(57)【要約】      （修正有）【課題】圧力感知モジュールと、タッチパネルと、タッチパネルの二点タッチ圧力を検出する方法とを提供する。【解決手段】圧力感知モジュール１０は、基板と、基板上に形成される感知層とを備える。感知層は、複数の圧力感知ユニット１２１を備える。圧力感知ユニットは、基板の対称軸に沿って軸対称に設けられ、第１圧力感知領域１１２と第２圧力感知領域１１３とを構成する。圧力感知ユニットは、同じ抵抗値を有する４つの抵抗器を備える。４つの抵抗器は、ホイートストンブリッジとして構成され、抵抗器のうち２つの抵抗器のパターン形状が同じ延在方向を有し、互いに隣接していない。タッチパネルは、上述した圧力感知モジュールを備える。タッチパネルの二点タッチ圧力を検出する方法が、タッチパネル上の二点タッチ圧力を検出するのに用いられる。【選択図】図１Ｂ
2020030832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧力感知モジュールであって、
基板と、
該基板上に形成される感知層であって、前記基板の対称軸に沿って軸対称に設けられる複数の圧力感知ユニットを備え、第１圧力感知領域と第２圧力感知領域とを構成する、感知層と、を備え、
前記圧力感知ユニットはそれぞれ、略同じ抵抗値を有する４つの抵抗器を備え、該４つの抵抗器はホイートストンブリッジとして構成され、抵抗器のうち２つの抵抗器のパターン形状が同じ延在方向を有し互いに隣接していない、
圧力感知モジュール。
【請求項２】
前記基板は矩形の基板であり、
前記圧力感知ユニットは前記基板の４つの角に設けられ、
前記角のそれぞれに設けられた前記圧力感知ユニットは矩形に形成されており、
第１の角度は、前記圧力感知ユニットの第１の辺又は第２の辺と、前記基板のＸ軸方向の辺との間の角度とで同じであり、又は、
第２の角度は、前記圧力感知ユニットの第１の辺又は第２の辺と、前記Ｘ軸方向に直交する前記基板のＹ軸方向の辺との間の角度とで同じである、
請求項１に記載の圧力感知モジュール。
【請求項３】
前記第１の角度及び前記第２の角度は３５°〜５５°の範囲内である、
請求項２に記載の圧力感知モジュール。
【請求項４】
前記第１の角度及び前記第２の角度は４５°である、
請求項３に記載の圧力感知モジュール。
【請求項５】
延在方向が同じであるパターン形状を有する前記２つの抵抗器は対角線上に分布している、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧力感知モジュール。
【請求項６】
延在方向が同じである前記パターン形状を有する前記２つの抵抗器は抵抗器の第１グループと定義され、他の２つの抵抗器は抵抗器の第２グループと定義され、前記第１グループの抵抗器のパターン形状及び前記第２グループの抵抗器のパターン形状は、延在方向が異なる、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧力感知モジュール。
【請求項７】
前記第１グループの抵抗器のパターン形状の延在方向と、前記第２グループの抵抗器のパターン形状の延在方向とは互いに直交する、
請求項６に記載の圧力感知モジュール。
【請求項８】
タッチパネルであって、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の前記圧力感知モジュールと、
位置情報を検出するように構成されたタッチ感知ユニットと、
を備える、
タッチパネル。
【請求項９】
請求項８に記載の前記タッチパネルの二点タッチ圧力を検出する方法であって、該方法は、
第１のタッチ力ＦＡを前記第１圧力感知領域に加え第２のタッチ力ＦＢを前記第２圧力感知領域に加えて前記第１のタッチ力ＦＡ及び前記第２のタッチ力ＦＢのタッチ位置を感知し、それぞれタッチ点の位置情報を取得すること、
前記第１圧力感知領域における前記圧力感知ユニットの第１の測定値Ｆ１と前記第２圧力感知領域における前記圧力感知ユニットの第２の測定値Ｆ２とをそれぞれ取得し、既知の力Ｆが前記タッチパネルに加えられた際、前記第１圧力感知領域における前記圧力感知ユニットにより取得された任意のタッチ点における力Ｆの成分比ＫＡと前記第２圧力感知領域における前記圧力感知ユニットにより取得された任意のタッチ点における力Ｆの成分比ＫＢとを取得すること、及び
前記取得された第１のタッチ力ＦＡ及び前記第２のタッチ力ＦＢの前記タッチ点の位置、前記第１の測定値Ｆ１及び前記第２の測定値Ｆ２に応じて、前記第１のタッチ力ＦＡ及び前記第２のタッチ力ＦＢに対応する前記タッチ点の前記成分比ＫＡ及びＫＢを取り出すことであって、それにより前記第１のタッチ力ＦＡ及び前記第２のタッチ力ＦＢを算出すること、
を含み、
前記タッチ点の前記成分比ＫＡは、前記第１圧力感知領域における前記第１のタッチ力ＦＡのそれぞれ対応するタッチ点の比例成分ＫＡ１と、前記第２圧力感知領域における前記第２のタッチ力ＦＢのそれぞれ対応するタッチ点の比例成分ＫＡ２とを含み、
前記タッチ点の前記成分比ＫＢは、前記第１圧力感知領域における前記第１のタッチ力ＦＡのそれぞれ対応するタッチ点の比例成分ＫＢ１と、前記第２圧力感知領域における前記第２のタッチ力ＦＢのそれぞれ対応するタッチ点の比例成分ＫＢ２とを含み、
ＦＡ＝（Ｆ１＊ＫＢ２−Ｆ２＊ＫＡ２）／（ＫＡ１＊ＫＢ２−ＫＢ１＊ＫＡ２）、
ＦＢ＝（Ｆ２＊ＫＡ１−Ｆ１＊ＫＢ２）／（ＫＡ１＊ＫＢ２−ＫＢ１＊ＫＡ２）である、
方法。
【請求項１０】
ＫＡ１及びＫＡ２の値はＸ軸座標と多変量曲線の正規相関があり、
前記ＫＡ１及びＫＡ２の値は前記Ｘ軸に直交するＹ軸上で対称であり、
前記ＫＡ１及びＫＡ２の値は正規化され、
ＫＢ１及びＫＢ２の値は前記Ｘ軸座標と多変量曲線の正規相関があり、
前記ＫＢ１及びＫＢ２の値は前記Ｙ軸上で対称であり、
前記ＫＢ１及びＫＢ２の値は正規化される、
請求項９に記載のタッチパネルの二点タッチ圧力を検出する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、参照により本明細書に取り込まれる、２０１８年８月２４日に出願された中国出願番号第２０１８１０９７３１９４．１号に対する優先権を主張する。
【０００２】
本開示はタッチディスプレイの分野に関し、特に、圧力感知モジュール、タッチパネル、及びタッチパネルの二点タッチ圧力を検出する方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
近年、タッチパネルは使用の容易さ、直観性、及び柔軟性ゆえ、タブレット、スマートフォン、及びウルトラブック等のパーソナルモバイル通信装置及び統合情報端末にとって主な人間―コンピュータ相互作用手段となっている。
【０００４】
既存のタッチパネルはタッチ面上の位置タッチ、すなわち、Ｘ軸及びＹ軸の位置タッチをサポートすると共に、タッチ面に垂直な、すなわちＺ軸の一点タッチ圧力を感知するのみである。
【発明の概要】
【０００５】
圧力感知モジュールは少なくとも基板と、基板上に形成される感知層とを備える。感知層は複数の圧力感知ユニットを備える。複数の圧力感知ユニットは基板の対称軸に沿って軸対称に設けられ、第１圧力感知領域と第２圧力感知領域とを構成する。圧力感知ユニットは同じ抵抗値を有する４つの抵抗器を備える。４つの抵抗器はホイートストンブリッジを構成し、ホイートストンブリッジにおいては、抵抗器のうち２つの抵抗器のパターン形状が同じ延在方向を有し、互いに隣接していない。
【０００６】
