CN107272939A - 整合触控与压力感测的装置及其方法 - Google Patents

整合触控与压力感测的装置及其方法 Download PDF

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Abstract

一种整合触控与压力感测的装置，包含一触控电极层，其包含数个沿第一方向设置的第一触控电极与数个沿第二方向设置的第二触控电极；一保护层；一压力电极层包含至少一个压力感测电极；一弹性介电材料层；及一电容侦测模块；在触控侦测操作时，电容侦测模块依序或随机将一触控发射信号施加于数个选定的该第二触控电极，并依序或随机自数个选定的第一触控电极输入一触控感应信号；在压力侦测操作时，该电容侦测模块将一压力电容感应激励信号施加于该至少一个压力感测电极并自该压力感测电极输入一压力感应信号；通过本技术方案，可有效提高感测装置的抗干扰性，装置无需产生较多的物理量变动便可实现良好感测效果，并且有效降低了感测装置的成本。

Description

整合触控与压力感测的装置及其方法
技术领域
本发明是有关于一种感测装置，特别是一种整合触控与压力感测的装置。
背景技术
轻薄短小的移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；现有技术的压力触控显示面板往往将微机电的压力传感器置于显示面板的边缘或角落，以感测面板表面的触碰压力，不仅传感器成本高昂且不易贴合；也有以复杂的制作程序制作细微可变形的弹性微结构，增加压力与变形量的相关性，由此产生较多的物理量变动以便侦测；因此压力感测触控面板仍有改善的空间。
发明内容
为改善上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种整合触控与压力感测的装置。
为达成本发明的上述目的，本发明提供一种整合触控与压力感测的装置，包含：一触控电极层，包含数个沿第一方向设置的第一触控电极与数个沿第二方向设置的第二触控电极，其中，该第一方向与该第二方向垂直；一保护层，设置于该触控电极层的一侧；一压力电极层，包含至少一个压力感测电极；一弹性介电材料层，位于该触控电极层与该压力电极层之间；及一电容侦测模块，在触控侦测操作时，电容侦测模块依序或随机将一触控发射信号施加于数个选定的该第二触控电极，并依序或随机自数个选定的第一触控电极输入一触控感应信号；在压力侦测操作时，该电容侦测模块将一压力电容感应激励信号施加于该至少一个压力感测电极并自该压力感测电极输入一压力感应信号。
作为本发明的进一步改进，该保护层是一玻璃基板、一高分子材料的薄膜基板、或是一硬质的涂布层。
作为本发明的又进一步改进，该电容侦测模块在压力侦测操作时又依序或随机将一对应激励信号施加于至少一选定的该第一触控电极及/或至少一选定的该第二触控电极。
作为本发明的又进一步改进，该电容侦测模块在触控侦测操作时又将一参考电位施加于该至少一个的压力感测电极。
作为本发明的又进一步改进，该电容侦测模块包含一互电容侦测电路及一自电容侦测电路，在触控操作时以互电容侦测电路侦测触控点的位置，在压力侦测操作时以自电容侦测电路侦测压力电极的自电容变化。
作为本发明的又进一步改进，该弹性介电材料层包含一弹性胶质材料，该弹性胶质材料遇压力时体积压缩变形，并在除去压力时恢复原有的体积与形状。
作为本发明的又进一步改进，该电容侦测模块在压力侦测操作时还将一该压力电容感应激励信号的同相位信号施加于该些非选定的第一触控电极及／或该些非选定的第二触控电极。
作为本发明的又进一步改进，该压力电容感应激励信号是一交变信号。
作为本发明的又进一步改进，该对应激励信号是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。
作为本发明的又进一步改进，该直流参考信号是一零电位信号。
作为本发明的又进一步改进，其又包含一基板，设置于该弹性介电材料层背对该保护层的一侧，其是一玻璃基板或一高分子材料基板。
作为本发明的更进一步改进，该基板是一显示屏幕的彩色滤光基板，该压力电极层是显示屏幕的静电遮蔽保护层。
