心，并且力傳感器450-1、450-2、450-3和450-4繞點467對稱地定位。類似計算技術(shù) 能夠用于其他幾何結(jié)構(gòu)，其中第一襯底441的旋轉(zhuǎn)不是繞襯底的中心，和/或力傳感器不是 繞旋轉(zhuǎn)的幾何中心對稱地定位。
[0066] 在如上所述的圖4A的實施例中，沒有涉及第一襯底441相對于第二襯底442的 垂直運動。換言之，施加到輸入表面的法向力沒有將第一襯底441移動到更靠近第二襯底 442,并且因而沒有改變所述力傳感器的任一個中的力傳感器電極與導(dǎo)電部分之間的距離。 如果這種運動存在，則力傳感器的每個的電容行為也經(jīng)受第一襯底441的垂直位移。結(jié)果， 沿所有三個方向（462、464和466)的組合移動連同垂直位移（沒有列舉，但是與垂直方向 260和360相似）產(chǎn)生測量的組合，其中不能確定沿每個方向的特定位移。
[0067] 現(xiàn)在來看圖4B，描述一實施例，其還允許施加到第一襯底441的輸入表面的法向 力從而引起朝第二襯底442的垂直位移。圖4B所示的輸入裝置400B與圖4A的輸入裝置相 似，并且為了簡潔起見而僅例舉附加特征。輸入裝置400B配置成允許第一襯底441沿與輸 入表面垂直的方向相對于第二襯底442的移動（與輸入表面220/320和垂直運動260/360 相似）。輸入表面和第一襯底441相對于第二襯底442的垂直（豎直）運動引起力傳感器 450-1、450-2、450-3和450-4的可變電容的變化。如以上針對圖4A所述，力傳感器的每個 的可變電容響應(yīng)沿第一方向462和第二方向464其中之一的移動而保持基本上恒定，以及 在圖4B的實施例中，由力傳感器450-1、450-2、450-3和450-4所呈現(xiàn)的可變電容也響應(yīng)沿 垂直方向的運動而變化。在以下所述的其他實施例中，可實現(xiàn)力傳感器，其形成沒有響應(yīng)垂 直運動而變化的至少一個可變電容被描述。
[0068] 輸入裝置400B還包括四個力傳感器450-5、450-6、450-7和450-8,其配置成使得 力傳感器的每個的可變電容響應(yīng)沿第一方向462和第二方向464的移動而保持基本上恒 定。換言之，力傳感器450-5、450-6、450-7和450-8僅對第一襯底相對于第二襯底的垂直 運動是敏感的。具體來說，參考力傳感器450-5,第一力傳感器451-5與第二襯底442的第 一導(dǎo)電部分456-5之間的重疊面積沒有因第一襯底441的橫向和/或旋轉(zhuǎn)運動而變化。表 4概括圖4B所示輸入裝置400B的電容響應(yīng)（即，力傳感器的可變電容的變化）：
表4 :因輸入裝置400B的位移引起的力傳感器行為 [0069] 在這個示例中，Z45。5、Z45。6、Z 45。7、Z45。8分別表示四個力傳感器450-5、450-6、450-7 和450-8的可變電容的測量。四個力傳感器450-1、450-2、450-3和450-4的可變電容的測 量（S45。η S45。2、S45。3、S45。 4)取決于第一襯底441相對于第二襯底442的橫向和垂直運動， 并且能夠描述為：

如果施加到輸入表面的力沒有引起第一襯底441相對于第二襯底442的任何垂直運 動，則：
因為： (等式 6c) fL (SL, Ο, Ο, Ο,Ο) =O fR (SR, Ο, Ο, 0,0) =O fT (ST, Ο, Ο, 0,0) =O fB (SB, Ο, Ο, 0,0) =O
[0070] 此外，如果第一襯底441相對于第二襯底的偏轉(zhuǎn)的機械模型是完全線性的，則 fL (0, ZTL, ZTR, ZBL, ZBR)、fR (0, ZTL, ZTR, ZBL, ZBR)、fτ (0, ZTL, ZTR, ZBL, Zbr)和 fB (0, ZTL, ZTR, ZBL, Zbr)將 是四個力傳感器450-5、450-6、450-7和450-8的線性組合。因此，在垂直偏轉(zhuǎn)存在的情況 下，第一襯底沿所有三個方向（462、464和466)相對于第二襯底的位移能夠使用等式5a-c 來確定。
