TWI786562B

TWI786562B - 電子裝置及觸控偵測方法

Info

Publication number: TWI786562B
Application number: TW110107598A
Authority: TW
Inventors: 李聯鑫; 詹淯婷; 鄭太獅
Original assignee: 大陸商宸美（廈門）光電有限公司
Priority date: 2021-03-03
Filing date: 2021-03-03
Publication date: 2022-12-11
Also published as: TW202236063A

Abstract

一種電子裝置包含觸控模組、顯示模組以及控制模組。觸控模組配置以偵測觸控輸入。顯示模組設置於觸控模組下方。控制模組電性連接觸控模組與顯示模組，並配置以：偵測觸控輸入於觸控模組上之接觸面積；在接觸面積大於第一閥值面積時使顯示模組顯示第一輸入介面；以及在接觸面積小於第二閥值面積時使顯示模組顯示第二輸入介面，其中第二閥值面積等於或小於第一閥值面積。

Description

電子裝置及觸控偵測方法

本揭露是有關於一種電子裝置及觸控偵測方法。

隨著觸控壓感應用需求大幅提升，相關整合運用因應而生。因應行動攜帶需要，產品搭載兼具觸控、壓感以及顯示功能的應用便受關注。

一些現有技術（例如中國專利申請公布第CN106557212A號）係使用雙電極間夾設導電顆粒的壓敏複合材料的架構，並利用阻抗方式進行壓力判讀。然而，這種習知架構的透光率有待改善，因此尚無法達到多元整合運用（例如，可搭載觸控筆、可手指觸控、可摺疊、高透光率以及薄型化等需求）。

因此，如何提出一種可解決上述問題的電子裝置及觸控偵測方法，是目前業界亟欲投入研發資源解決的問題之一。

有鑑於此，本揭露之一目的在於提出一種可有解決上述問題的電子裝置及觸控偵測方法。

為了達到上述目的，依據本揭露之一實施方式，一種電子裝置包含觸控模組、顯示模組以及控制模組。觸控模組配置以偵測觸控輸入。顯示模組設置於觸控模組下方。控制模組電性連接觸控模組與顯示模組，並配置以：偵測觸控輸入於觸控模組上之接觸面積；在接觸面積大於第一閥值面積時使顯示模組顯示第一輸入介面；以及在接觸面積小於第二閥值面積時使顯示模組顯示第二輸入介面，其中第二閥值面積等於或小於第一閥值面積。

於本揭露的一或多個實施方式中，第一閥值面積與第二閥值面積之比值等於或大於20。

於本揭露的一或多個實施方式中，控制模組還配置以：在接觸面積大於第一閥值面積時以第一報點率經由觸控模組偵測觸控輸入；以及在接觸面積小於第二閥值面積時以第二報點率經由觸控模組偵測觸控輸入，其中第二報點率大於第一報點率。

於本揭露的一或多個實施方式中，第一報點率為約60 Hz至約100 Hz。

於本揭露的一或多個實施方式中，第二報點率等於或大於約200 Hz。

於本揭露的一或多個實施方式中，電子裝置進一步包含壓感模組。壓感模組設置於觸控模組下方，並配置以經由觸控模組偵測觸控輸入之施加力量。

於本揭露的一或多個實施方式中，電子裝置進一步包含第一機體以及第二機體。觸控模組與顯示模組設置於第一機體內。第二機體可轉動地連接第一機體。

於本揭露的一或多個實施方式中，觸控模組為OGS型觸控模組或GFF型觸控模組。

為了達到上述目的，依據本揭露之一實施方式，一種觸控偵測方法應用於包含觸控模組以及顯示模組之電子裝置。觸控偵測方法包含：偵測觸控輸入於觸控模組上之接觸面積；在接觸面積大於第一閥值面積時使顯示模組顯示第一輸入介面；以及在接觸面積小於第二閥值面積時使顯示模組顯示第二輸入介面，其中第二閥值面積等於或小於第一閥值面積。

於本揭露的一或多個實施方式中，觸控偵測方法進一步包含：在接觸面積大於第一閥值面積時以第一報點率偵測觸控輸入；以及在接觸面積小於第二閥值面積時以第二報點率偵測觸控輸入，其中第二報點率大於第一報點率。

