專利名稱：電容掃描鄰近偵測的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是關于觸摸傳感器裝置領域，且明確地說，是關于電容感測鄰近偵測。
背景技術：
例如筆記型計算機、個人數據助理(PDA)、移動通信裝置、便攜式娛樂裝置(例如， 手持型視頻游戲裝置、多媒體播放器等)以及機頂盒(例如，數字有線電視盒、數字視頻光盤(DVD)播放器等)的計算裝置具有用戶接口裝置，用戶接口裝置也稱為人機接口裝置 (HID)，其促進用戶與計算裝置之間的交互。變得更常見的一種類型的用戶接口裝置為通過電容感測操作的觸摸傳感器裝置。觸摸傳感器裝置通常呈觸摸傳感器墊、觸摸傳感器滑塊或觸摸傳感器按鈕的形式，且包括一個或一個以上電容性傳感器元件的陣列。當觸摸對象接觸傳感器時，通過電容傳感器偵測的電容改變。觸摸對象可為(例如)手寫筆或用戶的手指。一種類型的電容感測裝置包括以行和列布置且形成相交陣列的多個觸摸感測電極。在X維度與Y維度上的電極的每一相交點(即，近似正交電極彼此交叉但彼此不連接所在的位置)處，互電容形成于電極之間，從而形成電容性感測元件的矩陣。此互電容由處理系統來測量且可偵測電容的任何改變(例如，歸因于觸摸對象的接觸或移動)。在觸摸傳感器裝置中，可通過多種方法來測量由感測陣列的X維度和Y維度上的每一感測元件偵測的電容的改變。不管使用何種方法，通常均通過處理裝置來處理代表由電容性感測元件偵測的電容的電信號，處理裝置又產生代表觸摸對象在X維度和Y維度上相對于觸摸傳感器墊的位置的電信號或光學信號。觸摸傳感器條帶、滑塊或按鈕基于相同的電容感測原理而操作。某些計算裝置也可基于對象與裝置(而不是實際觸摸)的鄰近度而處理用戶輸入。例如，當移動電話的觸摸屏放置于用戶臉附近時，可去活移動電話的觸摸屏，以防止歸因于無意的觸摸而鍵入觸摸輸入命令。另外，當用戶的手在計算裝置附近時，其它計算裝置可辨識用戶的手所執(zhí)行的手勢。例如，在電子閱讀器的屏幕附近揮手可將電子書的頁向前翻或向后翻。這些鄰近控制和手勢可使用紅外線(IR)技術來實施。計算裝置可包括發(fā)射頂信號的頂傳輸器。當對象(例如，用戶的手)在裝置附近時JR信號的某一部分可被反射回到裝置且由頂接收器來偵測。處理裝置解譯所接收信號以確定對象的存在和/或位置。裝置接著可基于所偵測到的鄰近或手勢而執(zhí)行適當動作。然而，此技術使用專用的頂傳感器以及用于處理的相關聯的芯片。至少四個頂傳感器將用以偵測甚至最簡單的手勢。 此情形可增加計算裝置的總成本。另外，頂傳感器可能對外部頂場敏感，外部頂場可導致飽和且負面地影響裝置的操作。


以實例的方式而非以限制的方式來說明本發(fā)明，在附圖的圖中圖1為說明根據實施例的用于鄰近感測的電容感測系統的框圖；圖2A為說明根據實施例的二導線鄰近感測天線的框圖；圖2B為說明根據實施例的三導線鄰近感測天線的框圖；圖2C為說明根據實施例的三導線鄰近感測天線的敏感區(qū)域的圖；圖3為說明根據實施例的多導線鄰近感測天線的敏感區(qū)域的圖；圖4A為說明根據實施例的用于實施鄰近感測的電容性感測陣列的圖；圖4B為說明根據實施例的具有界定的鄰近感測區(qū)的電容性感測陣列的圖；圖4C為說明根據實施例的用于鄰近表面感測的電容性感測陣列的圖；圖5為說明根據實施例的用于鄰近感測的電容感測系統的框圖；圖6為說明根據實施例的用于電容性感測陣列的鄰近感測方法的流程圖；圖7為說明根據實施例的用于偵測觸摸對象的存在的具有處理裝置的電子系統的框圖。
具體實施例方式以下描述闡述眾多特定細節(jié)，例如特定系統、組件、方法等等的實例，以便提供對本發(fā)明的若干實施例的更好理解。然而，所屬領域的技術人員將顯而易見，可在無這些特定細節(jié)的情況下實踐本發(fā)明的至少一些實施例。在其它例子中，未詳細描述或未以簡單的框圖格式呈現眾所周知的組件或方法，以便避免不必要地使本發(fā)明模糊不清。因此，所闡述的特定細節(jié)僅為示范性的。特定實施方案可不同于這些示范性細節(jié)且仍預期在本發(fā)明的范疇內。描述用以使用電容性感測陣列偵測對象的鄰近的方法和設備的實施例。在一個實施例中，電容性感測陣列包括以行和列布置的多個電極。在一個實施例中，最外面的行電極和列電極形成鄰近掃描區(qū)。處理系統在鄰近掃描區(qū)中使用自電容單電極感測技術掃描電極，以偵測鄰近于陣列的對象的存在。當對象物理接觸電容性感測陣列時或當對象未物理接觸電容性感測陣列時，處理系統可使用相同電極但不同感測技術來確定對象的位置和/ 或移動(例如，手勢)。圖1為說明根據本發(fā)明的實施例的電容感測系統的框圖。