CN107402645A - 电容性指点杆组件 - Google Patents

Abstract

一种被配置成控制电子设备的用户界面指示符的示例等距输入设备包括安置在传感器衬底上的多个传感器电极。该输入设备还包括安置在顶部间隔件与底部间隔件之间的弹簧板，所述底部间隔件接触传感器衬底并且在传感器电极与弹簧板之间限定间隔。该输入设备还包括机械地耦合到弹簧板的控制构件以及与所述顶部间隔件接触的安装板。该输入设备还包括安装托架，其具有安装到其上的、安装板、弹簧板、顶部和底部间隔件以及传感器衬底的组件。

Description

电容性指点杆组件

技术领域

实施例一般地涉及输入感测，并且更具体地，涉及使用电容性指点杆组件的输入感测。

背景技术

诸如计算机之类的电子设备可以包括或被连接到用于与用户交互的各种输入设备。示例输入设备包括键盘、指点设备、接近传感器设备（通常也被称为触摸板或触摸传感器设备）等等。指点设备和触摸板二者都可以被用来为电子设备提供输入界面。例如，指点设备和/或触摸板允许用户移动显示器上的光标或其他类型的用户界面指示器。“指点杆”是与例如桌上型计算机和笔记本计算机一起使用的一种类型的指点设备。指点杆是通常被安置在键盘的各按键之间的小的模拟操纵杆，用户可以操纵它向电子设备提供输入。在一些电子设备（例如笔记本计算机）中，指点杆可以被提供为在触摸板旁边的输入选项。

发明内容

实施例总体上提供一种控制电子设备的用户界面指示器的输入设备、处理系统和方法。在一个实施例中，被配置成控制电子设备的用户界面指示器的等距（isometric）输入设备包括安置在传感器衬底上的多个传感器电极。该输入设备还包括安置在顶部间隔件与底部间隔件之间的弹簧板，所述底部间隔件接触传感器衬底并且在传感器电极与弹簧板之间限定间隙。该输入设备还包括机械地耦合到弹簧板的控制构件以及与所述顶部间隔件接触的安装板。该输入设备还包括安装托架，其具有安装到其上的安装板、弹簧板、顶部和底部间隔件以及传感器衬底的组件。

在另一实施例中，一种用于被配置成控制电子设备的用户界面指示器的输入设备的处理系统包括传感器模块和确定模块。该传感器模块包括传感器电路，该传感器模块被配置成通过在多个传感器电极的第一子集上驱动感测信号并且从该多个传感器电极的第二子集接收结果得到的信号来操作该多个传感器电极，该多个传感器电极位于传感器衬底上并且被安置为接近机械地耦合到控制构件的弹簧板，该结果得到的信号包括来自由弹簧板的偏转引起的传感器衬底与弹簧板之间的间距的变化的作用。该确定模块被配置成基于结果得到的信号来测量电容耦合的变化。

在另一实施例中，一种操作被配置成控制电子设备的用户界面指示器的输入设备的方法包括通过在多个传感器电极的第一子集上驱动感测信号并且从该多个传感器电极的第二子集接收结果得到的信号来操作该多个传感器电极，该多个传感器电极位于传感器衬底上并且被安置为接近机械地耦合到控制构件的弹簧板，该结果得到的信号包括来自由弹簧板的偏转引起的传感器衬底与弹簧板之间的间距的变化的作用。该方法还包括基于结果得到的信号来测量电容耦合的变化。

附图说明

为了实施例的以上记载的特征所用的方式可以被详细地理解，可以通过参考实施例来得到以上简要地概述的实施例的更具体的描述，所述实施例中的一些实施例示意在附图中。然而，要注意的是，附图仅示意本发明的典型实施例，并且因此将不被视为限制范围，因为其他等同地有效的实施例可以被容许。