於本揭露的一或多個實施方式中，電子裝置進一步包含壓感模組設置於觸控模組下方。觸控偵測方法進一步包含：偵測觸控輸入於觸控模組上之施加力量；在接觸面積大於第一閥值面積且施加力量大於第一閥值力量時，啟動一虛擬鍵力感測模式以經由壓感模組偵測觸控輸入；以及在接觸面積小於第二閥值面積時經由觸控模組偵測觸控輸入。

於本揭露的一或多個實施方式中，觸控偵測方法進一步包含：在接觸面積大於第一閥值面積且施加力量小於第二閥值力量時，不啟動虛擬鍵力感測模式以經由觸控模組偵測觸控輸入。

綜上所述，於本揭露的電子裝置中，控制模組係配置以在觸控輸入相對於觸控模組的接觸面積大於第一閥值面積以及小於第二閥值面積時，分別使顯示模組顯示不同輸入介面，因此可有效達到多元整合運用（例如，可自動地因應觸控輸入的來源為手指或觸控筆而對應地提供相應的輸入介面）。另外，控制模組係配置以在觸控輸入相對於觸控模組的接觸面積大於第一閥值面積以及小於第二閥值面積時，分別以不同報點率偵測觸控輸入，因此可有效提升電子裝置在觸控輸入的接觸面積較小時的偵測精確度。更進一步，於手指模式下可進一步依據按壓力道大小而判斷啟動虛擬鍵力感測模式或不啟動虛擬鍵力感測模式而保有維持觸控模式。

以上所述僅係用以闡述本揭露所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本揭露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揭露之複數個實施方式，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揭露。也就是說，在本揭露部分實施方式中，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。

請參照第1A圖，其為繪示根據本揭露一實施方式之電子裝置100的示意圖。如第1A圖所示，電子裝置100包含第一機體110以及第二機體120。第二機體120可轉動地連接第一機體110（例如，透過鉸鏈結構）。由此可知，本實施方式中的電子裝置100係採用筆記型電腦的架構，但本揭露並不以此為限。

請參照第1B圖以及第2圖。第1B圖為繪示根據本揭露一實施方式之第一機體110顯示虛擬鍵盤VK的示意圖。第2圖為繪示第1A圖中之電子裝置100的部分元件於一實施方式中的剖面示意圖。如第2圖所示，其係以第一機體110的剖視圖做示例說明，電子裝置100進一步包含觸控模組130、壓感模組140以及顯示模組160。觸控模組130配置以偵測觸控輸入。顯示模組160設置於觸控模組130下方。壓感模組140設置於觸控模組130下方，並位於觸控模組130與顯示模組160之間。壓感模組140配置以經由觸控模組130偵測觸控輸入之施加力量。顯示模組160所顯示的畫面可依序透過壓感模組140與觸控模組130而讓使用者觀看到。觸控模組130、壓感模組140與顯示模組160設置於第一機體110內。

於一些實施方式中，第二機體120為一顯示器。換句話說，電子裝置100為同時具備雙螢幕顯示功能以及三維觸控壓感功能之電子產品。

如第2圖所示，其係以第一機體110的剖視圖做示例說明，觸控模組130包含蓋板131、遮蔽層132、光學匹配層133、第一觸控感測電極層134、介電層135、第二觸控感測電極層136以及走線137。蓋板131上定義有觸控區以及環繞觸控區之周邊區（圖未示）。遮蔽層132設置於蓋板131的周邊區內。光學匹配層133設置於蓋板131下，並覆蓋遮蔽層132，以提供平整的下表面。第一觸控感測電極層134設置於光學匹配層133下。第二觸控感測電極層136設置於光學匹配層133下。介電層135覆蓋第一觸控感測電極層134，以使第一觸控感測電極層134與第二觸控感測電極層136電性絕緣。走線137係設置於光學匹配層133下，並位於蓋板131的周邊區內。藉此，第一觸控感測電極層134與第二觸控感測電極層136之間的觸控訊號(如互電容感應訊號)可經由走線137提取。

