检测触摸模式的方法和设备的制造方法
【专利说明】
[0001] 相关申请
[0002] 本申请要求在2012年9月20日提交的美国临时申请第61/703, 376号的优先权， 该申请的全部内容合并于此，仅供参考。
技术领域
[0003] 本主题涉及编译解译用户输入的领域。更为具体地，但不是作为限制，本主题公开 了用于检测触摸模式的技术。
【背景技术】
[0004] 计算装置，诸如笔记本计算机、个人数字助理、移动通信装置、便携式娱乐装置 (例如，手持视频游戏装置、多媒体播放器）、以及机顶盒（例如，数字缆线盒、数字视频盘 (DVD)播放器）可以包括便于用户与该计算装置互动的用户界面装置。计算装置（包括被设 计为在接通电池电源的至少部分时间起作用的那些计算装置）可以以多种功耗模式运行， 所述功耗模式包括相对于另一种功耗模式消耗更少功率的一种或多种低功率模式。各种形 式的用户输入可以被用于将计算装置转换到不同的功耗模式和从不同的功耗模式转换。
[0005] 已经变得越来越普遍的一类用户界面装置借助电容感应来运行。电容感应系统可 以包括触摸屏、触摸传感器垫、触摸传感器滑块或触摸传感器按钮，并且可以包括一个或多 个电容式传感器元件的阵列。电容式感应通常包括通过传感器信号测量与电容式传感器元 件相关联的电容的变化，以确定导电物体相对于电容式传感器元件的存在。
【附图说明】
[0006] 某些实施例借助示例来说明并且不限于附图的各图，其中：
[0007] 图1是说明根据各个实施例的感应系统的框图；
[0008] 图2是说明根据各个实施例的、包括电容式传感器矩阵的触摸界面的框图；
[0009] 图3是说明根据各个实施例的图1的感应模块的框图；
[0010]图4是说明根据各个实施例的N扫描模式的框图，该N扫描模式用于检测触摸模 式的M部分；
[0011] 图5是根据实施例说明用于检测触摸序列的两种扫描模式的框图；
[0012] 图6是根据实施例说明用于图5的有效触摸序列的各个部分的选定持续时间范围 的表格图；
[0013] 图7是根据实施例说明用于图5的触摸序列的各个部分的实际检测范围的表格 图，其中图5的触摸序列的各个部分被认为落入图6中所选定的各个持续时间范围内；
[0014] 图8是根据实施例说明电容式传感器矩阵的目标区域和目标子区域的框图；
[0015] 图9是根据实施例说明用于检测触摸模式的方法的流程图；
[0016] 图10是说明根据各个实施例的电子系统的框图，该电子系统检测导电物体在电 容式传感器阵列上的存在；
[0017] 图11是说明根据实施例的电子系统的功率状态的表格图；以及
[0018] 图12是说明根据实施例的电子系统的功率状态以及在功率状态之间的转换的状 态图。
【具体实施方式】
[0019] 描述了检测触摸模式的方法和设备。在下列描述中，为了解释目的，很多示例被阐 述以便提供对实施例的透彻理解。所要求保护的主题可以在其他实施例中实践，这对于本 领域的技术人员来说将是显而易见的。【具体实施方式】公开了使用多种扫描模式检测触摸模 式的技术示例和其他事项。某些实施例现在做简短介绍并随后与从图1开始的其他实施例 一起更详细讨论。
[0020] 某些触摸屏装置（诸如蜂窝电话或平板计算机）在其使用寿命的相当一部分时 间以低功耗模式（例如，睡眠模式）运行，而不是以更高功耗模式运行，在该更高功耗模式 下，该装置也可运行。在这类装置中，可以例如通过对该装置的显示器（例如，液晶显示器 (IXD)、发光二极管（LED)显示器、有源矩阵有机发光显示器（AMOLED))、主机资源停止供电 来作为低功耗模式部分，和/或通过降低该装置的触摸控制器的功率，来降低功耗。装置从 较低功耗模式转换到较高功耗模式的过程有时候被称为"唤醒"。某些装置配置成当用户提 供输入（诸如通过按压该装置的机械按钮或通过引起该装置的全部或部分加速（例如，通 过摇动或轻拍该装置））时唤醒。
