CN105579808B - 硬压剔除 - Google Patents

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Abstract

在此描述了硬压剔除的技术。在示例性实施例中，确定传感器阵列上的触摸区，其中，触摸区对应于检测的对象并且与多个信号值相关联。基于触摸区中的信号分布值与表示触摸区的大小相对于传感器阵列的量度的比率，计算用于所检测的对象的斜率值。将该斜率值与阈值比较，以便确定接受还是剔除所检测的对象，并且基于该比较，剔除所检测的对象。

Description

硬压剔除
优先权
本申请要求2013年3月11日提交的U.S.临时申请No.61/775,962的优先权，其全部内容在此引入以供参考。
技术领域
本公开通常涉及触摸传感器数据的处理。
背景技术
计算设备，诸如平板电脑和笔记本计算机、智能电话和其他移动设备、便携式娱乐设备(例如手持视频游戏、多媒体播放器等等)以及机顶盒(例如数字有线电视盒、数字视频光盘(DVD)播放器等等)可以包括便于用户和计算设备之间交互的用户接口设备。已经变得常见的一种用户接口设备是通过电容感应操作的触摸输入设备(例如触摸传感器设备)。触摸输入设备可以呈触摸屏、触摸传感器板、触摸传感器滑块或触摸传感器按钮的形式，并且可以包括由电容传感器元件阵列组成和/或耦接到该电容传感器元件阵列的传感器。电容感应通常包括扫描操作，所述扫描操作周期性地测量与传感器元件相关联的电容的变化来确定对象(例如，触针、用户的手指等等)相对于触摸输入设备的的存在、位置和/或运动。
为正确操作，触摸输入设备需要能正确地检测和剔除由非导电对象引起的接触和/或由任何对象(导电和非导电等)通过皮或塑料套引起的接触。然而，常见的检测和剔除机制通常包含计算密集处理，该计算密集处理通常限制触摸输入设备的功能性和/或导致不良用户体验。
附图说明
图1是图示包括触摸传感器组件的示例性电子系统的实施例的框图。
图2是图示处理触摸传感器数据的示例性传感器系统的实施例的框图。
图3图示根据示例性实施例，被对象的接触的信号热图示例。
图4是图示根据示例性实施例，触摸屏上的示例性硬压的框图。
图5A是图示根据示例性实施例，由如图4所示的非导电对象的压力的示例性接触的框图。
图5B是图示根据示例性实施例，由正常手指通过2mm皮手套的示例性接触的框图。
图5C是图示根据示例性实施例，由胖手指通过2mm皮手套的另一示例性接触的框图。
图6A是图示根据示例性实施例，由4mm手指的示例性接触的框图。
图6B是图示根据示例性实施例，由5mm手指的示例性接触的框图。
图6C是图示根据示例性实施例，由正常手指的示例性接触的框图。
图6D是图示根据示例性实施例，由胖手指的示例性接触的框图。
图6E是图示根据示例性实施例，由人的拳头的示例性接触的框图。
图7是图示根据示例性实施例，在周界内的示例性接触区域的框图。
图8是图示根据示例性实施例，示例性斜率值阈值相对于关于硬压、正常手指和胖手指的测量斜率值的图。
图9图示根据示例性实施例，硬压剔除的示例性方法。
图10图示根据示例性实施例，在接触IDs确定后，硬压剔除的示例性方法。
图11图示根据示例性实施例，具有另外的接触区域大小条件的硬压剔除的示例性方法。
具体实施方式
下述描述阐述许多具体的细节，诸如具体系统、部件、方法等等的实例，以便为在此描述的用于硬压剔除的技术的各个实施例提供良好理解。然而，对本领域的技术人员来说，在没有这些具体细节的情况下，可以实施至少一些实施例是显而易见的。在其他实例中，不详细地描述或以简单框图格式呈现非常公知的部件或方法，以便避免不必要混淆在此描述的技术。由此，在上下文中阐述的具体细节仅是示例性的。具体实现可以不同于这些示例性细节并且仍然预期在本发明的精神和范围内。
在本说明书中参考“实施例”、“一个实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”和“各个实施例”是指引用的具体特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。此外，出现在本说明书的不同地方的术语“实施例”、“一个实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”和“各个实施例”不一定均指同一实施例。
概述
如在此所使用的，“接触”是指产生信号轮廓(signal profile)并且在传感器阵列具有可测量的触摸区的任何动作。例如，在各个实施例中，接触可以是指下述的任何一个：对象(例如导电对象，诸如触针、用户的手指等等，或非导电对象)在传感器阵列的触摸感应表面的物理触摸；以及悬停(hover)，即在不与传感器阵列的触摸感应表面物理触摸的情况下对象足够接近来影响至少一些传感器元件。
“硬压”是指由非导电对象或由任何类型的对象通过非导电套在传感器阵列的触摸感应表面上的接触，其中，该接触使得传感器阵列的传感器元件的自电容和/或传感器阵列的传感器元件之间的互电容变化。例如，硬压可以是由非导电对象施加到传感器阵列的触摸感应表面的实际物理触摸，由此使得表面挠曲变形，挠曲变形减小触摸感应表面和其下显示面板之间的气隙，由此导致传感器元件电容变化。在另一示例中，硬压可以是来自导电对象(例如诸如手指或触针)或非导电对象通过皮、塑料或其他非导电套(例如皮手套或塑料智能电话/平板电脑套)的物理触摸；在该示例中，接触套的对象使套压向传感器阵列的触摸感应表面，由此也会导致至少一些传感器元件的电容的变化，即使传感器元件本身不被该对象物理触摸。在另一示例中，可通过悬停在传感器阵列的触摸感应表面上的非导电对象导致硬压，由此影响触摸感应表面和对象之间的气隙。由于这些气隙有效地起到与非导电套相同的功能，其也会以与非导电套类似的方式影响传感器阵列的传感器元件。
由硬压导致的其中一个主要问题是由用户非预期或故意所做的错误接触，但其仍然由触摸输入设备处理并且起作用。为解决这些问题，在此描述了在触摸输入应用中，硬压剔除的技术。在一些示例性实施例中，在此描述的技术实现为过滤逻辑，该过滤逻辑分析在传感器阵列上检测的信号的形状，并且如果分析表明属硬压事件则剔除该信号。例如，当首次检测到接触时，过滤逻辑分析传感器阵列上的触摸区，如果与正常接触相比，接触的特性(例如，基于形状)是平的，则剔除该对象并且不向进一步处理报告。过滤逻辑由此增强了相对于触摸区大小评价信号值的分布的理念，以便确定信号的斜率类型。该理念的前提是硬压(例如，非导电对象或通过皮/塑料套的触摸)通常产生比由正常接触产生的信号更平的信号，因为与传感器阵列元件中的感应电极的距离增加。
在示例性实施例中，在此描述的用于硬压剔除的技术可以实现为由计算设备执行的方法。在该实施例中，该方法包括如下步骤：访问信号值的集合，该信号值的集合表示在扫描操作期间，在传感器阵列上所检测的对象；确定与在传感器阵列上所检测的对象对应的触摸区，其中，触摸区与来自该信号值的集合的多个信号值相关联；基于触摸区中的信号分布值与表示触摸区的大小相对于传感器阵列的量度(metric)的比率，计算用于所检测的对象的斜率值；通过执行斜率值与阈值的比较，确定接受还是剔除所检测的对象；以及基于比较，剔除所检测的对象。在该实施例的一个方面中，在不计算或使用表示由在传感器阵列的触摸感应表面上所检测的对象引起的压力的信号值的情况下，剔除所检测的对象。在另一方面中，计算斜率值包括将该比率与多个信号值中的最大值相乘，和/或将斜率值换算成单字节值。在另一方面中，剔除所检测的对象进一步包括将触摸区的大小与最小触摸区阈值比较，并且当触摸区的大小大于最小触摸区阈值时，剔除所检测的对象。
在另一示例性实施例中，在此描述的技术可以实现为在非瞬时固件中存储的指令集。当由计算设备执行时，这些指令使计算设备执行用于上文所述的硬压剔除的方法(及其不同方面)的操作。
在另一示例性实施例中，设备包括与处理逻辑耦接的传感器。传感器被配置成在扫描操作期间，从传感器阵列测量多个测量结果(measurement)，其中，多个测量结果表示在传感器阵列上所检测的对象。处理逻辑被配置成至少：确定与在传感器阵列上所检测的对象对应的触摸区，其中，触摸区与从多个测量结果得出的多个信号值相关联；基于触摸区的信号分布值与表示触摸区的大小相对于传感器阵列的量度的比率，计算用于所检测的对象的斜率值；并且基于斜率值与阈值的比较，剔除所检测的对象。
在另一示例性实施例中，系统包括与电容传感器耦接的电容传感器阵列和与电容传感器耦接的处理逻辑。电容传感器阵列包括多个传感器元件。电容传感器被配置成在扫描操作期间，从多个传感器元件测量多个测量结果，其中，多个测量结果表示在电容传感器阵列上所检测的对象。处理逻辑被配置成至少：确定与在电容传感器阵列上所检测的对象对应的触摸区，其中，触摸区与从多个测量结果得出的多个信号值相关联；基于触摸区的信号分布值与表示触摸区的大小相对于电容传感器阵列的量度的比率，计算用于所检测的对象的斜率值；并且基于斜率值与阈值的比较，剔除所检测的对象。
