TWI630538B - 直接傳導感應器及包含此種感應器的輸入裝置 - Google Patents

直接傳導感應器及包含此種感應器的輸入裝置 Download PDF

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Abstract

本揭示案描述具有單側直接傳導感應器的壓感鍵,該單側直接傳導感應器包含一感應器基板、一傳導層,該傳導層在一接觸層之一底側形成,及一力度感應層,該力度感應層在該接觸層之該底側形成而實質環繞該傳導層。該接觸層、該傳導層及該力度感應層經配置以共同地彎曲,而回應於一壓力施用以接觸該感應器基板。

Description

直接傳導感應器及包含此種感應器的輸入裝置
本揭示案相關於具有單側直接傳導感應器的壓感鍵。
【相關前案】
本案相關於以下申請案之每一者,以引用該每一申請案整體的方式合併於此:美國臨時專利申請案第61/606,321號,申請於2012年3月2日,代理申請案編號336082.01,標題為「Screen Edge」;美國臨時專利申請案第61/606,301號,申請於2012年3月2日,代理申請案編號336083.01,標題為「Input Device Functionality」;美國臨時專利申請案第61/606,313號,申請於2012年3月2日,代理申請案編號336084.01,標題為「Functional Hinge」;美國臨時專利申請案第61/606,333號,申請於2012年3月2日,代理申請案編號336086.01,標題為「Usage and Authentication」;美國臨時專利申請案第61/613,745號,申請於2012年3月21日,代理申請案編號336086.02,標題為「Usage and Authentication」;美國臨時專利申請案第61/606,336號,申請於2012年3月2日,代理申請案編號336087.01,標題為「Kickstand and Camera」;美國臨時專利申請案第61/607,451號,申請於2012年3月6日,代理申請案編號336143.01,標題為「Spanaway Provisional」;美國專利申請案第13/468,882號,申請於2012年5月10日,代理申請案編號336559.01,標題為「Pressure Sensitive Key」;美國專利申請案第13/471,393號,申請於2012年5月14日,代理申請案編號336554.01,標題為「Key Strike Determination For Pressure Sensitive Keyboard」;美國專利申請案第13/470,633號,申請於2012年5月14日,代理申請案編號336554.01,標題為「Flexible Hinge and Removable Attachment」;及美國專利申請案第13/471,186號,申請於2012年5月14日,代理申請案編號336563.01,標題為「Input Device Layers and Nesting」。
行動電腦裝置被發展以增加使用者在行動設定中可 使用的功能性。例如,使用者可與行動電話、平板電腦,或其他行動電腦裝置互動以檢查電子郵件、瀏覽網頁、編寫文字,與應用程式互動,諸如此類。傳統行動電腦裝置通常使用虛擬鍵盤,使用裝置的觸碰螢幕功能以存取該虛擬鍵盤。一般使用該方式以最大化電腦裝置之顯示區域量。
然而,使用虛擬鍵盤對欲提供大量輸入的使用者可為令人沮喪的,例如輸入大量的文字以編寫長的電子郵件、文件,諸如此類。因此,察覺傳統行動電腦裝置對於此類工作通常具有有限的用處,特別是與使用者可使用傳統鍵盤(例如,傳統桌上電腦)輸入文字之情況輕易比較。然而,行動電腦裝置使用傳統鍵盤可減低行動電腦裝置的行動性,因而行動電腦裝置使用傳統鍵盤可使得該行動電腦裝置較不適合用於在行動設定中該行動電腦裝置所欲用途。
提供此發明內容來介紹以簡化形式中的概念之選擇,該等概念進一步描述於下文「實施方式」中。此間「發明內容」並不意圖辨識所請發明標的之關鍵特徵或重要特徵,也不意圖用以限制所請發明標的之範圍。
本揭示案呈現具有單側直接傳導感應器的壓感鍵。在一個實作中,該壓感鍵包含單側直接傳導感應器,該感應器依序包含感應器基板、傳導層及力度感應層,該傳導層被組裝於接觸層之底部表面,該力度感應層被組裝於該接觸層之該底部表面而實質環繞該傳導層。該接觸層、該傳導層及該力度感應層可經配置以共同地彎曲,而回應於壓力施用以 接觸該感應器基板。在一個實作中,該感應器基板可包含第一導體或第二導體或兩者之組合。該接觸層、該傳導層及該力度感應層可經配置以共同地彎曲,而回應於該壓力施用以接觸該第一導體或該第二導體或該第一導體及該第二導體之兩者的組合。在一個實作中,單側直接傳導感應器進一步包括含碳層,該含碳層被組裝以實質環繞該第一導體或該第二導體。分隔層可經配置以在沒有該壓力施用下,將該接觸層與該感應器基板分隔開。該力度感應層可包含力度感應墨,該力度感應墨在該壓力施用下具有第一傳導性,且該傳導層可包含高於該第一傳導性之第二傳導性。
示範之具有單側直接傳導感應器的壓感鍵之額外的態樣及優點,可經由以下繼續參考所附圖式之細節描述而明顯。
100‧‧‧環境
102‧‧‧電腦裝置
104‧‧‧輸入裝置
106‧‧‧彈性鉸鏈
108‧‧‧輸入/輸出模組
110‧‧‧顯示裝置
200‧‧‧範例實作
202‧‧‧連接部分
204‧‧‧磁性耦合裝置
206‧‧‧磁性耦合裝置
208‧‧‧機械耦合突出
