TWI518576B - 電容性控制面板 - Google Patents

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Description

電容性控制面板
本發明係關於電容性控制面板。更特定言之，本發明係關於併入有觸敏輸入構件和力敏輸入構件的電容性控制面板。
存在對穩健的且美學上合意的用於控制裝置的控制面板(使用者介面)的不斷增加的需求。近年來，電容性感測技術在此領域中沿用已久並已被接受。包含電容性控制面板的裝置的常見實例係(例如)用於控制消費型電子裝置/家用電器的觸敏顯示幕和觸敏鍵盤/小鍵盤。
已知電容性控制面板包含觸敏輸入(例如，電容性位置感測器)和力敏輸入(例如，習知的按鈕/開關)。舉例而言，由蘋果電腦公司(Apple Computer Inc.)製造的「iPod迷你(iPod mini)」的多個版本具有上覆於若干機械開關上的觸敏滾輪。
圖1示意性地展示此一般類型的控制面板2的剖視圖。控制面板2安裝在待控制的裝置的壁4中。控制面板包含：電容性觸摸感測元件6，其呈垂直於圖1之平面的環的形式；以及若干習知機械開關8。在圖1的橫截面圖中可看見該等機械開關8中的兩者。電容性感測器6和機械開關8耦接到適當的控制電路(未圖示)。
電容性位置感測元件6形成於充當結構平台10的印刷電路板(PCB)上。平台PCB 10和電容性感測元件6被外部保護層14覆蓋。將平台PCB 10可傾斜地安裝在中心支撐件12上，使得其可在裝置的壁4中的開口內移動。支撐件12附接到基底PCB 16。基底PCB 16和壁4固定在一起。使用者的手指觸摸感測元件6的位置由電容性感測器控制電路確定，且用以相應地控制該裝置。
機械開關8安裝在基底PCB 16上，位於電容性位置感測元件6下方。每一機械開關8包括安置於中心電極8A之上的可變形隔膜8B。每一隔膜延伸遠離基底PCB 16到達其剛好觸碰平台PCB 10的下側的高度。切換動作係藉由使選定隔膜變形以使得其接觸中心電極8A來實現的。此係藉由向下按壓在所要開關上方的電容性位置感測元件來完成的。這致使平台PCB 10圍繞其中心支撐件12傾斜，且壓縮選定開關的隔膜而使該隔膜與其中心電極接觸。
使用者可因此經由根據受控裝置的操作方式恰當地使用電容性位置感測元件6和機械開關8來提供控制指令。
圖1所示的控制面板2提供緊湊且直觀的使用者介面，但具有若干缺點。舉例而言，習知按鈕開關的使用意味著控制面板僅具有對機械力輸入的二元敏感性。亦即，控制面板僅能指示開關是斷開的或是閉合的。不存在對所施加力的量值的類比敏感性。此限制了控制面板以不同方式對不同力做出回應的靈活性。此外，總體結構相對較複雜，且兩種不同感測技術(亦即，用於機械力感測的習知開關和用於觸摸感測的電容性感測技術)的使用意味著控制電路的所需複雜性增加，因為其必須能夠適應兩種類型的感測器。
基於電容性感測技術的力感測器係已知的。圖2A和圖2B示意性地展示一個此類電容性力感測器20的剖視圖。力感測器20安裝在基底22上，且包括下部電極26和上部電極28。下部和上部電極由可壓縮介電質材料24分離，且連接到電容量測電路21。如由電容量測電路21量測的下部電極26與上部電極28之間的電容取決於其分離的量值。
圖2A展示處於鬆弛狀態(未施加力)的力感測器20，且圖2B展示施加有垂直力F的力感測器20。該力壓縮介電質材料24，且因此使下部電極26和上部電極28較靠近在一起。此被記錄為由電容量測電路21測得的下部電極26和上部電極28的互電容的改變。介電質材料24被壓縮的程度(且因此電極26、28之間的分離的改變)取決於力F的量值。因此，來自電容量測電路21的輸出提供了所施加力F的量測結果。
圖2A和圖2B所示種類的感測器可以各種方式加以使用，例如用於機械臂抓手的回饋電路中，或用作汽車輪胎中的氣壓監視器。然而，將此等力感測器併入控制面板/使用者介面中的問題在於：不僅對直接施加的力敏感，此等感測器還將對附近的指點物件(諸如使用者的手指)所引起的電容改變敏感，即使在沒有按壓感測器時亦如此(以與習知電容性觸摸感測器回應於接近的物件之方式相同的方式)。
在本發明之一態樣中，本發明提供一種控制面板，其具有一回應於一物件的接近性的觸摸感測器和一回應於由一物件施加的力的力感測器，其中該控制面板包括一感測元件，該感測元件包括按如下次序堆疊的層：一覆蓋層；一第一電極層，其包括一第一力感測器電極；一介電質基板層，其至少一部分係可壓縮的；一第二電極層，其包括一第二力感測器電極；以及一支撐層，其用於在該第二力感測器電極附近的支撐位置處支撐該等其它層，其中該第一和第二電極層中的至少一者進一步包括一第一觸摸感測器電極，且其中該第一和第二力感測器電極以及該介電質基板層的該可壓縮部分與該支撐位置對準，使得該第一和第二力感測器電極的分離取決於施加到該覆蓋層的力的量值，且其中該控制面板進一步包括一控制器，該控制器包括一第一電容性感測通道，該第一電容性感測通道耦接到該第二力感測器電極，以用於量測該第二力感測器電極的電容且輸出一對應的力感測器輸出信號，且該控制器進一步包括一第二電容性感測通道，該第二電容性感測通道耦接到該第一觸摸感測器電極，以用於量測該第一觸摸感測器電極的電容且輸出一對應的觸摸感測器輸出信號。
在本發明之另一態樣中，本發明提供一種感測一物件的接近性和由一物件施加的力的方法，該方法包括：提供一感測元件，該感測元件包括按如下次序堆疊的層：一覆蓋層；一第一電極層，其包括一第一力感測器電極；一介電質基板層，其至少一部分係可壓縮的；一第二電極層，其包括一第二力感測器電極；其中該第一和第二電極層中的至少一者進一步包括一觸摸感測器電極；在該第二力感測器電極附近的支撐位置處支撐該感測元件，其中該第一和第二力感測器電極以及該介電質基板的該可壓縮部分與該支撐位置對準，使得該第一和第二力感測器電極的分離取決於施加到該覆蓋層的力的量值；量測該第二力感測器電極的電容，且輸出一對應的力感測器輸出信號；以及量測該觸摸感測器電極的電容，且輸出一對應的觸摸感測器接近性輸出信號。
在本發明之又一態樣中，本發明提供一種用於接近性和力感測的控制面板，其包括：一覆蓋層；一第一電極層，其包括一第一力感測器電極；一第二力感測器電極；一介電質基板，其至少一部分係可壓縮的，且位於該第一力感測器電極與該第二力感測器電極之間；一支撐層，其經定位以支撐該第二力感測器電極和在該第二力感測器電極附近的層，其中該介電質基板的一可壓縮部分使該第一力感測器電極與該第二力感測器電極分離；一觸摸感測器電極，其鄰近一層而定位且與該等力感測器電極和該介電質基板的可壓縮部分間隔開；以及一控制器，其包括一耦接到該第二力感測器電極的能夠量測其電容且輸出一對應的力感測器信號的電容性感測通道，以及一耦接到該觸摸感測器電極的能夠量測其電容且輸出一對應的觸摸感測器接近性信號的電容性感測通道。
在本發明之又一態樣中，本發明提供一種方法，其包括：提供一感測元件，該感測元件包含：覆蓋層；一第一電極層，其包括一第一力感測器電極；一第二力感測器電極；一介電質基板，其至少一部分係可壓縮的，且定位於該第一力感測器電極與該第二力感測器電極之間；以及一觸摸感測器電極；在該第一和第二力感測器電極以及該介電質基板的該可壓縮部分與一支撐位置對準的位置處支撐該感測元件，使得該第一和第二力感測器電極的分離取決於施加到該覆蓋層的力的量值；量測該第二力感測器電極的電容，且輸出一對應的力感測器輸出信號；以及量測該觸摸感測器電極的電容，且輸出一對應的力感測器輸出信號。
在本發明之又一態樣中，本發明提供一種控制面板，其包括：一第一電極層，其包含一第一力感測器電極；一第二力感測器電極；一介電質基板，其至少一部分係可壓縮的，且定位於該第一力感測器電極與該第二力感測器電極之間；一支撐層，其經定位以支撐該第二力感測器電極和在該第二力感測器電極附近的層，其中該介電質基板的一可壓縮部分使該第一力感測器電極與該第二力感測器電極分離；以及一第一觸摸感測器電極，其與該第一和第二力感測器電極橫向分離。
為了更好地理解各種實施例且展示其可如何實施，現在借助於實例來參考隨附圖式。
提供控制面板，其具有回應於諸如手指的物件的接近性的觸摸感測器和回應於由該物件施加的力的力感測器。接近性感測器和力感測器皆可藉由各別感測器電極而使用電容性感測。用於觸摸感測器的電極由可變形或可壓縮的介電質分離，且經支撐以使得所施加的力引起分離的改變以及觸摸感測器電極的電容的相應改變。
電容性感測技術大致可視為屬於兩個類別，即基於量測一電極的自電容的技術(有時稱為被動電容性感測技術)，以及基於量測電極之間的互電容的技術(有時稱為主動電容性感測技術)。
自電容電容性感測裝置依賴於量測感測電極相對於系統參考電位(地/接地)的電容。總而言之，自電容電容性感測器使用耦接到電容量測電路的感測電極。每一電容量測電路量測相關聯的感測電極相對於系統參考電位(例如，系統接地)的電容(電容性耦合)。當不存在靠近感測電極的指點物件時，測得電容具有背景/靜態值。此值取決於感測電極的幾何形狀和佈局，以及到該感測電極的連接引線等等，以及相鄰物件的性質和位置(例如，感測電極與附近接地平面的接近性)。當指點物件(例如，使用者的手指)移近感測電極時，指點物件充當接近感測電極的虛擬接地。此用以增加感測電極相對於接地的測得電容。因此，測得電容的增加可用以指示指點物件的存在。此等原理可針對離散(單個按鈕)量測和二維位置敏感電容性感測器。舉例而言，複數個電極可配置於一表面上，以提供界定離散感測區域之陣列或在可輪詢矩陣組態中的電極之多列和多行的電極。
互電容電容性感測器與自電容感測器的不同之處在於，互電容電容性感測器係基於量測兩個電極之間(而非單個感測電極與系統參考電位之間)的電容性耦合。該對電極中的一個電極通常稱為驅動(或傳輸)電極，而另一電極通常稱為感測(或接收)電極。驅動電極有時也稱為X電極，且感測電極有時也稱為Y電極。此與互電容電容性感測器的一些早期實例中的不同電極的定向有歷史性關聯。然而，如今有時仍使用該等術語來區分被驅動電極與感測電極，而不管其定向如何。
在基本的互電容型電容性感測器中，為驅動電極供應振盪驅動信號(例如，包括一或多個方波邏輯位準脈衝)。驅動電極與感測電極之間的互電容由驅動信號的分量與感測電極電容性耦合的程度判定。驅動信號與感測電極的耦合度係藉由量測由振盪驅動信號轉移到感測電極的電荷量來判定的。
圖3A和圖3B示意性地展示可根據一些實施例來使用的互電容型電容性感測器30的區的剖視圖。感測器30包括介電質基板32，其具有安裝在其下表面(參見圖中的定向)上的驅動電極34和安裝在其上表面上的感測電極36。驅動電極34在此實例中呈閉合圓形的形式，且感測電極36呈具有大致與驅動電極對準的中心開口的環的形式。在此實例中，感測器提供單個離散圓形觸敏區域，但相同的一般原理適用於其它類型的基於互電容感測技術的感測器，例如用於提供對在感測區域內的接近物件的連續位置估計的感測器。
圖3A和圖3B中還展示因施加到驅動電極的驅動信號而連接於驅動電極與感測電極之間的電場線的示意性表示。事實上，線40提供驅動電極與感測電極之間的電容性耦合的高度示意性的圖形表示。圖3A示意性地展示當不存在鄰近於感測器30的物件時的電場。圖3B示意性地展示當存在鄰近於感測器的物件(亦即，具有相對於接地的電容Cg的使用者的手指38)時的電場。
當不存在鄰近於感測器的物件時(圖3A)，圖中所表示的所有電場線均連接於被驅動電極34與感測電極36之間。然而，當使用者的手指38鄰近於感測器時(圖3B)，從基板外部經過的電場線中的一些電場線經由手指耦合到接地。因此，較少的場線連接於驅動電極與感測電極之間，且其間的測得電容性耦合相應地減小。
因此，耦合在驅動電極34與感測電極36之間的電荷量的測得改變可用以判定是否有物件鄰近於感測器(亦即，溢出的電場延伸到的區域的電特性是否已改變)。此為互電容電容性感測技術的基本原理的粗略概述。
圖4示意性地展示根據實施例的裝置50。裝置50包括外殼54和控制面板52，控制面板52提供對觸摸的敏感性和對力/壓力的敏感性。在此實例中，裝置50係移動(蜂窩式)電話，但實施例同等適用於任何類型的具有控制面板介面的裝置/設備。
圖5示意性地展示沿著5-5截取的圖4的裝置50的部分剖視圖(未按比例繪製)。控制面板52包括感測元件部分56、支撐結構部分58和控制器60。
感測元件56包括分層結構，其中諸層按如下次序堆疊：覆蓋層62；第一電極層64，其包括第一力感測器電極70和第一觸摸感測器電極80；可壓縮介電質基板66；以及第二電極層68，其包括第二力感測器電極72和第二觸摸感測器電極82。第一和第二電極層可為直接安裝到介電質基板以界定各別電極的導電材料。或者，第一和第二電極層可為各別的第一和第二安裝片，其上安裝有導電材料以界定各別電極。在此實例中，覆蓋面板62係具有約1 mm的厚度的透明丙烯酸聚合物片，第一和第二電極層包括(例如)由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)形成的各別透明塑料片，其上使用習知製造技術沈積有例如氧化銦錫(ITO)的透明導體，以界定第一和第二力感測器電極及第一和第二觸摸感測器電極。使用(例如)黏著劑將覆蓋面板結合到其它層。
可壓縮基板可為光學聚矽氧膠凍層，例如在區域中具有約100微米到250微米的厚度，第一和第二電極層使用透明黏著劑結合到該可壓縮基板。因此，此實例的力和觸摸感測器控制面板52的感測元件56係透明的，且根據觸控式螢幕技術的一般原理，可上覆於顯示幕(圖4中未圖示)上。替代性地或額外地，介電質基板可包含可壓縮黏著劑層。
此實例中的支撐結構58由裝置50的外殼(例如，習知的模製塑料外殼)中的唇緣提供。支撐結構58經配置以在感測元件的下側在第二力感測器電極72附近的支撐位置處支撐感測元件56。此實例中的唇緣經配置以在感測元件之周邊附近且圍繞感測元件之完整周長支撐感測元件。周邊安裝還允許(例如)將顯示幕安裝在感測元件後方而不會被支撐結構遮掩。在此實例中，感測元件在支撐位置處(例如)使用黏著劑結合到支撐結構。第一力感測器電極70和第二力感測器電極72與支撐位置對準，使得其分離取決於施加到覆蓋層的力(亦即，壓縮介電質基板的力)的量值。
