CN107111404A - 组合式传感器系统 - Google Patents

Abstract

描述了组合式传感器系统。在一个或多个实现中，一种输入设备包括具有导体的传感器基板以及与所述传感器基板间隔开的柔性接触层。该输入设备包括组合式传感器系统，该组合式传感器系统具有用于检测靠近电容性传感器的对象位置的电容性传感器组装件以及被配置成对照压敏传感器施加的压力量的压敏传感器组装件。压敏传感器以一几何图案与电容性传感器穿插在一起，该几何图案实现了用于压力检测与电容性感测的信号的隔离。组合式传感器系统包括靠近压敏传感器的支撑结构，该支撑结构用于对柔性接触层的力敏电阻器的预载控制。组合式传感器系统还包括粘合剂，该粘合剂与电容性传感器的位置相关联地布置以在压力影响之下使电容性感测稳定。

Description

组合式传感器系统

附图简述

结合附图来描述具体实施方式。在附图中，附图标记最左边的数字标识该附图标记首次出现的附图。在说明书和附图的不同实例中使用相同的附图标记可指示相似或相同的项目。

图1是根据一个或多个实现的可操作以采用在此描述的组合式传感器系统技术的示例操作环境的图示。

图2更详细地描绘了图1的输入设备的示例实现。

图3描绘了根据一个或多个实现的图1的输入设备的横截面，该横截面示出示例层堆叠。

图4描绘了根据一个或多个实现的图3的传感器层的横截面，该横截面示出组合式传感器系统细节的细节。

图5描绘了根据一个或多个实现的一种几何图案的组合式传感器系统的传感器的代表性布置。

图6描绘了根据一个或多个实现的组合式传感器系统的层堆叠的示例分解图，其中压敏传感器组装件的压敏传感器与电容式传感器组装件的电容性传感器穿插在一起。

图7描绘了示出根据一个或多个实现的组合式传感器系统的传感器基板(例如，PCB)的各组件的细节的示例布局。

图8描绘了根据一个或多个实施例的示例规程，其中电容性传感器组装件和压敏传感器组装件被布置成产生组合式传感器系统。

图9示出包括示例计算设备的示例系统，该示例计算设备表示可以实现本文中描述的各种技术的一个或多个计算系统和/或设备。

详细描述

概览

各种类型的输入设备可以被用于计算设备以实现用于与该设备(诸如键盘、跟踪垫、触摸垫、以及定点设备(例如，鼠标)，仅举几个例子)进行交互的用户输入。常规的输入设备(诸如鼠标或键盘)具有布置在固定位置处的用于响应于在被按压时的压力而发起输入信号的按钮和/或按键。如触摸数字化仪和垫之类的其他设备利用电容性感测来识别用户输入和触摸姿势的存在和位置信息。传统地，由于各种技术之间导致的干扰、布置多种传感器的难度、以及对于设备大小和成本的考量，个体输入设备仅依赖于单种感测技术。

本文描述了组合式传感器系统。在一种或多种实现中，一种输入设备包括组合式传感器系统，该组合式传感器系统具有电容性传感器组装件和压敏传感器组装件，该电容性传感器组装件包括布置在阵列中的被配置成检测靠近该电容性传感器组装件的相应电容性传感器的对象的位置的多个电容性传感器，该压敏传感器组装件包括被配置成检测由对象对该压敏传感器组装件的相应压敏传感器施加的压力(例如，力所导致的偏斜)量的多个压敏传感器。多个压敏传感器以一几何图案与电容性传感器穿插在一起，该几何图案实现了电容性传感器组装件的信号与压敏传感器组装件的信号的隔离。组合式传感器系统包括靠近压敏传感器的支撑结构，该支撑结构用于对柔性接触层的力敏电阻器的预载控制。组合式传感器系统还包括填充到与该布置中的电容性传感器的位置相关联的各部分中的粘合剂以在压力影响下使电容性感测稳定。

如本文档中描述的组合式传感器系统使得输入设备和控件被配置成同时确定多个手指接触的存在和压力，这增加了准确性并且实现了增强的姿势和交互场景。另外，因为所述布置将压力感测控制线与电容性感测控制线相隔离，所以干扰被最小化，从而导致具有更强敏感性和更低误差率的更高效的测量。此外，用于设置预载以及与电容性传感器对齐的粘合剂的支撑结构实现了在存在施加力的情况下对力敏电阻器预载以及电容性传感器操作的精准控制，这进一步改进了组合式传感器系统的准确性和性能。另外，由于出于多种目的对层的组合式使用以及不同传感器共同位于共用阵列中，本文所述的组合式传感器系统可以提供更节省成本和更小的(例如，更薄的)设备。

在以下讨论中，首先描述了可采用本文描述的技术的示例环境。然后描述了在示例环境(即，输入设备)中可使用的层堆叠的示例，其可以在示例环境以及在其它环境中实施。因此，对各示例层的使用不限于该示例环境，并且该示例环境不限于对示例层的使用。

操作环境

图1在100处概括地示出根据一个或多个实现的操作环境。环境100包括计算设备102，计算设备102具有带有一个或多个处理器和设备(例如CPU、GPU、微控制器、硬件元件、固定逻辑设备等)的处理系统104、一个或多个计算机可读介质106、操作系统108、以及驻留在计算机可读介质上并且能由处理系统执行的一个或多个应用110。处理系统104可以从应用110检索并执行计算机程序指令以便向计算设备102提供各种各样的功能，包括但不限于游戏、办公生产力、电子邮件、媒体管理、打印、联网、web浏览等。还可包括与应用110相关的各种数据和程序文件，例如包括游戏文件、办公文档、多媒体文件、电子邮件、数据文件、网页、用户简档和/或偏好数据等。

