CN117093093A - 电子设备及按压力的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电子设备及按压力的检测方法,电子设备包括:包括屏幕和支架模组,支架模组包括:支架和压敏单元,所述支架包括第一支臂和第二支臂,所述第一支臂上设有第一电极部,所述第二支臂上设有第二电极部,所述第一电极部能够与屏幕的第一区域之间形成第一电容,所述第二电极部能够与屏幕的第二区域之间形成第二电容;压敏单元,所述压敏单元设在所述支架上;其中,在所述屏幕受到按压的情况下,所述屏幕挤压所述第一支臂和/或所述第二支臂,所述压敏单元获取所述支架的形变量;所述电子设备确定所述第一电极部与屏幕的第一区域之间的第一电容值,确定所述第二电极部与所述屏幕的第二区域之间的第二电容值。
Description
技术领域
本发明属于电子产品的压感技术领域,具体涉及一种电子设备及按压力的检测方法。
背景技术
屏幕压感技术是通过在屏幕表面添加压感传感器,实现对用户手指压力的感应,从而达到更加准确、自然、灵敏的触控效果。目前,为了实现全屏的压感检测,现有技术通常将屏幕分成上半屏和下半屏,上下两个半屏分别通过一个屏下压感模组实现对每个半屏的压感感应。两个压感模组各司其职,但又存在相互影响,经常出现上半屏处的压感感应区域,会覆盖到下半屏处的压感感应区域,使用不方便,体验感较差。并且,现有技术中的设置方式,需要设置两个压感模组分别对应两个半屏,占用空间大且成本高。
发明内容
本发明旨在提供一种电子设备及按压力的检测方法,至少能够解决现有技术中需要设置两个压感而导致的占用空间大且成本高等问题。
为了解决上述技术问题,本发明是这样实现的:
第一方面,本发明实施例提供了一种电子设备,包括屏幕和支架模组,支架模组包括:支架和压敏单元,所述支架包括第一支臂和第二支臂,所述第一支臂上设有第一电极部,所述第二支臂上设有第二电极部,所述第一电极部能够与屏幕的第一区域之间形成第一电容,所述第二电极部能够与屏幕的第二区域之间形成第二电容;压敏单元,所述压敏单元设在所述支架上;其中,在所述屏幕受到按压的情况下,所述屏幕挤压所述第一支臂和/或所述第二支臂,所述压敏单元获取所述支架的形变量;
所述电子设备确定所述第一电极部与屏幕的第一区域之间的第一电容值,确定所述第二电极部与所述屏幕的第二区域之间的第二电容值。
在本发明实施例中,通过在支架的第一支臂和第二支臂上分别设置第一电极部和第二电极部,使第一电极部与屏幕的第一区域形成第一电容,第二电极部与屏幕的第二区域形成第二电容,在在屏幕受到按压的情况下,屏幕可以挤压第一支臂和/或第二支臂,第一电容和第二电容的电容值发生变化,电子设备能够确定出第一电极部和第二电极部分别与屏幕的第一区域和第二区域之间的电容值,以判断出第一电极部和第二电极部分别与屏幕的距离,同时根据支架上设置的压敏单元,能够得到支架的变形量,最后可以得到屏幕的按压力值,实现电子设备的力反馈。本发明的电子设备,通过设置一个压敏单元就能得到屏幕对应第一支臂和第二支臂两个位置的按压力值,整体结构更加简单,占用空间更小,成本更低。
第二方面,提供一种按压力的检测方法,应用于上述实施例中所述的电子设备,包括:
获取压敏单元的形变量、第一电容值以及第二电容值;
根据所述第一电容值以及第二电容值,确定按压状态;
在所述按压状态为以不同压力分别按压第一区域和第二区域的情况下,根据所述第一电容值、所述第二电容值以及所述形变量,确定按压所述第一区域的第一压力值和按压所述第二区域的第二压力值。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是根据本发明实施例的电子设备的结构示意图;
图2是根据本发明实施例的电子设备的单手按压的示意图;
图3是根据本发明实施例的电子设备的双手按压的一个示意图;
图4是根据本发明实施例的电子设备的双手按压的另一个示意图;
图5是根据本发明实施例的电子设备的支架本体变形的模型简化图。
附图标记:
支架10;第一支臂11;第二支臂12;第一电极部13;第二电极部14;支架本体15;
压敏单元20;
线路板30;
主体结构40;
