用于低電力輸入對(duì)象檢測(cè)和交互的系統(tǒng)及方法
【專利說明】用于低電力輸入對(duì)象檢測(cè)和交互的系統(tǒng)及方法
[0001]對(duì)有關(guān)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的交叉引用
本申請(qǐng)要求由Adam Schwartz等人于2012年9月28日提交的、題為“SYSTEM ANDMETHOD FOR LOW POWER INPUT OBJECT DETECT1N AND INTERACT1N”的共同待決美國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?3/631,784的優(yōu)先權(quán)及權(quán)益，其轉(zhuǎn)讓給本申請(qǐng)的受讓人，并且通過引用將其全部并入本文。
【背景技術(shù)】
[0002]包括接近傳感器裝置(也通常被稱為觸摸墊或觸摸傳感器裝置)的電容性輸入裝置廣泛應(yīng)用于多種電子系統(tǒng)中。接近傳感器裝置典型地包括通常由表面區(qū)分的感測(cè)區(qū)，在其中接近傳感器裝置確定一個(gè)或多個(gè)輸入對(duì)象的存在、位置和/或運(yùn)動(dòng)。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(jì)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)。接近傳感器裝置也經(jīng)常用于較小計(jì)算系統(tǒng)中(諸如集成在蜂窩電話和平板電腦中的觸摸屏)。這樣的觸摸屏輸入裝置典型地添加到電子系統(tǒng)的顯示屏上或以其他方式與其并置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]在操作觸摸屏的方法中，在第一休眠模式時(shí)，以觸摸屏來檢測(cè)對(duì)象交互。確定與觸摸屏的所檢測(cè)對(duì)象交互是否是與觸摸屏的有效輸入對(duì)象交互。響應(yīng)于確定對(duì)象交互為有效的輸入對(duì)象交互，觸摸屏從第一休眠模式轉(zhuǎn)變?yōu)槭謩?shì)識(shí)別模式。觸摸屏響應(yīng)由輸入對(duì)象進(jìn)行的與觸摸屏的有效手勢(shì)交互的確定，從手勢(shì)識(shí)別模式轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)模式。
【附圖說明】
[0004]在這【附圖說明】中所指的附圖不應(yīng)被理解為按比例繪制，除非特別說明。并入并形成實(shí)施例說明的一部分的附圖例示各種實(shí)施例，并且與實(shí)施例說明一起服務(wù)于解釋下面討論的原理，其中類似的標(biāo)注表示類似的元件，以及:
圖1是依照實(shí)施例的、示例輸入裝置的框圖。
[0005]圖2示出依照一些實(shí)施例的、可在傳感器中用來形成輸入裝置的感測(cè)區(qū)(諸如觸摸屏)的全部或部分的、示例傳感器電極圖案的一部分。
[0006]圖3示出依照各種實(shí)施例的、可與圖1的示例輸入裝置一起使用的、示例處理系統(tǒng)。
[0007]圖4是依照各種實(shí)施例的、具有兩個(gè)休眠模式的低電力喚醒(wakeup)方法的狀態(tài)圖。
[0008]圖5是依照各種實(shí)施例的、具有兩個(gè)休眠模式的低電力喚醒方法的狀態(tài)圖，其中休眠模式的至少一個(gè)由電子系統(tǒng)的定向和/或移動(dòng)來修正。
[0009]圖6例示依照各種實(shí)施例的、低電力手勢(shì)識(shí)別邏輯的操作的框圖。
[0010]圖7例示依照各種實(shí)施例的、基于手勢(shì)識(shí)別的喚醒方法的狀態(tài)圖。
[0011]圖8A、8B及8C例示可與本文描述的各種實(shí)施例一起使用的、有效連續(xù)手勢(shì)的一些非限制性示例。
[0012]圖8D例示可與本文描述的各種實(shí)施例一起使用的、有效離散手勢(shì)的非限制性示例。
[0013]圖SE例示可與本文描述的各種實(shí)施例一起使用的、連續(xù)和離散手勢(shì)的有效組合的非限制性示例。
[0014]圖9A及9B例示可與本文描述的各種實(shí)施例一起使用的、有效離散手勢(shì)、連續(xù)手勢(shì)以及連續(xù)和離散手勢(shì)的組合的一些非限制性示例。
[0015]圖1OA及1B例示依照各種實(shí)施例的、操作觸摸屏的示例方法中步驟的流程圖。
