專利名稱：組合的力和接近感測的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請一般涉及輸入感測，并且尤其涉及使用組合的力和接近感測的輸入感測。
背景技術(shù)：
消費品設(shè)備中的一種最常用的輸入機構(gòu)是按鈕，按鈕在被用戶接觸時使得設(shè)備改變與該按鈕相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)。按壓或選擇按鈕可以激活或解激活設(shè)備的某個狀態(tài)，并使得相關(guān)聯(lián)的動作被執(zhí)行。不按壓或選擇按鈕可以讓設(shè)備處于其當(dāng)前狀態(tài)，而不執(zhí)行相關(guān)聯(lián)的動作。傳統(tǒng)的按鈕是諸如鍵、旋鈕等之類的機械推壓按鈕，機械推壓按鈕可以由機械開關(guān)、力傳感器等檢測到的施加到按鈕的力來激活或解激活。雖然確實會發(fā)生意外的激活，但是由于所需力的量，這些意外的激活并不頻繁。隨著觸摸技術(shù)的到來，諸如顯示在觸摸感應(yīng)顯示器上的圖形用戶界面之類的虛擬按鈕已經(jīng)變得非常流行，并且可以由按鈕處的由接近傳感器檢測到的觸摸來激活或解激活。然而，因為虛擬按鈕需要很少的力或者不需要力進行激
活，所以意外的激活更加頻繁，使得無意的以及有時是有害的動作在設(shè)備上執(zhí)行。因此，為了使按鈕恰當(dāng)?shù)夭僮?，重要的是，正確地解釋針對設(shè)備的按鈕輸入來指示按鈕已經(jīng)被有意地激活。

發(fā)明內(nèi)容
本申請涉及組合的力和接近感測，其中，一個或多個傳感器可以同時感測物體在表面上施加的力以及該物體對于該表面的接近。在一個例子中，單個傳感器可以分別經(jīng)由該傳感器處的電阻變化和電容變化來感測力和接近。在另一個例子中，一個傳感器可以經(jīng)由電阻變化或電容變化來感測力，而另一傳感器可以經(jīng)由電容變化來感測接近。組合的力和接近感測可以與設(shè)備的輸入機構(gòu)(例如，虛擬按鈕)一起使用。通過在設(shè)備改變狀態(tài)并執(zhí)行相關(guān)聯(lián)的動作之前感測輸入機構(gòu)處的物體的力和接近，組合的力和接近感測能夠有利地提高對設(shè)備上的有意接觸的檢測，并降低對設(shè)備上的意外接觸的檢測。


圖I示出了根據(jù)各個示例的具有組合的力和接近傳感器的示例性感測設(shè)備。圖2A到2E示出了根據(jù)各個示例的示例性力傳感器。圖3示出了根據(jù)各個示例的具有力傳感器和接近傳感器的示例性感測設(shè)備。圖4示出了根據(jù)各個示例的具有力傳感器和接近傳感器的另一示例性感測設(shè)備。圖5A到示出了根據(jù)各個示例的示例性接近傳感器。圖5E到5H示出了根據(jù)各個示例的另一示例性力傳感器。圖6示出了根據(jù)各個示例的具有組合的力和接近傳感器的另一示例性感測設(shè)備。圖7示出了根據(jù)各個示例的具有用于提供接近傳感器和力傳感器的柔性電路和剛性導(dǎo)電構(gòu)件的示例性感測設(shè)備。圖8示出了根據(jù)各個示例的具有用于提供接近傳感器和力傳感器的柔性電路和柔性導(dǎo)電構(gòu)件的示例性感測設(shè)備。圖9示出了根據(jù)各個示例的具有施加于其上的密封元件的示例性感測設(shè)備。圖10示出了根據(jù)各個示例的具有用于提供接近傳感器和力傳感器的柔性電路和電容式電極的示例性感測設(shè)備。圖11示出了根據(jù)各個示例的具有用于提供接近傳感器和力傳感器的柔性電路和電容式電極的另一示例性感測設(shè)備。圖12示出了根據(jù)各個示例的具有用于提供接近傳感器和力傳感器的雙柔性電路的示例性感測設(shè)備。圖13示出了根據(jù)各個示例的具有布置在設(shè)備周邊的周圍的多個力傳感器的示例性顯示設(shè)備。圖14示出了根據(jù)各個示例的具有位于表面中的淺凹以及用于提供組合的力和接近傳感器的鄰近淺凹的電容式電極的示例性感測設(shè)備。圖15示出了具有多個力傳感器的示例性感測設(shè)備，其中第一傳感器被配置為感測力，而其它傳感器被配置為感測噪聲。圖16示出了根據(jù)各個示例的用于感測設(shè)備處的組合的力和接近的示例性方法。圖17示出了根據(jù)各個示例的用于感測組合的力和接近的示例性計算系統(tǒng)。圖18示出了根據(jù)各個示例的具有組合的力和接近感測能力的示例性移動電話。圖19示出了根據(jù)各個示例的具有組合的力和接近感測能力的示例性數(shù)字媒體播放器。圖20示出了根據(jù)各個示例的具有組合的力和接近感測能力的示例性個人計算機。
具體實施例方式在示例性示例的以下描述中，對附圖進行了參考，在附圖中，通過圖示的方式示出了可以實施的具體示例。應(yīng)當(dāng)理解的是，在不脫離各個示例的范圍的情況下，可以使用其它示例，并且可以進行結(jié)構(gòu)改變。本申請涉及組合的力和接近感測，其中，一個或多個傳感器可以同時感測物體在表面上所施加的力以及該物體對于該表面的接近。在一些示例中，單個傳感器可以分別經(jīng)由該傳感器處的電阻變化和電容變化來一起感測力和接近。在一些示例中，可以同時使用多個傳感器，其中，一個傳感器可以經(jīng)由電阻變化或電容變化來感測力，而另一傳感器可以經(jīng)由電容變化感測接近。這能夠有利地防止設(shè)備改變狀態(tài)并執(zhí)行相關(guān)聯(lián)的動作，除非已經(jīng)同時檢測到了物體的力和鄰近兩者。雖然本文關(guān)于用于檢測力和接近的電阻式和電容式傳感器來描述一些示例，但是應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)各個示例可以使用其它類型的傳感器。圖I示出了根據(jù)各個示例的具有組合的力和接近傳感器的示例性感測設(shè)備。在圖I的例子中，感測設(shè)備100可以包括具有可觸摸表面的蓋玻片110，其中物體可以在可觸摸表面上懸停(hover over)、觸摸或按壓。設(shè)備100還可以包括組合的力和接近傳感器120,其布置在蓋玻片110的與可觸摸表面相對的表面上,雖然在其它示例中，可以在鄰近蓋玻片的另一襯底上支持傳感器120。傳感器120可以感測在可觸摸表面上進行推壓的物體所施加的力以及該物體對于該表面的接近。在一些示例中，傳感器120可以是混合電阻式-電容式傳感器，例如力感應(yīng)電阻器。在一些示例中，蓋110可以是玻璃、塑料或者能夠提供具有可觸摸表面的基本剛性的襯底的任何合適的材料。傳感器120可以耦合到用于驅(qū)動傳感器檢測施加的力、物體接近或者兩者的電壓源(未示出)。傳感器120可以向感測電路(未示出)輸出指示檢測到的力或接近的感測信號，以進行處理。圖2A到2E示出了可以在圖I的感測設(shè)備中用于檢測物體的力和接近的示例性力傳感器。圖2A示出了該力傳感器的俯視圖，在這種情況中，該力傳感器可以是力感應(yīng)電阻器。在圖2A的例子中，力感應(yīng)電阻器220可以包括緊密設(shè)置在一起的兩個交錯的接線225-a、225-b，但是在靜止時這兩個接線并不接觸，雖然應(yīng)當(dāng)理解也可以采用其它接線配置。接線225-a可以耦合到電壓源以接收電壓Vi。接線225-b可以耦合到電壓輸出以傳輸電壓Vo。如圖2C中所示的，電阻器220還可以包括導(dǎo)電板222，其覆蓋接線225但是在靜止時不接觸接線225。在沒有施加力的情況下，即，在靜止時，電阻器220看起來可以像是