屏幕50;第一区域51;第二区域52。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。
本发明的说明书和权利要求书中,若涉及到术语“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。此外,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本发明的描述中,需要理解的是,若涉及到术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,若涉及到术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图,通过具体的实施例及其应用场景对本发明实施例提供的电子设备进行详细地说明。
参见图1,根据本发明实施例的电子设备包括屏幕50和支架模组。
具体而言,支架模组包括支架10和压敏单元20,支架10包括第一支臂11和第二支臂12,第一支臂11上设有第一电极部13,第二支臂12上设有第二电极部14。第一电极部13能够与屏幕50的第一区域51之间形成第一电容。第二电极部14能够与屏幕50的第二区域52之间形成第二电容。压敏单元20设在支架10上。在屏幕50受到按压的情况下,屏幕50挤压第一支臂11和/或第二支臂12,压敏单元20获取支架10的变形量。电子设备确定第一电极部13与屏幕的第一区域51之间的第一电容值,确定第二电极部14与屏幕的第二区域之间的第二电容值。换言之,如图1所示,根据本发明实施例的电子设备主要由屏幕50和支架模组组成,其中,支架模组包括支架10和压敏单元20,支架10包括第一支臂11和第二支臂12,第一支臂11上设置有第一电极部13,第二支臂12上设置有第二电极部14。第一支臂11与屏幕50之间留有预定间隙,这使得第一支臂11上的第一电极部13能够与屏幕50的第一区域51之间构成第一电容。第二支臂12上的第二电极部14与屏幕50之间留有预定间隙,这使得第二支臂12上的第二电极部14能够与屏幕50的第二区域52之间构成第二电容。根据第一电极部13和第二电极部14分别与屏幕50之间的距离变化,使第一电容的第一电容值和第二电容的第二电容值发生变化。第一电容值和第二电容值可以作为电子设备按压力度的检测参数。
参见图2至4,屏幕50具有第一区域51和第二区域52,其中第一区域51可以作为上屏,第二区域52可以作为下屏。第一电极部13与上屏相对应,第二电极部14与下屏相对应。通过支架10的第一支臂11和第二支臂12可以分别对应上屏和下屏,同时通过在支架10上设置一个压敏单元20,就能同时检测上屏和下屏的压感,不会出现上下屏干扰的问题。
需要说明的是,屏幕50的第一区域51和第二区域52为屏幕50的两个不同区域,屏幕50的第一区域51可以作为上屏区域,屏幕50的第二区域52可以作为下屏区域,屏幕50的第一区域51和第二区域52可以根据电子设备的系统进行划分,也可以在电子设备制造过程中进行机械划分。在本发明中,第一区域51和第二区域52的面积大小可以相同,也可以不同,只要满足第一区域51能够对应第一支臂11,第二区域52能够对应第二支臂12,保证屏幕50按压需求的设计均应落入本发明的保护范围。
由于,在屏幕50未变形的情况下,第一电极部13和第二电极部14分别与屏幕50之间存在预定间隙,无需将支架模组贴合在屏幕50上,节省粘胶成本。并且由于支架模组与屏幕50无需长时间贴合,不需要冷压支架模组激活胶路的功率,可以优化屏幕50顶印问题,防止屏幕50出现褶皱。
压敏单元20设置在支架10上。在第一支臂11或第二支臂12受到屏幕50抵压的情况下,屏幕50发生变形,使第一电容和第二电容的实际电容值发生改变。同时,支架10能够在屏幕50的作用下产生形变(支架10形变的简化模型图参见图5),支架10变形时,压敏单元20能够获取支架10的形变量,并且压敏单元20的压敏电阻发生变化,并且能够生成相应的电压信号。通过第一电容、第二电容的电容值、压敏单元20的电压变化值以及支架10的形变量,能够得到屏幕50对第一支臂11和第二支臂12的按压力度。
本发明的电子设备,通过设置一个压敏单元20就能得到屏幕50对应第一支臂11和第二支臂12两个位置的按压力值,整体结构更加简单,占用空间更小,成本更低。