210‧‧‧機械耦合突出
212‧‧‧溝通接點
300‧‧‧範例實作
400‧‧‧壓感鍵
402‧‧‧彈性接觸層
404‧‧‧感應器基板
406‧‧‧分隔層
408‧‧‧分隔層
410‧‧‧力度感應墨
412‧‧‧導體
500‧‧‧範例
600‧‧‧範例
700‧‧‧壓感鍵
702‧‧‧彈性接觸層
704‧‧‧感應器基板
706‧‧‧分隔層
708‧‧‧分隔層
710‧‧‧力度感應墨
712‧‧‧導體
714‧‧‧導電層
716‧‧‧含碳層
1000‧‧‧範例系統
1002‧‧‧電腦裝置
1004‧‧‧處理系統
1006‧‧‧電腦可讀式媒體
1008‧‧‧輸入/輸出介面
1010‧‧‧硬體元件
1012‧‧‧記憶體/儲存
1014‧‧‧輸入裝置
1016‧‧‧鍵
1018‧‧‧模組
在圖式中,元件符號之最左邊的數字代表該元件符號第一次出現所在圖式。在說明書及圖式中不同的範例中所使用之相同元件符號可指示相似或相同的項目。圖中所呈現的實體可為一或更多個實體之指示,因而在討論中可內部可交換地參考該等實體的單一或複數個形式。
第1圖為可操作以使用描述於此之技術的範例實作中的環境之圖示。
第2圖描述第1圖之輸入裝置的範例實作,以更細節展示彈性鉸鏈。
第3圖描述展示第2圖之連接部分的透視圖的範例 實作,該連接部分包含機械耦合突出及複數個溝通接點。
第4圖描述第2圖之輸入裝置之鍵盤的壓感鍵的橫截面視圖的範例。
第5圖描述第4圖之壓感鍵在以下情況下的一範例:有壓力施用於彈性接觸層之第一位置,而造成與感應器基板之對應第一位置接觸。
第6圖描述第4圖之壓感鍵在以下情況下的一範例:有壓力施用於彈性接觸層之第二位置,而造成與感應器基板之對應第二位置接觸。
第7圖描述第2圖之輸入裝置之鍵盤的壓感鍵的橫截面視圖的範例。
第8A圖描述第4圖之壓感鍵的橫截面視圖的範例,該壓感鍵包含放大的力度感應墨及導體以說明該壓感鍵之功能。
第8B圖描述第7圖之壓感鍵的橫截面視圖的範例,該壓感鍵包含放大的傳導層及力度感應墨以說明該壓感鍵之功能。
第9圖描述導體之布局的一範例。
第10圖圖示一範例系統,該範例系統包含多種可用如參考第1至9圖之描述的任何種類的電腦裝置實作之範例壓感鍵組件,以實作描述於此之技術的實施例。
壓感鍵可被用作輸入裝置之部分以支持相對薄形式的因子,例如小於約3.0公釐的因子。然而,壓感鍵無法提供 傳統機械鍵盤中普遍的反饋程度,因而壓感鍵可導致錯失敲擊及部分敲擊鍵盤之所欲鍵。進一步地,傳統壓感鍵之配置通常導致不同的感應度,導因於彎曲材料之彈性,例如,一般在相對於鍵之邊緣的該鍵之中央區域觀察到較大的彎曲度。因此,傳統壓感鍵可導致對使用該鍵之裝置的不一致使用者經驗。
描述了壓感鍵技術。在一或更多個實作中,壓感鍵經配置以提供正規化輸出,例如,抵銷在壓感鍵之不同位置的彈性差異。例如,與鍵之中央的感應度相較,可增加該鍵之邊緣的感應度,以定址在彼等位置的該鍵之彈性差異。
可用多種方法調整感應度。例如,相對於彈性接觸層之中央,可藉由增加該彈性接觸層之邊緣的力度感應墨的量以調整感應度。在另一個範例中,可增加在感應器基板中有效接觸的導體量。此舉可用多種方法實施,例如經由感應器基板之邊緣安排空隙、傳導性材料量、表面面積、諸如此類,該感應器基板相對於感應器基板之中央被彈性接觸層接觸。
感應度也可針對不同的鍵調整。例如,更可能接收較輕壓力的鍵(例如,在底部列位於靠近鍵盤邊緣的鍵,諸如此類)可經配置以相較於可能接收較高量之壓力的鍵(例如在歸位列的鍵)具有增加的感應度。以此方法,也可在鍵盤之鍵間及該等鍵自身間實施正規化。可在相關之以下章節找到該等及其他特徵之進一步的討論。
在以下討論中,首先描述可使用描述於此之技術的 範例環境。接著描述可在該範例環境及其他環境中實施之範例流程。必然地,該範例流程之效能並不限制於該範例環境,該範例環境不限制於該範例流程之效能。
範例環境
第1圖為可操作以使用描述於此之技術的範例實作中的環境100之圖示。圖示的環境100包含電腦裝置102之範例,該電腦裝置102經由彈性鉸鏈106物理上及溝通上耦合至輸入裝置104。電腦裝置102可用多種方法配置。例如,電腦裝置102可配置用於行動使用,例如行動電話、平板電腦(如圖示),諸如此類。因此,電腦裝置102的範圍可由帶有實體記憶體及處理器資源的全資源裝置,至帶有限制的記憶體及/或處理資源的低資源裝置。電腦裝置102也可相關於引發該電腦裝置102實施一或更多個操作的軟體。
電腦裝置102,例如,圖示為包含輸入/輸出模組108。輸入/輸出模組108代表相關於處理輸入及表現電腦裝置102的輸出之功能。多種不同的輸入可藉由輸入/輸出模組108處理,例如相關於對應輸入裝置104的鍵之功能的輸入、藉由顯示裝置110顯示的虛擬鍵盤的鍵以辨識姿勢,並引發欲實施的操作,該等操作對應於可經由輸入裝置104及/或顯示裝置110之觸碰螢幕功能而辨認的該姿勢,諸如此類。因此,輸入/輸出模組108可藉由辨認及槓桿輸入種類間的分類(包含按壓鍵、姿勢,諸如此類)以支援多種不同的輸入技術。
在圖示的範例中,輸入裝置104被配置為具有QWERTY鍵排列的鍵盤,然而也可考慮其他鍵排列。進一步 地,也可考慮其他非傳統配置,例如遊戲控制器配置模仿樂器,諸如此類。因此,輸入裝置104及藉由輸入裝置104併入的鍵可假設多種不同的配置以支援多種不同的功能。
如前述,輸入裝置104在此範例中經由彈性鉸鏈106物理上及溝通上耦合至電腦裝置102。彈性鉸鏈106經由彎曲(例如,折彎)形成該鉸鏈的材料,相對於藉由插銷支援的機械旋轉,而達成在該鉸鏈支援的旋轉移動上為彈性的,然而也可考慮上述實施例。進一步地,此彈性旋轉可經配置以支援在一個方向上(例如,圖中之垂直方向)的移動而限制在其他方向上的移動,例如輸入裝置104相關於電腦裝置102之側向移動。此舉可用以支援輸入裝置104相關於電腦裝置102一致的對齊,例如對齊用於改變電力狀態、應用狀態的感應器,諸如此類。
彈性鉸鏈106,例如,可使用一或更多個纖維層而形成,且彈性鉸鏈106包含形成如彈性軌道的導體以溝通地耦合輸入裝置104至電腦裝置102,反之亦然。此溝通,例如,可用以溝通按壓鍵至電腦裝置102之結果、接收來自該電腦裝置的電力、實施身份認證、提供補充電力至電腦裝置102,諸如此類。彈性鉸鏈106可用多種方法配置,可在以下相關圖中找到進一步的討論。
第2圖描述第1圖之輸入裝置104的一範例實作200,以更細節展示彈性鉸鏈106。在此範例中,展示輸入裝置之連接部分202經配置以提供輸入裝置104及電腦裝置102之間溝通的及物理的連接。在此範例中,連接部分202具有 高度及橫截面經配置以在電腦裝置102之外殼的通道中接收,然而也可顛倒此排列而不遠離該排列之精神及範圍。
連接部分202經由彈性鉸鏈106的使用,彈性地連接至包含鍵之輸入裝置104的部分。因此,當連接部分202物理上連接至電腦裝置,連接部分202及彈性鉸鏈106的組合支援輸入裝置104相關於電腦裝置102之移動,此移動與書本的轉樞相似。
例如,旋轉移動可藉由彈性鉸鏈106而支援,使得輸入裝置104可被放置以對著電腦裝置102之顯示裝置110,因而如同一外蓋。也可旋轉輸入裝置104而對著電腦裝置102的背面設置,例如,對著相對於電腦裝置102上的顯示裝置110設置的電腦裝置102之厚殼體。
自然地,也可支援多種其他定向。例如,電腦裝置102及輸入裝置104可假設一排列,使得兩者對著一表面平躺,如第1圖所展示。在另一個範例中,可支援一打字排列,在該排列中輸入裝置104對著一表面平躺,而電腦裝置102以一角度設置以允許看見顯示裝置110,例如,如經由使用設置於電腦裝置102之後方表面上的支架。也可考慮其他範例,例如三角排列、會議排列、報告排列,諸如此類。
在此範例中圖示連接部分202為包含磁性耦合裝置204、206、機械耦合突出208、210,及複數個溝通接點212。磁性耦合裝置204、206經配置以經由一或更多個磁鐵的使用,磁性地耦合至電腦裝置102之互補磁性耦合裝置。以此方法,可經由使用磁性吸引,物理上固定輸入裝置104至電 腦裝置102。
連接部分202也包含機械耦合突出208、210以形成介於輸入裝置104及電腦裝置102間的機械物理連接。機械耦合突出208、210在以下圖中展示更多細節。
第3圖描述展示第2圖之連接部分202的透視圖的一範例實作300,該範例實作300包含機械耦合突出208、210及複數個溝通接點212。如圖示,機械耦合突出208、210經配置以延伸遠離連接部分202之表面,此例中該表面為正交,然而也可考慮其他角度。
機械耦合突出208、210經配置以被電腦裝置102之通道內的迎合孔接收。在該接收時,當施用未與一軸對齊之力度時,機械耦合突出208、210促使裝置間的機械結合,該軸係定義為對應於該等突出之高度及該迎合孔之深度。
例如,當施用不與前述縱軸一致的力度時,該縱軸遵照該等突出之高度及該等迎合孔之深度,使用者克服僅藉由磁鐵施用的該力度以將輸入裝置104與電腦裝置102分開。然而在其他角度,機械耦合突出208、210經配置以機械地結合該等迎合孔,因此產生一力度以在磁性耦合裝置204、206的磁力以外,抵抗輸入裝置104離開電腦裝置102。以此方法,機械耦合突出208、210可造成輸入裝置104離開電腦裝置102的偏差,以模仿從書本中撕下一頁且限制其他分開裝置的意圖。
連接部分202也圖示為包含複數個溝通接點212。複數個溝通接點212經配置以接觸對應的電腦裝置102之溝 通接點,以形成裝置間的溝通耦合。溝通接點212可用多種方法配置,例如經由使用複數個彈簧負載插銷而生成,該等彈簧負載插銷經配置以提供輸入裝置104及電腦裝置102間的一致性溝通接點。因此,溝通接點在該等裝置推撞的少量移動期間可經配置以保持。也可考慮多種其他範例,該等範例包含電腦裝置102上的插銷及輸入裝置104上的接點之佈置。
第4圖描述第2圖之輸入裝置104之鍵盤的壓感鍵400的橫截面視圖的一範例。壓感鍵400在此範例中圖示為使用彈性接觸層402(例如,聚酯樹脂)而形成,該彈性接觸層402使用分隔層406、408與感應器基板404空間分隔開,該分隔層406、408可為形成於感應器基板404上的另一聚酯樹脂層所形成,諸如此類。在此例中,彈性接觸層402在未對著彈性接觸層402施用壓力下,不與感應器基板404接觸。
彈性接觸層402在此例中包含設置於彈性接觸層402之表面的力度感應墨410,該力度感應墨410經配置以接觸感應器基板404。力度感應墨410經配置使得該墨的電阻量直接相關於施用壓力量而變化。力度感應墨410,例如,可配置一相對粗糙的表面,該表面係在對著彈性接觸層402施用壓力後,對著感應器基板404按壓之表面。壓力量越大,力度感應墨410被按壓越大,因此增加力度感應墨410之導電度並減低電阻。也可在彈性接觸層402上設置其他導體,而不遠離其精神及範圍,因此包含其他種類的壓力感應及非壓力感應導體。
