用于力感测和触觉反馈的单支架支撑结构的制作方法

用于力感测和触觉反馈的单支架支撑结构
1.相关申请的交叉引用本技术根据35 usc
§
119（e）要求于2020年11月6日提交的美国临时专利申请no. 63/110,486的优先权和权益，该申请以其整体通过引用并入本文中。
技术领域
2.本实现方式总体上涉及输入设备，并且具体地涉及用于支撑力感测和触觉反馈的输入设备的单支架支撑结构。


背景技术：

3.包括接近传感器设备（通常也称为触摸板或触摸传感器设备）的输入设备广泛用于各种电子系统中。接近传感器设备通常包括感测区，该感测区通常由表面来区分，在该感测区中，接近传感器设备确定一个或多个输入对象的存在、方位、和/或运动。接近传感器设备可以用于为电子系统提供界面。例如，接近传感器设备通常用作较大计算系统的输入设备（诸如集成在笔记本或台式计算机中或在笔记本或台式计算机外围的不透明触摸板）。接近传感器设备也通常用于较小的计算系统（诸如集成在蜂窝电话中的触摸屏）中。
4.一些输入设备可能能够例如基于输入表面在这种外力的施加下变形或偏转的程度而检测施加到输入表面的力或压力的量。力感测可以向可用于控制或操作电子系统的输入类型提供附加维度。除了其他示例之外，当用户将在按钮、键、或其他机械致动器上按压时，用户可以通过在输入表面上向下按压来提供“点击”输入。然而，与机械致动器不同，输入表面的偏转向输入设备的用户提供很少（如果有的话）反馈。因此，一些输入设备已经并入触觉致动器，其可以向输入表面发送振动以向用户提供触觉反馈。


技术实现要素：

5.提供本发明内容是为了以简化的形式介绍下面在具体实施方式中进一步描述的概念的选择。本发明内容不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在限制所要求保护的主题的范围。
6.本公开的主题的一个创新方面可以在用于输入设备的支撑结构中实现。支撑结构包括被配置为安装到外壳的一个或多个固定表面、被配置为安装到输入设备的传感器层的动态表面、从一个或多个固定表面悬臂伸出（cantilever）的多个第一可变形段、以及将多个第一可变形段连接到动态表面的多个第二可变形段。多个第一可变形段被配置为响应于施加在传感器层上的输入力而在第一方向上偏转，其中输入力正交于输入设备的输入表面。多个第二可变形段被配置为响应于施加在动态表面上的剪切力而在一个或多个第二方向上偏转，其中剪切力平行于输入表面。
7.本公开的主题的另一创新方面可以在包括外壳、传感器层、和支撑结构的输入设备中实现。支撑结构包括安装到外壳的一个或多个固定表面、安装到传感器层的动态表面、从一个或多个固定表面悬臂伸出的多个第一可变形段、以及将多个第一可变形段连接到动
态表面的多个第二可变形段。多个第一可变形段被配置为响应于施加在传感器层上的输入力而在第一方向上偏转，其中输入力正交于输入设备的输入表面。多个第二可变形段被配置为响应于施加在动态表面上的剪切力而在一个或多个第二方向上偏转，其中剪切力平行于输入表面。
附图说明
8.本实现方式通过示例的方式示出，并且不旨在受附图中的图的限制。
9.图1示出了可以与本实现方式一起使用的示例输入设备。
10.图2示出了根据一些实现方式的输入设备的示例力传感器配置。
11.图3a和3b示出了根据一些实现方式的输入设备的示例层叠。
12.图4示出了根据一些实现方式的输入设备的分解等距视图。
13.图5a和5b示出了图4中描绘的输入设备的支撑层的透视图。
14.图6示出了图5a和图5b中所示的支撑结构的更详细视图。
15.图7a和7b示出了图4中描绘的输入设备的示例层叠。
具体实施方式
16.在以下描述中，阐述了许多具体细节，诸如具体部件、电路和过程的示例，以提供对本公开的透彻理解。如本文中所使用的术语“耦合”意指直接连接到或通过一个或多个中间部件或电路连接。术语“电子系统”和“电子设备”可以互换使用，以指代能够电子地处理信息的任何系统。此外，在以下描述中并且出于解释的目的，阐述了具体命名以提供对本公开的各方面的透彻理解。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以不需要这些具体细节来实践示例实现方式。在其他情况下，以框图形式示出了公知的电路和设备，以避免使本公开模糊不清。下面的详细描述的一些部分是根据对计算机存储器内的数据位的操作的过程、逻辑块、处理和其他符号表示来呈现的。
