TWI769572B - 三維觸控模組及其偵測方法 - Google Patents

三維觸控模組及其偵測方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI769572B
TWI769572B TW109138312A TW109138312A TWI769572B TW I769572 B TWI769572 B TW I769572B TW 109138312 A TW109138312 A TW 109138312A TW 109138312 A TW109138312 A TW 109138312A TW I769572 B TWI769572 B TW I769572B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
output signal
signal
dimensional
control module
electrode layer
Prior art date
Application number
TW109138312A
Other languages
English (en)
Other versions
TW202136980A (zh
Inventor
葉財金
莊志成
李聯鑫
魏財魁
林松柏
王仁宏
詹淯婷
鄭太獅
趙燕
Original Assignee
大陸商宸鴻科技（廈門）有限公司
香港商宸盛光電有限公司
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 大陸商宸鴻科技（廈門）有限公司, 香港商宸盛光電有限公司 filed Critical 大陸商宸鴻科技（廈門）有限公司
Publication of TW202136980A publication Critical patent/TW202136980A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI769572B publication Critical patent/TWI769572B/zh

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input 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
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input 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
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0414—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using force sensing means to determine a position
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input 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
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input 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
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input 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
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/045—Digitisers, 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
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04101—2.5D-digitiser, i.e. digitiser detecting the X/Y position of the input means, finger or stylus, also when it does not touch, but is proximate to the digitiser's interaction surface and also measures the distance of the input means within a short range in the Z direction, possibly with a separate measurement setup
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04105—Pressure sensors for measuring the pressure or force exerted on the touch surface without providing the touch position
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input 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
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/043—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means using propagating acoustic waves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)

Abstract

一種三維觸控模組的偵測方法包括：步驟S1，向發射電極層提供輸入訊號；步驟S2，二維輸入組件輸出第一輸出訊號並傳輸至控制模組；壓力感測組件輸出第二輸出訊號並傳輸至控制模組；及步驟S3，控制模組根據第一輸出訊號確認觸控位置；控制模組根據第二輸出訊號確認壓力值。一種三維觸控模組包括控制模組及與其電連接的三維觸控組件。三維觸控組件包括：蓋板；二維輸入組件，設置於蓋板下方，用於輸出第一輸出訊號；壓力感測組件，設置於蓋板下方，用於輸出第二輸出訊號；及發射電極層，設置於二維輸入組件與壓力感測組件之間。

