CN108628492A - 用于显示装置中的力敏组件的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
处理系统包括传感器模块和确定模块。传感器模块被配置成使用按第一区域设置在显示装置中的电极来执行电容性扫描。确定模块被配置成使用电容性扫描来确定覆盖第一区域和第二区域的输入表面的弯曲响应。弯曲响应由在第二区域被施加到输入表面的输入力引起。确定模块还被配置成使用弯曲响应来确定输入力的力估计,并且基于该力估计来确定是否执行界面动作。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年3月17日提交的美国临时专利申请序号62/473166(标题为”FORCE SENSITIVE BUTTONS UNDER AN INPUT SURFACE SHARED WITH A DISPLAY”)的优先权,并且通过引用将其结合到本文中。
技术领域
本公开技术总体上涉及电子装置。
背景技术
包括接近传感器装置(通常又称作触摸板或触摸传感器装置)的输入装置被广泛地用于多种电子系统中。接近传感器装置典型地包括常常通过表面来区分的感测区,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。接近传感器装置可以用来为电子系统提供界面。例如,接近传感器装置常常用作用于较大的计算系统的输入装置(诸如集成在笔记本或台式计算机中的或者在其外围的不透明触摸板)。接近传感器装置还常常用于较小的计算系统中(诸如集成在蜂窝电话中的触摸屏)。此外,许多输入装置除了接近感测之外还结合力感测特征。
发明内容
总体来说,在一个方面中,一个或多个实施例涉及一种处理系统。该处理系统包括传感器模块,该传感器模块配置成使用按第一区域设置在显示装置中的多个电极来执行电容性扫描。该处理系统还包括确定模块,其被配置成使用电容性扫描来确定覆盖第一区域和第二区域的输入表面的弯曲响应。弯曲响应由在第二区域被施加到输入表面的输入力引起。处理系统还被配置成使用弯曲响应来确定输入力的力估计,并且基于该力估计来确定是否执行界面动作。
总体来说,在一个方面中,一个或多个实施例涉及一种电子系统。该电子系统包括:显示装置,其包括按第一区域设置在显示装置中的多个电极;输入表面,其覆盖第一区域和第二区域;以及处理系统,其操作上连接到显示装置。处理系统被配置成使用该多个电极来执行电容性扫描,并且使用电容性扫描来确定输入表面的弯曲响应。弯曲响应由在第二区域被施加到输入表面的输入力引起。处理系统还被配置成使用弯曲响应来确定输入力的力估计,并且基于该力估计来确定是否执行界面动作。
总体来说,在一个方面中,一个或多个实施例涉及一种方法。该方法包括使用按第一区域设置在显示装置内的多个电极来执行电容性扫描。该方法还包括使用电容性扫描来确定覆盖第一区域和第二区域的输入表面的弯曲响应。弯曲响应由在第二区域被施加到输入表面的输入力引起。另外,该方法包括使用弯曲响应来确定输入力的力估计,并且基于该力估计来确定是否执行界面动作。
根据以下描述和所附权利要求,所公开技术的其他方面将是显而易见的。
附图说明
图1示出根据一个或多个实施例的包括输入装置的示例系统的框图。
图2示出根据一个或多个实施例的输入装置的示意图。
图3A和图3B示出根据一个或多个实施例的电子系统的示意图。
图4示出根据一个或多个实施例的流程图。
图5示出根据一个或多个实施例的弯曲响应的示例。
图6A、图6B和图6C示出根据一个或多个实施例的力感测的示例。
图7示出根据一个或多个实施例的计算系统。
具体实施方式
现在将参考附图详细地描述所公开技术的特定实施例。为了一致性,各种附图中的相似元件可以由相似附图标记和/或相似名称来表示。
以下详细描述实质上仅仅是示范性的,而不意在限制所公开技术或者所公开技术的应用和用途。此外,不意图受前面的技术领域、背景技术、发明内容或者以下具体实施方式中所呈现的任何明确的或暗示的理论限制。
在所公开技术的实施例的以下具体实施方式中,阐述了许多特定细节,以便提供对所公开技术的更透彻的理解。然而,对本领域普通技术人员将显而易见的是,可以在没有这些特定细节的情况下实践所公开技术。在其他情况下,未详细描述众所周知的特征以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)可以被用作元件(即,本申请中的任何名词)的形容词。对序数的使用不是要暗示或创建元件的任何特定排序,也不是要将任何元件限制为仅仅是单个元件,除非诸如通过使用术语“之前”、“之后”、“单个”和其他这样的术语来明确地公开。倒不如说,对序数的使用是要区分元件。作为示例,第一元件与第二元件不同,并且第一元件可以涵盖多于一个元件并且在元件的排序上在第二元件之后(或之前)。
本公开技术的各种实施例提供促进改进的可用性的输入装置和方法。特别地,所公开技术的一个或多个实施例针对与用于电容性感测的传感器电极相集成的显示装置。特别地,检测感测区中的一个或多个输入对象的位置的电容性感测还可以测量输入表面的一个或多个弯曲响应。能够观测到远至,例如离在其处施加致变形的力的点,数厘米的空间变形(即,弯曲)。相应地,根据一个或多个实施例,用于电容性感测的传感器电极可以用来检测在其他位置(即,远离传感器电极的直接感测区)所施加的力。因此,通过附加处理,可以使矩阵电极阵列能够感测在其他位置的力,以实现例如力敏按钮,而不需要安装附加力传感器。
现在转至附图,图1是根据本公开技术的实施例的示例性输入装置(100)的框图。输入装置(100)可以被配置成提供到电子系统(未示出)的输入。如本文档中所使用的那样,术语“电子系统”(或“电子装置”)宽泛地表示能够电子地处理信息的任何系统。电子系统的一些非限制性示例包括所有尺寸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)。附加示例电子系统包括复合输入装置,诸如包括输入装置(100)和分离的操纵杆或按键开关的物理键盘。另外的示例电子系统包括外围装置,诸如数据输入装置(包括遥控器和鼠标)和数据输出装置(包括显示屏和打印机)。其他示例包括远程终端、信息站和视频游戏机(例如,视频游戏控制台、便携式游戏装置等)。其他示例包括通信装置(包括蜂窝电话、诸如智能电话)和媒体装置(包括记录器、编辑器和播放器,诸如电视机、机顶盒、音乐播放器、数码相框和数码相机)。另外,电子系统可以是输入装置的主设备或从设备。
输入装置(100)可以被实现为电子系统的物理部分,或者可以与电子系统在物理上分离。另外,输入装置(100)的部分可以是电子系统的一部分。例如,确定模块的全部或部分可以被实现在电子系统的装置驱动器中。视情况而定,输入装置(100)可以使用以下项中的任何一个或多个来与电子系统的部分进行通信:总线、网络和其他有线或无线互连件。示例通信协议包括I2C、SPI、PS/2、通用串行总线(USB)、RF和IrDA协议。
在图1中,输入装置(100)被示出为接近传感器装置(也常常称作“触摸板”或“触摸传感器装置”),其配置成在感测区(120)中感测由一个或多个输入对象(140)提供的输入。示例输入对象包括手指和触控笔,如图1中所示出的那样。贯穿本说明书,可以使用输入对象的单数形式。尽管使用单数形式,但是多个输入对象可以存在于感测区(120)中。另外,感测区中的特定输入对象可以在一个或多个手势的过程中发生变化。为了避免不必要地使描述复杂化,输入对象的单数形式被使用,并且表示以上所有的变化。
感测区(120)涵盖输入装置(100)上方、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)所提供的用户输入)。特定感测区的尺寸、形状和位置可以因实施例而很大地不同。
