TWI764705B

TWI764705B - 具壓力感測之觸控辨識方法

Info

Publication number: TWI764705B
Application number: TW110115989A
Authority: TW
Inventors: 李尚禮; 李�浩
Original assignee: 意象無限股份有限公司
Priority date: 2021-05-04
Filing date: 2021-05-04
Publication date: 2022-05-11
Also published as: TW202244695A

Abstract

一種具壓力感測之觸控辨識方法，包括：通過控制器，提供一第一驅動訊號至複數條第二投射式電容電極，以執行一觸控位置量測；以及通過控制器，提供一第二驅動訊號至複數條第二壓力電極，以執行一觸控壓力量測；其中，執行觸控壓力量測的步驟包括：執行一基底設定量測，以產生一基底訊號；執行一壓力掃描量測，以產生一量測訊號，其中量測訊號與基底訊號產生一差值；判斷差值與一預設值；以及，當差值大於預設值時，將差值輸出轉換為一壓力感測訊號。

Description

具壓力感測之觸控辨識方法

本發明關於一種觸控辨識方法，特別是關於一種具有壓力感測之觸控辨識方法。

觸控面板或觸控螢幕是主要的現代人機介面之一，作為一種位置辨識裝置，能夠巧妙的結合輸入和顯示介面，故具有節省裝置空間和操作人性化的優點，目前已非常廣泛應用在各式消費性或者工業性電子產品上。舉例：個人數位助理(personal digital assistant，PDA)、掌上型電腦(palm-sized PC)、平板電腦(tablet computer)、行動電話(mobile phone)、資訊家電(Information Appliance)、銷售櫃員機(Point-Of-Sale，POS)等裝置上。

隨著觸控辨識裝置廣泛應用在各式電子產品上，為了進一步提升人機介面的多元使用體驗，更加新穎地是在觸控辨識裝置的原有觸控功能上增加壓力感測的功能。目前具有壓力感測的觸控辨識裝置至少包括一觸控感測模組及一壓力感測模組，其中觸控感測模組包括一組觸控面板及一觸控控制器，壓力感測模組則包括一組壓力感測器及一壓力控制器。

然而，觸控面板加上壓力感測器會使得整體觸控辨識裝置之尺寸增加，與目前產品趨向便攜化的特性大相逕庭。此外，為了達成觸控面板加入壓力辨識的功能，通常需要同時使用兩種控制器才能使得觸控辨識裝置具有壓力感測之功能，將會造成整體產品成本提高。此外，一般的壓力感測模組需要外加在觸控面板的邊緣，亦造成機構組裝的困難。

鑑於上述發明背景，本發明通過採用單一控制器來提供不同的驅動訊號給投射式電容電極及壓力電極，可以有效降低整體成本以及達到模組薄型化的需求，並且將前述壓力感測模組與觸控面板結合在一起，容易機構組裝。另外，通過觸控壓力量測的不同感測方法之設計，可以加快壓力感測的判定及穩定度。

為了達到上述之一或部份或全部目的或是其他目的，本發明實施例提供一種具壓力感測之觸控辨識方法，其中觸控辨識方法通過一觸控辨識裝置執行，觸控辨識裝置包括複數條第一投射式電容電極及與其交錯排列的複數條第二投射式電容電極，複數條第一壓力電極(Dummy)及面對其設置之複數條第二壓力電極(Glass)，以及一控制器訊號連接複數條第一投射式電容電極、複數條第二投射式電容電極、複數條第一壓力電極及複數條第二壓力電極。

觸控辨識方法包括：通過控制器，提供一第一驅動訊號至複數條第二投射式電容電極，以執行一觸控位置量測；以及通過控制器，提供一第二驅動訊號至複數條第二壓力電極，以執行一觸控壓力量測；其中，執行觸控壓力量測的步驟包括：執行一基底設定量測，以產生一基底訊號；執行一壓力掃描量測，以產生一量測訊號，其中量測訊號與基底訊號產生一差值；判斷差值與一預設值；以及，當差值大於預設值時，將差值輸出轉換為一壓力感測訊號。在一實施例中，觸控壓力量測及觸控位置量測可同時進行或交替地進行。

在一實施例中，執行觸控位置量測更包括：當觸控辨識裝置受到該指向元件觸控時，產生一觸控位置訊號；以及，控制器通過複數條第一投射式電容電極接收觸控位置訊號。其中，差值是由觸控位置訊號判定的一位置上所讀取的量測訊號及基底訊號所產生。

在一實施例中，差值是由每一第二壓力電極(Glass)上所讀取的量測訊號及基底訊號所產生。

在一實施例中，執行基底設定量測的步驟更包括：於觸控辨識裝置未受到任何觸控按壓的一狀態下，執行一第一量測循環，第一量測循環包括：將全部的複數條第二投射式電容電極、複數條第一壓力電極(Dummy)及複數條第二壓力電極(Glass)切換至一接地狀態(零電位)；將全部的複數條第二壓力電極切換至一浮接狀態(floating)；執行一第一充電動作，以將該複數條第二壓力電極中欲量測者充電至一穩定狀態；以及，執行一第一量測動作，以量測複數條第二壓力電極中已充電者，並紀錄為基底訊號。在一實施例中，執行第一充電動作及該第一量測動作之步驟，可以同時實施於全部的複數條第二壓力電極。在一實施例中，執行該第一充電動作及該第一量測動作之步驟，可以採用循序切換實施於該複數條第二壓力電極，包括：將複數條第二壓力電極中已量測完成者切換至接地狀態後，切換至浮接狀態；以及，再將下一個該複數條第二壓力電極中欲量測者充電至穩定狀態，始繼續執行第一量測動作。在一實施例中，基底訊號是全部的複數條第二壓力電極之平均值。在另一實施例中，基底訊號是執行多次的第一量測循環後每一第二壓力電極之平均值。

