TWI650693B - 力觸控面板 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種力觸控面板，包含：至少一彈性絕緣物件；以及置於該彈性絕緣物件之一側的一環狀力感測電極，其中該環狀力感測電極包含複數個接點，用於連接到該力觸控面板的一觸控處理裝置。

Description

力觸控面板

本發明係關於壓力偵測，特別係關於壓力觸控的技術。

觸控面板與觸控螢幕已經是現代電子產品中非常重要的輸入介面，但傳統的觸控面板與觸控螢幕只能偵測到接觸到觸控區的物件之位置。對於電容式觸控面板/螢幕而言，很難藉由偵測位置的信號，反推回物件對觸控區所施加的壓力值。

現有觸控面板可以利用物體接近時產生的物理量的變化，例如電容值的變化量，來偵測物體的存在。但是目前大部分的方式僅能偵測出觸控的位置。若能進一步偵測物體施加在觸控面板表面上的壓力，便可依據所測得的壓力值的變化，來產生不同的訊號，提供給電子裝置作為新的功能。現行電容式觸控面板雖可以偵測物體的面積的增加量所產生的電容增加量來估算壓力值，但正確性不佳，容易產生誤判。

因此，亟需一種壓力感測面板與應用該壓力感測面板的電子裝置，能夠正確地偵測到壓力值，還能夠計算出外部物件所施加的壓力重心位置與壓力大小。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控面板，包含：至少一 彈性絕緣物件；以及置於該彈性絕緣物件之一側的一環狀力感測電極，其中該環狀力感測電極包含複數個接點，用於連接到該力觸控面板的一觸控處理裝置。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控面板，包含：一觸控基板；至少一彈性絕緣物件；以及置於該彈性絕緣物件之一側的一環狀力感測電極，其中該環狀力感測電極包含複數個接點，用於連接到該力觸控面板的一觸控處理裝置，該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控處理裝置，用於控制一力觸控面板，該力觸控面板包含至少一彈性絕緣物件以及置於該彈性絕緣物件兩側的一環狀力感測電極與一觸控基板，其中該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側，該觸控基板包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極，該環狀力感測電極包含複數個接點，該觸控處理裝置連接到上述之該複數條第一電極與該複數條第二電極以及該環狀力感測電極所包含的複數個接點，該觸控處理裝置包含至少一驅動電路；至少一量測電路；以及一處理器，該處理器用於：令該驅動電路透過至少一條該第一電極發出驅動信號；令該量測電路自該複數個接點之至少兩個接點量測該力感測電極所感應該驅動信號的力感測量測值；以及比較該複數個力感測量測值與其基準力感測量測值之變化，以計算該力觸控面板所受壓力的位置與大小。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控處理方法，用於控制一力觸控面板，該力觸控面板包含至少一彈性絕緣物件以及置於該彈性絕 緣物件兩側的一環狀力感測電極與一觸控基板，其中該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側，該觸控基板包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極，該環狀力感測電極包含複數個接點，該力觸控處理方法包含：透過至少一條該第一電極發出驅動信號；自該複數個接點之至少兩個接點量測該力感測電極所感應該驅動信號的力感測量測值；以及比較該複數個力感測量測值與其基準力感測量測值之變化，以計算該力觸控面板所受壓力的位置與大小。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控系統，包含：一力觸控面板；以及一觸控處理裝置。該力觸控面板包含至少一彈性絕緣物件以及置於該彈性絕緣物件兩側的一環狀力感測電極與一觸控基板，其中該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側，該觸控基板包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極，該環狀力感測電極包含複數個接點，該觸控處理裝置連接到上述之該複數條第一電極與該複數條第二電極以及該環狀力感測電極所包含的複數個接點，該觸控處理裝置包含至少一驅動電路；至少一量測電路；以及一處理器，該處理器用於：令該驅動電路透過至少一條該第一電極發出驅動信號；令該量測電路自該複數個接點之至少兩個接點量測該力感測電極所感應該驅動信號的力感測量測值；以及比較該複數個力感測量測值與其基準力感測量測值之變化，以計算該力觸控面板所受壓力的位置與大小。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控處理裝置，用於控制一力觸控面板，該力觸控面板包含至少一彈性絕緣物件以及置於該彈性絕緣物件兩側的一環狀力感測電極與一觸控基板，其中該觸控基板與該環狀 力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側，該觸控基板包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極，該環狀力感測電極包含複數個接點，該觸控處理裝置連接到上述之該複數條第一電極與該複數條第二電極以及該環狀力感測電極所包含的複數個接點，該觸控處理裝置包含至少一驅動電路；至少一量測電路；以及一處理器，該處理器用於：令該驅動電路透過該複數接點之至少部分接點發出驅動信號；令該量測電路同時量測該複數條第一電極與該複數條第二電極以得到兩組壹維度感測資訊；以及根據該兩組壹維度感測資訊分別與其基準壹維度感測資訊的變化，以計算該力觸控面板所受壓力的位置與大小。