采用力方向确定的触摸系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种触摸传感器，所述触摸传感器包括第一图案化导电迹线和第二图案化导电迹线以及光学透明的层，所述光学透明的层设置在所述第一图案化导电迹线和所述第二图案化导电迹线之间。所述触摸传感器被构造成通过确定对所述触摸传感器施加的力的特征的各向异性变化来确定所施加力的方向。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开总体涉及触敏装置，尤其是依赖于用户手指或其他触摸工具与触摸装置之间的接触的触敏装置。
技术介绍
触敏装置通过减少或消除对机械按钮、小键盘、键盘和指向装置的需求，而允许用户方便地与电子系统和显示器进行交互。例如，用户只需在以图标识别的位置处触摸屏幕显示触摸屏，即可执行一系列复杂的指令。
技术实现思路
本公开的实施方案涉及一种触摸传感器，该触摸传感器包括第一图案化导电迹线和第二图案化导电迹线以及光学透明的层，该光学透明的层设置在第一图案化导电迹线和第二图案化导电迹线之间。该触摸传感器被构造成通过确定对该触摸传感器施加的力的特征的各向异性变化来确定所施加力的方向。多种实施方案涉及一种装置，该装置包括具有触摸表面的触摸传感器。该触摸传感器被构造成响应对触摸位置所施加的力而以电子方式感测在触摸表面的触摸位置处的弹性局部形变，在该触摸位置处的弹性局部形变具有三维形状。处理器耦接到该触摸传感器。该处理器被构造成根据在该触摸位置处的局部形变形状以电子方式确定在该触摸位置处施加的非正交力的方向。一些实施方案涉及一种装置，该装置包括具有触摸表面的触摸传感器。该触摸传感器被构造成响应对触摸表面所施加的非正交力来感测在触摸位置处的触摸表面的局部下陷和突起。处理器耦接到该触摸传感器。该处理器被构造成根据在该触摸位置处的触摸表面的局部下陷和突起来确定非正交力的方向。其他实施方案涉及一种方法，该方法包括：感测对触摸传感器的触摸表面施加的非正交力；以及感测所施加力的特征的各向异性变化。该方法还包括：根据所施加力的特征的各向异性变化确定所施加力的方向。某些实施方案涉及一种方法，该方法包括：感测在对触摸传感器的触摸表面上的触摸位置处施加的触摸力；以及响应所施加的力来感测在触摸位置处的弹性局部形变，该局部形变具有三维形状。该方法还包括根据该局部形变形状以电子方式确定在该触摸位置处施加的非正交力的方向。另外的实施方案涉及一种方法，该方法包括：感测在对触摸传感器的触摸表面上的触摸位置处施加的触摸力；以及响应在触摸位置处施加的非正交力来感测在触摸位置处的触摸表面的局部下陷和突起。该方法还包括根据在触摸位置处的触摸表面的局部下陷和突起来确定在触摸位置处施加的非正交力的方向。本申请的这些和其他方面通过下文的具体实施方式将显而易见。然而，在任何情况下都不应将上述
技术实现思路
理解为是对要求保护的主题的限制，该主题仅由如在审查期间可以进行修改的所附权利要求书限定。附图说明图1示出了根据本公开多种实施方案的一种代表性的触摸传感器，该触摸传感器以通信方式耦接到处理器。图2至图4为根据本公开多种实施方案的触摸传感器的触摸表面区域的放大视图，该触摸表面区域容易发生弹性局部形变。图5至图7为根据本公开多种实施方案的用于确定对触摸传感器所施加非正交力的方向的多种方法的流程图。图8为根据多种实施方案的电容触摸传感器的剖视图。图9为根据多种实施方案的电阻触摸传感器的剖视图。图10为根据多种实施方案的包含力感测材料的触摸传感器的剖视图。图11为根据多种实施方案的压电触摸传感器的剖视图。图12为根据多种实施方案的包括光学波导的触摸传感器的剖视图，该光学波导被构造成使用受抑全内反射感测非正交力。图13示出了根据多种实施方案响应施加触摸力的图12所示的可形变光学波导的局部弹性形变区域。图14示出了根据多种实施方案的触敏显示器上显现的虚拟对象，该触敏显示器可由用户操纵；并且图15示出了根据多种实施方案的作为滑动条或音量控制器操作的虚拟控件。具体实施方式本公开的实施方案涉及感测对触摸传感器施加的力以及确定对该触摸传感器施加的力的方向。一些实施方案涉及确定对触摸传感器施加的力的方向以及所施加力的大小。其他实施方案涉及确定对触摸传感器施加的力的方向、所施加力的大小以及所施加力的位置。