人机界面系统的制作方法

人机界面系统
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2020年7月3日提交的63/048,071的优先权，该63/048,071通过该引用以其整体并入。
3.本技术是2021年3月3日提交的美国专利申请第17/191,631号的部分继续申请，该美国专利申请第17/191,631号要求于2020年3月3日提交的美国临时专利申请第62/984,448号、2020年6月17日提交的美国临时专利申请第63/040,433号和2020年8月7日提交的美国临时专利申请第63/063,168号的权益，这些申请中的每一个都通过该引用以其整体并入。
4.本技术是2020年11月6日提交的美国专利申请第17/092,002号的部分继续申请，该美国专利申请第17/092,002号是2019年3月8日提交的美国专利申请第16/297,426号的继续申请，该美国专利申请第16/297,426号要求2018年3月8日提交的美国临时申请第62/640,138号的权益，这些申请中的每一个都通过该引用以其整体并入。
5.美国专利申请第16/297,426号也是2017年12月18日提交的美国专利申请第15/845,751号的部分继续申请，该美国专利申请第15/845,751号是2017年3月31日提交的美国专利申请第15/476,732号的部分继续申请，该美国专利申请第15/476,732号要求2016年3月31日提交的美国临时申请第62/316,417号和2016年5月31日提交的美国临时申请第62/343,453号的权益，这些申请中的每一个都通过该引用以其整体并入。
6.本技术还涉及2014年9月26日提交的美国专利申请第14/499,001号和2021年3月3日提交的美国专利申请第17/191,631号，这些美国专利申请中的每一个都通过该引用以其整体并入。
技术领域
7.本发明总体上涉及触摸传感器领域，并且更具体地涉及触摸传感器领域中的新的和有用的人机界面系统(human-computer interface system)。
8.附图简述
9.图1是系统的示意性表示；
10.图2是系统的一个变型的示意性表示；
11.图3是系统的一个变型的示意性表示；
12.图4a和图4b是系统的变型的流程图表示；
13.图5a和图5b是系统的一个变型的流程图表示；
14.图6是系统的一个变型的示意性表示；
15.图7是系统的一个变型的示意性表示；
16.图8是系统的一个变型的示意性表示；
17.图9a和图9b是系统的一个变型的示意性表示；
18.图10a和图10b是系统的一个变型的示意性表示；
19.图11a-图11d是系统的一个变型的示意性表示；
20.图12是系统的一个变型的示意性表示；
21.图13是系统的一个变型的示意性表示；
22.图14是系统的一个变型的示意性表示；
23.图15a-图15c是系统的一个变型的示意性表示；
24.图16是系统的一个变型的流程图表示；
25.图17是系统的一个变型的流程图表示；
26.图18是系统的一个变型的流程图表示；
27.图19是系统的一个变型的流程图表示；
28.图20是系统的一个变型的示意性表示；
29.图21是系统的一个变型的示意性表示；
30.图22是系统的一个变型的流程图表示；以及
31.图23是系统的一个变型的示意性表示。
32.实施例的描述
33.本发明的实施例的以下描述并非旨在将本发明限制于这些实施例，而是使本领域技术人员能够制造和使用本发明。本文描述的变型、配置、实现、示例实现和示例是可选的，并且不独有它们描述的变型、配置、实现、示例实现和示例。本文描述的本发明可以包括这些变型、配置、实现、示例实现和示例的任何组合和所有组合。
34.1.系统
35.如图1所示，系统100包括：衬底102；覆盖层170；第一磁性元件181；和控制器190。衬底102包括：第一层110，该第一层110包括在第一方向上盘绕的第一螺旋迹线111；第二层120；以及传感器层，该传感器层包括驱动和感测电极对105阵列。第二层120：被布置在第一层110下方；并且包括在与第一方向相反的第二方向上盘绕的第二螺旋迹线122，该第二螺旋迹线122通过第一层110和第二层120之间的过孔(via)耦合到第一螺旋迹线111，并且与第一螺旋迹线111协作以形成多层电感器150。覆盖层170被布置在衬底102上方并限定触摸传感器表面172。第一磁性元件181被布置在衬底102下方，并限定面向多层电感器150的第一极性。控制器190被配置成：从驱动和感测电极对105集合读取电值集合；基于该电值集合检测触摸传感器表面172上的第一输入；并且，响应于检测到第一输入，驱动多层电感器150两端的振荡电压，以诱发多层电感器150与第一磁性元件181之间的交变磁耦合，并使衬底102和覆盖层170相对于底盘192振荡。
36.图2所示的系统100的一个变型包括：衬底102；覆盖层170；偏转间隔件160集合；第一磁性元件181；和控制器190。在该变型中，衬底102限定了整体结构，并且包括第一层110、第二层120和底层140。第一层110：被布置在顶层104的下方；并且包括在第一方向上盘绕并限定第一端和第二端的第一螺旋迹线111。第二层120：被布置在第一层110的下方；并且包括在与第一方向相反的第二方向上盘绕的第二螺旋迹线122，该第二螺旋迹线122限定第三端和第四端，该第三端电耦合到第一螺旋迹线111的第二端，并且该第二螺旋迹线122与第一螺旋迹线111协作以形成限定主轴线的多层电感器150。底层140：与第一层110相对地布置在第二层120的下方；并且包括位于衬底102的周边附近的传感器迹线146集合。偏转间隔件160集合耦合到传感器迹线146的第二集合并将衬底102支撑在设备的底盘192上。覆盖层170与偏转间隔件160集合相对地布置在衬底102上方，并限定触摸传感器表面172。第一磁
性元件181：被布置在衬底102下方的底盘192中；限定面向多层电感器150的第一极性；并且平行于多层电感器150的主轴线延伸。控制器190被配置成：从传感器迹线146集合读取电值集合；基于该电值集合解释触摸传感器表面172上的第一输入的力大小；并且，响应于检测到超过阈值力的力大小，在触觉反馈周期期间驱动多层电感器150两端的振荡电压，以诱发多层电感器150与第一磁性元件181之间的交变磁耦合，并使衬底102和覆盖层170相对于第一磁性元件181振荡。
37.图3所示的系统100的又一变型包括：衬底102；覆盖层170；第一磁性元件181；第二磁性元件182；和控制器190。在该变型中，衬底102限定了整体结构，并且包括顶层104、第一层110和底层140。顶层104包括驱动和感测电极对105阵列。第一层110：被布置在顶层104的下方；并且包括在第一方向上盘绕并限定第一端和第二端的第一螺旋迹线111。第二层120：与顶层104相对地布置在第一层110的下方；并且包括在与第一方向相反的第二方向上盘绕的第二螺旋迹线122，该第二螺旋迹线122限定第三端和第四端，该第三端电耦合到第一螺旋迹线111的第二端，并且该第二螺旋迹线122与第一螺旋迹线111协作以形成限定主轴线和次轴线的多层电感器150。覆盖层170被布置在顶层104上方并限定触摸传感器表面172。第一磁性元件181：被布置在衬底102的下方；限定面向多层电感器150的第一极性；沿着多层电感器150的主轴线延伸；并且被布置在多层电感器150的主轴线的第一侧。第二磁性元件182：与第一磁性元件181相邻地布置在衬底102的下方；限定面向多层电感器150的、与第一极性相对的第二极性；沿着多层电感器150的主轴线延伸；并且被布置在多层电感器150的主轴线的第二侧。控制器190被配置成：从驱动和感测电极对105集合读取电值集合；基于电值集合检测触摸传感器表面172上的第一输入；并且，响应于检测到第一输入，在触觉反馈周期期间驱动多层电感器150两端的振荡电压，以诱发多层电感器150与第一磁性元件181和第二磁性元件182之间的交变磁耦合，并使衬底102和覆盖层170相对于第一磁性元件181和第二磁性元件182振荡。
38.系统100的另一变型包括：衬底102；第一磁性元件181；和控制器190。在该变型中，衬底102限定了整体结构，并且包括：第一层，该第一层包括第一螺旋迹线，该第一螺旋迹线在第一方向上盘绕，并且限定了第一端和第二端；第二层，该第二层被布置在第一层下方并且包括第二螺旋迹线，该第二螺旋迹线在与第一方向相反的第二方向上盘绕，限定了电耦合到第一螺旋迹线的第二端的第三端，限定了第四端，并且与第一螺旋迹线协作以形成限定主轴线和次轴线的多层电感器。第一磁性元件：被布置在衬底的下方；限定面向多层电感器的第一极性；沿着多层电感器的主轴线延伸；并且被布置在多层电感器的主轴线的第一侧。第二磁性元件：与第一磁性元件相邻地布置在衬底的下方；限定面向多层电感器的、与第一极性相对的第二极性；沿着多层电感器的主轴线延伸；并且被布置在多层电感器的主轴线的第二侧。控制器被配置成响应于被布置在衬底上方的触摸传感器表面上的输入，在触觉反馈周期期间驱动多层电感器两端的振荡电压，以：诱发多层电感器与第一磁性元件和第二磁性元件之间的交变磁耦合；以及使衬底相对于第一磁性元件和第二磁性元件振荡。
39.系统100的又一变型包括：衬底102；偏转间隔件160集合；弹簧元件阵列；第一磁性元件181；和控制器190。在该变型中，衬底102限定了衬底，该衬底限定整体结构并且包括：第一层，该第一层包括第一螺旋迹线，该第一螺旋迹线在第一方向上盘绕，并且限定第一端
和第二端；底层，该底层被布置在第一层下方并且包括第二螺旋迹线，该第二螺旋迹线在与第一方向相反的第二方向上盘绕，限定了电耦合到第一螺旋迹线的第二端的第三端，限定了第四端，并且与第一螺旋迹线协作以形成限定主轴线的多层电感器。偏转间隔件集合，该偏转间隔件集合中的每个偏转间隔件被布置在衬底的底层上的离散偏转间隔件位置集合中的一个离散偏转间隔件位置上方。该弹簧元件阵列：将偏转间隔件集合耦合到计算设备的底盘；将衬底支撑在底盘上；并且被配置成顺从于(yield to)衬底的振荡。第一磁性元件：被布置在衬底下方的底盘中；限定面向多层电感器的第一极性；并且平行于多层电感器的主轴线延伸。控制器被配置成响应于被布置在衬底上方的触摸传感器表面上的输入，在触觉反馈周期期间驱动多层电感器两端的振荡电压，以：诱发多层电感器与第一磁性元件之间的交变磁耦合；以及使衬底相对于第一磁性元件并抵靠弹簧元件的集合振荡。
40.2.应用
41.如图1-图3所示，用于人机交互的系统100包括：触摸传感器；多层电感器150；和控制器190。触摸传感器包括：衬底102；驱动和感测电极对105阵列，该驱动和感测电极对105阵列在衬底102上被图案化；覆盖层170，该覆盖层170限定触摸传感器表面172；以及力敏层174，该力敏层174被布置在衬底102和覆盖层170之间，并且包括响应于施加到触摸传感器表面172的力大小的变化而表现出局部接触电阻的变化(和/或局部体电阻变化)的材料。如图8、图9a、图10a、图10b和图11a、图11b、图11c和图11d所示，衬底102被柔性地安装在计算设备的底盘192的接受器194(例如，触摸板接受器194)内，以允许衬底102在触觉反馈周期期间在底盘192内移动(即，振荡、振动)。
42.磁性元件集合被布置在(例如，刚性地耦合到、结合到)接受器194内的接受器194(例如，触摸板接受器194)内。螺旋迹线集合被制造在衬底102的多个相邻层中的每一层内——在驱动和感测电极对105下方，并且通过过孔连接以形成被布置在磁性元件上方的多层电感器150。
43.在扫描周期期间，控制器190：在扫描周期期间从驱动和感测电极对105读取电值；并基于这些电值解释触摸传感器表面172上的输入的位置和力大小。响应于检测到触摸传感器表面172上的新输入超过阈值力大小，该控制器190：基于输入的位置和/或力大小输出命令；并且用振荡电压(或振荡电流)选择性地驱动多层电感器150，这诱发了穿过多层电感器150的交变磁场，将多层电感器150磁耦合到磁性元件，在多层电感器150和磁性元件之间产生交变力，并且因此使衬底102和触摸传感器表面172相对于设备的底盘192振荡。
44.2.1集成感应线圈
45.在该变型中，多层电感器150和磁性元件集合可以协作以形成集成振动器，该集成振动器被配置成使衬底102在底盘192内振荡。例如，多层电感器150可以由在衬底102内的多个层中的每一层上蚀刻或制造的平面线圈迹线集合形成，该平面线圈迹线集合通过穿过这些层的过孔互连，以形成被布置在磁性元件集合上方的，具有多匝、一个或更多个磁芯和/或一个或更多个绕组的一个连续电感器。
46.例如，多层电感器150可以包括：在衬底102的底层140上在第一绕线方向上向内螺旋的第一迹线；在衬底102的第二层120上在第一绕线方向上向外螺旋的第二迹线；在衬底102的第三层130上在第一绕线方向上向内螺旋的第三迹线；以及在衬底102的第二层120上在第一绕线方向上(在第二迹线的相邻环之间)向外螺旋的第四迹线。过孔可以：将第一层
110中的第一螺旋迹线111的末端连接到第二层120中的第二螺旋迹线122的起点；将第二层120中的第二螺旋迹线122的末端连接到第三层130中的第三螺旋迹线133的起点；将第三层130中的第三螺旋迹线133的末端连接到第二层120中的第四螺旋迹线144的起点；以及将第二层120中的第四螺旋迹线144的末端在第一螺旋迹线111的起点附近连接到底层140。
