CN106339118B - 一种增强型3d侦测模块的侦测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种增强型3D侦测模块的侦测方法，所述增强型3D侦测模块包括一感应触控点位置的多个触控单元，一感应按压力的多个压感单元以及一信号处理电路，所述侦测方法包括：步骤S1：提供一触控扫描脉冲至所述的多个触控单元；提供一压力扫描脉冲至少二压感单元；步骤S2：所述的多个触控单元根据触控扫描脉冲感应触控点位置以产生触控信号；所述至少二压感单元根据压力扫描脉冲感应按压力以产生一叠加的压力信号；及步骤S3：信号处理电路根据所述叠加的压力信号与所述触控信号判断至少一触控点位置及按压力值。采用所述3D侦测功能的显示面板之驱动方法具有侦测精度高，抗噪性能好等优点。

Description

一种增强型3D侦测模块的侦测方法

【技术领域】

本发明涉及一种侦测方法，尤其涉及一种具有触控点侦测以及压力侦测的增强型3D侦测模块的侦测方法。

【背景技术】

随着触控技术的发展，无论是现有的工业电子装置还是消费电子装置大多数都采用了具有触控功能的显示面板，具有触控功能的显示面板表面受到来自手指以及触控笔等的操作时，电子装置通过检测触控点的位置来执行特定的操作。对于触控点的侦测，无论是电容屏还是电阻屏，其均通过不同的原理来确定触控点在显示面板上的二维坐标，以显示面板所在表面建立二维坐标系(X，Y)，触控点的检测就相当于确定触控点在X轴方向的位置以及Y轴方向上的位置，即确定触控点的二维位置。

为了进一步丰富具有触控功能的显示面板，目前已有部分显示面板会加装压力传感器，所述压力传感器包括多个压感单元，位于触控点处的压感单元感应来自垂直于显示面板(相当于Z轴方向)的按压力会产生一定的形变从而引起压感单元处的电信号发生变化，对该电性号的侦测可以确定压感单元所受到的压力。不同位置触控点匹配不同按压力值时可设置对应的装置功能，即我们可以从触控点(X,Y)和压力(Z)所界定的3D(3-dimension三维)角度去丰富设计。

但现有的具有3D侦测功能的显示面板都普遍的存在一个问题，其压力信号的侦测不够精准而导致用户体验感较差，且压力侦测，触控点侦测之间容易发生讯号干扰。

【发明内容】

为克服目前具有3D侦测功能的显示面板所存在的压力信号侦测不够精准地问题，本发明提供一种增强型3D侦测模块的侦测方法。

本发明提供一种解决上述技术问题的方案：一种增强型3D侦测模块的侦测方法，所述增强型3D侦测模块包括一感应触控点位置的多个触控单元，一感应按压力的多个压感单元以及一信号处理电路，所述侦测方法包括：步骤S1：提供一触控扫描脉冲至所述的多个触控单元；提供一压力扫描脉冲至少二压感单元；步骤S2：所述的多个触控单元根据触控扫描脉冲感应触控点位置以产生触控信号；所述至少二压感单元根据压力扫描脉冲感应按压力以产生一叠加的压力信号；及步骤S3：信号处理电路根据所述叠加的压力信号与所述触控信号判断至少一触控点位置及按压力值。

优选地，在步骤S2中，所述至少二压感单元设置在同一平面内，所述至少二压感单元相互独立且相邻设置。

优选地，在步骤S2中，所述至少二压感单元设置在同一平面内，所述至少二压感单元为串联设置。

优选地，在步骤S2中，所述至少二压感单元分别在一第一压力感应层及一第二压力感应层于垂直投影方向相对应设置或平移错位设置或交错设置或互补设置。

优选地，在步骤S2中，所述至少二压感单元之压力扫描脉冲与所述触控扫描脉冲分时序进行，所述至少二压感单元接收同一压力扫描脉冲，或接收彼此独立的压力扫描脉冲且该独立的压力扫描脉冲同时序或分时序进行。

优选地，在步骤S2中，所述至少二压感单元之压力扫描脉冲与所述触控扫描脉冲同时序进行且所述两者的电位切换点错位。

优选地，在步骤S2中，所述至少二压感单元分别择取于左右或上下靠近的两压感单元组，所述每一压感单元组包括至少一压感单元，所述至少二压感单元之压力扫描脉冲与所述触控扫描脉冲分时序进行且电位切换点错位。

优选地，所述至少二压感单元为多个压感单元，分别设置在一第一压力感应层和一第二压力感应层上，位于所述第一压力感应层和所述第二压力感应层上的多个压感单元分组串联，所述每一压感单元组包括至少二压感单元。

优选地，在步骤S2中，所述至少二压感单元中的至少一压感单元设置在所述第一压力感应层上，且有至少一压感单元设置在所述第二压力感应层上，位于所述第一压力感应层上的至少一压感单元与位于所述第二压力感应层上的至少一压感单元的压力扫描脉冲同时序进行。

优选地，所述增强型3D侦测模块包括一显示模组，所述显示模组包括多个由像素扫描脉冲驱动的像素单元，所述像素扫描脉冲与压力扫描脉冲同时序进行，所述像素扫描脉冲与触控扫描脉冲均同时序进行。

优选地，所述增强型3D侦测模块包括一驱动器，所述驱动器直接或间接提供所述像素扫描脉冲，所述压力扫描脉冲以及所述触控扫描脉冲。

优选地，设定所述像素扫描脉冲频率为Fg，所述触控扫描脉冲频率为Ft，所述压力扫描脉冲频率为Ff，Fg>Ft>Ff，Fg＝(1～20)Ft，Fg＝(1～50)Ff。

