專利名稱：具有非鎖定降低的鍵入歧義的電容式鍵盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于控制非雙穩(wěn)態(tài)鍵(例如，電容式位置傳感器)的 陣列的方法和裝置，更具體地，涉及用于防止在電容式鍵盤中偶然錯 誤地輸入所選鍵鄰近的鍵的方法和裝置。
背景技術(shù)：
電容式接近傳感器(capacitive proximity sensor )陣列常用在鍵 盤、鍵板(keypad)和其他觸摸輸入裝置中。導(dǎo)致使用電容式傳感器 替代常規(guī)金屬開關(guān)的兩個特征在于1)電容式傳感器可做成很小的 尺寸，在需要緊密排列的鍵盤的情況下這是很理想的；以及2)電容 式傳感器尤其容易環(huán)境密封，如果要在潮濕的環(huán)境中或擔心污染物灑 在鍵盤上的地方使用鍵盤，這是很理想的。
常規(guī)電容式傳感器，當被緊密排列時，或當在有傳導(dǎo)液體膜存在 的情況下使用時，容易遭到鍵入歧義(keying ambiguity)的問題。 在小鍵盤中，例如，用戶的手指可能從想要的鍵迭蓋到鄰近的鍵上。 如果用戶手指大，或者他/她足夠用力地按壓鍵盤表面使他/她的手指 變形時，這尤其成問題。當傳導(dǎo)膜灑在鍵盤上時，會發(fā)現(xiàn)同樣的效果， 在這種情況下用戶的手指被感測為好象令人混淆的大小。在飲料和食
這類問題尤為突出。
在本發(fā)明人的第5，730，165號美國專利中，發(fā)明人教導(dǎo)了一種使 用單個耦合板的電容式場傳感器，以及檢測該耦合板到地的電容Cx
的變化的方法。第5,730,165號美國專利中教導(dǎo)的裝置包括脈沖電路， 其用于對耦合板充電以及隨后將耦合板的電荷轉(zhuǎn)移給電荷檢測器，電 荷檢測器可為采樣電容器，Cs。轉(zhuǎn)移操作通過耦合板和電荷檢測器之
間電連接的轉(zhuǎn)移開關(guān)進行。通過引用將第5，730，165號美國專利的公 開內(nèi)容并入于此。
在本發(fā)明人的第6,466,036號美國專利中，發(fā)明人教導(dǎo)了用于測 量對地電容的脈沖電路，該電路包括多個電開關(guān)元件，每個電開關(guān)元 件有一側(cè)與電源電壓或是電路接地點電連接。這種電路布置可用在鍵 盤以及許多其他應(yīng)用中，與通常有至少一個開關(guān)元件浮動的一側(cè)的現(xiàn) 有技術(shù)的脈沖電路相比，它更易于與可用的集成電路設(shè)計和生產(chǎn)實踐 相兼容。這些改進的布置從而以低制造成本提供優(yōu)異的性能。通過引 用將第6，466，036號美國專利的公開內(nèi)容并入于此。
在本發(fā)明人的第6,993,607號美國專利中，發(fā)明人教導(dǎo)了一種迭 代方法，該方法反復(fù)地測量與各鍵關(guān)聯(lián)的檢測信號強度，比較所有測 量信號強度以找出最大值，將具有最大信號強度的鍵確定為唯一的用 戶選取鍵，然后只要來自該選取鍵的信號保持在某標稱閾值以上，則 抑制或忽略來自所有其他鍵的信號。通過引用將第6，993，607號美國 專利的公開內(nèi)容并入于此。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一方面在于可提供一種消除鍵入歧義的迭代方法，該方 法包括測量與陣列中的各鍵關(guān)聯(lián)的檢測信號強度，比較測量信號強 度以找出最大值，確定該具有最大信號強度的鍵為唯一的用戶選取笫 一鍵，并且保持該選擇，直到要么第一鍵的信號強度掉到某閾值水平 以下，要么第二鍵的信號強度超過第一鍵的信號強度為止。當任何一 個鍵被選中時，它的信號強度可相對所有其他鍵增大，從而不選所有 其他鍵。在這方面，所考慮的陣列可以是鍵盤，或其任何適宜的子集。
