本公開(kāi)涉及電子設(shè)備設(shè)計(jì)以及用于檢測(cè)、定位并測(cè)量施加至電子設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)力的方法。

背景技術(shù)：

本領(lǐng)域存在對(duì)檢測(cè)并測(cè)量用戶(hù)施加至電子設(shè)備的應(yīng)力的需要。一般來(lái)講，施加至電子設(shè)備的應(yīng)力可沿著設(shè)備的外表面不同地分布。施加至電子設(shè)備的應(yīng)力可在沿著設(shè)備的表面的每個(gè)點(diǎn)處包括垂直壓縮分量、垂直張力分量以及剪切分量(剪切本身在給定點(diǎn)處與表面相切的平面中具有兩個(gè)方向)。應(yīng)力可包括施加至電子設(shè)備的顯示器的一個(gè)或多個(gè)大體局部力的大小(垂直和剪切)和位置(例如，將源自一個(gè)或多個(gè)用戶(hù)觸摸顯示表面以及在觸摸時(shí)在觸摸位置處施加一定大小的力)。局部力是指施加至電子設(shè)備的外表面的不跨設(shè)備的整個(gè)表面分布的力(例如，當(dāng)電子設(shè)備將受到均衡壓縮時(shí)，將是這種情況)。局部力可施加在一個(gè)區(qū)域上，該區(qū)域大約等于人類(lèi)手指和電子設(shè)備的外表面之間的接觸區(qū)域，或者另選地例如觸筆和電子設(shè)備的外表面之間的接觸區(qū)域。電子設(shè)備的外表面包括設(shè)備的可視顯示表面(或者換句話說(shuō)，顯示器)。如本文所用，施加至電子設(shè)備的顯示器的力可包括施加至覆蓋電子設(shè)備內(nèi)的顯示模塊的單獨(dú)(例如，保護(hù))層(例如，玻璃或塑料)的力。檢測(cè)和測(cè)量的應(yīng)力還可源自施加至設(shè)備中顯示器并不位于或不可視的部分的力。對(duì)于具有單個(gè)顯示器的典型設(shè)備(例如，平板計(jì)算機(jī)、蜂窩電話、智能手機(jī)、電子閱讀器、數(shù)字媒體播放器)，設(shè)備中顯示器并不位于或不可視的部分的示例包括設(shè)備的背側(cè)以及設(shè)備的外圍邊緣。在多數(shù)使用場(chǎng)景中，施加至電子設(shè)備的顯示器的力至少部分地由相反力或者施加在設(shè)備的表面上的其他地方(即，設(shè)備中顯示器并不位于的一個(gè)或多個(gè)部分)的力平衡。在一些使用場(chǎng)景中，相反(或平衡)力可施加至電子設(shè)備，其中沒(méi)有力施加至顯示器(例如，在具有大體平坦的形狀因數(shù)和位于一個(gè)主表面上的顯示器的典型電子設(shè)備在其邊緣處被擠壓時(shí)將發(fā)生)。本文公開(kāi)的設(shè)計(jì)和方法涉及對(duì)前述應(yīng)力中的任一個(gè)和所有的檢測(cè)、定位和測(cè)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)涉及電子設(shè)備設(shè)計(jì)以及用于檢測(cè)、定位并測(cè)量施加至電子設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)力(例如，局部應(yīng)力，例如與一個(gè)或多個(gè)人或者到顯示器的觸筆觸摸相關(guān)聯(lián)的應(yīng)力)的方法。該設(shè)計(jì)包括電耦合諧振構(gòu)件或機(jī)電換能器。該方法包括用于通過(guò)以下方式檢測(cè)、定位并測(cè)量施加至電子設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)力的途徑：i)將諧振構(gòu)件的機(jī)械響應(yīng)用于施加至電子設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)力；或者ii)檢測(cè)由施加至電子設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)力引起的振動(dòng)模式在電子設(shè)備中或上的傳播的變化；或者iii)兩者。在一些實(shí)施方案中，方法包括：通過(guò)以下方式將施加至電子設(shè)備的加速力與施加至電子設(shè)備的畸變力分開(kāi)：對(duì)由一個(gè)或多個(gè)加速度計(jì)進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)的測(cè)量進(jìn)行操作，并且對(duì)施加至電子設(shè)備的應(yīng)力的測(cè)量進(jìn)行操作，測(cè)量由本文描述的用于檢測(cè)、定位并測(cè)量此類(lèi)施加的應(yīng)力的裝置中的一個(gè)或多個(gè)進(jìn)行。

