CN101739164B - 感测结构及包含该感测结构的显示器 - Google Patents

Abstract

本发明是一种感测结构及包含该感测结构的显示器，该显示器还包含一基板以及一面板，该面板相对于该基板设置，该感测结构包含多个感测件、一导电总成及一处理模块，各该感测件相对于该面板具有一位置数据，且所述感测件中各多个相邻的感测件相对于该面板形成多个感测区域，且该处理模块通过该导电总成与所述感测件呈电性连接，各该感测件响应所述感测区域所受的一触碰，产生一触碰电压，该处理模块用以接收所述触碰电压，且根据所述位置数据及所述触碰电压，计算出于该面板上相对该触碰的一触碰位置。

Description

感测结构及包含该感测结构的显示器

技术领域

本发明是关于一种感测结构及包含该感测结构的显示器。更具体说，本发明是关于一种具有触控功能的感测结构及包含该感测结构的显示器。

背景技术

触控式显示器在现今的生活周遭已是随处可见，其为一种可以取代计算机键盘及鼠标，不需要复杂的程序即可在屏幕上直接用手指或笔以触碰方式输入指令的显示器，目前最具有代表性的应用即为苹果计算机所推出的iPhone，iPhone将触控式显示器应用于手机上，提供给电话使用者全新的操作界面，使其一在市场上推出，便立即创造出惊人的销售成绩。

一般而言，常见的触控式显示器所使用的技术大致可分为电阻式、电容式、压力感应式、电磁式与波动式等等。以压力感应式触控显示器为例，用以感测触碰的感测器通常设置于显示器的四个角落，以于该显示器的面板上形成一感测区域。当此感测区域受到触碰时，显示器便可根据设置于四个角落的感测器得知该触碰所发生的位置，并做相对应的处理，以达成触控的功能。但采用前述感测器的设置方式的触控显示器仅具有单点触控的功能，且其感测的精确度也因感测器数量不足而受到一定程度的影响。在人们对电子产品操作需求多样化及精致化的今天，前述的现有结构已渐渐不敷使用。

此外，现有显示器的面板一般是以细线悬吊，或以夹拑器夹住，以于显示器的面板及基板间形成一可容纳感测器的空间，但现有作法会于面板的侧壁产生摩擦力，进而影响感测的精准度。

综上所述，如何使改善压力感应式触控显示器单点触控的局限，且提高其感测位置的精确度，以满足人们对电子产品操作上的需求，成为业界期望达成的目标。

发明内容

本发明的目的在于提供一种感测结构及包含该感测结构的显示器，此显示器通过该感测结构可具有多点触控的功能且与现有技术相较之下，具有较高的感测精确度。

为达成上述目的，本发明所提供的该感测结构用于该显示器，其中该显示器包含一基板及一面板，该面板相对于该基板设置，该感测结构包含一导电总成、多个感测件及一处理模块，所述感测结构设置于该基板与该面板间，各该感测件相对于该面板具有一位置数据，且所述感测件中各多个相邻的感测件相对于该面板形成一感测区域，以形成多个感测区域分布于该面板上，该处理模块通过该导电总成与所述感测件呈电性连接，各该感测件响应所述感测区域所受的至少一触碰，产生一触碰电压，由该处理模块接收所述触碰电压，该处理模块根据所述位置数据及所述触碰电压，可计算出于该面板上相对该至少一触碰的至少一触碰位置。

再者，为达成上述目的，本发明所提供的显示器包含一基板、一面板及一感测结构，该面板相对于该基板设置，该感测结构包含有一导电总成、多个感测件及一处理模块，各该感测件设置于该基板与该面板间且相对于该面板具有一位置数据，所述感测件中各多个相邻的感测件相对于该面板形成一感测区域，以形成多个感测区域分布于该面板上，该处理模块通过该导电总成与所述感测件呈电性连接，各该感测件响应所述感测区域所受的至少一触碰，产生一触碰电压，由该处理模块接收所述触碰电压，该处模块根据所述位置数据及所述触碰电压，可计算出于该面板上相对该至少一触碰的至少一触碰位置。

综上所述，本发明的感测结构是将多个感测件设置于面板与基板间，以形成多个感测区域分布于该面板上，各感测区域是可接受至少一触碰，藉此，包含此感测结构的显示器，可达成多点触控的操作，并有效提升感测精确度，以克服现有技术仅具有单点触控且感测精确度不佳的缺点。

