[发明专利]触控板按压力度检测系统及方法

说明书

一种触控板按压力度检测系统及方法，具体包含触控板、采集模块、补偿模块、转换模块和处理模块；所述采集模块用于通过贴设于所述触控板上的一个或多个压电传感器，检测所述触控板因触碰产生形变量，根据所述形变量生成采样电荷；所述补偿模块与所述采集模块相连，用于通过金属氧化物半导体晶体管的漏电流输出预定额度的补偿电流补偿后级电路以及压电传感器自身漏电导致的输出电压漂移；所述转换模块分别与所述采集模块和所述补偿模块相连，用于根据所述采样电荷和所述补偿电流之和生成对应的采样电压值，以及将所述采样电压值转换为电压信号；所述处理模块与所述转换模块相连，用于根据所述电压信号计算获得触碰压力信息。

技术领域

本发明涉及机电交互领域，尤指一种触控板按压力度检测系统及方法。

背景技术

目前市场上存在的便携手机、平板电脑等电子设备，主要的操作是通过触摸屏完成的。触摸屏因为其易于操作和越来越低廉的价格越来越普及，触摸屏独特的优势在于可以帮助用户不用再频繁的移动鼠标和敲击键盘就可以达到相同的操作目的。触摸屏的组成一般包含触摸面板、触摸响应组件、触摸控制系统和驱动等，触摸响应组件主要采用的技术方案包含电阻型、电容型、红外型、表面声波型等等，这些技术方案除了自生技术的局限性外，都有一个共同的缺点，就是它们通常只提供位置信息，不能提供压力或按压力信息。

随着技术的发展和进步，已经出现了可以提供静态压力的触摸设备和触摸屏，但使用者较少；例如，笔记本厂商中仅有苹果公司的MacBook Pro笔记本产品支持按压力度感应和识别的功能，其采用了Force Touch TrackPad方案。该方案中采用了四个压力传感器以及一个Taptic Engine触觉反馈振动器。MacBook Pro的压力感应触控板在触控板的四个角上都安装了一个压力传感器，使得整块触控板都能够下沉一定的距离，同时在触控板各个区域的操作感受也都是一样的；当手指上的压力增大使传感器内的回路电阻改变，通过测量电阻的该变量便可感知手指施加在触控板上压力的大小；该MacBook Pro上这套压力传感装置存在机构复杂、占用笔记本装配空间大、功耗高且成本较高的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种结构简单的，测量结果较为精准的触控板按压力度检测系统及方法。

为达上述目的，本发明所提供的触控板按压力度检测系统具体包含：触控板、采集模块、补偿模块、转换模块和处理模块；所述采集模块用于通过贴设于所述触控板上的一个或多个压电传感器，检测所述触控板因触碰产生形变量，根据所述形变量生成采样电荷；所述补偿模块与所述采集模块相连，用于通过金属氧化物半导体晶体管的漏电流输出预定额度的补偿电流补偿后级电路以及压电传感器自身漏电导致的输出电压漂移；所述转换模块分别与所述采集模块和所述补偿模块相连，用于根据所述采样电荷和所述补偿电流之和生成对应的采样电压值，以及将所述采样电压值转换为电压信号；所述处理模块与所述转换模块相连，用于根据所述电压信号计算获得触碰压力信息。

在上述触控板按压力度检测系统中，优选的，所述转换模块还包含积分电路，所述积分电路用于将所述采样电荷和所述补偿电流之和转换为采样电压。

在上述触控板按压力度检测系统中，优选的，所述转换模块还包含预处理电路，所述预处理电路用于对所述电压信号做放大滤波处理，并将处理后的所述电压信号交由所述处理模块处理。

在上述触控板按压力度检测系统中，优选的，所述系统还包含复位电路，所述复位电路设置于所述采集模块和所述转换模块之间，用于通过处理器与CMOS管控制所述采集模块和所述转换模块的电路复位，消除所述采集模块和所述转换模块之间的电压基准偏移。

在上述触控板按压力度检测系统中，优选的，所述复位电路通过处理器的一个IO控制CMOS管的通断来控制所述采集模块和所述转换模块的电路复位；当控制IO口输出高电平时，控制所述CMOS管打开，使所述采集模块和所述转换模块的电路复位；当IO口输出低电平时，控制所述CMOS管关闭，使所述采集模块和所述转换模块的电路正常运行。