在一些实施例中,感测区(120)沿一个或多个方向从输入装置(100)的表面延伸到空间中,直到信噪比阻碍充分准确的对象检测。输入装置表面上方的延伸部分可以称作表面上方感测区。在各种实施例中,该感测区(120)沿特定方向延伸到的距离可以在小于一毫米、数毫米、数厘米或更大的数量级上,并且可以随所使用的感测技术的类型和所期望的精度而显著地变化。因此,一些实施例感测输入,所述输入包括没有与输入装置(100)的任何表面的接触、与输入装置(100)的输入表面(例如,触摸表面)的接触、以某个量的施加力或压力耦合的与输入装置(100)的输入表面的接触和/或其组合。在各种实施例中,输入表面可以由传感器电极位于其内的壳体的表面、由应用在传感器电极或者任何壳体之上的面板等提供。在一些实施例中,感测区(120)在被投影到输入装置(100)的输入表面上时具有矩形形状。
输入装置(100)可以利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)可以包括用于检测用户输入的一个或多个感测元件。作为若干非限制性示例,输入装置(100)可以使用电容性技术、弹性技术、电阻性技术、电感性技术、磁性技术、声学技术、超声技术和/或光学技术。
一些实现方式被配置成提供横跨一维、二维、三维或更高维空间的图像。一些实现方式被配置成提供输入沿着特定轴或平面的投影。另外,一些实现方式可以被配置成提供一个或多个图像与一个或多个投影的组合。
在输入装置(100)的一些电阻性实现方式中,柔性并且导电的第一层由一个或多个间隔元件与导电的第二层分隔。在操作期间,跨层创建一个或多个电压梯度。按压柔性的第一层可以使其充分地形变以在层之间创建电接触,从而引起反映层之间的(一个或多个)接触点的电压输出。这些电压输出可以被用来确定位置信息。
在输入装置(100)的一些电感性实现方式中,一个或多个感测元件采集由谐振线圈或线圈对所感生的回路电流。电流的大小、相位和频率的某个组合然后可以用来确定位置信息。
在输入装置(100)的一些电容性实现方式中,施加电压或电流以创建电场。附近的输入对象引起电场的改变,并且产生电容性耦合的可检测改变,其可以作为电压、电流等的改变而被检测。
一些电容性实现方式利用电容性感测元件的阵列或者其他规则或不规则图案来创建电场。在一些电容性实现方式中,分离的感测元件可以欧姆地短接在一起以形成较大的传感器电极。一些电容性实现方式利用电阻片,其可以是均匀电阻性的。
一些电容性实现方式利用基于传感器电极与输入对象之间的电容性耦合的改变的“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更改传感器电极附近的电场,从而改变所测量的电容性耦合。在一个实现方式中,绝对电容感测方法通过关于参考电压(例如,系统接地)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。参考电压可以是基本上恒定的电压或变化的电压,并且在各种实施例中,参考电压可以是系统接地。使用绝对电容感测方法所获取的测量结果可以称为绝对电容性测量结果。
一些电容性实现方式利用基于传感器电极之间的电容性耦合的改变的“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更改传感器电极之间的电场,因此改变所测量的电容性耦合。在一个实现方式中,互电容感测方法通过以下步骤进行操作:检测一个或多个发射器传感器电极(也就是“发射器电极”或“发射器”)与一个或多个接收器传感器电极(也就是“接收器电极”或“接收器”)之间的电容耦合。发射器信号可以电施加到发射器电极,其中发射器信号可以关于参考电压(例如,系统接地)。接收器传感器电极可以相对于参考电压被基本上保持恒定,以促进对所产生信号的接收。在各种实施例中,参考电压可以是基本上恒定的电压并且参考电压可以是系统接地。发射器电极可以关于接收器电极被电驱动以发射发射器信号并且促进对所产生信号的接收。所产生信号可以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(一个或多个)影响。(一个或多个)影响可以是发射器信号、由一个或多个输入对象和/或环境干扰所引起的发射器信号的改变或者其他这样的影响。传感器电极可以是专用的发射器或接收器,或者可以被配置成既发射又接收。使用互电容感测方法所获取的测量结果可以称为互电容测量结果。
另外,传感器电极可以具有不同的形状和/或尺寸。相同形状和/或尺寸的传感器电极可以处于不处于相同的组中。例如,在一些实施例中,接收器电极可以具有相同的形状和/或尺寸,而在其他实施例中,接收器电极可以具有不同的形状和/或尺寸。
在图1中,处理系统(110)被示出为输入装置(100)的一部分。处理系统(110)被配置成操作输入装置(100)的硬件以检测感测区(120)中的输入。处理系统(110)包括一个或多个集成电路(IC)的部分或全部和/或其他电路组件。例如,用于互电容传感器装置的处理系统可以包括:发射器电路,其被配置成利用发射器传感器电极来发射信号;和/或接收器电路,其被配置成利用接收器传感器电极来接收信号。另外,用于绝对电容传感器装置的处理系统可以包括:驱动器电路,其被配置成将绝对电容信号驱动到传感器电极上;和/或接收器电路,其被配置成利用那些传感器电极来接收信号。在一个或多个实施例中,用于组合的互电容和绝对电容传感器装置的处理系统可以包括以上所描述的互电容电路和绝对电容电路的任何组合。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、软件代码等等。在一些实施例中,将构成处理系统(110)的组件定位在一起,诸如输入装置(100)的(一个或多个)感测元件的附近。在其他实施例中,处理系统(110)的组件在物理上分离,其中一个或多个组件接近输入装置(100)的(一个或多个)感测元件,而一个或多个组件在其他位置。例如,输入装置(100)可以是耦合到计算装置的外围装置,并且处理系统(110)可以包括被配置成运行于计算装置的中央处理单元上的软件以及与中央处理单元分离的一个或多个IC(也许具有相关联的固件)。作为另一个示例,输入装置(100)可以在物理上集成在移动装置中,并且处理系统(110)可以包括作为移动装置的主处理器的部分的电路和固件。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)还执行其他功能,诸如操作显示屏、驱动触觉致动器/机构(未示出)等。
处理系统(110)可以被实现为处理处理系统(110)的不同功能的模块的集合。每一个模块可以包括作为处理系统(110)的一部分的电路、固件、软件和/或其组合。在各种实施例中,可以使用模块的不同组合。例如,如图1中所示出的那样,处理系统(110)可以包括确定模块(150)和传感器模块(160)。确定模块(150)可以包括执行以下步骤的功能性:确定至少一个输入对象处于感测区中的时间;确定信噪比;确定输入对象的位置信息;识别手势;基于手势、手势的组合或其他信息来确定要执行的动作;和/或执行其他操作。
传感器模块(160)可以包括驱动感测元件以发射发射器信号和接收所产生信号的功能性。例如,传感器模块(160)可以包括耦合到感测元件的传感器电路。传感器模块(160)可以包括例如发射器模块和接收器模块。发射器模块可以包括耦合到感测元件的发射部分的发射器电路。接收器模块可以包括耦合到感测元件的接收部分的接收器电路,并且可包括接收所产生信号的功能性。