17.这些描述和表示是由数据处理领域的技术人员用来最有效地将其工作的实质传达给本领域其他技术人员的手段。在本公开中，过程、逻辑块、进程等被认为是导致期望结果的步骤或指令的自洽序列。步骤是需要对物理量进行物理操纵的步骤。通常，尽管不一定，这些量采取能够在计算机系统中存储、传递、组合、比较、和以其他方式操纵的电信号或磁信号的形式。然而，应当记住，所有这些和类似术语将与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量的方便标签。
18.除非另有明确说明，否则如从以下讨论中显而易见的是，应当理解，在整个本技术中，利用诸如“访问”、“接收”、“发送”、“使用”、“选择”、“确定”、“归一化”、“相乘”、“平均”、“监视”、“比较”、“应用”、“更新”、“测量”、“导出”等术语的讨论指代计算机系统、或类似电子计算设备的动作和进程，其将表示为计算机系统的寄存器和存储器内的物理（电子）量的数据操纵和转换成类似地表示为计算机系统存储器或寄存器或其他这样的信息存储装置、传输或显示设备内的物理量的其他数据。
19.在附图中，单个框可以被描述为执行一个或多个功能；然而，在实际实践中，由该框执行的一个或多个功能可以在单个部件中或跨多个部件执行，和/或可以使用硬件、使用软件、或使用硬件和软件的组合来执行。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，下面
已经在其功能性方面对各种说明性的部件、块、模块、电路、和步骤进行了总体描述。这样的功能性是实现为硬件还是软件取决于特定应用及施加于整个系统的设计约束。所属领域的技术人员可针对每个特定应用以不同方式实现所描述的功能性，但这样的实现方式决策不应被解释为导致脱离本发明的范围。此外，示例输入设备可以包括除了所示出的那些部件之外的部件，包括诸如处理器、存储器等公知的部件。
20.本文中描述的技术可以以硬件、软件、固件、或其任何组合来实现，除非特别描述为以特定方式实现。被描述为模块或部件的任何特征也可以在集成逻辑设备中一起实现，或者单独地实现为分立但可互操作的逻辑设备。如果以软件实现，则技术可至少部分地由包括指令的非暂时性处理器可读存储介质实现，所述指令在被执行时执行上文所描述的方法中的一个或多个。非暂时性处理器可读数据存储介质可形成可包括封装材料的计算机程序产品的部分。
21.非暂时性处理器可读存储介质可以包括随机存取存储器（ram）（诸如同步动态随机存取存储器（sdram））、只读存储器（rom）、非易失性随机存取存储器（nvram）、电可擦除可编程只读存储器（eeprom）、闪存、其他已知的存储介质等。附加地或替代地，技术可至少部分地由处理器可读通信介质实现，所述处理器可读通信介质承载或传送呈指令或数据结构形式的代码且可由计算机或其它处理器存取、读取、和/或执行。
22.结合本文中公开的实现方式描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和指令可以由一个或多个处理器执行。如本文中所使用的术语“处理器”可以指代能够执行存储在存储器中的一个或多个软件程序的脚本或指令的任何通用处理器、常规处理器、控制器、微控制器、专用处理器、和/或状态机。
23.各种实现方式总体上涉及能够进行力感测和触觉反馈的输入设备。一些实现方式更具体地涉及用于输入设备的支撑结构或支架，该支撑结构或支架支撑输入表面响应于施加在其上的输入力的偏转以及输入表面响应于由触觉致动器生成的触觉反馈的振动。支撑结构包括要安装到外壳的一个或多个固定结构和要安装到输入设备的传感器层的动态表面。多个第一可变形段从一个或多个固定表面悬臂伸出，并且被配置为当输入力被施加在传感器层上时在垂直方向上偏转，其中输入力正交于输入表面。多个第二可变形段将多个第一可变形段连接到动态表面并且被配置为当剪切力施加在动态表面上时在水平方向上偏转，其中剪切力平行于输入表面。在一些实现方式中，支撑结构可以由弹簧金属的单个连续层或片形成。
