觸摸檢測(cè)方法及執(zhí)行其的觸摸檢測(cè)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種觸摸檢測(cè)方法和執(zhí)行其的觸摸檢測(cè)器，尤其涉及一種在檢測(cè)觸摸輸入設(shè)備的觸摸表面上的觸摸位置時(shí)能夠通過減少噪聲的影響來將誤差最小化并且能夠準(zhǔn)確地檢測(cè)觸摸壓力的大小的觸摸檢測(cè)方法，以及執(zhí)行所述方法的觸摸檢測(cè)器。
【背景技術(shù)】
[0002]各種輸入設(shè)備被用于操作計(jì)算系統(tǒng)。例如，諸如按鈕、鍵、操縱桿和觸摸屏的輸入設(shè)備正在被使用。由于觸摸屏操作起來容易并且簡(jiǎn)單，因此觸摸屏正越來越多地用于計(jì)算系統(tǒng)的操作。
[0003]觸摸屏可以包括觸摸式傳感器面板，該觸摸式傳感器面板可以是包括觸摸感應(yīng)表面的透明面板。該觸摸式傳感器面板連接到顯示屏的前端，使得觸摸感應(yīng)表面可以覆蓋顯示屏的可視側(cè)。觸摸屏允許用戶簡(jiǎn)單地通過用手指等觸摸該顯示屏來操作計(jì)算系統(tǒng)。通常，觸摸屏識(shí)別出面板上的觸摸和觸摸位置，然后計(jì)算系統(tǒng)對(duì)該觸摸進(jìn)行分析并且根據(jù)該分析執(zhí)行操作。
[0004]此處，需要一種在檢測(cè)觸摸輸入設(shè)備的觸摸表面上的觸摸位置和觸摸壓力時(shí)通過減少噪聲的影響來將誤差最小化的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是一種觸摸檢測(cè)器，其檢測(cè)包括多個(gè)第一電極、多個(gè)第二電極和多個(gè)第三電極的觸摸傳感器面板上的觸摸。該觸摸檢測(cè)器包括:向所述多個(gè)第一電極施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)供應(yīng)器；和從所述多個(gè)第二電極接收第一信號(hào)的感測(cè)單元，所述第一信號(hào)包括取決于觸摸式傳感器面板的觸摸表面上的觸摸的電容變化信息。所述感測(cè)單元檢測(cè)觸摸式傳感器面板的觸摸表面上的觸摸位置和觸摸壓力。
[0006]本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例是一種用于檢測(cè)包括觸摸式傳感器面板和驅(qū)動(dòng)信號(hào)供應(yīng)器的電容式觸摸輸入設(shè)備中的觸摸位置和觸摸壓力的方法。所述方法包括:向所述觸摸式傳感器面板施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)；并且通過以下中的至少一種來分別檢測(cè)觸摸傳感器面板的觸摸表面上的觸摸壓力和觸摸位置:區(qū)分獲得檢測(cè)信號(hào)的電極和區(qū)分用于獲得檢測(cè)信號(hào)的時(shí)間間隔。
【附圖說明】
[0007]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸輸入設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；
[0008]圖2為向根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸輸入設(shè)備施加壓力時(shí)的狀態(tài)的截面圖；
[0009]圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸輸入設(shè)備的截面圖；
[0010]圖4a為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸輸入設(shè)備的驅(qū)動(dòng)信號(hào)供應(yīng)器的電路圖；
[0011]圖4b為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸輸入設(shè)備的感測(cè)單元的電路圖；
[0012]圖4c為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸輸入設(shè)備的阻抗控制器的電路圖；
[0013]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸輸入設(shè)備的電極的第一配置示例；
[0014]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸輸入設(shè)備的電極的第二配置示例；
[0015]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸輸入設(shè)備的電極的第三配置示例；
[0016]圖8示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸輸入設(shè)備的電極的第四配置示例；以及
[0017]圖9為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸檢測(cè)方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]本發(fā)明以下詳細(xì)描述了本發(fā)明特定實(shí)施例，并且所述描述將參照附圖進(jìn)行。對(duì)該實(shí)施例將足夠詳細(xì)地描述，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。應(yīng)該理解的是本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例是彼此不同的，并不必相互排斥。例如，在本發(fā)明中描述的特定的形狀、結(jié)構(gòu)與特性可以在其他實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)，而不脫離本發(fā)明關(guān)于一個(gè)實(shí)施例的精神和范圍。此外，應(yīng)該注意到，在每個(gè)實(shí)施例內(nèi)的各個(gè)組件的位置或放置可以是不同的，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。因此，下面詳細(xì)的描述并非旨在限制。如果充分描述，則本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求及其等同而限制。附圖中類似的附圖標(biāo)記在很多方面中表示相同或類似的功能。
