为了简化电路设计，提出一种压电传感器（2’）。压电传感器（2’）包括：微控制器（26）；多个压电传感器元件（20），其中至少两个：i）可用于利用升压变换器（1101）生成的电压（HV）产生触觉信号，所述升压变换器（1101）经相应的开关（1105）与每个压电传感器元件（20）相连，以及ii）连接至微控制器（26）的压电通道（PZF1；PZF2；PZF3）。压电传感器（2’）进一步包含用于单独控制每个开关（1105）的多路复用器（80），如果出现来自升压管脚（53）的使能信号（DRVP），则用于每个开关（1105）的信号出现在连接至各个压电通道（PZF1；PZF2；PZF3）的数字选择线上。微控制器（26）被配置为：i）将每个压电通道（PZF1；PZF2；PZF3）用作传感器通道以从各个压电传感器元件（20）读取传感器输入；以及ii）响应于在至少一个压电通道（PZF1；PZF2；PZF3）内检测到传感器输入，a）在升压管脚（53）上设置使能信号（DRVP）和/或在使能信号管脚（54）上设置信号（HVEN）（DRVP，HVEN），以及iib）将信号设置到其内检测到传感器输入的至少一个压电通道（PZF1；PZF2；PZF3），从而借助各个压电传感器元件（20）产生触觉信号，使得以相对于传感器输入的时间交织方式设置信号。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压电传感器、利用压电通道的装置和方法
本专利技术涉及压电输入传感器和其中采用这类压电传感器的装置。
技术介绍
本申请人以公开号为EP2770638A1公布的欧洲专利申请（该申请的内容以引用方式包含在此，以下称为’638公开）描述了一种具有至少一个压电传感器元件的压电开关电路。该申请的图10被重新绘制为本申请的图1并且示出了具有两个压电传感器元件的压电开关电路。‘637公开中的并且也在图1中示出的压电开关电路的压电传感器元件不仅可用于检测因为压电传感器元件弯曲而产生的信号（弯曲源于压电传感器元件受到（例如由人的手指）施加于表面的压力或力而引起的力，其中压电传感器元件附接于该表面之下），而且还可用于产生通过所述表面而被（例如人的手指）感测到的触觉信号。
技术实现思路
专利技术目标压电开关电路被配置为检测作为电路一部分的至少一个压电传感器元件因为弯曲而产生的信号并且还产生触觉信号，就像在’638公开中揭示的压电开关电路那样，其中，通过在压电传感器元件之上开关升压变换器，由该升压变换器产生触觉信号（参见图1：升压变换器1101产生高压，该高压可以是从电压的某些区域至200-400伏的范围内的任何电压，并且优选地为100-200伏）。当开关（参见图1：开关1105，I或开关1105，II）断开时，各个压电传感器元件（参见图1：分别为压电传感器元件20，I或20，II）可用作触摸开关。当其中一个开关闭合时，各个压电传感器元件可被用作触觉信号发送装置。开关由微控制器（参见图1：微控制器26）通过经由管脚（参见图1：分别为管脚52，I或管脚52，II）的信号（参见图1：分别为信号DRVEN1或信号DRVEN2）控制。应该理解的是，由于每个压电传感器元件都需要一个微控制器通道来读取传感器输入并且用于产生触觉信号的每个压电传感器元件都需要另外的微控制器通道来开关触觉信号，因此微控制器处所需的通道数量随着用于产生触觉信号的压电传感器元件的数量的增加而快速增加。这被视为一个缺点。本专利技术的一个目标是简化下列场景下的电路设计：在包含多个压电传感器（其中至少两个可用于产生触觉信号发送）的压电传感器中产生触觉信号发送。该目标可借助于按照权利要求1的压电传感器、按照权利要求6的包含压电传感器的装置和按照权利要求7的方法实现。专利技术优点压电传感器包含微控制器和多个压电传感器元件，多个压电传感器元件的至少两个：a）可用于利用升压变换器生成的电压产生触觉信号，所述升压变换器经相应的开关与每个压电传感器元件相连，以及b）连接至微控制器的压电通道。压电传感器进一步包含用于单独控制每个开关的多路复用器，如果出现来自升压管脚的信号，则用于每个开关的信号出现在连接至各个压电通道的数字选择线上。