CN102012772B - 电容性控制面板 - Google Patents

电容性控制面板 Download PDF

Info

Publication number
CN102012772B
CN102012772B CN201010275716.4A CN201010275716A CN102012772B CN 102012772 B CN102012772 B CN 102012772B CN 201010275716 A CN201010275716 A CN 201010275716A CN 102012772 B CN102012772 B CN 102012772B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
force snesor
touch sensor
layer
sensing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201010275716.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102012772A (zh
Inventor
彼得·斯利曼
萨米埃尔·布吕内
埃萨特·伊尔马兹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Neo Ron Co ltd
Original Assignee
Atmel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Atmel Corp filed Critical Atmel Corp
Publication of CN102012772A publication Critical patent/CN102012772A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102012772B publication Critical patent/CN102012772B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/14—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators
    • G01L1/142—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors
    • G01L1/146—Measuring force or stress, in general by measuring variations in capacitance or inductance of electrical elements, e.g. by measuring variations of frequency of electrical oscillators using capacitors for measuring force distributions, e.g. using force arrays
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/02—Input arrangements using manually operated switches, e.g. using keyboards or dials
    • G06F3/0202—Constructional details or processes of manufacture of the input device
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/044—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means
    • G06F3/0445—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means by capacitive means using two or more layers of sensing electrodes, e.g. using two layers of electrodes separated by a dielectric layer
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03K—PULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/94—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the way in which the control signals are generated
    • H03K17/965—Switches controlled by moving an element forming part of the switch
    • H03K17/975—Switches controlled by moving an element forming part of the switch using a capacitive movable element
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04103—Manufacturing, i.e. details related to manufacturing processes specially suited for touch sensitive devices
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04106—Multi-sensing digitiser, i.e. digitiser using at least two different sensing technologies simultaneously or alternatively, e.g. for detecting pen and finger, for saving power or for improving position detection
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/49117—Conductor or circuit manufacturing
    • Y10T29/49124—On flat or curved insulated base, e.g., printed circuit, etc.
    • Y10T29/4913—Assembling to base an electrical component, e.g., capacitor, etc.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Switches That Are Operated By Magnetic Or Electric Fields (AREA)
  • Push-Button Switches (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

一种用于接近性和力感测的控制面板包含：覆盖层；第一电极层，其包含第一力传感器电极；第二力传感器电极，其位于第二电极层中或支撑层上；以及电介质衬底，其至少一部分是可压缩的，且定位于所述第一力传感器电极与第二力传感器电极之间。所述支撑层经定位以在第二力传感器电极支撑位置附近进行支撑，使得所述电介质衬底的压缩以及所述第一和第二力传感器电极的间距取决于施加到所述覆盖层的力的量值。触摸传感器电极位于所述电极层中的一者或一者以上上，使得其电容取决于例如手指等物体的接近性。控制器分别测量所述力和触摸传感器电极的电容，且输出力和触摸接近性信号。