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控處理方法，用於控制一力觸控面板，該力觸控面板包含至少一彈性絕緣物件以及置於該彈性絕緣物件兩側的一環狀力感測電極與一觸控基板，其中該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側，該觸控基板包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極，該環狀力感測電極包含複數個接點，該力觸控處理方法包含：透過該複數接點之至少部分接點發出驅動信號；同時量測該複數條第一電極與該複數條第二電極以得到兩組壹維度感測資訊；以及根據該兩組壹維度感測資訊分別與其基準壹維度感測資訊的變化，以計算該力觸控面板所受壓力的位置與大小。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控系統，包含：一力觸控面板；以及一觸控處理裝置。該力觸控面板包含至少一彈性絕緣物件以及置於該彈性絕緣物件兩側的一環狀力感測電極與一觸控基板，其中該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側，該觸控基板包含 平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極，該環狀力感測電極包含複數個接點，該觸控處理裝置連接到上述之該複數條第一電極與該複數條第二電極以及該環狀力感測電極所包含的複數個接點，該觸控處理裝置包含至少一驅動電路；至少一量測電路；以及一處理器，該處理器用於：令該驅動電路透過該複數接點之至少部分接點發出驅動信號；令該量測電路同時量測該複數條第一電極與該複數條第二電極以得到兩組壹維度感測資訊；以及根據該兩組壹維度感測資訊分別與其基準壹維度感測資訊的變化，以計算該力觸控面板所受壓力的位置與大小。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控面板，包含：一觸控基板，包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極；至少一彈性絕緣物件；以及平行於第一軸的兩條第一力感測電極與平行於第二軸的兩條第二力感測電極，該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控處理裝置，用於控制一力觸控面板，該力觸控面板包含一觸控基板，包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極；至少一彈性絕緣物件；以及平行於第一軸的兩條第一力感測電極與平行於第二軸的兩條第二力感測電極，該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側，該觸控處理裝置連接到上述之該複數條第一電極與該複數條第二電極以及該兩條第一力感測電極與該兩條第二力感測電極，該觸控處理裝置包含至少一驅動電路；至少一量測電路；以及一處理器，該處理器用於：令該驅動電路依序或同時驅動兩條該第一力感測電極；令該量測電路量測最外側的兩 條該第一電極之兩個第一量測值；令該驅動電路依序或同時驅動該第二力感測電極；令該量測電路量測該最外側的兩條該第二電極之兩個第二量測值；以及比較該兩個第一量測值和該兩個第二量測值分別與其基準量測值之變化，以計算該力觸控面板所受壓力的位置與大小。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控處理方法，用於控制一力觸控面板，該力觸控面板包含一觸控基板，包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極；至少一彈性絕緣物件；以及平行於第一軸的兩條第一力感測電極與平行於第二軸的兩條第二力感測電極，該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側，該觸控處理方法包含：依序或同時驅動兩條該第一力感測電極；量測最外側的兩條該第一電極之兩個第一量測值；依序或同時驅動該第二力感測電極；量測該最外側的兩條該第二電極之兩個第二量測值；以及比較該兩個第一量測值和該兩個量測值分別與其基準量測值之變化，以計算該力觸控面板所受壓力的位置與大小。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控系統，包含一力觸控面板與一觸控處理裝置。該力觸控面板包含一觸控基板，包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極；至少一彈性絕緣物件；以及平行於第一軸的兩條第一力感測電極與平行於第二軸的兩條第二力感測電極，該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側，該觸控處理裝置連接到上述之該複數條第一電極與該複數條第二電極以及該兩條第一力感測電極與該兩條第二力感測電極，該觸控處理裝置包含至少一驅動電路；至少一量測電路；以及一處理器，該處理器用於：令 該驅動電路依序或同時驅動兩條該第一力感測電極；令該量測電路量測最外側的兩條該第一電極之兩個第一量測值；令該驅動電路依序或同時驅動該第二力感測電極；令該量測電路量測該最外側的兩條該第二電極之兩個第二量測值；以及比較該兩個第一量測值和該兩個量測值分別與其基準量測值之變化，以計算該力觸控面板所受壓力的位置與大小。

本發明的目的之一，在於提供一種力觸控面板、系統與其觸控處理裝置和方法，用於偵測在力觸控面板之壓力位置與大小。本發明的另一目的，在於偵測力觸控面板之壓力位置與大小之餘，還能夠進行互電容偵測，以找出靠近或接觸該力觸控面板的外部導電物件的位置。

