单个接收器超不活跃模式的制作方法
【专利摘要】输入装置，包括：多个传感器电极，其配置成接收第一多个电容信号和第二多个电容信号；以及处理系统，其在操作上连接到多个传感器电极并且配置成：通过从连接到多个传感器电极的单个接收信道接收所述第一多个电容信号而操作于超不活跃模式中；执行对所述第一多个电容信号的分析；以及基于所述分析，通过以下过程操作于有效模式中：采用感测信号的第一驱动方式来驱动多个发射器电极；以及从连接到多个传感器电极的多个接收信道接收与第一驱动方式相关联的第二多个电容信号。超不活跃模式比有效模式要求更少的功率。
【专利说明】
单个接收器超不活跃模式
技术领域
[0001]本发明大体涉及电子装置。【背景技术】
[0002]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)的输入装置被广泛用于各种电子系统中。接近传感器装置通常包括常常通过表面来区分的感测区，在其中，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。接近传感器装置可被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被用于较小计算系统(例如蜂窝电话中集成的触摸屏)中。
【发明内容】
[0003]大体上，在一方面中，本发明的实施例涉及一种输入装置。该输入装置包括:多个传感器电极，其配置成接收第一多个电容信号和第二多个电容信号；以及处理系统，其可操作地连接到多个传感器电极并且配置成:通过从连接到多个传感器电极的单个接收信道接收第一多个电容信号来操作于超不活跃(superdoze)模式中；执行第一多个电容信号的分析；以及基于所述分析，通过以下过程操作于有效状态中:利用感测信号的第一驱动方式驱动多个发射器电极;并且从连接到多个传感器电极的多个接收信道接收与第一驱动方式相关联的第二多个电容信号，其中超不活跃模式比有效模式要求更少的功率。
[0004]大体上，在一方面中，本发明的实施例涉及一种用于操作包括多个传感器电极的输入装置的方法。所述方法包括:通过在连接到多个传感器电极的单个接收信道之上接收第一多个电容信号来操作于超不活跃模式中；执行第一多个电容信号的分析；以及基于所述分析通过以下过程操作于有效模式中:利用感测信号的第一驱动方式驱动多个发射器电极;并且从连接到多个传感器电极的多个接收信道接收与第一驱动方式相关联的第二多个电容信号，其中超不活跃模式比有效模式要求更少的功率。
[0005]大体上，在一方面中，本发明的实施例涉及一种连接到多个传感器电极的处理系统。所述处理系统包括:传感器模块，其配置成:通过从连接到多个传感器电极的单个接收信道接收第一多个电容信号来操作于超不活跃模式中；并且基于分析通过以下过程而操作于有效模式中:利用感测信号的第一驱动方式驱动多个发射器电极;并且从连接到多个传感器电极的多个接收信道接收与第一驱动方式相关联的第二多个电容信号；以及确定模块，其配置成基于第一多个电容信号执行所述分析，其中所述分析确定输入物体存在于多个电极的感测区内，并且其中超不活跃模式比有效模式要求更少的功率。
[0006]本发明的其它方面将从以下描述及所附权利要求显而易见。【附图说明】
[0007]图1示出依照一个或多个实施例的示意图。
[0008]图2A和2B示出依照一个或多个实施例的示意图。
[0009]图3示出依照一个或多个实施例的状态图。
[0010]图4示出依照一个或多个实施例的流程图。【具体实施方式】
[0011]以下详细描述在本质上仅是示例性的并且不意图限制本发明或者本发明的应用和用途。此外，不意图受到之前的技术领域、【背景技术】、
【发明内容】
或者以下的【具体实施方式】中所呈现的任何明显或隐含理论的界定。
[0012]在本发明的实施例的以下详细描述中，阐述众多具体细节以便提供对本发明的更透彻理解。然而，对于本领域普通技术人员将显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。在其它实例中，未详细描述公知特征以避免不必要地复杂化描述。[0〇13]贯穿本申请，可以将顺序编号(例如第一、第二、第三等)用作针对元件(即本申请中的任何名词)的形容词。顺序编号的使用不用于暗示或产生元件的任何特定排序，也不用于将任何元件限制为仅单个元件，除非明确地公开，诸如通过使用术语“之前”、“之后”、“单个”和其它这样的术语。相反，顺序编号的使用是对元件进行区分。作为示例，第一元件与第二元件不同，并且第一元件可以涵盖多于一个元件并且在元件次序中处于第二元件之后 (或之前)。
[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。
