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    关 键 词:
    检测 弯曲 表面上 触摸
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    摘要
    申请专利号:

    CN201080015282.2

    申请日:

    2010.03.26

    公开号:

    CN102378956A

    公开日:

    2012.03.14

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||专利申请权的转移IPC(主分类):G06F 3/041变更事项:申请人变更前权利人:微软公司变更后权利人:微软技术许可有限责任公司变更事项:地址变更前权利人:美国华盛顿州变更后权利人:美国华盛顿州登记生效日:20150611|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 3/041申请日:20100326|||公开
    IPC分类号: G06F3/041; G06F3/033 主分类号: G06F3/041
    申请人: 微软公司
    发明人: D. 罗森菲尔德; J. 维斯蒂斯; S. 伊扎迪; N. 维拉; H. 本科; J. 赫尔姆斯; K. A. 詹金斯
    地址: 美国华盛顿州
    优先权: 2009.06.19 US 12/488425
    专利代理机构: 中国专利代理(香港)有限公司 72001 代理人: 李亚非;刘鹏
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    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201080015282.2

    授权公告号:

    |||||||||

    法律状态公告日:

    2016.05.04|||2015.07.01|||2012.04.25|||2012.03.14

    法律状态类型:

    授权|||专利申请权、专利权的转移|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本文公开了若干实施例,这些实施例涉及具有弯曲的多触摸表面的输入设备。例如,在一个公开的实施例中,一种制造具有弯曲的触敏表面的多触摸输入设备的方法包括:在衬底上形成限定多触摸传感器的多个像素的传感器元件阵列,将衬底形成为与输入设备主体的弯曲几何特征的表面共形的形状,以及将衬底固定到输入设备主体的弯曲几何特征。

    权利要求书

    1: 一种制造用于计算设备的多触摸输入设备的方法 (900, 1500, 2500) , 该多触摸输入 设备包括具有弯曲几何特征的主体以及被配置成检测弯曲几何特征的表面上的触摸的多 触摸传感器, 该方法包括 : 在衬底上形成 (902/906, 1504, 2502) 限定多触摸传感器的多个像素的传感器元件阵 列; 将衬底形成 (910, 1506, 2504) 为与输入设备主体的弯曲几何特征的表面共形的形状 ; 以及 将衬底固定 (912, 1508, 2506) 到输入设备主体的弯曲几何特征。
    2: 权利要求 1 的方法, 其中传感器元件阵列包括衬底的第一侧形成的第一组传感器元 件以及衬底的第二侧形成的第二组传感器元件。
    3: 权利要求 1 的方法, 其中形成传感器元件阵列包括在衬底的第一侧形成第一组传感 器元件, 在第一组传感器元件上方形成电介质层, 以及然后在电介质层上方形成第二组传 感器元件。
    4: 权利要求 1 的方法, 其中形成传感器元件阵列包括在衬底的第一侧形成第一组传感 器元件和第二组传感器元件, 形成用于第一组传感器元件的连接器, 在用于第一组传感器 元件的一个或多个连接器上方形成绝缘层, 以及然后在每个绝缘层上方形成用于第二组传 感器元件的连接器。
    5: 权利要求 1 的方法, 其中将衬底形成为与弯曲几何特征共形的形状包括真空形成衬 底以便形成定形的预制件。
    6: 权利要求 5 的方法, 其中将衬底固定到输入设备主体的弯曲几何特征包括将预制件 置于模具中, 并且然后在输入设备主体的成型期间将预制件成型到该主体中。
    7: 权利要求 5 的方法, 其中将衬底固定到输入设备主体的弯曲几何特征包括在对输入 设备的主体成型之后将衬底固定到输入设备的主体。
    8: 权利要求 1 的方法, 其中在衬底上形成传感器元件阵列包括利用聚合物导电墨印刷 传感器元件阵列。
    9: 权利要求 1 的方法, 其中将衬底固定到输入设备主体的弯曲几何特征包括将衬底固 定到计算机鼠标的主体。
    10: 权利要求 1 的方法, 进一步包括形成被配置成检测输入设备主体的弯曲几何特征 上方的触摸压力的压力传感器。
    11: 权利要求 10 的方法, 其中形成压力传感器包括在传感器元件阵列上方放置压阻材 料, 使得该压阻材料与传感器元件阵列接触。
    12: 权利要求 10 的方法, 其中传感器元件阵列为第一传感器元件阵列, 并且其中形成 压力传感器包括形成第二传感器元件阵列、 将压阻材料放置成与第二传感器元件阵列接触 以便形成压力传感器, 并且然后将该压力传感器固定到输入设备主体的弯曲几何特征。
    13: 一种制造用于计算设备的多触摸输入设备的方法 (1400) , 该多触摸输入设备包括 具有弯曲几何特征的主体以及被配置成检测弯曲几何特征的表面上的触摸的多触摸传感 器, 该方法包括 : 将传感器元件阵列印刷 (1402/1412) 到所述主体的弯曲几何特征的表面上 ; 以及 在传感器元件阵列上方形成 (1414) ?;げ?。 2
    14: 权利要求 13 的方法, 其中印刷传感器元件阵列包括移印传感器元件阵列。
    15: 权利要求 13 的方法, 其中将传感器元件阵列印刷到所述主体的弯曲几何特征的表 面上包括将传感器元件阵列印刷到箔上, 将该箔插入到模具中, 并且然后在所述主体的成 型期间将传感器元件阵列转移到该主体上。

