用于触摸控制器的力传感器接口制造技术

本发明专利技术涉及用于触摸控制器的力传感器接口。公开了一种触摸敏感装置的触摸控制器中的力传感器接口。所述力传感器接口可耦合到触摸电路以便将一个或多个力传感器与触摸敏感装置的触摸传感器集成。所述力传感器接口可包括向力传感器发送由触摸电路产生的用以驱动所述力传感器的激励信号的一个部分。所述力传感器接口还可包括从力传感器接收以供触摸电路处理的、指示被施加到触摸敏感装置的力的力信号的另一个部分。所述触摸敏感装置可使用触摸电路并发且无缝地操作力传感器和触摸传感器。

【技术实现步骤摘要】
用于触摸控制器的力传感器接口本申请要求2011年9月23日提交的美国专利申请No. 13/243,925的优先权，该 申请通过整体引用被结合于此。
本申请一般涉及输入感测，更特别地涉及将力感测与触摸感测结合。
技术介绍
许多类型的输入装置现在可用于在计算系统中执行操作，例如按钮或按键、鼠标、 迹线球、操纵杆、触摸传感面板、触摸屏等等。特别的，触摸敏感装置例如触摸屏，由于其操 作的舒适性和多功能性以及其不断下降的价格而变得越来越流行。触摸敏感装置可包括触 摸传感面板，以及在一些示例中，还包括显示装置，触摸传感器面板可以是带有触摸敏感表 面的清晰面板，显示装置例如液晶显示器(LCD)可部分或全部位于所述面板之后，以便触 摸敏感表面可覆盖显示装置的可视区域的至少一部分。触摸敏感装置可允许用户通过使用 手指、指示笔或其他物体在显示装置的情况下的需要的位置处、在显示装置显示的用户界 面(UI)指示的位置处，触摸所述触摸传感器面板来执行各种功能。通常，触摸敏感装置可 识别触摸或盘旋事件和所述事件在触摸传感器面板上的位置，然后计算系统可解释所述事 件，并在之后执行一个或多个基于所述事件的动作。除了触摸传感器面板之外，一些触摸敏感装置可包括按钮，当被用户接触时所述 按钮可使装置改变与所述按钮相关联的状态。按压或选择按钮可激活或无效装置的一些状 态。不按压或不选择按钮可使所述装置保持其当前状态。通常，触摸敏感装置可识别按钮 上的按压或力事件，然后计算系统可解释所述事件，并在之后执行一个或多个基于所述事 件的动作。多种输入机制的使用，例如触摸传感器面板和按钮，可为用户提供额外的功能。另 一方面，每个机制需要电路空间和操作电力，这不可避免地增加了装置的尺寸并降低了电 池的寿命。
技术实现思路
本专利技术涉及触摸敏感装置中的力传感器接口，其可与装置的触摸电路耦合以便将 一个或多个力传感器与触摸敏感装置的触摸传感器集成。力传感器接口可包括向力传感器 发送由触摸电路产生的用以驱动力传感器的激励信号的发送部分。力传感器接口还可包括 从力传感器接收以供触摸电路处理的、指示被施加到触摸敏感装置的力的力信号的接收部 分。本专利技术允许力传感器和触摸传感器以有效且无缝的方式并发操作。通过力传感器和触 摸传感器共享触摸电路，在不希望增加装置的尺寸和能源消耗的情况下，触摸敏感装置可 有利地具有多种输入机制，即检测触摸或盘旋事件的触摸传感器，和检测力事件的力传感 器。附图说明图1图解说明根据各种实施例的示例性触摸感测电路。图2A和2B图解说明根据各种实施例的示例性触摸敏感装置的截面图。图3A和3B图解说明根据各种实施例的可在触摸感测电路中使用的示例性触摸面 板。图4A和4B图解说明根据各种实施例的可在触摸感测电路中使用的示例性力传感器。图4C图解说明相据各种实施例的可在触摸感测电路中使用的用于力传感器的示 例性噪声模型。图4D是示出了作为根据各种实施例的可在触摸感测电路中使用的示例性力传感 器中的频率的函数的噪声的图。图5图解说明根据各种实施例的具有力传感器接口的触摸控制器的示例性发送 部分。图6图解说明根据各种实施例的具有力传感器接口的触摸控制器的另一个示例 性发送部分。图7图解说明根据各种实施例的具有力传感器接口的触摸控制器的再一个示例 性发送部分。