Description

三維觸控模組及其偵測方法
本發明是有關於觸控輸入技術領域，特別是有關於一種三維觸控模組及其偵測方法。
隨著觸控技術的發展，搭載觸控功能的顯示裝置已經成熟應用在工業電子以及消費電子產品上，對於觸控點的檢測，無論是在電容屏還是電阻屏上，其均是通過不同的原理來確定觸控點在顯示裝置上的二維坐標，以顯示裝置所在表面建立二維坐標系（X、Y），觸控點的檢測就相當於確定觸控點在X軸方向的位置以及在Y軸方向上的位置，也即確定觸控點的二維坐標。
為了進一步豐富具有觸控功能的顯示裝置，目前已有部分顯示裝置會加裝壓力感測器，成為三維輸入系統；例如，透過不同位置觸控點匹配不同按壓力值時，可設置對應的功能，即可以從觸控點（X、Y）和壓力值（Z）所界定的3D角度去豐富設計，從而形成包含三維觸控模組的顯示裝置。
然而，三維觸控模組中的電訊號干擾非常嚴重，以使得觸控位置與按壓壓力值的測量精度降低，因此，如何同時提取觸控訊號與壓力值訊號對控制模組是一大考驗，現有技術採取的訊號分離方法，對每次按壓所產生的壓力訊號與觸控電容訊號需先進行濾波後，才能進行放大器處理及晶片感知。請參閱圖1、圖2。圖2中繪示有接點A、B、接收端Rx、觸控感測器2、前端模組3、訊號處理模組4、層結構5、壓電材料層10a、第一表面6、第二表面7、第一電極8、第二電極9、輸出端接收訊號11a、第一級12a、壓力訊號濾波器13、電容訊號濾波器14、訊號15、第一濾波訊號16及第二濾波訊號17。這種方式有以下缺點：
1.提取的觸控訊號與壓力訊號存在混雜的情況，壓力訊號提取難度增大。
2.訊號處理技術複雜，對控制模組的要求較高，訊號干擾問題嚴重。
因此，如何提供一種低成本且能有效不干擾的檢測觸控點訊號及壓力值訊號的三維觸控組件及檢測方法，成了急需解決的問題。
為克服現有技術中存在的問題，本發明提供了一種三維觸控模組及其偵測方法。
本發明解決技術問題的方案是提供一種三維觸控模組的偵測方法，應用於三維觸控模組，所述三維觸控模組包括控制模組、二維輸入組件、發射電極層以及壓力感測組件，其包括以下步驟：步驟S1，向所述發射電極層提供輸入訊號；步驟S2，所述二維輸入組件輸出第一輸出訊號並傳輸至控制模組；所述壓力感測組件輸出第二輸出訊號並傳輸至控制模組；步驟S3，所述控制模組根據第一輸出訊號確認觸控位置；所述控制模組根據第二輸出訊號確認壓力值。
優選地，所述第一輸出訊號與所述第二輸出訊號相互獨立。
優選地，所述二維輸入組件為電容式輸入組件、電阻式輸入組件或超聲波式輸入組件。
優選地，所述第一輸出訊號對應觸控位置之電容感應訊號；所述第二輸出訊號對應壓力值之壓電訊號。
優選地，當所述第一輸出訊號與所述第二輸出訊號於同時序內輸出時，步驟S3包括以下步驟：步驟Sa，所述控制模組接收由所述二維輸入組件輸出的電容感應訊號，以完成觸控位置的偵測；同時，控制模組接收壓力感測組件產生的壓電訊號，以完成壓力值的偵測。
優選地，當所述第一輸出訊號與所述第二輸出訊號於分時序內輸出時，步驟S3包括以下步驟：步驟Si，所述控制模組接收由所述二維輸入組件輸出的電容感應訊號，以確認觸控位置；步驟Sj，二維輸入組件、發射電極層接地；及步驟Sk，所述控制模組接收由所述壓力感測組件輸出的壓電訊號，以確認壓力值。
優選地，所述二維輸入組件包括接收電極層；所述壓力感測組件包括疊加設置的壓力層與導電層。
優選地，所述導電層為奈米銀導電層、金屬網格或銦錫氧化物半導體透明導電膜。
優選地，所述二維輸入組件與所述壓力感測組件共用所述發射電極層。
一種三維觸控模組，其特徵在於：其包括一控制模組及與其電連接的三維觸控組件；所述三維觸控組件包括：蓋板；二維輸入組件，設置於蓋板下方，用於輸出第一輸出訊號；壓力感測組件，設置於蓋板下方，用於輸出第二輸出訊號；發射電極層，設置於所述二維輸入組件與所述壓力感測組件之間。
優選地，所述二維輸入組件設置有接收電極層，所述接收電極層用於接收並輸出第一輸出訊號；所述壓力感測組件設置有壓力層與導電層，所述壓力層與導電層疊加設置，所述壓力層與所述發射電極層相連接，所述壓力層用於產生第二輸出訊號，所述導電層用於接收並輸出第二輸出訊號；所述控制模組與所述接收電極層電連接，以用於接收所述第一輸出訊號；所述控制模組與所述導電層電連接，以用於接收所述第二輸出訊號。
優選地，當所述第一輸出訊號與所述第二輸出訊號於同時序內輸出時，所述發射電極層接收到輸入訊號，所述接收電極層將所述第一輸出訊號輸出至控制模組，以完成觸控位置的偵測，同時，所述導電層相對所述控制模組產生的第二輸出訊號傳輸至控制模組，以完成壓力值的偵測。
優選地，當所述第一輸出訊號與所述第二輸出訊號於分時序輸出時；於第一時序內，所述發射電極層接收到輸入訊號，所述接收電極層將所述第一輸出訊號輸出至控制模組，以完成觸控位置的偵測；於第二時序內，所述發射電極層、所述接收電極層接地，所述導電層將所述第二輸出訊號傳輸至控制模組，以完成壓力值的偵測。
優選地，所述第一輸出訊號為電容感應訊號、電阻訊號或超聲波訊號，所述第二輸出訊號為壓電訊號。
優選地，所述二維輸入組件與所述壓力感測組件共用所述發射電極層。
與現有技術相比，本發明的一種三維觸控模組及其偵測方法具有以下優點：
1.通過在三維觸控模組內設置二維輸入組件與壓力感測組件，使得三維觸控模組在使用時，可通過二維輸入組件、壓力感測組件分別輸出第一輸出訊號、第二輸出訊號，進而控制模組分別對第一輸出訊號、第二輸出訊號直接進行分析，獲得第一輸出訊號對應的觸控位置以及第二輸出訊號對應的壓力值，以及降低了對於控制模組的配置要求，從而有效降低本三維觸控模組的生產與使用成本。
2.第一輸出訊號與第二輸出訊號之間相互獨立，可有效降低控制模組在訊號提取過程中兩種訊號之間的干擾，提升了訊號提取的精確度。
3.第一輸出訊號對應觸控位置、第二輸出訊號對應壓力值大小，通過兩種類型的訊號的設置，極大的降低了控制模組對於訊號的處理難度，以使得更多的不同類型的控制模組可適配於本三維觸控組件，也即，其可使得本三維觸控組件的適用範圍更加的廣泛，且還可以有效降低控制模組的生產成本與使用成本。