为改善上述现有技术的缺点，本发明的又一目的在于提供一种整合触控感测与压力感测的方法。
为达成本发明的上述又一目的，本发明提供一种整合触控感测与压力感测的方法，其包含提供一整合触控与压力感测的装置，该整合触控与压力感测的装置包含：一触控电极层，包含数个沿第一方向设置的第一触控电极与数个沿第二方向设置的第二触控电极，其中，第一方向与第二方向垂直；一保护层，设置于该触控电极层的一侧；一压力电极层，包含至少一个压力感测电极；一弹性介电材料层，位于该触控电极层与该压力电极层之间；一电容侦测模块；一触控侦测时序，依序或随机将一触控发射信号施加于选定的该第二触控电极，并依序或随机自选定的该第一触控电极输入一触控感应信号，作触控侦测操作，其在触控侦测操作时还将一参考电位施加于该至少一个的压力感测电极；及一压力侦测时序，在该压力侦测时序时将一压力电容感应激励信号施加于该至少一个压力感测电极，并自该压力感测电极输入一压力感应信号作压力侦测。
作为本发明的进一步改进，在该触控时序结束时判断是否侦测到触碰，若侦测到触碰，则进入压力侦测时序。
作为本发明的又进一步改进，在该触控时序时判断是否侦测到触碰，若侦测到触碰，则设置一触碰标记并记录该触碰点的坐标，若未侦测到触碰则清除或重置该触碰标记。
作为本发明的又进一步改进，依据触碰标记的设置决定是否执行该压力侦测时序。
作为本发明的又进一步改进，该压力电容感应激励信号是一交变信号。
作为本发明的又进一步改进，在该触控侦测时序时又将一参考电位施加于该至少一个压力感测电极。
作为本发明的又进一步改进，在该压力侦测时序时又将一对应激励信号施加于至少一选定的第一触控电极及/或至少一选定的第二触控电极。
作为本发明的又进一步改进，该对应激励信号是一直流参考电压或该压力电容感应激励信号的反相信号。
作为本发明的又进一步改进，该直流参考电压是一零电位的接地信号。
作为本发明的又进一步改进，在该压力侦测时序时还将该压力电容感应激励信号的同相位信号施加于该些非选定的第一触控电极与该些非选定的第二触控电极。
作为本发明的更进一步改进，该电容侦测模块包含至少一自电容侦测电路。
本发明技术方案的有益效果是：本发明的整合触控与压力感测的装置可有效提高触控与压力感测的抗干扰性，且无需产生较多的物理量变动便可实现良好感测效果，并有效降低了感测装置的成本。
附图说明
图1为本发明整合触控与压力感测的装置上视的第一实施例的示意图。
图2为本发明整合触控与压力感测的装置上视的第二实施例的示意图。
图3为本发明整合触控与压力感测的装置上视的第三实施例的示意图。
图4为本发明整合触控与压力感测的装置上视的第四实施例的示意图。
图5为本发明整合触控与压力感测的装置上视的第五实施例的示意图。
图6为本发明整合触控与压力感测的装置上视的第六实施例的示意图。
图7为本发明整合触控与压力感测的装置上视的第七实施例的示意图。
图8为本发明整合触控与压力感测的装置上视的第八实施例的示意图。
图9为本发明整合触控与压力感测的装置叠层的第一实施例的示意图。
图10为本发明整合触控与压力感测的装置叠层的第二实施例的示意图。
图11为本发明整合触控与压力感测的装置叠层的第三实施例的示意图。
图12为本发明整合触控与压力感测的装置叠层的第四实施例的示意图。
图13为本发明整合触控与压力感测的装置第一实施例的示意图。
图14为本发明整合触控与压力感测的装置第二实施例的示意图。
图15为本发明整合触控与压力感测的装置第三实施例的示意图。
图16为本发明整合触控与压力感测的装置第四实施例的示意图。
图17为本发明整合触控与压力感测的装置第五实施例的示意图。
图18为本发明整合触控与压力感测的装置第六实施例的示意图。
图19为本发明整合触控与压力感测的装置第七实施例的示意图。
图20为本发明中自电容侦测电路的一具体实例的示意图。
图21为本发明整合触控感测与压力感测的方法的一实施例的流程图。
图中符号表示：
