在多对象感应中测量单个力的系统和方法技术方案

本申请提供了一种输入设备，其通过对感应区中的多个对象的每一个确定力信息来帮助提高用户界面的功能性。输入设备包括处理系统，配置成感应在贴近表面的感应区中的对象的传感器，和多个力传感器。所述多个力传感器与表面耦合以提供多个对施加在表面上的力的测量。处理系统被配置成为感应区里的传感器感应到的多个对象中的每一个确定位置信息。此外，处理系统被配置成从作用在表面上的力的位置信息和多个测量为多个对象中的每一个确定力信息。这样，设备和方法提供了确定感应区里多个对象中每一个的位置信息和力信息二者的能力。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为CN201080056880.4、国际申请号为PCT/US2010/060090且国际申请日为2010年12月13日的我国专利申请的分案申请。优先权数据本申请要求于2009年12月14日提交的序号为12/636,952的美国专利申请的优先权，其通过引用结合于此。
本专利技术总体上涉及电子设备，更具体涉及传感器设备和利用传感器设备来产生用户界面输入。
技术介绍
接近传感器设备（通常也被称作触摸传感器设备）被广泛应用于各种电子系统。接近传感器设备通常包括感应区，其通常被表面所划分，在其中可以检测到输入对象。示例输入对象包括手指、笔尖等等。接近传感器设备可以使用一个或更多的基于电容性、电阻性、电感性、光学、声学和/或其他技术的传感器。此外，接近传感器设备能确定在感应区中的单个输入对象的存在、位置和/或运动，或者同时确定在感应区中的多个输入对象的存在、位置和/或运动。接近传感器设备可以被用来使能对相关的电子系统的控制。例如，接近传感器设备经常被用作比较大型的计算机系统的输入设备，包括：笔记本电脑和台式机。接近传感器设备也经常被用于较小的系统中，包括：如个人数字助理(PDAs)、远程控制这样的手持系统和无线电话和短信系统这样的通讯系统。接近传感器设备越来越多地被用到了媒体系统中，比如CD、DVD、MP3、视频或者其他媒体记录器或播放器。接近传感器设备可以是与其交互的计算系统的组成部分或外设。<br>过去，一些接近传感器已经被实施以额外的能力来检测并确定作用到传感器表面的力。比如，通过从测量当手指按压表面时由于增加的接触面积而造成的增大的电容来估计作用力。不幸的是，这些接近传感器的一些实施在使用这些技术估计作用力时只有有限的准确性。因为受到质疑的准确性，这样的传感器通常只有有限的能力来使用这样被确定的力作为确定用户输入的基础。这限制了接近传感器设备作为输入设备工作的灵活性。因此，存在对接近传感器设备改进的需求，尤其是接近传感器设备确定和响应于作用力的指示的能力。从随后的详细描述以及所附权利要求，结合附图和上述的
和背景，其他理想的特征和特点会变得显而易见。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了促进设备可用性的提高的设备和方法。具体来说，这种设备和方法通过帮助从在感应区中多个对象中每一个的位置信息和力信息二者确定用户输入来提供改进的用户界面功能性。输入设备包括处理系统，被配置成感应贴近表面的感应区中的对象的传感器，以及多个力传感器。多个力传感器被耦合到表面以提供对作用在表面的力的多个测量。处理系统被配置成为对感应区中传感器感应到的多个对象中每一个确定位置信息。此外，处理系统被配置成从作用在表面的力的被确定的位置信息以及多个测量为多个对象中的每一个的确定力信息。因此，设备和方法提供了为感应区中多个对象中每一个确定位置信息和力信息二者的能力。这可以被用于帮助提高用户界面功能性，比如，通过规定特定用户界面动作响应于对多个对象的力的确定指示。附图说明本专利技术的优选示例实施例会在下文中结合附图进行描述，其中相同的标示指示相同的元件，其中：图1是示例性系统的框图，其包含根据本专利技术一实施例的输入设备；图2是根据本方明一实施例的具有多个对象的输入设备的俯视图；图3是根据本方明一实施例的具有多个对象的输入设备的侧视图；图4-7是根据本方明一实施例的输入设备的俯视图；图8是使用一维轮廓来确定对象位置的示例性接近传感器的俯视图。具体实施方式以下的详细描述实际上仅是示例性的，并非为了限制本专利技术或本专利技术的应用及使用。此外，也不存在由在前述
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技术介绍
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技术实现思路
或以下的详细描述中呈现的明示或暗示的理论所限制的意图。本专利技术的实施例提供帮助提高设备可用性的设备和方法。具体说来，该设备和方法通过帮助对感应区中多个对象中每一个的位置信息和力信息的二者的确定来帮助提高用户界面功能性。现在转到附图，图1是一个示例性电子系统100的框图，其以输入设备116操作。正如将在下文更详细地讨论的那样，输入设备116可以被实施为作为电子系统100的接口工作。输入设备116具有感应区118并且被实施为具有处理系统119。图1中没有示出的是适于感应在感应区118中的对象的感应电极的阵列。图1中没有示出的还有耦合到感应区118下的表面以对作用到表面的力提供多个测量的多个力传感器。输入设备116适于通过帮助响应于感应到的对象及这些对象作用的力的数据输入来提供用户界面功能性。具体说来，处理系统119被配置成对由感应区118中的传感器感应到的多个对象确定位置信息。然后此位置信息可以由系统100使用来提供广泛的用户界面功能性。此外，处理系统119被配置成从力传感器确定的力的位置信息和多个测量来为多个对象中的每一个确定力信息。此力信息然后可以也被系统100用来提供广泛的用户界面功能性。比如，通过响应于在感应区中多个对象中的每一个作用的力的不同级别提供不同的用户界面功能。因此，输入设备116的处理系统119提供了对感应区中多个对象中每一个的位置信息和力信息二者进行确定的能力。这可以被用来帮助提高用户界面功能性，例如，通过规定特定用户界面动作来响应多个不同对象的力的确定的指示。在一个实施例中，处理系统119被配置成基于多个对象中每一个的位置信息利用力的多个测量的叠加来确定多个对象中每一个的力信息。此外，在本实施例的一个具体实施中，处理系统119被配置成利用伪逆矩阵技术确定多个对象中每一个的力信息。现在回到图1，如前所述，输入设备116包含一感应区118。输入设备116对一个或更多个输入对象（比如手指，笔尖等）的输入敏感，例如感应区118中输入对象114的位置。这里使用的“感应区”旨在广泛涵盖输入设备的上方，四周，里面和/或附近的任何空间，其中输入设备的传感器能检测用户输入。在常规的实施例中，输入设备的感应区从输入设备的传感器的表面沿一个或多个方向延伸到空间中，直到信噪比妨碍充分精确的对象检测。在一具体方向上感应区延伸的距离可能在不足一毫米，几毫米，几厘米或更多的级上，并且可能随使用的感应技术类型和要求的精度而显著变化。因此，一些实施例可能需要与表面接触，要么具有作用的压力要么不具有，而其他的一些又不需要。相应的，在不同的实施例中，特定感应区的尺寸、形状和位置可能有很大的差别。常见的感应区具有矩形二维投影形状，但也可能是许多其他的形状。例如，根据传感器阵列和周围电路的设计，针对输入对象的防护，等等，感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电容性接近设备，包括：感应区，其与输入表面重叠；传感器层，其包括配置成感应感应区中的输入对象的多个电容传感器电极；多个电容性力传感器，每个配置成提供对由所述输入对象施加到所述输入表面的力的测量；处理系统，其耦合到多个电容传感器电极且耦合到所述多个电容性力传感器，所述处理系统配置成：基于所述传感器电极之间的跨电容耦合的变化确定所述输入对象在所述感应区中的位置信息；以及基于所述输入对象的所述位置信息，以及通过所述多个电容性力传感器提供的多个力测量中的至少一个子组来确定所述输入对象在所述感应区中的力信息。

【技术特征摘要】
2009.12.14 US 12/6369521.一种电容性接近设备，包括：
感应区，其与输入表面重叠；
传感器层，其包括配置成感应感应区中的输入对象的多个电容传感器电极；
多个电容性力传感器，每个配置成提供对由所述输入对象施加到所述输入表面的力的
测量；
处理系统，其耦合到多个电容传感器电极且耦合到所述多个电容性力传感器，所述处
理系统配置成：
基于所述传感器电极之间的跨电容耦合的变化确定所述输入对象在所述感应区中的
位置信息；以及
基于所述输入对象的所述位置信息，以及通过所述多个电容性力传感器提供的多个力
测量中的至少一个子组来确定所述输入对象在所述感应区中的力信息。
2.如权利要求1所述的电容性接近设备，其中，包括多个电容传感电极的所述传感器层
还包括多个电容性力传感器。
3.如权利要求1或2所述的电容性接近设备，其中，所述输入表面和传感器层配置成响
应于通过所述输入对象施加到所述输入表面的力而偏转。
4.如权利要求3所述的电容性接近设备，其中，所述处理系统还配置成通过计算所述输
入表面的偏转来确定所述输入对象的力信息。
5.如权利要求1所述的电容性接近设备，其中，在所述输入表面中配置成基本避免响应
于施加到所述输入表面的力的弯曲。
6.如权利要求1或2所述的电容性接近设备，其中，所述多个电容性力传感器被设置在
所述输入表面的内部和周边上。
7.如权利要求1或2或5所述的电容性接近设备，还包括显示器，其中，所述感应区和输
入表面与所述显示器重叠。
8.如权利要求7所述的电容性接近设备，其中，所述多个电容传感电极的至少一个子集
也被配置成更新所述显示器。
9.如权利要求1或2或5所述的电容性接近设备，其中，所述处理系统还配置成响应于所
确定的所述输入对象在所述感应区中的力信息而提供用户界面动作。
10.如权利要求9所述的电容性接近设备，其中，所述用户界面动作包括以下中的一种：
按压选择、指向、光标选择、放大、滚动、旋转、菜单导航、取景、以及参数调整。
11.如权利要求10所述的电容性接近设备，其中，所述用户界面动作的类型是基于输入
对象在感应区中的位置信息与所述输入对象中每一个的力信息来选择的。
12.如权利要求1或2或5所述的电容性接近设备，其中，所述处理系统还配置成基于至
少一个输入对象在感应区中的力信息已越过阈值的确定来提供用户界面动作。
13.如权利要求1或2或5所述的电容性接近设备，其中，所述处理系统还配置成：
基于所确定的所述输入对象中的第一个在所述感应区内的位置信息提供光标控制；以
及
基于所确定的所述输入对象中的第一或第二个中的至少一个在所述感应区中的力信
息提供选择动作。
14.如权利要求1或2或5所述的电容性接近设备，其中，所述处理系统还配置成：
基于所确定的所述输入对象在所述感应区中的位置信息提供提供用户界面动作；以及
基于所确定的所述输入对象在所述感应区中的力信息扩展用户接口动作。
15.如权利要求14所述的电容性接近设备，其中，所扩展的用户接口动作包括以下中的
一种：扩展放大、扩展滚动、及扩展旋转。
16.一种方法，包括以下步骤：
同时感应在电容性传感器的感应区中的多个输入对象；
确定由所述传感器同时感应的所述多个输入对象中每一个的位置信息；
确定施加到所述传感器的输入表面的多个力测量；
根据以下项确定所述多个对象中每一个的力信息：
所述多个输入对象中每一个在所述感应区中的所述位置信息；以及
施加到所述传感器的所述输入表面的多个力测量的至少一个子组；以及
响应于所确定的位置和所确定的力信息中的至少一个执行用户界面动作。
17.如权利要求16所述的方法，其中，所述用户界面动作包括光标控制且其中所述方法
还包括：
使用位置信息来执行光标控制用户界面动作；以及
响应于至少一个输入对象的力信息超过阈值来执行选择用户界面动作。
18.如权利要求16或17所述的方法，其中，所述用户界面动作是基于所确定的所述多个
输入对象的位置信息的，所述用户界面动作选自滚动、放大和旋转中的一个；以及
其中，所述方法还包括：
基于所确定的多个输入对象在感应区中的力信息扩展用户界面动作。
19.如权利要求16所述的方法，其中，所述用户界面动作包括以下中的一种：按压选择、
指向、光标选择、放大、滚动、旋转、菜单导航、取景、以及参数调整。
20.如权利要求19所述的方法，其中，所述用户界面动作的类型是基于感应区中输入对
象交互的数量、输入对...

【专利技术属性】
技术研发人员：M布利，T肖尔特勒奇，
申请(专利权)人：辛纳普蒂克斯公司，
类型：发明
国别省市：美国;US