[發(fā)明專利]觸摸表面裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010578841.6
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN112130692A
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設計）人: 拉米·貝納薩;讓-塞巴斯蒂安·穆萊
• 申請（專利權(quán)）人: 法國原子能源和替代能源委員會
• 主分類號: G06F3/041
• 分類號: G06F3/041;G06F3/043
• 代理公司: 北京市鑄成律師事務所 11313
• 代理人: 崔雁;吳東亮

一種觸摸表面裝置(100)，至少包括：?元件(102)，其包括形成觸摸表面的第一面(104)和與第一面相反的第二面(106)；?聲波傳感器(108)，其包括設置在兩個電極之間的至少一個壓電材料部分，該壓電材料部分和兩個電極通過形成作為褶皺的表面波紋而構(gòu)造，該傳感器被固定到元件的第二面上，使得褶皺的頂點或谷與元件的第二面接觸；?電子電路(118)，其耦合到傳感器的電極并被配置為從旨在從傳感器的電極輸出的電信號中識別出在觸摸表面上做出的至少一個觸摸手勢。

技術領域

本發(fā)明的技術領域是人機接口或者HMI的領域，并且更一般地是通過觸摸功能或者觸感功能實現(xiàn)接口的空間和/或物體的領域。本發(fā)明尤其適用于在家庭自動化領域或者在惡劣環(huán)境下(例如有水、油、灰塵、雪，或者暴露于高溫或低溫)的HMI的制造。

背景技術

最穩(wěn)健、價格適中且可塑形的觸摸式方案(其能夠適合于任何形狀的要制成為觸感的表面)采用電容傳感器。電容傳感器例如設置在要功能化的部分或者物體的表面上，并且可能覆蓋有具有小厚度的涂層。當傳感器包括電容性元件的陣列時，高級觸摸功能是可能的，諸如比方說檢測觸摸表面上的手指滑動或者輕掃。

然而，使用電容性傳感器使表面具有觸感會導致若干缺點。

首先，電容式傳感器的脆性阻止它們集成到構(gòu)成要功能化的物體的材料中。因此，為了最佳地集成到物體上，有必要提供形成在物體表面上的印刷品以容納傳感器。此外，為將傳感器固定到物體表面而實施的技術僅限于粘結(jié)(bonding)和冷卻方法。

當電容式傳感器覆蓋有用作觸摸表面的涂層時，還必須滿足其他要求以避免串擾、信號/噪聲比過低、誤報(不需要的觸發(fā)操作)、或者甚至傳感器靈敏度損失的問題：

-對于可以用作涂層的材料的性質(zhì)的限制，并且不得干擾傳感器進行的電容檢測；

-對涂層厚度的限制，厚度必須小于2mm。

如果必須使用厚度大于2mm的涂層，則傳感器將受到以下限制：

-傳感器復雜化；

–損失要功能化的部分的可成形性；

–擴大傳感器電極的尺寸，導致傳感器分辨率下降；

–擴大常規(guī)傳感器設計，降低了對高級觸摸功能(諸如觸摸表面上的手指滑動)的評估。

存在壓電傳感器，即使存在厚度大于2mm的涂層，也能使表面具有觸感。然而，這些傳感器可尋址的觸摸功能僅限于簡單功能，諸如在觸摸表面上按壓。此外，不可變形的壓電元件的使用將其使用限于平面觸摸結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是提供一種不具有現(xiàn)有技術的方案的缺點的觸摸或觸感表面裝置，其不受電容式傳感器的限制，其觸摸表面的厚度不限于2mm，并且適于任何觸摸表面形狀。

為此，本發(fā)明提供了一種觸摸表面裝置，至少包括：

-元件，其包括形成觸摸表面的第一面和與第一面相反的第二面；

-聲波傳感器，其包括設置在兩個電極之間的至少一個壓電材料部分，該壓電材料部分和兩個電極通過形成作為褶皺的表面波紋或者紋波而構(gòu)造，該傳感器固定到元件的第二面，使得褶皺的頂點或者峰或者谷與元件的第二面接觸；

-電子電路，其耦合到傳感器的電極并被配置為從旨在從傳感器的電極輸出的電信號中識別出在觸摸表面上做出的至少一個觸摸或者觸感手勢。

在該裝置中，借助于聲波在元件材料中的傳輸來通過傳感器檢測觸摸手勢，這些聲波由傳感器檢測并由電子電路解釋。這種檢測類型避免了使用電容式傳感器時遇到的缺點。