(jù)圖9的壓力對(duì)阻抗變化關(guān)系，第一阻抗小于第二阻抗。根據(jù)壓感材料層14的第一阻抗、觸控面板1的一遠(yuǎn)端電極阻抗與觸控面板1的一 驅(qū)動(dòng)電壓值，以計(jì)算出觸控面板1對(duì)應(yīng)第一按壓狀態(tài)的第一遠(yuǎn)端電流值。另外，再根據(jù)第一 阻抗、觸控面板1的一近端電極阻抗與觸控面板1的驅(qū)動(dòng)電壓值，則可計(jì)算出觸控面板1對(duì) 應(yīng)第一按壓狀態(tài)的第一近端電流值。位在遠(yuǎn)端的電極阻抗較大，因此第一遠(yuǎn)端電流值可定 義為第一預(yù)定范圍的下限值，而第一近端電流值則定義為第一預(yù)定范圍的上限值。本實(shí)施例的感測(cè)線路的材質(zhì)可為氧化銦錫(indium tin oxide，IT0)，其阻抗在遠(yuǎn) 端El假定為8Κ?dú)W姆，近端Ε2則為IK歐姆。壓感材料層14的阻抗在重壓狀態(tài)下約為50Κ 歐姆，在輕壓狀態(tài)下則為100Κ，而驅(qū)動(dòng)電壓值為5V。根據(jù)這些參數(shù)計(jì)算出遠(yuǎn)端El在第一按 壓狀態(tài)(重壓狀態(tài))下的總阻抗值Rtl與第一遠(yuǎn)端電流值Il分別為Rtl = 8Κ+50Κ+8Κ = 66ΚIl = 5/66Κ = 0. 76uA近端E2在第一按壓狀態(tài)下的總阻抗值Rt2與第一近端電流值12分別為Rtl = 1K+50K+1K = 52KIl = 5/52K = 0. 96uA由此可計(jì)算出第一預(yù)定范圍為0. 76uA 0. 96uA。接著同上述方式，再根據(jù)第二阻抗、遠(yuǎn)端電極阻抗與近端電極阻抗以及驅(qū)動(dòng)電壓 值，計(jì)算出第二預(yù)定范圍的下限值(第二遠(yuǎn)端電流值)與上限值(第二近端電流值)。在此 計(jì)算出遠(yuǎn)端El在第二按壓狀態(tài)(輕壓狀態(tài))下的總阻抗值Rt3為116K，近端E2的總阻抗值Rt4為101。接著計(jì)算觸控面板1對(duì)應(yīng)第二按壓狀態(tài)的第二遠(yuǎn)端電流值13與第二近端 電流值14，其中13為0. 43uA，14為0. 49uA，由此可知第二預(yù)定范圍為0. 43uA 0. 49uA。另一種限定第一預(yù)定范圍與第二預(yù)定范圍的方式是直接預(yù)先量測(cè)觸控面板1于 遠(yuǎn)端El與近端E2的電流值。同樣根據(jù)壓感材料層14的壓力對(duì)阻抗變化關(guān)系，其對(duì)應(yīng)第一 按壓狀態(tài)具有第一阻抗，對(duì)應(yīng)第二按壓狀態(tài)具有第二阻抗，在第一按壓狀態(tài)所受的壓力大 于第二按壓狀態(tài)所受的壓力，第一阻抗小于第二阻抗。并量測(cè)觸控面板1于第一按壓狀態(tài) 的第一遠(yuǎn)端電流值與第一近端電流值，量測(cè)到的第一遠(yuǎn)端電流值設(shè)為第一預(yù)定范圍的下限 值，第一近端電流值設(shè)為第一預(yù)定范圍的上限值。再量測(cè)觸控面板1于第二按壓狀態(tài)的第 二遠(yuǎn)端電流值與第二近端電流值，其中，第二遠(yuǎn)端電流值設(shè)定為第二預(yù)定范圍的下限值，第 二近端電流值設(shè)定為第二預(yù)定范圍的上限值。第一預(yù)定范圍與第二預(yù)定范圍的電流值可事先紀(jì)錄在控制電路20 (見(jiàn)圖幻內(nèi)部。 之后，控制電路20內(nèi)的程式可依據(jù)量測(cè)到的電流比對(duì)出按壓的程度，例如為重壓或是輕壓 狀態(tài)。遠(yuǎn)端El與近端E2之間的電極阻抗實(shí)質(zhì)上更細(xì)分為多個(gè)不同階的電極阻抗，以對(duì) 應(yīng)每一個(gè)坐標(biāo)位置計(jì)算或量測(cè)出對(duì)應(yīng)的電流范圍。這些電流范圍可以表格的形式直接記錄 在控制電路20上以供比對(duì)。本發(fā)明上述實(shí)施例所揭露的觸控壓力的偵測(cè)方法，是在觸控面板的二個(gè)基板之間 設(shè)置一個(gè)壓感材料層，以搭配電流變化偵測(cè)到觸控點(diǎn)的觸控壓力。偵測(cè)時(shí)，是先以分壓原理 偵測(cè)出觸控點(diǎn)的坐標(biāo)位置，再根據(jù)觸控點(diǎn)位置立即切換至對(duì)應(yīng)的感測(cè)線路，以偵測(cè)電流值 大小，再與至少一預(yù)定范圍作比對(duì)，以判斷按壓狀態(tài)為重壓或輕壓等。