低轮廓电容指点杆的制作方法

文档序号:12362000阅读:302来源:国知局
低轮廓电容指点杆的制作方法与工艺

实施例一般涉及输入感应,并且特别涉及使用低轮廓电容指点杆的输入感应。



背景技术:

诸如计算机的电子装置可以包括或连接于不同的输入装置用于与用户交互。示例输入装置包括键盘、指点装置、近距离传感器装置(通常也称为触摸板或触摸传感器装置)、以及诸如此类的。指点装置和触摸板两者都可以用来向电子装置提供输入界面。例如,指点装置和/或触摸板允许用户在显示器上移动指针或其它类型的用户界面指示器。“指点杆”是例如与台式和笔记本计算机一起使用的一种类型的指点装置。指点杆是小型模拟摇杆,通常设置在键盘的按键之间,用户可以操纵所述指点杆以向电子装置提供输入。在一些电子装置(例如笔记本计算机)中,指点杆可以被提供作为与触摸板一道的输入选择。



技术实现要素:

实施例一般提供输入装置、处理系统、以及控制电子装置的用户界面指示器的方法。在一个实施例中,等角的输入装置包括设置在传感器基板上的多个传感器电极,所述等角的输入装置被配置以控制电子装置的用户界面指示器。该输入装置还包括控制构件,所述控制构件机械地耦接于在多个传感器电极中的至少一部分之上的传感器基板。输入装置还包括导电支撑基板和设置在传感器基板与导电支撑基板之间的柔性构件。该输入装置还包括延伸穿过导电支撑基板和柔性构件、并且与控制构件接合的固定组件,该固定组件限定了传感器基板与导电支撑基板之间的间隙。

在另一个实施例中,被配置以控制电子装置的用户界面指示器的输入装置的处理系统包括传感器模块和确定模块。传感器模块包括传感器电路,传感器模块被配置以通过在多个电极的第一子集上驱动感应信号并且从多个电极的第二子集接收所产生的信号来操作机械地耦接于控制构件的传感器基板上的多个传感器电极,所产生的信号包括来自由控制构件的偏转所导致的传感器基板与导电支撑基板之间的空间变化的作用。确定模块被配置以基于所产生的信号测量在至少一个欧姆隔离的导电元件与导电支撑基板之间的电容耦合的变化,至少一个欧姆隔离的导电元件设置在多个传感器电极与导电支撑基板之间。

在另一个实施例中,操作输入装置的方法包括通过在多个电极的第一子集上驱动感应信号并且从多个电极的第二子集接收所产生的信号来操作机械地耦接于控制构件的传感器基板上的多个传感器电极,所述输入装置被配置以控制电子装置的用户界面指示器,所产生的信号包括来自由控制构件的偏转所导致的传感器基板与导电支撑基板之间的空间变化的作用。该方法还包括基于所产生的信号测量在至少一个欧姆隔离的导电元件与导电支撑基板之间的电容耦合的变化,该至少一个欧姆隔离的导电元件设置在多个传感器电极与导电支撑基板之间。

附图说明

为了本实施例的以上描述的特征可以被详细地理解所用的方式,可以通过参考实施例来得到以上简要地概述的本实施例的更详细的描述,所述实施例中的一些实施例示意在附图中。然而,要注意的是,附图仅示意典型的实施例,并且因此将不被视为对范围的限制,以便可容许其它同样有效的实施例。

图1是根据示例实现方式的包括输入装置的系统的框图。

图2是根据实施例的输入装置的分解视图。

图3是根据实施例的图2的输入装置的横截侧面视图。

图4是根据实施例的图2的输入装置的等角视图。

图5是根据另一个实施例的图2的输入装置的横截侧面视图。

图6是图2的输入装置的简化的横截侧面视图,其中力被施加于控制构件。

图7是根据实施例的基板上的传感器电极的示意性视图。

图8是示出传感器基板的实施例的横截侧面视图。

图9是根据示例实现方式的输入装置的框图。

图10是根据实施例描绘操作输入装置的方法的流程图,所述输入装置被配置以控制电子装置的用户界面指示器。

为了促进理解,在可能的情况下,相同的附图标记被用来表示各图中共有的相同元件。可以预见的是,一个实施例的元件可以有益地包含在其它实施例中。

具体实施方式

以下的具体实施方式实质上仅是示例性的而非意在限制实施例或应用以及对这样的实施例的使用。此外,并不意在被任何存在于前述的技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中的明确的或暗示的理论所约束。