本發(fā)明的一個尤其優(yōu)選實施方式為電容式鍵的陣列，其中各鍵具 有與之關(guān)聯(lián)的各檢測積分計數(shù)器(DI)。各DI為定時計數(shù)器(clocked counter)，在來自關(guān)聯(lián)鍵的信號強度在某標稱閾值以上的每個電容獲 取周期，該定時計數(shù)器以一個遞增值向上計數(shù)，如果信號強度小于該 標稱值則朝零向下計數(shù)?？刂破鹘邮諄碜愿鱀I的相應(yīng)輸入，并且當
與一個鍵關(guān)聯(lián)的檢測積分(DI)計數(shù)達到各自選定的終端計數(shù)值TC 時，確定該鍵被選中，即勝出。用來向下計數(shù)的增量可與用于向上計 數(shù)的一樣，例如為1，或者它可以不同，例如為2，從而優(yōu)先加速向 下計數(shù)的'落選，過程超過勝出的過程，以有助于更好地抑制噪聲。任 何DI計數(shù)器向下計數(shù)的速度還可為全值，即，在一個循環(huán)內(nèi)清空DI。 在本實施例中，當兩個或以上的鍵具有它們標稱閾值以上的信號強度 時，在這種情況存在的每一個循環(huán)中，具有較小信號強度的鍵將使其 關(guān)聯(lián)的DI遞減或清空。如果任何兩個或以上的鍵具有相等且最大的 信號強度，則這些鍵的DI將繼續(xù)增加，直到第一個到達其TC的鍵'勝 出，并且被設(shè)置為唯一 的用戶選取鍵。
在本發(fā)明的另一方面，在第一時刻被選中鍵的DI可被遞減或清 空，而且即使該鍵的信號強度在閾值以上并且其DI等于相關(guān)聯(lián)的TC 值，如果第二鍵由于它的信號強度大于第一鍵的信號強度同時也高于 它自己的閾值且與它關(guān)聯(lián)的DI等于相關(guān)聯(lián)的TC而在后面的時刻被 選中，則該鍵不被選中。如果有多個鍵的信號強度在它們相關(guān)聯(lián)的閾 值以上，則它們相關(guān)聯(lián)DI將在竟爭中向上或向下計數(shù)，直到一個鍵 的DI最終等于它的TC并且勝過包括之前被選鍵的所有其他鍵為止。
在以上討論中，應(yīng)當理解出于解釋的目的， 一個信號大于另一個 信號的原則已多少被簡化。為了避免不明確以及消除在兩個或以上具 有差不多相同信號強度的鍵之間振蕩，在決定過程的后續(xù)重復(fù)中，優(yōu) 選地可給予勝出的鍵些微優(yōu)勢。這例如可通過要求非選取鍵的信號超 出當前選取鍵的信號一個小量來完成。這可通過從非選取鍵的信號減 去一個小量，或者將選取鍵的信號加上一個小量來完成。
本方法比起本發(fā)明人的第6,993,607號美國專利中>^開的那些方 法的優(yōu)點在于，當手指從一個鍵滑向下一個鍵時，這里公開的方法在 仍然降低鍵入歧義的同時允許鍵選擇的平滑滾動(rollover)。在前 述專利中，即使最大信號強度已轉(zhuǎn)移到新的鍵，第一個勝出的鍵保持 被選中，只要該第一鍵具有足夠的剩余信號強度來保持它的狀態(tài)，即， 通過具有超出它關(guān)聯(lián)的閾值的信號強度。因此本發(fā)明可被稱為'非鎖
定，的鍵入歧義降低。
在本發(fā)明的又一方面，如杲正在接近檢測閾值并且都在指定鍵盤
鄰區(qū)(neighborhood)的兩個鍵的信號強度都超過了閾值并且它們的 信號強度在相同時刻彼此相等(或在選定的容許值以內(nèi))，可利用由 控制器執(zhí)行的算法來宣告兩個鍵中的一個為活動(active)，另一個 為非活動(inactive)。將認識到多種算法都可以，這些算法包括但不 限于對活動鍵的隨機或偽隨機選取、或者基于哪個鍵先被掃描來宣告 活動性。
原則還適用于少見的DI的終端計數(shù)(TC )被選為等于1的情況。 這在功能上等同于好象沒有DI，而僅僅是簡單的信號比較功能，后面 接禁止邏輯門。在此，給禁止門的輸入還包括鄰區(qū)中的鍵之間的信號 強度的邏輯比較，以使后面的比較傾向為有利于已選中的鍵多過具有 相應(yīng)閾值以上的相應(yīng)輸出信號的竟爭鍵。
