触控面板的触控压力检测方法与流程

本发明实施例涉及触控压力检测技术，尤其涉及一种触控面板的触控压力检测方法。

背景技术：

目前，触控面板作为一种信息输入工具被广泛应用于手机、平板电脑、公共场所大厅的信息查询机等电子设备中。这样，用户只需用手指触摸该电子设备上的标识就能够实现对该电子设备的操作，消除了用户对其他输入设备(如键盘和鼠标等)的依赖，使人机交互更为简易。

为了更好地满足用户需求，通常在触控面板中设置用于检测用户触摸触控面板时触控压力大小的压力传感器，以丰富触控技术的应用范围。但是，当今电子设备追求窄边框化，如触控显示装置，触控显示面板的非显示区内用于显示的布线空间已经非常有限，不太可能布置过多的压力传感器，这会使得压力传感器所能感应到的按压范围有限，距压力传感器较远的位置，压力传感器的灵敏度较低，进而使得触控面板的压力检测性能不佳。

技术实现要素：

本发明提供一种触控压力检测方法，以实现提高触控面板触控压力检测的灵敏度的目的。

本发明实施例提供了一种触控面板的触控压力检测方法，所述触控面板边缘设置有至少一个压力传感器；

该触控压力检测方包括：

获取所述压力传感器在所述触控面板的不同触控位置r处受到不同触控压力值f的触控反馈强度s；

根据所述触控反馈强度s，构建所述触控面板的触控位置r与所述压力传感器的输入检测值u0的对应关系；随着所述触控反馈强度s的增大，所述输入检测值u0减小；

获取当前触控位置r；

根据所述触控面板的触控位置r与所述压力传感器的所述输入检测值u0的对应关系，确定所述压力传感器的所述输入检测值u0，并传输至对应的所述压力传感器；

获取所述压力传感器在输入所述输入检测值u0时的输出检测值u；

根据所述输出检测值u，确定当前所述触控位置r处触控压力值f。

本发明实施例通过在按压前根据触控反馈强度s，构建触控面板的触控位置r与压力传感器的输入检测值u0的对应关系；随着触控反馈强度s的增大，输入检测值u0减小。在按压后根据触控面板的触控位置r与压力传感器的输入检测值u0的对应关系，确定压力传感器的输入检测值u0，并传输至对应的压力传感器，解决了现有的触控面板触控压力检测的灵敏度不高，且触控压力检测过程功耗较大的问题，实现提高触控面板触控压力检测的灵敏度，同时降低功耗的效果。

附图说明

图1a为本发明实施例提供的一种触控面板的结构示意图；

图1b为本发明实施例提供的另一种触控面板的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种触控面板的触控压力检测方法的流程图；

图3a为参考输入检测值u0’等于3.3v时，对该触控面板可触摸区10进行全屏按压测试，该触控面板可触摸区10各位置处δu分布示意图；

图3b为参考输入检测值u0’等于10v时，对该触控面板可触摸区10进行全屏按压测试，该触控面板可触摸区10各位置处δu分布示意图；

图4为本发明实施例提供的又一种触控面板的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种压力传感器的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的又一种触控面板的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的另一种压力传感器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

图1a为本发明实施例提供的一种触控面板的结构示意图。参见图1a，在该触控面板边缘设置有至少一个压力传感器20(图1a中示例性地设置了4个压力传感器20)。该触控面板包括至少一个平坦表面以及围绕该平坦表面的四条边线。在该触控面板边缘设置有至少一个压力传感器20具体指，在该平坦表面上靠近四条边线的位置处设置有至少一个压力传感器20。

需要说明的是，定义用于供触摸主体(如手指等)触摸，以确定触控信息(包括触控位置信息和/或触控压力信息)的区域为可触摸区10，则如图1a所示，该可触摸区10可以遍及触控面板的整个平坦表面；或者，如图1b所示，该可触摸区10也可以仅设置于触控面板的部分平坦表面。

