[发明专利]具有力传感器响应归一化的触摸传感器，以及相关的方法和装置

说明书

本发明公开了一种触摸屏设备，该触摸屏设备包括控制器、力感测层、缓冲层和基准层。该控制器包括用于确定力感测层与基准层之间的距离的处理器。该缓冲层在力感测层和基准层之间。该缓冲层可在所选的不具有制成缓冲层的材料的位置处包括多个孔。该基准层可在所选的位置处包括多个凸起区域。

优先权声明

本专利申请根据35U.S.C.§119(e)要求2018年2月28日提交的美国专利申请序列号15/908,182的权益，该美国专利申请要求2017年3月3日提交的美国临时专利申请序列号62/466,785的优先权，其公开内容据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开一般涉及触摸传感器，并且更具体地涉及表现出归一化力传感器响应的触摸传感器，以及相关的方法和装置。

背景技术

触摸位置传感器或触摸传感器可用于检测对象的存在和位置或者对象(诸如用户的手指或触笔)在覆盖在例如显示屏上的触摸传感器的触敏区域内的接近度。在触敏显示器应用程序中，触摸位置传感器可允许用户与屏幕上显示的内容直接进行交互，而不需要通过鼠标或触控板间接地进行交互。触摸传感器可附接到更复杂的装置或被设置为更复杂装置的一部分，该更复杂装置例如为台式计算机、膝上型计算机、平板电脑、个人数字助理(PDA)、智能电话、卫星导航设备、便携式媒体播放器、便携式游戏机、互动式资讯服务站、销售时点情报系统或其他合适的设备。家用或其他设备上的控制面板可包括触摸传感器。

存在多种不同类型的触摸位置传感器，诸如(例如)电阻式触摸屏、表面声波触摸屏和电容式触摸屏。在本文中，提及触摸传感器可涵盖触摸屏，并且在适当的情况下，也可不涵盖触摸屏。当对象触摸或接近电容式触摸屏的表面时，在触摸或接近位置处触摸屏内可出现电容变化。控制器可处理该电容变化以确定其在触摸屏上的位置。

发明内容

在一个实施方案中，触摸屏设备包括：控制器，该控制器包括处理器，该处理器被配置为检测力感测层的位置与响应于启动电压与力感测层间隔开的基准层的对应位置之间的电容；以及缓冲层，该缓冲层在力感测层和基准层之间并且缓冲层包括泡沫材料，该泡沫材料被配置为在所施加的力下压缩并且在释放所施加的力时朝原始厚度膨胀。

在另一个实施方案中，装置包括力感测层、与力感测层间隔开且对齐的基准层、力感测层和基准层之间的区域内的电极位置、以及力感测层和基准层之间的缓冲层。基准层和缓冲层中的至少一者被配置为：当在电极位置处施加电压时，响应于施加的给定虚拟或物理力，基本上归一化在该区域内的电极位置处的电容。

在另一个实施方案中，触摸屏设备包括：控制器，该控制器包括处理器，该处理器被配置为检测力感测层的位置与响应于启动电压与力感测层间隔开的基准层的对应位置之间的电容；以及缓冲层，该缓冲层在力感测层和基准层之间，其中基准层包括外周边区域和中心区域，其中基准层包括离散的、横向间隔的凸起区域，并且其中凸起区域中的每个凸起区域具有高度，并且凸起区域的密度和凸起区域的高度中的一者或多者在靠近缓冲层的外周边区域处与在靠近缓冲层的中心区域处有所不同。

在另一个实施方案中，操作触摸屏组件的方法包括：将力施加到触摸屏上的不同位置；以及基本上线性化对不同位置处施加的力的电容响应。

附图说明

参考以下结合附图进行的描述，以更完整地理解本公开及其优点，在附图中：

图1示出了根据本公开的某些实施方案的具有控制器的触摸传感器；

图2示出了根据本公开的某些实施方案的具有触摸感测能力的设备；

图3A和图3B示出了根据本公开的某些实施方案的具有触摸感测能力的设备的缓冲层；

图4示出了根据本公开的某些实施方案的具有触摸感测能力的设备的基准层；