使用动态阈值对压感板的点击检测的方法和设备

摘要

提供用于测量具有触摸表面的力使能输入装置上的力的方法和装置。该方法包括检测与接触触摸表面的输入物体关联的力信息，并且在力信息大于预定静态推送阈值或者是高于低基准值的至少一个动态推送阈值的充分单调递增时确定推送事件。该方法此后在力信息减小到低于预定静态释放阈值或者从最大基准值减小一个比动态释放阈值要大的量时确定释放事件。该方法基于推送事件和释放事件的确定来发起与输入物体关联的第一类型的用户接口动作，其中第一类型的用户接口动作可包括确定虚拟按钮点击。

说明书

相关申请

本申请要求2013年9月26日提交的美国非临时专利申请No.14/037939的优先权。

技术领域

本发明一般涉及电子装置，以及更具体来说，涉及传感器装置并且将传感器装置用于产生用户接口输入。

背景技术

包括接近传感器装置(通常又称作触摸板或触摸传感器装置)的输入装置广泛用于多种电子系统中。接近传感器装置通常包括常常通过表面来区分的感测区，其中接近传感器装置确定一个或多个输入物体的存在、位置和/或运动。接近传感器装置可用来提供电子系统的接口。例如，接近传感器装置常常用作较大计算系统的输入装置(例如笔记本或台式计算机中集成的或者作为其外设的不透明触摸板)。接近传感器装置还常常用于较小计算系统(例如蜂窝电话中集成的触摸屏)中。

除了确定位置信息之外，一些可点击输入装置还具有检测施加到感测表面的力的能力。例如，Degner的美国专利申请发表No.2010/0079404公开一种输入装置，其具有能够检测接近轨迹板的输入物体的X-Y位置的触控轨迹板以及用于检测活动轨迹板的移动的移动指示器。当用户按下并且“点击”板以模拟按钮按压时，装置向用户提供触觉反馈，从而确认模拟按钮点击。

与当前已知可点击输入板相比，压感板输入装置允许用户通过在轨迹表面以预定阈值等级的力按下以满足“推送”力阈值来模拟点击事件，并且在外加力被减小充分量以满足“释放”阈值时实现模拟(或虚拟)按钮点击。

当前已知的压感板受到限制，因为它们不提供触觉反馈以指示成功点击。此外，当前已知的压感板不适合单独用户的力偏好。也就是说，如果检测点击所需的预定力阈值设置为过高，则装置可能无法检测预计点击。相反，如果检测点击的预定力阈值设置为过低，则装置可能检测误报；也就是说，装置在用户没有打算点击时可能断定有点击。

因此需要克服上述缺点的系统和方法。

发明内容

本发明的实施例提供促进改进装置可用性的装置和方法。具体来说，装置和方法通过促进采用输入物体、特别是手指在压感板上的用户输入来提供改进的用户接口功能性。

在一实施例中，当推送事件之后跟随释放事件，则断定虚拟按钮点击。更具体来说，推送事件可基于呈现至少第一预定阈值的力单调递增的力信号签名来确定，以及释放事件可基于至少第二预定阈值的力单调递减来确定。

附图说明

下面将结合附图来描述优选示范实施例，其中相似标号表示相似单元并且包括：

图1是按照一实施例的包括输入装置和处理系统的示范电子系统的框图；

图2是按照一实施例的示范处理系统的示意图；

图3是示出按照一实施例的引起点击事件的静态推送事件和静态释放事件的外加力与时间的图表；

图4是示出按照一实施例的在力的单调递增之后力的单调递减的外加力与时间的图表；

图5是按照一实施例的示出呈现与动态推送事件和动态释放事件对应的力的单调递增之后接着力的单调递减的特性信号签名的外加力与时间的图表；

图6是示出按照一实施例的动态体系下的预计双击的检测的外加力与时间的图表；

图7是示出按照一实施例的静态和动态点击检测体系的同时操作的逻辑图；

图8是示出按照一实施例的呈现静态状态下的两个点击和动态体系下的三个点击的信号的外加力与时间的图表；

图9是示出按照一实施例的单击的动态推送阈值和动态释放阈值的相对值的外加力与时间的图表；

图10是示出按照一实施例的示出其中预计双击被误解为单击的“粘连按钮”现象的外加力与时间的图表；

图11是按照一实施例的示出用于实现自适应释放阈值的各种技术的外加力与时间的图表；

图12是示出按照一实施例的其中静态和动态系统可同时或者互斥操作的混合系统的外加力与时间的图表；

图13是按照一实施例的动态系统的状态机图；

图14是示出按照一实施例的其中静态和动态系统可同时或者互斥操作的混合系统的状态机图；以及

图15是按照一实施例的阐述用于确定动态推送和动态释放事件的方法的流程图。

具体实施方式

以下详细描述实际上只是示范性的，而不是要限制本发明或者本发明的应用和使用。此外，并不是意在通过前面的技术领域、背景、概述或者以下详细描述中提供的任何明确表达或暗示的理论进行限制。