100‧‧‧電容式力觸控面板

110‧‧‧觸控基板

111、111A、111Z‧‧‧第一電極

112、112A、112Z‧‧‧第二電極

120‧‧‧彈性絕緣物件

130A~130D‧‧‧間隔器

140‧‧‧力感測電極

140A、140C‧‧‧第一力感測電極

140B、140D‧‧‧第二力感測電極

142、142A~D‧‧‧接點

200‧‧‧電容式力觸控面板

300‧‧‧電容式力觸控面板

410~430‧‧‧步驟

510~530‧‧‧步驟

610~650‧‧‧步驟

第一圖為根據本發明一實施例的一電容式力觸控面板的一結構示意圖。

第二圖為根據本發明一實施例的一電容式力觸控面板的一結構示意圖。

第三圖為根據本發明一實施例的一電容式力觸控面板的一結構示意圖。

第四圖為根據本發明一實施例的一力觸控處理方法的一流程示意圖。

第五圖為根據本發明一實施例的一力觸控處理方法的一流程示意圖。

第六圖為根據本發明一實施例的一力觸控處理方法的一流程示意圖。

本發明將詳細描述一些實施例如下。然而，除了所揭露的實施例外，本發明亦可以廣泛地運用在其他的實施例施行。本發明的範圍並不受該些實施例的限定，乃以其後的申請專利範圍為準。而為提供更清楚的描述及使熟悉該項技藝者能理解本發明的發明內容，圖示內各部分並沒 有依照其相對的尺寸而繪圖，某些尺寸與其他相關尺度的比例會被突顯而顯得誇張，且不相關的細節部分亦未完全繪出，以求圖示的簡潔。

為了方便說明起見，在本發明中使用觸控面板時，也可以適用於觸控螢幕，反之亦然。當適用於觸控螢幕時，本發明的各式元件可以是透明的，以利使用者觀看觸控螢幕。

本發明的特徵之一，在於藉由電容式觸控面板/螢幕上的電極，偵測接觸物件對面板/螢幕施加的壓力值。請參考第一圖所示，其為根據本發明一實施例的一電容式力觸控面板100的一結構示意圖。在第一圖所示的電容式力觸控面板100可以包含一傳統的觸控基板110，其更包含了平行於第一軸的複數條第一電極111與平行於第二軸的複數條第二電極112。第一圖未顯示的一觸控處理裝置用於連接這些第一電極111與第二電極112，以偵測在觸控面板100之上的近接(靠近或接觸)物件。

本項技術領域的普通技術人員可以理解到互電容偵測原理。觸控處理裝置可以依序令至少一條第一電極111發出某一頻率的驅動信號，並量測複數條第二電極112所感應的信號，判斷是否被外部的近接物件所影響。如果受到近接物件影響的話，則觸控處理裝置可以根據其信號的變化量，判斷出近接物件的位置。

在傳統的觸控基板110的下方，可以包含一彈性的絕緣物件120，該絕緣物件120呈環狀，沿著上述觸控基板110的底面之周緣設置，用於承載觸控基板110，其材質可為透明橡膠或其他彈性絕緣物質。本發明並不限定該絕緣物件120為完整的一環狀體，該絕緣物件120可以包含多段絕緣條，其彈性係數可以相同，也可以不同。

在一實施例中，該絕緣物件120與該觸控基板110之間，還可以包含多個間隔器(spacer)130。如第一圖所示，該電容式力觸控面板100包含了四個間隔器130A至130D。該間隔器130可以是彈性的或硬質不可壓縮的，該間隔器130之形狀不以圖中所示為限。在一實施例中，該絕緣物件120與該些間隔器130是一體成型的。在另一實施例中，亦可省略該些間隔器130。

在絕緣物件120的下方，更包含一環狀的力感測電極140。該力感測電極140用於設置於該觸控基板110的周緣。在一實施例中，該力感測電極140垂直向上投影到該觸控基板110時，其位置和最外側的第一電極111與第二電極112疊合。在另一實施例中，該力感測電極140較最外側的第一電極111與第二電極112更偏外側。

本發明的力感測電極140，可以當作感測器使用，也可以當成是驅動電極使用。在當作感測器使用的實施例中，如第一圖所示，可以從該力感測電極140的四個角落或轉角處拉出至少四個接點142A~D，以連接到上述的觸控處理裝置。

當進行互電容偵測，觸控處理裝置令至少一條第一電極111發出驅動信號時，除了各條第二電極112會感測到驅動信號以外，該力感測電極140同樣也會感應到驅動信號。當近接物件對觸控基板110施加壓力的時候，觸控基板110會向下壓縮間隔器130與彈性絕緣物件120。據此，發出驅動信號的第一電極111與該力感測電極140的距離便會縮短，其感應到的電容性電量就會增大。

在一範例中，當觸控處理裝置令某條第一電極111發出驅動信號時，觸控處理裝置可以分別透過接點142A~D，量測其感應電流。當所 量測到的電流出現特殊變化時，即可以反映出觸控基板110與該力感測電極140的垂直距離發生變化。此外，觸控處理裝置還可以藉由互電容感測與/或其他種感測方式得知近接物件的確切位置。結合位置的資訊與力感測電極140的四周電路所量測到的電流變化值，觸控處理裝置可以進一步計算出近接物件給予觸控基板110的壓力值。

在本實施例中的一範例中，當觸控處理裝置在一次互電容偵測的期間，可能得到力感測電極140的各個接點142的多次偵測值，觸控處理裝置可以對這些偵測值加以平均，或分別加以累計。