鍵盤領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解可通過多種方法定義上述的鄰區(qū)。在 某些情況中，給定鍵的鄰區(qū)可由緊鄰給定鍵的所有鍵構(gòu)成，或可包括 與給定鍵之間不超過一個鍵的所有鍵。在其他情況中，鄰區(qū)可包括矩 陣中的所有鍵一例如，在用于數(shù)字數(shù)據(jù)輸入應(yīng)用的鍵盤中，其中每個 時刻只有一個鍵為活動，從而輸入數(shù)字的序列被唯一確定。在其他情 況中，諸如在打字或計算機輸入鍵盤中，鍵的鄰區(qū)可包括鍵盤中除專 用鍵(諸如大寫設(shè)定鍵，控制鍵等)以外的所有其他鍵。此外，本發(fā) 明的某些實施方式提供可由用戶設(shè)置的鍵盤，該用戶對控制器編程以 選擇性地考慮或忽視陣列中的各種鍵。在某些情況中可能有兩個鄰 區(qū)，出于鍵入歧義解除的目的各鄰區(qū)獨立動作。
盡管相信前述較寬泛的總結(jié)說明可能對本領(lǐng)域希望學習如何實 踐本發(fā)明的技術(shù)人員有用，但將認識到上迷描述并非意在列出所有特 征和優(yōu)點。本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白他們可容易地利用下面具體實施方 式中公開的底層的想法以及具體實施例為基礎(chǔ)，來設(shè)計用來進行與本 發(fā)明相同目的的其他配置，這些等價的構(gòu)造在本發(fā)明的最寬形式的精 神和范圍之內(nèi)。此外，可注意到本發(fā)明的不同實施方式可提供所列舉
的本發(fā)明的特征和優(yōu)點的各種組合，以及某些實施方式可提供少于全 部的列出特征和優(yōu)點。


圖1A至1C示出緊密間隔的電容式按鈕的陣列。 圖2示出諸如電容式鼠標表面或電容式觸摸屏的二維觸摸表面， 按鈕在其周圍。
圖3示出諸如電容式鼠標表面或電容式觸摸屏的二維觸摸表面， 保護環(huán)分布在它周圍以在手指剛移出二維鼠標或屏區(qū)之外時抑制對 觸摸屏區(qū)域的激活。
圖4是本發(fā)明優(yōu)選裝置的示意性框圖。
圖5A是示出當鍵K1初始為活動時在本發(fā)明的優(yōu)選方法中進行 的邏輯操作的流程圖。
圖5B是示出當鍵K1初始為非活動時在本發(fā)明的優(yōu)選方法中進 行的邏輯操作的流程圖。
具體實施例方式
在研究具體實施方式
時，讀者可通過注意本專利文獻中通篇使用 的某些詞和短語的定義獲得幫助。無論在哪里給出那些定義，本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員應(yīng)理解，在許多(如果不是特別多)的實例中，這些定 義既適用這些被定義的詞和短語之前的使用，也適用之后的使用。在 本說明書的開始，可注意詞語"包含，，和"包括，，及其派生詞意味著含有 但不受限；詞語"或，，包括和/或的意思。在本公開中一般使用以及在所 附的權(quán)利要求中專門使用的詞語"鍵"是指將機械轉(zhuǎn)換為電的設(shè)備的 可觸摸部分，它本性是非雙穩(wěn)的。該詞語特地排除了常規(guī)機械開關(guān)， 其中兩個或以上的電導(dǎo)體互相接觸或不接觸來進行或中斷電連接。詞 語"鍵盤"、"鍵板，，等都是指用于數(shù)據(jù)輸入的鍵的陣列，對陣列的大小 或結(jié)構(gòu)沒有限制。"鍵，，還可以是有維度的感測表面，諸如XY觸摸屏 或"觸控板"，或并不意在用于常人數(shù)據(jù)輸入的感測區(qū)，諸如物體或身
體部件傳感器。"觸摸，，可表示人或機械與鍵接觸或靠近。"用戶"可表 示人類或機械物體。"手指，，尤其可以是人的手指、機械手指或鐵筆。
