用于双节点感测的方法和系统与流程
本发明总体上涉及电子设备。
背景技术：
包括接近传感器设备（通常也称为触摸板或触摸传感器设备）的输入设备被广泛地用在多种电子系统中。接近传感器设备典型地包括常常通过表面来区分的感测区，在其中接近传感器设备确定一个或多个输入对象的存在、位置和/或运动。接近传感器设备可以用于为电子系统提供界面。例如，接近传感器设备常常被用作用于较大计算系统的输入设备（诸如集成在笔记本或台式计算机中或者在其外围的不透明触摸板）。接近传感器设备也常常被用在较小计算系统中（诸如集成在蜂窝电话中的触摸屏）。
技术实现要素：
一般地，在一个方面中，实施例涉及一种用于电容性感测设备的系统，包括：发射器电极，被配置成发射发射器信号；接收器电极，被配置成接收包括与所述发射器信号相对应的影响的作为结果的信号。所述系统进一步包括：双节点，对应于所述发射器电极与所述接收器电极之间的第一电容性耦合；以及主节点，对应于所述发射器电极与所述接收器电极之间的第二电容性耦合。所述第一电容性耦合小于所述第二电容性耦合。
一般地，在一个方面中，实施例涉及一种用于电容性感测设备的处理系统，其包括：传感器模块，耦合到发射器电极和接收器电极。所述传感器模块被配置成利用所述发射器电极发射发射器信号并利用所述接收器电极接收第一作为结果的信号和第二作为结果的信号。所述处理系统包括确定模块，所述确定模块被配置成：使用所述第一作为结果的信号来获取第一电容性测量结果；使用所述第二作为结果的信号来获取第二电容性测量结果；基于所述第一电容性测量结果来确定第一低基质测量结果；基于所述第二电容性测量结果和所述第一低基质测量结果来确定位置信息；以及报告所述位置信息。
一般地，在一个方面中，实施例涉及一种电容性输入设备，其包括：发射器电极，被配置成发射发射器信号；接收器电极，被配置成接收包括与所述发射器信号相对应的影响的作为结果的信号；双节点，对应于所述发射器电极与所述接收器电极之间的第一电容性耦合；以及主节点，对应于所述发射器电极与所述接收器电极之间的第二电容性耦合。所述第二电容性耦合大于所述第一电容性耦合。所述输入设备包括处理系统，所述处理系统被配置成：利用所述发射器电极发射发射器信号并利用所述接收器电极接收第一作为结果的信号和第二作为结果的信号；使用所述第一作为结果的信号来获取第一电容性测量结果，所述第一电容性测量结果对应于所述双节点；以及使用所述第二作为结果的信号来获取第二电容性测量结果，所述第二电容性测量结果对应于所述多个主节点。所述处理系统进一步被配置成：基于所述第一电容性测量结果来确定第一低基质测量结果；基于所述第二电容性测量结果和所述第一低基质测量结果来确定位置信息；以及报告所述位置信息。
本发明的其它方面将从以下描述和所附权利要求中显而易见。
附图说明
在下文中将结合附图来描述本发明的优选示例性实施例，在附图中，相似的名称表示相似的要素。
图1示出了根据本发明的实施例的包括输入设备的示例系统的框图。
图2示出了根据本发明的一个或多个实施例的感测区的示例。
图3-5示出了根据本发明的一个或多个实施例的网格的示例示意图。
图6和7示出了根据本发明的一个或多个实施例的流程图。
图8.1和8.2示出了根据本发明的一个或多个实施例的示例。
具体实施方式
现在将参照附图来详细地描述本发明的具体实施例。为了一致性，各附图中的相似要素由相似附图标记表示。在附图中，三个共线的点指示了：可选地，可以存在与关于这些点在前和/或在后的项目类似类型的附加项目。
在本发明的实施例的以下具体实施方式中，阐述了许多具体细节以便提供对本发明的更透彻理解。然而，对本领域普通技术人员来说将显而易见的是，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，尚未详细地描述众所周知的特征以避免不必要地使该描述变复杂。
遍及本申请，可以使用序数（例如，第一、第二、第三等）作为要素（即，本申请中的任何名词）的形容词。序数的使用不暗示或创建要素的任何特定排序，也不将任何要素限于仅单个要素，除非明确公开，诸如通过使用术语“在……之前”、“在……之后”、“单个”和其它这样的术语。相反，序数的使用将区分要素。作为示例，第一要素与第二要素不同，并且第一要素可以涵盖多于一个要素且在要素的排序中处于第二要素之后（或之前）。
本发明的一个或多个实施例涉及针对输入设备的地质状况或基质环境何时是低基质环境的校正。在各种实施例中，输入设备的地质状况对应于输入设备宇宙与输入对象宇宙之间串联的自由空间电容性耦合。在各种实施例中，当输入设备与宇宙之间的耦合（自由空间耦合系数）相对较小时，设备可以被认为是处于低基质状态中。然而，当电容性感测设备与宇宙之间的耦合实质上更大时，设备可以被认为是在良好基质状态中操作。此外，当输入对象与输入设备的系统接地之间的耦合实质上较大时，输入设备可能处于良好基质状况中。
一般地，本发明的实施例涉及用于针对低基质进行校正的双节点感测。在该双节点感测中，在主节点上以及在双节点上取得电容性测量结果。主节点被设计成最大化跨电容性信噪比。根据本发明的一个或多个实施例，双节点被设计成最小化跨电容性信号并最大化寄生低基质贡献。根据本发明的一个或多个实施例，可以使用来自双节点的信息以执行经由主节点获得的测量结果的低基质校正。
