本發(fā)明一般涉及電子裝置，并且更特別地，涉及傳感器裝置以及使用傳感器裝置來產(chǎn)生用戶接口輸入。

背景技術：

包括接近傳感器裝置（通常也被稱為觸摸板或觸摸傳感器裝置）的輸入裝置被廣泛地使用在各種各樣的電子系統(tǒng)中。接近傳感器裝置典型地包括常常由表面區(qū)分的感測區(qū)域，在其中所述接近傳感器裝置確定一個或更多輸入對象的存在、位置和/或運動。接近傳感器裝置可以被用于提供針對所述電子系統(tǒng)的接口。例如，接近傳感器裝置常常被用作針對較大的計算系統(tǒng)的輸入裝置（諸如被集成在筆記本或臺式計算機中或者外接至筆記本或臺式計算機的不透明的觸摸板）。接近傳感器裝置也常常被使用在較小的計算系統(tǒng)（諸如被集成在蜂窩電話中的觸摸屏）中。

所述接近傳感器裝置可以被用來實現(xiàn)相關聯(lián)的電子系統(tǒng)的控制。例如，接近傳感器裝置常常被用作針對較大的計算系統(tǒng)的輸入裝置，包括：筆記本計算機和臺式計算機。接近傳感器裝置也常常被用在較小的系統(tǒng)中，包括：手持系統(tǒng)（諸如個人數(shù)字助理（pdas）、遠程控制器），以及通信系統(tǒng)（諸如無線電話和文本消息系統(tǒng)）。增進地，接近傳感器裝置被使用在介質(zhì)系統(tǒng)中，諸如cd、dvd、mp3、視頻或其他媒體記錄器或播放器。所述接近傳感器裝置可以被集成至或外接至該接近傳感器裝置與其交互的計算系統(tǒng)。

除了確定與所述輸入裝置的感測區(qū)域交互的輸入對象的位置信息之外，一些輸入裝置也具有檢測所施加的力的能力。然而，當前已知的力/觸摸輸入裝置在如下這樣的它們的能力方面是受限的：準確地、重復地、并且一致地確定在其處施加力的位置和/或強度。這限制了當前已知的力啟用的輸入裝置的靈活性和可用性。因此，需要解決這些限制的經(jīng)改進的力增強的輸入裝置。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實施例提供了有助于經(jīng)改進的裝置可用性的裝置和方法。通過使用具有通孔的z-傳感器層、以及具有覆蓋在所述z-傳感器層上的凸起的結(jié)構（小塊）的彈性拉伸層（其中所述小塊背對所述通孔），所述裝置和方法提供了經(jīng)改進的用戶接口功能性。每個小塊的中心線與每個通孔的中心線對齊以允許小塊在z方向上移動來實現(xiàn)響應于所施加的力的一致的局部偏轉(zhuǎn)。因此，與坐標定位相關聯(lián)的力數(shù)據(jù)可以被內(nèi)推以準確地確定所述坐標位置和/或施加所述力的輸入對象的量值。

附圖說明

將結(jié)合附圖在下文中描述本發(fā)明的優(yōu)選的示例性實施例，在其中同樣的標號表示同樣的元件，以及：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的包括輸入裝置和處理系統(tǒng)的示例性電子系統(tǒng)的框圖；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性處理系統(tǒng)的示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實施例的力啟用的傳感器層疊的示意橫截面圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的實施例的小塊和通孔對齊的俯視圖；以及

圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的圖3的所述輸入裝置的橫截面圖，所述輸入裝置包括用以促進面向上的小塊相對于穿過下面的孔的對齊的面向下的小塊。

具體實施方式

下面的詳細的描述在本質(zhì)上僅僅是示例性的，并且不是意在限制本發(fā)明或本發(fā)明的應用和用途。此外，不存在受在前述的技術領域、背景技術、發(fā)明內(nèi)容或下面的詳細描述中呈現(xiàn)的任何明示的或暗示的理論的約束的意圖。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)至附圖，圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性輸入裝置100的框圖。所述輸入裝置100可以被配置成向電子系統(tǒng)（沒有被顯示）提供輸入。如在此文件中所使用的，術語“電子系統(tǒng)”（或“電子裝置”）廣義上指的是能夠電子地處理信息的任何系統(tǒng)。電子系統(tǒng)的一些非限制性實例包括所有尺寸和形狀的個人計算機，諸如臺式計算機、膝上型計算機、上網(wǎng)本計算機、平板電腦、網(wǎng)絡瀏覽器、電子書閱讀器和個人數(shù)字助理（pdas）。附加的實例電子系統(tǒng)包括復合輸入裝置，諸如包括輸入裝置100和獨立的操縱桿或按鍵開關的物理鍵盤。另外的實例電子系統(tǒng)包括外圍設備，諸如數(shù)據(jù)輸入裝置（包括遠程控制器和鼠標）和數(shù)據(jù)輸出裝置（包括顯示屏和打印機）。其它實例包括遠程終端、信息站和視頻游戲機（例如，視頻游戲控制臺、便攜式游戲裝置等等）。其它實例包括通信裝置（包括蜂窩電話，諸如智能電話）和媒體裝置（包括記錄器、編輯器和播放器，諸如電視、機頂盒、音樂播放器、數(shù)字相框和數(shù)字照相機）。此外，所述電子系統(tǒng)可以是對所述輸入裝置而言的主機或從屬設備。

