CN107436708A - 触控与压力感测的整合装置 - Google Patents

触控与压力感测的整合装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107436708A
CN107436708A CN201710256745.8A CN201710256745A CN107436708A CN 107436708 A CN107436708 A CN 107436708A CN 201710256745 A CN201710256745 A CN 201710256745A CN 107436708 A CN107436708 A CN 107436708A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure
touch
control
sensing
signal
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
CN201710256745.8A
Other languages
English (en)
Inventor
李祥宇
金上
林丙村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SuperC-Touch Corp
Original Assignee
SuperC-Touch Corp
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 SuperC-Touch Corp filed Critical SuperC-Touch Corp
Publication of CN107436708A publication Critical patent/CN107436708A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

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
    • G06F3/0446—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a grid-like structure of electrodes in at least two directions, e.g. using row and column electrodes
    • 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
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04166—Details of scanning methods, e.g. sampling time, grouping of sub areas or time sharing with display driving
    • 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
    • G06F3/0443—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using a single layer of sensing electrodes
    • 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
    • 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
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04107—Shielding in digitiser, i.e. guard or shielding arrangements, mostly for capacitive touchscreens, e.g. driven shields, driven grounds
    • 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
    • G06F3/04164—Connections between sensors and controllers, e.g. routing lines between electrodes and connection pads
    • 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
    • G06F3/0448—Details of the electrode shape, e.g. for enhancing the detection of touches, for generating specific electric field shapes, for enhancing display quality

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
  • Measuring Fluid Pressure (AREA)
  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)

Abstract

一种触控与压力感测的整合装置，包含:一触控面板、一压力电极层、一触控侦测集成电路及一压力侦测集成电路；在触控侦测时序，触控面板的数个触控电极经由该压力侦测集成电路内的数个开关电路电气连接至该触控侦测集成电路作触控操作；在压力侦测时序，该数个触控电极经由该压力侦测集成电路内的数个开关电路电气连接至该压力侦测集成电路的电容侦测电路作压力侦测操作；通过本技术方案，即可在现有触控面板提供压力侦测功能。