图1是根据一个示例实施方式的包括输入设备的系统的框图。

图2是根据实施例的输入设备的分解图。

图3是根据实施例的输入设备的横截面侧视图。

图4是根据一个实施例的弹簧板的平面图。

图5是根据一个实施例的传感器衬底的示意图。

图6是在将力施加到控制构件的情况下输入设备的简化横截面侧视图。

图7是根据一个示例实施方式的输入设备的框图。

图8是描绘根据一个实施例的操作被配置成控制电子设备的用户界面指示器的输入设备的方法的流程图。

图9是在被安装到电子设备中的键盘时输入设备的简化横截面侧视图。

为了便于理解，已经在可能的情况下使用了相同的附图标记来标明为附图所共有的相同的元件。要预期到的是，一个实施例中的元件可以被有益地结合在其他实施例中。

具体实施方式

下面的详细描述本质上仅是示例性的，并且不意图限制实施例或这样的实施例的应用和使用。此外，不意图受前述技术领域、背景技术、发明内容或者下面的具体实施方式中所给出的任何明示或暗示理论的限制。

现转向图，图1是根据实施例的示例性输入设备100的框图。在各种实施例中，输入设备100包括一个或多个感测设备，它们中的每一个都可以被集成到电子设备160中或者被耦合到电子设备160。如在该文档中所使用的，术语“电子系统”（或者“电子设备”）泛指能够电子地处理信息的任何系统。电子系统的一些非限制性示例包括所有尺寸和形状的个人计算机，诸如桌上型计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板电脑、网络浏览器、电子书阅读器以及个人数字助理（PDA）。额外的示例电子系统包括组合的输入设备，诸如包括输入设备100和单独的操纵杆或按键开关的物理键盘。其他示例电子系统包括诸如数据输入设备（包括远程控制器和鼠标）和数据输出设备（包括显示屏和打印机）之类的外围设备。其他示例包括远程终端、信息亭和视频游戏机（例如视频游戏控制台、便携式游戏设备以及诸如此类的视频游戏机）。其他示例包括通信设备（包括蜂窝式电话，诸如智能电话）以及媒体设备（包括录音机，编辑器和诸如电视、机顶盒、音乐播放器、数字相框和数字照相机之类的播放器）。另外，电子系统可以是输入设备的主机或从机。

输入设备100可以被实施为电子系统的物理部分或者可以与电子系统物理地分开。视情况而定，输入设备100可以使用以下各项中的任何一个或多个来与电子系统的各部分通信：总线、网络及其他有线或无线互连（包括串行和或并行连接）。示例包括I²C、SPI、PS/2、通用串行总线（USB）、蓝牙、RF和IRDA。

在图1中描绘的实施例中，输入设备100包括一个或多个输入设备，诸如指点杆180和接近传感器设备150（常常也被称为“触摸板”或“触摸传感器设备”），它们中的每一个都被配置成感测由（一个或多个）输入对象140（被示意性地示出为用户的手指）提供的输入。接近传感器设备150被配置成感测感测区120中的（一个或多个）输入对象140。指点杆180被配置成感测感测区190中的（一个或多个）输入对象140。在一个实施例中，指点杆180被安置在诸如键盘的另一设备170内或旁边（例如指点杆180可以被安置在键盘的各按键之间）。可替代地，指点杆180可以是与任何其他输入设备分开且间隔开的“独立”设备。在一些实施例中，接近传感器设备150可以被集成在显示设备（未示出）（例如触摸屏）内。在其他实施例中，接近传感器设备150可以是独立设备（例如触摸板）。在一些实施例中，解决传感器设备150被省略。

感测区120、190包括输入设备100的上方、周围、之内和/或附近的任何空间，在其中输入设备100能够检测用户输入（例如由（一个或多个）输入对象140提供的用户输入）。特定感测区的尺寸、形状和位置可能随着不同实施例广泛变化。在一些实施例中，感测区120、190在一个或多个方向上从输入设备100的表面延伸到空间中直到信噪比阻碍足够准确的对象检测为止。在各种实施例中，该感测区120、190在特定方向上延伸的距离可能是小于大约一毫米、几毫米、几厘米或更多，并且可能随着所使用的感测技术的类型和期望的准确度而显著变化。因此，在一些实施例中，接近传感器设备150和指点杆180感测下面这样的输入：其包括与输入设备100的任何表面没有接触、与输入设备100的输入表面（例如触摸表面）的接触、与一定量的所施加的力或压力耦合的与输入设备100的输入表面的接触和/或它们的组合。