现在转看附图,图1是根据实施例的示例性输入装置100的框图。在不同的实施例中,输入装置100包括一个或多个感应装置,所述感应装置中的每一个都可以集成于或耦接于电子装置160。如在本文档中所使用的,术语“电子系统”(或“电子装置”)泛指任何能够电子化处理信息的系统。电子系统的一些非限制性示例包括所有尺寸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、平板电脑、网络浏览器、电子书阅读器、以及个人数字助理(PDA)。额外的示例电子系统包括复合输入装置,诸如包括输入装置100与分离的摇杆或按键开关在内的物理键盘。进一步的示例电子系统包括外设,诸如数据输入装置(包括远程遥控和鼠标)和数据输出装置(包括显示屏和打印机)。其它示例包括远程终端、信息亭、以及视频游戏机(例如视频游戏控制台、便携式游戏装置、以及诸如此类的)。其它示例包括通信装置(包括诸如智能电话的蜂窝电话)和媒体装置(包括记录器,编辑器,以及诸如电视、机顶盒、音乐播放器、数字相框和数字摄像机的播放器)。另外,电子系统可以是输入装置的主装置或从装置。

输入装置100可以被实施为电子系统的物理部分,或者可与电子系统物理分离。视情况而定,输入装置100可以使用以下中的任何一个或多个与电子系统的部件通信:总线、网络、以及其它有线或无线的相互连接(包括串行和或并行连接)。示例包括I2C、SPI、2 PS/2、通用串行总线(USB)、蓝牙、射频RF、以及IRDA。

在图1所描绘的实施例中,输入装置100包括一个或多个输入装置,诸如指点杆180和近距离传感器装置150(也常常被称为“触摸板”或者“触摸传感器装置”),所述输入装置中的每一个都被配置以感应由输入对象(一个或多个)140(示意性地被示出为用户的手指)所提供的输入。近距离传感器装置150被配置以感应感应区域120中的输入对象(一个或多个)140。指点杆180被配置以感应感应区域190中的输入对象(一个或多个)140。在一个实施例中,指点杆180被设置在另一个输入装置170内或者在另一个输入装置170旁边,另一个输入装置170诸如为键盘(例如,指点杆180可以设置在键盘的按键之间)。替代地,指点杆180可以是与任何其它输入装置分开和分离的“独立的”装置。在一些实施例中,近距离传感器装置150可以集成在显示装置(未示出)(例如,触摸屏)中。在其它实施例中,近距离传感器装置150可以是独立的装置(例如,触摸板)。在一些实施例中,近距离传感器装置150被省略。

感应区域120、190包含位于输入装置100上方、周围、内部、和/或附近的任何空间,在所述空间中输入装置100能够检测用户输入(例如由输入对象(一个或多个)140所提供的用户输入)。具体感应区域的尺寸、形状和位置可以随不同的实施例而大不相同。在一些实施例中,感应区域120、190在一个或多个方向上从输入装置100的表面向空间中延伸,直到信噪比妨碍了足够精确的对象检测为止。在不同的实施例中,该感应区域120、190在特定方向上所延伸的距离可以是小于一毫米、多个毫米、厘米、或更大数量级的数量级,并且可以随着所使用的感应技术的类型和所需要的精确度而显著变化。因此,在一些实施例中,近距离传感器150和指点杆180感应包括与输入装置100的任何表面都没有接触的、与输入装置100的输入表面(例如触摸表面)有接触的、与耦合有一定量的所施加的力或压力的输入装置100的输入表面有接触的、以及/或者它们的组合的输入。

