CN105827229A - 一种压力感应模组、压力感应系统及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种压力感应模组、压力感应系统及电子设备，其中，所述压力感应模组表面覆盖第一基板，包括：第二基板；设置于所述第二基板表面的压力传感器组，所述第二基板与所述第一基板平行。所述压力感应模组的触发依靠所述压力传感器组对外界压力信号的转换实现，而不需要设置机械外壳和预留触发需要的运动空间，因此所述压力感应模组的体积较小；并且所述压力感应模组将外界压力信号转换为电信号，为应用所述压力感应模组的电子设备计算操作体施加的外界压力信号的压力值和施加位置提供了基础参数。进一步的，所述压力感应模组表面覆盖的第一基板可以是电子设备的外壳的一部分，从而增加了所述电子设备的防水、防尘、防潮性能。

Description

一种压力感应模组、压力感应系统及电子设备

技术领域

本申请涉及传感技术领域，更具体地说，涉及一种压力感应模组、压力感应系统及电子设备。

背景技术

按键是电子产品实现各种控制功能所必须的装置之一，现有技术中常用的按键结构如图1所示，包括：位于电路板11表面的电极12，位于所述电极12上方，覆盖所述电极12的弹性拱形电极13以及覆盖所述弹性拱形电极13的机械外壳(附图1中并未示出其具体结构)；所述按键设置于电子设备中且与电子设备的处理装置连接后，操作体通过按压机械外壳使得所述弹性拱形电极13与电极12接触，从而实现所述按键的触发，进而实现电子设备的某种功能。

但是由于所述按键的触发需要所述机械外壳和所述弹性拱形电极13的上下运动实现，这就导致了所述按键需要在产品外壳上预留孔来安装机械按钮，并且需要预留触发需要的运动空间，从而使得所述按键需要占据较大的空间，不利于实现应用所述按键的电子设备的小型化，同时由于产品外壳打孔，不利于产品防尘、防水、防潮。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种压力感应模组、压力感应系统及电子设备，以解决传统按键占据空间较大，同时由于产品外壳打孔，不利于产品防尘、防水、防潮，不利于实现应用传统按键的电子设备的小型化及防尘、防水、防潮的问题。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种压力感应模组，所述压力感应模组表面覆盖第一基板，包括：

第二基板；

设置于所述第二基板表面的压力传感器组，所述压力传感器组包括传感面均朝向所述第一基板的第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器用于将外界压力信号转换为第一电信号，所述第二压力传感器用于将外界压力信号转换为第二电信号；

所述第二基板与所述第一基板平行。

优选的，所述第二基板为印制电路板或柔性电路板。

优选的，所述压力感应模组还包括：

设置于所述第一压力传感器与所述第一基板之间的第一缓冲垫；

设置于所述第二压力传感器与所述第一基板之间的第二缓冲垫。

优选的，所述第一缓冲垫为硅橡胶缓冲垫或聚氨脂缓冲垫；

所述第二缓冲垫为硅橡胶缓冲垫或聚氨脂缓冲垫。

优选的，所述第一压力传感器及第二压力传感器均为正负压力传感器。

一种压力感应系统，所述压力感应系统包括：

供电模块；

与所述供电模块连接的压力感应模组，所述压力感应模组为权利要求1-5任一项所述的压力感应模组，且所述压力感应模组表面覆盖第一基板，用于获取操作体施加在所述第一基板表面的外界压力信号并将其转换为第一电信号和第二电信号；