於一些實施方式中，第一觸控感測電極層134係利用介電層135與第二觸控感測電極層136相隔開，並形成類似跨橋的結構，因此觸控模組130為OGS-SITO (One Glass Solution single-sided ITO)型觸控模組。

然而，本揭露並不以此為限。於其他一些實施方式中，觸控模組130也可為GFF (Glass-Film-Film)型觸控模組。

於一些實施方式中，蓋板131的材料包含玻璃，但本揭露並不以此為限。

於一些實施方式中，第一觸控感測電極層134與第二觸控感測電極層136中之至少一者可以是奈米銀線電極層、金屬網格或包含氧化銦錫(ITO)電極層所組成，但本揭露並不以此為限。若為了符合光學穿透度與霧度之要求，於一些實施方式中，第一觸控感測電極層134與第二觸控感測電極層136中之至少一者為奈米銀線電極層。

如第2圖所示，觸控模組130還包含光學匹配層138以及介電層139。光學匹配層138設置於第二觸控感測電極層136下，並覆蓋走線137，以提供平整的下表面。介電層139覆蓋於光學匹配層138的下表面。

於一些實施方式中，如第2圖所示，壓感模組140包含壓力感測塗層141以及透光電極層142。壓力感測塗層141塗佈於介電層139遠離蓋板131的一側。透光電極層142塗佈於壓力感測塗層141遠離觸控模組130的一側。壓力感測塗層141所產生之力量訊號可經由透光電極層142提取。

於一些實施方式中，壓力感測塗層141的材料包含聚偏二氟乙烯(polyvinylidene difluoride, PVDF)。換言之，壓力感測塗層141為一種晶格壓電材料。當對此材料結晶的某一方向施加壓力而產生形變時，偶極的大小及方向也隨之變化，因此電荷量也隨之變化，從而產生電壓。

於一些實施方式中，壓力感測塗層141的厚度為約7 µm至約10 µm（較佳為約8 µm）。

於一些實施方式中，透光電極層142為奈米銀線(silver nano wires, SNW；又稱AgNW)電極層。詳細來說，透光電極層142包含基質和摻雜於其內之奈米銀線。奈米銀線於基質中相互搭接形成導電網路。基質是指含奈米銀線的溶液在經過塗佈與加熱烘乾等製程所形成的非奈米銀線物質。奈米銀線散佈或嵌入於基質中，且部分地從基質中突出。基質可以保護奈米銀線免受腐蝕、磨損等外界環境的影響。於一些實施方式中，基質係可壓縮的。

於一些實施方式中，奈米銀線的線長為約10 μm至約300 μm。於一些實施方式中，奈米銀線的線徑(或線寬)小於約500 nm。於一些實施方式中，奈米銀線的長寬比(線長與線徑之比)大於10。於一些實施方式中，奈米銀線可為其他導電金屬奈米線表面或非導電奈米線表面鍍銀的物質等變形形式。採用奈米銀線形成奈米銀線電極層具有以下的優點：相較於ITO的價格低、工藝簡單、撓性好、可耐受彎折…等。

如第2圖所示，顯示模組160係經由貼合膠150貼合至透光電極層142遠離壓力感測塗層141的一側。

請參照第3圖，其為繪示第1A圖中之電子裝置100的部分元件於一實施方式中的功能方塊圖。如第3圖所示，電子裝置100進一步包含控制模組170。控制模組170電性連接觸控模組130與顯示模組160，並配置以偵測觸控輸入於觸控模組130上之接觸面積。舉例來說，以第一機體110的剖視圖做示例說明，當觸控輸入的來源為手指時，觸控模組130偵測到產生電容變化的面積較大，並可視為手指的接觸面積；當觸控輸入的來源為觸控筆時，觸控模組130偵測到產生電容變化的面積較小，並可視為觸控筆的接觸面積。於一些實施方式中，在獲得接觸面積大小之數據之後，控制模組170經由觸控模組130與壓感模組140中之一者偵測觸控輸入（亦即，關閉觸控模組130與壓感模組140中之另一者）。

