具有屏蔽的电极的力增强的输入装置的制造方法
【专利摘要】输入装置包括输入表面和被机械地耦接至所述输入表面的第一基底。所述第一基底包括第一多个传感器电极，所述第一多个传感器电极被配置为检测由输入对象施加至所述输入表面的输入力。所述输入装置进一步包括被布置在所述输入表面和所述第一多个传感器电极之间的导电材料。所述导电材料屏蔽所述第一多个传感器电极免受所述输入装置的感测区域中的输入对象的影响。所述输入装置进一步包括被机械地耦接至所述第一基底的第二基底。所述第二基底包括第二多个传感器电极，所述第二多个传感器电极被配置为检测所述输入表面处的输入对象的位置。
【专利说明】
具有屏蔽的电极的力増强的输入装置
技术领域
[0001]本发明一般涉及电子装置。
【背景技术】
[0002]包括接近传感器装置(通常也被称为触摸板或触摸传感器装置)的输入装置被广泛地使用在各种各样的电子系统中。接近传感器装置典型地包括常常由表面区分的感测区域，在其中所述接近传感器装置确定一个或多个输入对象的存在、位置和/或运动。接近传感器装置可以被用于为所述电子系统提供接口。例如，接近传感器装置常常被用作用于较大的计算系统的输入装置(诸如被集成在笔记本电脑或台式计算机中或是笔记本电脑或台式计算机的外围设备的不透明的触摸板)。接近传感器装置也常常被用在较小的计算系统(诸如被集成在蜂窝式电话中的触摸屏)中。
【发明内容】
[0003]—般而言，在一个方面中，实施例涉及输入装置。所述输入装置包括输入表面和被机械地耦接至所述输入表面的第一基底。所述第一基底包括第一多个传感器电极，所述第一多个传感器电极被配置为检测由输入对象施加至所述输入表面的输入力。所述输入装置进一步包括被布置在所述输入表面和所述第一多个传感器电极之间的导电材料。所述导电材料屏蔽所述第一多个传感器电极免受所述输入装置的感测区域中的所述输入对象的影响。所述输入装置进一步包括被机械地耦合至所述第一基底的第二基底。所述第二基底包括第二多个传感器电极，所述第二多个传感器电极被配置为检测所述输入表面处的输入对象的位置。
[0004]—般而言，在一个方面中，实施例涉及用于输入装置的处理系统。所述输入装置包括输入表面、第一基底、以及第二基底。所述第一基底包括第一多个传感器电极，并且所述第二基底包括第二多个传感器电极。所述处理系统包括传感器模块，所述传感器模块被配置为:接收与所述第一多个传感器电极相关联的第一结果信号。所述传感器模块进一步被配置为:接收与所述第二多个传感器电极相关联的第二结果信号。所述第二多个传感器电极包括传感器电极的第一子集和传感器电极的第二子集。所述处理系统进一步包括确定模块，所述确定模块被配置为:基于所述第一结果信号，确定由输入对象施加至所述输入表面的力信息。所述第一结果信号是基于在传感器电极的所述第一子集和所述第一多个传感器电极之间形成的第一可变电容的变化。所述确定模块进一步被配置为:基于第二结果信号，确定所述输入装置的感测区域中的输入对象的位置信息。所述第二结果信号是基于在传感器电极的所述第一子集和所述第二子集之间形成的第二可变电容的变化。所述输入装置进一步包括被布置在所述输入表面和所述第一多个传感器电极之间的导电材料。
[0005]—般而言，在一个方面中，实施例涉及用于制造输入装置的方法。所述方法包括提供第一基底。所述第一基底可以包括第一多个传感器电极。所述方法进一步包括:在所述第一基底上或上方布置第二基底。所述第二基底包括第二多个传感器电极和导电材料。所述方法进一步包括:在所述第二基底上或上方布置输入表面。所述第一多个传感器电极被配置为检测所述输入表面处的输入对象的位置。所述第二多个传感器电极被配置为检测由所述输入对象施加至所述输入表面的输入力。所述导电材料屏蔽所述第二多个传感器电极免受在所述输入表面上或上方的输入对象的影响。
[0006]根据下面的描述和所附的权利要求，本发明的其它方面将是显而易见的。
【附图说明】
[0007]图1显示了根据一个或多个实施例的框图。
[0008]图2A显示了根据一个或多个实施例的横截面图。
[0009]图2B显示了根据一个或多个实施例的横截面图。
[0010]图3显示了根据一个或多个实施例的示意图。
[0011]图4和图5显示了根据一个或多个实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0012]下面的详细描述在本质上仅仅是示例性的，并且不是意在限制本发明或者本发明的应用和使用。此外，不存在由在前述的技术领域、【背景技术】、
【发明内容】
或下面的详细描述中呈现的任何明示或暗示的理论所约束的意图。
[0013]在本发明的实施例的下面的详细描述中，许多的特定细节被提出，以便提供本发明的更透彻的理解。然而，将对本领域技术人员显而易见的是:可以在没有这些特定细节的情况下实施本发明。在其它实例中，公知的特征没有已被详细地描述，以避免不必更地使所述描述复杂。
[0014]遍及本申请，序数号码(例如，第一、第二、第三等等)可以被用作针对元件的形容词(B卩，本申请中的任何名词)。序数号码的所述使用不暗示或创建所述元件的任何特定的排序，也不将任何元件限制为仅仅是单个元件，除非诸如通过使用术语“之前”、“之后”、“单个”以及其它这样的术语而被明确地公开。相反地，序数号码的使用意在在所述元件之间区分。通过实例的方式，第一元件不同于第二元件，并且所述第一元件可以包含多于一个的元件，并且在元件的排序中在第二元件之后(或之前)。
