CN105117079B - 用于低接地体校正的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
用于输入装置的处理系统，包括耦合到第一传感器电极和第二传感器电极的传感器模块。该传感器模块包括传感器电路并配置成获取第一传感器电极和第二传感器电极之间的互电容性度量，并且获取第一传感器电极和第二传感器电极的绝对电容性度量。该处理系统进一步包括确定模块，其配置成确定来自该互电容性度量的投影和来自该绝对电容性度量的曲线，以及基于良好接地值、该投影和该曲线确定低接地体校正因子。
Description
技术领域
本发明一般涉及电子装置。
背景技术
包括接近传感器装置(通常也称为触摸垫或触摸传感器装置)的输入装置广泛用于多种电子系统中。接近传感器装置典型地包括感测区，其通常由表面来区分，在其中接近传感器装置确定一个或多个输入对象的存在、位置和/或运动。接近传感器装置可用于为电子系统提供接口。例如，接近传感器装置通常用作较大计算系统(诸如集成在或外设于笔记本或桌上型电脑的不透明触摸垫)的输入装置。接近传感器装置也通常用于较小计算系统中(诸如集成于蜂窝电话中的触摸屏)。
发明内容
一般而言，在一个方面，本发明的实施例涉及输入装置的处理系统。处理系统包括耦合至第一传感器电极和第二传感器电极的传感器模块。该传感器模块包括传感器电路，并配置成获取第一传感器电极和第二传感器电极之间的互电容性度量，以及获取第一传感器电极和第二传感器电极的绝对电容性度量。该处理系统进一步包括确定模块，其配置成确定来自该互电容性度量的投影和来自该绝对电容性度量的曲线(profile)，并基于良好接地值、该投影和该曲线确定低接地体校正因子。
一般而言，在一个方面，本发明的实施例涉及输入装置，其包括配置成感测该输入装置感测区中输入对象的第一传感器电极和第二传感器电极，以及处理系统。该处理系统配置成获取第一传感器电极和第二传感器电极之间的互电容性度量，获取第一传感器电极和第二传感器电极的绝对电容性度量，确定来自该互电容性度量的投影和来自该绝对电容性度量的曲线，并基于良好接地值、该投影和该曲线确定低接地体校正因子。
一般而言，在一个方面，本发明的实施例涉及用于输入装置的电容性感测的方法。该方法包括获取第一传感器电极和第二传感器电极之间的互电容性度量，并获取第一传感器电极和第二传感器电极的绝对电容性度量。该方法进一步包括确定来自该互电容性度量的投影和来自该绝对电容性度量的曲线，基于良好接地值、该投影和该曲线确定低接地体校正因子，以及基于该互电容性度量和该低接地体校正系数确定输入对象的位置信息。该方法进一步包括报告该位置信息。
本发明的其他方面将从如下描述和所附权利要求中显而易见。
附图说明
图1示出了根据本发明的一个或多个实施例的系统的示意图。
图2，3.1，3.2和4示出了根据本发明的一个或多个实施例的流程图。
图5.1，5.2和5.3示出了根据本发明的一个或多个实施例的示例。
具体实施方式
如下详细描述本质上仅仅是示例性的，并非意图限制本发明或本发明的应用和使用。此外，不存在由前述技术领域、背景技术、发明内容或如下详细描述中呈现的任何表达的或暗示的理论所约束的意图。
本发明的各种实施例提供促进改进的可用性的输入装置和方法。
现在将参考附图详细地描述本发明的特定实施例。各种附图中相似元件由相似参考数字来表示，用于一致性。
在本发明的实施例的如下详细描述中，阐述许多特定细节，以便提供对本发明更全面的理解。然而，将对本领域普通技术人员显而易见的是，本发明可在没有这些特定细节的情况下实现。在其他实例中，没有详细地描述公知特征，以避免不必要地使描述复杂化。
贯穿本申请，序数(例如，第一、第二、第三、等)可用作元素(即，申请中的任何名词)的形容词。序数的使用并非暗示或建立元素的任何特定顺序，也并非限制任何元素仅为单个元素，除非明确公开，诸如通过术语“之前”、“之后”、“单个”和其他这种术语的使用。相反，序数的使用是为了在元素之间进行区分。作为示例，第一元素截然不同于第二元素，而第一元素可包含多于一个元素并在元素排序中继第二元素之后。
一般而言，本发明的实施例针对低接地体的测量和校正。特别地，当电容输入装置不具有足够的接地时，低接地体出现。例如，当输入装置在非导电绝缘表面上并且不接地时，输入装置可能不具有足够的接地。本发明的一个或多个实施例执行输入装置的校准，以获取互电容性和绝对电容性度量之间的良好接地值。在校准之后，互电容性度量和绝对电容性度量在输入装置的使用期间被获取。低接地体校正因子基于良好接地比较以及在输入装置的使用期间获取的互电容性度量与绝对电容性度量来计算。低接地体校正因子可应用于在使用期间获取的互电容性和/或绝对电容性度量，以对低接地体进行校正。
在本发明的一个或多个实施例中，校准被执行以反映良好接地环境中的输入装置。例如，在输入装置处于良好接地环境时，可获得用于校准的值。作为另一示例，用于校准的值可为良好接地环境中的输入装置的值的估计。一般而言，接地环境的品质，诸如输入装置是处于良好接地环境还是低接地体环境，是按比例描述的。定义接地品质的一个机制基于如下公式。
(公式1)
在公式1中，CLGM为低接地体系数，CFS为输入对象和所有传感器电极之间的电容，CFTx为输入对象和发射器电极之间的电容，CFRx为输入对象和接收器电极的之间的电容，而CGRD为在传感器装置和用户之间串联的的自由空间电容性耦合。
在各种其他实施例中，低接地校正系数可至少部分地基于电容性像素的所测量电容指示输入对象触摸或接近电容性像素的概率。另外，在其他实施例中，低接地校正系数可至少部分地基于所观测负像素值。在这种实施例中，低接地校正系数可使用量化方法计算，以识别最大负像素值或最常出现的负像素值。
在本发明的一个或多个实施例中，CLGM的值取决于deltaCt项。在一些实施例中，如果
其中SNRLGM＞1.5(公式2)