10 整合触控与压力感测的装置；50 电容侦测模块；50' 自电容侦测电路；52 电容激励驱动电路；53 直流参考信号源；54 电容读取电路；56 同相放大器；59 反相放大器；60感应电极；62 第一杂散电容；64 第二杂散电容；70 互电容侦测电路；100 保护层；100a 第一表面；100b 第二表面；110,XE1~XE53 第一触控电极；114 跨接线；116 接线；120,Yn1~Yn5,Yen,YE1~YE35 第二触控电极；122,112 导体跨桥；130 绝缘层；150 触控电极层；200弹性介电材料层；300 压力电极层；310,310a,310b 压力感测电极；400 基板；520 信号源；522 驱动器；522a 第二阻抗；522b 第三阻抗；540 差动放大器；540a 第一输入端,540b 第二输入端；540c 输出端；542 第一阻抗；544 第一电容；600 微处理器；T 触控点；Vref 直流参考电压；VRX 触控感应信号；VTX 触控发射信号；Vc 压力感应信号；Vp 压力电容感应激励信号；Vp1 遮蔽信号；Vo 对应激励信号；S10、S20、S30 步骤。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，参阅以下的详细说明和附图说明如下，附图与详细说明仅作为说明之用，并非用于限制本发明的权利保护范围。
参考图9，为本发明整合触控与压力感测的装置10叠层的一具体实例的示意图。该整合触控与压力感测的装置10包含由上而下的一保护层100、一弹性介电材料层200、一基板400及一压力电极层300，其中该保护层100具有一第一表面100a、一第二表面100b及在第二表面100b上的触控电极层150。该触控电极层150包含数个沿第一方向设置的第一触控电极110(例如此图所示的第一触控电极XE1~XE8)、数个沿第二方向设置的第二触控电极120及一绝缘层130，但是此图所示仅为一侧视叠层示意图，因此第一触控电极110的数量及分布方式不限于此。该些第一触控电极110设置于该保护层100的第二表面100b上，且该些第二触控电极120设置于该绝缘层130背对该保护层100的一侧，即相较于该绝缘层130设置且更远离保护层100。该些第一触控电极110及该些第二触控电极120将该绝缘层130夹置其间，且该些第一触控电极110通过该绝缘层130以和整合触控与压力感测的装置10其他部分（例如电容侦测模块50，详见后述）电气连接。该压力电极层300设置于该触控电极层150背对该保护层100的一侧；而该基板400设置于该弹性介电材料层200与该压力电极层300之间。参考图10，为本发明整合触控与压力感测的装置10叠层的第二具体实例的示意图。此整合触控与压力感测的装置10与图9所示类似，然而该压力电极层300与该基板400的位置交换，即该压力电极层300设置于该基板400与该弹性介电材料层200之间；在此实施例中，该基板400可以是一显示屏幕的彩色滤光基板，且该压力电极层300是显示面板的静电遮蔽保护层。
结合参考图1，为本发明整合触控与压力感测的装置10上视的第一实施例的示意图；其主要显示该保护层100、该些第一触控电极110、该些第二触控电极120、及该压力电极层300由上所视的分布状况；然而此图标并非用于限定该些组件的尺寸关系，而是为了更清楚显示该些组件的平面配置而特意使其彼此错开而更易说明。此外，该整合触控与压力感测的装置10还可包含一电容侦测模块50，该电容侦测模块50包含一互电容侦测电路70及一自电容侦测电路50'。该压力电极层300还包含至少一个压力感测电极310（如此图所示为两个压力感测电极310a,310b）。在本实施例中，该些第一触控电极110(如图所示XE1~ XE6)为沿第一方向设置，且第一触控电极110的数量及分布方式不限于此；其次，该些第二触控电极120(如图所示YE1~ YE4)为沿第二方向设置，且第二触控电极120的数量及分布方式不限于此，其中该第一方向与该第二方向垂直或略垂直。
