CN114326938B - 用于电子设备的传感器组件 - Google Patents

Abstract

本发明描述了用于电子设备的传感器组件。根据一些实施方案，传感器组件包括固态传感器，诸如电容式传感器、压电式传感器或压阻式传感器。传感器组件可以包括提供紧凑外形的若干特征部，使得它们非常适于集成到电子设备壳体的小空间中。传感器组件还可以包括隔离传感器组件的各个部分的移动的特征部，从而允许准确地检测感测事件。根据一些实施方案，传感器组件耦接到触觉致动器、扬声器或两者，它们模拟机械按钮的感觉并增强用户的体验。

Description

用于电子设备的传感器组件

本申请是申请日为2017年7月24日、申请号为201780020799.2、发 明名称为“用于电子设备的传感器组件”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明所述实施方案涉及适用于消费电子设备的传感器组件。根据一 些实施方案，传感器组件包括固态传感器，诸如电容式触摸传感器。

背景技术

常规机械开关被用于电子产品中的很多应用中。例如，许多按钮和键 盘设计包括基于机械的致动器，该致动器依赖于相对较大的移动来完成电 路。机械开关的优点包括它们的低成本以及向用户提供听觉和触觉响应的 能力。然而，机械开关的尺寸相对较大，因此难以集成到具有非常有限空 间的产品中。这可能是用于集成到现代化便携式电子产品中的主要障碍， 现代化便携式电子产品包括大量的封装在小的壳体内的电子部件。此外，机械开关可能磨损迅速，因此可能需要频繁更换。因此，需要改进的用于 电子设备的传感器和致动器设计。

发明内容

本文描述了涉及用于电子设备的传感器组件的各种实施方案。在特定 实施方案中，传感器组件包括只需小的偏转就能激活并且具有小的横截面 轮廓的固态传感器。

根据一个进一步的实施方案，描述了一种电子设备。该电子设备包括 扬声器和触觉部件。该电子设备还包括覆盖电子设备的显示器的显示器覆 盖件。显示器覆盖件具有开口。该电子设备还包括用于接受针对电子设备 的输入的传感器组件。该传感器组件包括被置于显示器覆盖件的开口内并 且具有被配置为接受输入的外表面的传感器覆盖件。传感器组件还包括被 配置为检测输入的传感器。该传感器响应于输入而生成激活触觉部件和扬 声器的一个或多个信号。

根据一个实施方案，描述了一种用于检测输入以及对输入做出响应的 传感器组件。该传感器组件包括具有用于接受输入的外部表面的传感器覆 盖件。传感器组件还包括围绕周边的围缘。传感器组件还包括被置于传感 器覆盖件和围缘的凸部之间的顺应性构件。该顺应性构件被配置为响应于 输入来发生压缩以及提供回复力。传感器组件额外包括被配置为检测输入 的电容式触摸传感器。

根据另一个实施方案，描述了一种电子设备。该电子设备包括覆盖电 子设备的显示器的显示器覆盖件。显示器覆盖件具有限定内部倒角边缘的 开口。该电子设备还包括用于接受针对电子设备的输入的传感器组件。传 感器组件包括被置于开口内并且具有被配置为接受输入的外表面的传感器 覆盖件。传感器组件还包括在传感器覆盖件和显示器覆盖件之间被置于开 口内的围缘。该围缘具有与显示器覆盖件的内部倒角边缘啮合的外部倒角 边缘。传感器组件还包括被配置为检测输入的传感器。

下文将详细描述这些实施方案和其他实施方案。

附图说明

本公开通过下面结合附图的具体描述将更易于理解，其中类似的附图 标记表示类似的结构元件。

图1A和图1B示出了可以包括本文所述的传感器组件的消费电子设备 的透视图。

图2示出了根据一些实施方案具有传感器组件的电子设备的一部分的 分解图。

图3A和图3B示出了图1A所示的电子设备的传感器组件部分的顶视 图。

图4A示出了图3B中所示的电子设备的传感器组件部分的横截面图。

图4B示出了具有传感器组件、触觉引擎和扬声器的电子设备的顶视 图。

图5示出了根据一些实施方案的电子设备的传感器组件部分的横截面 图。

图6示出了指示根据一些实施方案用于组装电子设备中的传感器组件 的过程的流程图。

图7A-图7C示出了根据一些实施方案的传感器组件安装配置的横截面 图。

图8A-图8E示出了根据一些实施方案的传感器组件密封配置的横截面 图。

图9A-图9C示出了根据一些实施方案的无围缘传感器组件配置的横截 面图和顶视图。

图10A-图10D示出了根据一些实施方案的振动传感器组件配置的横截 面图和顶视图。

图11A-图11C示出了根据一些实施方案具有不同感测配置的传感器组 件的横截面图。

图11D示出了根据一些实施方案作为图11C的传感器组件配置的部分 的托架的透视图。

图12A和图12B分别示出了接合操作之前和接合操作期间具有传感器 组件的电子设备的一部分的横截面图。

图13A-图13F示出了根据一些实施方案用于防止在接合操作期间发生 粘合剂溢流的传感器组件配置。

具体实施方式

现在将具体地参考在附图中示出的代表性实施方案。应当理解，以下 描述不旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反，其旨在涵盖可被 包括在由所附权利要求书限定的所述实施方案的实质和范围内的另选形 式、修改形式和等同形式。

本文描述了非常适用于诸如便携式电子设备的消费产品的传感器组件 的特征部。根据一些实施方案，传感器组件包括固态传感器。与取决于接 触垫之间的物理接触的常规机械开关和按钮相比，固态传感器利用电压或 电容变化在导通和关断模式之间切换。这一方面使得固态传感器与机械开 关相比更不易磨损。此外，固态传感器通常比机械开关和按钮更紧凑，使 得它们非常适于集成到小外形因子壳体(诸如用于便携式电子设备的那些 壳体)内。

此外，与机械开关和按钮相比，固态压力传感器设计可以只需非常小 的移动和力就能激活。由于传感器组件涉及最小或很小的移动(例如，10 微米或更小，有时5微米或更小)，用户可能不会在传感器组件被按下时 觉察到传感器组件(例如，按钮)自身的移动。因此，传感器组件可以被 配置为响应于用户的触摸输入向用户提供触觉反馈(输出)，这将为用户 提供按钮被按下并激活的体验，即使传感器组件几乎没有移动。触觉反馈 的示例可以包括触知(例如，振动)反馈。在一些情况下，向用户发出的 信号具有声学或声音反馈的形式(即，发出声音)。在一些情况下，传感 器组件被配置为提供触觉和声学反馈的组合。这些反馈特征可以模拟激活 机械开关或按钮的体验，由此为用户提供令人愉快的体验。此外，传感器 组件可以响应于用户的触觉输入(例如，用户的触摸)提供触觉反馈，从 而为用户提供关于电子设备的有吸引力的并且令人满意的感觉和体验。

本文所述的传感器组件可以包括在传感器组件被集成到电子设备中时 增强传感器组件性能的若干特征部。例如，围绕传感器覆盖件或帽的围缘 可以防止传感器组件的横向移动，并且将传感器组件的部分的移动隔离到 朝向或背离触摸传感器的方向内。

本文所述的传感器组件非常适于集成到消费产品中，该消费产品诸如 计算机、便携式电话、平板设备、可穿戴电子设备以及电子设备附件，诸 如Apple Inc.(总部位于Cupertino,California)所制造的那些。

下文将参考图1A-图13F论述这些以及其他实施方案。然而，本领域 的技术人员将容易地理解，本文相对于这些附图所给出的详细描述仅出于 说明性目的，而不应被理解为是限制性的。