    说明书


    检测弯曲表面上的触摸

        背景技术 不同的输入设备允许用户与计算设备上的图形用户界面交互。例如, 多触摸 (multi-touch) 显示器利用设置在计算机显示设备上方的多触摸传感器, 允许用户经由自 然直观的手势与图形用户界面上显示的内容交互。 多触摸显示器可以经由各种不同的机制 检测触摸, 这些机制包括电容式和基于视觉的机制。然而, 在一些使用环境中, 多触摸显示 器可以造成各种各样的问题。 例如, 竖直取向的多触摸显示器, 比如可以与台式计算机一起 使用的显示器, 可能由于用户保持的手臂位置的原因而造成用户疲劳。
         计算机鼠标也允许用户经由显示器上显示的跟踪鼠标的运动的光标与图形用户 界面交互。计算机鼠标可以被舒适地使用延长的时间段。然而, 由于由基于鼠标的图形用 户界面利用的基于光标的输入范式的原因, 与图形用户界面的基于自然运动的交互的机会 比基于触摸的输入系统更受限制。
         发明内容 因此, 本文公开了不同的实施例, 这些实施例涉及具有弯曲的多触摸表面的输入 设备。 例如, 在一个公开的实施例中, 一种制造具有弯曲的触敏表面的多触摸输入设备的方 法包括 : 在衬底上形成限定多触摸传感器的多个像素的传感器元件阵列, 将衬底形成为与 输入设备主体的弯曲几何特征的表面共形 (conform) 的形状, 以及将衬底固定到输入设备 主体的弯曲几何特征。
         本发明内容部分被提供以便以简化的形式引入概念的选择, 这些概念在下面的具 体实施方式部分中进一步加以描述。 本发明内容部分并不预期识别要求?;さ闹魈獾墓丶?特征或基本特征, 也不预期用来限制要求?;さ闹魈獾姆段?。 此外, 要求?;さ闹魈獠⒉幌?于解决本公开内容的任何部分中指出的任何或全部缺点的实现方式。
         附图说明 图 1 示出了包括触摸传感器的鼠标的实施例。
         图 2 描绘了用户握住图 1 的实施例。
         图 3 描绘了当图 1 的实施例如图 2 所绘被握住时其触摸传感器检测的信号的示意 性表示。
         图 4 示出了包括触敏表面的鼠标的实施例的框图。
         图 5 示出了用于电容式触摸感测机制的传感器元件布局的实施例。
         图 6 示出了一种电容式触摸感测电路配置的实施例。
         图 7 示出了另一种电容式触摸感测电路配置的实施例。
         图 8 示出了另一种电容式触摸感测电路配置的实施例。
         图 9 示出了制造具有多触摸表面的计算机鼠标的方法的一个实施例。
         图 10 示出了制造具有多触摸表面的计算机鼠标的方法的另一个实施例。
         图 11 示出了制造具有多触摸表面的计算机鼠标的方法的另一个实施例。
         图 12 示出了具有适合供图 9-11 的实施例使用的可展 (developable) 表面的鼠标 的实施例。
         图 13 示出了制造具有多触摸表面的计算机鼠标的方法的一个实施例, 所述表面 具有复杂的曲率。
         图 14 示出了制造具有多触摸表面的计算机鼠标的方法的另一个实施例, 所述表 面具有复杂的曲率。
         图 15 示出了制造具有多触摸表面的计算机鼠标的方法的另一个实施例, 所述表 面具有复杂的曲率。
         图 16 示出了具有指示灯的计算机鼠标的实施例, 该指示灯指示映射到特定功能 的触敏表面区域的边界。
         图 17 示出了用于计算机鼠标的盖的实施例, 该盖被配置成将特定功能映射到计 算机鼠标上的触摸传感器的一个或多个区域。
         图 18 示出了用于检测鼠标上与机械致动器的致动关联的触摸传感器区域的方法 的实施例。
         图 19 示出了在机械致动器的致动之前由计算机鼠标的触摸传感器检测的信号的 实施例。
         图 20 示出了在机械致动器的致动之后由计算机鼠标的触摸传感器检测的信号的 实施例。
         图 21 示出了共享公共电极阵列的电容式触摸传感器和压阻式压力传感器的实施 例。
         图 22 示出了沿着图 21 的直线 22-22 截取的图 21 实施例的截面图。
         图 23 示出了绘出经由图 21 的实施例测量触摸位置和触摸压力的方法的实施例的 流程图。
         图 24 示出了绘出操作电容式触摸传感器的方法的实施例的流程图。
         图 25 示出了绘出形成包括触摸传感器的输入设备的方法的另一个实施例的流程 图。
         图 26 示出了计算机鼠标的实施例, 该计算机鼠标包括设置在该鼠标的非可展表 面上方的电容式触摸传感器。 具体实施方式
         本文公开了若干实施例, 这些实施例涉及具有弯曲的多触摸表面的输入设备。例 如, 一些实施例涉及检测计算机鼠标的表面上的基于位置的触摸输入, 这些触摸输入用作 用于计算设备的输入。措辞 “基于位置的触摸输入” 指的是涉及触摸传感器上触摸输入的 检测的位置和 / 或面积的变化的任何触摸输入以及触摸传感器的特定区域内的触摸的存 在和 / 或不存在, 并且可以包括手势、 触摸面积的变化等等。在一些实施例中, 触摸检测机 制可以被配置成检测多个时间上重叠的触摸 (即 “多触摸” ) , 从而允许检测在鼠标表面上做 出的多手指手势。 此外, 本文公开了若干实施例, 这些实施例涉及可以在非平坦表面上使用 的触摸传感器的构造, 所述非平坦表面包括但不限于计算机鼠标的弯曲表面。这些实施例 在下文中更详细地加以描述。图 1 示出了包括触摸传感器 102 的计算机鼠标 100 的实施例, 该触摸传感器在计 算机鼠标 100 主体的前面部分 (即被配置成在普通使用期间由用户手指接触的鼠标部分) 形 式的弯曲几何特征上方延伸。所绘出的触摸传感器 102 延伸计算机鼠标 100 的顶部表面的 基本上整个侧面到侧面 (side-to-side) 的弯曲部分, 并且可以位于主体的内表面、 主体的 外表面上和 / 或结合到主体中。触摸传感器 102 被配置成检测触摸传感器 102 上的一个或 多个触摸的位置。通过这种方式, 触摸传感器 102 可以允许跟踪该传感器上的触摸输入的 运动, 从而允许检测基于手势的触摸输入。应当理解的是, 图 1 中所示的触摸传感器 102 的 特定配置和位置出于举例的目的而给出, 并非意在以任何方式进行限制, 因为可以在计算 机鼠标上的任何希望的位置处提供一个或多个触摸传感器。 例如, 在一些实施例中, 触摸传 感器可以基本上覆盖计算机鼠标的整个表面。 在其他实施例中, 在一些实施例中, 触摸传感 器可以沿着计算机鼠标的侧面到侧面弯曲部分的一部分延伸。在还有其他的实施例中, 分 开的触摸传感器可以用在计算机鼠标的表面上的不同位置处。在还有其他的实施例中, 不 同于计算机鼠标的其他输入设备可以具有带有触摸感测能力的弯曲几何特征。