於一些實施方式中，控制模組170還配置以：在接觸面積大於第一閥值面積時使顯示模組160顯示第一輸入介面；以及在接觸面積小於第二閥值面積時使顯示模組160顯示第二輸入介面，其中第二閥值面積等於或小於第一閥值面積。

舉例來說，當觸控輸入於觸控模組130上之接觸面積大於第一閥值面積時，控制模組170可以將此觸控輸入的來源判定為手指，並使顯示模組160將前述第一輸入介面顯示為虛擬鍵盤VK；當觸控輸入於觸控模組130上之接觸面積小於第二閥值面積時，控制模組170可以將此觸控輸入的來源判定為觸控筆，並使顯示模組160將前述第二輸入介面顯示為繪圖板。藉此，本實施方式之電子裝置100即可有效達到多元整合運用（例如，可自動地因應觸控輸入的來源為手指或觸控筆而對應地提供相應的輸入介面）。

於一些實施方式中，第一閥值面積為約75平方毫米(mm ²)至約115平方毫米…，但本揭露並不以此為限。於一些實施方式中，第二閥值面積為約3平方毫米至約13平方毫米，但本揭露並不以此為限。於一些實施方式中，第一閥值面積與第二閥值面積之比值等於或大於5，實務上可以大於20，但本揭露並不以此為限。

於一些實施方式中，控制模組170還配置以：在接觸面積大於第一閥值面積時以第一報點率(report rate)經由觸控模組130偵測觸控輸入；以及在接觸面積小於第二閥值面積時以第二報點率經由觸控模組130偵測觸控輸入，其中第二報點率大於第一報點率。藉由此配置，本實施方式之電子裝置100在觸控輸入的接觸面積較小時的偵測精確度即可有效提升。

於一些實施方式中，第一報點率為約60 Hz至約100 Hz，但本揭露並不以此為限。於一些實施方式中，第二報點率等於或大於約200 Hz，但本揭露並不以此為限。

於一些實施方式中，控制模組170還配置以：偵測觸控輸入於觸控模組130上之施加力量；在接觸面積大於第一閥值面積且施加力量大於第一閥值力量時，啟動虛擬鍵力感測模式（即顯示虛擬鍵盤VK之第一輸入介面）以經由壓感模組140偵測觸控輸入；以及在接觸面積小於第二閥值面積時經由觸控模組130偵測觸控輸入。藉由進一步判斷施加力量是否大於第一閥值力量，可以更精確地判定使用者的觸控輸入的意圖是否在於以手指透過虛擬鍵盤VK產生按鍵訊號。

於一些實施方式中，控制模組170還配置以：在接觸面積大於第一閥值面積且施加力量小於第二閥值力量時，不啟動虛擬鍵力感測模式以經由觸控模組偵測觸控輸入。藉由進一步判斷施加力量是否小於第二閥值力量，可以更精確地判定使用者的觸控輸入的意圖是否僅在於以手指進行一般性的觸控操作。

於一些實施方式中，第一閥值力量等於或大於約50g，第二閥值力量等於或小於約30g，但本揭露並不以此為限。

於實際應用中，控制模組170所提供的功能可由一或多個控制器所實現。

於一些實施方式中，第二機體120可包含相同於第一機體110之觸控模組130、壓感模組140以及顯示模組160。換句話說，電子裝置100的第一機體110與第二機體120皆具有螢幕顯示功能以及三維觸控壓感之功能。於一些實施方式中，第一機體110與第二機體120可共用控制模組170，但本揭露並不以此為限。

於一些實施方式中，作為觸控輸入之來源的觸控筆可以是主動式觸控筆。亦即，主動式觸控筆本身具備自身驅動系統，以在接觸觸控模組130時發射訊號（即作為Tx發射端）或接收訊號（即作為Rx接收端）。相應地，控制模組170可僅利用觸控模組130的其中一觸控感測電極層接收訊號（即作為Rx接收端）或發射訊號（即作為Tx發射端）。於雙向協定中，主動式觸控筆與觸控模組130的Tx發射端與Rx接收端可以互換。此外，於一些實施方式中，壓感模組140的力感應階層可高達4096階，因此電子裝置100還能利用主動式觸控筆模擬仿真筆寫應用。