在一實施例中，執行壓力掃描量測的步驟更包括執行一第二量測循環，包括：將全部的複數條第二投射式電容電極、複數條第一壓力電極(Dummy)及複數條第二壓力電極(Glass)切換至一接地狀態(零電位)；將全部的複數條第二壓力電極切換至一浮接狀態(floating)；執行一第二充電動作，以將複數條第二壓力電極中欲量測者充電至一穩定狀態；以及，執行一第二量測動作，以量測複數條第二壓力電極中已充電者，並紀錄為量測訊號。在一實施例中，執行第二充電動作之步驟同時實施於全部的複數條第二壓力電極，以及第二量測動作之步驟同時實施於全部的該複數條第二壓力電極。在另一實施例中，執行第二充電動作來逐一循序充電該複數條第二壓力電極，以及第二量測動作來逐一循序量測複數條第二壓力電極，包括：將複數條第二壓力電極中已量測完成者切換至接地狀態後，切換至浮接狀態；以及，再將下一個複數條第二壓力電極中欲量測者充電至穩定狀態，始繼續執行第二量測動作。在一實施例中，複數條第二壓力電極中欲量測者包括其鄰近一部分的複數條第二壓力電極，執行第二充電動作來分區循序充電複數條第二壓力電極，以及第二量測動作來分區循序量測複數條第二壓力電極，包括：將複數條第二壓力電極中已量測完成部分切換至接地狀態後，切換至該浮接狀態；以及，再將下一組複數條第二壓力電極中欲量測部分者充電至該穩定狀態，始繼續執行該第二量測動作。

在一實施例中，執行該基底設定量測的步驟更包括：於觸控辨識裝置未受到任何觸控按壓的一狀態下，執行一第三量測循環，第三量測循環包括：將全部的複數條第二投射式電容電極、複數條第一壓力電極(Dummy)及該複數條第二壓力電極(Glass)切換至一接地狀態(零電位)；將全部的複數條第二壓力電極(Glass)切換至一浮接狀態(floating)；執行一第三充電動作，以將該複數條第二壓力電極(Glass)中欲量測者充電至一穩定狀態(Vref)；以及，執行一第三量測動作，依次量測該複數條第一壓力電極(Dummy)，以取得一初始位置並紀錄為該基底訊號。在一實施例中，執行第三充電動作及第三量測動作之步驟，分別循序切換實施於複數條第二壓力電極及該複數條第一壓力電極，以完成全面的訊號(電壓)讀取，包括：將複數條第二壓力電極中已量測完成者切換至接地狀態後，切換至浮接狀態；以及，再下一個複數條第二壓力電極中欲量測者充電至穩定狀態，始繼續執行該第三量測動作。在一實施例中，基底訊號是全部的初始位置之平均值。在另一實施例中，基底訊號是執行多次的該第三量測循環後每一初始位置之平均值。

在一實施例中，執行壓力掃描量測的步驟更包括執行一第四量測循環，其中該第四量測循環包括：將全部的該複數條第二投射式電容電極、該複數條第一壓力電極(Dummy)及該複數條第二壓力電極(Glass)切換至一接地狀態(零電位)；將全部的複數條第二壓力電極切換至一浮接狀態(floating)；執行一第四充電動作，以將該複數條第二壓力電極中欲量測者充電至一穩定狀態；以及，執行一第四量測動作，以量測複數條第一壓力電極(Dummy)，以紀錄為量測訊號。在一實施例中，執行第四充電動作來逐一循序充電該複數條第二壓力電極(Glass)，以及第四量測動作來逐一循序量測複數條第一壓力電極(Dummy)，以完成全面的訊號(電壓)讀取，包括：將複數條第二壓力電極中已量測完成者切換至接地狀態後，切換至浮接狀態；以及，再將下一個複數條第二壓力電極中欲量測者充電至穩定狀態，始繼續執行第四量測動作。在一實施例中，複數條第一壓力電極中被區分數個部分，複數條第二壓力電極中欲量測者包括其鄰近一部分的複數條第二壓力電極，執行第二充電動作來分區循序充電複數條第二壓力電極，以及第二量測動作來分區循序量測數個部分之複數條第一壓力電極，包括：將複數條第二壓力電極中已量測完成部分切換至接地狀態後，切換至浮接狀態；以及，再將下一組複數條第二壓力電極中欲量測部分者充電至穩定狀態，始繼續執行第四量測動作。

在一實施例中，前述觸控辨識方法更包括：將全部的複數條第二投射式電容電極、複數條第一壓力電極(Dummy)及複數條第二壓力電極(Glass)切換至一接地狀態(零電位)；將全部的複數條第二壓力電極切換至一浮接狀態(floating)；依據執行觸控位置量測所得到一觸控位置訊號判定的一區域，於該區域下執行觸控壓力量測；執行一第五充電動作，以將該區域下複數條第二壓力電極中欲量測者充電至一穩定狀態；以及，執行一第五量測動作，以量測該複數條第二壓力電極中已充電者，並紀錄為該量測訊號。在一實施例中，執行第五充電動作及該第五量測動作之步驟，可以採用循序切換實施於該區域下複數條第二壓力電極，包括：將複數條第二壓力電極中已量測完成者切換至接地狀態後，切換至浮接狀態；以及，再將下一個該區域下複數條第二壓力電極中欲量測者充電至穩定狀態，始繼續執行第五量測動作。

在一實施例中，前述觸控辨識方法更包括：將全部的複數條第二投射式電容電極、複數條第一壓力電極(Dummy)及複數條第二壓力電極(Glass)切換至一接地狀態(零電位)；將全部的複數條第二壓力電極切換至一浮接狀態(floating)；依據執行觸控位置量測所得到一觸控位置訊號判定的一區域，於該區域下執行該觸控壓力量測；執行一第六充電動作，以將該區域下該複數條第二壓力電極中欲量測者充電至一穩定狀態；以及，執行一第六量測動作，依次量測該區域下複數條第一壓力電極(Dummy)，以紀錄為量測訊號。在一實施例中，執行第六充電動作及第六量測動作之步驟，分別循序切換實施於該區域下複數條第二壓力電極及複數條第一壓力電極，包括：將複數條第二壓力電極中已量測完成者切換至接地狀態後，切換至浮接狀態；以及，再將該區域下下一個複數條第二壓力電極中欲量測者充電至穩定狀態，始繼續執行第六量測動作。

100:觸控辨識裝置

101、102:PET膜層

110:保護層

120:第一投射式電容電極

130(A、B、C、D):第二投射式電容電極(圖案層)