附圖說(shuō)明

圖1示出了電子設(shè)備。

圖2A和2B示出了具有由彈性體材料支撐的兩個(gè)諧振壓電晶體的電子設(shè)備，該彈性材料被設(shè)計(jì)成根據(jù)施加至電子設(shè)備顯示器覆蓋層的力來(lái)改變晶體上的接觸區(qū)域和力。

圖3示出了具有均嵌入電子設(shè)備內(nèi)的振動(dòng)信號(hào)發(fā)射器和振動(dòng)信號(hào)接收器的電子設(shè)備。

圖4示出了用于使電子設(shè)備的畸變力與加速力隔離的方法。

具體實(shí)施方式

本公開(kāi)涉及電子設(shè)備設(shè)計(jì)以及用于檢測(cè)、定位并測(cè)量施加至電子設(shè)備的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)力(例如，局部應(yīng)力，例如與一個(gè)或多個(gè)人或者到顯示器的觸筆觸摸相關(guān)聯(lián)的應(yīng)力)的方法。圖1示出了具有顯示器105的電子設(shè)備100以及在位置110處施加至顯示器的垂直壓縮力。一般來(lái)講，應(yīng)力以每單位面積的力的單位表示，因此力和應(yīng)力直接相關(guān)。在不必要根據(jù)力和應(yīng)力之間的上述定義關(guān)系進(jìn)行精確區(qū)分的情況下，單詞“力”和“應(yīng)力”在本文中可互換使用。

通過(guò)電耦合諧振構(gòu)件檢測(cè)所施加的應(yīng)力的電子設(shè)備

如本文所用，電耦合諧振構(gòu)件包括機(jī)械諧振構(gòu)件和諧振電構(gòu)件(可具有或可不具有機(jī)電元件，例如壓電元件(例如，壓電濾波器))。

機(jī)械諧振現(xiàn)象(本文針對(duì)機(jī)械諧振構(gòu)件而發(fā)生)出現(xiàn)在具有擾動(dòng)力和恢復(fù)力的組合的系統(tǒng)中。慣性因數(shù)和恢復(fù)力因數(shù)組合來(lái)生成諧振的自然頻率。此類(lèi)機(jī)械諧振可由本領(lǐng)域已知的多種裝置中的任一個(gè)進(jìn)行電檢測(cè)。例如，如果壓電材料被適當(dāng)電極化，那么取決于其形狀、密度、模量以及機(jī)械支撐，該壓電材料可使可直接電檢測(cè)的自然頻率振蕩。此類(lèi)現(xiàn)象形成表中的基礎(chǔ)石英晶體移動(dòng)，以及用作真空薄膜沉積系統(tǒng)中的化學(xué)傳感器或厚度監(jiān)控器的基礎(chǔ)的石英晶體微量天平。壓電系統(tǒng)包括例如鋯鈦酸鉛(PZT)陶瓷、鈮鎂酸鉛–鈦酸鉛晶體、石英晶體、氧化鋅、聚(偏二氟乙烯)。其它機(jī)電材料也可用于本文描述的設(shè)計(jì)和方法(電致伸縮、撓曲電)。本公開(kāi)并非旨在由本文描述的機(jī)械諧振檢測(cè)的具體模式進(jìn)行限制。其它在本領(lǐng)域中是已知的并且可用于本公開(kāi)。

