CN107045405B - 具有压力触觉功能的感测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种具有压力触觉功能的感测装置，包括：一上基板；一下基板；一第一电极层，包含多个第一感应电极；一第二电极层，包含至少一个第二电极；上基板及下基板呈平行配置将一介电材料层夹置其间，且该介电材料层包含一弹性胶质材料；一电容侦测电路将一触控电容感应激励信号施加于选定的第一感应电极；其于近接及触碰侦测操作时将一与该触控电容感应激励信号同相的辅助信号施加于相对的至少一个第二电极；其于压力侦测操作时，将一压力电容感应激励信号施加于该至少一个第二感应电极，将一对应激励信号施加于选定的该第一感应电极。本发明能够读取触觉感应信号，精确判断触觉位置，即对应第一感应电极处是否有使用者手指接触、按压或接近。

Description

具有压力触觉功能的感测装置
技术领域
本发明有关于一种感测装置，特别是一种具有压力触觉功能的感测装置。
背景技术
轻薄短小的行动装置带动触控显示面板的潮流，且由于触控的人机界面技术成熟与使用者对3D触控的操作需求不断提升，压力触控的技术也随之推陈出新。同时，机器人的广泛应用于工业乃至逐渐深入办公室、医院与家庭，致人工触控装置需求迅速成长。现有的触控控制应用如压力触控显示面板将多个微机电的压力传感器置于显示面板的边缘或角落，借以感测面板表面的触碰压力；或将多个微机电的压力传感器置于机器人的仿真皮肤内侧以实现触碰及压力的侦测，不仅传感器成本高昂且配线的装设与贴合不易。此外也有使用导电橡胶、导电海绵或含碳纤维的人造皮肤借由量测其电流变化反推其阻抗变化与压力值者，既耗电且精准度不高；并且前述都无法作对象近接的探测，因此压力触控及人工触觉装置仍有改善的空间。
发明内容
为改善上述现有技术的缺点，本发明提供一种具有压力触觉功能的感测装置。
为达成本发明上述目的，本发明提供一种具有压力触觉功能的感测装置，包括：
一上基板，其包含有一第一表面与相对于该第一表面的一第二表面；
一下基板，其包含有一第一表面与相对于该第一表面的一第二表面；
一弹性介电材料层，该上基板与该下基板呈平形配置并将该弹性介电材料层夹置其间，且该弹性介电材料层遇压力时体积压缩变形，并于除去压力时能够恢复原有的体积与形状；
一第一电极层设置于该上基板的第二表面，其包含多个第一感应电极；
一第二电极层设置于该下基板的第一表面，其包含一预定数目的第二感应电极，其中该预定数目小于该第一感应电极的数目；及
一电容侦测电路，依序或随机将一触控电容感应激励信号施加于选定的该第一感应电极，并自该第一感应电极输入一触觉感应信号，作触觉侦测操作，并将一与该触控电容感应激励信号同相位的触觉辅助信号施加于相对的至少一个第二感应电极；该电容侦测电路将一压力电容感应激励信号施加于该至少一个第二感应电极并自该第二感应电极输入一压力感应信号，作压力侦测操作；其于压力侦测操作时依序或随机将一压力对应激励信号施加于选定的该第一感应电极。
该上基板与该下基板均为一高分子薄膜或一超薄玻璃，该上基板或该下基板的厚度不大于200μm。
该上基板与该下基板均为一耐曲挠材质基板且其均厚度不大于200μm。
还包括一胶合层，其设置于该下基板背对上基板的表面。
该多个第一感应电极与第二感应电极为透明导电材料制造。
该多个第一感应电极与第二感应电极为不透明导电材料制造。
该电容侦测电路为一自电容侦测电路。
该电容侦测电路于触觉感测操作时还将一与该触控电容感应激励信号同相位的辅助信号施加于该选定的第一感应电极周遭的第一感应电极。
该电容侦测电路于压力侦测操作时还将一与该压力电容感应激励信号同相位的遮蔽信号施加于非选定的该多个第一感应电极。
该触控电容感应激励信号与该压力电容感应激励信号均为一交变信号；该触控电容感应激励信号与该压力电容感应激励信号均为一电流源。
该压力对应激励信号为一直流参考信号或一与该压力电容感应激励信号反相位的交变信号。
该直流参考信号为一零电位信号。
其中该预定数目为1或为该多个第一感应电极数目的一预定比例以下。
其中该预定比例为1/10。
本发明还提供一种具有压力触觉功能的感测装置，包括：
一可曲挠上基板，其包含有一第一表面与相对于该第一表面的一第二表面；