4.二維輸入組件與壓力感測組件共用同一發射電極層，以通過發射電極層配置不同的輸入訊號，進而實現第一輸出訊號、第二輸出訊號分時序或同時序產生。
5.控制模組對第一輸出訊號與第二輸出訊號同時進行檢測與處理，可有效提升三維觸控組件的響應速度。
6.控制模組對第一輸出訊號與第二輸出訊號分時序進行檢測與處理，使得控制模組對兩種訊號的檢測更加的精確，同時，分時序的檢測與處理方式，對控制模組的配置要求較低，可有效較少本三維觸控組件的生產與使用成本。
以上所述僅係用以闡述本發明所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本發明之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。
以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。此外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。
需要說明的是，當元件被稱為“固定於”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當一個元件被認為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的。
請參閱圖4並結合圖5，本發明第一實施例所提供的一種三維觸控模組10，其包括控制模組11與三維觸控組件12，所述控制模組11與所述三維觸控組件12電連接，以將所述三維觸控組件12輸出的訊號傳輸至所述控制模組11。
所述三維觸控組件12包括依次疊加設置的蓋板121、第一黏著層131、二維輸入組件122、發射電極層124以及壓力感測組件123。其中，二維輸入組件122包括有疊加設置的接收電極層1221及第二黏著層132；壓力感測組件123包括疊加設置的第三黏著層133、壓力層1231以及導電層1232。
具體地，所述二維輸入組件122用於產生並輸出第一輸出訊號，所述壓力感測組件123用於產生並輸出第二輸出訊號，所述發射電極層124用於接收輸入訊號。
所述控制模組11分別與所述二維輸入組件122、所述壓力感測組件123電連接，以用於接收所述二維輸入組件122輸出的第一輸出訊號與所述壓力感測組件123輸出的第二輸出訊號，進而，所述控制模組11可通過接收到的第一輸出訊號確定觸控位置以及通過第二輸出訊號確定壓力值大小。
所述蓋板121可以認定為我們傳統三維觸控組件12上的觸控蓋板，所謂的蓋板121包括一觸控操作面與一組件安裝面，其觸控操作面用於手指或觸控筆等進行觸控操作，組件安裝面則用於安裝觸控電極組件或顯示模組等。蓋板121材質可以是玻璃，也可以是PEEK (polyetheretherketone，聚醚醚酮)，PI (Polyimide，聚醯亞胺)，PET (polyethylene terephthalate，聚對苯二甲酸乙二醇酯)，PC (聚碳酸酯聚碳酸酯)，PES (聚丁二酸乙二醇酯)，PMMA (聚甲基丙烯酸甲酯，polymethyl methacrylate)或任意兩者的複合物等材料。
所述第一黏著層131、第二黏著層132、第三黏著層133可以選用OCA (光學透明膠，Optical Clear Adhesive)或LOCA (液態光學透明膠，Liquid Optical Clear Adhesive)。
作為一種實施方式，所述發射電極層124可為所述二維輸入組件122與所述壓力感測組件123共用。
請繼續參閱圖4並結合圖5，在本實施例中所述二維輸入組件122通過所述接收電極層1221與所述控制模組11電連接，以使得所述控制模組11可接收由所述接收電極層1221輸出的第一輸出訊號。
所述壓力感測組件123通過所述導電層1232與所述控制模組11電連接，以使得所述控制模組11可接收由所述導電層1232輸出的第二輸出訊號。
具體地，所述接收電極層1221所輸出的第一輸出訊號可以是電容感應訊號、電阻訊號或超聲波訊號，在本較佳實施例中，所述第一輸出訊號為電容感應訊號；所述導電層1232所輸出的第二輸出訊號為壓電訊號，其由壓力層1231受力形變而產生的壓電訊號，進而傳輸至導電層1232，由導電層1232輸出。
在本實施例中，所述發射電極層124與所述接收電極層1221所使用的材料為氧化銦錫（ITO，Indium Tin Oxides），因為其具有很好的導電性和透明性，因此使用該材料作為發射電極層124與接收電極層1221，在達到功能需求的同時，還可以盡可能小的影響三維觸控組件12的顯示效果。
作為一種實施方式，所述發射電極層124與所述接收電極層1221的厚度為35 um-180 um；進一步地，所述發射電極層124與所述接收電極層1221的厚度還可為50 um-150 um；具體地，所述發射電極層124與所述接收電極層1221的厚度可為50 um、60 um或75 um等，在本較佳實施例中，所述發射電極層124與所述接收電極層1221的厚度為50 um。
所述壓力層1231所採用的材料可以是鎵酸鋰、鍺酸鋰、壓電陶瓷、聚偏氟乙烯或油墨等；在本較佳實施例中，所述壓力層1231所採用的材料為聚偏氟乙烯（PVDF，Polyvinylidene Fluoride），其通過利用聚偏氟乙烯薄膜形變可產生壓電感應的原理，將其製備為壓力層1231，以使得在使用時，壓力層1231因受到壓力而發生形變時，可產生壓電訊號。
所述導電層1232可為奈米銀導電層、金屬網格或銦錫氧化物半導體透明導電膜（ITO薄膜），在本實施例中，所述導電層1232為奈米銀導電層1232。在本實施例的較佳方案中，壓力層1231採用透光率較佳的聚偏氟乙烯，配合奈米銀導電層1232，使得改壓力感測組件123具有良好的透光性，可有效減少對三維觸控組件12顯示效果的影響。