所述輸入裝置100可以被實現(xiàn)為所述電子系統(tǒng)的物理部分，或者可以與所述電子系統(tǒng)在物理上分離。視情況而定，所述輸入裝置100可以使用下列中的任何一個或多個與所述電子系統(tǒng)的多個部分通信：總線、網(wǎng)絡和其它有線或無線互連。實例包括i²c、spi、ps/2、通用串行總線（usb）、藍牙、rf和irda。

在優(yōu)選的實施例中，所述輸入裝置100被實現(xiàn)為包括處理系統(tǒng)110和感測區(qū)域120的力啟用的觸摸板系統(tǒng)。感測區(qū)域120（也常常被稱為“觸摸板”）被配置為感測由所述感測區(qū)域120中的一個或多個輸入對象140提供的輸入。實例輸入對象包括手指、拇指、手掌、以及觸筆。所述感測區(qū)域120被示意性地示出為矩形；然而，應被理解的是：所述感測區(qū)域可以具有任何方便的形式并且按照在所述觸摸板的表面上和/或否則與所述觸摸板相集成的任何所期望的布置。

感測區(qū)域120可以包括所述輸入裝置100之上（例如，懸?。⒅車?、之中和/或附近的任何空間，在其中所述輸入裝置100能夠檢測用戶輸入（例如，由一個或更多輸入對象140提供的用戶輸入）。特定的感測區(qū)域的大小、形狀和位置可以隨實施例的不同而顯著地變化。在一些實施例中，所述感測區(qū)域120沿一個或更多方向從所述輸入裝置100的表面延伸到空間中，直至信噪比阻止了足夠準確的對象檢測。在各種實施例中，此感測區(qū)域120沿特定的方向延伸至其的距離可以是大約小于一毫米、數(shù)毫米、數(shù)厘米或更大，并且可以隨著所使用的感測技術的類型和所期望的精確度而顯著地變化。因此，一些實施例感測輸入，其包括：與所述輸入裝置100的任何表面不接觸、與所述輸入裝置100的輸入表面（例如，觸摸表面）接觸、與和一些量的作用力或壓力相耦合的所述輸入裝置100的輸入表面接觸、和/或其組合。在各種實施例中，輸入表面可以由所述傳感器電極駐留在其內(nèi)的殼體的表面、由被施加在所述傳感器電極或任何殼體之上的面板等等提供。在一些實施例中，所述感測區(qū)域120在被投影到所述輸入裝置100的輸入表面上時具有矩形形狀。

所述輸入裝置適合于通過促進響應于所感測的對象的位置和由這樣的對象所施加的力的數(shù)據(jù)錄入來提供用戶接口功能性。特別地，所述處理系統(tǒng)被配置為確定由所述感測區(qū)域中的傳感器感測的針對對象的位置信息。此位置信息隨后可以由所述系統(tǒng)使用以提供用戶接口功能性的寬的范圍。此外，所述處理系統(tǒng)被配置為根據(jù)由（一個或多個）傳感器確定的力的測量值而確定針對對象的力信息。此力信息隨后也可以由所述系統(tǒng)使用以提供用戶接口功能性的寬的范圍，例如，通過響應于由所述感測區(qū)域中的對象施加的力的不同等級而提供不同的用戶接口功能。此外，所述處理系統(tǒng)可以被配置為確定針對在所述感測區(qū)域中感測到的多于一個對象的輸入信息。輸入信息可以基于下列的組合：力信息、位置信息、所述感測區(qū)域中的和/或與所述輸入表面接觸的輸入對象的數(shù)量、以及所述一個或多個輸入對象接觸或接近所述輸入表面的持續(xù)時間。輸入信息隨后可以由所述系統(tǒng)使用以提供用戶接口功能性的寬的范圍。

