力基觸摸板系統的基線技術的製作方法

2023-05-14 13:49:36 2

專利名稱：力基觸摸板系統的基線技術的製作方法
技術領域：
本發明一般針對觸摸傳感器，尤其涉及一種精密測定觸控螢幕上觸摸位置的方法與系統。
背景觸控螢幕對計算機或其它數據處理設備提供一種簡單而直觀的界面，它不用鍵盤打入數據，用戶可通過觸控螢幕觸摸圖符或在屏上寫或畫來傳遞信息。觸控螢幕應用於各種信息處理場合，對於手機、電子記事簿(PDA)和手持或膝上電腦等應用，透明觸控螢幕尤其適用。
已採用各種方法來測定觸摸位置，包括電容、電阻、聲學與紅外技術。通過耦接觸摸表面的力傳感器檢測觸力，也可測定觸摸位置。與上述其它技術相比，通過檢測觸力而操作的觸控螢幕有若干優點。首先，力傳感器不要求觸摸表面用特種材料製作，如在電阻觸摸傳感器中，特種材料會阻止通過觸摸表面的光學傳輸。再者，力傳感器不依賴於如電容觸控螢幕所要求的對地有損的電氣連接，而且可用手指觸摸、帶手套的手、指甲或其它非導電觸摸工具操縱。與表面聲波技術不同，力傳感器相對不受觸摸表面上積累的汙物、灰塵或液體的影響。最後，力傳感器不大會把鄰近效應檢測為實際觸摸，而這是紅外觸控螢幕的常見問題。
除了觸力外，觸控螢幕力傳感器檢出的力還反映出各種靜態與動態的因素，這些因素被視為對觸摸信號的噪聲源。噪聲可通過觸控螢幕電路引入，或呈現機械性質。例如，傳感器、放大器、數據轉換或信號處理級都會引入電噪聲。機械噪聲可由觸控螢幕扭曲、觸控螢幕器具移動、觸控螢幕振動和其它瞬變因素造成。此外，觸摸表面的重量和製造期間對力傳感器的預加載力都會影響觸控螢幕力傳感器。
觸力在整個觸摸持續時間內都在變化。在單一位置觸摸產生的觸力信號該信號，施加觸摸時增大，在除去觸摸時減小。觸摸還可穿過觸控螢幕表面移動，在每個力傳感器上產生動態的觸摸信號。觸摸出現與位置的精密測定要求分析觸力產生的力信號，還要從在特定時間影響觸控螢幕的各種附屬因素中消除穩態與瞬變的噪聲信號。

發明內容
一般而言，本發明涉及一種用觸摸傳感器檢測觸摸位置的方法與系統，當組合一種操縱被透明觸控螢幕增強的顯示設備的微處理器基系統時，本發明尤其有效。
根據本發明一實施例，在觸控螢幕上測定觸摸位置的方法涉及對力敏觸摸信號獲得多個參考電平，根據得自觸摸信號的信息選擇多個參考電平中的一個或多個參考電平，再用選出的參考電平測定觸摸位置。
本發明另一實施例包括對力敏觸摸信號生成第一和第二參考電平，應用至少一個生成的參考電平測定觸摸位置。
根據本發明另一實施例，對觸摸信號建立參考電平的方法包括在施加觸力前先檢測靜態觸摸信號，檢測對施加的觸力敏感的觸摸信號，並根據與觸力檢測同時得到的觸摸信號的值對觸摸信號建立一參考電平。
本發明另一實施例的觸控螢幕系統包括一觸摸面和多個與觸摸面物理耦接的觸摸傳感器，各觸摸傳感器響應於加到觸摸面的觸摸產生傳感器信號。耦接觸摸傳感器的控制系統接收傳感器信號，對力敏觸摸信號生成多個參考電平，根據得自觸摸信號的信息選擇多個電平中一個或多個參考電平，並用選擇的參考電平測定觸摸位置。
本發明另一實施例針對一觸控螢幕顯示系統。該例中，觸控螢幕顯示系統包括觸摸面和多個與觸摸面物理耦接的觸摸傳感器。各觸摸傳感器響應於加到觸摸面的觸力產生傳感器信號。耦接觸摸傳感器的控制系統接收傳感器信號，對力敏觸摸信號生成多個參考電平，根據得自觸摸信號的信息選擇多個參考電平中一個或多個參考電平，並用選出的參考電平測定觸摸位置。該觸控螢幕顯示系統還包括通過觸控螢幕顯示信息的顯示器。
本發明另一實施例針對一顯示系統，包括觸控螢幕系統、顯示信息的顯示器和處理器，該處理器耦接觸控螢幕與顯示器，用於處理顯示器上顯示的數據和接收自觸控螢幕控制系統的信息。觸控螢幕系統包括觸摸面和多個與觸摸面物理耦接的觸摸傳感器。各觸摸傳感器響應於加到觸摸面的觸力產生傳感器信號。耦接觸摸傳感器的控制系統接收傳感器信號，對力敏觸摸信號生成多個參考電平，根據得自觸摸信號的信息選擇多個參考電平中一個或多個參考電平，並用選出的參考電平測定觸摸位置。觸控螢幕顯示系統還包括通過觸控螢幕顯示信息的顯示器。
根據本發明另一實施例，系統包括對力敏觸摸信號生成多個參考電平的裝置和用多個參考電平中一個或多個參考電平測定觸控螢幕上觸摸位置的裝置。
本發明另一實施例涉及對力敏觸摸信號生成第一與第二參考電平的裝置和用第一與第二參考電平中至少一個參考電平測定觸摸位置的裝置。
根據本發明另一實施例，對觸摸建立一參考電平的系統包括在加觸力前檢測靜態觸摸信號的裝置、檢測對加觸力敏感的觸摸信號的裝置，以及根據與觸力檢測同時得到的觸摸信號值建立參考電平的裝置。
根據本發明另一實施例，計算機可讀媒體配置了可執行指令，使一臺或多臺計算機執行在觸控螢幕上測定觸摸位置的方法，該方法包括對力敏觸摸信號獲取多個參考電平，根據得自觸摸信號的信息選擇多個參考電平中一個或多個參考電平，並用選出的參考電平測定觸摸位置。
以上

發明內容
並不打算描述本發明的每個實施例或每種實施法，下面的附圖與詳述將更具體地說明這些實施例。
附圖簡介根據以下結合附圖對本發明諸實施例的詳述，可以更全面地理解本發明，其中

圖1是本發明一實施例的觸控螢幕俯視圖，力傳感器位於觸控螢幕四角；圖2示出本發明一實施例的電容力傳感器的剖視圖；圖3示出本發明一實施例的觸控螢幕的透視圖，力傳感器位於觸控螢幕四角；圖4是本發明一實施例的觸控螢幕和觸控螢幕控制器的框圖；圖5示出本發明一實例的閾值點與位置點；圖6是本發明一實施例獲取基線參考值方法的流程圖；圖7示出本發明一實施例用於檢測靜態損失的快速上升觸發脈衝；圖8示出本發明一實施例用於檢測靜態損失的慢速上升觸發脈衝；圖9A-9C是本發明觸摸位置各種處理方法的理論流程圖；圖10是本發明一實施例用基線參考值與背景參考值對流動觸摸測定觸摸位置的方法流程圖；
圖11是本發明一實施例應用觸摸傳感界面的數據處理系統的框圖；和圖12示出本發明一實施例的觸控螢幕控制器。
本發明能修改成各種修正和替代形式。諸特定實施例在附圖中舉例示出並加以詳述，但應理解，本發明並不限於所述的具體實施例，而是包括所有落在所附如權利要求規定的本發明範圍內的修正、等效與替代。
詳述描述在下面描述的圖示實施例中，參照了構成其部件的諸附圖，圖中舉例示出可實施本發明的諸實施例。應該理解，可以應用其它實施例，且在不違背本發明範圍的情況下作出結構上和功能上的變化。
如上所述，而且出於通過閱讀本說明書會明白的下述其它理由，為改善對各類觸摸的觸摸位置測定，需要一種在觸摸面上迅速而精確地檢測存在的手指觸摸或器具觸摸的方法與系統，還要求這種方法與系統在觸摸穿過觸摸板移動時能精確地檢測觸摸的存在及其位置。