与现有技术相比，本发明所提供的触控显示设备具有如下优点：

1.通过一次侦测多个压感单元(压感单元组)来增强压力侦测效果，增强型3D侦测模块随机或按程序选取按压位置处所对应压感单元进行叠加性的侦测，可以提升增强型3D侦测模块的压力侦测灵敏度以及侦测精准度。

2.所述一次侦测的多个压感单元采用同一驱动器同时供予压力扫描脉冲，该种同步驱动方式保证了不同压感单元按压力值侦测的同步性，以保证按压力值检测的精准度。

3.电信号之间在电位切换点非常容易受到讯号干扰而导致触控点位置或按压力值的侦测不精准。在本发明中所述触控扫描脉冲与压力扫描脉冲之间分时序进行，故两者之间不存在讯号的干扰。又，触控扫描脉冲与像素扫描脉冲虽然同时序，但两者在同一周期内的点位切换点错位，故，两者之间的讯号干扰大幅降低，保证了3D侦测模块的稳定性。同理，像素扫描脉冲与压力扫描脉冲之间的讯号干扰也大幅降低。

4.本发明中采用惠斯通电桥对按压力值进行检测，其电路结构简单，控制精度高。最重要的所述压力信号处理器中采用电桥与多路复用器结合，通过多路复用器选择不同的压感单元，但不同压感单元在侦测压力信号时所构成的惠斯通电桥中，电阻Ra与Rb为共享电阻，这样设计可以大大地降低惠斯通电桥中的电阻数量，且不同压感单元在进行压力侦测时，由于其部分硬件共享，故相互之间的误差率降低。更进一步，所述压感单元所对应的内阻RF0，RF1，RF2······RFn一一对应设置有RC0，RC1，RC2······RCn作为参考电阻，该参考电阻设置在RF0，RF1，RF2······RFn附近，这样，它们之间的受到温度影响一致，受到的其他噪声也近似，这样有利于惠斯通电桥的稳定，降低了硬件电路因自身温度漂移，环境因素所带来的信号误判。RF0，RF1，RF2······RFn与RC0，RC1，RC2······RCn互为参考电阻，这样降低噪声的同时优化了资源的配置。惠斯通电桥的输出信号端接有运算放大电路，所述运算放大电路不仅可以将输出信号U0进行放大，且其可以利用运算放大电路抑制噪声的特性来降低噪声。以RF0与RC0为例来进行说明，在上基板受到按压力时，RF0电阻值变化为△r，但实际上RF0受到如温度以及其他干扰而会产生△s(△s为噪声电阻变化信号，其包括一部分源于温度变化所带来的噪声以及一部分源于电信号之间的干扰噪声)的噪声，对于参考电阻RC0来说，其受到如温度以及其他干扰与其附近的RF0一致，大小也为△s的噪声，该噪声△s在运算放大电路的反向输入端经过反向后即与同向输入端的压敏电阻RF0的噪声相抵消，经过运算放大电路后，不仅使△r扩大两倍，也消除了如温度以及其他干扰而会产生△s的噪声，进一步提升了压力信号的侦测精度。

【附图说明】

图1是本发明第一实施例增强型3D侦测模块的层状结构示意图。

图2是本发明第一实施例增强型3D侦测模块中压力感应层的局部结构示意图。

图3是本发明第一实施例增强型3D侦测模块中压力信号处理器的电路结构示意图。

图4是图3中压力信号侦测原理图。

图5是本发明第一实施例增强型3D侦测模块中像素扫描脉冲与触控扫描脉冲以及压力扫描脉冲之时序图。

图6是本发明第二实施例增强型3D侦测模块中像素扫描脉冲与触控扫描脉冲以及压力扫描脉冲之时序图。

图7是本发明第三实施例增强型3D侦测模块中像素扫描脉冲与触控扫描脉冲以及压力扫描脉冲之时序图。

图8是本发明第四实施例增强型3D侦测模块中像素扫描脉冲与触控扫描脉冲以及压力扫描脉冲之时序图。

图9是本发明第五实施例增强型3D侦测模块中像素扫描脉冲与触控扫描脉冲以及压力扫描脉冲之时序图。

图10是本发明第六实施例增强型3D侦测模块中压力感应层的局部结构示意图。

图11是本发明第六实施例增强型3D侦测模块中像素扫描脉冲与触控扫描脉冲以及压力扫描脉冲之时序图。

图12是本发明第七实施例增强型3D侦测模块中压力感应层的局部结构示意图。

图13是本发明第七实施例增强型3D侦测模块中像素扫描脉冲与触控扫描脉冲以及压力扫描脉冲之时序图。

图14是本发明第八实施例增强型3D侦测模块的层状结构示意图。

图15是本发明第八实施例增强型3D侦测模块中第一压力感应层和第二压力感应层叠加效果局部结构示意图。

图16是本发明第八实施例增强型3D侦测模块中像素扫描脉冲与触控扫描脉冲以及压力扫描脉冲之时序图。

图17是本发明第九实施例增强型3D侦测模块中第一压力感应层和第二压力感应层叠加效果局部结构示意图。

图18是本发明第九实施例增强型3D侦测模块中像素扫描脉冲与触控扫描脉冲以及压力扫描脉冲之时序图。

图19是本发明第十实施例增强型3D侦测模块的层状结构示意图。

图20是本发明第十一实施例增强型3D侦测模块的层状结构爆炸示意图。

图21是本发明第十二实施例增强型3D侦测方法的流程图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。需留意，本发明所有实施例之讯号脉冲使用均采用常见的方波讯号进行释例性说明，然于实际应用上不以方波为限而可以是任何可以满足本发明讯号处理原则使用的各种形式讯号，讯号处理手法也并不以方波专用为限。