与所述供电模块及压力感应模组连接的处理模块，用于接收所述第一电信号及第二电信号，并对其进行处理，获取处理结果；

与所述供电模块及处理模块连接的应用模块，用于接收所述处理结果，并对其进行响应。

优选的，所述处理模块用于接收所述第一电信号及第二电信号，并对其进行处理，获取处理结果包括：

所述处理模块将所述第一电信号及第二电信号转换为数字信号并对其进行处理，获取所述外界压力信号的施加位置及压力值大小。

优选的，所述数字信号包括由第一电信号转换而来的第一压力值以及由第二电信号转换而来的第二压力值；所述压力感应模组包括第一压力传感器和第二压力传感器；

所述外界压力信号的压力值大小为：

F＝F1+F2(1)；

其中，F代表所述外界压力信号的压力值大小；F1代表所述第一压力值；F2代表所述第二压力值；

所述外界压力信号的施加位置距所述第一压力传感器的距离与距所述第二压力传感器的距离的比值为：

$\frac{X1}{X2}=\frac{F2}{F1}---\left(2\right);$

其中，X1代表所述外界压力信号的施加位置距所述第一压力传感器的距离；X2代表所述外界压力信号的施加位置距所述第二压力传感器的距离。

优选的，所述处理模块为单片机或微处理器。

一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个如上述任一实施例所述的压力感应模组以及覆盖在所述压力感应模组表面的第一基板。

优选的，所述第一基板为金属板或合成塑料板或橡胶板。

从上述技术方案可以看出，本发明实施例提供了一种压力感应模组、压力感应系统及电子设备，其中，所述压力感应模组表面覆盖第一基板，包括：第二基板以及设置于所述第二基板表面的压力传感器组，所述压力传感器组包括传感面均朝向所述第一基板的第一压力传感器和第二压力传感器；当操作体在所述第一基板表面施加外界压力信号时，所述第一压力传感器将外界压力信号转换为第一电信号，所述第二压力传感器将外界压力信号转换为第二电信号，实现所述压力感应模组的触发。通过上述触发过程可以发现，所述压力感应模组的触发依靠所述第一压力传感器和第二压力传感器对外界压力信号的转换实现，而不需要如现有技术中的按键一样设置机械外壳和预留触发需要的运动空间，因此所述压力感应模组的体积较小，有利于实现应用所述压力感应模组的电子设备的小型化。

并且所述压力感应模组将外界压力信号转换为第一电信号和第二电信号，为应用所述压力感应模组的电子设备计算操作体在第一基板表面施加的外界压力信号的压力值和施加位置提供了基础参数。进一步的，所述压力感应模组表面覆盖的第一基板可以是电子设备的外壳的一部分，从而不需要对电子设备的外壳进行开孔操作，因此应用所述压力感应模组的电子设备的外壳可以保持完整，避免了外界灰尘、液体、气体等异物通过电子设备外壳开孔缝隙进入所述电子设备内部的可能，增加了所述电子设备的防水、防尘、防潮性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的按键的结构示意图；

图2为本申请的一个实施例提供的一种压力感应模组的结构示意图；

图3为本申请的一个优选实施例提供的一种压力感应模组的结构示意图；

图4为本申请的一个实施例提供的一种压力感应系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本申请实施例提供了一种压力感应模组，如图2所示，所述压力感应模组表面覆盖第一基板100，所述压力感应模组包括：

第二基板200；

设置于所述第二基板200表面的压力传感器组，所述压力传感器组包括传感面均朝向所述第一基板100的第一压力传感器300和第二压力传感器400，所述第一压力传感器300用于将外界压力信号转换为第一电信号，所述第二压力传感器400用于将外界压力信号转换为第二电信号；

所述第二基板200与所述第一基板100平行。

需要说明的是，在本实施例中，所述压力感应模组的触发依靠所述第一压力传感器300和第二压力传感器400对外界压力信号的转换实现，而不需要如现有技术中的按键一样设置机械外壳和预留触发需要的运动空间，因此所述压力感应模组的体积较小，有利于实现应用所述压力感应模组的电子设备的小型化。并且所述压力感应模组将外界压力信号转换为第一电信号和第二电信号，为应用所述压力感应模组的电子设备计算操作体在第一基板100表面施加的外界压力信号的压力值和施加位置提供了基础参数。进一步的，所述压力感应模组表面覆盖的第一基板100可以是电子设备的外壳的一部分，从而不需要对电子设备的外壳进行开孔操作，因此应用所述压力感应模组的电子设备的外壳可以保持完整，避免了外界灰尘、液体、气体等异物通过外壳开孔缝隙进入所述电子设备内部的可能，增加了所述电子设备的防水、防尘、防潮性能。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第二基板200为印制电路板或柔性电路板。

