接近检测装置、触控显示屏和电子设备的制作方法

本申请涉及电容检测领域，并且更具体地，涉及一种接近检测装置、触控显示屏和电子设备。

背景技术：

1、电容型传感器广泛应用于电子产品的人机交互领域，具体地，在检测电极和大地之间会形成电容(或称为基础电容或初始电容)，当有导体(例如手指)靠近或触摸检测电极时，检测电极和大地之间的电容会发生变化，通过检测电容的变化量可以获取导体靠近或触摸检测电极的信息，从而判断用户的操作。但是由于基础电容往往比较大，当导体靠近或触摸检测电极时引起的电容变化量较小。并且，电容型传感器还会受到包括电源噪声、共模干扰、数字信号干扰等其他空间耦合干扰，降低电容检测的信噪比，所以已有的电容检测方式灵敏度较低，无法准确进行电容检测。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种接近检测装置、触控显示屏和电子设备，可以降低电容检测的信噪比，提高检测灵敏度。

2、第一方面，提供了一种接近检测装置，该接近检测装置包括传感单元，传感单元包括传感电极和隔离电极，传感电极和隔离电极绝缘设置；检测电路，检测电路用于将传感电极与检测目标之间的感应电容转化为电压信号；检测电路包括第一运算放大器和第二运算放大器；其中，第一运算放大器的第一输入端连接于传感电极，第一运算放大器的第二输入端连接于第二运算放大器的第二输入端，第二运算放大器的第一输入端和输出端连接于隔离电极，第一运算放大器的第二输入端和第二运算放大器的第二输入端输入激励信号，激励信号加载于传感电极和隔离电极，使得传感电极和隔离电极等电位。

3、本申请实施例中，传感单元包括传感电极和隔离电极，利用隔离电极将传感电极与其他干扰信号隔离；检测电路中设置第一运算放大器和第二运算放大器，分别与传感电极和隔离电极连接，并且在第一运算放大器的第二输入端和第二运算放大器的第二输入端输入同一激励信号，这样激励信号分别通过第一运算放大器和第二运算放大器加载于传感电极和隔离电极，使得传感电极和隔离电极的电位相同，因而传感电极和隔离电极之间的寄生电容接近于零。也就是说，本申请的技术方案中，首先用隔离电极将传感电极与其他干扰信号隔开，再利用运算放大器使得传感电极和隔离电极处于相同电位，使两者之间的寄生电容消除，这样，在检测目标接近传感电极时，两者之间的感应电容相较于基础电容有了明显的变化，有助于提高电容检测的信噪比，从而提升检测灵敏度。

4、在一种可能的实现方式中，电压信号用于确定是否有检测目标。

5、在一种可能的实现方式中，第一运算放大器的采样电阻连接于第一运算放大器的第一输入端和第一运算放大器的输出端之间。

6、在一种可能的实现方式中，检测电路还包括低通滤波器，低通滤波器包括电阻和电容；其中，电阻的一端连接于第一运算放大器的输入端，电阻的另一端连接信号输出端，并连接于电容的一端，电容的另一端接地。

7、低通滤波器可以滤除电信号中的高频信号，允许低频信号通过，通过低通滤波器输出的信号更清晰、更易于分析和处理。本申请实施例利用低通滤波器进一步过滤高频噪声，提高检测灵敏度。

8、在一种可能的实现方式中，激励信号为周期性的正弦波信号，或三角波信号，或方波信号，或脉冲信号。

9、在一种可能的实现方式中，激励信号为周期性的正弦波信号，正弦波信号的频率的取值范围为10khz～1mhz。

10、在一种可能的实现方式中，传感电极和隔离电极之间设置有绝缘层，已将传感电极和隔离电极电绝缘。

11、在一种可能的实现方式中，绝缘层的材料包括二氧化硅、氮化硅中的至少一种。

12、二氧化硅具有较高的介电性能，在高温条件下仍保持良好的绝缘性能；氮化硅是一种结构陶瓷材料，具有高的介电性能和耐高温性能。本申请实施例的绝缘层采用上述材料，可以有效绝缘传感电极和隔离电极。