控制器60包括根據(在此實例中)習知的用於電容量測的互電容技術而操作的電容性驅動和感測通道。該等驅動和感測通道根據習知技術(例如，使用柔性邊緣連接器帶和板上跡線)而耦接到感測元件的其各別電極，如圖5中由框箭頭(block arrow)84示意性地指示。
控制器因此包括第一驅動通道，其可稱為力感測器驅動通道，其耦接到第一力感測器電極，該電極可因此稱為力感測器驅動電極。控制器進一步包括第一感測通道，其可稱為力感測器感測通道，其耦接到第二力感測器電極，該電極可因此稱為力感測器感測電極。控制器進一步包括第二驅動通道，其可稱為觸摸感測器驅動通道，其耦接到第二觸摸感測器電極，該電極可因此稱為觸摸感測器驅動電極。控制器進一步包括第二感測通道，其可稱為觸摸感測器感測通道，其耦接到第一觸摸感測器電極，且該電極可因此稱為觸摸感測器感測電極。
因此，根據已知的電容性感測技術，控制器60可操作以使用力感測器驅動和感測通道來量測兩個力感測器電極之間的互電容，且可操作以使用觸摸感測器驅動和感測通道來量測兩個觸摸感測器電極之間的互電容。如下文進一步描述，兩個力感測器電極70、72(具有相關聯元件)提供力感測器(亦即，對例如由按壓的手指施加到覆蓋面板62的機械力/壓力敏感的感測器)。另一方面，兩個觸摸感測器電極80、82(具有相關聯元件)提供觸摸感測器(亦即，對例如指點的手指的物件的接近性敏感的感測器)。重要的，相同的電容性感測技術可用於力感測器和觸摸感測器兩者。此簡化了控制面板的複雜性。
另外(且不同於觸摸感測器)，力感測器被配置成其被驅動電極位於基板的覆蓋面板側(亦即，在正常使用中指點/按壓物件將從其移近的側)。此為力感測器提供了對移近的物件的接近性的減小的敏感性。
此外，感測元件56支撐在第二力感測器電極72附近，而不是第二觸摸感測電極附近。此意味著當力被施加到覆蓋面板時在控制面板的觸敏區(如由觸摸電極的配置界定)中的介電質基板不被壓縮。因此，與原本的情況相比，觸摸感測器輸出具有對任何所施加的力的量值的減小的相依性。
控制器60的功能性可由單個積體電路晶片提供，例如經合適程式化的通用微處理器、場可程式化閘陣列或特殊應用積體電路，或者可由離散組件提供。
原則上，控制面板的觸摸感測器態樣可包括由單個觸摸感測器驅動電極和單個觸摸感測器感測電極提供的單個離散觸敏「按鈕」，該兩個電極根據習知技術相對於彼此而配置，使得在感測電極附近的指點物件可修改其間的測得電容，例如圖3A和圖3B中示意性地表示。然而，實際上，根據本發明實施例的控制面板可常常具有多個觸摸感測器驅動電極和多個觸摸感測器感測電極，其耦接到各別的多個電容性驅動和感測通道。觸摸感測器的特定設計(例如，其詳細的電極圖案化)並非非常重要的，且可使用電容性觸摸感測器電極圖案化的任何已知設計。因此，雖然上文為了簡單而在基於單個觸摸感測器驅動電極和單個觸摸感測器感測電極的控制面板的觸摸感測器態樣的背景下繪示並描述圖5，但應瞭解，實際上例如根據電容性觸摸感測器技術的已知原理而使用較複雜的觸摸感測器電極圖案。
圖6A和圖6B示意性地展示圖5所示的控制面板52的第一電極層64和第二電極層68。控制器60的一些態樣也表示於此等圖中。
如圖6A所示，此實例中的感測元件大體上為矩形，但其特定形狀並不重要。第一(驅動)力感測器電極70呈大體上朝向感測元件的周邊的閉環圖案。觸敏區(由虛線81概括指示)由根據任何已知設計而配置的複數個觸摸感測器感測電極80(圖5中展示其單個實例)界定。第一(驅動)力感測器電極70耦接到控制器60中的驅動通道DF。該複數個觸摸感測器感測電極80耦接到對應的複數個感測通道ST 1-n。
如圖6B所示，朝感測元件的下側(相對於移近之物件的方向)安置的第二電極層68與第一電極層64的總大小和形狀匹配。第二(感測)力感測器電極72大致類似於第一電極層64上的上覆第一(驅動)力感測器電極70，因為在此實例中第二(感測)力感測器電極72呈大體上朝向感測元件的周邊的閉環的形式。第一和第二力感測器電極配置在其各別的電極層內，使得當從覆蓋面板62的方向觀看時，第一力感測器電極70上覆於第二力感測器電極72上。在此實例中，第一力感測器電極70完全覆蓋第二力感測器電極72，因為第二力感測器電極72的橫截面比第一力感測器電極70的橫截面薄，且完全在第一力感測器電極70後方(如圖5中示意性地指示)。第二電極層68包括複數個觸摸感測器驅動電極82(圖5中僅展示其單個實例)。此等觸摸感測器驅動電極82係根據任何已知設計來配置，以與第一電極層64上的觸摸感測器感測電極80協作，以提供根據習知電容性觸摸感測技術的控制面板52的觸摸感測器功能性。如先前所提及，實施例可與用於在電容性感測器中提供觸敏功能性的電極的任何已知設計併用。純粹為了舉例，圖6A和圖6B中示意性地表示簡單的矩陣設計。
如圖6B中所指示，第二(感測)力感測器電極72耦接到控制器60中的感測通道SF。該複數個觸摸感測器驅動電極82耦接到對應的複數個電容性驅動通道DT 1-n。
因此在使用中，控制器60可操作以量測力感測器電極70、72之間的互電容性耦合，且基於測得的電容而產生對應的力感測器輸出信號。控制器還可操作以量測各別觸摸感測器電極80、82之間的互電容性耦合，且以常見方式基於測得的電容而產生對應的觸摸感測器輸出信號。為了避免量測之間的可能干擾，控制器可操作以在不同時間量測力感測器電極70、72之間的互電容性耦合以及各別觸摸感測器電極80、82之間的互電容性耦合。
圖7以橫截面示意性地展示圖4和圖5的控制面板52的另一視圖。(為了簡單在圖7中未展示控制器60)。圖7與圖5不同之處在於，圖7展示了處於指點物件90(此處，使用者的手指)正在對覆蓋面板62施加按壓力F(如向下箭頭92示意性地指示)的狀態下的控制面板52。按壓力F作用以壓縮力感測器電極70、72之間的區中的介電質基板66。力F不壓縮觸摸感測器電極80、82之間的區中的介電質基板66，因為在此等位置不存在對感測元件的機械支撐來提供與所施加的力F相抵的反作用力。
因為力感測器電極之間的介電質基板被壓縮，所以力感測器電極移動成較靠近在一起。因為電極的互電容取決於其分離，所以來自耦接到第二力感測器電極的力感測器感測通道的輸出信號改變。力感測器電極之間的分離且因此其測得的電容將取決於所施加的力的量值(至少到介電質基板被完全壓縮的限度)。因此，由控制器提供的電容量測可被輸出作為指示所施加力的量值的信號。
然而，因為觸摸感測器電極之間(亦即，控制面板的觸摸感測區中)的介電質基板不受所施加力的壓縮，所以控制面板的觸摸感測器功能性與所施加的力F無關地以相同方式操作。因此，由控制器結合觸摸感測器電極而提供的電容量測功能性(亦即，驅動和感測通道)可繼續操作以輸出指示物件的觸摸的信號，作為觸摸感測器輸出信號。觸摸感測器輸出信號的性質將以常見方式取決於與觸摸感測器功能性相關聯的電極的設計的性質，例如觸摸感測器輸出信號可包括觸摸的估計位置，或僅僅包括整個觸摸感測器對接近一或多個離散觸摸感測區域的物件的存在的指示。
因此，圖4到圖7的控制面板提供觸摸感測器功能性和力感測器功能性兩者。此外，該設計併入有幫助改良觸摸量測與力量測的獨立性的各種特徵。如上文已提及，在觸敏區下方(如由觸摸感測器電極界定)沒有對感測元件的結構支撐意味著觸摸感測器功能性基本上與力F的施加無關。在一些實施例中，可減小力感測器輸出信號對物件僅僅與力感測器電極接近(亦即，靠近電極但不施加力的物件)的相依性。此係為了避免對所施加的力的「錯誤」判定。
控制面板的力感測器功能對接近但不按壓的物件的減小的敏感性可在圖4到圖7所示的實施例中經由力感測器電極及其驅動和感測通道的相對配置來實現。
特定而言，因為第一力感測器電極70係電容性力感測器電極的被驅動電極，且在正常使用期間位於感測元件的面對物件的側上，所以第二感測電極72相對於控制面板上方的物件的電容的效應藉由較大的第一力感測器電極70的屏蔽而減小。這幫助減小由耦接到第二力感測器電極72的感測通道SF測得的相對於在力感測器電極附近移近覆蓋面板62(並不按壓在其上)的物件的電容的敏感性。
此外，如上文提及，從移近覆蓋面板的物件的觀點而言，此實例中的第二力感測器電極72完全在第一力感測器電極70下方，且具有較小的面積範圍。此舉的重要性在於第一電極層64上的力感測器驅動電極70與第二電極層68上的力感測器感測電極72之間的互電容性耦合主要在介電質基板66的在該兩個電極之間的區內，而具有極少「過溢(overspill)」。因此，較薄的第二力感測器電極72的使用傾向於將從被驅動的第一力感測器電極到第二力感測器電極的電場耦合集中到其間的區中，僅有相對極少的電場「溢出」到覆蓋面板中以及以外區域。因此經驅動力感測器電極70大於下伏的感測力感測器電極72的配置使其之間的互電容性耦合集中，以進一步減小對在力感測器電極70、72附近在覆蓋面板上方的物件的敏感性。此係因為在覆蓋面板上方的此區中發生力感測器電極之間的相對極少的耦合，且因此物件於此處的存在具有對測得互電容的減小的影響。發明人亦已發現，對於感測電極使用相對較薄的導體可用以增加所謂的邊緣場效應的相對重要性，且因此增加電容性力感測器對電極分離之改變的敏感性。
因此，可提供控制面板，其提供：指示所施加力的量值但具有對僅僅存在接近物件的減小敏感性的力感測器輸出信號，以及指示物件的接近性但具有對物件所施加的任何力的減小敏感性的觸摸感測器輸出信號。此外，可以相對較簡單的設計來提供力和觸摸感測器功能性，該設計可將相同的感測技術用於兩種類型的感測器。針對每一類型的感測器可使用相同的控制電路(亦即，習知的電容性量測電路)，且此外，可將相同類型的結構元件用於該兩種類型的感測器。
圖8和圖9分別類似於圖5和圖7，且將根據圖5和圖7被充分理解。然而，圖8和圖9展示根據另一實施例的控制面板100。圖8和圖9的控制面板100的類似於圖5和圖7的控制面板52且將根據圖5和圖7的控制面板52被充分理解的態樣由相同的參考數字指示，且為了簡明而不進一步描述。圖8和圖9的控制面板100與圖5和圖7的控制面板52的不同在於其介電質基板和第二電極層的設計。特定而言，圖5和圖7的控制面板52中的此等元件係連續的層，但在圖8和圖9的控制面板100中，對應元件包括分離的部分。
因此，控制面板100包括介電質基板，其包括單獨部分，亦即可壓縮力感測器部分66B和觸摸感測器部分66A。此等部分四周由間隙67分離。實際上，此可藉由以連續介電質層開始且移除其一部分以產生間隙來實現。因此，介電質基板的力感測器部分66B和觸摸感測器部分66A可由相同材料形成。然而在其它實例中，此等兩個部分可包括根據用於製造分層/層壓結構的已知技術在感測元件的建構期間單獨組裝的單獨材料。若設計的觸摸感測器態樣係基於被動(自電容)感測技術(諸如下文進一步描述)，則第二電極層中無需觸摸感測器電極，且在此情況下，將無需在控制面板的觸摸感測區中包含介電質基板的一部分。
類似地，控制面板100的第二電極層包括單獨部分，亦即力感測器部分(包括第二力感測器電極72)和觸摸感測器部分(包括第二觸摸感測器電極82)。第二電極層中的力和觸摸感測器電極自身可大體上類似於圖5和圖7的控制面板52的彼等電極。如同圖8和圖9的控制面板100的兩個介電質基板部分66A、66B一樣，兩個第二電極層部分可藉由移除初始連續電極層的一部分來提供，或可包括單獨組裝的層，例如具有ITO沈積的個別適當成形的PET片。
圖8示意性地展示處於指點物件90(此處為使用者的手指)接近感測器但未施加任何按壓力(F=0)的狀態下的控制面板100。此處，控制面板的觸摸感測器態樣將提供指示物件的接近性(例如指示其位置(取決於控制面板的觸摸感測器態樣的功能性))的觸摸感測器輸出信號，而控制面板的力感測器態樣將提供指示未施加力的力感測器輸出信號。
另一方面，圖9示意性地展示處於指點物件90正在施加按壓力F的狀態下的控制面板100。此處，控制面板的觸摸感測器態樣將提供指示物件的接近性(例如指示其位置(取決於控制面板的觸摸感測器態樣的功能性))的觸摸感測器輸出信號，而控制面板的力感測器態樣將提供指示力F正被施加的力感測器輸出信號。
圖8和圖9的控制面板100中的介電質基板和第二電極層的各別部分之間的間隙67的重要性在於，其可幫助減小力感測器電極之間的壓縮力向介電質基板的在觸摸電極之間的區的轉移。此效應在圖7中示意性地說明於參考數字110所識別的區中。此處，由所施加的力F引起的介電質基板66的壓縮主要在第一力感測器電極與第二力感測器電極之間，因為此等力感測器電極與由外殼中的唇緣提供的支撐位置對準。然而在一些情況下，取決於觸摸感測器電極與力感測器電極的靠近程度，且還取決於介電質基板的機械性質，存在觸摸感測器電極之間的區中發生介電質基板的某種變形的可能性，如圖7中由參考數字110識別的區中示意性地指示。可藉由提供諸如圖8所示的間隙(或部分間隙)以幫助在機械上隔離觸摸感測器電極之間的區中介電質基板的部分66A與力感測器電極之間的區中的部分66B來減小此效應。因此，如圖9所示，所施加的力F導致力感測器電極之間的區中的介電質基板的部分66B壓縮，而不影響觸摸感測器電極80、82的分離。由力F引起的觸摸感測器電極的分離的改變(諸如圖7中在區110中所示)改變其互電容，且因此可干擾控制面板的觸摸感測器態樣的正常操作。間隙67在此效應成問題的情況下可幫助減小此效應。
在圖8和圖9所示的設計的變型中，在其它實施例中可使用類似於圖5和圖7所示之連續介電質層的連續介電質層，但力感測器電極與觸摸感測器電極之間(亦即，在對應於圖8所示的間隙67的位置的區中)具有厚度減小的區。此亦可幫助機械上使觸摸感測器電極之間的介電質基板與力感測器電極與觸摸感測器電極之間的介電質基板的壓縮隔離。應瞭解，力電極與感測電極之間的介電質基板的具有減小(包含零)厚度的區無需沿著力電極與感測電極之間的區的完整範圍連續延伸，而是可改為沿著力電極與觸摸電極之間的區的僅一部分延伸。舉例而言，具有減小的厚度的區可包括介電質基板中的一或多個孔或狹槽，其經配置以減小力感測器電極與觸摸感測器電極之間的選定位置處的厚度。在一些實施例中，此可提供(例如)在組裝期間處置起來較為簡單的結構，但其在基板的在力感測器電極之間的區與基板的在觸摸感測器電極之間的區之間提供所要等級的機械隔離。
