TWI578206B - 整合觸控與壓力感測之裝置及其方法 - Google Patents

Description

整合觸控與壓力感測之裝置及其方法

本發明係有關於一種感測裝置，特別是一種整合觸控與壓力感測之裝置。

輕薄短小的行動裝置帶動觸控顯示面板的潮流，且由於觸控的人機界面技術成熟與使用者對3D觸控的操作需求不斷提昇，壓力觸控的技術也隨之推陳出新。習知之壓力觸控顯示面板往往將微機電之壓力感測器置於顯示面板之邊緣或角落，藉以感測面板表面之觸碰壓力，不僅感測器成本高昂且貼合不易。習知之壓力觸控顯示面板也有以複雜製程製作細微可變形之彈性微結構，增加壓力與變形量之相關性，藉此產生較多的物理量變動以利偵測；故壓力感測觸控面板仍有改善之空間。

為改善上述習知技術之缺點，本發明之目的在於提供一種整合觸控與壓力感測之裝置。

為達成本發明之上述目的，本發明提供一種整合觸控與壓力感測之裝置，包含：一上基板，包含一第一表面與相對於該第一表面的一第二表面；一第一電極層設置於該上基板之第二表面且包含複數個彼此交錯的多邊形之觸控感應電極，其中每一多邊形觸控感應電極具有一斜邊；一第二電極層，位於該第一電極層背對該上基板之一側，其包含至少一個壓力感應電極；一彈性介電材料層，位於該第一電極層與該第二電極層之間；及一電容偵測模組，於觸控偵測操作時依序或隨機將一觸控電容感應激勵訊號施加於選定之至少一觸控感應電極，並自該選定之觸控感應電極輸入一觸控感應訊號，又將一與觸控電容感應激勵訊號同相位之輔助訊號施加於相對的至少一個壓力感應電極；於壓力偵測操作時，該電容偵測模組將一壓力電容感應激勵訊號施加於該至少一個壓力感應電極並自該壓力感應電極輸入一壓力感應訊號，又依序或隨機將一對應激勵訊號施加於該選定之觸控感應電極。

為達成本發明之上述一目的，本發明提供一種整合觸控感測與壓力感測之方法，其包含提供一整合觸控與壓力感測之裝置，該整合觸控與壓力感測之裝置包含：一上基板，其一表面佈植有一第一電極層，該第一電極層包含複數個彼此交錯的多邊形之觸控感應電極，其中每一多邊形觸控感應電極具有一斜邊；一第二電極層，其包含有至少一個壓力感應電極；一彈性介電材料層，位於該第一電極層與第二電極層之間，該彈性介電材料層遇壓力時體積壓縮變形，並於除去壓力時回復原有的體積與形狀；及一電容偵測模組；進行一觸控偵測時序，於該觸控偵測時序時依序將一觸控電容感應激勵訊號施加於選定之觸控感應電極，並自該選定之觸控感應電極輸入一觸控感應訊號作觸控偵測；進行一壓力偵測時序，於該壓力偵測時序時將一壓力電容感應激勵訊號施加於該至少一個壓力感應電極，並自該選定壓力感應電極輸入一壓力感應訊號 作壓力偵測。

