CN108241455B - 压力触控感测结构、触控显示装置及压力触控感测方法 - Google Patents

Abstract

一种压力触控感测结构，其包括压力触控感测区，所述压力触控感测区设置多个凸起，所述凸起在所述压力触控感测区的对应位置被按压时发生相对高度的变化，所述压力触控感测结构还包括有至少一个影像辨识镜头及处理器，影像辨识镜头用于侦测所述凸起的位置和凸起的相对高度的变化，所述处理器用于根据影像辨识镜头的侦测数据换算得出压力触控位置和触控压力大小。本发明还提供一种应用上述压力触控感测结构的触控显示装置及压力触控感测方法。本发明的压力触控感测结构性能稳定，不易受温度、ESD等外在因素的改变而影响压力触控感测效能。

Description

压力触控感测结构、触控显示装置及压力触控感测方法

技术领域

本发明涉及一种压力触控感测结构、应用其的触控显示装置、以及应用该种压力触控感测结构的压力触控感测方法。

背景技术

现有的压力触控面板通常采用电容式触控薄膜。然而，电容式触控薄膜可能存在以下缺点：(1)电容式的触控需进行调试使整个面板的触控感测值达到均匀；(2)电容式触控面板由于电容会随温度化等外在因素的改变，会影响到触控效能，故其稳定性较差；(3)静电易对电容式触控线路造成损坏，所以在电路设计上，需考虑静电防护电路，使得电路设计上较为复杂。

发明内容

鉴于此，有必要提供一种压力触控感测结构，其具有良好的稳定性。

一种压力触控感测结构，其包括压力触控感测区，所述压力触控感测区设置多个凸起，所述凸起在所述压力触控感测区的对应位置被按压时发生相对高度的变化，所述压力触控感测结构还包括有至少一个影像辨识镜头及处理器，所述至少一个影像辨识镜头用于侦测所述凸起的位置和凸起的相对高度的变化，所述处理器用于根据影像辨识镜头的侦测数据换算得出压力触控位置和触控压力大小。

进一步的，所述压力触控感测结构还包括设置在所述压力触控感测区外围的多个按压感测电极，所述多个按压感测电极围绕所述多个凸起，并用以侦测是否被按压，如果侦测到被按压则启动相应的影像辨识镜头进行侦测。

进一步的，所述多个按压感测电极为依次首尾相连。

进一步的，所述影像辨识镜头设置在每相邻的两个按压感测电极相接的区域。

进一步的，所述多个按压感测电极为依次首尾相连的四个按压感测电极，所述影像辨识镜头的数量为四个，每一个影像辨识镜头设置在每相邻的两个按压感测电极相接的区域。

进一步的，所述多个按压感测电极为首尾依次相连的第一、第二、第三和第四按压感测电极，所述第一、第二、第三和第四按压感测电极围绕所述压力触控感测区，所述压力触控感测区被划分为相互连接的A、B、C、D四个区域，其中A区域被第一按压感测电极和第二按压感测电极围绕，B区域被第一按压感测电极和第四按压感测电极围绕，C区域被第二按压感测电极和第三按压感测电极围绕，D区域被第三按压感测电极和第四按压感测电极围绕；当A区域被触碰，则设置在第一按压感测电极和第二按压感测电极相接区域的影像辨识镜头开启，当B区域被触碰，则设置在第一按压感测电极和第四按压感测电极相接区域的影像辨识镜头开启，当C区域被触碰，则设置在第二按压感测电极和第三按压感测电极相接区域的影像辨识镜头开启，当D区域被触碰，则设置在第三和第四按压感测电极相接区域的影像辨识镜头开启。

进一步的，所述多个凸起设置在一弹性层状物上，所述多个按压感测电极围绕所述弹性层状物。

进一步的，所述多个凸起与所述弹性层状物为相同的材质且一体成型。

本发明还提供应用上述压力触控感测结构的触控显示装置。

触控显示装置，其包括显示面板，所述压力触控感测结构层叠在所述显示面板的一侧。

本发明还提供一种应用上述压力触控感测结构进行触控感测的方法，其包括：

按压感测电极持续侦测是否被按压；

当侦测到被按压，则启动相应的影像辨识镜头；

影像辨识镜头侦测最低点的凸起的位置和相对高度的变化；

处理器根据接收到的影像辨识镜头的资讯，进行换算得到压力触控位置和触控压力大小。

本发明的压力触控感测结构通过设置影像辨识镜头侦测被按压位置处的凸起位置和相对高度变化，进行换算得到触摸位置和触摸力；不需要使用电容式触控薄膜，可省除电容式触控薄膜的电容均匀度的产品调适费用；影像辨识镜头性能稳定，不易受温度、静电放电(Electrostatic discharge,ESD)等外在因素的改变而影响压力触控感测效能。