请参阅图1，本发明第一实施例增强型3D侦测模块10从上至下(本发明中所涉及的上、下左右等位置词仅限于指定视图中的相对位置，而非绝对位置)包括一上基板11，一贴合层12，一压力感应层13，一第一基材层14，触控感应层15，一第二基材层16以及一显示模块17与一信号处理电路18，所述压力感应层13，触控感应层15以及显示模块17通过导电线(图未视)电连接于信号处理电路18。

所述上基板11可以认定为我们传统触控面板上的触摸盖板，所谓的盖板包括一触控操作面与一组件安装面，其触控操作面用于手指或触控笔等进行触控操作，组件安装面则用于安装触控组件，压感组件或显示模块等。

贴合层12可以选用OCA(光学透明胶，Optical Clear Adhesive)或LOCA(液态光学透明胶，Liquid Optical Clear Adhesive)，其用于实现上基板11与其他组件之间的贴合。

第一基材层14与第二基材层16分别作为压力感应层13与触控感应层15的承载层，第一基材层14与第二基材层16的材质可以各别选用是柔性基材，也可以是刚性基材；以第一基材层14来说，较佳是选用柔性基材。

所述信号处理电路18设置在第二基材层16的下方,其位置不作限定，其也可以设置于第二基材层16上方或其一侧。

触控感应层15上阵列设置有多个触控单元(图未视)，每一触控单元设置有一触控驱动线，所述触控驱动线用于接收驱动信号：触控扫描脉冲，在触控扫描脉冲加载在触控单元上时，触控单元应手指或触控笔等的操作而发生电性变化而产生一触控信号至信号处理器，所述信号处理器对触控信号进行运算等处理得出触控点位置。

显示模块17上阵列设置有多个像素单元(图未视)，每一像素单元设置有一像素驱动线，所述像素驱动线用于接收驱动信号：像素扫描脉冲，在像素扫描脉冲加载在像素单元上时，所述像素单元运作。

请参阅图2，所述压力感应层13上分布设置有多个相互独立的压感单元131，所述压感单元131为正六边形作为压感单元131的代表(请注意，压感单元131的实际形状不作限定，其可以是正方形，三角形，菱形或其他不规则形状，优选为“米”字型。)，每一压感单元131至少包括一压力驱动线132与一压力信号接收线134，所述压力驱动线132用于接收驱动信号：压力扫描脉冲，压力扫描脉冲加载在压感单元131上时，压感单元应手指或触控笔等的操作而压感单元131材料特性发生应力形变(即拉张力造成具特定图型的材料阻值发生改变)进而产生电信号变化发出一压力信号，该压力信号通过压力信号接收线134传递至信号处理电路18。信号处理电路18对压力信号进行运算等处理得出按压力值。

请参阅图3，信号处理电路18包括一压力信号处理器19，至少一驱动器(图未视)与至少一电桥191以及一压感信号处理单元193，至少一电桥191电连接于一压感信号处理单元193。所述至少一驱动器为压感单元131，触控单元以及像素单元分别提供压力扫描脉冲，触控扫描脉冲以及像素扫描脉冲，优选地，所述压力扫描脉冲，触控扫描脉冲以及像素扫描脉冲由同一驱动器直接或间接提供，所述间接提供可以是驱动器所输出的驱动信号经过驱动脉冲处理电路对驱动信号进行选择，位移，脉宽缩窄，分频等处理后再提供给触控单元和/或压感单元131。

电桥191包括第一多路复用器MUX1，第二多路复用器MUX2，至少一电阻Ra，Rb(设置于控制芯片组内)与一运算放大电路192(即标号组件192)，第一多路复用器MUX1与第二多路复用器MUX2的输出端作为运算放大电路192的输入信号U0分别电性连接于运算放大电路192的同相输入端以及反向输入端，运算放大电路192的输出端连接有一处理压力信号的压感信号处理单元193。

第一多路复用器MUX1的输出端连接在电阻Ra的一端，电阻Ra的另一端电性连接于激励源的正极端VEX+；第二多路复用器MUX2的输出端连接在电阻Rb的一端，电阻Rb的另一端电性连接于激励源的正极端VEX-。于相关实施例中，激励源的建置采用单电源或双电源供电方式但并非限定，而激励讯号可以采用方波、正弦波或定电压讯号等合适的给定讯号，讯号型态亦并不加以限定；优选地，激励源较佳可以采用本文每一实施例所揭示具方波型态扫描脉冲式的压力扫描脉冲作为激励源提供的信号，对压感单元131进行激励并侦测变化。

第一多路复用器MUX1的输入端连接的是第一组多个压感单元131之压力信号接收线134，即压感单元131接入第一多路复用器MUX1的输入端。所述第一组多个压感单元131对应的内阻为RF0，RF1，RF2······RFn，在用户触摸上基板11产生一定的压力时，位于上基板11之下的压感单元131所对应的内阻RF0，RF1，RF2······RFn阻值会发生变化。第一多路复用器MUX1可以选择RF0，RF1，RF2······RFn的其中一个电阻作为其输入。

第二多路复用器MUX2的输入端连接的是压力传感器16的第二组多个压感单元131之压力信号接收线134，所述第二组多个压感单元131内阻为RC0，RC1，RC2······RCn，其与RF0，RF1，RF2······RFn一一匹配设置，举例来说RC0设置在RF0的附近，RC1设置在RF1的附近，如此类推。RC0，RC1，RC2······RCn与RF0，RF1，RF2······RFn互为参考电阻且它们一端连激励源的正极端VEX-。第二多路复用器MUX2可以选择RC0，RC1，RC2······RCn的其中一个电阻作为其输入。

