確定觸摸及力感測表面上的觸摸位置及對其的力的制作方法
【專利摘要】能夠檢測對其的多重觸摸及所述觸摸的力的投射式電容觸摸及力傳感器與具有多點(diǎn)觸摸及力解碼能力的數(shù)字裝置耦合在一起。一旦已確立觸摸，便可基于在所述投射式電容觸摸及力傳感器的掃描期間確定的電容值的改變量值而將所述觸摸的力指派給所述觸摸。從相關(guān)聯(lián)所追蹤觸摸點(diǎn)施加到所述觸摸傳感器的所述觸摸力可分別用于進(jìn)一步確定例如X、Y及Z位置的三維手勢以及力。
【專利說明】
確定觸摸及力感測表面上的觸摸位置及對其的力
[0001 ] 相關(guān)專利申請案
[0002] 本申請案是于2013年3月14日提出申請的美國專利申請案第13/830,891號（其主 張于2012年3月30日提出申請的美國臨時(shí)專利申請案第61 /617，831號的優(yōu)先權(quán))的部分接 續(xù)申請案。本申請案是于2013年12月5日提出申請的序列號為14/097,370的美國專利申請 案(其主張于2013年3月12日提出申請的序列號為61/777,910的美國臨時(shí)專利申請案的優(yōu) 先權(quán))的部分接續(xù)申請案，其中所有所述申請案出于所有目的特此以引用方式并入本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明涉及電容觸摸感測，且更特定來說，涉及確定觸摸位置及施加于所述觸摸 位置處的壓力(力)兩者的觸摸感測。
【背景技術(shù)】
[0004] 人機(jī)接口裝置包含觸摸控制系統(tǒng)，所述觸摸控制系統(tǒng)是基于使用在經(jīng)觸摸時(shí)改變 電容值的電容傳感器的觸摸感測表面(例如，墊、屏幕等）。將觸摸傳感器上的觸摸變換成一 或多個(gè)觸摸位置是較重要的。追蹤觸摸傳感器上的一或多個(gè)觸摸也具挑戰(zhàn)性。高級觸摸控 制系統(tǒng)不僅能夠檢測觸摸感測表面(例如觸摸屏)上的單個(gè)觸摸及/或移動而且能夠檢測其 中用戶觸摸一個(gè)以上位置及/或使一個(gè)以上手指在相應(yīng)觸摸感測表面上方移動(例如手勢） 的所謂多點(diǎn)觸摸情景。
[0005] 多點(diǎn)觸摸系統(tǒng)的關(guān)鍵挑戰(zhàn)是:低成本系統(tǒng)的有限處理速度，例如(舉例來說但不限 于)8位微控制器架構(gòu)的處理能力，這是因?yàn)檫@些架構(gòu)可不能夠進(jìn)行用于處理由觸摸感測裝 置產(chǎn)生的相應(yīng)信號的高級數(shù)學(xué)運(yùn)算。還可存在有限觸摸掃描性能，舉例來說，整個(gè)系統(tǒng)可不 能夠每"框架"對觸摸傳感器或觸摸屏的整個(gè)平面進(jìn)行合理取樣。其它挑戰(zhàn)包含具有足夠程 序存儲器空間以為觸摸位置提供精簡、模塊化且通用的確定程序。有限的隨機(jī)存取存儲器 (RAM)空間可使觸摸確定系統(tǒng)不能夠同時(shí)存儲觸摸檢測的多個(gè)整體"圖像"及其位置。
[0006] 因此，需要改進(jìn)及簡化觸摸確定方法。常規(guī)解決方案是基于閾值且需要閾值的復(fù) 雜計(jì)算。因此，需要較穩(wěn)健且較不計(jì)算密集的觸摸確定方法。此外，需要高質(zhì)量多點(diǎn)觸摸解 碼（特定來說，可利用（舉例來說但不限于）低成本8位微控制器架構(gòu)實(shí)施的方法及/或系 統(tǒng))。
[0007] 目前技術(shù)的觸摸傳感器通?？蓛H確定對其的觸摸的位置，但不能確定對所述觸摸 感測表面的觸摸的力值。能夠不僅確定觸摸的X-Y坐標(biāo)位置而且確定觸摸的力賦予可與具 有帶此力感測特征的觸摸感測表面的裝置一起使用的另一控制選項(xiàng)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008] 通過本文中揭示的觸摸位置以及力確定方法及系統(tǒng)解決上文所提及的問題且實(shí) 現(xiàn)其它及另外益處。
[0009] 根據(jù)一實(shí)施例，一種用于解碼觸摸感測表面上的多重觸摸及其力的方法可包括以 下步驟:掃描在一軸上對準(zhǔn)的多個(gè)通道以確定所述多個(gè)通道中的每一者的自電容值;比較 所述自電容值以確定所述通道中的哪一個(gè)通道具有局部最大自電容值;掃描具有所述局部 最大自電容值的所述至少一個(gè)通道的多個(gè)節(jié)點(diǎn)以確定所述節(jié)點(diǎn)的互值;比較所述互值以確 定所述節(jié)點(diǎn)中的哪一個(gè)節(jié)點(diǎn)具有最大互電容值，其中所述局部最大自電容值通道上具有所 述最大互電容值的所述節(jié)點(diǎn)可為潛在觸摸位置;及依據(jù)在無觸摸期間及在對所述潛在觸摸 位置的觸摸期間在所述潛在觸摸位置處的所述節(jié)點(diǎn)的所述互電容值的改變來確定所述潛 在觸摸位置處的力。
[0010] 根據(jù)另一實(shí)施例，所述方法可包括以下步驟:確定所述自值中的至少一者是否可 大于自觸摸閾值，其中如果是，那么繼續(xù)到所述掃描具有所述最大自值的所述至少一個(gè)通 道的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的步驟，且如果否，那么以完成方式結(jié)束觸摸檢測框架。根據(jù)另一實(shí)施例，所 述方法可包括以下步驟:確定至少一個(gè)自值的左斜率值及右斜率值，其中：所述左斜率值可 等于所述至少一個(gè)自值減去在所述至少一個(gè)通道左側(cè)的通道的自值，且所述右斜率值可等 于所述至少一個(gè)自值減去在所述至少一個(gè)通道右側(cè)的通道的自值。
[0011] 根據(jù)另一實(shí)施例，所述方法可包括以下步驟:確定所述左斜率值是否可大于零(0) 且所述右斜率值是否可小于零(〇)，其中如果是，那么返回到所述掃描所述至少一個(gè)通道的 所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)的步驟，且如果否，那么繼續(xù)到下一步驟;確定所述左斜率值是否可大于零 (0)且大于所述右斜率值，其中如果是，那么返回到所述掃描所述至少一個(gè)通道的所述多個(gè) 節(jié)點(diǎn)的步驟，且如果否，那么繼續(xù)到下一步驟;確定所述左斜率值是否可小于零(〇)且大于 所述右斜率值的百分比，其中如果是，那么返回到所述掃描所述至少一個(gè)通道的所述多個(gè) 節(jié)點(diǎn)的步驟，且如果否，那么繼續(xù)到下一步驟;確定是否可存在另一自值，其中如果是，那么 返回到所述使用所述另一自值確定所述自值中的至少一者是否可大于所述自觸摸閾值的 步驟，且如果否，那么以完成的方式結(jié)束觸摸檢測框架。
[0012] 根據(jù)另一實(shí)施例，所述方法可包括以下步驟:確定所述互值中的至少一者是否可 大于互觸摸閾值，其中如果是，那么繼續(xù)到所述掃描具有所述最大自值的所述至少一個(gè)通 道的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的步驟，且如果否，那么以完成的方式結(jié)束所述觸摸檢測框架。根據(jù)另一實(shí)施 例，所述方法可包括以下步驟:確定下一斜率值，其中所述下一斜率值可等于當(dāng)前互值減去 下一節(jié)點(diǎn)的下一互值;及確定前一斜率值，其中所述前一斜率值可等于所述當(dāng)前互值減去 前一節(jié)點(diǎn)的前一互值。
[0013] 根據(jù)另一實(shí)施例，所述方法可包括以下步驟:確定所述下一斜率值是否可小于零 (0)且所述前一斜率值是否可大于零(0)，其中如果是，那么起始驗(yàn)證所述節(jié)點(diǎn)的步驟，且如 果否，那么繼續(xù)到下一步驟;確定所述下一斜率值是否可大于零(0)且小于所述前一斜率值 的百分比，其中如果是，那么起始所述驗(yàn)證所述節(jié)點(diǎn)的步驟，且如果否，那么繼續(xù)到下一步 驟;確定所述下一斜率值是否可小于零(〇)且大于所述前一斜率值，其中如果是，那么起始 所述驗(yàn)證所述節(jié)點(diǎn)的步驟，且如果否，那么繼續(xù)到下一步驟;確定是否可存在另一互值，其 中如果是，那么返回到所述確定所述互值中的至少一者是否可大于所述互觸摸閾值的步 驟，且如果否，那么繼續(xù)到下一步驟;及確定是否可存在另一自值，其中如果是，那么檢查另 一自值且返回到所述確定所述自值中的至少一者是否可大于自觸摸閾值的步驟，且如果 否，那么以完成的方式結(jié)束所述觸摸檢測框架。
[0014] 根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，所述驗(yàn)證所述節(jié)點(diǎn)的步驟可包括以下步驟:將具有 局部最大互值的所述節(jié)點(diǎn)識別為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)；確定在所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)北側(cè)是否可存在有效節(jié) 點(diǎn)，其中如果否，那么繼續(xù)到確定在所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)南側(cè)是否可存在有效節(jié)點(diǎn)的步驟，且如果 是，那么對所述北側(cè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行互測量且繼續(xù)到下一步驟;確定所述北側(cè)節(jié)點(diǎn)是否可大于所 述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，如果是，那么使所述北側(cè)節(jié)點(diǎn)成為所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)且繼續(xù)到確定此節(jié)點(diǎn)處是否 已存在觸摸點(diǎn)的步驟，且如果否，那么繼續(xù)到下一步驟;確定在所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)南側(cè)是否可存 在有效節(jié)點(diǎn)，其中如果否，那么繼續(xù)到確定在所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)東側(cè)是否可存在有效節(jié)點(diǎn)的步 驟，且如果是，那么對所述南側(cè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行互測量且繼續(xù)到下一步驟;確定所述南側(cè)節(jié)點(diǎn)是否 可大于所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，其中如果是，那么使所述南側(cè)節(jié)點(diǎn)成為所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)且繼續(xù)到確定 此節(jié)點(diǎn)處是否已存在觸摸點(diǎn)的步驟，且如果否，那么繼續(xù)到下一步驟;確定在所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn) 東側(cè)是否可存在有效節(jié)點(diǎn)，其中如果否，那么繼續(xù)到確定在所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)西側(cè)是否可存在 有效節(jié)點(diǎn)的步驟，且如果是，那么對所述東側(cè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行互測量且繼續(xù)到下一步驟;確定所述 東側(cè)節(jié)點(diǎn)是否可大于所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，如果是，那么使所述東側(cè)節(jié)點(diǎn)成為所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)且繼 續(xù)到所述確定此節(jié)點(diǎn)處是否已存在觸摸點(diǎn)的步驟，且如果否，那么繼續(xù)到下一步驟;確定在 所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)西側(cè)是否可存在有效節(jié)點(diǎn)，其中如果否，那么繼續(xù)到確定在所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)左 側(cè)是否可存在有效節(jié)點(diǎn)的步驟，且如果是，那么對所述西側(cè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行互測量且繼續(xù)到下一 步驟;確定所述西側(cè)節(jié)點(diǎn)是否可大于所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，如果是，那么使所述西側(cè)節(jié)點(diǎn)成為所述 當(dāng)前節(jié)點(diǎn)且繼續(xù)到所述確定此節(jié)點(diǎn)處是否已存在觸摸點(diǎn)的步驟，且如果否，那么繼續(xù)到下 一步驟;確定在所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)左側(cè)是否可存在有效節(jié)點(diǎn)，其中如果否，那么將左互值定義為 中心互值減去右互值且繼續(xù)到確定所述節(jié)點(diǎn)的精細(xì)位置的步驟，且如果是，那么對所述左 側(cè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行互測量且繼續(xù)到下一步驟;確定在所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)右側(cè)是否可存在有效節(jié)點(diǎn)，其 中如果否，那么將所述互值定義為所述中心互值減去所述左互值且繼續(xù)到所述確定所述節(jié) 點(diǎn)的所述精細(xì)位置的步驟，且如果是，那么對所述右側(cè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行互測量且繼續(xù)到下一步驟； 通過以下步驟而定義所述節(jié)點(diǎn)的精細(xì)位置:從所述右值減去所述左值，將此差除以所述中 心值且將其結(jié)果乘以64,且繼續(xù)到下一步驟;且確定是否對每一軸執(zhí)行內(nèi)插，其中如果是， 那么將另一觸摸點(diǎn)新增到所有所檢測觸摸點(diǎn)的列表且返回到確定是否可存在額外互值的 步驟，且如果否，那么通過使用另一軸的左側(cè)節(jié)點(diǎn)及右側(cè)節(jié)點(diǎn)而對所述另一軸進(jìn)行內(nèi)插以 在所述確定在所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)左側(cè)是否可存在有效節(jié)點(diǎn)的步驟處再次開始。