24.可以实现本公开中描述的主题的特定实现方式以实现以下潜在优点中的一个或多个。在一些实现方式中，所描述的技术可以用于制造用于输入设备的低成本支撑支架，其提供鲁棒的（robust）性能和用户体验。例如，通过由单个金属片形成支撑支架，可以简化制造和组装过程，并且降低相关联的成本。通过在垂直方向上偏转，多个第一可变形段允许输入设备检测例如由输入对象施加在输入表面上的输入力。通过在水平方向上偏转，多个第二可变形段允许输入设备例如通过触觉致动器经由输入表面提供触觉反馈。此外，第一可变形段与第二可变形段的集成允许输入设备在经由输入表面接收输入力的同时提供触觉反馈。
25.图1示出了可以与本实现方式一起使用的示例输入设备100。输入设备100包括处理系统110和感测区120。在一些实现方式中，输入设备100可以被配置为向电子系统（为了
简单起见未示出）提供输入和/或控制对电子系统的访问。示例电子系统可以包括但不限于个人计算设备（例如，台式计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板电脑、web浏览器、电子书阅读器、个人数字助理（pda）等）、复合输入设备（例如，物理键盘、操纵杆、按键开关等）、数据输入设备（例如，遥控器、鼠标等）、数据输出设备（例如，显示屏打印机等）、远程终端、信息亭、视频游戏机（例如，视频游戏控制台、便携式游戏设备等）、通信设备（例如，蜂窝电话、智能电话等）、以及媒体设备（例如，记录器、编辑器、电视、机顶盒、音乐播放器、数码相框、数码相机等）。
26.在一些方面中，输入设备100可以被实现为对应电子系统的物理部分。替代地，输入设备100可以与电子系统物理分离。输入设备100可以使用各种有线和/或无线互连和通信技术（诸如总线和网络）耦合到电子系统的部件（并与电子系统的部件通信）。示例合适的技术可以包括集成电路间（i2c）、串行外围接口（spi）、ps/2、通用串行总线（usb）、蓝牙
®
、红外数据协会（irda）、和由ieee 802.11标准族定义的各种射频（rf）通信协议。
27.在图1的示例中，输入设备100可对应于被配置为感测由感测区120中的输入对象140提供的输入的接近传感器（也称为“触摸板”或“触摸传感器设备”）。除了其他示例之外，示例输入对象140包括手指、触控笔、有源笔。感测区120可以涵盖输入设备100上方、周围、之中、和/或接近输入设备100的任何空间，其中输入设备100能够检测用户输入。感测区120的大小、形状、和/或方位可以取决于实际实现方式而变化。在一些实现方式中，感测区120可以在空间中的一个或多个方向上从输入设备100的表面延伸，例如，直到传感器的信噪比（snr）下降到适合于对象检测的阈值以下。例如，距离（感测区120在特定方向上延伸到所述距离）可以在小于一毫米、几毫米、几厘米、或更大的量级上，并且可以随着所使用的感测技术的类型和/或期望的精度而变化。
28.输入设备100可以利用各种感测技术来检测用户输入。示例感测技术可以包括电容性感测技术、光学感测技术、弹性感测技术、电阻感测技术、电感感测技术、磁性感测技术、声学感测技术、和超声波感测技术。在一些实现方式中，感测区120可由电容性感测元件（例如，传感器电极）的阵列形成，所述电容性感测元件用于测量由手指与感测区120交互引起的电容的改变。例如，感测区120可以包括一个或多个电容性感测元件（例如，传感器电极）以创建电场。输入设备100可以基于传感器电极的电容的改变来检测输入。例如，与电场接触（或紧密接近）的对象可以引起传感器电极中的电压和/或电流的改变。
29.示例电容性感测技术可以基于“自电容”（也称为“绝对电容”）和/或“互电容”（也称为“跨电容”）。绝对电容感测方法检测传感器电极与输入对象之间的电容性耦合的改变。例如，传感器电极附近的输入对象可以更改传感器电极附近的电场，从而改变所测量的电容性耦合。在一些实现方式中，输入设备100可通过相对于参考电压调制传感器电极并检测传感器电极与输入对象之间的电容性耦合来实现绝对电容感测。参考电压可以是基本上恒定的或可以变化。在一些方面中，参考电压可以对应于接地电位。
30.跨电容感测方法检测传感器电极之间的电容性耦合的改变。例如，传感器电极附近的输入对象可以更改传感器电极之间的电场，从而改变传感器电极的所测量的电容性耦合。在一些实现方式中，输入设备100可通过检测一个或多个“发射器”电极与一个或多个“接收器”电极之间的电容性耦合来实现跨电容感测。发射器电极可以相对于接收器电极被调制。例如，发射器电极可以相对于参考电压被调制以发射信号，而接收器电极可以被保持
