CN107092385B - 针对温度的力校准 - Google Patents

Abstract

一种处理系统包括传感器电路和处理电路。所述传感器电路被配置成耦合到力传感器电极，并且被配置成驱动力传感器电极来获得电容性测量结果。所述处理电路被可操作地连接到传感器电路并且被配置成将电容性测量结果聚合成聚合测量结果以及将电容性测量结果到温度映射应用于聚合测量结果以获得所述力传感器电极的当前温度。

Description

针对温度的力校准

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C. § 119(e)要求2016年2月18日提交的且名称为“针对温度过应力的力自动校准（FORCE AUTOCALIBRATION FOR TEMPERATURE OVER STRESS）”的序列号为62/297,116的美国临时专利申请的优先权，通过引用将其整体并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及电子设备。

背景技术

包括接近传感器设备（通常也被称为触摸板或触摸传感器设备）在内的输入设备被广泛用在各种各样的电子系统中。接近传感器设备典型地包括常常通过表面划界的感测区，接近传感器设备在该感测区中确定一个或多个输入对象的存在、位置和/或运动。接近传感器设备可以被用来为电子系统提供界面。例如，接近传感器设备常常被用作较大型计算系统的输入设备（诸如集成在笔记本或桌上型计算机中的或者作为笔记本或桌上型计算机外设的不透明触摸板）。接近传感器设备还常常被用在较小型计算系统中（诸如集成在蜂窝电话中的触摸屏）。

发明内容

总体上，在一个方面中，一个或多个实施例涉及一种处理系统。所述处理系统包括传感器电路和处理电路。所述传感器电路被配置成耦合到力传感器电极，并且被配置成驱动所述力传感器电极来获得电容性测量结果。所述处理电路被可操作地连接到所述传感器电路并且被配置成将所述电容性测量结果聚合成聚合测量结果以及将电容性测量结果到温度映射应用于所述聚合测量结果以获得所述力传感器电极的当前温度。

总体来说，在一个方面中，一个或多个实施例涉及一种方法。所述方法包括：驱动力传感器电极来获得电容性测量结果；将所述电容性测量结果聚合成聚合测量结果；以及将电容性测量结果到温度映射应用于所述聚合测量结果以获得所述力传感器电极的当前温度。

总体来说，在一个方面中，一个或多个实施例涉及一种输入设备。所述输入设备包括被配置成生成感测信号的传感器电极和连接到所述传感器电极的处理系统。所述处理系统被配置成驱动所述力传感器电极来获得电容性测量结果。所述处理系统还被配置成将所述电容性测量结果聚合成聚合测量结果以及将电容性测量结果到温度映射应用于所述聚合测量结果以获得力传感器电极的当前温度。

根据下面的描述和所附权利要求，本发明的其他方面将是显而易见的。

附图说明

在下文中将结合附图描述本发明的优选示例性实施例，其中相似的命名表示相似的元件，并且：

图1、2和3示出根据本发明的一个或多个实施例的示例系统的框图。

图4和5示出根据本发明的一个或多个实施例的流程图。

图6示出根据本发明的一个或多个实施例的示例。

具体实施方式

下面的详细描述本质上仅仅是示例性的，并且不意在限制本发明或本发明的应用和使用。此外，不意在受前述技术领域、背景技术、发明内容或者下面的具体实施方式中所给出的任何明示或暗示理论的限制。

在下面对本发明实施例的详细描述中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明更彻底的理解。然而，对本领域技术人员来说显而易见的是可以在没有这些具体细节的情况下实行本发明。在其他实例中，不会详细描述公知特征以避免使描述不必要地复杂化。

贯穿本申请，序数（例如第一、第二、第三等等）可以被用作元素（即本申请中的任何名词）的形容词。序数的使用不是暗示或创建元素的任何特定排序，也不会将任何元素限制成仅是单个元素，除非被明确公开，诸如通过使用术语“之前”、“之后”、“单个”以及其他这样的术语。相反地，序数的使用是区分各元素。作为示例来说，第一元素不同于第二元素，并且第一元素可以包含多于一个元素并且按元素的排序在第二元素之后（或之前）。

本发明的各种实施例提供促进提高的可用性的输入设备和方法。特别地，一个或多个实施例针对使用输入设备的电容性力传感器电极来测量温度。电容性力传感器电极是布置用于检测输入表面上的力的物理传感器电极。当输入对象不存在于感测区域中时，一个或多个实施例使用力传感器电极的测量结果来确定输入设备的温度。基于该温度，当存在输入对象时，力传感器电极的测量结果可以被修正以考虑归因于温度的变化。

现转向附图，图1是根据本公开的实施例的示例性输入设备（100）的框图。输入设备（100）可以被配置成向电子系统（未示出）提供输入。如在本文档中所使用的，术语“电子系统”（或者“电子设备”）泛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尺寸和形状的个人计算机，诸如桌上型计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板电脑、网络浏览器、电子书阅读器以及个人数字助理（PDA）。额外的示例电子系统包括组合的输入设备，诸如包括输入设备（100）和分开的操纵杆或按键开关的物理键盘。其他示例电子系统包括诸如数据输入设备（包括远程控制器和鼠标）的外围设备以及数据输出设备（包括显示屏和打印机）。其他示例包括远程终端、信息亭和视频游戏机（例如视频游戏控制台、便携式游戏设备等等）。其他示例包括通信设备（包括蜂窝式电话，诸如智能电话），以及媒体设备（包括录音机、编辑器和播放器，诸如电视、机顶盒、音乐播放器、数字相框和数字相机）。另外，电子系统可以是输入设备的主机或从机。

输入设备（100）可以被实施为电子系统的物理部分，或者可以与电子系统物理地分开。此外，输入设备（100）的部分可以是电子系统的部分。例如，确定模块的全部或部分可以在电子系统的设备驱动器中实施。视情况而定，输入设备（100）可以使用以下各项中的任何一个或多个来与电子系统的部分通信：总线、网络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和IRDA。

