用于从接近度和力测量结果来确定输入对象信息的系统和方法技术方案

一种针对输入设备的处理系统，所述输入设备具有重叠输入表面的感测区以及被配置成形成多个接近像素和多个力像素的传感器电极的阵列。处理系统被配置成：确定指示输入对象的位置信息的接近图像；响应于由输入对象施加的力，确定指示输入表面的局部偏差的力图像；确定来自接近图像的与每一个输入对象对应的接近像素的相应组；确定来自力图像的与接近像素的每一个所确定的组对应的力像素的相应组；基于接近像素的所确定的组来确定每一个输入对象的位置；以及基于力像素的所确定的组来确定与每一个输入对象相关联的力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从接近度和力测量结果来确定输入对象信息的系统和方法
本专利技术总体上涉及电子设备，并且更具体地涉及传感器设备和使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（通常也称为触摸传感器设备）被广泛地用在多种电子系统中。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，在其中可以检测输入对象。示例输入对象包括手指、触针等。接近传感器设备可以基于电容性技术、电阻性技术、电感性技术、光学技术、声学技术和/或其它技术来利用一个或多个传感器。此外，接近传感器设备可以确定在感测区中的单个输入对象的存在、位置和/或运动或者同时在感测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用于实现对相关联的电子系统的控制。例如，接近传感器设备常常用作用于较大计算系统的输入设备，所述较大计算系统包括：笔记本计算机和台式计算机。接近传感器设备也常常用在较小系统中，所述较小系统包括：诸如个人数字助理（PDA）、遥控装置之类的手持系统以及诸如无线电话和文本消息传送系统之类的通信系统。与日俱增的是，接近传感器设备用在诸如CD、DVD、MP3、视频或其它媒体记录器或播放器之类的媒体系统中。接近传感器设备可以与计算系统相整合或在计算系统外围，所述接近传感器设备与所述计算系统交互。目前已知的传感器设备具有检测与感测区中的对象相关联的位置和力二者的能力。然而，可靠地确定分别由多个对象施加的力的量是持续的挑战。这限制了接近传感器设备在以下方面的灵活性：响应于不同数目的对象或不同数目的对象的姿势，而提供不同类型的用户界面动作。因此，需要改进的技术，用于可靠地确定由接近传感器设备的感测区中的多个对象施加的相应力。在与附图以及前述
和
技术介绍
进行结合的情况下，根据后续具体实施方式和所附权利要求，其它期望的特征和特性将变得清楚。
技术实现思路
提供了用于通过确定由电容性传感器的感测区中的多个输入对象的每一个施加的相应力来促进改进的传感器设备可用性的设备和方法。特别地，各种实施例确定与一个或多个输入对象相关联的接近（触摸）图像和力图像。构成触摸图像的像素然后可以被分割成个体触摸“团（blob）”，每一个团包括与独特输入对象对应的触摸像素的列表。触摸图像分割典型地涉及使用例如分水线算法或类似算法的逐像素方法。如果触摸图像被正确分割，则每一个触摸团将可靠地对应于独特输入对象（例如，手指）。力图像然后被分割成个体力团，每一个力团包括构成力图像的像素的子集。如果力图像被正确分割，则每一个力团也将可靠地对应于独特输入对象。为了帮助确保力图像分割以与之前执行的触摸图像分割一致的方式进行，触摸团用在分割力图像中。即，与每一个触摸团相关联的像素用于限定初始力团。然后，使用任何合适的图像分割技术来处理初始力团。在实施例中，力像素可以与触摸像素以一对一对应的方式精确地对准，从而简化力图像分割过程。可替换地，力像素和触摸像素可以以多于或少于一对一对应的方式被配置。力团然后可以用于可靠地确定与每一个输入对象相关联的力的量，由此改进传感器设备可用性。附图说明在后文中将结合附图来描述本专利技术的优选示例性实施例，其中相似的名称表示相似的元素，并且其中：图1是根据本专利技术的实施例的、包括输入设备的示例性系统的框图；图2是根据本专利技术的实施例的、图示了触摸传感器和/或力传感器像素的示例性电极阵列的示意性视图；图3是根据本专利技术的实施例的、组合触摸和力传感器层叠的概念性布局的示意性侧立视图，该组合触摸和力传感器层叠包括触摸传感器电极和力传感器电极；图4是根据本专利技术的实施例的、具有在感测区中的多个输入对象的输入设备的顶视图；图5是根据本专利技术的实施例的、图4的输入设备的示出了一个或多个输入对象在感测区的输入表面上施加的力的方向的侧视图；图6是根据本专利技术的实施例的、图形地图示了针对感测区中的多个对象的触摸图像信息和相关联的经分割的触摸团的输入设备的示意性顶视图；图7是根据本专利技术的实施例的、图示了针对图6的所示出的输入对象的力图像信息的输入设备的示意性顶视图；图8是根据本专利技术的实施例的、图示了触摸分割算法的示例性触摸盆地（basin）的二维图形表示；图9是根据本专利技术的实施例的、图示了在触摸团上叠加的力图像信息的输入设备的示意性顶视图，其图示了将触摸团信息初始播种（seeding）到针对图6和7的所示出的输入对象的初始力盆地中；图10是根据本专利技术的实施例的、在示例性力图像分割算法的情境中的触摸团播种力盆地的二维图形表示；图11是根据本专利技术的实施例的、比其对应的触摸团更大广延程度的第一力团和比其对应的触摸团更小广延程度的第二力团的二维图形图示；以及图12是根据本专利技术的实施例的示例性力图像分割过程的流程图。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专利技术或本专利技术的应用和用途。此外，不意图被前面的
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技术介绍
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技术实现思路
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。本专利技术的实施例提供了促进改进的传感器设备可用性的设备和方法。具体地，该设备和方法通过促进针对电容性传感器设备的感测区中的一个或多个对象的每输入对象的力的量的可靠确定，来提供改进的设备可用性。在各种实施例中，触摸图像分割算法的结果用于对后续的力图像分割算法进行播种，以由此可靠地将经分割的力图像与在触摸图像分割期间确定的相应个体输入对象相关。现在转向附图，图1是根据本专利技术的实施例的示例性输入设备100的框图。输入设备100可以被配置成向电子系统（未示出）提供输入。如本文档中所使用的，术语“电子系统”（或“电子设备”）宽泛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）。附加示例电子系统包括复合输入设备，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。另外的示例电子系统包括外围设备，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、数码相框和数码相机）。另外，电子系统可以是输入设备的主设备或从设备。输入设备100可以被实现为电子系统的物理部分，或者可以与电子系统在物理上分离。在适当的情况下，输入设备100可以使用以下各项中的任何一项或多项来与电子系统的部分通信：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”）。示例输入对象包括手指和触针，如图1中所示。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，感测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种供以下类型的输入设备使用的处理系统，所述类型的输入设备包括重叠输入表面的感测区、以及被配置成形成多个接近像素和多个力像素的传感器电极的阵列，所述处理系统通信地耦合到传感器电极的阵列并且被配置成：基于与多个接近像素的每一个相关联的可变电容来确定指示感测区中的输入对象的位置信息的接近图像；响应于由输入对象施加的力，基于与多个力像素的每一个相关联的可变电容，确定指示输入表面的局部偏差的力图像；确定来自接近图像的与感测区中的每一个输入对象对应的接近像素的组；确定来自力图像的与接近像素的每一个所确定的组对应的力像素的组；以及基于力像素的所确定的组来确定至少一个输入对象的力。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.30 US 14/3200051.一种供以下类型的输入设备使用的处理系统，所述类型的输入设备包括重叠输入表面的感测区、以及被配置成形成多个接近像素和多个力像素的传感器电极的阵列，所述处理系统通信地耦合到传感器电极的阵列并且被配置成：基于与多个接近像素的每一个相关联的可变电容来确定指示感测区中的输入对象的位置信息的接近图像；响应于由输入对象施加的力，基于与多个力像素的每一个相关联的可变电容，确定指示输入表面的局部偏差的力图像；确定来自接近图像的与感测区中的每一个输入对象对应的接近像素的组；确定来自力图像的与接近像素的每一个所确定的组对应的力像素的组；以及基于力像素的所确定的组来确定至少一个输入对象的力。2.根据权利要求1所述的处理系统，还被配置成：基于接近像素的所确定的组来确定至少一个输入对象的位置。3.根据权利要求1所述的处理系统，其中力像素的所确定的组基于针对每一个输入对象的接近像素相对于力像素的平面对准。4.根据权利要求1所述的处理系统，其中力像素的所确定的组基于针对每一个输入对象的接近像素的所确定的组之一到力像素的对应组的映射，其中接近–到–力像素映射包括以下之一：i）一对一；ii）多于一对一；以及iii）少于一对一。5.根据权利要求1所述的处理系统，其中接近像素的阵列和力像素的阵列共享二维坐标位置的共同阵列，并且此外，其中确定力像素的组包括利用接近像素的所确定的组之一中的接近像素的坐标位置来对力像素的组进行播种。6.根据权利要求1所述的处理系统，其中确定来自力图像的与接近像素的每一个所确定的组对应的力像素的组包括：针对力图像中在阈值之上的每一个力像素，将该力像素指派给接近像素的所确定的组中的至少一组。7.根据权利要求5所述的处理系统，其中确定力像素的组还包括移除具有小于阈值的值的经播种的力像素。8.根据权利要求1所述的处理系统，其中至少一个输入对象的所确定的力基于与力像素的所确定的组的每一个力像素相关联的力值。9.根据权利要求8所述的处理系统，还被配置成基于至少一个输入对象的接触区域和至少一个输入对象的所确定的力来确定由至少一个输入对象施加到输入表面的压力。10.根据权利要求6所述的处理系统，其中指派力图像中的每一个力像素包括：使用基于针对至少一个输入对象的接近像素的所确定的组来评估力图像的图像分割算法。11.根据权利要求1所述的处理系统，还被配置成：确定来自力图像的不具有对应的接近像素的所确定的组的力像素的组；以及基于力像素的所确定的组和没有对应的接近像素的组来确定接触输入表面的非导电输入对象的位置。12.根据权利要求2所述的处理系统，还被配置成基于至少一个输入对象的所确定的位置和力来控制用户界面动作。13.根据权利要求1所述的处理系统，还被配置成：将感测信号发射到多个传感器电极的第一电极上；从多个传感器电极的第二电极接收第一作为结果的信号；以及从多个传感器电极的第三电极接收第二作为结果的信号；基于第一作为结果的信号来确定与至少一个接近像素相关联的可变电容；以及基于第二作为结果的信号来确定与至少一个力像素相关联的可变电容。14.根据权利要求1所述的处理系统，还被配置成通过以下来确定与多个接近和力像素的每一个相关联的可变电容...

【专利技术属性】
技术研发人员：P沃富尔克，VV马哈林加姆，
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