在相对恒定的电压以“接收”所发射的信号。由接收器电极接收的信号可能受到环境干扰（例如，来自与传感器电极接触或紧密接近传感器电极的对象）的影响。在一些方面中，每个传感器电极可以是专用发射器或专用接收器。在其他方面中，每个传感器电极可以被配置为发射和接收。
31.在一些实现方式中，输入设备100还可以检测施加在与感测区120重合的输入表面上的力。例如，输入设备100可包括一个或多个力传感器，该一个或多个力传感器被配置为生成表示由输入对象140在与感测区120进行接触时施加的力的力信息。力信息可以是呈表示施加到输入表面的力的量的电信号的形式。例如，力传感器可以至少部分地由设置在输入表面的下侧上的多层导体形成。输入表面可以被配置为在由输入对象140施加力的情况下偏转或压缩。输入表面的移动可引起力传感器的导体之间的位移的改变。力传感器可基于由输入表面的偏转引起的导体之间的电容的改变来产生电信号。因此，电容的改变可以与施加在输入表面上的力的量相关。
32.处理系统110可以被配置为操作输入设备100的硬件以检测感测区120中的输入。在一些实现方式中，处理系统110可以控制一个或多个传感器电极和/或力传感器以检测感测区120中的对象。例如，处理系统110可以被配置为经由一个或多个发射器传感器电极发射信号并且经由一个或多个接收器传感器电极接收信号。处理系统110还可以被配置为经由一个或多个力传感器接收力感测信号。在一些方面中，处理系统110的一个或多个部件可以共同定位，例如，紧密接近输入设备100的感测元件。在一些其他方面中，处理系统110的一个或多个部件可以与输入设备100的感测元件物理分离。例如，输入设备100可以是耦合到计算设备的外围装置，并且处理系统110可以被实现为由计算设备的中央处理单元（cpu）执行的软件。在另一示例中，输入设备100可以物理地集成在移动设备中，并且处理系统110可以至少部分地对应于移动设备的cpu。
33.处理系统110可以被实现为以固件、软件、或其组合实现的一组模块。示例模块包括用于操作诸如一个或多个感测元件的硬件的硬件操作模块；用于处理诸如传感器信号之类的数据的数据处理模块；以及报告模块，其用于向电子系统的其他部件（诸如主机处理器或cpu）报告信息。在一些实现方式中，处理系统110可以包括：传感器操作模块，其被配置为操作感测元件以检测感测区120中的用户输入；识别模块，其被配置为识别与某些用户输入相关联的手势；以及模式改变模块，其用于改变输入设备100和/或电子系统的操作模式。
34.在一些方面中，处理系统110可以通过触发一个或多个动作来响应于感测区120中的用户输入。示例动作包括改变输入设备100的操作模式和/或图形用户界面（gui）动作，诸如光标移动、选择、菜单导航等。在一些实现方式中，处理系统110可以向电子系统（例如，向电子系统的cpu）提供关于检测到的输入的信息。然后，电子系统可以处理从处理系统110接收的信息以执行附加动作（例如，改变电子系统的模式和/或gui动作）。
35.处理系统100可以操作输入设备100的感测元件以产生指示感测区120中的输入（或没有输入）的电信号。处理系统110可以对电信号执行任何适当量的处理，以转换或生成提供给电子系统的信息。例如，处理系统110可以数字化经由传感器电极接收的模拟信号和/或对接收的信号执行滤波或调节。在一些方面中，处理系统110可以减去或以其他方式计及与传感器电极相关联的“基线”。例如，基线可以表示当没有检测到用户输入时传感器电极的状态。因此，由处理系统110提供给电子系统的信息可以反映从传感器电极接收的信
号和与每个传感器电极相关联的基线之间的差异。
36.在一些实现方式中，处理系统110还可以确定检测到的输入的位置信息和/或力信息。如本文中所使用的术语“位置信息”指代描述或以其他方式指示检测到的输入（例如，在感测区120内）的位置或方位的任何信息。示例位置信息可以包括绝对位置、相对位置、速度、加速度、和/或其他类型的空间信息。同样地，如本文中所使用的术语“力信息”指代描述或以其他方式指示由与输入设备100的输入表面接触的输入对象施加的力的任何信息。例如，力信息可以被提供为（例如，指示方向和/或幅度的）矢量或标量。作为另一示例，力信息可包括时间历史分量和/或描述由输入对象施加的力是否超过阈值量。