图13说明本发明的整合触控与压力感测的装置10在触控操作的示意图；如此图所示，互电容侦测电路70分别电连接到第一触控电极110、第二触控电极120及压力电极层300；且自电容侦测电路50’也分别电连接到第一触控电极110、第二触控电极120及压力电极层300。结合参考图1，第一触控电极110为感测电极，用以侦测其上是否有手指触控；而第二触控电极120为驱动电极。该互电容侦测电路70先选定一或多个第二触控电极120及一或多个第一触控电极110作触控侦测。下面以多个选定的第二触控电极120及多个选定的第一触控电极110作为说明，但是应当知道本发明的概念也可应用于选定单一第二触控电极120及单一第一触控电极110的状况。此互电容侦测电路70依序或是随机将触控发射信号VTX发送到该些选定的第二触控电极120，且依序或是随机接收该些选定的第一触控电极110上的触控感应信号VRX；由侦测触控感应信号VRX，即可知道对应第一触控电极110及第二触控电极120的交叉位置上是否有触控操作，如图1所示，当施加触控发射信号VTX至第二触控电极YE2并自第一触控电极XE4接收一触控感应信号VRX，便可侦测得知该交叉处的触控点T是否有触碰发生。
图14说明本发明的整合触控与压力感测的装置用于压力感测的操作状况；在压力感测时，该自电容侦测电路50'施加一压力电容感应激励信号Vp至对应于触控点T的压力感测电极310，例如图1所示的压力感测电极310b。此处所谓的对应为由上方投影观测到的，该触控点T与该压力感测电极310b有重叠部分。此外，此自电容侦测电路50'经由一反相放大器59将此压力电容感应激励信号Vp做反相放大以产生对应激励信号Vo，并将此对应激励信号Vo供应至对应触控点T的第一触控电极（例如第一触控电极XE4，其也可为前述的选定第一触控电极之一，例如在压力感测与触控为独立处理事件时，可设定对应于选定第一触控电极的压力感测电极的压力侦测）。由施加对应激励信号Vo，可增强相对的压力感测电极310b的压力感测灵敏度。也就是，进行完触控感测后，即可决定一个或是多个接受触控操作的位置，及对应的一个或是多个第一触控电极110；在后续的压力感测阶段，可在将压力电容感应激励信号Vp送至压力感测电极310的同时，依序或是随机将对应激励信号Vo送至选定的第一触控电极110（即接受触控操作的第一触控电极，或是另行选定的第一触控电极）。此外，此自电容侦测电路50'经由一同相放大器56（增益值较佳为一）将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，并将此遮蔽信号Vp1施加到非选定的第一触控电极XE1~XE3，XE5~XE8（或是选定的第一触控电极XE4附近的至少部分第一触控电极），以遮蔽来自手指的干扰。此外，施加到非选定的第一触控电极110的信号也可为一直流参考电压Vref（例如一零电位电压）或是不连接电压(NC)。
图15说明本发明的整合触控与压力感测的装置10的第三实施例的示意图，且此整合触控与压力感测的装置10用于压力感测的操作状况。此整合触控与压力感测的装置10类似图14实施例。同样地，此实施例的整合触控与压力感测的装置10是由反相放大器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；也可增强相对的压力感测电极的压力感测灵敏度。此外，此实施例的自电容侦测电路50'中用于产生遮蔽信号Vp1的同相放大器56输入是不连接到电容读取电路54的输入点（例如可直接连接到信号源520），以避免来自电容读取电路54输入点P的压力感应信号Vc的影响。
图16说明本发明的整合触控与压力感测的装置10的第四实施例的示意图，且此整合触控与压力感测的装置10是用于压力感测的操作状况。此实施例大致与图15所示类似。然而此自电容侦测电路50'是以一直流参考信号源53以取代反相放大器59且将来自直流参考信号源53的一直流参考信号作为对应激励信号Vo。
图17说明本发明的整合触控与压力感测的装置10的第五实施例的示意图，且此整合触控与压力感测的装置10是用于触控感测的操作状况。此整合触控与压力感测的装置10类似图13实施例，然而在该电容侦测电路70依序或是随机将触控发射信号VTX发送到该些选定的第二触控电极120且依序或是随机接收该些选定的第一触控电极110上的触控感应信号VRX之际，同时将一直流参考电压Vref施加于该至少一个的压力感测电极310，以减少或是完全消除弹性介电材料层200翘曲或是变形对于触控感测的影响。