將瞭解，上述原理可適用於許多不同的總體設計。舉例而言，力感測器電極不必位於感測元件的邊緣處。藉由適當定位的支撐件，力感測器可在任何地方。
舉例而言，圖10和圖11分別類似於圖5和圖7，且將根據圖5和圖7被充分理解。然而，圖10和圖11展示根據另一實施例的控制面板150。為了簡明，圖10和圖11的控制面板150的類似於圖5和圖7的控制面板52且將根據圖5和圖7的控制面板52被充分理解的態樣不被進一步描述。然而，圖10和圖11的控制面板150與圖5和圖7的控制面板52的不同之處在於：控制面板150具有位於感測元件156的中心位置處的力感測器電極170、172，以及位於周邊位置處的觸摸感測器電極180、182。其中併入有控制面板150的裝置的外殼154經配置以在與力感測器電極170、172對準的中心支撐位置158處為感測元件156提供支撐。除電極和支撐位置的重新配置以外，圖10和圖11的控制面板150在其它方面以與上文針對其它實施例的控制面板52、100所描述的方式相同的大體方式操作。然而，當將推力F施加於介電質基板時，在力感測器電極的中心位置處發生壓縮，而不是在先前描述的控制面板52、100中在力感測器電極的周邊位置處發生壓縮。
圖12類似於圖8且將根據圖8被充分理解，但圖12展示根據另一實施例的控制面板150。圖12的控制面板150的類似於圖8和圖9的控制面板100且將根據圖8和圖9的控制面板100被充分理解的態樣由相同的參考數字指示，且為了簡明而不被進一步描述。圖12的控制面板150與圖8和圖9的控制面板100的不同之處在於其第二力感測器電極的置放。圖8和圖9的控制面板100的第二力感測器電極72直接安裝到可壓縮介電質基板的下側。然而，圖12的控制面板150改為包括呈導體(例如，銅線)形式的第二力感測器電極173，其嵌入於併入有控制面板150的裝置的外殼155內。第二力感測器電極173經由跡線174連接到控制器60，該跡線174例如為耦接到第二力感測器電極173的暴露部分的習知架空引線導體(flying lead conductor)。圖12中的第二力感測器電極173被展示為完全嵌入於外殼中，使得實際上存在介於第一力感測器電極與第二力感測器電極之間的介電質材料的額外區(亦即，外殼155的一部分)。在其它實例中，第二力感測器電極可部分嵌入於外殼中，例如凹入通道中。圖12的控制面板150的支撐結構158因此由外殼的在第二力感測器電極173下方的部分提供。總體而言，應瞭解，圖12的控制面板150以類似於圖8和圖9的控制面板的方式起作用。僅有的差異在於各種元件的結構組裝，且在兩種不同設計可如何操作方面沒有顯著的功能差異。在此方面，應瞭解，如應用於諸如圖12所示實施例的實施例的諸如第二電極層的術語不要求組成第二電極層的電極在建構之前被一起耦接在整體元件中，僅要求其在功能上被配置為在可壓縮基板的同一側上的層(且可與基板相距不同距離地在實體上彼此偏移)。
在一些實施例中，可能存在多個單獨的力感測器。舉例而言，感測元件可在三個位置處受到支撐，例如在三角形的頂點處，或在矩形的隅角處(例如，在大體上為矩形的使用者介面的隅角處)。在此等情況下，可在每一位置處提供獨立配對的驅動與感測力感測器電極，其間具有適當的可壓縮介電質材料區。在其它實例中，多個驅動和感測力感測器電極中的至少一些可耦接在一起，或可使用具有適當範圍的單個電極。舉例而言，在其它方面大致根據圖4到圖7所示的在控制面板中具有四個力感測器的實施例中，可使用與圖6A所示的力感測器驅動電極70類似的力感測器驅動電極，但在基板的另一側上具有多個單獨的力感測器感測電極，從而替代圖6A所示的實施例的單個力感測器感測電極72。舉例而言，該四個力感測器感測電極可設在力感測器驅動電極的隅角部分下方，使得可進行四個單獨的力量測。
此等多個力量測可(例如)用以提供獨立的力感測器(例如，用以增加使用者介面的「按鈕」的數目)，或區分(三角量測)在覆蓋面板上的按壓的位置。(雖然在設計的觸摸感測器態樣提供位置敏感性的情況下，也可在力感測器輸出信號指示正施加力時從觸摸感測器輸出信號導出施加力的物件的位置。)
亦應瞭解，在不同實施例中可使用其它種類的電容性感測技術。舉例而言，雖然上述實施例係基於互電容/驅動和感測通道實施方案(主動電容性感測)，但其它實施例可基於自電容/單個感測通道實施方案(被動電容性感測)。舉例而言，可使用相對於系統參考電位(接地)的自電容係藉由習知自電容電容性感測通道來量測的單個觸摸電極(或多個觸摸電極)來提供觸摸感測器功能性。觸摸電極可能僅在電極層中的一者或另一者中。力感測器電極可由類似於上文所述的第一和第二力感測器電極提供，但其中第二力感測器電極耦接到經配置以量測第二力感測器電極相對於接地的電容的力感測器通道，且第一力感測器電極(亦即，在感測元件的面對物件的側上的電極)直接耦接到接地(或其它系統參考電位)。因此，當第一和第二電極在施加觸摸時聚到一起時，第二力感測器電極相對於接地的電容增加，因為第一力感測器電極的接近性增加，因此提供對力的敏感性。然而，因為第一力感測器電極在感測元件的面對物件的側上且連接到固定電位，所以其用以屏蔽第二感測電極，使其不受覆蓋面板上方的未施加力的物件的移近的影響。因此以類似於上文所述方式的方式，與原本可能的情況相比，使力感測器較不敏感於非按壓物件的存在。
將瞭解，雖然以上實例中的介電質基板在其整個範圍上為可壓縮的，但此僅是為了便於製造，因為可使用單個層來將力感測器電極與觸摸感測器電極間隔開。然而，介電質基板的在觸摸感測器電極之間的部分無需為可壓縮的。舉例而言，參見圖8，用於圖中所示定向的介電質基板的右邊部分66A可同等地由不可壓縮的介電質材料形成，例如可用於電容性觸控式螢幕建構中的任何習知的硬質材料。
實施例因此可用以提供觸摸感測器和力感測器輸出信號。此等輸出信號的使用將取決於當前的應用。舉例而言，在其中併入有根據實施例的控制面板的裝置的文字輸入模式中，可將手指在所顯示的鍵盤上的位置(如根據已知技術從觸摸感測器輸出信號判定)用以選擇字符進行輸入，且可將力的量值用以判定輸入模式，例如輕敲(亦即，低於預定義的力臨限值)可用以指示小寫字母的輸入，而重按(提供高於臨限值信號的力指示)可用以指示大寫字母的輸入。一般來說，對來自根據實施例的控制面板的輸出信號的使用的性質可變化，且可針對當前的應用以任何適當方式使用該等信號。
將瞭解，上文所述的原理可適用於供許多類型的裝置/器具使用的控制面板。舉例而言，可在可提供使用者介面的任何情形中使用根據實施例的感測器，例如在烤箱、烤架、洗衣機、轉筒式乾燥機、洗碗機、微波爐、食物攪拌機、製麵包機、飲料機、電腦、家用視聽設備、攜帶型媒體播放器、PDA、蜂巢式電話、電腦、衛星導航系統、車輛控制面板等等中使用。還有可能提供類似於上述種類的與其可用於控制的裝置/器具分開提供的控制面板。舉例而言，為了提供對業已存在的器具的升級。還有可能提供可經組態以操作某一範圍的不同器具的通用感測器。
2．．．控制面板
4．．．壁
6．．．電容性觸摸感測元件
8．．．機械開關
8A．．．中心電極
8B．．．可變形隔膜
10．．．平台PCB
12．．．中心支撐件
14．．．外部保護層
16．．．基底PCB
20．．．電容性力感測器
21．．．電容量測電路
22．．．基底
24．．．可壓縮介電質材料
26．．．下部電極
28．．．上部電極
32．．．介電質基板
34．．．驅動電極
36．．．感測電極
38．．．使用者的手指
40．．．線
50．．．裝置
52．．．控制面板
54．．．外殼
56．．．感測元件部分
58．．．支撐結構部分
60．．．控制器
62．．．覆蓋層/覆蓋面板
64．．．第一電極層
66．．．介電質基板
66A．．．觸摸感測器部分
66B．．．可壓縮力感測器部分
67．．．間隙
68．．．第二電極層
70．．．第一力感測器電極
72．．．第二力感測器電極
80．．．第一觸摸感測器電極
81．．．觸敏區
82．．．第二觸摸感測器電極
84．．．框箭頭
90．．．指點物件
92．．．按壓力F
100．．．控制面板
110．．．區
150．．．控制面板
154．．．外殼
155．．．外殼
156．．．感測元件
158．．．中心支撐位置
170．．．力感測器電極
172．．．力感測器電極
173．．．第二力感測器電極
174．．．跡線
180．．．觸摸感測器電極
182．．．觸摸感測器電極
圖1以剖視圖示意性地展示併入有電容性觸摸感測器和機械按鈕開關的已知控制面板；
圖2A和圖2B示意性地展示分別處於鬆弛和受擠壓狀態的已知電容性力感測器；
圖3A和圖3B示意性地展示在實施例中所使用的電容性感測器分別在無指點物件鄰近於感測器時和在一指點物件鄰近於感測器時的剖視圖，其中表示了上覆電場線；
圖4示意性地展示併入有根據實施例的電容性感測器的裝置；
圖5示意性地展示圖4所示的裝置的部分剖視圖；
圖6A和圖6B示意性地展示併入到圖4和圖5所示的裝置中的電容性感測器的第一側和第二側上的電極圖案；
圖7示意性地展示圖4所示的裝置在受到由手指按壓裝置的電容性感測器而引起的負載的情況下的部分剖視圖；
圖8示意性地展示根據另一實施例的併入有電容性感測器的裝置的部分剖視圖；
圖9示意性地展示圖8所示的裝置在受到由手指按壓裝置的電容性感測器而引起的負載的情況下的部分剖視圖；
圖10示意性地展示根據另一實施例的併入有電容性感測器的裝置的剖視圖；
圖11示意性地展示圖8所示的裝置在受到由手指按壓裝置的電容性感測器而引起的負載的情況下的剖視圖；及
圖12示意性地展示根據另一實施例的併入有電容性感測器的裝置的剖視圖。
50．．．裝置
54．．．外殼
56．．．感測元件部分
58．．．支撐結構部分
60．．．控制器
62．．．覆蓋層/覆蓋面板
64．．．第一電極層
66．．．介電質基板
68．．．第二電極層
70．．．第一力感測器電極
72．．．第二力感測器電極
80．．．第一觸摸感測器電極
82．．．第二觸摸感測器電極
84．．．框箭頭

Claims (28)

  1. 一種控制面板，其具有回應於一物件的接近性(proximity)的一觸摸感測器和回應於由一物件施加的一力的一力感測器，其中該控制面板包括一感測元件，該感測元件包括按如下次序堆疊的層：一覆蓋(cover)層；一第一電極層，其包括一第一力感測器電極；一介電質基板層，其至少一部分係可壓縮的；一第二電極層，其包括一第二力感測器電極；以及一支撐層，其用於在該第二力感測器電極附近(vicinity)的一支撐位置處支撐其它層，其中該第一和第二電極層中的至少一者進一步包括一第一觸摸感測器電極，且其中該第一和第二力感測器電極以及該介電質基板層的該可壓縮部分與該支撐位置對準，使得該第一和第二力感測器電極的一分離取決於施加到該覆蓋層的一力的量值，且其中該控制面板進一步包括一控制器，該控制器包括一第一電容性感測通道，該第一電容性感測通道耦接到該第二力感測器電極，以用於量測該第二力感測器電極的一電容且輸出一對應的力感測器輸出信號，且該控制器進一步包括一第二電容性感測通道，該第二電容性感測通道耦接到該第一觸摸感測器電極，以用於量測該第一觸摸感測器電極的一電容且輸出一對應的觸摸感測器輸出信號。
  2. 如請求項1之控制面板，其中該控制器進一步包括一經配置以將一驅動信號施加到該第一力感測器電極的第一驅動通道，且其中該第一感測通道可操作以量測施加到該第一力感測器電極的該驅動信號的一分量，該第一感測通道耦接到該第二力感測器電極，使得由該第一感測通道測得的該第二力感測器電極的該電容係該第二力感測器電極與該第一力感測器電極之間的互電容。
  3. 如請求項1之控制面板，其中該第一力感測器電極被維持於一系統參考電位，且由該第一感測通道測得的該第二力感測器電極的該電容係該第二感測器力電極相對於該系統參考電位的自電容。
  4. 如請求項1之控制面板，其中該第一觸摸感測器電極被包括於該第一電極層中。
  5. 如請求項4之控制面板，其中該第二電極層進一步包括一第二觸摸感測器電極，且其中由該第二感測通道測得的電容性耦合係該第一觸摸感測器電極與該第二觸摸感測器電極之間的互電容。
  6. 如請求項5之控制面板，其中該控制器進一步包括一經配置以將一驅動信號施加到該第二觸摸感測器電極的第二驅動通道，且其中該第二感測通道可操作以量測施加到該第二觸摸感測器電極的該驅動信號的一分量，該第二感測通道耦接到該第一觸摸感測器電極，進而量測該第一觸摸感測器電極與該第二觸摸感測器電極之間的互電容。
  7. 如請求項1之控制面板，其中由該第二感測通道測得的該第一觸摸感測器電極的該電容係該第一觸摸感測器電極相對於一系統參考電位的自電容。
  8. 如請求項1之控制面板，其中該第一和第二力感測器電極以及該介電質基板層的該可壓縮部分係相對於該觸摸感測器電極朝向該感測元件的一外部邊緣定位。
  9. 如請求項1之控制面板，其中該第一力感測器電極具有一比該第二力感測器電極大的面積範圍。
  10. 如請求項1之控制面板，其中該介電質基板層整體係可壓縮的。
  11. 如請求項10之控制面板，其中該介電質基板層在該等力感測器電極與該觸摸感測器電極之間的至少一個位置處的一厚度小於該介電質基板層在其它地方的一厚度。
  12. 如請求項1之控制面板，其中該支撐層由其中安裝該感測元件的一外殼中的一唇緣提供。
  13. 如請求項1之控制面板，其中該覆蓋層、該第一和第二電極層以及該介電質基板層由透明材料形成。
  14. 如請求項1之控制面板，其中該第一和第二電極層包括導電材料，該導電材料直接安裝到該介電質基板層以界定該等各別電極。
  15. 如請求項1之控制面板，其中該第一和第二電極層包括各別的第一和第二安裝片，該等安裝片上安裝有導電材料以界定該等各別電極。
  16. 如請求項15之控制面板，其中該第一和/或第二安裝片包 括聚對苯二甲酸乙二酯(PET)。