一弹性介电材料层，其包含有一第一表面与相对于该第一表面的一第二表面，该弹性介电材料层设置于该可曲挠上基板的第二表面的一侧，该弹性介电材料层的第一表面面向该可曲挠上基板的第二表面，且该弹性介电材料层遇压力时体积压缩变形，并于除去压力时能够恢复原有的体积与形状；
一第一电极层设置于该可曲挠上基板的第二表面或第一表面，其包含多个第一感应电极；
一第二电极层设置于该弹性介电材料层的第二表面，其包含至少一个第二感应电极；及
一电容侦测电路，依序或随机将一触控电容感应激励信号施加于选定的该第一感应电极，并自该第一感应电极输入一触觉感应信号，作触觉感测操作，并将一与该触控电容感应激励信号同相位的触控辅助信号施加于相对的至少一个第二感应电极；该电容侦测电路将一压力电容感应激励信号施加于该至少一个第二感应电极并自该第二感应电极输入一压力感应信号，作压力侦测操作；其于压力侦测操作时依序或随机将一压力对应激励信号施加于选定的该第一感应电极。
还包括一可曲挠下基板，该可曲挠下基板为一高分子薄膜，厚度不大于200μm的超薄玻璃，或金属箔基板。
还包括一胶合层，其设置于该可曲挠下基板背对该可曲挠上基板的表面。
该可曲挠上基板为一高分子薄膜或厚度小于50μm的超薄玻璃。
还包括一胶合层，其设置于该第二电极层背对该可曲挠上基板的表面。
该多个第一感应电极与第二感应电极为透明导电材料制造。
该多个第一感应电极与第二感应电极为不透明导电材料制造。
该电容侦测电路为一自电容侦测电路。
该电容侦测电路于触觉感测操作时还将一与该触控电容感应激励信号同相位的辅助信号施加于该选定的第一感应电极周遭的第一感应电极。
该电容侦测电路于压力侦测操作时还将一与该压力电容感应激励信号同相位的遮蔽信号施加于非选定的该多个第一感应电极。
该触控电容感应激励信号与该压力电容感应激励信号均为一交变信号；该触控电容感应激励信号与该压力电容感应激励信号均为一电流源。
该压力对应激励信号为一直流参考信号或一与该压力电容感应激励信号反相位的交变信号。
该直流参考信号为一零电位信号。
附图说明
图1A为说明本发明一实施例的具有压力触觉功能的感测装置的示意图。
图1B为说明本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置的示意图。
图2A为说明本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置的示意图。
图2B为说明本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置的示意图。
图3A为说明本发明一实施例的具有压力触觉功能的感测装置的侧视图。
图3B为说明本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置的侧视图。
图4A为说明本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置的侧视图。
图4B为说明本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置的侧视图。
图4C为说明本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置的侧视图。
图4D为说明本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置的侧视图。
图5A为说明本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置的侧视图。
图5B为说明本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置的侧视图。
图6A为说明本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置。
图6B为说明本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置。
图7A为说明本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置。
