JP6999617B2 - タッチパネル - Google Patents

タッチパネル Download PDF

Info

Publication number
JP6999617B2
JP6999617B2 JP2019153160A JP2019153160A JP6999617B2 JP 6999617 B2 JP6999617 B2 JP 6999617B2 JP 2019153160 A JP2019153160 A JP 2019153160A JP 2019153160 A JP2019153160 A JP 2019153160A JP 6999617 B2 JP6999617 B2 JP 6999617B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure sensing
touch
force
resistors
sensing unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019153160A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2020030832A (ja
Inventor
フースン チー
ツァイクェイ ウェイ
ツァイジン イェ
フォン チェン
ウェイ ウェイ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TPK Advanced Solutions Inc
Original Assignee
TPK Advanced Solutions Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TPK Advanced Solutions Inc filed Critical TPK Advanced Solutions Inc
Publication of JP2020030832A publication Critical patent/JP2020030832A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6999617B2 publication Critical patent/JP6999617B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0414Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/045Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using resistive elements, e.g. a single continuous surface or two parallel surfaces put in contact
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04105Pressure sensors for measuring the pressure or force exerted on the touch surface without providing the touch position
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412Digitisers structurally integrated in a display

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)

Description

(関連出願の相互参照)
本出願は、参照により本明細書に取り込まれる、2018年8月24日に出願された中国出願番号第201810973194.1号に対する優先権を主張する。
本開示はタッチディスプレイの分野に関し、特に、圧力感知モジュール、タッチパネル、及びタッチパネルの二点タッチ圧力を検出する方法に関する。
近年、タッチパネルは使用の容易さ、直観性、及び柔軟性ゆえ、タブレット、スマートフォン、及びウルトラブック等のパーソナルモバイル通信装置及び統合情報端末にとって主な人間―コンピュータ相互作用手段となっている。
既存のタッチパネルはタッチ面上の位置タッチ、すなわち、X軸及びY軸の位置タッチをサポートすると共に、タッチ面に垂直な、すなわちZ軸の一点タッチ圧力を感知するのみである。
圧力感知モジュールは少なくとも基板と、基板上に形成される感知層とを備える。感知層は複数の圧力感知ユニットを備える。複数の圧力感知ユニットは基板の対称軸に沿って軸対称に設けられ、第1圧力感知領域と第2圧力感知領域とを構成する。圧力感知ユニットは同じ抵抗値を有する4つの抵抗器を備える。4つの抵抗器はホイートストンブリッジを構成し、ホイートストンブリッジにおいては、抵抗器のうち2つの抵抗器のパターン形状が同じ延在方向を有し、互いに隣接していない。
好ましくは、基板は矩形の基板であり、圧力感知ユニットは基板の4つの角に設けられる。角のそれぞれにある圧力感知ユニットは矩形に形成されている。圧力感知ユニットの第1の辺又は第2の辺と基板のX軸方向の辺との間には同じ角度(included angle)αが設けられる。代替的には、圧力感知ユニットの第1の辺又は第2の辺と基板のY軸方向の辺との間には同じ角度αが設けられる。
好ましくは、角度αは35°~55°の範囲内である。
好ましくは、角度αは45°である。
好ましくは、延在方向が同じパターン形状である2つの抵抗器は対角線上に分布している。
好ましくは、延在方向が同じであるパターン形状を有する2つの抵抗器は抵抗器の第1グループと定義され、他の2つの抵抗器は抵抗器の第2グループと定義される。第1グループの抵抗器のパターン形状及び第2グループの抵抗器のパターン形状は延在方向が異なる。
好ましくは、第1グループの抵抗器のパターン形状の延在方向と、第2グループの抵抗器のパターン形状の延在方向とは互いに直交する。
本開示はさらにタッチパネルを提供する。タッチパネルは上記の圧力感知モジュールと、位置情報を検出するよう構成されたタッチ感知ユニットとを備える。
本開示はまた、タッチパネルの二点タッチ圧力を検出する方法を提供し、該方法は、ステップS1:上記のタッチパネルを提供すること、ステップS2:第1のタッチ力Fを第1圧力感知領域に加え第2のタッチ力Fを第2圧力感知領域に加えて第1のタッチ力F及び第2のタッチ力Fのタッチ位置を感知し、それぞれタッチ点の位置情報を取得すること、ステップS3:第1圧力感知領域における圧力感知ユニットの第1の測定値Fと第2圧力感知領域における圧力感知ユニットの第2の測定値Fとをそれぞれ取得し、既知の力Fがタッチパネルに加えられた際、第1圧力感知領域における圧力感知ユニットにより取得された任意のタッチ点における力Fの成分比Kと第2圧力感知領域における圧力感知ユニットにより取得された任意のタッチ点における力Fの成分比Kとを取得すること、及びステップS4:取得された第1のタッチ力F及び第2のタッチ力Fのタッチ点の位置、及び第1の測定値F及び第2の測定値Fに応じて、第1のタッチ力F及び第2のタッチ力Fに対応するタッチ点の成分比K及びKを取り出すことであって、それにより、第1のタッチ力F及び第2のタッチ力Fを算出することを含む。タッチ点の成分比Kは第1圧力感知領域における第1のタッチ力Fのそれぞれ対応するタッチ点の比例成分KA1と、第2圧力感知領域における第2のタッチ力Fのそれぞれ対応するタッチ点の比例成分KA2とを含む。タッチ点の成分比Kは、第1圧力感知領域における第1のタッチ力Fのそれぞれ対応するタッチ点の比例成分KB1と、第2圧力感知領域における第2のタッチ力Fのそれぞれ対応するタッチ点の比例成分KB2とを含む。
=(F*KB2-F*KA2)/(KA1*KB2-KB1*KA2
=(F*KA1-F*KB2)/(KA1*KB2-KB1*KA2
好ましくは、KA1及びKA2の値はX軸座標と多変量曲線の正規相関を有する。KA1及びKA2の値はY軸上で対称である。KA1及びKA2の値は正規化される。
