[发明专利]具有力感测的集成可变形电极结构的输入装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年9月21日提交的美国非临时专利申请No.13/238783的优先权。

技术领域

一般来说，本发明涉及电子装置，更具体来说，涉及输入装置、例如接近传感器装置和力传感器装置。

背景技术

接近传感器装置(通常又称作触摸传感器装置)广泛用于各种电子系统中。接近传感器装置通常包括经常通过表面来区分的感测区，其中能够检测输入物体。示例输入物体包括手指、触控笔等。接近传感器装置能够利用基于电容、电阻、电感、光、声和/或其它技术的一个或多个传感器。此外，接近传感器装置可确定感测区中的单个输入物体或者同时在传感器区中的多个输入物体的存在、位置和/或运动。

接近传感器装置能够用来实现对关联电子系统的控制。例如，接近传感器装置常常用作较大计算系统的输入装置，较大计算系统包括：笔记本计算机和台式计算机。接近传感器装置也常常用于较小系统中，包括：手持系统，例如个人数字助理(PDA)、远程控件；以及通信系统，例如无线电话和文本消息传递系统。接近传感器装置越来越多地用于媒体系统(例如CD、DVD、MP3、视频或其它媒体记录器或播放器)中。接近传感器装置能够是计算系统的整体部分或者外设，接近传感器装置与计算系统交互。

在过去，一些接近传感器采用检测和确定施加到传感器表面的力的附加能力来实现。例如，通过测量增加的电容(其是在将手指压在表面上时的增加接触面积的结果)进行外加力的估计。遗憾的是，当使用这些技术来估计外加力时，这些接近传感器的一些实现具有有限精度。由于有问题的精度，这类传感器在使用这种所确定力作为确定用户输入的基础方面通常具有有限能力。这限制接近传感器装置用作输入装置的灵活性。因此，需要接近传感器装置的改进，以及具体来说是接近传感器装置确定和响应外加力的指示的能力的改进。

通过以下与附图和上述技术领域及背景结合的详细描述和所附权利要求书，其它期望特征和特性将变得显而易见。

发明内容

提供促进改进的输入装置性能的装置和方法。该装置和方法利用设置在第一衬底上的第一电极和第二电极以及可变形电极结构。可变形电极结构重叠第一电极和第二电极，以限定第一电极与第二电极之间的可变电容，该可变电容随可变形电极结构的变形而变化。可变形电极结构包括间隔组件，其配置成提供可变形电极结构与第一电极和第二电极之间的间隔。最后，传输组件配置成使得偏置传输组件使可变形电极结构变形并且改变可变电容。可变电容的测量能够用来确定与偏置传输组件的力有关的力信息。

在另一个实施例中，该装置和方法利用设置在第一衬底上的发射器电极和接收器电极以及可变形电极结构。可变形电极结构重叠发射器电极和接收器电极的至少一部分，以限定发射器电极与接收器电极之间的可变电容，该可变电容随可变形电极结构的变形而变化。

在一些实施例中，可变形电极结构包括间隔组件以及传输组件。间隔组件是可变形电极结构的一部分，并且配置成提供可变形电极结构与发射器电极和接收器电极之间的间隔。另外，在一些实施例中，传输组件也是可变形电极结构的一部分，并且配置成使得偏置传输组件的力使可变形电极结构相对于发射器和接收器电极变形并且改变可变电容。可变电容的测量能够用来确定与偏置传输组件的力有关的力信息。

在一些实施例中，处理系统在通信上耦合到可变形电极以及第一和第二电极，其中处理系统配置成确定可变电容的电容值，并且从电容值来确定力信息。

在一个具体实施例中，输入装置和方法采用电容传感器电极来实现。在这种实施例中，电容传感器电极可配置成确定处于感测区中的物体的位置信息。在各个实现中，电容传感器电极可在第一衬底或者其它衬底上实现。这些实现提供在接近传感器与力传感器之间共享组件的潜在优点。换句话说，这些实现允许力感测以较低附加成本和复杂度来添加到接近传感器。

因此，各个实施例通过促进一个或多个输入物体的力信息的确定，来提供改进的输入装置性能。

附图说明

下面将结合附图来描述本发明的优选示范实施例，其中，相似的标号表示相似的元件，以及附图包括：

图1A-C是按照本发明的一个实施例的力传感器的截面侧视图和顶视图；

图2A-B是按照本发明的一个实施例的力传感器的截面侧视图和顶视图；

图3A-B是按照本发明的实施例的力传感器的截面侧视图；

图4是按照本发明的一个实施例的力传感器的截面侧视图；

图5是按照本发明的一个实施例的力传感器的截面侧视图；