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计算机程序的电容输入

阅读：386发布：2020-05-13

IPRDB可以提供计算机程序的电容输入专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及计算机程序的电容输入。公开了一种电容输入装置和方法。该装置包括垫和探针。垫具有夹在公共传导层和图案化传导层之间的介电层，该图案化传导层具有包含多个传导区域的网格图案。每个传导区域选择性地耦合到相应的电容传感器，该电容传感器响应于电容性耦合到传导区域中的相应的一个传导区域的信号。探针可以佩戴在用户的脚上并且可以改变信号的电容性耦合。信号的改变程度随探针接近传导区域中的相应的一个传导区域的程度而变化。在该方法中，可以通过探针改变信号的电容性耦合。基于一个或多个测量结果的值，从电容传感器收集的测量结果可以向计算机程序提供输入。，下面是计算机程序的电容输入专利的具体信息内容。

1. 一种用于计算机娱乐设备的电容输入装置，包括：

垫，具有夹在公共传导层和图案化传导层之间的介电层，其中所述图案化传导层包括包含多个传导区域的网格图案，其中每个传导区域选择性地耦合到相应的电容传感器，其中所述电容传感器响应于电容性耦合到所述传导区域中的相应的一个传导区域的信号；

探针，被配置为改变所述信号的电容性耦合，其中所述信号的改变程度随所述探针接近所述传导区域中的所述相应的一个传导区域的程度而变化。

2. 根据权利要求1所述的装置，其中电容性耦合到所述传导区域的所述信号是施加在所述公共传导层和所述网格图案中的所述传导区域中的每个之间的公共交变电压。

3. 根据权利要求2所述的装置，其中所述探针包括介电材料，其中所述电容传感器被配置为检测由所述介电材料接近所述相应的传导区域引起的所述相应的传导区域和所述公共传导层之间的电容改变。

4. 根据权利要求1所述的装置，其中电容性耦合到所述传导区域的所述信号是从施加在所述公共传导层和所述网格图案中的所述传导区域中的每个之间的公共交变电压得到的针对一个或多个所述传导区域的交变电流。

5. 根据权利要求4所述的装置，其中所述探针包括介电材料，其中所述电容传感器被配置为检测由所述介电材料接近所述相应的传导区域引起的交变电流的改变。

6. 根据权利要求1所述的装置，其中所述探针被配置为生成电容性耦合到所述传导区域中的所述相应的一个传导区域的所述信号。

7. 根据权利要求6所述的装置，其中所述探针包括振荡器，该振荡器被配置为将交变电压施加到第一导体。

8. 根据权利要求7所述的装置，其中所述探针进一步包括第二导体，该第二导体电容性耦合到所述第一导体，其中所述第一和第二导体被整形为引导所述垫上的朝向所述传导区域的电场。

9. 根据权利要求7所述的装置，其中所述振荡器包括电感线圈，该电感线圈电耦合到所述第一导体。

10. 根据权利要求8所述的装置，进一步包括用于产生接近所述垫的交变磁场的部件，其中所述电感器被配置为响应于所述交变磁场生成感应电压并且将所述感应电压施加到所述第一导体，由此生成电容性耦合到所述网格图案的所述传导区域中的所述相应的一个传导区域的所述信号。

11. 根据权利要求8所述的装置，其中所述电感线圈电耦合到储能电路中的电容器，其中所述储能电路由谐振频率表征，其中所述交变磁场的频率近似等于所述谐振频率。

12. 根据权利要求1所述的装置，进一步包括耦合到所述电容传感器的处理器，其中所述处理器被配置为根据来自所述电容传感器的一个或多个测量结果的值来确定所述探针和一个或多个所述传导区域之间的距离，其中给定测量结果的值取决于所述信号与相应的传导区域的电容性耦合。

13. 根据权利要求11所述的装置，其中所述处理器被进一步配置为根据在所述探针和一个或多个传导区域之间确定的一个或多个距离来确定所述探针相对于所述网格图案的位置。