140(a、b、c、d):第一壓力電極

150(I、II、III、IV):第二壓力電極

160:隔離點

170:隔絕層

V:隔離空間

P、Q:重疊處

S100~S340:步驟

圖1為本發明實施例中一種觸控辨識裝置之截面示意圖。

圖1A及1B為圖1中觸控辨識裝置之局部結構俯視圖的兩種實施例。

圖2為本發明實施例中一種具壓力感測之觸控辨識方法的流程示意圖。

圖3為圖2中步驟S310所執行的基底設定量測的流程示意圖。

圖4為圖2中步驟S320所執行的壓力掃描量測之量測循環的流程示意圖。

圖5為圖2中步驟S320所執行的壓力掃描量測採用分區之量測循環的流程示意圖。

圖6為圖2中採用步驟S200取得的位置資訊來執行步驟S320的壓力掃描量測之量測循環的流程示意圖。

有關本發明前述及其他技術內容、特點與功效，在以下配合參考圖式之一較佳實施例的詳細說明中，將可清楚的呈現。以下實施例中所提到的方向用語，例如：上、下、左、右、前或後等，僅是用於參照隨附圖式的方向。因此，該等方向用語僅是用於說明並非是用於限制本發明。

本發明實施例揭露一種具壓力感測之觸控辨識方法，此方法通過一觸控辨識裝置100執行，如圖1所示，是本發明實施例中觸控辨識裝置100之示意圖。觸控辨識裝置100包括一控制器(未圖示)、一保護層(Cover glass)110、複數條第一投射式電容電極(PCAP electrode)120、複數條第二投射式電容電極(PCAP electrode)130、複數條第一壓力電極(Dummy electrode)140及複數條第二壓力電極(Glass electrode)150。在一較佳實施例中，觸控辨識裝置100更包括複數個隔離點(Dot spacer)160及一隔絕層(Force resist glass)170。

於本實施例中，第一投射式電容電極120可以是感測電極，其位於保護層110之一側。第二投射式電容電極130則是驅動電極，與第一投射式電容電極120交錯排列，且與第一投射式電容電極120位於保護層110之同一側但不同層。第一壓力電極140與第二投射式電容電極130交錯排列，且兩者位於同一層。其中，第一投射式電容電極120可利用透明導電材料(ITO)圖案化形成於PET膜層101上，第二投射式電容電極130及第一壓力電極140亦可利用透明導電材料(ITO)圖案化形成於PET膜層102，兩者為不重疊的圖案化互補設計，而使得兩者位於同一PET膜層102上。

第二壓力電極150面對第一壓力電極140而設置。隔絕層170 相對第一壓力電極140與第二投射式電容電極130，位於第二壓力電極150之另一側。其中，第二壓力電極(Glass electrode)150可以由玻璃基板形成，將透明導電材料(ITO)直接圖案化於玻璃基板上，形成具有玻璃基板之第二壓力電極(Glass electrode)150，則可減少隔絕層170之設置。在另一實施例中，採用另一玻璃基板作為隔絕層170，第二壓力電極150則利用透明導電材料(ITO)圖案化形成於玻璃基板170上。

在一較佳實施例中，隔離點160設置對應於第二投射式電容電極130，且位於隔絕層170與第二投射式電容電極130之間，或位於第一壓力電極140與第二壓力電極150之間。由於第一壓力電極140與第二壓力電極150在沒有任何外力施加於觸控辨識裝置100時需保持隔離，隔離的方式是使用面板周邊的雙面膠及面板中間分布的隔離點160。隔離點160用以界定出一隔離空間V，以避免第一壓力電極140與第二壓力電極150之間相互接觸，而產生誤觸。

請參照圖1A及1B，為圖1中觸控辨識裝置100之局部結構俯視圖的兩種實施例。為了方便示意說明，圖1A及圖1B僅表現出第二投射式電容電極圖案層130、第一壓力電極層140、第二壓力電極層150的圖案形式及其配置關係。於圖1A的實施例中，第二投射式電容電極圖案層130(A、B、C、D)及第一壓力電極層140(a、b、c、d)採縱向排列，第二壓力電極層150(I、II、III、IV)中的電極則採橫向排列，因此第一壓力電極層140與第二壓力電極層150形成複數個交叉重疊處P、Q等。於圖1B的實施例中，第二投射式電容電極圖案層130(A、B、C、D)、第一壓力電極層140(a、b、c、d)、第二壓力電極層150(I、II、III、IV)中的電極串皆採縱向排列，由於第二壓力電極層150(I、II、III、IV)重疊於第一壓力電極層140(a、b、c、d)，俯視觀察圖1B時無法看到第二壓力電極層150(I、II、III、IV)，因此圖1B將第二壓力電極層150(I、II、III、IV)向下拉出繪製，以方便理解其設置。

控制器(未圖示)訊號連接複數條第一投射式電容電極120、複數條第二投射式電容電極130、複數條第一壓力電極140及複數條第二壓力電極150，並且用以提供一第一驅動訊號給複數條第二投射式電容電極130，及提供一第二驅動訊號給複數條第二壓力電極150。在本發明實施例中，控制器可同時提供或交替地提供第一驅動訊號及第二驅動訊號，以同時或交替地執行一觸控位置量測及一觸控壓力量測。

請參考圖2，是本發明實施例中觸控辨識裝置100所執行的具壓力感測之觸控辨識方法S100，觸控辨識裝置100如前所述，包括複數條第一投射式電容電極及與其交錯排列的複數條第二投射式電容電極，複數條第一壓力電極及面對其設置之複數條第二壓力電極，觸控辨識方法S100之步驟包括：

步驟S200：通過上述控制器，提供一第一驅動訊號至複數條第二投射式電容電極(或稱為PCAP驅動電極)，以執行一觸控位置量測。當觸控辨識裝置受到指向元件觸控時，產生一觸控位置訊號；以及，控制器通過複數條第一投射式電容電極(或稱PCAP感測電極)接收觸控位置訊號。

步驟S300：通過控制器，提供一第二驅動訊號(例如一參考電壓Vref)至複數條第二壓力電極(Glass electrode)，以執行一觸控壓力量測。

在一實施例中，觸控辨識方法S100可同時進行一觸控位置量測S200及一觸控壓力量測S300。在另一實施例中，觸控辨識方法S100不同時而採用交替式進行一觸控位置量測S200及一觸控壓力量測S300；也就是說，進行觸控壓力量測(Force measurement)的時機，與進行觸控位置量測(PCAP measurement)的時間點恰好相反。

