用于確定觸摸事件的方法和觸敏裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于確定由用戶在觸敏裝置的交互表面上提供的觸摸事件的方法，包括下述步驟：由換能器，特別是由壓電換能器檢測原始信號，并低通濾波被檢測到的信號，將濾波過的原始信號分段成基準(zhǔn)信號和至少一個有用信號，以及分析所述至少一個有用信號以確定所述觸摸事件的特性。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及用于確定由用戶在觸敏裝置的交互表面上提供的觸摸事件的方法。本專利技術(shù)還涉及被配置為執(zhí)行該方法的觸敏裝置。
技術(shù)介紹
存在多種不同的技術(shù)來提供觸敏接口。人們可以提及諸如電容性的、電阻性的、表面聲波或基于彎曲波的聲波技術(shù)之類的技術(shù)。這些方法的共同之處在于，一旦已經(jīng)由基礎(chǔ)分析方法識別建立觸摸事件的觸摸點的X、I坐標(biāo)，則識別出觸摸事件，如手指在交互表面上的拖曳交互作用，和/或多觸摸式觸摸事件，如放大或縮小觸摸手勢，在此期間兩個手指遠離或向著彼此移動。然而，為了確定一個觸摸事件的多個觸摸點的X、y坐標(biāo)，識別這些復(fù)雜的手勢必須的硬件和軟件相當(dāng)苛刻，導(dǎo)致復(fù)雜且因此更昂貴的功能。因此，僅在高端產(chǎn)品中結(jié)合具有這種功能的觸敏裝置。采用基于在觸摸事件期間產(chǎn)生并在觸敏交互表面內(nèi)部向換能器傳播的彎曲波的聲波技術(shù)，例如需要采用能夠識別建立手勢的每個單獨的觸摸點的位置的參考聲波信號建立數(shù)據(jù)庫。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了在低成本應(yīng)用中也引入這種技術(shù)，或者，一般地，為了能夠以更低的成本提供這種功能，因此本專利技術(shù)的目標(biāo)是簡化用于確定觸摸事件的方法。該目標(biāo)由根據(jù)權(quán)利要求1的用于確定觸摸事件的方法實現(xiàn)。本專利技術(shù)的令人驚奇的發(fā)現(xiàn)在于，確實能夠基于低通濾波過的檢測信號識別觸摸事件的特性。在前述聲波技術(shù)中，已經(jīng)經(jīng)由高通濾波排除低頻。這種排除的原因是低頻與噪聲之間的干擾。現(xiàn)在，通過引入將濾波過的原始信號分段成表示標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)信號的附加步驟，有用信號變得能夠使用低頻。在這里，術(shù)語"觸摸事件"涉及用戶和交互表面之間的任何交互作用，其可以為由用戶的手指或鐵筆提供的單次觸擊，如通過同時用多于一個手指觸擊交互表面的多觸摸事件，以及拖曳活動，在拖曳活動期間用戶用他的手指或鐵筆在交互表面上移動并且其再次可以為單次或多觸摸事件。例如，單次拖曳觸摸事件涉及在電子裝置中使用的揮擊或輕擊手勢，多觸摸拖曳活動涉及轉(zhuǎn)動、放大和縮小觸摸事件。根據(jù)優(yōu)選實施例，步驟b可以包括應(yīng)用統(tǒng)計模型來對濾波過的原始信號進行分段。統(tǒng)計模型的優(yōu)點在于，不知道交互作用的精確形式，只知道有用信號和基準(zhǔn)信號之間的某些特性差異，就能夠從可以由兩類建立的信號中識別出一類或另一類。因此不需要建立一閾值，高于該閾值的信號被視為有用信號，低于該閾值的信號被視為基準(zhǔn)/噪聲信號。優(yōu)選地，可以在時間域中執(zhí)行該方法。因此不需要執(zhí)行到頻率域的轉(zhuǎn)換，這簡化了實現(xiàn)根據(jù)本專利技術(shù)的方法所需要的硬件。優(yōu)選地，濾波器可以具有100Hz，特別地50Hz，更特別地30Hz的最大通過頻率。在該頻率范圍中，在換能器的附近發(fā)生的觸摸事件導(dǎo)致一圖案，一方面，該圖案可以被用來識別原始信號數(shù)據(jù)的有用信號部分，另一方面，也可以用來確定觸摸事件的某些特性。 進一步優(yōu)選地，步驟b可以包括期望最大化算法，特別是分類期望最大化算法。這些統(tǒng)計方法是能夠最大化數(shù)據(jù)何時不完整的可能性的迭代技術(shù)，并且可以用在數(shù)據(jù)的混合的情況中。該算法優(yōu)點在于它收斂。在變形例中，引入附加的分類，強制類的在給定時間處發(fā)生的可能性為O或I。分類算法的優(yōu)點在于，它更快地收斂，并且因此非常適合實時處理。優(yōu)選地，假設(shè)基準(zhǔn)信號和有用信號中的每一種都具有高斯分布且它們的信號能量遵循伽馬分布。高斯和伽馬分布具有簡化算法的編程的已知特性，以便可以保持用于實現(xiàn)算法的硬件簡單，并且保持高的處理速度。優(yōu)選地，在期望最大化算法的初始化步驟時，兩種分布的方差基于信號能量，其中有用信號類涉及最大能量，基準(zhǔn)信號類涉及中等能量。看起來這些初始方差形成導(dǎo)致期望最大化算法的快速收斂的起始條件。