同時に、KB1及びKB2の値はX軸座標と多変量曲線の正規相関を有する。KB1及びKB2の値はY軸上で対称である。KB1及びKB2の値は正規化される。
図1Aは、本開示の少なくとも1つの実施形態にかかる圧力感知モジュールの断面構成図である。 図1Bは、本開示の少なくとも1つの実施形態にかかる圧力感知モジュールの平面構成図である。 図2Aは、本開示の少なくとも1つの実施形態にかかる圧力感知モジュールの圧力感知ユニットの変形構成の構成図である。 図2Bは、本開示の少なくとも1つの実施形態にかかる圧力感知モジュールの圧力感知ユニットの別の変形構成の構成図である。 図2Cは、本開示の少なくとも1つの実施形態にかかる圧力感知モジュールの圧力感知ユニットの別の変形構成の構成図である。 図3Aは、本開示の少なくとも1つの実施形態にかかる圧力感知モジュールの圧力感知ユニットの構成図であり、角度αだけ回転させて基板に配置された様子を示す図である。 図3Bは、図3Aの部分拡大図である。 図4は、本開示の少なくとも1つの実施形態にかかる圧力感知モジュールの変形を示す構成図である。 図5Aは、本開示の少なくとも1つの実施形態にかかる圧力感知モジュールにおける感知ユニットのブリッジ回路の構成図である。 図5Bは、本開示の少なくとも1つの実施形態にかかる圧力感知モジュールにおける等アーム(equal-arm)ブリッジの等価回路図である。 図6Aは、本開示の少なくとも1つの実施形態にかかる圧力感知モジュールにおけるブリッジに含まれる4つの抵抗器のパターン形状及びそれらの配線の構成図である。 図6Bは、図6Aの抵抗器R1の総突出長の概略図である。 図7Aは、本開示の少なくとも1つの実施形態にかかる圧力感知モジュールの変形構成の概略図である。 図7Bは、複数の圧力感知モジュールの接続を示す構成図である。 図8Aは、本開示の少なくとも1つの実施形態にかかるタッチパネルの構成図である。 図8Bは、本開示の少なくとも1つの実施形態にかかるタッチパネルの変形構成の概略図である。 図8Cは、本開示の少なくとも1つの実施形態にかかるタッチパネルの別の変形構成の概略図である。 図8Dは、本開示の少なくとも1つの実施形態にかかるタッチパネルの別の変形構成の概略図である。 図9は、本開示の少なくとも1つの実施形態にかかるタッチパネルの二点タッチ圧力を検出する方法を示すフローチャートである。 図10Aは、タッチパネルの内部圧力感知ユニットの分布を示す構成図である。 図10Bは、タッチパネルの内部タッチ感知ユニットの分布を示す構成図である。 図11Aは、タッチパネルに加えられたタッチ力の構成図である。 図11Bは、加えられたタッチ力を検出するためのタッチパネルの第1圧力感知領域における圧力感知ユニットの構成図である。 図11Cは、タッチパネル上の各タッチ感知ユニットに一定の値の圧力が加えられた場合に、第1圧力感知領域における圧力感知ユニットにより検出される対応するタッチ点の成分比Kの分布を示す構成図である。 図11Dは、タッチパネルの各タッチ感知ユニットに一定の値の圧力が加えられた場合に、第1圧力感知領域における圧力感知ユニットにより検出される対応するタッチ点の成分比KとX軸との間の関係の概略図である。 図11Eは、タッチパネル上の各タッチ感知ユニットに一定の値の圧力が加えられた場合に、第1圧力感知領域における圧力感知ユニットにより検出されるタッチ圧力とY軸との間の機能関係図である。 図11Fは、第1圧力感知領域における圧力感知ユニットにより検出されるタッチ点の成分比KとX軸との間の関係と、タッチ圧力とY軸の関数との積との間の機能関係図である。 図12Aは、加えられたタッチ力を検出するためのタッチパネルの第2圧力感知領域における圧力感知ユニットの構成図である。 図12Bは、タッチパネルの各タッチ感知ユニットに一定の値の圧力が加えられた場合に、第2圧力感知領域における圧力感知ユニットにより検出される対応するタッチ点の成分比Kの分布を示す構成図である。 図12Cは、タッチパネルの各タッチ感知ユニットに一定の値の圧力が加えられた場合に、第2圧力感知領域における圧力感知ユニットにより検出される対応するタッチ点の成分比KとX軸との間の関係を示す概略図である。 図12Dは、タッチパネル上の各タッチ感知ユニットに一定の値の圧力が加えられた場合に、第2圧力感知領域における圧力感知ユニットにより検出されるタッチ圧力とY軸との間の機能関係図である。 図12Eは、第2圧力感知領域における圧力感知ユニットにより検出されるタッチ点の成分比KとX軸との間の関係と、タッチ圧力とY軸の関数との積との間の関係を示す機能関係図である。 図13Aは、タッチパネルの第1圧力感知領域と第2圧力感知領域とにおいてタッチ力を加える様子を示す構成図である。 図13Bは、タッチパネルの第1圧力感知領域と第2圧力感知領域とにおいてタッチ力を加えたテスト結果を示す概略図である。
(詳細な説明)
本開示の目的、技術的解決及び利点をより明確にするために、本開示は、添付の図面及び実施形態を参照することにより以下により詳細に記載される。本明細書に記載する具体的な実施形態は本開示の例示に過ぎず本発明を限定するものではないことを理解されたい。
図1A及び図1Bを参照すると、本開示の少なくとも1つの実施形態にかかる圧力感知モジュール10は、基板11と基板11の表面上に形成される圧力感知層12とを備える。圧力感知層12は、複数の圧力感知ユニット121とボンディングエリア122とを備える。圧力感知ユニット121は長方形の構造又は正方形の構造等の矩形構造であってもよく、圧力感知ユニット121は基板11の表面の上に軸対称に分布されてもよく、基板11は互いに軸対称の2つの圧力感知領域、すなわち第1圧力感知領域112及び第2圧力感知領域113を形成する。第1圧力感知領域112及び第2圧力感知領域113の対称軸はX軸であってもY軸であってもよいが、ここでは限定されない。第1圧力感知領域112の圧力感知ユニット121及び第2圧力感知領域113の圧力感知ユニット121はそれぞれ信号接続線によりボンディングエリア122に接続され、且つボンディングエリア122を介して外部検出回路又はチップに電気的に接続され、それにより圧力を感知することができる。
図2Aを参照すると、基板11は矩形に形成されている。4個の圧力感知ユニット121が基板11の中央の領域に配置され、そのうち2つの圧力感知ユニット121が第1圧力感知領域112に設けられ、その他の2つの圧力感知ユニット121が第2圧力感知領域113に設けられる。第1圧力感知領域112の感知ユニット121と第2圧力感知領域113の感知ユニット121とは基板11のY軸において軸対称である。
図2Bを参照すると、基板11は矩形に形成されており、4個の圧力感知ユニット121が基板11の4つの角に配置され、そのうち2つの圧力感知ユニット121が第1圧力感知領域112に設けられ、その他の2つの圧力感知ユニット121が第2圧力感知領域113に設けられている。第1圧力感知領域112の感知ユニット121と第2圧力感知領域113の感知ユニット121とは基板11のY軸において軸対称である。
図2Cを参照すると、基板11は矩形に形成されており、10個の圧力感知ユニット121が基板11の上に配置され、そのうちの4個の圧力感知ユニット121のうち2つ及び他の2つは基板11の4つの角に対称に設けられ、残りの6個の圧力感知ユニット121は第1圧力感知領域112及び第2圧力感知領域113内に対称に分布している。
図3A-図3Bを参照すると、幾つかの実施形態では、基板11は矩形に形成されており、基板11の4つの角が対応して圧力感知ユニット121を備える場合、基板11の4つの角にある圧力感知ユニット121の第1の辺1211又は第2の辺1212と、基板11のX軸方向の辺との間には同じ角度αがあり、又は基板11の4つの角にある圧力感知ユニット121の第1の辺1211又は第2の辺1212と、基板11のY軸方向の辺との間には同じ角度αがある。角度αは35°~55°の範囲内、好ましくは45°である。角度αで基板11の4つの角に位置する圧力感知ユニット121は、圧力感知ユニット121により検出された任意の二点タッチ圧力値を互いにオフセットしないか又はわずかにオフセットさせるのみである。したがって圧力感知モジュール10は二点タッチ圧力をより正確に測定することができる。
