CN103365455B - 曲面触感回馈触控屏幕及其触感回馈驱动方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种曲面触感回馈触控屏幕及其触感回馈驱动方法。所述曲面触感回馈触控屏幕，包括：一绝缘层，具有曲面状的一上表面，以及平面状的一下表面，上表面用以作为一触控面；一透明导电层，铺设于下表面且具有多个透明电极；以及一电源模块，输出一驱动电压至该透明导电层，以使得触控面上不同位置的电场强度大致相同。

Description

曲面触感回馈触控屏幕及其触感回馈驱动方法

技术领域

本发明是有关于一种触感回馈触控屏幕及其驱动方法，且特别有关于一种在曲面状的触控面各位置皆能获得相同触感回馈的触感回馈触控屏幕及其驱动方法。

背景技术

现今，触控屏幕已广泛地运用于各种装置，如智能型手机或平板电脑等。为了增加使用者操作触控屏幕的真实感，具有触感回馈功能的触控屏幕被提出。触感回馈技术中包括使用小型马达或压电元件等振动式的触感回馈，以及使用电场来控制手指与触控面间摩擦力的触感回馈。

然而现有的电场触感回馈技术若应用于曲面的触控屏幕时，感应电场的强度会因为触控屏幕表面的绝缘层厚度不同而有所改变，使得手指触控该曲面的触控屏幕时，无法在曲面上的不同位置获得相同的触感回馈。

发明内容

本发明为了解决上述的问题，而提出一种曲面触感回馈触控屏幕及其驱动方法，使操作者的手指触控曲面的触控屏幕各位置时皆能获得大致相同的触感回馈。

本发明提供一种曲面触感回馈触控屏幕，包括：一绝缘层，具有曲面状的一上表面，以及平面状的一下表面，该上表面用以作为一触控面；一透明导电层，铺设于该下表面且具有多个透明电极；以及一电源模块，输出一驱动电压至该透明导电层，以使得该触控面上不同位置的电场强度大致相同。

根据本发明的一个实施例，位于该绝缘层厚度较厚的位置的该透明电极的厚度比位于该绝缘层厚度较薄的位置的该透明电极的厚度厚。

上述的曲面触感回馈触控屏幕，更包括：一触控面板，感测该触控面的一触控位置；以及一控制模块，根据该触控位置以控制该电源模块输出该驱动电压至相应该触控位置的所述这些透明电极。

根据本发明的另一个实施例，上述的曲面触感回馈触控屏幕，更包括：一触控面板，感测该触控面的一触控位置；以及一控制模块，根据该触控位置以调控该电源模块输出至所述这些透明电极的该驱动电压。

上述的曲面触感回馈触控屏幕中，该电源模块可包括一可变电压源，该控制模块控制该可变电压源，使该可变电压源输出较大的驱动电压至位于该绝缘层厚度较厚的位置的该透明电极，且输出较小的驱动电压至位于该绝缘层厚度较薄的位置的该透明电极。

上述的曲面触感回馈触控屏幕中，该电源模块也可包括一可变电阻，该控制模块调整该可变电阻的电阻值，使得该电源模块输出较大的驱动电压至位于该绝缘层厚度较厚的位置的该透明电极，且输出较小的驱动电压至位于该绝缘层厚度较薄的位置的该透明电极。

根据本发明的一个实施例，该驱动电压为一高位准脉冲电压。

本发明也提供一种曲面触感回馈触控屏幕的触感回馈驱动方法，该触控屏幕包括具有曲面状的一上表面及平面状的一下表面的一绝缘层、位于该下表面且具有多个透明电极的一透明导电层以及输出一驱动电压至该透明导电层的一电源模块，其中该上表面用以当作一触控面，该曲面触控屏幕的触感回馈驱动方法包括：感测该触控面上的触控；计算该触控的位置；输出该驱动电压至对应该触控位置的该透明电极。

上述的曲面触感回馈触控屏幕的触感回馈驱动方法更包括：根据该触控的位置所对应的绝缘层厚度以调控该驱动电压。

根据本发明的一个实施例，调控该驱动电压通过调整该电源模块中一可变电源，使该可变电压源输出较大的驱动电压至位于该绝缘层厚度较厚的位置的该透明电极，且输出较小的驱动电压至位于该绝缘层厚度较薄的位置的该透明电极。

