用于辨別輸入物體的系統和方法

專利名稱：用于辨別輸入物體的系統和方法
技術領域：
一般來說，本發明涉及電子裝置，以及更具體來說，涉及輸入裝置并且將輸入裝置用于產生用戶界面輸入。
背景技術：
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各種電子系統中。接近傳感器裝置通常包括常常通過表面來區分的感測區，其中輸入裝置確定一個或多個輸入物體的存在、位置和/或運動。接近傳感器裝置可用于提供用于電子系統的接口。例如，接近傳感器裝置常常用作較大計算系統的輸入裝置(例如筆記本或臺式計算機中集成的或者作為其外設的不透明觸摸板)。接近傳感器裝置還常常用于較小計算系統(例如蜂窩電話中集成的觸摸屏)中。接近傳感器裝置越來越多地用于媒體系統中，例如⑶、DVD、MP3、視頻或其它媒體記錄器或播放器。在過去，一些接近傳感器裝置已具有在感測區中單個輸入物體的動作與多個輸入物體的動作之間進行辨別的有限能力。例如，一些過去的接近傳感器裝置在確定用戶從感測區提起一個手指并且此后不久放下第二手指方面有了困難。在這類情況下，接近傳感器裝置反而可能不正確地確定被感測物體位置反映單個輸入物體跨感測區的移動。在其它情況下，接近傳感器裝置可能在用戶實際上只是跨感測區快速移動了同一手指時不正確地確定用戶提起了一個手指并且放下第二個手指。在任一種情況下，接近傳感器裝置可能響應不正確確定而發起不期望的用戶界面動作。例如，一些接近傳感器裝置可已專門定義提供特定界面功能的感測區的部分。在一些實現中，感測區的這些部分可被認為是“虛擬按鈕”，其中用戶在虛擬按鈕上“叩擊”發起所指定功能。在這類情況下，虛擬按鈕區域還可用于其它用戶界面動作。為了給出一個具體示例，在光標控制操作期間，用戶跨感測區移動物體可引起光標移動。當物體移入按鈕區域時，傳感器裝置應當將其解釋為持續物體運動，并且傳感器裝置應當作為響應而引起持續光標運動。但是，如果傳感器裝置反而將虛擬按鈕區中的存在解釋為用戶這時“叩擊”虛擬按鈕，則傳感器裝置會不正確地停止光標控制而改為激活對應按鈕功能。相反，用戶在跨感測區移動了另一物體之后不久在虛擬按鈕上進行叩擊可能被裝置不正確地解釋為跨感測區的持續物體運動。在這種情況下，傳感器裝置會不正確地引起光標運動而不是激活按鈕功能。在每種情況下，生成非預計動作，并且傳感器裝置的用戶可能感覺不便和煩惱。例如，這類結果可使光標在預計是靜止時跳躍，從而要求用戶在再次叩擊虛擬按鈕之前重新定位光標。
因此，所需的是用于更可靠地確定被感測物體位置是對應于接近傳感器裝置的感測區中的單個物體還是多個物體的改進技術。通過以下結合附圖和上述技術領域及背景的詳細描述和所附權利要求書，其它期望特征和特性將變得顯而易見。

發明內容
本發明的實施例提供促進改進傳感器裝置可用性的裝置和方法。具體來說，裝置和方法提供更可靠地確定被感測物體位置對應于單個輸入物體或者多個輸入物體的能力。例如，裝置和方法可用于確定第一被感測物體位置和第二被感測物體位置是否對應于單個輸入物體。單個輸入物體或多個輸入物體的確定可用于促進諸如光標控制和虛擬按鈕區的使用之類的用戶界面動作的可靠激活，并且因而能夠改進傳感器裝置可用性。在一個實施例中，輸入裝置包括感測電極的陣列以及耦合到電極的處理系統。感測電極配置成感測感測區中的物體。處理系統配置成確定第一物體位置與第二物體位置之間的第一距離，以及確定第二物體位置與第三物體位置之間的第二距離。處理系統還配置成根據第一距離和第二距離來確定第一物體位置和第二物體位置是否均對應于單個輸入物體。因此，輸入裝置促進關于被感測物體位置對應于相同或不同物體的確定，并且這個確定可用于促進正確用戶界面動作的可靠指示。在其它實施例中，提供促進關于被感測物體位置對應于單個輸入物體或者多個輸入物體的確定的方法和處理系統。在這些實施例中，方法和處理系統配置成確定用戶輸入的第一物體位置與第二物體位置之間的第一距離，確定第二物體位置與第三物體位置之間的第二距離，以及使用第一距離和第二距離來確定第一物體位置和第二物體位置是否對應于單個輸入物體。響應確定第一輸入物體位置和第二輸入物體位置均對應于單個輸入物體而生成控制信號。因此，方法和處理系統促進關于被感測物體位置對應于相同或不同物體的確定，并且這個確定可用于促進正確用戶界面動作的可靠指示。


下面將結合附圖來描述本發明的優選示范實施例，其中相似標號表示相似元件，以及其中
圖1是按照本發明的一個實施例、包括輸入裝置的示范系統的框 圖2是按照本發明的一個實施例、具有感測區的輸入裝置的示意 圖3是按照本發明的一個實施例、具有感測區中的一個物體的輸入裝置的頂視 圖4是按照本發明的一個實施例、具有感測區中的兩個物體的輸入裝置的頂視 圖5-7是按照本發明的實施例的感測區中的示范物體位置的頂視 圖8是示出按照本發明的實施例的物體位置之間的坐標距離的簡圖；以及 圖9是按照本發明的一個實施例的感測區中的示范物體位置的頂視圖。
具體實施例方式以下詳細描述實際上只是示范性的，而不是要限制本發明或者本發明的應用和使用。此外，并不是預計由前面的技術領域、背景技術、發明內容或以下詳細描述中提供的任何明示或暗示的理論進行限制。