[0015]根據(jù)又一實(shí)施例，一種用于確定在具有視覺顯示器的觸摸感測表面上的手勢運(yùn)動 及其力的系統(tǒng)可包括:第一多個(gè)電極，其沿具有第一軸的平行定向布置，其中所述第一多個(gè) 電極中的每一者可包括自電容;第二多個(gè)電極，其沿具有大體上垂直于所述第一軸的第二 軸的平行定向布置，所述第一多個(gè)電極可定位于所述第二多個(gè)電極上方且形成包括所述第 一多個(gè)電極與所述第二多個(gè)電極的重疊相交點(diǎn)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的每一者 可包括互電容;柔性導(dǎo)電蓋，其位于所述第一多個(gè)電極上方，其中所述柔性導(dǎo)電蓋的面形成 所述觸摸感測表面;多個(gè)可變形間隔件，其介于所述柔性導(dǎo)電蓋與所述第一多個(gè)電極之間， 其中所述多個(gè)可變形間隔件維持所述柔性導(dǎo)電蓋與所述第一多個(gè)電極之間的距離;數(shù)字處 理器與存儲器，其中所述數(shù)字處理器的數(shù)字輸出可耦合到所述第一多個(gè)電極及所述第二多 個(gè)電極;模擬前端，其耦合到所述第一多個(gè)電極及所述第二多個(gè)電極;模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)， 其具有耦合到所述數(shù)字處理器的至少一個(gè)數(shù)字輸出；其中可通過所述模擬前端而針對所述 第一多個(gè)電極中的每一者測量所述自電容的值，可將所述所測量自電容的所述值存儲于所 述存儲器中；可通過所述模擬前端而測量所述第一電極中具有最大自電容值中的至少一者 的至少一個(gè)第一電極的所述節(jié)點(diǎn)的所述互電容的值，可將所述所測量互電容的所述值存儲 于所述存儲器中；且所述數(shù)字處理器使用所述所存儲的自電容值及互電容值來確定手勢運(yùn) 動及與其相關(guān)聯(lián)的施加到所述觸摸感測表面的至少一個(gè)力。
[0016]根據(jù)另一實(shí)施例，所述數(shù)字處理器、所述存儲器、所述模擬前端及所述ADC可為由 數(shù)字裝置提供。根據(jù)另一實(shí)施例，所述數(shù)字裝置可包括微控制器。根據(jù)另一實(shí)施例，所述柔 性導(dǎo)電蓋可包括柔性金屬襯底。根據(jù)另一實(shí)施例，所述柔性導(dǎo)電蓋可包括柔性非金屬襯底 及在其表面上的導(dǎo)電涂層。根據(jù)另一實(shí)施例，所述柔性導(dǎo)電蓋可包括大體上透光柔性襯底 及在所述柔性襯底的表面上的氧化銦錫(ΙΤ0)涂層。根據(jù)另一實(shí)施例，所述柔性導(dǎo)電蓋可包 括大體上透光柔性襯底及在所述柔性襯底的表面上的氧化銻錫(ΑΤ0)涂層。
[0017]根據(jù)又一實(shí)施例，用于確定手勢運(yùn)動及與其相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)力的方法可包括以 下步驟:通過用第一力觸摸在所述視覺顯示器中所展示的物體而選擇所述物體。根據(jù)另一 實(shí)施例，所述方法可包括以下步驟:通過用第二力觸摸所述物體而將所述物體鎖定于適當(dāng) 位置中。根據(jù)另一實(shí)施例，所述方法可包括以下步驟:通過用第三力觸摸所述物體且使所述 觸摸沿一方向跨越所述觸摸感測表面移動而釋放對所述物體的所述鎖定。根據(jù)另一實(shí)施 例，所述方法可包括以下步驟:通過移除對所述物體的以第一力進(jìn)行的所述觸摸且接著以 第二力再次觸摸所述物體來釋放對所述物體的所述鎖定。根據(jù)方法的另一實(shí)施例，所述第 二力可大于所述第一力。
[0018] 根據(jù)仍又一實(shí)施例，一種用于確定手勢運(yùn)動及與其相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)力的方法可 包括以下步驟:用第一力觸摸視覺顯示器中所展示的物體的右側(cè)部分；用第二力觸摸所述 物體的左側(cè)部分，其中當(dāng)所述第一力可大于所述第二力時(shí)，所述物體沿第一方向旋轉(zhuǎn)，且當(dāng) 所述第二力可大于所述第一力時(shí)，所述物體沿第二方向旋轉(zhuǎn)。
[0019] 根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，所述第一方向可為順時(shí)針且所述第二方向可為逆時(shí) 針。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，當(dāng)所述物體的所述左側(cè)部分處的所述觸摸朝向所述物體 的所述右側(cè)部分移動時(shí)，所述物體沿第三方向旋轉(zhuǎn)，且當(dāng)所述物體的所述右側(cè)部分處的所 述觸摸朝向所述物體的所述左側(cè)部分移動時(shí)，所述物體可沿第四方向旋轉(zhuǎn)。根據(jù)所述方法 的另一實(shí)施例，所述第一方向及所述第二方向可大體上垂直于所述第三方向及所述第四方 向。
[0020] 根據(jù)另一實(shí)施例，用于確定手勢運(yùn)動及與其相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)力的方法可包括以 下步驟:通過用一力觸摸視覺顯示器中所展示的物體的一部分而改變所述物體的大小，其 中所述力越大，那么所述物體的所述大小變得越大。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，當(dāng)可從所 述物體移離所述觸摸及所述力時(shí)，所述物體的所述大小可為固定的。根據(jù)所述方法的另一 實(shí)施例，所述物體的所述大小與施加到所述物體的力的量成比例地變化。
[0021 ]根據(jù)另一實(shí)施例，用于確定手勢運(yùn)動及與其相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)力的方法可包括以 下步驟:通過用足以翻閱視覺顯示器中所展示的文檔的頁面的力觸摸所述文檔的一部分而 處置所述頁面。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，移除當(dāng)前可見頁面的步驟可進(jìn)一步包括以下 步驟:使當(dāng)前可見頁面處的觸摸沿與所述觸摸感測表面平行的第一方向移動。根據(jù)所述方 法的另一實(shí)施例，將經(jīng)移除頁面插入到新文檔中的步驟可包括以下步驟:在新文檔附近用 所述力觸摸所述經(jīng)移除頁面。
[0022] 根據(jù)另一實(shí)施例，用于確定手勢運(yùn)動及與其相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)力的方法可包括： 通過用不同力觸摸視覺顯示器中所展示的字母數(shù)字字符而改變所述字母數(shù)字字符的值，其 中第一力將致使所述字母數(shù)字字符遞增且第二力將致使所述字母數(shù)字字符遞減。根據(jù)所述 方法的另一實(shí)施例，當(dāng)可從所述字母數(shù)字字符且平行于所述觸摸感測表面移離所述觸摸 時(shí)，可鎖定所述字母數(shù)字字符的所述值。
[0023] 根據(jù)另一實(shí)施例，用于確定手勢運(yùn)動及與其相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)力的方法可包括以 下步驟:通過用一力觸摸視覺顯示器中所展示的字母數(shù)字字符的上部部分而使所述字母數(shù) 字字符的值遞增;及通過用所述力觸摸所述字母數(shù)字字符的下部部分而使所述字母數(shù)字字 符的所述值遞減。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，當(dāng)可從所述字母數(shù)字字符且平行于所述觸 摸感測表面移離所述觸摸時(shí)，可鎖定所述字母數(shù)字字符的所述值。根據(jù)所述方法的另一實(shí) 施例，使所述字母數(shù)字字符的所述值遞增或遞減的速度可與分別施加到所述字母數(shù)字字符 的上部部分或下部部分的所述力的量值成比例。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，所述字母數(shù) 字字符可為數(shù)字。根據(jù)所述方法的另一實(shí)施例，所述字母數(shù)字字符可為字母表的字母。
【附圖說明】
[0024] 結(jié)合附圖參考下文描述可獲得對本發(fā)明的更全面地理解，在附圖中：
[0025] 圖1圖解說明根據(jù)本發(fā)明的教示的具有電容觸摸傳感器、電容觸摸模擬前端及數(shù) 字處理器的電子系統(tǒng)的示意性框圖；
[0026] 圖2圖解說明根據(jù)本發(fā)明的教示的金屬表面電容觸摸傳感器的示意性立面圖；
[0027] 圖3圖解說明根據(jù)本發(fā)明的教示的觸摸傳感器的示意性立面圖，所述觸摸傳感器 能夠檢測對其的觸摸的位置及所述觸摸的力兩者；
[0028]圖4A到4D圖解說明根據(jù)本發(fā)明的教示的具有各種電容觸摸傳感器配置的觸摸傳 感器的示意性平面圖；
[0029]圖4E及4F圖解說明根據(jù)本發(fā)明的教示的對觸摸傳感器的單個(gè)觸摸的自電容及互 電容觸摸檢測的示意性平面圖；
[0030] 圖4G到4K圖解說明根據(jù)本發(fā)明的教示的對觸摸傳感器的兩個(gè)觸摸的自電容及互 電容觸摸檢測的示意性平面圖；
[0031] 圖5圖解說明根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例性實(shí)施例的如圖1中所展示的觸摸傳感器的 多點(diǎn)觸摸及力解碼的示意性過程流程圖；
[0032]圖6圖解說明根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例性實(shí)施例的單個(gè)觸摸峰值檢測數(shù)據(jù)的圖表； [0033]圖7圖解說明根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例性實(shí)施例的觸摸傳感器的潛在觸摸及互觸摸 位置的示意性平面圖；
[0034]圖8圖解說明根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例性實(shí)施例的展示其高速緩存數(shù)據(jù)窗的觸摸傳 感器的示意性平面圖圖式；
[0035]圖9圖解說明根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例性實(shí)施例的針對兩個(gè)觸摸峰值檢測數(shù)據(jù)的自 掃描值的圖表及互掃描值的表；
[0036]圖10及11圖解說明根據(jù)本發(fā)明的教示的用于點(diǎn)加權(quán)實(shí)例的歷史及當(dāng)前點(diǎn)位置的 亦意性圖；
[0037]圖12圖解說明根據(jù)本發(fā)明的教示的法向手指觸摸及平伸手指觸摸的示意圖；
[0038] 圖13到23圖解說明根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例性實(shí)施例的關(guān)于觸摸解碼及經(jīng)解碼觸 摸的力確定的示意性過程流程圖；
[0039] 圖24圖解說明根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例性實(shí)施例的手的手指觸摸觸摸傳感器的表 面的示意性平面圖；
[0040] 圖25圖解說明根據(jù)本發(fā)明的另一特定實(shí)例性實(shí)施例的手的兩個(gè)手指觸摸觸摸傳 感器的表面的示意性平面圖；
[0041] 圖26圖解說明根據(jù)本發(fā)明的另一特定實(shí)例性實(shí)施例的手的手指觸摸投射于觸摸 傳感器的表面上的物體的示意性平面圖；
[0042]圖27圖解說明根據(jù)本發(fā)明的另一特定實(shí)例性實(shí)施例的手的手指觸摸投射于觸摸 傳感器的表面上的文檔的示意性平面圖；及
[0043]圖28圖解說明根據(jù)本發(fā)明的另一特定實(shí)例性實(shí)施例的手的手指觸摸投射于觸摸 傳感器的表面上的數(shù)字的一個(gè)數(shù)位的示意性平面圖。
[0044] 盡管本發(fā)明易于做出各種修改及替代形式，但在圖式中是顯示并在本文中詳細(xì)描 述其具體實(shí)例性實(shí)施例。然而，應(yīng)理解，本文對特定實(shí)例性實(shí)施例的描述并非打算將本發(fā)明 限制于本文中所揭示的特定形式，而是相反，本發(fā)明將涵蓋由所附權(quán)利要求書界定的所有 修改及等效形式。
【具體實(shí)施方式】
[0045] 根據(jù)各種實(shí)施例，可提供一系列最優(yōu)過程，所述過程掃描在一表面(例如，觸摸傳 感器顯示器或面板)上布置成矩陣的多個(gè)傳導(dǎo)性（導(dǎo)電）列及行，且識別并追蹤對所述列及 行的多個(gè)觸摸及所述觸摸的力。根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)施例，這些過程可進(jìn)一步經(jīng)優(yōu)化以用 于與低成本8位微控制器一起操作。
[0046] 一旦已確立觸摸，便可基于在觸摸傳感器的掃描期間確定的電容值的改變量值而 將所述觸摸的力指派給所述觸摸，如上文中所較全面地描述。此外，從相關(guān)聯(lián)所追蹤觸摸點(diǎn) 施加到觸摸傳感器的觸摸力可分別用于進(jìn)一步確定三維手勢(例如，x、Y及Z位置)及力。舉 例來說，觸摸位置處的成比例的力允許對投射到觸摸傳感器的屏幕上的物體的三維控制。 (例如)在一個(gè)以上觸摸(多個(gè)手指觸摸觸摸傳感器的面)期間，多個(gè)點(diǎn)上的不同壓力允許物 體旋轉(zhuǎn)控制。特定力下的觸摸可允許選擇物體且不同（例如，較大）力下的觸摸可用于將所 述物體的位置固定于觸摸傳感器的顯示器上。
