CN115129222A - 多个独立表面上的连续触摸输入 - Google Patents

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Abstract

本发明题为“多个独立表面上的连续触摸输入。”触摸输入设备设置有感测二维阵列中的电容性负载的能力，同时还能够感测输入设备在输入板下方的多个不同位置的偏转或移动。触摸输入设备可有利地用于遥控设备中，并且可以与覆盖电容式触摸传感器衬底上的多个电容式触摸输入区域的多个输入按钮或平台一起使用。电容性负载的移动和定位可以通过来自一组电极或其他电容传感器的输出信号来跟踪和计算，该组电极或其他电容传感器具有不规则形状，与电容性负载距离不一致，并且定位在可变材料和材料成分下方。因此，可以使用电容感测设备来检测跟踪手势和轻击，并且可以使用位于电容感测设备下方的开关或其他致动器来检测偏转输入。

Description

多个独立表面上的连续触摸输入
相关申请的交叉引用
本申请要求于2021年3月12日提交的名称为“CONTINUOUS TOUCH INPUT OVERMULTIPLE INDEPENDENT SURFACES”的美国临 时专利申请第63/160,639号的优先权，该美国临时专利申请的全部公开内 容据此以引用方式并入。
技术领域
所描述的实施方案整体涉及混合式基于触摸和开关的输入设备。更具 体地，本实施方案涉及被配置为通过一个或多个相邻表面接收电容式触摸 输入和开关致动输入的控制器。
背景技术
存在许多类型的输入设备用于在消费电子设备中执行操作。这些操作 通常对应于移动光标、在显示屏上进行选择或提供其他输入。以举例的方 式，输入设备可包括按钮、开关、键盘、鼠标、轨迹球、触摸板、操纵 杆、触摸屏等。这些设备中的每个设备均具有在设计消费电子设备时要考 虑到的优点和缺点。在手持式设备中，输入设备通常选自按钮和开关。按 钮和开关本质上通常是机械的，并且对于光标(或其他选择器)的移动和 做出选择提供有限的控制。例如，它们通常专用于沿特定方向(例如，箭 头键)移动光标或作出特定选择(例如，回车、删除、主页、数字等)。
在诸如膝上型计算机的便携式计算设备中，输入设备可包括触控板 (也称为触摸板)。利用触控板，当手指沿触控板的表面移动时，输入指 针(即，光标)的移动对应于用户手指(或触笔)的相对移动。当在触控 板的表面上检测到一次或多次轻击时，触控板还可以在显示屏上进行选 择。在一些情况下，可轻击触控板的任何部分，并且在其他情况下，可轻击触控板的专用部分。在诸如台式计算机的固定式设备中，输入设备通常 选自鼠标和轨迹球。利用鼠标，当用户沿表面移动鼠标时，输入指针的移 动对应于鼠标的相对移动。利用轨迹球，当用户使球在外壳内旋转时，输 入指针的移动对应于球的相对移动。鼠标和轨迹球两者通常都包括一个或 多个按钮，以用于在显示屏上进行选择。
一些设备(诸如电视遥控器、视频游戏控制器和虚拟现实(VR)/增 强现实(AR)控制器)旨在用于非常小的(通常为手持式的)形状因数中 的输入，并且用户无需查看控制器即可确定如何提供输入。然而，用户可 能很难通过触摸导航遥控器的不同操作，并且大量遥控器按钮可能是令人 无法应对的。另外，用户通常无法提供触控板所支持的各种精细输入。因 此，输入设备领域不断需要改进。
发明内容
本公开的一个方面涉及一种遥控设备，该遥控设备包括：主体外壳； 电容式触摸输入设备，该电容式触摸输入设备包括具有第一边缘的第一电 容式触摸输入区域和具有第二边缘的第二电容式触摸输入区域，该第二边 缘与该第一边缘竖直对准；控制器设备，该控制器设备连接到该电容式触 摸输入设备；和电子发射器，该电子发射器被配置为基于来自该第一电容 式触摸输入区域和该第二电容式触摸输入区域的输入发射信号。
在一些实施方案中，该遥控设备还包括覆盖该第一电容式触摸输入区 域的第一按钮和覆盖该第二电容式触摸输入区域的第二按钮，其中该第一 按钮能够独立于该第二按钮竖直移动。该电容式触摸输入设备可以具有第 一侧表面和第二侧表面，其中该第一电容式触摸输入区域定位在该第一侧 表面上，并且该第二电容式触摸输入区域定位在该第二侧表面上。该第一 电容式触摸输入区域和该第二电容式触摸输入区域共同形成跨该电容式触 摸输入设备的传感器网格。开关可以定位在该电容式触摸输入设备下方， 其中该开关在对该电容式触摸输入设备施加力时能够致动。该电容式触摸 输入设备可以包括承载该第一电容式触摸输入区域和该第二电容式触摸输 入区域的衬底，其中该第一边缘和该第二边缘定位在该衬底的周边内，并 且其中该周边的一部分与该第一电容式触摸输入区域或该第二电容式触摸 输入区域重叠。在一些实施方案中，该第一电容式触摸输入区域围绕该第 二电容式触摸输入区域。
本公开的另一方面涉及一种电子控制器，该电子控制器包括：壳体； 电容式触摸输入设备，该电容式触摸输入设备具有第一区域和第二区域； 第一开关，该第一开关定位在该壳体中并且与该电容式触摸输入设备的该 第一区域对准；第二开关，该第二开关定位在该壳体中并且与该电容式触 摸输入设备的该第二区域对准；和控制器，该控制器与该电容式触摸输入 设备、该第一开关和该第二开关电连通。控制器可以被配置为输出第一信号，该第一信号指示由该电容式触摸输入设备所感测到的触摸的二维坐 标；响应于该第一开关的致动而输出第二信号；和响应于该第二开关的致 动而输出第三信号。
在一些实施方案中，该第一开关能够通过对该第一区域处的表面施加 力而致动，并且该第二开关能够通过对该第二区域处的表面施加力而致 动。该第一开关在被致动时可以提供触觉反馈。该二维坐标可指示该触摸 在与该电容式触摸输入设备相邻的触摸表面上的二维位置。该控制器可被 配置为基于基本上平行于该电容式触摸输入设备的电容性负载的移动来输 出指示二维手势的信号。该第一区域和该第二区域可以同心地布置在该电 容式触摸输入设备上。该电容式触摸输入设备可以包括触敏像素的二维网 格。
本公开的另一方面涉及一种触敏控制器，该触敏控制器包括：外壳； 触摸输入组件，该触摸输入组件由该外壳支撑，该触摸输入组件包括：具 有第一外表面的第一按钮；具有第二外表面的第二按钮，该第二外表面通 过间隙与该第一外表面分开；电容感测输入设备，该电容感测输入设备具 有与该第一按钮和该第二按钮重叠的输入区域，其中该电容感测输入设备 定位在距该第一外表面的第一深度处并且定位在距该第二外表面的第二深度处，该第一距离和该第二距离彼此不同；以及触摸控制器，该触摸控制 器与该电容感测输入设备电连通并且被配置为使用该电容感测输入设备连 续地跟踪移动跨过该间隙的电容性负载的移动。
该电容感测输入设备可以包括与该第一外表面对应的该输入区域的第 一部分和与该第二外表面对应的该输入区域的第二部分，其中该输入区域 的该第一部分和该第二部分在该外壳内彼此竖直偏移。该第一外表面可以 包括凸曲率，并且该第二外表面包括凹曲率。该电容感测输入设备可以包 括柔性电路，该柔性电路具有与该第一外表面对应的第一部分和与该第二 外表面对应的第二部分，其中该第一部分和该第二部分在该外壳内彼此重 叠。该电容感测输入设备可以包括与该第一外表面对应的第一电极和与该 第二外表面对应的第二电极，其中该第一电极和该第二电极是非矩形的。 该输入区域可以是矩形的。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，将容易理解本公开，其中类似的附图 标号指代类似的结构元件，并且其中：
图1A至图1C示出了各种控制器设备的顶视图。
图2示出了在输入区域处的控制器设备的分解正投影视图。
图3示出了处于折叠构型的电容式触摸输入设备的顶视图。
图4示出了处于展开构型的图3的电容式触摸输入设备的顶视图。
图5示出了控制器设备的输入区域的侧剖视图。
图5A示出了如图5中的细节指示标识5A所指示的细节视图。
图6示出了另一电容式触摸输入设备的顶视图。
图7示出了另一电容式触摸输入设备的顶视图。
图8示出了另一控制器设备的输入区域的侧剖视图。
图9示出了另一控制器设备的输入区域的侧剖视图。
图10示出了另一控制器设备的输入区域的侧剖视图。
图11示出了连接到计算设备的输入设备的示意图。
图12示出了作为遥控器设备的一部分的输入设备的示意图。
具体实施方式