图7B为说明本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置。
图8A为说明本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置的侧视图。
图8B为说明本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置的侧视图。
图9为说明本发明一实施例的具有压力触觉功能的感测装置的部分上视图。
图10为说明本发明一实施例的具有压力触觉功能的感测装置的部分上视图。
图11为说明本发明的一具体实例的自电容侦测电路的示意图。
图中：
10…具有压力触觉功能的感测装置；
100…上基板；
100a…第一表面；
100b…第二表面；
110 …第一电极层；
E1-E9,En…第一感应电极；
200…弹性介电材料层；
300…第二电极层；
310,310a,310b…第二感应电极；
400…下基板；
400a…第一表面；
400b…第二表面；
500…胶合层；
50…电容侦测电路；
50'…自电容侦测电路；
52…电容激励驱动电路；
520…信号源；
522…驱动器；
54…电容读取电路；
56…同相放大器；
59…反相放大器；
600…导电柱；
700…保护层；
800…金属箔基板；
80…软性电路板；
80a…第一表面；
80b…第二表面；
82,84…导电垫
Vc1…触觉感应信号；
Vc2…压力感应信号；
Vs…触控电容感应激励信号；
Va…辅助信号；
Vp…压力电容感应激励信号；
Vp1…遮蔽信号；
Vo…对应激励信号；
60…感应电极；
542…第一阻抗；
522a…第二阻抗；
522b…第三阻抗；
540…差动放大器；
544…第一电容；
62…第一杂散电容；
64…第二杂散电容；
540a, 540b…输入端；
540c…输出端；
100' …可曲挠上基板；
400' …可曲挠下基板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。请参考图1A，为依据本发明的具有压力触觉功能的感测装置10的示意图。该具有压力触觉功能的感测装置10适用于显示面板、遥控器、游戏设备、键盘、触控垫等作为压力触控的输入，亦适宜应用于机器人，医疗设备、复健辅具等装置的仿真触觉输入设备，更可应用于自动打扫设备或自动搬运设备作为防撞防挤压的近接感应输入设备。该具有压力触觉功能的感测装置10包括一由上而下（亦即以使用者操作时的方向为基准）的上基板100、一弹性介电材料层200、第二电极层300、一下基板400及一胶合层500，其中该上基板100具有一第一表面100a、一相对于该第一表面的第二表面100b及在该第二表面100b上的一第一电极层110。该第一电极层110包含多个第一感应电极，如图1A所示的该多个第一感应电极E1-E9，但是该多个第一感应电极的数量及分布方式不限于此。该下基板400具有一第一表面400a、一相对于该第一表面的第二表面400b及在该第一表面400a上的该第二电极层300，该第二电极层300包含一预定数目的第二感应电极310，其中此预定数目少于该第一感应电极数目；例如为一个，或是第一感应电极数目的一个预定比例（例如1/10）以下。换言之，在本发明，由于可利用一自电容感测电路50，因此该第二感应电极310的数目可远小于该第一感应电极的数目；于一较佳实施例中，该第二感应电极310的数目为1。该具有压力触觉功能的感测装置10还包括一电容侦测电路50，此电容侦测电路50包含一电容激励驱动电路52及一电容读取电路54；此外，该胶合层500设置于该下基板400的背对上基板100的表面。再者，于本发明中，触觉感测（tactile-proximity sensing）包含使用者手指实际接触上基板100的触控感测(touch sensing)及使用者手指接近上基板100的近接感测(proximity sensing)。由于用户手指实际接触感测装置10或是接近感测装置10之时，都会影响感测装置10内部第一感应电极相关的电容值，因此借由感测电容值，都可以侦测是否有手指接触或是近接。于下面说明书中，即以触觉感测包含触控感测及近接感测两种操作作为说明。