要するに、複数の圧力感知ユニット121はX軸及び/又はY軸方向に沿って基板11上に軸対称に分布していさえすればよく、よって2つの対称に配置された圧力感知領域を画定する。圧力感知ユニット121の数は限定されない。
図4を参照すると、圧力感知モジュール10が指で押圧されると、圧力感知層12上の圧力感知ユニット121が押圧力により変形し、すなわち、体積が変化し、それが圧力感知ユニット121の抵抗に影響を与え、かくして圧力感知ユニット121の抵抗変化が取得され指の押圧力を得ることができる。
図5A-図5Bを参照すると、圧力感知ユニット121はそれぞれ独立して設けられたブリッジ111であり、ブリッジ111は4つの抵抗器から成ってもよい。4つの抵抗器の抵抗値は同じである。4つの抵抗器は、抵抗器R、抵抗器R、抵抗器R、及び抵抗器Rであり、抵抗器Rは抵抗器Rと直列に接続され、抵抗器Rは抵抗器Rと直列に接続され、2つの直列回路は並列に接続されてホイートストンブリッジを形成する。さらに、第1の電源端子は抵抗器Rと抵抗器Rとの間に接続され、接地接続が抵抗器Rと抵抗器Rとの間に接続される。図5Aに示すように、ブリッジ111のC端子とA端子とは信号出力のために増幅器126に接続され、増幅器126は電源の陽極及び陰極に接続されてもよい。
図5Bに示すように、タッチ力が加えられていない場合、ブリッジ111は平衡状態にある。タッチ力が加えられると、押圧位置付近の1つ又は複数のブリッジ111が変形して抵抗値を変化させ、ホイートストンブリッジバランスが崩れ確実に出力電位差信号Uを変化させる(図5Bに示すようにUAC)。異なる圧力は異なる抵抗値に対応し、異なる電位差信号がそれに応じて生成される。したがって、対応する圧力値は、ホイートストンブリッジの電位差信号Uを算出し且つ処理することにより得られる。
抵抗器Rの2つの端子の電圧降下は以下のように表される。
Figure 0006999617000001
抵抗器Rの2つの端子の電圧降下は以下のように表される。
Figure 0006999617000002
ブリッジから出力される電圧Uは以下のように表される。
Figure 0006999617000003
式(3)から、R=Rである場合、ブリッジ111の出力電圧Uは0に等しく、ブリッジ111は平衡状態にあることが分かる。
さらに、平衡状態にあるブリッジ111の各ブリッジアーム抵抗の変化がΔR、ΔR、ΔR、及びΔRであると仮定すると、ブリッジ111の出力電圧Uはさらに以下のように表される。
Figure 0006999617000004
平衡条件R=Rを上記式(4)に代入し、さらに、高次トレース(high-order trace)を省くためにΔRがRよりもはるかに小さいことを考慮すると、ブリッジの出力電圧は以下のように表される。
Figure 0006999617000005
本開示では、ブリッジ111の抵抗の抵抗値は等しく、すなわち、R=R=R=R=Rとなり、したがって上記式(5)はさらに以下のように表される。
Figure 0006999617000006
さらに、ブリッジ111の4つの抵抗器(抵抗器R、抵抗器R、抵抗器R及び抵抗器R)が歪みゲージであり、それらの感度Kが同じである場合、指で圧力感知層12を押した後、指での押圧動作により生じる抵抗変化と対応する抵抗器の初期抵抗値との比と、抵抗器が押された後の歪みとの間の関係は以下の通りである。
△R/R=Kε (7)
上記式(6)を式(7)と組み合わせることにより、ブリッジ111の出力圧力Uはさらに以下のように表すことができる。
Figure 0006999617000007
上記式(8)から分かるように、ブリッジ111の出力電圧Uは4つの抵抗器の歪みに関係する。上記式(8)をさらに単純化するために、ブリッジ111は、パターン形状の延在方向が同じである2つの抵抗器を含む。
図6Aを参照すると、抵抗器Rと抵抗器Rとの両方、及び抵抗器Rと抵抗器Rとの両方がパターン形状の延在方向が同じであるため、ブリッジ111は、延在方向と一致したX方向の歪みとY方向の歪みを有する。ここでの、また以下の記載での延在方向とは、ある方向における抵抗器のパターン形状の総突出長が他の方向における抵抗器のパターン形状の総突出長よりも長く、またその方向が抵抗器のパターン形状の延在方向であることを意味する。
さらに、抵抗器R、抵抗器R、抵抗器R及び抵抗器R間のホイートストンブリッジを形成するために、且つ電気的接続を達成するために、本実施形態では、図6Aに示すように、圧力感知モジュール10はさらにボンディング領域114を備え、抵抗器R、抵抗器R、抵抗器R及び抵抗器Rは独立してボンディング領域114に配線されている。
図6Bを参照して、図6Aに示す抵抗器Rを例として説明する。抵抗器のパターン形状の総突出長は、X方向に沿った総突出長dとY方向に沿った総突出長hとに分けることができ、抵抗器のパターン形状はX方向又はY方向に沿った複数のセグメントに分けられる。図6Bに示すように、X方向に沿った総突出長dは線分d、線分d、線分d、線分d、線分d及び線分dの和に等しく、Y方向に沿った総突出長hは線分h、線分h、線分h、線分h及び線分hの和に等しい。図6Bから分かるように、X方向に沿った総突出長dはY方向に沿った総突出長hよりも長い。したがって、X方向に沿った抵抗器R1の総突出長が位置する方向は抵抗器Rの延在方向Pである。
上記の方法によれば、抵抗器R、抵抗器R及び抵抗器Rに対応する延在方向をそれぞれ得ることができ、具体的なステップについてはここでは再び説明しない。
本開示では、延在方向が同じである2つの抵抗器のパターン形状は隣接して配置されない。すなわち、抵抗器R及び抵抗器Rの延在方向は、X方向に沿った総突出長dが位置する方向であり、抵抗器Rと抵抗器Rとは隣接して配置されない。抵抗器R及び抵抗器Rの延在方向はY方向に沿った総突出長hが位置する方向であり、抵抗器Rと抵抗器Rとは隣接して配置されない。ここにかつ以下に記載する隣接して配置されない2つの抵抗器はX方向又はY方向に沿って隣接して配置されないと理解することができる。
さらに、延在方向が同じであるパターン形状を有する2つの抵抗器は対角線上に配置されている。すなわち、特に、抵抗器R及び抵抗器Rは対角線上に配置され、抵抗器R及び抵抗器Rは対角線上に配置される。
幾つかの好適な実施形態では、延在方向が同じである圧力感知ユニット121(すなわち、ブリッジ111)の2つの抵抗器は抵抗器の第1グループとされ、他の2つの抵抗器は抵抗器の第2グループとされ、第1グループの抵抗器のパターン形状の延在方向は、第2グループの抵抗器のパターン形状の延在方向とは異なる。すなわち、第1グループの抵抗器は抵抗器R及び抵抗器Rを含み、第2グループの抵抗器は抵抗器R及び抵抗器Rを含む。
より好ましくは、第1グループの抵抗器のパターン形状の延在方向と第2グループの抵抗器のパターン形状の延在方向とは互いに直交する。すなわち、抵抗器R及び抵抗器Rのパターン形状の延在方向と抵抗器R及び抵抗器Rのパターン形状の延在方向とは互いに直交する。特に、第1の方向に沿った抵抗器R1と抵抗器Rとのパターン形状の総突出長は第2の方向に沿った抵抗器Rと抵抗器Rとのパターン形状の総突出長よりも大きく、かつ第2の方向に沿った抵抗器Rと抵抗器Rとのパターン形状の総突出長は第1の方向に沿った抵抗器Rと抵抗器Rとのパターン形状の総突出長よりも大きい。ここで、第1の方向と第2の方向とは直交している。
本実施形態では、圧力感知層12の1つの圧力感知ユニット121のみ(すなわち、ブリッジ111)が抵抗器の具体的なレイアウト及び構造的関係を示すために用いられる。実際の応用レベルにおいては、圧力感知層12は異なる抵抗パターン形状又は分布を有する1つ又は複数の圧力感知ユニット121を含んでもよい。