10‧‧‧整合觸控與壓力感測之裝置

100‧‧‧上基板

100a‧‧‧第一表面

100b‧‧‧第二表面

110‧‧‧第一電極層

200‧‧‧彈性介電材料層

300‧‧‧第二電極層

310‧‧‧壓力感應電極

400‧‧‧膠合層

500‧‧‧下基板

500a‧‧‧第一表面

500b‧‧‧第二表面

111,121‧‧‧鄰邊

112,122‧‧‧對邊

113,123‧‧‧斜邊

114,124‧‧‧導線

125‧‧‧底邊

50‧‧‧電容偵測模組

50'‧‧‧自電容偵測電路

52‧‧‧電容激勵驅動電路

520‧‧‧訊號源

522‧‧‧驅動器

54‧‧‧電容讀取電路

56‧‧‧同相放大器

59‧‧‧反相放大器

Vc1‧‧‧觸控感應訊號

Vc2‧‧‧壓力感應訊號

VT‧‧‧觸控電容感應激勵訊號

VT1‧‧‧輔助訊號

Vp‧‧‧壓力電容感應激勵訊號

Vp1‧‧‧遮蔽訊號

Vcount‧‧‧對應激勵訊號

TE1~16‧‧‧觸控感應電極

542‧‧‧第一阻抗

522a‧‧‧第二阻抗

522b‧‧‧第三阻抗

540‧‧‧差動放大器

544‧‧‧第一電容

60‧‧‧感應電極

62‧‧‧第一雜散電容

64‧‧‧第二雜散電容

540a,540b‧‧‧輸入端

540c‧‧‧輸出端

600‧‧‧微處理器

700‧‧‧軸線

圖1為依據本發明一實施例之整合觸控與壓力感測之裝置之上視圖。

圖2為依據本發明另一實施例之整合觸控與壓力感測之裝置之上視圖。

圖3為依據本發明另一實施例之整合觸控與壓力感測之裝置之上視圖。

圖4為依據本發明另一實施例之整合觸控與壓力感測之裝置之上視圖。

圖5為依據本發明另一實施例之整合觸控與壓力感測之裝置之上視圖。

圖6為依據本發明另一實施例之整合觸控與壓力感測之裝置之上視圖。

圖7為依據本發明另一實施例之整合觸控與壓力感測之裝置之上視圖。

圖8A為依據本發明一實施例之整合觸控與壓力感測之裝置之示意圖。

圖8B為依據本發明另一實施例之整合觸控與壓力感測之裝置之示意圖。

圖9A為依據本發明一實施例之整合觸控與壓力感測之裝置之示意圖。

圖9B為依據本發明另一實施例之整合觸控與壓力感測之裝置之示意圖。

圖10A為依據本發明另一實施例之整合觸控與壓力感測之裝置之示意圖。

圖10B為依據本發明另一實施例之整合觸控與壓力感測之裝置之示意圖。

圖11係為依據本發明之一具體實例之自電容偵測電路之示意圖。

圖12係為依據本發明之一實施例之整合觸控感測與壓力感測之方法流程圖。

有關本發明的詳細說明及技術內容，請參閱以下的詳細說明和附圖說明如下，而附圖與詳細說明僅作為說明之用，並非用於限制本發明。

請參考圖8A，為依據本發明一具體實例之整合觸控與壓力感測之裝置10之示意圖。該整合觸控與壓力感測之裝置10包含一由上而下之一上基板100、一彈性介電材料層200、一第二電極層300及一膠合層400，其中該上基板100具有一第一表面100a、一第二表面100b及在第二表面100b上之第一電極層110。該第一電極層110包含複數個對叉或是交錯的多邊形觸控感應電極，例如如此圖所示之觸控感應電極TE1~TE15，但是須知此圖所示僅為一側視圖，因此觸控感應電極之數量及分布方式不限於此，該多邊形為具有一斜邊之多邊形，例如三角形或是梯形。該第二電極層300係設置於該第一電極層110背對該上基板100之一側，其包含至少一個壓力感應電極310，(例如圖1所示之第二電極層300包含一個壓力感應電極310；而圖2所示之第二電極層300包含兩個壓力感應電極 310)；此外該整合觸控與壓力感測之裝置10尚且包含一電容偵測模組50，該電容偵測模組50包含一電容激勵驅動電路52及一電容讀取電路54。其中該彈性介電材料層200遇壓力時體積壓縮變形，並於除去壓力時回復原有的體積與形狀，其包含一彈性膠質材料、此彈性膠質材料例如可為(但是不限於)聚二甲基矽氧烷(Polydimethylsiloxane，PDMS)材料或一透明之光學膠。

復參考圖8A，為說明本發明之整合觸控與壓力感測之裝置10用於觸控感測之操作狀況。此電容激勵驅動電路52包含一訊號源520及一驅動器522，並依序或隨機將一觸控電容感應激勵訊號VT施加於選定之一觸控感應電極(例如觸控感應電極TE7)。此外電容激勵驅動電路52將該觸控電容感應激勵訊號VT送至一同相放大器56，該同相放大器56之增益值較佳為一，以產生與觸控電容感應激勵訊號VT同相位之輔助訊號(auxiliary signal)VT1，此輔助訊號VT1施加於相對的至少一個壓力感應電極310，此處所謂之相對，係指由投影角度觀之，選定之觸控感應電極(例如圖8A所示觸控感應電極TE7)與壓力感應電極310至少有部份重疊。由於在相對的至少一個壓力感應電極310施加與觸控電容感應激勵訊號VT同相位之訊號，等效上即可在選定觸控感應電極TE7與相對的至少一個壓力感應電極310之間產生沒有電壓差或是幾乎沒有電壓差的狀態，亦即不會有電容產生或是僅有微量電容產生(不至於影響觸控感測結果之微量電容)，即可避免在偵測對應選定觸控感應電極TE7之觸控操作時，因為彈性介電材料層200受壓翹曲而產生電容的干擾，同時亦阻絕了經由壓力感應電極310與接地點間電容並聯效應引發之干擾。