图18说明本发明的整合触控与压力感测的装置10的第六实施例的示意图，且此整合触控与压力感测的装置10是用于压力感测的操作状况。此实施例类似于图17的实施例，且结合图14的实施例，该自电容侦测电路50'施加一压力电容感应激励信号Vp至对应于选定的第一触控电极110的压力感测电极310；依序或是随机将对应激励信号Vo送至选定的第一触控电极110（例如第一触控电极XE4），该对应激励信号Vo也可同时或另行依序或是随机施加至选定的第二触控电极120(例如第二触控电极YE2)；且将遮蔽信号Vp1施加到非选定的第一触控电极XE1~XE3，XE5~XE8（或是选定的第一触控电极XE4附近的至少部分第一触控电极）及/或非选定的第二触控电极120(例如第二触控电极YE1，YE3，YE4)，以遮蔽来自手指的干扰。
图19说明本发明整合触控与压力感测的装置10的第七实施例的示意图，且此整合触控与压力感测的装置10是用于压力感测的操作状况。此整合触控与压力感测的装置10类似图18实施例，在进行压力感测时，自电容侦测电路50’施加一直流参考电压Vref至非选定的第一触控电极XE1~XE3, XE5~XE8，及/或非选定的第二触控电极120(例如第二触控电极YE1，YE3，YE4)，以遮蔽来自手指的干扰，其中该直流参考电压Vref可为一零电位电压。
参考图11，为本发明整合触控与压力感测的装置10叠层的第三具体实例的示意图。此整合触控与压力感测的装置10与图9所示类似，然而在该触控电极层150中，该些第一触控电极110与该些第二触控电极120是设置于同一表面。图12为本发明整合触控与压力感测的装置10叠层的第四具体实例的示意图。此整合触控与压力感测的装置10与图11所示类似，但是压力电极层300与基板400的位置对调；在此实施例中该基板400可以是一显示屏幕的彩色滤光基板，且压力电极层300是一显示屏幕的静电遮蔽保护层。结合图2，为本发明整合触控与压力感测的装置10上视的第二实施例的示意图，且相对应于图11及图12的实施例。在图2所示的整合触控与压力感测的装置10中，第一触控电极110为沿第一方向设置，即如图所示的第一至第五行（TX1~TX5）第一触控电极XE11~XE13、XE21~XE23、XE31~XE33、XE41~XE43、XE51~XE53，且同行的该些第一触控电极110以一导体跨桥112两两互相连接。第二触控电极120为沿第二方向设置，即如图所示的第一至第三列（RX1~RX3）第二触控电极YE11~YE15、YE21~YE25、YE31~YE35，且同列的该些第二触控电极120以一导体跨桥122两两互相连接。此外，导体跨桥112及导体跨桥122有绝缘层（未图示）隔离以避免短路，该导体跨桥是金属或ITO(铟锡氧化物)。
图3显示本发明整合触控与压力感测的装置10上视的第三实施例的示意图，且相对应于图11及图12的实施例。在图3所示的整合触控与压力感测的装置10中，第一触控电极110为沿第一方向设置，以形成六行第一触控电极XE11~XE15、XE21~XE25、XE31~XE35、XE41~XE45、XE51~XE55、XE61~XE65，且同行的该些第一触控电极110以一跨接线114两两互相连接。其次，第一触控电极110的数量及分布方式不限于此，第二触控电极120为沿第二方向设置，即如图所示的YE1~YE4分别表示为沿第二方向设置的第二触控电极120，且第二触控电极120的数量及分布方式不限于此。此外第一触控电极110及第二触控电极120是设立于同一平面，且该第一方向与该第二方向垂直或略垂直。第一触控电极110的跨接线114与第二触控电极120之间具有绝缘层（未图示），以防止第一触控电极110与第二触控电极120之间的短路。
图4为本发明整合触控与压力感测的装置10上视的第四实施例的示意图，且相对应于图11及图12的实施例。在本实施例中，该些第一触控电极110为沿第一方向设置，以形成XE11~XE15、XE21~XE25、XE31~XE35、XE41~XE45、XE51~XE55、XE61~XE65的六列第一触控电极110。其次，该些第二触控电极120为沿第二方向设置的四行第二触控电极YE1~YE4。在此实施例中，第一触控电极110与第二触控电极120的接线116都连接至电容侦测模块50，且在电容侦测模块50内部进行绕线及开关，以处理第一触控电极110与第二触控电极120的信号。此实施例的优点为第一触控电极110与第二触控电极120可共平面，且可省去在图2、3所示实例的跨桥结构与绝缘层。
