【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】人机界面系统
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2020年7月3日提交的63/048,071的优先权，该63/048,071通过该引用以其整体并入。
[0003]本申请是2021年3月3日提交的美国专利申请第17/191,631号的部分继续申请，该美国专利申请第17/191,631号要求于2020年3月3日提交的美国临时专利申请第62/984,448号、2020年6月17日提交的美国临时专利申请第63/040,433号和2020年8月7日提交的美国临时专利申请第63/063,168号的权益，这些申请中的每一个都通过该引用以其整体并入。
[0004]本申请是2020年11月6日提交的美国专利申请第17/092,002号的部分继续申请，该美国专利申请第17/092,002号是2019年3月8日提交的美国专利申请第16/297,426号的继续申请，该美国专利申请第16/297,426号要求2018年3月8日提交的美国临时申请第62/640,138号的权益，这些申请中的每一个都通过该引用以其整体并入。
[0005]美国专利申请第16/297,426号也是2017年12月18日提交的美国专利申请第15/845,751号的部分继续申请，该美国专利申请第15/845,751号是2017年3月31日提交的美国专利申请第15/476,732号的部分继续申请，该美国专利申请第15/476,732号要求2016年3月31日提交的美国临时申请第62/316,417号和2016年5月31日提交的美国临时申请第62/343,...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种系统，包括：衬底，所述衬底限定整体结构并且包括：第一层，所述第一层：包括第一螺旋迹线，所述第一螺旋迹线：在第一方向上盘绕；以及限定第一端和第二端；以及第二层，所述第二层：被布置在所述第一层下方；以及包括第二螺旋迹线，所述第二螺旋迹线：在与所述第一方向相反的第二方向上盘绕；限定第三端和第四端，所述第三端电耦合到所述第一螺旋迹线的所述第二端；以及与所述第一螺旋迹线协作以形成限定主轴线和次轴线的多层电感器；第一磁性元件，所述第一磁性元件：被布置在所述衬底下方；限定面向所述多层电感器的第一极性；沿着所述多层电感器的所述主轴线延伸；以及被布置在所述多层电感器的所述主轴线的第一侧上；第二磁性元件，所述第二磁性元件：被布置在所述衬底下方，与所述第一磁性元件相邻；限定面向所述多层电感器的、与所述第一极性相反的第二极性；沿着所述多层电感器的所述主轴线延伸；以及被布置在所述多层电感器的所述主轴线的第二侧上；以及控制器，所述控制器被配置成响应于被布置在所述衬底上方的触摸传感器表面上的输入，在触觉反馈周期期间驱动所述多层电感器两端的振荡电压，以：诱发所述多层电感器与所述第一磁性元件和所述第二磁性元件之间的交变磁耦合；以及使所述衬底相对于所述第一磁性元件和所述第二磁性元件振荡。2.根据权利要求1所述的系统，还包括：偏转间隔件集合，所述偏转间隔件集合中的每个偏转间隔件被布置在离散偏转间隔件位置集合中的一个离散偏转间隔件位置上方，所述离散偏转间隔件位置集合在所述第一层下方的所述衬底的底表面上；以及弹簧元件阵列，所述弹簧元件阵列：将所述偏转间隔件集合耦合到计算设备的底盘；将所述衬底支撑在所述底盘上；以及被配置成响应于所述多层电感器两端的振荡电压而在所述触觉反馈周期期间顺从于所述衬底的振荡。3.根据权利要求2所述的系统：还包括整体金属结构，所述整体金属结构：被布置在所述衬底和所述底盘之间；
