CN109668659B - 压力传感器以及压力感测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力传感器，包含有一第一极板；复数个第二极板；一弹性体，设置于所述第一极板与所述复数个第二极板之间；一第一开关，包含有一第一端，耦接于所述第一极板，以及一第二端，选择性地耦接于一第一极板接收端或是一接地端；以及复数个第二开关，其中每一第二开关，包含有一第一端，耦接于所述复数个第二极板的其中之一，以及一第二端，选择性地耦接于一第二极板接收端、所述接地端或是一驱动信号端。

Description

压力传感器以及压力感测方法

技术领域

本发明涉及指一种压力传感器以及压力感测方法，特别是涉及一种根据下压力道与电容值以进行调整的压力传感器以及压力感测方法。

背景技术

随着科技演进，触控式电子装置已普遍地为普罗大众所使用。现今的触控电子装置除了判断用户触控的操作点之外，更能提供判断多段按压力道的功能，以进一步扩充行动装置的触控功能，提升用户的使用感受。

现有的触控装置会利用电容式压力感测方式来判断按压力道。例如在两极板之间设置弹性体并通过极板所感测到的电容值来判断按压力道。当有力量按压至极板上时，两极板之间的距离会改变而极板所感应到的电容值也会有所变化。然而，常见的问题是电容值的变化与按压力道容易呈现非线性关系而导致感测灵敏度不一致。请参考图1，图1为传统电容式压力感测时所取得的电容值与下压力道的示意图。由于弹性体在体积一定的情况下，弹性体的厚度会与截面积成反比，而电容值又与弹性体的截面积成正比，与弹性体的厚度成反比。如图1所示，在低压力区间(LP)，当下压力道急遽增加时，电容值变化轻微。在高压力区间(HP)，当下压力道轻微增加时，电容值却急遽增加。因此，由于传统的触控装置所取得电容值与下压力道会呈现非线性关系，对于用户在按压时其对应于下压力道的灵敏度无法固定，进而降低用户在使用触控装置时的产品满意度。因此，如何根据下压力道以提供相对应的线性信号回馈，进一步提升用户在使用产品时的满意度，也就成为业界所努力的目标之一。

发明内容

因此，为了解决上述的问题，本发明提供一种可根据下压力道以提供相对应的线性信号回馈，以进一步提升用户在使用产品时的满意度的压力传感器以及压力感测方法。

本发明提供一种压力传感器，包含有一第一极板；复数个第二极板；一弹性体，设置于所述第一极板与所述复数个第二极板之间；一第一开关，包含有一第一端，耦接于所述第一极板，以及一第二端，选择性地耦接于一第一极板接收端或是一接地端；以及复数个第二开关，其中每一第二开关，包含有一第一端，耦接于所述复数个第二极板的其中之一，以及一第二端，选择性地耦接于一第二极板接收端、所述接地端或是一驱动信号端。

本发明还提供一种压力感测方法，适用于一压力传感器，所述压力传感器包含有一弹性体、一第一极板以及复数个第二极板，所述弹性体系设置于所述第一极板与所述复数个第二极板之间，所述压力感测方法包含有设定一电极连接组态，所述电极连接组态包含有至少一部分的所述复数个第二极板耦接于一驱动信号端以及其余的第二极板耦接于一接地端；以及施加不同力量至所述第一极板，并根据所述电极连接组态侦测对应于不同力量的第一极板电容值与侦测压缩电极面积；以及储存所述电极连接组态、对应于不同力量的第一电容值与压缩电极面积的对应关系。