计算设备102可被具体化为任何合适的计算系统和/或设备，诸如作为示例而非限制：游戏系统、台式计算机、便携式计算机、平板或板式计算机、诸如个人数字助理(PDA)等手持式计算机、蜂窝电话，机顶盒、可穿戴设备(例如，手表、腕带、眼镜等)等等。例如，如图1所示，计算设备102可被实现为电视机客户端设备112、计算机114和/或连接到显示设备118以显示媒体内容的游戏系统116。替代地，计算设备可以是任何类型的便携式计算机、移动电话、或包括集成显示器122的便携式设备120。计算设备还可被配置为可穿戴设备124，可穿戴设备124被设计成由用户穿戴、附连到用户、由用户携带、或者以其他方式有用户传递。图1中描绘的可穿戴设备124的示例包括眼镜、智能腕带或手表、以及荚式设备，诸如夹扣健身设备、媒体播放器或跟踪器。可穿戴设备124的其他示例包括但不限于环、衣物物件、手套、或手环，仅举几个示例。任一计算设备可以实现有各种组件，诸如一个或多个处理器和存储器设备以及不同组件的任何组合。可表示包括计算设备102的各种系统和/或设备的计算系统的一个示例在以下关于图9来示出和描述。

计算机可读介质可包括，作为示例而非限制，通常与计算设备相关联的所有形式的易失性和非易失性存储器和/或存储介质。这种介质可包括ROM、RAM、闪存、硬盘、可移动介质等。计算机可读介质可包括“计算机可读存储介质”和“通信介质”二者，其示例可在图9的示例计算系统的讨论中找到。

计算设备102可包括或利用输入设备126。例如，计算设备102可经由任何合适的有线或无线连接通信地耦合到一个或多个输入设备126。输入设备包括与计算设备102集成的设备，诸如集成键盘、触摸垫、跟踪垫、定点设备、平板或可穿戴设备的边框或其他可触摸操作的组件、能够进行触摸的显示器等等。输入设备还包括外置设备和能够可移除地连接的设备，诸如鼠标、无线键盘、可移除的键盘/盖组合、用于通过无线连接来控制计算设备的可穿戴设备、外置触摸垫等等。还构想了输入设备的其他非常规配置，如游戏控制器、模仿乐器的配置等等。由此，输入设备126以及输入设备所包含的控件(例如，按钮、按键、触摸区域、切换等)可采用各种不同的配置来支持各种不同的功能。

根据本文所述的一个或多个实现，输入设备126可包括组合式传感器系统128。如上所介绍的，组合式传感器系统128被设计成同时确定多个手指触摸的存在和压力。通过这么做，提高了准确性，并且使用组合式传感器系统128的能力的增强的姿势和交互场景变为可能。如关于以下附图和示例更详细地描述的，组合式传感器系统128被配置成包括以一几何图案与电容性传感器穿插在一起的多个压敏传感器，该几何图案实现了电容性传感器组装件的信号与压敏传感器的信号的隔离。组合式传感器系统128可以被包括在形成输入设备的多个层的堆叠中。多个层可包括构成输入设备的结构并且形成各个层内包含的压敏传感器和电容性传感器的柔性和/或刚性材料与组件的组合。组合式传感器系统128包括靠近压敏传感器的支撑结构，该支撑结构用于对柔性接触层的力敏电阻器的预载控制。组合式传感器系统128还包括与该布置中的电容性传感器的位置相关联的粘合剂以在施加压力影响下使电容性感测稳定。关于组合式传感器系统128的这些和其他方面的细节可在以下讨论中找到。

计算设备102被附加地示为包括输入/输出模块130。输入/输出模块108表示与处理计算设备102的输入以及呈现计算设备102的输出相关的功能。各种不同的输入可由输入/输出模块130处理，诸如与输入设备126的控件的操作、虚拟键盘的按键的操作、通过触摸屏功能对姿势的标识等有关的输入。响应于这些输入，输入/输出模块130使得相应的操作被执行。由此，输入/输出模块130可通过识别并利用包括键压、姿势、控制交互等在内的各种类型的输入之间的区分来支持各种不同的输入技术。

环境100进一步描绘了计算设备102可经由网络132通信耦合至服务提供者134，服务提供者134使得计算设备102能够访问由服务提供者134使其变得可用的各种资源136并且与这些资源交互。资源136可包括内容和/或服务的任何合适的组合，通常由一个或多个服务提供者使这些内容和/或服务通过网络可被获得。例如，内容可包括文本、视频、广告、音频、多媒体流、动画、图像、网页等的各种组合。服务的一些示例包括但不限于，在线计算服务(例如云摂服务)、认证服务、基于web的应用、文件存储和协作服务、搜索服务、消息收发服务(诸如电子邮件和/或即时消息收发)、以及社交联网服务。

已经描述了示例操作环境，现在考虑与组合式传感器系统的一个或多个实现相关联的示例细节和技术。

组合式传感器系统细节

图2更详细地在200处概括地描绘了图1的输入设备126的示例实现。在所例示的示例中，输入设备126被表示为具有各种控件201，这些控件201可以通过如本文档中所述的组合式传感器128的方式来实现。构想了各种类型的控件201，诸如作为示例而非限制，按键、按钮、触摸垫、跟踪垫、触敏边框、触摸屏、可穿戴设备的区域(诸如显示器、带、贴片或表面)的布置，或其他输入功能。如图2中所表示的，组合式传感器系统128纳入了如上和如下所述地被配置和操作的电容性传感器组装件202和压敏传感器组装件204。例如，电容性传感器组装件和压敏传感器组装件可以在层堆叠中被穿插在一起，并且还可包括用于预载控制的支撑结构以及用于电容性传感器稳定化的与电容性传感器对齐的粘合剂。

组合式传感器系统128可以被用于与各种输入设备126相关联的控件201。图2中的输入设备126的解说性示例包括键盘206、移动设备208和手表210。键盘206可以是无线键盘或可移除地可连接设备。组合式传感器系统128可以被用于QWERTY键布置、跟踪垫、和/或键盘206的其他输入功能中的一者或多者。关于移动设备208，组合式传感器系统128可以与设备的边框或其他外表面、显示屏、或集成触摸垫相集成。组合式传感器系统128也可被包括在显示器、带、边框或手表210的其他功能中。也构想了各种其他示例。