在一個實施例中，系統 100包括觸摸感測裝置110、處理裝置120，以及多路復用器130、140。觸摸感測裝置110可為(例如)觸摸傳感器墊、觸摸屏顯示器、觸摸傳感器滑塊、觸摸傳感器按鈕，或其它裝置。 觸摸感測裝置110可包括電容性感測陣列112。電容性感測陣列112可包括以行和列(例如，在X維度和Y維度上)布置的感測元件的矩陣，這些感測元件可用以偵測觸摸對象(例如，用戶的手指)的鄰近或觸摸。在一個實施例中，電容性感測陣列112使用互電容感測技術，其中存在于兩個電極的相交點處的互電容可由處理裝置120來測量。在一個或一個以上相交點處的此互電容的改變允許處理裝置120確定觸摸對象的位置。通過互電容感測，將一組電極(例如，定向于X維度上的行)指定為傳輸(TX)電極。用由處理裝置120提供的電子信號135來驅動傳輸電極。在一個實施例中，傳輸多路復用器(TX MUX)130可用以將電子信號135施加到傳輸電極中的一者或一者以上。將另一組電極(例如，定向于Y維度上的列)指定為接收(RX)電極?？赏ㄟ^對接收電極中的每一者上的信號進行取樣來測量行與列之間的互電容。在一個實施例中，接收多路復用器 (RX MUX) 140可用以對接收電極中的一者或一個以上者上的信號進行取樣且將接收測量信號145提供回到處理裝置120。將行和列指定為傳輸電極和接收電極僅為一個實例，且在其它實施例中，可顛倒行與列。在一個實施例中，觸摸傳感器裝置110可進一步包括鄰近感測天線114。鄰近感測天線114可包括(例如)一個或一個以上導線(例如，傳感器或電極)，所述一個或一個以上導線可偵測對象(例如，用戶的手)與觸摸傳感器裝置110的鄰近度。在此實施例中，鄰近感測天線114嵌入于觸摸傳感器裝置110的框架中，鄰近于電容性感測陣列112。然而， 如下文將描述，鄰近感測天線114可以關于電容性感測陣列112以任何數目種不同方式而定向，包括作為形成電容性感測陣列112的電極的部分。圖2A為說明根據實施例的二導線鄰近感測天線的框圖。鄰近感測天線210可為如圖1中所展示的鄰近感測天線114的一個實例。在一個實施例中，鄰近感測天線210包括兩個導線傳輸(TX)導線與接收(RX)導線。傳輸導線與接收導線可為金屬跡線、電極，或由某一其它導電材料形成。鄰近感測天線210中的傳輸導線可連接到傳輸多路復用器130 以便接收傳輸信號135，且接收導線可連接到接收多路復用器140以便將接收信號145提供到處理裝置120。或者，傳輸導線和接收導線可連接到其它源。在一個實施例中，鄰近感測天線210的傳輸導線和接收導線可實質上彼此平行。 導線可為大約10到20厘米(cm)長，隔開3到6cm，且可為大約0. 5到1. 5毫米(mm)厚。 在其它實施例中，導線可具有不同定向、長度、間距，和/或厚度。一般來說，鄰近感測天線 210可能夠有效地感測在大約等于傳輸導線和接收導線的長度的距離下的鄰近。在一個實施例中，用傳輸信號來驅動鄰近感測天線210的傳輸導線。此情形可造成在傳輸導線與接收導線之間形成電場(即，互電容)。可從接收導線(例如，通過處理裝置120)讀取所得信號。在鄰近感測天線210附近的對象(例如，用戶的手)的存在可更改或以其它方式影響傳輸導線與接收導線之間的電容，借此造成從接收導線讀取的信號的改變。在一個實施例中，信號的改變可與對象距鄰近感測天線210的距離成比例。使用二導線鄰近感測天線210 —般不可能進行定向感測。圖2B為說明根據實施例的三導線鄰近感測天線的框圖。鄰近感測天線220可為如圖1中所展示的鄰近感測天線114的另一個實例。在一個實施例中，鄰近感測天線220 具有類似于天線210的結構，但包括三個導線傳輸導線TX，以及兩個接收導線RXl和RX2。 鄰近感測天線220中的傳輸導線和接收導線可按與天線210中的傳輸導線和接收導線類似的方式連接。在一個實施例中，用傳輸信號來驅動傳輸導線TX。此情形可造成在傳輸導線TX與接收導線RXl和RX2中的每一者之間形成電場(即，互電容)。可從接收導線中的每一者 (例如，通過處理裝置120)讀取所得信號。在鄰近感測天線220附近的對象(例如，用戶的手)的存在可更改或以其它方式影響傳輸導線與接收導線之間的電容，借此造成從每一接收導線讀取的信號的改變。接收導線RXl的信號的改變可不同于接收導線RX2的信號的改變。此差異可能可歸因于對象的位置。處理裝置120可經配置以基于信號的差異而確定對
7象的位置，且可能能夠通過在一段時間內執(zhí)行多次讀取而偵測對象的運動。因此，使用三導線鄰近感測天線220可能有可能進行在至少一個維度上的方向感測。圖2C中展示敏感區(qū)域230。圖2C展示具有敏感區(qū)域230的鄰近感測天線220的端視圖，敏感區(qū)域230從接收導線RXl和RX2中的每一者向外輻射。圖3為說明根據實施例的多導線鄰近感測天線的敏感區(qū)域的圖。在此實施例中， 鄰近感測天線310包括傳輸導線TX1、TX2、TX3、TX4以及接收導線RX1、RX2、RX3、RX4。導線可非對稱地布置于鄰近感測裝置310的周圍。當用傳輸信號驅動傳輸導線TX1、TX2、TX3、 TX4時，互電容可形成于每一傳輸導線與鄰近接收導線之間。例如，TXl可與RXl和RX2形成電容，TX2可與RX2和RX3形成電容，TX3可與RX3和RX4形成電容，且TX4可與RX4和RXl 形成電容。隨著傳輸導線和接收導線的數目增加，敏感區(qū)域320也增加。在一個實施例中， 基于接收導線RXl、RX2、RX3、RX4中的每一者上的所測量信號的差異，鄰近感測天線310可偵測對象(例如，用戶的手)在敏感區(qū)域320內的復雜移動和/或手勢。所說明的天線結構可提供在四個方向上的鄰近感測、比二導線鄰近偵測天線(例如，210)改進的敏感性，以及對用以形成鄰近感測天線310的材料的最佳空間利用，所述材料可包括印刷電路板(PCB) 材料或其它材料。在其它實施例中，不具有專用鄰近感測天線(例如，天線114)，而是可使用電容性感測陣列(例如，陣列112)的現有電容傳感器來偵測對象的鄰近。圖4A為說明根據實施例的用于實施鄰近感測的電容性感測陣列的圖。電容性感測陣列410可為如圖1中所展示的電容性感測陣列112的一個實例。在一個實施例中，電容性感測陣列410可為觸摸感測面板、觸摸屏顯示器或其它觸摸感測裝置的部分。如所展示，電容性感測陣列410包括電極的行和列?？?例如)由透明氧化銦錫 (ITO)或其它導電材料形成電極。在一個實施例中，ITO傳感器可定位于顯示區(qū)域(例如， 在觸摸屏顯示器中)或屏蔽區(qū)域之上。圖4B為說明根據實施例的具有界定的鄰近感測區(qū)的電容性感測陣列的圖。電容性感測陣列420包括若干個界定的鄰近感測區(qū)。在一個實施例中，可能存在四個鄰近感測區(qū)422、似4、似6和428。鄰近感測區(qū)可位于電容性感測陣列420的外部邊緣周圍，且可包括(例如)電極的最外面的行和列。最初可使用鄰近感測區(qū)中所包括的電極來偵測對象與電容性感測陣列420的鄰近度，且隨后再用于偵測對象的實際觸摸。鄰近感測區(qū)422、424、 426和428的此分離和定向可允許處理系統基于所測量信號的差異而確定鄰近于電容性感測陣列420的對象的位置。在一段時間內的多次測量也可允許偵測在電容性感測陣列420 的表面之上的(例如)通過用戶的手作出的手勢。在另一個實施例中，鄰近感測區(qū)可包括位于電容性感測陣列外部的單獨的離散傳感器或天線?？赡艽嬖?例如)四個離散傳感器，其中一個傳感器位于鄰近于且大致平行于電容性感測陣列的邊緣處。這些離散傳感器可按與鄰近感測區(qū)422、似4、似6和4 類似的方式起作用，以偵測對象的鄰近。在其它實施例中， 可能存在某一其它數目個離散傳感器，或傳感器可關于電容性感測陣列以不同方式定向。圖4C為說明根據實施例的用于鄰近表面感測的電容性感測陣列的圖。在電容性感測陣列430中，鄰近感測區(qū)432可包括電容性感測陣列430的整個表面。因此，陣列中的所有電極可用以偵測對象的鄰近。使用所有電極可允許處理系統以更好的準確度偵測更復雜的手勢，然而，掃描額外電極可能花費更多時間且使用額外系統資源。
圖5為說明根據本發(fā)明的實施例的電容感測系統的框圖。在一個實施例中，系統 500包括電容性感測陣列510、處理裝置520，以及多路復用器530540。在電容性感測陣列 510中，展示個別行電極RO到Rm以及列電極CO到Cn。在不同實施例中，在電容性感測陣列510中可能存在任何數目個行電極和列電極。行電極RO到Rm中的每一者可連接到行多路復用器530，行多路復用器530可交替地將屏蔽信號535施加到行電極RO到Rm，且將所測量信號從行電極RO到Rm提供到接收器模塊524的接收通道Rxl到Rxy。行多路復用器530可基于控制信號(未圖示)而選擇性地將屏蔽信號535施加到行電極RO到Rm中的一者或一者以上，或測量行電極RO到Rm中的一者或一者以上上的信號?？蓮奶幚硌b置520或從某一其它源接收控制信號。在一個實施例中，由處理裝置520的屏蔽源組件522提供屏蔽信號535，然而，在其它實施例中，可由某一其它源提供屏蔽信號535。列電極CO到Cn中的每一者可連接到列多路復用器M0，列多路復用器540控制所測量信號到處理裝置520的施加且在適當時將屏蔽信號535施加到列電極CO到Cn。在一個實施例中，處理裝置520包括接收器模塊524。接收器模塊5M可具有若干個接收通道 RxU Rx2、Rx3、Rxy，所述接收通道中的每一者經配置以接收并處理來自行電極或列電極中的一者的所測量信號。在一個實施例中，可能存在y個接收通道，y等于行電極的數目m或列電極的數目η中的較大者。然而，在其它實施例中，可能存在某一其它數目個接收通道。 在某些實施例中，接收通道的數目可小于行電極或列電極的數目，從而防止一次測量所有電極。行多路復用器530和列多路復用器540可基于控制信號(未圖示)而選擇性地將來自電極的所測量信號施加到接收通道。可從處理裝置520或從某一其它源接收控制信號。在一個實施例中，行多路復用器530和列多路復用器540可用以實施上文關于圖 1所描述的互電容感測技術。在一個實施例中，將來自傳輸(TX)源526的傳輸信號545連接到行多路復用器530且將傳輸信號545施加到電容性感測陣列510。然而，在其它實施例中，系統500可用于鄰近感測，如關于圖4Α到圖4C所描述。當系統500用于鄰近感測時， 可更改系統500(例如，切換到不同操作模式)以使用不同的電容感測技術。與偵測電容性感測陣列510的實際觸摸成對比，可針對鄰近感測來優(yōu)化這些技術?？赏ㄟ^處理裝置520 來控制操作模式。電容性感測陣列510可經配置用于使用鄰近感測區(qū)進行鄰近感測，如關于圖4B所描述?？蓪⒋四Ｊ矫枋鰹椤班徑袦y模式”。使用先前所描述的鄰近感測區(qū)作為實例，鄰近感測區(qū)422可包括行電極RO，鄰近感測區(qū)似4可包括行電極Rm，鄰近感測區(qū)似6可包括列電極CO，且鄰近感測區(qū)似8可包括列電極Cn。在鄰近感測模式中，電極R0、Rm、C0和Cn可經配置以使用自電容單電極感測技術。 在自電容單電極感測技術期間，所有行電極和列電極具有相同電位。因此，所得電場并不集中于相交的行電極與列電極之間。對象(例如，用戶的手)在電容性感測陣列510的某一距離內的存在在對象與電極之間產生電容。此情形影響對應于每一電極的電子信號，所述電子信號可由處理裝置520解譯為對象的存在。在一個實施例中，在自電容單電極感測期間，首先測量形成鄰近感測區(qū)的行電極RO和Rm。通過行多路復用器530將來自電極RO和 Rm中的每一者的所測量信號路由到接收器模塊524的可用接收通道(例如，Rxl和Rx2)。 為了消除形成于行電極R0、Rm與列電極之間的互電容，可通過列多路復用器540用來自屏蔽源522的屏蔽信號535驅動列電極CO到Cn。屏蔽信號535可具有等于接收通道的電位的值，以使得行電極與列電極在掃描期間處于相同電位。與先前所測量的基線值相比較的來自行電極RO和Rm的所測量信號的任何改變可由處理裝置520使用，以確定鄰近于電容性感測陣列510的對象的存在。隨后，測量列電極CO和Cn。列多路復用器540將來自電極CO和Cn的所測量信號施加到接收器模塊5M的可用接收通道。同時，通過行多路復用器530將屏蔽信號535施加到行電極RO到Rm。這些所測量信號可結合來自行電極RO和Rm的信號使用以確定鄰近于電容性感測陣列510的對象的存在。在其它實施例中，鄰近感測區(qū)可包括額外的和/或不同的電極，可掃描所述額外的和/或不同的電極以確定對象的鄰近。不管區(qū)指定如何，掃描和測量均可以相同方式發(fā)生。如果待掃描的電極的數目大于可用接收通道的數目，那么可依序掃描電極，直到完成指定區(qū)中的所有電極為止。另外，可以不同次序掃描電極(例如， 首先掃描列電極，隨后掃描行電極)。系統500的另一操作模式可被稱作“懸停模式”。在懸停模式中，系統500可能能夠確定鄰近于電容性感測陣列510的對象的精確位置且識別由對象作出的手勢。為了實現這些功能，在懸停模式中，系統500可經配置以使用混合的互電容和自電容單電極技術(“混合技術”)操作。混合技術使用互電容感測與自電容感測兩者的要素，以便以較大準確度偵測對象。在混合技術中，一組電極(例如，行電極RO到Rm)具有比其它電極(例如，列電極 CO到Cn)高的電位。因此，互電容形成于行與列之間，且在感測期間，對象影響行與列兩者的電場，從而導致測量信號的較大改變。與單獨的互電容感測技術或自電容感測技術相比較，此較大改變使得處理裝置520更容易地確定對象的位置和移動。懸停模式也可利用如關于圖4B所描述的鄰近感測區(qū)，包括(例如)電極R0、Rm、 CO和Cn。在一個實施例中，在混合感測期間，首先測量形成鄰近感測區(qū)的行電極RO和Rm。 在測量期間，通過列多路復用器540用屏蔽信號535驅動列電極CO到Cn。