限定所述多层电感器下方的孔径；以及包括挠曲件集合，所述挠曲件集合围绕所述孔径布置并限定所述弹簧元件阵列；并且所述系统还包括磁轭，所述磁轭被布置在所述整体金属结构的孔径中；并且其中，所述第一磁性元件和所述第二磁性元件被布置在所述多层电感器下方的所述磁轭上。4.根据权利要求2所述的系统：其中，所述衬底还包括：底层，所述底层：与所述第一层相对地布置在所述第二层下方；以及包括传感器迹线集合，所述传感器迹线集合被布置在所述离散偏转间隔件位置集合处；其中，所述偏转间隔件集合中的每个偏转间隔件包括响应于施加的力的变化而表现出局部接触电阻变化的力敏材料；并且其中，所述控制器被配置成：从所述传感器迹线集合读取电阻值；基于从所述传感器迹线集合读取的电阻值，解释施加到所述触摸传感器表面的所述输入的力大小；以及响应于所述输入的力大小超过阈值力，在所述触觉反馈周期期间驱动所述多层电感器两端的振荡电压。5.根据权利要求4所述的系统：其中，所述弹簧元件阵列包括整体金属结构，所述整体金属结构被布置在所述衬底和所述底盘之间并限定标称平面；其中，所述弹簧元件阵列中的每个弹簧元件：形成在所述整体金属结构中；限定台，所述台与所述衬底的底层相对地耦合到所述偏转间隔件集合中的偏转间隔件；以及被配置成响应于没有输入被施加到所述触摸传感器表面而朝向所述标称平面返回；并且其中，所述偏转间隔件集合中的每个偏转间隔件将所述传感器迹线集合中的相邻传感器迹线电耦合，其中电阻根据施加到所述触摸传感器表面并被传送到所述偏转间隔件中的力的大小而变化。6.根据权利要求4所述的系统：其中，所述弹簧元件阵列中的第一弹簧元件顺从于在第一时间施加到所述触摸传感器表面的靠近所述第一弹簧元件的第一区域的输入；其中，所述偏转间隔件集合中的第一偏转间隔件：在所述第一弹簧元件和在所述衬底的底层上的所述支撑位置阵列中的第一支撑位置之间压缩；以及表现出与所述输入的力大小成比例的局部接触电阻的降低；并且其中，所述控制器被配置成：
检测与所述第一偏转间隔件相邻的第一传感器迹线上的电阻值在所述第一时间的第一变化；以及基于电阻值的所述第一变化，解释部分地由所述第一弹簧元件承载的所述输入的力大小。7.根据权利要求2所述的系统：其中，所述衬底还包括：底层，所述底层：与所述第一层相对地布置在所述第二层下方；以及包括传感器迹线集合，所述传感器迹线集合被布置在所述离散偏转间隔件位置集合处；所述系统还包括连接板，所述连接板被配置成：与所述弹簧元件阵列相邻地耦合到所述底盘；以及响应于所述衬底朝向所述连接板的位移而影响所述传感器迹线集合的电容值；并且其中，所述控制器还被配置成：从所述传感器迹线集合读取电容值；基于从所述传感器迹线集合读取的电容值，解释施加到所述触摸传感器表面的所述输入的力大小；以及响应于所述输入的力大小超过阈值力，在所述触觉反馈周期期间驱动所述多层电感器两端的振荡电压。8.根据权利要求4所述的系统，其中，所述控制器被配置成：在第一时间段期间以扫描频率从所述传感器迹线集合读取电容值；基于在所述第一时间段期间从所述驱动和感测电极对读取的电容值，解释施加到所述触摸传感器表面的所述输入的力大小；响应于所述输入的力大小超过所述阈值力：在所述第一时间段之后，在所述触觉反馈周期期间驱动所述多层电感器两端的振荡电压；以及在所述触觉反馈周期期间暂停从所述驱动和感测电极对集合读取电值；以及在完成所述触觉反馈周期后，恢复从所述传感器迹线读取电容值。9.根据权利要求7所述的系统：其中，所述弹簧元件阵列和所述连接板包括整体金属结构，所述整体金属结构：被布置在所述衬底和所述底盘之间；限定标称平面；以及限定与所述离散偏转间隔件位置集合相邻的电容耦合区域阵列；其中，所述弹簧元件阵列中的每个弹簧元件：形成在所述整体金属结构中；从所述电容耦合区域阵列中的一个电容耦合区域延伸；以及被配置成响应于没有输入被施加到所述触摸传感器表面而朝向所述标称平面返回；并且其中，所述传感器迹线集合中的每个传感器迹线：