根据本发明的另一个实施例，调控该驱动电压通过调整该电源模块中的一可变电阻的电阻值，使该电源模块输出较大的驱动电压至位于该绝缘层厚度较厚的位置的该透明电极，且输出较小的驱动电压至位于该绝缘层厚度较薄的位置的该透明电极。

根据本发明的曲面触感回馈触控屏幕及其驱动方法，无论在曲面状的触控面各位置进行触控，触感回馈的强度不会产生落差，而能获得强度大致相同触感回馈。

附图说明

图1a是一曲面的触感回馈触控屏幕结构示意图。

图1b是图1a的触感回馈触控屏幕的等效电路图。

图2a是根据本发明实施例1的曲面的触感回馈触控屏幕结构示意图。

图2b是图2a的触感回馈触控屏幕的等效电路图。

图3是触控实施例1的曲面的触感回馈触控屏幕的中央区域及周边区域时的等效电路图。

图4a是根据本发明实施例2的曲面的触感回馈触控屏幕结构示意图。

图4b是图4a的触感回馈触控屏幕的等效电路图。

图5是触控实施例2的曲面的触感回馈触控屏幕的中央区域及周边区域时的等效电路图。

图6a是根据本发明实施例3的曲面的触感回馈触控屏幕结构示意图。

图6b是图6a的触感回馈触控屏幕的等效电路图。

图7是触控实施例3的曲面的触感回馈触控屏幕的中央区域及周边区域时的等效电路图。

图8是根据本发明实施例4的曲面的触感回馈触控屏幕的触感回馈驱动方法。

附图标号：

10、20、30、40～曲面的触感回馈触控屏幕；

11、21、31、41～绝缘层；

11a、21a、31a、41a～上表面(触控面)；

11b、21b、31b、41b～下表面；

12、22、32、42～透明导电层；

13、23、33、43～电源模块

231～可变电压源；

24、34～触控面板；

25、35～控制模块；

331、431～固定电压源；

332～可变电阻；

42a～透明电极(位于中央区域)；

42b～透明电极(位于周边区域)；

A～中央区域；

B～周边区域；

E、E_A、E_B～电场。

具体实施方式

图1a是一曲面的触感回馈触控屏幕结构示意图。图1b是图1a的触感回馈触控屏幕的等效电路图。

如图1a所示，一曲面的触感回馈触控屏幕10包括玻璃或塑胶等材质的绝缘层11，由多个透明电极组成的透明导电层12，以及提供驱动电压的电源模块13。绝缘层11具有一上表面11a，以及一下表面11b。上表面11a为一中央区域突起的曲面，此曲面即为手指接触触感回馈触控屏幕10的触控面。下表面11b则为一平面，铺满多个的透明电极所构成的透明导电层12。

当手指触碰触感回馈触控屏幕10时，电源模块13会输出一既定值的驱动电压至透明导电层12中对应触控位置正下方的透明电极，使得此透明电极与隔着绝缘体层11相对的手指之间产生一电场，此电场可控制手指绝缘体表面的摩擦力，使手指获得特别的触感。因此，如图1b所示，绝缘体层11等效于一电容，透明导电层12等效于一串联于电容的电阻，而电源模块13则因提供一既定值的驱动电压，故等效于一固定电压源。

在现有技术中，当手指触碰触感回馈触控屏幕10的中央区域A(绝缘层11厚度厚)与周边区域B(绝缘层11厚度薄)时，因绝缘层11的厚度不同，故位于中央区域A的电场E_A会比位于周边区域B的电场E_B弱，使得中央区域A的触感强度低于周边区域B的触感强度，造成中央区域A与周边区域B两者的触感产生落差。

图2a是根据本发明实施例1的曲面的触感回馈触控屏幕结构示意图。

如图2a所示，本发明实施例1的触感回馈触控屏幕20同样具有一中央突起的曲面绝缘层21、一透明导电层22、及电源模块23。但为了改善中央区域A与周边区域B触感强度不均的问题，本发明实施例1的电源模块23包括一可变电压源231，而非固定电压源，该可变电压源231可因应手指触控中央区域A(绝缘层11厚度厚)与周边区域B(绝缘层11厚度薄)的不同，而施加不同的驱动电压给这两个区域的透明电极。图2b是图2a的触感回馈触控屏幕的等效电路图。