输入设备100可以利用传感器组件和感测技术的任何组合来检测感测区120、190中的用户输入。输入设备100包括用于检测用户输入的一个或多个感测元件。光标、菜单、列表及其他用户界面指示器可以被显示为图形用户接口的一部分，并且可以响应于所感测到的用户输入而被缩放、定位、选择、滚动或移动。

在输入设备100的一些电容性实施方式中，施加电压或电流以产生电场。附近的输入对象引起电场的变化，并且产生可以被检测为电压、电流或诸如此类的参数的变化的可检测到的电容耦合的变化。

一些电容性实施方式利用诸如传感器电极的电容性感测元件的阵列或者其他规则或不规则图案来产生电场。在一些电容性实施方式中，独立的感测元件可被一起欧姆短路以形成更大的传感器电极。一些电容性实施方式利用电阻薄膜（例如可以包括诸如ITO或诸如此类的材料的电阻材料），其可以是电阻性均匀的。

一些电容性实施方式利用基于传感器电极与输入对象之间的电容耦合的变化的“自电容”（或“绝对电容”）感测方法。在各种实施例中，传感器电极附近的输入对象改变传感器电极附近的电场，从而改变所测量的电容耦合。在一种实施方式中，绝对电容感测方法通过关于基准电压（例如系统接地）调制传感器电极并且通过检测传感器电极与输入对象之间的电容耦合来操作。

一些电容性实施方式利用基于传感器电极之间的电容耦合的变化的“互电容”（或“跨越电容”）感测方法。在各种实施例中，传感器电极附近的输入对象改变各传感器电极之间的电场，从而改变所测量的电容耦合。在一种实施方式中，跨越电容感测方法通过检测一个或多个发射器传感器电极（也称为“发射器电极”或“发射器”）与一个或多个接收器传感器电极（也称为“接收器电极”或“接收器”）之间的电容耦合来操作。可以相对于基准电压（例如系统接地）来调制发射器传感器电极以发射发射器信号。接收器传感器电极可以保持相对于基准电压基本恒定以促进对结果得到的信号的接收。结果得到的信号可以包括对应于一个或多个发射器信号和/或环境干扰的一个或多个来源（例如其他电磁信号）的（一个或多个）作用。传感器电极可以是专用发射器或接收器，或者传感器电极可以被配置成既发射又接收。可替代地，可以相对于地来调制接收器电极。

在图1中，处理系统110被示出为输入设备100的部分。处理系统110被配置成操作输入设备100的硬件以检测感测区120、190中的输入。接近传感器设备150和指点杆180通常包括感测元件阵列。处理系统110包括一个或多个集成电路（IC）和/或其他电路部件的部分或所有。例如，用于互电容传感器设备的处理系统可以包括被配置成利用发射器传感器电极发射信号的发射器电路和/或被配置成利用接收器传感器电极接收信号的接收器电路。在一些实施例中，处理系统110还包括电子可读指令，诸如固件代码、软件代码和/或诸如此类的电子可读指令。在一些实施例中，处理系统110的部件被设置在一起，诸如在输入设备100的（一个或多个）感测元件附近。在其他实施例中，处理系统110的部件与靠近输入设备100的（一个或多个）感测元件的一个或多个部件以及别处的一个或多个部件物理上分开。例如，输入设备100可以是耦合到台式计算机的外围设备，并且处理系统110可以包括被配置成在桌上型计算机的中央处理单元以及与该中央处理单元分开的一个或多个IC（可能具有相关联的固件）上运行的软件。作为另一示例，输入设备100可以物理地集成在电子设备中，并且处理系统110可以包括作为电子设备（例如笔记本计算机）的主处理器的部分的电路和固件。在一些实施例中，处理系统110专用于实施输入设备100。在其他实施例中，处理系统110还执行其他功能，诸如操作显示屏，驱动触觉致动器等等。

处理系统110可以被实施为操控处理系统110的不同功能的一组模块。每个模块可以包括电路、固件、软件或其组合，其中所述电路是处理系统110的一部分。在各种实施例中，可以使用模块的不同组合。示例模块包括用于操作诸如传感器电极和显示屏之类的硬件的硬件操作模块、用于处理诸如传感器信号和位置信息之类的数据的数据处理模块以及用于报告信息的报告模块。其他示例模块包括被配置成操作（一个或多个）感测元件以检测输入的传感器操作模块、被配置成识别诸如模式改变手势之类的手势的识别模块以及用于改变操作模式的模式改变模块。