输入装置可被确定处于良好接地环境中。在本发明的一个或多个实施例中，deltaCt为所测量的互电容的变化。换言之，deltaCt为在执行用于互电容性感测的扫描期间获取的测量值。处于SNRLGM大于1.5的良好接地环境中的约束为近似约束，并且在不偏离本发明的范围的情况下可以不同。然而，如果SNRLGM＜1，则输入对象处于低接地体环境。相反地，如果SNRLGM＞2.5且＜4，那么低接地体被确定为存在，但在本发明的一些实施例中输入对象可仍被确定为处于良好接地环境。随着SNRLGM接近无穷大(其在CGRD接近无穷大的情况下实现)，低接地体被确定为不存在。如果CGRD大于特定阈值(例如，50-100pF)，则SNRLGM大于2.5至4。
在一些实施例中，接地的品质可定义如下。如果SNRLGM＜1.5，输入装置被确定为处于极差接地的低接地体环境。如果1.5＜SNRLGM＜2.5，则输入装置被确定为处于仍然较差的低接地体环境，但没有与在SNRLGM＜1.5的情况下一样差。如果SNRLGM＞2.5-4，输入装置可被确定为处于良好接地环境，即使在低接地体被确定为存在时。如果SNRLGM＞4，则输入装置被确定为处于良好接地环境。
现在参见附图，图1为根据本发明的实施例的示例性输入装置(100)的框图。输入装置(100)可配置成提供输入至电子系统(未示出)。如本文档所使用的，术语“电子系统”(或“电子装置”)广义地指能够电子地处理信息的任何系统。电子系统的一些非限制示例包括所有大小和形状的个人计算机，诸如台式计算机、膝上型计算机、上网本计算机、平板、网络浏览器、电子书阅读器和个人数字助理(PDA)。另外的示例电子系统包括复合输入装置，诸如物理键盘，其包括输入装置(100)和独立的操纵杆或键开关。进一步的示例电子系统包括外围设备，诸如数据输入装置(包括遥控装置和鼠标)和数据输出装置(包括显示屏幕和打印机)。其他示例包括远程终端、信息亭和视频游戏机(例如，视频游戏控制台、便携式游戏装置，等)。其他示例包括通信设备(包括蜂窝电话，诸如智能电话)和媒体装置(包括记录器、编辑器、以及诸如电视的播放器、机顶盒、音乐播放器、数码相框和数码相机)。另外，电子系统可为输入装置的主机或从机。
输入装置(100)可实现为电子系统150的物理部件，或能够与电子系统150物理地分离。进一步地，输入装置(100)的部分作为电子系统的部件。例如，确定模块的全部或部分可实现在电子系统的装置驱动器中。视情况而定，输入装置(100)可使用下列项的任一个或多个与电子系统的部件通信：总线、网络以及其他有线或无线互连。示例包括I2C、SPI、PS/2、通用串行总线(USB)、蓝牙、RF以及IRDA。
在图1中，输入装置100示出为接近传感器装置(也通常被称为“触摸垫”或“触摸传感器装置”)，其配置成感测由一个或多个输入对象(140)在感测区(120)中提供的输入。示例输入对象包括如图1所示的手指和触控笔。贯穿说明书全文，输入对象的单数形式被使用。尽管使用单数形式，但多个输入对象存在于感测区(120)中。进一步地，哪个特定输入对象位于感测区域中可随着手势的过程而改变。例如，第一输入对象可处于感测区中以执行第一手势，随后，第一输入对象和第二输入对象可处于上述表面感测区中，以及最终，第三输入对象可执行第二手势。为避免不必要地使本描述复杂化，输入对象的单数形式被使用并且指所有上述变型。
感测区(120)包含在输入装置(100)之上、周围、之中和/或附近的任何空间，在其中输入装置(100)能够检测用户输入(例如，由一个或多个输入对象(140)提供的用户输入)。特定感测区的尺寸、形状和位置可以逐个实施例极大地改变。
输入装置(100)可使用传感器组件和感测技术的任何组合来检测感测区(120)中的用户输入。输入装置(100)包括用于检测用户输入的一个或多个感测元件。作为几个非限定性示例，输入装置(100)可使用电容性、倒介电、电阻性、电感性、磁、声、超声、和/或光技术。
一些实现配置成提供跨越一维、二维、三维或更高维空间的图像。一些实现配置成提供沿特定轴或平面的输入的投影。
在输入装置(100)的一些电阻性实现中，柔性且导电的第一层通过一个或多个间隔元件与导电的第二层分离。在操作期间，一个或多个电压梯度跨多层产生。按压柔性的第一层可使其充分弯曲而产生多层之间的电接触，导致反映多层间接触的点的电压输出。这些电压输出可用于确定位置信息。
在输入装置(100)的一些电感性实现中，一个或多个感测元件获得谐振线圈或线圈对引起的环路电流。电流的量值、相位和频率的某种组合可随后用于确定位置信息。
在输入装置(100)的一些电容性实现中，施加电压或电流以产生电场。附近的输入对象导致电场的变化，并且产生电容性耦合的可检测变化，其可作为电压、电流等的变化而被检测。
一些电容性实现使用电容性感测元件的阵列或其他规则或不规则的图案来产生电场。在一些电容性实现中，独立感测元件可欧姆地短接在一起以形成更大的传感器电极。一些电容性实现利用电阻片，其可以是电阻均匀的。
一些电容性实现利用基于传感器电极与输入对象之间的电容性耦合的变化的“自电容”(或“绝对电容”)感测方法。在各种实施例中，传感器电极附近的输入对象改变传感器电极附近的电场，从而改变量得的电容性耦合。在一个实现中，绝对电容感测方法通过相对于基准电压(例如，系统地)来调制传感器电极，以及通过检测传感器电极与输入对象之间的电容性耦合，来进行操作。使用绝对电容感测方法所获得的度量可被称为绝对电容性度量。
一些电容性实现利用基于传感器电极之间的电容性耦合的变化的“互电容”(或“跨电容”)感测方法。在各种实施例中，传感器电极附近的输入对象改变传感器电极之间的电场，从而改变量得的电容性耦合。在一个实现中，跨电容感测方法通过检测在一个或多个发射器传感器电极(也称为“发射器电极”)和一个或多个接收器传感器电极(也称为“接收器电极”)之间的电容性耦合，来进行操作。发射器传感器电极可相对于基准电压(例如，系统地)来调制以传送发射器信号。接收器传感器电极可相对于基准电压保持大体恒定以促进结果信号的接收。结果信号可包括对应于一个或多个发射器信号和/或对应于一个或多个环境干扰源(例如其他电磁信号)的影响。传感器电极可为专用的发射器或接收器，或者可配置成既传送又接收。使用互电容感测方法所获得的度量可被称为互电容性度量。