於一些實施方式中，主動式觸控筆採用AES 2.0協定，其RC時間常數等於或小於600ns。於一些實施方式中，主動式觸控筆採用MPP 2.0協定，其RC時間常數等於或小於1400ns。於一些實施方式中，主動式觸控筆採用USI 1.0協定，其RC時間常數係等於或小於1200ns。

於一些實施方式中，觸控模組130可偵測手指的最小懸浮距離為約3公分，但本揭露並不以此為限。於一些實施方式中，觸控模組130可偵測觸控筆的最小懸浮距離為約2公分，但本揭露並不以此為限。

下表為現有廠商A、B、C採用之觸控技術的規格表。

	廠商A	廠商B	廠商C
協定	AES 1.0 AES 2.0	AES 1.0	MPP 2.0	自有
感測電極形狀	直條形	菱形	金屬網格	菱形
感測電極間距 (mm)	T _x:3~5 R _x:3~5	T _x:3~5 R _x:3~5	≦4.2	≦4.2
互電容 (pF)	0.4~2.0	0.15~2.0	≦1.2	NA
報點率 (Hz)	240	200	266	＞133

請參照第4圖，其為繪示根據本揭露一實施方式之觸控偵測方法的流程圖。可以如第1A圖所繪示之第一機體110為例示說明，再參酌第4圖所示，觸控偵測方法可應用於包含觸控模組、顯示模組以及設置於觸控模組下方之壓感模組之電子裝置；須留意，第4圖之流程圖除應用於第一機體110外亦可用於第二機體120。觸控偵測方法包含步驟S101至步驟S109。

步驟S101：偵測觸控輸入於觸控模組上之接觸面積。

步驟S102：在接觸面積大於第一閥值面積時使顯示模組顯示第一輸入介面。

步驟S103：在接觸面積小於第二閥值面積時使顯示模組顯示第二輸入介面，其中第二閥值面積等於或小於第一閥值面積。

步驟S104：在接觸面積大於第一閥值面積時以第一報點率偵測觸控輸入。

步驟S105：在接觸面積小於第二閥值面積時以第二報點率偵測觸控輸入，其中第二報點率大於第一報點率。

步驟S106：偵測觸控輸入於觸控模組上之施加壓力。

步驟S107：在接觸面積大於第一閥值面積且施加力量大於第一閥值力量時，經由壓感模組偵測觸控輸入(即於手指模式下啟動虛擬鍵力感盤模式，如第1a圖所示之力感測鍵盤輸入模式)。換言之，觸控模組在此步驟中可被關閉。

步驟S108：在接觸面積大於第一閥值面積且施加力量小於第二閥值力量時，不啟動虛擬鍵力感盤模式僅經由觸控模組偵測觸控輸入。換言之，壓感模組在此步驟中可被關閉。

步驟S109：在接觸面積小於第一閥值面積時經由觸控模組偵測觸控輸入。換言之，壓感模組在此步驟中可被關閉。另外，觸控模組於在步驟中可採用MPP 2.0協定偵測觸控輸入，但本揭露並不以此為限。

於一些實施方式中，步驟S106可任意調整至步驟S107、S108前的任一步驟之前或之後。

由以上對於本揭露之具體實施方式之詳述，可以明顯地看出，於本揭露的電子裝置中，控制模組係配置以在觸控輸入相對於觸控模組的接觸面積大於第一閥值面積以及小於第二閥值面積時，分別使顯示模組顯示不同輸入介面，因此可有效達到多元整合運用（例如，可自動地因應觸控輸入的來源為手指或觸控筆而對應地提供相應的輸入介面）。另外，控制模組係配置以在觸控輸入相對於觸控模組的接觸面積大於第一閥值面積以及小於第二閥值面積時，分別以不同報點率偵測觸控輸入，因此可有效提升電子裝置在觸控輸入的接觸面積較小時的偵測精確度。更進一步，於手指模式下可進一步依據按壓力道大小而判斷啟動虛擬鍵力感測模式或不啟動虛擬鍵力感測模式而保有觸控模式。