附图说明

图1为传统电容式压力感测时所取得的电容值与下压力道的示意图。

图2为本发明实施例的压力传感器的示意图。

图3为图2中的压力传感器的部分立体图。

图4至图6分别为本发明实施例的压力感测流程的示意图。

图7为本发明实施例的不同电极连接组态下所取得的特性曲线的示意图。

图8至图11绘示本发明实施例的第二极板的示意图。

其中，附图标记说明如下：

20 压力传感器

200 第一极板

202 弹性体

204_1～204_5、804_1～804_8、

904_1～904_7、1004_1～1004_6 第二极板

、1104_1～1104_16

206 第一开关

208_1～208_5 第二开关

210 控制单元

212 驱动单元

214 处理单元

216 储存单元

Gnd 接地端

HP、LP 区间

L1、L2 曲线

Ra～Re 第二极板接收端

Rx 第一极板接收端

Tx 驱动信号端

40、50、60 流程

400～408、500～508、600～614 步骤

具体实施方式

请参考图2及图3，图2为本发明实施例的一压力传感器20的示意图。图3为图2中的压力传感器20的部分立体图。压力传感器20可应用于各式触控电子装置，如平板电脑、智能手机、智能手环、智能手表等。其中，压力传感器20包含有第一极板200、弹性体202以及第二极板204_1～204_5。其中弹性体202可为一具有弹性的立体材料，设置于第一极板200与第二极板202之间，可根据外力而产生弹性形变(Elastic Deformation)。当外力施加于第一极板200上时，弹性体202可根据外力的大小产生弹性形变，在此情况下，弹性体202的截面积将会改变，第一极板200与第二极板204之间的距离也会改变而产生相应的电容值。

除此之外，压力传感器20更包含第一开关206、第二开关208_1～208_5、控制单元210、驱动单元212、处理单元214以及储存单元216。第一开关206包含有第一端以及第二端，其中第一开关206的第一端耦接于第一极板200，而第一开关206的第二端选择性地耦接于第一极板接收端Rx或是接地端Gnd。例如，当第一开关206的第二端耦接于第一极板接收端Rx时，处理单元214可以经由第一极板接收端Rx接收感测信号以判断出第一极板200与第二极板204_1～20_5之间的一第一电容值。此时，第一电容值可为有关于极板间的一总电容值。每一个第二开关分别对应于一相应的第二极板，每一第二开关包含有第一端以及第二端，其中每一第二开关的第一端耦接于所对应的第二极板，而每一第二开关的第二端选择性地耦接于一相应的第二极板接收端、接地端Gnd或是驱动信号端Tx。例如，如图2所示，第二开关208_1的第一端耦接于第二极板204_1，且第二开关208_1的第二端可选择性地耦接于第二极板接收端Ra、接地端Gnd或是驱动信号端Tx。第二开关208_2的第一端耦接于第二极板204_2，且第二开关208_2的第二端可选择性地耦接于第二极板接收端Rb、接地端Gnd或是驱动信号端Tx，依此类推。在一实施例中，当第一开关206的第二端耦接于接地端Gnd且第二开关208_1的第二端耦接于第二极板接收端Ra，处理单元214可以经由第二极板接收端Ra接收感测信号以判断出第一极板200与第二极板204_1之间的一第二电容值。此时，第二电容值可为有关于第二极板204_1与第一极板200间的一个别电容值，依此类推。

控制单元210用来产生一控制信号，以控制第一开关以及第二开关208_1～208_5的操作。例如，依据控制单元210所产生的控制信号，第一开关206的第二端可被连接至第一极板接收端Rx或是接地端Gnd，以将第一极板200耦接至第一极板接收端Rx或是接地端Gnd。例如，依据控制单元210所产生的控制信号，第二开关204_1～204_5的第二端可耦接至相应第二极板接收端Ra～Re、接地端Gnd或驱动信号端Tx。驱动单元212耦接于驱动信号端Tx，用来产生驱动信号，驱动单元212所产生的驱动信号可被传送至耦接于驱动信号端Tx的第二极板。处理单元214耦接于第一极板接收端Rx以及第二极板接收端Ra～Re，用来于正常运作期间经由第一极板接收端Rx接收第一感测信号S并据以判断出对应于第一力量的第一电容值C以及于测试期间经由第一极板接收端Rx以及第二极板接收端Ra～Re接收相应感测信号，以判断出对应于不同力量的第一电容值与压缩电极面积的对应关系。