執行上述觸控壓力量測S300的步驟包括：

步驟S310：執行一基底設定量測(Base setting)，以產生一基底訊號；

步驟S320：執行一壓力掃描量測(Force scanning)，以產生一量測訊號，其中量測訊號與基底訊號產生一差值(diff)。在一實施例中，差值是由每一第二壓力電極(Glass electrode)上所讀取的量測訊號及基底訊號所產生。在另一實施例中，差值是由步驟S200中觸控位置訊號判定的一位置上所讀取的量測訊號及基底訊號所產生。

步驟S330：判斷步驟S320所得到的差值與一預設值。在一實施例中，預設值的設定可以根據以下條件來調整：1.足以產生確認效果的最小壓力值；2.可以區別壓力位置(考慮按壓時對按壓位置周邊所產生的電容變化)；3.材料與製程的差異所造成的影響(如基板的硬度、貼合膠的彈性、硬度、ITO的均勻性等)；4.依據基底訊號值的改變，進行對應的調整。

步驟S340：當差值大於或等於預設值時，將差值轉換為一壓力感測訊號，再向裝置系統輸出此壓力感測訊號。不過，當差值小於預設值時，於裝置系統中記錄為無按壓訊號。

在一實施例中，執行前述觸控壓力量測S300時，若控制器接收輸出壓力感測訊號，則步驟S200接收觸控位置訊號；或者，若控制器未接收輸出壓力感測訊號，則步驟S200拒絕接收觸控位置訊號。在另一實施例中，當複數條第二壓力電極分成數個區，執行前述觸控壓力量測S300時，若控制器接收到某一區之壓力感測訊號輸出，則步驟S200接收該區之觸控位置訊號；或者，若未接收到某一區之壓力感測訊號輸出，則步驟S200拒絕該區之觸控位置訊號。

在另一實施例中，執行前述觸控壓力量測S300時，當採用分條循序掃描，則可做更精確的壓力訊號與觸控訊號的對應。當控制器接收到第一壓力電極中其一條與第二壓力電極中其一條之壓力感測訊號，則接收對應該條第一壓力電極與該條第二壓力電極的位置上的觸控位置訊號；或者，當控制器未接收到該壓力感測訊號，則拒絕該位置上的該觸控位置訊號。舉例來說，以圖1A所示，當觸控位置相對應的第N條壓力電極收到壓力感測訊號時，才接受該觸控位置訊號。

在一實施例中，如圖3所示，上述步驟S310所執行的基底設定量測(Base setting)採用自電容(Self capacitive)感測，包括步驟S311-S314：

步驟S311：於觸控辨識裝置未受到任何觸控按壓的一狀態下，執行一量測循環。其中，觸控辨識裝置未受到任何觸控按壓的狀態可以是在出廠前、系統組裝完成時初次開機前或是使用一段時間後確認無任何指向元件按壓觸控辨識裝置時等。量測循環之步驟包括：

步驟S312：將全部的複數條第二投射式電容電極(PCAP驅動電極)、複數條第一壓力電極(Dummy electrode)及複數條第二壓力電極(Glass electrode)切換至一接地狀態(零電位)；並且，前述全部的複數條第二壓力電極(Glass electrode)接地後切換至一浮接狀態(floating)；

步驟S313：執行一第一充電動作，以將複數條第二壓力電極中欲量測者充電至一穩定狀態(例如一參考電壓Vref)。在本實施例中，量測方法採用自電容(Self capacitive)感測，因此接續步驟S314進行。

步驟S314：執行一第一量測動作，以量測複數條第二壓力電極中已充電者的電壓，並將電壓值紀錄為基底訊號。其中，第二壓力電極中未充電者則要接地。

在一實施例中，執行上述步驟S313的第一充電動作及步驟S314的第一量測動作之步驟，可以同時實施於全部的複數條第二壓力電極，以完成全部的第二壓力電極的電壓讀取。也就是說，將所有的第二壓力電極中充電至穩定狀態，再同時量測所有已完成充電的第二壓力電極的電壓，並將電壓值紀錄為基底訊號。

在另一實施例中，執行上述步驟S313的第一充電動作及步驟S314的第一量測動作之步驟中，可以採用循序切換實施於複數條第二壓力電極，以完成全部第二壓力電極(Glass electrode)的電壓讀取，包括：將第二壓力電極中已量測完成者切換至接地狀態後，再切換回浮接狀態；再將下一個欲量測的第二壓力電極中充電至穩定狀態，始繼續量測已完成充電的第二壓力電極的電壓，並將電壓值紀錄為基底訊號。

通過上述步驟S314所得到的全部第二壓力電極的的電壓讀值，會經過處理而記錄為基底訊號。在一實施例中，將全部第二壓力電極的電壓讀值之平均值作為基底訊號。在另一實施例中，執行多次的量測循環後，取得每一第二壓力電極之電壓讀值的平均值作為基底訊號。

如圖3所示，上述步驟S310所執行的基底設定量測(Base setting)也可以採用互電容(Mutual capacitive)感測，包括步驟S311-S313及 S315：

步驟S313：執行一第三充電動作，以將複數條第二壓力電極中欲量測者充電至一穩定狀態(例如一參考電壓Vref)。在本實施例中，量測方法採用互電容(Mutual capacitive)感測，因此接續步驟S315進行。

步驟S315：執行一第三量測動作，依次量測第一壓力電極(Dummy electrode)，以取得一初始位置並紀錄為基底訊號。

在一實施例中，執行上述步驟S313的第三充電動作及步驟S315的第三量測動作之步驟，可以先將所有的第二壓力電極中充電至穩定狀態，再同時量測所有第一壓力電極的電壓，並將電壓值紀錄為基底訊號。其中，第二壓力電極中未充電者及未要量測電壓者則切換至浮接狀態。

在另一實施例中，執行上述步驟S313的第三充電動作及步驟S315的第三量測動作之步驟中，分別循序切換實施於第二壓力電極(Glass electrode)及第一壓力電極(Dummy electrode)，以完成全面的訊號(電壓)讀取，包括：將第二壓力電極中已量測完成者切換至接地狀態後，再切換回浮接狀態；再下一個第二壓力電極中欲量測者充電至該穩定狀態，始繼續執行第三量測動作，依次量測第一壓力電極(Dummy electrode)的電壓，以取得一初始位置及其電壓值並紀錄為基底訊號。

通過上述步驟S315所得到的全部第一壓力電極的電壓讀值，會經過處理而記錄為基底訊號。在一實施例中，將全部初始位置對應的電壓讀值之平均值作為基底訊號。在另一實施例中，執行多次的量測循環後，取得每一初始位置對應之電壓讀值的平均值作為基底訊號。

