[实用新型]具有力传感器的电子设备

说明书

技术领域

本文描述的实施例一般地涉及集成到设备中的力传感器，并且更具体地，涉及利 用电容间隙传感器检测触摸的力的位置和强度。

背景技术

一些电子设备包括用于接收来自用户输入的触敏表面。一些传统的触摸设备能够 检测到外部表面上触摸的存在或甚至位置。为了检测到触摸，一个或多个传感器电极通常 被放置在靠近触敏表面。但是，许多传统的触摸设备不能检测或测量设备上触摸的力的强 度。因此，由一些传统触摸传感器提供的输出是二进制的，就像许多当前对计算设备的输入 一样。即，触摸存在还是不存在。由于二进制输入只能占有两种状态(存在或不存在，开或关 闭，等等)，它们固有地就是有局限的。

在许多例子中，还检测和测量施加到表面的触摸的力会是有利的。此外，如果力可 以跨连续的值进行测量，那么它可以用作非二进制的输入。而且，触摸输入和力输入的组合 会比只使用其中一种能提供某些优点。

因此，对能够检测和传递施加在一个或多个用户触摸位置的力的改进的输入表 面，会存在当前的需要。

实用新型内容

本文描述的实施例会涉及、包括或采用用于用作对电子设备的输入的力传感器和 力感测结构的形式。一般地，用户触摸事件可以利用适于确定触摸事件的力的强度的力传 感器在显示器、外壳或与电子设备相关联的其它表面上被感测到。对应于力的强度的传感 器输出，可以用作输入信号、输入数据或对电子设备的其它输入信息。

一种实施例涉及一种具有力传感器的电子设备，特征在于，所述力传感器包括：构 成所述电子设备的外部表面的一部分的力接收表面；布置在所述力接收表面下面的具有表 面的第一基板；布置在所述第一基板的所述表面上的第一电极阵列；通过间隙与所述第一 基板分开的第二基板；布置在所述第一基板和第二基板之间的所述间隙中的柔性介质；及 布置在所述第二基板上的至少一个第二电极，其中所述第一基板配置为当力施加到所述力 接收表面时在局部区域上相对于所述第二基板偏斜。

在一个示例中，所述传感器还包括：操作上连接到所述第一电极阵列和所述至少 一个第二电极的电容监控电路，其中：所述电容监控电路被配置为检测和测量所述第一电 极阵列中的第一电极与所述至少一个第二电极之间的电容变化；并且所述电容监控电路被 配置为产生可用来计算施加到所述力接收表面的估计的力的输出。

在一个示例中，所述第二基板配置为当所述力施加到所述力接收表面时偏斜。

在一个示例中，当力施加到所述力接收表面时，所述第一基板和第二基板之间的 间隙在远离所述局部区域的区域上基本上保持均匀。

在一个示例中，所述柔性介质在所述局部区域内移位，以允许所述第一基板相对 于所述第二基板偏斜。

在一个示例中，所述第一基板、第二基板和柔性介质从耦合到所述力接收表面的 组件悬挂下来。

在一个示例中，所述第二基板经所述柔性介质和第一基板附连到所述设备，其中 所述第二基板基本上不被所述除柔性介质和第一基板之外的其它组件支撑。

在一个示例中，布置在所述第一基板和所述力接收表面之间的显示器。

在一个示例中，所述第一基板耦合到所述显示器的下部表面。

在一个示例中，所述显示器附连到所述电子设备的外壳，并且其中所述第一基板 附连到所述显示器且基本上不被除所述显示器之外的其它组件支撑。

在一个示例中，所述电子设备还包括：布置在所述第二基板下面的显示器，其中所 述第一基板和第二基板由透明材料构成，并且所述柔性介质具有基本上与所述第一基板和 第二基板的光学指数匹配的光学指数。

在一个示例中，所述第一基板和第二基板由玻璃材料构成。

在一个示例中，所述柔性介质是硅凝胶。

在一个示例中，所述柔性介质包括硅树脂结构和液体介质。

在一个示例中，所述柔性介质包括聚乙二醇液体材料。

在一个示例中，所述第一电极阵列包括具有基本上矩形形状的上部像素电极阵 列，并且所述至少一个第二电极是具有基本上矩形形状的下部像素电极阵列的一部分。

在一个示例中，所述第一电极阵列包括沿第一方向延伸的上部行电极阵列，并且 所述至少一个第二电极是沿横贯所述第一方向的第二方向延伸的下部列电极阵列的一部 分。