Description

触控与压力感测的整合装置
技术领域
本发明是有关于一种感测装置，特别是一种触控与压力感测的整合装置。
背景技术
轻薄短小的移动装置带动了触控显示面板的潮流，且由于触控的人机界面技术成熟与使用者对3D触控的操作需求不断提升，压力触控的技术也随之推陈出新；已知的压力触控显示面板往往将微机电的压力传感器置于显示面板的边缘或角落，以感测面板表面的触碰压力，不仅传感器成本高昂且不易贴合。也有以复杂制作程序制作的细微可变形的弹性微结构，增加压力与变形量的相关性，由此产生较多的物理量变动以便侦测；因此，压力感测触控面板仍有改善的空间。
发明内容
为改善上述已知技术的缺点，本发明的目的在于提供一种可针对现有触控面板提供压力侦测功能的触控与压力感测的整合装置。
为达成本发明的上述目的，本发明提供一种触控与压力感测的整合装置，包含:一触控面板，该触控面板具有数个触控电极，数个导电垫与数条电极连接线；一压力电极层，包含至少一压力感应电极；一弹性介电材料层，位于该压力电极层的一侧；一软性电路板，电性连接该触控面板及该压力电极层；一触控侦测集成电路，位于该软性电路板；一压力侦测集成电路，位于该软性电路板，且包含至少一电容侦测电路与数个开关电路；在触控侦测时序，该数个触控电极经由该压力侦测集成电路内的数个开关电路电气连接至该触控侦测集成电路作触控操作；在压力侦测时序，该数个触控电极经由该压力侦测集成电路内的数个开关电路电气连接至该压力侦测集成电路的电容侦测电路作压力侦测操作。
作为本发明的进一步改进，该电容侦测电路是一自电容侦测电路。
作为本发明的又进一步改进，在压力侦测时序，该压力侦测集成电路输出数个虚拟触控信号至该触控侦测集成电路。
作为本发明的又进一步改进，在压力侦测时序，该压力侦测集成电路输出控制信号至该触控侦测集成电路，以便中断或暂停该触控侦测集成电路的触控操作。
作为本发明的又进一步改进，在压力侦测时序，该电容侦测电路将一压力电容感应激励信号施加于该至少一个压力感应电极并自该压力感应电极输入一压力感应信号，以作压力侦测操作。
作为本发明的又进一步改进，该压力电容感应激励信号是一交变信号或一电流源。
作为本发明的又进一步改进，该电容侦测电路依序或随机将一对应激励信号施加于选定的触控电极。
作为本发明的又进一步改进，该对应激励信号是一直流参考信号或一与该压力电容感应激励信号反相位的交变信号。
作为本发明的又进一步改进，该直流参考信号是一零电位信号。
作为本发明的又进一步改进，该电容侦测电路在压力侦测操作时还将一与该压力电容感应激励信号同相位的反射信号施加于非选定的触控电极。
作为本发明的又进一步改进，该压力电极层是一显示屏幕的静电保护层。
作为本发明的更进一步改进，该压力电极层是一显示屏幕中由导电材料形成的偏光层。
本发明技术方案的有益效果是：通过本技术方案，即可在现有触控面板提供压力侦测功能。
附图说明
图1为一触控装置的示意图。
图2为本发明触控与压力感测的整合装置的示意图。
图3为本发明触控与压力感测的整合装置在触控侦测时序的操作示意图。
图4为本发明触控与压力感测的整合装置在压力侦测时序的操作示意图。
图5A为本发明触控与压力感测的整合装置在触控侦测时施加信号的一实施例示意图。
图5B为本发明触控与压力感测的整合装置在触控侦测时施加信号的另一实施例示意图。
图6为本发明触控与压力感测的整合装置的电极部分一实施例的上视图。
图7A为本发明触控与压力感测的整合装置在压力侦测时施加信号的一实施例示意图。
图7B为本发明触控与压力感测的整合装置的电极部分施加信号的上视图。
图8A-8C为本发明触控与压力感测的整合装置在压力侦测时施加信号的其他实施例示意图。
图9为本发明触控与压力感测的整合装置的触控电极另一实施例的上视图。
图10A及10B为本发明触控与压力感测的整合装置使用互电容式触控面板的上视图。
图11A-11C分别为图10A的触控与压力感测的整合装置在触控及压力侦测时施加信号的示意图。
图12为本发明触控与压力感测整合装置的自电容侦测电路的详细电路图。
图中符号表示：
10 触控与压力感测的整合装置；10a 触控装置；100 上基板；100a 第一表面；100b第二表面；110、XE1~XE53 第一触控电极；112、122 导体跨桥；120、YE1~ YE35 第二触控电极；130 绝缘层；150 互电容触控电极层；20、20a 触控面板；22、22a 导电垫；24、24a 电极连接线；25 弹性介电材料层；30 压力电极层；50 电容侦测电路；500 压力侦测集成电路；52 电容激励驱动电路；520 信号源；522 驱动器；522a 第二阻抗；522b 第三阻抗；53 直流参考信号源；54 电容读取电路；540 差动放大器；540a 第一输入端；540b 第二输入端；540c 输出端；542 第一阻抗；544 第一电容；56 同相放大器；580a、580b 开关电路；59 反相放大器；590 虚拟触控信号对应电路；592 通信界面；60 感应电极；600、600a 主机；62 第一杂散电容；64 第二杂散电容；700、700a 触控侦测集成电路；80、80a 软性电路板；TE1~TEn 触控电极；PE1、PE2 压力感应电极；Vref 直流参考电压；VRX 触控感应信号；VTX 触控发射信号；Vs 第一电容感应激励信号；Vp 第二电容感应激励信号；Vp1 遮蔽信号；Vc1 触控感应信号；Vc2 压力感应信号；Vo 对应激励信号；Va 辅助信号；Vr 反射信号。