好ましくは、基板は矩形の基板であり、圧力感知ユニットは基板の４つの角に設けられる。角のそれぞれにある圧力感知ユニットは矩形に形成されている。圧力感知ユニットの第１の辺又は第２の辺と基板のＸ軸方向の辺との間には同じ角度（ｉｎｃｌｕｄｅｄ  ａｎｇｌｅ）αが設けられる。代替的には、圧力感知ユニットの第１の辺又は第２の辺と基板のＹ軸方向の辺との間には同じ角度αが設けられる。
【０００７】
好ましくは、角度αは３５°〜５５°の範囲内である。
【０００８】
好ましくは、角度αは４５°である。
【０００９】
好ましくは、延在方向が同じパターン形状である２つの抵抗器は対角線上に分布している。
【００１０】
好ましくは、延在方向が同じであるパターン形状を有する２つの抵抗器は抵抗器の第１グループと定義され、他の２つの抵抗器は抵抗器の第２グループと定義される。第１グループの抵抗器のパターン形状及び第２グループの抵抗器のパターン形状は延在方向が異なる。
【００１１】
好ましくは、第１グループの抵抗器のパターン形状の延在方向と、第２グループの抵抗器のパターン形状の延在方向とは互いに直交する。
【００１２】
本開示はさらにタッチパネルを提供する。タッチパネルは上記の圧力感知モジュールと、位置情報を検出するよう構成されたタッチ感知ユニットとを備える。
【００１３】
本開示はまた、タッチパネルの二点タッチ圧力を検出する方法を提供し、該方法は、ステップＳ１：上記のタッチパネルを提供すること、ステップＳ２：第１のタッチ力ＦＡを第１圧力感知領域に加え第２のタッチ力ＦＢを第２圧力感知領域に加えて第１のタッチ力ＦＡ及び第２のタッチ力ＦＢのタッチ位置を感知し、それぞれタッチ点の位置情報を取得すること、ステップＳ３：第１圧力感知領域における圧力感知ユニットの第１の測定値Ｆ１と第２圧力感知領域における圧力感知ユニットの第２の測定値Ｆ２とをそれぞれ取得し、既知の力Ｆがタッチパネルに加えられた際、第１圧力感知領域における圧力感知ユニットにより取得された任意のタッチ点における力Ｆの成分比ＫＡと第２圧力感知領域における圧力感知ユニットにより取得された任意のタッチ点における力Ｆの成分比ＫＢとを取得すること、及びステップＳ４：取得された第１のタッチ力ＦＡ及び第２のタッチ力ＦＢのタッチ点の位置、及び第１の測定値Ｆ１及び第２の測定値Ｆ２に応じて、第１のタッチ力ＦＡ及び第２のタッチ力ＦＢに対応するタッチ点の成分比ＫＡ及びＫＢを取り出すことであって、それにより、第１のタッチ力ＦＡ及び第２のタッチ力ＦＢを算出することを含む。タッチ点の成分比ＫＡは第１圧力感知領域における第１のタッチ力ＦＡのそれぞれ対応するタッチ点の比例成分ＫＡ１と、第２圧力感知領域における第２のタッチ力ＦＢのそれぞれ対応するタッチ点の比例成分ＫＡ２とを含む。タッチ点の成分比ＫＢは、第１圧力感知領域における第１のタッチ力ＦＡのそれぞれ対応するタッチ点の比例成分ＫＢ１と、第２圧力感知領域における第２のタッチ力ＦＢのそれぞれ対応するタッチ点の比例成分ＫＢ２とを含む。
ＦＡ＝（Ｆ１＊ＫＢ２−Ｆ２＊ＫＡ２）／（ＫＡ１＊ＫＢ２−ＫＢ１＊ＫＡ２）
ＦＢ＝（Ｆ２＊ＫＡ１−Ｆ１＊ＫＢ２）／（ＫＡ１＊ＫＢ２−ＫＢ１＊ＫＡ２）
【００１４】
好ましくは、ＫＡ１及びＫＡ２の値はＸ軸座標と多変量曲線の正規相関を有する。ＫＡ１及びＫＡ２の値はＹ軸上で対称である。ＫＡ１及びＫＡ２の値は正規化される。
【００１５】
同時に、ＫＢ１及びＫＢ２の値はＸ軸座標と多変量曲線の正規相関を有する。ＫＢ１及びＫＢ２の値はＹ軸上で対称である。ＫＢ１及びＫＢ２の値は正規化される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】図１Ａは、本開示の少なくとも１つの実施形態にかかる圧力感知モジュールの断面構成図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本開示の少なくとも１つの実施形態にかかる圧力感知モジュールの平面構成図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本開示の少なくとも１つの実施形態にかかる圧力感知モジュールの圧力感知ユニットの変形構成の構成図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本開示の少なくとも１つの実施形態にかかる圧力感知モジュールの圧力感知ユニットの別の変形構成の構成図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本開示の少なくとも１つの実施形態にかかる圧力感知モジュールの圧力感知ユニットの別の変形構成の構成図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本開示の少なくとも１つの実施形態にかかる圧力感知モジュールの圧力感知ユニットの構成図であり、角度αだけ回転させて基板に配置された様子を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａの部分拡大図である。
【図４】図４は、本開示の少なくとも１つの実施形態にかかる圧力感知モジュールの変形を示す構成図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本開示の少なくとも１つの実施形態にかかる圧力感知モジュールにおける感知ユニットのブリッジ回路の構成図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本開示の少なくとも１つの実施形態にかかる圧力感知モジュールにおける等アーム（ｅｑｕａｌ−ａｒｍ）ブリッジの等価回路図である。
【図６Ａ】図６Ａは、本開示の少なくとも１つの実施形態にかかる圧力感知モジュールにおけるブリッジに含まれる４つの抵抗器のパターン形状及びそれらの配線の構成図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、図６Ａの抵抗器Ｒ１の総突出長の概略図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本開示の少なくとも１つの実施形態にかかる圧力感知モジュールの変形構成の概略図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、複数の圧力感知モジュールの接続を示す構成図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本開示の少なくとも１つの実施形態にかかるタッチパネルの構成図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本開示の少なくとも１つの実施形態にかかるタッチパネルの変形構成の概略図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、本開示の少なくとも１つの実施形態にかかるタッチパネルの別の変形構成の概略図である。
【図８Ｄ】図８Ｄは、本開示の少なくとも１つの実施形態にかかるタッチパネルの別の変形構成の概略図である。
【図９】図９は、本開示の少なくとも１つの実施形態にかかるタッチパネルの二点タッチ圧力を検出する方法を示すフローチャートである。