  17. 如請求項1之控制面板，其中該介電質基板層包括一聚矽氧層。
  18. 如請求項1之控制面板，其中該介電質基板層包括一可壓縮黏著劑層。
  19. 如請求項1之控制面板，其中該第一觸摸感測器電極係一提供一位置敏感觸摸感測器的觸摸感測器電極圖案內的一元件，且其中該觸摸感測器輸出信號係基於該第一觸摸感測器電極的該測得電容以及該位置敏感觸摸感測器的該電極圖案內的其它電極的對應測得電容。
  20. 一種感測一物件的接近性和由一物件施加的一力的方法，該方法包括：提供一感測元件，該感測元件包括按如下次序堆疊的層：一覆蓋層；一第一電極層，其包括一第一力感測器電極；一介電質基板層，其至少一部分係可壓縮的；一第二電極層，其包括一第二力感測器電極；其中該第一和第二電極層中的至少一者進一步包括一觸摸感測器電極；在該第二力感測器電極附近的一支撐位置處支撐該感測元件，其中該第一和第二力感測器電極以及該介電質基板的該可壓縮部分與該支撐位置對準，使得該第一和第二力感測器電極的一分離取決於施加到該覆蓋層的一力的量值；量測該第二力感測器電極的一電容，且輸出一對應的 力感測器輸出信號；以及量測該觸摸感測器電極的一電容，且輸出一對應的觸摸感測器接近性輸出信號。
  21. 一種用於接近性和力感測的控制面板，其包括：一覆蓋層；一第一電極層，其包括一第一力感測器電極；一第二力感測器電極；一介電質基板，其至少一部分係可壓縮的，且定位於該第一力感測器電極與該第二力感測器電極之間；一支撐層，其經定位以支撐該第二力感測器電極和在該第二力感測器電極附近的層，其中該介電質基板的一可壓縮部分使該第一力感測器電極與該第二力感測器電極分離；一觸摸感測器電極，其鄰近於一層而定位且與該等力感測器電極和該介電質基板的可壓縮部分間隔開；以及一控制器，其包括耦接到該第二力感測器電極的能夠量測其電容且輸出一對應的力感測器信號的一電容性感測通道，以及耦接到該觸摸感測器電極的能夠量測其電容且輸出一對應的觸摸感測器接近性信號的一電容性感測通道。
  22. 如請求項21之控制面板，其中該第二力感測器電極在一第二電極層上，該第二電極層大體上定位於該介電質基板的與該第一電極層相反的側上。
  23. 如請求項22之控制面板，其中該觸摸感測器電極在該第 一或第二電極層中的一者上。
  24. 如請求項21之控制面板，其中該第二力感測器電極定位於該支撐層上或該支撐層內。
  25. 一種用於感測一物件的接近性和由一物件施加的一力的方法，其包括：提供一感測元件，該感測元件包含：覆蓋層；一第一電極層，其包括一第一力感測器電極；一第二力感測器電極；一介電質基板，其至少一部分係可壓縮的，且定位於該第一力感測器電極與該第二力感測器電極之間；以及一觸摸感測器電極；在該第一和第二力感測器電極以及該介電質基板的該可壓縮部分與一支撐位置對準的一位置處支撐該感測元件，使得該第一和第二力感測器電極的一分離取決於施加到該覆蓋層的一力的量值；量測該第二力感測器電極的一電容，且輸出一對應的力感測器輸出信號；以及量測該觸摸感測器電極的一電容，且輸出一對應的力感測器輸出信號。
  26. 一種控制面板，其包括：一第一電極層，其包含一第一力感測器電極；一第二力感測器電極；一介電質基板，其至少一部分係可壓縮的，且定位於該第一力感測器電極與該第二力感測器電極之間；一支撐層，其經定位以支撐該第二力感測器電極和在 該第二力感測器電極附近的層，其中該介電質基板的一可壓縮部分使該第一力感測器電極與該第二力感測器電極分離；以及一第一觸摸感測器電極，其與該第一和第二力感測器電極橫向(laterally)分離。
  27. 如請求項26之控制面板，其中該介電質回應於實質上僅在支撐該第二力感測器電極的該支撐層處的力而壓縮。
  28. 如請求項26之控制面板，其中該第一觸摸感測器電極安置於該第一電極層中，且其中該控制面板進一步包括一第二觸摸感測器電極，該第二觸摸感測器電極藉由該介電質的在被施加力時不壓縮的一部分而與該第一觸摸感測器電極分離。
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Families Citing this family (240)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9182837B2 (en) * 2005-11-28 2015-11-10 Synaptics Incorporated Methods and systems for implementing modal changes in a device in response to proximity and force indications
US10585493B2 (en) 2008-12-12 2020-03-10 Apple Inc. Touch sensitive mechanical keyboard
US8627716B2 (en) * 2009-02-06 2014-01-14 Pressure Profile Systems Inc. Capacitive proximity tactile sensor
TWI406164B (zh) * 2009-05-21 2013-08-21 Ite Tech Inc 滑軸架構的觸控感應器
KR101658991B1 (ko) * 2009-06-19 2016-09-22 삼성전자주식회사 터치 패널 및 이를 구비한 전자 기기
KR101667801B1 (ko) * 2009-06-19 2016-10-20 삼성전자주식회사 터치 패널 및 이를 구비한 전자 기기
TWI386656B (zh) * 2009-07-02 2013-02-21 Novatek Microelectronics Corp 電容值測量電路與方法
US8730199B2 (en) * 2009-09-04 2014-05-20 Atmel Corporation Capacitive control panel
KR101623008B1 (ko) * 2009-10-23 2016-05-31 엘지전자 주식회사 이동 단말기
US8570297B2 (en) 2009-12-14 2013-10-29 Synaptics Incorporated System and method for measuring individual force in multi-object sensing
KR101616875B1 (ko) * 2010-01-07 2016-05-02 삼성전자주식회사 터치 패널 및 이를 구비한 전자기기
KR101304321B1 (ko) * 2010-01-22 2013-09-11 전자부품연구원 싱글 터치 압력에 기반한 ｕｉ 제공방법 및 이를 적용한 전자기기
KR101631892B1 (ko) * 2010-01-28 2016-06-21 삼성전자주식회사 터치 패널 및 이를 구비한 전자기기
US8629364B2 (en) * 2010-03-01 2014-01-14 Visteon Global Technologies, Inc. Method for implementing capacitive sensing in the presence of conductive decorative materials
JP4935917B2 (ja) * 2010-03-19 2012-05-23 株式会社デンソー 携帯機
KR101710523B1 (ko) * 2010-03-22 2017-02-27 삼성전자주식회사 터치 패널 및 이를 구비한 전자기기
DE102011006344B4 (de) 2010-03-31 2020-03-12 Joyson Safety Systems Acquisition Llc Insassenmesssystem
JP5805974B2 (ja) 2010-03-31 2015-11-10 ティーケー ホールディングス，インコーポレーテッド ステアリングホイールセンサ
JP5759230B2 (ja) 2010-04-02 2015-08-05 ティーケー ホールディングス，インコーポレーテッド 手センサを有するステアリング・ホイール
KR101661728B1 (ko) 2010-05-11 2016-10-04 삼성전자주식회사 사용자 입력 장치 및 이를 구비한 전자 기기
KR20120015692A (ko) * 2010-08-12 2012-02-22 삼성전자주식회사 터치 패널 및 이를 구비한 전자기기
JP5458443B2 (ja) * 2010-09-14 2014-04-02 株式会社ジャパンディスプレイ タッチ検出機能付き表示装置、および電子機器
KR101809191B1 (ko) 2010-10-11 2018-01-18 삼성전자주식회사 터치 패널
KR101735715B1 (ko) 2010-11-23 2017-05-15 삼성전자주식회사 입력 감지 소자 및 이를 구비한 터치 패널
US8493357B2 (en) * 2011-03-04 2013-07-23 Integrated Device Technology, Inc Mechanical means for providing haptic feedback in connection with capacitive sensing mechanisms
KR101784436B1 (ko) 2011-04-18 2017-10-11 삼성전자주식회사 터치 패널 및 이를 위한 구동 장치
US20130016059A1 (en) * 2011-07-12 2013-01-17 Research In Motion Limited Electronic device and method of controlling a touch-sensitive display
US20130018489A1 (en) * 2011-07-14 2013-01-17 Grunthaner Martin Paul Combined force and proximity sensing
US9417754B2 (en) 2011-08-05 2016-08-16 P4tents1, LLC User interface system, method, and computer program product
US9785251B2 (en) 2011-09-14 2017-10-10 Apple Inc. Actuation lock for a touch sensitive mechanical keyboard
CN102999198B (zh) * 2011-09-16 2016-03-30 宸鸿科技(厦门)有限公司 触摸面板边缘持握触摸的检测方法和装置
US9519350B2 (en) * 2011-09-19 2016-12-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Interface controlling apparatus and method using force
US9143126B2 (en) 2011-09-22 2015-09-22 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch having lockout control for controlling movable panel
US9490804B2 (en) * 2011-09-28 2016-11-08 Cypress Semiconductor Corporation Capacitance sensing circuits, methods and systems having conductive touch surface
US10112556B2 (en) 2011-11-03 2018-10-30 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch having wrong touch adaptive learning and method
FR2985048B1 (fr) * 2011-12-21 2014-08-15 Nanotec Solution Dispositif et procede de mesure capacitive sensible a la pression pour interfaces tactiles et sans contact
WO2013107474A1 (en) * 2012-01-20 2013-07-25 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Touch screen, portable electronic device, and method of operating a touch screen
US8890824B2 (en) * 2012-02-07 2014-11-18 Atmel Corporation Connecting conductive layers using in-mould lamination and decoration
JP5889661B2 (ja) * 2012-02-10 2016-03-22 アルプス電気株式会社 入力装置
US9354748B2 (en) 2012-02-13 2016-05-31 Microsoft Technology Licensing, Llc Optical stylus interaction