[0019]下面將參照附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸輸入設(shè)備和觸摸檢測(cè)方法。
[0020]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸輸入設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖。參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸輸入設(shè)備1000可以包括觸摸式傳感器面板100、驅(qū)動(dòng)信號(hào)供應(yīng)器200和感測(cè)單元300，其中，所述觸摸式傳感器面板100包括多個(gè)第一電極、多個(gè)第二電極和多個(gè)第三電極，所述驅(qū)動(dòng)信號(hào)供應(yīng)器200向所述多個(gè)第一電極施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)，所述感測(cè)單元300從所述多個(gè)第二電極接收第一信號(hào)并且檢測(cè)觸摸傳感器面板的觸摸表面上的觸摸壓力和觸摸位置，所述第一信號(hào)包括取決于觸摸式傳感器面板的觸摸表面上的觸摸的電容變化信息。
[0021]通常，觸摸式傳感器面板100可以包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極T和多個(gè)接收電極R。盡管以下描述和附圖示出了多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極T和多個(gè)接收電極R形成正交陣列，但是本發(fā)明不限制于此。該多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極T和多個(gè)接收電極R具有任意維度的陣列，例如，對(duì)角陣、同心陣、3維隨機(jī)陣等，以及應(yīng)用它們而獲得的陣列。此處，該多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極T和多個(gè)接收電極R的數(shù)量為正整數(shù)并且可以彼此相同或可以具有不同的值。所述值可以根據(jù)實(shí)施例而變化。本發(fā)明的一些實(shí)施例示出了多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極T的數(shù)量和多個(gè)接收電極R的數(shù)量分別為四。
[0022]多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極T和多個(gè)接收電極R可以布置為彼此交叉。驅(qū)動(dòng)電極T可以包括在第一軸方向延伸的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極T。接收電極R可以包括在與第一軸方向交叉的第二軸方向延伸的多個(gè)接收電極R。
[0023]在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸式傳感器面板100中，多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極T和多個(gè)接收電極R可以形成在同一層中。例如，多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極T和多個(gè)接收電極R可以形成在絕緣層(圖3中的附圖標(biāo)記130)的同一側(cè)。此外，多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極T和多個(gè)接收電極R可以形成在不同的層中。例如，多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極T和多個(gè)接收電極R可以形成在一個(gè)絕緣層(圖3中的附圖標(biāo)記130)的兩側(cè)，或者，多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極T可以形成在第一絕緣層(圖3中的附圖標(biāo)記110)的一側(cè)，多個(gè)接收電極R可以形成在與第一絕緣層不同的第二絕緣層(圖3中的附圖標(biāo)記130)的一側(cè)。
[0024]多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極T和多個(gè)接收電極R可以由透明導(dǎo)電材料(例如，氧化銦錫(indiumtin oxide, ITO)或氧化鋪錫(antimony tin oxide,ΑΤΟ))等制成。然而，這僅是舉例。驅(qū)動(dòng)電極T和接收電極R還可以由另一種透明導(dǎo)電材料或諸如銅的不透明導(dǎo)電材料等制成。在本發(fā)明的實(shí)施例中，驅(qū)動(dòng)電極T可以對(duì)應(yīng)于參照?qǐng)D5至8所描述的第一電極T，并且接收電極R可以對(duì)應(yīng)于第二電極R。根據(jù)實(shí)施例，驅(qū)動(dòng)電極T和接收電極R可以分別包括第三電極C。在本說明書中，可以通過與第一電極T和/或第二電極R相同的過程，由與第一電極T和/或第二電極R相同的材料來制成第三電極C。
[0025]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸式傳感器面板100可以包括多個(gè)第三電極C。將參照?qǐng)D5至8對(duì)此進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
[0026]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的驅(qū)動(dòng)信號(hào)供應(yīng)器200可以向驅(qū)動(dòng)電極T施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)。在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸輸入設(shè)備1000中，可以將一個(gè)驅(qū)動(dòng)信號(hào)順序地一次施加到多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極中的每個(gè)?？梢栽俅沃貜?fù)地施加驅(qū)動(dòng)信號(hào)。這僅是舉例。根據(jù)實(shí)施例，可以將驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)施加到多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極。此處，感測(cè)單元300可以通過接收電極R接收包括電容信息的信號(hào)來感測(cè)電容變化量。這樣，施加到多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極T的驅(qū)動(dòng)信號(hào)通過接收電極R被感測(cè)到的過程可以稱為觸摸式傳感器面板100的掃描過程。