感應器基板404包含一或更多個設置於上之導體412,該等導體經配置以被彈性接觸層402之力度感應墨410接觸。當接觸時,可藉由輸入裝置104及/或電腦裝置102而產生用於處理的類比訊號,例如,以辨認該訊號是否可能為使用者意圖提供電腦裝置102之輸入。可在感應器基板404上設置多種不同種類的導體412,例如形成於多種導電材料(例如銀、銅)、以多種不同的配置設置,如下方進一步之描述。
第5圖描述第4圖之壓感鍵400在以下情況下的一範例500:有壓力施用於彈性接觸層402之第一位置,而造成力度感應墨410與感應器基板404之對應第一位置接觸。在第5圖中經由使用箭頭圖示壓力,且可用多種方法施用壓力,例如藉由使用者的手之手指、尖筆、筆、諸如此類。在此例中,如箭頭指示之壓力施用的第一位置一般位於靠近彈性接觸層402的中央區域,該中央區域設置於分隔層406、408之間。由於此位置,彈性接觸層402一般可考慮為彈性的且因此回應於壓力。
此彈性允許彈性接觸層402有相對大的面積,且因此力度感應墨410與感應器基板404之導體412接觸。因此,可產生相對強的訊號。進一步地,因為彈性接觸層402之彈性在此位置上相對高,可經由彈性接觸層402轉換相對大量的力度,因而施用此壓力至力度感應墨410。如前述,此壓力的增加可引起力度感應墨之一對應的導電度增加及該墨之電阻減低。因此,彈性接觸層在第一位置相對高量的彈性可引起相較於彈性接觸層402之其他靠近鍵之邊緣的位置,產生 相對強的訊號,描述相關於下圖的一範例。
第6圖描述第4圖之壓感鍵400在以下情況下的一範例600:有壓力施用於彈性接觸層402之第二位置,而造成與感應器基板404之一對應第二位置接觸。在此例中,第6圖之壓力施用的第二位置位於較第5圖之第一位置更靠近壓感鍵的邊緣處(例如,更靠近分隔層406之邊緣)。由於此位置,彈性接觸層402在與第一位置比較下減低彈性,因而對壓力較無反應性。
該減低彈性可引起彈性接觸層402減低面積,因而減低接觸感應器基板404的導體412之力度感應墨410。因此,產生於第二位置的訊號可較產生於第5圖之第一位置的訊號微弱。
進一步地,因為彈性接觸層402的彈性在此位置相對低,可經由彈性接觸層402轉換相對低的力度量,因此減低傳送至力度感應墨410的壓力量。如前述,此壓力減低可引起對應的力度感應墨導電度減低,且相較於第5圖之第一位置增加該墨之電阻。因此,彈性接觸層402在第二位置相較於第一位置的彈性減低可造成產生相對微弱的訊號。進一步地,可藉由部分敲擊而惡化此情況,該部分敲擊係使用者的手指的一小部分能夠相較於第5圖之第一位置施用壓力於第6圖之第二位置。
然而,可使用如前述技術以正規化產生來自於第一及第二位置的切換之輸出。此舉可用多種方法實施,例如經由具有以下特徵之彈性接觸層402之配置:多種特定的分區、 使用複數個感應器,及上述特徵之組合。
第7圖描述第2圖中展示之輸入裝置104之鍵盤的壓感鍵700的橫截面視圖的一範例。壓感鍵700在此例中圖示為使用彈性接觸層702(例如,聚酯樹脂)而組裝、形成或否則製造,該彈性接觸層702使用分隔層706、708與感應器基板704空間分隔開,該分隔層706、708可為形成於感應器基板704上的另一聚酯樹脂層所形成。在此例中,彈性接觸層702在未對著彈性接觸層702施用壓力下,不與感應器基板704接觸。
彈性接觸層702包含導電層714,該導電層714設置或否則組裝、形成,或製造於彈性接觸層702之一表面上。在第7圖中所展示的範例中,導電層714設置於彈性接觸層702之底部表面上,在對著彈性接觸層702之頂部表面施用壓力下,與基板704造成接觸。
導電層714可使用銀、銅或任何其他對發明所屬技術領域具有通常知識者為已知的導電材料,而使用任何對發明所屬技術領域具有通常知識者為已知的已知流程來組裝。可對導電層714掩蔽、覆蓋、噴灑、列印或施用其他傳統方法至接觸層702。導電層714可被沉積為薄膜層或事先決定的圖案。此處使用之用詞「層」可包含外型如:圓筒狀、矩形、方形或其他可用於特定應用需要的外型。導電層714可包含不同於力度感應墨710,而不隨著壓力施用而改變的導電度(或電阻率)。不同地,導電層714可包含在壓力施用下或無壓力施用下接近恆定的導電度。
力度感應墨710可被設置或否則組裝、形成,或製造於彈性接觸層702的一表面上。在第7圖中所展示的範例中,力度感應墨710被組裝於彈性接觸層702之底部表面上。力度感應墨710可被組裝以實質圍繞或環繞導電層714,以避免導電層714接觸導體712。力度感應墨710經配置使得該墨之電阻直接相關於壓力施用量而變化。與力度感應墨410相似地,力度感應墨710可配置一相對粗糙的表面,該表面係在對著彈性接觸層702施用壓力後,對著感應器基板704按壓之表面。壓力量越大,力度感應墨710被按壓越大,因此增加力度感應墨710之導電度並減低阻抗。也可在彈性接觸層702上設置其他導體,而不遠離其精神及範圍,因此包含其他種類的壓力感應及非壓力感應導體。可對力度感應墨710掩蔽、覆蓋、噴灑、列印或施用其他傳統方法至彈性接觸層702。力度感應墨710可被沉積為薄膜層或事先決定的圖案。
感應器基板704包含一或更多個設置於上之導體712,該等導體712經配置以被導體層714及彈性接觸層702之力度感應墨710接觸。在壓力施用後,彈性接觸層702、導電層714及力度感應墨710可在壓力方向上共同地彎曲,以一般地接觸感應器基板704及特定地接觸導體712。當接觸時,可藉由輸入裝置104及/或電腦裝置102而產生用於處理的類比訊號,例如,以辨認該訊號是否可能為使用者意圖提供電腦裝置102之輸入。可在感應器基板704上設置多種不同種類的導體712,該等導體例如形成於多種導電材料(例如銀、銅)、以多種不同的配置設置。