[0047]搖動多點(diǎn)觸摸按壓以產(chǎn)生變化的觸摸力可用于旋轉(zhuǎn)物體。垂直運(yùn)動（例如，垂直滑 動)按壓可用于比例調(diào)整物體的垂直大小。水平運(yùn)動(例如，水平滑動)按壓可用于比例調(diào)整 物體的水平大小。用變化的力觸摸可用于翻閱文檔的頁面。變化的力可用于將頁面插入到 文檔的頁面堆疊中。垂直或水平手勢及力可用于激活功能，例如，清空回收站圖標(biāo)。變化的 觸摸壓力可用于將頁面從文檔取走以用于發(fā)射到另一顯示器。變化的觸摸壓力可改變手勢 移動的范圍，例如，選擇圖片而非全部文檔。用掃掠手勢的按壓可用于物體釋放及摒棄。變 化的觸摸壓力可用于選擇字母數(shù)字字符或卸除功能框。
[0048]根據(jù)各種實(shí)施例，這些過程利用自掃描及互掃描兩者來執(zhí)行對用于觸摸感測的多 個(gè)傳導(dǎo)性列及行的最優(yōu)掃描。使用上述情況作為基礎(chǔ)，所提出過程可使用來自多個(gè)傳導(dǎo)性 列及行的數(shù)據(jù)的子集以便進(jìn)行觸摸位置識別及追蹤必需的所有處理。各種實(shí)施例具體側(cè)重 于用于實(shí)現(xiàn)觸摸位置識別及追蹤的低資源需求解決方案。
[0049] 根據(jù)各種實(shí)施例，可首先測量傳導(dǎo)性列或行的自電容，接著可結(jié)合傳導(dǎo)性列或行 的另一軸測量僅所述傳導(dǎo)性列或行的互電容。本文中所揭示的各種實(shí)施例克服以下問題： 將這些自電容及互電容測量變換成一或多個(gè)觸摸及其力，及通過如上文中所描述的傳導(dǎo)性 列或行的電容測量的多個(gè)框架來追蹤此一或多個(gè)觸摸及其力。
[0050] 根據(jù)各種實(shí)施例，使用本文中所揭示及所主張的各種獨(dú)特技術(shù)，至少一個(gè)過程可 掃描布置成矩陣的多個(gè)傳導(dǎo)性列及行，檢測并追蹤高達(dá)N個(gè)觸摸。峰值檢測過程檢查斜率比 以準(zhǔn)確且快速地確定峰值測量。根據(jù)各種實(shí)施例，可花費(fèi)時(shí)間在多個(gè)傳導(dǎo)性列或行中的相 關(guān)聯(lián)者上解決追蹤多個(gè)觸摸位置的挑戰(zhàn)。
[0051] 各種實(shí)施例可允許N個(gè)觸摸以補(bǔ)償不同手指位置的觸摸，例如防止被遺漏觸摸且 大體上消除不正確觸摸的平伸手指。
[0052] 根據(jù)各種實(shí)施例，提供用于快速識別準(zhǔn)確觸摸而非僅查看真實(shí)峰值的過程，其中 可通過使用本文中揭示用于觸摸識別的各種技術(shù)來檢查斜率比來找到"虛擬"峰值。根據(jù)本 發(fā)明的教示，可使用獨(dú)特過程組合來實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)觸摸解碼的較好準(zhǔn)確度及速度改進(jìn)。舉例來 說，峰值檢測過程可實(shí)施為"模糊"峰值檢測過程，所述"模糊"峰值檢測過程檢查斜率關(guān)系， 而非僅所測量傳導(dǎo)性列之間的斜率的正負(fù)號。此外，可使用通過檢查其鄰近值將潛在觸摸 位置"微調(diào)"到最佳位置的所謂的"微調(diào)技術(shù)"?？墒褂?窗式(Windowed)"數(shù)據(jù)高速緩沖存儲 器來在低容量RAM環(huán)境(例如，8位微控制器）中加速處理?？墒褂脙?nèi)插法來基于鄰近其的所 測量值來增加觸摸位置分辨率?？墒褂枚帱c(diǎn)觸摸追蹤來通過時(shí)間識別N個(gè)觸摸。可使用多點(diǎn) 觸摸追蹤來通過時(shí)間追蹤N個(gè)觸摸?？稍诩訖?quán)方法中使用加權(quán)匹配來隨時(shí)間最佳匹配觸摸 點(diǎn)。"區(qū)域"檢測可使用基于針對給定觸摸位置的經(jīng)微調(diào)值的總和而允許容易區(qū)域及/或壓 力檢測的過程。
[0053] 顯著解碼準(zhǔn)確度及速度的改進(jìn)可將新穎技術(shù)的組合供用于低存儲器容量及低成 本數(shù)字處理器(例如，微控制器、微處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)、可 編程邏輯陣列(PLA)等）中。各種實(shí)施例可追蹤(舉例來說但不限于)3.5英寸觸摸傳感器電 容傳感器陣列上的八個(gè)或八個(gè)以上觸摸及其力。舉例來說，在使用Microchip PIC18F46K22 (64K R0M，〈4K RAM)微控制器時(shí)。
[0054] 現(xiàn)在參考圖式，示意性地圖解說明實(shí)例性實(shí)施例的細(xì)節(jié)。圖式中，將由相同編號表 示相同元件，且將由帶有不同小寫字母后綴的相同編號表示相似元件。
[0055] 參考圖1，其繪示根據(jù)本發(fā)明的教示的具有電容觸摸傳感器、電容觸摸模擬前端及 數(shù)字處理器的電子系統(tǒng)的示意性框圖。數(shù)字裝置112可包括數(shù)字處理器與存儲器106、模/數(shù) 轉(zhuǎn)換器(ADC)控制器108及電容觸摸模擬前端(AFE)llO。數(shù)字裝置112可耦合到觸摸傳感器 102,所述觸摸傳感器由布置成矩陣的多個(gè)傳導(dǎo)性列104及傳導(dǎo)性行105組成且其上方具有 柔性導(dǎo)電蓋103。預(yù)期且在本發(fā)明的范圍內(nèi)，傳導(dǎo)性行105及/或傳導(dǎo)性列104可為(舉例來說 但不限制于）印刷電路板導(dǎo)體、導(dǎo)線、透明襯底（例如，顯示器/觸摸屏等）上的氧化銦錫 (ΙΤ0)或氧化銻錫(ΑΤ0)涂層或者其任何組合。柔性導(dǎo)電蓋103可包括金屬、傳導(dǎo)性非金屬材 料、柔性透明襯底(塑料)上的ΙΤ0或ΑΤ0涂層等。數(shù)字裝置112可包括微控制器、微處理器、數(shù) 字信號處理器、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯陣列(PLA)等，且可進(jìn)一步包括一或多個(gè) 集成電路(未展示）（經(jīng)封裝或未經(jīng)封裝）。
[0056] 參考圖2,其繪示根據(jù)本發(fā)明的教示的金屬表面電容觸摸傳感器的示意性立面圖。 電容傳感器238位于襯底232上。間隔件234位于電容傳感器238的任一側(cè)上，且導(dǎo)電柔性蓋 1〇3(例如，金屬、經(jīng)ΙΤ0或ΑΤ0涂覆的塑料等)定位于間隔件234的頂部上且在電容傳感器238 上方形成室236。在將力242施加到柔性蓋103上的位置時(shí)，柔性蓋103朝向電容傳感器238移 動，借此增加其電容。測量電容傳感器238的電容值且其電容值的增加將指示力242(例如， 觸摸）的位置。柔性蓋103朝向電容傳感器238的面移動越近，電容傳感器238的電容值將增 加。金屬表面電容觸摸技術(shù)更全面地描述于Keith Curtis及Dieter Peter的標(biāo)題為 "mTouch?金屬表面電容技術(shù)(mTouch? Metal over Cap Technology)"的應(yīng)用注解AN1325 中，所述應(yīng)用注解可自www·microchip · com處獲得且出于所有目的特此以引用方式并入本 文中。
[0057] 參考圖3,其繪示根據(jù)本發(fā)明的教示的觸摸傳感器的示意性立面圖，所述觸摸傳感 器能夠檢測對其的觸摸的位置及所述觸摸的力兩者。能夠檢測對其的觸摸的位置及對其的 觸摸的力兩者的觸摸傳感器(通常由編號102表示)可包括多個(gè)傳導(dǎo)性行105、多個(gè)傳導(dǎo)性列 104、多個(gè)可變形間隔件334及柔性導(dǎo)電蓋103。
[0058] 傳導(dǎo)性列104及傳導(dǎo)性行105可用于確定觸摸的位置(在上文中所提及的標(biāo)題為 "mTouch?投射式電容觸摸屏感測操作理論(mTouch? Projected Capacitive Touch Screen Sensing Theory of Operation)"的技術(shù)通報(bào)TB3064中更全面地描述），且觸摸位 置處及所述觸摸位置周圍的傳導(dǎo)性列104的電容值的改變量值可用于確定力242(施加于觸 摸位置處的壓力的量）。多個(gè)可變形間隔件334可用于在無力242施加到柔性導(dǎo)電蓋103時(shí)維 持柔性傳導(dǎo)性蓋103與傳導(dǎo)性列104的前表面之間的恒定間隔。當(dāng)力242施加到柔性導(dǎo)電蓋 103上的某一位置時(shí)，柔性導(dǎo)電蓋103將朝向至少一個(gè)傳導(dǎo)性列104偏置，借此增加其電容。 電容值的直接測量及/或電容值的比率可用于確定施加于觸摸位置處的力242的量值。
[0059] 返回參考圖1，數(shù)字裝置112(例如，微控制器)現(xiàn)在包含增強(qiáng)對此類電容值改變的 檢測及評估的周邊裝置。各種電容觸摸系統(tǒng)應(yīng)用的更詳細(xì)說明更全面地揭示于微芯片技術(shù) 有限公司（Microchip Technology Incorporated)應(yīng)用注解AN1298、AN1325及AN1334中，所 述應(yīng)用注解可在www.microchip, com處獲得且出于所有目的特此以引用方式并入本文中。
[0060] 一種此應(yīng)用利用電容分壓器(CVD)方法來確定電容值及/或評估電容值是否已改 變。CVD方法更全面地描述于應(yīng)用注解AN1208(可在www.microchip.com處獲得）中;且(^)方 法的更詳細(xì)闡釋呈現(xiàn)于Dieter Peter的標(biāo)題為"使用模/數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)的內(nèi)部電容器及電 壓參考的電容觸摸感測（Capacitive Touch Sensing using an Internal Capacitor of an Analog-To-Digital Converter(ADC)and a Voltage Reference)" 的共同擁有的美國 專利申請公開案第US 2010/0181180號中，其中所述應(yīng)用注解及所述美國專利申請公開案 兩者出于所有目的特此以引用方式并入本文中。
[0061 ] 充電時(shí)間測量單元(CTMU)可用于極其準(zhǔn)確的電容測量。CTMU更全面地描述于微芯 片應(yīng)用注解AN1250及AN1375(可在www.microchip · com處獲得)以及標(biāo)題為"測量長時(shí)間周 期（Measuring a long time period)"的共同擁有的美國專利第US 7,460,441 B2號及標(biāo) 題為"電流時(shí)間數(shù)/模轉(zhuǎn)換器（Current-time digital-to-analog converter)" 的US 7， 764,213 B2(兩者皆由James E.Bartling做出）中；其中全部上述內(nèi)容出于所有目的特此以 引用方式并入本文中。
[0062]預(yù)期且在本發(fā)明的范圍內(nèi)，具有必需分辨率的任何類型的電容測量電路可用于確 定多個(gè)傳導(dǎo)性列104及節(jié)點(diǎn)（列104與行105的相交點(diǎn)）的電容值，且電子領(lǐng)域并受益于本發(fā) 明的技術(shù)人員可實(shí)施此電容測量電路。
[0063]參考圖4A到4D，其繪示根據(jù)本發(fā)明的教示的具有各種電容觸摸傳感器配置的觸摸 傳感器的示意性平面圖。圖4A展示傳導(dǎo)性列104及傳導(dǎo)性行105。傳導(dǎo)性列104中的每一者具 有在處于靜態(tài)狀態(tài)中時(shí)可個(gè)別測量的"自電容"，或所有傳導(dǎo)性行105可在傳導(dǎo)性列104中的 每一者已對其進(jìn)行自電容測量時(shí)被主動激發(fā)。全部傳導(dǎo)性行105的主動激發(fā)可為傳導(dǎo)性列 104的個(gè)別電容測量提供較強(qiáng)測量信號。
[0064]舉例來說，如果在自電容掃描期間在傳導(dǎo)性列104中的一者上檢測到觸摸，那么在 其互電容掃描期間僅需要進(jìn)一步測量其上檢測到觸摸的所述傳導(dǎo)性列104。自電容掃描可 僅確定傳導(dǎo)性列104中的哪一個(gè)傳導(dǎo)性列已被觸摸，而非在沿著所述傳導(dǎo)性列104的軸的何 位置處其被觸摸?；ル娙輶呙杩赏ㄟ^一次一個(gè)地個(gè)別激發(fā)(驅(qū)動)傳導(dǎo)性行105且測量與傳 導(dǎo)性行105相交(交叉)的所述傳導(dǎo)性列104上的位置中的每一者的互電容值而確定沿著所 述傳導(dǎo)性列104的軸的觸摸位置。絕緣非傳導(dǎo)性電介質(zhì)(未展示)可存在于傳導(dǎo)性列104與傳 導(dǎo)性行105之間并將其分離。在傳導(dǎo)性列104與傳導(dǎo)性行105相交(交叉)的情況下，借此形成 互電容器120。在上文自電容掃描期間，所有傳導(dǎo)性行105可接地或利用邏輯信號驅(qū)動，借此 形成與傳導(dǎo)性列104中的每一者相關(guān)聯(lián)的個(gè)別列電容器。
[0065]圖4B及4C展示傳導(dǎo)性列104及傳導(dǎo)性行105的菱形形狀圖案的交錯(cuò)。此配置可使每 一軸向傳導(dǎo)性列及/或行到觸摸的暴露最大化(例如，較好敏感性），其中傳導(dǎo)性列104與傳 導(dǎo)性行105之間具有較小重疊。圖4D展示構(gòu)成梳狀咬合指狀件的接收器(頂部)傳導(dǎo)性行(例 如，電極）l〇5a及發(fā)射器(底部)傳導(dǎo)性列104a。傳導(dǎo)性列104a及傳導(dǎo)性行105a以并排平面圖 展示，但通常頂部傳導(dǎo)性行105a將在底部傳導(dǎo)性列104a上方。自電容及互電容觸摸檢測更 全面地描述于Todd O'Connor的標(biāo)題為"mTouch?投射式電容觸摸屏感測操作理論"的技術(shù) 通報(bào)TB3064(可在www.microchip.com處獲得）及標(biāo)題為"使用自電容及互電容兩者的電容 觸摸系統(tǒng)（Capacitive Touch System Using Both Self and Mutual Capacitance)"的共 同擁有的美國專利申請公開案第US 2012/0113047號中，其中所述技術(shù)通報(bào)及所述美國專 利申請公開案兩者出于所有目的特此以引用方式并入本文中。
[0066]參考圖4E及4F，其繪示根據(jù)本發(fā)明的教示的對觸摸傳感器的單個(gè)觸摸的自電容及 互電容觸摸檢測的示意性平面圖。在圖4E中，觸摸（由手指的部分的圖片表示）位于大約 X05，Y07的坐標(biāo)處。在自電容觸摸檢測期間，可測量行Y01到Y(jié)09中的每一者以確定其電容 值。應(yīng)注意，已取得針對行Υ〇 1到Y(jié)09中的每一者的在無對其的觸摸的情況下的基準(zhǔn)電容值 并將所述基準(zhǔn)電容值存儲于存儲器(例如，存儲器1〇6(圖1))中。行Y01到Y(jié)09的基準(zhǔn)電容值 的任何顯著電容改變將為明顯的且視為手指觸摸。在圖4E中所展示的實(shí)例中，手指正觸摸 行Y07且所述行的電容值將改變，指示對所述行的觸摸。然而，依據(jù)自電容測量仍無法得知 此行上何處已發(fā)生觸摸。