[0015]各种实施例提供了促进改善的可用性的输入装置和方法。特别地，一个或多个实施例意在包括导电材料的输入装置，所述导电材料屏蔽第一组传感器电极免受输入表面上或上方的输入对象的影响。所述第一组传感器电极可以被配置为检测由所述输入对象施加到所述输入表面的输入力。所述输入装置可以进一步包括第二组传感器电极，所述第二组传感器电极被配置为检测所述输入表面处的输入对象的位置。
[0016]现在转至附图，图1是根据本发明的实施例的示例性输入装置(100)的框图。所述输入装置(100)可以被配置为向电子系统(没有被显示)提供输入。如在此文件中所使用的，术语“电子系统”(或“电子装置”)广义地指能够电子地处理信息的任何系统。电子系统的一些非限制性实例包括所有大小和形状的个人计算机，诸如台式计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板电脑、网络浏览器、电子书阅读器和个人数字助理(PDAs)。附加的实例电子系统包括复合输入装置，诸如包括输入装置(100)和分离的操纵杆或键开关的物理键盘。另外的实例电子系统包括外围设备，诸如数据输入装置(包括远程控制器和鼠标)和数据输出装置(包括显示屏和打印机)。其它实例包括远程终端、信息站和视频游戏机(例如，视频游戏控制台、便携式赌博装置等等)。其它实例包括通信装置(包括蜂窝式电话，诸如智能电话)和媒体装置(包括记录器、编辑器和播放器，诸如电视机、机顶盒、音乐播放器、数字相框和数字照相机)。此外，所述电子系统可以是对所述输入装置而言的主设备或从属设备。
[0017]所述输入装置(100)可以被实现为所述电子系统的物理部分，或者可以与所述电子系统在物理上分离。此外，所述输入装置(100)的多个部分是所述电子系统的一部分。例如，可以在所述电子系统的设备驱动器中实现所述确定模块的全部或部分。视情况而定，所述输入装置(100)可以使用下列中的任何一个或多个来与所述电子系统的多个部分通信:总线、网络、以及其它有线或无线互连。实例包括I2C、SP1、PS/2、通用串行总线(USB)、蓝牙、RF和IRDA。
[0018]在图1中，所述输入装置(100)被显示为接近传感器装置(常常也被称为“触摸板”或“触摸传感器装置”)，所述接近传感器装置被配置为感测由感测区域(120)中的一个或多个输入对象(140)提供的输入。实例输入对象包括手指和触笔，如在图1中所显示的。遍及本说明书，使用单数形式的输入对象。尽管使用单数形式，多个输入对象存在于所述感测区域(120)中。此外，哪些特定的输入对象在所述感测区域中可能在一个或多个手势的过程之上变化。例如，第一输入对象可以在所述感测区域中以执行第一手势，随后，所述第一输入对象和第二输入对象可以在上述的表面感测区域中，并且最终地，第三输入对象可以执行所述第二手势。为了避免不必要地使所述描述复杂，单数形式的输入对象被使用，并且指代所有的上述变体。
[0019]所述感测区域(120)包含所述输入装置(100)的上方、周围、其中和/或附近的任何空间，在其中所述输入装置(100)能够检测用户输入(例如，由一个或多个输入对象(140)提供的用户输入)。特定的感测区域的大小、形状和位置可以随实施例的不同而显著地变化。
[0020]在一些实施例中，所述感测区域(120)在一个或多个方向上从所述输入装置(100)的表面延伸到空间中，直至信号噪声比阻碍足够精确的对象检测。所述输入装置的表面上方的所述延伸可以被称为上方表面感测区域。在各种实施例中，此感测区域(120)在特定方向上延伸至其的距离可以在小于一毫米、数毫米、数厘米或更大的数量级上，并且可以随着所使用的感测技术的类型和所期望的精确度而显著地变化。因此，一些实施例感测输入，所述输入包括:不与所述输入装置(100)的任何表面接触，与所述输入装置(100)的输入表面(例如，触摸表面)接触，与和一些量的作用力或压力耦合的所述输入装置(100)的输入表面接触，和/或其组合。在各种实施例中，输入表面可以由传感器电极驻留在其内的壳体的表面提供，由在所述传感器电极或任何壳体之上施加的面板提供，等等。在一些实施例中，当被投影到所述输入装置(100)的输入表面上时，所述感测区域(120)具有矩形形状。
[0021]所述输入装置(100)可以利用传感器部件和感测技术的任何组合来检测所述感测区域(120)中的用户输入。所述输入装置(100)包括用于检测用户输入的一个或多个感测元件。作为若干非限制性实例，所述输入装置(100)可以使用电容性、倒电容、电阻性、电感性、磁、声、超声、和/或光学技术。
[0022]一些实明被配置为提供跨越一维、二维、三维或更高维空间的图像。一些实现被配置为沿着特定的轴或平面提供输入的投射。此外，一些实现可以被配置为提供一个或多个图像和一个或多个投射的组合。
[0023]在所述输入装置(100)的一些电阻性实现中，柔性的和导电的第一层通过一个或多个间隔元件而与导电的第二层分离。在操作期间，跨越所述层创建一个或多个电压梯度。按压所述柔性的第一层可以将其充分地偏转以创建所述层之间的电接触，导致反映所述层之间的(一个或多个)接触点的电压输出。这些电压输出可以被用于确定位置信息。
[0024]在所述输入装置(100)的一些电感性实现中，一个或多个感测元件拾取由谐振线圈或线圈对感应的回路电流。所述电流的幅度、相位和频率的一些组合随后可以被用于确定位置信息。
[0025]在所述输入装置(100)的一些电容性实现中，电压或电流被施加以创建电场。附近的输入对象导致所述电场的变化，并且产生可检测的电容性耦合的变化，所述可检测的电容性耦合的变化可以被检测为电压、电流等等的变化。