[0071] 在以上圖4B所述的實施例中，假定第一襯底的垂直運動是不均勻的。換言之，第 一與第二襯底之間的距離響應(yīng)沿垂直方向施加到輸入表面的力的變化跨輸入表面不是基 本上相等的。沿垂直方向并且在輸入表面的幾何中心施加到輸入表面的力可引起均勻垂直 偏轉(zhuǎn)；而在輸入表面的角所施加的相同力可引起基本上不同量的垂直偏轉(zhuǎn)（如例如在跨輸 入表面的不同位置所測量）。第一襯底與第二襯底之間的輸入裝置和附連機構(gòu)的機械性質(zhì) 不僅確定第一襯底配置成移動的方向，而且還確定所允許運動的類型。例如，在各個實施例 中，輸入裝置可配置成允許橫向運動、旋轉(zhuǎn)運動和/或垂直運動（均勻和不均勻）。在給定 以上實施例的描述的情況下應(yīng)當(dāng)理解，配置成測量第一襯底相對于第二襯底的偏轉(zhuǎn)的力傳 感器的類型、數(shù)量和布置應(yīng)當(dāng)基于響應(yīng)對輸入裝置的輸入表面所賦予的力而允許的運動的 類型來選擇。
[0072] 圖5A_f5D示出具有配置成檢測第一襯底相對于第二襯底的運動的力傳感器的不 同布置的輸入裝置的各個實施例。用于所示配置中的力傳感器的布置和類型取決于輸入裝 置配置用于的輸入表面的類型。例如，在圖5A的實施例中，輸入裝置允許：（i)不均勻垂直 平移；（ii)沿第一和第二方向的橫向運動；以及（iii)響應(yīng)施加到輸入表面的力的旋轉(zhuǎn)運 動。輸入裝置包括八個力傳感器。八個力傳感器的四個是"Z傳感器"，其對橫向或旋轉(zhuǎn)運 動是不受影響的（即，它們只能感測垂直運動）。其他四個力傳感器是"剪切傳感器"，其中 至少一個對沿一個方向的橫向運動是不受影響的，以及至少另一個對沿第二方向的橫向運 動是不受影響的。此外，四個"剪切傳感器"的每個對旋轉(zhuǎn)運動是敏感的。圖5A中使用的 力傳感器的布置和類型實現(xiàn)沿方向（i)-(iii)的偏轉(zhuǎn)量以及對輸入表面所賦予的力（其引 起輸入表面的偏轉(zhuǎn)）的測量和確定。
[0073] 在另一個示例中，在圖5B的實施例中，輸入裝置允許（i)不均勻垂直平移以及 (ii)沿第一和第二方向的橫向運動。輸入裝置包括八個力傳感器。八個力傳感器的四個 是"Z傳感器"，其對橫向或旋轉(zhuǎn)運動是不受影響的（即，它們只能感測垂直運動）。其他四 個力傳感器是"剪切傳感器"，其中至少一個對沿一個方向的橫向運動是不受影響的，以及 至少另一個對沿第二方向的橫向運動是不受影響的。輸入裝置的全部力傳感器對第一襯底 繞其中心相對于第二襯底的旋轉(zhuǎn)是不受影響的。圖5B中使用的力傳感器的布置和類型實 現(xiàn)沿方向（i)-(ii)的偏轉(zhuǎn)量以及對輸入表面所賦予的力（其引起輸入表面的偏轉(zhuǎn)）的測 量和確定。
[0074] 在另一個示例中，在圖5C的實施例中，輸入裝置允許⑴均勻垂直平移和（ii)沿 第一和第二方向的橫向運動以及（iii)響應(yīng)施加到輸入表面的力的旋轉(zhuǎn)運動。輸入裝置包 括五個力傳感器。力傳感器之一是"Z傳感器"，其對橫向或旋轉(zhuǎn)運動是不受影響的（能夠 僅感測垂直運動）。由于第一襯底相對于第二襯底的垂直平移是均勻的，所以一個"Z"力傳 感器能夠確定其他力傳感器的任一個的可變電容因垂直位移引起的變化。力傳感器的四個 是"剪切"傳感器，其中至少一個對沿一個方向的橫向運動是不受影響的，以及至少另一個 對沿第二方向的橫向運動是不受影響的。圖5C中使用的力傳感器的布置和類型實現(xiàn)沿方 向（i)-(iii)的偏轉(zhuǎn)量以及對輸入表面所賦予的力（其引起輸入表面的偏轉(zhuǎn)）的測量和確 定。
[0075] 在又一示例中，在圖的實施例中，輸入裝置允許：⑴均勻垂直平移，（ii)沿第 一和第二方向的橫向運動，以及（iii)響應(yīng)施加到輸入表面的力的旋轉(zhuǎn)運動。輸入裝置包 括五個力傳感器。力傳感器之一是"Z傳感器"，其對橫向或旋轉(zhuǎn)運動是不受影響的（能夠 僅感測垂直運動）。由于第一襯底相對于第二襯底的垂直平移是均勻的，所以一個"Z"力傳 感器能夠確定其他力傳感器的任一個的可變電容因垂直位移引起的變化。力傳感器的四個 是"剪切"傳感器，其中至少一個對沿一個方向的橫向運動是不受影響的，以及至少另一個 對沿第二方向的橫向運動是不受影響的。圖f5D中使用的力傳感器的布置和類型實現(xiàn)沿方 向（i)-(iii)的偏轉(zhuǎn)量以及對輸入表面所賦予的力（其引起輸入表面的偏轉(zhuǎn)）的測量和確 定。
