专利名称：触控压力的侦测方法
技术领域：
本发明是有关于一种侦测方法，且特别是有关于一种触控压力的侦测方法。
背景技术：
现今使用者与电子产品之间的沟通除了键盘外，触控面板的应用也越来越广泛， 让使用者可直接手动操作，更便捷地操作电子产品。目前普遍的触控技术有电容式与电阻 式，各有其优缺点。然而，无论哪种触控面板，其对于手指的感应的准确度皆为设计重点。电阻式触控面板因为阻抗不均，或是手指按压面积太大，常会造成画线不直以及 抖动(Jitter)问题，此外，亦无法侦测到触控点的按压状态，如按压大小，而不能提供电子 产品更多功能特性。因此，考量到成本、效能与操作便捷性，如何设计更为优良的产品以满 足市场需求，乃实为各家厂商积极研发的重点。
发明内容
本发明是有关于一种触控压力的侦测方法，可直接侦测到触控点的位置与按压状 态。本发明提出一种触控压力的侦测方法，包括步骤依序侦测一触控面板的一第一 轴分压与一第二轴分压，以判断一触控点位置；取得触控点位置后，立即切换触控面板以驱 动触控面板对应触控点位置的一第一轴感测线路与一第二轴感测线路；侦测通过第一轴感 测线路、触控面板的一压感材料层以及第二轴感测线路的一电流值；以及，比对电流值与一 预定范围，以判断所述触控点位置的按压压力大小。为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作 详细说明如下
图1是依照本发明较佳实施例的一种触控压力的侦测方法的流程图；图2是一触控面板的结构示意图；图3是图2触控面板的电路方块图；图4是图3触控面板其脚位定义的示意图；图5A、5B是图4于第一轴分压侦测模式的示意图；图6A、6B是图4于第二轴分压侦测模式的示意图；图7是图4于电流侦测模式的示意图；图8A与图8B为电流分别流经图2触控面板远端与近端的示意图；图9是压感材料的压力与阻抗变化曲线图。附图标记说明1 触控面板；10:第一基板；12:第二基板；14:压感材料层； 16a 16c 第一轴感测线路；18a 18c 第二轴感测线路；20 控制电路；Xl X6、Yl Y6 脚位；GND 接地端；PO 触控点；El 远端；E2 近端。
具体实施例方式请参照图1至图3，图1是依照本发明较佳实施例的一种触控压力的侦测方法的流 程图，图2是一触控面板的结构示意图，图3是图2触控面板的电路方块图。本实施例是以 图2、3的触控面板结构说明图1触控压力的侦测方法。如图2所示，触控面板1包括一第一基板10、一第二基板12与一压感材料层14， 其中，压感材料层14夹置在第一基板10与第二基板12之间。第一基板10与第二基板12 为透明基板，而压感材料层14的材质例如为压电材料。触控面板更包括多个第一轴感测线 路与多个第二轴感测线路，为简化图式，图2、3中各轴方向上仅绘示出三个感测线路，分别 为第一轴感测线路16a 16c与第二轴感测线路18a 18c。这些第一轴感测线路16a 16c相互平行且等间隔地设置在第一基板10上，并分别沿着第一轴方向延伸。第二轴感测 线路18a 18c等间隔且相互平行地设置在第二基板12上，并分别朝第二轴方向延伸。如图3所示，触控面板1更包括一控制电路20，第一轴感测线路16a 16c的两端 与第二轴感测线路18a 18c的两端皆电性连接至控制电路20。并请参照图4，其是图3触 控面板其脚位定义的示意图。本实施例的第一轴方向定为X方向，第二轴方向定为Y方向， 如图4所示，第一轴感测线路16a 16c的一端的脚位在控制电路20中定义为Xl X3，另 一端的脚位则定义为X4 )(6。第二轴感测线路18a 18c的一端的脚位定义为Yl TO， 另一端的脚位则定义为W Y6。