请参阅图4，以第一多路复用器MUX1选择RF0与第二多路复用器MUX2选择RC0为例来对压力传感器16的工作原理进行说明。所述电阻RF0、电阻RC0(位于压力感应层13上)以及电阻Ra与Rb(可设置于控制芯片组内)构成了惠斯通电桥，在无按压力作用时，惠斯通电桥处于平衡状态。激励源为电桥191提供稳压电源，所述稳压电源在接入时不考虑其正负极极性，本实施例中优选直流稳压电源。当用户在上基板11操作时，其对上基板11有一个按压力，所述压感单元131中对应内阻RF0，RF1，RF2······RFn一个或多个阻值改变，这样，惠斯通电桥平衡被打破而导致输出电信号U0必定发生变化，不同阻值的改变对应着不同的压力值，故，通过对惠斯通电桥的输出信号U0进行计算及处理即可以得出相应的压力值。实际上，我们也可以根据需要设置共享的固定参考电阻来代替RC0，RC1，RC2······RCn。

为了增强按压力值侦测的精准度，本实施例中采用一次择取至少2个压感单元131来侦测一次按压力值。具体以图2中的多个压感单元131为例来进行说明：

图2中包括一压感单元a，压感单元b，压感单元c，压感单元d及压感单元e，该压感单元a，压感单元b，压感单元c，压感单元d及压感单元e分别对应设置有压力驱动线Vf_a，Vf_b，Vf_c，Vf_d及Vf_e，手指或触控笔等在上基板11上进行触控操作时，其对上基板11有一按压力作用，设定该触控点中心位置与压力感应层13上的压感单元a处的位置对应，但实际上，触控单元密度往往高于压感单元131密度，用户在操作时，其按压位置对应有多个压感单元131，尤其是压感单元131的尺寸较小时，也就是按压位置与压感单元a处对应外，尚同时按压到其周边的压感单元b，压感单元c，压感单元d及压感单元e中的一个或多个；也因此，压感单元a的内阻发生变化的同时，压感单元b，压感单元c，压感单元d及压感单元e中的一个或多个的内阻也因落入按压范围极有可能发生了变化，这时，我们可以通过择取压感单元a以及其附近的一个或多个压感单元131进行压力侦测以实现压力信号补强。

接着以一次择取3个压感单元131为例来进行说明(依据算法选取逻辑)，触控点中心位置与压力感应层13上的压感单元a处的位置对应，为检测该次按压力值，信号处理电路18将随机或按一设定程序多次择取压感单元a附近的两个压感单元131进行按压力值的检测，其具体侦测为：步骤S1：第一次择取压感单元a，压感单元b与压感单元c以侦测按压力值；步骤S2：第二次择取压感单元a，压感单元c，压感单元d侦测以按压力值；步骤S3：第三次择取压感单元a，压感单元d及压感单元e以侦测按压力值。

以S1第一次择取压感单元a，压感单元b与压感单元c为例来说明压力信号补强原理，请参阅图5(本发明中所有时序图中仅以特定的几组时序图来表示电信号的变化趋势，其实际的时序图数量匹配于像素单元，压感单元131以及触控单元之数量，并不以此为限)，驱动器同时(例如给予群发激励讯号)为压感单元a，压感单元b与压感单元c提供压力扫描脉冲，在按压力的作用下，压感单元a，压感单元b与压感单元c中的一个或多个因按压力压到而发生了内阻变化，压感单元a，压感单元b与压感单元c分别通过压力信号接收线134将压力信号传至不同的电桥191，不同电桥191接收所述压力信号后通过惠斯通电桥检测相应的内阻变化量(可以是无论并联或串联的型态)，然后将所述压感单元a，压感单元b与压感单元c所对应的内阻变化量进行叠加后输出至压感信号处理单元193即完成所述按压力值的检测。由于在侦测过程中，一次择取有多个压感单元131，多个压感单元131所对应的内阻变化量叠加必定比单个压感单元131所对应的内阻变化量要大，这样相当于增强了压力信号，使增强型3D侦测模块10的压力侦测灵敏度提高，侦测效果更精准。

驱动器同时为一次择取的多个压感单元131提供压力脉冲信号(例如给予群发激励信号)，其所受到的压力扫描脉冲之脉宽窄于(或不宽于)像素单元所接收到的像素扫描脉冲之脉宽且所述两者之间的电位切换点错位。触控扫描脉冲脉宽也窄于(或不宽于)像素扫描脉冲之脉宽且点位切换点错位。触控扫描脉冲与像素扫描脉冲同时序进行但与压力扫描脉冲分时序进行。压力扫描脉冲与像素扫描脉冲同时序进行。如图5中所示，Vg_n(n为正整数,图5中取1～6为例来进行说明)代表不同像素单元所接收到的压力扫描脉冲。Vt_n(n为正整数,图5中取1～3为例来进行说明)代表不同触控单元所接收到的触控扫描脉冲。Vf_F(F代表压感单元编号)代表不同压感单元所接收到的压力扫描脉冲，Vf_F及Vt_n脉宽较佳地系窄于Vg_n。具体地，Vf_a/Vf_b/Vf_c代表压感单元a，压感单元b与压感单元c所接收到的压力扫描脉冲，于本实施例中Vf_a/Vf_b/Vf_c三者彼此系同步且脉宽与振幅强度相同。Vg_1、Vg_2分别代表触像素单元1与像素单元2所接收到的触控扫描脉冲时序图，Vt_1为触控单元1所接收到的触控扫描脉冲，Vg_1的电位切换点为t1与t2，Vg_2的电位切换点为t7与t8，Vt_1的电位切换点为t3与t4，Vf_a+b+c的电位切换点为t5与t6，t1<t3<t4<t2<t5<t6<t8，t2＝t7。在像素单元1运作时，触控单元与压感单元131还未运作，当触控单元1开始运作和结束运作(电位切换点)时，像素单元1所接收到的像素扫描脉冲在稳定期，故，触控单元1的电位切换点对其不会造成讯号干扰。同理，压感单元a，压感单元b与压感单元c所接收到的压力扫描脉冲也不会与像素单元2之间的产生讯号干扰。而触控扫描脉冲与压力扫描脉冲之间分时序进行，其相互之间也不会产生干扰信号。

