檢測(cè)觸摸模式的方法和設(shè)備的制造方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)
[0002] 本申請(qǐng)要求在2012年9月20日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)第61/703, 376號(hào)的優(yōu)先權(quán)， 該申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容合并于此，僅供參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本主題涉及編譯解譯用戶(hù)輸入的領(lǐng)域。更為具體地，但不是作為限制，本主題公開(kāi) 了用于檢測(cè)觸摸模式的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0004] 計(jì)算裝置，諸如筆記本計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、移動(dòng)通信裝置、便攜式娛樂(lè)裝置 (例如，手持視頻游戲裝置、多媒體播放器）、以及機(jī)頂盒（例如，數(shù)字纜線(xiàn)盒、數(shù)字視頻盤(pán) (DVD)播放器）可以包括便于用戶(hù)與該計(jì)算裝置互動(dòng)的用戶(hù)界面裝置。計(jì)算裝置（包括被設(shè) 計(jì)為在接通電池電源的至少部分時(shí)間起作用的那些計(jì)算裝置）可以以多種功耗模式運(yùn)行， 所述功耗模式包括相對(duì)于另一種功耗模式消耗更少功率的一種或多種低功率模式。各種形 式的用戶(hù)輸入可以被用于將計(jì)算裝置轉(zhuǎn)換到不同的功耗模式和從不同的功耗模式轉(zhuǎn)換。
[0005] 已經(jīng)變得越來(lái)越普遍的一類(lèi)用戶(hù)界面裝置借助電容感應(yīng)來(lái)運(yùn)行。電容感應(yīng)系統(tǒng)可 以包括觸摸屏、觸摸傳感器墊、觸摸傳感器滑塊或觸摸傳感器按鈕，并且可以包括一個(gè)或多 個(gè)電容式傳感器元件的陣列。電容式感應(yīng)通常包括通過(guò)傳感器信號(hào)測(cè)量與電容式傳感器元 件相關(guān)聯(lián)的電容的變化，以確定導(dǎo)電物體相對(duì)于電容式傳感器元件的存在。
【附圖說(shuō)明】
[0006] 某些實(shí)施例借助示例來(lái)說(shuō)明并且不限于附圖的各圖，其中：
[0007] 圖1是說(shuō)明根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的感應(yīng)系統(tǒng)的框圖；
[0008] 圖2是說(shuō)明根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的、包括電容式傳感器矩陣的觸摸界面的框圖；
[0009] 圖3是說(shuō)明根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的圖1的感應(yīng)模塊的框圖；
[0010]圖4是說(shuō)明根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的N掃描模式的框圖，該N掃描模式用于檢測(cè)觸摸模 式的M部分；
[0011] 圖5是根據(jù)實(shí)施例說(shuō)明用于檢測(cè)觸摸序列的兩種掃描模式的框圖；
[0012] 圖6是根據(jù)實(shí)施例說(shuō)明用于圖5的有效觸摸序列的各個(gè)部分的選定持續(xù)時(shí)間范圍 的表格圖；
[0013] 圖7是根據(jù)實(shí)施例說(shuō)明用于圖5的觸摸序列的各個(gè)部分的實(shí)際檢測(cè)范圍的表格 圖，其中圖5的觸摸序列的各個(gè)部分被認(rèn)為落入圖6中所選定的各個(gè)持續(xù)時(shí)間范圍內(nèi)；
[0014] 圖8是根據(jù)實(shí)施例說(shuō)明電容式傳感器矩陣的目標(biāo)區(qū)域和目標(biāo)子區(qū)域的框圖；