具体实施方式
有关本发明的详细说明及技术内容，参阅以下的详细说明和附图说明如下，须知附图与详细说明仅作为说明之用，并非用于限制本发明的权利保护范围。
参考图1所示，为一触控装置10a的示意图，该触控装置10a包含一触控面板20a、位于一软性电路板80a上的一触控侦测集成电路(IC) 700a，该触控装置10a的软性电路板80a是电性连接到一主机600a，以接受来自主机600a的指令，或是将触控侦测结果传送到主机600a。其次，此触控面板20a包含数个导电垫22a及电极连接线24a；该触控面板20a上具有数个触控电极TE1~TEn，分别电连接到对应的电极连接线24a，再经由对应的导电垫22a电连接到软性电路板80a，进而将触控感应信号VRX传送到触控侦测集成电路700a处理。
然而，随着电子产品对于压力感测装置的需求逐渐提升，上述触控装置10a已经不能满足使用需求，如果在导入压力侦测的新功能时能够利用现有的触控装置10a或是触控侦测集成电路700a，则可大幅缩小研发进程与失败风险，避免研发经费的浪费及产品成本的提高。
参考图2所示，为本发明触控与压力感测的整合装置10（以下简称整合装置10）的示意图，该整合装置10包含一触控面板20、一压力电极层30、一软性电路板80、一触控侦测集成电路700、一压力侦测集成电路500。该触控面板20及该压力电极层30通过数个导电垫22及电极连接线24电连接到该软性电路板80，进而电连接到该压力侦测集成电路500。参见图5A所示，该触控面板20包含一上基板100(该上基板100具有一第一表面100a及一第二表面100b)、数个触控电极(如图5A所示的触控电极TE1~TE9)位于该第二表面100b上。该整合装置10还包含一弹性介电材料层25，位于该触控面板20及该压力电极层30之间。
参见图3所示，为本发明整合装置10在触控侦测时序的操作示意图。通过通信界面592对主机600进行操作，在触控侦测时序，该数个触控电极TE1~TEn经由该压力侦测集成电路500内的数个开关电路580a、580b电气连接至该触控侦测集成电路700作触控操作。参考图5A所示，在触控侦测时序，该触控侦测集成电路700依序或是随机将一第一电容感应激励信号（触控电容感应激励信号）Vs施加到选定的一触控电极（例如触控电极TE4）。此外，该触控侦测集成电路700也产生与第一电容感应激励信号Vs同相位的辅助信号(auxiliarysignal)Va，此辅助信号Va施加于压力电极层30中相对的至少一个压力感应电极（详见后述）。由于在相对的至少一个压力感应电极施加与第一电容感应激励信号Vs同相位的信号，等效上即可在对应选定的触控电极TE4与相对的至少一个压力感应电极之间产生没有电压差或是几乎没有电压差的状态，即不会有电容产生或是仅有微量电容产生（不至于影响触控感测结果的微量电容），即可避免在侦测对应选定的触控电极TE4的触控操作时，因为弹性介电材料层25受压翘曲而产生电容的干扰，同时也阻绝了经由压力感应电极与接地点间电容并联效应引发的干扰。其次，虽然未明确显示在图5A中，但是触控侦测集成电路700是经由压力侦测集成电路500内的数个开关电路580a、580b而传送第一电容感应激励信号Vs到选定的触控电极TE4，及传送辅助信号Va到相对的至少一个压力感应电极，且接收来自选定的触控电极TE4的触控感应信号Vc1。
参见图6所示，为本发明整合装置10的电极部分一实施例的上视图，主要显示触控电极TE1~TE8、TEn及压力感应电极PE1、PE2的分布状况。如此图所示，压力电极层30包含两个压力感应电极PE1、PE2，且每一触控电极TE1~TE8、TEn都相对于至少一个压力感应电极PE1或是PE2，此处所谓的相对，为由投影角度观察，每一触控电极TE1~TE8、TEn都与至少一个压力感应电极PE1或PE2部分重叠，或是邻近至少一个压力感应电极PE1或PE2，以达成前述的防止弹性介电材料层25受压翘曲而产生电容干扰的影响。例如对于上述的选定的触控电极TE4而言，其相对的压力感应电极即为压力感应电极PE1。若触控电极的面积大于压力感应电极，则每一触控电极则可能对应多个压力感应电极。因此上述的范例仅为说明本发明的一具体实施方式，而非对本发明的限制。