本發明的實施例提供促進改進傳感器裝置可用性的裝置和方法。具體來說，裝置和方法提供更可靠地確定被感測物體位置對應于單個輸入物體或者多個輸入物體的能力。例如，裝置和方法可用于確定第一被感測物體位置和第二被感測物體位置是否均對應于單個輸入物體。關于被感測位置對應于單個輸入物體或者多個輸入物體的確定可用于促進用戶界面動作的可靠選擇性激活。例如，確定可用于在諸如光標控制之類的預期界面動作以及與虛擬按鈕區關聯的特殊功能的激活之間進行辨別。因為這種確定能夠導致更一致響應，所以它能夠顯著改進傳感器裝置可用性。在一個實施例中，輸入裝置包括感測電極的陣列以及耦合到電極的處理系統。感測電極配置成感測感測區中的物體。例如，感測電極可配置成使用測量電容的變化來感測物體。處理系統配置成使用采用感測電極所得到的測量來確定感測區中的這類物體的位置信息。處理系統配置成使用這種位置信息來確定第一物體位置與第二物體位置之間的第一距離，以及確定第二物體位置與第三物體位置之間的第二距離。處理系統還配置成根據第一距離和第二距離來確定第一物體位置和第二物體位置是否均對應于單個輸入物體。因此，輸入裝置促進關于被感測物體位置對應于相同或不同物體的確定，并且這個確定可用于促進正確用戶界面動作的可靠指示。現在來看附圖，圖1是按照本發明的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 (未示出)提供輸入。本文檔中使用的“電子系統”(或“電子裝置”)廣義地表示能夠電子地處理信息的任何系統。作為一個非限制性示例，電子系統可包括合成輸入裝置，例如包括輸入裝置100和獨立按鍵開關的物理鍵盤。其它示范電子系統包括諸如數據輸入裝置(包括遙控裝置和鼠標)和數據輸出裝置(包括顯示屏幕和打印機)之類的外圍設備。其它示例包括工作站或遠程終端、臺式計算機、膝上型計算機、上網本、平板、個人數字助理和視頻游戲機。其它示例包括通信裝置，例如無線電話、尋呼機和其它消息傳遞裝置。又一些示例包括記錄、編輯或播放各種形式的媒體的媒體裝置，例如電視、分線盒、視頻播放器、音樂播放器、數碼相框、數碼相機、錄音機和攝像機。另外，電子系統可能是輸入裝置的主機或從機。輸入裝置100可實現為電子系統的物理部分，或者與電子系統在物理上分離。適當地，輸入裝置100可使用下列的任一個或多個與電子系統的部分進行通信總線、網絡和其它有線或無線互連。示例包括12(、3 1、？3/2、通用串行總線(USB)、藍牙、RF和IRDA。圖1中，輸入裝置100示為配置成感測在感測區120中由一個或多個輸入物體140所提供的輸入的接近傳感器裝置(又常常稱作觸摸板或觸摸傳感器裝置)。示例輸入物體140包括手指和觸控筆，如圖1所示。感測區120包含輸入裝置100之上、周圍、之中和/或附近的任何空間，其中輸入裝置100的感測元件能夠檢測用戶輸入(例如由一個或多個輸入物體140所提供)。特定感測區的尺寸、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120沿一個或多個方向從輸入裝置100的表面延伸到空間中，直到信噪比阻止足夠準確的物體檢測。在各個實施例中，這個感測區120沿特定方向所延伸的距離可以是大約小于一毫米、數毫米、數厘米或者以上，并且可隨所使用的感測技術的類型和預期的精度而極大地改變。因此，一些實施例感測涉及沒有與輸入裝置100的任何表面相接觸、與輸入裝置100的輸入表面(例如觸摸表面)相接觸、與外加某個量的所施加力或壓力的輸入裝置100的輸入表面相接觸和/或它們的組合的輸入。在一些實施例中，感測區120在投射到輸入裝置100的輸入表面時具有矩形形狀。輸入裝置100的感測元件可利用適當傳感器組件和感測技術的任何組合來檢測感測區120中的用戶輸入。作為若干非限制性示例，輸入裝置100可使用電容、倒介電(elastive)、電阻、電感、表面聲波和/或光學技術。一些實現配置成提供跨越一維、二維、三維或更高維的空間的圖像。一些實現配置成提供沿特定軸或平面的輸入的投影。在輸入裝置100的一些電阻實現中，柔性和導電第一層通過一個或多個隔離元件與導電第二層分隔。在操作期間，跨層創建一個或多個電壓梯度。按壓柔性第一層可使它充分偏斜以便在層之間創建電接觸，從而產生反映層之間的接觸點的電壓輸出。這些電壓輸出可用于確定位置信息。在輸入裝置100的一些電感實現中，一個或多個感測元件拾取諧振線圈或線圈對所感應的回路電流。電流的幅值、相位和頻率的一些組合可用于確定位置信息。在輸入裝置100的一些電容實現中，施加電壓或電流以創建電場。附近的輸入物體引起電場的變化，并且產生可作為電壓、電流等的變化來檢測的電容耦合的可檢測變化。—些電容實現利用電容傳感器電極的陣列或其它模式來創建電場。一些電容實現利用可以是電阻均勻的電阻片。一些電容實現利用基于傳感器電極與自由空間之間的電容耦合中的輸入所引起的變化的“自電容”(或“絕對電容”)感測方法。在一個實現中，絕對電容感測方法通過相對參考電壓(例如系統地)來調制傳感器電極以及檢測傳感器電極與輸入物體之間的電容耦合進行操作。一些電容實現利用基于傳感器電極之間的電容耦合的“互電容”(或“跨電容”)感測方法。在一個實現中，跨電容感測方法通過檢測一個或多個發射電極與一個或多個接收電極之間的電容耦合中的輸入所引起的變化進行操作。可相對于參考電壓(例如系統地)來充分調制發射傳感器電極以促進傳輸，并且可相對于參考電壓來使接收傳感器電極充分保持為恒定以促進接收。傳感器電極可以是專用發射器或接收器，或者可進行傳送以及接收。