在一次按压力的侦测过程中，择取的压感单元131的数量不作限定，其可以根据压感单元131的具体尺寸和数量进行选择。

在本发明所有实施例中，所谓同时序即指在像素扫描脉冲的一个工作周期(电位为“1”)内，压力扫描脉冲/触控扫描脉冲之工作周期与其存在重叠(不包括时序图的端点重叠)。反之，则为分时序。与现有技术相比，本发明增强型3D侦测模块具有如下优点：

1.通过一次侦测多个压感单元131(压感单元组)来增强压力侦测效果，增强型3D侦测模块随机或按程序选取按压位置处所对应压感单元131进行叠加性的侦测，可以提升增强型3D侦测模块10的压力侦测灵敏度以及侦测精准度。

2.所述一次侦测的多个压感单元131采用同一驱动器同时供予压力扫描脉冲，该种同步驱动方式保证了不同压感单元131按压力值侦测的同步性，以保证按压力值检测的精准度。

3.电信号之间在电位切换点非常容易受到讯号干扰而导致触控点位置或按压力值的侦测不精准。在本发明中所述触控扫描脉冲与压力扫描脉冲之间分时序进行，故两者之间不存在讯号的干扰。又，触控扫描脉冲与像素扫描脉冲虽然同时序，但两者在同一周期内的点位切换点错位，故，两者之间的讯号干扰大幅降低，保证了3D侦测模块的稳定性。同理，像素扫描脉冲与压力扫描脉冲之间的讯号干扰也大幅降低。

4.本发明中采用惠斯通电桥对按压力值进行检测，其电路结构简单，控制精度高。最重要的所述压力信号处理器19中采用电桥191与多路复用器结合，通过多路复用器选择不同的压感单元131，但不同压感单元131在侦测压力信号时所构成的惠斯通电桥中，电阻Ra与Rb为共享电阻，这样设计可以大大地降低惠斯通电桥中的电阻数量，且不同压感单元131在进行压力侦测时，由于其部分硬件共享，故相互之间的误差率降低。更进一步，所述压感单元131所对应的内阻RF0，RF1，RF2······RFn一一对应设置有RC0，RC1，RC2······RCn作为参考电阻，该参考电阻设置在RF0，RF1，RF2······RFn附近，这样，它们之间的受到温度影响一致，受到的其他噪声也近似，这样有利于惠斯通电桥的稳定，降低了硬件电路因自身温度漂移，环境因素所带来的信号误判。RF0，RF1，RF2······RFn与RC0，RC1，RC2······RCn互为参考电阻，这样降低噪声的同时优化了资源的配置。惠斯通电桥的输出信号端接有运算放大电路192，所述运算放大电路192不仅可以将输出信号U0进行放大，且其可以利用运算放大电路192抑制噪声的特性来降低噪声。以RF0与RC0为例来进行说明，在上基板11受到按压力时，RF0电阻值变化为△r，但实际上RF0受到如温度以及其他干扰而会产生△s(△s为噪声电阻变化信号，其包括一部分源于温度变化所带来的噪声以及一部分源于电信号之间的干扰噪声)的噪声，对于参考电阻RC0来说，其受到如温度以及其他干扰与其附近的RF0一致，大小也为△s的噪声，该噪声△s在运算放大电路192的反向输入端经过反向后即与同向输入端的压敏电阻RF0的噪声相抵消，经过运算放大电路192后，不仅使△r扩大两倍，也消除了如温度以及其他干扰而会产生△s的噪声，进一步提升了压力信号的侦测精度。实际上，于运算放大电路可能的噪声相抵消手法均可使用，例如，U＝A((V+)-(V-))＝A((V_△r+V_△s)-(-V_△r+V_△s))＝2AV_△r，△s系不受反向电压影响而存在的外部引发噪声效应，其中使用差动放大器或放大器组合皆为本发明可以采用的手法，并不以此为限，只要能消弭外部引发噪声效应的电路守法皆为本发明保护范围。

请参阅图6，本发明第二实施例增强型3D侦测模块(未标号)与第一实施例的不同之处仅在于：所述压感单元a，压感单元b与压感单元c并非采用同一驱动器/压力驱动脉冲来同步驱动，在本实施例中，压感单元a，压感单元b与压感单元c接收不同的压力扫描脉冲，但所述压力扫描脉冲Vf_a，Vf_b以及Vf_c同时序进行且同一工作周期完全重叠。压感单元a，压感单元b与压感单元c的压力信号进行叠加同样可以实现增强侦测的效果。

请参阅图7，本发明第三实施例增强型3D侦测模块(未标号)与第二实施例的不同之处仅在于：压感单元a，压感单元b与压感单元c接收压力扫描脉冲均与触控扫描脉冲同时序进行，压力扫描脉冲Vf_a，Vf_b以及Vf_c同时序进行且同一工作周期完全重叠。Vf_a，Vf_b以及Vf_c脉冲宽度窄于触控扫描脉冲的脉冲宽度。Vt_1的电位切换点为ta与tb，Vf_a，Vf_b，Vf_c的电位切换点均为为tc与td，ta<tc<td<tb。像素扫描脉冲，触控扫描脉冲以及压力扫描脉冲之间电位切换点错位以避免讯号之间的相互干扰。压力扫描脉冲均与触控扫描脉冲同时序进行可缩短驱动周期提升增强型3D侦测模块的运作效率。本实施例中的压力扫描脉冲Vf_a，Vf_b以及Vf_c可由同一压力扫描脉冲来替代(同步驱动)而作为本实施例的变形。

