压力感应检测装置、电子设备与触摸显示屏制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种压力感应检测装置、触摸显示屏与电子设备，该压力感应检测装置包括：位于触摸显示屏中的压力传感器阵列，压力传感器阵列的每一行构成一个半桥电路，当触摸显示屏上有触摸输入信号时，压力传感器阵列中与触摸输入信号的触摸位置对应的第一半桥电路与第二半桥电路输出信号，第一半桥电路中的第一压力传感器单元受到压力所产生的形变量小于第一半桥电路中的第二压力传感器单元受到压力所产生的形变量，第二半桥电路中的第一压力传感器单元受到压力所产生的形变量大于第二半桥电路中的第二压力传感器单元受到压力所产生的形变量。因此，本发明专利技术提供的压力感应检测装置能够有效提高压力感应检测的灵敏度和精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子设备领域，并且更具体地，涉及一种压力感应检测装置、电子设备与触摸显示屏。
技术介绍
触摸屏输入作为计算机或其他数据处理设备的一种直观便捷的输入方式，被广泛应用到各类电子设备中，特别是移动电子设备。目前，触摸感应技术包括电容型、电阻型、电磁型、红外线型与超声波型等，现有的触摸感应技术都可以探测单点或多点的触摸输入，但主要局限于触摸屏的XY平面的触摸位置。随着触摸屏技术的不断发展，要求理想的触摸屏不仅能感应触摸屏的XY平面的触摸位置，还应能感应触摸屏的Z轴方向的触摸压力大小，从而为触摸输入增加一个自由度。传统的触摸屏压力感应方案为电磁型压力感应方案，这种方案的精度高，但无法直接使用手指进行操作，需要额外配套的电磁笔进行操作。对此，现有技术提出了电容型压力感应方案：当检测电容的极板受力挤压后，极板产生形变，从而极板之间的距离发生改变，进而使得检测电容的容值发生改变，通过测量检测电容的大小，反推压力的大小。但是，这种方案容易受到当前电容触摸屏的干扰，导致分辨率不高，需要设计复杂的驱动电路，使其成本增加。传统的触摸屏压力感应方案还有压阻、压电型压力感应方案，当检测单元受力挤压，传感器的阻抗、电压发生变化，通过检测阻抗、电压的变化，反推压力的大小。由于检测单元形变很小，转换后的电信号也很小，容易被噪声淹没，导致灵敏度不够好，使得分辨率也不够高。现有的做法是采用结构力学放大，以能提高信噪比，但是这种做法容易增加厚度，且这种方式容易受到结构加工误差的影响，使后续校准较为麻烦。
技术实现思路
本专利技术提供了一种压力感应检测装置、电子设备与触摸显示屏，能够有效提高压力感应检测的灵敏度和精度。第一方面提供了一种压力感应检测装置，包括：压力传感器阵列，所述压力传感器阵列的每一行包括M个压力传感器，所述M个压力传感器构成一个半桥电路，所述半桥电路中包括第一压力传感器单元和第二压力传感器单元，所述第一压力传感器单元的第一端与电源相连，所述第一压力传感器单元的第二端与所述第二压力传感器单元的第一端相连，所述第二压力传感器单元的第二端与地相连，所述第一压力传感器单元的第二端为所述半桥电路的输出端，所述第一压力传感器单元与所述第二压力传感器单元中包括一个或多个压力传感器，M为大于2的整数；所述压力传感器阵列位于触摸显示屏中，且所述触摸显示屏上的触摸输入信号中的压力会传递到所述压力传感器阵列上，当所述触摸显示屏上有触摸输入信号时，所述压力传感器阵列中与所述触摸输入信号的所述触摸位置对应的第一半桥电路与第二半桥电路输出信号，其中，所述第一半桥电路中的第一压力传感器单元受到压力所产生的形变量小于所述第一半桥电路中的第二压力传感器单元受到压力所产生的形变量，所述第二半桥电路中的第一压力传感器单元受到压力所产生的形变量大于所述第二半桥电路中的第二压力传感器单元受到压力所产生的形变量。由于所述第一半桥电路中的第一压力传感器单元受到压力所产生的形变量小于所述第一半桥电路中的第二压力传感器单元受到压力所产生的形变量，则所述第一半桥电路的输出信号V11相比于所述第一半桥电路在不受压力作用下的输出信号V10要较大，即V11＝V10+△V1(△V1>0)。