在本實施例的一變化中，力感測電極140可以包含更多個線路接點142，如六個或八個等，不限於第一圖所示的四個角落。本領域的普通技術人員可以理解到，更多個線路接點可能得出更精確的壓力值。

在本實施例的另一變化中，觸控處理裝置可以在令最外側的第一電極111發出驅動信號時，才對上述力感測電極140的接點142進行量測。比方說，在令第一條與最後一條第一電極111發出驅動信號時，才對上述力感測電極140的接點142進行量測。

在本實施例的更一變化中，觸控處理裝置可以在令第一條第一電極111發出驅動信號時，對相應的接點142B與142C進行量測。在令最後一條第一電極111發出驅動信號時，對相應的接點142A與142C進行量測。也可以令第一條第一電極111發出驅動信號時，對相應的接點142A與142B進行量測。在令最後一條第一電極111發出驅動信號時，對相應的接點142C與142D進行量測。

前述的實施例示出當該力感測電極140作為感測器使用的情 況，在本發明的另一實施例中，上述的力感測電極140可以用於發出驅動信號。在一範例中，觸控處理裝置可以藉由上述接點142的其中之一或多個接點142令該力感測電極140發出驅動信號。力感測電極140所發出的驅動信號，可以被上述的第一電極111與第二電極112所感應。當近接物件接觸到觸控基板110時，觸控基板110向下壓縮絕緣物件120與/或間隔器130，使得力感測電極140與觸控基板110的距離減少。因此，觸控處理裝置就可以量測到第一電極111與第二電極112所感測到的驅動信號的變化量。此外，觸控處理裝置還可以藉由互電容感測與/或其他種感測方式得知近接物件的確切位置。結合位置的資訊與第一電極111與第二電極112所感測到的驅動信號的變化量，觸控處理裝置可以進一步計算出近接物件給予觸控基板110的壓力值。

在本實施例的一範例中，觸控處理裝置可以將偵測時間分為電容式位置偵測時段與力感測時段。這兩種時段是分時進行的，然而本發明並不限定這兩種時段具有一對一的對應關係。比方說，可以進行三次電容式位置偵測之後，再進行一次力感測時段。也可以在接收到上層作業系統或驅動程式要求之後，觸控處理裝置才將力感測時段加入偵測時段當中。

在本實施例的一變化中，觸控處理裝置在上述兩個時段所發出的驅動信號可以是相同的。在電容式位置偵測時段，將驅動信號分別對至少一條第一電極111發出，由複數條第二電極112負責感測。在力感測時段，觸控處理裝置將驅動信號對力感測電極140發出，由複數條第一電極111與複數條第二電極112負責感測。

在本實施例的一變化中，觸控處理裝置令最外側的兩條第一 電極111與第二電極112負責感測。

雖然在第一圖所示的實施例中，力感測電極140位於該觸控基板110、該間隔器130與絕緣物質120的下方，但在另一實施例中，力感測電極140也可以位於該觸控基板110的上方，與該觸控基板110之間相隔另一絕緣層。由於絕緣層不需要承受近接物件向下壓擠觸控基板110的力道，因此該絕緣層可以不具彈性，或者所具的彈性可以不如絕緣物件120。

當近接物件向下壓擠觸控基板110時，力感測電極140與觸控基板110的距離增加，可以利用此機制，量測力感測電極140所感應的驅動信號的變化量。或者是透過第一電極111與第二電極112量測力感測電極140所發出之驅動信號的變化量。根據變化量與近接物件的位置，觸控處理裝置同樣可以計算出近接物件給予觸控基板110的壓力。

請參考第二圖所示，其為根據本發明一實施例的一電容式力觸控面板200的一結構示意圖。第二圖的視角是從未示出的觸控基板的正上方俯瞰或正下方仰視。可以從第二圖看出，觸控基板包含了最外側的兩條第一電極111A與111Z，分別位於最左側與最右側，觸控基板也包含了最外側的兩條第二電極112A與112Z，分別位於最上側與最下側。

第一電極111A可以由觸控基板的上方連接到觸控處理裝置，第一電極111Z可以由觸控基板的下方連接到觸控處理裝置，第二電極112A可以由觸控基板的右方連接到觸控處理裝置，第二電極112Z可以由觸控基板的左方連接到觸控處理裝置。換言之，在最外側的第一電極111與第二電極112分別向觸控基板的相應一側連接到觸控處理裝置，但本發明並不限定最外側的第一電極111與第二電極112使用第二圖的連接方式。

在第二圖當中，包含四個間隔器130A~D，其位於這四條電極所構成的區域以外的地方。在此實施例中，這四個間隔器130A~D分別位於一條最外側電極的下方。但本發明並不限定間隔器必須一定要位於最外側電極的下方。

第二圖所示出的力感測電極140係環繞在最外側電極所圍出的區域外側。在此實施例中，該力感測電極140正好通過上述四個間隔器130A~D的上方或下方。但本發明並不限定力感測電極140恰好位於間隔器130A~D的上方或下方。