输入装置100可以使用任何传感器组件和感应技术的组合来检测感应区域120、190中的用户输入。输入装置100包括一个或多个用于检测用户输入的感应元件。指针、菜单、列表、项目、以及其它用户界面指示器可以被显示为图形化用户界面的一部分,并且可以响应于所感应的用户输入而被缩放、定位、选择滚动、或移动。

在输入装置100的一些电容实现方式中,电压或电流被施加以创建电场。附近的输入对象引起电场的变化,并且在电容耦合中产生可以被检测为电压变化、电流变化、或诸如此类的可检测的变化。

一些电容实现方式使用电容感应元件的阵列或者其它常规的或非常规的图案来创建电场,所述电容传感器元件诸如传感器电极。在一些电容实现方式中,分开的感应元件可以被欧姆短路在一起以形成更大的传感器电极。一些电容实现方式使用电阻薄片(例如,可以包括诸如ITO或诸如此类的电阻材料),所述电阻薄片可以是电阻均匀的。

一些电容实现方式使用基于传感器电极与输入对象之间的电容耦合的变化的“自电容”(或“绝对电容”)感应方法。在不同的实施例中,传感器电极附近的输入对象改变传感器电极附近的电场,从而改变了所测量的电容耦合。在一个实现方式中,绝对电容感应方法通过相对于参考电压(例如系统接地)调制传感器电极、并且通过检测传感器电极与输入对象之间的电容耦合来操作。

一些电容实现方式使用基于传感器电极之间的电容耦合的变化的“互电容”(或“跨越电容”)感应方法。在不同的实施例中,传感器电极附近的输入对象改变传感器电极之间的电场,从而改变所测量的电容耦合。在一个实现方式中,跨越电容感应方法通过检测一个或多个发送器传感器电极(也叫“发送器电极”或“发送器”)与一个或多个接收器传感器电极(也叫“接收器电极”或“接收器”)之间的电容耦合来操作。发送器传感器电极可以相对于参考电压(例如系统接地)被调制以发送发送器信号。接收器传感器电极可以相对于参考电压基本上保持恒定以促进对所产生的信号的接收。所产生的信号可以包括对应于一个或多个发送器信号、和/或一个或多个环境干扰源(例如,其它电磁信号)的作用(一种或多种)。传感器电极可以是专用的发送器或接收器,或传感器电极可以被配置为既发送又接收。替代地,可以相对于接地调制接收器电极。

在图1中,处理系统110被示出为输入装置100的一部分。处理系统110被配置以操作输入装置100的硬件从而检测感应区域120、190中的输入。近距离传感器装置150和指点杆180通常包括感应元件阵列。处理系统110包括一个或多个集成电路(IC)和/或其它电路组件的部分或全部。例如,用于互电容传感器装置的处理系统可以包括被配置以通过发送器传感器电极发送信号的发送器电路,和/或被配置以通过接收器传感器电极接收信号的接收器电路。在一些实施例中,处理系统110还包括电子化可读的指令,诸如固件代码、软件代码、和/或诸如此类的。在一些实施例中,处理系统110的组件被设置在一起,诸如靠近输入装置100的感应元件(一个或多个)。在其它实施例中,处理系统110的组件物理上与靠近输入装置100的感应元件(一个或多个)的一个或多个组件、以及其它地方的一个或多个组件分开。例如,输入装置100可以是耦接于台式计算机的外设,并且处理系统110可以包括被配置以在台式计算机的中央处理单元、以及与中央处理单元分开的一个或多个IC(可能具有相关的固件)上运行的软件。如另一个示例,输入装置100可以是物理上集成在电子装置中的,并且处理系统110可以包括电路和固件,所述电路和固件是电子装置(例如笔记本计算机)的主处理器的一部分。在一些实施例中,处理系统110专用于实施输入装置100。在其它的实施例中,处理系统110还执行其它功能,诸如操作显示屏、驱动触觉促动器等。