由于所述第二半桥电路中的第一压力传感器单元受到压力所产生的形变量大于所述第二半桥电路中的第二压力传感器单元受到压力所产生的形变量，则所述第二半桥电路的输出信号V21相比于所述第二半桥电路在不受压力作用下的输出信号V20要较小，即V21＝V20-△V2(△V2>0)。应理解，在所述触摸屏显示屏没有触摸输入信号(即压力传感器阵列不受压力作用)时，所述第一半桥电路与所述第二半桥电路的输出信号是相等的，即V10＝V20。则所述第一半桥电路与所述第二半桥电路的输出信号之差V11-V12＝△V1+△V2。信号△V1体现了所述触摸输入信号在所述第一半桥电路上的压力应变效应，信号△V2
体现了所述触摸输入信号在所述第二半桥电路上的压力应变效应，因此，所述第一半桥电路与所述第二半桥电路的输出信号之差(△V1+△V2)体现了所述触摸输入信号在所述第一半桥电路与所述第二半桥电路上的压力应变效应的叠加效果。因此，本专利技术提供的压力感应检测装置，能够放大触摸显示屏上的触摸输入信号的压力感应效应，从而可以提高触摸输入信号的压力感应检测的灵敏度与精度。应理解，处于第一位置的压力传感器阵列，定义其横为行、纵为列。当所述压力传感器阵列旋转90度处于第二位置时，在这种情形下，行对应于第一位置时的列，列对应于第一位置时的行。在本文描述中均假设所述压力传感器阵列处于所述第一位置，当所述压力传感器阵列处于所述第二位置时，对应地，关于行的描述对应更改为列的描述。总之，本专利技术中对压力传感器阵列采用“行”的描述并不限制本专利技术的保护范围。结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述第一半桥电路的形变量差值是所述压力传感器阵列中最大的，所述形变量差值表示在同一个半桥电路中所述第一压力传感器单元的形变量与所述第二压力传感器单元的形变量之间的差值。应理解，所述第一半桥电路的形变量差值是所述压力传感器阵列中最大的，说明所述第一半桥电路所在行是距离所述触摸位置最近的行。在本专利技术技术方案中，所述第一半桥电路的形变量差值是所述压力传感器阵列中最大的，则所述第一半桥电路的输出信号V11与所述第二半桥电路的输出信号V12之间的差值(△V1+△V2)也较大，从而能够更加有效地放大所述触摸显示屏上的触摸输入信号的压力感应信号，进而能够进一步提高压力感应检测的精度和灵敏度。结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述第二半桥电路的形变量差值是所述压力传感器阵列中除所述第一半桥电路之外其他半桥电路中最大的。应理解，所述第二半桥电路的形变量差值是所述压力传感器阵列中除所述第一半桥电路之外其他半桥电路中最大的，说明除了所述第一半桥电路所在行，所述第二半桥电路所在行是距离所述触摸位置最近的行。即所述第一半桥电路的形变量差值是所述压力传感器阵列中最大的，所述第二半桥电路的形变量差值是所述压力传感器阵列中次大的，则所述第一半桥电路的输出
信号V11与所述第二半桥电路的输出信号V12之间的差值(△V1+△V2)也是所述压力传感器阵列中任意两个半桥电路的输出信号的差值中最大的。换句话说，所述第一半桥电路的输出信号与所述第二半桥电路的输出信号的差值(△V1+△V2)最大程度地放大了所述触摸输入信号的压力感应信号。因此，本专利技术提供的压力感应检测装置，能够有效地提高压力感应检测的灵敏度与精度。结合第一方面或第一方面的第一种或第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，在所述压力传感器阵列第i行的半桥电路中，所述第一压力传感器单元与所述第二压力传感器单元分别在所述第i行的中央位置与两侧位置，在所述压力传感器阵列第j行的半桥电路中，所述第一压力传感器单元与所述第二压力传感器单元分别在所述第j行的左半侧位置与右半侧位置，其中所述第i行与所述第j行为所述压力传感器阵列中的任意相邻两行。