示例性操作环境
图1图示电子系统100的一个示例性实施例的框图，电子系统100包括可以被配置成从触摸感应表面测量电容并且执行在此描述的硬压剔除的技术的处理设备110(例如计算设备)。电子系统100包括耦接到处理设备110的触摸感应表面116(例如触摸屏、触控板等等)和主机150。在一些实施例中，触摸感应表面116是使用传感器阵列121来检测表面116上的接触的二维用户接口。
在图1的示例性实施例中，传感器阵列121包括设置为二维矩阵(也称为XY矩阵)的传感器元件121(1)-121(N)(其中，N为正整数)。经传输多个信号的一个或多个模拟总线115，传感器阵列121耦接到管脚113(1)-113(N)。在该实施例中，每个传感器元件121(1)-121(N)表示为电容器。通过处理设备110中的电容传感器101，测量传感器阵列121中的每一传感器元件的自电容。取决于传感器阵列的类型，在一些实施例中，电容传感器可以被配置成当导电对象(例如触针、用户的手指等等)与传感器元件接触时，检测传感器元件的互电容。
电容传感器101可以包括将电容转换成测量值(或测量结果)的张弛振荡器或其他装置。电容传感器101还可以包括测量振荡器输出的计数器或定时器。电容传感器101可以进一步包括将计数值(例如电容值)转换成传感器元件检测判定(也称为开关检测判定)或相对值的软件部件。在一些实施例中，由电容传感器101获得的测量值(或测量结果)可以是表示信号的一个或多个特性的信号值；此外，或作为替代，在一些实施例中，信号值可以是基于信号特性，例如，诸如电压和/或电流大小、原始电容等等，从测量值导出的值。应注意到，存在测量电容的各种已知方法，诸如电流对电压相移测量、电阻-电容充电时间、电容桥分器、电荷转移、逐次逼近、Σ-Δ调制器、电荷蓄积电路、场效应、互电容、频移或其他电容测量算法。还应注意到，代替相对于阈值评价原始计数，电容传感器可以评价其他量度来确定用户交互。例如，在具有Σ-Δ调制器的电容传感器中，电容传感器可以评价输出的脉宽的比率，而不是高于或低于某一阈值的原始计数。
在图1的示例性实施例中，处理设备110进一步包括处理逻辑102。处理逻辑102的操作可以以固件(例如诸如存储固件指令的非瞬时计算机可读介质)实现；或者，可以以硬件或软件实现。处理逻辑102可以被配置成执行实现如在此描述的用于硬压剔除的技术的操作。例如，处理逻辑102可以从电容传感器101接收原始测量结果，从原始测量结果得到信号值的集合，确定与在传感器阵列上所检测的对象对应的触摸区(触摸区与来自信号值集合的多个信号值相关联)，基于触摸区中的信号分布值与表示触摸区的大小相对于传感器阵列的量度的比率，计算用于所检测的对象的斜率值，并且基于斜率值与阈值比较，剔除所检测的对象。
在另一实施例中，代替在处理设备(例如，诸如处理设备110)中执行处理逻辑的操作，处理设备可以将原始数据或部分处理的数据发送到主机，例如，诸如主机150。如图1所示，主机150可以包括判定逻辑151，该判定逻辑151执行用于处理逻辑102的一些或全部上述操作。可以以固件、硬件、软件或其组合实现判定逻辑151的操作。主机150可以包括在应用152中的高级应用编程接口(API)，其在所接收的数据上执行例程，诸如补偿灵敏度差、其他补偿算法、基准更新例程、启动和/或初始化例程、内插运算、换算运算和/或实现如在此描述的用于硬压剔除的技术的运算。相对于处理逻辑102所述的操作可以在判定逻辑151、应用152或处理设备110外部的其他、软件和/或固件中实现。在一些其他实施例中，处理设备110是主机150。
在另一实施例中，处理设备110也可以包括非感应动作块103。该块103可以用来来回地与主机150处理和/或接收/传输数据。例如，可以实现另外的组件来与处理设备110连同传感器阵列121一起操作(例如，键盘、键区、鼠标、跟踪球、LED、显示器或其他外围设备)。
处理设备110可以位于常见载体基板，诸如集成电路(IC)芯片基板或多芯片模组基板上。或者，处理设备110的部件可以是一个或多个单独的集成电路和/或分立部件。在一个实施例中，处理设备110可以是芯片上的可编程系统，诸如例如来自由CypressSemiconductor Corporation,San Jose,California开发的片上可编程系统(PSoCTM)设备系列的设备。或者，处理设备110可以是本领域的普通技术人员熟知的一个或多个其他处理设备，诸如微处理器或中央处理单元、控制器、专用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他们可编程设备。在另外的实施例中，例如，处理设备110可以是网络处理器，该网络处理器具有包括内核单元和多个微引擎的多个处理器。另外，处理设备110可以包括通用处理设备和专用处理设备的任意组合。
在一个实施例中，电子系统100在包括触摸感应表面116作为用户接口的设备中实现，设备诸如手持电子设备、便携式和/或智能电话、蜂窝电话、笔记本和膝上型计算机、个人计算机、个人数字助理(PDAs)、一体机、键盘、电视、遥控器、监视器、手持多媒体设备、手持视频播放器、游戏设备、家用或工业设备的控制面板，或其他计算机外围或输入设备。或者，电子系统100可以用在其他类型的设备中。应注意到电子系统100的部件可以包括上述所有部件。另外，电子系统100可以包括上述仅一些部件，或包括在此未列出的另外的部件。
图2是图示传感器阵列121和将所测量的电容(或测量结果)转换成坐标的电容传感器101的一个实施例的框图。例如，可基于所测量的电容(或测量结果)计算坐标。在一个实施例中，传感器阵列121和电容传感器101在系统，诸如电子系统100中实现。传感器阵列121包括具有N个接收电极和M个发射电极的N×M电极矩阵225。例如，矩阵225包括发射电极222和接收电极223。矩阵225的每一电极通过解复用器212和复用器213，与电容感应电路201相连。
应注意，不同传感器阵列设计能受益于在此描述的硬压剔除的技术。例如，在不同实施例中，在此描述的技术可以在来自根据各种不同设计技术和各种不同电极图案构成的传感器阵列的量度上实现。这些设计和技术包括但不限于单-固体-金刚石(SSD)设计、双-固体-金刚石(DSD)设计、MH3设计、金属网设计、单层电极设计、多层电极设计，以及用于各种对称的(和一些非对称的)电极图案的任何其他已知设计。
电容传感器101包括复用器控制211、解复用器212和复用器213、时钟发生器214、信号发生器215、检波电路(demodulation circuit)216和模数变换器(ADC)217。ADC 217进一步与触摸坐标转换器218耦接。触摸坐标转换器218将信号输出到处理逻辑102。
矩阵225中的发射(TX)和接收(RX)电极可以排列成每一TX电极与每一RX电极重叠、交叉和/或相邻，以便形成传感器元件的阵列(例如，在重叠、交点和/或相邻处)，同时保持相互电绝缘。由此，每一TX电极可以电容地与每一RX电极耦接。例如，发射电极222在发射电极222和接收电极223重叠的点处与接收电极223电容地耦接。
在一些实施例中(未示出)，可以将电容传感器(例如，图1中的电容传感器101)配置成使用互电容感应技术，根据该技术，能通过处理设备(例如图1中的处理设备110)测量存在于由两个电极形成的传感器元件处的互电容。在一个或多个交点处的该互电容的变化允许处理设备确定传感器阵列上的接触位置。在互电容感应的情况下，将一组电极(例如，诸如列电极)设计成发射(TX)电极。在扫描操作期间，通过由发射复用器施加到TX电极的TX信号，驱动发射电极。将另一组电极(例如行电极)设计成接收(RX)电极。通过在扫描操作期间，采样RX电极的每一个上的信号，可以测量由行和列形成的传感器元件的互电容，其中，一些实施例可以使用接收复用器来采样RX电极上的信号并且将采样信号提供给处理设备。
例如，在扫描操作中，在将传感器阵列连接到传感器的连接线(例如，金属线、管脚、通孔等等)上，传感器将信号施加到传感器阵列的TX电极，由此重新充电(recharge)传感器元件。传感器中的模组可以将电压或电流施加到一个或多个TX电极，由此使在与传感器阵列的RX电极交叉或相邻处形成电容。(应注意到，将电压或电流施加到发射电极也称为“驱动”传感器元件)。然后，相同(或不同)传感器模组测量整个传感器阵列(或其一部分)中的传感器元件的互电容(和/或自电容)。
回到图2，时钟发生器214将时钟信号提供给信号发生器215，以产生TX信号224，TX信号224将被提供给触摸传感器121的发射电极。在一个实施例中，信号发生器215包括根据来自时钟发生器214的时钟信号操作的一组开关。通过使信号发生器215的输出周期性地连接到第一电压然后连接到第二电压，开关可以生成TX信号224，其中，所述第一和第二电压不同。
信号发生器215的输出与解复用器212相连，允许将TX信号224施加到触摸传感器121的M个发射电极的任何一个。在一个实施例中，复用器控制211控制解复用器212，使得按控制顺序，将TX信号224施加到每一发射电极222。解复用器212还可以用来接地、悬浮或使另外的信号连接到当前未施加TX信号224的其他发射电极。
因为发射电极和接收电极之间的电容耦合，在扫描操作期间，施加到每一发射电极的TX信号224在每一个接收电极内感应电流。例如，当将TX信号224通过解复用器212被施加到发射电极222时，TX信号224感应矩阵225中的接收电极上的接收(RX)信号227。然后，能通过使用复用器213按顺序地测量每一接收电极上的RX信号227(也称为触摸信号)以将N个接收电极的每一个按顺序连接到检波电路216。在一些实施例中，RX信号227可以表示由在传感器阵列121上测量的对象产生的电荷位移的测量值。
通过使用解复用器212和复用器213，通过选择TX电极和RX电极的每一可用组合，能感应与TX电极和RX电极之间的每一传感器元件相关联的互电容。为提高性能，还可以使复用器213分段来允许矩阵225中的一个以上的接收电极运送(route)到另外的检波电路216。在优化结构中，其中，存在检波电路216的实例与接收电极的1对1的对应关系，在该系统中可以不存在复用器213。
当对象接近电极矩阵225时，对象可以使仅一些电极之间的互电容减小。例如，如果手指位于由发射电极222和接收电极223形成的传感器元件附近，手指的存在将减小电极222和223之间的互电容。由此，除了当在一个或多个接收电极上测量到减小的互电容时识别施加TX信号224的发射电极外，通过识别具有减小的互电容的一个或多个接收电极，能确定传感器阵列121的触摸感应表面上的手指的位置。
通过确定与由矩阵225中的电极形成的每一传感器元件相关联的互电容，可以确定传感器阵列121的触摸感应表面的一个或多个接触的位置。可以是顺序的、并行的，或可以在常用电极更频繁地发生确定。
在一些实施例中，可以使用检测手指或其他对象的存在的其他方法，其中，手指或对象引起可以按网格或其他图案排列的一个或多个电极处的电容增加。例如，位于电容传感器的电极附近的手指可以引进另外的电容来确保增加电极和地之间的总电容。可以从检测增加的电容的一个或多个电极的位置确定手指的位置。
由检波电路216检波(rectify)感应的RX信号227。然后，由检波电路216输出的检波电流能够被过滤并且由ADC 217转换成数字码。
然后，将该数字码由触摸坐标转换器218转换成表示传感器阵列121上的输入的位置的触摸坐标。将触摸坐标作为输入信号发送到处理逻辑102。在一个实施例中，在处理逻辑102的输入处接收该输入信号。在一个实施例中，该输入可以被配置成接收表示多个行坐标和多个列坐标的电容测量结果。或者，输入可以被配置成接收行坐标和列坐标。
在一些实施例中，处理逻辑102可以被配置成生成(或例如从触摸坐标接收器218接收)能用来导出信号值，例如差分(diff)信号(也称为“差分信号值”)的电容测量结果。例如，处理逻辑102可以被配置成将用于指定传感器元件的信号值(例如，差分信号)确定为传感器元件的固定(例如预期或全充电)基准电容(例如当对象不与传感器阵列接触并且未扫描传感器阵列时)与作为扫描操作的一部分测量的传感器元件的电容(例如，当对象可以或可以不与传感器阵列接触时)之间的差。用来计算用于传感器元件的信号值(例如差分信号)的电容可以是传感器元件的自电容和/或互电容。
在不同实施例中，处理逻辑可以基于表示传感器元件的自电容和/或互电容的电容测量值，计算用于传感器阵列中的传感器元件的每一个的信号值(例如差分信号)。例如，指定传感器元件的自电容可以包括在传感器元件和基准电压(诸如接地)之间形成的电容。指定传感器元件的互电容可以包括在形成传感器元件的电极之间感应和/或在与传感器元件电绝缘的一个或多个导电对象(例如触针或用户的手指)或非导电对象(例如在硬压条件下)之间感应的电容。
在不同实施例中，可以将检波电路216、ADC 217、触摸坐标转换器218和处理逻辑102包括在集成或模块化触摸屏控制器中。这种触摸屏控制器可以被配置和用来驱动TX电极、同时测量多个RX电极上的电荷、执行将电荷变换成ADC码(也称为“原始”测量)，以及进一步处理ADC码来确定传感器阵列的触摸感应表面上的所检测的对象的位置。
比较硬压实例
由硬压引起的一个问题是由用户非预期或故意所做的错误接触，但仍然被触摸输入设备处理且作用在触摸输入设备上。可以至少部分地解决该错误接触问题的一些技术包含计算表示由对象施加在传感器阵列的触摸感应表面上的压力的绝对信号值，然后基于将压力信号值的大小与阈值的比较，剔除对象的接触。可以至少部分地解决该错误接触问题的其他技术包含检测接触区域，将该区域中的绝对峰值信号值与预配置的阈值进行比较，并且如果峰值信号值超出该阈值，报告接触以便进一步处理。除这些比较外，可以提供一些技术用于通过将峰值信号值附近的预定和固定(例如3×3传感器元件)面积的总和与预定和固定阈值(例如手指阈值的2×或4×值)比较，来剔除尖峰噪声，并且如果该和小于阈值，则剔除导致峰值信号值的接触。然而，所有这些技术均不能完全地解决并且提供用于由硬压引起的错误接触的解决方案。这部分是因为所有这些技术未考虑到由硬压接触引起的触摸区的形状，而是依赖于在通过硬压或皮/塑料套的接触期间易于超出的绝对信号值。
通过将由硬压引起的接触的触摸区的形状考虑在内，在此描述的硬压剔除的技术对由硬压引起的错误接触的问题提供解决方案。此外，在一些实施例中，在不计算或使用表示由在传感器阵列的触摸感应表面上所检测的对象引起的压力的信号值的情况下，剔除所检测的对象。
在一些实施例中，电容传感器阵列可以包括由交叉(或相邻)电极的行和列形成的传感器元件。一组电极通常是TX电极，而另一组是RX电极。作为在扫描操作期间测量形成每一传感器元件的TX和RX电极对之间的互电容CM的结果，可以得出差分信号值的数据结构并且存储在计算设备上。
在这种数据结构中，可以根据组织排列信号值，所述组织将该数据结构中的信号值的位置与得出信号值的各个传感器元件在传感器阵列中的位置相关联。这些数据结构的示例包括但不限于矩阵、阵列、表格、索引列表和能将传感器阵列中的传感器元件的位置与数据结构中的相应的信号值的位置关联的任何其他适当的数据结构。
例如，具有M行和N列的矩阵(或阵列)可以被使来存储从由M个RX电极和N个TX电极形成的传感器阵列中的传感器元件得出的信号值。当导电对象位于传感器阵列的触摸感应表面上时，其减小在对象下方的传感器元件之间的互电容CM，并且该设备(或其触摸屏控制器)记录该电容变化。然后，将该电容变化转换成在结果矩阵中存储的信号值。
图3图示与正常人类手指的示例性接触对应的信号值，应当视作触摸输入设备的真实接触。具体地，图3图示存储差分信号值的数据结构的部分300，其中，从在扫描操作期间，由传感器阵列的多个传感器元件测量的多个测量结果得出这些信号值。在硬压剔除的上下文中，“传感器元件”是指传感器阵列中的电极的最小分立单元或位置(例如，重叠、交叉和/或相邻)，从该最小分立单元或位置中能获得独立并且与从传感器阵列的其他单元或位置获得的测量结果和/或信号不同的测量结果或信号。
在数据结构部300上操作的传感器或处理逻辑(未示出)存储/关联用于用来形成传感器阵列上的传感器元件的每一单独的发射(TX)电极的单独的索引值，其中，按表示TX电极在传感器阵列中的物理排列的顺序，排列索引值；类似地，传感器或处理逻辑还存储/关联用于用来形成传感器元件的每一单独接收(RX)电极的单独的索引值，其中，按表示RX电极在传感器阵列中的物理排列的顺序，排列索引值。将图3的数据结构部300用作实例，TX索引302包括表示6个发射电极的从0至5的一系列整数值；类似地，RX索引304包括表示7个接收电极的从0至6的一系列整数值。
将在数据结构部300中存储的每一信号值分别与传感器阵列中的相应的传感器元件相关联，其中，数据结构中的信号值的位置与传感器阵列中的相应的传感器元件的物理位置对应。图3还图示存储信号值的数据结构部300，在指定时间点通过对传感器阵列中的相应的传感器元件的每一个的指定扫描操作来获得所述信号值。例如，对位于TX索引“4”的发射电极和RX索引“3”的接收电极的交点处的传感器元件，测量或者获得信号值306(具有值“2”)。应注意到由于不同实施例可以使用具有不同数目的发射和接收电极和用于相应的TX和RX索引的不同编号方案的传感器阵列，在此描述的硬压剔除的技术不限于任何特定多个电极或任何特定索引方案。由此，图3中图示的数据结构及其TX和RX索引应视作示例而不是限定意义。
