TWI400646B - 觸控感測元件之壓力偵測方法以及使用該方法之電子裝置 - Google Patents

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Description

觸控感測元件之壓力偵測方法以及使用該方法之電子裝置
本發明係關於一種定位裝置，更特別關於一種電阻式觸控感測元件之壓力偵測方法以及使用該方法之電子裝置。
第1圖顯示一種習知四線式觸控屏幕(4-wire touch screen)9，其係由兩彈性的透明X電阻板91及Y電阻板92相間隔一間隙(gap)所構成，其中X電阻板91及Y電阻板92係為平面電阻且於自然狀態下互不接觸。X電阻板91上，電阻值只隨X方向的位置而變化；X電阻板91包含兩電極X+ 、X- 沿著X電阻板91之左右兩側而設置以及一透明電阻層形成於X電阻板91之上表面。Y電阻板92上，電阻值只隨Y方向的位置而變化；Y電阻板92包含兩電極Y+、Y-沿著Y電阻板92之前後兩側而設置以及一透明電阻層形成於Y電阻板92之下表面，其中所述X方向及Y方向為互相垂直之兩方向。
第2圖顯示該觸控屏幕9受觸壓時之剖視圖。當X電阻板91上之一觸壓點P受到一外力F觸壓時，於該觸壓點P處，X電阻板91與Y電阻板92之間距縮小而使得一接觸電阻Rtouch 自近似無窮大而成為有限值；當該外力F愈大，該接觸電阻Rtouch 之電阻值愈小。該觸控屏幕9中，透過計算該接觸電阻Rtohch 之電阻值，可判定該外力F之觸壓壓力。
請參照第3a至3c圖所示，其顯示一種習知計算該接觸電阻Rtouch 之電阻值的方法。該接觸電阻Rtouch 可根據式(1)而求出：
Rtouch =(RX_plate )×[(X/2n )×(Z2 /Z1 )-1]　(1)
式(1)中，RX_plate 為X電阻板91之面電阻；n為連接至電壓偵測點之一類比數位轉換單元(ADC)之解析度；X表示該觸壓點P之X方向位置。其可根據第3a圖中ADC輸出之數位電壓求得；Z1 表示Y- 電極之輸入，其可根據第3b圖中ADC輸出之數位電壓求得；Z2 表示X+ 電極之輸入，其可根據第3c圖中ADC輸出之數位電壓求得。
然而此種透過計算該接觸電阻Rtoulch 之電阻值的壓力偵測方法至少具有下列問題：
1.接觸電阻Rtouch 之電阻值係經計算所求得，而式(1)中之X值本身即為一不確定因素。
2.接觸電阻Rtouch 之電阻值並不等於壓力值，只能作為參考值而無法作為有效判定之依據。
3.接觸電阻Rtouch 之電阻值範圍很大，不易根據所計算出之電阻值定義臨界點，因而會限制判斷精確度。
有鑑於此，有必要提出一種高精確度之觸控感測元件之壓力偵測方法，以降低觸壓點之誤判機率。
本發明提供一種觸控感測元件之壓力偵測方法以及使用該方法之電子裝置，其中該偵測方法透過取樣一電容之複數電壓值並判斷該電壓值是否達到穩態，藉以判斷一觸壓是否為有效觸壓。
本發明提供一種觸控感測元件之壓力偵測方法以及使用該方法之電子裝置，其中該偵測方法透過將所取樣之一電容之電壓值的變化與一門檻值相比較，藉以判斷該電壓值是否已達到穩態。
本發明提供一種觸控感測元件之壓力偵測方法，該觸控感測元件包含一第一薄膜及一第二薄膜且每一薄膜包含兩電極。該偵測方法包含下列步驟：提供一第一電位差至該第一薄膜之兩電極；根據該第一電位差之一分壓對一電容充電；取樣該電容之充電電壓以取得複數第一電壓值，並根據該複數第一電壓值以求得一第一電壓值之變化；將該第一電壓值之變化與一門檻值相比較；及當該第一電壓值之變化小於該門檻值，後處理該複數第一電壓值之至少其中之一。根據本發明之壓力偵測方法，另包含下列步驟：提供一第二電位差至該第二薄膜之兩電極；根據該第二電位差之一分壓對該電容充電；取樣該電容之充電電壓以取得複數第二電壓值，並根據該複數第二電壓值以求得一第二電壓值之變化；將該第二電壓值之變化與該門檻值相比較；當該第一電壓值之變化及該第二電壓值之變化其中之一大於該門檻值，忽略該複數第一及第二電壓值；及當該第一電壓值之變化及該第二電壓值之變化均小於該門檻值，後處理該複數第一電壓值之至少其中之一及該複數第二電壓值之至少其中之一。