处理系统110可以被实施为处理所述处理系统110的不同功能的一组模块。每一个模块都可以包括电路、固件、软件、或它们的组合,其中,所述电路是处理系统110的一部分。在不同的实施例中,模块的不同组合可以被使用。示例模块包括用于操作诸如传感器电极和显示屏的硬件的硬件操作模块,用于处理诸如传感器信号和位置信息的数据的数据处理模块,以及用于报告信息的报告模块。进一步的示例模块包括被配置以操作感应元件(一个或多个)来检测输入的传感器操作模块,被配置以识别诸如模式改变手势的手势的识别模块,以及用于改变操作模式的模式改变模块。

在一些实施例中,处理系统110直接通过引起一个或多个动作来响应感应区域120、190中的用户输入(或用户输入的缺失)。示例动作包括改变操作模式,以及诸如指针移动、选择、菜单导航和其它功能的GUI动作。在一些实施例中,处理系统110向电子系统的某部分(例如向与处理系统110分开的电子系统的中央处理系统,如果这样的分开的中央处理系统存在的话)提供关于输入(或输入缺失)的信息。在一些实施例中,电子系统的某部分处理从处理系统110接收的信息以作用于用户输入,诸如以促进包括模式改变动作和GUI动作在内的全范围的动作。

例如,在一些实施例中,处理系统110操作输入装置100的感应元件(一个或多个)以产生指示感应区域120、190中的输入(或输入缺失)的电子信号。处理系统110在产生向电子系统提供的信息的过程中可以对电子信号执行任何适当数量的处理。例如,处理系统110可以将从传感器电极获得的模拟电子信号数字化。如另一个示例,处理系统110可以执行滤波或其它信号调节。如再另一个示例,处理系统110可以减去或者不然就计及基线,以便信息反映出电子信号与基线之间的差异。如再进一步的示例,处理系统110可以确定位置信息、将输入识别为命令、识别笔迹、以及诸如此类的。

本文所使用的“位置信息”广泛包含绝对位置、相对位置、速度、加速度、和其它类型的空间信息。示例性“零维”位置信息包括近/远或接触/未接触信息。示例性“一维”位置信息包括沿轴线的位置。示例性“二维”位置信息包括平面内的运动。示例性“三维”位置信息包括空间中的即时速度或平均速度。进一步的示例包括空间信息的其它表示。关于一种或多种类型的位置信息的历史数据还可以被确定和/或存储,例如,包括随着时间追踪位置、运动或即时速度的历史数据。

在一些实施例中,输入装置100被实施具有额外的输入组件,所述额外的输入组件由处理系统110或者由其它的一些处理系统操作。这些额外的输入组件可以为感应区域120中的输入提供冗余的功能、或者其它的一些功能。图1示出了感应区域120附近的按钮130,所述按钮130可以被用来有助于使用输入装置100对项目的选择。其它类型的额外的输入组件包括滑块、滚珠、滚轮、开关、以及诸如此类的。相反地,在一些实施例中,输入装置100可以被实施不具有其它的输入组件。

应该理解的是,虽然很多实施例在功能完备的装置的情况下被描述,但是实施例的机制能够被分发为各种形式的程序产品(例如软件)。例如,本发明的机制可以被实施并且分发为在被电子处理器可读的信息承载媒介上的软件程序(例如可被处理系统110读取的、非暂时性的计算机可读的和/或可记录的/可写的信息承载媒介)。另外,本发明的实施例无论用来执行分发的媒介的具体类型如何都同等地应用。非暂时性的电子可读的媒介的示例包括多种盘、存储棒、存储卡、存储模块、以及诸如此类的。电子可读的媒介可以是基于闪存的、光学的、磁性的、全息的、或任何其它的存储技术。

图2是根据实施例的输入装置200的分解视图。图3是根据实施例输入装置200的横截侧面视图。图4是根据实施例的输入装置200的等角视图。参照图2-4,输入装置200可以被用作图1中所示出的指点杆180的实施例以控制电子装置的用户界面指示器。输入装置200包括控制构件202、柔性构件204、基板206(也称为传感器基板)、和导电支撑基板208。传感器基板206包括设置在其上的传感器电极207。传感器基板206可以包括被一个或多个介电层(未示出)所分开的一个或多个导电层(未示出)。例如,传感器电极206可以是印刷电路板(PCB)、软性印刷电路(FPC)、以及诸如此类的。在本示例中,传感器基板206具有在其中央具有孔210的环形形状。在其它示例中,传感器基板206可以具有通常具有孔的不同的形状。传感器基板206上的传感器电极207可以耦接于连接媒介212上的导电迹线(未示出),所述连接媒介诸如FPC、带状电缆、或诸如此类的,所述连接媒介可以用来将信号驱动到传感器电极207或者从传感器电极207接收信号。连接媒介212通信地将输入装置200耦接于处理系统110。在一个实施例中,处理系统110还耦接于电子装置的电容触摸板。