电容性传感器组装件202被配置成检测对象的临近度，诸如用户的手的手指、指示笔、或其他对象。这一检测可以被用于支持各种各样不同的功能，诸如姿势检测、用户存在指示、对输入设备和计算设备的休眠和苏醒状态的控制、光标控制、输入位置等等。电容性传感器组装件202可以用各种各样的方式来配置以执行对象检测。一般来说，电容性传感器组装件202包括多个电容性传感器，该多个电容性传感器被配置成通过测量由于对象的定位相对于参照物(例如，空气)的电容改变来检测对象对照或靠近设备表面的存在和位置。传感器通过测量互电容和自电容中的一者或两者来操作。电容性传感器甚至能够在手指或对象触摸设备表面之前就起作用。在一个或多个实现中，例如通过在与压敏传感器接触之前检测存在和/或位置以及基于存在指示选择性地唤醒系统，电容性传感器组装件202可以被用于节约功率以及增加设备的响应性。如以下讨论中所提及的，电容性传感器组装件202可以通过在对应于输入设备的印刷电路板(PCB)的层堆叠中布置导电材料迹线来形成。

压敏组装件204包括多个压敏传感器，该多个压敏传感器被配置成检测由于对照压敏传感器组装件的相应压敏传感器的力由对象施加的偏转和/或对应的压力的量。在一示例中，压敏传感器被配置成利用力感测电阻技术来确定压力被施加的位置以及压力的量级。如下所述，压敏传感器可被配置为力敏电阻器，该力敏电阻器利用导电材料的第一和第二数字化迹线间指。在与布置在柔性接触层上的力敏墨水相接触时在第一和第二数字化迹线间指之间测得的电阻改变可以与被施加到柔性接触层的对应区域的偏转和压力相关以实现压力检测。

图3概括地在300处描绘了根据一个或多个实现的图1的输入设备的横截面，该横截面示出示例层堆叠。在这一示例中，输入设备126的传感器层302被描绘为被布置在外部层304与衬垫层306之间。根据本文所述的技术，传感器层302包括组合式传感器系统128，其细节将贯穿本文档进行讨论。外部层304被配置成提供设备的外部表面以及结构。外部层304可以用各种方式来形成，诸如使用金属、织物(例如，丝或聚氨酯)、和/或塑料材料，布置粘合剂材料和膜以固定各个层，在表面上形成各个控件的指示，将各个控件嵌入在各个层中等等。

一示例实现中的代表性子层被描绘为被包括在外部层304中，包括表面层308、平滑层310和光导层312。也构想了其他布置。在该示例中，表面层308表示用户可触摸并与其交互的外部表面。在一实现中，表面层308由柔性织物(例如，丝或聚氨酯)组成，虽然还构想了塑料和其他刚性材料。平滑层310可被配置成支持各种不同功能。例如，平滑层310可以被配置为设计成支持和阻止表面层308的褶皱的薄塑料板(例如，PET、聚碳酸酯)。平滑层310还可被配置成包括遮掩功能以减少并甚至消除不需要的光透射，例如光穿过平滑层和/或穿过表面层308的“渗漏”。平滑层310还在表面层308下面提供连续表面，使得其隐藏了内部层之间的任何不连续性或过渡。平滑层310还可提供力扩展功能以使力跨多个传感器扩展已获得更大的敏感性和分辨率。

光导312也被示出，其可作为背光机制的一部分被提供以支持表面上的控件和/或输入的指示(例如，图例)的背光照明。这可包括键盘的键、按钮、游戏控件、姿势指示等的照亮。光导312可以以各种方式来形成，诸如从厚塑料板(例如，透明聚碳酸酯、PET、或带有经蚀刻的纹理的其他聚酯膜)来形成。

如所描绘的，具有组合式传感器系统128的传感器层302驻留在外部层302之下。组合式传感器系统128被配置成基于经由与表面层的接触和/或对象与表面层的临近度而发生的交互来检测输入的发起。检测到的输入接着经由合适的有线或无线连接被传递计算设备102以发起计算设备102的操作。组合式传感器系统128的示例实现的细节在之后图4-7的讨论中进行讨论。

另外，衬垫层306提供输入设备104的后表面以及结构。例如，衬垫层306可以提供与外部层304互补的设备结构，并且可以由与外部层304相似的金属、织物(例如，聚氨酯)、和/或塑料材料形成。结构314和衬垫316的代表性子层被描绘为被包括在衬垫层306内。结构314可以各种方式被配置，诸如被配置用于向输入设备提供刚性(例如，抵抗折弯和弯曲)的迹线板和支持物。衬垫316提供设备的后表面。作为示例，衬垫可以由类似于表面层308的织物或材料形成。

尽管描述了各层的示例，应当很明显地发现还构想了各种其它实现，包括一个或多个层的移除、其它层(例如，专用力集中器层、机械开关层)的附加，等等。因而，用于形成利用组合式传感器系统128的合适的输入设备和控件的层不限于关于本文的说明性示例所描绘和讨论的那些层。

图4概括地在400处描绘了根据一个或多个实现的图3的传感器层的横截面，该横截面示出组合式传感器系统细节的细节。在图4的示例实现中，组合式传感器系统包括用于实现压敏传感器组装件204的压敏传感器(例如，力敏电阻器)的柔性接触层402(例如，迈拉)。柔性接触层402被配置成弯曲以发起接触继而发起输入。在这一示例中，柔性接触层402包括布置在柔性接触层402的表面上的力敏墨水404。力敏墨水404被配置成使得墨水电阻的量相对于所施加的压力的量直接改变。例如，力敏墨水404可以被配置有相对粗糙的表面，在对照柔性接触层402施加压力之际，该表面对照导体406的另一表面被压缩。压力的量越大，力敏墨水404被压缩得越多，从而增大力敏墨水404的导电性而减小它的电阻。在一种办法中，通过检测跨导体406内形成的导电材料的数字化迹线间指之间的间隙的电阻来检测压力。

图4进一步描绘了被配置成形成压敏传感器组装件204和电容性传感器组装件202的传感器基板408。传感器基板408可以用各种方式来配置，诸如具有导体406(例如，FSR电极)和其他布置在其上的元件的印刷电路板(PCB)。各种不同类型的导体406可以被布置在传感器基板408上，诸如由各种导电材料(例如，银、铜)形成并且被布置在各种不同配置中的导体。导体406和其他元件可以使用各种技术被创建在传感器基板408中，诸如化学蚀刻、掩模化、层叠、电镀、丝网印刷、光刻、PCB研磨、或PCB制造中通常涉及的其他技术。