需要说明的是，印制电路板或柔性电路板作为所述第二基板200的优点在于，当所述压力感应模组应用于电子设备中时，所述第一压力传感器300和第二压力传感器400可以通过印制电路板或柔性电路板上的走线实现与电子设备其他电子器件的电连接，而不需要额外铺设铜排或导线。但在本申请的其他实施例中，所述第二基板200还可以为玻璃板或塑料板，在这些实施例中，所述第一压力传感器300和第二压力传感器400通过导线或铜排实现与电子设备的其他电子器件的电连接。本申请对所述第二基板200的具体种类并不做限定，具体视实际情况而定。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个优选实施例中，如图3所示，所述压力感应模组还包括：

设置于所述第一压力传感器300与所述第一基板100之间的第一缓冲垫500；

设置于所述第二压力传感器400与所述第一基板100之间的第二缓冲垫600。

需要说明的是，在本实施例中，具有所述第一缓冲垫500和第二缓冲垫600的压力感应模组在使用过程中，可以避免操作体在所述第一基板100表面施加外界压力信号的位置过于偏离其中一个传感器，而使得该传感器无法检测到外界压力信号而失去作用的情况出现。并且具有所述第一缓冲垫500和第二缓冲垫600的压力感应模组在应用过程中，对于所述第一基板100和第二基板200之间的平行程度的要求可以相对降低，这是因为在与电子设备的处理装置实现电连接后，可以通过对电子设备的处理装置进行调试，消除由于所述第一基板100和第二基板200之间并不完全平行而带来的误差。

在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，所述第一缓冲垫500为硅橡胶缓冲垫或聚氨酯缓冲垫；

所述第二缓冲垫600为硅橡胶缓冲垫或聚氨酯缓冲垫。

需要说明的是，在本申请的其他实施例中，所述第一缓冲垫500还可以为合成橡胶缓冲垫或树脂缓冲垫；所述第二缓冲垫600还可以为合成橡胶缓冲垫或树脂缓冲垫。本申请对所述第一缓冲垫500及第二缓冲垫600的具体类型并不做限定，具体视实际情况而定。

在上述实施例的基础上，在本申请的另一个优选实施例中，所述第一压力传感器300及第二压力传感器400均为正负压力传感器。

需要说明的是，当操作体在所述第一基板100表面施加外界压力信号的位置位于所述第一压力传感器300远离第二压力传感器400一侧时，如果所述第二压力传感器400为不能测量负压力的压力传感器，所述第二压力传感器400则会失去作用；同样的，当操作体在所述第一基板100表面施加外界压力信号的位置位于第二压力传感器400远离第一压力传感器300一侧时，如果所述第一压力传感器300为不能测量负压力的压力传感器，所述第一压力传感器300就会失去作用。因此，在本实施例中，所述第一压力传感器300及第二压力传感器400均为正负压力传感器的优点在于，即使操作体在所述第一基板100表面施加外界压力信号的位置为上述两种情况时，所述压力感应模组仍然可以将外界压力信号转换为第一电信号和第二电信号，保证所述压力感应模组的正常工作。

相应的，本申请实施例还提供了一种压力感应系统，如图4所示，所述压力感应系统包括：

供电模块A11；

与所述供电模块A11连接的压力感应模组A12，所述压力感应模组A12为上述任一实施例所述的压力感应模组A12，且所述压力感应模组A12表面覆盖第一基板100，用于获取操作体施加在所述第一基板100表面的外界压力信号并将其转换为第一电信号和第二电信号；

与所述供电模块A11及压力感应模组A12连接的处理模块A13，用于接收所述第一电信号及第二电信号，并对其进行处理，获取处理结果；

与所述供电模块A11及处理模块A13连接的应用模块A14，用于接收所述处理结果，并对其进行响应。

需要说明的是，在本申请的一个实施例中，所述供电模块A11包括但不限于铅蓄电池、锂电池、光伏电池；所述处理模块A13包括但不限于单片机、微处理器；所述应用模块A14包括但不限于音频模块、视频模块、显示模块。本申请对所述供电模块A11、处理模块A13及应用模块A14的具体种类并不做限定，具体视实际情况而定。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述处理模块A13用于接收所述第一电信号及第二电信号，并对其进行处理，获取处理结果包括：