電諧振現(xiàn)象(如本文針對(duì)電諧振構(gòu)件發(fā)生的)出現(xiàn)在具有電容元件或電感元件的電路(即，諧振電路)中，如交流電流電路設(shè)計(jì)中已知的。電阻器(R)可與電容器(C)或電感器(L)(或兩者)組合來(lái)生成諧振RC、RL或RLC電路。電容器可與電感器組合來(lái)生成諧振LC電路。此類(lèi)諧振電路的諧振頻率取決于相應(yīng)電路元件的阻抗值(即，電阻、電容、電感)及其布置，如本領(lǐng)域已知的。諧振頻率(resonance frequency)(本文也稱(chēng)為諧振頻率(resonant frequency))可通過(guò)改變相應(yīng)電路的阻抗值中的任一個(gè)來(lái)偏移。在本文描述的一些實(shí)施方案中，施加至電子設(shè)備的應(yīng)力導(dǎo)致一個(gè)或多個(gè)諧振電路內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)電路元件的阻抗值的變化。電阻的變化可通過(guò)使電阻器應(yīng)變?cè)斐?例如，通過(guò)在電流流動(dòng)方向上使電阻器應(yīng)變來(lái)增加電阻)。電容的變化可通過(guò)使電容器應(yīng)變?cè)斐?例如，通過(guò)使平行極板電容器的平行極板朝向彼此壓縮來(lái)增加電容)。本公開(kāi)并非旨在由本文描述的機(jī)械電路諧振偏移(即，作為施加應(yīng)力的結(jié)果)的具體模式進(jìn)行限制。其它在本領(lǐng)域中是已知的并且可用于本公開(kāi)。

前述電耦合諧振構(gòu)件中的一個(gè)或多個(gè)可以任何此類(lèi)方式集成在電子設(shè)備內(nèi)，使得施加至電子設(shè)備的應(yīng)力導(dǎo)致電子設(shè)備諧振頻率的偏移。電子電路(例如，振蕩器電路、濾波器、比較器、放大器以及微處理器)可與構(gòu)件組合以便確定它們?cè)谥C振頻率方面的變化，如本領(lǐng)域已知的。通過(guò)對(duì)頻率變化執(zhí)行的邏輯運(yùn)算以及對(duì)編程或機(jī)器學(xué)習(xí)變化的參考可基于諧振頻率的變化來(lái)確定施加至電子設(shè)備的表面的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)力。一個(gè)或多個(gè)(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10)構(gòu)件的諧振頻率的變化因此與施加至電子設(shè)備的表面的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)力(垂直的和剪切的)的存在、位置以及大小相關(guān)聯(lián)。

一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件可與電子設(shè)備顯示器、顯示器覆蓋層、設(shè)備外殼、設(shè)備按鈕、設(shè)備子結(jié)構(gòu)(例如，用戶(hù)不可見(jiàn)的框架或支柱元件)中的任何一個(gè)或多個(gè)集成。一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件可與設(shè)備揚(yáng)聲器集成。一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件可包括透明導(dǎo)電材料，例如圖案化的透明導(dǎo)電材料，例如如美國(guó)專(zhuān)利8,384,691和8,274,494以及PCT專(zhuān)利申請(qǐng)公布WO2012106417和WO2011156447)中描述的微小金屬網(wǎng)。另選地，透明導(dǎo)電材料可以是諸如氧化銦錫(ITO)的透明導(dǎo)電氧化物。透明導(dǎo)電材料可以圖案化成透明導(dǎo)電元件，例如電阻器、或電容器的至少一部分。一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件可有利地放置在顯示器或顯示器覆蓋層的周邊處。

在一個(gè)示例性實(shí)施方案中，透明導(dǎo)電元件與顯示器覆蓋層集成為電阻元件(例如，電阻棒)。電阻元件在電路中與單獨(dú)電容器連接以便形成具有起始諧振頻率的RC電路。當(dāng)以給定力觸摸顯示器的覆蓋層時(shí)，覆蓋層將偏轉(zhuǎn)，從而使電阻器應(yīng)變并改變其電阻。電阻的變化將引起前述RC電路的諧振頻率的變化。如上所述，諧振的變化可由另外電路(如本領(lǐng)域已知的)確定并因此指示施加至顯示器的力的水平或大小。