無限大的電阻器(開路)?？梢詫㈦娮杵?20設(shè)置在在蓋玻片110的下面將被施加力的位置處。如圖2D中所示，當(dāng)向蓋玻片110施加力時，蓋玻片可以彎曲，使得導(dǎo)電板222類似地彎曲并推壓接線225。導(dǎo)電板222可以在接線225-a、225-b之間形成導(dǎo)電橋，用以允許電壓Vi所供應(yīng)的電流流過電阻器220。結(jié)果，可以減小電阻器220的電阻。當(dāng)施加的力增加時，電阻可以相應(yīng)地減小。因而，當(dāng)感測設(shè)備100的感測電路檢測到電阻器220的電阻下降時，可以將該下降解釋成正在向蓋玻片110施加力?？梢栽陔娮杵?20靜止(S卩，接線處于平衡狀態(tài))時確定基準(zhǔn)電阻，并且可以將該基準(zhǔn)電阻與施加力時的電阻進行比較，以確定下降。在圖2B的例子中，可以使用分壓器200來檢測電阻器220的電阻下降。分壓器200可以包括電阻器220(示為Rf)，其具有電壓輸入Vi并耦合到另一電阻器(示為R)。分壓器200可以輸出電壓Vo來作為對電阻下降的指示。與此同時，可以檢測施加力的物體的接近。電阻器220可以作為具有對地電容的自電容式傳感器。如圖2E中所示的，當(dāng)物體(例如，手指228)接近蓋玻片110時，電阻器220可以通過物體電容地耦合到地，使得電荷從電阻器分流到物體。結(jié)果，電阻器220處的自電容可被減小。隨著物體越靠近蓋玻片110，被分流的電荷的量會繼續(xù)增加，并且自電容會繼續(xù)減小。因而，當(dāng)感測設(shè)備100的感測電路檢測到電阻器220處的自電容下降時，可以將該下降解釋成物體正接近蓋玻片110。可以在沒有物體接近電阻器220時確定基準(zhǔn)電容，并且可以將基準(zhǔn)電容與物體接近時的電容進行比較，以確定下降。在一些示例中，可以接近電阻器220設(shè)置額外的導(dǎo)電元件，以與該電阻器形成互電容式傳感器。然后可以檢測兩者之間的電容下降以確定物體接近。響應(yīng)于物體的力和接近，操作感測設(shè)備的計算設(shè)備可以執(zhí)行動作。在一些示例中，可以就通過對力和接近的指示來觸發(fā)動作。在一些示例中，被觸發(fā)的動作可以取決于向感測設(shè)備施加了多少力，即，基于電阻下降和電容變化(對于自電容式示例，增大，對于互電容式示例，減小)的大小。例如，較輕的力可以觸發(fā)一個動作，而較重的力可以觸發(fā)不同的動作。在一些示例中，被觸發(fā)的動作可以取決于感測設(shè)備上的按壓序列。例如，快速連續(xù)的兩次按壓可以觸發(fā)一個動作，而三次按壓可以觸發(fā)另一動作。根據(jù)感測設(shè)備的需求，其它類型的施加的力也是可能的。在一些示例中，電阻器220可以具有兩組跡線，一組用于向感測電路傳輸電阻數(shù)據(jù)，另一組用于向該電路傳輸電容數(shù)據(jù)。在一些示例中，電阻器220可以具有一組跡線以及用于在電阻模式和電容模式之間進行切換的切換機構(gòu)，其中，電阻模式用于沿著該組跡線向感測電路傳輸電阻數(shù)據(jù)，而電容模式用于沿著該組跡線向該電路傳輸電容數(shù)據(jù)。這些跡線配置可以與本文描述的具有組合的力和接近傳感器的其它感測設(shè)備一起使用。在一些示例中，感測電路可以是處理器。傳感器120可以以多種方式附接到蓋玻片110。例 如，傳感器120可以粘合、濺射、印刷、蝕刻、化學(xué)沉積或以其它方式附接到蓋玻片110。在其它示例中，傳感器120可以以類似的方式附接到不同的襯底。從傳感器120到感測電路的跡線可以類似地附接到蓋玻片110以及通往感測電路的路線中的其它設(shè)備組件。圖3示出了根據(jù)各個示例的具有力傳感器和接近傳感器的示例性感測設(shè)備。在圖3的例子中，感測設(shè)備300可以包括蓋玻片310，其與圖I的蓋玻片類似。設(shè)備300還可以包括柔性電路340，其具有一個或多個嵌入其中的電容式電極330，并被布置在蓋玻片310的與可觸摸表面相對的表面上。雖然在其它示例中，可以在鄰近蓋玻片310的另一襯底上支持柔性電路340。柔性電路340中的電容式電極330可以用作接近傳感器。設(shè)備300還可以包括堆疊在柔性電路340上的用作力傳感器的力感應(yīng)電阻器320。柔性電路340可以是適合于讓用于感測并向感測電路發(fā)送數(shù)據(jù)的一個或多個元件布置在該電路上或嵌入該電路中的任何柔性襯底。圖5A到示出了可以在圖3的感測設(shè)備中用于檢測物體的接近的示例性接近傳感器。圖5A示出了接近傳感器的俯視圖，在這種情況中，接近傳感器可以是自電容式的。在圖5A的例子中，柔性電路540可以具有嵌入其中的電容式電極530。電容式電極530可以基于自電容。在自電容式傳感器中，可以相對于某些參考(例如，地)來測量電極530的自電容。電極530可以是在空間上分隔開的元件，其中，每個電極可以定義一個接近傳感器。電極530可以耦合到用于驅(qū)動這些電極檢測物體接近的驅(qū)動電路(未示出)以及耦合到用于處理指示接近的信號的感測電路(未示出)。如圖中所示的，當(dāng)物體接近蓋玻片310時，電極530可以通過物體(例如，手指528)電容地耦合到地，使得電荷從電極分流到物體。這可以增大電極處的自電容。當(dāng)物體越靠近蓋玻片310時，被分流的電荷的量可以繼續(xù)增加，并且自電容相應(yīng)地增大。因而，當(dāng)感測設(shè)備400的感測電路檢測到電極530的自電容增大時，可以將該增大解釋成物體正接近蓋玻片310?？梢栽跊]有物體接近電極530時確定基準(zhǔn)電容，并且可以將基準(zhǔn)電容與物體接近時的電容進行比較，以確定增大。在圖5C的例子中，電路550可以在互電容式示例中用于檢測互電容式像素或電極處的電容下降。電路550可以包括用于向互電容式電極(示為Csig)提供驅(qū)動電壓Vi的驅(qū)動電路(未示出)。電路550還可以包括用于接收并處理指不物體接近的電容信號以及輸出電壓Vo的感測放大器560。圖5B示出了可替換的接近傳感器的俯視圖，在這種情況中，該接近傳感器可以是互電容式的。在圖5B的例子中，柔性電路540可以具有分別形成在空間上間隔開的驅(qū)動線路和感測線路的導(dǎo)電行531和列532。