同理，該輔助訊號VT1亦可同時施加於該選定觸控感應電極(TE7)周遭之觸控感應電極，以消除該選定觸控感應電極與其周遭的觸控感應電極之間的雜散電容效應，並對該選定觸控感應電極上方的電力線產生聚集與頂高的效果，增強其近接感測之靈敏度。

再者，於本發明中，觸控感測尚且包含使用者手指接近上基板100之近接感測(proximity sensing)。由於使用者手指實際接觸該整合觸控與壓力感測之裝置10或是接近該整合觸控與壓力感測之裝置10之時，都會影響整合觸控與壓力感測之裝置10內部觸控感應電極相關的電容值，因此藉由感測電容值，都可以偵測是否有手指接觸或是近接。於下面說明書中，即以觸控感測涵括近接感測作為說明。

藉由圖8A所示之整合觸控與壓力感測之裝置10，可利用輔助訊號VT1減少或是完全消除彈性介電材料層200翹曲或是變形的影響。在電容偵測模組50之電容激勵驅動電路52將觸控電容感應激勵訊號VT施加於選定觸控感應電極TE7後，電容偵測模組50之電容讀取電路54可在檢測點P讀取觸控感應訊號Vc1，即可精確地判斷觸控位置。

請參考圖8B，為說明依據本發明另一實施例之整合觸控與壓力感測之裝置10之示意圖，該整合觸控與壓力感測之裝置10用於觸控感測之操作狀況之示意圖。圖8B所示實施例與圖8A所示者大致相同，此實施例中該電容激勵驅動電路52將該訊號源520之輸出訊號直接送至同相放大器56(不經過驅動器522)，該同相放大器56之增益值較佳為一，以產生與觸控電容感應激勵訊號VT同相位之輔助訊號(auxiliary signal)VT1。由於在此實例中檢測點P與輔助訊號VT1分離，因此檢測結果不會受到輔助訊號VT1之影響。同樣地，可利用輔助訊號VT1減少或是完全消除介電材料層200翹曲或是變形的影響。在電容偵測模組50之電容激勵驅動電路52將觸控電容感應激勵訊號VT施加於選定該觸控感應電極(TE7)後，電容偵測模組50之電容讀取電路54可在檢測點P讀取觸控感應訊號Vc1，即可精確地判斷觸控位置。

請參考圖6，為依據本發明另一實施例之整合觸控與壓力感測之裝置10之上視圖，此整合觸控與壓力感測之裝置10類似圖1所示之實施例，主要 繪示該整合觸控與壓力感測之裝置10用於觸控感測之操作狀況時(如圖8A~8B所示)，觸控電容感應激勵訊號VT及輔助訊號VT1分布圖。

當整合觸控與壓力感測之裝置10依序或隨機將一觸控電容感應激勵訊號VT施加於選定之一觸控感應電極T07時；此時該電容偵測模組50亦將該觸控電容感應激勵訊號VT處理以產生與觸控電容感應激勵訊號VT同相位之輔助訊號VT1，此輔助訊號VT1施加於相對的至少一個壓力感應電極310(位在第二電極層300上)。由於在相對的至少一個壓力感應電極310施加與觸控電容感應激勵訊號VT同相位之輔助訊號，等效上即可在對應選定該觸控感應電極TE7與相對的至少一個壓力感應電極之間產生沒有電壓差或是幾乎沒有電壓差的狀態，亦即不會有電容產生或是僅有微量電容產生(不至於影響觸控感測結果之微量電容)，即可避免在偵測對應選定該觸控感應電極TE7之觸控操作時，因為彈性介電材料層200受壓翹曲而產生電容的干擾，同時亦阻絕了經由壓力感應電極與接地點間電容並聯效應引發之干擾。同理，該輔助訊號VT1亦可同時施加於該選定觸控感應電極TE7周遭之觸控感應電極，以消除該選定觸控感應電極TE7與其周遭觸控感應電極之間的雜散電容效應，使得該選定觸控感應電極TE7周遭之觸控感應電極的電壓差為零，並對該選定觸控感應電極上方的電力線產生聚集與頂高的效果，增強其近接感測之靈敏度。其中於觸控感測時，該非選定觸控感應電極被施加電壓可能為參考電壓(例如一零電位電壓)、不連接電壓(NC)或是同相位電壓(如輔助訊號VT1)。