在图3中，基于在指定时间点来自扫描操作的测量结果，获得数据结构部300中存储的信号值。信号值表示接触308存在于传感器阵列的触摸表面上。应注意到，图3的信号值表示执行扫描操作时的传感器阵列的传感器元件的状态-由此，图3中所示的接触可以是静接触(例如，敲击)或可以是更复杂手势的一部分(例如，滚动手势)。
在图3的示例中，接触308来自应当视作真实对象的正常手指。这是因为对正常/真实接触来说(在没有其他事物，诸如噪声、水等等的影响下)，通常仅直接在接触(例如，手指)下的触摸区检测到大部分信号。由此，接触308的面积(由图3的粗线所示)基本上与接触传感器阵列的触摸感应表面的手指的实际大小对应。
然而，当来自非导电对象的硬压发生时，其通常将传感器阵列的触摸感应表面挤向触摸输入设备下方的结构(例如LCD显示器)。由此，虽然非导电对象不添加到阵列的传感器元件的电极之间的电容，触摸感应表面的变形增加受变形影响的每一传感器元件的寄生电容(表示为CP)。取决于触摸感应表面及其下方的结构之间的气隙以及电极的电容参数，触摸感应表面变形的影响会导致在硬压的区域的不期望互电容检测。
图4图示在触控板，诸如触摸屏上的硬压的示例。在一些实施例中，诸如图4的实施例，触控板(例如触控板404)可以包括形成为RX和TX电极的透明材料(例如石墨烯或ITO)。在这些实施例中，触控板通常位于LCD显示器(例如LCD 402)上，在它们之间具有气隙(例如气隙406)。触控板的盖板通常由玻璃或塑料制成。由于这些材料相对硬，在接触下的触控板的任何挠曲沿大部分板而不是仅在撞击点下发生。
例如，如图4所示，硬压410导致触控板404的变形412，使得触控板在按压力下挠曲。硬压410减小气隙406，使得互电容信号与从触控板404到LCD 402的距离的减小成比例地分布。由此，硬压410的轮廓看起来像平宽触摸，具有相对低的信号幅度。换句话说，硬压就像来自具有平的信号斜率的对象的接触。相反，没有硬压，由实际手指引起的接触通常具有相对于板大小的小的触摸区以及相对高的信号(例如，因为手指的导电特性)，将转化成手指的陡的信号斜率。
确定触摸区的斜率值的实例
在此描述的技术在识别和剔除硬压的过程中，利用斜率检测并且计算用于接触的触摸区的斜率值。
例如，图5A-5C图示在不同硬压条件下生成的信号值的数据结构部500。具体地，图5A图示非导电对象的接触502的信号值。图5B图示正常手指通过2mm皮手套的接触504A的信号值，以及图5C图示胖手指(例如，拇指)通过2mm皮手套的接触504B的信号值。如由图5A-5C的数据结构部500中的信号值所示，当与图3所示的实际手指的接触的触摸区相比时，接触502、504A和504B的触摸区宽且具有相对低的信号大小。由此，在此描述的技术将基于对这些接触的触摸区计算的斜率值，剔除接触502、504A和504B。
在另一实例中，图6A-6E图示存储由各个导电对象产生的信号值的数据结构部600。具体地，图6A图示4mm手指的接触602的信号值。图6B图示5mm手指的接触604的信号值。图6C图示正常手指(例如正常人的手指)的接触606的信号值。图6D图示胖手指的接触608的信号值，以及图6E图示人的拳头的接触610的信号值。如由图6A-6E的数据结构部600的信号值所示，接触602、604、606、608和610的触摸区具有相对高的大小的信号值(当与图5A-5C所示的硬压接触的信号值的大小相比时)，并且这些触摸区的斜率相当陡，其周围没有任何明显的尾部。(在该上下文中，“斜率”是指接触触摸区内的边缘上的信号值与就在接触触摸区的边缘外的信号值之间的值下降)。由此，基于对这些接触的触摸区计算的斜率值，在此描述的技术将接触602、604、606、608和610接受为正常。
图7图示周界内的示例接触区。如在此所使用的，“触摸区”是指与对象的接触对应的一组信号值。从由受传感器阵列的触摸感应表面上的接触影响的连续传感器元件组获得的测量结果得到触摸区中的信号值。由此，触摸区中的信号值与传感器阵列上的物理位置(或位置集)对应并且与处于从传感器阵列的那一位置或位置集的(RX和/或TX)电极测量的相应信号对应。为示例如何能确定触摸区及其斜率值的目的，图7中的数据结构部700存储用于图3中所示的触摸点的信号值。还为了示例目的，用分别具有TX和RX索引值“(0,0)”的坐标701，指定数据结构部700的左上角的单元。
触摸区确定
在示例性实施例中，当完成在传感器阵列上执行的扫描操作并且将从扫描操作得出的信号值存储在数据结构(例如矩阵)中时，计算设备或其处理逻辑在该数据结构中搜索在传感器阵列上，对象的接触的触摸区。首先，计算设备查找大于用户定义的阈值的单一局部最大值，其中，单一局部最大值是在数据结构中大于其周围的信号值的信号值。因此，对发现高于阈值的每一局部最大值，计算设备校验和识别比局部最大信号值乘以系数(也可以称为用户定义，例如“0.5”)大的周围信号值。以这种方式识别的信号值形成接触的触摸区，并且正好紧邻触摸区的边缘信号值的信号值(例如，接近触摸区的信号值)形成触摸区的周界。
将图7用作实例，计算设备校验数据结构部700中的信号值并且确定具有大小“48”的信号值是局部最大。然后，使用系数“0.5”，计算设备校验和识别具有大小“24”或更大(因为48*0.5＝24)的所有周围信号值。具有大小“24”或更大并且形成局部最大值周围的连续组的信号值识别为包括在触摸区706中。大小小于“24”并且与(例如正好邻近)包括在触摸区706内的信号值邻近的信号值被识别为周界708。
斜率值计算
在确定触摸区中的信号值后，在此描述的技术提供计算在传感器阵列上，对象所做的接触的触摸区的斜率值。在一些实施例中，通过使用下述等式(1)，执行斜率值计算：
其中：
slope_value为计算的斜率值，
Si表示用于触摸区中的一个(例如第i个)单个传感器元件(或单元)的信号值，
area_size是触摸区中的信号值的数量，
xmax和xmin是沿一个维度(例如长)，接近触摸区的信号值的周界信号值的最大和最小索引(或索引值)，以及
ymax和ymin是沿另一维度(例如宽)，接近触摸区的信号值的周界信号值的最大和最小索引(或索引值)。
在上述等式(1)中，“(ΣSi)/area_size”表示触摸区中的平均信号值的示例，“max((xmax-xmin)，(ymax-ymin))”表示量度的示例，其表明触摸区沿触摸区的长和宽维度的较大者的大小；以及“slope_value”表示平均信号值与触摸区的大小量度的比率的示例。
更一般地说，触摸区中的“信号分布值”是指表示触摸区内的信号的一些分布的值；上述等式(1)中的平均信号值是信号分布值的一个示例。表示触摸区的大小的“量度”(或“大小量度”)是指沿一个或多个维度(例如长，宽等等)，数值地量化触摸区的值。“斜率值”是指存在于在触摸区内的信号值的分布，与触摸区相对于其下方传感器阵列的大小之间的关系。在不同实施例和实践中通过使用适合于在多个信号值上运算的各种统计和/或其他函数，可以计算触摸区的信号分布值；触摸区的大小量度可以是反映能相对于相应的传感器阵列确定的触摸区的各种大小特性的任何适当值(如由适当测量单元表示)；相应地，触摸区的斜率值可以反映表示触摸区中的信号值的各种分布与触摸区的各种大小特性之间的各种关系。由此，上文相对于等式(1)论述的触摸区的平均信号值、大小量度和斜率值的实例将视作示例性而不是限制意义。
将图7用作示例，计算设备能通过使用等式(1)，计算用于触摸区706的斜率值以便执行下述计算：
ΣSi＝30+48+35+32+44+46+27＝262；
area_size＝1+1+1+1+1+1+1＝7(即：触摸区包括7个信号值)；
xmax-xmin＝4-0＝4，其中，基于在数据结构部700的左上角的单元的索引坐标701“(0,0)”，索引712(Xmax)具有值“4”，以及索引711(Xmin)具有值“0”；
ymax-ymin＝6-2＝4，其中，基于在数据结构部700的左上角的单元的索引坐标701索引“(0,0)”，714(Ymax)具有值“6”，以及索引713(Ymin)具有值“2”；并且最终
由此，通过使用等式(1)，计算设备能计算用于触摸区706的斜率值“9”。
在一些实施例和/或操作环境中，来自硬压的触摸区和来自真实大的导电对象的触摸区可以成比例。在这种情况下，对硬件计算的比(硬压的触摸区的信号值和触摸区的大小量度之间)和用于大的导电对象的比(大对象的触摸区的信号分布值和触摸区的大小量度之间)能相同。为解决这种情形，可以使用下述等式(2)通过将其乘以局部最大信号值，来归一化用于接触的触摸区的计算斜率值。等式(2)是等式(1)的变形，如下：
其中，Slocal_max表示所确定的触摸区中的局部最大信号值。应注意到等式(2)能有助于区分硬压和大导电对象，因为(如图5A-5C和6A-6D所示)硬件的局部最大信号值在大小方面将小于真正大的导电对象的局部最大信号值。
将图7用作示例，计算设备能通过使用等式(2)，计算用于触摸区706的斜率值以便执行下述计算：
ΣSi＝262，
area_size＝7，
xmax-xmin＝4，
ymax-ymin＝4，
Slocal_max＝48,其是触摸区706中的局部最大信号值，并且最终
由此，通过使用等式(2)，计算设备能计算用于触摸区706的斜率值“449”。
在一些实施例中，等式(2)中乘以局部最大信号值将导致斜率值占用存储器(或其他非瞬时存储)的多个字节。由于在此描述的用于硬压剔除的技术应用于每一扫描操作的多个检测接触的触摸区，计算和存储多个斜率值可以要求大量存储器(或其他存储空间)。为了减少用于存储斜率值的存储器(或其他存储空间)以及为了其他效率原因(例如更快计算)，在一些实施例中，在此描述的技术提供将所计算的斜率值(或所基于的比率)换算成单字节值(例如，大小为1字节的值)。在下述等式(3)中提供这种换算运算的示例。示例(3)是等式(2)的改进，其中，使用逐位右移运算来将计算的比除以8以便将其缩减至8位(例如，无符号小整数)：
其中，“>>3”表示等效于无符号除以23(即，除以8，因为23＝8)的逐位右移运算。
将图7用作示例，计算设备能通过使用等式(3)计算用于触摸区706的斜率值以便执行下述计算：
ΣSi＝262，
area_size＝7，
xmax-xmin＝4，
ymax-ymin＝4，
Slocal_max＝48，并且最终
由此，通过使用等式(3)，计算设备能计算用于触摸区706的斜率值“56”。
剔除阈值比较
在确定用于所检测的对象的触摸区的斜率值后，在此描述的技术提供将斜率值与阈值比较以便确定将对象接受为正常接触还是将对象(和其接触)作为硬压剔除。例如，如果指定触摸区的斜率值小于某一阈值，将传感器阵列上的对象及其接触作为硬压剔除。这种剔除可以以各种方式执行，包括但不限于不将该接触及其数据报告给下游处理主机或应用、丢弃接触数据而不将其报告给主机或其有效应用，以及阻止硬压接触数据任何的进一步处理的任何其他适当的机制。
图8图示在使用比率归一化和斜率值换算(例如用于上述等式(2)和(3)的归一化和换算)的实施例中，对不同对象实验上计算的全部斜率值的示例。在图800中，水平轴802反映触摸区信号，以并且垂直轴804反映对硬压812、正常手指814和胖手指816计算的换算斜率值。如图中所示，来自硬压事件的信号大小通常小于来自正常手指和胖手指(或其他大的导电对象)的信号大小。
基于来自图8中所示的实施例的示例，能将用于剔除硬压的阈值设定到处于或大于对必须剔除或抑制的接触(例如，诸如硬压812)计算的斜率值的最大值的110％(例如最大斜率值+10％)并且低于必须接受的胖手指816和正常手指814的接触的斜率值的大部分或所有最小值的值。由此，从图8所示的例子，可接受(或甚至最优)阈值值大约在“22-32”的范围中，其中，阈值范围的上限应当低于对胖手指816计算的最小斜率值。应注意到取决于各种运算特性和使用情形，不同实施例和实践可以使用各种方法来确定它们的硬压剔除阈值；由此，关于图8所述的示例性剔除阈值应当视为示例性而不是限制意义。
接触筛选
在一些实施例中，对在扫描操作期间在传感器阵列上检测(例如存在于)的每一对象，执行在此描述的技术的操作(例如，触摸区确定、斜率值计算和剔除阈值比较)。
或者，在一些实施例中，在检测传感器阵列的触摸感应表面上的新对象的每一扫描操作后，执行在此描述的技术。例如，在这些实施例中，只有当所检测的对象的接触之前没有与同一检测对象对应并且在前扫描操作期间检测的另一接触，才执行触摸区确定、斜率值计算和剔除阈值比较的操作。这导致计算效率，因为仅对在前扫描周期期间不存在的新检测的“第一触摸”对象，有效地执行硬压剔除技术。此外，仅对检测新对象的扫描操作执行硬压剔除的技术可以提高触摸检测处理的整体精度，因为在这些处理中的一些机制(例如，快速手指跟踪和有噪声的手指跟踪)偶尔会造成低于阈值的故障并且剔除正常接触。例如，以这种方式执行硬压剔除的技术降低了以局部最大位置机制识别新接触的复杂性，因为仅在完成位置计算并且接受该对象后，才计算接触的接触ID。(换句话说，作为硬压剔除的检测对象不被进一步处理用于接触识别和接触ID分配)。
硬压剔除的示例性方法
在一些实施例中，能将在此描述的硬压剔除的技术实现为作为常规接触检测处理的一部分执行的附加过程。在其他实施例中，在此描述的技术可以执行为响应一些事件，例如在传感器阵列的扫描操作期间检测新对象调用的独立过程。
图9图示硬压剔除的示例性方法。在下文中，将图9中的方法的操作描述为由处理逻辑(例如，图1中的处理逻辑102)执行。然而，应注意到各种实现和实施例可以使用不同并且可能多个部件来执行图9的方法的操作。例如，在不同实施例中，可以以各种方式实现处理逻辑，各种方式包括但不限于：作为所存储的软件和/或固件指令集，当由一个或多个处理器执行时，用来执行一个或多个操作；作为可由一个或多个主机或计算设备上的应用执行的一个或多个软件组件(例如，软件模块、功能库、编译和/或可解释面向对象类、动态链接库等等)；以及作为一个或多个软件组件和一个或多个硬件部件(例如处理器、微控制器、专用集成电路(ASICs)等等)的任意组合。在另一示例中，在不同实施例中，可以在单个集成部件中实现处理逻辑，或其功能性可以分布在可以执行一些另外的操作和功能的两个或以上部件上。由此，由处理逻辑执行的图9的方法的下述描述应当视为示例性而不是限制意义。
在块900的操作前，在传感器阵列上执行的扫描操作已经完成并且由此得出的信号值已经存储在数据结构(例如数组或信号矩阵)中。
在块900，处理逻辑在数据结构中搜索大于用户定义的阈值的单一局部最大值，其中单一局部最大值是在数据结构中比其周围的信号值大的信号值。例如，处理逻辑可以将每一信号值与其相邻的每一信号值比较，并且当其相邻没有一个具有更大值时，可以判定指定信号值是局部最大值。然后，处理逻辑确定通过其搜索找到的局部最大值的数量，并且将编程变量(例如，在图9中示例的“LocalMaxNum”)设定为那一数量。例如，如果处理逻辑未找到大于该阈值的任何局部最大值，那么将“LocalMaxNum”变量设定为0；否则，将“LocalMaxNum”变量设定为所找到的局部最大值的数量。
在块905中，处理逻辑通过将“LocalMaxNum”变量与“0”比较，校验是否找到任何局部最大值。如果“LocalMaxNum”变量为“0”(或更小)，那么未找到局部最大值并且处理逻辑进行到块990。如果“LocalMaxNum”变量大于“0”，那么处理逻辑已经找到一些局部最大值，由此进行到块910。
在块910中，处理逻辑将用于依次循环通过每一局部最大值的编程变量(例如，图9中的“索引(Index)”计数器)初始化为0。在块915中，处理逻辑将局部最大值索引计数器与“LocalMaxNum”变量比较。如果索引计数器不小于“LocalMaxNum”变量，那么已经为硬压剔除处理了所有局部最大值并且处理逻辑进行到块950。如果索引计数器小于“LocalMaxNum”变量，那么还有仍然需要处理的一些未决局部最大值，并且处理逻辑继续块920来处理下一/当前未决局部最大值。
在块920中，处理逻辑确定用于当前正处理的局部最大值的触摸区。例如，处理逻辑校验和识别比作为当前局部最大值和系数(例如诸如“0.5”)的乘积的值大的任何周围信号值。以这种方式，在局部最大值周围识别的信号值形成与局部最大值相关联的接触的触摸区。正好临接触摸区的边缘的信号值的信号值形成触摸区的周界。在一些实施例中，处理逻辑可以执行一些另外的局部最大值处理(也称为“部件区搜索”)以便将作为与基于一些预定条件确定的相同的接触的一部分的两个或以上局部最大值组合成单一接触。例如，在这些实施例中，处理逻辑可以查明两个或以上局部最大值是否需要合并成单一接触，如果是，则处理逻辑将两个或以上局部最大值的触摸区组合成单一触摸区。
在检测到用于当前局部最大值的触摸区后，在块930(以及其中的操作)中，处理逻辑如上所述，执行用于硬压剔除的技术。具体地，在块932中，处理逻辑为当前局部最大值的触摸区计算斜率值。例如，在一些实施例中，处理逻辑使用上述等式(3)，并且计算触摸区的平均信号值和表示触摸区的大小的量度(例如长度、宽度等等，或一些其他大小属性)。然后，处理逻辑计算平均信号值与大小量度的比，通过将其乘以当前局部最大值的值，来归一化所计算的比，并且换算该结果来获得用于触摸区的斜率值。
在块933中，处理逻辑将计算的斜率值与硬压阈值比较。如果在块933中，处理逻辑确定该斜率值小于阈值，这意味着触摸区表示需要剔除的硬压；相应地，处理逻辑进行到块936，并且通过适当的机制(例如设定与接触相关联的标记、存储/改变与接触相关联的特性等等)，剔除该接触。如果在块933中，处理逻辑确定斜率值大于或等于阈值，这意味着触摸区表示需要接受的通常对象的接触；相应地，处理逻辑进一步到块938并且通过适当机制，接受该接触。在完成块936和938中的每一个的操作后，处理逻辑进行到块940并且递增表示当前正处理的局部最大值的索引计数器。然后，处理逻辑从块940回到块915以便处理由索引计数器表示的下一局部最大值。