此外，对于图11、12、图2-4所示的整合触控与压力感测的装置10，其信号操作方式也可如图13-图19所示具体实例完成。
图5为本发明整合触控与压力感测的装置10上视的第五实施例的示意图，此整合触控与压力感测的装置10与图1所示类似，然而该整合触控与压力感测的装置10的该电容侦测模块50可省去互电容侦测电路70；此电容侦测模块50依序或随机将一触控电容激励信号施加于一选定的第一触控电极110，并自该选定的第一触控电极110输入一触控感应信号，再依序或随机将一触控电容激励信号施加于一选定的第二触控电极120，并自该选定的第二触控电极120输入一触控感应信号，又由该等触控感应信号的变化，判断触碰点位于哪一个第一触控电极110与哪一个第二触控电极120的交界处，由此实施触控操作，该触控电容激励信号是一交变信号，该交变信号可为弦波、方波、三角波或梯形波信号。
图6为本发明整合触控与压力感测的装置10上视的第六实施例的示意图，此整合触控与压力感测的装置10与图2所示类似，然而该整合触控与压力感测的装置10的该电容侦测模块50可省去互电容侦测电路70；其触控操作方法同图5，因此不再赘述。
图7为本发明整合触控与压力感测的装置10上视的第七实施例的示意图，此整合触控与压力感测的装置10与图3所示类似，然而该整合触控与压力感测的装置10的该电容侦测模块50可省去互电容侦测电路70；其触控操作方法也同图5，因此不再赘述。
图8为本发明整合触控与压力感测的装置10上视的第八实施例的示意图，此整合触控与压力感测的装置10与图4所示类似，然而该整合触控与压力感测的装置10的该电容侦测模块50可省去互电容侦测电路70；其触控操作方法也同图5，因此不再赘述。
此外，对于图5-8所示的整合触控与压力感测的装置10，其压力侦测操作方式也如图1-4，不再赘述。
参考图20，其为本发明的自电容侦测电路一具体实例的示意图。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540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20所示的自电容侦测电路50’中，该感应电极60是感应手指或各类导体或对象的触碰而接收一触控信号；该信号源520是一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是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，通过测量该差动放大器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，并测量到微量电容值改变。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ZL2012 1 0016333.4微量阻抗变化检测装置所公开的自电容侦测电路技术。
参考图21，为本发明的一实施例的整合触控感测与压力感测的方法，其包含步骤S10提供一整合触控与压力感测的装置10，该整合触控与压力感测的装置10包含：一保护层100，其中该保护层100具有一第一表面100a、一第二表面100b及在第二表面100b上的触控电极层150。