在此實施例中， 屏蔽信號535可具有高于接收通道處的電位的值。另外，屏蔽信號535也可具有與接收通道相反的極性。此情形可在行電極R0、Rm與列電極CO到Cn之間產生互電容。也可通過行多路復用器530用屏蔽信號535驅動剩余行電極，以消除不想要的互電容。通過行多路復用器530將來自電極RO和Rm中的每一者的所測量信號路由到接收器模塊524的可用接收通道(例如，Rxl和Rx2)。與先前所測量的基線值相比較的來自行電極RO和Rm的所測量信號的任何改變可供處理裝置520用來確定鄰近于電容性感測陣列510的對象的存在。在電容性感測陣列510附近的對象(例如，用戶的手指)的存在可增加可歸因于行電極RO和 Rm的自電容的信號，且減少可歸因于行電極R0、Rm與列電極CO到Cn之間的互電容的信號。 然而，由于屏蔽信號535的極性顛倒，因此兩個信號的凈改變將在相同方向上。此增加的改變將使得處理裝置520更容易地確定對象的位置和移動。隨后，測量列電極CO和Cn。列多路復用器540將來自電極CO和Cn的所測量信號施加到接收器模塊524的可用接收通道。同時，通過行多路復用器530將屏蔽信號535施加到行電極RO到Rm。同樣，屏蔽信號535可具有高于接收通道且具有相反極性的電位值。 來自CO和Cn的所測量信號可結合來自行電極RO和Rm的信號使用以確定鄰近于電容性感測陣列510的對象的位置。在其它實施例中，鄰近感測區(qū)可包括額外的和/或不同的電極， 可掃描所述額外的和/或不同的電極以確定對象的鄰近。另外，可以不同次序掃描電極(例如，首先掃描列電極，隨后掃描行電極)。圖6為說明根據實施例的用于電容性感測陣列的鄰近感測方法的流程圖。方法 600可通過處理邏輯來執(zhí)行，處理邏輯包含硬件(例如，電路、專用邏輯、可編程邏輯、微碼等)、軟件(例如，在處理裝置上運行以執(zhí)行硬件模擬的指令)，或硬件與軟件的組合。處理邏輯經配置以偵測鄰近于電容性感測陣列的對象的存在且確定對象的位置、移動和/或手勢。在一個實施例中，方法600可由如圖5中所展示的處理裝置520執(zhí)行。參看圖6，在方框605處方法600掃描電容性感測陣列(例如，陣列510)的指定的鄰近區(qū)?？捎商幚硌b置520界定鄰近區(qū)，且鄰近區(qū)可包括(例如)陣列510的最外面的電極，例如行電極RO和Rm以及列電極CO和Cn。當掃描鄰近區(qū)時，處理裝置520可使得系統使用自電容單電極感測技術。處理裝置520可交替地掃描行電極RO和Rm以及列電極CO 和Cn，同時用屏蔽信號535驅動其它電極。在方框610處，方法600確定是否偵測到鄰近于電容性感測陣列510的觸摸對象?？蓪碜孕须姌ORO和Rm以及列電極CO和Cn的所測量信號與先前所測量的基線相比較，以確定對象的存在。如果信號的改變大于鄰近閾值，那么可偵測到對象。如果在方框610處，方法600確定未偵測到對象，那么方法600返回到方框605。 然而，如果方法600確定偵測到對象，那么在方框615處，方法600執(zhí)行鄰近計算。鄰近計算可包括計算用于界定鄰近手勢的鄰近高度/距離信號或Z值。在方框620處，方法600 將所計算的鄰近數據輸出到(例如)主機機器(例如，主機機器750，如圖7中所展示)。在方框625處，方法600掃描電容性感測陣列510的指定懸停區(qū)。在一個實施例中，懸停區(qū)可包括與鄰近區(qū)相同的電極(即，行電極RO和Rm以及列電極CO和Cn，且因此， 重新掃描相同電極)。當掃描懸停區(qū)時，處理裝置520可使得系統使用混合感測技術。處理裝置520可交替地掃描行電極RO和Rm以及列電極CO和Cn，同時用屏蔽信號535驅動其它電極。在一個實施例中，屏蔽信號535可具有高于處理裝置520的接收通道且具有相反極性的電位值。在方框630處，方法600確定是否偵測到對象懸停于電容性感測陣列510之上?？蓪碜孕须姌ORO和Rm以及列電極CO和Cn的所測量信號彼此進行比較，以確定對象的位置和移動。如果在方框630處，方法600確定對象并未懸停，那么方法600返回到方框605。 然而，如果方法600確定對象正懸停，那么在方框635處，方法600執(zhí)行懸停計算。懸停計算可包括計算用于界定懸停手勢的懸停高度/距離信號或Z值。在方框640處，方法600 將所計算的懸停數據輸出到主機機器750。在方框645處，方法600掃描電容性感測陣列510以偵測對象的觸摸。當掃描電容性感測陣列510時，處理裝置520可使得系統使用互電容感測技術。處理裝置520可依序驅動若干個傳輸(例如，行)電極且測量接收(例如，列)電極上的所得信號。可將所測量值存儲于存儲器中。