现在将详细参考附图中例示的代表性实施方案。应当理解，以下描述 不旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反，其旨在涵盖可被包括 在由所附权利要求书限定的所述实施方案的实质和范围内的另选形式、修 改形式和等同形式。
本公开的一些实施方案涉及一种遥控设备，该遥控设备具有输入区 域，该输入区域能够接收其表面上的多个区域中的触摸输入和按钮/开关按 压输入。因此，本公开的实施方案涉及触摸输入设备，诸如具有多个功能 的触控板，这些功能包括通过电容感测输入设备感测电容式触摸输入以及 通过定位在触控板的多个区域下方的开关或其他位置传感器感测机电开关 输入或电子开关输入。因此，触摸输入设备可以形成多个按钮(或单个按钮的多个开关配准区域)，当偏转或按下时，该多个按钮可以像典型按钮 一样在控制器设备上操作，同时通过那些相同的按钮或区域跟踪电容性负 载(例如，用户的拇指、手指、触笔、其他虚拟地面等)在那些按钮或区 域上的移动。因此，使用本公开的实施方案，用户可以在控制器上的输入 区域的多个按钮或指定区域上通过二维触摸手势(例如，轻扫、滚动、捏 合、拉伸形状等)并且通过按钮按压(例如，使触摸感测结构下方的圆顶 开关或其他开关塌缩)向控制器提供输入。
触摸输入设备的多个按钮或区域可以具有不同的触觉表面特性(例 如，不同表面纹理、触觉凸块/凹部、表面曲率、表面光滑度、脊部/凹槽 等)，这些触觉表面特性使用户能够感觉到输入设备的不同部分之间的差 异，同时仍允许用户在表面上平滑地移动对象/手指以提供二维触摸手势输 入。在一些实施方案中，多个按钮具有位于其下方的单个电容感测柔性部 件，并且该部件包括与至少两个按钮外表面的位置对应的多个互连区段。 互连区段可以彼此相邻(或彼此部分地重叠)定位，以便可以无缝地跟踪 从第一按钮到相邻按钮跨按钮之间的阈值或间隙的单个触摸手势移动，诸 如在按钮共同形成单个触控板的情况下。按钮可以在互连区段上方具有不 同厚度，并且每个互连区段中的触敏像素区域可以具有各种形状和尺寸， 包括非矩形形状(例如，包括至少一个非垂直角度或弯曲周边边缘)和以 其他方式不同的触敏区域。在一些实施方案中，可以包括彼此相邻定位的 多个单独的触摸感测部件，其中这些部件的输出可以被组合以提供对电容 性负载在移动跨过部件时的跟踪。
因此，遥控器的触摸输入区域可以用作触控板，同时也可用作诸如定 向控制(例如，向上、向下、向左、向右等移动光标或输入选择器)和选 择控制(例如，使用光标或输入选择器来识别选择)等功能的可按压按钮 输入区域。这允许在小空间内向遥控器提供大量不同输入，从而允许控制 器具有简化的外观、简化的制造、更易于理解操作以及改进的人体工程 学，以及其他益处。
以下参考附图讨论这些和其他实施方案。然而，本领域的技术人员将 容易地理解，本文相对于这些附图所给出的详细描述仅出于说明性目的， 而不应被理解为是限制性的。此外，如本文所用，包括第一选项、第二选 项或第三选项中至少一者的系统、方法、制品、部件、特征部或子特征部 应被理解为是指可包括每个所列选项的一个(例如，仅一个第一选项、仅 一个第二选项、仅一个第三选项)、单个所列选项的多个(例如，两个或 更多个第一选项)、同时两个选项(例如，一个第一选项和一个第二选 项)或它们的组合(例如，两个第一选项和一个第二选项)的系统、方 法、制品、部件、特征部或子特征部。
图1A至图1C示出了用于向另一电子设备提供遥控的控制器设备 100、102、104的各种示例，该另一电子设备诸如例如单独的计算设备、显 示屏(电视或计算机监视器)或连接到显示屏的设备(例如，数字视频光 盘(DVD)播放器、蓝光(R)播放器、增强现实(AR)设备、虚拟现实 (VR)设备、互联网连接的流式传输设备(例如，APPLE TV(R)、笔记 本计算机或台式计算机)、游戏控制台、类似设备以及它们的组合)。例 如，参见图11中的计算设备1142和下文中的其相关描述。控制器设备 100、102、104可以各自包括外壳106(即，壳体或容器)，该外壳被配置 为被握持在用户手中并且可以包括输入按钮108、110以用于使用用户手指 提供输入。例如，可由用户按下按钮108、110以控制计算设备、显示屏或 其他设备的功能。例如，当控制电视时，可以按下按钮108、110以改变电 视的音量或频道。尽管在每个控制器设备100、102、104中示出了两个按 钮108、110，但可以改变按钮总数以满足每个控制器设备的需求，诸如通 过不提供按钮108、110，提供一个按钮108、三个按钮、四个按钮等。
按钮108、110可以能够相对于外壳106移动。因此，按钮108、110 的外表面可以朝向外壳106的相对侧(例如，相比于图1A至图1C的视 图，外壳106的相对侧)偏转，并且施加到按钮108、110的压力可以致动 控制器设备100、102、104内的每个按钮108、110的开关，从而触发电信 号的产生，该电信号使用控制器设备100、102、104作为输入设备传输到 电子设备。例如，控制器设备100、102、104可以经由无线传输接口112 传输输入信号，该无线传输接口可以包括红外发射器、射频(RF)发射 器、无线网络天线(例如，WI-FI(R)、蓝牙(R)、蜂窝网络或类似接 口)、类似的传输设备以及它们的组合。还可参见图11的输入设备1140和图12的遥控器1280及其以下描述。
在一些实施方案中，按钮108、110相对于外壳106不移动，而作为外 壳106的对象敏感(例如，电容性负载敏感)部分，其被配置为感测靠近 外壳106表面处或附近的按钮区的电容性负载或对象。也可以使用其他类 型的按钮108、110，诸如旋钮、按键、机构、滑块、摇臂、本领域中已知 的类似设备以及它们的组合。
每个控制器设备100、102、104还可以包括输入板114、116、118。 每个输入板114、116、118可以定位在与其他输入按钮108、110相邻但分 开的位置。每个输入板114、116、118可以定位在外壳106的端部附近， 诸如定位在外壳106的下述这样的端部处，该端部被配置为当用户抓握控 制器设备100、102、104的手柄端部120并使无线传输接口112朝向被控 制的电子设备定向时，定位在用户手部的拇指或食指的端部处或下方。在 一些实施方案中，无线传输接口112是非定向的，并且可以将信号传输到 受控设备，而不管外壳106或接口112(例如，蓝牙(R)或WI-FI(R)) 的取向如何。因此，输入板114、116、118可以被配置为从用户手部的手 指接收输入，而同一只手抓握并保持相对端部120，并且可能地，用该手部 的其余手指抓握并保持外壳106的其他部分。在一些实施方案中，这意味 着输入板114、116、118完全定位在沿外壳106的长度的中间点的一侧上 (例如，经过图1B中的中线131)。在一些配置中，控制器设备可以被配 置为用双手一起握持，其中每只手的手指都位于设备后面，并且拇指用于 操作按钮108、110和输入板114、116、118。
在一些实施方案中，输入板114、116、118的尺寸可以被配置为允许 用户在两个方向(例如，沿图1A中的轴线x和y)上在外表面122、 124/126和128/130上滑动提供输入的手指，而提供输入的手指不移出输入 板114、116、118的最大周界。人手指的指尖沿x轴约为0.6英寸并且沿y 轴约为0.6英寸，因此输入板114、116、116可以具有至少沿x轴约1.8英 寸(以允许手指舒适地按下三个并排按钮)并且沿y轴约1.8英寸(出于相 同原因)的尺寸。此外，如下文进一步详细描述的，每个输入板114、 116、118可用于感测来自用户对象(例如，手指)的在输入板114、116、 118的外表面122、124/126或128/130上移动的二维手势输入。