14. 根据权利要求11所述的装置，其中所述处理器被配置为通过对在所述探针和一个或多个传导区域之间确定的距离进行三角测量来确定位置。

15. 根据权利要求1所述的装置，进一步包括耦合到所述电容传感器的处理器，其中所述处理器被配置为基于来自所述电容传感器的一个或多个测量结果的值来向计算机程序提供输入，其中给定测量结果的值取决于所述信号与相应的传导区域的电容性耦合。

16. 根据权利要求15所述的装置，其中所述输入是所述探针相对于所述网格图案的位置。

17. 根据权利要求15所述的装置，其中所述程序是游戏程序。

18. 根据权利要求1所述的装置，其中所述探针被配置为佩戴在一只或多只用户的脚上。

19. 一种用于接收针对具有耦合到处理器的电容输入装置的计算机娱乐设备的计算机程序的输入的方法，其中所述电容输入设备包括垫和探针，其中所述垫具有夹在公共传导层和图案化传导层之间的介电层，其中所述图案化传导层包括包含多个传导区域的网格图案，其中每个传导区域选择性地耦合到相应的电容传感器，其中所述电容传感器响应于电容性耦合到所述传导区域中的相应的一个传导区域的信号，所述方法包括：改变所述信号与所述探针的电容性耦合，其中所述信号的改变程度随着所述探针接近所述传导区域中的相应的一个传导区域的程度而变化；

从所述电容传感器收集一个或多个测量结果，其中给定测量结果的值取决于所述信号与相应的传导区域的电容性耦合；以及基于一个或多个测量结果的值将输入提供给计算机程序。

20. 根据权利要求19所述的方法，其中电容性耦合到所述传导区域的所述信号是施加在所述公共传导层和所述网格图案中的所述传导区域中的每个之间的公共交变电压。

21. 根据权利要求20所述的方法，其中所述探针包括介电材料，其中所述电容传感器被配置为检测由所述介电材料接近所述相应的传导区域引起的所述相应的传导区域和所述公共传导层之间的电容改变。

22. 根据权利要求19所述的方法，其中电容性耦合到所述传导区域的所述信号是从施加在所述公共传导层和所述网格图案中的所述传导区域中的每个之间的公共交变电压得到的针对一个或多个所述传导区域的交变电流。

23. 根据权利要求22所述的方法，其中所述探针包括介电材料，其中所述电容传感器被配置为检测由所述介电材料接近所述相应的传导区域引起的交变电流的改变。

24. 根据权利要求19所述的方法，其中所述探针被配置为生成电容性耦合到所述传导区域中的所述相应的一个传导区域的所述信号。

25. 根据权利要求24所述的方法，其中所述探针包括振荡器，该振荡器被配置为将交变电压施加到第一传导导体。

26. 根据权利要求25所述的方法，其中所述探针进一步包括第二导体，该第二导体电容性耦合到所述第一导体，其中所述第一和第二导体被整形为引导所述垫上的朝向所述传导区域的电场。

27. 根据权利要求25所述的方法，其中所述振荡器包括电感线圈，该电感线圈电耦合到所述第一导体。

28. 根据权利要求27所述的方法，进一步包括产生接近所述垫的交变磁场，其中所述电感器被配置为响应于所述交变磁场生成感应电压并且将所述感应电压施加到所述第一导体，由此生成电容性耦合到所述网格图案的所述传导区域中的所述相应的一个传导区域的所述信号。

29. 根据权利要求28所述的方法，其中所述电感线圈电耦合到储能电路中的电容器，其中所述储能电路由谐振频率表征，其中所述交变磁场的频率近似等于所述谐振频率。

30. 根据权利要求19所述的方法，进一步包括利用所述处理器根据来自所述电容传感器的一个或多个测量结果的值来确定所述探针和一个或多个所述传导区域之间的距离，其中给定测量结果的值取决于所述信号与相应的传导区域的电容性耦合。