复参见图1A，为说明本发明的具有压力触觉功能的感测装置10用于触觉感测的操作状况。此电容激励驱动电路52包含一信号源520及一驱动器522，并依序或随机将一触控电容感应激励信号(stimulus signal)Vs施加于选定的一第一感应电极（例如第一感应电极E4）。此时电容激励驱动电路52将此触控电容感应激励信号Vs送至一同相放大器56，该同相放大器56的增益值较佳为一，以产生与触控电容感应激励信号Vs同相位的辅助信号(auxiliary signal)Va，此时该辅助信号Va施加于相对的至少一个第二感应电极310。由于在相对的第二感应电极310施加与触控电容感应激励信号Vs同相位的信号，等效上即可在对应选定第一感应电极E4与相对的第二感应电极310之间产生没有电压差或是几乎没有电压差的状态。此外，在电容侦测电路50的电容激励驱动电路52将触控电容感应激励信号Vs施加于选定第一感应电极E4后，电容侦测电路50的电容读取电路54可在检测点P读取触觉感应信号Vc1，即可精确地判断触觉位置，亦即对应第一感应电极E4之处是否有使用者手指（触控笔或是其它对象）接触或是接近。
复参见图1B，为说明依据另一实施例的本发明的具有压力触觉功能的感测装置10的示意图，该具有压力触觉功能的感测装置10用于触觉感测的操作状况的示意图。图1B所示实施例与图1A所示者大致相同，然而此实施例中该电容激励驱动电路52将送该信号源520直接送至同相放大器56（不经过驱动器522），该同相放大器56的增益值较佳为一，以产生与触控电容感应激励信号Vs同相位的辅助信号(auxiliary signal)Va，可利用辅助信号Va减少或是完全消除该弹性介电材料层200翘曲或是变形的影响。在电容侦测电路50的电容激励驱动电路52将触控电容感应激励信号Vs施加于选定该触觉感应电极E4后，电容侦测电路50的电容读取电路54可在检测点P读取触觉感应信号Vc1，即可精确地判断触控位置。
再者，依据本发明的一实施方式，该上基板100与该下基板400为一高分子薄膜或一超薄玻璃，该上基板100或该下基板400的厚度不大于200μm，借以形成一薄膜形式的感测装置。此外，依据本发明的另一实施方式，该上基板100与该下基板400为一耐曲挠材质基板且其厚度不大于200μm，借此亦可形成一薄膜形式的感测装置。
再者，依据本发明的另一实施方式，该上基板为可曲挠上基板100'而该下基板为可曲挠下基板400'，以构成一可曲挠感测装置，其中该可曲挠下基板为400'一高分子薄膜，不大于200μm的超薄玻璃，或金属箔基板；可曲挠上基板100'为一高分子薄膜，或不大于100μm的超薄玻璃。
请参考图2A，为说明依据另一实施例的本发明的具有压力触觉功能的感测装置10用于压力感测的操作状况。该压力感测在对于选定第一感应电极E4进行完触觉感测后，对于和选定第一感应电极E4相对的第二感应电极进行。请参考图9，与选定第一感应电极E4相对的第二感应电极为第二感应电极310a，因此如图2A所示，对于此第二感应电极310a施加一用于压力感测的压力电容感应激励信号Vp。此具有压力触觉功能的感测装置10的电容侦测电路50具有一同相放大器56，该同相放大器56的增益值较佳为一，可对于此压力电容感应激励信号Vp做同相放大以产生遮蔽信号Vp1，此遮蔽信号Vp1为施加到非选定的第一感应电极E1-E3, E5-E9及En（参见图9），亦即除了选定第一感应电极E4外的至少部分其他第一感应电极。再者，此具有压力触觉功能的感测装置10的电容侦测电路50具有一直流参考信号源53，可产生一对应激励信号Vo施加于选定第一感应电极E4，此对应激励信号Vo施加方式可为依序或是随机。
复参见图2A，在进行压力感测时，将与电容感应激励信号Vp做同相的遮蔽信号Vp1施加到非选定的第一感应电极（亦即非为选定第一感应电极E4的至少部分第一感应电极），以遮蔽来自手指操作的电容变化，提高压力感测精确度。再者，将一具有预定位准的对应激励信号Vo施加到选定第一感应电极E4，以增强相对的第二感应电极的压力感测灵敏度。电容侦测电路50的电容读取电路54可在检测点P读取来自第二感应电极（例如第二感应电极310a）的压力感应信号Vc2，即可精确地判断是否有按压动作与第一感应电极E4处的压力大小。
