TW201736814A - 壓力測量方法以及壓力測量裝置 - Google Patents
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Abstract
一種壓力測量方法,使用在一壓力測量裝置上。此壓力測量方法包含:於一測試模式下測量該壓力測量裝置對應一第一壓力的一第一壓力感測值;於該測試模式下測量該壓力測量裝置對應一第二壓力的一第二壓力感測值;根據該第一壓力、該第二壓力、該第一壓力感測值以及該第二壓力感測值建立一第一校正函數;於一普通模式下,測量該壓力測量裝置對應一第三壓力的一第三壓力感測值;以及以該第一校正函數校正該第三壓力感測值產生一第一校正後壓力感測值。其中該壓力測量裝置操作於一第一掃瞄頻率。藉此方法可以校正因掃瞄頻率不同而產生的誤差。
Description
本發明有關於壓力測量方法以及壓力測量裝置,特別有關於可校正因掃瞄頻率而產生的壓力測量誤差的壓力測量方法以及壓力測量裝置。
為了感測使用者按壓的動作,電子裝置通常會包含一壓力測量裝置,置於電子裝置的控制介面下 (例如觸控螢幕或觸控板),以藉由壓力測量裝置來判斷使用者是否有按壓的動作。
電子裝置除了根據單純的按壓動作來執行功能外,更可以將此類按壓動作運用到其他控制方法上。舉例來說,近代電子裝置通常可以手勢來控制其動作,以往的手勢往往局限於平面的手勢,例如以手指滑動的動作來縮放圖片或是解鎖電子裝置。然而,隨著電子裝置的功能越來越強大,平面的手勢已無法滿足使用者的需求,因此會加入按壓的動作來形成立體的手勢。
因此,本發明之一目的在於提供一種電容式的壓力測量裝置。
本發明另一目的為提供一種可校正壓力測量誤差的壓力測量方法。
本發明另一目的為提供一種可校正壓力測量誤差的壓力測量裝置。
本發明一實施例揭露了一種壓力測量方法,使用在一壓力測量裝置上。此壓力測量方法包含:於一測試模式下測量該壓力測量裝置對應一第一壓力的一第一壓力感測值;於該測試模式下測量該壓力測量裝置對應一第二壓力的一第二壓力感測值;根據該第一壓力、該第二壓力、該第一壓力感測值以及該第二壓力感測值建立一第一校正函數;於一普通模式下,測量該壓力測量裝置對應一第三壓力的一第三壓力感測值;以及以該第一校正函數校正該第三壓力感測值產生一第一校正後壓力感測值。其中該壓力測量裝置操作於一第一掃瞄頻率。
本發明另一實施例揭露了一種壓力測量裝置,其包含:一壓力感測模組,操作於一第一掃瞄頻率;以及一校正模組,儲存一第一校正函數。其中壓力感測模組於一普通模式下產生對應一第三壓力的一第三壓力感測值,且該校正模組以該第一校正函數校正該第三壓力感測值產生一第一校正後壓力感測值。第一校正函數以下列步驟產生:該壓力感測模組於一測試模式下產生對應一第一壓力的一第一壓力感測值;該壓力感測模組於該測試模式下產生對應一第二壓力的一第二壓力感測值;該校正模組根據該第一壓力、該第二壓力、該第一壓力感測值以及該第二壓力感測值建立一第一校正函數。
根據前述實施例,可以適當的對壓力感測值進行校正,以避免習知技術中壓力感測值會受到掃瞄頻率影響的問題。
以下將以不同實施例來說明本發明的內容。請留意,以下所述的裝置、模組等元件可由硬體所構成 (例如電路),或是由硬體與軟體來構成 (例如將程式寫入處理單元)。此外,不同的元件可整合為單一元件,單一元件亦可分隔為不同的元件。此類變化均應在本發明的範圍內。此外,以下實施例雖然以電容式壓力測量裝置來說明,但亦可運用在其他形式的壓力測量裝置。而且,以下所揭露的壓力測量裝置以及壓力測量方法不限於使用在前述的電子裝置之控制介面上。