請繼續參閱圖4與圖5，採用本發明所提供的三維觸控模組10進行觸控位置偵測與壓力偵測的過程可參考如下：當手指或觸控筆在蓋板121上進行操作時，發射電極層124接收輸入訊號，進而，二維輸入組件122的接收電極層1221基於具體操作訊號而產生第一輸出訊號，並輸出至所述控制模組11；壓力感測組件123的壓力層1231因受到壓力而產生形變，進而產生第二輸出訊號，第二輸出訊號由導電層1232輸出至所述控制模組11；控制模組11通過與二維輸入組件122、壓力感測組件123電連接，以獲得由二維輸入組件122所輸出的第一輸出訊號以及由壓力感測組件123所輸出的第二輸出訊號；之後，控制模組11對所獲得的第一輸出訊號與第二輸出訊號進行處理，以獲得第一輸出訊號所對應的觸控位置以及第二輸出訊號所對應的壓力值。
可以理解，在上述過程中，所述第一輸出訊號與所述第二輸出訊號的輸出，其可以是同時序進行，也可以是分時序進行。
具體地，請參閱圖6，當所述第一輸出訊號與所述第二輸出訊號於同時序內輸出時，其具體實施方案為，所述發射電極層124接收到輸入訊號，所述接收電極層1221基於具體操作訊號而產生電容感應訊號，並輸出至所述控制模組11，以完成觸控位置的偵測，同時，所述導電層1232產生的壓電訊號傳輸至控制模組11，以完成壓力值的偵測。
請參閱圖7，當所述第一輸出訊號與所述第二輸出訊號於分時序輸出時，其具體實施方案為，於第一時序內，所述發射電極層124接收到輸入訊號，接收電極層1221基於具體操作訊號而產生電容感應訊號，並輸出至控制模組11，以完成觸控位置的偵測；於第二時序內，所述發射電極層124、所述接收電極層1221接地，所述壓力層1231因受到壓力而形變，產生壓電訊號，並由導電層1232將所述壓電訊號傳輸至控制模組11，以完成壓力值的偵測。
作為一種實施方式，當所述第一輸出訊號與所述第二輸出訊號於分時序輸出時，第一時序與第二時序之間沒有時間間隔，也即第一時序內的步驟完成之後，第二時序內的步驟立刻開始進行。
作為又一種實施方式，當所述第一輸出訊號與所述第二輸出訊號於分時序輸出時，第一時序與第二時序之間設置有時間間隔，也即第一時序內的步驟完成之後，間隔事先設置好的時間，再開始第二時序內的步驟；其中，該間隔時間可以為0.05S、0.1S或0.3S，具體不做限定。
請參閱圖8，作為一種變形實施方式，所述壓力感測組件123可以設置於所述蓋板121與所述二維輸入組件122之間。也即，所述三維觸控組件12包括依次疊加設置的蓋板121、第一黏著層131、壓力感測組件123、發射電極層124以及以及二維輸入組件122。其中，壓力感測組件123包括疊加設置的導電層1232、壓力層1231及第二黏著層132；二維輸入組件122包括有疊加設置的第三黏著層133以及接收電極層1221。
請參閱圖9，作為另一種變形實施方式，所述三維觸控組件12包括依次疊加設置的蓋板121、第一黏著層131、二維輸入組件122、發射電極層124以及壓力感測組件123。其中所述二維輸入組件122包括疊加設置接收電極層1221、第一承載層141以及第二黏著層132；壓力感測組件123包括疊加設置的第二承載層142、第三黏著層133、壓力層1231、導電層1232以及第三承載層143。
第一承載層141、第二承載層142、第三承載層143的材質可以是柔性基材，也可以是剛性基材，如玻璃，強化玻璃，藍寶石玻璃，PI(聚醯亞胺)，PC(聚碳酸酯)，聚醚碸(PES)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、壓克力、聚丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)、聚醯胺(PA)、聚苯並咪唑聚丁烯(PB)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酯(PE)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚醯亞胺(PEI)、聚醚醯亞胺、聚乙烯(PE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氨酯(PU)或聚氯乙烯(PVC)L型聚乳酸(PLLA)，在本實施例中，所述承載層的材質為聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
作為又一種變形，當所述壓力層1231所採用的材料為聚偏氟乙烯（PVDF，Polyvinylidene Fluoride），所述導電層1232為奈米銀導電層時，所述第三承載層143可以省略。
請參閱圖10，本發明第二實施例所提供的一種三維觸控模組的偵測方法，應用於上述第一實施例中所提供三維觸控模組10，所述三維觸控模組10包括控制模組11、二維輸入組件122、發射電極層124以及壓力感測組件123，其包括以下步驟：
步驟S1，向所述發射電極層124層提供輸入訊號；
步驟S2，所述二維輸入組件122輸出第一輸出訊號並傳輸至控制模組11；所述壓力感測組件123輸出第二輸出訊號並傳輸至控制模組11；
步驟S3，所述控制模組11根據第一輸出訊號確認觸控位置；所述控制模組11根據第二輸出訊號確認壓力值。
具體地，在上述步驟S2中，所述第一輸出訊號與所述第二輸出訊號是相互獨立的。
在本實施例中，所述第一輸出訊號對應觸控位置之電容感應訊號，其檢測方式包括電容式檢測；所述第二輸出訊號對應壓力值之壓電訊號，其檢測方式包括壓電式檢測。
作為一種實施方式，所述二維輸入組件122與所述壓力感測組件123共用所述發射電極層124。
當所述第一輸出訊號與所述第二輸出訊號於同時序內輸出時，步驟S3包括以下步驟：