[0067] 一旦已使用其自電容改變確定經(jīng)觸摸行(Y07)，便可使用互電容檢測來確定經(jīng)觸 摸行(Y07)上何處已發(fā)生觸摸。此可通過一次一個(gè)地激發(fā)列X01到X12中的每一者（例如，將 電壓脈沖置于其上）同時(shí)在列X01到X12中的每一者經(jīng)個(gè)別激發(fā)時(shí)測量行Y07的電容值而完 成。致使行Y07的電容值的最大改變的列(X05)激發(fā)將為所述行上的對應(yīng)于列X05與行Y07相 交點(diǎn)的位置，因此單個(gè)觸摸位于點(diǎn)或節(jié)點(diǎn)X05，Y07處。使用自電容及互電容觸摸檢測顯著減 少行及列掃描的數(shù)目以獲得觸摸傳感器102上的Χ，Υ觸摸坐標(biāo)。在此實(shí)例中，在自電容觸摸 檢測期間掃描九(9)個(gè)行且在互電容觸摸檢測期間掃描十二（12)個(gè)列，總計(jì)9+12 = 21個(gè)掃 描。如果使用每一節(jié)點(diǎn)(位置)的個(gè)別x-y電容觸摸傳感器，那么將需要9X12 = 108個(gè)掃描以 找到此一個(gè)觸摸(顯著差異）。預(yù)期且在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可首先確定列X01到X21的自電容， 接著通過激發(fā)每一行Y01到Y(jié)09而確定選定列的互電容以找到選定列上的觸摸位置。
[0068]參考圖4G到4K，其繪示根據(jù)本發(fā)明的教示的對觸摸傳感器的兩個(gè)觸摸的自電容及 互電容觸摸檢測的示意性平面圖。在圖4G中，兩個(gè)觸摸（由兩個(gè)手指的部分的圖片表示)位 于大約坐標(biāo)X05，Y07(針對觸摸#1)及X02，Y03(針對觸摸#2)。在自電容觸摸檢測期間，可測 量行Y01到Y(jié)09中的每一者以確定其電容值。應(yīng)注意，已取得針對行Y01到Y(jié)09中的每一者的 在無對其的觸摸的情況下的基準(zhǔn)電容值并將所述基準(zhǔn)電容值存儲于存儲器(例如，存儲器 106(圖1))中。行Y01到Y(jié)09的基準(zhǔn)電容值的任何顯著電容改變將為明顯的且視為手指觸摸。 在圖4H中所展示的實(shí)例中，第一手指正觸摸行Y07且第二手指正觸摸行Y03,其中所述兩個(gè) 行的電容值將改變，指示對所述兩個(gè)行的觸摸。然而，依據(jù)自電容測量值仍無法得知此兩個(gè) 行上何處已發(fā)生觸摸。
[0069] 一旦已使用其自電容改變確定經(jīng)觸摸行(Y07及Y03)，便可使用互電容檢測來確定 此兩個(gè)經(jīng)觸摸行(Y07及Y03)上何處已發(fā)生觸摸。參考圖41，此可通過一次一個(gè)地激發(fā)列X01 到X12中的每一者(例如，將電壓脈沖置于其上）同時(shí)在列X01到X12中的每一者經(jīng)個(gè)別激發(fā) 時(shí)測量行Y07的電容值而完成。致使行Y07的電容值的最大改變的列(X05)激發(fā)將為所述行 上的對應(yīng)于列X05與行Y07相交點(diǎn)的位置。參考圖4J，同樣地，在個(gè)別激發(fā)列X01到X12中的每 一者時(shí)測量行Y03的電容值確定列Y03上何處已發(fā)生觸摸#2。參考圖4K，兩個(gè)觸摸在點(diǎn)或節(jié) 點(diǎn)(X05J07)及(X02J03)處。預(yù)期且在本發(fā)明的范圍內(nèi)，如果可同時(shí)測量選定行(例如，Y07 及Y03)中的一者以上的電容，那么在確定對觸摸傳感器102的兩個(gè)觸摸時(shí)僅需要一組個(gè)別 列X01到X12激發(fā)。
[0070] 參考圖5,其繪示根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例性實(shí)施例的如圖1中所展示的觸摸傳感器 的多點(diǎn)觸摸及力解碼的示意性過程流程圖。多點(diǎn)觸摸解碼的過程可包括以下步驟:數(shù)據(jù)獲 取502、觸摸識別504、力識別505、觸摸及力追蹤506以及數(shù)據(jù)輸出508。觸摸識別504的步驟 可進(jìn)一步包括以下步驟:峰值檢測510、微調(diào)512及內(nèi)插514,下文中更全面地描述。
[0071] 數(shù)據(jù)獲取
[0072] 數(shù)據(jù)獲取502是以下過程:對多個(gè)傳導(dǎo)性列104或傳導(dǎo)性行105進(jìn)行自電容測量，且 接著對多個(gè)傳導(dǎo)性列104或傳導(dǎo)性行105中的選定者以及多個(gè)傳導(dǎo)性行105或傳導(dǎo)性列104 分別與其的相交點(diǎn)進(jìn)行互電容測量，以獲取觸摸識別數(shù)據(jù)。觸摸識別數(shù)據(jù)可進(jìn)一步經(jīng)處理 以分別使用觸摸識別504及力識別505的過程來在觸摸傳感器102上定位潛在觸摸及其力， 如下文中更全面地描述。
[0073] 觸摸識別
[0074]觸摸識別504是使用在數(shù)據(jù)獲取502過程期間所獲取的觸摸識別數(shù)據(jù)來在觸摸傳 感器102上定位潛在觸摸的過程。以下是用以使用其自電容測量來確定選擇具有對其觸摸 的多個(gè)傳導(dǎo)性列104或傳導(dǎo)性行105中的哪些傳導(dǎo)性列或傳導(dǎo)性行及使用其互電容測量來 確定選定傳導(dǎo)性列104或傳導(dǎo)性行105上何處已發(fā)生觸摸的過程步驟序列。
[0075] 峰值檢測
[0076] 峰值檢測510是識別潛在觸摸位置可位于觸摸傳感器102上何處的過程。然而，根 據(jù)本發(fā)明的教示，替代僅查看實(shí)際所檢測"峰值"，可有意地使峰值檢測"模糊"，例如，通過 查找斜率值的差的比率以及斜率"正負(fù)號"而非僅低-高-低值序列來識別潛在峰值?？赏ㄟ^ 檢查斜率比（例如，2:1斜率比）來檢測"虛擬"峰值，其中斜率的改變可識別為潛在峰值?？?重復(fù)此直到檢測不到額外峰值為止。
[0077] 微調(diào)
[0078]微調(diào)512是一旦潛在觸摸位置已被識別便檢查所述潛在觸摸位置的每一鄰近位置 的過程。如果鄰近位置具有大于現(xiàn)有觸摸潛在位置的值，那么消除當(dāng)前潛在觸摸位置且將 具有較大值的鄰近位置識別為潛在觸摸位置(參見圖8及下文中對其的描述）。
[0079] 內(nèi)插
[0080] 一旦已識別觸摸位置，內(nèi)插514便為檢查鄰近值以產(chǎn)生較高分辨率位置的過程。 [0081 ] 力識別
[0082]力識別505是結(jié)合在觸摸識別504過程期間所識別的潛在觸摸位置使用在數(shù)據(jù)獲 取502過程期間所獲取的觸摸識別數(shù)據(jù)中的某些觸摸識別數(shù)據(jù)的過程?？蓪⒃谟|摸識別504 過程期間所確定的與潛在觸摸位置相關(guān)聯(lián)的互電容測量與在無觸摸施加到其的情況下所 述相同位置的參考電容值(較小電容值)進(jìn)行比較。電容改變的量值可借此用于確定由先前 確定的相關(guān)聯(lián)潛在觸摸所施加的力。
[0083] 觸摸及力追蹤
[0084]觸摸及力追蹤506是比較觸摸識別數(shù)據(jù)的時(shí)間順序"框架"且接著確定哪些觸摸在 順序框架之間相關(guān)聯(lián)的過程。加權(quán)與"最佳猜測"匹配的組合可用于在上文中所描述的數(shù)據(jù) 獲取502過程期間通過多個(gè)框架追蹤觸摸及其力。針對所檢測的每個(gè)峰值及前框架上所識 別的每個(gè)觸摸重復(fù)上述情形。"框架"是用以在特定時(shí)間處捕獲單個(gè)觸摸組的多個(gè)傳導(dǎo)性列 104或傳導(dǎo)性行105的自電容及互電容測量的集合。多個(gè)傳導(dǎo)性列104或傳導(dǎo)性行105的自電 容及互電容測量的每一掃描全集（"框架"）在與所述框架相關(guān)聯(lián)的給定時(shí)間處獲取觸摸傳 感器102的觸摸識別數(shù)據(jù)。
[0085] 觸摸及力追蹤506使一個(gè)框架中的給定觸摸與隨后框架中的給定觸摸相關(guān)聯(lián)。觸 摸及力追蹤可形成觸摸框架的歷史，且可使當(dāng)前框架的觸摸位置與前一(若干)框架的觸摸 位置相關(guān)聯(lián)。為使前一觸摸位置與當(dāng)前潛在觸摸位置相關(guān)聯(lián)，可使用"加權(quán)"功能。（不同框 架的）時(shí)間順序觸摸位置之間的加權(quán)值(本文中"權(quán)數(shù)"與"加權(quán)值"將可互換使用)表示(不 同框架的）時(shí)間順序觸摸位置彼此相關(guān)聯(lián)的可能性。可使用距離計(jì)算來指派這些相關(guān)聯(lián)觸 摸位置之間的加權(quán)值。用于確定觸摸位置之間的加權(quán)值的"真實(shí)"但復(fù)雜且處理器密集的計(jì) 算是：
[0086] 加權(quán)值= SQRT[ (Xprevicms-X⑶rrent)2+(Yprevi_-Y current)2]方程式（1 )
[0087] 可使用測量ΛΧ及ΔΥ且接著一起求其總和的經(jīng)簡化距離(加權(quán)值)計(jì)算：
[0088] 加權(quán)值 ' =ABS(XprevicmS-Xcurrent)+ABS(Y previcmS-Ycurrent)方程式（2)
[0089] 上述經(jīng)簡化加權(quán)值計(jì)算方程式(2)針對給定加權(quán)值形成菱形形狀圖案替代較復(fù)雜 加權(quán)值計(jì)算方程式（1)的圓形圖案。方程式(2)的使用針對簡單處理系統(tǒng)中的加權(quán)值計(jì)算的 速度可為最優(yōu)的，可基于X距離改變與Y距離改變的總和(例如，本文中上述方程式(2))而計(jì) 算距離。較好加權(quán)值可定義為順序觸摸位置之間的較小距離。
[0090] 針對每一新觸摸位置，可依據(jù)前框架針對所有觸摸位置計(jì)算加權(quán)值。接著使新觸 摸位置與其之間具有最佳加權(quán)值的前一觸摸位置相關(guān)聯(lián)。如果前一觸摸位置已具有來自前 一框架的相關(guān)聯(lián)觸摸位置，那么可檢查每一觸摸位置的次級次佳加權(quán)值。接著可使具有低 成本次佳加權(quán)值的觸摸位置移位到其次佳位置，且另一觸摸位置可保持為最佳觸摸位置。 重復(fù)此過程直到所有觸摸位置已與前一框架觸摸位置相關(guān)聯(lián)，或已經(jīng)識別為具有新位置的 "新觸摸"，其中無來自前一框架的觸摸位置接近于新觸摸位置。
[0091] 上文所提及加權(quán)過程的替代方案可為利用從前兩個(gè)位置形成的向量來形成最可 能下一位置的基于向量的過程。此基于向量的加權(quán)過程可使用與上文所提及加權(quán)過程相同 的距離計(jì)算，從多個(gè)點(diǎn)運(yùn)行所述距離計(jì)算且基于從哪一點(diǎn)進(jìn)行測量來修改加權(quán)值。
[0092] 通過查看觸摸的前兩個(gè)位置，可預(yù)計(jì)所述觸摸的下一"最可能"位置。一旦已確定 所推測位置，所述位置便可用作加權(quán)值的基礎(chǔ)。為改進(jìn)所推測位置上的匹配，可使用"加速 度模型"以將沿著向量的加權(quán)點(diǎn)新增到所推測位置且越過所推測位置。這些額外點(diǎn)幫助檢 測觸摸移動的速度改變，但可對確定觸摸運(yùn)動的方向并不理想。
[0093] 一旦已確立觸摸位置，對所述觸摸位置的力便可基于在數(shù)據(jù)獲取502過程期間所 確定的電容值的改變量值而經(jīng)指派給這些觸摸位置，如上文中更全面地所描述。此外，從相 關(guān)聯(lián)所追蹤觸摸點(diǎn)施加到觸摸傳感器102的力可用于進(jìn)一步確定三維手勢，例如，X-Y及Z方 向。
[0094] 參考圖10及11，其繪示根據(jù)本發(fā)明的教示的用于點(diǎn)加權(quán)實(shí)例的歷史及當(dāng)前點(diǎn)位置 的示意性圖式。一旦已產(chǎn)生權(quán)數(shù)，便可產(chǎn)生加權(quán)值及相關(guān)聯(lián)觸摸的最佳組合。特定觸摸情景 可產(chǎn)生幾乎相同加權(quán)值，在所述情形中應(yīng)比較次佳加權(quán)值且關(guān)聯(lián)性適當(dāng)?shù)匾莆?。取決于操 作的次序，點(diǎn)A及D可首先相關(guān)聯(lián)。隨著產(chǎn)生B的加權(quán)值，BD是優(yōu)于BC的匹配。在此情形中，查 看次級加權(quán)值。使A移位以與C相關(guān)聯(lián)或是使B移位以與C相關(guān)聯(lián)是成本較少的？
[0095] 通過擴(kuò)展此操作序列，所有點(diǎn)可具有經(jīng)移位用于最佳整體匹配而非僅最佳局部匹 配的關(guān)聯(lián)性。可需要某一注意以防止重新加權(quán)的無限循環(huán)。此可通過將移位的數(shù)目限制為 有限數(shù)目而完成?，F(xiàn)在參考圖11，點(diǎn)A及B是現(xiàn)有點(diǎn)，且點(diǎn)1及2是需要相關(guān)聯(lián)的"新"點(diǎn)。
[0096]步驟1)計(jì)算觸摸位置之間的加權(quán)值：
[0101]步驟2)針對每一現(xiàn)有觸摸位置選擇"最佳"對(最低權(quán)數(shù)）：
[0103]步驟3)如果一個(gè)以上現(xiàn)有觸摸位置與給定新觸摸位置成對，那么查看每一者的次 佳觸摸位置及從最佳對到次佳對的加權(quán)值的差（"成本"）。
[0106]步驟4)使配對移位到最低成本對，借此允許其它觸摸位置維持原始配對。
[0107] A ^ 1
[0108] Bw2
[0109] 步驟5)重復(fù)步驟2)到步驟4)直到所有配對為1:1為止。如果存在多于現(xiàn)有觸摸位 置的觸摸位置，那么開始追蹤新觸摸位置。如果存在少于現(xiàn)有"最糟匹配"觸摸位置的新觸 摸位置，那么這些最糟匹配觸摸位置可丟失且不再被追蹤。
[0110] 平伸手指識別
[0111] 參考圖12,其繪示根據(jù)本發(fā)明的教示的法向手指觸摸及平伸手指觸摸的示意性圖 式。識別觸摸的一個(gè)挑戰(zhàn)是"平伸手指"情景。此為當(dāng)手指1020的側(cè)或平伸部分而非指尖 1022放置于觸摸傳感器102上時(shí)。應(yīng)注意，平伸手指1020可產(chǎn)生兩個(gè)或兩個(gè)以上潛在觸摸位 置1024及1026。可能使用本發(fā)明的教示來通過積累經(jīng)微調(diào)到每一峰值的所有節(jié)點(diǎn)的值的總 和而檢測平伸手指1020。如果這些值的總和超過閾值，那么其可能由平伸手指觸摸引起。如 果檢測到平伸手指觸摸，那么可抑制接近平伸手指峰值的其它觸摸。另外，比較與兩個(gè)或兩 個(gè)以上潛在觸摸位置1024及1026相關(guān)聯(lián)的力還可用于檢測平伸手指1020情況。