[0015]现在转向附图，图1是根据本发明实施例的示例性输入装置(100)的框图。输入装置(1〇〇)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复合输入装置，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、信息亭和视频游戏机(例如视频游戏控制台、便携游戏装置和类似物)。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。
[0016]输入装置(100)可以实现为电子系统的物理部分，或者可以与电子系统在物理上分离。另外，输入装置(100)的部分可以实现为电子系统的部分。例如，全部或部分的确定模块可以实现在电子系统的装置驱动器中。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、SP1、PS/ 2、通用串行总线(USB)、蓝牙、RF和IRDA。
[0017]在图1中，输入装置(100)示为接近传感器装置(又常常称作“触摸板”或“触摸传感器装置”)，其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和触控笔，如图1所示。贯穿说明书，使用单数形式的输入物体。尽管使用单数形式，在感测区(120)中存在多个输入物体。另外，哪个特定输入物体处于感测区中可以随一个或多个手势的进程而变更。例如，第一输入物体可以处于感测区中以执行第一手势，随后，第一输入物体和第二输入物体可以处于上表面感测区中，并且最后，第三输入物体可以执行第二手势。为了避免不必要地复杂化描述，使用单数形式的输入物体并且其指的是以上所有变形。
[0018]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、形状和位置可随着实施例的不同而大不相同。
[0019]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)的表面延伸到直到信噪比足够阻止准确的物体检测的空间。在输入装置的表面上方的延伸可以被称为上表面感测区。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小于一毫米、数毫米、数厘米或者更大的数量级，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、与耦合某些量的作用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之上的面板或者任何壳体等来提供输入表面。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。
[0020]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)可使用电容的、介电的、电阻的、电感的、磁性的、声学的、超声的和/或光学的技术。
[0021]—些实现方式配置成提供跨越一维、二维、三维或更高维的空间的图像。一些实现方式配置成提供沿特定轴或平面的输入的投影。另外，一些实现方式可以配置成提供一个或多个图像与一个或多个投影的组合。
[0022]在输入装置(100)的一些电阻实现方式中，挠性且导电的第一层通过一个或多个间隔物元件与导电的第二层分离。在操作期间，横跨各层生成一个或多个电压梯度。按压挠性第一层可以使其充分弯折以产生各层之间的电气接触，从而导致反映各层之间的(多个) 接触点的电压输出。这些电压输出可以用于确定位置信息。
[0023]在输入装置(100)的一些电感实现方式中，一个或多个感测元件拾取谐振线圈或线圈对所感生的回路电流。电流的振幅、相位和频率的某种组合然后可以用于确定位置信息。
[0024]在输入装置(100)的一些电容实现方式中，施加电压或电流以产生电场。附近的输入物体引起电场中的变化，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。
[0025]—些电容实现方式利用电容感测元件的阵列或者其他规则或不规则图案来产生电场。在一些电容实现方式中，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。一些电容实现方式利用电阻片，其可以是电阻均匀的。
[0026]—些电容实现方式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“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，因而改变所测量的电容耦合。在一个实现方式中，绝对电容感测方法通过相对参考电压(例如系统地极)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来进行操作。参考电压可以是基本上恒定的电压或者变化的电压，并且在各个实施例中；参考电压可以是系统地级。使用绝对电容感测方法所取得的测量值可以称为绝对电容测量值。
[0027]—些电容实现方式利用基于传感器电极之间的电容耦合中的变化的“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，因而改变所测量的电容耦合。在一个实现方式中，互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(例如系统地极)来调制，以发送发射器信号。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。参考电压可以是基本上恒定的电压，并且在各个实施例中；参考电压可以是系统地级。在一些实施例中，发射器传感器电极均可以被调制。发射器电极相对于接收器电极来调制，以发送发射器信号并且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)对应的影响。(多个)影响可以是发射器信号、由一个或多个输入物体和/或环境干扰所引起的发射器信号中的变更、或者其它这样的影响。传感器电极可以是专用发射器或接收器，或者可配置成既发送又接收。使用互电容感测方法所取得的测量值可以称为互电容测量值。
[0028]另外，传感器电极可以具有变化的形状和/或大小。相同形状和/或大小的传感器电极可以处于或者不处于相同群组中。例如，在一些实施例中，接收器电极可以具有相同形状和/或大小，而在其它实施例中，接收器电极可以是变化的形状和/或大小。[〇〇29] 在图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(1C)和/或其他电路组件的部分或全部。例如，互电容传感器装置的处理系统可包括:发射器电路，其配置成采用发射器传感器电极来发送信号;和/或接收器电路，其配置成采用接收器传感器电极来接收信号。另外，绝对电容传感器装置的处理系统可包括:驱动器电路，其配置成将绝对电容信号驱动到传感器电极上；和/或接收器电路，其配置成采用那些传感器电极来接收信号。在一更多实施例中，组合的互电容传感器装置和绝对电容传感器装置的处理系统可以包括以上描述的互电容电路和绝对电容电路的任何组合。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、软件代码和/或类似的电子可读指令。在一些实施例中，组成处理系统(110)的组件定位在一起，诸如接近输入装置(100) 的(一个或多个)感测元件。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)可以是耦合到计算装置的外设，并且处理系统(110)可包括配置成运行于计算装置的中央处理器上的软件以及与中央处理器分离的一个或多个1C(也许具有关联固件)。作为另一个示例，输入装置(100)可在物理上集成到移动装置中，并且处理系统(110)可包括作为移动装置的主处理器的组成部分的电路和固件。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，诸如操作显示屏幕、驱动触觉致动器等。
[0030]处理系统(110)可实现为一组模块，其处理该处理系统(110)的不同功能。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。例如，如图1中所示，处理系统(110)可包括确定模块(150)和传感器模块(160)。确定模块(150)可以包括功能性以确定至少一个输入物体何时处于感测区中，确定信噪比，确定输入物体的位置信息，识别手势，确定要基于手势、手势的组合或其它信息执行的动作，和/或执行其它操作。[〇〇31]传感器模块(160)可包括功能性以驱动感测元件发送发射器信号并且接收所产生信号。例如，传感器模块(160)可包括耦合到感测元件的传感器电路。传感器模块(160)可包括例如发射器模块和接收器模块。发射器模块可包括耦合到感测元件的发射部分的发射器电路。接收器模块可包括耦合到感测元件的接收部分的接收器电路，并且可包括功能性以接收所产生信号。[〇〇32]尽管图1示出确定模块(150)和传感器模块(160)，但是依照本发明的一个或多个实施例，可以存在可替换或附加的模块。这样的可替换或附加的模块可以对应于与以上所讨论的一个或多个模块不同的模块或子模块。示例可替换或附加的模块包括:硬件操作模块，其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，其用于处理诸如传感器信号和位置信息之类的数据;报告模块，其用于报告信息；以及识别模块，其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，其用于变更操作模式。另外，各个模块可以组合在分离的集成电路中。例如，第一模块可以至少部分地包括在第一集成电路内，并且分离的模块可以至少部分地包括在第二集成电路内。另外，单个模块的部分可以跨越多个集成电路。