在各种实施例中，处理系统(110)配置成确定第一和第二批多个传感器电极的绝对电容和第一和第二批多个传感器电极之间的互电容的变化。处理系统(110)可配置成驱动第一和第二批多个传感器电极来确定在第一时间段期间绝对电容的变化以及在第二时间段期间互电容的变化，其中第一和第二时间段在时间上不重叠。进一步地，处理系统(110)可配置成确定在第一时间段期间绝对电容的变化以及在第二时间段期间互电容的变化，其中第一和第二时间段至少部分地在时间上重叠。在各种实施例中，第一和第二时间段可在时间上完全重叠，以使得绝对度量和互电容性度量被同时获取。在其他实施例中，处理系统(110)可配置成驱动第一批多个传感器电极确定在第一时间段期间绝对电容的变化，第二批多个传感器电极确定在第二时间段期间绝对电容的变化以及在第三时间段期间互电容的变化，其中这些时间段的至少两个至少部分地重叠。
一些光技术利用光感测元件(例如，光发射器和光接收器)。这种光发射器传送光发射器信号。光接收器包括从光发射器信号接收结果信号的功能性。结果信号可包括对应于一个或多个发射器信号、感测区中的一个或多个输入对象(140)、和/或对应于一个或多个环境干扰源的影响。例如，光发射器可对应于发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、电灯泡、或其他光传送组件。在一个或多个实施例中，光发射器信号按红外线谱来传送。
在图1中，处理系统(110)示出为输入装置(100)的部件。处理系统(110)配置成操作输入装置(100)的硬件来检测感测区(120)中的输入。处理系统(110)包括一个或多个集成电路(IC)和/或其他电路组件的部分或全部。(例如，用于互电容传感器装置的处理系统可包括配置成以发射器传感器电极来传送信号的发射器电路，和/或配置成以接收器传感器电极来接收信号的接收器电路)。在一些实施例中，处理系统(110)还包括电子可读指令，诸如固件代码、软件代码等。在一些实施例中，组成处理系统(110)的组件定位在一起，诸如在输入装置(100)的感测元件附近。在其他实施例中，处理系统(110)的组件在物理上是独立的，其中一个或多个组件靠近输入装置(100)的感测元件，而一个或多个组件在别处。例如，输入装置(100)可为耦合到桌上型电脑的外设，并且处理系统(110)可包括配置成在桌上型电脑的中央处理单元上运行的软件以及与该中央处理单元分离的一个或多个IC(或许具有关联的固件)。作为另一示例，输入装置(100)可物理地集成在电话中，并且处理系统(110)可包括作为该电话的主处理器的一部分的电路和固件。在一些实施例中，处理系统(110)专用于实现输入装置(100)。在其他实施例中，处理系统(110)也执行其他功能，诸如操作显示屏、驱动触觉制动器等。
处理系统(110)可实现为处理处理系统(110)的不同功能的一组模块。每一模块可包括作为处理系统(110)的一部分的电路、固件、软件或它们的组合。在各种实施例中，可使用模块的不同组合。例如，如图1所示，处理系统(110)可包括确定模块(150)和传感器模块(160)。确定模块(150)可包括确定至少一个输入对象何时处于感测区中，确定信噪比，确定输入对象位置信息，识别手势，基于手势、手势的组合或其他信息确定将要执行的动作，以及执行其他操作的功能性。
传感器模块(160)可包括驱动感测元件来传送发射器信号和接收结果信号的功能性。例如，传感器模块(160)可包括耦合到感测元件的传感器电路。传感器模块(160)可包括，例如，发射器模块和接收器模块。发射器模块可包括发射器电路，其耦合到感测元件的传送部分。接收器模块可包括接收器电路，其耦合到感测元件的接收部分并可包括接收结果信号的功能性。
尽管图1仅示出确定模块(150)和传感器模块(160)，但根据本发明的一个或多个实施例，可能存在备选的或另外的模块。这种备选的或另外的模块可对应于不同于以上讨论模块的一个或多个的、独特模块或子模块。示例备选的或另外的模块包括硬件操作模块，其用于操作诸如传感器电极和显示屏的硬件，数据处理模块，其用于处理诸如传感器信号和位置信息的数据，报告模块，其用于报告信息，以及识别模块，其配置成识别诸如模式变更手势的手势，以及模式变更模块，其用于变更操作模式。
在一些实施例中，处理系统(110)直接通过引起一个或多个动作来响应在感测区(120)中的用户输入(或没有用户输入)。示例动作包括变更操作模式，以及诸如光标移动、选择、菜单导航和其他功能的图形用户界面(GUI)动作。在一些实施例中，处理系统(110)向电子系统的某个部件(例如，向与处理系统(110)分离的电子系统的中央处理系统，如果这样一个独立的中央处理系统存在的话)提供关于用户输入(或没有用户输入)的信息。在一些实施例中，电子系统的某个部件处理从处理系统(110)接收的信息以按用户输入进行动作，以致促进全范围的动作，包括模式变更动作和GUI动作。
例如，在一些实施例中，处理系统(110)操作输入装置(100)的感测元件来产生指示感测区(120)中输入(或没有输入)的电信号。处理系统(110)在产生提供给电子系统的信息中，可对该电信号执行任何适量的处理。例如，处理系统(110)可对从传感器电极获得的模拟电信号进行数字化。作为另一示例，处理系统(110)可执行滤波或其他信号调节。作为又一示例，处理系统(110)可减去或以其他方式计及基线，以使得信息反映电信号和基线之间的差异。作为另一些示例，处理系统(110)可确定位置信息，将输入识别为命令，识别笔迹等。
