CN106896950A - 内嵌式触控显示装置的压力检测方法及使用其的移动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明关于一种内嵌式触控显示装置的压力检测方法及使用其的移动装置，此内嵌式触控显示装置的检测压力方法包括下列步骤：在一内嵌式触控显示装置内，提供一共接电压平面，对应多个触控感应电极；检测上述触控感应电极的电容读取值；当判断出此内嵌式触控显示装置被触控时，由触控的中心点，设定一第一范围以及一第二范围，其中，上述第二范围包含上述第一范围；以及排除上述第一范围内的触控感应电极的电容读取值，以上述第二范围内剩余的触控感应电极的电容读取值作为一压力检测值，以判断内嵌式触控显示装置所承受的压力大小。本发明无需增加外加的感应元件即可检测外界物品对内嵌式触控显示装置的压力，更进一步可达成3D触控感测。

Description

内嵌式触控显示装置的压力检测方法及使用其的移动装置
技术领域
本发明是关于一种内嵌式触控显示装置的技术，更进一步来说，本发明是关于一种内嵌式触控显示装置(In-cell Touch Display)的压力检测方法及使用其的移动装置。
背景技术
市面上现有的触控技术以轻触为主。压力感测触控(Force Touch)为新一代触控技术，通过压力感测器，让触控面板上同一个触控点，因轻触或用力按下等不同的触控力道，而产生不同功能或反应。
图1为背景技术的具有压力感测功能的移动装置的示意图。请参考图1，此移动装置包括一内嵌式触控显示面板10以及一移动装置设备11。内嵌式触控显示面板10包括一显示层101以及一触控感应层102。移动装置设备11包括一压力感应电路103。在此架构中，为了感测到手指下压的压力，外加额外的压力感应电路103是必须的。此外加额外的压力感应电路103被用来感测压力大小。此压力感应电路103利用玻璃与显示器的变形，以检测下压的压力。
上述架构的缺点在于需要额外的压力感应电路103，对于成本的减低以及产品体积与产品重量的缩小造成障碍。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种内嵌式触控显示装置(In-cell Touch Display)的压力检测方法及使用其的移动装置，用以减少元件的使用，利用原本存在的感应器，进行压力检测。同时，可达到节省制造成本及轻薄化的目的。
有鉴于此，本发明提供一种内嵌式触控显示装置(In-cell Touch Display)的压力检测方法。此内嵌式触控显示装置的压力检测方法包括下列步骤：在一内嵌式触控显示装置内，提供一共接电压平面，对应多个触控感应电极；检测上述触控感应电极的电容读取值；当判断出此内嵌式触控显示装置被触控时，由触控的中心点，设定一第一范围以及一第二范围，其中，上述第二范围包含上述第一范围；以及排除上述第一范围内的触控感应电极的至少部分电容读取值，以上述第二范围内剩余的触控感应电极的电容读取值作为一压力检测值，以判断内嵌式触控显示装置所承受的压力大小。
本发明另外提出一种移动装置。此移动装置包括一内嵌式触控显示装置以及一显示驱动与触控整合电路(Integrated Driver&Controller，IDC)。内嵌式触控显示装置包括多个扫描线、多个触控感应电极以及对应多个触控感应电极的一共接电压平面。显示驱动与触控整合电路包括多个接脚，分别耦接上述多个扫描线以及上述多个触控感应电极，其中，显示驱动与触控整合电路检测上述多个触控感应电极的电容读取值。当判断出内嵌式触控显示装置被触控时，由触控的中心点，设定一第一范围以及一第二范围，其中，该第二范围包含该第一范围；以及排除第一范围内的该些触控感应电极的至少部分电容读取值，以第二范围内剩余的触控感应电极的电容读取值作为一压力检测值，以判断内嵌式触控显示装置所承受的压力大小。