配合參考圖1，為依據本發明一實施例之整合觸控與壓力感測之裝置10之上視圖。主要繪示該上基板100、該觸控感應電極110、該壓力感應電極310、該電容偵測模組50及該自電容偵測電路50’，該些觸控感應電極(TE1~TE16)的形狀係為圖1所示之彼此交錯的多邊形，該多邊形為具有一斜邊之多邊形，例如三角形或是梯形。於本實施例中，該觸控感應電極TE1的電極形狀 與該觸控感應電極TE2的電極形狀係兩兩相交錯之觸控感應電極。其中觸控感應電極TE1的鄰邊111及對邊112互相垂直；觸控感應電極TE2的鄰邊121及對邊122也互相垂直，且觸控感應電極TE1的斜邊113及觸控感應電極TE2的斜邊123互相平行，以形成兩個相交錯之直角三角形；觸控感應電極TE1透過導線114電性連接至該電容偵測模組，觸控感應電極TE2透過導線124電性連接至該電容偵測模組，使該電容偵測模組50接收或傳送該整合觸控與壓力感測之裝置10於觸控感測狀態時或壓力感測狀態時傳送之訊號。

請參考圖2，為依據本發明另一實施例之整合觸控與壓力感測之裝置10之上視圖，此整合觸控與壓力感測之裝置10類似圖1所示之實施例，同樣地，此實施例中該第二電極層300包含兩個壓力感應電極310，其中該觸控感應電極TE1~TE8係相對應於一壓力感應電極310a、該觸控感應電極TE9~TE16係相對應於另一壓力感應電極310b。

請參考圖3，為依據本發明另一實施例之整合觸控與壓力感測之裝置10之上視圖，此整合觸控與壓力感測之裝置10類似圖1所示之實施例，此實施例中該觸控感應電極(TE1~TE11)的形狀係為一彼此交錯的多邊形，該多邊形為具有一斜邊之多邊形，例如三角形或是梯形，位於邊緣之觸控感應電極TE1及TE11為一直角三角形，觸控感應電極TE1的鄰邊111及對邊112互相垂直，觸控感應電極TE1的斜邊113及觸控感應電極TE2的斜邊123互相平行；該觸控感應電極TE2為一等腰三角形，係由兩個斜邊123及一個底邊125所組成，觸控感應電極TE3~TE10皆為等腰三角形，且兩個相鄰的觸控感應電極之斜邊兩兩互相平行。

請參考圖4，為依據本發明另一實施例之整合觸控與壓力感測之裝置10之上視圖，此整合觸控與壓力感測之裝置10類似圖1所示之實施例，此實施例中該觸控感應電極(TE1~TE12)的形狀係為一有缺口或突起之彼此交錯的多 邊形，其中觸控感應電極TE1的斜邊113上有向內凹部份，該些觸控感應電極TE3、TE5、TE7、TE9、TE11之形狀大體如觸控感應電極TE1之形狀；觸控感應電極TE2的斜邊123上有向外凸起部份，該些觸控感應電極TE4、TE6、TE8、TE10、TE12之形狀大體如觸控感應電極TE2之形狀。換言之，在本實施例中，觸控感應電極之斜邊具有可互相囓合之凹凸部份。