【図１０Ａ】図１０Ａは、タッチパネルの内部圧力感知ユニットの分布を示す構成図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、タッチパネルの内部タッチ感知ユニットの分布を示す構成図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、タッチパネルに加えられたタッチ力の構成図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、加えられたタッチ力を検出するためのタッチパネルの第１圧力感知領域における圧力感知ユニットの構成図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、タッチパネル上の各タッチ感知ユニットに一定の値の圧力が加えられた場合に、第１圧力感知領域における圧力感知ユニットにより検出される対応するタッチ点の成分比ＫＡの分布を示す構成図である。
【図１１Ｄ】図１１Ｄは、タッチパネルの各タッチ感知ユニットに一定の値の圧力が加えられた場合に、第１圧力感知領域における圧力感知ユニットにより検出される対応するタッチ点の成分比ＫＡとＸ軸との間の関係の概略図である。
【図１１Ｅ】図１１Ｅは、タッチパネル上の各タッチ感知ユニットに一定の値の圧力が加えられた場合に、第１圧力感知領域における圧力感知ユニットにより検出されるタッチ圧力とＹ軸との間の機能関係図である。
【図１１Ｆ】図１１Ｆは、第１圧力感知領域における圧力感知ユニットにより検出されるタッチ点の成分比ＫＡとＸ軸との間の関係と、タッチ圧力とＹ軸の関数との積との間の機能関係図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、加えられたタッチ力を検出するためのタッチパネルの第２圧力感知領域における圧力感知ユニットの構成図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、タッチパネルの各タッチ感知ユニットに一定の値の圧力が加えられた場合に、第２圧力感知領域における圧力感知ユニットにより検出される対応するタッチ点の成分比ＫＢの分布を示す構成図である。
【図１２Ｃ】図１２Ｃは、タッチパネルの各タッチ感知ユニットに一定の値の圧力が加えられた場合に、第２圧力感知領域における圧力感知ユニットにより検出される対応するタッチ点の成分比ＫＢとＸ軸との間の関係を示す概略図である。
【図１２Ｄ】図１２Ｄは、タッチパネル上の各タッチ感知ユニットに一定の値の圧力が加えられた場合に、第２圧力感知領域における圧力感知ユニットにより検出されるタッチ圧力とＹ軸との間の機能関係図である。
【図１２Ｅ】図１２Ｅは、第２圧力感知領域における圧力感知ユニットにより検出されるタッチ点の成分比ＫＢとＸ軸との間の関係と、タッチ圧力とＹ軸の関数との積との間の関係を示す機能関係図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、タッチパネルの第１圧力感知領域と第２圧力感知領域とにおいてタッチ力を加える様子を示す構成図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、タッチパネルの第１圧力感知領域と第２圧力感知領域とにおいてタッチ力を加えたテスト結果を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（詳細な説明）
本開示の目的、技術的解決及び利点をより明確にするために、本開示は、添付の図面及び実施形態を参照することにより以下により詳細に記載される。本明細書に記載する具体的な実施形態は本開示の例示に過ぎず本発明を限定するものではないことを理解されたい。
【００１８】
図１Ａ及び図１Ｂを参照すると、本開示の少なくとも１つの実施形態にかかる圧力感知モジュール１０は、基板１１と基板１１の表面上に形成される圧力感知層１２とを備える。圧力感知層１２は、複数の圧力感知ユニット１２１とボンディングエリア１２２とを備える。圧力感知ユニット１２１は長方形の構造又は正方形の構造等の矩形構造であってもよく、圧力感知ユニット１２１は基板１１の表面の上に軸対称に分布されてもよく、基板１１は互いに軸対称の２つの圧力感知領域、すなわち第１圧力感知領域１１２及び第２圧力感知領域１１３を形成する。第１圧力感知領域１１２及び第２圧力感知領域１１３の対称軸はＸ軸であってもＹ軸であってもよいが、ここでは限定されない。第１圧力感知領域１１２の圧力感知ユニット１２１及び第２圧力感知領域１１３の圧力感知ユニット１２１はそれぞれ信号接続線によりボンディングエリア１２２に接続され、且つボンディングエリア１２２を介して外部検出回路又はチップに電気的に接続され、それにより圧力を感知することができる。
【００１９】
図２Ａを参照すると、基板１１は矩形に形成されている。４個の圧力感知ユニット１２１が基板１１の中央の領域に配置され、そのうち２つの圧力感知ユニット１２１が第１圧力感知領域１１２に設けられ、その他の２つの圧力感知ユニット１２１が第２圧力感知領域１１３に設けられる。第１圧力感知領域１１２の感知ユニット１２１と第２圧力感知領域１１３の感知ユニット１２１とは基板１１のＹ軸において軸対称である。
【００２０】
図２Ｂを参照すると、基板１１は矩形に形成されており、４個の圧力感知ユニット１２１が基板１１の４つの角に配置され、そのうち２つの圧力感知ユニット１２１が第１圧力感知領域１１２に設けられ、その他の２つの圧力感知ユニット１２１が第２圧力感知領域１１３に設けられている。第１圧力感知領域１１２の感知ユニット１２１と第２圧力感知領域１１３の感知ユニット１２１とは基板１１のＹ軸において軸対称である。
【００２１】
図２Ｃを参照すると、基板１１は矩形に形成されており、１０個の圧力感知ユニット１２１が基板１１の上に配置され、そのうちの４個の圧力感知ユニット１２１のうち２つ及び他の２つは基板１１の４つの角に対称に設けられ、残りの６個の圧力感知ユニット１２１は第１圧力感知領域１１２及び第２圧力感知領域１１３内に対称に分布している。
【００２２】
図３Ａ−図３Ｂを参照すると、幾つかの実施形態では、基板１１は矩形に形成されており、基板１１の４つの角が対応して圧力感知ユニット１２１を備える場合、基板１１の４つの角にある圧力感知ユニット１２１の第１の辺１２１１又は第２の辺１２１２と、基板１１のＸ軸方向の辺との間には同じ角度αがあり、又は基板１１の４つの角にある圧力感知ユニット１２１の第１の辺１２１１又は第２の辺１２１２と、基板１１のＹ軸方向の辺との間には同じ角度αがある。角度αは３５°〜５５°の範囲内、好ましくは４５°である。角度αで基板１１の４つの角に位置する圧力感知ユニット１２１は、圧力感知ユニット１２１により検出された任意の二点タッチ圧力値を互いにオフセットしないか又はわずかにオフセットさせるのみである。したがって圧力感知モジュール１０は二点タッチ圧力をより正確に測定することができる。
【００２３】
要するに、複数の圧力感知ユニット１２１はＸ軸及び／又はＹ軸方向に沿って基板１１上に軸対称に分布していさえすればよく、よって２つの対称に配置された圧力感知領域を画定する。圧力感知ユニット１２１の数は限定されない。
【００２４】
図４を参照すると、圧力感知モジュール１０が指で押圧されると、圧力感知層１２上の圧力感知ユニット１２１が押圧力により変形し、すなわち、体積が変化し、それが圧力感知ユニット１２１の抵抗に影響を与え、かくして圧力感知ユニット１２１の抵抗変化が取得され指の押圧力を得ることができる。
【００２５】