[0021] 本文所述的实施例允许装置响应于用户输入触摸模式到该装置的触摸界面而唤 醒。因此，唤醒可以不需要机械按钮或加速计来实现，并同时将由组件使用的表面区域和与 感应由用户提供的唤醒触摸模式相关联的功耗两者均减到最小。触摸模式和/或其一部分 可以包括触摸的开始、触摸的提离、一个或多个触摸的持续时间、触摸之间的持续时间、触 摸的序列、一个或多个触摸的形状、一个或多个触摸的位置、一个或多个触摸的移动、多个 同时触摸、一个或多个输入物体在触摸界面上的接近或悬停、与一个或多个触摸相关联的 力、触摸模式的其他属性中的一个或多个和/或这些的组合。
[0022] 在实施例中，触摸控制器以多种扫描模式运行以识别触摸模式，该触摸模式指示 处理资源和其他更高层资源（例如，显示器、无线电、触觉引擎）应当唤醒。在下面进一步描 述的各个实施例中，扫描模式可以具有诸如扫描频率（例如，扫描速率或刷新率）、感应类 型（例如，自电容扫描、互电容扫描或包括自电容和互电容两者的元件的混合感应模式）、 扫描位置（例如，扫描触摸输入表面的目标部分）、其他特性，和/或它们的组合的特性。
[0023] (例如，扫描模式的）扫描速率可被调整，以将功耗减到最小，同时仍然允许触摸 模式的可靠检测（例如，诸如双击的触摸序列）。在实施例中，触摸控制器通过第一扫描模 式（例如，包括相对较低扫描速率的第一扫描模式）检测触摸模式的第一部分，并通过第二 扫描模式（例如，包括相对较高扫描速率的第二扫描模式）检测触摸模式的第二部分。在 实施例中，具有较低扫描速率的第一扫描模式比具有较高扫描速率的第二扫描模式消耗更 少的功率，并且触摸控制器保持在较低功耗的第一扫描模式直到检测到触摸模式的第一部 分。在实施例中，包括自电容扫描和/或扫描触摸界面的目标区域以寻找触摸模式的扫描 模式减少了扫描时间，并因此降低功耗。将触摸模式识别分割为不同的扫描模式可将感应 系统的总功耗减到最小。在实施例中，识别触摸模式触发装置唤醒。应当指出的是，识别触 摸模式可以另选地或附加地启用或启动某些其他装置功能，诸如允许访问该装置的受保护 的存储器或其他受保护区域。
[0024] 当本文描述的实施例由装置的触摸控制器执行时，可允许该装置的其他处理器睡 目民，同时仅触摸控制器查找唤醒事件，从而节约用电。此外，所述实施例提供无需物理按钮 或加速计的唤醒，从而节约材料成本，避免物理零件的失效模式，或在一个物理零件失效的 情况下启用冗余唤醒能力。多种扫描模式的特性是可配置的，以满足性能目标，同时将扫描 频率、扫描时间和扫描区域减到最小，以便将该装置的总功耗减到最小。
[0025] 下面的【具体实施方式】包括对附图的引用，附图形成该【具体实施方式】的一部分。附 图示出根据实施例的例证。这些实施例（在本文也称为"示例"）被足够详细地描述，以使 本领域的技术人员能够实践所要求保护主题的实施例。在不偏离所要求保护的范围的情况 下，可以对这些实施例进行组合，可以使用其他实施例，并可以做出结构、逻辑和电气改变。 因此，下面的【具体实施方式】不应被视为具有限制意义，并且范围由附随权利要求和它们的 等同物来定义。