步驟Sa，所述控制模組11接收由所述二維輸入組件122輸出的電容感應訊號，以完成觸控位置的偵測；同時，控制模組11接收壓力感測組件123產生的壓電訊號，以完成壓力值的偵測。
請參閱圖11，當所述第一輸出訊號與所述第二輸出訊號於分時序內輸出時，步驟S3包括以下步驟：
步驟Si，所述控制模組11接收由所述二維輸入組件122輸出的電容感應訊號，以確認觸控位置；
步驟Sj，二維輸入組件122、發射電極層124接地；及
步驟Sk，所述控制模組11接收由所述壓力感測組件123輸出的壓電訊號，以確認壓力值。
具體地，在本實施例中，所述二維輸入組件122還包括有接收電極層1221；所述壓力感測組件123還包括疊加設置的壓力層1231與導電層1232，所述壓力層1231用於產生壓電訊號並傳輸至導電層1232，由導電層1232輸出。
在本實施例中，所述二維輸入組件122是電容式輸入組件。作為一種變形實施方式，所述二維輸入組件122還可以是電阻式輸入組件或超聲波式輸入組件。
為了進一步說明本發明所提供的三維觸控模組10相對於現有技術的有益效果，可參考如下的測試結果。請比對圖12與圖3，其橫坐標為壓力值，縱坐標為電壓差。請參閱圖12，採用本發明第一實施例所提供的三維觸控模組10，以及本發明第二實施例所提供的三維觸控模組10的偵測方法，隨著手指或觸控筆在蓋板上施加的壓力的增大，控制模組11所檢測到的壓電訊號的變化較大，在壓力值達到40g時，電壓差對應為0.13V；對比圖3，對於現有技術，隨著手指或觸控筆在蓋板上施加的壓力的增大，控制模組11所檢測到的壓電訊號的變化則相對較小，在壓力值為40g時，電壓差的變化值僅為0.042V。
請繼續參閱圖12，在本發明中，在壓力值為0-60g之間時，隨著壓力值的變化不斷增大，電壓差的變化較為明顯，壓力值每增加10g，電壓差的變化均大於0.01V；對比圖3，現有技術中，在壓力值為0-60g之間時，壓力值每增加10g，電壓差的變化均小於0.01V。
由上述兩組數據可以得出，本發明相對於現有技術，其所提供的三維觸控模組10對於壓力值的檢測更為敏感，且相對更加的準確。
與現有技術相比，本發明的三維觸控模組及其偵測方法具有以下優點：
1.通過在三維觸控模組內設置二維輸入組件與壓力感測組件，使得三維觸控模組在使用時，可通過二維輸入組件、壓力感測組件分別輸出第一輸出訊號、第二輸出訊號，進而控制模組分別對第一輸出訊號、第二輸出訊號直接進行分析，獲得第一輸出訊號對應的觸控位置以及第二輸出訊號對應的壓力值，以及降低了對於控制模組的配置要求，從而有效降低本三維觸控模組的生產與使用成本。
2.第一輸出訊號與第二輸出訊號之間相互獨立，可有效降低控制模組在訊號提取過程中兩種訊號之間的干擾，提升了訊號提取的精確度。
3.第一輸出訊號對應觸控位置、第二輸出訊號對應壓力值大小，通過兩種類型的訊號的設置，極大的降低了控制模組對於訊號的處理難度，以使得更多的不同類型的控制模組可適配於本三維觸控組件，也即，其可使得本三維觸控組件的適用範圍更加的廣泛，且還可以有效降低控制模組的生產成本與使用成本。
4.二維輸入組件與壓力感測組件共用同一發射電極層，以通過發射電極層配置不同的輸入訊號，進而實現第一輸出訊號、第二輸出訊號分時序或同時序產生。
5.控制模組對第一輸出訊號與第二輸出訊號同時進行檢測與處理，可有效提升三維觸控組件的響應速度。
6.控制模組對第一輸出訊號與第二輸出訊號分時序進行檢測與處理，使得控制模組對兩種訊號的檢測更加的精確，同時，分時序的檢測與處理方式，對控制模組的配置要求較低，可有效較少本三維觸控組件的生產與使用成本。
雖然本發明已以實施方式揭露如上，然其並不用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
A,B:接點 Rx:接收端 2:觸控感測器 3:前端模組 4:訊號處理模組 5:層結構 6:第一表面 7:第二表面 8:第一電極 9:第二電極 10a:壓電材料層 11a:輸出端接收訊號 12a:第一級 13:壓力訊號濾波器 14:電容訊號濾波器 15:訊號 16:第一濾波訊號 17:第二濾波訊號 10:三維觸控模組 11:控制模組 12:三維觸控組件 121:蓋板 122:二維輸入組件 123:壓力感測組件 124:發射電極層 131:第一黏著層 132:第二黏著層 133:第三黏著層 141:第一承載層 142:第二承載層 143:第三承載層 1221:接收電極層 1231:壓力層 1232:導電層 S1,S2,S3,Si,Sj,Sk:步驟
為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下： 圖1是現有技術中三維輸入模組之訊號檢測示意圖。 圖2是現有技術中三維輸入模組之訊號處理流程示意圖。 圖3是現有技術中三維輸入模組的訊號檢測結果示意圖。 圖4是本發明第一實施例三維觸控模組的模組示意圖。 圖5是本發明第一實施例三維觸控模組之三維觸控組件的層狀結構示意圖。 圖6是本發明第一實施例三維觸控模組之控制模組同時序偵測輸出訊號的流程示意圖。 圖7是本發明第一實施例三維觸控模組之控制模組分時序偵測輸出訊號的流程示意圖。 圖8是本發明第一實施例三維觸控模組之三維觸控組件第一變形實施方式的層狀結構示意圖。 圖9是本發明第一實施例三維觸控模組之三維觸控組件第二變形實施方式的層狀結構示意圖。 圖10是本發明第二實施例三維觸控模組的偵測方法的流程示意圖。 圖11是本發明第二實施例三維觸控模組之控制模組於分時序偵測輸出訊號的流程示意圖。 圖12是本發明第二實施例三維觸控模組的訊號檢測結果示意圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
12:三維觸控組件
121:蓋板
122:二維輸入組件
123:壓力感測組件
124:發射電極層
131:第一黏著層
132:第二黏著層
133:第三黏著層
1221:接收電極層
1231:壓力層
1232:導電層