本發明另提供一種電子裝置，包含一第一薄膜、一第二薄膜、一電源、一電容及一處理單元。該第一及第二薄膜分別具有兩電極。該電源用以提供一電位差至該第一薄膜之兩電極或該第二薄膜之兩電極。該電容用以選擇性耦接該第一薄膜之兩電極其中之一或該第二薄膜之兩電極其中之一，並由該耦接的電極接收該電位差之一分壓進行充電。該處理單元用以取樣該電容之充電電壓以取得複數電壓值，並根據該複數電壓值以求得一電壓值之變化，及用以將該電壓值之變化與一門檻值相比較；其中當該電壓值之變化小於該門檻值，該處理單元後處理該複數電壓值之至少其中之一。
本發明另提供一種觸控感測元件之壓力偵測方法，該觸控感測元件包含一第一薄膜及一第二薄膜且每一薄膜包含兩電極。該偵測方法包含下列步驟：提供一第一電位差至該第一薄膜之兩電極；根據該第一電位差之一分壓對一電容充電；取樣該電容之充電電壓以取得複數第一電壓值；判斷該複數第一電壓值之至少其中之一是否達到穩態；當該至少一第一電壓值未達到穩態，結束壓力偵測程序；當該至少一第一電壓值已達到穩態，另包含下列步驟：提供一第二電位差至該第二薄膜之兩電極；根據該第二電位差之一分壓對該電容充電；取樣該電容之充電電壓以取得複數第二電壓值；判斷該複數第二電壓值之至少其中之一是否達到穩態；當該至少一第二電壓值未達到穩態，結束壓力偵測程序；及當該第二電壓值已達到穩態，則後處理該至少一第一電壓值及該至少一第二電壓值。
本發明中，當一觸控感測元件受到一外力觸壓時，於一第一時間區間施加一電位差至X薄膜(Y薄膜)之兩個電極以使Y薄膜(或X薄膜)的一個電極對一電容充電，並於一第二時間區間對該電容之充電電壓值進行取樣。當其中一個薄膜對該電容之充電電壓值的變化未達穩態時，則判斷此次觸壓為無效觸壓。此外，該第二時間區間長短及所取樣之充電電壓值數目可根據一觸控感測元件所需之偵測精確度而設定。
本發明中，後處理該第一及第二電壓值之步驟包含根據該至少一第一電壓值及該至少一第二電壓值計算一位置座標並執行相對應於該位置座標之一功能。
為了讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明顯，下文將配合所附圖示，作詳細說明如下。
請參考第4a圖所示，其顯示本發明實施例之電子裝置10之示意圖。可以了解的是，第4a圖中僅顯示用以說明本發明所需要之部分構件並省略了其他構件。該電子裝置10之實施例包括，但不限於，一個人數位助理(PDA)、一手寫裝置、一筆記型電腦及一行動通訊裝置等。該電子裝置10包含一X薄膜11、一Y薄膜12、一電源13、一偵測單元14及複數開關元件171~173，其中該等開關元件171~173例如可為，但不限於，開關電晶體。
於此實施例中，該X薄膜11與該Y薄膜12係組成一電阻式觸控感測元件，該觸控感測元件包含(但不限於)一觸控屏幕(touch screen)或觸控板(touch pad)。該X薄膜11包含兩電極X+ 、X- 分別形成於該X薄膜11上沿著X方向之兩相對側以及一透明電阻層(未標示)形成於該X薄膜11之上表面。該Y薄膜12包含兩電極Y+ 、Y- 分別形成於該Y薄膜12上沿著Y方向之兩相對側以及一透明電阻層(未標示)形成於該Y薄膜12之下表面。該電源13具有一高電位端131及一低電位端132，其中該高電位端131透過該開關元件171選擇性地耦接該X薄膜11之電極X+ 或該Y薄膜12之電極Y+ ；該低電位端132透過該開關元件172選擇性地耦接該X薄膜11之電極X或該Y薄膜12之電極Y- 。於其他實施例中，該X薄膜11亦可位於該Y薄膜12之上方；此時，一透明電阻層形成於該X薄膜11之下方而一透明電阻層形成於該Y薄膜12之上方。