Description

电容性控制面板
技术领域
本发明涉及电容性控制面板。更明确地说，本发明涉及并入有触敏和力敏输入构件的电容性控制面板。
背景技术
存在对稳健的且美学上合意的用于控制装置的控制面板(用户接口)的不断增加的需求。近年来，电容性感测技术在此领域中沿用已久并已被接受。包含电容性控制面板的装置的常见实例是例如用于控制消费型电子装置/家用电器的触敏显示屏幕和触敏键盘/小键盘。
已知电容性控制面板包含触敏输入(例如，电容性位置传感器)和力敏输入(例如，常规的按钮/开关)。举例来说，由苹果计算机公司(Apple Computer Inc.)制造的“iPod迷你(iPod mini)”的多个版本具有上覆于若干机械开关上的触敏滚轮。
图1示意性地展示此一般类型的控制面板2的截面图。控制面板2安装在待控制的装置的壁4中。控制面板包含：电容性触摸感测元件6，其呈垂直于图1的平面的环的形式；以及若干常规机械开关8。图1的横截面图中可看见所述机械开关8中的两者。电容性传感器6和机械开关8耦合到适当的控制电路(未图示)。
电容性位置感测元件6形成于充当结构平台10的印刷电路板(PCB)上。平台PCB10和电容性感测元件6被外部保护层14覆盖。将平台PCB 10可倾斜地安装在中心支撑件12上，使得其可在装置的壁4中的开口内移动。支撑件12附接到基底PCB 16。基底PCB 16和壁4固定在一起。用户的手指触摸感测元件6的位置由电容性传感器控制电路确定，且用以相应地控制所述装置。
机械开关8安装在基底PCB 16上，位于电容性位置感测元件6下方。每一机械开关8包括安置于中心电极8A上的可变形隔膜8B。每一隔膜延伸远离基底PCB 16到达其刚好触碰平台PCB 10的下侧的高度。切换动作是通过使选定隔膜变形以使得其接触中心电极8A来实现的。这是通过在所要开关上方的电容性位置感测元件上向下按压来完成的。这致使平台PCB 10围绕其中心支撑件12倾斜，且压缩选定开关的隔膜，使所述隔膜与其中心电极接触。
用户可因此根据受控装置的操作方式，通过恰当地使用电容性位置感测元件6和机械开关8来提供控制指令。
图1所示的控制面板2提供紧凑且直观的用户接口，但具有若干缺点。举例来说，常规按钮开关的使用意味着控制面板仅具有对机械力输入的二元敏感性。也就是说，控制面板只能指示开关是断开的还是闭合的。不存在对所施加力的量值的类似敏感性。这限制了控制面板以不同方式响应不同力的灵活性。此外，总体结构相对较复杂，且两种不同感测技术(即，用于机械力感测的常规开关和用于触摸感测的电容性感测技术)的使用意味着控制电路的所需复杂性增加，因为其必须能够容纳两种类型的传感器。
基于电容性感测技术的力传感器是已知的。图2A和图2B示意性地一个此类电容性力传感器20的截面图。力传感器20安装在基底22上，且包括下部电极26和上部电极28。下部和上部电极借助可压缩电介质材料24而分离，且连接到电容测量电路21。如由电容测量电路21测量的下部电极26与上部电极28之间的电容取决于其间距的量值。
图2A展示处于松弛状态(未施加力)的力传感器20，且图2B展示施加有垂直力F的力传感器20。所述力压缩电介质材料24，且因此使下部电极26和上部电极28较靠近在一起。这表现为电容测量电路21所测得的下部电极26和上部电极28的互电容的改变。电介质材料24被压缩的程度(且因此电极26、28之间的间距的改变)取决于力F的量值。因此，来自电容测量电路21的输出提供所施加力F的测量结果。
图2A和图2B所示种类的传感器可以各种方式使用，例如用于机械臂抓手的反馈电路中，或用作汽车轮胎中的气压监视器。然而，将此些力传感器并入控制面板/用户接口中的问题在于，不仅对直接施加的力敏感，此些传感器还将对附近的指点物体(例如用户的手指)所引起的电容变化敏感，即使在传感器上没有按压时也是如此(以与常规电容性触摸传感器响应接近的物体的方式相同的方式)。
发明内容
在一个实施例中，本发明涉及一种控制面板，其具有响应物体的接近性的触摸传感器和响应物体所施加的力的力传感器，其中所述控制面板包括感测元件，所述感测元件包括以如下次序堆叠的层：覆盖层；第一电极层，其包括第一力传感器电极；电介质衬底层，其至少一部分是可压缩的；第二电极层，其包括第二力传感器电极；以及支撑层，其用于在所述第二力传感器电极附近的支撑位置处支撑所述其它层，其中所述第一和第二电极层中的至少一者进一步包括第一触摸传感器电极，且其中所述第一和第二力传感器电极以及所述电介质衬底层的所述可压缩部分与所述支撑位置对准，使得所述第一和第二力传感器电极的间距取决于施加到所述覆盖层的力的量值，且其中所述控制面板进一步包括控制器，所述控制器包括第一电容性感测通道，所述第一电容性感测通道耦合到所述第二力传感器电极，以用于测量所述第二力传感器电极的电容且输出对应的力传感器输出信号，且所述控制器进一步包括第二电容性感测通道，所述第二电容性感测通道耦合到所述第一触摸传感器电极，以用于测量所述第一触摸传感器电极的电容且输出对应的触摸传感器输出信号。
在另一实施例中，本发明涉及一种感测物体的接近性和物体所施加的力的方法，所述方法包括：提供感测元件，所述感测元件包括以如下次序堆叠的层：覆盖层；第一电极层，其包括第一力传感器电极；电介质衬底层，其至少一部分是可压缩的；第二电极层，其包括第二力传感器电极；其中所述第一和第二电极层中的至少一者进一步包括触摸传感器电极；在所述第二力传感器电极附近的支撑位置处支撑所述感测元件，其中所述第一和第二力传感器电极以及所述电介质衬底的所述可压缩部分与所述支撑位置对准，使得所述第一和第二力传感器电极的间距取决于施加到所述覆盖层的力的量值；测量所述第二力传感器电极的电容，且输出对应的力传感器输出信号；以及测量所述触摸传感器电极的电容，且输出对应的触摸传感器接近性输出信号。
在又一实施例中，本发明涉及一种用于接近性和力感测的控制面板，其包括：覆盖层；第一电极层，其包括第一力传感器电极；第二力传感器电极；电介质衬底，其至少一部分是可压缩的，且位于所述第一力传感器电极写第二力传感器电极之间；支撑层，其经定位以支撑所述第二力传感器电极和在所述第二力传感器电极附近的层，其中所述电介质衬底的可压缩部分使所述第一力传感器电极与第二力传感器电极分离；触摸传感器电极，其邻近一层定位且与所述力传感器电极和所述电介质衬底的可压缩部分间隔开；以及控制器，其包括耦合到所述第二力传感器电极的能够测量其电容且输出对应的力传感器信号的电容性感测通道，以及耦合到所述触摸传感器电极的能够测量其电容且输出对应的触摸传感器接近性信号的电容性感测通道。
在又一实施例中，本发明涉及一种方法，其包括：提供感测元件，所述感测元件包含：覆盖层；第一电极层，其包括第一力传感器电极；第二力传感器电极；电介质衬底，其至少一部分是可压缩的，且定位于所述第一一力传感器电极与第二力传感器电极之间；以及触摸传感器电极；在所述第一和第二力传感器电极以及所述电介质衬底的所述可压缩部分与支撑位置对准的位置处支撑所述感测元件，使得所述第一和第二力传感器电极的间距取决于施加到所述覆盖层的力的量值；测量所述第二力传感器电极的电容，且输出对应的力传感器输出信号；以及测量所述触摸传感器电极的电容，且输出对应的力传感器输出信号。
在又一实施例中，本发明涉及一种控制面板，其包括：第一电极层，其包含第一力传感器电极；第二力传感器电极；电介质衬底，其至少一部分是可压缩的，且定位于所述第一力传感器电极与第二力传感器电极之间；支撑层，其经定位以支撑所述第二力传感器电极和在所述第二力传感器电极附近的层，其中所述电介质衬底的可压缩部分使所述第一力传感器电极与第二力传感器电极分离；以及第一触摸传感器电极，其与所述第一和第二力传感器电极横向分离。
附图说明
为了更好地理解各种实施例且展示其可如何实施，现在借助于实例来参考附图，其中：
图1以截面图示意性地展示并入有电容性触摸传感器和机械按钮开关的已知控制面板；
图2A和图2B示意性地展示分别处于松弛和受挤压状态的已知电容性力传感器；
图3A和图3B示意性地展示具有上覆电场线的表示的实施例中所使用的电容性传感器分别在无指点物体邻近传感器时和在指点物体邻近传感器时的截面图；
图4示意性地展示并入有根据实施例的电容性传感器的装置；
图5示意性地展示图4所示的装置的局部截面图；
图6A和图6B示意性地展示并入到图4和图5所示的装置中的电容性传感器的第一侧和第二侧上的电极图案；
图7示意性地展示图4所示的装置在来自按压在装置的电容性传感器上的手指的负载下的局部截面图；
图8示意性地展示根据另一实施例的并入有电容性传感器的装置的局部截面图；
图9示意性地展示图8所示的装置在来自按压在装置的电容性传感器上的手指的负载下的局部截面图；
图10示意性地展示根据另一实施例的并入有电容性传感器的装置的截面图；
图11示意性地展示图8所示的装置在来自按压在装置的电容性传感器上的手指的负载下的截面图；以及
图12示意性地展示根据另一实施例的并入有电容性传感器的装置的截面图。
具体实施方式
提供控制面板，其具有响应例如手指等物体的接近性的触摸传感器和响应由所述物体施加的力的力传感器。接近性传感器和力传感器两者可使用电容性感测，具有相应的传感器电极。用于触摸传感器的电极借助于可变形或可压缩的电介质而分离，且经支撑以使得所施加的力引起间距的改变以及触摸传感器电极的电容的对应改变。
电容性感测技术大致可视为属于两个类别，即基于测量电极的自电容的技术(有时称为无源电容性感测技术)，以及基于测量电极之间的互电容的技术(有时称为有源电容性感测技术)。
自电容电容性感测装置依赖于测量感测电极到系统参考电位(地/接地)的电容。总而言之，自电容电容性传感器使用耦合到电容测量电路的感测电极。每一电容测量电路测量相关联感测电极到系统参考电位(例如，系统接地)的电容(电容性耦合)。当不存在靠近感测电极的指点物体时，测得电容具有背景/静态值。此值取决于感测电极的几何形状和布局，以及到所述感测电极的连接引线等等，以及相邻物体的性质和位置(例如，与附近接地平面的感测电极接近性)。当指点物体(例如，用户的手指)接近感测电极时，指点物体充当接近感测电极的虚拟接地。这用以增加感测电极到接地的测得电容。因此，取测得电容的增加来指示指点物体的存在。这些原理可针对离散(单个按钮)测量和二维位置敏感电容性传感器。举例来说，多个电极可布置于一表面上，以提供界定离散感测区域阵列或呈可轮询矩阵配置的电极行和列的电极。
互电容电容性传感器与自电容传感器的不同之处在于，互电容电容性传感器是基于测量两个电极之间(而不是单个感测电极与系统参考电位之间)的电容性耦合。所述对电极中的一个电极通常称为驱动(或发射)电极，而另一电极通常称为感测(或接收)电极。驱动电极有时也称为X电极，且感测电极有时也称为Y电极。这在历史上与在互电容电容性传感器的一些早期实例中不同电极的定向有关。然而，如今有时仍使用所述术语来区分被驱动电极与感测电极，而不管其定向如何。
在基本的互电容型电容性传感器中，为驱动电极供应振荡驱动信号(例如，包括一个或一个以上方波逻辑电平脉冲)。驱动电极电极与感测电极之间的互电容由驱动信号的分量电容性耦合到感测电极的程度决定。驱动信号到感测电极的耦合度是通过测量借助于振荡驱动信号转移到感测电极的电荷的量来确定的。
图3A和图3B示意性地展示可根据一些实施例来使用的互电容型电容性传感器30的区的截面图。传感器30包括电介质衬底32，其具有安装在其下表面(参见图中的定向)上的驱动电极34和安装在其上表面上的感测电极36。驱动电极34在此实例中呈闭合圆圈的形式，且感测电极36呈具有大致与驱动电极对准的中心开口的环的形式。在此实例中，传感器提供单个离散圆形触敏区域，但相同的一般原理适用于其它类型的基于互电容感测技术(例如用于为感测区域内的接近物体提供连续位置估计的技术)的传感器。
