CN106462300B - 用于触控界面的虚拟按钮 - Google Patents

Abstract

公开了一种电路、方法和系统，用于测量多个电极的电容，基于测量的电容，检测接近触摸屏显示器的边缘的多个电极的至少一个的导电物体的存在；将由触摸屏显示器的边缘附近的多个电极的至少一个的测量电容得出的值指定到至少一个虚拟传感器；以及基于至少一个虚拟传感器的值，激活与显示区外的位置相关联的至少一个控制元件。

Description

用于触控界面的虚拟按钮

相关申请

本专利申请要求2014年9月24日提交的U.S.专利申请14/495,547的优先权，要求2014年2月24日提交的U.S.临时专利申请No.61/943,799以及2014年5月30日提交的U.S.临时专利申请62,005,095的权益，其全部内容在此引入以供参考。

技术领域

本公开通常涉及电子系统，更具体地说，涉及触摸屏界面和操作。

背景技术

电容感测系统能感测反映电容的变化的、在电极上产生的电子信号。这种电容的变化能表示触摸事件(例如，物体接近特定电极)。电容感应元件可以用来代替机械按钮、旋钮和其他类似的机械用户界面控制。使用电容感应元件允许消除复杂的机械开关和按钮，在苛刻条件下提供可靠的操作。此外，电容感应元件能广泛地用在现代消费应用中，在现有的产品中提供用户界面选项。电容感应元件的范围能从单个按钮到以用于触摸感测表面的电容感应阵列的形式排列的大量传感器。

利用电容感应阵列的透明触摸屏在当今的工业和消费者市场中普通存在。能在蜂窝电话、GPS设备、机顶盒、相机、计算机屏幕、MP3播放器、数字平板等上找到它们。电容感应阵列通过测量电容感应元件的电容，并且发现表示导电物体的触摸或存在的电容变化来工作。当导电物体(手指、手或其他物体)接触或接近电容感应元件或电容感应元件上方的表面时，电容改变并且检测到导电物体。能通过电子电路测量电容触摸感应元件的电容变化。电子电路将电容感应元件的电容转换成数字值。

发明内容

公开了一种方法，用于检测至少一个虚拟传感器的激活，该方法包括测量多个电极的电容，基于测量的电容，检测接近位于触摸屏显示器的边缘附近的多个电极的至少一个的导电物体的存在，将由位于触摸屏显示器的边缘附近的多个电极的至少一个的测量电容得出的值指定到至少一个虚拟传感器，并且基于至少一个虚拟传感器的值，激活与显示区外的位置相关联的至少一个控制元件。

公开了一种用户界面设备，包括沿阵列的第一轴设置的第一多个电容感应电极、沿阵列的第二轴设置的第二多个电容感应电极和控制器。控制器可以被配置为测量第一和第二多个电容感应电极之间的互电容，检测在阵列的边缘处存在导电物体，并且将由第一和第二多个电容感应电极之间的测量的电容得出的值指定给至少一个虚拟传感器。

公开了一种手持显示设备。手持设备包括显示器、基本上设置在显示器的上方的多个电容感应电极，以及触摸控制器。手持显示设备的触摸控制器可以被配置成测量多个电容感应电极的电容并且确定用于至少一个虚拟传感器的激活状态，其中，至少一个虚拟传感器位于由多个电容感应节点限定的区域外。

附图说明

图1A根据一个实施例，示出自电容的表示。

图1B根据一个实施例，示出由钻石型感应元件构成的行和列电极之间的互电容的表示。

图1C根据一个实施例，示出条形电极的行和列之间的互电容的表示。

图2A根据一个实施例，示出按二维阵列排列的钻石形感应元件的阵列。

图2B根据一个实施例，示出按二维阵列排列的条形电极的阵列。

图3A根据一个实施例，示出用于自电容测量的感测电路。

图3B根据一个实施例，示出用于互电容测量的感测电路。

图4A根据一个实施例，示出多个感测通道和多个可测量电容之间的关联。

图4B根据一个实施例，示出单个感测通道和多个可测量电容之间的关联。

图5根据一个实施例，示出电容感测系统中的信息和控制信号流。

图6A根据一个实施例，数值地示出测量的电容感测阵列的电容变化。

图6B根据一个实施例，图形地示出测量的电容感测阵列的电容变化。

图6C根据一个实施例，示出电容感测阵列的多个检测峰值。

图6D根据一个实施例，示出通过5x5个传感器窗口的形心计算。

图6E根据一个实施例，示出通过用于两个导电物体的5x5个传感器窗口的形心计算的结果。

图6F示出跟踪移过电容感测阵列的多个导电物体的表示。

图7A根据一个实施例，示出触摸屏的层叠。

图7B根据一个实施例，示出触摸屏系统。

图8A根据一个实施例，示出用于敲击(tap)、双击(double-tap)和点击且拖动(click-and-drag)手势的接触时序图。

图8B根据一个实施例，示出移过电容感测阵列以产生“旋转”手势的多个导电物体。

图8C根据一个实施例，示出移过电容感测阵列以产生“捏(pinch)”或“缩小”手势的多个导电物体。

图8D根据一个实施例，示出移过电容感测阵列以产生“扩大”或“放大”手势的多个导电物体。

图8E根据一个实施例，示出移动电容感测阵列以产生“平扫(pan)”手势的多个导电物体。

图8F根据一个实施例，示出移动电容感测阵列以产生“下一项”或“下一页”手势的多个导电物体。

图8G根据一个实施例，示出移动电容感测阵列以产生“滚动”手势的多个导电物体。

图9根据一个实施例，示出用于测量触摸屏上的电容并且输出结果的方法。

图10A根据一个实施例，示出具有由钻石形感应元件构成的集成边缘电极的自电容感测阵列。

图10B根据一个实施例，示出具有边缘标记的单位单元的钻石形感应元件的互电容感测阵列。

图10C根据一个实施例，示出具有边缘标记的单位单元的条形感应元件的互电容感测阵列。

图11根据一个实施例，示出单位单元阵列和虚拟传感器。

图12根据一个实施例，示出触摸屏设备上的虚拟传感器的位置的表示。

图13A根据一个实施例，示出单位单元阵列和具有可变的相应单位单元的虚拟传感器。

图13B示出对应于悬停或握持接触的电容测量值的单位单元阵列。

图13C具有用在确定悬停或握持接触中的单位单元或单位单元组的单位单元阵列。

图14示出在不同结构中排列的虚拟传感器的各个实施例。

图15根据一个实施例，示出用于使用自电容感测阵列中的虚拟传感器，确定激活侧键的方法。

图16A根据一个实施例，示出用于使用互电容感测阵列中的虚拟传感器，确定激活侧键的方法。

图16B根据一个实施例，示出用于确定在触摸屏设备上，是否存在可以用来通过虚拟传感器，检测侧键的悬停或握持接触的方法。

图17A根据一个实施例，示出触摸屏设备上，用于具有较大接触区的左手操作的激活的虚拟传感器和调整的图形用户界面的表示。

图17B根据一个实施例，示出触摸屏设备上，用于具有较小接触区的右手操作的激活的虚拟传感器和调整的图形用户界面的表示。

图17C根据一个实施例，被配置成响应检测的触摸屏设备的双手操作的图形用户界面和调整的图形用户界面的表示。

图18根据一个实施例，示出至少部分基于激活至少虚拟传感器的触摸屏设备的模式改变的表示。

图19根据一个实施例，示出用于通过虚拟传感器，确定模式改变的方法。

图20A和20B根据一个实施例，示出由虚拟传感器激活和停用“快门”。

图20C根据一个实施例，示出通过虚拟传感器实现的缩放功能的实施例。

图20D根据一个实施例，示出通过虚拟传感器实现的亮度控制功能的实施例。

具体实施方式

在下述描述中，为了说明，阐述许多具体的细节以便提供本文所述的本发明的实施例的全面理解。然而，对本领域的技术人员来说，没有这些具体细节，可以实施这些和其他实施例是显而易见的。在其他实例中，未详细地，而是以框图示出非常已知的电路、结构和技术，以便避免不必要地混淆本描述的理解。