在第一實施例中，如圖4所示，圖2中步驟S320所執行的壓力掃描量測(Force Scanning)採用自電容(Self capacitive)感測的量測循環，量測循環包括步驟S321-S324：

步驟S321：將全部的複數條第二投射式電容電極(PCAP驅動電極)、複數條第一壓力電極(Dummy electrode)及複數條第二壓力電極(Glass electrode)切換至一接地狀態(零電位)；並且，前述全部的複數條第二壓力電極(Glass electrode)接地後切換至一浮接狀態(floating)；

步驟S322：執行一第二充電動作，以將第二壓力電極中欲量測者充電至一穩定狀態(例如一參考電壓Vref)。在本實施例中，量測方法採用自電容(Self capacitive)感測，因此接續步驟S323進行。

步驟S323：執行一第二量測動作，以量測第二壓力電極中已充電者並讀取其電壓，並紀錄為量測訊號。

在一實施例中，執行上述步驟S322的第二充電動作及步驟S323的第二量測動作之步驟，可以同時實施於全部的複數條第二壓力電極，以完成全部的第二壓力電極的電壓讀取。也就是說，將所有的第二壓力電極中充電至穩定狀態，再同時量測所有已完成充電的第二壓力電極的電壓，並將電壓值紀錄為量測訊號。

在另一實施例中，執行上述步驟S322的第二充電動作來逐一循序充電第二壓力電極，以及上述S323的第二量測動作來逐一循序量測第二壓力電極，以完成全部第二壓力電極(Glass electrode)的電壓讀取，包括：將第二壓力電極中已量測完成者切換至接地狀態後，再切換至浮接狀態；以及，再將下一個第二壓力電極中欲量測者充電至穩定狀態，始繼續量測已完成充電的第二壓力電極的電壓，並將電壓值紀錄為量測訊號。

步驟S324：差值(diff)是由每一第二壓力電極(Glass electrode)上所讀取的量測訊號及基底訊號所產生，將每一個第二壓力電極讀取的量測訊號分別與其於步驟S310所得到的基底訊號比較，以形成每一個第二壓力電極的差值(diff)。再回到圖2中的步驟S330，進行判斷差值與預設值。

如圖4所示，圖2中步驟S320所執行的壓力掃描量測(Force Scanning)也可以採用互電容(Mutual capacitive)感測的量測循環，量測循環包括步驟S321-S322及S325-S326：

步驟S322：執行一第四充電動作，以將第二壓力電極中欲量測者充電至一穩定狀態(例如一參考電壓Vref)。在本實施例中，量測方法採用互電容(Mutual capacitive)感測，因此接續步驟S325進行。

步驟S325：執行一第四量測動作，依次量測第一壓力電極(Dummy electrode)，以取得一位置並紀錄為量測訊號。

在一實施例中，執行步驟S322的第四充電動作來逐一循序充電第二壓力電極(Glass electrode)，以及步驟S325的第四量測動作來逐一循序量測第一壓力電極(Dummy electrode)，以完成全面的訊號(電壓)讀取，包括：將第二壓力電極中已量測完成者切換至接地狀態後，切換至浮接狀態；以及，再將下一個第二壓力電極中欲量測者充電至穩定狀態，始繼續執行第四量測動作，依次量測第一壓力電極(Dummy electrode)的電壓，以取得其位置並紀錄為量測訊號。

步驟S326：差值是由步驟S200中觸控位置訊號判定的一位置上所讀取的量測訊號及基底訊號所產生；或是，配合圖1A說明，由於驅動第二壓力電極150(I、II、III、IV)並量測第一壓力電極140(a、b、c、d)時，可感測兩者的交叉處P或Q等而得知其位置。將每一個位置讀取的量測訊號分別與步驟S310所得到的基底訊號比較，以形成每一個位置的差值(diff)。再回到圖2中的步驟S330，進行判斷差值與預設值。

在第二實施例中，如圖5所示，圖2中步驟S320所執行的壓力掃描量測(Force Scanning)採用分區且自電容(Self capacitive)感測的量測循環，量測循環S320A包括步驟S321、S322A-S324A：

步驟S322A：將複數條第二壓力電極分區(sector-D)後，執行第二充電動作，來分區循序充電第二壓力電極(sector-D)；也就是說，同時將數個第二壓力電極中欲量測部分者(sector-D)充電至一穩定狀態(例如一參考電壓Vref)。其中，第二壓力電極中欲量測部分者(sector-D)包括其相鄰近部分的複數條第二壓力電極，如圖1A中第二壓力電極150(II)之相鄰電極I或III，並可視為區域驅動(sector drive)。在本實施例中，量測方法採用自電容(Self capacitive)感測，因此接續步驟S323A進行。

步驟S323A：執行第二量測動作，來分區循序量測第二壓力電極中已充電者(sector-D)並讀取其電壓，並紀錄為量測訊號。

在本實施例中，通過分區循序量測，以完成全部第二壓力電極(Glass electrode)的電壓讀取，包括：將第二壓力電極中已量測完成部分區域切換至接地狀態後，切換至浮接狀態；再將下一組複數條第二壓力電極中欲量測部分區域充電至穩定狀態，始繼續執行第二量測動作，以量測已完成充電區域的第二壓力電極的電壓，並將電壓值紀錄為量測訊號。

步驟S324A：差值(diff)是由每一區域的第二壓力電極(Glass electrode)上所讀取的量測訊號及基底訊號所產生，將每一區域的第二壓力電極讀取的量測訊號分別與其對應於步驟S310所得到的基底訊號比較，以形成每一區域的第二壓力電極的差值(diff)。其中，步驟S310所得到的基底訊號亦可採用上述分區量測方法來讀取，因此計算差值(diff)時，可以選擇採用先前逐一得到的基底訊號值或是分區量測方法所得到的基底訊號值。在一較佳實施例中，上述量測訊號也會經過訊號處理，可以採用以下方式之一或混合處理：1.讀取分區量測掃描所得到每一第二壓力電極的量測訊號後，計算其平均值、找出其最大、最小值及中位數等統計數值，以該數值作為採用分區量測掃描得到量測訊號之代表數，與其對應的基底訊號進行比較，以得到差值(diff)；2.讀取分區量測掃描所得到每一第二壓力電極的量測訊號值，分別與其對應的基底訊號比較取得差值(diff)，再計算差值(diff)的平均值、找出其最大、最小值及中位數等統計數值，以該數值作為代表的差值(diff)。再回到圖2中的步驟S330，進行判斷差值與預設值。