电容耦合到所述整体金属结构的所述电容耦合区域阵列中的相邻电容耦合区域；以及响应于在所述触摸传感器表面上的靠近所述传感器迹线的输入的施加，朝向所述相邻电容耦合区域移动。10.根据权利要求7所述的系统：其中，所述弹簧元件阵列中的第一弹簧元件顺从于在第一时间施加到所述触摸传感器表面的靠近所述第一弹簧元件的第一区域的触摸输入；其中，所述传感器迹线阵列中与所述触摸传感器表面的所述第一区域相邻的第一传感器迹线朝向所述电容耦合区域阵列中的第一电容耦合区域移动与所述输入的力大小成比例的距离；并且其中，所述控制器被配置成：检测所述第一传感器迹线的电容值在所述第一时间的第一变化；以及基于电容值的所述第一变化解释所述输入的力大小。11.根据权利要求1所述的系统：还包括布置在所述衬底上方的触摸屏，并且所述触摸屏包括：数字显示器；布置在整个所述显示器上的触摸传感器；以及覆盖层，所述覆盖层布置在所述显示器上方并限定所述触摸传感器表面；并且其中，所述控制器被配置成响应于所述触摸屏检测到所述触摸传感器表面上的输入，在所述触觉反馈周期期间驱动所述多层电感器两端的振荡电压。12.根据权利要求1所述的系统：其中，所述衬底还包括顶层，所述顶层：与所述第二层相对地布置所述第一层上方；以及包括驱动和感测电极对阵列；所述系统还包括覆盖层，所述覆盖层被布置在所述顶层上方并限定所述触摸传感器表面；并且其中，所述控制器被配置成：从所述驱动和感测电极对集合读取电值集合；基于所述电值集合检测所述触摸传感器表面上的所述输入；以及响应于所述触摸传感器表面上的所述输入，在所述触觉反馈周期期间驱动所述多层电感器两端的振荡电压。13.根据权利要求12所述的系统：其中，所述控制器被配置成：从所述驱动和感测电极对集合读取表示驱动和感测电极对之间的电容耦合的所述电值集合；以及基于所述电值集合中的电值子集与靠近所述触摸传感器表面上的第一位置的驱动和感测电极对子集上的基线电容值的偏差，检测所述第一位置处的输入；并且所述系统还包括中间层，所述中间层：被插入在所述顶层和所述第一层之间；以及包括限定电屏蔽件的连续迹线区域，所述电屏蔽件被配置成在由所述控制器用振荡电
压驱动所述多层电感器时，使所述驱动和感测电极对集合被屏蔽免受由所述多层电感器生成的电噪声的影响。14.根据权利要求1所述的系统：其中，所述第一螺旋迹线限定第一平面线圈，所述第一平面线圈在所述第一层内在顺时针方向上向内螺旋；并且其中，所述第二螺旋迹线限定第二平面线圈，所述第二平面线圈在所述第二层内在逆时针方向上向外螺旋，并与所述第一螺旋迹线协作，以使电流围绕所述多层电感器的中心在公共方向上通过。15.根据权利要求1所述的系统：其中，所述第一螺旋迹线限定第一平面线圈，所述第一平面线圈在所述第一层内从所述第一端向外螺旋到所述第二端，所述第二端终止于所述第一螺旋迹线的外围；其中，所述第二螺旋迹线限定第二平面线圈，所述第二平面线圈在所述第二层内从所述第三端向内螺旋到所述第四端，所述第四端在所述第二螺旋迹线的中心附近终止，所述第三端在所述第二螺旋迹线的外围附近耦合到所述第二端；其中，所述第一层还包括限定第三平面线圈的第三螺旋迹线，所述第三螺旋迹线：包括第五端和第六端；平行于所述第一螺旋迹线；以及在所述第一层内从所述第五端向内螺旋到所述第六端，所述第六端在所述第二螺旋迹线的中心附近终止并耦合到所述第一螺旋迹线的所述第一端，所述第六端终止于所述第一螺旋迹线的外围处；并且其中，所述控制器响应于所述触摸传感器表面上的所述输入，在所述触觉反馈周期期间驱动跨所述第三螺旋迹线的所述第六端和所述第二螺旋迹线的所述第四端的振荡电压。16.根据权利要求1所述的系统：其中，所述第一层还包括第三螺旋迹线，所述第三螺旋迹线：与所述第一螺旋迹线相邻；在所述第二方向上盘绕；以及限定第五端和第六端，所述第五端电耦合到所述第一螺旋迹线的第一端；其中，所述第二层还包括第四螺旋迹线，所述第四螺旋迹线：与所述第二螺旋迹线相邻；在所述第一方向上盘绕；限定第七端和第八端，所述第七端电耦合到所述第三螺旋迹线的第六端；以及与所述第一螺旋迹线、所述第二螺旋迹线和所述第三螺旋迹线协作以形成所述多层电感器；并且其中，所述控制器被配置成响应于所述触摸传感器表面上的所述输入，驱动跨所述第二螺旋迹线的所述第四端和所述第四螺旋迹线的所述第八端的振荡电压，以：诱发所述多层电感器与所述第一磁性元件和所述第二磁性元件之间的交变磁耦合；以及使所述衬底相对于所述第一磁性元件和所述第二磁性元件振荡。17.根据权利要求1所述的系统：