請參考第三圖所示，其為根據本發明一實施例的一電容式力觸控面板300的一結構示意圖。第三圖所示的實施例為第二圖所示實施例的一種變形，上述的力感測電極140包含了四段力感測電極140A~D，分別對應於一條最外側的電極111或112。

當觸控處理裝置令力感測電極140A發出驅動信號時，可以由第一電極111A進行感測；當觸控處理裝置令力感測電極140C發出驅動信號時，可以由第一電極111Z進行感測。由於兩個最外側的第一電極111A與111Z相隔的距離很遠，所以可以同時對力感測電極140A與140C發出驅動信號，也可以同時對最外側的第一電極111A與111Z進行感測。

同樣地，當觸控處理裝置令力感測電極140B發出驅動信號時，可以由第二電極112A進行感測；當觸控處理裝置令力感測電極140D發出驅動信號時，可以由第二電極112Z進行感測。由於兩個最外側的第二電極112A與112Z相隔的距離很遠，所以可以同時對力感測電極140B與140D發出驅動信號，也可以同時對最外側的第二電極112A與112Z進行感測。

在本發明的一實施例中，觸控基板110的形狀並不限於矩形或菱形，而可以是其他形狀，例如圓形與橢圓形等。在此實施例中，絕緣物件120與力感測電極140的形狀可以跟著觸控基板110的形狀而改變。當觸控基板110的形狀改為圓形或橢圓形時，絕緣物件120與力感測電極140的形狀也是相應的圓形或橢圓形。

請參考第四圖所示，其為根據本發明一實施例的一力觸控處理方法的一流程示意圖。第四圖所示之力觸控處理方法，可以適用於第一圖與第二圖所示的結構，由一觸控處理裝置所執行的軟體或硬體加以實現。該觸控處理裝置至少包含一驅動電路、一量測電路與一處理器。該處理器可以執行第四圖所示的流程。值得注意的是，若各個步驟之間沒有因果關係，則本發明並不限定各個步驟的執行順序。步驟之間也可以插入與本發明無關的其他步驟。

步驟410：令該驅動電路透過至少一條該第一電極發出驅動信號。該驅動信號可以和互電容偵測時所發出的驅動信號相同，也可以不同。在一變化中，其中上述之發出驅動信號的第一電極僅為最外側的第一電極。

步驟420：令該量測電路自該複數個接點之至少兩個接點量測該力感測電極所感應該驅動信號的力感測量測值。在一變化中，上述之處理器更用於：將每個該接點所測得之該複數個力感測量測值加以平均

步驟430：比較該複數個力感測量測值與其基準力感測量測值之變化，以計算該力觸控面板所受壓力的位置與大小。

請參考第五圖所示，其為根據本發明一實施例的一力觸控處 理方法的一流程示意圖。第五圖所示之力觸控處理方法，可以適用於第一圖與第二圖所示的結構，由一觸控處理裝置所執行的軟體或硬體加以實現。該觸控處理裝置至少包含一驅動電路、一量測電路與一處理器。該處理器可以執行第五圖所示的流程。值得注意的是，若各個步驟之間沒有因果關係，則本發明並不限定各個步驟的執行順序。步驟之間也可以插入與本發明無關的其他步驟。

步驟510：令該驅動電路透過該複數接點之至少部分接點發出驅動信號。

步驟520：令該量測電路同時量測該複數條第一電極與該複數條第二電極以得到兩組壹維度感測資訊。

步驟530：根據該兩組壹維度感測資訊分別與其基準壹維度感測資訊的變化，以計算該力觸控面板所受壓力的位置與大小。

請參考第六圖所示，其為根據本發明一實施例的一力觸控處理方法的一流程示意圖。第六圖所示之力觸控處理方法，可以適用於第三圖所示的結構，由一觸控處理裝置所執行的軟體或硬體加以實現。該觸控處理裝置至少包含一驅動電路、一量測電路與一處理器。該處理器可以執行第六圖所示的流程。值得注意的是，若各個步驟之間沒有因果關係，則本發明並不限定各個步驟的執行順序。步驟之間也可以插入與本發明無關的其他步驟。