如圖5所示，圖2中步驟S320所執行的壓力掃描量測(Force Scanning)採用分區且互電容(Mutual capacitive)感測的量測循環，量測循環S320A包括步驟S321、S322A、S325A-S326A：

步驟S322：將複數條第二壓力電極分區(sector-D)後，執行第四充電動作，來分區循序充電第二壓力電極(sector-D)；也就是說，同時將數個第二壓力電極中欲量測部分者(sector-D)充電至一穩定狀態(例如一參考電壓Vref)。其中，第二壓力電極中欲量測部分者(sector-D)包括其相鄰近部分的複數條第二壓力電極，如圖1A中第二壓力電極150(II)之相鄰電極I或III，並可視為區域驅動(sector drive)。在本實施例中，量測方法採用互電容(Mutual capacitive)感測，因此接續步驟S325A進行。

步驟S325A：將複數條第一壓力電極(Dummy electrode)中區分成數個部分(sector-S)，執行第四量測動作，依次量測第一壓力電極，或是將分區後的第一壓力電極(sector-S)，進行循序分區讀取其電壓，以取得一位置並紀錄為量測訊號。

在本實施例中，通過分區循序量測，以完成全部第二壓力電極(Glass electrode)的電壓讀取，包括：將第二壓力電極中已量測完成部分(sector-D)切換至接地狀態後，切換回到浮接狀態；以及，再將下一組第二壓力電極中欲量測部分者(sector-D)充電至穩定狀態，始繼續執行第四量測動作，循序分區量測第一壓力電極(sector-S)的電壓，以取得其位置並紀錄為量測訊號。

步驟S326A：差值是由步驟S200中觸控位置訊號判定的一位置(範圍)上所讀取的量測訊號及其基底訊號所產生；或是，配合圖1A說明，由於驅動部分第二壓力電極150(I、II、III、IV)並量測部分第一壓力電極140(a、b、c、d)時，可感測兩者的交叉處P或Q等而得知其位置(範圍)。將每一位置(範圍)讀取的量測訊號分別與步驟S310所得到的基底訊號比較，以形成每一位置(範圍)的差值(diff)。其中，步驟S310所得到的基底訊號亦可採用上述分區量測方法來讀取，因此計算差值(diff)時，可以選擇採用先前逐一得到的基底訊號值或是分區量測方法所得到的基底訊號值。再回到圖2中的步驟S330，進行判斷差值與預設值。

在第三實施例中，如圖6所示，圖2中步驟S320所執行的壓力掃描量測(Force Scanning)係採用步驟S200取得的位置資訊再進行自電容(Self capacitive)感測的量測循環，量測循環S320B包括步驟S321、S322B、S323-S324：

步驟S322B：依據執行步驟S200中觸控位置量測所得到一觸控位置訊號判定的一區域，於該區域下進行本量測循環。也就是說，根據觸控位置量測(PCAP偵測程序)驅動第二投射式電容電極並進行測得到的觸控位置訊號(PCAP驅動電極)，來決定欲進行量測之第二壓力電極的範圍；執行一第五充電動作，以將該區域下複數條第二壓力電極中欲量測者充電至一穩定狀態(例如一參考電壓Vref)。如圖1A所示，假設該區域包括P及Q，則先將第二壓力電極I充電到穩定狀態。在本實施例中，量測方法採用自電容(Self capacitive)感測，因此接續步驟S323進行。

步驟S323：執行一第五量測動作，以量測上述第二壓力電極中已充電(部分)者，並紀錄為量測訊號。在本實施例中，執行步驟S322B之第五充電動作及步驟S323之第五量測動作，可以採用循序切換實施於該區域下複數條第二壓力電極，包括：將第二壓力電極中已量測完成者切換至接地狀態後，切換至浮接狀態；以及，再將下一個該區域下第二壓力電極中欲量測者充電至穩定狀態，始繼續執行第五量測動作。

繼續步驟S322B中以圖1A為範例，先將第二壓力電極I充電到穩定狀態；量測上述已充電之第二壓力電極I的電壓後；將將已量測完成之第二壓力電極I接地後切換至浮接狀態，再將第二壓力電極III充電至穩定狀態後進行讀取。

步驟S324：差值(diff)是由前面程序取得的每一第二壓力電極(Glass electrode)上的量測訊號及基底訊號所產生，將每一個第二壓力電極讀取的量測訊號分別與其於步驟S310所得到的基底訊號比較，以形成每一個第二壓力電極的差值(diff)。再回到圖2中的步驟S330，進行判斷差值與預設值。當diff值超過預設的threshold時，確認該位置有觸控，如步驟S340以輸出壓力感測訊號；不過，當差值(diff)小於預設值時，排除該觸控位置量測程序(PCAP)取得之位置訊號。

如圖6所示，圖2中步驟S320所執行的壓力掃描量測(Force Scanning)係採用步驟S310取得的位置資訊再進行互電容(Mutual capacitive)感測的量測循環，量測循環S320B包括步驟S321、S322B、S325-S326：

步驟S322B：依據執行步驟S200中觸控位置量測所得到一觸控位置訊號判定的一區域，於該區域下進行本量測循環。也就是說，根據觸控位置量測(PCAP偵測程序)驅動第二投射式電容電極並進行測得到的觸控位置訊號(PCAP驅動電極)，來決定欲進行量測之第二壓力電極的範圍；執行一第六充電動作，以將該區域下複數條第二壓力電極中欲量測者充電至一穩定狀態(例如一參考電壓Vref)。如圖1A所示，假設該區域包括P及Q，則先將第二壓力電極I充電到穩定狀態。在本實施例中，量測方法採用互電容(Mutual capacitive)感測，因此接續步驟S325進行。

步驟S325：執行第六量測動作，依次量測該區域下複數條第一壓力電極(Dummy electrode)，以紀錄為量測訊號。在本實施例中，執行步驟S322B之第六充電動作及步驟S325之第六量測動作，是分別循序切換實施於該區域下第二壓力電極(Glass electrode)及第一壓力電極(Dummy electrode)，包括：將第二壓力電極中已量測完成者切換至接地狀態後，切換至浮接狀態；以及，再將下一個該區域下第二壓力電極中欲量測者充電至穩定狀態，始繼續執行該第六量測動作。