根据一个或多个实施例,可替换的或附加的模块可以存在。这样的可替换的或附加的模块可以对应于以上所讨论的模块中的一个或多个的不同模块或者子模块。示例可替换的或附加的模块包括:硬件操作模块,其用于操作诸如传感器电极和显示屏之类的硬件;数据处理模块,其用于处理诸如传感器信号和位置信息之类的数据;报告模块,其用于报告信息;以及识别模块,其被配置成识别手势,诸如模式改变手势;以及模式改变模块,其用于改变操作模式。另外,各种模块可以被组合在分离的集成电路中。例如,第一模块可以至少部分地被包括在第一集成电路内,并且分离的模块可以至少部分地被包括在第二集成电路内。另外,单个模块的部分可以横跨多个集成电路。在一些实施例中,处理系统作为整体可以执行各种模块的操作。
在一些实施例中,处理系统(110)通过引起一个或多个动作来直接响应于感测区(120)中的用户输入(或者没有用户输入)。示例动作包括改变操作模式以及诸如光标移动、选择、菜单导航、触觉致动和其他功能之类的图形用户界面(GUI)动作。在一些实施例中,处理系统(110)向电子系统的某个部分(例如向与处理系统(110)分离的电子系统的中央处理系统,如果这样的分离的中央处理系统存在的话)提供关于输入(或者没有输入)的信息。在一些实施例中,电子系统的某个部分处理从处理系统(110)所接收的信息以作用于用户输入,诸如以促进完整范围的动作,包括模式改变动作和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(一个或多个)感测元件,以产生指示感测区(120)中的输入(或者没有输入)的电信号。处理系统(110)可以在产生提供给电子系统的信息中对电信号执行任何适当量的处理。例如,处理系统(110)可以对从传感器电极所获得的模拟电信号进行数字化。作为另一个示例,处理系统(110)可执行滤波或者其他信号调节。作为又一个示例,处理系统(110)可以减去或者以其他方式计及基线,使得信息反映电信号与基线之间的差。作为再另外的示例,处理系统(110)可以确定位置信息、辨识作为命令的输入、辨识笔迹等。
如本文中所使用的“位置信息”宽泛地覆盖绝对位置、相对位置、速度、加速度和其他类型的空间信息。示例性“零维”位置信息包括近/远或接触/无接触信息。示例性“一维”位置信息包括沿着轴的位置。示例性“二维”位置信息包括平面中的运动。示例性“三维”位置信息包括空间中的瞬时或平均速度。另外的示例包括空间信息的其他表示。还可以确定和/或存储关于一种或多种类型的位置信息的历史数据,包括例如随时间来追踪位置、运动或者瞬时速度的历史数据。
如本文中所使用的“力信息”意在宽泛地涵盖力信息,而不管格式。例如,力信息可以作为向量或标量被提供给每一个对象。作为另一个示例,力信息可以被提供为确定力已经超过或者尚未跨过阈值量的指示。作为其他示例,力信息还能够包括用于手势识别的时间历史分量。如以下将更详细地描述的那样,来自处理系统的位置信息和力信息可以用来促进全范围的界面输入,包括接近传感器装置作为定点装置用于选择、光标控制、滚动和其他功能的用途。
在一些实施例中,利用由处理系统(110)或者由某种其他处理系统所操作的附加输入组件来实现输入装置(100)。这些附加输入组件可以提供用于感测区(120)中的输入的冗余功能性或者某个其他功能性。图1示出感测区(120)附近的可以用来促进使用输入装置(100)来选择项目的按钮(130)。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,可以不利用其他输入组件来实现输入装置(100)。
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)重叠活动显示区(例如,图3中图示的活动显示区(310))的至少一部分。例如,输入装置(100)可以包括覆盖显示屏的基本上透明的传感器电极并且为相关联的电子系统提供触摸屏界面。显示屏可以是能够向用户显示视觉界面的任何类型的动态显示器,并且可以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)或者其他显示技术。输入装置(100)和显示屏可以共享物理元件。例如,一些实施例可以利用相同的电学组件中的一些以用于显示和感测。在各种实施例中,显示装置的一个或多个显示电极可以被配置为用于显示更新和输入感测二者。作为另一个示例,显示屏可以部分地或全部地由处理系统(110)来操作。
应当理解地是,尽管在全功能装置的上下文中描述了许多实施例,但是各种实施例的机制能够以多种形式作为程序产品(例如,软件)被分发。例如,各种实施例的机制可以被实现和分发为电子处理器读取的信息承载介质(例如,可被处理系统(110)读取的非暂时计算机可读和/或可记录/可写信息承载介质)上的软件程序。另外,实施例同样地适用,而不管被用于执行分发的介质的特定类型如何。例如,采取计算机可读程序代码形式的执行一个或多个实施例的软件指令可以被整体地或部分地、暂时地或永久地存储在非瞬态计算机可读存储介质上。非瞬态、电子可读介质的示例包括各种盘、物理存储器、存储器、存储棒、存储卡、存储器模块和/或任何其他计算机可读存储介质。电子可读介质可以基于闪速存储技术、光学存储技术、磁性存储技术、全息存储技术或者任何其他存储技术。
虽然图1中未示出,但是处理系统、输入装置和/或主机系统可以包括一个或多个计算机处理器、相关联的存储器(例如,随机存取存储器(RAM)、高速缓冲存储器、闪速存储器等)、一个或多个存储装置(例如,硬盘、诸如紧致盘(CD)驱动器或数字多功能光盘(DVD)驱动器之类的光学驱动器、闪速存储棒等)以及许多其他的元件和功能性。(一个或多个)计算机处理器可以是用于处理指令的集成电路。例如,(一个或多个)计算机处理器可以是处理器的一个或多个核心或者微核心。另外,一个或多个实施例的一个或多个元件可以被定位在远程位置并且可以通过网络连接到其他元件。另外,实施例可以被实现在具有若干个节点的分布式系统上,其中实施例的每一个部分可以被定位在分布式系统内的不同节点上。在一个或多个实施例中,节点对应于不同的计算装置。可替换地,节点可以对应于具有相关联的物理存储器的计算机处理器。节点可以可替换地对应于具有共享存储器和/或资源的计算机处理器或者计算机处理器的微核心。
虽然图1示出组件的某种配置,但是在不背离所公开技术的范围的情况下可以使用其他配置。例如,各种组件可以相结合以创建单个组件。作为另一个示例,由单个组件所执行的功能性可以由两个或更多组件来执行。相应地,至少由于以上记载的原因,所公开技术的实施例不应当被认为局限于图1中所示出的组件和/或元件的特定布置。
转至图2,图2示出根据一个或多个实施例的输入装置(200)的示意图。如图2中所示出的那样,输入装置(200)可以包括接收器模块(250)、发射器模块(240)和处理系统(210)。处理系统(210)可以与图1和所附描述中所描述的处理系统(110)和/或图7和所附描述中所描述的计算系统(700)相似。发射器模块(240)可以包括驱动电路(245),其可以与图1和所附描述中所描述的发射器电路相似。例如,驱动电路(245)可以包括硬件和/或软件,其包括生成在一个或多个发射器电极(例如,发射器电极A(231)、发射器电极B(232)、发射器电极C(233)、发射器电极D(234)、发射器电极E(235)、发射器电极F(236)、发射器电极G(237)、发射器电极H(238)、发射器电极I(239))之上发射的一个或多个感测信号的功能性。发射器电极(231、232、233、234、235、236、237、238、239)可以与图1和所附描述中所描述的发射器电极相似。同样,诸如栅极线和源极线的各种路由迹线(未示出)可以将驱动电路(245)与发射器电极(231、232、233、234、235、236、237、238、239)耦合。