圖1中，處理系統(或“處理器”)110示為輸入裝置100的一部分。處理系統110配置成操作輸入裝置100的硬件，以便檢測感測區120中的輸入。處理系統110包括一個或多個集成電路(IC)的部分或全部，以及在一些實施例中，處理系統還包括固件代碼、軟件代碼或者它們兩者。在一些實施例中，組成處理系統110的組件共同位于例如輸入裝置100的感測元件附近。在其它實施例中，處理系統110的組件在物理上分離，其中一個或多個組件靠近輸入裝置100的感測元件，而一個或多個組件在其它位置。例如，輸入裝置100可以是臺式計算機的外圍設備，并且處理系統110可包括配置成運行于臺式計算機的中央處理單元上的軟件以及與中央處理單元分離的一個或多個IC(也許帶有關聯固件)。作為另一個示例，輸入裝置100可在物理上集成到電話中，并且處理系統110可包括作為電話的主處理器的一部分的電路和固件。在一些實施例中，處理系統110專用于實現輸入裝置100。在其它實施例中，處理系統110還執行其它功能，例如操作顯示屏幕、驅動觸覺致動器
坐寸O
處理系統110可實現為處理該處理系統110的不同功能的一組模塊。各模塊可包括作為處理系統110的一部分的電路、固件、軟件或者它們的組合。在各個實施例中，可使用模塊的不同組合。示例模塊包括硬件操作模塊，用于操作諸如傳感器電極和顯示屏幕之類的硬件；數據處理模塊，用于處理諸如傳感器信號和位置信息之類的數據；以及報告模塊，用于報告信息。在一些實施例中，處理系統110直接通過引起動作來應答感測區120中的用戶輸入(或者沒有用戶輸入)。示范動作包括改變操作模式以及諸如光標移動、選擇、菜單導航和其它功能之類的圖形用戶界面(GUI)動作。在一些實施例中，處理系統110向電子系統的某個部分(例如向電子系統中與處理系統Iio分離的中央處理系統，若這種獨立中央處理系統存在的話)提供與輸入(或者沒有輸入)有關的信息。在一些實施例中，電子系統的某個部分處理從處理系統110所接收的信息，以便對用戶輸入起作用，例如促進全范圍的動作，包括模式改變動作和GUI動作，如上所述。例如，在一些實施例中，處理系統110操作輸入裝置100的感測元件，以便產生指示感測區120中的輸入(或者沒有輸入)的電信號。處理系統110可在產生提供給電子系統的信息中對電信號執行任何適當量的處理。例如，處理系統110可以只對電信號進行數字化。作為另一個示例，處理系統110可執行濾波或者其它信號調節。作為又一個示例，處理系統110可減去或者以其它方式考慮基準，使得信息反映電信號與基準之間的差。作為又一些示例，處理系統110可確定“位置信息”，將輸入識別為命令，識別筆跡，等等。本文所使用的“位置信息”廣義地包含絕對位置、相對位置、速度、加速度和其它類型的空間信息。各種形式的位置信息還可包括時間歷史分量，如同跟蹤隨時間的運動的情況中那樣。示范“零維”位置信息包括近/遠或接觸/無接觸信息。示范“一維”位置信息包括沿軸的位置。示范“二維”位置信息包括相對于平面的運動。示范“三維”位置信息包括空間中的速度。其它示例包括空間信息的其它維以及其它表示。在一些實施例中，輸入裝置100采用由處理系統110或者由另外某種處理系統所操作的附加輸入組件來實現。這些附加輸入組件可提供用于感測區120中的輸入的冗余功能性，或者提供另外某種功能性。圖1所示的實施例包括感測區120附近的能夠用于促進使用輸入裝置100來選擇項目的按鈕130。其它類型的附加輸入組件包括滑塊、球、輪、開關等。相反，在一些實施例中，輸入裝置100可以在沒有其它輸入組件的情況下實現。在一些實施例中，輸入裝置100包括觸摸屏界面，并且感測區120重疊顯示屏幕的有源區的至少一部分。例如，輸入裝置100可包括覆蓋顯示屏幕的基本上透明的傳感器電極，并且提供用于關聯電子系統的觸摸屏界面。顯示屏幕可以是能夠向用戶顯示可視界面的任何類型的動態顯示器，并且可包括任何類型的發光二極管(LED)、有機LED(OLED)、陰極射線管(CRT)、液晶顯示器(LCD)、等離子體、電致發光(EL)或者其它顯示技術。輸入裝置100和顯示屏幕可共享物理元件。例如，一些實施例可將相同電組件的一部分用于顯示和感測。作為另一個示例，顯示屏幕可部分或全部由處理系統110來操作。應當理解，雖然這里將在全功能設備的上下文中來描述本發明的許多實施例，但是本發明的機制能夠作為各種形式的程序產品來分配。例如，本發明的機制可作為計算機可讀、計算機可記錄或者它們兩者的介質上的傳感器程序來實現和分配。另外，本發明的實施例同樣適用，而與用于執行分配的計算機可讀介質的特定類型無關。計算機可讀和計算機可記錄介質的示例包括各種光盤、存儲棒、存儲卡、存儲模塊等。計算機可讀和計算機可記錄介質可基于閃速、光、磁、全息或者任何其它存儲技術。在其它實施例中，本發明的機制可實現為包括一個或多個模塊的處理系統。例如，一些實施例可包括位置獲取模塊，位置獲取模塊配置成獲取感測區120中的輸入物體的物體位置。一些實施例還可包括確定器模塊，確定器模塊配置成處理由位置獲取模塊所獲取的位置。例如，確定器模塊可確定位置獲取模塊所獲取的第一物體位置與位置獲取模塊所獲取的第二物體位置之間的第一距離，確定由位置獲取模塊所獲取的第二物體位置與第三物體位置之間的第二距離，以及使用第一距離和第二距離來確定第一物體位置和第二物體位置是否均對應于單個輸入物體。在一些實施例中，確定器模塊確定距離是否大于(或小于)閾值。