CN105339878B - 用于具有误触摸保护的电子设备的触摸敏感表面 - Google Patents

Abstract

一种用于电子设备的触摸敏感表面(401)包含电容性触摸板(409)。不导电材料(515)的栅格(413)沿触摸敏感表面的至少一部分布置。由用户的手指或其它导电物体施加的预定阈值的垂直分力(804)克服栅格(413)以允许手指或其它导电物体与电容性触摸板相互作用。触摸敏感表面降低误触摸激活的发生率，并可以模拟机械开关的触感。

Description

用于具有误触摸保护的电子设备的触摸敏感表面

技术领域

本公开一般地涉及电子设备，并且更具体地，涉及电子设备的用户输入元件。

背景技术

“智能”便携式电子设备，诸如智能手机、平板电脑等等，正在逐渐成为强有力的计算工具。此外，这些设备在当今社会中正变得越来越流行。例如，不久之前，移动电话还是只能拨打电话的带有十二键键盘的简单设备。今天，“智能”手机、平板电脑、个人数字助理、以及其它便携式电子设备不仅可以拨打电话，还可以管理地址薄、维护日历、播放音乐和视频、显示图片、以及网上冲浪。

随着这些电子设备性能的发展，它们的用户接口同样也在发展。具有有限数目的按键的先前的键盘已经被诸如触摸敏感屏幕或者触摸敏感板之类的复杂用户输入设备代替。包含触摸敏感显示器、触摸敏感板等的触摸敏感系统，包含用于检测诸如手指或触针等物体的存在的传感器。通过将物体放置在触摸敏感表面之上，用户可以在不需要物理键盘的情况下操作和控制电子设备。

触摸敏感电子设备的一个缺点是触摸敏感表面可以受到“误触摸检测”的影响，这种“误触摸检测”可能在用户无意中用手臂或者手掌触摸到触摸敏感表面时发生。电子设备的处理器可能将此解释为触摸输入。某些触摸敏感表面甚至会隔着衣服检测到用户的皮肤，这种情况使得甚至电子设备被装在口袋里的时候可以便于误触摸检测。这使得受误触摸激活影响较小的改进的触摸敏感表面更为有益。

附图说明

图1图示出依照本公开的一个或多个实施例配置的解释性电子设备。

图2图示出依照本公开的一个或多个实施例配置的另一个解释性电子设备。

图3图示出依照本公开的一个或多个实施例配置的一个解释性触摸敏感表面。

图4图示出依照本公开的一个或多个实施例配置的一个解释性触摸敏感表面的侧视图。

图5图示出依照本公开的一个或多个实施例配置的另一个解释性触摸敏感表面的侧视图。

图6图示出依照本公开的一个或多个实施例配置的再另一个解释性触摸敏感表面的侧视图。

图7图示出一种使用依照本公开的一个或多个实施例配置的解释性触摸敏感表面的方法。

图8图示出一种使用依照本公开的一个或多个实施例配置的另一个解释性触摸敏感表面的方法。

图9图示出依照本公开的一个或多个实施例配置的再另一个解释性触摸敏感表面。

图10图示出一种使用依照本公开的一个或多个实施例配置的另一个解释性触摸敏感表面的方法。

图11图示出依照本公开的一个或多个实施例配置的另一个解释性触摸敏感表面的侧视图。

图12图示出依照本公开的一个或多个实施例配置的再另一个解释性触摸敏感表面的侧视图。

图13图示出依照本公开的一个或多个实施例配置的再另一个解释性触摸敏感表面的侧视图。

图14图示出依照本公开的一个或多个实施例配置的再另一个解释性触摸敏感表面的侧视图。

图15-17图示出用于依照本公开的一个或多个实施例配置的触摸敏感表面的栅格的解释性配置。

图18图示出现有技术的电子设备。

本领域的技术人员可以明白，为了简化和清楚而对于附图中的元件进行图示，并且附图中的元件不必按比例绘制。例如，在附图中的一些元件的尺寸可能相对于其它元件而被夸大，以有助于促进对于本发明的实施例的理解。

具体实施方式

具有不导电栅格的触摸敏感表面较不容易受到误触摸激活的影响。在一个实施例中，不导电材料的栅格沿触摸敏感表面布置。触摸敏感表面的一个示例是电容性触摸板。不导电材料的栅格可以是可压缩的也可以是不可压缩的。所述栅格可界定不导电的栅格组件的平行图案，或者可以界定其它可以是线性或非线性的开口。

