[发明专利]使用底侧力地图的力感测

说明书

相关申请的交叉引用

本专利合作条约专利申请要求于2012年9月21日提交的并且标题为“Force Sensing Using Bottom-Side Force Map”的美国非临时性专利申请13/624,858的优先权，其内容全文以引用方式并入本文。

技术领域

本专利申请通常涉及触摸设备中的力感测以及相关事宜。

背景技术

触摸设备通常提供对用户触摸该设备的位置的识别，包括移动、手势和位置检测的其他效应。作为第一实例，触摸设备可向计算系统提供关于用户与图形用户界面(GUI)以及其他GUI特征部进行交互的信息，该信息诸如指向该元件、重新定向或重新定位那些元件、编辑或键入。作为第二实例，触摸设备可向计算系统提供适用于用户与应用程序进行交互的信息，该信息诸如与动画、照片、图片、幻灯片演示、声音、文本、其他视听元件等等的输入或操纵相关的信息。

有时会发生的是，当与GUI或与应用程序进行交互时，能够指示当操纵、移动、指向、触摸或以其他方式与触摸设备进行交互时所施加的力的大小，这对于用户来说将是有利的。例如，能够以利用相对较轻的触摸的第一方式，或以利用相对更有力或更敏锐的触摸的第二方式来操纵屏幕元件或其他对象，这对用户来说可能是有利的。在一此类情况下，如果用户可利用相对较轻的触摸来移动屏幕元件或其他对象，而用户还可另选地利用相对更有力或更敏锐的触摸来调用或选择该相同的屏幕元件或其他对象，则这可能是有利的。

这些实例中的每个实例以及其他可能的考虑可能对触摸设备造成一种或多种困难，当接触触摸设备可能使得GUI或应用程序无法提供有利的功能时，至少无法确定由用户所施加的力的大小。当需要此类功能时，无法提供那些功能可能使触摸设备受制于较少能力，受制于触摸设备的效果和价值的可能损害。另一方面，具有提供那些功能的能力可能为触摸设备提供较多能力，提供触摸设备的效果和价值的可能优点。

发明内容

本专利申请提供包括电路和设计的技术，其可确定当接触触摸设备(诸如触摸板或触摸显示器)时由用户所施加的力的大小以及所施加的力的大小的变化。可使用触摸识别、GUI的触摸元件以及应用程序中的触摸输入或操纵来将这些技术结合到设备中。本专利申请还提供包括应用那些技术的设备的技术，其可确定当接触触摸设备时由用户所施加的力的大小以及所施加的力的大小的变化，以及响应于此，提供对于触摸设备的用户可用的附加功能。

在一个实施例中，技术可包括提供结合到触摸设备中的力敏传感器，以及测量器件叠层(device stack)中的挠曲，该器件叠层包括框架元件、力敏传感器、一组显示元件和覆盖玻璃(CG)元件。CG可为玻璃、化学强化的玻璃、蓝宝石、聚碳酸酯或任何其他合适的材料。例如，力敏传感器可包括可压缩层或设置在一组有机发光二极管(OLED)塑性显示元件和框架元件之间的一组可压缩元件。在OLED显示元件为基本上柔性的情况下，其可响应于所施加的力而变形。其作用在于，力的大小可相对于位于可压缩层或可压缩元件上方的器件叠层的变形来测量，诸如使用局部电容感测、对由于所施加的力所导致的应变的局部测量或其他方式。响应于对力的大小的局部测量，力敏传感器可提供可施加至触摸设备的整个表面或其一部分的所施加的力的图像。在另选的实施例中，此类技术可另选地或相结合地包括任何柔性显示技术，诸如可将传感器置于显示器后的任何反光显示器或其他显示器。例如，此类技术可包括但不限于以下中的一者或多者：柔性电泳显示器、液晶显示器、聚合物分散液晶显示器、聚合物网络液晶显示器、微胶囊化胆甾型液晶显示器、电致变色显示器、电流体显示器、动电式显示器或其他显示器。

在一个实施例中，可压缩层或一组可压缩元件可包括电容感测，通过该电容感测可确定所施加的力的测量。所施加的力的位置可响应于覆盖玻璃(CG)上的相对于一个或多个轴的倾斜度的测量来确定。例如，在特定点[X,Y]处所施加的力可响应于测量覆盖玻璃的边缘处的以及点[X,Y]和覆盖玻璃的边缘之间的可能的其他位置处所施加的力来确定。在另选的实施例中，电容感测可确定触摸位置，而测量所施加的力可与触摸位置相组合或结合地使用以确定在触摸发生的特定点处所施加的力的测量。