第9圖描述感應器基板704之導體712的一範例。參照第9圖,第一導體902係與第二導體904呈內部指狀的或互鎖的。表面面積、導體量,及導體間的空隙可用以調整感應器基板704之不同位置處的感應度。
參照回第7圖,感應器基板704可選地包含含碳層716,該含碳層716設置以實質覆蓋該一或更多個導體712。可對含碳層716掩蔽、覆蓋、噴灑、列印或施用其他傳統方法至基板704。含碳層716可被沉積為薄膜層或事先決定的圖案。含碳層716,如同該層之名稱所暗示,可包含碳或任何其他對發明所屬技術領域具有通常知識者為已知的材料,而以對發明所屬技術領域具有通常知識者為已知的任何方式來施用至基板704。含碳層716平滑化導體712中可退化力度感應墨710的粗糙邊緣,因而改進壓感鍵700的一般壽命及/或效能。
第8A圖描述壓感鍵400的橫截面視圖的一範例,與放大的力度感應墨410及導體412一起展示以說明該壓感鍵之功能。在第8A圖中經由使用箭頭圖示壓力的施用,且可用多種方法施用,例如藉由使用者的手、尖筆、筆,諸如此類。力度感應墨410經配置使得該墨的電阻量直接相關於施用壓力量而變化。如前述,壓力量越大,力度感應墨410被按壓越大,而增加懸浮於力度感應墨410中的顆粒間的接觸表面面積。顆粒間的接觸表面面積越大,產生越有效率的用於導體412間電流之路徑。力度感應墨410因而增加該力度感應墨之導電度且減低導體412間之阻抗Ri。使用壓感鍵400 而產生之訊號依賴面積及壓力,因為阻抗Ri依賴面積及壓力而變化,如我們上述相關於第5及第6圖之說明。
第8B圖描述壓感鍵700的橫截面視圖的一範例,與放大的導體層714及力度感應墨710一起展示以說明該壓感鍵之功能。如上述,導體層714可包含阻抗Rc,不同於力度感應墨710,阻抗Rc在壓力施用下保持恆定。如上述,施用於接觸層702之壓力量越大,力度感應墨410被按壓越大,因而增加導電度且減低阻抗Ri1及阻抗Ri2。不同於壓感鍵400,壓感鍵700較不依賴面積及壓力,因為導體層714之阻抗Rc實質恆定,而保持在面積或施用壓力量改變下不受影響。結果為壓感鍵700對電流呈現阻抗Ri1加上Rc加上Ri2,而較不依賴力度感應墨710的變動以改進精確度且增加結果訊號之線性。如同鍵400之壓感鍵700考慮為單側,因為導體712個別位於力度感應墨710及410之單側上。壓感鍵400操作於一分流模式,而形成導體412間經過力度感應墨410之阻抗Ri的電性路徑。相對照下,導體層714之加入,允許壓感鍵700操作於一混合分流/穿過模式,而電性路徑包含經過導電層714之阻抗Rc及力度感應墨710之阻抗Ri1及Ri2的導體712。壓感鍵700因此對於變化的回應訊號主要依靠墨阻抗Ri1及Ri2,而壓感鍵400對於變化的回應訊號主要依靠墨阻抗Ri加上啟動面積及位置。在使用分流感應設計(第9圖)的力度感應墨710層下直接施用之導電層714的加入,避免關聯於包含導體於力度感應墨710之兩側的雙側裝置的額外成本及製造複雜度,通常需要內部連接於該兩側間。
範例系統及裝置
第10圖圖示一範例系統,一般於1000處包含一範例電腦裝置1002,該電腦裝置1002代表一或更多個可實作描述於此之多種技術的電腦系統及/或裝置。電腦裝置1002可,例如,經配置以假設為一行動配置經由:使用外殼形成及調整為可抓握大小且可被使用者之一或更多個手攜帶,圖示的範例包含行動電話、行動遊戲及音樂裝置,及平板電腦,然而其他範例也可考慮。
範例電腦裝置1002,如圖示包含相互溝通地耦合之處理系統1004、一或更多個電腦可讀式媒體1006,及一或更多個輸入/輸出介面1008。雖然未顯示,電腦裝置1002可進一步包含系統匯流排或其他資料及命令傳送系統以相互耦合多種組件。系統匯流排可包含任何一個或不同匯流排結構之組合,例如記憶體匯流排或記憶體控制器、周邊匯流排、通用串列匯流排,及/或處理器或利用任何多種匯流排架構之一的區域匯流排。也可考慮多種其他範例,例如控制及資料線。
處理系統1004代表實施使用硬體的一或更多個操作的功能。根據地,處理系統1004圖示為包含硬體元件1010,硬體元件1010可配置為處理器、功能區塊,諸如此類。如此可包含硬體實作為特定應用積體電路或其他使用一或更多個半導體的邏輯裝置。硬體元件1010並不限於該等硬體元件所形成之材料或該等硬體元件使用之處理機制。例如,處理器可包含半導體及/或電晶體(例如,電子積體電路(IC))。在此情況下,處理器可執行的指令可為電子可執行的指令。
電腦可讀式儲存媒體1006圖示為包含記憶體/儲存1012。記憶體/儲存1012代表關聯於一或更多個電腦可讀式媒體之記憶體/儲存容量。記憶體/儲存組件1012可包含揮發性媒體(例如隨機存取記憶體(RAM))及/或非揮發性媒體(例如唯讀記憶體(ROM)、快閃記憶體、光碟、磁碟,諸如此類)。記憶體/儲存組件1012可包含固定媒體(例如RAM、ROM、固定硬碟,諸如此類)及可移除式媒體(例如快閃記憶體、可移除式硬碟、光碟,諸如此類)。電腦可讀式媒體1006可用多種其他方法配置,如進一步下述。
輸入/輸出介面1008代表以下功能:允許使用者輸入命令及資訊至電腦裝置1002、也允許使用多種輸入/輸出裝置對使用者及/或其他組件或裝置呈現資訊。輸入裝置的範例包含鍵盤、游標控制裝置(例如滑鼠)、麥克風、掃描器、觸碰功能(例如電容性的或其他經配置以偵測物理觸碰的感應器)、相機(例如,可使用例如紅外光頻率之可見或不可見的波長,以辨認如姿勢般不涉及觸碰之移動),諸如此類。輸出裝置的範例包含顯示裝置(螢幕或投影機)、擴音器、印表機、網路卡、觸覺回應裝置,諸如此類。因此,電腦裝置1002可用多種方法配置以支援使用者互動。