每个输入板114、116、118还可以具有一组按钮区域132、134，其中 输入板114、116、118被配置为被按压以致动外壳106中的位于输入板114、116、118下方的开关，这些开关在下文中进一步详细讨论。输入板 114具有四个按钮区域132，该四个按钮区域允许通过输入板114的输入， 诸如向上、向下、向左和向右的定向输入。输入板116具有位于输入板116 的环形部分136(即，环形按钮)上的可提供类似的定向输入的四个外部按 钮区域132，以及位于中心部分138(即，中心按钮)中的用于附加输入 (诸如选择输入或菜单输入)的中心按钮区域134。输入板118具有位于正 方形部分140上的八个外部按钮区域132，其中中心部分142在正方形部分 140内居中定位并且具有中心按钮区域134。在一些配置中，当按钮区域 132被按压并且内部开关致动时，输入板114可以相对于外壳106偏转或压 缩，如下文进一步讨论的。在一些实施方案中，输入板116具有形成为单 个整体件的其环形部分136和中心部分138，并且在一些情况下，环形部分 136和中心部分138是两个独立的可移动件(相对于彼此和外壳106)或通 过柔性接头接合，该柔性接头允许它们作为单个件安装，但允许一个部分 在安装之后相对于另一个移动。这些实施方案的原理可以应用于其他附图 中所示的其他实施方案。
图2示出了控制器设备102的实施方案的分解正投影视图，其具有适 用于本文所公开的其他实施方案的特征。此控制器设备102具有输入板 116，该输入板具有环形部分136，该环形部分是与中心部分138分开的 件。环形部分136和中心部分138彼此同心对准，并且环形部分136至少 部分地与中心部分138的凸缘200重叠。凸缘200可以防止碎屑穿过输入 板116的部分136、138之间并进入外壳106中。环形部分136和中心部分 138均位于电容式触摸输入设备202和一组开关204、206上方。这些部件 136、138、202、204、206全部被配置为定位在外壳106中的腔208中，并 且可以被统称为触摸输入组件或混合式输入组件，因为它们可操作以接收 基于电容性负载的输入(例如，轻击和手势)和基于开关的输入(例如， 由开关204、206的致动而触发)。
开关204、206可以包括各种可致动的电气或机电开关机构，其被配置 为转换输入板116的至少一部分的移动。开关204、206可以包括诸如例如 可塌缩圆顶(例如，由金属、橡胶或类似的柔性材料制成)、弹簧或柔性 可移动接触件等设备。在一些实施方案中，开关204、206可以包括电容传 感器，该电容传感器被配置为通过测量响应于输入板116的移动而改变的 电容来感测输入板116相对于外壳106或传感器设备的位置，该电容诸如 输入板116上的第一电容器板与外壳106上的第二电容器板之间的电容。 在一些实施方案中，开关204、206可以包括霍尔效应传感器，该霍尔效应 传感器可用于基于由输入板116的移动所产生的磁场变化来测量输入板116 的移动。例如，磁体可以附接到输入板116或外壳106，并且霍尔效应传感 器可以定位在相对的结构上以感测磁体相对于霍尔效应传感器的移动。
电容式触摸输入设备202可以被称为触摸挠曲件、触摸传感器、具有 电容传感器的柔性电路板、衬底、传感器衬底或电容敏感输入设备。在一 些实施方案中，电容式触摸输入设备202可以包括具有其上涂覆有导电层 (例如，铜)的介电衬底。可以任选地蚀刻铜层并利用经蚀刻的铜层粘附 到另一介电衬底。可以重复此过程，直到达到触摸输入设备202的适当功 能所需数量的铜/导电层。因此，电容式触摸输入设备202可以被称为分层 衬底或多层衬底，并且这些层可以用于提供各种传感器与电容式触摸输入 设备202的开关之间的电连接性，这在下文进一步详细描述。
电容式触摸输入设备202可以具有位于至少部分柔性衬底400上的一 组电容式触摸输入区域210、212。参见图4。外部触摸输入区域210是具 有中心开口的环形形状，并且与衬底400上的非导电环312-a和312-b不重 叠。内部触摸输入区域212是圆形的并且与衬底400上的非导电环312-c不 重叠。衬底400可具有连接器214，该连接器被配置为提供电容式触摸输入 设备202与控制器设备102的电气控制器或控制逻辑板之间的电连通，该 控制器设备诸如图11中的控制系统1150或处理器1157或图12中的IR控 制器1290，如下文进一步描述的。触摸输入区域210、212可以通过衬底 400的柔性连接器部分216彼此连接。
图3示出了电容式触摸输入设备202的顶视图，其中触摸输入区域 210、212彼此同心对准(即，其中柔性连接器部分216折叠在外部触摸输 入区域210下方)。通过比较图3和图4可以看出，当内部触摸输入区域 212定位在外部触摸输入区域210的开口下方并且相对于该外部触摸输入区 域的开口居中(例如，它们同轴对准)时，外部触摸输入区域210可以具 有与内部触摸输入区域212的外边缘竖直对准的内边缘。还可参见图5和 图5A，其中边界B与外部触摸输入区域210的内边缘和内部触摸输入区域 212的外边缘对准，如下文进一步详细说明的。图4示出了触摸输入设备202的顶视图，其中柔性连接器部分216展开，使得内部触摸输入区域212 朝下/背离观察者，并且外部触摸输入区域210朝上。因此，图4示出了外 部触摸输入区域210定位在电容式触摸输入设备202的衬底400的第一侧 (即，在该设备202被展开时的朝上侧)上，并且内部触摸输入区域212 定位在电容式触摸输入设备202的相对的第二侧上(即，在该设备被展开 时的朝下侧)。
触摸输入区域210、212可各自相对于彼此设定尺寸和定位，以分别对 应于输入板116的环形部分136和中心部分138的水平位置。因此，环形 部分136可以覆盖外部触摸输入区域210并且可以与外部触摸输入区域210 的表面区域基本上完全重叠。类似地，中心部分138可以覆盖内部触摸输 入区域212的面积。以类似的方式，与输入板114或118一起使用的电容 式触摸输入设备可以具有一个或多个触摸输入区域，该触摸输入区域将对 应于那些输入板114、118的正方形表面122或正方形表面128、130。各种 其他表面形状的电容式触摸输入设备可被适配为与具有各种其他表面形状 的输入板的形状匹配或基本上匹配。
在一些实施方案中，可将一层或多层粘合剂(诸如压敏粘合剂 (PSA))定位在这些单独层136、138、210、212之间以使它们彼此附 接，并且在输入板116被触摸并按下时，确保输入板部分136、138的底表 面与触摸输入区域210、212的顶表面之间的距离保持恒定。参见图5和下 文中的其相关描述。如图4所示，外部触摸输入区域210的外周边可以略 小于其所在的衬底400的外周边，并且外部触摸输入区域210的内周边可 以略大于承载该外部触摸输入区域210的衬底的内周边，如由在环的内部 和外部上围绕外部触摸输入区域210的非导电环312-a和312-b所指示的。 保持圆盘形内部触摸输入区域212的衬底部分的外周边可以略大于内部触 摸输入区域212的外周边，如图4和环312-c所示。还可参见图3、图5和图5A。因此，衬底可以包括一个部分(即，环312-c)，该部分略大于另 一部分(即，环312-b)并且确保在区域210、212同心对准时，触摸输入 区域210、212的相邻边缘彼此竖直对准。
如图3至图4所示，利用由网格线形非导电材料305限定的将相邻电 极(例如，302-b、304)彼此分开的边界，触摸输入区域210、212共同形 成一组网格形电极，诸如电极300、302-a、302-b、304等。该组电极可以 被称为一组电容传感器、传感器板、触摸传感器“像素”、导电节点、细 分输入区域等。电极可以包括印刷在电容式触摸输入设备202的衬底(例如，介电材料)上或粘附到该衬底的导电材料(例如，铜)，并且可以各 自经由柔性连接器部分216和尾部306连接到导电迹线，该导电迹线延伸 穿过电容式触摸输入设备202到达连接器214。在一些实施方案中，迹线可 以被配置为允许电极的多路复用或逻辑组合，正如那些具有本领域技术并 拥有本公开的有益效果的人员所理解的那样。
由于输入板116的触摸输入区域210、212不具有正方形外周边，因此 一些电极可以是完全正方形的(例如，300)并且一些(或全部)电极可以 具有至少部分正方形的和至少部分非正方形的、弯曲的、成角度的等边缘 (例如，电极302-a、302-b、304)。换句话讲，电极可以具有由非导电材 料305的正方形网格线/间隙限定的边缘(例如，图4中的边缘308)，在触摸输入区域210、212彼此同心对准(即，在图2和图3所示的位置) 时，这些边缘延伸跨过触摸输入区域210、212的表面。电极还可以具有由 非活性/非导电材料区域(例如，图4中的环312-a、312-b和312-c)限定 的边缘(例如，图4中的310)，这些边缘围绕它们所在的该触摸输入区域 210、212的外周边或内周边延伸。在一些实施方案中，电极可以具有延伸 到其所在的触摸输入区域210、212的边缘或外周边的非正方形边缘。