本文使用的“位置信息”广义地包含绝对位置、相对位置、速度、加速度和其他类型的空间信息。示例性的“零维”位置信息包括近/远或接触/非接触信息。示例性的“一维”位置信息包括沿轴的位置。示例性的“二维”位置信息包括在平面中的运动。示例性的“三维”位置信息包括在空间中的瞬时或平均速度。进一步的示例包括空间信息的其他表示。也可确定和/或存储关于一种或多种类型位置信息的历史数据，包括，例如随时间追踪位置、运动、或瞬时速度的历史数据。
在一些实施例中，输入装置(100)采用由处理系统(110)或由某个其他处理系统操作的附加输入组件来实现。这些附加输入组件可为感测区(120)中的输入提供冗余的功能性，或某个其他功能性。图1示出感测区(120)附近的按钮(130)，其能够用于促进使用输入装置(100)的项目的选择。其他类型的附加输入组件包括滑块、球、轮、开关等。相反地，在一些实施例中，输入装置(100)可在没有其他输入组件的情况下实现。
在一些实施例中，输入装置(100)包括触摸屏界面，并且感测区(120)与显示屏的有源区的至少一部分重叠。例如，输入装置(100)可包括覆盖该显示屏的、大体透明的传感器电极，以及为关联的电子系统提供触摸屏界面。该显示屏可以是能向用户显示可视界面的、任何类型的动态显示器，并可包括任何类型的发光二极管(LED)、有机LED(OLED)、阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、等离子体、电致发光(EL)，或其他显示技术。输入装置(100)和显示装置可共用物理元件。例如，一些实施例可将相同电组件的一些用于显示及感测。作为另一示例，显示屏可部分或整个地由处理系统(110)操作。
应理解，尽管本发明的许多实施例在完全功能设备的上下文中描述，本技术的机理能够作为采用多种形式的程序产品(例如软件)来被分配。例如，本技术的机理可作为电子处理器可读取的信息承载介质(例如，可由处理系统(110)读取的、非暂时性计算机可读和/或可记录/可写的信息承载介质)之上的软件程序来实现及分配。另外，无论用于执行分配的介质的特定类型，本技术的实施例同样地适用。例如，采用执行本发明的实施例的计算机可读程序代码形式的软件指令可整体或部分地，暂时或永久地，储存在非暂时性计算机可读存储介质上。非暂时性、电子可读介质的示例包括各种光盘、物理存储器、存储器、存储棒、存储卡、存储模块、或任何其他计算机可读存储介质。电子可读介质可基于闪速、光、磁、全息、或任何其他存储技术。
尽管在图1未示出，处理系统、输入装置和/或主机系统可包括一个或多个计算机处理器，关联存储器(例如，随机存取存储器(RAM)、高速缓冲存储器，闪存、等)，一个或多个存储装置(例如，硬盘、诸如光盘驱动(CD)或数字多功能盘(DVD)驱动的光驱、闪存棒、等)，以及许多其他元件和功能性。计算机处理器可为用于处理指令的集成电路。例如，计算机处理器可为处理器的一个或多个核、或微核。进一步，一个或多个实施例的一个或多个元件可位于远程位置并且通过网络连接到其他元件。进一步，本发明的实施例可实现在具有若干节点的分布式系统上，其中本发明的每个部分可位于分布式系统内的不同的节点上。在本发明的一个实施例中，节点对应于截然不同的计算装置。备选地，节点可对应于具有关联物理存储器的计算机处理器。节点可备选地对应于具有共用存储器和/或资源的计算机处理器或计算机处理器的微核。
图2、3.1、3.2和4示出根据本发明的一个或多个实施例的流程图。尽管这些流程图中各种步骤按序地呈现和描述，普通技能的技术人员将理解，该些步骤的一些或全部可按不同的顺序执行，可合并或省略，并且该些步骤的一些或全部可并行执行。此外，该些步骤可主动或被动地执行。例如，根据本发明的一个或多个实施例一些步骤可使用轮询来执行或被中断驱动。作为示例，根据本发明的一个或多个实施例，确定步骤可能不需要处理器处理指令，直到中断被接收来表示该情形存在。作为另一示例，根据本发明的一个或多个实施例，确定步骤可通过执行测试，诸如检查数据值以测试该值是否与所测试情形相一致，来执行。
图2示出流程图，其根据本发明的一个或多个实施例提供管理低接地体的概览。在步骤201，作出是否校准输入装置的确定。在本发明的一个或多个实施例中，校准输入装置的确定可在实际上任何时间执行。例如，确定可基于输入装置的操作为输入装置的初始操作。输入装置的初始操作可为电源在另一第一操作，诸如通过制造商、发行商、零售商、终端用户，提供至该输入装置的首次，或其组合。例如，当制造商对输入装置增加电力用于测试时，制造商可执行校准应用程序以配置输入装置用于低接地体检测。作为另一示例，当用户的一部分或零售商装载用户的曲线到输入装置上，校准应用程序可自动执行以配置输入装置用于低接地体检测。
校准可备选地或另外地由其他机制触发。例如，一个或多个实施例可等待校准，直到由用户或另一应用请求。作为更特定示例，用户可确定输入装置在低接地体场合中未正确响应并启动校准应用程序来校准输入装置。作为另一示例，应用可确定来自输入装置的位置信息出现错误并触发校准应用程序来校准输入装置。
作为另一示例备选触发器，输入装置的校准可由确定输入装置处于良好接地环境的输入装置触发。例如，输入装置可检测用户正在握着电话，由此指示良好接地环境。在这样的示例中，校准可基于检测触发。
如果作出校准输入装置的确定，则根据本发明的一个或多个实施例，在步骤203中输入装置在良好接地环境中被校准。校准输入装置根据本发明的一个或多个实施例在下文和图3中讨论。
继续参见图2，使用经校准输入装置，根据本发明的一个或多个实施例在步骤205监控感测区。特别地，从校准获取的信息用于监控输入装置和校正低接地体环境中的度量。监控输入装置根据本发明的一个或多个实施例在下文和在图4中讨论。
继续参见图2，在步骤207，根据本发明的一个或多个实施例作出是否继续监控输入装置的确定。在本发明的一个或多个实施例中，输入装置被连续地监控，直到被减低电力或以其他方式被请求停止监控。还可存在停止监控的其他原因而不偏离本发明的范围。