如所提及的，电容性传感器组装件202被形成在传感器基板408中，如用于电容性感测的代表性迹线410所解说的。迹线410被布置成产生多个电容性传感器。基于跨用于电容性感测的迹线400之间的间隙的电容改变来检测触摸和存在。

图4附加地解说了支撑结构412，该支撑结构412被制造成靠近压敏传感器阵列204的压敏传感器以及与PCB布置中的电容性传感器的位置相关联地布置的粘合剂414。如所提及的，与产生组合式传感器系统相关联的一个问题是在压力被施加到传感器堆叠时保护电容性感测的稳定性。具体地，导体层中被形成以向上层暴露迹线410的间隙创建了在施加压力的影响下可能移位(例如，“被排挤出”)的气穴。如果未经纠正，则从这些穴中移位的空气造成了对于电容性感测具有破坏性的不稳定性，使感测到的输入失真，并且不利地影响输入设备的性能。

将粘合剂414选择性地放置成与电容性传感器的位置对齐减少或消除了移位空气的量，并且因此在即便在压力正被施加时使电容性传感器的性能稳定。一般地，粘合剂414被放置在与迹线410垂直的堆叠相对齐的区域中。例如，图4描绘了粘合剂414被置于示例堆叠中的对应迹线410之上。粘合剂414可以被配置成与迹线410的占地面积的内部、开口部分对齐。因而，粘合剂414可以被直接置于电容性传感器之上。附加地或替换地，粘合剂可以被置于与阵列中的传感器之间的间隙相对应的部分中。一般地，粘合剂可以被放置成与各个间隙或开放区域中的电容性传感器对齐，从而不会导致与迹线410、支撑结构412或组合式传感器系统中的其他元件的干扰。构想了适于填充间隙的各种不同的压敏粘合剂或其他种类的粘合剂。

被制造成靠近压敏传感器的支撑结构412被提供以控制柔性接触层402以及与底层导体406的力敏墨水404的预载。预载指的是在没有施加接触的情况下力敏墨水404与底层导体406之间的默认接触水平。将力敏墨水404放置成与导体406持续接触的预载的量是有用的，以便分辨光接触(例如，以低水平施加的压力)并且提供响应式传感器系统。过量的预载造成传感器的预饱和，这减小了压敏传感器的操作范围和敏感性。预载可以通过在柔性接触层402之上的堆叠以及用于联结各个层的粘合剂和其他固定机制的设计来建立。预载的量还受到所施加的粘合剂414的影响，粘合剂414往往会下拉柔性接触层402和其他层。相应地，支撑结构412被设计成将预载的量设置为特定水平以支持以低水平施加的压力的检测并且对抗粘合剂414以及原本可能不利地影响预载的其他因素的趋势。

支撑结构412可以用各种方式来形成。在一种办法中，使用一个或多个相同的PCB工艺使用导电材料(例如，铜、银等)以及导体406来制造支撑结构412。在一个示例中，支撑结构412被配置为导电条。导电条可以匹配导体406的材料并且可以被形成为具有与导体406相同的高度。因而，当铜被用于导体406时，支撑结构412可以被配置为与导体406具有基本相同高度的铜条。当支撑结构412和导体406以此方式来协调时，预载对应于被包括在柔性接触层402上的力敏墨水404的厚度。这一办法导致相对较轻的预载，该相对较轻的预载提供了对于光接触的分辨率以及对各种范围的压力水平的检测的响应性。自然地，在一些情形中，支撑结构412可以使用与导体406不同的高度和材料来制造，以提供对于特定设备和/或终端用户场景而言恰适的不同预载水平。因而，支撑结构412的特性可以被选择性地适配成实现对应的预载水平。

为了实现预载以及对电容性稳定化的控制，粘合剂414可以被配置成具有比支撑结构412和导体406的高度略微低一点的高度。作为示例而非限制，支撑结构412和导体406可具有约25到35微米的高度，其中粘合剂414可以被放置成具有约15到25微米的高度。通过使得粘合剂的高度略低，粘合剂414用于下拉上层(例如，柔性接触层402)以造成与导体406的接触并且实现预载。

图5描绘了根据一个或多个实现的以一种几何图案的组合式传感器系统的传感器的代表性布置500。在布置500中，输入设备以键盘206的形式来描绘，其可以使用如本文所提及的层堆叠来形成。键盘的至少一部分可包括组合式传感器系统128中被安排成一几何图案的传感器阵列502。阵列502可以用各种方式来配置。在所描绘的示例中，钻石图案被采用，但还构想了其他图案，包括但不限于，六边形、八边形、以及圆形网格图案。此外，如所描绘的阵列502提供了用于基本上键盘206的整个表面的感测覆盖。替代地，键盘或其他设备可以被配置成具有提供相应的组合式传感器系统的一个或多个个体部分(诸如具有与设备表面的一部分相对应的跟踪垫和小键盘)和/或利用单独的传感器系统。该阵列的一个或多个传感器可对应于如先前所述的布置在表面302上的控件的指示。一个特定的控件可映射到一个或多个传感器。传感器群也可映射到对应的控件群。另外，传感器的大小和间隔可以按各种方式来配置。

组合式传感器系统128的传感器阵列502被配置成支持姿势、存在、位置和压力检测。为此，压敏传感器组装件204的压敏传感器如本文所述地与电容性传感器组装件202的电容性传感器穿插在一起并且被表示在阵列502的一部分的放大视图504中。

在放大视图504中，电容性传感器组装件202的电容性传感器506被表示为被布置成几何图案，即具有阴影内部的四个电容性传感器506的图案。阴影内部表示如先前所述地被布置在与电容性传感器的位置相关联的间隙中的粘合剂414。具体地，粘合剂414被放置成基本上对应于如图4中示出的电容性传感器的底层迹线410的占地面积。

压敏传感器组装件204的压力传感器508也被表示为被布置成几何图案，压力传感器在电容性传感器506之间的空间中穿插。压力传感器508被解说为具有数字化迹线间指，该数字化迹线间指可以如先前所述地被形成为传感器基板408中的导体406。相应地，施加到数字化迹线间指之上的柔性接触层402的压力可致使力敏墨水404接触导体406并且用作准许数字化迹线间指之间的电流流动的分流器。还构想了其他示例，诸如在柔性接触层402上具有一部分迹线指，而在传感器基板408上具有另一部分迹线指，其中力敏墨水被布置在具有各个部分的层之间。

