近距离感测的制作方法_2

文档序号:9553126阅读:来源:国知局
极之间的电容耦合的变化而采用"互电容"(或 "反式电容")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之 间的电场,从而改变所测量的电容耦合。在一个实施方式中,反式电容感测方法通过检测一 个或多个发射器传感器电极(也称为"发射器电极")与一个或多个接收器传感器电极(也 称为"接收器电极")之间的电容耦合来进行操作。发射器传感器电极可以被相对于参考电 压(例如,系统地极)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大体 保持恒定以便于结果信号的接收。结果信号可包括相应于一个或多个发射器信号和/或一 个或多个环境干扰源(例如,其他电磁信号)的影响(数个影响)。传感器电极可以是专用 的发射器或接收器,或者可以构造为既可发送又可接收。在一个或多个实施例中,结果信号 可以被称为感测信号。
[0029] 某些电容性实施方式采用了跨越电容和绝对电容两种感测方法。换而言之,某些 电容性实施方式是基于传感器电极之间和传感器电极与输入物体之间的电容耦合的变化 的反式电容和绝对电容感测方法的混合。
[0030] 在各种实施例中,可确定传感器装置的背景电容。传感器装置的背景电容是与在 感测区域中没有输入物体相关联的电容帧。背景电容随环境和操作条件而改变,并且可以 以各种方式被估计。例如,一些实施例当确定在感测区域中没有输入物体时采用"基线帧", 并且使用这些基线图像作为它们的背景电容的估计值。基线帧可以被称为基线图像、基线 数据图、基线测量值、基线等等。
[0031] 可针对传感器装置的背景电容调节电容图像以进行更有效的处理。某些实施例 通过将电容变化的测量值"基准化"以产生"基线化的电容帧"、"delta(变量的增量)数据 图"、"delta测量值"或"delta帧"来实现这些。也就是说,某些实施例对形成传感器帧的 测量值与"基线帧"的适当"基线值"进行比较并且确定基线图像的变化。在各种实施例中, 传感器帧可包括一个或多个数据图(或测量数据的相似的表示)或电容图像。
[0032] 在图IA中,处理系统(110)被示为输入装置(100)的一部分。处理系统(110)构 造为操作输入装置(100)的硬件来检测在感测区域(120)中的输入。处理系统(110)包括 一个或多个集成电路(IC)的部分或全部和/或其他电路器件。例如,对于互电容传感器装 置的处理系统可以包括构造为用发射器传感器电极发送信号的发射器电路,和/或构造为 用接收器传感器电极接收信号的接收器电路。)处理系统(110)可包括全部或部分传感器 或没有传感器。
[0033] 在某些实施例中,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/或其他等等。在某些实施例中,组成处理系统(Iio)的器件被定位在一起,诸如靠近输 入装置(100)的感测元件(数个感测元件)。在其他实施例中,处理系统(110)的器件在物 理上分离,其中一个或多个器件靠近输入装置(100)的感测元件(数个感测元件),并且一 个或多个器件在别处。例如,输入装置(100)可以是耦接到台式计算机的外围设备,并且处 理系统(110)可以包括构造为在台式计算机的中央处理单元上运行的软件和与中央处理 单元分离的一个或多个IC(也许带有关联的固件)。作为另一实例,输入装置(100)可以在 物理上被集成在电话中,并且处理系统(110)可以包括电路和固件,其是电话的主机处理 器的一部分。在某些实施例中,处理系统(Iio)用于实施输入装置(100)。在其他实施例 中,处理系统(110)也执行其他功能,诸如操作显示屏、驱动触觉致动器等。