微控制器被配置为：i）将每个压电通道用作传感器通道以从各个压电传感器元件读取传感器输入；以及ii）响应于在至少一个压电通道内检测到传感器输入，在升压管脚上设置信号和/或在使能信号管脚上设置该信号，并且还将信号设置到其内检测到传感器输入的至少一个压电通道，从而借助各个压电传感器元件产生触觉信号，使得以相对于传感器输入的时间交织方式设置信号。压电传感器使得相对于微控制器而言提供简化的电路设计成为可能，其中压电通道可同时用于从压电传感器元件采集传感器输入和将信号设置为使多路复用器作用于开关的闭合，从而在同一压电传感器上产生触觉反馈。如果压电通道被连接至压电传感器元件以用于读取因为压电传感器元件弯曲而产生的信号，则同一压电通道可以被共享，从而既用于采集因为压电传感器弯曲而产生的信号，并且也用于将信号设置为使多路复用器作用于开关的闭合，从而在同一压电传感器上产生触觉反馈。升压变换器可被配置为：如果在微控制器的升压管脚上和/或使能信号管脚上出现微控制器产生的信号，则产生电压。可选地，升压变换器可被配置为：如果出现由多路复用器内的多路复用器功能生成的信号，则产生电压。该信号可以由来自于微控制器的升压管脚的信号得到，在该情况下，使能信号管脚上的信号在微控制器输出处就不再是必要的。优选地，微控制器被配置为以时间交织的方式利用压电通道，该方式用于从压电传感器元件接收传感器输入和为通往多路复用器的数字选择线提供输出。所述装置包含一表面，按照本专利技术第一方面的至少一个压电传感器附接于该表面之下，使得至少一个压电传感器可经该表面用作触摸传感器和经该表面产生触觉反馈。在利用微控制器的压电通道的方法中，压电通道被用作从多个压电传感器元件的至少一个读取传感器输入的传感器通道，并且还被用作通往多路复用器的数字选择线，从而利用由升压变换器产生的电压在同一压电传感器元件上产生触觉信号，该升压变换器经由相应的开关连接至每个压电传感器元件。附图说明以下参照附图中的图3和4所示的实施例，更为详尽地描述本专利技术，其中：图1为显示按照现有技术的压电传感器的某些单元的简化电路；图2为显示按照现有技术的压电传感器的单元的详细电路图3为显示按照本专利技术第一实施例的压电传感器的某些单元的简化电路；以及图4为显示按照本专利技术第二实施例的压电传感器的某些单元的简化电路。在所有的图中，相同的标号指代相同或相似的结构单元。具体实施方式以下将详细描述按照本专利技术的压电装置2’的示例性实施例，其相对于’638公开中揭示的压电装置2作了增加和修改。出于简洁性的考虑，对于下面未被明确描述的任何单元和各个电路，请读者参照’638公开中关于这些单元和电路的详细描述。此外，关于装置1的更为详尽的结构和压电装置2’在装置1内的布置，请读者参照’638公开的图1和说明书的各个部分。应该理解的是，压电装置2’替代压电装置2被布置在装置1中。最优地，除了以下明确描述的单元和各个电路以外，压电装置2’的结构与压电装置2的其它功能和实施方式的任何方面都是一致的。图2示出’638公开中揭示的压电装置2的图12，但是图2中现有三个触觉输出开关1105。可以理解的是，随着触觉开关1105的数量增加，将需要更多的微控制器线（现在CH1用于PZF1，CH2用于PZF2，并且CH3用于PZF3）。实际上，可以将触觉输出通道的数量选择为有一个或更多个触觉输出通道。在按照’638公开的实施方式中，触觉输出开关1105的数量等于触觉输出通道的数量。从图1可以更为容易地看出，每个触觉输出开关1105（例如触觉输出开关1105，I或触觉输出开关1105，II）都必须是可控的，这需要在微控制器26处有专用通道。当触觉输出开关1105闭合时，升压变换器1101产生的高电压（在
技术介绍
部分中已经作了定义）被连接到各个压电传感器元件20之上，从而使得各个压电传感器元件振动以产生触觉反馈。需要更少的微控制器26的通道来控制触觉信号的开关和用来检测来自压电传感器元件20的信号，因而在现有的微控制器26的配置下，有更多的通道可用。参照图1来更为详尽地描述操作升压变换器1101以产生触觉信号的原理。电压受控的触觉输出开关1105（例如双极晶体管或FET）由微控制器26（例如PZ端口管脚）与板上生成电压（例如HVEN）之间的电压差控制。在典型的应用中，对于单个触觉通道，其中一个PZ<i>管脚被拉低至0V，而其余的管脚被拉抬至Vdd（3.3V）。通过将产生的电压HVEN取值为高于双极晶体管本文档来自技高网...
