通過不規(guī)則電極進(jìn)行電容測量的方法及實施該方法的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及對象相對于集成到用于檢測所述對象的人機(jī)界面裝置中的至少兩個獨立電極的絕對電容測量的方法。該方法包括以下步驟：a)對于每個電極，測量電極和對象之間的絕對電容的值，a’)通過對絕對電容的實際值應(yīng)用多變量非線性預(yù)測模型進(jìn)行預(yù)測，以獲得概率密度的圖像，這些概率密度被認(rèn)為是用于檢測所述對象的實際校正值。例如，多變量非線性預(yù)測模型可以通過以下方式來獲得：基于對于多個對象位置相對于所述至少兩個電極獲得的絕對電容的實際值的非線性回歸，和基于對于多個對象位置相對于理想化電極獲得的概率密度的圖像的非線性回歸。
【專利說明】通過不規(guī)則電極進(jìn)行電容測量的方法及實施該方法的裝置
[0001] 本發(fā)明涉及測量在多個獨立電極附近的對象的絕對電容（自電容）的方法，這些 電極具有不規(guī)則表面。本發(fā)明還涉及實施所述方法的電子手勢界面裝置。
[0002] 更具體地，但非限制性地，本發(fā)明的領(lǐng)域是用于人機(jī)界面指令的觸摸敏感和3D電 容式的表面的領(lǐng)域。
[0003] 通信和工作裝置正越來越多地使用觸摸敏感的控制界面，如面板或屏幕。例如，可 以提及的是移動電話、智能手機(jī)、具有觸摸敏感屏幕的計算機(jī)、平板電腦、個人電腦、鼠標(biāo)裝 置、觸摸面板、寬屏顯示器等。
[0004] 這些界面中的多種使用電容技術(shù)。
[0005] 觸摸敏感表面配備有配有連接至電子元件的導(dǎo)電電極，這使得能夠測量在電極和 待檢測對象之間出現(xiàn)的電容變化以給出指令。
[0006] 目前在觸摸敏感界面中使用的電容技術(shù)通常使用行和列形式的兩層導(dǎo)電電極。最 廣泛使用的幾何拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是每一行和每一列都由菱形構(gòu)成，所述菱形在垂直方向上連接到 一起以形成列，并且在水平方向上連接到一起以形成行。
[0007] 使用該幾何拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以產(chǎn)生兩種操作模式用來檢測在表面前方的對象的存 在：
[0008] 1.電子設(shè)備測量在這些行和列之間存在的耦合電容。當(dāng)手指非常接近活動表 面時，手指附近的耦合電容被改變，電子設(shè)備可以由此在活動表面的平面中定位2D位置 (XY)。這些技術(shù)使得能夠通過電介質(zhì)檢測手指的存在和位置。它們具有在一個或更多個手 指在敏感表面的平面（XY)中的定位中實現(xiàn)非常好的分辨率的優(yōu)勢。然而，這些技術(shù)具有在 電極和電子設(shè)備的水平處基本上產(chǎn)生原理上大的泄漏電容的缺點。此外，由于老化、材料變 形或環(huán)境溫度變化的影響，這些泄漏電容可以隨時間漂移。這些變化會可能降低電極的敏 感度，或甚至可能以不合時宜的方式觸發(fā)指令。該技術(shù)的另外一個缺點是：在行和列之間產(chǎn) 生的電場仍然主要集中在表面周圍，而耦合電容的變化僅在對象非常接近表面或甚至接觸 表面時發(fā)生。這限制了該技術(shù)僅為用于觸摸和2D的使用。
[0009] 2.對于電極的每一行和每一列，電子設(shè)備測量在對象和所討論的電極之間出現(xiàn)的 絕對電容。該方法的優(yōu)點是：電場從表面更遠(yuǎn)地輻射，使得能夠測量位于屏幕上方幾厘米處 的對象。該方法的缺點是：由于兩個對象的位置模糊，限制檢測多個對象，實際上即使置換 這些對象的X或Y坐標(biāo)，所測量的電容也將是相同的。對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，這種現(xiàn)象被 稱為"鬼影（ghosting) "。
[0010] 還已知使得能夠測量在電極和將待檢測對象之間出現(xiàn)的絕對電容的技術(shù)。例如， 已知RoziSre的文獻(xiàn)FR 2 844 349,其公開了一種包括會被獨立地激發(fā)并測量的多個電極 的電容式接近檢測器。該檢測器使得能夠測量電極與附近對象之間的絕對電容和距離。 [0011] 這些技術(shù)使得能夠?qū)崿F(xiàn)具有高分辨率和高靈敏度的電極與對象之間的電容的測 量。這使得能夠檢測例如在距離幾厘米處的手指而不模糊。檢測可以在三維空間（XYZ)中 完成，也可以在平面（XY)中的表面上完成。這些技術(shù)提供了開發(fā)真正非接觸的手勢界面的 可能性，并使得能夠改善觸摸敏感界面的性能。
[0012] 為了便于說明測量方法、可靠地檢測對象的存在并準(zhǔn)確地判斷其位置，理想的是 電極理想地規(guī)則地設(shè)置在表面上，這優(yōu)選地導(dǎo)致以具有相同矩形幾何結(jié)構(gòu)的構(gòu)造來設(shè)置電 極。電極的尺寸近似等于待檢測對象的尺寸或比待檢測對象的尺寸小50%。通常，范圍在 0. 35至0. 65cm2的電極表面積很適合于人機(jī)界面型應(yīng)用，其中待檢測對象是人類手指。該 類型的常規(guī)分區(qū)很適合于虛擬2D/3D按鈕型的界面，所述界面中電極被刻蝕在電子印刷電 路板（PCB)上并且由位于導(dǎo)電表面層下方的電源供電。
[0013] 然而，由于與"智能手機(jī)"型的特定應(yīng)用中表面的透明度有關(guān)的約束，其中檢測表 面必須允許最大量的來自顯示器的光通過，電極的表面與其與電子激發(fā)和采集電路的電連 接設(shè)置在相同的層上。電連接使得能夠?qū)⑽挥谄聊恢醒氲碾姌O連接至屏幕的邊緣，然后，如 果有必要的話，這些連接沿著屏幕周邊向下?？梢酝ㄟ^用隔離表面將周邊上的連接覆蓋、然 后在附近設(shè)置導(dǎo)體來保護(hù)周邊上的連接免受環(huán)境的電容干擾，或可以不保護(hù)該連接，所述 導(dǎo)體被稱為保護(hù)導(dǎo)體，所述保護(hù)導(dǎo)體利用與電極的電勢相同的電勢來激發(fā)。如果軌道是"受 保護(hù)的"，則它們被認(rèn)為是非測量的并且不認(rèn)為是電容測量的一部分。在相反的情況下，這 些軌道是測量的一個組成部分。將中央電極連接至邊緣外圍的連接導(dǎo)致每個單獨的測量不 再被定位在矩形表面中。其不僅測量對象在主表面上方時的響應(yīng)，還測量對象一接近連接 軌道時的響應(yīng)，所述連接軌道可以在遠(yuǎn)離該主測量表面處。
[0014] 然而，屏幕更好的透明度的約束使得必須將電極及其連接設(shè)置在相同的表面上。 這使得能夠降低制造成本。這種簡化使得能夠通過消除中間層連接元件而具有較大的可靠 性。