本実施形態では、それぞれの抵抗(抵抗器R、抵抗器R、抵抗器R、及び抵抗器R)は金属ワイヤから構成されてもよい。金属ワイヤの材料は、銅、銀、アルミニウム、金等のうちのいずれか1つ又はそれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない。また、金属ワイヤは、その抵抗変化が主に指で押された後の体積変化によって引き起こされる材料を含み、すなわち、材料はブリッジ111が指によるタッチ力を受けた後の第1の方向及び第2の方向に沿った歪みを感知することができるものである。
図1及び図6Aを参照すると、具体的には、第1の方向はX方向に対応し、第2の方向はY方向に対応する。第1の圧力感知ユニット121(すなわち、ブリッジ111)における4つの抵抗器はアレイ状に配置されており、全てがエッチングによって基板11上に形成される。1つのブリッジ111において、対角線上に配置された2つの抵抗器(すなわち、抵抗器R及び抵抗器R)は第1の方向(X方向)を延在方向とする櫛形形状を採用し、対角線上に配置された他の2つの抵抗器(すなわち、抵抗器R及び抵抗器R)は第2の方向(Y方向)を延在方向とする櫛形形状を採用している。このような設計を採用することにより、X方向及びY方向に沿ったブリッジ111の抵抗値の変化を互いに異ならせることができ、それによりブリッジ111の電圧出力値を大きくすることができる。ブリッジ111における4つの抵抗器は比較的近いため、加熱の度合い及び圧力の度合いが実質的に同じであり、したがって、1つの抵抗器のみが不均一に加熱されたり圧力を受けたりすることが容易ではなくなる。
さらに、図6Aに示すように、櫛形形状の抵抗器間の距離があまりに大きいと、4つの抵抗器に与える温度の影響がばらばらになり、温度により引き起こされる歪みが同じではなくなる。したがって、温度による出力電圧Uはゼロにはならず、ブリッジのバランスに影響を与える。しかしながら、櫛形形状の抵抗器間の距離があまりに小さいと、指により押下された後タッチ力により引き起こされる変化信号の信号対雑音比に影響を与えることになる。したがって、より良い感知効果を得るために、本開示では、抵抗器R、抵抗器R、抵抗器R、及び抵抗器Rの内の2つの隣接する抵抗器のパターン形状の間の距離が0.01mm~2mmの範囲内に維持され、それにより同じ領域での加熱の均一性を向上させる。
本実施形態では、ブリッジ111の抵抗器R、抵抗器R、抵抗器R、及び抵抗器Rの抵抗値が同じであり、また指により押下された際のタッチ力によって引き起こされる抵抗変化及び4つの抵抗器の温度変化が同じであると仮定することにより、式(7)に示したΔR/R=Kε(Kは感度)を用いて、指により押下された後の電気抵抗器R、抵抗器R、抵抗器R及び抵抗器Rにより生じる歪みの関係はε=ε=εかつε=ε=εのように表されることが分かる。したがって、上記式(8)はさらに以下の式に変換される。
Figure 0006999617000008
上記式(9)から分かるように、圧力UBDは測定によって得ることができる。Kは金属ワイヤの材料に関連する抵抗感度である。押下された後のブリッジ111のX方向の歪みはεと表され、押下された後のブリッジ111のY方向の歪みはεと表される。これらの歪みは抵抗歪みゲージの測定により得られる。
上記式(9)により得られるブリッジ111の出力電圧Uは、指によりブリッジ111が押下された後のX方向の歪みεとY方向の歪みεとの間の差の絶対値に関係していることが分かる。
幾つかの実施形態では、ブリッジ111が指によって押圧された後のX方向における歪みεとY方向における歪みεとの間の差を大きくするために、圧力感知層12のアスペクト比はさらに異なるように設定されてもよい。すなわち、X方向に沿った感知層12の長さは、Y方向に沿った感知層12の長さとは異なる。
図7Aと図7Bを参照すると、幾つかの実施形態では、圧力感知モジュール20は、圧力感知ユニット211、選択チップ213、圧力感知回路214、及びタッチ感知回路215を備える。
特に、圧力感知モジュール20では、複数の圧力感知ユニット211が基板(図示せず)の表面上にアレイ状に配置される。圧力感知ユニット211のそれぞれは独立して配置されたブリッジ211であり、ブリッジ211は4つの抵抗器、すなわち抵抗器R1a’、抵抗器R2a’、抵抗器R3a’、及び抵抗器R4a’を備える。4つの抵抗器はボンディング領域212と電気的に接続されさらにボンディング領域212を介して選択チップ213と接続されている。選択チップ213はさらに選択スイッチ(図示せず)を備え、選択スイッチは圧力感知回路214とタッチ感知回路215とに電気的に接続されている。
圧力感知及びタッチ感知を実現するために、好ましくは、スキャンが時分割スキャンにより行われる。すなわち、スキャン期間が圧力感知(すなわち、第1のタイミング)の場合、選択チップ213の選択スイッチが圧力感知回路214をオンにするように切り替わり、その結果抵抗器R1a’、抵抗器R2a’、抵抗器R3a’及び抵抗器R4a’が圧力感知回路214に接続される。指で押された後、抵抗器R1a’、抵抗器R2a’、抵抗器R3a’及び抵抗器R4a’の体積は変化し、それにより歪みと抵抗値が変化し、歪みに応じてタッチ力が感知される。
スキャン期間がタッチ感知(すなわち、第2のタイミング)である場合、選択チップ213内の選択スイッチ(図示せず)はタッチ感知回路215に接続され、これにより抵抗器R1a’、抵抗器R2a’、抵抗器R3a’及び抵抗器R4a’はタッチ感知回路215に電気的に接続され、自己静電容量センシング方式により指の押圧位置を感知する。
さらに、圧力感知モジュールの感知効果を改善するために、図7Bに示すような複数のブリッジ211の配置が提供される。複数のブリッジ211はアレイ状に分布し、基板の1つの表面上にのみ配置される。このような設計により、時分割方式を用いて多点圧力タッチ感知をさらに実現できる。
図8Aを参照すると、本開示の第2の実施形態はタッチパネル100を提供し、タッチパネル100は圧力感知モジュール10、タッチ感知モジュール20、及び表示モジュール30を備える。タッチ感知モジュール20は圧力感知モジュール10と表示モジュール30との間に設けられる。
特に、圧力感知モジュール10は第1の実施形態で提供した圧力感知モジュールと同じ構造及び機能を有する。すなわち、圧力感知モジュール10は、基板11と、基板11の表面上に形成される圧力感知層12とを有する。圧力感知層12は複数の圧力感知ユニット121とボンディングエリア(図示せず)とを備える。複数の圧力感知ユニット121は、基板11の表面上に軸対称に分布している。圧力感知ユニット121はそれぞれ信号接続線によりボンディングエリアに接続され、且つボンディングエリアを介して外部検出回路又はチップに電気的に接続されて圧力の感知が可能になる。
タッチ感知モジュール20は、タッチ基板21とタッチ基板21の表面上に形成されるタッチ感知層22とを備える。タッチ感知層22は、アレイ状に分布したタッチ感知ユニット221を備える。タッチ感知ユニット221はそれぞれ、信号接続線によりボンディングエリア(図示せず)に接続され、且つボンディングエリアを介して外部検出回路又はチップに電気的に接続されてタッチ位置の感知が可能になる。
表示モジュール30は、表示基板31と、表示基板31上に形成される表示層32とを備える。好ましくは、表示モジュール30はOLED表示モジュールである。
図8Bを参照すると、幾つかの実施形態では、表示モジュール30はタッチ感知モジュール20と圧力感知モジュール10との間に設けられる。すなわち、表示モジュール30は、タッチ感知層22から離れたタッチ基板21の辺と圧力感知モジュール10との間に設けられる。好ましくは、表示モジュール30はOLED表示モジュールである。
図8Cを参照すると、幾つかの実施形態では、圧力感知モジュール10は表示モジュール30とタッチ感知モジュール20との間に設けられる。すなわち、圧力感知モジュール10は、表示層32から離れた表示基板31の辺とタッチ感知モジュール20との間に設けられる。好ましくは、表示モジュール30はOLED表示モジュールである。
図8Dを参照すると、幾つかの実施形態では、圧力感知モジュール10は表示モジュール30の下方に設けられ、圧力感知層12とタッチ感知層22とは同じ層に配置されて基板11を共有している。図9を参照すると、本開示の第3の実施形態はタッチパネルの二点タッチ圧力を検出する方法を提供し、この方法は以下のステップを含む。