電容式傳感器，與要么開要么閉的雙穩(wěn)態(tài)電子機械開關(guān)不同，它 提供隨著用戶手指和鍵盤的感測元件之間的接觸或延伸或耦合程度 而變化的信號。其他非雙穩(wěn)態(tài)接觸傳感器(例如，來自給定傳感器的 輸出隨著作用力的增大而增大的壓電傳感器陣列)與電容式鍵有許多 相同性質(zhì)。于是，以下公開的很多內(nèi)容應(yīng)理解為與也提供響應(yīng)鍵和用 戶手指、鐵筆、或其他靠近鍵的鍵激活或指向工具之間的耦合程度的 輸出信號的非電容式鍵有關(guān)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖1A，發(fā)現(xiàn)鍵控板ll中'N，個緊密間隔的電容式鍵的 陣列，可因本發(fā)明受益。當使用這么小的鍵控板時，不可避免地手指 覆蓋遠多于想要的鍵。接觸主要想要的鍵電極l的手指可容易地產(chǎn)生 '指印，輪廓3，如虛線所示，其中指印具有質(zhì)心位置A。這個指印還覆 蓋除想要的鍵以外的其他鍵。虛線和各鍵區(qū)域之間交叉的表面積的量 是由于接觸各與之交叉的鍵將接收的信號水平變化量的合理表示，盡 管即使非接觸鍵也將由于僅僅的手指靠近以及觸摸板內(nèi)的邊緣場效 應(yīng)而發(fā)生信號增大。
在這種情況中，期望是選^^一個且僅一個用戶想要的鍵，而抑制 來自與指印交叉的鄰近的鍵的輸出。在本'非鎖定，鍵抑制的發(fā)明中， 如果手指滑向以位置B為質(zhì)心的虛線區(qū)示出的新鍵位置4,其中從A 到B的箭頭示出移動，這種移動將不會引起第一鍵1保持唯一活動， 即使它有足夠的信號仍然保持它的狀態(tài)，即，盡管由于移動到新的鍵 它的信號被降低，但仍然位于閾值水平以上。相反，本發(fā)明規(guī)定新的 想要的鍵2由于指印交叉程度比鍵l高，因此具有更大的信號水平， 通過關(guān)閉鍵l的活動狀態(tài)，鍵2變成唯一活動鍵。
圖1B和1C憑借與先在位置A (圖1B )然后在位置B (圖1C ) 的指印的相對電極表面交叉，更詳細地示出圖1A的鍵上的信號變化。 在各圖的下面部分的條形圖中示出信號強度。期望的是為了使一個鍵 "贏得，，用戶選取鍵的狀態(tài)，它的信號變化必須超過閾值，并且它的信
號得是最大。在圖1B中，鍵1勝出。在圖1C中，鍵2勝出。
如果鍵選擇方法僅通過挑選最大信號強度來工作，則鍵盤易遭致 不想要的在兩個具有差不多相等的信號強度(例如指印面積)的鍵之 間來回快速切換。優(yōu)選地，通過使鍵選擇方法偏向或傾向為有利于已 選取的鍵來避免這類'換個不停(chatter)，。即，使轉(zhuǎn)換過程比直接 相等就出現(xiàn)的稍困難。這種偏向可在后面的鍵選擇決定中以多種方式 提供。這些方法可相當于向與選取鍵關(guān)聯(lián)的信號加入一個增值；在 后來的選擇中將選取鍵的信號強度乘以一個大于1的值；從與每個非 選取鍵關(guān)聯(lián)的信號強度減去各自的增值；或?qū)⒚總€非選取鍵的信號強 度乘以各小于1的值。
圖2示出按鈕7圍繞的電容式鼠標或電容式觸摸屏區(qū)域6的結(jié) 構(gòu)。結(jié)合圖1A-C描述的操作原則類似地適用于圖2，其中出于鍵抑 制的目的可將區(qū)域6視為具有單個信號強度的單個鍵。當鍵7離指向 表面6非常近并且指印3和4可迭蓋電容式屏幕和一個或以上電容式 按鈕時，圖2適用。此外，應(yīng)當認識到盡管圖描畫了二維觸摸表面， 然而相同的考慮適用于通常被稱為滑塊、滾輪等的那一類一維觸摸表 面。
圖3示出'鍵，8圍繞的電容式觸摸輸入?yún)^(qū)6的結(jié)構(gòu)。結(jié)合圖1描 述的操作原則類似地適用于圖3，其中出于鍵抑制的目的可將區(qū)域6 視為具有單個信號強度的單個鍵，而外圍的4鍵，8用來檢測部分地落 在6和8上的不定接觸。區(qū)域6可包括諸如電容式鼠標表面、電容式 觸摸屏或包括分立鍵的鍵板的任何合適的輸入配置。