依照本发明较佳实施例所述的内嵌式触控显示装置(In-cell Touch Display)的压力检测方法及使用其的移动装置，更包括在压力检测完毕之后，每一预设时间，累加一形变计数值；根据压力检测值的大小，设定一上限计数值；在形变计数值到达该上限计数值之前，判断是否该内嵌式触控显示装置再次被触控；当判断出该内嵌式触控显示装置再次被触控时，由触控的中心点，设定第一范围以及第二范围，其中，第二范围包含第一范围；排除第一范围内的该些触控感应电极的至少部分电容读取值，以该第二范围内剩余的触控感应电极的电容读取值作为压力检测值；根据形变计数值，提供一压力增益值；以及根据压力检测值以及压力增益值，以判断内嵌式触控显示装置所承受的压力大小。
本发明的精神在于利用感应电极对共接电压平面的形变量所造成的电容变化，并排除手指或下压的物体本身的电容量的影响，来进行外界物品对内嵌式触控显示装置的压力的判断。藉此，本发明无需增加外加的Z轴感应元件，利用感应电极搭配本发明的检测方法，可以达到检测外界物品对内嵌式触控显示装置的压力，更进一步可达成3D触控感测。
为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，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为背景技术的具有压力感测功能的移动装置的示意图。
图2为本发明一较佳实施例的移动装置的电路方块图。
图3为本发明一较佳实施例的内嵌式触控显示装置201被下压后的示意图。
图4为本发明一较佳实施例的内嵌式触控显示装置201被下压后的示意图。
图5为本发明一较佳实施例的内嵌式触控显示装置的压力检测方法的流程图。
图6A为本发明一较佳实施例的内嵌式触控显示装置201被500g力量下压后，显示驱动与触控整合电路202撷取到的数值的示意图。
图6B为本发明一较佳实施例的内嵌式触控显示装置201被200g力量下压后，显示驱动与触控整合电路202撷取到的数值的示意图。
图6C为本发明一较佳实施例的内嵌式触控显示装置201被10g力量下压后，显示驱动与触控整合电路202撷取到的数值的示意图。
图7为本发明一较佳实施例的移动装置的电路方块图。
图8为本发明一较佳实施例的内嵌式触控显示装置的压力检测方法的流程图。
图9为本发明一较佳实施例的内嵌式触控显示装置201被下压后回复的示意图。
附图标号
10：内嵌式触控显示面板
11：移动装置设备
101：显示层
102：触控感应层
103：压力感应电路
201：内嵌式触控显示装置
202：显示驱动与触控整合电路
203：控制电路
204：触控感应电极
301：保护玻璃层
302：触控感应层
303：显示面板层
304：背光电路
305：液晶显示模块金属框
401：手指加上施力对触控感应层302所造成的电容感应值变化
402：纯手指对触控感应层302所造成的电容感应值变化
404：具有手指对触控感应层302所造成的电容感应值影响的位置
403、405：施力对触控感应层302所造成的电容感应值影响的位置
S501～S505：本发明一较佳实施例的内嵌式触控显示装置的压力检测方法的流程步骤
601：第一范围
602：第二范围
701：电容读取值-压力查找表
S801～S808：本发明一较佳实施例的内嵌式触控显示装置的压力检测方法的流程步骤
900：参考平面
901：触控感应层302在未受压力时的所在位置
902：第一次受到例如500g的压力时，触控感应层302的所在位置
903：受到例如500g的压力后，再经过一预设时间T之后，触控感应层302的所在位置
具体实施方式
图2为本发明一较佳实施例的移动装置的电路方块图。请参考图2，在此实施例中，移动装置包括一内嵌式触控显示装置201、一显示驱动与触控整合电路202以及一控制电路203。控制电路203用以根据使用者的操作，控制显示驱动与触控整合电路202以进行显示。内嵌式触控显示装置201包括多个触控感应电极204。每一个触控感应电极204分别地被耦接到显示驱动与触控整合电路202。另外，显示驱动与触控整合电路202还用以进行扫描线的驱动以及显示数据的驱动。
图3为本发明一较佳实施例的内嵌式触控显示装置201被下压后的示意图。请参考图3，在此实施例中，内嵌式触控显示装置201包括保护玻璃层301、触控感应层302、显示面板层303、背光电路304以及液晶显示模块的金属框(LCM Bezel)305。当内嵌式触控显示装置201被下压的时候，触控感应层302、显示面板层303会连同外层的保护玻璃层301一起往下变形。背光电路304会有液晶显示模块的金属框305作支撑。在此实施例中，可以提供一参考电位给金属框305，同时金属框305可作为压力感应层。此参考电位可以是接地。在其它实施例中，也可以使用铜箔或其它导电层作为压力感应层。