在本发明中,电子设备可以是手机、电脑或其他电子产品。本发明的电子设备在实际应用过程中,当用户使用0g的力触摸屏幕50时,第一电极部13与屏幕50形成的第一电容和第二电极部14与屏幕50形成的电容值相同,此时,第一电容的第一电容值和第二电容的第二电容值均为100pf,表明第一电极部13和第二电极部14与屏幕50距离相同。
参见图2,当用户单手触摸屏幕50时,屏幕50发生变形,屏幕50能够接触第一支臂11上的第一电极部13,并且屏幕50变形后带动支架10变形移动。此时,第一电容的第一电容值增加到最大(例如,200pf),由于支架10变形移动,导致第二电极部14与屏幕50的距离增大,此时第二电容的第二电容值减小(例如,80pf)。压敏单元20可以根据支架10变形后的电阻的变化,输出一个电压信号,同时,压敏单元20能够检测到支架10的变形量,根据压敏单元20获取的电压值和变形量,能够得到用户单手按压的力。
同理,当用户单手触摸屏幕50,屏幕50发生变形,并接触第二支臂12上的第二电极部14的情况与接触第一支臂11上的第一电极部13的情况类似,在本发明中不再详细说明。
参见图3,当用户双手触摸屏幕50,且双手对屏幕50施加不同的按压力时,例如,屏幕50接触第一支臂11上的第一电极部13,同时屏幕50与第二支臂12上的第二电极部14未接触,屏幕50变形后带动支架10变形移动,第一电容的第一电容值增加到最大,第一电极部13获取第一电容的第一电容值。并且屏幕50在第二支臂12对应区域施加作用力,屏幕50同样发生形变,第二支臂12与屏幕50的第二电容的电容值发生变化,通过第二电极部14获取第二电容的第二电容值。压敏单元20能够检测到支架10的变形量,根据压敏单元20获取的电压值和变形量,能够得到用户按压第一支臂11的按压力。而第二支臂12的按压力,可以根据第一支臂11的按压力、第二电容的实际测得的电容值以及屏幕50未施加力时第二电容的初始电容值,可以得到出第二支臂12的按压力。
同理,当用户双手触摸屏幕50,且双手对屏幕50施加不同的按压力时,屏幕50接触第二支臂12上的第二电极部14,屏幕50与第一支臂11上的第一电极部13未接触的情况与接触第一支臂11上的第一电极部13,未接触第二支臂12的第二电极部14的情况类似,在本发明中不再详细说明。
参见图4,当用户双手触摸屏幕50,且屏幕50在第一支臂11和第二支臂12上施加相同作用力时,可以根据压敏单元20获取的电压和变形量得到,双手对屏幕50施加的作用力。
由此,根据本发明实施例的电子设备,通过在支架10的第一支臂11和第二支臂12上分别设置第一电极部13和第二电极部14,使第一电极部13与电子设备的屏幕50的第一区域51之间形成第一电容,第二电极部14与电子设备的屏幕50的第二区域52之间形成第二电容,在触摸屏幕50使屏幕50变形的情况下,第一电容和第二电容的电容值发生变化,可以判断出第一电极部13和第二电极部14分别与屏幕50的距离,同时根据支架10上设置的压敏单元20,能够得到支架10的变形量,最后可以得到屏幕50的按压力值,实现电子设备的力反馈。本发明的电子设备,通过设置一个压敏单元20就能得到屏幕50对应第一支臂11和第二支臂12两个位置的按压力值,整体结构更加简单,占用空间更小,成本更低。
根据本发明的一个实施例,支架10包括支架本体15,支架本体15连接于电子设备;
第一支臂11和第二支臂12分别连接于支架本体15,第一支臂11延伸至屏幕50的第一区域51对应的位置,第二支臂12延伸至屏幕50的第二区域52对应的位置,第一支臂11和第二支臂12呈对称分布。
也就是说,参见图2,支架10包括支架本体15,压敏单元20设置在支架本体15上,支架本体15连接于电子设备,例如,支架本体15的一端可以固定在电子设备的主体结构40上。第一支臂11和第二支臂12分别连接于支架本体15。第一支臂11和第二支臂12沿不同的方向延伸,其中,第一支臂11可以延伸至屏幕50的第一区域51对应的位置,第二支臂12可以延伸至屏幕50的第二区域52对应的位置,保证第一支臂11和第二支臂12能够分别对应屏幕50的两个不同区域,通过设置一个压敏单元20,实现对屏幕50不同区域的压感检测,减小支架模组的占用空间,降低成本。
