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CN109643183B - 力敏电子设备 - Google Patents

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Abstract

本文描述了一种示例性力敏电子设备。所述设备可包括设备主体、触摸表面和多个力传感器，该触摸表面在沿着触摸表面的外围边缘布置的粘结区域中粘结到设备主体，该多个力传感器布置在设备主体和触摸表面之间。所述多个力传感器中的每个力传感器可与粘结区域间隔开。

Description

力敏电子设备
相关申请的交叉引用
本申请要求2016年4月20日提交的名称为“FORCE-SENSITIVE ELECTRONICDEVICE”的美国临时专利申请No.62/325,119的权益，该临时专利申请的公开内容明确地全文以引用方式并入本文。
背景技术
触敏接口已广泛用于电子设备中，尤其是在消费电子设备中。各种触敏技术包括电阻、电容、表面声波、光学等在本领域中是已知的。这些触敏技术可用于感测操作者何时何地与触敏界面接触。该信息可用于控制消费电子设备的操作。增加对触敏设备的力敏感度可增加附加的控制尺寸，这可能非常有用，但机械集成可能具有挑战性。
发明内容
本文描述了将力传感器机械集成到力敏设备或触敏设备中。
本文描述了一种示例性力敏电子设备。该设备可包括设备主体、触摸表面和多个力传感器，该触摸表面在沿着触摸表面的外围边缘布置的粘结区域中粘结到设备主体，该多个力传感器布置在设备主体和触摸表面之间。多个力传感器中的每个力传感器可与粘结区域间隔开。
另外，多个力传感器可任选地为至少两个力传感器，其中至少两个力传感器沿第一方向布置，其中至少两个力传感器中的每个力传感器与触摸表面的相应外围边缘之间的间距大致相等。
另选地或除此之外，多个力传感器可任选地为至少两个力传感器，其中至少两个力传感器沿第二方向布置，其中至少两个力传感器中的每个力传感器与触摸表面的相应外围边缘之间的间距大致相等。任选地，可最大化触摸表面的相应外围边缘之间的相等间距。
另选地或除此之外，该设备还可包括显示设备，该显示设备布置在设备主体和触摸表面之间。多个力传感器可布置在显示设备的外围边缘和粘结区域之间的区域中。
另选地或除此之外，该设备还可包括处理器和存储器，该存储器可操作地耦接到处理器。存储器可具有存储在其上的计算机可执行指令，当由处理器执行时，使得处理器将来自三维归一化矩阵的校正标量应用于施加到触摸表面并由多个力传感器测量的力。三维归一化矩阵可校正多个力传感器的非线性力响应。
另选地或除此之外，该设备还可包括电容式触摸传感器，该电容式触摸传感器被配置为获得施加到触摸表面的力的位置。存储器可具有存储在其上的其他计算机可执行指令，当由处理器执行时，使得处理器接收施加到触摸表面的力的位置并基于施加到触摸表面的力的位置应用来自三维归一化矩阵的校正标量。
本文描述了用于校正力敏电子设备的非线性力响应的示例性方法。该方法可包括测量施加到力敏电子设备的触摸表面的力，获得施加到触摸表面的力的位置，并基于施加到触摸表面的力的位置将来自三维归一化矩阵的校正标量应用于施加到触摸表面的测量的力。三维归一化矩阵可校正至少一个力传感器的非线性力响应。另外，可使用至少一个力传感器测量所施加的力，并且可使用电容式触摸传感器获得所施加的力的位置。
本文描述了另一种示例性力敏电子设备。该设备可包括粘结到触摸表面或设备主体的电路板、粘结到电路板的力传感器，以及粘结到电路板的力传感器致动器。电路板可包括位置特征部，该位置特征部用于将力传感器致动器与力传感器对准。例如，位置特征部可任选地为电路板的表面上的标记。另选地或除此之外，位置特征部可任选地为电路板的表面上的凸起或凹陷部分。可使用粘合剂将力传感器致动器粘结到电路板。另选地或除此之外，力传感器致动器可焊接到电路板。