图3是触控实施例1的曲面的触感回馈触控屏幕的中央区域及周边区域时的等效电路图。如图3所示，当手指触控中央区域A时，可变电压源231输出一较大的驱动电压，例如1000V，使得绝缘层21与透明导电层22分压后绝缘层21获得一较大的跨压，例如500V；当手指触控周边区域B时，可变电压源231输出一较小的驱动电压，例如500V，使得绝缘层21与透明导电层22分压后绝缘层21获得一较小的跨压，例如250V。如此一来，绝缘层21厚度较厚的中央区域A有较大的跨压，绝缘层21厚度较薄的周边区域B有较小的跨压，使得两区域可获得大致相同的电场，而手指触控中央区域A与周边区域B也能获得大致相同的触感强度。

回到图2a，实施例1的曲面的触感回馈触控屏幕20更包括一触控面板24、一控制模块25及一开关模块(未图示)。当手指触控绝缘体层21的上表面21a时，触控面板24会感测出手指的触控位置，并将触控位置的信息传达给控制模块25。控制模块25则根据触控位置的信息来调整可变电压源231要输出的驱动电压大小，例如当触控位置在中央区域时控制模块25控制可变电压源231输出较大的驱动电压，当触控位置在周边区域时控制模块25控制电源模块23输出较小的驱动电压。而开关模块则将电源模块23连接至触控位置所对应的透明电极，使驱动电压施加于该透明电极上产生电场E。

图4a是根据本发明实施例2的曲面的触感回馈触控屏幕结构示意图。

如图4a所示，本发明实施例2的触感回馈触控屏幕30具有与实施例1的绝缘层21及透明导电层22相同的绝缘层31及透明导电层32。实施例2与实施例1的差异在于，本发明实施例2的电源模块33包括一固定电压源331与一可变电阻332，该可变电阻332可因应手指触控中央区域A(绝缘层11厚度厚)与周边区域B(绝缘层11厚度薄)的不同，而调整不同的阻值。图4b是图4a的触感回馈触控屏幕的等效电路图。

图5是触控实施例2的曲面的触感回馈触控屏幕的中央区域及周边区域时的等效电路图。如图5所示，当手指触控中央区域A时，固定电压源331输出例如1000V的驱动电压，而可变电阻332的阻值降低，例如0Ω，使得绝缘层31与透明导电层32分压后绝缘层31获得一较大的跨压，例如500V；当手指触控周边区域B时，固定电压源331同样输出例如1000V的驱动电压，但可变电阻332的阻值上升，例如5kΩ，使得绝缘层31与透明导电层32分压后绝缘层31获得一较小的跨压，例如250V。如此一来，绝缘层31厚度较厚的中央区域A有较大的跨压，绝缘层31厚度较薄的周边区域B有较小的跨压，使得两区域可获得大致相同的电场，而手指触控中央区域A与周边区域B也能获得大致相同的触感强度。

回到图4a，同样地，实施例2的曲面的触感回馈触控屏幕30也包括一触控面板34、一控制模块35及一开关模块(未图示)。当手指触控绝缘体层31的上表面31a时，触控面板34会感测出手指的触控位置，并将触控位置的信息传达给控制模块35。控制模块35则根据触控位置的信息来调整可变电阻332的阻值大小，例如当触控位置在中央区域时控制模块25降低可变电阻332的阻值，当触控位置在周边区域时控制模块25则提高可变电阻332的阻值。而开关模块则将电源35连接至触控位置所对应的透明电极，使驱动电压施加于该透明电极上产生电场E。

除了实施例1及2以调变驱动电压的方式来控制绝缘层电场外，也可以改变透明导电层的构造来控制绝缘层电场。图6a是根据本发明实施例3的曲面的触感回馈触控屏幕结构示意图。

