本公開的實(shí)施方式一般涉及觸摸感測(cè)的方法和設(shè)備，更具體地說，涉及對(duì)已接收的信號(hào)的處理。

背景技術(shù)：

輸入裝置包括接近傳感裝置(也常稱為觸摸板或觸摸傳感裝置)，該輸入裝置廣泛地用于各種電子系統(tǒng)。接近傳感裝置可包括感測(cè)區(qū)域，該區(qū)域經(jīng)常稱為表面，其中接近傳感裝置確定一個(gè)或多個(gè)輸入物體的存在、位置和/或運(yùn)動(dòng)。接近傳感裝置可用于提供電子系統(tǒng)的接口。例如，接近傳感裝置經(jīng)常用作較大的計(jì)算系統(tǒng)(例如集成于筆記本或桌面計(jì)算機(jī)中或作為筆記本或桌面計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備的不透明的觸摸平板)的輸入裝置。接近傳感裝置還經(jīng)常用于較小的計(jì)算系統(tǒng)(例如集成于蜂窩電話中的觸摸屏)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在這里公開的實(shí)施方式包括對(duì)輸入裝置進(jìn)行操作的方法，該方法包括：在第一電極和第二電極的每個(gè)處測(cè)量力的大小。該方法還包括：根據(jù)第一電極處的經(jīng)測(cè)量的力的大小和第二電極的力所占比例，確定第二電極處的預(yù)計(jì)的力的大小。該方法包括：確定第二電極處的經(jīng)測(cè)量的力的大小與第二電極處的預(yù)計(jì)的力的大小之間的差，并響應(yīng)于所述差超過預(yù)定的閾值而調(diào)整第二電極的力權(quán)重因子，以形成經(jīng)調(diào)整的力權(quán)重因子。該方法還包括：調(diào)整第二電極處的經(jīng)測(cè)量的力的大小。

在另一實(shí)施方式中，提供用于電容性傳感裝置的處理系統(tǒng)，其包括：校準(zhǔn)模塊，該校準(zhǔn)模塊配置為在第一電極和第二電極的每個(gè)處測(cè)量力的大小。校準(zhǔn)模塊進(jìn)一步配置為根據(jù)第一電極處的經(jīng)測(cè)量的力的大小和第二電極處的力所占比例確定第二電極處的預(yù)計(jì)的力的大小。校準(zhǔn)模塊進(jìn)一步配置為確定第二電極處的經(jīng)測(cè)量的力的大小與第二電極處的預(yù)計(jì)的力的大小之間的差，并響應(yīng)于所述差超過預(yù)定的閾值而調(diào)整第二電極的力權(quán)重因子以形成經(jīng)調(diào)整的力權(quán)重因子。校準(zhǔn)模塊還配置為調(diào)整第二電極處的經(jīng)測(cè)量的力的大小。

附圖說明

為使具體地理解本公開的上述列舉的特征的方式，對(duì)上面概述的本公開的更具體描述可參參考實(shí)施方式進(jìn)行，這些實(shí)施方式中的一些在附圖中示出。但是應(yīng)注意到，這些附圖僅僅表示本公開的示例性的實(shí)施方式，并且因此不應(yīng)將其認(rèn)定為對(duì)其范圍的限定，因?yàn)橛诒竟_可允許其它等同效果的實(shí)施方式。

圖1為根據(jù)一實(shí)施方式的包括輸入裝置的系統(tǒng)的方框圖。

圖2為根據(jù)一實(shí)施方式的示例性傳感器電極圖案。

圖3表示用于校準(zhǔn)電容性力傳感器的示例性處理系統(tǒng)。

圖4表示力傳感器上的力感測(cè)電極的示例性的分布。

圖5表示顯示經(jīng)過重新校準(zhǔn)的力測(cè)量值的示例性的表。

圖6表示顯示在三個(gè)裝置的重新校準(zhǔn)之前和之后的三個(gè)示例性裝置的測(cè)試結(jié)果的示例性的表。

圖7為表示重新校準(zhǔn)電容性力傳感器的方法的流程圖。

為了便于理解，如果可能，采用相同的標(biāo)號(hào)表示對(duì)于這些附圖共同的相同部件。應(yīng)想到，在一個(gè)實(shí)施方式中公開的部件在不進(jìn)行具體引用的情況下可有利地用于其它的實(shí)施方式。除非具體地提示，這里所參考的附圖不應(yīng)理解為按照比例而繪制。另外，這些附圖經(jīng)常是簡化的，并且為了呈現(xiàn)和解釋清楚起見，對(duì)細(xì)節(jié)或部件作了省略。附圖和討論用于解釋下面討論的原理，其中相同的標(biāo)號(hào)表示相同的部件。

具體實(shí)施方式

從性質(zhì)上說，下面的具體的描述僅僅是示例性的，并且不打算構(gòu)成對(duì)實(shí)施方式或這樣的實(shí)施方式的應(yīng)用和使用的限定。另外，不打算受到在前述的技術(shù)領(lǐng)域、技術(shù)背景、發(fā)明內(nèi)容概述或下面的具體描述中出現(xiàn)的任何明示或隱含的理論的約束。

本技術(shù)的各種實(shí)施方式提供改善易用性的方法和輸入裝置。特別是，這里描述的實(shí)施方式有利地提供校準(zhǔn)觸摸裝置的力傳感器的技術(shù)。根據(jù)力傳感器的對(duì)地位移計(jì)算力。觸摸裝置和力傳感器的物理特性可隨時(shí)間而變化。例如，用戶會(huì)將裝置掉落在硬表面上，這會(huì)產(chǎn)生機(jī)械損害。溫度變化和其它的環(huán)境變化也會(huì)影響裝置的物理特性。這些物理特性會(huì)影響通過力傳感器所得到的力測(cè)量值。為了補(bǔ)償這些變化，在運(yùn)行期間，可定期地對(duì)力傳感器進(jìn)行重新校正。在這里描述的實(shí)施方式中，可調(diào)整每個(gè)力電極的權(quán)重因子以補(bǔ)償這些物理變化。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到附圖，圖1為根據(jù)本公開的實(shí)施方式的示例性輸入裝置100的方框圖。輸入裝置100可配置為向電子系統(tǒng)(在圖中未示出)提供輸入。如在本文檔中所使用的那樣，術(shù)語“電子系統(tǒng)”(或“電子裝置”)廣義地指代能夠以電子方式對(duì)信息進(jìn)行處理的任何系統(tǒng)。電子系統(tǒng)的一些非限定例子包括所有尺寸和形狀的個(gè)人計(jì)算機(jī)，例如桌面計(jì)算機(jī)、筆記本型計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本計(jì)算機(jī)、平板電腦、網(wǎng)頁瀏覽器、電子書閱覽器和個(gè)人數(shù)字助理(pdas)。另外的示例性電子系統(tǒng)包括復(fù)合輸入裝置，例如具有輸入裝置100和單獨(dú)的游戲桿或鍵開關(guān)的物理鍵盤。另外的示例性的電子系統(tǒng)包括外圍設(shè)備，例如數(shù)據(jù)輸入裝置(包括遠(yuǎn)程控制器和鼠標(biāo))和數(shù)據(jù)輸出裝置(包括顯示屏和打印機(jī))。其它的例子包括遠(yuǎn)程終端器、信息亭、視頻游戲機(jī)(例如視頻游戲主機(jī)、便攜游戲機(jī)等)。此外的例子包括通信裝置(包括蜂窩電話，例如智能手機(jī))、介質(zhì)裝置(包括記錄器、編輯器和播放器(例如電視機(jī)、機(jī)頂盒、音樂播放器、數(shù)字相框和數(shù)字照相機(jī)))。此外，電子系統(tǒng)可為主機(jī)或從屬于輸入裝置的從機(jī)。

