區分觸摸傳感器面板上敲擊動作和滑動動作的方法和設備的製作方法
2023-04-28 15:58:31
區分觸摸傳感器面板上敲擊動作和滑動動作的方法和設備的製作方法
【專利摘要】本發明涉及區分觸摸傳感器面板上敲擊動作和滑動動作的方法和設備。公開了使用可將時間不穩定因子Tinst和觸摸不穩定因子Zinst兩者考慮在內的算法區分隨便敲擊和滑動動作。可以在檢測到觸摸事件後緊接著減去有限數量的每幀的運動。可以抑制指示隨便敲擊的小的橫向運動，而指示迅速、長的光標運動的快速手指運動可以立刻通過濾波而不被抑制顯著的量。可以將動作通行抑制因子以Zinst和Tinst的函數相減地應用於特定方向的運動，其中Zinst可以表示以針對每幀觸摸不穩定性的特定百分率改變的手指速度給出的抑制值，並且Tinst可以表示針對特定tpress的手指速度給出的抑制值。
【專利說明】區分觸摸傳感器面板上敲擊動作和滑動動作的方法和設備
[0001]本申請是申請日為2008年6月12日，題為「用於減少敲擊抖動的技木」的發明專利申請200880019858.5的分案申請。
【技術領域】
[0002]本發明涉及被用作計算系統的輸入設備的觸摸傳感器面板，並且更具體地涉及用於確定在觸摸傳感器面板處檢測到的具有某個滑動移動量的觸摸事件是否應當被解釋為「敲擊」手勢還是「滑動」手勢的技木。
【背景技術】
[0003]當前可獲得用於在計算系統中執行操作的許多類型的輸入設備，諸如按鈕或按鍵、滑鼠、軌跡球、觸摸傳感器面板、操縱杆、觸控螢幕等。尤其是觸控螢幕由於其容易和多祥的操作以及其不斷下降的價格正在變得日益流行。觸控螢幕可包括可以是具有觸摸敏感表面的清澈面板(clear panel)的觸摸傳感器面板以及顯示設備，該顯示設備可被定位在該面板後面，從而觸摸敏感表面可大體覆蓋顯示設備的可視區域。觸控螢幕可允許用戶通過使用手指、觸筆或其它物體在顯示設備所顯示的用戶界面(UI)所規定的位置處觸摸該觸摸傳感器面板來執行各種功能。一般來說，觸控螢幕可識別觸摸傳感器面板上的觸摸事件以及觸摸事件的位置，並且計算系統然後可根據在該觸摸事件的時刻所呈現的顯示解釋該觸摸事件，並且此後可基於該觸摸事件執行ー個或多個動作(或行為)。
[0004]當使用觸控螢幕時，用戶可以通過直接點取(通常以輸入筆或手指)顯示在屏幕上的對象(諸如CTI對象)和在該位置觸控螢幕幕，在顯示屏上做出選擇。為了提供附加功能，可以實現手勢識別以便不只識別簡單的手指觸摸。作為例子，當檢測到觸控螢幕表面上的ー個或多個敲擊時，可以進行諸如選擇功能的各種操作。除了敲擊之外，當檢測到觸控螢幕表面上的滑動動作時，可以進行諸如拖動或滾動功能的各種操作。在提交於2007年6月13日的題目為「Detecting Gestures on Mult1-Event Sensitive Devices」的 申請人:的共同待決美國專利申請N0.11/818，341中描述了敲擊和滑動手勢，通過引用將其內容結合在此。
[0005]然而，用戶難以控制產生具有少量或沒有滑動動作的敲擊動作的手指動作。具有某個滑動動作量的敲擊手勢，即，所謂的「隨便敲擊(sloppy tap)」，可能難以與用戶有意的真正滑動手勢區分開。
[0006]區分隨便敲擊和滑動動作的問題可能產生矛盾的目標:響應包括某個量的手指滑動動作或滾動動作的隨便敲擊，可靠地產生點擊(例如，選擇操作)，相對於響應有意的滑動，足夠快地發生點取/拖動/滾動事件，從而用戶感到很少或沒有延遲或無效動作。某些觸摸傳感器面板系統試圖通過在檢測到觸摸事件之後將所有動作或一部分手指動作抑制某段時間(例如，幾百毫秒)來區分隨便敲擊和滑動動作。然而，這種方法可能導致對有意的滑動動作的過度抑制，尤其是對短持續時間的快速滑動動作。