47.因此，在该示例中，多层电感器150可以包括跨越衬底102的多个层并被连接以形成连续的感应线圈的多个螺旋迹线，其中两个端子非常接近地(例如，在两毫米内)落在衬底102的底层140上。
48.磁性元件集合可以被结合、紧固、安装和/或集成等到多层电感器150下面的设备底盘192中，并且当控制器190在多层电感器150两端施加电压时，磁性元件集合可以磁性地耦合到多层电感器150。具体地，控制器190可以(例如，经由耦合到控制器190并由控制器190触发的驱动电路)向多层电感器150提供振荡电压(以及因此提供交流电流)，这：诱发穿过多层电感器150的交变磁场；诱发磁性元件集合与多层电感器150之间的交变磁耦合；并且从而使衬底102振荡。
49.2.2具有集成输入和输出部件的整体衬底
50.通常，在该变型中，系统100用作触摸传感器，该触摸传感器具有集成触觉致动器、压力感测和薄(例如，4毫米厚)封装件内的屏蔽。例如，系统100可以被安装在膝上型计算机中的触摸板接受器194(以下称为“接受器194”)中(如图13、图14、图15a、图15b和图15c所示)，被安装在外围用户输入设备中的触摸板接受器194中(如图16所示)，或者安装在平板电脑或智能手机的显示器下面。
51.如图5a、图5b、图6和图7所示，系统100包括薄(例如，2.5毫米厚)衬底102，该衬底102限定了一套薄(或“2.5d”)迹线，该迹线形成：触摸传感器的驱动和感测电极；次级力或压力传感器集合的驱动和感测电极；以及被配置成磁性地耦合到相邻磁性元件的电感器。具体地，多层电感器150：以跨衬底102的多个层被蚀刻或以其他方式制造的多个互连螺旋迹线的形式被集成到衬底102中；并且被配置成磁性地耦合到磁性元件，该磁性元件被集成到底盘192中(例如，位于底盘192内并由底盘192保持)。因此，磁性元件集合和多层电感器150协作以用作多层电感器150，该多层电感器150被配置成使触摸传感器表面172响应于多层电感器150的极化(例如，通过驱动电路或控制器190极化)而振荡，从而使得系统100能够响应于触摸传感器表面172上的输入来输出实时触觉反馈。
52.因此，系统100可以包括平面互连螺旋迹线集合，该平面互连螺旋迹线集合跨衬底102的多个导电(例如铜)层制造，以形成完全位于衬底102内的多层电感器150，并且该平面互连螺旋迹线集合与触摸传感器电极迹线同时且使用相同的工艺被制造，该触摸传感器电极迹线在衬底102的整个顶部上形成电容性或电阻性触摸传感器并且在衬底102的整个底部上形成电容性或电阻性压力传感器。
53.更具体地，驱动和感测电极对105的密集栅格阵列可以在衬底102的整个顶层104上同时被制造，以形成被配置成检测触摸传感器表面172上的输入的x位置、y位置和/或力大小的触摸传感器。附加地或替代地，传感器迹线146集合可以在围绕衬底102的周边的间隔位置处被同时制造在衬底102的底层140上，以形成力传感器的稀疏阵列，该力传感器被配置成检测触摸传感器表面172上的输入的力大小。因此，形成这些传感器的电迹线可以完全落在衬底102内。薄覆盖层170(例如，用于电容式触摸传感器的0.5毫米厚的玻璃或聚合
物面板；用于衬底102的整个顶层104上的电阻式触摸传感器布置的0.5毫米厚的力感测层)可以被安装在衬底102的顶层104上方，以包围触摸传感器并形成触摸传感器表面172。力感测取样片(coupons)和/或低硬度间隔件(例如，总共一毫米厚)可以被安装在衬底102的底部上的每个传感器迹线上方，以形成偏转间隔件160集合，该偏转间隔件160集合被配置成用衬底102的接受器194支撑衬底102，将输入到触摸传感器表面172上的力传送到底盘192中，并输出对应于由单个传感器迹线146传送的力的信号，控制器190可以响应于触摸传感器表面172上的输入将该信号转换成在这些偏转间隔件160处传送的单独的力和总力。薄的、非导电的、非磁性的缓冲层(例如，厚度小于0.2毫米的聚酰亚胺膜)可以被施加在多层电感器150的底部螺旋迹线上方，以保持多层电感器150和被布置在下面的接受器194中的磁性元件集合之间的最小间隙。因此，具有覆盖层170和偏转间隔件160集合的系统100的总高度可以小于4毫米。
54.此外，设备(例如，膝上型计算机、外围输入设备)的底盘192可以限定浅的(例如，4毫米深的)接受器194，并且系统100可以被安装在接受器194中，其中偏转间隔件160与接受器194的基底接触，以在底盘192的厚度没有增加或有限增加的情况下实现设备中的触摸感测功能、压力感测功能和触觉反馈功能。在一个实现中，设备的底盘192还包括在接受器194下方凹入的空腔，并且磁性元件集合被安装(例如，结合、封装)在衬底102上的多层电感器150下方的空腔内。替代地，较薄的磁性元件(例如，厚度为0.8mm)可以在空腔的基底和衬底102的底部之间(例如，在空腔的基底和被布置在多层电感器150的第一螺旋迹线111上方的缓冲层之间)被安装在接受器194中。
55.因此，包括衬底102、触摸传感器和/或偏转间隔件160等的系统100可以固定在设备的接受器194中很低的地方，其中在衬底102的底层140和接受器194之间具有小的间隙(例如，小于300微米而不是数毫米以容纳安装在衬底102上的分立电感器)，从而限制系统100和设备的总组装高度。此外，将多层电感器150集成到衬底102中可以减少和/或消除由于重复循环导致的多层电感器150的疲劳或其他损坏的可能性，并且可以实现多层电感器150和磁性元件集合之间的一致的偏移，从而针对衬底102和接受器194之间的竖直分离距离实现更宽松的公差。
56.如上所述并在图13、图14、图15a、图15b和图15c中示出，系统100可以集成到诸如膝上型计算机的计算设备的底盘192中，以形成力敏触控板或键盘表面，该力敏触控板或键盘表面被配置成向与计算设备接口的用户提供实时触觉反馈，并检测施加在触控板或键盘表面上方的输入的位置和/或力。附加地和/或替代地，系统100可以集成到便携式电子设备中，诸如集成在智能手机或智能手表的显示器下方，或者作为外围触控板和/或键盘设备，以便在这些便携式电子设备上实现实时力感测和触觉反馈能力，如图16所示。
57.3.衬底和触摸传感器
58.如图6和图12所示，系统100包括：衬底102，该衬底102包括被蚀刻以形成导电迹线集合的导电层集合(例如，六个导电层)；插入在导电层堆叠之间的衬底层集合(例如，五个衬底层)；以及过孔集合，该过孔集合通过该衬底层集合连接该导电迹线集合。例如，衬底102可以包括六层刚性玻璃纤维pcb。
59.具体地，衬底102的顶部导电层和/或第二导电层可以包括迹线集合，该迹线集合协作以形成触摸传感器内的驱动和感测电极对105阵列(例如，栅格阵列)。触摸传感器下方
的衬底102的后续导电层可以包括互连的螺旋迹线，这些互连的螺旋迹线协作以形成单芯或多芯、单绕组或多绕组、多层的电感器150。此外，衬底102的底部导电层和/或倒数第二个导电层可以包括围绕衬底102的周边分布的交叉指形(interdigitated)电极集合，以形成力传感器的稀疏阵列。
60.3.1电阻式触摸传感器
61.在一个实现中，衬底102的第一导电层和第二导电层包括终止于衬底102的顶层104上的驱动和感测电极对105的栅格阵列中的驱动电极列和感测电极行(或者驱动电极行和感测电极列)。在该实现中，系统100还包括力敏层174，该力敏层174：被布置在衬底102的顶部导电层上方(例如，插入衬底102的顶层104和覆盖层170之间)；以及响应于在覆盖层170上(即，在触摸传感器表面172上)局部施加力，在驱动和感测电极对105集合上表现出接触电阻的局部变化。
62.因此，在扫描周期期间，控制器190可以：串行驱动驱动电极列；从感测电极行串行读取表示驱动和感测电极对105上的电阻的电值(例如电压)；基于从与第一位置相邻的驱动和感测电极对105的子集读取的电值与被存储用于驱动和感测电极对105的该子集的基于基线电阻的电值的偏差，检测触摸传感器表面172上的第一位置(例如，(x，y)位置)处的第一输入；并基于该偏差的大小来解释第一输入的力大小。如下所述，控制器190然后可以响应于第一输入的力大小超过阈值输入力，在触觉反馈周期期间驱动衬底102中的多层电感器150两端的振荡电压。
63.因此，衬底102的第一导电层和第二导电层上的驱动和感测电极对105阵列以及力敏层174可以协作以形成可由控制器190读取的电阻式触摸传感器，以检测触摸传感器表面172上的输入(例如，手指、触控笔、手掌)的横向位置、纵向位置和力(或压力)大小。
64.3.2电容式触摸传感器
65.在另一实现中，衬底102的第一导电层和第二导电层包括终止于衬底102的顶部导电层上(或顶部导电层和第二导电层两者上)的驱动和感测电极对105的栅格阵列中的驱动电极列和感测电极行(或者驱动电极行和感测电极列)。
66.在扫描周期期间，控制器190可以：串行驱动驱动电极列；从感测电极行串行读取表示驱动和感测电极对105之间的电容耦合的电值(例如，电压、电容上升时间、电容下降时间、谐振频率)；以及基于从与第一位置相邻的驱动和感测电极对105的子集读取的电值与被存储用于驱动和感测电极对105的该子集的基于基线电容的电值的偏差，检测触摸传感器表面172上的第一位置(例如，(x，y)位置)处的第一输入。例如，控制器190可以实现互电容技术，以读取这些驱动和感测电极对105之间的电容值，并基于这些电容值解释触摸传感器表面172上的输入。
67.因此，衬底102的第一导电层和第二导电层上的驱动和感测电极对105阵列以及力敏层174可以协作以形成可由控制器190读取的电容式触摸传感器，以检测触摸传感器表面172上的输入(例如，手指、触控笔、手掌)的横向位置和纵向位置。
68.3.3触摸屏
69.在一个变型中，该系统包括被布置在衬底上方的触摸屏196(或与该触摸屏196接口连接)，该触摸屏196包括：数字显示器；触摸传感器，该触摸传感器被布置在整个显示器上；以及覆盖层，该覆盖层被布置在显示器上方并限定触摸传感器表面172。因此，在该变型
中，控制器被配置成响应于触摸屏196检测到触摸传感器表面上的输入，在触觉反馈周期期间驱动多层电感器两端的振荡电压。
70.具体地，在该变型中，衬底102可以：接收触摸屏或与触摸屏集成(即，集成的显示器和触摸传感器)；并且可以与第一磁性元件181和控制器190协作，以响应于触摸传感器表面上的输入，诸如由耦合到触摸屏196的单独控制器检测到的输入，使触摸屏196上方的触摸传感器表面振动。
71.4.多层电感器
72.如上所述，系统100包括由直接在衬底102内的导电层内制造的互连螺旋迹线集合形成的多层电感器150。
73.通常，单个螺旋迹线的总电感可能受到导电层厚度的限制。因此，系统100可以包括在衬底102的相邻层集合上制造的重叠、互连的螺旋迹线的堆叠，以形成多层、多匝和/或多芯的电感器，该电感器比衬底102的单个导电层上的单个螺旋迹线表现出更大的电感，因此与磁性元件集合的磁耦合更强。这些螺旋迹线可以围绕公共竖直轴线同轴对齐(例如，在磁性元件集合上方居中)，并且通过穿过衬底102的中间衬底层的过孔集合电互连。
74.此外，衬底102可以包括不同厚度的导电层。因此，衬底102的较厚导电层内的螺旋迹线可以被制造成具有较窄迹线宽度和较多匝数，并且衬底102的较薄导电层内的螺旋迹线可以被制造成具有较宽迹线宽度和较少匝数，以便在相同线圈覆盖区上方的每个螺旋迹线内实现相似的电阻。例如，衬底102内的较低导电层可以包括较重的导电材料层(例如，厚度约为35微米的1盎司铜)，以便在这些导电层中的线圈覆盖区内容纳较窄的迹线宽度和更多的匝数，从而增加每个螺旋迹线的电感，并在触觉反馈周期期间在多层电感器150和磁性元件集合之间产生更强的磁耦合。相反，在该示例中，衬底102的上层可以包括更薄的导电材料层，该上层包括触摸传感器的许多(例如，数千个)驱动和感测电极对105。
75.4.1单芯 偶数数量的线圈层
76.在图2所示的一个实现中，衬底102包括在衬底102内偶数数量的衬底层内制造的偶数数量的螺旋迹线，以形成单线圈电感器。
77.在一个示例中，衬底102包括：包含驱动和感测电极对105阵列的顶层104和中间层106；第一层110；第二层120；第三层130；和第四层(例如，底层)。在该示例中，第一层110包括在第一方向上盘绕并限定第一端和第二端的第一螺旋迹线111。具体地，第一螺旋迹线111可以限定第一平面线圈，该第一平面线圈从第一平面线圈的外围处的第一端在顺时针方向上向内螺旋到靠近第一平面线圈的中心的第二端。第二层120包括第二螺旋迹线122，该第二螺旋迹线122在与第一方向相反的第二方向上盘绕并限定第三端和第四端，该第三端电耦合到第一螺旋迹线111的第二端。具体地，第二螺旋迹线122可以限定第二平面线圈，该第二平面线圈从靠近第二平面线圈的中心的第三端在顺时针方向上向外螺旋到第二平面线圈的外围处的第四端。
