[发明专利]电容式触摸和压力传感器

说明书

一种用于检测压力以及触摸和附近存在中的至少一种的方法。在该方法中，使用电容式分层传感器结构（110），其包括电可渗透和导电层（410）、包括第一电极（301）的电极层（300）以及布置在电可渗透和导电层（410）和电极层（300）之间的第一绝缘层（210），电容式分层传感器结构（110）包括或进一步包括绝缘层（210，220），该绝缘层可压缩并且布置在电极层（300）和导电层（410，400）之间。该方法包括使用电容式分层传感器结构（110）测量指示第一电极（301）的第一电容的第一值（v1），使用电容式分层传感器结构（110）测量指示第一电极（301）的第二电容的第二值（v2），并且确定第一值（v1）至多等于第一阈值（th_f）并且至少等于第二阈值（th_t），并且第二值（v2）大于第一阈值（th_f）。一种装置（100），包括电容式分层传感器结构（110）和被配置成执行该方法的电子装置（120）。一种计算机程序，当在计算机（520）上运行时，被配置成使计算机（520）执行该方法。

技术领域

本发明涉及用于感测触摸和压力的传感器。本发明涉及触觉传感器。本发明涉及压力传感器。本发明涉及用于感测触摸和压力的电容式传感器。本发明涉及用于电容性地测量触摸和压力的方法。本发明涉及与测量触摸和压力有关使用的计算机程序。

背景技术

许多用户界面需要分别在没有压力和有压力的情况下感测触摸。例如，用户可以在表面上移动他/她的手指，由此与表面的触摸指示手指的位置。这种触摸基本上在不按压表面的情况下做出。此外，为了做出选择，用户可以例如通过他/她的手指按压表面。这意味着施加到表面上的压力。此外，从测量的信号来看，只有触摸和按压的出现应该是可分离的。更优选地，所施加的压力应该至少以某一准确度可测量，即比二元的压力施加或不施加更好的准确度。例如从申请人的国际公开WO 2018/011464中已知一种用于测量压力的电容式传感器。

通常，用于测量触摸和压力二者的传感器是复杂的，由此这种传感器也很昂贵。实际上，这种传感器的复杂性是它们的广泛适用性的阻碍。

由于这些原因，本申请的目的是提出一种用于感测触摸和压力二者的简单传感器装置。更具体地，提出一种简单的传感器装置，用于在第一时刻感测基本上没有施加压力的触摸，并且在第二时刻感测压力的施加。传感器装置的工作原理是电容式的。

发明内容

本发明的要点是使用电容式分层传感器结构，该结构包括电极层，该电极层包括第一电极，以及电可渗透和导电层。触摸和压力可以根据第一电极相对于周围物的电容来确定。电可渗透和导电层的第一目的，特别是与该层的渗透性相关的，是使电场穿过电可渗透和导电层，以便通过位于电可渗透和导电层的第一侧的第一电极电容性地感测位于电可渗透和导电层的相对的第二侧的物体。电可渗透和导电层的第二个目的，特别是与该层的导电性相关的，是在电极和电可渗透和导电层本身之间形成电容。电容式分层传感器结构可以用于这种测量。例如，电子装置可以被配置成测量指示触摸（或附近存在）的第一电极的电容和指示压力的第一电极的另一电容。

在如所提交的本申请的独立权利要求1中提出了一种用于此目的的不太复杂的传感器装置。该传感器装置包括如权利要求1中详述的电容式分层传感器结构。此外，如在独立方法权利要求13或如所提交的申请中详述的，这种电容式分层传感器结构可以用于测量触摸和压力二者。此外，该方法可以通过在计算机上运行计算机程序而在计算机上运行。这种计算机程序在如所提交的申请的权利要求16中详述。

附图说明

图1a至1d在侧视图中示出了用于电容性地检测触摸和压力的装置，

图2a至2c在侧视图中示出了用于电容性地检测触摸和压力的装置，

图3a和3b在俯视图中示出了两个传感器的电极配置，

图4a1和4a2在侧视图中示出了电容式分层传感器结构如何感测触摸，

图4a2和4b2在侧视图中示出了电容式分层传感器结构如何感测压力，