[0027]當(dāng)諸如手指或手寫筆的物體接近觸摸式傳感器面板100時(shí)，經(jīng)由驅(qū)動(dòng)電極T和接收電極R的電容的值可能會(huì)被改變。感測(cè)單元300感測(cè)到這種電學(xué)特性，從而感測(cè)觸摸式傳感器面板100上是否發(fā)生了觸摸和觸摸發(fā)生在何處。例如，感測(cè)單元300能夠感測(cè)到觸摸式傳感器面板100上是否發(fā)生了觸摸和/或觸摸發(fā)生在何處，該觸摸式傳感器面板100包括由第一軸、第二軸構(gòu)成的二維平面。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸輸入設(shè)備1000也可以感測(cè)觸摸壓力。
[0028]更具體地，當(dāng)觸摸發(fā)生在觸摸式傳感器面板100上時(shí)，已經(jīng)施加了驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)電極T被檢測(cè)到，使得該觸摸的第二軸方向位置可以被檢測(cè)到。同樣，當(dāng)觸摸發(fā)生在觸摸式傳感器面板100上時(shí)，根據(jù)經(jīng)由接收電極R接收到的接收信號(hào)，電容變化被檢測(cè)到，使得所述觸摸的第一軸方向位置可以被檢測(cè)到。
[0029]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸輸入設(shè)備1000還可包括控制器400，該控制器400能夠控制觸摸式傳感器面板100、驅(qū)動(dòng)信號(hào)供應(yīng)器200和感測(cè)單元300的操作。將參照?qǐng)D2至8對(duì)觸摸式傳感器面板100和控制器400進(jìn)行更詳細(xì)的描述。
[0030]以下，將參照?qǐng)D2描述當(dāng)在觸摸式傳感器面板100上發(fā)生觸摸時(shí)檢測(cè)觸摸位置和觸摸壓力的原理。
[0031]圖2為向根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸輸入設(shè)備1000施加壓力時(shí)的狀態(tài)的截面圖。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸輸入設(shè)備1000可以包括顯示面板600。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸輸入設(shè)備1000的觸摸式傳感器面板100可以設(shè)置在顯示面板600上面或內(nèi)部。雖然圖2示出了觸摸式傳感器面板100設(shè)置在顯示面板600上，但這僅是舉例。觸摸式傳感器面板100的位置并不局限于此。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸輸入設(shè)備1000的觸摸式傳感器面板100可能形成在顯示面板600中，該顯示面板600可以包括在液晶顯示器(IXD)、有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)等中。雖然圖2中的附圖標(biāo)記600表示顯示面板，但是顯示面板可以由任何襯底構(gòu)成。
[0032]如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸輸入設(shè)備1000可以包括參考電位層700?？梢詫⒖茧娢粚?00設(shè)置為與包括在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸式傳感器面板100中的驅(qū)動(dòng)電極T、接收電極R和下述第三電極C隔開。如圖2所示，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸摸式傳感器面板100被連接到顯示面板600時(shí)，參考電位層700可以為顯示面板600的接地層。此處，參考電位層700可以具有與觸摸式傳感器面板100的二維平面平行的平面。此外，參考電位層700可以以特定的圖案形成在與觸摸傳感器面板100的二維平面平行的平面上。
[0033]如圖2所示，觸摸式傳感器面板100被設(shè)置為與顯示面板600隔開。此處，根據(jù)將觸摸式傳感器面板100連接到顯示面板600的方法，觸摸式傳感器面板100與顯示面板600之間的間隔可以以氣隙的形式來實(shí)現(xiàn)，或者可以由特定材料或膠粘劑來填充。
[0034]圖2示出了氣隙500存在于觸摸式傳感器面板100與參考電位層700之間。此處，雙面膠帶(DAT) 510可以用來固定觸摸式傳感器面板100和顯示面板600。例如，觸摸式傳感器面板100和顯示面板600的區(qū)域相互重疊。通過利用DAT510粘合觸摸式傳感器面板100和顯示面板600的邊緣部分，將觸摸式傳感器面板100和顯示面板600彼此粘合。觸摸式傳感器面板100和顯示面板600的其余部分可以彼此隔開預(yù)定距離“d”。此處，圖2示出了參考電位層700被設(shè)置在顯示面板600與觸摸式傳感器面板100之間，并且觸摸式傳感器面板100和參考電位層700被設(shè)置為彼此隔開預(yù)定距離“d”。
[0035]圖2示出了已經(jīng)利用物體900通過觸摸觸摸式傳感器面板100的觸摸表面向觸摸式傳感器面板100施加了壓力。為便于描述，圖2夸張地示出觸摸式傳感器面板100由觸摸壓力而彎曲。
[0036]通常，甚至在不彎曲觸摸式傳感器面板100的觸摸表面而觸摸該觸摸表面時(shí)，驅(qū)動(dòng)電極T與接收電極R之間的互電容(Cm) 101也會(huì)被改變。換言之，當(dāng)在觸摸式傳感器面板100上發(fā)生觸摸時(shí)，互電容(Cm) 101可以變得小于基本互電容。這是由于當(dāng)諸如手指的導(dǎo)電物體900接近觸摸式傳感器面板100時(shí)，物體900起到接地(ground，GND)的作用，然后互電容(Cm) 101的邊緣電容被吸收在物體900中。當(dāng)觸摸式傳感器面板100上沒