图1A和图1B示出了可包括传感器组件(诸如本文所述的那些传感器 组件)的消费产品。图1A示出了便携式电话102，图1B示出了平板电脑 104，它们中的每者均包括被配置为感测来自用户的输入的传感器组件 106。传感器组件106可以被配置为激活相应设备102或104内的一个或多 个电路，因此可以被称为按钮组件或开关组件。例如，传感器组件106可 以被配置为分别激活设备102和104的显示器108的各个方面。传感器组 件106可以被设计为装饰性地增强设备102和104的壳体110的外观。在一 些情况下，传感器组件106与壳体110的显示器覆盖件112集成。

传感器组件106可以包括用于检测输入(例如，触摸、按压、运动、 光)的一个或多个传感器。在一些情况下，传感器包括一个或多个电容 式、压电式和压阻式传感器。在一些情况下，传感器组件106被配置为向 用户提供诸如触觉或声学反馈的输出，以指示传感器组件106响应于输入 而被激活。在一些实施方案中，传感器组件106包括能够检测和区分不同 用户的指纹的指纹传感器。应当指出的是，本文所述的传感器组件可以集 成在任何适当的电子设备内，而不限于图1A和图1B所示的设备102和 104。例如，传感器组件可以被实现在膝上型计算机或可穿戴电子设备中。

图2示出了电子设备(例如，便携式电话102)的部分的分解图，其 示出了传感器组件106如何被配置为适配到显示器覆盖件112的开口201 内。显示器覆盖件112可以对应于覆盖并保护下面的显示器组件的透明或 部分透明的材料。显示器覆盖件112可以由玻璃(例如，蓝宝石)、塑 料、陶瓷和/或其他适当材料构成。在一些情况下，使用紧固特征部208使 显示器覆盖件112与便携式电话的壳体的另一部分(例如，壳体的金属部 分)耦接。托架211可用于经由紧固件211将传感器组件106固定到显示 器覆盖件112。应当指出的是，传感器组件106可以被插入到电子设备的任 何适当部分的开口内，而不限于与显示器覆盖件集成。例如，传感器组件 106可以被插入到电子设备的非透明壳体壁的开口内。

如图所示，传感器组件106可以具有预组装的模块化形式，以便于组 装到电子设备中。传感器组件106包括传感器部分205和线缆部分207。传 感器部分205可以包括被配置为检测输入(例如，触摸、推动、运动、 光)的传感器。在一些情况下，传感器被配置为检测来自用户手指的触摸 或按压输入。在一些实例中，传感器包括一个或多个电容式、压电式和压 阻式传感器。在一些情况下，传感器组件106包括被配置为检测用户指纹 的指纹传感器。线缆部分207可以包括将传感器部分205电连接到电子设 备内的其他电部件的布线。在一些实施方案中，线缆部分207包括一条或 多条柔性(柔曲)线缆。传感器覆盖件202对应于具有被配置为接受输入 的外部或外表面的美观覆盖件。在一些实施方案中，传感器覆盖件202至 少部分地透明，使得下面的指纹传感器能够检测用户指纹的图案。

传感器覆盖件202的周边被围缘204包围，该围缘可以对应于具有容 纳传感器覆盖件202的孔径的刚性环或框架。在一些情况下，诸如粘合剂 或聚合物层的中间层被置于传感器覆盖件202和显示器覆盖件112之间。 在其他情况下，围缘204被配置为直接与传感器覆盖件202和显示器覆盖 件112啮合，以便提供紧密配合。在一些实施方案中，围缘204由金属材 料构成，该金属材料可以提供足够的刚度而不会太脆。然而，在一些情况 下，围缘由诸如聚合物或陶瓷材料的其他刚性材料构成。如下详细所述， 围缘204一旦被组装到显示器覆盖件112内就可以限制传感器组件106的 运动。此外，围缘116对用户是可见的，因此可以增强传感器组件106的 外观。由于其多种功能的原因，围缘116可以被称为托架、支架、支撑 件、垫圈、环、带或其他适当术语。

传感器组件106可以被配置为易于组装和拆卸。例如，传感器组件 106可以是从开口201的顶侧组装的，并且托架210可以是从开口201的底 侧组装的，如图2中所示。托架210可以由被接地到电子设备的壳体的金 属构成，并且托架210的非导电部分212使托架210的导电部分与传感器 组件106电绝缘。由于线缆部分207应当被置于显示器覆盖件112之下，因此线缆部分207能够穿过开口201，然后能够对围缘204和传感器覆盖件 202进行调整，从而使其紧密地配合到开口201内。然后可以采用紧固件 211将支撑传感器组件106的托架210固定至显示器覆盖件112。在图2的 实施方案中，紧固件211是螺钉，但是紧固件211可另选地或除此之外包 括扣钩、压合紧固件、焊接件或其他适当的紧固件。在一些情况下，紧固件211a与开口201和传感器覆盖件202的中心对准。

应当指出的是，传感器组件106的形状可以根据设计要求而变化。具 体地讲，传感器覆盖件202和围缘204不限于如图所示的圆化或圆形外 形。例如，传感器覆盖件202和围缘204可以具有矩形的、三角形的、椭 圆形的或任何其他适当的形状。

图3A和图3B示出了具有传感器组件106的电子设备102的一部分的 顶视图。图3B示出了具有传感器覆盖件202的传感器组件106，并且图3A 示出了不具有传感器覆盖件202的传感器组件106。图3A示出了传感器部 件304被置于传感器覆盖件202的下面。在一些实施方案中，传感器部件 304是指纹传感器或触摸传感器。围绕传感器部件304的是顺应性构件 302，顺应性构件302对应于一层或多层顺应性或弹性材料，诸如硅酮或其 他聚合物。在一些情况下，顺应性构件302包括各单独区段——在这种情 况下，为四个圆弓形区段，以容纳矩形传感器部件304。然而，应当指出的 是，顺应性构件302可以具有任何适当的形状并且包括任何合适数量的区 段。图3B示出了被完全组装到电子设备102内的传感器组件106。如图所 示，传感器覆盖件202被围缘204围绕，两者均向电子设备102的用户露 出。传感器覆盖件202还提供了供用户接触并激活传感器组件106的接触 表面。

图4A示出了根据一些实施方案的电子设备102的一部分的横截面图 (沿图3B中的A-A)，其示出了传感器组件106可以被如何组装到电子设 备102内。围缘204被置于传感器覆盖件202和显示器覆盖件112之间，而 显示器覆盖件112继而被耦接至壳体部分110。如图所示，传感器组件106 具有非常薄的横截面，由此为诸如部件414的部件制造了空间。在一个特 定实施方案中，部件414是作为显示器组件的部分的驱动器。围缘204包 括支撑传感器覆盖件202的背面的凸部404。具有厚度t的顺应性构件302 被置于传感器覆盖件202和围缘204的凸部404之间。顺应性构件302可以 通过粘合剂层(未示出)粘附到传感器覆盖件202和凸部404，诸如粘合剂 层为热活化膜、压敏粘合剂、液体粘合剂或者其他适当粘合剂材料所构成 的层。在一些实施方案中，顺应性构件302包括容纳粘合剂溢流的孔或通 道。

插图400示出了传感器组件106的堆叠结构的详细横截面图。指纹传 感器304位于传感器覆盖件202下面，指纹传感器304被配置为穿过传感 器覆盖件202扫描用户的指纹。在一些情况下，指纹传感器304是具有电 容器阵列的硅芯片，其与能够捕获用户指纹图像并将其与所存储的指纹数 据进行匹配的软件通信。指纹传感器304可以通过粘合剂407耦接至传感 器覆盖件202，粘合剂407可以是光学透明粘合剂或其他适当粘合剂。

