CN107544708B - 选择性接收器电极扫描 - Google Patents

Abstract

本发明涉及选择性接收器电极扫描。一种处理***，包括：传感器模块，其：在第一感测模态中从感测区中的电极接收第一作为结果的信号；以及在第二感测模态中从接收器电极的子集接收第二作为结果的信号；以及接收器硬件通道，其处理所述第二作为结果的信号，其中接收器电极的数目超过硬件通道的数目；以及确定模块，其：基于所述第一作为结果的信号来测量第一多个电容性改变；基于所述第一多个电容性改变来确定所述感测区的输入对象位于其中的区段；选择接收器电极的对应于所述区段的子集；基于所述第二作为结果的信号来测量第二多个电容性改变；以及基于所述第二多个电容性改变来确定所述输入对象在所述区段内的位置。

Description

选择性接收器电极扫描

技术领域

本发明总体上涉及电子设备。

背景技术

包括接近传感器设备（通常也称为触摸板或触摸传感器设备）的输入设备被广泛地用在多种电子***中。接近传感器设备典型地包括常常通过表面来区分的感测区，在其中接近传感器设备确定一个或多个输入对象的存在、位置和/或运动。接近传感器设备可以用于为电子***提供界面。例如，接近传感器设备常常被用作用于较大计算***的输入设备（诸如集成在笔记本或台式计算机中或者在其***的不透明触摸板）。接近传感器设备也常常被用在较小计算***中（诸如集成在蜂窝电话中的触摸屏）。接近传感器设备可以用于检测手指、触针或笔。

发明内容

一般地，在一个方面中，实施例涉及一种用于电容性感测设备的处理***。所述处理***包括：传感器模块，其：在第一感测模态中从感测区中的多个传感器电极接收第一多个作为结果的信号；以及在第二感测模态中从多个接收器电极的子集接收第二多个作为结果的信号，所述多个接收器电极的所述子集对应于所述感测区的区段；以及多个接收器硬件通道，其处理所述第二多个作为结果的信号，其中接收器电极的数目超过硬件通道的数目；以及确定模块，其：基于所述第一多个作为结果的信号和所述第一感测模态来测量第一多个电容性改变；基于所述第一多个电容性改变来确定所述感测区的输入对象位于其中的区段；选择所述多个接收器电极的与所述感测区的所述区段对应的子集；基于所述第二多个作为结果的信号和所述第二感测模态来测量第二多个电容性改变；以及基于所述第二多个电容性改变来确定所述输入对象在所述区段内的位置。

一般地，在一个方面中，实施例涉及一种用于操作与感测区相关联的电容性感测设备的方法。所述方法包括：在第一感测模态中从所述感测区中的多个传感器电极接收第一多个作为结果的信号；基于所述第一多个作为结果的信号和所述第一感测模态来测量第一多个电容性改变；基于所述第一多个电容性改变来确定所述感测区的输入对象位于其中的区段；选择多个接收器电极的与所述感测区的所述区段对应的子集；在第二感测模态中从所述多个接收器电极的所述子集接收第二多个作为结果的信号；通过多个接收器硬件通道的子集来处理所述第二多个作为结果的信号，其中接收器电极的数目超过硬件通道的数目；基于所述第二多个作为结果的信号和所述第二感测模态来测量第二多个电容性改变；以及基于所述第二多个电容性改变来确定所述输入对象在所述区段内的位置。

一般地，在一个方面中，实施例涉及一种输入设备。所述输入设备包括：感测区中的多个发射电极；所述感测区中的多个接收器电极；以及处理***，其：在第一感测模态中从所述感测区中的多个传感器电极接收第一多个作为结果的信号；基于所述第一多个作为结果的信号和所述第一感测模态来测量第一多个电容性改变；基于所述第一多个电容性改变来确定所述感测区的输入对象位于其中的区段；选择所述多个接收器电极的与所述感测区的所述区段对应的子集；在第二感测模态中从多个接收器电极的子集接收第二多个作为结果的信号；通过多个接收器硬件通道的子集来处理所述第二多个作为结果的信号，其中接收器电极的数目超过硬件通道的数目；基于所述第二多个作为结果的信号和所述第二感测模态来测量第二多个电容性改变；以及基于所述第二多个电容性改变来确定所述输入对象在所述区段内的位置。

实施例的其它方面将从以下描述和所附权利要求中显而易见。

附图说明

图1和图2示出了根据一个或多个实施例的输入设备的框图。

图3示出了根据一个或多个实施例的流程图。

图4示出了根据一个或多个实施例的示例实现方式。

图5示出了根据一个或多个实施例的流程图。

具体实施方式

以下的具体实施方式在本质上仅仅是示例性的并且不意图限制本发明或本发明的应用和用途。此外，不意图被前面的技术领域、背景技术、发明内容或以下的具体实施方式中呈现的任何明示的或暗示的理论所约束。