触摸敏感表面之上的栅格的内含物促使用户以足以压缩栅格(若栅格由可压缩材料制成)或促使其手指或触针至少一部分压紧在栅格的开口之间(若栅格以不可压缩材料制成)的力量按压被栅格覆盖的区域。这一相对小的额外力向电容性触摸板提供了必要的场操作信号，并且因此抵制了当手指轻拂过现有技术的触摸敏感表面时可能发生的任何误触摸激活。本发明的实现方式的一个优点在于，它们降低了误触摸激活的发生率而不需要任何附加的电子硬件或软件代码。机械栅格的引入大大地降低了电容性传感器误触摸激活的发生率。

本公开的实施例的另一个优点在于，它们允许触摸敏感表面被放置于电子设备的边缘和背面附近。现有技术中具有触摸敏感表面的电子设备在设备的边缘附近仍采用传统的按钮。按钮被使用是因为用户在使用设备时经常抓住其侧边。如果现有技术的触摸敏感表面被布置在设备的边缘附近，当用户握住设备时，那些表面将被致动。当实施本公开的实施例时，非零阈值的力致动触摸敏感表面。有利的是，它们允许触摸敏感控制被放置于设备的边缘上。当用户正常握住设备时，那些触摸敏感表面不会被致动。相反，仅仅当用户施加和施加到传统的起伏型(popple-type)按钮同样大的力时，它们才会被致动。因此，本公开的实施例可以被用作音量、选择、滚动、以及电子设备外边缘上的其它控制。

在一个或多个实施例中，不导电材料的栅格可以被有选择地放置在触摸敏感表面上。这就允许一部分传感器起传统触摸敏感表面的作用而其它区域起更类似于传统按钮的作用，因为，明显的垂直力致动被栅格覆盖的部分。例如，在媒体播放器上触摸敏感带可具有由裸露的电容性传感器形成的滑块控制，所述电容性传感器由具有布置在电容性传感器之上的不导电材料的栅格的音量控制限定。当音量控制功能更像是使用施加额外的力致动的传统按钮时，中心部分可以接受传统的触摸手势。这样的实施例允许用户享受组合式按钮/触摸敏感控制设备的所有优点，而没有任何移动部件以引起故障或水或者其它碎屑可通过其进入设备外壳的机械性缝隙。在一个或多个实施例中，触觉反馈、听觉反馈、和/或视觉反馈，例如经由光照，可以被合并进入触摸敏感表面以进一步模仿传统的按钮型体验而不移动部件。

图18图示出现有技术的电子设备1800，其具有沿用户接口的主表面的传统机械按钮1801、1802、1803以及在设备侧边上的机械按键1804、1805。当用户用足够的力按下机械按钮1801、1802、1803或者机械按键1804、1805时，被按压表面下的起伏圆顶或者弹簧组件折叠起来以连接布置在印刷电路板上的导电元件，从而闭合开关。

正如上文提到的，机械按键1804、1805经常被用在现有技术的电子设备1800的周界侧边上，主要是因为在使用时用户1807常常握住现有技术的电子设备1800的侧边1806。机械按键1804、1805被设计成足够大的激活力使它们在被布置在设备的侧边1806上时可以避免被意外激活。通常，现有技术的触摸敏感表面不被用在侧边1806上，因为它们不具有这种激活力屏障并且可能因此在用户1807每次握住设备的时候被致动。

图1和图2图示出依照本发明的实施例配置的解决关于图18所述问题的电子设备100。为了叙述的简便，解释性的电子设备100被示出为智能手机。然而，对于受益于本公开的本领域的普通技术人员显而易见的是，可以以其它便携式电子设备取代图1和图2中的解释性的智能手机。例如，电子设备100可以被配置为掌上电脑、平板电脑、游戏设备、可穿戴电脑、遥控器、媒体播放器、笔记本电脑、手提式电脑或者其它电子设备。

如图1所示，电子设备100包含触摸敏感表面101。在这个解释性实施例中，触摸敏感表面101被沿着电子设备100的外壳112的至少一个侧边106布置。然而，如图2所示，用户207可以握住电子设备100的外壳112的侧边，而不会意外致动触摸敏感表面101。在一个实施例中，上述情况是真实的，因为触摸敏感表面101包含电容性触摸板109和沿电容性触摸板109的面的部分布置的不导电材料的栅格(在图2中不可见)。解释性配置将在下文中参考图3-6以及9-14做更为详细的解释。需要注意的是，虽然图2的触摸敏感表面101被说明性地布置在电子设备100的外壳112的一个周界侧边106上，根据本公开的实施例配置的这种触摸敏感表面也可以被布置在电子设备的任何外表面上。

在图1中，解释性电子设备100被用原理框图说明性地示出。说明性的电子设备100包含带有触摸敏感显示器103的用户接口102。在图1中，用户接口102包含可用显示器驱动器111操作的触摸敏感表面101。说明性电子设备100也包含可以被配制用于与一个或多个设备或网络的有线或无线通信的通信电路104。所述网络可包含广域网、局域网、或者也可以是个人局域网。所述通信电路104可以包含无线通信电路，接收机、发射机、或者收发机中的一个，以及一个或多个天线105。