[0026]—些电容性实现利用电容性感测元件的阵列或其它规则或不规则的图案来创建电场。在一些电容性实现中，分离的感测元件可以被欧姆地短接在一起以形成更大的传感器电极。一些电容性实现利用电阻性的片，其可以是均匀电阻性的。
[0027]基于在传感器电极和输入对象之间的电容性耦合的变化，一些电容性实现利用“自电容”(或“绝对电容”)感测方法。在各种实施例中，所述传感器电极附近的输入对象改变所述传感器电极附近的电场，因此改变所测量的电容性耦合。在一个实现中，绝对电容感测方法通过关于参考电压(例如，系统接地)调制传感器电极并且通过检测所述传感器电极和输入对象之间的电容性耦合而操作。所述参考电压可以是实质上恒定的电压或变化的电压，并且在各种实施例中，所述参考电压可以是系统接地。使用绝对电容感测方法获得的测量值可以被称为绝对电容测量值。
[0028]基于传感器电极之间的电容性耦合的变化，一些电容性实现利用“互电容”(或“反式电容”)感测方法。在各种实施例中，所述传感器电极附近的输入对象改变所述传感器电极之间的电场，因此改变所测量的电容性耦合。在一个实现中，互电容感测方法通过检测一个或多个发射器传感器电极(也被称为“发射器电极”或“发射器”)和一个或多个接收器传感器电极(也被称为“接收器电极”或“接收器”)之间的电容性耦合而操作。可以相对于参考电压(例如，系统接地)调制发射器传感器电极以发送发射器信号(也被称为“感测信号”)。接收器传感器电极可以相对于所述参考电压而被实质上保持恒定，以有助于结果信号的接收。所述参考电压可以是实质上恒定的电压，并且在各种实施例中，所述参考电压可以是系统接地。在一些实施例中，发射器传感器电极两者可以被调制。所述发射器电极相对于所述接收器电极而被调制，以发送发射器信号并且有助于结果信号的接收。结果信号可以包括对应于一个或多个发射器信号和/或对应于一个或多个环境干扰源(例如，其它电磁信号)的(一个或多个)影响。所述(一个或多个)影响可以是所述发射器信号，由一个或多个输入对象和/或环境干扰引起的所述发射器信号的变化，或其它这样的影响。传感器电极可以是专用发射器或接收器，或者可以被配置为发送和接收两者。使用互电容感测方法获得的测量值可以被称为互电容测量值。
[0029]此外，所述传感器电极可以具有变化的形状和/或大小。相同形状和/或大小的传感器电极可以在同一群组中或者可以不在同一群组中。例如，在一些实施例中，接收器电极可以具有相同的形状和/或大小，而在其它实施例中，接收器电极可以具有变化的形状和/或大小。
[0030]在图1中，处理系统(110)被显示为所述输入装置(100)的一部分。所述处理系统(110)被配置为操作所述输入装置(100)的硬件，以检测所述感测区域(120)中的输入。所述处理系统(110)包括一个或多个集成电路(ICs)和/或其它电路部件中的部分或全部。例如，用于互电容传感器装置的处理系统可以包括:被配置为用发射器传感器电极发送信号的发射器电路，和/或被配置为用接收器传感器电极接收信号的接收器电路。此外，用于绝对电容传感器装置的处理系统可以包括:被配置为将绝对电容信号驱动到传感器电极上的驱动器电路，和/或被配置为用那些传感器电极接收信号的接收器电路。在一个或多个实施例中，用于组合的互电容传感器装置和绝对电容传感器装置的处理系统可以包括上面所描述的互电容电路和绝对电容电路的任何组合。在一些实施例中，所述处理系统(110)也包括电子可读指令，诸如固件代码、软件代码、和/或类似物。在一些实施例中，组成所述处理系统(110)的部件位于一起，诸如在所述输入装置(100)的(一个或多个)感测元件附近。在其它实施例中，处理系统(110)的部件与靠近所述输入装置(100)的所述(一个或多个)感测元件的一个或多个部件以及在别处的一个或多个部件在物理上分离。例如，所述输入装置(100)可以是被耦接至计算装置的外围设备，并且所述处理系统(110)可以包括软件，所述软件被配置为在所述计算装置的中央处理单元以及与所述中央处理单元分离的一个或多个ICs(可能具有相关联的固件)上运行。作为另一实例，所述输入装置(100)可以被物理地集成在移动装置中，并且所述处理系统(110)可以包括是所述移动装置的主处理器的一部分的电路和固件。在一些实施例中，所述处理系统(110)专用于实现所述输入装置(100)。在其它实施例中，所述处理系统(110)也执行其它功能，诸如操作显示屏、驱动触觉致动器等等。
[0031]所述处理系统(110)可以被实现为处理所述处理系统(110)的不同的功能的一组模块。每个模块可以包括电路(该电路是所述处理系统(110)的一部分)、固件、软件、或其组合。在各种实施例中，可以使用模块的不同组合。例如，如在图1中所显示的，所述处理系统(110)可以包括确定模块(150)和传感器模块(160)。所述确定模块(150)可以包括功能性以确定至少一个输入对象何时在感测区域中，确定信号噪声比，确定输入对象的位置信息，识别手势，基于所述手势、手势的组合或其它信息来确定要执行的动作，和/或执行其它操作。
[0032]所述传感器模块(160)可以包括功能性以驱动所述感测元件发送发射器信号并接收结果信号。例如，所述传感器模块(160)可以包括被耦接至所述感测元件的传感电路。所述传感器模块(160)例如可以包括发射器模块和接收器模块。所述发射器模块可以包括被耦接至所述感测元件的发射部分的发射器电路。所述接收器模块可以包括被耦接至所述感测元件的接收部分的接收器电路，并且可以包括功能性以接收所述结果信号。