ステップS1:第1のタッチ力Fが第1圧力感知領域に加えられ第2のタッチ力Fが第2圧力感知領域に加えられ、第1のタッチ力F及び第2のタッチ力Fのタッチ位置を感知し、それぞれタッチ点の位置情報を取得する。
図10Aを参照すると、タッチパネル100が設けられる。タッチパネル100は複数の圧力感知ユニット121を備える。圧力感知ユニット121は基板11に対して軸対称に設けられる。対称軸はX軸であってもY軸であってもよい。圧力感知ユニット121の軸対称の構成はタッチパネル100の第1圧力感知領域112と第2圧力感知領域113とを規定する。すなわち、タッチパネル100はX軸又はY軸に沿って互いに軸対称の第1圧力感知領域112と第2圧力感知領域113とを規定する。
ユーザが第1圧力感知領域112及び第2圧力感知領域113にそれぞれ1本の指でのタッチを行う。すなわち、ユーザが第1圧力感知領域112に第1のタッチ力Fを加え、第2圧力感知領域113に第2のタッチ力Fを加えると、それらタッチ点の位置がそれぞれ得られる。第1圧力感知領域112に働くタッチ点は(X、Y)、すなわち、第1のタッチ力Fのタッチ点の位置は(X、Y)である。第2圧力感知領域113に働くタッチ点は(X、Y)、すなわち、第2のタッチ力Fのタッチ点の位置は(X、Y)である。
ステップS2:第1圧力感知領域における圧力感知ユニットの第1の測定値Fと第2圧力感知領域における圧力感知ユニットの第2の測定値Fがそれぞれ取得される。第1の測定値Fは、第1圧力感知領域112における第1のタッチ力Fの成分FA(component 1)と第1圧力感知領域112における第2のタッチ力Fの成分FB(component 1)との和である。すなわち、F=FA(component 1)+FB(component 1)である。第2の測定値F2は、第2圧力感知領域113における第2のタッチ力Fの成分FB(component 2)と第2圧力感知領域113における第1のタッチ力Fの成分FA(component 2)との和である。すなわち、F=FB(component 2)+FA(component 2)である。
力Fがタッチパネルに加わると、第1圧力感知領域における圧力感知ユニットにより得られる任意のタッチ点における力Fの成分比Kと、第2圧力感知領域における圧力感知ユニットにより得られる任意のタッチ点における力Fの成分比Kは以下の通りとなる。
=FA(component 1)+FB(component 1)=F*KA1+F*KA2 (1)
A1=f(x)*f(y) (2)
A2=f(x)*f(y) (3)
=FB(component 2)+FA(component 2)=F*KB2+F*KB1 (4)
B1=f(x)*f(y) (5)
B2=f(x)*f(y) (6)
すなわち、K=f(x)*f(y)、K=f(x)*f(y)である。
*KA1は、タッチ力Fが座標(X、Y)に加えられた時の第1圧力感知領域における圧力感知ユニットにより得られるタッチ強度である。
*KA2は、タッチ力Fが座標(X、Y)に加えられた時の第1圧力感知領域における圧力感知ユニットにより得られるタッチ強度である。
*KB2は、タッチ力Fが座標(X、Y)に加えられた時の第2圧力感知領域における圧力感知ユニットにより得られるタッチ強度である。
*KB1は、タッチ力Fが座標(X、Y)に加えられた時の第2圧力感知領域における圧力感知ユニットにより得られるタッチ強度である。
は、力Fがタッチパネル上のタッチ感知領域における任意のタッチ点に加えられた時の第1圧力感知領域における圧力感知ユニットにより得られる力Fの成分比である。
は、力Fがタッチパネル上のタッチ感知領域における任意のタッチ点に加えられた時の第2圧力感知領域における圧力感知ユニットにより得られる力Fの成分比である。
タッチ点の成分比Kは、第1圧力感知領域における第1のタッチ力Fのそれぞれ対応するタッチ点の比例成分KA1と、第2圧力感知領域における第2のタッチ力Fのそれぞれ対応するタッチ点の比例成分KA2とを含む。
タッチ点の成分比Kは、第1圧力感知領域における第1のタッチ力Fのそれぞれ対応するタッチ点の比例成分KB1と、第2圧力感知領域における第2のタッチ力Fのそれぞれ対応するタッチ点の比例成分KA2とを含む。図10Bを参照すると、タッチパネルはM*N個のタッチ感知ユニットを含み、タッチ感知ユニットは、タッチ位置を検出するために第1圧力感知領域112及び第2圧力感知領域113にアレイ状に分布する。ユーザの指がタッチパネル上で動く時、対応するタッチ感知ユニットがタッチ感知信号を取得し、タッチ点の位置を得ることができる。ここで、N≧Mであり、N及びMはいずれも正の整数である。
図11A-図11Cを参照すると、タッチパネル上にM*N個のタッチ感知ユニットがアレイ状に分布している。本実施形態では、7x15のアレイに分布したタッチ感知ユニットが例としてあげられ、すなわち、A-G行及び1-15列を有する。
タッチパネル上の各タッチ点に一定の値のタッチ力Fを加えて、第1圧力感知領域112における圧力感知ユニット121により検出された各タッチ点のKA1、KA2と、第2圧力感知領域113における圧力感知ユニット121により検出された各タッチ点のKB1、KB2とを取得する。
特に、図11Bに示すように、第1圧力感知領域112における圧力感知ユニット121が機能する際、一定の値のタッチ力Fがタッチパネルの各タッチ感知ユニットに加えられる。タッチ力Fが対応するタッチ感知ユニットに加えられると、圧力感知ユニット121により検出された圧力値と加えられたタッチ力Fとの比は、タッチ感知ユニットに対応する成分比、すなわち、KA1値又はKA2値となる。すなわち、第1圧力感知領域112におけるタッチ感知ユニットがタッチ力Fで押圧されると、圧力感知ユニット121により検出された圧力値と加えられたタッチ力Fとの比は、対応する位置のKA1である。第2圧力感知領域113におけるタッチ感知ユニットがタッチ力Fで押圧されると、圧力感知ユニット121により検出された圧力値と加えられたタッチ力Fとの比は、対応する位置のKA2である。
図11C-図11Dに示すように、一定の値のタッチ力Fがタッチパネルの各タッチ感知ユニットに加えられると、第1圧力感知領域112の各タッチ感知ユニットの成分比KA1及び第2圧力感知領域113の各タッチ感知ユニットの成分比KA2が得られる。各行のタッチ感知ユニットのKA1及びKA2とX軸座標とは、次の式f(x)を満たす。
(x)=ax+bx+cx+d (7)
ここで、a、b、c、及びdは既知の定数であり、これらの定数は算出プログラムを当てはめることにより取得できる。
行AのKA1及びKA2は行Gに対応するKA1及びKA2とほぼ等しく、いずれもf(x)=a +b +c+dを満たす。
行BのKA1及びKA2は行Fに対応するKA1及びKA2とほぼ等しく、いずれもf(x)=a +b +c+dを満たす。
行CのKA1及びKA2は行Eに対応するKA1及びKA2とほぼ等しく、いずれもf(x)=a +b +c+dを満たす。
行DのKA1及びKA2はf(x)=a +b +c+dを満たす。
すなわち、一定の値のタッチ力Fがタッチパネルの各タッチ感知ユニットに加えられると、第1圧力感知領域112における圧力感知ユニット121により取得される各タッチ感知ユニットの成分比KA1及びKA2は、X軸座標と多変量曲線の正規相関を有する。
図11Eに示すように、各列のタッチ感知ユニットのKA1及びKA2、及びY軸座標は次の式f(y)を満たす。
(y)=Ay+By+C (8)
ここで、A、B、及びCは定数である。これらの定数は算出プログラムを当てはめることにより得られ、f(y)はY軸上で対称である。
さらに、行AのKA1及びKA2と行Dに対応するKA1及びKA2との比はf(y)=A +B+Cを満たす。
行BのKA1及びKA2と行Dに対応するKA1及びKA2はf(y)=A +B+Cを満たす。
行CのKA1及びKA2と行Dに対応するKA1及びKA2はf(y)=A +B+Cを満たす。