触摸传感器402位于指纹传感器304下面，在图4A的实施方案中，触 摸传感器402是包括第一层402a和第二层402b的电容式触摸传感器。电容 器模块423与触摸传感器402相关联。在一些实施方案中，第一层402a和 第二层402b各自对应于相互电容耦接的平坦柔性材料，该材料包括一层导 电材料(例如，铜)或其他适当材料(例如，氧化铟锡(ITO))。第一层 402a通过第一粘合剂层408物理耦接至指纹传感器304，第二层402b通过 第二粘合剂层409物理耦接至加强片405，各粘合剂层可以是不同或相同类 型的粘合剂。第一层402a和第二层402b被具有的距离d的间隙406隔开， 使得距离d的变化可通过电压或电容变化来检测。距离d可以根据触摸传 感器402的设计和制造而变化。间隙406可填充有空气或其他非导电材 料，诸如顺应性凝胶。在一些实施方案中，发现空气提供的感测能力优于 凝胶。

当用户触摸传感器覆盖件202的外部表面413时，力被沿朝向传感器 402的方向(被称为感测方向)403传递至第一层402a，从而进入按压位 置。这继而使得电容层402a和402b之间的距离d相应减小，从而引起触摸 传感器402中的电压或电容的变化。触摸传感器402然后生成激活电子设 备102的一个或多个电路的信号。顺应性构件302由提供阻抗力(与感测 方向403相反)的顺应性材料构成，该阻抗力使传感器覆盖件202(还由此 使第一层402a)返回至其未受按压位置。一旦传感器覆盖件202返回到其 未受按压位置，顺应性构件302就回复至其完全厚度t。由于给顺应性构件 302的空间非常小，因此厚度t应当是非常薄的。在一些情况下，厚度不超 过大约500微米，在一些情况下，处于大约50到100微米的范围内。

足以引起触摸传感器402的激活的距离d的变化将取决于触摸传感器 402的设计。一般来讲，所需的距离d的变化将是非常小的。在一些情况 下，距离d的变化为大约2-3微米(对应于针对触摸传感器402的大约5-10 纳米/克力的顺应性)。围缘204的凸部404充当阻止传感器覆盖件202沿 感测方向403的移动量的硬止挡件。具体地讲，凸部防止第一层402a接触 第二层402b，或者以其他方式允许第一层402a太过接近第二层402b。在 一些情况下，在被用户按下时，传感器覆盖件202的材料的偏转也可能对 距离d的变化起到作用。然而，该方面可以被考虑到传感器组件106的设 计中。在一些实施方案中，传感器覆盖件202由诸如玻璃(例如，蓝宝 石)、陶瓷或刚性聚合物的刚性材料构成，以降低传感器覆盖件202的材料偏转效应。在一些实施方案中，传感器覆盖件202通过沿感测方向403 移动小于大约50微米的一距离而从未受按压位置进入按压位置。在一些情 况下，传感器覆盖件202通过移动小于大约10微米的一距离而从未受按压 位置进入按压位置。在特定实施方案中，传感器覆盖件202通过移动大约4 微米的一距离而从未受按压位置进入按压位置。

需注意，本文所述的实施方案不限于电容式传感器。例如，作为电容 式触摸传感器402的替代或者除了电容式触摸传感器402之外，传感器组 件106可以包括压电式或压阻式传感器。也就是说，可以使用任何适当的 固态传感器。

与常规机械开关和按钮相比，传感器组件106只需组件本身发生非常 小的物理移动就能实现激活。这允许传感器组件106与机械开关和按钮相 比具有更紧凑的横截面(z堆叠)，由此为电子设备102内的其他部件(诸 如部件414)提供更多空间。此外，传感器组件106可以不依赖于触摸传感 器402内的机械接触。相反，传感器402可以利用由相对小的力输入引起 的小的电压或电容变化，这可以采用固态传感器来实现。一般来讲，诸如 电容式触摸传感器、压电式传感器和压阻式传感器的固态传感器可以包括 在诸如半导体材料的固态材料内构建的电路。与常规机械开关和按钮相 比，固态传感器的相对非机械的方面可以使得传感器组件106更不易磨 损。此外，由于传感器组件106与机械开关和按钮相比可以只需较小的力 就能激活，因此这为电子设备102提供了更简易的输入手段，并且提供了 更好的用户体验。此外，由于固态传感器与机械开关相比只需沿感测方向 403发生较小的移动，因此传感器组件106的横截面可以比机械开关组件的 横截面小(较薄)。

其他设计考虑事项包括当在按压位置和未受按压位置之间转换时隔离 传感器覆盖件202的移动的特征部。例如，围缘204与显示器覆盖件112 和传感器覆盖件202的紧密啮合防止了传感器组件106相对于感测方向403 的横向移动。因此，围缘204应当具有合乎传感器覆盖件202和显示器覆 盖件112的开口中的每者的尺寸和形状。此外，加强片405为触摸传感器 402的第二层402b提供了刚性支撑。加强片405经由紧固构件418耦接至 围缘204，在一些实施方案中，紧固构件418为焊点。这是因为，在一些情 况下，发现焊接提供了最强的接合，并且在提供给传感器组件106的有限 空间内提供最可靠的刚度。上述结构特征部与托架210的组合防止了传感 器组件106在跌落事件或者其他大力事件中侵入内腔412并与部件414发 生接触。

在图4A的实施方案中，围缘204具有对应于显示器覆盖件112的倒角 边缘411的倒角边缘410。这种倒角设计形成了硬止挡件，使得传感器组件106无法侵入到壳体110的内腔412中。具体地讲，尽管托架210和紧固件 211a支撑传感器组件106并将其固定至显示器覆盖件112，但是围缘204和 显示器覆盖件112的匹配倒角几何形状进一步防止传感器组件106移位， 以及防止传感器组件106侵入到内腔412中。出于制造的目的，这些倒角 几何形状可以具有相对于台阶式几何形状的优势。具体地讲，台阶式几何 形状比倒角几何形状更难以抛光。此外，与台阶式几何形状相比，有角度 的几何形状允许取得相对于堆叠结构容差而言更高的灵活性。在一些实施 方案中，倒角边缘410和411各自被相对于显示器覆盖件112的外表面425 倒大约45度角。在一些实施方案中，传感器组件106被安装为使得传感器覆盖件202的外部表面413相对于显示器覆盖件112的外表面425略微凹陷 (在一些情况下，凹陷大约100微米)。传感器覆盖件202的这种凹陷构 型可以有助于避免传感器组件106被无意中激活(即，假触发)。

在一些实施方案中，传感器组件106被配置为向用户提供反馈。例 如，传感器组件106可以电耦接至引起电子设备102振动的触觉致动器415 (其可以被称为触觉部件)。这种类型的触觉反馈有时被称为Taptic反 馈，并且触觉致动器415可以被称为Taptic引擎。除此之外或另选地，传 感器组件106可以电耦接至向用户提供声学反馈的扬声器416。在一些情况 下，触觉反馈和声学反馈两者的组合为用户创造了模拟机械按钮或开关的 按压的体验。在一个实施方案中，传感器组件106使扬声器416产生模拟 机械按钮被按下的声音的非常柔和的、高音高的清脆声音，并且使触觉致 动器415产生模拟机械按钮被按下的感觉的非常短暂的振动。在一些情况 下，触觉致动器415能够振动而且还产生声音，而无需添加来自扬声器416 的声音。