31. 根据权利要求30所述的方法，进一步包括利用所述处理器根据在所述探针和一个或多个传导区域之间确定的一个或多个距离来确定所述探针相对于所述网格图案的位置。

32. 根据权利要求30所述的方法，进一步包括利用所述处理器通过对在所述探针和一个或多个传导区域之间确定的距离进行三角测量来确定位置。

33. 根据权利要求19所述的方法，其中所述探针被配置为佩戴在用户的脚上。

说明书全文

计算机程序的电容输入

[0001] 相关申请的交叉引用本申请涉及与本申请同日提交的题为“MAGNETIC INPUT FOR COMPUTER DEVICE”的共同转让的、共同未决的申请第12/xxx,xxx号（代理人案号SCEA09072US00），其整体内容通过引用合并于此。
[0002] 本申请涉及与本申请同日提交的题为“INPUT FOR COMPUTER DEVICE USING PATTERN-BASED COMPUTER VISION”的共同转让的、共同未决的申请第12/xxx,yyy号（代理人案号SCEA09073US00），其整体内容通过引用合并于此。

技术领域

[0003] 本发明的实施例通常涉及计算机娱乐设备，更具体地，涉及计算机娱乐设备的电容接口。

背景技术

[0004] 视频游戏已变为非常流行的娱乐形式。典型的视频游戏利用接口或控制器从用户接收输入。常见类型的控制器是使用按钮或操纵杆来提供输入的手持控制器。通常被称为“跳舞毯”的另一类型的控制器与基于跳舞的游戏一起使用。在典型的基于跳舞的游戏中，提示用户响应于视频屏幕上显示的某种视觉指示符在特定的时间按压跳舞毯上的选定按钮。在跳舞毯中，控制按钮典型地被集成到塑料垫中。用户可以通过在该垫（mat）的相应的区域上踩踏或跳舞来按压不同的控制按钮。
[0005] 跳舞毯基本上用作通过脚（与手相对）进行操作的按钮控制器。然而，跳舞毯不跟踪用户的脚的接近（proximity）。
[0006] 本发明的实施例出自该背景。

发明内容

[0007] 本发明涉及一种用于计算机娱乐设备的电容输入装置，包括：垫，具有夹在公共传导层和图案化传导层之间的介电层，其中所述图案化传导层包括包含多个传导区域的网格图案，其中每个传导区域选择性地耦合到相应的电容传感器，其中所述电容传感器响应于电容性耦合到所述传导区域中的相应的一个传导区域的信号；
探针，被配置为改变所述信号的电容性耦合，其中所述信号的改变程度随所述探针接近所述传导区域中的所述相应的一个传导区域的程度而变化。
[0008] 本发明还涉及一种用于接收针对具有耦合到处理器的电容输入装置的计算机娱乐设备的计算机程序的输入的方法。

附图说明

[0009] 通过结合附图考虑如下的详细描述，可以容易地理解本发明的教导，其中：图1是图示电容感测的原理的示意图。
[0010] 图2是图示根据本发明的实施例的电容接口的示例的示意图。
[0011] 图3A-3C是图示根据本发明的实施例的电容接口的可替选的实现方案的示意图。
[0012] 图4是图示可以结合本发明的实施例使用的无引导场（unguided field）电容探针的示意图。
[0013] 图5是图示可以结合本发明的实施例使用的引导场电容探针的示意图。
[0014] 图6是根据本发明的实施例的计算机装置的框图。