         图 2 描绘了用户紧握图 1 的计算机鼠标 100, 并且图 3 示出了得到的由触摸传感 器 102 检测的接触计算机鼠标 100 的用户手指的信号 300。如可以在图 3 中所看到的, 触摸 传感器 102 上每个用户手指的位置和面积由触摸传感器检测。因此, 通过以适当的速率周 期性地采样来自触摸传感器 102 的输出, 可以跟踪触摸传感器 102 上每个用户手指的运动。 然后, 可以将这样的运动与限定识别的触摸手势的期望运动进行比较以便确定用户是否做 出了触摸手势输入。尽管图 3 描绘了多触摸传感器的输出, 但是应当理解的是, 其他实施例 可以利用被配置成检测单个触摸的触摸传感器。 此外, 在其他实施例中, 触摸传感器可以被 配置成检测近触摸 (near-touch) (即其中手指保持非常接近触摸传感器, 但是未与触摸传 感器直接接触) 。这可以允许在关联的软件中识别和实现 “近触摸” 状态。此外, 可以例如 经由触摸 / 悬停位置处信号的测量的强度的差异, 和 / 或当从电容式触摸传感器检测触摸 信号时根据来自压力传感器的压力信号的存在或不存在确定 “近触摸” 状态与 “触摸” 状态 之间的差异。
         如上面所提到的, 与仅仅触摸的存在 / 不存在相对的是, 所描绘的触摸传感器 102 可以允许检测触摸位置 (以及潜在地检测面积) 。因此, 除了允许检测静止的手和手指位置 之外, 触摸传感器 102 还允许检测触摸手势。当在本文中使用时, 术语 “手势” 表示一个或 多个手指的运动, 该运动用于将意图传送给系统的目的??梢岳貌煌嘈偷氖质?。例如, 一些实施例可以识别瞬时手势和连续手势。瞬时手势可以包括这样的手势, 其以开始到结 束的方式执行, 从而在手势完成时 (例如在完成运动并且从触摸传感器抬起手指时) 识别该 手势。这样的瞬时手势的一个实例是轻击 (flick) 手势 (例如跨触摸传感器的一个或多个 手指的快速线性运动) , 其被配置为造成列表的滚动、 浏览历史的导航等等。瞬时手势也可 以包括多个方向上的运动, 例如沿着多条线和 / 或弯曲路径的运动。例如, 用户可以在文本 选择中绘制编辑器的插入标记 ( ) 以便在当前光标位置处粘贴拷贝的文本。 应当理解的是, 这些瞬时手势的实例出于举例的 目的而给出, 并非意在以任何方式进行限制。
         与瞬时手势相对的是, 连续手势包括这样的手势, 这些手势允许用户连续地且利 用显示器上的反馈指定一个或多个参数, 直到实现用户的意图。 连续手势的一个实例是 “收缩 (pinch) ” 手势, 其中多触摸传感器上两个手指之间的距离的变化可以用作对照片或者其 他被操纵的对象做出相应的尺寸缩减、 对计算设备等发出的声音的音高 (或者其他适当的 音频反?。?做出改变的输入。类似地, 其中多触摸传感器上两个手指之间的距离增加的 “拉 伸” 手势可以用来对照片或者其他对象做出相应的尺寸增大。连续手势的其他实例包括但 不限于通过在列表上方在滚动方向上拖动手指而滚动列表, 通过在对象上方改变两个手指 相对于彼此的取向而旋转对象, 等等。
         不管手势是连续的、 瞬时的, 还是其他手势类型, 所描绘的计算机鼠标 100 上的触 摸传感器 102 提供了允许用户执行基于手势的输入而不必从计算机鼠标 100 抬起手以便将 其移到键盘、 触敏显示器或者其他这样的输入设备的益处。
         计算机鼠标 100 可以相对于使用触敏显示器进行触摸输入提供各种不同的优点, 因为计算机鼠标 100 允许在避免触敏显示器的各种不同的问题的同时维持触敏输入设备 的许多益处。例如, 用作用于计算设备的监视器的触敏显示器经常包括被配置成面向坐在 显示器之前的用户的竖直取向的显示屏幕。 尽管这样的触敏显示器提供了用户手指与触敏 显示器上操纵的图形对象之间的直接对应的益处, 但是与这样的触敏显示器的交互可能涉 及比基于鼠标的交互大得多的量的体力。例如, 竖直取向的触敏显示器的长时间使用可能 造成用来进行触摸输入的手臂的显著疲劳。 形成对照的是, 计算机鼠标 100 允许用户以很小的努力跨大的屏幕上的距离移动 交互轨迹 (例如光标、 指针等等) , 并且也允许在维持手与计算机鼠标 100 接触的同时在该轨 迹处实现触摸输入手势。此外, 向计算机鼠标添加触摸传感器的增量成本可能不比向显示 设备添加触摸传感器的增量成本昂贵, 因为与用于显示设备的触摸传感器相比, 更简单的 制造工艺 (例如导电墨印刷对氧化铟锡沉积) 和不那么昂贵的材料可以用来制造用于鼠标 的触摸传感器。此外, 用于计算机鼠标的触摸传感器可以远远小于用于显示设备的触摸传 感器, 这可以帮助与用于显示设备的触摸传感器相比进一步降低用于计算机鼠标的触摸传 感器的制造成本。
         图 4 示出结合了本文描述的不同实施例的特征的计算机鼠标 400 的实施例的框 图, 其包括但不限于计算机鼠标 100。计算机鼠标 400 包括运动检测器 402, 该运动检测器 允许计算机鼠标 400 跟踪诸如鼠标垫、 桌子等等之类的跟踪表面上的运动。所描绘的运动 检测器 402 包括 : 光源 404, 例如激光器或发光二极管, 其被配置成朝跟踪表面发射光 ; 以及 还有图像传感器 406, 其被配置成接收从跟踪表面反射的光以便周期性地获取跟踪表面的 图像以用于检测运动。
         计算机鼠标 400 进一步包括设置在计算机鼠标 400 的表面上的触摸传感器 410, 该 表面在普通使用期间由用户手指接触。在一些实施例中, 计算机鼠标 400 可以包括单个电 容式多触摸传感器, 而在其他实施例中, 计算机鼠标 400 可以包括超过一个设置在计算机 鼠标表面上的不同位置处的触摸传感器。在一些实施例中, 触摸传感器 410 可以包括电容 式触摸传感器, 而在其他实施例中, 触摸传感器可以包括电阻式触摸传感器或者其他适当 的触摸传感器。 此外, 在一些实施例中, 触摸传感器可以被配置成检测多个时间上重叠的触 摸, 而在其他实施例中, 触摸传感器可以被配置成检测单个触摸。
         接下来, 计算机鼠标 400 包括允许与计算设备通信的输入 / 输出系统 412。 适当的 输入 / 输出系统的实例包括但不限于 USB 接口 414 和 / 或允许经由诸如蓝牙等等之类的适
         当协议无线地传输信息的无线通信系统 416。
         在一些实施例中, 计算机鼠标 400 可选地可以包括一个或多个如机械致动器 418 所示的机械按钮。如下面更详细地解释的, 计算机鼠标 400 可以被配置成将结合机械致动 使用的触摸、 手势、 手的姿态等等映射到特定的鼠标功能, 包括但不限于常规的鼠标动作, 例如 “右键点击” 。 尽管所描绘的实施例包括单个机械致动器, 但是应当理解的是, 其他实施 例可以包括多个机械致动器。 例如, 在一个实施例中, 鼠标可以包括左机械按钮和右机械按 钮 (像常规的鼠标) , 其中每个按钮包括能够检测该按钮表面上进行的触摸输入的触摸传感 器。
         在还有其他的实施例中, 除了机械致动器之外或者代替机械致动器的是, 可以提 供其他的检测和反馈机制。 例如, 关于反馈机制, 鼠标可以被配置成响应于检测到选择的输 入 (例如与右键点击功能相应的触摸输入) 而振动。此外, 鼠标可以包括音频输出端, 使得鼠 标可以在检测到右键点击或者其他这样的输入时产生 “滴答” 声。此外, 控制器可以被配置 成响应于选择的触摸输入而输出这样的信号, 该信号被配置成触发来自连接到鼠标的计算 设备的音频反馈。 应当理解的是, 这些反馈机制出于举例的目的而给出, 并非意在以任何方 式进行限制。 类似地, 关于检测机制, 代替机械致动器的是或者除了机械致动器之外, 鼠标也可 以包括一个或多个压力传感器 419, 例如电阻式压力传感器。例如, 这样的压力传感器可以 置于鼠标主体的内表面上。当用户推压鼠标主体 (例如以进行 “右键点击” 输入) 时, 该压力 传感器可以例如经由鼠标表面的轻微变形检测该推压。 这与来自触摸传感器的输入一起可 以用来区分不同的动作, 例如 “右键点击” 等等。