图8图解说明根据各种实施例的具有力传感器接口的触摸控制器的示例性接收 部分。图9图解说明根据各种实施例的具有力传感器接口的触摸控制器的另一个示例 性接收部分。图10图解说明根据各种实施例的具有力传感器接口的触摸控制器的再一个示例 性接收部分。图11图解说明根据各种实施例的具有力传感器接口的触摸控制器的再一个示例 性接收部分。图12图解说明根据各种实施例的具有触摸感测电路的触摸控制器的示例性接收 部分。图13图解说明根据各种实施例的用于感测在具有力传感器接口的触摸控制器上 的力和触摸的方法。图14图解说明根据各种实施例的用于感测力和触摸的示例性计算系统。图15图解说明根据各种实施例的具有力和触摸感测能力的示例性移动电话。图16图解说明根据各种实施例的具有力和触摸感测能力的示例性数字媒体播放器。图17图解说明根据各种实施例的具有力和触摸感测能力的示例性个人计算机。具体实施方式在示例性实施例的下述描述中，参照以可实施的说明性的特定实施例方式示出的 附图。可以理解的是在未偏离各种实施例的范围的情况下，可使用其它实施例以及做出结 构性改变。本申请涉及触摸敏感装置中的力传感器接口，其可与装置的触摸电路耦合，以便 将一个或多个力传感器与装置的触摸传感器集成。所述力传感器接口可包括向力传感器发 送由触摸电路产生的用以驱动所述力传感器的激励信号的发送部分。所述接口还可包括 从力传感器接收以供触摸电路处理的、指示被施加到触摸敏感装置的力的力信号的接收部 分。通过使用触摸激励信号驱动力传感器，激励信号的调解特性可有利地减小合力信号中 的噪声。另外，通过在力传感器和触摸传感器之间共享触摸电路，可有利地减小具有单独电 路的装置上的装置能源消耗和电路空间。图1图解说明根据各种实施例的示例性触摸感测电路。在图1的示例中，触摸感 测电路100可包括具有力传感接口 112的触摸控制器110。电路100也可包括一个或多个 触摸传感器126，以及一个或多个力传感器136。触摸控制器110可耦合到触摸传感器126， 以及可产生并向触摸传感器发送激励信号106，以便驱动触摸传感器感测在触摸传感器上 触摸或盘旋的物体。在一些实施例中，触摸控制器110可向触摸传感器发送多个同时的激 励信号106以便以多激励配置同时驱动触摸传感器126。在可选实施例中，触摸控制器110 可一次发送一个激励信号106，以便以单个激励配置驱动触摸传感器126。触摸控制器110 也可从触摸传感器126接收并处理指示物体触摸或盘旋的触摸信号103。类似的，触摸控制 器110可通过力传感器接口 112耦合到力传感器136，产生并向力传感器发送激励信号106 以便驱动力传感器感测在力传感器上物体施加的力。触摸控制器110也可通过接口 112从 力传感器136接收并处理指示施加的力的力信号105。接口 112可集成到触摸控制器110 中，以便与力传感器136使用用于所有传感器无缝操作的存在的触摸感测电路，下面将详 细描述。图2A和2B图解说明可包括图1的感测电路的示例性触摸敏感装置。在图2A的 示例中，触摸敏感装置200可包括封盖240，封盖240具有物体可盘旋、触摸或按压的可触摸 表面。虽然在其他实施例中，传感器可被支撑在与封盖相邻的另一个基板上，但是装置200 也可包括位于封盖240的与可触摸表面相对的表面上的力传感器136。力传感器136可感 测物体按压可触摸表面所施加的力。装置200可进一步包括位于封盖240的与可触摸表面 相对的表面上的触摸传感器126，或者位于与封盖相邻的另一基板上。触摸传感器126可与 力传感器136相邻。在其他实施例中，触摸传感器126可围绕力传感器136。封盖240可以 是玻璃、塑料或任何能提供具有可触摸表面的实质上刚性的基板的合适材料。虽然在其他 实施例中，传感器被支撑在与封盖相邻的另一个基板上，但是在图2B的实施例中，触摸传 感器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于触摸控制器的接口，包括：位于力传感器和所述触摸控制器的第一触摸组件之间以驱动所述力传感器感测施加的力的第一部分；以及位于力传感器和所述触摸控制器的第二触摸组件之间以处理来自所述力传感器的指示所述施加的力的力信号的第二部分。