本案是關於一種電容式壓力測量裝置,其包含至少一電容元件。這些電容元件會對應不同壓力而產生不同的等效電容值。舉例來說,當壓力值為0時 (即沒有使用者進行按壓動作),其電容值為5pF,而壓力值為100g/cm2
時,其電容值為10pF (即使用者有按壓動作)。
理想上,當壓力值一樣時,電容式壓力測量裝置之電容元件的等效電容值應維持一固定值。然而,實際上此等效電容值可能會因各種因素而被干擾,因此即使壓力值一樣,等效電容值亦會有所不同。舉例來說,電容式壓力測量裝置會根據一掃瞄訊號的頻率來進行對電容值的取樣。然而,電容式壓力測量裝置之電容元件對於不同頻率的訊號會有不同的響應,因此掃瞄訊號的頻率會影響到電容元件的等效電容值。
第1圖繪示了電容式的壓力測量裝置因為掃瞄頻率的不同而造成壓力感測誤差的示意圖。如第1圖所示,頻率/電容關係線F1、F2、F3為不同壓力值時,等效電容值和掃瞄頻率的關係。理想上等效電容值在不同壓力值下應為不同的固定值,因此頻率/電容關係線F1、F2、F3應為水平的直線。然而,實際上電容式壓力測量裝置的掃瞄頻率會影響到等效電容值,因此即使壓力值相同,等效電容值也會因為壓力測量裝置的掃瞄頻率而有所不同。如此可能造成壓力測量裝置對按壓動作的誤判。
第2圖繪示了根據本發明一實施例,產生校正函數來校正壓力感測值的示意圖。其中,第2圖中的壓力/電容關係線La、Lb和Lc分別代表了不同掃瞄頻率下壓力和等效電容的關係。如第2圖所示,本發明提供的壓力測量方法會先於一測試模式下測量壓力測量裝置對應一第一壓力P1的一第一壓力感測值C1,並於此測試模式下測量壓力測量裝置對應一第二壓力P2的一第二壓力感測值C2。若壓力測量裝置為電容式的壓力測量裝置時,第一壓力感測值C1以及第二壓力感測值C2均為等效電容值。舉例來說,對於壓力/電容關係線La來說,第一壓力P1為100g/cm2
時,第一壓力感測值C1為14pF,而當第二壓力P2為150g/cm2
時,第二壓力感測值C2為21pF。因此,藉由第一壓力感測值C1、第二壓力感測值C2、第一壓力P1以及第二壓力P2,可以得到壓力/電容關係線La (即壓力測量裝置運作於第一掃瞄頻率時) 中等效電容值和壓力的關係式,亦及得到一第一校正函數。亦即得到了壓力測量裝置運作於1000KHz時的掃瞄頻率時的第一校正函數。於一實施例中,第一校正函數為C=aP+b,其中a為C1-C2除以P1-P2的斜率,而b為壓力為0時的等效電容值。
得到第一校正函數後,會將其紀錄在包含壓力測量裝置內,或是紀錄在壓力測量裝置外的儲存裝置。後續當壓力測量裝置運作時,會以此第一校正函數來校正等效電容值。亦即,普通模式下,壓力測量裝置會測量對應一第三壓力的一第三壓力感測值,並以第一校正函數校正第三壓力感測值產生一第一校正後壓力感測值。
於一實施例中,測試模式是指廠商製造完壓力測量裝置,對壓力測量裝置進行調整,尚未給使用者使用的狀態,而普通模式是指壓力測量裝置已安裝於電子裝置上,使用者已可使用的狀態。
雖然在上述實施例中是由P1/P2二筆取樣數據來計算出該第一校正函數,但亦可增加取樣的數據筆數,隨著取樣的筆數增加可讓其校正函數更貼近實際的壓力/電容關係。
進一步而言,該校正函數亦可藉由查找表的方式建立(look up table),例如在每相鄰一固定壓力處取得對應的感測值,並儲存該些感測值為一查找表,當在普通模式時偵測到一感測電容值,則可以用內插方式計算出對應的壓力數值,例如當偵測到的壓力CM落於C1與C2之間,則計算CM與C1以及C2之間的比值(CM-C1)/(C1-C2)來計算對應壓力PM,其中PM的計算方式為PM=P1+(P2-P1)* (CM-C1)/(C1-C2)。任何可用於透過取樣事先建立壓力/電容校正函數的方式都可以應用於本案技術之中。