37.在一些实现方式中，输入设备100可以包括至少部分地与感测区120重叠的触摸屏界面（例如，显示屏）。例如，输入设备100的传感器电极可以在显示屏上形成基本上透明的覆盖物，从而为相关联的电子系统提供触摸屏界面。显示屏可以是能够向用户显示视觉界面的任何类型的动态显示器。合适的显示屏技术的示例可以包括发光二极管（led）、有机led（oled）、阴极射线管（crt）、液晶显示器（lcd）、等离子体、电致发光（el）、或其他显示技术。
38.在一些实现方式中，输入设备100可以与显示屏共享物理元件。例如，传感器电极中的一个或多个可以用于显示界面和感测输入。更具体地，用于感测输入的传感器电极还可以操作为用于显示界面的至少一部分的显示电极。在一些实现方式中，输入设备100可以包括被配置用于显示界面的至少一部分和感测输入的第一传感器电极，以及第二传感器电极可以被配置用于仅输入感测。例如，第二传感器电极可以被设置在显示设备的衬底之间或者可以在显示设备外部。
39.在一些方面中，显示屏可以至少部分地由处理系统110控制或操作。处理系统110可以被配置为执行与感测输入和显示界面相关的指令。例如，处理系统110可同时驱动显示电极以显示界面的至少一部分并感测用户输入。在另一示例中，处理系统110可驱动第一显示电极以显示界面的至少一部分，而同时驱动第二显示电极以感测用户输入。
40.如上所述，力感测可以向可用于控制或操作电子系统的输入的类型提供附加维度。除了其他示例之外，当用户将在按钮、键、或其他机械致动器上按压时，用户可以通过在输入表面上向下按压来提供“点击”输入。然而，与机械致动器不同，输入表面的偏转向输入设备的用户提供很少（如果有的话）反馈。在一些实现方式中，输入设备100还可以包括一个或多个触觉致动器（诸如线性共振致动器（lra）、压电致动器等），以向输入设备100的用户提供触觉反馈。例如，处理系统110可以响应于检测到经由一个或多个力传感器的力输入而操作触觉致动器以向输入表面发送振动。
41.本公开的方面认识到，触觉反馈引起输入表面在与输入力的方向正交的方向上的移动。例如，假设输入对象140在垂直方向上（例如，正交于输入表面的平面）施加输入力，触觉致动器可以在水平方向上（例如，平行于输入表面的平面）施加振动力。因此，将触觉反馈与力感测组合的挑战之一是设计具有可以在多个正交方向上偏转的输入表面的输入设备或装置。特别地，本实现方式提供了用于输入设备的支撑结构，其允许在输入表面被垂直压缩（例如，响应于输入力）的同时的输入表面的水平移动（例如，响应于触觉反馈）。
42.图2示出了根据一些实现方式的输入设备200的示例力传感器配置。在一些实现方式中，输入设备200可以是图1的输入设备100的一个示例。输入设备200包括上层210和下层
220。为了简单起见，出于示出力传感器配置的目的，在图2中仅描绘了输入设备200的两个层。然而，在实际实现方式中，输入设备200可包括图2中未示出的附加层和/或传感器电路。
43.在图2的示例中，一对力感测电极212和214耦合到输入设备200的上层210。在一些实现方式中，力感测电极212可以是发射器电极，而力感测电极214可以是接收器电极。处理系统（诸如处理系统110）可驱动发射器电极212上的力感测信号，并且经由接收器电极214接收结果信号，以测量或检测该对力感测电极212和214之间的电容（c）。在一些实现方式中，下层220可由导电材料形成（或包括导电材料），该导电材料可接地或驱动到特定电压电平。
44.在一些实现方式中，上层210可进一步耦合到输入设备200的输入表面（为了简单起见未示出）。因此，上层210可以响应于施加在输入表面上的输入力而朝向下层220偏转。当使上层210更靠近下层220时，下层220上的电压影响该对力感测电极212和214之间的电容c的改变。因此，下层220上的电压可至少部分地基于上层210与下层220之间的距离（d）来更改力感测电极212与214之间的电容c。更具体地，力感测电极212和214之间的电容c的改变随着层210和220之间的距离d减小而增加。
45.图3a和3b示出了根据一些实现方式的输入设备300的示例层叠。更具体地，图3a描绘了处于未压缩状态（例如，没有任何输入力）的输入设备300，并且图3b描绘了处于压缩状态（例如，在施加一个或多个输入力的情况下）的输入设备300。在一些实现方式中，输入设备300可以分别是图1或图2的输入设备100或200中的任何输入设备的一个示例。