请参考图2B，为说明依据另一实施例的本发明的具有压力触觉功能的感测装置10的示意图，且该具有压力触觉功能的感测装置10用于压力感测的操作状况。该具有压力触觉功能的感测装置10类似图2A所示的实施例，然而电容侦测电路50具有一反相放大器59以取代直流参考信号源53，换言之，此实施例的具有压力触觉功能的感测装置10由反相放大器59产生与压力电容感应激励信号Vp反相的交变信号，以作为对应激励信号Vo；同样地，也可增强相对的第二感应电极的压力感测灵敏度与精确度。
请参考图3A，为说明依据本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置10的一侧视图，该具有压力触觉功能的感测装置10类似图1A所示的实施例，该具有压力触觉功能的感测装置10还包括一多个导电垫82及一软性电路板80，该导电垫82设置于该上基板100的第二表面100b，其中该软性电路板80具有一第一表面80a，该软性电路板80设置于该上基板100的该导电垫82与该第二电极层300之间。此外，该软性电路板80经卷折后有一端凸出于接近第一电极层110的位置，且该电容侦测电路50设置于该软性电路板80的凸出端的第一表面80a。
请参考图3B，为说明依据本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置10的一侧视图，该具有压力触觉功能的感测装置10类似图3A所示的实施例，然而此实施例中，该软性电路板80经卷折后有一端凸出于接近第二电极层300的位置，且该电容侦测电路50设置于该软性电路板80的凸出端的第二表面80b。
请参考图4A-图4D，为说本发明具有压力触觉功能的感测装置10其余实现方式的侧视图。请参考图4A，该具有压力触觉功能的感测装置10类似图3A所示的实施例，其中该具有压力触觉功能的感测装置10的该电容侦测电路50设置于该上基板100的第二表面100b；请参考图4B，该具有压力触觉功能的感测装置10类似图4A所示的实施例，其中该具有压力触觉功能的感测装置10的该电容侦测电路50设置于该下基板400的第一表面400a；请参考图4C，该具有压力触觉功能的感测装置10类似图3A所示的实施例，其中该软性电路板80置换为一导电柱600，且该电容侦测电路50设置于该上基板100的第二表面100。此感测装置10还包括一导电垫84，该导电垫84电性连接该导电柱600及该第二电极层300，该导电柱600可为一异相导电胶或金属材质；请参考图4D，该具有压力触觉功能的感测装置10类似图4C所示的实施例，该具有压力触觉功能的感测装置10的该电容侦测电路50设置于该下基板400的第一表面400a。
请参考图5A，为说明依据本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置10的一侧视图，该具有压力触觉功能的感测装置10类似图4A所示的实施例，然第二电极层300与下基板400的位置对调。同样地，该软性电路板80设置于该上基板100的该导电垫82与该第二电极层300之间。此外，该电容侦测电路50设置于该上基板100的第二表面100b。
请参考图5B，为说明依据本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置10的一侧视图，该具有压力触觉功能的感测装置10类似图4B所示的实施例，然而该上基板100颠倒放置，使得该上基板100的第二表面100b面向上，且该具有压力触觉功能的感测装置10还包括一保护层700，该保护层700覆盖该上基板100的第一电极层110。同样地，该软性电路板80设置于该上基板100的该导电垫82与该第二电极层300之间；此外，该电容侦测电路50设置于该下基板400的第一表面400a。
请参考图6A，为说明依据本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置10的一示意图，且该具有压力触觉功能的感测装置10用于触觉感测的操作状况，该具有压力触觉功能的感测装置10类似图1A所示的实施例，然而该具有压力触觉功能的感测装置10具有一金属箔基板800以取代该下基板400及该第二电极层300。