US9471185B2 (en) * 2012-02-21 2016-10-18 Atmel Corporation Flexible touch sensor input device
US9870066B2 (en) 2012-03-02 2018-01-16 Microsoft Technology Licensing, Llc Method of manufacturing an input device
US9426905B2 (en) 2012-03-02 2016-08-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Connection device for computing devices
US9706089B2 (en) 2012-03-02 2017-07-11 Microsoft Technology Licensing, Llc Shifted lens camera for mobile computing devices
US8873227B2 (en) 2012-03-02 2014-10-28 Microsoft Corporation Flexible hinge support layer
USRE48963E1 (en) 2012-03-02 2022-03-08 Microsoft Technology Licensing, Llc Connection device for computing devices
US9158383B2 (en) * 2012-03-02 2015-10-13 Microsoft Technology Licensing, Llc Force concentrator
US9064654B2 (en) 2012-03-02 2015-06-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Method of manufacturing an input device
US9075566B2 (en) 2012-03-02 2015-07-07 Microsoft Technoogy Licensing, LLC Flexible hinge spine
US9360893B2 (en) 2012-03-02 2016-06-07 Microsoft Technology Licensing, Llc Input device writing surface
US8935774B2 (en) 2012-03-02 2015-01-13 Microsoft Corporation Accessory device authentication
DE102012102921A1 (de) * 2012-04-04 2013-10-10 Miele & Cie. Kg Bedienvorrichtung mit einem Blendenteil
US9559688B2 (en) 2012-04-11 2017-01-31 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly having pliable surface and depression
US9944237B2 (en) 2012-04-11 2018-04-17 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly with signal drift rejection and method
US9287864B2 (en) 2012-04-11 2016-03-15 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly and calibration method therefor
US9531379B2 (en) 2012-04-11 2016-12-27 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly having groove between adjacent proximity sensors
US9219472B2 (en) 2012-04-11 2015-12-22 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly and activation method using rate monitoring
US9184745B2 (en) 2012-04-11 2015-11-10 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly and method of sensing user input based on signal rate of change
US9660644B2 (en) 2012-04-11 2017-05-23 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly and activation method
US9568527B2 (en) 2012-04-11 2017-02-14 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly and activation method having virtual button mode
US9520875B2 (en) 2012-04-11 2016-12-13 Ford Global Technologies, Llc Pliable proximity switch assembly and activation method
US9831870B2 (en) 2012-04-11 2017-11-28 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly and method of tuning same
US9197206B2 (en) * 2012-04-11 2015-11-24 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch having differential contact surface
WO2013154720A1 (en) 2012-04-13 2013-10-17 Tk Holdings Inc. Pressure sensor including a pressure sensitive material for use with control systems and methods of using the same
US10088937B2 (en) 2012-05-03 2018-10-02 Apple Inc. Touch input device including a moment compensated bending sensor for load measurement on platform supported by bending beams
DE112013002410T5 (de) 2012-05-09 2015-01-22 Apple Inc. Variieren der Ausgabe für eine rechnende Vorrichtung basierend auf Tracking-Fenstern
US10108265B2 (en) 2012-05-09 2018-10-23 Apple Inc. Calibration of haptic feedback systems for input devices
US20130300590A1 (en) 2012-05-14 2013-11-14 Paul Henry Dietz Audio Feedback
US9136840B2 (en) 2012-05-17 2015-09-15 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly having dynamic tuned threshold
WO2013177322A1 (en) 2012-05-22 2013-11-28 Synaptics Incorporated Force enhanced input device
US9337832B2 (en) 2012-06-06 2016-05-10 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch and method of adjusting sensitivity therefor
US20150109223A1 (en) 2012-06-12 2015-04-23 Apple Inc. Haptic electromagnetic actuator
US9459160B2 (en) 2012-06-13 2016-10-04 Microsoft Technology Licensing, Llc Input device sensor configuration
US9684382B2 (en) 2012-06-13 2017-06-20 Microsoft Technology Licensing, Llc Input device configuration having capacitive and pressure sensors
US9073123B2 (en) 2012-06-13 2015-07-07 Microsoft Technology Licensing, Llc Housing vents
US8988355B2 (en) * 2012-06-13 2015-03-24 Solomatrix, Inc. Keyboard appliance for touchscreen
US20130342465A1 (en) * 2012-06-13 2013-12-26 Microsoft Corporation Interchangeable Surface Translation and Force Concentration
US9063693B2 (en) 2012-06-13 2015-06-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Peripheral device storage
WO2013192539A1 (en) 2012-06-21 2013-12-27 Nextinput, Inc. Wafer level mems force dies
TWI463390B (zh) * 2012-07-03 2014-12-01 E Ink Holdings Inc 觸控顯示面板的定位方法
EP2870445A1 (en) 2012-07-05 2015-05-13 Ian Campbell Microelectromechanical load sensor and methods of manufacturing the same
WO2014018121A1 (en) 2012-07-26 2014-01-30 Changello Enterprise Llc Fingerprint-assisted force estimation
WO2014018116A1 (en) * 2012-07-26 2014-01-30 Changello Enterprise Llc Ultrasound-based force sensing and touch sensing
US9886116B2 (en) * 2012-07-26 2018-02-06 Apple Inc. Gesture and touch input detection through force sensing
WO2014018115A1 (en) 2012-07-26 2014-01-30 Changello Enterprise Llc Ultrasound-based force sensing of inputs
US8964379B2 (en) 2012-08-20 2015-02-24 Microsoft Corporation Switchable magnetic lock
US9158407B2 (en) * 2012-08-29 2015-10-13 Sharp Kabushiki Kaisha Capacitive touch panel with a ‘dual layer’ force sensor
WO2014035479A2 (en) 2012-08-30 2014-03-06 Changello Enterprise Llc Auto-baseline determination for force sensing
US8922340B2 (en) 2012-09-11 2014-12-30 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch based door latch release
WO2014043664A1 (en) 2012-09-17 2014-03-20 Tk Holdings Inc. Single layer force sensor
US9372538B2 (en) * 2012-09-28 2016-06-21 Denso International America, Inc. Multiple-force, dynamically-adjusted, 3-D touch surface with feedback for human machine interface (HMI)
