[发明专利]基于压电材料的电容触屏系统及相应处理压力检测的方法

说明书

技术领域

本发明属于电子设备技术领域,用于改善触屏系统的用户体验，具体地说是一种基于压电材料的电容触屏系统及利用其实现的处理压力检测的方法。

背景技术

随着科技的进步，采用基于压电材料的电容触屏系统必将成为电子设备领域未来发展的趋势。

受限于压电材料的自身性质，以及电容触屏板的机械特征，当同样大小力度的力施加在触屏版的不同位置时，电极板上产生的电荷数不同，如图1所示，在触摸半径为1mm时，用1N的力度触摸屏幕的不同位置，测得的压强值不同；即使在同一个位置施加相同大小的力，当和触屏板接触面积不同时，作用在压电材料上的压强会不一样，因此电极板上产生的电荷数也不一样。

在上述两种情况下，读取电路会读取出不同大小的力度，于是触屏系统的控制单元会发出不同的控制命令，触屏面板会显示出不同的反馈结果，这直接影响用户体验，久而久之会给生厂商造成不可估量的损失。

发明内容

本发明旨在提供一种基于压电材料的电容触屏系统以及利用该电容触屏系统处理压力检测的方法，以期能够解决现有技术所存在的上述问题。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方案如下：

一种基于压电材料的电容触屏系统，它包括前端触屏面板和后端电路，所述前端触屏面板包括电容检测部分和压力检测部分；

所述电容检测部分和压力检测部分的信号输出端均与后端电路的信号输入端相连。

作为限定：所述前端触屏面板包括自上而下依次设置的激励电极层、压电材料层和地电极层；

所述压电材料层作为介电层，与作为电极板的激励电极层和地电极层一起组成电容检测部分；压电材料层作为压力检测层，与激励电极层和地电极层一起组成压力检测部分。

作为第二种限定：所述前端触屏面板包括自上而下依次设置的压电材料层、激励电极层、绝缘层和地电极层；

所述激励电极层、绝缘层和地电极层一起构成电容检测部分；

所述压电材料层和激励电极层一起构成压力检测部分。

作为第三种限定：所述后端电路包括第一读取电路、信号处理电路、第一数据存储单元和第一控制单元；其中，

所述第一读取电路的信号输入端与所述电容检测部分、压力检测部分的信号输出端相连，第一读取电路的信号输出端与信号处理电路的信号输入端相连，信号处理电路的存储信号输出端口与第一数据存储单元的存储信号输入端口相连，第一数据存储单元的控制信号输入端与第一控制单元的查询信号输出端相连，第一数据存储单元的信号输出端与第一控制单元的历史信号输入端相连。

作为第四种限定：所述后端电路包括第二读取电路、第二控制单元和第二数据存储单元；

所述第二读取电路的信号输入端与所述电容检测部分、压力检测部分的信号输出端相连，第二读取电路的信号输出端与第二控制单元的读取信号输入端相连，第二数据存储单元的信号输出端与第二控制单元的历史信号输入端相连，第二数据存储单元的控制信号输入端与第二控制单元的查询信号输出端相连。

作为第三种限定的进一步限定：所述第一读取电路包括依次串接的电荷放大器/电压放大器、滤波单元、模数转换单元和数据选择器，其中滤波单元包括并联的低通滤波单元和带通滤波单元；模数转换单元包括并联的第一模数转换单元和第二模数转换单元，

所述电容检测部分的信号输出端和压力检测部分的信号输出端，均与电荷放大器/电压放大器的信号输入端相连；低通滤波单元的信号输入端和带通滤波单元的信号输入端，均与电荷放大器/电压放大器的信号输出端相连，低通滤波单元的信号输出端与第一模数转换单元的模拟信号输入端相连，带通滤波单元的信号输出端与第二模数转换单元的模拟信号输入端相连；第一模数转换单元的数字信号输出端和第二模数转换单元的数字信号输出端，均与数据选择器的信号输入端相连，数据选择器的信号输出端与信号处理电路的信号输入端相连。

作为第四种限定的进一步限定：所述第二读取电路包括串联的电荷放大器/电压放大器和模数转换单元；

所述电容检测部分的信号输出端和压力检测部分的信号输出端，均与电荷放大器/电压放大器的信号输入端相连，电荷放大器/电压放大器的信号输出端与模数转换单元的模拟信号输入端相连，模数转换单元的数字信号输出端与第二控制单元的信号输入端相连。

一种在基于压电材料的电容触屏系统实现的处理压力检测的方法，它采用上述基于压电材料的电容触屏系统来实现，包括依次进行的以下步骤：