所述輸入裝置對由一個或多個輸入對象（例如，手指、觸筆等等）進行的輸入是敏感的，諸如在所述感測區(qū)域內(nèi)的輸入對象的位置。所述感測區(qū)域包括所述輸入裝置之上、周圍、之中和/或附近的任何空間，在其中所述輸入裝置能夠檢測用戶輸入（例如，由一個或多個輸入對象提供的用戶輸入）。特定的感測區(qū)域的大小、形狀和位置可以隨實施例的不同而顯著地變化。在一些實施例中，所述感測區(qū)域沿一個或更多方向從所述輸入裝置的表面延伸到空間中，直至信噪比阻止了足夠準確的對象檢測。在各種實施例中，此感測區(qū)域沿特定的方向延伸至其的距離可以是大約小于一毫米、數(shù)毫米、數(shù)厘米或更大，并且可以隨著所使用的感測技術的類型和所期望的精確度而顯著地變化。因此，一些實施例感測輸入，其包括：與所述輸入裝置的任何表面不接觸、與所述輸入裝置的輸入表面（例如，觸摸表面）接觸、與和一些量的作用力相耦合的所述輸入裝置的輸入表面接觸、和/或其組合。在各種實施例中，輸入表面可以由所述傳感器電極駐留在其內(nèi)的殼體的表面、由被施加在所述傳感器電極或任何殼體之上的面板提供。

所述電子系統(tǒng)100可以利用傳感器組件和感測技術的任何組合以檢測所述感測區(qū)域120中的用戶輸入（例如，力、接近）或者否則與所述觸摸板相關聯(lián)的用戶輸入（例如，力、接近）。所述輸入裝置102包括用于檢測用戶輸入的一個或多個感測元件。作為若干非限制性實例，所述輸入裝置100可以使用電容性、倒電容、電阻性、電感性、磁性、聲學、超聲和/或光學技術。

在所述輸入裝置100的一些電阻性實現(xiàn)中，柔性的并且導電的第一層被一個或多個間隔元件與導電的第二層分開。在操作期間，跨越所述層產(chǎn)生一個或多個電壓梯度。按壓所述柔性的第一層可以使其充分地偏轉(zhuǎn)以建立所述層之間的電接觸，導致反映所述層之間的（一個或多個）接觸點的電壓輸出。這些電壓輸出可以被用來確定位置信息。

在所述輸入裝置100的一些電感性實現(xiàn)中，一個或多個感測元件拾取由諧振線圈或線圈對感應的回路電流。所述電流的幅度、相位和頻率的一些組合隨后可以被用于確定位置信息。

在所述輸入裝置100的一些電容性實現(xiàn)中，電壓或電流被施加以產(chǎn)生電場。附近的輸入對象引起所述電場的改變，并且在電容性耦合中產(chǎn)生可檢測的改變，其可以被檢測為電壓、電流等等的改變。

一些電容性實現(xiàn)利用電容性感測元件的陣列或者其它規(guī)則的或不規(guī)則的圖案以產(chǎn)生電場。在一些電容性實現(xiàn)中，獨立的感測元件可以被歐姆地短接在一起以形成更大的傳感器電極。一些電容性實現(xiàn)利用電阻片，其可以是均勻電阻的。

一些電容性實現(xiàn)利用基于傳感器電極和輸入對象之間的電容性耦合的改變的“自電容”（或“絕對電容”）感測方法。在各種實施例中，所述傳感器電極附近的輸入對象改變所述傳感器電極附近的電場，因此改變所測量的電容性耦合。在一個實現(xiàn)中，絕對電容感測方法通過相對于參考電壓（例如，系統(tǒng)接地）調(diào)制傳感器電極并且通過檢測所述傳感器電極和輸入對象之間的所述電容性耦合而操作。

一些電容性實現(xiàn)利用基于傳感器電極之間的電容性耦合的改變的“互電容”（或“跨電容”）感測方法。在各種實施例中，所述傳感器電極附近的輸入對象改變所述傳感器電極之間的所述電場，因此改變所測量的電容性耦合。在一個實現(xiàn)中，跨電容感測方法通過檢測一個或更多發(fā)射器傳感器電極（也被稱為“發(fā)射器電極”或“發(fā)射器”）和一個或更多接收器傳感器電極（也被稱為“接收器電極”或“接收器”）之間的電容性耦合而操作。發(fā)射器傳感器電極可以相對于參考電壓（例如，系統(tǒng)接地）而被調(diào)制以發(fā)送發(fā)射器信號。接收器傳感器電極可以相對于所述參考電壓而被保持實質(zhì)上恒定，以有助于結(jié)果信號的接收。結(jié)果信號可以包括對應于一個或更多發(fā)射器信號和/或?qū)谝粋€或更多環(huán)境干擾源（例如，其它電磁信號）的（一個或多個）影響。傳感器電極可以是專用發(fā)射器或接收器，或者可以被配置成發(fā)送和接收兩者。

也應被理解的是：可以以各種不同的方法實現(xiàn)所述輸入裝置以確定被給予至所述輸入裝置的輸入表面上的力。例如，所述輸入裝置可以包括被布置為接近所述輸入表面并且被配置為提供表示被施加至所述輸入表面上的力的絕對值或變化的電信號的機制。在一些實施例中，所述輸入裝置可以被配置為基于相對于導體（例如，在所述輸入表面下面的顯示屏）的所述輸入表面的偏轉(zhuǎn)來確定力信息。在一些實施例中，所述輸入表面可以被配置為關于一個或多個軸偏轉(zhuǎn)。在一些實施例中，所述輸入表面可以被配置為以實質(zhì)上一致的或非一致的方式偏轉(zhuǎn)。在各種實施例中，所述力傳感器可以基于電容的改變和/或電阻的改變。