参见图5B所示，为本发明整合装置10在触控侦测时施加信号的另一实施例示意图。该触控侦测集成电路700除了依序或是随机将一第一电容感应激励信号（触控电容感应激励信号）Vs施加到选定的一触控电极（例如触控电极TE4）外，而且将与第一电容感应激励信号Vs同相位的反射信号Vr施加于该选定的第一触控电极TE4周边的触控电极，例如触控电极TE3、TE5，以使感应电力线更集中在该选定的触控电极TE4，增加感应的灵敏度。其次，虽然未明确显示于图5B中，但是触控侦测集成电路700也是经由压力侦测集成电路500内的数个开关电路580a、580b而传送第一电容感应激励信号Vs、辅助信号Va及反射信号Vr，且接收来自选定的触控电极TE4的触控感应信号Vc1。参见图3所示，在上述图5A、5B的操作中，辅助信号Va也可由压力侦测集成电路500施加到压力感应电极上。
参见图4所示，为本发明整合装置10在压力侦测时序的操作示意图。在压力侦测时序，该数个触控电极TE1~TEn经由该压力侦测集成电路500内的数个开关电路580a电气连接至该压力侦测集成电路500的电容侦测电路50作压力侦测操作。其次，该压力侦测集成电路500输出控制信号至该触控侦测集成电路700，以便中断或暂停该触控侦测集成电路700的触控操作；或者，该压力侦测集成电路500的虚拟触控信号对应电路590输出数个虚拟触控信号至该触控侦测集成电路700。
参考图7A及图7B所示，为本发明整合装置10用于压力感测的操作状况。本发明的整合装置10的压力感测阶段，例如可以延续如图3及图5A所示的触控感测操作阶段之后立即进行；更具体而言，此压力感测可在选定的触控电极TE4进行完触控感测后，对于和选定的触控电极TE4相对的压力感应电极（例如图6所示的压力感应电极PE1）进行或是所有压力感应电极进行。参见图6所示，与选定的触控电极TE4相对的压力感应电极为压力感应电极PE1，因此如图7A所示，压力侦测集成电路500的电容侦测电路50对于压力感应电极PE1施加一用于压力感测的第二电容感应激励信号（压力电容感应激励信号）Vp。此电容侦测电路50具有一同相放大器56，该同相放大器56的增益值较佳为一，可对于此第二电容感应激励信号Vp做同相放大以产生遮蔽信号Vp1，此遮蔽信号Vp1是施加到非选定的触控电极TE1~TE3、TE5~TE9及TEn（参见图6所示），即除了选定的触控电极TE4外的至少部分其他触控电极。其次，此整合装置10的电容侦测电路50具有一直流参考信号源53，可产生一对应激励信号Vo施加于选定的触控电极TE4，此对应激励信号Vo施加方式可为依序或是随机。参见图7B所示，为本发明整合装置10的电极部分上视图，主要显示触控电极TE1~TE8、TEn及压力感应电极PE1、PE2的分布状况及对应用于压力感测的第二电容感应激励信号Vp、遮蔽信号Vp1及对应激励信号Vo信号施加状况。参见图7A所示，在进行压力感测时，是将与第二电容感应激励信号Vp同相的遮蔽信号Vp1施加到非选定的触控电极（即为选定的触控电极TE4之外的至少部分触控电极），以遮蔽来自手指操作的电容变化，提高压力感测精确度。其次，是将一具有预定位置的对应激励信号Vo施加到选定的触控电极TE4，以增强相对的压力感应电极PE1的压力感测灵敏度。电容侦测电路50的电容读取电路54可在检测点P读取来自压力感应电极PE1的压力感应信号Vc2，即可精确地判断是否有按压动作与压力的大小。
参见图8A-8C所示，为本发明整合装置10用于压力感测操作的其他实施例状况。图8A的实施例类似于图7A所示实施例，但是电容侦测电路50中用于产生遮蔽信号Vp1的同相放大器56输入是不连接到电容读取电路54的输入点，例如可直接连接到信号源520，以避免来自电容读取电路54输入点的压力感应信号Vc2的影响。图8B所示的实施例类似于图7A所示实施例，但是是以反相放大器59产生与第二电容感应激励信号Vp反相的信号，以作为对应激励信号Vo的信号源；同样可以达成增强相对的压力感应电极PE1的压力感测灵敏度的效果。图8C所示的实施例类似于图8A所示实施例，但是也是以反相放大器59产生与第二电容感应激励信号Vp反相的信号，以作为对应激励信号Vo的信号源；同样可以达成避免来自电容读取电路54输入点的压力感应信号Vc2的影响及增强相对的压力感应电极PE1的压力感测灵敏度的效果。
图9所示为本发明触控电极的另一实施例的上视图，与图6的范例相比较，触控电极TE1-TE11也可为彼此交错的三角形，例如等腰三角形、直角三角形等。
此外，在上述实施例中，第一电容感应激励信号（触控电容感应激励信号）Vs及第二电容感应激励信号（压力电容感应激励信号）Vp是一交变信号，如一弦波、方波、三角波或梯形波；该第一或第二电容感应激励信号也可为一电流源。该对应感应激励信号Vo是一直流参考信号（例如一零电位信号）或一与该压力电容感应激励信号反相位的交变信号。