在本例中，保護電極8不一定意在作為實際控制鍵。從3滑向4 的手指仍將可能離開活動屏幕6，但實際上該接觸為不正當，因為它 的真正質(zhì)心'B，原則上位于輸入?yún)^(qū)以外。'鍵，8檢測到這種位置以外的 指印，并且適當?shù)倪壿嬍沟闷聊?不被檢測或被進一步的處理所忽略。 可注意保護環(huán)結(jié)構(gòu)的某些使用并不涉及手指觸摸鍵板。例如，可在電 容式手機鍵板的周圍布置保護環(huán)，并且當用戶正在講電話并握著手機 鍵板貼著他/她的頭時，利用保護環(huán)輸出來阻止從鍵板中的所有鍵進行
讀取。
后一種情況中的保護電極'鍵，8還可以是分立的實電極形狀，例 如長方形、盤形、弧形、或帶狀或其他形狀，其置于合理地靠近輸入 區(qū)域6的某其他位置。通過把產(chǎn)品放在用戶的頭部或其他身體部位(例 如將產(chǎn)品放在衣物口袋中，鍵盤一側(cè)朝向用戶的身體)將此保護電極 激活，以抑制在這些不利的情況下來自鍵板的進一步輸出。這個'鍵， 合適的位置可靠近手機的耳機，離開鍵板或觸摸屏一段距離。
保護電極'鍵，8還可以是如圖3中所示的環(huán)，或是分立的實電極 形狀(諸如長方形、盤形、弧形、或帶狀或其他形狀)，其置于合理 地靠近輸入?yún)^(qū)域6的某其他位置，從而可通過機械關(guān)閉被激活。這可 提供一個蓋，當關(guān)閉該蓋時，會引起保護鍵8對輸入?yún)^(qū)域6的抑制。
針對使用如圖3中所示的設(shè)備，為了確定位置以外的指印，可使 用同類的偏向配置以防止上述的'換個不停，。然而，以上就圖2所描 述的關(guān)系假定就手指表面面積而言的感測通道的增益是可比較的，從 而不同鍵上相等的指印表面積產(chǎn)生可比較的信號變化。就圖1A-1C、 圖2或圖3所描述的任何實例的情況并不總是如此。不同鍵的電極大 小可能不一樣，而且由于各種原因(例如偏離加載電容變化等)不同 鍵中的電增益可能不同。在這些實例中，所加的增值可能為負。另選 地，可通過利用實驗上確定的與特定結(jié)構(gòu)符合的縮放常數(shù)(scaling constants)將來自竟爭鍵的信號縮放為等效的狀態(tài)。在任何情況中， 出于比較的目的可將信號縮放和/或偏置成等效，從而產(chǎn)生理想的抑制 效果而不會"換個不停"。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖4，發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的裝置10的示意表示，裝置包括標
為"鍵l"....."鍵N"的N個電容式接近傳感器的陣列。各傳感器12
具有給各自的計數(shù)器邏輯14的輸出，計數(shù)器邏輯14向合適的控制邏 輯16提供數(shù)據(jù)并被控制邏輯16控制。電子領(lǐng)域的技術(shù)人員會明白盡 管計數(shù)器14和控制邏輯16在示意圖中畫在分立的框中，但這些特征 可由分別的物理電路元件提供，也可全部由單個微控制器提供，如圖 4中的虛線18所描畫的。此外，盡管鍵12的陣列被描畫為簡單的線
性陣列，然而讀完這里包含的公開的人將會明白可以使用許多其他類 型的陣列，并且許多其他類型的陣列將包含但不限于用作計算機鍵盤 的陣列、在電話和自動銀行中通用類型的鍵板、現(xiàn)金出納數(shù)據(jù)輸入鍵
盤等，以及結(jié)合圖3討論的各種其他結(jié)構(gòu)。
計數(shù)器14或與其等效的邏輯功能的加入，當按照本公開的教導(dǎo) 所使用時，通過包括比較來自不同鍵12的信號強度的方法可消除或 解決歧義。這個過程包括檢查一個或以上連續(xù)信號采樣的差。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5A和5B,發(fā)現(xiàn)流程圖描畫出本發(fā)明的用于操作裝 置10從而抑制無關(guān)的鍵信號或其他解決鍵入歧義的優(yōu)選方法。本發(fā) 明可通過優(yōu)選地在非易失性存儲器中存儲的程序的控制下運行的微 處理器18來執(zhí)行，或者可通過連接分立的電路元件提供硬連線邏輯 的方式來執(zhí)行。盡管流程圖5A和5B描畫了按照單個傳感器鍵1 (不 同地標為"鍵1"或"K1")以及關(guān)聯(lián)的信號水平Sl和關(guān)聯(lián)的檢測積分 器DI1的操作，但是應(yīng)理解這種簡化僅僅為了說明的清楚性，并且控 制實際鍵盤的算法可以并行方式對N個鍵中的每一個實際執(zhí)行所述 方法。