在圖1中，處理系統(tǒng)110被顯示為所述輸入裝置100的一部分。然而，在其他實施例中，所述處理系統(tǒng)可以位于主電子裝置中，所述觸摸板用其進行操作。所述處理系統(tǒng)110被配置成操作所述輸入裝置100的硬件以檢測來自所述感測區(qū)域120的各種輸入。所述處理系統(tǒng)110包括一個或更多集成電路（ics）和/或其它電路部件中的部分或全部。例如，用于互電容傳感器裝置的處理系統(tǒng)可以包括被配置成用發(fā)射器傳感器電極發(fā)送信號的發(fā)射器電路，和/或被配置成用接收器傳感器電極接收信號的接收器電路。在一些實施例中，所述處理系統(tǒng)110也包括電可讀的指令，諸如固件代碼、軟件代碼、和/或類似物。在一些實施例中，組成所述處理系統(tǒng)110的部件被定位在一起，諸如所述輸入裝置100的（一個或多個）感測元件附近。在其它實施例中，處理系統(tǒng)110的部件在物理上分離，其中一個或更多部件靠近輸入裝置100的（一個或多個）感測元件，并且一個或更多部件在別處。例如，所述輸入裝置100可以是被耦合至臺式計算機的外圍設備，并且所述處理系統(tǒng)110可以包括被配置成在所述臺式計算機的中央處理單元上運行的軟件和與所述中央處理單元分離的一個或更多ics（可能具有關聯(lián)的固件）。作為另一實例，所述輸入裝置100可以在物理上被集成在電話中，并且所述處理系統(tǒng)110可以包括是所述電話的主處理器的一部分的電路和固件。在一些實施例中，所述處理系統(tǒng)110專用于實現(xiàn)所述輸入裝置100。在其它實施例中，所述處理系統(tǒng)110也執(zhí)行其它功能，諸如操作顯示屏、驅(qū)動觸覺致動器等等。

所述處理系統(tǒng)110可以被實現(xiàn)為處理所述處理系統(tǒng)110的不同功能的一組模塊。每個模塊可以包括是所述處理系統(tǒng)110的一部分的電路、固件、軟件或其組合。在各種實施例中，可以使用模塊的不同組合。實例模塊包括用于操作硬件（諸如傳感器電極和顯示屏）的硬件操作模塊、用于處理數(shù)據(jù)（諸如傳感器信號和位置信息）的數(shù)據(jù)處理模塊、以及用于報告信息的報告模塊。另外的實例模塊包括被配置成操作（一個或多個）感測元件來檢測輸入的傳感器操作模塊、被配置成識別手勢（諸如模式改變手勢）的識別模塊、以及用于改變操作模式的模式改變模塊。

在一些實施例中，所述處理系統(tǒng)110通過引起一個或更多動作直接響應于所述感測區(qū)域120中的用戶輸入（或者用戶輸入的缺乏）。實例動作包括改變操作模式以及圖形用戶接口（gui）動作，諸如光標移動、選擇、菜單導航和其它功能。在一些實施例中，所述處理系統(tǒng)110向所述電子系統(tǒng)的一些部分（例如，如果這樣的獨立的中央處理系統(tǒng)存在，則向與所述處理系統(tǒng)110分離的所述電子系統(tǒng)的中央處理系統(tǒng)）提供關于所述輸入（或輸入的缺乏）的信息。在一些實施例中，所述電子系統(tǒng)的一些部分處理從所述處理系統(tǒng)110接收的信息以對用戶輸入起作用，諸如促進全范圍的動作，包括模式改變動作和gui動作。該類型的動作可以包括但不限于指向、輕敲、選擇、單擊、雙擊、掃視、縮放、以及滾動。可能的動作的其他實例包括動作（諸如單擊、滾動、縮放、或掃視）的開始和/或速率或速度。

例如，在一些實施例中，所述處理系統(tǒng)110操作所述輸入裝置100的（一個或多個）感測元件以產(chǎn)生指示在所述感測區(qū)域120中的輸入（或輸入的缺乏）的電信號。所述處理系統(tǒng)110可以在產(chǎn)生被提供給所述電子系統(tǒng)的所述信息時對所述電信號執(zhí)行任何適當量的處理。例如，所述處理系統(tǒng)110可以數(shù)字化從所述傳感器電極獲得的模擬電信號。作為另一實例，所述處理系統(tǒng)110可以執(zhí)行濾波或其它信號調(diào)節(jié)。作為又另一實例，所述處理系統(tǒng)110可以減去或者否則慮及基線，以致所述信息反映所述電信號和所述基線之間的差異。作為又另外的實例，所述處理系統(tǒng)110可以確定位置信息，將輸入識別為命令，識別筆跡等等。