请参考图6B，为说明依据本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置10的一示意图，且该具有压力触觉功能有感测装置10用于触觉感测的操作状况，该具有压力触觉功能的感测装置10类似图1B所示的实施例，然而该具有压力触觉功能的感测装置10具有一金属箔基板800以取代该下基板400及该第二电极层300。
请参考图7A，为说明依据本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置10的一示意图，且该具有压力触觉功能的感测装置10用于压力感测的操作状况，该具有压力触觉功能的感测装置10类似图2A所示的实施例，然而该具有压力触觉功能的感测装置10具有一金属箔基板800以取代该下基板400及该第二电极层300。
请参考图7B，为说明依据本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置10的一示意图，且该具有压力触觉功能的感测装置10用于压力感测的操作状况，该具有压力触觉功能的感测装置10类似图2B所示的实施例，然而该具有压力触觉功能的感测装置10具有一金属箔基板800以取代该下基板400及该第二电极层300。
请参考图8A，为说明依据本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置10的一示意图，该具有压力触觉功能的感测装置10类似图5A所示的实施例，然而该具有压力触觉功能的感测装置10具有一金属箔基板800以取代该下基板400及该第二电极层300。
请参考图8B，为说明依据本发明另一实施例的具有压力触觉功能的感测装置10的一示意图，该具有压力触觉功能的感测装置10类似图5B所示的实施例，然而该具有压力触觉功能的感测装置10具有一金属箔基板800以取代该下基板400及该第二电极层300。此外，该软性电路板80经卷折后有一端凸出于接近保护层700的位置，且该电容侦测电路50设置于该软性电路板80的凸出端的第一表面80a。
在上述各实施例中，该上基板100及该下基板400为一高分子薄膜或一超薄玻璃，该上基板100及该下基板400的厚度不大于200um，该弹性介电材料层200设置于该上基板100与该下基板400呈平形配置将该弹性介电材料层200夹置其间，且该弹性介电材料层200遇压力时体积压缩变形，并于除去压力时恢复原有的体积与形状；触控电容感应激励信号Vs及压力电容感应激励信号Vp为一交变信号，如一弦波，方波，三角波或梯形波；触控电容感应激励信号Vs及压力电容感应激励信号Vp亦可为一电流源；对应感应激励信号Vo为一直流参考信号或一与压力电容感应激励信号Vp反相位的交变信号；该电容侦测电路50为一自电容侦测电路；该第一感应电极与第二感应电极为透明导电材料制造，如铟锡氧化物或铟锌氧化物；该第一感应电极与第二感应电极为不透明导电材料制造，如石墨、金、银、铜、铝、锡、铟、钨、钼或上述的合金材料。
请参考图9，为依据本发明一实施例的具有压力触觉功能的感测装置10的部分上视图，主要绘示该多个第一感应电极E1-E8, En及该第二感应电极310的分布状况。如此图所示，该第二电极层300包含两个第二感应电极310a, 310b，且每一第一感应电极E1-E8,En都相对于至少一个第二感应电极310a或是310b，此处所谓的相对，为由投影角度观之，每一第一感应电极E1-E8, En都与至少一个第二感应电极310部分重叠，或是邻近至少一个第二感应电极310，例如对于上述的选定第一感应电极E4而言，其相对的第二感应电极即为第二感应电极310a。若第一感应电极的面积大于第二感应电极，则每一第一感应电极则可能对应多个第二感应电极。因此上述的范例仅为说明本发明的一具体实施方式，而非对于本发明的限制。
请参考图10，为说明本发明具有压力触觉功能的感测装置10的部分上视图，主要绘示第一感应电极E1-E8, En及第二感应电极310的分布状况及对应用于压力感测的压力电容感应激励信号Vp、遮蔽信号Vp1、及对应激励信号Vo信号施加状况。