所述方法依賴于傳感器輸出的迭代比較，并且基于一個傳感器既 有對于選定次數(shù)的計數(shù)器循環(huán)(可以是1)超過檢測閾值的輸出，并 且后來在也對選定次數(shù)的計數(shù)器循環(huán)具有陣列中具有超過檢測閾值 的所有傳感器的最高輸出，來選擇這一個傳感器的輸出變?yōu)榛顒踊?'開，。將認識到為了做到這個，可選擇并行地對所有傳感器計時，或 者可以掃描所有的計數(shù)器并且快速連續(xù)地每次操作一個，從而在用戶
在操作鍵盤時不會感覺有延遲的足夠短的時間內(nèi)給每個傳感器提供 選定數(shù)目的計數(shù)器循環(huán)。
將從傳感器鍵K1獲取的信號Sl (步驟24)，與選定的信號閾 值進行比較(步驟26)。如果S1小于閾值，則將與K1關(guān)聯(lián)的DI中 的值DI1減去選定量(Z)或者通過其他方式減小(步驟28)，如果 它大于0的話。如果值S1等于或大于其檢測閾值，然后在步驟29中 將S1與其他所有信號Sj進行比較。如果它具有由于接觸引起的最強
信號變化，考慮到如果另一個鍵為活動則經(jīng)歷可能的非搖擺偏向值'k， (步驟30 ),然后計數(shù)器DI1可遞增(步驟31)。如果不滿足步驟 30的條件，則DI1遞減或通過其他方式減小(步驟28)。僅當計數(shù) 器DI1等于終端計數(shù)值TC時(步驟32 ),在步驟33中將該鍵變?yōu)?活動或開。當這么做的時候，控制邏輯強制所有其他的活動鍵變?yōu)榉?活動，并且重置它們各自的DI計數(shù)器。在包含大量鍵的鍵盤中，每 個時刻應(yīng)當只有其中一個是活動的，當然，任何給定鍵的輸出分析的 結(jié)果大都為此關(guān)狀態(tài)。如上所述遞增或遞減計數(shù)器值的動作可數(shù)字上 相反，以獲得同樣的結(jié)果，并且應(yīng)當認為邏輯上等同于以上解釋。
注意在圖5A中， 一個鍵為了獲得超過已活動鍵的優(yōu)勢，它必須 超過活動鍵的最近測量信號水平一個附加小量'k，，如步驟30中所示， 以防止選擇的搖擺不定。盡管值k被描述為附加常數(shù)，然而它還可以 被確定為活動鍵的信號水平的百分數(shù)，或者是由其他許多方法的任一 個所確定的。增量'k，還可以為0，即，不加不減，盡管這可能會使決 定過程不穩(wěn)定，如果有少量的信號噪聲會引起兩個竟爭鍵之間的搖擺 不定。最后如果達到TC在步驟33中鍵K1可獲得優(yōu)勢，并且當這么 做時強制所有其他活動鍵變?yōu)榉腔顒硬⒅刂盟鼈兊腄I計數(shù)器。
如圖5A中所示， 一個鍵的關(guān)閉可通過其他鍵在其步驟33中獲 勝而強制執(zhí)行，或者可按照圖5B中所描畫的方法進行。在沒有任何 其他鍵信號更大的情況下(圖5A)， 一個鍵是否保持開由該鍵的信 號變化是否保持在滯后水平以上決定。在步驟35中，如果信號在滯 后點以下則做出決定，并且如果這樣的話將DI的值減去某已知量'Z， (步驟36)。如果DI計數(shù)降為O，則使該鍵為非活動(步驟38)。 另一方面，如果信號變化保持在閾值以上，則DI計數(shù)器又被增大到 它的極限TC (步驟40)。如果信號落入閾值和滯后水平之間，則DI 計數(shù)器保持不變。
應(yīng)當注意流程圖5A和5B還適用TC-1的情況。