在图1a和图1b中，该平坦表面的形状为长方形，这仅是本发明的一个具体示例，而非对本发明的限制。在实际设置时，可以根据设计需要，设置该平坦表面的形状为正方形、圆形或三角形等。需要说明的是，该平坦表面的形状不同，围绕该平坦表面的边线的条数和形状也可能不同，在此不作限制。

图2为本发明实施例提供的一种针对于上述触控面板的触控压力检测方法的流程图。参见图2，该触控压力检测方法包括：

s110、获取压力传感器20在触控面板的不同触控位置r处受到不同触控压力值f的触控反馈强度s。

本步骤的实质是，确定触控位置r、触控压力值f和触控反馈强度s的一一对应关系。这里，触控位置r，是指利用大小为f的触控压力按压触控面板时具体的按压位置坐标。触控反馈强度s为利用大小为f的触控压力按压触控面板的某一位置r时，压力传感器20所感受到的触控面板的形变量。触控反馈强度s的大小受到各压力传感器20的性能参数、各压力传感器20的具体设置位置以及触摸面板可触摸区10的硬度等多方面因素共同作用。

在实际按压触控面板的任意位置时，整个触控面板都会相应发生形变。压力传感器20设置位置附近触控面板的形变情况会影响该压力传感器20的形变情况，进而影响该压力传感器20输出的电信号值。研究表明，输入到压力传感器20参考输入检测值u0’为定值时，按压触控面板，触控反馈强度大的位置，压力传感器20反馈的电信号值与输入到压力传感器20的参考输入检测值u0’之差δu越大。因此，在输入到压力传感器20的参考输入检测值u0’为定值的前提下，可以利用按压后压力传感器20反馈的电信号值与输入到压力传感器20的参考输入检测值u0’之差δu表征该触控反馈强度s。

本步骤的具体实现方法有多种，例如，可以根据各压力传感器20的性能参数、各压力传感器20的具体设置位置以及触摸面板可触摸区10的硬度等信息计算获得。或者，向压力传感器20输入确定大小的参考输入检测值u0’，利用多个已知大小的触控压力，依次对触控面板可触摸区10进行全屏按压，并检测压力传感器20的触控反馈强度s，从而确定触控位置r、触控压力值f和触控反馈强度s的一一对应关系。

图3a为参考输入检测值u0’＝3.3v时，对该触控面板可触摸区进行全屏按压测试，该触控面板可触摸区10各位置处δu分布示意图。图3b为参考输入检测值u0’＝10v时，对该触控面板可触摸区进行全屏按压测试，该触控面板可触摸区各位置处δu分布示意图。图3a和图3b中的数值表示δu的大小，单位为mv。

参见图3a和图3b，通过对该触控面板进行全屏按压测试，可以发现，对于单个压力传感器20，输入同一参考输入检测值u0’的情况下，以大小为f的触控压力按压可触摸区10不同位置时，按压后压力传感器20反馈的电信号值与输入到压力传感器20的参考输入检测值u0’之差δu大小不同。按压越靠近压力传感器20的位置，按压后压力传感器20反馈的电信号值与输入到压力传感器20的参考输入检测值u0’之差δu越大。据此，可以设置随着触控位置r与压力传感器20之间的距离的增大，触控反馈强度s减小。这里设置随着触控位置r与压力传感器20之间的距离的增大，触控反馈强度s减小，实质上是对s110中得到的触控位置r、触控压力值f和触控反馈强度s的一一对应关系的一种修正方式。这样设置的好处是，可以确保在后续步骤中能够根据触控位置r与压力传感器20之间的距离恰当地为触控位置r选定压力传感器20的输入检测值u0，进而确保按压该触控位置r时，压力传感器20反馈的电信号值与输入到压力传感器20的参考输入检测值u0’之差δu大小恰当，达到既能保证触摸面板具有较高的触控压力检测灵敏度，同时触摸面板具有较低的功耗的目的。