請參考圖5，為依據本發明另一實施例之整合觸控與壓力感測之裝置10之上視圖，此實施例中觸控感應電極TE1~TE12的形狀與觸控感應電極TE13~TE24的形狀係透過一軸線700對稱且沿著橫向排列為兩排，其中觸控感應電極TE1~TE12為第一排，觸控感應電極TE13~TE24為第二排，且每一觸控感應電極皆透過導線電性連接至該電容偵測模組，使該電容偵測模組接收或傳送該整合觸控與壓力感測之裝置10於觸控感測狀態時或壓力感測狀態時傳送之訊號。請參考圖9A，為說明本發明之整合觸控與壓力感測之裝置用於壓力感測之操作狀況。本發明之整合觸控與壓力感測之裝置10的壓力感測階段，例如可以延續如圖8A所示之觸控感測操作階段之後立即進行；更具體而言，此壓力感測係在對於選定觸控感應電極TE7進行完觸控感測後，對於和選定觸控感應電極TE7相對的壓力感應電極進行或是所有壓力感應電極進行。此整合觸控與壓力感測之裝置10之電容偵測模組50具有一同相放大器56，該同相放大器56之增益值較佳為一，可對於此壓力電容感應激勵訊號Vp做同相放大以產生遮蔽訊號Vp1，此遮蔽訊號Vp1係施加到非選定的觸控感應電極TE1~TE5,TE9~TE15，亦即除了選定觸控感應電極TE7外之至少部份其他觸控感應電極。再者，此整合觸控與壓力感測之裝置10之電容偵測模組50具有一反相放大器59，該反相放大器59之增益小於或等於零。亦即其輸出可為零電位，或藉由反相放大器59產生與壓力電容感應激勵訊號Vp反相之交變訊號，以作為對應激勵訊號Vcount，該對應激勵訊號Vcount施加於選定觸控感應電極TE7，此對應激勵訊號Vcount施加方 式可為依序或是隨機；同樣地，也可增強相對之壓力感應電極的壓力感測靈敏度。

請參考圖9B，為說明依據另一實施例的本發明之整合觸控與壓力感測之裝置10，且此整合觸控與壓力感測之裝置10係用於壓力感測之操作狀況。此整合觸控與壓力感測之裝置10類似圖9A所示之實施例，同樣地，此實施例之整合觸控與壓力感測之裝置10係由反相放大器59輸出零電位或與壓力電容感應激勵訊號Vp反相之交變訊號，以作為對應激勵訊號Vcount；也可增強相對之第二感應電極的壓力感測靈敏度。此外，此實施例之電容偵測模組50中用於產生遮蔽訊號Vp1之同相放大器56輸入係不連接到電容讀取電路54之輸入點，例如可直接連接到訊號源520，以避免來自電容讀取電路54輸入點之壓力感應訊號Vc2之影響。

請參考圖10A，為說明依據另一實施例的本發明之整合觸控與壓力感測之裝置10，且此整合觸控與壓力感測之裝置10係用於壓力感測之操作狀況。此實施例大致與圖9A所示者類似，然而在此實施例中，電容偵測模組50係也具有一直流參考訊號源53以取代反相放大器59，係將與壓力電容感應激勵訊號Vp做同相之遮蔽訊號Vp1施加到非選定的觸控感應電極(亦即非為選定觸控感應電極TE7之至少部份觸控感應電極)，以遮蔽來自手指操作之電容變化，提高壓力感測精確度。再者，係將一具有預定位準之對應激勵訊號V0施加到選定觸控感應電極TE7，以增強相對之第二感應電極的壓力感測靈敏度。電容偵測模組50之電容讀取電路54可在檢測點P讀取來自第二感應電極(例如第二感應電極310a)之壓力感應訊號Vc2，即可精確地判斷該處是否有按壓動作與壓力之大小。

請參考圖10B，為說明依據另一實施例的本發明之整合觸控與壓力感測之裝置10，且此整合觸控與壓力感測之裝置10係用於壓力感測之操作狀況。此實施例大致與圖10A所示者類似，然在此實施例中，電容偵測模組50中用 於產生遮蔽訊號Vp1之同相放大器56輸入係不連接到電容讀取電路54之檢測點P，例如可直接連接到訊號源520，以避免來自電容讀取電路54檢測點P之壓力感應訊號Vc2之影響。

請參考圖7，為依據本發明另一實施例之整合觸控與壓力感測之裝置10之上視圖，此整合觸控與壓力感測之裝置10類似圖1所示之實施例，主要繪示該整合觸控與壓力感測之裝置10用於壓力感測之操作狀況時(如圖9A~10B所示)，壓力電容感應激勵訊號Vp及遮蔽訊號Vp1分布圖。

