專(zhuān)利名稱(chēng)：二維觸摸傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及二維(2D)觸摸傳感器，具體來(lái)說(shuō)，涉及對(duì)從所述傳感器獲取的數(shù)據(jù)的處理。
背景技術(shù)：
各種不同技術(shù)用于2D觸摸傳感器，值得注意的是電阻性電容性。不管使用何種技 術(shù)，2D觸摸傳感器一般具有基于傳感器節(jié)點(diǎn)的矩陣的構(gòu)造，所述傳感器節(jié)點(diǎn)在笛卡兒坐標(biāo) 中形成2D陣列，即柵格。在電容性觸摸感測(cè)中的兩個(gè)最活躍的開(kāi)發(fā)領(lǐng)域是多觸摸處理以及手勢(shì)辨識(shí)(或 簡(jiǎn)稱(chēng)為“多觸摸”和“手勢(shì)”)的相關(guān)話(huà)題。多觸摸是指2D觸摸傳感器能夠同時(shí)感測(cè)一個(gè)以上觸摸的能力?；镜挠|摸傳感 器經(jīng)設(shè)計(jì)以假設(shè)在任何一個(gè)時(shí)間僅一個(gè)觸摸存在于傳感器上，且經(jīng)設(shè)計(jì)以在任何一個(gè)時(shí)間 僅輸出一個(gè)x，y坐標(biāo)。多觸摸傳感器經(jīng)設(shè)計(jì)以能夠檢測(cè)多個(gè)同時(shí)的觸摸。多觸摸傳感器的 最簡(jiǎn)單的形式是兩點(diǎn)觸摸傳感器，其經(jīng)設(shè)計(jì)以能夠檢測(cè)高達(dá)兩個(gè)同時(shí)的觸摸。將了解，兩點(diǎn)觸摸檢測(cè)對(duì)于甚至基本的鍵盤(pán)模擬來(lái)說(shuō)是基本的，因?yàn)樾枰猄HIFT 鍵來(lái)操作常規(guī)鍵盤(pán)。此外，許多手勢(shì)需要兩點(diǎn)觸摸檢測(cè)。雖然術(shù)語(yǔ)“手勢(shì)”在業(yè)界可能未明 確界定，但其一般用于指比在特定位置處的單一“敲擊”或“按壓”更復(fù)雜的用戶(hù)輸入。非常 簡(jiǎn)單的手勢(shì)可為當(dāng)用戶(hù)以快速的連續(xù)性?xún)纱慰焖俚赜|摸觸摸表面并釋放觸摸表面時(shí)的“兩 次敲擊”。然而，通常當(dāng)指手勢(shì)時(shí)，其與觸摸動(dòng)作結(jié)合。實(shí)例單一觸摸動(dòng)作手勢(shì)為“翻動(dòng)”和 “拖曳”，且實(shí)例兩點(diǎn)觸摸動(dòng)作為“捏”、“拉伸”和“旋轉(zhuǎn)”。顯然，多觸摸感測(cè)能力是能夠提供基于兩個(gè)或兩個(gè)以上同時(shí)對(duì)象的任何手勢(shì)的首 要條件。手勢(shì)辨識(shí)的現(xiàn)有方法是基于向手勢(shì)辨識(shí)算法供應(yīng)來(lái)自觸摸傳感器的觸摸坐標(biāo)的 時(shí)間序列，來(lái)自每一時(shí)間間隔的數(shù)據(jù)集被稱(chēng)作幀，或在下文中稱(chēng)為幀數(shù)據(jù)。舉例來(lái)說(shuō)，處理 四個(gè)連續(xù)時(shí)間幀、、、和、以跟蹤觸摸傳感器上的高達(dá)三個(gè)觸摸的動(dòng)作的結(jié)果可為以下數(shù) 據(jù) 表 1在所述表中，展示三個(gè)所跟蹤觸摸的實(shí)例(X，y)坐標(biāo)，其中第二觸摸在時(shí)間、處 中止。當(dāng)然，所述時(shí)間序列將在非常大量的時(shí)間增量?jī)?nèi)持續(xù)。手勢(shì)辨識(shí)算法的任務(wù)是分析幀數(shù)據(jù)首先識(shí)別用戶(hù)正在輸入哪些手勢(shì)；且其次將 所辨識(shí)的手勢(shì)參數(shù)化，且將這些參數(shù)輸出到處理軟件的更高級(jí)。舉例來(lái)說(shuō)，手勢(shì)辨識(shí)算法可 報(bào)告用戶(hù)已輸入表達(dá)67度角的旋轉(zhuǎn)的“旋轉(zhuǎn)”手勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過(guò)提供額外提供關(guān)于觸摸形狀或得自觸摸形狀的數(shù)據(jù)的觸摸傳感器而 脫離觸摸傳感器僅提供觸摸位置數(shù)據(jù)的常規(guī)假設(shè)。這是通過(guò)在比致動(dòng)對(duì)象(通常為手指) 的大小精細(xì)的網(wǎng)格或柵格上具有取樣節(jié)點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)的。因此，手指的每一觸摸一般將致使激 活傳感器的多個(gè)鄰近節(jié)點(diǎn)，使得每一觸摸具有由節(jié)點(diǎn)群組形成的形狀。此允許觸摸傳感器 輸出每一觸摸的觸摸位置，但所述觸摸位置不簡(jiǎn)單地與正在檢測(cè)中的單一節(jié)點(diǎn)同義，而是 通過(guò)分析共同表示觸摸的所激活節(jié)點(diǎn)的群組而計(jì)算出的，例如從所激活節(jié)點(diǎn)的質(zhì)心計(jì)算出 的。此外，此額外允許觸摸傳感器輸出關(guān)于觸摸形狀的數(shù)據(jù)。具體來(lái)說(shuō)，可提供一種觸摸傳 感器，其輸出與每一觸摸位置的觸摸角度，且任選地還輸出表示觸摸形狀(例如，觸摸有多 細(xì)長(zhǎng))的其它數(shù)據(jù)。如果觸摸形狀近似橢圓，那么所述橢圓可用于提供角度和扁率。如從 基礎(chǔ)幾何學(xué)已知，扁率是指示橢圓有多細(xì)長(zhǎng)的參數(shù)，即是一種“細(xì)長(zhǎng)度”因數(shù)。在本發(fā)明的 優(yōu)選實(shí)施方案中，每一觸摸作為觸摸位置和觸摸向量的組合而輸出。觸摸位置和觸摸向量 兩者均可表達(dá)為二維坐標(biāo)，其在形式上可為笛卡兒或極坐標(biāo)。笛卡兒坐標(biāo)是優(yōu)選的，因?yàn)榇?便利地映射到常規(guī)2D傳感器陣列的普通柵格形式。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于從傳感器陣列收集到的 每一數(shù)據(jù)幀來(lái)說(shuō)，傳感器輸出觸摸位置或定位的U，y)坐標(biāo)和(χ，y)向量，所述(χ，y)向 量根據(jù)定義具有量值和方向，所述方向提供觸摸角度，且所述量值提供觸摸的扁率或“細(xì)長(zhǎng)
度 O通過(guò)包含此額外形狀數(shù)據(jù)以作為幀數(shù)據(jù)的一部分，極大地簡(jiǎn)化了手勢(shì)處理，因?yàn)?其變?yōu)橛靡宰R(shí)別手勢(shì)的簡(jiǎn)單得多的處理任務(wù)。至少同等重要的是，額外的形狀數(shù)據(jù)打開(kāi)發(fā) 明新手勢(shì)的無(wú)窮可能性，所述新手勢(shì)原本僅基于觸摸位置數(shù)據(jù)是不實(shí)際或不可能識(shí)別的。 另外，如下文進(jìn)一步詳細(xì)描述，已有可能使用容易在例如微控制器等簡(jiǎn)單的硬件平臺(tái)上運(yùn) 行的非常簡(jiǎn)單的數(shù)值方法來(lái)實(shí)施本發(fā)明。本發(fā)明建立于來(lái)自馬丁 ·西蒙和丹尼爾·皮克特的三個(gè)早先發(fā)明的元素之上和/ 或其最佳模式并入有所述元素，馬丁 ·西蒙和丹尼爾·皮克特是本申請(qǐng)案的共同發(fā)明人中 的兩者，現(xiàn)在列出所述發(fā)明。2008年10月21日申請(qǐng)的US 12/255，610，其描述一種用于識(shí)別2D觸摸傳感器上的觸摸的方法和設(shè)備，其中觸摸大小大于節(jié)點(diǎn)間隔。2008年10月21日申請(qǐng)的US 12/255，616，其描述一種用于計(jì)算2D觸摸傳感器上 的觸摸位置的方法和設(shè)備，其中觸摸大小大于節(jié)點(diǎn)間隔。2008年10月21日申請(qǐng)的US 12/255，620，其描述一種用于跟蹤2D觸摸傳感器上 的多個(gè)觸摸的方法和設(shè)備。這三個(gè)早先申請(qǐng)案的內(nèi)容的以全文引用的方式并入本文中。本發(fā)明在一個(gè)方面中提供一種感測(cè)觸摸傳感器上的觸摸的方法，所述方法包括 提供觸摸傳感器，所述觸摸傳感器具有分布于感測(cè)區(qū)域上的感測(cè)節(jié)點(diǎn)的二維陣列；從所述 感測(cè)節(jié)點(diǎn)獲取觸摸信號(hào)值的幀；處理所述觸摸信號(hào)值以檢測(cè)所述幀中的至少一個(gè)觸摸，每 一觸摸由一個(gè)或一個(gè)以上感測(cè)節(jié)點(diǎn)的鄰接群組形成；針對(duì)每一觸摸，通過(guò)處理所述觸摸的 所述觸摸信號(hào)值而計(jì)算其在所述感測(cè)區(qū)域上的觸摸位置；針對(duì)每一觸摸，通過(guò)處理所述觸 摸的所述觸摸信號(hào)值而計(jì)算指示所述觸摸在所述感測(cè)區(qū)域上的定向的觸摸角度；以及針對(duì) 每一幀，輸出包含所述觸摸位置和所述觸摸角度的幀數(shù)據(jù)。所述方法可進(jìn)一步包括針對(duì)每一觸摸，通過(guò)處理所述觸摸的所述觸摸信號(hào)值而 計(jì)算指示所述觸摸所擁有的形狀有多細(xì)長(zhǎng)的觸摸扁率因數(shù)；以及針對(duì)每一幀，輸出所述觸 摸扁率因數(shù)以作為所述幀數(shù)據(jù)的一部分?？捎煞謩e從所述觸摸扁率因數(shù)和所述觸摸角度確 定的校正距離和校正方向來(lái)翻譯所述觸摸位置。在本發(fā)明的實(shí)施例中，將所述觸摸角度和觸摸扁率因數(shù)共同表達(dá)為向量?？蓪⑺?述向量表達(dá)為笛卡兒坐標(biāo)(χ，y)或極坐標(biāo)(r，θ )。在一個(gè)特定實(shí)施方案中，通過(guò)對(duì)沿著第一和第二正交對(duì)的方向的觸摸信號(hào)值求 和，所述對(duì)方向彼此相對(duì)地旋轉(zhuǎn)45度，以及從所述第一對(duì)的總和獲得第一比率和從所述第 二對(duì)的總和獲得第二比率，而計(jì)算所述向量。用以計(jì)算所述比率的總和可為在四個(gè)方向中 的每一者中具有最大值的若干者?；蛘?，如果將觸摸位置視為原點(diǎn)且針對(duì)四個(gè)方向中的每 一者僅采用與所述原點(diǎn)相交的一根線(xiàn)，那么針對(duì)每一方向僅需要計(jì)算一個(gè)總和。