如此處所使用的“位置信息”廣義地包括絕對位置、相對位置、速度、加速度和其它類型的空間信息，尤其關于所述感測區(qū)域中的輸入對象的存在。示例性“零維”位置信息包括近/遠或接觸/非接觸信息。示例性“一維”位置信息包括沿軸的位置。示例性“二維”位置信息包括平面中的運動。示例性“三維”位置信息包括空間中的瞬時或平均速度。另外的實例包括空間信息的其它表示。關于一個或多個類型的位置信息的歷史數(shù)據(jù)也可以被確定和/或被存儲，包括例如隨時間跟蹤位置、運動或瞬時速度的歷史數(shù)據(jù)。

同樣地，如此處所使用的術語“力信息”意在廣義地包括不管格式的力信息。例如，所述力信息可以作為矢量或標量被提供給每個輸入對象。作為另一實例，所述力信息可以被提供作為所確定的力已越過或沒有越過閾值量的指示。作為其他實例，所述力信息也可以包括被用于手勢識別的時間歷史分量。如將在下面被更詳細地描述的，來自所述處理系統(tǒng)的位置信息和力信息可以被用于促進全范圍的接口輸入，包括使用所述接近傳感器裝置作為用于選擇、光標控制、滾動、以及其他功能的指向裝置。

同樣地，如此處所使用的術語“輸入信息”意在廣義地包括針對任何數(shù)量的輸入對象的無論格式的時間、位置和力信息。在一些實施例中，輸入信息可以針對各個輸入對象而被確定。在其他實施例中，輸入信息包括與所述輸入裝置交互的輸入對象的數(shù)量。

在一些實施例中，所述輸入裝置100被實現(xiàn)有附加的輸入部件，所述附加的輸入部件由所述處理系統(tǒng)110或由一些其它處理系統(tǒng)操作。這些附加的輸入部件可以提供針對所述感測區(qū)域120中的輸入的冗余的功能性或一些其它功能性。例如，按鈕（沒有被顯示）可以被放置在所述感測區(qū)域120的附近，并且被用于促進使用所述輸入裝置102選擇項目。其它類型的附加的輸入部件包括滑塊、球、輪、開關等等。相反地，在一些實施例中，所述輸入裝置100可以在沒有其它輸入部件的情況下被實現(xiàn)。

在一些實施例中，所述電子系統(tǒng)100包括觸摸屏接口，并且所述感測區(qū)域120與顯示屏的有效區(qū)域的至少一部分重疊。例如，所述輸入裝置100可以包括疊蓋所述顯示屏的實質(zhì)上透明的傳感器電極，并且提供用于相關聯(lián)的電子系統(tǒng)的觸摸屏接口。所述顯示屏可以是能夠向用戶顯示可視接口的任何類型的動態(tài)顯示器，并且可以包括任何類型的發(fā)光二極管（led）、有機led（oled）、陰極射線管（crt）、液晶顯示器（lcd）、等離子體、電致發(fā)光（el）、或其它顯示技術。所述輸入裝置100和所述顯示屏可以共享物理元件。例如，一些實施例可以利用相同的電氣組件中的一些，用于顯示和感測。作為另一實例，所述顯示屏可以部分地或全部地由所述處理系統(tǒng)110操作。

應被理解的是：盡管本發(fā)明的許多實施例在全功能設備的上下文中被描述，本發(fā)明的機制能夠以各種各樣的形式被分發(fā)為程序產(chǎn)品（例如，軟件）。例如，本發(fā)明的機制可以被實現(xiàn)并且分發(fā)為可由電子處理器讀取的信息承載介質(zhì)（例如，可由所述處理系統(tǒng)110讀取的非瞬時計算機可讀和/或可記錄/可寫的信息承載介質(zhì)）上的軟件程序。此外，本發(fā)明的實施例同等適用，無論被用于執(zhí)行所述分發(fā)的介質(zhì)的特定的類型。非瞬時的電可讀介質(zhì)的實例包括各種盤、記憶棒、存儲卡、存儲模塊等等。電可讀介質(zhì)可以是基于閃存、光學、磁性、全息或任何其它存儲技術。

也應被理解的是：可以用各種各樣不同的方法實現(xiàn)所述輸入裝置，以確定被給予至所述輸入裝置的輸入表面上的力。例如，所述輸入裝置可以包括被布置為接近所述輸入表面并且被配置為提供表示被施加至所述輸入表面上的力的絕對值或變化的電信號的機制。在一些實施例中，所述輸入裝置可以被配置為基于相對于導體（例如，在所述輸入表面下面的顯示屏）的所述輸入表面的偏轉(zhuǎn)來確定力信息。在一些實施例中，所述輸入表面可以被配置為關于一個或多個軸偏轉(zhuǎn)。在一些實施例中，所述輸入表面可以被配置為以實質(zhì)上一致的或非一致的方式偏轉(zhuǎn)。