[0033]尽管图1显示了确定模块(150)和传感器模块(160)，根据本发明的一个或多个实施例，可以存在可替代的或附加的模块。这样的可替代的或附加的模块可以对应于不同于上面所讨论的模块中的一个或多个的模块或子模块。实例可替代的或附加的模块包括:用于操作硬件(诸如传感器电极和显示屏)的硬件操作模块，用于处理数据(诸如传感器信号和位置信息)的数据处理模块，用于报告信息的报告模块，以及被配置为识别手势(诸如模式改变手势)的识别模块，以及用于改变操作模式的模式改变模块。此外，所述各种模块可以被组合在分离的集成电路中。例如，第一模块可以被至少部分地包含在第一集成电路内，并且分离的模块可以被至少部分地包含在第二集成电路内。此外，单个模块的多个部分可以跨越多个集成电路。在一些实施例中，所述处理系统作为整体可以执行所述各种模块的操作。
[0034]在一些实施例中，所述处理系统(110)直接通过引起一个或多个动作来响应于所述感测区域(120)中的用户输入(或用户输入的缺乏)。实例动作包括改变操作模式，以及图形用户界面(GUI)动作，诸如光标移动、选择、菜单导航和其它功能。在一些实施例中，所述处理系统(110)向所述电子系统的某部分(例如:如果存在这样的分离的中央处理系统，则向与所述处理系统(110)分离的电子系统的中央处理系统)提供关于所述输入(或输入的缺乏)的信息。在一些实施例中，所述电子系统的某部分处理从所述处理系统(110)接收的信息以对用户输入起作用，诸如用以促进全范围的动作，包括模式改变动作和GUI动作。
[0035]例如，在一些实施例中，所述处理系统(110)操作所述输入装置(100)的(一个或多个)感测元件，以产生指示所述感测区域(120)中的输入(或输入的缺乏)的电信号。在产生被提供给所述电子系统的信息时，所述处理系统(110)可以在所述电信号上执行任何适当量的处理。例如，所述处理系统(110)可以数字化从所述传感器电极获得的模拟电信号。作为另一实例，所述处理系统(110)可以执行滤波或其它信号调节。作为又另一实例，所述处理系统(110)可以减去或者否则虑及基线，以致所述信息反映所述电信号和所述基线之间的差异。作为又另外的实例，所述处理系统(110)可以确定位置信息，确定力信息，将输入识别为命令，识别笔迹，等等。
[0036]如此处所使用的“位置信息”广义地包含绝对位置、相对位置、速度、加速度和其它类型的空间信息。示例性的“零-维”位置信息包括近/远或接触/非接触信息。示例性的“一-维”位置信息包括沿着轴的位置。示例性的“二-维”位置信息包括平面中的运动。示例性的“三-维”位置信息包括空间中的瞬时或平均速度。另外的实例包括空间信息的其它表示。关于一个或多个类型的位置信息的历史数据也可以被确定和/或存储，例如包括跟踪时间之上的位置、运动或瞬时速度的历史数据。
[0037]如此处所使用的“力信息”意在广义地包含力信息而不管格式。例如，可以为每个对象提供所述力信息，作为向量或标量。作为另一实例，所述力信息可以被提供作为如下指示:确定的力已经或还未超过阈值量。作为其它实例，所述力信息也可以包括被用于手势识别的时间历史部件。如将在下面更详细地描述的，来自所述处理系统的位置信息和力信息可以被用于促进全范围的接口输入，包括使用所述接近传感器装置作为用于选择、光标控制、滚动和其它功能的指点装置。
[0038]在一些实施例中，所述输入装置(100)被实现为具有附加的输入部件，所述附加的输入部件由所述处理系统(110)或由一些其它处理系统操作。这些附加的输入部件可以为所述感测区域(120)中的输入提供冗余的功能性，或一些其它功能性。图1显示了所述感测区域(120)附近的按钮(130)，所述按钮(130)可以被用于促进使用所述输入装置(100)选择项目。其它类型的附加输入部件包括滑块、球、轮、开关等等。相反地，在一些实施例中，所述输入装置(100)可以被实现为不具有其它输入部件。
[0039]在一些实施例中，所述输入装置(100)包括触摸屏接口，并且所述感测区域(120)与显示屏的有效区域的至少一部分重叠。例如，所述输入装置(100)可以包括叠盖所述显示屏的实质上透明的传感器电极，并且为所关联的电子系统提供触摸屏接口。所述显示屏可以是能够向用户显示可视接口的任何类型的动态显示器，并且可以包括任何类型的发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、阴极射线管(CRT)、液晶显示器(IXD)、等离子体、电致发光(EL)、或其它显示技术。所述输入装置(100)和所述显示屏可以共享物理元件。例如，一些实施例可以利用相同的电部件中的一些用于显示和感测。在各种实施例中，显示装置中的一个或多个显示电极可以被配置用于显示更新和输入感测两者。作为另一实例，所述显示屏可以部分地或总体地由所述处理系统(110)操作。
[0040]应被理解的是:尽管在全功能设备的上下文中描述了本发明的许多实施例，本发明的机制能够以各种形式作为程序产品(例如，软件)而被分发。例如，本发明的机制可以作为可由电子处理器读取的信息承载介质(例如，可由所述处理系统(110)读取的非瞬时计算机可读和/或可记录/可写的信息承载介质)上的软件程序而被实现和分发。此外，本发明的实施例同等适用而不管被用于执行所述分发的特定类型的介质。例如，以计算机可读程序代码的形式来执行本发明的实施例的软件指令可以全部地或部分地、暂时地或永久地被存储在非瞬时计算机可读存储介质上。非瞬时电子可读介质的实例包括各种盘、物理存储器、存储器、存储棒、存储卡、存储模块、和或任何其它计算机可读存储介质。电可读介质可以基于闪存、光、磁、全息、或任何其它存储技术。
