專利名稱:用于識別多個不明確的觸碰事件的位置的方法和設備的制作方法
技術領域:
本發(fā)明總體上涉及接觸式輸入系統(tǒng),尤其涉及其中能夠多個觸碰同時重疊 操作的接觸式輸入系統(tǒng),并且涉及用于識別多個接觸式輸入位置的方法和設備。
背景技術:
接觸式輸入系統(tǒng)已遍布于所有工業(yè)化國家。在包括如電子咨詢站系統(tǒng)、收 款機、指令輸入系統(tǒng)(例如飯店)以及生產線操作的諸多應用中,這些系統(tǒng)已經(jīng) 替代或者補充了諸如鍵盤或鼠標之類的傳統(tǒng)輸入系統(tǒng)。當前市場上存在的接觸 式輸入系統(tǒng)中應用了包括聲音、電阻性、電容性以及紅外的各種傳感技術。典 型地,接觸式輸入系統(tǒng)連同一些類型的信息顯示系統(tǒng)(可以包括計算機) 一起 使用。當用戶觸碰顯示對象時,接觸式輸入系統(tǒng)會將觸碰的位置通知給系統(tǒng)。
圖1和圖2示出了傳統(tǒng)的接觸式傳感器系統(tǒng)以及接觸式輸入系統(tǒng)。接觸式 傳感器系統(tǒng)100 —般包括觸離105(也稱為接觸式屏幕),其示例可以是具有 透明基板的接觸式屏幕。系統(tǒng)100進一步包括用于將控制器110連接到觸摸屏 105的引線111。包括觸摸屏105和控制器110的觸摸屏系統(tǒng)可以結合顯示裝 置115 —起使用。接觸式傳感器系統(tǒng)脂被配置成通過產生要經(jīng)觸摸屏105傳 送的聲波來對觸摸屏105上的觸碰進行響應, 一個或多個所述聲波在觸碰出現(xiàn) 時被調制??刂破?10進而使用聲波的調制信號來識別觸摸屏105上的觸碰位 置??刂破?10還可以使用聲波的調制信號來區(qū)分有效觸碰和無效信號(例如, 由屏幕表面的污染物所產生的信號)。如果控制器110識別觸碰為有效,則將觸 碰位置傳送到主計算機(未示出),所述主計算機接著執(zhí)行相應的計算機功能以 在顯示裝置115上顯示相關信息,例如圖形。顯示裝置115響應操作者的指令, 例如觸碰觸摸屏105的特定區(qū)域,以顯示圖形或其它信息。
圖2圖示了聲波接觸式輸入系統(tǒng)102。具有表面122的透明傳感器基板120 覆蓋顯示系統(tǒng)屏幕。典型地,透明傳感器基板120由玻璃制成。波能量沿著形 成覆蓋在基板表面122上的不可見XY網(wǎng)格的一個或多個路徑傳導,其中對表面122的接觸會引起聲波能量的削弱。
第一發(fā)送傳感器125和第一接收傳感器135位于基板120第一垂直側的兩 個角丄第一發(fā)送傳感器125在水平向右方向發(fā)送要由第一接收傳感器135接 收的聲波。第二發(fā)送傳感器130和第二接收傳感器140在,120的第一水平 側上垂直于第一發(fā)送和接收傳感器125和135而定位。例如,發(fā)送傳感器125 和130以及接收傳感器135和140可以是壓電式傳感器?;?20的水平兩側 提供有兩個反射器陣列200和205, 120的垂直兩側提供有兩個反射器陣 列210和215。反射器陣列將來自發(fā)送傳感器的聲波部分地反射到接收傳感器。
控制器110通過線路160和165向發(fā)送傳感器125和130傳送信號,發(fā)送 傳感器125和130產生通過基板120發(fā)射并由反射器陣列進行反射的聲能???制器110通過線路190和195從接收傳感器135和140接收信號,并且所接收 的信號包括時間和信號振幅??刂破?10包括編碼指令(如存儲在微處理器的存 儲器中),所述指令被執(zhí)行時執(zhí)行控制和處理相關信號的步驟??刂破?10無需 包含計算機,而是可以以硬件、固件、軟件或其任何組合來實現(xiàn)。波經(jīng)由反射 器陣列200、205、210和215而從發(fā)送傳感器125和130傳送到接收傳感器135 和140所花費的時間取決于路徑長度,因此,波內的衰減位置可以與相對于發(fā) 射時間的接收時間相關。波在基板120的X方向和Y方向上周期性地重復傳 播,以便允許檢測觸碰事件位置250的坐標。波重復傳播之間的時間為采樣時 間。