該偵測單元14係用以偵測該X薄膜11及該Y薄膜12輸出之一電壓值V、根據該電壓值V之變化判斷一觸壓動作是否為有效觸壓以及計算一觸壓點P位於該X薄膜11及該Y薄膜12之位置座標，其中該電壓值V為該電源13之電位的一分壓。該偵測單元14之一輸入端14a透過該開關元件173耦接該X薄膜11之電極X+ 或該Y薄膜12之電極Y+ ，用以偵測該電極X+ 或該電極Y+ 之電壓值V。於其他實施例中，該偵測單元14之該輸入端14a亦可透過該開關元件173耦接於該X薄膜11之電極X- 或該Y薄膜12之電極Y- ，用以偵測該電極X- 或該電極Y- 之電壓值V。可以了解的是，第4a圖所揭示之線路連接方式僅為例示性的，並非用以限定本發明，該X薄膜11及該Y薄膜12與該電源13及該偵測單元14之連接方式並不限於第4a圖所揭示者。
請參照第4b圖所示，例如於一實施例中，一第一電源13' 用以供電至該X薄膜11，其中該第一電源13' 之高電位端可透過一開關元件171' 耦接該X薄膜11之電極X+ ；該第一電源13' 之低電位端可透過一開關元件172' 耦接該X薄膜11之電極X- 。一第二電源13" 用以供電至該Y薄膜12，其中該第二電源13" 之高電位端可透過一開關元件171" 耦接該Y薄膜12之電極Y+ ；該第二電源13" 之低電位端可透過一開關元件172" 耦接該Y薄膜12之電極Y- 。該偵測單元14可透過該開關元件173耦接至該X薄膜11之電極X+ (或X- )或該Y薄膜12之電極Y+ (或Y- )，用以偵測該X薄膜11或該Y薄膜12輸出之電壓值V。第4b圖中之該等開關元件171' 、171" 、172' 、172" 及173例如可為開關電晶體。
該偵測單元14包含一電容141、一類比數位轉換單元(ADC)142及一處理單元143。該電容141之一端耦接該偵測單元14之輸入端14a，其另一端耦接一參考電位；該X薄膜11或該Y薄膜12上之一分壓將對該電容141進行充電。該類比數位轉換單元142之輸入端耦接該電容141之第一端，用以將該電容141之第一端之充電電壓值V轉換為數位電壓值。該處理單元143耦接該類比數位轉換單元142，用以根據該類比數位轉換單元142所輸出之數位電壓值判定一觸壓動作是否為有效觸壓。當該處理單元143判斷一觸壓動作為有效觸壓時，該處理單元143對該數位電壓值進行後處理(post-processing)程序，例如包括計算一觸壓點P位於該X薄膜11之位置座標或該Y薄膜12之位置座標並執行相對應於該等位置座標之一功能，其中判斷一觸壓動作是否為有效觸壓之方法將詳述於後。
請同時參照第4a及4c圖所示，其中第4c圖顯示第4a圖之電子裝置10之等效電路圖。當一物件8，例如一筆或一手指，觸壓該Y薄膜12上之一觸壓點P時，該X薄膜11與該Y薄膜12之間會產生一接觸電阻RTOUCH ，如第4c圖所示。
當要檢測該觸壓點P之X方向位置座標時，該電源13之高電位端131透過該開關元件171耦接該Y薄膜12之電極Y+ ，該電源13之低電位端132透過該開關元件172耦接該Y薄膜12之電極Y- ，該偵測單元14透過該開關元件173耦接該X薄膜11之電極X+ (或X- )。此時，該電源13於該電極X+ (或X- )上產生的一分壓值V與一充電電流I將對該電容141進行充電，其中當該物件8觸壓之壓力愈大，該接觸電阻RTOUCH 愈小而該充電電流I愈大，該電容141將於愈短時間內被充電至一預設電壓值，例如與該電極X+ (或X- )相同之電壓值(即分壓值V)。該類比數位轉換單元142則針對該電容141之充電電壓值進行取樣並將其轉換為一數位電壓值。該處理單元143則根據該數位電壓值判斷該電容141之充電電壓值於充電一預設時間後是否達到穩態，其中當該處理單元143判斷該電容141之充電電壓尚未達到穩態時，則忽略所取樣之電壓值；當該處理單元143判斷該電容141之充電電壓已達到穩態時，則對所取樣之電壓值進行後處理。
同理，當要檢測該觸壓點P之Y方向位置座標時，該電源13之高電位端131透過該開關元件171耦接該X薄膜11之電極X+ ，該電源13之低電位端132透過該開關元件172耦接該X薄膜11之電極X- ，該偵測單元14透過該開關元件173耦接該Y薄膜11之電極Y+ (或Y- )。此時，該電源13於該電極Y+ (或Y- )上產生的一分壓值V與一充電電流I將對該電容141進行充電。該類比數位轉換單元142同樣針對該電容141之充電電壓值進行取樣並將其轉換為一數位電壓值。該處理單元143則根據該數位電壓值判斷該電容141之充電電壓於充電一預設時間後是否達到穩態。