繼續步驟S322B中以圖1A為範例，先將第二壓力電極I充電到穩定狀態；依序量測第一壓力電極_a、d之電壓後；將已量測完成之第二壓力電極I接地後切換至浮接狀態，再將第二壓力電極III充電至穩定狀態；然後，依次繼續進行量測第一壓力電極_a、d之電壓。

步驟S326：差值(diff)是由前面程序取得的一位置上所讀取的量測訊號及基底訊號所產生；或是，配合圖1A說明，由於驅動第二壓力電極150(I、II、III、IV)並量測第一壓力電極140(a、b、c、d)時，可感測兩者的交叉處P或Q等而得知其位置。將每一個位置讀取的量測訊號分別與步驟S310所得到的基底訊號比較，以形成每一個位置的差值(diff)。再回到圖2中的步驟S330，進行判斷差值與預設值。當diff值超過預設的threshold時，確認該位置有觸控，如步驟S340以輸出壓力感測訊號；不過，當差值(diff)小於預設值時，排除該觸控位置量測程序(PCAP)取得之位置訊號。

本發明實施例中觸控辨識方法採用單一控制器來提供不同的驅動訊號給投射式電容電極及壓力電極，可以有效降低整體系統裝置的成本以及達到模組薄型化的需求；另外，通過觸控壓力量測的不同感測方法之設計，可以加快壓力感測的判定及穩定度。