在另一個(gè)示例性實(shí)施方案中，透明導(dǎo)電元件與顯示器覆蓋層集成為附接到電容測(cè)量電路的電容器極板。電路依賴(lài)于諧振電路中的極板的自電容(本文也指極板的對(duì)地電容)，或者該電路可使用由諧振電路中的極板(本文也指第一極板)與另一電極(例如，與例如液晶顯示模塊的顯示器集成的另一極板)形成的電容器的電容。當(dāng)以給定力觸摸顯示器的覆蓋層時(shí)，覆蓋層將偏轉(zhuǎn)，從而改變第一電容器極板相對(duì)于第二電極或第一極板環(huán)境的其它元件的位置。第一極板的位置的變化將改變電容，因此引起前述諧振電路的諧振頻率的變化。如上所述，諧振的變化可由另外電路(如本領(lǐng)域已知的)確定并因此指示施加至顯示器的力的水平或大小。

一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件可由彈性體材料部件支撐，該彈性體材料部件被設(shè)計(jì)成根據(jù)施加至電子設(shè)備的應(yīng)力來(lái)改變它們的接觸區(qū)域或接觸力(或兩者)。圖2A和2B示出了電子設(shè)備200。圖2B是設(shè)備的根據(jù)截面XX’的橫截面透視圖。電子設(shè)備200包括顯示器覆蓋層205和在位置210處施加的垂直壓縮力F。設(shè)備200還包括與彈性體材料220接觸的壓電諧振器235以及另外的載體230(任選地彈性體)。覆蓋層包括圖形邊界215來(lái)模糊諧振器235及其載體的視圖。當(dāng)力F施加至覆蓋層205時(shí)，彈性體材料220壓貼諧振器235，從而改變其諧振頻率。諧振器連接(未示出)到被設(shè)計(jì)成測(cè)量其自然頻率的變化的電路。自然頻率的變化與施加的力F的大小關(guān)聯(lián)。區(qū)域210可填充有空氣或者可填充有固體材料，例如光學(xué)清晰的粘合劑。

一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件可機(jī)械聯(lián)接到阻尼材料。

一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件可在設(shè)備的不是顯示區(qū)域的部分中集成在設(shè)備內(nèi)或設(shè)備上。一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件可與設(shè)備的一部分聯(lián)接，該部分被有意地設(shè)計(jì)成檢測(cè)施加至顯示器的一個(gè)或多個(gè)力的平衡力，并因此檢測(cè)、定位或測(cè)量(或者這些中的兩個(gè)或更多個(gè))對(duì)顯示器進(jìn)行的觸摸(例如，由一個(gè)或多個(gè)用戶(hù)的一根或多根手指或者由觸筆進(jìn)行)。

優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件以這種方式放置，使得應(yīng)力檢測(cè)、定位和測(cè)量的準(zhǔn)確度和可靠性不會(huì)受到覆蓋物(例如，背側(cè)覆蓋物)到電子設(shè)備的添加的破壞。

在一些實(shí)施方案中，兩個(gè)或更多個(gè)構(gòu)件的諧振的變化協(xié)調(diào)地使用(例如，使用微處理器和編程或機(jī)器學(xué)習(xí)參數(shù))來(lái)檢測(cè)、定位或測(cè)量(或者這些中的兩個(gè)或更多個(gè))施加至電子設(shè)備的表面(例如，施加至電子設(shè)備的顯示器)的應(yīng)力(例如，局部應(yīng)力)。

在一些實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)觸摸在電子設(shè)備的表面，例如在電子設(shè)備的顯示器上的一個(gè)或多個(gè)位置的確定使用第一傳感器或傳感器元件(例如，電阻或電容(例如投射式電容)觸摸傳感器)來(lái)進(jìn)行，并且一個(gè)或多個(gè)觸摸的力的水平(本文還描述為大小)的確定使用如本文描述的一個(gè)或多個(gè)諧振構(gòu)件進(jìn)行。對(duì)于多于一個(gè)觸摸，多個(gè)觸摸(例如，到顯示器)的力的水平的確定可包括確定每個(gè)觸摸的觸摸力或者所有觸摸的總力的每個(gè)水平。