將聲波的傳播和檢測合并的接觸式輸入系統(tǒng)的一個弊端是,如果同時或在 系統(tǒng)的一特定采樣期間內按壓或觸碰兩個或更多的點,接收傳感器135和140 會在單個可讀出坐標的時間間隔內檢測到多個X坐標和Y坐標,而且這些觸 碰位置要通過多個不同的坐標對來識別。圖3圖示了在位置250和251所指示 的同時發(fā)生的兩^蟲碰事件的情況。如圖3所示的示例中,有兩個能夠指示觸 碰位置252和253的X和Y對的可能組合,其并不是實際發(fā)生角蟲碰的位置。 因此,應用程序需要識別多個同時存在的觸碰的能力,這就要求在傳統(tǒng)系統(tǒng)上 進行改進。
在時間上重疊的多個觸碰會被檢測為同時發(fā)生的事件。當兩個觸碰的起始 時間都在系統(tǒng)的時間分辨率(例如系統(tǒng)的微型芯片控制器的時間分辨率)內,就 會產生同時發(fā)生的觸碰。能夠限制時間分辨率的系統(tǒng)特性包括模IK樣率、聲波傳播速度、模擬電路帶寬等等。例如,如果控制器uo以每秒ioo次的速度
對觸摸屏105進行采樣,就不能被及時分辨在先后的0.01秒內發(fā)生的觸碰事件。 在一些應用程序中,很可肖巨在0.01秒內在屏幕某處發(fā)生兩個觸碰事件。例如, 在包含格斗(head-to-head)競賽的視頻游戲中,這種可能性比較高。
因此,需要一種用于識別在同一時間段內發(fā)生的觸碰事件的〗立置的方法和 設備。本發(fā)明的特定實施例旨在滿足這些需要,并且其它目的可由于以下描述 和附圖而變得顯而易見。
發(fā)明內容
在一個實施例中, 一種用于識別在觸摸屏上至少兩^M碰事件在相互的預 定時間內發(fā)生的位置的方法,包括監(jiān)視觸摸屏上的觸碰事件。每個角蟲碰事件在 觸摸屏上由XY坐標對所定義的不連續(xù)位置上發(fā)生。當?shù)谝缓偷诙|碰事件在 相互的預定時間內發(fā)生時,則生成包括至少兩個X坐標和至少兩個Y坐標的 坐標序列。當發(fā)生釋放事件時,所述釋放事件與所述坐標序列中的一個X坐標 和一個Y坐標關聯(lián),以形成對應于所述第一觸碰事件的第一XY坐標對。輸出 對應于所述第一觸碰事件的第一 XY坐標對。
在另一個實施例中, 一種用于對表示在觸摸屏上至少兩M蟲石並事件在相互 的預定時間內發(fā)生的坐標進行關聯(lián)的設備,包括具有用于接收觸碰事件的接觸 表面的觸摸屏。每個觸碰事件在觸摸屏上由XY坐標對所定義的不連續(xù)的位置 上發(fā)生。觸摸屏控制器監(jiān)視接觸表面上的觸碰事件。當至少兩個觸碰事件在相 互的預定時間內發(fā)生時,所述觸摸屏控制器識別至少兩個X坐標和至少兩個Y 坐標。緩沖器從觸摸屏控制器接收至少兩個X坐標和兩個Y坐*示?;谂c所 述第一觸碰相關聯(lián)的釋放事件,所述觸摸屏控制器形成第一 XY坐標對。
在另一實施例中, 一種對表示在同一測量期間內在觸摸屏上發(fā)生的多個觸 碰事件的坐標進行配對的方法,包括接收表示沿第一坐標軸的坐標位置的第一 組信號。接收表示沿第二坐標軸的坐標位置的第二組信號。將連續(xù)接收的信號 組與所述第一組和第二組信號進行比較,以識別在連續(xù)接收到的l言號組中丟失 的信號分量。基于所述丟失的信號分量來識別坐標對。
圖1示出了傳統(tǒng)接觸式傳感器系統(tǒng)。 圖2圖示了聲波接觸式輸入系統(tǒng)。
6圖3圖示了兩個觸碰事件同時發(fā)生的情況。
圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的可以能夠分辨多個角蟲碰情況的接 觸式傳感器系統(tǒng)。
圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的聲波接觸式輸入系統(tǒng)。 圖6圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于分辨多個觸碰情況的方法。 結合附圖會更好的理解以上內容以及以下對本發(fā)明特定實施例的詳細描 述。圖中圖示了各實施例的功能模塊的示圖。所述功能模塊不必指示硬件電路 之間的界限。因此,例如,可以在單一硬^(例如,通用信號處理器或模塊或 者隨機存取存儲器、硬盤等)上實現(xiàn)一個或多個功能模塊(例如,處理器或存儲 器)。棚以地,程序可以是獨立的程序,可以作為子程序而合并到操作系統(tǒng)中, 可以在安裝的圖像軟件包中運行,等等。應當理解的是,各實施例并不局限于 附圖中所示的布置和手段。
具體實施例方式
圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的能夠分辨多個觸碰情況的接觸式 傳感器系統(tǒng)260。如之前所述,接觸式傳感器系統(tǒng)260包括具有觸摸屏105和 透明傳感器基板120的顯示裝置115??刂破?62通過引線111與觸摸屏105 互連。控制器262還包括至少一個緩沖器264和266,以用于臨時存儲坐標信 息和/或表示坐標信息的信號。
如以下所述,微處理器268可以,蟲摸屏105接收信號并確定觸碰事件的 坐標信息。然后,微處理器268可以通過引線270將坐標信息輸出到另一裝置, 例如中央計算機或主計算機272。應當理解的是,通過引線270傳送的坐標信 息僅是表示性的。另外,信息可以由計算機272以多種形式和格式輸出,例如 顯示裝置115 (不同的顯示M或監(jiān)視器)上的文本或圖形、光、鈴聲、動作 的啟動或終止等。因此,通過引線270傳送的信息會可以基于接觸式傳感器系 統(tǒng)260的用途而發(fā)生變化。任選地,控制器262可以位于監(jiān)視器或顯示裝置115 內,如圖所示處于獨立單元內中,或位于計算機272內。
圖5圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的聲波接觸式輸入系統(tǒng)280。圖2和圖 3中的相同元件以同樣的附圖標記進行標注。盡管圖示為表面聲波(SAW),但 應當理解的是,也可以利用其它傳感技術,包括聲音、電阻性、電容性和紅外, 但并不局限于此。圖6圖示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于分辨多個觸碰情況的方法。圖4 到圖6將一起進行討論。
在步驟300中,控制器262開始掃描過程以連續(xù)監(jiān)視觸摸屏105上的觸碰 事件。例如,控律U器262通過線路160向第一發(fā)送傳感器125傳送信號。第一 接收傳感器135通過線路190向控制器262傳送第一返回信號。然后,控制器 262通過線路165向第二發(fā)送傳感器130傳送信號。第二接收傳感器140通過 線路195向控制器262傳送第二返回信號。如之前所提到的,所述返回信號包 括表劍蟲碰事件(如果出現(xiàn))的時間和信號振幅信息。因此,控制器262連續(xù) 在X方向和Y方向上傳送和接收信號,以便檢測一個或多個觸碰事件的坐標。 重復傳播的聲波之間的時間為采樣速率或采樣時間。測量周期可以被確定為微 處理器268用來傳送和接收第一和第二組信號的時間周期。