图3A和图3B中还展示因施加到驱动电极的驱动信号而连接于驱动电极与感测电极之间的电场线的示意性表示。事实上，线40提供驱动电极与感测电极之间的电容性耦合的高度示意性的绘图表示。图3A示意性地展示当不存在邻近传感器30的物体时的电场。图3B示意性地展示当存在邻近传感器的物体(即，具有到接地的电容Cg的用户的手指38)时的电场。
当不存在邻近传感器的物体时(图3A)，图中所表示的所有电场线均连接于被驱动电极34与感测电极36之间。然而，当用户的手指38邻近传感器时(图3B)，从衬底外部经过的电场线中的一些电场线经由手指耦合到接地。因此，较少的场线连接于驱动电极与感测电极之间，且其间的测得电容性耦合相应地减小。
因此，耦合在驱动电极34与感测电极36之间的电荷量的测得改变可用以确定是否有物体邻近传感器(即，溢出的电场延伸到其中的区的电特性是否已改变)。这是互电容电容性感测技术的基本原理的概括总结。
图4示意性地展示根据实施例的装置50。装置50包括外壳54和控制面板52，控制面板52提供对触摸的敏感性和对力/压力的敏感性。在此实例中，装置50是移动(蜂窝式)电话，但实施例同等适用于任何类型的具有控制面板接口的装置/设备。
图5示意性地展示沿着5-5截取的图4的装置50的局部截面图(未按比例绘制)。控制面板52包括感测元件部分56、支撑结构部分58和控制器60。
感测元件56包括分层结构，其中层以如下次序堆叠：覆盖层62；第一电极层64，其包括第一力传感器电极70和第一触摸传感器电极80；可压缩电介质衬底66；以及第二电极层68，其包括第二力传感器电极72和第二触摸传感器电极82。第一和第二电极层可为直接安装到电介质衬底以界定相应电极的导电材料。或者，第一和第二电极层可为相应的第一和第二安装片，其上安装有导电材料以界定相应电极。在此实例中，覆盖面板62是具有约1mm的厚度的透明丙烯酸片，第一和第二电极层包括(例如)由聚对苯二甲酸乙二酯(PET)形成的相应透明塑料片，其上使用常规制造技术沉积例如氧化铟锡(ITO)等透明导体，以界定第一和第二力和触摸传感器电极。使用(例如)粘合剂将覆盖面板接合到其它层。
可压缩衬底可为光学硅胶层，例如在第一和第二电极层使用透明粘合剂接合到所述可压缩衬底的区中具有约100微米到250微米的厚度。因此，此实例的力和触摸传感器控制面板52的感测元件56是透明的，且根据触摸屏技术的一般原理，可上覆于显示屏幕(图4中未图示)上。或者或另外，电介质衬底可包含可压缩粘合剂层。
支撑结构58在此实例中由装置50的外壳(例如，常规的模制塑料外壳)中的唇缘提供。支撑结构58经布置以在感测元件的下侧上的第二力传感器电极72附近的支撑位置处支撑感测元件56。唇缘在此实例中经布置以在其外围附近且围绕其完整周长支撑感测元件。外围安装还允许(例如)将显示屏幕安装在感测元件后方而不会因支撑结构而变模糊。在此实例中，感测元件在支撑位置处(例如)使用粘合剂接合到支撑结构。第一力传感器电极70和第二力传感器电极72与支撑位置对准，使得其间距取决于施加到覆盖层的力(即，压缩电介质衬底的力)的量值。
控制器60包括根据(在此实例中)常规的用于电容测量的互电容技术而操作的电容性驱动和感测通道。所述驱动和感测通道根据常规技术(例如)使用柔性边缘连接器带和板上迹线而耦合到感测元件的其相应电极，如图5中由框箭头84示意性地指示。
控制器因此包括第一驱动通道，其可称为力传感器驱动通道，耦合到第一力传感器电极，所述电极可因此称为力传感器驱动电极。控制器进一步包括第一感测通道，其可称为力传感器感测通道，耦合到第二力传感器电极，所述电极可因此称为力传感器感测电极。控制器进一步包括第二驱动通道，其可称为触摸传感器驱动通道，耦合到第二触摸传感器电极，所述电极可因此称为触摸传感器驱动电极。控制器进一步包括第二感测通道，其可称为触摸传感器感测通道，耦合到第一触摸传感器电极，且所述电极可因此称为触摸传感器感测电极。
因此，根据已知的电容性感测技术，控制器60可操作以使用力传感器驱动和感测通道来测量两个力传感器电极之间的互电容，且可操作以使用触摸传感器驱动和感测通道来测量两个触摸传感器电极之间的互电容。如下文进一步描述，两个力传感器电极70、72(具有相关联元件)提供力传感器(即，对例如通过按压的手指施加到覆盖面板62的机械力/压力敏感的传感器)。另一方面，两个触摸传感器电极80、82(具有相关联元件)提供触摸传感器(即，对例如指点手指等物体的接近性敏感的传感器)。显然，相同的电容性感测技术可用于力传感器和触摸传感器两者。这简化了控制面板的复杂性。
另外(且不同于触摸传感器)，力传感器被布置成其被驱动电极位于衬底的覆盖面板侧(即，在正常使用中指点/按压物体将从其靠近的侧)。这为力传感器提供了对正靠近的物体的接近性的减小的敏感性。
此外，感测元件56支撑在第二力传感器电极72附近，而不是第二触摸感测电极附近。这意味着在控制面板的触敏区(如由触摸电极的布置界定)中的电介质衬底在力被施加到覆盖面板时不被压缩。因此，与原本的情况相比，触摸传感器输出具有对任何所施加的力的量值的减小的依赖性。
控制器60的功能性可由单个集成电路芯片提供，例如经合适编程的通用微处理器、现场可编程门阵列或专用集成电路，或者可由离散组件提供。
原则上，控制面板的触摸传感器方面可包括由单个触摸传感器驱动电极和单个触摸传感器感测电极提供的单个离散触敏“按钮”，所述两个电极根据常规技术相对于彼此而布置，使得在感测电极附近的指点物体修改其间的测得电容，例如图3A和图3B中示意性地表示。然而实际上，根据本发明实施例的控制面板可常常具有多个触摸传感器驱动电极和多个触摸传感器感测电极，其耦合到相应的多个电容性驱动和感测通道。触摸传感器的特定设计(例如，其详细的电极图案化)不是非常重要的，且可使用电容性触摸传感器电极图案化的任何已知设计。因此，虽然上文为了简单而在基于单个触摸传感器驱动电极和单个触摸传感器感测电极的控制面板的触摸传感器方面的情境中绘示并描述图5，但将了解，实际上，例如根据电容性触摸传感器技术的已知原理，使用较复杂的触摸传感器电极图案。
图6A和图6B示意性地展示图5所示的控制面板52的第一电极层64和第二电极层68。控制器60的一些方面也在这些图中表示。
如图6A所示，感测元件在此实例中大体上为矩形，但其特定形状并不重要。第一(驱动)力传感器电极70呈大体上朝向感测元件的外围的闭环图案。触敏区(由虚线81概括指示)由根据任何已知设计而布置的多个触摸传感器感测电极80(图5中展示其单个实例)界定。第一(驱动)力传感器电极70耦合到控制器60中驱动通道DF。所述多个触摸传感器感测电极80耦合到对应多个感测通道ST 1-n。
如图6B所示，朝感测元件的下侧(相对于靠近物体的方向)安置的第二电极层68与第一电极层64的总大小和形状匹配。第二(感测)力传感器电极72大致类似于第一电极层64上的上覆第一(驱动)力传感器电极70之处在于，在此实例中其呈大体上朝向感测元件的外围的闭环的形式。第一和第二力传感器电极布置在其相应的电极层内，使得当从覆盖面板62的方向观看时，第一力传感器电极70上覆于第二力传感器电极72上。在此实例中，第一力传感器电极70完全覆盖第二力传感器电极72，因为第二力传感器电极72的横截面比第一力传感器电极70的横截面薄，且完全在第一力传感器电极70后方(如图5中示意性地指示)。第二电极层68包括多个触摸传感器驱动电极82(图5中权展示其单个实例)。这些触摸传感器驱动电极82是根据任何已知设计来布置，以与第一电极层64上的触摸传感器感测电极80协作，以提供根据常规电容性触摸感测技术的控制面板52的触摸传感器功能性。如先前所述，实施例可结合电容性传感器中用于提供触敏功能性的电极的任何已知设计而使用。纯粹为了举例，图6A和图6B示意性地表示简单的矩阵设计。
如图6B中所指示，第二(感测)力传感器电极72耦合到控制器60中的感测通道SF。所述多个触摸传感器驱动电极82耦合到对应多个电容性驱动通道DT 1-n。
因此在使用中，控制器60可操作以测量力传感器电极70、72之间的互电容性耦合，且基于测得的电容产生对应的力传感器输出信号。控制器还可操作以测量相应的触摸传感器电极80、82之间的互电容性耦合，且以常见方式基于测得的电容产生对应的触摸传感器输出信号。为了避免测量之间的可能干扰，控制器可操作以在不同时间测量力传感器电极70、72之间的互电容性耦合以及相应的触摸传感器电极80、82之间的互电容性耦合。
图7以横截面示意性地展示图4和图5的控制面板52的另一视图。(为了简单在图7中未展示控制器60)。图7与图5不同之处在于，图7展示处于指点物体90(此处，用户的手指)正在对覆盖面板62施加按压力F(如向下箭头92示意性地指示)的状态的控制面板52。按压力F用以压缩力传感器电极70、72之间的区中的电介质衬底66。力F不压缩触摸传感器电极80、82之间的区中的电介质衬底66，因为在这些位置不存在对感测元件的机械支撑以为所施加的力F提供反作用力来压住。
因为力传感器电极之间的电介质衬底被压缩，所以力传感器电极移动成较靠近在一起。因为电极的互电容取决于其间距，所以来自耦合到第二力传感器电极的力传感器感测通道的输出信号改变。力传感器电极之间的间距且因此其测得的电容将取决于所施加的力的量值(至少达电介质衬底被完全压缩的极限)。因此，由控制器提供的电容测量可作为指示所施加力的量值的信号而输出。
然而，因为触摸传感器电极之间(即，控制面板的触摸感测区中)的电介质衬底不受所施加力的压缩，所以控制面板的触摸传感器功能性不管所施加的力F如何均以相同方式操作。因此，与触摸传感器电极相关联的由控制器提供的电容测量功能性(即，驱动和感测通道)可继续操作以输出指示物体的触摸的信号，作为触摸传感器输出信号。触摸传感器输出信号的性质将以常见方式取决于与触摸传感器功能性相关联的电极的设计的性质，例如触摸传感器输出信号可包括触摸的估计位置，或仅仅包括整个触摸传感器对接近一个或一个以上离散触摸感测区域的物体的存在的指示。
因此，图4到图7的控制面板提供触摸传感器功能性和力传感器功能性两者。此外，设计并入有帮助改进触摸测量与力测量的独立性的各种特征。如上文已说明，触敏区下方(如由触摸传感器电极界定)缺乏对感测元件的结构支撑意味着触摸传感器功能性基本上与力F的施加无关。在一些实施例中，力传感器输出信号对物体对力传感器电极的轻微接近性的依赖性可减小(即，靠近电极但不施加力的物体)。这是为了避免对正施加的力的“错误”确定。
控制面板的力传感器功能对接近但不按压的物体的减小的敏感性可在图4到图7所示的实施例中通过力传感器电极及其驱动和感测通道的相对布置来实现。
明确地说，因为第一力传感器电极70是电容性力传感器电极的被驱动电极，且在正常使用期间位于感测元件的面对物体的侧上，所以第二感测电极72到控制面板上方的物体的电容的影响通过较大的第一力传感器电极70的屏蔽而减小。这帮助减小由耦合到第二力传感器电极72的感测通道SF测得的电容对在力传感器电极附近靠近覆盖面板62的并不按压在其上的物体的敏感性。
此外，如上文所述，从靠近覆盖面板的物体的观点来看，第二力传感器电极72在此实例中完全在第一力传感器电极70下方，且具有较小的展布范围。此举的重要性在于第一电极层64上的力传感器驱动电极70与第二电极层68上的力传感器感测电极72之间的互电容性耦合主要在电介质衬底66的在两个电极之间的具有极少“过溢”的区内。因此，较薄的第二力传感器电极72的使用往往将从被驱动的第一力传感器电极到第二力传感器电极的电场耦合集中到其间的区中，其中相对来说极少的电场“溢出”进入覆盖面板且超过覆盖面板。因此被驱动力传感器电极70大于下伏的感测力传感器电极72的布置使其之间的互电容性耦合集中，以进一步减小对力传感器电极70、72附近的在覆盖面板上方的物体的敏感性。这是因为力传感器电极之间的相对极少的耦合在覆盖面板上方的此区中发生，且因此此处物体的存在具有对测得互电容的减小的影响。发明人还已经发现，将相对较薄的导体用于感测电极可用以增加所谓的弥散场效应的相对重要性，且因此增加电容性力传感器对电极间距变化的敏感性。