在一些實(shí)施方案中，諧振構(gòu)件可被包括作為傳感器的一部分，該傳感器通過(guò)不直接與如本文所述的諧振頻率的變化相關(guān)的裝置來(lái)確定一個(gè)或多個(gè)位置。例如，本文所述的諧振電路中的電阻或電容電路元件可服務(wù)感測(cè)電容或電阻檢測(cè)裝置的觸摸位置的雙重目的(例如，在不同時(shí)間點(diǎn)，如通過(guò)工作周期描述的)，該檢測(cè)裝置不必要與前述電阻諧振相關(guān)。例如，顯示器或顯示器覆蓋層上或中的透明導(dǎo)電元件(例如，作為電阻器或作為電容器中的一個(gè)極板)可在感測(cè)周期期間的一個(gè)時(shí)間點(diǎn)(或者部分或小部分時(shí)間)處被包括在諧振電路中，并且電路的諧振頻率可被測(cè)量并且與施加至顯示器(例如，通過(guò)到顯示器的一個(gè)或多個(gè)觸摸)的力或應(yīng)力的大小關(guān)聯(lián)，并且在感測(cè)周期期間的另一時(shí)間點(diǎn)(或者部分或小部分時(shí)間)處可被包括在互電容、自電容、反式電容或者電阻位置觸摸感測(cè)系統(tǒng)中。

通過(guò)振動(dòng)的傳播的變化檢測(cè)所施加的應(yīng)力的電子設(shè)備

在一些實(shí)施方案中，可通過(guò)檢測(cè)電子設(shè)備的表面內(nèi)或者沿著該表面的振動(dòng)(如本文使用的包括站立或諧振振動(dòng))的傳播的變化來(lái)檢測(cè)、定位或測(cè)量(或者這些中的兩個(gè)或更多個(gè))如上文所述的所施加的應(yīng)力。一個(gè)或多個(gè)換能器用于在電子設(shè)備內(nèi)或電子設(shè)備上引發(fā)一個(gè)或多個(gè)振動(dòng)信號(hào)。一個(gè)或多個(gè)傳感器用于檢測(cè)振動(dòng)信號(hào)。從初始換能器到達(dá)傳感器的振動(dòng)信號(hào)取決于電子設(shè)備的機(jī)械設(shè)計(jì)和材料，以及施加至電子設(shè)備的表面的任何應(yīng)力。振動(dòng)的生成和檢測(cè)在本領(lǐng)域中是已知的，并且可基于例如壓電材料。對(duì)振動(dòng)信號(hào)的分析在本領(lǐng)域中是已知的，并且可包括對(duì)振幅、相位、脈沖持續(xù)時(shí)間、色散以及光譜組成的分析。例如，如本領(lǐng)域中所公知的，振動(dòng)信號(hào)分析可包括傅里葉變換和小波分析。本公開(kāi)并非旨在由本文描述的振動(dòng)信號(hào)分析(即，作為施加應(yīng)力的結(jié)果)的具體模式進(jìn)行限制。其它在本領(lǐng)域中是已知的并且可用于本公開(kāi)。

振動(dòng)信號(hào)生成換能器或者傳播振動(dòng)的傳感器可與電子設(shè)備顯示器、顯示器覆蓋層、設(shè)備外殼、設(shè)備按鈕、設(shè)備子結(jié)構(gòu)(例如，用戶(hù)不可見(jiàn)的框架或支柱元件)中的任何一個(gè)或多個(gè)集成。一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件可與設(shè)備揚(yáng)聲器集成。振動(dòng)信號(hào)生成換能器或者傳播振動(dòng)的傳感器可包括透明導(dǎo)電材料，例如圖案化透明導(dǎo)電材料，例如如美國(guó)專(zhuān)利8,384,691和8,274,494以及PCT專(zhuān)利申請(qǐng)公布WO2012106417和WO2011156447)中描述的微小金屬網(wǎng)。一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件可有利地放置在顯示器或顯示器覆蓋層的周邊處。