[0041]尽管在图1中没有被显示，所述处理系统、所述输入装置和/或所述主机系统可以包括一个或多个计算机处理器、相关联的存储器(例如，随机存取存储器(RAM)、高速缓冲存储器、闪存存储器等等)、一个或多个存储装置(例如，硬盘、诸如压密盘(CD)驱动器或数字通用盘(DVD)驱动器的光学驱动器、闪存存储棒等等)、以及许多其它元件和功能性。所述(一个或多个)计算机处理器可以是用于处理指令的集成电路。例如，所述(一个或多个)计算机处理器可以是一个或多个核或者处理器的微核。此外，一个或多个实施例的一个或多个元件可以位于远程位置处并且在网络之上被连接至其它元件。此外，本发明的实施例可以在具有若干节点的分布式系统上被实现，其中本发明的每个部分可以位于所述分布式系统内的不同节点上。在本发明的一个实施例中，所述节点对应于不同的计算装置。可替代地，所述节点可以对应于具有相关联的物理存储器的计算机处理器。所述节点可以可替代地对应于具有共享的存储器和/或资源的计算机处理器或计算机处理器的微核。
[0042]尽管图1显示了部件的配置，其它配置可以被使用而不脱离本发明的范围。例如，各种部件可以被组合以创建单个部件。作为另一实例，由单个部件执行的功能性可以由两个或更多部件执行。
[0043]转至图2A，图2A显示了根据一个或多个实施例的横截面图。如在图2A中所显示的，输入装置(200)可以包括输入表面(210)、一个或多个基底(例如，基底A(220)、基底B(250))、柔顺层(240)、粘合层(270)和托架(280)。在所述输入表面上或上方可以是感测区域(205)。在一个或多个实施例中，所述输入装置(200)包括各种接近传感器电极(245)，用于检测所述感测区域(205)中的输入对象(没有被显示)的存在。在一个或多个实施例中，所述输入装置(200)包括各种力接收器电极(225)，用于检测由所述输入对象施加到所述输入表面(210)的力。在一个或多个实施例中，所述输入装置(200)包括导电材料(215)，所述导电材料(215)屏蔽所述力接收器电极免受所述感测区域(205)中的输入对象的影响。在一个或多个实施例中，响应于正由输入对象施加到所述输入表面的输入力，基底A(220)、所述柔顺层和/或所述输入表面(210)被配置为局部变形。
[0044]所述托架(280)可以是用于为所述输入装置(200)提供机械支撑的固定结构。所述粘合层(270)可以是粘合物质，该粘合物质被施用到所述托架(280)的表面以将所述托架(280)结合到所述基底B(250)上。同样地，所述托架(280)可以被配置为用于所述输入装置(200)的加强件。
[0045]在一个或多个实施例中，所述接近传感器电极(245)提供所述感测区域(205)中的输入对象的位置信息。例如，所述接近传感器电极(245)可以包括如关于图1所描述的发射器电极和接收器电极。同样地，所述接近传感器电极(245)可以电容性地耦合以形成可变电容的各种区域。例如，基于由输入对象的存在引起的可变电容的变化，处理系统可以获得各种结果信号。同样地，所述处理系统可以根据所述结果信号获得关于所述输入对象的位置?目息O
[0046]在一个或多个实施例中，所述力接收器电极(225)检测由例如由输入对象施加到所述输入表面(210)的力引起的电容的变化。在一个或多个实施例中，例如，所述力接收器电极(225)与所述接近传感器电极(245)中的一些电容性地耦合。所述力接收器电极(225)形成所述力接收器电极(225)和所述接近传感器电极(245)中的一些之间的可变电容的各种区域。通过将力施加到所述输入表面(210)，所述力接收器电极(225)可以朝向所述接近传感器电极(245)偏转，改变所述接近传感器电极和所述力接收器电极(225)之间的距离，并且因此改变所述可变电容。所述变化的大小与所述力的大小相关。在一个或多个实施例中，基于从所述力接收器电极(225)获得的结果信号，处理系统(没有被显示)可以获得针对所述感测区域(205)中的输入对象的力信息。
[0047]在一个或多个实施例中，所述屏蔽导电材料(215)被配置为保护所述力接收器电极(225)免受所述感测区域(205)中的输入对象的各种电影响。例如，输入对象到所述力接收器电极(225)的接近可以改变在所述力接收器电极(225)和所述接近传感器电极(245)中的一些之间形成的所述可变电容。同样地，所述屏蔽导电材料(215)可以至少部分地衰减所述输入对象对所述力接收器电极(225)的影响。此外，所述屏蔽导电材料(215)可以消除由所述输入对象贡献的对在所述力接收器电极(225)和所述输入装置(200)的各种接近传感器电极(245)之间形成的电容的各种区域的电容影响。
[0048]在一个或多个实施例中，所述柔顺层(240)被布置在基底Α(220)和基底Β(250)之间。所述柔顺层(240)可以由硅酮组成，并且可以包括被配置为响应于由输入对象施加的力而朝向基底Β(250)局部变形的各种部件。在一个或多个实施例中，例如，如在图2Β中所显示的，所述柔顺层(240)可以是实质上同质的介质。然而，用于所述柔顺层(240)的其它材料类型也被考虑。