参见图1,第一支臂11和第二支臂12可以呈对称分布。通过将第一支臂11与第二支臂12进行对称设置,保证初始状态下(对屏幕50未施加作用力的状态下),第一电极部13和第二电极部14到屏幕50的距离相等,并且在用户双手按压屏幕50时,第一支臂11和第二支臂12具有相应的位移量,有利于提高后续的检测精度。
根据本发明的一个实施例,第一电极部13设置在第一支臂11的靠近屏幕50的端部。第二电极部14设置在第二支臂12的靠近屏幕50的端部。
换句话说,如图2所示,第一电极部13可以设置在第一支臂11靠近屏幕50的端部。第一电极部13朝向屏幕50。第二电极部14可以设置在第二支臂12靠近屏幕50的端部,第二电极部14朝向屏幕50。当用户单手或双手触摸屏幕50时,屏幕50变形,并且能够接触第一电极部13和/或第二电极部14,使第一电极部13和第二电极部14的电容发生变化。同时在支架10的形变过程中,参见图5,压敏单元20的电阻发生变化,并检测到支架10的形变量,根据检测的电阻变化得到电信号,同时结合检测到的支架10的形变量,能够得到触摸屏幕50的作用力,实现电子设备的力反馈。
具体来说,参见图2,在屏幕50上施加一个向下的力F,屏幕50将发生向下的位移,带动双臂展压感(支架10)发生向下的位移,根据臂梁(支架10)变形规律,再由惠斯通电桥规律,屏幕50接触到第一电极部13或第二电极部14后,将获得一个电信号。由于臂梁压感对屏幕50的作用力很小,可忽略其对屏力学特性的影响。第一支臂11和第二支臂12随支架10具有相同的位移。当屏幕50在受力变形时,压敏单元20能够测到第一电极部13和第二电极部14的位移。当然,对于本领域技术人员来说,惠斯通电桥的结构和原理是可以理解并且能够实现的,在本发明中不再详细赘述。
本发明,根据压敏单元20的输出信号和位移量,能够计算出施加在屏幕50上的作用力。
当屏幕50接触第一电极部13的时候,压敏单元20输出信号同以上公式,在本发明中不再赘述。
根据本发明的一个实施例,第一支臂11靠近屏幕50的端部极化形成第一电极部13。第二支臂12靠近屏幕50的端部极化形成第二电极部14。
换句话说,如图1至图4所示,第一支臂11靠近屏幕50的一端可以通过极化处理,形成第一电极部13。第二支臂12靠近屏幕50的一端可以通过极化处理,形成第二电极部14。通过第一电极部13和第二电极部14进行电容检测,用于检测屏幕50和第一电极部13、第二电极部14之间形成的第一电容的第一电容值和第二电容的第二电容值,基于第一电容值和第二电容值可以判断出第一电极部13和第二电极部14到屏幕50的距离,以作为电子设备按压力度的检测参数。压敏单元20可以刻蚀形成在支架10上的,支架10分为可以导电、走线两个部分,实现第一电极部13、第二电极部14以及压敏单元20与外部控制芯片的电连接。
在本发明中,支架10可以采用钢片制成,钢片具有一定柔性,可以用户按压屏幕50,在屏幕50形变的过程中,驱动支架10发生形变位移,便于压敏单元20获取电压值和形变量,得到屏幕50的按压力度。
在本发明中,支架本体15可以采用钢片等结构制成,线路板30可以贴附于支架本体15上,压敏单元20可以设置在支架本体15上,便于压敏单元20检测支架10的形变量,以及支架10形变后压敏单元20的压敏电阻的变化,有效提升支架模组的可靠性、检测准确性。
在本发明中,压敏单元20可以直接通过在支架10上采用刻蚀等成型工艺制备得到,将压敏单元20形成在支架10上,进一步提升支架模组的可靠性、检测准确性。第一支臂11和第二支臂12可以采用半导体材料制成,便于在第一支臂11和第二支臂12上极化形成第一电极部13和第二电极部14,提高第一电极部13和第二电极部14电容检测的准确性。
根据本发明的一个实施例,电子设备还包括线路板30,线路板30设在支架10上。线路板30与第一电极部13和第二电极部14电连接,压敏单元20与线路板30电连接。
换句话说,电子设备还包括线路板30,线路板30设置在支架10上。线路板30适用于汇集电极和压敏单元20等信号,然后走线引到控制器上。线路板30与第一电极部13和第二电极部14电连接,第一电极部13和第二电极部14检测的电容值可以通过线路板30传输至控制芯片。压敏单元20与线路板30电连接,压敏单元20检测的电压值和支架10的变形量等可以通过线路板30传输至控制芯片,触摸屏幕50的压感反馈。