78.类似地，第三层130包括第三螺旋迹线133，该第三螺旋迹线133在第一方向上盘绕并限定第五端和第六端，该第五端电耦合到第二螺旋迹线122的第四端。具体地，第三螺旋迹线133可以限定第三平面线圈，该第三平面线圈从第三平面线圈的外围处的第五端在顺时针方向上向内螺旋到靠近第三平面线圈的中心的第六端。此外，第四层包括第四螺旋迹线144，该第四螺旋迹线144在第二方向上盘绕并限定第七端和第八端，该第七端电耦合到
第一螺旋迹线111的第六端。具体地，第四螺旋迹线144可以限定第四平面线圈，该第四平面线圈从靠近第四平面线圈的中心的第七端在顺时针方向上向外螺旋到第四平面线圈的外围处的第八端。
79.因此：第一螺旋迹线111的第二端可以通过第一过孔耦合到第二螺旋迹线122的第三端；第二螺旋迹线122的第四端可以通过第二过孔耦合到第三螺旋迹线133的第五端；第三螺旋迹线133的第六端可以通过第三过孔耦合到第四螺旋迹线144的第七端；并且第一螺旋迹线111、第二螺旋迹线122、第三螺旋迹线133和第四螺旋迹线144可以协作以形成单芯的、四层的电感器。控制器190(或驱动器)：可以电连接到第一螺旋迹线111的第一端和第四螺旋迹线144的第八端(或多层电感器150的“端子”)；并且可以在触觉反馈周期期间用振荡电压驱动多层电感器150的这些端子，以便诱发穿过多层电感器150的交变磁场，该多层电感器150耦合到磁性元件并使衬底102在底盘192内振荡。具体地，当控制器190以第一极性驱动多层电感器150时，电流可以在连续的顺时针方向上流过第一螺旋迹线111、第二螺旋迹线122、第三螺旋迹线133和第四螺旋迹线144，以在多层电感器150周围诱发第一方向的磁场。当控制器190反转多层电感器150的端子两端的极性时，电流可以反转方向并在连续的逆时针方向上流过第一螺旋迹线111、第二螺旋迹线122、第三螺旋迹线133和第四螺旋迹线144，以在多层电感器150处诱发相反的第二方向的磁场。
80.此外，在该实现中，因为多层电感器150跨越衬底102内偶数数量的导电层，所以多层电感器150的端子可以位于衬底102的第一层和最后一层的外围上，从而能够直接连接到控制器190(或驱动器)。
81.4.2单芯 奇数数量的线圈层
82.在图1所示的另一实现中，多层电感器150跨越衬底102的奇数个(例如，3个、5个)导电层。在该实现中，衬底102的导电层可以包括两个平行且偏移的螺旋迹线，这两个平行且偏移的螺旋迹线与多层电感器150中的其他螺旋迹线协作，以将多层电感器150的端子定位在多层电感器150的外围处，用于直接连接到控制器190或驱动器。
83.在一个示例中，衬底102包括：包含驱动和感测电极对105阵列的顶层104和中间层106；第一层110；第二层120；第三层130；和第四层(例如，底层)。在该示例中，第一层110包括接地电极(例如，连续迹线)，该接地电极：跨越顶层104和中间层106中的驱动和感测电极对105阵列的覆盖区；由控制器190驱动至参考电位；并且被配置成使驱动和感测电极对105被屏蔽免受由多层电感器150生成的电噪声的影响。
84.在该示例中，第三层130包括在第一方向上盘绕并限定第一端和第二端的第一螺旋迹线111。具体地，第一螺旋迹线111可以限定第一平面线圈，该第一平面线圈从第一平面线圈的外围处的第一端在顺时针方向上向内螺旋到靠近第一平面线圈的中心的第二端。第二层120包括第二螺旋迹线122，该第二螺旋迹线122在与第一方向相反的第二方向上盘绕并限定第三端和第四端，该第三端电耦合到第三层130中的第一螺旋迹线111的第二端。具体地，第二螺旋迹线122可以限定第二平面线圈，该第二平面线圈从靠近第二平面线圈的中心的第三端在顺时针方向上向外螺旋到第二平面线圈的外围处的第四端。
85.第三层130还包括第三螺旋迹线133，该第三螺旋迹线133在第一方向上盘绕并限定第五端和第六端，该第五端电耦合到第二层120中的第二螺旋迹线122的第四端。具体地，第三螺旋迹线133可以限定第三平面线圈，该第三平面线圈：从第三平面线圈的外围处的第
五端在顺时针方向上向内螺旋到靠近第三平面线圈的中心的第六端；并且嵌套在第三层130内同样在顺时针方向上向内螺旋的第一平面线圈内。
86.此外，第四层包括第四螺旋迹线144，该第四螺旋迹线144在第二方向上盘绕并限定第七端和第八端，该第七端电耦合到第一螺旋迹线111的第六端。具体地，第四螺旋迹线144可以限定第四平面线圈，该第四平面线圈从靠近第四平面线圈的中心的第七端在顺时针方向上向外螺旋到第四平面线圈的外围处的第八端。
87.因此：第三层130内的第一螺旋迹线111的第二端可以通过第一过孔耦合到第二层120内的第二螺旋迹线122的第三端；第二层120内的第二螺旋迹线122的第四端可以通过第二过孔耦合到第三层130内的第三螺旋迹线133的第五端；第三层130内的第三螺旋迹线133的第六端可以通过第三过孔耦合到第四层内的第四螺旋迹线144的第七端；并且第一螺旋迹线111、第二螺旋迹线122、第三螺旋迹线133和第四螺旋迹线144可以协作以形成单芯的、三层的电感器。控制器190：可以电连接到第三层130内的第一螺旋迹线111的第一端和第四层内的第四螺旋迹线144的第八端(或多层电感器150的“端子”)；并且可以在触觉反馈周期期间用振荡电压驱动多层电感器150的这些端子，以便诱发穿过多层电感器150的交变磁场，该多层电感器150耦合到磁性元件并使衬底102在底盘192内振荡。具体地，当控制器190以第一极性驱动多层电感器150时，电流可以在连续的顺时针方向上流过衬底102的第三层内的第一螺旋迹线111、第二层内的第二螺旋迹线122、第三层内的第三螺旋迹线133和第四层内的第四螺旋迹线144，以在多层电感器150周围诱发第一方向的磁场。当控制器190反转多层电感器150的端子两端的极性时，电流可以反转方向并在连续的逆时针方向上流过第一螺旋迹线111、第二螺旋迹线122、第三螺旋迹线133和第四螺旋迹线144，以在多层电感器150处诱发相反的第二方向的磁场。
88.因此，在该实现中，衬底102可以包括偶数个单线圈层和奇数个双线圈层，这些线圈层被选择性地连接以形成多层电感器150，该多层电感器150包括位于多层电感器150的外围上的两个端子。
89.4.3双芯 偶数数量的线圈层
90.在图3和图7所示的另一实现中，衬底102包括在衬底102内的偶数数量的衬底层内制造的偶数数量的螺旋迹线，以形成双芯电感器(即，串联连接的两个独立的单芯电感器)。
91.在一个示例中，衬底102包括：包含驱动和感测电极对105阵列的顶层104和中间层106；第一层110；第二层120；第三层130；和第四层(例如，底层)。
92.在该示例中，第一层110包括在第一方向上盘绕并限定第一端和第二端的第一螺旋迹线111。具体地，第一螺旋迹线111可以限定第一平面线圈，该第一平面线圈从第一平面线圈的外围处的第一端在顺时针方向上向内螺旋到靠近第一平面线圈的中心的第二端。第二层120包括第二螺旋迹线122，该第二螺旋迹线122在与第一方向相反的第二方向上盘绕并限定第三端和第四端，该第三端电耦合到第一螺旋迹线111的第二端。具体地，第二螺旋迹线122可以限定第二平面线圈，该第二平面线圈从靠近第二平面线圈的中心的第三端在顺时针方向上向外螺旋到第二平面线圈的外围处的第四端。第三层130包括第三螺旋迹线133，该第三螺旋迹线133在第一方向上盘绕并限定第五端和第六端，该第五端电耦合到第二螺旋迹线122的第四端。具体地，第三螺旋迹线133可以限定第三平面线圈，该第三平面线圈从第三平面线圈的外围处的第五端在顺时针方向上向内螺旋到靠近第三平面线圈的中
心的第六端。此外，第四层包括第四螺旋迹线144，该第四螺旋迹线144在第二方向上盘绕并限定第七端和第八端，该第七端电耦合到第一螺旋迹线111的第六端。具体地，第四螺旋迹线144可以限定第四平面线圈，该第四平面线圈从靠近第四平面线圈的中心的第七端在顺时针方向上向外螺旋到第四平面线圈外围处的第八端。
93.因此：第一螺旋迹线111的第二端可以通过第一过孔耦合到第二螺旋迹线122的第三端；第二螺旋迹线122的第四端可以通过第二过孔耦合到第三螺旋迹线133的第五端；第三螺旋迹线133的第六端可以通过第三过孔耦合到第四螺旋迹线144的第七端；并且第一螺旋迹线111、第二螺旋迹线122、第三螺旋迹线133和第四螺旋迹线144可以协作以形成单芯、四层的第一电感器。
94.此外，在该示例中，第一层110包括与第一螺旋迹线111相邻的第五螺旋迹线，该第五螺旋迹线在第二方向上盘绕，并限定第九端和第十端，该第九端耦合到第一平面线圈的第一端。具体地，第五螺旋迹线可以限定第五平面线圈，该第五平面线圈从第五平面线圈的外围处的第九端在顺时针方向上向内螺旋到靠近第五平面线圈的中心的第十端。第二层120包括与第二螺旋迹线122相邻的第六螺旋迹线，该第六螺旋迹线在第一方向上盘绕，并限定第十一端和第十二端，该第十一端电耦合到第五螺旋迹线的第十端。具体地，第六螺旋迹线可以限定第六平面线圈，该第六平面线圈从靠近第六平面线圈的中心的第十一端在顺时针方向上向外螺旋到第六平面线圈的外围处的第十二端。第三层130包括与第三螺旋迹线133相邻的第七螺旋迹线，该第七螺旋迹线在第二方向上盘绕，并限定第十三端和第十四端，该第十三端电耦合到第六螺旋迹线的第十二端。具体地，第七螺旋迹线可以限定第七平面线圈，该第七平面线圈从第七平面线圈的外围处的第十三端在顺时针方向上向内螺旋到靠近第七平面线圈的中心的第十四端。此外，第四层包括与第四螺旋迹线144相邻的第八螺旋迹线，该第八螺旋迹线在第一方向上盘绕，并限定第十五端和第十六端，该第十五端电耦合到第七螺旋迹线的第十四端。具体地，第八螺旋迹线可以限定第八平面线圈，该第八平面线圈从靠近第八平面线圈的中心的第十五端在顺时针方向上向外螺旋到第八平面线圈外围处的第十六端。
95.因此：第五螺旋迹线的第十端可以通过第四过孔耦合到第六螺旋迹线的第十一端；第六螺旋迹线的第十二端可以通过第五过孔耦合到第七螺旋迹线的第十三端；第七螺旋迹线的第十四端可以通过第六过孔耦合到第八螺旋迹线的第十五端；并且第五螺旋迹线、第六螺旋迹线、第七螺旋迹线和第八螺旋迹线可以协作形成单芯、四层的第二电感器。
96.此外，第一螺旋迹线111的第一端可以耦合到第一导电层内的第五螺旋迹线的第九端(例如，与第五螺旋迹线形成连续迹线)。因此，单芯四层的第一电感器和单芯四层的第二电感器可以串联制造，以形成四层双芯的电感器，其中第四螺旋迹线的第八端和第八螺旋迹线的第十六端各自形成该四层双芯电感器的端子。因此，当这些第一多层电感器和第二多层电感器被驱动到第一极性时，电流可以在连续的圆形方向上流过第一多层电感器两者，使得第一多层电感器和第二多层电感器产生相同相位和相同方向的磁场。
97.控制器190(或驱动器)：可以被电连接到这些端子，并且可以在触觉反馈周期期间用振荡电压驱动这些端子，以便诱发：穿过单芯四层的第一电感器(由第一螺旋迹线111、第二螺旋迹线122、第三螺旋迹线133和第四螺旋迹线144形成)的第一交变磁场；以及穿过单芯四层的第二电感器(由第五螺旋迹线、第六螺旋迹线、第七螺旋迹线和第八螺旋迹线形
成)的与第一交变磁场同相的第二交变磁场。具体地，当控制器190以第一极性驱动四层双芯的电感器时，电流可以：在连续的顺时针方向上流过第一螺旋迹线111、第二旋迹线122、第三旋迹线133和第四螺旋迹线144，以在单芯四层的第一电感器周围诱发第一方向的磁场；并且在连续的顺时针方向上流过第五螺旋迹线、第六螺旋迹线、第七螺旋迹线和第八螺旋迹线，以在单芯四层的第二电感器周围诱发第一方向的磁场。当控制器190反转双芯四层的电感器的端子上的极性时，电流可以反转方向以：在连续的逆时针方向上流过第一螺旋迹线111、第二螺旋迹线122、第三螺旋迹线133和第四螺旋迹线144，以在单芯四层的第一电感器周围诱发相反的第二方向的磁场；并且在连续的逆时针方向上流过第五螺旋迹线、第六螺旋迹线、第七螺旋迹线和第八螺旋迹线，以在单芯四层的第二电感器周围诱发第二方向的磁场。
98.4.4双芯 奇数数量的线圈层
99.在类似的实现中，衬底102包括在衬底102内的奇数数量的衬底层内制造的奇数数量的螺旋迹线，以形成双芯电感器。
100.例如，在这种实现中，双芯电感器可以包括串联连接的两个单线圈、三层的电感器。在该示例中，每个单线圈、三层的电感器包括：偶数个单线圈层；以及奇数个双线圈层，该奇数个双线圈层选择性地被连接以形成单线圈、三层的电感器，该单线圈、三层的电感器包括位于该单线圈、三层的电感器外围上的两个端子，如上所述。
101.5.磁性元件
102.通常，系统100包括磁性元件集合，该磁性元件集合：刚性耦合到多层电感器150下面的底盘192；并且被配置成在触觉反馈周期期间磁性耦合到多层电感器150，从而在该触觉反馈周期期间向多层电感器150施加振荡力并使衬底102(并且从而使触摸传感器表面172)在接受器194内振荡。
103.具体地，多层电感器150内的螺旋迹线可以跨越线圈覆盖区，诸如矩形或椭圆形覆盖区，该矩形或椭圆形覆盖区包括：平行于多层电感器150的主轴线的长边；以及平行于多层电感器150的次轴线的短边。例如：衬底102可以是5英寸宽和3英寸长；触摸传感器表面172可以跨越衬底102上方大约5英寸乘以3英寸的面积；并且衬底102内的每个单芯、多层的电感器150的线圈覆盖区可以是大约1.5英寸长和0.5英寸宽，其中单芯、多层的电感器150的主轴线跨衬底102的宽度横向延伸。
104.5.1水平振荡：单芯、多层的电感器