在图1中，输入设备（100）被示出为接近传感器设备（常常也被称为“触摸板”或“触摸传感器设备”），其被配置成感测由一个或多个输入对象（140）在感测区（120）中提供的输入。示例输入对象包括手指和触控笔，如图1所示。贯穿本说明书，使用输入对象的单数形式。尽管使用单数形式，但是在感测区（120）中可以存在多个输入对象。此外，哪些特定输入对象在感测区中可能在一个或多个手势的过程中改变。为了避免使描述不必要地复杂化，使用输入设备的单数形式并且其指所有上述变化。

感测区（120）包围输入设备（100）上方、周围、之中和/或附近的任何空间，在其中输入设备（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、形状和位置可能随着不同实施例而广泛变化。

在一些实施例中，感测区（120）在一个或多个方向上从输入设备（100）的表面延伸到空间中直到信噪比阻碍足够准确的对象检测为止。输入设备的表面上方的延伸可以被称为表面上方感测区。在各种实施例中，该感测区（120）在特定方向上延伸的距离可以约为小于一毫米、几毫米、几厘米或更多，并且可以随着所使用的感测技术的类型和期望的准确度而显著变化。因此，一些实施例感测下面这样的输入：其包括与输入设备100的任何表面没有接触、与输入设备100的输入表面（例如触摸表面）的接触、与某个量的施加力或压力耦合的与输入设备100的输入表面的接触和/或它们的组合。在各种实施例中，输入表面可以由传感器电极位于其中的壳体的表面、由施加在传感器电极或任何壳体之上的面板等提供。在一些实施例中，感测区（120）在被投影到输入设备（100）的输入表面上时具有矩形形状。

输入设备（100）可以利用传感器组件和感测技术的任何组合来检测感测区（120）中的用户输入。输入设备（100）包括用于检测用户输入的一个或多个感测元件。作为若干非限制性示例，输入设备（100）可以使用电容性、弹性、电阻性、电感性、磁性、声学、超声和/或光学技术。

一些实施方式被配置成提供跨越一维、二维、三维或更高维空间的图像。一些实施方式被配置成提供输入沿着特定轴线或平面的投影。此外，一些实施方式可以被配置成提供一个或多个图像以及一个或多个投影的组合。

在输入设备（100）的一些电阻性实施方式中，通过一个或多个间隔件元件将柔性且导电的第一层与导电的第二层分开。在操作期间，产生跨多层的一个或多个电压梯度。按压柔性第一层可以使其充分偏转以创建多层之间的电接触，导致反映多层之间的（一个或多个）接触点的电压输出。这些电压输出可以被用于确定位置信息。

在输入设备（100）的一些电感性实施方式中，一个或多个感测元件拾取谐振线圈或线圈对所感应的环路电流。电流的幅度、相位和频率的一些组合然后可以被用来确定位置信息。

在输入设备（100）的一些电容性实施方式中，施加电压或电流以产生电场。附近的输入对象引起电场的变化，并且产生电容性耦合的可检测变化，其可以作为电压、电流等的变化而被检测。

一些电容性实施方式利用电容性感测元件的阵列或者其他规则或不规则图案来产生电场。在一些电容性实施方式中，分开的感测元件可以被欧姆地短接在一起以形成更大的传感器电极。一些电容性实施方式利用电阻片，其可以是电阻性均匀的。

一些电容性实施方式利用基于传感器电极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。在各种实施例中，传感器电极附近的输入对象改变传感器电极附近的电场，由此改变所测得的电容性耦合。在一种实施方式中，绝对电容感测方法通过关于基准电压（例如系统接地）调制传感器电极以及通过检测传感器电极与输入对象之间的电容性耦合来操作。基准电压可以是基本上恒定的电压或者是变化的电压，并且在各个实施例中，基准电压可以是系统接地。使用绝对电容感测方法获取的测量结果可以被称为绝对电容性测量结果。

一些电容性实施方式利用基于传感器电极之间的电容性耦合的变化的“互电容”（或“跨越电容”）感测方法。在各种实施例中，传感器电极附近的输入对象改变传感器电极之间的电场，由此改变所测得的电容性耦合。在一种实施方式中，互电容感测方法通过检测一个或多个发射器传感器电极（也称为“发射器电极”或“发射器”）与一个或多个接收器传感器电极（也称为“接收器电极”或“接收器”）之间的电容性耦合来操作。可以相对于基准电压（例如系统接地）来调制发射器传感器电极以发射发射器信号。接收器传感器电极可以保持相对于基准电压基本上恒定以促进对所产生的信号的接收。基准电压可以是基本上恒定的电压，并且在各个实施例中，基准电压可以是系统接地。在一些实施例中，发射器传感器电极可以两者都被调制。相对于接收器电极来调制发射器电极以发射发射器信号并促进对所产生的信号的接收。所产生的信号可以包括对应于一个或多个发射器信号和/或对应于环境干扰（例如其他电磁信号）的一个或多个来源的（一个或多个）影响。该（一个或多个）影响可以是发射器信号、由一个或多个输入对象和/或环境干扰引起的发射器信号的变化或其他这样的影响。传感器电极可以是专用发射器或接收器，或者可以被配置成既发射又接收。使用互电容感测方法获取的测量结果可以被称为互电容测量结果。

此外，传感器电极可以具有变化的形状和/或尺寸。相同形状和/或尺寸的传感器电极可以在同一组中或者不在同一组中。例如，在一些实施例中，接收器电极可以具有相同的形状和/或尺寸，而在其他实施例中，接收器电极可以具有变化的形状和/或尺寸。

