CN109714037B - 压力按键传感器、按压检测方法及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明适用传感器技术领域，提供了一种压力按键传感器、按压检测方法及存储介质，该传感器包括基材、位于基材上的压力感应器和电容感应器，在对压力按键传感器上电时，将当前电容感应器的电容值设置为电容基线值，持续检测电容感应器的电容值，并与电容基线值做减运算得到电容差值，当电容差值大于触摸阈值时，将当前压力感应器的压力数值设置为压力基线值，持续检测压力感应器的压力值，并与压力基线值做相减运算，以得到压力差值，判断压力差值是否大于预设的压力阈值，当压力差值大于压力阈值，确定在压力按键传感器上当前存在按压动作，对按压动作进行响应，从而提高了用户按压的识别率，保证了压力按键传感器的响应精确度。

Description

压力按键传感器、按压检测方法及计算机可读存储介质

技术领域

本发明属于传感器技术领域，尤其涉及一种压力按键传感器、按压检测方法及计算机可读存储介质。

背景技术

压电传感器是利用某些电介质受力后产生的压电效应制成的传感器，压电效应是指某些电介质在受到某一方向的外力作用而发生形变(包括弯曲和伸缩形变)时，由于内部电荷的极化现象，会在其表面产生电荷的现象。由于压力传感器能够在纵向维度上检测用户的操控动作，在许多电子消费品上开始将压力传感器作为按键输入设备，如在手持设备上使用压力传感器替代传统机械按键，可以对设备外观进行一体化设计，提升美感和防水性能。但压力传感器通过对按压面板的形变量进行识别，以确定是否存在用户按压，这种识别方式在设备受到挤压(如用户紧握)，或跌落后外壳变形等情况下，会将非用户真实按压识别为用户按压，从而出现误识别，对用户的使用造成困扰，降低了手持电子设备的使用体验。