輸入裝置100可作為電子系統(tǒng)的物理部分而實(shí)施，或可與電子系統(tǒng)物理上分開。作為適合方式，輸入裝置100可采用下述方式中的任何一種或多種而與電子系統(tǒng)的部分進(jìn)行通信：總線、網(wǎng)絡(luò)和其它的有線或無線互聯(lián)。例子包括i2c、spi、ps/2、通用串行總線(usb)、藍(lán)牙、rf和irda。

在圖1中，輸入裝置100被顯示為接近傳感器裝置(也經(jīng)常稱為“觸摸平板”或“觸摸傳感裝置”)，其配置為對(duì)感測(cè)區(qū)域120中的一個(gè)或多個(gè)物體140所提供的輸入進(jìn)行感測(cè)。示例性的輸入物體包括手指和手寫筆，如圖1所示。

感測(cè)區(qū)域120包括輸入裝置100的上方、周圍、內(nèi)部和/或附近的任何空間，在該空間內(nèi)，輸入裝置100能夠檢測(cè)用戶的輸入(例如通過一個(gè)或多個(gè)物體140而提供的用戶輸入)。特定感測(cè)區(qū)域的尺寸、形狀與位置可在實(shí)施方式之間大跨度變化。在一些實(shí)施方式中，感測(cè)區(qū)域120從輸入裝置100的表面沿一個(gè)或多個(gè)方向而延伸到空間中，直至信噪比足以妨礙精確的物體檢測(cè)。在各種實(shí)施方式中，感測(cè)區(qū)域120于特定方向而延伸的距離可處于小于毫米、多個(gè)毫米、多個(gè)厘米或更大的量級(jí)，并且可伴隨所采用的感測(cè)技術(shù)的類型和所需要的精度而顯著變化。因此，一些實(shí)施方式感測(cè)的輸入包括與輸入裝置100的任何表面沒有接觸，與輸入裝置100的輸入表面(例如觸摸表面)有接觸，與施加有一定大小的力或壓力相耦合的輸入裝置100的輸入表面有接觸，和/或它們的組合。在各種實(shí)施方式中，輸入表面可通過傳感器電極位于其內(nèi)的外殼的表面而提供，通過敷設(shè)于傳感器電極上的面狀片或任何外殼等而提供。在一些實(shí)施方式中，感測(cè)區(qū)域120在投影到輸入裝置100的輸入表面上時(shí)具有矩形形狀。

輸入裝置100可采用傳感器元件和檢測(cè)技術(shù)的任何組合，以便檢測(cè)感測(cè)區(qū)域120中的用戶輸入。輸入裝置100包括一個(gè)或多個(gè)用于檢測(cè)用戶輸入的感測(cè)元件。作為幾個(gè)非限定性例子，輸入裝置100可采用電容性、彈性、電阻性、感應(yīng)性、磁性、聲學(xué)性、超聲和/或光學(xué)技術(shù)。一些實(shí)施方式配置為提供跨過一維、二維、三維或更多維度空間的圖像。一些實(shí)施方式配置為提供沿特殊軸或平面的輸入的投影。在輸入裝置100的一些電阻性的實(shí)施方式中，柔性和導(dǎo)電第一層通過一個(gè)或多個(gè)間隔元件與導(dǎo)電第二層分隔開。在操作期間，跨層而產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)電壓梯度。按壓柔性第一層會(huì)使其足夠大地偏斜以產(chǎn)生層間的電接觸，造成反映層間觸點(diǎn)的電壓輸出。這些電壓輸出可用于確定位置信息。

在輸入裝置100的一些感應(yīng)性實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)感測(cè)元件拾取由諧振線圈或成對(duì)的線圈所感應(yīng)的回路電流。于是，可采用電流的振幅、相位和頻率的一些組合來確定位置信息。

在輸入裝置100的一些電容性的實(shí)施方式中，施加電壓或電流以便產(chǎn)生電場。附近的輸入物體導(dǎo)致電場的變化，并且產(chǎn)生電容耦合的可檢測(cè)的變化，該變化可作為電壓、電流等的變化而檢測(cè)。

一些電容性的實(shí)施方式采用電容性感測(cè)元件的陣列或其它的規(guī)則或非規(guī)則的圖案以便產(chǎn)生電場。在一些電容性的實(shí)施方式中，分開的感測(cè)元件可被歐姆短路在一起從而形成較大的傳感器電極。一些電容性的實(shí)施方式采用電阻片，該電阻片的電阻可是均勻的。

一些電容性的實(shí)施方式采用“自電容”(或“絕對(duì)電容”)感測(cè)方法，該方法基于傳感器電極和輸入物體之間的電容耦合的變化。在各種實(shí)施方式中，靠近傳感器電極的輸入物體改變靠近傳感器電極的電場，改變了被測(cè)量的電容耦合。在一個(gè)實(shí)施方式中，絕對(duì)電容感測(cè)方法通過下述方式操作：相對(duì)于參考電壓(例如系統(tǒng)接地)而對(duì)傳感器電極進(jìn)行調(diào)制和檢測(cè)傳感器電極與輸入物體之間的電容耦合。

一些電容性的實(shí)施方式采用“互電容”(或“橫跨電容”)感測(cè)方法，該方法基于傳感器電極之間的電容耦合的變化。在各種實(shí)施方式中，靠近傳感器電極的輸入物體改變傳感器電極之間的電場，從而改變被測(cè)的電容耦合。在一個(gè)實(shí)施方式中，橫跨電容感測(cè)方法通過檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器傳感器元件(也稱為“發(fā)射器電極”或“發(fā)射器”)與一個(gè)或多個(gè)接收器傳感器電極(也稱為“接收器電極”或“接收器”)之間的電容耦合而操作?？上鄬?duì)參考電壓(例如系統(tǒng)接地)，對(duì)發(fā)射器傳感器電極進(jìn)行調(diào)制以便對(duì)發(fā)射器信號(hào)進(jìn)行發(fā)射。接收器傳感器電極可相對(duì)參考電壓基本保持恒定，以便于作為結(jié)果的信號(hào)的接收。作為結(jié)果的信號(hào)可包括與一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器信號(hào)和/或與環(huán)境干擾(例如其它的電磁信號(hào))的一個(gè)或多個(gè)源相對(duì)應(yīng)的(多個(gè))效果。傳感器電極可為專門的發(fā)射器或接收器，或傳感器電極可配置為進(jìn)行發(fā)射和接收二者。作為替換方式，可相對(duì)地調(diào)制接收器電極。

在圖1中，處理系統(tǒng)110作為輸入裝置100的部分而示出。處理系統(tǒng)110配置為操作輸入裝置100的硬件以檢測(cè)感測(cè)區(qū)域120中的輸入。處理系統(tǒng)110包括一個(gè)或多個(gè)集成電路(ics)和/或其它的電路單元的部分或全部。例如，用于互電容性傳感器裝置的處理系統(tǒng)可包括發(fā)射器電路和/或接收器電路，發(fā)射器電路配置為通過發(fā)射器傳感器電極而發(fā)射信號(hào)，接收器電路配置為通過接收器傳感器電極而接收信號(hào)。在一些實(shí)施方式中，處理系統(tǒng)110還包括可以電子方式讀取的指令，例如固件代碼，軟件代碼和/或類似代碼。在一些實(shí)施方式中，構(gòu)成處理系統(tǒng)110的單元設(shè)置在一起，例如靠近輸入裝置100的(多個(gè))感測(cè)元件。在其它的實(shí)施方式中，處理系統(tǒng)110的單元與緊靠輸入裝置100的(多個(gè))感測(cè)元件的一個(gè)或多個(gè)單元以及其它的地方的一個(gè)或多個(gè)單元以物理方式分開。例如，輸入裝置100可為與桌面計(jì)算機(jī)耦合的外圍設(shè)備，并且處理系統(tǒng)110可包括軟件和一個(gè)或多個(gè)ics(或許其帶有相應(yīng)的固件)，軟件配置為在桌面計(jì)算機(jī)的中央處理單元上運(yùn)行，ics與中央處理單元分開。作為另一例子，輸入裝置100可以物理方式集成于電話中，并且處理系統(tǒng)110可包括作為電話的主處理器部分的電路和固件。在一些實(shí)施方式中，處理系統(tǒng)110專用于輸入裝置100的實(shí)施。在其它的實(shí)施方式中，處理系統(tǒng)110還實(shí)現(xiàn)其它的功能，例如對(duì)顯示屏幕進(jìn)行操作，驅(qū)動(dòng)觸覺致動(dòng)器等。