步驟610：令該驅動電路依序或同時驅動兩條該第一力感測電極。上述之兩條第一力感測電極可以是第三圖的力感測電極140A與140C。

步驟620：令該量測電路量測最外側的兩條該第一電極之兩 個第一量測值。上述之外側的兩條該第一電極可以是第三圖的第一電極111A與111Z。

步驟630：令該驅動電路依序或同時驅動該第二力感測電極。上述之兩條第二力感測電極可以是第三圖的力感測電極140B與140D。

步驟640：令該量測電路量測該最外側的兩條該第二電極之兩個第二量測值。上述之外側的兩條該第二電極可以是第三圖的第二電極112A與112Z。

步驟650：比較該兩個第一量測值和該兩個第二量測值分別與其基準量測值之變化，以計算該力觸控面板所受壓力的位置與大小。

總上所述，本發明的特徵之一，在於提供一種電容式力觸控面板與其偵測力的方法。在觸控區邊緣或外側的上方或下方，提供環繞該觸控區的至少一力感測電極。在一實施例中，感測該力感測電極所感應到觸控基板之驅動信號的變化，再根據觸控基板所得出的近接物件的位置，可以計算出近接物件施加於觸控基板的壓力。在另一實施例中，透過觸控基板原有的電極，特別是最外側的電極感測該力感測電極所發出之驅動信號的變化，再根據觸控基板所得出的近接物件的位置，可以計算出近接物件施加於觸控基板的壓力。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控面板，包含：至少一彈性絕緣物件；以及置於該彈性絕緣物件之一側的一環狀力感測電極，其中該環狀力感測電極包含複數個接點，用於連接到該力觸控面板的一觸控處理裝置。

其中上述之力觸控面板緊鄰一觸控基板，該觸控基板與該環 狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側。在一變化中，該力觸控面板更包含複數個間隔器，位於該彈性絕緣物件與該觸控基板之間。在一變化中，該複數個間隔器的彈性係數與該彈性絕緣物件不同。在一變化中，該彈性絕緣物件的形狀與該觸控基板的邊緣形狀一致。

在某一變化中，該觸控基板包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極，該複數條第一電極與該複數條第二電極皆連接至該觸控處理裝置，其中該環狀力感測電極的形狀分別相對於該觸控基板的最外側之兩條該第一電極與最外側之兩條該第二電極。

在某一變化中，該環狀力感測電極的形狀較該觸控基板的最外側之兩條該第一電極與最外側之兩條該第二電極所形成之四邊形投影更大。其中上述之最外側的兩條該第一電極與最外側之兩條該第二電極分別延伸出該觸控基板的四個相應邊。在一變化中，該力觸控面板更包含複數個間隔器，位於該力感測電極與該觸控基板之該第一電極與最外側之兩條該第二電極之間。

其中上述之彈性絕緣物件和該環狀力感測電極的形狀一致。其中上述之彈性絕緣物件包含多段彈性絕緣物件。其中上述之複數個接點位於該環狀力感測電極的轉角處。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控面板，包含：一觸控基板；至少一彈性絕緣物件；以及置於該彈性絕緣物件之一側的一環狀力感測電極，其中該環狀力感測電極包含複數個接點，用於連接到該力觸控面板的一觸控處理裝置，該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側。

在一實施例中，其中上述之觸控基板包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極，該複數條第一電極與該複數條第二電極皆連接至該觸控處理裝置，該環狀力感測電極的形狀分別相對於該觸控基板的最外側之兩條該第一電極與最外側之兩條該第二電極。

在某一變化中，該環狀力感測電極的形狀較該觸控基板的最外側之兩條該第一電極與最外側之兩條該第二電極所形成之四邊形投影更大。其中上述之最外側的該兩條第一電極與最外側之兩條第二電極分別延伸出該觸控基板的四個相應邊。

其中上述之彈性絕緣物件和該環狀力感測電極的形狀一致。其中上述之彈性絕緣物件包含多段彈性絕緣物件。其中上述之複數個接點位於該環狀力感測電極的轉角處。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控處理裝置，用於控制一力觸控面板，該力觸控面板包含至少一彈性絕緣物件以及置於該彈性絕緣物件兩側的一環狀力感測電極與一觸控基板，其中該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側，該觸控基板包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極，該環狀力感測電極包含複數個接點，該觸控處理裝置連接到上述之該複數條第一電極與該複數條第二電極以及該環狀力感測電極所包含的複數個接點，該觸控處理裝置包含至少一驅動電路；至少一量測電路；以及一處理器，該處理器用於：令該驅動電路透過至少一條該第一電極發出驅動信號；令該量測電路自該複數個接點之至少兩個接點量測該力感測電極所感應該驅動信號的力感測 量測值；以及比較該複數個力感測量測值與其基準力感測量測值之變化，以計算該力觸控面板所受壓力的位置與大小。

其中上述之處理器更用於：令該驅動電路輪流透過該複數條第一電極發出該驅動信號；每當一條該第一電極發出該驅動信號時，令該量測電路同時量測該複數條第二電極的感測值，以得到一貳維度感測資訊；並且依據該貳維度感測資訊與一基準貳維度感測資訊，得到近接該力觸控面板之外部導電物件的位置。在一變化中，其中上述之處理器更用於：將每個該接點所測得之該複數個力感測量測值加以平均。

其中上述之發出驅動信號的第一電極僅為最外側的第一電極。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控處理方法，用於控制一力觸控面板，該力觸控面板包含至少一彈性絕緣物件以及置於該彈性絕緣物件兩側的一環狀力感測電極與一觸控基板，其中該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側，該觸控基板包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極，該環狀力感測電極包含複數個接點，該力觸控處理方法包含：透過至少一條該第一電極發出驅動信號；自該複數個接點之至少兩個接點量測該力感測電極所感應該驅動信號的力感測量測值；以及比較該複數個力感測量測值與其基準力感測量測值之變化，以計算該力觸控面板所受壓力的位置與大小。