在寬松的意義上而不是在嚴(yán)格的幾何意義上使用術(shù)語(yǔ)“扁率”來(lái)表達(dá)觸摸的“細(xì)長(zhǎng) 度”的程度，且不暗示著依照橢圓形狀來(lái)處理觸摸或觸摸形狀?？闪硗鈴亩M(jìn)制指向方向指示符來(lái)確定觸摸方向，可例如用并入有觸摸傳感器的 裝置在正常使用中時(shí)將如何定向的知識(shí)來(lái)確定所述二進(jìn)制指向方向指示符。或者，可從正 被檢測(cè)的觸摸的特性計(jì)算二進(jìn)制指向方向指示符。所述方法可進(jìn)一步包括提供手勢(shì)處理器，其經(jīng)布置以從觸摸傳感器接收幀數(shù)據(jù) 且可操作以隨時(shí)間處理所述幀數(shù)據(jù)，其中所述手勢(shì)處理器運(yùn)行手勢(shì)處理算法，所述手勢(shì)處 理算法從所述幀數(shù)據(jù)識(shí)別手勢(shì)，且輸出手勢(shì)數(shù)據(jù)。所述手勢(shì)處理算法可包含用到觸摸角度 的映射來(lái)辨識(shí)具有一參數(shù)的至少一個(gè)手勢(shì)。所述手勢(shì)處理算法可可操作以基于觸摸角度 來(lái)確定觸摸是來(lái)自左手還是右手，且優(yōu)選觸摸扁率因數(shù)也用于確定觸摸是來(lái)自左手還是右 手。此可為左手或右手的一根手指，或左手或右手中保持的一根尖筆?？商峁┐斯δ苄?，因 為當(dāng)作出鍵輸入時(shí)將以某一方式保持手持式裝置，使得通過(guò)手指和/或拇指作出的左手和 右手觸摸將處于某一可預(yù)測(cè)角度范圍內(nèi)。手勢(shì)辨識(shí)算法優(yōu)選包含基于隨著時(shí)間對(duì)觸摸角度和觸摸位置的分析來(lái)辨識(shí)至少 一個(gè)手勢(shì)，使得在大體上橫向于觸摸的觸摸角度的方向上的觸摸位置的運(yùn)動(dòng)被辨識(shí)為手指的側(cè)向滑動(dòng)或搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)。所述手勢(shì)處理算法優(yōu)選包含用到觸摸扁率因數(shù)的映射來(lái)辨識(shí)具有一參數(shù)的至少 一個(gè)手勢(shì)。所述手勢(shì)處理算法優(yōu)選包含辨識(shí)至少一個(gè)手勢(shì)，其共同處理觸摸角度和觸摸扁率 因數(shù)，從而使用觸摸扁率因數(shù)的量值來(lái)確定觸摸角度的角度精確度。所述手勢(shì)處理算法可可操作以基于觸摸扁率因數(shù)和(任選地)還有觸摸角度來(lái)確 定觸摸是來(lái)自拇指還是手指。一般來(lái)說(shuō)，拇指觸摸較圓且手指觸摸較細(xì)長(zhǎng)，因此拇指觸摸將 具有較低的扁率。這在拇指和食指的兩點(diǎn)觸摸手勢(shì)中是有用的。舉例來(lái)說(shuō)，可將拇指界定 為用于食指進(jìn)行旋轉(zhuǎn)或其它運(yùn)動(dòng)的原點(diǎn)。映射到觸摸角度的參數(shù)可例如為視圖的旋轉(zhuǎn)(例如，場(chǎng)景內(nèi)的對(duì)象或整個(gè)場(chǎng)景的 旋轉(zhuǎn))、放大或縮小(例如，映射到隨著時(shí)間的正/負(fù)角度前進(jìn)的放大/縮小，或反之亦然)、 行進(jìn)方向(例如，在街道視圖中)、轉(zhuǎn)向輪的致動(dòng)(例如，在汽車(chē)駕駛模擬中)。所述手勢(shì)辨識(shí)算法可包含基于隨著時(shí)間對(duì)觸摸扁率因數(shù)和觸摸位置的分析來(lái)辨 識(shí)至少一個(gè)手勢(shì)，使得在觸摸位置相對(duì)恒定的同時(shí)觸摸扁率因數(shù)中的改變被辨識(shí)為手指的 垂直搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)，其中手指與感測(cè)區(qū)域的平面的角度正在變化。觸摸傳感器可為電容性觸摸傳感器或某一其它類(lèi)型的觸摸傳感器。在以下詳細(xì)描 述中，將使用電容性感測(cè)實(shí)例，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，本發(fā)明的方法適用于從本文 所描述的一類(lèi)感測(cè)表面輸出原始數(shù)據(jù)集的任何2D位置感測(cè)技術(shù)，例如，電阻性、全內(nèi)反射、 超聲波、表面聲波和其它裝置。本發(fā)明在另一方面中提供一種觸摸傳感器，其包括感測(cè)節(jié)點(diǎn)的二維陣列，其分布 于感測(cè)區(qū)域上；測(cè)量電路，其可操作以從所述感測(cè)節(jié)點(diǎn)獲取觸摸信號(hào)值的幀；以及處理單 元，其可操作以處理所述觸摸信號(hào)值以檢測(cè)所述幀中的至少一個(gè)觸摸，每一觸摸由一個(gè)或 一個(gè)以上感測(cè)節(jié)點(diǎn)的鄰接群組形成；針對(duì)每一觸摸，通過(guò)處理所述觸摸的所述觸摸信號(hào)值 而計(jì)算其在所述感測(cè)區(qū)域上的觸摸位置；針對(duì)每一觸摸，通過(guò)處理所述觸摸的所述觸摸信 號(hào)值而計(jì)算指示所述觸摸在所述感測(cè)區(qū)域上的定向的觸摸角度；以及針對(duì)每一幀，輸出包 含所述觸摸位置和所述觸摸角度的幀數(shù)據(jù)。所述處理單元優(yōu)選進(jìn)一步可操作以針對(duì)每一 觸摸，通過(guò)處理所述觸摸的所述觸摸信號(hào)值而計(jì)算指示所述觸摸所擁有的形狀有多細(xì)長(zhǎng)的 觸摸扁率因數(shù)；以及針對(duì)每一幀，輸出所述觸摸扁率因數(shù)以作為所述幀數(shù)據(jù)的一部分?？膳c手勢(shì)處理器組合地提供所述觸摸傳感器，所述手勢(shì)處理器經(jīng)布置以從觸摸傳 感器接收幀數(shù)據(jù)且可操作以隨時(shí)間處理所述幀數(shù)據(jù)，其中所述手勢(shì)處理器可操作以運(yùn)行手 勢(shì)處理算法，以從所述幀數(shù)據(jù)識(shí)別手勢(shì)，且輸出手勢(shì)數(shù)據(jù)。通過(guò)使用在比觸摸手指的觸摸墊的大小精細(xì)的柵格(例如，小于5mm左右的柵格 間距)上具有可獨(dú)立尋址的感測(cè)“節(jié)點(diǎn)”的觸摸傳感器，有可能解析觸摸對(duì)象的“形狀”。通 過(guò)使用合適的算法，有可能推斷出觸摸對(duì)象相對(duì)于感測(cè)柵格的角度以及還有其“細(xì)長(zhǎng)度”的 程度。通過(guò)與觸摸位置數(shù)據(jù)一起報(bào)告此角度數(shù)據(jù)，可提供新的手勢(shì)種類(lèi)，其可為單點(diǎn)觸摸和 多觸摸兩者。舉例來(lái)說(shuō)，通過(guò)單個(gè)手指，有可能通過(guò)在觸摸屏上簡(jiǎn)單地扭轉(zhuǎn)觸摸手指而具有 放大和縮小手勢(shì)。以扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)使用兩個(gè)手指也可用于其它用戶(hù)接口控制?？梢悦總€(gè)觸摸為 基礎(chǔ)(例如，在多觸摸獲取中對(duì)于每一觸摸獨(dú)立地)利用角度和細(xì)長(zhǎng)度因數(shù)。還有可能使 用觸摸角度以在致動(dòng)虛擬鍵或圖標(biāo)的過(guò)程中校正系統(tǒng)性人類(lèi)錯(cuò)誤。


為了更好地理解本發(fā)明，且為了展示可如何實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，現(xiàn)在以實(shí)例的方式參考 附圖。圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的示意圖。圖2以平面圖示意性展示2D觸敏電容性位置傳感器的電路元件。圖3說(shuō)明用于單個(gè)觸摸的來(lái)自2D觸摸傳感器的實(shí)例輸出數(shù)據(jù)集。圖4說(shuō)明在兩個(gè)觸摸的情況下來(lái)自圖3的2D觸摸傳感器的實(shí)例輸出數(shù)據(jù)集。圖5說(shuō)明在三個(gè)觸摸的情況下來(lái)自圖3的2D觸摸傳感器的實(shí)例輸出數(shù)據(jù)集。圖6是展示用于將節(jié)點(diǎn)指派給鄰近于觸摸面板的一個(gè)或一個(gè)以上觸摸的方法的 流程圖。圖7是展示用于計(jì)算觸摸位置的方法的流程圖；圖8是展示在圖7的過(guò)程中計(jì)算χ坐標(biāo)的流程圖。圖9是展示在圖7的過(guò)程中計(jì)算y坐標(biāo)的流程圖。圖10示意性說(shuō)明用于單個(gè)觸摸的來(lái)自2D觸摸傳感器的實(shí)例輸出數(shù)據(jù)集以及關(guān)于 計(jì)算與觸摸有關(guān)的形狀數(shù)據(jù)的注解。圖11是展示用于計(jì)算觸摸形狀向量的方法的流程圖。圖12A到圖12F說(shuō)明來(lái)自2D觸摸傳感器的不同實(shí)例輸出數(shù)據(jù)集以及關(guān)于計(jì)算觸 摸形狀向量的注解。圖13展示手指觸摸2D觸摸傳感器上的虛擬鍵以說(shuō)明形狀數(shù)據(jù)的應(yīng)用實(shí)例。圖14A和14B說(shuō)明用戶(hù)分別用其右手和左手來(lái)保持具有觸敏顯示器面板的手持式 裝置以說(shuō)明形狀數(shù)據(jù)的應(yīng)用實(shí)例。圖15說(shuō)明正由兩個(gè)拇指致動(dòng)的具有QWERTY鍵盤(pán)的手持式裝置以說(shuō)明形狀數(shù)據(jù)的 應(yīng)用實(shí)例。圖16A和圖16B展示單個(gè)手指在兩個(gè)位置之間旋轉(zhuǎn)以說(shuō)明形狀數(shù)據(jù)的應(yīng)用實(shí)例。圖17展示同一手的兩個(gè)手指正側(cè)向移動(dòng)越過(guò)觸摸屏裝置以說(shuō)明形狀數(shù)據(jù)的應(yīng)用 實(shí)例。圖18A和圖18B展示單個(gè)手指致動(dòng)觸摸屏裝置20的平面圖和側(cè)視圖以說(shuō)明形狀 數(shù)據(jù)的應(yīng)用實(shí)例。