请参阅图8，本发明第四实施例增强型3D侦测模块(未标号)与第三实施例的不同之处仅在于：所述触控电极之触控扫描脉冲与压感单元之压力扫描脉冲分时序进行，且在按压力值的侦测中，一次择取的多个压感单元之压力扫描脉冲也分时序进行。具体有：压感单元a，压感单元b与压感单元c之压力扫描脉冲Vf_a，Vf_b，Vf_c分时序进行。这样，压感单元a，压感单元b与压感单元c之间无讯号干扰，侦测结果精准度提高。由于多个感测单元之间的按压力值的侦测相对独立，将其侦测结果进行叠加即可获得当前的按压力值，如此同样可以达到增强侦测的效果。

请参阅图9，本发明第五实施例增强型3D侦测模块(未标号)与第一施例的不同之处仅在于：压感单元的按压力侦测频率发生了改变，压力扫描脉冲的周期变长。实际上在未来，4K2K或更高分辨率的三维输入设备的显示设备需求将日益普遍，所有的扫描讯号脉宽会相应缩窄，工作周期也会缩短，具体结构上则是显示画素分布密度高于触控分布密度，而触控分布密度高于压感分布密度。由于增强型3D侦测模块依次对像素单元，触控单元以及压感单元的扫描频率要求会有依次降低趋势，故，相对于像素扫描脉冲的扫描频率来依次降低触控扫描脉冲以及压力扫描脉冲的扫描频率同样可以达到触控点与按压力侦测的目的，且这样降低了增强型3D侦测模块的能耗。设定像素扫描脉冲频率为Fg，触控扫描脉冲频率为Ft，压力扫描脉冲频率为Ff，Fg>Ft>Ff。优选地，Fg＝(1～20)Ft，Fg＝(1～50)Ff。又于本实施例中，像素扫描脉冲脉宽大于触控扫描脉冲脉宽或压力扫描脉冲脉宽。

请参阅图10，本发明第六实施例增强型3D侦测模块(未标号)与第一施例的不同之处仅在于：为了增强按压力值侦测的精准度，本实施例在按压力的侦测中采用一次择取至少左右或上下靠近的2压感单元组来侦测一次按压力值，所述每一压感单元组包括至少一压感单元。优选2压感单元组任意角度对称且相邻。举例来说，增强型3D侦测模块选取压感单元a，压感单元b与压感单元c作为第一压感单元组来侦测按压力值，与此同时，增强型3D侦测模块择取了位于第一压感单元组右侧的压感单元A，压感单元B及压感单元C作为第二压感单元组来补强第一压感单元组的侦测信号。如此一来，在一次按压力值的侦测过程中相当于叠加了6个感应单元所受到的按压力值以达到提升增强侦测信号的效果。

请参阅图7协助理解，于图10的增强型实施例中，驱动器直接或间接发出压力扫描脉冲Vf_a/Vf_b/Vf_c/Vf_A/Vf_B/Vf_C，其同步扫描第一压感单元组与第二组感应单元，压力扫描脉冲与触控扫描脉冲分时序进行。或者，于变形实施例中，图10中的压感单元a-c可改为彼此串联，压感单元A-C可改为彼此串联(图未示)；又或者，图10中的压感单元a-c与压感单元A-C可改为6颗彼此串联(图未示)，相应的扫描脉冲和压力扫描脉冲Vf_a+b+c+A+B+C如图11所示。压力扫描脉冲与触控扫描脉冲脉宽窄于像素单元之脉冲宽度以此错开彼此的电位切换点来降低讯号之间的相互干扰。

请参阅图12，本发明第七实施例增强型3D侦测模块(未标号)与第一施例的不同之处仅在于：所述至少二压感单元731’进行了串联以形成的压感单元组731，本实施例中仅以一压感单元组731包括3个压感单元731’为例来进行说明。由于每一压感单元组731包括多个压感单元731’，故，在压感单元组731的压力侦测过程中，相当于采集了3个压感单元731’的所接收到的按压力值。

请参阅图13，压感单元组731之压力扫描脉冲与触控电极之触控扫描脉冲分时序进行，所述二者脉宽均窄于像素扫描脉冲之脉宽且电位切换点与像素扫描脉冲的电位切换点错位。

请参阅图14，本发明第八实施例增强型3D侦测模块80与第一施例的不同之处仅在于：该增强型3D侦测模块80比实施例一中增强型3D侦测模块10增设了一第二压力感应层83’，至此，所述增强型3D侦测模块80从上至下包括一上基板81，一贴合层82，一第一压力感应层83，一第一基材层84，第二压力感应层83’，第三基材层84’，触控感应层85，一第二基材层86，一显示模块87与一信号处理电路88，所述第一压力感应层83，第二压力感应层83’，触控感应层85以及显示模块87通过导电线(图未视)电连接于信号处理电路88；以第一基材层84及第三基材层84’来说，较佳是选用柔性基材。从垂直于上基板81的视角看过去，第一压力感应层83与第二压力感应层83’的叠加效果如图15所述，第一压力感应层83与第二压力感应层83’上分别设置有多个分散的压感单元组831，每一压感单元组831串接有至少一个压感单元831’，位于第一压力感应层83与第二压力感应层83’上的压感单元831’上下对应设置或交错设置或互补设置均可。

在一次按压力值的侦测过程中，位于第一压力感应层83与第二压力感应层83’上的压感单元831所受到压力叠加，举例来说，第一压力感应层83上的压感单元组831包括串接的压感单元M1，压感单元M2，压感单元M3，第二压力感应层83’的压感单元组831包括串接的压感单元m1，压感单元m2，压感单元m3，第一压力感应层83与第二压力感应层83’上的压感单元831’一一对应设置或平移错位或交错设置或互补设置，以上下对应设置的压感单元M1与压感单元m1为例来说，压感单元m1在压感单元M1上的垂直投影面积为单个压感单元元831’面积的5％-100％，较佳地系50％-80％。一次按压力值的侦测对应有第一压力感应层83与第二压力感应层83’按压力效果的一个叠加，即一次按压力值同时侦测到的是压感单元M1，压感单元M2，压感单元M3，压感单元m1，压感单元m2，压感单元m3所受到的按压力值的总和，如此一来，增强型3D侦测模块80的侦测效能大大提升。