该触控电极层150包含数个沿第一方向设置的第一触控电极110、数个沿第二方向设置的第二触控电极120及一绝缘层130；一压力电极层300，其包含有至少一个压力感测电极310；一弹性介电材料层200，设置于该触控电极层150与该压力电极层300之间，该弹性介电材料层200遇压力时体积压缩变形，并在除去压力时恢复原有的体积与形状；一电容侦测模块50（至少包含图20所示的自电容侦测电路50’）；及一微处理器600；步骤S20进行一触控侦测时序，在该触控侦测时序时，依序或随机将触控发射信号VTX发送到多个选定的第二触控电极120（或是将一触控发射信号VTX发送到一个选定的第二触控电极120），且依序或是随机接收多个选定的第一触控电极110上的触控感应信号VRX（或是接收一选定的第一触控电极110上的一触控感应信号VRX），以侦测是否有触控操作及相对应位置； 步骤S30进行一压力侦测时序，在该压力侦测时序时将一压力电容感应激励信号Vp施加于该至少一个压力感测电极310，并自该压力感测电极310输入一压力感应信号作压力侦测。此外，在前述的步骤S20进行的触控侦测时序结束后，可随机判断是否侦测到触碰，若侦测到触碰，则该微处理器600设置一触碰标记并记录该触碰点的坐标(例如在微处理器600内设置该触碰标记并记录该触碰点的坐标)，若未侦测到触碰则清除或重置该触碰标记，依据触碰标记的设置决定是否执行该压力侦测时序。
在上述的触控侦测时序S20，又可随机地将一参考电位（例如直流参考电压）施加于该至少一个压力感测电极310。在压力侦测时序步骤S30中，又将一对应激励信号Vo施加于至少一选定的第一触控电极110及/或至少一选定的第二触控电极120；该对应激励信号Vo是一直流参考电压Vref（例如一零电位的接地信号）或该压力电容感应激励信号Vp的反相信号。在该压力侦测时序步骤S30时还可将该压力电容感应激励信号Vp的同相位信号施加于该些非选定的第一触控电极110及／或该些非选定的第二触控电极120。
此外，在上述各实施例及侦测时序中，该保护层100是一玻璃基板、一高分子材料的薄膜基板、或是一硬质的涂布层，用以保护触控电极层免于刮擦、触碰与水气的损坏；该压力电容感应激励信号Vp是一交变信号，如一弦波，方波，三角波或梯形波；该压力电容感应激励信号Vp也可为一电流源；该弹性介电材料层200包含一弹性胶质材料，该弹性胶质材料遇压力时体积压缩变形，并在除去压力时恢复原有的体积与形状，该弹性介电材料层200可为（但是不限于）聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane，PDMS）材料或一光学胶；该基板400是一玻璃基板或一高分子材料基板；该直流参考电压Vref可为一零电位的接地信号；该电容侦测模块50包含至少一自电容侦测电路50'。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，但不能限定本发明实施的保护范围，凡依据本发明申请专利保护范围所作的均等变化与修饰等，皆应仍属于本发明的专利涵盖范围意图保护的范畴。本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明构思宗旨及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (23)

1.一种整合触控与压力感测的装置，其特征在于，包含：
一触控电极层，包含数个沿第一方向设置的第一触控电极与数个沿第二方向设置的第二触控电极，其中，所述第一方向与所述第二方向垂直；
一保护层，设置于所述触控电极层的一侧；
一压力电极层，包含至少一个压力感测电极；
一弹性介电材料层，位于所述触控电极层与所述压力电极层之间；及
一电容侦测模块，在触控侦测操作时，依序或随机将一触控发射信号施加于数个选定的所述第二触控电极，并依序或随机自数个选定的第一触控电极输入一触控感应信号；在压力侦测操作时，所述电容侦测模块将一压力电容感应激励信号施加于所述至少一个压力感测电极并自所述压力感测电极输入一压力感应信号。
2.如权利要求1所述的整合触控与压力感测的装置，其特征在于，所述保护层是一玻璃基板、一高分子材料的薄膜基板、或是一硬质的涂布层。
3.如权利要求1所述的整合触控与压力感测的装置，其特征在于，所述电容侦测模块在压力侦测操作时又依序或随机将一对应激励信号施加于至少一选定的所述第一触控电极及/或至少一选定的所述第二触控电极。
4.如权利要求1所述的整合触控与压力感测的装置，其特征在于，所述电容侦测模块在触控侦测操作时又将一参考电位施加于所述至少一个的压力感测电极。