发明内容

本发明的目的在于提供一种压力按键传感器、按压检测方法及计算机可读存储介质，旨在解决由于现有压力按键传感器由于非用户按压而产生误识别的问题。

一方面，本发明提供了一种压力按键传感器，所述压力按键传感器包括：

基材；

位于基材上的压力感应器和电容感应器。

所述电容感应器和所述压力感应器设置于所述基材上，所述电容感应器环绕设置在所述压力感应器周围。

优选地，所述电容感应器和所述压力感应器设置于所述基材上，所述压力感应器环绕设置在所述电容感应器周围。

优选地，所述电容感应器和所述压力感应器设置于所述基材上，所述电容感应器设置在所述压力感应器的右侧。

优选地，所述电容感应器和所述压力感应器设置于所述基材上，所述电容感应器设置在所述压力感应器的左侧。

优选地，所述电容感应器和所述压力感应器设置于所述基材上，所述电容感应器设置在所述压力感应器的上方。

优选地，所述电容感应器和所述压力感应器设置于所述基材上，所述电容感应器设置在所述压力感应器的下方。

优选地，所述压力按键传感器为层状结构，所述电容感应器和所述压力感应器设置于两层所述基材中间。

优选地，所述基材为柔性电路板或FR-4覆铜板。

另一方面，本发明还提供了基于上述压力按键传感器的按压检测方法，包括：

对所述压力按键传感器进行上电，将当前所述电容感应器的电容值设置为电容基线值；

持续检测所述电容感应器的电容值，并与所述电容基线值做相减运算，以得到电容差值；

判断所述电容差值是否大于预设的触摸阈值，当所述电容差值大于所述触摸阈值时，将当前所述压力感应器的压力数值设置为压力基线值；

持续检测所述压力感应器的压力值，并与所述压力基线值做相减运算，以得到压力差值；

判断所述压力差值是否大于预设的压力阈值，当所述压力差值大于所述压力阈值，确定在所述压力按键传感器上当前存在按压动作，对所述按压动作进行响应。

优选地，按压检测方法还包括：

当所述电容差值不大于所述触摸阈值时，跳转至持续检测所述电容感应器的电容值的步骤，以继续所述电容感应器的电容值进行检测。

优选地，按压检测方法还包括：

当所述压力差值不大于所述压力阈值，跳转至持续检测所述压力感应器的压力值的步骤，以继续所述压力感应器的压力值进行检测。

优选地，在将当前所述压力感应器的压力数值设置为压力基线值的步骤之后，还包括：

当检测到所述电容差值不大于所述触摸阈值时，跳转至持续检测所述电容感应器的电容值的步骤，以继续所述电容感应器的电容值进行检测。

又一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述按压检测方法的步骤。

本发明提供的压力按键传感器包括基材、位于基材上的压力感应器和电容感应器，在压力按键传感器上电时，将当前电容感应器的电容值设置为电容基线值，持续检测电容感应器的电容值，并与电容基线值做相减运算，以得到电容差值，判断电容差值是否大于预设的触摸阈值，当电容差值大于触摸阈值时，将当前压力感应器的压力数值设置为压力基线值，持续检测压力感应器的压力值，并与压力基线值做相减运算，以得到压力差值，判断压力差值是否大于预设的压力阈值，当压力差值大于压力阈值，确定在压力按键传感器上当前存在用户真实按压动作，对按压动作进行响应，从而提高了用户按压的识别率，保证了压力按键传感器的响应精确度。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的压力按键传感器的结构示意图；

图2是本发明实施例二提供的压力按键传感器的结构示意图；

图3是本发明实施例三提供的压力按键传感器的结构示意图；

图4是本发明实施例四提供的压力按键传感器的结构示意图；

图5是本发明实施例五提供的压力按键传感器的结构示意图；

图6是本发明实施例六提供的压力按键传感器的结构示意图；

图7是本发明实施例七提供的压力按键传感器的结构示意图；

图8是本发明实施例七提供的压力按键传感器的结构示意图；

图9是本发明实施例八提供的基于压力按键传感器的按压检测方法的流程示意图；以及

图10是本发明实施例九提供的基于压力按键传感器的按压检测方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供的压力按键传感器压力按键传感器包括基材、位于基材上的压力感应器和电容感应器，该压力按键传感器可用于触摸型电子设备，具体地，该压力按键传感器可贴合于电子设备触摸盖板下方，以感应用户按压，该触摸盖板可由非金属材质构成，如玻璃、塑料、亚克力等，压力感应器和电容感应器与电子设备的微控制器连接，而基材则与电子设备的电源地连接。

在本发明实施例，优选地，基材为柔性电路板(Flexible Printed Circuit，简称FPC)或FR-4覆铜板，从而提高压力按键传感器的稳定性。压力按键传感器的压力感应器用于压力检测，可由压敏电阻或MEMS(Micro-electro Mechanical Systems)压力感应器构成，当外部对传感器按压施力时，基材产生弯曲形变，压力感应器输出电压的变化可反应外部施力大小，从而实现按压力的检测。

在本发明实施例中，利用压力按键传感器对用户按压检测时，对压力按键传感器进行上电，将当前电容感应器的电容值设置为电容基线值，持续检测电容感应器的电容值，并与电容基线值做相减运算，以得到电容差值，判断电容差值是否大于预设的触摸阈值，当电容差值大于触摸阈值时，将当前压力感应器的压力数值设置为压力基线值，持续检测压力感应器的压力值，并与压力基线值做相减运算，以得到压力差值，判断压力差值是否大于预设的压力阈值，当压力差值大于压力阈值，确定在压力按键传感器上当前存在按压动作，对用户的真实按压动作进行响应，从而通过对用户触摸时的电容和压力进行双重检测，提高用户按压的识别率，保证了压力按键传感器的响应精确度。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