另选地或除此之外，力传感器致动器可被配置为将预紧力施加到力传感器。例如，当触摸表面粘结到设备主体时，力传感器致动器可将预紧力施加到力传感器。
另选地或除此之外，电路板可包括被配置为电连接到力传感器的电路。
本文描述了一种用于制造力敏电子设备的示例性方法。该方法可包括将电路板粘结到触摸表面或设备主体，将力传感器粘结到电路板，使用电路板的位置特征部将力传感器致动器与力传感器对准，以及将力传感器致动器粘结到电路板以与力传感器对准。
另外，该方法还可包括将触摸表面粘结到设备主体。这可使得将预紧力施加到力传感器。
应当理解，上述主题(例如，校正力敏电子设备的非线性力响应)还可被实现为计算机控制的装置、计算机进程、计算系统或制造的制品，诸如计算机可读存储介质。
对本领域技术人员而言，通过审阅以下附图和详细说明，其他系统、方法、特征和/或优点将会或可以变得显而易见。旨在将所有此类附加系统、方法、特征和/或优点包括在此说明内并且它们受到所附权利要求书的保护。
附图说明
附图中的部件不一定相对于彼此成比例。在所有几个视图中相同的附图标记表示对应的部件。
图1是根据本文所述的具体实施的示例性力敏电子设备的一部分的剖视图。
图2示出了图1的示例性力敏电子设备中的力传感器的示例性布置。
图3A和图3B示出了用不同材料粘结的图1的示例性力敏电子设备的触摸表面和设备主体。图3A示出了用硬粘合剂进行粘结。图3B示出了用泡沫胶带粘合剂进行粘结。
图4示出了根据本文所述的具体实施的结合到示例性力敏电子设备中的力传感器致动器。
图5A和图5B示出了根据本文所述的具体实施的分别粘结到示例性力敏电子设备的触摸屏和设备主体的电路板。
图6示出了根据本文所述的具体实施的示例性力敏电子设备的电路板的位置特征部。
图7A和图7B示出了根据本文所述的具体实施的在粘结触摸表面和设备主体之前(图7A)和之后(图7B)的示例性力敏电子设备。
图8示出了由如关于图2所述布置的力传感器获得的力测量值的放大和衰减。
图9示出了使用多项式响应表面变换来校正图8中所示的非线性力响应测量。
图10示出了示例性计算设备。
具体实施方式
除非另有定义，否则本文所用的所有技术和科学术语的含义与本领域普通技术人员通常理解的含义相同。与本文所述类似或等同的方法和材料可用于本公开的实践或测试。如本说明书和所附权利要求中所使用的，单数形式“一个”、“一种”、“所述”包括复数指代，除非上下文另有明确说明。本文所用的术语“包含”及其变型形式与术语“包括”及其变型形式同义使用，并且为开放、非限制性术语。本文所用的术语“任选的”或“任选地”是指随后描述的特征、事件或情况可发生或可不发生，并且该描述包括所述特征、事件或情况发生的实例和不发生的实例。在本文中，范围可被表示为从“约”一个具体的值，和/或到“约”另一个具体的值。当表示这样的范围时，一个方面包括从一个具体的值和/或到其他具体的值。相似地，当采用先行词“约”将值表示为近似值时，应当理解，该具体值构成了另一个方面。还应当理解，每个范围的端值相对于另一个端值以及独立于另一个端值都是有意义的。
现在参考图1，描述了示例性力敏电子设备(在本文中有时也称为触敏设备)。该力敏电子设备可为具有力敏人机接口(“HMI”)的电子设备。任选地，该力敏电子设备可为消费电子设备，诸如膝上型计算机、平板电脑、移动电话或其他消费电子设备。然而，应当理解，这些仅作为示例提供，并且本公开设想力敏电子设备可为任何类型的电子设备。