附图说明

在参阅附图及随后描述的实施方式后，该技术领域具有通常知识者便可了解本发明的上述及其它目的，以及本发明的技术手段及实施态样，其中：

图1是本发明的第一较佳实施例的显示器的一侧视图；

图2是本发明的第一较佳实施例的显示器的一俯视图；以及

图3是本发明的第一较佳实施例的处理模块的一示意图。

具体实施方式

以下将通过实施例来解释本发明内容，本发明的实施例并非用以限制本发明须在如实施例所述的任何特定的环境、应用或特殊方式方能实施。因此，关于实施例的说明仅为阐释本发明的目的，而非用以限制本发明。须说明者，以下实施例及附图中，与本发明非直接相关的元件已省略而未绘示；且附图中各元件间的尺寸关系仅为求容易了解，非用以限制实际比例。

本发明的第一较佳实施例如图1所示，是一种显示器1的侧视图。显示器1包含一面板11、一基板13、一感测结构15。面板11具有一第一表面111及一与该第一表面111相对应的第二表面113，基板13具有一基板表面131，面板11是相对于基板13设置，以使面板11的第一表面111与基板表面131正向相对。

其次，感测结构15包含多个感测件151、153、155及157、一导电总成、一处理模块17、间隔物15u以及间隔物15v，由图1中可知，间隔物15u以及间隔物15v设置于面板11及基板13间，以形成一适以设置所述感测件的空间，于本较佳实施例中，间隔物15u以及间隔物15v分别可为一弹性材。

所述感测件151、153、155及157设置于面板11与基板13间，并通过该导电总成与处理模块17呈电性连接，处理模块17用以储存各该感测件相对于面板11的一位置数据，各该位置数据是用以记录各该感测件于该显示器1内的位置坐标。与传统结构不同的是，本发明的数个感测件中各多个相邻的感测件相对于面板11形成一感测区域，因此，多个感测件将形成多个感测区域分布于面板11上。各该感测件响应所述感测区域所受的一触碰将相对产生一触碰电压，处理模块17用以接收所述触碰电压，且根据所述位置数据及该触碰电压，可计算出于面板11上相对该触碰的触碰位置。

具体而言，于图1中所示的感测件151、153、155以及157中，以感测件151为例，感测件151包含一填充材151a、一力集中器151b以及一力感测器151c，填充材151a设置于面板11的第一表面111上，力感测器151c设置于基板表面131上，以使填充材151a、力集中器151b以及力感测器151c依序堆叠于面板11的第一表面11及基板表面131间，此外，于本较佳实施例中，力感测器151c的材料是一聚合物(Polymer)，此聚合物具有受到压力会改变其本身电阻值的特性，填充材151a为一泡棉(Poron)，力集中器151b为一金属(Steel)或是坚硬塑料，但不以此为限。

同样地，感测件153包含一填充材153a、一力集中器153b以及一力感测器153c，感测件155包含一填充材155a、一力集中器155b以及一力感测器155c，感测件157包含一填充材157a、一力集中器157b以及一力感测器157c，感测件153、感测件155以及感测件157的构成方式及构成元件的材料是与感测件151的构成元件相同，在此不加赘述。需注意者，各该感测件是借助该相对应的填充材，于面板11及基板13间具有一相同高度，该力集中器是用以集中及传导该触碰至该力感应器，该力感测器是用以响应该触碰产生该触碰电压。

请参阅图2，其是一种显示器1的俯视图。由图2中可看到，显示器1除包含前述的面板11、基板13、感测件151、感测件153、感测件155、感测件157外，还包含感测件159、感测件15a、感测件15b、...、感测件15k以及包含导线1c至1k、导线1m及1n、导线1p至1t与软性印刷电路板16的导电总成，所述感测件是通过所述导线与软性印刷电路板16与处理模块17呈电性连接。

为更清楚说明处理模块17的构成与功用，请一并参阅图3，图3是处理模块17的示意图，处理模块17包含一转换单元171及一控制单元173，在本实施例中，转换单元171是一模拟数字处理器，控制单元173是一微控制器，但不以此为限。转换单元171是通过导线1c至1k、导线1m及1n以、导线1p至1t以及软性印刷电路板16与所述感测件呈电性连接，以接收各所述感测件的触碰电压，且将各所述触碰电压转换为一数字信号(例如将一触碰电压转换为一数字信号170，控制单元173是与转换单元171呈电性连接，用以储存所述位置数据以及接收所述数字信号170，且根据所述位置数据及所述数字信号170，计算出该至少一触碰位置。

详言之，处理模块17的控制单元173可响应所述数字信号170于所述感测区域中选定至少一选定区域，以计算该至少一选定区域中的该至少一触碰位置，该至少一选定区域是所述感测区域中具有一波峰电压值者，其中波峰电压值由以下方式判断：计算各该感测区域的一区域电压值，其中该区域电压值是各该感测区域中各该感测件的各该触碰电压的一平均值；以及于所述感测区域中选取该区域电压值为该相邻感测区域中的一最大值者。