[0016]圖11例示依照各種實(shí)施例的、操作觸摸屏的示例方法中步驟的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下列實(shí)施例說明僅僅通過示范而非限制的方式提供。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】
、【附圖說明】或下面【具體實(shí)施方式】中提出的、任何表達(dá)的或暗示的理論來約束的意圖。
[0018]論述概覽
本文中，描述各種實(shí)施例，其提供促進(jìn)改進(jìn)的可用性的輸入裝置、處理系統(tǒng)和方法。本文描述的各種實(shí)施例中，輸入裝置可以是采用觸摸屏形式的電容性輸入裝置，其中觸摸屏與電子系統(tǒng)的顯示屏并置或至少部分地重疊。
[0019]論述以示例輸入裝置(采用其或者基于其可以實(shí)現(xiàn)本文描述的各種實(shí)施例)的描述開始。隨后描述示例傳感器電極圖案。隨其后是示例觸摸屏處理系統(tǒng)及其某些組件的描述。觸摸屏處理系統(tǒng)可以與包括傳感器電極圖案的電容性輸入裝置一起使用。提出并描述若干狀態(tài)圖和框圖，其描述低電力喚醒和/或手勢(shì)識(shí)別邏輯及方法的操作。描繪并討論用于觸發(fā)喚醒的有效手勢(shì)的若干示例的選擇。隨后結(jié)合操作電容性輸入裝置的方法的描述來進(jìn)一步描述觸摸屏和處理系統(tǒng)的操作。
[0020]示例輸入裝置
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，圖1是依照各種實(shí)施例的、示例性輸入裝置100的框圖。輸入裝置100可配置成向諸如電子系統(tǒng)150的電子系統(tǒng)提供輸入。如本文檔所使用的，術(shù)語“電子系統(tǒng)”(或“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)的某些非限制性示例包括各種大小和形狀的個(gè)人計(jì)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(gè)人數(shù)字助理(PDA)。另外的示例電子系統(tǒng)包括復(fù)合型輸入裝置，諸如包括輸入裝置100和獨(dú)立操縱桿或按鍵開關(guān)的物理鍵盤。進(jìn)一步的示例電子系統(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、以及視頻游戲機(jī)(例如，視頻游戲控制臺(tái)、便攜式游戲裝置等)。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(包括錄音機(jī)、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)可以是輸入裝置的主機(jī)或從機(jī)。
[0021]在一些實(shí)施例中，如圖1所例示，電子系統(tǒng)150包括主處理系統(tǒng)，其可以包括用于為電子系統(tǒng)150處理信息的一個(gè)或多個(gè)集成電路。電子系統(tǒng)150還可以包括觸摸屏處理系統(tǒng)110，其與主處理系統(tǒng)155分離，并且其用于操作與顯示屏170并置或至少部分重疊的觸摸屏115。在一些實(shí)施例中，電子系統(tǒng)150可還包括顯示屏處理系統(tǒng)160，其操作顯示屏170來顯示信息和圖形內(nèi)容。在一些實(shí)施例中，顯示屏處理系統(tǒng)160的功能性的一些或全部可以與觸摸屏處理系統(tǒng)110結(jié)合或以其他方式并入其中。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，觸摸屏處理系統(tǒng)110和顯示屏處理系統(tǒng)160可以實(shí)現(xiàn)為單個(gè)處理系統(tǒng)，其操作顯示屏170和觸摸屏115兩者。在其他實(shí)施例中，觸摸屏處理系統(tǒng)110可以包括在存儲(chǔ)器中儲(chǔ)存一些子畫面(sprite)/圖形并響應(yīng)于感測(cè)區(qū)120中的觸摸屏交互來顯示它們的能力，而不需要與主處理系統(tǒng)155或獨(dú)立顯示屏處理系統(tǒng)160的任何交互。