本發明適用於觸摸檢測技術，而且在本發明諸特徵與操縱被透明觸控螢幕增強的顯示設備的數據處理系統相結合時，深信特別有效。例如，本發明的觸控螢幕可用於臺式、手持式或膝上計算機系統和銷售點終端、電子記事簿(PDA)或手機。本發明的觸控螢幕設備雖被描述成與微處理器基系統組合，但需要時可與任何基於邏輯系統組合。
本發明針對測定一個或多個觸摸信號參考值，以便提高觸摸位置的測定精度。觸摸可用若干產生力敏傳感器信號的觸摸傳感器檢測，觸摸信號由單個傳感器信號導出或通過組合兩個或更多力傳感器的傳感器信號而導出。精密的觸摸位置測定涉及在觸力參考幅值之上測量一個或多個觸摸信號的幅值增大，而該觸力參考幅值代表零觸力狀態。
觸摸位置測定涉及分析觸控螢幕傳感器產生的觸摸信號。在觸摸前，觸摸信號保持於靜態電平。單一位置觸摸在特性上產生的觸摸信號，其幅值在施加觸摸時增大，在除去觸摸時減小。觸摸信號迅速變化說明有觸摸。觸摸可以是一種連續觸摸，觸摸停留在觸摸面達一段時間，如觸摸出現在單一位置達一段時間，觸摸還可以是「流動觸摸」，即觸摸施加在一個位置，穿過觸控螢幕表面移動，並在另一位置除去，在各傳感器處生成連續變化的信號。
觸摸信號受到各種瞬態和穩態噪聲分量的影響，在不觸摸時，它們阻止觸摸信號在靜態周期內保持恆定的零電平。瞬態噪聲因素包括在觸控螢幕電路裡或通過觸控螢幕的機械振動、扭動或其它活動引入的噪聲。穩態噪聲包括例如觸摸傳感器預加載或觸控螢幕的重量。
觸摸信號的噪聲分量造成觸摸位置計算的誤差。影響觸摸位置精密測定的誤差分為三類。首先，誤差由與觸摸無關噪聲造成，與觸摸無關誤差由與觸摸本身無關的噪聲源或擾動造成，能不可預測地擾動。其次，報告的觸摸位置存在靜態誤差，靜態觸摸位置誤差是觸摸位置而且也是穩態力可以再現的函數。最後，觸摸本身會引入動態觸摸位置誤差，該誤差可在觸力迅速變化期間或之後馬上出現。
觸摸存在與位置檢測依賴於對觸控螢幕加觸力而造成的觸摸信號的變化。觸摸存在檢測與觸摸位置測定取決於相對建立的代表零觸力狀態的參考電平測量觸摸信號的差示變化。觸摸信號一般受一種或多種上述那樣的誤差的影響，對零觸力狀態產生非零觸摸信號。諸如低頻噪聲與長期漂移等長期效應，會改變觸摸信號。構成瞬變狀態的短期效應，諸如操作員擠壓或搖動觸控螢幕設備，也會改變觸摸信號。
本發明的精密觸摸位置測定法，依賴於獲取一個或多個代表零觸力狀態的觸摸信號參考電平，這些參考電平用於測定觸摸信號在零觸力狀態與觸摸事件之間的差示變化。根據本發明的諸方法，獲取並保持一個或多個代表零觸力狀態的觸摸信號參考電平。為了計算觸摸位置，這些參考電平代表零觸力參考電平，並被選用於補償各種影響觸控螢幕的狀態。舉例來說，用第一觸摸信號參考電平補償觸摸信號的低頻噪聲與長期漂移，用第二觸摸信號參考電平補償在觸摸事件開始瞬間出現的短期效應。在觸摸位置計算中選用第一還是第二參考電平或者二者都被選用，則基於被檢測或期望的類型或觸摸信號。在測量觸摸位置時，選擇一個或多個參考電平補償影響觸摸信號的狀態，能提高測定觸摸位置的精度。
圖1示出一般的觸控螢幕視圖，觸摸面100設置成靠近一個或多個觸力傳感器。在圖示例中，觸摸傳感器110、120、130、140安置在矩形觸摸面的四角。雖然圖1所示的觸控螢幕是傳感器位於四角的矩形，但是也可使用應用三個或更多觸摸傳感器而觸摸面形狀不同的各種配置方法。
例如，傳感器110、120、130、140是小電容力傳感器，用兩塊隔開一空隙的電容板構成。電容力傳感器安排成在對觸摸面加大小與方向足夠的觸力時，使一塊電容板偏向第二塊板，偏轉改變了電容板之間的距離，從而改變了傳感器的電容量。由於加到觸摸傳感器的交變電信號變化，故控制器電路可測出觸力。在2001年4月13日提交的題為「用於力基觸摸輸入的方法和設備(Method and Apparatus for Force-Based Touch Input)」的美國專利申請USSN09/835,040中，描述了應用於觸控螢幕應用的電容力傳感器的一個實施例。在該實施例中，傳感器根據電容元件的電容量變化來測量施加的力。
觸摸面210即貼面位於結構或外殼215內，一般呈透明，可通過觸摸面看見顯示器或其它物件。在其它場合中，觸摸面210可以不透明。
結構或外殼215設置一大的中心孔，通過它可看見顯示器。需要的話，外殼215底面直接在圍繞其工作區的邊界上位於顯示器表面。在另一實施例中，如上所述，可用包括顯示單元諸如LCD的結構取代貼面。
電容傳感器220位於觸摸面210與外殼215之間，帶接合區(attached land)233的互連線225運用焊接、粘合等方法耦接外殼215。導電區在互連線225上形成第一導電元件234，帶中心凸起240例如凹坑的第二導電元件235通過焊接連到互連線225的接合區233。利用第二導電元件235的形狀或第二導電元件235連到互連線225的過程，在第一與第二導電元件234與235之間形成小空隙280，例如其寬度為1密耳。被空隙280隔開的導電元件234、235構成一電容器。
選用的支承面270可插在觸摸面210與第二導電元件235之間，可防止觸摸面210凹痕或被凸起240損傷，在貼面用較軟的材料製作時尤其如此。支承面270通過一薄層(未示出)彈性體或高度柔性粘和劑裝到觸摸面210，提供橫向軟化作用。顯然，正常操作時，觸摸面210或支承面270與凸起240接觸為清楚起見，這些元件都圖示為分開。
第二導電元件235組合了彈簧與電容板的功能。當對觸摸面210加一垂直力時，第二導電元件235就彎曲，減小了空隙280的寬度，增大了傳感器220的電容量。測出的電容量這種變化可以測出，且與加到觸摸面210的力相關。雖然描述了應用電容力傳感器的觸控螢幕，但是同樣可使用其它類型的力傳感器，例如包括壓電傳感器與應變計傳感器。
力基觸控螢幕的一個優點是位於顯示單元與用戶之間光學上不同的層很少。位於顯示單元上方的貼面一般是單層玻璃或較硬的聚合物，例如聚碳酸酯等，可先用合適的光學品質。這與其它類型的觸控螢幕成為對照，諸如電阻或電容觸控螢幕要求在顯示單元上有若干光學上可能有損失層。電阻或電容觸控螢幕所需的導電薄膜一般有高的折射率，造成界面反射損失增大。這在有附加固體/氣體界面而且防反膜不適用的電阻屏中尤成問題，因為導電層必須能作物理接觸。然而，力基觸控螢幕的屏貼面只有上下面，這些面經處理可減小反射損失和炫光，例如貼面可配置減小鏡面反射的無光澤表面和/或減小反射損失的防反膜。