這里，導(dǎo)電行531和列532可以彼此交叉以在交叉位置處形成像素534，其中，每個像素可以定義一個接近傳感器。驅(qū)動和感測線路的其它配置也是可能的，例如并排的。導(dǎo)電行531可以耦合到用于驅(qū)動行的驅(qū)動電路(未示出)，并且導(dǎo)電列532可以耦合到用于處理指示物體接近的信號的感測電路(未示出)。再次參考圖3，電阻器320可以以與之前在圖2中描述的方式相同的方式來檢測物體向蓋玻片310施加的力。與此同時，電極330可以經(jīng)由電容變化檢測向蓋玻片310施加力的物體的接近，如圖5A到中所描述的。在一些示例中，電極330和電阻器320可以具有到達感測電路的分離的多組跡線。在一些示例中，分離的多組跡線可以被輸入到切換機構(gòu)，切換機構(gòu)隨后可以通過一組跡線連接到感測電路，并且可以在電極和電阻器輸入跡線之間進行切換。這些跡線配置可以與本文描述的具有分離的力和接近傳感器的其它感測設(shè)備一起使用。在可替換的示例中，感測設(shè)備300可以包括堆疊在電阻器320上的彈性材料，該彈性材料用于向該電阻器施加與該電阻器的彎曲成比例的力，所述力是經(jīng)由電阻的下降來測量的。彈性材料可以幫助電阻器320返回到靜止。圖4示出了根據(jù)各個示例的具有力傳感器和接近傳感器的另一示例性感測設(shè)備。在圖4的例子中，感測設(shè)備400可以包括蓋玻片410，其與圖I中的蓋玻片類似。設(shè)備400還可以包括應(yīng)變儀420,其布置在蓋玻片410的與可觸摸表面相對的表面上,用作力傳感器，雖然在其它示例中，可以在鄰近蓋玻片410的另一襯底上支持應(yīng)變儀420?？梢詫?yīng)變儀420設(shè)置在將被施加力的蓋玻片位置之下。設(shè)備400還可以包括柔性電路440，柔性電路440具有嵌入其中的電容式電極430，柔性電路440被布置在蓋玻片410的與可觸摸表面相對的表面上。電容式電極430可以用作接近傳感器?？梢耘c應(yīng)變儀420并排地或在其它朝向上設(shè)置柔性電路440。圖5E到5H示出了可以用在圖4的感測設(shè)備中的用于檢測物體所施加的力的示例性力傳感器。圖5E示出了該力傳感器的俯視圖，在這種情況中，該力傳感器可以是應(yīng)變儀。在圖5E的例子中，應(yīng)變儀520可以包括緊密地設(shè)置在一起但是在靜止時不接觸的跡線525。應(yīng)變儀520可以耦合到電壓源以接收電壓Vi，并耦合到電壓輸出以傳輸電壓Vo。如圖5G中所示的，當(dāng)向在其下布置了應(yīng)變儀520的蓋玻片410施加力時，蓋玻片可以彎曲，使得跡線525伸展，并變長變窄，從而增加了應(yīng)變儀的電阻。當(dāng)施加的力增加時，該應(yīng)變儀的電阻可以相應(yīng)地增加。因而，當(dāng)感測設(shè)備400的感測電路檢測到應(yīng)變儀520的電阻上升時，可以將該上升解釋為正在向蓋玻片410施加力。可以在該應(yīng)變儀520處于靜止時確定基準(zhǔn)電阻，并將基準(zhǔn)電阻與施加力時的電阻進行比較，以確定上升。在圖5F的例子中，可以使用橋500來檢測應(yīng)變儀520的電阻增加。橋500可以包括應(yīng)變儀520 (示為Rsg)和三個其它的電阻器(示為R1、R2、R3)。橋500還可以包括用于檢測Vg所提供的電流以幫助確定應(yīng)變儀520的電阻增加的儀表。再次參考圖4，同時地，柔性電路440中的電極430可以以與圖3的電極相同的方式經(jīng)由電容變化來檢測向蓋玻片410施加力的物體的接近，并且應(yīng)變儀420可以經(jīng)由電阻變化來檢測施加的力，如圖5E到5G所描述的。圖6示出了根據(jù)各個示例的具有組合的力和接近傳感器的另一示例性感測設(shè)備。除了圖6中的應(yīng)變儀620可以替代圖I中的力傳感器以外，圖6的感測設(shè)備可以與圖I的感測設(shè)備相同。應(yīng)變儀620可以以與圖5中所示的方式相同的方式來檢測向蓋玻片610施加的力。與此同時，應(yīng)變儀620可以檢測向蓋玻片610施加力的物體(例如，手指528)的接近，如圖5H中所示的。即，當(dāng)物體接近蓋玻片610時，應(yīng)變儀620可以電容地耦合到該物體，使得電荷從該應(yīng)變儀分流到該物體，從而增大該應(yīng)變儀的自電容。當(dāng)物體越靠近蓋玻片610時，被分流的電荷的量可以繼續(xù)增加，并且該應(yīng)變儀的電容相應(yīng)地增大。因而，當(dāng)感測設(shè)備600的感測電路檢測到應(yīng)變儀620的自電容增大時，可以將該增大解釋成物體正在接近蓋玻片610。可以在沒有物體接近應(yīng)變儀620時確定基準(zhǔn)電容，并且可以將基準(zhǔn)電容與物體接近時的電容進行比較，以確定增大。圖7示出了根據(jù)各個示例的具有用于提供力傳感器和接近傳感器的柔性電路和基本剛性的導(dǎo)電構(gòu)件的示例性感測設(shè)備。在圖7的例子中，感測設(shè)備700可以包括蓋玻片710，其與圖I的蓋玻片類似。設(shè)備700還可以包括柔性電路740，柔性電路740具有嵌入其中的電容式電極730，柔性電路740被布置在蓋玻片710的與蓋玻片的可觸摸表面相對的表面上。電容式電極730可以用作接近傳感器。設(shè)備700還可以包括間隙電極750，間隙電極750布置在柔性電路740的與接近蓋玻片710的表面相對的表面上。間隙電極750可以是電容式電極，并且可以形成力傳感器的第一元件。設(shè)備700可以包括基本剛性的導(dǎo)電構(gòu)件760，其經(jīng)由焊接球770耦合到柔性電路740，以形成力傳感器的第二元件。構(gòu)件760可以是
金屬或任何其它合適的導(dǎo)電材料?？梢允褂贸撕附忧?70以外的其它墊片元件來將構(gòu)件760耦合到電路740。根據(jù)感測設(shè)備的需求，墊片元件可以是剛性的或可變形的。可以在構(gòu)件760與電路740之間形成間隙775。在一些示例中，可以用空氣填充該間隙。在一些示例中，可以用介電材料來填充該間隙以改善力信號的增益。當(dāng)向蓋玻片710施加力時，蓋玻片可以彎曲，使得柔性電路740也彎曲以使得間隙電極750與構(gòu)件760之間的間隙775閉合。這可以導(dǎo)致電極750與構(gòu)件760之間的電容增力口。當(dāng)施加的力增加時，間隙電極一剛性構(gòu)件的電容也會增力口。因而，當(dāng)感測設(shè)備700的感測電路檢測到它們之間的電容上升時，可以將該上升解釋成正在向蓋玻片710施加力?？梢栽陂g隙電極750與剛性構(gòu)件760之間的間隙處于最大值時確定基準(zhǔn)電容，并且可以將基準(zhǔn)電容與施加力時的電容進行比較，以確定上升。與此同時，電容式電極730可以以與圖3的電極相同的方式經(jīng)由電容變化來檢測施加力的物體的接近。