當該電容感應電路50施加一用於壓力感測之壓力電容感應激勵訊號Vp於一對應選定的壓力感應電極310(位在第二電極層300上)時，該電容偵測模組50處理該壓力電容感應激勵訊號Vp以產生同相放大之遮蔽訊號Vp1，將該遮蔽訊號Vp1施加到非選定之觸控感應電極110，以遮蔽來自手指操作之電容變化，提高壓力感測精確度。再者，係將一與壓力電容感應激勵訊號Vp反相之交變訊號(或具有預定位準)之對應激勵訊號Vcount施加到選定觸控感應電極TE7及TE8，以增強相對之壓力感應電極的壓力感測靈敏度與施壓點的分辨精確度。再者，施加到非選定之觸控感應電極之訊號也可為一參考電壓(例如一零電位電壓)或是不連接電壓(NC)。

值得特別說明的是在上述各個實施例中，各相鄰觸控感應電極間的間隙需儘量縮小，使本發明之整合觸控與壓力感測之裝置10於壓力感測操作時，該等觸控感應電極能形成該壓力感應電極310之良好遮蔽，使外界之人手或帶電體不能干擾壓力電極作壓力偵測。

請參考圖11，其係為本發明之一具體實例之自電容偵測電路之示意圖。該自電容偵測電路50'包含一電容激勵驅動電路52及一電容讀取電路54，以偵測電容讀取點P之電容變化值。該電容激勵驅動電路52包含一訊號源520、一驅動器522(包含第二阻抗522a及第三阻抗522b)。該電容讀取電路54包含一 差動放大器540、一第一阻抗542及一第一電容544，以偵測一感應電極60上之電容變化，此感應電極60有附帶之第一雜散電容62及一第二雜散電容64。

該訊號源520電性連接至該第一阻抗542及該第二阻抗522a；該第一阻抗542電性連接至該第一電容544；該第一電容544電性連接至該差動放大器540之該第一輸入端540a；該第二阻抗522a電性連接至該差動放大器540之該第二輸入端540b；該感應電極60經由該自電容偵測電路50'之一接點而連接至該第二阻抗522a及該差動放大器540之該第二輸入端540b；該第一雜散電容62電性連接至該接腳；該第二雜散電容64電性連接至該感應電極60。

在圖11所示之自電容偵測電路50'中，該感應電極60係感應手指或各類導體或物件之觸碰而接收一觸控訊號；該訊號源520係一週期性之輸入訊號至該第三阻抗522b，且該第一阻抗542之阻抗值等於該第二阻抗522a之阻抗值；該差動放大器540係依據該輸入訊號及該觸控訊號使得該輸出端540c輸出差動放大後之一觸控訊號，該第一電容544之電容值等於該第一雜散電容62及該第二雜散電容64並聯之電容值，當手指或各類導體或物件接近該感應電極60時，該第二雜散電容64之電容值會改變以使得該第一輸入端540a及該第二輸入端540b之電壓值不同，經由該差動放大器540差動放大之後，該輸出端540c輸出放大後之該觸控訊號，透過量測該差動放大器540之輸出變化，以分辨該感應電極60所產生之微量電容值改變，可以有效排除電路、電源等雜訊所造成的干擾，並量測到微量電容值改變。此外，此自電容偵測電路50'之更完整細節可參見同一申請人之發明I473001微量阻抗變化檢測裝置所揭露之自電容偵測電路技術。

請參考圖12，為依據本發明之一實施例之整合觸控感測與壓力感測之方法，其包含(S10)提供一整合觸控與壓力感測之裝置，該整合觸控與壓力感測之裝置包含：一上基板100，其一表面佈植有一第一電極層110，該第一電極層110包含複數個彼此交錯的多邊形之觸控感應電極；一第二電極層300，其 包含有至少一個壓力感應電極310；一彈性介電材料層200，位於該第一電極層110與第二電極層300之間，該彈性介電材料層200遇壓力時體積壓縮變形，並於除去壓力時回復原有的體積與形狀；一電容偵測模組50(包含圖11所示之自電容偵測電路50')；及一微處理器600；(S20)進行一觸控偵測時序，於該觸控偵測時序時依序將一電容感應激勵訊號施加於選定之觸控感應電極，並自該選定觸控感應電極輸入一觸控感應訊號作觸控偵測；(S30)進行一壓力偵測時序，於該壓力偵測時序時將一電容感應激勵訊號施加於該至少一個壓力感應電極，並自該選定壓力感應電極輸入一壓力感應訊號作壓力偵測。此外，在前述之步驟S20進行之觸控偵測時序結束後，可隨機判斷有否偵測到觸碰，若有觸碰，則該微處理器600設置一觸碰旗標並記錄該觸碰點的座標，若無則清除或重置該觸碰旗標，依據觸碰旗標之設置否決定是否執行該壓力偵測時序。