由於壓力測量裝置會具有多個掃瞄頻率,因此於一實施例中會針對不同的掃瞄頻率計算相對應的校正函數。於一實施例中,本發明提供的壓力測量方法會於測試模式下另測量壓力測量裝置對應一第四壓力P4的一第四壓力感測值C4,並於此測試模式下測量壓力測量裝置對應一第五壓力P5的一第五壓力感測值C5。藉由第四壓力感測值C4、第五壓力感測值C5、第四壓力P4以及第五壓力P5,可以得到壓力/電容關係線Lb中等效電容值和壓力的關係式,亦及得到一第二校正函數。亦即得到了壓力測量裝置運作於600KHz時的掃瞄頻率時(即壓力測量裝置運作於第二掃瞄頻率時)的第二校正函數。
如前所述,本發明所提供的可運用在其他形式的壓力測量裝置,因此本發明所提供的壓力測量方法可簡述如第3圖所示的步驟:
步驟301
於一測試模式下測量壓力測量裝置對應不同壓力的壓力感測值。例如第2圖所述對應第一壓力P1的第一壓力感測值C1、對應第二壓力P2的第二壓力感測值C2。
步驟303
根據步驟301中不同的壓力感測值以及不同的壓力建立一第一校正函數。
步驟305
於一普通模式下,測量壓力測量裝置對應一第三壓力的一第三壓力感測值。
步驟307
以第一校正函數校正第三壓力感測值產生一第一校正後壓力感測值。
其他詳細步驟已揭露於前述實施例中,故在此不再贅述。
第4圖繪示了根據本發明一實施例的壓力測量裝置的方塊圖。如第4圖所示,壓力測量裝置400包含一壓力感測模組401以及一校正模組403。校正模組403包含一第一校正函數CF1。此第一校正函數CF1可由第3圖中的步驟301以及303而產生。亦即,壓力感測模組401於一測試模式下產生對應不同壓力的壓力感測值,例如第2圖所述第一壓力感測值C1、第二壓力感測值C2。校正模組403根據步驟301中不同的壓力感測值以及不同的壓力建立第一校正函數CF1。然後,於一普通模式下,壓力感測模組401產生對應一第三壓力P3的一第三壓力感測值C3。校正模組會以第一校正函數CF1校正第三壓力感測值C3產生一第一校正後壓力感測值CC1。
其他詳細動作已揭露於前述實施例中,故在此不再贅述。
根據前述實施例,可以適當的對壓力感測值進行校正,以避免習知技術中壓力感測值會受到掃瞄頻率影響的問題。
另外,在該壓力感測器中其他會受到掃描頻率影響而改變其參數值之訊號皆可藉由本案技術事先建立之校正函數進行補償。 以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
F1、F2、F3‧‧‧頻率/電容關係線
La、Lb和Lc‧‧‧壓力/電容關係線
P1‧‧‧第一壓力
C1‧‧‧第一壓力感測值
P2‧‧‧第二壓力
C2‧‧‧第二壓力感測值
P3‧‧‧第三壓力
C3‧‧‧第三壓力感測值
P4‧‧‧第四壓力
C4‧‧‧第四壓力感測值
P5‧‧‧第五壓力
C5‧‧‧第五壓力感測值
301-307‧‧‧步驟
400‧‧‧壓力測量裝置
401‧‧‧壓力感測模組
403‧‧‧校正模組
CC1‧‧‧第一校正後壓力感測值
La、Lb和Lc‧‧‧壓力/電容關係線
P1‧‧‧第一壓力
C1‧‧‧第一壓力感測值
P2‧‧‧第二壓力
C2‧‧‧第二壓力感測值
P3‧‧‧第三壓力
C3‧‧‧第三壓力感測值
P4‧‧‧第四壓力
C4‧‧‧第四壓力感測值
P5‧‧‧第五壓力
C5‧‧‧第五壓力感測值
301-307‧‧‧步驟
400‧‧‧壓力測量裝置
401‧‧‧壓力感測模組
403‧‧‧校正模組
CC1‧‧‧第一校正後壓力感測值