圖8示出了根據(jù)各個示例的具有用于提供力傳感器和接近傳感器的柔性電路和柔性導(dǎo)電構(gòu)件的示例性感測設(shè)備。除了圖8中的柔性導(dǎo)電構(gòu)件860可以替代圖7中的剛性導(dǎo)電構(gòu)件760以外，圖8的感測設(shè)備800可以與圖7的感測設(shè)備700相同。在圖8的例子中，柔性導(dǎo)電構(gòu)件860可以具有直接布置在間隙電極850下面的剛性區(qū)域860-a以及布置在焊接球870處的柔性區(qū)域860-b。當(dāng)向蓋玻片810施加力時，這種配置可以有利地使得構(gòu)件860的剛性區(qū)域860更穩(wěn)固地保持在合適的位置，從而改善了對力進行指示的電容數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。如之前所述的，如圖7、8中所示的，可以在柔性電路與導(dǎo)電構(gòu)件之間形成間隙?？梢栽谠撻g隙上放置密封物，以防止外部水分進入而侵蝕部件，并且在間隙中是介電材料的情況中，以防止材料泄露。圖9示出了根據(jù)各個示例的感測設(shè)備的示例性密封元件。在圖9的例子中，柔性電路940和導(dǎo)電構(gòu)件960的開口邊緣可以用密封劑980進行鈍化(passivate)以密封開口。在一些示例中，密封劑980還可以應(yīng)用于焊接球970以密封任何不牢固的區(qū)域。密封劑960可以是硅樹脂或任何其它合適的材料。
圖10示出了根據(jù)各個示例的具有用于提供力傳感器和接近傳感器的柔性電路和電容式電極的示例性感測設(shè)備。在圖10的例子中，感測設(shè)備1000可以包括蓋玻片1010，其與圖I的蓋玻片類似。設(shè)備1000還可以包括柔性電路1040，其具有嵌入其中的電容式電極1030以及設(shè)置于其上的間隙電極1050，類似于圖7的柔性電路。設(shè)備1000還可以包括框架1090，其用于密封蓋玻片1010并用于支持第二間隙電極1055，其中第二間隙電極1055形成力傳感器的第二元件(第一元件是間隙電極1050)。在一些示例中，第二間隙電極1055可以直接布置在其它間隙電極1050的底部，并且可以類似地是電容式電極?？梢栽趦蓚€間隙電極1050、1055之間形成間隙1095。當(dāng)向蓋玻片1010施加力時，蓋玻片可以彎曲，使得柔性電路1040也彎曲以使兩個間隙電極1050、1055之間的間隙1095閉合，從而增加它們之間的電容。當(dāng)施加的力增加時，間隙電極的電容也可以增加。因而，當(dāng)感測設(shè)備1000的感測電路檢測到它們之間的電容上升時，可以將該上升解釋成正在向蓋玻片1010施加力?？梢栽趦蓚€間隙電極1050、1 055之間的間隙處于最大值時確定基準(zhǔn)電容，并且可以將基準(zhǔn)電容與施加力時的電容進行比較，以確定上升。與此同時，電容式電極1030可以以與圖3的電極相同的方式經(jīng)由電容變化來檢測施加力的物體的接近。圖11示出了根據(jù)各個示例的具有用于提供力傳感器和接近傳感器的柔性電路和電容式電極的另一示例性感測設(shè)備。除了圖11的單個電容式電極1130可以替代圖10中的電容式電極1020和間隙電極1050以外，圖11的感測設(shè)備1100可以與圖10的感測設(shè)備1000相同。因此，在圖11中，單個電容式電極1130可以用作接近傳感器并且可以用作力傳感器的第一元件，而第二間隙電極1150可以用作力傳感器的第二元件。當(dāng)向蓋玻片1110施加力時，蓋玻片可以彎曲，使得柔性電路1140也彎曲以使電容式電極1130與間隙電極1155之間的間隙1195靠近。結(jié)果，兩個電極1130、1155之間的電容可以增加。當(dāng)施加的力增加時，電容可以相應(yīng)地增加。因而，當(dāng)感測設(shè)備1100的感測電路檢測到兩個電極1130、1155之間的電容上升時，可以將該上升解釋成正在向蓋玻片110施加力?？梢栽趦蓚€電極1130、1155之間的間隙處于最大值時確定基準(zhǔn)電容，并且可以將基準(zhǔn)電容與施加力時的電容進行比較，以確定上升。與此同時，電容式電極1130可以以與圖3的電極相同的方式經(jīng)由電容變化來檢測施加力的物體的接近。圖12示出了根據(jù)各個示例的具有用于提供力傳感器和接近傳感器的雙柔性電路的示例性感測設(shè)備。在圖12的例子中，感測設(shè)備1200可以具有蓋玻片1210，其類似于圖I的蓋玻片。設(shè)備1200還可以具有雙柔性電路，雙柔性電路布置在蓋玻片1210的與該蓋玻片的可觸摸表面相對的表面上。雙柔性電路可以具有頂部的柔性電路1240和底部的柔性電路1245。頂部的電路1240可以具有嵌入其中的用于形成接近傳感器的電容式電極1230以及面對底部的電路1245布置在其上的用于形成力傳感器的第一元件的第一間隙電極1250。底部的電路1245可以具有嵌入其中的并直接設(shè)置在第一間隙電極1250下面的用于形成力傳感器的第二元件的第二間隙電極1255。當(dāng)向設(shè)備1200施加力時，為了防止底部的電路1245彎曲，可以使用剛性元件(stiffener)對底部的電路進行層壓，以使得其基本上是剛性的。間隙電極1250、1255可以是電容式電極?？梢栽陧敳亢偷撞康碾娐?240、1255之間形成間隙1275。在一些示例中，可以用空氣填充該間隙。在一些示例中，可以用介電材料填充該間隙。當(dāng)向蓋玻片1210施加力時，蓋玻片可以彎曲，使得柔性電路1240也彎曲以使兩個間隙電極1250、1255之間的間隙1275靠近。這可以導(dǎo)致兩個電極1250、1255之間的電容增加。當(dāng)施加的力增加時，間隙電容也可以增加。因而，當(dāng)感測設(shè)備1200的感測電路檢測到兩個間隙電極1250、1255之間的電容上升時，可以將該上升解釋成正在向蓋玻片1210施加力?？梢栽趦蓚€間隙電極1250、1255之間的間隙處于最大值時確定基準(zhǔn)電容，并且可以將基準(zhǔn)電容與施加力時的電容進行比較，以確定上升。 與此同時，電容式電極1230可以以與圖3的電極相同的方式經(jīng)由電容變化來檢測施加力的物體的接近?？梢韵蚋袦y設(shè)備的蓋玻片的限制區(qū)域(例如，在指定的按鈕或淺凹處)或在蓋玻片