在步骤209，根据本发明的一个或多个实施例作出是否重新校准输入装置的确定。重新校准，例如在输入装置确定输入装置处于良好接地环境时，可能发生。例如，输入装置可检测用户在握着输入装置，并且因此触发输入装置的重新校准。作为另一示例，重新校准可由用户或由应用触发。作为更特定示例，用户可确定输入装置在低接地体场合中未正确响应并且启动校准应用程序来校准输入装置。作为另一示例，应用可确定来自输入装置的位置信息出现错误并触发校准应用程序来校准输入装置。多种因素可触发输入装置的校准。例如，输入装置处于与从上次校准以来的时间的长度耦合的良好接地环境中的因素可触发输入装置的校准。
如果作出重新校准输入装置的确定，则根据本发明的一个或多个实施例在步骤203校准输入装置。
尽管图2示出在确定是否继续监控之后确定是否重新校准，重新校准和继续监控的确定可以按任何顺序，同时和/或重复地执行。进一步地，在本发明的一个或多个实施例中，输入装置连续地和/或频繁地扫描感测区来查知一个或多个输入对象直到接收到触发来停止扫描感测区。
图3.1示出根据本发明的一个或多个实施例校准输入装置以用于低接地体环境的流程图。在步骤301，根据本发明的一个或多个实施例启动输入装置的校准应用程序。根据本发明的一个或多个实施例，校准应用程序可在触发时执行，如上所讨论，或作为后台过程的一部分连续地执行。在本发明的一些实施例中，校准应用程序检测输入装置何时处于良好接地环境并在输入装置处于良好接地环境时在没有用户牵涉的情况下进行校准。如果校准应用程序检测输入装置处于良好接地环境，则步骤303可忽略。
在本发明的一些实施例中，校准应用程序可包括用户界面，其引导用户完成校准输入装置。例如，校准应用程序可指示用户以某种方式握着输入装置，将输入装置放在具有良好接地的桌子或地板上，或执行其他动作以将输入装置置于良好接地环境中。校准应用程序可进一步包括选择框或其他用户界面工具，其允许用户通知校准应用程序输入装置何时处于良好接地环境中。
在步骤303，根据本发明的一个或多个实施例输入装置被设置于良好接地环境中。在本发明的一个或多个实施例中，如果输入装置没有已经处于良好接地环境中，则输入装置被置于良好接地环境中。如上所讨论，校准应用程序可指示用户关于如何将输入装置置于良好接地环境中。
在步骤305，根据本发明的一个或多个实施例获取良好接地环境中的互电容性度量。如上所讨论，互电容感测方法获取每个像素的度量。特别地，在互电容感测中，处理系统驱动并以传感器电极接收来获取传感器电极之间互电容变化的度量。在一个或多个实施例中，该些度量可表示为具有多个电容性像素的电容性图像。电容性耦合的局部化电容性感测的区域可称为“电容性像素”。在一个实施例中，处理系统配置成利用发射器信号(即，发射器电极)驱动第一批多个传感器电极并且利用第二批多个传感器电极(即，接收器电极)接收结果信号。第一批多个传感器电极可沿第一轴布置而第二批多个传感器电极可沿第二轴布置。第一轴和第二轴可彼此正交或非正交。在其他实施例中，第一批多个传感器电极和第二批多个传感器电极可沿相同轴布置。
在步骤307，根据本发明的一个或多个实施例确定来自互电容性度量的投影。投影可沿每个轴。进一步地，多个投影可被确定。例如，一个投影可沿第一轴而另一投影可被确定沿第二轴。
确定沿第一轴的投影包括对沿每一传感器电极(其沿那个轴布置)的长度的互电容性度量的至少一个子集的电容性度量求和。互电容性度量的至少该子集可为互电容性度量的仅一部分中的所有像素。求和的结果为对应于沿第一轴的每一传感器电极的单个电容性度量。在本发明的一个或多个实施例中，针对每一传感器电极对相同子集互电容性度量求和。
确定沿第二轴的投影包括对沿每一传感器电极(其沿第二轴布置)的长度的互电容性度量的至少一个子集的电容性度量求和。互电容性度量的至少该子集可为互电容性度量的仅一部分中的所有像素。求和结果为对应于沿第二轴的每一传感器电极的单个电容性度量。在本发明的一个或多个实施例中，针对每一传感器电极对相同子集互电容性度量求和。
在步骤309，根据本发明的一个或多个实施例获取良好接地环境中的绝对电容性度量。作为后台，传送和接收信号的传感器电极位于感测区的两个轴上。为获得沿第一轴的度量，在第二轴上的传感器电极潜在地同时传送发射器信号，而在第一轴上接收结果信号。传送的结果为对应于依赖该轴的每一传感器电极的单个电容性度量。电容性度量可针对两个轴或针对单个轴来获取。在本发明的一个或多个实施例中，针对其获取电容性度量的轴是沿着针对其在步骤307获取投影的相同的一个或多个轴。
在步骤311，根据本发明的一个或多个实施例确定来自绝对电容性度量的曲线。特别地，在本发明的一个或多个实施例中，曲线为沿轴的电容性度量的集合。在本发明的一个或多个实施例中，针对在其中获得电容性度量的每个轴来获取曲线。
在本发明的一个或多个实施例中，步骤305和309在相同感测帧期间执行。每个感测帧为时间窗口，在其间执行关于任何输入对象的存在的感测区状态的单个捕获。在感测帧期间，任何和所有输入对象可近似为是静止的。换言之，感测帧的时间窗口如此短以致于对于人类操作者是实际上瞬时的。在本发明的一个或多个实施例中，在帧的末尾，报告可传输至处理系统、输入装置、主机系统、或其他装置、或其组合的其他组件。每个报告包括关于感测区中任何输入对象的位置信息(以上参考图1所讨论)。
进一步，可针对多个帧重复步骤305-311以获取多个帧的数据。在本发明的一个或多个实施例中，可在多个帧内对投影求平均，类似地，可在多个帧内对曲线求平均以获取平均投影和平均曲线。平均投影和平均曲线可用于步骤313中(以下描述)。
