本披露總體上涉及觸摸屏并且更具體地涉及用于確定使用者的手與電子設(shè)備的殼體之間的關(guān)系的技術(shù)。

背景技術(shù)：

觸摸屏存在與許多不同類型的常見現(xiàn)代電子設(shè)備中，諸如智能電話、平板、智能手表、可穿戴設(shè)備、膝上計(jì)算機(jī)等等。在這些電子設(shè)備中，觸摸屏充當(dāng)輸出設(shè)備和輸入設(shè)備。觸摸屏通常包括顯示層和感測(cè)層。觸摸屏控制器聯(lián)接到感測(cè)層并且操作以便處理來(lái)自其的信號(hào)從而檢測(cè)使用者的輸入。感測(cè)層包括觸摸傳感器并且附接到或形成為顯示層的組成部分，該顯示層可以是例如lcd、ips或amoled顯示器。

觸摸屏的典型的感測(cè)層是包括多條電力線或驅(qū)動(dòng)線以及正交安排的感測(cè)線的電容傳感器陣列。這些線由合適的導(dǎo)電材料制成，驅(qū)動(dòng)線形成在感測(cè)層的一個(gè)子層上，并且感測(cè)線形成在另一個(gè)子層上，其中這些子層由透明的絕緣材料(諸如絕緣介質(zhì)層)分開。之間有絕緣材料的驅(qū)動(dòng)線與正交安排的感測(cè)線的重疊形成電容傳感器陣列。在操作中，通常是周期性波形(諸如脈沖串)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)被相繼地施加到驅(qū)動(dòng)線。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)被施加到給定的驅(qū)動(dòng)線時(shí)，該驅(qū)動(dòng)線和感測(cè)線之間的電容耦合產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)到感測(cè)線的電容耦合，由此響應(yīng)于驅(qū)動(dòng)信號(hào)在感測(cè)線上生成感測(cè)信號(hào)。

在每一條感測(cè)線上生成的感測(cè)信號(hào)的值是該感測(cè)線與接收到驅(qū)動(dòng)信號(hào)的驅(qū)動(dòng)線之間的電容耦合的函數(shù)。這個(gè)電容耦合響應(yīng)于使用者的手接近形成在驅(qū)動(dòng)線和感測(cè)線的重疊處的傳感器節(jié)點(diǎn)而改變。驅(qū)動(dòng)信號(hào)到感測(cè)線的電容耦合的這種改變將導(dǎo)致在感測(cè)線上生成的感測(cè)信號(hào)的改變，并且以此方式，感測(cè)信號(hào)指示使用者的手指或其他觸摸設(shè)備鄰近觸摸板中的給定傳感器節(jié)點(diǎn)。

在操作中，使用者對(duì)觸摸板的表面進(jìn)行觸摸或者將他或她的手指懸停在觸摸板上方，并且電容傳感器生成被提供給觸摸屏控制器的相應(yīng)電子傳感器信號(hào)。從這些傳感器信號(hào)，觸摸屏控制器確定觸摸數(shù)據(jù)值(被稱為強(qiáng)度值)、從這些強(qiáng)度值確定使用者輸入到觸摸屏的觸摸事件或懸停事件的類型、并且然后將此信息提供給電子設(shè)備中的處理電路(諸如主機(jī)控制器)。

隨著并入了觸摸屏的設(shè)備在所提供的功能性方面越來(lái)越復(fù)雜，向使用者提供附加輸入范例是令人期望的。因?yàn)槭褂谜攥F(xiàn)在習(xí)慣使用基于觸摸的接口，令人期望的是開發(fā)使用觸摸板中的電容傳感器形成新的使用者接口范例的新方式并且同樣令人期望的是向處理電路提供有關(guān)使用者與設(shè)備接口連接(例如，握持設(shè)備、將設(shè)備平放在表面上等)的方式的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本文中描述的一種電子設(shè)備包括用于由便攜式殼體承載的觸敏顯示器的觸摸屏。該電子設(shè)備被配置成用于在高檢測(cè)閾值模式下操作以便確定物體是否與該觸敏顯示器接觸并且在低檢測(cè)閾值模式下操作以便基于沒有檢測(cè)到該物體與該觸敏顯示器接觸來(lái)確定該物體是否鄰近該觸敏顯示器。該電子設(shè)備被進(jìn)一步配置成用于：基于檢測(cè)到該物體鄰近該觸敏顯示器，通過(guò)確定該物體是否鄰近該觸敏顯示器的相反側(cè)來(lái)確定該物體與該便攜式殼體的外圍邊緣接觸。