【技术特征摘要】
2011.09.23 US 13/243,9251.一种用于触摸控制器的接口，包括 位于力传感器和所述触摸控制器的第一触摸组件之间以驱动所述力传感器感测施加的力的第一部分；以及 位于力传感器和所述触摸控制器的第二触摸组件之间以处理来自所述力传感器的指示所述施加的力的力信号的第二部分。2.如权利要求1所述的接口，其中，所述第一部分包括 被配置为将所述第一触摸组件连接到所述力传感器并向所述力传感器发送来自所述第一触摸组件的激励信号以驱动所述力传感器的连接器，其中所述第一触摸组件包括触摸缓冲器。3.如权利要求1所述的接口，其中，所述第一部分包括 被配置为将所述第一触摸组件连接到所述力传感器并向所述力传感器发送来自所述第一触摸组件的激励信号的连接器； 耦合到所述第一触摸组件并被配置为从所述第一触摸组件接收激励信号并反转所述激励信号的反相器；以及 耦合到所述反相器并被配置为向所述力传感器发送反转的激励信号的力缓冲器，其中所述第一触摸组件包括触摸缓冲器，以及其中所述激励信号和所述反转的激励信号形成差分输入以驱动所述力传感器。4.如权利要求1所述的接口，其中，所述第一部分包括 耦合到所述第一触摸组件并被配置为选择来自所述第一触摸组件的激励信号以发送到所述力传感器的多路复用器； 耦合到所述多路复用器并被配置为向所述力传感器发送激励信号的第一力缓冲器； 耦合到所述多路复用器并被配置为从所述多路复用器接收激励信号并反转所述激励信号的反相器；以及 耦合到所述反相器并被配置为向所述力传感器发送所述反转的激励信号的第二力缓冲器，其中所述第一触摸组件包括激励信号产生器，以及其中所述激励信号和所述反转的激励信号形成差分输入以驱动所述力传感器。5.如权利要求1所述的接口，其中，所述第二部分包括 耦合到所述力传感器并被配置为放大所述力信号的放大器；以及 耦合到所述放大器的输出和所述第二触摸组件并被配置为补偿输出中的错误的失配电路，其中所述第二触摸组件包括滤波器。6.如权利要求5所述的接口，其中，所述放大器是差分放大器，所述差分放大器向所述失配电路输出与所述力信号相关联的第一信号，以及向所述失配电路输出与所述力信号相关联的第二信号，以及其中所述失配电路补偿所述第一信号和第二信号中的错误。7.如权利要求6所述的接口，其中，所述第二部分包括 耦合到所述差分放大器和所述失配电路并被配置为转换所述差分放大器的输出并向所述失配电路发送转换的输出以补偿所述转换的输出中的错误的转换器。8.如权利要求5所述的接口，其中，所述放大器是差分指令放大器，所述差分指令放大器包括将与所述力信号相关联的第一信号输出到所述失配电路的第一放大器，和将与所述力信号相关联的第二信号输出到所述失配电路的第二放大器，以及其中所述失配电路补偿所述第一信号和第二信号中的错误。9.如权利要求5所述的接口，其中，所述放大器是指令放大器，所述指令放大器包括输出与所述力信号相关联的第一信号的第一放大器，以及输出与所述力信号相关联的第二信号的第二放大器，以及接收所述第一信号和第二信号并将基于所述第一信号和第二信号的第三信号输出到所述失配电路的第三放大器，其中所述失配电路补偿所述第三信号中的错误。10.一种触摸控制器，包括 被配置为使用激励信号驱动触摸传感器的发送部分； 被配置为响应...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·H·克拉，E·L·肖赫特，M·P·格伦坦尔，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：