接著說明該處理單元143判斷該電容141之充電電壓是否達到穩態之方式。請同時參照第4a、4c及5圖所示，一第一時間區間T1 開始時，該電源13透過該等開關元件171、172耦接該等電極Y+ 及Y- (或X+ 及X- )且該偵測單元14透過該開關元件173耦接該電極X+ 或X- (Y+ 或Y- )。於一第一時間區間T1 內，該電極X+ 或X- (Y+ 或Y- )上之分壓值V將對該電容141充電以達到一預設電壓；於一第二時間區間T2 ，該類比數位轉換單元142開始對該電容141之充電電壓值進行取樣，並將所取樣之複數電壓值轉換為數位電壓值。該處理單元143針對該數位電壓值判斷該電容141之充電電壓值是否達到穩態。
例如第5圖所示，當該物件8以一較小之力道觸壓該Y薄膜12時，於該X薄膜11與該Y薄膜間會形成較大之接觸電阻RTOUCH 。當該電源13被耦接至該電極Y+ 及Y- (或X+ 及X- )且該偵測單元17被耦接至該電極X+ 或X- (Y+ 或Y- )時，該電容141於該第一時間區間T1 內之充電電壓值例如以V1 曲線變化；於該第二時間區間T2 內，該類比數位轉換單元142開始對該充電電壓值V1 之末段進行取樣而得到複數數位電壓值；該處理單元143則計算所取樣之電壓值的變化並判斷該電壓值是否達到穩態，例如該處理單元143計算兩相鄰取樣電壓值之差、兩取樣電壓值之差、複數兩相鄰取樣電壓值之差的平均以及複數兩相鄰取樣電壓值之差的變化，並將計算結果與一預設門檻值相比對。當所取樣之電壓值的變化大於該門檻值則表示尚未達到穩態；反之，當所取樣之電壓值的變化小於該門檻值則表示已達到穩態。例如於一實施例中，該處理單元143取樣該第二時間區間T2 起始時之電壓值V11 及結束時之電壓值V1n 並計算其差值(V1n -V11 )；接著，該處理單元143將該差值(V1n -V11 )與一門檻值相比較以判定該電容141之充電電壓值的變化狀態。
同理，當該物件8以一較大之力道觸壓該Y薄膜12時，於該X薄膜11與該Y薄膜間會形成較小之接觸電阻RTOUCH ，當該電源13被耦接至該電極Y+ 及Y- (或X+ 及X- )且該偵測單元17被耦接至該電極X+ 或X- (Y+ 或Y- )時，該電容141於該第一時間區間T1 內之充電電壓值例如以V2 曲線變化。於該第二時間區間T2 內，該類比數位轉換單元142將對該充電電壓值V2 進行取樣而得到複數數位電壓值；該處理單元143則判斷所取樣之電壓值的變化是否達到穩態。可以了解的是，該數位類比單元142對該電容141之充電電壓值的取樣數目可根據不同應用而決定，取樣數目愈多可得到較精準之偵測結果。該第二時間區間T2 之時間長短可根據實際應用而決定，該第二時間區間T2 愈長可得到較精準之偵測結果。其他實施例中，第5圖之電壓曲線V1 、V2 亦可用以表示該電容141分別耦接至X薄膜之電極X+ 或X- 及Y薄膜之電極Y+ 或Y- 時的充電電壓。
請參照第6圖所示，其顯示根據本發明一實施例之觸控感測元件之壓力偵測方法之流程圖。該偵測方法包含下列步驟：提供一第一電位差至一第一薄膜之兩電極(步驟S111 )；根據該第一電位差之一分壓，對一電容進行充電，並取樣該電容之充電電壓以取得複數第一電壓值，並根據該複數第一電壓值以求得一第一電壓值之變化(步驟S112 )；提供一第二電位差至一第二薄膜之兩電極(步驟S121 )；根據該第二電位差之一分壓，對該電容進行充電，並取樣該電容之充電電壓以取得複數第二電壓值，並根據該複數第二電壓值以求得一第二電壓值之變化(步驟S122 )；將該第一電壓值之變化及該第二電壓值之變化與一門檻值相比較(步驟S113 、S123 )；當該第一電壓值之變化及該第二電壓值之變化其中之一大於該門檻值，判定此次取樣無效(步驟S130 )；及當該第一電壓值之變化及該第二電壓值之變化均小於該門檻值，後處理該複數第一電壓值之至少其中之一及該複數第二電壓值之至少其中之一(步驟S140 )。於此實施例中，步驟S111 、S121 步驟中的第一電位差與第二電位差係可為一相同或兩不同電位差，且S113 、S123 中的門檻值係可為一相同或兩不同門檻值。