在一个实施例中,可以使用传感器基板206的多个层形成传感器电极207。在其它示例中,传感器电极207可以被形成在传感器基板206的单一层上。在一个实施例中,可提供至少两层传感器电极207。第一层中的传感器电极207可以用来检测如本文所描述的指点杆180的运动。第二层中的传感器电极207可以用来使用电容触摸感应技术(例如,如上面所描述的绝对感应或跨越电容感应)检测接近指点杆180的输入。例如,第二层上的传感器电极207可以用来检测输入对象的存在、由输入对象所执行的手势、或诸如此类的与电容触摸感应相关联的。第二层可以设置在第一层上方(例如,更接近控制构件202)。替代地,第二组传感器电极207可以被形成在额外的基板上,所述额外的基板可以粘附于传感器基板206或者粘附于控制构件202。因此,传感器电极207可以被配置以检测指点杆180的运动,或者既检测指点杆180的运动又检测接近指点杆180的输入(例如触摸指点杆180或接近指点杆180的手指)。

控制构件202机械地耦接于传感器基板206。在一个实施例中,控制构件202包括基部214、从基部214的顶表面220向上延伸的接合器216、以及镗孔217。基部214和接合器216在形状上是圆柱形的。镗孔217从基部214的底表面222延伸并且延伸到接合器216中。控制构件202可以包括例如使用已知技术被模塑、印刷或诸如此类的单一塑料元件。镗孔217被配置以与插入件260接合。插入件260可以包括被配置以与固定组件250接合的镗孔262。插入件260可以包括例如金属。插入件260可以被压配到控制构件202内、超声焊接到控制构件202内、或以诸如此类的方式到控制构件202内。在一个实施例中,镗孔262包括被配置以与固定组件250的螺纹表面接合的螺纹表面。在另一个实施例中,镗孔262可以具有比固定组件250的直径小的直径,并且固定组件250可以被压配到控制构件202中。

在一个实施例中,固定组件250包括头部252和立柱256。固定组件250可以由金属(例如黄铜)形成。立柱256通常在形状上是圆柱体的并且包括在周长上比第二部分256B更大的第一部分256A。立柱256延伸穿过导电支撑基板208的孔228、柔性构件204的孔230、穿过传感器基板206的孔210,并且延伸到控制构件202的镗孔262中。在一个实施例中,立柱256的第二部分256B包括机械地耦接于镗孔262的螺纹表面的螺纹表面。在另一个实施例中,立柱256的第二部分256B包括通过摩擦力(例如压配)与镗孔262的表面接合的表面。

立柱256的第一部分256A包括“台阶”,所述台阶的高度控制传感器基板206与导电支撑基板208之间的间隙232。尤其,立柱256的第一部分256A的高度在头部252与控制构件202的底表面222之间延伸。立柱256的第一部分256A穿过导电支撑基板208的孔228和柔性构件204的孔230。传感器基板206与导电支撑基板208之间的门232可以通过相应地增加或降低立柱256的第一部分256A的高度而被增加或降低。

可以使用粘合剂将传感器基板206粘附于基部214的底表面222。基部214的底表面222在传感器电极207上方延伸。通常来说,基部214的底表面222在至少一部分传感器电极207上延伸。输入装置200可以包括安装到接合器216的可选盖部224。盖部224可以为用户的手指提供输入表面。可以使用例如粘合剂将盖部224固定安装于接合器216。替代地,盖部224可以可移除的方式安装于接合器216(例如,通过摩擦力保持在适当的位置)。盖部224可以包括诸如塑料的半刚性材料, 或者诸如弹性体的柔性材料。