附图说明

图1是本发明较佳实施方式的压力触控感测结构的俯视示意图。

图2是图1所示压力触控感测结构的剖面示意图。

图3是本发明较佳实施方式的压力触控感测结构的功能模块图。

图4是本发明较佳实施方式的触控显示面板的剖面示意图。

图5是本发明按压感测电极上的电信号。

图6是本发明影像辨识镜头的侦测示意图。

图7是本发明压力触控感测结构的工作流程示意图。

主要元件符号说明

压力触控感测结构	10
		压力触控感测区	110
凸起	11
		影像辨识镜头	13
处理器	17
		弹性层状物	15
按压感测电极	20
		第一按压感测电极	21
第二按压感测电极	22
		第三按压感测电极	23
第四按压感测电极	24
		触控显示装置	100
显示面板	30
		背板	31
显示模组	33

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

附图中示出了本发明的实施例，本发明可以通过多种不同形式实现，而并不应解释为仅局限于这里所阐述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本发明更为全面和完整的公开，并使本领域的技术人员更充分地了解本发明的范围。为了清晰可见，在图中，层和区域的尺寸被放大了。

可以理解，尽管第一、第二等这些术语可以在这里使用来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但这些元件、组件、区域、层和/或部分不应仅限于这些术语。这些术语只是被用来区分元件、组件、区域、层和/或部分与另外的元件、组件、区域、层和/或部分。因此，只要不脱离本发明的教导，下面所讨论的第一部分、组件、区域、层和/或部分可以被称为第二元件、组件、区域、层和/或部分。

这里所用的专有名词仅用于描述特定的实施例而并非意图限定本发明。如这里所用的，单数形式“一”、“一个”和“该”也意图涵盖复数形式，除非上下文清楚指明是其它情况。还应该理解，当在说明书中使用术语“包含”、“包括”时，指明了所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在。

这里参考剖面图描述本发明的实施例，这些剖面图是本发明理想化的实施例(和中间构造)的示意图。因而，由于制造工艺和/或公差而导致的图示的形状不同是可以预见的。因此，本发明的实施例不应解释为限于这里图示的区域的特定形状，而应包括例如由于制造而产生的形状的偏差。图中所示的区域本身仅是示意性的，它们的形状并非用于图示装置的实际形状，并且并非用于限制本发明的范围。

除非另外定义，这里所使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有与本发明所述领域的普通技术人员所通常理解的含义相同的含义。还应当理解，比如在通用的辞典中所定义的那些的术语，应解释为具有与它们在相关领域的环境中的含义相一致的含义，而不应以过度理想化或过度正式的含义来解释，除非在本文中明确地定义。

请参阅图1和图2，本发明较佳实施方式所提供的压力触控感测结构10，其定义有压力触控感测区110，所述压力触控感测区110设置多个凸起11，当压力触控感测区110的某一位置被按压，被按压处的凸起11的相对高度发生变化，所述压力触控感测结构10还包括有至少一个影像辨识镜头13，用于侦测被按压处的凸起11的位置和凸起11的相对高度的变化。

可以理解的，请参阅图3，所述压力触控感测结构10还设置有一处理器17，所述影像辨识镜头13侦测得到的被按压处的凸起11的位置和相对高度的变化的讯息将被传给处理器17进行处理、转换、换算，进而得到压力触控位置和触控压力大小。

请进一步参阅图2，所述多个凸起11设置在一弹性层状物15上，所述多个凸起11相对所述弹性层状物15的一侧凸伸。所述弹性层状物15也设置在所述压力触控感测区110。当压力触控感测区110的某一位置被按压，则所述弹性层状物15会产生一定的挤压变形，进而引起凸起11的相对高度发生改变；当按压被去除，则弹性层状物15恢复原形，进而按压处的凸起11相对高度恢复初始的相对高度。本实施例中，所述多个凸起11与所述弹性层状物15为相同的材质且一体成型。本实施例中，未按压时，每一个凸起11的相对高度是相等的。