すなわち、一定の値のタッチ力Fがタッチパネルの各タッチ感知ユニットに加えられると、第1圧力感知領域112における圧力感知ユニット121により取得されるタッチ感知ユニットの成分比KA1及びKA2はY軸上で対称となり、KA1及びKA2の値は正規化される、すなわち、KA1及びKA2の値はY軸の中央から両側に向かって徐々に減少する。
図11Fを参照すると、上記式(2)及び(3)から、以下のことが分かる。
=f(x)*f(y) (9)
すなわち、KA1=f(x)*f(y)かつKA2=f(x)*f(y)となる。
特に、図12A-図12Bに示すように、第2圧力感知領域113における圧力感知ユニット121が動作する際、一定の値のタッチ力Fがタッチパネルの各タッチ感知ユニットに加えられる。タッチ感知力Fが対応するタッチ感知ユニットに加えられる場合、圧力感知ユニット121により検出された圧力値と加えられたタッチ力Fとの比は、タッチ感知ユニットに対応するタッチ力の成分比、すなわち、KB1値又はKB2値である。すなわち、第1圧力感知領域112におけるタッチ感知ユニットがタッチ力Fで押圧されると、第2圧力感知領域113における圧力感知ユニット121により検出された圧力値と、加えられたタッチ力Fとの比は、対応する位置のKB1となる。第2圧力感知領域113におけるタッチ感知ユニットがタッチ力Fで押圧されると、第2圧力感知領域113における圧力感知ユニット121により検出された圧力値と、加えられたタッチ力Fとの比は対応する位置のKB2となる。
図12Cに示すように、一定のタッチ力Fがタッチパネルの各タッチ感知ユニットに加えられ、第1圧力感知領域112の各タッチ感知ユニットのKB1と第2圧力感知領域113の各タッチ感知ユニットのKB2とが得られる。各行のタッチ感知ユニットのKB1及びKB2、並びにX軸座標は次の式f(x)を満たす。
(x)=ax+bx+cx+d (10)
ここで、a、b、c、及びdは既知の定数であり、これらの定数は算出プログラムを当てはめることにより得られる。
行AのKB1及びKB2は行Gに対応するKB1及びKB2とほぼ等しく、いずれもf(x)=a +b +c+dを満たす。
行BのKB1及びKB2は行Fに対応するKB1及びKB2とほぼ等しく、いずれもf(x)=a +b +c+dを満たす。
行CのKB1及びKB2は行Eに対応するKB1及びKB2とほぼ等しく、いずれもf(x)=a +b +c+dを満たす。
行DのKB1及びKB2はf(x)=a +b +c+dを満たす。
すなわち、一定の値のタッチ力Fがタッチパネルの各タッチ感知ユニットに加えられると、第2圧力感知領域113における圧力感知ユニット121により取得される各タッチ感知ユニットの成分比KB1及びKB2はX軸座標と多変量曲線の正規相関を有する。
図12Dに示すように、同時に、各列のタッチ感知ユニットのKB1及びKB2、ならびにそのY軸は次の式f(y)を満たす。
(y)=Ay+By+C (11)
ここで、A、B、及びCは定数である。これらの定数は算出プログラムを当てはめることにより得られ、f(y)はY軸上で対称である。
行AのKA1及びKA2と行Dに対応するKB1及びKB2との比はf(y)=A+B+Cを満たす。
行BのKB1及びKB2と行Dに対応するKB1及びKB2との比はf(y)=A +B+Cを満たす。
行CのKB1及びKB2と行Dに対応するKB1及びKB2との比はf(y)=A +B+Cを満たす。
すなわち、一定の値のタッチ力Fがタッチパネルの各タッチ感知ユニットに加えられると、第2圧力感知領域113における圧力感知ユニット121により得られるタッチ感知ユニットの成分比KB1及びKB2はY軸上で対称であり、KB1及びKB2の値は正規化される。すなわち、KB1及びKB2の値はY軸の中央から両側に向かって徐々に減少する。
図12Eを参照すると、上記式(5)及び(6)から以下のことが分かる。
=f(x)*f(y) (12)
すなわち、KB1=f(x)*f(y)かつKB2=f(x)*f(y)である。
ステップS3:第1のタッチ力及び第2のタッチ力が、取得された第1のタッチ力F及び第2のタッチ力Fのタッチ点の位置、及び対応する第1の測定値F及び第2の測定値Fに応じて、かつ第1のタッチ力F及び第2のタッチ力Fに対応するタッチ点の成分比K及びKを取り出すことにより算出される。
特に、上記式(1)~(12)から、以下のことが分かる。
=(F*KB2-F*KA2)/(KA1*KB2-KB1*KA2) (13)
=(F*KA1-F*KB2)/(KA1*KB2-KB1*KA2) (14)
=f(x)*f(y)、K=f(x)*f(y)
ここで、KA1=f(x)*f(y)、KB2=f(x)*f(y)、
B1=f(x)*f(y)、KA2=f(x)*f(y)、
(x)=ax+bx+cx+d、f(y)=Ay+By+C、
(x)=ax+bx+cx+d、f(y)=Ay+By+Cである。
図13A-図13Bを参照すると、第1のタッチ力Fが第1圧力感知領域112に加えられ、第2のタッチ力Fが第2圧力感知領域113に加えられる。5組の実験的試験が行われた。ここで第1グループでは、第1のタッチ力Fは0gであり、第2のタッチ力Fは、公差100の等差数列で0gから800gまで変化する。第2グループでは、第1のタッチ力Fは200gであり、第2のタッチ力Fは公差100の等差数列で0gから800gまで変化する。第3グループでは、第1のタッチ力Fは400gであり、第2のタッチ力Fは公差100の等差数列で0gから800gまで変化する。第4グループでは、第1のタッチ力Fは600gであり、第2のタッチ力Fは公差100の等差数列で0gから800gまで変化する。第5グループでは、第1のタッチ力Fは800gであり、第2のタッチ力Fは公差100の等差数列で0gから800gまで変化する。実験結果を図13Bに示す。図13Bから、圧力検出方法は検出精度が高くタッチパネルに加わる力の大きさを正確に得ることが可能であると結論付けることができる。
従来技術と比較すると、本開示により提供される圧力感知モジュールには以下の利点がある。
1.圧力感知層が基板上に形成され、圧力感知層は複数の圧力感知ユニットを備える。圧力感知ユニットは基板のX軸又はY軸に沿って軸対称に分布する。圧力感知ユニットは同じ抵抗を有する4つの抵抗器を備えホイートストンブリッジを構成する。ここで、抵抗器のうち2つの抵抗器のパターン形状は延在方向が同じであり互いに隣接して配置されない。本開示の圧力感知モジュールは、環境(例えば温度要因)の影響下での現行の圧力感知ユニットの押圧力の感知信号の差による押圧力の信号の歪みの問題を効率的に解決することができ、それにより圧力感知モジュールがより正確に二点タッチ圧力を測定することが可能になる。
同時に、本開示は片側ブリッジを採用しており、これにより温度及び他のノイズの問題を克服する助けとなることが可能になる。加えて、片側ブリッジの製造はより単純でより安価である。本開示の圧力感知モジュールはまた、単純な構造及び高い検知精度という利点を有する。
2.基板は矩形に形成されており、圧力感知ユニットは矩形に形成されており、基板の4つの角には圧力感知ユニットが設けられている。基板の4つの角にある圧力感知ユニットの第1の辺又は第2の辺と、基板11のX軸方向の辺との間には同じ角度αがあり、又は基板の4つの角にある圧力感知ユニットの第1の辺又は第2の辺と、基板のY軸方向の辺との間には同じ角度αがある。したがって、圧力感知ユニットにより検出されるいかなる二点タッチ圧力値も互いにオフセットしないか又はわずかにオフセットするのみであり、したがって圧力感知モジュールはより正確に二点タッチ圧力を測定することができる。
3.本開示により提供されるタッチパネルは上述した圧力感知モジュールを有し、これによりタッチパネルに加えられるいかなる二点タッチ圧力をも正確に得ることが可能になる。
4.二点タッチ圧力を検出する方法により、タッチスクリーンのタッチ表面上の両側のタッチ圧力を正確に取得することができる。
上に記載したのは本開示の好適な実施形態に過ぎず、本発明を限定する意図はなく、本開示の趣旨の範囲内におけるいかなる変形、等価物、及び改良も本開示の範囲内にあるものである。