另外，支撑结构412被解说为被布置成靠近压力传感器508。具体地，铜条形式的支撑结构412被描绘为在压力传感器508与电容性传感器506之间的空间中大致沿着压力传感器508的四条边来放置。自然地，支撑结构412的不同布置可以被用于在不同几何图案被使用(例如，六边形图案的六边放置的支撑等)时对预载控制的支持和/或对不同种类的压力传感器的支持。

图6概括地在600处描绘了根据一个或多个实现的组合式传感器系统的示例分解图，其中压敏传感器组装件的压敏传感器与电容性传感器组装件的电容性传感器穿插在一起。具体地，分解视图示出可悲用于构造如本文所讨论的组合式传感器系统的各个示例层。

具体地，电阻性墨水604层包括可以如先前所讨论地被施加到柔性接触层402的力敏墨水404迹线。电阻性墨水层604可以被配置为迈拉或聚酯膜层。分解视图602中的其余层表示可以被制造为传感器基板408中的迹线、沉积、或其他组件以形成组合式传感器系统的各个层和元件。例如，电阻性墨水604层之下的压力传感器606层包括用于如先前所述的压力传感器506的导体406(例如，传感器基板408中的导电迹线)。压力传感器606层还可包括用于压力传感器506的感测线。电介质间隔物层608可以被置于压力传感器606层与具有用于电容性传感器508的迹线410的电容性传感器610层之间。电容性传感器610层还可包括用于电容性传感器508的感测线。另一电介质间隔物层612被提供在电容性传感器610层与包含用于电容性传感器508的驱动线的电容性驱动614层之间。在一个或多个实现中，电容性驱动614层还包括如关于之后的图7的讨论更详细地描述的用于压力传感器506的驱动线。图6的示例中的示例层被堆叠和联结在一起以形成如图2到5的前述示例中表示的组合式传感器系统128。

图7概括地在700处描绘了示出根据一个或多个实现的组合式传感器系统的传感器基板(例如，PCB)的各组件的细节的示例布局。该布置包括控制线的布局，其实现电容性传感器组装件的信号与压敏传感器组装件的信号的隔离以最小化或消除压力检测与电容性感测之间的干扰。具体地，图7的示例布局示出了电容性传感器组装件202结合压敏传感器组装件204的布置的一部分，其解说了组装件的穿插以及关于用于控制对应的组合式传感器系统128的控制的驱动线和感测线(例如，控制线)的定位的细节。在所描绘的示例中，以黑色示出电容性驱动线702。电容性驱动线702对应于图6的电容性驱动614层中示出的迹线。注意，在图6的分解视图中，电容传感器的低阻抗驱动侧的中心部分在电容性驱动614层中是开口的。开口对应于被布置在压力传感器606层内的压力传感器508的占地面积。因而，当各个层在堆叠中被联结时，电容性驱动线被配置成围绕压力传感器508的位置布线并且藉此实现压力传感器508在开口内的嵌套，如图7中所表示的。

电容性驱动线因此被设计成绕开压力传感器508的位置，这最小化经组合的组装件之间的干扰。另外，压力传感器驱动线704可以被布置成与电容性驱动线702平行并且共板。例如，图7中的压力传感器驱动线704被描绘为在电容性驱动线702之间形成的开口、间隙或通道内与电容性驱动线702平行地布线。因而，电容性驱动线702和压力传感器驱动线704可以共同位于各个层中的一个层中，诸如被布置在图6的电容性驱动614层内。

电容性感测线706和压力感测线708可以分别被包含在压力传感器606层与电容性传感器610层中。电容性感测线也可在内部是开口的(如图6中所示)，这通过减小总电容来增加敏感性。这附加地使得感测线与驱动线之间的导电面积相等，这使得自电容测量变的更高效。被布置以用于使电容性感测稳定的粘合剂414可以被放置在对应于与迹线在同一层中或在迹线之上的层中的电容性感测线706的开口内部的区域中。如所提及的，电介质间隔物材料可以在各个层之间被采用以进一步隔离不同层中的组件。电容性感测线706和压力感测线708可以彼此平行、与驱动线垂直、在阵列或网格内的不同层中和/或不同坐标位置中。例如，图7中描绘的电容性感测线706和压力感测线708在不同交替的“行”中跨传感器网格被横向地布线。

图8描绘了根据一个或多个实施例的示例规程800，其中电容性传感器组装件和压敏传感器组装件被布置成产生组合式传感器系统。该规程被表示为一组框，它们指定由一个或多个实体执行的操作，并且不一定限于所示出的用于由相应的框执行操作的顺序。一般来说，与以上和以下示例有关的功能、特征和概念可以在本章节中描述的示例规程的上下文中被采用。此外，与本文档中的不同附图和示例有关的功能、特征和概念可以彼此互换，并且不限于在特定附图或规程的上下文中的实现。此外，与此处的不同代表性规程以及相应附图相关联的框可以不同方式被一起应用和/或组合。此外，结合本文的不同示例环境、设备、组件和规程描述的单个功能、特征和概念可以在任何适当的组合中使用且不限于本说明书中所枚举的示例所代表的特定组合。形成具有多个电容性传感器的电容性传感器组装件(框802)。形成具有多个压敏传感器的压敏传感器组装件(框804)。可以根据本文档中描述的各个示例和技术来形成各组装件。例如，电容性传感器和压敏传感器可以如关于图2到4表示和讨论的在层堆叠中被形成。