確定器模塊可按照任何適當方式進行這個確定，其中包括比較位置之間的直線距離或者通過比較分量。例如，確定器可確定距離是否具有在第一軸大于(或小于)第一閾值的分量以及在第二軸大于(或小于)第二閾值的分量。使用二維笛卡爾坐標，分量例如可以是X和Y分量。在一些實施例中，確定器模塊確定與各個位置關聯的時間。這個時間可以是檢測到物體位置的時間、位置之間的時長或者任何適當的時間確定。時間確定可包括實際時間或者時間單位類似物。例如，在取樣率為已知或者能夠被估計的情況下，用于表示不同位置之間的時長的時間單位類似物可以是在不同位置之間所取的樣本數量。在一些實施例中，確定器模塊確定與各個位置關聯的速度。這可以是在某個物體位置的瞬時速度、物體位置之間的平均速度或者任何適當的速度確定。速度確定可包括實際速度或者速度類似物。例如，在取樣率為已知或者能夠被估計的情況下，樣本之間的平均速度類似物可以是在樣本之間行進的距離。—些實施例還可包括報告器模塊,報告器模塊配置成例如向主處理器或者向關聯電子裝置報告控制信號。在各個實施例中，報告器模塊可響應關于兩個物體位置均對應于單個輸入物體、均不對應于單個輸入物體或者它們兩者(也許對于對應性以及沒有對應性采用不同控制信號)的確定而報告控制信號。在一些實施例中，報告器模塊可響應第二物體位置的獲取和第一距離的確定中的至少一個而延遲運動控制信號，以及響應關于第一物體位置和第二物體位置均對應于單個輸入物體的確定而報告運動控制信號。在這類實施例中，報告器模塊可響應關于第一物體位置和第二物體位置并非均對應于單個輸入物體的確定而不報告運動控制信號。按照本發明的實施例，輸入裝置100實現為促進改進輸入裝置可用性。具體來說，輸入裝置100實現為促進關于被感測物體位置對應于單個輸入物體或者多個輸入物體的可靠確定。在一個實施例中，輸入裝置100、具體來說是處理系統110配置成確定第一物體位置與第二物體位置之間的第一距離，以及確定第二物體位置與第三物體位置之間的第二距離。通過這些距離，輸入裝置100配置成根據第一距離和第二距離來確定第一物體位置和第二物體位置是否均對應于單個輸入物體。因此，輸入裝置100促進關于被感測物體位置對應于相同或不同物體的確定，并且這個確定可用于促進正確用戶界面動作的可靠指
/Jn ο現在來看圖2，示出示范輸入裝置200。輸入裝置200配置成感測感測區202中的物體。在這個實施例中，感測區202包括主要部分204以及兩個輔助部分206和208。這類部分可用于提供多種用戶界面功能性。例如，輔助部分206和208可用于提供“虛擬按鈕”功能性。在這種系統中，虛擬按鈕可用于激活特定所選功能。例如，通過允許用戶有選擇地“叩擊”輔助部分206和208，以便使所指定功能發生。應當注意，在一些實施例中，這些輔助部分206和208可提供與主要部分204所提供相同的功能性、可提供其它界面功能的支持或者它們兩者(例如基于時間、狀態、上下文等選擇哪些功能)。例如，整個感測區202可用于諸如卷動或光標控制之類的界面動作。在這類操作中，用戶可將輸入物體移入和移出輔助部分206和208。當然，非常期望這種輸入裝置200能夠更可靠地確定用戶在感測區202中、具體來說在輔助部分206和208中放置物體方面的意圖。具體來說，期望輸入裝置200能夠確定用戶是否預計無論什么動作的持續通過跨感測區移動輸入物體來執行，以及這種移動可能剛剛發生以進入輔助部分206。同樣，期望輸入裝置200能夠確定用戶是否反而預計通過從感測區202提起輸入物體來停止前一個動作，并且通過在輔助區206放下不同物體來發起與輔助區206關聯的功能。當感測到輸入物體快速接連地進出輔助部分時，這種確定可能是特別成問題的。現在來看圖3和圖4，輸入裝置200示為具有兩種不同的示范輸入物體情形。圖3中，輸入物體(即手指302)示為從感測區的主要部分204移動到輔助部分206。圖4中，示出兩個輸入物體(即手指402和手指404)，其中手指402從感測區的主要部分204提起，并且手指404放入輔助部分206。應當理解，當任一種情形在充分短的時間周期之內發生時，輸入裝置200將有效地檢測主要部分204中的輸入物體，然后檢測輔助部分206中的輸入物體。因此，輸入裝置200也許不能夠在其中兩個物體位置均對應于相同輸入物體(即手指302)的圖3所示的情形以及其中兩個物體位置對應于兩個不同輸入物體(即手指402和404)的圖4所示的情形之間進行辨別。沒有這種可靠確定，輸入裝置200將不能夠可靠地生成適當響應，例如繼續進行附加光標運動或者激活與輔助部分206關聯的功能。這能夠導致若干不同的問題。例如，當用戶預計與輔助部分206關聯的動作時，光標可被移動。這種不希望的移動可使光標離開用戶預計目標，從而使用戶必須重新定位光標并且再次嘗試激活按鈕按壓。類似地，與按鈕按壓關聯的無意激活的功能可使大量不希望動作在干擾預期光標運動的同時發生。本發明的實施例通過提供用于更可靠地確定被感測物體位置是對應于單個輸入物體還是多個輸入物體的機制來避免這些潛在問題。如果確定被感測物體位置對應于單個輸入物體，則對應用戶界面功能能夠繼續進行。如果反而確定被感測物體位置不可能對應于單個輸入物體，則這個信息可用于選擇不同的用戶界面功能。本發明的實施例使用物體位置之間的所確定距離來提供這個能力。例如，通過將三個先前物體位置之間的距離與閾值進行比較。