当检测到低基质状况并且输入设备正在低基质模式中操作时，可以应用低基质校正。此外，根据本发明的一个或多个实施例，当未检测到低基质状况（即，检测到高基质状况）时，不应用低基质校正，这是因为所确定的校正项是可忽略的。当不应用低基质校正时，感测设备可以在正常操作模式下操作。根据本发明的一个或多个实施例，当在正常模式中操作时，可以检测到并报告数目“n”个输入对象，并且，当在低基质模式中操作时，可以检测到并报告数目“m”个输入对象。在各种实施例中，“n”大于“m”。例如，“m”可以是2并且“n”大于2。在其它实施例中，“m”是3并且“n”大于3。在另外其它实施例中，“n”和“m”可以是相等的。在这样的实施例中，“m”和“n”可以是3或更小；然而，更多数目的输入对象也可以是可能的。
现在转至附图，图1是根据本发明的实施例的示例性输入设备（100）的框图。输入设备（100）可以被配置成提供到电子系统（未示出）的输入。如本文档中所使用的那样，术语“电子系统”（或“电子设备”）宽泛地指代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大小和形状的个人计算机，诸如台式计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板电脑、网络浏览器、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设备，诸如包括输入设备（100）和分离的操纵杆或按键开关的物理键盘。另外的示例电子系统包括外围设备，诸如数据输入设备（包括遥控装置和鼠标）、以及数据输出设备（包括显示屏和打印机）。其它示例包括远程终端、信息站和视频游戏机（例如，视频游戏控制台、便携式游戏设备等）。其它示例包括通信设备（包括蜂窝电话，诸如智能电话）、以及媒体设备（包括记录器、编辑器和播放器，诸如电视、机顶盒、音乐播放器、数字相框和数字相机）。附加地，电子系统可以是输入设备的主设备或从设备。
输入设备（100）可以被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。此外，输入设备（100）的部分可以被实现为电子系统的一部分。例如，确定模块的全部或一部分可以被实现在电子系统的设备驱动器中。视情况而定，输入设备（100）可以使用以下中的任何一个或多个来与电子系统的部分通信：总线、网络和其它有线或无线互连件。示例包括i2c、spi、ps/2、通用串行总线（usb）、蓝牙、rf和irda。
在图1中，将输入设备（100）示出为被配置成在感测区（120）中感测由一个或多个输入对象（140）提供的输入的接近传感器设备（常常也称为“触摸板”或“触摸传感器设备”）。示例输入对象包括手指和触针，如图1中所示。遍及本说明书，使用输入对象的单数形式。尽管使用单数形式，但是多个输入对象存在于感测区（120）中。此外，处于感测区中的特定输入对象可以在手势的过程中改变。例如，第一输入对象可以处于感测区中以执行第一手势，随后，第一输入对象和第二输入对象可以处于上表面感测区中，并且最后，第三输入对象可以执行第二手势。为了避免不必要地使该描述变复杂，输入对象的单数形式被使用且指代所有以上变型。
感测区（120）涵盖输入设备（100）上方、周围、其中和/或附近的任何空间，在其中输入设备（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）。特定感测区的大小、形状和位置可以因实施例而很大地不同。
在一些实施例中，感测区（120）从输入设备（100）的表面沿一个或多个方向延伸到空间中，直到信噪比阻碍充分准确的对象检测。输入设备的表面之上的延伸可以称为上表面感测区。在各种实施例中，该感测区（120）沿特定方向延伸到的距离可以在小于一毫米、数毫米、数厘米或更大的数量级上，并且可以随所使用的感测技术的类型和所期望的准确度而显著地变化。因而，一些实施例感测输入，其包括没有与输入设备（100）的任何表面的接触、与输入设备（100）的输入表面（例如，触摸表面）的接触、以某个量的施加力或压力耦合的与输入设备（100）的输入表面的接触和/或其组合。在各种实施例中，输入表面可以由传感器电极位于其中的壳体的表面、通过应用在传感器电极或任何壳体之上的面板的方式等来提供。在一些实施例中，感测区（120）当被投影到输入设备（100）的输入表面上时具有矩形形状。
输入设备（100）可以利用传感器部件和感测技术的任何组合来检测感测区（120）中的用户输入。输入设备（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示例，输入设备（100）可以使用电容性技术、弹性技术、电阻性技术、电感性技术、磁性技术、声学技术、超声技术和/或光学技术。
一些实现方式被配置成提供横跨一维、二维、三维或更高维空间的图像。一些实现方式被配置成提供输入沿着特定轴或平面的投影。
在输入设备（100）的一些电阻性实现方式中，柔性且导电第一层通过一个或多个间隔物元件与导电第二层分离。在操作期间，跨越多层创建一个或多个电压梯度。按压柔性第一层可以使其充分偏转以创建多层之间的电接触，导致反映多层之间的（一个或多个）接触点的电压输出。这些电压输出可以被用于确定位置信息。