如图1所示，触控压力的侦测方法包括步骤Sll至S 14。首先，如步骤Sll所示， 依序侦测一触控面板的一第一轴分压与一第二轴分压，以判断一触控点位置。请参照图5A、 5B，其是图4于第一轴分压侦测模式的示意图。侦测第一轴分压时，即X方向上的分压，如 图5A所示，先将第一轴感测线路的脚位Xl X3设定为一电压侦测端，脚位X4 )(6设为空 接。然后输入电压至第二轴感测线路，其中，脚位Yl Y3输入5V，而脚位W Y6设为接 地端GND。如图5B所示，假设触控点PO在中央，根据分压原理，脚位X2将侦测到电压2. 5V, 此时，随即纪录电压侦测端取得电压讯号的第一轴感测线路的位置(即X轴坐标，脚位X2 的位置)与分压大小。第一轴分压侦测完毕后，立即切换感测线路，以侦测第二轴分压。请参照图6A、6B， 其是图4于第二轴分压侦测模式的示意图。侦测第二轴分压时，即Y方向上的分压，如图6A 所示，先将第二轴感测线路的脚位Yl Y3设定为一电压侦测端，脚位W Y6设为空接。 然后输入电压至第一轴感测线路，其中，脚位Xl X3设为接地端GND，而脚位X4 )(6输入 5V。如图6B所示，假设触控点PO在中央，根据分压原理，脚位Y2将侦测到电压2. 5V，此时， 立即纪录电压侦测端取得电压讯号的第二轴感测线路的位置(即Y轴坐标位置，脚位Y2的 位置)与分压大小。至此，量测第一轴位置与第二轴位置的坐标流程已经完成，触控点PO 的坐标脚位为(X2，Y2)，再经控制电路20(见图；3)所定义的坐标位置转换后，即可得到绝 对坐标。接着，如图1的步骤S12所示，取得触控点位置后，立即切换触控面板以驱动触控 面板对应触控点位置的一第一轴感测线路与一第二轴感测线路。并请参照图7，其是图4于 电流侦测模式的示意图。如图7所示，于取得触控点PO的坐标(X2，Y2)后，立即驱动对应 脚位X2、Y2的感测线路，其中，使脚位)(5输入5V，脚位Y2设为电流侦测端，其他脚位则设为空接。然后，如图1的步骤S13所示，侦测通过第一轴感测线路、触控面板的一压感材料 层以及第二轴感测线路的一电流值。如图7所示，当按压时，电流侦测端的脚位Y2会侦测 对应流过触控点PO的电流。接着，如步骤S14所示，比对电流值与一预定范围，以判断所述触控点位置的按压 压力大小。此步骤中实际上可提供多个预定范围以判断按压压力大小，然而在此是以一第 一预定范围与一第二预定范围为例说明判断按压大小是属第一按压状态或是第二按压状 态。在此步骤中，是先比对电流值与第一预定范围，若电流值位在第一预定范围中，则属于 第一按压状态。若电流值位在第一预定范围外，则比对电流值与第二预定范围，以判断触控 点的按压状态是否为第二按压状态。以下
第一预定范围与第二预定范围的限定方 式。请参照图8A与图8B，其为电流分别流经图2触控面板远端El与近端E2的示意 图。由于电流传导路径是经过第一基板10的第一轴感测线路、压感材料层14与第二基板 12的第二轴感测线路，因此这三者的材料阻抗都需考量。另外，触控面板的远端El与近端 E2设置的感测线路长短不一，导致阻抗不一致，在限定第一与第二预定范围时也都需考量 到这些因素。并请参照图9，其是压感材料的压力与阻抗变化曲线图，其中，当压感材料所受的 压力越大，其阻抗值越低，反之，当所受压力越小，压感材料的阻抗值越大。第一按压状态可 为一重压状态，而第二按压状态可为一轻压状态，因此第一按压状态所受的压力大于第二 按压状态所受的压力。压感材料层14对应第一按压状态具有第一阻抗，对应第二按压状态 具有第二阻抗，根据图9的压力对阻抗变化关系，第一阻抗小于第二阻抗。根据压感材料层14的第一阻抗、触控面板1的一远端电极阻抗与触控面板1的一 驱动电压值，以计算出触控面板1对应第一按压状态的第一远端电流值。另外，再根据第一 阻抗、触控面板1的一近端电极阻抗与触控面板1的驱动电压值，则可计算出触控面板1对 应第一按压状态的第一近端电流值。位在远端的电极阻抗较大，因此第一远端电流值可定 义为第一预定范围的下限值，而第一近端电流值则定义为第一预定范围的上限值。本实施例的感测线路的材质可为氧化铟锡(indium tin oxide，IT0)，其阻抗在远 端El假定为8Κ欧姆，近端Ε2则为IK欧姆。压感材料层14的阻抗在重压状态下约为50Κ 欧姆，在轻压状态下则为100Κ，而驱动电压值为5V。根据这些参数计算出远端El在第一按 压状态(重压状态)下的总阻抗值Rtl与第一远端电流值Il分别为Rtl = 8Κ+50Κ+8Κ = 66ΚIl = 5/66Κ = 0. 76uA近端E2在第一按压状态下的总阻抗值Rt2与第一近端电流值12分别为Rtl = 1K+50K+1K = 52KIl = 5/52K = 0. 96uA由此可计算出第一预定范围为0. 76uA 0. 96uA。接着同上述方式，再根据第二阻抗、远端电极阻抗与近端电极阻抗以及驱动电压 值，计算出第二预定范围的下限值(第二远端电流值)与上限值(第二近端电流值)。在此 计算出远端El在第二按压状态(轻压状态)下的总阻抗值Rt3为116K，近端E2的总阻抗值Rt4为101。接着计算触控面板1对应第二按压状态的第二远端电流值13与第二近端 电流值14，其中13为0. 43uA，14为0. 49uA，由此可知第二预定范围为0. 43uA 0. 49uA。另一种限定第一预定范围与第二预定范围的方式是直接预先量测触控面板1于 远端El与近端E2的电流值。同样根据压感材料层14的压力对阻抗变化关系，其对应第一 按压状态具有第一阻抗，对应第二按压状态具有第二阻抗，在第一按压状态所受的压力大 于第二按压状态所受的压力，第一阻抗小于第二阻抗。并量测触控面板1于第一按压状态 的第一远端电流值与第一近端电流值，量测到的第一远端电流值设为第一预定范围的下限 值，第一近端电流值设为第一预定范围的上限值。再量测触控面板1于第二按压状态的第 二远端电流值与第二近端电流值，其中，第二远端电流值设定为第二预定范围的下限值，第 二近端电流值设定为第二预定范围的上限值。第一预定范围与第二预定范围的电流值可事先纪录在控制电路20 (见图幻内部。 之后，控制电路20内的程式可依据量测到的电流比对出按压的程度，例如为重压或是轻压 状态。远端El与近端E2之间的电极阻抗实质上更细分为多个不同阶的电极阻抗，以对 应每一个坐标位置计算或量测出对应的电流范围。这些电流范围可以表格的形式直接记录 在控制电路20上以供比对。本发明上述实施例所揭露的触控压力的侦测方法，是在触控面板的二个基板之间 设置一个压感材料层，以搭配电流变化侦测到触控点的触控压力。侦测时，是先以分压原理 侦测出触控点的坐标位置，再根据触控点位置立即切换至对应的感测线路，以侦测电流值 大小，再与至少一预定范围作比对，以判断按压状态为重压或轻压等。以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解， 在不脱离以下所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改，变化，或等 效，但都将落入本发明的保护范围内。
权利要求