电子设备100包含可以具有一个或多个处理器的控制电路160。控制电路160负责执行设备的各种功能。在一个实施例中，控制电路160可由电容性触摸板109操作以检测来自克服由栅格定义的力的阈值的物体的触摸致动，以致动电容性触摸板109。控制电路160可以是微处理器、一组处理组件、一个或多个专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑、或其他类型的处理设备。控制电路160可以由用户接口102和通信电路104以及可以经由接口连接耦接至外围硬件设备的各种外围端口(未被显示)操作。

控制电路160可以被配置以处理和执行可执行软件代码以执行电子设备100的各种功能。存储设备，诸如存储器107，存储由控制电路160所使用的可执行软件代码以用于设备操作。控制电路160使用的可执行软件代码可以被配置为可由控制电路160操作的一个或多个模块108。这种模块108可以存储指令、控制算法、诸如此类。指令可以指导处理器或者控制电路160执行下文所述的各种步骤、触摸感测以及方法。

在一个实施例中，触摸敏感表面101包含电容性触摸板109。电容性触摸板109可以被配置以检测一定范围内例如用户手指的运动，该范围由例如电容性触摸板109的外周界190定义。电容性触摸板109可进一步被配置以检测该运动在该区域内的方向。适用于本公开的实施例的电容性触摸板可以以多种途径构造。例如，在一个实施例中，电容性触摸板109由互相交叉以形成栅格的水平导体和垂直导体形成。该导体可以被耦接至可由控制电路160操作并向栅格输送信号的触摸驱动器。于是，电荷流过栅格，该栅格定义了坐标系。然后，电容性触摸板109附近产生电磁场。这个场通过沿着电容性触摸板109的用户手指或其它导电物体的相互作用而改变。适用于本公开的实施例的电容性触摸板的其它形式对于受益于本公开的本领域普通技术人员将是显而易见的。

在一个或多个实施例中，触摸敏感表面101可由可选的触觉组件110操作。触觉组件110可以被配置以提供伪触觉反馈以响应在触摸敏感表面101处感测到的用户致动。当被用户207致动时，通过向触摸敏感表面101输送触觉响应，触觉组件110可以相应地模拟传统按键的起伏或弹簧机构。

在触觉组件110的一个实施例中，触觉层包含被配置以在用户致动虚拟按键时提供感觉反馈的换能器。在一个实施例中，换能器为压电换能器，该压电换能器被配置以向设备的主体提供强度足以被用户检测到的机械性的“弹出”(pop)。这样，触觉组件110的触觉反馈层向用户提供感觉反馈，从而使得基本平面的触摸敏感表面101作出与传统键盘相似反应。作为包含触觉设备的替代，听觉反馈可以经由扬声器提供。视觉反馈也可以由触摸敏感显示器103直接提供，或者通过沿电子设备100表面集成发光二极管(可选的，与光导集成)来提供。在另一个实施例中，静电振动技术也可以被用在表面的顶层以提供触觉反馈来响应用户的手势，诸如滑动。

图3图示出依照本公开的一个或多个实施例配置的触摸敏感表面301的一个实施例。触摸敏感表面301包含电容性触摸板309以及沿电容性触摸板309外表面布置的栅格313。在一个实施例中，栅格313由不导电材料(即，不能传导电磁信号的材料)制成。不导电材料的示例包含塑料、聚合物、以及橡胶，然而，其它材料对于受益于本公开的本领域普通技术人员也是显而易见的。在一个实施例中，栅格313由可压缩的材料制成。在另一个实施例中，栅格313由不可压缩的材料制成。

在图3所举的说明性实施例中，栅格313界定了不导电组件的平行图案314，每一个均跨越电容性触摸板309的宽度315。对于受益于本公开的本领域普通技术人员来说，可以明确的是，不导电元件的其它配置也可以被使用。某些完全不需要栅格。例如，在一个实施例中，不导电组件被配置为简单的可压缩层。在这种实施例中，当该层被压缩时，触摸相互作用将被检测到。然而，当不被压缩时，触摸相互作用不会被检测到。此外，正如将在图15-17中示出的，其它栅格几何图形，包含那些具有非线性孔径的，也可以被采用。回到图3，栅格313可以界定水平或平行孔径的格子，电容性触摸板309通过该孔径被暴露。