105.在一个实现中，磁性元件集合相对于多层电感器150被布置，以便在多层电感器150和磁性元件之间诱发平行于触摸传感器表面172的振荡力，使得衬底102在触觉反馈周期期间在平行于触摸传感器表面172的平面内水平振荡，如图2和图4a所示。
106.在该实现中，系统100可以包括第一磁性元件181，该第一磁性元件：被布置在由设备的底盘192限定的接受器194中；限定面向多层电感器150的第一磁极性；并且沿着主轴线的第一侧延伸。在该实现中，系统100可以类似地包括第二磁性元件182，该第二磁性元件182：被布置在接受器194中；限定面向多层电感器150的第二磁极性；并且沿着主轴线的第二侧与第一磁性元件181相邻地延伸。具体地，第一磁性元件181可以被布置成紧邻第二磁性元件。如图4a所示，第一磁性元件181和第二磁性元件182可以被布置在多层电感器150的正下方，并且可以以相反的极性面对多层电感器150。当控制器190用交流电压(或电流)驱
动多层电感器150时，多层电感器150可以生成竖直延伸穿过衬底102(例如，垂直于触摸传感器表面172)并与第一磁性元件181和第二磁性元件182的相反磁场相互作用的磁场。更具体地，当控制器190在触觉反馈周期期间将多层电感器150驱动到正电压时，多层电感器150可以生成在第一竖直方向上竖直延伸穿过衬底102的磁场，该磁场：吸引第一磁性元件181(其被布置成以第一极性面向多层电感器150)；排斥第二磁性元件182(其被布置成以第二极性面向多层电感器150)；产生第一横向方向上的第一横向力；并且在第一横向方向上横向移动衬底102。当控制器190在该触觉反馈周期期间反转多层电感器150两端的电压时，多层电感器150可以生成在相反的竖直方向上竖直延伸穿过衬底102的磁场，该磁场：排斥第一磁性元件181；吸引第二磁性元件182；产生相反的第二横向方向上的第二横向力；并且使衬底102在第二横向方向上横向移动。
107.因此，通过使多层电感器150的极性振荡，控制器190可以：在多层电感器150和磁性元件之间诱发平行于触摸传感器表面172的振荡相互作用(即，交替的吸引力和排斥力)；并且因此使衬底102和触摸传感器表面172(例如，在平行于触摸传感器表面172的平面内)水平地振荡。
108.因此，在该实现中，单芯多层电感器150的螺旋迹线可以限定：沿着多层电感器150的主轴线的第一长度(例如1.5英寸)；和沿着多层电感器150的次轴线的第一宽度(例如0.5英寸)，该第一宽度小于第一长度。此外，第一磁性元件181可以限定：平行于主轴线且偏离主轴线并近似螺旋迹线的第一长度的长度；以及平行于多层电感器150的次轴线并且是螺旋迹线的第一宽度的大约一半的第二宽度。第二磁性元件182可以类似地限定：平行于主轴线且偏离主轴线并近似螺旋迹线的第一长度的长度；以及平行于多层电感器150的次轴线并且是螺旋迹线的第一宽度的大约一半的宽度。第一磁性元件181和第二磁性元件182可以毗邻并被布置在多层电感器150的主轴线的每一侧上。
109.例如，磁性元件集合可以包括被布置在设备的接受器194中并在多层电感器150下方居中的永久偶极磁体，使得磁性元件集合的两极位于多层电感器150的主轴线的相对侧上。如上所述，磁性元件集合还可以包括以反极性配置(例如，halbach阵列)来布置的永久偶极磁体集合。
110.因此，控制器190(或驱动器)可以通过在多层电感器150的第一端子和第二端子上施加交流电压来极化多层电感器150，从而诱发通过螺旋迹线集合的交流电流，诱发垂直于触摸传感器表面的交流磁场，诱发多层电感器150和磁性元件集合之间的振荡磁耦合，并因此在触觉反馈周期期间使衬底102在平行于触摸传感器表面172的平面中振动。
111.5.2水平振荡：双芯多层的电感器
112.类似地，在其中衬底102包括串联连接的两个相邻的单芯多层电感器150的上述实现中，系统100可以包括：第一磁性元件181，该第一磁性元件181被布置在接受器194中，限定面向第一单芯多层电感器150的第一磁极性，并沿着第一单芯多层电感器150的第一主轴线的第一侧延伸；第二磁性元件182，该第二磁性元件182被布置在接受器194中，限定面向第一单芯多层电感器150的第二磁极性，并且沿着第一主轴线的第二侧与第一磁性元件181相邻地延伸；第三磁性元件，该第三磁性元件被布置在接受器194中，限定面向第二单芯多层电感器150的第二磁极性，并沿着第二单芯多层电感器150的第二主轴线的第一侧延伸；以及第四磁性元件，该第四磁性元件被布置在接受器194中，限定面向第二单芯多层电感器
150的第一磁极性，并且沿着第二主轴线的第二侧与第三磁性元件相邻地延伸，如图6所示。
113.因此，通过使包括在相同方向上螺旋的迹线并因此同相的第一单芯多层电感器150和第二单芯多层电感器150的极性振荡，控制器190可以：在第一单芯多层电感器150、第一磁性元件181和第二磁性元件182之间以及在第二单芯多层电感器150、第三磁性元件和第四磁性元件之间诱发平行于触摸传感器表面172的振荡相互作用；并因此使衬底102和触摸传感器表面172(例如，在平行于触摸传感器表面172的平面内)水平地振荡。
114.5.3竖直振荡
115.在另一实现中，磁性元件集合相对于多层电感器150布置，以便诱发多层电感器150和磁性元件之间垂直于触摸传感器表面172的振荡力，使得衬底102在触觉反馈周期期间在底盘192内竖直振荡，如图1和图4b所示。
116.在其中衬底102包括单芯多层电感器150的上述实现中，系统100可以包括第一磁性元件181，该第一磁性元件181：被布置在底盘192的接受器194中；限定面向单芯多层电感器150的第一磁极性；在多层电感器150下方大致居中；并且横向延伸跨过多层电感器150的主轴线。因此，第一磁性元件181可以生成磁场，该磁场主要竖直地朝向多层电感器150延伸，并且在多层电感器150下方大致居中。更具体地，第一磁性元件181可以生成在多层电感器150的中心附近主要垂直于触摸传感器表面172延伸的磁场。如图4b所示，当控制器190在触觉反馈周期期间将多层电感器150驱动至正电压时，多层电感器150可以生成在第一竖直方向上竖直延伸穿过衬底102的磁场，该磁场：排斥第一磁性元件181(其被布置成以第一极性面向多层电感器150)；产生第一竖直方向上的第一竖直力；并且将衬底102竖直地抬离第一磁性元件181。当控制器190在该触觉反馈周期期间反转多层电感器150两端的电压时，多层电感器150可以生成在相反的第二竖直方向上竖直延伸穿过衬底102的磁场，该磁场：吸引第一磁性元件181；产生相反的第二竖直方向上的第二竖直力；并且朝向第一磁性元件181向下拉回衬底102。
117.因此，通过使多层电感器150的极性振荡，控制器190可以：在多层电感器150和第一磁性元件181之间诱发垂直于触摸传感器表面172的振荡相互作用(即，交替的吸引力和排斥力)；并且因此使衬底102和触摸传感器表面172竖直地(例如，垂直于触摸传感器表面172)振荡。
118.此外，系统100可以通过以下交换被重新配置用于触摸传感器表面172的竖直和水平振荡：将跨越多层电感器150的整个宽度并在多层电感器150下方居中的单个磁性元件交换为被布置在多层电感器150下方且在多层电感器150的主轴线的每一侧的一对相反的磁性元件，其中对系统100没有其他修改或只有最小的其他修改，如图6所示。
119.5.4竖直振荡：双芯多层电感器
120.类似地，在其中衬底102包括串联连接且同相(即，相位差为0
°
)的两个相邻的单芯多层电感器150的上述实现中，系统100可以包括第一磁性元件181，该第一磁性元件181：被布置在接受器194中；限定面向第一单芯多层电感器150的第一磁极性；在第一单芯多层电感器150下方大致居中；并且横向延伸跨过第一单芯多层电感器150的主轴线。系统100可以类似地包括第二磁性元件182，该第二磁性元件182：与第一磁性元件181相邻地被布置在接受器194中；限定面向第二单芯多层电感器150的第一磁极性；在第二单芯多层电感器150下方大致居中；并且横向延伸跨过第二单芯多层电感器150的主轴线，如图3和图4b所示。
121.因此，通过使同相的第一单芯多层电感器150和第二单芯多层电感器150的极性振荡，控制器190可以：在第一单芯多层电感器150和第一磁性元件181之间以及在第二单芯多层电感器150和第二磁性元件182之间诱发垂直于触摸传感器表面172的振荡相互作用；并且因此使衬底102和触摸传感器表面172竖直地(例如，垂直于触摸传感器表面172)振荡。
122.6.底盘集成
123.如上所述，衬底102柔性地安装到底盘192(例如，在由底盘192限定的接受器194内或接受器194上方)，以使得衬底102能够在触觉反馈周期期间相对于底盘192水平或竖直振荡。
124.6.1偏转间隔件
125.在图2、图8和图10a所示并且如美国专利申请第17/191,631号(该美国专利申请通过该引用以其整体并入)所述的一种配置中：衬底102的顶层104包括以栅格阵列、第一密度和互电容配置布置的驱动和感测电极对105阵列；衬底102的底层140包括以小于第一密度的第二密度位于衬底102的周边附近的传感器迹线146的第二集合(例如，交叉指形的驱动和感测电极对105的稀疏周边阵列)。在该实现中，系统100还包括偏转间隔件160(例如，短弹性柱或按钮、粘合膜)集合，该偏转间隔件160集合在每个传感器迹线上方耦合到衬底102的底层140，并且被配置成将衬底102支撑在设备的底盘192上。具体地，每个偏转间隔件160可以包括力敏层174，该力敏层174：跨传感器迹线146的第二集合中的一根传感器迹线布置；并且响应于触摸传感器表面172上的将偏转间隔件压靠到衬底102上的负荷而表现出传感器迹线上的接触电阻的变化。
126.因此，在该实现中，控制器190可以：从驱动和感测电极对105集合读取表示驱动和感测电极对105之间的电容耦合的第一电值集合；以及基于从与第一位置相邻的驱动和感测电极对105的子集读取的电值与为该驱动和感测电极对105的子集存储的基线电容值的偏差，检测触摸传感器表面172上的第一位置处的第一输入。在同一扫描周期期间，控制器190还可以：从传感器迹线146的第二集合读取表示偏转间隔件集合160对传感器迹线146的第二集合的压紧的第二电值集合(例如，电阻)；基于电(例如，电阻)值与传感器迹线146集合上的基线电值的偏差的大小来解释第一输入的力大小；以及响应于第一输入的力大小超过阈值输入力，在触觉反馈周期期间驱动多层电感器150的两端的振荡电压。
127.通常，在这种配置中，偏转间隔件160集合：被插入在衬底102的底层140和接受器194的基底之间；并且竖直地将衬底102支撑在接受器194内。
128.在一个实现中，每个偏转间隔件160包括一个取样片，该取样片：被结合到衬底102的底面并被结合到接受器194的基底；并且以低硬度或弹性材料形成，该低硬度或弹性材料横向偏转(或“剪切(shear)”)以使得衬底102能够响应于多层电感器150与磁性元件集合之间在触觉反馈周期期间的交替磁耦合而在接受器194内横向平移。在另一实现中，每个偏转间隔件160包括：结合到衬底102的底面的取样片；以及被涂覆有或包括低摩擦材料的底面，该底面被配置成在接受器194的整个基底上滑动，以使得衬底102能够在触觉反馈周期期间在接受器194中横向平移，同时还竖直地将衬底102支撑在接受器194上方。在又一实现中，如下所述，每个偏转间隔件160被安装到弹簧或挠曲元件，该弹簧或挠曲元件被安装到底盘192，该弹簧或挠曲元件使得偏转间隔件160能够在接受器194内横向移动，同时竖直地将衬底102支撑在接受器194内。
129.在这种配置中，衬底102的底部导电层可以在围绕衬底102周边的每个偏转间隔件位置中包括一对交叉指形的驱动和感测电极，如图2所示。此外，每个偏转间隔件160可以包括诸如上面描述的一层力敏材料，该层力敏材料面对在衬底102上的该偏转间隔件位置处的一对交叉指形的驱动和感测电极。因此，控制器190可以：读取在偏转间隔件位置处的一对传感器迹线146上的电阻(或表示电阻的电压)；并将该电阻转换成力大小，该力大小从触摸传感器表面172被传送到衬底102中并且被传送到相邻的偏转间隔件160中。具体地，系统100可以包括多个偏转间隔件160，并且控制器190可以：在每个偏转间隔件位置处从传感器迹线146读取电值；将这些电值转换成由每个偏转间隔件160承载的力大小；并且将这些力大小合计为触摸传感器表面172上的输入的总的力大小。
130.因此，在该配置中，衬底102可以限定整体结构，该整体结构包括形成触摸传感器的驱动和感测电极对105的密集阵列、形成多层电感器150的螺旋迹线列、以及形成将衬底102支撑在底盘192上的力传感器集合的驱动和感测电极对105的稀疏阵列。
131.6.1.1电容式偏转间隔件
132.替代地，衬底102的底层140可以包括传感器迹线146的稀疏阵列(例如，交叉指形的驱动和感测电极对105)，该传感器迹线146的稀疏阵列以电容性感测配置被布置在每个偏转间隔件位置处，使得这些传感器迹线146中的每一个电容地：耦合到底盘192；耦合到相邻的偏转间隔件160；耦合到在该偏转间隔件位置处支撑衬底102的弹簧元件162；或者耦合到该偏转间隔件位置处的另一固定金属元件。因此，在扫描周期期间，控制器190可以：从这些偏转间隔件位置处的传感器迹线146读取电容值；将这些电容值转换成由每个偏转间隔件160在扫描周期期间承载的力大小；并且将这些力大小合计为触摸传感器表面172上的输入的总的力大小。