図５Ａ−図５Ｂを参照すると、圧力感知ユニット１２１はそれぞれ独立して設けられたブリッジ１１１であり、ブリッジ１１１は４つの抵抗器から成ってもよい。４つの抵抗器の抵抗値は同じである。４つの抵抗器は、抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２、抵抗器Ｒ３、及び抵抗器Ｒ４であり、抵抗器Ｒ１は抵抗器Ｒ２と直列に接続され、抵抗器Ｒ３は抵抗器Ｒ４と直列に接続され、２つの直列回路は並列に接続されてホイートストンブリッジを形成する。さらに、第１の電源端子は抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ３との間に接続され、接地接続が抵抗器Ｒ２と抵抗器Ｒ４との間に接続される。図５Ａに示すように、ブリッジ１１１のＣ端子とＡ端子とは信号出力のために増幅器１２６に接続され、増幅器１２６は電源の陽極及び陰極に接続されてもよい。
【００２６】
図５Ｂに示すように、タッチ力が加えられていない場合、ブリッジ１１１は平衡状態にある。タッチ力が加えられると、押圧位置付近の１つ又は複数のブリッジ１１１が変形して抵抗値を変化させ、ホイートストンブリッジバランスが崩れ確実に出力電位差信号Ｕ０を変化させる（図５Ｂに示すようにＵＡＣ）。異なる圧力は異なる抵抗値に対応し、異なる電位差信号がそれに応じて生成される。したがって、対応する圧力値は、ホイートストンブリッジの電位差信号Ｕ０を算出し且つ処理することにより得られる。
【００２７】
抵抗器Ｒ１の２つの端子の電圧降下は以下のように表される。
2020030832.tif 000003
【００２８】
抵抗器Ｒ３の２つの端子の電圧降下は以下のように表される。
2020030832.tif 000004
【００２９】
ブリッジから出力される電圧Ｕ０は以下のように表される。
2020030832.tif 000005
【００３０】
式（３）から、Ｒ１Ｒ４＝Ｒ２Ｒ３である場合、ブリッジ１１１の出力電圧Ｕ０は０に等しく、ブリッジ１１１は平衡状態にあることが分かる。
【００３１】
さらに、平衡状態にあるブリッジ１１１の各ブリッジアーム抵抗の変化がΔＲ１、ΔＲ２、ΔＲ３、及びΔＲ４であると仮定すると、ブリッジ１１１の出力電圧Ｕ０はさらに以下のように表される。
2020030832.tif 000006
【００３２】
平衡条件Ｒ１Ｒ４＝Ｒ２Ｒ３を上記式（４）に代入し、さらに、高次トレース（ｈｉｇｈ−ｏｒｄｅｒ  ｔｒａｃｅ）を省くためにΔＲがＲよりもはるかに小さいことを考慮すると、ブリッジの出力電圧は以下のように表される。
2020030832.tif 000007
【００３３】
本開示では、ブリッジ１１１の抵抗の抵抗値は等しく、すなわち、Ｒ１＝Ｒ２＝Ｒ３＝Ｒ４＝Ｒとなり、したがって上記式（５）はさらに以下のように表される。
2020030832.tif 000008
【００３４】
さらに、ブリッジ１１１の４つの抵抗器（抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２、抵抗器Ｒ３及び抵抗器Ｒ４）が歪みゲージであり、それらの感度Ｋが同じである場合、指で圧力感知層１２を押した後、指での押圧動作により生じる抵抗変化と対応する抵抗器の初期抵抗値との比と、抵抗器が押された後の歪みとの間の関係は以下の通りである。
△Ｒ／Ｒ＝Ｋε    （７）
【００３５】
上記式（６）を式（７）と組み合わせることにより、ブリッジ１１１の出力圧力Ｕ０はさらに以下のように表すことができる。
2020030832.tif 000009
【００３６】
上記式（８）から分かるように、ブリッジ１１１の出力電圧Ｕ０は４つの抵抗器の歪みに関係する。上記式（８）をさらに単純化するために、ブリッジ１１１は、パターン形状の延在方向が同じである２つの抵抗器を含む。
【００３７】
図６Ａを参照すると、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ４との両方、及び抵抗器Ｒ２と抵抗器Ｒ３との両方がパターン形状の延在方向が同じであるため、ブリッジ１１１は、延在方向と一致したＸ方向の歪みとＹ方向の歪みを有する。ここでの、また以下の記載での延在方向とは、ある方向における抵抗器のパターン形状の総突出長が他の方向における抵抗器のパターン形状の総突出長よりも長く、またその方向が抵抗器のパターン形状の延在方向であることを意味する。
【００３８】
さらに、抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２、抵抗器Ｒ３及び抵抗器Ｒ４間のホイートストンブリッジを形成するために、且つ電気的接続を達成するために、本実施形態では、図６Ａに示すように、圧力感知モジュール１０はさらにボンディング領域１１４を備え、抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２、抵抗器Ｒ３及び抵抗器Ｒ４は独立してボンディング領域１１４に配線されている。
【００３９】
図６Ｂを参照して、図６Ａに示す抵抗器Ｒ１を例として説明する。抵抗器のパターン形状の総突出長は、Ｘ方向に沿った総突出長ｄとＹ方向に沿った総突出長ｈとに分けることができ、抵抗器のパターン形状はＸ方向又はＹ方向に沿った複数のセグメントに分けられる。図６Ｂに示すように、Ｘ方向に沿った総突出長ｄは線分ｄ１、線分ｄ２、線分ｄ３、線分ｄ４、線分ｄ５及び線分ｄ６の和に等しく、Ｙ方向に沿った総突出長ｈは線分ｈ１、線分ｈ２、線分ｈ３、線分ｈ４及び線分ｈ５の和に等しい。図６Ｂから分かるように、Ｘ方向に沿った総突出長ｄはＹ方向に沿った総突出長ｈよりも長い。したがって、Ｘ方向に沿った抵抗器Ｒ１の総突出長が位置する方向は抵抗器Ｒ１の延在方向Ｐである。
【００４０】
上記の方法によれば、抵抗器Ｒ２、抵抗器Ｒ３及び抵抗器Ｒ４に対応する延在方向をそれぞれ得ることができ、具体的なステップについてはここでは再び説明しない。
【００４１】
本開示では、延在方向が同じである２つの抵抗器のパターン形状は隣接して配置されない。すなわち、抵抗器Ｒ１及び抵抗器Ｒ４の延在方向は、Ｘ方向に沿った総突出長ｄが位置する方向であり、抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ４とは隣接して配置されない。抵抗器Ｒ２及び抵抗器Ｒ３の延在方向はＹ方向に沿った総突出長ｈが位置する方向であり、抵抗器Ｒ２と抵抗器Ｒ３とは隣接して配置されない。ここにかつ以下に記載する隣接して配置されない２つの抵抗器はＸ方向又はＹ方向に沿って隣接して配置されないと理解することができる。
【００４２】
さらに、延在方向が同じであるパターン形状を有する２つの抵抗器は対角線上に配置されている。すなわち、特に、抵抗器Ｒ１及び抵抗器Ｒ４は対角線上に配置され、抵抗器Ｒ２及び抵抗器Ｒ３は対角線上に配置される。
【００４３】
幾つかの好適な実施形態では、延在方向が同じである圧力感知ユニット１２１（すなわち、ブリッジ１１１）の２つの抵抗器は抵抗器の第１グループとされ、他の２つの抵抗器は抵抗器の第２グループとされ、第１グループの抵抗器のパターン形状の延在方向は、第２グループの抵抗器のパターン形状の延在方向とは異なる。すなわち、第１グループの抵抗器は抵抗器Ｒ１及び抵抗器Ｒ４を含み、第２グループの抵抗器は抵抗器Ｒ２及び抵抗器Ｒ３を含む。
【００４４】