[0049]在一个或多个实施例中，基底Α(220)是被沉积在所述柔顺层(240)上的薄膜层。在一个或多个实施例中，例如，基底Α(220)是聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜。同样地，在一个或多个实施例中，所述力接收器电极(225)和/或所述屏蔽导电材料(215)是所述PET薄膜的各种印刷层。所述基底Α(220)可以进一步包括印刷层(也被称为“隔离层”)，该印刷层被配置为将所述屏蔽导电材料(215)和所述力接收器电极(225)对准到凸起的区域阵列(227)。
[0050]在一个或多个实施例中，基底Β(250)是印刷电路板。在一个或多个实施例中，例如，所述接近传感器电极(245)位于所述基底Β(250)的顶侧上，而各种部件和/或连接器位于面向所述托架(280)的所述基底Β(250)的后侧上。
[0051]在一个或多个实施例中，所述柔顺层(240)包括凸起的区域的阵列(227)。在一个或多个实施例中，例如，所述力接收器电极(225)被配置为被布置在所述凸起的区域阵列(227)的各种各自的峰的上方。响应于基底A(220)朝向基底B(250)局部变形，例如，所述凸起的区域阵列(227)可以朝向基底B(250)偏转所述力接收器电极(225)，同时将所述柔顺层(240)的各种部分偏斜到各种开放空间(例如，开放空间A(231)、开放空间B(232))中。同样地，当所述凸起的区域阵列(227)局部变形时，所述柔顺层(240)的多个部分可以置换所述开放空间。此置换可以改变所述力接收器电极(225)和所述接近传感器电极(245)之中的发射器电极之间的电介质，并且因此改变所述力接收器电极(225)和所述发射器电极之间的电容。尽管所述开放空间可以被填充有空气，在一个或多个实施例中，所述开放空间被填充有各种类型的弹性物质，诸如各种凝胶或泡沫。
[0052]转至图2B，图2B显示了图2A的所述输入装置(200)的可替代实施例。特别地，如上面所提及的，图2B的输入装置(200)包括实质上同质的柔顺层(240)，而没有图2A的输入装置的凸起的区域(227)。
[0053]转至图3，图3显示了根据一个或多个实施例的系统的示意图。如在图3中所显示的，系统(300)可以包括各种屏蔽(例如，屏蔽A(311)、屏蔽B(312))、各种接近接收器电极(347)、各种接近发射器电极(342)和各种力接收器电极(321)。例如，在一个或多个实施例中，沿着一个基底(没有被显示)布置所述接近接收器电极和/或所述接近发射器电极，并且沿着不同的基底(没有被显示)布置所述力接收器电极。
[0054]在一个或多个实施例中，屏蔽A(311)和/或屏蔽B(312)是与上面关于图2A和2B所描述的屏蔽导电材料(215)相似的导电材料。在一个或多个实施例中，例如，屏蔽A(311)和/或屏蔽B(312)被配置为被维持在实质上恒定的电势处，同时感测信号在所述接近发射器电极(342)上被发送，并且结果信号在所述力接收器电极(321)中的一个上被接收。此外，在一个或多个实施例中，屏蔽A(311)和/或屏蔽B(312)被配置为与所述力接收器电极(321)的至少一部分重叠。换句话说，所述力接收器电极(321)在所述屏蔽(311，312)的下面。
[0055]在一个或多个实施例中，所述力接收器电极(321)和所述接近接收器电极(347)被布置在所述系统(300)中的预定的图案中。例如，在一个或多个实施例中，所述力接收器电极(321)和所述接近接收器电极(347)在沿着所述系统(300)中的不同基底的预定的图案中被实质上对准。如所显示的，所述预定的图案可以限制所述接近接收器电极(347)和所述力接收器电极(321)之间的重叠。同样地，所限制的重叠可以减少两组接收器电极之间的干扰，并且使得所述接近发射器电极(342)能够与所述力接收器电极(321)和所述接近接收器电极(347)两者电容性地耦合。尽管在图3中显示了一个预定的图案，具有所述力接收器电极(321)和所述接近接收器电极(347)之间的更多重叠或没有重叠的其它预定的图案被考虑O
[0056]在一个或多个实施例中，所述接近接收器电极(347)被布置在离所述力接收器电极(321)的水平偏移处。同样地，可以用所述接近接收器电极(347)和所述力接收器电极(321)之间的预定的距离或间距来配置所述系统(300)。特定地，所述预定的距离可以减少所述接近接收器电极(347)和所述力接收器电极(321)之间的干扰。
[0057]在一个或多个实施例中，处理系统(没有被显示)确定来自所述接近接收器电极(347)的接近图像。例如，所述接近图像可以描述感测区域(没有被显示)中的输入对象(没有被显示)的存在和位置。同样地，所述接近图像可以将位置信息表示为触摸像素，在其中各自的触摸像素表示(一个或多个)位置，在其处所述输入对象在所述感测区域中被检测。特别地，触摸像素可以对应于定义所述感测区域的二维网格内的各个坐标、坐标的范围、和/或坐标的集合。在一个或多个实施例中，所述系统(300)对应于所述接近图像的单个触摸像素。
[0058]在一个或多个实施例中，处理系统(没有被显示)确定来自所述力接收器电极(321)的力图像。例如，所述力图像可以描述由输入对象(没有被显示)施加到输入表面(没有被显示)的各种输入力。同样地，所述力图像可以将力信息表示为力像素(即可变电容的区域)，所述力像素描述被施加至输入装置的所述输入表面或其它基底的各种输入力的位置和/或大小。在一个或多个实施例中，所述系统(300)对应于所述力图像的单个力像素。在一个或多个实施例中，接近图像由所述力接收器电极(321)帮助。同样地，如果输入力在特定的位置处被检测到，所述处理系统可以确定输入对象也在相同的位置处。换句话说，所述力接收器电极(321)可以以双重角色被使用，以检测施加的力和输入对象的位置两者。