栅格313用不导电材料有选择地覆盖电容性触摸板309，这意味着在施加阈值量的垂直力(到页面)期间，电容性触摸板309检测用户的手指或其它导电物体。在一个实施例中，栅格313的尺寸被配置为对应于平均指纹表面面积，以便进一步防止来自大于普通手指的物体的误致动。由于非零阈值的垂直力的垂直分量通过栅格313致动电容性触摸板309，栅格313减少“失误”或者触摸敏感表面301的误致动。触摸敏感表面301的使用可以有利地取代传统的按键或按钮，使得电子设备更防尘、防水、或更可靠。图3中的触摸敏感表面301可以进一步被电子地开启和关闭。此外，电容性触摸板309的场强可以被调整或者优化以允许用户有不同的触摸体验。例如，电容性触摸板敏感度可以被增加以使其可以为较轻的垂直方向的触摸所致动，并且相应地，当致动特定的传感器需要更大的垂直方向力时，该敏感度可以被减小。

图4-6图示出构造依照本公开的实施例配置的触摸敏感表面的不同途径。每张图示出了依照本公开的一个或多个实施例配置的触摸敏感表面的不同实施例的侧视图。每个实施例可为特定的应用提供益处。举例来说，图4的实施例因为电容性传感器被布置得接近用户用于致动的手指，因此在电容性传感器处可能需要较少的能量。图5的实施例因为该组件更易于制造，因此可导致更低成本的组件。图6的实施例因为导电材料与在更接近用户用于致动的手指的位置的电容性传感器连接，因此可以导致更低的组装成本以及更低的功耗。

从图4开始，触摸敏感表面401包含布置在电容性触摸板409顶部的不导电材料415的平行图案414。由不导电材料415形成的栅格413界定每个不导电元件之间的气隙。在一个实施例中，不导电材料415可以被以黏附方式附接于电容性触摸板409，尽管其它附接方式对于受益于本公开的本领域普通技术人员也是显而易见的。在一个实施例中，不导电材料415至少部分地由可压缩材料制作。在另一个实施例中，不导电材料415至少部分地由不可压缩材料制作。

在图4的说明性实施例中，外壳基底416被附接于电容性触摸板409。本说明性实施例外壳基底416是由金属、塑料、或者另一外壳材料形成的刚性层。在一个实施例中，外壳基底416同样由不导电材料制作。黏合剂层417被布置在电容性触摸板409的内表面和外壳基底416之间以使二者结合在一起。

在一个实施例中，可选的触觉层440被配置以在用户致动虚拟按键时提供感觉反馈。在一个实施例中，可选的触觉层440包含压电换能器，该压电换能器被配置以向设备的主体施加强度足以被用户检测的机械性“弹出”。这样，可选的触觉层440向用户提供感觉反馈，从而使基本平面的触摸敏感表面401作出与传统键盘相似反应。

在图5中，触摸敏感表面501再次包含布置在外壳基底516顶部的不导电材料515的平行图案514。本解释性实施例的外壳基底516是刚性层，尽管在其它实施例中它也可以是柔性的。在一个实施例中，外壳基底516也是由不导电材料制作的。

此外，黏合剂层517被布置在外壳基底516和电容性触摸板509之间。黏合剂层517将电容性触摸板509与外壳基底516结合。如图所示，电容性触摸板509被布置在外壳基底516与触摸敏感表面501相对的侧面，该触摸敏感表面501由不导电材料515的肋状物界定。

由不导电材料515形成的栅格513界定了外壳基底516之上每个不导电元件之间的气隙。在一个实施例中，不导电材料515可以是外壳基底516的整体组件。例如，它们可被一同模塑为单一的部分。在其它实施例中，界定栅格513的不导电材料可以被以粘附方式、热的方式或者其它方式附接于外壳基底516。在本说明性实施例中，界定栅格513的不导电材料515是不可压缩的材料。

在一个实施例中，可选的触觉层540被配置以在用户致动虚拟按键时提供感觉反馈。在一个实施例中，可选的触觉层540包含压电换能器，所述压电换能器被配置以向设备的主体施加强度足以被用户检测到的机械性“弹出”。这样，可选的触觉层540向用户提供感觉反馈，从而使得基本平面的触摸敏感表面501作出与传统键盘相似反应。

在图6中触摸敏感表面601包含布置在外壳基底616顶部的不导电材料615的平行图案614。图6中外壳基底616包含不导电部分618以及导电部分619。不导电部分618被布置在触摸敏感表面601的任一侧边，而导电部分619在不导电材料615之下被沿着触摸敏感表面601的宽和长布置。适于形成不导电部分618的不导电材料的示例可以是ABS塑料、聚碳酸酯、或者ABS-聚碳酸酯、以及其它树脂。适于形成导电部分619的导电材料的示例可以是金属、金属化塑料、或者碳浸渍塑料。本说明性实施例的说明性外壳基底616是刚性层，然而在其它实施例中它可以是柔性的。

