一种设备的传感装置、触碰检测方法和系统与流程

技术特征：
1.一种设备的传感装置，其特征在于，包括所述设备上设定的一个或多个触碰识别区域和对应于所述触碰识别区域设置的传感单元，每一所述触碰识别区域对应设置有至少三个传感单元：一振动发生单元、一振动接收单元和一力度传感单元，其中：所述振动发生单元设置为在激励信号的作用下发生振动，振动产生的弹性波信号经对应的触碰识别区域传播；所述振动接收单元设置为接收对应的触碰识别区域传播的弹性波信号，产生相应的电信号并输出；所述力度传感单元设置为在对应的触碰识别区域被触碰时产生力度相关信号并输出。2.如权利要求1所述的传感装置，其特征在于，所述设备为电子设备，所述触碰识别区域为所述电子设备外表面上的按键区域，所述按键区域与所述外表面上相邻的其他区域平齐或者凸出于相邻的其他区域。3.如权利要求1所述的传感装置，其特征在于，所述振动发生单元采用具有逆压电效应的材料制成，所述振动接收单元采用具有压电效应的材料制成，所述力度传感单元采用具有压电效应或应变效应的材料制成，所述力度相关信号为根据压电效应产生的电信号或根据应变效应产生的形变信号。4.如权利要求1所述的传感装置，其特征在于，每一所述触碰识别区域对应的振动发生单元、振动接收单元和力度传感单元均安装在所述设备的内表面，其中，所述振动发生单元和振动接收单元分别相对设置在该触碰识别区域相对的两侧，所述力度传感单元设置在该触碰识别区域内且位于所述振动发生单元和振动接收单元之间。5.如权利要求4所述的传感装置，其特征在于：所述设备包括相邻的第一触碰识别区域和第二触碰识别区域；所述第一触碰识别区域对应的振动接收单元、力度传感单元和振动发生单元在第一方向上依次排列；所述第二触碰识别区域对应的振动发生单元、力度传感单元和振动接收单元在所述第一方向上依次排列，所述第一触碰识别区域和第二触碰识别区域共用同一振动发生单元；或者所述第一触碰识别区域对应的振动发生单元、力度传感单元和振动接收单元在所述第一方向上依次排列；所述第二触碰识别区域对应的振动接收单元、力度传感单元和振动发生单元在所述第一方向上依次排列，所述第一触碰识别区域和第二触碰识别区域共用同一振动接收单元；所述第一方向为从第一触碰识别区域到所述第二触碰识别区域的方向。6.如权利要求1至5中任一所述的传感装置，其特征在于：每一触碰识别区域还对应设置有至少一振动反馈单元，所述振动反馈单元和该触碰识别区域对应的力度传感单元共用一传感单元，或者所述振动反馈单元为独立的传感单元。7.一种触碰检测方法，应用于设备，所述设备包括如权利要求1至6中任一所述的传感装置，所述方法包括：执行振动检测：对所述振动发生单元施加激励信号使其振动，根据所述振动接收单元接收的弹性波信号转换得到的第一电压信号进行振动计算；执行力度检测：根据所述力度传感单元检测的力度相关信号转换得到的第二电压信号进行力度计算；
结合所述振动检测和力度检测的结果进行触碰判决和位置识别，其中，所述触碰判决用于确定是否有触碰识别区域被触碰，所述位置识别用于确定被触碰的触碰识别区域。8.如权利要求7所述的触碰检测方法，其特征在于，结合所述振动检测和力度检测的结果进行触碰判决和位置识别，包括：先进行振动检测，根据振动检测的结果进行触碰判决，确定有触碰识别区域被触碰后，触发力度检测，根据力度检测的结果进行位置识别；或者先进行力度检测，根据力度检测的结果进行触碰判决，确定有触碰识别区域被触碰后，触发振动检测，根据振动检测的结果进行位置识别；或者同时进行振动检测和力度检测，根据振动检测的结果进行触碰判决和位置识别中的一种，根据力度检测的结果进行触碰判决和位置识别中的另一种。