因此，各种电极可以具有不同的表面区域，这些表面区域使得每个电 极(或某些电极组)对定位在输入板116附近或与该输入板接触的电容性 负载(例如，手指)的电容或电场的变化具有不同的灵敏度。由于电容式 触摸输入设备202的部分之间的重叠/竖直偏移所致，一些电极(例如，触 摸输入区域212中的那些)相比于其他电极(例如，触摸输入区域210中 的那些)还可以定位在与输入板116的外表面不同的竖直偏移处。参见图5 和下文的相关描述。此外，环形部分136的竖直厚度和材料构造可以与中 心部分138的厚度和材料构造不同，并且每个部分136/138的细分部分的厚 度可以变化，诸如当它们的结构具有顶表面曲率时，如下文进一步详细说 明的。因此，那些厚度、位置和材料构造可能导致在输入板116处发射的 感测到的电容性负载/电场的不同程度的衰减，并且可能导致电极(甚至具有相等尺寸的电极)响应于同样的电容性负载而提供不同的输出。
本公开的实施方案可以补偿由输入板116的尺寸和材料以及由电极的 形状和尺寸引起的衰减和变化，以实现跨输入板116的二维电容式触摸输 入。换句话讲，可以将电极的输出提供给控制器设备102的控制系统，在 该负载在跨电容式触摸输入设备202的平面的第一方向(例如，平行于图3 中的x轴)上在非导电材料305、312的一部分上移动时，在该负载在跨该 平面的第二方向(例如，平行于图3中的y轴)上移动，并且沿多个方向 (例如，部分地沿x轴和y轴两者)移动时，该控制系统可以感测电容性 负载跨输入板116的移动。这还意味着电极的输出可以用于识别触摸输入 区域210、212上的施加电容性负载的点，诸如例如该点相对于原点(例 如，输入板116的中心)的二维坐标，并且用于跟踪电容性负载在其仅在 一个横向方向(例如，平行于x轴或y轴)上在输入板116上的任何位置 移动时的移动。
其他触摸输入板，尤其是圆形的触摸输入板，具有一维电极阵列，仅 能够基于电容性负载相对于中心点的角位置确定其位置，而不能够检测二 维电极阵列中的径向移动或移动。此类设备还可以仅检测输入设备的某些 部分处(例如，仅输入板的顶部部分和底部部分处)沿单个轴线(例如， 平行于x轴)的移动，而不是输入设备上的任何位置的移动(即，它们无 法检测左侧部分和右侧部分处的x方向移动)。
电容式触摸输入设备202的电极的输出还可以用于使用径向坐标来识 别电容性负载的位置，例如通过沿径向方向(例如，沿图3中的宽度W1或 W2)并且以相对于原点轴线的角度(例如，角度A)测量。电极输出可以 用于跟踪点沿径向方向并且随着角度(例如，A)改变的移动。这有利地实 现了在输入板116处的完全二维的类似触控板的电容式触摸感测，即使各 个电极并不都设定成同样尺寸或形状亦如此。常规的圆形触摸输入板可以 仅使用一维输入阵列来检测角位置，使得径向移动跟踪无法实现。
电容式触摸输入设备202的可折叠性使得内部触摸输入区域和外部触 摸输入区域210、212能够形成在单个衬底400上，以简化构造和装配。这 还允许衬底400的不同部分附接到输入板116的不同部分(例如，环形部 分136和中心部分138的单独表面)或单独的按钮(例如，在环形部分136 和中心部分138是单独的能够独立移动的结构的情况下)，使得衬底400 的一个部分(例如，区域210)的移动不引起第二部分(例如，区域212) 的移动，反之亦然。换句话讲，区域210、212可以彼此独立地竖直移动。
图5示出了穿过腔208在中心截取的触摸输入组件和外壳106的示例 侧面剖视图。环形平台500(类似于136)和中心平台502(类似于138) 的按键状结构定位在粘合剂层上方(例如，压敏粘合剂(PSA)层504、 506)。中心平台502使用PSA 506粘附到载体结构508。载体结构508使 用另一层PSA 512将粘附到中心衬底510。开关514定位在中心衬底510下 方并且在衬底510与外壳106的壁之间。环形平台500粘附到环形衬底 516，一组开关518、520连接到该环形衬底的相对的两侧上。那些开关 518、520定位在环形衬底516下方并且在衬底516与外壳106之间。应注 意，图5是简化的，而不是按比例绘制的。因此，可以添加附加部件，诸 如开关514、518或520下方的附加层，可以将部件附接到开关与腔208之 间的外壳106，可以添加附加开关，可以移除一些开关，等等。
在一些实施方案中，环形平台500和中心平台502可以包括刚性材 料，诸如玻璃或塑料。在一些实施方案中，它们可以各自包括不同的材 料。载体结构508可有利地用于加固中心平台502，诸如在中心平台502非 常薄并且易断裂的情况下(例如，在该中心平台是玻璃的情况下)。在一 些实施方案中，中心平台502可以与载体结构508形成为单个整体件，在这种情况下，可以省略PSA 506。
环形衬底516和中心衬底510可以彼此电连接或者可以是单个衬底的 一部分，类似于触摸输入区域210、212如何成为衬底400的一部分。在一 些实施方案中，衬底510、516可以是带有其自身单独连接器(如214)的 独立部件。衬底510、516两者都可以是触敏的并且可以包括电极阵列，并 且可以共同形成类似于图2至图4、图6或图7中所示的阵列的电极阵列。
环形平台500和中心平台502的顶表面530、532可以以如图5所示的 曲率形成。在示例性实施方案中，环形平台500可以具有凸形顶表面曲 率，并且中心平台502可以具有凹形顶表面曲率。如虚线所示，平台的顶 表面也可以是基本上平坦和平面状的，相对于外壳106具有不同的高度或 竖直位置。高度的差异可以提供平台之间的触觉边界，使得用户可以感觉 到一个按钮结束并且另一个按钮开始的位置。在一些实施方案中，顶表面 是平面状的(参见图9)或单个整体件的部分(参见图8)。
平台500、502的顶表面可被配置为基于其曲率(例如，具有凹形表面 与凸形表面的不同部件)、纹理(例如，粗糙表面与光滑表面)、触觉表 面特征(例如，触觉凸起/凸块/凹槽/脊部/凹部与无凸块或不同的感觉表面 特征)、表面摩擦(例如，较低摩擦的表面材料或纹理与较高摩擦的表面 材料或纹理)、类似元件以及它们的组合来提供触感。顶表面可以有利地 几乎连续地或在平台顶表面之间具有基本上很小的(例如，约0.5mm至约 0.8mm)间隙或脊部(例如，参见图5和图5A中的间隙522)来限定，使 得用户的手指可以在顶表面上平滑地移动，而不被脊部或凸块卡住，否则 那样可能显著妨碍提供给平面500、502的顶表面的手势的移动连贯性。在 一些实施方案中，外部顶表面530的拐角边缘515可以定位在与内部顶表 面532的拐角边缘517基本上相同的竖直高度(如相对于腔208的底部所 测量)。另外，实施方案可以具有带有指示器(例如，视觉指示器或触觉 指示器)的顶表面，该指示器向用户指示开关(例如，514、518、520)在 顶表面下方所在的位置，使得用户能够在需要时更容易地找到并且触发那 些开关。还可参见图10。
向平台500、502施加向下压力可能引起平台500、502以及粘附到其 底部的部件(例如，506、508、510、512或504、516)朝向或进入腔208 和外壳106的底表面偏转。此偏转可以触发在施加向下压力的位置下方的 开关514、518、520的致动。开关514、518、520可有利地包括可塌缩圆 顶，该可塌缩圆顶被配置为使平台500、502在指向外壳106外部的方向上偏置，使得当移除向下压力时，平台500、502可以返回到默认位置或静止 位置，如图5所示的位置。