具体实施方式

[0015] 尽管下面的详细描述出于说明的目的包含许多具体细节，但是本领域的普通技术人员将认识到，针对下面的细节的许多变化方案和更改方案在本发明的范围内。因此，在不丧失要求保护的本发明的任何一般性的情况下，并且未对要求保护的本发明强加限制的情况下阐述了下文描述的本发明的示例性实施例。
[0016] 本发明的实施例利用了电容性耦合的概念，其基于“电容”的电性质。电容性耦合可以被称为存在于充分接近的两个传导（conductive）表面之间，其中介电材料位于它们之间或者与它们充分接近。电容性耦合程度与传导表面的面积和它们之间的介电材料成正比，并且与它们之间的距离成反比。
[0017] 图1图示了可以在根据本发明的实施例的接口中使用的电容传感器背后的原理。通常，图1示出了具有夹在第一传导板102和第二传导板104之间的介电材料106的电容器100。通常，当在第一和第二传导板102、104之间施加电压时，相反极性的电荷建立在板上并且建立电场E。电容器100的电容被定义为任一板上的电荷的量值与板之间的电压的比。通常，电容与板面积和板之间的材料的介电常数成正比。电容与板之间的距离成反比。
[0018] 大部分电场E集中在两个板之间的空间中。然而，对于有限尺寸的板，如弯曲场线所指示的，一些电场在边缘处泄漏。通过接近电容器100放置外部介电材料108，可以扰动有时被称为弥散场的这些弯曲场线。电场E的扰动可以改变电容器100的测量电容。
[0019] 在将交变电压（alternating voltage）施加到导体时，在它们之间引起（create）电场，其中正电荷和负电荷连续反转。交变电荷引起了交变电流。电流的量值由导体之间的电容确定，如上文提到的，电容取决于介电材料和传导表面。由于电容由传导物体的尺寸和传导物体彼此的接近确定，因此较大的和较接近的物体较之较小的和距离较大的物体引起较大的电流。
[0020] 本发明的实施例将电容性耦合的概念应用于例如结合诸如跳舞游戏的视频游戏跟踪用户的脚的系统。
[0021] 为了跟踪跳舞垫上的脚的运动，探针传感器可以用作一个安装在用户的脚上的传导物体，并且垫上的传导图案可以用作另一传导物体。为了精确地检测垫的坐标中的脚的位置（例如，x,y,z），传导图案中的每个单元可以配备有分离的和时间同步的AC电压。通过检测图案中的给定“目标单元”和探针传感器之间的接近，可以通过对一组检测的接近进行三角测量来计算探针传感器（并且因此用户的脚）的位置。
[0022] 注意，本发明的实施例不限于其中探针传感器佩戴在用户的脚上的形式。探针传感器可以可替选地佩戴或固持在用户的手或者用户身体的某个其他部位以便于跟踪身体部位或者以其他形式向计算机程序提供输入。
[0023] 根据图2中示出的本发明的实施例，计算机娱乐设备的电容输入装置200可以包括被配置为佩戴在用户U的脚F上的一个或多个探针202和具有传导图案206的垫204。垫204可以包括夹在传导图案206和公共传导层210之间的介电层208。传导图案206可以包括包含多个传导区域212的网格图案。每个传导区域可以具有边长数厘米的通常矩形的形状。每个传导区域的尺寸和形状可以与探针202的尺寸和形状相同或相似。传导区域212可以彼此电气隔离，从而每个传导区域212可以选择性地耦合到相应的电容传感器
214。电容传感器214可以响应于电容性耦合到传导区域212中的相应的一个传导区域的信号。每个探针可以被配置为改变信号的电容性耦合。电容性耦合改变的程度可以随探针
202接近传导区域212中的相应的一个传导区域的程度而变化。
[0024] 作为示例，且并非作为限制，传导图案206可以是例如使用传导墨水（conductive ink）布置在柔性跳舞垫上的传导区域的网格图案。该垫可以由任何适当的柔性非传导材料制成，该材料诸如聚合物，橡胶，布，网或者具有聚合物、橡胶、布或网的层的复合材料。传导图案206可以结合（一个或多个）探针202使用，以通过基于用户的脚上的探针和垫上的传导图案206之间的电容性耦合效应，跟踪玩家的脚相对于垫的接近和位置，来感测脚的运动（例如跳舞）。因（一个或多个）探针202的接近得到的来自传导图案206的信号可以作为输入形式由运行适当代码216的处理器216使用。
[0025] 处理器216可以例如通过适当的数据采集电路耦合到电容传感器214。处理器216可以例如通过代码218的适当的编程被配置为根据来自电容传感器的一个或多个测量结果的值来确定探针和一个或多个传导区域之间的距离。给定测量结果的值可以取决于信号与相应的传导区域212的电容性耦合。可以根据电容性耦合程度确定距离。通常，由于电容与距离的反比依赖性，较强的耦合指示较小的距离。处理器216可以被进一步配置为根据在探针202和一个或多个传导区域212之间确定的一个或多个距离来确定探针相对于传导图案206的位置。例如，处理器216可以被配置为通过对在探针202和一个或多个传导区域212之间确定的距离进行三角测量来确定位置。
[0026] 每个检测到的探针202和传导区域212之间的距离可以定义以传导区域212的中心为中心的球体。例如，如果传导图案206是固定的，例如印刷在介电层208上并且或多或少限于平坦表面，则传导区域212的几何构型和布置可以是已知的和固定的。在该情况中，可以检测从探针202到三个附近的传导区域212的距离，可以根据在这些传导区域处测量的信号估计这些距离。这三个距离和三个相应的传导区域的中心定义了球体。这三个球体可以相交并且共用两个共同的交点（假设距离测量是充分准确的）。这两个点中的一个点在传导图案206的平面上方，另一个点在传导图案206的平面下方，上方的点可以称为三角测量目标。在简并情况中，可能存在传导图案206的平面处的单个交点。尽管在该示例中使用三个传导区域212进行距离测量，但是可以进行次数更多或更少的测量。然而，对数量较多的传导区域进行距离测量可以导致通过三角测量确定的交点的更好的稳定性。
[0027] 在其他实施例中，处理器216可以被配置为基于来自电容传感器214的一个或多个测量结果的值向诸如代码218的计算机程序提供输入。给定测量结果的值可以取决于信号与相应的传导区域的电容性耦合。在这些实施例中，输入可以是探针202相对于传导图案206的位置。在这些实施例中，程序可以是游戏程序。
[0028] 电容传感器214可以包括多个传感器，其中每个传感器耦合到不同的传导区域。可替选地，电容传感器214可以包括单个传感器，其通过开关选择性地耦合到每个不同的传导区域212。作为示例，每个电容传感器214可以是交变电流传感器，其是足够灵敏的，足以测量作为信号与传导区域的电容性耦合的结果的针对相应的传导区域的交变电流。
[0029] 电容性耦合到传导区域的信号可以是在公共传导层和网格图案的每个传导区域之间施加的公共交变电压。例如，如图3A中所示，每个传导区域212可以耦合到不同的相应的电容传感器214，例如交变电流传感器。交变电压源220可以将公共AC电压施加到公共传导层210。探针202可以包括例如由高介电常数表征的介电材料。如上文讨论的，探针与一个或多个传导区域212的接近可能影响通过电容性耦合而耦合到这些区域的相应的电容传感器测量的信号。处理器可以通过将来自每个区域的信号中的相对改变与某个基线信号比较来确定探针与每个传导区域212的相对接近。探针的位置可以通过信号的三角测量来确定。通常，对于最接近探针的传导区域212，信号（或者信号偏差）将是最强的。在一些实施例中，代码218可以被配置为估计来自对应于最短距离的任何传导区域212的最强信号。代码218可以使用该最强信号提供探针202的位置的z分量的估计。
[0030] 如可以从前面的讨论中看到的，图2中示出的装置可以用于实现用于接收针对具有耦合到处理器的电容输入装置的计算机娱乐设备的计算机程序的输入的方法。电容输入设备可以包括垫204和配置为佩戴在用户的脚上的探针202。电容传感器214可以响应于电容性耦合到传导区域212中的相应的一个传导区域的信号。根据该方法，信号与探针的电容性耦合可以以如下方式改变：其中信号的改变程度随着探针接近传导区域212中的相应的一个传导区域的程度而变化。可以从电容传感器214收集一个或多个测量结果。给定测量结果的值可以取决于信号与相应的传导区域212的电容性耦合。可以基于一个或多个测量结果的值将输入提供给计算机程序218。