在一些实施例中，处理系统110直接通过引起一个或多个动作来响应于感测区120、190中的用户输入（或用户输入的缺失）。示例动作包括改变操作模式以及诸如光标移动、选择、菜单导航及其他功能的GUI动作。在一些实施例中，处理系统110向电子系统的某个部分（例如向电子系统的与处理系统110分开的中央处理系统，如果这样的单独的中央处理系统存在的话）提供关于输入（或输入的缺失）的信息。在一些实施例中，电子系统的某个部件处理从处理系统110接收到的信息以作用于用户输入，诸如促进全方位的动作，包括模式改变动作和GUI动作。

例如，在一些实施例中，处理系统110操作输入设备100的（一个或多个）感测元件以产生指示感测区120、190中的输入（或输入的缺失）的电信号。处理系统110可以在产生提供给电子系统的信息的过程中对电信号执行任何适当量的处理。例如，处理系统110可以对从传感器电极获得的模拟电信号进行数字化。作为另一示例，处理系统110可以执行滤波或其他信号调节。作为又一示例，处理系统110可以去掉或以其他方式计及基线，使得信息反映电信号与基线之间的差别。作为再一示例，处理系统110可以确定位置信息、将输入识别为命令、识别手写以及诸如此类的操作。

如在本文中使用的“位置信息”广泛地包括绝对位置、相对位置、速度、加速度及其他类型的空间信息。示例性的“零维”位置信息包括近/远或者接触/没有接触信息。示例性的“一维”位置信息包括沿着轴线的位置。示例性的“二维”位置信息包括平面中的运动。示例性的“三维”位置信息包括空间中的瞬时或平均速度。其他示例包括空间信息的其他表示。关于一种或多种类型的位置信息的历史数据也可以被确定和/或存储，例如包括随着时间追踪位置、运动或瞬时速度的历史数据。

在一些实施例中，利用通过处理系统110或通过一些其他处理系统操作的额外输入部件来实施输入设备100。这些额外输入部件可以提供用于感测区120中的输入的冗余功能或一些其他功能。图1示出感测区120附近可以被用来促进使用输入设备100选择条目的按钮130。其他类型的额外输入部件包括滑动条、滚珠、轮盘、开关等等。反过来，在一些实施例中，可以在没有其他输入部件的情况下实施输入设备100。

应该理解，尽管在功能完备的装置的背景下描述了许多实施例，但是实施例的各机构能够被分配为各种形式的程序产品（例如软件）。例如，本发明的各机构可以被实施和分配为能够被电子处理器读取的信息承载介质（例如能够被处理系统110读取的非瞬时计算机可读和/或可记录/可写信息承载介质）上的软件程序。另外，本发明的实施例等同地适用，不管被用来实施该分配的特定类型的介质是什么。非瞬时电子可读介质的示例包括各种盘、记忆棒、存储卡、存储模块等等。电子可读介质可以基于闪存、光、磁、全息或任何其他存储技术。

图2是根据实施例的输入设备200的分解图。图3是根据实施例的输入设备200的横截面侧视图。为了清楚起见，图2所示的一些特征在图3所示的内容中被省略。同样地，为了清楚起见，图3所示的一些特征在图2所示的内容中被省略。

参考图2-3，输入设备200可以被用作图1所示的指点杆180的实施例以控制电子设备的用户界面指示器。输入设备200包括安装托架14，传感器衬底16（也被称为“柔性传感器衬底16”）、间隔件18（也被称为“底部间隔件18”）、弹簧板20、控制构件22、间隔件24（也被称为“顶部间隔件24”）、板26（也被称为“安装板26”）、适配器28、螺钉30和密封构件32。安装托架14可以被固定到电路板12或以其他方式安置为接近电路板12。输入设备200可以被安置在诸如笔记本计算机的电子设备中。密封构件32可以被用来密封输入设备200与电子设备的安装区域之间的间隙。图9中示出被安装到键盘板的输入设备200的一个实施例。