46.输入设备包括覆盖层310、传感器层320、间隔层330、和支撑层340。覆盖层310保护设置在下方的电路并且用作输入设备300的输入表面。例如，覆盖层310可以由塑料、玻璃、聚酯薄膜、或任何其他合适的材料形成，所述合适的材料可以在施加输入力的情况下变形或偏转，并且在没有这种输入力时返回到其原始形式。在一些方面中，覆盖层可以是透明的。在一些其他方面中，覆盖层可以是着色的或不透明的。
47.传感器层320包括输入设备300的传感器电路。如图3a中所示，传感器层320包括设置在其上的多个力感测电极322。例如，传感器层320可以包括由玻璃增强型环氧树脂层压片（例如，fr4）或聚对苯二甲酸乙二醇酯（pet）膜形成的印刷电路板（pcb）。在一些实现方式中，传感器层320可以是输入设备200的上层210的一个示例。例如参考图2，力感测电极322可以是图2的力感测电极212和214的一个示例。因此，力感测电极322可以包括与一个或多个接收器电极配对的一个或多个发射器电极。在一些其他实现方式中，传感器层320可以包括图3a或3b中未示出的附加传感器电路，诸如例如被配置用于电容性（例如，接近）感测的多个传感器电极。
48.间隔层330将传感器层320耦合到下面的支撑层340。例如，间隔层330可以由粘合材料（例如，胶水）形成。在一些实现方式中，间隔层330可以维持传感器层320与支撑层340之间的分离距离。例如参考图2，传感器层320与支撑层340之间的分离距离可以是输入设备200的上层210与下层220之间的距离d的一个示例。因此，传感器层320和支撑层340之间的分离距离可以取决于间隔层330是处于未压缩状态（例如，当没有输入力施加在输入表面上时，诸如图3a中所示）还是压缩状态（例如，当输入力施加在输入表面上时，诸如图3b中所示）而变化。
49.支撑层340进一步将输入设备300耦合到输入设备300的外壳（或中间框架
（midframe））或下层电子系统。例如，支撑层340可以包括可以安装或加接到外壳的多个固定表面342。固定表面342不相对于外壳移动或偏转。在一些实现方式中，支撑层340可以包括第一组可变形段344和第二组可变形段346。可变形段344附接到固定表面342并且从固定表面342悬臂伸出。在一些方面中，可变形段344被配置为在垂直方向上（例如，正交于输入表面）偏转。可变形段346将可变形段344连接到动态表面348。在一些方面中，可变形段346被配置为在水平方向上（例如，平行于输入表面）偏转。动态表面348被配置为响应于可变形段344或346的偏转而相对于固定表面342横向地（在水平或垂直方向上）移动。
50.动态表面348（例如，经由间隔层330）耦合到传感器层320。在一些实现方式中，支撑层340可以是输入设备200的下层220的一个示例。因此，支撑层340可以由可以接地或驱动到特定电压电平的导电材料形成。在一些方面中，支撑层340可以由单个连续材料层形成。更具体地，支撑层340可以由具有类弹簧属性的任何合适的材料形成，其使得可变形段344和346可以在施加力的情况下变形或偏转，并且在没有这种力的情况下返回到其原始形状或配置。示例合适的材料包括各种类型的弹簧金属（例如，弹簧钢）。
51.可变形段344可以使得动态表面348能够响应于施加在输入表面上（并且正交于输入表面）的输入力（f
in
）而在垂直方向上移动或偏转。如图3b中所示，动态表面348在垂直方向上的移动可使力感测电极322更靠近支撑层340的一个或多个部分，从而导致力感测电极322的发射器电极和接收器电极之间的电容的改变。电容的改变可以（通过处理系统）被测量为输入力。此外，可变形段346使得动态表面348能够响应于施加在动态表面348上的剪切力而在水平方向上移动或偏转。如下面更详细描述的那样，剪切力可以对应于由触觉致动器生成的触觉反馈。
52.图4示出了根据一些实现方式的输入设备400的分解等距视图。输入设备400包括覆盖层410、传感器层420、间隔层430、支撑层440、和触觉致动器450。在一些实现方式中，输入设备400可以是图3的输入设备300的一个示例。因此，覆盖层410、传感器层420、间隔层430、和支撑层440可以分别是输入设备300的覆盖层310、传感器层320、间隔层330、和支撑层340的示例实现方式。