133.6.1.2具有偏转间隔件的电感器集成
134.此外，在该配置中，多层电感器150可以被集成到衬底102的偏离偏转间隔件160位置的区域中(即，从衬底102的由这些偏转间隔件位置中的传感器迹线146占据的区域嵌入)。例如，偏转间隔件160阵列可以位于衬底102的周边附近，并且形成多层电感器150的螺旋迹线可以被布置在衬底102的横向和纵向中心附近，以便在触觉反馈周期期间限制来自多层电感器150的电噪声注入到这些偏转间隔件160中的传感器迹线146中，如图2所示。
135.6.2弹簧加载的底盘接口
136.附加地或替代地，如图2、图3和图22所示以及如第17/191,631号美国专利申请中所描述的，系统100可以包括底盘接口166，该底盘接口166：被配置成安装到设备的底盘192；以及限定弹簧元件162集合，该弹簧元件162集合(例如，经由偏转间隔件160集合)耦合到衬底102并且被配置成在触觉反馈周期期间响应于触摸传感器表面172上的输入和/或响应于多层电感器150的致动而偏转出底盘接口166的平面。
137.在该实现中，计算设备的底盘192可以包括底盘接受器194，该底盘接受器194限定近似(或略大于)偏转间隔件160集合的厚度的深度(例如，用于1.0毫米厚的偏转间隔件160的1.2毫米底盘接受器194深度)。偏转间隔件160在每个弹簧元件162处结合到底盘接口166。然后，底盘接口166可以诸如经由螺纹紧固件集合或粘合剂刚性地安装到在接受器194上方的底盘192。衬底102和偏转间隔件160集合因此可以将施加到触摸传感器表面172的力传递到这些弹簧元件162中，并传递到底盘接受器194中，这些弹簧元件162在底盘接口166
的平面下方向内偏转。
138.(在其中衬底102包括位于这些偏转间隔件位置处的传感器迹线的上述配置中，当力被施加到触摸传感器表面172时，每个间隔件也在衬底102和相邻弹簧元件162之间被压缩，并且因此表现出其在相邻传感器迹线上的局部接触电阻的变化，该局部接触电阻与被传送到相邻弹簧元件162中的力成比例。因此，控制器190可以读取这些传感器迹线146上的电值(例如电阻)，并将这些电值转换成输入力中由每个传感器迹线传送的部分。)
139.在一个实现中，底盘接口166和弹簧元件162限定了整体结构。在一个示例中，底盘接口166包括薄壁结构(例如，20-gage或0.8毫米厚的不锈钢片)，该薄壁结构被冲压、蚀刻或激光切割以形成与每个偏转间隔件位置对齐的挠曲件。因此，在该示例中，每个弹簧元件162可限定挠曲件(诸如多臂螺旋挠曲件)，该挠曲件被配置成横向和纵向地将系统100定位在底盘192上方，并且被配置成从由薄壁结构限定的标称平面向内和向外偏转。更具体地，在该示例中，底盘接口166可以包括被布置在衬底102和底盘192之间并限定标称平面的整体金属片结构。每个弹簧元件162：可以被形成(例如，被制造)在整体金属结构中；可以限定台，该台被耦合到间隔件，与衬底102的底层140相对；可以包括挠曲件，该挠曲件被制造在整体金属结构中；并且可以被配置成响应于没有触摸输入被施加到触摸传感器表面172而返回到近似标称平面。
140.此外，在该实现中，磁性元件可以被布置在接受器194中，并且弹簧元件162可以将衬底102的底层140定位在磁性元件上方的标称间隙(例如，一毫米)处。然而，在触摸传感器表面172上施加输入可以压缩弹簧元件162，从而使该间隙闭合并使多层电感器150更靠近磁性元件，这可以在触觉反馈周期期间增加多层电感器150和磁性元件之间的磁耦合，增加多层电感器150和磁性元件之间的峰间力(peak-to-peak force)，并增加衬底102的振荡幅度，如图22所示。因此，弹簧元件162可以在在触摸传感器表面172上施加输入期间压缩，从而a)使多层电感器150和磁性元件之间的间隙闭合，以及b)在触觉反馈周期期间响应于该输入增加衬底102的振荡幅度，该振荡幅度与该输入的力大小成比例。
141.因此，触摸传感器表面172上的小的力输入可以最小地压缩弹簧元件，最小地减小多层电感器150和磁性元件之间的间隙，并因此在触觉反馈周期期间响应于该小的力输入产生低幅度的振荡。相反，触摸传感器表面172上的大的力输入可以将弹簧元件压缩更大的距离，显著减小多层电感器150和磁性元件之间的间隙，并因此在触觉反馈周期期间响应于该大的力的输入产生更大幅度的振荡。
142.因此，在这种配置中，系统100可以包括弹簧元件162集合，该弹簧元件162集合：将衬底102支撑在接受器194内，其中多层电感器150位于第一磁性元件181和第二磁性元件182上方；以及在接受器194内偏置衬底102以将多层电感器150定位在第一磁性元件181和第二磁性元件182上方的标称偏移距离处。具体地，弹簧元件162可以响应于在触摸传感器表面172上施加输入而压缩，以：将多层电感器150定位在第一磁性元件181和第二磁性元件182上方的第二偏移距离处，该第二偏移距离小于标称偏移距离；以及在触觉反馈周期期间增加多层电感器150、第一磁性元件181和第二磁性元件182之间的磁耦合。
143.例如，弹簧元件162集合可以在接受器194内偏置衬底102，以将多层电感器150(或多层电感器150的在衬底102的底层140中的底部螺旋迹线)定位在磁性元件上方的标称偏移距离(在400微米和600微米之间)处。弹簧元件162还可以协作以产生触摸传感器表面172
上的每毫米800克至1200克的弹簧常数。因此，对触摸传感器表面172施加大于约500克的力可以完全压缩弹簧元件162集合。然而，系统100还可以在触觉反馈周期期间根据施加在触摸传感器表面172上的力的大小(诸如从5克的最小阈值力到500克的最大力)表现出衬底102的增大的振荡幅度。
144.(在图11a、图11b、图11c和图11d所示的类似实现中，衬底102可以经由柔性索环集合安装到底盘192，该柔性索环在竖直和/或水平方向上是柔顺的，以使得衬底102能够在触觉反馈周期期间在接受器194内振荡。)
145.6.3弹簧元件与底盘接口
146.在图20和图21所示的类似变型中，该系统包括偏转间隔件160集合，其中该集合中的每个偏转间隔件被布置在下面衬底的底表面(例如，底层)上的离散偏转间隔件位置集合中的一个离散偏转间隔件位置上方。该系统还可以包括弹簧元件162阵列，该弹簧元件162阵列：将偏转间隔件160的集合耦合到计算设备的底盘；将衬底支撑在底盘上；并且被配置成在触觉反馈周期期间响应于由控制器190驱动的多层电感器两端的振荡电压而顺从于衬底的(例如，竖直或水平)振荡。
147.在图20所示的一个实现中，该系统包括限定整体金属结构的底盘接口166，该底盘接口166：被布置在衬底和底盘之间；在多层电感器下方限定孔径；并且包括围绕孔径布置并限定弹簧元件162(例如，挠曲件)阵列的挠曲件集合。在该实现中，系统还可以包括被布置在整体金属结构的孔径中的磁轭184；第一磁性元件和第二磁性元件可以被布置在多层电感器下方的磁轭上。因此，磁轭184可以限制第一磁性元件和第二磁性元件的与衬底相对的背面之间的磁场线的磁导率路径。
148.6.3.1底盘接口
149.更具体地，在该变型中，系统100可以包括弹簧元件162阵列，该弹簧元件162阵列：在支撑位置阵列处耦合到偏转间隔件160集合；被配置成将衬底102支撑在计算设备的底盘上；并且被配置成响应于施加到触摸传感器表面172的力而顺从于衬底102向下朝向底盘的位移。
150.在一个实现中，系统100包括底盘接口166，该底盘接口166：被配置成安装到计算机系统的底盘；以及限定弹簧元件162集合，该弹簧元件162集合由每个间隔件160支撑并且被配置成响应于触摸传感器表面172上的输入而偏转出底盘接口166的平面。
151.在该实现中，计算设备的底盘可以包括底盘接受器，该底盘接受器限定接近(或略大于)偏转间隔件160的厚度的深度(例如，用于1.0毫米厚的间隔件160的1.2毫米深度)。偏转间隔件160在每个弹簧元件162处结合到底盘接口166。然后，底盘接口166可以诸如经由螺纹紧固件集合或粘合剂刚性地安装到接受器上方的底盘。衬底102和偏转间隔件160集合因此可以将施加到触摸传感器表面172的力传递到这些弹簧元件162中并传递到底盘接受器中，这些弹簧元件162在底盘接口166的平面下方向内偏转。同时，每个间隔件160被压缩在衬底102和相邻的弹簧元件162之间，因此表现出其局部体电阻的变化，该局部体电阻与该相邻的弹簧元件162所承载的力成比例。
152.6.3.2整体式弹簧元件和底盘接口结构
153.在一个实现中，底盘接口166和弹簧元件162限定了整体结构(例如，“弹簧板”)。在一个示例中，底盘接口166包括薄壁结构(例如，20-gage或0.8毫米厚的不锈钢片)，该薄壁
结构被冲压、蚀刻或激光切割以形成与每个支撑位置对齐的挠曲件。因此，在该示例中，每个弹簧元件162可限定挠曲件(诸如多臂螺旋挠曲件)，该挠曲件被配置成横向和纵向地将系统100定位在底盘上方，并且被配置成从由薄壁结构限定的标称平面向内和向外偏转。
154.更具体地，在该示例中，底盘接口166可以包括被布置在衬底102和底盘之间并限定标称平面的整体金属片结构。每个弹簧元件162：可以被形成(例如，被制造)在整体金属结构中；可以包括挠曲件，该挠曲件被制造在整体金属结构中；并且可以被配置成响应于没有触摸输入被施加到触摸传感器表面172而返回到近似标称平面。
155.6.3.3弹簧元件位置
156.在一个实现中，衬底102限定矩形几何形状，其中支撑位置靠近该矩形几何形状的周边。因此，偏转间隔件160和弹簧元件162阵列可以协作以支撑衬底102的周边抵靠计算设备的底盘。
157.在该实现中，衬底102和覆盖层可以协作以形成半刚性结构，该半刚性结构抵抗支撑位置之间的偏转。例如，在衬底102的周边由弹簧元件162阵列支撑的情况下，当约1.6牛顿(即，165克，等于“点击”输入力阈值)的力被施加到触摸传感器表面172的中心时，衬底102和覆盖层可以表现出小于0.3毫米的偏离标称平面的偏转。因此，衬底102和覆盖层可以协作以将该施加的力传递到衬底102的周边，并因此传递到下面的偏转间隔件160和弹簧元件162中。
158.在该实现中，包括支撑衬底102中心的弹簧元件162可以产生：在衬底102的中心和周边附近，施加的力与衬底102的竖直位移的相对高的比率；以及在围绕衬底102的中心并从衬底102的周边嵌入的中间区域中，施加的力与衬底102的竖直位移的相对较低的比率。因此，为了避免施加的力与衬底102的竖直位移的比率的这种非线性变化，该变化可能导致与系统100接口连接的用户的混乱或不适，系统100可以：包括支撑衬底102的周边的弹簧元件162；不包括在衬底102的中心附近支撑衬底102的弹簧元件162；并且包括形成基本刚性结构的衬底102和覆盖层。
159.更具体地，弹簧元件162阵列可以支撑衬底102的周边，并且衬底102和覆盖层可以形成基本刚性的结构，以便实现施加的力与衬底102的竖直位移的比率，该比率在触摸传感器表面172的总面积上大致一致或线性变化。
160.6.3.4电阻式力传感器
161.在该变型中，如上所述，衬底可以包括底层，该底层：被布置在第二层下方，与第一层相对；并且包括被布置在离散偏转间隔件位置集合处的传感器迹线集合。偏转间隔件160集合中的每个偏转间隔件可以包括响应于所施加的力的变化而表现出局部接触电阻变化的力敏材料。
162.更具体地，在该变型中，弹簧元件162阵列可以包括被布置在衬底和底盘之间并限定标称平面的整体金属结构。每个弹簧元件：可以形成在整体金属结构中；可以限定台，该台耦合到偏转间隔件160集合中的一个偏转间隔件，与衬底的底层相对；并且可以被配置成响应于没有输入被施加到触摸传感器表面而朝向标称平面返回。每个偏转间隔件可以将衬底底层上的传感器迹线集合中的相邻传感器迹线电耦合，其中电阻根据施加到触摸传感器表面并被传送到偏转间隔件中的力的大小而变化。
163.因此，控制器190可以：从该传感器迹线集合中读取电阻值；基于从该传感器迹线
集合中读取的电阻值，解释施加到触摸传感器表面的输入的力大小；以及响应于输入的力大小超过阈值力，在触觉反馈周期期间驱动多层电感器两端的振荡电压。
164.例如，弹簧元件162阵列中的第一弹簧元件可以顺从于在第一时间施加到触摸传感器表面的靠近第一弹簧元件的第一区域的输入。然后，偏转间隔件160集合中的第一偏转间隔件可以：在第一弹簧元件和衬底底层上的支撑位置阵列中的第一支撑位置之间压缩；并且表现出与输入的力大小成比例的局部接触电阻的减小。因此，控制器190可以：检测与第一偏转间隔件相邻的第一传感器迹线上的电阻值在第一时间的第一变化；以及基于电阻值的第一变化来解释部分地由第一弹簧元件承载的输入的力大小。6.3.4.1电容式触摸 电阻力
165.更具体地，在上述系统100的变型中，该变型包括在衬底102的整个顶层上形成电容式触摸传感器的驱动电极和感测电极阵列，控制器190可以：在扫描周期期间从电容式触摸传感器读取电容值以及从压力传感器集合读取电阻值；以及在该扫描周期期间将这些数据融合到触摸传感器表面172上的触摸输入的位置和力大小中。