[0015] 本發(fā)明的一個目的是一種限制由于連接軌道產(chǎn)生的干擾的新測量方法。
[0016] 本發(fā)明的另一目的是降低設(shè)計包括手勢人機(jī)界面的裝置的成本。
[0017] 所述目的中的至少一個是用測量對象相對于集成在用于檢測所述對象的人機(jī)界 面裝置中的至少兩個獨立電極的絕對電容的方法來實現(xiàn)的。根據(jù)本發(fā)明，該方法包括以下 步驟：
[0018] a)對于每個電極，測量電極和對象之間的絕對電容的值，
[0019] a'）通過對絕對電容的實際值應(yīng)用多變量非線性預(yù)測模型進(jìn)行預(yù)測，以獲得概率 密度的圖像（在測量時，實時地進(jìn)行），這些概率密度被認(rèn)為是用于檢測所述對象的經(jīng)校正 的絕對電容值。
[0020] 利用根據(jù)本發(fā)明的這種方法，使用多變量非線性預(yù)測模型用于校正實際的絕對電 容值。該校正使得能夠?qū)⑦@些實際值變換成校正值，使得能夠補(bǔ)償電極設(shè)計中的各種缺陷。 這些缺陷可能是由于會特別地限制檢測分辨率的電極的非優(yōu)化幾何形狀造成的。例如，該 幾何形狀可能是由于從電極平面的外圍出發(fā)至設(shè)置在電極平面中央?yún)^(qū)域的電極的連接軌 道產(chǎn)生的。這種不適宜的幾何形狀可被描述為不規(guī)則表面。"不規(guī)則表面"是指沒有規(guī)則幾 何形狀如方形、矩形、圓形或任何其它形狀的表面。舉例來說，這樣的表面是包括鄰接薄帶 如連接軌道的矩形的表面。
[0021] 如下文會看到的，概率密度的圖像可以是通過在理想電極平面上測量獲得的虛擬 值的圖像，或是由理想電極平面的高斯分布獲得的函數(shù)的圖像。該理想電極平面可以是對 高分辨率的電極布置的理論設(shè)計，其具有與實際電極的數(shù)目和形狀不同的電極數(shù)目和形 狀。
[0022] 優(yōu)選地，多變量非線性預(yù)測模型是通過以下方式獲得的：
[0023] -基于對于多個對象位置相對于所述至少兩個電極獲得的絕對電容的實際值的非 線性回歸，和
[0024] -基于對于多個對象位置相對于理想化電極獲得的概率密度的圖像的非線性回 歸。
[0025] 通過非線性回歸進(jìn)行的確定可以通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來獲得。存在利用神經(jīng)網(wǎng) 絡(luò)的不同方式，并且其為本領(lǐng)域技術(shù)人員所知的。
[0026] 優(yōu)選地，本發(fā)明提供以下實施方式：在步驟a)中，由所測量的絕對電容值建立矢 量Vmw，步驟a'）中的預(yù)測包括以下步驟：
[0027] b)對至少矢量Vraw應(yīng)用第一非線性變換F2以獲得矢量X2，
[0028] c)應(yīng)用仿射變換以通過將矢量X2乘以矩陣M2并加上平移矢量Y02來獲得矢量 Y2 ;矩陣M2是對象存在下在具有不規(guī)則表面的電極上獲得的絕對電容的實際值的矢量與 對象存在下對于理想化電極獲得的虛擬值的矢量之間的變換的矩陣，
[0029] d)對至少矢量Y2應(yīng)用與第一非線性變換F2相逆的第二非線性變換，以獲得校正 矢量V_corr，和
[0030] e)使用校正矢量V_corr作為用于檢測所述對象的絕對電容的值。