該力觸控處理方法更包含：輪流透過該複數條第一電極發出該驅動信號；每當發出該驅動信號時，同時量測該複數條第二電極的感測值，以得到一貳維度感測資訊；並且依據該貳維度感測資訊與一基準貳維 度感測資訊，得到近接該力觸控面板之外部導電物件的位置。在一變化中，其中上述之力觸控處理方法更包含：將每個該接點所測得之該複數個力感測量測值加以平均。

其中上述之發出驅動信號的第一電極僅為最外側的第一電極。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控系統，包含：一力觸控面板；以及一觸控處理裝置。該力觸控面板包含至少一彈性絕緣物件以及置於該彈性絕緣物件兩側的一環狀力感測電極與一觸控基板，其中該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側，該觸控基板包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極，該環狀力感測電極包含複數個接點，該觸控處理裝置連接到上述之該複數條第一電極與該複數條第二電極以及該環狀力感測電極所包含的複數個接點，該觸控處理裝置包含至少一驅動電路；至少一量測電路；以及一處理器，該處理器用於：令該驅動電路透過至少一條該第一電極發出驅動信號；令該量測電路自該複數個接點之至少兩個接點量測該力感測電極所感應該驅動信號的力感測量測值；以及比較該複數個力感測量測值與其基準力感測量測值之變化，以計算該力觸控面板所受壓力的位置與大小。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控處理裝置，用於控制一力觸控面板，該力觸控面板包含至少一彈性絕緣物件以及置於該彈性絕緣物件兩側的一環狀力感測電極與一觸控基板，其中該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側，該觸控基板包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極，該環狀力感測電極包 含複數個接點，該觸控處理裝置連接到上述之該複數條第一電極與該複數條第二電極以及該環狀力感測電極所包含的複數個接點，該觸控處理裝置包含至少一驅動電路；至少一量測電路；以及一處理器，該處理器用於：令該驅動電路透過該複數接點之至少部分接點發出驅動信號；令該量測電路同時量測該複數條第一電極與該複數條第二電極以得到兩組壹維度感測資訊；以及根據該兩組壹維度感測資訊分別與其基準壹維度感測資訊的變化，以計算該力觸控面板所受壓力的位置與大小。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控處理方法，用於控制一力觸控面板，該力觸控面板包含至少一彈性絕緣物件以及置於該彈性絕緣物件兩側的一環狀力感測電極與一觸控基板，其中該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側，該觸控基板包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極，該環狀力感測電極包含複數個接點，該力觸控處理方法包含：透過該複數接點之至少部分接點發出驅動信號；同時量測該複數條第一電極與該複數條第二電極以得到兩組壹維度感測資訊；以及根據該兩組壹維度感測資訊分別與其基準壹維度感測資訊的變化，以計算該力觸控面板所受壓力的位置與大小。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控系統，包含：一力觸控面板；以及一觸控處理裝置。該力觸控面板包含至少一彈性絕緣物件以及置於該彈性絕緣物件兩側的一環狀力感測電極與一觸控基板，其中該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側，該觸控基板包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極，該環狀力感測電極包含複數個接點，該觸控處理裝置連接到上述之該複數條第 一電極與該複數條第二電極以及該環狀力感測電極所包含的複數個接點，該觸控處理裝置包含至少一驅動電路；至少一量測電路；以及一處理器，該處理器用於：令該驅動電路透過該複數接點之至少部分接點發出驅動信號；令該量測電路同時量測該複數條第一電極與該複數條第二電極以得到兩組壹維度感測資訊；以及根據該兩組壹維度感測資訊分別與其基準壹維度感測資訊的變化，以計算該力觸控面板所受壓力的位置與大小。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控面板，包含：一觸控基板，包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極；至少一彈性絕緣物件；以及平行於第一軸的兩條第一力感測電極與平行於第二軸的兩條第二力感測電極，該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側。

其中上述之兩條第一力感測電極的位置相對於最外側的兩條該第一電極，其中上述之兩條第二力感測電極的位置相對於最外側的兩條該第二電極。

其中上述之兩條第一力感測電極的位置較最外側的兩條該第一電極更外側，其中上述之兩條第二力感測電極的位置較最外側的兩條該第二電極更外側。在一變化中，最外側的該兩條第一電極與最外側之兩條第二電極分別延伸出該觸控基板的四個相應邊。在一變化中，該力觸控面板更包含複數個間隔器，分別位於兩條該第一力感測電極與最外側之兩條該第二電極之間以及位於兩條該第二力感測電極與最外側之兩條該第一電極之間。