Claims (15)

  1. 一種三維觸控模組的偵測方法，應用於三維觸控模組，所述三維觸控模組包括控制模組、二維輸入組件、發射電極層以及壓力感測組件，所述三維觸控模組的偵測方法包括以下步驟：步驟S1，向所述發射電極層提供輸入訊號；步驟S2，所述二維輸入組件輸出第一輸出訊號並傳輸至所述控制模組；所述壓力感測組件輸出第二輸出訊號並傳輸至所述控制模組；及步驟S3，所述控制模組根據所述第一輸出訊號確認觸控位置；所述控制模組根據所述第二輸出訊號確認壓力值，且所述第一輸出訊號與所述第二輸出訊號可於同時序內輸出，以完成所述觸控位置與所述壓力值的偵測。
  2. 如請求項1所述之三維觸控模組的偵測方法，其中所述第一輸出訊號與所述第二輸出訊號相互獨立。
  3. 如請求項1所述之三維觸控模組的偵測方法，其中所述二維輸入組件為電容式輸入組件、電阻式輸入組件或超聲波式輸入組件。
  4. 如請求項1所述之三維觸控模組的偵測方法，其中所述第一輸出訊號對應所述觸控位置之電容感 應訊號；所述第二輸出訊號對應所述壓力值之壓電訊號。
  5. 如請求項4所述之三維觸控模組的偵測方法，其中當所述第一輸出訊號與所述第二輸出訊號於同時序內輸出時，步驟S3包括以下步驟：步驟Sa，所述控制模組接收由所述二維輸入組件輸出的所述電容感應訊號，以完成所述觸控位置的偵測；同時，所述控制模組接收所述壓力感測組件產生的所述壓電訊號，以完成所述壓力值的偵測。
  6. 如請求項4所述之三維觸控模組的偵測方法，其中當所述第一輸出訊號與所述第二輸出訊號於分時序內輸出時，步驟S3包括以下步驟：步驟Si，所述控制模組接收由所述二維輸入組件輸出的所述電容感應訊號，以確認所述觸控位置；步驟Sj，所述二維輸入組件、所述發射電極層接地；及步驟Sk，所述控制模組接收由所述壓力感測組件輸出的所述壓電訊號，以確認所述壓力值。
  7. 如請求項1所述之三維觸控模組的偵測方法，其中所述二維輸入組件包括接收電極層；所述壓力感測組件包括疊加設置的壓力層與導電層。
  8. 如請求項7所述之三維觸控模組的偵測方法，其中所述導電層為奈米銀導電層、金屬網格或銦錫氧化物半導體透明導電膜。
  9. 如請求項1所述之三維觸控模組的偵測方法，其中所述二維輸入組件與所述壓力感測組件共用所述發射電極層。
  10. 一種三維觸控模組，包括控制模組及與其電連接的三維觸控組件；所述三維觸控組件包括：蓋板；二維輸入組件，設置於所述蓋板下方，用於輸出第一輸出訊號；壓力感測組件，設置於所述蓋板下方，用於輸出第二輸出訊號；及發射電極層，設置於所述二維輸入組件與所述壓力感測組件之間，其中所述第一輸出訊號與所述第二輸出訊號可於同時序內輸出，以完成觸控位置與壓力值的偵測。
  11. 如請求項10所述之三維觸控模組，其中所述二維輸入組件設置有接收電極層，所述接收電極層 用於接收並輸出所述第一輸出訊號；所述壓力感測組件設置有壓力層與導電層，所述壓力層與所述導電層疊加設置，所述壓力層與所述發射電極層相連接，所述壓力層用於產生所述第二輸出訊號，所述導電層用於接收並輸出所述第二輸出訊號；所述控制模組與所述接收電極層電連接，以用於接收所述第一輸出訊號；所述控制模組與所述導電層電連接，以用於接收所述第二輸出訊號。
  12. 如請求項11所述之三維觸控模組，其中當所述第一輸出訊號與所述第二輸出訊號於同時序內輸出時，所述發射電極層接收到輸入訊號，所述接收電極層將所述第一輸出訊號輸出至所述控制模組，以完成觸控位置的偵測，同時，所述導電層相對所述控制模組產生的所述第二輸出訊號傳輸至所述控制模組，以完成壓力值的偵測。
  13. 如請求項11所述之三維觸控模組，其中當所述第一輸出訊號與所述第二輸出訊號於分時序輸出時；於第一時序內，所述發射電極層接收到輸入訊號，所述接收電極層將所述第一輸出訊號輸出至所述控制模組，以完成觸控位置的偵測；於第二時序內，所述發射電極層、所述接收電極層接地，所述導電層將所述第二輸出訊號傳輸至所述控制模組，以完成壓力值的偵測。
  14. 如請求項10所述之三維觸控模組，其中所述第一輸出訊號為電容感應訊號、電阻訊號或超聲波訊號，所述第二輸出訊號為壓電訊號。
  15. 如請求項10所述之三維觸控模組，其中所述二維輸入組件與所述壓力感測組件共用所述發射電極層。
TW109138312A 2020-03-27 2020-11-03 三維觸控模組及其偵測方法 TWI769572B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010229000.4A CN111399686A (zh) 2020-03-27 2020-03-27 一种三维触控模组及其侦测方法
CN202010229000.4 2020-03-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202136980A TW202136980A (zh) 2021-10-01
TWI769572B true TWI769572B (zh) 2022-07-01