圖3示出觸控螢幕的透視圖。觸摸面300設置成靠近位於其四角的力傳感器310、320、330、340，當筆尖、手指或其它觸具352按壓觸摸面300，在觸摸位置350對觸摸面300加觸力355，該觸力355在力傳感器310、320、330、340上產生垂直於觸摸面300的力F1～F4。力傳感器310、320、330、340被交變電信號驅動，垂直力F1～F4造成力傳感器的電容量變化，使通過力傳感器310、320、330、340耦合的信號變化。從力傳感器310、320、330、340得出的力敏信號用來計算觸摸位置信息。
在圖4的實施例中，觸摸面405設置成靠近位於其四角的四個力傳感器401、402、403、404，這些傳感器選自各種傳感技術，包括電容、壓電與應變計傳感器。傳感器401、402、403、404測量在傳感器位置檢出並耦合到控制器450內驅動/檢測電路410、420、430、440的觸力。或者，有些驅動/檢測電路元件可以靠近相應的傳感器。在各傳感器412、422、432、442的驅動電路中生成的賦能信號對傳感器401、402、403、404賦能，各傳感器401、402、403、404產生的觸力信號對應於通過觸摸面405加到傳感器的觸力，控制器450內的檢測電路411、421、431、441檢出各傳感器401、402、403、404生成的觸力信號。
檢測電路411、421、431、441產生代表各傳感器位置的模擬電壓，然後這些電壓經取樣，保存的值在取樣電路460中被倍增。取樣電路460取樣模擬力傳感器信號，其速率足以產生供觸摸位置測定所需的信號表示。取樣的信號傳到模/數(A/D)轉換器470，對信號數位化，而數位化的觸摸信號樣本被傳到處理器電路480作進一步的信號處理如濾波482，並用於確定觸摸位置的計算。處理器電路480耦接存儲器電路486，例如用於存貯代表取樣的觸摸信號的數據和各種觸控螢幕校正參數。處理器電路480可執行若干附加的控制器功能，包括控制系統時序、復用電路460和A/D轉換器470。
發現在單片混合模式集成電路上構建觸控螢幕控制系統450或其等效物是有利的。在這種實施法中，用一組平行操作的Δ/∑轉換器(每條傳感器通道一個)取代取樣電路460和A/D轉換器470是有利的。
在案卷為57470US002的題為「提高用於被檢測輸入的定位精度的方法(Method for Improving Positioned Accuracy for a Determined Touch Input)」的共同擁有的美國專利申請中描述了一種對觸摸位置計算計時的方法。根據該法，可從觸摸信號時間分布圖內某一較佳時刻得出數據算出觸摸位置。用該方法對觸摸位置的該較佳時刻的計算精密地確定，帶來兩種判定1)觸摸事件已開始的判定，和2)作觸摸位置測量較佳時刻已發生的判定。圖5示出一例該方法。在觸控螢幕上加觸摸前，觸摸信號在靜止周期515保持於靜止電平510。加觸摸時，觸摸信號響應於對屏施加的力而上升。由於該信號響應於觸摸上升，到達觸摸中某一點520，結束靜止周期515。在靜止周期515與靜止終點525之間的過渡，可用各種技術測定。當觸摸信號在有效閾值點535超過預定的有效觸摸閾值530，就斷定觸摸事件開始。通過提高有效信號閾值530再隨著觸摸除去而下降，有效觸摸信號540就行進通過有效觸摸周期545。在一較佳時刻建立的位置點550，可作測定觸摸位置的測量。該獲取觸摸位置信息的較佳時刻，可以觸摸信號的形狀為基礎。
觸摸信號代表諸力敏觸摸傳感器信號的組合。傳感器信號取樣的速率足以為測定觸摸存在及其位置而捕獲信號的充分表示，例如傳感器信號以183Hz的速率取樣，儘管可用其它取樣速率。信號用模/數(A/D)轉換器數位化，並可執行各種數位訊號處理步驟，包括作標定(scaling)、濾波和按先前測定的校正係數的信號較正。在觸控螢幕未被觸力加載時，可用靜止周期內取得的觸摸信號樣本獲得一個或多個代表零觸力狀態的參考電平。用於計算觸摸位置的參考電平取決於檢出觸摸信號的類型。
目前範圍內的某一參考電平對觸摸信號數據流代表正確零力參考電平的當前較佳估值。補償低頻噪聲與長期漂移的參考電平，反映出一段較長時間內的靜止觸摸信號。這裡稱為基線參考(baselining reference)的這種參考電平，例如可以通過對靜止觸摸信號樣本作實時、移動、加權平均而得到。
獲取該基線參考的另一種技術是在每次取樣時沿觸摸信號取樣值方向調整該基線參考，只要取樣值接近當前基線的電平。當取樣值接近當前基線參考值時，諸如在其值等於有效觸摸閾值20％的正負邊際內，當前基線參考會變化某一固定而小的增量。該小的變化增量被選為跟蹤漂移對靜止信號的作用但防止基線被短暫信號擾動引起大變化的值。例如該增量選成在每次取樣時沿同一方向均勻地應用時，以每秒2％的有效觸摸閾值轉換(slew)基線。在取樣值不接近當前基線估值時，則當前基線電平保持不變。
還可根據進行中的數據構成一臨時基線。若取樣值在一段時間內充分接近該臨時基線，就可把該臨時基線替作當前基線電平。為了擺脫錯誤的基線值造成錯誤觸摸檢測的狀況，必須用臨時基線取代當前基線。某些正常的現象，諸如改變觸控螢幕的傾角，會造成零觸力信號大的階躍變化。在適當時段內獲取能替代當前基線的臨時基線的該技術，限制了錯誤基線電平的影響。再者，任何觸摸力，即使細心保持著也會顯現出明顯的力電平擾動。因此，穩定的零觸力值遠離假設的當前基線的情況，說明力值有錯，要用正確的基線取代當前基線。
圖6是本發明一實施例獲取當前基線電平技術的流程圖。在605獲取下一組數位化取樣值。在615對數位化觸摸信號應用各種信號處理步驟，包括標定、分樣(decimation)、濾波與校正調節。若取樣值與當前基線的絕對差值小於預定值(620)，比如有效觸摸閾值的20％，臨時基線計數器就復位(625)，用該取樣值調節當前基線(630)。若取樣值不接近當前基線(620)而接近臨時基線(632)，則用取樣值修正臨時基線(635)，臨時基線計數器增數(640)。若臨時基線計數器達到其暫停值(645)，則用臨時基線取代當前基線(650)；若臨時基線計數器未達到其暫停值，當前基線保持不變(655)。
觸摸位置例如可用諸力敏觸摸傳感器信號的組合來計算。觸摸傳感器產生的力敏信號可用來計算各種觸摸信號，包括繞y軸的轉矩My、繞x軸的轉矩Mx與總z向力FTz。如在公式1中，假設參考點位於觸控螢幕中心，理想狀態無誤差，背景擾動或幹擾不是觸力，可根據力傳感器信號測定觸摸位置的坐標。