黏合剂层617被布置在外壳基底616的导电部分619和电容性触摸板609之间。黏合剂层617将电容性触摸板609与外壳基底616的导电部分619结合在一起。

正如前述实施例中所述，由不导电材料615形成的栅格613界定了外壳基底616的导电部分619之上的每个不导电元件之间的气隙。在一个实施例中，界定栅格613的不导电材料615可以以黏附方式附接于外壳基底616的导电部分619。在本说明性实施例中，界定栅格613的不导电材料615是可压缩材料。选择采用可压缩的不导电材料还是不可压缩的不导电材料取决于用户输入预期的应用。使用可压缩材料提供了某些优点，例如，由于电容性触摸板609可以被安排在更接近用户致动时的手指，电容性触摸板609所需功耗更低。

在一个实施例中，可选的触觉层640被配置以便在用户致动虚拟按键时提供感觉反馈。在一个实施例中，可选的触觉层640包含压电换能器，所述压电换能器被配置以向设备的主体施加强度足以被用户检测到的机械性“弹出”。这样，可选的触觉层640向用户提供感觉反馈，从而使得基本平面的触摸敏感表面601作出与传统键盘相似的反应。

图7图示出在一个实现方式中致动触摸敏感表面501的用户207，在该实现方式中界定栅格513的不导电材料515由不可压缩材料制成。如场景701所示，当用户207将手指700放置在触摸敏感表面501的顶部时，栅格513阻止用户的手指700充分地改变由电容性触摸板509产生的电磁场703。因此，可由电容性触摸板509操作的控制电路(160)不检测触摸激活。

然而，如场景702所示，当用户施加足以将手指700的一部分按压进入在不导电材料515的肋状物之间界定的气隙714的、垂直于触摸敏感表面501的分力704时，手指700的那些部分与电容性触摸板509足够接近以至于干扰电磁场703。因此，可由电容性触摸板509操作的控制电路(160)检测触摸激活。

在一个实施例中，在这个实施例(或者，例如，图4中实施例的电容性触摸板(409))中不导电材料515的肋状物延伸到外壳基底516之上的高度被配置从而使分力704必然大于至少一个预定的阈值以使控制电路(160)检测到触摸激活。当然，这一高度将取决于电磁场703的配置以及其它因素。在一个实施例中，该高度被配置以使预定的阈值大于350克力从而模拟机械开关的触感，所述开关诸如出现在现有技术的电子设备上的普通薄膜触觉按键。在一个实施例中，预定的阈值介于200克到350克之间。某些“粗糙的”实施例可采用更高阈值的力，诸如，一磅。

图8图示出在一个实现方式中致动触摸敏感表面501的用户207，在该实施例中界定栅格513的不导电材料515包含可压缩材料。如场景801所示，当用户207将手指700放置在触摸敏感表面501的顶部时，栅格513阻止用户的手指700充分地改变电容性触摸板509产生的电磁场703。相应地，可由电容性触摸板509操作的控制电路(160)将不检测触摸激活。

然而，正如在场景802中所示，当用户施加足以使不导电材料515压缩的垂直于触摸敏感表面501的分力804时，手指800干扰电磁场703。相应地，可由电容性触摸板509操作的控制电路(160)检测触摸激活。

在一个实施例中，不导电材料515的肋状物的压缩系数被配置从而使分力804必然大于至少一个预定的阈值以使控制电路(160)检测到触摸激活。这一压缩系数将取决于电磁场703的配置以及其它因素。在一个实施例中，压缩系数被配置以使得预定的阈值大于一磅的力，从而模拟出现在现有技术的电子设备上的普通薄膜触觉按键。

图9图示出依照本公开的一个或多个实施例配置的替代的触摸敏感表面901。在图9中，触摸敏感表面901包含沿触摸敏感表面901布置的不导电材料的第一栅格913，以及沿触摸敏感表面901布置的不导电材料的第二栅格920。第一栅格913和第二栅格920被沿着触摸敏感表面901的长度921远端隔离。注意被沿长度921布置的电容性触摸板909可以包含一系列电容性触摸段，当用户将手指划过这些段时它们被按顺序地致动。相应地，可由电容性触摸板909操作的控制电路(160)可检测手势输入。在触摸敏感表面901由电容触摸板909界定之处，电容性触摸板909延伸超过第一栅格913的边界922至少一个尺寸923。类似地，电容性触摸板909以至少一个尺寸925延伸超过第二栅格920的边界924。