請同時參照第4a至6圖，於一第一時間區間T1 開始時，該電源13透過該開關元件171、172被耦接至該Y薄膜(或該X薄膜)之兩電極Y+ 及Y- (或X+ 及X- )且該偵測單元14透過該開關元件173被耦接至該X薄膜(或該Y薄膜)之兩電極X+ 及X- (或Y+ 及Y- )其中之一。於此實施例中，第5圖之電壓曲線V1 、V2 表示該電容141分別耦接至X薄膜(或Y薄膜)及Y薄膜(或X薄膜)時的充電電壓。
與該偵測單元14耦接之電極(X+ 或X- )上的電壓於該第一時間區間T1 內對該電容141充電(步驟S111 )，該類比數位轉換單元142於一第二時間區間T2 取樣該電容141之充電電壓並取得複數第一電壓值(如第5圖所示之V11 至V1n 或V21 至V2n )，並根據該複數第一電壓值以求得一第一電壓值之變化，例如充電電壓值V1 之變化(步驟S112 )，其中該第一電壓值之變化可被儲存於該處理單元143中。接著，該電源13透過該開關元件171、172被耦接至該X薄膜(該Y薄膜)之兩電極X+ 及X- (Y+ 及Y- )且該偵測單元14透過該開關元件173被耦接至該Y薄膜(該X薄膜)之兩電極Y+ 及Y- (X+ 及X- )其中之一。
與該偵測單元14耦接之電極(Y+ 或Y- )上的電壓於一第一時間區間T1 內對該電容141充電(步驟S121 )，該類比數位轉換單元142於一第二時間區間T2 取樣該電容141之充電電壓並取得複數第二電壓值(如第5圖所示之V21 至V2n 或V11 至V1n )，並根據該複數第二電壓值以求得一第二電壓值之變化，例如充電電壓值V2 之變化(步驟S122 )。接著，該處理單元143將該第一電壓值之變化及該第二電壓值之變化與一預設門檻值相比較，其中該門檻值可根據該電子裝置10所需之偵測精確度而設定(步驟S113 、S123 )。當該第一電壓值之變化及該第二電壓值之變化其中之一大於該門檻值則判定電壓值未達穩態，亦即該處理單元143判定此次取樣無效並忽略(ignore)所取樣之該等第一及第二電壓值，同時結束此次偵測程序(步驟S130 )。當該第一電壓值之變化及該第二電壓值之變化均小於該門檻值，則表示該等第一電壓值及該第二電壓值已達到穩態，該處理單元143則後處理該複數第一電壓值之至少其中之一及該複數第二電壓值之至少其中之一(步驟S140 )，例如該處理單元143根據該第一電壓值V1n (或V2n )及該第二電壓值V2n (或V1n )計算該觸壓點P之位置座標並執行相對應於該位置座標之功能。可以了解的是，求得該第一電壓值之變化及該第二電壓值之變化並無限定先後順序。
於本發明之實施例中，該第一電壓值之變化例如為兩相鄰第一電壓值之差、兩第一電壓值之差、複數兩相鄰第一電壓值之差的平均以及複數兩相鄰第一電壓值之差的變化等。同樣地，該第二電壓值之變化例如為兩相鄰第二電壓值之差、兩第二電壓值之差、複數兩相鄰第二電壓值之差的平均以及複數兩相鄰第二電壓值之差的變化等。
請參照第7圖所示，其顯示根據本發明另一實施例之觸控感測元件之壓力偵測方法之流程圖。該偵測方法包含下列步驟：
步驟S210 ：提供一第一電位差至一第一薄膜之兩電極。
步驟S220 ：根據該第一電位差之一分壓，對一電容進行充電，並取樣該電容之充電電壓以取得複數第一電壓值，並根據該複數第一電壓值以求得一第一電壓值之變化。
步驟S230 ：提供一第二電位差至一第二薄膜之兩電極。
步驟S240 ：根據該第二電位差之一分壓，對該電容進行充電，並取樣該電容之充電電壓以取得複數第二電壓值，並根據該複數第二電壓值以求得一第二電壓值之變化。
步驟S250 ：將該第一電壓值之變化與一門檻值相比較，當該第一電壓值之變化大於該門檻值時，則進入步驟S260 ；當該第一電壓值之變化小於該門檻值時，則進入步驟S270 。
步驟S260 ：判定此次取樣無效。
步驟S270 ：將該第二電壓值之變化與一門檻值相比較，當該第二電壓值之變化大於該門檻值時，則進入步驟S260 ；當該第二電壓值之變化小於該門檻值時，則進入步驟S280 。