         继续图 4, 在一些实施例中, 计算机鼠标 400 可选地可以包括一个或多个示为 “光 源 1” 420 和 “光源 n” 422 的光源, 其中 n 为具有零或更大的值的整数。如下面更详细地描 述的, 光源 420、 422 可以用来在将触摸传感器 410 的特定区域映射到特定功能时划定这些 区域。例如, 当计算机鼠标 400 用来滚动列表时, 可以将触摸传感器 410 的一部分映射成具 有滚轮的特定功能。然后, 可以通过激活相应的光源 420、 422 以突出该区域, 例如通过勾画 该区域、 通过照亮整个区域或者以任何其他适当的方式来划定映射到滚轮功能的触摸传感 器 410 的部分。
         继续图 4, 计算机鼠标 400 包括控制器 430, 该控制器具有存储器 432 以及由处理 器 434 代表的各种不同的逻辑部件。存储器 432 可以包含存储于其上的计算机可读指令, 这些指令可由处理器 434 执行以便允许实现计算机鼠标 400 的操作。例如, 这些指令可以 执行来接收来自运动检测器 402、 触摸传感器 410 和机械致动器 418 的输入以便处理这些信 号, 并且将相应的控制信号提供给光源 420、 422 和计算设备以便与图形用户界面交互。
         在一些实施例中, 所述指令可由处理器 434 执行以便提供可由计算设备上运行的 常规鼠标驱动程序识别的控制信号。通过这种方式, 计算机鼠标 400 可以结合运行传统鼠 标驱动程序的计算设备使用, 从而提供了计算机鼠标 400 的后向兼容性。作为其中将触摸 传感器 410 的一部分映射到滚轮功能的一个更加具体的实例, 可以将触摸传感器 410 的映 射的部分处接收的触摸信号转换成提供给计算设备的常规滚轮信号。类似地, 可以将经由 来自触摸传感器 410 的信号确定为 “左键点击” 或 “右键点击” (例如按压常规左鼠标按钮 或右鼠标按钮) 的压力传感器 419 和 / 或机械致动器 418 的致动转换成如常规鼠标提供的
         常规 “左键点击” 或 “右键点击” 信号。应当理解的是, 来自触摸传感器 410、 机械致动器 418 和 / 或压力传感器 419 的信号到常规鼠标信号的转换的这些实例出于举例的目的而给出, 并非意在以任何方式进行限制。
         电容式触摸传感器 410 可以具有经由电容检测触摸的任何适当的配置。图 5 示出 了用于电容式触摸传感器 410 的一种适当的配置 500 的实例, 其包括其中一个实例示于 502 处的多行传感器元件以及其中一个实例示于 504 处的多列传感器元件, 二者一起形成多个 像素, 每个像素被配置成检测该像素上方的主体上的一定位置处的触摸。各行传感器元件 502 经由电介质层与各列传感器元件 504 分开。第一多根引线 506 将各行传感器元件 502 连接到电源和 / 或地 (在行的相对端部, 未示出) , 并且第二多根引线 508 将各列传感器元件 504 连接到电源和 / 或地 (在列的相对端部, 未示出) 。在所描绘的实施例中, 其中一个示于 510 处的每个传感器元件具有矩形形状, 其在相对角处与相同行或列中的相邻传感器元件 连接。然而, 应当理解的是, 传感器元件可以具有与所示不同的任何其他适当形状。
         任何适当的电路系统可以用来经由触摸传感器 410 检测触摸。人体在一定程度上 是导电的, 并且人类典型地通过其周围环境与电气接地良好接触。从用户手指到地的电容 典型地为大约 1000 皮法。 该电容对与用户手指接触或者接近用户手指的触摸传感器 410 的 位置的测量的电容的影响可以以各种不同的方式测量。例如, 在一些实施例中, 可以如图 6 中所示测量从传感器元件 510 到地的电容。当用户接近并且触摸传感器元件时, 该传感器 元件到地的电容将增大。 关于行列的电容的变化的信息允许将触摸映射到和受影响的行与 受影响的列之间的交点相应的传感器区域。
         在其他实施例中, 可以如图 7 中所示通过在行传感器元件与列传感器元件之间测 量而测量电容。当用户靠近传感器元件之间的边界时, 用户到地的电容破坏了该位置处的 场, 并且测量的传感器元件之间的电容减小。
         在还有其他的实施例中, 可以如上面针对图 6 所描述的, 但是使用延伸列的部分 和 / 或行的部分的传感器元件测量从传感器元件到地的电容。这在图 8 中示出。通过这种 方式, 可以沿着行 800 的长度和 / 或列 802 的长度更精确地确定触摸的位置。在所描绘的 实施例中, 每行 800 和每列 802 具有两个到地的连接, 但是应当理解的是, 每行和 / 或每列 可以具有任何适当数量的到地的连接。对于给定的传感器尺寸而言, 在电源与地之间使用 更少的传感器元件可以允许更精确地确定触摸位置。在还有其他的实施例中, 每个传感器 “像素” 可以包括具有其自己的到电源和到地的连接的单独的电容电路。
         简要地向后参照图 5, 电容式传感器元件 510 可以具有任何适当的间隔。例如, 在 一些实施例中, 传感器元件 510 具有相邻传感器元件中心之间的近似 1-5 毫米的间隔。该 尺寸的传感器元件足够小, 从而触摸触摸传感器的手指将处于至少两个传感器元件的范围 内, 因为成人食指在触摸触摸传感器时具有直径非常粗略地为 10mm 的触摸面积。利用这样 的传感器, 应当理解的是, 有用的分辨率可能比传感器尺寸更加精细, 因为在手指覆盖多个 传感器元件时可以插值更精确的位置。在其他实施例中, 传感器元件可以具有比 5mm 更精 细的间隔。然而, 这可能增大触摸传感器的成本, 因为行列数会增加。类似地, 在一些实施 例中, 传感器元件可以具有比 5mm 更大的间隔。然而, 在这种情况下, 传感器可能足够大, 使 得手指可以触摸单个传感器元件, 这可能使得确定手指的位置是困难的, 并且因而可能导 致传感器分辨率的退化??梢允褂萌魏问实贝衅鞒叽绾褪康拇衅髟?510。例如, 在一些实施例中, 可以使用近似 100mm x 50mm 的传感器面积。在图 6 的实施例中, 具有 m x n 行的这种传感 器可以具有等于 m + n 的列和行数量, 并且 m + n 次电容测量得到传感器的全部读数。然 而, 在该实施例中, 如果用户一次触摸多行和 / 或多列, 那么关于触摸的位置可能存在一定 模糊性。例如, 如果用户触摸行 A 和 B 以及列 2 和 3, 那么可能难于确定用户在位置 (A, 2) 和 (B, 3) 处触摸还是在位置 (A, 3) 和 (B, 2) 处触摸。如图 8 的情况中所描述的, 该模糊性可 以通过在每行和 / 或每列传感器元件中使用多个到地的连接而在一定程度上克服。
         形成对照的是且再次参照图 7, 如果触摸从一个传感器元件到另一个传感器元件 的电容, 那么可以做出 m x n 次测量, 因为可以从每行到每列测量该电容。在这种情况下, 有可能在触摸发生在多列和 / 或多行上方的情况下独立地分辨每个触摸位置。