其中，所述衬底还包括：第三层，所述第三层：与所述第一层相对地布置在所述第二层下方；以及包括第三螺旋迹线，所述第三螺旋迹线：在所述第一方向上盘绕；以及限定第五端和第六端，所述第五端电耦合到所述第二螺旋迹线的所述第四端；以及底层，所述底层：与所述第二层相对地布置在所述第三层下方；以及包括第四螺旋迹线，所述第四螺旋迹线：在所述第二方向上盘绕；限定第七端和第八端，所述第七端电耦合到所述第三螺旋迹线的所述第六端；以及与所述第一螺旋迹线、所述第二螺旋迹线和所述第三螺旋迹线协作以形成所述多层电感器；并且其中，所述控制器被配置成响应于所述触摸传感器表面上的所述输入，驱动跨所述第一螺旋迹线的所述第一端和所述第四螺旋迹线的所述第八端的振荡电压，以：诱发所述多层电感器与所述第一磁性元件和所述第二磁性元件之间的交变磁耦合；以及使所述衬底和所述覆盖层相对于所述第一磁性元件和所述第二磁性元件振荡。18.一种系统，包括：衬底，所述衬底限定整体结构并且包括：第一层，所述第一层包括第一螺旋迹线，所述第一螺旋迹线：在第一方向上盘绕；以及限定第一端和第二端；底层，所述底层：被布置在所述第一层下方；以及包括第二螺旋迹线，所述第二螺旋迹线：在与所述第一方向相反的第二方向上盘绕；限定第三端和第四端，所述第三端电耦合到所述第一螺旋迹线的所述第二端；以及与所述第一螺旋迹线协作以形成限定主轴线的多层电感器；偏转间隔件集合，所述偏转间隔件集合中的每个偏转间隔件被布置在所述衬底的底层上的离散偏转间隔件位置集合中的一个离散偏转间隔件位置上方；弹簧元件阵列，所弹簧元件阵列：将所述偏转间隔件集合耦合到计算设备的底盘；将所述衬底支撑在所述底盘上；以及被配置成顺从于所述衬底的振荡；第一磁性元件，所述第一磁性元件：被布置在所述衬底下方的所述底盘中；限定面向所述多层电感器的第一极性；以及平行于所述多层电感器的所述主轴线延伸；以及
控制器，所述控制器被配置成响应于被布置在所述衬底上方的触摸传感器表面上的输入，在触觉反馈周期期间驱动所述多层电感器两端的振荡电压，以：诱发所述多层电感器与所述第一磁性元件之间的交变磁耦合；以及使所述衬底相对于所述第一磁性元件并抵靠所述弹簧元件集合振荡。19.根据权利要求18所述的系统，其中，所述衬底还包括底层，所述底层：与所述底层相对地布置在所述第一层上方；以及包括第三螺旋迹线，所述第三螺旋迹线：在所述第二方向上盘绕；限定第五端和第六端，所述第五端电耦合到所述第一螺旋迹线的所述第一端；以及与所述第一螺旋迹线和所述第二螺旋迹线协作以形成所述多层电感器。20.根据权利要求18所述的系统：其中，所述底层还包括传感器迹线集合，所述传感器迹线集合被布置在所述离散偏转间隔件位置集合处；所述系统还包括连接板，所述连接板被配置成：与所述弹簧元件阵列相邻地耦合到所述底盘；以及响应于所述衬底朝向所述连接板的位移而影响所述传感器迹线集合的电容值；并且其中，所述控制器还被配置成：从所述传感器迹线集合读取电容值；基于从所述传感器迹线集合读取的电容值，解释施加到所述触摸传感器表面的所述输入的力大小；以及响应于所述输入的力大小超过阈值力，在所述触觉反馈周期期间驱动所述多层电感器两端的振荡电压。21.一种系统，包括：衬底，所述衬底限定整体结构并且包括：顶层，所述顶层包括驱动和感测电极对阵列；第一层，所述第一层：被布置在所述顶层下方；以及包括第一螺旋迹线，所述第一螺旋迹线：在第一方向上盘绕；以及限定第一端和第二端；以及第二层，所述第二层：与所述顶层相对地布置在所述第一层下方；以及包括第二螺旋迹线，所述第二螺旋迹线：在与所述第一方向相反的第二方向上盘绕；限定第三端和第四端，所述第三端电耦合到所述第一螺旋迹线的所述第二端；以及与所述第一螺旋迹线协作以形成限定主轴线和次轴线的多层电感器；覆盖层，所述覆盖层被布置在所述顶层上方并限定触摸传感器表面；第一磁性元件，所述第一磁性元件：被布置在所述衬底下方；
限定面向所述多层电感器的第一极性；沿着所述多层电...
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