166.例如，在扫描周期期间，控制器190可以：读取电容式触摸传感器中的驱动电极和感测电极之间的电容值集合(例如，电容充电时间、放电时间或rc电路谐振频率的变化)；读取电极对105阵列中的电极对105上的电阻值集合；基于电容值集合(例如，基于在衬底102整个顶层上的已知横向位置和纵向位置处的驱动电极和感测电极之间的电容值的变化)，检测触摸传感器表面172上的触摸输入的横向位置和纵向位置；如上所述，基于电阻值集合解释触摸输入的力大小；以及诸如以力注释的触摸图像的形式输出触摸输入的横向位置、纵向位置和力大小。
167.因此，在该示例中，如果控制器190在该扫描周期期间基于电容值的集合检测到触摸传感器表面172上的单个触摸输入，则控制器190可以将整个施加的力归因于该单个触摸输入。因此，控制器190可以：实现上述方法和技术，以基于从相邻电极对105读取的电阻值、用于这些电极对105的存储的基线电阻值以及用于这些弹簧元件的存储的力模型来计算由每个弹簧元件162承载的单独的力；对这些单独的力求和以计算在该扫描周期期间施加到触摸传感器表面172的总的力；并以该总的力标记从电容值的集合中导出的触摸输入的位置。
168.6.3.5电容式力传感器
169.在该变型中，如上所述，衬底可以替代地包括底层，该底层：与第一层相对地布置在第二层下方；并且包括被布置在离散偏转间隔件位置集合处的传感器迹线集合。系统100还可以包括连接板168，该连接板168被配置成：耦合到与弹簧元件阵列相邻的底盘；以及响应于衬底朝向连接板168的位移而影响(例如，修改、改变)该传感器迹线集合(例如，在该集合内)的电容值。
170.在该变型中，弹簧元件阵列和连接板168可以形成整体金属结构，该整体金属结构：被布置在衬底和底盘之间；限定标称平面；并且限定与离散偏转间隔件位置集合相邻的电容耦合区域阵列。因此，每个弹簧元件：可以形成在整体金属结构中；可以从电容耦合区域阵列中的一个电容耦合区域延伸；并且可以被配置成响应于没有输入被施加到触摸传感器表面而朝向标称平面返回。此外，每个传感器迹线：可以电容耦合到整体金属结构的电容耦合区域阵列中的相邻电容耦合区域；并且可以响应于在该传感器迹线附近被施加到触摸
传感器表面上的输入而朝向该相邻电容耦合区域移动。
171.因此，在该变型中，控制器可以：从传感器迹线集合读取电容值；基于从该传感器迹线集合读取的电容值，解释被施加到触摸传感器表面的输入的力大小；以及响应于输入的力大小超过阈值力，在触觉反馈周期期间驱动多层电感器两端的振荡电压。例如，弹簧元件阵列中的第一弹簧元件可以顺从于在第一时间被施加到触摸传感器表面的靠近第一弹簧元件的第一区域的触摸输入。因此，与触摸传感器表面的第一区域相邻的第一传感器迹线朝向第一电容耦合区域移动与输入的力大小成比例的距离。因此，控制器：检测第一传感器迹线的电容值在第一时间的第一变化；基于电容值的第一变化解释输入的力大小；并且响应于输入的力大小超过阈值力来执行触觉反馈周期。
172.在另一示例中，控制器可以：在第一时间段期间以扫描频率从传感器迹线集合读取电容值；以及基于在第一时间段期间从驱动和感测电极对读取的电容值来解释施加到触摸传感器表面的输入的力大小。然后，响应于输入的力的大小超过阈值力，控制器可以：在第一时间段之后，在触觉反馈周期期间驱动多层电感器两端的振荡电压；以及在触觉反馈周期期间暂停从驱动和感测电极对集合读取电值。然后，在完成触觉反馈周期之后，控制器可以恢复从传感器迹线读取电容值。
173.6.3.5.1互电容传感器
174.在该变型中，衬底底层上的偏转间隔件位置处的每个传感器迹线可以形成以互电容配置布置的电容传感器，如图23所示。
175.例如，每个传感器迹线146可以包括：驱动电极，该驱动电极被布置在衬底102的底层上，与支撑位置的第一侧相邻；以及感测电极，该感测电极被布置在衬底102的底层上，与支撑位置的与驱动电极相对的第二侧相邻。在该示例中，传感器迹线146内的驱动电极和感测电极可以电容耦合，并且衬底102和连接板168之间的气隙可以在驱动电极和感测电极之间形成空气电介质。当触摸传感器表面172在传感器迹线146上方被压下时，相邻的弹簧元件162可以顺从，从而使传感器迹线146的驱动电极和感测电极移动更靠近连接板168，并减小这些驱动电极和感测电极之间的气隙。因为连接板168表现出大于空气的介电性(dielectric)，所以连接板168和衬底102之间的减小的距离因此增加了驱动电极和感测电极之间的有效电介质，并且因此增加了驱动电极和感测电极的电容。因此，当触摸传感器表面172在传感器迹线146上方被压下时，传感器迹线146的电容值可能偏离基线电容值，诸如以传感器迹线146的充电时间增加、传感器迹线146的放电时间增加或传感器迹线146的谐振频率降低的形式偏离基线电容值。
176.因此，在该实现中，控制器190可以在扫描周期期间：将连接板168驱动到参考(例如，地)电位；在目标时间间隔内或用特定频率的交流电压(串行地)驱动传感器迹线146中的每个驱动电极，诸如至目标电压；从传感器迹线阵列146中的感测电极读取电容值集合，该电容值集合表示对这些传感器迹线146的驱动电极和感测电极之间的互电容的测量；以及基于该电容值集合和弹簧元件162阵列的已知弹簧常数解释施加到触摸传感器表面172的力的分布，如下所述。
177.6.3.5.2自电容传感器
178.在另一实现中，传感器迹线146被布置在与每个支撑位置相邻的自电容配置中。
179.例如，每个传感器迹线146可以包括与支撑位置相邻地(例如，环绕支撑位置)布置
在衬底102的底层上的单个电极，并且连接板168可以用作每个传感器迹线146的公共第二电极。在该示例中，传感器迹线146内的单个电极和连接板168可以电容耦合，并且衬底102和连接板168之间的气隙可以在传感器迹线146和连接板168之间形成空气电介质。当触摸传感器表面172在传感器迹线146上方被压下时，相邻的弹簧元件162可以顺从，从而：使传感器迹线146移动更靠近连接板168；减小传感器迹线146和连接板168之间的气隙；以及增加传感器迹线146和连接板168之间的电容。因此，当触摸传感器表面172在传感器迹线146上方被压下时，传感器迹线146的电容值可能诸如以传感器迹线146的充电时间增加、传感器迹线146的放电时间增加或传感器迹线146的谐振频率降低的形式偏离基线电容值。
180.因此，在该实现中，控制器190可以在扫描周期期间：将连接板168驱动到参考(例如，地)电位；在目标时间间隔内或用特定频率的交流电压(串行地)驱动每个传感器迹线146，诸如至目标电压；从传感器迹线146阵列读取电容值集合，该电容值集合表示传感器迹线146和连接板168之间的自电容的测量值；以及基于该电容值集合和弹簧元件162阵列的已知弹簧常数解释被施加到触摸传感器表面172的力的分布，如下所述。
181.6.3.5.3弹簧板与衬底之间的分离连接板
182.连接板168被配置成：与弹簧元件162阵列相邻地耦合到底盘；以及响应于衬底102朝向连接板168的位移而影响传感器迹线146阵列的电容值。
183.在图21所示的一个实现中，连接板168限定了插入在底盘接口166和衬底102之间并被刚性安装到计算设备的底盘的离散结构。
184.通常，在该实现中，连接板168：可以插入在弹簧元件162阵列和衬底102之间；可以包括穿孔阵列，该穿孔阵列与支撑位置阵列和弹簧元件162阵列对齐(例如同轴)并限定与弹簧元件162上的台相似(且稍大)的几何形状；并且限定与穿孔阵列相邻(例如，环绕穿孔阵列)的电容耦合区域阵列。例如，连接板168可以包括薄壁结构(例如，20-gage或0.8毫米厚的不锈钢片)，该薄壁结构被冲压、蚀刻或激光切割以形成穿孔阵列。在该实现中，每个传感器迹线146(例如，以互电容配置的驱动电极和感测电极，以自电容配置的单个电极)可以围绕衬底102底层上的支撑位置延伸，诸如延伸到连接板168中相邻穿孔的周边，使得传感器迹线146(主要地)电容耦合到连接板168上的相邻电容耦合区域，而不是耦合到相邻弹簧元件162。
185.此外，在该实现中，系统100还可以包括偏转间隔件160集合，每个偏转间隔件160：延伸穿过连接板168中的穿孔；对于穿孔，尺寸(稍微)过小；并且将衬底102的底层上的相邻支撑位置耦合到底盘接口166中的相邻弹簧元件162。例如，每个偏转间隔件160可以包括硅树脂片(silicone coupon)，该硅树脂片在一侧结合(例如，用压敏粘合剂结合)到相邻弹簧元件162的台并且在相对侧结合到衬底102上的相邻支撑位置。
186.因此，在该实现中，每个传感器迹线146可以：电容耦合到连接板168的相邻电容耦合区域；以及响应于靠近传感器迹线146在触摸传感器表面172上施加的力而朝向连接板168上的相邻电容耦合区域移动，这产生传感器迹线146的电容值的变化，该电容值代表相邻弹簧元件162承载的该输入的力的部分。更具体地，因为连接板168是刚性的并且与衬底102和弹簧元件162机械地隔离，所以连接板168的电容耦合区域可以在底盘接受器上方保持在一致的位置偏移处，使得施加到触摸传感器表面172的力压缩弹簧元件162的全部或子集，使传感器迹线146的全部或子集移动更靠近它们对应的电容耦合区域，并且可以根据由
弹簧元件162承载的力大小(例如，与力大小成比例地)重复地改变这些传感器迹线146的电容值，控制器180然后可以解释这些传感器迹线146的电容值以精确地估计这些力大小、施加到触摸传感器表面172的总的力和/或施加到触摸传感器表面172的单独的触摸输入的力大小。
187.此外，在该实现中，偏转间隔件160可以限定一高度，该高度接近(或略大于)与相邻传感器迹线146的目标动态范围相对应的相邻弹簧元件162的最大垂直压缩的高度。例如，对于压力传感器的2牛顿(例如，200克)的目标动态范围，给定触摸传感器表面172的最大1毫米的垂直位移以及因此相邻弹簧元件162的最大1毫米的压缩的情况下，弹簧元件162可以被调谐以实现2000牛顿/米的弹簧常数。此外，偏转间隔件160可以具有大约1毫米的高度，加上连接板168的厚度和/或堆叠公差(例如，10％，具有0.1毫米)。
188.在该实现中，连接板168和底盘接口166可以被直接紧固到计算设备的底盘。替代地，连接板168和底盘接口166可以安装(例如，紧固、铆接、焊接、压接)到单独的接口板，然后该接口板被紧固或以其他方式安装到底盘。系统100还可以包括布置在底盘接口166和连接板168之间的非导电缓冲层，如图21所示，以便将底盘接口166与连接板168电隔离。6.3.5.4一体连接板和弹簧板
189.在另一实现中，连接板168和底盘接口166限定布置在衬底102和底盘之间的单个整体(例如金属)结构，如图20和图21所示。
190.通常，在该实现中，整体金属结构可以限定：标称平面，该标称平面在底盘接受器和衬底102之间；以及与衬底102上的支撑位置阵列相邻(例如，对齐、同轴)的电容耦合区域阵列。在该实现中，每个弹簧元件162：可以形成在整体金属结构中(例如，通过蚀刻、激光切割)；可以从其相邻的电容耦合区延伸；可以限定(例如，经由如上所述的偏转间隔件160)耦合到衬底102底层上的相应支撑位置的台；并且可以被配置成响应于没有触摸输入被施加到触摸传感器表面172而返回到近似标称平面。
191.当整体结构被刚性地安装到计算设备的底盘时，整体结构因此可以相对于底盘并在标称平面内(或平行于标称平面)刚性地定位电容耦合区域，并且弹簧元件162的台可以相对于标称平面和电容耦合区域垂直地移动。
192.因此，衬底102上的每个传感器迹线146可以：电容耦合到整体金属结构上的相邻电容耦合区域；并且响应于靠近传感器迹线146在触摸传感器表面172上施加的力而朝向该相邻电容耦合区域移动，从而改变传感器迹线146的电容值，该电容值与相邻弹簧元件162的压缩成比例，并且因此与由弹簧元件162所承载的力的部分成比例。
193.此外，在该实现中，整体金属结构可以被直接紧固到计算设备的底盘。替代地，整体金属结构可以被安装(例如，紧固、铆接、焊接、压接)到单独的底盘接口190，然后该底盘接口190被紧固或以其他方式安装到底盘。
194.6.4滑动接口
195.在图10b所示的另一实现中，衬底102停留在接受器194的基底的支承表面上并在该支承表面上滑动，该支承表面诸如是：连续的平面支承表面；不连续的平面支承表面(例如，具有减压通道以减少衬底102和支承表面之间的静摩擦的平面表面)；或者衬套(例如，聚合物垫)集合或轴承(例如，钢球轴承)集合，该衬套集合或轴承集合在接受器194的基底上方偏移并分布在接受器194的整个基底上。
196.在一个示例中：接受器194限定平行于振动平面的平面基底表面；磁性元件集合被保持在接受器194的在该平面基底表面下方的基底中；并且衬底102包括刚性(例如，玻璃纤维)pcb，该刚性(例如，玻璃纤维)pcb被布置在平面基底表面上方并与该平面基底表面接触，衬底102被配置成在平行于振动平面的平面基底表面上方滑动，并且被配置成将施加到触摸传感器表面172的垂直力传递到底盘192中。