より好ましくは、第１グループの抵抗器のパターン形状の延在方向と第２グループの抵抗器のパターン形状の延在方向とは互いに直交する。すなわち、抵抗器Ｒ１及び抵抗器Ｒ４のパターン形状の延在方向と抵抗器Ｒ２及び抵抗器Ｒ３のパターン形状の延在方向とは互いに直交する。特に、第１の方向に沿った抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ４とのパターン形状の総突出長は第２の方向に沿った抵抗器Ｒ１と抵抗器Ｒ４とのパターン形状の総突出長よりも大きく、かつ第２の方向に沿った抵抗器Ｒ２と抵抗器Ｒ３とのパターン形状の総突出長は第１の方向に沿った抵抗器Ｒ２と抵抗器Ｒ３とのパターン形状の総突出長よりも大きい。ここで、第１の方向と第２の方向とは直交している。
【００４５】
本実施形態では、圧力感知層１２の１つの圧力感知ユニット１２１のみ（すなわち、ブリッジ１１１）が抵抗器の具体的なレイアウト及び構造的関係を示すために用いられる。実際の応用レベルにおいては、圧力感知層１２は異なる抵抗パターン形状又は分布を有する１つ又は複数の圧力感知ユニット１２１を含んでもよい。
【００４６】
本実施形態では、それぞれの抵抗（抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２、抵抗器Ｒ３、及び抵抗器Ｒ４）は金属ワイヤから構成されてもよい。金属ワイヤの材料は、銅、銀、アルミニウム、金等のうちのいずれか１つ又はそれらの組み合わせを含むが、それらに限定されない。また、金属ワイヤは、その抵抗変化が主に指で押された後の体積変化によって引き起こされる材料を含み、すなわち、材料はブリッジ１１１が指によるタッチ力を受けた後の第１の方向及び第２の方向に沿った歪みを感知することができるものである。
【００４７】
図１及び図６Ａを参照すると、具体的には、第１の方向はＸ方向に対応し、第２の方向はＹ方向に対応する。第１の圧力感知ユニット１２１（すなわち、ブリッジ１１１）における４つの抵抗器はアレイ状に配置されており、全てがエッチングによって基板１１上に形成される。１つのブリッジ１１１において、対角線上に配置された２つの抵抗器（すなわち、抵抗器Ｒ１及び抵抗器Ｒ４）は第１の方向（Ｘ方向）を延在方向とする櫛形形状を採用し、対角線上に配置された他の２つの抵抗器（すなわち、抵抗器Ｒ２及び抵抗器Ｒ３）は第２の方向（Ｙ方向）を延在方向とする櫛形形状を採用している。このような設計を採用することにより、Ｘ方向及びＹ方向に沿ったブリッジ１１１の抵抗値の変化を互いに異ならせることができ、それによりブリッジ１１１の電圧出力値を大きくすることができる。ブリッジ１１１における４つの抵抗器は比較的近いため、加熱の度合い及び圧力の度合いが実質的に同じであり、したがって、１つの抵抗器のみが不均一に加熱されたり圧力を受けたりすることが容易ではなくなる。
【００４８】
さらに、図６Ａに示すように、櫛形形状の抵抗器間の距離があまりに大きいと、４つの抵抗器に与える温度の影響がばらばらになり、温度により引き起こされる歪みが同じではなくなる。したがって、温度による出力電圧Ｕ０はゼロにはならず、ブリッジのバランスに影響を与える。しかしながら、櫛形形状の抵抗器間の距離があまりに小さいと、指により押下された後タッチ力により引き起こされる変化信号の信号対雑音比に影響を与えることになる。したがって、より良い感知効果を得るために、本開示では、抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２、抵抗器Ｒ３、及び抵抗器Ｒ４の内の２つの隣接する抵抗器のパターン形状の間の距離が０．０１ｍｍ〜２ｍｍの範囲内に維持され、それにより同じ領域での加熱の均一性を向上させる。
【００４９】
本実施形態では、ブリッジ１１１の抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２、抵抗器Ｒ３、及び抵抗器Ｒ４の抵抗値が同じであり、また指により押下された際のタッチ力によって引き起こされる抵抗変化及び４つの抵抗器の温度変化が同じであると仮定することにより、式（７）に示したΔＲ／Ｒ＝Ｋε（Ｋは感度）を用いて、指により押下された後の電気抵抗器Ｒ１、抵抗器Ｒ２、抵抗器Ｒ３及び抵抗器Ｒ４により生じる歪みの関係はε１＝ε４＝εｘかつε２＝ε３＝εｙのように表されることが分かる。したがって、上記式（８）はさらに以下の式に変換される。
2020030832.tif 000010
【００５０】
上記式（９）から分かるように、圧力ＵＢＤは測定によって得ることができる。Ｋは金属ワイヤの材料に関連する抵抗感度である。押下された後のブリッジ１１１のＸ方向の歪みはεｘと表され、押下された後のブリッジ１１１のＹ方向の歪みはεｙと表される。これらの歪みは抵抗歪みゲージの測定により得られる。
【００５１】
上記式（９）により得られるブリッジ１１１の出力電圧Ｕ０は、指によりブリッジ１１１が押下された後のＸ方向の歪みεｘとＹ方向の歪みεｙとの間の差の絶対値に関係していることが分かる。
【００５２】
幾つかの実施形態では、ブリッジ１１１が指によって押圧された後のＸ方向における歪みεｘとＹ方向における歪みεｙとの間の差を大きくするために、圧力感知層１２のアスペクト比はさらに異なるように設定されてもよい。すなわち、Ｘ方向に沿った感知層１２の長さは、Ｙ方向に沿った感知層１２の長さとは異なる。
【００５３】
図７Ａと図７Ｂを参照すると、幾つかの実施形態では、圧力感知モジュール２０は、圧力感知ユニット２１１、選択チップ２１３、圧力感知回路２１４、及びタッチ感知回路２１５を備える。
【００５４】
特に、圧力感知モジュール２０では、複数の圧力感知ユニット２１１が基板（図示せず）の表面上にアレイ状に配置される。圧力感知ユニット２１１のそれぞれは独立して配置されたブリッジ２１１であり、ブリッジ２１１は４つの抵抗器、すなわち抵抗器Ｒ１ａ’、抵抗器Ｒ２ａ’、抵抗器Ｒ３ａ’、及び抵抗器Ｒ４ａ’を備える。４つの抵抗器はボンディング領域２１２と電気的に接続されさらにボンディング領域２１２を介して選択チップ２１３と接続されている。選択チップ２１３はさらに選択スイッチ（図示せず）を備え、選択スイッチは圧力感知回路２１４とタッチ感知回路２１５とに電気的に接続されている。
【００５５】
圧力感知及びタッチ感知を実現するために、好ましくは、スキャンが時分割スキャンにより行われる。すなわち、スキャン期間が圧力感知（すなわち、第１のタイミング）の場合、選択チップ２１３の選択スイッチが圧力感知回路２１４をオンにするように切り替わり、その結果抵抗器Ｒ１ａ’、抵抗器Ｒ２ａ’、抵抗器Ｒ３ａ’及び抵抗器Ｒ４ａ’が圧力感知回路２１４に接続される。指で押された後、抵抗器Ｒ１ａ’、抵抗器Ｒ２ａ’、抵抗器Ｒ３ａ’及び抵抗器Ｒ４ａ’の体積は変化し、それにより歪みと抵抗値が変化し、歪みに応じてタッチ力が感知される。
【００５６】
スキャン期間がタッチ感知（すなわち、第２のタイミング）である場合、選択チップ２１３内の選択スイッチ（図示せず）はタッチ感知回路２１５に接続され、これにより抵抗器Ｒ１ａ’、抵抗器Ｒ２ａ’、抵抗器Ｒ３ａ’及び抵抗器Ｒ４ａ’はタッチ感知回路２１５に電気的に接続され、自己静電容量センシング方式により指の押圧位置を感知する。
【００５７】
さらに、圧力感知モジュールの感知効果を改善するために、図７Ｂに示すような複数のブリッジ２１１の配置が提供される。複数のブリッジ２１１はアレイ状に分布し、基板の１つの表面上にのみ配置される。このような設計により、時分割方式を用いて多点圧力タッチ感知をさらに実現できる。
【００５８】