在图9的配置中，栅格913、920中的每一个界定触摸敏感表面的区域926、927，在该区域用户必须施加足够的分力以使可由电容性触摸板909操作的控制电路(160)检测触摸激活。相应地，区域926、927中的每一个可以操作上地起模拟按键的作用。相比之下，被布置在第一栅格913和第二栅格920之间的区域928可被用作传统的触摸板。因此，可由电容性触摸板909操作的控制电路(160)可以检测这一区域928中的手势输入以及由栅格913、920界定的区域926、927中的触摸输入。因此，举例来说，图9的实施例作为媒体播放器的控制是很有用的，因为如图10所示，用户可以在区域928执行卷动操作1030并在区域926、927执行选择操作1029。在其它应用中，区域926、927中的触摸输入可对应于触发器，诸如设备的解锁输入，以最小化可能是更系统关键的输入手势的误触摸激活，使得更少的系统关键的输入被施加到区域928。

图11-14图示出依照本公开的实施例构造的触摸敏感表面的不同实现方式。每张图示出了依照本公开的一个或多个实施例配置的触摸敏感表面的不同实施例的侧视图。每个实施例可向特定的应用提供益处。举例来说，图11的实施例因为电容性传感器被布置得更接近用户用于致动的手指，因此在电容性传感器处可能需要更少的能量。图12的实施例因为该组件更易于制造，因此可导致更低成本的组件。图13的实施例因为导电材料与在更接近用户用于致动的手指的位置的电容性传感器连接，因此可以导致更低的组装成本以及更低的功耗。图14在设备的中部区域提供低外壳成本、简化组装、以及降低能量。

从图11开始，触摸敏感表面1101包含界定第一栅格1113的不导电材料1115的第一图案1114以及界定第二栅格1120的不导电材料1115的第二图案1129。第一栅格1113和第二栅格1120中的每一个均被布置在电容性触摸板1109的顶部。由不导电材料1115形成的第一栅格1113和第二栅格1120界定了每个不导电元件之间的气隙。在一个实施例中，不导电材料1115可以被以黏附方式结合于电容性触摸板1109，然而对于受益于本公开的本领域普通技术人员来说其它附接方法也是显而易见的。在一个实施例中，不导电材料1115包含可压缩的材料。在另一个实施例中，不导电材料1115包含不可压缩的材料。

在图11的说明性实施例中，外壳基底1116被附接于电容性触摸板1109。本说明性实施例的外壳基底1116是刚性层，由金属、塑料、或另一外壳材料形成。在一个实施例中，外壳材料1116也可由不导电材料制成。黏合剂层1117被布置在电容性触摸板1109和外壳基底1116之间而将二者结合在一起。

在图11-14的每一个中，如上文中图4-6所述，可选的触觉层可以被布置在组件之下。在被用到时，触觉层被配置以在用户致动虚拟按键时提供感觉反馈。在一个实施例中，可选的触觉层包含压电换能器，该压电换能器被配置以向设备的主题提供强度足以被用户检测的机械性“弹出”。这样，可选的触觉层向用户提供感觉反馈，从而使基本平面的触摸敏感表面作出与传统键盘相似的反应。

作为触觉层的替代，静电技术也可以被用于提供感觉反馈。例如，在图11中，静电振动元件1140被布置在电容性触摸板1109的顶部并被配置以响应于用户输入而振动。静电振动元件1140的一个示例由台湾的台北Senseg公司制造。在一个实施例中，由电容性触摸板909(其可由触摸敏感板段形成)致动的静电振动元件1140检测手势输入，诸如滑动动作。

在图12中，触摸敏感表面1201再次包含界定第一栅格1213的不导电材料1215的第一图案1214以及界定第二栅格1220的不导电材料1215的第二图案1229。第一栅格1213和第二栅格1220被隔离区域1230隔开。本说明性实施例的外壳基底1216是刚性层，然而在其它实施例中它也可以是柔性的。在一个实施例中，外壳基底1216也可以由不导电材料制成。

然后，黏合剂层1217可以被布置在外壳基底1216与电容性触摸板1209之间。黏合剂层1217将电容性触摸板1209附接于外壳基底1216。如图所示，电容性触摸板1209被布置在外壳基底1216上与触摸敏感表面1201相对的侧边。

在一个实施例中，不导电材料1215可以是外壳基底1216的整体组件。例如，他们可以被一同模塑为单一的部分。在其它实施例中，不导电材料1215可以被以粘附方式、热的方式或者其它方式附接于外壳基底1216。在本说明性实施例中，界定栅格1213的不导电材料1215是不可压缩的材料。

在图13中，触摸敏感表面1301包含界定第一栅格1313的不导电材料1315的第一图案1314以及界定第二栅格1320的不导电材料1315的第二图案1329。图13的外壳基底1316包含不导电部分1318以及导电部分1319。不导电部分1318布置在触摸敏感表面1301的任一侧边，而导电部分1319在不导电材料1315之下也在两个栅格1313、1320之间的隔离区域1321之下被沿着触摸敏感表面1301的宽和长布置。在本说明性实施例中，布置于隔离区域1321之下的导电部分1319具有被集成在导电材料之中的一个或多个不导电元件1331，该导电材料形成触摸敏感表面1301的导电部分1319。这些不导电元件1331与电容性触摸板1309的不导电段对齐。而可选择地，集成在导电材料之中的一个或多个不导电元件1331允许可由电容性触摸板1309操作的控制电路(160)检测用户的手指或其它物体在隔离区域1321表面上的位置。