9.如权利要求7所述的触碰检测方法，其特征在于，结合所述振动检测和力度检测的结果进行触碰判决和位置识别，包括：分别根据振动检测和力度检测的结果进行触碰判决，两种触碰判决均确定有触碰识别区域被触碰时，才确定有触碰识别区域被触碰；或者，分别根据振动检测和力度检测的结果进行触碰判决，两种触碰判决中的任一种确定有触碰识别区域被触碰时，即确定有触碰识别区域被触碰；以及分别根据振动检测和力度检测的结果进行位置识别，两种位置识别均确定一触碰识别区域为被触碰的触碰识别区域时，才确定该触碰识别区域为被触碰的触碰识别区域；或者分别根据振动检测和力度检测的结果进行位置识别，两种位置识别中任一种确定一触碰识别区域为被触碰的触碰识别区域时，即确定该触碰识别区域为被触碰的触碰识别区域。10.如权利要求8或9所述的触碰检测方法，其特征在于，根据振动检测的结果进行触碰判决，包括：如果一振动接收单元接收的弹性波信号转换得到的第一电压信号相对预设电压信号减小的值大于或等于设定的第一阈值时，确定有触碰识别区域被触碰；所述预设电压信号为触碰识别区域没有被触碰时记录的第一电压信号；根据振动检测的结果进行位置识别，包括：如果一振动接收单元接收的弹性波信号转换得到的第一电压信号相对所述预设电压信号减小的值大于或等于设定的第一阈值时，确定该振动接收单元对应的触碰识别区域为被触碰的触碰识别区域；根据力度检测的结果进行触碰判决，包括：如果一所述力度传感单元接收的力度相关信号转换得到的第二电压信号大于或等于设定的第二阈值，确定有触碰识别区域被触碰；根据力度检测的结果进行位置识别，包括：如果一所述力度传感单元接收的力度相关信号转换得到的第二电压信号大于或等于设定的第二阈值，确定该力度传感单元对应的触碰识别区域为被触碰的触碰识别区域。11.如权利要求10所述的触碰检测方法，其特征在于当存在多个触碰识别区域时，根据力度检测的结果进行位置识别，包括：如果一所述力度传感单元接收的力度相关信号转换得到的第二电压信号大于或等于设定的第二阈值，且该力度传感单元接收的力度相关信息转换得到的第二电压信号大于其他力度传感单元接收的力度相关信息转换得到的第二电压信号，确定所述一所述力度传感单元对应的触碰识
别区域为被触碰的触碰识别区域。12.如权利要求7所述的触碰检测方法，其特征在于，所述设备包括如权利要求5中所述的一种传感装置，相邻的所述第一触碰识别区域和第二触碰识别区域共用同一振动接收单元；所述方法还包括：执行振动检测时，通过相应的激励电路向所述第一触碰识别区域和所述第二触碰识别区域对应的振动发生单元分时施加激励信号，以使共用的所述振动接收单元在不同时段接收经所述第一触碰识别区域传播的振动信号和经第二触碰识别区域传播的振动信号。13.如权利要求7至12中任一所述的触碰检测方法，其特征在于，所述方法还包括根据所述振动检测和力度检测的结果判断触碰类型，所述触碰类型包括：滑动、长按、短按、多按、点击和连续点击中的一种或多种。14.