板26、顶部间隔件24、弹簧板20、底部间隔件18和柔性传感器衬底16形成被固定安装托架14的堆叠组件202。板26、顶部间隔件24、弹簧板20、底部间隔件18和传感器衬底16中的每一个都包括多个安装孔或槽。板26、顶部间隔件24、弹簧板20、底部间隔件18和传感器衬底16被布置在堆叠组件202中以使得螺钉30可以通过安装孔/槽并且与安装托架204的多个螺纹孔13啮合。在所示的实施例中，输入设备200包括四个螺钉30。一般来说，输入设备200可以包括多个螺钉30。安装托架14包括凸缘15，其可以被固定到输入设备200被安装到其中的设备的结构，诸如笔记本计算机中的键盘的板。安装托架14可以是被加工成用于容纳堆叠组件202的期望形状的单个金属元件。组件202被安装到安装托架14以便提供安装托架14与弹簧板20之间的导电路径（例如通过螺钉30）。以这种方式，可以通过安装托架14将恒定电压（例如参考电压，诸如电接地）施加到弹簧板20。也就是说，弹簧板20被欧姆地耦合到基本恒定的电势。

传感器衬底16接触安装托架14。传感器电极17与安装托架14绝缘。传感器衬底16包括安置在其上的传感器电极17。传感器衬底16可以包括由一个或多个介电层（未示出）分开的一个或多个导电层（未示出）。例如，传感器衬底16可以是印刷电路板（PCB）、柔性印刷电路（FPC）或诸如此类的构造。在本示例中，传感器衬底16具有环形形状，在其中心具有开口19。在其他示例中，传感器衬底16可以具有不同形状，该不同形状通常具有开口。传感器衬底16上的传感器电极17可以被耦合到连接介质21（诸如FPC、带状电缆或诸如此类的介质）上的导电迹线（未示出），该连接介质21可以被用来将信号驱动到传感器电极17以及从传感器电极17接收信号。连接介质21将传感器电极17通信地耦合到电路板12，其可以包括处理系统110。在一个实施例中，处理系统110还被耦合到电子设备的电容性触摸面板。

控制构件22机械地耦合到弹簧板20。在一个实施例中，控制构件22包括基底23、从基底23向上延伸的支柱25和从基底23向下延伸的铆钉27。该基底23、支柱25和铆钉27是圆柱形状的。铆钉27延伸通过弹簧板20中的开口（图4中示出）并且将控制构件22固定到弹簧板20。安装托架14可以包括具有圆形形状的开口44。铆钉27可以延伸到开口44中。开口44的直径使得铆钉27不接触安装托架14。

基底23的底部表面接触弹簧板20的顶部表面。在一个实施例中，控制构件22可以包括单个塑料元件，其为使用已知技术模塑的、印刷的或诸如此类地处理的。在另一实施例中，控制构件22可以包括单个金属元件（例如黄铜），其为使用已知技术加工成基底23、支柱25和铆钉27的。适配器28套在控制构件的支柱25上。适配器28可以例如包括单个塑料元件，其为使用已知技术模塑的、印刷的或诸如此类地处理的。可以使用粘合剂或通过摩擦将适配器28固定到控制构件22的支柱25。可以提供套在适配器28上的触摸元件29。触摸元件29可以是弹性体或诸如此类的构造。触摸元件29和/或适配器28提供使用户的手指与控制构件22绝缘的介电元件。

底部间隔件18包括开口34。底部间隔件18通常是矩形的并且开口34通常是圆形的。底部间隔件18可以是具有用于将弹簧板20与传感器衬底16分开的期望厚度的单个金属元件。底部间隔件18接触传感器衬底16和弹簧板20。

顶部间隔件24包括开口25。顶部间隔件24通常是矩形的并且开口35通常是圆形的。顶部间隔件24可以是具有用于将弹簧板20与板26分开的期望厚度的单个金属元件。顶部间隔件24接触弹簧板20和板26。