X=MyFTz----[1]]]>Y=MxFTz]]>其中My＝(F2+F4)-(F1+F3)-My_baseline；Mx＝(F1+F2)-(F3+F4)-Mx_baseline；和FTz＝F1+F2+F3+F4-FTz_baseline根據公式1，My、Mx與FTz代表相應的觸摸信號與其有關的基線參考值的差值。
除了獲取和修正代表長期零觸力參考電平的當前基線值以外，還可獲取更快擾動的背景參考電平。背景電平補償對觸控螢幕的短期影響，諸如操作員在觸摸時搖動或扭動設備，這種背景參考代表加觸力前瞬間的觸摸信號狀態。
可用在檢測觸力時同時得到的一個或多個觸摸信號值建立對觸控螢幕的短期影響敏感的背景參考。用來建立該參考的一個或多個觸摸信號值，是在時間上接近觸力檢測的間隔內獲得的觸摸信號值。在一實例中，建立參考的觸摸信號值在觸力檢測的100ms內獲得，然後根據從該位置點的觸摸信號裡減去背景參考所構成的差值，算出觸摸位置。
可在從背景參考和該位置點觸摸信號二者中減去基線參考，位置點的觸摸信號與背景參考間的差值相同，不管慢基線值是否先從背景參考和觸摸信號二者中減去。因而在本發明一替代實施例中，背景參考形成後在觸摸位置計算中減去，不必先減去基線參考。在此情況下，背景參考補償了零觸力參考電平所有的擾動速度。這種簡化方法尤其適合對連續觸摸不要求連續響應的按鈕型場合。
在本發明一實施例中，按上述一種方法獲取基線和背景兩種參考電平。在檢出觸摸存在後，算出兩個觸摸位置。按上述公式1算出落下(touch down)位置的坐標，這種計算產生只參照基線參考值的觸摸位置數據。算出的第二觸摸位置可對背景擾動校正公式1產生的值。第二觸摸位置的坐標按公式2計算。
X_bc=My-My_bcFTz-FTz_bc----[2]]]>Y_bc=Mx-Mx_bcFTz-FTz_bc]]>式中My、Mx與FTZ代表已減去其有關基線參考值的相應觸摸信號，而My-bc、Mx-bc與FTz-bc代表分別與My、Mx與FTz觸摸信號有關的背景參考值。
應用基線參考與背景參考二者的系統，在用於拖放(drag and drop)操作的連續觸摸期間可提供更高的精度，能更好地檢測極慢施加的觸摸。再者，當極慢施加的觸摸又是一種連續觸摸時，使用基線與背景兩種參考尤其有利。
觸摸信號F(tn)可以代表一組在時刻tn描繪觸摸信號狀態的標量值。例如，該組標量值包括諸傳感器的原始讀數，或包括一組充分的這些讀數的線性組合，諸如總力和繞x與y軸的轉矩。該組還可包括濾波的信號值，反映慢基線的扣除(使用的話)。許多不同的組合都可包括在本發明範圍內。但在以下討論中，鑑於具體化和簡單化，可把完整的觸摸信號取樣值取成包括總力與x軸和y軸轉矩的組合，「觸摸信號電平」與「觸摸信號幅值」只指總力分量。
根據本發明一方法，背景參考電平對應於延遲的觸摸信號樣本。例如，若當前觸摸信號樣本F(tn)對應於時刻tn的觸摸信號，就把背景參考選成對應於在時刻tn-m取得的觸摸信號樣本F(tn-m)，比當前觸摸信號早m個樣本。在一替代法中，背景參考電平對應於當前觸摸信號F(tn)的低通濾波；或對應於先於當前觸摸信號樣本m個樣本的觸摸信號的低通濾波的值。
在一實施例中，可相對位置點時間取背景參考。例如，通過測定在時刻tn存在信號電平的峰值而建立位置點，然後從F(tn)代表的該位置點觸摸信號的分量中扣除F(tn-m)代表的時刻tn-m觸摸信號分量，就可算出該位置。在該簡化方法中，m值必須大得足以使觸摸分布圖完全進展到其位置點。例如取樣速率為200Hz時，為了提供50～100ms延遲，可將m值置成10～20。
但若m很大，延遲通常比需要的更大，使真實零觸力電平在tn-m與tn之間擾動得比需要的更強。反之，m值較小，偶爾會把某些觸摸本身引入背景參考。把一些觸摸信號上升沿引入背景參考，一般不會影響在首先對觸控螢幕加觸摸時對初始觸摸位置(指觸摸落下點)計算的位置。
在有用於移動觸摸的連續觸摸時，允許觸摸信號上升沿引入背景參考會產生一些問題。背景參考在任何時候都反映出一些加到一個位置的觸力，並被用於在觸摸移向別處時計算觸摸位置，這可能存在誤差。這一問題還會影響一系列快速的觸摸，除非該背景獲取法適合信號電平返回靜止電平的要求，使背景參考不受前次觸摸下降沿的影響。
在另一實施例中，通過對觸摸分布圖中早先的觸發事件獲取背景參考，可以儘量減少與觸摸信號上升沿汙染背景參考有關的難題，例如在觸摸信號迅速上升或達到發出靜止周期結束的信號的幅值時建立背景參考。發出靜止丟失信號的觸發事件包括較早的一個(i)快速上升觸發，用超出一預定最小速率諸如每毫秒有效觸摸閾值1％的信號上升速率標記，或(ii)慢速上升觸發，用上升超過由高於慢基線一預定值代表的靜止丟失閾值諸如有效觸摸閾值20％的信號電平標記。由於這一靜止丟失閾值可以選成遠低於有效觸摸閾值，因而靜止丟失事件總出現在獲得位置點之前。
在觸發靜止丟失事件時獲得的背景參考保持不變，同時用於後繼的觸摸位置計算，而且繼續保持到除去觸摸和重建靜止狀態。若在時刻tn識別出靜止丟失，則背景參考為F(tn-m)。由於它貼近觸力分布的開始，因而現在對應於比如20ms的延遲，在取樣速率為200Hz時，m置成4。同前述相對於觸摸位置點取背景參考的情況比較，減小了靜止丟失事件與背景參考之間的延遲。
圖7和8示出靜止信號周期和有效信號周期之間過渡，用分別由快速上升觸發和慢速上升觸發確定的靜止丟失事件標記。圖7中，示出了快速上升觸發事件，觸摸信號從靜止信號710快速過渡到有效信號720。靜止丟失702標出了從代表零觸力周期的靜止周期701過渡到某一狀態，該狀態可能或可能不發展成有效信號周期703，而周期703代表已斷定觸摸加到觸控螢幕的周期。如圖所示，幅值合適的典型觸摸已加到觸控螢幕，並在響應曲線中示出了一系列完整的處理事件。在觸摸信號斜率超過預定值730的第一時間斷定靜止丟失702。從當前取樣時刻tn的信號幅值中減去取樣時刻tn-1的信號幅值，測定該信號斜率。若該差值超過對應於該差值表示的間隔上的斜率730的值735，就出現快速上升事件，結束靜止周期。靜止周期結束時，可記錄該觸發事件的性質(快速上升觸發)供以後處理使用。
在靜止周期701內，根據延遲的觸摸信號值F(tn-m)連續修正一組工作的背景參考值。同樣地，靜止周期702一結束，可在tn取背景參考。在任一場合中，在靜止丟失702之後，背景參考都保持不變。在圖示場合中，快速上升觸發735結束了靜止周期701，因為它出現在超過點765的靜止丟失閾值760的信號電平之前。