请参考图11，其为本发明的一具体实例的自电容侦测电路的示意图。该自电容侦测电路50'包含一电容激励驱动电路52及一电容读取电路54，以侦测电容读取点P的电容变化值。该电容激励驱动电路52包含一信号源520、一驱动器522（包含第二阻抗522a及第三阻抗522b）。该电容读取电路54包含一差动放大器540、一第一阻抗542及一第一电容544，以侦测一感应电极60上的电容变化，此感应电极60有附带的第一杂散电容62及一第二杂散电容64。
该信号源520经第三阻抗522b电性连接至该第一阻抗542及该第二阻抗522a；该第一阻抗542电性连接至该第一电容544；该第一电容544电性连接至该差动放大器540的该第一输入端540a；该第二阻抗522a电性连接至该差动放大器500的该第二输入端540b；该感应电极60经由该自电容侦测电路50'的一接点而连接至该第二阻抗522a及该差动放大器540的该第二输入端540b；该第一杂散电容62电性连接至该接脚；该第二杂散电容64电性连接至该感应电极60。
在图11所示的自电容侦测电路50'中，该感应电极60感应手指或各类导体或对象的近接与触碰而接收一触控信号；该信号源520为一周期性或非周期性的输入信号至该第三阻抗522b，且该第一阻抗542的阻抗值等于该第二阻抗522a的阻抗值；该差动放大器540依据该输入信号及该触控信号使得该输出端540c输出差动放大后的一触控信号，该第一电容544的电容值等于该第一杂散电容62及该第二杂散电容64并联的电容值，当手指或各类导体或物件接近该感应电极60时，该第二杂散电容64的电容值会改变以使得该第一输入端540a及该第二输入端540b的电压值不同，经由该差动放大器540差动放大之后，该输出端540c输出放大后的该触控信号，通过量测该差动放大器540的输出变化，以分辨该感应电极60所产生的微量电容值改变，可以有效排除电路、电源等噪声所造成的干扰，并量测到微量电容值改变。此外，此自电容侦测电路50'的更完整细节可参见同一申请人的发明ZL201210016333.4微量阻抗变化检测装置所揭露的自电容侦测电路技术。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (21)

1.一种具有压力触觉功能的感测装置，其特征在于，包括：
一上基板，其包含有一第一表面与相对于该第一表面的一第二表面；
一下基板，其包含有一第一表面与相对于该第一表面的一第二表面；
一弹性介电材料层，该上基板与该下基板呈平形配置并将该弹性介电材料层夹置其间，且该弹性介电材料层遇压力时体积压缩变形，并于除去压力时能够恢复原有的体积与形状；
一第一电极层设置于该上基板的第二表面，其包含多个第一感应电极；
一第二电极层设置于该下基板的第一表面，其包含一预定数目的第二感应电极，其中该预定数目小于该第一感应电极的数目；及
一电容侦测电路，依序或随机将一触控电容感应激励信号施加于选定的该第一感应电极，并自该第一感应电极输入一触觉感应信号，作触觉侦测操作，并将一与该触控电容感应激励信号同相位的触觉辅助信号施加于相对的至少一个第二感应电极；该电容侦测电路将一压力电容感应激励信号施加于该至少一个第二感应电极并自该第二感应电极输入一压力感应信号，作压力侦测操作；其于压力侦测操作时依序或随机将一压力对应激励信号施加于与至少一个第二感应电极相对的选定的该第一感应电极；
其中该电容侦测电路为一自电容侦测电路，该触控电容感应激励信号与该压力电容感应激励信号均为一交变信号；
其中选定的该第一感应电极及该相对的至少一个第二感应电极在投影角度上至少彼此重叠﹔
其中该压力对应激励信号为一与该压力电容感应激励信号反相位的交变信号。
2.根据权利要求1所述的具有压力触觉功能的感测装置，其特征在于，该上基板与该下基板均为一高分子薄膜或一超薄玻璃，该上基板或该下基板的厚度不大于200μm。
3.根据权利要求1所述的具有压力触觉功能的感测装置，其特征在于，该上基板与该下基板均为一耐曲挠材质基板且其均厚度不大于200μm。
4.根据权利要求1所述的具有压力触觉功能的感测装置，其特征在于，还包括一胶合层，其设置于该下基板背对上基板的表面。