黏合剂层1317被布置在外壳基底1316的导电部分1319和电容性触摸板1309之间。黏合剂层1317将电容性触摸板1309与外壳基底1316的导电部分1319结合。在一个实施例中，不导电材料1315可以被以黏附方式附接于外壳基底1316的导电部分1319。在本说明性实施例中，界定栅格1313的不导电材料1315是可压缩材料。

在图14中触摸敏感表面1401包含界定第一栅格1413的不导电材料1415的第一图案1414以及界定第二栅格1420的不导电材料1415的第二图案1429。图14中的外壳基底1416包含不导电部分1418以及导电部分1419。图14的不导电部分1418被布置在触摸敏感表面1401的周界外侧。不导电部分1418也被布置在隔离区域1421中第一栅格1413与第二栅格1420之间。这使得导电部分1419被布置在触摸敏感表面1401在隔离区域1421外侧的区域之内。在这种情况下，触摸板的灵敏度被优化以透过外壳进行检测。

然后，黏合剂层1417被布置在外壳基底1416和横跨触摸敏感表面1401的电容性触摸板1409之间。黏合剂层1417将电容性触摸板1409与外壳基底1416结合。在一个实施例中，不导电材料1415可以被以黏附方式附接于外壳基底1416的导电部分1419。在本说明性实施例中，界定栅格1413的不导电材料1415是可压缩材料。

上述实施例中的多个采用不导电材料的平行图案以简化描述。然而，需要指出的是，对于受益于本公开的本领域普通技术人员显而易见的是，本公开的实施例并不局限于此。本公开的实施例的栅格可以由任意数目的几何图形构成。图15-17所示仅为不偏离于本公开的精神和范围的可能的无数种几何图形中的几个。请注意尽管图15-17示出了具有两种栅格的触摸敏感表面，也可以将解释性几何图形应用于具有一种、三种、四种或更多栅格的触摸敏感表面。另外，尽管图15-16的解释性实施例的栅格被图示为左侧与右侧相匹配，如图17中所示的几何上不匹配的栅格也是可以被使用的。

从图15开始，本触摸敏感表面1501具有被配置为带有垂直交叉和矩形孔径的格子的第一栅格1513以及第二栅格1520。图16图示出具有被配置为带有长菱形孔径的格子的第一栅格1613以及第二栅格1620的触摸敏感表面1601。图17图示出具有带有诸如圆形或者椭圆形之类的非线性孔径的第一栅格1713以及第二栅格1720的触摸敏感表面1701。其它非线性孔径也可被使用，诸如六边形(蜂窝状图案)、五角形、八角形、佩斯里图案、扇形(用于环形图案)、锁眼形、X形、W形、以及组合图形。

如上所述，本公开的实施例以不导电材料围绕或选择性覆盖电容性触摸板，从而通过施加非零阈值量的垂直力使位于下面的电容性触摸板被激活。在一个最简单的实施例中，肋状物的平行图案沿触摸传感器的部分突起，使得除非施加阈值量的力以使手指的部分向下延伸进入气隙(或者可替代地，压缩栅格的不导电材料)，否则手指不能充分与电容性传感器相互作用。本发明的实施例可被配置以非常薄的形状因子，并可以被配置以模拟机械开关的触感，从而允许置于电子设备的边缘或其它表面的触摸敏感控制替代机械性按钮和按键。有利的是，这促进防尘和/或防水设备外壳，其不会受到机械开关故障的影响。

应该认识到的是，本实施例主要属于涉及向电子设备提供触摸敏感表面的方法步骤和装置组件的结合。任何过程描述或流程图中的块应被理解为表示着包含用来实现处理中的特定逻辑功能或步骤的一个或多个可执行指令的代码的模块、片段、或部分。替代的实现方式被包含其中，并且很明显的是，取决于所涉及的功能性，功能可以不按照所示或所讨论的顺序执行，包括并行地或倒序地执行。相应地，装置组件和方法步骤在图中适当的位置被以习用符号表示，仅示出与理解本发明的实施例有关的特殊细节，以使得那些对于受益于此处的描述的本领域普通技术人员来说显而易见的细节不会模糊本公开。