研究表明，用户在触控面板中心点附近进行触控操作的概率比在可触摸区10边缘(临近触控面板边线的位置)进行触控操作的概率大的多。这里触控面板的中心点是指触控面板可触摸区10的几何中心。因此，可选地，设置随着触控位置r与触控面板的中心点之间的距离的增大，触控反馈强度s减小。同样地，这里设置随着触控位置r与触控面板的中心点之间的距离的增大，触控反馈强度s减小，实质上是对s110中得到的触控位置r、触控压力值f和触控反馈强度s的一一对应关系的一种修正方式。这样的设置的好处是，可以确保在后续步骤中能够根据触控位置r与触控面板的中心点之间的距离恰当地为触控位置r选定压力传感器20的输入检测值u0，进而确保按压该触控位置r时，压力传感器20反馈的电信号值与输入到压力传感器20的参考输入检测值u0’之差δu大小恰当，达到既能保证触摸面板具有较高的触控压力检测灵敏度，同时触摸面板具有较低的功耗的目的。

s120、根据触控反馈强度s，构建触控面板的触控位置r与压力传感器20的输入检测值u0的对应关系；随着触控反馈强度s的增大，输入检测值u0减小。

继续参见图3a和图3b，利用同一大小的触控压力按压触控面板可触摸区10同一位置，不同参考输入检测值u0’下，按压后压力传感器20反馈的电信号值与输入到压力传感器20的参考输入检测值u0’之差δu大小不同。若按压后压力传感器20反馈的电信号值与输入到压力传感器20的参考输入检测值u0’之差δu过小，压力传感器20对触控压力检测的灵敏度不高。

进一步地，对比图3a和图3b，利用同一大小的触控压力按压触控面板a位置，当参考输入检测值u0’＝3.3v时，按压后压力传感器20反馈的电信号值与输入到压力传感器20的参考输入检测值u0’之差δu已经较大，根据该δu足以计算触控压力，此时若令参考输入检测值u0’＝10v时，会增加触控面板的功耗。而利用同一大小的触控压力按压触控面板b位置，当参考输入检测值u0’＝3.3v时，按压后压力传感器20反馈的电信号值与输入到压力传感器20的参考输入检测值u0’之差δu太小，根据该δu不利于准确计算触控压力的大小，此时若另参考输入检测值u0’＝10v时，会增大按压后压力传感器20反馈的电信号值与输入到压力传感器20的参考输入检测值u0’之差δu，这样有利于提高压力检测的灵敏度。

基于上述内容，本步骤的实现方法是，根据触控反馈强度s，构建触控面板的触控位置r与压力传感器20的输入检测值u0的对应关系，为触控面板上各个压力传感器20确定其所需输入的检测值u0。示例性地，触控位置r与压力传感器20的距离越远，按压时，该压力传感器20的输入检测值u0的越大。或者，触控位置r与触控面板中心点的距离越远，按压时，该压力传感器20的输入检测值u0的越大。

典型地，若触控面板边缘设置有两个或两个以上压力传感器20；不同压力传感器20在同一触控位置r处受到相同触控压力值f的触控反馈强度s不同；且对于不同压力传感器20，触控面板的触控位置r与压力传感器20的输入检测值u0的对应关系不同。这样设置的好处是，根据触控位置r与各压力传感器20的距离，有针对性地为各压力传感器20确定输入检测值u0，以确保各压力传感器20都可以工作在最佳的工作状态下，以使触控面板同时具有较高的压力检测的灵敏度以及较低功耗。

需要说明的是，s110和s120可以在出厂前执行，并可以将s110中确定的触控位置r、触控压力值f和触控反馈强度s的一一对应关系，以及s120中确定的触控位置r与压力传感器20的输入检测值u0的对应关系存储于寄存器中。

s130、获取当前触控位置r。

这里当前触控位置r是指用户当前按压触控面板时的按压位置。

本步骤的实现方法可以有多种，例如可以根据触控面板上触控电极的检测结果计算得到触控位置r，也可以根据其他硬件或软件程序获得。此处不作限制。

典型地，若根据触控面板上触控电极的检测结果计算得到触控位置r，触控面板上的触控电极可以为自容式触控电极，也可以为互容式触控电极。示例性地，若触控电极为自容式触控电极，可选地，如图4所示，触控面板上设置有多个自容式触控电极13，该触控电极13为块状电极，每一个触控电极13对应于一个确定的坐标位置，并且这些触控电极13分别与地构成电容。当手指触摸该触控面板时，手指的电容将会叠加到其触摸的触控电极13上，使其所触摸的触控电极13的对地电容发生变化。由于各触控电极13的信号的变化反应触控电极13对地电容的变化。通过检测各个触控电极13的信号变化情况，确定具体哪个触控电极13的信号发生变化，进而可以根据信号发生变化的触控电极13对应的坐标值，确定手指的触摸位置。

s140、根据触控面板的触控位置r与压力传感器20的输入检测值u0的对应关系，确定压力传感器20的输入检测值u0，并传输至对应的压力传感器20。

本步骤的实现方法可以为，查阅s130中确定的触控面板的触控位置r与压力传感器20的输入检测值u0的对应关系，进而得到当前触控位置r对应的各压力传感器20的输入检测值u0的大小，并将该输入检测值u0分别传输至对应的压力传感器20。

s150、获取压力传感器20在输入输入检测值u0时的输出检测值u。

本步骤的实现方法可以为，在向各压力传感器20输入输入检测值u0后，分别检测各压力传感器20的输出检测值u。

s160、根据输出检测值u，确定当前触控位置r处触控压力值f。

本步骤的具体实现方法有多种。例如：获取压力传感器20在触控面板的不同触控位置r处受到不同触控压力值f的触控反馈强度s的同时，构建触控反馈强度s与触控压力值f和触控位置r的函数关系s(f，r)。根据输出检测值u，确定当前触控位置r处触控压力值f，包括：根据输出检测值u以及输入到压力传感器20的输入检测值u0，计算检测信号变化量δu；根据检测信号变化量δu与触控反馈强度s和输入检测值u0的函数关系δu(s，u0)以及触控反馈强度s与触控压力值f和触控位置r的函数关系s(f，r)，计算得到当前触控位置r处触控压力值f。

需要说明的是，检测信号变化量δu与触控反馈强度s和输入检测值u0的函数关系δu(s，u0)的获取方式有多种，例如可以通过人为设置得到，也可以在触控面板出厂前，对触控面板的可触摸区10进行全屏按压测试得到。

本发明实施例通过在按压前根据触控反馈强度s，构建触控面板的触控位置r与压力传感器20的输入检测值u0的对应关系；随着触控反馈强度s的增大，输入检测值u0减小。在按压后根据触控面板的触控位置r与压力传感器20的输入检测值u0的对应关系，确定压力传感器20的输入检测值u0，并传输至对应的压力传感器20，解决现有的触控面板触控压力检测的灵敏度不高，且触控压力检测过程功耗较大的问题，实现提高触控面板触控压力检测的灵敏度，同时降低功耗的效果。

可选地，考虑到，在实际中当不存在触控压力的情况下，由于与压力传感器20相连的连接导线、压力传感器20等存在电阻，使得压力传感器20的输出检测值u以及输入检测值u0并不相等，这会使得利用压力传感器20的输出检测值u以及输入检测值u0计算得到的检测信号变化量δu包括部分噪声，降低了触控面板触控压力检测的灵敏度以及准确性。为此可选地，在获取当前触控位置r之前，还包括：获取压力传感器20在无压力触控时，不同输入检测值u0对应的输出偏置值u’；根据输出检测值u，确定当前触控位置r处触控压力值f，包括：根据输出检测值u以及输出检测值u对应的输入检测值u0得到的输出偏置值u’，确定当前触控位置r处触控压力值f。这样设置的好处是，可以进一步提高触控面板触控压力检测的灵敏度以及准确性。

根据输出检测值u以及输出检测值u对应的输入检测值u0得到的输出偏置值u’，确定当前触控位置r处触控压力值f的具体实现方法有多种，可选地，根据输出检测值u以及输出偏置值u’，计算检测信号变化量δu；根据检测信号变化量δu与触控反馈强度s和输入检测值u0的函数关系δu(s，u0)以及触控反馈强度s与触控压力值f和触控位置r的函数关系s(f，r)，计算得到当前触控位置r处触控压力值f。