傳輸電極和接收電極可包括在方框605和625處掃描的相同電極(因此，重新掃描那些電極)和/或不同的或額外的電極。在方框650處，方法600確定對象是否正觸摸電容性感測陣列510?？蓪碜越邮针姌O的所測量信號與所存儲的基線值進行比較。如果差值(即，所測量值與基線值之間的差)大于預先界定的手指閾值，那么方法600 偵測到觸摸。如果在方框650處，方法600確定對象并未觸摸電容性感測陣列510，那么方法600返回到方框625。然而，如果方法600確定對象正觸摸，那么在方框655處，方法600執(zhí)行觸摸計算。觸摸計算可包括計算手指高度信號或Z值、計算手指觸摸坐標、界定手指手勢、較大對象抑制和/或其它計算。在方框660處，方法600將所計算的觸摸數據輸出到主機機器750。圖7說明用于偵測觸摸對象的存在的具有處理裝置的電子系統的一個實施例的框圖。電子系統700包括處理裝置770、觸摸傳感器墊720、觸摸傳感器滑塊730、觸摸傳感器按鈕740、主機處理器750，以及嵌入式控制器760。如所說明，電容傳感器710可集成到處理裝置770中。電容傳感器710可包括用于耦合到外部組件的模擬1/0，外部組件例如為觸摸傳感器墊720、觸摸傳感器滑塊730、觸摸傳感器按鈕740和/或其它裝置。在一個實施例中，處理裝置770可代表上文所論述的處理裝置120。在一個實施例中，電子系統700包括經由總線721耦合到處理裝置770的觸摸傳感器墊720。觸摸傳感器墊720可包括經布置以形成電容性感測陣列(例如，陣列110)的一個或一個以上電極。對于觸摸傳感器墊720，所述一個或一個以上電極可耦合在一起以偵測在感測裝置的整個表面之上的觸摸對象的存在。在一個實施例中，觸摸傳感器墊720經由總線721將表示由電容性感測陣列測量的電容的信號發(fā)送到處理裝置770。在替代實施例中，電子系統700包括經由總線731耦合到處理裝置770的觸摸傳感器滑塊730。在另一個實施例中，電子系統700包括經由總線741耦合到處理裝置770的觸摸傳感器按鈕740。電子系統700可包括觸摸傳感器墊、觸摸傳感器屏幕、觸摸傳感器滑塊以及觸摸傳感器按鈕中的一者或一個以上者的任何組合。在一個實施例中，總線721、731和741可為單一總線?；蛘?，總線可經配置成一個或一個以上單獨信號或總線的任何組合。在一個示范性實施例中，處理裝置770可為Cypress半導體公司(美國加利福尼亞州圣何塞市)開發(fā)的可編程系統芯片(PSoC )處理裝置?；蛘?，處理裝置770可為所屬領域的一般技術人員已知的一個或一個以上其它處理裝置，例如微處理器或中央處理單元、控制器、專用處理器、數字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、現場可編程門陣列 (FPGA)等。在替代實施例中，例如，處理裝置可為網絡處理器，網絡處理器具有包括核心單元和多個微引擎的多個處理器。另外，處理裝置可包括通用處理裝置和專用處理裝置的任何組合。處理裝置770可經由主機接口(I/F)線751與外部組件(例如，主機處理器750) 通信。在一個實施例中，主機處理器750包括狀態(tài)寄存器755。在一個實例中，如果處理裝置770確定觸摸對象存在于觸摸傳感器墊720上，那么處理裝置770發(fā)送更新狀態(tài)寄存器 755的指令以指示觸摸對象的存在。在替代實施例中，處理裝置770經由接口線751將中斷請求發(fā)送到主機處理器750。還應注意，本文中所描述的實施例不限于具有耦合到主機的處理裝置的配置，而是可包括進行以下操作的系統測量感測裝置上的等效電容且將原始數據發(fā)送到主機計算機，在主機計算機中通過應用程序分析原始數據。實際上，也可在主機中進行由處理裝置 770進行的處理。在另一個實施例中，處理裝置770為主機。應注意，電子系統700的組件可包括上文所描述的所有組件?；蛘撸娮酉到y700 可僅包括上文所描述的組件中的一些組件，或包括本文中未列出的額外組件。還應注意， 可使用用于測量電容的各種已知方法中的任一者，各種已知方法例如為馳張振蕩器方法、 電流對電壓相移測量、電阻器-電容器充電時序、電容橋式分壓器、電荷轉移、逐步逼近法、Σ -Δ調制、電荷累積電路、場效應、互電容、頻移等。本發(fā)明的實施例包括本文中所描述的各種操作。這些操作可由硬件組件、軟件、固件或以上各者的組合來執(zhí)行?？蓪⑻峁┯诒疚闹兴枋龅母鞣N總線之上的信號中的任一者與其它信號一起進行時間多路復用，且將其提供于ー個或ー個以上共同總線之上。另外，電路組件或塊之間的互連可能展示為總線或展示為單一信號線?？