参考图10A所示，为本发明整合装置10使用互电容式触控面板的一实施例的上视示意图，该图示主要显示出触控面板20为互电容式触控面板。同时并参考图11A，此整合装置10包含由上至下的触控面板20、弹性介电材料层25及压力电极层30。该触控面板20包含由上至下的上基板100(具有一第一表面100a及一第二表面100b)及互电容触控电极层150。该互电容触控电极层150包含数个沿第一方向设置的第一触控电极110(例如此图所示的第一触控电极XE1~XE8)、数个沿第二方向设置的第二触控电极120及一绝缘层130，但是须知此图所示仅为一侧视叠层示意图，因此第一触控电极110的数量及分布方式不限于此。该些第一触控电极110是设置于该上基板100的第二表面100b上，且该些第二触控电极120是设置于该绝缘层130背对该上基板100的一侧，即相较于该绝缘层130设置且更远离上基板100。该些第一触控电极110及该些第二触控电极120是将该绝缘层130夹置其间，且该些第一触控电极110是通过该绝缘层130和整合装置10其他部分（例如电容侦测电路50，详见后述）电气连接。该压力电极层30是设置于该互电容触控电极层150背对该上基板100的一侧。
参见图10A所示，其主要显示该上基板100、该些第一触控电极110、该些第二触控电极120及该压力电极层（包含压力感应电极PE1及PE2）由上视的分布状况；然而在此须知此图标并未限定该些组件的尺寸关系，而是为了更清楚显示该些组件的平面配置而特意使其彼此错开而更易说明。此外该整合装置10还包含位于软性电路板80上的一触控侦测集成电路700及一压力侦测集成电路500，该压力侦测集成电路500包含一电容侦测电路(例如为一自电容侦测电路，未图标)。在本实施例中，该些第一触控电极110(如图所示的XE1~ XE6)为沿第一方向设置，且第一触控电极110的数量及分布方式不限于此；其次，该些第二触控电极120(如图所示的YE1~ YE4)为沿第二方向设置，且第二触控电极120的数量及分布方式不限于此，其中该第一方向与该第二方向约略垂直。该整合装置10还电性连接至一主机600，以接受来自主机600的指令，或是将触控与压力感测结果传送到主机600做进一步处理。
图11A所示说明图10A的整合装置10用于触控感测的操作状况；其中第一触控电极110为感测电极，用以侦测其上是否有手指触控；而第二触控电极120为驱动电极。该触控侦测集成电路700先选定一或多个第二触控电极120及一或多个第一触控电极110作触控侦测。下面说明以多个选定的第二触控电极120及多个选定的第一触控电极110作为说明，但是须知本发明的概念也可应用于选定的单一第二触控电极120及单一第一触控电极110的状况。在触控侦测阶段，触控侦测集成电路700通过压力侦测集成电路500内的数个开关电路580a、580b电气连接到选定的第一触控电极110及选定的第二触控电极120。此触控侦测集成电路700依序或是随机将触控发射信号VTX发送到选定的第二触控电极120且依序或是随机接收选定的第一触控电极110上的触控感应信号VRX，同时将一直流参考电压Vref（例如一零电位电压）施加于该至少一个压力感应电极（如图10A所示的压力感应电极PE2），以减少或是完全消除弹性介电材料层25翘曲或是变形对于触控感测的影响。由侦测触控感应信号VRX即可知道对应第一触控电极110及第二触控电极120的交叉位置上是否有触控操作，例如图10A所示，当施加触控发射信号VTX至第二触控电极YE2并自第一触控电极XE4接收一触控感应信号VRX，便可侦测得知该交叉处的触控点T是否有触碰发生。此外，如图11A所示，此直流参考电压Vref也可由压力侦测集成电路500提供。
图11B所示说明图10A的整合装置10用于压力感测的操作状况；此实施例可在图11A的触控感测后进行。参见图10A所示，该压力侦测集成电路500（例如包含一自电容侦测电路）施加一第二电容感应激励信号Vp至对应于选定的第一触控电极的压力感测电极PE2；依序或是随机将对应激励信号Vo送至选定的第一触控电极（例如第一触控电极XE4），该对应激励信号Vo也可同时或另行依序或是随机施加至选定的第二触控电极120(例如第二触控电极YE2)；且将遮蔽信号Vp1施加到非选定的第一触控电极XE1~XE3，XE5~XE8（或是选定的第一触控电极XE4附近的至少部分第一触控电极）及/或非选定的第二触控电极120(例如第二触控电极YE1，YE3，YE4)，以遮蔽来自手指的干扰。上述说明中，第二电容感应激励信号Vp是一交变信号，如一弦波、方波、三角波或梯形波；其次，该第二电容感应激励信号Vp也可为一电流源。对应激励信号Vo为与第二电容感应激励信号Vp反相的信号，或是一直流参考信号（例如一零电位信号）。遮蔽信号Vp1为与第二电容感应激励信号Vp同相的信号。