触觉致动器415和扬声器416可以位于电子设备102的任何适当部分 中。例如，触觉致动器415可以相对于传感器组件106位于在电子设备102 的远端一侧(未示出)，并且可以被电子设备102的其他电子部件激活。 类似地，扬声器416可以位于电子设备102的侧壁(未示出)上，并且可 用于向用户提供其他声音(例如，铃声和警报)。即，传感器组件106可以出于其他目的激活已经是电子设备102的部件的触觉致动器415和/或扬 声器416。在其他实施方案中，触觉致动器415和/或扬声器416是用于传 感器组件106的专用反馈部件。在这些设计中，可能有利的是将触觉致动 器415和/或扬声器416定位为与传感器组件106相邻。

在一些实施方案中，一个或多个密封特征部提供来自外部环境的湿气 的屏障。例如，围绕围缘204的内周与顺应性构件302相邻定位的密封件 420能够避免来自外部环境的湿气进入到传感器覆盖件202和围缘204之间 并接触指纹传感器304或触摸传感器402，或者防止湿气进入内腔412。由 于密封件420被置于与顺应性构件302相邻的位置，因此密封件420的材 料应当足够顺应性，以防干扰顺应性构件302的压缩和去压缩。在一些情 况下，密封件420由非常顺应性的聚合物粘合剂(诸如基于硅酮的粘合 剂)构成。

密封件421可以防止湿气在围缘204和显示器覆盖件112之间进入内 腔412。在一些情况下，密封件421具有被置于沟槽422内的O形环的形 式，沟槽422处于围缘204的外周。如果密封件421为O形环，那么O形 环的直径可能必须比常规制造的直径小，因为传感器组件106内以及周围 的空间是如此有限。在特定实施方案中，O形环密封件421的直径小于大约0.5微米。

图4B示出了根据一些实施方案相对于触觉致动器415和扬声器416指 示传感器组件106的位置的设备102的一部分的顶视图。如图所示，触觉 致动器415和扬声器416可以是容纳在壳体110内的单独电子部件。在一 些情况下，触觉致动器415和扬声器416被定位为接近传感器组件106并 且部分处于传感器组件106之下。在一些情况下，触觉致动器415和扬声 器416各自提供仅仅由传感器组件106支配的功能之外的功能。例如，触 觉致动器415可以响应来自用户的其他类型的输入(诸如来自用户的接触 显示器417的触摸输入)或者由设备102支配的任何其他适当信号(例 如，电话呼叫、文本消息、警报等)向用户提供触觉反馈(例如，通过使 壳体112振动)。在一些情况下，触觉致动器415在振动时发出声音，从而还向用户提供声学反馈。扬声器416可以被布置为产生被引导穿过壳体 110内的一个或多个开口419的声音。扬声器416可以响应于受设备102支 配的任何适当信号(例如，用户输入、电话呼叫、文本消息、警报等)产 生声音427。因此，触觉致动器415和扬声器416可以每者具有多重用途， 而不唯独专用于传感器组件106的服务。然而，在一些实施方案中，触觉致动器415和扬声器416完全专用于对来自传感器组件106的信号做出响 应。

应当指出的是，设备102的触觉致动器415和扬声器416的位置可以 根据设计需要而变化，而不限于图4B所示的位置。在一些设计中，可以有 利的是，使触觉致动器415和扬声器416被定位为接近传感器组件106，使 得用户能够更容易地将触觉致动器415的振动和扬声器416的噪声与传感 器组件106按压关联起来。然而，在一些情况下，可以有利的是，使触觉 致动器415和扬声器416被置于设备102内的不同位置上。例如，在一些 设计中，触觉致动器415和扬声器416中的一者或两者可以位于设备102 的与传感器组件106的位置相对的一侧。此外，根据预期的用户体验和设 计要求，触觉致动器415和扬声器416的数量可以变化。

图5示出了根据一些实施方案包括传感器组件506的电子设备500的 一部分的横截面图。传感器组件506被组装到壳体部分512的开口内。在 一些实施方案中，壳体部分512对应于覆盖电子设备500的显示器组件的 显示器覆盖件。传感器组件506包括指纹传感器524和触摸传感器522。指 纹传感器524被配置为穿过传感器覆盖件502识别用户的指纹特征。触摸 传感器522被配置为检测输入，诸如输入源自于用户以手指触摸传感器覆 盖件502的外部表面513。触摸传感器522可以是能够检测触摸输入的任何 适当固态传感器。在一些实施方案中，触摸传感器522包括电容式传感 器、压电式传感器和压阻式传感器的一者或多者。传感器组件506的小横 截面允许壳体512内有更多空间用于其他部件，诸如电子部件514。

围缘504包围传感器覆盖件502的周边并隔离传感器覆盖件502在按 压位置和未受按压位置之间的移动。具体地讲，围缘504防止传感器覆盖 件502横向移动，从而使传感器覆盖件502的移动局限于感测方向503(朝 向触摸传感器522)和与感测方向503相反的方向(远离触摸传感器 522)。顺应性构件508被置于传感器覆盖件502和围缘504的凸部532之间。顺应性构件508可以是单区段或多区段的形式(例如，参考图3A中的 顺应性构件302)。在用户对传感器覆盖件502的外部表面513施加力时， 顺应性构件508的厚度t相应地压缩。顺应性构件508被配置为提供使传感 器覆盖件502从按压位置返回至未受按压位置的回复力。

传感器覆盖件502耦接至触摸传感器522的第一层522a，并且加强片 505耦接至触摸传感器522的第二层522a。加强片505经由围缘504刚性耦 接至壳体部分512，从而使第二层522b相对于壳体部分512保持固定。因 此，当传感器覆盖件502响应于力沿感测方向503移动到按压位置时，第 一层522a和第二层522a之间的间隙506的距离d减小，从而引起触摸传感 器502内的电压或电容偏移。在一些情况下，这种电压或电容变化使得触 摸传感器502生成激活一个或多个部件的信号。在顺应性构件508使传感 器覆盖件502返回至未受按压位置时，间隙506返回到其初始距离d，从而 使电压或电容返回至初始电压。在一些情况下，电压或电容变化使得触摸 传感器502生成对一个或多个部件去活和/或激活一个或多个其他部件的信 号。

在一些实施方案中，传感器组件506电耦接至触觉致动器515和/或扬 声器516。这种配置允许将来自用户的触摸事件与对用户的触觉和/或声学 反馈关联起来。例如，传感器组件106可以使得扬声器516产生咔嗒声， 和/或使得触觉致动器515产生模拟机械开关的按压的非常短暂的振动。触 觉致动器515和扬声器516可以是传感器组件506自身的部分，或者可以 坐落在电子设备500的不同区域内。

图6示出了指示用于将传感器组件组装到电子设备内的过程的流程 图。在602处，将围缘定位为围绕传感器组件的传感器覆盖件的周边。传 感器覆盖件可以具有圆化的、矩形的、三角形的、椭圆形的或者其他适当 的形状，并且围缘具有相应形状的开孔。在604处，一个或多个湿气密封 件被置于围缘周围。在一个实施方案中，湿气密封件具有O形环形状，并 且被置于围缘外周处的沟槽内。湿气密封件可以由诸如硅或其他聚合物材 料的顺应性材料构成。

在606处，传感器组件被置于针对电子设备的壳体的开孔内。该传感 器组件可以被组装到壳体的壁内，诸如用于电子设备的透明玻璃显示器覆 盖件或者壳体的不透明金属或塑料壁。开口应当具有对应于围缘外周形状 的形状，从而实现两者之间的紧密配合。在一些情况下，传感器组件是从 开口的顶侧组装的，而托架则是从开口201的底侧组装的。在一些情况 下，这涉及在将围缘和传感器覆盖件紧密地调整到开口内之前使传感器组 件的线缆部分弯曲并穿入到开口内。在一些情况下，传感器覆盖件的顶表 面相对于壳体的顶表面凹陷。