如图6a所示，本发明实施例3的触感回馈触控屏幕40的具有与现有技术的绝缘层11及电源模块13相同的绝缘层41及电源模块43，也就是说电源模块43为一固定电压源431。但实施例3的透明导电层42并非固定厚度的构造。实施例3的绝缘层42在中央区域A(绝缘层11厚度厚)具有厚度较厚的透明电极42a，在周边区域B(绝缘层11厚度薄)具有厚度较薄的透明电极42b。图6b是图6a的触感回馈触控屏幕的等效电路图。

图7是触控实施例3的曲面的触感回馈触控屏幕的中央区域及周边区域时的等效电路图。如图7所示，当手指触控中央区域A时，固定电压源431输出例如1000V的驱动电压，而因为中央区域A的透明电极42a厚度较厚故具有较小的电阻值，例如10Ω，使得绝缘层41与透明电极42a分压后绝缘层41获得一较大的跨压，例如500V；当手指触控周边区域B时，固定电压源431同样输出例如1000V的驱动电压，但因为周边区域B的透明电极42b厚度较薄故具有较大的电阻值，例如15kΩ，使得绝缘层41与透明导电层42分压后绝缘层41获得一较小的跨压，例如250V。如此一来，绝缘层41厚度较厚的中央区域A有较大的跨压，绝缘层41厚度较薄的周边区域B有较小的跨压，使得两区域可获得大致相同的电场，而手指触控中央区域A与周边区域B也能获得大致相同的触感强度。

同样地，实施例3的曲面的触感回馈触控屏幕30也包括触控面板及开关模块(皆未图示)。当手指触控绝缘体层41的上表面41a时，触控面板会感测出手指的触控位置，而开关模块则将电源模块43连接至触控位置所对应的透明电极，使驱动电压施加于该透明电极上产生电场E。因透明导电层42的厚度相对于绝缘体41而变，故不需要根据触控的位置去控制驱动电压大小。

另外，在上述实施例1～3中，电源的输出配合开关模块的开闭，使得透明导电层接受到的驱动电压为一具有高位准的脉冲信号，而非既定位准的直流电压信号。但本发明的驱动电压也可以是其他频率调变后的交流电压信号，端看该触感回馈触控屏幕所要产生的触感而定。

图8是根据本发明实施例4的曲面的触感回馈触控屏幕的触感回馈驱动方法。

在步骤801，触控面板感测手指的触控。接着，在步骤802，控制模块计算出触控的位置。在步骤803，控制模块设定电源要输出至透明导电层的驱动电压，而设定驱动电压的方式可根据触控的位置的绝缘层厚度，而以如前述实施例1调整可变电压源的输出电压或前述实施例2调整串联于电源的可变电阻的电阻值的方式来实行，使得厚度较厚的绝缘层能获得较大的跨压。在步骤804，电源输出设定的驱动电压至触控的位置所对应的透明电极。最后，在步骤805，跨过绝缘层的电场使手指感觉到触感回馈。

按照上述的步骤，每次手指触控时，触感回馈触控屏幕即重复一次上述801～805的步骤。而因为步骤803具备驱动电压调变的功能，故能根据触控面各位置而输出对应的驱动电压。因此根据本发明实施例4的曲面的触感回馈触控屏幕的触感回馈驱动方法，能够使曲面的触感回馈触控屏幕的不同触控位置获得强度相同的触感回馈。

以上虽说明了实施本发明的实施例，但本发明并不限于上述的实施例。在不偏离本发明主旨的范围内可做适当的变更。例如，利用本发明的曲面的触感回馈触控屏幕并不限定于触控面中央突起的构造，触控面可以是任意的曲面。另外，透明电极分布的方式及数量也没有特别的限制，在可让触控面各位置都能获得触感回馈的前提下，透明电极可做各种分布或数量的设计。

Claims (10)