在步驟302中,微處理器268分析第一和第二返回信號以確定是否檢測到 一個或多個X坐標和Y坐標。如果沒有檢測到X或Y坐標,貝ij刪除第一和第 二返回信號信息。如果檢測到至少一個X坐標和至少一個Y坐標,則流程進 行至步驟304。應當理解的是,步驟300和302重復執(zhí)行,以使得觸摸屏105 連續(xù)監(jiān)視觸碰事件。
在步驟304中,微處理器268將所檢測到的X坐標和Y坐標存儲在一個 或多個緩沖器264和266中。例如,X坐標的第一坐標序列存儲在存儲器或緩 沖器264中,Y坐標的第二坐標序列存儲在存儲器或緩沖器266中。作為選擇, 也可以使用單個緩沖器264來存儲所有檢測到的坐標。任選地,也可存儲表示 坐標的信號組,其中微處理器268或其它裝置可以在稍后識別實際的X坐標和 Y坐標位置。
在步驟306中,微處理器268確定是否能夠確定X坐標和Y坐標對,指 劍蟲摸屏105上己觸碰的不連續(xù)位置。例如,如果在觸碰位置282發(fā)生單一觸 碰事件,則返回X!坐標和Y!坐標。微處理器268形成坐標對(X!,Y0,并且在 步驟308中,微處理器268傳送XY坐標對(X!, Y!),并清空緩沖器264和266。 可以將XY坐標對傳送到中央計算機或主計算豐幾272,以便執(zhí)行所需要的功能。
然而,如果在觸碰位置282和284發(fā)生觸碰事件,以使得在步驟302中微 處理器268在相互的預定時間或測量周期內檢測到坐標序列&, X2和Y^ Y2, 則不能確定X坐標和Y坐標的配對關系,則流禾呈進行至步驟310。例如,可基
8于其中觸摸屏105監(jiān)視觸碰事件的采樣速率或采樣時間而確定所述預定時間 (步驟300)。應當理解的是,在同一時間可以檢測到多于兩個的觸碰事件,產 生額外需要配對的X坐標和Y坐標。例如,可能在同一時間檢測到與觸碰位 置282和284并存的觸碰位置288(X4, Y4)。
在步驟310中,微處理器268延遲任意坐標的傳送。繼續(xù)^ffi上述觸碰位 置282和284的示例,坐標序列& , X2和Y,Y2保留在緩沖器264和266中。 微處理器268繼續(xù)掃描觸碰事件,如步驟300所示。
在步驟312中,微處理器268將當前所檢觀倒的坐標(如連續(xù)獲得的坐標 序列或信號組)與存儲在緩沖器264和266中的坐標和/或信號進行比較,以確 定是否己經(jīng)檢測到變化。如果檢測到相同的坐標X!, X2和Y!, Y2,則微處理 器268確定已經(jīng)發(fā)生了連續(xù)觸碰,并且流程返回到步驟310。不傳送坐標,當 前坐標保留在緩沖器264和266中,微處理器268繼續(xù)搜掃描觸碰事件。任選 地,如果在容差范圍內,微處理器268就認為坐標沒有發(fā)生變化,例如由于用
戶手指在接觸表面上的輕微移動或橫搖。
返回到步驟312,微處理器268也可基于觸碰事件的相對時序、絕對觸碰
強度、觸碰強度變化率、觸碰強度在多個觀懂周期上的相關性以及觸碰位銜例 如,拖動或橫搖手勒的其中之一來確定已經(jīng)發(fā)生了變化。這些變化允許微處 理器268 ffi31使用除圖6所示之外的其它對比方法 坐標進行配對。
如果微處理器268檢測到一個額外的坐標,X坐標或Y坐標,而不是兩 者并存,則流程進行至步驟314。如果檢測到具有坐標(X!,Y3)的觸碰位置286, 就會發(fā)生這種情況。因此,觸碰位置282和286的X坐標位置相同,但坐標不 能配對。Y3坐標存儲到諸如緩沖器266中,流程返回到步驟310。可選的,微 處理器268可以根據(jù)應用程序而刪除或忽略額外的坐標。
如果微處理器268檢測到額外的觸碰事件,例如具有坐標(Xs, Ys)的觸碰 位置290,則流程從步驟312進行至步驟316。然而,根據(jù)處理算法和系統(tǒng)實 現(xiàn)方式,微處理器268可以將新坐標組(X5,Y5)進行配對,微處理器268可以發(fā) 送該配對的坐標(Xs, Y5),將該坐標對(X5, Ys)存儲到緩沖器264和266的兩者 之一,或冊鵬該坐標對(Xs, Y5)。