当施加向下压力时，圆顶开关可以塌缩到减小的竖直高度。在一些实 施方案中，开关514、518、520可被配置为闭合电路或者与定位在中心衬 底510或环形衬底516上并延伸穿过该中心衬底或该环形衬底的导体(例 如，导电迹线)形成电接触。因此，对开关的致动(例如，使圆顶开关塌 缩)可引起电气形成，从而通过连接器(例如，214)触发在控制器设备的 控制系统处生成的信号。在一些实施方案中，至少一些开关514、518、520 可以通过触发位于外壳106中的开关514、518、520下方的衬底或电路板 中的信号来引起电气形成，该衬底或电路板与中心衬底510或环形衬底516 分开。每个开关514、518、520可以向控制系统提供可辨别的不同信号， 使得控制系统可以将与特定开关的预期功能(例如，向左、向右、向上或 向下移动光标，向上或向下更改电视频道，更改亮度水平、音量水平等) 对应的控制信号传输到远程电子设备。
向平台500、502施加向下压力可导致平台的一侧(例如，图5中平台 500的左侧)向下倾斜，因为该平台下方的开关518塌缩，而相对侧(例 如，图5中的右侧)上的开关520基本上保持在相同的竖直位置。另外， 开关514、518、520的强度可以被设计成在开关开始塌缩之前需要超过阈 值量的向下压力。换句话讲，低于施加于开关上方的阈值的向下压力可能不足以致动开关(例如，在向顶表面提供滑动触摸/手势输入的情况下)， 并且施加等于或高于阈值的向下压力可导致开关致动。另外，在感测开关 的致动时，连接到电容式触摸输入设备的控制系统可以禁止系统发送手势 输入信号直到释放向下压力为止。这可以帮助系统避免将用户提供的“按 钮单击”开关致动动作误解为用户提供的滑动触摸手势输入动作。
如图5所示，环形平台500和中心平台502可以是具有间隙522的独 立部件，该间隙围绕中心平台502的周边/周长并且围绕环形平台500的内 周边/周长延伸。这允许中心平台502具有少量周围空间，从而允许其相对 于环形平台500竖直地、横向地移动以及略微地旋转/滚动。当用户以向下 的力按压一个平台时，这可以实现一个平台相对于另一个平台的更大行进 距离。
图5A示出了控制器设备的部分的细节视图，其中平台500、502及其 下方的部件彼此相邻定位，如图5中的细节指示标识5A所指示。该视图示 出了平台500、502的顶表面530、532如何通过间隙522彼此分开，但顶 表面530、532具有顶表面曲率，该顶表面曲率在间隙522的每一侧上彼此 对准以沿连续的表面样条曲线。该视图还指示了衬底516上方的部件(即，500、504)堆叠的厚度如何由于顶表面530的曲率而有所不同，其 中衬底516与顶表面530之间的厚度T1和衬底516和顶表面530之间的厚 度T2彼此不同。在该实施方案中，由于顶表面530的向下斜率或曲率，因 此T1大于T2。这种厚度差异可能引起由衬底516的顶表面上的电极所测量 的电容性负载或电场信号的衰减的变化。
通常，电容性负载与电极之间的更多材料和更长距离削弱信号的强 度，并且更少材料和更短距离相对增强信号。因此，两个相同的电极，诸 如一个处于T1下的电极和一个处于T2下的电极，可以检测顶表面530处的 相同负载，但产生两个不同的输出信号。因此，可以对接收两个电极的信 号的控制系统进行编程(例如，利用使用图11中的程序存储区1162存储 的用于处理器1157的指令，如下文说明)，以补偿由T1和T2处的材料和 距离衰减引起的信号差异，使得控制系统可以相对于两个电极可靠地检测 电容性负载的位置。否则，控制系统可被偏置以作为更接近T2下的电极检 测电容性负载，因为该电极在大多数情况下将产生更强的信号。类似地， 电极可以定位在厚度T3下，由于包括载体结构508、附加PSA 506以及平 台502处的不同厚度或材料，因此将具有不同的衰减。
因此，在一些实施方案中，该控制系统可以实现一种对从电容式触摸 输入设备中的每个电极处理的每个信号施加校正因子的方法，并且可以基 于每个电极处所需的校正量来确定和调整该校正因子，这受下述各项因素 的影响：电极上的材料的厚度、施加电容性负载的位置之间的距离(例 如，电极上的覆盖材料直到顶表面的厚度)、材料变化(例如，由平台500 的过渡引起的衰减的变化，该平台具有位于平台500底部下方的PSA 504 并且具有位于平台500底部下方的气隙534)、电极的形状和大小、类似因 素和本文论述的其他因素。
为了确定要施加到每个电极的校正因子，本公开的一种方法包括在平 台500、502(例如，在受控环境中)的整个顶表面(例如，530、532)上 施加一致的电容性负载。换句话讲，可以在顶表面530、532上的所有点处 以相等的量值施加一致的电容性负载。然后可以测量在该负载下的电极输 出。例如，位于薄的覆盖按钮材料下方的大电极(例如，300)可以输出 1000的信号幅值，位于薄的按钮材料下方的另一个较小的电极(例如， 302-a)可以输出300的信号幅值，中等大小并且位于较厚的按钮材料下方 的其他电极(例如，302-b)可以输出650，中等大小并且位于最厚的按钮 材料下方的另一个电极(例如，304)可以输出500。在该简化的示例中， 基于这些输出水平计算用于每个电极的校正因子，使得它们都将输出与其 表面区域成比例并且与其输出上的其他衰减效应成比例的信号。实际上， 这可以抵消由覆盖按钮材料厚度、距电容性负载的距离和其他因素引起的 衰减，同时使每个电极都好像是电极的均匀网格的一部分那样工作。例 如，共同形成等于一个完整正方形电极的表面区域的多个并排电极(例 如，302-a加302-b)可以使其组合的信号水平等于具有等效尺寸并且已补 偿衰减的完整正方形电极300的输出。围绕触摸输入设备周边的其他电极 (例如，304)可以具有经修改的信号，以确保它们不“超重”或以其他方 式输出与它们在整个电极阵列中的大小和位置不成比例的信号。
电容性负载的位置可以通过从电容式触摸输入设备上的许多(例如， 全部)电极收集输出信号，并且基于这些输出，通过应用本领域已知的公 式和算法计算负载的中心点的位置来确定。例如，如果相比于输入区域 210、212中的其余电极，触摸输入区域212中的四个中心正方形电极均产 生相等的、相对较高的输出信号，则可以在那些电极的中心处(即，在触 摸输入区域212的中心处)计算中心点。如果负载位于触摸输入区域210、 212之间的边界附近，则此计算可能变得容易出错，但通过如上所述对电极 施加校正因子，多个电极(例如，302-a，302-b)可以基本上被视为单个组 合电极，并且较小的电极(例如，304)可以基于其形状和定位进行适当处 理(例如，按比例处理)。因此，在考虑了由覆盖材料厚度引起的信号感 测的变化、覆盖材料变化、与施加负载的表面相距不同的距离以及电极本身的大小、形状和定位之后，可以在触摸输入区域210、212的二维表面上 的任何点处确定电容性负载的位置或移动。
再次参见图5A，环形衬底516和中心衬底510可以位于外壳106内的 不同竖直水平处。由于外表面530、532的期望位置的差异，这种差异可能 是必要的。另外，它们的竖直水平可以存在差异，以便允许衬底510、516 在中心衬底510的外周边处和环形基板516的内周边处彼此重叠。衬底 510、516上的电极可以不延伸到衬底510、516的外边缘(例如，如非导电 材料环312-a、312-b和312-c所示)。为了改善电极的感测效率(例如，消 除电容性负载移动跨过输入板时的盲区或其他感测不连续性)，衬底510、 516上的电极可被配置为在整个/组合的电极阵列的每个正方形区域之间具 有基本上等量的非导电材料。
在衬底510、516不重叠的实施方案中，基板的外边缘(例如，在312 处)将在电极之间(例如，在302-a与302-b之间)形成横向间隙，这可能 干扰电容性负载在其移动跨过衬底边缘时的连续、平滑的检测。然而，在 衬底510、516重叠的实施方案中，非电极承载外边缘(例如，在图5A 中，跨宽度540、542)可以定位在衬底510、516的可用电极承载部分上方 或下方，从而确保当电容性负载移动跨过边界B(其处于衬底516上的电 极(例如，302-b)的内边缘并且还位于衬底510上的电极(例如302-a) 的外边缘)时，其始终保持在至少一个衬底上的一个电极上方并与之对 准，而不是仅在非电极承载区(例如，540、542)暂时低于负载的位置上 移动。因此，即使衬底510、516的边缘不承载电极，系统也可允许在PSA 边缘边界B的每一侧上从厚度为T2处的环形衬底516的电极平滑过渡到厚 度为T4处中心衬底510的电极。