本描述中参考“一个实施例”或“实施例”是指结合实施例所述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。术语本描述中不同地方的“在一个实施例中”不一定是指同一实施例。

为简化和清楚示例，在附图中可以重复参考数字以表示相应或类似的元件。阐述许多细节以提供本文所述的实施例的理解。没有这些细节，也可以实施示例。在其他实例中，不详细地描述非常公知的方法、过程和部件以避免混淆所述的示例。本描述不应当视为限制本文所述的示例的范围。

电容

由填充介电材料的空间分开的两个导电板构成电容器。由下述等式给出由两个大的板制成的电容器的电容(法拉)C：

其中，A是两个导电板之间重叠的面积(m²)，d是两个导电板之间的距离(m)，ε_r是两个导电板之间的材料的介电常数，以及ε₀是介电常数(ε₀≈8.854×10^-12F·m^-1)。此外，沿两个相邻导电板的边缘的边缘电容与它们之间的总电容相加。

在一个实施例中，导电板可以是常见的金属板(诸如铜电极)。在另一实施例中，导电板可以由透明导电材料(诸如氧化铟锡，“ITO”)、银或碳墨或金属网格形成。在又一实施例中，导电板可以是人的手指或手掌。能够导电的任何材料可以充当电容器的导电板。

电容器可以储存可传递到电路的其他部分的电荷。由下述等式给出由电容器储存的电荷(库仑)q：

q＝CV， (2)

其中，C是等式(1)中给出的电容器的电容和边缘电容，以及V是两个导电板之间的电压差。

电容可以被测量为自电容，即单个导电板(电极)与用作第二电板的周围的电容，或测量为互电容，即两个具体导电板之间的电容。可以因接近测试中的导电板的另外的导电板，诸如手指的存在，改变自和互电容。为了本描述，导电板称为“电极”或“传感器”。这不旨在限制为电路，而是以不同术语描述电容器的导电板。此外，尽管为了创建电容器的目的，手指是导电板，但可以不被称为“电极”或“传感器”。尽管在下述描述中，手指被用来代表由电容传感器和测量电路感测的导电物体，但也可以使用其他导电物体。

传感器构成

图1A示出根据一个实施例，系统101中的自电容的表示。电极110可以设置在基板115上。根据等式(1)，电容117可以存在于电极110和至少一个另一电极112之间。在一个实施例中，电极110和112可以由铜形成。在另一实施例中，电极110和112可以由透明导电材料，诸如氧化铟锡(ITO)形成。在又一实施例中，电极110和112可以由银或碳墨、金属网格或另一导电材料形成。在一个实施例中，基板115可以是玻璃。在又一实施例中，基板115可以是塑料膜(诸如聚对苯二甲酸，“PET”或一些其他聚碳酸脂)、柔性印刷电路板材料，或刚性印刷电路板材料(诸如FR4)。基板115可以是单独层或可以是更大、集成系统的一部分，如下图7A和7B所示。尽管电容117示为在电极110和耦合到接地电压电位的电极112之间，但本领域的普通技术人员将理解到电极110和112之间的电容可以以任何电压电位存在，并且不要求接地连接。此外，尽管仅示出电极110和112之间的电容耦合，但电极110可以电容地耦合到图1A中未示出的电路元件。

图1B根据一个实施例，示出系统102中的互电容的表示。包括多个钻石形元件的第一电极120可以沿第一轴设置在基板(未示出)上。包括多个钻石形元件的第二电极122可以沿第二轴设置。在一个实施例中，在电极120和122的交叉125处存在互电容127。

在不同实施例中，电极120和122可以由铜、诸如ITO的透明导电材料、银或碳墨、金属网格或其他导电材料，或导电材料的组合形成。基板(例如参见图1A的基板115)，在不同实施例中可以是玻璃、塑料膜(诸如聚对苯二甲酸，“PET”或一些其他聚碳酸脂)、柔性印刷电路板材料，或刚性印刷电路板材料(诸如FR4)。此外，在实施例中，基板可以是单独层或可以是更大、集成系统的一部分，如下图7A和7B所示。在一个实施例中，电极120和122可以设置在相互粘接的两个不同基板上。在其他实施例中，电极120和122可以设置在同一基板的两侧上或可以设置在基板的同侧上并且由电极120和122的各个元件之间并且设置在介电材料上方的跨接线形成用于电极120或电极122的连接。

图1C根据另一实施例，示出系统103中的互电容的另一表示。第一电极130沿第一轴设置在基板(例如图1A的基板115)上。第二电极132可以沿第二轴设置。在一个实施例中，电极130和132可以条形。在另一实施例中，电极130和132可以具有基于条形基调的更复杂的结构。在电极130和132的交叉处，可以存在互电容137。在一个实施例中，电极130和132可以由铜形成。在另一实施例中，电极130和132可以由透明导电材料，诸如ITO形成。在又一实施例中，电极110和112可以由银或碳墨、金属网格或另一导电材料形成。

可以使用互电容127和137来检测表面上或附近的一个或多个导电物体的位置(例如图6A至6E)。可以使用互电容阵列(见下文的图2A和2B的描述)来检测具有触摸表面的设备的边缘上的一个或多个导电物体。在一个实施例中，导电物体所处的边缘可以是垂直于设置电极的基板的表面，如图7A所示。

在不同实施例中，电极130和132可以由铜、透明导电材料，诸如氧化铟锡(ITO)、银或碳墨、金属网格或其他导电材料或导电材料的组合形成。在不同实施例中，基板(例如参见图1A的基板115)可以是玻璃、塑料膜(诸如PET或一些其他聚碳酸脂)、柔性印刷电路板材料或刚性印刷电路板材料(诸如FR4)。此外，在实施例中，基板可以是单独层或可以是更大的集成系统的一部分，例如下图7A和7B所示。在一个实施例中，电极130和132可以设置在相互粘接的两个不同基板上。在其他实施例中，电极130和132可以设置在同一基板的两侧上或可以设置在基板的同侧上并且由电极130和132的各个元件之间并且设置在介电材料上方的跨接线形成用于电极130或电极132的连接。

图2A示出与图1B类似的电极阵列202。包括多个钻石形元件的第一多个电极220可以沿第一轴设置在基板(未示出)上。包括多个钻石形元件的第二多个电极222可以沿第二轴设置在基板上。特写225表示第一多个电极220和第二多个电极222之间的交叉。在来自第一多个电极220的电极与来自第二多个电极222的电极的交叉处，存在互电容(例如图1B的互电容127)。该互电容区域可以描述为电极阵列202的单位单元229。单位单元存在于每一交叉处并且可以用来检测导电物体的位置或检测沿触摸屏使能的设备的边缘存在至少一个导电物体，如图7A、11和16所示。

图2B示出与图1C类似的电极阵列203。第一多个电极230可以沿第一轴设置在基板(未示出)上。第二多个电极232可以沿第二轴设置在基板上。在一个实施例中，电极230和232可以是条形。在另一实施例中，电极230和232可以具有基于条形基调的更复杂结构。特写235示出第一多个电极230和第二多个电极232之间的交叉。与图2A类似，在来自第一多个电极230的电极和来自第二多个电极232的电极的交叉处存在互电容，并且该互电容区域可以描述为电极阵列203的单位单元239。单位单元存在于每一交叉处并且可以用来检测导电物体的位置或检测沿触摸屏使能的设备的边缘存在至少一个导电物体，如图7A、11和16所示。

