电容传感器系统中的触摸检测技术方案

本发明专利技术涉及一种系统，所述系统具有可操作以被激活及去激活的二维2D触摸检测系统及可操作以与所述2D触摸检测系统通信的额外传感器。所述额外传感器能够确定是否已发生或即将发生触摸事件且能够在已发生或即将发生触摸事件的情况下激活所述2D触摸检测系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请案交叉参考本申请案主张于2014年4月17日提出申请的美国临时申请案第61/981,140号的权益，所述美国临时申请案的全文并入本文中。
本专利技术涉及电容传感器系统中的触摸检测，特定来说涉及用于具有触摸控制器的中型电容传感器系统的基于事件的多路复用的触摸检测。
技术介绍
各种技术可用于执行对输入装置的触摸检测，特定来说，电容系统及电阻系统用于检测表面(例如显示器或轨迹垫)上的触摸。已开发允许检测经界定区域中所执行的三维非触摸手势的其它系统。
技术实现思路
存在对电子装置中的触摸检测与非触摸检测的经改进组合的需要。根据一实施例，一种系统包括：二维(2D)触摸检测系统，其可操作以被激活及去激活；及额外传感器，其可操作以与所述2D触摸检测系统通信，其中所述额外传感器能够确定是否已发生或即将发生触摸事件且能够在已发生或即将发生触摸事件的情况下激活所述2D触摸检测系统。根据另一实施例，所述额外传感器可为三维(3D)手势检测系统。根据另一实施例，为确定触摸事件，所述3D手势检测系统可使用随机滤波器来进行噪声抑制。根据另一实施例，所述随机滤波器可为无迹卡尔曼(Kalman)滤波器。根据另一实施例，所述随机滤波器可抑制正弦噪声。根据另一实施例，所述3D手势检测系统可包括经配置以确定手势的多个接收电极，及触摸检测电极。根据另一实施例，所述3D手势检测系统可包括经配置以确定手势的多个接收电极，且共享来自所述触摸检测系统的至少一个电极作为触摸检测电极。根据另一实施例，所述系统可进一步包括经配置以在所述3D手势检测系统与所述2D触摸检测系统之间共享所述至少一个电极的多路复用器切换器。根据另一实施例，所述3D手势检测系统可包括经配置以确定手势的多个接收电极及经配置以共享来自所述触摸检测系统的至少一个电极以使其作为所述3D手势检测系统的发射电极操作的多路复用器。根据另一实施例，所述触摸检测电极可覆盖由所述2D触摸检测系统使用的区域。根据另一实施例，可随时间而产生并评估来自所述触摸检测电极的后续样本的差信号。根据另一实施例，可将所述差信号馈送到无迹卡尔曼滤波器。根据另一实施例，可从所述差信号减去所述无迹卡尔曼滤波器的输出信号并将其馈送到经配置以输出触摸事件信号的阈值比较单元。根据另一实施例，所述系统可通过评估所述差信号中的特性弯曲是否存在于所述差信号的零线的交越附近而确定是否发生触摸。根据另一实施例，所述2D触摸检测系统可为电容触摸检测系统。根据另一实施例，所述电容触摸检测系统可包括投射式电容触摸控制器。根据又一实施例，一种用于操作输入装置的方法可包括以下步骤：提供可操作以被激活及去激活的二维(2D)触摸检测系统；提供可操作以与所述2D触摸检测系统通信的另一传感器系统；激活所述另一传感器系统且去激活所述2D触摸检测系统；通过所述另一传感器系统确定是否已发生或即将发生触摸事件；及在已发生或即将发生触摸事件的情况下激活所述2D触摸检测系统。根据所述方法的另一实施例，所述另一传感器系统可为三维(3D)手势检测系统。根据所述方法的另一实施例，为确定触摸事件，所述3D手势检测系统可使用随机滤波器来进行噪声抑制。根据所述方法的另一实施例，所述随机滤波器可为无迹卡尔曼滤波器。根据所述方法的另一实施例，所述随机滤波器可抑制正弦噪声。根据所述方法的另一实施例，所述3D手势检测系统可包括经配置以确定手势的多个接收电极，及触摸检测电极。根据所述方法的另一实施例，所述3D手势检测系统可包括经配置以确定手势的多个接收电极，且所述方法包括共享来自所述触摸检测系统的至少一个电极作为触摸检测电极的步骤。根据所述方法的另一实施例，可通过控制经配置以在所述3D手势检测系统与所述2D触摸检测系统之间共享所述至少一个电极的多路复用器切换器而执行共享。根据所述方法的另一实施例，所述3D手势检测系统可包括经配置以确定手势的多个接收电极，且所述方法包括共享来自所述触摸检测系统的至少一个电极以使其作为所述3D手势检测系统的发射电极操作的步骤。根据所述方法的另一实施例，所述触摸检测电极可覆盖由所述2D触摸检测系统使用的区域。根据所述方法的另一实施例，可随时间而产生并评估来自所述触摸检测电极的后续样本的差信号。根据所述方法的另一实施例，所述方法可进一步包括：通过无迹卡尔曼滤波器而对所述差信号进行滤波。根据所述方法的另一实施例，所述方法可进一步包括：从所述差信号减去所述经滤波信号且将所述经减去信号馈送到输出触摸事件信号的阈值比较单元。根据所述方法的另一实施例，所述方法可进一步包括：通过评估所述差信号中的特性弯曲是否存在于所述差信号的零线的交越附近而确定是否发生触摸。根据所述方法的另一实施例，所述2D触摸检测系统可为电容触摸检测系统。根据所述方法的另一实施例，所述电容触摸检测系统可包括投射式电容触摸控制器。附图说明图1A及1B展示经组合2D/3D触摸/手势检测系统的框图；图2更详细地展示所述3D系统。图3到6及8展示所接收信号的各种时序图及其关于时间的一阶导数；图7展示无迹卡尔曼滤波器的框图；图9展示低等待时间触摸检测算法的框图。具体实施方式根据各种实施例，可将触摸检测系统与非触摸检测系统组合于电子装置中以形成复杂输入系统。触摸控制器通常用作独立输入装置且集成(举例来说)于各种电子装置中。然而，根据各种实施例，三维(3D)感测系统可与此触摸感测系统组合或其可经修改以提供触摸检测功能。3D手势检测系统可经配置以与准静态交变电场(举例来说，使用馈送到发射器电极的100kHz到200kHz的方波信号来建立此场)一同工作。接着多个检测器电极用于确定由进入所述场的物件导致的衰减。评估电路(举例来说，例如由申请人制造的集成电路MGC3130，亦称为)可用于确定3D位置。MGC3130是单区3D追踪与手势控制器装置且阐述于(举例来说)可从微芯片技术有限公司(Microchip Technology Inc.)获得的“单区3D追踪与手势控制器数据表单(Single-Zone 3D Tracking and Gesture Controller Data Sheet)”(其特此以引用方式并入)中。此检测装置可应用(举例来说)具有从来自各种电极的所接收信号导出的距离估计的三边测量法来计算实际三维坐标。然而，其它传感器系统可与触摸感测系统组合，如由所属领域的技术人员将所了解。此外，根据各种实施例，其它3D手势检测系统可与触摸感测系统组合使用。触摸检测系统通常是确定由(举例来说)手指触摸相应触摸表面(举例来说，例如荧幕或轨迹垫)而导致的电容或电阻的改变的电容或电阻测量系统。3D追踪与手势检测装置或其它传感器系统及触摸控制器可经配置以合作提供(举例来说)3D手势追踪及精确的高分辨率2D触摸信息。然而，通常并不同时操作两个系统(触摸控制器及其它传感器系统)，这是因为其将彼此干扰。因此，根据各种实施例，其它传感器系统(举例来说，例如装置)中的触摸检测算法应在相应其它传感器系统检测触摸事件或即将到来的触摸事件时激活触摸控制器。激活必须以极低等待时间进行，使得触摸控制器将不遗漏快速触摸。损害其它传感器信号处理(包含触摸检测)的噪声源是(举例来说)50/60Hz的电网噪声。按惯例，此通过应用低通滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，其包括：二维2D触摸检测系统，其可操作以被激活及去激活；额外传感器，其可操作以与所述2D触摸检测系统通信；其中所述额外传感器能够确定是否已发生或即将发生触摸事件且能够在已发生或即将发生触摸事件的情况下激活所述2D触摸检测系统。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.17 US 61/981,140;2015.01.16 US 14/599,0861.一种系统，其包括：二维2D触摸检测系统，其可操作以被激活及去激活；额外传感器，其可操作以与所述2D触摸检测系统通信；其中所述额外传感器能够确定是否已发生或即将发生触摸事件且能够在已发生或即将发生触摸事件的情况下激活所述2D触摸检测系统。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述额外传感器是三维3D手势检测系统。3.根据权利要求2所述的系统，其中为确定触摸事件，所述3D手势检测系统使用随机滤波器来进行噪声抑制。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述随机滤波器是无迹卡尔曼滤波器。5.根据权利要求3所述的系统，其中所述随机滤波器抑制正弦噪声。6.根据权利要求2所述的系统，其中所述3D手势检测系统包括经配置以确定手势的多个接收电极，及触摸检测电极。7.根据权利要求2所述的系统，其中所述3D手势检测系统包括经配置以确定手势的多个接收电极，且共享来自所述触摸检测系统的至少一个电极作为触摸检测电极。8.根据权利要求7所述的系统，其进一步包括经配置以在所述3D手势检测系统与所述2D触摸检测系统之间共享所述至少一个电极的多路复用器切换器。9.根据权利要求2所述的系统，其中所述3D手势检测系统包括经配置以确定手势的多个接收电极及经配置以共享来自所述触摸检测系统的至少一个电极以使其作为所述3D手势检测系统的发射电极操作的多路复用器。10.根据权利要求6所述的系统，其中所述触摸检测电极覆盖由所述2D触摸检测系统使用的区域。11.根据权利要求10所述的系统，其中随时间而产生并评估来自所述触摸检测电极的后续样本的差信号。12.根据权利要求11所述的系统，其中将所述差信号馈送到无迹卡尔曼滤波器。13.根据权利要求12所述的系统，其中从所述差信号减去所述无迹卡尔曼滤波器的输出信号并将其馈送到经配置以输出触摸事件信号的阈值比较单元。14.根据权利要求11所述的系统，其中所述系统通过评估所述差信号中的特性弯曲是否存在于所述差信号的零线的交越附近而确定是否发生触摸。15.根据权利要求1所述的系统，其中所述2D触摸检测系统是电容触摸检测系统。16.根据权利要求15所述的系统，其中所述电容触摸检测系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·霍赫，阿克塞尔·海姆，
申请(专利权)人：密克罗奇普技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US