以这种方式，处理逻辑依次处理每一局部最大值并且确定与每一局部最大值对应的接触接受为通常接触还是作为硬压剔除。根据在此描述的技术，处理逻辑使用信号分布值和触摸区的大小量度(例如长度、宽度等等)来通过斜率值对相应的接触特征化，斜率值粗略地表示由触摸区中的信号值表示的斜率角。由此，当确定接触是否为硬压时，处理逻辑考虑触摸区的大小(例如定量“形状”)和包括在触摸区中的信号值的大小。
当在块930中处理最后一个局部最大值并且在块940中递增索引计数器时，处理逻辑进行到块915并且确定已经为硬压剔除处理了所有局部最大值。由此，处理逻辑从块915进行到块950。
在块950中，处理逻辑使用有关检测的接触的信息来计算传感器阵列上的接触的接触位置。例如，在一些实施例中，处理逻辑可以使用通过扫描操作获得的触摸坐标(和/或原始测量结果和其他信息)来计算已经接受为正确的所有接触(诸如已经由块938中的操作接受的接触)的位置矩心。在块950中以及在此后的任何块的操作中，不处理已经作为硬压剔除(例如通过块936中的操作)的接触。
在块960中，处理逻辑将由当前扫描操作确定的接触与任何在前检测的接触相关联。例如，处理逻辑能使用计算的接触的位置矩心来确定在当前扫描操作中检测的任何接触是否是在前扫描操作中确定的同一接触，并且如果是，处理逻辑将与指定给在前确定的接触相同的接触ID指定给该接触；否则，处理逻辑将新的接触ID指定给在当前扫描操作中新检测的所有接触。此外，在一些实施例中，处理逻辑可以执行有关(或基于)接触的关联的一些另外的操作，诸如接触运动的去抖动和跟踪。
在块990中，处理逻辑完成接触处理并且将接触(和/或它们的相关数据)报告给执行扫描操作的主机或应用。由于在块936中已经检测和剔除所有硬压接触，在块990，处理逻辑不报告任何硬压(或它们的相关数据)用于进一步处理。
应注意到在图9所示的实施例中，对在指定扫描操作期间检测的基本上所有接触(例如，与一个或多个局部最大值对应的接触)，执行用于硬压剔除的技术(例如块930的操作)。这导致计算设备的固件的更简单实现和更少执行时间，因为毕竟硬压剔除操作执行是在任何接触识别处理前必须运行的触摸区搜索的一部分。
然而，在一些实施例中，可以将处理逻辑配置成在确定任一接触是否为硬压前，确定哪些接触为新以及在前扫描操作中已经检测到哪些接触。这允许处理逻辑仅对新检测的接触，执行用于硬压剔除的技术(例如块930的操作)。例如，如果处理逻辑确定与特定接触相关联的接触标识符不存在于在前接触标识符的列表中，则处理逻辑能确定该特定接触是需要执行硬压剔除操作的新接触。以这种方式，对在前已经确定为正确的接触(例如非硬压)，忽略硬压剔除处理。
图10图示在已经确定触摸区和接触ID后的硬压剔除的示例性方法。在下文中，将图10的块中的操作描述为由计算设备执行的处理逻辑实现。然而，应注意到，各种实现和实施例可以使用不同并且可以是多个组件来执行图10的方法。由此，由处理逻辑执行的图10的方法的下述描述应当视为示例性而不是限制意义。
在图10的方法中，当已经确定接触ID时，处理逻辑执行斜率值计算。以这种方式，仅对新检测的接触，执行计算上密集的斜率值计算。尽管该接触过滤机制对新接触的触摸区要求再次(或二次)确定，由此产生一些额外的处理时间，但当在前扫描操作中，在传感器阵列的触摸感应表面上已经检测到实际接触(例如实际手指)时，该机制允许剔除硬压接触。
在块1000中，处理逻辑确定已经在传感器阵列上检测的一个或多个接触的触摸区，并且在执行接触关联后，将适当的接触ID指定到相应的接触。例如，为确定用于任何检测的局部最大值的接触区，处理逻辑搜索存储由当前扫描操作获得的测量结果的信号值的数据结构。对在该数据结构中找到的每一局部最大值，处理逻辑校验和识别任何比局部最大值和系数(例如“0.5”)的乘积的值大的周围信号值。在局部最大值周围，以这种方式识别的信号值形成与那一局部最大值相关联的接触的触摸区。接着，处理逻辑可以执行一些另外的局部最大值处理(例如部件区搜索)以便查找是否需要将两个或以上局部最大值合并成单一接触，如果是，处理逻辑将两个或以上局部最大值的触摸区组合成单一触摸区。在确定用于所检测的局部最大值的触摸区后，处理逻辑使用通过扫描操作获得的触摸坐标(和/或原始量度和其他信息)来计算与触摸区的接触对应的位置矩心。然后，基于所计算的位置矩心，处理逻辑将检测的接触与任何在前检测的接触相关联。如果在当前扫描操作中检测的任何接触是在前扫描操作中确定的同一接触，则处理逻辑将与指定给在前确定的接触相同的接触ID指定给该接触；否则，处理逻辑将新的接触ID指定给在当前扫描操作中新检测的所有接触。最后，处理逻辑确定接触ID的数量(例如，在当前扫描操作中检测的接触的数量)，并且将编程变量(例如图10中所示的“ContactNum”变量)设定成那一数量。例如，如果处理逻辑在当前扫描操作中未检测到任何接触，那么将“ContactNum”变量设定为“0”；否则，将“ContactNum”变量设定成所检测的接触的数量。
在检测触摸区和计算用于检测的接触的接触ID后，在块1070(以及其中的操作)中，处理逻辑对在前扫描操作中未检测到的任何新接触，执行用于硬压剔除的技术。
在块1072中，处理逻辑将用于依次循环通过检测的接触的每一个的编程变量(例如图10中的“索引(Index)”计数器)初始化为“0”。
在块1073中，处理逻辑将接触索引计数器与“ContactNum”变量比较。如果索引计数器不小于“ContactNum”变量，那么已经为硬压剔除处理了所有所检测的接触，并且处理逻辑继续到块1090。如果索引计数器小于“ContactNum”变量，那么存在仍然需要处理的一些未决接触，并且通过选择和处理具有其相应的接触ID的下一/当前接触，处理逻辑继续到块1075。
在块1075中，处理逻辑将当前接触的接触ID与在前扫描操作中已经确定(和/或使用)的接触ID的列表(或集合)比较。如果接触ID不为新(例如，处于在前接触IDs的列表或集合中)，那么相应的接触是旧接触并且处理逻辑继续到块1084来递增索引计数器并且处理下一未决接触。如果接触ID为新(例如，不存在于在前接触IDs的列表或集合中)，那么相应的接触为新接触并且处理逻辑因此继续到块1076。
在块1076中，处理逻辑确定用于当前正处理的接触的触摸区。例如，处理逻辑使用如前所述的触摸区确定技术来识别当前接触的局部最大值周围的信号值，由此确定当前接触的触摸区。在一些实施例中，处理逻辑还可以执行部分区域搜索以便查找是否需要将两个或以上接触合并成单一接触，如果是，则将两个或以上接触的触摸区组合成单一触摸区。
在检测用于当前接触的触摸区后，在块1078中，处理逻辑计算当前接触的触摸区的斜率值。例如，在一些实施例中，处理逻辑使用上述等式(3)，并且计算触摸区的平均信号值和表示触摸区的大小的量度(例如，诸如长、宽等等或一些其他大小特性)。然后，处理逻辑计算平均信号值与大小量度的比，通过将其乘以与当前接触的局部最大值对应的值，来归一化所计算的比，并且换算该结果来获得用于触摸区的斜率值。
在块1079中，处理逻辑将计算的斜率值与硬压阈值比较。如果在块1079中，处理逻辑确定斜率值小于该阈值，这意味着该触摸区表示需要剔除的硬压；相应地，处理逻辑进行到块1080，并且通过适当的机制(例如，设定与该接触相关联的标记、存储/改变与该接触相关联的特性等等)，剔除该接触。如果在块1079中，处理逻辑确定斜率值大于或等于该阈值，这意味着触摸区表示需要接受的通常对象的接触；相应地，处理逻辑进行到块1082并且通过适当的机制接受该接触。在完成块1080和1082中的每一个中的操作后，处理逻辑进行到块1084并且递增表示当前正处理的接触的索引计数器。然后，处理逻辑从块1084回到块1073以便处理由索引计数器表示的下一接触。
当在块1075至1082中，处理最后一个接触并且在块1084中递增索引计数器时，处理逻辑进行到块1073，并且确定为硬压剔除已经处理了所有检测的接触。由此，处理逻辑从块1073进行到块1090。
在块1090中，处理逻辑完成接触处理并且将接触(和/或它们的相关数据)报告给执行扫描操作的主机或应用。由于在块1080中已经检测和剔除所有硬压接触，在块1090中，处理逻辑不报告任何硬压(或它们的相关数据)用于进一步处理。
在一些操作环境和使用情形中，对用作触针的非常小的对象(例如3mm和更小)的触摸区计算的斜率值能与硬压的斜率值类似。例如，当用户使用仅覆盖传感器阵列的一个传感器元件的尖的触针时，相应的数据结构可能不具有足够的信号值来正确地计算斜率值以及来正确地接受或剔除该接触。此外，非常小的对象通常产生非常小的大小的信号并且这种小对象的触摸区的尺寸远小于正常手指的触摸区的尺寸。