如上面所描述的，在一些實施例中，所述電子系統(tǒng)的一些部分處理從所述處理系統(tǒng)接收的信息以確定輸入信息并對用戶輸入起作用，諸如有助于全范圍的動作。應被理解的是：一些獨特地輸入的信息可以導致相同的或不同的動作。例如，在一些實施例中，包括力值f、位置x，y、以及接觸時間t的針對輸入對象的輸入信息可以導致第一動作。然而，包括力值f’、位置x’，y’、以及接觸時間t’（在其中該初始的值完全不同于該非初始的值）的針對輸入對象的輸入信息也可以導致所述第一動作。此外，包括力值f、位置x’,y、以及接觸時間t’的針對輸入對象的輸入信息可以導致第一動作。盡管下面的實例描述了可以基于包括針對力、位置等等的特定范圍的值的輸入信息而被執(zhí)行的動作，應被理解的是：該不同的輸入信息（如上面所描述的）可能導致相同的動作。此外，相同類型的用戶輸入可以基于所述輸入信息的分量而提供不同的功能性。例如，f、x/y以及t的不同的值可以導致相同類型的動作（例如，掃視、縮放等等），該類型的動作可以基于所述值或其他值而不同地表現(xiàn)（例如，更快地縮放、更慢地掃視等等）。

如上面所注意到的，本發(fā)明的實施例可以被實現(xiàn)有各種不同類型和布置的電容性傳感器電極，用于檢測力和/或位置信息。為了列舉若干實例，所述輸入裝置可以被實現(xiàn)有被形成在多個襯底層上的電極陣列，典型地具有被形成在第一層上的用于在一個方向（例如，所述“x”方向）上進行感測的電極，以及被形成在第二層上用于在第二方向（例如，所述“y”方向）上進行感測的電極。在其他實施例中，用于所述x和y感測兩者的傳感器電極可以被形成在相同的層上。在又另外的實施例中，所述傳感器電極可以被布置用于僅在一個方向上進行感測，例如，在所述x方向或所述y方向上。在又另一實施例中，所述傳感器電極可以被布置為提供極坐標中的位置信息，作為一個實例，諸如“г”和“θ”。在這些實施例中，所述傳感器電極自身通常以圓或其他環(huán)形形狀被布置以提供“θ”，其具有被用來提供“г”的各個傳感器電極的形狀。

同樣地，各種不同的傳感器電極形狀可以被使用，包括被成型為細線、矩形、菱形、楔形等等的電極。最后，各種導電材料和制造技術可以被用于形成所述傳感器電極。作為一個實例，通過在襯底上沉積和蝕刻導電油墨而形成所述傳感器電極。

在一些實施例中，所述輸入裝置包括被配置成檢測與所述裝置交互的用戶的接觸區(qū)域和位置的傳感器裝置。所述輸入傳感器裝置可以進一步被配置成檢測關于所述用戶的位置信息，諸如相對于所述傳感器裝置的輸入表面（或感測區(qū)域）的手和任何手指的位置和移動。

在一些實施例中，所述輸入裝置被用作間接交互裝置。間接交互裝置可以控制與所述輸入裝置分離的顯示器（例如，膝上型計算機的觸摸板）上的gui動作。在一個實施例中，所述輸入裝置可以作為直接交互裝置操作。直接交互裝置控制在接近傳感器下面的顯示器（例如，觸摸屏）上的gui動作。在間接和直接裝置之間存在各種可用性差異，其可能擾亂或阻止所述輸入裝置的全操作。例如，間接輸入裝置可以被用來通過在接近傳感器之上移動輸入對象而將光標定位在按鈕之上。因為所述輸入的運動不與所述顯示器上的響應重疊，這被間接地進行。在相似的情境中，直接交互裝置可以被用來通過將輸入對象直接放置在觸摸屏上的所期望的按鈕之上或者直接放置到觸摸屏上的所期望的按鈕上而將光標定位在按鈕之上。

現(xiàn)在參考圖1和圖2，所述處理系統(tǒng)110包括傳感器模塊202和確定模塊204。傳感器模塊202被配置為操作與所述輸入裝置100和感測區(qū)域120相關聯(lián)的傳感器。例如，所述傳感器模塊202可以被配置為發(fā)送傳感器信號，并且從與感測區(qū)域120相關聯(lián)的所述傳感器接收結(jié)果信號。確定模塊204被配置為處理數(shù)據(jù)（例如，所述結(jié)果信號）并且確定針對與所述感測區(qū)域120交互的輸入對象的位置信息和力信息。本發(fā)明的實施例可以被用來啟用所述主裝置上的各種不同的能力。特別地，其能夠被用來啟用光標定位、滾動、拖拽、圖標選擇、關閉桌面上的窗口、將計算機置于睡眠模式中、或者執(zhí)行任何其他類型的模式切換或接口動作。