【發明內容】
[0007]本發明涉及使用可將時間不穩定因子和觸摸不穩定因子兩者考慮在內的算法區分隨便敲擊和滑動動作。可以在檢測到觸摸事件後緊接著的時間段中減去或消去有限的每幀動作量。可以抑制指示隨便敲擊的小的橫向運動，而指示迅速、長的光標移動的快速手指動作可以立刻通過濾波而不被抑制顯著的量。
[0008]可以相減地將動作通行(pass — through)抑制因子應用於X方向的運動AX。具體地，可以根據如下的公式以tpress的函數修改原始AX值:
[0009]AXsuppr(tpress) = AXhhx(Zinst,Tinst)(如果 AX>0並且max(Zinst,Tinst) ≤ | AX|),或
[0010]= ΔX~Hnax(Zinst, Tinst)(如果 A X〈0 並且 max (Zinst, Tinst) ≤ AX|),或
[0011]=0(如果 max (Zinst, Tinst) > A X |)，
[0012]其中Zinst可以表示以針對每幀Z的特定百分率改變的X方向的手指速度給出的抑制值，並且Tinst可以表示以針對特定tpress的X方向的手指速度給出的抑制值。因此，應當理解，Zinst和Tinst可以具有與A X相同的単位，它們可以是距離測量值，諸如毫米(mm)。Zinst和Tinst兩者可以將隨便敲擊在X方向上的行程的最大量作為上界。可以給Y方向的運動應用相同的抑制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1示出了根據本發明的一個實施例的用於實現區分隨便敲擊和滑動動作的算法的示例計算系統；
[0014]圖2示出了示例的觸摸圖像；
[0015]圖3a示出了一系列觸摸事件的時間相對於Z的示例圖；
[0016]圖3b示出了圖3a所示的一系列觸摸事件的時間相對於A X和A Y的示例圖；
[0017]圖3c包含根據本發明的一個實施例的圖3a所示的一系列觸摸事件的隨時間改變的觸摸通行因子、時間通行因子和組合動作通行因子的示例圖；
[0018]圖4示出了輸入AX (AXin)相對於輸出AX ( AXout, AX輸出)的示例圖，其中該圖表示根據本發明的一個實施例的在時間(tpress)的特定時刻的AXsuppr函數；
[0019]圖5a示出了根據本發明的一個實施例的表示Tinst函數的tpress相對於姆幀位置改變的示例圖；
[0020]圖5b示出了根據本發明的一個實施例的時間tpress中的各個時刻的相應於圖5a的Tinst函數的AXin (AX.)相對於AXout ( A Xf5tij)的示例圖；
[0021]圖6a示出了根據本發明的一個實施例的表示Zinst函數的每幀Z (手指觸摸區域)的不穩定性相對於每幀位置改變的示例圖；
[0022]圖6b示出了根據本發明的一個實施例的、對應於圖6a的Zinst函數在每幀Z的各種百分率(％)改變下的A Xin相對於AXout的示例圖；
[0023]圖7是不例的觸摸圖像，以及由於系統噪聲產生X和Y坐標改變時,實際的和報告的觸控螢幕坐標的圖示；
[0024]圖8示出了根據本發明的一個實施例的示例的軟體分層(stackup)，該軟體分層可以包括X和Y抑制函數(其利用Tinst和Zinst函數)和滯後濾波，並且可由圖1的計算系統執行；