其中上述之彈性絕緣物件和該環狀力感測電極的形狀一 致。其中上述之彈性絕緣物件包含多段彈性絕緣物件。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控處理裝置，用於控制一力觸控面板，該力觸控面板包含一觸控基板，包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極；至少一彈性絕緣物件；以及平行於第一軸的兩條第一力感測電極與平行於第二軸的兩條第二力感測電極，該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側，該觸控處理裝置連接到上述之該複數條第一電極與該複數條第二電極以及該兩條第一力感測電極與該兩條第二力感測電極，該觸控處理裝置包含至少一驅動電路；至少一量測電路；以及一處理器，該處理器用於：令該驅動電路依序或同時驅動兩條該第一力感測電極；令該量測電路量測最外側的兩條該第一電極之兩個第一量測值；令該驅動電路依序或同時驅動該第二力感測電極；令該量測電路量測該最外側的兩條該第二電極之兩個第二量測值；以及比較該兩個第一量測值和該兩個第二量測值分別與其基準量測值之變化，以計算該力觸控面板所受壓力的位置與大小。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控處理方法，用於控制一力觸控面板，該力觸控面板包含一觸控基板，包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極；至少一彈性絕緣物件；以及平行於第一軸的兩條第一力感測電極與平行於第二軸的兩條第二力感測電極，該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側，該觸控處理方法包含：依序或同時驅動兩條該第一力感測電極；量測最外側的兩條該第一電極之兩個第一量測值；依序或同時驅動該第二力感測電極；量測該最外側的兩條該第二電極之兩個第二量測值；以及比較該兩個第一 量測值和該兩個量測值分別與其基準量測值之變化，以計算該力觸控面板所受壓力的位置與大小。

在一實施例中，本發明提供一種力觸控系統，包含一力觸控面板與一觸控處理裝置。該力觸控面板包含一觸控基板，包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極；至少一彈性絕緣物件；以及平行於第一軸的兩條第一力感測電極與平行於第二軸的兩條第二力感測電極，該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側，該觸控處理裝置連接到上述之該複數條第一電極與該複數條第二電極以及該兩條第一力感測電極與該兩條第二力感測電極，該觸控處理裝置包含至少一驅動電路；至少一量測電路；以及一處理器，該處理器用於：令該驅動電路依序或同時驅動兩條該第一力感測電極；令該量測電路量測最外側的兩條該第一電極之兩個第一量測值；令該驅動電路依序或同時驅動該第二力感測電極；令該量測電路量測該最外側的兩條該第二電極之兩個第二量測值；以及比較該兩個第一量測值和該兩個量測值分別與其基準量測值之變化，以計算該力觸控面板所受壓力的位置與大小。

Claims (9)

1. 一種力觸控面板，緊鄰一觸控基板，其中該觸控基板包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極，該力觸控面板包含：至少一彈性絕緣物件；以及置於該彈性絕緣物件之一側的一環狀力感測電極，其中該環狀力感測電極包含複數個接點，用於連接到該力觸控面板的一觸控處理裝置，其中該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側，該環狀力感測電極的形狀較該觸控基板的最外側之兩條該第一電極與最外側之兩條該第二電極所形成之四邊形投影更大。
2. 一種力觸控面板，緊鄰一觸控基板，其中該觸控基板包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極，該力觸控面板包含：至少一彈性絕緣物件；以及置於該彈性絕緣物件之一側的一環狀力感測電極，其中該環狀力感測電極包含複數個接點，用於連接到該力觸控面板的一觸控處理裝置，其中該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側，其中上述之最外側的兩條該第一電極與最外側之兩條該第二電極分別延伸出該觸控基板的四個相應邊。
3. 一種力觸控面板，緊鄰一觸控基板，其中該觸控基板包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極，該力觸控面板包含：至少一彈性絕緣物件；複數個間隔器；置於該彈性絕緣物件之一側的一環狀力感測電極，其中該環狀力感測電極包含複數個接點，用於連接到該力觸控面板的一觸控處理裝置，其中該觸控基板與該環狀力感測電極位於該彈性絕緣物件之兩側，該複數個間隔器位於該環狀力感測電極與該觸控基板之該第一電極與最外側之兩條該第二電極之間。
4. 如申請專利範圍第3項之力觸控面板，其中該複數個間隔器的彈性係數與該彈性絕緣物件不同。
5. 如申請專利範圍第1-3項當中任一項之力觸控面板，其中該彈性絕緣物件的形狀與該觸控基板的邊緣形狀一致。
6. 如申請專利範圍第1-3項當中任一項之力觸控面板，其中該觸控基板包含平行於第一軸的複數條第一電極與平行於第二軸的複數條第二電極，該複數條第一電極與該複數條第二電極皆連接至該觸控處理裝置。
7. 如申請專利範圍第1-3項當中任一項之力觸控面板，其中上述之彈性絕緣物件和該環狀力感測電極的形狀一致。
8. 如申請專利範圍第1-3項當中任一項之力觸控面板，其中上述之彈性絕緣物件包含多段彈性絕緣物件。
9. 如申請專利範圍第1-3項當中任一項之力觸控面板，其中上述之複數個接點位於該環狀力感測電極的轉角處。