当触控感应层302因下压而变形的时候，触控感应层302除了感应到上方手指的电容之外，触控感应层302与下方参考电压(液晶显示模块金属框305)的距离也会改变，如图3所示。因此，触控感应层302回传给显示驱动与触控整合电路202的电容读值会因为压力大小而有不同的表现。当使用不同的压力去按压，除了手指所构成的电容变化数值会被感应到，随着压力变大，触控感应层302与液晶显示模块的金属框305间的距离产生变化，使得显示驱动与触控整合电路202由触控感应层302读取到的电容变化值也因而扩张。
图4为本发明一较佳实施例的内嵌式触控显示装置201被下压后的示意图。请参考图4，X轴表示强度，亦或表示电容读取值。Y轴表示被触控的位置。标号401表示手指加上施力对触控感应层302所造成的电容感应值变化；标号402表示纯手指对触控感应层302所造成的电容感应值变化，也就是说不含施加的压力。由此图4可以明显的看出，在标号404的位置范围内，其电容读取值皆包含了手指对触控感应层302所造成的电容感应值。在标号403以及标号405的位置范围内，仅包含了施力对触控感应层302所造成的电容感应值变化。在本发明的实施例中，为了准确的读取压力值，较佳的方式可以是排除上述标号404的位置范围内的电容值。当然，也可以是排除上述标号404位置范围内的部分电容值。
图5为本发明一较佳实施例的内嵌式触控显示装置的压力检测方法的流程图。请参考图5，此内嵌式触控显示装置的压力检测方法包括下列步骤：
步骤S501：开始。
步骤S502：对应一内嵌式触控显示装置，提供一共接电压平面，对应多个触控感应电极。例如是上述液晶显示模块金属框305，或者是移动装置的金属外壳。
步骤S503：检测上述触控感应电极的电容读取值，以判断是否被触控。显示驱动与触控整合电路202通过检测每一个触控感应电极204获得触控感应电极204的电容读取值。当判断未被触控，回到步骤S503继续判断。当判断出被触控，进行步骤S504。
步骤S504：当判断出内嵌式触控显示装置被触控时，由触控的中心点，设定一第一范围以及一第二范围，其中，第二范围包含第一范围。图6A为本发明一较佳实施例的内嵌式触控显示装置201被500g力量下压后，显示驱动与触控整合电路202撷取到的数值的示意图。图6B为本发明一较佳实施例的内嵌式触控显示装置201被200g力量下压后，显示驱动与触控整合电路202撷取到的数值的示意图。图6C为本发明一较佳实施例的内嵌式触控显示装置201被10g力量下压后，显示驱动与触控整合电路202撷取到的数值的示意图。请参考图6A、图6B以及图6C，本领域技术人员可以看出，被手指影响的触控感应电极所检测到的数值比起压力所影响的数值要大很多。
为了去除手指的影响，在触控的中心点确定后，先设定第一范围601以及第二范围602。第一范围601一般来说会包含手指影响的数值，但是并不一定只包含手指影响的数值。举例来说，第一范围601的定义可以是大于300的数值所构成的矩形范围，或者是预先定义好的范围，本发明不以此为限。第二范围602则是包含第一范围601，且比第一范围601更大的范围。
步骤S505：排除第一范围内的触控感应电极的电容读取值，以第二范围内剩余的触控感应电极的电容读取值作为一压力检测值，以判断该内嵌式触控显示装置所承受的压力大小。在此步骤S505中，可以例如用一个电容读取值-压力查找表，如图7所示，图7为本发明一较佳实施例的移动装置的电路方块图。在图7中，移动装置额外增加一电容读取值-压力查找表701。此电容读取值-压力查找表701的输入是上述步骤S504的电容读取值的总和，输出则是压力值。另外，除了用上述步骤S504的电容读取值的总和作为电容读取值-压力查找表701的输入外，还可以采用上述步骤S505的电容读取值的平均值。故本发明不以此为限。