Claims (8)

  1. 圧力感知モジュールと、
    位置情報を検出するように構成されたタッチ感知ユニットと、
    を備える、タッチパネルであって、
    前記圧力感知モジュールは、
    基板と、
    該基板上に形成される感知層であって、前記基板の対称軸に沿って軸対称に設けられる複数の圧力感知ユニットを備え、前記対称軸を境にして第1圧力感知領域と第2圧力感知領域とを構成する、感知層と、を備え、
    前記複数の圧力感知ユニットのうち前記第1圧力感知領域に設けられた複数の圧力感知ユニットを結ぶ線分によって規定される形状は、矩形状ではなく、
    前記圧力感知ユニットはそれぞれ、略同じ抵抗値を有する4つの抵抗器を備え、該4つの抵抗器はホイートストンブリッジとして構成され、抵抗器のうち2つの抵抗器のパターン形状が同じ延在方向を有し互いに隣接しておらず、
    前記圧力感知モジュールは、
    第1のタッチ力F を前記第1圧力感知領域に加え第2のタッチ力F を前記第2圧力感知領域に加えて前記第1のタッチ力F 及び前記第2のタッチ力F のタッチ位置を感知し、それぞれタッチ点の位置情報を取得すること、
    前記第1圧力感知領域における前記圧力感知ユニットの第1の測定値F と前記第2圧力感知領域における前記圧力感知ユニットの第2の測定値F とをそれぞれ取得し、既知の力Fが前記タッチパネルに加えられた際、前記タッチパネルに加えられた前記力Fに対する、前記第1圧力感知領域における前記圧力感知ユニットにより取得された任意のタッチ点における力の割合である、成分比K と、前記タッチパネルに加えられた前記力Fに対する、前記第2圧力感知領域における前記圧力感知ユニットにより取得された任意のタッチ点における力の割合である、成分比K と、を取得すること、及び
    前記取得された第1のタッチ力F 及び前記第2のタッチ力F の前記タッチ点の位置、前記第1の測定値F 及び前記第2の測定値F に応じて、前記第1のタッチ力F 及び前記第2のタッチ力F に対応する前記タッチ点の前記成分比K 及びK を取り出すことであって、それにより前記第1のタッチ力F 及び前記第2のタッチ力F を算出すること、
    を含むことにより、前記タッチパネルの二点タッチ圧力を検出するように構成され、
    前記タッチ点の前記成分比K は、前記第1圧力感知領域における前記第1のタッチ力F のそれぞれ対応するタッチ点の比例成分K A1 と、前記第2圧力感知領域における前記第2のタッチ力F のそれぞれ対応するタッチ点の比例成分K A2 とを含み、
    前記タッチ点の前記成分比K は、前記第1圧力感知領域における前記第1のタッチ力F のそれぞれ対応するタッチ点の比例成分K B1 と、前記第2圧力感知領域における前記第2のタッチ力F のそれぞれ対応するタッチ点の比例成分K B2 とを含み、
    =(F *K B2 -F *K A2 )/(K A1 *K B2 -K B1 *K A2 )、
    =(F *K A1 -F *K B2 )/(K A1 *K B2 -K B1 *K A2 )である、
    タッチパネル。
  2. 前記基板は矩形の基板であり、
    前記圧力感知ユニットは前記基板の4つの角に設けられ、
    前記角のそれぞれに設けられた前記圧力感知ユニットは矩形に形成されており、
    第1の角度は、前記圧力感知ユニットの第1の辺又は第2の辺と、前記基板のX軸方向の辺との間の角度とで同じであり、又は、
    第2の角度は、前記圧力感知ユニットの第1の辺又は第2の辺と、前記X軸方向に直交する前記基板のY軸方向の辺との間の角度とで同じである、
    請求項1に記載のタッチパネル
  3. 前記第1の角度及び前記第2の角度は35°~55°の範囲内である、
    請求項2に記載のタッチパネル
  4. 前記第1の角度及び前記第2の角度は45°である、
    請求項3に記載のタッチパネル
  5. 延在方向が同じであるパターン形状を有する前記2つの抵抗器は対角線上に分布している、
    請求項1~4のいずれか一項に記載のタッチパネル
  6. 延在方向が同じである前記パターン形状を有する前記2つの抵抗器は抵抗器の第1グループと定義され、他の2つの抵抗器は抵抗器の第2グループと定義され、前記第1グループの抵抗器のパターン形状及び前記第2グループの抵抗器のパターン形状は、延在方向が異なる、
    請求項1~4のいずれか一項に記載のタッチパネル
  7. 前記第1グループの抵抗器のパターン形状の延在方向と、前記第2グループの抵抗器のパターン形状の延在方向とは互いに直交する、
    請求項6に記載のタッチパネル
  8. A1及びKA2の値はX軸座標と多変量曲線の正規相関があり、
    前記KA1及びKA2の値は前記X軸に直交するY軸上で対称であり、
    前記KA1及びKA2の値は正規化され、
    B1及びKB2の値は前記X軸座標と多変量曲線の正規相関があり、
    前記KB1及びKB2の値は前記Y軸上で対称であり、
    前記KB1及びKB2の値は正規化される、
    請求項1~7の何れか一項に記載のタッチパネル。
JP2019153160A 2018-08-24 2019-08-23 タッチパネル Active JP6999617B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810973194.1 2018-08-24
CN201810973194.1A CN110858108A (zh) 2018-08-24 2018-08-24 一种压力感测模组、触控面板以及触控面板两点触摸压力检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020030832A JP2020030832A (ja) 2020-02-27
JP6999617B2 true JP6999617B2 (ja) 2022-02-04