振動(dòng)信號(hào)生成換能器或者傳播振動(dòng)的傳感器可由彈性體材料部件支撐，該彈性體材料部件被設(shè)計(jì)成根據(jù)施加至電子設(shè)備的應(yīng)力來(lái)改變其接觸區(qū)域或接觸力(或兩者)。

振動(dòng)信號(hào)生成換能器或者傳播振動(dòng)的傳感器可機(jī)械聯(lián)接到阻尼材料。

振動(dòng)信號(hào)生成換能器或者傳播振動(dòng)的傳感器可在設(shè)備的不是顯示區(qū)域的部分中集成在設(shè)備內(nèi)或設(shè)備上。一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件可與設(shè)備的一部分聯(lián)接，該部分有意地被設(shè)計(jì)成檢測(cè)施加至顯示器的一個(gè)或多個(gè)力的平衡力，并因此檢測(cè)、定位或測(cè)量(或者這些中的兩個(gè)或更多個(gè))對(duì)顯示器進(jìn)行的觸摸(例如，由一個(gè)或多個(gè)用戶(hù)的一根或多根手指或者由觸筆進(jìn)行)。

在圖3中，電子設(shè)備300包括顯示器305。壓縮力F在位置310處施加至顯示器305。振動(dòng)信號(hào)生成換能器315(本文還稱(chēng)為發(fā)射器)位于設(shè)備300的外殼內(nèi)。振動(dòng)感測(cè)元件(本文還稱(chēng)為接收器或感測(cè)器)320也位于設(shè)備300的外殼內(nèi)。換能器315連接到電子器件(未示出)，該電子器件驅(qū)動(dòng)換能器生成振動(dòng)信號(hào)。傳感器320連接到解譯由傳感器320接收的振動(dòng)信號(hào)的電子器件(未示出)。取決于力F的水平或大小，接收的振動(dòng)信號(hào)被改變，因此提供對(duì)力F的大小水平的測(cè)量。

電子設(shè)備可包括一個(gè)或多個(gè)機(jī)電發(fā)射器(即，以將輸入電信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出機(jī)械振動(dòng)信號(hào)的模式操作的換能器；例如，壓電或音圈致動(dòng)器)以及一個(gè)或多個(gè)機(jī)電接收器或傳感器(例如，壓電線性可變差動(dòng)變壓器)。發(fā)射器通過(guò)設(shè)備或者沿著設(shè)備表面發(fā)送機(jī)械詢(xún)問(wèn)信號(hào)。一個(gè)或多個(gè)接收器或傳感器接收機(jī)械振動(dòng)信號(hào)并且將機(jī)械振動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，因此使能夠分析(所接收的)機(jī)械振動(dòng)信號(hào)(例如，相位、振幅、脈沖寬度、光譜形狀)。到達(dá)一個(gè)或多個(gè)接收器或傳感器的所接收的一個(gè)或多個(gè)機(jī)械振動(dòng)信號(hào)受到施加至電子設(shè)備的應(yīng)力的影響。

前述振動(dòng)傳感器中的一個(gè)或多個(gè)可以任何這種方式集成在電子設(shè)備內(nèi)，使得施加至電子設(shè)備的應(yīng)力導(dǎo)致起源于振動(dòng)生成換能器處的檢測(cè)到的振動(dòng)中的變化。電子電路(例如，振蕩器電路、濾波器、比較器、放大器以及微處理器)可與振動(dòng)信號(hào)生成換能器或者傳播振動(dòng)的傳感器組合以便確定振動(dòng)傳播中的變化，如本領(lǐng)域已知的。通過(guò)對(duì)振動(dòng)變化執(zhí)行的邏輯運(yùn)算以及對(duì)編程或機(jī)器學(xué)習(xí)變化的參考可基于振動(dòng)傳播的變化來(lái)確定施加至電子設(shè)備的表面的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)力。一個(gè)或多個(gè)(例如，2、3、4、5、6、7、8、9、10)傳感器的振動(dòng)傳播的變化因此與施加至電子設(shè)備的表面的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)力(垂直的和剪切的)的存在、位置以及大小相關(guān)聯(lián)。