13、在一种可能的实现方式中，隔离电极设置有凹槽，传感电极设置于凹槽内。

14、这样，传感电极的底部以及四周都被隔离电极包围，更有效隔绝其他干扰信号，进一步提高检测灵敏度。

15、在一种可能的实现方式中，接近检测装置设置于电子设备的显示模组的一侧，隔离电极设置于传感电极和显示模组之间，隔离电极用于隔离显示模组的电信号。

16、本申请实施例中，隔离电极设置于传感电极和电子设备的显示模组之间，以降低显示模组的电信号对传感电极电容变化的影响，降低噪声，提高检测信噪比和灵敏度。

17、第二方面，提供了一种触控显示屏，包括上述第一方面任一可能的实现方式中的接近检测装置。

18、在一种可能的实现方式中，触控显示屏包括显示区域和非显示区域，传感单元设置于显示区域，检测电路设置于非显示区域。

19、第三方面，提供了一种电子设备，包括上述第二方面任一可能的实现方式中的触控显示屏。

20、第四方面，提供了一种接近检测方法，包括：将同一激励信号输入到第一运算放大器的第二输入端和第二运算放大器的第二输入端；检测传感电极和检测目标之间的感应电容的电压；根据电压确定是否有检测目标。

21、在一种可能的实现方式中，在将同一激励信号输入到第一运算放大器的第二输入端和第二运算放大器的第二输入端之前，该方法还包括：接收主控制器发送的第一指示信息，该第一指示信息用于指示开启接近感应。

22、第五方面，提供了另一种接近检测装置，包括：存储器和处理器，该存储器用于存储指令，该处理器用于执行该存储器存储的指令，并且当该处理器执行该存储器存储的指令时，该执行使得该处理器执行第四方面或第四方面的任意可能的实现方式中的方法。

23、第六方面，提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，该计算机程序包括用于执行第四方面或第四方面的任意可能的实现方式中的方法的指令。

24、第七方面，提供了一种计算机产品，用于执行第四方面或第四方面的任意可能的实现方式中的方法。

技术特征：

1.一种接近检测装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的接近检测装置，其特征在于，所述电压信号用于确定是否有所述检测目标。

3.根据权利要求1或2所述的接近检测装置，其特征在于，所述第一运算放大器的采样电阻连接于所述第一运算放大器的第一输入端和所述第一运算放大器的输出端之间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的接近检测装置，其特征在于，所述检测电路还包括低通滤波器，所述低通滤波器包括电阻和电容；

5.根据权利要求1至4中任一项所述的接近检测装置，其特征在于，所述激励信号为周期性的正弦波信号，或三角波信号，或方波信号，或脉冲信号。

6.根据权利要求5所述的接近检测装置，其特征在于，所述激励信号为周期性的正弦波信号，所述正弦波信号的频率的取值范围为10khz～1mhz。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的接近检测装置，其特征在于，所述传感电极和所述隔离电极之间设置有绝缘层。

8.根据权利要求7所述的接近检测装置，其特征在于，所述绝缘层的材料包括二氧化硅、氮化硅中的至少一种。

9.根据权利要求7或8所述的接近检测装置，其特征在于，所述隔离电极设置有凹槽，所述传感电极设置于所述凹槽内。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的接近检测装置，其特征在于，所述接近检测装置设置于电子设备的显示模组的一侧，所述隔离电极设置于所述传感电极和所述显示模组之间，所述隔离电极用于隔离所述显示模组的电信号。

11.一种触控显示屏，其特征在于，包括如权利要求1至10中任一项所述的接近检测装置。

12.根据权利要求11所述的触控显示屏，其特征在于，所述触控显示屏包括显示区域和非显示区域，所述传感单元设置于所述显示区域，所述检测电路设置于所述非显示区域。

13.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求11或12所述的触控显示屏。

技术总结
本申请实施例提供了一种接近检测装置、触控显示屏和电子设备。包括传感单元，传感单元包括传感电极和隔离电极，传感电极和隔离电极绝缘设置；检测电路，检测电路用于将传感电极与检测目标之间的感应电容转化为电压信号；检测电路包括第一运算放大器和第二运算放大器；第一运算放大器的第一输入端连接于传感电极，第一运算放大器的第二输入端连接于第二运算放大器的第二输入端，第二运算放大器的第一输入端和输出端连接于隔离电极，第一运算放大器的第二输入端和第二运算放大器的第二输入端输入激励信号，激励信号加载于传感电极和隔离电极，使得传感电极和隔离电极等电位。

技术研发人员：殷新社,薄赜文
受保护的技术使用者：京东方科技集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27