该设备可包括设备主体102、触摸表面104和多个力传感器108，所述触摸表面在粘结区域106中粘结到设备主体102，所述多个力传感器布置在设备主体102和触摸表面104之间。每个力传感器108可为压阻式、压电式或电容式传感器。例如，每个力传感器108可被配置为基于外加力的量或量值来改变至少一种电特性(例如，电阻、电荷、电容等)，并且可输出与外加力的量或量值成比例的信号。另选地或除此之外，每个力传感器108可为微机电(“MEMS”)传感器。例如，每个力传感器108可任选地为如以下专利中所述的MEMS传感器：于2016年11月8日发布的名称为“Ruggedized MEMS Force Die”的美国专利No.9,487,388、与2016年11月15日发布的名称为“Wafer Level MEMS Force Dies”的美国专利No.9,493,342、于2015年1月13日由Brosh等人提交的名称为“Miniaturized and ruggedized waferlevel mems force sensors”的美国专利申请公布No.2016/0332866或于2015年5月19日发布的名称为“Microelectromechanical Load Sensor and Method of Manufacturing theSame”的美国专利No.9,032,818，这些专利的公开内容全文以引用方式并入本文。
粘结区域106可沿着触摸表面104的外围边缘布置，如图2所示。粘结区域106是触摸表面104的一部分与设备主体102的一部分接触的区域。粘结区域106可至少部分地围绕显示区域，该显示区域由图2中的虚线框示出。换句话讲，粘结区域106布置在设备的外围区域中，而显示区域布置在设备的中心区域中。再次参考图1，可使用粘合剂110将触摸表面104粘结到设备主体102。粘合剂110可布置在与设备主体102的一部分接触的触摸表面104的部分之间。应该理解，粘合剂110相对于设备主体102固定触摸表面104。因此，如图1所示，触摸表面104相对于设备主体102不是自由浮动的。如下所述，由于触摸表面104在粘结区域106中相对于设备主体102固定，因此难以在该区域附近获得精确的力测量值。粘合剂110可任选地为压敏粘合剂(PSA)、环氧树脂或其他结构粘合剂。任选地，粘合剂110可为泡沫胶带，该泡沫胶带允许触摸表面104在z方向或轴上经历增加的运动范围，如图3A和图3B所示。在图3A中，使用硬粘合剂110A将触摸表面104粘结到设备主体102，所述硬粘合剂在固化时硬化并锁定触摸表面104的边缘。在图3B中，使用泡沫胶带粘合剂110B将触摸表面104粘结到设备主体102，所述泡沫胶带粘合剂比粘合剂110A更柔韧并且允许触摸表面104的边缘移动。
在常规触敏设备中，通常优选的是将力传感器布置在触摸表面的外围附近，例如，以最大化触摸区域，并且还提供相对于设备主体自由浮动的触摸表面。换句话讲，触摸表面与设备主体之间的一些运动自由度有助于获得精确的力测量值。然而，这种设计与常规触敏电子设备的其他设计考虑因素不兼容。具体地讲，触摸表面在常规触敏设备中被粘结到设备主体。然而，将力传感器布置在粘结处附近导致力测量值衰减，这使得精确的力测量变得困难。再次参考图2，描述了触摸表面104粘结到设备主体102的设备中的力传感器108的示例性布置。如上所述，将力传感器108布置在粘结区域106附近导致对力测量造成不期望的影响。为了减少不期望的影响，多个力传感器108中的每个力传感器与图2中的粘结区域106间隔开。换句话讲，在粘结区域106与力传感器108之间存在空间。力传感器108未布置在粘结区域106内或其附近，其中触摸表面104的一部分与设备主体102的一部分接触。相反，力传感器108相对于粘结区域106向内(例如，朝向中心或显示区域)布置并与该粘结区域间隔开。图2中的示例性力敏电子设备基本上是矩形的，使得触摸表面104具有两对相应的外围边缘(例如，左/右外围边缘和顶部/底部外围边缘)。如本文所使用的，相应的外围边缘彼此相对。应该理解，图2中所示的力敏设备仅作为示例提供，并且力敏设备可具有其他形状。两个力传感器108A和108B可沿x方向或轴线(在本文中也称为“第一方向”)布置，其中彼此之间的间距大致相等。另外，两个力传感器108A和108B可沿x方向布置，其中力传感器108A、108B中的每个力传感器与触摸表面104的相应外围边缘之间的间距大致相等。在图2中，x轴平行于尺寸较小的力敏电子设备的外围边缘。力传感器108沿x轴彼此等距间隔开。另外，外围边缘沿x轴与力传感器108等距间隔开。这由图2中的距离“a”、“b”和“c”表示。例如，当力传感器108A和108B彼此大致等距间隔开并且与触摸表面104的相应外围边缘大致等距间隔开时，距离a≈距离b≈距离c。换句话讲，触摸表面104的一个外围边缘(例如，图2中的左边缘)与力传感器108A之间的距离“a”约等于力传感器108A与108B之间的距离“b”。距离“a”也约等于触摸表面104的相对外围边缘(例如，图2中的右边缘)与力传感器108B之间的距离“c”。本公开设想可选择力传感器108之间和/或力传感器108与外围边缘之间的距离以提供到力传感器108的足够的力传递。本公开还设想距离可根据力敏电子设备的尺寸、力传感器的数量和/或所需的力感测分辨率而变化。在一些具体实施中，距离“a”、“b”和“c”可为约20毫米(mm)。应当理解，仅提供20mm作为距离“a”、“b”和“c”的示例性尺寸，其可为大于或小于20mm的尺寸。还应当理解，距离“a”、“b”和“c”不一定必须相等来实现足够的力传递。
另选地或除此之外，两个力传感器108B和108C可沿y方向或轴线(在本文中也称为“第二方向”)布置，其中力传感器108B、108C中的每个力传感器与触摸表面104的相应外围边缘之间的间距大致相等。在图2中，y轴平行于尺寸较大的力敏电子设备的外围边缘。每个力传感器108沿y轴与外围边缘等距间隔开，并且与外围边缘的距离被最大化。这由图2中的距离“d1”和“d2”表示。例如，当力传感器108B和108C与触摸表面104的相应外围边缘大致等距间隔开时，距离d1≈距离d2。换句话讲，触摸表面104的一个外围边缘(例如，图2中的顶部边缘)与力传感器108B之间的距离“d1”约等于触摸表面104的相对外围边缘(例如，图2中的底部边缘)与力传感器108C之间的距离“d2”。任选地，触摸表面104的各个外围边缘与力传感器108B和108C中的每个力传感器之间的相等间距可最大化，使得力传感器108B和108C尽可能远离粘结区域106布置。应当理解，图中所示的力传感器的数量和布置仅作为示例提供，并且可使用其他数量以及不同的布置的力传感器。例如，力敏电子设备可包括1、2、3、4、5等数量的力传感器，并且可根据本文提供的描述来布置。另外，粘结区域106的宽度(示出为距离d3)可被最小化。最小化距离d3允许如本文所述的最大化距离d1和d2，同时理解还可考虑最小化距离d3对设备耐久性的影响。粘结区域的宽度d3可为约2至4mm。在该示例中，距离d1和d2可尽量最大化，同时空间允许提供足够的力传递，这可以通过使d1和d2的值等于或大于4mm来实现。应当理解，仅提供2至4mm作为示例，并且粘结区域的宽度d3可大于4mm或小于2mm。另外，d1和d2的值仅作为示例提供，并且可取决于d3的值。本公开设想可选择力传感器108与外围边缘之间的距离以提供到力传感器108的足够的力传递。本公开还设想距离可根据力敏电子设备的尺寸、力传感器的数量和/或所需的力感测分辨率而变化。
再次参考图1，该设备还可包括显示设备112，该显示设备布置在设备主体102和触摸表面104之间。显示设备112可为液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机LED(OLED)显示器或其他类型的显示器。粘结区域106可至少部分地围绕显示区域的外围布置(例如，围绕显示设备112的外围)，如图2所示。例如，粘结区域106可围绕显示区域的外围布置在闭环中，如图2所示。如图1所示，在一些具体实施中，多个力传感器108可布置在显示设备112的外围边缘与粘结区域106之间的区域中。通过将力传感器108布置在该区域中，可以不向设备添加额外的高度，这使得设备在z方向上的总厚度最小化。例如，移动电话技术的当前进步是减小了边框的尺寸，在电子部件的粘结处(例如，图1中的粘结区域106)与显示器(例如，图1中的显示器112)之间留出较少的空间。因此，本公开设想力传感器(例如，图1中的力传感器108)可任选地放置在显示器下方，以最小化它们对部件区域的影响并允许更多的放置灵活性。例如，在其他具体实施中，一个或多个力传感器可任选地夹在图1中的设备主体102与显示器112之间。
现在参考图4至图7B，描述了结合力传感器致动器的示例性力敏电子设备。图4至图7A的力敏电子设备具有许多与图1的设备共同的特征，因此下文不再详细描述这些共同特征。该设备可包括粘结到触摸表面104的电路板114、粘结到电路板114的力传感器108，以及粘结到电路板114的力传感器致动器116。电路板114、力传感器108和/或力传感器致动器116可使用粘合剂(诸如PSA、DSA或其他结构粘合剂)粘结。另外，电路板114可以是被配置为将力传感器电连接到处理器的任何电路基板。例如，电路板114可任选地为刚性或柔性印刷电路板(PCB)。任选地，电路板114可以是柔性PCB(FPCB)。此外，力传感器致动器116可由多种材料诸如橡胶或聚合物(例如，氨基甲酸酯、聚氨酯、硅树脂等)形成。虽然图4示出了粘结到触摸表面104的电路板114，但是应当理解，在一些另选具体实施中，电路板114可粘结到设备主体102。例如，图5A示出了粘结到设备的触摸表面104的电路板114。这与图5B形成对比，其示出了粘结到设备的设备主体102的电路板114。
现在参考图6，电路板114可包括一个或多个位置特征部120，其用于将力传感器致动器116与力传感器108对准。例如，位置特征部120可任选地为电路板114的表面上的标记。另选地或除此之外，位置特征部120可任选地为电路板114的表面上的凸起或凹陷部分。位置特征部120可用于在制造过程中机械地对准力传感器致动器116和力传感器108。由于力传感器108的尺寸相对较小和制造公差，因此可能难以将力传感器与设备主体的力施加特征部对准。因此，通过在电路板114上提供位置特征部，可克服该困难。
再次参考图4，力传感器致动器116可被配置为将预紧力施加到力传感器108。例如，当触摸表面104粘结到设备主体102时，力传感器致动器116可将预紧力施加到力传感器108。力传感器致动器116可压缩并预加载力传感器108。图7A和图7B示出了在粘结触摸表面104和设备主体102之前(图7A)和之后(图7B)的示例性力敏电子设备。如图4所示，在力传感器致动器116与设备主体102之间可设置有间隙115。间隙115可解决制造和组装公差。另外，力传感器致动器116与设备主体102之间的变形层117可形成变形区。变形层117可被配置为当触摸表面104粘结到设备主体102时在z方向上变形并且将预紧力施加到力传感器108。预紧力可被设计为不超过力传感器的力感测范围的预定百分比，诸如20％(例如，对于范围为10N的力传感器，预紧力可被设计为不超过2N)。另选地或除此之外，预紧力可具有预定公差，诸如+/-20％(例如，对于2N的预紧力，预定公差为1.6N-2.4N)。应当理解，预定百分比和/或预定公差可具有除仅用作示例的上文提供的那些值之外的值。任选地，力传感器致动器116可包括用于将所施加的力分配到力传感器108的部分(例如，凸起部分)。用于减小施加到力传感器的力矩和/或剪切力的技术在本领域中是已知的。例如，于2002年4月12日由Roberts提交的名称为“Touch screen with rotationally isolated force sensor”的美国专利No.7,190,350描述了旋转隔离力传感器。
如上所述，将力传感器布置在粘结处附近导致力测量值放大和/或衰减。这可使精确的力测量变得困难。现在参考图8，描述了力测量值的放大和衰减。这些影响通过相对于图2描述的力传感器的布置而发生。在一些位置，力测量值被放大约20％(例如，在沿设备的y轴的相反端处)。在其他位置，由于边缘效应，力测量值被衰减约80％，并且在一些情况下超过80％(例如，在沿设备的x轴的相反端处)。相比之下，设备中心的力测量值是准确的。因此，设备的力响应是非线性的。
为了校正非线性响应，来自三维归一化矩阵(例如，图9中所示的“归一化矩阵”)的校正标量可应用于由多个力传感器(例如，如本文所述的力传感器108)测量的力。三维归一化矩阵可基于触摸位置(X,Y)和未补偿的力(F')来校正多个力传感器的非线性力响应，只要触摸位置基于另一个触摸传感器是已知的。例如，该设备还可包括电容式触摸传感器，诸如用于获得所施加的力的位置的投射电容式触摸屏。
在投射电容式触摸屏中，绝缘体(例如，玻璃)设置有涂覆在其上的导电材料。导电材料可以是导电层、栅格(例如，行和列)、阵列等。任选地，导电材料可以是透明的，诸如氧化铟锡(“ITO”)。可将电压施加到导电材料以产生静电场。然后，当导体(例如，人的手指)接触显示器时，局部静电场失真。可在显示器上检测/测量局部失真作为电容的变化并且确定一个或多个触摸位置(例如，x位置和y位置)。投射电容式触摸屏在本领域中是已知的，因此本文不再进一步详细描述。
使用所施加的力的位置和未补偿的量值，可基于施加到触摸表面的力的位置将来自三维归一化矩阵的校正标量应用于施加到触摸表面的测量的力。例如，三维归一化矩阵可具有与x位置、y位置(本文有时称为“触摸表面的位置平面”)和力相对应的轴，使得在固定位置处的力的任何非线性可准确地校正。三维归一化矩阵可在x,y平面中具有多个节点或点并且可具有多个力水平。移动电话的示例性校正矩阵可在x,y平面中具有96个点并且可具有3至5个力水平。应当理解，x,y平面中的点的数量和/或力水平的数量不旨在受本公开的限制。多个点可分布在x,y平面上。本公开设想点可在x,y平面上均匀或不均匀地间隔开。另外，根据所施加的力的大小，可在同一点处应用不同的校正标量。例如，在一些具体实施中，三维归一化矩阵可具有三个力水平。当施加的力小于第一阈值时，可应用第一校正标量来校正未补偿的力。当施加的力大于第一阈值但小于第二阈值时，可应用第二校正标量来校正未补偿的力。当力大于第二阈值时，可应用第三校正标量来校正未补偿的力。如果在矩阵节点或点之间施加力，则可通过在多个附近矩阵节点或点处的校正标量值的线性插值或连续近似值来确定校正标量。因此，可在一系列力的作用下校正整个触摸屏的非线性力响应。该校正如图9所示。
使用密集校正矩阵来表征生产线上的每个设备通常是不可行的。这种校准程序每个设备可能需要超过一分钟，这可显著增加大批量产品的测试成本。因此，为了缩短大批量产品的测试时间，可用密集的点矩阵(例如，触摸表面的位置平面上的点)表征少量设备(例如，大批量产品的子集)来代表群体(例如，大批量产品)。应当理解，密集矩阵中点的数量不应受本公开的限制。从设备子集的这些矩阵中，主矩阵可通过对子集中所有测量设备的矩阵中的每个点取平均值来计算。然后可将主矩阵应用于线路上的每个设备，而无需校准。例如，主矩阵可用于针对线路上的每个设备调整上述三维归一化矩阵的一个或多个标量值。为了提高准确度，可任选地在每个设备上测量一个或多个点(例如，与主矩阵中点的数量相比较少数量的点)，以在将主矩阵应用于设备之前校正主矩阵。这可以通过基于距校正点的距离相对于校正点加权主矩阵点来完成。可使用多种已知方法来确定最佳加权以最大化准确度，包括线性和多项式函数。已证明，该测试方法可显著缩短校正时间，同时在设备的触摸屏上高度精确地测量力。
该设备还可包括处理器和存储器，该存储器可操作地耦接到处理器。处理器可被配置为应用来自如本文所述的三维归一化矩阵的校正标量。关于图10的计算设备描述了示例性处理器和存储器。处理器可通信地耦接到力传感器，例如，经由电路板(例如，如本文所述的电路板114)。本公开设想处理器和力传感器可通过促进处理器与力传感器之间的数据交换的任何介质通信地耦接，所述介质包括但不限于有线、无线和光学链路。施加到触摸表面(例如，如本文所述的触摸表面104)的力可由力传感器测量并由处理器接收。另选地或除此之外，处理器和电容式触摸传感器诸如投射电容式触摸屏可通信地耦接，例如通过促进处理器与电容式触摸传感器之间的数据交换的任何介质，包括但不限于有线、无线和光学链路。施加力的位置可由电容式触摸传感器测量并由处理器接收。
应当理解，本文针对各个附图所述的逻辑操作可实现为(1)在计算设备(例如，图10中所述的计算设备)上运行的一系列计算机实现的动作或程序模块(即，软件)，(2)计算设备内的互连机器逻辑电路或电路模块(即，硬件)，和/或(3)计算设备的软件与硬件的组合。因此，本文所讨论的逻辑操作不限于硬件与软件的任何特定组合。实现方式是一个选择上的问题，具体取决于计算设备的性能和其他要求。因此，本文所述的逻辑操作被不同地称为操作、结构设备、动作或模块。这些操作、结构设备、动作和模块可在软件中、在固件中、在专用数字逻辑中以及在它们的任何组合中实现。还应当理解，可执行比附图中所示及本文所述的操作更多或更少的操作。这些操作也可按与本文所述不同的次序执行。
参见图10，示出了可在其基础上实现本发明的实施例的示例性计算设备1000。应当理解，示例性计算设备1000仅仅是可在其基础上实现本发明的实施例的合适计算环境的一个示例。任选地，计算设备1000可以是熟知的计算系统，包括但不限于个人计算机、服务器、手持式或膝上型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、网络个人计算机(PC)、小型计算机、大型计算机、嵌入式系统和/或包括多个上述任何系统或设备的分布式计算环境。分布式计算环境使得连接到通信网络或其他数据传输媒介的远程计算设备能够执行各种任务。在分布式计算环境中，程序模块、应用程序和其他数据可存储在本地和/或远程计算机存储介质上。
在其最基本的配置中，计算设备1000通常包括至少一个处理单元1006和系统存储器1004。根据计算设备的确切配置和类型，系统存储器1004可以是易失性的(诸如随机存取存储器(RAM))、非易失性的(诸如只读存储器(ROM)、闪存等)或两者的某一组合。这种最基本的配置在图10中以虚线1002示出。处理单元1006可以是执行计算设备1000操作所需的算术和逻辑操作的标准可编程处理器。计算设备1000还可包括用于在计算设备1000的各个部件之间传送信息的总线或其他通信机构。
计算设备1000可具有附加的特征/功能。例如，计算设备1000可包括附加的存储，诸如可移动存储1008和不可移动存储1010，包括但不限于磁盘或光盘或磁带。计算设备1000还可包含允许设备与其他设备进行通信的一个或多个网络连接1016。计算设备1000还可具有输入设备1014，诸如键盘、鼠标、触摸屏等。还可包括输出设备1012，诸如显示器、扬声器、打印机等。附加设备可连接到总线，以有利于在计算设备1000的各部件之间进行数据通信。所有这些设备都是本领域熟知的，不必在此详细讨论。
处理单元1006可被配置为执行有形计算机可读介质中编码的程序代码。有形计算机可读介质是指能够提供使计算设备1000(即，机器)以特定方式操作的数据的任何介质。可利用各种计算机可读介质向处理单元1006提供要执行的指令。示例性有形计算机可读介质可包括但不限于以任何方法或技术实现以用于存储信息诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据的易失性介质、非易失性介质、可移动介质和不可移动介质。系统存储器1004、可移动存储1008和不可移动存储1010都是有形计算机存储介质的示例。示例性有形计算机可读记录介质包括但不限于集成电路(例如，现场可编程门阵列或专用IC)、硬盘、光盘、磁光盘、软盘、磁带、全息存储介质、固态设备、RAM、ROM、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备。