步驟S280 ：後處理該複數第一電壓值之至少其中之一及該複數第二電壓值之至少其中之一，該後處理可包含(但不限於)：根據該至少一第一電壓值及該至少一第二電壓值計算觸壓點之位置座標或/及執行相對應於該位置座標之功能。
此實施例與第6圖實施例之差別在於本實施例之該處理單元143先判定該第一電壓值是否已達穩態(即該第一電壓值之變化是否小於該門檻值)，當該第一電壓值未達穩態時，該處理單元143將忽略所取樣之所有電壓值並結束此次偵測程序(步驟S260 )並回到步驟S210 重新執行偵測程序。此外，各步驟之詳細實施方式與第6圖相類似，故於此不再贅述。於其他實施例中，步驟S250 與步驟S270 之順序可互換。
請參照第8圖所示，其顯示根據本發明另一實施例之觸控感測元件之壓力偵測方法之流程圖。該偵測方法包含下列步驟：
步驟S310 ：提供一第一電位差至一第一薄膜之兩電極。
步驟S320 ：根據該第一電位差之一分壓，對一電容進行充電，並取樣該電容之充電電壓以取得複數第一電壓值，並根據該複數第一電壓值以求得一第一電壓值之變化。
步驟S330 ：將該第一電壓值之變化與一門檻值相比較，當該第一電壓值之變化大於該門檻值時，則進入步驟S340 ；當該第一電壓值之變化小於該門檻值時，則進入步驟S350 。
步驟S340 ：判定此次取樣無效。
步驟S350 ：提供一第二電位差至一第二薄膜之兩電極。
步驟S360 ：根據該第二電位差之一分壓，對該電容進行充電，並取樣該電容之充電電壓以取得複數第二電壓值，並根據該複數第二電壓值以求得一第二電壓值之變化。
步驟S370 ：將該第二電壓值之變化與該門檻值相比較，當該第二電壓值之變化大於該門檻值時，則進入步驟S340 ；當該第二電壓值之變化小於該門檻值時，則進入步驟S380 。
步驟S380 ：後處理該複數第一電壓值之至少其中之一及複數第二電壓值之至少其中之一，該後處理可包含(但不限於)：根據該至少一第一電壓值及該至少一第二電壓值計算觸壓點之位置座標或/及執行相對應於該位置座標之功能。
此實施例與第6圖實施例之差別在於，本實施例中該偵測單元14先取樣X薄膜或Y薄膜其中之一的電極電壓並判定該電壓值是否已達到穩態，若尚未達到穩態則立即結束此次偵測程序並回到步驟S310 重新執行偵測程序。當判定X薄膜或Y薄膜其中之一的電極電壓已達穩態後才取樣另一薄膜之電極電壓並接著進行穩態判定。如此，可提高該偵測單元14之運作效率。此外，各步驟之詳細實施方式與第6圖相類似，故於此不再贅述。
於上述本發明之說明中，X方向及Y方向為兩相互垂直之方向，例如一顯示屏幕或觸控板之長及寬的方向。
如前所述，由於習知觸控屏幕(Touch screen)係透過計算接觸電阻以判定觸壓壓力，具有較低之精確度而容易導致誤判。本發明另提出一種觸控感測元件之壓力偵測方法以及使用該方法之電子裝置，透過偵測一電容之充電電壓變化以判定一觸壓動作是否為有效觸壓，且由於不須直接計算電阻值，具有較高之位置精確度。
雖然本發明已以前述實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何本發明所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與修改。因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
10．．．電子裝置
11．．．X薄膜
111、112．．．X薄膜之電極
12．．．Y薄膜
121、122．．．Y薄膜之電極
13．．．電源
131．．．電源之高電位端
132．．．電源之低電位端
14．．．偵測單元
14a．．．偵測單元之輸入端
141．．．電容
142．．．類比數位轉換單元
143．．．處理單元
171～171"．．．開關元件
172～172"．．．開關元件
173．．．開關元件
RTOUCH ．．．接觸電阻
T1 ．．．第一時間區間
T2 ．．．第二時間區間
V、V1 、V2 ．．．電壓值