具體實(shí)施例方式圖1是展示寄存以虛線(xiàn)橢圓說(shuō)明的手指觸摸的觸摸傳感器100的示意圖。觸摸傳感器100包括與相關(guān)聯(lián)測(cè)量電路組合的分布于感測(cè)區(qū)域上的感測(cè)節(jié)點(diǎn)的 二維陣列。在使用中，每一節(jié)點(diǎn)或鍵遞送指示觸摸的接近度的測(cè)量信號(hào)。來(lái)自傳感器的包 括來(lái)自每一鍵的測(cè)量信號(hào)值的一組數(shù)據(jù)稱(chēng)為數(shù)據(jù)幀。在圖中，展示6X6鍵陣列，其中觸摸 致使7個(gè)節(jié)點(diǎn)的鄰接群組寄存觸摸對(duì)象的接近度。這些鍵在圖中以陰影展示，其稱(chēng)為“檢測(cè) 中”的鍵，通常是因?yàn)槠錅y(cè)量信號(hào)高于一閾值。觸摸傳感器100連接到觸摸數(shù)據(jù)獲取單元110，其可操作以從感測(cè)節(jié)點(diǎn)獲取數(shù)據(jù) 幀。
觸摸數(shù)據(jù)獲取單元110將幀數(shù)據(jù)輸出到觸摸辨識(shí)單元120，所述觸摸辨識(shí)單元120 可操作以處理觸摸信號(hào)值以檢測(cè)在幀中是否存在任何觸摸。在簡(jiǎn)單實(shí)施方案中，觸摸辨識(shí) 單元僅能夠區(qū)分任一幀中的一個(gè)觸摸，但一般來(lái)說(shuō)觸摸辨識(shí)單元優(yōu)選具有能夠檢測(cè)兩個(gè)同 時(shí)觸摸、三個(gè)同時(shí)觸摸或更多同時(shí)觸摸的能力。每一觸摸由一個(gè)或一個(gè)以上感測(cè)節(jié)點(diǎn)的鄰 接群組形成。每一觸摸進(jìn)一步經(jīng)處理以計(jì)算其在感測(cè)區(qū)域上的觸摸位置，即，其X和y坐標(biāo)。 這是通過(guò)處理觸摸的觸摸信號(hào)值來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)處理觸摸的觸摸信號(hào)值，每一觸摸還經(jīng)處理 以計(jì)算形狀數(shù)據(jù)，尤其是指示觸摸在感測(cè)區(qū)域上的定向的觸摸角和指示觸摸所擁有的形狀 有多細(xì)長(zhǎng)的觸摸扁率因數(shù)。在優(yōu)選實(shí)施例中，兩個(gè)形狀參數(shù)是以向量的形式傳達(dá)，所述向量 的方向提供所述角度且所述向量的量值提供所述扁率。所述向量可方便地作為x、y坐標(biāo)對(duì) 來(lái)傳達(dá)，使得每一幀的位置和形狀數(shù)據(jù)作為兩個(gè)χ、y坐標(biāo)對(duì)而共同輸出。觸摸位置和形狀數(shù)據(jù)從觸摸辨識(shí)單元120輸出到手勢(shì)辨識(shí)處理器130。手勢(shì)辨識(shí) 處理器130可操作以運(yùn)行手勢(shì)處理算法，其從觸摸位置和形狀數(shù)據(jù)識(shí)別手勢(shì)。手勢(shì)辨識(shí)處理器130具有連接到較高級(jí)軟件處理單元140的輸出，所述軟件處理 單元140經(jīng)編程以作用于手勢(shì)數(shù)據(jù)。手勢(shì)辨識(shí)處理器130操作以輸出手勢(shì)數(shù)據(jù)以指示哪些 手勢(shì)與其參數(shù)值一起識(shí)別，例如旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)某一角度，或以敲擊之間的測(cè)得時(shí)間間隔進(jìn)行兩 次敲擊。圖2更詳細(xì)說(shuō)明觸摸傳感器100以及其如何連接到觸摸數(shù)據(jù)獲取單元110。展示 觸敏矩陣，其提供二維電容性換能傳感器布置。觸摸傳感器100包括m行電極和η列電極 WmXn陣列，其中m = η = 6。將了解，可按需要選擇列和行的數(shù)目，另一實(shí)例是十二列和 八行，或任何其它實(shí)際數(shù)目的列和行。感測(cè)節(jié)點(diǎn)陣列通過(guò)延伸經(jīng)合適成形和尺寸設(shè)計(jì)的電極而容納于例如玻璃面板等 襯底中或襯底下方。感測(cè)電極界定感測(cè)區(qū)域，可在所述感測(cè)區(qū)域內(nèi)確定對(duì)象(例如，手指或 尖筆)到傳感器的位置。對(duì)于其中傳感器上覆于例如液晶顯示器(LCD)等顯示器的應(yīng)用， 襯底可為透明塑料材料，且電極是由使用常規(guī)技術(shù)沉積于襯底上的氧化銦錫(ITO)的透明 膜形成。因此，傳感器的感測(cè)區(qū)域是透明的，且可放置于顯示器屏幕上而不遮擋感測(cè)區(qū)域后 方顯示的內(nèi)容。在其它實(shí)例中，位置傳感器可能不既定位于顯示器上且可能不透明；在這些 實(shí)例中，ITO層可以例如銅層壓印刷電路板(PCB)等較經(jīng)濟(jì)的材料來(lái)代替。這在襯底上的感測(cè)電極的圖案方面是相當(dāng)大的設(shè)計(jì)自由。重要的是其將感測(cè)區(qū)域 劃分為布置于行和列中的感測(cè)單元陣列(柵格)。(應(yīng)注意，術(shù)語(yǔ)“行”和“列”在此處用以 方便地在兩個(gè)方向之間區(qū)分，且不應(yīng)解釋為暗示垂直或水平方向。)一些實(shí)例電極圖案揭示 于例如US 2008/0246496A1中，其內(nèi)容以全文引用的方式并入。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，所說(shuō)明的傳感器是有源型，即，基于測(cè)量?jī)蓚€(gè)電極 之間(而不是單個(gè)感測(cè)電極與系統(tǒng)接地之間)的電容性耦合。有源電容性感測(cè)技術(shù)所基于 的原理在US 6，452，514中描述。在有源型傳感器中，一個(gè)電極(所謂的驅(qū)動(dòng)電極)被供應(yīng) 振蕩驅(qū)動(dòng)信號(hào)。驅(qū)動(dòng)信號(hào)與感測(cè)電極的電容性耦合的程度是通過(guò)測(cè)量由振蕩驅(qū)動(dòng)信號(hào)傳送 到感測(cè)電極的電荷量來(lái)確定。所傳送的電荷量(即，在感測(cè)電極處所見(jiàn)的信號(hào)的強(qiáng)度)是 電極之間的電容性耦合的量度。當(dāng)電極附近不存在指向?qū)ο髸r(shí)，感測(cè)電極上的測(cè)得信號(hào)具 有背景或靜態(tài)值。然而，當(dāng)指向?qū)ο?例如，用戶(hù)的手指)接近電極(或更特定來(lái)說(shuō)，接近 靠近使電極分離的區(qū))時(shí)，指向?qū)ο蟪洚?dāng)虛擬接地且從驅(qū)動(dòng)電極吸取驅(qū)動(dòng)信號(hào)(電荷)中的一些。這用以降低耦合到感測(cè)電極的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的分量的強(qiáng)度。因此，取得感測(cè)電極上的 測(cè)得信號(hào)的減小來(lái)指示指向?qū)ο蟮拇嬖?。所說(shuō)明的mXn陣列是6X6陣列，其包括6個(gè)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)，下文中稱(chēng)為X線(xiàn)，和六個(gè)感 測(cè)線(xiàn)，下文中稱(chēng)為Y線(xiàn)。在X和Y線(xiàn)在圖解中交叉的情況下，存在感測(cè)節(jié)點(diǎn)205。實(shí)際上，X 和Y線(xiàn)位于觸摸面板的由電介質(zhì)分離的不同層上，使得其電容性耦合，即，非歐姆接觸。在 每一節(jié)點(diǎn)205處，電容形成于X和Y線(xiàn)的鄰近部分之間，此電容在此項(xiàng)技術(shù)中通常稱(chēng)為Ce或 Cx，其實(shí)際上為耦合電容器。例如手指或尖筆等致動(dòng)主體的存在具有引入分路電容的作用， 所述分路電容隨后通過(guò)到接地或大地的等效接地電容器經(jīng)由所述主體而接地。因此，所述 主體的存在影響從耦合電容器的Y側(cè)傳送的電荷量，且因此提供一種檢測(cè)主體的存在的方 式。這是因?yàn)槊恳桓袦y(cè)節(jié)點(diǎn)的X與Y “板”之間的電容隨著由觸摸引起的接地電容的增加 而減小。這在此項(xiàng)技術(shù)中是眾所周知的。在使用中，依次驅(qū)動(dòng)X線(xiàn)中的每一者以從傳感器陣列獲取完整的數(shù)據(jù)幀。為此，觸 摸數(shù)據(jù)獲取單元110經(jīng)由控制線(xiàn)103. m致動(dòng)驅(qū)動(dòng)電路101. m以依次驅(qū)動(dòng)‘m’個(gè)X線(xiàn)中的每 一者。對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的又一控制線(xiàn)107提供輸出啟用以使到相關(guān)X線(xiàn)的X板的輸出浮動(dòng)。對(duì)于每一 X線(xiàn)，電荷傳送到連接到‘η’個(gè)Y線(xiàn)中的相應(yīng)者的相應(yīng)電荷測(cè)量電容 器Cs 112. η。電荷從耦合電容器205傳送到電荷測(cè)量電容器Cs在由控制器控制的開(kāi)關(guān)的 動(dòng)作下發(fā)生。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，未說(shuō)明開(kāi)關(guān)或其控制線(xiàn)。進(jìn)一步細(xì)節(jié)可在US 6，452，514和 W0-00/44018 中找到。電荷測(cè)量電容器Cs 112. η上保持的電荷可由觸摸數(shù)據(jù)獲取單元110通過(guò)模/數(shù) 轉(zhuǎn)換器(未圖示)經(jīng)由相應(yīng)連接線(xiàn)116. η來(lái)測(cè)量。在US 6，452，514和W0-00/44018中揭示針對(duì)此矩陣電路的操作的更多細(xì)節(jié)。觸摸數(shù)據(jù)獲取單元110如上文闡釋而操作以通過(guò)在測(cè)量循環(huán)的突發(fā)期間鍵上感 應(yīng)的電荷量的改變，從鍵的電容的改變來(lái)檢測(cè)鍵205的矩陣中的一者上方的對(duì)象的存在。 然而，噪聲信號(hào)的存在可將電荷感應(yīng)到觸摸傳感器的鍵上，且提供錯(cuò)誤檢測(cè)或妨礙進(jìn)行檢 測(cè)。觸摸數(shù)據(jù)獲取單元110可操作以使用下文描述的算法計(jì)算位置傳感器上的同時(shí) 觸摸的數(shù)目，且將離散鍵指派給同時(shí)觸摸中的一者。指派給每一觸摸的離散鍵在輸出連接 上從控制器輸出到較高級(jí)系統(tǒng)組件?；蛘?，觸摸數(shù)據(jù)獲取單元110將對(duì)指派給每一觸摸的 節(jié)點(diǎn)中的每一者進(jìn)行內(nèi)插以獲得觸摸的坐標(biāo)。用以對(duì)觸摸坐標(biāo)進(jìn)行內(nèi)插的數(shù)值方法可為 對(duì)來(lái)自指派給每一觸摸的所有節(jié)點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行質(zhì)心計(jì)算，類(lèi)似于US 2006/0097991中所揭