在示例性具体实施中，处理单元1006可执行存储在系统存储器1004中的程序代码。例如，总线可将数据传输到系统存储器1004，处理单元1006可从该系统存储器接收并执行指令。系统存储器1004所接收的数据可任选地在由处理单元1006执行之前或之后存储在可移动存储1008或不可移动存储1010上。
应当理解，本文所述的各种技术可以结合硬件或软件或者在适当时结合它们的组合来实现。因此，本发明所公开的主题的方法和装置或其某些方面或部分可采取包含在诸如软盘、CD-ROM、硬盘驱动器或任何其他机器可读存储介质等有形介质中的程序代码(即，指令)的形式，其中当程序代码被加载到诸如计算设备等机器内并由其执行时，该机器成为用于实施本发明所公开的主题的装置。在程序代码在可编程计算机上执行的情况下，计算设备一般包括处理器、该处理器可读的存储介质(包括易失性和非易失性的存储器和/或存储元件)、至少一个输入设备、以及至少一个输出设备。一个或多个程序可实现或利用结合本发明所公开的主题所述的过程，例如通过使用应用程序编程接口(API)、可重用控件等。此类程序可以用高级过程语言或面向对象编程语言来实现，以便与计算机系统进行通信。然而，如果需要，一个或多个程序可以用汇编语言或机器语言来实现。在任何情形中，语言可以是编译语言或解释语言，且可与硬件实现方式相结合。
尽管用结构特征和/或方法动作专用的语言描述了本主题，但应当理解，所附权利要求书中定义的主题不必限于上述具体特征或动作。相反，上述具体特征和动作是作为实现权利要求的示例形式而公开的。

Claims (7)

1.一种用于校正非线性力响应的力敏电子设备，包括：
设备主体；
包括外围边缘的触摸表面，所述触摸表面在粘结区域中粘结到所述设备主体；其中粘结区域沿着触摸表面的外围边缘定位，使得粘结区域布置在设备的外围区域中并且显示区域布置在设备的中心区域中；
显示设备，所述显示设备定位在所述设备主体和所述触摸表面之间；
多个力传感器，所述多个力传感器布置在所述显示设备和所述粘结区域之间并且沿第一方向布置在触摸表面的相应外围边缘之间，其中多个力传感器与触摸表面的相应外围边缘以等距间隔开，其中所述多个力传感器与所述粘结区域间隔开；
电容式触摸传感器，所述电容式触摸传感器被配置为获得施加到所述触摸表面的力的位置；以及
处理器和存储器，所述存储器可操作地耦接到所述处理器，其中所述存储器具有存储在其上的计算机可执行指令，当由所述处理器执行时，所述计算机可执行指令使得所述处理器：
接收由所述多个力传感器测量的施加到所述触摸表面的力，
接收由所述电容式触摸传感器获得的施加到所述触摸表面的所述力的位置，以及
基于施加到所述触摸表面的所述力的位置和施加到所述触摸表面的所述力的大小，将来自三维归一化矩阵的校正标量应用于施加到所述触摸表面的所述力，其中三维归一化矩阵校正所述多个力传感器的非线性力响应。
2.根据权利要求1所述的力敏电子设备，其中所述多个力传感器包括至少两个力传感器，并且其中所述至少两个力传感器沿第二方向布置，其中所述至少两个力传感器中的每个力传感器与所述触摸表面的相应外围边缘之间的间距大致相等。
3.根据权利要求2所述的力敏电子设备，其中所述至少两个力传感器中的每个力传感器与所述触摸表面的相应外围边缘之间的相等间距被最大化。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的力敏电子设备，其中所述多个力传感器布置在所述显示设备的外围边缘和所述粘结区域之间的区域中。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的力敏电子设备，其中所述多个力传感器中的至少一个力传感器布置在所述显示设备下方。
6.根据权利要求1所述的力敏电子设备，其中所述三维归一化矩阵包括用于所述触摸表面的位置平面中的多个点的多个校正标量。
7.根据权利要求6所述的力敏电子设备，其中所述三维归一化矩阵还包括用于多个力水平的多个校正标量。
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