CN107728831B - 触摸输入装置的压力触摸方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开触摸输入装置的压力触摸方法，尤其涉及能够根据向触摸输入装置输入的压力触摸提供不同功能的方法。本发明实施形态的包括触摸输入部与控制部的触摸输入装置的压力触摸方法包括：控制部检测向触摸输入部输入的客体的压力的大小的检测步骤；检测到的压力的大小从不足预先设定的基准压力增大到基准压力以上的情况下，控制部控制使得触摸输入装置执行预先设定的第一压力触摸功能的第一压力触摸功能控制步骤；客体未释放触摸输入部期间检测到的压力的大小从不足基准压力增大到基准压力以上的次数为N次(N为大于1的自然数)的情况下，控制部控制使得触摸输入装置执行不同于第一压力触摸功能的第N压力触摸功能的第N压力触摸功能控制步骤。

Description

触摸输入装置的压力触摸方法
技术领域
本发明涉及触摸输入装置的压力触摸方法，尤其涉及一种能够根据向触摸输入装置输入的压力触摸提供不同功能的方法。
背景技术
为了操作计算***而在开发利用按操纵杆(button)、操纵杆(key)、操纵杆(joystick)及触摸屏等多种类型的输入装置。其中触摸屏具有容易操作、产品小型化及制造工程简单等多种优点，因此受到最大瞩目。
触摸屏可构成包括触摸感测板(touch sensor panel)的触摸输入装置的触摸表面。触摸感测板可附着于触摸屏前面覆盖摸屏。用户可用手指等对触摸屏进行触摸操作该装置。该装置感测用户触摸与否及位置并进行运算以执行对应于用户操作的动作。
采用触摸屏的大部分装置(例：移动终端、PDA等)判断用户触摸与否及位置并执行特定动作。具体来讲，用户触摸显示有应用程序的区域的情况下，该装置感测发生触摸的位置以运行或驱动或结束应用程序。根据情况，各装置根据触摸时间、次数或模式运行应用程序。例如，可以通过长触摸、双触摸、多触摸等以多种方式运行显示的客体。
但上述的现有触摸控制方式根据触摸位置、模式及时间执行特定动作，因此可控制的动作有限。在各种装置的功能一体化，其功能也日益多样的当前情况下，需要一种能够脱离现在的触摸控制方式的新型触摸方式。
新型触摸方式有压力触摸(所谓‘3D触摸’)。近来已有适用这种压力触摸的智能手机或计算机上市。
适用于上市的智能手机的各种压力触摸方式中有轻压和重压(peek and pop)功能。以下参见图1至图4说明轻压和重压功能。
图1至图3为显示适用于现有的智能手机的轻压和重压功能的实际例的示意图，图4为用于说明适用于图1至图3所示现有的智能手机的轻压和重压功能的力(force)-压力(prs)曲线图。
参见图1至图4，用户用手指触摸图1所示显示画面的第一区域A的情况下，用户施加的力(force)的大小达到300(gf)以上时，生成如图2所示的比显示画面小的新窗口W(所谓，轻压(peek)功能)。
在执行轻压功能的状态下，用户施加的力(force)的大小达到600(gf)以上时，图2所示新窗口W如图3显示于显示器的整个画面(所谓，重压(pop)功能)。
如上，适用于现有的智能手机的轻压和重压功能是在预先设定有两个不同的基准压力(0.30prs，0.60prs)的状态下，对应于用户施加的力(force)的大小的压力的大小超过第一基准压力(0.30prs)时执行如图2所示的轻压功能之类的第一压力触摸功能(1st 3Dtouch function)，超过第二基准压力(0.60prs)时执行如图3所示重压功能之类的第二压力触摸功能(2nd 3D touch function)。
图1至图4说明的现有的轻压和重压功能具有如下问题。以下参见图5至图6进行说明。
图5至图6为用于说明现有的轻压和重压功能的问题的曲线图。
现有的适用轻压和重压功能的智能手机内部具有用于检测压力触摸的垫(Cushion)之类的物质的情况下，如图5至图6所示，力(force)-压力(prs)值的曲线图显示的不是线形(linear)直线。尤其，力(force)-压力(prs)值的变化(variation)随着显示画面的位置具有非常大的差异。
并且，为了根据预先设定的力(force)相应地映射(mapping)到预先设定的压力(prs)值，需要在制造工程上执行校准(calibration)，为了正确映射(mapping)分别对应于两个基准压力的两个力(force)，需要分别对两个力(force)执行校准(calibration)。执行校准(calibration)时，需要对覆盖显示画面的罩表面的15点(point)或其以上的点执行两次校准(calibration)，因此具有占用不少校准(calibration)时间的问题。
发明内容
技术问题
本发明的目的为提供一种能够用一个基准压力提供不同的两个以上的压力触摸功能的触摸输入装置的压力触摸方法。
但本发明的目的不限于上述目的，因此可在不超出本发明的思想及领域的范围内进行多种扩张。
技术方案
本发明实施形态的包括触摸输入部与控制部的触摸输入装置的压力触摸方法包括：所述控制部检测向所述触摸输入部输入的客体的压力的大小的检测步骤；检测到的所述压力的大小从不足预先设定的基准压力增大到所述基准压力以上的情况下，所述控制部控制使得所述触摸输入装置执行预先设定的第一压力触摸功能的第一压力触摸功能控制步骤；所述客体未释放所述触摸输入部期间检测到的所述压力的大小从不足所述基准压力增大到所述基准压力以上的次数为N次(N为大于1的自然数)的情况下，所述控制部控制使得所述触摸输入装置执行不同于所述第一压力触摸功能的第N压力触摸功能的第N压力触摸功能控制步骤。
其中，在所述第N压力触摸功能控制步骤，所述控制部可以控制使得检测到的所述压力的大小从不足所述基准压力增大到所述基准压力以上的第一时间Ta与所述第一时间以后检测到的所述压力的大小从不足所述基准压力增大到所述基准压力以上的第二时间Tc之间仍保持所述第一压力触摸功能。