另外，上述实施例虽是排除第一范围601内的全部触控感应电极作为举例，本领域技术人员应当知道，设计者亦可以选择性的设计仅排除部分第一范围601内的触控感应电极。故本发明不以此为限。另外，上述第一范围601与第二范围602虽是以方形区域做举例，然本领域技术人员应当知道，亦可以采用其他几何图形定义第一范围601与第二范围602或不规则图形定义第一范围601与第二范围602，且第一范围601与第二范围602的几何形状并不一定要同一形状，此为设计者的选择性的设计。故本发明不以此为限。
上述实施例，通过排除手指(或带电体)所造成的电容变化，以检测内嵌式触控显示面板的形变所造成的电容变化，藉此获得手指(或带电体)对内嵌式触控显示装置所施加的压力。然而，内嵌式触控显示面板在形变之后，因为例如玻璃的基板或保护玻璃的弹性较差，需要较久的时间才会回复原状。若在内嵌式触控显示面板还没回复到原始状态时再度下压，保护玻璃的变形量会比第一次施加压力时下降还少，故得到的电容数值会也降低。因此，本发明另外提出一个补偿上述情况的压力检测方法。
图8为本发明一较佳实施例的内嵌式触控显示装置的压力检测方法的流程图。请参考图8，此内嵌式触控显示装置的压力检测方法是接续图5的内嵌式触控显示装置的压力检测方法的步骤S504。此内嵌式触控显示装置的压力检测方法包括：
步骤S801：根据上次压力检测值的大小，设定一上限计数值。
步骤S802：在压力检测完毕之后，每一预设时间，累加一形变计数值。图9为本发明一较佳实施例的内嵌式触控显示装置201被下压后回复的示意图。请参考图9，900表示参考平面，例如是上述液晶显示模块的金属框305。901表示未受压力时，触控感应层302所在位置。902表示第一次受到例如500g的压力时，触控感应层302的所在位置。903表示受到例如500g的压力后，再经过一预设时间T之后，触控感应层302的所在位置。由此图9可以看出，在受到500g的下压力道后，若时间不够长，触控感应层302仍无法回复到原本的位置。另外，触控感应层302仅能根据形变量，给予电容读取值，故在预设时间T之后，第二次以500g力道下压后的触控感应层302的形变量仅第一次以500g力道下压后的触控感应层302的形变量的一半，故需要一个增益值对此情况进行修正。
步骤S803：判断形变计数值是否到达上限计数值。若判断为否，进行步骤S804。若判断为是，回到步骤S503。若形变计数值到达上限计数值，就表示触控感应层302已经恢复到原本的位置。故此情况则无需进行修正，直接回到步骤S503。若形变计数值尚未到达上限计数值，表示触控感应层302尚未恢复到原本的位置。此种情况则需要进行修正，故进行步骤S804。
步骤S804：在形变计数值到达上限计数值之前，判断是否内嵌式触控显示装置再次被触控。若判断为否，则回到步骤S802，继续累加形变计数值。若判断为是，则进行步骤S805。
步骤S805：当判断出内嵌式触控显示装置再次被触控时，由触控的中心点，设定第一范围以及第二范围，其中，第二范围包含第一范围。
步骤S806：排除第一范围内的触控感应电极的电容读取值，以第二范围内剩余的触控感应电极的电容读取值作为压力检测值。
步骤S807：根据该形变计数值，提供一压力增益值。此压力增益值可以通过内建查找表的方式实施。
步骤S808：根据该压力检测值以及该压力增益值，以判断该内嵌式触控显示装置所承受的压力大小。
综上所述，本发明的精神在于利用感应电极对与共接电压平面间的距离变化所造成的电容变化，并排除手指或施加压力的物体本身的电容量的影响，来进行外界物品对内嵌式触控显示装置的压力的判断。藉此，本发明无需增加外挂的Z轴感应元件，仅利用原本存在的感应电极，便可以达到检测外界物品对内嵌式触控显示装置的压力，进而可以提供使用者3D触控的体验。
在较佳实施例的详细说明中所提出的具体实施例仅用以方便说明本发明的技术内容，而非将本发明狭义地限制于上述实施例，在不超出本发明的精神及以下权利要求的情况，所做的种种变化实施，皆属于本发明的范围。因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种内嵌式触控显示装置的压力检测方法，其特征在于，包括：
在一内嵌式触控显示装置内，提供一共接电压平面，对应多个触控感应电极；
检测该多个触控感应电极的电容读取值；
当判断出该内嵌式触控显示装置被触控时，由触控的中心点，设定一第一范围以及一第二范围，其中，该第二范围包含该第一范围；以及