因此，可提供控制面板，其提供指示所施加力的量值但具有对接近物体的轻微存在的减小敏感性的力传感器输出信号，以及指示物体的接近性但具有对物体所施加的任何力的减小敏感性的触摸传感器输出信号。此外，力和触摸传感器功能性可以相对较简单的设计来提供，所述设计可将相同的感测技术用于两种类型的传感器。针对每一类型的传感器可使用相同的控制电路(即，常规的电容性测量电路)，且此外，可将相同类型的结构元件用于所述两种类型的传感器。
图8和图9分别类似于图5和图7，且将从图5和图7来理解。然而，图8和图9展示根据另一实施例的控制面板100。图8和图9的控制面板100的类似于图5和图7的控制面板52且将从图5和图7的控制面板52来理解的方面由相同的参考标号指示，且为了简明而不进一步描述。图8和图9的控制面板100在其电介质衬底和第二电极层的设计上不同于图5和图7的控制面板52。明确地说，图5和图7的控制面板52中的这些元件是连续的层，但在图8和图9的控制面板100中，对应元件包括分离的部分。
因此，控制面板100包括包含单独部分(即可压缩力传感器部分66B和触摸传感器部分66A)的电介质衬底。这些部分完全由间隙67分离。实际上，这可通过以连续电介质层开始且移除其一部分以产生间隙来实现。因此，电介质衬底的力传感器部分66B和触摸传感器部分66A可由相同材料形成。然而在其它实例中，这两个部分可包括根据用于制造分层/层压结构的已知技术在感测元件的构造期间单独组装的单独材料。如果设计的触摸传感器方面是基于无源(自电容)感测技术(例如下文进一步描述)，那么第二电极层中无需触摸传感器电极，且在此情况下，将无需在控制面板的触摸感测区中包含电介质衬底的一部分。
类似地，控制面板100的第二电极层包括单独部分，即力传感器部分(包括第二力传感器电极72)和触摸传感器部分(包括第二触摸传感器电极82)。第二电极层中的力和触摸传感器电极可大体上类似于图5和图7的控制面板52的电极。如同图8和图9的控制面板100的两个电介质衬底部分66A、66B一样，两个第二电极层部分可通过移除初始连续电极层的一部分来提供，或可包括单独组装的层，例如具有ITO沉积的个别适当成形的PET片。
图8示意性地展示处于其中指点物体90(此处为用户的手指)接近传感器但不施加任何按压力(F＝0)的状态的控制面板100。此处，控制面板的触摸传感器方面将提供指示物体的接近性(例如指示其位置(取决于控制面板的触摸传感器方面的功能性))的触摸传感器输出信号，而控制面板的力传感器方面将提供指示没有力正被施加的力传感器输出信号。
另一方面，图9示意性地展示处于其中指点物体90正在施加按压力F的状态的控制面板100。此处，控制面板的触摸传感器方面将提供指示物体的接近性(例如指示其位置(取决于控制面板的触摸传感器方面的功能性))的触摸传感器输出信号，而控制面板的力传感器方面将提供指示力F正被施加的力传感器输出信号。
图8和图9的控制面板100中的电介质衬底和第二电极层的相应部分之间的间隙67的重要性在于，其可帮助减小力传感器电极之间的压缩力向电介质衬底的在触摸电极之间的区的转移。此效应在图7中在参考标号110所识别的区中示意性地说明。此处，由所施加的力F引起的电介质衬底66的压缩主要在第一力传感器电极与第二力传感器电极之间，因为这些力传感器电极与由外壳中的唇缘提供的支撑位置对准。然而在一些情况下，取决于触摸传感器电极与力传感器电极的靠近程度，且还取决于电介质衬底的机械特性，存在触摸传感器电极之间的区中发生电介质衬底的某种变形的可能性，如图7中由参考标号110识别的区中示意性地指示。可通过提供例如图8所示的间隙(或局部间隙)以帮助在机械上隔离触摸传感器电极之间的区中电介质衬底的部分66A与力传感器电极之间的区中的部分66B来减小此效应。因此，如图9所示，所施加的力F导致力传感器电极之间的区中电介质衬底的部分66B压缩，而不影响触摸传感器电极80、82的间距。由力F引起的触摸传感器电极的间距变化(例如图7中在区110中所示)改变其互电容，且因此可干扰控制面板的触摸传感器方面的正常操作。间隙67在此效应成问题的情况下可帮助减小此效应。
在图8和图9所示的设计的变型中，在其它实施例中可使用类似于图5和图7所示连续电介质层的连续电介质层，但力传感器电极与触摸传感器电极之间(即，在对应于图8所示的间隙67的位置的区中)具有厚度减小的区。这也可帮助机械上使触摸传感器电极之间的电介质衬底与力传感器电极与触摸传感器电极之间的电介质衬底的压缩隔离。将了解，力电极与感测电极之间的电介质衬底的具有减小(包含零)厚度的区无需沿着力电极与感测电极之间的区的完整范围连续延伸，而是可改为沿着力电极与触摸电极之间的区的仅一部分延伸。举例来说，具有减小的厚度的区可包括电介质衬底中的一个或个以上孔或狭槽，其经布置以减小力传感器电极与触摸传感器电极之间的选定位置处的厚度。在一些实施例中，这可提供(例如)在组装期间处置起来较简单的结构，但其提供衬底的在力传感器电极之间的区与衬底的在触摸传感器电极之间的区之间的所要等级的机械隔离。
将了解，上述原理适用于许多不同的总体设计。举例来说，力传感器电极不必位于感测元件的边缘处。通过适当定位的支撑件，力传感器可在任何地方。
举例来说，图10和图11分别类似于图5和图7，且将从图5和图7来理解。然而，图10和图11展示根据另一实施例的控制面板150。图10和图11的控制面板150的类似于图5和图7的控制面板52且将从图5和图7的控制面板52来理解的方面为了简明而不进一步描述。然而，图10和图11的控制面板150与图5和图7的控制面板52的不同之处在于其具有位于感测元件156的中心位置的力传感器电极170、172，以及位于外围位置的触摸传感器电极180、182。其中并入有控制面板150的装置的外壳154经布置以在与力传感器电极170、172对准的中心支撑位置158处为感测元件156提供支撑。除电极和支撑位置的重新布置以外，图10和图11的控制面板150在其它方面以与上文针对其它实施例的控制面板52、100而描述的相同大体方式操作。然而，当将推力F施加于电介质衬底时，力传感器电极的中心位置处发生压缩，而不是在先前描述的控制面板52、100中的外围位置处发生压缩。
图12类似于图8且将从图8来理解，但图12展示根据另一实施例的控制面板150。图12的控制面板150的类似于图8和图9的控制面板100且将从图8和图9的控制面板100来理解的方面由相同的参考标号指示，且为了简明而不进一步描述。图12的控制面板150与图8和图9的控制面板100的不同之处在于其第二力传感器电极的放置。图8和图9的控制面板100的第二力传感器电极72直接安装到可压缩电介质衬底的下侧。然而，图12的控制面板150改为包括呈导体(例如，铜线)形式的第二力传感器电极173，其嵌入并入有控制面板150的装置的外壳155内。第二力传感器电极173经由迹线174连接到控制器60，所述迹线例如为耦合到第二力传感器电极173的暴露部分的常规跨线导体。图12中的第二力传感器电极173被展示为完全嵌入外壳中，使得实际上存在第一力传感器电极与第二力传感器电极之间的电介质材料的额外区(即，外壳155的一部分)。在其它实例中，第二力传感器电极可部分嵌入外壳中，例如凹入通道中。图12的控制面板150的支撑结构158因此由外壳的在第二力传感器电极173下方的一部分提供。总的来说，将了解，图12的控制面板150以类似于图8和图9的控制面板的方式起作用。仅有的差异在于用于各种元件的结构组合件，且在两种不同设计可如何操作的方面没有显著的功能差异。在这点上，将了解，如应用于例如图12所示实施例的实施例的例如第二电极层等术语不要求包括第二电极层的电极在构造之前一起耦合在单位元件中，权要求其在功能上布置为可压缩衬底的同一侧上的层(且可以距衬底不同的距离彼此物理上偏移)。
在一些实施例中，可能存在多个单独的力传感器。举例来说，感测元件可支撑在三个位置处，例如在三角形的顶点处，或在矩形的隅角处(例如，在大体上为矩形的用户接口的隅角处)。在此些情况下，可在每一位置处提供驱动与感测力传感器电极的一独立配对，其间具有可压缩电介质材料的适当区。在其它实例中，多个驱动和感测力传感器电极中的至少一些可耦合在一起，或可使用适当范围的单个电极。举例来说，在其它方面大致根据图4到图7所示控制面板的控制面板中具有四个力传感器的实施例中，可使用与图6A所示的力传感器驱动电极70类似的力传感器驱动电极，但在衬底的另一侧上具有多个分离的力传感器感测电极，从而代替图6A所示的实施例的单个力传感器感测电极72。举例来说，所述四个力传感器感测电极可提供于力传感器驱动电极的隅角部分下方，使得可进行四个单独的力测量。
此些多个力测量可(例如)用以提供独立的力传感器(例如，用以增加用户接口的“按钮”的数目)，或区分(三角测量)覆盖面板上的按压的位置。(即使在设计的触摸传感器方面提供位置敏感性的情况下，也可在力传感器输出信号指示力正被施加时从触摸传感器输出信号得出施加力的物体的位置。)
还将了解，不同实施例中可使用其它种类的电容性感测技术。举例来说，虽然上述实施例是基于互电容/驱动和感测通道实施方案(有源电容性感测)，但其它实施例可基于自电容/单个感测通道实施方案(无源电容性感测)。举例来说，可使用到系统参考电位(接地)的自电容是通过常规自电容电容性感测通道来测量的单个触摸电极(或多个触摸电极)来提供触摸传感器功能性。触摸电极可能仅在电极层中的一者或另一者中。力传感器电极可由类似于上文所述的第一和第二力传感器电极提供，但其中第二力传感器电极耦合到经布置以测量其到接地的电容的力传感器通道，且第一力传感器电极(即，在感测元件的面对物体的侧上的电极)直接耦合到接地(或其它系统参考电位)。因此，当第一和第二电极在触摸的施加下而聚到一起时，第二力传感器电极到接地的电容增加，原因是第一力传感器电极的接近性增加，因此提供对力的敏感性。然而，因为第一力传感器电极在感测元件的面对物体的侧上且连接到固定电位，所以其用以遮蔽第二感测电极，使其不受覆盖面板上方不在施加力的物体的接近性影响。因此以类似于上文所述方式的方式，与原本可能的情况相比，使力传感器对非按压物体的存在的敏感性变小。
将了解，虽然以上实例中的电介质衬底可在其整个限度上压缩，但这仅是为了便于制造，因为可使用单个层来将力传感器电极与触摸传感器电极间隔开。然而，电介质衬底的在触摸传感器电极之间的部分无需为可压缩的。举例来说，参见图8，针对图中所示定向的电介质衬底的右边部分66A可同等地由不可压缩的电介质材料形成，例如可用于电容性触摸屏幕构造中的任何常规的刚性材料。
实施例因此可用以提供触摸传感器和力传感器输出信号。这些输出信号的使用将取决于在手边的应用。举例来说，在其中并入有根据实施例的控制而板的装置的文本输入模式中，手指在所显示的键盘上的位置(如根据已知技术从触摸传感器输出信号确定)可用以选择字符进行输入，且力的量值可用以确定输入模式，例如轻敲(即，低于预定义的力阈值)可用以指示小写字母的输入，而重压(提供高于阈值信号的力指示)可用以指示大写字母的输入。一般来说，来自根据实施例的控制面板的输出信号的使用的性质可变化，且所述信号可针对在手边的应用以任何适当方式使用。
将了解，上文所述的原理适用于供许多类型的装置/器具中使用的控制面板。举例来说，根据实施例的传感器可在可提供用户接口的任何情形中使用，例如在烤箱、烤架、洗衣机、转筒式干燥机、洗碗机、微波炉、食物搅拌机、制面包机、饮料机、计算机、家用视听设备、便携式媒体播放器、PDA、手机、计算机、卫星导航系统、车辆控制面板等等中使用。还有可能提供类似于上述种类的控制面板，其与其可用于控制的装置/器具分开提供。举例来说，为了提供对业已存在的器具的升级。还有可能提供可经配置以操作某一范围的不同器具的通用传感器。