电容性传感器组装件与压敏传感器组装件布置在一起以产生组合式传感器系统(框806)。作为布置组装件的一部分，电容性传感器以一几何图案与压敏传感器穿插在一起，该几何图案实现了电容性传感器组装件的信号与压敏传感器组装件的信号的隔离(框808)。例如，各组装件可以如关于图5到7所表示和讨论的被布置成组合式网格、阵列和/或几何图案中。另外，该布置包括制造靠近压敏传感器的支撑结构以用于对柔性接触层的预载控制(框808)。例如，铜条或其他合适的支撑结构412可以如本文先前所讨论的被制造在传感器基板408中。在一种办法中，支撑结构在PCB组装件的导电层中沿导体406(例如，FSR电极)来形成。此外，与该布置中的电容性传感器的位置相关联地布置粘合剂以在压力影响之下使电容性感测稳定(框810)。例如，粘合剂414可以被置于如本文档中先前所述的PCB堆叠层内与电容性传感器的迹线垂直对齐的区域中。

在已经考虑了组合传感器系统的示例细节和过程的情况下，现考虑对根据一个或多个实现的示例系统的讨论。

示例系统和设备

图9在900概括地例示了包括示例计算设备902的示例系统，该示例计算设备表示可以实现本文描述的各个技术的一个或多个计算系统和/或设备。计算设备902例如可被构造成通过采取所形成的外壳以及由用户的一个或多个手抓握和携带的尺寸来采用移动配置，这些计算设备的所例示的示例包括移动电话、移动游戏和音乐设备和平板计算机，但还构想其他示例。输入设备914还可被配置成纳入如先前所述的组合了电容性传感器组装件202和压敏传感器组装件204的组合式传感器系统128。

所例示的示例计算设备902包括处理系统904、一个或多个计算机可读介质906、以及相互通信地耦合的一个或多个I/O接口908。尽管没有示出，计算设备902可进一步包括系统总线或将各种组件相互耦合的其他数据和命令传输系统。系统总线可以包括不同总线结构中的任一个或其组合，诸如存储器总线或存储器控制器、外围总线、通用串行总线和/或利用各种总线体系结构中的任一种的处理器或局部总线。也构想了各种其它示例，诸如控制和数据线。

处理系统904表示使用硬件执行一个或多个操作的功能。因此，处理系统904被例示为包括可被配置为处理器、功能块等的硬件元件910。这可包括在作为专用集成电路或使用一个或多个半导体构成的其它逻辑设备的硬件中的实现。硬件元件910不受形成它们的材料或者其中利用的处理机制的限制。例如，处理器可以由半导体和/或晶体管(例如，电子集成电路(IC))构成。在这一上下文中，处理器可执行指令可以是可电子地执行的指令。

计算机可读存储介质906被例示为包括存储器/存储912。存储器/存储912表示与一个或多个计算机可读介质相关联的存储器/存储容量。存储器/存储组件912可包括易失性介质(诸如随机存取存储器(RAM))和/或非易失性介质(诸如只读存储器(ROM)、闪存、光盘、磁盘等等)。存储器/存储组件912可包括固定介质(例如，RAM、ROM、固定硬盘驱动器等)以及可移动介质(例如闪存、可移动硬盘驱动器、光盘等等)。计算机可读介质906可以下面进一步描述的各种方式来配置。

输入/输出接口908表示允许用户向计算设备902输入命令和信息的功能，并且还允许使用各种输入/输出设备向用户和/或其它组件或设备呈现信息。输入设备的示例包括键盘、光标控制设备(例如，鼠标)、话筒、扫描仪、触摸功能(例如，电容性的或被配置来检测物理触摸的其它传感器)、照相机(例如，可采用可见或诸如红外频率的不可见波长来将移动识别为不涉及触摸的手势)，等等。输出设备的示例包括显示设备(例如，监视器或投影仪)、扬声器、打印机、网卡、触觉响应设备，等等。因此，计算设备902可以按照各种方式来配置以支持用户交互。

计算设备902还被示为通信地且物理地耦合到输入设备914，该输入设备914可物理地且通信地从计算设备902移除。以此方式，各种不同的输入设备可以耦合到计算设备902，从而具有各种各样的配置来支持各种各样的功能。在该示例中，输入设备914包括采用组合式传感器系统128的一个或多个控件916。这些控件可被配置成压敏元件、按钮、机械地切换按键的跟踪垫等等。

输入设备914还被示为包括可被配置成支持各种功能的一个或多个模块918。例如，一个或多个模块918可被配置成处理从控件916接收到的模拟和/或数字信号以识别输入和姿势、确定输入是否指示静压、发起与计算设备的通信、支持对输入设备914的认证以便与计算设备902一起操作等等。

本文可以在软件、硬件元件或程序模块的一般上下文中描述各种技术。一般而言，此类模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、元件、组件、数据结构等。本文使用的术语“模块”、“功能”和“组件”一般表示软件、固件、硬件或其组合。本文描述的技术的各特征是平台无关的，从而意味着该技术可在具有各种处理器的各种商用计算平台上实现。

所描述的模块和技术的实现可以被存储在某种形式的计算机可读介质上或跨某种形式的计算机可读介质传输。计算机可读介质可包括可由计算设备902访问的各种介质。作为示例而非限制，计算机可读介质可包括“计算机可读存储介质”和“计算机可读信号介质”。

“计算机可读存储介质”可以指相对于仅信号传输、载波、或信号本身而言，启用对信息的持久和/或非瞬态存储的介质和/或设备。因此，计算机可读存储介质是指非信号承载介质。计算机可读存储介质包括以适合于存储诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块、逻辑元件/电路、或其它数据等的方法或技术来实现的诸如易失性和非易失性、可移动和不可移动介质和/或存储设备的硬件。该计算机可读存储介质的示例包括但不限于，RAM、ROM、EEPROM、闪存或其它存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其它光存储、硬盘、磁带盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储设备、或者可适用于存储所需信息并可由计算机访问的其它存储设备、有形介质或制品。

“计算机可读信号介质”可以指被配置为诸如经由网络向计算设备902的硬件传输指令的信号承载介质。信号介质通常用诸如载波、数据信号、或其他传输机制等经调制数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据。信号介质还包括任何信息传送介质。术语“经调制数据信号”是指使得以在信号中编码信息的方式来设定或改变其一个或多个特征的信号。作为示例而非限制，通信介质包括有线介质，诸如有线网络或直接线路连接，以及无线介质，诸如声学、RF、红外线和其它无线介质。