另一方面涉及一種包括便攜式殼體的電子設(shè)備，該便攜式殼體帶有由該便攜式殼體承載的觸敏顯示器，該觸敏顯示器包括多條感測(cè)線。觸摸屏控制器聯(lián)接至該多條感測(cè)線并且被配置成用于在屏幕觸摸檢測(cè)模式下操作以根據(jù)從該多條感測(cè)線中的至少一些感測(cè)線讀取強(qiáng)度值來(lái)檢測(cè)使用者的手與該觸敏顯示器接觸。在該屏幕觸摸檢測(cè)模式下，根據(jù)所讀取的強(qiáng)度值大于第一閾值檢測(cè)到該使用者的手與該觸敏顯示器接觸。

該觸摸屏控制器被配置成用于在便攜式殼體觸摸檢測(cè)模式下操作以便基于沒有檢測(cè)到該使用者的手與該觸敏顯示器接觸并且根據(jù)從該多條感測(cè)線中的至少一些感測(cè)線讀取強(qiáng)度值來(lái)檢測(cè)該使用者的手鄰近該觸敏顯示器。在該便攜式殼體觸摸檢測(cè)模式下，根據(jù)所讀取的強(qiáng)度值大于第二閾值檢測(cè)到該使用者的手鄰近該觸敏顯示器，其中，該第二閾值小于該第一閾值。該觸摸屏控制器還被配置成用于：基于檢測(cè)到該使用者的手鄰近該觸敏顯示器，通過(guò)檢測(cè)該使用者的手是否鄰近該觸敏顯示器的相反側(cè)來(lái)確定該使用者的手與該便攜式殼體接觸。

附圖說(shuō)明

圖1是可以在其上實(shí)現(xiàn)本文中描述的技術(shù)的電子設(shè)備的框圖。

圖2是圖1的觸摸屏的觸敏顯示器的剖視圖，示出了該觸敏顯示器的部件。

圖3是圖1的觸摸屏控制器及其與圖2的觸敏顯示器的觸摸感測(cè)層的感測(cè)線和驅(qū)動(dòng)線的互連的示意框圖。

圖4是描述根據(jù)本披露的用于確定使用者的手與電子設(shè)備(諸如圖1中所示的電子設(shè)備)的便攜式殼體之間的關(guān)系的技術(shù)的操作的流程圖。

圖5a至圖5c展示了用于確定使用者的手握緊電子設(shè)備的便攜式殼體的第一技術(shù)。

圖6a至圖6d展示了用于確定使用者的手握緊電子設(shè)備的便攜式殼體的技術(shù)，其中使用者最初用兩個(gè)手指握緊殼體并且隨后加上另一個(gè)手指來(lái)握緊。

圖7a至圖7d展示了用于檢測(cè)使用者已經(jīng)輕觸電子設(shè)備的便攜式殼體的第一技術(shù)。

圖8a至圖8c展示了用于檢測(cè)使用者已經(jīng)輕觸電子設(shè)備的便攜式殼體的第二技術(shù)。

圖9a至圖9c展示了用于檢測(cè)使用者已經(jīng)在電子設(shè)備的便攜式殼體上做出手勢(shì)的技術(shù)。

圖10展示了當(dāng)使用者握緊電子設(shè)備的便攜式殼體時(shí)從電子設(shè)備的感測(cè)線確定的強(qiáng)度值的分布圖。

圖11展示了當(dāng)使用者將手指懸停在電子設(shè)備的觸摸屏上方時(shí)從電子設(shè)備的感測(cè)線確定的強(qiáng)度值的分布圖。

圖12展示了用于確定使用者是否握緊電子設(shè)備的便攜式殼體或者使用者是否將手指懸停在電子設(shè)備的觸摸屏上方的第一技術(shù)。

圖13展示了用于確定使用者是否握緊電子設(shè)備的便攜式殼體或者使用者是否將手指懸停在電子設(shè)備的觸摸屏上方的第二技術(shù)。

具體實(shí)施方式

參照附圖進(jìn)行本描述，其中示出了示例實(shí)施例。然而，可以使用許多不同的實(shí)施例，并且因此本描述不應(yīng)被解釋為被限制到在此列出的實(shí)施例。而是，這些實(shí)施例被提供從而使得本披露將是透徹的和完整的。貫穿全文相同的附圖標(biāo)記是指相同的元件。