7J\ ο圖3展示來(lái)自2D觸摸面板的可從觸摸數(shù)據(jù)獲取單元110輸出的數(shù)據(jù)的典型曲線(xiàn)。所述曲線(xiàn)展示位于χ和y傳導(dǎo)線(xiàn)的每個(gè)交叉點(diǎn)處的χ和y傳導(dǎo)線(xiàn)的交叉點(diǎn)處的離 散鍵或節(jié)點(diǎn)中的每一者處的信號(hào)電平。為了前述目的，X和y傳導(dǎo)線(xiàn)中的每一者處的交叉 點(diǎn)將稱(chēng)為節(jié)點(diǎn)。信號(hào)數(shù)據(jù)展示為觸摸面板的標(biāo)稱(chēng)平面圖中的二維布局。正方形中的每一者中的數(shù) 字表示χ和y傳導(dǎo)線(xiàn)或電線(xiàn)的每一交叉點(diǎn)處，即，每一感測(cè)節(jié)點(diǎn)處的信號(hào)值。另外，每一節(jié) 點(diǎn)區(qū)域的左上角中的圓表示相關(guān)節(jié)點(diǎn)處于“檢測(cè)中”，即，具有高于閾值的信號(hào)值，其中在這 些實(shí)例中閾值是12，13是處于檢測(cè)中，且12不處于檢測(cè)中。檢測(cè)中節(jié)點(diǎn)還以?xún)A斜影線(xiàn)以陰影展示。應(yīng)注意，幀數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于圖1中高度示意性說(shuō)明的實(shí)例觸摸。X和y傳導(dǎo)線(xiàn)分別由垂 直和水平虛線(xiàn)指示。存在標(biāo)記為0-5的六個(gè)χ電極和標(biāo)記為0-5的八個(gè)y電極。圖4展示另一實(shí)例，但在兩個(gè)同時(shí)觸摸的情況下。如前，指示信號(hào)值，且以陰影展 示檢測(cè)中節(jié)點(diǎn)。另外，在檢測(cè)中節(jié)點(diǎn)的隅角中放置圓的習(xí)慣被延伸，借此與第一觸摸相關(guān)聯(lián) 的檢測(cè)中節(jié)點(diǎn)如前在左上角中具有圓，且第二觸摸的那些節(jié)點(diǎn)在左下角中放置圓?？梢?jiàn)，節(jié) 點(diǎn)中的兩者(3，2)和(3，3)處的節(jié)點(diǎn)是共享的，即，是兩個(gè)觸摸的部分。具有最大信號(hào)值 的每一觸摸的節(jié)點(diǎn)也以其坐標(biāo)來(lái)標(biāo)記。圖5展示具有3個(gè)同時(shí)觸摸的又一實(shí)例觸摸數(shù)據(jù)。如前使用相同的標(biāo)記習(xí)慣。另 外，在檢測(cè)中節(jié)點(diǎn)的隅角中放置圓的習(xí)慣被延伸，因此第一、第二和第三觸摸分別以左上、 左下和右下角中的圓指示。圖6展示用以將離散鍵或節(jié)點(diǎn)指派給位于觸摸面板上的一個(gè)或一個(gè)以上觸摸的 方法的流程圖。圖6所示的流程圖將結(jié)合圖3、4和5使用以說(shuō)明節(jié)點(diǎn)中的每一者的信號(hào)值 如何用以識(shí)別節(jié)點(diǎn)中的哪些節(jié)點(diǎn)被指派給一個(gè)或一個(gè)以上觸摸。在圖6中的流程圖未圖示的預(yù)處理步驟中，將節(jié)點(diǎn)中的每一者的信號(hào)與閾值信號(hào) 值進(jìn)行比較。在以下算法中將不考慮具有小于閾值的信號(hào)值的任何節(jié)點(diǎn)。這是本發(fā)明的優(yōu) 選方法。或者，與閾值的比較可在算法期間實(shí)施。在替代方法中，在將節(jié)點(diǎn)指派給特定觸摸 之前，將其與閾值信號(hào)電平進(jìn)行比較。使用任一方法，如果信號(hào)值小于閾值信號(hào)值，那么節(jié) 點(diǎn)將被指派給空觸摸?！翱沼|摸”用以表示無(wú)觸摸，使得在算法的任何后續(xù)步驟中將不考慮 所述節(jié)點(diǎn)，因?yàn)槠浔恢概?。為了以下描述的目的，將假定在?yīng)用算法之前將信號(hào)與閾值進(jìn)行比較。將閾值取 為13。因此，將圖3所示的節(jié)點(diǎn)信號(hào)中的每一者與閾值13進(jìn)行比較，且以陰影展示大于或 等于閾值的那些節(jié)點(diǎn)信號(hào)。具有小于閾值的信號(hào)的其它檢測(cè)到的節(jié)點(diǎn)被指派給空觸摸。在步驟602中，選擇未指派給觸摸的具有最高信號(hào)的節(jié)點(diǎn)。在圖3中，具有最高信 號(hào)的節(jié)點(diǎn)位于坐標(biāo)(2，3)處。第一選定節(jié)點(diǎn)稱(chēng)為一級(jí)節(jié)點(diǎn)或開(kāi)始節(jié)點(diǎn)。在步驟604中，將坐標(biāo)(2，3)處的選定節(jié)點(diǎn)的直接相鄰者(尚未經(jīng)指派)中的每 一者的信號(hào)與選定節(jié)點(diǎn)或一級(jí)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)進(jìn)行比較。在圖3所示的實(shí)例中，存在8個(gè)直接 相鄰者節(jié)點(diǎn)。如果直接相鄰者節(jié)點(diǎn)的信號(hào)小于或等于選定節(jié)點(diǎn)的(一級(jí)節(jié)點(diǎn))信號(hào)，那么 將直接相鄰節(jié)點(diǎn)指派給選定節(jié)點(diǎn)或一級(jí)節(jié)點(diǎn)。這被解釋為表示指派給另一節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)形成 單個(gè)觸摸。在圖3所示的實(shí)例中，坐標(biāo)(1，3)、(1，4)、(2，2)、(2，4)、(3，2)和(3,3)處的節(jié) 點(diǎn)全部指派給坐標(biāo)(2，3)處的選定節(jié)點(diǎn)或一級(jí)節(jié)點(diǎn)。這些稱(chēng)為二級(jí)節(jié)點(diǎn)。所有其它相鄰節(jié) 點(diǎn)在上述預(yù)處理步驟中已經(jīng)指派給空觸摸。在步驟606中，識(shí)別二級(jí)節(jié)點(diǎn)中的每一者的直接相鄰者中的每一者的所指派狀 態(tài)。二級(jí)節(jié)點(diǎn)中的每一者現(xiàn)在是開(kāi)始節(jié)點(diǎn)。如果不存在二級(jí)節(jié)點(diǎn)中的任一者的未經(jīng)指派直 接相鄰者節(jié)點(diǎn)，那么過(guò)程到達(dá)步驟612。在圖3所示的實(shí)例中，二級(jí)節(jié)點(diǎn)的所有相鄰者節(jié)點(diǎn) 被指派給一級(jí)節(jié)點(diǎn)或空觸摸。因此，對(duì)于圖3所示的實(shí)例，過(guò)程到達(dá)步驟612。然而，如果 存在二級(jí)節(jié)點(diǎn)中的任一者的未經(jīng)指派直接相鄰者節(jié)點(diǎn)，那么將這些節(jié)點(diǎn)中的每一者的信號(hào) 與和其是直接相鄰者的二級(jí)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)值進(jìn)行比較。此過(guò)程針對(duì)二級(jí)節(jié)點(diǎn)中的每一者重 復(fù)，直到不再存在是二級(jí)節(jié)點(diǎn)中的每一者的直接相鄰者的未經(jīng)指派節(jié)點(diǎn)為止。如果直接相 鄰者節(jié)點(diǎn)中的任一者具有小于或等于二級(jí)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)的信號(hào)，那么所述節(jié)點(diǎn)被指派給同一觸摸。這些節(jié)點(diǎn)稱(chēng)為三級(jí)節(jié)點(diǎn)。步驟608和610中所示的過(guò)程重復(fù)四次、五次等等開(kāi)始節(jié) 點(diǎn)，直到不存在滿(mǎn)足具有小于或等于其直接相鄰者開(kāi)始節(jié)點(diǎn)的信號(hào)值的信號(hào)值的要求的未 經(jīng)指派節(jié)點(diǎn)為止。換句話(huà)說(shuō)，步驟608和610重復(fù)，直到不再存在任何新的經(jīng)指派開(kāi)始節(jié)點(diǎn) 為止。在步驟612中，搜索節(jié)點(diǎn)以查找具有大于或等于閾值的信號(hào)的任何未經(jīng)指派節(jié)