[0015] 圖9是根據(jù)實(shí)施例說(shuō)明用于檢測(cè)觸摸模式的方法的流程圖；
[0016] 圖10是說(shuō)明根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的電子系統(tǒng)的框圖，該電子系統(tǒng)檢測(cè)導(dǎo)電物體在電 容式傳感器陣列上的存在；
[0017] 圖11是說(shuō)明根據(jù)實(shí)施例的電子系統(tǒng)的功率狀態(tài)的表格圖；以及
[0018] 圖12是說(shuō)明根據(jù)實(shí)施例的電子系統(tǒng)的功率狀態(tài)以及在功率狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換的狀 態(tài)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 描述了檢測(cè)觸摸模式的方法和設(shè)備。在下列描述中，為了解釋目的，很多示例被闡 述以便提供對(duì)實(shí)施例的透徹理解。所要求保護(hù)的主題可以在其他實(shí)施例中實(shí)踐，這對(duì)于本 領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)將是顯而易見(jiàn)的?！揪唧w實(shí)施方式】公開(kāi)了使用多種掃描模式檢測(cè)觸摸模 式的技術(shù)示例和其他事項(xiàng)。某些實(shí)施例現(xiàn)在做簡(jiǎn)短介紹并隨后與從圖1開(kāi)始的其他實(shí)施例 一起更詳細(xì)討論。
[0020] 某些觸摸屏裝置（諸如蜂窩電話(huà)或平板計(jì)算機(jī)）在其使用壽命的相當(dāng)一部分時(shí) 間以低功耗模式（例如，睡眠模式）運(yùn)行，而不是以更高功耗模式運(yùn)行，在該更高功耗模式 下，該裝置也可運(yùn)行。在這類(lèi)裝置中，可以例如通過(guò)對(duì)該裝置的顯示器（例如，液晶顯示器 (IXD)、發(fā)光二極管（LED)顯示器、有源矩陣有機(jī)發(fā)光顯示器（AMOLED))、主機(jī)資源停止供電 來(lái)作為低功耗模式部分，和/或通過(guò)降低該裝置的觸摸控制器的功率，來(lái)降低功耗。裝置從 較低功耗模式轉(zhuǎn)換到較高功耗模式的過(guò)程有時(shí)候被稱(chēng)為"喚醒"。某些裝置配置成當(dāng)用戶(hù)提 供輸入（諸如通過(guò)按壓該裝置的機(jī)械按鈕或通過(guò)引起該裝置的全部或部分加速（例如，通 過(guò)搖動(dòng)或輕拍該裝置））時(shí)喚醒。
[0021] 本文所述的實(shí)施例允許裝置響應(yīng)于用戶(hù)輸入觸摸模式到該裝置的觸摸界面而喚 醒。因此，喚醒可以不需要機(jī)械按鈕或加速計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)，并同時(shí)將由組件使用的表面區(qū)域和與 感應(yīng)由用戶(hù)提供的喚醒觸摸模式相關(guān)聯(lián)的功耗兩者均減到最小。觸摸模式和/或其一部分 可以包括觸摸的開(kāi)始、觸摸的提離、一個(gè)或多個(gè)觸摸的持續(xù)時(shí)間、觸摸之間的持續(xù)時(shí)間、觸 摸的序列、一個(gè)或多個(gè)觸摸的形狀、一個(gè)或多個(gè)觸摸的位置、一個(gè)或多個(gè)觸摸的移動(dòng)、多個(gè) 同時(shí)觸摸、一個(gè)或多個(gè)輸入物體在觸摸界面上的接近或懸停、與一個(gè)或多個(gè)觸摸相關(guān)聯(lián)的 力、觸摸模式的其他屬性中的一個(gè)或多個(gè)和/或這些的組合。
[0022] 在實(shí)施例中，觸摸控制器以多種掃描模式運(yùn)行以識(shí)別觸摸模式，該觸摸模式指示 處理資源和其他更高層資源（例如，顯示器、無(wú)線(xiàn)電、觸覺(jué)引擎）應(yīng)當(dāng)喚醒。在下面進(jìn)一步描 述的各個(gè)實(shí)施例中，掃描模式可以具有諸如掃描頻率（例如，掃描速率或刷新率）、感應(yīng)類(lèi) 型（例如，自電容掃描、互電容掃描或包括自電容和互電容兩者的元件的混合感應(yīng)模式）、 掃描位置（例如，掃描觸摸輸入表面的目標(biāo)部分）、其他特性，和/或它們的組合的特性。