[0031] 在图3B中图示的可替选的实施例中，探针202可以被配置为生成电容性耦合到传导区域212中的相应的一个传导区域的信号。在该实施例中，探针202可以包括振荡器222，其被配置为将交变电压施加到作为探针202的部件的导体201。作为示例，且并非作为限制，振荡器222可以由诸如电池的便携式电源224供电。导体201、振荡器222和电源
224可以集成到可以佩戴在用户的脚上的单元中。
[0032] 在图3C中图示的可替选的实施例中，振荡器222可以包括电感线圈226，其电耦合到导体201。在该情况中，该装置可以包括用于产生接近垫的交变磁场B的某种部件，诸如支持AC源230提供的交变电流的传导线圈228。电感器226可以被配置为响应于交变磁场生成感应电压并且将感应电压施加到导体201，由此生成可以电容性耦合到图案206的传导区域212中的相应的一个传导区域的信号。电感线圈226可以电耦合到由谐振频率f0表征的储能电路中的电容器232。谐振频率可以被近似为f0= ，其中L是线圈226的电感并且C是电容器232的电容。交变磁场的频率可以被调谐到近似等于谐振频率f0。线圈228产生的交变磁场B AC感生了线圈228中的电压，其可以用于提供将信号提供给导体201的电力。
[0033] 在诸如图3A-3C中图示的实施例中，探针202可以进一步包括具有罩或屏的形式的第二导体，其电容性耦合到导体201。两个导体可以被整形为引导垫上的朝向传导区域212的电场。作为图示，图4示出了具有单个导体401的无引导（或无屏蔽（unguarded））探针400的示例。当电压被施加到导体401时，来自导体的电场趋向于在所有方向上向外辐射。这可以弱化来自探针400的信号的电容性耦合的效应。
[0034] 为了增强来自探针202的电容性耦合，并且为了允许更准确的测量，来自导体201的电场可以包含在探针202和垫204之间的空间中。例如如图5中所示，这可以通过在导体401、探针周围添加具有第二导体403的形式的电容屏（guard）来实现。屏403可以通过介电材料402与第一导体401电隔离。该屏可以被整形为使朝向探针410的后面和侧面的电场为零。作为示例，且并非作为限制，导体401、403可以具有嵌套的杯的形状，其中第一导体401小于第二导体403并且嵌套在第二导体403中。电介质402可以占据两个杯形导体之间的空间。
[0035] 根据本发明的实施例配置的电容输入装置可以以许多方法中的任何方法与计算机娱乐设备组合。作为示例，图6是图示利用根据本发明的实施例的电容输入设备的计算机娱乐装置600的框图。作为示例，并且在不丧失一般性的情况下，装置600可以被实现为诸如个人计算机、视频游戏机、个人数字助理、蜂窝电话、手持游戏设备、便携式互联网设备或者其他数字设备的计算机系统的一部分。在优选实施例中，该装置被实现为视频游戏机的一部分。
[0036] 装置600通常包括一个或多个处理单元。作为示例，且并非作为限制，一个或多个处理单元可以包括至少一个主处理单元601和一个或多个协处理器元件602A、602B。每个协处理器元件可以具有处理器单元和关联的本地存储器。该装置可以包括与处理单元601或协处理器元件602A、602B分离的存储器单元603。
[0037] 处理单元601可以包括一个或多个处理核心。作为示例且没有限制，主处理单元601和协处理器元件602A、602B可以是诸如单元处理器（Cell Processor）的并行处理器模块的一部分。例如在国际商用机器公司、索尼计算机娱乐公司、东芝公司的2005年8月8日版权的“Cell Broadband Engine Architecture”中详细描述了单元处理器架构的示例，可以在http://cell.scei.co.jp/处下载其副本，其整个内容通过引用合并于此。
[0038] 在单元处理器架构中，对应于处理单元601的计算单元被称为“功率处理元件”（PPE）并且对应于协处理器元件602A、602B的计算单元被称为“协同处理元件”（SPE）。注意，单元处理器架构仅是可以与本发明的实施例一起使用的适当的处理器架构的除其他之外的一个示例。然而，本发明的实施例可以使用其他多处理器架构来实现。