Family

ID=69585181

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019153160A Active JP6999617B2 (ja) 2018-08-24 2019-08-23 タッチパネル

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11243633B2 (ja)
JP (1) JP6999617B2 (ja)
CN (1) CN110858108A (ja)
TW (2) TWM588284U (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110858108A (zh) * 2018-08-24 2020-03-03 宸美(厦门)光电有限公司 一种压力感测模组、触控面板以及触控面板两点触摸压力检测方法
KR20200109401A (ko) * 2019-03-12 2020-09-23 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서 및 표시 장치
TWI827364B (zh) * 2022-11-15 2023-12-21 達運精密工業股份有限公司 電子開關裝置及其系統

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013513870A (ja) 2009-12-14 2013-04-22 シナプティクス インコーポレイテッド 複数オブジェクト検知において個々の力を計測するシステムおよび方法
JP2016015181A (ja) 2015-10-29 2016-01-28 Kddi株式会社 押圧の度合いによって異なる機能を発動可能なユーザインタフェース装置、プログラム及び機能発動方法
JP2017511520A (ja) 2014-04-16 2017-04-20 マイクロチップ テクノロジー インコーポレイテッドMicrochip Technology Incorporated タッチおよび力感知表面上のタッチ場所およびそこへの力の決定
US20170329448A1 (en) 2016-05-13 2017-11-16 Shanghai Tianma Micro-electronics Co., Ltd. Display panel
US20180039369A1 (en) 2017-06-30 2018-02-08 Shanghai Tianma Micro-electronics Co., Ltd. Touch display panel and display device
US20180074638A1 (en) 2016-09-14 2018-03-15 Tpk Touch Solutions (Xiamen) Inc. Pressure sensing module and pressure sensing touch control system using the same

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8384687B2 (en) * 2008-08-21 2013-02-26 Denso Corporation Manipulation input apparatus
US8536978B2 (en) * 2010-11-19 2013-09-17 Blackberry Limited Detection of duress condition at a communication device
CN105320354B (zh) * 2015-08-26 2018-11-23 宸鸿科技(厦门)有限公司 一种三维触控装置
CN107315504B (zh) * 2017-06-30 2020-07-24 上海天马微电子有限公司 一种阵列基板、显示面板及显示装置
CN107562276B (zh) * 2017-09-06 2020-08-25 厦门天马微电子有限公司 一种阵列基板、显示面板和显示装置
CN107704134B (zh) * 2017-09-30 2021-04-20 厦门天马微电子有限公司 一种显示面板及显示装置
CN110858108A (zh) * 2018-08-24 2020-03-03 宸美(厦门)光电有限公司 一种压力感测模组、触控面板以及触控面板两点触摸压力检测方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013513870A (ja) 2009-12-14 2013-04-22 シナプティクス インコーポレイテッド 複数オブジェクト検知において個々の力を計測するシステムおよび方法
JP2017511520A (ja) 2014-04-16 2017-04-20 マイクロチップ テクノロジー インコーポレイテッドMicrochip Technology Incorporated タッチおよび力感知表面上のタッチ場所およびそこへの力の決定
JP2016015181A (ja) 2015-10-29 2016-01-28 Kddi株式会社 押圧の度合いによって異なる機能を発動可能なユーザインタフェース装置、プログラム及び機能発動方法
US20170329448A1 (en) 2016-05-13 2017-11-16 Shanghai Tianma Micro-electronics Co., Ltd. Display panel
US20180074638A1 (en) 2016-09-14 2018-03-15 Tpk Touch Solutions (Xiamen) Inc. Pressure sensing module and pressure sensing touch control system using the same
US20180039369A1 (en) 2017-06-30 2018-02-08 Shanghai Tianma Micro-electronics Co., Ltd. Touch display panel and display device

Also Published As

Publication number Publication date
US20200167029A1 (en) 2020-05-28
TWI788588B (zh) 2023-01-01
TW202009678A (zh) 2020-03-01
TWM588284U (zh) 2019-12-21
US11243633B2 (en) 2022-02-08
JP2020030832A (ja) 2020-02-27
CN110858108A (zh) 2020-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI686594B (zh) 壓力感測模組與壓力觸控感測系統
CN107340917B (zh) 一种触控显示面板、触控显示装置及驱动方法
US8937607B2 (en) Capacitive touch panel with dynamically allocated electrodes
CN105975137B (zh) 一种触控显示面板及触控显示装置
US9348470B2 (en) Projected capacitance touch panel with reference and guard electrode
EP3196741B1 (en) Touch screen and touch positioning method therefor, and display device
US10318038B2 (en) Pressure-sensitive touch panel
US10180747B2 (en) Touch display panel having touch electrodes and pressure sensing element and touch display device thereof
TWI607356B (zh) 一種三維觸控裝置
JP6999617B2 (ja) タッチパネル
TWI479399B (zh) 觸摸檢測方法、觸控裝置和可攜式電子設備
KR100921813B1 (ko) 터치 패널 장치 및 이의 접촉위치 검출방법
CN102446045B (zh) 触摸屏面板
CN107621908B (zh) 一种显示面板、显示装置及其压力触控方法
EP2634552B1 (en) Electronic device and method for determining a temperature of an electronic device
US20120007832A1 (en) Touch sensor device
CN107340912B (zh) 触控面板、触控显示装置、触控压力检测方法
CN206378838U (zh) 压力感测模组、压力触控感测系统
KR101146098B1 (ko) 채널분할형 센서패턴을 구비한 터치 스크린
CN107368222B (zh) 一种阵列基板、触控显示面板及其显示装置
CN110275647B (zh) 触控结构及其制作方法、触控装置和触摸定位方法
KR101077298B1 (ko) 터치 스크린의 전극 저항 검사 장치 및 그 방법
KR101553963B1 (ko) 단층 구조의 상호 정전용량방식 터치스크린 장치
CN208796213U (zh) 一种压力感测模组及其触控面板
TWI738438B (zh) 觸控感測器的觸控點感知方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191010

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201125

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201215

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210309

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20210622

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20211018

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20211018

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20211027

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20211102

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20211124

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20211222

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6999617

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150