         在一些情形中, 使用 m x n 测量的实施例相对于使用 m + n 测量的实施例提供了 优势。例如, 当用户在使用期间紧握计算机鼠标时, 很可能出现多次意外的触摸。由于利用 上述 m + n 方法确定触摸输入的精确位置的模糊性, 与 m x n 方法相比, 针对 m + n 方法开 发丢弃这样的无关触摸的启发法可能更加困难, 因为 m x n 可以独立地解决每个传感器元 件处的电容。 另一方面, m + n 方法可以提供其他的优点, 因为它潜在地可以以更低的成本和功 率实现。为了提高利用 m + n 方法明确地定位触摸的能力, 可以使用图 8 的实施例。该实 施例可以允许测量两个独立的触摸点, 只要一个触摸点在行或列中的裂缝一侧并且另一个 触摸点在另一侧。
         在还有其他的实施例中, 传感器可以利用 m + n 和 m x n 检测方法。例如, m x n 测量尽管提供更多的细节, 但是也可能因为做出的测量次数更大而消耗更多的设备功率。 因此, 可以使用 m + n 检测方法读传感器, 直到检测到触摸状态的变化。然后, 可以在恢复 m + n 测量之前执行 m x n 测量以便收集关于变化的触摸状态的更详细的信息。这在下面 在图 24 的情况中更详细地进行描述。
         触摸传感器 410 可以以任何适当的方式且由任何适当的材料构造。例如, 用于触 敏显示设备的常规电容式触摸传感器可以由沉积在绝缘玻璃或者塑料衬底上的诸如氧化 铟锡 (ITO) 之类的透明导体制成。这样的传感器可以例如通过在衬底的前面上形成若干行 并且在衬底的背面上形成若干列 (或者反之亦然) 而形成, 或者由包括若干列和行的具有金 属或 ITO 跳线 (jumper) 的单层 ITO 形成。
         然而, 在触敏计算机鼠标或者触摸传感器的其他这样的使用环境的情况下, 传感 器可以是不透明的。 此外, 与用于触敏显示器的触摸传感器相反的是, 用于计算机鼠标的触 摸传感器具有弯曲的表面。因此, 用于计算机鼠标的电容式触摸传感器可以通过其他工艺 来制造。 例如, 在一个实施例中, 弯曲的电容式触摸传感器可以通过使用导电墨将触摸传感 器的列和行印刷 (例如丝网印刷、 喷墨印刷或者其他适当的印刷技术) 到柔性绝缘衬底上而 制成。作为一个更加具体的实例, 可以将银聚合物厚膜印刷到聚酯衬底上。应当理解的是, 该实例出于说明的目的而给出, 并非意在以任何方式进行限制。
         图 9 示出了用于形成具有电容式多触摸传感器的带有弯曲几何特征的对象的方 法 900 的实施例。尽管在计算机鼠标的情况下示出, 但是应当理解的是, 可以将构思应用到 任何其他适当的弯曲对象。首先, 方法 90 包括在 902 处在柔性绝缘衬底的第一侧形成第一
         组传感器元件。如 904 处所表示的, 在一个更加具体的实施例中, 第一组传感器元件可以通 过将导电墨作为厚膜印刷到柔性衬底上而形成。 接触迹线 (trace) 可以以相同的方式形成。 接下来, 方法 900 包括在 906 处在衬底的第二侧形成第二组传感器元件。如 908 处所表示 的, 在一个更加具体的实施例中, 第二组传感器元件可以通过将导电墨印刷到衬底的第二 侧上而形成, 从而形成所述传感器。接触迹线再次可以以相同的方式形成。接下来, 可以如 910 处所表示的将传感器弯曲到弯曲鼠标表面上方, 并且如 912 处所表示的将传感器固定 到鼠标表面 (例如经由粘合剂或者其他适当的机制) 以便形成触敏计算机鼠标。应当理解的 是, 传感器到电源、 控制器等等的任何电连接可以以任何适当的方式形成。例如, 衬底可以 包括柔性 “尾部” , 迹线印刷到该尾部上, 并且其可以被布线 (route) 到鼠标内部以连接到其 他电路系统。
         图 10 示出了用于形成具有电容式多触摸传感器的计算机鼠标的方法的另一个实 施例。方法 10 包括在 1002 处例如通过印刷在衬底的第一侧形成第一组传感器元件 (和迹 线) , 以及接着在 1004 处在第一组传感器元件上方形成电介质层。接下来, 方法 1000 包括 在 1006 处在电介质层上方形成第二组传感器元件 (和迹线) 以便形成所述传感器。然后, 在 1008 处, 方法 1000 包括将传感器弯曲到鼠标表面上方, 并且然后将传感器固定到鼠标表面 以形成触敏计算机鼠标。 图 11 示出了形成用于计算机鼠标的多触摸传感器的方法 1100 的另一个实施例。 首先, 在 1102 处, 在单层中印刷第一组和第二组传感器元件, 其中对于第一组传感器形成 连接器。接下来, 在 1104 处, 在其中将形成跳线的区域中, 即在用于第一组传感器的连接器 上方沉积绝缘材料。接着, 在 1106 处, 在绝缘材料上方沉积导电跳线以便形成用于第二组 传感器的连接器, 从而完成所述传感器。这个过程示于下面描述的图 21 中。然后, 可以如 上所述将传感器固定到计算机鼠标。 应当理解的是, 这些实施例出于举例的目的而给出, 并 非意在以任何方式进行限制。
         任何适当的衬底可以用作用于印刷导电墨的衬底。 适当衬底的一个实例包括具有 近似 0.003 英寸的厚度的聚酯片。在其他实施例中, 衬底可以由任何其他适当的柔性绝缘 材料制成, 并且可以具有任何其他适当的厚度。类似地, 导电墨可以具有任何适当的厚度。 在一个特定的实施例中, 形成每个传感器元件的导电墨具有近似 0.001 英寸的厚度。在其 他实施例中, 导电墨可以具有任何其他适当的厚度。
         这样的传感器中的厚聚合物导电墨膜的电特性可以具有比玻璃上的 ITO 的电特 性更低的片电阻。例如, 银墨的厚膜具有较低的片电阻 (银导电墨的 ~40 毫欧姆对 ITO 的数 十或数百欧姆) 。这可以减小沿着传感器的列和行的 RC 延迟, 并且因而可以允许以更小的 误差在更长的迹线上进行更快速的测量。 此外, 在一些实施例中, 可以使用碳导电墨代替银 墨。碳墨可以不及银墨昂贵, 并且也可以具有适当低的电阻。
         图 9-11 中所示的方法适合于形成用于鼠标或其他对象的 “可展表面” 的多触摸传 感器。当在本文中使用时, 术语 “可展表面” 指的是可以弄平成平面而无变形 (例如压缩和 / 或拉伸) 的表面。图 12 示出了具有这样的可展表面的计算机鼠标 1200 的示例性实施例。 特别地, 可展表面从计算机鼠标的左边缘 (参照图 12 中的计算机鼠标的取向) 沿着鼠标的长 轴延伸到其中鼠标开始向下朝右下边缘弯曲的位置 (由虚线 1202 表示) 。应用到鼠标 1200 的这个部分的触摸传感器处于在正常使用期间由用户手指触摸的位置, 并且因而可以检测
         用户手指做出的触摸手势。
         在其他实施例中, 计算机鼠标可以包括位于具有复杂曲率的非可展表面上的触摸 传感器。图 13 示出了用于形成具有用在非可展表面上的多触摸传感器的计算机鼠标的方 法 1300 的实施例, 其中该方法包括在将传感器应用到非可展表面之前折叠传感器。方法 1300 包括在 1302 处在衬底上的不要折叠的衬底区域内形成第一组和第二组传感器元件。 第一组和第二组传感器元件可以如上面的方法 900-1100 中的任何一种所描述的形成或者 以任何其他适当的方式形成。