[0025]圖9a示出了根據本發明的一個實施例的可以包括觸摸傳感器面板、顯示設備和可以執行X和Y抑制函數和滯後濾波的圖1的計算系統中的其它計算系統模塊的示例行動電話；
[0026]圖9b示出了根據本發明的一個實施例的可以包括觸摸傳感器面板、顯示設備和可以執行X和Y抑制函數和滯後濾波的圖1的計算系統中的其它計算系統模塊的示例數字
音頻/視頻播放器。
【具體實施方式】
[0027]在對優選實施例的下列描述中參考了附圖，這些附圖構成該描述的一部分，並且以說明的方式示出了可以實現本發明的特定實施例。應當理解，可以使用其它實施例，並且可以做出結構改變而不脫離本發明的實施例的範圍。
[0028]本發明涉及使用將時間不穩定性因子和觸摸不穩定性因子兩者考慮在內的算法區分隨便敲擊和滑動動作。可以在檢測到觸摸事件後緊接著的時間段中減去或消去有限的每幀動作量。可以抑制指示隨便敲擊的小的橫向運動，而指示迅速、長的光標移動的快速手指動作可以立刻通過濾波而不被抑制顯著的量。
[0029]雖然此處以從在傳感器面板上檢測到的單個觸摸中識別敲擊或滑動手勢描述本發明的某些實施例，但是應當理解，本發明的實施例不限於單觸摸傳感器面板，而是可以ー般地應用於單觸摸或多觸摸傳感器面板，在提交於2004年5月6日並且在2006年5月11日作為美國公開申請N0.2006/0097991公開的題目為「Multipoint Touchscreen」的 申請人:的共同待決美國申請N0.10/842, 862中描述了多觸摸傳感器面板，通過引用將其內容結合在此。另外，雖然此處可以按照具有行和列的觸摸傳感器正交陣列描述觸摸傳感器面板中的觸摸傳感器，但是應當理解，本發明的實施例不限於正交陣列，而是可以一般地應用於被安排在包括對角線、同心圓以及三維和隨機取向的任意數目的維度和取向中的觸摸傳感器。
[0030]圖1示出了根據本發明的實施例的用於實現區分隨便敲擊和滑動動作的算法的示例計算系統100。計算系統100可以包括一個或多個面板處理器102和外設104，以及面板子系統106。一個或多個面板處理器102可以包括例如ARM968處理器或具有類似功能和能力的其它處理器。然而，在其它實施例中，可由諸如狀態機的專用邏輯取代實現面板處理器的功能。一個或多個面板處理器102或主機處理器128可以執行根據本發明的實施例的用於區分隨便敲擊和滑動動作的算法的軟體或固件。外設104可以包括但不限於隨機存取存儲器(RAM)或其他類型的存儲器或存儲設備、看門狗計時器等。面板子系統106可以包括但不限於ー個或多個模擬通道108、通道掃描邏輯110和驅動器邏輯114。通道掃描邏輯110可以訪問RAM112、自主地從模擬通道讀取數據並且給模擬通道提供控制。另外，通道掃描邏輯110可以控制驅動器邏輯114，以便以一個或多個頻率和相位產生可被有選擇地施加到觸摸傳感器面板124的行的激勵信號116。在某些實施例中，面板子系統106、面板處理器102和外設104可被集成到單個專用集成電路(ASIC)內。