图2-4中所示出的控制构件202只是可以用在输入装置200中的一个示例控制构件。基部214和接合器216的形状可以与所示出的不同。在一些示例中,盖部224可以被省略,并且接合器216可以成形为向用户的手指提供输入表面的小块或者其它突起。

导电支撑基板208安装于输入装置200被安装在其中的电子装置的基板(未示出),输入装置200诸如为键盘板。通过安装,导电基板208欧姆耦接于诸如电接地的基本上恒定的电势。传感器电极207电容地耦接于导电支撑基板208。导电支撑基板208可以包括一个或多个安装孔226(例如,三个被示出)。可以使用穿过安装孔226的紧固件(未示出)将导电支撑基板208安装于电子装置。导电支撑基板208还包括孔228,固定组件250延伸穿过所述孔228。导电支撑基板208可以包括金属或其它导电材料。导电支撑基板208可以具有无数形状中的任何一种,取决于输入装置200将如何被安装于电子装置。导电支撑基板208不受限于包括图2-4中所示出的形状在内的任何具体的形状。

柔性构件204设置在控制构件202的基部214与导电支撑基板208之间。柔性构件204可以包括诸如弹性材料(例如硅橡胶)的柔性材料。柔性构件204具有圆柱形形状并且包括孔230,固定组件250延伸穿过所述孔230。例如,柔性构件204可以包括弹性垫圈或诸如此类的。在其它示例中,柔性构件204可以具有不同的形状,所述形状通常具有允许固定组件250穿过柔性构件204的孔。柔性构件204在一端接触基部214的底表面222,并且在另一端接触导电支撑基板208。柔性构件204穿过传感器基板206的孔210。柔性构件204的厚度可以使得柔性构件204既接触导电支撑基板208又接触控制构件202的底表面222。

在本示例中,控制构件202包括从其底表面延伸的多个对准特征件280。对准特征件280与导电支撑基板208中的多个对准接收特征件282接合。对准接收特征件282限制控制构件202相对于导电支撑基板的平面平移和转动。在另一个实施例中,对准特征件280和对准接收特征件282可以被省略。

图5是根据另一个实施例的输入装置200的横截侧面视图。以相同的附图标记标示与图2-4中所示出的那些相同或相似的图5中的元件。在本示例中,控制构件202可以包括例如被浇铸、机器加工、或诸如此类的、或它们的组合的金属(例如黄铜、铝等)以形成单一金属组件。插入件260被省略,并且镗孔262直接形成在控制构件202中。如上面的实施例中所描述的那样,镗孔262被配置以与固定组件250接合。

图6是输入装置200的简化的横截侧面视图,其中力被施加于控制构件202。图2-5中所示出的一些参考特点为了清楚起见被省略。在本示例中,力被施加于控制构件202。该力被接近控制构件202的边缘施加以便控制构件围绕枢轴219转动。由于转动,传感器基板206的一部分被设置更靠近导电支撑基板208,并且传感器基板206的另一部分被设置更远离导电支撑基板208。因此,在控制构件202的边缘下方的具有施加力的间隙232A比控制构件202的对立边缘下方的间隙232B更窄。随着力被施加,基板206上的一些电极207被带到更靠近导电支撑基板208,而其它电极207被带到更远离导电支撑基板208。柔性构件204提供与施加于控制构件202的力相对的偏置力。当施加于控制构件202的力被移除时,柔性构件204提供导致控制构件202返回如图3或图5中所示出的其初始状态的复原力。通常来说,通过向控制构件202施加力,一些传感器电极207被带到更靠近导电支撑基板208,而其它的传感器电极207被带到更远离导电基板208。当该力从控制构件202被移除时,传感器电极207返回它们的初始位置。

图7是根据实施例的基板206上的传感器电极207的示意图。基板202包括形成用于输入装置200的感应区域的传感器电极区域702。传感器电极区域702可以被划分为标示为y-、x-、y+和x+的四分体。传感器电极207被设置在基板202上以便唯一传感器电极图案704-1、704-2、704-3和704-4被设置在四分体y-、x-、y+和x+中。传感器电极区域702的中心713基本上与基板206中的孔210的中心以及控制构件202的中心对准。