在图1中，处理系统（110）被示出为输入设备（100）的部分。处理系统（110）被配置成操作输入设备（100）的硬件以检测感测区（120）中的输入。处理系统（110）包括一个或多个集成电路（IC）和/或其他电路部件的部分或全部。例如，用于互电容传感器设备的处理系统可以包括被配置成利用发射器传感器电极发射信号的发射器电路，和/或被配置成利用接收器传感器电极接收信号的接收器电路。此外，用于绝对电容传感器设备的处理系统可以包括被配置成将绝对电容信号驱动到传感器电极上的驱动电路，和/或被配置成利用那些传感器电极接收信号的接收器电路。在一个或多个实施例中，用于组合的互电容和绝对电容传感器设备的处理系统可以包括上述互电容电路和绝对电容电路的任何组合。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、软件代码和/或诸如此类的电子可读指令。在一些实施例中，组成处理系统（110）的部件被设置在一起，诸如在输入设备（100）的（一个或多个）感测元件附近。在其他实施例中，处理系统（110）的部件与靠近输入设备（100）的（一个或多个）感测元件的一个或多个部件以及别处的一个或多个部件物理上分开。例如，输入设备（100）可以是耦合到计算设备的外围设备，并且处理系统（110）可以包括被配置成在计算设备的中央处理单元以及与该中央处理单元分开的一个或多个IC（可能具有相关联的固件）上运行的软件。作为另一示例，输入设备（100）可以物理地集成在移动设备中，并且处理系统（110）可以包括作为移动设备的主处理器的部分的电路和固件。在一些实施例中，处理系统（110）专用于实施输入设备（100）。在其他实施例中，处理系统（110）还执行其他功能，诸如操作显示屏，驱动触觉致动器等等。

处理系统（110）可以被实施为操控处理系统（110）的不同功能的一组模块。每个模块可以包括电路、固件、软件或其组合，其中电路是处理系统（110）的一部分。在各个实施例中，可以使用模块的不同组合。例如，如图1所示，处理系统（110）可以包括确定模块（150）和传感器模块（160）。该确定模块（150）可以包括以下功能：确定何时有至少一个输入对象在感测区中、确定信噪比、确定输入对象的位置信息、识别手势、基于手势、手势的组合或其他信息确定要执行的动作和/或执行其他操作。

传感器模块（160）可以包括驱动感测元件以发射发射器信号和接收所产生的信号的功能。例如，传感器模块（160）可以包括耦合到感测元件的传感电路。传感器模块（160）可以包括例如发射器模块和接收器模块。发射器模块可以包括耦合到感测元件的发射部分的发射器电路。接收器模块可以包括耦合到感测元件的接收部分的接收器电路并且可以包括接收所产生的信号的功能。

尽管图1仅示出确定模块（150）和传感器模块（160），但是根据本发明的一个或多个实施例可以存在替代或额外模块。这样的替代或额外模块可以对应于与上文讨论的各模块中的一个或多个有区别的模块或子模块。示例的替代或额外模块包括用于操作诸如传感器电极和显示屏的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的数据的数据处理模块、用于报告信息的报告模块、以及被配置成识别诸如模式改变手势的手势的识别模块、以及用于改变操作模式的模式改变模块。此外，各个模块可以在分开的集成电路中组合。例如，第一模块可以被至少部分包括在第一集成电路内，并且分开的模块可以至少部分被包括在第二集成电路内。此外，单个模块的各部分可以跨越多个集成电路。在一些实施例中，处理系统作为一个整体可以执行各个模块的操作。

在一些实施例中，处理系统（110）直接通过引起一个或多个动作来响应于感测区（120）中的用户输入（或用户输入的缺失）。示例动作包括改变操作模式以及诸如光标移动、选择、菜单导航及其他功能的图形用户界面（GUI）动作。在一些实施例中，处理系统（110）向电子系统的某个部分（例如向电子系统的与处理系统（110）分开的中央处理系统，如果这样的分开的中央处理系统存在的话）提供关于输入（或输入的缺失）的信息。在一些实施例中，电子系统的某个部分处理从处理系统（110）接收到的信息以作用于用户输入，诸如促进完整范围的动作，包括模式改变动作和GUI动作。

例如，在一些实施例中，处理系统（110）操作输入设备（100）的（一个或多个）感测元件以产生指示感测区（120）中的输入（或输入的缺失）的电信号。处理系统（110）可以在产生提供给电子系统的信息时对电信号执行任何适当量的处理。例如，处理系统（110）可以对从传感器电极获得的模拟电信号进行数字化。作为另一示例，处理系统（110）可以执行滤波或另外的信号调节。作为又一示例，处理系统（110）可以去掉或以另外方式计及基线，使得信息反映电信号与基线之间的差别。作为再一示例，处理系统（110）可以确定位置信息、将输入识别为命令、识别手写等等。

如在这里使用的“位置信息”广泛地包括绝对位置、相对位置、速度、加速度及其他类型的空间信息。示例性“零维”位置信息包括近/远或者接触/没有接触信息。示例性“一维”位置信息包括沿着轴线的位置。示例性“二维”位置信息包括平面中的运动。示例性“三维”位置信息包括空间中的瞬时或平均速度。其他示例包括空间信息的其他表示。关于一种或多种类型的位置信息的历史数据也可以被确定和/或存储，例如包括随着时间追踪位置、运动或瞬时速度的历史数据。

在一些实施例中，利用由处理系统（110）或由某个其他处理系统操作的额外输入部件来实施输入设备（100）。这些额外输入部件可以提供用于感测区（120）中的输入的冗余功能或一些其他功能。图1示出感测区（120）附近可以被用来促进使用输入设备（100）来选择项目的按钮（130）。其他类型的附加输入部件包括滑动条、滚珠、轮盘、开关等。相反地，在一些实施例中，可以不利用其他输入部件来实现输入设备（100）。