为方便说明，假设本实施例中的各感测区域是由四个相邻的感测件所形成，例如第一感测区域是由感测件151、感测件153、感测件159以及感测件15a所形成，第二感测区域是由感测件15e、感测件15i、感测件15f以及感测件15j所形成，以此类推。

当第一感测区域受到一触碰时，于显示器1中的各该感测器响应此触碰产生触碰电压至处理模块17的转换单元171，且转换单元171将所接收到的触碰电压转换为一数字信号，由于触碰是发生于感测件151、感测件153、感测件159以及感测件15a所形成的第一感测区域，处理模块17的控制单元173可由数字信号得知，第一感测区域的区域电压值(即由感测件151、感测件153、感测件159以及感测件15a所分别产生的触碰电压的平均值)是与第一感测区域相邻的感测区域中的最大者。

此时，控制单元173便判定第一感测区域具有波峰电压值且为一选定区域。然后，控制单元173便将根据感测件151、感测件153、感测件159以及感测件15a所分别产生的触碰电压(可由数字信号中得知)与其位置数据，以诸如力学平衡法或者其它类似方法计算出此触碰相对于面板11的触碰位置，作为后续控制手持装置之用。

需特别说明的是，相较于现有技术，本发明具有多点触控的功能。具体而言，当第一感测区域与第二感测区域同时分别受到一触碰时，于显示器1中的各该感测器响应此二触碰产生触碰电压至处理模块17，当所述触碰是分别发生于感测件151、感测件153、感测件159以及感测件15a所形成的第一感测区域，与感测件15e、感测件15i、感测件15f以及感测件15j所形成的第二感测区域时，由于第一及第二感测区域并不由重复的感测件所形成，因此第一感测区域的区域电压值(即由感测件151、感测件153、感测件159以及感测件15a所分别产生的触碰电压的平均值)是与第一感测区域相邻的感测区域中的最大者，第二感测区域的区域电压值(即由感测件15e、感测件15i、感测件15f以及感测件15j所分别产生的触碰电压的平均值)也是与第二感测区域相邻的感测区域中的最大者。

此时，控制单元173便判定第一感测区域及第二感测区域均具有波峰电压值，因而各设定为一选定区域。然后，控制单元173便将根据感测件151、感测件153、感测件159以及感测件15a所分别产生的触碰电压(可由数字信号得知)与其位置数据，计算出发生于第一感测区域的触碰相对于面板11的触碰位置。而且，控制单元173还根据感测件15e、感测件15i、感测件15f以及感测件15j所分别产生的触碰电压(可由数字信号得知)与其位置数据，计算出发生于第二感测区域的触碰相对于面板11的触碰位置，以使显示器1具有多点触控的功能。

综上所述，本发明的感测结构是将多个感测件设置于面板与基板间，以形成多个感测区域分布于该面板上，各感测区域可接受一触碰，藉此，包含此感测结构的显示器，可达成多点触控的功能。而且，本发明是利用将间隔物设置于基板及面板间，以形成一容纳所述感测件的空间，避免磨擦力产生，且将显示器分割为数个感测区域，并借助各感测区域计算对应的触碰位置，因而可较现有技术有效且精准地提升感测触控位置的精确度，以克服现有技术仅具有单点触控且感测精确度不佳的缺点。

上述的实施例仅用来例举本发明的实施态样，以及阐释本发明的技术特征，并非用来限制本发明的保护范畴。任何熟悉此技术者可轻易完成的改变或均等性的安排均属于本发明所主张的范围，本发明的权利保护范围应以申请专利范围为准。

Claims (18)

1.一种用于一显示器的感测结构，该显示器包含一基板及一面板，该面板相对于该基板设置，该感测结构包含：

一导电总成；

多个感测件，设置于该基板与该面板间，所述感测件中各多个相邻的感测件相对于该面板形成一感测区域，以形成多个感测区域分布于该面板上；以及

一处理模块，通过该导电总成与所述感测件呈电性连接，且储存各该感测件相对于该面板的一位置数据；

其中，该基板具有一基板表面，该面板具有与该基板表面正向相对的一第一表面及与该第一表面相对应的一第二表面，各该感测件响应所述感测区域所受的至少一触碰产生一触碰电压，该处理模块用以接收所述触碰电压，且根据所述位置数据及所述触碰电压，可计算出于该面板上相对该至少一触碰的至少一触碰位置，各该感测件包含：

