用于确定用户输入类型的系统和方法
【专利说明】用于确定用户输入类型的系统和方法
[0001]优先权信息
本申请要求于2012年6月28日提出的美国非临时专利申请序号13/536，755的优先权，并且通过引用并入本文。
技术领域
[0002]本发明一般涉及电子装置，并且更具体地，涉及输入装置。
【背景技术】
[0003]包括接近传感器装置(也通常被称为触摸垫或触摸传感器装置)的输入装置广泛应用于多种电子系统中。接近传感器装置典型地包括通常由表面区分的感测区，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于使能关联的电子系统的控制。例如，接近传感器装置通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，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]一些以前的输入装置的一个问题是，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。具体地，一些接近传感器装置能够准确地确定要么就在表面处要么非常接近表面的对象的位置和/或运动。然而，当对象更远离装置表面，准确性降级，并且多数装置不能可靠地响应这样的对象，并从而简单地忽略这样的对象。
[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检测手指位置。手套干扰使用的程度取决于手套的厚度和介电性能。手套越厚，且手套的介电常数越低，则越有可能将不会可靠地检测戴手套手指的存在或位置。
[0007]因而，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。从随后的详细描述和所附的权利要求，结合附图和前述的技术领域和【背景技术】，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。具体地，装置、系统和方法使用多种不同的感测机制提供准确地确定用户输入的能力。不同的感测机制能够用于促进在感测表面处和远离感测表面的不同类型对象的准确检测和位置确定。例如，不同的感测机制能够用于确定无手套的和戴手套的、以及悬浮于感测表面上的手指的位置信息。作为另一个示例，不同的感测机制能够用于准确地确定触摸和悬浮输入对象的位置信息。
[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选择性地执行跨电容性感测和绝对电容性感测以检测感测区中的输入对象。确定模块配置成通过基于感测区中的输入对象的接触信息选择性地按照第一感测机制和第二感测机制操作处理系统，来确定感测区中输入对象的位置信息。在这个实施例中，第一感测机制使用第一工作周期的绝对电容性感测和第一工作周期的跨电容性感测。第二感测机制使用第二工作周期的绝对电容性感测和第二工作周期的跨电容性感测，其中绝对电容性感测的第二工作周期大于绝对电容性感测的第一工作周期。
[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以及处理系统。处理系统耦合至多个电容性传感器电极并配置成执行多个电容性传感器电极中的电极间的跨电容性感测，以及执行多个传感器电极中的电极和输入装置的感测区中的输入对象之间的绝对电容性感测。处理系统进一步配置成基于感测区中的输入对象的接触信息，选择性地按照第一感测机制和第二感测机制操作，其中第一感测机制包括第一工作周期的绝对电容性感测和第一工作周期的跨电容性感测，第二感测机制包括第二工作周期的绝对电容性感测和第二工作周期的跨电容性感测，其中绝对电容性感测的第二工作周期大于绝对电容性感测的第一工作周期。处理系统进一步配置成使用第一感测机制和第二感测机制的至少一个确定感测区中输入对象的位置信息。
[0011 ] 在这些以及其他实施例的任一个中，具有绝对电容性感测和跨电容性感测的不同工作周期的两种感测机制的提供能够用于促进在表面处和远离表面的输入对象的准确位置确定。例如，通过给第一感测机制提供绝对电容性感测的更小工作周期和跨电容性感测的更大工作周期，处理系统能够促进在表面处对象(诸如触摸表面的手指)的准确位置确定。同样地，通过给第二感测机制提供绝对电容性感测的更大工作周期和跨电容性感测的更小工作周期，处理系统能够促进远离表面的对象(诸如悬浮的手指)的位置确定。
[0012]这样的装置、系统和方法从而能够用于可靠地接收来自在触摸表面处或非常接近触摸表面的对象，以及更远离表面的对象(诸如戴手套手指)的输入。从而，装置、系统和方法能够改进这样的装置的灵活性和可用性。
【附图说明】
[0013]本发明的优选示例性实施例将在下文中结合附图进行描述，其中类似的标号表示类似的元件，并且:
图1是依照本发明实施例的、包括输入装置的示例性系统的框图；
图2是示例性的、手指在触摸表面处以及远离触摸表面的示意图；
图3是依照本发明示例性实施例的、传感器电极的框图；
图4是依照本发明实施例的、描绘处理系统的概念性框图；以及图5是依照本发明实施例的、例示在感测机制之间的转换的状态图。
【具体实施方式】
[0014]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。
[0015]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是依照本发明实施例的、示例性输入装置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”)广义地指能够电子地处理信息的任何系统。电子系统的某些非限制性示例包括各种大小和形状的个人计算机，诸如桌上型电脑、膝上型计算机、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理(PDA)。另外的示例电子系统包括复合型输入装置，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。进一步的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、以及视频游戏机(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(包括诸如智能电话之类的蜂窝电话)和媒体装置(包括录音机、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，电子系统可以是输入装置的主机或从机。
[0016]输入装置100能够实现为电子系统的物理部件，或能够与电子系统物理地分离。视情况而定，输入装置100可使用下列项的任一个或多个与电子系统的部件通信:总线、网络以及其他有线或无线互连。示例包括12(:、5?1、？5/2、通用串行总线卬58)、蓝牙、1^以及IRDA0
[0017]在图1中，输入装置100示出为接近传感器装置(也通常被称为“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。示例输入对象包括如图1所示的手指和触控笔。
[0018]感测区120可以包含在输入装置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，直至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，可以大约少于一毫米、数毫米、数厘米、或更多，而且可随所使用的感测技术的类型和期望的准确性而显著变化。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的触摸表面(例如配置成接收输入触摸的表面)相接触、与耦合一定量外加力或压力的输入装置100的触摸表面相接触、和/或它们的组合。在各种实施例中，触摸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的触摸表面上时具有矩形形状。
[0019]输入装置100使用电容性感测来检测感测区120中的用户输入。为促进电容性感测，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。
[0020]一些实现配置成提供跨越一、二、三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，施加电压或电流以产生电场。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。
[0021]一些电容性实现使用电容性感测元件的阵列或其他规则或不规则的图案来产生电场。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。
[0022]依照本文所述的实施例，输入装置配置成使用“绝对电容”和“跨电容性”感测方法。绝对电容感测方法，有时称为“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，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基准电压(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对象之间的电容性耦合，来进行操作。
[0023]跨电容性感测方法，有时称为“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，从而改变量得的电容性耦合。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。结果信号可包括对应于一个或多个发射器信号的影响、和/或对应于一个或多个环境干扰源(例如其他电磁信号)的影响。传感器电极可为专用的发射器或接收器，或可配置成既传送又接收。
[0024]在图1中，处理系统110示出为输入装置100的部件。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可包括用于通过相对于基准电压调制电容性传感器电极而选择性地执行绝对电容性感测的电路组件。另夕卜，处理系统110可包括用于以发射器传感器电极来传送信号并以接收器传感器电极来接收信