在输入设备（100）的一些电感性实现方式中，一个或多个感测元件拾取由谐振线圈或线圈对感应出的回路电流。电流的幅度、相位和频率的某个组合然后可以被用于确定位置信息。
在输入设备（100）的一些电容性实现方式中，施加电压或电流以创建电场。附近的输入对象引起电场的改变，并且产生电容性耦合的可检测改变，其可以作为电压、电流等的改变而被检测。
一些电容性实现方式利用电容性感测元件的阵列或其它规则或非规则图案来创建电场。在一些电容性实现方式中，分离感测元件可以欧姆地短接在一起以形成更大的传感器电极。一些电容性实现方式利用电阻片，其可以是均匀电阻性的。
一些电容性实现方式利用基于传感器电极与输入对象之间的电容性耦合的改变的“自电容”（或“绝对电容”）感测方法。在各种实施例中，靠近传感器电极的输入对象更改靠近传感器电极的电场，因而改变所测量的电容性耦合。在一个实现方式中，绝对电容感测方法通过关于参考电压（例如，系统接地）调制传感器电极和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。使用绝对电容感测方法获取的测量结果可以称为绝对电容性测量结果。
一些电容性实现方式利用基于传感器电极之间的电容性耦合的改变的“互电容”（或“跨电容”）感测方法。在各种实施例中，靠近传感器电极的输入对象更改传感器电极之间的电场，因而改变所测量的电容性耦合。在一个实现方式中，跨电容感测方法通过检测一个或多个发射器传感器电极（也就是“发射器电极”或“发射器”）与一个或多个接收器传感器电极（也就是“接收器电极”或“接收器”）之间的电容性耦合来进行操作。可以相对于参考电压（例如，系统接地）调制发射器传感器电极以发射发射器信号。接收器传感器电极可以相对于参考电压被保持基本上恒定以促进作为结果的信号的接收。作为结果的信号可以包括对应于一个或多个发射器信号和/或对应于一个或多个环境干扰源（例如，其它电磁信号）的（一种或多种）影响。该（一种或多种）影响可以是发射器信号、由一个或多个输入对象和/或环境干扰引起的发射器信号的改变、或者其它这样的影响。传感器电极可以是专用的发射器或接收器，或者可以被配置成既发射又接收。使用互电容感测方法获取的测量结果可以称为互电容测量结果。
不论使用互电容感测方法还是绝对电容感测方法，对传感器电极进行调制都可以称为利用变化的电压信号驱动传感器电极或者对传感器电极进行激励。相反，传感器电极可以连接到地（例如，系统接地或任何其它接地）。将传感器电极连接到地或将电极保持基本上恒定可以称为将传感器电极连接到恒定电压信号。换言之，在不脱离本发明的范围的情况下，恒定电压信号包括基本上恒定的电压信号。此外，传感器电极可以是不同形状和/或大小的。传感器电极的相同形状和/或大小可以处于相同组中或者可以不处于相同组中。例如，在一些实施例中，接收器电极可以是相同形状和/或大小的，而在其它实施例中，接收器电极可以是不同形状和/或大小的。
一些光学技术利用光学感测元件（例如，光发射器和光接收器）。这样的光发射器发射光发射器信号。光接收器包括接收从光发射器信号作为结果的信号的功能性。作为结果的信号可以包括与一个或多个发射器信号、感测区中的一个或多个输入对象（140）和/或一个或多个环境干扰源相对应的（一种或多种）影响。该（一种或多种）影响可以是发射器信号、由一个或多个输入对象和/或环境干扰引起的发射器信号的改变、或者其它这样的影响。例如，光发射器可以对应于发光二极管（led）、有机led（oled）、灯泡、或者其它光发射部件。在一个或多个实施例中，光发射器信号是在红外光谱上发射的。
在图1中，处理系统（110）被示出为输入设备（100）的一部分。处理系统（110）被配置成操作输入设备（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（ic）和/或其它电路部件中的部分或全部。例如，用于互电容传感器设备的处理系统可以包括被配置成利用发射器传感器电极发射信号的发射器电路和/或被配置成利用接收器传感器电极接收信号的接收器电路。在一些实施例中，处理系统（110）还包括电子可读指令，诸如固件代码、软件代码等等。在一些实施例中，将构成处理系统（110）的部件定位在一起，诸如靠近输入设备（100）的（一个或多个）感测元件。在其它实施例中，处理系统（110）的部件与接近于输入设备（100）的（一个或多个）感测元件的一个或多个部件和在其它地方的一个或多个部件在物理上分离。例如，输入设备（100）可以是耦合到台式计算机的外围设备，并且处理系统（110）可以包括被配置成在台式计算机的中央处理单元上运行的软件以及与该中央处理单元分离的一个或多个ic（可能具有关联的固件）。作为另一示例，输入设备（100）可以在物理上集成在电话中，并且处理系统（110）可以包括作为该电话的主处理器的一部分的电路和固件。在一些实施例中，处理系统（110）专用于实现输入设备（100）。在其它实施例中，处理系统（110）也执行其它功能，诸如操作显示屏、驱动触觉致动器等。
