專利名稱：檢測傳導(dǎo)體的存在的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本主題涉及到解釋用戶輸入的領(lǐng)域。更具體地，但是不通過限制的方式，權(quán)利要求的主題公開了用于檢測傳導(dǎo)體的存在的技術(shù)。背景計算設(shè)備，例如筆記本電腦、個人數(shù)字助理、移動通信設(shè)備、便攜式娛樂設(shè)備(例如，手持的視頻游戲設(shè)備、多媒體播放器)、以及機頂盒(例如，數(shù)字有線電視盒、數(shù)字視頻光盤(DVD)播放器)可以包括便于用戶和計算設(shè)備之間進行交互的用戶界面設(shè)備。較常見的一種類型的用戶界面設(shè)備通過電容感應(yīng)進行操作。電容感應(yīng)系統(tǒng)可以包括觸摸屏、觸摸傳感板、觸摸傳感滑塊、或者觸摸傳感按鈕，并且可以包括一個或者多個電容傳感元件的陣列。電容感應(yīng)通常包括測量與電容傳感元件相關(guān)的電容的變化，以確定傳導(dǎo)體相對于電容傳感元件的存在或者位置。傳導(dǎo)體可以是例如尖筆或者用戶的手指。傳導(dǎo)體相對于電容傳感元件的放置或者移動，以及電容傳感元件的電噪聲可以影響檢測傳導(dǎo)體的存在的精確度和一致性。當(dāng)檢測到的存在被用于確定關(guān)于傳導(dǎo)體的進一步的信息，例如傳導(dǎo)體的位置時，傳導(dǎo)體的放置和/或移動以及電噪聲還可以影響其進一步的信息的精確度和一致性。附圖簡述—些實施方式通過實施例的方式來闡述，并且不受附圖中圖的限制，其中:

圖1是示出了根據(jù)不同的實施方式的示例性感應(yīng)系統(tǒng)的立體圖；圖2是示出根據(jù)一個實施方式的檢測到存在的方框圖；圖3是示出根據(jù)示例性實施方式的檢測到在形狀上不同以及在電容值上有變化的存在的圖；圖4是示出根據(jù)一個實施方式的匹配檢測到存在的形狀的方框圖；圖5是示出根據(jù)一個實施方式的用于確定檢測到的存在的定向的形狀的幾何點的方框圖；圖6是示出根據(jù)一個實施方式的匹配檢測到的存在的另一個形狀的方框圖；圖7是示出根據(jù)一個實施方式的用于檢測傳導(dǎo)體的存在的方法的流程圖；以及圖8是示出根據(jù)不同的實施方式的檢測電容傳感器陣列上的傳導(dǎo)體的存在的電子系統(tǒng)的方框圖。詳細描述論述了檢測傳導(dǎo)體的存在的方法和裝置。在下文的描述中，出于解釋的目的，為了提供對示例性實施方式的全面理解，闡述了許多具體的細節(jié)。然而，對于本領(lǐng)域中的技術(shù)人員，明顯的是權(quán)利要求的主題可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下被實踐。此外，詳細的描述公開了匹配檢測到輸入端的存在的幾何形狀并且使用匹配的形狀來使檢測到的存在穩(wěn)定的技術(shù)的實施例?，F(xiàn)在簡短地介紹一些實施方式，并隨后從圖1開始更詳細地論述這些和其它實施方式。在一個實施方式中，手指被用于將輸入提供到被組織為電容傳感元件的區(qū)域的觸摸屏。即使當(dāng)手指意在保持在相同的位置時，手指無意識的移動(例如，發(fā)抖、顫動和轉(zhuǎn)動)以及電噪聲可以導(dǎo)致手指的計算位置變化。在此描述的技術(shù)穩(wěn)定檢測到的手指的存在(例如，或者其它傳導(dǎo)體)，以便手指的計算位置較少地受到無意識的移動和電噪聲的影響。為了這個目的，一個實施方式包括確定匹配檢測到的手指的存在的形狀。檢測到的存在通過檢測到電容變化的觸摸屏上的區(qū)域來表現(xiàn)，該電容變化達到或者超過閾值。被確定為匹配檢測到的存在的形狀包圍被檢測到電容變化的區(qū)域、并且還包圍至少一個沒有被檢測到電容變化但其電容量變化達到或者超過閾值的區(qū)域(例如，或者區(qū)域的一部分)。一旦形狀匹配，電容值變化可以被分配給該至少一個區(qū)域以穩(wěn)定手指的檢測。同一手指的隨后的檢測可以匹配相同的或者類似的形狀，并且被分配相同的或者類似的電容值變化，而不是允許輕微的移動或者噪聲來確定電容變化。在一些實施方式中，穩(wěn)定的檢測到的存在可以被用于計算觸摸屏上的手指應(yīng)該在的位置。選擇性地或者另外地，穩(wěn)定的檢測到的存在可以被用于識別傳導(dǎo)體(例如，將手指識別為食指)，或者被用于跟蹤通過觸摸屏的同一手指。以下詳細的描述包括對附圖的參考，其構(gòu)成詳細描述的一部分。附圖示出根據(jù)實施方式的圖解。這些在此被稱為“實施例”的實施方式被足夠詳細地描述，以使得本領(lǐng)域中那些技術(shù)人員能夠?qū)嵺`所要求的主題的實施方式?？梢越M合實施方式，可以使用其它實施方式，可以在不偏離權(quán)利要求的范圍下進行結(jié)構(gòu)、邏輯和電氣上的改變。因此，以下詳細的描述將不被從限制的角度進行理解，并且通過所附權(quán)力要求及其等同物來限定范圍。圖1是示出了根據(jù)不同的實施方式的示例性感應(yīng)系統(tǒng)100的立體圖。感應(yīng)系統(tǒng)100被示出包括耦合到感應(yīng)模塊106的輸入模塊102。輸入模塊102接收來自輸入對象(例如，手指110)的輸入。輸入模塊102可以包括觸摸板、觸摸屏、或者任意其它從輸入對象接收輸入的界面。在不同的實施方式中，感應(yīng)系統(tǒng)100可以提供觸摸屏、觸摸板、滑塊、按鈕、開關(guān)、水平傳感器、近距離傳感器、位移傳感器及其組合的功能，或者提供一些其它基于檢測用戶輸入的功能。輸入模塊102被示出包括傳感元件104。在不同的示例性實施方式中，傳感元件104可以包括一個或者多個光敏元件、發(fā)光元件、感光元件、壓敏元件和/或電容傳感元件。在一些實施方式中，傳感元件被嵌入到輸入模塊102的圖像顯示器中。