電腦裝置1002進一步圖示為溝通上及物理上耦合至輸入裝置1014,輸入裝置1014係物理上及溝通上可由電腦裝置1002移除的。以此方法,多種不同的輸入裝置可耦合至電腦裝置1002,電腦裝置1002具有廣而多樣的配置以支援廣而多樣的功能。在此範例中,輸入裝置1014包含一或更多個 鍵1016,鍵1016可配置為壓感鍵、機械切換鍵,諸如此類。
輸入裝置1014進一步圖示為包含可經配置以支援多種功能的一或更多個模組1018。該等一或更多個模組1018,例如,可經配置以處理接收來自鍵1016的類比及/或數位訊號以決定是否意圖按鍵、決定輸入是否指示停止按壓、支援用於電腦裝置1002操作的輸入裝置1014之身份認證,諸如此類。
可於此描述多種技術:軟體一般性訊文、硬體元件,或程式模組。一般地,如此模組包含常式、程式、物件、元件、組件、資料結構、實施特定工作或實作特定抽象資料型態的他例。此處使用之用詞「模組」、「功能」及「組件」一般代表軟體、韌體、硬體,或上述各者之組合。此處描述之技術特徵為平台獨立的,意指該技術可被實作於具有多種處理器之多種商業電腦平台上。
所描述之模組及技術的實作可儲存於或傳送跨過電腦可讀式媒體的一些形式。電腦可讀式媒體可包含可被電腦裝置1002存取的多種媒體。藉由範例,但不限於,電腦可讀式媒體可包含「電腦可讀式儲存媒體」及「電腦可讀式訊號媒體」。
對比於僅訊號傳送、載波,或訊號本身,「電腦可讀式儲存媒體」可意指能夠持久及/或非暫態的資訊儲存的媒體及/或裝置。因此,電腦可讀式儲存媒體意指非訊號攜帶媒體。電腦可讀式儲存媒體包含例如揮發性及非揮發性、可移除式及非可移除式媒體之硬體及/或以適合資訊儲存的方法或 技術實作的儲存裝置,例如電腦可讀式指令、資料結構、程式模組、邏輯元件/電路,或其他資料。電腦可讀式儲存媒體之範例可包含,但不限於,RAM、ROM、EEPROM、快閃記憶體或其他記憶體技術、CD-ROM、數位影音光碟(DVD)或其他光儲存、硬碟、磁卡、磁帶、磁碟儲存或其他磁儲存裝置,或其他儲存裝置、實體媒體,或適合儲存所欲資訊且可被電腦存取之製造物品。
「電腦可讀式訊號媒體」可意指經配置以傳送指令至電腦裝置1002之硬體(例如經由網路)的訊號攜帶媒體。訊號媒體一般可使用電腦可讀式指令資料結構、程式模組,或在模組資料訊號(例如載波、資料訊號,或其他傳送機制)中的其他資料。訊號媒體也包含任何資訊傳遞媒體。用詞「模組資料訊號」意指一訊號,該訊號具有一或更多個該訊號特徵組或以如在該訊號中編碼資訊之方式改變。藉由範例,但不限於,溝通媒體包含有線媒體,例如有線網路或直接有線連接;及無線媒體例如聲波、RF、紅外光,及其他無線媒體。
如前述,硬體元件1010及電腦可讀式媒體1006代表模組、可程式化裝置邏輯及/或固定裝置邏輯,該可程式化裝置邏輯及/或固定裝置邏輯實作為硬體形式而可在一些實施例中使用以實作此處描述技術之至少一些態樣(例如實施一或更多個指令)。硬體可包含積體電路或單晶片系統的組件、特定應用積體電路(ASIC)、現場可程式化閘陣列(FPGA)、複雜可程式化邏輯裝置(CPLD),及其他矽或其他硬體的實作。在此情況下,硬體可操作為實施程式工作的處理器裝置,該程 式工作由指令及/或硬體體現邏輯及用於儲存欲執行指令之硬體來定義,例如前述之電腦可讀式儲存媒體。
也可使用前述的組合以實作多種描述於此的技術。根據地,可實作軟體、硬體,或可執行模組為一或更多個指令及/或體現於電腦可讀式儲存媒體的一些形式及/或藉由一或更多個硬體元件1010之邏輯。電腦裝置1002可經配置以實作對應於軟體及/或硬體模組之特定指令及/或功能。根據地,電腦裝置1002可執行的模組之實作(例如軟體)可至少部分在硬體中達成,例如,經由電腦可讀式儲存媒體及/或處理系統1004之硬體元件1010的使用。藉由一或更多個物品的製造(例如,一或更多個電腦裝置1002及/或處理系統1004),指令及/或功能可為可執行的/可操作的,以實作技術、模組及於此描述之範例。
結論
雖然實作範例被特定以結構特徵及/或方法動作之語言描述,應理解定義於所附申請專利範圍之實作不必限於所描述之特定特徵或動作。而是將特定特徵及動作揭露為實作所請特徵的範例形式。
發明所屬技術領域具有通常知識者可辨認而其可造成上述示範性系統及方法的細節之許多改變,而不遠離潛在原則。因此,唯有以下申請專利範圍定義示範性系統及方法之範圍。

Claims (14)

  1. 一種直接傳導感應器,包括:一感應器基板,該感應器基板包含一第一導體或一第二導體或兩者之一組合;一含碳層,該含碳層被組裝以實質環繞該第一導體或該第二導體;一傳導層,該傳導層被組裝於一接觸層之一底部表面;及一力度感應層,該力度感應層被組裝於該接觸層之該底部表面而實質環繞該傳導層;其中該接觸層、該傳導層及該力度感應層經配置以共同地彎曲,而回應於一壓力施用以接觸該感應器基板。
  2. 如請求項1所述之直接傳導感應器,其中該接觸層、該傳導層及該力度感應層經配置以共同地彎曲,而回應於該壓力施用以接觸該第一導體或該第二導體或該第一導體及該第二導體之該組合。
  3. 如請求項1所述之直接傳導感應器,進一步包括一分隔層,該分隔層經配置以在該壓力施用之一缺少下,將該接觸層與該感應器基板分隔開。
  4. 如請求項1所述之直接傳導感應器,其中該力度感應層包含一力度感應墨,該力度感應墨在該壓力施用下具有一第 一傳導性。
  5. 如請求項4所述之直接傳導感應器,其中該傳導層包含高於該第一傳導性之一第二傳導性。
  6. 一種輸入裝置,包括:一基板,該基板包含一第一導體或一第二導體或兩者之一組合;一含碳層,該含碳層經形成以實質環繞該第一導體或該第二導體;一接觸層,該接觸層與該基板分隔開;一傳導層,該傳導層在該接觸層之一下側形成;一感應層,該感應層在該接觸層之該下側形成而實質環繞該傳導層;其中該接觸層、該傳導層及該感應層經配置以共同地彎曲,而回應於壓力因而接觸該基板。
  7. 如請求項6所述之輸入裝置,其中該接觸層、該傳導層及該感應層經配置以共同地彎曲,而回應於該壓力以接觸該第一導體或該第二導體或該第一導體及該第二導體之該組合。
  8. 如請求項6所述之輸入裝置,進一步包括一分隔層,該分隔層經配置以在該壓力之一缺少下,將該接觸層與該基板 分隔開。
  9. 如請求項6所述之輸入裝置,其中該感應層包含一力度感應墨,該力度感應墨具有一第一傳導性。
  10. 如請求項9所述之輸入裝置,其中該傳導層包含高於該第一傳導性之一第二傳導性。
  11. 一種鍵盤,包括:複數個壓力感應鍵,經配置以初始化一電腦裝置之輸入,該複數個壓力感應鍵中之每一者包含:一基板,該基板包含設置於該基板之一上側上的至少一個導體;一含碳層,該含碳層經製造於該基板之該上側以實質封閉該至少一個導體;一接觸層,該接觸層與該基板分隔開;一傳導層,該傳導層設置於該接觸層之一底側上;一感應層,該感應層設置於該接觸層之該底側上而實質環繞該傳導層;其中該接觸層經配置以彎曲,而回應於一力度施用以接觸該基板。
  12. 如請求項11所述之鍵盤,其中該接觸層、該傳導層及該感應層經配置以共同地彎曲,而回應於該力度施用以接觸該 至少一個導體。
  13. 如請求項11所述之鍵盤,其中該感應層包含一力度感應墨,該力度感應墨具有一第一傳導性。
  14. 如請求項13所述之鍵盤,其中該傳導層包含高於該第一傳導性之一第二傳導性。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9870066B2 (en) 2012-03-02 2018-01-16 Microsoft Technology Licensing, Llc Method of manufacturing an input device
US9064654B2 (en) 2012-03-02 2015-06-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Method of manufacturing an input device
USRE48963E1 (en) 2012-03-02 2022-03-08 Microsoft Technology Licensing, Llc Connection device for computing devices
US9360893B2 (en) 2012-03-02 2016-06-07 Microsoft Technology Licensing, Llc Input device writing surface
US9134807B2 (en) 2012-03-02 2015-09-15 Microsoft Technology Licensing, Llc Pressure sensitive key normalization
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
US9075566B2 (en) 2012-03-02 2015-07-07 Microsoft Technoogy Licensing, LLC Flexible hinge spine
US20130300590A1 (en) 2012-05-14 2013-11-14 Paul Henry Dietz Audio Feedback
US9304549B2 (en) 2013-03-28 2016-04-05 Microsoft Technology Licensing, Llc Hinge mechanism for rotatable component attachment
US10372232B2 (en) * 2014-03-12 2019-08-06 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Keyboard devices with flexible layers and lattice substrates
JP6087394B2 (ja) * 2015-06-17 2017-03-01 日本写真印刷株式会社 表示一体型入力装置
TWI559119B (zh) * 2015-12-08 2016-11-21 英業達股份有限公司 可攜式電子裝置
US10545543B2 (en) * 2016-09-29 2020-01-28 Texas Instruments Incorporated Assembly for mounting touch sensor within device case
CN107797323B (zh) * 2017-11-17 2020-06-05 厦门天马微电子有限公司 显示面板和显示装置