[0112] 數(shù)據(jù)輸出
[0113]返回參考圖5,數(shù)據(jù)輸出508是以數(shù)據(jù)包將所確定觸摸位置坐標(biāo)及施加到其的相關(guān) 聯(lián)力提供到主機(jī)系統(tǒng)以用于進(jìn)一步處理的過程。
[0114] 觸摸確定
[0115]假定觸摸數(shù)據(jù)陣列，檢查其值之間的差且將特定關(guān)鍵情景旗標(biāo)為潛在峰值以用于 進(jìn)一步檢查。在確定觸摸位置時(shí)可忽略低于閾值的所有觸摸數(shù)據(jù)值。
[0116] 關(guān)鍵情景1:真實(shí)峰值
[0117] 參考圖6,將從正斜率到負(fù)斜率的轉(zhuǎn)變識別為潛在峰值。此將為圖6中所展示的實(shí) 例性數(shù)據(jù)值的在列7中圈出的點(diǎn)。
[0118] 關(guān)鍵情景2:斜率比超出閾值（"模糊"峰值檢測）
[0119] 斜率比的關(guān)鍵閾值可用于對額外峰值加旗標(biāo)。所使用閾值可為(舉例來說但不限 于)2:1;因此其中存在大于2:1的斜率改變的實(shí)例可識別為潛在峰值。此適用于正斜率及負(fù) 斜率。此將為圖6中所展示的實(shí)例性數(shù)據(jù)值的在列6中圈出的點(diǎn)。
[0120]為何不僅查看斜率正負(fù)號？
[0121]由于自掃描僅為雙軸傳感器陣列（例如，觸摸傳感器102的傳導(dǎo)性行105及傳導(dǎo)性 列104，圖1)的一個(gè)軸，因此對相差單個(gè)"條(bar)"（例如，列）的兩個(gè)觸摸來說可能僅展示單 個(gè)峰值。在實(shí)例性數(shù)據(jù)的情況下，可存在兩個(gè)觸摸，一個(gè)在6,6處且另一個(gè)在7,7處(參見圖6 及9)。在無額外峰值檢測的情況下，可檢測不到6,3處的觸摸。
[0122] 微調(diào)位置精化
[0123] -旦識別潛在觸摸位置，便可檢查每一鄰近觸摸位置以確定其是否具有較大值。 如果存在較大值，那么消除當(dāng)前潛在觸摸位置且將較大值的觸摸位置識別為潛在觸摸位 置。重復(fù)此過程直到已識別局部峰值為止。
[0124] 參考圖6,其繪示根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例性實(shí)施例的單個(gè)觸摸峰值檢測數(shù)據(jù)的圖 表。展示觸摸傳感器102的一個(gè)列（例如，列7)的數(shù)據(jù)值的實(shí)例性圖表，其中依據(jù)列7的自電 容及互電容測量所確定的最大數(shù)據(jù)值發(fā)生在定位于行7列7的電容觸摸傳感器104區(qū)域處。 可忽略低于閾值(例如，在圖6中所展示的圖表表示中低于約12)的所有數(shù)據(jù)值。因此，僅在 行6(數(shù)據(jù)值= 30)處及在行7(數(shù)據(jù)值= 40)處取得的數(shù)據(jù)值需要經(jīng)處理以確定到觸摸傳感 器102的觸摸的位置?？赏ㄟ^在列中減去鄰近行數(shù)據(jù)值序列以產(chǎn)生正斜率值或負(fù)斜率值而 確定斜率。當(dāng)斜率值為正時(shí)，數(shù)據(jù)值增加，且當(dāng)斜率值為負(fù)時(shí)，數(shù)據(jù)值減少。真實(shí)峰值可作為 潛在峰值而識別為從正斜率到負(fù)斜率的轉(zhuǎn)變。從正斜率到負(fù)斜率的轉(zhuǎn)變在圖6中所展示的 圖表的數(shù)據(jù)值422處指示。
[0125] 然而，另一觸摸可已發(fā)生于列6處且未在列7掃描中直接經(jīng)測量，但在列7掃描期間 顯示為數(shù)據(jù)值420。在除斜率正負(fù)號轉(zhuǎn)變外無另一測試的情況下，列6處的潛在觸摸可被遺 漏。因此，斜率比的閾值可進(jìn)一步用于對額外潛在峰值加旗標(biāo)。斜率是鄰近傳導(dǎo)性列104的 兩個(gè)數(shù)據(jù)值之間的差。此斜率比閾值可為(舉例來說但不限于)2:1，因此其中存在大于2:1 的斜率改變的實(shí)例可識別為另一潛在峰值。此可適用于正斜率及負(fù)斜率兩者。舉例來說，數(shù) 據(jù)值420(在行6處所取得)具有左斜率23:1 (30-7)及右斜率10:1 (40-30)。數(shù)據(jù)值422(在行7 處所取得)具有左斜率10:1 (40-30)及右斜率-30:1 (10-40)。行6的斜率比23:10超過實(shí)例性 2:1閾值且將經(jīng)標(biāo)記以用于進(jìn)一步處理。所有其它數(shù)據(jù)值低于數(shù)據(jù)值閾值且可被忽略。
[0126] 參考圖7,其繪示根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例性實(shí)施例的觸摸傳感器的潛在觸摸及互 觸摸位置的示意性平面圖。一旦識別潛在觸摸位置，便可檢查所述潛在觸摸位置的每一鄰 近位置以確定其中的任何者是否可具有大于當(dāng)前潛在觸摸位置(在圖7(a)及7(b)中標(biāo)記為 "C"）的數(shù)據(jù)值。如果找到較大數(shù)據(jù)值，那么可消除當(dāng)前潛在觸摸位置且可將具有較大值的 觸摸位置識別為潛在觸摸位置。此在本文中稱為微調(diào)512過程且可經(jīng)重復(fù)直到已識別數(shù)據(jù) 峰值為止。
[0127] 在一列行的數(shù)據(jù)獲取掃描期間，僅檢查層列"Γ節(jié)點(diǎn)（在圖7(a)及7(b)中標(biāo)記為 "Γ一鄰近于當(dāng)前潛在觸摸位置的位置）。如果這些層列"Γ節(jié)點(diǎn)中的任何者具有大于當(dāng)前 潛在觸摸位置的數(shù)據(jù)值的數(shù)據(jù)值，那么新當(dāng)前觸摸位置經(jīng)移位（"經(jīng)微調(diào)"）到具有最高數(shù)據(jù) 值的所述節(jié)點(diǎn)且重復(fù)微調(diào)512過程。如果層列"Γ節(jié)點(diǎn)已與不同潛在峰值相關(guān)聯(lián)，那么不需 要進(jìn)一步搜尋且可忽略當(dāng)前數(shù)據(jù)峰值。在存在觸摸傳感器102的大面積激活的可能性時(shí)，檢 查層列"2"節(jié)點(diǎn)(在圖7(a)及7(b)中標(biāo)記為"2"一鄰近于層列T節(jié)點(diǎn)的位置）。
[0128] 在已針對互電容值掃描一個(gè)傳導(dǎo)性列104之后，可通過將所述一個(gè)列的互電容數(shù) 據(jù)值存儲于高速緩沖存儲器中而使微調(diào)512過程加速，接著依據(jù)存儲于高速緩沖存儲器中 的互電容數(shù)據(jù)值首先對層列"Γ節(jié)點(diǎn)且接著對所述一個(gè)列的層列"2"節(jié)點(diǎn)進(jìn)行微調(diào)512。接 著僅在不存在將在所述一個(gè)列中進(jìn)行的進(jìn)一步微調(diào)之后，微調(diào)512過程將依據(jù)在對其執(zhí)行 微調(diào)512過程的列的任一側(cè)上的各兩個(gè)鄰近列的互電容測量掃描來檢查層列"Γ及層列"2" 節(jié)點(diǎn)。
[0129] 可通過使用峰值數(shù)據(jù)值節(jié)點(diǎn)（觸摸位置）以及其每一鄰近節(jié)點(diǎn)（例如，來自先前微 調(diào)512的層列"Γ節(jié)點(diǎn)）來在每一節(jié)點(diǎn)之間形成子步長而執(zhí)行潛在觸摸位置的內(nèi)插。舉例來 說(但不限于），可在每一節(jié)點(diǎn)之間形成128個(gè)步長。參考圖7(c)，節(jié)點(diǎn)A是潛在觸摸位置且節(jié) 點(diǎn)B、C、D及E是鄰近其的層列T節(jié)點(diǎn)。使用以下方程式可找到所內(nèi)插的X、Y位置：
[0130]位置 直*64
[0131] 位置y = (Efi-Cf直)/Af直*64
[0132] 預(yù)期且在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可基于值比率及除法的分子的正負(fù)號而使用上述方程 式的變化形式。
[0133] 參考圖8,其繪示根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例性實(shí)施例的展示其高速緩存數(shù)據(jù)窗的觸 摸傳感器的示意性平面圖圖式?？芍鹆袙呙栌|摸傳感器102的傳導(dǎo)性列104以獲得自電容值 直到所有傳導(dǎo)性列104已被掃描為止。可依序掃描依據(jù)自電容數(shù)據(jù)指示潛在觸摸的每一傳 導(dǎo)性列104以用于確定其互電容值(觸摸數(shù)據(jù))且當(dāng)峰值經(jīng)發(fā)現(xiàn)時(shí)其可與列掃描同時(shí)地被處 理。此外，觸摸數(shù)據(jù)可存儲于高速緩沖存儲器中以用于進(jìn)一步處理。由于微調(diào)512首先查看 第一層列節(jié)點(diǎn)接著查看第二層列節(jié)點(diǎn)(視需要），因此并不需要同時(shí)存儲來自所有傳導(dǎo)性列 104的所有觸摸數(shù)據(jù)。此允許簡單高速緩存系統(tǒng)使用最小量的隨機(jī)存取存儲器(RAM)。舉例 來說，將五個(gè)觸摸數(shù)據(jù)列存儲于一高速緩沖存儲器中。五個(gè)列是連續(xù)的且高速緩存窗可跨 越觸摸傳感器102的列104-次一個(gè)列104地移動。預(yù)期且在本發(fā)明的范圍內(nèi)，五個(gè)以上或五 個(gè)以下的觸摸數(shù)據(jù)列可存儲于高速緩沖存儲器中且自其經(jīng)處理，及/或可替代地使用按行 而非列的自電容掃描。本文中的所有描述可同樣地適用于行的自電容掃描接著對選自自電 容掃描數(shù)據(jù)的所述行的按列的互電容掃描。
[0134] 每當(dāng)請求第一或第二層列節(jié)點(diǎn)（電容傳感器104)的互掃描時(shí)，其可首先從高速緩 沖存儲器調(diào)用。如果所請求節(jié)點(diǎn)觸摸數(shù)據(jù)存在于高速緩沖存儲器中，那么高速緩沖存儲器 傳回所述第一或第二層列節(jié)點(diǎn)的所請求觸摸數(shù)據(jù)。然而，如果所請求觸摸數(shù)據(jù)不存在于高 速緩沖存儲器中，那么可發(fā)生以下情況：1)如果所請求觸摸數(shù)據(jù)的列在高速緩存窗的范圍 中，那么對所述列執(zhí)行互掃描且將觸摸數(shù)據(jù)新增到高速緩沖存儲器，或2)如果所請求觸摸 數(shù)據(jù)的列不在當(dāng)前高速緩存窗的范圍中，那么使高速緩存窗范圍移位且對新列執(zhí)行互掃描 且將所得觸摸數(shù)據(jù)從新高速緩存窗新增到高速緩沖存儲器。
[0135] 參考圖9,其繪示根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例性實(shí)施例的針對兩個(gè)觸摸峰值檢測數(shù)據(jù) 的自掃描值的圖表及互掃描值的表。由于僅在一個(gè)軸(例如，一個(gè)列）中執(zhí)行自掃描，因此對 相差單個(gè)列的兩個(gè)觸摸可能僅展示單個(gè)峰值。針對圖9中所展示的實(shí)例性數(shù)據(jù)值，可已發(fā)生 兩個(gè)觸摸，一個(gè)在自掃描數(shù)據(jù)值422處且另一個(gè)指示于自掃描數(shù)據(jù)值420處。在未知曉斜率 改變大于2:1的情況下，由自掃描數(shù)據(jù)值420表示的潛在觸摸可已被遺漏。第一觸摸可引起 數(shù)據(jù)值422且第二觸摸可引起數(shù)據(jù)值420。峰值檢測510及微調(diào)512(圖5)的過程(如上文中所 描述)可進(jìn)一步如本文中所描述定義這些多重觸摸。一旦已定義每一多重觸摸，便可確定其 力及相關(guān)聯(lián)的其相應(yīng)觸摸。
[0136] 參考圖24,其繪示根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例性實(shí)施例的手的手指觸摸觸摸傳感器的 表面的示意性平面圖。用戶的手（通常由編號2400表示）可懸停于觸摸傳感器102的面（例 如，觸摸屏或面板)上，所述觸摸傳感器的面具有多個(gè)位置使得當(dāng)所述多個(gè)位置中的至少一 者由手2400的手指2402觸摸時(shí)，所述位置及觸摸傳感器102的面上的對其的力經(jīng)檢測且經(jīng) 存儲以用于進(jìn)一步處理，如本文中所揭示。舉例來說，手指2402在觸摸傳感器102的面上的 輕觸摸可選擇由與所述觸摸傳感器成整體的視覺顯示器顯示的物體(未展示）。在手指2402 稍微較強(qiáng)硬地按壓于觸摸位置處之后，選定物體即刻可鎖定于適當(dāng)位置中。更強(qiáng)硬地按壓 鎖定物體且接著做使物體移動的手勢可釋放對物體的鎖定。按壓物體(未展示)的另一實(shí)例 選擇物體，接著較強(qiáng)硬按壓固定物體的位置。釋放物體上的壓力（力)接著再次強(qiáng)硬按壓所 述物體將釋放物體以再次移動。
[0137] 參考圖25,其繪示根據(jù)本發(fā)明的另一特定實(shí)例性實(shí)施例的手的兩個(gè)手指觸摸觸摸 傳感器的表面的示意性平面圖。觸摸傳感器102的左側(cè)部分上方的手指2504及觸摸傳感器 102的右側(cè)部分上方的另一手指2506可用于使由與所述觸摸傳感器成整體的視覺顯示器所 顯示的物體(未展示)旋轉(zhuǎn)。舉例來說，當(dāng)左定向手指2504比右定向手指2506強(qiáng)硬地按壓時(shí)， 物體可圍繞與手腕/手臂的軸平行的軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)右定向手指2506比左定向手指2504 強(qiáng)硬地按壓時(shí)，物體可圍繞與手腕/手臂的軸平行的所述軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。當(dāng)手腕旋轉(zhuǎn)同時(shí)手 指2504及2506觸摸觸摸傳感器102的表面時(shí)，物體(未展示)可大體上垂直于手腕/手臂的軸 (與觸摸傳感器102的面大體上平行)且沿手指2504及2506的旋轉(zhuǎn)的方向旋轉(zhuǎn)。