以上說(shuō)明對(duì)本發(fā)明而言只是說(shuō)明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解， 在不脫離以下所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的情況下，可做出許多修改，變化，或等 效，但都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種觸控壓力的偵測(cè)方法，其特征在于，包括依序偵測(cè)一觸控面板的一第一軸分壓與一第二軸分壓，以判斷一觸控點(diǎn)位置； 取得所述觸控點(diǎn)位置后，立即切換所述觸控面板以驅(qū)動(dòng)所述觸控面板對(duì)應(yīng)所述觸控點(diǎn) 位置的一第一軸感測(cè)線路與一第二軸感測(cè)線路；偵測(cè)通過(guò)所述第一軸感測(cè)線路、所述觸控面板的一壓感材料層以及所述第二軸感測(cè)線 路的一電流值；以及比對(duì)所述電流值與一第一預(yù)定范圍，以判斷所述觸控點(diǎn)位置的按壓壓力大小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偵測(cè)方法，其特征在于，更包括若所述電流值位在所述第一預(yù)定范圍外，則比對(duì)所述電流值與一第二預(yù)定范圍，以判 斷所述觸控點(diǎn)位置的按壓壓力大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的偵測(cè)方法，其特征在于，所述第一預(yù)定范圍與所述第二預(yù)定 范圍的限定步驟包括提供所述壓感材料層的一壓力對(duì)阻抗變化關(guān)系，其中，所述壓感材料層對(duì)應(yīng)一第一按 壓狀態(tài)具有一第一阻抗，對(duì)應(yīng)一第二按壓狀態(tài)具有一第二阻抗，所述第一按壓狀態(tài)所受的 壓力大于第二按壓狀態(tài)所受的壓力，所述第一阻抗小于所述第二阻抗；根據(jù)所述第一阻抗、所述觸控面板的一遠(yuǎn)端電極阻抗與一近端電極阻抗以及所述觸控 面板的一驅(qū)動(dòng)電壓值，計(jì)算所述觸控面板對(duì)應(yīng)所述第一按壓狀態(tài)的一第一遠(yuǎn)端電流值與一 第一近端電流值，其中，所述第一遠(yuǎn)端電流值為所述第一預(yù)定范圍的下限值，所述第一近端 電流值為所述第一預(yù)定范圍的上限值；以及根據(jù)所述第二阻抗、所述遠(yuǎn)端電極阻抗與所述近端電極阻抗以及所述驅(qū)動(dòng)電壓值，計(jì) 算所述觸控面板對(duì)應(yīng)所述第二按壓狀態(tài)的一第二遠(yuǎn)端電流值與一第二近端電流值，其中， 所述第二遠(yuǎn)端電流值為所述第二預(yù)定范圍的下限值，所述第二近端電流值為所述第二預(yù)定 范圍的上限值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的偵測(cè)方法，其特征在于，所述第一預(yù)定范圍與所述第二預(yù)定 范圍的限定步驟包括提供所述壓感材料層的一壓力對(duì)阻抗變化關(guān)系，其中，所述壓感材料層對(duì)應(yīng)一第一按 壓狀態(tài)具有一第一阻抗，對(duì)應(yīng)一第二按壓狀態(tài)具有一第二阻抗，所述第一按壓狀態(tài)所受的 壓力大于第二按壓狀態(tài)所受的壓力，所述第一阻抗小于所述第二阻抗；量測(cè)所述觸控面板于所述第一按壓狀態(tài)的一第一遠(yuǎn)端電流值與一第一近端電流值，其 中，所述第一遠(yuǎn)端電流值為所述第一預(yù)定范圍的下限值，所述第一近端電流值為所述第一 預(yù)定范圍的上限值；以及量測(cè)所述觸控面板于所述第二按壓狀態(tài)的一第二遠(yuǎn)端電流值與一第二近端電流值，其 中，所述第二遠(yuǎn)端電流值為所述第二預(yù)定范圍的下限值，所述第二近端電流值為所述第二 預(yù)定范圍的上限值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偵測(cè)方法，其特征在于，所述偵測(cè)所述第一軸分壓的步驟包括使所述觸控面板的多個(gè)所述第一軸感測(cè)線路設(shè)定為一電壓偵測(cè)端； 輸入電壓至所述觸控面板的多個(gè)所述第二軸感測(cè)線路；以及 紀(jì)錄所述電壓偵測(cè)端取得電壓訊號(hào)的所述第一軸感測(cè)線路的位置與分壓大小。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偵測(cè)方法，其特征在于，所述偵測(cè)所述第二軸分壓的步驟包括使所述觸控面板的多個(gè)所述第二軸感測(cè)線路設(shè)定為一電壓偵測(cè)端；輸入電壓至所述觸控面板的多個(gè)所述第一軸感測(cè)線路；以及紀(jì)錄所述電壓偵測(cè)端取得電壓訊號(hào)的所述第二軸感測(cè)線路的位置與分壓大小。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種觸控壓力的偵測(cè)方法，包括步驟依序偵測(cè)一觸控面板的一第一軸分壓與一第二軸分壓，以判斷一觸控點(diǎn)位置；取得觸控點(diǎn)位置后，立即切換觸控面板以驅(qū)動(dòng)觸控面板對(duì)應(yīng)觸控點(diǎn)位置的一第一軸感測(cè)線路與一第二軸感測(cè)線路；偵測(cè)通過(guò)第一軸感測(cè)線路、觸控面板的一壓感材料層以及第二軸感測(cè)線路的一電流值；以及，比對(duì)電流值與一預(yù)定范圍，以判斷所述觸控點(diǎn)位置的按壓壓力大小。
文檔編號(hào)G01L5/22GK102128699SQ201010001848
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月18日
發(fā)明者林志強(qiáng), 林林 申請(qǐng)人:東莞萬(wàn)士達(dá)液晶顯示器有限公司, 勝華科技股份有限公司