的多個區(qū)域處施加力，這取決于設(shè)備的需求。圖13示出了具有設(shè)置在設(shè)備周邊周圍的多個力傳感器的示例性顯示設(shè)備，其中，可以向設(shè)備的多個區(qū)域施加力。在圖13的例子中，顯示設(shè)備1300可以包括用于顯示圖形數(shù)據(jù)和/或接收根據(jù)所顯示的數(shù)據(jù)的觸摸輸入的活動區(qū)域1205。設(shè)備1300還可以包括周邊1235，其中多個力傳感器1320設(shè)置在該周邊的周圍。這樣，可以向設(shè)備周邊1235周圍的任何一個或多個區(qū)域施加力，以使得根據(jù)位置、同時按壓的位置的數(shù)量或按壓的位置的序列來發(fā)生某些動作。此外，因為傳感器1320環(huán)繞整個周邊1325，所以它們可以在整個顯示器蓋玻片上形成網(wǎng)格，用以檢測施加在表面上的任何區(qū)域(包括活動區(qū)域1305在內(nèi))的力。圖14示出了根據(jù)各個示例的具有位于表面中的淺凹以及接近該淺凹的用于提供組合的力和接近傳感器的示例性顯示設(shè)備。在圖14的例子中，顯示設(shè)備1400可以包括用于顯示圖形數(shù)據(jù)和/或接收根據(jù)所顯示的數(shù)據(jù)的觸摸輸入的活動區(qū)域1405。設(shè)備1400還可以包括周邊1425，其中在設(shè)備蓋玻片中的特定的周邊位置形成淺凹。設(shè)備1400還可以具有設(shè)置在蓋玻片底部的多個電容式電極1450、1455，其中，電容式電極1450可以直接在淺凹1435的底部，以形成組合的力和接近傳感器，并且電容式電極1455可以鄰近并圍繞電容式電極1450放置，以形成額外的力傳感器。電容式電極1450可以以與圖3的電極相同的方式經(jīng)由電容變化檢測物體處于淺凹中。物體越處于淺凹1435中，電極自電容增大得就越大。因而，當(dāng)感測設(shè)備1400的感測電路檢測到電極1450的自電容增大時，可以將該增大解釋成物體正在接近淺凹1435?？梢栽跊]有物體接近淺凹1435時確定基準(zhǔn)電容，并且可以將將基準(zhǔn)電容與物體處于淺凹中時的電容進行比較，以確定增大。與此同時，可以使用在電極1450處測量的自電容增大來檢測物體向淺凹1435施加的力。就在電極1450感測到物體時，周圍的電極1455也可能感測到該物體，并具有類似的自電容增大。在最靠近該物體的電極處，自電容增大的大小可以是最高的。在這個例子中，物體在淺凹1435中。這樣，相對于周圍電極1455的自電容增大，電極1450的自電容增大會是較高的。因而，當(dāng)感測設(shè)備1400的感測電路檢測到自電容增大時，可以將增大模式解釋成正在淺凹1435內(nèi)施加力。另一方面，當(dāng)在其它位置(而不是淺凹)施加力時，可以將產(chǎn)生的增大模式解釋成指示該其它位置處的力。這種模式可以有利地用于檢測設(shè)備上的意外按壓，例如淺凹1435外的按壓。
力和接近傳感器可能易受環(huán)境因素(例如，溫度變化)和操作因素(例如，噪聲)的影響，這些因素可能影響傳感器檢測力和接近的能力。圖15示出了可以用于減低或消除這樣的影響的示例性感測設(shè)備。除了增加應(yīng)變儀1545以感測噪聲對應(yīng)變儀的影響使得可以在應(yīng)變儀1540進行的力和接近測量中對噪聲進行補償以外，圖15中的感測設(shè)備1500可以與圖6中的感測設(shè)備600相同。在圖15的例子中，應(yīng)變儀1540可以以與圖6中的應(yīng)變儀相同的方式感測力和接近。為了防止其它應(yīng)變儀1545在蓋玻片1510彎曲時也伸展，可以在這些應(yīng)變儀的底部設(shè)置剛性框架1590，以使得這些應(yīng)變儀處于合適的位置。這樣，應(yīng)變儀1545可以繼續(xù)操作，就好像靜止一樣，并且提供指示設(shè)備噪聲的靜止電容數(shù)據(jù)?？梢詫@些應(yīng)變儀之間的距離進行設(shè)置，使得感測噪聲的應(yīng)變儀1545足夠靠近感測力和接近的應(yīng)變儀1540以經(jīng)歷相同的噪聲，但是足夠遠以避免在施加力時伸展。相應(yīng)地，當(dāng)應(yīng)變儀1540檢測到力和接近并且向感測電路傳輸力和接近測量值時，應(yīng)變儀1545可以同時向該電路傳輸它們的噪聲測量值。該電路隨后可以應(yīng)用使用這兩組測量值來補償噪聲的任何適當(dāng)?shù)募夹g(shù)。以類似的方式，應(yīng)變儀1545可以用于感測溫度對該應(yīng)變儀的影響，使得可以在應(yīng)變儀1540進行的力和接近測量中對溫度影響進行補償。圖16示出了根據(jù)各個示例的用于在設(shè)備處感測組合的力和接近的示例性方法。在圖16的例子中，可以生成指示物體對于設(shè)備的接近的信號(1610)。在一些示例中，可以由電阻式傳感器或電容式傳感器經(jīng)由該傳感器處的電容變化來生成該信號。例如，物體越靠近設(shè)備，電容變化就越大。與此同時，還可以生成指示物體向設(shè)備施加的力的信號(1620)。在一些示例中，可以由電阻式傳感器經(jīng)由該傳感器處的電阻變化來生成該信號。例如，物體的施加的力可以使得設(shè)備的表面稍微彎曲，并且下面的電阻式傳感器相應(yīng)地變形。向設(shè)備施加的力越大，電阻變化就越大。在一些示例中，可以由電容式傳感器經(jīng)由該傳感器處的電容變化來生成該信號。例如，物體的施加的力可以使得設(shè)備的表面稍微彎曲，并且下面的電容式傳感器相應(yīng)地變形。向設(shè)備施加的力越大，電容變化就越大?？梢源_定接近信號測量值是否比基準(zhǔn)大第一接近閾值(1630)。在一些示例中，第一接近閾值可以固定為校準(zhǔn)期間(例如，在工廠時)所確定的滿量程的百分比。如果該信號確實比基準(zhǔn)大第一接近閾值，則可以認為該信號是真的。另一方面，如果該信號低于基準(zhǔn)第二接近閾值，則可以認為該信號是假的，并且可以丟棄該信號。在一些示例中，第二接近閾值可以固定為第一固定閾值與滯后因子的乘積。這樣，假的接近信號可能足以不同于真的接近信號，以避免由于觸摸或懸停期間物體的壓力或位置變化而引起的兩者之間的循環(huán)。
可以類似地確定力信號測量值是否比基準(zhǔn)大第一力閾值(1640)。如果力信號比基準(zhǔn)大第一力閾值，則可以認為該信號是真的。如果該信號低于基準(zhǔn)第二力閾值，則可以認為該信號是假的并丟棄該信號。在一些示例中，通過在力信號上使用線性變換，可以將力閾值固定為與校準(zhǔn)期間(例如，在工廠時)確定的給定數(shù)量的克相對應(yīng)。隨后，設(shè)備可以基于真的接近信號和真的力信號來執(zhí)行動作(1650)。在一些示例中，可以在工廠時或由用戶將接近和力基準(zhǔn)設(shè)置成固定的值?？商鎿Q地，可以在操作期間使用自適應(yīng)算法來連續(xù)地計算這些基準(zhǔn)，例如，該自適應(yīng)算法可以跟蹤由于溫度、機械疲勞、濕度和其它漂移因素引起的接近和/或力傳感器的緩慢變化。這里，可以使用具有可變時間常數(shù)的濾波器(例如，IIR濾波器、FIR濾波器或某種其它類型的無記憶指數(shù)平滑濾波器)來根據(jù)傳感器信號計算這些基準(zhǔn)。每當(dāng)傳感器信號下降到低于當(dāng)前基準(zhǔn)值時，就可以用所計算的基準(zhǔn)值來更新這些基準(zhǔn)。例如在設(shè)備喚醒時基準(zhǔn)較高時，可以臨時地重置可變時間常數(shù)，使得可以快速地進行更新。在一些示例中，每當(dāng)接近信號與基準(zhǔn)之間的差小于預(yù)定閾值時，就可以更新接近傳感器的基準(zhǔn)。在一些示例中，可以根據(jù)沒有物體接近傳感器時獲得的接近傳感器測量值來計算預(yù)定閾值。在一些示例中，可以類似地更新力傳感器的基準(zhǔn)，其中，可以根據(jù)沒有物體施加力時獲得的力傳感器測量值來計算其預(yù)定閾值。在一些示例中，可以使用一個或多個濾波器(例如，中值濾波器)、運行平均濾波器等等對接近和力信號進行濾波，以移除脈沖和隨機噪聲。這可以幫助減小傳感器和設(shè)備噪聲影響以及基準(zhǔn)破壞。圖17示出了根據(jù)各個示例的用于感測組合的力和接近的示例性計算系統(tǒng)。在圖17的例子中，計算系統(tǒng)1700可以包括力和接近傳感器1711，其用于感測物體在表面上施加