在608处，传感器组件被固定至壳体。在一些实施方案中，托架相对 于壳体支撑传感器组件的底部部分。诸如螺钉或焊接件的紧固件可用于将 托架和传感器组件固定至壳体。在一些情况下，通过使围缘和壳体之间的 倒角接口紧密地相互啮合的方式收紧紧固件。

图7A-图7C示出了根据一些实施方案的传感器组件安装配置的横截面 图。图7A示出了被组装到电子设备700内的传感器组件706。传感器组件 706包括具有受到围缘704包围的周边的传感器覆盖件702。围缘704被置 于传感器覆盖件702和壳体部分712之间并与两者啮合。在一些实施方案 中，壳体部分712对应于覆盖电子设备700的显示器组件的显示器覆盖 件。如图所示，围缘704具有倒角边缘707，其与壳体部分712的对应倒角 边缘708啮合。在一些情况下，倒角边缘707和708的几何形状被选择为 使得传感器覆盖件702的外部表面711相对于壳体部分712的外部表面713 凹陷。图7A中所示的倒角边缘安装配置与上文描述的图4A的倒角边缘安 装配置类似。

图7A的安装配置的优点之一在于，围缘704的倒角边缘707能够围绕 其整个周边固定传感器覆盖件702，从而防止用户能够将传感器组件706推 到内腔715内或者向电子部件714上施加压力。如果电子部件714包括相 对易碎的部件(诸如硅芯片)，那么这一优点尤其具有重要性。在一些实 施方案中，电子部件714包括作为显示器组件的部分的驱动器。此外，倒 角边缘707和708对传感器组件706做出了如此良好的固定，使得传感器 组件706不会侵入到腔715内或者对电子部件714施加显著的压力，即使 在电子设备700经历跌落事件或者其他高冲击事件时亦如此。图7A的安装 配置的另一优点在于，倒角边缘707和708能够将来自用户手指的压力定 位到感测方向703内。

图7B示出了传感器组件726被组装到电子设备720内。作为围缘的代 替，传感器组件726由背板724支撑。背板724耦接至传感器覆盖件722和 壳体部分732两者，并且被置于传感器726和727之下。在一些实施方案 中，传感器726对应于触摸传感器的部分，并且传感器727对应于指纹传 感器的部分。背板724可以通过粘合剂或通过来自内插模制工艺的啮合耦 接至壳体部分732和/或传感器覆盖件722。例如，背板724可以由被模制 到壳体部分732上的塑料材料构成。在一些实施方案中，传感器覆盖件722 的外部表面731相对于壳体部分732的外部表面733凹陷。

图7B的安装配置的优点之一在于，背板724对于用户可以是不可见 的，这在一些应用中提供了美观优势。此外，这种配置可以将来自用户手 指的压力定位到感测方向723内。此外，由于其位置的原因，背板724可 以为传感器组件726提供强支撑，使得传感器组件726不侵入到内腔735 内或者接触电子部件734。然而，与包括围缘的那些实施方案相比，这种配 置可能在传感器组件726的顶部提供较小的支撑。然而，这一因素可能并 不重要，具体取决于电子设备720的具体应用和其他设计考虑事项。

图7C示出了传感器组件746被组装到了电子设备720内。在该实施方 案中，壳体部分752对应于覆盖电子设备740的显示器组件的显示器覆盖 件。在特定实施方案中，壳体部分752的至少部分是至少部分地透明的， 使得下面的显示器可通过壳体部分752可见。作为单独的传感器覆盖件的 替代，壳体部分752覆盖传感器组件746。也就是说，壳体部分752的部分 充当传感器覆盖件。在一些实施方案中，覆盖传感器组件746的部分被局 部减薄，以便在壳体部分752内提供凹陷742。当用户触摸壳体部分752 时，凹陷742可被用户发觉(并且在一些情况下可被用户从视觉上发 觉)，并且凹陷742充当引导件，使得用户能够定位传感器组件746。在其 他实施方案中，凹陷742位于壳体部分752的内部表面之内(即，处于壳体部分752背面与传感器747相邻)。

图7C的安装配置的优点之一在于，壳体部分752提供了覆盖电子设备 740的显示器和传感器组件746的连续表面。这样能够在不使用密封件的情 况下为传感器组件746提供良好的针对液体或其他介质的防护。此外，壳 体部分752的连续表面在一些应用中可以具有美感上的吸引力。然而，这 种配置可以将传感器组件746的移动限制在感测方向743内。具体地讲， 由于壳体部分752覆盖传感器组件746，因此传感器组件746沿感测方向 743的移动取决于壳体部分752的材料的偏转，该偏转可能限制沿感测方向 743的移动的量。根据壳体部分752的材料，其可能使用户更难以对传感器 组件746做出足以进行致动的按压。此外，如果壳体部分752的材料具有 足够的柔性，那么用户的触摸输入可能导致传感器组件746侵入内腔755 或触碰电子部件754。然而，这些因素可能并不重要，具体取决于电子设备 740的具体应用和其他设计考虑事项。

图8A-图8E示出了根据一些实施方案的传感器组件密封配置的横截面 图。图8A出了被置于电子设备800的壳体部分812的开口内的传感器组件 806。为简单起见，传感器组件806和围缘804被示为是单块的。插图802 示出了密封件808所处的围缘804和壳体部分812之间的接口区域的详细 视图。密封件821防止湿气进入围缘804和壳体部分812之间。在一些情 况下，密封件821具有O形环的形式，该O形环被置于围缘804的外周处 的沟槽810内。图8A所示的实施方案具有与图4A的密封配置类似的密封 配置。

图8B示出了被置于电子设备820的壳体部分832的开口内的传感器组 件826。为简单起见，传感器组件826和围缘824被示为是单块的。插图 822示出了粘合剂828所处的围缘824和壳体部分832之间的接口区域的详 细视图。与上文所述的密封件810类似，粘合剂828防止湿气进入围缘824 和壳体部分832之间。粘合剂828可以由任何适当的粘合剂构成，包括热 活化膜、压敏粘合剂、液体粘合剂或其他适当的粘合剂材料中的一种或多 种。在一些实施方案中，围缘834包括容纳粘合剂828的沟槽830。

图8C示出了被置于电子设备840的壳体部分852的开口内的传感器组 件846。为简单起见，传感器组件846和围缘844被示为是单块的。插图 842示出了粘合剂848所处的围缘844和壳体部分852之间的接口区域的详 细视图。粘合剂848防止湿气进入围缘844和壳体部分852之间。粘合剂 848可以由任何适当的粘合剂构成，包括热活化膜、压敏粘合剂、液体粘合 剂或其他适当的粘合剂材料中的一种或多种。在图8C的实施方案中，粘合 剂848被置于围缘844和壳体部分852之间的空间850内。空间850的大小 取决于围缘844的倒角853和壳体部分852的倒角855的偏移量。在一个实 施方案中，围缘844的倒角853大于壳体部分852的倒角855。

图8D示出了被置于电子设备860的壳体部分872的开口内的传感器组 件866。为简单起见，传感器组件866和围缘864被示为是单块的。插图 862示出了围缘864和壳体部分872之间的接口区域的详细视图。衬垫868 被置于围缘864和壳体部分872的内部表面上，并且被配置为防止湿气进 入围缘864和壳体部分872之间。衬垫868可以由任何适当的材料构成， 包括一种或多种聚合物材料，诸如硅酮。在一些情况下，衬垫868通过粘 合剂粘附至围缘864和/或壳体部分872的内部表面。在一些实施方案中， 衬垫868由防水塑料构成，并且经由粘合剂堆叠粘附至围缘864和壳体部 分872的内部表面。由于衬垫868是可从壳体内部触及的，因此这种配置 允许在组装传感器组件866之前或者之后对衬垫868进行组装。