另外，重叠衬底510、516可以被配置为通过将环形衬底516的PSA 504的内边缘544与中心衬底510的PSA 512的外边缘546对准来减少由于 覆盖电极的材料成分的变化引起的衰减的影响。这样，不同分层材料成分 之间存在更少过渡，并且可以使在确定校正因子时可能难以补偿的竖直气 隙最小化。
重叠衬底还可被配置有位于外环堆叠的最低部分的底部(例如，衬底 516的底部)与中心部分堆叠的竖直紧邻的最近部分的顶部(例如，载体结 构508的顶部)之间的竖直间隙548。该竖直间隙548可以允许在外环堆叠 不引起中心部分堆叠的竖直偏转(或引起其偏转减少或受限)的情况下的 该外环堆叠的竖直偏转。间隙548的大小未按比例绘制，并且可以基于外 环堆叠致动开关(例如，518)所需的偏转量来确定。
图6示出了电容式触摸输入设备600的顶视图，其示出可以应用于本 文公开的其他实施方案或与本文公开的其他实施方案相结合的附加特征和 原理。电容式触摸输入设备600包括衬底602，该衬底包括圆形部分604、 从圆形部分604的边缘延伸的尾部606以及位于尾部606的端部处的连接 器608。连接器608可用于将触摸输入设备600连接到控制器设备的控制系 统，类似于本文所述的其他连接器。衬底602可以包括围绕一组中心电极612的一组周边电极610。与本文公开的其他衬底一样，电极610、612可 以具有非导电材料，该非导电材料定位在其边缘之间并且彼此间隔开。所 有电极610、612可以连接到延伸穿过衬底602到达连接器608的一组导体 (未示出)，使得可以通过与控制系统的电连通来提供用于每个电极610、 612(或电极的多路复用组合)的输出信号。
在该实施方案中，周边电极610被配置成一维圆形阵列，该一维圆形 阵列可用于检测围绕由周边电极610占据的衬底602的区域施加在电极610 附近的电容性负载的角位置。因此，可以感测电容性负载在周边电极610 上的移动并将其转换为计算位置，该计算位置仅包括角度信息或与表示该 负载相对于参考原点的位置的角度对应的信息(例如，图6中的顶部两个 电极之间的12:00位置)。例如，电容性负载的位置可被计算为在9:00位 置、5:15位置、1:00位置等，并且负载的移动可被计算为，例如从12:00位 置顺时针移动到1:00位置或从6:00位置逆时针移动到9:00位置。
另外，中心电极612可以为衬底602的中心区域提供电容性负载感 测。例如，中心电极612可用于确定二进制值(例如，触摸是否发生在中 心电极612上方)或者量值相关值(例如，中心电极612上的电容性负载 的强度)以检测施加到衬底602的中心区域的触摸或触摸类型。
在另选的实施方案中，周边电极610和中心电极612可用于检测电容 性负载在电容式触摸输入设备600处的二维位置。可以基于与负载相邻的 电极610、612的组合输出信号来确定电容性负载的位置。在该实施方案 中，圆形部分604的中心部分和外环可以定位在同一平面中并且定位在衬 底602上而没有重叠部分。在电极较低数量并且电极沿平行于x轴和y轴 移动的路径不规则地成形的情况下，相比于图2至图5的实施方案，触摸 输入设备600可能具有不太一致的位置检测，但对于一些应用，较低的位 置分辨率和较高的位置计算误差可以是可接受的，诸如在触摸输入设备600 是位于预期用户戴手套的设备中的情况下，触摸输入设备600直径相比于 典型手指宽度要小得多(例如，小于约一英寸宽)，或者预期用户使用大 的触笔来提供电容性负载(并且因此，电容性负载是在设备的相对较大区域上提供的)。
另外，一组开关614可以定位在衬底602下方或附接到该衬底，并且 能够通过按压衬底602来操作以提供除了由电极610、612检测到的电容式 触摸输入之外的开关输入。开关614可以是与本文其他地方所公开的其他 开关相对应的类型并且可以具有与之相对应的特性。在示例性实施方案 中，触摸输入设备600可与图1B的控制器设备102的输入板116一起使 用。
图7示出了电容式触摸输入设备700的顶视图，其示出可以应用于本 文公开的其他实施方案或与本文公开的其他实施方案相结合的附加特征和 原理。电容式触摸输入设备700包括衬底702，该衬底具有连接到尾部704 和连接器706的大致正方形或矩形形状，该尾部和连接器被配置为用作本 文所述的其他尾部和连接器。在该实施方案中，衬底702的电极708可以 均为正方形的并且以二维阵列布置。电极708可以各自经由延伸穿过衬底702的导体电连接到连接器706。使用结合本文的其他实施方案描述的原 理，电极708的阵列可以用于感测电容性负载在二维空间中的位置和移 动，并且由于衬底702的连续性质(即，其为限定大致正方形形状的单个 材料片)，电极708的信号可能仅需要基于覆盖在电极708上的按钮结 构、粘合剂等的性质的微小校正因子，而不是还需要针对衬底的不同部分 之间的竖直位置差异以及电极708的不同形状和尺寸进行校正。
电容式触摸输入设备700还可以与位置710处的一组开关一起使用， 其中按压或移动衬底702可以致动开关以使用设备700提供除了基于电容 的输入之外的基于开关的输入。例如，电容式触摸输入设备700可以有利 地用图1A的控制器设备100的输入板114或图1C的输入板118来实现。
图8示出了控制器设备800的侧面剖视图，其示出可以应用于本文公 开的其他实施方案或与本文公开的其他实施方案相结合的附加特征和原 理。在该实施方案中，触摸输入组件802定位在外壳805的腔804中，其 中组件802包括使用粘合剂层810附接到电容式触摸输入设备808的输入 板806。一组开关812、814定位在触摸输入设备808下方。当在控制器设 备中(诸如在控制器设备100中或在控制器设备102或104的实施方案 中)使用单件式输入板时，可使用此触摸输入组件802，其中中心表面 126、130不是相对于周边/外表面124、128的独立部件。
因此，如图8所示，输入板806可以包括单个大体刚性的件(例如， 由玻璃或刚性塑料制成)，该件(至少基本上)延伸跨过腔804的整个开 口，包括覆盖腔804的中心。因此，触摸输入设备808可以感测定位在输 入板806的外表面处的电容性负载在其整个外部区域上的二维位置。可以 将向下的力施加到输入板806，以使该板的至少一部分在施加力的位置处时 向下偏转或旋转。施加在一侧上的开关812上方(例如，在外表面124/128 下方)的力可以在触摸输入设备808和外壳805之间压缩和致动开关812， 而其他开关812、814(例如，在输入板806的相对侧上)未被充分压缩以 致动。其他开关812、814可以向触摸输入设备808的底部提供向上的偏置 力，该向上的偏置力未被施加到输入板806的不同部分的向下力充分克 服。施加到输入板806的中心的向下力可以引起中心开关814的偏转和致 动。这可能是由输入板806在中心处相对于其边缘的弯曲或由于中心开关 814需要较少的力来变形并致动而引起。在一些实施方案中，包括中心开关 814的多个开关(例如，814加上其他开关812的组合)可以同时致动，并 且相比于单独致动的那些开关，控制器设备800的控制系统可以将那些同 时发生的信号解释为新输入类型。例如，如果输入板806的偏转除了其他开关812之外还引起中心开关814的致动，则控制系统可以确定力基本上 施加在输入板806的中心处，并且中心开关814的运作应该是来自设备的 输出，因为如果用户按下输入板806的侧面部分，中心开关814将不致 动。
在一些配置中，输入板806可以包括可压缩或可弯曲材料，诸如橡胶 或柔性聚合物。因此，在输入板806上施加向下力可以使局部地位于被致 动的开关812、814上方的输入板806变形，使得其他开关不受向下力的影 响。在一些情况下，一组支撑件815(即，脊部、壁或防弯曲凸起)可以定 位在触摸输入设备808和外壳805之间，这可有助于防止触摸输入设备808 以导致相邻开关(例如，812)在一个开关(例如，814)被致动时也被致 动的方式挠曲或弯曲。支撑件815可以通过向开关之间的触摸输入设备808 的底表面提供支撑，并且通过具备足够的刚性以抵抗触摸输入设备808在 这些支撑件所在位置处的向下移动来实现这一点。因此，支撑件815可有 助于将触摸输入设备808的弯曲或偏转隔离到开关上方的局部区域，并且 由此避免并非用户按下输入板806的位置处下方的不需要的开关致动。