處理系統(tǒng)110可作為一組模塊而實(shí)現(xiàn)，該組模塊操作處理系統(tǒng)110的不同功能。每個(gè)模塊可包括構(gòu)成處理系統(tǒng)110的部分的電路、固件、軟件或它們的組合。在各種實(shí)施方式中，可采用模塊的不同組合。示例性的模塊包括硬件操作模塊，該硬件操作模塊用于對(duì)硬件(例如傳感器電極和顯示屏)進(jìn)行操作；數(shù)據(jù)處理模塊，該數(shù)據(jù)處理模塊用于處理數(shù)據(jù)(例如，傳感器信號(hào)和位置信息)；以及報(bào)告模塊，該報(bào)告模塊用于報(bào)告信息。另外的示例性的模塊包括：傳感器操作模塊，該模塊被配置為對(duì)(多個(gè))感測(cè)元件進(jìn)行操作以檢測(cè)輸入；識(shí)別模塊，該識(shí)別模塊被配置為識(shí)別姿態(tài)(例如模式變化姿態(tài))；以及模式變化模塊，該模式變化模塊用于改變操作模式。

在一些實(shí)施方式中，處理系統(tǒng)110直接通過引起一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作而對(duì)感測(cè)區(qū)域120中的用戶輸入(或用戶輸入的缺乏)作出響應(yīng)。示例性動(dòng)作包括改變操作模式，以及圖形用戶接口(gui)動(dòng)作，gui動(dòng)作例如是光標(biāo)移動(dòng)、選擇、菜單導(dǎo)航和其它的功能。在一些實(shí)施方式中，處理系統(tǒng)110將關(guān)于輸入(或輸入的缺乏)的信息提供給電子系統(tǒng)的某部分(例如提供給電子系統(tǒng)的中央處理系統(tǒng)，中央處理系統(tǒng)與處理系統(tǒng)110分開(如果這種分立的中央處理系統(tǒng)存在))。在一些實(shí)施方式中，電子系統(tǒng)的某部分對(duì)從處理系統(tǒng)110接收的信息進(jìn)行處理以對(duì)用戶輸入進(jìn)行動(dòng)作，例如便于全系列動(dòng)作的實(shí)現(xiàn)，其包括模式改變動(dòng)作和gui動(dòng)作。

例如，在一些實(shí)施方式中，處理系統(tǒng)110對(duì)輸入裝置100的(多個(gè))感測(cè)元件進(jìn)行操作以產(chǎn)生表示感測(cè)區(qū)域120中的輸入(或輸入的缺乏)的電信號(hào)。處理系統(tǒng)110在產(chǎn)生提供給電子系統(tǒng)的信息的過程中，可對(duì)電信號(hào)進(jìn)行任何適量的處理。例如，處理系統(tǒng)110可對(duì)從傳感器電極獲得的模擬電信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理。作為另一例子，處理系統(tǒng)110可進(jìn)行濾波或其它的信號(hào)調(diào)整處理。作為還一個(gè)例子，處理系統(tǒng)110可扣除基準(zhǔn)或以其它方式解釋基線，從而使得信息反映電信號(hào)和基線之差。作為又一例子，處理系統(tǒng)110可確定位置信息、識(shí)別作為命令的輸入、識(shí)別手寫等。

在這里所使用的“位置信息”從廣義上說包括絕對(duì)位置、相對(duì)位置、速度、加速度和其它類型的空間信息。示例性的“零維的”位置信息包括近/遠(yuǎn)或接觸/非接觸信息。示例性的“一維的”位置信息包括沿軸的位置。示例性的“二維的”位置信息包括平面內(nèi)的運(yùn)動(dòng)。示例性的“三維的”位置信息包括空間內(nèi)的瞬間或平均速度。進(jìn)一步的例子包括空間信息的其它表示。還可確定和/或存儲(chǔ)與位置信息中的一種或多種類型有關(guān)的歷史數(shù)據(jù)，該信息例如包括跟蹤隨時(shí)間變化的位置、運(yùn)動(dòng)或瞬間速度的歷史數(shù)據(jù)。

在一些實(shí)施方式中，輸入裝置100通過另外的輸入部件而實(shí)現(xiàn)，另外的輸入部件由處理系統(tǒng)110或某些其它的處理系統(tǒng)操作。這些另外的輸入部件可針對(duì)位于感測(cè)區(qū)域120中的輸入而提供冗余的功能或某些其它的功能。圖1表示靠近感測(cè)區(qū)域120的按鈕130，其可用于幫助采用輸入裝置100而進(jìn)行項(xiàng)目選擇。其它類型的另外的輸入部件包括滑動(dòng)件、球、輪、開關(guān)和類似部件。與此相反，在一些實(shí)施方式中，輸入裝置100可以沒有其它的輸入部件的方式實(shí)施。

在一些實(shí)施方式中，輸入裝置100包括觸摸屏接口，并且感測(cè)區(qū)域120與顯示屏的有效區(qū)域的至少部分地重疊。例如，輸入裝置100可包括基本透明的傳感器電極，傳感器電極與顯示屏重疊，并且輸入裝置100提供用于相應(yīng)電子系統(tǒng)的觸摸屏接口。顯示屏可為能夠?qū)τ脩麸@示視頻接口的動(dòng)態(tài)顯示的任何類型，并且可包括任何類型的發(fā)光二極管(led)、有機(jī)led(oled)、陰極射線管(crt)、液晶顯示器(lcd)、等離子、電致發(fā)光(el)或其它的顯示技術(shù)。輸入裝置100和顯示屏可共用物理元件。例如，一些實(shí)施方式可采用相同的電子器件中的一些來顯示和檢測(cè)。作為還一例子，顯示屏可由處理系統(tǒng)110局部地或全部地操作。

應(yīng)理解到，雖然本公開的許多實(shí)施方式在全功能設(shè)備的背景下描述，但是，本公開的機(jī)制能夠作為程序產(chǎn)品(例如，軟件)，通過各種形式而分發(fā)。例如，本公開的機(jī)制可作為信息承載介質(zhì)上的軟件程序而實(shí)施和分發(fā)，介質(zhì)(例如非臨時(shí)的計(jì)算機(jī)可讀取的和/或可記錄的/可寫入的信息承載介質(zhì)，其可由處理系統(tǒng)110讀取)可通過電子處理器而讀取。另外，無論用于實(shí)施分發(fā)的介質(zhì)的具體類型，本公開的實(shí)施方式等同地應(yīng)用。非臨時(shí)的、可以電子方式讀取的介質(zhì)的例子包括各種盤、存儲(chǔ)棒、存儲(chǔ)卡、存儲(chǔ)模塊和類似介質(zhì)。以電子方式讀取的介質(zhì)可基于閃存、光的、磁的、全息的或任何其它的存儲(chǔ)技術(shù)。

圖2表示按照一些實(shí)施方式的系統(tǒng)200，系統(tǒng)200包括處理系統(tǒng)110和示例性的傳感器電極圖案圖案的一部分，示例性傳感器電極圖案配置為在與圖案有關(guān)的感測(cè)區(qū)域中進(jìn)行檢測(cè)。為了清楚圖示和描述，圖2表示代表傳感器電極的簡單矩形的圖案并且沒有示出各種部件。傳感器電極圖案包括第一多個(gè)傳感器電極160(160-1，160-2，160-3，......160-n)和設(shè)置于多個(gè)傳感器電極160的上方的第二組傳感器電極170(170-1，170-2，170-3，......170-n)。