图8E示出了被置于电子设备880的壳体部分892的开口内的传感器组 件886。为简单起见，传感器组件886和围缘884被示为是单块的。插图 882示出了围缘884和壳体部分892之间的接口区域的详细视图。灌封件 888被置于围缘884和壳体部分892的内部表面上，并且被配置为防止湿气 进入围缘884和壳体部分892之间。灌封件888可包括施加到围缘864和/ 或壳体部分872内部表面的一种或多种粘合剂材料。灌封件888应当是在 具有足够的流动性的状态下施加的，使得灌封件888的部分在围缘864和/ 或壳体部分872之间流动。一旦经干燥和硬化，灌封件888将提供足够的 密封。灌封件888可以是在组装传感器组件886之前或之后施加的。

图9A-图9C示出了根据一些实施方案具有无围缘传感器组件配置的电 子设备900的横截面图和顶视图。图9A和图9B示出了具有传感器组件 906的电子设备900的一部分的顶视图。图9A示出了具有传感器覆盖件 902的传感器组件906，图9B示出了不具有传感器覆盖件202的传感器组 件906。图9C示出了沿图9A的B-B的横截面图。

图9A示出了传感器覆盖件902与显示器覆盖件912相邻，因而其间没 有围缘。图9B示出了传感器部件904被置于传感器覆盖件902的下面。在 一些实施方案中，传感器部件904是指纹传感器或触摸传感器。安装环916 围绕传感器部件904，安装环916继而被可压缩衬垫932围绕。

图9C示出了传感器覆盖件902与显示器覆盖件912相邻而没有围缘， 并且显示器覆盖件912耦接至壳体部分910。安装环916支撑传感器覆盖件 902并且被置于传感器覆盖件902和加强片905之间。传感器组件906通过 紧固件911耦接至显示器覆盖件912。在一些实施方案中，安装环916由导 电材料(例如，金属)构成，其以电容方式感测传感器覆盖件902的外部 表面913处手指的存在。也就是说，安装环916被配置为以电容方式通过 传感器覆盖件902检测手指的存在。

可压缩衬垫932被置于传感器覆盖件902和显示器覆盖件912的凸部 918之间。可压缩衬垫932可以由任何适当的可压缩材料制成，其包括一种 或多种聚合物或粘合剂。在一些实施方案中，可压缩衬垫932由若干层可 压缩材料构成。可压缩衬垫932可以是单区段的形式或者可以具有多个区 段。在一些情况下，可压缩衬垫932具有对应于传感器覆盖件902的圆化 形状的圆环形状。当用户触摸传感器覆盖件902的外部表面913时，可压 缩衬垫932的厚度沿感测方向903减小。力被转移到第一电容层922a，由 此减小第一电容层922a与第二电容层922b之间的距离。这继而引起触摸 传感器922的电压或电容的变化。触摸传感器922然后生成激活电子设备 900的一个或多个电路的信号。可压缩衬垫932由提供阻抗力(与感测方向 903相反)的顺应性材料构成，该阻抗力使传感器覆盖件902返回至其未受 按压位置。一旦传感器覆盖件902回到了其未受按压位置，可压缩衬垫932 就回复至其完全厚度。

图10A-图10D示出了根据一些实施方案被配置为振动的传感器组件 1006的横截面图和顶视图。图10A示出了具有传感器组件1006的电子设 备1000的一部分的顶视图。图10B示出了沿图10A的C-C的横截面图。 图10C示出了沿图10B的D-D的横截面图。图10D示出了沿图10B的E-E 的横截面图。

图10A示出了压电致动器1001位于与传感器组件1006相邻的位置。 压电致动器1001被配置为响应于用户触摸传感器覆盖件1002而使传感器 组件1006振动。图10B示出了传感器覆盖件1002的周边被可移动围缘 1008包围，可移动围缘1008继而被固定围缘1004包围。可移动围缘1008 可以由可压缩的顺应性材料构成，诸如顺应性聚合物(例如，硅酮)。固 定围缘1004可以由相对刚性的材料(诸如金属)制成。在一些实施方案 中，固定围缘1004对应于金属环。在一些情况下，固定围缘1004具有与 显示器覆盖件1012的倒角边缘啮合的倒角边缘。

密封件1011被置于可移动围缘1008和固定围缘1004之间，并且被配 置为防止水或其他液体进入可移动围缘1008和固定围缘1004之间。在一 些实施方案中，密封件1011由可压缩材料(诸如柔性聚合物)构成。密封 件1011的形状和尺寸将合乎传感器组件1006内的空间限制。在一些实施 方案中，密封件1011具有O形环形状。在一些实施方案中，可移动围缘1008具有沟槽1013并且固定围缘1004具有沟槽1015，该沟槽容纳密封件 1011。传感器部件1014可以对应于一个或多个传感器的一部分，诸如检测 用户指纹的特征的指纹传感器和/或检测用户触摸的触摸传感器。

显示器覆盖件1012由覆盖件框架1015支撑，该覆盖件框架继而耦接 至壳体部分1010。在一些实施方案中，覆盖件框架1015由强化的玻璃纤维 材料(诸如采用聚酰胺强化的玻璃纤维)构成。凸部1016被置于显示器覆 盖件1012和覆盖件框架1015之间，并且为显示器覆盖件1012提供额外支 撑。在一些实施方案中，凸部1016由刚性金属(诸如不锈钢)构成。保持 柱1017被置于传感器部件1014之下。托架1019支撑耦接至压电致动器 1001的固定致动器梁1020。当传感器部件1014检测到来自用户的触摸 时，传感器部件1014生成激活压电致动器1001的信号。压电致动器1001 然后使传感器组件1006的部分沿平面Z向上和向下移动(即振动)。例 如，压电致动器1001可以被配置为移动传感器组件1006，使得用户响应于 输入感觉到传感器覆盖件1002振动。也就是说，传感器组件1006可以提 供用户能够感觉到的触觉反馈(输出)，其向用户表明传感器组件1006已 被激活。

图10C的横截面图示出了保持柱1017能够通过保持夹具1025被固定 至托架1019。托架1019经由焊接件1022耦接至固定围缘1004。保持柱 1017耦接至并支撑可移动围缘1008。图10D的横截面图示出，通过托架 1019使固定致动器梁1020保持固定。可以由具有弹性但呈刚性的材料(例 如，金属)构成的挠曲穹顶1021一端经由焊接件1026耦接至连接器1024，另一端经由焊接件1030耦接至固定致动器梁1020。连接器1024耦 接至压电致动器1001(未示出)。当传感器部件1014检测到输入时，传感 器部件1014生成激活压电致动器1001的信号。作为响应，压电致动器 1001沿推动方向1029推动连接器1024。连接器1024沿固定致动器梁1020 滑动，并且使挠曲穹顶1021挠曲，从而向上推动以及释放加强片1027。加 强片1027然后使可移动围缘1008压缩和去压缩，从而使传感器覆盖件 1002沿平面Z向上和向下移动(即，振动)。

图11A-图11C示出了根据一些实施方案具有不同感测配置的传感器组 件的横截面图。图11A-图11C中的实施方案包括允许在局部化程度更低的 基底(即，不仅仅直接处于传感器覆盖件之下)内检测力输入的架构。