[0039] 存储器单元603可以是用于以计算机可读形式存储信息的任何适当的介质。作为示例，且并非作为限制，存储器单元603可以包括随机存取存储器（RAM）或者只读存储器（ROM）、用于固定盘驱动器（例如，硬盘驱动器）的计算机可读存储盘或者可拆卸盘驱动器。
[0040] 装置600还可以包括公知的支持功能611、诸如输入/输出（I/O）元件612、电源（P/S）613、时钟（CLK）614和缓存615。装置600可以进一步包括提供软件程序指令617和数据618的非易失性存储的存储设备616。作为示例，存储设备616可以是固定盘驱动器、可拆卸盘驱动器、闪速存储器设备、磁带驱动器、CD-ROM、DVD-ROM、Blu-ray、HD-DVD、UMD或者其他光存储设备。
[0041] 电容接口610可以例如经由I/O元件612耦合到处理单元601。通常，电容接口可以包括被配置为佩戴在用户的脚上的探针以及具有夹在公共传导层和图案化传导层之间的介电层的垫。图案化传导层可以包括包含多个传导区域的网格图案。每个传导区域可以选择性地耦合到相应的电容传感器。电容传感器可以响应于电容性耦合到传导区域中的相应的一个传导区域的信号。探针被配置为改变信号的电容性耦合。电容性耦合的改变程度随探针接近传导区域中的相应的一个传导区域的程度而变化。作为示例，且并非作为限制，可以如上文参照图2和/或图3A-3C描述的那样来配置电容接口610。
[0042] 主处理单元601和协处理器602A、602B可以被配置为运行软件应用程序并且可选地运行操作系统。这些软件应用程序的部分可以被存储在存储器单元603中。指令和数据可以被加载到主处理单元601的寄存器中或者协处理器元件602A、602B的本地存储中以备执行。软件应用程序可以包括主应用程序603，诸如视频游戏应用程序。主应用程序604可以结合距离计算例程605进行操作。特别地，距离计算例程605可以根据来自电容传感器的一个或多个测量结果的值确定探针和垫上的一个或多个传导区域之间的距离，其可以是电容接口610的一部分。
[0043] 当确定探针处于特定位置时，距离计算例程605可以触发应用程序604以改变装置600的状态。如这里使用的，“状态改变”指的是装置操作的改变。作为示例，状态改变可以包括执行命令或者选择由应用程序604处置的另一过程使用的特定数据。执行命令的非限制性示例将会是装置开始在特定时间将探针的位置与探针的预定位置比较的过程。可以基于探针位置与预定位置的接近度来计算分值。可以建立相对于特定时间参考（诸如结合程序604播放的一段音乐中的时间参考）的一系列预定位置。通过在相关时间顺序地比较探针位置和预定位置，装置600可以在用户在垫上跳舞时连续地跟踪用户的脚的位置。程序可以基于用户跟随针对给定的一段音乐选择的预定舞步序列的接近程度来对用户打分。
[0044] 装置600可以包括网络接口625以便于经由电子通信网络627进行通信。网络接口625可以被配置为在局域网和诸如互联网的广域网上实现有线或无线通信。系统600可以经由网络627上的一个或多个消息分组626来发送和接收数据和/或请求文件。
[0045] 装置600可以进一步包括图形子系统630，其可以包括图形处理单元（GPU）635和图形存储器637。图形存储器637可以包括用于存储关于输出图像的每个像素的像素数据的显示存储器（例如，帧缓冲器）。图形存储器637可以集成在与GPU 635相同的设备中，作为单独设备与GPU 635连接，和/或在存储器单元603中实现。像素数据可以直接从处理单元601和/或协处理器602A、602B提供给图形存储器637。在一些实施例中，图形单元可以接收从解码器（未示出）解码的数字广播信号提取的视频信号数据。可替选地，处理单元601可以向GPU 635提供定义所期望的输出图像的数据和/或指令，GPU 635可以根据该数据和/或指令生成一个或多个输出图像的像素数据。定义所期望的输出图像的数据和/或指令可以被存储在存储器602和/或图形存储器637中。在实施例中，GPU 635可以被配置为（例如，通过适当的编程或者硬件配置）具有3D渲染能力，用于根据定义关于场景的几何构型、灯光、阴影、纹理、运动和/或相机参数的指令和数据生成关于输出图像的像素数据。