         接下来, 方法 1300 可以包括在 1304 处在要折叠的衬底区域内形成电气迹线???以形成这样的迹线, 例如以便连接空间上被要折叠的衬底区域分开的传感器元件。 接下来, 方法 1300 包括在 1306 处将衬底折叠成与其要应用的鼠标表面的复杂曲率匹配的形状, 并 且然后在 1308 处将传感器固定到鼠标表面。通过这种方式, 可以将制造期间起初平坦的衬 底定形以适应非可展表面。然后, 可以经由柔性 “尾部” 将传感器连接到位于鼠标内的印刷 电路板上的电子器件, 其也使用导电聚合物厚膜墨印刷到柔性塑料衬底上。这样的尾部可 以使用 ZIF 或其他柔性连接器或者简单地通过将其按压在印刷电路板上的触点上而连接 到印刷电路板。 应当理解的是, 除了折叠衬底之外, 也可以切割衬底以便允许其折叠或者以其他 方式将其定形为非可展表面。然而, 在一些使用环境中, 折叠可能比切割更实用, 因为与切 割区域相比, 在折叠区域中可以维持电连接性。 同样应当理解的是, 聚合物厚膜墨可以额定 用于明显的折皱, 而没有剥离或者以其他方式未能维持跨折叠的接触。
         图 14 示出了用于形成计算机鼠标的方法 1400 的另一个实施例, 该计算机鼠标具 有设置在该计算机鼠标的非可展表面上的电容式多触摸传感器。 方法 144 包括在 1402 处直 接在计算机鼠标的表面上形成第一组传感器元件。 第一组传感器元件可以例如通过如 1404 处所示的将导电墨移印 (pad print) 到计算机鼠标的表面上而形成。移印是这样的工艺, 其中首先将图案印刷到柔性垫上, 并且然后将柔性垫按压到另一表面上以便将图案转移到 该表面。在一些实施例中, 可以如 1406 处所表示的将导电墨印刷到鼠标主体的内表面上, 而在其他实施例中, 可以如 1408 处所表示的将导电墨印刷到鼠标主体的外表面上。在将导 电墨印刷到鼠标主体的内表面上的情况下, 鼠标主体可以足够薄 (例如近似 0.5mm) 以便传 感器可检测到手指触摸鼠标主体的效果。
         继续图 14, 方法 1400 接下来包括在 1410 处在第一组传感器元件上方形成电介质 层, 并且然后在 1412 处在第一组传感器元件上方形成第二组传感器元件。在其他实施例 中, 可以分别在鼠标主体的内表面和外表面上形成第一组和第二组传感器元件。
         可以附加地和 / 或可替换地通过使用压阻墨测量力。例如, 可以在不同衬底上构 造的传感器行和列之间插入压阻墨层。在这样的布置中, 电流于是可以垂直于传感器平面 地流动。 作为另一个实例, 当传感器的行和列在相同的衬底 (具有在矩阵中连接行和列的跳 线) 上构造时, 可以在传感器之上堆叠压阻墨层。在这样的布置中, 电流可以在传感器的平 面内流动。行和列之间的阻抗被认为是电阻和电容的并联组合。通过在两个分开的频率下 测量, 可以独立地测量电容和电阻。这在下面在图 21-23 的情况下更详细地进行描述。
         接下来, 方法 1400 包括在 1414 处在第二组传感器元件上方形成?;げ?。 这样的保 护层可以例如通过如 1416 处所表示的在第二组传感器元件上方施加电介质涂料, 通过如
         1418 处所表示的在第二组传感器元件上方施加薄预成型外壳, 或者经由任何其他适当的工 艺而形成。 通过这种方式, 电容式多触摸传感器可以直接在鼠标主体上形成, 而不是在随后 固定到鼠标主体的衬底上形成。用于这样的实施例的互连可以以任何适当的方式形成。形 成到该传感器的互连的适当方法的一个实例可以包括使用类似于某些液晶显示器上使用 的 “斑马条纹” 材料的具有各向异性电导率的共形材料以形成互连。
         图 15 示出了用于经由所谓的 “模内装饰” 工艺在计算机鼠标的非可展表面上形成 电容式多触摸传感器的方法 1500 的另一个实施例。方法 1500 包括在 1502 处形成 “箔” , 并 且然后在 1504 处在箔上印刷第一组和第二组传感器元件。箔是插入物, 其要在鼠标主体成 型工艺期间以这样的方式置于模具中, 使得箔上印刷的图案在成型期间转移到成型制品。 因此, 方法 1500 接下来包括在 1506 处将其上印刷了第一组和第二组传感器元件的箔插入 到模具中, 并且在 1508 处, 在模具中对鼠标主体成型, 从而将图案转移到鼠标主体。在成型 期间, 箔可以结合或者可以不结合到成型制品中。电气迹线可以在成型工艺期间在鼠标主 体上以相同的方式形成。
         在一些实施例中, 印刷到鼠标表面上的导电材料可以是升华 (sublime) 的材料。 在 这样的实施例中, 传感器阵列可以升华到鼠标主体的体材料 (bulk material) 中, 从而将传 感器阵列直接结合到鼠标主体中。
         以上在方法 900、 1000、 1100、 1300、 1400 和 1500 的情况下描述的传感器被配置成 感测电容。这允许传感器检测人类手指是否非常接近传感器上的指定的点, 但是不直接检 测手指按压所用的力。如下面更详细地描述的, 该力可以通过测量触摸输入的接触片块面 积而间接地测量。该面积将随着手指以更大的力按压由于手指的肉变平而增大。在一些实 施例中, 力的测量可以通过利用将力转换成电容的换能器层压传感器而获得。这样的换能 器的一个实例是具有对压力敏感的介电常数的材料, 例如液晶材料。 应当理解的是, 压力传 感器的这个实例出于举例的目的而给出, 并非意在以任何方式进行限制。
         如上面所提到的, 具有触敏表面的鼠标可以包括一个或多个光源, 所述光源可以 选择性地点亮以便划定映射到特定功能的触敏表面区域。例如, 图 16 示出了计算机鼠标 1600 的一个实施例, 该计算机鼠标包括映射到作为滚轮的功能的区域 1602。用户可以例 如通过轻击手指或者沿着区域 1602 相对于计算机鼠标 1600 的长轴前后拖动手指而滚动列 表。
         然而, 由于计算机鼠标 1600 可以具有在其激活时以其他方式并不指示该功能的 平滑、 无特征表面, 因而计算机鼠标 1600 可以包括一个或多个光源, 所述光源可以在区域 1602 映射到滚轮功能时点亮以便划定区域 1602。在所描绘的实施例中, 区域 1602 的边界 1604 被照亮, 但是应当理解的是, 在其他实施例中, 可以以任何其他适当的方式指示该区 域。例如, 在其他实施例中, 可以照亮整个区域 1602(而不是仅仅该区域的周界) 。尽管在 映射到滚轮功能的区域的情况下被示出, 但是应当理解的是, 可以以类似的方式经由光源 指示映射到任何特定功能的计算机鼠标 1600 的任何适当的区域。
         任何适当类型的光源可以用来照亮区域 1602。 例如, 在一些实施例中, 一个或多个 光管 (即全内反射光导体) 可以用来将来自鼠标内的发光二极管或者其他光发射器的光输 送到触摸传感器上方的位置处的鼠标表面。在其他实施例中, 光源可以包括电泳墨。在还 有其他的实施例中, 光源可以被配置成从触摸传感器底下发射光。 在这样的实施例中, 触摸传感器可以采用诸如 ITO 之类的透明导体, 其与聚合物厚导电墨膜相反的是, 允许光穿过 传感器。 可替换地, 触摸传感器可以被制造成留下光从中穿过的区域, 这些区域没有任何迹 线或传感器元件以便允许光穿过传感器。
         特定的功能可以以不同于图 16 中所示的任何其他适当方式指示。例如, 在一些实 施例中, 可以提供薄的塑料卡扣盖 (snap-on cover) , 其包括映射到特定功能的特定位置处 的分界。图 17 示出了这样的鼠标盖 1700 的一个实例, 其中盖 1700 中的中心设置的分界 1702 相应于映射到滚轮功能的鼠标区域。鼠标盖 1700 可以包括可由鼠标读取以便允许鼠 标标识该盖且查找用于该盖的预置触摸传感器映射的代码。 可以向这样的盖提供例如游戏 或者其他软件以便自动地将触摸传感器映射到游戏或者其他软件的功能。在一个实施例 中, 所述代码包括可由鼠标触摸传感器读取的一个或多个导电元件 1704。 在其他实施例中, 所述代码可以包括可由鼠标中的光学检测器读取的光学可读代码 (例如条形码) 或者任何 其他适当类型的代码。
