[发明专利]3D触摸

说明书

本公开涉及3D触摸。一种电子设备可包括外壳和界面部件。界面部件可至少部分地限定界面表面，并且界面部件和外壳可限定内部体积。力传感器组件可设置在内部体积中以检测施加到界面表面的力的大小。力传感器组件可包括压力衰减传感器和设置成与界面部件的表面相对的间隙距离传感器。

相关申请的交叉引用

本公开要求2019年9月9日提交的名称为“3D TOUCH”(3D触摸)的美国临时专利申请62/897,815的优先权以及2019年12月9日提交的名称为“3D TOUCH”的美国非临时专利申请16/708,350的优先权，前述美国专利申请的全部公开内容据此以引用方式并入本文。

技术领域

所述实施方案整体涉及电子设备。更具体地，本实施方案涉及用于电子设备的输入部件。

背景技术

电子设备可包括可允许用户与设备进行交互并执行操作的多种类型的输入部件，此类输入部件可包括按钮或按键、鼠标、轨迹球、操纵杆、触敏部件、触摸屏显示器以及它们的组合。具体地，触敏部件(诸如触摸屏或触敏显示器)因其在操作方面的简便性和灵活性以及其不断下降的价格而变得日益受欢迎。触敏显示器可包括设置在显示层上方的触敏层。触敏部件可允许用户通过在期望的位置处使用手指、触笔或其他对象触摸界面表面来执行各种功能。在触敏显示器的上下文中，位置可由所显示的用户界面(UI)来指示。一般来讲，触敏部件可识别触摸输入的发生和位置，并且电子设备可响应于所检测到的输入来执行一个或多个动作。

可能期望电子设备检测与触摸输入相关联的附加信息，以允许用户与设备有更宽泛范围的交互模式。例如，可能期望电子设备能够区分特定位置处的“轻”或力量相对低的触摸输入与“硬”或力量相对高的触摸输入，并且基于检测到哪种形式的输入来执行不同的动作。然而，通常，用于检测施加在触敏部件的界面表面上的力的大小的部件可利用复杂且昂贵的传感器阵列来将该期望的功能扩展到整个表面。这些昂贵的阵列还可占据电子设备内的大空间体积，从而潜在地增大设备的尺寸或减小可用于可提供附加期望功能的部件的空间。

发明内容

根据本公开的一些示例，一种电子设备可包括外壳；至少部分地限定界面表面的界面部件，该界面部件和外壳限定内部体积；以及设置在内部体积中以检测施加到界面表面的高于阈值的力的大小的力传感器组件，该力传感器组件包括设置成与界面部件的表面相对的压力衰减传感器和间隙距离传感器。

在一些示例中，界面部件的表面和间隙距离传感器的表面可限定间隙，并且间隙距离传感器检测间隙的距离高于阈值的变化。间隙距离传感器可检测与间隙相关联的电容的变化以检测距离的变化。压力衰减传感器可检测内部体积的压力高于阈值的增加，以及压力衰减速率的指数时间常数。可通过来自压力衰减传感器的第一信号和来自间隙距离传感器的第二信号的加权组合来检测力的大小。第一信号的权重和第二信号的权重可至少部分地基于指数时间常数。界面部件可包括触敏显示器。

根据一些示例，一种电子设备可包括外壳；至少部分地限定界面表面的界面部件，该界面部件和外壳限定内部体积；以及设置在内部体积中以检测施加到界面表面的高于阈值的力的大小的压力衰减传感器。

在一些示例中，压力衰减传感器可检测内部体积的压力高于阈值的增加，以及压力衰减速率的指数时间常数。所检测到的力的大小可至少部分地基于所检测到的指数时间常数。压力衰减传感器可包括微电子机械压力传感器。该电子设备还可包括设置在内部体积中的辅助传感器，其中通过来自压力衰减传感器的第一信号和来自辅助传感器的第二信号的加权组合来检测力的大小。第一信号的权重和第二信号的权重至少部分地基于指数时间常数。辅助传感器可以是间隙距离传感器，并且界面部件的内表面和间隙距离传感器的表面可限定间隙。间隙距离传感器可以是电容式间隙距离传感器。该电子设备还可包括界面部件和外壳之间的密封件。该电子设备还可包括大气压力传感器。界面部件可包括触摸感测部件。该界面部件可包括显示器组件。