实施例一：

图1示出了本发明实施例一提供的压力按键传感器的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

如图1所示，为压力按键传感器的俯视示意图，压力按键传感器包括基材101、电容感应器102和压力感应器103，电容感应器102和压力感应器103设置于基材101上，电容感应器102环绕设置在压力感应器103周围，即电容感应器102分离式地围合在压力感应器103四周，从而当用户按压该压力按钮传感器时，可通过电容感应器较好地实现对用户按压或触摸时电容的检测，由于压力按压传感器尺寸较小，从而使得同时可通过压力感应器对按压压力进行检测，这样，只有当基材上电容感应器的电容差值满足触摸阈值或条件和压力感应器的压力差值满足按压条件，才将当前按压识别为用户的真实按压，提高了压力按键传感器的手指按压和非正常按压的识别率。

实施例二：

图2示出了本发明实施例二提供的压力按键传感器的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

如图2所示，为压力按键传感器的俯视示意图，压力按键传感器包括基材101、电容感应器102和压力感应器103，电容感应器102和压力感应器103设置于基材101上，压力感应器103环绕设置在电容感应器102周围，即压力感应器103分离式地围合在电容感应器102四周，从而当用户按压该压力按钮传感器时，可通过电容感应器较好地实现对用户按压或触摸时电容的检测，由于压力按压传感器尺寸较小，从而使得同时可通过压力感应器对按压压力进行检测，这样，只有当基材上电容感应器的电容差值满足触摸阈值或条件和压力感应器的压力差值满足按压条件，才将当前按压识别为用户的真实按压，提高了压力按键传感器的手指按压和非正常按压的识别率。

实施例三：

图3示出了本发明实施例三提供的压力按键传感器的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

如图3所示，为压力按键传感器的俯视示意图，压力按键传感器包括基材101、电容感应器102和压力感应器103，电容感应器102和压力感应器103设置于基材101上，电容感应器102分离式地设置在压力感应器103的右侧，从而当用户按压该压力按钮传感器时，可通过电容感应器较好地实现对用户按压或触摸时电容的检测，由于压力按压传感器尺寸较小，从而使得同时可通过压力感应器对按压压力进行检测，这样，只有当基材上电容感应器的电容差值满足触摸阈值或条件和压力感应器的压力差值满足按压条件，才将当前按压识别为用户的真实按压，提高了压力按键传感器的手指按压和非正常按压的识别率。

实施例四：

图4示出了本发明实施例四提供的压力按键传感器的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

如图4所示，为压力按键传感器的俯视示意图，压力按键传感器包括基材101、电容感应器102和压力感应器103，电容感应器102和压力感应器103设置于基材101上，电容感应器102设置在压力感应器103的左侧，从而当用户按压该压力按钮传感器时，可通过电容感应器较好地实现对用户按压或触摸时电容的检测，由于压力按压传感器尺寸较小，从而使得同时可通过压力感应器对按压压力进行检测，这样，只有当基材上电容感应器的电容差值满足触摸阈值或条件和压力感应器的压力差值满足按压条件，才将当前按压识别为用户的真实按压，提高了压力按键传感器的手指按压和非正常按压的识别率。

实施例五：

图5示出了本发明实施例五提供的压力按键传感器的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

如图5所示，为压力按键传感器的俯视示意图，压力按键传感器包括基材101、电容感应器102和压力感应器103，电容感应器102和压力感应器103设置于基材101上，电容感应器102设置在压力感应器103的上方，从而当用户按压该压力按钮传感器时，可通过电容感应器较好地实现对用户按压或触摸时电容的检测，由于压力按压传感器尺寸较小，从而使得同时可通过压力感应器对按压压力进行检测，这样，只有当基材上电容感应器的电容差值满足触摸阈值或条件和压力感应器的压力差值满足按压条件，才将当前按压识别为用户的真实按压，提高了压力按键传感器的手指按压和非正常按压的识别率。