在一些实施例中，输入设备（100）包括触摸屏界面，并且感测区（120）与显示屏的有效区域的至少一部分重叠。例如，输入设备（100）可以包括与显示屏重叠的基本上透明的传感器电极并且为相关联的电子系统提供触摸屏界面。显示屏可以是能够向用户显示视觉界面的任何类型的动态显示器，并且可以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。输入设备（100）和显示屏可以共享物理元件。例如，一些实施例可以将相同电子部件中的一些用于显示和感测。在各个实施例中，显示设备的一个或多个显示电极可以被配置用于显示更新和输入感测两者。作为另一示例，显示屏可以部分或完全由处理系统（110）来操作。

应该理解，尽管在功能完备的装置的背景下描述了本发明的许多实施例，但是本发明的机制能够以多种形式被分布成程序产品（例如软件）。例如，本发明术的机制可以被实现和分布成可被电子处理器读取的信息承载介质（例如可被处理系统（110）读取的非瞬态计算机可读和/或可记录/可写信息承载介质）上的软件程序。另外，本发明的实施例等同地适用，不管被用于执行所述分布的介质的特定类型如何。例如，采用计算机可读程序代码形式以执行本发明的实施例的软件指令可以整体或部分地、临时或永久地存储在非瞬态计算机可读存储介质上。非瞬态电子可读介质的示例包括各种盘、物理存储器、存储器、记忆棒、存储卡、存储模块和或任何其他计算机可读存储介质。电子可读介质可以基于闪存、光、磁、全息或任何其他存储技术。

尽管在图1中未示出，但是处理系统、输入设备和/或主机系统可以包括：一个或多个计算机处理器、相关联的存储器（例如随机存取存储器（RAM）、高速缓冲存储器、闪存等等）、一个或多个存储设备（例如硬盘、诸如压缩光盘（CD）驱动或数字多功能光盘（DVD）驱动的光学驱动、闪存记忆棒等等）以及许多其他元件和功能。（一个或多个）计算机处理器可以是用于处理指令的集成电路。例如，（一个或多个）计算机处理器可以是处理器的一个或多个核或微核。此外，一个或多个实施例的一个或多个元件可以位于远程位置处并且通过网络连接到其他元件。此外，本发明的实施例可以在具有若干节点的分布式系统上实施，其中本发明的每个部分可以位于分布式系统内的不同节点上。在本发明的一个实施例中，节点对应于不同的计算设备。替代地，节点可以对应于具有相关联的物理存储器的计算机处理器。节点可替代地对应于具有共享存储器和/或资源的计算机处理器或计算机处理器的微核。

尽管图1示出部件的配置，但是可以在不偏离本发明范围的情况下使用其他配置。例如，各种部件可以被组合以创建单个部件。作为另一示例，可以由两个或更多部件来执行由单个部件执行的功能。

转向图2，图2示出根据一个或多个实施例的电子系统（201）的示例截面图。电子系统（201）可以是智能电话、平板电脑计算设备、触摸屏、具有触摸板的计算设备或其他设备。如图2所示，电子系统（201）可以包括输入表面（211）、显示器（221）、具有力传感器电极（例如力传感器X（231）、力传感器电极Y（233）、力传感器电极Z（235））和可压缩层（237）的力层、中间框架（241）、电源（251）、电气部件（261）以及外壳（271）。下面描述这些部件中的每一个。

外壳（271）可以是金属、塑料、其他材料或材料的组合。外壳（271）可以被称为电子系统（201）的框架并且可以支持输入设备。

输入设备可以包括输入表面（211）、显示器（221）和可压缩层（237）以及上面参考图1描述的各种部件。输入表面（211）是可由输入对象触摸的输入设备的表面。例如，输入表面（211）可以是玻璃或其他材料。显示器（221）是被配置成向用户呈现视觉信息的物理设备。例如，显示器（221）可以是任何类型的发光二极管（LED）、有机LED（OLED）、液晶显示器（LCD）、等离子体、电致发光（EL）或其他显示技术。输入表面（211）和显示器（221）具有响应于在沿着输入表面的各个位置处的力来限定输入表面（211）和显示器（221）的弯曲量的弯曲性能。换言之，输入表面（211）和显示器（221）的弯曲性能指的是当经受在输入表面（211）和显示器（221）上的外部力时输入表面（211）和显示器（221）的弯曲（即偏转）量。输入表面（211）和显示器（221）可以被视为具有单一弯曲性能或具有单独的弯曲性能。尽管图2示出有区别的输入表面（211）和显示器（221），但是输入表面可以是显示器的最上面的部分。

一个或多个紧固件（例如紧固件M（213）、紧固件Y（215））可以在附接点处将输入表面（211）和显示器（221）连接到外壳（271）。例如，紧固件可以是粘合剂（例如焊料、焊锡、胶合剂、胶水）、压接、安装支架或其他硬件连接器或者是其他类型的紧固件。附接点是紧固件在那里将输入表面（211）和显示器（221）连接到外壳（271）的点。例如，附接点可以围绕输入表面和/或显示器的边缘。在不偏离本发明范围的情况下可以存在其他附接点。除了诸如中间框架（241）中的穿孔输出之类的其他因素之外，附接点的位置和紧固件可能影响输入表面（211）和显示器（221）的弯曲性能。换言之，弯曲量可能根据所使用的紧固件类型以及附接点的位置而改变。

电子系统（201）还可以包括各种电气部件（261）和电源（251）。电气部件（261）可以包括一个或多个电路板（诸如主板或印刷电路板组件），其具有附接到电路板的各种集成电路。在另一示例中，电气部件（261）可以包括处理器、存储器和/或用于操作电子系统（201）的任何其他电气设备。

此外，电源（251）可以是包括向电气部件（261）、力传感器电极（例如力传感器X（231）、力传感器电极Y（233）、力传感器电极Z（235））和处理系统（未示出）提供电功率的功能的硬件。例如，电源（251）可以是具有使用从连接到电子系统（201）的外部电源获得的电流来充电的功能的可充电电池。