【技术保护点】
压电传感器（2’），其包括：‑微控制器（26）；‑多个压电传感器元件（20；20，I；20，II；20，III），其中至少两个（20，I；20，II）：‑‑ 可用于利用升压变换器（1101）生成的电压（HV）产生触觉信号，所述升压变换器（1101）经相应的开关（1105；1105，I；1105，II；1105，III）与每个压电传感器元件（20；20，I；20，II；20，III）相连，以及‑‑ 连接至微控制器（26）的压电通道（PZF1；PZF2；PZF3）；用于单独控制每个开关（1105；1105，I；1105，II；1105，III）的多路复用器（80），如果出现来自升压管脚（53）的信号（DRVP），则用于每个开关（1105；1105，I；1105，II；1105，III）的信号出现在连接至各个压电通道（PZF1；PZF2；PZF3）的数字选择线上；并且其中微控制器（26）被配置为：i）将每个压电通道（PZF1；PZF2；PZF3）用作传感器通道以从各个压电传感器元件（20；20，I；20，II；20，III）读取传感器输入；ii）响应于在至少一个压电通道（PZF1；PZF2；PZF3）内检测到传感器输入，iia）在升压管脚（53）上设置信号（DRVP）和/或在使能信号管脚（54）上设置信号（HVEN），以及iib）将信号设置到其内检测到传感器输入的至少一个压电通道（PZF1；PZF2；PZF3），从而借助各个压电传感器元件（20；20，I；20，II；20，III）产生触觉信号，使得以相对于传感器输入的时间交织方式设置信号。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.10 EP 14192448.01.压电传感器（2’），其包括：-微控制器（26）；-多个压电传感器元件（20；20，I；20，II；20，III），其中至少两个（20，I；20，II）：--可用于利用升压变换器（1101）生成的电压（HV）产生触觉信号，所述升压变换器（1101）经相应的开关（1105；1105，I；1105，II；1105，III）与每个压电传感器元件（20；20，I；20，II；20，III）相连，以及--连接至微控制器（26）的压电通道（PZF1；PZF2；PZF3）；用于单独控制每个开关（1105；1105，I；1105，II；1105，III）的多路复用器（80），如果出现来自升压管脚（53）的信号（DRVP），则用于每个开关（1105；1105，I；1105，II；1105，III）的信号出现在连接至各个压电通道（PZF1；PZF2；PZF3）的数字选择线上；并且其中微控制器（26）被配置为：i）将每个压电通道（PZF1；PZF2；PZF3）用作传感器通道以从各个压电传感器元件（20；20，I；20，II；20，III）读取传感器输入；ii）响应于在至少一个压电通道（PZF1；PZF2；PZF3）内检测到传感器输入，iia）在升压管脚（53）上设置信号（DRVP）和/或在使能信号管脚（54）上设置信号（HVEN），以及iib）将信号设置到其内检测到传感器输入的至少一个压电通道（PZF1；PZF2；PZF3），从而借助各个压电传感器元件（20；20，I；20，II；20，III）产生触觉信号，使得以相对于传感器输入的时间交织方式设置信号。2.按照权利要求1的压电传感器（2’），其中：压电通道（PZF1；PZF2；PZF3）连接至压电传感...
【专利技术属性】
技术研发人员：J里希亚霍，
申请(专利权)人：艾托互动有限公司，
类型：发明
国别省市：芬兰,FI
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