控制构件22被安置在开口34、35内。由此，弹簧板20被悬置在顶部间隔件24与底部间隔件18之间。间隙36被形成在弹簧板20与传感器衬底16之间。环形间隙38被形成在弹簧板20与板26之间。顶部间隔件24可以具有与控制构件22的基底23相同或基本相同的厚度，以使得板26与顶部间隔件24和基底23二者接触。板26包括开口40。控制构件22的支柱25向上延伸通过板26的开口40。开口40是圆形的并且包括比支柱25的直径大的直径。由此，在支柱25与板26之间存在环形间隙42。

图4是根据一个实施例的弹簧板20的平面图。弹簧板20包括安置在环形件408内的中心盘406。中心盘406通过多个肋状件412与环形件408集成（例如在示例中示出四个肋状件412）。中心盘406与形成槽416的各肋状件412之间与环形件408分开。中心盘406包括开口414。铆钉27延伸通过开口414并且将控制构件22固定到弹簧板20。在一个实施例中，中心盘406的直径与控制构件22的基底23的直径相同或基本相同。环形件408包括多个耳状件404（例如四个耳状件404被示出）。耳状件404中的每一个都包括用于容纳螺钉30的开口402。环形件408还包括与肋状件412对齐的槽口410。该槽口410辅助弹簧板20的悬臂架结构，从而使弹簧板20更灵活并且允许在操作期间稳定且可重复的运动机制。在一个实施例中，弹簧板20是加工成形成上述和图4所示的元件的单个金属元件。

图5是根据一个实施例的传感器衬底16的示意图。传感器衬底16包括为输入设备200形成感测区的传感器电极区域502。传感器电极区域502可以被划分成指定为y-、x-、y+和x+的四个象限。传感器电极17被安置的衬底16上以使得在四个象限y-、x-、y+和x+中安置唯一的传感器电极图案504-1、504-2、504-3和504-4。传感器电极区域502的中心513与衬底16中的开口19的中心基本对齐。

图6是在力被施加到控制构件22的情况下的输入设备200的简化横截面侧视图。为了清楚起见省略图2-3所示的一些参考特征。在本示例中，力被施加到控制构件22。接近控制构件22的边缘来施加力以使得控制构件22围绕枢轴602旋转。在控制构件22的基底23与板26之间的接触点处生成枢轴602。弹簧板20随着控制构件22围绕枢轴旋转而弯曲。在控制构件22的与枢轴602相对的一侧上，在控制构件22的基底23与板26之间形成间隙604。该间隙604包括窄部604B和宽部604A。控制构件22的基底23与板26之间的角度随着更多力被施加到控制构件22而增大。随着控制构件22围绕枢轴602旋转，弹簧板20弯曲，从而改变弹簧板20与传感器衬底16之间的间隙36。间隙36在枢轴602的一侧上增大而在相对枢轴602的侧上减小。当从控制构件22移除力时，弹簧板20提供恢复力来将控制构件22恢复到如图3所示的其初始位置。在该初始位置上，如图3所示，弹簧板20与传感器衬底16之间的间隙36是均匀的。

返回图5，在操作中，将弹簧板20保持在基本恒定的电压，诸如电接地。在一个示例中，处理系统110利用发射器信号驱动各传感器电极17中的一个或多个并且从传感器电极17中的其他传感器电极接收结果得到的信号。处理系统110可以根据结果得到的信号确定跨越电容的测量结果。处理系统110可以在没有施加到控制构件22的力的情况下建立跨越电容的基线测量结果。当力被施加到控制构件22时，电极图案504中的至少一个被安置成更靠近弹簧板20，并且电极图案504中的至少一个被安置成更远离弹簧板20。从更靠近和更远离弹簧板20安置的那些电极图案504导出的跨越电容测量结果从基线改变。在其他示例中，处理系统110可以测量从电极图案504导出的绝对电容。绝对电容测量结果随着使得（一个或多个）电极图案504更靠近和更远离弹簧板20而从基线变化。一般来说，施加到控制构件22的力导致传感器衬底16与弹簧板20之间的间隙36的变化，这改变传感器电极17中的至少一个与弹簧板20之间的可变电容。