在這個實現中，如果第一物體位置與第二物體位置之間的第一距離大于第一閾值，而第二物體位置與第三物體位置之間的第二距離小于第二閾值，則可以更可靠地確定第一和第二物體位置不是對應于單個輸入物體。現在來看圖5，輸入裝置200示為具有通過“ + ”號所表示的三個示范物體位置502、504和506。物體位置502和504示為分隔第一距離D1。同樣，物體位置504和506示為分隔第二距離D2。在一個實施例中，如果確定第一距離Dl大于第一閾值，并且確定第二距離D2小于第二閾值，則可以更可靠地確定第一和第二物體位置對應于不同的輸入物體。這個確定依靠如下原理用戶不可能會在短時間量跨感測區將物體移動這種較大距離然后在短時間量立即停止幾乎所有這種移動。因此，物體位置之間的距離的這種組合更可能是快速接連地從感測區移開第一物體并且在感測區上放置第二物體的結果。在這種實現中，閾值可優選地選擇成反映用戶的預計行為和接近傳感器裝置的技術能力。例如，第一和第二閾值可基于用戶可能執行的所測量“最快掃劃”。該裝置可單獨校準，從而提供動態閾值供特定用戶反映可用性行為。應當理解，某些特定閾值將提供預計用戶動作的更準確確定。如上所述，在一些實施例中，輸入裝置可報告作為輸入裝置上的絕對位置的物體位置。在其它實現中，輸入裝置可報告作為相對位置、例如作為離先前報告位置的位置變化的物體位置。在任一種情況下，物體位置之間的距離可適當地確定并且用于確定物體位置是否對應于一個或多個物體。此外，在一些系統中，輸入裝置可報告物體位置的時間和速度。在這種系統中，物體位置之間的距離可從時間和/或速度數據來計算，然后用于確定物體位置是否對應于一個或多個物體。在這些實施例的一個變化中，物體位置之間的附加距離還可用于促進可靠確定。具體來說，第一物體位置與前一個物體位置(本文中稱作“第零”物體位置)之間的距離還可用于更可靠地確定物體位置是否對應于單個輸入物體。在這個實施例中，如果“第零物體位置”與第一物體位置之間的“第零距離”小于“第零閾值”，并且還滿足前一個實施例的條件，則物體位置對應于多個輸入物體甚至更為可能。現在來看圖6，輸入裝置200示為具有通過“ + ”號所表示的四個示范物體位置602、604、606和608。物體位置602和604示為分隔第零距離D0。同樣，物體位置604和606示為分隔第一距離D1。最后，物體位置606和608示為分隔第二距離D2。在這個實施例中，如果確定第零距離DO小于第零閾值，確定第一距離Dl大于第一閾值，并且確定第二距離D2小于第二閾值，則可以更可靠地確定第一和第二物體位置不是對應于同一輸入物體。這個確定再次依靠如下原理用戶不可能會快速開始跨感測區移動物體、取得較高速度并且然后立即停止幾乎所有這種移動。因此，通過進一步利用第零距離，這個實施例增加正確確定的可能性。具體來說，物體位置之間的距離的這種組合更為可能是快速接連地從感測區移開第一物體并且在感測區上放置第二物體的結果。在一些輸入裝置中，以通常稱作取樣率的預定義速率來確定感測區中的物體的位置。例如，典型電容輸入裝置可具有80 Hz的取樣率，并且因而具有1/80秒的樣本之間的預定義時間。在每個這種周期期間，進行新測量，并且計算新物體位置。在這種系統中，第一、第二和第三物體位置將通常對應于三個直接連續周期。因此，第一物體位置將是緊接第零位置之后并且就在第二位置之前所進行的位置測量。當然，應當注意，在一些情況下，噪聲和其它因素可阻止使用連續測量。在這些實施例的另一個變化中，該距離可作為沿基本上正交的軸的分量距離來確定和比較。例如，可通過將沿第一軸的第一距離的第一分量與第一分量閾值進行比較，和/或將沿第二軸的第一距離的第二分量與第二分量閾值進行比較，來將第一距離與第一閾值進行比較。同樣，可通過將沿第二軸的第二距離的第一分量與第一分量閾值進行比較，和/或將沿第二軸的第二距離的第二分量與第二分量閾值進行比較，來將第二距離與第二閾值進行比較。下面將更詳細描述，這個實施例的附加變化可用于識別指示一個手指快速移動的物體位置。通過距離的單獨分量來檢查距離還能夠用于促進在僅存在一個物體時輸入裝置不正確地看到多個同時存在物體的情況下辨別物體。具體來說，當用戶從一個位置提起物體并且幾乎緊接著將第二物體放在第二位置時，系統可在不是實際上對應于真正物體位置的中間位置感測“幻像”。這個幻像可通過感測區中的兩個物體的接近同時存在引起。在沿獨立軸投射電容輪廓(capacitive profile)而不是形成離散圖像的實施例中，這個問題特別尖銳，因為這類傳感器對于多個物體的被感測軸分量之間的對應性變得混亂(例如，錯誤地確定一個物體的水平位置對應于另一物體的垂直位置，這能夠引起這些“幻影”位置)。作為一個示例，在具有配置成在X坐標進行感測的一些電極以及配置成在Y坐標進行感測的其它電極的傳感器中，兩個物體的接近同時存在可被看到生成將一個物體的X坐標感測位置與另一物體的Y坐標感測位置相結合的幻像。在過去的系統中，這種幻像可能被系統不正確地解釋，并且引起不希望出現的界面動作，例如不希望的光標移動。在一個實施例中，系統和方法配置成監測指示這種幻像的物體位置中的特性“L”的出現，并且因而能夠用于確定物體位置是對應于單個輸入物體還是多個輸入物體。物體位置中的這個特性L形狀可使用物體位置之間的距離、具體通過將距離與指示L形狀的閾值進行比較來識別。一些實施例通過檢查(第一位置與第二位置之間的)第一距離是否在兩個軸分量之一中大于第一閾值來確定“L”形狀。