组合的力和接近感测制造技术

公开了组合的力和接近感测。一个或多个传感器可以同时感测物体在设备表面上所施加的力以及物体对于表面的接近。在一个例子中，单个传感器可以分别经由该传感器处的电阻变化和电容变化来感测力和接近两者。在另一个例子中，可以使用多个传感器，其中一个传感器可以经由电阻变化或电容变化来感测力，而另一个传感器可以经由电容变化来感测接近。

【技术实现步骤摘要】

本申请一般涉及输入感测，并且尤其涉及使用组合的力和接近感测的输入感测。
技术介绍
消费品设备中的一种最常用的输入机构是按钮，按钮在被用户接触时使得设备改变与该按钮相关联的状态。按压或选择按钮可以激活或解激活设备的某个状态，并使得相关联的动作被执行。不按压或选择按钮可以让设备处于其当前状态，而不执行相关联的动作。传统的按钮是诸如键、旋钮等之类的机械推压按钮，机械推压按钮可以由机械开关、力传感器等检测到的施加到按钮的力来激活或解激活。虽然确实会发生意外的激活，但是由于所需力的量，这些意外的激活并不频繁。随着触摸技术的到来，诸如显示在触摸感应显示器上的图形用户界面之类的虚拟按钮已经变得非常流行，并且可以由按钮处的由接近传感器检测到的触摸来激活或解激活。然而，因为虚拟按钮需要很少的力或者不需要力进行激活，所以意外的激活更加频繁，使得无意的以及有时是有害的动作在设备上执行。因此，为了使按钮恰当地操作，重要的是，正确地解释针对设备的按钮输入来指示按钮已经被有意地激活。
技术实现思路
本申请涉及组合的力和接近感测，其中，一个或多个传感器可以同时感测物体在表面上施加的力以及该物体对于该表面的接近。在一个例子中，单个传感器可以分别经由该传感器处的电阻变化和电容变化来感测力和接近。在另一个例子中，一个传感器可以经由电阻变化或电容变化来感测力，而另一传感器可以经由电容变化来感测接近。组合的力和接近感测可以与设备的输入机构(例如，虚拟按钮)一起使用。通过在设备改变状态并执行相关联的动作之前感测输入机构处的物体的力和接近，组合的力和接近感测能够有利地提高对设备上的有意接触的检测，并降低对设备上的意外接触的检测。附图说明图I示出了根据各个示例的具有组合的力和接近传感器的示例性感测设备。图2A到2E示出了根据各个示例的示例性力传感器。图3示出了根据各个示例的具有力传感器和接近传感器的示例性感测设备。图4示出了根据各个示例的具有力传感器和接近传感器的另一示例性感测设备。图5A到示出了根据各个示例的示例性接近传感器。图5E到5H示出了根据各个示例的另一示例性力传感器。图6示出了根据各个示例的具有组合的力和接近传感器的另一示例性感测设备。图7示出了根据各个示例的具有用于提供接近传感器和力传感器的柔性电路和刚性导电构件的示例性感测设备。图8示出了根据各个示例的具有用于提供接近传感器和力传感器的柔性电路和柔性导电构件的示例性感测设备。图9示出了根据各个示例的具有施加于其上的密封元件的示例性感测设备。图10示出了根据各个示例的具有用于提供接近传感器和力传感器的柔性电路和电容式电极的示例性感测设备。图11示出了根据各个示例的具有用于提供接近传感器和力传感器的柔性电路和电容式电极的另一示例性感测设备。图12示出了根据各个示例的具有用于提供接近传感器和力传感器的双柔性电路的示例性感测设备。图13示出了根据各个示例的具有布置在设备周边的周围的多个力传感器的示例性显示设备。图14示出了根据各个示例的具有位于表面中的浅凹以及用于提供组合的力和接近传感器的邻近浅凹的电容式电极的示例性感测设备。图15示出了具有多个力传感器的示例性感测设备，其中第一传感器被配置为感测力，而其它传感器被配置为感测噪声。图16示出了根据各个示例的用于感测设备处的组合的力和接近的示例性方法。图17示出了根据各个示例的用于感测组合的力和接近的示例性计算系统。图18示出了根据各个示例的具有组合的力和接近感测能力的示例性移动电话。图19示出了根据各个示例的具有组合的力和接近感测能力的示例性数字媒体播放器。图20示出了根据各个示例的具有组合的力和接近感测能力的示例性个人计算机。具体实施例方式在示例性示例的以下描述中，对附图进行了参考，在附图中，通过图示的方式示出了可以实施的具体示例。