Claims (28)

1.一种控制面板，其具有响应物体的接近性的触摸传感器和响应物体所施加的力的力传感器，其中所述控制面板包括：
感测元件，其形成所述控制面板的一部分，所述感测元件包括：
覆盖层；
第一电极层，其包括第一力传感器电极；
第二电极层，其包括第二力传感器电极，所述第一电极层定位于所述覆盖层和所述第二电极层之间；以及
电介质衬底层，其至少一部分是可压缩的且定位于所述第一电极层和所述第二电极层之间，使得所述第一电极层的至少一部分和所述第二电极层的至少一部分之间的距离基于所述物体施加到所述覆盖层的力改变，其中所述第一电极层或所述第二电极层进一步包括第一触摸传感器电极；以及
触摸屏控制器，其包括第一电容性感测通道，所述触摸屏控制器可操作以：
测量所述第二力传感器电极的第一电容以感测所述物体施加的所述力；以及
测量所述第一触摸传感器电极的第二电容以感测所述物体的所述接近性。
2.根据权利要求1所述的控制面板，其中所述触摸屏控制器进一步包括经布置以将驱动信号施加到所述第一力传感器电极的第一驱动通道，且其中所述第一电容性感测通道可操作以测量所述第一电容，其中所述第一电容包括施加到所述第一力传感器电极的所述驱动信号的分量，使得由所述第一电容性感测通道测得的所述第一电容是所述第二力传感器电极与所述第一力传感器电极之间的互电容。
3.根据权利要求1所述的控制面板，其中所述第一力传感器电极被维持于系统参考电位，且由所述第一电容性感测通道测得的所述第二力传感器电极的所述第一电容是第二传感器力电极到所述系统参考电位的自电容。
4.根据权利要求1所述的控制面板，其中所述第一触摸传感器电极被包括于所述第一电极层中。
5.根据权利要求4所述的控制面板，其中所述第二电极层进一步包括第二触摸传感器电极，且所述触摸屏控制器进一步包括第二电容性感测通道，其中所述第二电容是所述第一触摸传感器电极与所述第二触摸传感器电极之间的互电容。
6.根据权利要求5所述的控制面板，其中所述触摸屏控制器进一步包括经布置以将驱动信号施加到所述第二触摸传感器电极的第二驱动通道，且其中所述第二电容性感测通道可操作以测量的施加到所述第二触摸传感器电极的所述驱动信号的分量。
7.根据权利要求5所述的控制面板，其中由所述第二电容性感测通道测得的所述第一触摸传感器电极的电容是所述第一触摸传感器电极到系统参考电位的自电容。
8.根据权利要求1所述的控制面板，其中所述第一和第二力传感器电极以及所述电介质衬底层的所述可压缩部分朝向所述感测元件的相对于所述触摸传感器电极的外部边缘定位。
9.根据权利要求1所述的控制面板，其中所述第一力传感器电极具有比所述第二力传感器电极大的展布范围。
10.根据权利要求1所述的控制面板，其中所述电介质衬底层整体是可压缩的。
11.根据权利要求10所述的控制面板，其中所述电介质衬底层在所述力传感器电极与所述触摸传感器电极之间的至少一个位置处的厚度小于所述电介质衬底层在其它地方的厚度。
12.根据权利要求1所述的控制面板，其中支撑层由其中安装所述感测元件的外壳中的唇缘提供。
13.根据权利要求1所述的控制面板，其中所述覆盖层、所述第一和第二电极层以及所述电介质衬底层由透明材料形成。
14.根据权利要求1所述的控制面板，其中所述第一和第二电极层包括导电材料，所述导电材料直接安装到所述电介质衬底层以界定相应电极。
15.根据权利要求1所述的控制面板，其中所述第一和第二电极层包括相应的第一和第二安装片，所述安装片上安装有导电材料以界定所述相应电极。
16.根据权利要求15所述的控制面板，其中所述第一和/或第二安装片包括聚对苯二甲酸乙二酯PET。
17.根据权利要求1所述的控制面板，其中所述电介质衬底层包括硅树脂层。
18.根据权利要求1所述的控制面板，其中所述电介质衬底层包括可压缩粘合剂层。
19.根据权利要求1所述的控制面板，其中所述第一触摸传感器电极是提供位置敏感触摸传感器的触摸传感器电极图案内的元件，且其中所述触摸传感器输出信号是基于所述第一触摸传感器电极的测得电容以及所述位置敏感触摸传感器的所述电极图案内的其它电极的对应测得电容。
20.一种感测物体的接近性和物体所施加的力的方法，所述方法包括：
感测物体的接近性和所述物体所施加的力，感测元件包括：
覆盖层；
第一电极层，其包括第一力传感器电极；
第二电极层，其包括第二力传感器电极，所述第一电极层定位于所述覆盖层和所述第二电极层之间；
电介质衬底层，其至少一部分是可压缩的，使得所述第一电极层的至少一部分和所述第二电极层的至少一部分之间的距离基于所述物体施加到所述覆盖层的力改变，其中所述第一电极层或所述第二电极层进一步包括第一触摸传感器电极；
测量所述第二力传感器电极的第一电容以感测所述物体所施加的所述力，且输出对应的力传感器输出信号；以及
测量所述触摸传感器电极的第二电容以感测所述物体的所述接近性，且输出对应的触摸传感器接近性输出信号。
21.一种用于感测接近性和力的感测元件，其包括：
覆盖层；
第一电极层，其包括第一力传感器电极；
第二电极层，其包括第二力传感器电极，所述第一电极层定位于所述覆盖层和所述第二电极层之间；
电介质衬底，其至少一部分是可压缩的，且位于所述第一力传感器电极与第二力传感器电极之间，使得所述第一电极层的至少一部分和所述第二电极层的至少一部分之间的距离基于物体施加到所述覆盖层的力改变；
第一触摸传感器电极，其邻近所述第一电极层和所述第二电极层中的一者定位且与所述第一和第二力传感器电极和所述电介质衬底的可压缩部分间隔开；以及
控制器，其包括耦合到所述第二力传感器电极的能够测量其第一电容以感测物体施加的力且输出对应的力传感器信号的第一电容性感测通道，以及耦合到所述触摸传感器电极的能够测量其第二电容以感测所述物体的接近性且输出对应的触摸传感器接近性信号的第二电容性感测通道。
22.根据权利要求21所述的感测元件，其中所述第二力传感器电极在所述第二电极层上，所述第二电极层大体上定位于所述电介质衬底的与所述第一电极层相对的侧上。
23.根据权利要求22所述的感测元件，其中所述触摸传感器电极在所述第一或第二电极层中的一者上。
24.根据权利要求21所述的感测元件，其中所述第二力传感器电极定位于支撑层上或支撑层内。
25.一种用于感测接近性和力的方法，其包括：
提供感测元件，所述感测元件包含：覆盖层，包括第一力传感器电极的第一电极层，以及第二力传感器电极，所述第一电极层定位于所述覆盖层和第二电极层之间；
提供电介质衬底和触摸传感器电极，所述电介质衬底的至少一部分是可压缩的，且定位于所述第一力传感器电极与第二力传感器电极之间，使得所述第一电极层的至少一部分和所述第二电极层的至少一部分之间的距离基于物体施加到所述覆盖层的力改变；
在所述第一和第二力传感器电极以及所述电介质衬底的所述可压缩部分与支撑位置对准的位置处支撑所述感测元件，使得所述第一和第二力传感器电极的间距取决于施加到所述覆盖层的力的量值；
测量所述第二力传感器电极的电容，且输出对应的力传感器输出信号；以及
测量所述触摸传感器电极的电容，且输出对应的力传感器输出信号。
26.一种感测元件，其包括：
第一电极层，其包含第一力传感器电极；
第二电极层，其包含第二力传感器电极，所述第一电极层定位于覆盖层和所述第二电极层之间；
电介质衬底，其至少一部分是可压缩的，且定位于所述第一力传感器电极与第二力传感器电极之间，使得所述第一电极层的至少一部分和所述第二电极层的至少一部分之间的距离基于物体施加到所述覆盖层的力改变；
支撑层，其经定位以支撑所述第二力传感器电极和在所述第二力传感器电极附近的层，其中所述电介质衬底的可压缩部分使所述第一力传感器电极与第二力传感器电极分离；以及
第一触摸传感器电极，其与所述第一和第二力传感器电极横向分离，其中所述第二力传感器电极的第一测量用以感测物体施加的力，且所述第一触摸传感器电极的第二测量用以感测物体的接近性。
27.根据权利要求26所述的感测元件，其中所述电介质衬底响应于实质上仅在支撑所述第二力传感器电极的所述支撑层处的力而压缩。
28.根据权利要求26所述的感测元件，其中所述第一触摸传感器电极安置于所述第一电极层中，且其中所述感测元件进一步包括第二触摸传感器电极，所述第二触摸传感器电极通过所述电介质衬底的在施加力时不压缩的部分与所述第一触摸传感器电极分离。
CN201010275716.4A 2009-09-04 2010-09-03 电容性控制面板 Expired - Fee Related CN102012772B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/554,552 2009-09-04
US12/554,552 US8730199B2 (en) 2009-09-04 2009-09-04 Capacitive control panel

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102012772A CN102012772A (zh) 2011-04-13
CN102012772B true CN102012772B (zh) 2015-09-16

Family

ID=43603654

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201010275716.4A Expired - Fee Related CN102012772B (zh) 2009-09-04 2010-09-03 电容性控制面板

Country Status (4)

Country Link
US (2) US8730199B2 (zh)
CN (1) CN102012772B (zh)
DE (1) DE102010040164A1 (zh)
TW (1) TWI518576B (zh)

