[发明专利]具有聚酰亚胺衬底的力感测电阻器(FSR)、系统和其方法

说明书

一种力感测电阻器(FSR)，其构造为具有由聚酰亚胺制成的第一衬底，所述第一衬底安置在具有电阻性和柔性的第二衬底下方。一种用于电子系统的手持控制器可以包含具有由聚酰亚胺制成的第一衬底的所述FSR。所述FSR可以安装在控制器主体内的结构的平面表面上，所述结构如安装在所述控制器主体的手柄内的结构，和/或安装在包含在所述控制器主体的头部上的至少一个拇指操作的控件下方的结构。所述FSR可以被配置成测量电阻值，所述电阻值对应于施加到所述手柄的外表面上的力的量和/或施加到所述至少一个拇指操作的控件上的力的量。

相关申请的交叉引用

本申请是要求于2018年5月18日提交的题为“具有聚酰亚胺衬底的力感测电阻器(FSR)、系统和其方法(FORCE SENSING RESISTOR (FSR)WITH POLYIMIDE SUBSTRATE,SYSTEMS,AND METHODS THEREOF)”的美国专利申请序列号15/984,231的优先权的PCT申请，所述申请作为部分继续申请要求于2017年12月7日提交的题为“具有手指感测和可调节手保持器的电子控制器(ELECTRONIC CONTROLLER WITH FINGER SENSING AND ANADJUSTABLE HAND RETAINER)”的未决的美国专利申请序列号15/834,372的优先权，所述未决的美国专利申请本身作为部分继续申请要求于2017年8 月17日提交的题为“具有手保持器和手指运动感测的电子控制器 (ELECTRONIC CONTROLLER WITH HAND RETAINER ANDFINGER MOTION SENSING)”的美国专利申请序列号15/679,521的优先权，所述美国专利申请本身作为部分继续申请要求于2016年10月11日提交的美国专利申请序列号29/580,635的优先权并且要求于2017年6月16 日提交的美国临时专利申请62/520,958的优先权，所述专利申请全都特此通过引用整体并入。

背景技术

视频游戏产业已经变得庞大且重要，并且已经在软件和相关硬件两者中产生了许多创新。已经针对各种游戏应用设计、制造和销售了各种手持式视频游戏控制器。这些创新中的一些创新在视频游戏产业之外具有适用性，如用于工业机器的控制器、防御系统、机器人技术等。虚拟现实(VR)系统是在视频游戏产业之内和之外均受到现代人广泛关注并具有快速技术进步的应用。用于VR系统的控制器必须执行若干不同的功能，并且通常在优化某些期望的特性(如易用性等)的同时满足严格的(并且有时相互矛盾的)设计约束。

VR系统中使用的控制器的一个示例目标是尽可能多地模拟自然交互，如抓握、投掷、紧握等。为了满足这个目标，已经利用各种类型的传感器，其中包含力感测电阻器(FSR)，所述力感测电阻器使用可变电阻来测量施加到FSR上的力的量。然而，具有FSR的现有控制器往往由于在构造时使用的材料而表现出相当粗略的响应曲线(例如，力与电阻响应曲线)，从而使得现有控制器仅可用于二进制(例如，接通/断开) 开关。这在VR系统中是不期望的。另外，基于聚酯薄膜的FSR需要大且笨重的排针连接器(header connector)，这意味着FSR消耗大的占用空间，难以小型化并且不能直接焊接到其它组件。在FSR的构造中使用聚酯薄膜的又另一个缺点是其不能忍受回流炉的高温，这限制了可以降低基于聚酯薄膜的FSR的制造成本的方式。代替将聚酯薄膜用于底部衬底，还已知用印刷电路板(PCB)作为底部衬底来构造FSR。然而， PCB衬底也表现出粗略(并且有时非单调的)的响应曲线，从而致使这些类型的FSR不适合于VR应用。因此，在本领域中需要可以改进VR 系统和/或更好地促进用户操作的改进的控制器设计。

发明内容