図８Ａを参照すると、本開示の第２の実施形態はタッチパネル１００を提供し、タッチパネル１００は圧力感知モジュール１０、タッチ感知モジュール２０、及び表示モジュール３０を備える。タッチ感知モジュール２０は圧力感知モジュール１０と表示モジュール３０との間に設けられる。
【００５９】
特に、圧力感知モジュール１０は第１の実施形態で提供した圧力感知モジュールと同じ構造及び機能を有する。すなわち、圧力感知モジュール１０は、基板１１と、基板１１の表面上に形成される圧力感知層１２とを有する。圧力感知層１２は複数の圧力感知ユニット１２１とボンディングエリア（図示せず）とを備える。複数の圧力感知ユニット１２１は、基板１１の表面上に軸対称に分布している。圧力感知ユニット１２１はそれぞれ信号接続線によりボンディングエリアに接続され、且つボンディングエリアを介して外部検出回路又はチップに電気的に接続されて圧力の感知が可能になる。
【００６０】
タッチ感知モジュール２０は、タッチ基板２１とタッチ基板２１の表面上に形成されるタッチ感知層２２とを備える。タッチ感知層２２は、アレイ状に分布したタッチ感知ユニット２２１を備える。タッチ感知ユニット２２１はそれぞれ、信号接続線によりボンディングエリア（図示せず）に接続され、且つボンディングエリアを介して外部検出回路又はチップに電気的に接続されてタッチ位置の感知が可能になる。
【００６１】
表示モジュール３０は、表示基板３１と、表示基板３１上に形成される表示層３２とを備える。好ましくは、表示モジュール３０はＯＬＥＤ表示モジュールである。
【００６２】
図８Ｂを参照すると、幾つかの実施形態では、表示モジュール３０はタッチ感知モジュール２０と圧力感知モジュール１０との間に設けられる。すなわち、表示モジュール３０は、タッチ感知層２２から離れたタッチ基板２１の辺と圧力感知モジュール１０との間に設けられる。好ましくは、表示モジュール３０はＯＬＥＤ表示モジュールである。
【００６３】
図８Ｃを参照すると、幾つかの実施形態では、圧力感知モジュール１０は表示モジュール３０とタッチ感知モジュール２０との間に設けられる。すなわち、圧力感知モジュール１０は、表示層３２から離れた表示基板３１の辺とタッチ感知モジュール２０との間に設けられる。好ましくは、表示モジュール３０はＯＬＥＤ表示モジュールである。
【００６４】
図８Ｄを参照すると、幾つかの実施形態では、圧力感知モジュール１０は表示モジュール３０の下方に設けられ、圧力感知層１２とタッチ感知層２２とは同じ層に配置されて基板１１を共有している。図９を参照すると、本開示の第３の実施形態はタッチパネルの二点タッチ圧力を検出する方法を提供し、この方法は以下のステップを含む。
【００６５】
ステップＳ１：第１のタッチ力ＦＡが第１圧力感知領域に加えられ第２のタッチ力ＦＢが第２圧力感知領域に加えられ、第１のタッチ力ＦＡ及び第２のタッチ力ＦＢのタッチ位置を感知し、それぞれタッチ点の位置情報を取得する。
【００６６】
図１０Ａを参照すると、タッチパネル１００が設けられる。タッチパネル１００は複数の圧力感知ユニット１２１を備える。圧力感知ユニット１２１は基板１１に対して軸対称に設けられる。対称軸はＸ軸であってもＹ軸であってもよい。圧力感知ユニット１２１の軸対称の構成はタッチパネル１００の第１圧力感知領域１１２と第２圧力感知領域１１３とを規定する。すなわち、タッチパネル１００はＸ軸又はＹ軸に沿って互いに軸対称の第１圧力感知領域１１２と第２圧力感知領域１１３とを規定する。
【００６７】
ユーザが第１圧力感知領域１１２及び第２圧力感知領域１１３にそれぞれ１本の指でのタッチを行う。すなわち、ユーザが第１圧力感知領域１１２に第１のタッチ力ＦＡを加え、第２圧力感知領域１１３に第２のタッチ力ＦＢを加えると、それらタッチ点の位置がそれぞれ得られる。第１圧力感知領域１１２に働くタッチ点は（Ｘ１、Ｙ１）、すなわち、第１のタッチ力ＦＡのタッチ点の位置は（Ｘ１、Ｙ１）である。第２圧力感知領域１１３に働くタッチ点は（Ｘ２、Ｙ２）、すなわち、第２のタッチ力ＦＢのタッチ点の位置は（Ｘ２、Ｙ２）である。
【００６８】
ステップＳ２：第１圧力感知領域における圧力感知ユニットの第１の測定値Ｆ１と第２圧力感知領域における圧力感知ユニットの第２の測定値Ｆ２がそれぞれ取得される。第１の測定値Ｆ１は、第１圧力感知領域１１２における第１のタッチ力ＦＡの成分ＦＡ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  １）と第１圧力感知領域１１２における第２のタッチ力ＦＢの成分ＦＢ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  １）との和である。すなわち、Ｆ１＝ＦＡ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  １）＋ＦＢ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  １）である。第２の測定値Ｆ２は、第２圧力感知領域１１３における第２のタッチ力ＦＢの成分ＦＢ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ２）と第２圧力感知領域１１３における第１のタッチ力ＦＡの成分ＦＡ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ２）との和である。すなわち、Ｆ２＝ＦＢ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ２）＋ＦＡ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ２）である。
【００６９】
力Ｆがタッチパネルに加わると、第１圧力感知領域における圧力感知ユニットにより得られる任意のタッチ点における力Ｆの成分比ＫＡと、第２圧力感知領域における圧力感知ユニットにより得られる任意のタッチ点における力Ｆの成分比ＫＢは以下の通りとなる。
Ｆ１＝ＦＡ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  １）＋ＦＢ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  １）＝ＦＡ＊ＫＡ１＋ＦＢ＊ＫＡ２    （１）
ＫＡ１＝ｆＡ（ｘ１）＊ｆＡ（ｙ１）    （２）
ＫＡ２＝ｆＡ（ｘ２）＊ｆＡ（ｙ２）    （３）
Ｆ２＝ＦＢ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ２）＋ＦＡ（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ２）＝ＦＢ＊ＫＢ２＋ＦＡ＊ＫＢ１    （４）
ＫＢ１＝ｆＢ（ｘ１）＊ｆＢ（ｙ１）    （５）
ＫＢ２＝ｆＢ（ｘ２）＊ｆＢ（ｙ２）    （６）
すなわち、ＫＡ＝ｆＡ（ｘ）＊ｆＡ（ｙ）、ＫＢ＝ｆＢ（ｘ）＊ｆＢ（ｙ）である。
【００７０】
ＦＡ＊ＫＡ１は、タッチ力ＦＡが座標（Ｘ１、Ｙ１）に加えられた時の第１圧力感知領域における圧力感知ユニットにより得られるタッチ強度である。
【００７１】
ＦＢ＊ＫＡ２は、タッチ力ＦＢが座標（Ｘ２、Ｙ２）に加えられた時の第１圧力感知領域における圧力感知ユニットにより得られるタッチ強度である。
【００７２】
ＦＢ＊ＫＢ２は、タッチ力ＦＢが座標（Ｘ２、Ｙ２）に加えられた時の第２圧力感知領域における圧力感知ユニットにより得られるタッチ強度である。
【００７３】