在一些实施例中，处理系统整体可以执行各个模块的操作。[〇〇33] 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图形用户界面(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)分尚的中央处理系统， 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，以便对作用于用户输入， 例如促进全范围的动作，包括模式变更动作和GUI动作。[〇〇34]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时对电信号执行任何适当量的处理。例如，处理系统(110)可将从传感器电极所得到的模拟电信号数字化。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)可减去基线或计及基线，使得信息反映电信号与基线之间的差。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。
[0035]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。示例性“零维”位置信息包括近/远或接触/非接触信息。示例性“一维”位置信息包括沿轴的位置。示例性“二维”位置信息包括平面中的运动。示例性“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。
[0036]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另外某种功能性。图1示出感测区(120)附近的可以用来促进使用输入装置 (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。[〇〇37]在一些实施例中，输入装置(100)包括触摸屏接口，并且感测区(120)覆盖显示屏幕的有效区域的至少一部分。例如，输入装置(100)可包括覆盖显示屏幕的基本上透明的传感器电极，并且为关联的电子系统提供触摸屏界面。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。在各个实施例中，显示装置的一个或多个显示电极可配置用于显示更新和输入感测二者。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。
[0038]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多种形式的程序产品(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(例如，处理系统(110)可读的非临时计算机可读和/或可记录/ 可写信息承载介质)上的软件程序来实现和分配。另外，无论用于执行分配的介质是何特定类型，本发明的实施例同样适用。例如，具有计算机可读程序代码的形式以执行本发明的实施例的软件指令可以整体地或者部分地临时或永久性存储在非临时的计算机可读存储介质上。非临时的电子可读介质的示例包括各种光盘、物理存储器、存储器、记忆棒、存储卡、 存储模块或者任何其它计算机可读存储介质。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。[〇〇39]尽管没有在图1中示出，但是处理系统、输入装置和/或主机系统可包括一个或多个计算机处理器、相关联的存储器(例如随机存取存储器(RAM)、高速缓冲存储器、闪速存储器等)、一个或多个存储装置(例如硬盘、诸如致密盘(CD)驱动器或数字通用盘(DVD)驱动器之类的光学驱动器、闪速记忆棒等)、以及众多其它元件和功能性。(一个或多个)计算机处理器可以是用于处理指令的集成电路。例如，(一个或多个)计算机处理器可以是一个或多个核，或者是处理器的微核。另外，一个或多个实施例的一个或多个元件可以位于远程位置处并且通过网络连接到其它元件。另外，本发明的实施例可以实现在具有若干节点的分布式系统上，其中本发明的每一个部分可以位于分布式系统内的不同节点上。在本发明的一个实施例中，节点对应于不同的计算装置。可替换地，节点可以对应于具有相关联的物理存储器的计算机处理器。节点可以可替换地对应于具有共享存储器和/或资源的计算机处理器或计算机处理器的微核。