5.根据权利要求1所述的具有压力触觉功能的感测装置，其特征在于，该多个第一感应电极与第二感应电极为透明导电材料制造。
6.根据权利要求1所述的具有压力触觉功能的感测装置，其特征在于，该多个第一感应电极与第二感应电极为不透明导电材料制造。
7.根据权利要求1所述的具有压力触觉功能的感测装置，其特征在于，该电容侦测电路于触觉感测操作时还将一与该触控电容感应激励信号同相位的辅助信号施加于该选定的第一感应电极周遭的第一感应电极。
8.根据权利要求1所述的具有压力触觉功能的感测装置，其特征在于，该电容侦测电路于压力侦测操作时还将一与该压力电容感应激励信号同相位的遮蔽信号施加于非选定的该多个第一感应电极。
9.根据权利要求1所述的具有压力触觉功能的感测装置，其特征在于，该触控电容感应激励信号与该压力电容感应激励信号均为一电流源。
10.根据权利要求1所述的具有压力触觉功能的感测装置，其特征在于，其中该预定数目为1或为该多个第一感应电极数目的一预定比例以下。
11.根据权利要求10所述的具有压力触觉功能的感测装置，其特征在于，其中该预定比例为1/10。
12.一种具有压力触觉功能的感测装置，其特征在于，包括：
一可曲挠上基板，其包含有一第一表面与相对于该第一表面的一第二表面；
一弹性介电材料层，其包含有一第一表面与相对于该第一表面的一第二表面，该弹性介电材料层设置于该可曲挠上基板的第二表面的一侧，该弹性介电材料层的第一表面面向该可曲挠上基板的第二表面，且该弹性介电材料层遇压力时体积压缩变形，并于除去压力时能够恢复原有的体积与形状；
一第一电极层设置于该可曲挠上基板的第二表面或第一表面，其包含多个第一感应电极；
一第二电极层设置于该弹性介电材料层的第二表面，其包含至少一个第二感应电极；及
一电容侦测电路，依序或随机将一触控电容感应激励信号施加于选定的该第一感应电极，并自该第一感应电极输入一触觉感应信号，作触觉感测操作，并将一与该触控电容感应激励信号同相位的触控辅助信号施加于相对的至少一个第二感应电极；该电容侦测电路将一压力电容感应激励信号施加于该至少一个第二感应电极并自该第二感应电极输入一压力感应信号，作压力侦测操作；其于压力侦测操作时依序或随机将一压力对应激励信号施加于与该至少一个第二感应电极相对的选定的该第一感应电极；
其中该电容侦测电路为一自电容侦测电路，该触控电容感应激励信号与该压力电容感应激励信号均为一交变信号；
其中选定的该第一感应电极及该相对的至少一个第二感应电极在投影角度上至少彼此重叠﹔
其中该压力对应激励信号为一与该压力电容感应激励信号反相位的交变信号。
13.根据权利要求12所述的具有压力触觉功能的感测装置，其特征在于，还包括一可曲挠下基板，该可曲挠下基板为一高分子薄膜，厚度不大于200μm的超薄玻璃，或金属箔基板。
14.根据权利要求13所述的具有压力触觉功能的感测装置，其特征在于，还包括一胶合层，其设置于该可曲挠下基板背对该可曲挠上基板的表面。
15.根据权利要求12所述的具有压力触觉功能的感测装置，其特征在于，该可曲挠上基板为一高分子薄膜或厚度小于50μm的超薄玻璃。
16.根据权利要求12所述的具有压力触觉功能的感测装置，其特征在于，还包括一胶合层，其设置于该第二电极层背对该可曲挠上基板的表面。
17.根据权利要求12所述的具有压力触觉功能的感测装置，其特征在于，该多个第一感应电极与第二感应电极为透明导电材料制造。
18.根据权利要求12所述的具有压力触觉功能的感测装置，其特征在于，该多个第一感应电极与第二感应电极为不透明导电材料制造。
19.根据权利要求12所述的具有压力触觉功能的感测装置，其特征在于，该电容侦测电路于触觉感测操作时还将一与该触控电容感应激励信号同相位的辅助信号施加于该选定的第一感应电极周遭的第一感应电极。
20.根据权利要求12所述的具有压力触觉功能的感测装置，其特征在于，该电容侦测电路于压力侦测操作时还将一与该压力电容感应激励信号同相位的遮蔽信号施加于非选定的该多个第一感应电极。
21.根据权利要求12所述的具有压力触觉功能的感测装置，其特征在于，该触控电容感应激励信号与该压力电容感应激励信号均为一电流源。
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