为解决这一问题，在一些实施例中，除使用斜率值外，在此描述的技术提供校验接触的触摸区的大小并且如果大小大于某一触摸区阈值，则剔除接触。例如，在此描述的技术可以将一些小数用作触摸区阈值，其中，具有小于硬压阈值的斜率值和大于触摸区阈值的尺寸的触摸区的接触被作为硬压剔除。以这种方式，在此描述的技术确保基于足够信息，计算用来剔除硬压的斜率值。
图11图示具有另外的触摸区大小条件的硬压剔除的示例性方法。图11的块中的操作在下文中描述为由计算设备执行的处理逻辑实现。然而，应注意到不同实现和实施例可以使用不同部件并且可能使用多个部件来执行图11的方法。由此，由处理逻辑执行的图11的方法的下述描述应当视为示例性而不是限制意义。
图11的方法是图9所示的方法的改进版本。具体地，图11的方法在块933和936之间，引入用于触摸区的大小的另外的校验。
在块1100中，处理逻辑已经执行图9的块900、905、910、915和920所述的所有操作。具体地，在图11的块1100，处理逻辑已经：检测从由当前扫描操作获得的测量结果导出的信号值的局部最大值；初始化所有变量(例如，表示局部最大值的数量的“LocalMaxNum”变量和用于循环通过每一局部最大值的索引计数器)；选择当前局部最大值以便处理；并且确定用于当前局部最大值的触摸区。
在确定用于当前局部最大值的触摸区后，在块1130(以及其中的操作)中，处理逻辑通过用于触摸区大小的另外的校验，执行硬压剔除的技术。具体地，在块1132中，处理逻辑计算当前局部最大值的触摸区的斜率值。例如，在一些实施例中，处理逻辑使用上述等式(3)，并且计算触摸区的平均信号值和表示触摸区的大小的量度(例如长、宽等等，或一些其他大小特性)。然后，处理逻辑计算平均信号值与大小量度的比，通过将其乘以当前局部最大值的值，来归一化计算的比，并且换算该结果来获得用于触摸区的斜率值。
在块1133中，处理逻辑将计算的斜率值与硬压阈值比较。如果在块1133中，处理逻辑确定斜率值大于或等于该阈值，这意味着触摸区表示需要接受的正常对象的接触；相应地，处理逻辑进行到块1138并且通过适当的机制(例如，设定与接触相关联的标记、存储/改变与接触相关联的特性等等)，接受该接触。
如果在块1133中，处理逻辑确定斜率值小于该阈值，处理逻辑进行到块1135来在触摸区的大小上执行另外的校验。在块1135中，处理逻辑将触摸区的大小与预定触摸区阈值比较。触摸区阈值可以在编程变量(例如图11中的“Min_Area_Size”变量)中设定。此外，触摸区阈值在大小方面可以为小数(例如，“3”或“4”)，由此表示在斜率值能有效地用来剔除硬压前，需要至少存在触摸区中的最少多个信号值。如果在块1135中，处理逻辑确定触摸区的大小大于触摸区阈值，这意味着触摸区表示需要剔除的硬压；相应地，处理逻辑进行到块1136并且通过适当的机制剔除该接触。
在完成块1136和1138的每一个中的操作后，处理逻辑进行到块1140并且递增表示当前正处理的局部最大值的索引计数器。然后，处理逻辑从块1140进行到块1115(例如，图9的块915中的操作)，以便处理由索引计数器表示的下一局部最大值。当在块1130中处理最后一个局部最大值时，处理逻辑进行到块1115并且确定已经为硬压剔除处理了所有局部最大值。由此，处理逻辑继续图9的块950、960和990的操作。
其他特征和实施例
在一些实施例中，在此描述的硬压剔除的技术可以使用上述等式(1)以便计算用于所检测的对象的触摸区的斜率值。使用等式(1)简化计算并且花费更少计算资源，但在一些操作环境中，会导致意外地剔除来自胖手指和大对象(例如手掌)的接触。
在一些实施例中，在此描述的硬压剔除的技术能用于具有自电容传感器元件的传感器阵列和使用光学感应的传感器阵列。这些实施例利用多个传感器元件响应于对象的接触被激活的事实，因此，在此描述的技术能从多个相邻传感器元件分析信号图案，并且使噪声与实际信号分离。由此，在此描述的技术不限于电容感应，而是能与依赖于传感器阵列的其他类型的感应一起使用。
在一些实施例中，用于在此描述的硬压剔除的技术可以应用于对象检测基于信号矩阵和能取决于检测对象的形状或轮廓的其他技术。例如，根据在此描述的技术的过滤器可以取决于特定使用情形，给出更好性能的其他过滤器一起使用。此外，由这些过滤器使用的数据不需要存储在矩阵型数据结构中。相反，在此描述的技术可以在值的一维数组中存储的数据上实现，其中，表示“触摸区形状”的量度可以简单为特定方向的距离/长度(例如从自电容滑块阵列获得的X值或Y值)。
在示例性实施例中，设备包括与处理逻辑耦接的传感器。该传感器被配置成在扫描操作期间，从传感器阵列测量多个测量结果，其中，多个测量结果表示在传感器阵列上所检测的对象。处理逻辑被至少配置成：确定与在传感器阵列上所检测的对象对应的触摸区，其中，触摸区与从多个测量结果导出的多个信号值相关联；基于触摸区中的信号分布值与表示触摸区的大小相对于传感器阵列的测量结果的比率，计算所检测的对象的斜率值；并且基于斜率值与阈值的比较，剔除所检测的对象。在一个方面中，传感器阵列是互电容传感器阵列和自电容传感器阵列中的一个。
在该实施例的一个方面中，在不计算或使用表示由在传感器阵列的触摸感应表面上所检测的对象导致的压力的信号值的情况下，剔除该所检测的对象。在另一个方面中，多个测量结果表示通过所检测的对象与传感器阵列的接触，其中，该接触不在与所检测的对象对应并且在前扫描操作中检测的另一接触之前。
在该实施例的一个方面中，根据将数据结构中的多个信号值的位置与传感器阵列中的各个相应的多个传感器元件的位置相关联的组织，多个信号值存储在数据结构中，其中，量度表示邻接触摸区的至少一个信号值的索引之间的差。
在该实施例的一个方面中，表示触摸区的大小的量度表示为下述中的一个：传感器阵列的与触摸区中的多个信号值对应的传感器元件的数量；或邻接触摸区中的多个信号值的至少一个信号值的索引之间的差。在另一方面中，量度包括下述中的一个：触摸区的长度，如其表示在传感器阵列的受所检测的对象影响的传感器元件的第一数量中；触摸区的宽度，如其表示在传感器阵列的受所检测的对象影响的传感器元件的第二数量中；或触摸区的长度和宽度中的较大一个，其中，触摸区的长度和宽度均表示在传感器阵列的受所检测的对象影响的传感器元件的数量中。
在该实施例的一个方面中，所检测的对象是下述中的一个：非导电对象；皮手套中的手指；以及压入传感器阵列中的塑料套。
在该实施例的一个方面中，处理逻辑进一步被配置成在剔除所检测的对象前，基于斜率值与阈值的比较，判定接受还是剔除所检测的对象。在另一方面中，处理逻辑被进一步配置成从多个测量结果导出多个信号值。
在该实施例的一个方面中，为了确定触摸区，处理逻辑被配置成确定传感器阵列中的传感器元件的周界，其围绕受所检测的对象影响的那些传感器元件。在另一方面中，基于传感器阵列的接收(RX)电极和发射(TX)电极的索引值，定义周界。
在该实施例的一个方面中，处理逻辑被配置成基于与受所检测的对象影响的传感器阵列中的多个传感器元件对应的多个信号值，计算触摸区中的信号分布值。在另一方面中，处理逻辑被进一步配置成通过将该比率乘以多个信号值中的最大值，计算斜率值。在另一方面中，处理逻辑被进一步配置成将斜率值换算成单字节值。在另一方面中，处理逻辑被进一步配置成：将唯一标识符指定到在至少一个在前扫描操作期间基于由传感器阵列测量的测量结果所检测的一个或多个对象；并且至少部分地基于唯一标识符，确定所检测的对象是不同于一个或多个对象的新对象。在另一方面中，为剔除所检测的对象，处理逻辑被进一步配置成比较触摸区的大小和最小触摸区阈值。
在另一示例性实施例中，系统包括电容传感器阵列、电容传感器和处理逻辑。电容传感器阵列包括多个传感器元件并且耦接到电容传感器。电容传感器耦接到处理逻辑并且被配置成在扫描操作期间，从多个传感器元件测量多个测量结果，其中，多个测量结果表示在电容传感器阵列上所检测的对象。处理逻辑被至少配置成：确定与电容传感器阵列上的检测对象对应的触摸区，其中，触摸区与从多个测量结果得到的多个信号值相关联；基于触摸区中的信号分布值与表示触摸区的大小相对于电容传感器阵列的测量结果的比，计算所检测的对象的斜率值；并且基于斜率值与阈值的比较，剔除所检测的对象。在一个方面中，电容传感器阵列是自电容传感器阵列或互电容传感器阵列。
在该实施例的一个方面中，所检测的对象是非导电对象、皮手套中的手指或压入电容传感器阵列的塑料套中的一个。在另一方面中，在不计算或使用表示由电容传感器阵列的触摸感应表面上的检测对象导致的压力的信号值的情况下，剔除所检测的对象。在另一方面中，多个测量结果表示所检测的对象与电容传感器阵列的接触，其中，该接触不在与所检测的对象对应且在前扫描操作中检测的另一接触之前。