一些實施例確定(第二位置與第三位置之間的)第二距離是否在兩個軸分量的另一個中大于第二閾值。一些實施例檢查第一距離是否具有沿第一軸的大于第一閾值的第一分量以及沿第二軸的小于第二閾值的第二分量，以及這個第一距離是否隨后接著具有沿第一軸的小于第三閾值的第一分量以及沿第二軸的大于第四閾值的第四分量的第二距離。現在來看圖7,輸入裝置200示為具有三個示范物體位置(第一物體位置702、第二物體位置704和第三物體位置706，各由“ + ”號所表示)。第一和第二物體位置702和704示為分隔第一距離D1，以及第二和第三物體位置704和706示為分隔第二距離D2。在一個實施例中，如果確定第一距離Dl在第一坐標大于第一閾值,并且確定第二距離D2在第二坐標大于第二閾值，則可以可靠地確定第一和第二物體位置702和704并非均對應于同一輸入物體，因為第二物體位置704是通過感測區中的兩個物體的接近同時存在所生成的“幻像”。也就是說，第二物體位置704不是對應于任何真正物體位置，并且因而不是對應于任何輸入物體。假定第一和第三物體位置702和706是真正物體位置，并且第二物體位置是“幻像”，還可確定第一和第三物體位置702和706對應于不同物體。仍然參照圖7，在一些實施例中，如果物體位置包括“L”，使得第二物體位置704是“幻像”，則其它附加標準也用于計量。例如，一些實施例檢查第一距離Dl是否具有沿第一軸的大于第一閾值的第一分量以及沿第二軸的小于第二閾值的第二分量，以及第二距離D2是否具有沿第一軸的小于第三閾值的第一分量以及沿第二軸的大于第四閾值的第四分量。在第一和第二距離Dl、D2滿足這些標準的情況下，可確定第二物體位置704是“幻像”，并且因而不是對應于任何輸入物體。可使用笛卡爾坐標，并且第一距離Dl和第二距離D2的X和Y分量的比較在圖8中突出顯示。圖8中，Dl距離的第一軸分量識別為XD1，而Dl距離的第二軸分量識別為YD2。同樣，D2距離的第一軸分量識別為XD2，而D2距離的第二軸分量識別為YD2。在這個圖中，示出具有較大的第一或第二軸分量的物體距離、之后接著具有在另一軸的較大分量的物體距離形成被感測物體位置中的特性L形狀。如上所述，特性“L”形狀(其中物體位置在一軸分隔小分量距離以及在另一軸分隔大分量距離)指示在許多輪廓傳感器中一個物體從第一位置提起而另一物體放在第三位置。因此，物體位置之間的距離的這種組合更可能是快速接連地從感測區移開第一物體并且在感測區上放置第二物體的結果。因此，輸入裝置能夠將距離分量與上述閾值進行比較，以便識別對應于多個輸入物體的物體位置。應當注意，在這個實施例的一些變化中，如圖9所示，第零距離DO和/或第三距離D3可用于增加輸入物體的正確確定的可能性。圖9中，第零距離DO對應于第零位置900與第一位置902之間的距離，第一距離Dl對應于第一位置902與第二位置94之間的距離，第二距離D2對應于第二位置904與第三位置906之間的距離，以及第三距離D3對應于第三位置906與第四位置908之間的距離。用戶不可能會開始以較高速度跨感測區202移動物體，然后立即停止幾乎所有這種移動。因此，在一些實施例中，可將第零距離DO和/或第三距離D3與適當閾值進行比較。在與第一距離Dl和第二距離D2中的分量的比較相結合時，這種實施例可提供單個或多個輸入物體的更可靠確定。如上所述，單個或多個輸入物體的不正確確定能夠引起多種不希望的結果。例如，不正確地將兩個物體位置識別為產生于單個輸入物體可引起不希望和非預計的光標移動。為了避免這個結果，上述技術能夠確定物體位置是對應于單個輸入物體還是多個輸入物體。這種確定可用于按照多種方式來避免負面結果。例如，輸入裝置可配置成生成指示單個輸入物體的適當控制信號。同樣，輸入裝置可配置成生成指示多個輸入物體的適當控制信號。在任一種情況下，例如通過報告一個物體提起、另一物體到達、虛擬按鈕激活、相對物體運動、絕對位置信息等，系統可適當地應答這類控制信號。在任何這種情況下，生成適當控制信號，并且系統基于最可能預計的結果采用正確用戶界面動作進行應答。同樣，系統可通過抑制物體位置信息的報告進行應答。例如，在采取從前一位置的變化的形式來指示物體運動的系統中(例如在相對位置輸入裝置中)，系統可配置成響應關于物體位置實際上對應于已經放入感測區中的不同輸入物體的確定而緩沖物體的位置的變化的報告。在一些情況下，將位置變化的這個報告延遲到計算下一物體位置，并且對那個下一物體位置進行確定。使用圖5的示例，如果距離Dl和D2指示多個輸入物體，則可期望阻止位置504(作為相對或絕對位置數據)的報告。作為替代，這種系統將優選地使用例如適當控制信號來報告與區域206對應的功能的激活。這種系統可要求位置數據的報告的延遲，使得下一物體位置可首先被得到并且用于確定單個或多個輸入物體。使用上述示例，將報告位置504延遲到可能確定距離D2之后。可通過緩沖位置信息并且為系統提供在當前位置提供正確指示時防止可能是不正確的前一位置被報告或應答的能力，來提供這種延遲。應當理解，在許多情況下，控制或位置數據的任何延遲或緩沖可被用戶忽視。因此，在許多實現中，也許期望提供響應關于物體位置對應于一個或多個輸入物體的確定而采用各種控制信號、緩沖和其它報告進行應答的能力。
在上述技術的一個具體應用中，系統和方法可在輸入裝置上實現，該輸入裝置配置成對施加到感測區中輸入物體可接觸的輸入表面的力進行應答。充分的力(例如高于閾值力值或者對于時間分布具有特定力)可與致動關聯。例如，輸入裝置可通過模擬開關的致動以及通過提供致動信號來對充分的力進行應答。在一些實施例中，例如通過偏斜、變形、平移等，施加到輸入表面的力使輸入表面移動。充分的力引起到致動物理開關的程度的輸入表面的運動。開關或另外某個組件可提供指示致動的觸覺反饋。在一些實施例中，施加到輸入表面的力引起輸入表面的可忽略運動，并且力傳感器檢測所施加的力量。致動器或其它有源組件可提供指示致動的觸覺反饋。在這種情況下，虛擬按鈕區206和208可模擬可以存在或者可以不存在的常規物理主控、右和/或左點擊按鈕的功能。應答這種所施加力的許多方式可由各個實施例使用，包括在力超過其致動閾值時致動的物理開關。在這種實施例中，傳感器的表面可懸在均衡跨感測表面的力靈敏度的機構中，或者它可簡單地鉸接在一個邊緣，以便允許表面的運動以致動另一邊緣的底部安裝的按鈕。應當理解，用于檢測表面上的所施加力的許多機制在本領域中是已知的，其中的許多可適用于本發明。提出了本文中所闡述的實施例和示例，以便最好地說明本發明及其特定應用，并且由此使本領域的技術人員能夠實施和使用本發明。但是，本領域的技術人員將會知道，上述描述和實例已被提出而僅用于說明和舉例。所闡述的描述不是意在無遺漏的或者將本發明局限于所公開的精確形式。
權利要求
1.一種輸入裝置，包括 感測電極陣列，配置成感測感測區中的物體； 處理系統，耦合到所述感測電極陣列，所述處理系統配置成 操作所述感測電極陣列，以便檢測所述感測區中的物體的位置； 確定第一物體位置與第二物體位置之間的第一距離； 確定所述第二物體位置與第三物體位置之間的第二距離；以及根據所述第一距離和所述第二距離來確定所述第一物體位置和所述第二物體位置是否均對應于單個輸入物體。
2.如權利要求1所述的輸入裝置，其中，所述處理系統配置成通過下列步驟來確定所述第一物體位置和所述第二物體位置是否均對應于所述單個輸入物體 確定所述第一距離是否大于第一閾值，以及所述第二距離是否小于第二閾值。
3.如權利要求1所述的輸入裝置，其中，所述處理系統還配置成確定第零物體位置與所述第一物體位置之間的第零距離，以及其中所述處理系統配置成通過還確定所述第零距離是否小于第零閾值來確定所述第一物體位置和所述第二物體位置是否均對應于所述單個輸入物體。
4.如權利要求1所述的輸入裝置，其中，所述處理系統還配置成響應關于所述第一物體位置和所述第二物體位置均對應于所述單個輸入物體的確定而報告運動控制信號，以及響應關于所述第一物體位置和所述第二物體位置并非均對應于所述單個輸入物體的確定而不報告所述運動控制信號。
5.如權利要求1所述的輸入裝置，其中，所述處理系統還配置成 響應所述第二物體位置的獲取和所述第一距離的確定中的至少一個而緩沖控制信號; 響應關于所述第一物體位置和所述第二物體位置均對應于所述單個輸入物體的確定而報告所述控制信號；以及 響應關于所述第一物體位置和所述第二物體位置并非均對應于所述單個輸入物體的確定而不報告所述控制信號。
6.如權利要求1所述的輸入裝置，還包括所述感測區中輸入物體可接觸的輸入表面，其中所述輸入表面還配置成響應施加到所述輸入表面的力而移動，以及其中所述處理系統還配置成響應所述輸入表面的充分運動而報告致動信號。
7.如權利要求1所述的輸入裝置，還包括 所述感測區中輸入物體可接觸的輸入表面；以及 顯示屏幕，具有在所述輸入表面下面的有源區，所述有源區通過所述輸入表面是可觀看的， 其中，所述處理系統還配置成 響應關于所述第一物體位置和所述第二物體位置并非均對應于單個輸入物體的確定，提供從所述輸入表面提起第一輸入物體的指示。
8.一種輸入裝置，所述輸入裝置包括 多個傳感器電極，所述多個傳感器電極配置成電容地感測感測區中的物體，所述感測區包括第一部分和第二部分，所述第二部分與界面動作關聯；以及處理系統，在通信上耦合到所述多個傳感器電極，所述處理系統配置成 操作感測電極陣列，以便檢測所述感測區中的物體的位置； 確定第一物體位置與第二物體位置之間的第一距離，其中所述第二物體位置直接接著所述第一物體位置； 確定所述第二物體位置與第三物體位置之間的第二距離，其中所述第三物體位置直接接著所述第二物體位置； 通過確定所述第一距離是否大于第一閾值以及所述第二距離是否小于第二閾值來確定所述第一物體位置和所述第二物體位置是否對應于單個輸入物體； 響應如下內容而指示與所述第二部分關聯的所述界面動作 所述第一物體位置處于所述第一部分中，所述第二物體位置處于所述第二部分中，以及關于所述第一物體位置和所述第二物體位置并非均對應于所述單個輸入物體的確定， 響應如下內容而指示光標移動 關于所述第一物體位置和所述第二物體位置均對應于所述單個輸入物體的確定。
9.一種用于配置成感測感測區中的物體的輸入裝置的處理系統，所述處理系統包括 位置獲取模塊，配置成獲取所述感測區中的輸入物體的物體位置， 確定器模塊，配置成 確定所述位置獲取模塊所獲取的第一物體位置與所述位置獲取模塊所獲取的第二物體位置之間的第一距離； 確定由所述位置獲取模塊所獲取的所述第二物體位置與第三物體位置之間的第二距離；以及 使用所述第一距離和所述第二距離來確定所述第一物體位置和所述第二物體位置是否均對應于單個輸入物體。
