[發明專利]使用底側力地圖的力感測

在審

• 申請號: 201380044786.0
• 申請日: 2013-08-19
• 公開（公告）號: CN104583922A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發明（設計）人: B·Q·赫普;O·S·勒格;C·C·萊昂;P·S·德扎伊克
• 申請（專利權）人: 蘋果公司
• 主分類號: G06F3/044
• 分類號: G06F3/044
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 羅銀燕

相關申請的交叉引用

本專利合作條約專利申請要求于2012年9月21日提交的并且標題為“Force?Sensing?Using?Bottom-Side?Force?Map”的美國非臨時性專利申請13/624,858的優先權，其內容全文以引用方式并入本文。

技術領域

本專利申請通常涉及觸摸設備中的力感測以及相關事宜。

背景技術

觸摸設備通常提供對用戶觸摸該設備的位置的識別，包括移動、手勢和位置檢測的其他效應。作為第一實例，觸摸設備可向計算系統提供關于用戶與圖形用戶界面(GUI)以及其他GUI特征部進行交互的信息，該信息諸如指向該元件、重新定向或重新定位那些元件、編輯或鍵入。作為第二實例，觸摸設備可向計算系統提供適用于用戶與應用程序進行交互的信息，該信息諸如與動畫、照片、圖片、幻燈片演示、聲音、文本、其他視聽元件等等的輸入或操縱相關的信息。

有時會發生的是，當與GUI或與應用程序進行交互時，能夠指示當操縱、移動、指向、觸摸或以其他方式與觸摸設備進行交互時所施加的力的大小，這對于用戶來說將是有利的。例如，能夠以利用相對較輕的觸摸的第一方式，或以利用相對更有力或更敏銳的觸摸的第二方式來操縱屏幕元件或其他對象，這對用戶來說可能是有利的。在一此類情況下，如果用戶可利用相對較輕的觸摸來移動屏幕元件或其他對象，而用戶還可另選地利用相對更有力或更敏銳的觸摸來調用或選擇該相同的屏幕元件或其他對象，則這可能是有利的。

這些實例中的每個實例以及其他可能的考慮可能對觸摸設備造成一種或多種困難，當接觸觸摸設備可能使得GUI或應用程序無法提供有利的功能時，至少無法確定由用戶所施加的力的大小。當需要此類功能時，無法提供那些功能可能使觸摸設備受制于較少能力，受制于觸摸設備的效果和價值的可能損害。另一方面，具有提供那些功能的能力可能為觸摸設備提供較多能力，提供觸摸設備的效果和價值的可能優點。

發明內容

本專利申請提供包括電路和設計的技術，其可確定當接觸觸摸設備(諸如觸摸板或觸摸顯示器)時由用戶所施加的力的大小以及所施加的力的大小的變化。可使用觸摸識別、GUI的觸摸元件以及應用程序中的觸摸輸入或操縱來將這些技術結合到設備中。本專利申請還提供包括應用那些技術的設備的技術，其可確定當接觸觸摸設備時由用戶所施加的力的大小以及所施加的力的大小的變化，以及響應于此，提供對于觸摸設備的用戶可用的附加功能。

在一個實施例中，技術可包括提供結合到觸摸設備中的力敏傳感器，以及測量器件疊層(device?stack)中的撓曲，該器件疊層包括框架元件、力敏傳感器、一組顯示元件和覆蓋玻璃(CG)元件。CG可為玻璃、化學強化的玻璃、藍寶石、聚碳酸酯或任何其他合適的材料。例如，力敏傳感器可包括可壓縮層或設置在一組有機發光二極管(OLED)塑性顯示元件和框架元件之間的一組可壓縮元件。在OLED顯示元件為基本上柔性的情況下，其可響應于所施加的力而變形。其作用在于，力的大小可相對于位于可壓縮層或可壓縮元件上方的器件疊層的變形來測量，諸如使用局部電容感測、對由于所施加的力所導致的應變的局部測量或其他方式。響應于對力的大小的局部測量，力敏傳感器可提供可施加至觸摸設備的整個表面或其一部分的所施加的力的圖像。在另選的實施例中，此類技術可另選地或相結合地包括任何柔性顯示技術，諸如可將傳感器置于顯示器后的任何反光顯示器或其他顯示器。例如，此類技術可包括但不限于以下中的一者或多者：柔性電泳顯示器、液晶顯示器、聚合物分散液晶顯示器、聚合物網絡液晶顯示器、微膠囊化膽甾型液晶顯示器、電致變色顯示器、電流體顯示器、動電式顯示器或其他顯示器。

在一個實施例中，可壓縮層或一組可壓縮元件可包括電容感測，通過該電容感測可確定所施加的力的測量。所施加的力的位置可響應于覆蓋玻璃(CG)上的相對于一個或多個軸的傾斜度的測量來確定。例如，在特定點[X,Y]處所施加的力可響應于測量覆蓋玻璃的邊緣處的以及點[X,Y]和覆蓋玻璃的邊緣之間的可能的其他位置處所施加的力來確定。在另選的實施例中，電容感測可確定觸摸位置，而測量所施加的力可與觸摸位置相組合或結合地使用以確定在觸摸發生的特定點處所施加的力的測量。