[0040]尽管图1示出组件的配置，但是可以使用其它配置而不脱离本发明的范围。例如， 各个组件可以组合以产生单个组件。作为另一示例，由单个组件执行的功能性可以由两个或更多个组件执行。[0041 ]在本发明的一个或多个实施例中，输入装置(100)及其组件(110、150、160)操作在三个模式中:有效(active)模式、正常不活跃(normal doze)模式以及超不活跃模式。在有效模式中，输入物体(140)存在于感测区(120)内并且与输入装置(100)交互。因而，在有效模式期间，输入装置(100)操作成具有快速响应时间并且收集详细空间信息以便确定感测区(120)内的输入物体(140)的精确位置。根据一些实施例，在正常不活跃模式和超不活跃模式期间，输入物体(140)不存在于感测区(120)内。因而，在正常不活跃模式或超不活跃模式期间，存在针对详细空间信息的收集的较少需要。事实上，在正常不活跃模式或超不活跃模式期间，输入装置(100)主要是等待感测区(120)内某一地方的输入物体(100)的到达。已经获益于该详细描述的本领域技术人员将领会到，有效模式比正常不活跃模式要求更多的功率并且比超不活跃模式要求更多的功率。另外，正常不活跃模式比超不活跃模式要求更多的功率(g卩，超不活跃模式要求最少数量的功率)(在下文讨论)。[〇〇42]图2A示出依照一个或多个实施例的操作于正常不活跃模式中的输入装置(200)的示意图。输入装置(200)可以基本上与上文参照图1所讨论的输入装置(100)相同。如图2A中所示，输入装置(200)具有多个组件，包括多个发射器电极(215、217)、多个接收器电极 (219)、多个接收器信道(221)、以及具有传感器模块(260)和确定模块(250)的处理系统 (210)。处理系统(210)、传感器模块(260)和确定模块(250)可以基本上分别与上文参照图1 所讨论的处理模块(110 )、传感器模块(160)和确定模块(150)相同。[0〇43]在一个或多个实施例中，图2A中的发射器电极划分成正发射器电极(215)和负发射器电极(217)。正发射器电极(215)和负发射器电极(217)可以在数目方面相同。正发射器电极(215)采用正极性波形驱动，而负发射器电极(217)采用负极性波形驱动。通过使用这种驱动方式，可能在单个测量值中确定输入物体是否存在于感测区(例如感测区(120))内。 然而，这种驱动方式不提供充足的空间信息来确定感测区内的输入物体的精确位置。其它驱动方式也是可能的。[〇〇44] 如图2A中所示，输入装置(200)包括连接单元(225)。连接单元(225)将多个接收器电极(219)(例如经由电路和/或软件)电气连接到一个或多个接收器信道(221)。尽管连接单元(225)被示为在处理系统(210)外部，但是在一个或多个实施例中，连接单元(225)在处理系统(210)内部。[〇〇45]还如图2A中所示，在正常不活跃模式中，连接单元(225)将每一个接收器电极 (219)连接到其自身的接收信道。换言之，在正常不活跃模式中，存在针对每一个接收器电极的一个接收信道。处理系统(210)(例如传感器模块(260))能够经由接收信道(221)接收来自接收器电极(219)的电容感测信号。处理系统(210)(例如确定模块(250))能够从这些所接收的电容感测信号确定输入物体的存在。一旦从所接收的电容感测信号确定输入物体存在，就可以取得自电容轮廓和/或完全互电容图像以确定感测区内的输入物体的精确位置。
[0046]已经获益于该详细描述的本领域技术人员将领会到，存在运行(S卩加电)每一个接收信道(221)的能量成本。换言之，随着接收信道(221)数目的增加，所要求的功率/能量的数量也增加。已经获益于该详细描述的本领域技术人员还将领会到，因为存在针对每一个接收电极(219)的一个接收信道(221 )，所以存在针对每一个接收电极(219)的测量。这种测量的精细粒化对于在不关心精确位置的情况下简单地检测感测区内的输入物体的存在而目可能是不必要的。[〇〇47]在一个或多个实施例中，输入装置(200)在有效模式中的配置类似于其在正常不活跃模式中的配置。例如，在有效模式和正常不活跃模式二者中，存在针对每一个接收器电极(219)的一个接收信道(221)。然而，有效模式中的驱动方式与正常不活跃模式中的驱动方式不同。具体地，有效模式中的驱动方式允许收集详细空间信息并且确定输入物体在感测区中的精确位置。此外，有效模式中的驱动方式比正常不活跃模式中的驱动方式要求更多的功率。换言之，通过操作于正常不活跃模式而不是有效模式存在能量节省。
[0048]在本发明的一个或多个实施例中，输入装置(200)将经受相关干扰。在相关干扰中，相同干扰源耦合到所有接收信道中。在本发明的一个或多个实施例中，确定模块(250) 配置成执行相干干扰评估以确定是否存在相关干扰。相关干扰评估可以包括从来自接收器电极(219)的多个所接收的电容感测信号获取噪声值，基于噪声值计算噪声相关的估计，并且将噪声相关的估计与至少一个阈值相比较。
[0049]图2B示出依照一个或多个实施例的操作于超不活跃模式中的输入装置(200)的示意图。与正常不活跃模式中类似，驱动方式可以包括将正波形应用于发射器电极的一半 (215)并且将负波形应用于发射器电极的另一半(217)。其它驱动方式也是可能的。在一些实施例中，相比于正常不活跃模式，超不活跃模式提供关于所检测的输入物体的减少的位置信息。类似地，相比于有效模式，正常不活跃模式典型地提供减少的位置或空间信息。