1.一种触控压力的侦测方法，其特征在于，包括依序侦测一触控面板的一第一轴分压与一第二轴分压，以判断一触控点位置； 取得所述触控点位置后，立即切换所述触控面板以驱动所述触控面板对应所述触控点 位置的一第一轴感测线路与一第二轴感测线路；侦测通过所述第一轴感测线路、所述触控面板的一压感材料层以及所述第二轴感测线 路的一电流值；以及比对所述电流值与一第一预定范围，以判断所述触控点位置的按压压力大小。
2.根据权利要求1所述的侦测方法，其特征在于，更包括若所述电流值位在所述第一预定范围外，则比对所述电流值与一第二预定范围，以判 断所述触控点位置的按压压力大小。
3.根据权利要求2所述的侦测方法，其特征在于，所述第一预定范围与所述第二预定 范围的限定步骤包括提供所述压感材料层的一压力对阻抗变化关系，其中，所述压感材料层对应一第一按 压状态具有一第一阻抗，对应一第二按压状态具有一第二阻抗，所述第一按压状态所受的 压力大于第二按压状态所受的压力，所述第一阻抗小于所述第二阻抗；根据所述第一阻抗、所述触控面板的一远端电极阻抗与一近端电极阻抗以及所述触控 面板的一驱动电压值，计算所述触控面板对应所述第一按压状态的一第一远端电流值与一 第一近端电流值，其中，所述第一远端电流值为所述第一预定范围的下限值，所述第一近端 电流值为所述第一预定范围的上限值；以及根据所述第二阻抗、所述远端电极阻抗与所述近端电极阻抗以及所述驱动电压值，计 算所述触控面板对应所述第二按压状态的一第二远端电流值与一第二近端电流值，其中， 所述第二远端电流值为所述第二预定范围的下限值，所述第二近端电流值为所述第二预定 范围的上限值。
4.根据权利要求2所述的侦测方法，其特征在于，所述第一预定范围与所述第二预定 范围的限定步骤包括提供所述压感材料层的一压力对阻抗变化关系，其中，所述压感材料层对应一第一按 压状态具有一第一阻抗，对应一第二按压状态具有一第二阻抗，所述第一按压状态所受的 压力大于第二按压状态所受的压力，所述第一阻抗小于所述第二阻抗；量测所述触控面板于所述第一按压状态的一第一远端电流值与一第一近端电流值，其 中，所述第一远端电流值为所述第一预定范围的下限值，所述第一近端电流值为所述第一 预定范围的上限值；以及量测所述触控面板于所述第二按压状态的一第二远端电流值与一第二近端电流值，其 中，所述第二远端电流值为所述第二预定范围的下限值，所述第二近端电流值为所述第二 预定范围的上限值。
5.根据权利要求1所述的侦测方法，其特征在于，所述侦测所述第一轴分压的步骤包括使所述触控面板的多个所述第一轴感测线路设定为一电压侦测端； 输入电压至所述触控面板的多个所述第二轴感测线路；以及 纪录所述电压侦测端取得电压讯号的所述第一轴感测线路的位置与分压大小。
6.根据权利要求1所述的侦测方法，其特征在于，所述侦测所述第二轴分压的步骤包括使所述触控面板的多个所述第二轴感测线路设定为一电压侦测端；输入电压至所述触控面板的多个所述第一轴感测线路；以及纪录所述电压侦测端取得电压讯号的所述第二轴感测线路的位置与分压大小。
全文摘要
本发明公开一种触控压力的侦测方法，包括步骤依序侦测一触控面板的一第一轴分压与一第二轴分压，以判断一触控点位置；取得触控点位置后，立即切换触控面板以驱动触控面板对应触控点位置的一第一轴感测线路与一第二轴感测线路；侦测通过第一轴感测线路、触控面板的一压感材料层以及第二轴感测线路的一电流值；以及，比对电流值与一预定范围，以判断所述触控点位置的按压压力大小。
文档编号G01L5/22GK102128699SQ201010001848
公开日2011年7月20日 申请日期2010年1月18日 优先权日2010年1月18日
发明者林志强, 林林 申请人:东莞万士达液晶显示器有限公司, 胜华科技股份有限公司