Families Citing this family (239)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9182837B2 (en) 2005-11-28 2015-11-10 Synaptics Incorporated Methods and systems for implementing modal changes in a device in response to proximity and force indications
US10585493B2 (en) 2008-12-12 2020-03-10 Apple Inc. Touch sensitive mechanical keyboard
US8627716B2 (en) * 2009-02-06 2014-01-14 Pressure Profile Systems Inc. Capacitive proximity tactile sensor
TWI406164B (zh) * 2009-05-21 2013-08-21 Ite Tech Inc 滑軸架構的觸控感應器
KR101667801B1 (ko) * 2009-06-19 2016-10-20 삼성전자주식회사 터치 패널 및 이를 구비한 전자 기기
KR101658991B1 (ko) * 2009-06-19 2016-09-22 삼성전자주식회사 터치 패널 및 이를 구비한 전자 기기
TWI386656B (zh) * 2009-07-02 2013-02-21 Novatek Microelectronics Corp 電容值測量電路與方法
US8730199B2 (en) * 2009-09-04 2014-05-20 Atmel Corporation Capacitive control panel
KR101623008B1 (ko) * 2009-10-23 2016-05-31 엘지전자 주식회사 이동 단말기
US8570297B2 (en) 2009-12-14 2013-10-29 Synaptics Incorporated System and method for measuring individual force in multi-object sensing
KR101616875B1 (ko) * 2010-01-07 2016-05-02 삼성전자주식회사 터치 패널 및 이를 구비한 전자기기
KR101319264B1 (ko) * 2010-01-22 2013-10-18 전자부품연구원 멀티 터치 압력에 기반한 ｕｉ 제공방법 및 이를 적용한 전자기기
KR101631892B1 (ko) * 2010-01-28 2016-06-21 삼성전자주식회사 터치 패널 및 이를 구비한 전자기기
US8629364B2 (en) * 2010-03-01 2014-01-14 Visteon Global Technologies, Inc. Method for implementing capacitive sensing in the presence of conductive decorative materials
JP4935917B2 (ja) * 2010-03-19 2012-05-23 株式会社デンソー 携帯機
KR101710523B1 (ko) * 2010-03-22 2017-02-27 삼성전자주식회사 터치 패널 및 이를 구비한 전자기기
US9007190B2 (en) 2010-03-31 2015-04-14 Tk Holdings Inc. Steering wheel sensors
DE102011006344B4 (de) 2010-03-31 2020-03-12 Joyson Safety Systems Acquisition Llc Insassenmesssystem
DE102011006649B4 (de) 2010-04-02 2018-05-03 Tk Holdings Inc. Lenkrad mit Handsensoren
KR101661728B1 (ko) 2010-05-11 2016-10-04 삼성전자주식회사 사용자 입력 장치 및 이를 구비한 전자 기기
KR20120015692A (ko) * 2010-08-12 2012-02-22 삼성전자주식회사 터치 패널 및 이를 구비한 전자기기
JP5458443B2 (ja) * 2010-09-14 2014-04-02 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出機能付き表示装置、および電子機器
KR101809191B1 (ko) 2010-10-11 2018-01-18 삼성전자주식회사 터치 패널
KR101735715B1 (ko) 2010-11-23 2017-05-15 삼성전자주식회사 입력 감지 소자 및 이를 구비한 터치 패널
US8493357B2 (en) * 2011-03-04 2013-07-23 Integrated Device Technology, Inc Mechanical means for providing haptic feedback in connection with capacitive sensing mechanisms
KR101784436B1 (ko) 2011-04-18 2017-10-11 삼성전자주식회사 터치 패널 및 이를 위한 구동 장치
US20130016059A1 (en) * 2011-07-12 2013-01-17 Research In Motion Limited Electronic device and method of controlling a touch-sensitive display
US20130018489A1 (en) * 2011-07-14 2013-01-17 Grunthaner Martin Paul Combined force and proximity sensing
US9417754B2 (en) 2011-08-05 2016-08-16 P4tents1, LLC User interface system, method, and computer program product
US9785251B2 (en) 2011-09-14 2017-10-10 Apple Inc. Actuation lock for a touch sensitive mechanical keyboard
CN102999198B (zh) * 2011-09-16 2016-03-30 宸鸿科技(厦门)有限公司 触摸面板边缘持握触摸的检测方法和装置
US9519350B2 (en) * 2011-09-19 2016-12-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Interface controlling apparatus and method using force
US9143126B2 (en) 2011-09-22 2015-09-22 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch having lockout control for controlling movable panel
US9490804B2 (en) * 2011-09-28 2016-11-08 Cypress Semiconductor Corporation Capacitance sensing circuits, methods and systems having conductive touch surface
US10112556B2 (en) 2011-11-03 2018-10-30 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch having wrong touch adaptive learning and method
FR2985048B1 (fr) * 2011-12-21 2014-08-15 Nanotec Solution Dispositif et procede de mesure capacitive sensible a la pression pour interfaces tactiles et sans contact
WO2013107474A1 (en) * 2012-01-20 2013-07-25 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Touch screen, portable electronic device, and method of operating a touch screen
US8890824B2 (en) * 2012-02-07 2014-11-18 Atmel Corporation Connecting conductive layers using in-mould lamination and decoration
JP5889661B2 (ja) * 2012-02-10 2016-03-22 アルプス電気株式会社 入力装置
US9354748B2 (en) 2012-02-13 2016-05-31 Microsoft Technology Licensing, Llc Optical stylus interaction
US9471185B2 (en) * 2012-02-21 2016-10-18 Atmel Corporation Flexible touch sensor input device
US9064654B2 (en) 2012-03-02 2015-06-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Method of manufacturing an input device
US9360893B2 (en) 2012-03-02 2016-06-07 Microsoft Technology Licensing, Llc Input device writing surface
USRE48963E1 (en) 2012-03-02 2022-03-08 Microsoft Technology Licensing, Llc Connection device for computing devices
US8873227B2 (en) 2012-03-02 2014-10-28 Microsoft Corporation Flexible hinge support layer
US9075566B2 (en) 2012-03-02 2015-07-07 Microsoft Technoogy Licensing, LLC Flexible hinge spine
US9158383B2 (en) 2012-03-02 2015-10-13 Microsoft Technology Licensing, Llc Force concentrator
US9706089B2 (en) 2012-03-02 2017-07-11 Microsoft Technology Licensing, Llc Shifted lens camera for mobile computing devices
US9426905B2 (en) 2012-03-02 2016-08-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Connection device for computing devices
US8935774B2 (en) 2012-03-02 2015-01-13 Microsoft Corporation Accessory device authentication
US9870066B2 (en) 2012-03-02 2018-01-16 Microsoft Technology Licensing, Llc Method of manufacturing an input device
DE102012102921A1 (de) * 2012-04-04 2013-10-10 Miele & Cie. Kg Bedienvorrichtung mit einem Blendenteil
US9660644B2 (en) 2012-04-11 2017-05-23 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly and activation method
US9944237B2 (en) 2012-04-11 2018-04-17 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly with signal drift rejection and method
US9197206B2 (en) * 2012-04-11 2015-11-24 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch having differential contact surface
US9287864B2 (en) 2012-04-11 2016-03-15 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly and calibration method therefor
US9520875B2 (en) 2012-04-11 2016-12-13 Ford Global Technologies, Llc Pliable proximity switch assembly and activation method
US9184745B2 (en) 2012-04-11 2015-11-10 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly and method of sensing user input based on signal rate of change
US9559688B2 (en) 2012-04-11 2017-01-31 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly having pliable surface and depression
US9831870B2 (en) 2012-04-11 2017-11-28 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly and method of tuning same
US9568527B2 (en) 2012-04-11 2017-02-14 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly and activation method having virtual button mode
US9531379B2 (en) 2012-04-11 2016-12-27 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly having groove between adjacent proximity sensors
US9219472B2 (en) 2012-04-11 2015-12-22 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly and activation method using rate monitoring
WO2013154720A1 (en) 2012-04-13 2013-10-17 Tk Holdings Inc. Pressure sensor including a pressure sensitive material for use with control systems and methods of using the same
WO2013165601A1 (en) 2012-05-03 2013-11-07 Yknots Industries Llc Moment compensated bending beam sensor for load measurement on platform supported by bending beams
US10108265B2 (en) 2012-05-09 2018-10-23 Apple Inc. Calibration of haptic feedback systems for input devices
US9977499B2 (en) 2012-05-09 2018-05-22 Apple Inc. Thresholds for determining feedback in computing devices
US20130300590A1 (en) 2012-05-14 2013-11-14 Paul Henry Dietz Audio Feedback
US9136840B2 (en) 2012-05-17 2015-09-15 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly having dynamic tuned threshold
WO2013177322A1 (en) 2012-05-22 2013-11-28 Synaptics Incorporated Force enhanced input device
US9337832B2 (en) 2012-06-06 2016-05-10 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch and method of adjusting sensitivity therefor
WO2013188307A2 (en) 2012-06-12 2013-12-19 Yknots Industries Llc Haptic electromagnetic actuator
US9684382B2 (en) 2012-06-13 2017-06-20 Microsoft Technology Licensing, Llc Input device configuration having capacitive and pressure sensors
US8988355B2 (en) * 2012-06-13 2015-03-24 Solomatrix, Inc. Keyboard appliance for touchscreen
US20130342465A1 (en) * 2012-06-13 2013-12-26 Microsoft Corporation Interchangeable Surface Translation and Force Concentration
US9459160B2 (en) 2012-06-13 2016-10-04 Microsoft Technology Licensing, Llc Input device sensor configuration
US9073123B2 (en) 2012-06-13 2015-07-07 Microsoft Technology Licensing, Llc Housing vents
US9063693B2 (en) 2012-06-13 2015-06-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Peripheral device storage
WO2013192539A1 (en) 2012-06-21 2013-12-27 Nextinput, Inc. Wafer level mems force dies
TWI463390B (zh) * 2012-07-03 2014-12-01 E Ink Holdings Inc 觸控顯示面板的定位方法
WO2014008377A1 (en) 2012-07-05 2014-01-09 Ian Campbell Microelectromechanical load sensor and methods of manufacturing the same
US9886116B2 (en) * 2012-07-26 2018-02-06 Apple Inc. Gesture and touch input detection through force sensing
WO2014018115A1 (en) 2012-07-26 2014-01-30 Changello Enterprise Llc Ultrasound-based force sensing of inputs
WO2014018121A1 (en) 2012-07-26 2014-01-30 Changello Enterprise Llc Fingerprint-assisted force estimation
WO2014018116A1 (en) * 2012-07-26 2014-01-30 Changello Enterprise Llc Ultrasound-based force sensing and touch sensing
US8964379B2 (en) 2012-08-20 2015-02-24 Microsoft Corporation Switchable magnetic lock
US9158407B2 (en) * 2012-08-29 2015-10-13 Sharp Kabushiki Kaisha Capacitive touch panel with a ‘dual layer’ force sensor
WO2014035479A2 (en) 2012-08-30 2014-03-06 Changello Enterprise Llc Auto-baseline determination for force sensing
US8922340B2 (en) 2012-09-11 2014-12-30 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch based door latch release
JP6260622B2 (ja) 2012-09-17 2018-01-17 ティーケー ホールディングス インク．Ｔｋ Ｈｏｌｄｉｎｇｓ Ｉｎｃ． 単一層力センサ
US9372538B2 (en) * 2012-09-28 2016-06-21 Denso International America, Inc. Multiple-force, dynamically-adjusted, 3-D touch surface with feedback for human machine interface (HMI)
US9983715B2 (en) 2012-12-17 2018-05-29 Apple Inc. Force detection in touch devices using piezoelectric sensors
KR102029715B1 (ko) * 2012-12-21 2019-11-08 엘지이노텍 주식회사 터치 패널
US9176538B2 (en) 2013-02-05 2015-11-03 Microsoft Technology Licensing, Llc Input device configurations
US10578499B2 (en) 2013-02-17 2020-03-03 Microsoft Technology Licensing, Llc Piezo-actuated virtual buttons for touch surfaces
US9142363B2 (en) * 2013-02-27 2015-09-22 Microchip Technology Germany Gmbh Method for forming a sensor electrode for a capacitive sensor device
US9195354B2 (en) * 2013-03-12 2015-11-24 Synaptics Incorporated Device and method for localized force and proximity sensing
US9311204B2 (en) 2013-03-13 2016-04-12 Ford Global Technologies, Llc Proximity interface development system having replicator and method
US9952703B2 (en) 2013-03-15 2018-04-24 Apple Inc. Force sensing of inputs through strain analysis
US10209148B2 (en) 2013-03-15 2019-02-19 Apple Inc. Force-sensitive fingerprint sensing input
US9696839B1 (en) * 2013-03-15 2017-07-04 Adac Plastics, Inc. Vehicle door control
US9599524B2 (en) * 2013-04-04 2017-03-21 University Of Utah Research Foundation High-resolution flexible tactile imager system based on floating comb electrode
DE102013008567A1 (de) * 2013-05-17 2014-11-20 Diehl Ako Stiftung & Co. Kg Betätigungselement
US9475427B2 (en) * 2013-06-19 2016-10-25 Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha Vehicle lighting device
US20140374230A1 (en) * 2013-06-25 2014-12-25 Microsoft Corporation Pressure sensitive keys with a single-sided direct conduction sensor
KR101452302B1 (ko) * 2013-07-29 2014-10-22 주식회사 하이딥 터치 센서 패널
US11221697B2 (en) * 2013-08-28 2022-01-11 Apple Inc. Capacitive touch panel for sensing mechanical inputs to a device
US10575156B2 (en) 2013-08-29 2020-02-25 Apple Inc. Multi-device wireless disable and enable
CN104461024B (zh) * 2013-09-18 2018-12-14 联想(北京)有限公司 输入装置、信息处理方法、装置及电子设备
GB2518871A (en) 2013-10-03 2015-04-08 Nokia Technologies Oy Sensing
US10120478B2 (en) 2013-10-28 2018-11-06 Apple Inc. Piezo based force sensing
ITMI20131877A1 (it) * 2013-11-12 2015-05-13 Whirlpool Co Interfaccia di comando di tipo capacitivo, in particolare per elettrodomestico, con sicurezza d'uso perfezionata
JP6198582B2 (ja) * 2013-11-19 2017-09-20 富士通コンポーネント株式会社 操作パネル及び操作装置
KR101712346B1 (ko) 2014-09-19 2017-03-22 주식회사 하이딥 터치 입력 장치
US9448631B2 (en) 2013-12-31 2016-09-20 Microsoft Technology Licensing, Llc Input device haptics and pressure sensing
US9600084B2 (en) 2014-01-09 2017-03-21 Synaptics Incorporated Methods and apparatus for capacitively detecting key motion and finger presence on keyboard keys