         应当理解的是, 可以将一个或多个任何其他适当的功能映射到鼠标触摸传感器上 的特定区域。 例如, 如上面所描述的, 计算机鼠标触摸传感器的右侧可以映射到 “右键点击” 功能, 并且左侧可以映射到 “左键点击” 功能。此外, 二维拍摄全景 (panning) 功能可以映 射到触摸传感器的方形区域以便在导航电子表格时使用。此外, “擦洗 (scrub) ” 功能可以 映射到触摸传感器的环形区域以便在视频编辑应用中快速地移动通过时间线。 应当理解的 是, 这些特定功能出于举例的目的而给出, 并非意在以任何方式进行限制。
         由于区域与功能之间的关联可以在软件中任意地改变, 因而特定触摸传感器区域 的映射可以适于用户偏好或者当前任务。例如, 计算设备的新手用户可能因常规鼠标上的 潜在地大量的按钮而不知所措。因此, 对于这样的用户而言, 具有单个机械致动器 (从而整 个鼠标主体充当机械按钮) 并且也具有触摸传感器的鼠标可以在初始时充当简单的单按钮 鼠标, 该鼠标随着用户的舒适度和经验的增加而增进功能。
         在这样的单机械致动器鼠标中, 机械致动以执行特定功能的意图可以通过与该机 械致动关联的触摸输入来确定。例如, 经由单机械致动器激活 “左键点击” 和 “右键点击” 功 能的意图可以经由触摸传感器的对应左侧和右侧上的触摸输入的变化来区分。
         图 18 示出了经由触摸传感器输入区分左键点击和右键点击意图的方法 1800 的一 个实施例。首先, 在 1802 处, 方法 1800 包括检测机械致动器的致动。接下来, 在 1804 处, 方法 1800 包括检测手指在鼠标上的接触面积的增加。这样的增加可能例如通过手指开始 触摸鼠标主体, 或者通过先前放置的手指增大在鼠标主体上的压力而造成。当用户增大用 户用手指推压鼠标所用的压力量时, 该手指在触摸传感器上的接触面积会增加。图 19 和图 20 示出了这个概念。首先参照图 19, 鼠标触摸传感器左侧上的触摸在触摸传感器输出中示 于 1900 处, 并且触摸传感器右侧上的触摸示于 1902 处。 接下来参照图 20, 如果用户打算做 出 “右键点击” 输入, 那么用户可以用右手指施加更多压力以便造成机械致动器的致动。在 这种情况下, 右侧触摸 1902 的接触面积增大。
         继续图 18, 方法 1800 接下来包括在 1806 处经由触摸传感器上的位置检测与鼠标 主体上的触摸面积的增加相应的手指的位置, 并且然后在 1808 处确定该手指是否位于与 特定功能关联的鼠标主体区域上。如果该触摸不出现在与特定功能关联的鼠标主体区域 内, 那么方法 1800 包括在 1810 处给该机械致动分配缺省功能。另一方面, 如果该触摸出现在与特定映射的功能关联的鼠标主体区域内, 那么方法 1800 包括在 1812 处给该机械致动 分配映射到该区域的特定功能。
         如上面所提到的, 一些实施例可以包括被配置成检测触摸输入对鼠标表面的压力 的压力传感器。 这样的触摸压力感测可以允许计算机鼠标控制器检测与 “左键点击” “右键 、 点击” 的致动以及由某些鼠标上的机械按钮致动的其他这样的 “虚拟按钮” 动作相应的压力 信号。此外, 触摸压力感测也可以用来将诸如鼠标表面上的 “滚轮” 激活运动之类的各种不 同的动作与鼠标表面上的偶然触摸区分开来, 这通过在触摸输入不满足预定的压力阈值时 忽略这样的输入而实现。应当理解的是, 用于触敏鼠标中的压力传感器的这些实例出于举 例的目的而给出, 并非意在以任何方式进行限制。
         任何适当的压力传感器或者压力传感器布置可以在鼠标中与电容式多触摸传感 器结合使用。 例如, 在一些实施例中, 具有电容式触摸传感器的鼠标可以包括两个压力传感 器——一个位于被配置成检测 “左键点击” 输入的位置 (即在机械鼠标上通常找到左鼠标按 钮所在的位置) 处, 并且一个位于被配置成检测 “右键点击” 输入的位置处。
         在其他实施例中, 压力传感器可以被配置成具有更精细的分辨率, 从而可以在逐 像素的基础上感测压力。任何适当的压力传感器可以用来在像素化基础上确定触摸压力。 例如, 在一些实施例中, 压阻片 (即包括压阻墨层的片) 可以结合传感器阵列使用以便检测 触摸压力。这样的压阻片是包括小的导电元件的分散物的柔性材料片。当对该片施加压力 时, 导电元件的布置被修改。这在受压区域内造成片电阻改变。通过靠着包括具有不同电 位的电极的传感器阵列放置压阻片, 可以在传感器元件之间测量压阻片的电阻以便确定施 加到该片的压力的幅值。 应当理解的是, 可以以类似的方式使用其他的压敏可变电阻材料。 在一些实施例中, 单独的传感器阵列可以用于电容式触摸传感器和电阻式压力传 感器。例如, 包括压阻片和传感器阵列的电阻式压力传感器可以置于具有单独的传感器阵 列的电容式触摸传感器上方或者下方。在其他实施例中, 电容式触摸传感器和电阻式压力 传感器可以共享共同的传感器阵列。图 21 和图 22 示出了共享共同的电极阵列的电容式多 触摸传感器和电阻式压力传感器的构造。 首先参照图 21, 传感器阵列在 2100 处通过在行传 感器元件 2103 和列传感器阵列 2104 的阵列中将聚合物导电厚膜印刷到衬底 2102 上而形 成。如 2100 处所绘出的, 连接器 2106 初始时在一个方向上 (描绘成列方向) 印刷。接下来, 如 2108 处所示, 将电介质材料 2110 沉积到列连接器 2106 上方, 并且然后在 2112 处, 将行 连接器 2114 印刷到电介质材料上方以便完成传感器阵列。 最后, 在 2116 处, 将压阻片 2118 施加到传感器上方。压阻片 2118 在图 21 中以部分截断的视图示出以便说明底层的结构。
         如图 22 中所示, 压阻片将相邻的行传感器元件 2103 和列传感器元件 2104 与 2200 处示意性地示出的电阻通路连接。相邻传感器元件 (在 m x n 布置中) 的电容耦合示意性 地示于 2202 处。这样, 每个传感器元件电阻性地且电容性地耦合到相邻的传感器元件。因 此, 电阻和电容值可以根据不同频率下进行的阻抗测量而计算。 通过这种方式, 可以在相同 分辨率下进行触摸位置和触摸压力测量。
         相应地, 图 23 示出了一种用于经由包括利用单一传感器阵列的电容式多触摸传 感器和电阻式压力传感器 (例如图 21-22 的实施例) 的触摸传感器测量触摸位置和触摸压力 的方法 2300 的实施例。方法 2300 包括在 2302 处获取第一阻抗测量, 并且然后在 2304 处 在不同的频率下获取第二阻抗测量。应当理解的是, 在本文中术语 “阻抗测量” 包括完整的
         传感器读数, 即用于传感器阵列的每个像素的阻抗测量。
         接下来, 在 2306 处, 基于做出的两个测量确定电阻和电容值。在一些实施例中, 如 2308 处所示, 这两个值可以根据总的测量的阻抗的幅值来确定。对于总的测量的阻抗的幅 值的容抗和电阻贡献由以下方程给出, 其中 |Z| 为总的测量的阻抗的幅值, 并且 Xc 为容抗 : , 其中。 这两个阻抗测量可以在足够近的时间间隔下做出以便允许以下假设成立 : 总的阻 抗的电阻分量以及电容 C 在两种情况下是恒定的 (即手指压力和位置在测量期间基本上不 改变) 。利用这些假设, 总的阻抗的变化是做出这两个测量所在的频率的函数。通过这种方 式, 可以由这两个测量确定 C 和 R。