如图8所示，输入板806的触摸输入表面816跨其整个宽度可以是基 本上平坦的。平坦的触摸输入表面816可以使用上述原理简化电容性负载 检测，可以提供清洁、易于读取的美观性，可以更平滑地使用手指或触笔 提供输入，并且可以更容易且成本更低地制造。在一些实施方案中，触摸 输入表面816可以被修改以包括其他表面形状和特征，诸如例如，用于触 摸输入表面816的中心区域和外部区域的不同曲率。外表面区域可以具有 凹形触摸输入表面820或凸形触摸输入表面822，并且中心表面区域可以具 有凹形触摸输入表面824或凸形触摸输入表面826。可以使用这些表面曲率 820、822、824、826的各种组合，诸如凹形外表面和凸形中心表面、凸形 外表面和凹形中心表面、凹形外表面和凹形中心表面、凸形外表面和凸形 中心表面、平坦外表面和凹形或凸形中心表面，或者凹形或凸形外表面和 平坦中心表面。在任何情况下，曲率(或没有曲率)可以向用户提供触觉 信息以允许用户通过感觉确定电容性负载(即，它们的手指)相对于输入 板806宽度和长度的位置。在没有观察的情况下，用户因此可以更容易地 确定它们是否高于特定开关812、814或者它们是否在输入板806的中心或 边缘附近。
小间隙818可以定位在输入板806的侧面与外壳805之间。间隙818 可以允许触摸输入组件802相对于外壳805略微平移或枢转，而不将侧表 面结合或积累在一起，从而提供更高的一致性和更高的耐久性。
图9示出了控制器设备900的侧面剖视图，其示出可以应用于本文公 开的其他实施方案或与本文公开的其他实施方案相结合的附加特征和原 理。在该实施方案中，类似的指示标识数字用于具有与图8所示的那些部 件类似的功能的部件。控制器设备900可以具有被分成至少两个部分(诸 如例如外部部分906和中心部分907)的输入板。利用这种配置，输入板的 不同部分906、907在被按压时可以更独立地移动，从而减少开关912、914 的不需要的致动。间隙909可以允许一个部件(例如，906)相对于另一个 部件(例如，907)的少量横向或旋转移动。触摸输入设备908可以保持单 个件并且可以在输入板的所有部件下方延伸，并且可以包括电极，该电极 被配置为感测施加在部件906、907的整个顶表面916、917上的电容性负 载或触摸。单独的粘合剂910、911可用于每个相应部分906、907。顶表面 还可以包括不同的曲率，包括平坦设计，如上文结合图8所描述的(即， 916、917、920、922、924和926所指出的)。另外，间隙909可以帮助限 定部件906、907之间的边界，以便为输入板提供进一步的触觉限定。
图10示出了另一控制器设备1000的侧面剖视图，其示出可以应用于 本文公开的其他实施方案或与本文公开的其他实施方案相结合的附加特征 和原理。在该实施方案中，类似的指示标识数字用于具有与图8和图9所 示的那些部件类似的功能的部件。这里，输入板被分成多个部件1006、 1007，该多个部件各自(通过1010、1011)粘附到单独的触摸输入设备 1008、1013(或粘附到单个触摸输入设备的不同相对可移动部件，如图3 至图4中所示的)。因此，一个部件1006的移动基本上与单独部件1007 的移动隔离开，并且开关1012、1014可以单独被致动。在该实施方案中， 间隙1009包括触摸输入设备1008、1013的部分之间的间隙，该间隙在检 测电容性负载在顶表面1016、1017上的位置或移动时可能潜在地引起误 差。
此设备1000还包括触觉表面特征部1030。表面特征部1030可以各自 定位在相应开关1012、1014的顶部上方，使得用户仪器可以通过感觉凸起 检测开关1012、1014的位置。在一些实施方案中，表面特征部1030包括 一组凸起、一个或多个凹部、脊部、在由用户仪器接触时具有不同表面摩 擦的区域、类似特征部或它们的组合。图2中示出了示例性凹部表面特征 部1032。
图11示出了可以用于实现本文所公开的各种实施方案的计算系统 1100的简化框图的示例。计算系统1100通常可以包括可操作地连接到计算 设备1142的输入设备1140。以举例的方式，输入设备1140通常可以对应 于图1A至图10的电容式触摸输入设备，并且计算设备1142可以对应于连 接到输入设备1140的计算机、智能手机、平板计算机、媒体播放器等。因 此，在一些实施方案中，本公开的输入板和触摸输入组件可以用于输入设 备(例如，外围台式输入设备、键盘、轨迹球、触控板等)中，这些输入 设备被配置为经由通信接口1154连接到计算设备1142。
如图所示，输入设备1140可以包括可按压触摸板1144(例如，电容 式触摸输入设备)和一个或多个移动检测器1146(例如，开关)。触摸板 1144可以被配置为生成跟踪信号，并且移动检测器1146可以被配置为当触 摸板被按压时生成移动信号。尽管触摸板1144可以广泛变化，但在该实施 方案中，触摸板1144可以包括电容传感器1148(例如，上述电极)和控制 系统1150，该控制系统用于从传感器1148获取位置信号并且将该信号提供 给计算设备1142。控制系统1150可以包括专用集成电路(ASIC)，该专 用集成电路可以被配置为监测来自传感器1148的信号，计算所监测信号的 绝对位置、角度位置、方向、速度和/或加速度，并且将该信息报告给计算 设备1142的处理器。在一些实施方案中，控制系统1150可以向由电容传 感器1148输出的信号实施校正因子，如上文所论述。
移动检测器1146也可以广泛变化。然而，在该实施方案中，移动检测 器1146可以采用在触摸板1144被按压时生成移动信号的开关的形式。移 动检测器1146可以对应于机械式开关、电气式开关或光学式开关。在一个 特定具体实施中，移动检测器1146可以是机械式开关，其包括可以由触摸 板1144推动以生成移动信号的凸出致动器1152。以举例的方式，该开关可 以是触觉圆顶开关。移动检测器1146还可以包括结合其他附图描述的开 关。
触摸板1144和移动检测器1146两者可以通过通信接口1154可操作性 地耦接到计算设备1142。通信接口提供用于输入设备和电子设备之间的直 接连接或间接连接的连接点。通信接口1154可以是有线的(电线、缆线、 连接器)或无线的(例如，发射器/接收器)。
计算设备1142可以包括处理器1157(例如，CPU或微处理器)，该 处理器被配置为执行指令并且执行与计算设备1142相关联的操作。例如， 使用从存储器检索的指令，处理器可以控制输入数据和输出数据在计算设 备1142的部件之间的接收和操作。处理器1157可以被配置为从移动检测 器1146和触摸板1144接收输入，并且可以形成可以取决于这两个输入的 信号/命令。在大多数情况下，处理器1157可以在操作系统或其他软件的控 制下执行指令。处理器1157可以是单芯片处理器，或者可以是用多个部件 实现的。
计算设备1142还可以包括可操作地耦接到处理器1157的输入/输出 (I/O)控制器1156。I/O控制器1156可以与处理器1157集成，或者其可 以是如图所示的单独部件。I/O控制器1156通常可以被配置为控制与一个 或多个I/O设备的交互，该一个或多个I/O设备可以耦接到计算设备 1142，例如输入设备1140和任选的取向检测器1155诸如加速度计。I/O控 制器1156通常可通过在计算设备1142与希望跟计算设备1142通信的I/O 设备之间交换数据来操作。
计算设备1142还可以包括可操作地耦接到处理器1157的显示控制器 1158。显示控制器1158可以与处理器1157集成，或者其可以是如图所示 的单独部件。显示控制器1158可以被配置为处理显示命令以在显示屏1160 上产生文本和图形。以举例的方式，显示屏1160可以是单色显示器、彩色 图形适配器(CGA)显示器、增强型图形适配器(EGA)显示器、可变图 形阵列(VGA)显示器、超级VGA显示器、液晶显示器(例如，有源矩 阵、无源矩阵等)、阴极射线管(CRT)、等离子体显示器等。在图11所 示的实施方案中，显示设备对应于液晶显示器(LCD)。