进一步地，控制单元210可依据所选定的电极连接组态产生相应控制信号来控制第一开关与第二开关的操作。例如，电极连接组态可包含有至少一部分的第二极板204_1～204_5耦接于接地端Gnd或为一浮接状态以及其余的第二极板耦接于驱动信号端Tx。举例来说，假设一第一电极连接组态包含有第二极板204_1、204_2及204_5耦接于驱动信号端Tx以及第二极板204_3、204_4耦接于接地端Gnd。如此一来，控制单元210可依据第一电极连接组态来产生相应的控制信号。如图2及图3所示，依据控制信号，第二开关208_1的一端连接至第二极板204_1，且第二开关208_1的另一端连接至驱动信号端Tx，以将第二极板204_1耦接于驱动信号端Tx。第二开关208_2的一端连接至第二极板204_2，且第二开关208_2的另一端连接至驱动信号端Tx，以将第二极板204_2耦接于驱动信号端Tx。第二开关208_5的一端连接至第二极板204_5，且第二开关208_5的另一端连接至驱动信号端Tx，以将第二极板204_5耦接于驱动信号端Tx。依据控制信号，第二开关208_3、208_4的一端分别连接至第二极板204_3、204_4，且第二开关208_3、208_4的另一端会分别耦接于接地端Gnd。如此一来，驱动单元212所产生的驱动信号会被传递至第二极板204_1、204_2及204_5上。此时，第二极板204_3、及204_4耦接于接地端Gnd而且没有接收到驱动信号。进一步地，依据控制信号，第一开关206的一端连接至第一极板200，且第一开关206的另一端连接至第一极板接收端Rx，以将第一极板200耦接至一极板接收端Rx。在此情况下，处理单元214可经由第一极板接收端Rx接收相应感测信号并据以判断出相应的第一电容值并依据第一电容值来判断出外力的力量大小。

简单来说，压力传感器20借由弹性体202的弹性形变让第一极板与第二极板之间的距离改变，进而感测到相应的电容值，以判断出使用者的下压力量，而当弹性体202受到压力而产生弹性形变时，弹性体202的截面积以及厚度将会改变，进一步地改变部分的第二极板与第一极板200之间的介质(即部分面积的电容介质由空气转换为弹性体202)，进而改变第一极板200与所有第二极板之间的电容值。同时，压力传感器20可依据所选定的电极连接组态产生相应控制信号来控制第一开关与第二开关的操作。例如，如图3所示，弹性体202的截面积会涵盖第二极板204_1～204_5，并且依据一第一电极连接组态，第二极板204_1、204_2及204_5会被耦接至驱动信号端Tx且第二极板204_3、204_4会被耦接至接地端Gnd。因此，压力传感器可借由在第一极板200上进行量测以取得对应于下压力量的电容值。换言之，可依据需求来将一部分的第二极板耦接至接地端或切换至浮接状态，并将其余的第二极板耦接至驱动单元212以接收驱动信号，以改善非线性感测以及灵敏度不稳定的问题。

在一正常运作期间，关于压力传感器20的运作可归纳为一流程40，请参考图4，图4为本发明实施例一压力感测流程40的示意图，流程40包含以下步骤：

步骤400：开始。

步骤402：根据电极连接组态产生控制信号。

步骤404：根据控制信号将至少一第二极板耦接于接地端及将其余的第二极板耦接于驱动信号端。

步骤406：经由第一极板接收端接收感测信号并据以判断出相应电容值。

步骤408：结束。

根据流程40，在步骤402中，控制单元210可依所选定的电极连接组态产生相应控制信号来控制第一开关206与第二开关208_1～208_5。其中，所选定的电极连接组态可为一预设电极连接组态或是由使用者所选取的电极连接组态。举例来说，假设所选定的电极连接组态为一第一电极连接组态。第一电极连接组态包含有第二极板204_1、204_2及204_5耦接于驱动信号端Tx以及第二极板204_3、204_4耦接于接地端Gnd。用户可通过硬件或软件方式通知控制单元210所选取的电极连接组态为第一电极连接组态。

在步骤404中，根据控制信号将至少一部份的第二极板204_1～204_5耦接于接地端或切换至浮接状态，并将其余的第二极板耦接于驱动信号端Tx。举例来说，若所选定的电极连接组态为第一电极连接组态，依据控制单元210所产生的控制信号，通过第二开关208_1、208_2及208_5的连接操作，第二极板204_1、204_2及204_5可分别被耦接至驱动信号端Tx。依据控制单元210所产生的控制信号，通过第二开关208_3及208_4的连接操作，第二极板204_3及204_4可分别被耦接至接地端Gnd。

