本公開的實施方式一般涉及觸摸感測的方法和設備，更具體地說，涉及對已接收的信號的處理。

背景技術：

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。接近傳感裝置可包括感測區域，該區域經常稱為表面，其中接近傳感裝置確定一個或多個輸入物體的存在、位置和/或運動。接近傳感裝置可用于提供電子系統的接口。例如，接近傳感裝置經常用作較大的計算系統(例如集成于筆記本或桌面計算機中或作為筆記本或桌面計算機外圍設備的不透明的觸摸平板)的輸入裝置。接近傳感裝置還經常用于較小的計算系統(例如集成于蜂窩電話中的觸摸屏)。

技術實現要素：

在這里公開的實施方式包括對輸入裝置進行操作的方法，該方法包括：在第一電極和第二電極的每個處測量力的大小。該方法還包括：根據第一電極處的經測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計的力的大小。該方法包括：確定第二電極處的經測量的力的大小與第二電極處的預計的力的大小之間的差，并響應于所述差超過預定的閾值而調整第二電極的力權重因子，以形成經調整的力權重因子。該方法還包括：調整第二電極處的經測量的力的大小。

在另一實施方式中，提供用于電容性傳感裝置的處理系統，其包括：校準模塊，該校準模塊配置為在第一電極和第二電極的每個處測量力的大小。校準模塊進一步配置為根據第一電極處的經測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計的力的大小。校準模塊進一步配置為確定第二電極處的經測量的力的大小與第二電極處的預計的力的大小之間的差，并響應于所述差超過預定的閾值而調整第二電極的力權重因子以形成經調整的力權重因子。校準模塊還配置為調整第二電極處的經測量的力的大小。

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，對上面概述的本公開的更具體描述可參參考實施方式進行，這些實施方式中的一些在附圖中示出。但是應注意到，這些附圖僅僅表示本公開的示例性的實施方式，并且因此不應將其認定為對其范圍的限定，因為于本公開可允許其它等同效果的實施方式。

圖1為根據一實施方式的包括輸入裝置的系統的方框圖。

圖2為根據一實施方式的示例性傳感器電極圖案。

圖3表示用于校準電容性力傳感器的示例性處理系統。

圖4表示力傳感器上的力感測電極的示例性的分布。

圖5表示顯示經過重新校準的力測量值的示例性的表。

圖6表示顯示在三個裝置的重新校準之前和之后的三個示例性裝置的測試結果的示例性的表。

圖7為表示重新校準電容性力傳感器的方法的流程圖。

為了便于理解，如果可能，采用相同的標號表示對于這些附圖共同的相同部件。應想到，在一個實施方式中公開的部件在不進行具體引用的情況下可有利地用于其它的實施方式。除非具體地提示，這里所參考的附圖不應理解為按照比例而繪制。另外，這些附圖經常是簡化的，并且為了呈現和解釋清楚起見，對細節或部件作了省略。附圖和討論用于解釋下面討論的原理，其中相同的標號表示相同的部件。

具體實施方式

從性質上說，下面的具體的描述僅僅是示例性的，并且不打算構成對實施方式或這樣的實施方式的應用和使用的限定。另外，不打算受到在前述的技術領域、技術背景、發明內容概述或下面的具體描述中出現的任何明示或隱含的理論的約束。

本技術的各種實施方式提供改善易用性的方法和輸入裝置。特別是，這里描述的實施方式有利地提供校準觸摸裝置的力傳感器的技術。根據力傳感器的對地位移計算力。觸摸裝置和力傳感器的物理特性可隨時間而變化。例如，用戶會將裝置掉落在硬表面上，這會產生機械損害。溫度變化和其它的環境變化也會影響裝置的物理特性。這些物理特性會影響通過力傳感器所得到的力測量值。為了補償這些變化，在運行期間，可定期地對力傳感器進行重新校正。在這里描述的實施方式中，可調整每個力電極的權重因子以補償這些物理變化。

現在轉到附圖，圖1為根據本公開的實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(在圖中未示出)提供輸入。如在本文檔中所使用的那樣，術語“電子系統”(或“電子裝置”)廣義地指代能夠以電子方式對信息進行處理的任何系統。電子系統的一些非限定例子包括所有尺寸和形狀的個人計算機，例如桌面計算機、筆記本型計算機、上網本計算機、平板電腦、網頁瀏覽器、電子書閱覽器和個人數字助理(pdas)。另外的示例性電子系統包括復合輸入裝置，例如具有輸入裝置100和單獨的游戲桿或鍵開關的物理鍵盤。另外的示例性的電子系統包括外圍設備，例如數據輸入裝置(包括遠程控制器和鼠標)和數據輸出裝置(包括顯示屏和打印機)。其它的例子包括遠程終端器、信息亭、視頻游戲機(例如視頻游戲主機、便攜游戲機等)。此外的例子包括通信裝置(包括蜂窩電話，例如智能手機)、介質裝置(包括記錄器、編輯器和播放器(例如電視機、機頂盒、音樂播放器、數字相框和數字照相機))。此外，電子系統可為主機或從屬于輸入裝置的從機。

輸入裝置100可作為電子系統的物理部分而實施，或可與電子系統物理上分開。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的部分進行通信：總線、網絡和其它的有線或無線互聯。例子包括i2c、spi、ps/2、通用串行總線(usb)、藍牙、rf和irda。

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

感測區域120包括輸入裝置100的上方、周圍、內部和/或附近的任何空間，在該空間內，輸入裝置100能夠檢測用戶的輸入(例如通過一個或多個物體140而提供的用戶輸入)。特定感測區域的尺寸、形狀與位置可在實施方式之間大跨度變化。在一些實施方式中，感測區域120從輸入裝置100的表面沿一個或多個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。在各種實施方式中，感測區域120于特定方向而延伸的距離可處于小于毫米、多個毫米、多個厘米或更大的量級，并且可伴隨所采用的感測技術的類型和所需要的精度而顯著變化。因此，一些實施方式感測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。在各種實施方式中，輸入表面可通過傳感器電極位于其內的外殼的表面而提供，通過敷設于傳感器電極上的面狀片或任何外殼等而提供。在一些實施方式中，感測區域120在投影到輸入裝置100的輸入表面上時具有矩形形狀。

輸入裝置100可采用傳感器元件和檢測技術的任何組合，以便檢測感測區域120中的用戶輸入。輸入裝置100包括一個或多個用于檢測用戶輸入的感測元件。作為幾個非限定性例子，輸入裝置100可采用電容性、彈性、電阻性、感應性、磁性、聲學性、超聲和/或光學技術。一些實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的一些電阻性的實施方式中，柔性和導電第一層通過一個或多個間隔元件與導電第二層分隔開。在操作期間，跨層而產生一個或多個電壓梯度。按壓柔性第一層會使其足夠大地偏斜以產生層間的電接觸，造成反映層間觸點的電壓輸出。這些電壓輸出可用于確定位置信息。

在輸入裝置100的一些感應性實施方式中，一個或多個感測元件拾取由諧振線圈或成對的線圈所感應的回路電流。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的一些電容性的實施方式中，施加電壓或電流以便產生電場。附近的輸入物體導致電場的變化，并且產生電容耦合的可檢測的變化，該變化可作為電壓、電流等的變化而檢測。

一些電容性的實施方式采用電容性感測元件的陣列或其它的規則或非規則的圖案以便產生電場。在一些電容性的實施方式中，分開的感測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。

一些電容性的實施方式采用“自電容”(或“絕對電容”)感測方法，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，改變了被測量的電容耦合。在一個實施方式中，絕對電容感測方法通過下述方式操作：相對于參考電壓(例如系統接地)而對傳感器電極進行調制和檢測傳感器電極與輸入物體之間的電容耦合。

一些電容性的實施方式采用“互電容”(或“橫跨電容”)感測方法，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，從而改變被測的電容耦合。在一個實施方式中，橫跨電容感測方法通過檢測一個或多個發射器傳感器元件(也稱為“發射器電極”或“發射器”)與一個或多個接收器傳感器電極(也稱為“接收器電極”或“接收器”)之間的電容耦合而操作。可相對參考電壓(例如系統接地)，對發射器傳感器電極進行調制以便對發射器信號進行發射。接收器傳感器電極可相對參考電壓基本保持恒定，以便于作為結果的信號的接收。作為結果的信號可包括與一個或多個發射器信號和/或與環境干擾(例如其它的電磁信號)的一個或多個源相對應的(多個)效果。傳感器電極可為專門的發射器或接收器，或傳感器電極可配置為進行發射和接收二者。作為替換方式，可相對地調制接收器電極。

在圖1中，處理系統110作為輸入裝置100的部分而示出。處理系統110配置為操作輸入裝置100的硬件以檢測感測區域120中的輸入。處理系統110包括一個或多個集成電路(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可包括發射器電路和/或接收器電路，發射器電路配置為通過發射器傳感器電極而發射信號，接收器電路配置為通過接收器傳感器電極而接收信號。在一些實施方式中，處理系統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。在一些實施方式中，構成處理系統110的單元設置在一起，例如靠近輸入裝置100的(多個)感測元件。在其它的實施方式中，處理系統110的單元與緊靠輸入裝置100的(多個)感測元件的一個或多個單元以及其它的地方的一個或多個單元以物理方式分開。例如，輸入裝置100可為與桌面計算機耦合的外圍設備，并且處理系統110可包括軟件和一個或多個ics(或許其帶有相應的固件)，軟件配置為在桌面計算機的中央處理單元上運行，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。在一些實施方式中，處理系統110專用于輸入裝置100的實施。在其它的實施方式中，處理系統110還實現其它的功能，例如對顯示屏幕進行操作，驅動觸覺致動器等。

處理系統110可作為一組模塊而實現，該組模塊操作處理系統110的不同功能。每個模塊可包括構成處理系統110的部分的電路、固件、軟件或它們的組合。在各種實施方式中，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硬件(例如傳感器電極和顯示屏)進行操作；數據處理模塊，該數據處理模塊用于處理數據(例如，傳感器信號和位置信息)；以及報告模塊，該報告模塊用于報告信息。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(多個)感測元件進行操作以檢測輸入；識別模塊，該識別模塊被配置為識別姿態(例如模式變化姿態)；以及模式變化模塊，該模式變化模塊用于改變操作模式。

在一些實施方式中，處理系統110直接通過引起一個或多個動作而對感測區域120中的用戶輸入(或用戶輸入的缺乏)作出響應。示例性動作包括改變操作模式，以及圖形用戶接口(gui)動作，gui動作例如是光標移動、選擇、菜單導航和其它的功能。在一些實施方式中，處理系統110將關于輸入(或輸入的缺乏)的信息提供給電子系統的某部分(例如提供給電子系統的中央處理系統，中央處理系統與處理系統110分開(如果這種分立的中央處理系統存在))。在一些實施方式中，電子系統的某部分對從處理系統110接收的信息進行處理以對用戶輸入進行動作，例如便于全系列動作的實現，其包括模式改變動作和gui動作。

例如，在一些實施方式中，處理系統110對輸入裝置100的(多個)感測元件進行操作以產生表示感測區域120中的輸入(或輸入的缺乏)的電信號。處理系統110在產生提供給電子系統的信息的過程中，可對電信號進行任何適量的處理。例如，處理系統110可對從傳感器電極獲得的模擬電信號進行數字化處理。作為另一例子，處理系統110可進行濾波或其它的信號調整處理。作為還一個例子，處理系統110可扣除基準或以其它方式解釋基線，從而使得信息反映電信號和基線之差。作為又一例子，處理系統110可確定位置信息、識別作為命令的輸入、識別手寫等。

在這里所使用的“位置信息”從廣義上說包括絕對位置、相對位置、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的運動。示例性的“三維的”位置信息包括空間內的瞬間或平均速度。進一步的例子包括空間信息的其它表示。還可確定和/或存儲與位置信息中的一種或多種類型有關的歷史數據，該信息例如包括跟蹤隨時間變化的位置、運動或瞬間速度的歷史數據。

在一些實施方式中，輸入裝置100通過另外的輸入部件而實現，另外的輸入部件由處理系統110或某些其它的處理系統操作。這些另外的輸入部件可針對位于感測區域120中的輸入而提供冗余的功能或某些其它的功能。圖1表示靠近感測區域120的按鈕130，其可用于幫助采用輸入裝置100而進行項目選擇。其它類型的另外的輸入部件包括滑動件、球、輪、開關和類似部件。與此相反，在一些實施方式中，輸入裝置100可以沒有其它的輸入部件的方式實施。

在一些實施方式中，輸入裝置100包括觸摸屏接口，并且感測區域120與顯示屏的有效區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提供用于相應電子系統的觸摸屏接口。顯示屏可為能夠對用戶顯示視頻接口的動態顯示的任何類型，并且可包括任何類型的發光二極管(led)、有機led(oled)、陰極射線管(crt)、液晶顯示器(lcd)、等離子、電致發光(el)或其它的顯示技術。輸入裝置100和顯示屏可共用物理元件。例如，一些實施方式可采用相同的電子器件中的一些來顯示和檢測。作為還一例子，顯示屏可由處理系統110局部地或全部地操作。

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

圖2表示按照一些實施方式的系統200，系統200包括處理系統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的感測區域中進行檢測。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傳感器電極160(160-1，160-2，160-3，......160-n)和設置于多個傳感器電極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置力傳感器電極而設置于顯示屏的下方。這里描述的實施方式可采用這樣的分立的力傳感器來感測力。示例性的力傳感器330在下面的圖3中示出。在其它的實施方式中，針對圖2而在這里描述的傳感器電極用于感測力。

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，一個或多個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，該絕緣性材料設置在位于交叉跨接區域處的傳感器電極之間；在這樣的結構中，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。在一些實施方式中，傳感器電極160和傳感器電極170通過一個或多個絕緣材料層而分開。在一些其它的實施方式中，傳感器電極160和傳感器電極170通過一個或多個襯底而分開；例如，它們可設置于相同襯底的相對側，或設置于疊置在一起的不同襯底上。

在其它的實施方式中，傳感器電極160或170中的一個或多個設置于公共襯底的相同側或表面上，并且在感測區域120中相互分隔開。傳感器電極160和170可設置于矩陣陣列中，在該陣列中，每個傳感器電極可稱為矩陣傳感器電極。每個傳感器電極可為基本相同的尺寸和/或形狀。在一個實施方式中，傳感器電極160和170的矩陣陣列中的一個或多個傳感器電極可在尺寸和形狀中的至少一個方面變化。矩陣陣列中的每個傳感器電極可與電容性圖像的一個像素相對應。另外，矩陣陣列中的兩個或更多個傳感器電極可與電容性圖像的一個像素相對應。在各種實施方式中，矩陣陣列中的每個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。在各種實施方式中，傳感器電極160或170包括設置于至少兩個傳感器電極之間的一個或多個柵電極。柵電極和至少一個傳感器電極可設置于襯底的公共側、公共襯底的不同側和/或不同的襯底上。在一個或多個實施方式中，傳感器電極和(多個)柵電極可包括顯示器的整個電壓電極。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區域120的外側(例如在連接區域)耦合在一起。在一個實施方式中，浮動電極可設置于柵電極和傳感器電極之間。在一個特殊實施方式中，浮動電極、柵電極和傳感器電極構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有關的感測區域中的輸入物體的接近程度和運動而變化。

在一些實施方式中，對傳感器圖案進行“掃描”以確定這些電容性耦合。這就是說，驅動傳感器電極160以便對發射器信號進行發射。發射器可這樣地操作，從而一個傳感器電極在一個時刻進行發射，或多個傳感器電極在相同時刻發射。在多個傳感器電極同時地進行發射的場合，這些多個傳感器電極可發射相同的發射器信號并且有效地產生有效程度上較大的傳感器電極，或這些多個傳感器電極可發射不同的發射器信號。例如，多個傳感器電極可按照一個或多個編碼方案發射不同的發射器信號，編碼方案能夠對獨立確定的傳感器電極170的作為結果的信號產生組合效果。

接收器傳感器電極170可單個或多個地工作，從而獲得作為結果的信號。作為結果的信號可用于確定電容性像素處的電容性耦合的測量值。

電容性像素的測量值組構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”)。可在多個時間周期內獲得多個電容性圖像，并且它們之間的差別用于產生關于感測區域內的輸入的信息。例如，在連續時間周期獲得的連續的電容性圖像可用于跟蹤進入感測區域、從感測區域中出來和位于感測區域內部的一個或多個輸入物體的(多個)運動。

傳感器裝置的背景電容為與感測區域的無輸入物體有關的電容性圖像。背景電容隨環境和操作條件而變化，并且可以各種方式評估。例如，一些實施方式在確定感測區域中沒有輸入物體時取“基準圖像”，并且將那些基準圖像作為它們的背景電容的估計。

可針對傳感器裝置的背景電容調整電容性圖像以更有效的處理。一些實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量值的“基準”以形成“基準的電容性圖像”。也就是說，一些實施方式將構成電容性圖像的測量值與和這些像素有關的“基準圖像”的適合的“基準值”進行比較，并確定相對基準圖像的變化。

在一些觸摸屏的實施方式中，傳感器電極160包括一個或多個公共電極(例如“v-com電極”)，其用于對顯示屏的顯示進行更新。這些公共電極可設置于適合的顯示屏襯底上。例如，公共電極可設置于一些顯示屏(例如，平面內轉換(ips)、平面-線轉換(pls))的tft玻璃上；設置于一些顯示屏(例如圖案垂直對準(pva)或多疇垂直對準(mva))的濾光片玻璃的底部，等等。在這樣的實施方式中，這些公共電極也可稱為“組合電極”，因為其執行多個功能。在各種實施方式中，每個傳感器電極160包括一個或多個公共電極。在其它的實施方式中，至少兩個傳感器電極160可共用至少一個公共電極。

在各種觸摸屏的實施方式中，“電容性幀頻”(獲得連續的電容性圖像的速度)可與“顯示幀頻”(更新顯示圖像的速度，更新包括對屏進行刷新以便重新顯示相同圖像)相同或不同。在上述兩個幀頻不同的一些實施方式中，在不同的顯示更新狀態下獲得連續的電容性圖像，并且不同的顯示更新狀態會影響所獲得的電容性圖像。這就是說，顯示更新特別會影響背景電容性圖像。因此，如果在顯示更新處于第一狀態時獲得第一電容性圖像，并且在第二顯示更新處于第二狀態時獲得第二電容性圖像，則第一和第二電容性圖像可不同，這是因為與顯示更新狀態有關的背景電容性圖像存在差別，而并非由于感測區域的變化。這對于電容性檢測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)時更加可能。

為了便于說明，將在特殊顯示更新狀態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序列到特定顯示序列的映射有關。因此，將在第一顯示更新狀態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。在顯示更新狀態和電容性圖像獲得之間的關系呈周期性時，獲得的電容性圖像在幀類型之間循環并且然后重復。

處理系統110可包括驅動器模塊230、傳感器模塊240、確定模塊250和可選擇的存儲器260。處理系統110通過多個導電路徑跡線(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與多個傳感器電極170耦合，并且配置為接收表示感測區域120中的輸入(或輸入的缺乏)和/或環境干擾的作為結果的信號。傳感器模塊240還可配置為將作為結果的信號傳送給確定模塊250和/或可選的用于存儲的存儲器260，該確定模塊250用于確定輸入物體的存在。傳感器模塊240還可驅動傳感器電極。在各種實施方式中，處理系統110的ic可與驅動傳感器電極160的驅動器耦合。驅動器可采用薄膜晶體管(tft)制造，并且可包括開關、組合邏輯、多路復用器和其它的選擇和控制邏輯。

驅動器模塊230包括驅動器電路，該驅動器模塊230包含在處理系統110中，該驅動器模塊230可配置為對顯示裝置(在圖中未示出)的顯示屏上的圖像進行更新。例如，驅動器電路可包括顯示電路和/或傳感器電路，配置為將一個或多個像素電壓通過像素源驅動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或多個公共驅動電壓施加給公共電極以更新顯示屏。另外，處理系統110配置為通過將發射器信號驅動到公共電極，如同對用于輸入感測的發射器電極那樣操作公共電極。

處理系統110可通過一個或多個ic而實施以控制輸入裝置中的各種部件。例如處理系統110的ic的功能可在一個以上的集成電路內實施，該集成電路可控制顯示模塊元件(例如公共電極)，并且驅動發射器信號和/或接收自感測元件陣列接收的作為結果的信號。在具有處理系統110的一個以上的ic的實施方式中，分立的處理系統ic之間的通信可通過同步機制實現，該同步機制使信號按照順序提供給傳感器電極160。可選地，同步機制可位于ic中的任何一個的內部。

處理系統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，在本示例性的實施方式中其稱為afe270。在其它的實施方式中，可采用其它的接收器實施方式。可在傳感器模塊240中或在處理系統110的一個或多個部件中實施ate270。

在這里描述的實施方式提供校準輸入裝置100上的力檢測的技術。基于具有空隙的電容性傳感器的力檢測的操作方式為：測量在力改變該空隙的寬度時電容發生的變化。所檢測的力的值基于空隙寬度的變化量。采用該方法測定力的難點在于輸入裝置100的機械部件可隨時間而變化。例如，該裝置會掉落于堅硬的表面上。空隙或顯示器會發生變化。溫度或濕度的變化也會影響該裝置，如正常的磨損和撕裂那樣。如果發生了永久的機械變化，則力測量值會變得不精確。精確的力測量值可通過對力傳感器進行重新校準而重新獲得。在于下面描述的方法中，可調整每個力電極的權重因子以補償這些機械變化。

為了重新校準力傳感器，在輸入裝置100的初始校準的期間測量參考力。然后，在輸入裝置100使用時，力電極中的一個用作參考以相對機械變化恢復或局部恢復已測量的力。該方法在下面進行更具體的描述。

圖3表示校準電容性力傳感器的示例性的處理系統300。對觸摸表面300施加力，并且觸摸感測模塊320獲得電容性傳感器中的多個傳感器電極處電容的變化。觸摸感測模塊320可包括如上所述的傳感器電極160和170，其工作以對感測區域中的觸摸進行感測。觸摸感測模塊320與傳感器模塊240協同來識別力的坐標位置。

力傳感器330配置為根據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范圍內的多個力感測電極處的力的值。力傳感器330包括一個或多個感測元件，例如在下面更具體地描述的力感測電極。力傳感器330的運動用于檢測施加至觸摸表面310的力。在一個例子中，通過檢測力傳感器330和地之間的電容變化而確定力。在這里描述的任何實施方式中，可通過跨電容感測或絕對電容感測而完成力的感測。驅動力感測元件以用于絕對電容感測，同時通過恒定電壓驅動另一力感測元件。另外，第二力感測元件(或第二力感測元件的電極)可通過恒定電壓而驅動，或以不同于第一力感測元件(或第一力感測元件的電極)的方式(相位、振幅和/或頻率)而調制。對于跨電容感測，力感測元件可通過檢測一個或多個發射器傳感器電極與一個或多個接收器傳感器電極之間的電容耦合而運作。發射器傳感器電極和接收器傳感器電極可以各種配置來設置。

校準模塊340配置為實施在這里描述的實施方式的多個方面。校準模塊340包括適合的電路和/邏輯以實施這些實施方式。校準模塊340可包括一個或多個集成電路(ics)和/或其它的電路部件中的部分或全部。在一些實施方式中，校準模塊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。校準模塊340接收表示力傳感器330的力讀數的電容變化。校準模塊還可相對存儲器和/或寄存器而進行讀和寫處理以實施在這里描述的實施方式。校準模塊340可將表示力讀數的電容的變化與基于已存儲數據的預計的力讀數進行比較，存儲數據包括涉及一個或多個力感測電極的已存儲的數據。校準模塊340可采用在這里描述的已存儲的數據和/或收集的數據，利用適合的硬件、固件和/或軟件進行計算。

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

ftotal＝∑fij

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

當在輸入裝置100銷售給零售商或用戶之前對其進行測試時，對力傳感器330進行校準，使得每個力感測電極感測和報告施加于力傳感器330的正確的力。例如在輸入裝置100的掉落測試后，該裝置的機械部件會變化，并且力感測電極不再會報告正確的力測量值。但是，與更接近力傳感器330的邊緣的其它的力感測電極相比較，靠近力傳感器330的中心的電極或多個電極(例如本例子中的力感測電極410)經常經歷較小的變化。這就是說，在該裝置經歷機械變化后，中心電極的力測量值的變化小于其它電極的測量值。由于該原因，在用戶使用它后，當裝置經歷機械變化時中心電極可用作參考以對其它的力感測電極進行校準。用作參考以對其它的電極進行重新校準的電極可稱為“金電極”。在其它的實施方式中，可根據機械變化時哪個電極經歷的測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電極指定為金電極。

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

另外，每個力感測電極相對力的總和ftotal的預計占比由rij表示(力所占比例)。其結果是：

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

每個力感測電極也具有相應的權重因子kij。在校準期間，針對每個力感測電極，權重因子kij初始設定為1。在重新校準期間，可改變這些權重因子以針對輸入裝置100和力傳感器330的機械變化進行補償。校準模塊340在任何適合位置存儲每個力感測電極的權重因子k和比例r。在一些實施方式中，r和k值可存儲于寄存器中。

在運行期間，可在施加與校準力相似的力時對輸入裝置100重新校準。這就是說，當在位于或靠近中心力感測電極410處施加大約等于ftotal的力時，可對輸入裝置100進行重新校準。可根據在校準期間而確定的并且由校準模塊340存儲的比例r和權重因子k，將力感測電極針對施加的力ftotal的響應與力感測電極的“預計的”響應進行比較。根據該比較，可調整力感測電極的力權重因子k，以便針對機械變化而進行補償。

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

為了使用簡單的例子，在運行期間，其值為100的力f’total施加于中心力感測電極410的預定范圍內的位置。由于力f’total在校準力的10％的范圍內，并且力的位置在距離中心力感測電極410的1cm的范圍內，故在此時可對輸入裝置100重新校準。在9個力感測電極的每個電極處，提取力測量值。由于力f’total等于總的校準力，故預計9個力感測電極的每個所檢測的力值基本等于在初始校準的期間確定的值。如果在重新校準的期間而施加的力f’total比初始校準力高出10％，則預計在9個力感測電極的每個電極處檢測的力值高出10％。假定對于重新校準計算，下述比例rij是恒定的，該比例rij指在校準力ftotal施加于校準位置(即金電極)處的校準期間確定的力感測電極中的每個的比例。這就是：

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

在重新校準過程期間，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的預計的總的力fexp：

于是，針對位于位置(i，j)處的每個力傳感器電極，計算fij/rij。將這些值與如上所述在金電極處確定的fexp進行比較。如果位于位置(i，j)處的fij/rij的給定值與fexp的差大于預定閾值，則重新校準位置(i，j)處的力傳感器。針對重新校準的每個力傳感器電極的目標是使fij/rij基本等于fexp。該目標通過對需要重新校準的每個力傳感器電極的權重因子k進行更新而實現。如果kij表示位于位置(i，j)處的力傳感器電極的權重因子，則k’ij表示經過更新的權重因子。經過更新的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得的力、在位于位置(i，j)的力傳感器電極處測得的力和該兩個位置的r值確定新的權重因子k’ij。當針對要求重新校準的每個力傳感器電極計算新的權重因子k’時，權重因子由校準模塊340存儲于存儲器中。如上所述，在位于給定力傳感器電極處檢測的力超出某預定范圍時，僅僅對權重因子進行重新計算。例如，力傳感器電極處檢測的力與力傳感器電極處的預計的力僅僅相差10％或更低的程度時，可確定檢測的力位于可接受的范圍內。噪音和其它的隨機影響可稍稍改變由力傳感器電極所檢測的值，因此位于某范圍內的力測量值經常是可接受的，從而避免過度的重新校準。

在確定新的權重因子k’ij之后，在位于位置(i，j)處的力感測電極處的將來的力測量值與新的權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的金力感測電極附近檢測到的力的值為50(其接近本例子的校準力的值)。因此，fexp為50/0.5或100。在觸摸傳感電極414處檢測到值為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，故應當對觸摸傳感電極414重新校準。新的權重因子表示為：

因此：

新的權重因子k’ij＝2.67。默認的權重因子為1，這樣經更新的權重因子由校準模塊340存儲于存儲器中。對于將來的力測量值，觸摸傳感電極414檢測的力與值為2.67的權重因子k相乘，并且與其它的觸摸傳感電極的力測量值相加，從而確定施加于力傳感器330上的總的力。其結果是，如果在觸摸傳感電極414處檢測到的后續的力為3，則3×2.67≈8的力用作該力感測電極相對總的施加力的貢獻。權重因子有助于部分解釋輸入裝置100中的機械變化。

在一些實施方式中，可采用濾波器以緩慢改變給定力感測電極的k值，而取代在一個步驟中以較大值修正k。例如，給定的重新校準過程可表明k應當從1變為5。但是，諸如此類的較大變化率會導致k值的過校正。由于噪音、機械變化和其它的不規則性，新的k值會過多改變權重因子，所以可實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施。一個方法為將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，則重新校準過程確定k應從1變為5，然后經過更新的kij表示為：

因此更新的kij值為0.5×(5/1)，或2.5。其結果是，將k更新為2.5而取代5，從而產生k值的較慢的變化率。可采用另一公式以對k進行濾波，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，則較大的變化率產生新的kij值：0.2(1)+0.8(5)或4.2。可根據所需的變化到k的進取程度，采用α的不同值。

在要求重新校準的每個力感測電極的重新校準過程期間，當確定了新的k因子之后，將每個力感測電極的力測量值相加以確定總的力。因此：

ftotal＝∑k’ijfij

圖5表示實例表500，該表500表示重新校準的力測量值，該重新校準的力測量值基于靠近金電極(例如圖4所示的中心力感測電極410)施加的力。圖5所示的力測量值的重新校準的改善程度可以與其它環境下的其它輸入裝置的使用差不多。在這里所示的結果僅僅為一個示例性的實施方式。在本例子中，在列a～i中示出9個感測電極。在于輸入裝置100上進行測試電池之前，獲得力測量值。測試電池可包括例如輸入裝置100的掉落測試，該測試可改變裝置中的力傳感器的物理特性。該9個力感測電極的這些“之前”的力測量值在行502中示出。行502中的力測量值用于確定在重新校準前后該誤差有多大的基準。行504示出行502中的力測量值的總和(5958)。行506示出在重新校準期間使用的力測量值的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示出在實施測試電池后的每個力感測電極的力傳感器測量值。如在行508中所看到的那樣，在于裝置上進行測試電池后，這些“之后”的力傳感器測量值相對行502中的“之前”的測量值大大地改變。例如在列b中，“之前”測試測量的力的值為1489，而“之后”測試測量的力的值為787。類似地，在列g中，“之前”測試測量的值為809，而“之后”測試測量的值為366。“之后”測試中的力測量值的總和在行510中示出(3889)。因此，“之前”和“之后”的測試之間的誤差為(5958-3889)/5958或約35％。

行512示出在“之后”的測量值(行508)與每個力感測電極的權重因子k(行506)相乘時的力傳感器測量值。例如在列a中，“之后”的測量值136與400％的k因子相乘從而產生重新校準的測量值544。類似地，列b的“之后”的測量值787與列b的197％的k因子相乘，其產生重新校準的力測量值1553。在對力傳感器測量值中的每個重新校準后，在行514中示出那些經重新校準的力測量值的總和。經重新校準的測量值的總和為6513。“之前”的總和與經重新校準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過程導致誤差從約35％降至約9％。

圖6示出實例表600，該表600示出三個樣本裝置的測試結果和三個裝置校準之前和之后的相應的力測量值。該表示出測試力在裝置上的15個不同點(列a中示出為點1、點2等)的15個施加。例如，在校準之前和之后，對三個裝置中的每個上的點1施加力。該表示出在校準之前和之后的力測量值的誤差。這里描述的實施方式的其它應用會導致力傳感器測量值的不同程度的改善。

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

圖7為示出校準電容性力傳感器的方法700的流程圖。雖然結合圖1～4的系統對該方法步驟進行了描述，但是本領域的技術人員理解，配置為以任何可行的順序執行該方法步驟的任何系統仍落入本公開的范圍內。在各種實施方式中，在圖1～4中描述的硬件和/或軟件單元可配置為執行圖7的方法步驟。在一些實施方式中，圖1～4所示的部件(例如力傳感器電極與校準模塊340)可采用硬件和/軟件而執行圖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處測量力的大小。可通過各種方式測量力，包括如上所述的測量電容的變化。

該方法繼續進行至步驟720，該步驟中，校準模塊根據第一電極處的經測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計的力的大小。如上所述，第一電極可為金電極，該金電極用于對其它的力傳感器電極進行重新校準，該其它的力傳感器電極包括第二力感測電極。每個力傳感器電極的力所占比例r可存儲于任一適合的存儲器或寄存器中。

該方法繼續進行至步驟730，該步驟中，校準模塊確定第二電極處的經測量的力的大小和第二電極處的預計的力的大小之間的差。在步驟740，響應于差超過預定的閾值，校準模塊調整力權重因子。換言之，如果第二電極處的力測量值遠離預計的測量值(即其超過閾值)，則調整權重因子。如果差較小并且差沒有超過閾值，則力權重因子不需要調整。

該方法繼續進行至步驟750，該步驟中，校準模塊調整第二電極處的經測量的力的大小。該調整至少部分地基于經調整的力權重因子。

因此，這里給出實施方式和例子是為了以最佳方式說明本發明的技術及其特殊應用，并且由此使本領域的技術人員能夠制作和使用本公開。但是，本領域的技術人員會意識到，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將本公開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利要求書確定。

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