ＦＡ＊ＫＢ１は、タッチ力ＦＡが座標（Ｘ１、Ｙ１）に加えられた時の第２圧力感知領域における圧力感知ユニットにより得られるタッチ強度である。
【００７４】
ＫＡは、力Ｆがタッチパネル上のタッチ感知領域における任意のタッチ点に加えられた時の第１圧力感知領域における圧力感知ユニットにより得られる力Ｆの成分比である。
【００７５】
ＫＢは、力Ｆがタッチパネル上のタッチ感知領域における任意のタッチ点に加えられた時の第２圧力感知領域における圧力感知ユニットにより得られる力Ｆの成分比である。
【００７６】
タッチ点の成分比ＫＡは、第１圧力感知領域における第１のタッチ力ＦＡのそれぞれ対応するタッチ点の比例成分ＫＡ１と、第２圧力感知領域における第２のタッチ力ＦＢのそれぞれ対応するタッチ点の比例成分ＫＡ２とを含む。
【００７７】
タッチ点の成分比ＫＢは、第１圧力感知領域における第１のタッチ力ＦＡのそれぞれ対応するタッチ点の比例成分ＫＢ１と、第２圧力感知領域における第２のタッチ力ＦＢのそれぞれ対応するタッチ点の比例成分ＫＡ２とを含む。図１０Ｂを参照すると、タッチパネルはＭ＊Ｎ個のタッチ感知ユニットを含み、タッチ感知ユニットは、タッチ位置を検出するために第１圧力感知領域１１２及び第２圧力感知領域１１３にアレイ状に分布する。ユーザの指がタッチパネル上で動く時、対応するタッチ感知ユニットがタッチ感知信号を取得し、タッチ点の位置を得ることができる。ここで、Ｎ≧Ｍであり、Ｎ及びＭはいずれも正の整数である。
【００７８】
図１１Ａ−図１１Ｃを参照すると、タッチパネル上にＭ＊Ｎ個のタッチ感知ユニットがアレイ状に分布している。本実施形態では、７ｘ１５のアレイに分布したタッチ感知ユニットが例としてあげられ、すなわち、Ａ−Ｇ行及び１−１５列を有する。
【００７９】
タッチパネル上の各タッチ点に一定の値のタッチ力Ｆを加えて、第１圧力感知領域１１２における圧力感知ユニット１２１により検出された各タッチ点のＫＡ１、ＫＡ２と、第２圧力感知領域１１３における圧力感知ユニット１２１により検出された各タッチ点のＫＢ１、ＫＢ２とを取得する。
【００８０】
特に、図１１Ｂに示すように、第１圧力感知領域１１２における圧力感知ユニット１２１が機能する際、一定の値のタッチ力Ｆがタッチパネルの各タッチ感知ユニットに加えられる。タッチ力Ｆが対応するタッチ感知ユニットに加えられると、圧力感知ユニット１２１により検出された圧力値と加えられたタッチ力Ｆとの比は、タッチ感知ユニットに対応する成分比、すなわち、ＫＡ１値又はＫＡ２値となる。すなわち、第１圧力感知領域１１２におけるタッチ感知ユニットがタッチ力Ｆで押圧されると、圧力感知ユニット１２１により検出された圧力値と加えられたタッチ力Ｆとの比は、対応する位置のＫＡ１である。第２圧力感知領域１１３におけるタッチ感知ユニットがタッチ力Ｆで押圧されると、圧力感知ユニット１２１により検出された圧力値と加えられたタッチ力Ｆとの比は、対応する位置のＫＡ２である。
【００８１】
図１１Ｃ−図１１Ｄに示すように、一定の値のタッチ力Ｆがタッチパネルの各タッチ感知ユニットに加えられると、第１圧力感知領域１１２の各タッチ感知ユニットの成分比ＫＡ１及び第２圧力感知領域１１３の各タッチ感知ユニットの成分比ＫＡ２が得られる。各行のタッチ感知ユニットのＫＡ１及びＫＡ２とＸ軸座標とは、次の式ｆＡ（ｘ）を満たす。
ｆＡ（ｘ）＝ａｘ３＋ｂｘ２＋ｃｘ＋ｄ    （７）
ここで、ａ、ｂ、ｃ、及びｄは既知の定数であり、これらの定数は算出プログラムを当てはめることにより取得できる。
【００８２】
行ＡのＫＡ１及びＫＡ２は行Ｇに対応するＫＡ１及びＫＡ２とほぼ等しく、いずれもｆＡ（ｘ４）＝ａ４ｘ４３＋ｂ４ｘ４２＋ｃ４ｘ４＋ｄ４を満たす。
【００８３】
行ＢのＫＡ１及びＫＡ２は行Ｆに対応するＫＡ１及びＫＡ２とほぼ等しく、いずれもｆＡ（ｘ３）＝ａ３ｘ３３＋ｂ３ｘ３２＋ｃ３ｘ３＋ｄ３を満たす。
【００８４】
行ＣのＫＡ１及びＫＡ２は行Ｅに対応するＫＡ１及びＫＡ２とほぼ等しく、いずれもｆＡ（ｘ２）＝ａ２ｘ２３＋ｂ２ｘ２２＋ｃ２ｘ２＋ｄ２を満たす。
【００８５】
行ＤのＫＡ１及びＫＡ２はｆＡ（ｘ１）＝ａ１ｘ１３＋ｂ１ｘ１２＋ｃ１ｘ１＋ｄ１を満たす。
【００８６】
すなわち、一定の値のタッチ力Ｆがタッチパネルの各タッチ感知ユニットに加えられると、第１圧力感知領域１１２における圧力感知ユニット１２１により取得される各タッチ感知ユニットの成分比ＫＡ１及びＫＡ２は、Ｘ軸座標と多変量曲線の正規相関を有する。
【００８７】
図１１Ｅに示すように、各列のタッチ感知ユニットのＫＡ１及びＫＡ２、及びＹ軸座標は次の式ｆＡ（ｙ）を満たす。
ｆＡ（ｙ）＝Ａｙ２＋Ｂｙ＋Ｃ    （８）
ここで、Ａ、Ｂ、及びＣは定数である。これらの定数は算出プログラムを当てはめることにより得られ、ｆＡ（ｙ）はＹ軸上で対称である。
【００８８】
さらに、行ＡのＫＡ１及びＫＡ２と行Ｄに対応するＫＡ１及びＫＡ２との比はｆＡ（ｙ１）＝Ａ１ｙ１２＋Ｂ１ｙ１＋Ｃ１を満たす。
【００８９】
行ＢのＫＡ１及びＫＡ２と行Ｄに対応するＫＡ１及びＫＡ２はｆＡ（ｙ２）＝Ａ２ｙ２２＋Ｂ２ｙ２＋Ｃ２を満たす。
【００９０】
行ＣのＫＡ１及びＫＡ２と行Ｄに対応するＫＡ１及びＫＡ２はｆＡ（ｙ３）＝Ａ３ｙ３２＋Ｂ３ｙ３＋Ｃ３を満たす。
【００９１】
すなわち、一定の値のタッチ力Ｆがタッチパネルの各タッチ感知ユニットに加えられると、第１圧力感知領域１１２における圧力感知ユニット１２１により取得されるタッチ感知ユニットの成分比ＫＡ１及びＫＡ２はＹ軸上で対称となり、ＫＡ１及びＫＡ２の値は正規化される、すなわち、ＫＡ１及びＫＡ２の値はＹ軸の中央から両側に向かって徐々に減少する。
【００９２】
図１１Ｆを参照すると、上記式（２）及び（３）から、以下のことが分かる。
ＫＡ＝ｆＡ（ｘ）＊ｆＡ（ｙ）    （９）
【００９３】
すなわち、ＫＡ１＝ｆＡ（ｘ１）＊ｆ（ｙ１）かつＫＡ２＝ｆＡ（ｘ２）＊ｆ（ｙ２）となる。
【００９４】
特に、図１２Ａ−図１２Ｂに示すように、第２圧力感知領域１１３における圧力感知ユニット１２１が動作する際、一定の値のタッチ力Ｆがタッチパネルの各タッチ感知ユニットに加えられる。タッチ感知力Ｆが対応するタッチ感知ユニットに加えられる場合、圧力感知ユニット１２１により検出された圧力値と加えられたタッチ力Ｆとの比は、タッチ感知ユニットに対応するタッチ力の成分比、すなわち、ＫＢ１値又はＫＢ２値である。すなわち、第１圧力感知領域１１２におけるタッチ感知ユニットがタッチ力Ｆで押圧されると、第２圧力感知領域１１３における圧力感知ユニット１２１により検出された圧力値と、加えられたタッチ力Ｆとの比は、対応する位置のＫＢ１となる。第２圧力感知領域１１３におけるタッチ感知ユニットがタッチ力Ｆで押圧されると、第２圧力感知領域１１３における圧力感知ユニット１２１により検出された圧力値と、加えられたタッチ力Ｆとの比は対応する位置のＫＢ２となる。
【００９５】
図１２Ｃに示すように、一定のタッチ力Ｆがタッチパネルの各タッチ感知ユニットに加えられ、第１圧力感知領域１１２の各タッチ感知ユニットのＫＢ１と第２圧力感知領域１１３の各タッチ感知ユニットのＫＢ２とが得られる。各行のタッチ感知ユニットのＫＢ１及びＫＢ２、並びにＸ軸座標は次の式ｆＢ（ｘ）を満たす。
ｆＢ（ｘ）＝ａｘ３＋ｂｘ２＋ｃｘ＋ｄ    （１０）
ここで、ａ、ｂ、ｃ、及びｄは既知の定数であり、これらの定数は算出プログラムを当てはめることにより得られる。
【００９６】
行ＡのＫＢ１及びＫＢ２は行Ｇに対応するＫＢ１及びＫＢ２とほぼ等しく、いずれもｆＢ（ｘ４）＝ａ４ｘ４３＋ｂ４ｘ４２＋ｃ４ｘ４＋ｄ４を満たす。