在步骤313，根据本发明的一个或多个实施例确定使用该投影和该曲线的良好接地值。在本发明的一个或多个实施例中，投影与曲线位于相同的轴上。良好接地值提供投影和曲线之间的关系。在一些实施例中，良好接地值是良好接地环境中的投影和曲线。在其他实施例中，良好接地值是使用该投影和该曲线的所计算值。进一步地，多个良好接地值可能存在。例如，良好接地值可能为沿多个轴和/或针对沿一个或两个轴的每一电极的投影和曲线。作为另一示例，良好接地值可能为沿多个轴和/或针对沿一个或两个轴的每一电极的所计算值。例如，对于输入装置的每一传感器电极可能存在单个、独立的良好接地值。因此，对于第一批多个的n个传感器电极和第二批多个的m个传感器电极，则m+n个良好接地值可能存在。作为另一示例，良好接地值可能为每个轴单个值，诸如随后跨轴上所有传感器电极来求平均的、针对轴上每一传感器电极的计算的结果。
图3.2示出用于根据本发明的一个或多个实施例执行输入装置的校准的另一流程图。在图3.2中，校准在输入装置正被使用的时间段内执行。换言之，当用于校准的度量的集合被获取时，输入装置可能处于低接地体环境或处于良好接地体环境。用于校准的度量的集合可以或也可不用于检测感测区中的输入对象以及在输入装置的使用期间获取位置信息。在一些实施例中，为使用特定的度量的集合，输入装置必须满足仅最小阈值以供处于良好接地体环境，即使一些低接地体可能存在。在其他实施例中，不需要阈值的满足。
转向图3.2，在步骤331，在若干帧内获得互电容性度量和绝对电容性度量的集合。特别地，对于若干帧的每一个，互电容性度量被获取并且绝对电容性度量被获取以形成度量的集合。获取互电容性度量和绝对电容性度量可如上文在图3.1所讨论的那样来执行。进一步地，针对其来获取互电容性度量和绝对电容性度量以用于校准意图的帧的集合可为连续的或不连续的。例如，可以每一预规定数量的帧、每分钟、每小时、每天、以任何时间间隔周期性地或随机地获取度量的集合以用于校准。
在步骤333，从度量的集合，根据本发明的一个或多个实施例确定良好接地环境中的互电容性度量和绝对电容性度量。特别地，度量的集合可用于估计良好接地体的度量的单个集合。
在步骤335，根据本发明的一个或多个实施例使用良好接地环境中的互电容性度量和绝对电容性度量确定一个或多个良好接地值。确定一个或多个良好接地值可如上文在步骤313所讨论的那样来执行。
尽管图3.2示出执行步骤333和335，步骤333可被省略。在这样的情形中，良好接地值可被保持为运行估计。在这样的情形中，校准可贯穿输入装置的使用在进行并且可延伸一时间段。
根据本发明的一个或多个实施例，使用良好接地值，本发明的一个或多个实施例可在输入装置的监控和使用期间校正低接地体。图4示出用于根据本发明的一个或多个实施例监控输入装置的流程图。
在步骤401，根据本发明的一个或多个实施例获取在输入装置的当前接地环境中的当前互电容性度量。如上所讨论，互电容感测方法获取每一像素的度量。
在步骤403，根据本发明的一个或多个实施例确定来自当前互电容性度量的当前投影。投影可沿第一轴或第二轴。进一步地，多个投影可被确定。例如，一个投影可沿第一轴而另一投影可被确定沿第二轴。
在步骤405，根据本发明的一个或多个实施例获取输入装置的当前接地环境中的当前绝对电容性度量。可针对两个轴或针对单个轴获取当前电容性度量。在本发明的一个或多个实施例中，针对其获取当前绝对电容性度量的轴是沿着针对其在步骤403获取投影的相同的一个或多个轴。
在步骤407，根据本发明的一个或多个实施例从当前绝对电容性度量确定当前曲线。特别地，可针对在其中获取当前绝对电容性度量的每一轴来获取曲线。
在本发明的一个或多个实施例中，步骤401和405在相同感测帧期间执行。图4的进一步的步骤401、403、405和407可按照与分别参考图3.1的步骤305、307、309和311在上面所讨论的相同或相似的方式执行。
继续参见图4，在步骤409，在具有当前曲线的当前投影和良好接地值之间执行比较。特别地，该比较确定输入装置是否处于应当针对其执行校正的低接地体环境。在本发明的一个或多个实施例中，确定该比较包括，使用与获得良好接地值(在以上以及在步骤313所讨论)相同或相似的方法来获得当前接地值。例如，如果良好接地值为投影并且曲线处于良好接地环境中，则根据本发明的一个或多个实施例当前投影和当前曲线直接用作当前接地值。如果良好接地值为所计算值，则根据本发明的一个或多个实施例当前接地值也是所计算值。另外，在本发明的一个或多个实施例中，获取比较包括识别当前接地值和良好接地值之间的差别。可在不偏离本发明的范围的情况下执行获取比较的其他技术。
在步骤411，作出比较是否满足阈值的确定。特别地，作出比较是否指示输入装置处于低接地体环境的确定。如果比较满足阈值，则确定输入装置没有处于低接地体环境。在这样的情形中，该方法进行到步骤417。如果比较不满足阈值，则该方法进行到步骤413以校正度量。在本发明的一个或多个实施例中，步骤409和411清楚地指示为可选的，因为计算可应用于在使用期间获得的所有度量以校正度量中的任何低接地体。例如，当输入装置处于良好接地环境而不是低接地体环境时，计算可将零或极小值校正应用于度量。尽管图4示出仅步骤409和411为可选的，在不偏离本发明的范围的情况下其他步骤可以是可选的。
继续参见图4，在步骤413，低接地体校正因子基于当前投影、当前曲线和良好接地值来确定。在本发明的一个或多个实施例中，一个或多个计算可被执行以获得低接地体校正因子。在本发明的一个或多个实施例中，针对互电容性图像中的每一像素和/或针对曲线中的每一传感器电极可能存在单独的、独立的低接地体校正因子。
在步骤415，根据本发明的一个或多个实施例低接地体校正因子应用于当前度量来获取经校正度量。特别地，低接地体校正因子为算术地应用于当前度量(例如，当前互电容性度量或当前绝对电容性度量)以对低接地体进行校正的因子。算术地将低接地体校正因子应用于当前度量可通过将低接地体校正因子的加法、乘法，等用到当前度量的每个来执行。
在步骤417，使用度量针对感测区中的任何输入对象确定位置信息。如果在步骤411中的比较不满足阈值，则使用经校正度量。如果在步骤411中的比较满足阈值，则根据本发明的一个或多个实施例使用原始当前度量。在本发明的一个或多个实施例中，度量可以为互电容性度量、绝对电容性度量、其他度量、或其组合。