在步骤406中，当使用者施加力量至第一极板200时，处理单元214经由第一极板接收端Rx接收一感测信号并据以判断相应的电容值。如此一来，处理单元214依据所判断出的电容值大小，即可决定出使用者目前所施加的力量大小。

另一方面，为了提供使用者更多的电极连接组态选择与优化调整。在一测试运作期间，关于压力传感器50的运作可归纳为一流程50，请参考图5，其为本发明实施例一压力感测流程50的示意图，流程50包含以下步骤：

步骤500：开始。

步骤502：设定电极连接组态。

步骤504：施加不同力量至第一极板，并根据电极连接组态侦测对应于不同力量的第一电容值与压缩电极面积。

步骤506：储存电极连接组态、对应于不同力量的第一电容值与压缩电极面积的对应关系。

步骤508：结束。

压力传感器20可根据流程50可设定多种不同的电极连接组态，借由电极连接组态调整第二开关204的耦接状态，以取得对应于不同力量的第一电容值与压缩电极面积。由于压缩电极面积有关于下压力量，压缩电极面积可做为下压力量的一相关参数。经由流程50将可取得对应于不同力量的第一电容值与压缩电极面积的对应关系，也就是第一极板200与第二极板204_1～204_5间的下压力量与电容值关系曲线特性关系。随着不同的电极连接组态而有改变，压力传感器20可量测各别的电极连接组态对应的下压力量与电容值关系曲线，再选择最符合使用者需求的电极连接组态以提供给使用者进行压力侦测操作。

根据流程50，在步骤502中，处理单元214首先设定一电极连接组态，设定至少一部分的第二极板204_1～204_5接地或切换至浮接状态，以及其余第二极板耦接至驱动信号端Tx以接收驱动信号。

在步骤504中，处理单元214可根据设定的电极连接组态指示控制单元210，用来进行第一开关206以及第二开关208_1～208_5的切换以取得各种不同下压力量下的相对应的电容值，以及各种不同下压力量下的相对应的压缩电极面积(弹性体102截面积)，以取得下压力量对应于电容值的关系图。

在一实施例中，在步骤504中，关于取得各种不同下压力量下的相对应的电容值以及相对应的压缩电极面积的方式，首先处理单元214会将一电极连接组态传送至控制单元210，控制单元210可根据电极连结组态而产生相对应的控制信号，通过第二开关208_1～208_5的连接运作将对应的一部分的第二极板204_1～204_5耦接至接地端Gnd，而其余的第二极板耦接至驱动信号端Tx，并通过第一开关将第一极板200耦接至第一极板接收端Rx。因此，当一特定下压力量施加在压力传感器20的第一极板200时，耦接于第一极板接收端Rx的处理单元214可于第一极板接收Rx接收第一感测信号S并据以判断出一第一电容值C。此时，处理单元214所判断出的第一电容值为对应所述特定下压力量的第一电容值。值得注意的是，由于至少一部份的第二极板206耦接至接地端Gnd，因此处理单元214在此所量测的第一感测电容值为在施加此特定下压力量的情况下，经过电极连接组态调整后的电容值。

此外，在处理单元214判断出对应所述特定下压力量的第一电容值后，处理单元214会指示控制单元210产生相应控制信号，以将第一极板200耦接至接地端Gnd，且将第二极板204_1～204_5分别耦接至相应第二极板接收端。举例来说，第一开关206的第二端会由第一极板接收端Rx切换至接地端Gnd。第二开关208_1的第二端会由接地端Gnd、驱动信号端Tx或浮接状态切换至第二极板接收端Ra。第二开关208_2的第二端会切换至第二极板接收端Rb。同样地，第二开关208_3～208_5的第二端也会分别切换至第二极板接收端Rc～Re。如此一来，第二极板204_1～204_5即分别耦接第二极板接收端Ra～Re。在此情况下，处理单元214可分别经由第二极板204_1～204_5接收到相应于第二极板204_1～204_5的第二感测信号S_1～S_5并据以判断出对应于第二极板204_1～204_5的第二电容值C_1～C_5。接着，处理单元214根据第二电容值C_1～C_5由第二极板204_1～204_5之中判断出经压缩的第二极板并计算被判断为经压缩的第二极板所涵盖区域的面积，以做为对应于所述特定力量的压缩电极面积。

