[發明專利]觸摸檢測設備中集成的觸摸感測和力感測

有效

• 申請號: 201680074477.1
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN108475154B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 陳曉霖;陳雷蕾
• 申請（專利權）人: 譜瑞科技股份有限公司
• 主分類號: G06F3/044
• 分類號: G06F3/044
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張瑞;楊明釗

一種用于觸摸顯示器的單層ITO結構，其可用于經由互電容掃描的力感測和用于經由自電容掃描的觸摸感測。在一些實施方式中，通過在ITO結構下方引入氣隙(206)來啟用力感測操作。在一些實施方式中，當ITO結構用于力感測時，提供耦合層以用于TX驅動。

技術領域

這通常涉及觸摸檢測設備，包括但不限于用于將觸摸檢測和力感測集成在觸摸檢測設備中的方法和系統。

背景

電容感測系統可以感測在電極上生成的反映電容變化的電信號。這種電容變化可以指示觸摸事件(例如，對象與特定電極的接近)。電容感測元件可用于代替機械按鈕、旋鈕和其它類似的機械用戶界面控件。電容感測元件的使用允許消除復雜的機械開關和按鈕，從而在苛刻條件下提供可靠的操作。另外，電容感測元件廣泛用于現代客戶應用中，在現有產品中提供用戶界面選項。電容感測元件的范圍可以從單個按鈕到以用于觸摸感測表面的電容感測陣列的形式布置的大量按鈕。

利用電容感測陣列的透明觸摸屏在當今的工業和消費市場中被廣泛應用。它們可以在蜂窩電話、GPS設備、機頂盒、照相機、計算機屏幕、MP3播放器、數字平板電腦等上找到。電容感測陣列通過測量電容感測元件的電容并尋找指示導電對象的存在或觸摸的電容變化來工作。當導電對象(例如，手指、手或其它對象)與電容感測元件接觸或緊密接近時，電容改變并且導電對象被檢測。電容觸摸感測元件的電容變化可以由電路測量。還可以根據電容觸摸感測元件的電容變化來確定一個或更多個觸摸定位。

另一方面，非導電對象的觸摸定位不能夠如導電對象的觸摸定位那樣被有效和高效地確定。此外，一直存在對于測量與導電或非導電對象的觸摸相關聯的力的大小的需要。

概述

在所附權利要求的范圍內的系統、方法和設備的各種實施例各自具有若干方面，其中沒有一個單獨負責本文所述的屬性。在不限制所附權利要求的范圍的情況下，在考慮本公開之后，特別是在考慮標題為“詳細描述”的章節之后，人們將理解如何使用各種實施例的方面來感測在觸摸檢測設備中的電容感測陣列的表面上由導電或非導電對象施加的觸摸和力兩者。

在一個方面中，本申請公開了一種觸摸檢測設備，包括：觸摸感測電極層，其包括多個感測電極；導電層，其包括至少一個力電極；以及處理設備，其電耦合到多個感測電極和至少一個力電極。導電層基本上平行于觸摸感測電極層而被設置并且與觸摸感測電極分離至少氣隙。處理設備被配置為：(1)在觸摸感測狀態下，在使至少一個力電極電浮置的同時，測量感測電極的子集的每個電極的自電容，并且如果一個或更多個對象觸摸該觸摸檢測設備的頂表面，則檢測一個或更多個觸摸定位；以及(2)在力感測狀態下，在通過發射信號驅動至少一個力電極的同時，測量感測電極的子集的每個電極相對于至少一個力電極的互電容，并且如果對象觸摸該觸摸檢測設備的頂表面，則檢測觸摸定位上的觸摸力。

附圖簡述

為了更好地理解各個所述實現方式，應結合以下附圖參考下面的實施方式的描述，在所有圖中，相同的參考數字是指相應的部件。

圖1是示出根據本申請的一些實現方式的具有處理設備的電子系統的框圖的框圖。

圖2示出了根據本申請的一些實現方式的電容感測觸摸感測系統。

圖3是根據本申請的一些實現方式的包括多個結構層的觸摸檢測設備的透視圖。

圖4是根據本申請的一些實現方式的包括多個結構層和氣隙的另一個觸摸檢測設備的透視圖。

圖5是根據本申請的一些實現方式的被配置成在觸摸感測狀態下操作的觸摸感測電極層和導電層的結構圖。

圖6是根據本申請的一些實現方式的被配置成在力感測狀態下操作的觸摸感測電極層和導電層的結構圖。

圖7是根據本申請的一些實現方式的用于交替地啟用觸摸感測狀態和力感測狀態的兩個示例控制信號(例如，FW中的狀態機)的時序圖。