[0031]雖然還可以使用其它感測介質，觸摸傳感器面板124可以包括具有多個行跡線或驅動線路和多個列跡線或感測線路的電容感測介質。雖然還可以使用其它透明和諸如銅的非透明材料，行跡線和列跡線可由諸如氧化銦錫(ITO)或氧化銻錫(ATO)的透明導電介質形成。在某些實施例中，行跡線和列跡線可以彼此垂直，雖然在其它實施例中其它非笛卡兒取向也是可能的。例如，在極坐標系中，感測線路可以是同心圓，並且驅動線路可以是徑向延伸的線路(反之亦然)。因此應當理解，此處使用的術語「行」和「列」，「第一維度」和「第ニ維度」或「第一軸」和「第二軸」 g在不僅包括正交網格，而且包括具有第一維度和第二維度的其它幾何配置的交叉跡線(例如，極坐標布置的同心圓和徑向線)。行和列例如可被以基本透明的電介質材料分隔開地形成在大體透明的襯底的單個側面上、形成在襯底的相對側面上或形成在以電介質材料分隔開的兩個分離的襯底上。
[0032]在跡線彼此上下穿過(相交)(但彼此不形成直接電接觸)的跡線的「交叉」處，跡線本質上可以形成兩個電極(雖然還可以是多於兩個跡線交叉)。行跡線和列跡線的每個交叉可以呈現出一個電容感測節點，並且可被視為圖像元素(像素)126，當觸摸傳感器面板124被視為捕捉ー幀(對面板的一次完整掃描)的觸摸「圖像」時，這可能特別有用。(換言之，在面板子系統106已經確定是否已經在觸摸傳感器面板中的每個觸摸傳感器處檢測到了觸摸事件之後，多點觸摸面板中發生了觸摸事件處的觸摸傳感器的圖案可被視為是觸摸的「圖像」(例如，觸摸面板的手指的圖案))。當給定行被保持為直流(DC)電壓電平時，行電極和列電極之間的電容可表現為寄生電容，並且當以交流(AC)信號激勵給定行時，行電極和列電極之間的電容可以表現為互信號電容Csig。可以通過測量出現在被觸摸的像素處的信號電荷Qsig的改變，檢測觸摸傳感器面板附近或之上的手指或其它對象的出現，該信號電荷的改變是Csig的函數。觸摸傳感器面板124的每個列可以驅動面板子系統106中的一個或多個模擬通道108 (此處還被稱為事件檢測和解調電路)。
[0033]計算系統100還可以包括用於接收來自面板處理器102的輸出，並且執行基於該輸出的動作的主機處理器128，所述動作可以包括但不限於移動對象諸如光標或指針、滾動或搖動、調整控制設置、打開文件或文檔、觀看菜單、進行選擇、執行指令、操作連接到主機設備的外圍設備、應答電話呼叫、進行電話呼叫、終止電話呼叫、改變音量或音頻設置、存儲與電話通信有關的信息諸如地址、常撥號碼、已接來電、未接來電、登錄計算機或計算機網絡、允許被授權的個體訪問計算機或計算機網絡的受限制區域、裝載與計算機桌面的用戶優選布置相關聯的用戶簡檔、允許對Web內容的訪問、啟動特定程序、加密或解碼消息和/或等等。主機處理器128還可以執行可能與面板處理無關的附加功能，並且可被連接到程序存儲設備132和顯示設備130，諸如用於給設備的用戶提供UI的IXD顯示器。
[0034]圖2示出了示例的觸摸圖像200，觸摸圖像200可被定義為具有觸摸圖像的「質量中心」(X，Y)處的質心202，該觸摸圖像具有定義觸摸區域的近似邊界的長軸204和短軸206 J208可被定義為在觸摸區域上積分的總的手指信號(被計算為由模擬通道檢測到的手指的所有電容的總和)。
[0035]圖3a示出了一系列觸摸事件的時間相對於Z的示例圖300。可由明晰的(crisp)手指敲擊引起圖3a中的第一隆起(bump)302，第一隆起302可以在手指觸擊觸摸表面和從觸摸表面抬起時產生Z的陡峭上升和下降。可以用時間dtl中的Z的上升dZ表徵明晰的敲擊。可由滑動手指敲擊引起第二隆起304，第二隆起304可以產生更加緩和的Z的上升和下降。在隨便敲擊中，時間dt2中的Z的上升dZ可能較慢。注意，滑動動作可表現為圖3a中較長持續時間的隆起，很可能具有緩和的上升和下降時間。