在一个或多个实施例中，电子系统（201）包括设置在显示器（221）与外壳（271）之间的中间框架（241）。例如，中间框架（241）可以是例如用于电子系统（201）的、被配置为内部支持框架的导电材料。此外，中间框架（241）可以是一片片材金属，诸如为屏蔽罩。在一个或多个实施例中，例如，中间框架（241）可以是附接到非导电衬底的箔或镀层。中间框架（241）可以包括会影响弯曲特性的用于电气和/或光学连接器的各种穿孔输出或开口。

力层（230）包括力传感器电极（例如力传感器X（231）、力传感器电极Y（233）、力传感器电极Z（235））以及可压缩物质（237），它们被布置成使得使用力传感器电极检测的电容性测量结果指示施加给输入表面的力的量。特别地，力传感器电极（例如力传感器X（231）、力传感器电极Y（233）、力传感器电极Z（235））是被布置成会受到施加给输入表面的力的电气影响的传感器电极，诸如上面参考图1描述的传感器电极。可压缩物质是可利用弯曲或可压缩刚度表征的任何非导电物质（例如光学透明粘合剂（OCA）或任何其他可压缩介质）。因此，使用力传感器电极获取的测量结果指示施加给输入表面的力的量。在不偏离本发明范围的情况下可以使用力传感器电极的各种不同布置。下面是一些示例布置。

在第一示例中，力传感器电极可以被附接到显示器或是其一部分，并且可压缩物质可以被插入在力传感器电极与中间框架之间。在这样的情形中，可以使用绝对电容性感测。特别地，当将力施加给输入表面时，可压缩层压缩，从而促使中间框架更靠近力传感器电极。基于距离（即弯曲量或偏移量）的减小，力传感器电极的绝对电容改变，借此改变量反映减小量并且对应地反映所施加的力的量。

在图2的配置的另一实施例中，可以使用跨越电容性感测。在这样的情形中，力传感器电极的邻近显示器的第一子集可以是发射器电极，力传感器电极的邻近显示器的第二子集可以是接收器电极，并且可压缩物质可以被插入在中间框架与力传感器电极之间。发射器电极可以发射传输信号并且接收器电极可以接收来自传输信号的所产生的信号。当将力施加于输入表面时，可压缩层压缩，从而促使中间框架更靠近发射器电极和接收器电极。与没有施加力的电子系统相比，到中间框架的距离降低改变由接收器电极接收的所产生的信号。因此，所产生的信号的测量结果会受到所施加的力的量的影响。

作为另一示例配置来说，力传感器电极的第一子集可以被定位于可压缩物质上方并且力传感器电极的第二子集可以被定位于可压缩物质下方。此外，中间框架可以包括或者不包括导电材料。在该示例中，如上文所描述的、第一子集与第二子集之间的跨越电容性感测可以被执行以确定偏转量，并且对应地指示第一子集到第二子集的力的量。

在另一示例中，力传感器电极（231、233、235）中的一个或多个可以是显示器（221）的用于显示更新以及力和/或触摸感测两者的电极。换言之，用于更新显示器的电极中的一些或所有可以被用来执行电容性感测。电容性感测可以是针对力的（例如基于受可压缩层的压缩量影响的电容）和/或针对触摸的（例如基于受输入对象在感测区中的位置影响的电容），以便确定位置信息。

以上仅是一些示例。在不偏离本发明范围的情况下可以使用电子系统的其他配置来执行力感测。

图3示出根据本发明的一个或多个实施例的处理系统（300）的示例框图。如图3所示，处理系统（300）包括处理电路（302）和数据储存库（304）。处理电路（302）是被配置成处理指令的任何硬件电路。例如，处理电路（302）可以是专用集成电路（ASIC）、通用处理单元、中央处理单元的专用核或其他电子电路。

数据储存库（304）是用于存储数据的任何物理和/或逻辑存储单元。例如，数据储存库（304）可以是物理存储器和/或逻辑数据结构集合、或用于信息的其他储存库。数据储存库（304）被配置成存储电容性测量结果到温度映射（306）以及温度到增益映射（308）。

电容性测量结果到温度映射（306）将各种电容性测量结果关联到对应的温度。存储在电容性测量结果到温度映射（306）中的电容性测量结果可以对应于从力传感器电极获取的原始测量结果。在其他实施例中，电容性测量结果可以对应于针对基线和/或在执行其他滤波之后而调整的原始测量结果。进一步地，可以存在对于每个力传感器电极或力传感器电极的每个子集的单独的电容性测量结果到温度映射（306）。例如，对于第一力传感器电极可以存在一个电容性测量结果到温度映射，同时对于第二力传感器电极存在另一有区别的电容性测量结果到温度映射。各种电容性测量结果到温度映射可以被存储在分开的数据结构中或存储在组合的数据结构中。

在一个或多个实施例中，对于组合的力传感器电极可以存在电容性测量结果到温度映射。在这样的情形中，存储在电容性测量结果到温度映射（306）中的电容性测量结果可以是聚合测量结果。该聚合测量结果是通过将聚合函数应用于原始或经处理的电容性测量结果而生成的单一值。该聚合函数可以是求平均、加权求平均或用于聚合电容性测量结果的另一函数。

电容性测量结果到温度映射中的温度可以采用任何温度单位（例如开尔文、摄氏度、华氏度或其他单位）。进一步地，温度可以是绝对温度（例如30度）或相对温度（例如从冰点、从室温等偏移的量）。例如，温度可以是当前温度与在电容性测量结果到温度映射被生成时测得的温度之间的差。例如，如果在电容性测量结果到温度映射被生成时温度是27摄氏度，则从电容性测量结果到温度映射计算的为5的温度反映当前温度是32摄氏度。

在一个或多个实施例中，电容性测量结果到温度映射（306）是逻辑表。在这样的情形中，电容性测量结果集合中的每个电容性测量结果与逻辑表中的对应温度有关。在一个或多个实施例中，电容性测量结果到温度映射（306）是函数。该函数可以是连续函数，诸如线性函数。例如，该函数可以是f(t) = m*t + b的形式，其中m是线性函数的斜率，b是y截距（例如在电容性测量结果轴上的截距），t是温度并且f(t)是电容性测量结果。