10.如權利要求9所述的處理系統，其中，所述確定器模塊配置成通過下列步驟來確定所述第一物體位置和所述第二物體位置是否均對應于單個輸入物體 確定所述第一距離是否大于第一閾值，以及所述第二距離是否小于第二閾值。
11.如權利要求9所述的處理系統，其中，所述確定器模塊配置成通過下列步驟根據所述第一距離和所述第二距離來確定所述第一物體位置和所述第二物體位置是否均對應于所述單個輸入物體 確定所述第一距離是否具有在第一軸大于第一閾值的分量； 確定所述第一距離是否具有在第二軸小于第二閾值的分量； 確定所述第二距離是否具有在所述第二軸大于第三閾值的分量；以及 確定所述第二距離是否具有在所述第一軸小于第四閾值的分量。
12.如權利要求9所述的處理系統，其中，所述確定器模塊還配置成確定第零物體位置與所述第一物體位置之間的第零距離，其中所述處理系統配置成通過還確定所述第零距離是否小于第零閾值來確定所述第一物體位置和所述第二物體位置是否均對應于所述單個輸入物體，以及其中所述第二物體位置直接接著所述第一物體位置，所述第三物體位置直接接著所述第二物體位置，并且所述第一物體位置直接接著所述第零物體位置。
13.如權利要求9所述的處理系統，還包括 報告器模塊，配置成響應關于所述第一物體位置和所述第二物體位置并非均對應于所述單個輸入物體的確定而報告控制信號。
14.如權利要求9所述的處理系統，還包括 報告器模塊，配置成響應關于所述第一物體位置和所述第二物體位置均對應于所述單個輸入物體的確定而報告控制信號。
15.如權利要求16所述的處理系統，還包括報告器模塊，所述報告器模塊配置成 響應所述第二物體位置的獲取和所述第一距離的確定中的至少一個而緩沖運動控制信號; 響應關于所述第一物體位置和所述第二物體位置均對應于所述單個輸入物體的確定而報告所述運動控制信號；以及 響應關于所述第一物體位置和所述第二物體位置并非均對應于所述單個輸入物體的確定而不報告所述運動控制信號。
16.如權利要求9所述的處理系統，其中，所述確定器模塊還配置成 確定與所述第一、第二和第三物體位置中的至少一個關聯的速度和時間中的至少一個；以及 將所述時間和所述速度中的所述至少一個用于確定所述第一物體位置和所述第二物體位置是否均對應于所述單個輸入物體。
17.如權利要求9所述的處理系統，其中，所述感測區包括選擇區，并且其中所述處理系統還包括 報告器模塊，配置成響應所述第一物體位置和所述第二物體位置中的至少一個處于所述選擇區中而執行下列動作 響應關于所述第一物體位置和所述第二物體位置均對應于所述單個輸入物體的確定而報告用于引起移動的第一控制信號；以及 響應關于所述第一物體位置和所述第二物體位置并非均對應于所述單個輸入物體的確定而報告用于引起選擇的第二控制信號。
18.一種用于對與輸入裝置的感測區中的用戶輸入關聯的物體位置進行應答的方法，所述方法包括 確定第一物體位置與第二物體位置之間的第一距離； 確定所述第二物體位置與第三物體位置之間的第二距離； 使用所述第一距離和所述第二距離來確定所述第一物體位置和所述第二物體位置是否對應于單個輸入物體；以及 響應確定所述第一物體位置和所述第二物體位置均對應于所述單個輸入物體而生成控制信號。
19.如權利要求18所述的方法，其中，所述使用所述第一距離和所述第二距離來確定所述第一物體位置和所述第二物體位置是否對應于所述單個輸入物體包括 確定所述第一距離是否大于第一閾值，以及所述第二距離是否小于第二閾值。
20.如權利要求18所述的方法，還包括響應關于所述第一物體位置和所述第二物體位置并非均對應于所述單個輸入物體的確定而不生成所述控制信號。
21.如權利要求18所述的方法，其中，所述第二物體位置直接接著所述第一物體位置，以及其中所述第三物體位置直接接著所述第二物體位置。
22.如權利要求18所述的方法，還包括 確定與所述第一、第二和第三物體位置中的至少一個關聯的速度和時間中的至少一個；以及 將所述時間和所述速度中的所述至少一個用于確定所述第一物體位置和所述第二物體位置是否對應于所述單個輸入物體。
23.如權利要求18所述的方法，還包括確定第零物體位置與所述第一物體位置之間的第零距離，以及其中確定所述第一物體位置和所述第二物體位置是否對應于所述單個輸入物體的步驟還包括使用所述第零距離。
24.如權利要求18所述的方法，其中，所述感測區具有與功能關聯的部分，以及其中響應所述第一物體位置和所述第二物體位置中的至少一個處于所述部分中，生成所述控制信號的步驟包括 響應關于所述第一物體位置和所述第二物體位置均對應于所述單個輸入物體的確定而生成用于引起移動的第一控制信號；以及 響應關于所述第一物體位置和所述第二物體位置并非均對應于所述單個輸入物體的確定而生成用于引起該功能的第二控制信號。
全文摘要
本文所述的實施例提供促進改進傳感器裝置可用性的裝置和方法。具體來說，裝置和方法提供更可靠地確定被感測物體位置對應于單個輸入物體還是多個輸入物體的能力。例如，裝置和方法可用于確定第一被感測物體位置和第二被感測物體位置是否對應于單個輸入物體。單個輸入物體或多個輸入物體的確定可用于促進諸如光標控制和虛擬按鈕區的使用之類的用戶界面動作的可靠激活，并且因而能夠改進傳感器裝置可用性。
文檔編號G06F3/041GK103069364SQ201180041943
公開日2013年4月24日 申請日期2011年6月24日 優先權日2010年6月30日
發明者R·A·特倫特, C·帕爾桑 申請人:辛納普蒂克斯公司