进一步地，由于空气的电容率(Permittivity)小于弹性体202，因此没有与弹性体202相接触的第二极板会相较于与弹性体202相接触的第二极板，会量测到较小的电容值，因此，处理单元214可据此判断一压缩电极面积(相当于弹性体202的截面积)。具体来说，针对每一第二极板上，处理单元214将由每一第二极板上所量测到的第二电容值与一预设电容值比较，当第二电容值大于预设电容值时，即判断相对应的第二极板为经压缩的第二极板(或相对应的第二极板与弹性体202相接触)。若第二电容值小于预设电容值时，即判断相对应的第二极板为未经压缩的第二极板(或相对应的第二极板不与弹性体202相接触)。处理单元214将所有被判断为经压缩(或与弹性体202相接触)的第二极板204所涵盖的区域面积加总，以做为对应于所述特定力量的压缩电极面积。也就是说，处理单元214计算被判断为经压缩的第二极板所涵盖区域的面积，以做为对应于所述特定力量的压缩电极面积。举例来说，以图3为例，若对应于第二极板204_1～204_5的第二电容值C_1～C_5皆大于预设电容值时则判断第二极板204_1～204_5皆为经压缩的第二极板(或判断第二极板204_1～204_5皆与弹性体202相接触)。处理单元214计算第二极板204_1～204_5所围设区域的所有面积做为对应于所述特定力量的压缩电极面积。或者是，若对应于第二极板204_1的第二电容值C_1小于预设电容值时则判断第二极板204_1为未经压缩的第二极板(或为不与弹性体202相接触的第二极板)。对应于第二极板204_2～204_5的第二电容值C_2～C_5皆大于预设电容值时则判断第二极板204_2～204_5皆为经压缩的第二极板(或判断第二极板204_2～204_5皆与弹性体202相接触)。处理单元214计算第二极板204_2～204_5所围设区域的所有面积做为对应于所述特定力量的压缩电极面积。

同样地，依此类推，当有不同力量施加至第一极板200时，处理单元214将可判断出为对应不同下压力量的第一电容值并取得对应于不同力量的压缩电极面积。当取得对应不同下压力量的第一电容值以及对应于不同力量的压缩电极面积后，即可决定在所设定的电极连接组合组态下的对应不同力量的第一电容值与压缩电极面积的关系曲线特性。

在步骤506中，处理单元214将步骤202所设定的电极连接组态、对应于不同力量的第一电容值与压缩电极面积的对应关系储存至储存单元216。当使用者在选取电极连接组态时将可依据储存单元216所储存的电极连接组态、第一电容值与压缩电极面积的对应关系来选取最适用的电极连接组态。例如，如图7所示，图7为本发明实施例的不同电极连接组态下所取得的特性曲线的示意图。在一第一电极连接组态下，压力传感器20所取得对应于不同下压力量的第一电容值与压缩电极面积的对应关系可以特性曲线L1来表示。在一第二电极连接组态下，压力传感器20所取得对应于不同下压力量的第一电容值与压缩电极面积的对应关系可以特性曲线L2来表示。在此情况下，用户将可依据储存单元216所储存的电极连接组态、第一电容值与压缩电极面积的对应关系(即特性曲线L1、L2)来选取电极连接组态。

简单来说，压力传感器20根据流程50可取得测对应于不同力量的第一极板200电容值与侦测压缩电极面积，并取得对应于不同电极连接组态的下压力量与电容值关系曲线，其中，用户可自行选择符需求的电极连接组态，或是由***根据下压力量与电容值关系曲线去进行判断以选择最符合使用者需求的电极连接组态，以在正常运作期间根据选择的电极连接组态进行压力感测功能的操作。