所述处理模块A13将所述第一电信号及第二电信号转换为数字信号并对其进行处理，获取所述外界压力信号的施加位置及压力值大小。

在上述实施例的基础上，在本申请的另一个实施例中，所述数字信号包括由第一电信号转换而来的第一压力值以及由第二电信号转换而来的第二压力值；所述压力感应模组A12包括第一压力传感器300和第二压力传感器400；

所述外界压力信号的压力值大小为：

F＝F1+F2(1)；

其中，F代表所述外界压力信号的压力值大小；F1代表所述第一压力值；F2代表所述第二压力值；

所述外界压力信号的施加位置距所述第一压力传感器的距离与距所述第二压力传感器的距离的比值为：

$\frac{X1}{X2}=\frac{F2}{F1}---\left(2\right);$

其中，X1代表所述外界压力信号的施加位置距所述第一压力传感器300的距离；X2代表所述外界压力信号的施加位置距所述第二压力传感器400的距离。

需要说明的是，若所述第一压力传感器300和第二压力传感器400均为不能测量负压力的压力传感器时，只有当外界压力信号在所述第一基板100表面的施加位置位于所述第一压力传感器300和第二压力传感器400之间时，所述压力感应模组A12才会同时获得第一电信号及第二电信号，所述处理模块A13才可以得到准确的外界压力信号的压力值大小以及X1、X2的值。若所述第一压力传感器300和第二压力传感器400均为能够测量负压力的正负压力传感器时，当所述第一压力传感器300测量到负压力时，根据所述第一电信号转换而来的第一压力值为负值，即F1为负值，表明操作体施加外界压力信号的施加位置位于所述第二压力传感器400远离第一压力传感器300一侧，然后根据公式(2)计算得来X1与X2的比值，并结合所述第一压力传感器300和第二压力传感器400之间的距离参数以及所述第一基板100的长度参数就可以获取所述外界压力信号在所述第一基板100表面的施加位置；同样的，当所述第二压力传感器400测量到负压力时，根据所述第二电信号转换而来的第二压力值为负值，即F2为负值，操作体施加外界压力信号的施加位置位于所述第一压力传感器300远离第二压力传感器400一侧，然后根据公式(2)计算得来X1与X2的比值，并结合所述第一压力传感器300和第二压力传感器400之间的距离参数以及所述第一基板100的长度参数就可以获取所述外界压力信号在所述第一基板100表面的施加位置。

还需要说明的是，所述应用模块在得到所述外界压力信号的压力值大小以及施加位置参数后，可以根据不同的压力值大小和施加位置做出不同的响应，极大的丰富了所述压力感应模组的应用。并且所述第一压力传感器和第二压力传感器的分辨率越高，所述压力感应系统可以获得的压力值大小的分布等级就越多，可以分辨的所述施加位置在所述第一基板表面的分布就越密集。

相应的，本申请实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个如上述任一实施例所述的压力感应模组A12以及覆盖在所述压力感应模组A12表面的第一基板100。

在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，所述第一基板100为金属板或合成塑料板或橡胶板。

需要说明的是，在本申请的其他实施例中，所述第一基板100为铝合金板或玻璃板或亚克力板。本申请对所述第一基板100的具体种类并不做限定，具体视实际情况而定。

综上所述，本申请实施例公开了一种压力感应模组A12、压力感应系统及电子设备，其中，所述压力感应模组A12表面覆盖第一基板100，包括：第二基板200以及设置于所述第二基板200表面的压力传感器组，所述压力传感器组包括传感面均朝向所述第一基板100的第一压力传感器300和第二压力传感器400；当操作体在所述第一基板100表面施加外界压力信号时，所述第一压力传感器300将外界压力信号转换为第一电信号，所述第二压力传感器400将外界压力信号转换为第二电信号，实现所述压力感应模组A12的触发。通过上述触发过程可以发现，所述压力感应模组A12的触发依靠所述第一压力传感器300和第二压力传感器400对外界压力信号的转换实现，而不需要如现有技术中的按键一样设置机械外壳和预留触发需要的运动空间，因此所述压力感应模组A12的体积较小，有利于实现应用所述压力感应模组A12的电子设备的小型化。