其中，在所述第N压力触摸功能控制步骤，所述控制部可以在从不足所述基准压力增大到所述基准压力以上的第一时间Ta与在所述第一时间以后检测到的所述压力的大小从不足所述基准压力增大到所述基准压力以上的第二时间Tc之间检测到的所述压力的大小减小到辅助基准压力以下的次数至少存在一次以上的情况下，控制使得所述触摸输入装置执行设定为在所述第二时间执行的压力触摸功能，所述辅助基准压力的大小小于所述基准压力的大小。
其中，所述控制部可以在所述第一时间Ta与所述第二时间Tc之间检测到的所述压力的大小未减小到辅助基准压力以下的情况下，控制使得在所述第二时间保持执行设定为在所述第一时间Ta执行的压力触摸功能。
其中，所述第一压力触摸功能可以是所述控制部在所述触摸输入部的显示画面的局部显示预定的信息的功能，所述第N压力触摸功能可以是所述控制部在所述触摸输入部的整个显示画面显示所述预定的信息的功能。
其中，所述第一压力触摸功能可以是所述控制部使熄灭的所述触摸输入部的显示画面仍保持熄灭状态的功能，所述第N压力触摸功能可以是所述控制部使熄灭的所述触摸输入部的显示画面整体或部分亮起的功能。
其中，所述第N压力触摸功能可以是所述控制部控制使得在所述触摸输入部的显示画面的亮起部分运行预先设定的应用程序。
其中，所述第一压力触摸功能可以是所述控制部保持在所述触摸输入部的显示画面显示的锁定画面的功能，所述第N压力触摸功能是所述控制部在所述触摸输入部的显示画面运行预先设定的应用程序的功能。
技术效果
本发明具有能够用一个基准压力提供不同的两种以上的压力触摸功能的有益效果。因此，只需执行一次用于确认不同的两个以上的压力触摸功能的校准(calibration)，因此具有能够缩短校准(calibration)时间的有益效果。
但本发明的技术效果不限于上述技术效果，因此可在不超出本发明的思想及领域的范围内进行多种扩张。
附图说明
图1至图3为显示适用于现有的智能手机的轻压和重压功能的实际例的示意图；
图4为用于说明适用于图1至图3所示的现有智能手机的轻压和重压功能的力(force)-压力(prs)曲线图；
图5至图6为用于说明现有的轻压和重压功能的问题的曲线图；
图7为例示本发明实施形态的触摸输入装置的框图；
图8为图7所示触摸输入部100的第一实施形态的剖面图；
图9为图7所示触摸输入部100的第二实施形态的剖面图；
图10为图7所示触摸输入部100的第三实施形态的剖面图；
图11至图13为第一电极41与第二电极42的变形例的示意图；
图14显示包括LCD板的显示模块150A；
图15显示包括OLED板的显示模块150B；
图16至图18为用于说明图10所示触摸输入部的变形例的剖面图；
图19为本发明又一实施例的触摸输入部的剖面图；
图20为用于说明图19所示本发明实施例的触摸输入部的变形例的剖面图；
图21为本发明又一实施例的触摸输入部的剖面图；
图22为用于说明本发明实施形态的触摸输入装置的压力触摸方法的流程图；
图23为用于说明图22所示流程图的力(force)-时间(time)曲线图。
附图标记说明
100：触摸输入部
300：存储器
500：控制部
700：触觉生成部
具体实施方式
以下参见示出能够实施本发明的特定实施形态的附图具体说明本发明。通过具体说明这些实施形态使得本领域技术人员足以实施本发明。本发明的多种实施形态虽各不相同，但并非相互排斥。例如，一个实施形态中记载的特定形状、结构及特性在不超出本发明的精神及范围的前提下可以通过其他实施形态实现。另外，应理解公开的各实施形态内的个别构成要素的位置或配置在不超出本发明的精神及范围的前提下可以变更实施。因此，下述具体说明并非以进行限定为目的，若适当说明，本发明的范围取决于技术方案及与技术方案等同的所有范围。附图中类似的附图标记在各方面表示相同或类似的功能。
本说明书中说明各实施例所用的术语用于记载，目的并非用于进行限定。如说明书各实施例及技术方案所述，单数形态(“a”，“an”及“the”)在文章中没有明确定义的前提下还可以包括复数形态。并且，应理解本说明书使用的术语“及/或”表示罗列的相关项目中的一个以上项目的任意及所有可能的组合且包括这些。本说明书使用的术语“包括”、“包括的”、“包含(comprise)”可特定存在所陈述的特征、数字、步骤、动作、要素及/或构件，但并非排除存在或还包括一个以上的其他特征、数字、步骤、动作、要素、构件及/或其组合。
以下说明包括触摸屏的触摸输入装置。但应理解触摸输入装置还可以选择性地包括物理软键、鼠标及/或操纵杆之类的一个以上的其他物理性的用户接口装置。
触摸输入装置支持典型的画图应用程序、演示应用程序、文字处理应用程序、网页制作应用程序、光盘制作应用程序、电子制表应用程序、游戏应用程序、电话应用程序、视频会议应用程序、电子邮件应用程序、即时通讯应用程序、运动辅助应用程序、照片管理应用程序、数码相机应用程序、数码摄像机应用程序、网页浏览器应用程序、数字音乐播放器应用程序及/或数码视频播放器应用程序中一个以上之类的多种应用程序。
图7为例示本发明实施形态的触摸输入装置的框图。
参见图7，本发明实施形态的触摸输入装置可包括触摸输入部100、存储器300、控制部500及触觉生成部700。
触摸输入部100包括触摸传感器模块110与显示模块150。
触摸输入部100起到显示单元的功能。为此，触摸输入部100包括显示模块150。显示模块150向用户显示视觉输出。视觉输出选择性地包括图形、文本、图标、视频及其任意组合(统称为“图形”)。
触摸输入部100起到输入单元的功能。为此，触摸输入部100包括触摸传感器模块110。其中，输入单元的功能是检测向触摸输入部100输入的触摸信息。
所述触摸信息包括2D触摸信息及3D触摸信息。即，包括关于是否有触摸输入(触摸与否)、触摸是从触摸输入部100表面的哪个位置输入(触摸位置)的2D触摸信息。进一步地，触摸信息还可以包括关于触摸是否为2D触摸、是否为具有预定大小以上的压力的3D触摸的信息。此处，3D触摸可表示向触摸输入部100的表面施加能够使其发生弯曲的程度的压力的触摸。
触摸输入部100可命名为所谓‘触摸及压力感应型触摸屏’。
触摸输入部100的表面上的触摸的‘强度’这个术语表示对触摸输入部100的表面上的接触(例如，手指接触)的力或压力(单位面积的力)。接触的强度包括至少四个不同的值，更典型的是具有包括数百个(例如，至少256个)不同的值在内的多种值。选择性地通过多种接近法和多种传感器或传感器的组合确定(或测定)接触的强度。例如，选择性地用位于触摸输入部100的表面下部或与其相邻的一个以上的压力传感器测定触摸输入部100的表面上的各地点的力。从触摸输入部100的表面上检测的接触面积的大小及/或其变化，接触附近的触摸感应型表面的电容器(capacitance)及/或其变化及/或接触附近的表面的电阻(resistance)及/或变化选择性地用于代替触摸输入部100的表面上的接触的力或压力。
触摸输入部100的触摸传感器模块110可配置在显示模块150的上部或下部。并且，触摸传感器模块110可内置于显示模块150。后续参见附图具体说明触摸输入部100的实施例。
触摸输入部100利用LCD(液晶显示器)技术、LPD(发光聚合物显示器)技术或LED(发光二极管)技术，但其他实施例可用其他显示器技术。
触摸输入部100与控制部500(和存储器300内的任意相关模块及/或指令组合一起)检测触摸输入部100上的接触(及接触的任意移动或中断)，将检测到的接触转换为与触摸输入部100的显示模块150显示的用户接口客体(例如，一个以上的软键、图标、网页或图形)之间的相互作用。
触摸输入部100与控制部500为确定与触摸输入部100的一个以上的接触地点而选择性地包括电容、电阻、红外线及表面声波技术和其他靠近传感器阵列或其他要素，但利用此处未限定的目前已知或日后开发的多个触摸感测技术中的任意技术检测接触及其任意移动或中断。
触摸输入部100选择性地具有超过100dpi的视频分辨率。根据部分实施例，触摸输入部100具有大约160dpi的视频分辨率。用户选择性地用触摸笔、手指等任意适当部件或附属物接触触摸输入部100。根据部分实施例，用户接口是被设计成主要利用基于手指的接触及手势作业，这是因为手指和触摸输入部100的接触面积更广，因此可能比基于触摸笔的输入不精确。根据部分实施例，触摸输入装置将大致的基于手指的输入转换为执行用户所需动作的精确指针/光标位置或指令。
以下参见图8至图21说明触摸输入部100的结构。
图8为图7所示触摸输入部100的第一实施形态的剖面图。
如图8所示，本发明第一实施形态的压力电极450、460可在分隔层420内形成于基板3000上。
用于检测压力的压力电极450、460可包括第一电极450与第二电极460。此处，第一电极450与第二电极460中任意一个可以是驱动电极，其余一个可以是接收电极。可以向驱动电极施加驱动信号并通过接收电极获取感测信号。施加电压时第一电极450与第二电极460之间可生成互电容。
显示模块150的下部面可具有接地(ground)电位以屏蔽噪声。通过客体h向图7的触摸传感器模块110的表面施加压力的情况下，触摸传感器模块110及显示模块150能够发生弯曲。因此接地电位面与压力电极图案450、460之间的距离d可减小到d’。这种情况下，边缘电容随着所述距离d减小而被显示模块150的下部面吸收，因此第一电极450与第二电极460之间的互电容能够减小。因此，可以从通过接收电极获取的感测信号获取互电容的减小量算出触摸压力的大小。
显示模块150可随施加压力的触摸发生弯曲。显示模块150可弯曲成在触摸位置发生最大变形。根据实施例，显示模块150弯曲时发生最大变形的位置与所述触摸位置可不一致，但显示模块150的所述触摸位置至少能够发生弯曲。例如，触摸位置相邻显示模块150的轮廓及边缘等的情况下，显示模块150弯曲程度最大的位置与触摸位置可不同，但显示模块150的所述触摸位置至少能够发生弯曲。
基板3000的上部面也可以具有接地电位以屏蔽噪声。因此，为防止基板3000与压力电极450、460发生短路(short circuit)，压力电极450、460可形成于绝缘层(未示出)上。根据实施例，可将形成有压力电极450、460的绝缘层(未示出)附着在基板3000上形成。并且，根据实施例，可在基板3000或基板3000上的绝缘层(未示出)上配置具有对应于压力电极图案的贯通孔的掩膜(mask)后喷射导电喷剂(spray)形成压力电极450、460。
显示模块150的下部面具有接地电位的情况下，为防止位于基板3000上的压力电极450、460与显示模块150发生短路，可以在压力电极450、460上配置绝缘层(未示出)。
可以在压力电极450、460上部和下部分别配置绝缘层。两个绝缘层与压力电极450、460可形成一个压力片。
根据图7的触摸输入部100的种类及/或构建方式，被附着压力电极450、460的基板3000或显示模块150可以不具有接地电位或仅有微弱的接地电位。这种情况下，图7所示触摸输入部100还可以包括位于基板3000或显示模块150与绝缘层(未示出)之间的接地电极(ground electrode：未示出)。根据实施例，还可以包括配置在接地电极与基板3000或显示模块150之间的又一绝缘层(未示出)。此处，接地电极(未示出)可防止作为压力电极的第一电极450与第二电极460之间生成的电容的大小过大。
为保持分隔层420，可沿着基板3000上部的轮廓形成具有预定厚度的粘贴带440。粘贴带440可以是两面粘贴带。粘贴带440可以由无弹性的物质构成。根据本发明的实施例，向显示模块150施加压力的情况下显示模块150能够弯曲，因此即使粘贴带440受到压力时没有形体变形也能够检测到触摸压力的大小。
另外，虽未另用附图示出，但压力电极450、460可以配置在显示模块150的下部面上。此处，基板3000可具有接地电位。因此，随着触摸图7的触摸输入部100的触摸表面，基板3000与压力电极450、460之间的距离d减小，从而能够引起第一电极450与第二电极460之间互电容的变化。可以以此算出触摸压力的大小。并且，压力电极450、460的自电容随着压力电极450、460与作为基准电位层的基板3000之间的距离变化发生变化，可通过获取关于这种电容变化的信息算出触摸压力的大小。
另外，虽未另用附图示出，但可以使第一电极450与第二电极460中任意一个形成于基板3000，另一个形成于显示模块150的下部。客体h施加力时第一电极450与第二电极460之间的距离减小，随着距离减小，第一电极450与第二电极460之间的互电容发生变化。可以从通过第一电极450与第二电极460中任意一个接收电极获取的感测信号获取互电容的减小量算出触摸压力的大小。
图9为图7所示触摸输入部100的第二实施形态的剖面图。
图9所示触摸输入部100具有压力电极P配置于图7所示显示模块150内的结构。
如图9所示，OLED显示模块160、161、162包括位于第一基板层161与第二基板层162之间的有机物层160，用于以自电容方式检测触摸压力的压力电极P可形成于第二基板层162的上面。压力电极P可利用用于阻断光流入的遮光罩(LS：light shield)、栅电极、源电极、漏电极、像素电极等，根据情况，可以另外层积金属用于检测压力。进一步地，可以增加由金属材料构成的其他构成以用于检测压力。
另外，虽未另用附图示出，但压力电极P可形成于第一基板层161的上面或下面，也可形成于第二基板层162的下面。
图9所示基准电位层GND可被用于检测压力的压力电极代替。为便于说明，将图9所示压力电极P称为第一压力电极，将替代基准电位层GND的压力电极称为第二压力电极。可通过第一压力电极P与第二压力电极中任意一个电极接收基于第一压力电极P与第二压力电极之间的距离变化的互电容变化量检测触摸压力。
另外，虽未另用附图示出，但图7所示触摸输入部100也可以不另外包括压力电极，而是利用用于驱动显示模块150的驱动电极或触摸传感器模块110的用于感测触摸位置的触摸电极检测触摸压力。
例如，图9的压力电极P可以是图7的触摸输入部100的触摸电极。可通过触摸电极P检测向触摸输入部100输入的触摸的位置，可通过检测触摸电极P与基准电位层GND之间的距离变化引起的互电容或自电容的变化以检测触摸压力。其中，为了用一个触摸电极P检测触摸位置与触摸压力，可以使向一个触摸电极P输入的两个以上的驱动信号(用于检测触摸位置的驱动信号/用于检测触摸压力的驱动信号)在不同的时间分别施加。
图10为图7所示触摸输入部100的第三实施形态的剖面图。
参见图10，第三实施形态的触摸输入部100可包括罩10，配置于罩10下部的第一电极41、配置于第一电极41下部的压缩层30、配置于压缩层30下部的第二电极42及第三电极43、配置于第二电极42及第三电极43下部的显示模块150。
罩10是用于用户的手指或客体之类的输入单元进行触摸输入的部件，可位于触摸输入部100的最上部。罩10起到保护配置于下部的各构成的作用。
罩10可以由透明材料的玻璃或塑料等构成使得能够从外部看到从配置于下部的显示模块150输出的画面。
为了确保向罩10施加压力时下述压缩层30能够压缩，罩10可以由至少在压力施加位置能够弯曲的柔性材料构成。
第一电极41配置于罩10的下部，第二电极42配置于第一电极41的下部，第三电极43可与第二电极42配置于同一层。
第二电极42及第三电极43可以如图11由菱形的多个电极构成。其中，第二电极42为向第一轴方向彼此连续形态的多个第一轴电极510，第三电极43为向垂直于第一轴方向的第二轴方向彼此连续形态的多个第二轴电极520，第二电极42与第三电极43中至少一个为多个菱形的电极分别通过桥连接使得第二电极42与第三电极43能够构成彼此绝缘的形态。
并且，第二电极42与第三电极43如图12所示形态，由多个第一轴电极510与多个第二轴电极520构成，可排列成第二电极42与第三电极43之间不相互交叉，各第三电极43向交叉于各第二电极42的延伸方向的方向连接。
第一电极41及第二电极42或第一电极41及第三电极43彼此位于不同的层，因此可构成彼此层叠(overlap)结构。例如，第一电极41及第二电极42或第一电极41及第三电极43如图13所示，分别由多个第一轴电极510与多个第二轴电极520构成，可分别排列成彼此交叉。或者如图11所示，可以使菱形的第一轴电极510与第二轴电极520分别位于不同的层。
第一电极41可直接形成于罩10的下面。同样，第二电极42及第三电极43可直接形成于显示模块150的上面。具体来讲，第二电极42及第三电极43可直接形成于下述显示模块150的第一基板层151、161的上面。此处，第一电极41、第二电极42及第三电极43可以由透明导电物质(例如，铟锡氧化物(ITO：Indium Tin Oxide)或锡锑氧化物(ATO：Antimony TinOxide))等形成。并且，可以在罩10与第一电极41之间、第一电极41与压缩层30之间、压缩层30与第二电极42及第三电极43之间或第二电极42及第三电极43与显示模块150之间配置由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET：Polyethylene terephthalate)之类的塑料材料的薄透明膜(film)构成的绝缘膜(未示出)。此处，绝缘膜可以起到即使外部冲击致使罩10破损也能够保护配置于罩10下部的电极以维持触摸输入动作的作用。此处，可在绝缘膜与电极之间或电极与压缩层30之间配置光学透明粘贴剂(OCA：Optical Clear Adhesive：未示出)使得彼此粘贴。
压缩层30由向罩10施加压力时挤压而压力解除时恢复原状态的物质构成，其恢复力越快，压力检测精确度越高。压缩层30可以由硅胶或丙烯酸(acrylic)或其他能够压缩的弹性体构成，由于配置在显示模块150上部，因此可以由透明材料构成使得能够从外部看到从显示模块150输出的画面。
图中虽未示出，但可以将第一电极41变更到第二电极42与第三电极43的位置，将第二电极42与第三电极43变更到第一电极41的位置。
显示模块150包括LCD(Liquid Crystal Display)板、PDP(Plasma DisplayPanel)及OLED(Organic Light Emitting Diode)板中任意一个。因此，用户可以在视觉确认显示模块150的画面的同时对触摸输入部100的表面执行触摸进行输入行为。此处，显示模块150可包括从用于触摸输入装置工作的主板(main board)上的中央处理单元CPU(central processing unit)或AP(application processor)等获得输入并在显示模块150的画面显示想要的内容的控制电路。这种控制电路可安装于第二印刷电路板(以下称为‘第二PCB’)。此处，用于显示模块150工作的控制电路可包括显示板控制IC、图形控制IC(graphic controller IC)及其他显示板工作所需的电路。
图14显示包括LCD板的显示模块150A，图15显示包括OLED板的显示模块150B。
如图14所示，显示模块150A可包括具有液晶单元(liquidcrystal cell)的液晶层150、液晶层150两端的包括电极的第一基板层151与第二基板层152、向与所述液晶层150相对的方向位于所述第一基板层151的一面的第一偏光层153及位于所述第二基板层152的一面的第二偏光层154。本领域技术人员应知晓LCD板还可以包括执行显示功能所需的其他构成，并且可以进行变形。其中，第一基板层151可以是滤色玻璃，第二基板层152可以是薄膜晶体管(TFT)玻璃。
此处，包括LCD板的显示模块150A可包括配置于第二偏光层154下部的背光单元(未示出)。由LCD板构成的显示模块150A本身无法发光，只是起到遮光或使光透过的功能。因此，在显示模块150A的下部配置光源向显示模块150A射光使得画面不仅显示明、暗，还显示具有多种颜色的信息。由LCD板构成的显示模块150A为无源元件，自身无法发光，因此需要在后面配置具有均匀的灰度分布的光源。
如图15所示，显示模块150B可包括有机物层160、位于有机物层160两端的第一基板层161与第二基板层162。本领域技术人员应知晓OLED板还可以包括执行显示功能所需的其他构成，并且可以进行变形。其中，第一基板层161可以是封装玻璃，第二基板层162可以是薄膜晶体管(TFT)玻璃。
图16及图17为用于说明图10所示触摸输入部的变形例的剖面图。
如图16所示，触摸输入部还可以包括第二罩12。此处，第二罩12可以由透明材料的玻璃或塑料等构成使得能够从外部看到从配置于下部的显示模块150输出的画面。并且，为了使第二罩12即使被施加压力也不发生弯曲，可以相对于第一罩10由更硬的材料构成或厚度更厚。
图16所示触摸输入部的第二罩12、第二电极42及第三电极43及显示模块150的构成是与不检测触摸压力的现有触摸输入装置的构成相同的结构。因此，通过向现有的触摸输入部增加由第一罩10、第一电极41及压缩层30构成的触摸压力检测模块，能够得到可检测触摸压力的触摸输入部，因此不需要变更现有的触摸输入部的结构，容易确保可靠性。
如图17所示，本发明实施例的触摸输入部的压缩层30与第二罩12之间配置第二电极42及第三电极43。
参见图17所示的触摸输入部，由第一罩10、第一电极41、压缩层30、第二电极42与第三电极43及第二罩12构成的用于检测触摸位置及触摸压力的模块和显示模块150完全分离，因此具有能够分别更换用于检测触摸位置及触摸压力的模块与显示模块150的有益效果。
参见图18所示的触摸输入部，不同于图10所示的触摸输入部，第二电极42与第三电极43可配置在显示模块150内。第二电极42与第三电极43可配置在图14所示液晶层150与第二基板层152之间。
图中虽未示出，但可以使图16至图18所示触摸输入部的第一电极41的位置变更为第二电极42与第三电极43的位置，第二电极42与第三电极43的位置变更为第一电极41的位置。
图19为显示本发明又一实施例的触摸输入部的剖面图。例如，图19所示发触摸输入部可以包括罩10、配置于罩10下部的第一电极41、配置于第一电极41下部的压缩层30、配置于压缩层30下部的第二电极42、配置于第二电极42下部的显示模块150及配置于显示模块内部的第三电极43。
图20为用于说明图19所示本发明实施例的触摸输入部的变形例的剖面图。
如图20所示，触摸输入装置还可以包括第二罩12。此处，第二罩12可以由透明材料的玻璃或塑料等构成使得能够从外部看到从配置于第二罩12下部的显示模块150输出的画面。并且，为了使第二罩12即使被施加压力也不发生弯曲，可以相对于第一罩10由更硬的材料构成或厚度更厚。参见图20所示触摸输入部，可通过向现有的触摸输入部增加由第一罩10、第一电极41及压缩层30构成的触摸压力检测模块得到能够检测触摸压力的触摸输入部，因此无需变更现有的触摸输入部的结构，能够容易确保可靠性。
如图21所示，本发明实施例的触摸输入部可包括第一罩10、配置于第一罩10下部的第一电极41、配置于第一电极41下部的压缩层30、配置于压缩层30下部的第二电极42、配置于第二电极42下部的第二罩12、配置于第二罩12下部的显示模块150及配置于显示模块150内部的第三电极43。图21所示触摸输入部中由第一罩10、第一电极41、压缩层30、第二电极42及第二罩12构成的用于检测触摸位置及触摸压力的模块和显示模块150完全分离，因此具有能够分别更换用于检测触摸位置及触摸压力的模块与显示模块150的有益效果。
应明确图7所示触摸输入部100的具体构成不限于图8至图21所示结构。应理解图7所示触摸输入部100的具体构成不仅包括图8至图21所示结构，还包括能够检测触摸压力的任何结构。
以下再次参见图7对存储器300进行说明。
存储器300选择性地包括高速随机存取存储器，并且选择性地包括一个以上的磁盘存储设备、闪存存储设备或其他非挥发性固态存储设备之类的非挥发性存储器。
存储器300包括一个以上的计算机可读构件。具体来讲，存储器300包括操作***310、图形模块320、文本输入模块330及应用程序340。
操作***310例如可以是Darwin、RTXC，LINUX、UNIX、OS X、WINDOWS、或VxWorks之类的内置型操作***，操作***310包括用于控制及管理一般的***任务(例如，存储器管理、存储设备控制、电源管理等)的多种软件构件及/或驱动程序，使多种硬件及软件构件之间容易通信。
图形模块320包括用于变更触摸输入部100显示的图形的视觉冲击(例如，亮度、透明度、彩色度、对比度或其他视觉属性)的构件，包括用于在其他显示器上绘制及显示图形的多种已知软件构件。本说明书中使用的术语“图形”包括文本、网页、图标(例如，包括软键的用户接口客体)、数字图形、视频、动画等能够向用户显示的任意客体。
文本输入模块330提供用于向应用程序340输入文本的软键。
应用程序340可包括浏览器、地址簿、通讯录、电子邮件、即时通讯、文本处理、仿真键盘、小工具、JAVA-支持应用程序、加密、数字版权管理、语音识别、语音复制、定位功能(location determination capability)(本说明书中时而称为“GPS”的全球定位***(global positioning system)提供的应用等)、音乐播放器等(不限于此)安装于存储器300上的任意的应用程序。
此外，存储器300还可以包括通过一个以上的外部端口使得容易与其他设备进行通信且具有用于处理通过RF电路及/或外部端口接收的数据的多种软件构件的通信模块。
控制部500检测从触摸输入部100输入的触摸的位置与压力的大小。控制部500可根据检测的触摸的压力大小区分输入的触摸的种类。例如，可以将压力不足预先确定的基准压力的大小的触摸判断为单纯触摸(light touch)，可将压力为所述基准压力的大小以上的触摸判断为压力触摸(force touch)。
并且，控制部500可检测从触摸输入部100输入的触摸的时间。
控制部500可包括向触摸输入部100施加触摸位置驱动信号及触摸压力驱动信号的驱动部与接收触摸位置感测信号及触摸压力感测信号的感测部。其中，例如，触摸位置感测信号与触摸压力感测信号中任意一个可以基于图10至图21所示第一电极41与第二电极42之间的电容、第二电极42与第三电极43之间的电容及第三电极43与第一电极41之间的电容中任意一个，其余一个可基于第一电极41与第二电极42之间的电容、第二电极42与第三电极43之间的电容及第三电极43与第一电极41之间的电容中除上述任意一个之外的其余电容中的任意一个。控制部500根据触摸位置感测信号检测触摸位置，根据触摸压力感测信号检测触摸压力。
控制部500控制根据检测到的触摸的位置信息与压力信息在触摸输入部100的显示模块150进行显示的功能。后续参见图22及以后的图具体说明控制部500通过何种方法如何具体控制显示模块150进行显示的功能。
控制部500控制及管理触摸输入部100、存储器300及触觉生成部700。控制部500可以向触摸输入部100、存储器300及触觉生成部700请求信息或进行收信。
触觉生成部700选择性地包括扬声器或其他音频构件之类的一个以上的电子音响设备及/或电动机、螺线管、电子活性聚合物、压电驱动器、静电驱动器或其他触觉输出生成构件(例如，将电子信号转换为设备上的触觉输出的构件)等将能量转换为线性运动(linear motion)的电子设备。
触觉生成部700从控制部500接收触觉反馈生成指令生成使用触摸输入装置的用户能够感知的触觉输出。根据部分实施例，至少一个触觉生成部700与触摸输入部100位于一处或相邻配置的情况下，选择性地与触摸输入部100的显示表面向垂直(例如，触摸输入装置的表面内/外)或侧方向(例如，在与触摸输入装置的表面相同的平面内向前后)移动生成触觉输出。
触觉生成部700是附加构成，可不包含于本发明实施形态的触摸输入装置。
本发明实施形态的触摸输入装置为智能手机之类的便携电子设备的一个例子，触摸输入装置可包括比图7更多或更少的构件，或者选择性地组合两个以上的构件或选择性地具有构件的不同构成或排列。图7所示的多种构件可以是一个以上的信号处理及/或专用集成电路(application specific integrated circuit)之类的硬件、软件或硬件与软件两个的组合。
以下参见图22至图23具体说明本发明实施形态的触摸输入装置的压力触摸方法。
本发明实施形态的触摸输入装置的压力触摸方法是能够利用预先设定的一个基准压力执行至少两个以上不同的压力触摸功能(3D touch function)的方法。
本发明实施形态的触摸输入装置的压力触摸方法包括由图7所示控制部500执行的一系列步骤。
具体如图22所示，本发明实施形态的触摸输入装置的压力触摸方法包括检测输入的压力的大小的步骤S2210、和基准压力进行比较的步骤S2220、控制第一压力触摸功能的步骤S2230及控制第N压力触摸功能的步骤S2250至S2270。以下，参见图7及图22进行具体说明。
图22所示的S2210为图7所示的控制部500检测向触摸输入部100输入的客体的压力的大小的步骤。关于向触摸输入部100输入的客体的压力的大小，可以由控制部500从通过图8至图21所示触摸输入部100的各实施形态的电极接收的感测信号检测得到。如图4所示曲线图，控制部500可检测对应于客体施加的力(force)的压力(Prs)的大小。
图22所示S2220为比较图7所示控制部500检测的压力的大小与预先设定的一个基准压力的步骤。更具体来讲，S2220可以是判断图7所示控制部500检测到的压力的大小是否从小于基准压力增大到基准压力以上的步骤。基准压力可以是触摸输入装置制造公司预先设定的值，也可以是触摸输入装置的用户设定变更得到的新值。例如，基准压力可以是对应于图23的曲线图所示基准力F1的压力值。检测到的压力大小为基准压力以上的情况下执行步骤S2230，不足基准压力的情况下执行步骤S2240。
图22所示S2230是在步骤S2220检测到的压力的大小增大到基准压力以上的情况下，图7所示控制部500控制使得触摸输入装置执行预先设定的第一压力触摸功能的步骤。参见图23说明检测到的压力的大小为基准压力以上的情况的话，可表示向图7所示触摸输入部100施加的客体的力为基准力F1以上。
根据第一压力触摸功能的一个例子，检测到的压力的大小从不足基准压力增大到基准压力以上的情况下，控制部500可以如图2控制使得新窗口W显示于显示画面的局部。即，控制部500可将预定的信息显示在显示画面的局部。其中，预定的信息表示对客体接触触摸输入部100的部分的应用程序或触摸输入装置的响应。
图22所示步骤S2240是在步骤S2220的比较结果为检测到的压力的大小不足基准压力的状态下，判断客体的触摸时间是否超过图23所示预先设定的设定时间T1的步骤。如果客体的触摸时间超过了设定时间T1，此时图7所示控制部500将客体的输入判别为长触摸(long touch)。相反，如果客体的触摸时间为设定时间T1以内，此时控制部500将客体的输入判别为单纯触摸(light touch)或轻触摸(tap touch)。例如，检测到的压力的大小不足基准压力，即，客体的压力不足图23所示基准力F1，客体的触摸时间在图23所示设定时间T1内的情况下，控制部500将客体的触摸判别为单纯触摸(light touch)，而不是判别为压力触摸(3D touch)，即可以控制使得显示画面显示如图3所示的信息。并且，检测到的压力的大小不足基准压力，即，客体的压力不足图23所示基准力F1，客体的触摸时间超过图23所示设定时间T1的情况下，控制部500可以判别客体的触摸为长触摸(long touch)而不是单纯触摸(light touch)，控制使得经过所述设定时间T1之后显示画面显示完全不同于图2至图3的信息(例如，应用程序删除标志)。
图22所示S2250是步骤S2230之后执行的步骤，是判别客体是否从触摸输入部100释放(release)的步骤。其中，客体从触摸输入部100‘释放’的含义为触摸输入部100的触摸传感器模块110不输出客体的触摸位置信号。换而言之，表示未判别出客体的触摸位置。此处，可以将悬停(hovering)判断为未释放。客体从触摸输入部100释放的情况下，若触摸传感器模块110不再输出客体的触摸位置信号，则不再执行后续过程而是结束。
图22所示S2260是步骤S2250的结果为客体未从触摸输入部100释放的状态下执行的步骤，是比较检测到的压力的大小与基准压力的步骤。其中，基准压力表示与步骤S2220的基准压力相同大小的压力值。S2260可以是判别客体未从触摸输入部100释放的状态下检测到的压力的大小是否从不足基准压力增大到基准压力以上的步骤。如果客体未从触摸输入部100释放的状态下检测到的压力的大小未从不足基准压力增大到基准压力以上，控制部500反复执行步骤S2250与步骤S2260，而如果增加，此时控制部500执行步骤S2270。
图22所示S2270是步骤S2260的结果为客体未从触摸输入部100释放的状态下检测到的压力的大小从不足基准压力增大到基准压力以上时，控制部500执行第N压力触摸功能的步骤。
其中N为自然数，表示客体未释放的状态下检测到的压力的大小从不足基准压力增大到基准压力以上的次数。因此，若客体未释放的状态下检测到的压力的大小从不足基准压力增大到基准压力以上的次数为2，控制部500控制使得执行第二压力触摸功能，次数为3的情况下控制部500控制使得执行第三压力触摸功能，次数为N的情况下控制部500控制使得执行第N压力触摸功能。其中，第二压力触摸功能是不同于步骤S2230的第一压力触摸功能的功能，第三压力触摸功能也是不同于第一及第二压力触摸功能的功能，第N压力触摸功能也是不同于其他压力触摸功能的功能。
根据第二压力触摸功能的一个例子，参见图23，在检测到的所述压力的大小从不足基准压力增大到基准压力以上的次数达到两次的时间Tc如图3所示，控制部500可控制使得在显示器的整个画面显示所述预定的信息。
另外参见图23，检测到的所述压力的大小从不足基准压力增大到基准压力以上的次数至少为两次以上的情况下，控制部500可以控制使得在检测到的所述压力的大小从不足基准压力增大到基准压力以上的第一时间Ta与所述压力的大小从不足基准压力增大到基准压力以上的第二时间Tc之间仍保持第一时间Ta前执行的预定的压力触摸功能。对上述例子进行说明的话，在客体未从触摸输入部100释放的第一时间Ta与第二时间Tc之间，如图2所示，控制部500可以控制使得执行新窗口W继续显示于显示画面的局部的第一压力触摸功能。
另外，图23的Tb表示检测到的压力的大小从基准压力以上减小到不足基准压力的时间。根据图22至图23所示的本发明实施形态的压力触摸方法中，第二压力触摸功能在从图7所示触摸输入部100的触摸传感器模块110输出客体的位置信号期间检测到的压力的大小从不足基准压力增大到基准压力以上的次数为两次的情况下执行，因此存在检测到的压力的大小从基准压力以上减小到不足基准压力的时间Tb。
图23中F2为小于基准力F1的基准力，是预先设定的基准力F2。为了与基准力F1进行比较，从便利角度上将F2称为辅助基准力。辅助基准力F2用于防止发生非用户期望的第二压力触摸功能。更具体来讲，从图7所示触摸输入部100的触摸传感器模块110输出客体的位置信号期间检测到的压力的大小从不足基准压力增大到所述基准压力以上后，可能会因与用户的意图无关的其他各种理由(例如，用户调节压力失败、触摸输入装置内的噪声等)而导致检测到的压力的大小从不足基准压力增大到基准压力以上的非正常现象还发生一次以上。而图7所示控制部500还设定有辅助基准力F2的情况下，能够切断或缓解上述非正常现象。
图7所示控制部500在检测到的压力的大小增大到对应于基准力F1的基准压力以上的至少两次时间之间检测到的压力的大小不曾减小到对应于辅助基准力F2的辅助基准压力以下的情况下，可以控制使得在所述两次的时间中的后面时间不执行与之前时间执行的压力触摸功能不同的压力触摸功能，而是保持执行之前时间执行的压力触摸功能。相反，控制部500在检测到的压力的大小增大到对应于基准力F1的基准压力以上的至少两次时间之间具有至少一次以上检测到的压力的大小减小到对应于辅助基准力F2的辅助基准压力以下的情况时，可以控制使得在所述两次时间中后面的时间执行不同于之前时间执行的压力触摸功能的压力触摸功能。
其中，辅助基准力F2的值小于基准力F1的值，可以由触摸输入装置制造商或用户设定为特定值。并且，辅助基准力F2可以随基准力F1的设定自动设定为特定值。例如，辅助基准力F2可以自动设定为设定的基准力F1的一半或设定的基准力F1的70％等。并且，辅助基准力F2可等于基准力F1。因此，辅助基准压力可小于或等于基准压力。
如上，使用本发明实施形态的触摸输入装置的压力触摸方法的情况下，不同于使用不同的两个基准压力的现有的轻压和重压，能够用一个基准压力执行不同的两个以上的压力触摸功能。因此，本发明实施形态的触摸输入装置只需对一个基准压力执行校准(calibration)，因此能够解决现在按各基准压力分别执行校准的繁琐问题，从而能够节约经济费用，进一步缩短校准工程时间。
图22所示本发明实施形态的触摸输入装置的压力触摸方法除图2至图3所示具体方法之外还可以适用于其他各种方法。
例如，步骤S2230的第一压力触摸功能可以是控制部500使熄灭的触摸输入部100的显示画面仍保持原来的熄灭状态的功能，步骤S2270的第N压力触摸功能可以是控制部500使熄灭的触摸输入部100的显示画面的整体或部分亮起的功能。具体来讲，在触摸输入装置工作但显示画面熄灭的状态下，如果用户用大于基准压力的压力不释放按压触摸输入装置的表面两次以上的情况下，触摸输入装置的显示画面的整个或部分画面能够进行显示。
其中，执行第N压力触摸功能的过程中，控制部500可以控制使得点亮的显示画面运行预先设定的应用程序。例如，可以控制使得运行电话应用程序或天气应用程序。
根据又一例子，步骤S2230的第一压力触摸功能可以是控制部500使得仍保持触摸输入部100的显示画面显示的锁定画面的功能，步骤S2270的第N压力触摸功能可以是控制部500在触摸输入部100的显示画面运行预先设定的应用程序的功能。具体来讲，用户在锁定画面用基准压力以上的力按压触摸输入装置的表面两次以上的情况下，控制部500可以控制使得触摸输入部100的显示画面运行预先设定的应用程序而不是锁定画面。
如上，使用本发明实施形态的触摸输入装置的压力触摸方法的情况下，能够用一个基准压力执行不同的两个以上的压力触摸功能。因此，本发明实施形态的触摸输入装置只需对一个基准压力执行校准(calibration)，因此能够解决现在需要对基准压力分别执行校准的繁琐问题，减少经济费用，缩短校准工程时间。
上述各实施形态说明的特征、结构、效果等包含于本发明的一个实施形态中，但并非仅限定于一个实施形态。进一步地，本实施形态所属技术领域的一般技术人员可以在其他实施形态组合或变形各实施形态所示的特征、结构、效果等。因此，关于这些组合与变形的内容应视为包含于本发明的范围。
并且，以上以实施形态为中心进行了说明，但这些不过是举例说明而已，并非对本发明进行限定，本发明所属领域的普通技术人员在不超出本实施形态的本质特性的范围内，还可以进行以上未提及的多种变形及应用。例如，实施形态中具体出现的各构成要素可变形实施。并且，有关这些变形与应用的差异点应视为包含于本发明的技术方案内。

Claims (7)

1.一种触摸输入装置的压力触摸方法，其中触摸输入装置包括触摸输入部与控制部，所述压力触摸方法包括：
所述控制部检测向所述触摸输入部输入的客体的压力的大小的检测步骤；
检测到的所述压力的大小从不足预先设定的基准压力增大到所述基准压力以上的情况下，所述控制部控制使得所述触摸输入装置执行预先设定的第一压力触摸功能的第一压力触摸功能控制步骤；以及
所述客体未释放所述触摸输入部期间检测到的所述压力的大小从不足所述基准压力增大到所述基准压力以上的次数为N次的情况下，所述控制部控制使得所述触摸输入装置执行不同于所述第一压力触摸功能的第N压力触摸功能的第N压力触摸功能控制步骤，其中N为大于1的自然数，
在所述第N压力触摸功能控制步骤，
所述控制部在从不足所述基准压力增大到所述基准压力以上的第一时间(Ta)与在所述第一时间以后检测到的所述压力的大小从不足所述基准压力增大到所述基准压力以上的第二时间(Tc)之间检测到的所述压力的大小减小到辅助基准压力以下的次数至少存在一次的情况下，控制使得所述触摸输入装置执行设定为在所述第二时间执行的压力触摸功能，
所述辅助基准压力的大小小于所述基准压力的大小。
2.根据权利要求1所述的触摸输入装置的压力触摸方法，其中，
在所述第N压力触摸功能控制步骤，
所述控制部控制使得检测到的所述压力的大小从不足所述基准压力增大到所述基准压力以上的第一时间(Ta)与所述第一时间以后检测到的所述压力的大小从不足所述基准压力增大到所述基准压力以上的第二时间(Tc)之间仍保持所述第一压力触摸功能。
3.根据权利要求1所述的触摸输入装置的压力触摸方法，其中，
所述控制部在所述第一时间(Ta)与所述第二时间(Tc)之间检测到的所述压力的大小未减小到辅助基准压力以下的情况下，控制使得在所述第二时间保持执行设定为在所述第一时间(Ta)执行的压力触摸功能。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的触摸输入装置的压力触摸方法，其中，
所述第一压力触摸功能是所述控制部在所述触摸输入部的显示画面的局部显示预定的信息的功能，
所述第N压力触摸功能是所述控制部在所述触摸输入部的整个显示画面显示所述预定的信息的功能。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的触摸输入装置的压力触摸方法，其中，
所述第一压力触摸功能是所述控制部使熄灭的所述触摸输入部的显示画面仍保持熄灭状态的功能，
所述第N压力触摸功能是所述控制部使熄灭的所述触摸输入部的显示画面整体或部分亮起的功能。
6.根据权利要求5所述的触摸输入装置的压力触摸方法，其中，
所述第N压力触摸功能是所述控制部控制使得在所述触摸输入部的显示画面的亮起部分运行预先设定的应用程序。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的触摸输入装置的压力触摸方法，其中，
所述第一压力触摸功能是所述控制部保持在所述触摸输入部的显示画面显示的锁定画面的功能，
所述第N压力触摸功能是所述控制部在所述触摸输入部的显示画面运行预先设定的应用程序的功能。
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