CN102128699B - 触控压力的侦测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种触控压力的侦测方法，包括步骤：依序侦测一触控面板的一第一轴分压与一第二轴分压，以判断一触控点位置；取得触控点位置后，立即切换触控面板以驱动触控面板对应触控点位置的一第一轴感测线路与一第二轴感测线路；侦测通过第一轴感测线路、触控面板的一压感材料层以及第二轴感测线路的一电流值；以及，比对电流值与一预定范围，以判断所述触控点位置的按压压力大小。

Description

触控压力的侦测方法

技术领域

本发明是有关于一种侦测方法，且特别是有关于一种触控压力的侦测方法。

背景技术

现今使用者与电子产品之间的沟通除了键盘外，触控面板的应用也越来越广泛，让使用者可直接手动操作，更便捷地操作电子产品。目前普遍的触控技术有电容式与电阻式，各有其优缺点。然而，无论哪种触控面板，其对于手指的感应的准确度皆为设计重点。

电阻式触控面板因为阻抗不均，或是手指按压面积太大，常会造成画线不直以及抖动(Jitter)问题，此外，亦无法侦测到触控点的按压状态，如按压大小，而不能提供电子产品更多功能特性。因此，考量到成本、效能与操作便捷性，如何设计更为优良的产品以满足市场需求，乃实为各家厂商积极研发的重点。

发明内容

本发明是有关于一种触控压力的侦测方法，可直接侦测到触控点的位置与按压状态。

本发明提出一种触控压力的侦测方法，包括步骤：依序侦测一触控面板的一第一轴分压与一第二轴分压，以判断一触控点位置；取得触控点位置后，立即切换触控面板以驱动触控面板对应触控点位置的一第一轴感测线路与一第二轴感测线路；侦测通过第一轴感测线路、触控面板的一压感材料层以及第二轴感测线路的一电流值；以及，比对电流值与一预定范围，以判断所述触控点位置的按压压力大小。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1是依照本发明较佳实施例的一种触控压力的侦测方法的流程图；

图2是一触控面板的结构示意图；

图3是图2触控面板的电路方块图；

图4是图3触控面板其脚位定义的示意图；

图5A、5B是图4于第一轴分压侦测模式的示意图；

图6A、6B是图4于第二轴分压侦测模式的示意图；

图7是图4于电流侦测模式的示意图；

图8A与图8B为电流分别流经图2触控面板远端与近端的示意图；

图9是压感材料的压力与阻抗变化曲线图。

附图标记说明：1：触控面板；10：第一基板；12：第二基板；14：压感材料层；16a～16c：第一轴感测线路；18a～18c：第二轴感测线路；20：控制电路；X1～X6、Y1～Y6：脚位；GND：接地端；P0：触控点；E1：远端；E2：近端。

具体实施方式

请参照图1至图3，图1是依照本发明较佳实施例的一种触控压力的侦测方法的流程图，图2是一触控面板的结构示意图，图3是图2触控面板的电路方块图。本实施例是以图2、3的触控面板结构说明图1触控压力的侦测方法。

如图2所示，触控面板1包括一第一基板10、一第二基板12与一压感材料层14，其中，压感材料层14夹置在第一基板10与第二基板12之间。第一基板10与第二基板12为透明基板，而压感材料层14的材质例如为压电材料。触控面板更包括多个第一轴感测线路与多个第二轴感测线路，为简化图式，图2、3中各轴方向上仅绘示出三个感测线路，分别为第一轴感测线路16a～16c与第二轴感测线路18a～18c。这些第一轴感测线路16a～16c相互平行且等间隔地设置在第一基板10上，并分别沿着第一轴方向延伸。第二轴感测线路18a～18c等间隔且相互平行地设置在第二基板12上，并分别朝第二轴方向延伸。

如图3所示，触控面板1更包括一控制电路20，第一轴感测线路16a～16c的两端与第二轴感测线路18a～18c的两端皆电性连接至控制电路20。并请参照图4，其是图3触控面板其脚位定义的示意图。本实施例的第一轴方向定为X方向，第二轴方向定为Y方向，如图4所示，第一轴感测线路16a～16c的一端的脚位在控制电路20中定义为X1～X3，另一端的脚位则定义为X4～X6。第二轴感测线路18a～18c的一端的脚位定义为Y1～Y3，另一端的脚位则定义为Y4～Y6。

如图1所示，触控压力的侦测方法包括步骤S11至S 14。首先，如步骤S11所示，依序侦测一触控面板的一第一轴分压与一第二轴分压，以判断一触控点位置。请参照图5A、5B，其是图4于第一轴分压侦测模式的示意图。侦测第一轴分压时，即X方向上的分压，如图5A所示，先将第一轴感测线路的脚位X1～X3设定为一电压侦测端，脚位X4～X6设为空接。然后输入电压至第二轴感测线路，其中，脚位Y1～Y3输入5V，而脚位Y4～Y6设为接地端GND。如图5B所示，假设触控点P0在中央，根据分压原理，脚位X2将侦测到电压2.5V，此时，随即纪录电压侦测端取得电压讯号的第一轴感测线路的位置(即X轴坐标，脚位X2的位置)与分压大小。