Family

ID=71429252

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109138312A TWI769572B (zh) 2020-03-27 2020-11-03 三維觸控模組及其偵測方法
TW109214523U TWM610275U (zh) 2020-03-27 2020-11-03 三維觸控模組

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW109214523U TWM610275U (zh) 2020-03-27 2020-11-03 三維觸控模組

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11720197B2 (zh)
JP (1) JP7402787B2 (zh)
KR (1) KR102552517B1 (zh)
CN (1) CN111399686A (zh)
TW (2) TWI769572B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111399686A (zh) * 2020-03-27 2020-07-10 宸鸿科技(厦门)有限公司 一种三维触控模组及其侦测方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWM527573U (zh) * 2015-09-01 2016-08-21 宸鴻科技（廈門）有限公司 一種壓力感測輸入裝置
CN205788139U (zh) * 2016-06-03 2016-12-07 京东方科技集团股份有限公司 一种显示面板及显示装置
US20180059866A1 (en) * 2016-08-25 2018-03-01 Parade Technologies, Ltd. Using 3D Touch for Tracking Objects on a Wet Touch Surface
TW201828004A (zh) * 2016-12-09 2018-08-01 南韓商Ｌｇ顯示器股份有限公司 電子裝置
US20190253053A1 (en) * 2012-07-05 2019-08-15 Cambridge Touch Technologies Ltd. Pressure Sensing Display Device
TW202011170A (zh) * 2018-09-14 2020-03-16 友達光電股份有限公司 觸控顯示面板
TWM610275U (zh) * 2020-03-27 2021-04-11 大陸商宸鴻科技（廈門）有限公司 三維觸控模組