1.一种曲面触感回馈触控屏幕，其特征在于，所述曲面触感回馈触控屏幕包括：

一绝缘层，具有曲面状的一上表面，以及平面状的一下表面，所述上表面用以作为一触控面；

一透明导电层，铺设于所述下表面且具有多个透明电极；以及

一电源模块，输出一驱动电压至所述透明导电层，以使得所述触控面上不同位置的电场强度大致相同，

位于所述绝缘层厚度较厚的位置的所述透明电极的厚度比位于所述绝缘层厚度较薄的位置的所述透明电极的厚度厚。

2.如权利要求1所述的曲面触感回馈触控屏幕，其特征在于，所述曲面触感回馈触控屏幕更包括：

一触控面板，感测所述触控面的一触控位置；以及

一控制模块，根据所述触控位置以控制所述电源模块输出所述驱动电压至相应所述触控位置的所述多个透明电极。

3.如权利要求1所述的曲面触感回馈触控屏幕，其特征在于，所述驱动电压为一高位准脉冲电压。

4.一种曲面触感回馈触控屏幕，其特征在于，所述曲面触感回馈触控屏幕包括：

一绝缘层，具有曲面状的一上表面，以及平面状的一下表面，所述上表面用以作为一触控面；

一透明导电层，铺设于所述下表面且具有多个透明电极；

一电源模块，输出一驱动电压至所述透明导电层，以使得所述触控面上不同位置的电场强度大致相同，

一触控面板，感测所述触控面的一触控位置；以及

一控制模块，根据所述触控位置以调控所述电源模块输出至所述多个透明电极的所述驱动电压。

5.如权利要求4所述的曲面触感回馈触控屏幕，其特征在于，所述电源模块包括一可变电压源，所述控制模块控制所述可变电压源，使所述可变电压源输出较大的驱动电压至位于所述绝缘层厚度较厚的位置的所述透明电极，且输出较小的驱动电压至位于所述绝缘层厚度较薄的位置的所述透明电极。

6.如权利要求4所述的曲面触感回馈触控屏幕，其特征在于，所述电源模块包括一可变电阻，所述控制模块调整所述可变电阻的电阻值，使得所述电源模块输出较大的驱动电压至位于所述绝缘层厚度较厚的位置的所述透明电极，且输出较小的驱动电压至位于所述绝缘层厚度较薄的位置的所述透明电极。

7.如权利要求4所述的曲面触感回馈触控屏幕，其特征在于，所述驱动电压为一高位准脉冲电压。

8.一种曲面触感回馈触控屏幕的触感回馈驱动方法，其特征在于，所述触控屏幕包括具有曲面状的一上表面及平面状的一下表面的一绝缘层、位于所述下表面且具有多个透明电极的一透明导电层以及输出一驱动电压至所述透明导电层的一电源模块，其中所述上表面用以当作一触控面，所述曲面触控屏幕的触感回馈驱动方法包括：

感测所述触控面上的触控；

计算所述触控的位置；

输出所述驱动电压至对应所述触控位置的所述透明电极；

根据所述触控的位置所对应的绝缘层厚度以调控所述驱动电压。

9.一种曲面触感回馈触控屏幕的触感回馈驱动方法，其特征在于，所述触控屏幕包括具有曲面状的一上表面及平面状的一下表面的一绝缘层、位于所述下表面且具有多个透明电极的一透明导电层以及输出一驱动电压至所述透明导电层的一电源模块，其中所述上表面用以当作一触控面，所述曲面触控屏幕的触感回馈驱动方法包括：

感测所述触控面上的触控；

计算所述触控的位置；

输出所述驱动电压至对应所述触控位置的所述透明电极，

调控所述驱动电压通过调整所述电源模块中一可变电源，使所述可变电压源输出较大的驱动电压至位于所述绝缘层厚度较厚的位置的所述透明电极，且输出较小的驱动电压至位于所述绝缘层厚度较薄的位置的所述透明电极。

10.一种曲面触感回馈触控屏幕的触感回馈驱动方法，其特征在于，所述触控屏幕包括具有曲面状的一上表面及平面状的一下表面的一绝缘层、位于所述下表面且具有多个透明电极的一透明导电层以及输出一驱动电压至所述透明导电层的一电源模块，其中所述上表面用以当作一触控面，所述曲面触控屏幕的触感回馈驱动方法包括：

感测所述触控面上的触控；

计算所述触控的位置；

输出所述驱动电压至对应所述触控位置的所述透明电极，

调控所述驱动电压通过调整所述电源模块中的一可变电阻的电阻值，使所述电源模块输出较大的驱动电压至位于所述绝缘层厚度较厚的位置的所述透明电极，且输出较小的驱动电压至位于所述绝缘层厚度较薄的位置的所述透明电极。