[0023] (例如，掃描模式的）掃描速率可被調(diào)整，以將功耗減到最小，同時(shí)仍然允許觸摸 模式的可靠檢測(cè)（例如，諸如雙擊的觸摸序列）。在實(shí)施例中，觸摸控制器通過(guò)第一掃描模 式（例如，包括相對(duì)較低掃描速率的第一掃描模式）檢測(cè)觸摸模式的第一部分，并通過(guò)第二 掃描模式（例如，包括相對(duì)較高掃描速率的第二掃描模式）檢測(cè)觸摸模式的第二部分。在 實(shí)施例中，具有較低掃描速率的第一掃描模式比具有較高掃描速率的第二掃描模式消耗更 少的功率，并且觸摸控制器保持在較低功耗的第一掃描模式直到檢測(cè)到觸摸模式的第一部 分。在實(shí)施例中，包括自電容掃描和/或掃描觸摸界面的目標(biāo)區(qū)域以尋找觸摸模式的掃描 模式減少了掃描時(shí)間，并因此降低功耗。將觸摸模式識(shí)別分割為不同的掃描模式可將感應(yīng) 系統(tǒng)的總功耗減到最小。在實(shí)施例中，識(shí)別觸摸模式觸發(fā)裝置喚醒。應(yīng)當(dāng)指出的是，識(shí)別觸 摸模式可以另選地或附加地啟用或啟動(dòng)某些其他裝置功能，諸如允許訪(fǎng)問(wèn)該裝置的受保護(hù) 的存儲(chǔ)器或其他受保護(hù)區(qū)域。
[0024] 當(dāng)本文描述的實(shí)施例由裝置的觸摸控制器執(zhí)行時(shí)，可允許該裝置的其他處理器睡 目民，同時(shí)僅觸摸控制器查找喚醒事件，從而節(jié)約用電。此外，所述實(shí)施例提供無(wú)需物理按鈕 或加速計(jì)的喚醒，從而節(jié)約材料成本，避免物理零件的失效模式，或在一個(gè)物理零件失效的 情況下啟用冗余喚醒能力。多種掃描模式的特性是可配置的，以滿(mǎn)足性能目標(biāo)，同時(shí)將掃描 頻率、掃描時(shí)間和掃描區(qū)域減到最小，以便將該裝置的總功耗減到最小。
[0025] 下面的【具體實(shí)施方式】包括對(duì)附圖的引用，附圖形成該【具體實(shí)施方式】的一部分。附 圖示出根據(jù)實(shí)施例的例證。這些實(shí)施例（在本文也稱(chēng)為"示例"）被足夠詳細(xì)地描述，以使 本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵺`所要求保護(hù)主題的實(shí)施例。在不偏離所要求保護(hù)的范圍的情況 下，可以對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行組合，可以使用其他實(shí)施例，并可以做出結(jié)構(gòu)、邏輯和電氣改變。 因此，下面的【具體實(shí)施方式】不應(yīng)被視為具有限制意義，并且范圍由附隨權(quán)利要求和它們的 等同物來(lái)定義。
[0026] 圖1是說(shuō)明根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的感應(yīng)系統(tǒng)100的框圖。感應(yīng)系統(tǒng)100包括與感應(yīng) 模塊106耦接的觸摸界面102。對(duì)于某些實(shí)施例，觸摸界面102可以包括感應(yīng)模塊106 (例 如，其可以提供觸摸控制器的功能性）。觸摸界面102通過(guò)輸入物體110 (例如，尖筆、手指 或用于提供輸入的任何其他物體）接收來(lái)自用戶(hù)的輸入。觸摸界面102可以包括觸摸墊、 觸摸屏或任何觸摸輸入界面。在各個(gè)實(shí)施例中，感應(yīng)系統(tǒng)100可以提供觸摸屏、觸摸墊、滑 塊、按鈕、開(kāi)關(guān)、水平傳感器、接近傳感器、位移傳感器、它們的組合的功能性，或基于用戶(hù)輸 入的檢測(cè)來(lái)提供某些其他功能性。