的力和物體對于表面的接近。系統(tǒng)1700還可以包括處理器1728，其用于從傳感器1711接收輸出，并基于這些輸出執(zhí)行動作，這些動作可以包括但不限于返回到起始顯示、喚醒設(shè)備、移動諸如游標(biāo)或指針之類的物體、滾動或平移、調(diào)整控制設(shè)置、打開文件或文檔、瀏覽菜單、進行選擇、運行指令、操作耦合到主機設(shè)備的外圍設(shè)備、對電話呼叫進行應(yīng)答、進行電話呼叫、終止電話呼叫、改變音量或音頻設(shè)置、存儲諸如地址、頻繁撥打的號碼、接收的呼叫、錯過的呼叫之類的與電話通信有關(guān)的信息、登陸計算機或計算機網(wǎng)絡(luò)、允許被授權(quán)的個人訪問計算機或計算機網(wǎng)絡(luò)的受限區(qū)域、加載與用戶的首選計算機桌面布置相關(guān)聯(lián)的用戶簡檔、允許訪問網(wǎng)頁內(nèi)容、啟動特定的程序、加密或解碼消息等等。處理器1728還可以執(zhí)行可能與力和接近感測無關(guān)的額外的功能，并且可以連接到程序存儲設(shè)備1732和觸摸感應(yīng)顯示器1736。顯示器1736可以包括用于向顯示器的用戶提供用戶界面的IXD以及用于感測顯示器處的觸摸或懸停的觸摸板。注意，上面描述的動作中的一個或多個可以例如由存儲在存儲器或存儲在程序存儲設(shè)備1732中的并由處理器1728運行的固件來執(zhí)行。還可以在非暫時性計算機可讀存儲介質(zhì)中存儲和/或傳輸固件，以供或結(jié)合指令運行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備(例如基于計算機的系統(tǒng)、包含處理器的系統(tǒng)或可以從指令運行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備獲取指令并運行指令的其它系統(tǒng))使用。在本文檔的上下文中，“非暫時性計算機可讀存儲介質(zhì)”可以是能夠包含或存儲供或結(jié)合指令運行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備使用的程序的任何介質(zhì)。非暫時性計算機可讀存儲介質(zhì)可以包括但不限于電子的、磁的、光的、電磁的、紅外的或半導(dǎo)體系統(tǒng)、裝置或設(shè)備，便攜式計算機磁盤(磁的)，隨機存取存儲器(RAM)(磁的)，只讀存儲器(ROM)(磁的)，可擦可編程只讀存儲器(EPROM)(磁的)，諸如⑶、⑶-R、⑶-RW、DVD、DVD-R或DVD-RW之類的便攜式光盤，或者諸如壓縮閃存卡、安全數(shù)字卡、USB存儲設(shè)備、存儲棒之類的閃存，等等。還可以在任何傳輸介質(zhì)中傳播固件，以供或結(jié)合指令運行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備(例如，基于計算機的系統(tǒng)、包含處理器的系統(tǒng)、或者可以從指令運行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備獲取指令并運行指令的其它系統(tǒng))使用。在本文檔的上下文中，“傳輸介質(zhì)”可以是能夠傳遞、傳播或傳輸供或結(jié)合指令運行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備使用的程序的任何介質(zhì)。傳輸可讀介質(zhì)可以包括但不限于電子的、磁的、光的、電磁的或紅外的有線或無線傳播介質(zhì)。圖18示出了根據(jù)各個示例的可以包括起始按鈕1848、顯示設(shè)備1836和其它計算系統(tǒng)塊的示例性移動電話1800，其中起始按鈕1848具有能夠在觸摸板1824上操作的組合的力和接近傳感器。圖19示出了根據(jù)各個示例的可以包括點擊輪1948、顯示設(shè)備1936和其它計算系統(tǒng)塊的示例性數(shù)字媒體播放器1900，其中點擊輪1948具有能夠在觸摸板1924上操作的組合的力和接近傳感器。圖20示出了根據(jù)各個示例的可以包括鍵入按鈕2048、顯示器2036和其它計算系統(tǒng)塊的示例性個人計算機2000，其中鍵入按鈕2048具有能夠在觸摸板2024上操作的組合的力和接近傳感器。圖18到20中的移動電話、媒體播放器和個人計算機能夠使用根據(jù) 各個示例的組合的力和接近感測來降低或消除其上的意外操作。因此，根據(jù)以上所述，本公開的一些實施例針對一種組合的力和接近感測設(shè)備，包括以下組件中的一個或多個第一傳感器，其被配置為檢測物體對于所述設(shè)備的接近;第二傳感器，其被配置為檢測所述物體向所述設(shè)備施加的力；以及柔性電路，其包括位于所述柔性電路內(nèi)的所述第一傳感器，并接近所述第二傳感器。除了以上公開的示例中的一個或多個以外或可替代以上公開的示例中的一個或多個，在一些示例中，所述第一傳感器和所述第二傳感器同時檢測相應(yīng)的接近和力。除了以上公開的示例中的一個或多個以外或可替代以上公開的示例中的一個或多個，在一些示例中，所述第一傳感器包括電容式傳感器，并且所述第二傳感器包括電阻式傳感器，并且其中，所述第一傳感器和所述第二傳感器是堆疊在一起的。除了以上公開的示例中的一個或多個以外或可替代以上公開的示例中的一個或多個，在一些示例中，所述第一傳感器包括電容式傳感器，并且所述第二傳感器包括電阻式傳感器，并且其中，所述第一傳感器和所述第二傳感器是并排設(shè)置的。除了以上公開的示例中的一個或多個以外或可替代以上公開的示例中的一個或多個，在一些示例中，所述第二傳感器的第一元件是設(shè)置在所述柔性電路上的，所述第一傳感器包括第一電容式電極，并且所述第二傳感器的所述第一元件包括第二電容式電極，所述設(shè)備包括以下組件中的一個或多個導(dǎo)電構(gòu)件，其耦合到所述柔性電路，并且形成所述第二傳感器的第二元件；以及多個墊片，其布置在所述柔性電路與所述導(dǎo)電構(gòu)件之間以將所述電路與所述構(gòu)件耦合在一起，從而在所述電路和所述構(gòu)件之間形成間隙。