根据本发明的一个实施例,参见图1,电子设备,还包括主体结构40。
具体地,屏幕50设在主体结构40上,支架模组设置在主体结构40内,支架10与主体结构40连接。
换句话说,如图1所示,电子设备还包括主体结构40,其中,屏幕50设置在主体结构40上,支架模组连接在主体结构40内,支架10与主体结构40连接。第一支臂11上的第一电极部13与屏幕50的第一区域51形成第一电容,第二支臂12上的第二电极部14与屏幕50的第二区域52形成第二电容。通过将支架10固定在主体结构40内,并且在屏幕50未变形的情况下,第一电极部13和第二电极部14与屏幕50之间存在间隙,无需将支架模组贴合在屏幕50上,节省粘胶成本,拆卸简便,方便后续维修更换。并且由于支架模组与屏幕50无需长时间贴合,不需要冷压支架模组激活胶路的功率,可以优化屏幕50顶印问题,防止出现褶皱。
在屏幕50受压变形的情况下,屏幕50能够接触第一支臂11或第二支臂12。当用户使用0g的力按压屏幕50时,第一电极部13与屏幕50形成的第一电容和第二电极部14与屏幕50形成的电容值相同,例如此时,第一电容的电容值和第二电容的电容值均为100pf,表明第一电极部13和第二电极部14与屏幕50距离相同。
如图2所示,当用户单手触摸屏幕50时,屏幕50发生变形,屏幕50能够接触第一支臂11上的第一电极部13,并且屏幕50变形后带动支架10变形移动。此时,第一电容的电容值增加到最大(例如,200pf),由于支架10变形移动,导致第二电极部14与屏幕50的距离增大,此时第二电容的电容值减小(例如,80pf)。压敏单元20可以根据支架10变性后的电阻的变化,输出一个电压信号,同时,压敏单元20能够检测到支架10的变形量,根据压敏单元20获取的电压值和变形量,能够得到用户单手按压的力。同理,当用户单手触摸屏幕50,屏幕50发生变形,并接触第二支臂12上的第二电极部14的情况与接触第一支臂11上的第一电极部13的情况类似,在本发明中不再详细说明。
如图3所示,当用户双手触摸屏幕50,且屏幕50接触第一支臂11上的第一电极部13时,屏幕50变形后带动支架10变形移动,第一电容的电容值增加到最大,第一电极部13获取第一电容的电容值,第二电极部14获取第二电容的电容值。压敏单元20能够检测到支架10的变形量,根据压敏单元20获取的电压值和变形量,能够得到用户单手按压第一支臂11的力。第二支臂12的按压力,可以根据第一支臂11的力、第二电容的实际测得的电容值以及屏幕50施加力时第二电容的初始电容值,可以得到出第二支臂12的按压力。同理,当用户双手触摸屏幕50,且屏幕50接触第二支臂12上的第二电极部14时的情况与接触第一支臂11上的第一电极部13的情况类似,在本发明中不再详细说明。
本发明的电子设备,通过设置一个压敏单元20就能得到屏幕50对应第一支臂11和第二支臂12两个位置的按压力值,整体结构更加简单,占用空间更小,成本更低,便于电子设备的小型化设计。
根据本发明的一个实施例,支架本体15的至少一部分相对与屏幕50倾斜延伸,通过支架本体15的倾斜设计,保证第一支臂11和第二支臂12在屏幕50的挤压下,能够发生更好的形变,同时保证第一支臂11和第二支臂12具有相同的形变量,提高检测精度。
根据本发明的一个实施例,电子设备还包括第一振动件和第二振动件,第一振动件与第一区域51对应,第二振动件与第二区域52对应。
换句话说,电子设备还包括第一振动件和第二振动件,其中,第一振动件与第一区域51对应,第二振动件与第二区域52对应。第一振动件和第二振动件可以采用马达。在本发明中,在单手按压的场景中,可以由屏幕50触屏报点来识别屏幕50位置,以此区分开上下屏,同时由于屏幕50形变是局部形变,所以上半屏某位置(例如,屏幕50上第一区域51处的按压点)触碰并不会影响到下半屏某位置(例如,屏幕50上第二区域52处的按压点),因为第二支臂12的第二电极部14随着第一支臂11的形变也往下移动了。屏幕50上报第一区域51处的按压点触控,则对应上屏马达振动。屏幕50上报第二区域52按压点触控,则对应下屏马达振动。振感由按压力度决定。