本公开的实施方案可包括各种触摸传感器技术中的任一项或其组合，该触摸传感技术包括电容、电阻、力、光学、红外、受抑全内反射、电磁、表面声波、声脉冲、弯曲波、信号散射、以及近场成像等。图1示出了一种以通信方式耦接到处理器120的代表性的触摸传感器100。触摸传感器100包括触摸表面102和与触摸表面102相邻的传感器104。根据多种实施方案，触摸表面102响应对触摸表面102施加的触摸力FT而在触摸表面102的局部区域108处发生弹性形变。触摸表面102的远离局部形变区域108的部分保持不受在触摸位置处的触摸事件的影响。如图1所示，触摸力FT引起在触摸位置处及其附近的区域108内的触摸表面102发生局部弹性形变，从而导致在触摸位置处的触摸表面102的三维扭曲。由触摸力FT所引起的触摸表面102的这种三维扭曲的形状和尺寸响应触摸力FT的变化而随时间(举例来说，在某手势期间)动态变化。更具体地讲，在触摸表面102的局部区域108处的弹性形变随着时间在面积(触摸表面102平面中的x方向和y方向)和深度/高度(与触摸表面102的平面垂直的z方向)方面发生变化，面积和深度/高度上的变化与所施加的触摸力FT的大小和方向成比例。移开触摸力FT后，触摸表面102的局部形变区域108恢复到其原来的位置、形状和尺寸。根据一些实施方案，传感器104被构造成响应对触摸表面102所施加的力而以电子方式感测在触摸表面102的触摸位置处的触摸表面102弹性局部形变。在触摸位置处的这种弹性局部形变具有三维形状。耦接到触摸传感器100的处理器120被构造成根据在触摸位置处的局部形变区域108的形状以电子方式确定对在触摸位置处施加的非正交力的方向。例如，处理器120被构造成接收来自传感器104的信号，并且响应触摸表面102的局部形变生成局部形变剖面130，该局部形变由于施加触摸力FT所造成。处理器120使用局部形变剖面130确定对触摸表面102施加的触摸力FT102的方向。处理器120也可被构造成确定触摸力FT的大小，并且还可被构造成确定在触摸表面102上的触摸位置。根据多种实施方案，由于施加触摸力FT所造成的形变涉及触摸传感器100的至少两个基本平行的主表面(在其他图中示出)的弹性局部形变。在其他实施方案中，由于施加触摸力FT所造成的形变涉及触摸传感器100的仅一个主表面的弹性局部形变。如将参考图2至图4并且根据一些实施方案所详细讨论的，触摸传感器100可被构造成感测第一分力和第二分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种触摸传感器，所述触摸传感器包括：第一图案化导电迹线和第二图案化导电迹线；以及光学透明的层，所述光学透明的层设置在所述第一图案化导电迹线和所述第二图案化导电迹线之间，所述触摸传感器被构造成通过确定对所述触摸传感器施加的力的特征的各向异性变化来确定所施加力的方向。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.11.21 US 61/907,3601.一种触摸传感器，所述触摸传感器包括：
第一图案化导电迹线和第二图案化导电迹线；以及
光学透明的层，所述光学透明的层设置在所述第一图案化导电
迹线和所述第二图案化导电迹线之间，所述触摸传感器被构造成通
过确定对所述触摸传感器施加的力的特征的各向异性变化来确定所
施加力的方向。
2.根据权利要求1所述的触摸传感器，其中所施加力的特征包括所述
触摸传感器与所施加力之间的接触面积。
3.根据权利要求2所述的触摸传感器，其中随着所述力沿着与所述传
感器的平面斜交的方向施加到所述触摸传感器，所述接触面积沿着
投射到所述触摸传感器上的所述斜交方向各向异性地变化。
4.根据权利要求1所述的触摸传感器，所述触摸传感器还被构造成通
过确定对所述触摸传感器施加的力的特征的各向异性变化来确定所
施加力的大小。
5.根据权利要求1所述的触摸传感器，所述触摸传感器还被构造成通
过确定所述光学透明的层的特征的各向异性变化来确定对所述触摸
传感器施加的力的方向。
6.一种装置，所述装置包括：
具有触摸表面的触摸传感器，所述触摸传感器被构造成响应对
触摸位置施加的力而以电子方式感测在所述触摸表面的触摸位置处
的弹性局部形变，在所述触摸位置处的弹性局部形变具有三维形
状；以及

【专利技术属性】
技术研发人员：伯纳德·O·吉安，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US