[发明专利]基于压力的力和触摸感测

说明书

本发明题为：“基于压力的力和触摸感测”。本发明公开了一种可包括力和触摸感测系统电子设备。在一个实施方案中，公开了电子设备的输入力传感器设备。

相关申请的交叉引用

本专利申请为2017年3月31日提交的名称为“Pressure-Based Force and TouchSensing”的美国临时专利申请62/480,105的非临时专利申请并且要求该临时专利申请的优先权，该专利的公开内容全文以引用方式并入本文。

技术领域

所述实施方案整体涉及电子设备。更具体地讲，本发明实施方案涉及在电子设备中的力和触摸感测系统。更具体地讲，本发明涉及基于压力的力和触摸感测以将输入提供至电子设备。

背景技术

许多电子设备，诸如智能手表，智能电话，膝上型计算机，和平板计算设备包括感测由用户提供的力或触摸的性能。输入力，通常作为图形用户界面的一部分(GUI)，可以启用各种功能，诸如针对用户输入的给定阈值水平提供不同设备响应。也就是说，相对较轻的用户输入力可导致第一设备响应，而相对更强或更高量值输入力可导致第二设备响应。常规的力和触摸感测系统可能在准确度或分辨率的性能有限，并且可能需要要求显著功率的相对高的成本的部件。

用于许多电子设备的基于电容的力感测系统说明了典型输入力感测系统加强的限制。一对带电荷的电容元件，诸如平板，由电介质分开并电连接以允许监控电容，随电容元件之间的分开距离变化的值。电容的变化借助施加的力校准以提供输入力感测。此类系统可能存在操作上的缺点，诸如在电容元件上保持恒定电荷的需要引起的较高的功率需求。然而，采用具有压力感测的微机电元件的系统可为输入力传感器提供具有改善的性能特性，诸如减小的功率需求，以及降低的复杂性和部件数目，从而提高可靠性和降低成本。

发明内容

在一个方面，公开了配置用于电子设备的输入力传感器设备，输入力传感器设备包括：触摸表面；邻近该触摸表面的腔体，该腔体具有腔体体积和腔体压力；与该腔体耦接并且产生腔体压力测量值的压力传感器，该腔体压力测量值与腔体体积相关联；以及被配置为接收腔体压力测量值并且识别腔体压力的变化的处理器；其中：施加到触摸表面的用户输入力与腔体压力的变化相关联；并且该处理器确定该用户输入力。

在一个方面，该输入力传感器设备还包括耦接到腔体的通气孔。在一个方面，该触摸表面为可移动触摸表面。在一个方面，输入力传感器设备还包括垫圈，其中该触摸表面设置在该垫圈上。在一个方面，输入力传感器设备还包括垫圈架，该垫圈设置在垫圈架上。在一个方面，垫圈在触摸表面下方形成密封的周长。在一个方面，压力传感器耦接到该垫圈。在一个方面，该压力传感器被定位在腔体内或邻近于该腔体。在一个方面，该电子设备为移动设备。在一个方面，该输入力传感器设备还包括：耦接到腔体的通气孔；以及设置在触摸表面和垫圈架之间的垫圈架；其中：该触摸表面为被配置为借助用户输入力增大腔体压力的可移动触摸表面；以及该压力传感器被定位成邻近于垫圈。

在另一个方面，公开了一种用于电子设备的输入力传感器设备，该输入力传感器设备包括：形成在该电子设备内的腔体，该腔体限定腔体体积并且被配置为维持腔体压力；可移动触摸表面，放置于邻近于该腔体并且被配置为在接收用户输入力时增大腔体压力；压力传感器，被配置为输出与腔体压力相关联的腔体压力测量值；以及处理器，被配置为接收腔体压力测量值和确定用户输入力。

在一个方面，可移动触摸表面通过移位到腔体中而减小腔体体积。在一个方面，压力传感器被配置为在接收用户输入力之前输出至少第一压力测量值以及在接收到用户输入力之后或期间输出第二压力测量值。在一个方面，输入力传感器设备还包括被配置为使得腔体向大气压通气的通气孔。

在另一个方面，公开了一种用于确定施加到电子设备的触摸表面的用户输入力的量的方法，该方法包括：接收对触摸表面的用户输入力；测量形成在电子设备内的腔体中的腔体压力的变化，腔体压力的变化与腔体的腔体体积的变化相关联；以及计算施加到触摸表面的用户输入力的量，用户输入力的量与测量的腔体压力的变化相关联。