参见图3和图4,结合本支架模组在电子设备中的应用方案,对“屏幕50的不同位置受到不同按压力度的场景”中,如何利用本支架模组的器件获取不同位置的压力值的方案进行说明。
例如,电子设备的触摸屏幕50会上报第一区域51上的按压点和第二区域52上的按压点,支架模组获取第一电容Ca和第二电容Cb的电容值。
在实际应用之前,例如测试阶段或出厂检测配置时,会将第一电容、第二电容与按压情况对应的电容真值录入至电子设备中。电容真值的测试方式为:
第一步:记录屏幕50未形变的Ca0和Cb0值,例如,Ca0=Cb0=100pf。
需要说明的是,屏幕50(屏幕50)第一区域51和第二区域52在不同按压力下,设置有多个档位,在第一区域51和第二区域52施加相应档位的作用力时,第一区域51处对应的第一电极部13检测的第一电容Ca,以及第二区域处对应的第二电极部14检测的第二电容Cb的电容值不同。其中,第一区域51处对应的第一电极部13检测的第一电容Ca,以及第二区域处对应的第二电极部14检测的第二电容Cb的电容值在不同按压力下存在真值表对应关系。
以按压第一区域51为例,可以大致分为六个档位,当第一区域51处的按压力为0g时,位于第一档位,此时,表明第一区域51和第二区域52均未施加力,第一电容的电容值Ca为100pf,第二电容的电容值Cb为100pf。当第一区域51处的按压力为200g时,此时,第一区域51接触第一电极部13,第一电极部13检测到最大的第一电容值Ca为200pf。支架10在按压力作用下向下发生形变,第二电极部14与屏幕50第二区域52的距离增大,第二电极部14检测的第二电容值减小(第二电容值Cb为80pf),并且随着第一区域51出的按压力度不断增大,第一区域51始终接触第一电极部13,第一电容值Ca保持200pf不变。而支架10的形变量不断增大,第二电极部14与屏幕50第二区域52的距离逐渐增大,第二电极部14检测的第二电容值逐渐减小。
第二步:第一区域51按压200g,第二区域52不按压,得出Ca为200pf,Cb为80pf。
第三步:提高按压档位,逐档位获取Ca和Cb。
最后,获取的真值表参见表一:
表一:
第一区域51触摸 | Ca | Cb |
0g | 100pf | 100pf |
200g | 200pf | 80pf |
300g | 200pf | 60pf |
400g | 200pf | 40pf |
500g | 200pf | 20pf |
在实际应用环境下,压敏单元20会获取支架10的形变量,电子设备根据压敏单元20输出的电信号,可以计算出该形变量对应的按压力。进一步地,根据实际获取的第一电容Ca和第二电容Cb,与上述真值表进行对比,即可判断出,第一电容Ca和第二电容Cb中达到电容最大值200pf的一个,代表着对应区域的按压力更大,其按压力等于根据压敏单元20的信号获取的实际按压力。例如,第一电容Ca达到200pf,则第一区域51上的按压力较大,等于实际按压力。之后将第二电容Cb与真值表中对比,可以获得实际的第二电容Cb与真值表中对应压力档位的第二电容之间的关系,进而推算出第二区域52上收到的压力大小。
具体步骤如下:
第一步:记录屏幕50未形变的Ca0和Cb0值,例如,Ca0=Cb0=100pf。
第二步:记录真实按压场景第一区域51处形变后,判断第一电容值Ca和第二电容值Cb的大小。
第三步:假如第一区域51处按压力大第二区域52处按压力,第一电容Ca大于第二电容Cb,则第一区域51距离支架模组更近,压敏单元20获取第一区域51处采集到的信号量为Fa,第一区域51对应的上屏使用Fa对应的档位让线性马达振动,例如,Fa=300g档位。
第四步:由于已知Fa=300g,根据真值表,可知道屏幕50的第二区域52未形变的电容值Cb0=60pf,计算屏幕50的第二区域52幕形变后的按压力。第二电容值Cb1为此刻屏幕50形变和支架10形变产生的电容值,假如Cb1=80pf,可以按照公式Fb=Fa*(Cb1-Cb0)/Cb0=100g,则第二区域52对应的下屏使用Fb对应的档位让线性马达振动。
需要说明的是,上述关于Fb的计算公式为按照电容的比例,做的线性推算。当然,在本发明中,也可以根据电容,用其它拟合的函数对Fb进行推算。在本发明中不再详细赘述。