如前面所描述的，硬件元件910和计算机可读介质906表示以硬件形式实现的模块、可编程设备逻辑和/或固定设备逻辑，其可被某些实施例采用来实现此处描述的技术的至少某些方面，诸如执行一个或多个指令。硬件可包括集成电路或片上系统、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、复杂可编程逻辑器件(CPLD)，和以硅或其它硬件实现的组件。在此上下文中，硬件可操作为通过指令和/或由硬件实现的逻辑来执行程序任务的处理设备，以及被用来存储用于执行的指令的硬件(例如上面描述的计算机可读存储介质)。

前面的组合也可被采用来实现在此描述的各种技术。因此，软件、硬件，或可执行模块可被实现为在某种形式的计算机可读存储介质上和/或由一个或多个硬件元件910实现的一个或多个指令和/或逻辑。计算设备902可被配置成实现对应于软件和/或硬件模块的特定指令和/或功能。因此，可作为软件由计算设备902执行的模块的实现可至少部分以硬件完成，例如，通过使用计算机可读存储介质和/或处理系统904的硬件元件910。指令和/或功能可以是一个或多个制品(例如，一个或多个计算设备902和/或处理系统904)可执行/可操作的，以实现本文描述的技术、模块、以及示例。

示例实现

此处所描述的组合式传感器系统的示例实现包括但不限于以下示例中的一种或多种中的一个或任意组合：

示例1。一种输入设备，包括：柔性接触层以及与所述柔性接触层间隔开的传感器基板；以及组合式传感器系统，包括：多个电容性传感器，所述多个电容性传感器被形成为布置在所述传感器基板中的阵列中的迹线；多个压敏传感器，所述多个压敏传感器在所述阵列中与所述多个电容性传感器穿插在一起，所述压敏传感器在所述柔性接触层中包括力敏墨水部分，所述力敏墨水部分被配置成接触形成在所述传感器基板中的一个或多个导体以发起输入；支撑结构，所述支撑结构被制造成靠近所述多个压敏传感器中的每一者以通过所述一个或多个导体来控制对所述力敏墨水部分的预载水平；以及粘合剂，所述粘合剂与所述多个电容性传感器的位置相关联地布置以在压力被施加到所述组合式传感器系统时使电容性感测稳定。

示例2。如本章节中的任何一个或多个示例中所述的输入设备，其中所述一个或多个导体被配置为力敏电阻器，所述力敏电阻器各自包括导电材料的第一和第二数字化迹线间指。

示例3。如本章节中的任何一个或多个示例中所述的输入设备，其中所述支撑结构沿所述传感器基板中的一个或多个导体被制造，以使得所述支撑结构具有与所述一个或多个导体基本上相同的高度。

示例4。如本章节中的任何一个或多个示例中所述的输入设备，其中所述支撑结构被配置为在所述传感器基板中在布置在所述阵列中的所述多个压敏传感器和所述多个电容性传感器之间的区域中形成的铜条。

示例5。如本章节中的任何一个或多个示例中所述的输入设备，其中所述粘合剂被布置在所述柔性接触层与所述传感器基板之间与所述组合式传感器系统的层堆叠中的多个电容性传感器的迹线对齐的区域中。

示例6。如本章节中的任何一个或多个示例中所述的输入设备，其中所述阵列包括钻石图案。

示例7。如本章节中的任何一个或多个示例中所述的输入设备，其中所述多个压敏传感器以一几何图案与所述多个电容性传感器穿插在一起，该几何图案实现了压力检测和电容性感测的信号的隔离。

示例8。如本章节中的任何一个或多个示例中所述的输入设备，进一步包括所述多个电容性传感器的电容性驱动线，所述电容性驱动线被配置有对应于所述多个压敏传感器的占地面积的开口中心部分，以使得所述多个压敏传感器被嵌套在所述开口中心部分内并且所述电容性驱动线围绕所述多个压敏传感器的位置布线。

示例9。如本章节中的任何一个或多个示例中所述的输入设备，进一步包括所述多个压敏传感器的压力驱动线，所述压力驱动线通过所述开口中心部分与所述电容性驱动线平行且共板地布线。

示例10。如本章节中的任何一个或多个示例中所述的输入设备，其中所述多个电容性传感器被配置成通过测量由于对象的定位导致的电容改变来检测对象的存在以及对照或靠近设备表面的对象位置。

示例11。一种用于输入设备的组合式传感器系统，包括：电容性传感器组装件，所述电容性传感器组装件包括布置在阵列中的多个电容性传感器，所述多个电容性传感器被配置成检测靠近所述电容性传感器组装件的相应电容性传感器的对象的位置；压敏传感器，所述压敏传感器包括多个压敏传感器，所述压敏传感器被配置成检测对照所述压敏传感器组装件的相应压敏传感器施加的压力量，所述多个压敏传感器以一几何图案与所述电容性传感器阵列穿插在一起，该几何图案实现了所述电容性传感器组装件的信号与所述压敏传感器组装件的信号的隔离。

示例12。如本章节中的任何一个或多个示例中所述的组合式传感器系统，其中所述组合式传感器系统被形成在印刷电路板(PCB)组装件的层堆叠中，所述层堆叠包括至少柔性接触层以及与所述柔性接触层间隔开的传感器基板。

示例13。如本章节中的任何一个或多个示例中所述的组合式传感器系统，进一步包括控制线布局，所述控制线布局包括配置有开口中心部分的用于所述多个电容性传感器的电容性驱动线以及通过所述开口中心部分与所述电容性驱动线平行且共板地布线的用于所述多个压敏传感器的压力驱动线。

示例14。如本章节中的任何一个或多个示例中所述的组合式传感器系统，其中所述电容性传感器组装件包括粘合剂，所述粘合剂被布置在与所述多个电容性传感器的位置相关联的开口空间中以在压力被施加到所述组合式传感器系统时使电容性感测稳定。

示例15。如本章节中的任何一个或多个示例中所述的组合式传感器系统，其中所述压敏传感器组装件包括支撑结构，所述支撑结构被制造成靠近所述多个压敏传感器中的每一者以通过所述一个或多个导体来控制对力敏墨水部分的预载水平。