在一些情况下，处理器1157与操作系统一起能够操作以执行计算机代 码并且生成和使用数据。计算机代码和数据可以驻留在程序存储区1162 (例如，存储器设备)内，该程序存储区可以可操作地耦接到处理器 1157。程序存储区1162通常可提供用于保持可由计算设备1142所使用的 数据的位置。以举例的方式，程序存储区可包括只读存储器(ROM)、随 机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器等。计算机代码和数据也可驻留在可 移动程序介质上，并且在需要时加载或安装到计算设备上。在一个实施方 案中，程序存储区1162可以被配置为存储信息，该信息用于控制由输入设 备生成的跟踪和移动信号如何被单独地或以组合方式使用例如被计算设备 1142用于生成输入事件命令(诸如单个按钮按压)。
图12示出了根据本公开的一些实施方案的结合有输入设备1282的遥 控器1280的简化框图。以举例的方式，输入设备1282通常可以对应于先 前描述的输入设备中的任一输入设备。在该具体实施方案中，输入设备 1282可以对应于结合本文的其他实施方案示出的电容式触摸输入设备和开 关。因此，输入设备1282可以包括触摸板1284和多个开关1286。触摸板 1284和开关1286可以可操作地耦接到无线发射器1288。可以在触摸板 1284与无线发射器1288之间形成一个或多个连接。例如，在一些实施方案 中，单独的连接可用于触摸板1284的每个电极。在一些实施方案中，触摸 板1284可包括控制系统(例如，1150)，该控制系统被配置为在将来自电 容传感器(例如，1148)的信号发送到无线发射器1288之前对它们进行接 收和转换。
无线发射器1288可以被配置为通过无线通信链路发射信息，使得具有 接收能力的电子设备可以通过无线通信链路接收信息。无线发射器1288可 以广泛变化。例如，它可以基于无线技术诸如FM、射频(RF)、蓝牙 (R)、802.11UWB(超宽带)、红外(IR)、磁链路(感应)、类似技 术以及它们的组合。在图12所示的实施方案中，无线发射器1288可以基 于IR。IR通常是指通过红外线辐射输送数据的无线技术。因此，无线发射 器1288通常可以包括IR控制器1290。IR控制器1290可以采用从触摸板 1284和开关1286报告的信息，并且例如使用发光二极管1292将该信息转 换成红外线辐射，该发光二极管以能够由IR接收设备检测的方式发射辐 射。
在适用于本技术的限度内，采集和使用得自各种来源的数据可以被用 于改进向用户递送其可能感兴趣的启发内容或任何其他内容。本公开预 期，在一些实例中，这些所采集的数据可包括唯一地识别或可用于联系或 定位特定人员的个人信息数据。此类个人信息数据可包括人口统计数据、 基于位置的数据、电话号码、电子邮件地址、
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为了说明的目的，前述描述使用具体命名以提供对所述实施方案的彻 底理解。然而，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，不需要具体 细节，以便实践所述实施方案。因此，出于例示和描述的目的，呈现了对 本文所述的具体实施方案的前述描述。它们并非意在穷举或将实施方案限 制到所公开的精确形式。对于本领域的普通技术人员而言将显而易见的 是，鉴于上面的教导内容，许多修改和变型是可行的。

Claims (20)

1.一种电子控制器，包括：
壳体；
电容式触摸输入设备，所述电容式触摸输入设备具有第一区域和第二区域；
第一开关，所述第一开关定位在所述壳体中并且与所述电容式触摸输入设备的所述第一区域对准；
第二开关，所述第二开关定位在所述壳体中并且与所述电容式触摸输入设备的所述第二区域对准；和
控制器，所述控制器与所述电容式触摸输入设备、所述第一开关和所述第二开关电连通；
其中所述控制器被配置为：
输出第一信号，所述第一信号指示由所述电容式触摸输入设备感测的触摸的二维坐标；
响应于所述第一开关的致动而输出第二信号；以及
响应于所述第二开关的致动而输出第三信号。
2.根据权利要求1所述的电子控制器，其中所述第一开关能够通过对所述第一区域处的表面施加力而致动，并且所述第二开关能够通过对所述第二区域处的表面施加力而致动。
3.根据权利要求1所述的电子控制器，其中所述第一开关在被致动时提供触觉反馈。
4.根据权利要求1所述的电子控制器，其中所述二维坐标指示所述触摸在与所述电容式触摸输入设备相邻的触摸表面上的二维位置。
5.根据权利要求1所述的电子控制器，其中所述控制器被配置为基于基本上平行于所述电容式触摸输入设备的电容性负载的移动来输出指示二维手势的信号。
6.根据权利要求1所述的电子控制器，其中所述第一区域和所述第二区域同心地布置在所述电容式触摸输入设备上。
7.根据权利要求1所述的电子控制器，其中所述电容式触摸输入设备包括触敏像素的二维网格。
8.一种遥控设备，包括：
主体外壳；
电容式触摸输入设备，所述电容式触摸输入设备包括：
具有第一边缘的第一电容式触摸输入区域；和
具有第二边缘的第二电容式触摸输入区域，所述第二边缘与所述第一边缘竖直对准；
控制器设备，所述控制器设备连接到所述电容式触摸输入设备；和
电子发射器，所述电子发射器被配置为基于来自所述第一电容式触摸输入区域和所述第二电容式触摸输入区域的输入发射信号。
9.根据权利要求8所述的遥控设备，还包括：
覆盖所述第一电容式触摸输入区域的第一按钮；以及
覆盖所述第二电容式触摸输入区域的第二按钮；
其中所述第一按钮能够独立于所述第二按钮竖直移动。
10.根据权利要求8所述的遥控设备，其中所述电容式触摸输入设备具有第一侧表面和第二侧表面，其中所述第一电容式触摸输入区域定位在所述第一侧表面上，并且所述第二电容式触摸输入区域定位在所述第二侧表面上。
11.根据权利要求8所述的遥控设备，其中所述第一电容式触摸输入区域和所述第二电容式触摸输入区域共同形成跨所述电容式触摸输入设备的传感器网格。
12.根据权利要求8所述的遥控设备，还包括定位在所述电容式触摸输入设备下方的开关，其中所述开关在对所述电容式触摸输入设备施加力时能够致动。
13.根据权利要求8所述的遥控设备，其中所述电容式触摸输入设备包括承载所述第一电容式触摸输入区域和所述第二电容式触摸输入区域的衬底，其中所述第一边缘和所述第二边缘定位在所述衬底的周边内，其中所述周边的一部分与所述第一电容式触摸输入区域或所述第二电容式触摸输入区域重叠。
14.根据权利要求8所述的遥控设备，其中所述第一电容式触摸输入区域围绕所述第二电容式触摸输入区域。
15.一种触敏控制器，包括：
外壳；
触摸输入组件，所述触摸输入组件由所述外壳支撑，所述触摸输入组件包括：
第一按钮，所述第一按钮具有第一外表面；
第二按钮，所述第二按钮具有第二外表面，所述第二外表面通过间隙与所述第一外表面分开；
电容感测输入设备，所述电容感测输入设备具有与所述第一按钮和所述第二按钮重叠的输入区域，其中所述电容感测输入设备定位在距所述第一外表面的第一深度处并且定位在距所述第二外表面的第二深度处，所述第一距离和所述第二距离彼此不同；
触摸控制器，所述触摸控制器与所述电容感测输入设备电连通并且被配置为使用所述电容感测输入设备连续地跟踪移动跨过所述间隙的电容性负载的移动。
16.根据权利要求15所述的触敏控制器，其中所述电容感测输入设备包括与所述第一外表面对应的所述输入区域的第一部分和与所述第二外表面对应的所述输入区域的第二部分，其中所述输入区域的所述第一部分和所述第二部分在所述外壳内彼此竖直偏移。
17.根据权利要求15所述的触敏控制器，其中所述第一外表面包括凸曲率，并且所述第二外表面包括凹曲率。
18.根据权利要求15所述的触敏控制器，所述电容感测输入设备包括柔性电路，所述柔性电路具有与所述第一外表面对应的第一部分和与所述第二外表面对应的第二部分，其中所述第一部分和所述第二部分在所述外壳内彼此重叠。
19.根据权利要求15所述的触敏控制器，其中所述电容感测输入设备包括与所述第一外表面对应的第一电极和与所述第二外表面对应的第二电极，其中所述第一电极和所述第二电极是非矩形的。
20.根据权利要求19所述的触敏控制器，其中所述输入区域是矩形的。
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