雖然在圖2中沒有示出，但是分立的力傳感器可通過在那里設(shè)置力傳感器電極而設(shè)置于顯示屏的下方。這里描述的實(shí)施方式可采用這樣的分立的力傳感器來感測(cè)力。示例性的力傳感器330在下面的圖3中示出。在其它的實(shí)施方式中，針對(duì)圖2而在這里描述的傳感器電極用于感測(cè)力。

傳感器電極160和傳感器電極170可彼此歐姆隔離開。這就是說，一個(gè)或多個(gè)絕緣件將傳感器電極160和傳感器電極170分開，并且防止它們彼此電氣短路。在一些實(shí)施方式中，傳感器電極160和傳感器電極170通過絕緣性材料而分開，該絕緣性材料設(shè)置在位于交叉跨接區(qū)域處的傳感器電極之間；在這樣的結(jié)構(gòu)中，傳感器電極160和/或傳感器電極170可通過跨接線而形成，該跨接線將相同電極的不同部分連接。在一些實(shí)施方式中，傳感器電極160和傳感器電極170通過一個(gè)或多個(gè)絕緣材料層而分開。在一些其它的實(shí)施方式中，傳感器電極160和傳感器電極170通過一個(gè)或多個(gè)襯底而分開；例如，它們可設(shè)置于相同襯底的相對(duì)側(cè)，或設(shè)置于疊置在一起的不同襯底上。

在其它的實(shí)施方式中，傳感器電極160或170中的一個(gè)或多個(gè)設(shè)置于公共襯底的相同側(cè)或表面上，并且在感測(cè)區(qū)域120中相互分隔開。傳感器電極160和170可設(shè)置于矩陣陣列中，在該陣列中，每個(gè)傳感器電極可稱為矩陣傳感器電極。每個(gè)傳感器電極可為基本相同的尺寸和/或形狀。在一個(gè)實(shí)施方式中，傳感器電極160和170的矩陣陣列中的一個(gè)或多個(gè)傳感器電極可在尺寸和形狀中的至少一個(gè)方面變化。矩陣陣列中的每個(gè)傳感器電極可與電容性圖像的一個(gè)像素相對(duì)應(yīng)。另外，矩陣陣列中的兩個(gè)或更多個(gè)傳感器電極可與電容性圖像的一個(gè)像素相對(duì)應(yīng)。在各種實(shí)施方式中，矩陣陣列中的每個(gè)傳感器電極可與多根電容性路徑跡線的分立的電容性路徑跡線耦合。在各種實(shí)施方式中，傳感器電極160或170包括設(shè)置于至少兩個(gè)傳感器電極之間的一個(gè)或多個(gè)柵電極。柵電極和至少一個(gè)傳感器電極可設(shè)置于襯底的公共側(cè)、公共襯底的不同側(cè)和/或不同的襯底上。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，傳感器電極和(多個(gè))柵電極可包括顯示器的整個(gè)電壓電極。雖然傳感器電極可在襯底上電氣隔離，但這些電極可在感測(cè)區(qū)域120的外側(cè)(例如在連接區(qū)域)耦合在一起。在一個(gè)實(shí)施方式中，浮動(dòng)電極可設(shè)置于柵電極和傳感器電極之間。在一個(gè)特殊實(shí)施方式中，浮動(dòng)電極、柵電極和傳感器電極構(gòu)成了顯示器的公共電極的全體。

傳感器電極160和傳感器電極170之間的局部的電容耦合區(qū)域可稱為“電容性像素”。傳感器電極160和傳感器電極170之間的電容性耦合隨與傳感器電極160和傳感器電極170有關(guān)的感測(cè)區(qū)域中的輸入物體的接近程度和運(yùn)動(dòng)而變化。

在一些實(shí)施方式中，對(duì)傳感器圖案進(jìn)行“掃描”以確定這些電容性耦合。這就是說，驅(qū)動(dòng)傳感器電極160以便對(duì)發(fā)射器信號(hào)進(jìn)行發(fā)射。發(fā)射器可這樣地操作，從而一個(gè)傳感器電極在一個(gè)時(shí)刻進(jìn)行發(fā)射，或多個(gè)傳感器電極在相同時(shí)刻發(fā)射。在多個(gè)傳感器電極同時(shí)地進(jìn)行發(fā)射的場合，這些多個(gè)傳感器電極可發(fā)射相同的發(fā)射器信號(hào)并且有效地產(chǎn)生有效程度上較大的傳感器電極，或這些多個(gè)傳感器電極可發(fā)射不同的發(fā)射器信號(hào)。例如，多個(gè)傳感器電極可按照一個(gè)或多個(gè)編碼方案發(fā)射不同的發(fā)射器信號(hào)，編碼方案能夠?qū)Κ?dú)立確定的傳感器電極170的作為結(jié)果的信號(hào)產(chǎn)生組合效果。

接收器傳感器電極170可單個(gè)或多個(gè)地工作，從而獲得作為結(jié)果的信號(hào)。作為結(jié)果的信號(hào)可用于確定電容性像素處的電容性耦合的測(cè)量值。

電容性像素的測(cè)量值組構(gòu)成表示像素處的電容性耦合的“電容性圖像”(也稱為“電容性幀”)。可在多個(gè)時(shí)間周期內(nèi)獲得多個(gè)電容性圖像，并且它們之間的差別用于產(chǎn)生關(guān)于感測(cè)區(qū)域內(nèi)的輸入的信息。例如，在連續(xù)時(shí)間周期獲得的連續(xù)的電容性圖像可用于跟蹤進(jìn)入感測(cè)區(qū)域、從感測(cè)區(qū)域中出來和位于感測(cè)區(qū)域內(nèi)部的一個(gè)或多個(gè)輸入物體的(多個(gè))運(yùn)動(dòng)。

傳感器裝置的背景電容為與感測(cè)區(qū)域的無輸入物體有關(guān)的電容性圖像。背景電容隨環(huán)境和操作條件而變化，并且可以各種方式評(píng)估。例如，一些實(shí)施方式在確定感測(cè)區(qū)域中沒有輸入物體時(shí)取“基準(zhǔn)圖像”，并且將那些基準(zhǔn)圖像作為它們的背景電容的估計(jì)。

可針對(duì)傳感器裝置的背景電容調(diào)整電容性圖像以更有效的處理。一些實(shí)施方式通過下述方式完成：在電容性像素處形成電容性耦合的測(cè)量值的“基準(zhǔn)”以形成“基準(zhǔn)的電容性圖像”。也就是說，一些實(shí)施方式將構(gòu)成電容性圖像的測(cè)量值與和這些像素有關(guān)的“基準(zhǔn)圖像”的適合的“基準(zhǔn)值”進(jìn)行比較，并確定相對(duì)基準(zhǔn)圖像的變化。

在一些觸摸屏的實(shí)施方式中，傳感器電極160包括一個(gè)或多個(gè)公共電極(例如“v-com電極”)，其用于對(duì)顯示屏的顯示進(jìn)行更新。這些公共電極可設(shè)置于適合的顯示屏襯底上。例如，公共電極可設(shè)置于一些顯示屏(例如，平面內(nèi)轉(zhuǎn)換(ips)、平面-線轉(zhuǎn)換(pls))的tft玻璃上；設(shè)置于一些顯示屏(例如圖案垂直對(duì)準(zhǔn)(pva)或多疇垂直對(duì)準(zhǔn)(mva))的濾光片玻璃的底部，等等。在這樣的實(shí)施方式中，這些公共電極也可稱為“組合電極”，因?yàn)槠鋱?zhí)行多個(gè)功能。在各種實(shí)施方式中，每個(gè)傳感器電極160包括一個(gè)或多個(gè)公共電極。在其它的實(shí)施方式中，至少兩個(gè)傳感器電極160可共用至少一個(gè)公共電極。