如权利要求13所述的触碰检测方法，其特征在于，根据所述振动检测和力度检测的结果判断触碰类型，包括以下一种或多种：当根据所述振动检测和力度检测的结果判断出连续多个触碰识别区域被触碰时，则判断触碰类型为滑动；当根据所述振动检测和力度检测的结果判断出一个触碰识别区域被触碰的时长大于或等于预设的第一时长，且在所述被触碰的时长内力度维持在预设范围内时，则判断触碰类型为长按；当根据所述振动检测和力度检测的结果判断出一个触碰识别区域被触碰的时长小于预设的第一时长且大于预设的第二时长，或等于预设的第二时长，且在所述被触碰的时长内力度维持在预设范围内时，则判断触碰类型为短按；所述第二时长小于所述第一时长；当根据所述振动检测和力度检测的结果判断出一个触碰识别区域被长按或短按多次，且相邻长按或短按之间间隔的时长小于或等于预设的第三时长时，则判断触碰类型为多按；当根据所述振动检测和力度检测的结果判断出一个触碰识别区域被触碰的时长小于或等于预设的第四时长时，则判断触碰类型为点击；所述第四时长小于所述第二时长；当根据所述振动检测和力度检测的结果判断出一个触碰识别区域被点击多次，且相邻点击之间间隔的时长小于或等于预设的第五时长时，则判断触碰类型为连续点击。15.如权利要求10所述的触碰检测方法，其特征在于，所述设备包括如权利要求6所述的传感装置，所述触碰检测方法还包括：当所述力度检测的结果为检测到力度值小于设定的第三阈值时，控制所述力度反馈单元按照设定的第一方式振动以作为接近响应信号，检测到力度值增大到所述第三阈值时，控制所述力度反馈单元停止振动，所述第三阈值小于用于触碰判决的第二阈值。16.如权利要求10所述的触碰检测方法，其特征在于，所述设备包括如权利要求6所述的传感装置，所述触碰检测方法还包括：当所述力度检测的结果为检测到力度值大于设定的用于触碰判决的第二阈值且小于设定的第四阈值时，控制所述力度反馈单元按照设定的第二方式振动以作为开始触觉反馈，检测到力度值增大到所述第四阈值时，控制所述力度反馈单元停止振动；当执行力度检测操作的结果为检测到力度值缩小到第四预设阈值时按照设定的第二
方式振动以作为结束触觉反馈，检测到力度值小于所述第四预设阈值时，控制所述力度反馈单元停止振动。17.一种触碰检测系统，应用于设备，其特征在于，所述设备包括如权利要求1至6中任一所述的传感装置，所述触碰检测系统包括控制模块、振动检测模块及力度检测模块，每一所述触碰识别区域对应设置一所述振动检测模块和一所述力度检测模块；其中：一所述触碰识别区域对应的振动检测模块包括：该触碰识别区域对应设置的振动发生单元和振动接收单元，以及激励电路和振动信号处理电路，所述激励电路设置为在所述控制模块的控制下产生所述激励信号并输出到所述振动发生单元；所述振动信号处理电路设置为将所述振动接收单元输出的电信号转换为所述第一电压信号后输出到所述控制模块；一所述触碰识别区域对应的力度检测模块包括：该触碰识别区域对应设置的力度传感单元及力度信号处理电路，所述力度信号处理电路设置为将所述力度传感单元输出的力度相关信号转换为所述第二电压信号后输出到所述控制模块；所述控制模块设置为执行如权利要求7至16中任一所述的方法。

技术总结
一种设备的传感装置、触碰检测方法和系统，其中，所述传感装置包括：所述设备上设定的一个或多个触碰识别区域和对应于所述触碰识别区域设置的传感单元，每一所述触碰识别区域对应设置有至少三个传感单元：一振动发生单元、一振动接收单元和一力度传感单元，其中：所述振动发生单元设置为在激励信号的作用下发生振动，振动产生的弹性波信号经对应的触碰识别区域传播；所述振动接收单元设置为接收对应的触碰识别区域传播的弹性波信号，产生相应的电信号并输出；所述力度传感单元设置为在对应的触碰识别区域被触碰时产生力度相关信号并输出。输出。输出。


技术研发人员：ꢀ(74)专利代理机构
受保护的技术使用者：北京钛方科技有限责任公司
技术研发日：2020.08.12
技术公布日：2022/2/23