這有時被稱為柵格內(nèi)(in-cell)感應(yīng)。例如，感光元件可以被嵌入到圖像顯示器的每個顯示像素中。感光元件感應(yīng)由輸入對象反射回柵格里的光。如將關(guān)于圖2來描述的，傳感元件104可以被組織為輸入模塊102的多個區(qū)域。手指110被示出接近圖1的輸入模塊102，并且該手指是為輸入模塊102提供輸入的輸入對象的一個實例。在不同的實施方式中，輸入對象可以是非傳導(dǎo)體、傳導(dǎo)體(例如，手指或者尖筆)和/或可以產(chǎn)生光或者其它能量(例如，通過傳感元件104被感應(yīng)到)。輸入對象可以相對于輸入模塊102的位置固定或者相對于輸入模塊102的位置移動。例如，用戶可以相對于輸入模塊102移動手指110。用戶可以包括人、機械、機器和/或程序指令。選擇性地或者另外地，輸入模塊102可以被允許相對于固定的或者可移動的輸入對象移動。感應(yīng)模塊106感應(yīng)或者檢測接近輸入模塊102的一個或者多個傳感元件104的一個或者多個輸入對象的存在。為了這個目的，當(dāng)輸入對象出現(xiàn)時，感應(yīng)模塊106可以執(zhí)行掃描操作以通過感應(yīng)元件來感應(yīng)反映通過輸入對象施加到輸入模塊102的壓力的信號、與輸入對象相關(guān)的光(例如，紅外光)、輸入對象的圖像和/或傳感元件的電容。在示例性掃描操作中，感應(yīng)模塊106通過傳輸介質(zhì)108來與輸入模塊102交換能量。傳輸介質(zhì)108可以包括通過其可以傳送能量的任意介質(zhì)。對于一些實施方式，傳輸介質(zhì)108包括電流可以通過其流動的金屬跡線(例如，銅線)。選擇性地或者另外地，能量可以通過無線傳輸介質(zhì)來進行交換。在掃描操作的一個實施方式中，感應(yīng)模塊106通過傳輸介質(zhì)108將電壓施加到一個或者多個傳感元件104以形成電容。感應(yīng)模塊106可以選擇地或者另外地檢測由一個或者多個傳感元件104的放電產(chǎn)生的電流或者電壓。在一個實施方式中，在手指110被放置到接近輸入模塊102時，感應(yīng)模塊106可以通過重復(fù)的掃描操作來多次檢測手指Iio的存在。如將關(guān)于圖3來更詳細論述的，感應(yīng)模塊106可以多次檢測到同一手指110的存在，但是檢測到的存在可以彼此具有不同的特性。在一個實施方式中，檢測到的存在的特性包括檢測到的存在的電容變化和檢測到的存在的形狀變化(例如，區(qū)域輪廓)。如以上所介紹的，傳感元件104可以位于或者被布置在輸入模塊102的不同區(qū)域。關(guān)于圖2來論述在輸入模塊102的多個區(qū)域檢測到的手指110的存在。如還將關(guān)于圖2來描述的，一旦感應(yīng)模塊106檢測到手指110的存在，感應(yīng)模塊106可以基于檢測到的存在的特性來確定關(guān)于手指110的進一步信息。該關(guān)于手指110的進一步信息的實例可以包括手指110的方向、手指110在輸入模塊102上的位置、以及對手指110的識別(例如，識別為食指)。圖2是示出根據(jù)一個實施方式的檢測到的存在214的方框圖200。圖2被示出包括圖1的被組織為區(qū)域網(wǎng)格的輸入模塊102。每個區(qū)域都被示出為方形，例如區(qū)域212，并且包括一個或者多個電容傳感元件(未示出)。應(yīng)當(dāng)注意到在一些實施方式中，在不偏離權(quán)利要求的主題下，輸入模塊102的尺寸、形狀和組織(例如，區(qū)域)可以不同于圖2中所示出的輸入模塊。輸入模塊102被示出包括檢測到的存在214，其是接近輸入模塊102的手指110的表示。例如，檢測到的存在214可以被看作由感應(yīng)模塊106得到的手指110的快照。檢測到的存在214被示出為輸入模塊102的若干鄰近區(qū)域，其中檢測到的存在214的每個區(qū)域包括數(shù)值。數(shù)值表示由感應(yīng)模塊106檢測到的達到或者超過閾值的電容的變化。不達到或者超過閾值的電容變化不包含在檢測到的存在214的表示中。感應(yīng)模塊106被示出包括通過總線219來彼此耦合的信號傳感器220、存在探測器222、存在應(yīng)用模塊224、存在鑒別器226、存在調(diào)節(jié)器228以及存儲器230，其每一個可以使用硬件、軟件或者硬件和軟件的組合來實現(xiàn)。在一個實施方式中，信號傳感器220通過傳輸介質(zhì)108與輸入模塊102通信，以檢測傳感元件104的電容。例如，信號傳感器220可以執(zhí)行以上關(guān)于圖1描述的掃描操作來檢測電容。選擇性地或者另外地，信號傳感器220可以接收響應(yīng)于輸入對象、反映壓力、光、和/或輸入對象的圖像的信號。出于圖解而不是限制的目的，在下面關(guān)于電容傳感元件來論述信號感應(yīng)和存在檢測。在一個實施方式中，在檢測到的存在214的區(qū)域內(nèi)的傳感元件提供與為輸入模塊102而定義的X軸和為輸入模塊102而定義的Y軸相對應(yīng)的電容信號。在一個實施方式中，信號傳感器220包括模擬-到-數(shù)字轉(zhuǎn)換電路來將模擬電容信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字電容信號，其由存在探測器222用于檢測存在。存在探測器222使用從信號傳感器220接收的信號(例如，數(shù)字信號)來檢測圖1的手指110的存在。例如，存在探測器222可以通過比較當(dāng)手指110不存在時(例如，不接近電容傳感元件)電容傳感元件區(qū)域的電容值與當(dāng)手指110存在時電容傳感元件區(qū)域的電容值來檢測圖1的手指110的存在。