再者，压力传感器20除了可根据流程50根据各种不同的电极连接组态以取得判断较佳的电极连接组态外，亦可根据取得的电容值判断是否符合目标的线性曲线，实时调整第二极板204的耦接组态以得到期望的线性曲线。关于压力传感器20实时调整的运作可归纳为一流程60，请参考图6，其为本发明实施例一压力感测流程60，流程60包含以下步骤：

步骤600：开始。

步骤602：施加特定力量在压力传感器上。

步骤604：侦测对应于特定力量的第一极板的电容值与侦测压缩电极面积。

步骤606：比较取得的电容值与默认曲线，其电容值差距是否在预设差值之内；若是，则进行步骤610，若否，则进行步骤608。

步骤608：调整第二极板的电极耦接组态。

步骤610：处理单元判断施加的特定重量是否小于最大重量；若是，则进行步骤612，若否，则进行步骤614。

步骤612：将单位重量增加至特定重量上。

步骤614：结束。

因此，压力传感器20可根据流程60实时感测电容值与侦测压缩电极面积，与默认的曲线进行比较，根据比较结果以调整下压力量与电容值关系曲线。

详细来说，在特定压力施加于压力传感器20上时(即步骤602)，处理单元214会进行感测第一电容值并且压缩电极面积(即步骤604)。值得注意的是，处理单元214内储存有默认曲线，其为用来判断线性度的下压力量与电容值关系曲线，处理单元214在取得第一电容值并且压缩电极面积后，会进一步将其与默认曲线进行比较，判断与默认曲线的差距是否在预设差值内，以符合线性的下压力量与电容值特性(即步骤606)。当比较结果为电容值过大时，则处理单元214调整电极耦接组态，指示将部分的第二极板耦接至接地端Gnd，以降低第一极板200与第二极板204间感测的电容值。相反的，当电容值过小时，则处理单元214调整电极耦接组态，指示取消部分耦接至接地端Gnd的第二极板204的状态，以维持下压力量与电容值的线性关系(即步骤608)。而当处理单元214判断所取得的电容值符合默认曲线的线性关系后，处理单元214则进一步判断施加的特定压力是否小于最大压力(即步骤610)。若施加的特定重量小于最大重量的情况下，将一单位压力增加至特定重量上，以继续进行下压力量与电容值的感测(即步骤612)。若否，则施加的特定重量是大于或等于最大重量的情况下，则结束此流程(即步骤614)。

值得注意的是，流程60相较于流程50，压力传感器20可根据流程60实时感测下压力量与电容值，并据此与储存的默认曲线进行比较以取得符合需求的电极耦接组态。根据流程60，压力传感器20不需要取得不同电极连接组态的下压力量与电容值关系曲线，并且以默认曲线为线性度的依归，可实时进行判断以取得符合线性度需求的电极耦接组态，以提供在正常运作期间进行压力感测功能的操作。

需注意的是，前述实施例仅用以说明本发明的概念，本领域的技术人员当可据以做不同的修饰，而不限于此。举例来说，控制单元210根据电极耦接组态而将部分的第二极板204耦接至接地端Gnd调整第一极板200上所感测的电容值，而不仅限于将部分的第二极板204耦接至接地端Gnd，亦可根据***需求将部分的第二极板204耦接切换为浮接状态，只要可改变于第一极板200上所感测的电容值即可。此外，第二极板204的排列方式亦不仅限于单排、互相平行的排列方式，且形状或是尺寸亦不仅限于矩形或是相同尺寸。较佳地，第二极板204的排列方式、形状或是尺寸皆可根据***需求进行调整，以取得较佳线性度。

请参考图8至图11，图8至图11绘示本发明实施例第二极板的实施例示意图。如图8所示，每个第二极板之间的间隔距离皆相同且为互相平行的矩形形状排列。第二极板可具有不同宽度，如图8所示，在中心位置的第二极板具有较宽的宽度，且其宽度随着与中心位置的距离增加而逐渐递减。两第二极板相互之间的间隔距离可以不相同。如图9所示，每个第二极板同样形状的矩形且互相平行排列，然而，其第二极板之间的间隔距离却互不相同，随着距离中心位置的距离增加其间隔距离逐渐递减。如图10所示，第二极板两组平行四边形形状的金属，每组矩形金属之间的形状相同且相互平行而排列，且两组矩形金属依据中心位置而互相对称。如图11所示，第二极板为双排矩形金属，上排的矩形金属位于距离中心位置较近的第二极板其宽度较宽，且宽度随中心位置的距离而递减；下排的矩形金属位于距离中心位置较近的第二极板其宽度较窄，且宽度随中心位置的距离而递增。