同理,参见图4,在双手相同按压力的场景中,由屏幕50触屏会同时上报第一区域51和第二区域52的按压点,支架模组采集Ca和Cb的电容值。假如Ca=Cb,进入相同按压力的场景,通过支架模组检测按压力度,同时根据按压力度调整线性马达振感。
总而言之,本发明的电子设备,通过采用该支架模组,可以通过一个压敏单元20就能得到屏幕50对应第一支臂11和第二支臂12两个位置的按压力值,整体结构更加简单,占用空间更小,成本更低。并且本发明的电子设备通过将支架10固定在主体结构40内,并且在屏幕50未变形的情况下,第一电极部13和第二电极部14与屏幕50之间存在间隙,无需将支架模组贴合在屏幕50上,节省粘胶成本,拆卸简便,方便后续维修更换。并且由于支架模组与屏幕50无需长时间贴合,不需要冷压支架模组激活胶路的功率,可以优化屏幕50顶印问题,防止出现褶皱。
当然,对于本领域技术人员来说,电子设备的其他结构及其工作原理是可以理解并且能够实现的,在本发明中不再详细赘述。
根据本发明的第二方面,提供一种按压力的检测方法,应用于上述实施例中的电子设备,该检测方法包括:
获取压敏单元20的形变量、第一电容值以及第二电容值;
根据第一电容值以及第二电容值,确定按压状态;
在按压状态为以不同压力分别按压第一区域51和第二区域52的情况下,根据第一电容值、第二电容值以及形变量,确定按压第一区域51的第一压力值和按压第二区域52的第二压力值。
换句话说,参见图1至图4,在本发明的检测方法中,首先,可以获取压敏单元20的形变量、第一电容值Ca以及第二电容值Cb。在获取压敏单元20的形变量、第一电容值Ca以及第二电容值Cb的过程中,可以先获取按压位置信息,其中,按压位置的信息可以通过屏幕50的触屏报点获得,第一电容值Ca和第二电容值Cb可以分别通过第一支臂11上的第一电极部13和第二支臂12上的第二电极部14得到,支架10的变形量可以通过压敏单元20得到。然后,可以根据按压位置信息、第一电容值Ca以及第二电容值Cb,确定按压状态,判断出屏幕50是否接触第一电极部13和/或第二电极部14。最后,可在按压状态为以不同压力分别按压第一区域51和第二区域52的情况下,根据按压位置信息、第一电容值、第二电容值以及形变量,确定按压第一区域51的第一压力值和按压第二区域52的第二压力值。
在本发明中,参见图3,根据第一电容值、第二电容值以及形变量,确定按压第一区域51的第一压力值和按压第二区域52的第二压力值,包括:
在第一电容值Ca大于第二电容值Cb的情况下,确定第一区域51的第一压力值与形变量对应。此时,屏幕50接触第一支臂11上的第一电极部13,屏幕50变形后带动支架10变形移动,第一电容的电容值增加到最大,第一电极部13获取第一电容的电容值Ca。第二电极部14获取第二电容的电容值Cb。压敏单元20能够检测到支架10的变形量,根据形变量确定第一压力值。最后,根据第一压力值、第一电容值Ca、第二电容值Cb,确定第二区域52的第二压力值。
在本发明中,根据第一电容值、第二电容值以及形变量,确定按压第一区域51的第一压力值和按压第二区域52的第二压力值,包括:
在第一电容值Ca小于第二电容值Cb的情况下,确定第二区域52的第二压力值与形变量对应。此时,屏幕50接触第二支臂12上的第二电极部14,屏幕50变形后带动支架10变形移动,第二电容的电容值Cb增加到最大,第二电极部14获取第二电容的电容值Cb。第一电极部13获取第一电容的电容值Ca。压敏单元20能够检测到支架10的变形量,根据形变量确定第二压力值。最后,根据第二压力值、第二电容值Cb、第一电容值Ca,确定第一区域51的第一压力值。
根据本发明的一个实施例,检测方法还包括:根据第一压力值控制第一区域51振动,以及根据第二压力值控制第二区域52振动。
在本发明中,参见图2,在单手按压的场景中,可以由屏幕50触屏报点来识别屏幕50位置,以此区分开上下屏,同时由于屏幕50形变是局部形变,所以上半屏某位置(例如,屏幕50上第一区域51处的按压点)触碰并不会影响到下半屏某位置(例如,屏幕50上第二区域52处的按压点),因为第二支臂12的第二电极部14随着第一支臂11的形变也往下移动了。屏幕50上报第一区域51处的按压点触控,则对应上屏马达振动。屏幕50上报第二区域52按压点触控,则对应下屏马达振动。振感由按压力度决定。