如果微處理器268在隨后的返回信號中檢測到減少一個的X坐標和減少 一個的Y坐標,則發(fā)生了釋放事件,箭uf呈從步驟312進行至步驟318。當用戶從觸摸屏105上抬起手指或指示筆時就會發(fā)生這種情況。在步驟318中,微處 理器268將所述釋放事件與觸碰事件之一進行關聯(lián),例如通過將隨后的返回信 號與存儲在緩沖器264和266的坐標或信號進fi1比較來識別丟失的X坐標和Y 坐標。所丟失的X坐標和Y坐標或信號分量與觸碰位置相關聯(lián)并且能夠配對。 因此,如果微處理器268識別當前返回的信號僅包括X2和Y2坐標,則該微處 理器268可以將先前所識別并存儲在緩沖器264和266中的(X,, ^)和(&, Y2) 進行配對。
在步驟320中,微處理器268確定是否要進行額外坐標的配對。例如,如 果在觸碰位置282、 284和288處在基本同一時間或在相互的預定時間內發(fā)生 了多^M蟲碰事件并且在步驟302中己經(jīng)被檢測到,則在步驟318中,微處理器 268將與抬起事件相關聯(lián)的唯一的X坐標和Y坐標進行配對。禾,以上示例, 微處理器268已經(jīng)對觸碰位置282(X,, Y0進行配對(步驟318),并且如果要進 行額外的坐標配對,則返回到步驟310??梢酝ㄟ^檢測第二抬起或釋放事件對 額外的坐標進行配對。根據(jù)所使用的處理算法,微處理器268輸出被配對的坐 標或將其存儲在緩沖器264和266的兩者之一。未被配對的坐標仍然存儲在緩 沖器264和266中。
在步驟320中,如果不存在要進行配對的額外坐標,在流禾呈進行至步驟 322,將XY坐標對輸出或傳送對到中央計算機或主計算機272,以便于執(zhí)行所 需的功能。任選地,微處理器268也可識別和/或傳送與抬起相關聯(lián)的坐標對, 以^/或者基于預定層次識別和/或組織坐標組。
除視頻游戲外,例如,當使用觸碰顯示器上虛擬的鍵盤時也可能發(fā)生兩個 或多個觸碰情況,諸如選擇特定選項、目標或鍵盤上的按鍵組合,比如字符圖 釋中所使用的使用shift鍵與其它鍵結合以產生大寫字母或字符。而且,國際通 用的鍵盤已需要分辨多個觸碰情況以生成字符組合。另外,需要兩個或多個的 觸碰能力來執(zhí)行關鍵瞎況,其中需要選擇按鍵或輸入的特定組合以啟動或終止 操作,例如在工廠中,同時選擇兩,或觸碰點以確認發(fā)生了可能的危險操作。
雖然已經(jīng)根據(jù)各特定實施例對本發(fā)明進行了描述,但是本領域技術人員將 認識到可以利用權利要求的精神和范圍之內的修改來實施本發(fā)明。
權利要求
1.一種用于識別在觸摸屏上至少兩個觸碰事件在相互的預定時間內發(fā)生的位置的方法,該方法包括監(jiān)視所述觸摸屏上的觸碰事件,每個觸碰事件在觸摸屏上由XY坐標對所定義的不連續(xù)位置上發(fā)生;當?shù)谝缓偷诙|碰事件在相互的預定時間內發(fā)生時,生成包括至少兩個X坐標和至少兩個Y坐標的坐標序列;當發(fā)生釋放事件時,將所述釋放事件與所述坐標序列中一個X坐標和一個Y坐標相關聯(lián),以形成對應于所述第一觸碰事件的第一XY坐標對;以及輸出與所述第一觸碰事件相關聯(lián)的所述第一XY坐標對。
2. 如權利要求l所述的方法,進一步包括在輸出所述第一XY坐標對時, 輸出來自所述坐標序列的第二 XY坐標對。
3. 如權利要求1所述的方法,進一步包括將所述坐標序列存儲在緩沖器 中,并且將所存儲的坐標序歹U與新的坐標序列進行比較。
4. 如權利要求1所述的方法,其中所述第一和第二觸碰事i牛實質上是同 時發(fā)生的。
5. 如權利要求1所述的方法,其中所述關聯(lián)包括比較連續(xù)獲得的第一和 第二坐標序列以識別此兩者之間的區(qū)別。
6. 如權利要求1所述的方法,其中僅在與所述第一觸碰事件相關聯(lián)的釋 放事件發(fā)生之后輸出所述第一 XY坐標對。
7. 如權利要求1所述的方法,進一步包括根據(jù)觸碰事件的相關時序、絕 對觸碰強度、觸碰強度變化率、多個測量周期上的觸碰強度的關聯(lián)性以及所述 X坐標和Y坐標的至少一個的移動的其中之一,對X坐標和Y坐標進行配對。
8. 如權利要求1所述的方法,其中所述預定時間是基于所述觸摸屏監(jiān)視 觸碰事件的采樣速率。
9. 一種用于將表示在觸摸屏上至少兩^^蟲碰事件在相互的預定時間內發(fā)生的坐標相關聯(lián)的設備,所述設備包括觸摸屏,其包括用于接收觸碰事件的接觸表面,每個觸碰事〗牛在觸摸屏上由XY坐標對所定義的不連續(xù)位置上發(fā)生;觸摸屏控制器,用于監(jiān)視所述接觸表面上的觸碰事件,當至少兩個觸碰事 件在相互的預定時間內發(fā)生時,所述觸摸屏控制器識別至少兩個X坐標和至少 兩個Y坐標;以及緩沖器,用于,Ai^述觸摸屏控制器接收所述至少兩個x坐標和至少兩個Y坐標,所述觸摸屏控制器基于與第一觸碰相關聯(lián)的釋方文事件形成第一 XY坐標對。
10. 如權利要求9所述的設備,所述觸摸屏控制器迸一步包括輸出端,用 于輸出所述第一 XY坐標對和與第二觸碰關聯(lián)的第二 XY坐標對。
11. 如權利要求9所述的設備,所述觸摸屏控制器接收后續(xù)坐標組,將所 述后續(xù)坐標組與緩沖器中存儲的所述至少兩個X坐標和所述至少兩個Y坐標 進行比較以確定所述第一 XY坐標對。
12. 如權利要求9所述的設備,所述觸摸屏控制器進一步包括微處理器, 所述微處理器用于基于連續(xù)獲得的第一和第二組坐標的比較結果來識別所述 釋放事件,所述第二組坐標包括至少減少一個的X坐標和至少減少一個的Y 坐標。
13. —種將表示在同一測量周期內在觸碰設備上發(fā)生的多^蟲碰事件的坐標進行配對的方法,包括接收表示沿第一坐標軸的坐標位置的第一組信號; 接收表示沿第二坐標軸的坐標位置的第二組信號;將連續(xù)接收的信號組與所述第一組和第二組信號進行比較以識另依所述 連續(xù)接收的信號組中丟失的信號分量;以及 基于所述丟失的信號分量識另唑標對。
14. 如權禾腰求13所述的方法,所述連續(xù)接收的信號組進一步包括標識 沿所述第一和第二坐標軸的坐標位置的信號組,所述丟失的信號分量表示所述 坐標位置的其中一個。
15. 如權利要求13所述的方法,所述丟失的信號分量表示沿戶萬述第一坐 標軸的第一坐標位置和沿所述第二坐標軸的第二坐標位置,所述方法進一步包 括對所述第一和第二坐標位置進《亍配對以形成坐標對。
全文摘要
一種用于識別在觸摸屏(105)上至少兩個觸碰事件(250,251)在相互的預定時間內發(fā)生的位置的方法和設備,包括監(jiān)視觸摸屏上的觸碰事件。每個觸碰事件發(fā)生在由XY坐標對所定義的觸摸屏上的不連續(xù)位置上。當?shù)谝缓偷诙|碰事件在相互的預定時間內發(fā)生時,生成包括至少兩個X坐標和至少兩個Y坐標的坐標序列。當發(fā)生釋放事件時,所述釋放事件與所述坐標序列中的一個X坐標和一個Y坐標相關聯(lián),形成對應于所述第一觸碰事件的第一XY坐標對。輸出與所述第一觸碰事件關聯(lián)的所述第一XY坐標對。
文檔編號G06F3/048GK101310248SQ200680042367
公開日2008年11月19日 申請日期2006年11月14日 優(yōu)先權日2005年11月15日
發(fā)明者M·R·西戈納 申請人:泰科電子雷伊化學有限責任公司