         在其他实施例中, 如 1210 处所示, 可以根据这两个测量的阻抗之间的相角确定无 功 (reactive) 电容和电阻。在这些实施例中, 以下关系可以用来确定电阻和容抗 :
         。 再一次地, 假设这两个测量在足够短的时间间隔期间做出, 以便假设 R(即触摸压 力) 和 C(即触摸位置) 是恒定的, 那么测量的相移是无功电容以及因而做出测量所在的频 率的函数。通过这种方式, 可以根据相移确定 R 和 C。
         继续图 23, 方法 2300 接下来包括在 2312 处根据确定的容抗检测触摸输入, 并且作 为响应, 依照该触摸输入操纵图形用户界面。 例如, 如果检测的触摸输入与在鼠标控制的光 标位于图形用户界面上显示的照片对象上方时做出的 “收缩” 或 “拉伸” 手势相应, 那么可 以响应于检测的触摸输入改变照片对象的尺寸。
         类似地, 方法 2300 包括在 2314 处根据确定的电阻检测触摸压力, 并且作为响应, 依照该压力操纵图形用户界面。例如, 如果检测的触摸压力位于鼠标主体的左前象限内并 且超过预定的阈值压力水平, 那么该特定触摸输入可以被认为是 “左键点击” 输入。因此, 可以作为响应而采取用户界面动作。作为其中鼠标光标位于图标上方的更加具体的实例, “左键点击” 输入的检测可以使得该图标代表的文件打开且在用户界面上显示。
         在一些使用环境中, 可能希望的是检测鼠标主体上方的近触摸事件, 以及到鼠标 主体的触摸, 因为 “近触摸” 状态的检测可以允许实现附加的功能。利用本文描绘的其中传 感器阵列包括菱形的列和行传感器元件的平铺网络的传感器阵列实施例, m + n 电容测量 可以提供比 m x n 电容测量更大的对于近触摸的灵敏度。这是因为 m + n 电容测量测量从 传感器元件到地的电容, 而不是像 m x n 测量所做的那样测量相邻行和列传感器元件的边 缘之间的电容。因此, m + n 布置中每个传感器元件的电容比 m x n 布置中更大, 从而允许 检测近触摸的更大的灵敏度。
         然而, 如上面所描述的, m + n 测量提供比 m x n 测量更低的分辨率, 并且因而可 能导致关于触摸输入的位置的某种模糊性, 在触摸不至少部分地覆盖行和列传感器元件的
         情况下, 尤其如此。因此, 图 24 示出了描绘读电容式多触摸传感器的方法 2400 的实施例的 流程图, 该方法允许实现 m + n 测量方法提供的增大的近触摸灵敏度, 同时也允许实现 m x n 测量方法的更高的分辨率。方法 2400 包括在 2402 处测量 m + n 电容并且根据该测量确 定触摸输入信号, 并且然后在 2404 处, 将该触摸输入信号与先前的触摸输入信号进行比较 以便在 2406 处确定触摸输入信号之间是否出现了任何变化。如果没有检测到变化, 那么方 法 2400 返回到 2402, 在那里进行另一次 m + n 电容测量。
         另一方面, 如果在 2406 处确定电容测量之间出现了触摸状态的变化 (例如检测到 新的触摸, 当前的触摸移动或者被移除, 等等) , 那么方法 2400 继续到 2408, 在那里进行 m x n 测量, 并且根据该 m + n 测量确定触摸输入信号。然后, 方法 2400 返回到 2402, 从而需要 更多的 m + n 测量, 直到再次检测到触摸状态的变化。通过这种方式, 可以相对于排他性地 使用 m x n 测量增大对于近触摸状态的灵敏度。此外, m + n 测量可以比 m x n 测量消耗 更少的功率。因此, 方法 2400 也可以帮助节省功率, 并且因而提高了电池供电的设备中的 电池寿命。
         图 25 示出了制造具有包括电容式多触摸表面的弯曲非可展几何特征的诸如鼠标 之类的对象的方法 2500 的另一个实施例。 方法 2500 包括在 2502 处在衬底上形成限定多触 摸传感器的多个像素的传感器元件阵列, 并且然后在 2504 处, 将衬底真空形成为与输入设 备的主体的弯曲几何特征的表面共形的定形的预制件 (preform) 。在选择适当的衬底材料 的情况下, 真空形成工艺允许将衬底和印刷的阵列形成为复杂的非可展形状, 而无需如上 所述的在衬底中使用任何折叠和 / 或切割。适当衬底材料的实例包括但不限于聚碳酸酯、 PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯) 和 ABS(丙烯腈丁二烯, 苯乙烯) 。类似地, 可以以上面描述的 方式包括压力传感器, 其中用于支撑压阻墨的材料的适当选择可以允许与触摸传感器一起 对压力传感器结构进行真空成型。在一些实施例中, 形成压力传感器可以包括在形成预制 件之前或者之后以上面描述的方式与传感器元件阵列接触地放置压阻片 (例如适当衬底上 支撑的压阻墨) 。
         接下来, 在形成预制件之后, 方法 2500 接着包括在 2506 处将预制件固定到弯曲几 何特征。在一些实施例中, 如 2508 处所示, 这可以包括将预制件置于模具中, 并且然后将可 成型材料引入模具中以便将预制件成型到输入设备的主体中。在其他实施例中, 如 2510 处 所示, 可以在输入设备的主体形成之后将预制件固定到输入设备的主体。 通过这种方式, 可 以在复杂的非可展表面上提供传感器阵列。图 26 示出了具有在具有复杂曲率的非可展表 面上形成的传感器阵列 2602 的鼠标 2600 的一个实例。
         应当理解的是, 本文公开的实施例可以用于不同于计算机鼠标的其他对象。 例如, 弯曲的触摸传感器也可以用于交互式地球仪、 弯曲显示器和 / 或其他这样的弯曲表面。此 外, 应当理解的是, 本文公开的实施例可以为制造商提供经由单一设计开发各种不同功能 的鼠标的平台。 例如, 在不同的按钮和其他控件由鼠标硬件实现的情况下, 每种新的鼠标设 计可能涉及用于新硬件设计的新模具和其他工具的设计和制造。形成对照的是, 将触摸传 感器和 / 或压力传感器包括在鼠标主体上允许将新的功能映射到鼠标主体的特定触摸区 域, 从而允许单个硬件设计用来实现新的功能。
         计算机鼠标、 计算机鼠标功能、 计算机鼠标制造方法、 触摸传感器制造方法以及其 他弯曲触敏设备的不同实施例出于举例的目的而被公开, 并非意在在任何意义上进行限制, 因为许多变型是可能的。本文描述的特定例程或方法可以代表任意数量的处理策略中 的一个或多个, 所述处理策略例如事件驱动的、 中断驱动的、 多任务的、 多线程的等等。因 此, 所说明的不同动作可以以说明的顺序、 并行地执行或者在某些情况下省略。类似地, 上 面描述的任何工艺的顺序不一定需要用来实现本文描述的实施例的结果和 / 或特征, 而是 为了便于图解说明和描述而提供。
         本公开内容的主题包括本文公开的各种不同的过程、 系统和配置以及其他特征、 功能、 动作和 / 或特性及其任何和所有等效物的所有新颖且非显而易见的组合和子组合。

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