请参阅图16，Vf_M1+M2+M3与Vf_m1+m2+m3为压感单元M1，压感单元M2，压感单元M3，压感单元m1，压感单元m2，压感单元m3(即对应如图15所示，压感单元M1-M3串联，压感单元m1-m3串联)提供同步的压力扫描脉冲以保证了按压力侦测的准确性。压感单元831之压力扫描脉冲与触控电极之触控扫描脉冲分时序进行，所述二者脉宽均窄于像素扫描脉冲之脉宽且电位切换点与像素扫描脉冲的电位切换点错位以降低彼此之间的讯号干扰。

增强型3D侦测模块的压力感应层不限定为一层或两层，其也可以是多层。

请参阅图17，本发明第九实施例增强型3D侦测模块(均未标号)与第八施例的不同之处仅在于：该增强型3D侦测模块在实施例八设置有第一压力感应层83与第二压力感应层83’的基础上采用一次择取至少左右或上下靠近的2压感单元组931来侦测一次按压力值，这样相当于在第一压力感应层与第二压力感应层分别择取了一一对应设置的6个压感单元931’，举例来说，增强型3D侦测模块选取第一压力感应层上的压感单元M1，压感单元M2，压感单元M3为第一压感单元组931，压感单元M1’，压感单元M2’，压感单元M3’为第二压感单元组931，第二压力感应层上的压感单元m1，压感单元m2，压感单元m3为第三压感单元组931，压感单元m1’，压感单元m2’，压感单元m3’为第四压感单元组931，四压感单元组931侦测的相当于叠加了12个压感单元所受到的按压力值以达到提升增强侦测信号的效果。

请参阅图18，Vf_M1+M2+M3与Vf_M1’+M2’+M3’与Vf_m1+m2+m3与Vf_m1’+m2’+m3’彼此分开驱动串联单元或集体串联Vf_M1+M2+M3+m1+m2+m3M1’+M2’+M3’+m1’+m2’+m3’驱动亦可为第一压力感应层与第二压力感应层上择取的4群组或12个压感单元931’提供同步的压力扫描脉冲以保证了按压力侦测的准确性。压感单元931之压力扫描脉冲与触控电极之触控扫描脉冲分时序进行，所述二者脉宽均窄于像素扫描脉冲之脉宽且电位切换点与像素扫描脉冲的电位切换点错位以降低彼此之间的讯号干扰。

请参阅图19，本发明第十实施例增强型3D侦测模块66与第一施例的不同之处仅在于：本实施例中的3D侦测模块66在压力感应层663与触控感应层665之间设置有一屏蔽层664，所述屏蔽层664用于降低压力感应层663与触控感应层665之间的讯号干扰。制作商还可以进一步在触控感应层665与显示模块667之间设置一屏蔽层(图未示)以降低它们之间的讯号干扰。于较佳实施例中，屏蔽层664为一金属层外，另可选择性地配合像素单元设计进行镂空设计，以提高增强型3D侦测模块66的整体透光率。

请参阅图20，本发明的第十一实施例的增强型3D侦测模块99从上至下包括一上基板991，一贴合层992，一压力感应层993，以及一显示模组990，所述显示模组990从上至下依次包括一上偏光片994，一触控感应层995，一上基板996，一液晶层997，一下基板998和一下偏光片999，上基板996和下基板998夹持液晶层997，触控感应层995位置不作限定，其可以设置在上偏光片994的下表面，或上基板996上表面/下表面，或下基板998上表面/下表面、或下偏光片999下表面上。该触控感应层995包括多条第一方向触控电极(图未视)和多条第二方向触控电极(图未视)，所述多条第一方向触控电极和多条第二方向触控电极界定阵列排布的触控单元，多条第一方向触控电极和多条第二方向触控电极可以分别设置在上偏光片994的下表面，上基板996上表面/下表面，下基板998上表面/下表面、下偏光片999下表面中的任意两个表面上。压力感应层993与盖板991之间通过贴合层992贴合后直接与显示模组990贴合即可。这样，可以快速地在嵌入式结构的触控显示面板(例如in-cell LCD、on-cell LCD、on-cell AMOLED)上加载压力感应层993，使增强型3D侦测模块99具有触控显示功能的同时具有侦测触控点按压力值的功能。所述增强型3D侦测模块99也可以设置多层压力感应层993。

请参阅图21，本发明第十二实施例提供一种增强型3D侦测模块的侦测方法，所述增强型3D侦测模块可以是本发明中实施例一至实施例十一中所提及的任一种增强型3D侦测模块(本实施例中所提及的机械元器件名称及其标号参考实施例一中的机械元器件命名及其标号)，所述增强型3D侦测模块可以包括一感应触控点位置的多个触控单元以及一感应按压力的多个压感单元，该增强型3D侦测模块的侦测方法包括步骤：

步骤S0：开始；

步骤S1：提供一触控扫描脉冲至多个触控单元；提供一压力扫描脉冲至少二压感单元131；

步骤S2：多个触控单元根据触控扫描脉冲感应触控点位置以产生触控信号；至少二压感单元131根据压力扫描脉冲感应按压力以产生一叠加的压力信号；

步骤S3：信号处理电路根据叠加的压力信号与触控信号判断至少一触控点位置及按压力值；

步骤S4：结束。

在步骤S2中，至少二压感单元131可以是一压力感应层15上择取的多个相互独立而相邻的压感单元131，或设置在同一平面内的多个串接而成的压感单元，或上下/左右相邻的压感单元131，或位于多个压力感应层15上的压感单元131(例如至少二压感单元分别在一第一压力感应层及一第二压力感应层于垂直投影方向相对应设置或平移错位设置或交错设置或互补设置)。