在各種觸摸屏的實(shí)施方式中，“電容性幀頻”(獲得連續(xù)的電容性圖像的速度)可與“顯示幀頻”(更新顯示圖像的速度，更新包括對(duì)屏進(jìn)行刷新以便重新顯示相同圖像)相同或不同。在上述兩個(gè)幀頻不同的一些實(shí)施方式中，在不同的顯示更新狀態(tài)下獲得連續(xù)的電容性圖像，并且不同的顯示更新狀態(tài)會(huì)影響所獲得的電容性圖像。這就是說，顯示更新特別會(huì)影響背景電容性圖像。因此，如果在顯示更新處于第一狀態(tài)時(shí)獲得第一電容性圖像，并且在第二顯示更新處于第二狀態(tài)時(shí)獲得第二電容性圖像，則第一和第二電容性圖像可不同，這是因?yàn)榕c顯示更新狀態(tài)有關(guān)的背景電容性圖像存在差別，而并非由于感測(cè)區(qū)域的變化。這對(duì)于電容性檢測(cè)和顯示更新電極相互緊靠的場合或它們被共用(例如組合電極)時(shí)更加可能。

為了便于說明，將在特殊顯示更新狀態(tài)期間而提取的電容性圖像視為特殊幀類型。也就是說，特殊幀類型與將特定電容性感測(cè)序列到特定顯示序列的映射有關(guān)。因此，將在第一顯示更新狀態(tài)期間提取的第一電容性圖像視為第一幀類型，將在第二顯示更新狀態(tài)的期間提取的第二電容性圖像視為第二幀類型，將在第一顯示更新狀態(tài)的期間提取的第三電容性圖像視為第三幀類型，等等。在顯示更新狀態(tài)和電容性圖像獲得之間的關(guān)系呈周期性時(shí)，獲得的電容性圖像在幀類型之間循環(huán)并且然后重復(fù)。

處理系統(tǒng)110可包括驅(qū)動(dòng)器模塊230、傳感器模塊240、確定模塊250和可選擇的存儲(chǔ)器260。處理系統(tǒng)110通過多個(gè)導(dǎo)電路徑跡線(在圖2中沒有示出)而與傳感器電極170和傳感器電極160耦合。

傳感器模塊240包括傳感器電路，該傳感器模塊240與多個(gè)傳感器電極170耦合，并且配置為接收表示感測(cè)區(qū)域120中的輸入(或輸入的缺乏)和/或環(huán)境干擾的作為結(jié)果的信號(hào)。傳感器模塊240還可配置為將作為結(jié)果的信號(hào)傳送給確定模塊250和/或可選的用于存儲(chǔ)的存儲(chǔ)器260，該確定模塊250用于確定輸入物體的存在。傳感器模塊240還可驅(qū)動(dòng)傳感器電極。在各種實(shí)施方式中，處理系統(tǒng)110的ic可與驅(qū)動(dòng)傳感器電極160的驅(qū)動(dòng)器耦合。驅(qū)動(dòng)器可采用薄膜晶體管(tft)制造，并且可包括開關(guān)、組合邏輯、多路復(fù)用器和其它的選擇和控制邏輯。

驅(qū)動(dòng)器模塊230包括驅(qū)動(dòng)器電路，該驅(qū)動(dòng)器模塊230包含在處理系統(tǒng)110中，該驅(qū)動(dòng)器模塊230可配置為對(duì)顯示裝置(在圖中未示出)的顯示屏上的圖像進(jìn)行更新。例如，驅(qū)動(dòng)器電路可包括顯示電路和/或傳感器電路，配置為將一個(gè)或多個(gè)像素電壓通過像素源驅(qū)動(dòng)器施加給顯示像素電極。顯示和/或傳感器電路還可配置為將一個(gè)或多個(gè)公共驅(qū)動(dòng)電壓施加給公共電極以更新顯示屏。另外，處理系統(tǒng)110配置為通過將發(fā)射器信號(hào)驅(qū)動(dòng)到公共電極，如同對(duì)用于輸入感測(cè)的發(fā)射器電極那樣操作公共電極。

處理系統(tǒng)110可通過一個(gè)或多個(gè)ic而實(shí)施以控制輸入裝置中的各種部件。例如處理系統(tǒng)110的ic的功能可在一個(gè)以上的集成電路內(nèi)實(shí)施，該集成電路可控制顯示模塊元件(例如公共電極)，并且驅(qū)動(dòng)發(fā)射器信號(hào)和/或接收自感測(cè)元件陣列接收的作為結(jié)果的信號(hào)。在具有處理系統(tǒng)110的一個(gè)以上的ic的實(shí)施方式中，分立的處理系統(tǒng)ic之間的通信可通過同步機(jī)制實(shí)現(xiàn)，該同步機(jī)制使信號(hào)按照順序提供給傳感器電極160。可選地，同步機(jī)制可位于ic中的任何一個(gè)的內(nèi)部。

處理系統(tǒng)110還可包括接收器270，接收器270作為傳感器與其它的部件的接口。在一些實(shí)施方式中，接收器270可包括模擬前端(afe)，并且為了方便起見，在本示例性的實(shí)施方式中其稱為afe270。在其它的實(shí)施方式中，可采用其它的接收器實(shí)施方式。可在傳感器模塊240中或在處理系統(tǒng)110的一個(gè)或多個(gè)部件中實(shí)施ate270。

在這里描述的實(shí)施方式提供校準(zhǔn)輸入裝置100上的力檢測(cè)的技術(shù)?；诰哂锌障兜碾娙菪詡鞲衅鞯牧z測(cè)的操作方式為：測(cè)量在力改變?cè)摽障兜膶挾葧r(shí)電容發(fā)生的變化。所檢測(cè)的力的值基于空隙寬度的變化量。采用該方法測(cè)定力的難點(diǎn)在于輸入裝置100的機(jī)械部件可隨時(shí)間而變化。例如，該裝置會(huì)掉落于堅(jiān)硬的表面上?？障痘蝻@示器會(huì)發(fā)生變化。溫度或濕度的變化也會(huì)影響該裝置，如正常的磨損和撕裂那樣。如果發(fā)生了永久的機(jī)械變化，則力測(cè)量值會(huì)變得不精確。精確的力測(cè)量值可通過對(duì)力傳感器進(jìn)行重新校準(zhǔn)而重新獲得。在于下面描述的方法中，可調(diào)整每個(gè)力電極的權(quán)重因子以補(bǔ)償這些機(jī)械變化。

為了重新校準(zhǔn)力傳感器，在輸入裝置100的初始校準(zhǔn)的期間測(cè)量參考力。然后，在輸入裝置100使用時(shí)，力電極中的一個(gè)用作參考以相對(duì)機(jī)械變化恢復(fù)或局部恢復(fù)已測(cè)量的力。該方法在下面進(jìn)行更具體的描述。

圖3表示校準(zhǔn)電容性力傳感器的示例性的處理系統(tǒng)300。對(duì)觸摸表面300施加力，并且觸摸感測(cè)模塊320獲得電容性傳感器中的多個(gè)傳感器電極處電容的變化。觸摸感測(cè)模塊320可包括如上所述的傳感器電極160和170，其工作以對(duì)感測(cè)區(qū)域中的觸摸進(jìn)行感測(cè)。觸摸感測(cè)模塊320與傳感器模塊240協(xié)同來識(shí)別力的坐標(biāo)位置。

力傳感器330配置為根據(jù)電容的變化而確定力的值。力傳感器330確定分布在力傳感器330范圍內(nèi)的多個(gè)力感測(cè)電極處的力的值。力傳感器330包括一個(gè)或多個(gè)感測(cè)元件，例如在下面更具體地描述的力感測(cè)電極。力傳感器330的運(yùn)動(dòng)用于檢測(cè)施加至觸摸表面310的力。在一個(gè)例子中，通過檢測(cè)力傳感器330和地之間的電容變化而確定力。在這里描述的任何實(shí)施方式中，可通過跨電容感測(cè)或絕對(duì)電容感測(cè)而完成力的感測(cè)。驅(qū)動(dòng)力感測(cè)元件以用于絕對(duì)電容感測(cè)，同時(shí)通過恒定電壓驅(qū)動(dòng)另一力感測(cè)元件。另外，第二力感測(cè)元件(或第二力感測(cè)元件的電極)可通過恒定電壓而驅(qū)動(dòng)，或以不同于第一力感測(cè)元件(或第一力感測(cè)元件的電極)的方式(相位、振幅和/或頻率)而調(diào)制。對(duì)于跨電容感測(cè)，力感測(cè)元件可通過檢測(cè)一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器傳感器電極與一個(gè)或多個(gè)接收器傳感器電極之間的電容耦合而運(yùn)作。發(fā)射器傳感器電極和接收器傳感器電極可以各種配置來設(shè)置。