[0059]转至图4，图4显示了根据一个或多个实施例的流程图。图4中显示的过程例如可以涉及上面参考图1-3讨论的一个或多个部件(例如，处理系统(110))。图4中所显示的一个或多个步骤可以被省略、重复和/或在不同的实施例之中以不同的次序被执行。因此，实施例不应被视为被限制于图4中所显示的特定数量和排列的步骤。
[0060]在步骤400中，根据一个或多个实施例发送感测信号。例如，所述感测信号可以被施加至多个接近传感器电极的各种发射器电极。关于至发射器电极的感测信号(也被称为“发射器信号”)的更多信息，参见图1和所附的描述。
[0061]在步骤410中，根据一个或多个实施例，从各种力接收器电极获得各种结果信号。这些结果信号可以是所述感测信号以及所述力接收器电极和所述发射器电极之间的电容的函数。因此，也可以在所述结果信号中反映对所述力接收器电极和所述发射器电极之间的电容的变化(例如，归因于朝向所述发射器电极偏转的所述力接收器电极，归因于所述力接收器电极和所述发射器电极之间的电介质的变化)。可以在感测模块处接收所述各种结果信号。关于来自接收器电极的结果信号的更多信息，参见图1和所附的描述。
[0062]在步骤420中，根据一个或多个实施例，从各种接近接收器电极获得各种结果信号。这些结果信号可以是所述感测信号以及所述接近接收器电极和所述发射器电极之间的电容的函数。因此，也可以在所述结果信号中反映对所述接近接收器电极和所述发射器电极之间的电容的变化(例如，归因于输入对象的存在)。相似于步骤410，例如，可以在感测模块处接收各种结果信号。关于来自接收器电极的结果信号的更多信息，参见图1和所附的描述。
[0063]在步骤430中，根据一个或多个实施例，基于来自所述力接收器电极的结果信号确定力信息。同样地，在一个或多个实施例中，所述处理系统可以根据步骤410中的结果信号确定力像素图像。关于力信息和力像素的更多信息，参见图1、图3和所附的描述。
[0064]在步骤440中，根据一个或多个实施例，基于来自所述接近接收器电极和/或所述力接收器电极的结果信号确定位置信息。在一个或多个实施例中，例如，处理系统从与图3中所显示的系统相似的一个或多个系统接收结果信号。同样地，在一个或多个实施例中，所述处理系统可以根据步骤420中的结果信号确定触摸像素图像。在一个或多个实施例中，所述处理系统使用从来自各种力接收器电极的结果信号获得的力信息确定所述触摸像素图像。特别地，通过确定由输入对象施加的各种力的位置，所述处理系统可以确定所述输入对象的位置。关于位置信息和触摸像素的更多信息，参见图1、图3和所附的描述。
[0065]转至图5，图5显示了根据一个或多个实施例的用于制造输入装置的方法。在步骤500中，根据一个或多个实施例，沿着基底X布置一组接近传感器电极。在一个或多个实施例中，例如，所述基底X是印刷电路板。此外，所述接近传感器电极的各种子集可以包括接收器电极和发射器电极，如在图1-3中和所附的描述中所描述的。
[0066]在步骤510中，根据一个或多个实施例，在所述基底X上或上方布置柔顺层。在一个或多个实施例中，例如，所述柔顺层是如在图2A和2B以及所附的描述中所描述的柔顺层。
[0067]在步骤520中，根据一个或多个实施例，在所述柔顺层上或上方布置具有一组力接收器电极和各种屏蔽导电材料的基底Y。在一个或多个实施例中，例如，所述基底Y是薄膜层，诸如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)薄膜。所述薄膜层可以包括屏蔽导电材料和/或各种力接收器电极。在一个或多个实施例中，所述基底Y包括隔离层，该隔离层将来自该组力接收器电极的各自的力接收器对准至所述柔顺层的各自的凸起的区域。
[0068]在步骤530中，根据一个或多个实施例，处理系统被通信地耦接至该组接近传感器电极和/或该组力接收器电极。在一个或多个实施例中，所述处理系统被配置为执行关于图4和所附的描述而描述的各种操作。在一个或多个实施例中，所述处理系统是关于图1和所附的描述而描述的处理系统。
[0069]因此，此处所提出的所述实施例和实例被呈现，以便最佳地解释本发明和其特定应用，并且由此使得本领域技术人员能够制造和使用本发明。然而，本领域技术人员将认识至IJ:前面的描述和实例已被呈现，仅仅为了例示和实例的目的。如所提出的描述不是意在是穷举的或者将本发明限制于所公开的精确的形式。
【主权项】
1.一种输入装置，包括: 输入表面； 被机械地耦接至所述输入表面的第一基底，所述第一基底包括第一多个传感器电极，所述第一多个传感器电极被配置为检测由输入对象施加至所述输入表面的输入力； 被布置在所述输入表面和所述第一多个传感器电极之间的导电材料，其中所述导电材料屏蔽所述第一多个传感器电极免受所述输入装置的感测区域中的所述输入对象的影响；以及 被机械地耦接至所述第一基底的第二基底，所述第二基底包括第二多个传感器电极，所述第二多个传感器电极被配置为检测所述输入表面处的所述输入对象的位置。2.根据权利要求1所述的输入装置， 其中所述第二多个传感器电极包括传感器电极的第一子集和传感器电极的第二子集，以及 其中传感器电极的所述第一子集和所述第二子集被配置为电容性地耦合并形成可变电容的多个区域。3.