[0031] 利用該實施方式，實施絕對電容的測量值的校正。這些值已經(jīng)被修改以特別地消 除連接軌道的影響，這些連接軌道是實際電極與虛擬電極之間的差別。通過矩陣M2和變換 矢量Y02，在實際電極與被認(rèn)為理想的虛擬電極之間使用模型。
[0032] 由于根據(jù)本發(fā)明的方法，可以準(zhǔn)確地檢測在電極前或在電極附近移動一定體積的 對象。這使得能夠容易地設(shè)想設(shè)置在相同層上作為連接的電極的矩陣陣列的設(shè)計。
[0033] 根據(jù)本發(fā)明的有利特征，可以使用不同的函數(shù)F2,例如：
[0034] -F2 (Vraw) = 1/Vraw；
[0035] _F2(Vraw) = l/(Vraw/Vmax+P )，Vmax 為預(yù)定的最大電壓，β 為正數(shù)；或
[0036] -F2 (Vraw) = Vraw/Vmax，Vmax 為預(yù)定的最大電壓。
[0037] 根據(jù)本發(fā)明的一個有利實施方案，在步驟a)之后，實施以下步驟：
[0038] -篩選矢量Vraw的值以獲得矢量Vinf MW
[0039] -對矢量Vinf MW應(yīng)用非線性變換Fl以獲得矢量XI，
[0040] -應(yīng)用仿射變換以通過將矢量Xl乘以矩陣Ml并加上平移矢量YOl來獲得矢量Yl ; 矩陣Ml是在不存在檢測對象的情況下在具有不規(guī)則表面的電極上獲得的絕對電容的實際 值的矢量與不存在檢測對象的情況下虛擬值的矢量之間的變換的矩陣，和
[0041] -對矢量Yl應(yīng)用與非線性變換Fl相逆的非線性變換，以獲得校正矢量Vinf_ corr,
[0042] -然后實施步驟b)至e)，其中，在步驟b)中，對矢量Vmw和Vinf raw應(yīng)用非線性變 換F2以獲得作為Vraw和Vinf MW的函數(shù)的矢量X2 ;和在步驟d)中，對矢量Y2和Vinf_corr 應(yīng)用與第一非線性變換F2相逆的第二非線性變換以獲得作為Y2和Vinf_corr的函數(shù)的校 正矢量V_corr。
[0043] 利用該實施方案，首先在不考慮關(guān)注對象的條件下校正了與實際電極相關(guān)的一組 值，而所述篩選使得能夠消除關(guān)注對象的影響。第二校正在考慮關(guān)注對象的條件下利用第 一校正的結(jié)果校正與實際電極相關(guān)的值。
[0044] 根據(jù)本發(fā)明，函數(shù)Fl還可以具有不同的形式，如：
[0045] -Fl (Vraw) = 1/Vraw,
[0046] -Fl (Vraw) = l/(Vraw/Vmax+@ )，Vmax 為預(yù)定的最大電壓，β 為正數(shù)；或
[0047] -Fl (Vraw) = Vraw/Vmax，Vmax 為預(yù)定的最大電壓。
[0048] 在該實施方案中，函數(shù)F2可以使得：
[0049] -F2 (Vraw，VinfJ = VMW/Vinf* ;Vinf*在步驟b)中的非線性變換期間等于Vinf MW，而在 步驟d)中的逆非線性變換期間等于Vinf_corr，或
[0050] -F2 (Vraw，VinfJ = I- (Vraw/Vinf J ;Vinf# 在步驟 b)中的非線性變換期間等于 Vinf raw， 而在步驟d)中的逆非線性變換期間等于Vinf_corr。
[0051] 在步驟e)期間，還可以設(shè)想使校正矢量V_c〇rr歸一化的步驟，在該步驟期間進(jìn)行 以下步驟：
[0052] -篩選校正矢量V_corr以獲得經(jīng)篩選的矢量V_corr_f，和
[0053] -利用經(jīng)篩選的矢量V_corr_f使校正矢量歸一化，以獲得歸一化的矢量V_corr_ nor 〇
[0054] 根據(jù)本發(fā)明的一個有利特征，該篩選是根據(jù)下式之一獲得的：
[0055] V(t0) = max{V(t) :t e (-〇〇，t〇)} ;t0 為測量時間，V(t)為進(jìn)行篩選的矢量，t 是時間指數(shù)，或
[0056] V(tO) =max{V(t):t e (t〇-窗口大小，tO)}，其中窗口大小為自動校準(zhǔn)窗口的 時間段-即其中任何不變的干擾會被認(rèn)為是由非關(guān)注對象引起的時間段-to為測量時間， V(t)為進(jìn)行篩選的矢量，t是時間指數(shù)。
[0057] 篩選也可以通過用預(yù)定矢量替代進(jìn)行篩選的矢量來簡單地獲得。
[0058] 根據(jù)本發(fā)明，矩陣M可以通過偏最小二乘法獲得，虛擬值的矢量是對于理想化電 極獲得的值的矢量。這些是在一定距離處沒有連接軌道的規(guī)則電極。
[0059] 另一方面，可以為從來源于相對于電極的多個準(zhǔn)確對象位置的概率密度函數(shù)的抽 樣中獲得矩陣M做準(zhǔn)備，虛擬值的矢量是其值為存在的概率的矢量。在這種情況下，概率密 度函數(shù)可以有利地是集中在每一水平對象位置的2D高斯分布，其寬度取決于對象的垂直 位置，該高斯分布是由下式定義的：
[0060] G j (t) = A (zO) *exp [_ ((X j - xo)2+ (y j - yo)2) / 0 (Z0)2]，
[0061] 其中，（xj，yj)為包括電極的檢測表面上的規(guī)則網(wǎng)格的坐標(biāo)； (義〇(1：)，7〇(1：)，2〇(1：))為最接近檢測表面的對象的端部的30坐標(biāo)汸(2〇)和〇(2〇)為以單 調(diào)方式取決于距離ZO的兩個預(yù)定函數(shù)，A(Z)遞減而 σ (ZO)遞增。
[0062] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電子裝置，其包括：
[0063]-集成在人機(jī)界面裝置中的兩個獨立電極，
[0064]-用于通過測量對象相對于電極的絕對電容來檢測所述對象的位置的處理單元。 根據(jù)本發(fā)明，處理單元配置為實施上述步驟中的至少一個。
[0065] 該裝置可包括或不包括觸摸敏感的屏幕。
[0066] 一般而言，檢測可以是屏幕上的二維方向或是在或不在屏幕附近的三維體積的手 勢檢測（例如，設(shè)置在木制面板后面的檢測平板等）。
[0067] 本發(fā)明的電子設(shè)備的一個實施方案可以是專利WO 2011/015795 Al所描述的一個 實施方案。在該實施方案中，已經(jīng)放置了主動保護(hù)裝置，以使電容泄漏最小化并提供更好的 關(guān)注對象的測量品質(zhì)。如果不提供主動保護(hù)裝置，則應(yīng)對電容泄漏進(jìn)行校準(zhǔn)和扣除。
[0068] 電極優(yōu)選地基于摻錫氧化銦（ITO)來設(shè)計。也可以使用對光透明的其它材料，如 摻錯氧化鋅（AZO)或摻錫氧化鎘.
[0069] 通過查閱非限制性實施方案的詳細(xì)描述和附圖，本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征會變得 明顯，其中：
[0070] -圖Ia和圖Ib是根據(jù)本發(fā)明的裝置的示意圖；
[0071] -圖2是說明電勢隨關(guān)注對象在根據(jù)本發(fā)明的裝置上方的移動而變化的示意圖；
[0072] --方面，圖3a是說明具有不規(guī)則劃分的實際電極，另一方面，圖3b是說明具有規(guī) 則表面劃分的虛擬電極的示意圖；
[0073] -圖4是說明圓形虛擬電極的示意圖；
[0074] --方面，圖5a是說明具有不規(guī)則劃分的實際電極，另一方面，圖5b是說明具有規(guī) 則表面劃分但電極朝邊緣具有更高集中度的虛擬電極的示意圖；
[0075] -圖6是說明根據(jù)本發(fā)明的"智能手機(jī)"型裝置的示意圖；
[0076] -圖7a和圖7b分別是說明經(jīng)過編號的實際電極的示意圖和電極之一的圖像放 大；
[0077] -圖8是說明根據(jù)本發(fā)明的步驟的流程圖的示意圖；和
[0078] -圖9是根據(jù)本發(fā)明的一般方法的示意圖。
[0079] -般而言，在圖Ia和Ib中可以看到根據(jù)本發(fā)明的裝置AP。它可以是"智能手機(jī)" 型的電話或具有觸摸敏感屏幕的數(shù)字平板。該裝置AP包括檢測表面SD，所述檢測表面SD 是特別地電極的平面（平坦的或彎曲的）位于其下方的觸摸敏感部分。該檢測表面SD從 其頂部開始包括由透明材料制成的幾個層，例如：
[0080] -外部窗口 VE，
[0081] -防碎片膜FAD，
[0082] -透明黏合劑(^，和
[0083] -起偏器P，
[0084] -由透明材料如摻錫氧化銦（ITO)制成的電極E，
[0085] -電極的玻璃支撐體S，
[0086] -保護(hù)裝置G，其為由透明導(dǎo)電材料如摻錫氧化銦（ITO)制成的層，和
[0087] -顯示屏EC，其必須是通過外部窗口 VE可以從外部看見的。
[0088] 因此，電極和保護(hù)裝置位于檢測表面下方，并且由具有高電阻率的透明導(dǎo)電材料 制成。
[0089] 還可以看到非檢測表面SND，其在該情況下圍繞在檢測表面SD周圍。該表面從外 部看通常是不透明的，并且沒有電極但具有連接軌道PT和彈性連接器CF，所述彈性連接器 CF是金屬的，由此實際上具有零電阻率。
[0090] 盡管本發(fā)明不限于此，但是現(xiàn)在會描述其中回歸和預(yù)測利用以下三種變換的根據(jù) 本發(fā)明的方法：非線性變換、線性變換和第二非線性變換。如先前所陳述的，可以使用其它 相關(guān)技術(shù)，特別是在神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的家族內(nèi)的技術(shù)。
[0091] 本發(fā)明可以用于第一校準(zhǔn)步驟以確定仿射變換的矩陣和平移矢量。根據(jù)一個實施 方案，在實際絕對電容值和虛擬絕對電容值之間建立模型。根據(jù)定義，由每個電極精確測量 的絕對電容?_α)與該電極的表面Aj上的電荷密度的積分在數(shù)學(xué)上成比例，圖3a說明了 這樣的電極：
【權(quán)利要求】
1. 一種測量對象相對于集成在用于檢測所述對象的人機(jī)界面裝置中的至少兩個獨立 電極的絕對電容的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟： a) 對于每個電極，測量所述電極和所述對象之間的絕對電容的值， a'）通過對所述絕對電容的實際值應(yīng)用多變量非線性預(yù)測模型進(jìn)行預(yù)測，以獲得概率 密度的圖像，這些概率密度被認(rèn)為是用于檢測所述對象的經(jīng)校正的絕對電容值。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多變量非線性預(yù)測模型是通過以下 方式獲得的： -基于對于多個對象位置相對于所述至少兩個電極獲得的絕對電容的實際值的非線性 回歸，和 -基于對于多個對象位置相對于理想化電極獲得的概率密度的圖像的非線性回歸。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步驟a)中由所測量的絕對電容值 建立矢量VMW，并且步驟a'）中的所述預(yù)測包括以下步驟： b) 對至少所述矢量VMW應(yīng)用第一非線性變換F2以獲得矢量X2， c) 應(yīng)用仿射變換以通過將矢量X2乘以矩陣M2并加上平移矢量Y02來獲得矢量Y2 ;所 述矩陣M2是在對象存在下在具有不規(guī)則表面的電極上獲得的絕對電容的實際值的矢量與 對象存在下對理想化電極獲得的虛擬值的矢量之間的變換的矩陣， d) 對至少所述矢量Y2應(yīng)用與所述第一非線性變換F2相逆的第二非線性變換，以獲得 校正矢量V_corr，和 e) 使用所述校正矢量V_corr作為用于所述對象的檢測的絕對電容的值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，函數(shù)F2使得F2(Vraw) = 1/VMW。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，函數(shù)F2使得F2(〇 = lAVraw/ Vmax+P)，Vmax為預(yù)定的最大電壓，β為正數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，函數(shù)F2使得F2 (Vraw) = VMW/Vmax，Vmax 為預(yù)定的最大電壓。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，在步驟a)之后進(jìn)行以下步驟： -篩選所述矢量VMW的值以獲得矢量Vinf_MW， -對所述矢量vinf_raw應(yīng)用非線性變換F1以獲得矢量XI， -應(yīng)用仿射變換以通過將所述矢量XI乘以矩陣Ml并加上平移矢量Y01來獲得矢量Y1 ; 所述矩陣Ml是在不存在檢測對象的情況下在具有不規(guī)則表面的電極上獲得的絕對電容的 實際值的矢量與不存在檢測對象的情況下虛擬值的矢量之間的變換的矩陣，和 -對所述矢量Y1應(yīng)用與所述非線性變換F1相逆的非線性變換，以獲得校正矢量Vinf_ corr, -然后實施步驟b)至e)，其中，在步驟b)中，對所述矢量VMW和Vinf MW應(yīng)用所述非線性 變換F2以獲得為Vraw和Vinf MW的函數(shù)的矢量X2 ;和在步驟d)中，對所述矢量Y2和Vinf_ corr應(yīng)用與第一非線性變換F2相逆的第二非線性變換以獲得為Y2和Vinf_corr的函數(shù)的 校正矢量V_corr。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，函數(shù)F1使得FI (Vraw) = 1/VMW。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，函數(shù)F1使得FI (〇 = lAVraw/ Vmax+P)，Vmax為預(yù)定的最大電壓，β為正數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，函數(shù)F1使得FI (Vraw) = VMW/Vmax，Vmax 為預(yù)定的最大電壓。
11. 根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項所述的方法，其特征在于，函數(shù)F2使得F2 (VMW，VinfJ =Uvinf?K 在步驟b)中的所述非線性變換期間等于Vinf_MW，而在步驟d)中的逆非線 性變換期間等于Vinf_corr。
12. 根據(jù)權(quán)利要求7至10中任一項所述的方法，其特征在于，函數(shù)F2使得F2 (VMW，VinfJ =l_(VMW/VinfH<) ;VinfH<在步驟b)中的所述非線性變換期間等于\^_"￥，而在步驟d)中的逆 非線性變換期間等于Vinf_corr。
13. 根據(jù)權(quán)利要求3至12中任一項所述的方法，其特征在于，在步驟e)期間其另外包 括使校正矢量V_corr歸一化的步驟，在該步驟期間實施以下步驟： -篩選所述校正矢量V_corr以獲得經(jīng)篩選的矢量V_corr_f，和 -利用所述經(jīng)篩選的矢量v_c〇rr_f?使所述校正矢量歸一化，以獲得歸一化的矢量V_ corr_nor〇
14. 根據(jù)權(quán)利要求7至13中任一項所述的方法，其特征在于，所述篩選是根據(jù)以下公式 獲得的： V(to) = max{V(t) :t e (-〇〇，to)} ;t0為測量時間，V(t)為進(jìn)行所述篩選的矢量，t 為時間指數(shù)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求7至13中任一項所述的方法，其特征在于，所述篩選是根據(jù)以下公式 獲得的： V(t0) =max{V(t):t e (t〇-窗口大小，t0)}，其中窗口大小為自動校準(zhǔn)窗口的時間 段，to為測量時間，V(t)為進(jìn)行所述篩選的矢量，t為時間指數(shù)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求7至13中任一項所述的方法，其特征在于，所述篩選是通過用預(yù)定矢 量替代進(jìn)行所述篩選的所述矢量來獲得的。
17. 根據(jù)權(quán)利要求3至16中任一項所述的方法，其特征在于，矩陣Μ是通過偏最小二乘 法獲得的，所述虛擬值的矢量為對理想化電極獲得的值的矢量。
18. 根據(jù)權(quán)利要求3至16中任一項所述的方法，其特征在于，矩陣Μ是由來源于多個準(zhǔn) 確對象位置相對于所述電極的概率密度函數(shù)的抽樣獲得的，所述虛擬值的矢量是其值為存 在的概率的矢量。
19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述概率密度函數(shù)是集中在每個水平 對象位置的2D高斯分布，所述2D高斯分布的寬度取決于所述對象的垂直位置，該高斯分布 由下式定義： G j (t) = A (z0) *exp [- ((x j - xo) 2+ (y j - yo)2) / σ (zo)2], 其中，（xj，yj)為包括所述電極的檢測表面上的規(guī)則網(wǎng)格的坐標(biāo)； (xo(t)，yo(t)，zo(t))為最接近所述檢測表面的對象的端部的3D坐標(biāo)；A(zo)和σ (z〇)為 以單調(diào)方式取決于距離ζ〇的兩個預(yù)定函數(shù)，Α(ζ)遞減而〇 (zo)遞增。
20. 根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述電極具有不規(guī)則表面。
21. -種電子裝置，其包括： -集成在人機(jī)界面裝置中的兩個獨立電極， -用于通過測量對象相對于所述電極的絕對電容來檢測所述對象的位置的處理單元， 其特征在于，所述處理單元配置為實施至少以下步驟： a) 對于每個電極，測量所述電極和所述對象之間的絕對電容的值， a'）通過對絕對電容的實際值應(yīng)用多變量非線性預(yù)測模型進(jìn)行預(yù)測，以獲得概率密度 的圖像，這些概率密度被認(rèn)為是用于檢測所述對象的經(jīng)校正的實際值。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，所述多變量非線性預(yù)測模型是通過以 下方式獲得的： -基于對于多個對象位置相對于所述至少兩個電極獲得的絕對電容的實際值的非線性 回歸，和 -基于對于多個對象位置相對于理想化電極獲得的概率密度的圖像的非線性回歸。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21或22所述的裝置，其特征在于，所述處理單元還配置為實施以下 步驟： -在步驟a)中，由所測量的絕對電容值建立矢量Vraw，并且步驟a'）中的所述預(yù)測包括 以下步驟： b) 對至少所述矢量VMW應(yīng)用第一非線性變換F2以獲得矢量X2， c) 應(yīng)用仿射變換以通過將所述矢量X2乘以矩陣M2并加上平移矢量Y02來獲得矢量 Y2 ;所述矩陣M2是在對象存在下在具有不規(guī)則表面的電極上獲得的絕對電容的實際值的 矢量與對象存在下對理想化電極獲得的虛擬值的矢量之間的變換的矩陣， d) 對至少所述矢量Y2應(yīng)用與所述第一非線性變換F2相逆的第二非線性變換，以獲得 校正矢量V_corr，和 e) 使用所述校正矢量V_corr作為用于檢測所述對象的絕對電容的值。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21至23中任一項所述的裝置，其特征在于，所述電極是基于摻錫氧 化銦設(shè)計的。
25. 根據(jù)前述權(quán)利要求21至24中任一項所述的方法，其特征在于，所述電極具有不規(guī) 則表面。
【文檔編號】G06F3/044GK104246669SQ201380013800
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月13日
【發(fā)明者】布魯諾·隆 申請人:納米技術(shù)方案公司