在一個實施方式中，存在探測器222確定不同區(qū)域的電容變化，用數(shù)值表示每一電容變化(例如，在檢測到的存在214的區(qū)域中所示出的)，并且檢測電容變化達到或者超過閾值(例如，電容值中的閾值變化)的區(qū)域的圖1的手指110的存在。如以上關(guān)于圖1所介紹的，存在探測器222可以多次檢測同一手指110的存在，而檢測到的存在可以具有彼此不同的特性。檢測到的存在的示例性特性可以包括其區(qū)域的電容變化和檢測到的存在的整體形狀。例如，即使當(dāng)用戶意在將圖1的手指110保持在輸入模塊102上的同一地方時，存在探測器222可以使用不同的形狀和表示電容變化的不同數(shù)值(例如，在連續(xù)檢測到的存在中，同一區(qū)域可以具有不同的數(shù)值)來表示同一手指110的連續(xù)的檢測到的存在(例如，快照)。圖3是示出根據(jù)示例性實施方式的在形狀以及電容值的變化上不同的檢測到的存在314、316和318的圖。該圖被示出包括時間列302和檢測到的存在列304。參考圖1，用戶可以將手指110放置到接近輸入模塊102以提供對特定位置的輸入(例如，選擇觸摸屏上的圖標(biāo))或者簡單地將手指Iio擱在輸入模塊102的支撐表面上。存在探測器222可以隨后響應(yīng)于由圖2的信號傳感器220執(zhí)行的掃描操作而多次檢測手指110的存在。盡管檢測到的存在314、316和318是與同一手指110相關(guān)的，它們被示出包括形狀的變化和表示該區(qū)域的電容變化的數(shù)值的變化。在一個實施方式中，特性的變化是由電噪聲、掃描操作之間的手指110的移動和/或所述兩者的組合所導(dǎo)致的。手指110的移動可以包括，例如但不受以下項的限制，手指110的無意識的發(fā)抖、顫動和/或轉(zhuǎn)動。在時間列302的時間T1、T2和Τ3，圖2的存在探測器222將圖1的手指110分別表示為檢測到的存在列304的檢測到的存在314、316和318。在Tl，區(qū)域311包括數(shù)值(例如16)，并且區(qū)域311是檢測到的存在314的一部分，但是區(qū)域313和315不包括數(shù)值，并且不是檢測到的存在314的一部分。在時間Τ2，區(qū)域311包括相同的數(shù)值，但是區(qū)域313和315現(xiàn)在包括數(shù)值(例如，分別包括8和15)，并且是檢測到的存在316的一部分。在Τ3，區(qū)域311不包括數(shù)值，并且不是檢測到的存在318的一部分。在區(qū)域311、313和315中觀測到的變化可以由電噪聲、手指110的移動和/或所述兩者的組合所導(dǎo)致。結(jié)果，圖2的存在探測器檢測到同一手指110的不同形狀的檢測到的存在。回到圖2，當(dāng)存在應(yīng)用模塊224的輸出基于在不同的掃描操作中變化的檢測到的存在的特性時，可以產(chǎn)生不一致和/或不準(zhǔn)確的位置計算、手指識別和手指跟蹤。例如，一旦存在探測器222檢測到圖1的手指110的存在，存在應(yīng)用模塊224可以使用檢測到的存在214 (例如，其特性)來執(zhí)行位置計算、手指識別和/或手指跟蹤。例如，存在應(yīng)用模塊224可以使用檢測到的存在214的特性來識別為輸入模塊102提供輸入的傳導(dǎo)體的類型(例如，食指尖)。為了這個目的，存在應(yīng)用模塊224可以將特定類型的傳導(dǎo)體(例如，食指、拇指、尖筆尖或者任意其它類型的傳導(dǎo)體)的檢測到的存在214的形狀與儲存在存儲器230中的形狀相比較。選擇性地或者另外地，存在應(yīng)用模塊224可以基于其特性確定是否多個檢測到的存在(例如，圖3的檢測到的存在314、316和318)是彼此相關(guān)的。例如，存在應(yīng)用模塊224可以基于檢測到的存在之間的特性的相似處(例如，形狀和電容的變化)當(dāng)手指在輸入模塊102的位置上移動時來跟蹤手指。選擇性地或者另外地，存在應(yīng)用模塊224可以使用檢測到的存在214的特性來計算檢測到的存在214相對于輸入模塊102的位置。例如，計算位置可以表示為針對圖1的輸入模塊102而定義的X-Y坐標(biāo)系中的點。然而，在其它實施方式中，所述位置可以用多于或者少于二維的維度來表示。在一個實施方式中，存在應(yīng)用模塊224使用質(zhì)心算法來確定位置。圖2的存在鑒別器226和存在調(diào)節(jié)器228用于減少或者減弱在不同的掃描操作中，圖1的同一手指110的檢測到的存在(例如，圖3中的檢測到的存在314、316和318)中的變化?，F(xiàn)在關(guān)于圖4來更詳細的論述存在鑒別器226和存在調(diào)節(jié)器228的操作。圖4是示出根據(jù)一個實施方式的匹配檢測到的存在214的形狀430的方框圖400。圖4被示出包括輸入模塊102，輸入模塊102包括由形狀430所包圍的檢測到的存在214，該形狀在本實施例中是橢圓。在形狀430內(nèi)示出了電容變化在閾值以上的區(qū)域(例如，用數(shù)值指示)和任意電容變化不在閾值以上的區(qū)域(例如，形狀430的沒有數(shù)值的區(qū)域)。當(dāng)檢測到圖1的手指110的存在時，圖2的存在鑒別器226確定可能受到電噪聲和傳導(dǎo)體的移動的影響的輸入模塊102的區(qū)域。為了這個目的，在一個實施方式中，存在鑒別器226將形狀430 (例如，二維形狀)匹配到檢測到的存在214。形狀430的輪廓內(nèi)的區(qū)域可以被預(yù)測為受到電噪聲和傳導(dǎo)體的移動的影響。在一個實施方式中，存在鑒別器226從儲存在存儲器230中的多個形狀中選擇恰當(dāng)?shù)仄ヅ涞男螤?。儲存在存儲?30中的形狀可以包括橢圓、矩形、圓形、三角形、其它標(biāo)準(zhǔn)形狀、形狀的組合和/或任意其它形狀。