在上述技术方中，触控面板上的压力传感器20可以包括压力感应电桥传感器或半导体压阻传感器等。此处对压力传感器20的类别不作限制。

图5为本发明实施例提供的一种压力传感器20的结构示意图。参见图5，该压力传感器20为压力感应电桥传感器。该压力传感器20包括第一感应电阻r1、第二感应电阻r2、第三感应电阻r3和第四感应电阻r4；该压力感应电桥30还包括第一延伸方向100和第二延伸方向200，第一延伸方向100和第二延伸方向200交叉设置。

第一感应电阻r1的第一端a以及第四感应电阻r4的第一端a’与第一电源输入端vin1电连接，第一感应电阻r1的第二端b以及第二感应电阻r2的第一端b’与第一感应信号测量端vout1电连接，第四感应电阻r4的第二端d以及第三感应电阻r3的第一端d’与第二感应信号测量端vout2电连接，第二感应电阻r2的第二端c以及第三感应电阻r3的第二端c’与第二电源输入端vin2电连接。

第一感应电阻r1由第一端a到第二端b的延伸长度在第一延伸方向100上的分量大于在第二延伸方向200上的分量，第二感应电阻r2由第一端b’到第二端c的延伸长度在第二延伸方向200上的分量大于在第一延伸方向100上的分量，第三感应电阻r3由第一端d’到第二端c’的延伸长度在第一延伸方向100上的分量大于在第二延伸方向200上的分量，第四感应电阻r4由第一端a’到第二端d的延伸长度在第二延伸方向200上的分量大于在第一延伸方向100上的分量。

第一电源输入端vin1和第二电源输入端vin2用于向压力感应电桥传感器输入输入检测值u0；第一感应信号测量端vout1和第二感应信号测量端vout2用于从压力感应电桥传感器输出的输出检测值u。

这样设置可以利用第一感应电阻r1和第三感应电阻r3检测第一延伸方向100的应变，利用第二感应电阻r2和第四感应电阻r4检测第二延伸方向200的应变。即将触摸主体在触控面板上施加的压力转换为沿第一延伸方向100和第二延伸方向200的应变力，实现触控压力检测。

定义第一延伸方向100为主应变方向。进一步地，考虑到在实际设置是，压力感应电桥传感器主应变方向与距离压力感应电桥传感器最近的触控面板边线的夹角不同，触控面板上检测盲区出现的具体位置不同。这里检测盲区是指，当对触控面板的可触控区进行全屏按压测试时，存在某些区域，按压该区域内任一位置时，该压力感应电桥所检测的两个方向上应变差值很小，甚至为0，使得该压力感应电桥无法检测该区内的触控压力的大小。该区域即为该压力感应电桥的检查盲区。可选地，设置压力感应电桥传感器的主应变方向与距离压力感应电桥传感器最近的可触控区10边线的夹角α大于或等于20°，且小于或等于70°。这样设置的好处是，可以有效避免触控面板中出现较大的触控盲区。进一步地，如图6所示，设置压力感应电桥传感器的主应变方向与距离压力感应电桥传感器最近的可触控区10边线的夹角α的大小为45°。这样设置的好处是，可以最大限度地减小触控面板中的触控盲区。

图7为本发明实施例提供的另一种压力传感器20的结构示意图。参见图7，该压力传感器20为半导体压力传感器20。半导体压力传感器20为非晶硅材料膜或多晶硅材料膜；半导体压力传感器20包括第一电源输入端vin1和第二电源输入端vin2，用于向半导体压力传感器20输入输入检测值u0，半导体压力传感器20还包括第一感应信号测量端vout1和第二感应信号测量端vout2，用于从半导体压力传感器20输出输出检测值u。

继续参见图7，该半导体压力传感器20为四边形压力传感器20，第一电源输入端vin1、第二电源输入端vin2、第一感应信号测量端vout1和第二感应信号测量端vout2分别与半导体压力传感器20的四个边相连接。即将触摸主体在触控面板上施加的压力转换为半导体压力传感器20所在平面延伸方向上的应变力，实现触控压力检测。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。