处理系统（110）可以被实现为处理处理系统（110）的不同功能的模块集合。每一个模块可以包括作为处理系统（110）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。例如，如图1中所示，处理系统（110）可以包括确定模块（150）和传感器模块（160）。确定模块（150）可以包括执行下述操作的功能性：确定何时至少一个输入对象处于感测区中；确定低基质伪像的存在；针对低基质进行校正；确定信噪比；确定输入对象的位置信息；识别手势；基于手势、手势的组合或其它信息来确定要执行的动作；以及执行其它操作。
传感器模块（160）可以包括执行下述操作的功能性：驱动感测元件以发射发射器信号和接收作为结果的信号。例如，传感器模块（160）可以包括耦合到感测元件的感官电路。传感器模块（160）可以包括例如发射器模块和接收器模块。发射器模块可以包括耦合到感测元件的发射部分的模拟硬件和/或数字元件。接收器模块可以包括耦合到感测元件的接收部分的模拟硬件和/或数字元件并可以包括接收作为结果的信号的功能性。
尽管图1仅示出了确定模块（150）和传感器模块（160），但是根据本发明的一个或多个实施例，可替换或附加模块可以存在。这样的可替换或附加模块可以对应于与以上讨论的模块中的一个或多个不同的模块或子模块。示例可替换或附加模块包括用于操作硬件（诸如传感器电极和显示屏）的硬件操作模块、用于处理数据（诸如传感器信号和位置信息）的数据处理模块、用于报告信息的报告模块、以及被配置成识别手势（诸如模式改变手势）的识别模块、以及用于改变操作模式的模式改变模块。此外，可以以各种方式组合各种模块，使得作为整体的处理系统或单个模块可以执行各种模块的操作。
在一些实施例中，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（120）中的用户输入（或没有用户输入）。示例动作包括改变操作模式以及诸如光标移动、选择、菜单导航和其它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，向与处理系统（110）分离的电子系统的中央处理系统，如果这样的分离中央处理系统存在的话）提供关于输入（或没有输入）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）接收的信息以作用于用户输入，诸如促进全部范围的动作，包括模式改变动作和gui动作。
例如，在一些实施例中，处理系统（110）操作输入设备（100）的（一个或多个）感测元件以产生指示感测区（120）中的输入（或没有输入）的电信号。处理系统（110）可以在产生提供给电子系统的信息中对电信号执行任何适当量的处理。例如，处理系统（110）可以对从传感器电极获得的模拟电信号进行数字化。作为另一示例，处理系统（110）可以执行滤波或其它信号调整。作为又一示例，处理系统（110）可以减去或以其它方式计及基线，使得信息反映电信号与基线之间的差。作为又另外的示例，处理系统（110）可以确定位置信息、识别作为命令的输入、识别笔迹等。
如本文中所使用的“位置信息”宽泛地涵盖绝对位置、相对位置、速度、加速度和其它类型的空间信息。示例性“零维”位置信息包括近/远或接触/无接触信息。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。另外的示例包括空间信息的其它表示。也可以确定和/或存储关于一个或多个类型的位置信息的历史数据，包括例如随时间追踪位置、运动或瞬时速度的历史数据。
在一些实施例中，利用由处理系统（110）或由某个其它处理系统操作的附加输入部件来实现输入设备（100）。这些附加输入部件可以提供用于感测区（120）中的输入的冗余功能性或某个其它功能性。图1示出了可以被用于促进使用输入设备（100）来选择项目的靠近感测区（120）的按钮（130）。其它类型的附加输入部件包括滑块、球、轮、开关等。相反，在一些实施例中，可以不利用其它输入部件来实现输入设备（100）。
在一些实施例中，输入设备（100）包括触摸屏界面，并且感测区（120）重叠显示屏的激活区域的至少一部分。例如，输入设备（100）可以包括覆盖显示屏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。显示屏可以是能够向用户显示视觉界面的任何类型的动态显示器，并且可以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）或其它显示技术。输入设备（100）和显示屏可以共享物理元件。例如，一些实施例可以利用相同的电学部件中的一些以用于显示和感测。作为另一示例，显示屏可以由处理系统（110）部分地或整体地操作。
应当理解的是，尽管在完全起作用的装置的上下文中描述了本发明的许多实施例，但是本发明的机制能够以多种形式作为程序产品（例如，软件）被分发。例如，本发明的机制可以被实现和分发为可被电子处理器读取的信息承载介质（例如，可被处理系统（110）读取的非瞬态计算机可读和/或可记录/可写信息承载介质）上的软件程序。附加地，本发明的实施例同样适用，不论被用于执行该分发的介质的特定类型如何。例如，执行本发明的实施例的计算机可读程序代码的形式的软件指令可以被整体地或部分地、暂时地或永久地存储在非瞬态计算机可读存储介质上。非瞬态电子可读介质的示例包括各种盘、物理存储器、存储器、存储棒、存储卡、存储模块和/或任何其它计算机可读存储介质。电子可读介质可以基于闪速存储技术、光学存储技术、磁性存储技术、全息存储技术、或任何其它存储技术。
尽管在图1中未示出，但处理系统、输入设备和/或主机系统可以包括一个或多个计算机处理器、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）、一个或多个存储设备（例如，硬盘、光学驱动器（诸如紧致盘（cd）驱动器或数字多功能盘（dvd）驱动器）、闪速存储棒等）以及许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处理器的一个或多个核或微核。此外，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且通过网络连接到其它元件。此外，本发明的实施例可以被实现在具有若干个节点的分布式系统上，其中本发明的每个部分可以位于分布式系统内的不同的节点上。在本发明的一个实施例中，节点对应于不同的计算设备。可替换地，节点可以对应于具有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的微核或计算机处理器。
尽管图1示出了部件的配置，但是可以在不脱离本发明的范围的情况下使用其它配置。例如，可以组合各种部件以创建单个部件。作为另一示例，由单个部件执行的功能性可以由两个或更多个部件执行。
如以上所讨论的那样，在互电容性感测技术中，发射器电极发送发射器信号。接收器电极接收作为结果的信号，该作为结果的信号受发射器信号、干扰和感测区中的任何输入对象影响，且因而包括发射器信号、干扰和感测区中的任何输入对象的影响。从发射器电极到接收器电极的信号路径通过一节点，针对该节点，可以获得不同的测量结果值。换言之，节点是发射器电极与接收器电极之间的可从其获得测量结果值的电容性连接点。
在本发明的一个或多个实施例中，对于每一个发射器电极和接收器电极对，存在唯一节点，并且，每一个发射器电极和接收器电极对具有对应的节点。根据本发明的一个或多个实施例，主节点是比双节点更大的连接。换言之，发射器电极与接收器电极之间的电容性耦合在主节点处比在双节点处更大。由于相对较大的电容性耦合，主节点处的测量结果值反映了最大化的信噪比，而双节点处的测量结果值反映了最小化的信噪比。例如，主节点可以具有增量ct信号（即，发射器与接收器之间的电容的改变），该增量ct信号是双节点上的信号的十倍。作为更具体示例，如果噪声水平在双节点处是5毫微微法拉（ff），则双节点的增量ct可以是20ff或噪声水平的4倍，并且主节点的增量ct可以是200ff。以上仅是示例，在不脱离本发明的范围的情况下，可以存在主节点和双节点的增量ct的其它量以及主节点与双节点之间的其它变化。
图2示出了感测区（例如，感测区a（202）、感测区b（204））中的节点的示例布局。如图例（206）所示，利用圆形示出主节点并且利用三角形示出双节点。在本发明的一个或多个实施例中，主节点遍及感测区而分布。类似地，双节点可以遍及感测区而分布。分布中的一个或两个可以在一个或两个方向上跨越感测区均匀地或规则地间隔开。
规则的间距可以关于单个类型的节点或关于所有类型的节点。具体地，在一些实施例中，任何两个邻近节点之间的间距可以是相同的，不论节点的类型如何，是主节点还是双节点。在一些其它实施例中，每一个主节点与该主节点的最接近的邻近双节点之间的间距小于任何两个邻近双节点之间的间距。在一些实施例中，每一个主节点与该主节点的最接近的邻近双节点之间的间距小于任何两个邻近主节点之间的间距。在不脱离本发明的范围的情况下，可以存在其它间距场景。
感测区a（202）示出了单向交替网格布局的示例，在该布局中，主节点和双节点规则地间隔开，不论节点的类型如何。如该示例单向交替网格布局中所示，主节点和双节点二者均遍及感测区而分布。此外，主节点可以在仅垂直方向上与双节点交替。
在本发明的一些实施例中，可以例如通过使针对主节点的发射器电极与针对双节点的发射器电极不同以及使针对双节点和主节点二者的接收器电极相同，来实现该单向交替网格布局。在本发明的其它实施例中，可以例如通过使针对主节点的接收器电极与针对双节点的接收器电极不同以及使针对双节点和主节点二者的发射器电极相同，来实现该单向交替网格布局。
感测区b（204）示出了双向交替网格布局的示例，在该布局中，主节点和双节点规则地间隔开，不论节点的类型如何。如该示例双向交替网格布局中所示，主节点和双节点二者均遍及感测区而分布。此外，主节点可以在垂直方向和水平方向二者上与双节点交替。在本发明的一些实施例中，可以例如通过使针对主节点和双节点二者的发射器电极和接收器电极相同，来实现该双向交替网格布局。换言之，单个发射器电极可以发射经过主节点和双节点二者的发射器信号。类似地，单个接收器电极可以从主节点和双节点二者接收作为结果的信号。
尽管图2仅示出了两个布局，但是在不脱离本发明的范围的情况下，其它布局是可能的。此外，尽管在图2中未示出，但是可以例如通过处于至少一个基板的相同侧上的发射器电极和接收器电极来实现各种布局。在一个或多个实施例中，发射器电极和接收器电极被设置在基板的相同侧上，其中发射器电极和接收器电极中的一个包括发射器电极与接收器电极之间的交叉区处的跳线，使得跳线与发射器电极和接收器电极中的另一个绝缘。可替换地，可以例如通过处于至少一个基板的不同侧上或处于不同基板上的发射器电极和接收器电极来实现各种布局。此外，传感器电极可以被设置成使得它们的大小、形状、数量和/或取向可以在布局之间变化。
图3示出了根据本发明的一个或多个实施例的传感器电极布局（300）的示例图。如图例（302）所示，主节点被示出为圆形并且双节点被示出为三角形。在该示例图中，接收器电极（例如，接收器电极（304））使用沿感测区的垂直条来接收作为结果的信号，而发射器电极（例如，发射器电极（306））使用不规则形状的水平结构来发射发射器信号。
每一个节点具有对应的连接区，该连接区表示发射器电极与接收器电极之间的连接的量。图3示出了主节点处的交互区（310）和双节点处的交互区（308）。如图3中所示，由于不规则形状的水平结构，在发射器电极与接收器电极之间，在主节点处比在双节点处存在更大的交互区。在本发明的一个或多个实施例中，该更大的交互区是由发射器电极在主节点处比在双节点处具有面向接收器电极的更大表面面积而引起的。因而，主节点被暴露于接收器电极与发射器电极之间的尽可能多的交互，而双节点被暴露于尽可能少的交互。可替换地或附加地，可以通过在发射器电极与接收器电极之间添加在任何电势处驱动的另一电极集合，来执行减少针对双节点的交互。
此外，在图3中所示的示例中，该示例中的网格不是标准发射器接收器交点（笛卡尔）网格。更确切地，示例笛卡尔网格被旋转45度。该旋转可能导致与标准发射器接收器交点（笛卡尔）网格相比发射器电极与接收器电极中的约30%增加。然而，如果主节点和双节点二者均用于重构，则可以将双网格和主网格的节距选择为比在标准设计中更大，以实现相同的位置准确度。在这样的场景中，可以在逐情况的基础上确定与标准设计相比所需要的附加电极的添加。在不脱离本发明的范围的情况下，旋转的量可以变化。此外，尽管图3示出了一侧的一齿尖（one-prong）设计（主要出于简明性原因），但是在不脱离本发明的范围的情况下，可以存在任何数目的齿尖。
图4示出了根据本发明的一个或多个实施例的传感器电极布局（400）的示例图。具体地，图4示出了2侧情况中的布局。与图3一样，主节点被示出为圆形并且双节点被示出为三角形。在图4中，网格是具有与接收器（例如，接收器（406））垂直的发射器（例如，主发射器（402）、双发射器（404））的标准形状的网格。此外，将双网格或双节点的网格在接收器方向上移位半个节距到主网格或主节点的网格。
在图4的示例中，通过在主发射器（例如，主发射器（402））与接收器（例如，接收器（406））之间进行交互来创建主节点。相反，通过在双发射器（例如，双发射器（404））与接收器（例如，接收器（406））之间进行交互来创建双节点。换言之，存在双发射器的单独集合以创建双节点。双发射器比主发射器细小。因而，双节点处的交互区（408）比主节点处的交互区（410）小得多。在本发明的一个或多个实施例中，多出100%的发射器电极可以用于创建图4的布局，而接收器电极的数目可以不改变。然而，如果双节点可以完全用于图像重构，则可以将对应的节距选择为比在标准设计（即，标准发射器和接收器电极（笛卡尔）网格）中更大，以实现相同的位置准确度。在这样的场景中，发射器的量与在标准设计中相比是更大、是相等还是更小可能取决于具体设计。尽管图4示出了主节点与双节点之间的不同大小的连接区，但是针对主节点和双节点的连接区可以是相同大小的。
图5示出了布置在单个层中的传感器电极布局（500）的另一示例图。与图3和4一样，主节点被示出为圆形并且双节点被示出为三角形。在图5中，发射器（例如，主发射器（502）、双发射器（504））从相同的轴引导，并且一般平行于接收器（例如，接收器（506））。此外，将双网格或双节点的网格沿接收器电极移位全部节距到主网格或主节点的网格。
在图4的示例中，通过在主发射器（例如，主发射器（502））与接收器（例如，接收器（506））之间进行交互来创建主节点。相反，通过在双发射器（例如，双发射器（504））与接收器（例如，接收器（506））之间进行交互来创建双节点。换言之，存在双发射器的单独集合以创建双节点。主发射器是不规则形状的，以比双发射器具有更大的端点。因而，双节点处的连接区（508）比主节点处的连接区（510）小得多。在本发明的一个或多个实施例中，多出100%的发射器电极可以用于创建图5的布局，而接收器电极的数目可以不改变。然而，如果双节点可以完全用于重构，则可以将对应的节距选择为比标准设计的节距更大，以实现相同的位置准确度。像这样，针对双节点传感器的发射器电极的数目取决于具体设计。例如，针对所需要的双节点传感器的发射器电极的数目是下述各项之一：与在标准设计中相比更大、相等或更小。
图3-5中的网格仅用于示例目的，而不意图限制本发明的范围。具体地，尽管示例网格具有不同大小的发射器，但是在不脱离本发明的范围的情况下，接收器可以是不同大小的。
图6和7示出了根据本发明的一个或多个实施例的流程图。图6和7的各种步骤可以由图1-5的各种部件执行。此外，一些步骤可以由主机计算设备执行。尽管这些流程图中的各种步骤是顺序地呈现和描述的，但是本领域普通技术人员将领会，可以按不同次序执行步骤中的一些或全部，可以组合或省略步骤中的一些或全部，并且可以并行地执行步骤中的一些或全部。此外，可以主动地或被动地执行步骤。例如，根据本发明的一个或多个实施例，可以使用轮询来执行一些步骤，或者可以中断驱动一些步骤。作为示例，根据本发明的一个或多个实施例，确定步骤可以不要求处理器处理指令，除非接收到意味着存在条件的中断。作为另一示例，根据本发明的一个或多个实施例，可以通过执行测试（诸如，检查数据值以测试该值是否与所测试的条件一致）来执行确定步骤。
图6示出了根据本发明的一个或多个实施例的用于执行双节点感测的流程图。根据本发明的一个或多个实施例，在步骤601中，使用与双节点相对应的作为结果的信号来获取第一电容性测量结果。在本发明的一个或多个实施例中，使用标准互电容性感测技术来获取第一电容性测量结果。然而，不是针对所有节点获取测量结果，而是针对双节点获取测量结果。例如，传感器模块可以驱动与双节点相对应的发射器电极以发射发射器信号。作为结果的信号可以由接收器电极从双节点接收。
根据本发明的一个或多个实施例，在步骤603中，使用与主节点相对应的作为结果的信号来获取第二电容性测量结果。在本发明的一个或多个实施例中，使用标准互电容性感测技术来获取第二电容性测量结果。然而，不是针对所有节点获取测量结果，而是针对主节点获取测量结果。例如，传感器模块可以驱动与主节点相对应的发射器电极以发射发射器信号。作为结果的信号可以由接收器电极从主节点接收。此外，可以按任何次序（连续地或并发地）执行步骤601和603。在正常情形下，可以同时执行步骤601和603，以节约用于收集信息的时间并利用与相同时间帧相对应的噪声源捕获相同的精确时间。
根据本发明的一个或多个实施例，在步骤605中，使用第一电容性测量结果来确定第一低基质测量结果。在本发明的一个或多个实施例中，因为双节点最小化互电容性信号，所以第一电容性测量结果指示寄生低基质项的量。一般地，第一电容性测量结果越大，输入设备的基质状态越差并且第一低基质测量结果在测量结果的量值方面越高。在本发明的一个或多个实施例中，使用对应的第一电容性测量结果来针对每一个双节点获取单独的低基质测量结果。单独的低基质测量结果可以或可以不被组合成单个测量结果或测量结果集合。可以应用用于确定输入设备的第一低基质测量结果的各种函数。
根据本发明的一个或多个实施例，在步骤607中，根据第一低基质测量结果，确定第二低基质测量结果。第二低基质测量结果是要应用于第二电容性测量结果的校正因子。在本发明的一个或多个实施例中，第二低基质测量结果与第一低基质测量结果成比例。可以应用用于确定输入设备的第二低基质测量结果的各种函数。
根据本发明的一个或多个实施例，在步骤609中，使用第二低基质测量结果来调整第二电容性测量结果，以获得经调整的测量结果。特别地，将数学函数应用于第二电容性测量结果，以移除如第二低基质测量结果所测量的低基质。数学函数可以是例如减法函数。
根据本发明的一个或多个实施例，在步骤611中，根据经调整的测量结果确定位置信息。可以使用各种技术来执行确定位置信息。例如，可以应用时间和空间滤波器，可以执行噪声校正，并且可以执行其它预处理以进一步调整电容性测量结果。根据经调整的测量结果，可以将具有比阈值大的经调整的测量结果值的节点识别为对应于输入对象。具有比阈值大的经调整的测量结果值的节点的位置可以被识别为输入对象的位置。经调整的测量结果值还可以用于确定输入对象的垂直位置。可以使用来自在先感测帧的位置信息以确定速度和其它信息。
根据本发明的一个或多个实施例，在步骤613中，报告位置信息。例如，确定模块或处理系统可以将位置信息报告给主机计算设备。可替换地或附加地，主机计算设备可以将位置信息报告给在主机计算设备上执行的应用。基于位置信息，主机计算设备或应用可以执行改变计算设备的至少一部分的状态的动作。
图7示出了根据本发明的一个或多个实施例的用于双节点感测的流程图。根据本发明的一个或多个实施例，在步骤701中，使用与双节点相对应的作为结果的信号来获取第一互电容性测量结果。可以以与以上参照步骤601讨论的技术相同或类似的方式执行步骤701。
根据本发明的一个或多个实施例，在步骤703中，使用作为结果的信号来获取绝对电容性测量结果。在本发明的一个或多个实施例中，驱动发射器电极并利用发射器电极进行接收。此外，也可以驱动接收器电极并利用接收器电极进行接收。利用发射器电极和接收器电极二者来接收作为结果的信号，以测量每一个传感器电极的绝对电容。因而，作为结果的信号反映了所有节点上的电容的改变。换言之，每一个传感器电极可以针对多个双节点测量单个测量结果值。因而，绝对电容感测可以针对两个轴创建感测区的电容的分布图。
根据本发明的一个或多个实施例，在步骤705中，使用与主节点相对应的作为结果的信号来获取第二互电容性测量结果。可以以与以上参照步骤603讨论的技术相同或类似的方式执行步骤705。此外，可以按任何次序（连续地或并发地）执行步骤701-705。
在步骤707中，可以确定绝对电容性测量结果的比率。该比率可以是一个传感器电极和相邻传感器电极的绝对电容测量结果的比率。具体地，考虑其中分布图的值在位置x处最大的场景。可以将连接到位置x的一个轴上的分布图中的值除以连接到与位置x紧邻的相邻位置的一个轴上的分布图中的值。由于网格布局，该位置和相邻位置可以对应于主节点和双节点。因而，该比率反映了主节点与双节点之间的电容的改变。
根据本发明的一个或多个实施例，在步骤709中，使用第一互电容性测量结果来确定第一低基质测量结果。可以以与以上参照步骤605讨论的技术相同或类似的方式执行步骤709。
根据本发明的一个或多个实施例，在步骤711中，使用第一低基质测量结果和比率，确定第二低基质测量结果。第二低基质测量结果是要应用于第二电容性测量结果的校正因子。在本发明的一个或多个实施例中，第二低基质测量结果与第一低基质测量结果成比例。可以应用用于确定输入设备的第二低基质测量结果的各种函数。
根据本发明的一个或多个实施例，在步骤713中，使用第二低基质测量结果来调整第二电容性测量结果，以获得经调整的测量结果。根据本发明的一个或多个实施例，在步骤715中，根据经调整的测量结果确定位置信息。根据本发明的一个或多个实施例，在步骤717中，报告位置信息。可以以与以上参照步骤609-613讨论的技术相同或类似的方式执行步骤713-717。
图8.1和8.2示出了根据本发明的一个或多个实施例的示例。具体地，图8.1示出了与在图3中相同的示例传感器电极布局。图8.1还示出了由椭圆形和阴影表示的位置（802）处的感测区中的手指。该手指充分大以达到节点n1、d1、d2和d3中的传感器电极的电容改变（即，deltact）项中的饱和。节点d2（804）是双节点。即使该手指向右侧稍微移动，该手指也相比于该局部化节点d2（804）巨大到使得deltact的饱和仍然发生。仅在该手指向左侧较远地移动的情况下，当deltact开始下降时达到点，直到deltact达到零为止。
图8.2针对感测区中的两个不同大小手指f1和f2示出了双节点上的像素响应函数（prf）的示例横截面，f2大于f1。prf示出了当将对象移动到任意位置且在该位置处报告固定像素处的测量值时获得的所述固定像素处的电容性响应。如果输入对象充分大且以该像素位置为中心，则输入对象覆盖在该像素处在发射器电极与接收器电极之间的整个交点。如果对象甚至更大，则对象将不会改变deltact，并且因此，针对充分大的对象达到饱和。
在图8.2的示例中，手指f1和f2二者均充分大以达到针对传感器电极的deltact项中的饱和。实际prf可以是三维的，并且图8.2示出了具有固定y轴的prf的横截面。由框（820）表示的区示出了当达到互电容性信号的饱和时的手指位置。可以通过绝对良好的地质状况中的校准来测量饱和度。因此，可以通过从节点处的互电容测量结果减去节点的饱和值（即，deltact_{t,s}）来计算双节点上的clgm。如果手指处于prf的转变区中并且尽管如此也完成了过程，则确定clgm的误差可能不显著，这是因为按照构造，双节点上的deltact较小。基于感测区中的输入对象内部的clgm项，双节点提供与传感器的lgm状况有关的恒定实时信息。
由于具有关于双节点的信息，手指所触摸的主节点是可识别的。在主节点上，目标是测量互电容性信号。根据本发明的一个或多个实施例，如果clgm在双节点上处于零附近，则跨电容测量结果在主节点上未被破坏。主节点上的prf可以与图8.2类似地出现，其中区别在于：饱和的互电容性信号在主节点上比在双节点上大得多，并且仅针对显著更大的手指达到饱和。事实上，图8.1中的手指直径可以是节距的大约两倍或更大以针对主节点达到饱和，而直径可以是节距的仅约十分之一或更大以针对双节点达到饱和。在双节点上确定的clgm项可以校正主节点上的低基质。
在本发明的一个或多个实施例中，传感器的低基质可以取决于若干个不同因素，诸如传感器有多良好地接地、传感器有多大、以及传感器的自电容是什么、所检测到的（一个或多个）输入对象的大小以及其它因素。甚至对于固定传感器设计，低基质行为可以取决于用户正在利用设备做什么而以秒的一小部分改变。一个或多个实施例可以在适当位置提供可靠的交互式警告系统，其规则地提供与传感器的实时低基质饱和有关的信息。具体地，因为以接收器电极与相邻发射器电极之间的交互被强烈地局部化到小的区这样的方式构造双节点，所以所测量的deltact在一侧上非常小，在另一侧上充分大的大小的几乎任何对象在处于这样的双节点上方的感测区中的情况下将使deltact快速饱和。但是，寄生低基质电容项可以处于与在双节点上类似的量级，因此显著大于取决于低基质状况的双节点deltact测量结果。
以下是用于针对低基质进行调整的示例方程组。以下仅用于示例目的，而不意图限制本发明的范围。具体地，在不脱离本发明的范围的情况下，可以使用其它方程和函数。
方程1（等式1）示出了用于确定针对双节点的一阶低基质校正因子的示例方程。
在等式1中，clgm(d)是针对双节点的低基质校正因子，并且cfrx(p)是主节点上的所接收到的电容。在该示例中，cfrx(p)与考虑中的双节点上的所接收到的电容一致。cftx(d)是双节点上的所发射的信号，cfs是手指与设备之间的电容性耦合，并且cgrd是手指宇宙与宇宙设备之间串联的电容性耦合。
方程2（等式2）示出了用于确定针对主节点的低基质校正因子的示例方程。
在等式2中，clgm(p)是针对主节点的低基质校正因子，
尽管已经关于有限数目的实施例描述了本发明，但是受益于本公开的本领域技术人员将领会，可以设计出不脱离如本文中公开的本发明的范围的其它实施例。相应地，本发明的范围应当仅受所附权利要求限制。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！