实施例六：

图6示出了本发明实施例六提供的压力按键传感器的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

如图6所示，为压力按键传感器的俯视示意图，压力按键传感器包括基材101、电容感应器102和压力感应器103，电容感应器102和压力感应器103设置于基材101上，电容感应器102设置在压力感应器103的下方，从而当用户按压该压力按钮传感器时，可通过电容感应器较好地实现对用户按压或触摸时电容的检测，由于压力按压传感器尺寸较小，从而使得同时可通过压力感应器对按压压力进行检测，这样，只有当基材上电容感应器的电容差值满足触摸阈值或条件和压力感应器的压力差值满足按压条件，才将当前按压识别为用户的真实按压，提高了压力按键传感器的手指按压和非正常按压的识别率。

实施例七：

图7示出了本发明实施例七提供的压力按键传感器的结构，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。

如图7所示，图7结合电子设备的触摸盖板对压力按键传感器的层状结构进行描述，该图为电子设备的按压模组(包括压力按键传感器)的侧面截面示意图，该按压模组包括基材101(电容感应器102和压力感应器103层叠设置于基材101内部)、触摸盖板104以及粘合层105，粘合层105用于紧密贴合基材101(集成有电容感应器102和压力感应器103的基材)和触摸盖板104，从而当用户按压该压力按钮传感器时，可通过电容感应器较好地实现对用户按压或触摸时电容的检测，同时可通过压力感应器对按压压力进行检测，这样，只有当基材上电容感应器的电容差值满足触摸阈值或条件和压力感应器的压力差值满足按压条件，才将当前按压识别为用户的真实按压，提高了压力按键传感器的手指按压和非正常按压的识别率。

在制作集成有电容感应器102和压力感应器103的基材101时，优选地，如图8所示，为包含或集成有电容感应器102和压力感应器103的基材101的展开示意图，即压力按键传感器的展开俯视示意图，电容感应器102和压力感应器103分离对称地设置于基材101上，之后对基材101沿中间线进行折叠，折叠后，电容感应器102放置于压力感应器103上方，或压力感应器103放置于电容感应器102上方，折叠中间通过粘合胶进行紧密粘合，从而得到集成有电容感应器102和压力感应器103的基材101，这样，当用户按压该压力按钮传感器时，可通过电容感应器较好地实现对用户按压或触摸时电容的检测，同时通过压力感应器对按压压力进行检测，从而提高了压力按键传感器的手指按压和非正常按压的识别率。

如上述实施例所述，压力按键传感器包括基材、电容感应器和压力感应器，电容感应器和压力感应器可围合或并列地设置于基材上，由于压力按键传感器尺寸较小，在压力按键传感器贴合在电子设备的触摸盖板上时，若用户通过触摸盖板按压该压力按钮传感器时，电容感应器可较好地实现对用户按压或触摸时电容的检测，同时压力感应器也可对按压压力进行检测，从而提高了压力按键传感器的手指按压和非正常按压的识别率。

实施例八：

图9示出了本发明实施例八提供的基于前述实施例中压力按键传感器的按压检测方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在步骤S901中，对压力按键传感器进行上电，将当前电容感应器的电容值设置为电容基线值。

本发明实施例适用于使用前述实施例中压力按键传感器的电子设备，具体地，适用于前述实施例中压力按键传感器，在电子设备使用压力按键传感器进行按压检测时，首先通过电子设备微控制器对压力按键传感器进行上电，将当前或此时电容感应器的电容值设置为电容基线值。

在步骤S902中，持续检测电容感应器的电容值，并与电容基线值做相减运算，以得到电容差值。

在本发明实施例中，持续、实时地对电容感应器的电容值进行检测，同时，将检测到的电容值与电容基线值相减，以得到电容减值，根据该电容减值可确定是否有人体接触或触摸压力按键传感器。