[0138] 參考圖26,其繪示根據(jù)本發(fā)明的另一特定實(shí)例性實(shí)施例的手的手指觸摸投射于觸 摸傳感器的表面上的物體的示意性平面圖。用手指2402在觸摸傳感器102的面上在物體 2608上方按壓可用于比例調(diào)整物體的大小。舉例來說，由手指2402進(jìn)行的按壓(觸摸）的力 越大，物體可被顯示的大小越大。物體可保持處于新較大大小或可與施加到觸摸傳感器的 面的力成比例地變化大小，例如，較強(qiáng)硬按壓將產(chǎn)生較大大小的物體且較柔和按壓將產(chǎn)生 較小大小的物體。物體的大小可因由手指2402施加到觸摸傳感器102的面的力的量而變。
[0139] 參考圖27,其繪示根據(jù)本發(fā)明的另一特定實(shí)例性實(shí)施例的手的手指觸摸投射于觸 摸傳感器的表面上的文檔的示意性平面圖。文檔2710可安置于觸摸傳感器102的面上。由手 指2402到文檔2710的一部分的足夠力的觸摸可用于翻閱所述文檔的頁面。手指2402移動 (舉例來說但不限于，向右)可移除文檔2710的當(dāng)前可見頁面。在另一新文檔(未展示）附近 按壓經(jīng)移除頁面可用于翻閱新文檔(未展示)及/或可允許將移除頁面插入到新文檔中。舉 例來說，按壓文檔2710翻閱文檔頁面堆疊。如果手指2402接著使文檔移離，那么可移除選定 頁面。靠近文檔按壓單個(gè)頁面可翻閱文檔且接著可在將所述頁面拖曳于所述文檔上方時(shí)插 入所述頁面。
[0140] 參考圖28,其繪示根據(jù)本發(fā)明的另一特定實(shí)例性實(shí)施例的手的手指觸摸透射于觸 摸傳感器的表面上的數(shù)字的一個(gè)數(shù)位的示意性平面圖。至少一個(gè)數(shù)字或字母(例如，字母數(shù) 字字符2814)可顯示于觸摸傳感器的面上。手指2402可按壓字符2814的一部分，其中手指 2402的力的量可相應(yīng)地致使字符2814的值以字母數(shù)字方式增加或減少。當(dāng)字符2814為所要 值時(shí)，接著手指2402可(例如）向上、向下或側(cè)向滑落以留下對字符2814的編輯。可通過將手 指2402按壓字符2814的上部部分上而控制字母數(shù)字值的增加，且可通過將手指2402按壓字 符2814的下部部分而控制字母數(shù)字值的減少。字母數(shù)字值的增加或減少的速度可與由手指 2402施加到觸摸傳感器102的表面的力的量成比例?？墒褂靡粋€(gè)以上手指以同時(shí)增加及/或 減少一個(gè)以上字母數(shù)字字符。舉例來說，手指2402可按壓數(shù)字(經(jīng)展示為124779)的單個(gè)數(shù) 位2814,借此單個(gè)數(shù)位2814依序翻閱數(shù)值(例如，0到9)。當(dāng)替換所要數(shù)值時(shí)，手指2402可從 所述數(shù)位拖離以留下選定數(shù)值。
[0141] 參考圖13到23,其繪示根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例性實(shí)施例的用于觸摸解碼及所解碼 觸摸的力確定的示意性過程流程圖。圖13展示用于具觸摸傳感器102能力的裝置的多點(diǎn)觸 摸解碼及力確定的可能過程的大體概述。預(yù)期且在本發(fā)明的范圍內(nèi)，更多、更少及/或某些 不同過程可與具觸摸傳感器102能力的裝置一起利用且仍在本發(fā)明的范圍、意圖及精神內(nèi)。 在步驟1050中，裝置經(jīng)起動、致動等，當(dāng)在步驟1052中時(shí)，將電力施加到裝置。在步驟1054 中，裝置可經(jīng)初始化，且此后在步驟1056中可起始觸摸識別504過程。一旦步驟1056中的觸 摸識別504過程已確定觸摸位置，步驟1057便確定施加于所述觸摸位置中的每一者處的力。 在步驟1058中，可對在步驟1056中識別的所述觸摸執(zhí)行觸摸及力追蹤。在步驟1060中，觸摸 及力數(shù)據(jù)可進(jìn)一步經(jīng)處理(視需要），否則其可經(jīng)發(fā)射到裝置的處理及控制邏輯以用于在步 驟1062中裝置的既定用途的顯示及/或控制。
[0142] 在以下過程步驟的描述中，對"頂部"或"北側(cè)"通道或節(jié)點(diǎn)的提及將意指在另一通 道或節(jié)點(diǎn)上面的通道或節(jié)點(diǎn)，對"底部"或"南側(cè)"通道或節(jié)點(diǎn)的提及將意指在另一通道或節(jié) 點(diǎn)下面的通道或節(jié)點(diǎn)，對"左側(cè)"或"西側(cè)"通道或節(jié)點(diǎn)的提及將意指在另一通道或節(jié)點(diǎn)左側(cè) 的通道或節(jié)點(diǎn)，且對"右側(cè)"或"東側(cè)"通道或節(jié)點(diǎn)的提及將意指在另一通道或節(jié)點(diǎn)右側(cè)的通 道或節(jié)點(diǎn)。
[0143] 參考圖14,下文中展示并描述觸摸識別504過程的流程圖。在步驟1102中，觸摸識 另IJ504過程（圖5)起始。在步驟1104中，可執(zhí)行對一個(gè)軸上的所有通道(例如，所有列或所有 行）的自掃描。在步驟1106中，可檢查第一自掃描值。在步驟1108中，可將(第一或后續(xù)）自掃 描值與自觸摸閾值進(jìn)行比較。
[0144]自峰值檢測過程1100可包括步驟1110到1118，且為整體峰值檢測510過程(圖5)的 部分。如果自掃描值小于如在步驟1108中所確定的自觸摸閾值，那么步驟1238(圖15)可確 定是否存在將檢查的任何額外自掃描值。然而，如果自掃描值等于或大于如步驟1108中所 確定的自觸摸閾值，那么步驟1110可計(jì)算所述自掃描值與當(dāng)前通道左側(cè)的通道的自掃描值 之間的左斜率。接著步驟1112可計(jì)算自掃描值與當(dāng)前通道右側(cè)的通道的自掃描值之間的右 斜率。
[0145] 步驟1114確定左斜率是否可大于零(正斜率)且右斜率是否可小于零(負(fù)斜率），從 而識別峰值。如果在步驟1114中為肯定結(jié)果，那么步驟1120可對選自自掃描數(shù)據(jù)的通道的 每一節(jié)點(diǎn)執(zhí)行互掃描測量。如果在步驟1114中為否定結(jié)果，那么步驟1116確定左斜率是否 可大于零(正斜率)且大于右斜率(舉例來說但不限于可為大于右斜率2倍(兩倍））。如果在 步驟1116中為肯定結(jié)果，那么在步驟1120中可對選定自掃描通道的每一節(jié)點(diǎn)執(zhí)行互掃描測 量。如果在步驟1116中為否定結(jié)果，那么步驟1118確定左斜率是否可(舉例來說但不限于） 小于零（負(fù)斜率)且大于右斜率百分比（例如，百分之五十(50))。如果在步驟1116中為肯定 結(jié)果，那么步驟1120可對選自自掃描數(shù)據(jù)的通道的每節(jié)點(diǎn)執(zhí)行互掃描測量。如果在步驟 1116中為否定結(jié)果，那么步驟1238(圖15)可基于其自掃描值確定是否存在將檢查的任何額 外列。步驟1122可檢查第一互掃描值。
[0146] 參考圖15,互峰值檢測過程1244可包括步驟1226到1234且為整體峰值檢測過程 510(圖5)的部分。步驟1224可將(第一或后續(xù))互掃描值與互觸摸閾值進(jìn)行比較，其中如果 互掃描值小于互觸摸閾值，那么步驟1236可確定是否存在將檢查的任何額外互掃描值。然 而，如果互掃描值等于或大于互觸摸閾值，那么步驟1226可計(jì)算下一互掃描值節(jié)點(diǎn)的斜率， 那么步驟1228可計(jì)算前一互掃描值節(jié)點(diǎn)的斜率。
[0147] 步驟1230確定下一斜率是否可小于零（負(fù)斜率)且前一斜率是否可大于零（正斜 率）。如果在步驟1230中為肯定結(jié)果，那么步驟1350(圖16)可開始微調(diào)512過程及/或內(nèi)插 514過程(圖5)。如果在步驟1230中為否定結(jié)果，那么步驟1232確定下一斜率是否可(舉例來 說但不限于)大于零(正斜率)且小于前一斜率的百分比。如果在步驟1232中為肯定結(jié)果，那 么步驟1350(圖16)可開始微調(diào)512過程及/或內(nèi)插514過程（圖5)。如果在步驟1232中為否定 結(jié)果，那么步驟1234確定下一斜率是否可(舉例來說但不限于)小于零(負(fù)斜率)且大于前一 斜率。如果在步驟1234中為肯定結(jié)果，那么步驟1350(圖13)可開始微調(diào)512過程及/或內(nèi)插 514過程（圖5)。如果在步驟1234中為否定結(jié)果，那么步驟1236確定是否存在將檢查的任何 額外互值。如果在步驟1236中為肯定結(jié)果，那么步驟1242可檢查下一互值。如果在步驟1236 中為否定結(jié)果，那么步驟1238確定是否可存在將檢查的任何額外自掃描值。如果在步驟 1238中為肯定結(jié)果，那么步驟1240檢查下一自掃描值，所述步驟可返回到步驟1108(圖14) 以用于對其進(jìn)一步處理。如果在步驟1238中為否定結(jié)果，那么在步驟1244中觸摸檢測框架 可完成。
[0148] 參考圖16到18,下文中展示并描述微調(diào)512及內(nèi)插514過程（圖5)的流程圖。步驟 1350通過使用來自觸摸識別504過程（圖5)的峰值位置而開始微調(diào)512過程及/或內(nèi)插514過 程且可包括以下過程步驟:步驟1352確定北側(cè)是否可存在有效節(jié)點(diǎn)。如果在步驟1352中為 否定結(jié)果，那么繼續(xù)到步驟1360。如果在步驟1352中為肯定結(jié)果，那么步驟1354可對北側(cè)節(jié) 點(diǎn)進(jìn)行互掃描測量。步驟1356確定北側(cè)節(jié)點(diǎn)的互掃描數(shù)據(jù)是否可大于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)。如果在步 驟1356中為否定結(jié)果，那么繼續(xù)到步驟1360。如果在步驟1356中為肯定結(jié)果，那么在步驟 1358中北側(cè)節(jié)點(diǎn)可變成當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，且接著繼續(xù)到步驟1486 (圖17)。
[0149] 步驟1360確定南側(cè)是否可存在有效節(jié)點(diǎn)。如果在步驟1360中為否定結(jié)果，那么繼 續(xù)到步驟1470(圖17)。如果在步驟1360中為肯定結(jié)果，那么步驟1362可對南側(cè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行互 掃描測量。步驟1364確定南側(cè)節(jié)點(diǎn)的互掃描數(shù)據(jù)是否可大于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)。如果在步驟1364中 為否定結(jié)果，那么繼續(xù)到步驟1470(圖17)。如果在步驟1364中為肯定結(jié)果，那么在步驟1366 中南側(cè)節(jié)點(diǎn)可變成當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，且接著繼續(xù)到步驟1486 (圖17)。
[0150]參考圖17,步驟1470確定東側(cè)是否可存在有效節(jié)點(diǎn)。如果在步驟1470中為否定結(jié) 果，那么繼續(xù)到步驟1478。如果在步驟1470中為肯定結(jié)果，那么步驟1472可對東側(cè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行 互掃描測量。步驟1474確定東側(cè)節(jié)點(diǎn)的互掃描數(shù)據(jù)是否可大于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)。如果在步驟1474 中為否定結(jié)果，那么繼續(xù)到步驟1478。如果在步驟1474中為肯定結(jié)果，那么在步驟1476中東 側(cè)節(jié)點(diǎn)可變成當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，且接著繼續(xù)到步驟1486。
[0151] 步驟1478確定西側(cè)是否可存在有效節(jié)點(diǎn)。如果在步驟1478中為否定結(jié)果，那么繼 續(xù)到步驟1502(圖18)。如果在步驟1478中為肯定結(jié)果，那么步驟1480可對西側(cè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行互 測量。步驟1482確定西側(cè)節(jié)點(diǎn)的互掃描數(shù)據(jù)是否可大于當(dāng)前節(jié)點(diǎn)。如果在步驟1482中為否 定結(jié)果，那么繼續(xù)到步驟1502(圖18)。如果在步驟1482中為肯定結(jié)果，那么在步驟1484中西 側(cè)節(jié)點(diǎn)可變成當(dāng)前節(jié)點(diǎn)。步驟I486確定選定節(jié)點(diǎn)處是否可已存在觸摸點(diǎn)。如果在步驟1486 中為否定結(jié)果，那么繼續(xù)到步驟1352(圖16)。如果在步驟1486中為肯定結(jié)果，那么步驟1488 可消除當(dāng)前峰值，且接著繼續(xù)到步驟1236(圖15)。
[0152] 參考圖18，內(nèi)插514過程的流程圖可包括步驟1502到1518。步驟1502確定左側(cè)是否 可存在有效節(jié)點(diǎn)。如果在步驟1502中為否定結(jié)果，那么繼續(xù)到步驟1510,其中可將左側(cè)節(jié)點(diǎn) 值定義為中心值減去右側(cè)值，接著繼續(xù)到步驟1506。如果在步驟1502中為肯定結(jié)果，那么步 驟1504可對左側(cè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行互掃描測量。接著步驟1506確定右側(cè)是否可存在有效節(jié)點(diǎn)。如果 在步驟1506中為否定結(jié)果，那么繼續(xù)到步驟1512,其中可將右側(cè)節(jié)點(diǎn)值定義為中心值減去 左側(cè)值，接著繼續(xù)到步驟1516。如果在步驟1506中為肯定結(jié)果，那么步驟1508可對右側(cè)節(jié)點(diǎn) 執(zhí)行互掃描測量。步驟1516可通過以下步驟確定精細(xì)位置:從右值減去左值，將其差除以中 心值，且接著將結(jié)果乘以(舉例來說但不限于)數(shù)字64。預(yù)期且在本發(fā)明的范圍及精神內(nèi)，如 觸摸檢測及追蹤領(lǐng)域的技術(shù)人員可通過具有基于本發(fā)明的教示的知識而容易地實(shí)施，可使 用確定有效峰值及節(jié)點(diǎn)的諸多方式。