[0034] 处理系统(110)可以被实施为一组模块,其操纵处理系统(110)的不同功能。每 个模块可以包括作为处理系统(Iio)的一部分的电路、固件、软件或其组合。在各种实施例 中,可以使用模块的不同组合。模块实例包括用于操作诸如传感电极和显示屏等硬件的硬 件操作模块、用于处理诸如传感器信号和位置信息等数据的数据处理模块以及用于报告信 息的报告模块。其他模块实例包括构造为操作感测元件(数个感测元件)来检测输入的传 感器操作模块、构造为识别诸如模式改变手势等手势的识别模块以及用于改变操作模式的 模式改变模块。
[0035] 在本发明的一个或多个实施例中,处理系统(110)包括判断模块(未示出)。判 断模块可对应于硬件、软件、固件或其组合。在本发明的一个或多个实施例中,判断模块包 括计算SNR的功能。SNR是在数据图中数据信号量相比于噪声信号量的估计值。在本发明 的一个或多个实施例中,数据信号是由于感测区域中的输入物体而引起的信号量或测量数 据值(数个数据值)的大小。在本发明的一个或多个实施例中,噪声信号是由于感测区域 中的噪声而引起的信号量或测量数据值(数个数据值)的大小。判断模块还可包括执行图 2-6的一个或多个步骤的功能。
[0036] 在某些实施例中,处理系统(110)通过引起一个或多个动作而直接响应于感测区 域(120)中的用户输入(或缺乏用户输入)。动作实例包括改变操作模式以及GUI动作, 诸如光标移动、选定、菜单导航和其他功能。在某些实施例中,处理系统(110)将关于输入 (或缺乏输入)的信息提供给电子系统的某部分(例如,提供给与处理系统(110)分离的电 子系统的中央处理系统,如果存在这样独立的中央处理系统的话)。在某些实施例中,电子 系统的某部分处理从处理系统(110)接收到的信息以对用户输入起作用,诸如促进全范围 的动作,包括模式改变动作和GUI动作。
[0037] 例如,在某些实施例中,处理系统(110)操作输入装置(100)的感测元件(数个感 测元件)来产生指示感测区域(120)中的输入(或缺乏输入)的电子信号。处理系统(110) 可以对电子信号进行任何适当量的处理以产生被提供给电子系统的信息。例如,处理系统 (110)可以将从传感器电极获得的模拟电信号数字化。作为另一实例,处理系统(110)可以 进行滤波或其他信号调节。作为另外一个实施例,处理系统(Iio)可以减去基线或对基线 解释,使得信息反映电子信号与基线之间的差值。作为其他的实例,处理系统(Iio)可以确 定位置信息、识别作为命令的输入、识别手写等等。
[0038] 这里所使用的"位置信息"广义上包含绝对位置、相对位置、速度、加速度以及其他 类型的空间信息。例如,位置信息可以包括输入物体(数个输入物体)在感测表面上方的 高度、位置、抖动量、和/或关于输入物体(数个输入物体)的位置的其他信息。高度可以 是绝对高度或按比例测量的高度(例如,相对高度)。位置可包括输入物体的X坐标标识 符和y坐标标识符,或用于报告位置的另一种技术。示例性的"零维"位置信息包括近/远 或接触/非接触信息。示例性的"一维"位置信息包括沿着轴线的位置。示例性的"二维" 位置信息包括平面中的运动。示例性的"三维"位置信息包括在空间中的瞬时或平均速度。 其他实例包括空间信息的其他表示。关于一个或多个类型的位置信息的历史数据也可以被 确定和/或存储,例如包括跟踪随着时间变化的位置、运动或瞬时速度的历史数据。
[0039] 在某些实施例中,用由输入系统(110)或某些其他处理系统操作的附加输入器件 来实现输入装置(100)。这些附加输入器件可以对感测区域(120)中的输入提供多余的功 能或某些其他功能。图IA示出了感测区域(120)附近的按钮(130),其可以被用于便于利 用输入装置(100)选定项目。其他类型的附加输入器件包括滑块、球、轮、开关等等。相反, 在某些实施例中,可不用其他输入器件来实现输入装置(100)。
[0040] 在某些实施例中,输入装置(100)包括触摸屏界面,并且感测区域(120)与显示屏 的有效区域的至少一部分重叠。例如,输入装置(100)可以包括覆盖显示屏的大致透明的 传感器电极并且为关联的电子系统提供触摸屏界面。显示屏可以是能够对用户显示可视界 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)或其他显示技术。输入装 置(100)和显示屏可以共享物理元件。例如,某些实施例可以利用一些相同的电器件来显 示和感测。作为另一实例,可以由处理系统(110)部分或完全操作显示屏。
[0041] 应当理解的是,尽管本发明的许多实施例被描述为功能完备的设备,但本发明的 机制也能够以各种形式被分发为程序产品(例如,软件)。例如,本发明的机制可被实施和 分发为电子处理器可读的信息承载介质(例如,处理系统110可读的非临时性计算机可读 和/或可记录/可写的信息承载介质)上的软件程序。另外,无论用于实施分发的介质是 何特定类型,本发明的实施例同等适用。非临时性的电子可读的介质的实例包括各种光盘、 记忆棒、存储卡、存储模块等等。电子可读的介质可以基于闪存、光学、磁性、全息或任何其 他存储技术。
[0042] 图2-6示出了本发明的一个或多个实施例中的流程图。尽管依次呈现并且描述了 这些流程图中的各步骤,但这些步骤中的某些或全部步骤也可以按不同的顺序来执行、可 以组合或省略,并且这些步骤中的某些或全部步骤可以被并行执行。此外,步骤可以被主动 或被动执行。例如,根据本发明的一个或多个实施例,某些步骤可利用轮询或中断驱动来执 行。通过实例,根据本发明的一个或多个实施例判断步骤可不需要处理器来处理指令,除非 接收到的中断表示该条件存在。作为另一实例,根据本发明的一个或多个实施例,可通过进 行测试,诸如检查数据值来检验该值是否与测试条件相一致来进行判断步骤。
[0043] 图2显示了本发明的一个或多个实施例中使用SNR的流程图。在步骤201中,获 得对应于预定时间帧的数据图。获得数据图可包括确定与用每个传感器电极接收到的结果 信号(或感测信号)相对应的测量数据值。结果信号(或感测信号)可以在一次或一个时 间段内被接收到。例如,各传感器电极可以一次接收结果信号,并且一次输出相应的测量数 据值。通过另一实例,传感器电极可以逐行或逐列接收结果信号并输出相应的数据。一旦 确定测量数据值,所述测量数据值就可被分组到数据图中。在本发明的一个或多个实施例 中,在获得数据图之前,可对或可不对测量数据值或数据图进行预处理。
[0044] 文中术语"数据图"在一般意义上并且在不同的实施例中使用,尽管数据图可被显 示并讨论为对应于数据的模拟表示,这无意于限制,并且它们也可以是离散值。此外,数据 图还可以选择性地被称为投影图或组合测量值。
[0045] 在步骤203中,将数据图过滤以降低噪声。例如,在本发明的一个或多个实施例 中,数据图可以在时间上被过滤、在空间上被过滤或其组合。具体而言,对数据图在时间上 过滤包括基于先前的数据图进行过滤。这种噪声的去除可包括基于当前识别的基线调节数 据图。当没有数据信号存在时,基线是预期的数据图。基线可对从感测区域中的其他物体 得到的干涉、温度变化、和/或其他环境影响解释(account for)。在一个实施例中,对数据 图在空间上过滤包括跨越数据图的空间维度取空间平均值。
[0046] 在步骤205中,在本发明的一个或多个实施例中,利用数据图计算SNR。在本发明 的一个或多个实施例中,利用来自步骤201的在时间上和/或在空间上过滤的数据图计算 SNR。如在下文和在图4中讨论的进行计算SNR的步骤。
[0047] 继续参考图2,在步骤207中,在本发明的一个或
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