此外,接收器模块(250)可以包括感测电路(255)。例如,感测电路(255)可以包括硬件和/或软件,其包括响应于在发射器电极(231、232、233、234、235、236、237、238、239)之上发射的一个或多个感测信号而从一个或多个接收器电极(例如,接收器电极A(221)、接收器电极B(222)、接收器电极C(223)、接收器电极D(224)、接收器电极E(225)、接收器电极F(226)、接收器电极G(227)、接收器电极H(228)、接收器电极I(229))来获得一个或多个所产生信号的功能性。感测电路(255)可以与图1和所附描述中所描述的接收器电路相似。
特别地,感测电路(255)可以包括各种模拟前端(例如,模拟前端A(271)、模拟前端B(272)、模拟前端C(273)、模拟前端D(274)),其可以包括各种模拟调节电路。例如,模拟前端可以包括运算放大器、数字信号处理组件、电荷收集机构、滤波器以及用于检测和分析从接收器电极(221、222、223、224、225、226、227、228、229)获得的所产生信号的各种专用集成电路。同样,接收器电极(221、222、223、224、225、226、227、228、229)可以与图1和所附描述中所描述的接收器电极相似。同样,各种路由迹线(未示出)可以将感测电路(255)与接收器电极(221、222、223、224、225、226、227、228、229)耦合。
在一个或多个实施例中,输入装置(200)包括多个电极。这些电极可以按照矩阵电极阵列(例如,矩阵电极阵列(270))来组织。例如,矩阵电极阵列(270)可以包括发射器电极(231、232、233、234、235、236、237、238、239)和接收器电极(221、222、223、224、225、226、227、228、229),其根据预定形状(诸如正方形、矩形、圆形、规则和不规则形状和/或其他几何形状)设置。在矩阵电极阵列(270)内,接收器电极和发射器电极可以按行和/或列交替以形成预定图案,例如,接收器电极然后发射器电极、两个接收器电极然后一个发射器电极等。
继续参考图2,在一个或多个实施例中,发射器电极和/或路由迹线被基于各种类型的模拟前端来配置。例如,在一种类型的模拟前端中,模拟前端可以包括电荷积分器和/或与其耦合。在另一种类型的模拟前端中,模拟前端可以被配置成使用电流传送器进行操作。相应地,模拟前端可以包括输入端子和参考端子。输入端子可以从接收器电极接收所产生信号,而参考端子可以被设定成DC电压或经调制电压。
此外,各种模式可以利用特定模拟前端来实现。在一种模式中,在DC电压被用于参考端子处的情况下,可以调制发射到发射器电极的感测信号。同样,栅极线可以被设定成一个或多个DC电压电平,而源极线可以被设定成一个或多个DC电压电平或者高阻抗(HiZ)电平。在另一种模式中,在经调制信号被施加到参考端子的情况下,发射器电极可以被设定在一个或多个DC电压电平。因此,栅极线可以利用具有与施加到参考端子的经调制信号相似的波形的调制信号来保护。源极线可以按照如栅极线的方式来相似地保护或者设定成HiZ电平。不同模式的模拟前端可以关于用于电容性感测的发射器电极以及用于显示更新的传感器电极来实现。
继续参考图2,感测电路(255)可以包括一个或多个电荷积分器(例如,电荷积分器A(290))。特别地,电荷积分器可以包括硬件和/或软件,其包括用于将一个或多个所产生信号变换为与相应的所产生信号成比例的电压输出的功能性。例如,电荷积分器可以包括具有输入端子和参考端子的放大器,其按照与以上关于模拟前端的输入端子和参考端子所描述的相似的方式来配置。因此,电荷积分器A(290)可以包括一个或多个放大器、各种反馈电容器和其他电路组件。
感测电路(255)可以还包括一个或多个电流传送器。例如,电流传送器可以包括用于复制所产生信号和/或所产生信号的近似值的硬件和/或软件。电流传送器可以还被根据以上关于各种类型的模拟前端所描述的一种或多种模式来配置。
转至图3A,图3A示出根据一个或多个实施例的电子系统(300)。特别地,电子系统(300)可以包括处理系统(未示出)、主机装置(未示出)和显示装置(305)。处理系统可以与以上在图1和图2以及所附描述中所描述的处理系统(110)和/或处理系统(210)相似。主机装置可以是耦合到处理系统和显示装置(305)的计算系统,与以下在图7和所附描述中所描述的计算系统(700)相似。
继续参考图3A,显示装置可以包括活动显示区(例如,活动显示区(310))内的图形用户界面(GUI)(例如,图形用户界面(320))。图形用户界面可以包括软件和/或硬件的组合,其提供用于向用户呈现视觉信息和/或从用户获得用户输入二者的各种图形组件(例如,GUI组件按钮A(321)、GUI组件按钮B(322))。特别地,活动显示区(310)可以对应于电子系统(300)中的具有各种显示像素的屏幕,其中处理系统或主机装置可以包括引起显示像素之间的显示更新的功能性。此外,图形组件可以使用诸如LED、OLED、LCD等的一种或多种类型的照明装置来显示。
转至图3B,显示装置可以包括传感器电极(例如,矩阵电极阵列(361))。例如,传感器电极可以与以上在图1和图2以及所附描述中所描述的接收器电极和/或发射器电极相似。传感器电极的至少一些被配置成除了触摸之外还感测由例如用户压下显示盖(350)引起的力。从触摸和/或力感测电极所获得的信号可以被用来更新活动显示区(310)中所示出的内容,因此使得能够例如使用触摸和力信号来控制图形用户界面(320)。力测量结果可以基于当可压缩层由于力输入而被压缩时的电容的改变。由于压缩,传感器电极与和感测电极分离的导体之间的间距可能减小,由此引起容量增加。导体可以是例如显示装置(305)的显示盖(350)或者传感器电极上方或下方的任何其他导电层。可压缩层可以是例如泡沫材料或空气或者任何其他类型的可压缩材料。在一些实施例中,传感器电极能够测量由例如诸如手指或触针那样的输入对象与显示装置的表面相接触或接近引起的力和触摸二者。此外,传感器电极中的一些可以包括公共电极。特别地,公共电极可以包括用于发射显示控制信号以用于更新一个或多个显示像素以及用于执行电容性感测的功能性。显示控制信号可以在显示更新序列的帧期间在电极之上被发射。因此,处理系统可以使用显示控制信号可以改变显示像素或者子像素的颜色和/或亮度。可替换地,活动显示区(310)可以包括专用于电容性感测的传感器电极和专用于显示更新的其他电极。在一些实施例中,显示装置(305)操作帧序列,其标明用于执行显示更新的一个或多个帧以及用于电容性感测的一个或多个帧。显示装置可以还可选地包括附加矩阵电极阵列(362)。该附加矩阵电极阵列(362)(如果存在的话)可以位于不活动显示区中并且可以被配置成感测触摸而不感测力。
返回到图3A,显示装置可以包括不活动显示区(例如,不活动显示区(340))。不活动显示区可以包括显示装置中不具有传感器电极和显示像素的一部分。在一些实施例中,不活动显示区包括显示屏中的一个或多个区,其不点亮和/或与视觉界面分离,而在其他实施例中,不活动显示被点亮。在一些实施例中,当活动显示区由处理系统或主机装置来更新时,不活动显示区不改变外观,而在其他实施例中,不活动显示区和活动显示区二者被更新并且因此改变外观。不活动显示区内的组件可以是非GUI组件,例如,在没有主机装置所提供的图形用户界面的情况下操作的界面组件。可替换地,不活动显示区可以显示图形组件。虽然单个活动显示区和单个不活动显示区在图3A和图3B中示出,但是在一个或多个实施例中,多个活动显示区和/或多个不活动显示区可以存在于显示装置中。本领域技术人员将领会到的是,矩阵电极阵列(361)可以被定尺寸为横跨整个活动显示区(310),或者可替换地,矩阵电极阵列(361)可以小于活动显示区。此外,矩阵电极阵列(361)可以还延伸超过活动显示区,并且多个电极可以被布置成从显示装置的显示面板或输入表面的一边到另一边,即使当显示面板或输入表面延伸到显示装置的边缘时。此外,根据一个或多个实施例,显示装置包括显示盖(350)。显示盖可以是护罩玻璃、透镜或者围绕活动显示区和不活动显示区的其他输入表面。显示盖(350)还可以是延伸到活动显示区(310)和不活动显示区(340)之上的任何其他类型的共享层或表面。显示盖(350)可以被设置在显示装置的显示面板或输入表面上以从一边到另一边覆盖显示装置。