點(diǎn)ο在步驟614中，選擇最高未經(jīng)指派節(jié)點(diǎn)且重復(fù)步驟604到612中的過(guò)程。在步驟616中，以指派給每一觸摸的一個(gè)或一個(gè)以上鄰接節(jié)點(diǎn)群組的形式輸出數(shù) 據(jù)。在圖3所示的實(shí)例中，存在單個(gè)觸摸。因此，上文識(shí)別的節(jié)點(diǎn)是來(lái)自單個(gè)觸摸，其是以 指派給觸摸Tl的一個(gè)鄰接節(jié)點(diǎn)群組的形式輸出，如表1所示。 表 1圖4將結(jié)合圖6所示的算法使用，以展示如何將觸摸面板上的節(jié)點(diǎn)指派給多個(gè)觸 摸。應(yīng)注意，6X8的陣列大小不同于先前實(shí)例，但這不影響操作原理中的任一者。存在標(biāo)記 為0-5的六個(gè)χ電極和標(biāo)記為0-7的八個(gè)y電極，朝向圖4的圖的左上方展示其定向。將 預(yù)處理步驟應(yīng)用于圖4所示的節(jié)點(diǎn)中的每一者。將來(lái)自節(jié)點(diǎn)中的每一者的信號(hào)與閾值13 進(jìn)行比較。以陰影展示具有大于或等于13的信號(hào)值的節(jié)點(diǎn)。所有其它節(jié)點(diǎn)被指派給空觸 摸。搜索未經(jīng)指派節(jié)點(diǎn)的信號(hào)值以查找具有最高信號(hào)值的節(jié)點(diǎn)。具有最高信號(hào)值的未 經(jīng)指派節(jié)點(diǎn)是坐標(biāo)(2，4)處的具有信號(hào)值72的節(jié)點(diǎn)。這是針對(duì)此觸摸的一級(jí)節(jié)點(diǎn)或開(kāi)始 節(jié)點(diǎn)。開(kāi)始節(jié)點(diǎn)位于坐標(biāo)(2，4)處的觸摸將稱(chēng)為T(mén)l。將作為T(mén)l的一級(jí)節(jié)點(diǎn)的直接相鄰者的未經(jīng)指派節(jié)點(diǎn)中的每一者的信號(hào)值與一級(jí) 節(jié)點(diǎn)的信號(hào)值進(jìn)行比較。坐標(biāo)(1，4)、(1，5)、(2，3)、(2，5)、(3，3)、(3,4)和(3,5)處的節(jié) 點(diǎn)全部具有小于或等于一級(jí)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)值的信號(hào)值。因此，坐標(biāo)(1，4)、(1,5), (2,3), (2， 5)、(3,3), (3,4)和(3,5)處的節(jié)點(diǎn)(稱(chēng)為二級(jí)節(jié)點(diǎn))被指派給一級(jí)節(jié)點(diǎn)且因此指派給觸 摸Tl。過(guò)程現(xiàn)在針對(duì)二級(jí)節(jié)點(diǎn)中的每一者重復(fù)。在圖4中，坐標(biāo)(2，3)和(3，3)處的二 級(jí)節(jié)點(diǎn)是具有未經(jīng)指派的直接相鄰者節(jié)點(diǎn)的僅有節(jié)點(diǎn)。取坐標(biāo)(2，3)處的節(jié)點(diǎn)，將未經(jīng)指 派的其每一直接相鄰者節(jié)點(diǎn)的信號(hào)值與坐標(biāo)(2，3)處的二級(jí)節(jié)點(diǎn)的信號(hào)值進(jìn)行比較。坐標(biāo) (2,3)處的節(jié)點(diǎn)的未經(jīng)指派直接相鄰者是坐標(biāo)(2，2)和(3，2)處的節(jié)點(diǎn)。然而，這兩個(gè)節(jié)點(diǎn) 的信號(hào)值大于坐標(biāo)(2，3)處的節(jié)點(diǎn)的信號(hào)值。因此，這些節(jié)點(diǎn)中的任一者均未指派給二級(jí) 節(jié)點(diǎn)(2，3)或觸摸Tl。其它二級(jí)節(jié)點(diǎn)中的任一者均不具有尚未經(jīng)指派的或具有小于或等于 二級(jí)節(jié)點(diǎn)中的任一者的信號(hào)值的信號(hào)的直接相鄰者節(jié)點(diǎn)。因此，識(shí)別具有大于或等于閾值 信號(hào)的信號(hào)值的任何未經(jīng)指派節(jié)點(diǎn)。將坐標(biāo)(3，2)處的節(jié)點(diǎn)識(shí)別為用于觸摸T2的開(kāi)始節(jié)點(diǎn)或一級(jí)節(jié)點(diǎn)。以用于觸摸 T2的未經(jīng)指派節(jié)點(diǎn)重復(fù)上述過(guò)程。使用上述過(guò)程，坐標(biāo)(1，2)、(2，1)、(2，2)、2，3)、(3,1)和(3，3)處的節(jié)點(diǎn)全部指派給坐標(biāo)(3，2)處的一級(jí)節(jié)點(diǎn)且因此指派給觸摸T2。這些也稱(chēng)為 二級(jí)節(jié)點(diǎn)。在圖4所示的觸摸面板上不存在其它未經(jīng)指派觸摸。下文表2概述指派給觸摸 Tl和T2中的每一者的節(jié)點(diǎn)。以指派給每一觸摸的兩個(gè)鄰接節(jié)點(diǎn)群組的形式輸出表2所示 的數(shù)據(jù)。 表 2圖5將來(lái)自圖5的信號(hào)數(shù)據(jù)展示為與圖4相同的二維布局。將預(yù)處理步驟應(yīng)用于 圖5所示的節(jié)點(diǎn)中的每一者。將來(lái)自節(jié)點(diǎn)中的每一者的信號(hào)與閾值13進(jìn)行比較。以陰影 展示具有大于或等于13的信號(hào)值的節(jié)點(diǎn)。所有其它節(jié)點(diǎn)指派給空觸摸。將上述過(guò)程應(yīng)用于圖5所示的節(jié)點(diǎn)。下文表3概述指派給三個(gè)觸摸Tl、T2和T3 的坐標(biāo)。 表 3從觸摸數(shù)據(jù)獲取單元110將來(lái)自表1、2或3的鄰接節(jié)點(diǎn)群組輸出到觸摸辨識(shí)單元 120以供進(jìn)一步處理。使用上述過(guò)程尋求的觸摸數(shù)目可以最大值為上限，例如限于1、2、3或4。舉例來(lái) 說(shuō)，如果沒(méi)有針對(duì)手勢(shì)檢測(cè)或其它任務(wù)的較高級(jí)處理迎合于例如3個(gè)或4個(gè)同時(shí)觸摸，那么 重復(fù)本發(fā)明的方法超出四次觸摸并無(wú)益處，因?yàn)檫@將是浪費(fèi)的處理。而且，可通過(guò)取決于何 種應(yīng)用程序或應(yīng)用程序的哪一部分正在觸摸屏幕對(duì)其提供輸入的裝置上運(yùn)行而改變固定 數(shù)目，來(lái)靈活地改變數(shù)據(jù)采集模式。即，一些應(yīng)用程序?qū)H需要單觸摸輸入，而其它應(yīng)用程 序?qū)㈩A(yù)期多觸摸輸入，常常具有同時(shí)觸摸的固定最大數(shù)目。為了概述處理的此部分，輸出是(針對(duì)每一幀)指示觸摸(如果存在的話(huà))已經(jīng) 寄存且其涉及哪些節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。對(duì)于每一觸摸，隨后必要的是計(jì)算觸摸的所認(rèn)為的位置。這現(xiàn)在參看圖6、7和8 使用來(lái)自圖3的實(shí)例觸摸的值來(lái)描述。方法計(jì)算觸摸位置作為來(lái)自由任意數(shù)目的節(jié)點(diǎn)構(gòu)成 的觸摸的x、y坐標(biāo)。圖7是展示用于觸摸位置計(jì)算的方法的流程圖。方法以輸入觸摸數(shù)據(jù)集開(kāi)始。流 程隨后前進(jìn)到計(jì)算觸摸的X和y坐標(biāo)的相應(yīng)步驟。最終，輸出這些坐標(biāo)以供較高級(jí)處理使用。圖8是展示χ坐標(biāo)的計(jì)算的流程圖。圖8的流程圖所示的步驟現(xiàn)在結(jié)合圖3所示的幀數(shù)據(jù)集而使用，其中僅考慮高于閾值的信號(hào)。將每一列中的信號(hào)求和。使用來(lái)自圖3的輸出數(shù)據(jù)集，在列2、3和4中從左到右 地將三個(gè)列分別求和為35、68和37。將列總和中的每一者一起求和。使用來(lái)自圖3的輸出數(shù)據(jù)集，將來(lái)自上文的經(jīng)求 和列求和，即35+68+37 = 140。找到所有信號(hào)的總和的中值點(diǎn)。使用來(lái)自圖3的輸出數(shù)據(jù)集，中值位置是70。通過(guò)以輸出數(shù)據(jù)集的極左處開(kāi)始從1進(jìn)行累加來(lái)識(shí)別含有中值點(diǎn)的列。使用來(lái)自 圖3的輸出數(shù)據(jù)集，將輸出數(shù)據(jù)集計(jì)數(shù)如下列2從1計(jì)數(shù)到35列3從36計(jì)數(shù)到1028列4從103計(jì)數(shù)到140因此，中值位置70在列3中。這被解釋為χ坐標(biāo)位于第4列中，或在2. 5與3. 5 之間的坐標(biāo)處。為了計(jì)算χ坐標(biāo)在2. 5與3. 5之間位于何處，使用中值位置和中值列的經(jīng)求和列 值。將中值列左邊的經(jīng)求和列信號(hào)求和且從中值位置減去。這是使用圖3所示的數(shù)據(jù)集和 上文計(jì)算為70-35 = 35的中值位置來(lái)計(jì)算。隨后將此結(jié)果除以上文計(jì)算的中值列的經(jīng)求 和信號(hào)值，即，35/68 = 0. 51。隨后將此結(jié)果與2. 5求和，其為中值列的左邊緣處的χ坐標(biāo)。 因此，χ坐標(biāo)經(jīng)計(jì)算為3.01。在用于計(jì)算χ坐標(biāo)的以上方法中，使用總求和信號(hào)值的中值。然而，如果中值位于 列中的兩者之間，例如在1. 5處，那么可使用平均值或可任意選擇任一列。圖9是展示y坐標(biāo)的計(jì)算的流程圖?，F(xiàn)在結(jié)合圖3所示的輸出數(shù)據(jù)集來(lái)使用圖9 中的流程圖所示的步驟。將每一行中的信號(hào)求和。使用來(lái)自圖3的輸出數(shù)據(jù)集，從頂部到底部，將三個(gè)行分 別求和為38、65和37。將行總和中的每一者一起求和。使用來(lái)自圖3的輸出數(shù)據(jù)集，將來(lái)自上文的經(jīng)求 和行求和，即38+65+37 = 140。應(yīng)注意，來(lái)自此步驟的結(jié)果與當(dāng)對(duì)列總和求和時(shí)獲得的結(jié)果 相同。找到所有信號(hào)的總和的中值點(diǎn)。使用來(lái)自圖3的輸出數(shù)據(jù)集，中值位置是70。應(yīng) 注意，來(lái)自此步驟的結(jié)果與在找到經(jīng)求和列總和的中值時(shí)獲得的結(jié)果相同。通過(guò)在輸出數(shù)據(jù)集的頂部處開(kāi)始從1進(jìn)行累加來(lái)識(shí)別含有中值位置的行。使用來(lái) 自圖3的輸出數(shù)據(jù)集，將輸出數(shù)據(jù)集計(jì)數(shù)如下行1從1計(jì)數(shù)到38行2從39計(jì)數(shù)到102行3從103計(jì)數(shù)到140因此，中值位置70在行2中。