在步骤S903中，判断电容差值是否大于预设的触摸阈值，当电容差值大于触摸阈值时，将当前压力感应器的压力数值设置为压力基线值。

在本发明实施例中，当电容差值大于触摸阈值时，表明有人体接触、触摸或按压压力按键传感器，此时，将当前压力感应器的压力数值设置为压力基线值，进一步通过压力感应器对该触摸或按压动作进行识别。

在步骤S904中，持续检测压力感应器的压力值，并与压力基线值做相减运算，以得到压力差值。

在步骤S905中，判断压力差值是否大于预设的压力阈值，当压力差值大于压力阈值，确定在压力按键传感器上当前存在按压动作，对按压动作进行响应。

在本发明实施例中，在电容差值大于触摸阈值的情况下，即存在人体接触、触摸或按压压力按键传感器的可能情况下，进一步持续、实时地对压力感应器的压力值与压力基线值做相减运算，以得到压力差值，当压力差值大于压力阈值，确定此时存在对压力按键传感器的真实按压，电子设备对该真实按压动作进行响应，从而提高了用户真实按压的识别率，保证了压力按键传感器的响应精确度。

实施例九：

图10示出了本发明实施例九提供的基于前述实施例中压力按键传感器的按压检测方法的实现流程，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，详述如下：

在步骤S1001中，对压力按键传感器进行上电，将当前电容感应器的电容值设置为电容基线值。

本发明实施例适用于使用前述实施例中压力按键传感器的电子设备，具体地，适用于前述实施例中压力按键传感器，在电子设备使用压力按键传感器进行按压检测时，首先通过电子设备微控制器对压力按键传感器进行上电，将当前或此时电容感应器的电容值设置为电容基线值。

在步骤S1002中，持续检测电容感应器的电容值，并与电容基线值做相减运算，以得到电容差值。

在本发明实施例中，持续、实时地对电容感应器的电容值进行检测，同时，将检测到的电容值与电容基线值相减，以得到电容减值，根据该电容减值可确定是否有人体接触或触摸压力按键传感器。

在步骤S1003中，判断电容差值是否大于预设的触摸阈值，是则执行步骤S1004，从而在持续检测电容感应器电容值的同时，对压力感应器的压力数值进行检测，否则执行步骤S1002，继续对电容感应器电容值进行检测。

在步骤S1004中，当电容差值大于触摸阈值时，将当前压力感应器的压力数值设置为压力基线值。

在本发明实施例中，当电容差值大于触摸阈值时，表明有人体接触、触摸或按压压力按键传感器，此时，将当前压力感应器的压力数值设置为压力基线值，进一步通过压力感应器对该触摸或按压动作进行识别。

在步骤S1005中，持续检测压力感应器的压力值，并与压力基线值做相减运算，以得到压力差值。

在步骤S1006中，判断压力差值是否大于预设的压力阈值，当压力差值大于压力阈值时，执行步骤S1007，即确定此时电容差值是否满足触摸条件，否则跳转至步骤S1005，持续对压力感应器的压力值进行检测。

在步骤S1007中，当压力差值大于压力阈值，由于电容感应器的电容值一直在被实时地检测，此时，确定电容差值是否满足触摸阈值或条件，满足时则执行步骤S1008，确定在压力按键传感器上当前存在按压动作，对按压动作进行响应，否则，表明电容差值不满足触摸阈值或条件，即：此时虽然发生了按压但并不是人体或手指按压，此时，跳转至步骤S1002，继续对电容感应器电容值进行检测。

在本发明实施例中，在电容差值大于触摸阈值的情况下，即存在人体接触、触摸或按压压力按键传感器的可能情况下，进一步持续、实时地对压力感应器的压力值与压力基线值做相减运算，以得到压力差值，当压力差值大于压力阈值，确定此时存在对压力按键传感器的真实按压，电子设备对该真实按压动作进行响应，从而提高了用户按压的识别率，保证了压力按键传感器的响应精确度。

实施例十：

在本发明实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述按压检测方法实施例中的步骤，例如，图9所示的步骤S901至S905。