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104756054B (zh) * 2012-07-26 2018-02-23 苹果公司 通过超声波传感器进行力检测
JP5855604B2 (ja) 2013-02-23 2016-02-09 日本写真印刷株式会社 押圧力測定を備えたタッチパネル
JP2014219963A (ja) 2013-04-12 2014-11-20 信越ポリマー株式会社 センサーシート作製用シート及びその製造方法、タッチパッド用センサーシート及びその製造方法
KR20150084458A (ko) 2014-01-14 2015-07-22 삼성전기주식회사 터치 패널
CN205353969U (zh) * 2015-07-10 2016-06-29 宸鸿科技(厦门)有限公司 一种具有压力侦测的触控总成
CN105955533A (zh) * 2016-05-04 2016-09-21 武汉华星光电技术有限公司 具有压力感应触控功能的外挂式触摸显示装置
KR102360850B1 (ko) 2017-06-30 2022-02-10 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서 및 이를 포함하는 표시 장치
CN107239173B (zh) * 2017-07-04 2023-10-24 北京集创北方科技股份有限公司 触控装置、触控显示装置及其驱动方法
CN212569726U (zh) * 2020-03-27 2021-02-19 宸鸿科技(厦门)有限公司 一种三维触控模组

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190253053A1 (en) * 2012-07-05 2019-08-15 Cambridge Touch Technologies Ltd. Pressure Sensing Display Device
TWM527573U (zh) * 2015-09-01 2016-08-21 宸鴻科技（廈門）有限公司 一種壓力感測輸入裝置
CN205788139U (zh) * 2016-06-03 2016-12-07 京东方科技集团股份有限公司 一种显示面板及显示装置
US20180059866A1 (en) * 2016-08-25 2018-03-01 Parade Technologies, Ltd. Using 3D Touch for Tracking Objects on a Wet Touch Surface
TW201828004A (zh) * 2016-12-09 2018-08-01 南韓商Ｌｇ顯示器股份有限公司 電子裝置
TW202011170A (zh) * 2018-09-14 2020-03-16 友達光電股份有限公司 觸控顯示面板
TWM610275U (zh) * 2020-03-27 2021-04-11 大陸商宸鴻科技（廈門）有限公司 三維觸控模組

Also Published As

Publication number Publication date
US20210303096A1 (en) 2021-09-30
KR102552517B1 (ko) 2023-07-05
KR20210122036A (ko) 2021-10-08
JP7402787B2 (ja) 2023-12-21
CN111399686A (zh) 2020-07-10
TW202136980A (zh) 2021-10-01
TWM610275U (zh) 2021-04-11
US11720197B2 (en) 2023-08-08
JP2021157770A (ja) 2021-10-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106990880B (zh) 用于改进电容性感测检测的方法和设备
US7856883B2 (en) Capacitive ultrasonic sensors and display devices using the same
TWI644244B (zh) 超聲波傳感裝置及其檢測電路與檢測方法
US20150062063A1 (en) Method of recognizing touch
CN107272939B (zh) 整合触控与压力感测的装置及其方法
TWI603243B (zh) 具有壓力偵測的觸控總成及其驅動方法
CN103593100A (zh) 一种电容屏触摸控制方法及其相关设备
CN106557246B (zh) 一种三维输入模块
US20130113751A1 (en) Acoustic Touch Sensitive Testing
US20160183382A1 (en) Capacitive image sensor with selectable function electrodes
US10545608B2 (en) Touch sensor electrode system and method
CN105612481B (zh) 触摸面板、触摸输入装置和电子设备
US20150029134A1 (en) Driving and sensing method for single-layer mutual capacitive multi-touch screen
CN105404430B (zh) 3d压感触摸屏及其制造方法以及3d压感触控实现方法
TWI769572B (zh) 三維觸控模組及其偵測方法
CN107832671B (zh) 显示器件及电子设备
CN105446563B (zh) 降低等待时间的混合感测
US20190384458A1 (en) Touchscreen and Touch Display Apparatus
CN212569726U (zh) 一种三维触控模组
CN107066141B (zh) 触控模组及其制作方法、触控显示屏和脉冲激光笔
CN206441136U (zh) 一种触控显示基板、触控显示面板及触控显示装置
CN106406608B (zh) 触控显示装置及其驱动方法
KR101659476B1 (ko) ３차원 터치 스크린 패널
CN104238725B (zh) 触觉反馈方法及应用该方法的电子装置
TW201702842A (zh) 增強型３ｄ偵測模組的偵測方法