5.如权利要求1所述的整合触控与压力感测的装置，其特征在于，所述电容侦测模块包含一互电容侦测电路及一自电容侦测电路，在触控操作时以互电容侦测电路侦测触控点的位置，在压力侦测操作时以自电容侦测电路侦测压力电极的自电容变化。
6.如权利要求1所述的整合触控与压力感测的装置，其特征在于，所述弹性介电材料层包含一弹性胶质材料，所述弹性胶质材料遇压力时体积压缩变形，并在除去压力时恢复原有的体积与形状。
7.如权利要求1所述的整合触控与压力感测的装置，其特征在于，所述电容侦测模块在压力侦测操作时还将一所述压力电容感应激励信号的同相位信号施加于所述数个非选定的第一触控电极及／或所述数个非选定的第二触控电极。
8.如权利要求1所述的整合触控与压力感测的装置，其特征在于，所述压力电容感应激励信号是一交变信号。
9.如权利要求3所述的整合触控与压力感测的装置，其特征在于，所述对应激励信号是一直流参考信号或一与所述压力电容感应激励信号反相位的交变信号。
10.如权利要求9所述的整合触控与压力感测的装置，其特征在于，所述直流参考信号是一零电位信号。
11.如权利要求1所述的整合触控与压力感测的装置，其特征在于，包含一基板，设置于所述弹性介电材料层背对所述保护层的一侧，所述基板是一玻璃基板或一高分子材料基板。
12.如权利要求11所述的整合触控与压力感测的装置，其特征在于，所述基板是一显示屏幕的彩色滤光基板，所述压力电极层是显示屏幕的静电遮蔽保护层。
13.一种整合触控感测与压力感测的方法，其特征在于，包含：
提供一整合触控与压力感测的装置，所述整合触控与压力感测的装置包含：
一触控电极层，包含数个沿第一方向设置的第一触控电极与数个沿第二方向设置的第二触控电极，其中，第一方向与第二方向垂直；
一保护层，设置于所述触控电极层的一侧；
一压力电极层，包含至少一个压力感测电极；
一弹性介电材料层，位于所述触控电极层与所述压力电极层之间；
一电容侦测模块；
一触控侦测时序，依序或随机将一触控发射信号施加于选定的所述第二触控电极，并依序或随机自选定的所述第一触控电极输入一触控感应信号，作触控侦测操作，其在触控侦测操作时还将一参考电位施加于所述至少一个的压力感测电极；及
一压力侦测时序，在所述压力侦测时序时将一压力电容感应激励信号施加于所述至少一个压力感测电极，并自所述压力感测电极输入一压力感应信号作压力侦测。
14.如权利要求13所述的整合触控感测与压力感测的方法，其特征在于，在所述触控时序结束时判断有否侦测到触碰，若侦测到触碰，则进入压力侦测时序。
15.如权利要求13所述的整合触控感测与压力感测的方法，其特征在于，在所述触控时序时判断是否侦测到触碰，若侦测到触碰，则设置一触碰标记并记录所述触碰点的坐标，若未侦测到触碰则清除或重置所述触碰标记。
16.如权利要求15所述的整合触控感测与压力感测的方法，其特征在于，依据触碰标记的设置决定是否执行所述压力侦测时序。
17.如权利要求13所述的整合触控感测与压力感测的方法，其特征在于，所述压力电容感应激励信号是一交变信号。
18.如权利要求17所述的整合触控感测与压力感测的方法，其特征在于，在所述触控侦测时序时又将一参考电位施加于所述至少一个压力感测电极。
19.如权利要求17所述的整合触控感测与压力感测的方法，其特征在于，在所述压力侦测时序时又将一对应激励信号施加于至少一选定的第一触控电极及/或至少一选定的第二触控电极。
20.如权利要求19所述的整合触控感测与压力感测的方法，其特征在于，所述对应激励信号是一直流参考电压或所述压力电容感应激励信号的反相信号。
21.如权利要求20所述的整合触控感测与压力感测的方法，其特征在于，所述直流参考电压是一零电位的接地信号。
22.如权利要求19所述的整合触控感测与压力感测的方法，其特征在于，在所述压力侦测时序时还将所述压力电容感应激励信号的同相位信号施加于所述数个非选定的第一触控电极与所述数个非选定的第二触控电极。
23.如权利要求13所述的整合触控感测与压力感测的方法，其特征在于，所述电容侦测模块包含至少一自电容侦测电路。
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