具体地，例如，在所述压力传感器阵列第i行的半桥电路中，所述第一压力传感器单元位于所述第i行的中央位置，所述第二压力传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压力感应检测装置，其特征在于，包括：压力传感器阵列，所述压力传感器阵列的每一行包括M个压力传感器，所述M个压力传感器构成一个半桥电路，所述半桥电路中包括第一压力传感器单元和第二压力传感器单元，所述第一压力传感器单元的第一端与电源相连，所述第一压力传感器单元的第二端与所述第二压力传感器单元的第一端相连，所述第二压力传感器单元的第二端与地相连，所述第一压力传感器单元的第二端为所述半桥电路的输出端，所述第一压力传感器单元与所述第二压力传感器单元中包括一个或多个压力传感器，M为大于2的整数；所述压力传感器阵列位于触摸显示屏中，且所述触摸显示屏上的触摸输入信号中的压力会传递到所述压力传感器阵列上，当所述触摸显示屏上有触摸输入信号时，所述压力传感器阵列中与所述触摸输入信号的触摸位置对应的第一半桥电路与第二半桥电路输出信号，其中，所述第一半桥电路中的第一压力传感器单元受到压力所产生的形变量小于所述第一半桥电路中的第二压力传感器单元受到压力所产生的形变量，所述第二半桥电路中的第一压力传感器单元受到压力所产生的形变量大于所述第二半桥电路中的第二压力传感器单元受到压力所产生的形变量。

【技术特征摘要】
1.一种压力感应检测装置，其特征在于，包括：压力传感器阵列，所述压力传感器阵列的每一行包括M个压力传感器，所述M个压力传感器构成一个半桥电路，所述半桥电路中包括第一压力传感器单元和第二压力传感器单元，所述第一压力传感器单元的第一端与电源相连，所述第一压力传感器单元的第二端与所述第二压力传感器单元的第一端相连，所述第二压力传感器单元的第二端与地相连，所述第一压力传感器单元的第二端为所述半桥电路的输出端，所述第一压力传感器单元与所述第二压力传感器单元中包括一个或多个压力传感器，M为大于2的整数；所述压力传感器阵列位于触摸显示屏中，且所述触摸显示屏上的触摸输入信号中的压力会传递到所述压力传感器阵列上，当所述触摸显示屏上有触摸输入信号时，所述压力传感器阵列中与所述触摸输入信号的触摸位置对应的第一半桥电路与第二半桥电路输出信号，其中，所述第一半桥电路中的第一压力传感器单元受到压力所产生的形变量小于所述第一半桥电路中的第二压力传感器单元受到压力所产生的形变量，所述第二半桥电路中的第一压力传感器单元受到压力所产生的形变量大于所述第二半桥电路中的第二压力传感器单元受到压力所产生的形变量。2.根据权利要求1所述的压力感应检测装置，其特征在于，所述第一半桥电路的形变量差值是所述压力传感器阵列中最大的，所述形变量差值表示在同一个半桥电路中所述第一压力传感器单元的形变量与所述第二压力传感器单元的形变量之间的差值。3.根据权利要求2所述的压力感应检测装置，其特征在于，所述第二半桥电路的形变量差值是所述压力传感器阵列中除所述第一半桥电路之外其他半桥电路中最大的。4.根据权利要求1至3中任一项所述的压力感应检测装置，其特征在于，在所述压力传感器阵列第i行的半桥电路中，所述第一压力传感器单元与所述第二压力传感器单元分别在所述第i行的中央位置与两侧位置，在所述压力传感器阵列第j行的半桥电路中，所述第一压力传感器单元与所述第二压力传感器单元分别在所述第j行的左半侧位置与右半侧位置，其中所述第i行与所述第j行为所述压力传感器阵列中的任意相邻两行。5.根据权利要求1至4中任一项所述的压力感应检测装置，其特征在于，所述压力感应检测装置还包括：开关电路，所述开关电路包括与所述压力传感器阵列中多个半桥电路一一对应的多个开关器件，其中，所述第一半桥电路对应的第一开关器件闭合，所述第二半桥电路对应的第二开关器件闭合，其余半桥电路对应的开关器件均断开，使得所述第一半桥电路与所述第二半桥电路输出信号。6.根据权利要求1至5中任一项所述的压力感应检测装置，其特征在于，所述压力感应检测装置还包括：差分放大器，所述差分放大器的两个输入端与所述第一半桥电路的输出端与所述第二半桥电路的输出端一...

【专利技术属性】
技术研发人员：柳江，吴敬东，张泽狮，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44