[0076] 在參照圖1-5所述的各個實施例中，與每個力傳感器關(guān)聯(lián)的可變電容可用來確定 第一襯底相對于第二襯底的偏轉(zhuǎn)和/或平移量。類似地，每個力傳感器的可變電容可用來 確定施加到輸入裝置的輸入表面的力。在圖1-5所述的實施例中，每個力傳感器包括設(shè)置 在第一襯底上的第一力傳感器電極以及設(shè)置在第二襯底上的導(dǎo)電部分。圖6示出配置成檢 測第一襯底相對于第二襯底的偏轉(zhuǎn)的力傳感器的各個備選實施例。
[0077] 來看圖6A-F，示出能夠由輸入裝置用來確定第一襯底相對于第二襯底的偏轉(zhuǎn)和/ 或平移的力傳感器的多個實施例。例如，圖6A-B的力傳感器610包括第一力傳感器電極 611、第二力傳感器電極612和導(dǎo)電區(qū)614。力傳感器610可實現(xiàn)為上述輸入裝置的一部分， 其中第一和第二力傳感器電極61U612設(shè)置在第一襯底上，以及第二襯底包括導(dǎo)電部分 614。力傳感器610的第一可變電容在第一力傳感器電極611與第二力傳感器電極612之 間形成。響應(yīng)導(dǎo)電部分614的移動，第一可變電容因（i)第一與第二襯底之間的距離（因 而力傳感器電極611、612與導(dǎo)電部分614之間的距離）的變化和/或（ii)導(dǎo)電部分614 與第一和第二力傳感器電極61U612之間的重疊區(qū)的變化而發(fā)生變化。
[0078] 在圖6A-B的實施例中，第一可變電容可產(chǎn)生于第一力傳感器電極611與第二力傳 感器電極612之間的跨電容耦合，其中第一力傳感器電極611配置成傳送感測信號，并且第 二力傳感器電極612配置成接收所產(chǎn)生信號。由力傳感器電極612所接收的所產(chǎn)生信號包 括導(dǎo)電部分614對所接收的所產(chǎn)生信號的影響。例如，圖6A中，在導(dǎo)電部分將始終響應(yīng)第 一襯底相對于第二襯底的橫向運動而重疊力傳感器電極的假設(shè)下，力傳感器610基本上是 垂直位移傳感器。換言之，力傳感器610對導(dǎo)電部分614的橫向運動是不受影響的。相反， 包括與力傳感器610相似操作的傳感器電極的圖6B的力傳感器620對導(dǎo)電部分614相對 于傳感器電極611和612的橫向和垂直運動是敏感的。
[0079] 圖6C示出力傳感器的另一個備選實施例。力傳感器630包括第一、第二、第三和 第四力傳感器電極（611-1、611-2、612-1和612-2)和導(dǎo)電部分614。第一和第三力傳感器 611-1和612-3形成第一可變電容，以及第二和第四力傳感器電極形成第二可變電容。第一 和第二可變電容值可對應(yīng)于基于導(dǎo)電部分614相對于力傳感器電極的偏轉(zhuǎn)和/或平移而改 變的電極對之間的跨電容耦合。力傳感器630基本上是力傳感器610和620與單個導(dǎo)電部 分614的共享的組合。
[0080] 圖6D示出力傳感器的另一個備選實施例。力傳感器640與沒有力傳感器電極之 一的力傳感器630相似。力傳感器640包括第一、第二和第三力傳感器電極（611-U611-2 和612-1)和導(dǎo)電部分614。第一和第三力傳感器611-1和612-3形成第一可變電容，以及 第二和第三力傳感器電極611-1和612-1形成第二可變電容。具體來說，第三力傳感器電 極612-1配置成傳送傳感器信號，以及第一力傳感器電極611-1和第二力傳感器電極611-2 各配置成接收相應(yīng)所產(chǎn)生信號。由力傳感器電極611-1和611-2所接收的所產(chǎn)生信號分別 表示第一和第二可變電容。導(dǎo)電部分614相對于第一、第二和第三力傳感器電極的移動可 改變可變電容。具體來說，導(dǎo)電部分與力感測電極之間的垂直運動將改變第一和第二可變 電容，而橫向運動將僅改變第二可變電容（因為第一和第三力