单位单元229和239及它们的测量的电容值可以用来检测表面上或附近的一个或多个导电物体的位置(例如图6A至6E)，或可以用来向自电容测量电路(例如图10的通道320)提供校准信号或偏置电流。单元阵列可以用来检测具有触摸表面的设备的边缘的一个或多个导电物体。在一个实施例中，导电物体所处的边缘可以是垂直于设置电极的基板的表面，如图7A所示。

单位单元229和239可以几何上概念化为细分的最小单元。即阵列上的测量的最小可重复单元。还可以通过声明单位单元内的每一点与其作为任何其他单位单元的中心相比，更接近那一单位单元的中心(不同轴上的电极之间的交叉的中心)，概念化单位单元229和239。单位单元229和239可以功能上概念化为阵列202和203的原始分辨率。即，可以识别每一行和行，并且位置定义在每一行和列上。对具有12列和9行的矩形阵列，存在108个离散位置。由于在第7行(从上数)和第6列(从左数)之间存在单位单元229以及在第6行和第6列之间的交叉处存在单位单元239，基于阵列202和203的原始分辨率，它们的位置可以分别指定为6,7和6,6。单位单元229和239可以概念化为阵列的像素，其中，每一像素可以指定位置和那一位置特定的可测量值。在下图6A和6B中，给出单位单元的基于像素解释的示例。单位单元229和239也可以称为“节点”，其中，行和列电极的每一交叉是阵列的节点。

电容感测

图3A示出电容测量电路301的一个实施例。可以在如图1A所示的电极110和地之间，形成自电容传感器310(C_s)。自电容传感器310的非接地侧可以耦合到电容测量电路301的引脚312。可以使用开关网络315来通过交替地使自电容传感器310充电到电压(V_DD)和将累积的电荷放电到积分电容器322上来生成电流，积分电容器322可以是通道320的一部分。可以由下述等式给出来自开关网络315和自电容传感器310的电流：

其中，由下述等式给出开关网络315和自电容传感器310的等效电阻：

其中，由等式(2)给出C_s，以及f是开关SW1和SW2的开关频率。开关网络315和积分电容器322可以耦合到具有参考电压(V_REF)的运算放大器324的输入以允许逐步线性充电积分电容器322。可以由模数转换器(ADC)326测量积分电容器322两端的电压，由处理块330分析其输出。在由ADC 326测量积分电容器322两端的电压后，可以由开关SW3重置积分电容器322两端的电压，允许新的测量。

图3B示出互电容测量电路302的一个实施例。可以在两个电极(图1B的120和122，图1C的130和132)的交叉处形成互电容传感器311(C_M)，还具有寄生电容318(C_P)。互电容传感器311的每一板可以耦合到互电容测量电路302的引脚。第一引脚313可以耦合到信号发生器(TX)316以及第二引脚314可以耦合到通道320。信号发生器316的交流电压可以产生从互电容传感器311到通道320的积分电容器322的电流。在一个实施例中，可以由ADC 326测量积分电容器322两端的电压，由处理块330分析其输出。在由ADC 326测量积分电容器322两端的电压后，可以由开关SW4重置积分电容器322两端的电压，允许新的测量。在另一实施例中，可以使用来自互电容传感器311的电流来偏置自电容测量电路301的输入，与图3A所示类似。由互电容感应电流提供的偏压可以提供积分电容器322和ADC 326的组合的更大动态范围。

尽管所示的图3A和3B的通道320包括运算放大器(324)和ADC(326)，但本领域的技术人员将理解到有许多方式来测量积分电路的电压以及图3A和3B的实施例旨在作为示例而不是限制。例如，可以由比较器和由比较器的输出选通的计数机构替代ADC 326以产生有关积分电路的电容的表示。在该实施例中，来自计数机构的计数的数字可以表示使积分电路充电到比较器的参考电压所需的时间。较大充电电流可以产生更快充电积分电路和更低计数值。

诸如图3A和3B所示的电容测量电路可以单独或与分别测量多个输入的电容的若干实例一起在集成电路(IC)上实现。

图4A根据一个实施例，示出用于测量多个电容411.1至411.N的电路401。在电路401中，四个电容411.1至411.N可以耦合到感测IC405的引脚414.1至414.N。每一互电容411.1至411.N可以耦合到通道320.1至320.N并且通道320.1至320.N的每一个的输出通过复用器410，耦合到处理块330。

图4B根据另一实施例，示出用于测量多个电容411.1至411.N的电路402。在电路402中，四个电容411.1至411.N可以耦合到感测IC405的引脚414.1至414.N。每一电容411.1至411.N可以耦合到复用器410的输入，其输出可以耦合到通道320。通道320的输出可以耦合到处理块330。

图4A和4B示例用于每一电容的各个通道或用于所有电容的单一通道的逻辑极端。然而，在另一实施例中，可以实现图4A和4B的电路的不同组合。例如，多个通道320可以耦合到互电容411。在一个实施例中，电容可以均匀地分布在所有可用通道上。在另一实施例中，可以不均匀地分布电容，某些通道可以被配置为测量比其他通道更多引脚上的电容。此外，尽管图4A和4B示例四个电容、引脚或通道，但本领域的技术人员将理解到可以使用多于或少于四个。此外，取决于设计需求，电容、引脚和通道的数量可以相同或可以不同。

电容411.1至411.N可以耦合至与引脚414.1至414.N相反的信号以产生通道320的电流输入，其表示测量的电容，如图3所述。在另一实施例中，电容411.1至411.N可以耦合至信号以产生用于电路401和402的校准的电流。

尽管图4A和4B示例复用器，但本领域的技术人员将意识到可以配置多个开关来执行与复用器类似的功能。电容411.1至411.N耦合至通道320的机构或通道320.1至320.N如何通过复用器耦合至处理块330的表示仅是示例，不旨在将该描述限定到具体的电路元件。

处理

图5示出触摸屏系统501的一个实施例。触摸屏510可以通过引脚414(例如图3A的312、图3B的313和314，以及图4A和4B的414)，耦合到感测IC 505。感测IC 505可以包括耦合到触摸屏510的触摸屏电极的通道320(如图2A和2B所示)。在一个实施例中，可以将通道320的输出发送到CPU 512以处理(如图3A和3B所示)，然后或通过通信接口516传送到主机530，或存储在存储器514中并且通过通信接口516从存储器514传送到主机530。在另一实施例中，可以将通道320的输出直接存储在存储器514中(在由CPU 512处理前)并且可从存储器514由CPU 512处理然后通过通信接口516传送到主机530，或通过通信接口516，从存储器514传送到主机530，无需CPU干预。可以将调谐和校准例程存储在存储器514中并且通过调谐块513由CPU 512实现。通过并且由通道320校准来自触摸屏510的信号可以提供具有更大信噪比的电容测量和用户交互的逼真度。

来自通道320的电容测量数据可以表示由通道320测量的总电容。即，可以将图1A至1C的自电容或互电容的电容转换成数字值。数字值可以包括寄生电容(图3A和3B的318)以及无手指存在的原始互电容(图3B的311)和导电物体或手势的电容。可以从测量值减去作为基线的寄生电容和原始互电容，产生表示来自导电物体或手指的电容的差值。可以由处理块330分析差值以确定导电物体是否接近阵列以及高级用户交互。