[0050]然而，对于超不活跃模式而言唯一的是，连接单元(225)将多个接收器电极(219) (例如经由电路和/或软件)电气连接到单个接收信道(即其它接收信道断电)。换言之，在超不活跃模式中，连接单元(225)(例如经由电路)针对每一个接收器电极(219)对测量值进行有效地求和。在一些实施例中，超不活跃模式可以使用多个接收信道，但是仍旧使用比正常不活跃模式更小数目的信道以便节省功率。处理系统(210)(例如确定模块(250))从所接收的电容感测信号的这种求和能够确定输入物体的存在。一旦从所接收的电容感测信号确定输入物体存在，就可以取得自电容轮廓和/或完全互电容图像以确定输入物体在感测区内的精确位置。
[0051]已经获益于该详细描述的本领域技术人员将领会到，超不活跃模式中的单个接收信道(221)比正常不活跃模式的多个接收信道(221)要求更少的功率/能量。换言之，通过操作于超不活跃模式而不是正常不活跃模式，存在能量节省。
[0052]如上文所讨论的，输入装置(200)可能经受相关干扰。在相关干扰中，因为相同干扰源全部耦合到所有接收信道中，所以噪声的总和将非常大。对于N个接收电极而言，等同地耦合到所有接收电极中的噪声将在处理系统(210)所接收的总和中乘以N。如果感测区内的输入物体(例如手指)仅覆盖M个接收器电极(S_<N)，则其总和将大概为原本将在单个接收器上所接收的信号的M倍那么大。换言之，干扰比信号增加得更多，其继而使信噪比 (SNR)降低。如果相关干扰在输入装置(200)处于超不活跃模式中时发生，则对所接收的电容感测信号的分析可能不正确地确定输入物体存在于感测区内(即，干扰可能被误认为输入物体)。
[0053]图3示出依照一个或多个实施例的输入装置(100、200)的状态图。如图3中所示，并且如上文所讨论的，输入装置操作于三个不同的模式:有效模式(305)、正常不活跃模式 (310)和超不活跃模式(315)。[〇〇54]在一个或多个实施例中，当输入装置操作于超不活跃模式(315)中时，输入装置响应于检测到感测区内的输入物体和/或检测到相关干扰而转变到有效模式(305)。事实上， 如上文所讨论的，在超不活跃模式期间所检测的相关干扰可能被误认为输入物体。
[0055]在一个或多个实施例中，当输入装置操作于有效模式(305)中时，输入装置响应于输入物体的缺失而转变到正常不活跃模式(310)或超不活跃模式(315)。具体地，如果预先已知输入装置不大可能经历相关干扰(例如输入装置得到很好地屏蔽，在包括输入装置的系统中不存在显示装置，等等)，则输入装置可以从有效模式(305)直接转变到超不活跃模式(315)。然而，如果输入装置有可能经历相关干扰，则输入装置可以从有效模式(305)转变到正常不活跃模式(310)。[〇〇56]在一个或多个实施例中，当输入装置操作于正常不活跃模式(310)中时，输入装置可以响应于检测到感测区内的输入物体而转变到有效模式(305)。在一个或多个实施例中， 当输入装置操作于正常不活跃模式(310)中时，输入装置执行相关干扰评估。当确定存在很少或者不存在相关干扰时，输入装置可以转变到超不活跃模式(315)。然而，当输入装置确定存在相关干扰时，输入装置保持在正常不活跃模式(310)中(S卩，其不转变到超不活跃模式(315))。[〇〇57]在本发明的一个或多个实施例中，输入装置(100、200)连接到主机系统。在这样的实施例中，当输入装置在状态之间转变时，主机系统可以处于低功率模式中。换言之，输入装置(100、200)能够确定在状态之间转变的必要条件何时存在而没有从主机系统接收转变的指令。[〇〇58]图4示出依照一个或多个实施例的流程图。图4中所示的过程可以涉及例如上文参照图1和/或图2A和2B所讨论的一个或多个组件(例如处理系统(110)、处理系统(210))。在本发明的不同实施例之中，图4中所示的一个或多个步骤可以省略、重复和/或以不同次序执行。因而，本发明的实施例不应当视为限于图4中所示的步骤的具体数目和布置。
[0059]最初，输入装置操作于有效模式中(步骤405)。在有效模式期间，输入物体存在于输入装置的感测区内。因而，输入装置操作成收集关于感测区内的输入物体的位置的详细空间信息。该操作可以包括向发射器电极应用允许收集详细空间信息的驱动方式。该操作也可以包括将每一个接收器电极连接到接收信道(即，所有接收信道都加电)。在这样的配置中，处理系统通过多个接收信道从接收器电极接收电容感测信号并且能够基于逐个电极取得测量值。
[0060]在步骤410中，确定(例如从所接收的电容感测信号)输入物体不再处于感测区内。 具体地，用户已经从感测区撤去他或她的输入物体(例如触笔、手指等)。
[0061]在步骤415中，输入装置操作于正常不活跃模式中。具体地，输入装置响应于感测区中输入物体的缺失而操作于正常不活跃模式中。在正常不活跃模式期间，输入装置不大必要收集详细空间信息。因而，将不同的驱动方式应用于发射器电极。例如，可以将正极性波形应用于发射器电极的一半，并且可以将负极性波形应用于发射器电极的另一半。这种驱动方式仍旧允许检测感测区中某一地方的输入物体的到达。然而，这种驱动方式比在有效模式期间所使用的驱动方式要求更少的功率。同样在正常不活跃模式期间，每一个接收器接收电极附连到不同的接收信道。因而，与有效模式类似，处理系统通过多个接收信道从接收器电极接收电容感测信号，并且可以基于逐个电极取得测量值。[〇〇62]在步骤420中，确定是否存在相关干扰。该确定可以通过以下过程做出:从来自接收器电极的多个所接收的电容感测信号获取噪声值，基于噪声值计算噪声相关的估计，并且将噪声相关的估计与至少一个阈值相比较。当确定相关干扰存在时，过程进行到步骤430。当确定相关干扰不存在时，过程进行到步骤425。[〇〇63]在步骤425中，输入装置操作于超不活跃模式中。具体地，输入装置响应于感测区中的输入物体的缺失以及相关干扰的缺失而操作于超不活跃模式中。与正常不活跃模式类似，在超不活跃模式期间，输入装置不大必要收集详细空间信息。事实上，超不活跃模式和正常不活跃模式可以使用针对发射器电极的相同驱动方式。然而，在超不活跃模式中，所有接收器电极连接到单个接收信道(即，其它接收信道断电)。相比于有效模式和正常不活跃模式二者，这导致明显的功率节省。在这样的配置中，处理系统通过单个接收信道从接收器电极接收电容感测信号。因而，不可能基于逐个电极取得测量值。然而，不要求这样的精细粒化。所要求的只是确定输入物体已经到达感测区内的能力。[〇〇64]在步骤430中，确定输入物体已经到达感测区内。具体地，输入物体的到达通过执行对来自接收器电极的电容感测信号的分析而确定。如上文所讨论的，如果输入装置操作于超不活跃模式中，则相关干扰的出现可能会被误认为输入物体的到达。[〇〇65]在步骤435中，输入装置响应于输入物体的到达而返回成操作于有效模式中。
[0066]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。所提出的描述不意在是详尽的或者将本发明局限于所公开的精确形式。
【主权项】
1.一种输入装置，包括:多个传感器电极，其配置成接收第一多个电容信号和第二多个电容信号；以及 处理系统，其在操作上连接到多个传感器电极并且配置成:通过从连接到所述多个传感器电极的单个接收信道接收所述第一多个电容信号而操 作于超不活跃模式中；执行对所述第一多个电容信号的分析；以及 基于所述分析而通过以下过程操作于有效模式中:采用感测信号的第一驱动方式来驱动多个发射器电极；以及从连接到所述多个传感器电极的多个接收信道接收与所述第一驱动方式相关联的所 述第二多个电容信号，其中超不活跃模式比有效模式要求更少的功率。2.根据权利要求1所述的输入装置，其中执行分析包括确定输入物体存在于所述多个 传感器电极的感测区内。3.根据权利要求1所述的输入装置，其中处理系统还配置成:确定所述多个传感器电极的所述感测区中的输入物体的缺失；以及 基于所述输入物体的缺失而进入超不活跃模式。4.根据权利要求1所述的输入装置，其中处理系统还配置成:基于来自连接到所述多个传感器电极的所述多个接收信道的第三多个信号而执行相 关干扰评估。5.根据权利要求4所述的输入装置，其中处理系统还配置成:确定所述多个传感器电极的感测区中的输入物体的缺失；以及 基于所述输入物体的缺失而通过以下过程操作于正常不活跃模式中:采用第二驱动方式来驱动所述多个发射器电极，相比于所述第一驱动方式，所述第二 驱动方式导致减少的空间信息；以及从连接到所述多个传感器电极的所述多个接收信道接收所述第三多个电容信号；响应于所述相关干扰评估没有检测到相关干扰而进入所述超不活跃模式，其中所述正常不活跃模式比所述有效模式要求更少的功率，并且其中所述超不活跃模 式比所述正常不活跃模式要求更少的功率。6.根据权利要求4所述的输入装置，其中处理系统还配置成:确定所述多个传感器电极的感测区中的输入物体的缺失；以及 基于所述输入物体的缺失而通过以下过程操作于正常不活跃模式中:采用第二驱动方式来驱动多个发射器电极，相比于所述第一驱动方式，所述第二驱动 方式导致减少的空间信息；以及从连接到所述多个传感器电极的所述多个接收信道接收所述第三多个电容信号；以及 响应于所述相关干扰评估检测到所述相关干扰而保持在所述正常不活跃模式中，其中所述正常不活跃模式比所述有效模式要求更少的功率，并且其中所述超不活跃模 式比所述正常不活跃模式要求更少的功率。7.根据权利要求4所述的输入装置，其中所述执行相关干扰评估包括:从所述第三多个电容信号获取多个噪声值；基于来自所述第三多个电容信号的所述多个噪声值来计算噪声相关的估计；以及 将所述噪声相关的估计与至少一个阈值相比较。8.根据权利要求1所述的输入装置，其中处理系统连接到主机系统，并且其中主机系统 在所述第一多个电容信号的分析期间处于低功率模式中。9.