這被解釋為y坐標(biāo)位于第二行中，或在1. 5與2. 5 之間的坐標(biāo)處。為了計(jì)算y坐標(biāo)在1. 5與2. 5之間位于何處，使用中值位置和中值行的經(jīng)求和行 值。將中值行上方的經(jīng)求和行信號(hào)求和且從中值位置減去。這是使用圖3所示的數(shù)據(jù)集和 上文計(jì)算為70-38 = 32的中值位置來(lái)計(jì)算。隨后將此結(jié)果除以上文計(jì)算的中值行的經(jīng)求和信號(hào)值，即，32/65 = 0. 49。隨后將此結(jié)果與1. 5求和，其為中值行的上部邊緣處的y坐 標(biāo)。因此，y坐標(biāo)經(jīng)計(jì)算為1. 99。鄰近于圖3所示的觸摸面板的觸摸的坐標(biāo)(具有圖3所示的信號(hào)值)已經(jīng)計(jì)算 為(xp, yp) = (3.01,1.99)其中下標(biāo)‘ρ’表示用以將此坐標(biāo)與作為觸摸形狀參數(shù)而計(jì)算的稍后坐標(biāo)進(jìn)行區(qū)分 的位置。上述方法因此根據(jù)含有任意數(shù)目的節(jié)點(diǎn)(各自提供信號(hào)值)的觸摸來(lái)計(jì)算觸摸位 置。這是通過(guò)從節(jié)點(diǎn)獲得每一維度中的觸摸位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在所述節(jié)點(diǎn)處指派給所述節(jié)點(diǎn) 的任一側(cè)上的觸摸的信號(hào)值的總和相等或近似相等。感測(cè)節(jié)點(diǎn)中的每一者由在對(duì)應(yīng)于節(jié)點(diǎn) 間間距的距離上分布在其相應(yīng)感測(cè)節(jié)點(diǎn)周?chē)亩鄠€(gè)抽象感測(cè)節(jié)點(diǎn)替代。隨后通過(guò)找到中值 節(jié)點(diǎn)的位置來(lái)確定觸摸坐標(biāo)。為了避免在偶數(shù)數(shù)目個(gè)抽象感測(cè)節(jié)點(diǎn)的情況下必須計(jì)算兩個(gè) 位置之間的平均值，可取所述兩者中的任意一者，例如最左邊的。這是用于在不借助于較復(fù) 雜的代數(shù)學(xué)(例如在質(zhì)心計(jì)算的情況下將是必要的)的情況下以比列和行電極的分辨率高 得多的分辨率獲得χ或y坐標(biāo)的數(shù)值上非常簡(jiǎn)單的方法。其它方法也可用于根據(jù)含有任意數(shù)目的節(jié)點(diǎn)(各自提供信號(hào)值)的觸摸來(lái)計(jì)算觸 摸位置，例如US 12/255,616中描述的其它方法或標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)心計(jì)算。在此實(shí)施例中，以向量的形式傳達(dá)觸摸的形狀數(shù)據(jù)，且向量被表達(dá)為表示為(xs， ys)的χ和y坐標(biāo)以與定位或位置數(shù)據(jù)(xp，yp)區(qū)分開(kāi)。圖10再次再現(xiàn)圖3說(shuō)明的實(shí)例幀，但另外帶有與觸摸向量計(jì)算相關(guān)的注解。通過(guò) 將正交方向X和Y上的觸摸形狀的縱橫比進(jìn)行比較來(lái)計(jì)算觸摸向量，且隨后還針對(duì)表示為 XX和YY的旋轉(zhuǎn)經(jīng)過(guò)45度的一組正交軸計(jì)算觸摸向量。這兩個(gè)縱橫比提供形狀向量坐標(biāo) (xs, ys)。圖11是展示計(jì)算形狀向量坐標(biāo)所遵循的步驟的基本流程圖。首先輸入觸摸數(shù)據(jù)集。X和Y上的參數(shù)計(jì)算如下。對(duì)于X，將每一行中的高于閾值的信號(hào)值求和，且隨后 向前取所述總和的最大值。在此實(shí)例中最大值X總和是65。對(duì)于Y，將每一列中的高于閾 值的信號(hào)值求和，且隨后向前取所述總和的最大值。在此實(shí)例中最大值Y總和是68。X-Y 縱橫比因此是65 68。旋轉(zhuǎn)軸XX和YY中的參數(shù)計(jì)算如下。對(duì)于XX，將每一西北到東南(NW-SE)對(duì)角線(xiàn) 中的高于閾值的信號(hào)值求和，且隨后向前取所述總和的最大值。此實(shí)例中最大值XX為42。 對(duì)于YY，將每一東北到西南(NE-SW)對(duì)角線(xiàn)中的高于閾值的信號(hào)值求和，且隨后向前取所 述總和的最大值。此實(shí)例中最大值YY為57。XX-YY縱橫比因此為42 57。隨后通過(guò)將兩個(gè)最大值中的較大者除以較小者且減去1，且隨后依據(jù)X中的最大 總和是大于還是小于Y中的最大總和而任選地插入負(fù)號(hào)，迫使X-Y縱橫比大于一來(lái)計(jì)算坐 標(biāo) iXs'。在當(dāng)前實(shí)例中，xs =-(68/65-1) = _0. 05，其中插入減號(hào)，因?yàn)樽畲罂偤蚗 <最大 總和Y。隨后通過(guò)將兩個(gè)最大值中的較大者除以較小者且減去1，且隨后依據(jù)XX中的最大總和是大于還是小于YY中的最大總和而任選地插入負(fù)號(hào)，迫使XX-YY縱橫比大于一來(lái)計(jì)算 坐標(biāo)‘ys’。在當(dāng)前實(shí)例中，ys =-(57/42-1) =-0. 36，其中插入減號(hào)，因?yàn)樽畲罂偤蚗X <最 大總和YY。形狀向量坐標(biāo)(xs，ys)隨后與位置坐標(biāo)(xp，yp) 一起輸出。特定來(lái)說(shuō)，將了解，雖然已單獨(dú)描述位置坐標(biāo)和形狀坐標(biāo)的計(jì)算，但其在實(shí)際上將 在大多數(shù)情況下一起計(jì)算，因此將合并圖7和11的流程圖。圖12A到12F展示六個(gè)實(shí)例數(shù)據(jù)集，其中圖12D再現(xiàn)圖10的數(shù)據(jù)集以便于比較數(shù) 值值的命名和布局。圖12A展示圓形對(duì)稱(chēng)觸摸，其因此具有零量值和未定義方向的向量(0，0)。圖12B展示在南北(NS)上對(duì)準(zhǔn)的對(duì)稱(chēng)橢圓?？梢?jiàn)，XX-YY縱橫比為零，因?yàn)閮蓚€(gè) 對(duì)角線(xiàn)方向上的最大總和相等，其中向量?jī)H由NS方向上的X-Y分量構(gòu)成，如所預(yù)期。圖12C展示在東西(TO)上對(duì)準(zhǔn)的對(duì)稱(chēng)橢圓。再次，XX-YY縱橫比為零，因?yàn)閮蓚€(gè) 對(duì)角線(xiàn)方向上的最大總和相等，其中向量?jī)H由WE方向上的X-Y分量構(gòu)成，如所預(yù)期。圖12D展示大致NE-SW對(duì)準(zhǔn)的非對(duì)稱(chēng)橢圓，此實(shí)例與已經(jīng)提到的圖11相同。圖12E展示大致NW-SE對(duì)準(zhǔn)的非對(duì)稱(chēng)橢圓，其中向量分量的符號(hào)由于改變的對(duì)準(zhǔn) 方向而與圖12實(shí)例相反。圖12F展示極為細(xì)長(zhǎng)的形狀，其因此具有較大的向量量值4. 16，其指示高扁率或 “細(xì)長(zhǎng)度”。將了解，可通過(guò)將笛卡爾坐標(biāo)對(duì)(xs，ys)轉(zhuǎn)換為極坐標(biāo)(r，θ )來(lái)常規(guī)上計(jì)算向量 的角度和量值。在此做法中將注意到，推斷出的角度值實(shí)際上兩倍于真實(shí)角度。這是假象， 因?yàn)樵凇皺E圓”的主軸中沒(méi)有方向性，因此將可測(cè)量的180度變化映射到360度上以用于計(jì) 算方便。觸摸數(shù)據(jù)獲取單元110可并入例如微控制器等單個(gè)邏輯裝置中。觸摸數(shù)據(jù)辨識(shí) 單元120也可并入例如微控制器等單個(gè)邏輯裝置中，所述微控制器優(yōu)選(但非必要)與用 于觸摸數(shù)據(jù)獲取單元110的微控制器相同，因此兩個(gè)單元并入單個(gè)微控制器中。微控制器 可優(yōu)選具有推拉型CMOS引腳結(jié)構(gòu)，以及可使其充當(dāng)電壓比較器的輸入。大多數(shù)常見(jiàn)微控制 器I/O端口均具有此能力，因?yàn)槠渚哂邢鄬?duì)固定的輸入閾值電壓以及接近理想的MOSFET開(kāi) 關(guān)。可由單個(gè)通用可編程微處理器、微控制器或例如現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)或?qū)Ｓ眉?電路(ASIC)等其它集成芯片來(lái)提供必要的功能。形狀向量的角度和量值可用于各種目的?，F(xiàn)在描述一些實(shí)例應(yīng)用。觸摸位置校正是重要的應(yīng)用。需要觸摸位置校正，因?yàn)楫?dāng)用戶(hù)用手指觸摸一個(gè)鍵 時(shí)，在用戶(hù)既定按壓的位置與使用上述方法由觸摸傳感器寄存為觸摸(例如基于觸摸的質(zhì) 心)的位置之間傾向于存在系統(tǒng)偏差。圖13說(shuō)明由用戶(hù)定位以按壓鍵20 (說(shuō)明其隅角)的手指10。用戶(hù)感知到他已在 位置24處按壓，因?yàn)樗兄剿氖种讣舛藶橛行恢?，而觸摸傳感器報(bào)告觸摸位置為位 置22，其為與傳感器面板接觸的手指墊的中心。所報(bào)告的位置(x，y)從既定觸摸位置偏移 (Δχ, Ay)。偏移具有可界定的量值r，其中r2 = Δ χ2+Δ y2，其遵循人手指的大小。而且，可根據(jù)所報(bào)告形狀向量的角度來(lái)推斷偏移的方向。預(yù)定義的量值‘r’和所報(bào)告的角度因此以極 坐標(biāo)形式界定向量，其可轉(zhuǎn)換為笛卡爾形式以獲得ΔΧ和Ay的值?？呻S后應(yīng)用這些以修 改所報(bào)告觸摸位置，即，(χρ，yp) — (χρ+ Δ χ，yp+ Δ y)。在較復(fù)雜的實(shí)施方案中，可動(dòng)態(tài)確定量值。舉例來(lái)說(shuō)，其可通過(guò)手指類(lèi)型(例如， 拇指、食指、中指等)和/或手指大小(如果傳感器在使用中可推斷這些)來(lái)按比例縮放。 舉例來(lái)說(shuō)，如果可將用戶(hù)辨識(shí)為實(shí)施觸摸打字，那么可假定正用以按壓QWERTY鍵盤(pán)的鍵的數(shù)字。