圖3是力啟用的傳感器層疊300的示意性橫截面視圖，其包括面板302（例如，聚脂薄膜）、pet傳感器層304（其包括觸摸接收器電極層306和發(fā)射器電極層308）、可變形層310（其包括多個凸起的結(jié)構（小塊）312）、z-傳感器層314（其包括在多個力接收器電極316之間插入的通孔318的陣列）、以及剛性的（例如，金屬）加固層322。如在下面被更詳細地描述的，所述面板302和所述可變形層310被配置為響應于被施加至所述輸入表面的力而局部地向下偏轉(zhuǎn)，由此將所述發(fā)射器電極308中的至少一個朝向力接收器電極316移動。所述面板302可以被粘合層324固定至所述pet傳感器層304上；所述z-傳感器層314可以被粘合層320固定至所述加固層322上；以及所述pet傳感器層304的周邊可以被粘合層324固定至所述加固層322的周邊上。

本領域技術人員將理解：所述觸摸接收器電極層306和發(fā)射器電極層308電容性地耦合以產(chǎn)生指示導電的輸入對象的位置的觸摸圖像。

通過將每個小塊312與相應的通孔（孔）318對齊，由輸入對象（例如手指）沿箭頭340施加的壓力致使在每個小塊下面的區(qū)域?qū)⒈煌七M到相應的通孔318中，以便當所施加的力被移除時由所述可變形層310的有彈性的“鼓面（drumhead）”動作恢復。作為所施加的力的結(jié)果，在所述所施加的力附近的至少一個發(fā)射器電極308和至少一個力接收器電極316之間的距離減小，產(chǎn)生一般與所施加的力的量成比例的電容信號。在各種實施例中，所述窄的局部偏轉(zhuǎn)區(qū)域產(chǎn)生一致的和可重復的力測量值。

圖4是根據(jù)實施例的示出了所述小塊和通孔的對齊的透明可變形層的俯視圖，所述透明可變形層具有多個面向上凸起的結(jié)構（小塊）412，疊蓋z-傳感器層414（其包括在多個水平延伸的力接收器電極416之中插入的通孔418的陣列）。更特別地，盡管小塊的數(shù)量可以可替代地大于或小于通孔的數(shù)量，每個小塊412被顯示為與每個通孔414對齊。

圖5是根據(jù)本發(fā)明的實施例的一般地類似于圖3中所顯示的輸入裝置傳感器層疊500的橫截面視圖，其進一步包括面向下的小塊以有助于所述可變形層上的所述小塊相對于所述下面的通孔的對齊。更特別地，所述傳感器層疊500包括面板502、pet傳感器層、可變形層510（其包括多個凸起的結(jié)構（小塊）512）、z-傳感器層514（其包括在多個力接收器電極516之間插入的通孔518的陣列）、以及剛性的（例如，金屬）加固層522。此外，所述可變形層510也包括被配置用于與相應的通孔518匹配的一個或多個面向下的結(jié)構（諸如小塊517、519），優(yōu)選地在所述感測區(qū)域的周邊（例如，拐角）處或在所述感測區(qū)域的周邊（例如，拐角）附近。以此方式，在制造期間，所述可變形層可以與所述下面的傳感器層精確地對齊，并且特別地，面向上的小塊512的中心線可以與它們的相應的通孔518的中心線對齊。

因此，輸入裝置被提供用于電子系統(tǒng)，所述輸入裝置包括：柔韌的部件，其具有：i）輸入表面，以及ii）包括第一多個傳感器電極的第一襯底；與所述柔韌的部件隔離開的支撐襯底；具有第二多個傳感器電極和多個孔的第二襯底；以及被布置在所述柔韌的部件和所述支撐襯底之間并且具有與所述第二襯底的孔對齊且背對所述第二襯底的孔的多個凸起的特征的間隔層。

在實施例中，所述間隔層被配置為響應于被施加至所述輸入表面的力而局部地變形，并且響應于被施加至所述輸入表面的力，所述間隔層的一部分被偏轉(zhuǎn)到由所述第二襯底的孔限定的體積中。

在實施例中，所述第一多個傳感器電極被配置為檢測針對所述輸入裝置的感測區(qū)域中的輸入對象的位置信息。

在實施例中，所述第一多個傳感器電極的第一子集被布置在所述第一多個傳感器電極的第二子集之上。

在實施例中，所述第一子集和所述第二子集被布置在所述第一襯底的相對側(cè)上或所述第一襯底的相同側(cè)上。

在實施例中，所述第二多個傳感器電極和所述第一多個傳感器電極的第二子集被配置為檢測被給予至所述柔韌的部件的輸入表面的力。

在實施例中，所述第一多個傳感器電極的第二子集被配置為電子地屏蔽所述第二多個傳感器電極免受所述第一多個傳感器電極的第一子集的干擾。

在實施例中，所述多個孔包括延伸通過所述第二襯底的規(guī)律地間隔的孔的第一陣列，并且所述第二多個傳感器電極的第一子集包括沿第一方向延伸并且被插入在所述孔的第一陣列之中的電極的第二陣列。