53.如图4中所示，间隔层430设置在支撑层440的一部分上。在一些实现方式中，间隔层430仅覆盖支撑层440的动态表面（诸如图3的动态表面348）。因此，间隔层430可以将动态表面耦合到传感器层420的中心区，同时允许传感器层420的外部区（例如，沿着周界）“浮动”在支撑层440的相应部分上方。因此，可以在设置在传感器层420上的力感测电极与支撑层440的导电表面之间形成气隙。如参考图2和图3所描述的，气隙支撑响应于施加在输入设备400的输入表面（例如，覆盖层410）上的输入力的传感器层420的力感测电极与支撑层440的导电表面之间的距离的改变。
54.在一些实现方式中，触觉致动器450可以设置在传感器层420下方。触觉致动器450可以耦合到传感器层420和/或支撑层440的动态表面。触觉致动器450可以是能够产生振动或触觉的任何合适的设备，包括但不限于线性共振致动器（lra）和压电致动器。在一些方面中，由触觉致动器450生成的振动可以在支撑层440的动态表面上施加剪切力。更具体地，这种剪切力可以引起支撑层440的横向移动（例如，平行于输入表面）。如上面参考图3所述，支撑层440可以包括允许动态表面相对于一个或多个固定表面垂直和水平移动的一个或多个特征。在一些实现方式中，这样的特征可以与动态表面和固定表面一体地形成，使得支撑层
440可以由单个连续的材料层（例如，单个金属片）产生或制造。
55.图5a和5b示出了图4中描绘的输入设备400的支撑层440的透视图。更具体地，图5a示出了支撑层440的顶部透视图，并且图5b示出了支撑层440的底部透视图。支撑层440在本文中也可以被称为支撑结构或支撑支架。
56.如图5a和5b中所示，支撑层440包括动态表面502和多个固定表面510，其可被安装到或加接到输入设备400的外壳或下层电子系统。在一些实现方式中，动态表面502和固定表面510可以分别是图3的动态表面348和固定表面342的示例。例如，每个固定表面510可以包括一个或多个安装特征512（在图5a和图5b中描绘为通孔），其可以加接到外壳的相应部分。一旦被安装，固定表面510就可以不相对于输入设备400的外壳移动。
57.动态表面502经由多个可变形段504和506耦合到固定表面510。在一些实现方式中，可变形段504和506可以分别是图3的可变形段344和346的示例。在图5a和图5b的示例中，可以在支撑层440的每个拐角中提供一组可变形段504和506。在一些实现方式中，可变形段504和506可以与动态表面502共面。更具体地，可变形段504附接到固定表面510并从固定表面510悬臂伸出，并且可变形段506将可变形段504连接到动态表面502。例如参考图3a和3b，可变形段504和506可以分别对应于输入设备300的可变形段344和346。因此，可变形段504可以被配置为在垂直方向上偏转，而可变形段506可以被配置为在水平方向上偏转。
58.在一些实现方式中，支撑层440还可以包括多个桥接元件508。桥接元件508中的每个可以至少部分地与相应可变形段504的顶表面重叠。桥接元件508可以为传感器层420提供结构支撑。例如，传感器层420的拐角可以搁置在桥接元件508的顶部上。在一些方面中，桥接元件508可以帮助扩散或分布施加到输入表面的输入力，以在传感器层420的拐角处实现更均匀的分布。例如，桥接元件508可以将输入力传递到可变形段504和/或下面的动态表面502的部分。在一些其他方面中，桥接元件508可用作动态表面502的一个或多个部分上方的“桥接件”。例如，即使在施加输入力的情况下，桥接元件508也可以使得动态表面502能够相对于可变形段504横向移动。
59.图6示出了图5a和图5b中所示的支撑结构440的更详细视图。例如参考图5a，在图6中仅描绘了支撑结构440的左上拐角。
60.如图6中所示，沿着动态表面502的部分周界形成气隙602，以最小化动态表面502与支撑层440的其他部分之间的接触面积。更具体地，动态表面502仅连接到可变形段506的端部。以这种方式，可变形段504和506有效地将动态表面502悬挂在固定表面510上，从而允许动态表面502相对于固定表面510垂直和水平移动。在一些实现方式中，可变形段504可以响应于施加在输入表面上的输入力而垂直偏转。例如，可变形段504的偏转可以引起动态表面502与固定表面510之间的气隙的变化。在一些实现方式中，可变形段506可以响应于施加在动态表面502上的剪切力而水平偏转。例如，可变形段506的偏转可以引起动态表面502与可变形段504和506之间的气隙的变化。
