压力感测装置和方法制造方法及图纸

公开了压力感测装置和方法。描述了处理来自触摸面板的信号的装置。触摸面板包括设置在感测电极和公共电极之间的压电材料层。装置包括连接到感测电极的第一电路。第一电路生成第一压力信号。第一压力信号对应于感测电极并指示靠近对应的感测电极作用在触摸面板上的压力。装置还包括连接到公共电极的第二电路。第二电路生成指示施加到触摸面板的总压力的第二压力信号。装置还包括控制器，控制器配置成基于第二压力信号和第一压力信号的加权总和确定外部干扰信号。控制器还配置成将外部干扰信号与阈值进行比较。控制器还配置成响应于外部干扰信号大于或等于阈值而输出干扰标志，干扰标志指示第一压力信号和第二压力信号受到与外部电场耦合的影响。

Pressure sensing device and method

【技术实现步骤摘要】
压力感测装置和方法
本专利技术涉及用于处理来自压力感测触摸面板的信号的装置和方法，以及使用该设备和方法的触摸面板系统。
技术介绍
电阻式触摸面板和电容式触摸面板用作计算机和移动设备的输入设备。一种类型的电容式触摸面板(如投射电容式触摸面板)通常用于移动设备。在US2010/0079384A1中描述了投射电容式触摸面板的示例。投射电容式触摸面板通过检测由导电物体的接近引起的电场变化来操作。通常使用电容传感器的阵列或网格来确定投射电容式触摸面板被触摸的位置。虽然投射电容式触摸面板通常可以在单点触摸事件和多点触摸事件之间进行区分，但是投射电容式触摸面板具有无法感测压力的缺点。因此，投射电容式触摸面板倾向于不能在相对轻的敲击和相对重的按压之间进行区分。可以感测压力的触摸面板可以允许用户通过提供关于用户与触摸面板交互的附加信息以新的方式与设备交互。WO2016/102975A2描述了用于组合式电容和压力感测的装置和方法，其中单个信号被放大，然后随后被分成压力分量和电容分量。WO2017/109455A1描述了用于组合式电容和压力感测的装置和方法，其中单个信号被分成电容信号和被放大的压力信号。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于处理来自触摸面板的信号的装置。触摸面板包括设置在多个感测电极和至少一个公共电极之间的压电材料层。该装置包括用于连接到多个感测电极的第一电路。第一电路被配置成生成多个第一压力信号。每个第一压力信号对应于一个或多个感测电极并指示靠近对应的一个或多个感测电极作用在触摸面板上的压力。该装置还包括用于连接到至少一个公共电极的第二电路。第二电路被配置成生成第二压力信号，第二压力信号指示施加到触摸面板的总压力。该装置还包括控制器，该控制器被配置成基于第二压力信号和多个第一压力信号的加权总和来确定外部干扰信号。控制器还被配置成将外部干扰信号与预先校准的阈值进行比较。控制器还被配置成响应于外部干扰信号大于或等于预先校准的阈值而输出干扰标志，该干扰标志指示第一压力信号和第二压力信号受到与一个或多个外部电场耦合的影响。每个感测电极可以贡献单个第一压力信号。控制器还可以被配置成确定向触摸面板施加压力的位置。控制器可以被配置成响应于设置干扰标志，使用被配置成减少或消除与一个或多个外部电场耦合的影响的信号后处理方法来处理第一压力信号和/或第二压力信号。使用被配置成减少或消除与一个或多个外部电场耦合的影响的信号后处理方法来处理第一压力信号和/或第二压力信号，可以包括识别接近该位置的一个或多个感测电极，并从计算中排除所识别的感测电极以确定总压力。控制器还可以被配置成基于其余未排除的感测电极来估计靠近一个或多个被排除的感测电极作用在触摸面板上的一个或多个压力。第一电路可以被配置成对每个感测电极生成指示感测电极的电容的电容信号。控制器可以被配置成基于电容信号来确定向触摸面板施加压力的位置。生成第一压力信号和电容信号可以包括分离从感测电极接收的单个信号。每个第一压力信号可以对应于单个感测电极。一种触摸面板系统可以包括该装置、以及包括设置在多个感测电极和至少一个公共电极之间的压电材料层的触摸面板。一种电子设备可以包括触摸面板系统。根据本专利技术的第二方面，提供了一种处理来自触摸面板的信号的方法。触摸面板包括设置在多个感测电极和至少一个公共电极之间的压电材料层。该方法包括生成多个第一压力信号。每个第一压力信号基于从一个或多个感测电极接收的信号。每个第一压力信号指示靠近对应的一个或多个感测电极作用在触摸面板上的压力。该方法还可以包括基于从至少一个公共电极接收的信号来生成第二压力信号，第二压力信号指示施加到触摸面板的总压力。该方法还可以包括基于第二压力信号和多个第一压力信号的加权总和来确定外部干扰信号。该方法还可以包括将外部干扰信号与预先校准的阈值进行比较。该方法还可以包括响应于外部干扰信号大于或等于预先校准的阈值而输出干扰标志，该干扰标志指示第一压力信号和第二压力信号受到与一个或多个外部电场耦合的影响。该方法还可以包括确定向触摸面板施加压力的位置，以及响应于设置干扰标志，使用被配置成减少或消除与一个或多个外部电场耦合的影响的信号后处理方法来处理第一压力信号和/或第二压力信号。使用被配置成减少或消除与一个或多个外部电场耦合的影响的信号后处理方法来处理第一压力信号和/或第二压力信号，可以包括识别接近该位置的一个或多个感测电极，并从随后的计算中排除所识别的感应电极以确定总压力。该方法还可以包括基于其余未排除的感测电极来估计靠近一个或多个被排除的感测电极作用在触摸面板上的一个或多个压力。该方法还可以包括基于从每个感测电极接收的信号来生成指示感测电极的电容的电容信号。该方法还可以包括基于电容信号来确定向触摸面板施加压力的位置。生成第一压力信号和电容信号可以包括分离从感测电极接收的单个信号。每个第一压力信号可以对应于单个感测电极。附图说明现在，将参考附图以示例的方式描述本专利技术的某些实施例，其中：图1是压电传感器的等效电路图；图2是第一测量电路的电路图；图3是第二测量电路的电路图；图4是第三测量电路的电路图；图5是第四测量电路的电路图；图6是第五测量电路的电路图；图7是用于压电压力测量的第一触摸面板的横截面图；图8示出了用于压电压力测量的第一装置；图9和图10示出了获得压电压力测量的方法；图11示出了在来自外部源的干扰存在的情况下，实际压力信号和理想压力信号之间的潜在差异；图12示出了对测量的压力信号进行后处理以减少或消除来自外部源的干扰的示例；图13示出了对应于感测电极和公共电极上的外部感应电荷的测量信号；图14示出了对应于感测电极和公共电极上的压电感应电荷的测量信号；图15示出了用于压电压力测量的第二装置；图16A至图16C示出了使用与驱动信号同步的模数转换器分离叠加的电容压力信号和压电压力信号；图17示出了用于压电压力测量的电荷放大器的示例性配置；图18是用于压电压力测量的第二触摸面板的平面图；图19是用于压电压力测量的第三触摸面板的平面图；以及图20示出了用于压电压力测量的第三装置。具体实施方式在以下描述中，相同的部件由相同的附图标记表示。在一些情况下，各种不需要的信号可以通过用户的手指或导电笔耦合到压电压力感测触摸面板或组合式电容和压电压力感测触摸面板的感测电极。这些信号可以与所需的压电压力信号一起被放大，并且可以具有与压电压力信号相当或更大的幅度。例如，放置在压电压力感测触摸面板或组合式电容和压电压力感测触摸面板传感器上的用户的手指可以将主要干扰耦合到感测电极中。附加地或替代地，用户可以充斥静电，该静电可以耦合到压电压力感测触摸面板或组合式电容和压电压力感测触摸面板的感测电极。可以采用旨在减少或消除这种不需要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理来自触摸面板的信号的装置，所述触摸面板包括设置在多个感测电极和至少一个公共电极之间的压电材料层，所述装置包括：/n第一电路，所述第一电路用于连接到所述多个感测电极并且被配置成生成多个第一压力信号，其中每个第一压力信号对应于一个或多个感测电极并指示靠近对应的一个或多个感测电极作用在所述触摸面板上的压力；/n第二电路，所述第二电路用于连接到所述至少一个公共电极并且被配置成生成第二压力信号，所述第二压力信号指示施加到所述触摸面板的总压力；/n控制器，配置成：/n基于所述第二压力信号和所述多个第一压力信号的加权总和来确定外部干扰信号；/n将所述外部干扰信号与预先校准的阈值进行比较，并响应于所述外部干扰信号大于或等于所述预先校准的阈值而输出干扰标志，所述干扰标志指示所述第一压力信号和第二压力信号受到与一个或多个外部电场耦合的影响。/n