偩€中的每ー者或者可為ー 個或ー個以上単一信號線且單一信號線中的每ー者或者可為總線?？蓪⒛承嵤├龑嵤殡娔X程序產品，電腦程序產品可包括存儲于機器可讀媒體上的指令。這些指令可用以對通用或專用處理器編程以執(zhí)行所描述的操作。機器可讀媒體包括用于存儲或傳輸呈可供機器(例如，計算機)讀取的形式(例如，軟件、處理應用程序) 的信息的任何機構。機器可讀媒體可包括(但不限干)磁性存儲媒體(例如，軟盤)；光學存儲媒體(例如，CD-ROM)；磁-光存儲媒體；只讀存儲器(ROM)；隨機存取存儲器(RAM)；可擦除可編程存儲器(例如，EPROM和EEPR0M)；快閃存儲器；或適合于存儲電子指令的另ー 類型的媒體。另外，可在分布式計算環(huán)境中實踐ー些實施例，其中機器可讀媒體存儲于ー個以上計算機系統上和/或由ー個以上計算機系統執(zhí)行。另外，可跨越連接計算機系統的通信媒體牽引或推送在計算機系統之間轉移的信息。本文中所描述的數字處理裝置可包括ー個或ー個以上通用處理裝置，例如微處理器或中央處理單元、控制器等?；蛘?，數字處理裝置可包括ー個或ー個以上專用處理裝置。 在替代實施例中，例如，數字處理裝置可為網絡處理器，網絡處理器具有包括核心単元和多個微引擎的多個處理器。另外，數字處理裝置可包括通用處理裝置和專用處理裝置的任何組合。盡管以特定次序展示并描述了本文中的方法的操作，但可更改每一方法的操作的次序，以使得可以相反次序執(zhí)行某些操作，或使得可至少部分地與其它操作同時地執(zhí)行某些操作。在另ー個實施例中，可以間歇和/或交替的方式進行相異操作的指令或子操作。
1權利要求
1.一種方法，其特征在于，包含由處理裝置使用第一感測模式掃描電容性感測陣列的第一組電極以識別鄰近于所述電容性感測陣列的對象的存在，其中使用所述第一感測模式進行掃描識別不與所述電容性感測陣列物理接觸的對象；以及使用第二感測模式掃描所述第一組電極以確定所述對象相對于所述電容性感測陣列的位置，其中使用所述第二感測模式進行重新掃描確定與所述電容性感測陣列物理接觸的對象的位置。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包含使用所述第一感測模式掃描電容性感測陣列的第一電極以產生第一信號，所述電容性感測陣列包含多個電極；使用所述第一感測模式掃描所述電容性感測陣列的第二電極以產生第二信號；以及基于所述第一信號和所述第二信號而識別鄰近于所述電容性感測陣列的所述對象的所述存在。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，進一步包含在掃描所述第一電極和所述第二電極的同時用屏蔽信號驅動所述電容性感測陣列的第三電極和第四電極。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一電極、所述第二電極、所述第三電極和所述第四電極包含所述電容性感測陣列的邊緣電極。
5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，進一步包含使用所述第二感測模式掃描所述電容性感測陣列的所述第一電極以產生第三信號； 使用所述第二感測模式掃描所述電容性感測陣列的所述第二電極以產生第四信號；以及基于所述第三信號和所述第四信號而確定所述對象相對于所述電容性感測陣列的位置，其中所述對象與所述電容性感測陣列物理接觸。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，進一步包含使用第三感測模式掃描所述電容性感測陣列的所述第一電極以產生第五信號； 使用所述第三感測模式掃描所述電容性感測陣列的所述第二電極以產生第六信號；以及基于所述第五信號和所述第六信號而確定所述對象相對于所述電容性感測陣列的位置，其中所述對象不與所述電容性感測陣列物理接觸。
7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一感測模式包含自電容單電極模式，其中所述第二發(fā)送模式包含互電容感測模式，且其中所述第三感測模式包含混合式互電容-自電容單電極模式。
8.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，進一步包含測量所述電容性感測陣列中的所述多個電極中的每一者的基線電容值。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，識別鄰近于所述電容性感測陣列的對象的存在包含比較所述第一信號和第二信號、所述第一電極和所述第二電極的所述基線電容值，以確定差值；以及確定所述差值是否大于鄰近閾值。