信號電平升到高於有效觸摸閾值點755的有效觸摸閾值750，即可找出一位置點，報出指示落下位置的初始觸摸位置。在跌落到低於點756的下降觸摸閾值751的信號電平之前，可部分根據觸摸的持續時間報出附加的位置點。在信號電平跌到低於下降的觸摸閾值751之後，指示完成位置的最後觸摸位置，報出有效觸摸丟失狀態之前的最後觸摸位置。下降的觸摸閾值751可置成等於有效觸摸閾值750。或者，把下降的觸摸閾值751置成小一點的值，如有效觸摸閾值750的72％，以在用戶計算連續觸摸期間儘量減小不正常的退出。
在信號電平跌到低於點766允許的靜止閾值761(可與靜止丟失閾值760同值)後，附加的有關狀態再次指示靜止周期。最小附加狀態包括檢測至少一個低於前一樣本值的信號值，以證實該靜止狀態在快速上升觸發剛清除它之後的間隔內不再被錯誤地堅持。
圖8示出慢速上升觸發。處理方法和參數同圖7的實例一樣，但此時觸摸信號從靜止觸摸信號810較慢地升到有效信號820。靜止丟失802標出了代表零觸力周期的靜止周期801到代表對觸控螢幕加觸摸周期的有效信號周期803的過渡。在觸摸信號超過點865的預定值760的第一時間斷定靜止丟失802。觸摸信號通過時刻tn的靜止閾值760而不先超過斜率閾值730。當觸摸信號超過靜止丟失閾值760時，就出現慢速上升事件，結束靜止周期。靜止周期結束時，把該觸發事件的性質(慢速上升觸發)記錄下來供以後處理時使用。其它方面按圖7處理觸摸。
一旦信號電平升到高於有效觸摸閾值點855的有效觸摸閾值750，可找出一位置點，報出落下位置。在信號電平跌到低於856的下降觸摸閾值751之前，報出附加的位置點。在信號電平跌到低於下降觸摸閾值751之後，可把完成位置報為在丟失有效觸摸狀態之前的最後觸摸位置。下降觸摸閾值751可置成等於有效觸摸閾值750，或置成小一點的值，如前所述。在信號電平跌到低於點866的靜止閾值761(與靜止丟失閾值760同值)後，如對圖7描述的那樣，若附加狀態滿足指示靜止，該觸摸信號可再次進入靜止周期。
可對剛描述的實施例作若干變化。在一變型中，確定返回靜止周期的狀態還要求若干諸如前三個連續的取樣值來擴展窄的幅值範圍，比如有效觸摸閾值的5％，這尤其適用於力分布接近或部分重迭的迅速施加的觸摸。這可以保護較早出現的反映真實零力電平的背景值，防止它們被受還未從信號裡完全消失的觸力沾染的後一位置修改。
在另一變型中，省略了基線參考的產生與扣除，於是把準備用於閾值比較的信號電平取作當前觸摸信號電平與反映在一組背景值裡的觸摸信號電平的差值，只要設置靜止態，後一觸摸信號電平就被不斷修正。在此情況下，不從當前觸摸信號或背景參考裡扣除該基線參考。這種變型最適合既不要求連續的觸摸響應也不要求對極慢施加觸摸作出響應的場合。
在另一變型中，通過在位置點時刻外推背景參考，可提高精度。假定用前述的諸方法獲取第一組背景參考值，而且這些值代表在時刻to的位置點前面約P個取樣時間的時刻to-p測量的靜止點。還設置了一附加延遲，從而以第二次置位獲得第二組背景值，該第二次置位代表在位置點前面約p+q個取樣時間的時刻to-p-q測量的靜止點。把to-p的值減去to-p-q的值的差值除以q，算出一組背景變化率，再把乘上p的背景變化率加到對應於取樣時刻to-p的第一組背景參考值，對該位置點形成一組外推的背景參考值。對於零觸力信號擾動受中速事件控制的場合，這一方法算出的位置最準確，在觸摸時不明顯改變其變化率。
在另一變型中，把背景值內推到位置點時刻to，提高了精度，假定用前述諸方法獲取對應於時刻to-p的第一組背景值，並在除去觸摸後獲取對應於時刻to+r的第二組背景值，而時刻to+r是被認為返回靜止的第一瞬間。把to+r的觸摸信號值與to-p的觸摸信號值之差除以時間周期p+r，算出一組背景變化率。根據對應於to-p的第一組背景參考值，通過加上乘以p的背景變化率，對該位置點形成一組內推的背景參考值。存貯該位置點的觸摸信號值，報出延遲的觸摸位置，直到算出內推的背景。對於主要觸摸類型為輕拍觸摸而且背景校正必須儘量精確的場合，該法算出的位置最合適。
本發明涉及把參考值外推或內推到獲得觸摸位置信息的時刻的方法，適用於力基觸控螢幕。此外，除了力基技術外，外推或內推參考值的方法還與其它許多用於觸敏系統的方法具有更廣泛的適用性，如在應用電容、電阻、聲學或紅外技術的觸敏系統中，把參考電平外推或內推到獲得觸摸位置信息的時刻，有利於提高觸摸位置精度。
根據本發明一方法，在寬廣的一般範圍內，可用一個或多個對觸摸信號代表零觸力電平的特定參考電平算出觸控螢幕上的觸摸位置，每個參考電平補償特定的影響觸摸信號的狀態，選用的特定參考電平可以補償各種在測量觸摸位置時所檢出或預期的觸摸信號狀態。根據觸摸信號狀態選擇參考電平，提高了觸摸位置的測定精度。
圖9A是本發明觸摸位置處理方法的原理流程圖。根據靜止信號獲取觸摸信號的若干參考電平(910)。根據得自觸摸信號的信息，把一個或多個參考電平選為觸摸信號參考電平(920)。用一個或多個觸摸信號參考電平測定觸摸位置(930)。
圖9B示出本發明的另一方法。生成第一與第二參考電平(940、950)，使用第一和第二參考電平之一或二者測定觸摸位置(960)。
圖9C的流程圖示出建立背景參考電平的方法。加觸力前先檢測靜止觸摸信號(970)，再檢出施加的觸力(980)。根據與檢測施加觸力的同時得到的觸摸信號值，建立背景參考電平(990)。
根據觸摸信號的類型，選擇測定觸摸位置的參考電平。在單點觸摸的情況下，無論是迅速輕拍觸摸還是從容的緩慢觸摸，使用背景參考都能得出精確的結果。背景參考補償在短暫觸摸期間出現的短期影響，但在連續觸摸信號的情況下，把背景電平用作參考的計算會得出不很精確的結果。
連續觸摸一般出現在比背景電平補償的短期影響更長的時段內，因而背景電平隨時間變成越來越不準確的參考值。另在慢觸摸被慢速上升觸發啟動的情況下，背景電平被觸力產生的一小部分有效觸摸信號沾汙。為了調節這些不準確性，可對觸摸位置計算作一處理，使觸摸位置從把背景電平用作信號參考而算出的觸摸位置平滑地轉換到只把基線參考用作信號參考而算出的觸摸位置。這樣，可對背景校正的位置分配一權重W，而準備輸出的位置計算如下X_out＝W X_bc+(1-W)X[3]Y_out＝W Y_bc+(1-W)Y轉換基於當前流動的觸摸點在屏上與落下點隔開的距離，此時W與流動觸摸運行的距離有關。觸摸移動一達到一預定的量比如觸控螢幕寬度的20％，背景電平的作用就被完全消除。從落下點保持下來的X與Y值記為Xtd與Ytd。為方便起見，把移動距離D取為X-Xtd與Y-Ytd絕對值的較大者。於是，若S為屏尺寸，就可設立W=Max[1-D0.2S,0|]----[4]]]>根據另一實施例，對所有流動的觸摸都作處理，根據經歷的時間使背景電平逐漸從觸摸位置計算中除去，因而W在一周期比如1秒內從1降到零。