當然，圖4和圖5A、 B中示意的過程有許多可能的變型和擴展。 例如，可考慮一種罕見的情況，其中用戶將他/她的手指放到鍵盤上使
得接觸點正好位于兩個鍵之間。在這種情況下，可修改所描述的過程， 要么選擇那些鍵中的僅僅一個(例如通過已知的偽隨機數(shù)選擇算法， 或通過采樣序列順序)，要么通過抑制兩個鍵的輸出，直到用戶移動 他/她的手指足夠多從而兩個鍵中的一個比另一個具有更高的輸出為 止。
盡管就幾個優(yōu)選實施方式說明了本發(fā)明，但是可以做出很多不偏 離本發(fā)明的修改和改變。相應(yīng)地，意在將所有這些修改和改變視為在 如所附權(quán)利要求所定義的發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種裝置，用于當用戶接近包括多個鍵的操作鍵盤中的兩個或以上鍵時，提供來自該鍵盤的唯一的鍵輸出，該裝置包括與該兩個或以上鍵的每一個唯一關(guān)聯(lián)的各傳感器，每個所連接的傳感器向控制器提供表示用戶與其耦合的各自的輸出信號；所述控制器，其可操作為迭代地將提供給該控制器的所有的兩個或以上輸出信號與各自的閾值進行比較，并互相比較，初始將該兩個或以上鍵中具有超過它們各自閾值的所有信號輸出中的最大值的那一個選為用于提供唯一鍵輸出的鍵，以及在后面的迭代中，僅當另一個鍵的輸出信號超過之前選取鍵的輸出信號至少與偏向值對應(yīng)的量時才允許該另一個鍵替代之前的選取鍵，由此使迭代的比較偏向為有利于之前選取的鍵。
2. 權(quán)利要求l的裝置，其中每個鍵包括各自的電容式接近傳感器。
3. 權(quán)利要求1或2的裝置，其中多個鍵中的一個鍵包括布置在 多個鍵中的至少一個其他鍵周圍的保護環(huán)。
4. 權(quán)利要求l， 2或3的裝置，其中控制器可如此操作，即通過 增大與之前選取鍵關(guān)聯(lián)的值和與兩個或以上鍵的其他每一個關(guān)聯(lián)的 各個值之間的差，來使迭代的比較偏向。
5. 權(quán)利要求1至4中任何一個的裝置，其中各個傳感器具有分 別與其關(guān)聯(lián)的計數(shù)器，并且其中控制器可如此操作，即通過改變至少 一個計數(shù)器中存儲的值使迭代的比較偏向。
6. 權(quán)利要求1至5中任何一個的裝置，其中控制器包括可在所 存儲程序的控制之下操作的微控制器。
7. —種提供代表用戶從多個鍵中唯一選取的鍵的唯一輸出的方 法，其中該多個鍵的每一個可如此操作，即提供具有響應(yīng)用戶的至少 一部分的存在的各自信號強度的各檢測信號，該方法包括順序執(zhí)行以 下步驟U)測量與多個鍵中的各個鍵關(guān)聯(lián)的各檢測信號強度；(b) 比較各測量信號強度與各選定閾值，以形成具有大于各閾 值的關(guān)聯(lián)信號的鍵的子集；(c) 如果子集為空，則確定沒有鍵被選中，否則確定在子集中 并且與最大信號強度關(guān)聯(lián)的鍵為當前唯一選取鍵；(d) 在確定了唯一選取鍵之后，修改步驟(c)，僅當另一個鍵 的輸出信號超過之前選取鍵的輸出信號至少與偏向值對應(yīng)的量時才 允許該另 一個鍵替代之前選取鍵，由此使后來的決定偏向為有利于之 前選取的鍵，然后重復(fù)步驟(a) 、 (b)和經(jīng)修改的步驟(c)。
8. 權(quán)利要求7的方法，其中測量與各鍵關(guān)聯(lián)的各檢測信號強度 的步驟包括測量代表用戶和各鍵的各電容耦合的各信號。
9. 權(quán)利要求7或8的方法，其中多個鍵包括鍵盤陣列，而且用 戶的部分包括手指。
10. 權(quán)利要求7、 8或9的方法，其中多個鍵中的一個鍵可作為 二維觸摸表面操作。
11. 權(quán)利要求7至10中任何一個的方法，其中多個鍵中的一個 鍵為布置在多個鍵中的至少一個其他鍵周圍的保護環(huán)。
12. 權(quán)利要求7至11中任何一個的方法，其中步驟d)包括增 大與唯一選取鍵關(guān)聯(lián)的信號強度。
13. 權(quán)利要求7至12中任何一個的方法，其中步驟d)包括減 小與除唯一選取鍵以外的其他各個鍵關(guān)聯(lián)的信號強度。
14. 權(quán)利要求7至13中任何一個的方法，其中各個鍵具有與之 關(guān)聯(lián)的包含如下值的各計數(shù)器，即如果各測量信號值超過各閾值，則 該值改變，其中確定最大信號強度的步驟包括比較各計數(shù)器中存儲的 各值，以及其中對確定步驟c)的修改包括改變至少一個計數(shù)器中存 儲的值。
15. 權(quán)利要求7至14中任何一個的方法，其中步驟(b)、 (c)、 和(d)由微控制器執(zhí)行。
16. —種提供代表用戶從多個鍵中選取的鍵的唯一輸出的方法，其中該多個鍵可如此操作，即提供具有響應(yīng)用戶的至少一部分的存在的各信號強度的各檢測信號，該方法包括以下步驟(a) 在第一時刻，測量與多個鍵中的各鍵關(guān)聯(lián)的各檢測信號強 度，并且在笫一時刻僅保留代表信號強度超過各閾值的各保留值用于 進一步的考慮；(b) 選擇具有在第一時刻保留的所有值中的最大值的鍵作為初始的用戶選取鍵；(c) 在比第一時刻晚的第二時刻，測量與多個鍵中的各鍵關(guān)聯(lián)的各檢測信號強度，并且在第二時刻僅保留代表信號強度超過各閾值的各保留值用于進一步的考慮；(d) 以偏向為有利于初始用戶選取鍵的方式，即只有當一個鍵 的輸出信號超過初始用戶選取鍵的輸出信號至少與偏向值對應(yīng)的量 時才允許該鍵替代初始用戶選取鍵，比較在第二時刻保留用于進一步 考慮的值以選定在第二時刻的用戶選取鍵。
17. 權(quán)利要求16的方法，其中測量與各鍵關(guān)聯(lián)的各檢測信號強 度的步驟包括測量代表用戶和各鍵的各電容耦合的各信號。
18. 權(quán)利要求16或17的方法，其中多個鍵包括鍵盤陣列，而且 用戶的部分包括手指。
19. 權(quán)利要求16、 17或18的方法，其中多個鍵中的一個鍵可作 為二維觸摸表面操作。
20. 權(quán)利要求16至19中任何一個的方法，其中多個鍵中的一個 鍵為布置在多個鍵中的至少一個其他鍵周圍的保護環(huán)。
21. 權(quán)利要求16至20中任何一個的方法，其中通過增大與初始 用戶選取鍵關(guān)聯(lián)的信號強度值使步驟d)中的比較偏向為有利于初始 選取鍵。
22. 權(quán)利要求16至21中任何一個的方法，其中通過減小與除初 始用戶選取鍵以外的其他所有鍵關(guān)聯(lián)的各信號強度使步驟d)中的比 較偏向為有利于初始選取鍵。
23. 權(quán)利要求16至22中任何一個的方法，其中各個鍵具有分別與之關(guān)聯(lián)的計數(shù)器，并且其中保留、比較和改變步驟通過在各個計數(shù) 器中進行的邏輯和數(shù)學運算來執(zhí)行。
24.權(quán)利要求16至23中任何一個的方法，其中選取、比較和保 留步驟由微控制器執(zhí)行。
全文摘要
鍵盤、鍵板和其他數(shù)據(jù)輸入設(shè)備可遇到鍵入歧義問題。在小鍵盤中，例如，用戶的手指可能從想要的鍵迭蓋到與它鄰近的鍵上。一種從包括電容式鍵的陣列的鍵盤中去除鍵入歧義的迭代方法，該方法包括測量與陣列中各鍵關(guān)聯(lián)的信號強度，比較所測量的信號強度以找出最大值，確定具有最大信號強度的鍵為唯一的用戶選定鍵，并且保持該選擇，直到要么初始選定的鍵的信號強度掉到某閾值以下，要么第二鍵的信號強度超過第一鍵的信號強度為止。
文檔編號H03K17/96GK101390290SQ200680052852
公開日2009年3月18日 申請日期2006年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月21日
發(fā)明者哈洛德·菲利浦 申請人:量研科技股份有限公司