【００９７】
行ＢのＫＢ１及びＫＢ２は行Ｆに対応するＫＢ１及びＫＢ２とほぼ等しく、いずれもｆＢ（ｘ３）＝ａ３ｘ３３＋ｂ３ｘ３２＋ｃ３ｘ３＋ｄ３を満たす。
【００９８】
行ＣのＫＢ１及びＫＢ２は行Ｅに対応するＫＢ１及びＫＢ２とほぼ等しく、いずれもｆＢ（ｘ２）＝ａ２ｘ２３＋ｂ２ｘ２２＋ｃ２ｘ２＋ｄ２を満たす。
【００９９】
行ＤのＫＢ１及びＫＢ２はｆＢ（ｘ１）＝ａ１ｘ１３＋ｂ１ｘ１２＋ｃ１ｘ１＋ｄ１を満たす。
【０１００】
すなわち、一定の値のタッチ力Ｆがタッチパネルの各タッチ感知ユニットに加えられると、第２圧力感知領域１１３における圧力感知ユニット１２１により取得される各タッチ感知ユニットの成分比ＫＢ１及びＫＢ２はＸ軸座標と多変量曲線の正規相関を有する。
【０１０１】
図１２Ｄに示すように、同時に、各列のタッチ感知ユニットのＫＢ１及びＫＢ２、ならびにそのＹ軸は次の式ｆＢ（ｙ）を満たす。
ｆＢ（ｙ）＝Ａｙ２＋Ｂｙ＋Ｃ    （１１）
ここで、Ａ、Ｂ、及びＣは定数である。これらの定数は算出プログラムを当てはめることにより得られ、ｆＢ（ｙ）はＹ軸上で対称である。
【０１０２】
行ＡのＫＡ１及びＫＡ２と行Ｄに対応するＫＢ１及びＫＢ２との比はｆＢ（ｙ１）＝Ａ１ｙ１＋Ｂ１ｙ１＋Ｃ１を満たす。
【０１０３】
行ＢのＫＢ１及びＫＢ２と行Ｄに対応するＫＢ１及びＫＢ２との比はｆＢ（ｙ２）＝Ａ２ｙ２２＋Ｂ２ｙ２＋Ｃ２を満たす。
【０１０４】
行ＣのＫＢ１及びＫＢ２と行Ｄに対応するＫＢ１及びＫＢ２との比はｆＢ（ｙ３）＝Ａ３ｙ３２＋Ｂ３ｙ３＋Ｃ３を満たす。
【０１０５】
すなわち、一定の値のタッチ力Ｆがタッチパネルの各タッチ感知ユニットに加えられると、第２圧力感知領域１１３における圧力感知ユニット１２１により得られるタッチ感知ユニットの成分比ＫＢ１及びＫＢ２はＹ軸上で対称であり、ＫＢ１及びＫＢ２の値は正規化される。すなわち、ＫＢ１及びＫＢ２の値はＹ軸の中央から両側に向かって徐々に減少する。
【０１０６】
図１２Ｅを参照すると、上記式（５）及び（６）から以下のことが分かる。
ＫＢ＝ｆＢ（ｘ）＊ｆＢ（ｙ）    （１２）
すなわち、ＫＢ１＝ｆＢ（ｘ１）＊ｆＢ（ｙ１）かつＫＢ２＝ｆＢ（ｘ２）＊ｆＢ（ｙ２）である。
【０１０７】
ステップＳ３：第１のタッチ力及び第２のタッチ力が、取得された第１のタッチ力ＦＡ及び第２のタッチ力ＦＢのタッチ点の位置、及び対応する第１の測定値Ｆ１及び第２の測定値Ｆ２に応じて、かつ第１のタッチ力ＦＡ及び第２のタッチ力ＦＢに対応するタッチ点の成分比ＫＡ及びＫＢを取り出すことにより算出される。
【０１０８】
特に、上記式（１）〜（１２）から、以下のことが分かる。
ＦＡ＝（Ｆ１＊ＫＢ２−Ｆ２＊ＫＡ２）／（ＫＡ１＊ＫＢ２−ＫＢ１＊ＫＡ２）    （１３）
ＦＢ＝（Ｆ２＊ＫＡ１−Ｆ１＊ＫＢ２）／（ＫＡ１＊ＫＢ２−ＫＢ１＊ＫＡ２）    （１４）
ＫＡ＝ｆＡ（ｘ）＊ｆＡ（ｙ）、ＫＢ＝ｆＢ（ｘ）＊ｆＢ（ｙ）
ここで、ＫＡ１＝ｆＡ（ｘ１）＊ｆＡ（ｙ１）、ＫＢ２＝ｆＢ（ｘ２）＊ｆＢ（ｙ２）、
ＫＢ１＝ｆＢ（ｘ１）＊ｆＢ（ｙ１）、ＫＡ２＝ｆＡ（ｘ２）＊ｆＡ（ｙ２）、
ｆＡ（ｘ）＝ａｘ３＋ｂｘ２＋ｃｘ＋ｄ、ｆＡ（ｙ）＝Ａｙ２＋Ｂｙ＋Ｃ、
ｆＢ（ｘ）＝ａｘ３＋ｂｘ２＋ｃｘ＋ｄ、ｆＢ（ｙ）＝Ａｙ２＋Ｂｙ＋Ｃである。
【０１０９】
図１３Ａ−図１３Ｂを参照すると、第１のタッチ力ＦＡが第１圧力感知領域１１２に加えられ、第２のタッチ力ＦＢが第２圧力感知領域１１３に加えられる。５組の実験的試験が行われた。ここで第１グループでは、第１のタッチ力ＦＡは０ｇであり、第２のタッチ力ＦＢは、公差１００の等差数列で０ｇから８００ｇまで変化する。第２グループでは、第１のタッチ力ＦＡは２００ｇであり、第２のタッチ力ＦＢは公差１００の等差数列で０ｇから８００ｇまで変化する。第３グループでは、第１のタッチ力ＦＡは４００ｇであり、第２のタッチ力ＦＢは公差１００の等差数列で０ｇから８００ｇまで変化する。第４グループでは、第１のタッチ力ＦＡは６００ｇであり、第２のタッチ力ＦＢは公差１００の等差数列で０ｇから８００ｇまで変化する。第５グループでは、第１のタッチ力ＦＡは８００ｇであり、第２のタッチ力ＦＢは公差１００の等差数列で０ｇから８００ｇまで変化する。実験結果を図１３Ｂに示す。図１３Ｂから、圧力検出方法は検出精度が高くタッチパネルに加わる力の大きさを正確に得ることが可能であると結論付けることができる。
【０１１０】
従来技術と比較すると、本開示により提供される圧力感知モジュールには以下の利点がある。
【０１１１】
１．圧力感知層が基板上に形成され、圧力感知層は複数の圧力感知ユニットを備える。圧力感知ユニットは基板のＸ軸又はＹ軸に沿って軸対称に分布する。圧力感知ユニットは同じ抵抗を有する４つの抵抗器を備えホイートストンブリッジを構成する。ここで、抵抗器のうち２つの抵抗器のパターン形状は延在方向が同じであり互いに隣接して配置されない。本開示の圧力感知モジュールは、環境（例えば温度要因）の影響下での現行の圧力感知ユニットの押圧力の感知信号の差による押圧力の信号の歪みの問題を効率的に解決することができ、それにより圧力感知モジュールがより正確に二点タッチ圧力を測定することが可能になる。
【０１１２】
同時に、本開示は片側ブリッジを採用しており、これにより温度及び他のノイズの問題を克服する助けとなることが可能になる。加えて、片側ブリッジの製造はより単純でより安価である。本開示の圧力感知モジュールはまた、単純な構造及び高い検知精度という利点を有する。
【０１１３】
２．基板は矩形に形成されており、圧力感知ユニットは矩形に形成されており、基板の４つの角には圧力感知ユニットが設けられている。基板の４つの角にある圧力感知ユニットの第１の辺又は第２の辺と、基板１１のＸ軸方向の辺との間には同じ角度αがあり、又は基板の４つの角にある圧力感知ユニットの第１の辺又は第２の辺と、基板のＹ軸方向の辺との間には同じ角度αがある。したがって、圧力感知ユニットにより検出されるいかなる二点タッチ圧力値も互いにオフセットしないか又はわずかにオフセットするのみであり、したがって圧力感知モジュールはより正確に二点タッチ圧力を測定することができる。
【０１１４】
３．本開示により提供されるタッチパネルは上述した圧力感知モジュールを有し、これによりタッチパネルに加えられるいかなる二点タッチ圧力をも正確に得ることが可能になる。
【０１１５】
４．二点タッチ圧力を検出する方法により、タッチスクリーンのタッチ表面上の両側のタッチ圧力を正確に取得することができる。
【０１１６】
上に記載したのは本開示の好適な実施形態に過ぎず、本発明を限定する意図はなく、本開示の趣旨の範囲内におけるいかなる変形、等価物、及び改良も本開示の範囲内にあるものである。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１１Ｃ】
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【図１１Ｄ】
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【図１１Ｅ】
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【図１１Ｆ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【外国語明細書】
2020030832000001.pdf