本发明的各个实施例提供输入装置和方法，其通过提供改进输入板(其模拟输入板表面由输入物体、例如手指向下按压时的按钮按压)来促进改进可用性。

现在来看附图，图1是按照本发明的实施例的示范输入装置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。如本文档所使用的术语“电子系统”(或“电子装置”)广义地表示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，例如台式计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板、万维网浏览器、电子书阅读器和个人数字助理(PDA)。附加示例电子系统包括合成输入装置，例如包括输入装置100和独立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装置(包括遥控和鼠标)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、售货亭和视频游戏机(例如视频游戏控制台、便携游戏装置等)。其他示例包括通信装置(包括蜂窝电话、例如智能电话)和媒体装置(包括记录器、编辑器和播放器、例如电视机、机顶盒、音乐播放器、数码相框和数码相机)。另外，电子系统可能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分，或者能够与电子系统在物理上分隔。适当地，输入装置100可使用下列的任一个或多个与电子系统的部分进行通信：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。

在一优选实施例中，输入装置100实现为力使能触摸板系统(其包括处理系统110和感测区120)。感测区120(又常常称作“触摸板”或“触摸传感器装置”)配置成感测由一个或多个输入物体140在感测区120中提供的输入。示例输入物体包括手指、拇指、手掌和触控笔。感测区120示意示为矩形，但是，应当理解，感测区可在触摸板的表面上具有任何便利形式并且按照任何预期布置，和/或以其他方式与触摸板集成。

感测区120包含输入装置100之上、周围、之中和/或附近的任何空间，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物体140所提供的用户输入)。特定感测区的尺寸、形状和位置可逐个实施例极大地改变。在一些实施例中，感测区120沿一个或多个方向从输入装置100的表面延伸到空间中，直到信噪比阻止充分准确的物体检测。在各个实施例中，这个感测区120沿特定方向所延伸的距离可以是大约小于一毫米、数毫米、数厘米或者以上，并且可随所使用的感测技术的类型和预期的精度而极大地改变。因此，一些实施例感测包括没有与输入装置100的任何表面相接触、与输入装置100的输入表面(例如触摸表面)相接触、与耦合某个量的外加力或压力的输入装置100的输入表面相接触和/或它们的组合的输入。在各个实施例中，可由传感器电极所在的壳体的表面、由施加在传感器电极或者任何壳体之上的夹层结构面板等，来提供输入表面。在一些实施例中，感测区120在投影到输入装置100的输入表面时具有矩形形状。

输入装置适合通过响应所感测物体的位置以及这类物体所施加的力而促进数据输入，来提供用户接口功能性。具体来说，处理系统配置成确定由感测区中的传感器所感测的物体的位置信息。然后，这个位置信息能够由系统用来提供大范围的用户接口功能性。此外，处理系统配置成从感测区中的传感器所确定的力的量度来确定物体的力信息。例如通过响应由物体在感测区中的外加力的不同等级而提供不同用户接口功能，这个力信息则能够也由系统用来提供大范围的用户接口功能性。

此外，处理系统可配置成确定在感测区中感测的一个以上物体的输入信息。输入信息能够基于力信息、位置信息、感测区中和/或与输入表面相接触的输入物体的数量以及一个或多个输入物体触摸或接近输入表面的时长的组合。然后，输入信息能够由系统用来提供大范围的用户接口功能性。

输入装置对一个或多个输入物体(例如手指、触控笔等)的输入敏感，例如感测区中的输入物体的位置。感测区包含输入装置之上、周围、之中和/或附近的任何空间，其中输入装置能够检测用户输入(例如由一个或多个输入物体所提供的用户输入)。特定感测区的尺寸、形状和位置可逐个实施例极大地改变。在一些实施例中，感测区沿一个或多个方向从输入装置的表面延伸到空间中，直到信噪比阻止充分准确的物体检测。在各个实施例中，这个感测区沿特定方向所延伸的距离可以是大约小于一毫米、数毫米、数厘米或者以上，并且可随所使用的感测技术的类型和预期的精度而极大地改变。因此，一些实施例感测包括没有与输入装置的任何表面相接触、与输入装置的输入表面(例如触摸表面)相接触、与耦合某个量的外加力的输入装置的输入表面相接触和/或它们的组合的输入。在各个实施例中，可由传感器电极所在的壳体的表面、由施加在传感器电极或者任何壳体之上的夹层结构面板，来提供输入表面。

输入装置100可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。输入装置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，输入装置100可使用电容、倒介电、电阻、电感、磁、声、超声和/或光学技术。

一些实现配置成提供跨越一维、二维、三维或更高维的空间的图像。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的一些电阻实现中，柔性和导电第一层通过一个或多个隔离元件与导电第二层分隔。在操作期间，跨层创建一个或多个电压梯度。按压柔性第一层可使它充分偏转，以在层之间创建电接触，从而产生反映层之间的(一个或多个)接触点的电压输出。这些电压输出可用来确定位置信息。

在输入装置100的一些电感实现中，一个或多个感测元件拾取由谐振线圈或线圈对所感应的回路电流。电流的幅值、相位和频率的某个组合则可用来确定位置信息。

在输入装置100的一些电容实现中，施加电压或电流以创建电场。附近的输入物体引起电场的变化，并且产生电容耦合的可检测变化，其可作为电压、电流等的变化来检测。

一些电容实现利用电容感测元件的阵列或者其他规则或不规则图案来创建电场。在一些电容实现中，独立感测元件可欧姆地短接在一起，以形成较大传感器电极。一些电容实现利用电阻片，其可以是电阻均匀的。

一些电容实现利用基于传感器电极与输入物体之间的电容耦合的变化的“自电容”或(或“绝对电容”)感测方法。在各个实施例中，传感器电极附近的输入物体改变传感器电极附近的电场，因而改变所测量电容耦合。在一个实现中，绝对电容感测方法通过相对参考电压(例如系统地)来调制传感器电极以及通过检测传感器电极与输入物体之间的电容耦合进行操作。

一些电容实现利用基于传感器电极之间的电容耦合的变化的“互电容”(或“跨电容”)感测方法。在各个实施例中，传感器电极附近的输入物体改变传感器电极之间的电场，因而改变所测量电容耦合。在一个实现中，跨电容感测方法通过下列步骤进行操作：检测一个或多个发射器传感器电极(又称作“发射器电极”或“发射器”)与一个或多个接收器传感器电极(又称作“接收器电极”或“接收器”)之间的电容耦合。发射器传感器电极可相对于参考电压(例如系统地)来调制，以传送发射器信号。接收器传感器电极可相对于参考电压基本上保持为恒定，以促进所产生信号的接收。所产生信号可包括与一个或多个发射器信号和/或与一个或多个环境干扰源(例如其他电磁信号)对应的(一个或多个)影响。传感器电极可以是专用发射器或接收器，或者可配置成既传送又接收。

在各个实施例中，输入装置还包括作为电子系统的接口的组成部分的一个或多个力传感器。输入装置具有处理系统、输入表面、感测区以及接近感测区所实现的单个或多个力传感器。此外，应当注意，一个或多个力传感器可设置在输入表面的周边的内部或外部。输入装置使用接近传感器和(一个或多个)力传感器来提供电子系统的接口。

还应当理解，输入装置可采用多种不同方法来实现，以确定赋予到输入装置的输入表面上的力。例如，输入装置可包括机构，其设置成接近输入表面，并且配置成表示施加到输入表面上的力的绝对值或变化的电信号。在一些实施例中，输入装置可配置成基于输入表面相对于导体(例如输入表面下面的显示屏幕)的偏转来确定力信息。在一些实施例中，输入表面可配置成绕一个或多个轴偏转。在一些实施例中，输入表面可配置成按照基本上均匀或者不均匀方式偏转。在各个实施例中，力传感器可基于电容的变化和/或电阻的变化。

图1中，处理系统110示为输入装置100的组成部分。处理系统110配置成操作输入装置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)的部分或全部和/或其他电路组件。(例如，互电容传感器装置的处理系统可包括：发射器电路，配置成采用发射器传感器电极来传送信号；和/或接收器电路，配置成采用接收器传感器电极来接收信号)。

在一些实施例中，处理系统110还包括电子可读指令，例如固件代码、软件代码等。在一些实施例中，组成处理系统110的组件共同位于例如输入装置100的(一个或多个)感测元件的附近。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(一个或多个)感测元件，而一个或多个组件在其他位置。例如，输入装置100可以是耦合到台式计算机的外设，并且处理系统110可包括配置成运行于台式计算机的中央处理器上的软件以及与中央处理器分隔的一个或多个IC(也许具有关联固件)。

作为另一个示例，输入装置100可在物理上集成到电话中，并且处理系统110可包括作为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还执行其他功能，例如操作显示屏幕、驱动触觉致动器等。

处理系统110可实现为操控处理系统110的不同功能的一组模块。各模块可包括作为处理系统110的一部分的电路、固件、软件或者其组合。在各个实施例中，可使用模块的不同组合。示例模块包括：硬件操作模块，用于操作诸如传感器电极和显示屏幕之类的硬件；数据处理模块，用于处理诸如传感器信号和位置信息之类的数据；以及报告模块，用于报告信息。其他示例模块包括：传感器操作模块，配置成操作感测元件以检测输入；识别模块，配置成识别例如模式变更手势等的手势；以及模式变更模块，用于变更操作模式。

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，来响应感测区120中的用户输入(或者没有用户输入)。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之类的GUI动作。在一些实施例中，处理系统110向电子系统的某个部分(例如向电子系统中与处理系统110分隔的中央处理系统，若这种独立中央处理系统存在的话)提供与输入(或者没有输入)有关的信息。

在一些实施例中，电子系统的某个部分处理从处理系统110所接收的信息，以便对用户输入起作用，例如促进全系列的动作，包括模式变更动作和GUI动作。动作的类型可包括但不限于指向、叩击、选择、点击、双击、平衡、缩放和滚动。可能动作的其他示例包括动作(例如点击、滚动、缩放或平衡)的发起和/或速率或速度。

例如，在一些实施例中，处理系统110操作输入装置100的(一个或多个)感测元件，以便产生指示感测区120中的输入(或者没有输入)的电信号。处理系统110可在产生提供给电子系统的信息中对电信号执行任何适当量的处理。例如，处理系统110可数字化从传感器电极所得到的模拟电信号。作为另一个示例，处理系统110可执行滤波或者其他信号调节。

作为又一个示例，处理系统110可减去或者以其他方式考虑基准，使得信息反映电信号与基准之间的差。作为又一些示例，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。

如本文所使用的“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。示范“零维”位置信息包括近/远或接触/无接触信息。示范“一维”位置信息包括沿轴的位置。示范“二维”位置信息包括平面中的运动。示范“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。还可确定和/或存储与一种或多种类型的位置信息有关的历史数据，包括例如随时间来跟踪位置、运动或者瞬时速度的历史数据。

同样，如本文所使用的术语“力信息”预计广义地包含与格式无关的力信息。例如，力信息能够对各输入物体、作为向量或纯量来提供。作为另一个示例，力信息能够作为关于所确定力已经超过或者尚未超过阈值量的指示来提供。作为其他示例，力信息还能够包括用于手势识别的时间历史分量。如下面将更详细描述，来自处理系统的位置信息和力信息可用来促进全范围的界面输入，包括接近传感器装置用作用于选择、光标控制、滚动和其他功能的指针装置。

同样，如本文所使用的术语“输入信息”意在广义地包含任何数量的输入物体的时间、位置和力信息，而与格式无关。在一些实施例中，输入信息可对单独输入物体来确定。在其他实施例中，输入信息包括与输入装置进行交互的输入物体的数量。

在一些实施例中，输入装置100采用由处理系统110或者由另外某种处理系统所操作的附加输入组件来实现。这些附加输入组件可提供用于感测区120中的输入的冗余功能性或者某种其他功能性。图1示出感测区120附近的能够用于促进使用输入装置100来选择项目的按钮130。其他类型的附加输入组件包括滑块、球、轮、开关等。相反，在一些实施例中，输入装置100可以在没有其他输入组件的情况下实现。

在一些实施例中，输入装置100包括触摸屏界面，并且感测区120重叠显示屏幕的工作区的至少一部分。例如，输入装置100可包括覆盖显示屏幕、基本上透明的传感器电极，并且提供用于关联电子系统的触摸屏界面。显示屏幕可以是能够向用户显示可视界面的任何类型的动态显示器，并且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)或者其他显示技术。输入装置100和显示屏幕可共享物理元件。例如，一些实施例可将相同电组件的一部分用于显示和感测。作为另一个示例，显示屏幕可部分或全部由处理系统110来操作。

应当理解，虽然在全功能设备的上下文中描述本发明的许多实施例，但是本发明的机制能够作为各种形式的程序产品(例如软件)来分配。例如，本发明的机制可作为电子处理器可读的信息承载介质上的软件程序来实现和分配(例如，处理系统110可读的非暂时计算机可读和/或可记录/可写信息承载介质)。

另外，本发明的实施例同样适用，而与用于执行分配的介质的特定类型无关。非暂时的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、全息或者任何其他存储技术。

如上所述，本发明的实施例能够采用电容感测电极的多种不同类型和布置来实现。列举几个示例，输入装置能够采用在多个衬底层上形成的电极阵列来实现，其中用于沿一个方向(例如“X”方向)进行感测的电极通常在第一层上形成，而用于沿第二方向(例如“Y”方向)进行感测的电极在第二层上形成。在其他实施例中，用于X和Y感测的传感器电极能够在同一层上形成。在又一些实施例中，传感器电极能够设置成用于仅沿一个方向、例如沿X或Y方向进行感测。

在又一个实施例中，传感器电极能够设置成通过极坐标来提供位置信息，例如“r”和“θ”(作为一个示例)。在这些实施例中，传感器电极本身通常设置成圆或者其他环形以提供“θ”，其中单独传感器电极的形状用来提供“r”。

另外，能够使用多种不同的传感器电极形状，包括成形为细线、矩形、菱形、楔形等的电极。最后，多种导电材料和制作技术能够用来形成传感器电极。作为一个示例，通过在衬底上沉积和蚀刻导电墨水来形成传感器电极。

现在参照图1和图2，处理系统110包括传感器模块202和确定模块204。传感器模块202配置成从与感测区120关联的传感器电极接收所产生信号。确定模块204配置成处理数据，并且确定感测区中的一个或多个输入物体的位置信息和力信息。

现在来看图3，外加力与时间的图表300示出静态推送力阈值(F_P)302和静态释放力阈值(F_R)304。在所示实施例中，释放阈值304比推送阈值要小某个量310，其接近通常与机械系统关联的滞后。滞后区域310还提供缓冲器以增强系统稳定性。在图3所示类型的静态系统中，当外加力达到推送阈值302时，确定(或者断定)推送事件306，以及当外加力下降到释放阈值304时，断定释放事件308。点击事件(例如虚拟按钮点击)在推送事件之后接着释放事件时发生。

图4是示出与图3所示的静态体系相反的、可动态确定推送和释放事件的一实施例的外加力与时间的图表400。更具体来说，图表400包括静态推送力阈值(F_P)402(作为参考)、用来确定基准值的随机游动区域414(以下结合图5所述)、由推送发起点404和顶点406所限定的推送区域410以及由顶点406和释放终止点408所限定的释放区域412。在一实施例中，如果推送区域410的特征在于力的基本上单调递增，则可在顶点406断定推送事件，以及如果区域410的特征在于力的基本上单调递减，则可在点408断定释放事件。

相应地，如果力信号签名呈现单调递增之后接着单调递减，则可确定按钮点击，即使顶点406没有突破静态力阈值402。这样，用户预计作为点击的外加力可在动态体系中被这样识别，即使相同力信号在传统静态力感测体系中会引起漏报。

但是，为了缓解动态体系中的误报，期望建立单调递增在构成预计推送之前应当延长的最小量，并且类似地建立单调递减在构成预计释放之前应当延长的最小量。

现在参照图5，图表500示出力信号，其呈现足以被认定为预期的推送的力的单调递增，其后是足以被认定为预期的释放的力的单调递减。更具体来说，图表500包括可用来计算流动(即，动态更新)基准值504的随机游动区域502、单调递增段505、推送事件506、可用来建立局部最大力等级510的顶点508、单调递减段515和释放事件512。

随机游动区域502表示系统噪声以及与用户触摸压感板但是没有发起点击关联的力的变化的组合。本领域的技术人员将会理解，基准值504可使用多种已知技术、例如通过对回溯的预定时间周期(例如500毫秒)计算平均值从随机游动来确定。

按照各个实施例并且继续参照图5，单调递增段505在增加到比基准值504要高预定阈值量ε时可被认为具有构成预计推送的充分程度；也就是说，当向上箭头514所指示的力的增加(▲F)等于或超过ε(即，▲F≥ε)时，段505可在点506建立推送事件。类似地，单调递减段515在减小到比局部最大力等级510要低预定阈值量ε时可被认为具有构成预计释放的充分程度；也就是说，当向下箭头516所指示的力的减小(▲F)等于或超过ε(即，▲≥Fε)时，段515可在点512建立释放事件。

现在参照图6，图表600示出本文所述动态体系的自适应性质。具体来说，通过建立阈值ε的用户适当值，在静态体系中可能错误地理解为单击的预计双击在动态体系中可准确地处理为双击。

更具体来说，图表600包括静态推送力阈值(F_P)602、静态释放力阈值(F_R)604、第一点击620和第二点击630。如以下更详细说明，在传统静态力系统中仅识别第一点击620(漏报事件)，而使用本文所述的动态力检测原理可识别两种点击620、630。

第一点击620包括产生于力信号超过静态推送力阈值(F_P)602的第一推送事件606以及产生于力信号减小到低于静态释放力阈值(F_R)604的第一释放事件608。第二点击630包括由起始点610(对应于局部最大力值612)在低端所限定并且由第二推送事件618在高端所限定的单调递增段605、局部最大力等级620处的顶点618以及由顶点618在高端所限定并且由第二释放事件619在低端所限定的单调递减段615。

注意第二点击630完全低于静态推送力阈值(F_P)602和静态释放力阈值(F_R)604。然而，第二点击630可使用本文所述的动态力技术来检测。具体来说，通过向上箭头614所表示的高于局部最小数612(局部最小数612与图5的基准值504相似)的力的单调递增等于阈值量ε，并且因此动态推送事件618可在力等级616来确定。动态释放事件619可使用相似原理对单调递减段615来确定。

图7是在示范实施例中对静态和动态点击检测体系的组合操作进行建模的逻辑图700。具体来说，逻辑图700包括静态力检测系统704、动态力检测系统706和具有输出710的“或”门708。静态系统704和动态系统706可按照无关、互斥或互补方式进行操作。例如，两个系统各可有选择地根据输出710的状态来启用或停用。在一个实施例中，如果推送事件由任一个系统704或706或者由两种系统来确定(即，如果对“或”门708的任一个或两个输入为肯定)，则可断定推送事件。类似地，如果释放事件由任一个或两个系统在推送事件之后确定，则可断定点击事件(基于先前断定推送/释放组合)。

更一般来说，静态和动态力检测体系可配置成按照任何适当方式进行协作，如下表1所述：

表1

如果推送的确定方式为则释放的确定方式可以为

静态静态

静态动态

静态静态和动态

动态静态

动态动态

动态静态和动态

静态和动态静态

静态和动态动态

静态和动态静态和动态

如以上结合图5所述，预定阈值量ε表示针对其评估(或滤波)单调递增和递减段以分别确定动态推送或动态释放事件的值。在许多实施例中，ε是相同常数(固定)值，而与局部或瞬时力环境的幅值无关。此外，在许多实施例中，相同固定阈值ε用来评估增加的和减小的单调段二者。

但是，在其他实施例中，将不同阈值ε用于确定释放事件而不是用来确定关联推送事件会是有利的。在又一些实施例中，根据各种因素(例如力信号的当前电流幅值、点击频率、滞后等级等)使用阈值ε的不同值也会是有利的。图8提供用于描述这些备选实施例的一部分的适当上下文。

现在参照图8，图表800示出定义静态体系中的两个点击和动态体系中的三个点击的力信号。更具体来说，图表800包括静态推送阈值802(例如在200克的范围中)、静态释放阈值(例如在150克的范围中)、定义基准806的随机游动808、第一点击事件860、第二点击事件870和第三点击事件880。如以下更详细说明，在静态体系中仅检测第一点击860和第三点击事件880，而在动态体系中检测全部三个点击事件860、870和880。

第一点击事件860可包括通过单调递增段805和向上箭头812所指示的关联▲F所确定的动态推送事件810和/或产生于力信号超过静态力阈值802的静态推送事件821中的任一个(或两者)。值得注意，与第一点击事件830关联的力信号完全高于静态推送阈值802延伸到局部最大力等级816(例如在225克的范围中)处的顶点(峰值力等级)814。

第一点击事件860还可包括通过单调递减段815和向下箭头818所指示的关联▲F(例如▲F=50克)所确定的动态释放事件825和/或产生于力信号下降到低于静态释放阈值804的静态释放事件817中的任一个(或两者)。

第二点击事件870包括通过开始于局部最小数820(对应于力等级822)并且具有力等级826处的动态推送事件824作为其上限的单调递增段835和向下箭头851所指示的关联▲F所确定的力等级826处的动态推送事件824。第二点击事件870还包括力等级830处的拐点(顶点)828以及通过开始于顶点828而结束于箭头851所指示的关联▲F所确定的力等级859的单调递减段855所确定的动态释放事件857。