第一轴分压侦测完毕后，立即切换感测线路，以侦测第二轴分压。请参照图6A、6B，其是图4于第二轴分压侦测模式的示意图。侦测第二轴分压时，即Y方向上的分压，如图6A所示，先将第二轴感测线路的脚位Y1～Y3设定为一电压侦测端，脚位Y4～Y6设为空接。然后输入电压至第一轴感测线路，其中，脚位X1～X3设为接地端GND，而脚位X4～X6输入5V。如图6B所示，假设触控点P0在中央，根据分压原理，脚位Y2将侦测到电压2.5V，此时，立即纪录电压侦测端取得电压讯号的第二轴感测线路的位置(即Y轴坐标位置，脚位Y2的位置)与分压大小。至此，量测第一轴位置与第二轴位置的坐标流程已经完成，触控点P0的坐标脚位为(X2，Y2)，再经控制电路20(见图3)所定义的坐标位置转换后，即可得到绝对坐标。

接着，如图1的步骤S12所示，取得触控点位置后，立即切换触控面板以驱动触控面板对应触控点位置的一第一轴感测线路与一第二轴感测线路。并请参照图7，其是图4于电流侦测模式的示意图。如图7所示，于取得触控点P0的坐标(X2，Y2)后，立即驱动对应脚位X2、Y2的感测线路，其中，使脚位X5输入5V，脚位Y2设为电流侦测端，其他脚位则设为空接。

然后，如图1的步骤S13所示，侦测通过第一轴感测线路、触控面板的一压感材料层以及第二轴感测线路的一电流值。如图7所示，当按压时，电流侦测端的脚位Y2会侦测对应流过触控点P0的电流。

接着，如步骤S14所示，比对电流值与一预定范围，以判断所述触控点位置的按压压力大小。此步骤中实际上可提供多个预定范围以判断按压压力大小，然而在此是以一第一预定范围与一第二预定范围为例说明判断按压大小是属第一按压状态或是第二按压状态。在此步骤中，是先比对电流值与第一预定范围，若电流值位在第一预定范围中，则属于第一按压状态。若电流值位在第一预定范围外，则比对电流值与第二预定范围，以判断触控点的按压状态是否为第二按压状态。以下附图说明第一预定范围与第二预定范围的限定方式。

请参照图8A与图8B，其为电流分别流经图2触控面板远端E1与近端E2的示意图。由于电流传导路径是经过第一基板10的第一轴感测线路、压感材料层14与第二基板12的第二轴感测线路，因此这三者的材料阻抗都需考量。另外，触控面板的远端E1与近端E2设置的感测线路长短不一，导致阻抗不一致，在限定第一与第二预定范围时也都需考量到这些因素。

并请参照图9，其是压感材料的压力与阻抗变化曲线图，其中，当压感材料所受的压力越大，其阻抗值越低，反之，当所受压力越小，压感材料的阻抗值越大。第一按压状态可为一重压状态，而第二按压状态可为一轻压状态，因此第一按压状态所受的压力大于第二按压状态所受的压力。压感材料层14对应第一按压状态具有第一阻抗，对应第二按压状态具有第二阻抗，根据图9的压力对阻抗变化关系，第一阻抗小于第二阻抗。

根据压感材料层14的第一阻抗、触控面板1的一远端电极阻抗与触控面板1的一驱动电压值，以计算出触控面板1对应第一按压状态的第一远端电流值。另外，再根据第一阻抗、触控面板1的一近端电极阻抗与触控面板1的驱动电压值，则可计算出触控面板1对应第一按压状态的第一近端电流值。位在远端的电极阻抗较大，因此第一远端电流值可定义为第一预定范围的下限值，而第一近端电流值则定义为第一预定范围的上限值。

本实施例的感测线路的材质可为氧化铟锡(indium tin oxide，ITO)，其阻抗在远端E1假定为8K欧姆，近端E2则为1K欧姆。压感材料层14的阻抗在重压状态下约为50K欧姆，在轻压状态下则为100K，而驱动电压值为5V。根据这些参数计算出远端E1在第一按压状态(重压状态)下的总阻抗值Rt1与第一远端电流值I1分别为：

Rt1＝8K+50K+8K＝66K

I1＝5/66K＝0.76uA

近端E2在第一按压状态下的总阻抗值Rt2与第一近端电流值I2分别为：

Rt1＝1K+50K+1K＝52K

I1＝5/52K＝0.96uA

由此可计算出第一预定范围为0.76uA～0.96uA。

接着同上述方式，再根据第二阻抗、远端电极阻抗与近端电极阻抗以及驱动电压值，计算出第二预定范围的下限值(第二远端电流值)与上限值(第二近端电流值)。在此计算出远端E1在第二按压状态(轻压状态)下的总阻抗值Rt3为116K，近端E2的总阻抗值Rt4为102K。接着计算触控面板1对应第二按压状态的第二远端电流值I3与第二近端电流值I4，其中I3为0.43uA，I4为0.49uA，由此可知第二预定范围为0.43uA～0.49uA。