一填充材，设置于该第一表面上；

一力集中器；以及

一力感测器，设置于该基板表面上，且该填充材、该力集中器及该力感测器是依序堆叠于该第一表面及该基板表面间。

2.根据权利要求1所述的感测结构，其特征在于该处理模块包含：

一转换单元，用以接收所述触碰电压，并将各所述触碰电压转换为一数字信号；以及

一控制单元，与该转换单元呈电性连接，用以储存所述位置数据以及接收所述数字信号，且根据所述位置数据及所述数字信号，计算出该至少一触碰位置。

3.根据权利要求2所述的感测结构，其特征在于该处理模块的该控制单元响应所述数字信号，于所述感测区域中选定至少一选定区域，以计算该至少一选定区域中的该至少一触碰位置，该至少一选定区域是所述感测区域中具有一波峰电压值者，其中该波峰电压值由以下方式判断：

计算各该感测区域的一区域电压值，其中该区域电压值是各该感测区域中各该感测件的各该触碰电压的一平均值；以及

于所述感测区域中选取该区域电压值为该相邻感测区域中的一最大值者。

4.根据权利要求1所述的感测结构，其特征在于各该感测件是借助该相对应的填充材，于该面板及基板间具有一相同高度，该力集中器是用以集中及传导该触碰至该力感测器，该力感测器是用以响应该触碰产生该触碰电压。

5.根据权利要求1所述的感测结构，其特征在于该力感测器的材料是一聚合物。

6.根据权利要求1所述的感测结构，其特征在于该填充材是一泡棉。

7.根据权利要求1所述的感测结构，其特征在于该力集中器的材料是一金属。

8.根据权利要求1所述的感测结构，其特征在于还包含一间隔物，该间隔物设置于该面板及该基板间，以形成一适以设置所述感测件的空间。

9.根据权利要求8所述的感测结构，其特征在于该间隔物是一弹性材。

10.一种显示器，包含：

一基板；

一面板，该面板相对于该基板设置；以及

一感测结构，包含：

一导电总成；

多个感测件，设置于该基板与该面板间，所述感测件中各多个相邻的感测件相对于该面板形成一感测区域，以形成多个感测区域分布于该面板上；以及

一处理模块，通过该导电总成与所述感测件呈电性连接，且储存各该感测件相对于该面板的一位置数据；

其中，该基板具有一基板表面，该面板具有与该基板表面正向相对的一第一表面及与该第一表面相对应的一第二表面，各该感测件响应所述感测区域所受的至少一触碰产生一触碰电压，该处理模块用以接收所述触碰电压，且根据所述位置数据及所述触碰电压，可计算出于该面板上相对该至少一触碰的至少一触碰位置，各该感测件包含：

一填充材，设置于该第一表面上；

一力集中器；以及

一力感测器，设置于该基板表面上，且该填充材、该力集中器及该力感测器是依序堆叠于该第一表面及该基板表面间。

11.根据权利要求10所述的显示器，其特征在于该处理模块包含：

一转换单元，用以接收所述位置数据及所述触碰电压，并将各所述触碰电压转换为一数字信号；以及

一控制单元，与该转换单元呈电性连接，用以储存所述位置数据以及接收所述数字信号，且根据所述数字信号及所述位置数据，计算出该至少一触碰位置。

12.根据权利要求11所述的显示器，其特征在于该处理模块的该控制单元响应所述数字信号于所述感测区域中选定至少一选定区域，以计算该至少一选定区域中的该至少一触碰位置，该至少一选定区域是所述感测区域中具有一波峰电压值者，其中该波峰电压值由以下方式判断：

计算各该感测区域的一区域电压值，其中该区域电压值是各该感测区域中各该感测件的各该触碰电压的一平均值；以及

于所述感测区域中选取该区域电压值为该相邻感测区域中的一最大值者。

13.根据权利要求10所述的显示器，其特征在于各该感测件是借助该相对应的填充材，于该面板及基板间具有一相同高度，该力集中器是用以集中及传导该触碰至该力感测器，该力感测器是用以响应该触碰产生该触碰电压。

14.根据权利要求10所述的显示器，其特征在于该力感测器的材料是一聚合物。

15.根据权利要求10所述的显示器，其特征在于该填充材是一泡棉。

16.根据权利要求10所述的感测结构，其特征在于该力集中器的材料是一金属。

17.根据权利要求10所述的显示器，其特征在于该感测结构还包含一间隔物，该间隔物设置于该面板及该基板间，以形成一适以设置所述感测件的空间。

18.根据权利要求17所述的显示器，其特征在于该间隔物是一弹性材。

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