[0026] 图1是说明根据各个实施例的感应系统100的框图。感应系统100包括与感应 模块106耦接的触摸界面102。对于某些实施例，触摸界面102可以包括感应模块106 (例 如，其可以提供触摸控制器的功能性）。触摸界面102通过输入物体110 (例如，尖笔、手指 或用于提供输入的任何其他物体）接收来自用户的输入。触摸界面102可以包括触摸垫、 触摸屏或任何触摸输入界面。在各个实施例中，感应系统100可以提供触摸屏、触摸垫、滑 块、按钮、开关、水平传感器、接近传感器、位移传感器、它们的组合的功能性，或基于用户输 入的检测来提供某些其他功能性。
[0027] 触摸界面102包括传感器104。在各个示例实施例中，传感器104可以包括光敏 元件、发光元件、感光元件、压敏元件和/或电容式传感器元件中的一个或多个。在某些 实施例中，传感器104被嵌入在触摸界面102的图像显示器中。这有时候被称为单元内 (in-cell)感应。例如，感光元件可以被嵌入在图像显示器的每个显示像素中。感光元件感 应由输入物体反射回单元中的光，或可以检测物体在显示器的表面上投射的阴影。
[0028] 输入物体110被示出接近或接触触摸界面102,并被用于提供对触摸界面102的输 入。在这个示例中，输入物体110是尖笔。在实施例中，尖笔的直径是约1_，这很大程度上 小于典型手指的直径。在没有偏离所要求保护的主题的情况下，输入物体110可以是非导 电物体、导电物体，和/或可以产生通过传感器104来感应的光或其他能量。在实施例中， 输入物体110是无源的，意指其未被通电以提供至触摸界面102的输入。另选地或附加地， 输入物体110可以是有源的，意指其被通电以提供至触摸界面102的输入。输入物体110 可以被固定于适当位置或是相对于触摸界面102在适当位置可移动的。例如，用户可以相 对于触敏界面102移动输入物体110。用户可以包括人、机械装置、机器和/或编程的指令。 另选地或附加地，触摸界面102可被允许相对于固定或可移动的输入物体110移动。
[0029] 感应模块106使用传感器104感应或检测接近或接触触摸界面102的一个或多个 传感器104的一个或多个输入物体的存在。感应模块106可以使用传感器104执行操作 (例如，扫描操作）以发出指示一个或多个输入物体（例如，输入物体110)的存在的信号。 根据所用传感器的类型和它们感应的属性，当输入物体接近或接触触摸界面102时，传感 器信号可以指示施加于触摸界面102的压力、与输入物体相关联的光（例如，红外光）、与输 入物体相关联的图像、传感器104的电容和/或一个或多个传感器104的电容变化。传输 介质108可以包括适合用于扫描操作的任何介质，并且传感器信号可以通过该介质输送。 对于某些实施例，传输介质108包括耦接于传感器的金属迹线（例如，铜导线）。触摸界面 102的示例和它的传感器元件的布置现在结合图2来讨论。
[0030] 图2是说明根据各个实施例的、包括电容式传感器矩阵205的触摸界面202的框 图。图2包括被布置在矩阵中的传感器元件204的行R tl - Rn230和列Cci - Cn240。传感器 元件204的行Rtl - Rn230和列Ctl - Cn240被示出与感应模块206耦接。在下面更详细描述 的扫描操作中，传感器元件的行Rtl - Rn230中的每行和列Ctl - Cn240中的每列可以作为传 输电极和接收电极两者来运行。
[0031] 在电容式传感器矩阵205中，传感器元件204的行Rtl - Rn230中的每行被示出与 传感器元件204的列Cci - Cn240中的每列交叉。在实施例中，行Rtl - Rn230与列Cci - Cn240 之间保持电隔离。在实施例中，列Q1 - Cn240中的每列可以与X-Y平面215的X坐标或X坐 标范围相关联，并且行RtI - Rn230中的每行可以与X-Y平面215的Y坐标或Y坐标范围相 关联。
[0032] 虽然传感器元件204被