用于力检测器的自适应性机械变化补偿制造技术

电容性感测装置配置成使用触摸感测方法检测由输入对象施加到该装置的输入表面的力、外加上输入对象的定位。为了补偿电容性感测装置随时间的物理变化、气隙非均匀分布、以及其他机械改变和变化，实施例生成用于确定力信息的补偿因子。

【技术实现步骤摘要】
用于力检测器的自适应性机械变化补偿
本公开的实施例一般涉及电容性感测，以及更具体地，涉及感测在使用电容性感测的输入表面上的力。
技术介绍
包括接近传感器装置（通常也称为触摸垫或者触摸传感器装置）的输入装置被广泛应用于多种电子系统中。接近传感器装置典型地包括感测区，其通常由表面区分，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，接近传感器装置经常作为输入装置用于较大计算系统（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）中。接近传感器装置也经常用于较小的计算系统（诸如集成在蜂窝电话中的触摸屏）中。
技术实现思路
本公开的实施例提供了一种操作具有多个传感器电极和至少一个力电极的电容性感测装置的方法。多个传感器电极的至少部分配置成向至少一个力电极偏转。该方法包括在没有力施加于电容性感测装置的输入表面时，储存力电极的基准电容；以及确定由输入对象接触输入表面引起的并基于力电极的当前电容和所储存的基准电容的力电极的电容变化。该方法进一步包括基于预定校准力、响应于施加于输入表面的预定校准力的力电极的电容变化、和校准基准电容，确定关联于电容性感测装置的机械变化补偿因子。该方法包括至少基于机械性变化补偿因子、基准电容、和电容变化，确定输入对象接触输入表面的力信息。本公开的另一个实施例提供了一种用于电容性感测装置的处理系统，以及具有处理系统的电容性感测装置，两者都具有包括配置成执行所述方法的传感器电路的传感器模块。电容性感测装置包括输入表面，至少一个力电极和多个传感器电极。多个传感器电极的至少部分配置成向该至少一个力电极偏转。附图说明为了使本专利技术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、本专利技术的更具体的描述，其中一些实施例在附图中例示。但要注意，由于本专利技术可容许其他相等地有效的实施例，这些附图仅例示本专利技术的典型实施例并且不应因此被认为对其范围的限定。图1是依照本文描述的一个实施例的、示例输入装置的框图。图2A-2B示出依照本文描述的实施例的、感测元件的示例图案的部分。图3是依照实施例的、描述输入装置的截面的框图。图4是依照实施例的、描述显示单元的截面的框图。图5是依照另一个实施例的、描述输入装置的截面的框图。图6A和6B是依照实施例的、描述当力由输入对象施加至输入装置时，各种状态下的输入装置的截面的框图。图7是依照实施例的、描述校准集成显示器装置和电容性感测装置的方法的流程图。图8是依照实施例的、描述操作集成显示器装置和电容性感测装置的方法的流程图。为促进理解，在可能的地方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，一个实施方式中公开的元件可以获益地用到其他实施方式中，而无需明确记载。这里提到的图不应被理解为按比例绘制，除非确切说明。而且，为了呈现与解释的清晰，时常简化附图并且省略细节或组件。附图和讨论用于解释以下讨论的原理，其中相似的标号表示相似的元件。具体实施方式图1是依照本专利技术的实施例的、示例输入装置100的框图。输入装置100可配置成向电子系统（未示出）提供输入。如本文档中使用的，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、网页浏览器、电子书籍阅读器，和个人数字助手（PDA）。另外的示例电子系统包括复合输入装置，诸如包括输入装置100和独立的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（包括遥控装置和鼠标），和数据输出装置（包括显示屏和打印机）的外围设备。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、便携式游戏装置等）。其他示例包括通信装置（包括蜂窝电话，诸如智能电话），和媒体装置（包括录制器、编辑器、和诸如电视的播放器、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能够被实现为该电子系统的物理部件，或者能与该电子系统物理地分离。适当情况下，输入装置100能使用下列方式的任何一个或多个与电子系统的部件通信：总线、网络，和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，输入装置100示出为接近传感器装置（通常也称为“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。感测区120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）。特定感测区的大小、形状和位置可能逐个实施例广泛变化。在一些实施例中，感测区120从输入装置100的表面沿一个或多个方向延伸至空间中直到信噪比阻止充分精确的对象检测。该感测区120沿特定方向延伸的距离，在各种实施例中，可能为大约小于一毫米、数毫米、数厘米或者更多，并且可能随所用的感测技术的类型和期望精度而显著变化。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120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可以利用传感器组件和感测技术的任何组合来检测在感测区120中的用户输入。该输入装置100包括一个或多个用于检测用户输入的感测元件。作为几个非限制性示例，输入装置100可以使用电容性、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一维、二维、三维，或更高维度空间的图像。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的一些电容性实现中，施加电压或电流以创建电场。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。一些电容性实现利用电容性感测元件的阵列或者其他规则或不规则的图案来创建电场。在一些电容性实现中，独立的感测元件可以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。一些电容性实现利用基于在传感器电极和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，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相对于参考电压（例如，系统地）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，来进行操作。一些电容性实现利用基于在传感器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，传感器电极附近的输入对象改变传感器电极之间的电场，从而改变量得的电容性耦合。在一个实现中，跨电容感测方法通过检测一个或多个发射器传感器电极（也是“发射器电极”或“发射器”本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作具有多个传感器电极和至少一个力电极的电容性感测装置的方法，所述方法包括：在没有力施加于所述电容性感测装置的输入表面时，储存所述力电极的基准电容，其中所述多个传感器电极的至少部分配置成相对于至少一个力电极偏转；确定由输入对象接触所述输入表面引起的并基于所述力电极的当前电容和所述储存的基准电容的所述力电极的电容变化；基于预定校准力、响应于施加于所述输入表面的所述预定校准力的所述力电极的电容变化、和校准基准电容，确定关联于所述电容性感测装置的机械变化补偿因子；以及基于至少所述机械变化补偿因子、所述基准电容、和所述电容变化，确定所述输入对象接触所述输入表面的力信息。

【技术特征摘要】
2016.02.29 US 15/0570051.一种操作具有多个传感器电极和至少一个力电极的电容性感测装置的方法，所述方法包括：在没有力施加于所述电容性感测装置的输入表面时，储存所述力电极的基准电容，其中所述多个传感器电极的至少部分配置成相对于至少一个力电极偏转；确定由输入对象接触所述输入表面引起的并基于所述力电极的当前电容和所述储存的基准电容的所述力电极的电容变化；基于预定校准力、响应于施加于所述输入表面的所述预定校准力的所述力电极的电容变化、和校准基准电容，确定关联于所述电容性感测装置的机械变化补偿因子；以及基于至少所述机械变化补偿因子、所述基准电容、和所述电容变化，确定所述输入对象接触所述输入表面的力信息。2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：修改所述多个传感器电极的所述当前电容，以移除一个或多个组件电容，其中所述组件电容与所述电容性感测装置的组件关联。3.如权利要求2所述的方法，其中所述电容性感测装置包括显示器，并且所述组件电容包括显示器电容。4.如权利要求2所述的方法，其中所述组件电容包括内部集成电路电容。5.如权利要求1所述的方法，其中确定所述输入对象接触所述输入表面的所述力信息进一步基于比例函数，其根据力的所述施加的定位修改所述力信息。6.如权利要求1所述的方法，进一步包括：获取所述多个传感器电极的第二电容变化，以及基于所述第二电容变化更新所述机械变化补偿因子的参数集合。7.如权利要求1所述的方法，其中所述校准基准电容已经，依照将已知力施加到所述电容性感测装置的所述输入表面上的校准过程，被确定。8.一种用于具有输入表面的电容性感测装置的处理系统，其中所述电容性感测装置包括至少一个力电极和多个传感器电极，所述多个传感器电极的至少部分配置成向所述至少一个力电极偏转，所述处理系统包括：传感器模块，其包括配置成耦合于所述多个传感器电极和所述至少一个力电极的传感器电路，其中所述传感器模块配置成：在没有力施加于所述电容性感测装置的所述输入表面时，储存所述力电极的基准电容；确定由输入对象接触所述输入表面引起的并基于所述力电极的当前电容和所述储存的基准电容的所述力电极的电容变化；基于预定校准力、响应于施加于所述输入表面的所述预定校准力的所述力电极的电容变化、和校准基准电容，确定关联于所述电容性感测装置的机械变化补偿因子；以及基于至少所述机械变化补偿因子、所述基准电容、和所述电容变化，确定所述输入对象接触所述输入表面的力信息。9.如权利要求8所述的处理系统，其中所述传感器模块进一步配置成修改所述多个传感器电极的所述当前电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：王营，AL施瓦茨，S拉马克里什南，
申请(专利权)人：辛纳普蒂克斯公司，
类型：发明
国别省市：美国,US