本发明的各种实施例提供了可以促进改进的可用性连同各种其它益处的输入设备和方法。

现在转至附图，图1是根据本发明的实施例的示例性输入设备（100）的框图。输入设备（100）可以被配置为提供到电子***（未示出）的输入。如本文档中所使用的那样，术语“电子***”（或“电子设备”）宽泛地指代能够电子地处理信息的任何***。电子***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、平板电脑、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***包括复合输入设备，诸如包括输入设备（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***包括***设备，诸如数据输入设备（包括遥控装置和鼠标）、以及数据输出设备（包括显示屏和打印机）。其它示例包括远程终端、信息站和视频游戏机（例如，视频游戏控制台、便携式游戏设备等）。其它示例包括通信设备（包括蜂窝电话，诸如智能电话）、以及媒体设备（包括记录器、编辑器和播放器，诸如电视、机顶盒、音乐播放器、数字相框和数字相机）。附加地，电子***可以是输入设备的主设备或从设备。

输入设备（100）可以被实现为电子***的物理部分，或者可以与电子***在物理上分离。此外，输入设备（100）的部分是电子***的一部分。例如，确定模块（150）的全部或一部分可以被实现在电子***的设备驱动器中。视情况而定，输入设备（100）可以使用以下中的任何一个或多个来与电子***的部分通信：总线、网络和其它有线或无线互连件。示例包括I2C、SPI、PS/2、通用串行总线（USB）、蓝牙、RF和IRDA。

在图1中，将输入设备（100）示出为被配置为在感测区（120）中感测由一个或多个输入对象（140）提供的输入的接近传感器设备（常常也称为“触摸板”或“触摸传感器设备”）。示例输入对象（140）包括触针、笔和手指。此外，哪些特定输入对象处于感测区中可以在一个或多个手势的过程中改变。例如，第一输入对象可以处于感测区中以执行第一手势，后续地，第一输入对象和第二输入对象可以处于上面的表面感测区中，并且最后，第三输入对象可以执行第二手势。为了避免不必要地使描述变复杂，输入对象的单数形式被使用且指代所有以上变型。

感测区（120）涵盖输入设备（100）上方、周围、其中和/或附近的任何空间，在其中输入设备（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、形状和位置可以因实施例而很大地不同。

在一些实施例中，感测区（120）从输入设备（100）的表面沿一个或多个方向延伸到空间中，直到信噪比阻碍充分准确的对象检测。输入设备的表面之上的延伸可以称为上面的表面感测区。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。因而，一些实施例感测输入，其包括没有与输入设备（100）的任何表面的接触、与输入设备（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设备（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中的壳体的表面、由应用在传感器电极或任何壳体之上的面板等提供。在一些实施例中，感测区（120）当被投影到输入设备（100）的输入表面上时具有矩形形状。

输入设备（100）可以利用传感器部件和感测技术的任何组合来检测感测区（120）中的用户输入。输入设备（100）包括用于检测用户输入的一个或多个感测元件。作为若干个非限制性示例，输入设备（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为提供横跨一维、二维、三维或更高维空间的图像。一些实现方式被配置为提供输入沿着特定轴或平面的投影。此外，一些实现方式可以被配置为提供一个或多个图像和一个或多个投影的组合。

在输入设备（100）的一些电阻性实现方式中，柔性且导电第一层通过一个或多个间隔物元件与导电第二层分离。在操作期间，跨越多层创建一个或多个电压梯度。按压柔性第一层可以使其充分偏转以创建多层之间的电接触，导致反映多层之间的（一个或多个）接触点的电压输出。这些电压输出可以被用于确定位置信息。

在输入设备（100）的一些电感性实现方式中，一个或多个感测元件拾取由谐振线圈或线圈对感应出的回路电流。电流的幅度、相位和频率的某个组合然后可以被用于确定位置信息。

在输入设备（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其它规则或非规则图案来创建电场。在一些电容性实现方式中，分离感测元件可以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，靠近传感器电极的输入对象更改靠近传感器电极的电场，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，***接地）调制传感器电极和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***接地。使用绝对电容感测方法获取的测量可以称为绝对电容性测量。

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，靠近传感器电极的输入对象更改传感器电极之间的电场，从而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”）之间的电容性耦合来进行操作。可以相对于参考电压（例如，***接地）调制发射器传感器电极以发射发射器信号。接收器传感器电极可以相对于参考电压被保持基本上恒定以促进作为结果的信号的接收。参考电压可以是基本上恒定的电压，并且在各种实施例中，参考电压可以是***接地。在一些实施例中，发射器传感器电极可以均被调制。相对于接收器电极调制发射器电极以发射发射器信号并促进作为结果的信号的接收。作为结果的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，其它电磁信号）的（一种或多种）影响。该（一种或多种）影响可以是发射器信号、由一个或多个输入对象和/或环境干扰引起的发射器信号的改变、或者其它这样的影响。传感器电极可以是专用的发射器或接收器，或者可以被配置为既发射又接收。使用互电容感测方法获取的测量可以称为互电容测量。