197.在该配置中：磁性元件集合可以被嵌入接受器194的基底；并且系统100还可以包括插入在接受器194的基底和衬底102之间的低摩擦层。具体地，低摩擦层可以被配置成：防止磁体元件与衬底102底层140上的多层电感器150的底部螺旋迹线之间的直接接触；并且促进衬底102以及更一般地触摸传感器组件在接受器194的基底上方的平滑振荡。例如，低摩擦层可以包括被布置在磁性元件集合和多层电感器150之间的聚四氟乙烯(或“ptfe”)薄膜。替代地，低摩擦层可以被布置在衬底102的整个内表面上并且被布置在多层电感器150上方。
198.此外，在该配置中，系统100可以包括弹簧元件162，该弹簧元件162被配置成响应于多层电感器150在触觉反馈周期期间的去极化(depolarization)而使衬底102在接受器194内居中。在另一示例中，系统100可以包括耦合到衬底102或与衬底102物理共延的挠曲件，该挠曲件延伸到底盘192上并保持在底盘192上，并且因此用于在触觉反馈周期结束时重新使触摸传感器组件相对于磁性元件集合居中。在又一示例中，在该配置中(以及在前述配置中)，系统100可以包括柔性膜(例如，密封件)，该柔性膜位于触摸传感器表面172的外围附近，插入在触摸传感器和接受器194的内壁之间，并且被配置成密封触摸传感器和接受器194之间的缝隙，诸如防止湿气和/或灰尘进入。
199.7.接地平面几何和屏蔽
200.衬底102还可以包括屏蔽迹线，该屏蔽迹线被制造在导电层中，并且被配置成诸如在触觉反馈周期期间和之后，使触摸传感器被屏蔽免受由多层电感器150生成的电噪声的影响。
201.在一个实现中，衬底102还包括中间层106，该中间层106被插入在顶层104和衬底102的第一层110之间，该顶层104包含驱动和感测电极对105，并且该衬底102的第一层110包含多层电感器150的最顶端螺旋迹线。在该实现中，中间层106可以包括限定电屏蔽件107的连续迹线区域，该电屏蔽件107被配置成当在触觉反馈周期期间由控制器190用振荡电压驱动多层电感器150时，使触摸传感器的驱动和感测电极对105集合被屏蔽免受由多层电感器150生成的电噪声影响。具体地，控制器190可以(诸如：在整个操作过程中连续地；或者间歇地，诸如在触觉反馈周期期间和/或稍在触觉反馈周期之后)将中间层106中的电屏蔽件107驱动到参考电压电位(例如，驱动到地，驱动到中间电压)。因此，当电屏蔽件107被驱动到参考电位时，电屏蔽件107可以使顶层104中的触摸传感器的驱动和感测电极对105被屏蔽免受电噪声的影响。
202.此外，如图1所示，电屏蔽件107可以包括裂缝，诸如以跨电屏蔽件107宽度的蛇形断裂的形式，以便防止电屏蔽件107内的涡流循环，否则涡流循环可能：在上面的触摸传感器中的驱动和感测电极对105处产生噪声；和/或诱发与由多层电感器150生成的磁场相反的第二磁场，该第二磁场可在触觉反馈周期期间制动衬底102的振荡。
203.附加地或替代地，在其中系统100包括位于衬底102的底层140上的偏转间隔件位
置处的传感器迹线146的上述配置中，衬底102的第一层110可以包括与第一螺旋迹线111分离并环绕第一螺旋迹线111的电屏蔽件107，该衬底102的第一层110被布置在顶层104和/或中间层106下方并包含多层电感器150的第一螺旋迹线111。在该实现中，控制器190可以在触觉反馈周期之外将第一层110中的该电屏蔽件107和多层电感器150驱动到参考电压电位(例如，驱动到地、驱动到中间电压)，以便：使这些传感器迹线146被屏蔽免受来自系统100外部的电噪声的影响；和/或使触摸传感器中的驱动和感测电极对105被屏蔽免受由这些传感器迹线146生成的电噪声的影响。因此，在该实现中，衬底102的第一层110(其包含多层电感器150的第一螺旋迹线111)还可以包括与第一螺旋迹线111相邻并且偏离第一螺旋迹线111的屏蔽电极迹线112；并且控制器190可以将屏蔽电极迹线112和第一螺旋迹线111驱动到参考电位，以便在从这些传感器迹线146读取电值时，使偏转间隔件位置处的传感器迹线146的第二集合被屏蔽免受电噪声的影响。
204.例如，在该实现中，控制器190可以在在扫描周期期间扫描和处理来自衬底102的顶部导电层中的触摸传感器中的驱动和感测电极对105的电阻(或电容)数据时，将多层电感器150(或多层电感器150中的最顶端螺旋迹线)保持在虚拟接地电位。控制器190可以随后：基于从触摸传感器中的驱动和感测电极对105读取的电阻(或电容)值的变化来检测触摸传感器表面172上的输入；从虚拟参考电位释放多层电感器150；并且响应于在触摸传感器表面172上检测到该输入，在触觉反馈周期期间经由时变电流信号对多层电感器150进行极化。更具体地，控制器190可以：在扫描周期期间将电屏蔽件107和多层电感器150接地，以便使触摸传感器被屏蔽免受电子噪声的影响；以及在触觉反馈周期期间(例如，当多层电感器150被极化时)暂停触摸传感器的扫描，以便避免在触觉反馈周期期间生成噪声触摸图像并对该图像做出响应。
205.因此，在该变型中，高分辨率传感器和低分辨率传感器两者(例如，分别为触摸传感器中的驱动和感测电极对105和偏转间隔件位置处的传感器迹线146)中的功率电子器件(例如，多层电感器150)和传感器电子器件可以被制造在单个整体衬底102上，从而消除了用于不同触觉反馈和触摸感测功能的多个离散衬底的制造和组装，并且使得系统100能够在更薄的封装件中执行触摸感测、力感测和触觉反馈功能。
206.8.控制器
207.在操作期间，控制器190可以：基于被集成到衬底102顶层104中的触摸传感器中的驱动和感测电极对105之间的电(例如，电容或电阻等)值的变化来检测在触摸传感器表面172上施加的输入；基于从触摸传感器读取的这些电值和/或基于从被集成到衬底102底层140中的偏转间隔件160中的传感器迹线146读取的电值来表征输入的力大小；和/或如果输入的力大小超过阈值力大小(例如，160克)，则将输入解释为“点击”输入。然后，响应于检测到输入和/或将输入解释为“点击”输入，控制器190可以诸如通过以下方式来执行触觉反馈周期：瞬时极化多层电感器150，以便诱发多层电感器150与磁性元件集合之间的交变磁耦合，并因此使衬底102在底盘192内振动，向用户提供触觉反馈，以及向用户提供触摸传感器表面172向下行进(类似于机械瞬时开关、按钮或按键的压下)的触觉感知。
208.8.1安装到衬底的控制器
209.在前述配置中：控制器190(和/或驱动器)被安装到衬底102，诸如与触摸传感器相对地安装(在衬底102的内表面上)；并且系统100还包括在衬底102和底盘192之间延伸并电
耦合到被布置在底盘192中的电源的柔性电路。因此，在该配置中，控制器190可以：读取触摸传感器中的驱动和感测电极对105之间的电值，或者以其他方式直接对相邻的触摸传感器进行采样；基于触摸传感器中的驱动和感测电极对105之间的这些电值生成触摸图像序列；然后经由柔性电路将该触摸图像序列输出到被布置在底盘192中的处理器。此外，驱动器可以响应于来自相邻控制器190的触发，经由柔性电路从电源间歇地引出(source)电流到多层电感器150。因此，在该配置中，触摸传感器组件可以在独立单元中包括衬底102、触摸传感器(触摸传感器表面172)、控制器190、驱动器、多层电感器150和柔性电路。然后，该独立单元可以被安装在底盘192中的接受器194上方，并且柔性电路可以连接到接受器194中的电源和数据端口，以完成系统100到该设备中的组装。
210.9.触觉反馈周期
211.在该变型中，集成到衬底102中的多层电感器150与容纳在多层电感器150下方的底盘192内的磁性元件集合协作以限定紧凑的集成多层电感器150，该多层电感器150被配置成响应于由控制器190对多层电感器150的极化(例如，响应于检测到触摸传感器表面172上的触摸输入)而使衬底102和触摸传感器表面172振荡。更具体地，控制器190与驱动电路结合，可以在触觉反馈周期期间向多层电感器150提供交变(即，时变)驱动电流，从而生成穿过多层电感器150的周期性反转方向的时变磁场。因此，控制器190和/或驱动电路可以瞬时极化多层电感器150，以在多层电感器150和该磁性元件集合之间生成磁力，从而导致多层电感器150(以及因此衬底102和触摸传感器表面172)被磁性元件集合的磁极交替地吸引和排斥，并使触摸传感器表面172相对于底盘192振荡，如图16和图17所示。
212.具体地，响应于检测到触摸传感器表面172上的触摸输入超过阈值力(或压力)大小，控制器190在“触觉反馈周期”期间驱动多层电感器150，以便触觉地模拟机械按扣的致动，如图16和图17所示。例如，响应于这种触摸输入，控制器190可以触发电机驱动器以用方波交流电压驱动多层电感器150持续目标点击持续时间(例如，250毫秒)，从而诱发穿过多层电感器150的交变磁场，该多层电感器150磁性地耦合到磁性元件集合，诱发磁性元件和多层电感器150之间的振荡力，并使衬底102相对于设备的底盘192振荡。
213.9.1触觉反馈周期期间的暂停扫描
214.在一个实现中，控制器190：在操作期间以扫描频率(例如，200hz)从驱动和感测电极对105的集合读取扫描周期期间的电值；并且基于从驱动和感测电极对105读取的每个扫描周期期间的电值集合来解释触摸传感器表面172上的输入(及其力大小)。然后，响应于在当前扫描周期期间检测到触摸传感器表面172上的输入(或者在触摸传感器表面172上检测到力大小大于阈值力的输入)，控制器190：在当前扫描周期之后的触觉反馈周期期间驱动多层电感器150两端的振荡电压；在触觉反馈周期期间暂停从驱动和感测电极集合读取电值；然后在触觉反馈周期完成之后，恢复从驱动和感测电极集合读取电值，并基于这些电值解释触摸传感器表面172上的输入。
215.通常，在该实现中，控制器190可以：执行扫描周期序列，以检测和表征在这些扫描周期期间施加在触摸传感器表面172上方的输入的力大小；响应于检测到输入超过阈值力大小，在执行触觉反馈周期的同时暂停触摸传感器(和/或偏转间隔件160)的扫描；然后在触觉反馈周期完成后恢复触摸传感器的扫描。
216.更具体地，在扫描周期期间，控制器190可以：将多层电感器150驱动到地电位；对
触摸传感器中的驱动和感测电极对之间的电容(或电阻)值进行采样；将这些值变换成在扫描周期期间施加在触摸传感器表面172上方的输入的位置(和力大小)；对来自偏转间隔件160集合的电阻(或电容)值进行采样；解释触摸传感器表面172上的这些输入的力大小；以及生成表示触摸传感器表面172上的这些输入的位置和力大小两者的触摸图像。
217.然后，响应于检测到的输入的力大小超过阈值力大小(例如，160克的“点击”力)，控制器190可以：从地电位释放多层电感器150；以及触发驱动电路以根据(例如，基于阈值力大小选择的)特定ac波形极化多层电感器150，以在触觉反馈周期(或“触觉反馈周期”)期间诱发触摸传感器表面172相对于底盘192的振荡。控制器190还可以在触觉反馈周期之前或期间暂停触摸传感器的扫描。然后，控制器190可以在触觉反馈周期完成之后(例如，一旦多层电感器150被去极化和/或返回到地电位)恢复在触摸传感器和/或偏转间隔件160处执行扫描周期。
218.9.2交错的扫描周期和触觉反馈周期
219.替代地，当在当前扫描周期期间检测到触摸传感器表面172上的输入之后(或者当在触摸传感器表面172上检测到力大小大于阈值力的输入之后)，控制器190可以：以第一频率(例如，50hz)的振荡电压驱动多层电感器150；以及在该触觉反馈周期期间在多层电感器150和磁性元件之间的峰值磁场耦合的间隔之间交错较高频率(例如，200hz)的扫描周期。例如，在该实现中，控制器190可以继续从触摸传感器中的驱动和感测电极对105捕获电值，并且通过在该触觉反馈周期期间在多层电感器150两端的电压反转之间交错触摸传感器处的扫描周期，来在该触觉反馈周期期间检测和跟踪触摸传感器表面172上的输入。
220.在该实现中，控制器190可以：在操作期间以扫描频率(例如，200hz)从驱动和感测电极对105的集合读取扫描周期期间的电值；并且基于从驱动和感测电极对105读取的每个扫描周期期间的电值集合来解释触摸传感器表面172上的输入(及其力大小)。然后，响应于在当前扫描周期期间检测到触摸传感器表面172上的输入(或者在触摸传感器表面172上检测到力大小大于阈值力的输入)，控制器190：在触觉反馈周期期间，以小于扫描频率的反馈频率(例如，50hz)驱动多层电感器150两端的振荡电压；在触觉反馈周期期间，在以反馈频率的多层电感器150两端的电压反转之间，以扫描频率从驱动和感测电极集合间歇地读取电值；基于这些间歇性电值解释触觉反馈周期期间触摸传感器表面172上的输入；并且在触觉反馈周期完成之后，返回到以扫描频率从驱动和感测电极对105的集合读取电值。
221.9.3预设力阈值
222.如上所述，在块s120中，控制器190可以响应于在触摸传感器表面172上检测到满足或超过一个或更多个预设力阈值的触摸输入来执行触觉反馈周期。例如，控制器190可以响应于在触摸传感器表面172上检测到超过阈值力(或压力)大小的触摸输入来启动触觉反馈周期，该阈值力(或压力)大小对应于普通用户输入设备的机械按钮(诸如，机械按键键盘、智能手机上的机械音量和主页按钮、物理计算机鼠标上的按钮、机械触控板按钮或锅仔片)的调谐断开力(或压力)，诸如165克。因此，控制器190可以响应于在触摸传感器表面172上检测到超过该阈值力的输入而选择性地执行触觉反馈周期，以便模拟这种机械按钮的触觉反馈。