应当理解的是，在不脱离各个示例的范围的情况下，可以使用其它示例，并且可以进行结构改变。本申请涉及组合的力和接近感测，其中，一个或多个传感器可以同时感测物体在表面上所施加的力以及该物体对于该表面的接近。在一些示例中，单个传感器可以分别经由该传感器处的电阻变化和电容变化来一起感测力和接近。在一些示例中，可以同时使用多个传感器，其中，一个传感器可以经由电阻变化或电容变化来感测力，而另一传感器可以经由电容变化感测接近。这能够有利地防止设备改变状态并执行相关联的动作，除非已经同时检测到了物体的力和邻近两者。虽然本文关于用于检测力和接近的电阻式和电容式传感器来描述一些示例，但是应当理解，根据各个示例可以使用其它类型的传感器。图I示出了根据各个示例的具有组合的力和接近传感器的示例性感测设备。在图I的例子中，感测设备100可以包括具有可触摸表面的盖玻片110，其中物体可以在可触摸表面上悬停(hover over)、触摸或按压。设备100还可以包括组合的力和接近传感器120,其布置在盖玻片110的与可触摸表面相对的表面上,虽然在其它示例中，可以在邻近盖玻片的另一衬底上支持传感器120。传感器120可以感测在可触摸表面上进行推压的物体所施加的力以及该物体对于该表面的接近。在一些示例中，传感器120可以是混合电阻式-电容式传感器，例如力感应电阻器。在一些示例中，盖110可以是玻璃、塑料或者能够提供具有可触摸表面的基本刚性的衬底的任何合适的材料。传感器120可以耦合到用于驱动传感器检测施加的力、物体接近或者两者的电压源(未示出)。传感器120可以向感测电路(未示出)输出指示检测到的力或接近的感测信号，以进行处理。图2A到2E示出了可以在图I的感测设备中用于检测物体的力和接近的示例性力传感器。图2A示出了该力传感器的俯视图，在这种情况中，该力传感器可以是力感应电阻器。在图2A的例子中，力感应电阻器220可以包括紧密设置在一起的两个交错的接线225-a、225-b，但是在静止时这两个接线并不接触，虽然应当理解也可以采用其它接线配置。接线225-a可以耦合到电压源以接收电压Vi。接线225-b可以耦合到电压输出以传输电压Vo。如图2C中所示的，电阻器220还可以包括导电板222，其覆盖接线225但是在静止时不接触接线225。在没有施加力的情况下，即，在静止时，电阻器220看起来可以像是无限大的电阻器(开路)。可以将电阻器220设置在在盖玻片110的下面将被施加力的位置处。如图2D中所示，当向盖玻片110施加力时，盖玻片可以弯曲，使得导电板222类似地弯曲并推压接线225。导电板222可以在接线225-a、225-b之间形成导电桥，用以允许电压Vi所供应的电流流过电阻器220。结果，可以减小电阻器220的电阻。当施加的力增加时，电阻可以相应地减小。因而，当感测设备100的感测电路检测到电阻器220的电阻下降时，可以将该下降解释成正在向盖玻片110施加力。可以在电阻器220静止(S卩，接线处于平衡状态)时确定基准电阻，并且可以将该基准电阻与施加力时的电阻进行比较，以确定下降。在图2B的例子中，可以使用分压器200来检测电阻器220的电阻下降。分压器200可以包括电阻器220(示为Rf)，其具有电压输入Vi并耦合到另一电阻器(示为R)。分压器200可以输出电压Vo来作为对电阻下降的指示。与此同时，可以检测施加力的物体的接近。电阻器22本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组合的力和接近感测设备，包括：第一传感器，其被配置为检测物体对于所述设备的接近；第二传感器，其被配置为检测所述物体向所述设备施加的力；以及柔性电路，其包括位于所述柔性电路内的所述第一传感器，并接近所述第二传感器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：M·P·格伦坦尔，F·R·罗斯科普夫，C·T·马伦斯，S·P·霍泰玲，S·E·欧康纳，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：