此外，传感器电极可以具有不同形状和/或尺寸。相同形状和/或尺寸的传感器电极可以处于或可以不处于相同组中。例如，在一些实施例中，接收器电极可以具有相同形状和/或尺寸，而在其它实施例中，接收器电极可以是不同形状和/或尺寸的。

在图1中，处理***（110）被示出为输入设备（100）的一部分。处理***（110）被配置为操作输入设备（100）的硬件以检测感测区（120）中的输入。处理***（110）包括一个或多个集成电路（IC）和/或其它电路部件中的部分或全部。例如，用于互电容传感器设备的处理***可以包括被配置为利用发射器传感器电极发射信号的发射器电路和/或被配置为利用接收器传感器电极接收信号的接收器电路。此外，绝对电容传感器设备的处理***可以包括被配置为将绝对电容信号驱动到传感器电极上的驱动器电路和/或被配置为利用那些传感器电极接收信号的接收器电路。在一个或多个实施例中，组合的互电容和绝对电容传感器设备的处理***可以包括以上描述的互电容和绝对电容电路的任何组合。在一些实施例中，处理***（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***（110）的部件定位在一起，诸如靠近输入设备（100）的（一个或多个）感测元件。在其它实施例中，处理***（110）的部件与接近于输入设备（100）的（一个或多个）感测元件的一个或多个部件和在其它地方的一个或多个部件在物理上分离。例如，输入设备（100）可以是耦合到计算设备的***设备，并且处理***（110）可以包括被配置为在计算设备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（可能具有关联的固件）。作为另一示例，输入设备（100）可以在物理上集成在移动设备中，并且处理***（110）可以包括作为移动设备的主处理器的一部分的电路和固件。在一些实施例中，处理***（110）专用于实现输入设备（100）。在其它实施例中，处理***（110）还执行其它功能，诸如操作显示屏、驱动触觉致动器等。

处理***（110）可以被实现为处理处理***（110）的不同功能的模块集合。每一个模块可以包括作为处理***（110）的一部分的电路、固件、软件或其组合。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，处理***（110）可以包括确定模块（150）和传感器模块（160）。确定模块（150）可以包括执行下述操作的功能性：确定何时至少一个输入对象处于感测区中；确定信噪比；确定输入对象的位置信息；识别手势；基于手势、手势的组合或其它信息来确定要执行的动作；和/或执行其它操作。

传感器模块（160）可以包括执行下述操作的功能性：驱动感测元件以发射发射器信号和接收作为结果的信号。例如，传感器模块（160）可以包括耦合到感测元件的感官电路。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可以包括接收作为结果的信号的功能性。

虽然图1示出了确定模块（150）和传感器模块（160），但是根据一个或多个实施例，可替换或附加模块可以存在。这样的可替换或附加模块可以对应于与以上讨论的模块中的一个或多个不同的模块或子模块。示例可替换或附加模块包括用于操作硬件（诸如传感器电极和显示屏）的硬件操作模块、用于处理数据（诸如传感器信号和位置信息）的数据处理模块、用于报告信息的报告模块、以及被配置为识别手势（诸如模式改变手势）的识别模块、以及用于改变操作模式的模式改变模块。此外，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。此外，单个模块的部分可以横跨多个集成电路。在一些实施例中，作为整体的处理***可以执行各种模块的操作。

在一些实施例中，处理***（110）通过引起一个或多个动作而直接响应于感测区（120）中的用户输入（或没有用户输入）。示例动作包括改变操作模式以及诸如光标移动、选择、菜单导航和其它功能之类的图形用户界面（GUI）动作。在一些实施例中，处理***（110）向电子***的某个部分（例如，向与处理***（110）分离的电子***的中央处理***，如果这样的分离中央处理***存在的话）提供关于输入（或没有输入）的信息。在一些实施例中，电子***的某个部分处理从处理***（110）接收的信息以作用于用户输入，诸如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***（110）操作输入设备（100）的（一个或多个）感测元件以产生指示感测区（120）中的输入（或没有输入）的电信号。处理***（110）可以在产生提供给电子***的信息中对电信号执行任何适当量的处理。例如，处理***（110）可以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***（110）可以执行滤波或其它信号调整。作为再一示例，处理***（110）可以减去或以其它方式计及基线，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***（110）可以确定位置信息、识别作为命令的输入、识别笔迹等。