[0022]輸入裝置100能夠?qū)崿F(xiàn)為電子系統(tǒng)的物理部件，或能夠與電子系統(tǒng)物理地分離。視情況而定，輸入裝置100可使用下列項(xiàng)的任一個(gè)或多個(gè)與電子系統(tǒng)的部件通信:總線、網(wǎng)絡(luò)以及其他有線或無線互連。示例包括但不限于內(nèi)部集成電路(I2C)、串行外圍接口(SPI)、個(gè)人系統(tǒng)2 (PS/2)、通用串行總線(USB)、藍(lán)牙?、射頻(RF)以及紅外數(shù)據(jù)協(xié)會(huì)(IrDA)0
[0023]在圖1中，輸入裝置100示出為接近傳感器裝置(也通常被稱為“觸摸墊”或“觸摸傳感器裝置”)，其配置成感測(cè)由一個(gè)或多個(gè)輸入對(duì)象140在感測(cè)區(qū)120中提供的輸入。示例輸入對(duì)象包括如圖1所示的手指和觸控筆。
[0024]感測(cè)區(qū)120包含在輸入裝置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(cè)用戶輸入(例如，由一個(gè)或多個(gè)輸入對(duì)象140提供的用戶輸入)。特定感測(cè)區(qū)的尺寸、形狀和位置可以逐個(gè)實(shí)施例極大地改變。在一些實(shí)施例中，感測(cè)區(qū)120從輸入裝置100的表面沿一個(gè)或多個(gè)方向延伸到空間中，直至信噪比阻止充分準(zhǔn)確的對(duì)象檢測(cè)。這個(gè)感測(cè)區(qū)120沿特定方向延伸的距離，在各種實(shí)施例中，可以大約少于一毫米、數(shù)毫米、數(shù)厘米、或更多，而且可隨所使用的感測(cè)技術(shù)的類型和期望的精度而顯著變化。因此，一些實(shí)施例感測(cè)輸入，其包括與輸入裝置100的任何表面無接觸、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(shí)施例中，觸摸表面可由傳感器電極位于其中的殼體的表面來提供，由應(yīng)用在傳感器電極或任何殼體之上的面板來提供等。在一些實(shí)施例中，感測(cè)區(qū)120在投射到輸入裝置100的輸入表面上時(shí)具有矩形形狀。
[0025]輸入裝置100可使用傳感器組件和感測(cè)技術(shù)的任何組合來檢測(cè)感測(cè)區(qū)120中的用戶輸入。輸入裝置100包括用于檢測(cè)用戶輸入的一個(gè)或多個(gè)感測(cè)元件。作為非限制性示例，輸入裝置100可使用電容性技術(shù)。
[0026]一些實(shí)現(xiàn)配置成提供跨越一、二、三或更高維空間的圖像。一些實(shí)現(xiàn)配置成提供沿特定軸或平面的輸入的投影。如圖1所描繪，在一些實(shí)施例中，感測(cè)區(qū)120設(shè)計(jì)成至少部分地與顯示屏，諸如用于顯示電子系統(tǒng)150的信息和圖形的顯示屏170，重疊。
[0027]在輸入裝置100的一些電容性實(shí)現(xiàn)中，施加電壓或電流以產(chǎn)生電場(chǎng)。附近的輸入對(duì)象導(dǎo)致電場(chǎng)的變化，并且產(chǎn)生電容性耦合的可檢測(cè)變化，其可作為電壓、電流等的變化而被檢測(cè)。
[0028]一些電容性實(shí)現(xiàn)使用電容性感測(cè)元件的陣列或其他規(guī)則或不規(guī)則的圖案來產(chǎn)生電場(chǎng)。在一些電容性實(shí)現(xiàn)中，獨(dú)立感測(cè)元件可歐姆地短接在一起以形成更大的傳感器電極。一些電容性實(shí)現(xiàn)利用電阻片，其可以是電阻均勻的。
[0029]一些電容性實(shí)現(xiàn)使用基于傳感器電極與輸入對(duì)象之間的電容性耦合的變化的“自電容”(或“絕對(duì)電容”)感測(cè)方法。在各種實(shí)施例中，傳感器電極附近的輸入對(duì)象改變傳感器電極附近的電場(chǎng)，從而改變量得的電容性耦合。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，絕對(duì)電容感測(cè)方法通過相對(duì)于基準(zhǔn)電壓(例如，系統(tǒng)地)來調(diào)制傳感器電極，以及通過檢測(cè)傳感器電極與輸入對(duì)象之間的電容性耦合，來進(jìn)行操作。