继续看图3，温度到增益映射（308）将力传感器电极的温度映射成增益以应用于来自力传感器电极的电容性测量结果。该温度可以是绝对或相对温度。进一步地，该温度可以具有与电容性测量结果到温度映射（306）中的温度相同的类型。例如，如果电容性测量结果到温度映射（306）中的温度是指示从生成电容性测量结果到温度映射的温度的偏移的相对温度，则温度到增益映射中的温度可以是相同的相对温度或者可以是绝对温度。增益可以是加性增益（例如添加到来自力传感器电极的电容性测量结果的值）、乘性增益（例如来自力传感器电极的电容性测量结果要乘以的值）或另一形式的增益。温度到增益映射可以不管输入对象在感测表面上的位置或者可以特定于输入对象的特定位置。例如，对于输入对象在感测表面上的各个位置中的每一个可以存在分开的温度到增益映射。进一步地，对于相同温度可以针对每个力传感器电极存在单独的增益值。温度到增益映射（308）可以是逻辑表或函数。

在一个或多个实施例中，温度到增益映射（308）是针对相同类型的输入设备而生成的。例如，具有相同供应商和型号、具有相同的硬件配置的输入设备具有类似地响应于温度的增加或减少的力传感器电极。在这样的示例中，可以针对相同类型的每一个输入设备生成并且存储温度到增益映射（308）。可以通过实验来执行生成温度到增益映射（308）。例如，输入对象可以被放置在输入表面的位置上，同时在不同温度条件下使用力传感器电极来获取电容性测量结果。可以执行回归或其他分析以确定应该被应用于每个温度的增益，以使得不管温度如何在误差容限内当输入对象处于相同位置时经修订的电容性测量结果（即在应用增益的情况下的电容性测量结果）是相同的。所确定的温度到增益映射可以被存储在相同类型的每个输入设备中。在一些实施例中，不管类型如何每个输入设备可以具有相同的温度到增益映射。在这样的情形中，在没有进一步实验的情况下温度到增益映射可以被存储在每个输入设备中。

在一些实施例中，电容性测量结果到温度映射可以在相同类型的输入设备间是相同的。在一些实施例中，电容性测量结果到温度映射仅在一个生产批次的某类型输入设备间是相同的。在一些实施例中，执行校准以生成电容性测量结果到温度映射，诸如在生产阶段期间。在其他实施例中，在可获得外部温度测量结果并且输入对象不存在于感测区中的任何时间执行生成电容性测量结果到温度映射。

图4示出作为校准的一部分的用于生成电容性测量结果到温度映射的流程图。在步骤401中，获得校准环境的当前温度。可以从外部温度传感器获得当前温度。外部温度传感器是用于测量温度的一件专用设备。例如，外部温度传感器可以是温度探测器、输入设备的分开的部件、恒温器中的温度传感器或另一温度传感器。直接地（例如从温度传感器获取信号）或间接地（例如经由另一方接收从温度传感器获取的温度的输入）执行从外部温度传感器获得当前温度。

在步骤403中，从力传感器电极获得原始电容性测量结果。在一个或多个实施例中，原始电容性测量结果来自力传感器电极的绝对和/或互电容性测量结果。通过确定为了将力传感器电极的电势增大一个单位而添加到力传感器电极的电荷量来确定绝对电容。为了确定绝对电容，利用经调制的感测信号来驱动力传感器电极以确定电荷量。获得每个力传感器电极处的测量结果。例如，可以立即或在不同时间获得测量结果。可以通过利用发射器电极（例如力传感器电极）发射发射器信号来获得互电容测量结果。使用另一力传感器电极（其是接收器电极）来接收所产生的信号。在本发明的一个或多个实施例中，所产生的信号受发射器电极与接收器电极之间的距离影响，并且随受到可压缩层的压缩影响，如受力的影响那样。获得所产生的信号的测量结果。

在步骤405中，根据本发明的一个或多个实施例将原始电容性测量结果聚合成聚合测量结果。利用针对力传感器电极集合而存在的组合电容性测量结果到温度映射来执行聚合。例如，聚合可以是对原始电容性测量结果求平均。该求平均可以是直接求平均或加权求平均。作为更具体的示例来说，权重可以基于输入表面的弯曲性能。

在步骤407中，根据本发明的一个或多个实施例使用聚合测量结果来计算电容性测量结果到温度映射。例如，电容性测量结果到温度映射可以被近似为线性函数。该线性函数的斜率可以在输入设备间是一致的并且可以通过实验来确定。对于y截距而言在步骤401中获得的当前温度等于零或基线值。聚合测量结果是y截距（例如（聚合测量结果，0））。按照等式形式，函数可以具有f(t) = m*t + b的形式，其中m是线性函数的斜率，其在输入设备间是恒定的并且通过实验来确定，b是聚合测量结果，t是温度并且f(t)是电容性测量结果。在本发明的一个或多个实施例中，斜率、y截距和室温被存储在数据储存库中。

作为另一示例来说，通过在步骤401中获得的各种当前温度下生成在步骤406中生成的聚合测量结果的表来执行电容性测量结果到温度映射。在这样的情形中，各种聚合测量结果以及对应的温度被存储。

图5示出根据本发明的一个或多个实施例的用于使用电容性测量结果到温度映射和温度到增益映射的流程图。总体来说，在图5中，当不存在输入对象时，使用力传感器电极来确定当前温度。当存在输入对象时，先前确定的当前温度被用来将增益应用于测量结果并且获得对力更准确的确定。

在步骤501中，根据本发明的一个或多个实施例从力传感器电极获得原始电容性测量结果。获得原始电容性测量结果可以是以与上面参考图4的步骤403讨论的相同或类似方式获得的。在一个或多个实施例中，在输入设备的使用期间获得原始电容性测量结果。

在步骤503中，根据本发明的一个或多个实施例作出输入对象是否存在于感测区中的确定。因为输入对象的存在可能影响使用力传感器电极获得的电容性测量结果，所以输入对象的存在可能造成不正确的温度近似。确定存在可能基于电容性测量结果的一部分是否满足检测阈值。可以基于电容性测量结果的形状来确定存在。例如，基于位置排序并且具有陡峭峰值的电容性测量结果可以指示存在输入对象。如果确定感测区域中不存在输入对象，则该流程可以前进到步骤505。

在步骤505中，将原始电容性测量结果聚合成聚合测量结果。可以如上面参考步骤405所讨论的那样执行聚合原始电容性测量结果。

在步骤507中，将电容性测量结果到温度映射应用于聚合测量结果。如果电容性测量结果到温度映射是表，则可以通过利用聚合测量结果查询该表来执行应用电容性测量结果到温度映射。如果电容性测量结果到温度映射是函数，则可以将聚合测量结果用作输入来计算该函数。该函数的结果是当前温度。如果当前温度是相对的，则可以利用经校准的存储温度调整当前温度来获得实际当前温度。例如，该调整可以是将在步骤401中获得的温度添加到相对当前温度以获得实际当前温度。

在步骤509中，将温度到增益映射应用于在步骤507中获得的温度以获得增益。例如，如果温度到增益映射是表，则可以在表中执行查找以识别对应的温度。如果当前温度在表中的两个温度值之间，则可以通过插值来确定增益。例如，考虑在其中表具有与增益5相匹配的第一温度值65和与增益10相匹配的第二温度值75的情形。如果当前温度是73，则可以根据表中的值将增益计算为9（例如((10-5)*(73-65)/(75-65))+5）。在不偏离本发明范围的情况下可以使用不使用线性插值的用于计算增益的其他技术。

该流程对于电容性感测的当前帧可以前进到结束。可以在针对电容性感测的每个帧的使用期间连续重复图5。因此，如果在当前帧期间存在输入对象，则在前一帧期间确定的温度可以被用于生成经修订的电容性测量结果。因此，对于其中在步骤501中获得原始电容性测量结果并且在步骤503中输入对象被检测为存在的电容性感测的后续帧，该流程可以前进到步骤511。

在步骤511中，基于增益来计算经修订的电容性测量结果。根据在步骤509中确定的增益单独地修订每个电容性测量结果。因此，如果该增益是加性增益，则将该增益单独地添加到每个电容性测量结果。换言之，对于每个力传感器电极，针对力传感器电极的经修订的电容性测量结果等于原始电容性测量结果加上增益。如果增益是乘性增益，则使每个电容性测量结果乘以增益。换言之，对于每个力传感器电极，针对力传感器电极的经修订的电容性测量结果等于原始电容性测量结果乘以增益。

在步骤513中，根据本发明的一个或多个实施例使用经修订的电容性测量结果来确定力。增益的应用起到针对温度将从力传感器电极获得的原始电容性测量结果标准化的作用。因此，经修订的电容性测量结果是在输入设备处于校准环境中的情况下将存在的测量结果。可以执行进一步的处理来计及背景噪声，以及去除错误数据。如果电容性力测量结果还包括位置信息（例如因为传感器电极的重叠子集被用于力和触摸两者，所以力图像与触摸图像组合），则可以执行处理以提取力测量结果。

为了确定力可以执行各种技术。例如，可以对力测量结果中的每一个应用权重以计及输入表面和显示器的弯曲性能。换言之，因为弯曲性能的可变性，某些力传感器电极可以具有比其他力传感器电极低的电容性响应。可以将权重应用于力传感器电极以适应可变性。经加权的力测量结果可以被组合成组合测量结果。另外，可以将校正因子应用于组合测量结果，并且可以应用变换来将组合测量结果变换成指示力的力值。可以在每个输入对象的基础上、针对单个输入对象或针对组合的多个输入对象来确定力。在不偏离本发明范围的情况下可以使用用于确定力的其他技术。

在步骤515中，使用经修订的电容性测量结果来报告力。在本发明的一个或多个实施例中，力可以被报告给输入设备的中央处理器。该中央处理器可以将力用作请求要由输入设备执行的动作的用户输入。例如，该输入可以是选择图形用户界面中的项目、打开或关闭应用程序、提供进一步的信息或执行另一动作。

尽管图5示出在与获得当前温度相同的帧期间获得增益，但是可以在获得指示存在输入对象的电容性测量结果的后续帧之后获得增益。

因为处理系统可能无法访问输入设备上的实际温度传感器和/或输入设备上的温度传感器可能不反映力传感器电极的温度（例如归因于输入设备上的热点），所以一个或多个实施例创建用于确定温度的技术。特别地，如上文所示，一个或多个实施例提供一种供处理系统使用来自力传感器电极的电容性测量结果来确定力传感器电极的当前温度的技术。然后当将力施加给输入表面时该当前温度可以被用来调整电容性力测量结果。因此，一个或多个实施例提供更准确的力检测。

图6示出根据本发明的一个或多个实施例的示例温度曲线图（600）。垂直轴（602）针对以毫微微法拉计的电容性测量结果的聚合值的变化并且水平轴（604）针对以每个间隔10摄氏度按比例绘制的超过校准温度的温度增加。如图6所示，随着温度增加，电容性测量结果中的相同变化也近似地具有线性增加。