综上所述，传统的压力传感器进行压力感测时，受限于结构因素，以致于施加的压力与所量测的电容值无法呈现线性关系而严重影响用户在进行触控时的感受度。相较之下，本发明的压力传感器借由调整第二极板的驱动信号的输入来提供更具线性度的感测，以提升使用者的使用感受。并且，本发明的压力传感器借由弹性体感测压力、第一极板以及第二极板进行电容的量测，处理单元进一步判断第二极板的耦接关系，以取得较佳的下压力量与电容值关系曲线特性。因此，使用者在使用时可根据下压力道以取得满意的线性信号回馈，进一步提升用户在使用产品时的满意度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压力传感器，包含有：

一第一极板；

复数个第二极板；

一弹性体，设置于所述第一极板与所述复数个第二极板之间；

一第一开关，包含有一第一端，耦接于所述第一极板，以及一第二端，选择性地耦接于一第一极板接收端或是一接地端；

复数个第二开关，其中每一第二开关，包含有一第一端，耦接于所述复数个第二极板的其中之一，以及一第二端，选择性地耦接于一第二极板接收端、所述接地端或是一驱动信号端；以及

一控制单元，用来产生一控制信号，以控制所述第一开关以及所述复数个第二开关；

其中，于一正常运作期间，所述控制单元依据一电极连接组态产生所述控制信号，所述电极连接组态包含有至少一部分的所述复数个第二极板耦接于所述接地端或为一浮接状态以及其余的第二极板耦接于所述驱动信号端，

其中，于所述正常运作期间，根据所述控制信号，所述第一开关的所述第一端耦接于所述第一极板且所述第一开关的所述第二端耦接于所述第一极板接收端，以及根据所述控制信号与所述电极连接组态，至少一部分的所述复数个第二开关的第二端被耦接至所述接地端或为所述浮接状态以及其余的第二开关的第二端被耦接至所述驱动信号端，以将相应的第二极板连接至所述驱动信号端。

2.如权利要求1所述的压力传感器，其特征在于，进一步包括︰

一驱动单元，耦接于所述驱动信号端，用来产生一驱动信号；以及

一处理单元，耦接于所述第一极板接收端，用来于所述正常运作期间经由所述第一极板接收端接收一第一感测信号并据以判断出对应于一第一力量的第一电容值。

3.如权利要求2所述的压力传感器，其特征在于，于一测试期间时组态所述处理单元设定所述电极连接组态，以及于不同力量施加至所述第一极板时所述处理单元根据所述电极连接组态侦测对应于不同力量的第一极板电容值与侦测压缩电极面积。

4.如权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，进一步包括︰

一储存单元，用以储存所述电极连接组态、对应于不同力量的第一电容值与压缩电极面积的对应关系。

5.如权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，于施加所述第一力量至所述第一极板时，所述控制单元根据所述电极连接组态产生所述控制信号，使得所述第一开关的所述第一端耦接于所述第一极板且所述第一开关的所述第二端耦接于所述第一极板接收端，所述至少一部分的所述复数个第二开关的第二端耦接至所述接地端或切换至所述浮接状态以及其余的第二开关的第二端耦接至所述驱动信号端，所述驱动单元经由所述驱动信号端输入所述驱动信号至所连接的第二极板，所述处理单元经由所述第一极板接收端接收所述第一感测信号并据以判断出对应于所述第一力量的第一电容值。