優(yōu)選地，振動(dòng)信號(hào)生成換能器和傳播振動(dòng)的傳感器以這種方式放置，使得應(yīng)力檢測(cè)、定位和測(cè)量的準(zhǔn)確度和可靠性不會(huì)受到覆蓋物(例如，背側(cè)覆蓋物)到電子設(shè)備的添加的破壞。

在一些實(shí)施方案中，兩個(gè)或更多個(gè)傳感器的振動(dòng)傳播的變化協(xié)調(diào)地使用(例如，使用微處理器和編程或機(jī)器學(xué)習(xí)參數(shù))來(lái)檢測(cè)、定位或測(cè)量(或者這些中的兩個(gè)或更多個(gè))施加至電子設(shè)備的表面(例如，施加至電子設(shè)備的顯示器)的應(yīng)力(例如，局部應(yīng)力)。

一個(gè)或多個(gè)機(jī)電發(fā)射器(即，以將輸入電信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出機(jī)械振動(dòng)的模式操作的換能器；例如，壓電或音圈致動(dòng)器)以及一個(gè)或多個(gè)機(jī)電接收器(例如，壓電線性可變差動(dòng)變壓器)可用在本文公開(kāi)的電子設(shè)備中。一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器通過(guò)或沿著設(shè)備的表面發(fā)送機(jī)械詢(xún)問(wèn)信號(hào)(振動(dòng)信號(hào))。一個(gè)或多個(gè)接收器(或者本文描述為傳感器)將機(jī)械(即，振動(dòng))信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，因此使能夠分析機(jī)械信號(hào)(例如，相位、振幅、脈沖寬度、光譜形狀)。到達(dá)一個(gè)或多個(gè)接收器的一個(gè)或多個(gè)機(jī)械信號(hào)受到施加至電子設(shè)備的應(yīng)力的影響，因此允許確定一個(gè)或多個(gè)施加應(yīng)力的存在、位置以及大小。

在一些實(shí)施方案中，一個(gè)或多個(gè)觸摸在電子設(shè)備的表面，例如在電子設(shè)備的顯示器上的一個(gè)或多個(gè)位置的確定使用第一傳感器或傳感器元件(例如，電阻或電容(例如投射式電容)觸摸傳感器)來(lái)進(jìn)行，并且一個(gè)或多個(gè)觸摸的力的水平(本文還描述為大小)的確定使用如本文描述的一個(gè)或多個(gè)振動(dòng)信號(hào)生成換能器以及一個(gè)或多個(gè)傳播振動(dòng)信號(hào)的傳感器進(jìn)行。對(duì)于多于一個(gè)觸摸，多個(gè)觸摸(例如，到顯示器)的力的水平的確定可包括確定每個(gè)觸摸的觸摸力或者所有觸摸的總力的每個(gè)水平。

在一些實(shí)施方案中，單個(gè)換能器可首先用于生成在設(shè)備的表面內(nèi)或者沿著該表面?zhèn)鞑サ恼駝?dòng)信號(hào)，并隨后第二用于在同一振動(dòng)信號(hào)已在設(shè)備的表面內(nèi)或者沿著該表面?zhèn)鞑ブ鬁y(cè)量該振動(dòng)信號(hào)?？捎檬┘又岭娮釉O(shè)備的表面的應(yīng)力校準(zhǔn)振動(dòng)信號(hào)中的變化。

在一些實(shí)施方案中，振動(dòng)反射器可集成在電子設(shè)備的表面內(nèi)或表面上以便修整振動(dòng)信號(hào)的傳播。

將加速力與畸變力分開(kāi)