排除该第一范围内的该多个触控感应电极的至少部分电容读取值，以该第二范围内剩余的触控感应电极的电容读取值作为一压力检测值，以判断该内嵌式触控显示装置所承受的压力大小。
2.如权利要求1所述的内嵌式触控显示装置的压力检测方法，其特征在于，更包括：
在压力检测完毕之后，每一预设时间，累加一形变计数值；
根据该压力检测值的大小，设定一上限计数值
在该形变计数值到达该上限计数值之前，判断是否该内嵌式触控显示装置再次被触控；
当判断出该内嵌式触控显示装置再次被触控时，由触控的中心点，设定该第一范围以及该第二范围，其中，该第二范围包含该第一范围；
排除该第一范围内的该多个触控感应电极的电容读取值，以该第二范围内剩余的触控感应电极的电容读取值作为该压力检测值；
根据该形变计数值，提供一压力增益值；以及
根据该压力检测值以及该压力增益值，以判断该内嵌式触控显示装置所承受的压力大小。
3.如权利要求1所述的内嵌式触控显示装置的压力检测方法，其特征在于，排除该第一范围内的该多个触控感应电极的电容读取值，以该第二范围内剩余的触控感应电极的电容读取值作为压力检测值，以判断该内嵌式触控显示装置所承受的压力大小，包括：
提供一读取值-压力查找表；以及
将所撷取的该多个触控感应电极的电容读取值的总和输入该读取值-压力查找表，找出对应的压力值。
4.如权利要求1所述的内嵌式触控显示装置的压力检测方法，其特征在于，排除该第一范围内的该多个触控感应电极的电容读取值，以该第二范围内剩余的触控感应电极的电容读取值作为压力检测值，以判断该内嵌式触控显示装置所承受的压力大小，包括：
提供一读取值-压力查找表；以及
将所撷取的该多个触控感应电极的电容读取值的平均值输入该读取值-压力查找表，找出对应的压力值。
5.如权利要求1所述的内嵌式触控显示装置的压力检测方法，其特征在于，该共接电压平面包括一压力感应层。
6.如权利要求5所述的内嵌式触控显示装置的压力检测方法，其特征在于，该压力感应层包括一金属铁框或一导电层。
7.一种移动装置，其特征在于，包括：
一内嵌式触控显示装置，其中，该内嵌式触控显示装置包括多个扫描线、多个触控感应电极以及对应多个触控感应电极的一共接电压平面；
一显示驱动与触控整合电路，包括多个接脚，分别耦接该多个扫描线以及该多个触控感应电极，其中，
该显示驱动与触控整合电路检测该多个触控感应电极的电容读取值；
当判断出该内嵌式触控显示装置被触控时，由触控的中心点，设定一第一范围以及一第二范围，其中，该第二范围包含该第一范围；以及
排除该第一范围内的该多个触控感应电极的至少部分电容读取值，以该第二范围内剩余的触控感应电极的电容读取值作为一压力检测值，以判断该内嵌式触控显示装置所承受的压力大小。
8.如权利要求7所述的移动装置，其特征在于，更包括：
一读取值-压力查找表，存储有电容读取值对压力值的对应关系，
其中，该显示驱动与触控整合电路将该多个触控感应电极的电容读取值的总和输入该读取值-压力查找表，以找出对应的压力值。
9.如权利要求7所述的移动装置，其特征在于，更包括：
一读取值-压力查找表，存储有电容读取值对压力值的对应关系，
其中，该显示驱动与触控整合电路将所撷取的该多个触控感应电极的电容读取值做平均计算，以获得一平均值，之后，将该平均值输入该读取值-压力查找表，找出对应的压力值。
10.如权利要求7所述的移动装置，其特征在于，该显示驱动与触控整合电路在压力检测完毕之后，每一预设时间，累加一形变计数值，并且根据该压力检测值的大小，设定一上限计数值，另外，在该形变计数值到达该上限计数值之前，判断是否该内嵌式触控显示装置再次被触控，当判断出该内嵌式触控显示装置再次被触控时，由触控的中心点，设定该第一范围以及该第二范围，其中，该第二范围包含该第一范围，以及排除该第一范围内的该多个触控感应电极的电容读取值，以该第二范围内剩余的触控感应电极的电容读取值作为该压力检测值，该显示驱动与触控整合电路根据该形变计数值，提供一压力增益值，并根据该压力检测值以及该压力增益值，以判断该内嵌式触控显示装置所承受的压力大小。
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