示例16。一种装置，包括：一个或多个控件，所述一个或多个控件用于发起对计算设备的输入；组合式传感器系统，所述组合式传感器系统用于响应于与所述一个或多个控件的交互来检测输入，所述组合式传感器系统被形成为层堆叠并且包括：多个电容性传感器，所述多个电容性传感器被形成为布置在所述层堆叠中的迹线；多个压敏传感器，所述多个压敏传感器以一几何图案与所述多个电容性传感器穿插在一起，使得实现压力检测与电容性感测的信号的隔离，所述压敏传感器包括力敏墨水部分，所述力敏墨水部分被配置成接触形成在所述层堆叠中的一个或多个导体；以及控制线布局，所述控制线布局包括配置有开口中心部分的用于所述多个电容性传感器的电容性驱动线以及通过所述开口中心部分与所述电容性驱动线平行且共板地布线的用于所述多个压敏传感器的压力驱动线。

示例17。如本章节中的任何一个或多个示例中所述的装置，其中所述组合式传感器系统进一步包括：支撑结构，所述支撑结构被制造成靠近所述多个压敏传感器中的每一者以通过所述一个或多个导体来控制对所述力敏墨水部分的预载水平；粘合剂，所述粘合剂被布置在与所述多个电容性传感器的位置相关联的间隙中以在压力被施加到所述组合式传感器系统时使电容性感测稳定。

示例18。如本章节中的任何一个或多个示例中所述的装置，其中所述预载水平被配置成使所述力敏墨水与所述一个或多个导体持续接触以支持由所述多个压敏传感器对低水平施加压力的检测。

示例19。如本章节中的任何一个或多个示例中所述的装置，其中所述装置包括与所述计算设备集成的输入设备。

示例20。如本章节中的任何一个或多个示例中所述的装置，其中所述一个或多个控件包括键、按钮、触摸垫、跟踪垫、触敏边框或触摸屏的布置中的至少一者。

结语

尽管用结构特征和/或方法动作专用的语言描述了各个示例实现，但可以理解，所附权利要求书中定义的各实现不必限于上述具体特征或动作。相反，这些具体特征和动作是作为实现所要求保护的特征的示例形式而公开的。

Claims (15)

1.一种输入设备，包括：

柔性接触层以及与所述柔性接触层间隔开的传感器基板；以及

组合式传感器系统，包括：

被形成为布置在所述传感器基板中的阵列中的迹线的多个电容性传感器；

在所述阵列中与所述多个电容性传感器穿插在一起的多个压敏传感器，所述压敏传感器在所述柔性接触层中包括力敏墨水部分，所述力敏墨水部分被配置成接触形成在所述传感器基板中的一个或多个导体以发起输入；

支撑结构，所述支撑结构被制造成靠近所述多个压敏传感器中的每一者以通过所述一个或多个导体来控制对所述力敏墨水部分的预载水平；以及

粘合剂，所述粘合剂与所述多个电容性传感器的位置相关联地布置以在压力被施加到所述组合式传感器系统时使电容性感测稳定。

2.如权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述一个或多个导体被配置为力敏电阻器，所述力敏电阻器各自包括导电材料的第一和第二数字化迹线间指。

3.如权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述支撑结构沿所述传感器基板中的一个或多个导体被制造，以使得所述支撑结构具有与所述一个或多个导体基本上相同的高度。

4.如权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述支撑结构被配置为在所述传感器基板中在布置在所述阵列中的所述多个压敏传感器和所述多个电容性传感器之间的区域中形成的铜条。

5.如权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述粘合剂被布置在所述柔性接触层与所述传感器基板之间与所述组合式传感器系统的层堆叠中的多个电容性传感器的迹线对齐的区域中。

6.如权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述阵列包括钻石图案。

7.如权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述多个压敏传感器以一几何图案与所述多个电容性传感器穿插在一起，所述几何图案实现了用于压力检测和电容性感测的信号的隔离。

8.如权利要求1所述的输入设备，其特征在于，进一步包括所述多个电容性传感器的电容性驱动线，所述电容性驱动线被配置有对应于所述多个压敏传感器的占地面积的开口中心部分，以使得所述多个压敏传感器被嵌套在所述开口中心部分内并且所述电容性驱动线围绕所述多个压敏传感器的位置布线。

9.如权利要求8所述的输入设备，其特征在于，进一步包括所述多个压敏传感器的压力驱动线，所述压力驱动线通过所述开口中心部分与所述电容性驱动线平行且共板地布线。

10.如权利要求1所述的输入设备，其特征在于，所述多个电容性传感器被配置成通过测量由于对象的定位导致的电容改变来检测对象的存在以及对照或靠近设备表面的对象位置。

11.一种装置，包括：

一个或多个控件，所述一个或多个控件用于发起对计算设备的输入；

组合式传感器系统，所述组合式传感器系统用于响应于与所述一个或多个控件的交互来检测输入，所述组合式传感器系统被形成为层堆叠并且包括：

多个电容性传感器，所述多个电容性传感器被形成为布置在所述层堆叠中的迹线；

多个压敏传感器，所述多个压敏传感器以一几何图案与所述多个电容性传感器穿插在一起，所述几何图案实现了压力检测与电容性感测的信号的隔离，所述压敏传感器包括力敏墨水部分，所述力敏墨水部分被配置成接触形成在所述层堆叠中的一个或多个导体；以及

控制线布局，所述控制线布局包括配置有开口中心部分的用于所述多个电容性传感器的电容性驱动线以及通过所述开口中心部分与所述电容性驱动线平行且共板地布线的用于所述多个压敏传感器的压力驱动线。

12.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述组合式传感器系统进一步包括：

支撑结构，所述支撑结构被制造成靠近所述多个压敏传感器中的每一者以通过所述一个或多个导体来控制对所述力敏墨水部分的预载水平；

粘合剂，所述粘合剂被布置在与所述多个电容性传感器的位置相关联的间隙中以在压力被施加到所述组合式传感器系统时使电容性感测稳定。

13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，所述预载水平被配置成使所述力敏墨水与所述一个或多个导体持续接触以支持由所述多个压敏传感器对低水平施加压力的检测。

14.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述装置包括与所述计算设备集成的输入设备。

15.如权利要求11所述的装置，其特征在于，所述一个或多个控件包括键、按钮、触摸垫、跟踪垫、触敏边框或触摸屏的布置中的至少一者。