於上述之觸控偵測時序S20，又可隨選地將一與該電容感應激勵訊號同相位之輔助訊號施加於該至少一個壓力感應電極。於上述之觸控偵測時序S20時，可隨選地將一與該電容感應激勵訊號同相之輔助(反射)訊號施加於該選定的觸控感應電極周遭之觸控感應電極。在壓力偵測時序S30中，又將一對應激勵訊號施加於選定之觸控感應電極，該對應激勵訊號係一直流參考電壓(例如一零電位之接地訊號)或該壓力電容感應激勵訊號之反相訊號。於該壓力偵測時序S30時更可將該第二電容感應激勵訊號之同相位訊號(遮蔽訊號)施加於該些非選定之觸控感應電極。

再者，於上述偵測時序中，該電容感應激勵訊號係一交變訊號，如一弦波，方波，三角波或梯形波；該電容感應激勵訊號亦可為一電流源；該直流參考電壓係一零電位之接地訊號；該電容偵測模組包含至少一自電容偵測電路。

然以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，當不能限定本發明實施之範圍，即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾等，皆應仍屬本發明之專利涵蓋範圍意圖保護之範疇。本發明還可有其它多種實施例，在不背離本發明精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員當可根據本發明作出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明所附的權利要求的保護範圍。綜上所述，當知本發明已具有產業利用性、新穎性與進步性，又本發明之構造亦未曾見於同類產品及公開使用，完全符合發明專利申請要件，爰依專利法提出申請。

10‧‧‧整合觸控與壓力感測之裝置

100‧‧‧上基板

110‧‧‧第一電極層

310‧‧‧壓力感應電極

600‧‧‧微處理器

50‧‧‧電容偵測模組

50'‧‧‧自電容偵測電路

TE1~16‧‧‧觸控感應電極

111,121‧‧‧鄰邊

112,122‧‧‧對邊

113,123‧‧‧斜邊

114,124‧‧‧導線

Claims (23)