在操作中,导电支撑基板208保持在基本上恒定的电压,诸如电接地。在示例中,处理系统110以发送器信号驱动一个或多个传感器电极207,并且从其它的传感器电极207接收所产生的信号。处理系统110可以根据所产生的信号确定跨越电容的测量结果。处理系统110可以建立施加于控制构件202的跨越电容缺乏的力的基线测量。当力被施加于控制构件202时,电极图案704中的至少一个被设置更靠近导电支撑基板208,并且电极图案704中的至少一个被设置更远离导电支撑基板208。从被设置更靠近以及更远离导电支撑基板208的那些电极图案704所得到的跨越电容测量从基线变化。在其它示例中,处理系统110可以测量从电极图案704所得到的绝对电容。绝对电容测量随着电极图案(一个或多个)704被带到更靠近以及更远离导电支撑基板208而从迹线变化。通常来说,施加于控制构件202的力导致了基板206与导电支撑基板208之间的间隙232的变化,所述变化改变了至少一个传感器电极207与导电支撑基板208之间的可变电容。

例如,力可以被施加于控制构件202以便传感器电极图案704-2被带到更靠近导电支撑基板208。因此,传感器电极图案704-4被带到更远离导电支撑基板208。处理系统110检测与传感器电极图案704-2和704-4相关联的跨越电容测量的变化。以这种方式,处理系统110可以确定所施加的力与四分体的x-对准。在另一个示例中,力可以被施加于控制构件202以便传感器电极图案704-1和704-2被带到更靠近导电支撑基板208,并且传感器电极图案704-3和704-4被带到更远离导电支撑基板208。处理系统110从传感器电极图案704中的每一个检测跨越电容测量的变化。以这种方式,处理系统110可以确定所施加的力对准四分体的x-和y-之间。通过检测力校准,处理系统110可以确定诸如指针的用户界面指示器的运动。

图8是示出传感器基板206的实施例的横截侧面视图。如所示出的,传感器基板206设置在导电支撑基板208之上并且通过间隙232与导电支撑基板208分离。如上面所指出的,间隙232可以通过向输入装置200施加力被动态地增加或降低。传感器基板206包括介电层802、发送器电极207T、接收器电极207R(在示例中只示出了一个)、介电层804、浮动电极806、和介电层808。发送器电极207T和接收器电极207R设置在介电层802和804之间。浮动电极806设置在介电层804和808之间。节点层802粘附于控制构件202(图8中未示出)。介电层808面向导电支撑基板208。

浮动电极806并没有耦接于任何电势并且被留置电性浮动。就“电性浮动”来说,意味着浮动电极与输入装置的其它电路元件之间不存在明显的欧姆接触,从而在正常情况下没有大量的电荷可以流到浮动电极上或流出浮动电极。当然,在导电浮动电极上出现的任何电荷都还是可以在电场存在时重新分布其自身。因此,浮动电极806电容地耦接于发送器电极207T和接收器电极207R,但是它并不显著地欧姆耦接于那些或其它电路元件,并且它不需要到其它电路元件的任何接线或其它形式的电性连接。

在操作中,处理系统110将发送器信号耦接于发送器电极207T,并且从接收器电极208R接收所产生的信号。发送器电极207T电容地耦接于接收器电极207R,并且电容地耦接于浮动电极806。接收器电极207R也电容地耦接于浮动电极806。尤其是,发送器电极207T与浮动电极806之间的电容(Ct)、以及接收器电极207R与浮动电极806之间的电容(Cr)是固定电容。浮动电极806电容地耦接于导电支撑基板208。由于间隙232是可变的,并且服从于响应施加于输入装置200的力的变化,所以浮动电极806与导电支撑基板208之间的电容(Cx)是可变的并且取决于所施加的力。传感器基板206的基线电容是电容Ct、Cr和Cx的组合,并且传感器基板206的基线电容根据间隙232和因此施加于输入装置200的力可变。通过测量基线电容Cb的变化,处理系统110可以测量施加于输入装置200的力。