[0036]圖3b示出了圖3a所示的一系列觸摸事件的時間相對於A X和A Y的示例圖。AX和A Y可以表示每幀(一次完整面板掃描的時間)觸摸區域內的質心的位置X和Y的改變。注意，清楚或明晰的手指敲擊一般可以具有較小的AX和AY值(見306)，這是由於這種手指敲擊可以具有較少的X方向和/或Y方向上的滑移或滑動。然而，隨便的手指敲擊一般可以具有較高的AX和AY值(見308)。注意，取決於運動方向，滑動觸摸可以在滑動過程中產生高的AX和/或A Y值。
[0037]為了區分隨便敲擊和滑動動作，可以抑制ー個或多個方向中的橫向運動。例如，在X方向，可以通過以某個因子修改原始AX值計算「 AXsuppr (AXf_)」值。某些觸摸傳感器面板系統可以按照下列公式以檢測到觸摸事件以來的時間tpress的函數修改原始AX值:
[0038]
【權利要求】
1.一種用於抑制檢測到的觸摸圖像中的位置改變以便幫助區分觸摸傳感器面板上的敲擊動作和滑動動作的方法，所述方法包括: 根據Zinst函數計算Z不穩定值Zinst,所述Zinst函數提供針對給定姆巾貞觸摸不穩定性量的第一每幀抑制位置改變量；和 從所述檢測到的觸摸圖像的第一每幀位置改變值中減去所述第一每幀抑制位置改變量，以便獲得所述檢測到的觸摸圖像的每幀抑制位置改變。
2.如權利要求1所述的方法，所述Zinst函數開始於每幀Z的零百分率改變的最小每幀抑制位置改變值，並且達到大於或等於預定百分率的每幀Z的百分率改變的最大每幀抑制位置改變值。
3.如權利要求1所述的方法，其中所述第一每幀位置改變量是檢測到的每幀位置改變。
4.如權利要求1所述的方法，還包括: 對檢測到的每幀位置改變應用滯後濾波，以便產生將所述檢測到的每幀位置改變延遲預定數目的像素的報告的每幀位置改變； 其中所述第一每幀位置改變是所述報告的每幀位置改變。
5.如權利要求4所述的方法，還包括如果設置了事件標記，則將所述報告的每幀位置改變標識為可作用的姆巾貞位置改變。
6.如權利要求5所述的方法，還包括如果所述報告的每幀位置改變不是來自檢測到的懸停事件，則設置所述事件標記。
7.如權利要求5所述的方法，還包括如果所述每幀抑制位置改變不為零，則設置所述事件標記。
8.一種用於抑制檢測到的觸摸圖像中的位置改變以便幫助區分觸摸傳感器面板上的敲擊動作和滑動動作的方法，所述方法包括: 根據Tinst函數計算時間不穩定值Tinst,所述Tinst函數提供針對檢測到所述觸摸圖像以來的給定時間tpress的第一姆巾貞抑制位置改變量； 根據Zinst函數計算Z不穩定值Zinst,所述Zinst函數提供針對給定姆巾貞觸摸不穩定性量的第二每幀抑制位置改變量；和 從所述檢測到的觸摸圖像的第一每幀位置改變值中減去所述第一每幀抑制位置改變量和所述第二每幀抑制位置改變量中的較大的ー個，以便獲得所述檢測到的觸摸圖像的每幀抑制位置改變。
9.如權利要求8所述的方法,所述Tinst函數開始於tpress= O的最大姆巾貞抑制位置改變值，並且逐漸減小到大於或等於預定延遲的tpress的最小每幀抑制位置改變值。
10.如權利要求8所述的方法，所述Zinst函數開始於每幀Z的零百分率改變的最小每幀抑制位置改變值，並且達到大於或等於預定百分率的每幀Z的百分率改變的最大每幀抑制位置改變值。
【文檔編號】G06F3/041GK103455200SQ201310363114
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2008年6月12日 優先權日:2007年6月13日
【發明者】W·C·維斯特曼 申請人:蘋果公司