如本文中所使用的“位置信息”宽泛地涵盖绝对位置、相对位置、速度、加速度和其它类型的空间信息。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它表示。也可以确定和/或存储关于一个或多个类型的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，利用由处理***（110）或由某个其它处理***操作的附加输入部件来实现输入设备（100）。这些附加输入部件可以提供用于感测区（120）中的输入的冗余功能性或某个其它功能性。图1示出了可以被用于促进使用输入设备（100）来选择项目的靠近感测区（120）的按钮（130）。其它类型的附加输入部件包括滑块、球、轮、开关等。相反，在一些实施例中，可以不利用其它输入部件来实现输入设备（100）。

在一些实施例中，输入设备（100）包括触摸屏界面，并且感测区（120）重叠显示屏（155）的激活区域的至少一部分。例如，输入设备（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关联的电子***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）或其它显示技术。输入设备（100）和显示屏（155）可以共享物理元件。例如，一些实施例可以利用相同的电学部件中的一些以用于显示和感测。在各种实施例中，显示设备的一个或多个显示电极可以被配置用于显示更新和输入感测二者。作为另一示例，显示屏（155）可以由处理***（110）部分地或整体地操作。

应当理解的是，虽然在完全起作用的装置的上下文中描述了许多实施例，但是本发明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，本发明的机制可以被实现和分发为可被电子处理器读取的信息承载介质（例如，可被处理***（110）读取的非瞬态计算机可读和/或可记录/可写信息承载介质）上的软件程序。附加地，本发明的实施例同样适用，不管被用于执行该分发的介质的特定类型如何。例如，执行本发明的实施例的以计算机可读程序代码的形式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、存储模块和/或任何其它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、或任何其它存储技术。

虽然在图1中未示出，但处理***、输入设备和/或主机***可以包括一个或多个计算机处理器、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）、一个或多个存储设备（例如，硬盘、光学驱动器（诸如紧致盘（CD）驱动器或数字多功能盘（DVD）驱动器）、闪速存储棒等）以及许多其它元件和功能性。（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或微核。此外，一个或多个实施例的一个或多个元件可以位于远程位置处且通过网络连接到其它元件。此外，本发明的实施例可以被实现在具有若干个节点的分布式***上，其中本发明的每一个部分可以位于分布式***内的不同的节点上。在本发明的一个实施例中，节点对应于不同的计算设备。可替换地，节点可以对应于具有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的微核或计算机处理器。

虽然图1示出了部件的配置，但是可以在不脱离本发明的范围的情况下使用其它配置。例如，可以组合各种部件以创建单个部件。作为另一示例，由单个部件执行的功能性可以由两个或更多个部件执行。

如图1中所示，输入对象（140）可以存在于感测区（120）中。由处理***（110）和/或连接到输入设备（100）的电子***（未示出）采取的一个或多个动作可以取决于输入对象（140）位于何处。因此，快速地确定输入对象（140）的位置是重要的。

图2示出了根据一个或多个实施例的输入设备（200）。输入设备（200）可以与以上关于图1讨论的输入设备（100）基本上相同。如图2中所示，输入设备（200）包括感测区（220）、复用器阵列（290）以及多个接收器硬件通道（299）。感测区（220）可以与以上关于图1讨论的感测区（120）基本上相同。在一个或多个实施例中，复用器阵列（290）和接收器硬件通道（299）是传感器模块（160）的部件。在一个或多个实施例中，复用器阵列（290）和/或接收器硬件通道（299）在传感器模块（160）的外部。

在一个或多个实施例中，感测区（220）被划分成多个区段（例如，顶部区段（212）、中部区段（210）以及底部区段（208））。每一个区段（208、210、212）包括一个或多个接收器电极（206）。例如，顶部区段（212）包括接收器电极1、接收器电极2以及接收器电极3。作为另一示例，底部区段（208）包括接收器电极10、接收器电极11以及接收器电极12。在单个区段内，接收器电极（206）可以被划分成多组。例如，接收器电极4、接收器电极5以及接收器电极6是组A（230）的全部成员。作为另一示例，接收器电极7、接收器电极8以及接收器电极9是组B（235）的全部成员。虽然区段（208、210、212）被示出为非重叠的，但是在一个或多个实施例中，两个或更多个区段重叠（即，接收器电极可以属于两个区段）。

在一个或多个实施例中，感测区（220）包括发射器电极（205）。发射器电极（205）和接收器电极（206）可以实现跨电容感测。跨电容感测是感测模态的一个示例。如以上所讨论的那样，通过使用跨电容感测，可以确定输入对象（140）在感测区（220）内的位置，并且更具体地，可以确定输入对象（140）在区段（208、210、212）内的位置。

在一个或多个实施例中，感测区（220）包括用于绝对电容感测的传感器电极。绝对电容感测是感测模态的一个示例。在一个或多个实施例中，传感器电极是接收器电极（206）。换言之，接收器电极（206）可以用于跨电容感测和绝对电容感测二者。在一个或多个实施例中，传感器电极是感测区（220）中的未在图2中示出的其它电极。通过使用绝对电容感测，有可能确定输入对象（140）位于其中的区段（208、210、212）。