[0030]一些電容性實(shí)現(xiàn)使用基于傳感器電極之間的電容性耦合的變化的“互電容”(或“跨電容”)感測(cè)方法。在各種實(shí)施例中，傳感器電極附近的輸入對(duì)象改變傳感器電極之間的電場(chǎng)，從而改變量得的電容性耦合。在一個(gè)實(shí)現(xiàn)中，跨電容性感測(cè)方法通過檢測(cè)在一個(gè)或多個(gè)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(gè)或多個(gè)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。全體發(fā)射器和接收器可被稱作傳感器電極或傳感器元件。發(fā)射器傳感器電極可相對(duì)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(hào)。接收器傳感器電極可相對(duì)于基準(zhǔn)電壓保持大體恒定以促進(jìn)結(jié)果信號(hào)的接收。結(jié)果信號(hào)可包括對(duì)應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)發(fā)射器信號(hào)、和/或?qū)?yīng)于一個(gè)或多個(gè)環(huán)境干擾源(例如其他電磁信號(hào))的影響。傳感器電極可為專用的發(fā)射器或接收器，或可配置成既傳送又接收。
[0031]在圖1中，處理系統(tǒng)110示出為輸入裝置100的部件。處理系統(tǒng)110配置成操作輸入裝置100的硬件來檢測(cè)感測(cè)區(qū)120中的輸入。處理系統(tǒng)110包括一個(gè)或多個(gè)集成電路(IC)和/或其他電路組件的部分或全部。(例如，用于互電容傳感器裝置的處理系統(tǒng)可包括配置成以發(fā)射器傳感器電極來傳送信號(hào)的發(fā)射器電路，和/或配置成以接收器傳感器電極來接收信號(hào)的接收器電路)。在一些實(shí)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(shí)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的感測(cè)元件附近。在其他實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110的組件在物理上是獨(dú)立的，其中一個(gè)或多個(gè)組件靠近輸入裝置100的感測(cè)元件，而一個(gè)或多個(gè)組件在別處。例如，輸入裝置100可為耦合到桌上型電腦的外設(shè)，并且處理系統(tǒng)110可包括配置成在桌上型電腦的中央處理單元上運(yùn)行的軟件以及與該中央處理單元分離的一個(gè)或多個(gè)IC (或許具有關(guān)聯(lián)的固件)。作為另一示例，輸入裝置100可物理地集成在電話中，并且處理系統(tǒng)110可包括作為該電話的主處理器的一部分的電路和固件。在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110專用于實(shí)現(xiàn)輸入裝置100。在其他實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110也執(zhí)行其他功能，諸如操作顯示屏、驅(qū)動(dòng)觸覺制動(dòng)器等。
[0032]處理系統(tǒng)110可實(shí)現(xiàn)為處理處理系統(tǒng)110的不同功能的一組模塊。每一模塊可包括作為處理系統(tǒng)110的一部分的電路、固件、軟件或它們的組合。在各種實(shí)施例中，可使用模塊的不同組合。示例模塊包括用于操作諸如傳感器電極和顯示屏之類硬件的硬件操作模塊，用于處理諸如傳感器信號(hào)和位置信息之類數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)處理模塊，以及用于報(bào)告信息的報(bào)告模塊。另外的示例模塊包括傳感器操作模塊，其配置成操作感測(cè)元件來檢測(cè)輸入；識(shí)別模塊，其配置成識(shí)別諸如模式變更手勢(shì)之類的手勢(shì)；以及模式變更模塊，其用于變更操作模式。
[0033]在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110直接通過引起一個(gè)或多個(gè)動(dòng)作而響應(yīng)在感測(cè)區(qū)120中的用戶輸入(或沒有用戶輸入)。示例動(dòng)作包括變更操作模式、以及⑶I動(dòng)作，諸如光標(biāo)移動(dòng)、選擇、菜單導(dǎo)航和其他功能。在一些實(shí)施例中，處理系統(tǒng)110向電子系統(tǒng)的某