图11C说明图10A的整合装置10用于压力感测操作的另一实施例的状况。此整合触控与压力感测的整合装置10类似图11B实施例，在进行压力感测时，电容侦测电路50施加一直流参考电压Vref至非选定的第一触控电极XE1~XE3, XE5~XE8，及/或非选定的第二触控电极120(例如第二触控电极YE1，YE3，YE4)，以遮蔽来自手指的干扰，其中该直流参考电压Vref可为一零电位电压。
参见图10B所示，为本发明整合装置10使用互电容式触控面板的另一实施例的上视图，且此整合装置10的触控面板20也为互电容式触控面板。第一触控电极110为沿第一方向设置，即如图所示的第一至第五行（TX1~TX5）第一触控电极XE11~XE13、XE21~XE23、XE31~XE33、XE41~XE43、XE51~XE53，且同行的该些第一触控电极110以一导体跨桥112两两互相连接。第二触控电极120为沿第二方向设置，即如图所示的第一至第三列（RX1~RX3）第二触控电极YE11~YE15、YE21~YE25、YE31~YE35，且同列的该些第二触控电极120以一导体跨桥122两两互相连接。其次，导体跨桥112及导体跨桥122有绝缘层（未图示）隔离以避免短路，该等导体跨桥是金属或ITO(铟锡氧化物)。
参考图12所示，其为本发明中自电容侦测电路的一具体实例示意图。该电容侦测电路50可为图标所示的自电容侦测电路且包含一电容激励驱动电路52及一电容读取电路54，以侦测电容读取点P的电容变化值。该电容激励驱动电路52包含一信号源520、一驱动器522，该驱动器522包含第二阻抗522a及第三阻抗522b。该电容读取电路54包含一差动放大器540、一第一阻抗542及一第一电容544，以侦测一感应电极60上的电容变化，此感应电极60有附带的第一杂散电容62及一第二杂散电容64。
该信号源520电性连接至该第一阻抗542及该第二阻抗522a；该第一阻抗542电性连接至该第一电容544；该第一电容544电性连接至该差动放大器540的该第一输入端540a；该第二阻抗522a电性连接至该差动放大器540的该第二输入端540b；该感应电极60经由该电容侦测电路50的一接点而连接至该第二阻抗522a及该差动放大器540的该第二输入端540b；该第一杂散电容62电性连接至该接脚；该第二杂散电容64电性连接至该感应电极60。
在图12所示的自电容侦测电路50中，该感应电极60是感应手指或各类导体或对象的触碰而接收一触控信号；该信号源520是一周期性的输入信号至该第三阻抗522b，且该第一阻抗542的阻抗值等于该第二阻抗522a的阻抗值；该差动放大器540是依据该输入信号及该触控信号使得该输出端540c输出差动放大后的一触控信号，该第一电容544的电容值等于该第一杂散电容62及该第二杂散电容64并联的电容值，当手指或各类导体或物件接近该感应电极60时，该第二杂散电容64的电容值会改变以使得该第一输入端540a及该第二输入端540b的电压值不同，经由该差动放大器540差动放大之后，该输出端540c输出放大后的该触控信号，通过测量该差动放大器540的输出变化，以分辨该感应电极60所产生的微量电容值改变，可以有效排除电路、电源等噪声所造成的干扰，并测量到微量电容值改变。此外，此电容侦测电路50（即一自电容侦测电路）的更完整细节可参见同一申请人的发明ZL201210016333.4微量阻抗变化检测装置所公开的自电容侦测电路技术。
在上述各实施例及侦测时序中，该上基板100是一玻璃基板、一高分子材料的薄膜基板或是一硬质的涂布层，用以保护触控电极层免于刮擦、触碰与水气的损坏。该弹性介电材料层25包含一弹性胶质材料，该弹性胶质材料遇压力时体积压缩变形，并于除去压力时回复原有的体积与形状，该弹性介电材料层25例如可为（但是不限于）聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane，PDMS）材料或一光学胶。该弹性介电材料层25除了如上述实施例是介于该触控面板20与该压力电极层30之间，也可设置于该压力电极层30背对该触控面板20的一侧。压力电极层30是一显示屏幕的静电保护层、共同电压层、阴极层；或是一显示屏幕中由导电材料形成的偏光层。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，不能限定本发明实施的范围，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰等，皆应属于本发明的专利保护范围的范畴。本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (12)