第1圖繪示了壓力測量裝置因為掃瞄頻率的不同而造成壓力感測誤差的示意圖。 第2圖繪示了根據本發明一實施例,產生校正函數來校正壓力感測值的示意圖。 第3圖繪示了根據本發明一實施例的壓力測量方法的流程圖。 第4圖繪示了根據本發明一實施例的壓力測量裝置的方塊圖。
301-307‧‧‧步驟
Claims (8)
- 一種壓力測量方法,使用在一壓力測量裝置上,該壓力測量方法包含: 於一測試模式下測量該壓力測量裝置對應一第一壓力的一第一壓力感測值; 於該測試模式下測量該壓力測量裝置對應一第二壓力的一第二壓力感測值; 根據該第一壓力、該第二壓力、該第一壓力感測值以及該第二壓力感測值建立一第一校正函數; 於一普通模式下,測量該壓力測量裝置對應一第三壓力的一第三壓力感測值;以及 以該第一校正函數校正該第三壓力感測值產生一第一校正後壓力感測值; 其中該壓力測量裝置操作於一第一掃瞄頻率。
- 如請求項1所述的壓力測量方法,其中該壓力測量裝置為一電容式壓力測量裝置,該第一壓力感測值、該第二壓力感測值、該第三壓力感測值以及該第一校正後壓力感測值均為電容值。
- 如請求項1所述的壓力測量方法,更包含: 使該壓力測量裝置操作於一第二掃瞄頻率; 於該壓力測量裝置操作於該第二掃瞄頻率時,於該測試模式下測量該壓力測量裝置對應一第四壓力的一第四壓力感測值; 於該壓力測量裝置操作於該第二掃瞄頻率時,於該測試模式下測量該壓力測量裝置對應一第五壓力的一第五壓力感測值; 根據該第四壓力感測值以及該第五壓力感測值建立一第二校正函數; 於該壓力測量裝置操作於該第二掃瞄頻率時,於該普通模式下,測量該壓力測量裝置對應一第六壓力的一第六壓力感測值;以及 以該第二校正函數校正該第六壓力感測值產生一第二校正後壓力感測值。
- 如請求項3所述的壓力測量方法,其中該壓力測量裝置為一電容式壓力測量裝置,該第四壓力感測值、該第五壓力感測值、該第六壓力感測值以及該第二校正後壓力感測值均為電容值。
- 一種壓力測量裝置,包含: 一壓力感測模組,操作於一第一掃瞄頻率;以及 一校正模組,儲存一第一校正函數; 其中該壓力感測模組於一普通模式下產生對應一第三壓力的一第三壓力感測值,且該校正模組以該第一校正函數校正該第三壓力感測值產生一第一校正後壓力感測值; 其中該第一校正函數以下列步驟產生: 該壓力感測模組於一測試模式下產生對應一第一壓力的一第一壓力感測值; 該壓力感測模組於該測試模式下產生對應一第二壓力的一第二壓力感測值; 該校正模組根據該第一壓力、該第二壓力、該第一壓力感測值以及該第二壓力感測值建立一第一校正函數。
- 如請求項5所述的壓力測量裝置,其中該壓力測量裝置為一電容式壓力測量裝置,該第一壓力感測值、該第二壓力感測值、該第三壓力感測值以及該第一校正後壓力感測值均為電容值。
- 如請求項5所述的壓力測量裝置,其中該壓力感測模組操作於一第二掃瞄頻率且該校正模組更儲存一第二校正函數; 其中該壓力感測模組於一普通模式下產生對應一第六壓力的一第六壓力感測值,且該校正模組以該第二校正函數校正該第六壓力感測值產生一第二校正後壓力感測值; 其中該第二校正函數以下列步驟產生: 該壓力感測模組該測試模式下產生對應一第四壓力的一第四壓力感測值; 該壓力感測模組於該測試模式下產生對應一第五壓力的一第五壓力感測值; 該校正模組根據該第四壓力、該第五壓力、該第四壓力感測值以及該第五壓力感測值建立一第二校正函數。
- 如請求項7所述的壓力測量裝置,其中該壓力測量裝置為一電容式壓力測量裝置,該第四壓力感測值、該第五壓力感測值、該第六壓力感測值以及該第二校正後壓力感測值均為電容值。
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