S111 ～S140 ．．．步驟
S210 ～S280 ．．．步驟
S310 ～S380 ．．．步驟
Rtouch ．．．接觸電阻
9．．．觸控屏幕
91．．．X電阻板
92．．．Y電阻板
X+ 、X- ．．．X電阻板之電極
Y+ 、Y- ．．．Y電阻板之電極
P．．．觸壓點
ADC．．．類比數位轉換單元
第1圖顯示習知電阻式觸控屏幕之兩電阻板之示意圖。
第2圖顯示第1圖之觸控屏幕受觸壓時之剖視圖。
第3a至3c圖顯示習知用以計算接觸電阻之觸控屏幕的等效電路圖。
第4a圖顯示本發明一實施例之電子裝置之示意圖。
第4b圖顯示本發明另一實施例之電子裝置之示意圖。
第4c圖顯示第4a圖之電子裝置之等效電路圖。
第5圖顯示本發明實施例之觸控感測元件之壓力偵測方法之示意圖
第6圖顯示本發明一實施例之觸控感測元件之壓力偵測方法之流程圖。
第7圖顯示本發明另一實施例之觸控感測元件之壓力偵測方法之流程圖。
第8圖顯示本發明另一實施例之觸控感測元件之壓力偵測方法之流程圖。
S210 ~S280 ．．．步驟

Claims (20)

  1. 一種觸控感測元件之壓力偵測方法，該觸控感測元件包含一第一薄膜及一第二薄膜，每一薄膜包含兩電極，該偵測方法包含下列步驟：提供一第一電位差至該第一薄膜之兩電極；根據該第一電位差之一分壓，對一電容進行充電；取樣該電容之充電電壓以取得複數第一電壓值，並根據該複數第一電壓值中該等第一電壓值之差以求得一第一電壓值之變化；將該第一電壓值之變化與一差值門檻值相比較；及當該第一電壓值之變化小於該差值門檻值，後處理該複數第一電壓值之至少其中之一。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之偵測方法，其中當該第一電壓值之變化大於該差值門檻值，忽略該複數第一電壓值。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之偵測方法，其中該第一電壓值之變化係指兩相鄰第一電壓值之差、兩第一電壓值之差、複數兩相鄰第一電壓值之差的平均以及複數兩相鄰第一電壓值之差的變化其中之一。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之偵測方法，更包含：提供一第二電位差至該第二薄膜之兩電極；根據該第二電位差之一分壓，對該電容進行充電；取樣該電容之充電電壓以取得複數第二電壓值，並根據該複數第二電壓值中該等第二電壓值之差以求得一第二電壓值之變化；將該第二電壓值之變化與該差值門檻值相比較；當該第一電壓值之變化及該第二電壓值之變化其中之一大於該差值門檻值，忽略該複數第一及第二電壓值；及當該第一電壓值之變化及該第二電壓值之變化均小於該差值門檻值，後處理該複數第一電壓值之至少其中之一及該複數第二電壓值之至少其中之一。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之偵測方法，其中該第二電壓值之變化係指兩相鄰第二電壓值之差、兩第二電壓值之差、複數兩相鄰第二電壓值之差的平均以及複數兩相鄰第二電壓值之差的變化其中之一。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之偵測方法，其中提供該第一電位差至該第一薄膜之兩電極經過一第一預設時間後開始取樣該電容之充電電壓以取得 該複數第一電壓值；及提供該第二電位差至該第二薄膜之兩電極經過一第二預設時間後開始取樣該電容之充電電壓以取得該複數第二電壓值；其中，該第一預設時間及該第二預設時間不為零。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之偵測方法，其中該後處理步驟另包含：根據該至少一第一電壓值計算一位置座標；及執行相對應於該位置座標之一功能。
  8. 一種電子裝置，包含：一第一薄膜，具有兩電極；一第二薄膜，具有兩電極；一電源，用以提供一電位差至該第一薄膜之兩電極或該第二薄膜之兩電極；及一電容，用以選擇性耦接該第一薄膜之兩電極其中之一或該第二薄膜之兩電極其中之一，並由該耦接的電極接收該電位差之一分壓，以進行充電；及一處理單元，用以取樣該電容之充電電壓以取得複數電壓值，並根據該複數電壓值中該等電壓值之差以求得一電壓值之變化，及用以將該電壓值之變化與一差值門檻值相比較；其中當該電壓值之變化小於該差值門檻值，該處理單元後處理該複數電壓值之至少其中之一。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中當該電壓值之變化大於該差值門檻值，該處理單元忽略該複數電壓值。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中該第一薄膜之兩電極分別形成於該第一薄膜上沿一第一方向之兩相對側；及該第二薄膜之兩電極分別形成於該第二薄膜上沿一第二方向之兩相對側。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中該電源係透過一開關元件選擇性地耦接至該第一薄膜之兩電極或該第二薄膜之兩電極。
  12. 如申請專利範圍第11項所述之電子裝置，其中該電容係透過一開關元件選擇性地耦接至該第一薄膜之兩電極其中之一或該第二薄膜之兩電極其中之一。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之電子裝置，其中當該電源被耦接至該第一薄膜之兩電極時，該電容被耦接至該第二薄膜之兩電極其中之一；當該電源被耦接至該第二薄膜之兩電極時，該電容被耦接至該第一薄膜之兩電極其中之一。
  14. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，另包含：一類比數位轉換單元，耦接該電容，將該電容之 充電電壓轉換為該複數電壓值。
  15. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中該電壓值之變化係指兩相鄰電壓值之差、兩電壓值之差、複數兩相鄰電壓值之差的平均以及複數兩相鄰電壓值之差的變化其中之一。
  16. 如申請專利範圍第8項所述之電子裝置，其中該處理單元後處理該複數電壓值之至少其中之一係指該處理單元根據該至少一電壓值計算一位置座標並執行相對應於該位置座標之一功能。
  17. 一種觸控感測元件之壓力偵測方法，該觸控感測元件包含一第一薄膜及一第二薄膜，每一薄膜包含兩電極，該偵測方法包含下列步驟：提供一第一電位差至該第一薄膜之兩電極；根據該第一電位差之一分壓，對一電容進行充電；取樣該電容之充電電壓以取得複數第一電壓值；根據該複數第一電壓值之差判斷該複數第一電壓值之至少其中之一是否達到穩態；當該至少一第一電壓值未達到穩態，結束壓力偵測程序；當該至少一第一電壓值已達到穩態，另包含下列步驟： 提供一第二電位差至該第二薄膜之兩電極；根據該第二電位差之一分壓，對該電容進行充電；取樣該電容之充電電壓以取得複數第二電壓值；根據該複數第二電壓值之差判斷該複數第二電壓值之至少其中之一是否達到穩態；當該至少一第二電壓值未達到穩態，結束壓力偵測程序；及當該第二電壓值已達到穩態，後處理該至少一第一電壓值及該至少一第二電壓值。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之偵測方法，其中當該第一電壓值之變化小於一差值門檻值，則該第一電壓值達到穩態；當該第二電壓值之變化小於該差值門檻值，則該第二電壓值達到穩態。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之偵測方法，其中該第一電壓值之變化係指兩相鄰第一電壓值之差、兩第一電壓值之差、複數兩相鄰第一電壓值之差的平均以及複數兩相鄰第一電壓值之差的變化其中之一。
  20. 如申請專利範圍第18項所述之偵測方法，其中該第二電壓值之變化係指兩相鄰第二電壓值之 差、兩第二電壓值之差、複數兩相鄰第二電壓值之差的平均以及複數兩相鄰第二電壓值之差的變化其中之一。
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