图11A示出了包括传感器组件1106的电子设备1100。传感器组件 1106包括传感器覆盖件1102，其被围缘1104围绕并且被置于显示器覆盖 件1112内的开口中。显示器覆盖件1112耦接至壳体部分1110。托架1119 将传感器组件1106固定至壳体部分1110。指纹传感器1105被配置为通过 传感器覆盖件1102识别用户的指纹特征。传感器组件1106具有基于有效 区域的力感测配置。具体地讲，当用户触摸或按压传感器覆盖件1112时， 力将使显示器覆盖件1112偏转，由此减小显示器覆盖件1112和部件1114 之间的距离1108。这将激活被置于显示器覆盖件1112和部件1114之间的 力传感器1118(例如，挠曲电容式传感器)。这种配置允许在传感器覆盖 件1102周围的区域内进行感测。

图11B示出了包括传感器组件1126的电子设备1120。传感器组件 1126包括传感器覆盖件1122，该传感器覆盖件1122被围缘1124包围并且 采用显示器覆盖件1132内的开口定位。显示器覆盖件1132耦接至壳体部 分1130(其包括壳体部分1130a和1130b)。托架1139将传感器组件1126 固定至壳体部分1130a和1130b。指纹传感器1125被配置为通过传感器覆 盖件1122识别用户的指纹特征。传感器组件1126具有显示器覆盖件到壳 体感测配置。具体地讲，当用户触摸或按压传感器覆盖件1122时，力将使 显示器覆盖件1132偏转，由此减小托架1139与壳体部分1130a之间的距离 1128。这将激活被置于托架1139和壳体部分1130之间的力传感器1129 (例如，挠曲电容式传感器)。

图11C示出了包括传感器组件1146的电子设备1140。传感器组件 1146包括传感器覆盖件1142，传感器覆盖件1142被围缘1144包围并且采 用显示器覆盖件1152内的开口定位。显示器覆盖件1152耦接至壳体部分 1150。托架1159将传感器组件1146固定至壳体部分1150。指纹传感器 1145被配置为通过传感器覆盖件1142识别用户的指纹特征。传感器组件1146具有基于外部模块的力感测配置。具体地讲，当用户触摸或按压传感 器覆盖件1142时，力将使显示器覆盖件1132偏转，由此减小传感器组件 1146和托架1159之间的距离1158。在一些实施方案中，距离1158处于传 感器组件1146的加强片1148和托架1159之间。这将激活被置于传感器组 件1146和托架1159之间的力传感器1149(例如，挠曲电容式传感器)。

图11D示出了根据一些实施方案被结合到图11C的传感器组件1146 配置内的托架1159的透视图。托架1159包括卸荷切口1155，其能够改善 源自于显示器覆盖件1152的相对较小偏转的信号。在一些实施方案中，托 架1159可以包括导电部分1153(例如，由金属构成)和对导电部分1153 电绝缘的非导电部分1157(例如，塑料)。如图所示，非导电部分1157可 以包括用于紧固件(未示出)的开口1151。托架1159被示为是单区段的。 然而，在其他实施方案中，使用具有多个区段的托架。

图12A和图12B分别示出了根据一些实施方案在接合操作之前和接合 操作期间具有传感器组件1206的电子设备的一部分的横截面图。图12A示 出了接合操作之前的传感器组件1206，其中顺应性构件1208被置于传感器 覆盖件1202和围缘1204之间。在一些实施方案中，顺应性构件1208包括 一层或多层顺应性或弹性材料，诸如硅酮或其他聚合物。如上文结合图3 中的顺应性构件302所述，顺应性构件1208可以是一个区段的或者可以包 括各个分离的区段(例如，四个圆弓形区段，以容纳矩形传感器部件)。 然而，应当指出的是，顺应性构件1208可以具有任何适当的形状并且包括 任何合适数量的区段。粘合剂层1209a被施加到顺应性构件1208和传感器 覆盖件1202之间，并且粘合剂层1209b被施加到顺应性构件1208和围缘 1204的凸部1218之间，以便将顺应性构件1208固定到传感器覆盖件1202 和围缘1204。粘合剂层1209a和1209b可以包括任何一种或多种适当的粘 合剂材料，诸如由热活化膜、压敏粘合剂、液体粘合剂或其他适当粘合剂 材料构成的层。

图12B示出了接合操作期间的传感器组件1206，其中力被朝围缘1204 的凸部1218施加至传感器覆盖件1202。如图所示，如果粘合剂层1209a和 1209b为液体或半液体形式，那么粘合剂层1209a和1209b可能导致围绕顺 应性构件1208的各个侧面形成溢流1212。在粘合剂层1209a和1209b干燥 和硬化之后，溢流1212可以比顺应性构件1208的材料更硬，这样可以降 低顺应性构件1208的顺应性。

图13A-图13F示出了用于防止粘合剂溢流1212发生的传感器组件配 置。图13A示出了具有传感器组件1306的电子设备的一部分的顶视图和横 截面A-A的视图。该顶视图示出了没有传感器覆盖件1302从而露出了传感 器部件1305(例如，指纹传感器)的传感器组件1306。横截面A-A的视图 示出了顺应性构件1308被置于传感器覆盖件1302和围缘1304的凸部1307 之间。粘合剂层1309a的厚度t1和粘合剂层1309b的厚度t2每者薄到足以 消除或减少溢流发生，但是又厚到足以将顺应性构件1308粘附到传感器覆 盖件1302和围缘1304。在一些实施方案中，粘合剂层1309a和1309b的总 厚度(t1+t2)为大约20微米。

图13B示出了具有传感器组件1316的电子设备的一部分的顶视图和横 截面B-B的视图。该顶视图示出了没有传感器覆盖件1312从而露出了传感 器部件1315(例如，指纹传感器)的传感器组件1316。横截面B-B的视图 示出了被置于传感器覆盖件1312和围缘1314的凸部1307之间的顺应性构 件1318。在该实施方案中，粘合剂层1319a和1319b的总厚度(t3+t4)分别 大于上文参照图13A所述的粘合剂层1309a和1309b的总厚度(t1+t2)。与 较薄的粘合剂层相比，这一更大量的粘合剂材料可以增加顺应性构件1318 与传感器覆盖件1302和围缘1304的接合强度。在一些实施方案中，总厚 度(t3+t4)为大约20微米。然而，在一些情况下，这些较大厚度t3和t4可 能增大在顺应性构件1318的边缘周围发生溢流风险，如上文参考图12B所 述。

图13C示出了具有传感器组件1326的电子设备的一部分的顶视图和横 截面C-C的视图。该顶视图示出了没有传感器覆盖件1322从而露出了传感 器部件1325(例如，指纹传感器)的传感器组件1326。横截面C-C的视图 示出了被置于传感器覆盖件1322和围缘1324的凸部1327之间的顺应性构 件1328。当在接合操作期间施加力之前(例如，参考图12B)，粘合剂层 1329a覆盖顺应性构件1328的较小表面积并且与粘合剂层1329b相比具有 更小体积的粘合剂材料。这种配置能够消除或减少顺应性构件1328的顶部 边缘处的溢流量。具体地讲，当在接合操作期间施加力时，两个粘合剂层 1329a和1329b将朝顺应性构件1328的边缘扩展。由于粘合剂层1329a具 有较小的体积，因此粘合剂层1329a将不会溢流或者只会产生很少的溢 流。与足以将顺应性构件1328粘附至围缘1324所需的粘合剂材料的量相 比，只需较少的粘合剂材料就足以将顺应性构件1328粘附至传感器覆盖件 1322，该配置在这样的实施方案中可能是有用的。