本实施例中，所述凸起11的形状为半球状。可以理解的，所述凸起11的形状还可为三角锥状、圆柱等任意规则的立体形状。

请进一步参阅图1和图2，所述压力触控感测结构10还包括设置在所述压力触控感测区110外围的多个按压感测电极20，所述多个按压感测电极20围绕所述弹性层状物15和所述多个凸起11。所述多个按压感测电极20用以侦测压力触控感测结构10是否被按压，并根据侦测到的结果确定是否启动相应的影像辨识镜头13，如果侦测到被按压则启动相应的影像辨识镜头13进行侦测。

如图1所示，所述多个按压感测电极20为首尾依次相连的条状电极。每一影像辨识镜头13对应相邻的两个按压感测电极20相接的区域设置，且相对于所述凸起11具有较小的相对高度。本实施例中，所述多个按压感测电极20为依次首尾相连的四个按压感测电极，对应的所述影像辨识镜头13的数量为四个，每一个影像辨识镜头13设置在相邻的两个按压感测电极20相接的区域。

如图1所示，所述多个按压感测电极20包括第一按压感测电极21、第二按压感测电极22、第三按压感测电极23和第四按压感测电极24，且所述第一按压感测电极21、所述第二按压感测电极22、所述第三按压感测电极23和所述第四按压感测电极24首尾依次相连。所述第一按压感测电极21、所述第二按压感测电极22、所述第三按压感测电极23和所述第四按压感测电极24围绕所述压力触控感测区110。本实施例中，所述压力触控感测区110被划分为相互连接的A、B、C、D四个区域，其中A区域被第一按压感测电极21和第二按压感测电极22围绕，B区域被第一按压感测电极21和第四按压感测电极24围绕，C区域被第二按压感测电极22和第三按压感测电极23围绕，D区域被第三按压感测电极23和第四按压感测电极24围绕。本实施例中，所述压力触控感测区110为矩形的，A、B、C、D四个区域分别为由所述压力触控感测区110划分的四分之一的所述压力触控感测区110且均为矩形的。

如图5所示，施加于所述多个按压感测电极20的电信号为方波交流电信号。当压力触控感测区110被触碰，虽然触摸压力没有直接施加在按压感测电极20上，但触摸压力的分解会影响相应的按压感测电极20的输出电信号，例如，如图5所示，按压感测电极20的输出电信号将改变成为一低电平信号(如零电势信号)。当A区域被触碰，则电信号影响较大的是第一按压感测电极21和第二按压感测电极22；当B区域被触碰，则电信号影响较大的是第一按压感测电极21和第四按压感测电极24；当C区域被触碰，则电信号影响较大的是第二按压感测电极22和第三按压感测电极23，当D区域被触碰，则电信号影响较大的是第三按压感测电极23和第四按压感测电极24。可以理解的，施加于所述按压感测电极20的电信号还可为正弦波、三角波及其它型式的交流电信号。

本实施例中，所述影像辨识镜头13开启的规律是：当A区域被触碰，则设置在第一按压感测电极21和第二按压感测电极22相接区域的影像辨识镜头13开启进行侦测，当B区域被触碰，则设置在第一按压感测电极21和第四按压感测电极24相接区域的影像辨识镜头13开启进行侦测，当C区域被触碰，则设置在第二按压感测电极22和第三按压感测电极23相接区域的影像辨识镜头13开启进行侦测，当D区域被触碰，则设置在第三按压感测电极23和第四按压感测电极24相接区域的影像辨识镜头13开启进行侦测。

可以理解的，所述影像辨识镜头13的开启与否可通过所述处理器17进行控制。另外，所述影像辨识镜头13开启的规律不限于上述的，也可为其他的各种规律。

请进一步参阅图4，应用上述压力触控感测结构10的触控显示装置100，其包括显示面板30。所述压力触控感测结构10层叠在所述显示面板30的一侧。本实施例中，所述压力触控感测结构10层叠在所述显示面板30的下方，所述多个凸起11相对所述弹性层状物15远离所述显示面板30。本实施例中，所述显示面板30包括背板31以及层叠在背板31上的显示模组33，所述背板31用于承载所述显示模组33。所述压力触控感测结构10层叠在所述背板31远离显示模组33的一侧。