US9983715B2 (en) 2012-12-17 2018-05-29 Apple Inc. Force detection in touch devices using piezoelectric sensors
KR102029715B1 (ko) * 2012-12-21 2019-11-08 엘지이노텍 주식회사 터치 패널
US9176538B2 (en) 2013-02-05 2015-11-03 Microsoft Technology Licensing, Llc Input device configurations
US10578499B2 (en) 2013-02-17 2020-03-03 Microsoft Technology Licensing, Llc Piezo-actuated virtual buttons for touch surfaces
US9142363B2 (en) * 2013-02-27 2015-09-22 Microchip Technology Germany Gmbh Method for forming a sensor electrode for a capacitive sensor device
US9195354B2 (en) * 2013-03-12 2015-11-24 Synaptics Incorporated Device and method for localized force and proximity sensing
US9311204B2 (en) 2013-03-13 2016-04-12 Ford Global Technologies, Llc Proximity interface development system having replicator and method
WO2014143065A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Rinand Solutions Llc Force-sensitive fingerprint sensing input
US9696839B1 (en) * 2013-03-15 2017-07-04 Adac Plastics, Inc. Vehicle door control
WO2014149023A1 (en) 2013-03-15 2014-09-25 Rinand Solutions Llc Force sensing of inputs through strain analysis
US9599524B2 (en) * 2013-04-04 2017-03-21 University Of Utah Research Foundation High-resolution flexible tactile imager system based on floating comb electrode
DE102013008567A1 (de) * 2013-05-17 2014-11-20 Diehl Ako Stiftung & Co. Kg Betätigungselement
US9475427B2 (en) * 2013-06-19 2016-10-25 Toyota Boshoku Kabushiki Kaisha Vehicle lighting device
US20140374230A1 (en) * 2013-06-25 2014-12-25 Microsoft Corporation Pressure sensitive keys with a single-sided direct conduction sensor
KR101452302B1 (ko) * 2013-07-29 2014-10-22 주식회사 하이딥 터치 센서 패널
US11221697B2 (en) * 2013-08-28 2022-01-11 Apple Inc. Capacitive touch panel for sensing mechanical inputs to a device
US10575156B2 (en) 2013-08-29 2020-02-25 Apple Inc. Multi-device wireless disable and enable
CN104461024B (zh) * 2013-09-18 2018-12-14 联想(北京)有限公司 输入装置、信息处理方法、装置及电子设备
GB2518871A (en) 2013-10-03 2015-04-08 Nokia Technologies Oy Sensing
CN110134283B (zh) 2013-10-28 2022-10-11 苹果公司 基于压电的力感测
ITMI20131877A1 (it) * 2013-11-12 2015-05-13 Whirlpool Co Interfaccia di comando di tipo capacitivo, in particolare per elettrodomestico, con sicurezza d'uso perfezionata
JP6198582B2 (ja) * 2013-11-19 2017-09-20 富士通コンポーネント株式会社 操作パネル及び操作装置
KR101712346B1 (ko) 2014-09-19 2017-03-22 주식회사 하이딥 터치 입력 장치
US9448631B2 (en) 2013-12-31 2016-09-20 Microsoft Technology Licensing, Llc Input device haptics and pressure sensing
US9600084B2 (en) * 2014-01-09 2017-03-21 Synaptics Incorporated Methods and apparatus for capacitively detecting key motion and finger presence on keyboard keys
AU2015100011B4 (en) 2014-01-13 2015-07-16 Apple Inc. Temperature compensating transparent force sensor
WO2015106246A1 (en) 2014-01-13 2015-07-16 Nextinput, Inc. Miniaturized and ruggedized wafer level mems force sensors
US20150242037A1 (en) 2014-01-13 2015-08-27 Apple Inc. Transparent force sensor with strain relief
DE102014003864B4 (de) * 2014-03-18 2023-06-07 Leopold Kostal Gmbh & Co. Kg Elektronisches Gerät und Bedienanordnung mit einem elektronischen Gerät
US10120420B2 (en) 2014-03-21 2018-11-06 Microsoft Technology Licensing, Llc Lockable display and techniques enabling use of lockable displays
US9904417B2 (en) * 2014-04-16 2018-02-27 Microchip Technology Incorporated Projected capacitive touch detection with touch force detection using self-capacitance and mutual capacitance detection
US9851827B2 (en) 2014-05-28 2017-12-26 Corning Incorporated Touch-screen assembly with rigid interface between cover sheet and frame
US9880676B1 (en) * 2014-06-05 2018-01-30 Amazon Technologies, Inc. Force sensitive capacitive sensors and applications thereof
US10324733B2 (en) 2014-07-30 2019-06-18 Microsoft Technology Licensing, Llc Shutdown notifications
JP6527343B2 (ja) 2014-08-01 2019-06-05 株式会社 ハイディープＨｉＤｅｅｐ Ｉｎｃ． タッチ入力装置
US9851845B2 (en) 2014-08-12 2017-12-26 Apple Inc. Temperature compensation for transparent force sensors
US10297119B1 (en) 2014-09-02 2019-05-21 Apple Inc. Feedback device in an electronic device
US10185427B2 (en) * 2014-09-11 2019-01-22 Synaptics Incorporated Device and method for localized force sensing
US9424048B2 (en) 2014-09-15 2016-08-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Inductive peripheral retention device
US9690408B1 (en) 2014-09-26 2017-06-27 Apple Inc. Electronic device with an integrated touch sensing and force sensing device
US9779676B2 (en) * 2014-09-30 2017-10-03 Apple Inc. Integrated touch sensor and force sensor for an electronic device
US9939901B2 (en) 2014-09-30 2018-04-10 Apple Inc. Haptic feedback assembly
KR102228561B1 (ko) * 2014-10-01 2021-03-16 삼성디스플레이 주식회사 터치 센서를 포함하는 표시 장치
US10038443B2 (en) 2014-10-20 2018-07-31 Ford Global Technologies, Llc Directional proximity switch assembly
KR20160047204A (ko) * 2014-10-22 2016-05-02 현대자동차주식회사 터치장치 및 터치장치의 제어방법
DE102014016836A1 (de) 2014-11-13 2016-05-19 Audi Ag Eingabevorrichtung für einen Kraftwagen, Kraftwagen mit einer Eingabevorrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Eingabevorrichtung
KR20170103758A (ko) * 2014-12-03 2017-09-13 더 유니버시티 오브 브리티쉬 콜롬비아 이온 전도성 물질로 된 플렉서블 투명 센서
DE102014019241B4 (de) * 2014-12-19 2018-02-08 Audi Ag Eingabeeinrichtung zum Ermitteln einer manuellen Betätigung
US9280233B1 (en) * 2014-12-23 2016-03-08 Synaptics Incorporated Routing for touch sensor electrodes
US9798409B1 (en) 2015-03-04 2017-10-24 Apple Inc. Multi-force input device
US9654103B2 (en) 2015-03-18 2017-05-16 Ford Global Technologies, Llc Proximity switch assembly having haptic feedback and method
US9785296B2 (en) 2015-03-31 2017-10-10 Synaptics Incorporated Force enhanced input device with shielded electrodes
US9746952B2 (en) 2015-03-31 2017-08-29 Synaptics Incorporated Force enhanced input device vibration compensation
US9815267B2 (en) * 2015-04-03 2017-11-14 Haier Us Appliance Solutions, Inc. Method for forming a unitary control panel for an appliance