對於流動觸摸，觸摸位置計算中的不準確性主要與呈現慢上升沿的觸摸信號有關。出現不準確性的原因在於慢觸摸會被一部分有效觸摸信號沾汙。但不管靜止丟失事件被慢上升沿觸發，以上述方法處理所有的流動觸摸，都可提高觸摸位置的精度。
圖10示出按本發明原理計算觸摸位置方法的流程圖。用上述方法獲取基線電平(1010)和背景電平(1020)，以公式1用該基線電平算出觸摸位置，以公式2用背景電平算出觸摸位置。若觸摸不是流動觸摸(1030)，用背景參考電平算出觸摸位置(1050)；若觸摸是流動觸摸(1030)，先用背景參考電平算出觸摸位置。利用前述方法之一，把應用背景參考轉換為應用基線參考電平。
可將本發明的觸控螢幕有利地實施為各種數據處理系統。參照圖11，按本發明一實施例示出了應用集成式觸控螢幕與顯示器的數據處理系統1100框圖。系統1100使用安置在顯示器1108上面的透明觸控螢幕1106，顯示器1108適合數據處理應用，諸如LCD顯示器。也可使用其它顯示器，諸如陰極射線管(CRT)顯示器、等離子體顯示器、發光二極體(LED)顯示器、有機電致發光顯示器等。顯示器1108需要顯示控制電路1109使顯示器與數據處理計算機1110接口。觸控螢幕控制器1107除了本發明一實施例的觸控螢幕控制處理器外，還包括上述的驅動/檢測電路。
根據計算機系統應用，數據處理器1110包括各種元件，例如包括微處理器1112、各種存貯電路1114、電源1118和一個或多個輸入/輸出接口1116。輸入/輸出接口1116使數據處理系統連接任何數量的外圍I/O設備1120，諸如鍵盤1121、指示設備1122和包括話筒與喇叭的音響設備1123。數據處理系統還可包括海量數據存貯設備1130，例如硬碟驅動器或CDROM，可通過物理或無線網絡連接1140與其它數據處理系統聯網。
圖12示出本發明的觸控螢幕系統1200，其中圖1-10所示的處理實際上可以在計算機可讀媒體或載體中實施，例如圖12所示的一個或多個固定的和/或可卸的數據存貯設備1210，或其它數據存貯或數據通信設備。為配置供本發明操作的觸控螢幕系統1200，可將表述在可卸數據存貯設備1210上實施的處理的一條或多條電腦程式1220裝入觸控螢幕控制器1240內的各種存貯單元1230。電腦程式1220包含的指令被圖12的觸控螢幕系統處理器1250讀出執行時，使觸控螢幕系統1200執行必要的步驟，以按照本發明原理執行用於檢測觸控螢幕上觸摸位置的步驟或單元。
本發明並不限於上述諸特定實例，而應理解為包括如所附如權利要求目明確提出的本發明所有方面。適用於本發明的各種修正、等效處理及各種結構，對受到本說明書指導的本領域技術人員是顯而易見的，如權利要求包羅了這類修正與設備。
權利要求
1.一種在觸控螢幕上測定觸摸位置的方法，其特徵在於，所述方法包括對力敏觸摸信號獲取多個參考電平；根據得自觸摸信號的信息，選擇一個或多個參考電平；和用一個或多個選擇的參考電平測定觸摸位置。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括使用多個參考電平中一個以上的參考電平。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括在觸摸期間從使用多個參考電平中一個作為觸摸信號參照轉換到使用多個參考電平中另一個作為選擇的參考電平。
4.如權利要求3所述的方法，其特徵在於，當觸摸穿過觸控螢幕移動時，出現從一個參考電平到另一個參考電平的轉換。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括在一預定時間間隔後從測定的觸摸位置裡消除與一個或多個所選參考電平有關的影響。
6.一種在觸控螢幕上測定觸摸的觸摸位置的方法，其特徵在於，所述方法包括對力敏觸摸信號生成第一參考電平；對力敏觸摸信號生成第二參考電平；和用第一和第二參考電平中至少一個測定觸摸位置。
7.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，第一和第二參考電平二者都用於測定觸摸位置。
8.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，生成第一參考電平包括對在觸摸信號靜止周期內取得的兩個或更多觸摸信號樣本作加權求均。
9.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，生成第一參考電平包括在觸摸信號樣本幅值與第一參考電平幅值之差小於一預定值時，用一預定量調節第一參考電平。
10.如權利要求9所述的方法，其特徵在於，在對觸控螢幕加觸摸時不修正第一參考。
11.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，生成第一參考電平包括生成一臨時第一參考電平；和若觸摸信號與臨時第一參考電平之差對預定數量的觸摸信號樣本小於一預定量，把臨時第一參考電平保存作為第一參考電平。
12.如權利要求11所述的方法，其特徵在於，生成臨時第一參考電平包括在觸摸信號的靜止周期內獲取兩個或更多觸摸信號樣本；和若觸摸信號樣本與第一參考值的第一差值大於第二預定量，而且觸摸信號樣本與臨時第一參考電平的第二差值小於第三預定量，就用第一預定量調節臨時第一參考電平。
13.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，生成第二參考電平包括使用在第一次得到觸摸位置信息前的預定時刻取得的觸摸信號樣本。
14.如權利要求13所述的方法，其特徵在於，首先得到在觸摸信號峰值處的觸摸位置信息。
15.如權利要求13所述的方法，其特徵在於，在觸摸位置信息前得到的預定時刻的範圍為50～100ms。
16.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，生成第二參考電平包括響應於與施加觸摸有關的觸發事件獲取第二參考電平。