GPU 635可以进一步包括一个或多个能够执行着色器（shader）程序的可编程执行单元。
[0046] 图形子系统630可以周期性地从图形存储器637输出关于将显示在视频显示设备640上的图像的像素数据。视频显示设备650可以是能够响应于来自装置600的信号显示视觉信息的任何设备，包括能够显示文本、数字、图形符号或图像的CRT、LCD、等离子体和OLED显示器。数字广播接收设备600可以根据显示设备的类型，向显示设备640提供模拟或数字形式的显示驱动信号。此外，显示器640可以补充有一个或多个音频扬声器，其产生可听或者可以其他形式检测的声音。为了便于生成这些声音，装置600可以进一步包括音频处理器650，其适于根据处理单元601、存储器单元602和/或存储616提供的指令和/或数据生成模拟或数字音频输出。音频输出可以例如由扬声器655转换为可听声音。
[0047] 装置600的部件，包括主处理单元601，协处理器元件602A、602B，电容接口610，支持功能611，数据存储616，诸如游戏控制器、键盘或鼠标的传统的用户输入设备620，网络接口625，图形子系统630和音频处理器650，可以经由一个或多个数据总线660在操作上彼此连接。这些部件可以以硬件、软件、固件或者其中两个或更多个的某种组合来实现。
[0048] 本发明的实施例可以与利用相机的应用或系统一起使用，该相机可以是深度相机，其有时还被称为3D相机或zed相机。作为示例，且并非作为限制，装置600可以可选地包括麦克风622和相机624，相机624可以是深度相机，其有时还被称为3D相机或zed相机。麦克风622和相机624可以经由I/O功能耦合到数据总线。主应用程序604可以分析通过相机获得的图像以确定与相机624的视场FOV中的人或物体的位置相关的信息。位置信息可以包括这些人或物体的深度z。主应用程序604可以结合如上文所述的来自电容接口的信息使用位置信息以获得关于用户位置的信息和关于用户身体取向的信息。该信息可以用于向应用程序604提供额外的输入。
[0049] 较之通过传统的现有技术的跳舞垫而可能实现的分辨率，本发明的实施例允许跟踪用户的脚的位置时的更大程度的分辨率。
[0050] 此外，本发明的实施例还允许关于脚的相对位置的时间的第一和第二顺序区别。该区别可以用于确定脚的速度和加速度。对于关节开链体（articulated open-chain body），该速度和加速度信息对于借助于逆向运动学或者轨迹规划来帮助进一步估计脚以外的整体身体运动是有用的。
[0051] 此外，本发明的实施例在游戏以外的应用中可以是有用的。例如，在机器人技术应用中，探针202可以被并入到机器人中并且整个房间或者其他区域可以被传导图案206覆盖。机器人可以基于AI使用上述电容位置确定技术来在房间四处移动。
[0052] 读者的注意力被引向与本说明书同时提交的并且对于通过本说明书进行公开检查而言是开放的所有论文和文档，并且所有这些论文和文档的内容通过引用合并于此。
[0053] 除非另外明确说明，否则本说明书（包括任何所附权利要求、摘要和附图）中公开的所有特征可以由服务于相同的、等同的或者相似的目的的可替选的特征替换。因此，除非另外明确说明，否则所公开的每个特征仅是一系列通常等同或相似的特征的一个示例。
[0054] 尽管上文是本发明的优选实施例的完整描述，但是可以使用各种替选方案、修改方案和等同方案。因此，本发明的范围不应参照以上描述来确定，而是相反地，应参照所附权利要求以及其等同物的完整范围来确定。这里描述的任何特征，不论其是否优选，可以与这里描述的任何其他特征组合，不论其是否优选。在所附权利要求中，除非另外明确说明，否则不定冠词“一”或“一个”指的是该冠词之后的一个或多个事项的数量。所附权利要求不应被解释为包括装置加功能的限制，除非在给定权利要求中使用习语“用于……的装置”明确记载了该限制。
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