[0153] 在步驟1516已完成上文所提及計(jì)算之后，步驟1514確定是否已對每一軸執(zhí)行內(nèi)插 514。如果在步驟1514中為否定結(jié)果，那么步驟1518可對另一軸進(jìn)行內(nèi)插，此后可重復(fù)步驟 1502到1516,其中在每一步驟中"上面"替代"左側(cè)"且"下面"替代"右側(cè)"。如果在步驟1514 中為肯定結(jié)果，那么步驟1520可將此觸摸點(diǎn)新增到所有所檢測觸摸點(diǎn)的列表中。接著，步驟 1522可返回到步驟1236(圖15)以用于將檢查的任何額外互掃描值。
[0154] 參考圖19,下文中展示并描述力識別505過程的流程圖。在于步驟1520(圖18)中新 增新觸摸點(diǎn)之后，步驟1550開始確定在所述觸摸點(diǎn)處施加到觸摸傳感器102的力的過程。在 執(zhí)行對觸摸傳感器102的所有點(diǎn)的"無觸摸"校準(zhǔn)掃描之后，觸摸傳感器102上的每一點(diǎn)的未 經(jīng)觸摸互電容可存儲于數(shù)字處理器106的存儲器中。當(dāng)將力施加到觸摸位置時(shí)，所述觸摸位 置的互電容的值將增加。在步驟1552中，可確定互電容改變，且在步驟1554中，互電容改變 可轉(zhuǎn)換成力值。一旦確定此力值，便可在步驟1556中使力值與新觸摸點(diǎn)相關(guān)聯(lián)且將所述力 值存儲于所有所檢測觸摸的列表中。
[0155] 參考圖20、21及22,下文中展示并描述觸摸及力追蹤506過程的流程圖。在步驟 1602中，可通過使用先前找到及當(dāng)前觸摸位置而開始觸摸及力追蹤506過程。步驟1604確定 是否可存在任何當(dāng)前觸摸位置。如果在步驟1604中為肯定結(jié)果，那么步驟1606可選擇當(dāng)前 觸摸位置中的第一者，且此后可繼續(xù)到步驟1722(圖21)。如果在步驟1604中為否定結(jié)果，那 么步驟1610確定是否可存在任何前一觸摸位置。如果在步驟1610中為肯定結(jié)果，那么步驟 1612可選擇第一個(gè)前一觸摸位置。如果在步驟1610中為否定結(jié)果，那么在步驟1611處追蹤 完成。
[0156] 步驟1614確定前一觸摸位置是否可與當(dāng)前觸摸位置相關(guān)聯(lián)。如果在步驟1614中為 否定結(jié)果，那么步驟1608可斷言"觸摸不再存在于前一觸摸位置處，停止追蹤"的輸出，且接 著返回到步驟1616。如果在步驟1614中為肯定結(jié)果，那么步驟1616確定是否可存在任何更 多前一觸摸位置。如果在步驟1616中為否定結(jié)果，那么在步驟1620處追蹤觸摸位置完成且 觸摸位置數(shù)據(jù)可作為數(shù)據(jù)輸出508(圖5)發(fā)射以用于由微控制器112(圖1)進(jìn)一步處理。如果 在步驟1616中為肯定結(jié)果，那么步驟1618可選擇下一個(gè)前一觸摸位置，且此后返回到步驟 1614。
[0157] 參考圖21，步驟1722確定是否可存在任何前一觸摸位置。如果在步驟1722中為否 定結(jié)果，那么繼續(xù)到步驟1868(圖22)，其中在當(dāng)前位置處"識別將追蹤的新觸摸"，且此后繼 續(xù)到步驟1856(圖22)。如果在步驟1722中為肯定結(jié)果，那么步驟1724可將暫時(shí)加權(quán)值設(shè)定 為最大加權(quán)值。步驟1726可選擇前一觸摸位置中的第一者。接著步驟1728可測量選定當(dāng)前 觸摸位置與選定前一觸摸位置之間的距離以確定其間的當(dāng)前距離(加權(quán)值）。步驟1730確定 當(dāng)前加權(quán)值是否可小于暫時(shí)加權(quán)值。如果在步驟1730中為肯定結(jié)果，那么步驟1732可將暫 時(shí)加權(quán)值設(shè)定為當(dāng)前加權(quán)值且此后可將選定前一觸摸位置記錄為暫時(shí)位置且繼續(xù)到步驟 1734。如果在步驟1730中為否定結(jié)果，那么步驟1734確定是否可存在更多前一觸摸位置。如 果在步驟1734中為肯定結(jié)果，那么步驟1736可選擇下一個(gè)前一觸摸位置，且此后返回到步 驟1728。如果在步驟1734中為否定結(jié)果，那么步驟1738確定暫時(shí)位置是否可已指派給不同 當(dāng)前位置。如果在步驟1738中為肯定結(jié)果，那么步驟1740可計(jì)算當(dāng)前位置及經(jīng)指派當(dāng)前位 置的下一最糟加權(quán)值，且此后繼續(xù)到步驟1860(圖22)。如果在步驟1738中為否定結(jié)果，那么 繼續(xù)到步驟1850(圖22)。
[0158] 參考圖22,步驟1850確定加權(quán)值是否可低于最大關(guān)聯(lián)性閾值。如果在步驟1850中 為否定結(jié)果，那么步驟1854可識別新觸摸位置以用于追蹤。如果在步驟1850中為肯定結(jié)果， 那么步驟1852可指派新暫時(shí)位置到當(dāng)前位置且接著繼續(xù)到步驟1856。步驟1860確定當(dāng)前位 置的下一最糟加權(quán)值是否可小于所指派位置的下一最糟加權(quán)值。如果在步驟I860中為肯定 結(jié)果，那么步驟1862可將暫時(shí)位置設(shè)定為下一最糟位置且此后繼續(xù)到步驟1856。如果在步 驟1860中為否定結(jié)果，那么步驟1864可將所指派位置設(shè)定為下一最糟加權(quán)值。步驟1866可 選擇經(jīng)移動指派位置且此后返回到步驟1722(圖21)。步驟1856確定是否可存在更多當(dāng)前觸 摸位置。如果在步驟1856中為肯定結(jié)果，那么步驟1858可選擇下一當(dāng)前觸摸位置且此后返 回到步驟1722(圖21)。
[0159] 參考圖23,其繪示根據(jù)本發(fā)明的特定實(shí)例性實(shí)施例的列高速緩沖存儲器的過程流 程圖。步驟1902可接收互掃描位置請求。步驟1904確定所請求互掃描區(qū)域位置是否可存儲 于高速緩沖存儲器中。如果在步驟1904中為肯定結(jié)果，那么步驟1920確定存儲于高速緩沖 存儲器中的互掃描數(shù)據(jù)是否可為有效的。如果在步驟1920中為肯定結(jié)果，那么步驟1922可 將互掃描數(shù)據(jù)傳回到高速緩沖存儲器。如果在步驟1920中為否定結(jié)果，那么步驟1918可在 所請求位置處執(zhí)行互掃描，其中步驟1916可將互掃描數(shù)據(jù)寫入到高速緩沖存儲器中的一位 置且接著返回到步驟1922。
[0160] 如果在步驟1904中為否定結(jié)果，那么步驟1906確定所請求觸摸位置是否可超出高 速緩沖存儲器的右側(cè)邊緣。如果在步驟1906中為肯定結(jié)果，那么步驟1908可從高速緩沖存 儲器解除分配最左側(cè)互掃描數(shù)據(jù)列。在步驟1910中，可將經(jīng)解除分配的互掃描數(shù)據(jù)分配到 高速緩沖存儲器的右側(cè)邊緣以便使其邊緣值移動，且此后返回到步驟1904。如果在步驟 1906中為否定結(jié)果，那么步驟1914可從高速緩沖存儲器解除分配最右側(cè)數(shù)據(jù)列。在步驟 1912中，可將經(jīng)解除分配的互掃描數(shù)據(jù)分配到高速緩沖存儲器的左側(cè)邊緣以便使其邊緣值 移動，且此后返回到步驟1904。
[0161] 盡管已參考本發(fā)明的實(shí)例性實(shí)施例來描繪、描述及定義本發(fā)明的實(shí)施例，但此類 參考并不意味著對本發(fā)明的限制，且不應(yīng)推斷出存在此限制。所揭示的標(biāo)的物能夠在形式 及功能上具有大量修改、變更及等效形式，相關(guān)領(lǐng)域并受益于本發(fā)明的技術(shù)人員將會聯(lián)想 到這些修改、變更及等效形式。本發(fā)明所描繪及所描述實(shí)施例僅作為實(shí)例，而并非是對本發(fā) 明范圍的窮盡性說明。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于解碼觸摸感測表面上的多重觸摸及其力的方法，所述方法包括以下步驟： 掃描在一軸上對準(zhǔn)的多個(gè)通道以確定所述多個(gè)通道中的每一者的自電容值； 比較所述自電容值以確定所述通道中的哪一個(gè)通道具有局部最大自電容值； 掃描具有所述局部最大自電容值的所述至少一個(gè)通道的多個(gè)節(jié)點(diǎn)以確定所述節(jié)點(diǎn)的 互值； 比較所述互值以確定所述節(jié)點(diǎn)中的哪一個(gè)節(jié)點(diǎn)具有最大互電容值，其中所述局部最大 自電容值通道上具有所述最大互電容值的所述節(jié)點(diǎn)是潛在觸摸位置;及 依據(jù)在無觸摸期間及在對所述潛在觸摸位置的觸摸期間在所述潛在觸摸位置處的所 述節(jié)點(diǎn)的所述互電容值的改變來確定所述潛在觸摸位置處的力。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟： 確定所述自值中的至少一者是否大于自觸摸閾值，其中 如果是，那么繼續(xù)到所述掃描具有所述最大自值的所述至少一個(gè)通道的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的步 驟，且 如果否，那么以完成的方式結(jié)束觸摸檢測框架。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟： 確定所述至少一個(gè)自值的左斜率值及右斜率值，其中： 所述左斜率值等于所述至少一個(gè)自值減去在所述至少一個(gè)通道左側(cè)的通道的自值，且 所述右斜率值等于所述至少一個(gè)自值減去在所述至少一個(gè)通道右側(cè)的通道的自值。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟： 確定所述左斜率值是否大于零(0)且所述右斜率值是否小于零(0)，其中 如果是，那么返回到所述掃描所述至少一個(gè)通道的所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)的步驟，且 如果否，那么繼續(xù)到下一步驟； 確定所述左斜率值是否大于零(0)且大于所述右斜率值，其中 如果是，那么返回到所述掃描所述至少一個(gè)通道的所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)的步驟，且 如果否，那么繼續(xù)到下一步驟； 確定所述左斜率值是否小于零(0)且大于所述右斜率值的百分比，其中 如果是，那么返回到所述掃描所述至少一個(gè)通道的所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)的步驟，且 如果否，那么繼續(xù)到下一步驟； 確定是否存在另一自值，其中 如果是，那么返回到使用所述另一自值確定所述自值中的至少一者是否大于自觸摸閾 值的步驟，且 如果否，那么以完成的方式結(jié)束觸摸檢測框架。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟： 確定所述互值中的至少一者是否大于互觸摸閾值，其中 如果是，那么繼續(xù)到所述掃描具有所述最大自值的所述至少一個(gè)通道的多個(gè)節(jié)點(diǎn)的步 驟，且 如果否，那么以完成的方式結(jié)束所述觸摸檢測框架。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟： 確定下一斜率值，其中所述下一斜率值等于當(dāng)前互值減去下一節(jié)點(diǎn)的下一互值;及 確定前一斜率值，其中所述前一斜率值等于所述當(dāng)前互值減去前一節(jié)點(diǎn)的前一互值。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟： 確定所述下一斜率值是否小于零(〇)且所述前一斜率值是否大于零(〇)，其中 如果是，那么開始驗(yàn)證所述節(jié)點(diǎn)的步驟，且 如果否，那么繼續(xù)到下一步驟； 確定所述下一斜率值是否大于零(〇)且小于所述前一斜率值的百分比，其中 如果是，那么起始所述驗(yàn)證所述節(jié)點(diǎn)的步驟，且 如果否，那么繼續(xù)到下一步驟； 確定所述下一斜率值是否小于零(〇)且大于所述前一斜率值，其中 如果是，那么起始所述驗(yàn)證所述節(jié)點(diǎn)的步驟，且 如果否，那么繼續(xù)到下一步驟； 確定是否存在另一互值，其中 如果是，那么返回到所述確定所述互值中的至少一者是否大于所述互觸摸閾值的步 驟，且 如果否，那么繼續(xù)到下一步驟;及 確定是否存在另一自值，其中 如果是，那么檢查另一自值且返回到所述確定所述自值中的至少一者是否大于自觸摸 閾值的步驟，且 如果否，那么以完成的方式結(jié)束所述觸摸檢測框架。