DE102020000604A1 (de) 2020-01-30 2021-08-05 EMSU GmbH Drucksensor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030001874A1 (en) * 2001-06-27 2003-01-02 International Business Machines Corporation Method and apparatus for computer input using the skin as sensory feedback
US20040231969A1 (en) * 2003-05-21 2004-11-25 Nitta Corporation Pressure-sensitive sensor
TW201205626A (en) * 2010-07-30 2012-02-01 Primax Electronics Ltd Dual force sensing keyboard
US20130096849A1 (en) * 2011-10-14 2013-04-18 Nextinput Inc. Force Sensitive Interface Device and Methods of Using Same

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01282802A (ja) * 1988-05-09 1989-11-14 Toshiba Silicone Co Ltd 感圧抵抗素子
JPH1078357A (ja) * 1996-09-04 1998-03-24 Alps Electric Co Ltd 感圧抵抗素子
JPH11248557A (ja) * 1998-02-28 1999-09-17 Porimatec Kk 感圧導電センサー
JP2001116636A (ja) * 1999-10-22 2001-04-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 感圧スイッチ及びこれを用いた着座検出装置
JP3787717B2 (ja) * 1999-12-28 2006-06-21 ニッタ株式会社 感圧導電性インク組成物
US6425295B1 (en) * 2000-08-21 2002-07-30 Koninklijke Philips Electronics N.V. Three point force sensing system for a toothbrush
TWM291567U (en) * 2005-12-23 2006-06-01 Lite On Technology Corp Membrane switch
US7528337B2 (en) * 2007-05-15 2009-05-05 Panasonic Corporation Pressure sensitive conductive sheet and panel switch using same
TWI467601B (zh) * 2009-08-31 2015-01-01 Universal Cement Corp 微形變壓阻材料及其製作方法
US8730199B2 (en) * 2009-09-04 2014-05-20 Atmel Corporation Capacitive control panel
CN202119579U (zh) * 2011-05-19 2012-01-18 上海工程技术大学 一种服装压力动态测试装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030001874A1 (en) * 2001-06-27 2003-01-02 International Business Machines Corporation Method and apparatus for computer input using the skin as sensory feedback
US20040231969A1 (en) * 2003-05-21 2004-11-25 Nitta Corporation Pressure-sensitive sensor
TW201205626A (en) * 2010-07-30 2012-02-01 Primax Electronics Ltd Dual force sensing keyboard
US20130096849A1 (en) * 2011-10-14 2013-04-18 Nextinput Inc. Force Sensitive Interface Device and Methods of Using Same

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Publication number Publication date
CN105393098A (zh) 2016-03-09
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US20140374230A1 (en) 2014-12-25
TW201508604A (zh) 2015-03-01
EP3014232A1 (en) 2016-05-04

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