在一些實(shí)施方案中，通過(guò)以下方式獨(dú)立于畸變力測(cè)量加速(平移對(duì)旋轉(zhuǎn))力：使用加速度計(jì)信息來(lái)反演計(jì)算加速力；測(cè)量施加至電子設(shè)備的總應(yīng)力分布；將加速力從總應(yīng)力分布減去以便得到本文描述為包括畸變力的差值應(yīng)力?；兞Πㄊ┘又岭娮语@示設(shè)備的觸摸力(在由相反力平衡時(shí)，因此限制設(shè)備的整體運(yùn)動(dòng))，以及擠壓力。術(shù)語(yǔ)加速力是指將平移或旋轉(zhuǎn)速度的變化傳遞到電子設(shè)備的力(或者來(lái)源于力的組合的凈力)。

圖4是示出用于提高測(cè)量施加至電子設(shè)備的表面的力的操作序列的流程圖，其中結(jié)果是施加用于生成平移或旋轉(zhuǎn)加速度的力與施加用于使設(shè)備畸變的力分開(kāi)。術(shù)語(yǔ)施加用于使設(shè)備畸變的力是指非加速力，并且不需要導(dǎo)致設(shè)備的任何程度的畸變。首先，在步驟400中，例如使用如本領(lǐng)域中已知的加速度計(jì)來(lái)確定設(shè)備的加速度。加速度可以是平移的或旋轉(zhuǎn)的(或兩者)。接著，在步驟405中，計(jì)算產(chǎn)生測(cè)量的平移的或旋轉(zhuǎn)的(或兩者)加速度所必需的力。接著，在步驟410中，測(cè)量施加至電子設(shè)備的外側(cè)的應(yīng)力。最后，在步驟415中，將加速力從施加至電子設(shè)備的外表面的應(yīng)力減去，從而導(dǎo)致確定畸變力。

在圖4中捕獲的方法的替代方案中，可調(diào)整步驟的次序。具體地，在步驟415之前，可進(jìn)行步驟400、405和410的任何順序。

以下為本公開(kāi)的項(xiàng)目：

項(xiàng)目1是一種觸摸傳感器，包括諧振電路，所述諧振電路具有被構(gòu)造成響應(yīng)于施加至所述觸摸傳感器的力而改變的諧振頻率，所述觸摸傳感器通過(guò)檢測(cè)所述諧振頻率的變化來(lái)檢測(cè)所施加的力。

項(xiàng)目2是根據(jù)項(xiàng)目1所述的觸摸傳感器，其中所述諧振電路包括具有電容的電容器，所述電容響應(yīng)于施加至所述觸摸傳感器的力而改變，所述電容的變化改變所述諧振頻率。

項(xiàng)目3是根據(jù)項(xiàng)目2所述的觸摸傳感器，其中所述電容器包括形成所述電容器的平行的第一導(dǎo)電電極和第二導(dǎo)電電極，所述第一導(dǎo)電電極為基本上透明的。

項(xiàng)目4是根據(jù)項(xiàng)目3所述的觸摸傳感器，具有觸敏區(qū)域，所述第一導(dǎo)電電極延伸穿過(guò)所述觸敏區(qū)域并且覆蓋所述觸敏區(qū)域。

項(xiàng)目5是根據(jù)項(xiàng)目2所述的觸摸傳感器，還包括電阻器和電感器。

項(xiàng)目6是根據(jù)項(xiàng)目1所述的觸摸傳感器，其中所述諧振電路包括具有電阻的電阻器，所述電阻響應(yīng)于施加至所述觸摸傳感器的力而改變，所述電阻的變化改變所述諧振頻率。

項(xiàng)目7是根據(jù)項(xiàng)目6所述的觸摸傳感器，還包括電容器和電感器。

項(xiàng)目8是根據(jù)項(xiàng)目1所述的觸摸傳感器，其中所述諧振電路包括具有所述諧振頻率的壓電材料。