使用度量确定位置信息可包括，例如，调整基线电容(例如，计及输入装置的背景电容)的度量、噪声估计以及对识别任何输入对象的任何其他干扰。使用经调整度量，针对感测区中的任何输入对象和位置信息识别位置信息。
结果位置信息可增加至报告中，而报告可传送至处理系统、输入装置、主机系统、或其他装置、或其组合的其他组件。每个报告包括关于感测区中任何输入对象的位置信息(以上参考图1所讨论)。基于指示一个或多个输入对象的存在和位置或没有其的位置信息，输入装置和/或主机系统可执行对应动作(例如，移动指针，关闭或打开应用，选择或取消选择对象，放大或缩小，传送信息，等)。
在本发明的一个或多个实施例中，如果良好接地值为所计算值，传感器电极的良好接地值可基于沿那个传感器电极的互电容度量的投影和沿那个传感器电极的增量绝对电容度量来计算。换言之，互电容的投影为在该传感器电极和电容性地耦合到那个传感器电极的所有其他传感器电极之间测量的良好接地互电容的总和。良好接地值可以是从沿传感器电极的互电容度量的投影和沿互电容的投影的传感器电极的增量绝对电容度量的比较计算出的值。比较可包括用绝对电容除投影，乘该值，从另一个中减去一个，将一个加到另一个，或执行其他数学函数以比较该两个值。良好接地值可以针对每个传感器电极来计算。例如，在包括多个发射器电极和接收器电极的感测装置中，可针对每个发射器电极和每个接收器电极来确定良好接地值。
不同于计算对应于每个传感器电极的独立的良好接地值，在一些实施例中，通过对子集中每个传感器电极的良好接地值执行某种形式的平均，可针对传感器电极的子集计算单独的良好接地值。备选地或另外地，在一些实施例中，针对特定集合的每个传感器电极的单个良好接地值可通过对跨那个集合的所有传感器电极的良好接地值执行某种形式的平均来计算。
使用上述良好接地值，低接地体校正因子可基于所测量互电容、所测量绝对电容的投影和良好接地值的比较来计算。对于具有沿第一集合的传感器电极(其沿第一轴布置)以及第二集合的传感器电极(其沿第二轴布置)布置的传感器电极的输入装置，低接地体校正因子可基于沿第一集合的第一传感器电极的所投影的所测量互电容、那个传感器电极的所测量绝对电容、良好接地值、所有传感器电极的总的所测量绝对电容和第一集合的传感器电极的总绝对电容的比较来计算。在各种实施例中，低接地体校正因子可包括每个传感器电极的低接地校正因子。
在本发明的一个或多个实施例中，低接地体校正因子可通过对当前度量投影与当前绝对度量的比率求平均以获得结果平均来计算。结果平均可与良好接地值比较，以获得低接地体校正因子。例如，良好接地值和结果平均之间的差可以为低接地体校正因子。进一步地，在一些实施例中，缩放因子可，诸如通过乘法，应用至结果差以获取低接地体校正因子。缩放因子可使用经验分析来确定。
使用低接地体校正因子，经校正互电容性图像可使用下列基于所测量互电容性图像和低接地体校正因子来计算。
如上所讨论，以上仅仅是可用于计算良好接地值、低接地体校正因子以及获得经校正图像的几种方式。另一机制可执行如下，不同于校正每个图像，在使用而不是校准期间，在所测量值和良好接地值之间的比较，并且基于该比较，作出低接地体状态是否存在的确定。如果低接地体状态存在，校正因子可如上讨论的那样来计算。
图5.1、5.2和5.3示出根据本发明的一个或多个实施例的电容性度量的示例图形图示。图5.1、5.2和5.3仅用于示例意图，而非意在限制本发明的范围。
转向图5.1，考虑在其中单个输入对象放置于输入装置的感测区中间的情形。特别地，大的输入对象覆盖第一轴(503)上的第14和第20传感器电极之间以及第二轴(505)上的第9和第15电极之间的区域来放置。图5.1示出了从执行互电容性感测获得的良好接地图像(501)的图示。特别地，各种位置处的互电容性度量在第三轴(507)上示出。如图5.1所示，在良好接地环境中，互电容性度量清晰地指示感测区中输入对象的位置。特别地，良好接地图像(501)示出处于输入对象位置处的单个高原。
图5.2示出低接地体图像(511)的图示，其中相同的单个输入对象处于与图5.1相同的位置。在图5.2中，输入装置处于低接地体环境，诸如在非导电绝缘台上。特别地，像图5.1一样，第一轴(503)和第二轴(505)示出对应于各种电极的感测区的位置，而互电容性度量在第三轴(507)上示出。如图5.2所示，在低接地体环境中，互电容性度量表现成指示四个小输入对象的存在，如由沿第三轴的四个峰值所反映。如果图5.2被直接地使用，输入装置可能报告不正确的位置信息，导致主机执行不想要的动作。
图5.3示出经校正图像(521)的图示，其为图5.2的低接地体图像的校正。特别地，相同的互电容性度量如在图5.2中那样使用。然而，互电容性度量在图5.3中被校正。像图5.1和5.2一样，第一轴(503)和第二轴(505)示出对应于各种电极的感测区的位置，而互电容性度量在第三轴(507)上示出。如在图5.3所示，即使在低接地体环境中，经校正互电容性度量通过在输入对象位置处具有单个高原而清晰地指示感测区中输入对象的位置。
图5.1、5.2和5.3仅为示例。感测区的形状和大小、输入对象的位置、输入对象的数量、应用于度量的校正、经校正的度量的类型等在不偏离本发明的范围的情况下可以不同。
尽管本发明已相对于有限数量的实施例进行描述，受益于本公开的本领域技术人员将理解，还能够设计不偏离本文公开的本发明的范围的其他实施例。因而，本发明的范围应当仅由所附权利要求来限定。
Claims (17)
1.一种用于输入装置的处理系统，所述处理系统包括：
传感器模块，其耦合到第一批多个传感器电极和第二批多个传感器电极，所述传感器模块包括传感器电路并配置成：
获取所述第一批多个传感器电极和所述第二批多个传感器电极之间的第一批多个互电容性度量，以及
获取所述第一批多个传感器电极和所述第二批多个传感器电极的第一批多个绝对电容性度量；以及
确定模块，其配置成：
确定来自所述第一批多个互电容性度量的第一投影和来自所述第一批多个绝对电容性度量的第一曲线，