在一个或多个实施例中，发射器电极（205）和接收器电极（206）实现跨电容投影感测。跨电容投影感测是感测模态的一个示例。在跨电容投影感测中，一个或多个信号被驱动到所有发射器电极（205）上或者被驱动到发射器电极（205）的子集上。靠近接收电极（例如，Rx电极2）的输入对象更改接收电极与多个发射器电极之间的电场，从而改变所测量的接收器电极与多个发射器电极之间的电容性耦合。像绝对电容感测一样，跨电容投影感测可以用于确定输入对象（140）位于其中的区段（208、210、212）。

受益于本具体实施方式的本领域技术人员将意识到的是，虽然可以使用跨电容感测来确定输入对象（140）在单个区段内的位置，但是与绝对电容感测或跨电容投影感测相比，跨电容感测花费更多时间来执行。

在一个或多个实施例中，绝对电容感测或跨电容投影感测首先用于确定输入对象（140）位于其中的区段（208、210、212）。换言之，针对整个感测区（220）执行绝对电容感测。然后，跨电容感测可以仅用在该区段内（即，使用接收器电极（206）的子集）来确定输入对象（140）在该区段内的位置。换言之，仅针对整个感测区（220）的一部分执行跨电容感测。

在一个或多个实施例中，输入设备（200）包括多个硬件接收器通道（299）。硬件接收器通道（299）中的每一个包括用于处理来自电极（例如，接收器电极、传感器电极等）的作为结果的信号的电路。因此，硬件接收器通道（299）中的每一个可以包括积分器和模数转换器（ADC）。硬件接收器通道（299）可以并行地对作为结果的信号执行。

在一个或多个实施例中，接收器电极（206）的数目超过硬件接收器通道（299）的数目。例如，硬件接收器通道（299）的数目可以仅等于单个区段（208、210、212）中的接收器电极的数目。如果硬件接收器通道（299）之一未被使用，则可以将其置于低功率模式中以减少输入设备（200）消耗的功率（例如，电池）。

在一个或多个实施例中，输入设备（200）包括复用器阵列（290）。复用器阵列（290）包括将接收器电极（206）耦合到硬件接收器通道（299）的一个或多个复用器。当（例如，使用绝对电容感测）确定输入对象（140）位于感测区（220）的一个区段内时，复用器阵列（290）可以主动地将与该区段对应的接收器电极（206）的子集耦合到硬件接收器通道（299）。在一个或多个实施例中，来自相同区段的电极组（230、235）可以连接到复用器阵列（290）内的不同复用器。受益于本具体实施方式的本领域技术人员将意识到的是，如果硬件接收器通道的数目大于或等于接收器电极（206）的数目，则复用器阵列（290）可以是可选的。

虽然图2示出了十二个接收器电极（206）和六个发射器电极（205），但是感测区（220）可以具有任何尺寸，并且因而输入设备（200）可以具有任何数目的发射器电极和接收器电极。

图3示出了根据一个或多个实施例的流程图。该流程图描绘了用于操作与感测区相关联的电容性感测设备的过程。可以分别由以上关于图2和图1讨论的输入***（200）或输入***（100）的部件执行图3中的步骤中的一个或多个。在一个或多个实施例中，图3中示出的步骤中的一个或多个可以被省略、重复和/或以与图3中示出的顺序不同的顺序被执行。因此，本发明的范围不应当被认为限于图3中示出的步骤的特定布置。

初始地，接收来自传感器电极的作为结果的信号（步骤305）。可以在输入设备正在绝对电容感测模式中操作的同时由传感器模块接收作为结果的信号。

在步骤310中，基于作为结果的信号来测量第一集合的电容性改变。具体地，可以针对每一个传感器电极测量电容性改变。在步骤315中，确定感测区的输入对象位于其中的区段。如以上所讨论的那样，感测区可以被划分成多个区段，并且每个区段可以存在一个或多个传感器电极。在一个或多个实施例中，具有示出最大量的电容性改变的传感器电极的区段是输入对象位于其中的区段。附加地或可替换地，示出电容的显著改变的任何区段可以具有输入对象的部分或整个输入对象。

在步骤320中，选择接收器电极的子集。具体地，选择接收器电极的与（一个或多个）区段对应的子集。可以通过（例如，使用复用器）主动地将接收器电极的子集耦合到硬件接收器通道来选择该子集，其中每个接收器电极一个硬件接收器通道。硬件接收器通道的数目可以等于该子集中的接收器电极的数目。如以上也讨论的那样，接收器电极和传感器电极可以是相同的电极。