61.在一些实现方式中，动态表面502可以包括在桥接元件508下方延伸的多个突出部606。在一些方面中，突出部606可辅助将输入力传递到动态表面502。例如，当在传感器层420的拐角上施加力时，桥接元件508可以将力从传感器层420传递到可变形段504和下方的突出部606。在一些其他方面中，桥接元件508可以经由突出部606锚定动态表面502的拐角。例如，当力被施加到传感器层420的特定拐角或侧面时，输入设备400的相对侧或拐角上的
突出部606可钩到相应桥接元件508的下侧，以防止动态表面502的这种拐角提升（并且因此引起力感测电极对之间的不想要的电容的改变）。在一些实现方式中，桥接元件508可以包括凸起的凸块604，其被配置为安置在传感器层420中的相应凹槽中。
62.图7a和7b示出了图4中描绘的输入设备400的示例层叠。更具体地，图7a示出了输入设备400的左上拐角的透视图，并且图7b示出了输入设备400的左上拐角的横截面图。
63.如图7a和7b中所示，间隔层430设置在动态表面502上，并且将传感器层420耦合或附接到支撑层440。然而，传感器层420不附接到超出动态表面502的支撑层440的任何部分。例如，传感器层420的拐角可以搁置在桥接元件508上。例如参考图7b，凸块604可以安置在传感器层420的底表面上的相应凹槽内，以维持桥接元件508和传感器层420之间的接触。例如，即使当支撑层440在施加力的情况下相对于传感器层420变形或旋转时，凸块604也可以保持与传感器层420（点）接触。在图6-7b的示例中，凸块604被描绘为形成或设置在桥接元件508上。然而，在一些其他实现方式中，可以例如使用pcb上的焊膏点在传感器层420上形成凸块（以及在桥接元件508上形成的相应凹槽）。此外，突出部606扣进（tuck）在桥接元件508下方，以进一步防止传感器层420的拐角从支撑层440提升或与之分离。
64.如图7a中所示，可变形段506可响应于施加在动态表面502上的剪切力（f
sh
）而水平偏转，以促进触觉反馈从动态表面502到输入设备400的输入表面的传递。如图7b中所示，可变形段504可响应于施加在动态表面502上的输入力（f
in
）而垂直偏转，以促进输入设备400的输入表面上的输入力的检测。在一些实现方式中，可变形段504的偏转不妨碍可变形段506偏转。换句话说，动态表面502可以在水平方向上移动（例如，响应于f
sh
），而其同时在垂直方向上移位（例如，响应于f
in
）。因此，支撑层440允许输入设备400响应于输入力而提供触觉反馈。因此，输入设备400可以提供类似于点击或按压机械按钮、键、或其他类型的致动器的用户体验的用户体验。
65.本领域技术人员将理解，信息和信号可以使用各种不同的技术和技艺中的任何一种来表示。例如，可以通过电压、电流、电磁波、磁场或磁粒子、光场或光粒子、或其任何组合来表示可以在整个上述描述中引用的数据、指令、命令、信息、信号、比特、符号、和码片。
66.另外，本领域的技术人员将理解，结合本文中所公开的方面所描述的各种说明性逻辑块、模块、电路、和算法步骤可实现为电子硬件、计算机软件、或两者的组合。为了清楚地说明硬件与软件的这种可互换性，上文已总体上在其功能性方面描述了各种说明性部件、块、模块、电路、和步骤。这种功能性是实现为硬件还是软件取决于特定应用及施加于整个系统的设计约束。所属领域的技术人员可针对每个特定应用以不同方式实现所描述的功能性，但这样的实现方式决策不应被解释为导致脱离本发明的范围。
67.结合本文中所公开的方面描述的方法、序列、或算法可直接体现在硬件中、在由处理器执行的软件模块中、或在两者的组合中。软件模块可以驻留在ram存储器、闪存、rom存储器、eprom存储器、eeprom存储器、寄存器、硬盘、可移动盘、cd-rom、或本领域已知的任何其他形式的存储介质中。示例性存储介质耦合到处理器，使得处理器可以从存储介质读取信息和向存储介质写入信息。在替代方案中，存储介质可以集成到处理器。
68.在前述说明书中，已经参考其具体示例描述了实现方式。然而，将明显的是，在不脱离如所附权利要求中阐述的本公开的更宽范围的情况下，可以对其进行各种修改和改变。因此，说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的。