根据权利要求5所述的输入装置，其中采用所述第二驱动方式来驱动所述多个发射 器电极包括:采用正极性波形来驱动多个发射器电极的第一集合；以及 采用负极性波形来驱动多个发射器电极的第二集合。10.—种操作包括多个传感器电极的输入装置的方法，包括:通过经由连接到多个传感器电极的单个接收信道接收第一多个电容信号而操作于超 不活跃模式中；执行对第一多个电容信号的分析；以及 基于所述分析而通过以下过程操作于有效模式中:采用感测信号的第一驱动方式来驱动多个发射器电极；以及从连接到所述多个传感器电极的多个接收信道接收与所述第一驱动方式相关联的第 二多个电容信号，其中所述超不活跃模式比所述有效模式要求更少的功率。11.根据权利要求10所述的方法，其中执行所述分析包括确定输入物体存在于所述多 个传感器电极的感测区内。12.根据权利要求10所述的方法，还包括:确定所述多个传感器电极的感测区中的输入物体的缺失；以及 基于输入物体的缺失而进入所述超不活跃模式。13.根据权利要求10所述的方法，还包括:基于来自连接到所述多个传感器电极的所述多个接收信道的第三多个信号来执行相 关干扰评估。14.根据权利要求13所述的方法，还包括:确定所述多个传感器电极的感测区中的输入物体的缺失；以及 基于所述输入物体的缺失而通过以下过程操作于正常不活跃模式中:采用第二驱动方式来驱动所述多个发射器电极，相比于所述第一驱动方式，所述第二 驱动方式导致减少的空间信息；以及从连接到所述多个传感器电极的所述多个接收信道接收所述第三多个电容信号； 响应于相关干扰评估没有检测到相关干扰而进入所述超不活跃模式，其中所述正常不活跃模式比所述有效模式要求更少的功率，并且其中所述超不活跃模 式比所述正常不活跃模式要求更少的功率。15.根据权利要求13所述的方法，还包括:确定所述多个传感器电极的感测区中的输入物体的缺失；以及 基于所述输入物体的缺失而通过以下过程操作于正常不活跃模式中:采用第二驱动方式来驱动所述多个发射器电极，相比所述于第一驱动方式，所述第二 驱动方式导致减少的空间信息；以及从连接到所述多个传感器电极的所述多个接收信道接收所述第三多个电容信号；以及 响应于所述相关干扰评估检测到相关干扰而保持在所述正常不活跃模式中，其中所述正常不活跃模式比所述有效模式要求更少的功率，并且其中所述超不活跃模 式比所述正常不活跃模式要求更少的功率。16.根据权利要求13所述的方法，其中执行所述相关干扰评估包括:从所述第三多个电容信号获取多个噪声值；以及将所述多个噪声值与至少一个阈值相比较。17.—种连接到多个传感器电极的处理系统，包括:传感器模块，其配置成:通过从连接到所述多个传感器电极的单个接收信道接收第一多个电容信号而操作于 超不活跃模式中；以及基于分析而通过以下过程操作于有效模式中:采用感测信号的第一驱动方式来驱动多个发射器电极；以及从连接到所述多个传感器电极的所述多个接收信道接收与所述第一驱动方式相关联 的第二多个电容信号；以及确定模块，其配置成基于所述第一多个电容信号来执行分析，其中所述分析确定输入物体存在于所述多个电极的感测区内，并且 其中所述超不活跃模式比所述有效模式要求更少的功率。18.根据权利要求17所述的处理系统，其中所述确定模块还配置成基于来自连接到所 述多个传感器电极的所述多个接收信道的第三多个信号来执行所述相关干扰评估。19.根据权利要求18所述的处理系统，其中:所述确定模块还配置成确定所述多个传感器电极的感测区中的输入物体的缺失;并且 所述传感器模块还配置成:基于所述输入物体的缺失而通过以下过程操作于正常不活跃模式中:采用第二驱动方式来驱动多个发射器电极，相比于所述第一驱动方式，所述第二驱动 方式导致减少的空间信息；以及从连接到所述多个传感器电极的所述多个接收信道接收所述第三多个电容信号；以及 响应于所述相关干扰评估没有检测到相关干扰而进入所述超不活跃模式，其中所述正常不活跃模式比所述有效模式要求更少的功率，并且其中所述超不活跃模 式比所述正常不活跃模式要求更少的功率。20.根据权利要求18所述的处理系统，其中:所述确定模块还配置成确定所述多个传感器电极的感测区中的输入物体的缺失;并且 所述传感器模块还配置成:基于所述输入物体的缺失而通过以下过程操作于正常不活跃模式中:采用第二驱动方式来驱动所述多个发射器电极，相比于所述第一驱动方式，所述第二 驱动方式导致减少的空间信息；以及从连接到所述多个传感器电极的所述多个接收信道接收所述第三多个电容信号；以及 响应于所述相关干扰评估检测到相关干扰而保持在所述正常不活跃模式，其中所述正常不活跃模式比所述有效模式要求更少的功率，并且其中所述超不活跃模式比所述正常不活跃模式要求更少的功率。
【文档编号】G06F3/041GK106020578SQ201610196055
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月31日
【发明人】J.乔丹, J.维纳思
【申请人】辛纳普蒂克斯公司