US9965118B2 (en) 2015-05-12 2018-05-08 Synaptics Incorporated Sensing force using transcapacitance with dedicated force receiver electrodes
US9733756B2 (en) 2015-05-12 2017-08-15 Synaptics Incorporated Integrated display device and sensing device with force sensing
US9548733B2 (en) 2015-05-20 2017-01-17 Ford Global Technologies, Llc Proximity sensor assembly having interleaved electrode configuration
US10416799B2 (en) 2015-06-03 2019-09-17 Microsoft Technology Licensing, Llc Force sensing and inadvertent input control of an input device
US10222889B2 (en) 2015-06-03 2019-03-05 Microsoft Technology Licensing, Llc Force inputs and cursor control
JP6890372B2 (ja) * 2015-06-08 2021-06-18 アルプスアルパイン株式会社 車載入力装置
CN107848788B (zh) 2015-06-10 2023-11-24 触控解决方案股份有限公司 具有容差沟槽的加固的晶圆级mems力传感器
CN106257382B (zh) * 2015-06-16 2019-11-12 禾瑞亚科技股份有限公司 力触控面板、***与其触控处理装置和方法
US20170003776A1 (en) * 2015-06-30 2017-01-05 Synaptics Incorporated Dynamic estimation of ground condition in a capacitive sensing device
CN108027680A (zh) 2015-07-14 2018-05-11 互联电子公司 人机界面设备
US9612170B2 (en) 2015-07-21 2017-04-04 Apple Inc. Transparent strain sensors in an electronic device
US10055048B2 (en) 2015-07-31 2018-08-21 Apple Inc. Noise adaptive force touch
US10101857B2 (en) 2015-08-28 2018-10-16 Apple Inc. Methods for integrating a compliant material with a substrate
US9891770B2 (en) 2015-08-28 2018-02-13 Apple Inc. Methods for forming a patterned structure in a sensor
US9874965B2 (en) 2015-09-11 2018-01-23 Apple Inc. Transparent strain sensors in an electronic device
CN105183257B (zh) * 2015-09-17 2017-02-22 京东方科技集团股份有限公司 触摸屏及其压力触控检测方法
CN105224126B (zh) * 2015-09-17 2017-02-01 京东方科技集团股份有限公司 触摸屏及其压力触控检测方法
US9886118B2 (en) 2015-09-30 2018-02-06 Apple Inc. Transparent force sensitive structures in an electronic device
WO2017061749A1 (ko) * 2015-10-05 2017-04-13 주식회사 아모그린텍 터치 압력 감지 장치
US20170115812A1 (en) * 2015-10-26 2017-04-27 Raydium Semiconductor Corporation Capacitive force sensing touch panel
DE102016105846A1 (de) 2015-11-04 2017-05-04 Preh Gmbh Eingabegerät mit redundanter Detektion
WO2017083533A1 (en) 2015-11-12 2017-05-18 Synaptics Incorporated Determining thickness profiles for dielectric layer within input device
JP6491087B2 (ja) * 2015-12-22 2019-03-27 株式会社豊田中央研究所 センサ装置
CN105487273A (zh) * 2016-01-15 2016-04-13 京东方科技集团股份有限公司 显示面板及其驱动方法和制作方法、显示装置
US10061385B2 (en) 2016-01-22 2018-08-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Haptic feedback for a touch input device
US10372259B2 (en) * 2016-02-19 2019-08-06 Synaptics Incorporated Transcapacitive touch and force sensing in an input device
US10006820B2 (en) 2016-03-08 2018-06-26 Apple Inc. Magnetic interference avoidance in resistive sensors
JP6581927B2 (ja) 2016-03-09 2019-09-25 株式会社ジャパンディスプレイ 検出装置、表示装置及び電子機器
US10761622B2 (en) * 2016-03-29 2020-09-01 Cirque Corporation Pressure sensing on a touch sensor using capacitance
DE102016205163A1 (de) 2016-03-30 2017-10-05 Robert Bosch Gmbh Elektrogerät mit einem Gehäuse mit einem kapazitiven Drucksensor und Drucksensorarray
US10209830B2 (en) 2016-03-31 2019-02-19 Apple Inc. Electronic device having direction-dependent strain elements
US10088942B2 (en) 2016-03-31 2018-10-02 Synaptics Incorporated Per-finger force detection using segmented sensor electrodes
US10108303B2 (en) 2016-03-31 2018-10-23 Synaptics Incorporated Combining trans-capacitance data with absolute-capacitance data for touch force estimates
KR101761361B1 (ko) * 2016-04-04 2017-07-25 엘지디스플레이 주식회사 터치 디스플레이 장치, 백 라이트 유닛
CN108885506B (zh) * 2016-04-05 2022-03-01 希迪普公司 压力传感器、含其的触摸输入装置及用其的压力检测方法
TWI581169B (zh) * 2016-04-28 2017-05-01 友達光電股份有限公司 雙模式電容觸控顯示面板
US10073560B2 (en) 2016-04-29 2018-09-11 Synaptics Incorporated Differential force and touch sensing
US9965092B2 (en) 2016-05-18 2018-05-08 Apple Inc. Managing power consumption of force sensors
TWI581170B (zh) * 2016-05-19 2017-05-01 速博思股份有限公司 具金屬走線的壓力觸控裝置
CN105975140B (zh) 2016-05-24 2019-01-11 厦门天马微电子有限公司 触控装置及其驱动方法、触控显示装置及其驱动方法
DE102016111033A1 (de) * 2016-06-16 2017-12-21 Schunk Gmbh & Co. Kg Spann- Und Greiftechnik Kapazitiver Sensor
TWI604355B (zh) * 2016-06-17 2017-11-01 速博思股份有限公司 壓力觸控感測裝置
US10540027B2 (en) 2016-06-30 2020-01-21 Synaptics Incorporated Force sensing in a touch display
CN105955550A (zh) * 2016-07-15 2016-09-21 京东方科技集团股份有限公司 一种压力感应触控面板及其制备方法、触控显示屏
JP2018022225A (ja) * 2016-08-01 2018-02-08 株式会社ジャパンディスプレイ 圧力検出装置およびこれを備える表示装置
US10133418B2 (en) 2016-09-07 2018-11-20 Apple Inc. Force sensing in an electronic device using a single layer of strain-sensitive structures
EP3309966A1 (de) * 2016-10-17 2018-04-18 RAFI GmbH & Co. KG Kapazitive schalt-vorrichtung
US10379806B2 (en) 2016-11-04 2019-08-13 International Business Machines Corporation Dynamic selection for touch sensor
WO2018102723A1 (en) * 2016-12-02 2018-06-07 Methode Electronics, Inc. Integrated control panel apparatus and use thereof
US10670429B2 (en) 2017-02-09 2020-06-02 The University Of British Columbia Capacitive bending sensors
WO2018148510A1 (en) 2017-02-09 2018-08-16 Nextinput, Inc. Integrated piezoresistive and piezoelectric fusion force sensor
US10831319B2 (en) 2017-02-09 2020-11-10 The University Of British Columbia Cluster sensor
US11255737B2 (en) 2017-02-09 2022-02-22 Nextinput, Inc. Integrated digital force sensors and related methods of manufacture
CN107278285B (zh) * 2017-02-10 2019-04-12 深圳市汇顶科技股份有限公司 压力检测方法及其装置以及电子终端
US10444091B2 (en) 2017-04-11 2019-10-15 Apple Inc. Row column architecture for strain sensing
US10353506B2 (en) 2017-06-16 2019-07-16 Apple Inc. Dual resistive strain and pressure sensor for force touch
KR102364678B1 (ko) * 2017-06-20 2022-02-18 엘지전자 주식회사 이동 단말기
US10386948B2 (en) 2017-07-12 2019-08-20 Microsoft Technology Licensing, Llc Method for touch detection enhancement based on identifying a cover film on a touch-screen
WO2019018641A1 (en) 2017-07-19 2019-01-24 Nextinput, Inc. STACK OF STRAIN TRANSFER IN A MEMS FORCE SENSOR