在步骤325中，接收来自接收器电极的子集的作为结果的信号。可以在输入设备正在跨电容感测模式（即，与步骤305中的感测模态不同的感测模态）中操作的同时由传感器模块接收作为结果的信号。然而，不在整个感测区上执行跨电容感测。仅针对输入对象位于其中的（一个或多个）区段执行跨电容感测。

在步骤330中，由硬件接收器通道并行地处理所接收的作为结果的信号。每一个硬件接收器通道可以包括积分器和ADC。

在步骤335中，基于作为结果的信号来测量第二集合的电容性改变。具体地，可以针对感测区的（一个或多个）区段内的每一个发射器电极与接收器电极交点测量电容性改变。在步骤340中，确定输入对象在（一个或多个）区段内的位置。具体地，具有最大电容机会的交点或交点群（collection）可以被认为是输入对象的位置。

虽然图3仅提及了单个输入对象，但是图3中的一个或多个步骤可以被重复以确定多个输入对象的位置。

图4示出了根据一个或多个实施例的实现方式示例。在图4中，存在输入设备（400），其具有感测区（420）和传感器模块（460）。输入设备（400）、感测区（420）以及传感器模块（460）可以分别与以上关于图1和图2讨论的输入设备（200）、感测区（220）以及传感器模块（160）基本上相同。

在一个或多个实施例中，感测区（420）被划分成顶部区段（412）、中部区段（410）以及底部区段（408）。如图4中所示，这些区段是重叠的。此外，每一个区段具有多组接收电极。例如，顶部区段（412）具有接收器电极组A0和接收器电极组A1。作为另一示例，底部区段具有接收器电极组B0和接收器电极组B1。作为再一示例，中部区段（410）具有接收器电极组A1和接收器电极组B0。

在一个或多个实施例中，传感器模块（460）包括六个硬件接收器通道（即，通道0、通道1、……、通道5）和两个复用器（即，复用器A（425A）和复用器B（425B））。两个复用器（425A、425B）可以位于复用器阵列（未示出）中。每一个区段的接收器电极组连接到不同的复用器。例如，接收器电极组A0和接收器电极组A1（均属于顶部区段（412））分别连接到复用器A（425A）和复用器B（425B）。类似地，接收器电极组A1和接收器电极组B0（均属于中部区段（410））分别连接到复用器B（425B）和复用器A（425A）。

图5示出了根据一个或多个实施例的流程图。图5的流程图对应于图4的输入设备（400）。具体地，该流程图描绘了用于操作与感测区（420）相关联的输入设备（400）的过程。图5中的步骤中的一个或多个可以分别由以上关于图4和图1讨论的输入***（400）或输入***（100）的部件执行。在一个或多个实施例中，图5中示出的步骤中的一个或多个可以被省略、重复和/或以与图5中示出的顺序不同的顺序被执行。因此，本发明的范围不应当被认为限于图5中示出的步骤的特定布置。

初始地，获取针对组A0和组A1中的每一个电极的所测量的绝对电容的改变（步骤505）。在步骤510中，获取针对组B0和组B1中的每一个接收器电极的所测量的绝对电容的改变。

在步骤515中，确定输入对象（例如，手指）是否位于顶部区段（412）中。换言之，确定针对组A0或组A1（而不是其它组）中的任何接收器电极的所测量的绝对电容的改变是否充分大到认为手指位于顶部区段（412）中。当确定手指处于顶部区段（412）中并且没有所关注的对象位于其它非重叠区段中时，仅在顶部区段（而不是中部区段或底部区段）中执行跨电容感测（步骤535），以确定手指在顶部区段中的位置。因为组A0和组A1连接到不同复用器（425A、425B），所以，接收器硬件通道可以并行地处理来自跨电容感测的作为结果的信号。

在步骤520中，确定输入对象（例如，手指）是否位于中部区段（410）中。换言之，确定针对组A1或组B0（而不是其它组）中的任何接收器电极的所测量的绝对电容的改变是否充分大到认为手指位于中部区段（410）中。当确定手指处于中部区段（410）中并且没有所关注的对象位于其它非重叠区段中时，仅在中部区段（而不是顶部区段或底部区段）中执行跨电容感测（步骤540），以确定手指在中部区段中的位置。因为组A1和组B0连接到不同复用器（425A、425B），所以，接收器硬件通道可以并行地处理来自跨电容感测的作为结果的信号。

在步骤525中，确定输入对象（例如，手指）是否位于底部区段（408）中。换言之，确定针对组B0或组B1（而不是其它组）中的任何接收器电极的所测量的绝对电容的改变是否充分大到认为手指位于底部区段（408）中。当确定手指处于底部区段（408）中并且没有所关注的对象位于其它非重叠区段中时，仅在底部区段（而不是顶部区段或中部区段）中执行跨电容感测（步骤545），以确定手指在底部区段中的位置。因为组B0和组B1连接到不同复用器（425A、425B），所以，接收器硬件通道可以并行地处理来自跨电容感测的作为结果的信号。

否则，在步骤550中，在多个区段中执行跨电容感测。例如，如果输入对象大并且横跨整个感测区（并且因而横跨所有区段），则针对整个感测区执行跨电容感测。作为另一示例，如果存在多个输入对象并且每一个区段具有至少一个输入对象，则针对整个感测区执行跨电容感测。作为再一示例，如果（一个或多个）输入对象位于两个或更多个区段中而不是所有区段中，则仅针对所述两个或更多个区段执行跨电容感测。

因而，呈现了本文中所阐述的实施例和示例以便最佳地解释本发明及其特定应用并且由此使得本领域技术人员能够做出和使用本发明。然而，本领域技术人员将认识到的是，仅仅出于说明和示例的目的，已经呈现了前面的描述和示例。如所阐述的描述不意在是详尽的或者将本发明限制于所公开的确切形式。

虽然已经关于有限数目的实施例描述了本发明，但是受益于本公开的本领域技术人员将意识到的是，可以设计出不脱离如本文中公开的本发明的范围的其它实施例。因此，本发明的范围应当仅受所附权利要求限制。

Claims (20)

1.一种用于电容性感测设备的处理***，包括：

传感器模块，其被配置为：

在第一感测模态中从感测区中的多个传感器电极接收第一多个作为结果的信号，所述感测区被划分为多个区段，所述多个区段包括：

包含多个接收器电极组的第一区段；和

包含第一接收器组和第二接收器组的第二区段；以及

在第二感测模态中从多个接收器电极的子集接收第二多个作为结果的信号，所述多个接收器电极的所述子集对应于所述感测区的区段；

与所述多个接收器电极组的其中一个和所述第一接收器组耦合的第一复用器；

与所述多个接收器电极组的其中一个和所述第二接收器组耦合的第二复用器；

多个接收器硬件通道，其包括：

与所述第一复用器耦合的第一组接收器硬件通道，其被配置为处理所述第二多个作为结果的信号的第一子集；

与所述第二复用器耦合的第二组接收器硬件通道，其被配置为处理所述第二多个作为结果的信号的第二子集；

其中接收器电极的数目超过接收器硬件通道的数目；以及

确定模块，其被配置为：

基于所述第一多个作为结果的信号和所述第一感测模态来测量第一多个电容性改变；

基于所述第一多个电容性改变来确定输入对象位于所述第二区段内；

利用所述第一复用器和第二复用器将所述多个接收器电极的与所述感测区的所述区段对应的子集耦合到所述多个接收器硬件通道；

基于所述第二多个作为结果的信号和所述第二感测模态来测量第二多个电容性改变；以及

基于所述第二多个电容性改变来确定所述输入对象在所述第二区段内的位置。

2.根据权利要求1所述的处理***，其中所述确定模块进一步被配置为基于所述第一多个电容性改变来确定所述输入对象在所述区段内的位置。

3.根据权利要求1所述的处理***，其中所述传感器模块进一步被配置为：

在所述第二感测模态中驱动多个发射器电极，

其中所述第二感测模态是跨电容感测。

4.根据权利要求3所述的处理***，其中所述传感器模块还进一步被配置为：

在所述第一感测模态中驱动所述多个发射器电极，

其中所述第一感测模态是跨电容投影感测。

5.根据权利要求3所述的处理***，其中所述第一感测模态是绝对电容感测。

6.根据权利要求1所述的处理***，其中所述传感器模块包括：

多个复用器，其被配置为将所述多个接收器硬件通道耦合到所述多个接收器电极。

7.根据权利要求6所述的处理***，其中所述多个复用器被配置为响应于确定所述输入对象位于所述感测区的与接收器电极的所述子集对应的区段中而主动地将接收器电极的所述子集耦合到所述多个接收器硬件通道，并且其中所述第二多个作为结果的信号被同时处理。

8.根据权利要求1所述的处理***，其中所述第一多个电容性改变包括在所述感测区的第一部分上的电容性改变，其中所述第二多个电容性改变包括在所述感测区的第二部分上的电容性改变，并且其中所述第二部分比所述第一部分小。

9.一种用于操作与感测区相关联的电容性感测设备的方法，包括：

在第一感测模态中从所述感测区中的多个传感器电极接收第一多个作为结果的信号，所述感测区被划分为多个区段，所述多个区段包括：

包含多个接收器电极组的第一区段；和

包含第一接收器组和第二接收器组的第二区段；

基于所述第一多个作为结果的信号和所述第一感测模态来测量第一多个电容性改变；

基于所述第一多个电容性改变来确定输入对象位于所述第二区段内；

利用多个复用器将多个接收器电极的与所述感测区的所述区段对应的子集耦合到多个接收器电极硬件通道，

其中所述多个复用器包含：

与所述多个接收器电极组的其中一个和所述第一接收器组耦合的第一复用器；

与所述多个接收器电极组的其中一个和所述第二接收器组耦合的第二复用器；

在第二感测模态中从所述多个接收器电极的所述子集接收第二多个作为结果的信号；

通过多个接收器硬件通道的子集来处理所述第二多个作为结果的信号，其中接收器电极的数目超过接收器硬件通道的数目；

其中所述多个接收器硬件通道包括：

与所述第一复用器耦合的第一组接收器硬件通道，其被配置为处理所述第二多个作为结果的信号的第一子集；

与所述第二复用器耦合的第二组接收器硬件通道，其被配置为处理所述第二多个作为结果的信号的第二子集；

基于所述第二多个作为结果的信号和所述第二感测模态来测量第二多个电容性改变；以及

基于所述第二多个电容性改变来确定所述输入对象在所述第二区段内的位置。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：

在所述第二感测模态中驱动多个发射器电极，

其中所述第二感测模态是跨电容感测。

11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：

在所述第一感测模态中驱动所述多个发射器电极，

其中所述第一感测模态是跨电容投影感测。

12.根据权利要求9所述的方法，其中选择所述子集包括：

在所述第二感测模态中将所述多个接收器硬件通道中的未连接到所述多个接收器电极的所述子集的至少一个接收器硬件通道置于低功率模式中。

13.根据权利要求9所述的方法，其中选择所述子集包括：

响应于确定所述输入对象位于所述感测区的与接收器电极的所述子集对应的区段中而使用至少一个复用器主动地将所述多个接收器电极的所述子集耦合到所述多个接收器硬件通道。

14.根据权利要求9所述的方法，其中所述第一多个电容性改变包括在所述感测区的第一部分上的电容性改变，其中所述第二多个电容性改变包括在所述感测区的第二部分上的电容性改变，并且其中所述第二部分比所述第一部分小。

15.一种输入设备，包括：

感测区，其被划分为多个区段，所述多个区段包括：

包含多个接收器电极组的第一区段；和

包含第一接收器组和第二接收器组的第二区段

感测区中的多个发射器电极；

所述感测区中的多个接收器电极；以及

处理***，包含：

多个复用器，包含：

与所述多个接收器电极组的其中一个和所述第一接收器组耦合的第一复用器；

与所述多个接收器电极组的其中一个和所述第二接收器组耦合的第二复用器；

其中多个接收器硬件通道包括：

与所述第一复用器耦合的第一组接收器硬件通道，其被配置为处理第二多个作为结果的信号的第一子集；

与所述第二复用器耦合的第二组接收器硬件通道，其被配置为处理所述第二多个作为结果的信号的第二子集；

所述处理被配置为：

在第一感测模态中从所述感测区中的多个传感器电极接收第一多个作为结果的信号；

基于所述第一多个作为结果的信号和所述第一感测模态来测量第一多个电容性改变；

基于所述第一多个电容性改变来确定输入对象位于所述第二区段内；

利用所述第一复用器和第二复用器将所述多个接收器电极的与所述感测区的所述区段对应的子集耦合至所述多个接收器硬件通道；

在第二感测模态中从多个接收器电极的所述子集接收第二多个作为结果的信号；

通过多个接收器硬件通道的第一和第二子集来处理所述第二多个作为结果的信号，其中接收器电极的数目超过接收器硬件通道的数目；

基于所述第二多个作为结果的信号和所述第二感测模态来测量第二多个电容性改变；以及

基于所述第二多个电容性改变来确定所述输入对象在所述第二区段内的位置。

16.根据权利要求15所述的输入设备，其中所述处理***还进一步被配置为：

在所述第二感测模态中驱动多个发射器电极，

其中所述第二感测模态是跨电容感测，以及

其中所述第一感测模态是绝对电容感测。

17.根据权利要求15所述的输入设备，其中所述处理***包括：

多个复用器，其被配置为将所述多个接收器硬件通道耦合到所述多个接收器电极。

18.根据权利要求17所述的输入设备，其中所述多个复用器被配置为响应于确定所述输入对象位于所述感测区的与接收器电极的所述子集对应的区段中而主动地将接收器电极的所述子集耦合到所述多个接收器硬件通道，并且其中所述第二多个作为结果的信号被同时处理。

19.根据权利要求15所述的输入设备，其中传感器模块在所述第二感测模态中将所述多个接收器硬件通道中的未连接到所述多个接收器电极的所述子集的至少一个接收器硬件通道置于低功率模式中。

20.根据权利要求15所述的输入设备，其中所述第一多个电容性改变包括在所述感测区的第一部分上的电容性改变，其中所述第二多个电容性改变包括在所述感测区的第二部分上的电容性改变，并且其中所述第二部分比所述第一部分小。

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