6.如权利要求3所述的压力传感器，其特征在于，于施加所述第一力量至所述第一极板时，所述控制单元产生所述控制信号，使得所述第一开关的所述第一端耦接于所述第一极板且所述第一开关的所述第二端耦接于所述接地端，以将所述第一极板切换至所述接地端，并且使得每一第二开关分别耦接于一相应的第二极板接收端，以将每一第二极板耦接至相应的第二极板接收端，以及所述处理单元经由相应的所述复数个第二极板接收端接收复数个第二感测信号，并据以侦测出对应于所述复数个第二极板的复数个第二电容值以及由所述复数个第二极板之中判断出经压缩的第二极板，以及所述处理单元计算被判断为经压缩的第二极板所涵盖区域的面积，以做为对应于所述第一力量的压缩电极面积。

7.如权利要求6所述的压力传感器，其特征在于，针对每一第二极板，所述处理单元经由所述每一第二极板的相应第二极板接收端接收一第二感测信号并据以判断出对应于所述每一第二极板的第二电容值，于对应于所述每一第二极板的第二电容值大于或等于一预设电容值时所述处理单元判断所述每一第二极板为经压缩的第二极板，以及于对应于所述每一第二极板的第二电容值小于所述预设电容值时，所述处理单元判断所述每一第二极板为未经压缩的第二极板。

8.一种压力感测方法，适用于一压力传感器，所述压力传感器包含有一弹性体、一第一极板以及复数个第二极板，所述弹性体系设置于所述第一极板与所述复数个第二极板之间，所述压力感测方法包含有：

设定一电极连接组态，所述电极连接组态包含有至少一部分的所述复数个第二极板耦接于一接地端或切换至一浮接状态以及其余的第二极板耦接于一驱动信号端；

施加不同力量至所述第一极板，并根据所述电极连接组态侦测对应于不同力量的第一电容值与压缩电极面积，其中所述施加不同力量至所述第一极板并根据所述电极连接组态侦测对应于不同力量的第一电容值与压缩电极面积的步骤包含有：

于施加一第一力量至所述第一极板时，将所述第一极板耦接至一第一极板接收端并根据所述电极连接组态将所述至少一部分的所述复数个第二极板耦接至所述接地端或切换至所述浮接状态以及将其余的第二极板耦接至所述驱动信号端；以及

经由所述驱动信号端输入一驱动信号至所述至少一部分的所述复数个第二极板，以及经由所述第一极板接收端接收一第一感测信号并据以判断出对应于所述第一力量的第一电容值；以及

储存所述电极连接组态、对应于不同力量的第一电容值与压缩电极面积的对应关系。

9.一种压力感测方法，适用于一压力传感器，所述压力传感器包含有一弹性体、一第一极板以及复数个第二极板，所述弹性体系设置于所述第一极板与所述复数个第二极板之间，所述压力感测方法包含有：

设定一电极连接组态，所述电极连接组态包含有至少一部分的所述复数个第二极板耦接于一接地端或切换至一浮接状态以及其余的第二极板耦接于一驱动信号端；

施加不同力量至所述第一极板并根据所述电极连接组态侦测对应于不同力量的第一电容值与压缩电极面积，其中所述施加不同力量至所述第一极板并根据所述电极连接组态侦测对应于不同力量的第一电容值与压缩电极面积的步骤包含有：

于施加一第一力量至所述第一极板时，将所述第一极板切换至一接地端，并且将所述复数个第二极板分别耦接于一相应的第二极板接收端；以及

侦测出对应于所述复数个第二极板的复数个第二电容值并据以由所述复数个第二极板之中判断出经压缩的第二极板；以及

计算被判断为经压缩的第二极板所涵盖区域的面积，以做为对应于所述第一力量的压缩电极面积；以及

储存所述电极连接组态、对应于不同力量的第一电容值与压缩电极面积的对应关系。

10.如权利要求9所述的压力感测方法，其特征在于，侦测出对应于所述复数个第二极板的复数个第二电容值并据以由所述复数个第二极板之中判断出经压缩的第二极板的步骤包含有：

针对每一第二极板，经由所述每一第二极板的相应第二极板接收端接收一第二感测信号并据以判断出对应于所述每一第二极板的第二电容值；

于对应于所述每一第二极板的第二电容值大于或等于一预设电容值时，判断所述每一第二极板为经压缩的第二极板；以及

于对应于所述每一第二极板的第二电容值小于所述预设电容值时，判断所述每一第二极板为未经压缩的第二极板。

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