在一些实施例中,不活动显示区(340)包括一个或多个力激活按钮(例如,按钮X(341)、按钮Y(342)、按钮N(343)),其基于特定弯曲响应被触发。不活动显示区(340)与活动显示区(310)可以具有或者可以不具有公共区。按钮X(341)、按钮Y(342)和按钮N(343)可以基于由矩阵电极阵列(361)所执行的电容性扫描被触发。更具体地,根据一个或多个实施例,由用户当压下按钮(341、342、343)之一时所施加的力引起变形,其能够由矩阵电极阵列(361)远程地测量,如以下进一步描述的那样。在一些实施例中,电容性感测在安装力激活按钮的区域中是可用的,即,矩阵电极阵列(362)被安装在不活动显示区中。矩阵电极阵列(362)可以是与矩阵电极阵列(361)分离的阵列,或者其可以是矩阵电极阵列(361)的延伸部分。
虽然在图3B中,矩阵电极阵列(362)被示出为位于不活动显示区(340)中,但是矩阵电极阵列(362)也可以位于其他位置,例如,部分或完全在活动显示区中。然而,矩阵电极阵列(362)的电容性感测可能被限制为对触摸而不是力的检测,如参考图3B所讨论的那样。按钮(341、342、343)可以对应于用于智能电话界面的主页按钮、后退按钮和/或多任务按钮,其可以由处理系统和/或主机装置来控制。主页按钮可以执行界面动作,其使用户返回到图形用户界面内的特定窗口。同样,不活动显示区中的按钮可以包括用于使用不活动显示区中的电容性传感器或光学传感器来执行指纹扫描的功能性。
转至图4,图4示出根据一个或多个实施例的流程图。具体地,图4描述一种用于检测显示装置中的力输入的方法。图4中所示出的过程可以涉及例如以上参考图1、图2、图3A和图3B所讨论的一个或多个组件(例如,处理系统(110))。虽然顺序地呈现和描述图4中的各种步骤,但是本领域普通技术人员将领会的是,步骤中的一些或全部可以按照不同顺序来执行,可以被结合或被省略,并且步骤中的一些或全部可以被并行地执行。此外,步骤可以被主动地或被动地执行。
在步骤400中,根据一个或多个实施例,使用显示装置中的矩阵电极阵列来执行电容性扫描。例如,显示装置中的处理系统可以使用设置在显示装置中的活动显示区内部的传感器电极来获得电容性图像。电容性图像可以从对应于输入表面与传感器电极之间的可变电容的改变的各种绝对电容性测量结果来获得。矩阵电极阵列中的传感器电极可以与以上在图1和图2中所描述的发射器电极和/或接收器电极或者以上在图3B中所描述的矩阵电极阵列相似。
在一些实施例中,矩阵电极阵列被采用来执行不同类型的感测。更具体地,矩阵电极阵列可以用来确定感测区中的弯曲响应。该弯曲响应可以是因力被施加到感测区中的输入表面或者其他位置而引起的。矩阵电极阵列还可以用于确定关于感测区中的一个或多个输入对象的对象信息。例如,在一些实施例中,矩阵电极阵列被配置用于按照与图1和图2以及所附描述中所描述的相似的方式来发射感测信号和获得所产生信号。对象信息可以包括与图1和所附描述中所描述的位置信息相似的位置信息。对象信息还可以包括输入对象的各种特性,诸如输入对象尺寸和/或输入对象的类型,所述输入对象例如,食指、手掌、用户的面部、触针等。
在一些实施例中,多个电极还在不活动显示区中是可用的。如果存在的话,则这些电极检测触摸。多个电极可以被布置成矩阵电极阵列。对触摸的检测可以包括定位触摸,但是还可以进一步用来区分附加特征,诸如当获得指纹时。
在步骤410中,根据一个或多个实施例,输入表面的弯曲响应使用电容性扫描来确定。例如,处理系统可以检测显示装置内的输入表面和/或其他显示层的弯曲响应。特别地,弯曲响应可以描述输入表面或者另一个显示层的变形的空间传播。弯曲响应可以对应于如由传感器电极的矩阵阵列所测量的电容性测量结果阵列,例如,与在步骤400中使用电容性感测所获得的电容性图像相似。因此,可以检测远至,离在其中输入力使显示装置的输入表面和/或其他部分变形的点,数厘米远的弯曲响应。例如,在一些实施例中,所分析的弯曲响应的区域对应于设置在显示装置的活动显示区外部的非GUI组件按钮。当用户按压按钮的位置时,输入表面可以弯曲或变形,其可以使显示装置中的InCell传感器电容性地测量活动显示区下面的弯曲响应。
转至图5,图5提供根据一个或多个实施例的弯曲响应的示例。以下示例仅仅为了解释性的目的,而不意在限制所公开技术的范围。图5图示如由显示装置所检测的示例弯曲响应。输入力施加在曲线图的中心区域中,从而引起输入表面的变形。该变形延伸超过在其中施加输入力的区域,并且因此在其他位置是可测量的。例如,当手指的触摸对显示装置的输入表面施加输入力时,弯曲响应可以由处理系统来分析以确定力估计。
返回到图4,在步骤420中,根据一个或多个实施例,输入力的力估计基于弯曲响应来确定。更具体地,如果输入力被施加在不是由矩阵电极阵列直接地覆盖的区域中,则由于弯曲响应的空间伸展,弯曲响应可以是由矩阵电极可测量的,如图5中所图示的那样。在一个或多个实施例中,处理系统可以将来自弯曲响应的一个或多个空间传播值和/或电容性测量结果与变形模型进行比较,以确定输入力的特定力值。例如,处理系统可以将弯曲响应与其他空间变形模板和/或弯曲响应阈值进行比较,以确定力估计。特别地,处理系统可以分析弯曲响应值和/或特定弯曲响应值在预定时间间隔期间的变化,以确定施加到输入表面的力的量。变形模型可以在查找表中表示。在其他实施例中,处理系统可以对弯曲响应施加一个或多个数学函数,其使用一个或多个弯曲响应值来识别力估计。
此外,处理系统可以比较使用多个电容性图像所检测的不同的弯曲响应,以得出特定的力估计值。例如,弯曲响应的持续时间、产生弯曲响应的输入对象的类型和/或弯曲响应中的变形的形状可以被用来确定不同的力估计。输入表面上的弯曲响应的位置和/或变形的面积也可以由处理系统用来确定力估计。
在步骤430中,根据一个或多个实施例,基于力估计来确定是否执行界面动作。例如,处理系统可以分析力估计,以确定是否向主机装置报告力估计。在另一个示例中,仅仅在确定力估计超过一个或多个力阈值之后,处理系统可以直接向主机装置报告力估计。在一些实施例中,处理系统只报告力估计是否超过力阈值,而不报告与力估计对应的力值的实际大小。
因此,界面动作可以对应于位于活动显示区外部的力敏按钮。例如,由输入对象施加的特定类型的输入力可以不使用附加力传感器或者对显示装置的设计的其他机械/电气改变来检测,这可能是InCell力实现方式中的情况。此外,利用弯曲响应来确定力估计可以减少电子系统组件(例如,GUI组件、位于不活动显示区中的界面组件等)的误激活。例如,通过指定输入力的预定力值,处理系统可以在没有施加具有所指定的力值的输入力的情况下或者在输入力超过所指定力值的情况下忽略电子系统组件的激活。特别地,输入力的空间传播可以提供激活显示装置中的各种组件的方式。
如果使用位于不活动显示区中的矩阵电极阵列来单独测量触摸,则关于是否执行界面动作的确定也可以基于对触摸的检测。例如,如果矩阵电极阵列被用来执行指纹检测,则可以基于对匹配指纹的检测来执行界面动作。此外,在没有对有效力的检测(由活动显示区中的矩阵电极阵列所执行的力检测)的情况下,由位于不活动显示区中的矩阵电极阵列所进行的对触摸的检测可以触发界面动作,其与对触摸同有效力的结合的检测所触发的界面动作不同。
转至图6A、图6B和图6C,图6A、图6B和图6C示出根据一个或多个实施例的示意截面图。如图6A、图6B和图6C中所示出的那样,输入对象(615)可以对输入装置的输入表面(600)施加各种输入力(例如,输入力A(631)、输入力B(632)和输入力C(633))。特别地,输入力可以包括由输入对象(615)对输入装置的输入表面(600)所施加的力的量。因此,输入力可以横跨输入装置的输入表面(600)的感测区中的各种位置,并且还可以包括在输入表面(600)的不同位置处的一个或多个不同的力的大小。图6A、图6B和图6C图示在不活动显示区(340)中施加输入力的情景,在所述不活动显示区(340)中没有矩阵电极阵列被直接定位。经由弯曲响应的力感测由位于活动显示区中的矩阵电极阵列(图6A、图6B和图6C中未示出)来执行。
在一个或多个实施例中,输入装置(600)包括低力阈值(605)和高力阈值(610)。因此,力阈值(605、210)可以对应于力信息的不同的值,其可以将不同输入力的不同强度归类。在一个或多个实施例中,力阈值对应于特定的力的量(例如,力和/或压力的特定的大小)。在一个或多个实施例中,力阈值对应于不同的力的大小的范围。例如,低力阈值(605)和高力阈值(610)可以在由处理系统访问的查找表中表明。虽然力阈值可以使用各种力的量来限定,但是在一个或多个实施例中,力阈值使用超过特定力值来施加的输入力的持续时间来限定。在一个或多个实施例中,力阈值由获得超过特定力值的输入力的输入表面上的面积的量来限定。
本领域技术人员将认识到的是,用于检测的力阈值不一定是恒定水平的力阈值。考虑图5中图示的弯曲响应。如所示出的那样,弯曲响应随着离施加输入力的位置的距离增加而逐渐减小。要考虑该特性,力阈值可以相应地也在空间上是可变的。例如,较高力阈值适用于由更接近施加输入力的位置的感测元件所获得的弯曲响应测量结果,而较低力阈值可以适用于由离施加输入力的位置更远的感测元件所获得的弯曲响应测量结果。
此外,如图6A中所示出的那样,输入力A(631)具有低于低力阈值(605)和高力阈值(610)二者的力的大小。相比之下,如图6B中所示出的那样,输入力B(632)具有超过低力阈值(605)而未能超过高力阈值(610)的力的大小。如图6C中所示出的那样,输入力C(633)可以超过低力阈值(605)和高力阈值(610)二者。虽然两个力阈值在图6A、图6B和图6C中示出,但是考虑其他实施例,其中三个或更多的力阈值使用输入装置和/或处理系统来实现。此外,依据相应的力是否超过高力阈值而将输入力归类为低力或高力并非意在作为对相应的力的力大小的实际描述。低力与高力之间的术语只用来区分一个力阈值对应于,与对应于不同的力阈值的力值相比,更大的力值。
返回到图4,在一个或多个实施例中,超过力阈值可以触发一个或多个电子系统组件的激活事件。例如,激活事件可以对应于对按钮的“点击”,其可以使界面动作被电子系统执行。例如,激活事件可以触发特定的动作在显示装置上的图形用户界面内被执行。另一方面,当力估计未能超过力阈值时,可以不生成激活事件。此外,激活事件可以包括向主机装置的关于力估计的报告,所述例如,输入力中所检测的力的量或者输入力超过一个或多个力阈值。
在一些实施例中,使用弯曲响应所检测的力估计将输入装置从休眠模式或低功率模式切换到高功率模式。例如,处理系统可以响应于超过一个或多个力阈值的力估计而通知主机装置退出睡眠模式。同样,响应于退出睡眠模式,主机装置可以利用,与在主机装置唤醒之前检测和识别输入对象的情况相比,更少的等待时间来执行对输入对象的指纹扫描。此外,通过在执行指纹扫描之前检测预定的力值,当输入装置处于一个或多个低功率模式时,由指纹检测器进行的误激活可以被减少。
在一些实施例中,具有接近感测能力而没有力感测能力的显示装置使用在处理系统和/或主机装置上操作的软件来转换为力敏显示装置,而不一定要求与接近感测组件不同的独立且独特的力感测组件。例如,在特定显示装置中没有具体设计力传感器的情况下,通过在处理系统和/或主机装置上安装软件,可以将显示装置中的矩阵电极阵列配置成检测力估计,以用于分析弯曲响应。因此,诸如按钮的力敏用户界面元件可以基于如以上所讨论的一个或多个力估计技术来实现。
实施例可在计算系统上实现。可以使用移动的、台式的、服务器、路由器、交换机、嵌入式装置或其他类型的硬件的任何组合。例如,如图7中所示出的那样,计算系统(700)可以包括一个或多个计算机处理器(702)、非永久存储装置(704)(例如,易失性存储器,诸如随机存取存储器(RAM)、高速缓冲存储器)、永久存储装置(706)(例如,硬盘、光驱,诸如紧致盘(CD)驱动器或数字多功能盘(DVD)驱动器、闪速存储器等)、通信接口(712)(例如,蓝牙接口、红外接口、网络接口、光学接口等)以及许多其他元件和功能性。
(一个或多个)计算机处理器(702)可以是用于处理指令的集成电路。例如,(一个或多个)计算机处理器可以是处理器的一个或多个微核心或核心。计算系统(700)还可以包括一个或多个输入装置(710),诸如触摸屏、键盘、鼠标、话筒、触摸板、电子笔或任何其他类型的输入装置。
通信接口(712)可以包括用于将计算系统(700)连接到网络(未示出)(例如,局域网(LAN)、广域网(WAN),诸如因特网、移动网络或任何其他类型的网络)和/或连接到诸如另一个计算装置的另一个装置的集成电路。
此外,计算系统(700)可以包括一个或多个输出装置(708),诸如屏幕(例如,液晶显示器(LCD)、等离子体显示器、触摸屏、阴极射线管(CRT)监视器、投影仪或其他显示装置)、打印机、外部存储装置或者任何其他输出装置。输出装置中的一个或多个可以与(一个或多个)输入装置是相同的或不同的。(一个或多个)输入和输出装置可以被本地地或远程地连接到(一个或多个)计算机处理器(702)、非永久存储装置(704)和永久存储装置(706)。存在许多不同类型的计算系统,并且上述(一个或多个)输入和输出装置可以采取其他形式。
要执行所公开技术的实施例的采用计算机可读程序代码的形式的软件指令可以整体地或部分地、暂时地或永久地被存储在非瞬态计算机可读介质(诸如CD、DVD、存储装置、软盘、磁带、闪速存储器、物理存储器或者任何其他计算机可读存储介质)上。具体地,软件指令可以对应于计算机可读程序代码,其在由(一个或多个)处理器执行时被配置成执行所公开技术的一个或多个实施例。
共享存储器表示虚拟存储器空间的分配,以具体化可以由多个进程对数据进行传递和/或访问的机制。在实现共享存储器中,初始化进程首先创建永久或者非永久存储装置中的可共享段。创建后,初始化进程则装配可共享段,随后将可共享段映射到与初始化进程相关联的地址空间中。在安装之后,初始化进程进而识别一个或多个经授权的进程以及授予一个或多个经授权的进程访问许可,所述经授权的进程也可以对/从可共享段写入/读取数据。由一个进程对可共享段中的数据进行的改变可以立即地影响也链接到可共享段的其他进程。此外,当经授权的进程之一访问可共享段时,可共享段映射到该经授权的进程的地址空间。不同于初始化进程,常常只有一个经授权的进程可以在任何给定时间处安装可共享段。
在不背离所公开技术的范围的情况下,其他技术可以用来在进程之间共享数据,诸如本申请中所描述的各种数据。进程可以是相同或不同应用的部分并且可以在相同或不同的计算系统上执行。
不同于在进程之间共享数据或除了其之外,执行所公开技术的一个或多个实施例的计算系统可以包括接收来自用户的数据的功能性。例如,在一个或多个实施例中,用户可以经由用户装置上的图形用户界面(GUI)来提交数据。可以通过用户使用触摸板、键盘、鼠标或者任何其他输入装置选择一个或多个图形用户界面的窗口小部件或者将文本和其他数据插入图形用户界面的窗口小部件中,来经由图形用户界面提交数据。响应于选择特定项目,关于特定项目的信息可以由计算机处理器从永久或者非永久存储装置来获得。当由用户选择项目时,关于特定项目的所获得的数据的内容可以响应于用户的选择而被显示在用户装置上。
作为另一个示例,获得关于特定项目的数据的请求可以被发送给经过网络在操作上连接到用户装置的服务器。例如,用户可以选择用户装置的网络客户端内的统一资源定位符(URL)链接,由此发起将超文本传输协议(HTTP)或其他协议请求发送给与URL相关联的网络主机。响应于该请求,服务器可以提取关于特定的所选择的项目的数据,并且将数据发送给发起该请求的装置。一旦用户装置已经接收到关于特定项目的数据,关于特定项目的所接收的数据的内容可以响应于用户的选择而被显示在用户装置上。进一步对于以上示例,在选择URL链接之后从服务器所接收的数据可以提供采用超文本标记语言(HTML)的网页,其可以由网络客户端来渲染并且被显示在用户装置上。
一旦诸如通过使用以上描述的技术或者从存储装置获得数据,在执行所公开技术的一个或多个实施例中,计算系统可以从所获得的数据提取一个或多个数据项目。例如,可以由图7中的计算系统(700)如以下来执行提取。首先,确定数据的组织模式(例如,语法、规划、布局),其可以基于以下中的一个或多个:位置(例如,位或列位置、数据流中的第N个标识等)、属性(其中属性与一个或多个值相关联)或者分级/树状结构(由在细节的不同等级处的节点的层组成——诸如在嵌套分组报头或嵌套文档部分中)。然后,原始的、未经处理的数据符号流在组织模式的上下文中被解析为标识(其中每个标识可以具有相关联的标识“类型”)流(或者分层结构)。
接下来,提取标准用来从标识流或结构提取一个或多个数据项目,其中根据组织模式来处理提取标准以提取一个或多个标识(或者来自分层结构的节点)。对于基于位置的数据,提取由提取标准所识别的在(一个或多个)位置处的(一个或多个)标识。对于基于属性/值的数据,提取与满足提取标准的(一个或多个)属性相关联的(一个或多个)标识和/或(一个或多个)节点。对于分级/分层数据,提取与匹配提取标准的(一个或多个)节点相关联的(一个或多个)标识。提取标准可以与标识符字符串同样简单,或者可以是呈现给结构化数据存储库的队列(其中数据存储库可以根据诸如XML的数据格式或数据库规划来组织)。
所提取的数据可以用于由计算系统进行进一步处理。例如,当执行所公开技术的一个或多个实施例时,图7的计算系统可以执行数据比较。数据比较可以用来比较两个或更多的数据值(例如,A、B)。例如,一个或多个实施例可以确定是否A>B、A=B、A!=B、A<B等。可以通过将A、B以及指定关于比较的操作的操作码提交到算术逻辑单元(ALU)(即,对两个数据值执行算术和/或按位逻辑运算的电路)中来执行比较。ALU输出运算的数值结果和/或关于数值结果的一个或多个状态标志。例如,状态标志可以指示数值结果是否为正数、负数、零等。通过选择适当的操作码然后读取数值结果和/或状态标志,可以执行比较。例如,为了确定是否A>B,可以从A减去B(即,A–B),以及可以读取状态标志以确定结果是否为正(即,如果A>B,则A–B>0)。在一个或多个实施例中,B可以被认为是阈值,并且如果如使用ALU所确定的A=B或者如果A>B,则A被认为满足阈值。在所公开技术的一个或多个实施例中,A和B可以是向量,并且将A与B进行比较要求将向量A的第一元素与向量B的第一元素进行比较、将向量A的第二元素与向量B的第二元素进行比较等。在一个或多个实施例中,如果A和B是字符串,则可以比较字符串的二进制值。
图7中的计算系统(700)可以实现和/或被连接到数据存储库。例如,一种类型的数据存储库是数据库。数据库是被配置以便数据检索、修改、重新组织和删除的信息的集合。数据库管理系统(DBMS)是软件应用,其提供让用户来定义、创建、查询、更新或管理数据库的界面。
图7的计算系统(700)可以包括呈现原始的和/或经处理的数据,诸如比较和其他处理的结果的功能性。例如,呈现数据可以经过各种呈现方法来实现。具体地,数据可以经过由计算装置所提供的用户界面来呈现。用户界面可以包括GUI,其在显示装置上显示信息,诸如手持计算机装置上的计算机监视器或触摸屏。GUI可以包括各种GUI的窗口小部件,其组织显示哪些数据以及如何向用户呈现数据。此外,GUI可以直接地向用户呈现数据,例如,通过文本作为实际数据值所呈现的数据,或者由计算装置诸如通过对数据模型进行可视化而渲染为数据的视觉表示的数据。
例如,GUI可以首先从软件应用获得请求在GUI内呈现特定数据对象的通知。接下来,例如通过从识别数据对象类型的数据对象内的数据属性来获得数据,GUI可以确定与特定的数据对象相关联的数据对象类型。然后,GUI可以确定用于显示该数据对象类型所标明的任何规则,例如,由软件框架针对数据对象类所指定的规则或者根据GUI所定义的用于呈现该数据对象类型的任何本地参数所指定的规则。最后,GUI可以从特定的数据对象获得数据值,并且在显示装置内根据针对该数据对象类型所指定的规则来渲染数据值的视觉表示。
数据还可以通过各种音频方法来呈现。特别地,数据可以被渲染为音频格式,并且通过可操作地连接到计算装置的一个或多个扬声器被呈现为声音。
数据还可以通过触觉方法被呈现给用户。例如,触觉方法可以包括由计算系统所生成的振动或其他物理信号。例如,数据可以使用由手持计算机装置利用振动的预定义持续时间和强度所生成的振动被呈现给用户以传递数据。
功能的以上描述仅呈现由图7的计算系统所执行的功能的几个示例。其他功能可以使用所公开技术的一个或多个实施例来执行。
虽然关于有限数目的实施例已经描述了所公开技术,但是已经获益于本公开技术的本领域技术人员将领会到的是,能够设计不背离如本文中所公开的所公开技术的范围的其他实施例。相应地,所公开技术的范围应当仅由所附权利要求来限定。
Claims (20)
1.一种处理系统,包括:
传感器模块,其被配置成:
使用按第一区域设置在显示装置中的多个电极执行电容性扫描;以及
确定模块,其被配置成:
使用所述电容性扫描来确定覆盖所述第一区域和第二区域的输入表面的弯曲响应,
其中所述弯曲响应由在所述第二区域被施加到所述输入表面的输入力引起,
使用所述弯曲响应来确定所述输入力的力估计,以及基于所述力估计来确定是否执行界面动作。
2.如权利要求1所述的处理系统,
其中所述电极被配置成更新被显示在所述第一区域中的图形用户界面(GUI)。
3.如权利要求1所述的处理系统,
其中所述电极包括被配置成执行显示更新和电容性感测的多个公共电极。
4.如权利要求1所述的处理系统,
其中所述传感器模块还被配置成将显示控制信号发射给所述电极以更新所述显示装置中的一个或多个显示像素。
5.如权利要求1所述的处理系统,
其中所述传感器模块还被配置成:
将一个或多个感测信号发射给所述电极,以及
从所述电极获得至少一个所产生信号;以及
其中所述确定模块还被配置成:
使用所述至少一个所产生信号来确定关于所述第一区域中的一个或多个输入对象的对象信息。
6.如权利要求1所述的处理系统,
其中确定是否执行界面动作包括确定所述力估计是否超过力阈值。
7.如权利要求1所述的处理系统,
其中确定所述弯曲响应包括确定在所述输入表面内的由所述输入力所产生的变形的形状,以及
其中所述力估计通过将所确定的变形的形状与变形模型进行比较来确定。
8.如权利要求1所述的处理系统,还包括第二传感器模块,其按所述第二区域设置在所述显示装置中,并且被配置成执行第二电容性扫描;以及
其中所述确定模块还被配置成使用所述第二电容性扫描来确定所述第二区域中的触摸响应。
9.如权利要求1所述的处理系统,其中所述确定模块还被配置成执行指纹识别。
10.一种电子系统,包括:
显示装置,其包括按第一区域设置在所述显示装置中的多个电极;
输入表面,其覆盖所述第一区域和第二区域;以及
处理系统,其在操作上连接到所述显示装置,所述处理系统被配置成:
使用所述多个电极来执行电容性扫描,
使用所述电容性扫描来确定所述输入表面的弯曲响应,其中所述弯曲响应由在所述第二区域被施加到所述输入表面的输入力引起,
使用所述弯曲响应来确定所述输入力的力估计,以及
基于所述力估计来确定是否执行界面动作。
11.如权利要求10所述的电子系统,其中所述处理系统还被配置成:
将一个或多个感测信号发射给所述电极,
从所述电极获得至少一个所产生信号,以及
使用所述至少一个所产生信号来确定关于所述第一区域中的一个或多个输入对象的对象信息。
12.如权利要求10所述的电子系统,其中所述处理系统还被配置成:
将显示控制信号发射给所述电极以更新所述显示装置中的一个或多个显示像素。
13.如权利要求10所述的电子系统,其中所述处理系统还被配置成:
向主机装置报告所述力估计超过力阈值,
其中所述主机装置被配置成至少部分地基于所述对象信息来执行所述第一区域中显示的图形用户界面内的界面动作。
14.如权利要求10所述的电子系统,
其中确定所述弯曲响应包括确定在所述输入表面内的由所述输入力所产生的变形的形状,以及
其中所述力估计通过将所确定的变形的形状与变形模型进行比较来确定。
15.如权利要求10所述的电子系统,还包括按所述第二区域设置在所述显示装置中的第二多个电极;并且其中所述处理系统还被配置成:
使用所述第二多个电极来执行第二电容性扫描;以及
使用所述第二电容性扫描来确定所述第二区域中的触摸响应。
16.如权利要求10所述的电子系统,其中所述处理系统还被配置成执行指纹识别。
17.一种方法,包括:
使用多个电极来电容性地感测力向显示装置的显示面板内的第一区域的传播,所述力被施加在所述显示面板的第二区域中;
基于所述电容性感测来确定所述力是否超过阈值;以及
基于所述确定来执行界面动作。
18.如权利要求17所述的方法,还包括:
使用所述多个电极来电容性地感测所述第一区域中的触摸;以及
基于电容性地感测的所述触摸来确定关于所述第一区域中的一个或多个输入对象的对象信息。
19.如权利要求17所述的方法,还包括:
将显示控制信号发射给所述电极以更新所述显示装置中的所述显示面板的一个或多个显示像素。
20.如权利要求17所述的方法,还包括执行指纹识别。
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---|---|---|---|---|
US10569302B2 (en) * | 2017-06-26 | 2020-02-25 | Qualcomm Incorporated | Biometric sensor with force detection and ultrasonic imaging capability |
US10795461B2 (en) * | 2018-01-10 | 2020-10-06 | Wacom Co., Ltd. | Sensor panel |
CN111868670A (zh) * | 2018-01-19 | 2020-10-30 | 触觉实验室股份有限公司 | 具有接收隔离的矩阵传感器 |
JPWO2021153700A1 (zh) * | 2020-01-31 | 2021-08-05 | ||
US11592925B1 (en) | 2021-11-09 | 2023-02-28 | Synaptics Incorporated | Low latency input object detection under low ground mass condition |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102566840A (zh) * | 2010-11-02 | 2012-07-11 | 爱特梅尔公司 | 电容式传感器、装置及方法 |
CN103270423A (zh) * | 2010-12-14 | 2013-08-28 | 辛纳普蒂克斯公司 | 用于使用所估计刚性运动响应来确定物体信息的系统和方法 |
CN103329074A (zh) * | 2010-11-17 | 2013-09-25 | 辛纳普蒂克斯公司 | 用于使用所估计偏转响应来确定物体信息的系统和方法 |
CN104007867A (zh) * | 2013-02-21 | 2014-08-27 | 宏达国际电子股份有限公司 | 具有与触摸传感器整合在一起的显示模块的电子装置 |
US20140285466A1 (en) * | 2013-03-22 | 2014-09-25 | Japan Display Inc. | Display device and electronic device |
CN104428739A (zh) * | 2012-05-16 | 2015-03-18 | 泰克图斯科技公司 | 用户界面和方法 |
CN105278735A (zh) * | 2014-06-16 | 2016-01-27 | 辛纳普蒂克斯公司 | 采用力成像的接近感测的装置和方法 |
CN205091721U (zh) * | 2014-01-13 | 2016-03-16 | 苹果公司 | 电子设备和用于电子设备的力传感器 |
CN106484179A (zh) * | 2015-08-31 | 2017-03-08 | 辛纳普蒂克斯公司 | 估计由输入物体对触摸传感器所施加的力 |
-
2018
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Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102566840A (zh) * | 2010-11-02 | 2012-07-11 | 爱特梅尔公司 | 电容式传感器、装置及方法 |
CN103329074A (zh) * | 2010-11-17 | 2013-09-25 | 辛纳普蒂克斯公司 | 用于使用所估计偏转响应来确定物体信息的系统和方法 |
CN106020546A (zh) * | 2010-11-17 | 2016-10-12 | 辛纳普蒂克斯公司 | 用于使用所估计偏转响应来确定物体信息的系统和方法 |
CN103270423A (zh) * | 2010-12-14 | 2013-08-28 | 辛纳普蒂克斯公司 | 用于使用所估计刚性运动响应来确定物体信息的系统和方法 |
CN104428739A (zh) * | 2012-05-16 | 2015-03-18 | 泰克图斯科技公司 | 用户界面和方法 |
CN104007867A (zh) * | 2013-02-21 | 2014-08-27 | 宏达国际电子股份有限公司 | 具有与触摸传感器整合在一起的显示模块的电子装置 |
US20140285466A1 (en) * | 2013-03-22 | 2014-09-25 | Japan Display Inc. | Display device and electronic device |
CN205091721U (zh) * | 2014-01-13 | 2016-03-16 | 苹果公司 | 电子设备和用于电子设备的力传感器 |
CN105278735A (zh) * | 2014-06-16 | 2016-01-27 | 辛纳普蒂克斯公司 | 采用力成像的接近感测的装置和方法 |
CN106484179A (zh) * | 2015-08-31 | 2017-03-08 | 辛纳普蒂克斯公司 | 估计由输入物体对触摸传感器所施加的力 |
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Publication number | Publication date |
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