近距离感测的制作方法
【专利说明】近距离感测 相关申请的交叉引用
[0001] 本申请包含可与在以下美国专利申请中的技术主题相关的技术主题，该美国专利 申请被分配给共同受让人，与本申请具有相同的发明人，并且其全部公开内容在此以引用 的方式并入本文：于2013年3月13日提交的序列号为13/801,911的美国专利申请，其标 题为"感测装置的基线管理"，且代理人案号为38018/005001。
技术领域
[0002] 本发明大致涉及电子装置。
【背景技术】
[0003] 包括近距离传感器装置（通常也称为触摸板或触摸传感装置）的输入装置被广泛 地应用在各种各样的电子系统中。近距离传感器装置典型地包括感测区域，通常由表面界 定，在该区域中近距离传感器装置确定一个或多个输入物体的存在、位置和/或移动。近距 离传感器装置可以被用于为电子系统提供界面。例如，近距离传感器装置经常被用作用于 较大计算系统（诸如集成在或外接到笔记本或台式电脑的不透明触摸板）的输入装置。近 距离传感器装置也经常被用在较小计算系统（诸如集成在蜂窝电话上的触摸屏幕）中。
【发明内容】
[0004] 通常，在一个方面，实施例涉及一种用于电容感测的处理系统，其包括传感器模块 和判断模块。传感器模块包括耦接到传感器电极的传感器电路，传感器模块构造为生成用 传感器电极接收到的感测信号。判断模块连接到传感器电极并构造为针对预定时间帧从感 测信号获得数据图（profile)，针对预定时间帧获得噪声统计，并且针对预定时间帧利用数 据图计算预定时间帧的数据信号统计。判断模块进一步构造为通过将数据信号统计除以噪 声统计来计算信噪比（SNR)。当SNR满足预定检测阈值时，在电容感测输入装置的感测区域 内检测到输入物体。
[0005] 通常，在一个方面，实施例涉及一种用于电容感测的方法，其包括针对预定时间帧 从用电容感测输入装置的传感器电极测量的感测信号获得数据图，针对预定时间帧获得噪 声统计，针对预定时间帧利用数据图计算预定时间帧的数据信号统计，并且通过将数据信 号统计除以噪声统计来计算信噪比（SNR)。当SNR满足预定检测阈值时，所述方法进一步包 括在电容感测输入装置的感测区域内检测到输入物体。
[0006] 通常，在一个方面，实施例涉及一种输入装置，其包括构造为针对预定时间帧生成 感测信号的传感器电极和连接到传感器电极的处理系统。所述处理系统构造为针对预定时 间帧从感测信号获得数据图，针对预定时间帧利用电容感测输入装置获得噪声统计，针对 预定时间帧利用数据图计算预定时间帧的数据信号统计，并且通过将数据信号统计除以噪 声统计来计算信噪比（SNR)。处理系统进一步构造为当SNR满足预定检测阈值时，在电容感 测输入装置的感测区域内检测到输入物体。
[0007] 本发明的其他方面从以下描述和所附权利要求中将显而易见。
【附图说明】
[0008] 图1A-1B显示了本发明的一个或多个实施例中的示意图。
[0009] 图2-6显示了本发明的一个或多个实施例中的流程图。
[0010] 图7显示了本发明的一个或多个实施例中的实例。
【具体实施方式】
[0011] 接下来的详细描述在本质上仅仅是示例性的，而非限制本发明或本发明的应用和 使用。此外，无意于通过前述技术领域、【背景技术】、
【发明内容】
或接下来的详细描述中所呈现 的任何明示或暗示的理论限定本发明。
[0012] 本发明的各种实施例提供了便于改进可用性的输入装置和方法。具体地，一个或 多个实施例旨在针对预定时间帧获得用电容输入装置测量的感测信号并且针对预定时间 帧计算信噪比（SNR)。SNR可用于检测输入物体何时处于感测区域内。
[0013] 在本发明的一个或多个实施例中，数据图是通过输入装置（在下文和在图IA中讨 论的）的不同传感器电极接收到的数据的任意表示（在下文和在图IA中讨论的）。在本发 明的一个或多个实施例中，数据图是一组有序的测量数据值，据此针对输入装置上的预定 区域获得每个数据值。在本发明的一个或多个实施例中，数据图包括由数据图表达的每个 传感器电极的单个测量数据值。在本发明的一个或多个实施例中，可能针对电容输入装置 的不同部分存在单独的数据图。例如，可针对输入装置的X轴存在个体（即，单独的或不同 的）数据图并且可针对输入装置的y轴存在个体数据图。
[0014] 在本发明的一个或多个实施例中，预定时间帧对应于具有起始点和结束点的时间 单元，先于预定时间帧的起始点定义结束点。在本发明的一个或多个实施例中，预定时间帧 可以是从电容输入装置的每个电极或电容输入装置的一部分获得单个测量的数据值的时 间。在这样的情况下，时间帧可以是对于单个数据图获取数据的时间。预定时间帧可以是 用于从数据图中表达的每个传感器电极获得单个测量的数据值的瞬时快照或一段时间。
[0015] 现在转向附图，图IA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（100)可构造为向电子系统（未示出）提供输入。如本文档中所使用的那样，术语"电 子系统"（或"电子装置"）广义上是指能够以电子方式处理信息的任何系统。电子系统的一 些非限制实例包括各种尺寸和形状的个人电脑，诸如台式计算机、便携式计算机、上网本、 平板电脑、网络浏览器、电子书阅读器以及个人数字助理（PDA)等。另外的电子系统实例包 括复合输入装置，诸如包括输入装置（100)和独立的操作杆或键盘开关的物理键盘。电子 系统的其他实例包括外围设备，诸如数据输入装置（包括遥控器和鼠标）和数据输出装置 (包括显示屏和打印机）。其他实例包括远程终端、自助服务终端和视频游戏机（例如，视 频游戏控制器、便携式游戏装置等）。其他实例包括通信装置（包括便携式电话，诸如智能 电话）和媒体设备（包括记录仪、编辑器和播放器诸如电视机、机顶盒、音乐播放器、数码相 框以及数码相机等）。另外，电子系统可以是主机或输入装置的从属设备。
[0016] 输入装置（100)可以被实施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。视情况而定，输入装置（100)可以利用下述的任何一项或多项与电子系统的某些 部分通信：总线、网络以及其他有线或无线互连。实例包括I2c、SPI、PS/2,通用串联总线 (USB)、蓝牙、RF 以及 IRDA。
[0017] 在图IA中，输入装置（100)被显示为近距离传感器装置（也经常被称为"触摸板" 或"触摸传感器装置")，其构造为感测在感测区域（120)中由一个或多个输入物体（140)提 供的输入。输入物体实例包括手指和触控笔，如图IA所示。
[0018] 感测区域（120)包含输入装置（100)上方、周围、内部和/或附近的任何空间，在 感测区域（120)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) 提供的用户输入）。特定感测区域的尺寸、形状和位置可随着实施例的不同而大不相同。在 某些实施例中，感测区域（120)当投射到输入装置（100)的输入表面上时具有矩形形状。
[0019] 图IB示出了在本发明的一个或多个实施例中输入装置（100)的感测区域（120) 的实例。如图IB中所示，在某些实施例中，感测区域（120)从输入装置（100)的表面沿一 个或多个方向延伸到直到信噪比足够阻止精确物体检测的空间。在各种实施例中，此感测 区域（120)沿特定方向延伸到的距离可以为小于毫米、数毫米、数厘米或更大的数量级，并 且可以随着所应用的感测技术的类型和期望的精确度而显著变化。在这样的实施例中，感 测区域可以包括表面感测区域（150)和上表面感测区域（160)。
[0020] 在许多实施例中，表面感测区域（150)对应于感测区域与输入装置（100)的输入 表面（例如，触摸表面）接触和/或与以某些量的作用力或压力耦合的输入装置（100)的 输入表面接触的部分。此处，接触对应于在输入物体和输入表面之间的物理接触。在各种 实施例中，可以由安置传感器电极的壳体的表面、在传感器电极上施加的面板或任何壳体 等提供输入表面。在这种情况下，与输入表面的接触可对应于与壳体的表面、面板或传感器 电极的任何其他外壳的接触。
[0021] 相反地，在许多实施例中，上表面感测区域（160)对应于感测区域的不涉及与输 入表面接触的部分。换而言之，上表面感测区域（160)不包括感测区域的物理触摸输入装 置或物理连接到输入装置的部分。上表面感测区域（160)不同于表面感测区域并且不与表 面传感区域重叠。此外，尽管此处使用了术语表面和上表面，但上表面感测区域也可以相对 于表面感测区域成角度偏移。换而言之，上表面感测区域可包括能够被感测电极测量并且 不同于表面感测区域且与表面感测区域不重叠的任何区域。例如，上表面感测区域可包括 紧邻输入装置（100)并且不触摸输入表面的区域。在各种实施例中，表面感测区域（150) 可以进一步对应于感测区域的与输入装置的输入表面接近的部分，其中感测区域的接近输 入表面的部分不包括在上表面感测区域之内。在许多实施例中，表面感测区域对应于感测 区域的第一部分并且上表面感测区域对应于感测区域的第二部分，其中感测区域的第一部 分在输入装置的表面与感测区域的第二部分之间。此外，在一个实施例中，感测表面区域和 上感测区域是可构造的参数，使得感测区域的分别包括在感测表面区域和上感测区域之内 的部分是可构造的参数。
[0022] 返回到图1A，输入装置（100)可以利用传感器器件和感测技术的任意组合来检测 感测区域（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。作为若干个非限制性的实例，输入装置（100)可以使用电容性的、介电性的、电阻性 的、电感的、磁性的、声学的、超声的和/或光学的技术。在本发明的一个或多个实施例中， 输入装置（100)是电容感测输入装置。在这样的实施例中，感测电极可包括单独使用电容 技术或与其他传感技术相结合的功能。
[0023] 某些实施方式构造为提供跨越一维、两维、三维或更高维空间的图像。某些实施方 式构造为提供输入沿着特定轴线或平面的投影。
[0024] 在输入装置（100)的某些电感性实施方式中，一个或多个感测元件收集由谐振线 圈或一对线圈感应的回路电流。那么电流的振幅、相位和频率的某些组合可以被用于确定 位置信息。
[0025] 在输入装置（100)的某些电容性实施方式中，电压或电流被施加以产生电场。附 近的输入物体引起电场的改变，并且产生电容耦合的可检测的改变，其可以被检测为电压、 电流等的改变。
[0026] 某些电容性实施方式利用电容性感测元件的阵列或其他规则的或不规则的图案 产生电场。在某些电容性实施方式中，单独的感测元件可以一起被欧姆短接以形成较大的 传感器电极。某些电容性实施方式利用电阻性的片材，其可以一致为电阻性的。
[0027] 某些电容性实施方式基于传感器电极与输入物体之间的电容耦合的变化而采用 "自电容"（或"绝对电容"）感测方法。在各种实施例中，传感器电极附近的输入物体改变 传感器电极附近的电场，从而改变所测量的电容親合。在一个实施方式中，绝对电容感测方 法通过相对于参考电压（例如，系统地极）调制传感器电极，并且检测传感器电极与输入物 体之间的电容耦合来进行操作。
[0028] 某些电容性实施方式基于传感器电