图13D示出了具有传感器组件1336的电子设备的一部分的顶视图和横 截面D-D的视图。该顶视图示出了没有传感器覆盖件1332从而露出了传感 器部件1335(例如，指纹传感器)的传感器组件。横截面D-D的视图示出 了被置于传感器覆盖件1332和围缘1334的凸部1337之间的顺应性构件 1338。在该实施方案中，粘合剂层1339a和1339b均覆盖顺应性构件1338 的较小表面积并且与图3A或图3B的实施方案相比具有较小体积的粘合 剂。一旦在接合操作期间施加了力(参考图12B)，这种配置就可以消除 或减少顺应性构件1338的顶部边缘和底部边缘处的溢流量。然而，应当小 心确保粘合剂层1339a和1339b具有足够的体积使顺应性构件1338与传感 器覆盖件1332和围缘1334充分接合。在一些情况下，这可能意味着提高 了制造工艺期间的容差。

图13E示出了具有传感器组件1346的电子设备的一部分的顶视图和横 截面E-E的视图。该顶视图示出了没有传感器覆盖件1342从而露出了传感 器部件1345(例如，指纹传感器)的传感器组件1346。横截面E-E的视图 示出了被置于传感器覆盖件1342和围缘1344的凸部1347之间的顺应性构 件1348。在该实施方案中，粘合剂层1349a和1349b处于交错配置中。具 体地讲，粘合剂层1349a被定位为更靠近顺应性构件1348的第一端1341， 并且粘合剂层1349b被定位为更靠近顺应性构件1348的第二端1343。在一 些情况下，粘合剂层1349a和1349b不与顺应性构件1348的中间部分1340 重叠。当在接合操作期间施加力时，任何溢流都将被引导至顺应性构件 1348的相对端(即，第一端1341和第二端1343)。这避免了粘合剂层 1349a和1349b的任何溢流在顺应性构件1348的边缘处汇合。需注意，应 当小心确保即便存在交错粘合剂层配置，在接合操作期间施加的载荷也应 当均匀的。

图13F示出了具有传感器组件1356的电子设备的一部分的顶视图和横 截面F-F的视图。该顶视图示出了没有传感器覆盖件1352从而露出了传感 器部件1355(例如，指纹传感器)的传感器组件1356。横截面F-F的视图 示出了被置于传感器覆盖件1352和围缘1354的凸部1357之间的顺应性构 件1358。在该实施方案中，顺应性构件1358包括对应于提供空间的通道的 凹陷1353，所提供的空间用于在接合操作期间供粘合剂层1259a流入(例 如，如图12B所示)，由此防止在顺应性构件1358的外边缘周围发生粘合 剂材料的溢流。此外，这种配置可以增强粘合剂层1259a在顺应性构件 1358的表面上的均匀分布。凹陷1353可以具有任何适当的形状，而不限于 图13F中所示的细长通道形状。例如，凹陷可以是圆形的、三角形的、矩 形的和/或人字形的。在一些实施方案中，凹陷处于顺应性构件1358的相对侧上，以便容纳粘合剂层1259b。在一些实施方案中，顺应性构件1358的 两侧包括凹陷，以便容纳粘合剂层1259a和粘合剂层1259b。

上述描述为了进行解释使用了特定命名来提供对所述实施方案的彻底 理解。然而，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，实践所述实施 方案不需要这些具体细节。因此，出于例示和描述的目的，呈现了对本文 所述的具体实施方案的前述描述。它们并非旨在是穷举性的或将实施方案 限制为所公开的精确形式。对于本领域的普通技术人员而言将显而易见的 是，根据上述教导内容，许多修改和变型是可能的。

Claims (19)

1.一种便携式电子设备，包括：

壳体，所述壳体至少部分地限定内部体积；

外部保护覆盖件，所述外部保护覆盖件与所述壳体耦接并且限定开口；

传感器组件，所述传感器组件由所述壳体承载并至少部分地置于所述内部体积内，包括：

置于所述开口内的传感器覆盖件；

固态传感器，所述固态传感器响应于所述传感器覆盖件上的将所述传感器覆盖件移动小于阈值距离的触摸输入提供信号；

被放置在所述传感器覆盖件和所述固态传感器之间的指纹传感器；以及

触觉部件，所述触觉部件基于所述信号提供与所述传感器覆盖件的移动的第一距离对应的第一触觉反馈和与不同于所述第一距离的移动的第二距离对应的第二触觉反馈。

2.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述信号与所述移动的距离相当。

3.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述固态传感器包括被隔开一距离的两个导电层，所述距离基于所述传感器覆盖件的移动而被减小，并且其中所述固态传感器检测所述两个导电层之间的电容。

4.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述第一触觉反馈和所述第二触觉反馈中的至少一个包括振动。

5.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述传感器组件是预组装的模块。

6.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述指纹传感器粘附至所述固态传感器。

7.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述触觉部件模拟机械开关的致动。

8.一种便携式电子设备，包括：

外部保护覆盖件，所述外部保护覆盖件限定开口；

处理器；

固态传感器组件，包括：

置于所述开口中的传感器覆盖件；

顺应性构件，所述顺应性构件被固定到所述传感器覆盖件并且具有小于500微米的厚度，所述顺应性构件将所述传感器覆盖件的移动限制到50微米或更小，其中所述顺应性构件包括多个区段；

粘性地耦接到所述传感器覆盖件的触摸传感器，所述触摸传感器响应于施加到所述传感器覆盖件的触摸输入向所述处理器提供信号，所述触摸输入使所述传感器覆盖件的移动小于阈值距离；和

触觉部件，所述触觉部件提供触觉反馈以模拟机械按钮响应于所述信号被致动超过阈值距离。

9.根据权利要求8所述的便携式电子设备，还包括扬声器，所述扬声器与所述触觉反馈同时地提供声学反馈。

10.根据权利要求9所述的便携式电子设备，其中所述声学反馈采用模拟与机械按钮被按压相关联的声音的形式。

11.根据权利要求8所述的便携式电子设备，其中所述触觉部件响应于来自所述处理器的基于来电的命令而提供周期性振动。

12.根据权利要求8所述的便携式电子设备，其中所述开口由第一倒角边缘限定，并且所述固态传感器组件还包括围绕所述传感器覆盖件并防止所述传感器覆盖件的横向移动的围缘，所述围缘包括对应于并接合第一倒角边缘的第二倒角边缘。

13.根据权利要求8所述的便携式电子设备，其中所述触摸传感器包括电容传感器、压电传感器和压阻传感器中的一种或多种。

14.根据权利要求8所述的便携式电子设备，其中所述固态传感器组件还包括指纹传感器，所述指纹传感器向所述处理器提供独立于由所述触摸传感器提供的信号的第二信号。

15.一种便携式电子设备，包括：

壳体，所述壳体限定开口；

覆盖件，所述覆盖件被放置在所述开口处并且限定凹陷部分；

显示组件，所述显示组件由所述壳体承载并被所述覆盖件遮盖；

由所述壳体承载的处理器；

固态触摸传感器，所述固态触摸传感器在与所述凹陷部分相对的位置处耦接到所述覆盖件，所述固态触摸传感器响应于小于阈值距离并且由施加到所述凹陷部分的外力所引起的偏转向所述处理器提供信号；和

触觉部件，所述触觉部件响应于所述信号提供机械开关移动大于所述阈值距离的第一距离的第一振动模拟操作和所述机械开关移动不同于所述第一距离的第二距离的第二振动模拟操作。

16.根据权利要求15所述的便携式电子设备，其中所述固态触摸传感器是压力传感器，当施加到所述凹陷部分的外力导致超过阈值水平的压力时，所述压力传感器提供所述信号。

17.根据权利要求15所述的便携式电子设备，其中所述触觉部件响应于所述信号提供第一模式的振动和响应于来电提供第二模式的振动。

18.根据权利要求15所述的便携式电子设备，其中所述固态触摸传感器位于所述壳体的侧壁附近。

19.根据权利要求15所述的便携式电子设备，还包括粘性地固定到所述固态触摸传感器的指纹传感器。

Images