第三点击事件880可包括通过向上箭头845(和关联▲F)所指示的单调递增段所确定的动态推送事件834和/或产生于力信号超过静态力阈值802的静态推送事件836中的任一个(或两者)。第三点击事件880还可包括向下箭头844(和关联▲F)所指示的动态释放事件839和/或静态释放事件838中的任一个(或两者)。

在一实施例中，▲F必须超过以便断定推送或释放事件的阈值ε可作为从其中测量▲F的局部力等级的函数来确定。例如，对于从零至大约250克的第一范围中的力信号，ε可在10至100克的范围中，并且适当地为大约50克。对于高于第一范围的力信号，ε可在50至150克的范围中，并且适当地为大约100克。在其他实施例中，力信号范围和ε的对应值可以是用户选择的、适合所观测用户行为或者按照对大量用户的聚合用户行为来确定。

图9是示出按照一实施例、单击事件930的动态推送阈值ε_P和动态释放阈值ε_R的相对值的外加力与时间的图表900。更具体来说，单击事件930包括通过力等级902处的初始值903以及向上箭头906所指示的▲F=ε_P所确定的力等级907处的动态推送事件904所限定的单调递增段905。

单击事件930还包括峰值908(对应于力等级910)以及通过峰值908和▲F=ε_R(通过向下箭头912所指示)所确定的力等级916处的动态释放事件914所限定的单调递减段915。如所示，ε_R可大于或等于ε_P；即，ε_R≥ε_P。如以下结合图10更详细描述，在一些实施例中，可期望甚至在较窄力范围中设置ε_R<ε_P，例如以便补偿用户在多个点击(例如双击)之间不完全释放的趋势。

现在参照图10，图表1000示出“粘着按钮”现象，其中预计双击因点击事件之间的不充分释放而可被误解为单击。不充分释放常常通过用户意图缩短释放周期以便意在避开双击超时限制所引起。更具体来说，图表1000包括第一点击事件1020和第二点击事件1040。第一点击事件1020的特征在于具有关联预定阈值ε₁的单调递增段1005。如果用来确定动态推送事件的相同值ε₁也用来确定对应动态释放事件，则向下箭头1010所指示的▲F=ε₁按照至此所述的原理和技术来确定第一动态释放事件1017。

但是已经确定，用户常常在第一点击与紧接第一点击的第二点击之间呈现不充分释放行为，如浅信号沟1008所指示。换言之，力信号部分1006所表示的是使用▲F阈值ε₁的动态释放所要求的。实际信号行为通常跟随点击之间的信号沟1008，结果是图10所示的两个预计点击可被误解为单击，因为如果ε₁用作动态释放力阈值，则不充分释放可能无法触发动态释放。

为了适应上述粘着按钮问题，在一些实施例中，当确定动态释放事件时，可采用较小阈值ε₂，其中ε₂<ε₁。这样，较小▲F值(对应于向下箭头1012)可用于确定可预计不充分释放力的情况下的动态释放。在其他实施例中，各种技术可用于计算或者以其他方式选择动态或自适应释放阈值ε₂，如以下结合图11更详细描述。

现在来看图11，图表1100示出按照各个实施例、用于实现自适应释放阈值的多种技术。更具体来说，图表1100所示的力信号包括第一点击事件1160和第二点击事件1170。第一点击事件1160包括单调递增段1102、力等级1111处的动态推送事件1107、与力等级1106对应的局部峰值以及从力等级1106向下延伸的单调递减段1131。在所示实施例中，动态推送事件1107基于从基准(或另一起始点)延伸到力等级1111的箭头1104所指示的▲F来确定。箭头1104的长度表示动态推送阈值ε₀。

在一个实施例中，第一点击1160的动态释放事件可基于从峰值等级1106到力等级1109的距离1108来确定，其中箭头1108的长度等于箭头1104的长度；也就是说，箭头1108的长度也对应于动态推送阈值ε₀。备选地，第一点击1160的动态释放事件可基于从峰值等级1106到力等级1111的距离1110来确定；也就是说，箭头1110的长度对应于局部峰值与先前在其上被断定为动态推送事件的力等级之间的距离。

在又一实施例中，动态释放事件可基于箭头1108的长度与箭头1110的长度之间的任何值来确定；也就是说，动态释放事件可确定为力等级1111(动态推送事件)与力等级1109之间(包括两端)的任何位置。在一实施例中，动态释放事件可选择为处于相应力等级1111与1109之间的中点1112。在其他实施例中，动态释放事件可选择为平均值、加权平均值、相应力等级1111与1109之间的中值。

继续参照图11，第二点击事件1170包括单调递增段1151、力等级1119处的动态推送事件1123、与力等级1118对应的局部峰值以及从力等级1118向下延伸的单调递减段1152。如同第一点击一样，动态推送事件1123基于从局部最小数1159(或者另一起始点，例如从局部随机游动所计算的基准)延伸到力等级1119的箭头1114所指示的▲F来确定。箭头1114的长度对应于动态推送阈值ε₀。

在一个实施例中，第二点击1170的动态释放事件可基于从局部峰值等级1118到力等级1121的距离(通过箭头1116所指示)来确定，其中箭头1116的长度也等于箭头1114的长度；也就是说，箭头1116的长度也对应于动态推送阈值ε₀。备选地，第二点击1170的动态释放事件可基于从峰值等级1118到力等级1119的距离1120来确定；也就是说，箭头1120的长度对应于局部峰值1118与先前在其中断定动态推送事件1123的力等级之间的距离。

在又一实施例中，动态释放事件可基于箭头1116的长度与箭头1120的长度之间的任何值来确定；也就是说，动态释放事件可确定为力等级1123(动态推送事件)与力等级1121之间(包括两端)的任何位置。在一实施例中，动态释放事件可选择为处于相应力等级1121与1119之间的中点1121。备选地，动态释放事件可选择为平均值、加权平均值、相应力等级1121与1119之间的中值。注意，中点1112对应于离峰值1106的距离(其小于ε₀)，而中点1122对应于离峰值1118的距离(其大于ε₀)。

某些本文所述动态力体系的一个潜在限制涉及重着陆的概念。在这个上下文中，当用户的手指最初以预计为按钮推送的高力等级落在压感板上、但是此后没有增加足以触发动态推送事件的量时，重着陆发生。为了针对这种情况，在各个实施例中，输入装置可配置成同时或者以其他方式操作静态力检测系统以及动态力检测系统。因此，如果重着陆无法触发动态体系中的推送事件，则它仍然可触发静态体系下的事件。

图12是示出按照各个实施例、其中静态和动态系统可同时、互斥地进行操作或者以其他方式有选择地共享和/或控制力检测功能的混合系统的图表1200。更具体来说，图表1200的特征在于200克的静态推送阈值1202、150克的静态释放阈值1204、动态推送阈值(▲F_P)和动态释放阈值(▲F_R)(其中，在所示示例中，▲F_P=▲F_R=50克)。重落点1206具有高于静态推送阈值1202的初始力(并且因此被认为是用户的预计推送动作)，并且因而就在接触压感板时构成静态推送事件。但是，因为初始落点1206此后没有单调递增到超出50克动态推送阈值，所以它不满足动态推送标准，并且因而没有被识别为动态体系中的推送事件。相应地，在图12所示的示范静态/力混合实施例中，处理系统配置成在检测重落点1206时立即实现或者以其他方式向动态体系(与静态体系比较)指配主要或暂时权限。

继续参照图12，在重落点1206之后，力信号达到局部峰值1208，并且此后对距离▲F_R=50克(通过箭头1210所指示)下降，于是可确定动态释放事件(R_D)1212。当力信号在150克的绝对力穿过静态释放阈值1204时，在该点可确定静态释放事件(R_S)1214。力信号此后达到局部最小等级1216，由此信号对力等级1220处的距离▲F_P=50克单调递增，于是可确定动态推送事件1222。当信号达到静态推送阈值1202时，可确定静态推送事件(P_S)1224。在局部峰值1226之后，信号对距离▲F_R=50克(通过箭头1228所指示)减小，于是可在力等级1230确定动态释放事件(R_D)1232。最后，力信号再次穿过静态释放阈值1204，在该点可确定静态释放事件(R_S)1234。

可实现各种控制/处理方式，以用于确定各种静态和动态推送和释放事件是使用静态体系、动态体系还是静态和动态体系来确定，例如包括上表1所概括的体系。

按照附加实施例，各种混合系统、例如图12所示的那些系统也可采用以上结合图11所述的自适应释放阈值技术的一部分。

图13是按照各个实施例的动态系统的状态机图1300。具体来说，状态机1300配置成监测动态力检测系统中的增加和减小力模式(签名)。

更具体来说，在手指出现于压感板表面之前，机器保持在无手指状态1302。当检测到手指的存在时，机器1300转移到触摸状态1304，其中所捕获力可用来计算基准，相对其可确定后续动态推送。备选地，当检测到推送力时，单调递增力可将机器锁定到上升状态1306，直到力的上升超过动态推送阈值ε。当那种情况发生时，可断定推送事件，从而使机器转变为推送状态1308。当处于上升状态1306的同时，外加力的任何(或者任何重要)减小可使机器又转移到触摸状态1304，其中可连续更新基准。

上述检测机制可反转以检测释放事件，只是在一实施例中，可在观测到局部峰值力时更新相对其可评估释放的类似的“基准”力。这种方式的优点在于有效地将动态释放阈值锁定在极高值，以便促进更易于返回到触摸状态。

在一实施例中，用来跟踪单调递增力的相同机制也可用来在处于下降状态1310的同时跟踪减小力。因此，在处于下降状态1310的同时所检测的任何增加力可使机器又转移到推送状态1308，而低于动态释放阈值的力的任何显著减小可使机器返回到触摸状态1304。

图14是按照各个实施例、其中静态和动态系统可共同(例如同时或互斥)操作的装置的混合状态机图1400、与机器1300一般相似。更具体来说，所示实施例包括互斥工作的两种检测方案。第一检测方案1402包括着陆状态1406和重着陆状态1408。第二检测方案1404包括触摸状态1410、上升状态1412、推送状态1416和下降状态1418。第二方案1404与结合图13详细描述的机器1300类似地操作，并且为了简洁起见而无需赘述。

当处于着陆状态1406的同时，机器1400监测正常着陆，并且防止它们作为推送事件被报告。在着陆状态1406中检测到正常力时，识别随机游动模式，并且机器转移到触摸状态1410，于是动态推送检测算法接管，如以上结合图13所述。

备选地，当检测到重着陆时，机器转移到重着陆状态1408，并且可推定为有意推送事件。机器1400报告推送事件，只要它停留在重着陆状态1408。当所检测力下降到低于静态力阈值(例如150克)时，假定预计推送已经结束，并且机器转移到触摸状态1410。上述动态力检测方案接管，以及如果满足动态推送和动态释放标准(以上所述)，则可报告点击。

图15是按照各个实施例、提出用于确定动态推送和动态释放事件的示范方法1500的流程图。具体来说，方法1500包括检测输入物体的力信息(任务1502)。方法1500还涉及确定静态和/或动态推送事件(任务1504)，并且确定静态和/或动态释放事件(任务1506)。

方法1500还包括在确定推送事件和释放事件时确定点击事件(任务1508)，并且基于点击事件来发起与输入物体关联的用户接口动作(任务1510)。

备选地，可选用户动作可响应检测上升沿/推送条件而进行(任务1505)，以及可选用户动作可响应检测下降沿/释放条件而进行(任务1507)。

因此，提供一种用于测量具有触摸表面的力使能输入装置上的力的方法。该方法包括检测与接触触摸表面的输入物体关联的力信息，并且在力信息大于预定静态推送阈值或者是高于低基准值的至少动态推送阈值的充分单调递增时确定推送事件。该方法此后在力信息减小到低于预定静态释放阈值或者从最大基准值减小比动态释放阈值要大的量时确定释放事件。该方法基于推送事件和释放事件的确定来发起与输入物体关联的第一类型的用户接口动作，其中第一类型的用户接口动作可包括确定虚拟按钮点击。

在一实施例中，该方法还包括在确定推送事件但没有确定释放事件时发起第二类型的用户接口动作，其中第二类型的用户接口动作可包括按钮向下事件或者推送和保持事件。

在一实施例中，该方法还涉及基于至少一个输入物体跨触摸表面平移的位置信息来修改第二类型的用户接口动作，其中平移可包括拖曳动作或滚动动作，并且其中至少一个输入物体还可包括下列之一：用来推送和平移的同一手指；以及用来推送的第一手指和用来平移的第二手指。

在另一个实施例中，该方法还可包括基于释放事件的后续确定来终止第二类型的用户接口动作。

在另一个实施例中，该方法涉及基于下列其中之一来确定低基准值：第一预定时间周期的所检测力信息；以及就在所测量力的充分单调递增之前的局部最小数。

在一实施例中，该方法可涉及基于确定推送事件之后的第二预定时间周期的所检测力信息来确定最大基准值，其中最大基准值可基于与推送事件基本上相邻的峰值力值，并且其中最大基准值还可对应于与推送事件关联的局部最大值。

在另一个实施例中，断定释放事件的外加力的等级可在最大基准值与动态释放阈值之间(包括两端)。

在一实施例中，断定释放事件的外加力的等级在下列项所定义的范围中：最大基准值与对应于所断定推送事件的力等级之间的差(▲₁)；以及最大基准值与动态释放阈值之间的差(▲₂)。

在另一实施例中，断定释放事件的外加力的等级是平均值、加权平均值、中值以及▲₁与▲₂之间的中点其中之一。

在一实施例中，该方法还可包括在输入物体的位置信息超过预定阈值时不确定推送事件。

在一实施例中，该方法还可包括检测触摸表面的平面中的输入物体的位置信息，以及响应输入物体的位置信息在确定推送事件之后超过预定阈值，减小预定静态释放阈值；或者增加动态释放阈值。

还提供一种用于测量具有触摸表面的力使能输入装置上的力的方法。该方法涉及：检测与输入物体接触触摸表面关联的力信息；当力信息充分单调递增到比低基准值要高至少动态推送阈值ε_P时确定动态推送力值(D_P)；当力信息此后从最大基准值充分单调递减至少动态释放阈值ε_R时确定动态释放力值(D_R)；以及在确定释放力值D_R时发起用户接口动作。

在一实施例中，ε_R可处于下列范围之内：i)通过最大基准值与F_P之间的差所定义的上限；以及ii)通过最大基准值与ε_P之间的差所定义的下限。

在另一个实施例中，该方法涉及基于下列至少一个来断定推送：i)力信息从低基准值增加到值D_P；以及ii)力信息从低基准值增加到预定静态力推送值S_P；以及此后基于下列至少一个来断定释放：i)力信息从最大基准值减小到值D_R；以及ii)力信息从最大基准值减小到预定静态力释放值S_R。

还提供一种输入装置，其包括具有触摸表面的力使能触摸板以及通信上耦合到触摸板的处理系统。该处理系统可配置成：检测与输入物体接触触摸表面关联的力信息；当力信息充分单调递增到比低基准值要高动态推送阈值时确定动态推送力值(D_P)，而当力信息此后从最大基准值充分单调递减动态释放阈值ε_R时确定动态释放力值(D_R)值。

因此，提供本文中提出的实施例和示例，以便最好地说明本发明及其特定应用，并且由此使本领域的技术人员能够实施和使用本发明。但是，本领域的技术人员将会知道，仅为了便于说明和举例而提供以上描述和示例。所提出的描述不是意在涵盖本发明的各个方面或者将本发明局限于所公开的精确形式。通过所公开的本发明的说明和实施，本领域的技术人员将会清楚地知道本发明的其他实施例、使用和优点。