【技术特征摘要】
20180606 GB 1809318.71.一种用于处理来自触摸面板的信号的装置，所述触摸面板包括设置在多个感测电极和至少一个公共电极之间的压电材料层，所述装置包括：
第一电路，所述第一电路用于连接到所述多个感测电极并且被配置成生成多个第一压力信号，其中每个第一压力信号对应于一个或多个感测电极并指示靠近对应的一个或多个感测电极作用在所述触摸面板上的压力；
第二电路，所述第二电路用于连接到所述至少一个公共电极并且被配置成生成第二压力信号，所述第二压力信号指示施加到所述触摸面板的总压力；
控制器，配置成：
基于所述第二压力信号和所述多个第一压力信号的加权总和来确定外部干扰信号；
将所述外部干扰信号与预先校准的阈值进行比较，并响应于所述外部干扰信号大于或等于所述预先校准的阈值而输出干扰标志，所述干扰标志指示所述第一压力信号和第二压力信号受到与一个或多个外部电场耦合的影响。


2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器还被配置成：确定向所述触摸面板施加压力的位置；以及
响应于设置所述干扰标志，使用被配置成减少或消除与一个或多个外部电场耦合的影响的信号后处理方法来处理所述第一压力信号和/或第二压力信号。


3.根据权利要求2所述的装置，其中，使用被配置成减少或消除与一个或多个外部电场耦合的影响的信号后处理方法来处理所述第一压力信号和/或第二压力信号，包括识别接近所述位置的一个或多个感测电极，并从计算中排除所识别的感测电极以确定总压力。


4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述控制器还被配置成：基于其余未排除的感测电极来估计靠近所述一个或多个被排除的感测电极作用在所述触摸面板上的一个或多个压力。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其中，所述第一电路被配置成对每个感测电极生成指示所述感测电极的电容的电容信号；
其中，所述控制器被配置成：基于所述电容信号来确定向所述触摸面板施加压力的位置。


6.根据权利要求5所述的装置，其中，生成所述第一压力信号和电容信号包括分离从所述感测电极接收的单个信号。


7.一种触摸面板系统，包括：
根...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·劳特利，里卡尔多·密炁，巴巴克·巴斯塔尼，阿罗基亚·内森，
申请(专利权)人：剑桥触控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB