用于切换针对戴手套和无手套用户输入的感测机制的系统和方法
【专利说明】用于切换针对戴手套和无手套用户输入的感测机制的系统和方法
[0001]优先权信息
本申请要求2012年6月28日提交的美国非临时专利申请序号13/536，776的优先权，并通过引用将其结合到本文中。
技术领域
[0002]本发明一般涉及电子装置，并且更具体来说，涉及输入装置。
【背景技术】
[0003]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。接近传感器装置典型地包括通常通过表面来区分的感测区，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，接近传感器装置通常用作较大计算系统的输入装置(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)。
[0004]接近传感器装置能够用来实现对关联电子系统的控制。例如，接近传感器装置经常用作包括笔记本电脑和桌上型电脑的较大计算系统的输入装置。接近传感器装置也经常用于较小系统中，包括:诸如个人数字助手(PDA)、遥控器的手持系统，以及诸如无线电话和文本消息系统的通信系统。接近传感器装置越来越多地用于媒体系统中，诸如CD、DVD、MP3、视频或其他媒体记录器或播放器。接近传感器装置能够是它与其交互的计算系统的组成部分或者外设。
[0005]一些以往的输入装置的一个问题在于，一些接近传感器装置局限于可靠地接收处于或极接近表面的对象的输入。具体来说，大多数接近传感器装置能够准确地确定就在表面上或者极接近表面的对象的位置和/或运动。但是，当对象更远离装置的表面时，精度降级，并且大多数装置无法可靠地响应这类对象，从而简单地忽略这类对象。
[0006]用户在佩戴手套的同时试验和使用输入装置时，这属于特殊的问题。一些手套阻止用户的手指足够接近以可靠地检测手指的位置。手套干扰使用的程度一般将取决于手套的厚度和介电常数。手套越厚，并且手套的介电常数越低，则越有可能将不会可靠地检测手指的位置。
[0007]因此，存在对于改进装置灵活性和可用性的接近传感器装置的改进的需要。通过结合附图和上述技术领域及背景的以下详细描述和所附权利要求，其他合意的特征和特性将变得显而易见。
【发明内容】
[0008]本发明的实施例提供促进改进的输入装置的装置和方法。具体来说，装置、系统和方法为用户提供在不同感测机制之间轻松且可靠地切换的能力。不同感测机制能够用来促进对在表面处和远离表面的对象的准确位置确定。例如，不同感测机制能够用来为触摸表面的无手套和戴手套手指确定位置信息。作为另一个示例，不同感测机制能够用来为触摸和悬停对象确定位置信息。
[0009]在一个实施例中，用于输入装置的处理系统包括传感器模块和确定模块。传感器模块配置成操作多个电容性传感器电极来生成指示感测区中的输入对象的传感器值。确定模块配置成有选择性地按两个不同感测机制来操作。第一感测机制配置成为感测区中的无手套手指确定位置信息。第二感测机制配置成为感测区中的戴手套手指确定位置信息。确定模块还配置成响应检测到满足标准的集合的每个的输入手势而切换到按第二感测机制来操作，其中标准的集合包括与超出传感器值稳定性阈值水平的输入手势对应的传感器值稳定性的度量。按这样实现，处理系统允许用户在至少两个不同感测机制之间轻松切换，并且因而能够促进其中以戴手套和无手套手指来提供输入的装置的使用。
[0010]在另一个实施例中,输入装置包括触摸表面、多个电容性传感器电极和处理系统。处理系统耦合到多个电容性传感器电极，并且配置成操作多个电容性传感器电极来生成指示感测区中的输入对象的传感器值。处理系统还配置成选择性地按第一感测机制(其配置成为感测区中的无手套手指确定位置信息)操作以及选择性地按第二感测机制(其配置成为感测区中的戴手套手指确定位置信息)操作。处理系统还配置成响应检测到满足标准的集合的每个的输入手势而切换到按第二感测机制来操作，其中标准的集合包括与超出传感器值稳定性阈值水平的输入手势对应的传感器值稳定性的度量。按这样实现，输入装置允许用户在至少两个不同感测机制之间轻松切换，并且因而能够促进其中以戴手套和无手套手指来提供输入的装置的使用。
[0011 ] 在这些和其他实施例的任一个中，至少两个感测机制的提供以及在感测机制之间进行切换的能力能够用来促进戴手套和无手套手指两种对象的准确位置确定。感测机制之间的切换也可用来促进远离表面的对象，诸如悬停手指，的位置确定。这类装置、系统和方法因而能够用来可靠地接收来自处于或者极接近表面的对象以及更远离表面的对象，诸如戴手套手指，的输入。因此，装置、系统和方法能够改进这类装置的灵活性和可用性。
【附图说明】
[0012]下面将结合附图来描述本发明的优选示范实施例，其中相似的标号表示相似的元件，以及:
图1是按照本发明的一实施例的、包括输入装置的示范系统的框图；
图2是处于触摸表面以及远离触摸表面的示范手指的示意图；
图3是按照本发明的一示范实施例的传感器电极的框图；
图4是按照本发明的一实施例的描绘处理系统的概念性框图；
图5是按照本发明的一实施例的、例示感测机制之间转变的状态图；以及图6-8是按照本发明的一实施例的装置的示意图。
【具体实施方式】
[0013]下列详细描述本质上仅仅是示范性的，并不意图限制本发明或本发明的应用和使用。而且，不存在由在先技术领域、【背景技术】、
【发明内容】
或下面【具体实施方式】中提出的、任何表达的或暗示的理论所约束的意图。