并且所述压力感应模组A12将外界压力信号转换为第一电信号和第二电信号，为应用所述压力感应模组A12的电子设备计算操作体在第一基板100表面施加的外界压力信号的压力值和施加位置提供了基础参数。进一步的，所述压力感应模组A12表面覆盖的第一基板100可以是电子设备的外壳的一部分，从而不需要对电子设备的外壳进行开孔操作，因此应用所述压力感应模组A12的电子设备的外壳可以保持完整，避免了外界灰尘、液体、气体等异物通过电子设备外界开孔缝隙进入所述电子设备内部的可能，增加了所述电子设备的防水、防尘、防潮性能。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (11)

1.一种压力感应模组，其特征在于，所述压力感应模组表面覆盖第一基板，包括：

第二基板；

设置于所述第二基板表面的压力传感器组，所述压力传感器组包括传感面均朝向所述第一基板的第一压力传感器和第二压力传感器，所述第一压力传感器用于将外界压力信号转换为第一电信号，所述第二压力传感器用于将外界压力信号转换为第二电信号；

所述第二基板与所述第一基板平行。

2.根据权利要求1所述的压力感应模组，其特征在于，所述第二基板为印制电路板或柔性电路板。

3.根据权利要求1所述的压力感应模组，其特征在于，所述压力感应模组还包括：

设置于所述第一压力传感器与所述第一基板之间的第一缓冲垫；

设置于所述第二压力传感器与所述第一基板之间的第二缓冲垫。

4.根据权利要求3所述的压力感应模组，其特征在于，所述第一缓冲垫为硅橡胶缓冲垫或聚氨脂缓冲垫；

所述第二缓冲垫为硅橡胶缓冲垫或聚氨脂缓冲垫。

5.根据权利要求4任一项所述的压力感应模组，其特征在于，所述第一压力传感器及第二压力传感器均为正负压力传感器。

6.一种压力感应系统，其特征在于，所述压力感应系统包括：

供电模块；

与所述供电模块连接的压力感应模组，所述压力感应模组为权利要求1-5任一项所述的压力感应模组，且所述压力感应模组表面覆盖第一基板，用于获取操作体施加在所述第一基板表面的外界压力信号并将其转换为第一电信号和第二电信号；

与所述供电模块及压力感应模组连接的处理模块，用于接收所述第一电信号及第二电信号，并对其进行处理，获取处理结果；

与所述供电模块及处理模块连接的应用模块，用于接收所述处理结果，并对其进行响应。

7.根据权利要求6所述的压力感应系统，其特征在于，所述处理模块用于接收所述第一电信号及第二电信号，并对其进行处理，获取处理结果包括：

所述处理模块将所述第一电信号及第二电信号转换为数字信号并对其进行处理，获取所述外界压力信号的施加位置及压力值大小。

8.根据权利要求7所述的压力感应系统，其特征在于，所述数字信号包括由第一电信号转换而来的第一压力值以及由第二电信号转换而来的第二压力值；所述压力感应模组包括第一压力传感器和第二压力传感器；

所述外界压力信号的压力值大小为：

F＝F1+F2(1)；

其中，F代表所述外界压力信号的压力值大小；F1代表所述第一压力值；F2代表所述第二压力值；

所述外界压力信号的施加位置距所述第一压力传感器的距离与距所述第二压力传感器的距离的比值为：

$\frac{X1}{X2}=\frac{F2}{F1}---\left(2\right);$

其中，X1代表所述外界压力信号的施加位置距所述第一压力传感器的距离；X2代表所述外界压力信号的施加位置距所述第二压力传感器的距离。

9.根据权利要求6所述的压力感应系统，其特征在于，所述处理模块为单片机或微处理器。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：至少一个如权利要求1-5任一项所述的压力感应模组以及覆盖在所述压力感应模组表面的第一基板。

11.根据权利要求10所述的电子设备，其特征在于，所述第一基板为金属板或合成塑料板或橡胶板。