[0027] 觸摸界面102包括傳感器104。在各個(gè)示例實(shí)施例中，傳感器104可以包括光敏 元件、發(fā)光元件、感光元件、壓敏元件和/或電容式傳感器元件中的一個(gè)或多個(gè)。在某些 實(shí)施例中，傳感器104被嵌入在觸摸界面102的圖像顯示器中。這有時(shí)候被稱(chēng)為單元內(nèi) (in-cell)感應(yīng)。例如，感光元件可以被嵌入在圖像顯示器的每個(gè)顯示像素中。感光元件感 應(yīng)由輸入物體反射回單元中的光，或可以檢測(cè)物體在顯示器的表面上投射的陰影。
[0028] 輸入物體110被示出接近或接觸觸摸界面102,并被用于提供對(duì)觸摸界面102的輸 入。在這個(gè)示例中，輸入物體110是尖筆。在實(shí)施例中，尖筆的直徑是約1_，這很大程度上 小于典型手指的直徑。在沒(méi)有偏離所要求保護(hù)的主題的情況下，輸入物體110可以是非導(dǎo) 電物體、導(dǎo)電物體，和/或可以產(chǎn)生通過(guò)傳感器104來(lái)感應(yīng)的光或其他能量。在實(shí)施例中， 輸入物體110是無(wú)源的，意指其未被通電以提供至觸摸界面102的輸入。另選地或附加地， 輸入物體110可以是有源的，意指其被通電以提供至觸摸界面102的輸入。輸入物體110 可以被固定于適當(dāng)位置或是相對(duì)于觸摸界面102在適當(dāng)位置可移動(dòng)的。例如，用戶(hù)可以相 對(duì)于觸敏界面102移動(dòng)輸入物體110。用戶(hù)可以包括人、機(jī)械裝置、機(jī)器和/或編程的指令。 另選地或附加地，觸摸界面102可被允許相對(duì)于固定或可移動(dòng)的輸入物體110移動(dòng)。
[0029] 感應(yīng)模塊106使用傳感器104感應(yīng)或檢測(cè)接近或接觸觸摸界面102的一個(gè)或多個(gè) 傳感器104的一個(gè)或多個(gè)輸入物體的存在。感應(yīng)模塊106可以使用傳感器104執(zhí)行操作 (例如，掃描操作）以發(fā)出指示一個(gè)或多個(gè)輸入物體（例如，輸入物體110)的存在的信號(hào)。 根據(jù)所用傳感器的類(lèi)型和它們感應(yīng)的屬性，當(dāng)輸入物體接近或接觸觸摸界面102時(shí)，傳感 器信號(hào)可以指示施加于觸摸界面102的壓力、與輸入物體相關(guān)聯(lián)的光（例如，紅外光）、與輸 入物體相關(guān)聯(lián)的圖像、傳感器104的電容和/或一個(gè)或多個(gè)傳感器104的電容變化。傳輸 介質(zhì)108可以包括適合用于掃描操作的任何介質(zhì)，并且傳感器信號(hào)可以通過(guò)該介質(zhì)輸送。 對(duì)于某些實(shí)施例，傳輸介質(zhì)108包括耦接于傳感器的金屬跡線(xiàn)（例如，銅導(dǎo)線(xiàn)）。觸摸界面 102的示例和它的傳感器元件的布置現(xiàn)在結(jié)合圖2來(lái)討論。
[0030] 圖2是說(shuō)明根據(jù)各個(gè)實(shí)施例的、包括電容式傳感器矩陣205的觸摸界面202的框 圖。圖2包括被布置在矩陣中的傳感器元件204的行R tl - Rn230和列Cci - Cn240。傳感器 元件204的行Rtl - Rn230和列Ctl - Cn240被示出與感應(yīng)模塊206耦接。在下面更詳細(xì)描述 的掃描操作中，傳感器元件的行Rtl - Rn230中的每行和列Ctl - Cn240中的每列可以作為傳 輸電極和接收電極兩者來(lái)運(yùn)行。
[0031] 在電容式傳感器矩陣205中，傳感器元件204的行Rtl - Rn230中的每行被示出與 傳感器元件204的列Cci - Cn240中的每列交叉。在實(shí)施例中，行Rtl - Rn230與列Cci - Cn240 之間保持電隔離。在實(shí)施例中，列Q1 - Cn240中的每列可以與X-Y平面215的X坐標(biāo)或X坐 標(biāo)范圍相關(guān)聯(lián)，并且行RtI - Rn230中的每行可以與X-Y平面215的Y坐標(biāo)或Y坐標(biāo)范圍相 關(guān)聯(lián)。
[0032] 雖然傳感器元件204被