于本发明中所有实施例，触控感应层15负责多点位置按压的确认，而前揭所有实施例中所提及的压力感应层13则可以透过选取式侦测多个压感单元(例如一次抓取一至多个压感单元的叠加变化量)，并搭配触控感应层15对多个位置同时精确定位。所述像素扫描脉冲与压力扫描脉冲以及触控扫描脉冲均同时序进行。所述压力扫描脉冲以及触控扫描脉冲可分时序进行或同时序进行但彼此电位切换点错位。在步骤S2中，所述至少二压感单元之压力扫描脉冲与所述触控扫描脉冲分时序进行，所述至少二压感单元接收同一压力扫描脉冲，或接收彼此独立的压力扫描脉冲且该独立的压力扫描脉冲同时序或分时序进行。

与现有技术相比，本实施例所揭示的增强型3D侦测模块的侦测方法通过一次侦测多个压感单元131来进行按压力值的叠加从而达到增强压力侦测的效果，所述压力扫描脉冲以及触控扫描脉进行了分时序或同时序时电位切换点进行了错位，故，它们之间的讯号干扰降低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种增强型3D侦测模块的侦测方法，其特征在于：所述增强型3D侦测模块包括一感应触控点位置的多个触控单元，一感应按压力的多个压感单元以及一信号处理电路，所述信号处理电路包括：一压力信号处理器；至少一驱动器与至少一电桥；以及一压感信号处理单元，所述至少一驱动器为所述多个压感单元以及所述多个触控单元分别提供一压力扫描脉冲以及一触控扫描脉冲，所述至少一电桥包括：一第一多路复用器；一第二多路复用器；至少一电阻；以及一运算放大电路，所述第一多路复用器与所述第二多路复用器的输出端作为所述运算放大电路的一输入信号分别电性连接于所述运算放大电路的一同相输入端以及一反向输入端，所述运算放大电路的一输出端连接所述压感信号处理单元，所述侦测方法包括：

步骤S1：提供所述触控扫描脉冲至所述的多个触控单元；提供所述压力扫描脉冲至至少二压感单元；

步骤S 2：所述的多个触控单元根据所述触控扫描脉冲感应触控点位置以产生触控信号；所述至少二压感单元根据所述压力扫描脉冲感应按压力以产生一叠加的压力信号，所述压力扫描脉冲以及所述触控扫描脉冲分时序进行或同时序进行但彼此电位切换点错位；及

步骤S 3：信号处理电路根据所述叠加的压力信号与所述触控信号判断至少一触控点位置及按压力值。

2.如权利要求1所述的增强型3D侦测模块的侦测方法，其特征在于：在步骤S 2中，所述至少二压感单元设置在同一平面内，所述至少二压感单元相互独立且相邻设置。

3.如权利要求1所述的增强型3D侦测模块的侦测方法，其特征在于：在步骤S 2中，所述至少二压感单元设置在同一平面内，所述至少二压感单元为串联设置。

4.如权利要求1所述的增强型3D侦测模块的侦测方法，其特征在于：在步骤S 2中，所述至少二压感单元分别设置在一第一压力感应层及一第二压力感应层于垂直投影方向相对应设置或平移错位设置或交错设置或互补设置。

5.如权利要求1所述的增强型3D侦测模块的侦测方法，其特征在于：在步骤S 2中，所述至少二压感单元接收同一压力扫描脉冲，或接收彼此独立的压力扫描脉冲且该独立的压力扫描脉冲同时序或分时序进行。

6.如权利要求1所述的增强型3D侦测模块的侦测方法，其特征在于：在步骤S 2中，所述至少二压感单元之压力扫描脉冲与所述触控扫描脉冲同时序进行且所述两者的电位切换点错位。

7.如权利要求1所述的增强型3D侦测模块的侦测方法，其特征在于：在步骤S 2中，所述至少二压感单元分别择取于左右或上下靠近的两压感单元组，每一所述压感单元组包括至少一压感单元。

8.如权利要求1所述的增强型3D侦测模块的侦测方法，其特征在于：在步骤S 2中，所述至少二压感单元为多个压感单元，该多个压感单元分别设置在一第一压力感应层和一第二压力感应层上，位于所述第一压力感应层和所述第二压力感应层上的多个压感单元分组串联，每一压感单元组包括至少二压感单元。

9.如权利要求8所述的增强型3D侦测模块的侦测方法，其特征在于：在步骤S 2中，所述至少二压感单元中的至少一压感单元设置在所述第一压力感应层上，且有至少一压感单元设置在所述第二压力感应层上，位于所述第一压力感应层上的至少一压感单元与位于所述第二压力感应层上的至少一压感单元的压力扫描脉冲同时序进行。

10.如权利要求1-9任一项所述的增强型3D侦测模块的侦测方法，其特征在于：所述增强型3D侦测模块包括一显示模组，所述显示模组包括多个由像素扫描脉冲驱动的像素单元，所述像素扫描脉冲与压力扫描脉冲同时序进行，所述像素扫描脉冲与触控扫描脉冲均同时序进行。

11.如权利要求10所述的增强型3D侦测模块的侦测方法，其特征在于：所述驱动器直接或间接提供所述像素扫描脉冲，所述压力扫描脉冲以及所述触控扫描脉冲。

12.如权利要求10所述的增强型3D侦测模块的侦测方法，其特征在于：设定所述像素扫描脉冲频率为F g，所述触控扫描脉冲频率为F t，所述压力扫描脉冲频率为F f，F g>F t>Ff，F g＝(1-20)F t，F g＝(1-50)F f。

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