[发明专利]用于多模式触摸屏装置的力的测量方法

说明书

技术领域

本发明的技术领域是触摸屏。这些屏幕是通过使用者的手指或手激励的敏感表面，并且通常通过图形界面来用于控制装置或系统。有大量的可能用途。特别是航空应用，其中飞行员因此可以控制和命令通过航空器指令面板显示的全部功能。

背景技术

理想的触摸系统，除了能够通过轻轻触摸来管理一个或多个光标的位移以及管理一个或多个键的敲击之外，必须能够使每一个敲击与沿着垂直于触摸屏的表面的轴的对应的力相关联。

存在各种“触摸屏技术”，主要的两种是电容触摸表面和电阻触摸表面。当使用者朝触摸表面移动他的手指时，通过电容变化的采集来操作投射的电容触摸屏表面。轻轻接触是充分的，允许一个或多个光标的位移，但是这些触摸表面不与手套或任何触针一起工作。此外，以敲击力为条件的确认是不可能的。作为例子，国际申请WO2004061808描述了这种类型的一种触摸传感器。

电阻触摸表面使得可以在一定程度上监控敲击力，以便与手套和任何触针一起工作。然而，却再也不可能通过简单的轻轻触摸实现光标的位移。

2009年11月17日，申请人申请了号码为0905510的法国专利申请。在该专利申请中公开的装置提供了一种克服上面提到缺陷的方式。实践中，它能够在手指接近屏幕时以电容模式工作，并且基于与某一力匹配的物理接触而以电阻模式工作。

然而，现有技术的该装置不可能给出与通过使用者施加给面板的力有关的可靠信息。现有技术中已知的当前装置利用对压力或位移敏感的元件，粗略地布置在触摸表面的拐角处，比如在国际申请WO2008065205A1中。这些装置仅给出施加力的结果，而没有敲击点的数量，也没有它们的位置和强度。

此外，它们需要额外的装置，传感器，机械元件和调节电子元件。

在专利申请US2009237374A1中描述了另一新颖的实施例装置，但是触摸表面不得不特别地在它的两个有源层之间添加压力敏感元件。

在国际申请WO2010027591A2中描述了在屏幕的外围处利用多个压力敏感元件的混合装置。然而，仍不可能不添加压力敏感元件来测量敲击的定位压力。

发明内容

本发明使得可以克服上面提到的缺陷，并且其目的是提出一种能够测量施加至触摸屏的力的触摸屏装置。

更具体地，本发明涉及一种用于测量通过激励器施加至触摸屏装置的力的方法，所述触摸屏装置包括具有多个传导行的刚性第一衬底和具有垂直于所述行的多个传导列的柔性第二衬底，有利地，该方法包括下面的步骤：

-第一步骤，测量存在于行和列之间节点处的阻抗，

-第二步骤，计算对应于行和列之间节点处的耦合电容的所述阻抗的电容分量，

-第三步骤，通过所述阻抗的电容分量值检测激励器和触摸屏的表面之间的接触，

-第四步骤：分析所述阻抗的电容分量变化，以便测量对应于激励器和触摸屏的表面之间的接触的瞬时之后施加至所述触摸屏装置的力，电容分量的变化与施加的力成比例。

有利地，在第四步骤中，当力被施加于触摸屏时，至少在位于对应于激励器和触摸屏表面之间接触的瞬时之后以及对应于第一和第二衬底之间接触的瞬时之前的时间间隔期间计算电容分量的变化。

有利地，该方法包括存储存在于行和列之间每一个节点上的阻抗的映射的第五步骤。

本发明也涉及一种触摸屏装置，该触摸屏装置包括具有多个传导行的刚性第一衬底和具有垂直于所述行的多个传导列的柔性第二衬底。有利地，该装置还包括采集电子元件和处理电子元件，采集电子元件能够测量存在于行和列之间的节点处的阻抗，并且处理电子元件能够计算所述阻抗的电容分量和根据与所述阻抗的电容分量变化有关的数据计算施加至所述触摸屏装置的力。

本发明涉及一种包括至少一个显示屏和依据本发明的一个触摸屏装置的显示装置。

该显示装置可以是用于被飞行员和副飞行员分开或同步使用的飞行器指令面板显示器。

附图说明

从阅读下面的作为非限制性的例子给出的说明书以及从附图中将更好地理解本发明，并且其他优点将变得明显，其中：

图1表示压力效应下触摸屏的变形；

图2表示依据本发明的触摸屏的一般原理；

图3表示依据本发明的触摸屏装置的电路图；

图4表示包括所述触摸屏装置的行和列的交叉的电路图；

图5，6，7，8和9表示在不同的情况中通过所述触摸屏的使用者的手指或手产生的所述交叉处阻抗的变化；

图10，11和12表示依据本发明的触摸屏装置的三种使用模式。