应该理解的是，此处所述的发明的实施例可包括一个或多个常规处理器以及同一存储的程序指令，所述指令与某些非处理器电路联合控制所述一个或多个处理器实现利用电容性触摸板或此处所述的其它触摸传感器检测触摸激活的某个、大多数、或者全部功能。非处理器电路可包含但不限于无线电接收机、无线电发射机、信号驱动器、时钟电路、电源电路、以及用户输入设备。同样，这些功能可被理解为执行触摸传感或触摸激活操作的方法的步骤。可选择地，某些或所有功能可以被没有存储的程序指令的状态机实现，或者在一个或多个专用集成电路(ASIC)中实现，在所述专用集成电路中每个功能或某些功能的若干组合被实现为定制逻辑。当然，上述两种方法的组合也可以被使用。因此，这些功能的方法和手段已在此处被描述。而且，可以预期的是，普通技术人员之一，尽管可能付出巨大的努力以及受例如可用的时间、目前的技术、以及经济上的考虑等启发做出许多设计选择，当他受到此处公开的思想和原则的指导时，他将很容易能够以最少的试验产生这种软件指令和程序以及IC。

本发明的实施例已被详细地描述。参见附图，贯穿视图，相似的附图标记指示相似的部分。如在本文的描述和贯穿权利要求书中使用的下面的术语采用在此明确地相关联的含义，除非上下文清楚地另外指示：“一”、“一个”和“所述”的含义包含多个参考，“在…中”的含义包含“在…中”和“在…上”。诸如第一和第二、顶部和底部等的关系术语可以仅仅用于将一个实体或者行为与另一个实体或者行为进行区分，而不必要求或者暗示在这样的实体或者行为之间的任何实际的这种关系或者顺序。而且，在括号中的这里所示的附图标记指示在附图而不是在讨论中的那个中所示的组件。例如，在讨论图A的同时谈及设备(10)指的是在附图而不是图A中的元件10。

在上文的说明书中，已经描述了本发明的特定实施例。然而，本领域的普通技术人员应当明白，在不脱离于前述权利要求所阐述的本发明的范围的情况下，可以进行各种修改和变化。因此，尽管本发明的优选实施例已被图示和描述，但显而易见的是，本发明并不局限于此。在不脱离权利要求所限定的本发明的精神与范围的情况下，本领域的技术人员可以想到许多修改、变化、变形、替换以及等同物。因此，说明书和附图应被视为说明性而不是限制性意义，并且所有这种修改意在被包含在本发明的范围之内。益处、优点、对问题的解决方案以及可以使得任何益处、优点或者解决方案发生或者变得更为显著的任何元素不应当被解释为任何或者所有权利要求的关键的、必需的或者必要的特征或者要素。

Claims (8)

1.一种电子设备，包括：

形成所述电子设备的至少一个侧边的外壳基底，所述外壳基底包括不导电部分和导电部分；以及

沿所述外壳基底的所述导电部分布置的触摸敏感表面，其中所述外壳基底的所述不导电部分被布置在所述触摸敏感表面的任一侧边上，所述触摸敏感表面包括：

电容性触摸板，所述电容性触摸板横跨所述触摸敏感表面；

黏合剂层，所述黏合剂层将所述电容性触摸板与所述外壳基底的第一侧边结合；以及

不导电材料的栅格，所述不导电材料的栅格沿所述电容性触摸板的至少一部分布置，其中，所述栅格在所述外壳基底的与所述触摸敏感表面相对的侧边上以黏附方式附接于所述外壳基底的所述导电部分。

2.如权利要求1所述的电子设备，进一步包括：

控制电路，所述控制电路能由所述电容性触摸板操作，以检测克服由所述栅格限定的力阈值的来自物体的触摸致动。

3.如权利要求2所述的电子设备，进一步包括：

触觉组件，所述触觉组件能由所述控制电路操作，所述控制电路在检测到所述触摸致动后使所述触觉组件致动。

4.如权利要求1所述的电子设备，其中，所述栅格沿所述电容性触摸板的第一部分并且不沿所述电容性触摸板的第二部分布置，其中所述第二部分的大小足以允许用户在所述第二部分处执行手势输入而不触摸所述第一部分。

5.如权利要求4所述的电子设备，其中，所述栅格是第一栅格，并且所述触摸敏感表面进一步包括不导电材料的第二栅格，所述第二栅格沿所述电容性触摸板的第三部分布置，其中所述电容性触摸板的第二部分将所述第一部分和所述第三部分隔开。

6.如权利要求5所述的电子设备，其中，所述电子设备被配置为响应于在所述第二部分处的手势输入而执行卷动操作。

7.如权利要求5所述的电子设备，其中，所述电子设备被配置为响应于在第一部分处检测到手势而增加音量水平以及响应于在第三部分处检测到手势而减小音量水平。

8.如权利要求1所述的电子设备，其中，所述外壳基底包括在所述触摸敏感表面的周界外侧的不导电部分。