图9是根据示例实现方式的输入装置900的框图。输入装置900包括图1中所示出的输入装置100的示例实现方式。输入装置900包括耦接于处理系统110的指点杆180。指点杆180可以包括上面所描述的输入装置200。因此,指点杆180包括传感器电极207。在一些实施例中,处理系统110还耦接于二维电容输入装置,诸如近距离传感器装置150。近距离传感器装置150可包括可用于对输入进行电容感应的传感器电极980的二维阵列。因此,处理系统110可以驱动指点杆180的传感器电极,或者在一些实施例中,既驱动指点杆180的传感器电极又驱动近距离传感器装置150的传感器电极。

通常来说,处理系统110驱动传感器电极、从传感器电极接收、或者两者皆有以测量可变电容(例如跨越电容或绝对电容)的变化。本文所使用的术语“激励”和“驱动”包含控制所驱动的元件的一些电性方面。例如,将电流驱动通过接线、将电荷驱动到导体中、将基本上恒定的或变化的电压波形驱动到电极上等等是可能的。处理系统110可以发送器信号驱动传感器电极。发送器信号可以是恒定的、基本上恒定的、或者随时间变化的,并且通常包括形状、频率、振幅和相位。处理系统110可以从传感器电极接收所产生的信号。该所产生的信号可以包括输入对象的作用。处理系统110可以从所产生的信号中确定跨越电容或绝对电容的测量。

处理系统110可以包括传感器模块940和位置确定器模块960。传感器模块940和位置确定器模块960包括执行处理系统110的不同功能的模块。在其它示例中,模块的不同配置可以执行本文所描述的功能。可以使用传感器电路975实施传感器模块940和位置确定器模块960,并且传感器模块940和位置确定器模块960还可以包括与传感器电路975合作运行的固件、软件、或它们的组合。

传感器模块940被配置以操作传感器电极207。如上面所描述的,传感器电极207设置在机械地耦接于控制构件202的基板206上。传感器模块940被配置在传感器电极207的第一子集上驱动感应信号,并且从传感器电极207的第二子集接收所产生的信号。例如,如图8中所示出的,传感器模块940可以感应信号驱动发送器电极207T,并且从接收器电极207R接收所产生的信号。所产生的信号包括来自于迹线电容变化的作用,其响应于由控制构件202的偏转所导致的基板206与导电支撑基板208之间的空间变化而改变。在传感器模块940正在操作传感器电极207时,传感器模块940还可以操作传感器电极980。

在实施例中,确定模块960被配置以基于所产生的信号来测量传感器电极207与浮动电极806之间的电容耦合的变化,以及基线电容的变化。如果传感器基板206并不包括浮动电极806,那么确定器模块960就可以基于所产生的信号测量传感器电极207与导电支撑基板208之间的电容耦合的变化。确定模块960可以响应于电容耦合的变化控制用户界面指示器。用户界面指示器可以包括例如电子装置的指针。确定模块960可以响应于电容耦合和/或迹线电容的变化来控制指针的运动。

图10是根据实施例的描绘操作输入装置的方法1000的流程图,所述输入装置被配置以控制电子装置的用户界面指示器。方法1000开始于步骤1002,在所述步骤中,处理系统110通过在传感器电极207的第一子集上驱动感应信号并且在传感器电极207的第二子集上接收所产生的信号来操作机械地耦接于控制构件202的传感器基板206上的多个传感器电极207。在步骤1004,处理系统110基于所产生的信号测量至少一个欧姆隔离的导电元件(例如浮动电极806)与导电支撑基板208之间的电容耦合的变化。在步骤1006,处理系统110可以响应于电容耦合的变化控制用户界面指示器。

因此,本文所陈述的实施例和示例被提出以便最好地解释本发明和其具体应用以及为了因此使本领域的技术人员能够制作和使用本发明。然而,本领域的技术人员将认识到前述的描述和示例仅仅出于示意和示例的目的被提出。如前所述的描述并无意图是穷举的或者将本发明限制为所公开的精确形式。

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