在一個實施方式中，選定的形狀是如下的形狀，其包圍檢測到的存在214且包圍最小數(shù)量的沒有閾值以上的電容變化的區(qū)域。對于測試合適的匹配的每個形狀，存在鑒別器226確定若干沒有閾值以上的電容變化的區(qū)域。通過若干不同的轉(zhuǎn)動角度，每個形狀可以匹配。存在鑒別器226選擇具有最小數(shù)量的在閾值以下的區(qū)域的多個形狀中的一個作為最合適的匹配。在示例性實施方式中，合適的匹配被稱為“最佳匹配”。存在調(diào)節(jié)器228可以調(diào)節(jié)或者分配形狀430內(nèi)的任意區(qū)域的電容值變化。在一些實施方式中，存在調(diào)節(jié)器228可以基于鄰近區(qū)域的電容值變化來分配值。被分配的值可以是鄰近區(qū)域的平均值。在一個實施方式中，存在調(diào)節(jié)器228將數(shù)值10.33分配至區(qū)域432，其中10.33是鄰近區(qū)域434和436的數(shù)值(例如，分別是15和16)和形狀430的邊緣431處的區(qū)域432的數(shù)值(例如，零)的平均值。在另一個實施方式中，存在調(diào)節(jié)器228分配與形狀430內(nèi)的區(qū)域432的部分成比例的平均值的部分。例如，如果區(qū)域432的5/6在形狀430內(nèi)，則存在調(diào)節(jié)器228將分配約8.61的數(shù)值。選擇性地或者另外地，檢測到的存在214的區(qū)域的數(shù)值的部分可以應(yīng)用到那些任意電容變化沒有達到或者超過閾值的區(qū)域。例如，數(shù)值5可以從區(qū)域434減去并且加到區(qū)域432。在該技術(shù)下，檢測到的存在214的電容變化的總和可以保持不變。
通過將電容值的變化分配到形狀430內(nèi)的區(qū)域，檢測到的存在214中的變化可以被穩(wěn)定。在一個實施方式中，相同的或者類似的形狀430和被分配的電容變化可以被應(yīng)用到同一手指110的隨后檢測到的存在。這樣做減小了多個檢測到的存在的形狀和電容變化的波動。在另一個實施方式中，每個隨后檢測到的存在可以匹配其自身的形狀，并且如果它們的匹配形狀被確定具有所需的相似度的話，那些檢測到的存在可以是彼此相關(guān)的。如在此所描述的，匹配檢測到的存在214的形狀可以被用于識別傳導(dǎo)體、跟蹤傳導(dǎo)體、或者當(dāng)形狀的質(zhì)心被用于計算位置時，可用于使位置計算更精確。精確的位置計算技術(shù)將關(guān)于圖5來描述。圖5是示出根據(jù)一個實施方式的用于確定檢測到的存在214的定向的形狀430的幾何點的方框圖500。在一個實施方式中，圖2的存在鑒別器226基于形狀430的幾何結(jié)構(gòu)來確定檢測到的存在214的定向。檢測到的存在214的定向可以指示有意觸摸的位置。例如，定向可以指示傳導(dǎo)體指向輸入設(shè)備的方向。在一個實施方式中，具有檢測到的存在214的最大電容變化的區(qū)域可以指示定向。圖5被示出包括形狀430 (例如橢圓)、形狀430的點(例如，橢圓的焦點534和536)、和形狀430的定向相關(guān)的區(qū)域538。在一個實施方式中，橢圓的焦點534和536被用于確定檢測到的存在214的定向。定向相關(guān)的區(qū)域538可以隨后用于計算檢測到的存在214的位置。例如，存在鑒別器226可以比較橢圓的焦點534和536附近的電容變化。存在鑒別器226確定定向在發(fā)現(xiàn)電容變化峰值的焦點534附近。電容變化峰值可以是一個區(qū)域的峰值數(shù)值(例如，65)，或者是多個區(qū)域的數(shù)值的峰值和。當(dāng)另一個形狀匹配檢測到的存在時(例如，矩形、三角形等等)，則另一形狀的幾何位置可以用于確定定向。存在調(diào)節(jié)器228可以隨后選擇若干區(qū)域，例如，圍繞焦點534的定向相關(guān)區(qū)域538(可以由存在應(yīng)用模塊224使用)來作為位置計算的基礎(chǔ)。在一個實施方式中，存在應(yīng)用模塊224僅使用定向相關(guān)區(qū)域538的電容值變化來計算檢測到的存在214的位置。選擇性地或者另外地，存在應(yīng)用模塊224可以使用形狀430的定向相關(guān)區(qū)域538以及其它區(qū)域來計算位置。圖6是示出根據(jù)一個實施方式的匹配檢測到的存在214的另一個形狀646的方框圖600。三維形狀可以適合檢測到的存在214，以預(yù)測可能受到電噪聲和傳導(dǎo)體的移動影響的區(qū)域。在一個實施方式中，存在鑒別器226在具有電容變化峰值640(例如，圖4中的65)的區(qū)域上生成三維的、并且具有頂點642的形狀646。頂點642在z方向的高度等于電容的峰值變化。形狀646的表面648在形狀430 (例如，二維基本形狀)的頂點642和邊緣644之間延伸。存在調(diào)節(jié)器228可以使用形狀646來變更形狀646下的區(qū)域的電容值變化。該變更可以減緩?fù)皇种?10的檢測到的存在的波動的影響。例如，存在調(diào)節(jié)器228可以將電容變化分配到一個區(qū)域，以致該區(qū)域的電容變化遵循形狀646的表面648。在一個實施方式中，存在調(diào)節(jié)器228基于限定形狀646的表面648的表面方程來確定區(qū)域的電容的目標(biāo)變化。選擇性地或者另外地，存在調(diào)節(jié)器228可以變更區(qū)域的電容變化以匹配形狀646的z方向的斜面650。在一個實施方式中，斜面650由矢高除以水平距來限定，其中矢高是電容的峰值變化和形狀646內(nèi)另一個電容變化之間的差異，而水平距是電容的峰值變化的區(qū)域和其它電容變化的區(qū)域之間的水平差異。不具有達到閾值的電容值變化的區(qū)域可以被分配匹配形狀646的表面648(例如，同時達到電容值變化閾值)的電容值變化。在一個實施方式中，已經(jīng)具有閾值水平以上的電容值變化的區(qū)域可以被變更以滿足形狀646的表面648。如在此描述的匹配三維的形狀以及分配或者變更電容值變化減弱了同一輸入對象(例如，圖1的手指110)的檢測到的存在變化的影響。圖7是示出根據(jù)一個實施方式的用于檢測傳導(dǎo)體的存在的方法700的流程圖。出于解釋并且不限制權(quán)利要求的主題的目的，方法700的描述涉及到以上提到的附圖的部分。將注意到在此描述的方法可以通過硬件、軟件或者硬件和軟件的組合來執(zhí)行。方框702中，方法700包括確定多個區(qū)域，所述多個區(qū)域中的每個區(qū)域具有達到或者超過閾值的檢測的電容值變化。方框704中，方法700包括將形狀匹配到多個區(qū)域。參考圖4，多個區(qū)域可以包括檢測到的存在214的區(qū)域。在一個實施方式中，圖2的存在鑒別器226將圖4的形狀430匹配到檢測到的存在214。在選擇最恰當(dāng)?shù)仄ヅ?例如，選定的匹配)檢測到的存在214的形狀(例如，形狀430或者形狀646)前，存在鑒別器226可以通過若干儲存在圖2的存儲器230中的形狀來重復(fù)匹配過程。方框706中，方法700包括確定另一個區(qū)域，這另一區(qū)域在匹配的形狀內(nèi)并且不具有達到或者超過閾值的檢測的電容值變化。參考圖2和圖4，在一個實施方式中，存在鑒別器226可以確定區(qū)域432，其在匹配的形狀內(nèi)，但是不具有檢測的達到或者超過閾值的電容變化。方框708中，方法700包括將所分配的電容值變化分配到其它區(qū)域。在一個實施方式中，存在調(diào)節(jié)器228將所分配的電容值變化分配到圖4的區(qū)域432和/或分配到圖4的形狀430的其它陰影區(qū)域。當(dāng)形狀是諸如圖4的形狀430的二維形狀時，存在調(diào)節(jié)器228可以使用鄰接區(qū)域432的區(qū)域434和436的檢測的電容值變化來計算分配的電容值變化。當(dāng)形狀是諸如圖6的形狀646的三維形狀時，圖2的存在調(diào)節(jié)器228可以使用形狀646的表面648的方程來計算分配的電容值變化。方框710中，方法700包括使用匹配的形狀來確定關(guān)于檢測到的存在的信息。一旦圖4的形狀430或者圖6的形狀646被匹配，存在鑒別器226可以確定其存在被檢測到的圖1的手指110的定向(例如，通過檢測到的存在214)。在一個實施方式中，定向指示了手指110有意在輸入模塊102上的哪一位置提供輸入。例如，當(dāng)存在鑒別器226確定圍繞第一幾何點的若干區(qū)域(例如，定向相關(guān)區(qū)域538)相比于圍繞形狀430 (例如，橢圓)的第二幾何點(例如，焦點536)的相同數(shù)量的其它區(qū)域的電容變化的較小的總和，具有電容變化的較大總和時，存在鑒別器226可以確定圖1的手指110相對于形狀430 (例如橢圓)的第一幾何點(例如，焦點534)被定向。關(guān)于檢測到的存在214的信息還可以包括位置信息。例如，圖2的存在應(yīng)用模塊224可以使用檢測到的存在214內(nèi)的區(qū)域和包括分配的值的區(qū)域(例如，圖4的區(qū)域432)來計算形狀430的質(zhì)心。計算的質(zhì)心可以被用于確定觸摸的χ-y位置。再次參考圖5，圖2的存在應(yīng)用模塊224可以計算定向相關(guān)區(qū)域538的質(zhì)心。
關(guān)于檢測到的存在214的信息還可以包括識別信息。例如，圖2的存在應(yīng)用模塊224通過圖2的存儲器230中的傳導(dǎo)體的類型(例如，食指)與形狀430的關(guān)聯(lián)來識別導(dǎo)致檢測的電容變化的傳導(dǎo)體的類型。圖8是示出根據(jù)不同的實施方式的檢測電容傳感器陣列820上的傳導(dǎo)體的存在的電子系統(tǒng)800的方框圖。電子系統(tǒng)800包括處理設(shè)備810、電容傳感器陣列820、觸摸傳感按鈕840、主處理器850、嵌入式控制器860以及非電容傳感元件870。處理設(shè)備810可以包括模擬的和/或數(shù)字的通用輸入/輸出(“GP10”)端口 807。GPIO端口 807可以是可編程的。在一個實施方式中，數(shù)字塊陣列可以被配置為使用可配置的用戶模塊(“UM”)來實現(xiàn)多種數(shù)字邏輯電路(例如，DAC、數(shù)字濾波器、或者數(shù)字控制系統(tǒng))。數(shù)字塊陣列可以被耦合到系統(tǒng)總線。處理設(shè)備810還可以包括存儲器，例如隨機存取存儲器(“RAM”)805和程序閃存804。RAM 805可以是靜態(tài)的RAM (“SRAM”)，而程序閃存804可以是非易失性的存儲器，其可以用于存儲固件(例如，可由處理核802執(zhí)行的實現(xiàn)在此描述的操作的控制算法)。存儲器可以包括當(dāng)執(zhí)行時實現(xiàn)在此描述的方法的指令。處理設(shè)備810還可以包括耦合到存儲器的微控制器單元(“MCU”) 803和處理核心802。根據(jù)所闡述的，電容傳感器801可以被集成到處理設(shè)備810中。電容傳感器801可以包括用于耦合到諸如電容傳感器陣列820、觸摸傳感按鈕840、和/或其它設(shè)備的外部部件的模擬I/O。以下將更詳細地描述電容傳感器801和處理設(shè)備810。在此描述的實施方式可以被使用在任意的電容傳感器陣列應(yīng)用中，例如，電容傳感器陣列820可以是觸摸屏、觸摸傳感滑塊、或者觸摸傳感按鈕840 (例如，電容傳感按鈕)。在此描述的操作可以包括，但是不局限于，筆記本指針操作、照明控制(調(diào)光器)、音量控制、圖形均衡器控制、速度控制或者其它需要漸進或者離散調(diào)節(jié)的控制操作。還將注意到這些電容感應(yīng)實現(xiàn)的實施方式可以連同非電容傳感元件870 —起使用，非電容傳感元件870包括但是不局限于拾取鍵、滑塊(例如，顯示亮度和對比度)、滾輪、多媒體控制(例如，音量、快進等等)、手寫識別和數(shù)字小鍵盤操作。在一個實施方式中，電子系統(tǒng)800包括通過總線821耦合到處理設(shè)備810的傳感兀件的電容傳感器陣列820。在一個實施方式中，電容傳感器陣列可以包括圖1的傳感兀件104。在一個實施方式中，傳感元件的電容傳感器陣列820可以包括一維的傳感器陣列，而在另一個實施方式中，其可以包括二維的傳感器陣列。選擇性地或者另外地，傳感元件的電容傳感器陣列820可以具有更多維數(shù)。電容傳感器陣列820可以使用投射電容式技術(shù)，在該技術(shù)中，電容傳感器陣列的電容傳感兀件形成在電容傳感器陣列820的襯底(未不出)上的一個或者多個電容傳感層中。例如，電容傳感元件可以在沉積在玻璃襯底上的一層或者多層透明導(dǎo)電薄膜中通過圖像顯示器(例如，液晶顯示器)來形成圖案。保護性的透明層(例如，玻璃或者塑料膜)可以覆蓋電容傳感元件以保護它們免于環(huán)境破壞。另外，在一個實施方式中，傳感元件的電容傳感器陣列820可以是滑塊、觸摸板、觸摸屏或者其它感應(yīng)設(shè)備。在另一個實施方式中，電子系統(tǒng)800包括通過總線841耦合到處理設(shè)備810的觸摸傳感按鈕840。觸摸傳感按鈕840可以包括單維或者多維傳感器陣列。單維或者多維傳感器陣列可以包括多個傳感元件。對于觸摸傳感按鈕，傳感元件可以被耦合在一起以檢測感應(yīng)設(shè)備的整個表面上的傳導(dǎo)體的存在。選擇性地，觸摸傳感按鈕840可以具有單個傳感元件來檢測傳導(dǎo)體的存在。在一個實施方式中，觸摸傳感按鈕840可以包括電容傳感元件。電容傳感元件可以作為非接觸式傳感元件來使用。當(dāng)受到絕緣層的保護時，這些傳感元件對惡劣環(huán)境具有耐抗性。電子系統(tǒng)800可以包括電容傳感器陣列820和/或觸摸傳感按鈕840中的一個或者多個的任意組合。在另一個實施方式中，電子系統(tǒng)800還可以包括通過總線871耦合到處理設(shè)備810的非電容傳感元件870。非電容傳感元件870可以包括按鈕、發(fā)光二極管(“LED”)、以及其它用戶界面設(shè)備，例如鼠標(biāo)、鍵盤或者其它不需要電容感應(yīng)的功能鍵。在一個實施方式中，總線871、841、831和821可以是單總線。選擇性地，這些總線可以被配置到一個或者多個獨立總線的任意組合中。處理設(shè)備810可以包括內(nèi)部振蕩器/內(nèi)時鐘806和通信塊(“C0M”)808。振蕩器/時鐘塊806將時鐘信號提供到處理設(shè)備810的部件中的一個或者多個。通信塊808可以被用于通過主處理器接口(“I/F”)線851與外部部件例如主處理器850通信。選擇性地，處理設(shè)備810還可以被耦合到嵌入式控制器860，以和外部部件例如，主處理器850通信。在一個實施方式中，處理設(shè)備810被配置為與嵌入式控制器860或者主處理器850通信以發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)。處理設(shè)備810可以放置在常見的載體襯底上，諸如，例如，集成電路(“1C”)硬模(die)襯底、多芯片模塊襯底、或者類似物。選擇性地，處理設(shè)備810的部件可以是一個或者多個獨立的集成電路和/或分散的部件。在一個示例性的實施方式中，處理設(shè)備810可以是由位于加利福尼亞San Jose的Cypress半導(dǎo)體公司開發(fā)的可編程片上系統(tǒng)(“PSoC ” )處理設(shè)備。選擇性地，處理設(shè)備810可以是本領(lǐng)域中那些普通技術(shù)人員已知的一個或者多個其它的處理設(shè)備，例如，微處理器或者中央處理單元、控制器、專用處理器、數(shù)字信號處理器(“DSP”)、專用集成電路(“ASIC”)、現(xiàn)場可編程門陣列(“FPGA”)、或者類似物。還將注意到在此描述的實施方式并不局限于具有耦合到主處理器850的處理設(shè)備的配置，而是可以包括測量感應(yīng)設(shè)備上的電容并將原始數(shù)據(jù)發(fā)送到另一個主機的系統(tǒng)，在該主機處，通過應(yīng)用程序來分析原始數(shù)據(jù)。事實上，由處理設(shè)備810完成的處理也可以在主機中完成。注意到圖8的處理設(shè)備810可以使用不同的技術(shù)來測量電容，例如自電容感應(yīng)和互電容感應(yīng)。自電容感應(yīng)模式還被稱為單電極感應(yīng)模式，因為每個傳感元件僅需要一個連接線到感應(yīng)電路。對于自電容感應(yīng)模式，觸摸傳感元件增大了傳感電容，因為由手指觸摸電容所增加的電容被增加到傳感電容。互電容變化在互電容感應(yīng)模式中被檢測出。每個傳感元件使用至少兩個電極:一個是發(fā)射器(TX)電極(在此也被稱為發(fā)射器電極)，而另一個電極是接收器(RX)電極。當(dāng)手指觸摸傳感元件或者非常接近傳感元件時，傳感元件的接收器和發(fā)射器之間的電容耦合減小，因為手指將部分電場分流到地(例如，底架或者陸地)。在一些實施方式中，處理設(shè)備810可以通過同時檢測接近電容傳感器陣列820的不同區(qū)域的多個傳導(dǎo)體來提供多點觸摸功能。在一個實施方式中，處理設(shè)備810可以包括和/或提供以上關(guān)于圖2描述的圖1的感應(yīng)模塊106和/或信號傳感器220、存在探測器222、存在應(yīng)用模塊224、存在鑒別器226和存在調(diào)節(jié)器228中的一個或者多個的功能。電容傳感器801可以被集成到處理設(shè)備810的IC中，或者作為選擇，被集成到獨立的IC中。電容傳感器801可以包括張弛振蕩器(RO)電路、sigma delta調(diào)制器(也被稱為CSD)電路、電荷轉(zhuǎn)移電路、電荷積累回路或者用于測量電容的類似物，這對于具有本公開內(nèi)容的權(quán)益的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言將會理解。選擇性地，可以將電容傳感器801的描述生成并且編譯為結(jié)合到其它集成電路中。例如，描述電容傳感器801或者其部分的行為級(behavioral level)代碼可以使用硬件描述語言,例如，VHDL或者Verilog生成,并且儲存到機器可訪問介質(zhì)(例如，CD-ROM、硬盤、軟盤等等)。此外，行為級代碼可以被編譯為寄存器傳輸級(“RTL”)代碼、網(wǎng)表或者甚至電路布局中，并且被儲存到機器可訪問介質(zhì)中。行為級代碼、RTL代碼、網(wǎng)表以及電路布局均表示描述電容傳感器801的不同層次的抽象概念。將注意到電子系統(tǒng)800的部件可以僅包括一些或者所有以上描述的分立部件，或
者一些其組合。在一個實施方式中，電子系統(tǒng)800被用在筆記本電腦中。選擇性地，電子設(shè)備可以被使用在其它應(yīng)用中，例如移動手機、個人數(shù)字助理(“PDA”)、鍵盤、電視、遠程控制、、監(jiān)測器、手持多媒體設(shè)備、手持影像播放機、手持游戲設(shè)備或者控制面板。描述了檢測傳導(dǎo)體的存在的方法和裝置。盡管參考特定的實施方式描述了權(quán)利要求的主題，但在不偏離權(quán)利要求的較寬的精神和范圍下對這些實施方式進行不同的改進和修改將會是明顯的。相應(yīng)地，說明書和附圖是出于闡述的目的，而不是出于限制的目的。在本文件中，如在專利文件中常見的，使用術(shù)語“一個(a) ”或者“一個(an ) ”來包括一個或者多于一個。在本文件中，術(shù)語“或者(or)”用于指非排外的，或者，除非另外闡述，“A或者B”包括“A而不是B”、“B而不是A”以及“A和B”。在本文件和通過參考并入的那些文件之間不一致的用法的情況中，被并入的參考文獻中的用法應(yīng)該考慮為對本文件的補充；對于矛盾的不一致處，由本文件的用法來控制。以上的描述意在闡述，而不是限制。例如，以上描述的實施方式(或者其一個或者多個方面)可以與每個其它實 施方式結(jié)合使用。當(dāng)回顧以上的描述時，其它實施方式對于本領(lǐng)域中那些技術(shù)人員將會是明顯的。因此，權(quán)利要求的范圍應(yīng)該參考所附權(quán)力要求和這些權(quán)利要求的等價物的全部范圍來確定。在所附權(quán)力要求中，術(shù)語“包括(including)”和“其中(in which)”被用作對應(yīng)的術(shù)語“包括(comprising)”和“其中(wherein)”的通俗英文的等價物。在以下權(quán)利要求中，術(shù)語“包括(including)”和“包括(comprising)”也是開放式的；在權(quán)利要求中包括這些術(shù)語后列出的那些元件外的元件的系統(tǒng)、設(shè)備、物件或者過程仍然被視為落在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。此外，在以下的權(quán)利要求中，術(shù)語“第一”，“第二”和“第三”等等僅僅是作為標(biāo)簽來使用，并且并不意在將數(shù)值要求強加到它們的對象上。提供本公開內(nèi)容的摘要以遵循37.C.F.R.§ 1.72(b)，其要求摘要將允許讀者快速地確定技術(shù)公開內(nèi)容的本質(zhì)。給出的理解將不被用于解釋或者限制權(quán)利要求的范圍或者意義。
權(quán)利要求
1.一種方法，包括: 確定多個區(qū)域，所述多個區(qū)域中的每個區(qū)域具有檢測到的達到或者超過閾值的電容值變化； 為所述多個區(qū)域匹配形狀； 確定另一個區(qū)域，所述另一區(qū)域在匹配的形狀內(nèi)并且不具有檢測到的達到或者超過所述閾值的電容值變化；以及 將分配的電容值變化分配到所述另一區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中為所述多個區(qū)域匹配所述形狀包括確定所述形狀是從多個形狀中選定的匹配。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述將分配的電容值變化分配到所述另一區(qū)域包括使用所述多個區(qū)域中的至少一個區(qū)域中的所述檢測到的電容變化來計算所述分配的電容變化。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括使用所述檢測到的電容變化和所述分配的電容變化來計算所述匹配的形狀的質(zhì)心。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括使用所述匹配的形狀來識別導(dǎo)致所述檢測到的電容變化的傳導(dǎo)體。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括確定導(dǎo)致所述檢測到的電容變化的輸入的定向，所述定向的確定包括: 基于所述匹配的形狀來選擇所述匹配的形狀的第一幾何點以及所述匹配的形狀的第二幾何點；以及 當(dāng)圍繞所述第一幾何點的若干區(qū)域較圍繞所述第二幾何點的相同數(shù)量的其它區(qū)域的較小的電容變化的總和具有較大的電容變化的總和時，確定所述輸入相對于所述第一幾何點被定向。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述輸入的定向指示所述輸入意在的位置。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，還包括，當(dāng)所述輸入相對于所述第一幾何點被定向時，使用圍繞所述第一幾何點的區(qū)域的電容變化而不是使用圍繞所述第二幾何點的所述其它區(qū)域的電容變化來計算所述輸入的質(zhì)心。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述形狀是二維形狀。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述形狀是三維形狀。
11.一種裝置，包括: 存在鑒別器； 存在調(diào)節(jié)器；以及 與所述存在鑒別器和所述存在調(diào)節(jié)器耦合的存儲器，所述存在鑒別器被配置為確定多個區(qū)域，所述多個區(qū)域中的每個區(qū)域具有檢測到的達到或者超過閾值的電容值變化，所述存在鑒別器還被配置為將儲存在所述存儲器中的多個形狀中的一個形狀匹配到所述多個區(qū)域，其中所述一個形狀是儲存在所述存儲器中的所述多個形狀中的最佳匹配，并且所述存在鑒別器還被配置為確定另一個區(qū)域，所述另一區(qū)域在匹配的形狀內(nèi)并且不具有檢測到的達到或者超過所述閾值的電容值變化，并且其中所述存在調(diào)節(jié)器被配置為將分配的電容值變化分配到所述另一區(qū)域。
12.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述一個形狀是二維形狀，且所述存在調(diào)節(jié)器被配置為使用所述多個區(qū)域中的鄰接所述另一區(qū)域的一個區(qū)域的檢測到的電容變化來計算所述分配的電容值變化。
13.如權(quán)利要求11所述的裝置，其中所述一個形狀是三維形狀，且所述存在調(diào)節(jié)器被配置為使用所述三維形狀的表面方程來計算所述分配的電容值變化。
14.如權(quán)利要求11所述的裝置，還包括存在應(yīng)用模塊，該存在應(yīng)用模塊被配置為使用所述檢測到的電容變化中的至少一個和所述分配的電容變化來計算所述一個形狀的質(zhì)心。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其中所述存在應(yīng)用模塊被配置為通過存儲器中的所述一個形狀與傳導(dǎo)體的類型的關(guān)聯(lián)來識別導(dǎo)致所述檢測到的電容變化的傳導(dǎo)體的類型。
16.如權(quán)利要求15所述的裝置，其中所述存在鑒別器被配置為，當(dāng)所述存在鑒別器確定圍繞所述一個形狀的第一幾何點的若干區(qū)域相較于圍繞所述一個形狀的第二幾何點的相同數(shù)量的其它區(qū)域的較小的電容變化的總和具有較大的電容變化的總和時，確定輸入相對于所述第一幾何點被定向，其中所述輸入的所述定向指示所述輸入的意在位置。
17.如權(quán)利要求16所述的裝置，其中當(dāng)所述輸入相對于所述第一幾何點被定向時，所述存在應(yīng)用模塊被配置為使用圍繞所述第一幾何點的區(qū)域的電容變化而不是使用圍繞所述第二幾何點的區(qū)域的電容變化來計算所述輸入的質(zhì)心。
18.—種感應(yīng)系統(tǒng)，包括: 處理設(shè)備； 與所述處理設(shè)備耦合的存儲器；以及 與所述處理設(shè)備耦合的電容傳感器陣列，所述處理設(shè)備包括: 存在鑒別器；以及 存在調(diào)節(jié)器，所述存在鑒別器被配置為確定所述電容傳感器陣列的多個區(qū)域，所述多個區(qū)域中的每個區(qū)域具有檢測到的達到或者超過閾值的電容值變化，所述存在鑒別器還被配置為將儲存在所述存儲器中的多個形狀中的一個形狀匹配到所述多個區(qū)域，其中所述一個形狀是從儲存在所述存儲器中的所述多個形狀中選擇的匹配，并且所述存在鑒別器還被配置為確定所述電容傳感器陣列的另一個區(qū)域，所述另一區(qū)域在匹配的形狀內(nèi)并且不具有檢測到的達到或者超過所述閾值的電容值變化，并且其中所述存在調(diào)節(jié)器被配置為將分配的電容值變化分配到所述另一區(qū)域。
19.如權(quán)利要求18所述的感應(yīng)系統(tǒng)，還包括存在應(yīng)用模塊，該存在應(yīng)用模塊被配置為使用所述檢測到的電容變化中的至少一個和所述分配的電容變化來計算所述一個形狀的質(zhì)心。
20.如權(quán)利要求18所述的感應(yīng)系統(tǒng)，還包括存在應(yīng)用模塊，其被配置為通過存儲器中的傳導(dǎo)體的類型與所述一個形狀的關(guān)聯(lián)來識別導(dǎo)致所述檢測到的電容變化的傳導(dǎo)體的類型。
全文摘要
一種用于確定多個區(qū)域的方法和裝置，多個區(qū)域中的每個區(qū)域具有檢測到的達到或者超過閾值的電容值變化。在實施方式中，該方法和裝置將形狀匹配多個區(qū)域并且確定另一區(qū)域，另一區(qū)域在匹配的形狀內(nèi)，并且不具有檢測到的達到或者超過閾值的電容值變化。該方法和裝置可以將分配的電容值變化分配到另一區(qū)域。
文檔編號G06F3/03GK103168281SQ201180008480
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者喬納森·彼得森, 科爾·威爾遜, 托馬斯·弗勒, 德雷克·瓦羅瑞 申請人:賽普拉斯半導(dǎo)體公司