另一种限定第一预定范围与第二预定范围的方式是直接预先量测触控面板1于远端E1与近端E2的电流值。同样根据压感材料层14的压力对阻抗变化关系，其对应第一按压状态具有第一阻抗，对应第二按压状态具有第二阻抗，在第一按压状态所受的压力大于第二按压状态所受的压力，第一阻抗小于第二阻抗。并量测触控面板1于第一按压状态的第一远端电流值与第一近端电流值，量测到的第一远端电流值设为第一预定范围的下限值，第一近端电流值设为第一预定范围的上限值。再量测触控面板1于第二按压状态的第二远端电流值与第二近端电流值，其中，第二远端电流值设定为第二预定范围的下限值，第二近端电流值设定为第二预定范围的上限值。

第一预定范围与第二预定范围的电流值可事先纪录在控制电路20(见图3)内部。之后，控制电路20内的程式可依据量测到的电流比对出按压的程度，例如为重压或是轻压状态。

远端E1与近端E2之间的电极阻抗实质上更细分为多个不同阶的电极阻抗，以对应每一个坐标位置计算或量测出对应的电流范围。这些电流范围可以表格的形式直接记录在控制电路20上以供比对。

本发明上述实施例所揭露的触控压力的侦测方法，是在触控面板的二个基板之间设置一个压感材料层，以搭配电流变化侦测到触控点的触控压力。侦测时，是先以分压原理侦测出触控点的坐标位置，再根据触控点位置立即切换至对应的感测线路，以侦测电流值大小，再与至少一预定范围作比对，以判断按压状态为重压或轻压等。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种触控压力的侦测方法，其特征在于，包括：

依序侦测一触控面板的一第一轴分压与一第二轴分压，以判断一触控点位置；

取得所述触控点位置后，立即切换所述触控面板以驱动所述触控面板对应所述触控点位置的一第一轴感测线路与一第二轴感测线路；

侦测通过所述第一轴感测线路、所述触控面板的一压感材料层以及所述第二轴感测线路的一电流值；以及

比对所述电流值与一第一预定范围，以判断所述触控点位置的按压压力大小。

2.根据权利要求1所述的侦测方法，其特征在于，更包括：

若所述电流值位在所述第一预定范围外，则比对所述电流值与一第二预定范围，以判断所述触控点位置的按压压力大小。

3.根据权利要求2所述的侦测方法，其特征在于，所述第一预定范围与所述第二预定范围的限定步骤包括：

提供所述压感材料层的一压力对阻抗变化关系，其中，所述压感材料层对应一第一按压状态具有一第一阻抗，对应一第二按压状态具有一第二阻抗，所述第一按压状态所受的压力大于第二按压状态所受的压力，所述第一阻抗小于所述第二阻抗；

根据所述第一阻抗、所述触控面板的一远端电极阻抗与一近端电极阻抗以及所述触控面板的一驱动电压值，计算所述触控面板对应所述第一按压状态的一第一远端电流值与一第一近端电流值，其中，所述第一远端电流值为所述第一预定范围的下限值，所述第一近端电流值为所述第一预定范围的上限值；以及

根据所述第二阻抗、所述远端电极阻抗与所述近端电极阻抗以及所述驱动电压值，计算所述触控面板对应所述第二按压状态的一第二远端电流值与一第二近端电流值，其中，所述第二远端电流值为所述第二预定范围的下限值，所述第二近端电流值为所述第二预定范围的上限值。

4.根据权利要求2所述的侦测方法，其特征在于，所述第一预定范围与所述第二预定范围的限定步骤包括：

提供所述压感材料层的一压力对阻抗变化关系，其中，所述压感材料层对应一第一按压状态具有一第一阻抗，对应一第二按压状态具有一第二阻抗，所述第一按压状态所受的压力大于第二按压状态所受的压力，所述第一阻抗小于所述第二阻抗；

量测所述触控面板于所述第一按压状态的一第一远端电流值与一第一近端电流值，其中，所述第一远端电流值为所述第一预定范围的下限值，所述第一近端电流值为所述第一预定范围的上限值；以及

量测所述触控面板于所述第二按压状态的一第二远端电流值与一第二近端电流值，其中，所述第二远端电流值为所述第二预定范围的下限值，所述第二近端电流值为所述第二预定范围的上限值。

5.根据权利要求1所述的侦测方法，其特征在于，侦测所述第一轴分压的步骤包括：

使所述触控面板的多个所述第一轴感测线路设定为一电压侦测端；

输入电压至所述触控面板的多个所述第二轴感测线路；以及

纪录所述电压侦测端取得电压讯号的所述第一轴感测线路的位置与分压大小。

6.根据权利要求1所述的侦测方法，其特征在于，所述侦测所述第二轴分压的步骤包括：

使所述触控面板的多个所述第二轴感测线路设定为一电压侦测端；

输入电压至所述触控面板的多个所述第一轴感测线路；以及

纪录所述电压侦测端取得电压讯号的所述第二轴感测线路的位置与分压大小。

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