有利地，在分段步驟b期間，可以分析所述被檢測到的信號的具有預(yù)定持續(xù)時間的流。典型地，移動裝置上的手勢，如放大、縮小、轉(zhuǎn)動、揮擊或輕擊手勢不花費多于500毫秒。因此，足以分析被檢測到的信號中的具有最多兩秒的持續(xù)時間的數(shù)據(jù)流。實際上，通過提供長于典型的手勢觸摸事件的數(shù)據(jù)流，能夠總是提供一些基準(zhǔn)信息，以便CEM算法可以收斂并識別兩種分布。優(yōu)選地，一旦在步驟b已經(jīng)識別有用信號，則可以分析有用信號以能夠在已經(jīng)分析完整的數(shù)據(jù)流之前確定對應(yīng)的觸摸事件的特性。因此，在對應(yīng)于給定手勢的命令將輸出之前，人們不必等待數(shù)據(jù)流的結(jié)束。因此該方法可以在實時條件下運行。優(yōu)選地，CEM算法可以包括至少涉及基準(zhǔn)信號的初始條件的加權(quán)步驟，以改善輸入變化量的估計。特別地，在CEM算法還未發(fā)現(xiàn)有用信號的情況中，所確定的變化值可以用作用于下一次運行中的基準(zhǔn)信號的輸入變化量。最終可以增加記憶效應(yīng)。優(yōu)選地，檢測信號的后續(xù)的數(shù)據(jù)流重疊。因此，再次分析至少部分地已經(jīng)分析的輸出，這可以用來改善本專利技術(shù)的分段步驟的可靠性。該方法有利地還可以被配置為使得僅在已經(jīng)至少兩次識別有用信號時才將該有用信號傳遞至步驟C。這將降低特定噪聲活動將引起不合適的輸出的風(fēng)險。進一步優(yōu)選地，如果在步驟b期間已經(jīng)在預(yù)定量的流中，特別是在兩個或三個流中識別到同一有用信號，則接下來的流不與在前的流的直到有用信號的結(jié)束的部分重疊。因此，一旦已經(jīng)確認有用信號存在預(yù)定次數(shù)，則檢測信號的該部分不需要被再次處理，使得可以節(jié)省計算容量，這進一步幫助提供實時數(shù)據(jù)分析性能。優(yōu)選地，在根據(jù)本專利技術(shù)的方法中進行80% -95%的信號重疊。根據(jù)優(yōu)選實施例，步驟c可以包括只要有用信號已被傳遞到步驟c就表征觸摸事件的步驟。因此，在人們僅期望確定在交互表面上已經(jīng)出現(xiàn)觸摸事件(如觸擊)例如用于接通或斷開某種功能的情況中，有用信號的識別是足夠的。關(guān)于這種交互作用，可以提供非常簡單的觸摸事件檢測方法。根據(jù)優(yōu)選實施例，步驟a可以包括通過多于一個換能器，特別是四個換能器檢測原始信號，并針對被檢測到的信號中的每一個執(zhí)行步驟b。發(fā)現(xiàn)在根據(jù)本專利技術(shù)分析的低頻范圍中，當(dāng)接收到觸摸事件時在換能器附近觀察觸摸事件檢測信號中觀察到的特定圖案。因此，通過設(shè)置多個換能器，將變得不僅能夠識別觸擊已經(jīng)發(fā)生，而且能夠識別所發(fā)生的觸摸事件靠近哪個換能器，且當(dāng)然也能夠識別在什么時間發(fā)生觸摸事件。進一步優(yōu)選地，步驟c可以包括基于在步驟b)期間識別的有用觸摸信號的一個或多個預(yù)定特性之間的時間延遲和/或它們的用于一個檢測到的原始信號的相對值，識別多種類型的手勢，特別是拖曳和拖曳方向和/或轉(zhuǎn)動和轉(zhuǎn)動方向和/或放大和/或縮小。優(yōu)選地，所述一個或多個預(yù)定特性涉及有用信號的最大值、最小值或信號平均值交叉的位置。因此，不需要復(fù)雜的計算或不必建立數(shù)據(jù)庫，并且更特別地，不必識別建立觸摸手勢觸摸事件的觸摸點的精確的X和I坐標(biāo)，就變得能夠通過分析低頻信號，以通過簡單地查看有用信號在給定換能器處發(fā)生的時刻并且最終通過該圖案的特定特性的絕對值的比較來識別這些種類的手勢。根據(jù)優(yōu)選實施例，僅基于所述時間延遲和換能器相對于交互表面的位置確定手勢的類型。因此，變得能夠提供能夠識別甚至更復(fù)雜的觸摸事件手勢的便宜的觸敏裝置。根據(jù)本專利技術(shù)的有利的實施例，該方法還可以包括在步驟c之前平滑有用信號的步驟。通過應(yīng)用平滑步驟，如，采用另一個低通濾波器，可以實現(xiàn)進一步的噪聲降低，從而優(yōu)化觸摸事件識別。本專利技術(shù)的目標(biāo)還由計算機程序產(chǎn)品實現(xiàn)，該計算機程序產(chǎn)品包括具有用于至少執(zhí)行該創(chuàng)造性方法的步驟b)和c)的計算機可執(zhí)行指令的一個或多個計算機可讀介質(zhì)。本專利技術(shù)的目標(biāo)還由根據(jù)權(quán)利要求19的觸敏裝置實現(xiàn)，并且該觸敏裝置被配置為根據(jù)上述方法識別觸摸事本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：塞巴斯蒂安·謝納，喬治·法拉，
申請(專利權(quán))人：電子觸控產(chǎn)品解決方案公司，
類型：
國別省市：