10.一種設備，其特征在于，包含 電容性感測陣列，其具有多個電極；以及處理裝置，其耦合到所述電容性感測陣列，所述處理裝置經配置以 使用第一感測模式掃描電容性感測陣列的第一組電極以識別鄰近于所述電容性感測陣列的對象的存在，其中使用所述第一感測模式進行掃描識別不與所述電容性感測陣列物理接觸的對象；以及使用第二感測模式掃描所述第一組電極以確定所述對象相對于所述電容性感測陣列的位置，其中使用所述第二感測模式進行重新掃描確定與所述電容性感測陣列物理接觸的對象的位置。
11.根據權利要求10所述的設備，其特征在于，所述處理裝置進一步經配置以 使用所述第一感測模式掃描所述多個電極中的第一電極以產生第一信號；使用所述第一感測模式掃描所述多個電極中的第二電極以產生第二信號；以及基于所述第一信號和所述第二信號而識別鄰近于所述電容性感測陣列的所述對象的所述存在。
12.根據權利要求11所述的設備，其特征在于，所述處理裝置進一步經配置以 在掃描所述第一電極和所述第二電極的同時用屏蔽信號驅動所述多個電極中的第三電極和第四電極。
13.根據權利要求12所述的設備，其特征在于，所述第一電極、所述第二電極、所述第三電極和所述第四電極包含所述電容性感測陣列的邊緣電極。
14.根據權利要求12所述的設備，其特征在于，所述第一電極、所述第二電極、所述第三電極和所述第四電極包含鄰近于所述電容性感測陣列的離散電極。
15.根據權利要求11所述的設備，其特征在于，所述處理裝置進一步經配置以 使用所述第二感測模式掃描所述多個電極中的所述第一電極以產生第三信號； 使用所述第二感測模式掃描所述多個電極中的所述第二電極以產生第四信號；以及基于所述第三信號和所述第四信號而確定所述對象相對于所述電容性感測陣列的位置，其中所述對象與所述電容性感測陣列物理接觸。
16.根據權利要求15所述的設備，其特征在于，所述處理裝置進一步經配置以 使用第三感測模式掃描所述多個電極中的所述第一電極以產生第五信號； 使用所述第三感測模式掃描所述多個電極中的所述第二電極以產生第六信號；以及基于所述第五信號和所述第六信號而確定所述對象相對于所述電容性感測陣列的位置，其中所述對象不與所述電容性感測陣列物理接觸。
17.根據權利要求16所述的設備，其特征在于，所述第一感測模式包含自電容單電極模式，其中所述第二發(fā)送模式包含互電容感測模式，且其中所述第三感測模式包含混合式互電容-自電容單電極模式。
18.根據權利要求11所述的設備，其特征在于，所述處理裝置進一步經配置以 測量所述電容性感測陣列中的所述多個電極中的每一者的基線電容值。
19.根據權利要求18所述的設備，其特征在于，當所述處理裝置識別鄰近于所述電容性感測陣列的對象的存在時，所述處理裝置經配置以比較所述第一信號和第二信號、所述第一電極和所述第二電極的所述基線電容值，以確定差值；以及確定所述差值是否大于鄰近閾值。
20.一種設備，其特征在于，包含電容性感測陣列，其具有多個電極；用于使用第一感測模式識別鄰近于所述電容性感測陣列的對象的存在的構件，其中所述第一感測模式識別不與所述電容性感測陣列物理接觸的對象；以及用于使用第二感測模式確定所述對象相對于所述電容感測的位置的構件，其中所述第二感測模式確定與所述電容性感測陣列物理接觸的對象的位置。
21.根據權利要求20所述的設備，其特征在于，進一步包含用于使用第三感測模式確定所述對象相對于所述電容感測的位置的構件，其中所述對象不與所述電容性感測陣列物理接觸。
22.根據權利要求21所述的設備，其特征在于，所述第一感測模式包含自電容單電極模式，其中所述第二感測模式包含互電容感測模式，且其中所述第三感測模式包含混合式互電容-自電容單電極模式。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種方法和設備，其用于使用第一感測模式掃描電容性感測陣列的第一組電極以識別鄰近于所述電容性感測陣列的對象的存在，其中使用所述第一感測模式進行掃描識別不與所述電容性感測陣列物理接觸的對象。使用第二感測模式掃描所述第一組電極以確定所述對象相對于所述電容性感測陣列的位置，其中使用所述第二感測模式進行重新掃描確定與所述電容性感測陣列物理接觸的對象的位置。
文檔編號G06F3/044GK102576276SQ201180004063
公開日2012年7月11日 申請日期2011年5月26日 優(yōu)先權日2010年8月23日
發(fā)明者安德理·里須頓, 安德理·馬哈瑞塔, 弗羅迪米爾·胡特恩克, 歐勒山德·卡爾賓, 維克特·奎曼 申請人:賽普拉斯半導體公司