本发明实施例的计算机可读存储介质可以包括能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质，例如，ROM/RAM、磁盘、光盘、闪存等存储器。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种压力按键传感器，其特征在于，所述压力按键传感器包括：

基材；

位于基材上的压力感应器和电容感应器；

对所述压力按键传感器进行上电，将当前所述电容感应器的电容值设置为电容基线值；

持续检测所述电容感应器的电容值，并与所述电容基线值做相减运算，以得到电容差值；

判断所述电容差值是否大于预设的触摸阈值，当所述电容差值大于所述触摸阈值时，将当前所述压力感应器的压力数值设置为压力基线值；

持续检测所述压力感应器的压力值，并与所述压力基线值做相减运算，以得到压力差值；

判断所述压力差值是否大于预设的压力阈值，当所述压力差值大于所述压力阈值，确定在所述压力按键传感器上当前存在按压动作，对所述按压动作进行响应。

2.如权利要求1所述的压力按键传感器，其特征在于，所述电容感应器和所述压力感应器设置于所述基材上，所述电容感应器环绕设置在所述压力感应器周围。

3.如权利要求1所述的压力按键传感器，其特征在于，所述电容感应器和所述压力感应器设置于所述基材上，所述压力感应器环绕设置在所述电容感应器周围。

4.如权利要求1所述的压力按键传感器，其特征在于，所述电容感应器和所述压力感应器设置于所述基材上，所述电容感应器设置在所述压力感应器的右侧。

5.如权利要求1所述的压力按键传感器，其特征在于，所述电容感应器和所述压力感应器设置于所述基材上，所述电容感应器设置在所述压力感应器的左侧。

6.如权利要求1所述的压力按键传感器，其特征在于，所述电容感应器和所述压力感应器设置于所述基材上，所述电容感应器设置在所述压力感应器的上方。

7.如权利要求1所述的压力按键传感器，其特征在于，所述电容感应器和所述压力感应器设置于所述基材上，所述电容感应器设置在所述压力感应器的下方。

8.如权利要求1所述的压力按键传感器，其特征在于，所述压力按键传感器为层状结构，所述电容感应器和所述压力感应器设置于两层所述基材中间。

9.如权利要求1所述的压力按键传感器，其特征在于，所述基材为柔性电路板或FR-4覆铜板。

10.基于权利要求1-9任一所述压力按键传感器的按压检测方法，其特征在于，包括：

对所述压力按键传感器进行上电，将当前所述电容感应器的电容值设置为电容基线值；

持续检测所述电容感应器的电容值，并与所述电容基线值做相减运算，以得到电容差值；

判断所述电容差值是否大于预设的触摸阈值，当所述电容差值大于所述触摸阈值时，将当前所述压力感应器的压力数值设置为压力基线值；

持续检测所述压力感应器的压力值，并与所述压力基线值做相减运算，以得到压力差值；

判断所述压力差值是否大于预设的压力阈值，当所述压力差值大于所述压力阈值，确定在所述压力按键传感器上当前存在按压动作，对所述按压动作进行响应。

11.如权利要求10所述的按压检测方法，其特征在于，还包括：

当所述电容差值不大于所述触摸阈值时，跳转至持续检测所述电容感应器的电容值的步骤，以继续所述电容感应器的电容值进行检测。

12.如权利要求10所述的按压检测方法，其特征在于，还包括：

当所述压力差值不大于所述压力阈值，跳转至持续检测所述压力感应器的压力值的步骤，以继续所述压力感应器的压力值进行检测。

13.如权利要求10所述的按压检测方法，其特征在于，将当前所述压力感应器的压力数值设置为压力基线值的步骤之后，还包括：

当检测到所述电容差值不大于所述触摸阈值时，跳转至持续检测所述电容感应器的电容值的步骤，以继续所述电容感应器的电容值进行检测。

14.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求10所述方法的步骤。