雖然本揭露已以實施方式揭露如上，然其並不用以限定本揭露，任何熟習此技藝者，在不脫離本揭露的精神和範圍內，當可作各種的更動與潤飾，因此本揭露的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100:電子裝置 110:第一機體 120:第二機體 130:觸控模組 131:蓋板 132:遮蔽層 133,138:光學匹配層 134:第一觸控感測電極層 135,139:介電層 136:第二觸控感測電極層 137:走線 140:壓感模組 141:壓力感測塗層 142:透光電極層 150:貼合膠 160:顯示模組 170:控制模組 S101~S109:步驟 VK:虛擬鍵盤

為讓本揭露之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：第1A圖為繪示根據本揭露一實施方式之電子裝置的示意圖。第1B圖為繪示根據本揭露一實施方式之第一機體顯示虛擬鍵盤的示意圖。第2圖為繪示第1A圖中之電子裝置的部分元件於一實施方式中的剖面示意圖。第3圖為繪示第1A圖中之電子裝置的部分元件於一實施方式中的功能方塊圖。第4圖為繪示根據本揭露一實施方式之觸控偵測方法的流程圖。

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

S101~S109:步驟

Claims

一種電子裝置，包含：一觸控模組，配置以偵測一觸控輸入；一顯示模組，設置於該觸控模組下方；以及一控制模組，電性連接該觸控模組與該顯示模組，並配置以：偵測該觸控輸入於該觸控模組上之一接觸面積；在該接觸面積大於一第一閥值面積時使該顯示模組顯示一第一輸入介面；以及在該接觸面積小於一第二閥值面積時使該顯示模組顯示一第二輸入介面，其中該第二閥值面積等於或小於該第一閥值面積。
如請求項1所述之電子裝置，其中該第一閥值面積與該第二閥值面積之一比值等於或大於20。
如請求項1所述之電子裝置，其中該控制模組還配置以：在該接觸面積大於該第一閥值面積時以一第一報點率經由該觸控模組偵測該觸控輸入；以及在該接觸面積小於該第二閥值面積時以一第二報點率經由該觸控模組偵測該觸控輸入，其中該第二報點率大於該第一報點率。
如請求項3所述之電子裝置，其中該第一報點率為約60 Hz至約100 Hz。
如請求項3所述之電子裝置，其中該第二報點率等於或大於約200Hz。
如請求項1所述之電子裝置，進一步包含一壓感模組，設置於該觸控模組下方，並配置以經由該觸控模組偵測該觸控輸入之一施加力量。
如請求項1所述之電子裝置，進一步包含：一第一機體，其中該觸控模組與該顯示模組設置於該第一機體內；以及一第二機體，可轉動地連接該第一機體。
如請求項1所述之電子裝置，其中該觸控模組為一OGS型觸控模組或一GFF型觸控模組。
一種觸控偵測方法，應用於包含一觸控模組以及一顯示模組之一電子裝置，該觸控偵測方法包含：偵測一觸控輸入於該觸控模組上之一接觸面積；在該接觸面積大於一第一閥值面積時使該顯示模組顯示一第一輸入介面；以及在該接觸面積小於一第二閥值面積時使該顯示模組顯示一第二輸入介面，其中該第二閥值面積等於或小於該第一閥值面積。
如請求項9所述之觸控偵測方法，進一步包含：在該接觸面積大於該第一閥值面積時以一第一報點率偵測該觸控輸入；以及在該接觸面積小於該第二閥值面積時以一第二報點率偵測該觸控輸入，其中該第二報點率大於該第一報點率。
如請求項9所述之觸控偵測方法，其中該電子裝置進一步包含一壓感模組設置於該觸控模組下方，該觸控偵測方法進一步包含：偵測該觸控輸入於該觸控模組上之一施加力量；在該接觸面積大於該第一閥值面積且該施加力量大於一第一閥值力量時，啟動一虛擬鍵力感測模式以經由該壓感模組偵測該觸控輸入；以及在該接觸面積小於該第二閥值面積時經由該觸控模組偵測該觸控輸入。
如請求項11所述之觸控偵測方法，進一步包含：在該接觸面積大於該第一閥值面積且該施加力量小於一第二閥值力量時，不啟動該虛擬鍵力感測模式以經由該觸控模組偵測該觸控輸入。