CPU 512或主机530可以进一步使用电容和/或差值来沿触摸屏510的边缘，检测一个或多个虚拟传感器540的激活。虚拟传感器的激活可以用来确定不是特别对该触摸屏指定的用户交互。

图6A示例用于互电容感应阵列的多个互电容的交叉611的数值差值601。数值差值601可以由例如用于每一单位单元(图2A的229和图2B的239)或互电容C_M 311(图3B)的通道320(图3B)的原始值得出。在一个实施例中，数值差值可以是从通道320输出的原始计数值与基线值之间的差。在一个实施例中，可以对整个阵列，全局地存储基线值。在另一实施例中，可以单独对每一交叉，存储基线值。在另一实施例中，可以取决于触摸屏上每一传感器的位置、单个传感器的噪声性能、其他设计限制，对多组传感器存储基线值。在一个实施例中，可以在开发期间确定基线值。在另一实施例中，基线值可以在启动时计算或可以在触摸屏的操作期间更新以考虑触摸屏电极经历的噪声变化、触摸屏的物理变化(热、湿度等)或输出通道(例如通道320)的其他偏移源。

可以将图6A的数值差值601图形地示为图6B的热图602。热图602的每一单元或互电容601的阴影可以表示图6A的数值差值601。越暗的单元可以表示互电容电极与导电物体的更大电容耦合以及互电容电极本身之间的较小电容耦合。为了清楚描述，图6B所示的表示用于后续图。

图6C示例基于来自图6A和6B的数据的峰值检测方案603的示例。峰值检测方案603可以将每一单位单元(图2A的229和图2B的239)或互电容611(图6A和6B)与它周围的那些比较。可以将具有最大差值的单位单元或互电容识别为峰值并且指定标识符和位置。第一峰值631被指定第一位置(X轴632和Y轴634)。第二峰值635被指定第二位置(X轴636和Y轴638)。在峰值传感器631和625位于阵列的边缘处时，可以激活虚拟传感器，如图11和16所示。

图6D示例形心计算604的示例，其中，限定和处理每一峰值周围的传感器阵列。可以使用第一峰值631来限定包括周围的25个单位单元和包括第一峰值631处的单位单元的第一阵列641。第二峰值635可以用来限定包括周围的25个单位单元和包括峰值631的第二阵列645。可以处理第一阵列641和第二阵列645的值来基于包含在每一阵列(641和645)内的值，找到导电物体的形心或质心。尽管在图6D中示出和参考图6D描述对称5×5阵列，但在不同实施例中，阵列可以具有不同维度，因此不同多个单位单元。这些不同的实施例可以包括3×3、4×4和更大阵列。阵列可以在中心定位峰值或峰值可以是偏移量。此外，阵列可以是不对称的，更多行数或列数，或不规则的，其中，每一行或列可以具有不同多个单位单元。

图6E示出当无虚拟传感器被确定为激活时，由图6D的第一和第二阵列641和645计算的第一和第二形心651和655的示例。

图6F示出分别由轨迹663和667移过触摸屏的两个导电物体661和665和它们的位置的示例。

图7A示出触摸屏系统501(来自图5)的触摸屏叠层的一个实施例。触摸屏叠层701可以包括显示器740。在显示器740上方，可以设置传感器层750。在传感器层750和导电物体，诸如手指之间，可以设置覆盖层760。

尽管将传感器层750示为在基板的同一层上，但这仅是示例。在一个实施例中，传感器层750可以设置在覆盖层760的底部，在触摸屏叠层701中，将层数从3减少到2。在另一实施例中，可以将传感器层750设置在显示器740的上方，还从触摸屏叠层701去除层。在另一实施例中，可以在显示器内，以不同深度设置显示在传感器层750上的电极的一个或两个轴。例如，传感器层750可以实现为单元内、单元上，或单元内和单元上的混合。此外，传感器层750可以与显示器740共用某些电极。

使用传感器层750上的电极，可以确定虚拟传感器765的激活。在一个实施例中，可以将虚拟传感器765表示为基本上垂直于设置电极的平面(传感器层750)的平面上的激活区。

根据一个实施例，在图7B的触摸屏系统702中示出触摸屏叠层701。触摸屏/显示器705(类似于图7A的触摸屏叠层701)可以耦合到触摸控制器710和显示控制器/驱动器715。触摸控制器710可以被配置为感测自电容(图3A)或互电容(图3B)或两者。触摸控制器710的输出可以被传送到应用处理器730。触摸控制器710还可以被配置为从应用处理器730接收指令和数据。可以由触摸控制器710传送到应用处理器730的信息可以包括用于阵列上的每一识别的导电物体的下述数据：

·检测期-触摸已经在触摸屏上存在多久(扫描数)；

·X轴位置-阵列上，沿导电物体的水平轴的位置；

·Y轴位置-阵列上，沿导电物体的垂直轴的位置；

·Z轴强度-触摸强度，可以表示导电物体的大小或导电物体压向触摸表面的压力；

·接触区域长轴长度-以阵列上的导电物体的位置为中心的椭圆的长轴；

·接触区域短轴长度-以阵列上的导电物体的位置为中心的椭圆的短轴；

·接触区域长轴角度-以阵列上的导电物体的位置为中心的椭圆的长轴的角度(从纵向看)

·触地/提离反弹-对阵列上的导电物体的检测是否有反弹(或滞后)和/或检测是否在反弹内/在反弹内何处

·导电物体识别-触摸类型(光秃的手指、戴手套的手指、触摸笔、悬停、接近等)；

·导电物体大小-大的导电物体或规则大小的导电物体；

·虚拟传感器激活状态-各种活动虚拟传感器的标识、位置和信号级，以及

·手势(参考图8A至8G更详细论述)。

应用处理器730可以耦合到显示控制器/驱动器715以控制在触摸屏/显示器705上显示的内容。

图8A示例当被解释为单触手势时，用于单个导电物体的电容测量数据的示例。图8A中的导电物体的检测被示为电容传感器上的导电物体的数字开/关或高/低。单击手势810可以被检测为检测到存在导电物体，然后，检测到无导电物体存在以定义第一触摸811。双击手势812可以被检测为检测到存在导电物体，然后，检测到无导电物体存在以定义第一触摸811，然后，在规定时间内，检测到第二触摸813。点击且拖动手势814可以被检测为检测到存在导电物体，然后检测到无导电物体存在以定义第一触摸811，然后在规定的时间内，检测到第二触摸815。当第二触摸保持在触摸表面上并且移过该表面上时，点击且拖动手势也可以移动显示器上的光标。

图8B至8E示出基于两个导电物体的检测的手势的示例。在一个实施例中，导电物体821和823以绕一些中心点的圆形运动移动，顺时针或逆时针以产生旋转手势802。在另一实施例中，导电物体821和823可以沿基本上线性路径彼此移近以产生“捏”或“缩小”手势803。在另一实施例中，导电物体821和823可以沿基本上线路路径相互远离移动以产生“扩大”或“放大”手势804。在另一实施例中，导电物体821和823可以沿基本上平行路径移动以产生“平扫”手势805。

图8F和8G示出基于移过电容感测阵列的单一接触的检测的手势。在一个实施例中，导电物体821可以以基本上垂直直线移动以产生“下一项”手势806。在另一实施例中，导电物体821可以以绕某些点的圆形运动移动，顺时针或逆时针以产生滚动手势807。

可以在虚拟传感器上检测图8A和8C-8F的手势以实现另外的功能性，无需用户直接接触触摸屏。在不同实施例中，敲击、双击和滚动/平扫可以用来控制不同界面，诸如相机(图18-20)。

图9示出感测触摸屏阵列和确定适当显示的方法901的一个实施例。首先在步骤910，检测电容。步骤910可以对应于自电容测量或互电容测量并且可以使用类似于图3A或3B所述的感测电路。在其他实施例中，可以使用其他自电容或互电容感测方法。在步骤920，可以使用原始电容值来创建基线。然后，在步骤930，可以从原始电容值减去基线值以产生差值(如图6A所示)。在一个实施例中，可以使用差值来确定用于硬件构成的校准参数。校准参数可以包括耦合各个单位单元(例如分别图2A和2B的229和239)以驱动信号，使得将偏置电流提供给可测量电容的数字转换(例如下文的图10)。在步骤940，可以将来自步骤930的差值与阈值比较以确定导电物体是否存在于足以处理的阵列上。如果差值高于阈值，在步骤950检测导电物体。在一个实施例中，检测导电物体可以是通过识别如图6C所示的峰值。如果在阵列的边缘处识别到峰值，在步骤960，可以确定虚拟传感器活动。替选地，在步骤970，可以由电容值计算阵列上的每一导电物体的位置。在一个实施例中，如参考图6D和6E所述，可以计算位置。在步骤980。可以随时间跟踪阵列上的每一导电物体的位置以检测每一导电物体的运动(或无运动)，如图6F所示。最后，在块990，可以监控每一导电物体的存在、不存在和位置并且用来检测手势，如图8A至8G所示。

在一个实施例中，可以由图7的触摸控制器710完成图9的整个方法901。在另一实施例中，可以由外部处理器，诸如图7的应用处理器730完成方法901的不同步骤。在该实施例中，可以通过图5的通信接口516，向/从触摸控制器710传送数据。传送到主机的信息可以存储在存储器(诸如存储器514)中或通过处理单元(诸如CPU 512)传送。在另一实施例中，可以由触摸控制器710或应用处理器730完成另外的处理步骤，以及在执行图9中所示的方法901的步骤中使用那些步骤的结果。

虚拟传感器

在不同实施例中，电极或单位单元的子集可以用来创建在由显示器和传感器层750限定的感测区的边缘外或上的虚拟按钮。对自电容触摸屏，沿显示器和传感器层的外周设置的电极可以用来检测设备的侧面上的手指或其他导电元件。图10A示出具有钻石形元件的电极1001的阵列，与图2A所示类似。可以使用钻石形元件的顶行1014和底行1016以及左列1011和右列1012来检测沿触摸屏设备的侧面的用户的手指。如果中心的行或列(分别为1015或1011)检测到导电物体的存在，诸如用户的手指，可以确定那一物体的位置。

图10B示出如图10A所示，具有钻石形传感器元件的电极1002的阵列，除电极的每一个被配置为测量钻石形元件的顶和底行与每一列之间以及钻石形元件的左右列与每一行之间的互电容外。每一交叉的互电容可以被解释为对应于由那一交叉限定的单位单元1020。然后，使用测量的单位单元(或交叉)的互电容来检测沿触摸屏设备的侧面或沿显示器或测量区的边缘的用户的手指或手。

图10C示出与如图2B所示，条形电极1003的阵列。正如同图10B，测量顶和底电极与每一列电极之间以及左右电极与每一行电极之间的互电容。可以将每一交叉的互电容解释为对应于由那一交叉限定的单位单元1020。然后使用测量的单位单元(或交叉)的互电容来检测沿触摸屏设备的侧面或沿显示器或测量区的边缘的用户的手指或手。

图11示出具有在阵列外周附近的虚拟传感器的阵列1100的一个实施例。指定到虚拟传感器的值可以对应于在相邻行或列测量的电容。为了示范目的，示出互电容单位单元1030，如图10C的那些单位单元。可以将虚拟传感器指定到对应于触摸屏设备的轴和侧面的组。虚拟传感器1112.1-1112.N的第一组1110可以对应于左垂直边缘。虚拟传感器1122.1-1122.N的第二组1120可以对应于右垂直边缘。虚拟传感器1132.1-1132.N的第三组1130可以对应于顶水平边缘。虚拟传感器1142.1-1142.N的第四组1140可以对应于底垂直边缘。可以使用沿阵列的外围的传感器或单位单元(例如来自图10C的1030)的每一个的值来将值指定到虚拟传感器的每一个。参见下文的图16，根据一个实施例，描述将值指定到用于互电容触摸屏的虚拟传感器的方法。对自电容阵列，指定到虚拟传感器的值可以用于由手指触摸并且在与活动的列或行同一侧上的行或列。即，如果左传感器活动，可以将活动行的值指定到显示器的左侧上的、对应于活动行的虚拟传感器。同样地，如果右传感器活动，可以将相同值指定到显示器的右侧上的虚拟传感器。参见下文的图15，根据一个实施例，描述用于将值指定到用于自电容触摸屏的虚拟传感器的方法。

图12示出图11的虚拟传感器如何用在实际设备，诸如移动手机1201上的一个实施例。可以将虚拟传感器指定到沿设备的左侧的第一组1210或沿设备的右侧的第二组1220，假定在感测阵列的边缘和设备的边缘之间有足够小的距离。在阵列的边缘与设备的边缘之间有太大距离的区域中，还可以将虚拟传感器指定到设备的感测表面。例如，可以在第三组1230中，沿显示区1202的顶部，或在至少一个第四组1240.1或1240.2中，沿显示区的底部，限定第一组虚拟传感器。在这种构成中，可以使感测阵列的灵敏度扩展到显示区外以实现另外的功能性，诸如代替通常实现为单独输入的机械按钮或触敏按钮。

图13A示出在阵列的任一侧上，具有虚拟传感器的阵列1301的实施例。在图13的实施例中，可以使用来自单位单元(1330.7和1330.8)的至少一个以上的列的值来提供用于虚拟传感器的电容值。即，激活多列单位单元仍然产生用于虚拟传感器的值的植入，以及与之相关联的按钮或其他接口元件的激活和屏幕本身上的接触的位置。在替选实施例中，如果植入虚拟传感器，则不确定屏幕本身上的接触的位置。对自电容阵列(见图10A)，可以使用多个列或行来确定手指处于阵列的边缘处。即，1个以上行或列可以具有高于阈值的值并且控制器仍然可以识别设备的边缘上的接触，而不是显示区上的接触。对互电容阵列(见图10B和10C)，可以使用更接近阵列的中心的单位单元。使用单行或列或多行或列的决定可以是上下文相关，并且当激活设备的某些功能时可以改变。此外，如图13所示，触摸屏显示器的不同侧不一定使用相同数量的电极或单位单元。在一个实施例中，触摸屏设备的一侧上的列的数量可以是另一侧的两倍。这些构成可以取决于用户如何与设备交互或在触摸屏上显示的内容。

图13B示出单位单元1301的阵列的一个实施例，与图11和13A类似。单位单元1301的阵列的每一单位单元具有电容变化值。可以根据图3B的测量电路302，计算电容变化值并且以与图6A-F类似的方式处理。以两半部分，1351和1355示出单位单元1301的阵列。一半1350示出悬停在单位单元1301的阵列上方的导电物体的电容变化值。一半1355示出表示沿触摸屏设备的边缘，极接近传感器的两个导电物体的电容变化值。一半1350可以具有单一峰值传感器1351，示出具有电容变化值54。一半1355可以具有两个峰值传感器，1356和1357，分别具有电容变化值123和90。尽管对一半1355示出了两个峰值传感器，但本领域的普通技术人员将理解到实际上可以检测到多于或小于2个峰值传感器。在一个实施例中，可以检测到单个峰值传感器。在另一实施例中，可以检测到3个或以上峰值传感器。

图13C示出单位单元1302的阵列，与来自图13B的单位单元1301的阵列类似，其中，仅示出对应于峰值传感器(图13B的1351、1356和1357)的行的单位单元。可以将最接近单位单元阵列的垂直边缘的单位单元的阵列中的单位单元识别为外边缘单位单元(1361)。紧邻外边缘单位单元1361的单位单元可以被识别为中间边缘单位单元1363。沿中间边缘单位单元，与外边缘单位单元相对的单位单元可以被识别为内边缘单位单元1365。在不同实施例中，不同单位单元组中的单位单元，外、中间和内可以用来通过比较那些值，检测握持接触对悬停接触。只要已经检测到握持接触，可以植入虚拟传感器的值和根据用户交互做出决定。在下文中，将参考图15、16A和16B，论述如何检测握持或边缘接触的实施例。

图14示出阵列1400的实施例，其中，可以将不同虚拟传感器或虚拟传感器组指定到不同按钮或功能。在不同实施例中，可以将不同数量的虚拟传感器构成在一起以执行单个操作，诸如按钮。例如，一组四个虚拟传感器1410可以组合在一起以检测激活单个按钮1412。在一个实施例中，激活按钮1412可以基于具有比阈值更大的值的虚拟传感器的任何一个。在其他实施例中，所有虚拟传感器的总和、所有虚拟传感器的平均值，或所有虚拟传感器的最小值可以用来确定是否激活按钮(或另外选择的一些其他功能)。在其他实施例中，可以将一组四个虚拟传感器组合在一起以检测激活比由四个虚拟传感器覆盖的区域更小的单个按钮1422。在又一实施例中，更少虚拟传感器可以组成为指定到更小虚拟传感器的对1430。另外，可以对单个虚拟传感器1442指定其自己的组1440。在其他实施例中，可以将不同数量的虚拟传感器组合在一起以执行更复杂操作，诸如滑块。例如，可以使用一组5个虚拟传感器1450来检测沿用于滑块传感器1452的那些虚拟传感器的接触的运动。滑块可以用于音量控制、亮度控制、滚动或要求大于虚拟传感器本身原始的分辨率的其他功能。滑块传感器1452或按钮1412、1422、1432和1434的控制元件可以与显示区外的位置相关联，如图12所示(位于组1210、1220、1230、1240.1或1240.2内)。在一个实施例中，这些位置可以沿与电容感测电极相同的平面(在1230、1240.1和1240.2的情况下)。在另一实施例中，在显示区外的位置可以沿垂直或不同于电容感测电极的平面或轴，如图7的虚拟传感器765所示。

图15根据一个实施例，示出使用自电容触摸屏中的虚拟传感器，确定激活侧键的方法。为了说明清楚，仅示范垂直边缘上的虚拟传感器。然而，本领域的普通技术人员将理解到，经由切换行和列的角色，通过水平边缘上的虚拟传感器，可以使用类似的处理。在步骤1510，测量用于面板的电容。电容测量可以是对整个面板(所有列和所有行)，或可以对面板的子集，包括垂直边缘列。为检测激活触摸屏设备的左侧的侧键，在步骤1515，确定激活最左列(“列0”)。通过将在列0上测量的电容的数字表示与阈值比较，确定激活列0，如果大于阈值，认为“活动”。如果根据步骤1515，列0停用，并且在步骤1525，触摸屏设备的中心中的其他列活动，则在步骤1540，可以处理触摸屏设备上的触摸的位置。如果在步骤1535，列0活动，并且列1活动，可以在感测区的边缘处确定接触并且计算接触的位置。如果列0活动且列1不活动，在步骤1550确定活动行，并且在步骤1560，将对应于列0和活动行的激活电平的值指定到虚拟传感器。如果虚拟传感器与定义的侧键或其他功能相关联，在步骤1570，激活那一侧键或功能。

图16A根据一个实施例，示出使用互电容触摸屏中的虚拟传感器，确定激活侧键的方法1601。在步骤1610，测量电容。在步骤1611，如果接触处于触摸屏的中心(触摸屏的中心中的单位单元具有足够高以记录为活动的电容变化值)，在步骤1612，可以处理接触的触摸位置。在步骤1613，如果接触不是在触摸屏的中心，而是边缘上，在步骤1630，将单位单元或交叉的值指定到虚拟传感器。如果虚拟传感器与定义的侧键或其他功能相关联，在步骤1616，激活那一侧键或功能。如果在步骤1613，在边缘上无接触，并且在步骤1611，在中心无接触，在步骤1615，未检测到接触并且在步骤1610，再次测量电容。图16B示出用于确定接触是否在触摸屏的边缘上，或不同的交互，诸如悬停是否发生的方法1602。在步骤1620，首先测量用于面板的电容测量。与图13B中的单位单元1301的阵列类似，指定用于每一单位单元的值。如果在步骤1621，峰值传感器(或单位单元)位于触摸屏的边缘上，在步骤1624，在触摸屏的外边缘(见图13C的元件1361)上，识别最大信号。在步骤1621，如果峰值传感器(或单位单元)不位于触摸屏的边缘上，在步骤1622，计算触摸位置。可以以与图6A-F所示的方法类似的方式，计算触摸位置。在步骤1624，在触摸屏的外边缘上识别到最大信号后，在块1626，在触摸屏的内边缘上识别最大信号。在一个实施例中，触摸屏的内边缘可以与外边缘相邻。在另一实施例中，可以更接近中心定位触摸屏的内边缘，如由图13C的元件1363和1365所示。在步骤1628，可以由内边缘和外边缘上的最大信号，计算握持比。在不同实施例中，可以通过下述操作，计算握持比：

·将外边缘上的最大信号除以内边缘上的最大信号；

·从外边缘上的最大信号减去内边缘上的最大信号；

·由多个最大信号(来自外边缘、中间边缘和内边缘)，计算线性关系；

·由边缘处(来自外边缘、中间边缘和内边缘)或来自除正好在该边缘附近的那些外的行或列的传感器或单位单元的多个最大信号，计算非线性关系；

·计算外边缘和中间边缘以及中间边缘和内边缘之间或来自除正好在该边缘附近的那些外的行或列的传感器或单位单元的二阶关系；或

·能够识别多个单位单元的测量电容中的变化的数值表示的其他方法。

在一个实施例中，触摸屏的内边缘与外边缘相邻。在另一实施例中，触摸屏的内边缘可以更接近中心，如由图13C的元件1363和1365所示。如果握持比大于阈值，可以检测到握持触摸屏设备。替选地，在方法1500的步骤1560和方法1601的1614中，可以使用方法1602，识别活动传感器来触发创建和植入虚拟传感器。

尽管方法1602使用来自单位单元1301的阵列的数据，论述关于互电容和单个单位单元，检测握持接触，但在不同实施例中，可以将互电容单位单元的多个列或行组合在一起并且使用它们的值的总和(或平均值)来确定握持接触或虚拟传感器激活。在其他的实施例中，可以使用自电容行和列来确定握持接触或虚拟传感器激活。在这类实施例中，可以由整体上行或列的值，计算握持比，类似于图10A，并且可以由行或列的自电容值，计算图16B的步骤1628的握持比。

在不同实施例中，可以使用沿触摸屏显示器的外周的虚拟传感器和传感器来检测用户的生物信息。例如，可以使用沿触摸屏显示器的外周的虚拟传感器和传感器来检测手持设备的手的大小，由左手还是右手手持该设备或用户是否正使用与手持该设备的同一手来与图形用户界面(GUI)交互。

图17A示出在表示用户用他们的左手手持设备1702的样式中，识别各个虚拟传感器的实施例。在该实施例中，分别在样式1750和1760中，激活组1710的虚拟传感器1711.1-1711.N和组1720的1721.1-1721.N。在一个实施例中，单独或组合的样式1750和1760可以对应于操作触摸屏设备的更大单一左手。因此，可以将在屏幕上显示的按钮1780移到左侧以使它们更易于由左手的拇指触及。在另一实施例中，可以使用沿设备的边缘的电极的样式来确定作为组的按钮的高度，或按钮的大小。即，设备的边缘上的越大手势表示越大的手，由此允许更易于看见和更易于较大的手按压的较大按钮。

图17B示出在表示用户用他们的右手手持设备1702的样式中，识别各个虚拟传感器的实施例。在该实施例中，分别在样式1751和1761中，激活组1710的虚拟传感器1711.1-1711.N和组1720的1721.1-1721.N。在一个实施例中，单独或组合的样式1751和1761可以对应于操作触摸屏设备的更小单一右手。因此，可以将在屏幕上显示的按钮17871移到右以使越小越易于由越小右手的拇指触及。

图17C示出在表示用户用他们的右手手持设备1702，但通过他们的右手与触摸屏交互的样式中，识别各个虚拟传感器的实施例。在该实施例中，分别在样式1752、1753和1761中，激活组1711的虚拟传感器1711.1-1711.N和组1720的1721.1-1721.N。在一个实施例中，单独或组合的样式1752、1753和1761可以对应于左手手持触摸屏设备，而单独的手与触摸屏交互。因此，在屏幕上显示的按钮1772位于显示器的中心上，并且使得更大。

图17A-C的示例旨在仅示出检测生物信息，不表示可能特征的完整列表。在不同实施例中，可以使用沿触摸屏显示器的外周的虚拟传感器和传感器来检测特定用户(通过特定的重复样式)，作为安全设备(通过要求虚拟传感器活动以解锁屏幕的某些构成)，或仅允许打开某些应用、通过某些虚拟传感器和外围传感器组合仅可访问的应用。

图18根据一个实施例，示出通过检测某些虚拟传感器的激活的触摸屏设备模式改变1800。图18的示例示出从文本输入界面1810改变成相机(或图像捕捉)界面1820。在一个实施例中，模式改变可以由检测到与对应于将触摸屏设备1801用作相机的至少一个虚拟传感器1840.1-1840.4的激活耦合的触摸屏设备1801倾斜1830引起。在不同实施例中，不同数量和构成的虚拟传感器可以用来检测模式改变。在其他实施例中，可以使用激活的虚拟传感器的不同激活和构成来进入触摸屏设备的不同界面。尽管在图15中示出相机，但可以通过传感器输入和至少一个虚拟传感器的激活的组合，触发其他界面，诸如文件夹、电子邮件、主页或其他应用。

此外，尽管通常使用加速计的陀螺仪来检测触摸屏设备的方向的变化，但可以采用其他方法，诸如将触摸屏设备的同侧上的相机用作显示器来识别面部并且相应地对准显示器，或使用与触摸屏相对的显示器来检测景观特征(诸如树、建筑物、地平线等)并且对准显示器。

图19示出用于检测如图8所示的触摸屏设备的模式改变的方法1900的实施例。在步骤1905，如果倾斜传感器活动，在步骤1915，检查虚拟传感器的激活。如果倾斜传感器不活动，在步骤1940，触摸屏仍然处于当前模式。在一个实施例中，倾斜传感器可以是陀螺仪、加速计或其他分立传感器。在另一实施例中，倾斜传感器可以是触摸屏设备上的相机，被配置为识别各个样式并且通过将那些样式与预期样式比较，检测触摸屏设备的方向。例如，相机和处理逻辑可以检测地平线、建筑物或景观的其他部分。在一个实施例中，相机可以检测操作触摸屏设备的主体或人的眼睛。如果虚拟传感器活动并且倾斜传感器活动，在步骤1920，触摸屏设备可以进入相机模式。在任一点，触摸屏设备确定倾斜传感器和虚拟传感器保持活动并且如果停用任何一个或两者，则退出相机模式。如果触摸屏设备处于相机模式，在步骤1930，用户可以选择拍照。在拍照后，触摸屏设备可以保持在相机模式，直到停用倾斜传感器或虚拟传感器为止。然而，在一个实施例中，在拍照后，触摸屏设备可以返回到前一模式以处理该照片。在图18所示的示例中，在已经拍照以允许用户将照片发送到另一方后，触摸屏设备可以返回到文本输入以显示文本输入界面1810。在一个实施例中，对模式改变，可以要求虚拟传感器的特定构成。在另一实施例中，可以要求多个活动虚拟传感器，但它们的位置可以不是特定的。对不同模式改变，在显示器单元上产生为按键的预期传感器可以不同。用户可以不知道使用虚拟传感器来检测触摸屏设备的边缘上的按钮或按键的激活，因此显示器可以仅表示用户必须触摸显示器的那一部分以激活按键。在另一实施例中，触摸屏设备可以检测沿触摸屏设备的边缘的不同或特定位置的用户存在并且相应地做出决定，无需用户的刻意努力。

尽管参考图19论述了快门按钮，可以通过虚拟传感器实现其他相机功能，如图20A-D所示。例如，只要相机界面1820活动，可以将虚拟传感器1840.1-1840.1用作快门、进入相机模式或控制相机的缩放和光学特性。图20A和20B示出识别基本上处于显示器的四个角的四个接触虚拟传感器1840.1-1840.4的相机用途的实施例。由缺少活动虚拟传感器所示的释放，且接着按压对应于通常位于相机的右上的快门按钮位置中的一个虚拟传感器会使得触摸屏设备在相机模式中操作以捕捉图像并且将其存储到存储器中。

图20C和20D示出由虚拟传感器使能的更先进特征。在一个实施例中，可以使用当处于相机模式时，触摸屏设备的“上方”的虚拟传感器来放大或缩小。在另一实施例中，可以使用当处于相机模式时，触摸屏设备的“底部”的虚拟传感器来调整相机的亮度。在其他实施例中，可以使用虚拟传感器的不同构成来控制为用户提供显示器的最不受约束的视图的相机的任何元件和显示功能性，诸如F-光圈、饱和度、色度、对比度或无数菜单选项。

在上述描述中，许多细节进行了阐述。然而，对于在具有本公开的益处的领域中的普通技术人员来说明显的是，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实施。在一些情况下，公知结构和设备以方框图的形式示出，而不是以细节示出，以便避免模糊描述。

详细描述的一些部分根据计算机存储器内数据位的操作的算法和符号表示来呈现。这些算法描述和表示是由在数据处理领域中的技术人员使用的手段，以最有效地传达其工作的实质给本领域中的其他技术人员。算法在这里并且通常被认为是导致期望结果的步骤的自洽序列。步骤是需要物理量的物理操纵的那些。通常，尽管不是必须的，这些量采用能够被存储、传输、组合、比较以及以其他方式操纵的电或磁信号的形式。主要为了通用的原因，将这些信号称为位、值、元素、符号、字符、术语、数字或类似物已被证明常常是方便的。

然而，应当牢记，所有这些和类似的术语都将与适当的物理量相关联并且仅仅是应用于这些量的方便的标签。除非特别说明，否则如从上面的讨论明显的，可以理解的是，在整个描述中，使用诸如“整合”、“比较”、“平衡”、“测量”、“执行”、“累积”、“控制”、“转换”、“采样”、“存储”、“耦合”、“改变”、“缓冲”、“应用”等术语的论述，指的是计算系统或类似的电子计算设备的动作和过程，其将表示为在计算系统的寄存器和存储器内的物理(例如，电子)量的数据操纵并变换成类似地表示为在计算系统存储器或寄存器或其他这种信息存储、传输或显示设备内的物理量的其他数据。

词语“示例”或“示例性”在本文中用于表示用作示例、实例或说明。本文中描述为“示例”或“示例性”的任何方面或设计并不一定要被解释为优于或胜过其他方面或设计。相反，使用词语“示例”或“示例性”意在以具体方式呈现概念。如在本申请中使用的，术语“或”意在表示包含性“或”而不是排他性“或”。也就是说，除非另有指定，或从上下文清楚可见，“X包括A或B”意在任何自然的包含性置换。也就是说，如果X包括A；X包括B；或X包括A和B，则“X包括A或B”在任何以上实例上得到满足。此外，用在本申请和所附权利要求书中的冠词“一”一般应被解释为表示“一个或多个”，除非另有指定或从上下文清楚看出是针对单数形式的。此外，使用的术语“实施例”或“一个实施例”或“实现”或者“一种实现”整个的不是旨在表示相同的实施例或实现，除非如此描述。

本文所描述的实施例还可以涉及一种用于执行本文的操作的装置。该装置可以被特别地构造用于所需目的，或者它可以包含选择性地激活或由存储在计算机中的计算机程序重新配置的通用计算机。这样的计算机程序可以被存储在非临时性计算机可读存储介质中，诸如，但不限于，包括软盘、光盘、CD-ROM和磁光盘的任何类型的盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、闪存或任何类型的适于存储电子指令的介质。术语“计算机可读存储介质”应当被理解为包括存储一个或多个指令集的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库和/或相关联的缓存和服务器)。术语“计算机可读介质”也应被理解为包括能够存储、编码或执行用于由机器执行的的一组指令以及引起该机器执行任意一个或多个本实施例的方法的任何介质。术语“计算机可读存储介质”应相应地被理解为包括，但不限于，固态存储器、光介质、磁介质、能够存储用于由机器执行的一组指令以及引起该机器执行任意一个或多个本实施例的方法的任何介质。

本文中所呈现的算法和显示并不固有地与任何特定计算机或其他装置相关。各种通用系统可以与根据本文的教导的程序使用，或者它可以证明便于构造更专门的装置来执行所需的方法步骤。用于多种这些系统的所需结构将从下面的描述出现。另外，本实施例并不与参照任何特定的编程语言来描述。应当理解的是，各种编程语言可以用于实现如本文所述的实施例的教导。

以上描述阐述了许多具体细节，如特定系统、组件、方法等等的示例，以便提供本发明的若干实施例的很好的了解。但是，对于本领域技术人员将明显的是，本发明的至少一些实施例可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其他实例中，公知的组件或方法没有详细描述或列于简单框图的格式，以避免不必要地模糊本发明。因此，上述阐述的具体细节仅仅是示例性的。特定实现可以从这些示例性细节有所不同，但仍然可以认为是在本发明的范围之内。

应当理解的是，上面的描述旨在是说明性的而不是限制性的。在阅读和理解上述说明中，许多其他实施例对于本领域技术人员将是明显的。因此，本发明的范围应当参照所附的权利要求，连同这些权利要求所赋予的等效物的全部范围来确定。

Claims (19)

1.一种用于检测至少一个虚拟传感器的激活的方法，包括：

测量阵列的多个传感器的电容，所述传感器中的每一个位于由触摸屏显示器限定的感测区内；

基于测量的电容，检测与位于所述触摸屏显示器的边缘附近的所述多个传感器的至少一个接近的导电物体的存在；

将由位于所述触摸屏显示器的边缘附近的所述多个传感器的所述至少一个的测量电容得出的电容值指定到至少一个虚拟传感器，其中，所述至少一个虚拟传感器位于由所述触摸屏显示器限定的所述感测区外；以及

基于所述至少一个虚拟传感器的所指定的电容值，激活与由所述触摸屏显示器限定的感测区外的位置相关联的至少一个控制元件。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个传感器上的电容是互电容。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个传感器上的电容是自电容。

4.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个虚拟传感器对应于与由所述触摸屏显示器限定的感测区外的位置相关联的多个控制元件中的至少一个。

5.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

检测所述触摸屏显示器的方向的变化；以及

如果与由所述触摸屏显示器限定的感测区域外的位置相关联的至少一个激活的控制元件对应于预期控制元件，使包括所述触摸屏显示器的设备进入第二模式。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述第二模式是图像捕捉模式。

7.如权利要求6所述的方法，其中，所述至少一个控制元件包括快门按钮。

8.如权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个控制元件包括由多个虚拟传感器构成的滑块。

9.一种用户界面设备，包括：

沿阵列的第一轴设置的第一多个电容感测电极；

沿阵列的第二轴设置的第二多个电容感测电极；

控制器，所述控制器被配置为：

测量所述第一多个电容感测电极和所述第二多个电容感测电极之间的互电容；

检测在所述阵列的边缘附近存在导电物体；以及

将由所述第一多个电容感测电极和所述第二多个电容感测电极之间的测量电容得出的电容值指定到至少一个虚拟传感器，所述至少一个虚拟传感器位于由所述第一多个电容感测电极和所述第二多个电容感测电极限定的区域外，以及；

处理器，所述处理器被配置为基于所述至少一个虚拟传感器的所指定的电容值，确定沿所述用户界面设备的边缘的至少一个控制元件的激活。

10.如权利要求9所述的用户界面设备，其中，所述处理器被进一步配置为检测所述用户界面设备的方向的变化并且进入能够通过所述虚拟传感器和所改变到的方向使用的操作模式。

11.如权利要求9所述的用户界面设备，其中，所述处理器被进一步配置为：

检测用户的生物信息；以及

基于所述用户的生物信息，改变显示器上的信息的特性。

12.如权利要求9所述的用户界面设备，其中，所述控制元件是相机的快门按钮。

13.如权利要求9所述的用户界面设备，其中，所述控制元件是音量控制界面。

14.如权利要求9所述的用户界面设备，其中，所述阵列的边缘附近的导电物体的存在是基于来自所述第一多个电容感测电极和所述第二多个电容感测电极之间的交叉处的多列单位单元的电容。

15.一种手持显示设备，包括：

触摸屏显示器；

设置在所述触摸屏显示器的上方的多个电容感测电极，所述多个电容感测电极形成多个电容感测节点；以及

触摸控制器，所述触摸控制器被配置为测量所述多个电容感测电极上的电容并且确定至少一个虚拟传感器的激活状态，其中：

将由位于所述触摸屏显示器的边缘附近的多个电容感测电极的至少一个的测量电容得出的电容值指定到所述至少一个虚拟传感器，

基于所述至少一个虚拟传感器的所指定的电容值，激活与由所述触摸屏显示器限定的感测区外的位置相关联的至少一个控制元件，并且

所述至少一个虚拟传感器位于由所述多个电容感测节点限定的区域外，并且所述触摸控制器被配置为检测在所述触摸屏显示器的边缘上的导电物体。

16.如权利要求15所述的手持显示设备，其中，所述至少一个虚拟传感器位于与设置有所述多个电容感测电极的基板垂直的所述手持显示设备的表面上。

17.如权利要求15所述的手持显示设备，其中，所述至少一个虚拟传感器与至少一个用户界面元件对齐。

18.如权利要求17所述的手持显示设备，其中，所述至少一个用户界面元件是被配置以比所述至少一个虚拟传感器的分辨率大的分辨率输出值的滑块。

19.如权利要求17所述的手持显示设备，其中，所述至少一个用户界面元件是在所述触摸屏显示器的边缘上显示并且被配置成由在所述多个电容感测节点限定的区域外存在导电物体来激活的按钮。