例如，力可以被施加于控制构件22以便使得弹簧板20更靠近传感器电极图案504-2。因而，传感器电极图案504-4更远离弹簧板20。处理系统110检测与传感器电极图案504-2和504-4相关联的跨越电容测量结果的变化。以这种方式，处理系统110可以确定所施加的力与x-象限对齐。在另一示例中，力可以被施加到控制构件22以使得传感器电极图案504-1和504-2更靠近弹簧板20，并且传感器电极图案504-3和504-4更远离弹簧板20。处理系统110检测来自传感器电极图案504中的每一个的跨越电容测量结果的变化。以这种方式，处理系统110可以确定所施加的力在x-和y-象限之间对齐。通过检测力对齐，处理系统110可以确定诸如光标的用户界面指示器的运动。

图7是根据示例实施方式的输入设备700的框图。输入设备700包括图1所示的输入设备100的示例实施方式。输入设备700包括耦合到处理系统110的指点杆180。该指点杆180可以包括上述输入设备200。相应地，指点杆180包括传感器电极17。在一些实施例中，处理系统110还被耦合到二维电容性输入设备，诸如接近传感器设备150。接近传感器设备150可以包括传感器电极780的二维阵列，其可以被用于输入的电容性感测。因此，处理系统110可以驱动指点杆180的传感器电极，或者在一些实施例中，驱动指点杆180和接近传感器设备150二者的传感器电极。

一般来说，处理系统110驱动传感器电极，从传感器电极接收，或既驱动传感器电极也从传感器电极接收，以便测量可变电容的变化（例如跨越电容或绝对电容）。如在本文中使用的术语“激发”和“驱动”包括控制驱动元件的某个电气方面。例如，有可能通过电线驱动电流、将电荷驱动到导体内、将基本恒定或可变的电压波形驱动到电极上等等。处理系统110可以利用发射器信号来驱动传感器电极。发射器信号可以是恒定的、基本恒定的或随时间变化的，并且通常包括形状、频率、幅度和相位。处理系统110可以从传感器电极接收结果得到的信号。结果得到的信号可以包括输入对象的作用。处理系统110可以根据结果得到的信号来确定跨越电容或绝对电容的测量结果。

处理系统110可以包括传感器模块740和位置确定器模块760。传感器模块740和位置确定器模块760包括执行处理系统110的不同功能的模块。在其他示例中，模块的不同配置可以执行在本文中描述的功能。传感器模块740和位置确定器模块760可以使用传感器电路775来实施并且还可以包括与传感器电路775合作进行操作的固件、软件或其组合。

传感器模块740被配置成操作传感器电极17。如上文所述，传感器电极17被安置在衬底16上。传感器模块740被配置成在传感器电极17的第一子集上驱动感测信号并且从传感器电极17的第二子集接收结果得到的信号。该结果得到的信号包括来自基线电容的变化的作用，该基线电容响应于由控制构件22的偏转引起的传感器衬底16与弹簧板20之间的间距的变化而变化。尽管传感器模块740正操作传感器电极17，但是传感器模块740还可以操作传感器电极780。

在一个实施例中，确定模块760被配置成基于从传感器电极17获得的测量结果来测量电容耦合的变化。确定模块760可以响应于电容耦合的变化来控制用户界面指示器。用户界面指示器可以例如包括电子设备的光标。确定模块760可以响应于电容耦合和/或基线电容的变化来控制光标的运动。

图8是描绘根据一个实施例的操作被配置成控制电子设备的用户界面指示器的输入设备的方法800的流程图。该方法800在步骤802处开始，其中处理系统110通过在传感器电极17的第一子集上驱动感测信号并且在传感器电极17的第二子集上接收结果得到的信号来操作该多个传感器电极17，该多个传感器电极17位于传感器衬底16上并且接近机械地耦合到控制构件22的弹簧板20。在步骤804处，处理系统110基于结果得到的信号来测量电容耦合的变化。在步骤806处，处理系统110可以响应于电容耦合的变化来控制用户界面指示器。

图9是在被安装到电子设备中的键盘时输入设备200的简化横截面侧视图。为了清楚起见省略图2-3中示出的一些参考特征。在本示例中，安装托架14被固定到键盘的键盘板902。在键盘板902与输入设备200的安装板26之间存在间隙904。密封构件32被安置在键盘板902与安装板26之间以便密封间隙904。密封构件32可以防止液体或其他污染物进入间隙904以及进入输入设备200。