本发明的检测方法通过一个压敏单元20就能得到屏幕50对应第一支臂11和第二支臂12两个位置的按压力值,检测方法简单,准确性高,不存在屏幕50两个区域发生干扰的问题。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (11)
1.一种电子设备,其特征在于,包括屏幕和支架模组,
所述支架模组包括支架和压敏单元;
所述支架包括第一支臂和第二支臂,所述第一支臂上设有第一电极部,所述第二支臂上设有第二电极部,所述第一电极部能够与所述屏幕的第一区域之间形成第一电容,所述第二电极部能够与所述屏幕的第二区域之间形成第二电容;
压敏单元,所述压敏单元设在所述支架上;
其中,在所述屏幕受到按压的情况下,所述屏幕挤压所述第一支臂和/或所述第二支臂,所述压敏单元获取所述支架的形变量;
所述电子设备确定所述第一电极部与屏幕的第一区域之间的第一电容值,确定所述第二电极部与所述屏幕的第二区域之间的第二电容值。
2.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述支架包括支架本体,所述支架本体连接于电子设备;
所述第一支臂和所述第二支臂分别连接于所述支架本体,所述第一支臂延伸至与所述屏幕的第一区域对应的位置,所述第二支臂延伸至与所述屏幕的第二区域对应的位置,所述第一支臂与所述第二支臂呈对称分布。
3.根据权利要求2所述的电子设备,其特征在于,所述第一电极部设置在所述第一支臂的靠近所述屏幕的端部;
所述第二电极部设置在所述第二支臂的靠近所述屏幕的端部。
4.根据权利要求3所述的电子设备,其特征在于,
所述第一支臂的靠近所述屏幕的端部极化形成所述第一电极部;
所述第二支臂的靠近所述屏幕的端部极化形成所述第二电极部。
5.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,还包括:
线路板,所述线路板设在所述支架上;
所述线路板与所述第一电极部和所述第二电极部电连接,所述压敏单元与所述线路板电连接。
6.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,包括:
主体结构,所述屏幕设在所述主体结构上所述支架模组设置在所述主体结构内,所述支架与所述主体结构连接。
7.根据权利要求1所述的电子设备,其特征在于,还包括:
第一振动件和第二振动件,所述第一振动件与所述屏幕的第一区域对应,所述第二振动件与所述屏幕的第二区域对应。
8.根据权利要求2所述的电子设备,其特征在于,所述支架本体的至少一部分相对于所述屏幕倾斜延伸。
9.一种按压力的检测方法,其特征在于,应用于如权利要求1-8中任一项所述的电子设备,包括:
获取压敏单元的形变量、第一电容值以及第二电容值;
根据所述第一电容值以及第二电容值,确定按压状态;
在所述按压状态为以不同压力分别按压第一区域和第二区域的情况下,根据所述第一电容值、所述第二电容值以及所述形变量,确定按压所述第一区域的第一压力值和按压所述第二区域的第二压力值。
10.根据权利要求9所述的按压力的检测方法,其特征在于,根据所述第一电容值、所述第二电容值以及所述形变量,确定按压所述第一区域的第一压力值和按压所述第二区域的第二压力值,包括:
在所述第一电容值大于所述第二电容值的情况下,确定第一区域的第一压力值与所述形变量对应;
根据所述形变量确定所述第一压力值;
根据所述第一压力值、第一电容值、第二电容值,确定第二区域的第二压力值。
11.根据权利要求10所述的按压力的检测方法,其特征在于,根据所述第一电容值、所述第二电容值以及所述形变量,确定按压所述第一区域的第一压力值和按压所述第二区域的第二压力值,包括:
在第一电容值小于第二电容值的情况下,确定第二区域的第二压力值与所述形变量对应;
根据所述形变量确定所述第二压力值;
根据所述第二压力值、第二电容值、第一电容值,确定第一区域的第一压力值。
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