17.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，在檢測觸發事件前用一個或多個觸摸信號樣本修正第二參考電平。
18.如權利要求16所述的方法，其特徵在於，第二參考電平在觸摸信號不處於靜止周期的時間內保持不變。
19.如權利要求18所述的方法，其特徵在於，在觸摸信號低於預定閾值，而且至少一個觸摸信號樣本的值小於前一樣本時，斷定觸摸信號在靜止周期內。
20.如權利要求18所述的方法，其特徵在於，若預定數量的連續樣本保持在預定的值範圍內，斷定觸摸信號在靜止周期內。
21.如權利要求18所述的方法，其特徵在於，觸發事件是觸摸是信號超過預定速率的上升速率。
22.如權利要求18所述的方法，其特徵在於，觸發事件是觸摸信號超過預定值的幅值。
23.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，生成第二參考電平包括使用外推值作為第二參考電平。
24.如權利要求23所述的方法，其特徵在於，把外推值用作第二參考電平包括在靜止周期內獲取第一觸摸信號樣本；在靜止周期內獲取第二觸摸信號樣本，第二觸摸信號樣本在第一觸摸信號樣本之後預定數量的取樣時間獲取；用第一與第二觸摸信號樣本測定觸摸信號在靜止周期內的變化速率；在由第一與第二觸摸信號樣本和觸摸信號的變化速率得到觸摸位置信息時外推觸摸信號值；和把外推值用作第二參考電平。
25.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，生成第二參考電平包括使用作為第二參考電平的內推值。
26.如權利要求25的方法，其特徵在於，使用作為第二參考電平的內推值包括在靜止周期內獲取第一觸摸信號樣本；當觸摸信號返回靜止態再加觸摸時，獲取第二觸摸信號樣本；測定在第一與第二觸摸信號樣本之間觸摸信號的變化速率；在由第一與第二觸摸信號樣本和觸摸信號變化速率得到觸摸位置信息時內推觸摸信號值；和把內推值用作第二參考電平。
27.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，測定觸摸位置包括由使用第一參考電平轉換為使用第二參考電平。
28.如權利要求27的所述方法，其特徵在於，由使用第一參考電平轉換為使用第二參考電平包括用每個第一與第二參考電平計算觸摸信號位置值；對每個觸摸信號位置值指定權重；和根據加權的觸摸信號位置值測定觸摸位置。
29.如權利要求28所述的方法，其特徵在於，當觸摸穿過觸控螢幕移動時，指定給各觸摸信號位置值的權重隨距離而變。
30.如權利要求27所述的方法，其特徵在於，由使用第一參考電平轉換為使用第二參考電平包括在觸摸移動一預定距離時，從觸摸位置測定值裡消除與第一或第二參考電平有關的影響。
31.如權利要求27所述的方法，其特徵在於，由使用第一參考電平轉換為使用第二參考電平包括在一預定時間間隔後，從觸摸位置測定值裡消除與第一或第二參考電平有關的影響。
32.如權利要求27所述的方法，其特徵在於，由使用第一參考電平轉換為使用第二參考電平包括把X與Y觸摸位置坐標計算為X＝WXref2+(1-W)Xref1，Y＝WYref2+(1-W)Yref1，式中W是加權係數，Xref2與Yref2是用第二參考電平算出的觸摸位置坐標，而Xref1與Yerf1是用第一參考電平算出的觸摸位置坐標。
33.如權利要求32所述的方法，其特徵在於，加權係數W計算為W=Max[1-D0.2S,0]]]>式中D是沿X或Y方向運行的最大距離，S是觸控螢幕尺寸。
34.如權利要求32所述的方法，其特徵在於，加權係數W在1秒周期內從1線性地降到0。
35.一種對觸摸信號建立參考電平的方法，其特徵在於，所述方法包括加觸力前先檢測靜止觸摸信號；檢測對施加的觸力敏感的觸摸信號；和根據在檢測觸力的同時獲取的一個或多個觸摸信號值，對觸摸信號建立一參考電平。
36.如權利要求35所述的方法，其特徵在於，根據在檢測觸力的同時獲取的一個或多個觸摸信號值對觸摸信號建立參考電平，包括用在檢測觸力前一預定時段內出現的一個或多個觸摸信號值建立參考電平。
37.如權利要求36所述的方法，其特徵在於，預定時段約為100ms。
38.如權利要求35所述的方法，其特徵在於，根據在檢測觸力的同時獲取的觸摸信號值對觸摸信號建立參考電平，包括把在首先獲得觸摸位置信息前一預定時刻取得的觸摸信號樣本用作參考電平。
39.如權利要求38所述的方法，其特徵在於，首先在觸摸信號峰值處獲得觸摸位置信息。
40.如權利要求38所述的方法，其特徵在於，在獲取觸摸位置信息之前的預定時間範圍為50～100ms。
41.如權利要求35所述的方法，其特徵在於，檢測對施加觸力敏感的觸摸信號，包括檢測與施加觸摸有關的觸發事件。
42.如權利要求41所述的方法，其特徵在於，建立參考電平包括把延遲的觸摸信號樣本用作參考電平。
43.如權利要求42所述的方法，其特徵在於，延遲的觸摸信號樣本是觸發事件之前的前一個觸摸信號樣本。
44.如權利要求41所述的方法，其特徵在於，響應於觸發事件建立參考電平，包括把各觸摸信號樣本存貯為可能的第二參考電平，直到檢出了觸發事件。
45.如權利要求35所述的方法，其特徵在於，在檢出施加觸力後，參考電平保持不變。
46.如權利要求41所述的方法，其特徵在於，觸發事件是觸摸信號超過預定速率的上升速率。
47.如權利要求41所述的方法，其特徵在於，觸發事件是觸摸信號超過預定值的幅值。
48.如權利要求35所述的方法，其特徵在於，所述建立參考電平包括根據獲得觸摸位置信息的特定時刻建立參考電平。
49.如權利要求48所述的方法，其特徵在於，所述建立參考電平包括檢測靜止觸摸信號，靜止觸摸信號代表在對觸控螢幕不加觸力的周期內的力敏觸摸信號；把靜止觸摸信號外推到觸摸位置測量的特定時刻；和把測定觸摸位置的特定時刻外推的靜止觸摸信號值用作參考電平。
50.如權利要求48所述的方法，其特徵在於，所述測定參考電平包括檢測第一靜止觸摸信號，第一靜止觸摸信號代表對觸控螢幕加觸摸前的力敏觸摸信號；檢測第二靜止觸摸信號，第二靜止觸摸信號代表從觸控螢幕上除去觸摸後的力敏觸摸信號；測定第一與第二靜止觸摸信號之間的內推觸摸信號；和把在測定觸摸位置的特定時刻的內推觸摸信號值用作參考電平。
51.如權利要求50所述的方法，其特徵在於，若觸摸信號樣本低於預定閾值而且至少一個後續觸摸信號樣本的值小於該觸摸信號樣本，就檢測第二靜止觸摸信號。
52.如權利要求50所述的方法，其特徵在於，若預定數量的連續樣本保持在預定的值範圍內，就檢測第二靜止觸摸信號。