使用图6的示例，考虑在其中电容性测量结果到温度映射是图6的线（606）的情形。可以例如使用上文参考图4所述的技术来确定该线，或者一旦输入对象是在不同温度变化下放置，该线可以是最佳拟合线。继续看该示例，在输入设备的使用期间，从力传感器获得原始电容性测量结果。基于原始电容性测量结果或来自触摸传感器电极的测量结果，确定输入对象不存在于感测区中。相应地，处理系统确定感测区的当前温度。确定当前温度包括聚合原始电容性测量结果以具有-612毫微微法拉的聚合值。在这样的示例中，根据图6中示出的温度曲线图，当前温度被确定成超过当在校准期间时的温度20摄氏度。根据温度到增益映射确定对于20度增加的对应增益。当输入对象被确定成存在并且在后续感测帧中要将力施加给输入表面时，将增益添加给力传感器的原始电容性测量结果中的每一个以获得经修订的电容性测量结果。因此，经修订的电容性测量结果计及力传感器电极的与校准的温度变化并且更多地反映所施加的力。如所示的，一个或多个实施例提供用于通过根据电容性测量结果确定温度并且计及力传感器电极的变化的温度来确定施加于输入表面的力的更准确的技术。

因此，为了最佳地解释本发明及其特定应用以及由此使得本领域技术人员能够做出和使用本发明，给出这里阐述的实施例和示例。然而，本领域技术人员将会认识到，仅为了说明和示例目的给出了以上的描述和示例。所阐述的描述并不意在是穷举的或者将本发明限于所公开的精确形式。

Claims (17)

1.一种处理系统，其包括：

被配置成耦合到多个力传感器电极的传感器电路，所述传感器电路被配置成驱动所述多个力传感器电极来获得第一多个电容性测量结果；以及

处理电路，其被可操作地连接到所述传感器电路并且被配置成：

将所述第一多个电容性测量结果聚合成聚合测量结果，

将电容性测量结果到温度映射应用于所述聚合测量结果以获得所述多个力传感器电极的当前温度，

确定感测区中不存在输入对象，其中获得所述多个力传感器电极的当前温度是对确定不存在所述输入对象的响应，以及

存储所述当前温度以获得存储温度。

2.根据权利要求1所述的处理系统，其中所述传感器电路还被配置成：

驱动所述多个力传感器电极以获得第二多个电容性测量结果；

其中所述处理电路还被配置成：

确定所述感测区中存在输入对象，

响应于确定存在所述输入对象将温度到增益映射应用于所述存储温度以获得增益，以及

将所述增益应用于所述第二多个电容性测量结果以获得多个经修订的电容性测量结果。

3.根据权利要求2所述的处理系统，其中所述处理电路还被配置成：

使用所述多个经修订的电容性测量结果来确定输入表面上的力；以及

报告所述力。

4.根据权利要求1所述的处理系统，其中聚合所述第一多个电容性测量结果包括对所述第一多个电容性测量结果求平均。

5.根据权利要求1所述的处理系统，其中所述电容性测量结果到温度映射包括线性函数。

6.根据权利要求5所述的处理系统，其中所述线性函数使用测试环境的温度作为截距。

7.根据权利要求1所述的处理系统，其中所述传感器电路还被配置成：

在测试环境中驱动所述多个力传感器电极来获得第二多个电容性测量结果，

其中所述处理电路还被配置成：

获得测试环境的测试环境温度，

聚合所述第二多个电容性测量结果以获得测试电容性测量结果，以及

将所述测试电容性测量结果和所述测试环境温度作为所述电容性测量结果到温度映射保存在存储器中。

8.一种力校准方法，其包括：

驱动多个力传感器电极来获得第一多个电容性测量结果；

将所述第一多个电容性测量结果聚合成聚合测量结果；

将电容性测量结果到温度映射应用于所述聚合测量结果以获得所述多个力传感器电极的当前温度；

确定感测区中不存在输入对象，其中获得所述多个力传感器电极的当前温度是对确定不存在所述输入对象的响应；以及

存储所述当前温度以获得存储温度。

9.根据权利要求8所述的方法，其还包括：

驱动所述多个力传感器电极以获得第二多个电容性测量结果；

确定所述感测区中存在输入对象；

响应于确定存在所述输入对象将温度到增益映射应用于所述存储温度以获得增益；以及

将所述增益应用于所述第二多个电容性测量结果以获得多个经修订的电容性测量结果。

10.根据权利要求9所述的方法，其还包括：

使用所述多个经修订的电容性测量结果来确定输入表面上的力；以及

报告所述力。

11.根据权利要求8所述的方法，其中聚合所述第一多个电容性测量结果包括对所述第一多个电容性测量结果求平均。

12.根据权利要求8所述的方法，其中所述电容性测量结果到温度映射包括线性函数。

13.根据权利要求12所述的方法，其中所述线性函数使用测试环境的温度作为截距。

14.根据权利要求8所述的方法，其还包括：

在测试环境中驱动所述多个力传感器电极来获得第二多个电容性测量结果；

获得测试环境的测试环境温度；

聚合所述第二多个电容性测量结果以获得测试电容性测量结果；以及

将所述测试电容性测量结果和所述测试环境温度作为所述电容性测量结果到温度映射保存在存储器中。

15.一种输入设备，其包括：

被配置成生成感测信号的多个力传感器电极；以及

处理系统，其被连接到所述多个力传感器电极并且被配置成：

驱动所述多个力传感器电极来获得第一多个电容性测量结果，

将所述第一多个电容性测量结果聚合成聚合测量结果，

将电容性测量结果到温度映射应用于所述聚合测量结果以获得所述多个力传感器电极的当前温度，

确定感测区中不存在输入对象，其中获得所述多个力传感器电极的当前温度是对确定不存在所述输入对象的响应，以及

存储所述当前温度以获得存储温度。

16.根据权利要求15所述的输入设备，其中所述处理系统还被配置成：

驱动所述多个力传感器电极以获得第二多个电容性测量结果，

确定所述感测区中存在输入对象，

响应于确定存在所述输入对象将温度到增益映射应用于所述存储温度以获得增益，以及

将所述增益应用于所述第二多个电容性测量结果以获得多个经修订的电容性测量结果。

17.根据权利要求16所述的输入设备，其中所述处理系统还被配置成：

使用所述多个经修订的电容性测量结果来确定输入表面上的力，以及

报告所述力。

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