除了以上公開的示例中的一個或多個以外或可替代以上公開的示例中的一個或多個，在一些示例中，所述導(dǎo)電構(gòu)件是剛性的。除了以上公開的示例中的一個或多個以外或可替代以上公開的示例中的一個或多個，在一些示例中，所述導(dǎo)電構(gòu)件包括接近所述第二傳感器的所述第一元件的剛性部分以及耦合到所述墊片的柔性部分。除了以上公開的示例中的一個或多個以外或可替代以上公開的示例中的一個或多個，一些示例包括密封劑，其被應(yīng)用到所述柔性電路和所述導(dǎo)電構(gòu)件的開口邊緣以密封所述間隙。除了以上公開的示例中的一個或多個以外或可替代以上公開的示例中的一個或多個，在一些示例中，所述間隙是用介電材料填充的。除了以上公開的示例中的一個或多個以外或可替代以上公開的示例中的一個或多個，在一些示例中，所述第二傳感器的第一元件是布置在所述柔性電路上的，所述第一傳感器包括第一電容式電極，并且所述第二傳感器的所述第一元件包括第二電容式電極，所述設(shè)備包括以下組件中的一個或多個第三電容式電極，其接近所述第二傳感器的所述第一元件而布置，并形成所述第二傳感器的第二元件，其中，在所述第二傳感器的所述第一元件與所述第二元件之間形成間隙。除了以上公開的示例中的一個或多個以外或可替代以上公開的示例中的一個或多個，在一些示例中，所述第二傳感器的第一元件是布置在柔性電路上的，所述設(shè)備包括以下組件中的一個或多個第二柔性電路，其耦合到所述柔性電路，并且在所述第二柔性電路中包括所述第二傳感器的第二元件，其中，所述第一傳感器以及所述第一元件和所述第二元件是電容式電極，并且在所述柔性電路之間形成間隙。除了以上公開的示例中的一個或多個以外或可替代以上公開的示例中的一個或多個，在一些示例中，所述第一傳感器形成所述第二傳感器的第一元件，所述設(shè)備包括第二電容式電極，其接近所述第一傳感器而布置，并且形成所述第二傳感器的第二元件，其中，在所述第二傳感器的所述第一元件與所述第二元件之間形成間隙。本公開的一些示例針對一種組合的力和接近感測設(shè)備，包括傳感器，其被配置為生成指示物體對于所述設(shè)備的接近的第一信號以及指示所述物體向所述設(shè)備施加的力的第二信號。除了以上公開的示例中的一個或多個以外或可替代以上公開的示例中的一個或多個，在一些示例中，所述傳感器一起生成所述第一信號和所述第二信號。除了以上公開的示例中的一個或多個以外或可替代以上公開的示例中的一個或多個，在一些示例中，所述
傳感器包括具有多個跡線的電阻式傳感器，所述跡線被配置為在所述力被施加時變長并變窄以感測所述力，并電容地耦合以感測所述物體的接近。除了以上公開的示例中的一個或多個以外或可替代以上公開的示例中的一個或多個，在一些示例中，所述設(shè)備被并入到移動電話、數(shù)字媒體播放器或便攜式計算機中的至少一個中。本公開的一些示例針對一種用于組合的力和接近感測的裝置，包括以下組件中的一個或多個襯底，其具有可觸摸表面；感測設(shè)備，其接近所述襯底，包括以下組件中的一個或多個第一傳感器，其被配置為生成指示物體對于所述可觸摸表面的接近的第一信號，所述第一傳感器是布置在柔性電路中的，以及至少一個第二傳感器，其被配置為同時生成指示所述物體向所述可觸摸表面施加的力的第二信號；以及處理器，其被配置為處理所述第一信號和所述第二信號，并基于所述第一信號和所述第二信號執(zhí)行動作。除了以上公開的示例中的一個或多個以外或可替代以上公開的示例中的一個或多個，在一些示例中，至少一組導(dǎo)電跡線被可選擇地耦合到所述第一傳感器和所述第二傳感器，用以向所述處理器傳輸所述第一信號和所述第二信號。本公開的一些示例針對一種用于組合的力和接近感測的裝置，包括以下組件中的一個或多個襯底，其具有可觸摸表面；接近所述襯底的感測設(shè)備，其包括傳感器，所述傳感器被配置為一起檢測物體對于所述可觸摸表面的接近以及所述物體向所述可觸摸表面施加的力；以及處理器，其被配置為處理指示所檢測到的接近的第一信號以及指示所檢測到的力的第二信號，并基于所述第一信號和所述第二信號執(zhí)行動作。除了以上公開的示例中的一個或多個以外或可替代以上公開的示例中的一個或多個，在一些示例中，所述感測設(shè)備包括第二傳感器，所述第二傳感器被配置為檢測所述裝置處的溫度影響或噪聲中的至少一個，并且其中，所述處理器被配置為針對所檢測到的溫度影響或噪聲中的至少一個對所述第一信號或所述第二信號中的至少一個進行補償。除了以上公開的示例中的一個或多個以外或可替代以上公開的示例中的一個或多個，在一些示例中，所述襯底具有位于所述可觸摸表面中的淺凹，所述淺凹用于接收位于所處淺凹中的所述物體，其中，所述傳感器檢測所述物體位于所述淺凹中以及所述物體在所述淺凹中所施加的力，其中，所述感測設(shè)備包括多個傳感器，所述多個傳感器圍繞所述傳感器并接近所述淺凹以檢測所述力，并且其中，所述處理器被配置為處理指示所述多個傳感器檢測到的力的第三信號，并基于所述第二信號和所述第三信號相對于所述淺凹確定所述力被施加的位置。除了以上公開的示例中的一個或多個以外或可替代以上公開的示例中的一個或多個，在一些示例中，所述感測設(shè)備包括多個傳感器，所述多個傳感器布置在所述襯底周邊的周圍用以檢測所述力，并且其中，所述處理器被配置為處理指示所述多個傳感器檢測到的力的第三信號，并基于所述第二信號和所述第三信號從多個可能的可觸摸表面位置之中確定所述力被施加的可觸摸表面位置。本公開的一些示例針對一種用于基本剛性的襯底處的組合的力和接近感測的方法，所述方法包括以下步驟中的一個或多個感測物體向所述襯底的表面施加的力，所述襯底響應(yīng)于所施加的力稍微變形；同時感測所述物體對于所述表面的接近；以及基于所感測到的力和所感測到的接近來執(zhí)行動作。除了以上公開的示例中的一個或多個以外或可替代以上公開的示例中的一個或多個，在一些示例中，感測力包括以下步驟中的一個或多個使電阻式傳感器變形，其中所述電阻式傳感器被配置為感測與所述襯底的變形相關(guān)聯(lián)的力；以及測量由于所述傳感器的變形引起的電阻變化，所述電阻變化指示所施加的力。除了以