觸摸的細(xì)長(zhǎng)度，S卩，所報(bào)告觸摸向量的量值也可用以修改處理。舉例來(lái)說(shuō)，如果觸 摸向量較小，從而指示本質(zhì)上圓形的觸摸，那么可抑制校正。而且，如果觸摸向量的量值高 于用于觸摸位置校正的顯著性閾值，那么可根據(jù)觸摸向量的量值以某種方式來(lái)按比例縮放 校正的量值。圖14A和14B展示手持式裝置20，其中觸敏顯示器面板14占據(jù)裝置的一個(gè)面的大 體上全部。手持式裝置設(shè)計(jì)為在運(yùn)行至少一些應(yīng)用程序時(shí)假定裝置正由用戶(hù)握持在一只手 中，同時(shí)由另一只手執(zhí)行觸摸輸入。圖14A和14B說(shuō)明用戶(hù)分別用其左手和右手握持裝置，其中相關(guān)手的拇指上覆于 觸敏區(qū)域。形狀向量的提供允許裝置確定裝置正在由左手還是右手握持，因?yàn)樵谖粘质值?拇指的位置(其處于在裝置的一側(cè)區(qū)上)與其角度之間存在相關(guān)性。即，具有大體上NW-SE 定向的右邊端中的觸摸將指示右手握持裝置，且具有大體上NE-SE定向的左邊端中的觸摸 將指示左手握持裝置。拇指還將具有典型的扁率因數(shù)，使得參數(shù)也可用于識(shí)別用戶(hù)是否正 以所說(shuō)明方式握持裝置。對(duì)此握持配置的識(shí)別可隨后由應(yīng)用程序使用以配置用戶(hù)顯示器。 舉例來(lái)說(shuō)，在圖中，用戶(hù)可選擇的選項(xiàng)16經(jīng)顯示為夾到顯示器的用戶(hù)正握持裝置的相對(duì) 側(cè)。圖15展示手持式裝置20，其中觸敏顯示器面板14在下部部分15中模擬QWERTY 鍵盤(pán)且在上部部分中模擬用于文本處理器顯示器的顯示器窗17。在例如便攜式消息接發(fā)裝 置等手持式裝置中，QWERTY鍵盤(pán)既定用于二拇指致動(dòng)。左拇指12將大體上具有NE-SW定向，且右拇指13將大體上具有NW-SE定向。這 可經(jīng)開(kāi)發(fā)以輔助在用戶(hù)正使用SHIFT或ALT鍵時(shí)解釋二觸摸輸入。在圖解中，用戶(hù)正在按 壓SHIFT-D。角度信息的使用可用以將SHIFT致動(dòng)區(qū)別于‘D’致動(dòng)，且還用以將其解釋為 SHIFT致動(dòng)，即使在左拇指偏離虛擬SHIFT鍵的位置的情況下也是如此。圖16A和16B展示單個(gè)手指10正在觸摸屏幕裝置20上移動(dòng)。手指10已從先前 位置10’旋轉(zhuǎn)。在圖16A中，手指10已朝向垂直方向旋轉(zhuǎn)，且圖16中旋轉(zhuǎn)遠(yuǎn)離垂直方向。 所報(bào)告觸摸數(shù)據(jù)中的角度信息的提供意味著用戶(hù)隨著時(shí)間旋轉(zhuǎn)其手指可直接如此解釋?zhuān)?為在用戶(hù)的手指旋轉(zhuǎn)與所報(bào)告向量方向的旋轉(zhuǎn)之間存在一對(duì)一的映射。此一對(duì)一的映射在 僅報(bào)告觸摸位置的常規(guī)觸摸面板中不存在。例如用以致使或指示旋轉(zhuǎn)的單個(gè)手指手勢(shì)等手 勢(shì)因此在常規(guī)上是不可能的，而其直接地與本發(fā)明一起實(shí)施?？删哂锌芍苯佑成涞剿鶊?bào)告 形狀向量的角度分量的參數(shù)的手勢(shì)包含旋轉(zhuǎn)和放大/縮小。在縮放手勢(shì)的情況下，順時(shí)針 方向上的旋轉(zhuǎn)可為與隨著時(shí)間的角度運(yùn)動(dòng)成比例的放大，而逆時(shí)針?lè)较蛏系男D(zhuǎn)可為與隨 著時(shí)間的角度運(yùn)動(dòng)成比例的縮小。也可采用相反的習(xí)慣。
因此有可能實(shí)施一個(gè)手指‘拖曳并旋轉(zhuǎn)’手勢(shì)或一個(gè)手指‘拖曳并縮放’手勢(shì)，其 在無(wú)角度數(shù)據(jù)的情況下將不可在無(wú)二觸摸輸入的情況下實(shí)施。圖17展示同一只手的食指14和中指15在觸摸屏幕裝置20上側(cè)向移動(dòng)。借助于 形狀向量中含有的定向數(shù)據(jù)，可設(shè)想對(duì)手指的相對(duì)定向及其運(yùn)動(dòng)敏感的手勢(shì)。因此，在所說(shuō) 明實(shí)例中，有可能基于二手指致動(dòng)來(lái)識(shí)別手勢(shì)，其中兩個(gè)手指具有平行向量的事實(shí)允許推 斷出其來(lái)自單個(gè)手，且其中手勢(shì)要求手指在橫向于其定向的方向上移動(dòng)。此手勢(shì)可例如經(jīng) 界定以上下卷動(dòng)文檔，其中針對(duì)左手致動(dòng)，‘上卷動(dòng)’是向左的運(yùn)動(dòng)，且‘下卷動(dòng)’是向右的運(yùn) 動(dòng)，而對(duì)于右手致動(dòng)，可指定相反情況。手勢(shì)的手型性的辨識(shí)允許手勢(shì)辨識(shí)算法辨識(shí)何時(shí)正 由左手或右手輸入同一手勢(shì)。圖18A和18B展示致動(dòng)觸摸屏幕裝置20的單個(gè)手指10的平面圖和側(cè)視圖。圖 18A本質(zhì)上展示與上文參看圖16A和16B所述相同的可能性。即，手指定向與手勢(shì)參數(shù)之間 的直接一對(duì)一的映射，使得手指可移動(dòng)經(jīng)過(guò)如圖18A中的箭頭所說(shuō)明的角度，以便控制軟 件應(yīng)用程序的角度參數(shù)。這可例如為駕駛模擬中的車(chē)輛轉(zhuǎn)向，或通過(guò)地圖或其它2D圖案的 導(dǎo)航。圖18B展示由形狀向量使得成為可能的其它可能性。即，有可能遵循如圖18B中的 箭頭說(shuō)明的手指到觸摸面板的平面的角度上的改變。雖然觸摸傳感器無(wú)法直接測(cè)量此角度 運(yùn)動(dòng)，但其可從觸摸傳感器上的手指墊的形狀上的改變來(lái)推測(cè)此角度運(yùn)動(dòng)，所述形狀上的 改變遵循手指的角度運(yùn)動(dòng)。即，手指與面板之間的角度越小，手指墊變得越偏心，且這可通 過(guò)扁率因數(shù)(即，形狀向量的量值)進(jìn)行測(cè)量。在能夠遵循如圖18A中的箭頭所說(shuō)明的角 度運(yùn)動(dòng)和如圖18B中的箭頭所說(shuō)明的角度運(yùn)動(dòng)兩者的此新組合的情況下，新的手勢(shì)變?yōu)榭?能。簡(jiǎn)而言之，可提供單個(gè)手指操縱桿功能性。兩個(gè)角度運(yùn)動(dòng)可用以導(dǎo)航通過(guò)正使用體積再現(xiàn)顯示的復(fù)雜3D空間，例如移動(dòng)經(jīng) 過(guò)礦山巷道，或在CT或MR體積數(shù)據(jù)集中沿著主體管子導(dǎo)航，例如動(dòng)脈或結(jié)腸。在此情況下， 兩個(gè)所報(bào)告角度完全界定3D空間中的唯一行進(jìn)方向。另一手勢(shì)可將圖18A的旋轉(zhuǎn)映射到 軟件應(yīng)用程序中的角度參數(shù)，例如車(chē)輛的行進(jìn)方向(即，轉(zhuǎn)向)，同時(shí)將圖18B的旋轉(zhuǎn)映射到 加速(即，節(jié)流或行走速度)。隨后可使用單個(gè)手指導(dǎo)航通過(guò)例如衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用程序或街道 視圖應(yīng)用程序，或例如通常在游戲中提供的在車(chē)輛模擬中駕駛車(chē)輛。將了解，向量數(shù)據(jù)，尤其是角度數(shù)據(jù)與位置數(shù)據(jù)一起提供為新的直觀手勢(shì)帶來(lái)了 大量新的可能性。向量數(shù)據(jù)的提供還顯著簡(jiǎn)化且改善了已知手勢(shì)的解釋的可靠性，例如敲擊在用戶(hù)快速觸摸且釋放觸摸表面時(shí)發(fā)生敲擊。在用戶(hù)的手指在觸摸表面上 時(shí)未發(fā)生顯著移動(dòng)。其特征在于短觸摸持續(xù)時(shí)間。這可用以例如激活所顯示網(wǎng)頁(yè)上的超鏈 接。雙敲擊在用戶(hù)快速連續(xù)地快速觸摸且釋放觸摸表面兩次時(shí)發(fā)生雙敲擊。在用戶(hù) 的手指在觸摸表面上或在連續(xù)觸摸之間時(shí)未發(fā)生顯著移動(dòng)。其特征在于短觸摸持續(xù)時(shí)間， 以及第一釋放與第二按壓之間的短間隙。這可用以例如選擇所顯示文檔中的字。按壓在用戶(hù)觸摸且保持觸摸表面時(shí)發(fā)生按壓。在用戶(hù)的手指在觸摸表面上時(shí)未 發(fā)生顯著移動(dòng)。這可用以例如從所顯示數(shù)字小鍵盤(pán)選擇數(shù)字。相同機(jī)制可用以在用戶(hù)在所 顯示數(shù)字上繼續(xù)按壓的情況下自動(dòng)重復(fù)所選數(shù)字。翻動(dòng)在用戶(hù)快速觸摸觸摸表面，移動(dòng)較短距離，且釋放觸摸時(shí)發(fā)生翻動(dòng)。其特征 在于短觸摸持續(xù)時(shí)間。這可用以例如顯示圖像序列中的下一者。