[0014]本发明的各种实施例提供促进改进的可用性的输入装置和方法。图1是按照本发明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”(或者“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定性示例包括所有尺寸和形状的个人计算机，诸如桌上型电脑、膝上型电脑、上网本电脑、平板电脑、网络浏览器、电子书阅读器和个人数字助手(PDA)。附加示例电子系统包括合成输入装置，诸如包括输入装置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(包括遥控器和鼠标)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、信息亭和视频游戏机(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(包括诸如智能电话之类的蜂窝电话)和媒体装置(包括记录器、编辑器和诸如电视机的播放器、机顶盒、音乐播放器、数码相框和数码相机)。另外，电子系统可能是输入装置的主机或从机。
[0015]输入装置100能够实现为电子系统的物理部件，或者能够与电子系统在物理上分离。视情况而定，输入装置100可使用下列的任一个或多个与电子系统的部件进行通信:总线、网络和其他有线或无线互连。示例包括I2C、SP1、PS/2、通用串行总线(USB)、蓝牙、RF和IRDA0
[0016]图1中，输入装置100示出为接近传感器装置(也经常称作“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。
[0017]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，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所提供的用户输入)。特定感测区的尺寸、形状和位置可以逐个实施例极大地改变。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到空间中，直到信噪比阻止充分准确的对象检测。这个感测区120沿特定方向延伸的距离，在各种实施例中，可以是大约小于一毫米、数毫米、数厘米或者更多，并且可随所使用的感测技术的类型和期望精度而显著改变。因此，一些实施例感测输入，其包括与输入装置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)相接触、与耦合一定量外加力或压力的输入装置100的输入表面相接触、和/或它们的组合。在各种实施例中，可由传感器电极位于其中的壳体的表面、由应用在传感器电极或者任何壳体之上的面板等，来提供输入表面。在一些实施例中，感测区120在投射到输入装置100的输入表面时具有矩形形状。
[0018]输入装置100利用电容性感测来检测感测区120中的用户输入。为了促进电容性感测，输入装置100包括用于检测用户输入的一个或多个感测电极。一些实现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。附近的输入对象引起电场的变化，并且产生电容性耦合的可检测变化，其可作为电压、电流等的变化来检测。
[0019]一些电容实现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创建电场。在一些电容性实现中，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。一些电容性实现利用电阻片，其可以是电阻均匀的。
[0020]在一些实施例中，输入装置配置成利用“绝对电容”和“跨电容性”感测方法。绝对电容感测方法，有时称作“自电容”，是基于传感器电极与输入对象之间的电容性耦合的变化。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，因而改变所测量的电容性耦合。在一个实现中，绝对电容感测方法通过相对于基准电压(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。
[0021]跨电容性感测方法，有时称作“互电容”，是基于传感器电极之间的电容性耦合的变化。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，因而改变所测量的电容性耦合。在一个实现中，跨电容性感测方法通过检测在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”)和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，来进行操作。发射器传感器电极可相对于基准电压(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基准电压保持大体恒定，以促进结果信号的接收。结果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。
[0022]图1中，处理系统110示出为输入装置100的一部分。处理系统110配置成操作输入装置100的硬件来检测感测区120中的输入。处理系统110包括一个或多个集成电路(IC)和/或其他电路组件的部分或全部。例如，如上所述，处理系统110可包括用于操作多个电容性传感器电极来生成指示感测区中输入对象的传感器值的电路组件。这能够包括用于通过相对于基准电压调制电容性传感器电极来选择性地执行绝对电容性感测的电路组件。这还可包括用于以发射器传感器电极来传送信号以及以接收器传感器电极来接收信号以选择性地执行跨电容性感测的电路组件。
[0023]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/或其他。在一些实施例中，组成处理系统I1的组件定位在一起，诸如在输入装置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