223.9.4用户选择的力阈值
224.替代地，控制器190可以诸如基于用户对更大输入灵敏度(对应于更低的力阈值)
的偏好，或者基于用户对更低输入灵敏度(对应于更大的力阈值)的偏好(这通过在连接到系统100或并入系统100的计算设备上执行的图形用户界面进行设置)，实现用户定制的力阈值以触发触觉反馈周期。
225.9.5可变力阈值
226.在另一实现中，控制器190可以诸如基于系统100的当前模式或取向将触摸传感器表面172分割成两个或更多个活动区域和/或非活动区域，如下所述，并且控制器190可以丢弃触摸传感器表面172的非活动区域上的输入，但是响应于在触摸传感器表面172的活动区域内检测到足够力大小的触摸输入而启动触觉反馈周期。
227.在该实现中，控制器190可以附加地或替代地将唯一的阈值力(或压力)大小分配给触摸传感器表面172的离散区域，并且响应于在触摸传感器表面172的各个区域上的输入超过分配给触摸传感器表面172的这些单独区域的阈值力大小，选择性地执行触觉反馈周期。例如，控制器190可以：将第一阈值大小分配给触摸传感器表面172的左点击区域；并且将大于第一阈值大小的第二阈值大小分配给触摸传感器表面172的右点击区域，以便拒绝触摸传感器表面172上的异常右点击。在该示例中，控制器190还可以：将第三阈值大小分配给触摸传感器表面172的中心滚动区域，其中第三阈值大小大于第一阈值大小，以便拒绝触摸传感器表面172上的异常滚动输入；而且还将该中心滚动区域链接到用于持续滚动事件的第四阈值大小，其中该第四阈值大小小于第一阈值大小。
228.9.6标准点击和深度点击
229.在图19所示的一个变型中，控制器190：响应于超过第一力大小并保持小于第二力阈值的力的施加(以下称为“标准点击输入”)，在块s110和s120中执行“标准点击触觉反馈周期”；并且响应于超过第二力阈值的力的施加(以下称为“深度点击输入”)，在块s114和块s124中执行“深度触觉反馈周期”。在该变型中，在深度触觉反馈周期期间，控制器190可以在延长的持续时间(例如，750毫秒)内以更高的振幅(例如，通过以更高的峰间电压驱动触觉反馈周期)和/或以不同的(例如，更低的)频率驱动多层电感器150，以便在触觉上向用户指示在触摸传感器表面172处检测到深度点击输入。
230.在一个示例中，控制器190可以：响应于检测到小“标准”力阈值和大“深度”力阈值之间的力大小的输入，输出左点击控制命令并执行标准点击触觉反馈周期；以及响应于检测到力大小大于大“深度”力阈值的输入，输出右点击控制命令功能并执行深度触觉反馈周期。因此，系统100可以：检测触摸传感器表面172上的不同力大小的输入；基于输入的大小将输入类型分配给该输入；通过根据基于检测到的输入的类型的不同模式驱动多层电感器150，向用户提供不同的触觉反馈；并基于检测到的输入的类型输出不同的控制功能。
231.9.7迟滞
232.在图18所示的一个变型中，控制器190实现迟滞技术以在触摸传感器表面172上的单个输入的施加和收回期间触发触觉反馈周期。具体地，在该变型中，控制器190可以选择性地：响应于检测到具有大于大力阈值(例如，165克)的力的新的输入被施加到触摸传感器表面172，在触觉反馈周期期间根据“下点击”振荡分布驱动多层电感器150；在多个扫描周期内跟踪与触摸传感器表面172接触的该输入；然后响应于检测到该输入的力大小下降到小于小力阈值(例如，60克)，在稍后的触觉反馈周期期间根据“上点击”振荡分布驱动多层电感器150。因此，系统100可以：复制机械按扣被按下并随后被释放的触觉“感觉”；并且当
触摸传感器表面172上的输入的力大小在力阈值周围变化时，防止“回跳(bouncing)”触觉反馈。
233.更具体地，当触摸传感器表面172上的输入的力大小达到大力阈值时，控制器190可以执行单个“下点击”触觉反馈周期(暗示按下机械按钮)，直到输入从触摸传感器表面172被释放。然而，当该输入的力大小下降到第二较小的阈值大小以下时，控制器190也可以执行“上点击”触觉反馈周期(暗示释放按下的机械按钮)。因此，控制器190可以实施迟滞技术以防止对触摸传感器表面172上的输入的触觉响应中的“回跳”，以通过触觉反馈向用户指示施加到触摸传感器表面172的力已经被记录(即，已经达到第一阈值大小)，以及通过附加的触觉反馈向用户指示用户的选择已经被清除并且施加到触摸传感器表面172的力已经被记录(即，所施加的力已经下降到第二阈值大小以下)。
234.10.多层电感器
235.在一个变型中，系统100还可以包括多个多层电感器150和磁性元件对。在一个示例中，系统100包括：第一多层电感器150，该第一多层电感器150靠近衬底102的第一边缘布置；以及第一磁性元件181，该第一磁性元件181被布置在第一多层电感器150下方的底盘192中并且因此靠近衬底102的第一边缘。在该示例中，系统100还可以包括：第二磁性元件182，该第二磁性元件182刚性耦合到底盘192并偏离第一磁性元件181；以及第二电感器，该第二电感器耦合到在触摸传感器表面172下方的衬底102，被布置成靠近衬底102的与第一边缘相对的第二边缘，并且被配置成磁耦合到第二磁性元件182。此外，在该示例中，控制器190可以：响应于在触摸传感器表面172上检测到靠近衬底102的第一边缘的触摸输入，选择性地使第一多层电感器150极化，以用在衬底102的该第一边缘附近感知到的峰值能量使衬底102在振动平面中相对于底盘192振荡；并且响应于在触摸传感器表面172上检测到靠近衬底102的第二边缘的第二触摸输入，选择性地使第二电感器极化，以用在衬底102的该第二边缘附近感知到的峰值能量使衬底102在振动平面中相对于底盘192振荡。
236.在类似的实现中，系统100可以包括第一多层电感器150(如上所述)和第二电感器/磁性元件对，该第二电感器/磁性元件对与第一电感器-磁性元件对协作以使衬底102振荡。在该变型中，第一电感器-磁性元件对可以包括被安装到衬底102的线圈，该线圈向衬底102的质心右侧偏移第一距离。第一电感器-磁性元件对还可以包括在多层电感器150下面排成一行的磁体阵列。磁体阵列可以与第一电感器-磁性元件对的多层电感器150协作，以限定该第一电感器-磁性元件对的振动轴。第二电感器-第二磁性元件182对可以包括安装到衬底102的线圈，该线圈向衬底102的质心左侧偏移第二距离。第二电感器-第二磁性元件182对还可以包括排列成一行的磁体阵列。磁体阵列可以与第二电感器-第二磁性元件182对的多层电感器150协作，以限定第二电感器-第二磁性元件182对的振动轴。
237.在一个实现中，第一电感器-磁性元件对的磁体阵列可以平行于第二电感器-第二磁性元件182对的磁体阵列排列成一行，使得第一电感器-磁性元件对的振动轴平行于第二电感器-第二磁性元件182对的振动轴。在该实现中，第一电感器-磁性元件对的多层电感器150可以被安装到衬底102，偏离衬底102的质心第一距离，该第一距离等于第二电感器-第二磁性元件182对的多层电感器150与质心之间的第二距离。因此，第一电感器-磁性元件对的多层电感器150和第二电感器-第二磁性元件182对的多层电感器150之间的中点可以与质心同轴。因此，第一电感器-磁性元件对和第二电感器-第二磁性元件182对可以协作以使
衬底102沿着总的振动轴振动，该总的振动轴平行于第一磁体的振动轴和第二磁体的振动轴延伸并穿过衬底102的质心。
238.控制器190可以驱动第一电感器-磁性元件对以使衬底102以第一频率振荡，并且驱动第二电感器-第二磁性元件182对以与第一多层电感器150的振动同相的类似频率振荡。因此，第一多层电感器150和第二多层电感器150可以协作以使衬底102沿着总的振动轴线性地振荡。然而，控制器190可以附加地或替代地驱动第一多层电感器150来使衬底102以第一频率振荡，并且驱动第二多层电感器150来以不同于第一频率和/或与第一多层电感器150的振动异相的第二频率振荡。因此，第一多层电感器150和第二多层电感器150可以协作以使衬底102围绕质心在平行于触摸传感器表面172的平面内旋转。
239.附加地或替代地，控制器190可以选择性地驱动第一多层电感器150或第二多层电感器150以在特定时间振荡。控制器190可以选择性地(且排他地)驱动第一多层电感器150以模拟在衬底102的与第一多层电感器150相邻的部分(section)上的点击的感觉。控制器190可以替代地驱动第二多层电感器150以模拟在衬底102的与第二多层电感器150相邻的部分上的点击的感觉，同时最小化衬底102的与第一多层电感器150相邻的部分上的振动。例如，控制器190可以选择性地驱动第一多层电感器150来执行触觉反馈周期，以便在第二多层电感器150保持不活动的同时模拟衬底102的右侧上的点击(或“右”点击)的感觉。
240.然而，控制器190也可以驱动第一多层电感器150来根据特定的振动波形振荡。同时，控制器190可以驱动第二多层电感器150来根据与第一多层电感器150的特定振动波形异相(例如，异相180
°
)的振动波形振荡。例如，第二多层电感器150可以输出幅度小于特定振动波形的幅度的振动波形。在该示例中，第二多层电感器150的振动波形也可以与第一多层电感器150的特定振动波形异相180
°
。因此，第二多层电感器150可以被配置成抵消由第一多层电感器150输出的特定振动波形(或减小该特定振动波形的幅度)。
241.11.单独电感器
242.在一个变型中，衬底102的区域被布线或以其他方式被移除，以形成穿过衬底102的层的子集的浅凹槽。例如，可以从衬底102的底面移除衬底102的靠近衬底102的横向和纵向中心的三层厚的区域。可将分立的薄导线线圈焊接到暴露在凹槽底部处的过孔集合上，然后安装(例如，结合、封装)在凹槽内，使得线圈的暴露面与衬底102的底面大致(例如，在100微米内)齐平。
243.附加地或替代地，系统100可以包括：如所述的，第一集成电感器，该第一集成电感器被制造成跨衬底102的多个层；以及第二线圈，该第二线圈被布置在第一集成电感器上方并且电耦合到第一集成电感器，并且被配置成与第一集成电感器协作以形成更大的电感器，该更大的电感器表现出到相邻磁性元件的更强的磁耦合。例如，第二线圈可以包括：多回路导线线圈；或者第二集成电感器，该第二集成电感器被制造成跨第二衬底102的多个层，该第二衬底102然后被结合和/或焊接到与第一集成电感器相邻的(第一)衬底102。
244.12.防水
245.在图9a和图9b所示的一个变型中，防水膜164：被施加在触摸传感器上方；从衬底102的周边向外延伸；结合、夹紧或以其他方式保持在接受器194的周边附近；并且因此与底盘192协作以将触摸传感器、衬底102和偏转间隔件160等密封在接受器194内，从而防止湿气和颗粒进入接受器194并进入到衬底102上。
246.例如，防水膜164可以包括用粘合剂粘合在触摸传感器上的硅树脂或ptfe(例如，膨胀的ptfe)膜。系统100还可以包括玻璃或其他覆盖层170，该覆盖层170结合在防水膜164上方并延伸至衬底102的周边。
247.此外，底盘192可以限定朝向接受器194的横向和纵向中心向内延伸的凸缘(或“搁板”，底切)。延伸超过衬底102的防水构件的外部部分可以被插入到接受器194中并与凸缘的下侧接触。然后，周向保持支架或辅助底盘192构件可以在凸缘下方和(完全)在接受器194的周边上方紧固到底盘192，以便将防水膜164夹紧在底盘192和周向保持支架或辅助底盘192构件之间，从而围绕接受器194密封防水膜164。
248.在一个实现中，防水膜164包括衬底102的周边和接受器194周边之间的卷曲(convolution)。在该实现中，卷曲可以被配置成偏转或变形，以便在触觉反馈周期期间适应衬底102的振荡。例如，防水膜164可以包括聚酰亚胺膜，该聚酰亚胺膜具有沿着衬底102的外周和接受器194的内周之间的间隙延伸的半圆形脊。
249.在类似的实现中，衬底102和触摸传感器被布置在防水膜164上方，该防水膜164通过保持支架沿着接受器194的下侧被密封在底盘192上，如上所述，使得触摸传感器组件完全位于接受器194上的防水屏障上方，并且使得当多层电感器150被致动时，防水膜振荡以使触摸传感器组件振动。
250.本文描述的系统和方法可以至少部分地体现和/或实施为被配置成接收存储计算机可读指令的计算机可读介质的机器。指令可以由与应用、小程序、主机、服务器、网络、网站、通信服务、通信接口、用户计算机或移动设备的硬件/固件/软件元素、腕带、智能电话或它们的任何合适的组合集成的计算机可执行部件来执行。实施例的其他系统和方法可以至少部分地体现和/或实施为被配置成接收存储计算机可读指令的计算机可读介质的机器。指令可以由通过与上述类型的装置和网络集成的计算机可执行部件集成的计算机可执行部件执行。可以将计算机可读介质存储在任何合适的计算机可读介质上，诸如存储在ram、rom、闪存、eeprom、光学装置(cd或dvd)、硬盘驱动器、软盘驱动器或任何合适的装置上。计算机可执行部件可以是处理器，但是任何合适的专用硬件设备都可以(替代地或另外)执行指令。
251.如本领域技术人员将从先前的详细描述以及从附图和权利要求书中认识到的，可以在不脱离如所附权利要求书中限定的本发明的范围的情况下，对本发明的实施例进行修改和改变。