其中确定所述第一投影包括：
对于在第一轴上的所述第一批多个传感器电极的至少一个子集中的每个传感器电极，对沿所述传感器电极的长度的所述第一批多个互电容性度量的子集求和，以获得所述传感器电极的求和值，以及
其中所述第一投影包括所述第一批多个传感器电极的至少所述子集中的每个的所述求和值；以及
基于良好接地值、所述第一投影和所述第一曲线确定低接地体校正因子。
2.根据权利要求1所述的处理系统，其中所述确定模块进一步配置成：
获取所述第一投影和所述第一曲线之间的第一比较，
其中确定所述低接地体校正因子是基于所述良好接地值和所述第一比较。
3.根据权利要求2所述的处理系统，其中获取所述第一比较以及确定所述低接地体校正因子包括计算所述第一投影和第一曲线的比率。
4.根据权利要求1所述的处理系统，其中所述第一投影和所述第一曲线是沿所述第一批多个传感器电极和所述第二批多个传感器电极中相同集合的传感器电极的相同轴。
5.根据权利要求4所述的处理系统，
其中所述确定模块进一步配置成从所述第一批多个互电容性度量确定第二投影，以及
其中所述第二投影包括沿所述第二批多个电极的第一轴增加互电容性度量。
6.根据权利要求5所述的处理系统，
其中所述确定模块进一步配置成从所述第一批多个绝对电容性度量确定第二曲线，以及
其中所述第二曲线和所述第二投影是沿所述相同传感器电极的所述相同轴。
7.根据权利要求2所述的处理系统，其中所述第一比较进一步基于第二投影和第二曲线。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的处理系统，其中所述确定模块进一步配置成基于所述第一批多个互电容性度量和所述低接地体校正因子确定输入对象的位置信息。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的处理系统，
其中所述传感器模块进一步配置成：
在所述输入装置处于良好接地状态时，获取所述第一批多个传感器电极和第二批多个传感器电极之间的第二批多个互电容性度量，以及
在所述输入装置处于良好接地状态时，获取所述第一批多个传感器电极和所述第二批多个传感器电极的第二批多个绝对电容性度量，以及
其中所述确定模块配置成：
确定来自所述第二批多个互电容性度量的第二投影和来自所述第二批多个绝对电容性度量的第二曲线，以及
从所述第二投影和所述第二曲线获取所述良好接地值。
10.一种输入装置，包括：
第一批多个传感器电极和第二批多个传感器电极，其配置成感测所述输入装置的感测区中的输入对象；以及
处理系统，其配置成：
获取所述第一批多个传感器电极和所述第二批多个传感器电极之间的第一批多个互电容性度量，
获取所述第一批多个传感器电极和所述第二批多个传感器电极的第一批多个绝对电容性度量，
确定来自所述第一批多个互电容性度量的第一投影和来自所述第一批多个绝对电容性度量的第一曲线
其中所述第一投影至少由以下方式确定：
对于在第一轴上的所述第一批多个传感器电极的至少一个子集中的每个传感器电极，对沿所述传感器电极的长度的所述第一批多个互电容性度量的子集求和，以获得所述传感器电极的求和值，以及
其中所述第一投影包括所述第一批多个传感器电极的至少所述子集中的每个的所述求和值，以及
基于良好接地值、所述第一投影和所述第一曲线确定低接地体校正因子。
11.根据权利要求10所述的输入装置，其中所述第一投影和所述第一曲线是沿所述第一批多个传感器电极和所述第二批多个传感器电极中相同集合的传感器电极的相同轴。
12.根据权利要求11所述的输入装置，
其中所述处理系统进一步配置成从所述第一批多个互电容性度量确定第二投影，以及
其中所述第二投影包括沿所述第二批多个电极的第一轴增加互电容性度量。
13.根据权利要求12所述的输入装置，
其中所述处理系统进一步配置成从所述第一批多个绝对电容性度量确定第二曲线，以及
其中所述第二曲线和所述第二投影是沿所述相同传感器电极的所述相同轴。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的输入装置，其中所述处理系统进一步配置成基于所述第一批多个互电容性度量和所述低接地体校正因子确定输入对象的位置信息。
15.一种用于输入装置的电容性感测的方法，所述方法包括：
获取第一批多个传感器电极和第二批多个传感器电极之间的第一批多个互电容性度量；
获取所述第一批多个传感器电极和所述第二批多个传感器电极的第一批多个绝对电容性度量；
确定来自所述第一批多个互电容性度量的第一投影和来自所述第一批多个绝对电容性度量的第一曲线；
其中确定所述第一投影包括：
对于在第一轴上的所述第一批多个传感器电极的至少一个子集中的每个传感器电极，对沿所述传感器电极的长度的所述第一批多个互电容性度量的子集求和，以获得所述传感器电极的求和值，以及
其中所述第一投影包括所述第一批多个传感器电极的至少所述子集中的每个的所述求和值；
基于良好接地值、所述第一投影和所述第一曲线确定低接地体校正因子；
基于所述第一批多个互电容性度量和所述低接地体校正因子确定输入对象的位置信息；以及
报告所述位置信息。
16.根据权利要求15所述的方法，进一步包括：
在所述输入装置处于良好接地状态时，获取所述第一批多个传感器电极和所述第二批多个传感器电极之间的第二批多个互电容性度量；
在所述输入装置处于良好接地状态时，获取所述第一批多个传感器电极和所述第二批多个传感器电极的第二批多个绝对电容性度量；
确定来自所述第二批多个互电容性度量的第二投影和来自所述第二批多个绝对电容性度量的第二曲线；以及
从所述第二投影和所述第二曲线获取所述良好接地值。
17.根据权利要求15或16所述的方法，进一步包括：
获取所述第一投影和所述第一曲线之间的第一比较，
其中确定所述低接地体校正因子是基于所述良好接地值和所述第一比较。
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