因此，为了更好地解释本发明及其特定应用以及由此使得本领域技术人员能够完成和使用本发明，给出在本文中阐述的实施例和示例。然而，本领域技术人员将会认识到，仅为了说明和示例目的给出了前述描述和示例。所阐述的描述并不意在是穷举的或者将本发明限于所公开的精确形式。

Claims (20)

1.一种被配置成控制电子设备的用户界面指示器的等距输入设备，所述输入设备包括：

多个传感器电极，其被安置在传感器衬底上；

弹簧板，其被安置在顶部间隔件与底部间隔件之间，所述底部间隔件接触所述传感器衬底并且在传感器电极与弹簧板之间限定间隙；

控制构件，其被机械地耦合到所述弹簧板；

与所述顶部间隔件接触的安装板；

安装托架，其具有安装到其上的所述安装板、所述弹簧板、顶部和底部间隔件以及所述传感器衬底的组件。

2.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述传感器衬底通信地耦合到处理系统，所述处理系统被配置成操作所述多个传感器电极。

3.根据权利要求2所述的输入设备，其中所述处理系统还被配置成操作所述电子设备的电容性触摸板。

4.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述弹簧板被配置成欧姆地耦合到基本恒定的电势。

5.根据权利要求1所述的输入设备，其中施加到所述控制构件的力导致传感器电极与弹簧板之间的间隙的变化，从而改变传感器电极中的至少一个与弹簧板之间的可变电容。

6.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述弹簧板被配置成响应于施加到所述控制构件的力提供偏置力，并且响应于施加到所述控制构件的力的移除而提供恢复力。

7.根据权利要求1所述的输入设备，其中所述控制构件被铆接到所述弹簧板。

8.根据权利要求1所述的输入设备，其还包括安置在控制构件的支柱周围的介电元件。

9.根据权利要求8所述的输入设备，其还包括安置在介电元件与安装板之间的密封环形件。

10.一种用于配置成控制电子设备的用户界面指示器的输入设备的处理系统，所述处理系统包括：

传感器模块，其包括传感器电路，所述传感器模块被配置成通过在多个传感器电极的第一子集上驱动感测信号并且从所述多个传感器电极的第二子集接收结果得到的信号来操作所述多个传感器电极，所述多个传感器电极位于传感器衬底上并且被安置为接近机械地耦合到控制构件的弹簧板，所述结果得到的信号包括来自由弹簧板的偏转引起的传感器衬底与弹簧板之间的间距的变化的作用；以及

确定模块，其被配置成基于结果得到的信号来测量电容耦合的变化。

11.根据权利要求10所述的处理系统，其中所述确定模块被配置成响应于电容耦合的变化来控制用户界面指示器。

12.根据权利要求11所述的处理系统，其中所述用户界面指示器包括光标，并且其中所述确定模块被配置成响应于电容耦合的变化来控制光标的运动。

13.根据权利要求10所述的处理系统，其中所述传感器模块被配置成操作电子设备的电容性触摸板。

14.根据权利要求10所述的处理系统，其中所述弹簧板被配置成耦合到基本恒定的电势。

15.一种操作被配置成控制电子设备的用户界面指示器的输入设备的方法，所述方法包括：

通过在多个传感器电极的第一子集上驱动感测信号并且从所述多个传感器电极的第二子集接收结果得到的信号来操作所述多个传感器电极，所述多个传感器电极位于传感器衬底上并且被安置为接近机械地耦合到控制构件的弹簧板，所述结果得到的信号包括来自由弹簧板的偏转引起的传感器衬底与弹簧板之间的间距的变化的作用；以及

基于结果得到的信号来测量电容耦合的变化。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括：

响应于电容耦合的变化来控制用户界面指示器。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述用户界面指示器包括光标，并且其中光标的运动响应于电容耦合的变化被控制。

18.根据权利要求15所述的方法，其还包括与所述多个传感器电极同时地操作电子设备的电容性触摸板。

19.根据权利要求15所述的方法，其还包括将弹簧板耦合到基本恒定的电势。

20.根据权利要求15所述的方法，其弹簧板通过间隔件与传感器衬底分开。