拖曳在用戶(hù)觸摸觸摸表面，在表面上移動(dòng)其手指，且釋放觸摸時(shí)發(fā)生拖曳。其特 征在于觸摸表面上的較大移動(dòng)。依據(jù)應(yīng)用，可在用戶(hù)移動(dòng)其手指時(shí)產(chǎn)生多個(gè)拖曳事件。這 可用以例如選擇所顯示文檔中的句子。捏在用戶(hù)將兩個(gè)手指放置于觸摸表面上，且隨后使其朝向彼此移動(dòng)時(shí)發(fā)生捏。這 可用以例如縮小所顯示圖像。拉伸在用戶(hù)將兩個(gè)手指放置于觸摸表面上，且隨后使其彼此移動(dòng)遠(yuǎn)離時(shí)發(fā)生拉 伸。這可用以例如放大所顯示圖像。旋轉(zhuǎn)在用戶(hù)將兩個(gè)手指放置于觸摸表面上，且隨后使其相對(duì)于彼此旋轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生 旋轉(zhuǎn)操作。這可用以例如旋轉(zhuǎn)所顯示圖像。概括來(lái)說(shuō)，多節(jié)點(diǎn)“斑”觸摸的形狀數(shù)據(jù)用以推斷觸摸對(duì)象與XY軸的近似角度及 其扁率。這些數(shù)據(jù)可與常規(guī)位置數(shù)據(jù)一起報(bào)告為笛卡爾或極坐標(biāo)。形狀向量的計(jì)算可使用 經(jīng)修改的質(zhì)心型算法或其它眾所周知的方法來(lái)計(jì)算觸摸對(duì)象的接觸斑的近似細(xì)長(zhǎng)程度。一 旦此細(xì)長(zhǎng)已知，那么斑的主軸給出相對(duì)于XY軸的角度的量度。主軸的長(zhǎng)度還用作有用的 “細(xì)長(zhǎng)度程度”且因此可由主處理器用來(lái)對(duì)所報(bào)告的角度有多可靠進(jìn)行“分級(jí)”。舉例來(lái)說(shuō)， 垂直觸摸將不產(chǎn)生有用的角度，因?yàn)橛|摸斑幾乎為圓形的，且在所述情況下主軸將實(shí)際上 為零長(zhǎng)度。向量量值因此可用作針對(duì)所報(bào)告角度的“置信因數(shù)”。將了解，形成上述實(shí)施例的基礎(chǔ)的觸摸傳感器是所謂的有源或橫向電極電容性 傳感器的實(shí)例。然而，本發(fā)明也適用于所謂的無(wú)源或單端電容性傳感器陣列。無(wú)源電容 性感測(cè)裝置依賴(lài)于測(cè)量感測(cè)電極到系統(tǒng)參考電位(大地)的電容。在US 5，730，165和 US6, 466，036中例如在離散(單節(jié)點(diǎn))測(cè)量的上下文中描述此技術(shù)所基于的原理。提供摘要以遵守37C. F. R. § 1. 72 (b)，且摘要是在其將不用以解釋或限制權(quán)利要 求書(shū)的范圍或意義的理解下提交。
權(quán)利要求
一種感測(cè)觸摸傳感器上的觸摸的方法，所述方法包括提供觸摸傳感器，所述觸摸傳感器具有分布于感測(cè)區(qū)域上的感測(cè)節(jié)點(diǎn)的二維陣列；從所述感測(cè)節(jié)點(diǎn)獲取觸摸信號(hào)值的幀；處理所述觸摸信號(hào)值以檢測(cè)所述幀中的至少一個(gè)觸摸，每一觸摸由一個(gè)或一個(gè)以上感測(cè)節(jié)點(diǎn)的鄰接群組形成；針對(duì)每一觸摸，通過(guò)處理所述觸摸的所述觸摸信號(hào)值而計(jì)算所述觸摸在所述感測(cè)區(qū)域上的觸摸位置；針對(duì)每一觸摸，通過(guò)處理所述觸摸的所述觸摸信號(hào)值而計(jì)算指示所述觸摸在所述感測(cè)區(qū)域上的定向的觸摸角度；以及針對(duì)每一幀，輸出包含所述觸摸位置和所述觸摸角度的幀數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括針對(duì)每一觸摸，通過(guò)處理所述觸摸的所述觸摸信號(hào)值而計(jì)算指示所述觸摸擁有多么細(xì) 長(zhǎng)的形狀的觸摸扁率因數(shù)；以及針對(duì)每一幀，輸出所述觸摸扁率因數(shù)作為所述幀數(shù)據(jù)的一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中可通過(guò)校正距離且在校正方向上翻譯所述觸摸位 置，所述校正距離和校正方向是分別根據(jù)所述觸摸扁率因數(shù)和所述觸摸角度確定的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括提供手勢(shì)處理器，其經(jīng)布置以從所述觸摸傳感器接收所述幀數(shù)據(jù)且可操作以隨時(shí)間處 理所述幀數(shù)據(jù)，其中所述手勢(shì)處理器運(yùn)行手勢(shì)處理算法，所述手勢(shì)處理算法從所述幀數(shù)據(jù) 中識(shí)別手勢(shì)，且輸出手勢(shì)數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述手勢(shì)處理算法包含用到所述觸摸角度的映射 來(lái)辨識(shí)具有一參數(shù)的至少一個(gè)手勢(shì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述手勢(shì)處理算法可操作以基于所述觸摸角度確 定所述觸摸是來(lái)自左手還是右手。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中所述手勢(shì)辨識(shí)算法包含基于隨著時(shí)間對(duì)所述觸摸 角度和所述觸摸位置的分析來(lái)辨識(shí)至少一個(gè)手勢(shì)，使得所述觸摸位置在大體上橫向于所述 觸摸的所述觸摸角度的方向上的運(yùn)動(dòng)被辨識(shí)為手指的側(cè)向滑動(dòng)或搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其進(jìn)一步包括提供手勢(shì)處理器，其經(jīng)布置以從所述觸摸傳感器接收所述幀數(shù)據(jù)且可操作以隨時(shí)間處 理所述幀數(shù)據(jù)，其中所述手勢(shì)處理器運(yùn)行手勢(shì)處理算法，所述手勢(shì)處理算法從所述幀數(shù)據(jù) 中識(shí)別手勢(shì)，且輸出手勢(shì)數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述手勢(shì)處理算法包含用到所述觸摸扁率因數(shù)的 映射來(lái)辨識(shí)具有一參數(shù)的至少一個(gè)手勢(shì)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述手勢(shì)辨識(shí)算法包含辨識(shí)至少一個(gè)手勢(shì)，其共 同處理所述觸摸角度和觸摸扁率因數(shù)，從而使用所述觸摸扁率因數(shù)的量值來(lái)確定所述觸摸 角度的角度精確度。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述手勢(shì)處理算法可操作以基于所述觸摸扁率 因數(shù)來(lái)確定所述觸摸是來(lái)自拇指還是手指。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中所述手勢(shì)辨識(shí)算法包含基于隨著時(shí)間對(duì)所述觸摸扁率因數(shù)和觸摸位置的分析來(lái)辨識(shí)至少一個(gè)手勢(shì)，使得在所述觸摸位置相對(duì)恒定的同時(shí) 所述觸摸扁率因數(shù)中的改變被辨識(shí)為手指的垂直搖動(dòng)運(yùn)動(dòng)，其中所述手指與所述感測(cè)區(qū)域 的平面的角度正在變化。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述觸摸傳感器是電容性觸摸傳感器。
14.一種觸摸傳感器，其包括感測(cè)節(jié)點(diǎn)的二維陣列，所述感測(cè)節(jié)點(diǎn)分布于感測(cè)區(qū)域上；測(cè)量電路，其可操作以從所述感測(cè)節(jié)點(diǎn)獲取觸摸信號(hào)值的幀；以及處理單元，其可操作以處理所述觸摸信號(hào)值以檢測(cè)所述幀中的至少一個(gè)觸摸，每一觸摸由含一個(gè)或一個(gè)以上 感測(cè)節(jié)點(diǎn)的一鄰接群組形成；針對(duì)每一觸摸，通過(guò)處理所述觸摸的所述觸摸信號(hào)值而計(jì)算所述觸摸在所述感測(cè)區(qū)域 上的觸摸位置；針對(duì)每一觸摸，通過(guò)處理所述觸摸的所述觸摸信號(hào)值而計(jì)算指示所述觸摸在所述感測(cè) 區(qū)域上的定向的觸摸角度；以及針對(duì)每一幀，輸出包含所述觸摸位置和所述觸摸角度的幀數(shù)據(jù)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的觸摸傳感器，其中所述處理單元進(jìn)一步可操作以針對(duì)每一觸摸，通過(guò)處理所述觸摸的所述觸摸信號(hào)值而計(jì)算指示所述觸摸擁有多么細(xì) 長(zhǎng)的形狀的觸摸扁率因數(shù)；以及針對(duì)每一幀，輸出所述觸摸扁率因數(shù)作為所述幀數(shù)據(jù)的一部分。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的觸摸傳感器，其與以下元件組合手勢(shì)處理器，其經(jīng)布置以從所述觸摸傳感器接收所述幀數(shù)據(jù)且可操作以隨時(shí)間處理所 述幀數(shù)據(jù)，其中所述手勢(shì)處理器可操作以運(yùn)行手勢(shì)處理算法，以從所述幀數(shù)據(jù)中識(shí)別手勢(shì)， 且輸出手勢(shì)數(shù)據(jù)。
全文摘要
在觸摸傳感器中，不但提供觸摸位置數(shù)據(jù)，而且提供關(guān)于觸摸形狀的額外數(shù)據(jù)。這是通過(guò)在比致動(dòng)對(duì)象(通常為手指)的大小精細(xì)的網(wǎng)格上具有取樣節(jié)點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)的，因此，每一手指觸摸激活所述傳感器上的鄰近節(jié)點(diǎn)群組。以此方式，每一觸摸具有由所述激活的節(jié)點(diǎn)形成的形狀。所述形狀允許所述觸摸傳感器報(bào)告每一觸摸的角度以及指示所述觸摸有多細(xì)長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，優(yōu)選兩者一起作為一向量來(lái)報(bào)告，其中所述向量的方向給出所述角度且所述向量的量值給出扁率。對(duì)于從傳感器陣列收集的每一數(shù)據(jù)幀，所述傳感器輸出觸摸位置的(x，y)坐標(biāo)和進(jìn)一步的形狀向量的(x，y)坐標(biāo)。此允許提供許多新穎的手勢(shì)，例如單個(gè)手指“拖曳并縮放”以及單個(gè)手指“拖曳并旋轉(zhuǎn)”。其還允許在將手指觸摸放置于虛擬鍵上的過(guò)程中校正系統(tǒng)性人類(lèi)錯(cuò)誤。
文檔編號(hào)G06F3/041GK101887323SQ20101018046
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月14日
發(fā)明者丹尼爾·皮克特, 克里斯托弗·阿爾德, 彼得·斯利曼, 馬丁·約翰·西蒙斯 申請(qǐng)人:愛(ài)特梅爾公司