如图6所示，所述影像辨识镜头13侦测的是，所述凸起11远离所述弹性层状物15的顶端的相对高度的变化。通常是侦测最低点的凸起11(位于被按压处)的相对高度的变化。本案中的相对高度变化为初始高度减去按压后的高度，例如相对高度为凸起11相对压力触控感测结构10远离所述显示面板30的一平面80(如图4示)的高度。

请参阅图7为所述触控显示装置100对目标位置进行压力感测的工作流程示意。所述按压感测电极20持续侦测触控显示装置100是否被按压；当侦测到被按压，则启动相应的影像辨识镜头13；影像辨识镜头13侦测最低点的凸起11的位置和相对高度的变化；触控显示装置100的处理器17根据接收到的影像辨识镜头13的资讯，进行换算得到压力触控位置和触控压力大小。

本发明的压力触控感测结构通过设置影像辨识镜头侦测被按压位置处的凸起位置和相对高度变化，进行换算得到触摸位置和触摸力；不需要使用电容式触控薄膜，可省除电容式触控薄膜的电容均匀度的产品调适费用；影像辨识镜头性能稳定，不易受温度、ESD等外在因素的改变而影响触控感测效能。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，图示中出现的上、下、左及右方向仅为了方便理解，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种压力触控感测结构，其包括压力触控感测区，其特征在于：所述压力触控感测区设置多个凸起，所述凸起在所述压力触控感测区的对应位置被按压时发生相对高度的变化，所述压力触控感测结构还包括有至少一个影像辨识镜头及处理器，所述至少一个影像辨识镜头用于侦测所述凸起的位置和凸起的相对高度的变化，所述处理器用于根据影像辨识镜头的侦测数据换算得出压力触控位置和触控压力大小。

2.如权利要求1所述的压力触控感测结构，其特征在于，所述压力触控感测结构还包括设置在所述压力触控感测区外围的多个按压感测电极，所述多个按压感测电极围绕所述多个凸起，并用以侦测是否被按压，如果侦测到被按压则启动相应的影像辨识镜头进行侦测。

3.如权利要求2所述的压力触控感测结构，其特征在于，所述多个按压感测电极为依次首尾相连。

4.如权利要求2所述的压力触控感测结构，其特征在于，所述影像辨识镜头设置在每相邻的两个按压感测电极相接的区域。

5.如权利要求2所述的压力触控感测结构，其特征在于，所述多个按压感测电极为依次首尾相连的四个按压感测电极，所述影像辨识镜头的数量为四个，每一个影像辨识镜头设置在每相邻的两个按压感测电极相接的区域。

6.如权利要求5所述的压力触控感测结构，其特征在于，所述多个按压感测电极为首尾依次相连的第一、第二、第三和第四按压感测电极，所述第一、第二、第三和第四按压感测电极围绕所述压力触控感测区，所述压力触控感测区被划分为相互连接的A、B、C、D四个区域，其中A区域被第一按压感测电极和第二按压感测电极围绕，B区域被第一按压感测电极和第四按压感测电极围绕，C区域被第二按压感测电极和第三按压感测电极围绕，D区域被第三按压感测电极和第四按压感测电极围绕；当A区域被触碰，则设置在第一按压感测电极和第二按压感测电极相接区域的影像辨识镜头开启，当B区域被触碰，则设置在第一按压感测电极和第四按压感测电极相接区域的影像辨识镜头开启，当C区域被触碰，则设置在第二按压感测电极和第三按压感测电极相接区域的影像辨识镜头开启，当D区域被触碰，则设置在第三和第四按压感测电极相接区域的影像辨识镜头开启。

7.如权利要求2所述的压力触控感测结构，其特征在于，所述多个凸起设置在一弹性层状物上，所述多个按压感测电极围绕所述弹性层状物。

8.如权利要求7所述的压力触控感测结构，其特征在于，所述多个凸起与所述弹性层状物为相同的材质且一体成型。

9.一种应用权利要求1-8中任意一项的压力触控感测结构的触控显示装置，其包括显示面板，所述压力触控感测结构层叠在所述显示面板的一侧。

10.一种应用权利要求1-8中任意一项的压力触控感测结构进行触控感测的方法，其包括：

按压感测电极持续侦测是否被按压；

当侦测到被按压，则启动相应的影像辨识镜头；

影像辨识镜头侦测最低点的凸起的位置和相对高度的变化；

处理器根据接收到的影像辨识镜头的资讯，进行换算得到压力触控位置和触控压力大小。

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