首先參照?qǐng)D1至圖3，現(xiàn)在描述電子設(shè)備100。電子設(shè)備100可以是智能電話、智能手表、可穿戴設(shè)備、平板、膝上計(jì)算機(jī)或其他合適的便攜式電子設(shè)備。電子設(shè)備100包括從觸摸屏控制器106接收輸入的主機(jī)控制器102，該觸摸屏控制器本身從觸摸屏104接收輸入。觸摸屏控制器106提供給主機(jī)控制器102的作為輸入的輸出包括信息，諸如觸摸屏104上的觸摸位置、觸摸屏104是否被輕觸以及在觸摸屏104上做出的手勢(shì)的位置和類型等。

觸摸屏104包括顯示層114，該顯示層帶有與其鄰近的觸摸感測(cè)層116。觸摸感測(cè)層116包括在一些位置與感測(cè)線s1-s4相交的驅(qū)動(dòng)線d1-d4。感測(cè)線s1-s4聯(lián)接至觸摸屏控制器106，而驅(qū)動(dòng)線d1-d4聯(lián)接至驅(qū)動(dòng)電路118。在驅(qū)動(dòng)線d1與感測(cè)線s1-s4之間的每一個(gè)相交點(diǎn)處，形成電容。

在操作中，驅(qū)動(dòng)電路118用周期性信號(hào)(諸如正弦波或方波)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)線d1-d4。在驅(qū)動(dòng)線d1-d4和感測(cè)線s1-s4之間的某些相交點(diǎn)處，形成觸摸傳感器，對(duì)應(yīng)的感測(cè)線s1-s4引發(fā)與驅(qū)動(dòng)線d1-d4處的電壓成比例的電荷注入，并且在對(duì)應(yīng)的感測(cè)線s1-s4與驅(qū)動(dòng)線d1-d4之間的電容在該相交點(diǎn)的傳感器處。這些電容在接近導(dǎo)電物體(諸如人類手指或觸控筆)時(shí)變化，并且由觸摸屏控制器106測(cè)量并被處理為觸摸數(shù)據(jù)值，這些觸摸數(shù)據(jù)值存儲(chǔ)在具有與驅(qū)動(dòng)線d1-d4與電力線s1-s4的各個(gè)相交相對(duì)應(yīng)的項(xiàng)的矩陣中。

在某些場(chǎng)景下，可能令人期望的是主機(jī)控制器102接收有關(guān)使用者的手與電子設(shè)備100的便攜式殼體101之間的關(guān)系的信息。為此，本披露的觸摸屏控制器106能夠在高檢測(cè)閾值模式和低檢測(cè)閾值模式下操作。在高檢測(cè)閾值模式下，感測(cè)線上的引起記錄觸摸的強(qiáng)度測(cè)量結(jié)果大于在低檢測(cè)閾值模式下感測(cè)線上的引起記錄觸摸的強(qiáng)度測(cè)量結(jié)果。換言之，在低檢測(cè)閾值模式下，觸摸屏控制器106的增益或靈敏度增加從而使得能夠檢測(cè)到使用者的手(或觸控筆，在一些應(yīng)用中)在電子設(shè)備100的便攜式殼體101附近但是不與其接觸；在高檢測(cè)閾值模式下，該增益或靈敏度降低從而使得能夠精確檢測(cè)到使用者的手在觸摸屏104上的觸摸位置。

現(xiàn)在將首先參照?qǐng)D4描述這個(gè)觸摸屏控制器106的操作。在此，觸摸屏控制器106進(jìn)入增益/靈敏度降低的高檢測(cè)閾值模式(框202)并且然后掃描感測(cè)線s1-s4以獲得強(qiáng)度值(框204)。當(dāng)檢測(cè)到觸摸時(shí)(框206)，觸摸屏控制器則處理這些強(qiáng)度值(框208)并且最終生成數(shù)據(jù)以供主機(jī)控制器102使用。當(dāng)未檢測(cè)到觸摸時(shí)，觸摸屏控制器106則進(jìn)入增益/靈敏度增加的低檢測(cè)閾值模式(框210)。

一旦在低檢測(cè)閾值模式下，觸摸屏控制器106就掃描鄰近觸摸屏104的各側(cè)的一條或多條感測(cè)線s1、s4(框212)，但是不掃描不鄰近觸摸屏104的各側(cè)的感測(cè)線s3、s4。觸摸屏控制器106然后處理所得強(qiáng)度值以確定是否已經(jīng)觸摸電子設(shè)備100的便攜式殼體101的那一側(cè)(框214)。該信息然后被傳送到主機(jī)控制器102，并且觸摸屏控制器106然后返回高檢測(cè)閾值模式(框202)。然后重復(fù)所描述的這個(gè)過(guò)程。

因此，如已經(jīng)描述的，觸摸屏控制器106在高檢測(cè)閾值模式和低檢測(cè)閾值模式之間來(lái)回切換。應(yīng)當(dāng)理解的是，觸摸屏控制器106可能在這些模式中的每一種模式下花費(fèi)相等的時(shí)間量(或時(shí)鐘周期)或者可能在一種模式下比在另一種模式下花費(fèi)更多的時(shí)間(或時(shí)鐘周期)。

通過(guò)分析在使用者的手鄰近但是不對(duì)觸摸屏104進(jìn)行觸摸時(shí)獲得的強(qiáng)度值，觸摸屏控制器106或主機(jī)控制器102可以確定使用者是否握緊便攜式殼體101、使用者是否已經(jīng)輕觸便攜式殼體101、或者使用者是否已經(jīng)在便攜式殼體101上做出手勢(shì)。

盡管在進(jìn)行這個(gè)分析或處理階段之前，可能有助于確定使用者的手是否實(shí)際上與便攜式殼體101接觸或者使用者是否將手指懸停在觸摸屏104上方。

如從圖10可見，當(dāng)握緊便攜式殼體101時(shí)，使用者通常在相反側(cè)握緊，這產(chǎn)生所展示的強(qiáng)度分布圖。然而，當(dāng)使用者僅僅將手指懸停在觸摸屏104上方時(shí)，所得強(qiáng)度分布圖如圖11所示。通過(guò)確定觸摸屏控制器106讀取哪一個(gè)強(qiáng)度分布圖，可以由此確定握緊和懸停之間的差異。

一種確定哪個(gè)強(qiáng)度分布圖(感測(cè)線s1-s4的讀數(shù))匹配最佳的方式是通過(guò)對(duì)最鄰近給定側(cè)的兩條感測(cè)線的強(qiáng)度進(jìn)行比較。如果最鄰近給定側(cè)的感測(cè)線的強(qiáng)度在給定的閾值(如圖12所示，值80)之上，而鄰近該感測(cè)線的感測(cè)線的強(qiáng)度在給定的閾值(如圖12所示，值50)之下，并且這個(gè)強(qiáng)度保持持續(xù)給定的時(shí)間段，則觸摸屏控制器106或主機(jī)控制器102可以確定使用者正握緊電子設(shè)備100的便攜式殼體101。同樣，如果最鄰近給定側(cè)的感測(cè)線的強(qiáng)度在給定的閾值之上，而鄰近該感測(cè)線的感測(cè)線的強(qiáng)度在給定的閾值之下，并且如果相反側(cè)存在相似的圖案，則觸摸屏控制器106或主機(jī)控制器102可以確定使用者握緊電子設(shè)備100的便攜式殼體101。然而，如果這兩條感測(cè)線(s3-s4)的強(qiáng)度相似，且兩者都在其對(duì)應(yīng)的閾值之上，則觸摸屏控制器106或主機(jī)控制器102可以確定使用者將手指懸停在觸摸屏104上方。

不是將第二閾值作為設(shè)定值，第二閾值而是可以作為最鄰近觸摸屏104的那一側(cè)的感測(cè)線的最大可能強(qiáng)度讀數(shù)的設(shè)定百分比，如圖13所示。

在任一種情況下，當(dāng)檢測(cè)到懸停時(shí)，表示懸停手指在觸摸屏104上方的位置的數(shù)據(jù)值可以由觸摸屏控制器106確定并且發(fā)送到主機(jī)控制器102?？商娲?，可以不發(fā)送這些數(shù)據(jù)值。

參照?qǐng)D5a至圖5c中示出的序列，現(xiàn)在描述用于確定使用者握緊電子設(shè)備100的便攜式殼體101的第一技術(shù)。在此，一旦觸摸屏控制器106檢測(cè)到感測(cè)線的可以指示使用者的手握緊便攜式殼體101的強(qiáng)度值時(shí)(圖5a)，其在那些強(qiáng)度值指示使用者的手的各部位可能位于的位置周圍限定邊界(圖5b)。如果手的那些部位停留在那些邊界內(nèi)持續(xù)給定的時(shí)間段，則確定以下事實(shí)：使用者握緊便攜式殼體101(圖5c)。

在一些情況下，使用者可以最初用第一多個(gè)手指握緊便攜式殼體101并且然后加上一個(gè)或多個(gè)手指來(lái)握緊。在圖6a至圖6d的序列中描繪了這種場(chǎng)景，其中，使用者最初用第一手指集合抓住便攜式殼體101(圖6a)，然后稍后加上另一個(gè)手指(圖6b)。在這種情況下，觸摸屏控制器106于是可以為新添加的手指限定新的邊界(圖6c)，并且如果該新添加的手指停留在新邊界內(nèi)持續(xù)給定的時(shí)間段，則握緊檢測(cè)可以改變?yōu)榘ㄐ绿砑拥氖种傅奈站o(圖6d)。

現(xiàn)在參照?qǐng)D7a至圖7d中示出的序列描述輕觸檢測(cè)。在此，一旦觸摸屏控制器106檢測(cè)到感測(cè)線的可以指示使用者的手握緊便攜式殼體101的強(qiáng)度值時(shí)，其在那些強(qiáng)度值指示使用者的手的各部位可能位于的位置周圍限定邊界(圖7a)。如果從這些邊界中的一個(gè)邊界內(nèi)移開手指(圖7b)，并且然后返回到正確的邊界持續(xù)給定的時(shí)間(圖7c)，并且然后再次從該邊界移開，則檢測(cè)到輕觸(圖7d)。在一些應(yīng)用中，用于檢測(cè)輕觸的邊界可以不同于用于握緊檢測(cè)的邊界。

參照?qǐng)D8a至圖8c的序列描述了用于輕觸檢測(cè)的另一種技術(shù)。在此，一旦觸摸屏控制器106檢測(cè)到感測(cè)線的可以指示使用者的手握緊便攜式殼體101的強(qiáng)度值時(shí)，其在那些強(qiáng)度值指示使用者的手的各部位可能位于的位置周圍限定邊界(圖8a)。如果然后如強(qiáng)度值所指示的那樣添加手指，觸摸屏控制器106為所添加的手指添加邊界(圖8b)。如果該手指存在持續(xù)給定的時(shí)間段，并且然后離開這一側(cè)，則檢測(cè)到輕觸或側(cè)邊輕觸(圖8c)。

如以上所解釋的，手勢(shì)檢測(cè)還可以由觸摸屏控制器106執(zhí)行?，F(xiàn)在參照?qǐng)D9a至圖9c中示出的序列描述這個(gè)檢測(cè)。在此，一旦觸摸屏控制器106檢測(cè)到感測(cè)線的可以指示使用者的手握緊便攜式殼體101的強(qiáng)度值時(shí)，其在那些強(qiáng)度值指示使用者的手的各部位可能位于的位置周圍限定邊界(圖9a)。

如果手指離開限定的邊界(圖9b)，并且然后在給定的時(shí)間段內(nèi)返回所限定的邊界(圖9c)，則檢測(cè)到手勢(shì)或側(cè)邊手勢(shì)(在此是滑動(dòng)運(yùn)動(dòng))。

許多修改和其他實(shí)施例對(duì)于受益于前面的描述和附圖中呈現(xiàn)的教導(dǎo)的本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見的。因此，理解的是各種修改和實(shí)施例旨在被包括在所附權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。