上公開的示例中的一個或多個以外或可替代以上公開的示例中的一個或多個，在一些示例中，感測力包括以下步驟中的一個或多個改變傳感器的電容式元件之間的距離，所述傳感器被配置為感測與所述襯底的變形相關(guān)聯(lián)的力；以及測量由于距離變化引起的電容變化，所述電容變化指示所施加的力。除了以上公開的示例中的一個或多個以外或可替代以上公開的示例中的一個或多個，在一些示例中，感測接近包括測量電容式傳感器的電容變化，所述電容式傳感器被配置為感測所述接近，所述電容變化指示所述接近。除了以上公開的示例中的一個或多個以外或可替代以上公開的示例中的一個或多個，一些示例包括以下步驟中的一個或多個確定所感測到的力和所感測到的接近是否超過了相應(yīng)的基準(zhǔn)值；以及如果超過了，則執(zhí)行所述動作，否則跳過所述動作。根據(jù)一些示例，一種便攜式裝置，包括如以上所公開的組合的壓力和接近感測設(shè)備。根據(jù)一些示例，一種便攜式設(shè)備，包括如以上所公開的用于組合的壓力和接近感測的裝置。雖然已經(jīng)參考附圖充分地描述了示例，但是應(yīng)當(dāng)注意到，各種改變例和修改例對于本領(lǐng)域技術(shù)人員都將變得顯而易見。這些改變例和修改例應(yīng)被認為包括在由所附權(quán)利要求限定的各種示例的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種組合的力和接近感測設(shè)備，包括 第一傳感器，其被配置為檢測物體對于所述設(shè)備的接近； 第二傳感器，其被配置為檢測所述物體向所述設(shè)備施加的力；以及 柔性電路，其包括位于所述柔性電路內(nèi)的所述第一傳感器，并接近所述第二傳感器。
2.如權(quán)利要求I所述的組合的力和接近感測設(shè)備，其中，所述第一傳感器包括電容式傳感器，并且所述第二傳感器包括電阻式傳感器，并且其中，所述第一傳感器和所述第二傳感器是堆疊在一起的。
3.如權(quán)利要求I所述的組合的力和接近感測設(shè)備，其中，所述第一傳感器包括電容式傳感器，并且所述第二傳感器包括電阻式傳感器，并且其中，所述第一傳感器和所述第二傳感器是并排設(shè)置的。
4.如權(quán)利要求I所述的組合的力和接近感測設(shè)備，其中，所述第二傳感器的第一元件是設(shè)置在所述柔性電路上的，所述第一傳感器包括第一電容式電極，并且所述第二傳感器的所述第一元件包括第二電容式電極，所述設(shè)備包括 導(dǎo)電構(gòu)件，其耦合到所述柔性電路，并且形成所述第二傳感器的第二元件；以及多個墊片，其布置在所述柔性電路與所述導(dǎo)電構(gòu)件之間以將所述電路與所述構(gòu)件耦合在一起，從而在所述電路和所述構(gòu)件之間形成間隙。
5.如權(quán)利要求4所述的組合的力和接近感測設(shè)備，其中，所述導(dǎo)電構(gòu)件是剛性的。
6.如權(quán)利要求4所述的組合的力和接近感測設(shè)備，其中，所述導(dǎo)電構(gòu)件包括接近所述第二傳感器的所述第一元件的剛性部分以及耦合到所述墊片的柔性部分。
7.如權(quán)利要求4所述的組合的力和接近感測設(shè)備，包括 密封劑，其被應(yīng)用到所述柔性電路和所述導(dǎo)電構(gòu)件的開口邊緣以密封所述間隙。
8.如權(quán)利要求4所述的組合的力和接近感測設(shè)備，其中，所述間隙是用介電材料填充的。
9.如權(quán)利要求I所述的組合的力和接近感測設(shè)備，其中，所述第二傳感器的第一元件是布置在所述柔性電路上的，所述第一傳感器包括第一電容式電極，并且所述第二傳感器的所述第一元件包括第二電容式電極，所述設(shè)備包括 第三電容式電極，其接近所述第二傳感器的所述第一元件而布置，并形成所述第二傳感器的第二元件， 其中，在所述第二傳感器的所述第一元件與所述第二元件之間形成間隙。
10.如權(quán)利要求I所述的組合的力和接近感測設(shè)備，其中，所述第二傳感器的第一元件是布置在所述柔性電路上的，所述設(shè)備包括 第二柔性電路，其耦合到所述柔性電路，并且在所述第二柔性電路中包括所述第二傳感器的第二元件， 其中，所述第一傳感器以及所述第一元件和所述第二元件是電容式電極，并且在所述柔性電路之間形成間隙。
11.如權(quán)利要求I所述的組合的力和接近感測設(shè)備，其中，所述第一傳感器形成所述第二傳感器的第一元件，所述設(shè)備包括 第二電容式電極，其接近所述第一傳感器而布置，并且形成所述第二傳感器的第二元件，其中，在所述第二傳感器的所述第一元件與所述第二元件之間形成間隙。
12.一種便攜式裝置，包括如權(quán)利要求I 一 11中任一項所述的組合的力和接近感測設(shè)備。
13.如權(quán)利要求12所述的便攜式裝置，還包括 襯底，其接近所述設(shè)備并且具有可觸摸表面； 其中，所述第一傳感器被配置為生成指示所述物體對于所述 可觸摸表面的接近的第一信號，并且 其中，所述第二傳感器被配置為生成指示所述物體向所述可觸摸表面施加的力的第二信號；以及還包括 處理器，其被配置為處理所述第一信號和所述第二信號，并基于所述第一信號和所述第二信號執(zhí)行動作。
14.如權(quán)利要求13所述的便攜式裝置，包括 至少一組導(dǎo)電跡線，其可選擇地耦合到所述第一傳感器和所述第二傳感器，用以向所述處理器傳輸所述第一信號和所述第二信號。
15.一種用于基本剛性的襯底處的組合的力和接近感測的方法，所述方法包括 感測物體向所述襯底的表面施加的力，所述襯底響應(yīng)于所施加的力稍微變形； 感測所述物體對于所述表面的接近；以及 基于所感測到的力和所感測到的接近來執(zhí)行動作。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，感測力包括 使電阻式傳感器變形，其中所述電阻式傳感器被配置為感測與所述襯底的變形相關(guān)聯(lián)的力；以及 測量由于所述傳感器的變形引起的電阻變化，所述電阻變化指示所施加的力。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，感測力包括 改變傳感器的電容式元件之間的距離，所述傳感器被配置為感測與所述襯底的變形相關(guān)聯(lián)的力；以及 測量由于距離變化弓I起的電容變化，所述電容變化指示所施加的力。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，感測接近包括 測量電容式傳感器的電容變化，所述電容式傳感器被配置為感測所述接近，所述電容變化指示所述接近。
19.如權(quán)利要求15所述的方法，包括 確定所感測到的力和所感測到的接近是否超過了相應(yīng)的基準(zhǔn)值；以及 如果超過了，則執(zhí)行所述動作，否則跳過所述動作。
全文摘要
公開了組合的力和接近感測。一個或多個傳感器可以同時感測物體在設(shè)備表面上所施加的力以及物體對于表面的接近。在一個例子中，單個傳感器可以分別經(jīng)由該傳感器處的電阻變化和電容變化來感測力和接近兩者。在另一個例子中，可以使用多個傳感器，其中一個傳感器可以經(jīng)由電阻變化或電容變化來感測力，而另一個傳感器可以經(jīng)由電容變化來感測接近。
文檔編號H03K17/94GK102882501SQ20121024325
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者M·P·格倫坦?fàn)? F·R·羅斯科普夫, C·T·馬倫斯, S·P·霍泰玲, S·E·歐康納 申請人:蘋果公司