1.一种触控与压力感测的整合装置，其特征在于，包含:
一触控面板，所述触控面板具有数个触控电极、数个导电垫与数条电极连接线；
一压力电极层，包含至少一压力感应电极；
一弹性介电材料层，位于所述压力电极层的一侧；
一软性电路板，电性连接所述触控面板及所述压力电极层；
一触控侦测集成电路，位于所述软性电路板；
一压力侦测集成电路，位于所述软性电路板，且包含至少一电容侦测电路与数个开关电路；
在触控侦测时序，所述数个触控电极经由所述压力侦测集成电路内的数个开关电路电气连接至所述触控侦测集成电路作触控操作；
在压力侦测时序，所述数个触控电极经由所述压力侦测集成电路内的数个开关电路电气连接至所述压力侦测集成电路的电容侦测电路作压力侦测操作。
2.如权利要求1所述的触控与压力感测的整合装置，其特征在于，所述电容侦测电路是一自电容侦测电路。
3.如权利要求1所述的触控与压力感测的整合装置，其特征在于，在压力侦测时序，所述压力侦测集成电路输出数个虚拟触控信号至所述触控侦测集成电路。
4.如权利要求1所述的触控与压力感测的整合装置，其特征在于，在压力侦测时序，所述压力侦测集成电路输出控制信号至所述触控侦测集成电路，以便中断或暂停所述触控侦测集成电路的触控操作。
5.如权利要求1所述的触控与压力感测的整合装置，其特征在于，在压力侦测时序，所述电容侦测电路将一压力电容感应激励信号施加于所述至少一个压力感应电极并自所述压力感应电极输入一压力感应信号，以作压力侦测操作。
6.如权利要求5所述的触控与压力感测的整合装置，其特征在于，所述压力电容感应激励信号是一交变信号或一电流源。
7.如权利要求5所述的触控与压力感测的整合装置，其特征在于，所述电容侦测电路依序或随机将一对应激励信号施加于选定的触控电极。
8.如权利要求7所述的触控与压力感测的整合装置，其特征在于，所述对应激励信号是一直流参考信号或一与所述压力电容感应激励信号反相位的交变信号。
9.如权利要求8所述的触控与压力感测的整合装置，其特征在于，所述直流参考信号是一零电位信号。
10.如权利要求7所述的触控与压力感测的整合装置，其特征在于，所述电容侦测电路在压力侦测操作时还将一与所述压力电容感应激励信号同相位的反射信号施加于非选定的触控电极。
11.如权利要求1所述的触控与压力感测的整合装置，其特征在于，所述压力电极层是一显示屏幕的静电保护层。
12.如权利要求1所述的触控与压力感测的整合装置，其特征在于，所述压力电极层是一显示屏幕中由导电材料形成的偏光层。
CN201710256745.8A 2016-05-26 2017-04-19 触控与压力感测的整合装置 Pending CN107436708A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW105116420A TWI594161B (zh) 2016-05-26 2016-05-26 觸控與壓力感測之整合裝置
TW105116420 2016-05-26

