具有力傳感器的電子設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文描述的實(shí)施例一般地涉及集成到設(shè)備中的力傳感器，并且更具體地，涉及利用電容間隙傳感器檢測(cè)觸摸的力的位置和強(qiáng)度。
【背景技術(shù)】
[0002]—些電子設(shè)備包括用于接收來自用戶輸入的觸敏表面。一些傳統(tǒng)的觸摸設(shè)備能夠檢測(cè)到外部表面上觸摸的存在或甚至位置。為了檢測(cè)到觸摸，一個(gè)或多個(gè)傳感器電極通常被放置在靠近觸敏表面。但是，許多傳統(tǒng)的觸摸設(shè)備不能檢測(cè)或測(cè)量設(shè)備上觸摸的力的強(qiáng)度。因此，由一些傳統(tǒng)觸摸傳感器提供的輸出是二進(jìn)制的，就像許多當(dāng)前對(duì)計(jì)算設(shè)備的輸入一樣。即，觸摸存在還是不存在。由于二進(jìn)制輸入只能占有兩種狀態(tài)(存在或不存在，開或關(guān)閉，等等)，它們固有地就是有局限的。
[0003]在許多例子中，還檢測(cè)和測(cè)量施加到表面的觸摸的力會(huì)是有利的。此外，如果力可以跨連續(xù)的值進(jìn)行測(cè)量，那么它可以用作非二進(jìn)制的輸入。而且，觸摸輸入和力輸入的組合會(huì)比只使用其中一種能提供某些優(yōu)點(diǎn)。
[0004]因此，對(duì)能夠檢測(cè)和傳遞施加在一個(gè)或多個(gè)用戶觸摸位置的力的改進(jìn)的輸入表面，會(huì)存在當(dāng)前的需要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本文描述的實(shí)施例會(huì)涉及、包括或采用用于用作對(duì)電子設(shè)備的輸入的力傳感器和力感測(cè)結(jié)構(gòu)的形式。一般地，用戶觸摸事件可以利用適于確定觸摸事件的力的強(qiáng)度的力傳感器在顯示器、外殼或與電子設(shè)備相關(guān)聯(lián)的其它表面上被感測(cè)到。對(duì)應(yīng)于力的強(qiáng)度的傳感器輸出，可以用作輸入信號(hào)、輸入數(shù)據(jù)或?qū)﹄娮釉O(shè)備的其它輸入信息。
[0006]一種實(shí)施例涉及一種具有力傳感器的電子設(shè)備，特征在于，所述力傳感器包括:構(gòu)成所述電子設(shè)備的外部表面的一部分的力接收表面;布置在所述力接收表面下面的具有表面的第一基板;布置在所述第一基板的所述表面上的第一電極陣列;通過間隙與所述第一基板分開的第二基板;布置在所述第一基板和第二基板之間的所述間隙中的柔性介質(zhì);及布置在所述第二基板上的至少一個(gè)第二電極，其中所述第一基板配置為當(dāng)力施加到所述力接收表面時(shí)在局部區(qū)域上相對(duì)于所述第二基板偏斜。
[0007]在一個(gè)示例中，所述傳感器還包括:操作上連接到所述第一電極陣列和所述至少一個(gè)第二電極的電容監(jiān)控電路，其中:所述電容監(jiān)控電路被配置為檢測(cè)和測(cè)量所述第一電極陣列中的第一電極與所述至少一個(gè)第二電極之間的電容變化;并且所述電容監(jiān)控電路被配置為產(chǎn)生可用來計(jì)算施加到所述力接收表面的估計(jì)的力的輸出。
[0008]在一個(gè)示例中，所述第二基板配置為當(dāng)所述力施加到所述力接收表面時(shí)偏斜。
[0009]在一個(gè)示例中，當(dāng)力施加到所述力接收表面時(shí)，所述第一基板和第二基板之間的間隙在遠(yuǎn)離所述局部區(qū)域的區(qū)域上基本上保持均勻。
[0010]在一個(gè)示例中，所述柔性介質(zhì)在所述局部區(qū)域內(nèi)移位，以允許所述第一基板相對(duì)于所述第二基板偏斜。
[0011]在一個(gè)示例中，所述第一基板、第二基板和柔性介質(zhì)從耦合到所述力接收表面的組件懸掛下來。
[0012]在一個(gè)示例中，所述第二基板經(jīng)所述柔性介質(zhì)和第一基板附連到所述設(shè)備，其中所述第二基板基本上不被所述除柔性介質(zhì)和第一基板之外的其它組件支撐。
[0013]在一個(gè)示例中，布置在所述第一基板和所述力接收表面之間的顯示器。
[0014]在一個(gè)示例中，所述第一基板耦合到所述顯示器的下部表面。
[0015]在一個(gè)示例中，所述顯示器附連到所述電子設(shè)備的外殼，并且其中所述第一基板附連到所述顯示器且基本上不被除所述顯示器之外的其它組件支撐。
[0016]在一個(gè)示例中，所述電子設(shè)備還包括:布置在所述第二基板下面的顯示器，其中所述第一基板和第二基板由透明材料構(gòu)成，并且所述柔性介質(zhì)具有基本上與所述第一基板和第二基板的光學(xué)指數(shù)匹配的光學(xué)指數(shù)。
[0017]在一個(gè)示例中，所述第一基板和第二基板由玻璃材料構(gòu)成。
[0018]在一個(gè)示例中，所述柔性介質(zhì)是硅凝膠。
[0019]在一個(gè)示例中，所述柔性介質(zhì)包括硅樹脂結(jié)構(gòu)和液體介質(zhì)。
[0020]在一個(gè)示例中，所述柔性介質(zhì)包括聚乙二醇液體材料。
[0021]在一個(gè)示例中，所述第一電極陣列包括具有基本上矩形形狀的上部像素電極陣列，并且所述至少一個(gè)第二電極是具有基本上矩形形狀的下部像素電極陣列的一部分。
[0022]在一個(gè)示例中，所述第一電極陣列包括沿第一方向延伸的上部行電極陣列，并且所述至少一個(gè)第二電極是沿橫貫所述第一方向的第二方向延伸的下部列電極陣列的一部分。
[0023]一種實(shí)施例涉及一種具有力傳感器的電子設(shè)備，特征在于，所述力傳感器包括:構(gòu)成電子設(shè)備的外部表面的至少一部分的力接收表面;布置在所述電子設(shè)備內(nèi)的表面上的上部電極陣列；通過間隙與所述表面分開的第二基板;布置在所述上部電極陣列和第二基板之間的所述間隙中的柔性介質(zhì)；及布置在所述第二基板上的至少一個(gè)下部電極，其中所述表面被配置為當(dāng)力施加到所述力接收表面時(shí)在局部區(qū)域上相對(duì)于所述第二基板偏斜。
[0024]在一個(gè)示例中，所述表面是顯示器元件的下部表面。
[0025]在一個(gè)示例中，所述表面是所述電子設(shè)備的外殼的內(nèi)部表面。
[0026]—種不例實(shí)施例針對(duì)具有力傳感器的電子設(shè)備。力傳感器包括構(gòu)成電子設(shè)備的外部表面的至少一部分的力接收表面。第一基板可以布置在力接收表面下面，并且上部電極陣列可以布置在第一基板上。傳感器還包括布置在第一基板和第二基板之間的間隙中的柔性介質(zhì)。第二基板通過間隙與第一基板分開。至少一個(gè)下部電極可以布置在第二基底上。在一些情況下，第一基板配置為當(dāng)力施加到力接收表面時(shí)在局部區(qū)域上相對(duì)于第二基板偏斜。
[0027]傳感器還可以包括電容監(jiān)控電路，其操作上連接到上部電極陣列和至少一個(gè)下部電極。電容監(jiān)控電路可以配置為檢測(cè)和測(cè)量上部電極和至少一個(gè)下部電極之間的電容變化。電路還可以配置為產(chǎn)生可用于計(jì)算施加到力接收表面的估計(jì)的力的輸出。
[0028]在一些實(shí)施例中，第二基板配置為當(dāng)力施加到力接收表面時(shí)偏斜。在一些情況下，當(dāng)力施加到力接收表面時(shí)，第一基板和第二基板之間的間隙在遠(yuǎn)離局部區(qū)域的區(qū)域上會(huì)基本上保持均勻。柔性介質(zhì)可以在局部區(qū)域內(nèi)移位，以允許第一基板相對(duì)于第二基板偏斜。
[0029]在一些情況下，第一基板、第二基板和柔性介質(zhì)從耦合到力接收表面的組件中懸掛下來。在一個(gè)例子中，第二基板經(jīng)柔性介質(zhì)和第一基板附連到設(shè)備，其中第二基板基本上不被除了柔性介質(zhì)和第二基板之外的其它組件支撐。
[0030]在一種示例實(shí)施例中，顯示器可以布置在第一基板和力接收表面之間。第一基板可以耦合到顯示器的下部表面。在一些情況下，顯示器附連到電子設(shè)備的外殼，并且第一基板附連到顯示器且基本上不被除顯示器之外的其它組件支撐。
[0031]在另一種示例實(shí)施例中，顯示器可以布置在第二基板下面。第一基板和第二基板可以由透明材料構(gòu)成，并且柔性介質(zhì)可以具有基本上與第一和第二基板的指數(shù)匹配的指數(shù)。在一些情況下，第一和第二基板由玻璃材料構(gòu)成。柔性介質(zhì)可以包括硅凝膠和/或液體介質(zhì)。柔性介質(zhì)可以包括，例如，聚乙二醇液體材料。
[0032]在一些實(shí)施例中，第一電極陣列可以包括具有基本上矩形形狀的上部像素電極陣列，并且至少一個(gè)第二電極是具有基本上矩形形狀的下部像素電極陣列的一部分。在其它實(shí)施例中，第一電極陣列可以包括沿第一方向延伸的上部行電極陣列，并且至少一個(gè)第二電極是沿橫貫第一方向的第二方向延伸的下部列電極陣列的一部分。
[0033]—種不例實(shí)施例針對(duì)力傳感器，其包括布置在電子設(shè)備內(nèi)的表面上的上部電極陣列和布置在上部電極陣列和第二基板之間的間隙中的柔性介質(zhì)。在一些情況下，表面是顯示器元件的下部表面。在一些情況下，表面是電子設(shè)備外殼的內(nèi)部表面。第二基板可以通過間隙與表面分開，并且至少一個(gè)下部電極可以布置在第二基板上。第一表面可以配置為當(dāng)力施加到力接收表面時(shí)在局部區(qū)域上相對(duì)于第二基板偏斜。
【附圖說明】
[0034]現(xiàn)在將參考在附圖中說明的代表性實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，以下描述不是要把實(shí)施例限定到一種優(yōu)選實(shí)施例。相反，它是要覆蓋可以包括在如所附權(quán)利要求定義的所述實(shí)施例的主旨與范圍內(nèi)的備選方案、修改和等價(jià)物。
[0035]圖1描繪了結(jié)合了至少一個(gè)透明力傳感器的示例電子設(shè)備。
[0036]圖2A描繪了沿截面A-A截取的具有第一示例力敏感結(jié)構(gòu)的圖1的設(shè)備的橫截面圖。
[0037]圖2B描繪了沿截面A-A截取的具有第二示例力敏感結(jié)構(gòu)的圖1的設(shè)備的橫截面圖。
[0038]圖2C描繪了沿截面A-A截取的具有第三示例力敏感結(jié)構(gòu)的圖1的設(shè)備的橫截面圖。
[0039]圖2D描繪了沿截面A-A截