校準(zhǔn)模塊340配置為實(shí)施在這里描述的實(shí)施方式的多個(gè)方面。校準(zhǔn)模塊340包括適合的電路和/邏輯以實(shí)施這些實(shí)施方式。校準(zhǔn)模塊340可包括一個(gè)或多個(gè)集成電路(ics)和/或其它的電路部件中的部分或全部。在一些實(shí)施方式中，校準(zhǔn)模塊340還包括可以電子方式讀取的指令，例如固件代碼、軟件代碼和/或類似代碼。校準(zhǔn)模塊340接收表示力傳感器330的力讀數(shù)的電容變化。校準(zhǔn)模塊還可相對(duì)存儲(chǔ)器和/或寄存器而進(jìn)行讀和寫處理以實(shí)施在這里描述的實(shí)施方式。校準(zhǔn)模塊340可將表示力讀數(shù)的電容的變化與基于已存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的預(yù)計(jì)的力讀數(shù)進(jìn)行比較，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)包括涉及一個(gè)或多個(gè)力感測(cè)電極的已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。校準(zhǔn)模塊340可采用在這里描述的已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)和/或收集的數(shù)據(jù)，利用適合的硬件、固件和/或軟件進(jìn)行計(jì)算。

圖4表示力傳感器330上的力感測(cè)電極示例性的分布。在這里示出9個(gè)力感測(cè)電極，但是在其它的實(shí)施方式中可采用任何適合數(shù)量的力感測(cè)電極。針對(duì)在這里描述的實(shí)施方式，采用9個(gè)力感測(cè)電極的示例性分布。力感測(cè)電極從402到418編號(hào)，并且位于力傳感器330的位置(i，j)處。在力傳感器330的任何點(diǎn)處施加力時(shí)，每個(gè)獨(dú)立的力感測(cè)電極感測(cè)和測(cè)量位于相應(yīng)電極處的力fij。于是，在每個(gè)電極處測(cè)量的力fij的總和提供施加給力傳感器300的力的總和的測(cè)量值。例如，如果在或靠近力感測(cè)電極410的位置施加力ftotal，則力感測(cè)電極410感測(cè)到力ftotal的一部分。其它的8個(gè)力感測(cè)電極也感測(cè)到力ftotal的一部分。力ftotal通過將各個(gè)力感測(cè)電極的響應(yīng)累加而確定：

ftotal＝∑fij

由于在本例子中，在靠近力感測(cè)電極410(中心電極)處施加力ftotal，故力感測(cè)電極410最可能提供相對(duì)于各個(gè)力感測(cè)電極響應(yīng)的總和的最大占比。

當(dāng)在輸入裝置100銷售給零售商或用戶之前對(duì)其進(jìn)行測(cè)試時(shí)，對(duì)力傳感器330進(jìn)行校準(zhǔn)，使得每個(gè)力感測(cè)電極感測(cè)和報(bào)告施加于力傳感器330的正確的力。例如在輸入裝置100的掉落測(cè)試后，該裝置的機(jī)械部件會(huì)變化，并且力感測(cè)電極不再會(huì)報(bào)告正確的力測(cè)量值。但是，與更接近力傳感器330的邊緣的其它的力感測(cè)電極相比較，靠近力傳感器330的中心的電極或多個(gè)電極(例如本例子中的力感測(cè)電極410)經(jīng)常經(jīng)歷較小的變化。這就是說，在該裝置經(jīng)歷機(jī)械變化后，中心電極的力測(cè)量值的變化小于其它電極的測(cè)量值。由于該原因，在用戶使用它后，當(dāng)裝置經(jīng)歷機(jī)械變化時(shí)中心電極可用作參考以對(duì)其它的力感測(cè)電極進(jìn)行校準(zhǔn)。用作參考以對(duì)其它的電極進(jìn)行重新校準(zhǔn)的電極可稱為“金電極”。在其它的實(shí)施方式中，可根據(jù)機(jī)械變化時(shí)哪個(gè)電極經(jīng)歷的測(cè)量值變化較小而將除了中心電極以外的任何其它的力感測(cè)電極指定為金電極。

在這里描述的實(shí)施方式中，在校準(zhǔn)期間，當(dāng)在或靠近金電極(在本例子中為力感測(cè)電極410)處施加參考力ftotal時(shí)，在每個(gè)力感測(cè)電極處提取力測(cè)量值。金電極和其它的力感測(cè)電極中的每個(gè)的各自的力響應(yīng)存儲(chǔ)于輸入裝置100中并且作為校準(zhǔn)的參考。校準(zhǔn)模塊340可在任何適合位置存儲(chǔ)這些測(cè)量值。

另外，每個(gè)力感測(cè)電極相對(duì)力的總和ftotal的預(yù)計(jì)占比由rij表示(力所占比例)。其結(jié)果是：

每個(gè)力所占比例rij的總和等于1。如果力ftotal施加于中心力感測(cè)電極410處，則通過每個(gè)力感測(cè)電極而檢測(cè)力ftotal的一部分，并且通過力感測(cè)電極而檢測(cè)到的總的力加到ftotal上。例如，對(duì)于100％的總值，可在中心力感測(cè)電極處檢測(cè)到該力的44％，而在其它8個(gè)力感測(cè)電極的每個(gè)處檢測(cè)到7％。如果在校準(zhǔn)期間確定了那些示例性的力測(cè)量值，則中心力感測(cè)電極410的rij為0.44，并且其它的8個(gè)力感測(cè)電極中的每個(gè)的rij為0.07。這些比例與等于或基本等于在中心力感測(cè)電極410處施加的ftotal的力相對(duì)應(yīng)。施加于輸入裝置100的其它地方的力對(duì)于每個(gè)傳感電極產(chǎn)生不同組rij值。將在校準(zhǔn)期間確定的該組rij值保存，并且用于在位于或靠近力感測(cè)電極410處檢測(cè)到基本等于ftotal的力時(shí)的將來時(shí)刻，對(duì)力傳感裝置重新校準(zhǔn)。

每個(gè)力感測(cè)電極也具有相應(yīng)的權(quán)重因子kij。在校準(zhǔn)期間，針對(duì)每個(gè)力感測(cè)電極，權(quán)重因子kij初始設(shè)定為1。在重新校準(zhǔn)期間，可改變這些權(quán)重因子以針對(duì)輸入裝置100和力傳感器330的機(jī)械變化進(jìn)行補(bǔ)償。校準(zhǔn)模塊340在任何適合位置存儲(chǔ)每個(gè)力感測(cè)電極的權(quán)重因子k和比例r。在一些實(shí)施方式中，r和k值可存儲(chǔ)于寄存器中。

在運(yùn)行期間，可在施加與校準(zhǔn)力相似的力時(shí)對(duì)輸入裝置100重新校準(zhǔn)。這就是說，當(dāng)在位于或靠近中心力感測(cè)電極410處施加大約等于ftotal的力時(shí)，可對(duì)輸入裝置100進(jìn)行重新校準(zhǔn)?？筛鶕?jù)在校準(zhǔn)期間而確定的并且由校準(zhǔn)模塊340存儲(chǔ)的比例r和權(quán)重因子k，將力感測(cè)電極針對(duì)施加的力ftotal的響應(yīng)與力感測(cè)電極的“預(yù)計(jì)的”響應(yīng)進(jìn)行比較。根據(jù)該比較，可調(diào)整力感測(cè)電極的力權(quán)重因子k，以便針對(duì)機(jī)械變化而進(jìn)行補(bǔ)償。

作為例子，輸入裝置100通過位于中心力感測(cè)電極410處的其值為100的力ftotal校準(zhǔn)。當(dāng)在金電極周圍的預(yù)定區(qū)域內(nèi)施加處于ftotal附近的預(yù)定范圍內(nèi)的力時(shí)，可對(duì)輸入裝置100編程以進(jìn)行重新校準(zhǔn)，在這一情況下，金電極為中心力感測(cè)電極410。針對(duì)施加的力和金電極的周圍區(qū)域，可采用任何適合的范圍。例如，如果施加的力f’total在校準(zhǔn)力ftotal的10％的范圍內(nèi)，并且施加的力在距金電極的坐標(biāo)(x，y)1cm的范圍內(nèi)(在一個(gè)實(shí)施方式中，可認(rèn)為1cm屬于“靠近”中心電極)，則可進(jìn)行重新校準(zhǔn)。在其它的實(shí)施方式，可采用其它的范圍。在另一實(shí)施方式中，如果與任何其它的力感測(cè)電極相比較，施加的力更接近中心電極，則認(rèn)為施加的力靠近中心電極。

為了使用簡單的例子，在運(yùn)行期間，其值為100的力f’total施加于中心力感測(cè)電極410的預(yù)定范圍內(nèi)的位置。由于力f’total在校準(zhǔn)力的10％的范圍內(nèi)，并且力的位置在距離中心力感測(cè)電極410的1cm的范圍內(nèi)，故在此時(shí)可對(duì)輸入裝置100重新校準(zhǔn)。在9個(gè)力感測(cè)電極的每個(gè)電極處，提取力測(cè)量值。由于力f’total等于總的校準(zhǔn)力，故預(yù)計(jì)9個(gè)力感測(cè)電極的每個(gè)所檢測(cè)的力值基本等于在初始校準(zhǔn)的期間確定的值。如果在重新校準(zhǔn)的期間而施加的力f’total比初始校準(zhǔn)力高出10％，則預(yù)計(jì)在9個(gè)力感測(cè)電極的每個(gè)電極處檢測(cè)的力值高出10％。假定對(duì)于重新校準(zhǔn)計(jì)算，下述比例rij是恒定的，該比例rij指在校準(zhǔn)力ftotal施加于校準(zhǔn)位置(即金電極)處的校準(zhǔn)期間確定的力感測(cè)電極中的每個(gè)的比例。這就是：

這里f’total為重新校準(zhǔn)過程中施加和檢測(cè)的總的力，并且f’ij為位于位置(i，j)處的力感測(cè)電極所檢測(cè)的力。

在重新校準(zhǔn)過程期間，確定金電極處的力(fgolden)。金電極的比例由rgolden表示。由于假定金電極處的力最精確，故采用該力以通過下述公式確定施加給輸入裝置100的預(yù)計(jì)的總的力fexp：

于是，針對(duì)位于位置(i，j)處的每個(gè)力傳感器電極，計(jì)算fij/rij。將這些值與如上所述在金電極處確定的fexp進(jìn)行比較。如果位于位置(i，j)處的fij/rij的給定值與fexp的差大于預(yù)定閾值，則重新校準(zhǔn)位置(i，j)處的力傳感器。針對(duì)重新校準(zhǔn)的每個(gè)力傳感器電極的目標(biāo)是使fij/rij基本等于fexp。該目標(biāo)通過對(duì)需要重新校準(zhǔn)的每個(gè)力傳感器電極的權(quán)重因子k進(jìn)行更新而實(shí)現(xiàn)。如果kij表示位于位置(i，j)處的力傳感器電極的權(quán)重因子，則k’ij表示經(jīng)過更新的權(quán)重因子。經(jīng)過更新的k’ij選擇為使得：

求解k’ij，用fgolden/rgolden代替fexp：

因此，可通過在金力傳感器電極處測(cè)得的力、在位于位置(i，j)的力傳感器電極處測(cè)得的力和該兩個(gè)位置的r值確定新的權(quán)重因子k’ij。當(dāng)針對(duì)要求重新校準(zhǔn)的每個(gè)力傳感器電極計(jì)算新的權(quán)重因子k’時(shí)，權(quán)重因子由校準(zhǔn)模塊340存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中。如上所述，在位于給定力傳感器電極處檢測(cè)的力超出某預(yù)定范圍時(shí)，僅僅對(duì)權(quán)重因子進(jìn)行重新計(jì)算。例如，力傳感器電極處檢測(cè)的力與力傳感器電極處的預(yù)計(jì)的力僅僅相差10％或更低的程度時(shí)，可確定檢測(cè)的力位于可接受的范圍內(nèi)。噪音和其它的隨機(jī)影響可稍稍改變由力傳感器電極所檢測(cè)的值，因此位于某范圍內(nèi)的力測(cè)量值經(jīng)常是可接受的，從而避免過度的重新校準(zhǔn)。

在確定新的權(quán)重因子k’ij之后，在位于位置(i，j)處的力感測(cè)電極處的將來的力測(cè)量值與新的權(quán)重因子相乘以確定施加給輸入裝置100的力。作為例子，在具有0.5的r的金力感測(cè)電極附近檢測(cè)到的力的值為50(其接近本例子的校準(zhǔn)力的值)。因此，fexp為50/0.5或100。在觸摸傳感電極414處檢測(cè)到值為3的力，觸摸傳感電極414位于圖4中的力傳感器330的右下角。如果觸摸傳感電極414的r值為0.08，則fij/rij＝3/0.08＝37.5。由于值37.5與fexp值的100相差很大，故應(yīng)當(dāng)對(duì)觸摸傳感電極414重新校準(zhǔn)。新的權(quán)重因子表示為：

因此：

新的權(quán)重因子k’ij＝2.67。默認(rèn)的權(quán)重因子為1，這樣經(jīng)更新的權(quán)重因子由校準(zhǔn)模塊340存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器中。對(duì)于將來的力測(cè)量值，觸摸傳感電極414檢測(cè)的力與值為2.67的權(quán)重因子k相乘，并且與其它的觸摸傳感電極的力測(cè)量值相加，從而確定施加于力傳感器330上的總的力。其結(jié)果是，如果在觸摸傳感電極414處檢測(cè)到的后續(xù)的力為3，則3×2.67≈8的力用作該力感測(cè)電極相對(duì)總的施加力的貢獻(xiàn)。權(quán)重因子有助于部分解釋輸入裝置100中的機(jī)械變化。

在一些實(shí)施方式中，可采用濾波器以緩慢改變給定力感測(cè)電極的k值，而取代在一個(gè)步驟中以較大值修正k。例如，給定的重新校準(zhǔn)過程可表明k應(yīng)當(dāng)從1變?yōu)?。但是，諸如此類的較大變化率會(huì)導(dǎo)致k值的過校正。由于噪音、機(jī)械變化和其它的不規(guī)則性，新的k值會(huì)過多改變權(quán)重因子，所以可實(shí)施較慢的變化率而取代使用濾波值。于是，如果上述變化不充分，則可于下一重新校準(zhǔn)期間再次更新k值。

用于k值的濾波器可通過任何適合的方法而完成實(shí)施。一個(gè)方法為將k值的變化量與小于1的值相乘，該小于1的值由α表示(濾波值)。例如，如果α＝0.5，則重新校準(zhǔn)過程確定k應(yīng)從1變?yōu)?，然后經(jīng)過更新的kij表示為：

因此更新的kij值為0.5×(5/1)，或2.5。其結(jié)果是，將k更新為2.5而取代5，從而產(chǎn)生k值的較慢的變化率?？刹捎昧硪还揭詫?duì)k進(jìn)行濾波，該公式為：

kijnew＝(1-α)kij+αk’ij

采用本公式和上述α與k’ij的值，則新的kij值為0.5(1)+0.5(5)或3.例如如果α為0.8，則較大的變化率產(chǎn)生新的kij值：0.2(1)+0.8(5)或4.2?？筛鶕?jù)所需的變化到k的進(jìn)取程度，采用α的不同值。

在要求重新校準(zhǔn)的每個(gè)力感測(cè)電極的重新校準(zhǔn)過程期間，當(dāng)確定了新的k因子之后，將每個(gè)力感測(cè)電極的力測(cè)量值相加以確定總的力。因此：

ftotal＝∑k’ijfij

圖5表示實(shí)例表500，該表500表示重新校準(zhǔn)的力測(cè)量值，該重新校準(zhǔn)的力測(cè)量值基于靠近金電極(例如圖4所示的中心力感測(cè)電極410)施加的力。圖5所示的力測(cè)量值的重新校準(zhǔn)的改善程度可以與其它環(huán)境下的其它輸入裝置的使用差不多。在這里所示的結(jié)果僅僅為一個(gè)示例性的實(shí)施方式。在本例子中，在列a～i中示出9個(gè)感測(cè)電極。在于輸入裝置100上進(jìn)行測(cè)試電池之前，獲得力測(cè)量值。測(cè)試電池可包括例如輸入裝置100的掉落測(cè)試，該測(cè)試可改變裝置中的力傳感器的物理特性。該9個(gè)力感測(cè)電極的這些“之前”的力測(cè)量值在行502中示出。行502中的力測(cè)量值用于確定在重新校準(zhǔn)前后該誤差有多大的基準(zhǔn)。行504示出行502中的力測(cè)量值的總和(5958)。行506示出在重新校準(zhǔn)期間使用的力測(cè)量值的k的值(以百分比表示)。列e的k值為100％，其指示列e中表示的力傳感器在本例子中為“金”電極。

行508示出在實(shí)施測(cè)試電池后的每個(gè)力感測(cè)電極的力傳感器測(cè)量值。如在行508中所看到的那樣，在于裝置上進(jìn)行測(cè)試電池后，這些“之后”的力傳感器測(cè)量值相對(duì)行502中的“之前”的測(cè)量值大大地改變。例如在列b中，“之前”測(cè)試測(cè)量的力的值為1489，而“之后”測(cè)試測(cè)量的力的值為787。類似地，在列g(shù)中，“之前”測(cè)試測(cè)量的值為809，而“之后”測(cè)試測(cè)量的值為366?！爸蟆睖y(cè)試中的力測(cè)量值的總和在行510中示出(3889)。因此，“之前”和“之后”的測(cè)試之間的誤差為(5958-3889)/5958或約35％。

行512示出在“之后”的測(cè)量值(行508)與每個(gè)力感測(cè)電極的權(quán)重因子k(行506)相乘時(shí)的力傳感器測(cè)量值。例如在列a中，“之后”的測(cè)量值136與400％的k因子相乘從而產(chǎn)生重新校準(zhǔn)的測(cè)量值544。類似地，列b的“之后”的測(cè)量值787與列b的197％的k因子相乘，其產(chǎn)生重新校準(zhǔn)的力測(cè)量值1553。在對(duì)力傳感器測(cè)量值中的每個(gè)重新校準(zhǔn)后，在行514中示出那些經(jīng)重新校準(zhǔn)的力測(cè)量值的總和。經(jīng)重新校準(zhǔn)的測(cè)量值的總和為6513。“之前”的總和與經(jīng)重新校準(zhǔn)的總和之間的誤差為(6513-5958)/5958或約9.3％。因此，在本例子中，采用這里描述的重新校準(zhǔn)過程導(dǎo)致誤差從約35％降至約9％。

圖6示出實(shí)例表600，該表600示出三個(gè)樣本裝置的測(cè)試結(jié)果和三個(gè)裝置校準(zhǔn)之前和之后的相應(yīng)的力測(cè)量值。該表示出測(cè)試力在裝置上的15個(gè)不同點(diǎn)(列a中示出為點(diǎn)1、點(diǎn)2等)的15個(gè)施加。例如，在校準(zhǔn)之前和之后，對(duì)三個(gè)裝置中的每個(gè)上的點(diǎn)1施加力。該表示出在校準(zhǔn)之前和之后的力測(cè)量值的誤差。這里描述的實(shí)施方式的其它應(yīng)用會(huì)導(dǎo)致力傳感器測(cè)量值的不同程度的改善。

列b和c示出在15個(gè)不同點(diǎn)中的每個(gè)處的電話1的誤差測(cè)量值。列d和e示出電話2的誤差測(cè)量值。列f和g示出電話3的誤差測(cè)量值。行602顯示每列的15個(gè)不同點(diǎn)的誤差率的平均值。例如，電話1在校準(zhǔn)之前的平均誤差率為36.99％，并且在校準(zhǔn)之后的平均誤差率為11.22％。如在表600中所看到的那樣，對(duì)于該三個(gè)樣本裝置中的每個(gè)的平均誤差量得到了改善。行604示出校準(zhǔn)之前和校準(zhǔn)之后的每個(gè)裝置的最大誤差。對(duì)于三個(gè)樣本裝置中的每個(gè)，其最大誤差也得到改善。

圖7為示出校準(zhǔn)電容性力傳感器的方法700的流程圖。雖然結(jié)合圖1～4的系統(tǒng)對(duì)該方法步驟進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員理解，配置為以任何可行的順序執(zhí)行該方法步驟的任何系統(tǒng)仍落入本公開的范圍內(nèi)。在各種實(shí)施方式中，在圖1～4中描述的硬件和/或軟件單元可配置為執(zhí)行圖7的方法步驟。在一些實(shí)施方式中，圖1～4所示的部件(例如力傳感器電極與校準(zhǔn)模塊340)可采用硬件和/軟件而執(zhí)行圖7中的部分或全部步驟。

該方法開始于步驟710，該步驟中，在第一電極和第二電極中的每個(gè)處測(cè)量力的大小?？赏ㄟ^各種方式測(cè)量力，包括如上所述的測(cè)量電容的變化。

該方法繼續(xù)進(jìn)行至步驟720，該步驟中，校準(zhǔn)模塊根據(jù)第一電極處的經(jīng)測(cè)量的力的大小和第二電極處的力所占比例確定第二電極處的預(yù)計(jì)的力的大小。如上所述，第一電極可為金電極，該金電極用于對(duì)其它的力傳感器電極進(jìn)行重新校準(zhǔn)，該其它的力傳感器電極包括第二力感測(cè)電極。每個(gè)力傳感器電極的力所占比例r可存儲(chǔ)于任一適合的存儲(chǔ)器或寄存器中。

該方法繼續(xù)進(jìn)行至步驟730，該步驟中，校準(zhǔn)模塊確定第二電極處的經(jīng)測(cè)量的力的大小和第二電極處的預(yù)計(jì)的力的大小之間的差。在步驟740，響應(yīng)于差超過預(yù)定的閾值，校準(zhǔn)模塊調(diào)整力權(quán)重因子。換言之，如果第二電極處的力測(cè)量值遠(yuǎn)離預(yù)計(jì)的測(cè)量值(即其超過閾值)，則調(diào)整權(quán)重因子。如果差較小并且差沒有超過閾值，則力權(quán)重因子不需要調(diào)整。

該方法繼續(xù)進(jìn)行至步驟750，該步驟中，校準(zhǔn)模塊調(diào)整第二電極處的經(jīng)測(cè)量的力的大小。該調(diào)整至少部分地基于經(jīng)調(diào)整的力權(quán)重因子。

因此，這里給出實(shí)施方式和例子是為了以最佳方式說明本發(fā)明的技術(shù)及其特殊應(yīng)用，并且由此使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制作和使用本公開。但是，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會(huì)意識(shí)到，前面的描述和例子僅僅是為了說明和舉例的目的而提供的。所作的描述不試圖作詳盡無遺的公開或?qū)⒈竟_限定為所公開的精確形式。

鑒于前面的描述，本公開的范圍由下面的權(quán)利要求書確定。

標(biāo)號(hào)列表