在實施例中，所述多個凸起的特征包括被布置為與所述孔的第一陣列對齊的實質(zhì)上剛性的小塊。

在實施例中，所述剛性的小塊與所述孔的第一陣列重疊。

處理系統(tǒng)也被提供用于與包括下列元素的類型的輸入裝置一起使用：柔韌的部件（其具有輸入表面和第一多個傳感器電極）、與所述柔韌的部件隔離開的支撐襯底、具有第二多個傳感器電極和多個孔的第二襯底、被布置在所述柔韌的部件和所述支撐襯底之間并且具有與所述第二襯底的孔對齊并且背對所述第二襯底的孔的多個凸起的特征的間隔層。所述處理系統(tǒng)被通信地耦接至所述第一和第二多個傳感器電極，并且被配置為確定來自所述第一多個傳感器電極的第一子集的第一類型的結(jié)果信號，以及來自所述第二多個傳感器電極的第二類型的結(jié)果信號，其中所述第一類型的結(jié)果信號包括接近所述輸入表面的輸入對象的影響，以及進一步其中所述第二類型的結(jié)果信號包括被施加至所述輸入表面的力的影響。

在實施例中，所述處理系統(tǒng)進一步被配置為：確定來自所述第一和第二類型的結(jié)果信號的接近圖像和力圖像；以及基于所述接近圖像和所述力圖像中的至少一個確定用戶接口動作。

在實施例中，所述處理系統(tǒng)進一步被配置為：將感測信號驅(qū)動到所述第一多個傳感器電極的第二子集上；從所述第一多個傳感器電極的所述第一子集接收所述第一類型的結(jié)果信號；以及從所述第二多個傳感器電極接收所述第二類型的結(jié)果信號。

在實施例中，所述第一類型的結(jié)果信號包括所述第一多個傳感器電極的所述第一和第二子集之間的電容性耦合的影響，并且所述第二類型的結(jié)果信號包括所述第一多個傳感器電極的第二子集和所述第二多個傳感器電極之間的電容性耦合的影響。

在實施例中，所述第一多個傳感器電極的第二子集被配置為電子地屏蔽所述第二多個傳感器電極免受所述第一多個傳感器電極的第一子集的干擾。

輸入裝置被提供，其包括：柔韌的輸入表面；具有第一多個傳感器電極的第一襯底；具有第二多個傳感器電極和多個孔的第二襯底；被布置在所述第一襯底和所述第二襯底之間并且具有與所述第二襯底的孔對齊且背對所述第二襯底的孔的多個凸起的特征的間隔層；以及處理系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)被通信地耦接至所述第一和第二多個傳感器電極并且被配置為確定來自所述第一多個傳感器電極的第一子集的第一類型的結(jié)果信號和來自所述第二多個傳感器電極的第二類型的結(jié)果信號，其中所述第一類型的結(jié)果信號包括接近所述輸入表面的輸入對象的影響，并且所述第二類型的結(jié)果信號包括被施加至所述輸入表面的力的影響。

在實施例中，響應于被施加至所述輸入表面的力，所述間隔層局部地變形，并且所述間隔層的一部分被偏轉(zhuǎn)到由所述第二襯底的孔限定的體積中。

在實施例中，所述多個孔包括延伸通過所述第二襯底的被規(guī)律地間隔的孔的陣列；所述第二多個傳感器電極的第一子集包括沿第一方向延伸并且被插入在所述孔的陣列之中的電極的陣列；以及所述第二多個傳感器電極包括沿實質(zhì)上垂直于所述第一方向的第二方向延伸的電極的陣列。

在實施例中，所述處理系統(tǒng)被配置為：將感測信號驅(qū)動到所述第一多個傳感器電極的第二子集上；從所述第一多個傳感器電極的第一子集接收所述第一類型的結(jié)果信號；以及從所述第二多個傳感器電極接收所述第二類型的結(jié)果信號。

此處所提出的實施例和實例被呈現(xiàn)，以便最佳地解釋本發(fā)明及其特定的應用，并且由此使得本領域技術人員能夠制造和使用本發(fā)明。然而，本領域技術人員將認識到：已經(jīng)僅為了例示和實例的目的呈現(xiàn)了前面的描述和實例。如所提出的描述不是意在是窮盡的，或者將本發(fā)明限制于所公開的精確的形式。根據(jù)所公開的發(fā)明的說明書和實現(xiàn)，本發(fā)明的其他實施例、用途以及優(yōu)點將對本領域技術人員而言是顯而易見的。