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述驗(yàn)證所述節(jié)點(diǎn)的步驟包括以下步驟： 將具有局部最大互值的所述節(jié)點(diǎn)識別為當(dāng)前節(jié)點(diǎn)； 確定在所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)北側(cè)是否存在有效節(jié)點(diǎn)，其中 如果否，那么繼續(xù)到確定在所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)南側(cè)是否存在有效節(jié)點(diǎn)的步驟，且 如果是，那么對所述北側(cè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行互測量且繼續(xù)到下一步驟； 確定所述北側(cè)節(jié)點(diǎn)是否大于所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)， 如果是，那么使所述北側(cè)節(jié)點(diǎn)成為所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)且繼續(xù)到確定此節(jié)點(diǎn)處是否已存在觸 摸點(diǎn)的步驟，且 如果否，那么繼續(xù)到下一步驟； 確定在所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)南側(cè)是否存在有效節(jié)點(diǎn)，其中 如果否，那么繼續(xù)到確定在所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)東側(cè)是否存在有效節(jié)點(diǎn)的步驟，且 如果是，那么對所述南側(cè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行互測量且繼續(xù)到下一步驟； 確定所述南側(cè)節(jié)點(diǎn)是否大于所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)，其中 如果是，那么使所述南側(cè)節(jié)點(diǎn)成為所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)且繼續(xù)到所述確定此節(jié)點(diǎn)處否已存在 觸摸點(diǎn)的步驟，且 如果否，那么繼續(xù)到下一步驟； 確定在所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)東側(cè)是否存在有效節(jié)點(diǎn)，其中 如果否，那么繼續(xù)到確定在所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)西側(cè)是否存在有效節(jié)點(diǎn)的步驟，且 如果是，那么對所述東側(cè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行互測量且繼續(xù)到下一步驟； 確定所述東側(cè)節(jié)點(diǎn)是否大于所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)， 如果是，那么使所述東側(cè)節(jié)點(diǎn)成為所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)且繼續(xù)到所述確定此節(jié)點(diǎn)處是否已存 在觸摸點(diǎn)的步驟，且 如果否，那么繼續(xù)到下一步驟； 確定在所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)西側(cè)是否存在有效節(jié)點(diǎn)，其中 如果否，那么繼續(xù)到確定在所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)左側(cè)是否存在有效節(jié)點(diǎn)的步驟，且 如果是，那么對所述西側(cè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行互測量且繼續(xù)到下一步驟； 確定所述西側(cè)節(jié)點(diǎn)是否大于所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)， 如果是，那么使所述西側(cè)節(jié)點(diǎn)成為所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)且繼續(xù)到所述確定此節(jié)點(diǎn)處是否已存 在觸摸點(diǎn)的步驟，且 如果否，那么繼續(xù)到下一步驟； 確定在所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)左側(cè)是否存在有效節(jié)點(diǎn)，其中 如果否，那么將左互值定義為中心互值減去右互值且繼續(xù)到確定所述節(jié)點(diǎn)的精細(xì)位置 的步驟，且 如果是，那么對所述左側(cè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行互測量且繼續(xù)到下一步驟； 確定在所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)右側(cè)是否存在有效節(jié)點(diǎn)，其中 如果否，那么將所述互值定義為所述中心互值減去所述左互值且繼續(xù)到所述確定所述 節(jié)點(diǎn)的所述精細(xì)位置的步驟，且 如果是，那么對所述右側(cè)節(jié)點(diǎn)執(zhí)行互測量且繼續(xù)到下一步驟； 通過以下步驟而定義所述節(jié)點(diǎn)的精細(xì)位置:從所述右值減去所述左值，將此差除以所 述中心值且將其結(jié)果乘以64,且繼續(xù)到下一步驟;且 確定是否對每一軸執(zhí)行內(nèi)插，其中 如果是，那么將另一觸摸點(diǎn)新增到所有所檢測觸摸點(diǎn)的列表且返回到確定是否存在額 外互值的步驟，且 如果否，那么通過使用另一軸的左側(cè)節(jié)點(diǎn)及右側(cè)節(jié)點(diǎn)而對所述另一軸進(jìn)行內(nèi)插以在所 述確定在所述當(dāng)前節(jié)點(diǎn)左側(cè)是否存在有效節(jié)點(diǎn)的步驟處再次開始。9. 一種用于確定在具有視覺顯示器的觸摸感測表面上的手勢運(yùn)動及其力的系統(tǒng)，所述 系統(tǒng)包括： 第一多個(gè)電極，其沿具有第一軸的平行定向布置，其中所述第一多個(gè)電極中的每一者 包括自電容； 第二多個(gè)電極，其沿具有大體上垂直于所述第一軸的第二軸的平行定向布置，所述第 一多個(gè)電極定位于所述第二多個(gè)電極上方且形成包括所述第一多個(gè)電極與所述第二多個(gè) 電極的重疊相交點(diǎn)的多個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中所述多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的每一者包括互電容； 柔性導(dǎo)電蓋，其位于所述第一多個(gè)電極上方，其中所述柔性導(dǎo)電蓋的面形成所述觸摸 感測表面； 多個(gè)可變形間隔件，其介于所述柔性導(dǎo)電蓋與所述第一多個(gè)電極之間，其中所述多個(gè) 可變形間隔件維持所述柔性導(dǎo)電蓋與所述第一多個(gè)電極之間的距離； 數(shù)字處理器與存儲器，其中所述數(shù)字處理器的數(shù)字輸出耦合到所述第一多個(gè)電極及所 述第二多個(gè)電極； 模擬前端，其耦合到所述第一多個(gè)電極及所述第二多個(gè)電極； 模/數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC，其具有耦合到所述數(shù)字處理器的至少一個(gè)數(shù)字輸出； 其中 通過所述模擬前端而針對所述第一多個(gè)電極中的每一者測量所述自電容的值， 將所述所測量自電容的所述值存儲于所述存儲器中； 通過所述模擬前端而測量所述第一電極中具有最大自電容值中的至少一者的至少一 個(gè)第一電極的所述節(jié)點(diǎn)的所述互電容的值， 將所述所測量互電容的所述值存儲于所述存儲器中；且 所述數(shù)字處理器使用所述所存儲的自電容值及互電容值來確定手勢運(yùn)動及與其相關(guān) 聯(lián)的施加到所述觸摸感測表面的至少一個(gè)力。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)字處理器、所述存儲器、所述模擬前端及所 述ADC由數(shù)字裝置提供。11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中所述數(shù)字裝置包括微控制器。12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述柔性導(dǎo)電蓋包括柔性金屬襯底。13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述柔性導(dǎo)電蓋包括柔性非金屬襯底及在其表面 上的導(dǎo)電涂層。14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述柔性導(dǎo)電蓋包括大體上透光柔性襯底及在所 述柔性襯底的表面上的氧化銦錫ITO涂層。15. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述柔性導(dǎo)電蓋包括大體上透光柔性襯底及在所 述柔性襯底的表面上的氧化銻錫ΑΤΟ涂層。16. -種根據(jù)權(quán)利要求9的用于確定手勢運(yùn)動及與其相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)力的方法，所述 方法包括以下步驟： 通過用第一力觸摸在視覺顯示器中所展示的物體而選擇所述物體。17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟:通過用第二力觸摸所述物體 而將所述物體鎖定于適當(dāng)位置中。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟:通過用第三力觸摸所述物體 且使所述觸摸沿一方向跨越所述觸摸感測表面移動而釋放對所述物體的所述鎖定。19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟:通過移除對所述物體的以第 一力進(jìn)行的所述觸摸且接著以第二力再次觸摸所述物體而釋放對所述物體的所述鎖定。20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中所述第二力大于所述第一力。21. -種根據(jù)權(quán)利要求9的用于確定手勢運(yùn)動及與其相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)力的方法，所述 方法包括以下步驟： 用第一力觸摸視覺顯示器中所展示的物體的右側(cè)部分； 用第二力觸摸所述物體的左側(cè)部分； 其中當(dāng)所述第一力大于所述第二力時(shí)，所述物體沿第一方向旋轉(zhuǎn)，且當(dāng)所述第二力大 于所述第一力時(shí)，所述物體沿第二方向旋轉(zhuǎn)。22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述第一方向是順時(shí)針且所述第二方向是逆時(shí) 針。23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中當(dāng)所述物體的所述左側(cè)部分處的所述觸摸朝向 所述物體的所述右側(cè)部分移動時(shí)，所述物體沿第三方向旋轉(zhuǎn)，且當(dāng)所述物體的所述右側(cè)部 分處的所述觸摸朝向所述物體的所述左側(cè)部分移動時(shí)，所述物體沿第四方向旋轉(zhuǎn)。24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述第一方向及所述第二方向大體上垂直于所 述第三方向及所述第四方向。25. -種根據(jù)權(quán)利要求9的用于確定手勢運(yùn)動及與其相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)力的方法，所述 方法包括以下步驟： 通過用一力觸摸視覺顯示器中所展示的物體的一部分而改變所述物體的大小，其中所 述力越大，所述物體的所述大小變得越大。26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中當(dāng)從所述物體移離所述觸摸及所述力時(shí)，所述物 體的所述大小為固定的。27. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法，其中所述物體的所述大小與施加到所述物體的力的 量成比例地變化。28. -種根據(jù)權(quán)利要求9的用于確定手勢運(yùn)動及與其相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)力的方法，所述 方法包括以下步驟： 通過用足以翻閱視覺顯示器中所展示的文檔的頁面的力觸摸所述文檔的一部分而處 置所述頁面。29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟:通過使當(dāng)前可見頁面處的觸 摸沿與所述觸摸感測表面平行的第一方向移動而移除所述當(dāng)前可見頁面。30. 根據(jù)權(quán)利要求29所述的方法，其進(jìn)一步包括以下步驟:通過在新文檔附近用所述力 觸摸所述經(jīng)移除頁面而將所述經(jīng)移除頁面插入到所述新文檔中。31. -種根據(jù)權(quán)利要求9的用于確定手勢運(yùn)動及與其相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)力的方法，所述 方法包括以下步驟： 通過用不同力觸摸視覺顯示器中所展示的字母數(shù)字字符而改變所述字母數(shù)字字符的 值，其中第一力將致使所述字母數(shù)字字符遞增且第二力將致使所述字母數(shù)字字符遞減。32. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中當(dāng)從所述字母數(shù)字字符且平行于所述觸摸感測 表面移離所述觸摸時(shí)，鎖定所述字母數(shù)字字符的所述值。33. -種根據(jù)權(quán)利要求9的用于確定手勢運(yùn)動及與其相關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)力的方法，所述 方法包括以下步驟： 通過用一力觸摸視覺顯示器中所展示的字母數(shù)字字符的上部部分而使所述字母數(shù)字 字符的值遞增;及 通過用所述力觸摸所述字母數(shù)字字符的下部部分而使所述字母數(shù)字字符的所述值遞 減。34. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中當(dāng)從所述字母數(shù)字字符且平行于所述觸摸感測 表面移離所述觸摸時(shí)，鎖定所述字母數(shù)字字符的所述值。35. 根據(jù)權(quán)利要求33所述的方法，其中使所述字母數(shù)字字符的所述值遞增或遞減的速 度與分別施加到所述字母數(shù)字字符的上部部分或下部部分的所述力的量值成比例。36. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述字母數(shù)字字符為數(shù)字。37. 根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述字母數(shù)字字符為字母表的字母。
【文檔編號】G06F3/044GK106030463SQ201580009205
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年4月15日
【發(fā)明人】杰里·哈諾爾, 蘭斯·拉蒙特, 基思·E·柯蒂斯
【申請人】密克羅奇普技術(shù)公司