WO2015106246A1 (en) 2014-01-13 2015-07-16 Nextinput, Inc. Miniaturized and ruggedized wafer level mems force sensors
US20150242037A1 (en) 2014-01-13 2015-08-27 Apple Inc. Transparent force sensor with strain relief
AU2015100011B4 (en) 2014-01-13 2015-07-16 Apple Inc. Temperature compensating transparent force sensor
DE102014003864B4 (de) * 2014-03-18 2023-06-07 Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg Elektronisches Gerät und Bedienanordnung mit einem elektronischen Gerät
US10120420B2 (en) 2014-03-21 2018-11-06 Microsoft Technology Licensing, Llc Lockable display and techniques enabling use of lockable displays
US9904417B2 (en) * 2014-04-16 2018-02-27 Microchip Technology Incorporated Projected capacitive touch detection with touch force detection using self-capacitance and mutual capacitance detection
US9851827B2 (en) 2014-05-28 2017-12-26 Corning Incorporated Touch-screen assembly with rigid interface between cover sheet and frame
US9880676B1 (en) * 2014-06-05 2018-01-30 Amazon Technologies, Inc. Force sensitive capacitive sensors and applications thereof
US10324733B2 (en) 2014-07-30 2019-06-18 Microsoft Technology Licensing, Llc Shutdown notifications
JP6527343B2 (ja) 2014-08-01 2019-06-05 株式会社 ハイディープＨｉＤｅｅｐ Ｉｎｃ． タッチ入力装置
US9851845B2 (en) 2014-08-12 2017-12-26 Apple Inc. Temperature compensation for transparent force sensors
US10297119B1 (en) 2014-09-02 2019-05-21 Apple Inc. Feedback device in an electronic device
US10185427B2 (en) * 2014-09-11 2019-01-22 Synaptics Incorporated Device and method for localized force sensing
US9424048B2 (en) 2014-09-15 2016-08-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Inductive peripheral retention device
US9690408B1 (en) 2014-09-26 2017-06-27 Apple Inc. Electronic device with an integrated touch sensing and force sensing device
US9779676B2 (en) * 2014-09-30 2017-10-03 Apple Inc. Integrated touch sensor and force sensor for an electronic device
US9939901B2 (en) 2014-09-30 2018-04-10 Apple Inc. Haptic feedback assembly
KR102228561B1 (ko) * 2014-10-01 2021-03-16 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서를 포함하는 표시 장치
US10038443B2 (en) 2014-10-20 2018-07-31 Ford Global Technologies, Llc Directional proximity switch assembly
KR20160047204A (ko) * 2014-10-22 2016-05-02 현대자동차주식회사 터치장치 및 터치장치의 제어방법
DE102014016836A1 (de) 2014-11-13 2016-05-19 Audi Ag Eingabevorrichtung für einen Kraftwagen, Kraftwagen mit einer Eingabevorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Eingabevorrichtung
CN107209279A (zh) * 2014-12-03 2017-09-26 不列颠哥伦比亚大学 具有离子导电材料的柔性透明传感器
DE102014019241B4 (de) * 2014-12-19 2018-02-08 Audi Ag Eingabeeinrichtung zum Ermitteln einer manuellen Betätigung
US9280233B1 (en) * 2014-12-23 2016-03-08 Synaptics Incorporated Routing for touch sensor electrodes
US9798409B1 (en) 2015-03-04 2017-10-24 Apple Inc. Multi-force input device
US9654103B2 (en) 2015-03-18 2017-05-16 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly having haptic feedback and method
US9746952B2 (en) 2015-03-31 2017-08-29 Synaptics Incorporated Force enhanced input device vibration compensation
US9785296B2 (en) 2015-03-31 2017-10-10 Synaptics Incorporated Force enhanced input device with shielded electrodes
US9815267B2 (en) * 2015-04-03 2017-11-14 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Method for forming a unitary control panel for an appliance
US9733756B2 (en) 2015-05-12 2017-08-15 Synaptics Incorporated Integrated display device and sensing device with force sensing
US9965118B2 (en) 2015-05-12 2018-05-08 Synaptics Incorporated Sensing force using transcapacitance with dedicated force receiver electrodes
US9548733B2 (en) 2015-05-20 2017-01-17 Ford Global Technologies, Llc Proximity sensor assembly having interleaved electrode configuration
US10222889B2 (en) 2015-06-03 2019-03-05 Microsoft Technology Licensing, Llc Force inputs and cursor control
US10416799B2 (en) 2015-06-03 2019-09-17 Microsoft Technology Licensing, Llc Force sensing and inadvertent input control of an input device
JP6890372B2 (ja) * 2015-06-08 2021-06-18 アルプスアルパイン株式会社 車載入力装置
EP3307671B1 (en) 2015-06-10 2022-06-15 Nextinput, Inc. Ruggedized wafer level mems force sensor with a tolerance trench
CN106257382B (zh) * 2015-06-16 2019-11-12 禾瑞亚科技股份有限公司 力触控面板、系统与其触控处理装置和方法
US20170003776A1 (en) * 2015-06-30 2017-01-05 Synaptics Incorporated Dynamic estimation of ground condition in a capacitive sensing device
US10203767B2 (en) 2015-07-14 2019-02-12 Interlink Electronics, Inc. Human interface device
US9612170B2 (en) 2015-07-21 2017-04-04 Apple Inc. Transparent strain sensors in an electronic device
US10055048B2 (en) 2015-07-31 2018-08-21 Apple Inc. Noise adaptive force touch
US10101857B2 (en) 2015-08-28 2018-10-16 Apple Inc. Methods for integrating a compliant material with a substrate
US9891770B2 (en) 2015-08-28 2018-02-13 Apple Inc. Methods for forming a patterned structure in a sensor
US9874965B2 (en) 2015-09-11 2018-01-23 Apple Inc. Transparent strain sensors in an electronic device
CN105224126B (zh) * 2015-09-17 2017-02-01 京东方科技集团股份有限公司 触摸屏及其压力触控检测方法
CN105183257B (zh) * 2015-09-17 2017-02-22 京东方科技集团股份有限公司 触摸屏及其压力触控检测方法
US9886118B2 (en) 2015-09-30 2018-02-06 Apple Inc. Transparent force sensitive structures in an electronic device
US10684719B2 (en) * 2015-10-05 2020-06-16 Amogreentech Co., Ltd. Apparatus for sensing touch pressure
TWI604357B (zh) * 2015-10-26 2017-11-01 瑞鼎科技股份有限公司 電容式壓力感測觸控面板
DE102016105846A1 (de) * 2015-11-04 2017-05-04 Preh Gmbh Eingabegerät mit redundanter Detektion
CN108351725B (zh) 2015-11-12 2021-04-02 辛纳普蒂克斯公司 确定输入装置内的介电层的厚度分布的装置、方法和系统
JP6491087B2 (ja) * 2015-12-22 2019-03-27 株式会社豊田中央研究所 センサ装置
CN105487273A (zh) * 2016-01-15 2016-04-13 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及其驱动方法和制作方法、显示装置
US10061385B2 (en) 2016-01-22 2018-08-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Haptic feedback for a touch input device
US10372259B2 (en) * 2016-02-19 2019-08-06 Synaptics Incorporated Transcapacitive touch and force sensing in an input device
US10006820B2 (en) 2016-03-08 2018-06-26 Apple Inc. Magnetic interference avoidance in resistive sensors
JP6581927B2 (ja) * 2016-03-09 2019-09-25 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置、表示装置及び電子機器
US10761622B2 (en) * 2016-03-29 2020-09-01 Cirque Corporation Pressure sensing on a touch sensor using capacitance
DE102016205163A1 (de) 2016-03-30 2017-10-05 Robert Bosch Gmbh Elektrogerät mit einem Gehäuse mit einem kapazitiven Drucksensor und Drucksensorarray
US10108303B2 (en) 2016-03-31 2018-10-23 Synaptics Incorporated Combining trans-capacitance data with absolute-capacitance data for touch force estimates
US10088942B2 (en) 2016-03-31 2018-10-02 Synaptics Incorporated Per-finger force detection using segmented sensor electrodes
US10209830B2 (en) 2016-03-31 2019-02-19 Apple Inc. Electronic device having direction-dependent strain elements
KR101761361B1 (ko) * 2016-04-04 2017-07-25 엘지디스플레이 주식회사 터치 디스플레이 장치, 백 라이트 유닛
US10775943B2 (en) * 2016-04-05 2020-09-15 Hideep Inc. Pressure sensor, touch input device including same, and pressure detection method using same
TWI581169B (zh) * 2016-04-28 2017-05-01 友達光電股份有限公司 雙模式電容觸控顯示面板
US10073560B2 (en) 2016-04-29 2018-09-11 Synaptics Incorporated Differential force and touch sensing
US9965092B2 (en) 2016-05-18 2018-05-08 Apple Inc. Managing power consumption of force sensors
TWI581170B (zh) * 2016-05-19 2017-05-01 速博思股份有限公司 具金屬走線的壓力觸控裝置
CN109375818B (zh) 2016-05-24 2022-04-01 厦门天马微电子有限公司 触控装置及其驱动方法、触控显示装置及其驱动方法
DE102016111033A1 (de) * 2016-06-16 2017-12-21 Schunk Gmbh & Co. Kg Spann- Und Greiftechnik Kapazitiver Sensor
TWI604355B (zh) * 2016-06-17 2017-11-01 速博思股份有限公司 壓力觸控感測裝置
US10540027B2 (en) 2016-06-30 2020-01-21 Synaptics Incorporated Force sensing in a touch display
CN105955550A (zh) * 2016-07-15 2016-09-21 京东方科技集团股份有限公司 一种压力感应触控面板及其制备方法、触控显示屏
JP2018022225A (ja) * 2016-08-01 2018-02-08 株式会社ジャパンディスプレイ 圧力検出装置およびこれを備える表示装置
US10133418B2 (en) 2016-09-07 2018-11-20 Apple Inc. Force sensing in an electronic device using a single layer of strain-sensitive structures
EP3309966A1 (de) * 2016-10-17 2018-04-18 RAFI GmbH & Co. KG Kapazitive schalt-vorrichtung
US10379806B2 (en) * 2016-11-04 2019-08-13 International Business Machines Corporation Dynamic selection for touch sensor
EP3549001A4 (en) * 2016-12-02 2020-05-27 Methode Electronics, Inc. INTEGRATED CONTROL PANEL DEVICE AND USE THEREOF
WO2018148510A1 (en) 2017-02-09 2018-08-16 Nextinput, Inc. Integrated piezoresistive and piezoelectric fusion force sensor
US10831319B2 (en) 2017-02-09 2020-11-10 The University Of British Columbia Cluster sensor
CN110494724B (zh) 2017-02-09 2023-08-01 触控解决方案股份有限公司 集成数字力传感器和相关制造方法
US10670429B2 (en) 2017-02-09 2020-06-02 The University Of British Columbia Capacitive bending sensors
EP3379393B1 (en) * 2017-02-10 2019-12-18 Shenzhen Goodix Technology Co., Ltd. Pressure detection method, device and electronic terminal thereof
US10444091B2 (en) 2017-04-11 2019-10-15 Apple Inc. Row column architecture for strain sensing
US10353506B2 (en) 2017-06-16 2019-07-16 Apple Inc. Dual resistive strain and pressure sensor for force touch
KR102364678B1 (ko) * 2017-06-20 2022-02-18 엘지전자 주식회사 이동 단말기
US10386948B2 (en) 2017-07-12 2019-08-20 Microsoft Technology Licensing, Llc Method for touch detection enhancement based on identifying a cover film on a touch-screen
WO2019018641A1 (en) 2017-07-19 2019-01-24 Nextinput, Inc. STACK OF STRAIN TRANSFER IN A MEMS FORCE SENSOR
US10309846B2 (en) 2017-07-24 2019-06-04 Apple Inc. Magnetic field cancellation for strain sensors
WO2019023309A1 (en) 2017-07-25 2019-01-31 Nextinput, Inc. FORCE SENSOR AND INTEGRATED FINGERPRINTS
WO2019023552A1 (en) 2017-07-27 2019-01-31 Nextinput, Inc. PIEZORESISTIVE AND PIEZOELECTRIC FORCE SENSOR ON WAFER AND METHODS OF MANUFACTURING THE SAME
US10990158B2 (en) * 2017-08-14 2021-04-27 Synaptics Incorporated Mitigating interference in a capacitive sensing device
US10871847B2 (en) 2017-09-29 2020-12-22 Apple Inc. Sensing force and press location in absence of touch information
WO2019079420A1 (en) 2017-10-17 2019-04-25 Nextinput, Inc. SHIFT TEMPERATURE COEFFICIENT COMPENSATION FOR FORCE SENSOR AND STRAIN GAUGE
US10747404B2 (en) * 2017-10-24 2020-08-18 Microchip Technology Incorporated Touchscreen including tactile feedback structures and corresponding virtual user interface elements
US11385108B2 (en) 2017-11-02 2022-07-12 Nextinput, Inc. Sealed force sensor with etch stop layer
KR102459607B1 (ko) * 2017-11-08 2022-10-31 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치용 윈도우, 그 윈도우의 제조 방법 및 그 윈도우를 포함하는 표시 장치
JP7028886B2 (ja) * 2017-11-10 2022-03-02 アルプスアルパイン株式会社 入力装置
US11874185B2 (en) 2017-11-16 2024-01-16 Nextinput, Inc. Force attenuator for force sensor
CN108092657B (zh) * 2018-01-04 2021-09-03 无锡市瀚为科技有限公司 一种触摸电极结构化的电容式触摸开关及其触发方法
US10635248B2 (en) 2018-01-05 2020-04-28 Amtel Corporation Force sensor mount and related housings and systems that incorporate the same
CN108279805B (zh) * 2018-01-31 2022-03-25 北京小米移动软件有限公司 保护膜检测方法、装置及存储介质
US11101334B2 (en) * 2018-02-23 2021-08-24 Beneq Oy Thin film display element
JP2019176574A (ja) * 2018-03-27 2019-10-10 豊田合成株式会社 トランスデューサー装置
CN108734119A (zh) * 2018-05-14 2018-11-02 维沃移动通信有限公司 一种显示模组和电子设备
GB2574589B (en) * 2018-06-06 2020-12-23 Cambridge Touch Tech Ltd Pressure sensing apparatus and method
DE102018115220A1 (de) * 2018-06-25 2020-01-02 Preh Gmbh Betätigungsmodul für ein Kraftfahrzeug
US10782818B2 (en) 2018-08-29 2020-09-22 Apple Inc. Load cell array for detection of force input to an electronic device enclosure
US11463797B2 (en) 2018-09-21 2022-10-04 Apple Inc. Force-activated earphone
US11070904B2 (en) * 2018-09-21 2021-07-20 Apple Inc. Force-activated earphone
KR102151986B1 (ko) * 2018-11-16 2020-09-04 한국과학기술원 터치입력장치 및 터치입력장치 제조 방법
US10962427B2 (en) 2019-01-10 2021-03-30 Nextinput, Inc. Slotted MEMS force sensor
JP7286389B2 (ja) * 2019-04-15 2023-06-05 キヤノン株式会社 無線通信装置、無線通信システムおよび通信方法
EP3739315A1 (en) * 2019-05-14 2020-11-18 Forciot OY A capacitive touch and pressure sensor
US20220276732A1 (en) * 2019-08-28 2022-09-01 Fujikura Ltd. Sensor device
US11157109B1 (en) 2019-09-06 2021-10-26 Apple Inc. Touch sensing with water rejection
KR102038020B1 (ko) * 2019-09-19 2019-10-30 주식회사 서연이화 자동차용 스마트 가니쉬
TWI704446B (zh) * 2019-09-26 2020-09-11 宏碁股份有限公司 電子裝置以及按壓式觸控裝置
DE102019215697A1 (de) * 2019-10-11 2021-04-15 Continental Automotive Gmbh Bedieneinheit für ein Fahrzeug und Fahrzeug
US11133799B2 (en) * 2019-11-20 2021-09-28 Ford Global Technologies, Llc Capacitive proximity sensor assembly having multiple sensing configurations
CN111238545B (zh) * 2020-01-17 2021-10-12 腾讯科技（深圳）有限公司 一种传感器、智能设备、传感方法及存储介质
JP7383869B2 (ja) * 2020-02-13 2023-11-21 シャープ株式会社 タッチパネル及び表示装置
US11662867B1 (en) 2020-05-30 2023-05-30 Apple Inc. Hover detection on a touch sensor panel