1. 一種整合觸控與壓力感測之裝置，包含：一上基板，包含一第一表面與相對於該第一表面的一第二表面；一第一電極層設置於該上基板之第二表面且包含複數個彼此交錯的多邊形之觸控感應電極，其中每一多邊形觸控感應電極具有一斜邊；一第二電極層，位於該第一電極層背對該上基板之一側，其包含至少一個壓力感應電極；一彈性介電材料層，位於該第一電極層與該第二電極層之間；及一電容偵測模組，於觸控偵測操作時依序或隨機將一觸控電容感應激勵訊號施加於選定之至少一觸控感應電極，並自該選定之觸控感應電極輸入一觸控感應訊號，又將一與該觸控電容感應激勵訊號同相位之輔助訊號施加於相對的至少一個壓力感應電極；於壓力偵測操作時，該電容偵測模組將一壓力電容感應激勵訊號施加於該至少一個壓力感應電極並自該壓力感應電極輸入一壓力感應訊號，又依序或隨機將一對應激勵訊號施加於該選定之觸控感應電極。
2. 如申請專利範圍第1項所述之整合觸控與壓力感測之裝置，其中該電容偵測模組係包含一自電容偵測電路。
3. 如申請專利範圍第1項所述之整合觸控與壓力感測之裝置，該彈性介電材料層包含一彈性膠質材料，該彈性膠質材料遇壓力時體積壓縮變形，並於除去壓力時回復原有的體積與形狀。
4. 如申請專利範圍第1項所述之整合觸控與壓力感測之裝置，該電容偵測模組於觸控偵測操作時更將該輔助訊號施加於該選定之觸控感應電極周遭之觸控感應電極。
5. 如申請專利範圍第1項所述之整合觸控與壓力感測之裝置，該電容偵測模組於壓力偵測操作時更將一與該壓力電容感應激勵訊號同相位之遮蔽訊號施加於該些非選定之觸控感應電極。
6. 如申請專利範圍第1項所述之整合觸控與壓力感測之裝置，該觸控電容感應激勵訊號及該壓力電容感應激勵訊號係一交變訊號。
7. 如申請專利範圍第6項所述之整合觸控與壓力感測之裝置，該對應激勵訊號係一直流參考訊號或一與該壓力電容感應激勵訊號反相位之交變訊號。
8. 如申請專利範圍第7項所述之整合觸控與壓力感測之裝置，該直流參考訊號係一零電位訊號。
9. 如申請專利範圍第1項所述之整合觸控與壓力感測之裝置，該上基板係一玻璃基板或一高分子材料基板。
10. 如申請專利範圍第1項所述之整合觸控與壓力感測之裝置，其又包含一下基板位於該彈性介電材料層背對該第一電極層之一側，其係一玻璃基板或一高分子材料基板。
11. 如申請專利範圍第10項所述之整合觸控與壓力感測之裝置，該下基板係一顯示螢幕的彩色濾光基板。
12. 一種整合觸控感測與壓力感測之方法，其包含提供一整合觸控與壓力感測之裝置，該整合觸控與壓力感測之裝置包含：一上基板，其一表面佈植有一第一電極層，該第一電極層包含複數個彼此交錯的多邊形之觸控感應電極，其中每一多邊形觸控感應電極具有一斜邊；一第二電極層，其包含有至少一個壓力感應電極；一彈性介電材料層，位於該第一電極層與第二電極層之間，該彈性介電材料層遇壓力時體積壓縮變形，並於除去壓力時回復原有的體積與形狀；及一電容偵測模組； 進行一觸控偵測時序，於該觸控偵測時序時依序將一觸控電容感應激勵訊號施加於選定之觸控感應電極，並自該選定之觸控感應電極輸入一觸控感應訊號作觸控偵測；進行一壓力偵測時序，於該壓力偵測時序時將一壓力電容感應激勵訊號施加於該至少一個壓力感應電極，並自該選定壓力感應電極輸入一壓力感應訊號作壓力偵測。
13. 如申請專利範圍第12項所述之整合觸控感測與壓力感測之方法，於該觸控偵測時序結束時判斷有否偵測到觸碰，若有，則進入壓力偵測時序。
14. 如申請專利範圍第12項所述之整合觸控感測與壓力感測之方法，於該觸控偵測時序時判斷有否偵測到觸碰，若有觸碰，則設置一觸碰旗標並記錄一觸碰點的座標，若無則清除或重置該觸碰旗標。
15. 如申請專利範圍第14項所述之整合觸控感測與壓力感測之方法，依據觸碰旗標之設置否決定是否執行該壓力偵測時序。
16. 如申請專利範圍第12項所述之整合觸控感測與壓力感測之方法，該觸控電容感應激勵訊號及該壓力電容感應激勵訊號係一交變訊號。
17. 如申請專利範圍第16項所述之整合觸控感測與壓力感測之方法，於該觸控偵測時序時又將一與該觸控電容感應激勵訊號同相位之輔助訊號施加於該至少一個壓力感應電極。
18. 如申請專利範圍第12項所述之整合觸控感測與壓力感測之方法，於該觸控偵測時序時更將一與該觸控電容感應激勵訊號同相之輔助訊號施加於該選定之觸控感應電極周遭之觸控感應電極。
19. 如申請專利範圍第16項所述之整合觸控感測與壓力感測之方法，於該壓力偵測時序時又將一對應激勵訊號施加於該選定之觸控感應電極。
20. 如申請專利範圍第19項所述之整合觸控感測與壓力感測之方法，該對應激勵訊號係一直流參考電壓或該壓力電容感應激勵訊號之反相訊號。
21. 如申請專利範圍第20項所述之整合觸控感測與壓力感測之方法，該直流參考電壓係一零電位之接地訊號。
22. 如申請專利範圍第19項所述之整合觸控感測與壓力感測之方法，於該壓力偵測時序時更將該壓力電容感應激勵訊號之同相位遮蔽訊號施加於該些非選定之觸控感應電極。
23. 如申請專利範圍第12項所述之整合觸控感測與壓力感測之方法，該電容偵測模組包含至少一自電容偵測電路。