S100-S340:步驟

Claims

一種具壓力感測之觸控辨識方法，其中該觸控辨識方法通過一觸控辨識裝置執行，該觸控辨識裝置包括複數條第一投射式電容電極及與其交錯排列的複數條第二投射式電容電極，複數條第一壓力電極(Dummy)及面對其設置之複數條第二壓力電極(Glass)，以及一控制器訊號連接該複數條第一投射式電容電極、該複數條第二投射式電容電極、該複數條第一壓力電極及該複數條第二壓力電極，包括：通過該控制器，提供一第一驅動訊號至該複數條第二投射式電容電極，以執行一觸控位置量測；以及通過該控制器，提供一第二驅動訊號至該複數條第二壓力電極，以執行一觸控壓力量測；其中，執行該觸控壓力量測的步驟包括：執行一基底設定量測，以產生一基底訊號；執行一壓力掃描量測，以產生一量測訊號，其中該量測訊號與該基底訊號產生一差值；判斷該差值與一預設值；以及，當該差值大於該預設值時，將該差值輸出轉換為一壓力感測訊號。
如申請專利範圍第1項所述之觸控辨識方法，其中該觸控壓力量測及該觸控位置量測可同時進行或交替地進行。
如申請專利範圍第1項所述之觸控辨識方法，其中該差值是由每一該第二壓力電極上所讀取的該量測訊號及該基底訊號所產生。
如申請專利範圍第1項所述之觸控辨識方法，其中執行該觸控位置量測更包括：當該觸控辨識裝置受到一指向元件觸控時，產生一觸控位置訊號；以及，該控制器通過該複數條第一投射式電容電極接收該觸控位置訊號。
如申請專利範圍第4項所述之觸控辨識方法，其中執行該觸控壓力量測時，若該控制器輸出該壓力感測訊號，則接收該觸控位置訊號；或者，若該控制器未輸出該壓力感測訊號，則拒絕該觸控位置訊號。
如申請專利範圍第4項所述之觸控辨識方法，其中該複數條第二壓力電極分成數個區，執行該觸控壓力量測時，若該控制器輸出某一該區之該壓力感測訊號，則接收該區之該觸控位置訊號；或者，若該控制器未輸出某一該區之該壓力感測訊號，則拒絕該區之該觸控位置訊號。
如申請專利範圍第4項所述之觸控辨識方法，其中執行該觸控壓力量測時，若該控制器輸出該複數條第一壓力電極中至少其一者與該複數條第二壓力電極中至少其一者之該壓力感測訊號，則接收對應該複數條第一壓力電極中該至少其一者與該複數條第二壓力電極中該至少其一者的位置上的該觸控位置訊號；或者，若該控制器未輸出該壓力感測訊號，則拒絕該位置上的該觸控位置訊號。
如申請專利範圍第4項所述之觸控辨識方法，其中該差值是由該觸控位置訊號判定的一位置上所讀取的該量測訊號及該基底訊號所產生。
如申請專利範圍第1項所述之觸控辨識方法，其中執行該基底設定量測的步驟更包括：於該觸控辨識裝置未受到任何觸控按壓的一狀態下，執行一第一量測循環，該第一量測循環包括：將全部的該複數條第二投射式電容電極、該複數條第一壓力電極及該複數條第二壓力電極切換至一接地狀態；將全部的該複數條第二壓力電極切換至一浮接狀態；執行一第一充電動作，以將該複數條第二壓力電極中欲量測者充電至一穩定狀態；以及，執行一第一量測動作，以量測該複數條第二壓力電極中已充電者，並紀錄為該基底訊號。
如申請專利範圍第9項所述之觸控辨識方法，其中執行該第一充電動作及該第一量測動作之步驟，可以同時實施於全部的該複數條第二壓力電極。
如申請專利範圍第9項所述之觸控辨識方法，其中執行該第一充電動作及該第一量測動作之步驟，可以採用循序切換實施於該複數條第二壓力電極，包括：將該複數條第二壓力電極中已量測完成者切換至該接地狀態後，切換至該浮接狀態；以及，再將下一個該複數條第二壓力電極中欲量測者充電至該穩定狀態，始繼續執行該第一量測動作。
如申請專利範圍第9項所述之觸控辨識方法，其中該基底訊號是全部的該複數條第二壓力電極之平均值。
如申請專利範圍第9項所述之觸控辨識方法，其中該基底訊號是執行多次的該第一量測循環後每一該第二壓力電極之平均值。
如申請專利範圍第1項所述之觸控辨識方法，其中執行該壓力掃描量測的步驟更包括執行一第二量測循環，其中該第二量測循環包括：將全部的該複數條第二投射式電容電極、該複數條第一壓力電極及該複數條第二壓力電極切換至一接地狀態；將全部的該複數條第二壓力電極切換至一浮接狀態；執行一第二充電動作，以將該複數條第二壓力電極中欲量測者充電至一穩定狀態；以及，執行一第二量測動作，以量測該複數條第二壓力電極中已充電者，並紀錄為該量測訊號。
如申請專利範圍第14項所述之觸控辨識方法，其中執行該第二充電動作之步驟同時實施於全部的該複數條第二壓力電極，以及該第二量測動作之步驟同時實施於全部的該複數條第二壓力電極。
如申請專利範圍第14項所述之觸控辨識方法，其中執行該第二充電動作來逐一循序充電該複數條第二壓力電極，以及該第二量測動作來逐一循序量測該複數條第二壓力電極，包括：將該複數條第二壓力電極中已量測完成者切換至該接地狀態後，切換至該浮接狀態；以及，再將下一個該複數條第二壓力電極中欲量測者充電至該穩定狀態，始繼續執行該第二量測動作。
如申請專利範圍第14項所述之觸控辨識方法，其中該複數條第二壓力電極中欲量測者包括其鄰近一部分的該複數條第二壓力電極，執行該第二充電動作來分區循序充電該複數條第二壓力電極，以及該第二量測動作來分區循序量測該複數條第二壓力電極，包括：將該複數條第二壓力電極中已量測完成部分切換至該接地狀態後，切換至該浮接狀態；以及，再將下一組該複數條第二壓力電極中欲量測部分者充電至該穩定狀態，始繼續執行該第二量測動作。
如申請專利範圍第1項所述之觸控辨識方法，其中執行該基底設定量測的步驟更包括：於該觸控辨識裝置未受到任何觸控按壓的一狀態下，執行一第三量測循環，該第三量測循環包括：將全部的該複數條第二投射式電容電極、該複數條第一壓力電極及該複數條第二壓力電極切換至一接地狀態；將全部的該複數條第二壓力電極切換至一浮接狀態；執行一第三充電動作，以將該複數條第二壓力電極中欲量測者充電至一穩定狀態；以及，執行一第三量測動作，依次量測該複數條第一壓力電極，以取得一初始位置並紀錄為該基底訊號。
如申請專利範圍第18項所述之觸控辨識方法，其中執行該第三充電動作及該第三量測動作之步驟，分別循序切換實施於該複數條第二壓力電極及該複數條第一壓力電極，以完成全面的訊號讀取，包括：將該複數條第二壓力電極中已量測完成者切換至該接地狀態後，切換至該浮接狀態；以及，再下一個該複數條第二壓力電極中欲量測者充電至該穩定狀態，始繼續執行該第三量測動作。
如申請專利範圍第18項所述之觸控辨識方法，其中該基底訊號是全部的該初始位置之平均值。
如申請專利範圍第18項所述之觸控辨識方法，其中該基底訊號是執行多次的該第三量測循環後每一該初始位置之平均值。
如申請專利範圍第1項所述之觸控辨識方法，其中執行該壓力掃描量測的步驟更包括執行一第四量測循環，其中該第四量測循環包括：將全部的該複數條第二投射式電容電極、該複數條第一壓力電極及該複數條第二壓力電極切換至一接地狀態；將全部的該複數條第二壓力電極切換至一浮接狀態；執行一第四充電動作，以將該複數條第二壓力電極中欲量測者充電至一穩定狀態；以及，執行一第四量測動作，以量測該複數條第一壓力電極，以紀錄為該量測訊號。
如申請專利範圍第22項所述之觸控辨識方法，其中執行該第四充電動作來逐一循序充電該複數條第二壓力電極，以及該第四量測動作來逐一循序量測該複數條第一壓力電極，以完成全面的訊號讀取，包括：將該複數條第二壓力電極中已量測完成者切換至該接地狀態後，切換至該浮接狀態；以及，再將下一個該複數條第二壓力電極中欲量測者充電至該穩定狀態，始繼續執行該第四量測動作。
如申請專利範圍第22項所述之觸控辨識方法，其中該複數條第一壓力電極中被區分數個部分，該複數條第二壓力電極中欲量測者包括其鄰近一部分的該複數條第二壓力電極，執行該第二充電動作來分區循序充電該複數條第二壓力電極，以及該第二量測動作來分區循序量測該數個部分之該複數條第一壓力電極，包括：將該複數條第二壓力電極中已量測完成部分切換至該接地狀態後，切換至該浮接狀態；以及，再將下一組該複數條第二壓力電極中欲量測部分者充電至該穩定狀態，始繼續執行該第四量測動作。
如申請專利範圍第1項所述之觸控辨識方法，更包括：將全部的該複數條第二投射式電容電極、該複數條第一壓力電極及該複數條第二壓力電極切換至一接地狀態；將全部的該複數條第二壓力電極切換至一浮接狀態；依據執行該觸控位置量測所得到一觸控位置訊號判定的一區域，於該區域下執行該觸控壓力量測；執行一第五充電動作，以將該區域下該複數條第二壓力電極中欲量測者充電至一穩定狀態；以及，執行一第五量測動作，以量測該複數條第二壓力電極中已充電者，並紀錄為該量測訊號。
如申請專利範圍第25項所述之觸控辨識方法，其中執行該第五充電動作及該第五量測動作之步驟，可以採用循序切換實施於該區域下該複數條第二壓力電極，包括：將該複數條第二壓力電極中已量測完成者切換至該接地狀態後，切換至該浮接狀態；以及，再將下一個該區域下該複數條第二壓力電極中欲量測者充電至該穩定狀態，始繼續執行該第五量測動作。
如申請專利範圍第1項所述之觸控辨識方法，更包括：將全部的該複數條第二投射式電容電極、該複數條第一壓力電極及該複數條第二壓力電極切換至一接地狀態；將全部的該複數條第二壓力電極切換至一浮接狀態；依據執行該觸控位置量測所得到一觸控位置訊號判定的一區域，於該區域下執行該觸控壓力量測；執行一第六充電動作，以將該區域下該複數條第二壓力電極中欲量測者充電至一穩定狀態；以及，執行一第六量測動作，依次量測該區域下該複數條第一壓力電極，以紀錄為該量測訊號。
如申請專利範圍第27項所述之觸控辨識方法，其中執行該第六充電動作及該第六量測動作之步驟，分別循序切換實施於該區域下該複數條第二壓力電極及該複數條第一壓力電極，包括：將該複數條第二壓力電極中已量測完成者切換至該接地狀態後，切換至該浮接狀態；以及，再將下一個該區域下該複數條第二壓力電極中欲量測者充電至該穩定狀態，始繼續執行該第六量測動作。