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1791788A (zh) * 2003-05-16 2006-06-21 3M创新有限公司 电容式力传感器

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5730165A (en) * 1995-12-26 1998-03-24 Philipp; Harald Time domain capacitive field detector
JP3047220B2 (ja) 1997-03-18 2000-05-29 株式会社マルイ 自転車用サドル
US7663607B2 (en) * 2004-05-06 2010-02-16 Apple Inc. Multipoint touchscreen
US6466036B1 (en) * 1998-11-25 2002-10-15 Harald Philipp Charge transfer capacitance measurement circuit
US6452514B1 (en) * 1999-01-26 2002-09-17 Harald Philipp Capacitive sensor and array
TW589604B (en) 2003-03-07 2004-06-01 Au Optronics Corp Integrated data driver structure used in a current-driving display device
US7343813B1 (en) * 2005-02-15 2008-03-18 Harrington Richard H Multicapacitor sensor array
EP1746488A2 (en) * 2005-07-21 2007-01-24 TPO Displays Corp. Electromagnetic digitizer sensor array structure
US7538760B2 (en) * 2006-03-30 2009-05-26 Apple Inc. Force imaging input device and system
US8031174B2 (en) * 2007-01-03 2011-10-04 Apple Inc. Multi-touch surface stackup arrangement
US8049732B2 (en) * 2007-01-03 2011-11-01 Apple Inc. Front-end signal compensation
US7920129B2 (en) * 2007-01-03 2011-04-05 Apple Inc. Double-sided touch-sensitive panel with shield and drive combined layer
US8040326B2 (en) * 2007-06-13 2011-10-18 Apple Inc. Integrated in-plane switching display and touch sensor
US8681093B2 (en) 2008-02-11 2014-03-25 Apple Inc. Motion compensation for screens
EP3614418B1 (en) * 2008-02-28 2023-11-01 3M Innovative Properties Company Touch screen sensor
JP4720857B2 (ja) * 2008-06-18 2011-07-13 ソニー株式会社 静電容量型入力装置および入力機能付き表示装置
KR101014263B1 (ko) * 2008-09-04 2011-02-16 삼성전기주식회사 촉각 센서
US8289290B2 (en) * 2009-07-20 2012-10-16 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Touch sensing apparatus for a mobile device, mobile device and method for touch operation sensing
US8730199B2 (en) * 2009-09-04 2014-05-20 Atmel Corporation Capacitive control panel
US8031094B2 (en) * 2009-09-11 2011-10-04 Apple Inc. Touch controller with improved analog front end
US9178970B2 (en) * 2011-03-21 2015-11-03 Apple Inc. Electronic devices with convex displays
US9866660B2 (en) * 2011-03-21 2018-01-09 Apple Inc. Electronic devices with concave displays
EP2673944B1 (en) 2011-03-21 2017-11-01 Apple Inc. Electronic devices with flexible displays
US8934228B2 (en) * 2011-03-21 2015-01-13 Apple Inc. Display-based speaker structures for electronic devices
US8816977B2 (en) * 2011-03-21 2014-08-26 Apple Inc. Electronic devices with flexible displays

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1791788A (zh) * 2003-05-16 2006-06-21 3M创新有限公司 电容式力传感器

Also Published As

Publication number Publication date
TW201120722A (en) 2011-06-16
US9563317B2 (en) 2017-02-07
US8730199B2 (en) 2014-05-20
TWI518576B (zh) 2016-01-21
DE102010040164A1 (de) 2011-03-24
US20110057899A1 (en) 2011-03-10
CN102012772A (zh) 2011-04-13
US20140333579A1 (en) 2014-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102012772B (zh) 电容性控制面板
US8872771B2 (en) Touch sensing device having conductive nodes
CN107145253B (zh) 力感测架构
US9772729B2 (en) Input device with capacitive force sensor and method for constructing the same
KR101566571B1 (ko) 힘 감지 터치 반응 입력장치
US6943705B1 (en) Method and apparatus for providing an integrated membrane switch and capacitive sensor
CN102138120B (zh) 传感器装置以及信息处理设备
EP2385447B1 (en) Touch-controlled electronic apparatus and related assembly method
US8780537B2 (en) Integrated connection system for an electronic device
CN105117080A (zh) 整合压力感测功能的触控装置
JP2008198205A (ja) 傾斜型タッチ制御パネル
US10289210B1 (en) Enabling touch on a tactile keyboard
CN105593784A (zh) 键盘和触摸垫区域
TWI630537B (zh) 具有壓力感測的觸控顯示系統
CN201927012U (zh) 带芯片单片式电容触摸屏
EP3243041B1 (en) Displacement sensing apparatus and methods
CN211554911U (zh) 一种触控设备和支撑梁
CN113015952A (zh) 触摸板装置及包含其的便携式计算机
CN101615095B (zh) 整合式触控面板与应用其的电子装置
CN108628485B (zh) 具触控功能的电子装置及其操作方法
US20180259803A1 (en) Electronic device with touch function and operation method thereof
WO2008077783A1 (en) Capacitive input device
CN111600592B (zh) 电容式触控按键
US12013994B1 (en) Touchpad module and computing device using same
KR100465220B1 (ko) 터치 스크린

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20190411

Address after: Dublin, Ireland

Patentee after: Neo Ron Co.,Ltd.

Address before: California, USA

Patentee before: Atmel Corp.

TR01 Transfer of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150916

Termination date: 20210903

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee