用于切換針對戴手套和無手套用戶輸入的感測機(jī)制的系統(tǒng)和方法
【專利說明】用于切換針對戴手套和無手套用戶輸入的感測機(jī)制的系統(tǒng)和方法
[0001]優(yōu)先權(quán)信息
本申請要求2012年6月28日提交的美國非臨時專利申請序號13/536，776的優(yōu)先權(quán)，并通過引用將其結(jié)合到本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明一般涉及電子裝置，并且更具體來說，涉及輸入裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]包括接近傳感器裝置(通常又稱作觸摸板或觸摸傳感器裝置)的輸入裝置廣泛用于多種電子系統(tǒng)中。接近傳感器裝置典型地包括通常通過表面來區(qū)分的感測區(qū)，在其中接近傳感器裝置確定一個或多個輸入對象的存在、位置和/或運動。接近傳感器裝置可用于為電子系統(tǒng)提供接口。例如，接近傳感器裝置通常用作較大計算系統(tǒng)的輸入裝置(諸如集成在或外設(shè)于筆記本或桌上型電腦的不透明觸摸墊)。
[0004]接近傳感器裝置能夠用來實現(xiàn)對關(guān)聯(lián)電子系統(tǒng)的控制。例如，接近傳感器裝置經(jīng)常用作包括筆記本電腦和桌上型電腦的較大計算系統(tǒng)的輸入裝置。接近傳感器裝置也經(jīng)常用于較小系統(tǒng)中，包括:諸如個人數(shù)字助手(PDA)、遙控器的手持系統(tǒng)，以及諸如無線電話和文本消息系統(tǒng)的通信系統(tǒng)。接近傳感器裝置越來越多地用于媒體系統(tǒng)中，諸如CD、DVD、MP3、視頻或其他媒體記錄器或播放器。接近傳感器裝置能夠是它與其交互的計算系統(tǒng)的組成部分或者外設(shè)。
[0005]一些以往的輸入裝置的一個問題在于，一些接近傳感器裝置局限于可靠地接收處于或極接近表面的對象的輸入。具體來說，大多數(shù)接近傳感器裝置能夠準(zhǔn)確地確定就在表面上或者極接近表面的對象的位置和/或運動。但是，當(dāng)對象更遠(yuǎn)離裝置的表面時，精度降級，并且大多數(shù)裝置無法可靠地響應(yīng)這類對象，從而簡單地忽略這類對象。
[0006]用戶在佩戴手套的同時試驗和使用輸入裝置時，這屬于特殊的問題。一些手套阻止用戶的手指足夠接近以可靠地檢測手指的位置。手套干擾使用的程度一般將取決于手套的厚度和介電常數(shù)。手套越厚，并且手套的介電常數(shù)越低，則越有可能將不會可靠地檢測手指的位置。
[0007]因此，存在對于改進(jìn)裝置靈活性和可用性的接近傳感器裝置的改進(jìn)的需要。通過結(jié)合附圖和上述技術(shù)領(lǐng)域及背景的以下詳細(xì)描述和所附權(quán)利要求，其他合意的特征和特性將變得顯而易見。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的實施例提供促進(jìn)改進(jìn)的輸入裝置的裝置和方法。具體來說，裝置、系統(tǒng)和方法為用戶提供在不同感測機(jī)制之間輕松且可靠地切換的能力。不同感測機(jī)制能夠用來促進(jìn)對在表面處和遠(yuǎn)離表面的對象的準(zhǔn)確位置確定。例如，不同感測機(jī)制能夠用來為觸摸表面的無手套和戴手套手指確定位置信息。作為另一個示例，不同感測機(jī)制能夠用來為觸摸和懸停對象確定位置信息。
[0009]在一個實施例中，用于輸入裝置的處理系統(tǒng)包括傳感器模塊和確定模塊。傳感器模塊配置成操作多個電容性傳感器電極來生成指示感測區(qū)中的輸入對象的傳感器值。確定模塊配置成有選擇性地按兩個不同感測機(jī)制來操作。第一感測機(jī)制配置成為感測區(qū)中的無手套手指確定位置信息。第二感測機(jī)制配置成為感測區(qū)中的戴手套手指確定位置信息。確定模塊還配置成響應(yīng)檢測到滿足標(biāo)準(zhǔn)的集合的每個的輸入手勢而切換到按第二感測機(jī)制來操作，其中標(biāo)準(zhǔn)的集合包括與超出傳感器值穩(wěn)定性閾值水平的輸入手勢對應(yīng)的傳感器值穩(wěn)定性的度量。按這樣實現(xiàn)，處理系統(tǒng)允許用戶在至少兩個不同感測機(jī)制之間輕松切換，并且因而能夠促進(jìn)其中以戴手套和無手套手指來提供輸入的裝置的使用。
[0010]在另一個實施例中,輸入裝置包括觸摸表面、多個電容性傳感器電極和處理系統(tǒng)。處理系統(tǒng)耦合到多個電容性傳感器電極，并且配置成操作多個電容性傳感器電極來生成指示感測區(qū)中的輸入對象的傳感器值。處理系統(tǒng)還配置成選擇性地按第一感測機(jī)制(其配置成為感測區(qū)中的無手套手指確定位置信息)操作以及選擇性地按第二感測機(jī)制(其配置成為感測區(qū)中的戴手套手指確定位置信息)操作。處理系統(tǒng)還配置成響應(yīng)檢測到滿足標(biāo)準(zhǔn)的集合的每個的輸入手勢而切換到按第二感測機(jī)制來操作，其中標(biāo)準(zhǔn)的集合包括與超出傳感器值穩(wěn)定性閾值水平的輸入手勢對應(yīng)的傳感器值穩(wěn)定性的度量。按這樣實現(xiàn)，輸入裝置允許用戶在至少兩個不同感測機(jī)制之間輕松切換，并且因而能夠促進(jìn)其中以戴手套和無手套手指來提供輸入的裝置的使用。
[0011 ] 在這些和其他實施例的任一個中，至少兩個感測機(jī)制的提供以及在感測機(jī)制之間進(jìn)行切換的能力能夠用來促進(jìn)戴手套和無手套手指兩種對象的準(zhǔn)確位置確定。感測機(jī)制之間的切換也可用來促進(jìn)遠(yuǎn)離表面的對象，諸如懸停手指，的位置確定。這類裝置、系統(tǒng)和方法因而能夠用來可靠地接收來自處于或者極接近表面的對象以及更遠(yuǎn)離表面的對象，諸如戴手套手指，的輸入。因此，裝置、系統(tǒng)和方法能夠改進(jìn)這類裝置的靈活性和可用性。
【附圖說明】
[0012]下面將結(jié)合附圖來描述本發(fā)明的優(yōu)選示范實施例，其中相似的標(biāo)號表示相似的元件，以及:
圖1是按照本發(fā)明的一實施例的、包括輸入裝置的示范系統(tǒng)的框圖；
圖2是處于觸摸表面以及遠(yuǎn)離觸摸表面的示范手指的示意圖；
圖3是按照本發(fā)明的一示范實施例的傳感器電極的框圖；
圖4是按照本發(fā)明的一實施例的描繪處理系統(tǒng)的概念性框圖；
圖5是按照本發(fā)明的一實施例的、例示感測機(jī)制之間轉(zhuǎn)變的狀態(tài)圖；以及圖6-8是按照本發(fā)明的一實施例的裝置的示意圖。
【具體實施方式】
[0013]下列詳細(xì)描述本質(zhì)上僅僅是示范性的，并不意圖限制本發(fā)明或本發(fā)明的應(yīng)用和使用。而且，不存在由在先技術(shù)領(lǐng)域、【背景技術(shù)】、
【發(fā)明內(nèi)容】
或下面【具體實施方式】中提出的、任何表達(dá)的或暗示的理論所約束的意圖。
[0014]本發(fā)明的各種實施例提供促進(jìn)改進(jìn)的可用性的輸入裝置和方法。圖1是按照本發(fā)明實施例的示范輸入裝置100的框圖。輸入裝置100可配置成向電子系統(tǒng)(未示出)提供輸入。如本文檔所使用的，術(shù)語“電子系統(tǒng)”(或者“電子裝置”)廣義地指能夠電子地處理信息的任何系統(tǒng)。電子系統(tǒng)的一些非限定性示例包括所有尺寸和形狀的個人計算機(jī)，諸如桌上型電腦、膝上型電腦、上網(wǎng)本電腦、平板電腦、網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、電子書閱讀器和個人數(shù)字助手(PDA)。附加示例電子系統(tǒng)包括合成輸入裝置，諸如包括輸入裝置100和獨立操縱桿或按鍵開關(guān)的物理鍵盤。其他示例電子系統(tǒng)包括諸如數(shù)據(jù)輸入裝置(包括遙控器和鼠標(biāo))和數(shù)據(jù)輸出裝置(包括顯示屏幕和打印機(jī))之類的外圍設(shè)備。其他示例包括遠(yuǎn)程終端、信息亭和視頻游戲機(jī)(例如視頻游戲控制臺、便攜游戲裝置等)。其他示例包括通信裝置(包括諸如智能電話之類的蜂窩電話)和媒體裝置(包括記錄器、編輯器和諸如電視機(jī)的播放器、機(jī)頂盒、音樂播放器、數(shù)碼相框和數(shù)碼相機(jī))。另外，電子系統(tǒng)可能是輸入裝置的主機(jī)或從機(jī)。
[0015]輸入裝置100能夠?qū)崿F(xiàn)為電子系統(tǒng)的物理部件，或者能夠與電子系統(tǒng)在物理上分離。視情況而定，輸入裝置100可使用下列的任一個或多個與電子系統(tǒng)的部件進(jìn)行通信:總線、網(wǎng)絡(luò)和其他有線或無線互連。示例包括I2C、SP1、PS/2、通用串行總線(USB)、藍(lán)牙、RF和IRDA0
[0016]圖1中，輸入裝置100示出為接近傳感器裝置(也經(jīng)常稱作“觸摸墊”或“觸摸傳感器裝置”)，其配置成感測由一個或多個輸入對象140在感測區(qū)120中提供的輸入。示例輸入對象包括手指和觸控筆，如圖1所示。
[0017]感測區(qū)120包含輸入裝置100之上、周圍、之中和/或附近的任何空間，在其中輸入裝置100能夠檢測用戶輸入(例如由一個或多個輸入對象140所提供的用戶輸入)。特定感測區(qū)的尺寸、形狀和位置可以逐個實施例極大地改變。在一些實施例中，感測區(qū)120從輸入裝置100的表面沿一個或多個方向延伸到空間中，直到信噪比阻止充分準(zhǔn)確的對象檢測。這個感測區(qū)120沿特定方向延伸的距離，在各種實施例中，可以是大約小于一毫米、數(shù)毫米、數(shù)厘米或者更多，并且可隨所使用的感測技術(shù)的類型和期望精度而顯著改變。因此，一些實施例感測輸入，其包括與輸入裝置100任何表面無接觸、與輸入裝置100的輸入表面(例如觸摸表面)相接觸、與耦合一定量外加力或壓力的輸入裝置100的輸入表面相接觸、和/或它們的組合。在各種實施例中，可由傳感器電極位于其中的殼體的表面、由應(yīng)用在傳感器電極或者任何殼體之上的面板等，來提供輸入表面。在一些實施例中，感測區(qū)120在投射到輸入裝置100的輸入表面時具有矩形形狀。
[0018]輸入裝置100利用電容性感測來檢測感測區(qū)120中的用戶輸入。為了促進(jìn)電容性感測，輸入裝置100包括用于檢測用戶輸入的一個或多個感測電極。一些實現(xiàn)配置成提供跨越一維、二維、三維或更高維空間的圖像。一些實現(xiàn)配置成提供沿特定軸或平面的輸入的投影。在輸入裝置100的一些電容性實現(xiàn)中，施加電壓或電流以創(chuàng)建電場。附近的輸入對象引起電場的變化，并且產(chǎn)生電容性耦合的可檢測變化，其可作為電壓、電流等的變化來檢測。
[0019]一些電容實現(xiàn)利用電容性感測元件的陣列或者其他規(guī)則或不規(guī)則圖案來創(chuàng)建電場。在一些電容性實現(xiàn)中，獨立感測元件可歐姆地短接在一起以形成較大傳感器電極。一些電容性實現(xiàn)利用電阻片，其可以是電阻均勻的。
[0020]在一些實施例中，輸入裝置配置成利用“絕對電容”和“跨電容性”感測方法。絕對電容感測方法，有時稱作“自電容”，是基于傳感器電極與輸入對象之間的電容性耦合的變化。在各種實施例中，傳感器電極附近的輸入對象改變傳感器電極附近的電場，因而改變所測量的電容性耦合。在一個實現(xiàn)中，絕對電容感測方法通過相對于基準(zhǔn)電壓(例如系統(tǒng)地)調(diào)制傳感器電極以及通過檢測傳感器電極與輸入對象之間的電容性耦合來進(jìn)行操作。
[0021]跨電容性感測方法，有時稱作“互電容”，是基于傳感器電極之間的電容性耦合的變化。在各種實施例中，傳感器電極附近的輸入對象改變傳感器電極之間的電場，因而改變所測量的電容性耦合。在一個實現(xiàn)中，跨電容性感測方法通過檢測在一個或多個發(fā)射器傳感器電極(也稱為“發(fā)射器電極”或“發(fā)射器”)和一個或多個接收器傳感器電極(也稱為“接收器電極”或“接收器”)之間的電容性耦合，來進(jìn)行操作。發(fā)射器傳感器電極可相對于基準(zhǔn)電壓(例如系統(tǒng)地)來調(diào)制，以傳送發(fā)射器信號。接收器傳感器電極可相對于基準(zhǔn)電壓保持大體恒定，以促進(jìn)結(jié)果信號的接收。結(jié)果信號可包括與一個或多個發(fā)射器信號和/或與一個或多個環(huán)境干擾源(例如其他電磁信號)對應(yīng)的影響。傳感器電極可以是專用發(fā)射器或接收器，或者可配置成既傳送又接收。
[0022]圖1中，處理系統(tǒng)110示出為輸入裝置100的一部分。處理系統(tǒng)110配置成操作輸入裝置100的硬件來檢測感測區(qū)120中的輸入。處理系統(tǒng)110包括一個或多個集成電路(IC)和/或其他電路組件的部分或全部。例如，如上所述，處理系統(tǒng)110可包括用于操作多個電容性傳感器電極來生成指示感測區(qū)中輸入對象的傳感器值的電路組件。這能夠包括用于通過相對于基準(zhǔn)電壓調(diào)制電容性傳感器電極來選擇性地執(zhí)行絕對電容性感測的電路組件。這還可包括用于以發(fā)射器傳感器電極來傳送信號以及以接收器傳感器電極來接收信號以選擇性地執(zhí)行跨電容性感測的電路組件。
[0023]在一些實施例中，處理系統(tǒng)110還包括電子可讀指令，諸如固件代碼、軟件代碼和/或其他。在一些實施例中，組成處理系統(tǒng)I1的組件定位在一起，諸如在輸入裝置100的(一個或多個)感測元件附近。在其他實施例中，處理系統(tǒng)110的組件在物理上是獨立的，其中一個或多個組件靠近輸入裝置