在此描述的用于硬压剔除的技术的不同实施例可以包括各种操作。这些操作可以由硬件部件、软件、固件或其组合执行。如在此所使用的，术语“耦接至”可以是指直接或通过一个或多个中间部件间接耦接。在此描述的各个总线上提供的任何信号可以与其他信号时分复用并且在一个或多个共用总线上提供。另外，块或电路组件之间的互连可以示为总线或单一信号线。每一个总线可以另外为一个或多个单一信号线且每一个单一信号线可以另外为总线。
某些实施例可以实现为可以包括在非瞬时计算机可读介质上存储的指令的计算机程序产品，例如，包括易失性存储和/或非易失性存储的固件。这些指令可以用来编程包括一个或多个通用或专用处理器(例如中央处理单元，CPUs)或其等效(例如处理内核、处理引擎、微控制器等等)的设备(例如计算设备)，因此，当由处理器或其等效执行时，指令使设备执行在此描述的硬压剔除的操作。非瞬时计算机可读介质还可以包括用于存储或传输以可由机器(例如设备或计算机)读取的形式(例如软件、处理应用等等)的信息的一个或多个机制。非瞬时计算机可读存储介质可以包括但不限于电磁存储介质(例如，软盘、硬盘等等)、光存储介质(例如，CD-ROM)、磁光存储介质、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、可擦除可编程存储器(例如EPROM和EEPROM)、闪存或适合于存储信息的另一已知或后来开发的介质类型。另外，在一些实施例中，可以在设备可访问的传输媒介上拉或推传送到一个或多个计算设备或在一个或多个计算机之间传送的信息。
尽管以特定顺序示出和描述在此的方法的操作，但可以变更每一方法的操作顺序，使得可以以逆序执行某些操作或使得可以至少部分地与其他操作同时和/或并行地执行某些操作。在其他实施例中，不同操作的指令或子操作可以以间歇和/或交替的方式执行。
在上述说明书中，已经参考其具体示例性实施例描述了本发明。然而，在不背离如在所附权利要求中阐述的本发明的更宽精神和范围的情况下，可以做出各种改进和改变将是显而易见的。因此，说明书和附图应当视作示例性意义而不是限制意义。

Claims (20)

1.一种硬压剔除的方法，所述方法包括：
访问信号值的集合，所述信号值的集合表示在扫描操作期间在传感器阵列上所检测的对象；
确定与所述传感器阵列上的所检测的对象对应的触摸区，其中，所述触摸区与来自所述信号值的集合的多个信号值相关联；
基于所述触摸区中的信号分布值与表示所述触摸区的大小相对于所述传感器阵列的量度的比率，计算用于所检测的对象的斜率值，其中，所述信号分布值是指表示所述触摸区内的信号的某种分布的值，并且所述量度是指沿一个或多个维度数值地量化所述触摸区的值；以及
至少部分地基于所述斜率值与阈值的比较，剔除所检测的对象。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个信号值表示所检测的对象与所述传感器阵列的接触，其中，所述接触之前没有与所检测的对象对应并且在前扫描操作中检测的另一接触。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括根据将数据结构中的所述信号值的集合的位置与所述传感器阵列中的各个相应的传感器元件的集合的位置相关联的组织，将所述信号值的集合存储在所述数据结构中。
4.如权利要求3所述的方法，其中，表示触摸区的大小的量度包括下述中的一个：
触摸区的长度，所述触摸区的长度表示为邻接所述触摸区的至少两个信号值的第一索引之间的第一差；
触摸区的宽度，所述触摸区的宽度表示为邻接所述触摸区的至少两个信号值的第二索引之间的第二差；
所述触摸区的长度和宽度中的较大一个，其中，所述触摸区的长度和宽度表示为邻接所述触摸区的至少两个信号值的至少两个索引之间的差。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
接收在扫描操作期间，从所述传感器阵列测量的多个测量结果；以及
由所述多个测量结果得出所述信号值的集合。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包括计算所述触摸区中的信号分布值，其中，计算所述信号分布值包括：
计算所述多个信号值的总和；以及
将所述多个信号值的总和除以所述多个信号值的数量。
7.如权利要求1所述的方法，其中，计算所述斜率值包括下述中的一个或多个：
通过将所述比率乘以所述多个信号值中的最大值，来计算所述斜率值；以及
将所述斜率值换算成单字节值。
8.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
将唯一标识符指定到在至少一个在前扫描操作期间在所述传感器阵列上检测的一个或多个对象；以及
至少部分地基于所述唯一标识符，确定所检测的对象是不同于所述一个或多个对象的新对象。
9.如权利要求1所述的方法，其中，剔除所检测的对象进一步包括：
通过执行所述斜率值与所述阈值的比较，确定接受还是剔除所检测的对象；
将所述触摸区的大小与最小触摸区阈值比较；以及
当所述斜率值小于所述阈值并且所述触摸区的大小大于最小触摸区阈值时，剔除所检测的对象。
10.如权利要求1所述的方法，其中，
所检测的对象是非导电物体、皮手套中的手指和压入所述传感器阵列中的塑料套中的一个；以及
所述传感器阵列是互电容传感器阵列和自电容传感器阵列中的一个。
11.一种存储指令集的非瞬时固件，所述指令集包括当由计算设备执行时，导致计算设备执行包括下述的操作的固件指令：
访问信号值的集合，所述信号值的集合表示在扫描操作期间在传感器阵列上所检测的对象；
确定与所述传感器阵列上的所检测的对象对应的触摸区，其中，所述触摸区与来自所述信号值的集合的多个信号值相关联；
基于所述触摸区中的信号分布值与表示所述触摸区的大小相对于所述传感器阵列的量度的比率，计算用于所检测的对象的斜率值，其中，所述信号分布值是指表示所述触摸区内的信号的某种分布的值，并且所述量度是指沿一个或多个维度数值地量化所述触摸区的值；以及
至少部分地基于所述斜率值与阈值的比较，剔除所检测的对象。
12.如权利要求11所述的非瞬时固件，其中，所述多个信号值表示所检测的对象与所述传感器阵列的接触，其中，所述接触之前没有与所检测的对象对应并且在前扫描操作中检测的另一接触。
13.如权利要求11所述的非瞬时固件，其中，所述固件指令进一步包括当由所述计算设备执行时，导致根据将数据结构中的所述信号值的集合的位置与所述传感器阵列中的各个相应的传感器元件的集合的位置相关联的组织，所述信号值的集合存储在所述数据结构中的指令。
14.如权利要求13所述的非瞬时固件，其中，表示触摸区的大小的量度包括下述中的一个：
触摸区的长度，所述触摸区的长度表示为邻接所述触摸区的至少两个信号值的第一索引之间的第一差；
触摸区的宽度，所述触摸区的宽度表示为邻接所述触摸区的至少两个信号值的第二索引之间的第二差；
所述触摸区的长度和宽度中的较大一个，其中，所述触摸区的长度和宽度表示为邻接所述触摸区的至少两个信号值的至少两个索引之间的差。
15.如权利要求11所述的非瞬时固件，其中，所述固件指令进一步包括当由所述计算设备执行时，导致下述操作的指令：
接收在扫描操作期间，从所述传感器阵列测量的多个测量结果；以及
由所述多个测量结果得出所述信号值的集合。
16.如权利要求11所述的非瞬时固件，所述固件指令进一步包括当由所述计算设备执行时，导致计算所述触摸区中的信号分布值的指令，其中，计算所述信号分布值包括：
计算所述多个信号值的总和；以及
将所述多个信号值的总和除以所述多个信号值的数量。
17.如权利要求11所述的非瞬时固件，其中，导致计算所述斜率值的固件指令包括当由所述计算设备执行时，导致所述计算设备执行下述的一个或多个的指令：
通过将所述比率乘以所述多个信号值中的最大值，来计算所述斜率值；以及
将所述斜率值换算成单字节值。
18.如权利要求11所述的非瞬时固件，其中，所述固件指令进一步包括当由所述计算设备执行时，导致下述操作的指令：
将唯一标识符指定到在至少一个在前扫描操作期间在所述传感器阵列上检测的一个或多个对象；以及
至少部分地基于所述唯一标识符，确定所检测的对象是不同于所述一个或多个对象的新对象。
19.如权利要求11所述的非瞬时固件，其中，导致剔除所检测的对象的固件指令进一步包括当由所述计算设备执行时，导致下述操作的指令：
通过执行所述斜率值与所述阈值的比较，确定接受还是剔除所检测的对象；
将所述触摸区的大小与最小触摸区阈值比较；以及
当所述斜率值小于所述阈值并且所述触摸区的大小大于最小触摸区阈值时，剔除所检测的对象。
20.如权利要求11所述的非瞬时固件，其中，
所检测的对象是非导电物体、皮手套中的手指和压入所述传感器阵列中的塑料套中的一个；以及
所述传感器阵列是互电容传感器阵列和自电容传感器阵列中的一个。
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