根据权利要求1所述的输入装置， 其中所述导电材料被布置在所述第一基底上， 其中所述第二多个传感器电极包括传感器电极的第一子集和传感器电极的第二子集，其中传感器电极的所述第一子集被配置为接收包括所述感测区域中的输入对象的影响的结果信号，以及 其中所述导电材料被配置为被维持在实质上恒定的电势处，同时所述感测信号通过传感器电极的所述第一子集而被发送。4.根据权利要求3所述的输入装置， 其中所述第一多个电极和传感器电极的所述第二子集在沿着所述第一基底和所述第二基底的图案中被实质上对准。5.根据权利要求3所述的输入装置， 其中在偏离所述第一多个传感器电极的所述第二基底中的水平偏移处布置传感器电极的所述第二子集。6.根据权利要求1所述的输入装置， 其中所述导电材料与所述第一多个电极重叠。7.根据权利要求1所述的输入装置，进一步包括: 被布置在所述第一基底和所述第二基底之间的柔顺部件， 其中，响应于所述输入力正被施加至所述输入表面，所述第一基底被配置为朝向所述第二基底偏转所述第一多个传感器电极，以及 其中所述柔顺部件、所述第一基底和所述输入表面被配置为响应于所述输入力而局部变形。8.根据权利要求7所述的输入装置， 其中所述柔顺部件包括实质上同质的泡沫介质。9.根据权利要求7所述的输入装置， 其中所述柔顺部件包括凸起的区域的阵列，以及 其中所述第一多个电极被布置在所述凸起的区域的阵列上。10.根据权利要求1所述的输入装置， 其中所述第一基底包括聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，以及 其中所述第二基底包括印刷电路板。11.根据权利要求1所述的输入装置， 进一步包括:被通信地耦接至所述第一多个和第二多个传感器电极的处理系统， 其中所述第二多个传感器电极包括传感器电极的第一子集和传感器电极的第二子集，所述处理系统包括: 被配置用于处理第一结果信号和第二结果信号的确定模块， 其中所述第一结果信号基于在传感器电极的所述第一子集和所述第一多个传感器电极之间形成的第一可变电容的变化，以及 其中所述第二结果信号基于在传感器电极的所述第一子集和所述第二子集之间形成的第二可变电容的变化。12.—种用于输入装置的处理系统，所述输入装置包括:输入表面、包括第一多个传感器电极的第一基底以及包括第二多个传感器电极的第二基底，所述处理系统包括: 传感器模块，所述传感器模块被配置为: 接收与所述第一多个传感器电极相关联的第一结果信号；以及接收与所述第二多个传感器电极相关联的第二结果信号，所述第二多个传感器电极包括传感器电极的第一子集和传感器电极的第二子集;以及确定模块，所述确定模块被配置为: 基于所述第一结果信号，确定由输入对象施加至所述输入表面的力信息，所述第一结果信号基于在所述第二多个传感器电极的传感器电极的所述第一子集和所述第一多个传感器电极之间形成的第一可变电容的变化；以及 基于第二结果信号，确定所述输入装置的感测区域中的输入对象的位置信息，所述第二结果信号基于在传感器电极的所述第一子集和所述第二子集之间形成的第二可变电容的变化， 其中所述输入装置进一步包括:被布置在所述输入表面和所述第一多个传感器电极之间的导电材料。13.根据权利要求12所述的处理系统， 其中响应于被施加至所述输入表面的力和所述第一多个传感器电极朝向所述第二多个传感器电极的传感器电极的所述第一子集的偏转，所述第一可变电容变化。14.根据权利要求12所述的处理系统，其中所述输入装置进一步包括: 被布置在所述第一基底和所述第二基底之间并且被配置为响应于被施加至所述输入表面的力而局部变形的柔顺部件。15.根据权利要求14所述的处理系统， 其中所述柔顺部件包括实质上同质的泡沫介质。16.根据权利要求14所述的处理系统， 其中所述柔顺部件包括凸起的区域的阵列，以及 其中所述第一多个传感器电极被布置在所述凸起的区域的阵列上。17.—种用于制造输入装置的方法，包括: 提供第一基底，所述第一基底包括第一多个传感器电极； 在所述第一基底上或上方布置第二基底，所述第二基底包括第二多个传感器电极和导电材料;以及 在所述第二基底上或上方布置输入表面， 其中所述第一多个传感器电极被配置为检测在所述输入表面处的输入对象的位置， 其中所述第二多个传感器电极被配置为检测由所述输入对象施加至所述输入表面的输入力，以及 其中所述导电材料屏蔽所述第二多个传感器电极免受所述输入表面上或上方的输入对象的影响。18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括: 将处理系统通信地耦接至所述第一多个传感器电极和所述第二多个传感器电极，所述处理系统包括被配置用于处理第一结果信号和第二结果信号的确定模块， 其中所述第一多个传感器电极包括传感器电极的第一子集和传感器电极的第二子集， 其中所述第一结果信号基于在传感器电极的所述第一子集和所述第二多个传感器电极之间形成的第一可变电容的变化，以及 其中所述第二结果信号基于在传感器电极的所述第一子集和所述第二子集之间形成的第二可变电容的变化。19.根据权利要求17所述的方法，进一步包括: 在所述第一基底和所述第二基底之间布置柔顺部件，其中所述柔顺部件被配置为响应于被施加至所述输入表面的所述输入力而局部变形。20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括: 其中所述柔顺部件包括实质上同质的泡沫介质。
【文档编号】G06F3/041GK106055140SQ201610304819
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】李威龙, 邱培哲
【申请人】辛纳普蒂克斯公司