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107436708A true CN107436708A (zh) 2017-12-05

Family

ID=60189056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710256745.8A Pending CN107436708A (zh) 2016-05-26 2017-04-19 触控与压力感测的整合装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20170344169A1 (zh)
CN (1) CN107436708A (zh)
TW (1) TWI594161B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI703489B (zh) * 2018-07-19 2020-09-01 速博思股份有限公司 具有輔助電容激勵信號之懸浮觸控裝置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105068695A (zh) * 2015-09-11 2015-11-18 京东方科技集团股份有限公司 具有压力检测功能的触控显示面板、显示装置及驱动方法
US20160011708A1 (en) * 2014-07-14 2016-01-14 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Multi-axis input device and multi-axis input apparatus
CN105373274A (zh) * 2014-08-26 2016-03-02 乐金显示有限公司 触摸面板及其操作方法
US20160092015A1 (en) * 2014-09-30 2016-03-31 Apple Inc. Integrated touch sensor and force sensor for an electronic device
TWM520681U (zh) * 2016-01-18 2016-04-21 速博思股份有限公司 整合觸控與壓力感測之裝置
TWM522410U (zh) * 2016-01-18 2016-05-21 速博思股份有限公司 電容式壓力感測裝置
TWM522414U (zh) * 2016-02-05 2016-05-21 速博思股份有限公司 具多層電極結構之高精確度觸壓感應裝置

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101957507B (zh) * 2009-07-13 2012-10-17 上海天马微电子有限公司 触摸屏液晶显示模组及其触控驱动方法
US8988384B2 (en) * 2011-09-23 2015-03-24 Apple Inc. Force sensor interface for touch controller
JP6441168B2 (ja) * 2015-05-29 2018-12-19 株式会社ジャパンディスプレイ センサ付き表示装置
TWM510493U (zh) * 2015-07-17 2015-10-11 Chih-Chung Lin 觸控顯示裝置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160011708A1 (en) * 2014-07-14 2016-01-14 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Multi-axis input device and multi-axis input apparatus
CN105373274A (zh) * 2014-08-26 2016-03-02 乐金显示有限公司 触摸面板及其操作方法
US20160092015A1 (en) * 2014-09-30 2016-03-31 Apple Inc. Integrated touch sensor and force sensor for an electronic device
CN105068695A (zh) * 2015-09-11 2015-11-18 京东方科技集团股份有限公司 具有压力检测功能的触控显示面板、显示装置及驱动方法
TWM520681U (zh) * 2016-01-18 2016-04-21 速博思股份有限公司 整合觸控與壓力感測之裝置
TWM522410U (zh) * 2016-01-18 2016-05-21 速博思股份有限公司 電容式壓力感測裝置
TWM522414U (zh) * 2016-02-05 2016-05-21 速博思股份有限公司 具多層電極結構之高精確度觸壓感應裝置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI703489B (zh) * 2018-07-19 2020-09-01 速博思股份有限公司 具有輔助電容激勵信號之懸浮觸控裝置

Also Published As

Publication number Publication date
TWI594161B (zh) 2017-08-01
US20170344169A1 (en) 2017-11-30
TW201741825A (zh) 2017-12-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107272939A (zh) 整合触控与压力感测的装置及其方法
CN107063518B (zh) 具有多层电极结构的高精确度触压感应装置
CN103718143B (zh) 双重模式电容触摸面板
CN106095171B (zh) 具有集成触摸屏的显示设备及其驱动方法
CN103543870B (zh) 触摸屏面板及其驱动方法
US7084933B2 (en) Touch panel for display device
CN105786287B (zh) 触控显示装置及其驱动方法
CN107402660A (zh) 具有金属走线的压力触控装置
CN205193827U (zh) 具专用独立电源指纹辨识电路的电子装置
CN108693995A (zh) 具有压力触控的有机发光显示设备
CN205176812U (zh) 具专用独立电源触控电路的电子装置
CN110737347B (zh) 具有辅助电容激励信号的悬浮触控装置
CN107025016B (zh) 电容式压力感测装置及方法
TWM520681U (zh) 整合觸控與壓力感測之裝置
CN107305450A (zh) 互电容式整合触控与压力感测的装置及其方法
CN107728849A (zh) 一种显示面板和显示装置
CN110750167B (zh) 悬浮触控装置
CN107479739A (zh) 具有独立电源的电子装置
CN108733251A (zh) 高触控侦测灵敏度的显示设备
TWI612462B (zh) 具獨立電源之電子裝置操作方法
CN110045861A (zh) 电容检测电路和静电电容传感器设备
CN107015688B (zh) 整合触控与压力感测的装置及其方法
CN107045405A (zh) 具有压力触觉功能的感测装置
TWM522414U (zh) 具多層電極結構之高精確度觸壓感應裝置
CN107436708A (zh) 触控与压力感测的整合装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20171205

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication