CN106257380A - 自适应力感测 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种自适应力感测。一种操作具有输入表面的力敏感输入装置的方法，包括基于检测施加到输入表面上的力的量，其超过第一非按压力值至少第一按压阈值，来宣告第一按压动作，确定在第一按压动作期间施加到输入表面的最大力值，以及基于所确定的最大力值设置释放阈值用于随后的释放动作。

Description

自适应力感测
技术领域
本发明实施例一般涉及用于操作具有显示装置（带有集成感测装置）的输入装置的技术。
背景技术
包括接近传感器装置（也通常被称为触摸垫或触摸传感器装置）的输入装置广泛应用于多种电子系统中。接近传感器装置典型地包括通常由表面区分的感测区，在其中接近传感器装置确定一个或多个输入对象的存在、位置和/或运动。接近传感器装置可用于为电子系统提供接口。例如，接近传感器装置通常用作较大计算系统的输入装置（诸如集成在或外设于笔记本或桌上型电脑的不透明触摸垫）。接近传感器装置也经常用于较小计算系统中（诸如集成在蜂窝电话中的触摸屏）。
发明内容
本文描述的一个实施例是一种操作具有输入表面的力敏感输入装置的方法。该方法包括基于检测超过第一非按压力值至少第一按压阈值的、施加到输入表面的力的量，宣告第一按压动作，确定在第一按压动作期间施加到输入表面的最大力值，以及基于所确定的最大力值，设置释放阈值用于随后的释放动作。
本文描述的另一个实施例是一种用于具有输入表面的力敏感输入装置的处理系统。该处理系统包括力感测模块，其通信地耦合到输入装置的多个传感器电极。力感测模块配置成，基于检测超过第一非按压力值至少第一按压阈值的、施加到输入表面的力的量，来基于从多个传感器电极接收的信号宣告第一按压动作。力感测模块还配置成确定在第一按压动作期间施加到输入表面的最大力值，并基于所确定的最大力值，设置释放阈值用于随后的释放动作。
本文描述的另一个实施例是一种输入装置，其包括配置成检测输入装置的感测区内输入对象的位置信息和力信息的多个传感器电极，其中感测区域与输入装置的输入表面重叠。输入装置还包括处理系统，其通信地耦合到多个传感器电极并配置成，基于检测超过第一非按压力值至少第一按压阈值的、施加到输入表面的力的量，来基于从多个传感器电极接收的信号宣告第一按压动作。处理系统还配置成确定在第一按压动作期间施加到输入表面的最大力值，并基于所确定的最大力值，设置释放阈值用于随后的释放动作。
附图说明
为了使本公开的上述特征能够以详细的方式来理解，通过参考实施例作出在上面简要总结的、本公开的更具体的描述，其中一些实施例在附图中例示。但要注意，由于可容许其他相等地有效的实施例，这些附图仅例示典型实施例并且不应因此被认为对其范围的限定。
图1是依照本文描述的实施例的、输入装置的示意框图。
图2和3例示依照本文描述的实施例的、示例性传感器电极排列的部分。
图4例示依照本文描述的实施例的、包括显示和力传感器的示例性装置。
图5A-5C例示依照本文描述的实施例的、力传感器的示例性实现的操作。
图6是依照本文描述的实施例的、例示配置成执行自适应力感测的处理系统的示例性排列的框图。
图7是依照本文描述的实施例的、例示示例性自适应力感测操作的图表。
图8是依照本文描述的实施例的、例示处理系统的力感测模块的示例性操作的状态图。
图9是依照本文描述的实施例的、例示用于力感测的示例性位置补偿的示意图。
图10是依照本文描述的实施例的、一种操作具有输入表面的力敏感输入装置的方法。
图11是依照本文描述的实施例的、一种为力敏感输入装置设置释放阈值用于释放动作的方法。
为促进理解，已尽可能使用同样的参考标号来标明对附图而言是共同的同样元件。应预期到，在一个实施例中公开的元件可不经明确的叙述、而在其他实施例中可获益地使用。这里所指的附图不应被理解为按比例绘制，除非特别说明。同样，通常简化附图，并且省略细节或组件以便陈述和解释的清楚。附图及讨论服务于解释下面讨论的原理，其中类似的标注表示类似的元件。
具体实施方式
下列详细描述本质上仅仅是示范性的，并不意图限制本公开或本公开的应用和使用。而且，不存在由在先的背景技术、发明内容或下面具体实施方式中提出的、任何表达的或暗示的理论所约束的意图。
本技术的各种实施例提供用于改进可用性的输入装置和方法。输入装置可以包括电极，其作为传感器电极操作来检测输入装置和输入对象（例如触控笔或用户手指）之间的交互。
力传感器的传统实现使用固定阈值来确定不连续的“按压”及“释放”动作。例如，若电容变化超过第一阈值，则宣告“按压”动作。若电容变化低于第二阈值，则宣告“释放”动作。然而，固定阈值方案无法补偿与力传感器实现关联的某些效应。在一个示例中，用来确定力度量的电容值的变化，在所施加输入力被移除后，可能没有马上归零。在另一示例中，即使用户企图在输入表面上保持恒定压力，但电容值的变化仍可能改变，其易于导致不想要的“释放”动作。在另一示例中，施加到输入表面上不同位置的输入力不具有均一的力响应。
依照本文描述的各种实施例，输入装置的力感测性能可以利用自适应力感测方案来改进。由力感测模块计算并保持高值和低值来追踪不同时间的力输入，并且“按压”和“释放”动作可以相对于这些高值和低值来定义。高值和低值，取决于力感测模块的当前操作状态，按不同的方式更新。能够基于在按压动作期间的最大力水平，来计算用于检测释放动作的阈值。此外，可以应用位置补偿以便产生跨输入装置的输入表面的更均一响应。
示例性输入装置实现
图1是依照本技术实施例的、输入装置100的示意框图。在各种实施例中，输入装置100包括与感测装置集成的显示装置。输入装置100可配置成向电子系统150提供输入。如本文档所使用的，术语“电子系统”（或“电子装置”）广义地指能够电子地处理信息的任何系统。电子系统的一些非限制性示例包括所有大小和形状的个人计算机，诸如桌上型电脑、膝上型电脑、上网本电脑、平板电脑、网络浏览器、电子书阅读器和个人数字助理（PDA）。另外的示例电子系统包括复合型输入装置，诸如包括输入装置100和独立操纵杆或按键开关的物理键盘。进一步的示例电子系统包括诸如数据输入装置（包括遥控器和鼠标）和数据输出装置（包括显示屏幕和打印机）之类的外围设备。其他示例包括远程终端、信息亭、以及视频游戏机（例如，视频游戏控制台、便携式游戏装置等）。其他示例包括通信装置（包括诸如智能电话之类的蜂窝电话）和媒体装置（包括录音机、编辑器和诸如电视机的播放器、机顶盒、音乐播放器、数码相框和数码相机）。另外，电子系统可以是输入装置的主机或从机。
输入装置100能够实现为电子系统的物理部件，或能够与电子系统物理地分离。视情况而定，输入装置100可使用下列项的任一个或多个与电子系统的部件通信：总线、网络以及其他有线或无线互连。示例包括I2C、SPI、PS/2、通用串行总线（USB）、蓝牙、RF以及IRDA。
在图1中，输入装置100示出为接近传感器装置（也通常被称为“触摸垫”或“触摸传感器装置”），其配置成感测由一个或多个输入对象140在感测区170中提供的输入。示例输入对象包括如图1所示的手指和触控笔。
感测区170包含在输入装置100之上、周围、之中和/或附近的任何空间，在其中输入装置100能够检测用户输入（例如，由一个或多个输入对象140提供的用户输入）。特定感测区的尺寸、形状和位置可以逐个实施例极大地改变。在一些实施例中，感测区170从输入装置100的表面沿一个或多个方向延伸到空间中，直至信噪比阻止充分准确的对象检测。这个感测区170沿特定方向延伸的距离，在各种实施例中，可以大约少于一毫米、数毫米、数厘米、或更多，而且可随所使用的感测技术的类型和期望的精度而显著变化。因此，一些实施例感测输入，其中包括与输入装置100任何表面无接触、与输入装置100的输入表面（例如触摸表面）接触、与耦合一定量外加力或压力的输入装置100的输入表面接触、和/或它们的组合。在各种实施例中，输入表面可由传感器电极位于其中的壳体的表面来提供，由应用在传感器电极或任何壳体之上的面板来提供等。在一些实施例中，感测区170在投射到输入装置100的输入表面上时具有矩形形状。
输入装置100可使用传感器组件和感测技术的任何组合来检测感测区170中的用户输入。输入装置100包括用于检测用户输入的多个传感器电极120。输入装置100可包括一个或多个传感器电极120，它们组合来形成传感器电极。作为几个非限定性示例，输入装置100可使用电容性、倒介电、电阻性、电感性、磁、声、超声、和/或光技术。
一些实现配置成提供跨越一维、二维、三维或更高维空间的图像。一些实现配置成提供沿特定轴或平面的输入的投影。
在输入装置100的一些电阻性实现中，柔性且导电的第一层通过一个或多个间隔元件与导电的第二层分离。在操作期间，一个或多个电压梯度跨多层产生。按压柔性的第一层可使其充分弯曲而产生多层之间的电接触，导致反映多层间接触的点的电压输出。这些电压输出可用于确定位置信息。
在输入装置100的一些电感性实现中，一个或多个传感器电极120获得谐振线圈或线圈对引起的环路电流。电流的量值、相位和频率的某种组合可随后用于确定位置信息。
在输入装置100的一些电容性实现中，电压或电流被施加来产生电场。附近的输入对象导致电场的变化，并且产生电容性耦合的可检测变化，其可作为电压、电流等的变化而被检测。
一些电容性实现使用电容性传感器电极120的阵列或其他规则或不规则的图案来产生电场。在一些电容性实现中，独立传感器电极120可欧姆地短接在一起以形成更大的传感器电极。一些电容性实现利用电阻片，其可以是电阻均匀的。
如上所述，一些电容性实现利用基于传感器电极120与输入对象之间的电容性耦合的变化的“自电容”（或“绝对电容”）感测方法。在一个实施例中，处理系统110配置成将具有已知幅度的电压驱动到传感器电极120上并测量使传感器电极充电到所驱动电压所需的电荷量。在其他实施例中，处理系统110配置成驱动已知电流并测量结果电压。在各种实施例中，传感器电极120附近的输入对象改变传感器电极120附近的电场，从而改变量得的电容性耦合。在一个实现中，绝对电容感测方法通过使用调制信号相对于基准电压（例如，系统地）调制传感器电极120，以及通过检测传感器电极120与输入对象140之间的电容性耦合，来进行操作。
此外，如上所述，一些电容性实现利用基于感测电极之间的电容性耦合的变化的“互电容”（或“跨电容”）感测方法。在各种实施例中，感测电极附近的输入对象140改变感测电极之间的电场，从而改变量得的电容性耦合。在一个实现中，跨电容性感测方法通过检测在一个或多个发射器感测电极（也是“发射器电极”）和一个或多个接收器感测电极（也是“接收器电极”）之间的电容性耦合，来进行操作，如下详细描述。发射器感测电极可相对于基准电压（例如，系统地）来调制以传送发射器信号。接收器感测电极可相对于基准电压保持大体恒定以促进结果信号的接收。结果信号可包括对应于一个或多个发射器信号和/或对应于一个或多个环境干扰源（例如其他电磁信号）的影响。感测电极可为专用的发射器电极或接收器电极，或者可配置成既传送又接收。
在图1中，处理系统110示出为输入装置100的部件。处理系统110配置成操作输入装置100的硬件来检测感测区170中的输入。处理系统110包括一个或多个集成电路（IC）和/或其他电路组件的部分或全部。例如，用于互电容传感器装置的处理系统可包括配置成以发射器传感器电极来传送信号的发射器电路，和/或配置成以接收器传感器电极来接收信号的接收器电路。在一些实施例中，处理系统110还包括电子可读指令，诸如固件代码、软件代码等。在一些实施例中，组成处理系统110的组件定位在一起，诸如在输入装置100的传感器电极120附近。在其他实施例中，处理系统110的组件在物理上是独立的，其中一个或多个组件靠近输入装置100的传感器电极120，而一个或多个组件在别处。例如，输入装置100可为耦合到桌上型计算机的外设，并且处理系统110可包括配置成在桌上型计算机的中央处理单元上运行的软件以及与该中央处理单元分离的一个或多个IC（或许具有关联的固件）。作为另一示例，输入装置100可物理地集成在电话中，并且处理系统110可包括作为该电话的主处理器的一部分的电路和固件。在一些实施例中，处理系统110专用于实现输入装置100。在其他实施例中，处理系统110也执行其他功能，诸如操作显示屏、驱动触觉致动器等。
处理系统110可实现为处理处理系统110的不同功能的一组模块。每一模块可包括作为处理系统110的一部分的电路、固件、软件或它们的组合。在各种实施例中，可使用模块的不同组合。示例模块包括用于操作诸如传感器电极和显示屏之类硬件的硬件操作模块，用于处理诸如传感器信号和位置信息之类数据的数据处理模块，以及用于报告信息的报告模块。另外的示例模块包括传感器操作模块，其配置成操作传感器电极120来检测输入；识别模块，其配置成识别诸如模式变更手势之类的手势；以及模式变更模块，其用于变更操作模式。处理系统110也可以包括一个或多个控制器。
在一些实施例中，处理系统110通过引起一个或多个动作来直接响应在感测区170中的用户输入（或没有用户输入）。示例动作包括变更操作模式，以及诸如光标移动、选择、菜单导航和其他功能的GUI动作。在一些实施例中，处理系统110向电子系统的某个部件（例如，向与处理系统110分离的电子系统的中央处理系统，如果这样一个独立的中央处理系统存在的话）提供关于输入（或没有输入）的信息。在一些实施例中，电子系统的某个部件处理从处理系统110接收的信息以按用户输入进行动作，以致促进全范围的动作，包括模式变更动作和GUI动作。
例如，在一些实施例中，处理系统110操作输入装置100的传感器电极120来产生指示感测区170中输入（或没有输入）的电信号。处理系统110在产生提供给电子系统的信息中，可对该电信号执行任何适量的处理。例如，处理系统110可对从传感器电极120获得的模拟电信号进行数字化。作为另一示例，处理系统110可执行滤波或其他信号调节。作为又一示例，处理系统110可减去或以其他方式计及基线，以使得信息反映电信号和基线之间的差异。作为另一些示例，处理系统110可确定位置信息，将输入识别为命令，识别笔迹等。
本文使用的“位置信息”广义地包含绝对位置、相对位置、速度、加速度和其他类型的空间信息。示例性的“零维”位置信息包括近/远或接触/非接触信息。示例性的“一维”位置信息包括沿轴的位置。示例性的“二维”位置信息包括在平面中的运动。示例性的“三维”位置信息包括在空间中的瞬时或平均速度。进一步的示例包括空间信息的其他表示。也可确定和/或存储关于一种或多种类型位置信息的历史数据，包括，例如随时间追踪位置、运动、或瞬时速度的历史数据。
在一些实施例中，输入装置100采用由处理系统110或由某个其他处理系统操作的附加输入组件来实现。这些附加输入组件可为感测区170中的输入提供冗余的功能性，或某个其他功能性。图1示出感测区170附近的按钮130，其能够用于促进使用输入装置100的项目的选择。其他类型的附加输入组件包括滑块、球、轮、开关等。相反地，在一些实施例中，输入装置100可在没有其他输入组件的情况下实现。
一些实施例中，输入装置100包括触摸屏界面，并且感测区170与显示装置160的显示屏的有源区的至少一部分重叠。例如，输入装置100可包括覆盖该显示屏的、大体透明的传感器电极120，以及为关联的电子系统提供触摸屏界面。该显示屏可以是能向用户显示可视界面的、任何类型的动态显示器，并可包括任何类型的发光二极管（LED）、有机LED（OLED）、阴极射线管（CRT）、液晶显示器（LCD）、等离子体、电致发光（EL），或其他显示技术。输入装置100和显示装置160可共用物理元件。例如，一些实施例可将相同电组件的一些用于显示及感测。作为另一示例，显示装置160可部分或整个地由处理系统110操作。
应理解，尽管本技术的许多实施例在完全功能设备的上下文中描述，本技术的机理能够作为采用多种形式的程序产品（例如软件）来被分配。例如，本技术的机理可作为电子处理器可读取的信息承载介质（例如，可由处理系统110读取的、非暂时性计算机可读和/或可记录/可写的信息承载介质）之上的软件程序来实现及分配。另外，无论用于执行分配的介质的特定类型，本技术的实施例同样地适用。非暂时性、电子可读介质的示例包括各种光盘、存储棒、存储卡、存储模块等。电子可读介质可基于闪速、光、磁、全息、或任何其他存储技术。
示例性传感器电极排列
图2和图3例示依照本文描述的实施例的、示例性传感器电极排列的部分。具体而言，依照若干实施例，排列200（图2）例示配置成在关联图案的感测区170内感测的传感器电极的图案的一部分。为了例示和描述的清楚起见，图2示出采用简单矩形图案的传感器电极，而没有示出各种关联组件。这个感测电极的图案包括第一批多个传感器电极205（例如205-1、205-2、205-3、205-4），以及第二批多个传感器电极215（例如215-1、215-2、215-3、215-4）。传感器电极205、215各自是上述传感器电极120的示例。在一个实施例中，处理系统110将第一批多个传感器电极205作为多个发射器电极来操作，并将第二批多个传感器电极215作为多个接收器电极来操作。在另一实施例中，处理系统110将第一批多个传感器电极205和第二批多个传感器电极215作为绝对电容性感测电极来操作。
第一批多个传感器电极205和第二批多个传感器电极215典型地彼此欧姆地绝缘。换言之，一个或多个绝缘体将第一批多个传感器电极205和第二批多个传感器电极215分离并防止它们彼此电短接。在一些实施例中，第一批多个传感器电极205和第二批多个传感器电极215可以布置在共用层上。这多个传感器电极205、215可以由在交叠区布置在它们之间的绝缘材料电分离；在这样的结构中，第一批多个传感器电极205和/或第二批多个传感器电极215可以采用连接同一电极的不同部分的跳线形成。在一些实施例中，第一批多个传感器电极205和第二批多个传感器电极215由一层或多层的绝缘材料分离。在一些实施例中，第一批多个传感器电极205和第二批多个传感器电极215由一个或多个衬底分离；例如，它们可以布置在同一衬底的相对侧上，或者布置在层叠在一起的不同衬底上。
这多个传感器电极205、215可以形成为任何期望的形状。此外，传感器电极205的大小和/或形状可以与传感器电极215的大小和/或形状不同。此外，位于衬底的同一侧的传感器电极205、215可以具有不同的形状和/或大小。在一个实施例中，第一批多个传感器电极205可以大于（具有更大的表面面积）第二批多个传感器电极215，尽管这不是必需的。在其他实施例中，第一批和第二批多个传感器电极205、215可以具有类似的大小和/或形状。
在一个实施例中，第一批多个传感器电极205大体上沿第一方向延伸，而第二批多个传感器电极215大体上沿第二方向延伸。例如，如图2所示，第一批多个传感器电极205沿一个方向延伸，而第二批多个传感器电极215沿大体上垂直传感器电极205的方向延伸。其他定向也是可能的（例如平行或其他相关定向）。
在一些实施例中，第一批和第二批多个传感器电极205、215两者定位在多个层（或显示堆叠结构的层）之外，其中这些层一起形成显示装置160。显示堆叠结构的一个示例可以包括多层，诸如透镜层、一个或多个偏光器层、滤色层、一个或多个显示电极层、显示材料层、薄膜晶体管（TFT）玻璃层以及背光层。然而，显示堆叠结构的其他排列也是可能的。在其他实施例中，第一批和第二批多个传感器电极205、215之一或两者定位在显示堆叠结构内，无论作为显示相关层的部分被包括还是作为单独层被包括。例如，特定显示电极层内的Vcom电极可以配置来执行显示更新和电容性感测。
图3的排列300例示依照几个实施例的、配置成在感测区170内感测的传感器电极的图案的一部分。为了例示和描述的清楚起见，图3示出采用简单矩形图案的传感器电极120，而没有示出其他关联组件。示例性图案包括按X列和Y行排列的传感器电极的阵列120X,Y，其中X和Y是正整数，尽管X和Y中的一个可以为零。应预期，传感器电极120的图案可以具有其他配置，诸如环形阵列（polar array）、重复图案、非重复图案、单个行或列或其他合适排列。进一步地，在各种实施例中，传感器电极120的数量可以逐行和/或逐列变化。在一个实施例中，至少一行和/或列的传感器电极120从其他传感器电极偏移，使得其相比其他传感器电极沿至少一个方向延伸更远。传感器电极120耦合到处理系统110并被用来确定感测区170内输入对象的存在（或没有出现）。
在第一模式的操作中，传感器电极120的排列（1201,1，1202,1，1203,1，…120X,Y）可以用来通过绝对感测技术检测输入对象的存在。换言之，处理系统110配置成调制传感器电极来获得所调制传感器电极120和输入对象之间的电容性耦合的变化的度量，以确定输入对象的位置。处理系统110还配置成基于采用被调制的传感器电极120所接收的结果信号的度量来确定绝对电容的变化。
在一些实施例中，排列300包括布置在传感器电极120的至少两个之间的一个或多个网格电极（未示出）。网格电极可以至少部分地限定作为一组的多个传感器电极120的范围，并且按备选方案，完全地或部分地限定传感器电极120的一个或多个的范围。在一个实施例中，网格电极是具有多个孔的平面体，其中每个孔限定传感器电极120的相应一个的范围。在其他实施例中，网格电极包括多个段，其可以被单独驱动或按组或者按两个或多个段来驱动。网格电极可以类似于传感器电极120来制作。网格电极，与传感器电极120一起，可以利用导电布线迹线耦合到处理系统110并用于输入对象检测。
传感器电极120典型地彼此欧姆地绝缘，并且也与网格电极欧姆地绝缘。换言之，一个或多个绝缘体分离传感器电极120和网格电极并防止它们彼此电短接。在一些实施例中，传感器电极120和网格电极由绝缘间隙分离，绝缘间隙可以被电绝缘材料填充或者可以是空气间隙。在一些实施例中，传感器电极120和网格电极可以通过一层或多层的绝缘材料垂直地分离。在一些其他实施例中，传感器电极120和网格电极由一个或多个衬底分离；例如，它们可以布置在同一衬底的相对侧上，或者布置在不同的衬底上。在又一些其他实施例中，网格电极可以由同一衬底上或不同衬底上的多层组成。在一个实施例中，第一网格电极可以形成在第一衬底（或衬底的第一侧）上而第二网格电极可以形成在第二衬底（或衬底的第二侧）上。例如，第一网格电极包括布置在显示装置160（图1）的薄膜晶体管（TFT）层上的一个或多个共用电极，而第二网格电极布置在显示装置160的滤色玻璃上。第一和第二网格电极的尺寸可以在至少一个维度上相等或不同。
在第二模式的操作中，当发射器信号驱动到网格电极上时，传感器电极120（1201,1，1202,1，1203,1，…120X,Y）可以用来通过跨电容性感测技术检测输入对象的存在。换言之，处理系统110配置成以发射器信号驱动网格电极，并以各传感器电极120接收结果信号，其中结果信号包括对应于发射器信号的效果，结果信号由处理系统110或其他处理器用来确定输入对象的位置。
在第三模式的操作中，传感器电极120可以被分成用于通过电容性感测技术检测输入对象的存在的发射器和接收器电极组。换言之，处理系统110可以以发射器信号驱动第一组传感器电极120，并以第二组传感器电极120接收结果信号，其中结果信号包括对应于发射器信号的效果。处理系统110或其他处理器使用结果信号来确定输入对象的位置。
输入装置100可以配置成按上述模式的任何一个来操作。输入装置100也可以配置成在上述模式的任何两个或多个之间切换。
电容性耦合的局部化电容性感测的区域可以被称为 “电容性像素”、“触摸像素”、“像素”等。在第一模式的操作中，电容性像素形成在单个传感器电极120和基准电压之间，而在第二模式的操作中，电容性像素形成在传感器电极120和网格电极之间，以及形成在用作发射器和接收器电极的传感器电极120的组（例如图2中的排列200）之间。电容性耦合随与传感器电极120关联的感测区170中输入对象的接近和运动而变化，并且从而可以用作输入对象在输入装置100的感测区中存在的指示器。
在一些实施例中，传感器电极120被“扫描”以确定这些电容性耦合。换言之，在一个实施例中，传感器电极120中的一个或多个被驱动来传送发射器信号。可操作发射器使得每次一个发射器电极进行传送，或者使得多个发射器电极同时传送。在多个发射器电极同时传送的场合，该多个发射器电极可以传送相同发射器信号并从而产生实际上更大的发射器电极。备选地，该多个发射器电极可以传送不同的发射器信号。例如，多个发射器电极可以根据使它们对接收器电极的结果信号的组合影响能够被独立地确定的一个或多个编码方案，来传送不同的发射器信号。在一个实施例中，多个发射器电极可以同时传送相同的发射器信号，而接收器电极接收效果并根据扫描方案来测量。
配置为接收器传感器电极的传感器电极120可被单个地或多个地操作来获得结果信号。结果信号可用于确定电容性像素处的电容性耦合的度量。处理系统110可以配置成以传感器电极120按扫描方式和/或多路复用方式进行接收来降低要进行的同时发生的测量的数量，以及支持电结构的大小。在一个实施例中，一个或多个传感器电极通过诸如多路复用器等的切换元件耦合到处理系统110的接收器。在这样的实施例中，切换元件可以在处理系统110内部或在处理系统110外部。在一个或多个实施例中，切换元件还可以配置成将传感器电极120与发射器或其他信号和/或电压电势耦合。在一个实施例中，切换元件可以配置成将多于一个的接收器电极同时耦合到共用接收器。
在其他实施例中，“扫描”传感器电极120以确定这些电容性耦合，包括调制传感器电极中的一个或多个并测量该一个或多个传感器电极的绝对电容。在另一个实施例中，可以操作传感器电极使得一次驱动多于一个传感器电极并以其来接收。在这样的实施例中，可以同时从一个或多个传感器电极120中的每个获取绝对电容性度量。在一个实施例中，传感器电极120的每个被同时驱动并以其来接收，从而从传感器电极120的每个同时获取绝对电容性度量。在各种实施例中，处理系统110可以配置成选择性地调制传感器电极120的一部分。例如，可以基于，但不限于，运行在主处理器上的应用、输入装置的状态以及感测装置的操作模式来选择传感器电极。在各种实施例中，处理系统110可以配置成选择性地屏蔽传感器电极120的至少一部分，以及选择性地屏蔽网格电极122或者以网格电极122进行传送，同时选择性地以其他传感器电极120进行接收和/或传送。
来自电容性像素的度量的集合形成“电容性图像”（也是“电容性帧”），其代表像素处的电容性耦合。可在多个时间段内获得多个电容性图像，并且它们之间的差异用于导出关于感测区中输入的信息。例如，在连续的时间段内获得的连续电容性图像能够用于追踪进入、退出感测区以及在感测区内的一个或多个输入对象的运动。
在上述实施例的任一个中，多个传感器电极120可以成组在一起，使得传感器电极120同时被调制或者同时以其接收。与上述方法比较，成组在一起的多个传感器电极可以产生粗略电容性图像，其可能不适用于辨别精确位置信息。然而，粗略电容性图像可以用来感测输入对象的存在。在一个实施例中，粗略电容性图像可以用来使处理系统110或输入装置100从“休眠”模式或低电能模式中移出。在一个实施例中，粗略电容性图像可以用来将电容性感测IC从“休眠”模式或低电能模式中移出。在另一实施例中，粗略电容性图像可以用来将主IC和显示驱动器中的至少一个从“休眠”模式或低电能模式中移出。粗略电容性图像可以与整个传感器区域对应，或者仅与传感器区域的一部分对应。
输入装置100的背景电容是与在感测区170中没有输入对象相关联的电容性图像。背景电容随环境和操作情况而变化，并且可以按各种方式来估计。例如，当没有输入对象被确定在感测区170中时，一些实施例获取“基线图像”，并使用那些基线图像作为它们背景电容的估计。背景电容或基线电容可能因两个传感器电极之间的寄生电容性耦合而存在，其中一个传感器电极以调制信号驱动，而另一个相对系统地保持稳定，或者因接收器电极和附近的所调制电极之间的寄生电容性耦合而存在。在许多实施例中，背景或基线电容可以在用户输入手势的时间段内相对稳定。
可针对输入装置100的背景电容来调整电容性图像以用于更有效的处理。一些实施例通过“基线化”电容性像素处的电容性耦合的度量来产生“基线化电容性图像”而实现这一点。换言之，一些实施例将形成电容图像的度量与关联那些像素的“基线图像”的适当“基线值”进行比较，并从那个基线图像确定变化。
在一些触摸屏实施例中，传感器电极120的一个或多个包括用于更新显示屏的显示的一个或多个显示电极。显示电极可以包括有源矩阵显示器的一个或多个元件，诸如分段V-com电极（共用电极）的一个或多个段、源极驱动线、栅极线、阳极子像素电极或阴极像素电极，或任何其他适合的显示元件。这些显示电极可布置于适当的显示屏衬底上。例如，共用电极可以布置在一些显示屏（例如，平面内切换（IPS）、边缘场切换（FFS）或平面至线切换（PLS）有机发光二极管（OLED））中透明衬底（玻璃衬底、TFT玻璃上或任何其他透明材料）上，在一些显示屏（例如，图案垂直调整（PVA）或多域垂直调整（MVA））的滤色玻璃的底部上，在发光层（OLED）上等。在这种实施例中，显示电极也可以称为“组合电极”，因为它执行多种功能。在各种实施例中，传感器电极120的每个包括一个或多个共用电极。在其他实施例中，至少两个传感器电极120可共享至少一个共用电极。虽然下面的描述可以描述传感器电极120和/或网格电极包括一个或多个共用电极，如上所述的各种其他显示电极也可以与共用电极结合来使用或作为共用电极的备选。在各种实施例中，传感器电极120和网格电极包括整个共用电极层（Vcom电极）。
在各种触摸屏实施例中，“电容性帧速率”（获得连续电容性图像的速率）可以与“显示帧速率”（更新显示图像的速率，包括刷新屏幕来重新显示相同的图像）的那个相同或不同。在各种实施例中，电容性帧速率是显示帧速率的整数倍。在其他实施例中，电容性帧速率是显示帧速率的分数倍。在又一些实施例中，电容性帧速率可以是显示帧速率的任何分数或整数倍。在一个或多个实施例中，显示帧速率可以变化（例如，以降低电能或者提供诸如3D显示信息的附加图像数据），而触摸帧速率保持恒定。在其他实施例中，显示帧速率可以保持恒定，而触摸帧速率增加或减少。
继续参考图3，耦合到传感器电极120的处理系统110包括传感器模块310，以及可选地，显示驱动器模块320。传感器模块310包括配置成在期望输入感测的时期期间驱动传感器电极120的至少一个用于电容性感测的电路。在一个实施例中，传感器模块310配置成驱动调制信号到该至少一个传感器电极120上，来检测该至少一个传感器电极和输入对象之间的绝对电容的变化。在另一实施例中，传感器模块310配置成驱动发射器信号到该至少一个传感器电极120上，来检测该至少一个传感器电极和另一个传感器电极120之间的跨电容的变化。调制信号和发射器信号一般是变化的电压信号，其包括在分配用于输入感测的时间段内的多个电压转变。在各种实施例中，传感器电极120和/或网格电极可以按不同模式的操作而不同地驱动。在一个实施例中，传感器电极120和/或网格电极可以以在相位、幅度和/或形状中任一个上不同的信号（调制信号、发射器信号和/或屏蔽信号）驱动。在各种实施例中，调制信号和发射器信号在形状、频率、幅度和/或相位中至少一个上相似。在其他实施例中，调制信号和发射器信号在频率、形状、相位、幅度和相位上不同。传感器模块310可以选择性地耦合传感器电极120和/或网格电极中的一个或多个。例如，传感器模块310可以耦合传感器电极120的所选择部分并且按绝对或跨电容性感测模式来操作。在另一示例中，传感器模块310可以是传感器电极120的不同部分并且按绝对或跨电容性感测模式来操作。在又一示例中，传感器模块310可以耦合到所有传感器电极120并按绝对或跨电容性感测模式来操作。
传感器模块310配置成将网格电极作为屏蔽电极来操作，屏蔽电极屏蔽传感器电极120免受附近导体的电效应所影响。在一个实施例中，处理系统配置成将网格电极作为屏蔽电极来操作，该屏蔽电极可以“屏蔽”传感器电极120免受附近导体的电效应所影响，并且保护传感器电极120免受网格电极所影响，从而至少部分地降低网格电极和传感器电极120之间的寄生电容。在一个实施例中，驱动屏蔽信号到网格电极上。屏蔽信号可以是地信号，诸如系统地或其他地，或任何其他恒定电压（即非调制的）信号。在另一实施例中，将网格电极作为屏蔽电极来操作可以包括电浮动网格电极。在一个实施例中，网格电极在被电极浮动时能够作为有效屏蔽电极来操作，这是由于其与其他传感器电极的大耦合。在其他实施例中，屏蔽信号可以被称为“保护信号”，其中保护信号是变化的电压信号，其具有与驱动到传感器电极上的调制信号相似的相位、频率及幅度中的至少一个。在一个或多个实施例中，布线迹线可以被屏蔽以免因在网格电极和/或传感器电极120之下的布线而响应输入对象，并且因此可以不是示出为传感器电极120的有源传感器电极的一部分。
在一个或多个实施例中，电容性感测（或输入感测）和显示更新可以在至少部分重叠的时期期间发生。例如，当共用电极被驱动用于显示更新时，该共用电极也可以被驱动用于电容性感测。在另一实施例中，电容性感测和显示更新可以在非重叠时期（也称为非显示更新时期）期间发生。在各种实施例中，非显示更新时期可以在用于显示帧的两个显示线的显示线更新时期之间发生，并且可以在时间上至少与显示更新时期一样长。在这样的实施例中，非显示更新时期可以被称为“长水平消隐期”、“长h-消隐期”或“分布式消隐期”，其中消隐期在两个显示更新时期之间发生，并且至少与显示更新时期一样长。在一个实施例中，非显示更新时期在帧的显示线更新时期之间发生，并且足够长以允许要被驱动到传感器电极120上的发射器信号的多个转变。在其他实施例中，非显示更新时期可以包括水平消隐期或垂直消隐期。处理系统110可以配置成在不同非显示更新时间的任何一个或多个或任何组合期间，驱动传感器电极120用于电容性感测。同步信号可以在传感器模块310和显示驱动器模块320之间共享，以提供具有可重复地连贯的频率和相位的重叠显示更新和电容性感测时期的准确控制。在一个实施例中，这些同步信号可以配置成允许相对稳定的电压在输入感测时期的开始和结束与具有相对稳定电压的显示更新时期恰好重合（例如，接近输入积分器重置时间的结束或接近显示充电共享时间的结束）。调制信号或发射器信号的调制频率可以处于显示线更新速率的谐波（harmonic），其中确定相位来提供从显示元件到接收器电极的几乎恒定的电荷耦合，从而允许这个耦合作为基线图像的一部分。
传感器模块310包括配置成在期望输入感测的时期期间，以传感器电极120和/或网格电极接收包括对应于调制信号或发射器信号的效果的结果信号的电路。传感器模块310可以确定输入对象在感测区170内的位置或可以提供包括指示结果信号的信息的信号至另一模块或处理器，例如，确定模块330或关联电子装置150的处理器（即主处理器），以供确定输入对象在感测区170中的位置。
显示驱动器模块320可以被包括在处理系统100内，或与处理系统110分离。显示驱动器模块320包括配置成在非感测（例如显示更新）时期期间，向显示装置160的显示器提供显示图像更新信息的电路。
在一个实施例中，处理系统110包括第一集成控制器，其包括显示驱动器模块320和传感器模块310的至少一部分（即发射器模块和/或接收器模块）。在另一实施例中，处理系统110包括第一集成控制器，其包括显示驱动器320，以及第二集成控制器，其包括传感器模块310。在又一实施例中，处理系统包括第一集成控制器，其包括显示驱动器模块320和传感器模块310的第一部分（例如发射器模块或接收器模块中的一个），以及第二集成控制器，其包括传感器模块310的第二部分（例如发射器和接收器模块中另一个）。在包括多个集成电路的那些实施例中，同步机制可以耦合在它们之间，配置成同步显示更新时期、感测时期、发射器信号、显示更新信号等。
示例性力感测排列
图4例示依照本文描述的实施例的、包括显示和力传感器的示例性装置。具体而言，图4例示示例性装置400的截面图。装置400的一些非限制性示例包括智能电话、平板以及其他移动计算装置。
装置400包括配置成支撑和/或保持装置400内的显示组合件407的边框件405。在一些实施例中，边框件405可以至少部分地限定显示组合件407的范围。例如，在图4中示出的边框件405的两个单独部分可以是单个构件，其具有用于限定显示组合件407的范围的任何适合形状。显示组合件407可以倚靠着边框件405的一个或多个表面安装，和/或与其附接，其中该一个或多个表面诸如垂直部分（即沿Z方向对齐）以及水平部分（即沿Y方向对齐）。在一些实施例中，显示组合件407通过一个或多个间隔件435与边框件405的水平部分附接。边框件405还与后盖410耦合。在一个备选实施例中，边框件405和后盖410形成为单个组件。边框件405与后盖410的附接以及倚靠着边框件405来安装显示组合件407的这个组合，进行操作来封装装置400的其他组件，并且一般地提供完全装配的装置400的外观。
如所示出，框架件415沿X-Y平面延伸，并且布置在边框件405和后盖410之间。框架件415可以向所装配装置400、用于至装置400的组件的物理附接的附加耦合点等提供附加的硬度。框架件415可以具有大体上连续的平面形状，或可以定义一个或多个开口，电线通过该开口延伸来连接框架件415的相对侧上的组件。框架件415可以完全或部分由金属材料建造。在一些实施例中，框架件415包括与地或另一电压基准的电流连接。
显示组合件407包括用于保护玻璃420和用于LCD 430的单独层。为了简化，其他显示相关层未示出。进一步地，在一些实施例中，显示组合件407包括在显示组合件407的一层或多层内的多个传感器电极，其配置成执行相对于装置400的输入表面425的触摸感测。如上关于图1-3所描述的，多个传感器电极可以包括在一个或多个衬底上，并且布置在显示组合件407的观看侧上。
LCD 430的底面445、框架件415的顶面465以及边框件405的部分定义Z方向上具有高度h的第一容积460。第一容积460可以是空气间隙或者包括适用于力传感器440的电容测量的其他电介材料。在一些实施例中，力传感器440布置在显示组合件407的非观看侧，并且至少部分在第一容积460内。如所示出的，力传感器440与LCD 430耦合。一般而言，力传感器440包括配置成被驱动的一个或多个电极，并且该一个或多个电极使结果信号被测量来确定外加力的量。当力被施加到输入表面425（例如在Z方向上按压保护玻璃420），显示组合件407向下弯曲（由于保护玻璃420的弯曲和/或将保护玻璃420与边框件405耦合的粘合剂的压缩），导致力传感器440在第一容积460内移位。一般而言，移位导致力传感器440内电极的电容变化以及随框架件415的电容变化。可以测量电容变化并用来确定施加到输入表面425的力的量。
在其他实施例中，力传感器440布置在第一容积460内显示组合件407的非观看侧上的备选位置。在一个实施例中，力传感器440安装在框架件415上并且测量相对于LCD 430内一个或多个导电层的电容。
框架件415的底面以及后盖410的表面定义装置400内的第二容积470。在一些实施例中，印刷电路板组合件（PCBA）475以及电池480布置在第二容积470内。PCBA 475由电池480供电，并且一般而言包括处理系统110的一些或全部（例如示出在图3中的传感器模块310、显示驱动器模块320和/或确定模块330）。
图5A-5C例示依照本文描述的实施例的、力传感器的示例性实现的操作。具体而言，排列500、525及550例示使力传感器440安装在框架件415上，尽管力传感器440的其他定位也是可能的。尽管排列500、525、550示出利用电容测量执行力感测的一般原理，其他类型的力传感器也预期用于采用文本讨论的自适应力感测技术使用。力传感器的其他非限制性示例包括电阻性、光及压电。
排列500例示力传感器440的示例性跨电容性实现。力传感器440包括具有任何合适排列的多个传感器电极505-1、505-2。如所示出的，传感器电极505-1配置成作为发射器电极来驱动，而传感器电极505-2配置成接收包括来自所驱动发射器电极的效果的结果信号（由电场线510例示）。然而，LCD 430的导电层515与地耦合，并且导致在传感器电极505-1和505-2之间迁移的电荷量的降低。随着导电层515和传感器电极505-1、505-2之间的距离减少（例如在按压期间），导电层515和传感器电极505-1、505-2之间的电容性耦合增加并且更多的电荷耦合到导电层515内。可以测量耦合到传感器电极505-2中的电荷的不同量，并且其与外加力的量相关。
一般而言，当与绝对电容性感测实现相比较，跨电容性力感测实现可能对寄生电容和其他环境因素不太敏感。然而，具有足够的外加力的情况下，空气间隙可以变得非常薄或者可以完全消除。如所示出的，当空气间隙被消除，LCD 430物理地接触力传感器440。在其他实施例中，诸如导电框架件的另一表面物理地接触力传感器440。若消除空气间隙并且接触力传感器的那个表面的接地不完全，电荷会从发射器电极通过欠接地表面并迁移到接收器电极中。从而，可以减少或者在一些例子中可以增加在传感器电极505-2接收的所测量电荷，从而影响结果信号的精确度并且潜在地产生假性结果。
排列525例示力传感器440的示例性绝对电容实现。如所示出的，传感器电极505-1配置成由信号驱动，并且测量包括所驱动信号的效果的结果信号。一般而言，传感器电极505-1和导电层515之间电容性耦合（由电场线510示出）以及传感器电极505-1和框架件415之间的电容性耦合（由电场线530示出）影响耦合离开传感器电极505-1的电荷量，其可以被测量并与外加力的量相关。
欠接地的效果，关于跨电容性实现所讨论，通过使用绝对电容方案达该时间的至少一部分而被极大减轻。在绝对电容性方案中，耦合到表面中的电荷量随着表面接近力传感器440而增加；然而，电荷量将不会减少。然而，绝对电容度量可以因不同于力表面的弯曲的因素而变化。因此，在一些实施例中，力传感器440配置成按混合模式操作，其中绝对电容和跨电容技术都用来测量施加到输入表面的力。
排列550示出力传感器440的示例性单元内（in-cell）实现。在排列550中，力传感器440利用布置在LCD 430内并用于显示更新的传感器电极测量电容性耦合。在一些实施例中，传感器电极还用来感测在输入表面处或在输入表面上方的输入对象的接近。在一个实施例中，在非显示更新时期（诸如水平消隐期、垂直消隐期、长水平消隐期等）执行传感器电极505-1上的测量。作为结果，传感器电极505-1不要求屏蔽来防止噪声以及由显示更新处理导致的不需要的耦合。进一步地，在消隐期，共用电极层（或VCOM）保持在恒定电压。
在力传感器电极不与LCD 430连接的实现中，传感器电极505-1可以配置成以LCD430的共用电极测量电容性耦合。当执行传感器电极505-1的测量时，共用电极可以一起保持在恒定电压（或以其驱动）。在这样的实施例中，跨电容感测避免能随欠接地发生的信号反相。
自适应力感测
图6是依照本文描述的实施例的、例示配置成执行自适应力感测的处理系统的示例性布置的框图。在布置600的处理系统110中，传感器模块310包括力感测子模块605（或“力感测模块”），其配置成确定关联输入表面的力输入信息。一般而言，讨论电容性力感测技术；然而，自适应力感测技术可以应用到其他类型的力传感器。
力感测子模块605包括按压动作识别子模块610，其配置成基于由关联力传感器执行的测量确定不连续按压动作的发生。释放动作识别子模块615配置成基于力度量确定不连续释放动作的发生。在一些实施例中，按压动作和/或释放动作配置成使力感测子模块605在不同的操作状态620之间转换。操作状态620的一些非限制性示例包括“非按压”状态、“按压”状态以及“释放”状态。这些示例关于图8更详细地讨论。
在操作期间，力感测子模块605可以确定一个或多个非按压力值625、一个或多个按压阈值630、一个或多个释放阈值635、一个或多个最大力值640、一个或多个最小力值645以及释放因子650。这些值中的每个可以由按压动作识别子模块610和/或释放动作识别子模块615用来确定何时宣告按压动作或释放动作。例如，当力度量超过非按压力值625按压阈值630时，按压动作识别子模块610可以宣告按压动作。非按压力值625可以基于最小力值来确定。重要的是，力传感器的一些实现呈现滞后的效果，其中当前力度量受一个或多个之前力度量影响。本文讨论的自适应力感测技术趋于减轻（或计及）滞后的效果，从而提供输入的更一致和/或精确的力度量。
力感测子模块605还包括力速率确定子模块655，其配置成利用力传感器的度量确定所施加的力速率。在一些实施例中，按压动作识别模块610将所确定力速率与速率阈值660进行比较来确定是否宣告按压动作。例如，力度量的慢增加可能由信号漂移引起，信号漂移并不精确反映至力传感器的输入并且应该被排除。可以设置速率阈值660到大于信号漂移的期望幅度或范围的值。从而，当所确定力速率超过速率阈值660，力度量可能是起因于至力传感器的实际输入而不是信号漂移。因此，当速率阈值660被超过，按压动作识别模块610能在力度量超过其对应阈值（例如非按压力值625和按压阈值之和）时宣告按压动作。
力感测子模块605还包括位置补偿子模块665。返回参考图4，响应施加到输入表面的力，当与朝边缘（即边框件405附近）施加的压力相比，保护玻璃420的弯曲响应模式对施加在输入表面中心附近的压力更敏感得多。
返回到图6，力度量可以与由触摸感测子模块670（或者“触摸感测模块”）获得的位置信息675关联，来改进输入表面的那些不太敏感的区域内的力感测性能。位置信息675的使用还可以允许力度量来确定由多个并发输入（例如多点触摸）中每个所施加的力。例如，力度量可以是零维的，表示不具有任何位置信息的力的量。在这样的例子中，力度量不能单独分辨多个并发输入。然而，触摸感测模块670可以提供与力度量关联的一维或二维的输入位置信息675。
图7是依照本文描述的实施例的、例示示例性自适应力感测操作的图表。更具体地，图表700例示力感测模块605（见图6）基于从力传感器440（见图4）接收的输入的示例性操作。图表700并非按比例绘制；可以与本文描述的技术一致地使用任何合适水平的时间和力分辨率（resolution）。
力曲线705反映力传感器获得的力度量。尽管力曲线705示出为大体上连续的曲线，力曲线705可以备选地由多个离散力度量表示。进一步地，在一些实施例中，力曲线705可以备选地反映所获得力度量的时间-平均或其他信号滤波或平滑。
例如，力感测模块可以计算当前帧的平均增量图像值，其中平均是对一些或全部触摸像素来获取。在使用单个触摸像素的例子中，当前增量值可以被认为是平均增量值。力感测模块可以将诸如无限脉冲响应（IIR）、移动平均数等的时间滤波器（temporal filter）应用到平均增量值上，来产生对应于帧k的力度量Fk。力度量可以基于触摸或按压输入的位置进行位置补偿，其将关于图9进一步讨论。
图表700内的数个变量也关于图6的布置600来描述。应注意，力感测模块还可以，不同于关于图6明确讨论的那些（例如非按压力值625、按压阈值630、释放阈值635等等），储存其他度量和/或执行其他计算。在一个非限制性示例中，力感测模块可以执行算术操作来确定不同值和/或倍增（multiplicative）值。然而，更复杂的操作（例如统计的）也是可能的。其他度量和或其他计算中的一些可以用来导出关于图6讨论的值、因子等。例如，释放因子650与最大力值640的乘积可用来确定释放阈值635。由力感测模块储存的变量的一些附加示例示出为低值曲线706和高值曲线708，每个的操作将在下面更完全地描述。
在时间t0，力度量位于第一力水平F0。一般而言，力传感器度量的滞后的效果在时间t0为相对最小（即由力曲线705表示的信号是相对相当稳定的）。在一些例子中，稳定力水平F0与第一非按压力值625-1对应，在其期间力感测子模块按“非按压”操作状态来操作。在时间t0，低值曲线706追踪最小力值，其可以用来确定非按压力值625-1和在随后的按压动作期间发生的最大力值640-1之间的差。
在时间t1，当力水平F1超过第一非按压力值625-1第一按压阈值630-1时，力感测模块宣告第一按压动作。在一些实施例中，力感测模块也可以确定力曲线705的速率（即斜率），并仅当所确定速率超过速率阈值时宣告第一按压动作。如上所述，可以设置速率阈值来保证信号漂移和/或其他效果不触发按压动作。在一些实施例中，宣告第一按压动作将力感测模块转变到“按压”操作状态，其一般地持续直到随后的释放动作的发生（如所示，在时间t3）。在按压操作状态期间，高值曲线708一般追踪力曲线705的值，直到在时间t2到达最大力值640-1。
在时间t2和力水平F2，力感测模块确定在按压动作期间发生的第一最大力值640-1。当在第一按压动作期间到达最大力值640-1之后，高值曲线708保持在最大力值640-1。
力感测模块确定释放阈值635-1，其用来基于所确定最大力值640-1确定随后的释放动作。在一些实施例中，设置释放阈值635-1为小于最大力值640-1的力的所确定量715-1。在一些实施例中，力的量715-1是基于最大力值640-1和非按压力值625-1之间的所确定差710-1。例如，力的量715-1可以是释放因子与差710-1的乘积（即，对差710-1进行缩放）。
在时间t3和力水平F3，力感测模块基于所确定释放阈值635-1宣告第一释放动作。力感测模块可以转变到“释放”操作状态，其在转变到“非按压”操作状态之前可以是瞬间的。在释放操作状态期间，力感测模块导致低值曲线706开始追踪力曲线705的值。
在备选实施例中，还可以基于力曲线705减小到不同于所确定释放阈值635-1（其取决于动态所确定高值曲线708和低值曲线706之间的差）的预确定阈值以下，来宣告释放动作。例如，力感测模块可以将力的量（按绝对条件）设置为释放阈值，其必须在宣告释放动作已发生之前连同释放阈值635-1一起被满足。
在时间t4和力水平F4，力感测模块在宣告第一释放动作后确定最小力值645-1。力感测模块可以将最小力值645-1设置为第二非按压力值625-2用来确定随后的按压输入。力感测模块还可以为随后的按压输入确定第二按压阈值630-2，其在一些例子中与第一按压阈值630-1相同。在其他例子中，第二按压阈值630-2基于由力感测模块确定的任何数量的变量（例如最小力值645-1）而与第一按压阈值630-1不同。此外，力感测模块可以保持类似于上述释放因子值的按压因子值，其乘以所确定变量或以其他方式与其组合来确定第二按压阈值630-2。低值曲线706可以保持在最小力值645-1用于确定随后的按压动作。
在备选实施例中，释放操作状态被省略，并且力感测模块直接从按压操作状态转变到非按压操作状态，在其中确定最小力值645-1、第二非按压力值625-2和/或第二按压阈值630-2。
在时间t5和力水平F5，力感测模块基于确定力水平F5超过第二非按压力值625-2第二按压阈值630-2来宣告第二按压动作。力感测模块再次转变到“按压”操作状态，高值曲线708在第二按压动作期间开始追踪力曲线705直到在时间t6到达第二最大力值640-2。
基于在时间t6到达力水平F6，力感测模块确定第二释放阈值635-2为小于最大力值640-2的力的量715-2。与第一释放阈值635-1一样，量715-2可以基于最大力值640-2和第二非按压力值625-2之间的所确定差710-2，和/或释放因子。
在时间t7和力水平F7，力感测模块确定第二释放动作。低值曲线706恢复追踪力曲线705的值用于随后的按压动作。应注意，时间t7以后（即在按压的移除后）在力曲线705中发生的逐渐衰退显示滞后的效果。给予足够时间而没有进一步按压输入的情况下，力曲线705可以稳定在某个力值，诸如F0。当相对于力曲线705的当前值来动态定义按压阈值630-1、630-2和释放阈值635-1、635-2时，由力感测模块执行的自适应力感测趋于减轻（或计及）滞后的效果。
在备选实施例中，力感测模块可以允许低值曲线706（例如其中稳定值被示出在时间t0-t3以及时间t4-t7之间）和/或高值曲线708（例如其中稳定值被示出在时间t2-t5以及时间t6后之间）的部分随时间放宽（relaxed）。值的放宽可以随时间追踪与力传感器一起发生的环境或机械变化。
图8是依照本文描述的实施例的、例示处理系统的力感测模块的示例性操作的状态图。状态图800一般而言与上面图表700（图7）以及力感测模块605（见图6）的讨论一致。
力感测模块的三个预定义操作状态在图800中示出：非按压操作状态620-1、按压操作状态620-2以及释放操作状态620-3。其他数量的操作状态是可能的。力感测模块保持用来执行自适应力感测的变量的数量：
低值Lk（例如图7的低值曲线706），
高值Hk（例如图7的高值曲线708），
力度量值Fk（例如图7的力曲线705；应注意，力度值F k可以备选地表示随时间的平均力度量），
差值Δk（例如力度量值F k与低值Lk及高值Hk中所选一个之间的差），
最大差值Δmax（例如图7的差710-1、710-2），
释放因子R（例如图6的释放因子650），
力按压阈值Fpress thr（例如图6的按压阈值630），
力速率值，以及
力速率阈值（例如图6的速率阈值660）。
在非按压操作状态620-1，将低值Lk设置为之前低值Lk-1和当前力度量值Fk中的最小值。将差值Δk设置为当前力度量值Fk和所确定低值Lk之间的差。当差值Δk大于力按压阈值Fpress thr（并且可选地，力速率值大于力速率阈值），宣告按压动作并且力感测模块转变到按压操作状态620-2。力感测模块也将高值Hk设置为等于当前力度量值Fk。
在按压操作状态620-2，将高值Hk设置为之前高值Hk-1和当前力度量值Fk中的最大值。将差值Δk设置为当前力度量值Fk和所确定低值Lk之间的差。将最大差值Δmax设置为高值Hk和低值Lk之间的差。
当差值Δk小于最大差值Δmax与释放因子R（在一些例子中，在0和1之间的值）的乘积，力感测模块转变到释放操作状态620-3并且宣告释放动作。力感测模块也将低值Lk设置为等于当前力度量值Fk。
一般而言，通过动态地调整低值Lk和高值Hk，在来自力传感器的测量中发生的滞后被计及。将释放阈值动态地设置为在按压状态620-2期间所检测的最大差值Δmax的分数，防止由外加力的相对较小变化导致的释放动作的错误检测。
图9是依照本文描述的实施例的、例示用于力感测的示例性位置补偿的示意图。更具体地，图900例示图6的位置补偿子模块665的示例性操作。如上所述，当弯曲响应可以跨输入表面的表面区域变化时，位置补偿可以是有益的。在一些例子中，诸如图4的装置400，显示装置160的保护玻璃围绕其外围被支撑，并且与施加在侧面边缘附近的压力相比较，其对于施加在输入表面905中心附近的压力更敏感。
位置补偿可以应用在力感测处理的任何合适阶段。一些非限制性示例包括位置补偿在电容度量的非过滤平均变化上、在电容度量的过滤平均变化上、在基于电容度量的过滤平均变化的力水平报告上，以及诸如此类上的应用。
类似地，任何合适算法可以用来执行位置补偿。在一个非限制性示例中，公式1和2用来计算沿X和Y维度的补偿值，并且公式3a和3b中的一个用来计算二维补偿值：
其中k表示缩放因子。
在另一非限制性示例中，二维补偿值利用许多系数根据公式4计算：
在另一非限制性示例中，平面倾斜模型与薄板弯曲模型的组合可以用作补偿值的基础。一旦确定补偿值，位置-补偿力可以根据公式5来确定：
另一非限制性示例包括执行校准和曲线拟合来确定补偿值。
图10是依照本文描述的实施例的、操作具有输入表面的力敏感输入装置的方法。一般而言，方法1000可以与上述各种实施例一致地执行。
方法1000在可选框1005开始，其中力感测模块605确定施加到输入表面上的力的位置。在可选框1010，力感测模块基于所确定位置对所检测的施加到输入表面上的力的量进行补偿。在其他实施例中，力度量的位置补偿并非由力感测模块执行。
在可选框1015，力感测模块确定施加到输入表面的力的速率超过至少速率阈值。在框1020，力感测模块基于检测施加到输入表面的力的量，其超过第一非按压力值至少第一按压阈值，来宣告第一按压动作。在一些实施例中，仅在框1015被满足时宣告第一按压动作。
在框1025，力感测模块确定在第一按压动作期间施加到输入表面的最大力值。在框1030，力感测模块基于所确定最大力值设置释放阈值用于随后的释放动作。
在框1035，力感测模块基于确定施加到输入表面的力的量已从最大力值减少至少释放阈值，来宣告随后的释放动作。在框1040，基于宣告随后的释放动作，力感测模块为第二按压动作确定第二非按压力值。
在框1045，在宣告随后的释放动作后，力感测模块确定施加到输入表面的最小力值。在框1050，力感测模块将最小力值设置为第二非按压力值。在框1055，力感测模块基于第一按压阈值确定所更新第二按压阈值。
在框1060，力感测模块基于检测施加到输入表面上的力的量，其超过第二非按压力值至少第二按压阈值，来宣告第二按压动作。方法1000随框1060的完成而结束。
图11是依照本文描述的实施例的、设置释放阈值用于力敏感输入装置的释放动作的方法。一般而言，方法1100可以作为上述框1030的一部分来执行。
在框1105，力感测模块确定最大力值和第一非按压力值之间的差。在框1110，力感测模块将所确定差乘以预确定因子。方法1100随框1110的完成而结束。
因而，提出本文阐述的实施例和示例以便最好地解释依照本技术和其特定应用的实施例，从而使得本领域技术人员能够实现并使用本公开。但是，本领域技术人员将认识到，前述描述和示例仅为了例示和示例的目的而提出。所阐述的描述并不意在是穷举性的或将本公开限定到所公开的精确形式。
综上所述，本公开的范围将由所附权利要求来确定。

Claims (20)

1.一种操作具有输入表面的力敏感输入装置的方法，所述方法包括：
基于检测施加到所述输入表面上的力的量，其超过第一非按压力值至少第一按压阈值，来宣告第一按压动作；
确定在所述第一按压动作期间施加到所述输入表面的最大力值；以及
基于所确定的最大力值设置释放阈值用于随后的释放动作。
2. 如权利要求1所述的方法，其中设置释放阈值包括：
确定所述最大力值和所述第一非按压力值之间的差；以及
将所确定差乘以预确定因子。
3.如权利要求1所述的方法，还包括：
基于确定施加到所述输入表面上的力的量从所述最大力值减少至少所述释放阈值，来宣告所述随后的释放动作。
4.如权利要求3所述的方法，还包括：
基于宣告所述随后的释放动作，为第二按压动作确定第二非按压力值。
5.如权利要求4所述的方法，还包括：
在宣告所述随后的释放动作后，确定施加到所述输入表面的最小力值，
其中所述第二非按压力值是所确定的最小力值。
6. 如权利要求5所述的方法，还包括：
基于所述第一按压阈值确定所更新第二按压阈值；以及
基于检测施加到所述输入表面的力的量，其超过所述第二非按压力值至少所述第二按压阈值，来宣告第二按压动作。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述第一按压阈值与所述释放阈值不同。
8.如权利要求1所述的方法，其中响应于确定施加到所述输入表面的所述力的速率超过至少阈值速率值，来执行宣告第一按压动作。
9.如权利要求1所述的方法，还包括：
确定施加到所述输入表面的所述力的位置，
其中基于所确定位置对所检测的施加到所述输入表面的力的量进行补偿。
10.一种用于具有输入表面的力敏感输入装置的处理系统，所述处理系统包括：
力感测模块，通信地耦合到所述输入装置的多个传感器电极，
其中所述力感测模块配置成：
基于检测超过第一非按压力值至少第一按压阈值的、施加到所述输入表面上的力的量，来基于从所述多个传感器电极接收的信号宣告第一按压动作；
确定在所述第一按压动作期间施加到所述输入表面的最大力值；以及
基于所确定的最大力值设置释放阈值用于随后的释放动作。
11. 如权利要求10所述的处理系统，其中设置释放阈值包括：
确定所述最大力值和所述第一非按压力值之间的差；以及
将所确定差乘以预确定因子。
12.如权利要求10所述的处理系统，其中所述力感测模块还配置成：
基于确定施加到所述输入表面上的力的量已从所述最大力值减少至少所述释放阈值，来宣告所述随后的释放动作。
13.如权利要求12所述的处理系统，其中所述力感测模块还配置成：
基于宣告所述随后的释放动作，为第二按压动作确定第二非按压力值。
14.如权利要求13所述的处理系统，其中所述力感测模块还配置成：
在宣告所述随后的释放动作后，确定施加到所述输入表面的最小力值，
其中所述第二非按压力值是所确定的最小力值。
15. 如权利要求14所述的处理系统，其中所述力感测模块还配置成：
基于所述第一按压阈值确定所更新第二按压阈值；以及
基于检测施加到所述输入表面的力的量，其超过所述第二非按压力值至少所述第二按压阈值，来宣告第二按压动作。
16.如权利要求10所述的处理系统，还包括：
触摸感测模块，通信地耦合到所述多个传感器电极，
其中所述触摸感测模块配置成：
基于从所述多个传感器电极接收的所述信号，确定对应于施加到所述输入表面上的所述力的位置，
其中所述力感测模块还配置成基于所确定位置对所检测的施加到所述输入表面上的力的量进行补偿。
17.一种输入装置，包括：
多个传感器电极，配置成检测所述输入装置的感测区内输入对象的位置信息和力信息，所述感测区与所述输入装置的输入表面重叠；
处理系统，通信地耦合到所述多个传感器电极，所述处理系统配置成：
基于检测超过第一非按压力值至少第一按压阈值的、施加到所述输入表面上的力的量，来基于从所述多个传感器电极接收的信号宣告第一按压动作；
确定在所述第一按压动作期间施加到所述输入表面的最大力值；以及
基于所确定的最大力值设置释放阈值用于随后的释放动作。
18.如权利要求17所述的输入装置，其中所述处理系统还配置成：
基于确定施加到所述输入表面上的力的量已从所述最大力值减少至少所述释放阈值，来宣告所述随后的释放动作。
19.如权利要求18所述的输入装置，其中所述处理系统还配置成：
基于宣告所述随后的释放动作，为第二按压动作确定第二非按压力值。
20.如权利要求17所述的输入装置，还包括：
显示器，其中所述处理系统还配置成利用所述多个传感器电极的至少一个子集来更新所述显示器。
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