US10309846B2 (en) 2017-07-24 2019-06-04 Apple Inc. Magnetic field cancellation for strain sensors
WO2019023309A1 (en) 2017-07-25 2019-01-31 Nextinput, Inc. FORCE SENSOR AND INTEGRATED FINGERPRINTS
WO2019023552A1 (en) 2017-07-27 2019-01-31 Nextinput, Inc. PIEZORESISTIVE AND PIEZOELECTRIC FORCE SENSOR ON WAFER AND METHODS OF MANUFACTURING THE SAME
US10990158B2 (en) * 2017-08-14 2021-04-27 Synaptics Incorporated Mitigating interference in a capacitive sensing device
US10871847B2 (en) 2017-09-29 2020-12-22 Apple Inc. Sensing force and press location in absence of touch information
WO2019079420A1 (en) 2017-10-17 2019-04-25 Nextinput, Inc. SHIFT TEMPERATURE COEFFICIENT COMPENSATION FOR FORCE SENSOR AND STRAIN GAUGE
US10866697B2 (en) * 2017-10-24 2020-12-15 Microchip Technology Incorporated Touch-sensitive user-interface including configurable virtual widgets
WO2019090057A1 (en) 2017-11-02 2019-05-09 Nextinput, Inc. Sealed force sensor with etch stop layer
KR102459607B1 (ko) * 2017-11-08 2022-10-31 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치용 윈도우, 그 윈도우의 제조 방법 및 그 윈도우를 포함하는 표시 장치
WO2019092953A1 (ja) * 2017-11-10 2019-05-16 アルプスアルパイン株式会社 入力装置
US11874185B2 (en) 2017-11-16 2024-01-16 Nextinput, Inc. Force attenuator for force sensor
CN108092657B (zh) * 2018-01-04 2021-09-03 无锡市瀚为科技有限公司 一种触摸电极结构化的电容式触摸开关及其触发方法
US10635248B2 (en) 2018-01-05 2020-04-28 Amtel Corporation Force sensor mount and related housings and systems that incorporate the same
CN108279805B (zh) * 2018-01-31 2022-03-25 北京小米移动软件有限公司 保护膜检测方法、装置及存储介质
EP3756075A4 (en) * 2018-02-23 2021-11-17 Beneq OY THIN FILM DISPLAY ELEMENT
JP2019176574A (ja) * 2018-03-27 2019-10-10 豊田合成株式会社 トランスデューサー装置
CN108734119A (zh) * 2018-05-14 2018-11-02 维沃移动通信有限公司 一种显示模组和电子设备
GB2574589B (en) * 2018-06-06 2020-12-23 Cambridge Touch Tech Ltd Pressure sensing apparatus and method
DE102018115220A1 (de) * 2018-06-25 2020-01-02 Preh Gmbh Betätigungsmodul für ein Kraftfahrzeug
US10782818B2 (en) 2018-08-29 2020-09-22 Apple Inc. Load cell array for detection of force input to an electronic device enclosure
US11070904B2 (en) 2018-09-21 2021-07-20 Apple Inc. Force-activated earphone
US11463797B2 (en) 2018-09-21 2022-10-04 Apple Inc. Force-activated earphone
KR102151986B1 (ko) * 2018-11-16 2020-09-04 한국과학기술원 터치입력장치 및 터치입력장치 제조 방법
US10962427B2 (en) 2019-01-10 2021-03-30 Nextinput, Inc. Slotted MEMS force sensor
JP7286389B2 (ja) * 2019-04-15 2023-06-05 キヤノン株式会社 無線通信装置、無線通信システムおよび通信方法
EP3739315A1 (en) * 2019-05-14 2020-11-18 Forciot OY A capacitive touch and pressure sensor
JP7344968B2 (ja) * 2019-08-28 2023-09-14 株式会社フジクラ センサ装置
US11157109B1 (en) 2019-09-06 2021-10-26 Apple Inc. Touch sensing with water rejection
KR102038020B1 (ko) * 2019-09-19 2019-10-30 주식회사 서연이화 자동차용 스마트 가니쉬
TWI704446B (zh) * 2019-09-26 2020-09-11 宏碁股份有限公司 電子裝置以及按壓式觸控裝置
DE102019215697A1 (de) * 2019-10-11 2021-04-15 Continental Automotive Gmbh Bedieneinheit für ein Fahrzeug und Fahrzeug
US11133799B2 (en) * 2019-11-20 2021-09-28 Ford Global Technologies, Llc Capacitive proximity sensor assembly having multiple sensing configurations
CN111238545B (zh) * 2020-01-17 2021-10-12 腾讯科技（深圳）有限公司 一种传感器、智能设备、传感方法及存储介质
JP7383869B2 (ja) * 2020-02-13 2023-11-21 シャープ株式会社 タッチパネル及び表示装置
US11662867B1 (en) 2020-05-30 2023-05-30 Apple Inc. Hover detection on a touch sensor panel
US12017907B2 (en) * 2021-01-27 2024-06-25 Invensense, Inc. Capacitance gap measurement

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5730165A (en) * 1995-12-26 1998-03-24 Philipp; Harald Time domain capacitive field detector
JP3047220B2 (ja) 1997-03-18 2000-05-29 株式会社マルイ 自転車用サドル
US7663607B2 (en) * 2004-05-06 2010-02-16 Apple Inc. Multipoint touchscreen
US6466036B1 (en) * 1998-11-25 2002-10-15 Harald Philipp Charge transfer capacitance measurement circuit
ATE517426T1 (de) * 1999-01-26 2011-08-15 Limited Qrg Kapazitiver messwandler und anordnung
TW589604B (en) 2003-03-07 2004-06-01 Au Optronics Corp Integrated data driver structure used in a current-driving display device
US7148882B2 (en) 2003-05-16 2006-12-12 3M Innovatie Properties Company Capacitor based force sensor
US7343813B1 (en) * 2005-02-15 2008-03-18 Harrington Richard H Multicapacitor sensor array
EP1746488A2 (en) * 2005-07-21 2007-01-24 TPO Displays Corp. Electromagnetic digitizer sensor array structure
US7538760B2 (en) * 2006-03-30 2009-05-26 Apple Inc. Force imaging input device and system
US7920129B2 (en) * 2007-01-03 2011-04-05 Apple Inc. Double-sided touch-sensitive panel with shield and drive combined layer
US8031174B2 (en) * 2007-01-03 2011-10-04 Apple Inc. Multi-touch surface stackup arrangement
US8049732B2 (en) * 2007-01-03 2011-11-01 Apple Inc. Front-end signal compensation
US8040326B2 (en) * 2007-06-13 2011-10-18 Apple Inc. Integrated in-plane switching display and touch sensor
US8681093B2 (en) 2008-02-11 2014-03-25 Apple Inc. Motion compensation for screens
KR101720919B1 (ko) * 2008-02-28 2017-03-28 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 터치 스크린 센서
JP4720857B2 (ja) * 2008-06-18 2011-07-13 ソニー株式会社 静電容量型入力装置および入力機能付き表示装置
KR101014263B1 (ko) * 2008-09-04 2011-02-16 삼성전기주식회사 촉각 센서
US8289290B2 (en) * 2009-07-20 2012-10-16 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Touch sensing apparatus for a mobile device, mobile device and method for touch operation sensing
US8730199B2 (en) * 2009-09-04 2014-05-20 Atmel Corporation Capacitive control panel
US8031094B2 (en) * 2009-09-11 2011-10-04 Apple Inc. Touch controller with improved analog front end
US8816977B2 (en) * 2011-03-21 2014-08-26 Apple Inc. Electronic devices with flexible displays
US8934228B2 (en) * 2011-03-21 2015-01-13 Apple Inc. Display-based speaker structures for electronic devices
US9178970B2 (en) * 2011-03-21 2015-11-03 Apple Inc. Electronic devices with convex displays
US9866660B2 (en) * 2011-03-21 2018-01-09 Apple Inc. Electronic devices with concave displays
JP5841175B2 (ja) 2011-03-21 2016-01-13 アップル インコーポレイテッド フレキシブルディスプレイを伴う電子装置

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