53.一種觸控螢幕系統，其特徵在於，所述系統包括觸摸面；多個觸摸傳感器，各觸摸傳感器在物理上耦接觸摸面，並響應於加到觸摸面的觸摸產生力敏信號；和耦接觸摸傳感器並接收傳感器信號的控制系統，所述控制系統配置成對力敏信號獲取多個參考電平，根據得自力敏信號的信息選擇一個或多個參考電平，並用一個或多個選出的參考電平測定觸摸位置。
54.如權利要求53所述的系統，其特徵在於，觸摸傳感器包括電容力傳感器。
55.如權利要求53所述的系統，其特徵在於，觸摸面基本上為矩形，多個觸摸傳感器之一位於觸控螢幕每個角。
56.如權利要求53所述的系統，其特徵在於，各觸摸傳感器產生指示通過該觸摸傳感器位置的力的傳感器信號。
57.如權利要求53所述的系統，其特徵在於，控制系統通過組合一個或多個傳感器信號導出一個或多個力敏觸摸信號。
58.如權利要求53所述的系統，其特徵在於，控制系統生成第一和第二參考電平，並用第一和第二參考電平中的至少一個測定觸摸位置。
59.一種觸控螢幕顯示系統，其特徵在於，所述系統包括觸控螢幕系統，包含觸摸面；多個觸摸傳感器，各觸摸傳感器在物理上耦接觸摸面，並響應於加到觸摸面的觸摸產生力敏信號；和耦接觸摸傳感器並接收傳感器信號的控制系統，所述控制系統配置成對力敏信號獲取多個參考電平，根據得自力敏信號的信息選擇一個或多個參考電平，並用一個或多個選出的參考電平測定觸摸位置；和通過觸控螢幕系統顯示信息的顯示器。
60.如權利要求59所述的系統，其特徵在於，顯示器是液晶顯示器、發光二極體顯示器、等離子體顯示器和有機電致發光顯示器或陰極射線管顯示器。
61.如權利要求59所述的系統，其特徵在於，各觸摸傳感器產生指示通過觸摸傳感器的觸力的傳感器信號。
62.如權利要求59所述的系統，其特徵在於，控制系統通過組合一個或多個傳感器信號導出一個或多個觸摸信號。
63.一種顯示係數，其特徵在於包括觸控螢幕系統，包含觸摸面；多個觸摸傳感器，各觸摸傳感器在物理上耦接觸摸面，並響應於加到觸摸面的觸摸產生力敏信號；和耦接觸摸傳感器並接收傳感器信號的控制系統，所述控制系統配置成對力敏信號獲取多個參考電平，根據得自力敏信號的信息選擇一個或多個參考電平，並用選出的參考電平測定觸摸位置；顯示信息的顯示器；和耦接顯示器與觸控螢幕系統的處理器，用於處理顯示器上顯示的數據和接收自觸控螢幕系統的信息。
64.如權利要求63所述的系統，其特徵在於，顯示器通過觸控螢幕顯示信息。
65.如權利要求63所述的系統，其特徵在於，顯示器是液晶顯示器、發光二極體顯示器、等離子體顯示器和有機電致發光顯示器或陰極射線管顯示器。
66.如權利要求63所述的系統，其特徵在於，處理器接收在觸控螢幕上相對於顯示器上顯示的信息進行觸摸的信息。
67.如權利要求63所述的系統，其特徵在於，各觸摸傳感器產生指示通過該觸摸傳感器位置的力的傳感器信號。
68.如權利要求63所述的系統，其特徵在於，控制系統通過組合一個或多個傳感器信號導出一個或多個觸摸信號。
69.如權利要求63所述的系統，其特徵在於，所述系統還包括一個或多個耦接處理器的數據存貯設備，用於存貯數據；一個或多個輸入設備，用於對處理器傳送信息；和一個或多個輸出設備，用於傳送處理器裡的信息。
70.如權利要求63所述的系統，其特徵在於，所述系統還包括一個或多個把系統耦接一個或多個網絡的接口。
71.一種在觸控螢幕上測定觸摸位置的系統，其特徵在於，所述系統包括對力敏觸摸信號生成多個參考電平的裝置；和用一個或多個建立的參考電平測定觸摸位置的裝置。
72.如權利要求71所述的系統，其特徵在於，測定觸摸位置的裝置包括由使用作為觸摸信號參考的一個參考電平轉換成作為觸摸信號參考的其它參考電平的裝置。
73.如權利要求72所述的系統，其特徵在於，由使用作為觸摸信號參考的一個參考電平轉換成作為觸摸信號參考的其它參考電平，包括在預定時段後從觸摸位置測定裡消除與一個或多個參考電平有關的影響的裝置。
74.一種在觸控螢幕上測定觸摸位置的系統，其特徵在於，所述系統包括對力敏觸摸信號生成第一和第二參考電平的裝置；和用第一和第二參考電平中至少一個參考電平測定觸摸位置的裝置。
75.如權利要求74所述的系統，其特徵在於，生成第一參考電平的裝置包括在觸摸信號樣本幅值與第一參考電平之差小於預定值時，用預定量調節第一參考電平的裝置。
76.如權利要求74所述的系統，其特徵在於，生成第二參考電平的裝置包括把與檢測觸力同時得到的觸摸信號值確定為第二參考電平的裝置。
77.如權利要求76所述的系統，其特徵在於，確定與檢測觸力同時得到的觸摸信號值的裝置包括檢測觸發事件的裝置。
78.如權利要求77所述的系統，其特徵在於，檢測觸發事件的裝置包括檢測觸摸信號超出預定速率的上升速率的裝置。
79.如權利要求77所述的系統，其特徵在於，檢測觸發事件的裝置包括檢測超過預定值的觸摸信號幅值的裝置。
80.一種對用於測定觸摸位置的觸摸信號建立參考電平的系統，其特徵在於，所述系統包括加觸力前檢測靜止觸摸信號的裝置；檢測對施加觸力敏感的觸摸信號的裝置；根據在檢測觸力的同時得到的觸摸信號值對觸摸信號建立參考電平的裝置。
81.如權利要求80所述的系統，其特徵在於，檢測對施加觸力敏感的觸摸信號的裝置，包括檢測與施加觸力有關的觸發事件的裝置。
82.如權利要求81所述的系統，其特徵在於，檢測觸發事件的裝置包括檢測觸摸信號超過預定速率的上升速率的裝置。
83.如權利要求81所述的系統，其特徵在於，檢測觸發事件的裝置包括檢測觸摸信號超過預定值的幅值的裝置。
84.如權利要求80所述的系統，其特徵在於，建立參考電平的裝置包括根據得到觸摸位置信息的特定時刻建立參考電平的裝置。
85.一種配置了可執行指令而讓一臺或多臺計算機執行在觸控螢幕上測定觸摸位置的方法的計算機可讀媒體，其特徵在於，所述方法包括對力敏觸摸信號獲取多個參考電平；根據得自觸摸信號的信息，選擇一個或多個參考電平；和用選出的參考電平測定觸摸位置。
全文摘要
在觸控螢幕上建立觸摸位置時，生成若干此刻電平。可用一個或多個參考電平測定零觸力狀態與觸摸事件之間觸摸信號的差示變化。在一方法中，選擇一個或多個參考電平補償在施加觸摸時影響觸控螢幕的各種狀態。用一個或多個參考電平補償在獲取觸摸位置信息時影響觸摸信號的狀態，能提高測定觸摸位置的精度。
文檔編號G06F3/041GK1659583SQ03813678
公開日2005年8月24日 申請日期2003年3月24日 優先權日2002年5月8日
發明者J·B·羅伯茨 申請人:3M創新有限公司