区分触摸传感器面板上敲击动作和滑动动作的方法和设备的制作方法

区分触摸传感器面板上敲击动作和滑动动作的方法和设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及区分触摸传感器面板上敲击动作和滑动动作的方法和设备。公开了使用可将时间不稳定因子Tinst和触摸不稳定因子Zinst两者考虑在内的算法区分随便敲击和滑动动作。可以在检测到触摸事件后紧接着减去有限数量的每帧的运动。可以抑制指示随便敲击的小的横向运动，而指示迅速、长的光标运动的快速手指运动可以立刻通过滤波而不被抑制显著的量。可以将动作通行抑制因子以Zinst和Tinst的函数相减地应用于特定方向的运动，其中Zinst可以表示以针对每帧触摸不稳定性的特定百分率改变的手指速度给出的抑制值，并且Tinst可以表示针对特定tpress的手指速度给出的抑制值。
【专利说明】区分触摸传感器面板上敲击动作和滑动动作的方法和设备
[0001]本申请是申请日为2008年6月12日，题为“用于减少敲击抖动的技木”的发明专利申请200880019858.5的分案申请。
【技术领域】
[0002]本发明涉及被用作计算系统的输入设备的触摸传感器面板，并且更具体地涉及用于确定在触摸传感器面板处检测到的具有某个滑动移动量的触摸事件是否应当被解释为“敲击”手势还是“滑动”手势的技木。
【背景技术】
[0003]当前可获得用于在计算系统中执行操作的许多类型的输入设备，诸如按钮或按键、鼠标、轨迹球、触摸传感器面板、操纵杆、触摸屏等。尤其是触摸屏由于其容易和多祥的操作以及其不断下降的价格正在变得日益流行。触摸屏可包括可以是具有触摸敏感表面的清澈面板(clear panel)的触摸传感器面板以及显示设备，该显示设备可被定位在该面板后面，从而触摸敏感表面可大体覆盖显示设备的可视区域。触摸屏可允许用户通过使用手指、触笔或其它物体在显示设备所显示的用户界面(UI)所规定的位置处触摸该触摸传感器面板来执行各种功能。一般来说，触摸屏可识别触摸传感器面板上的触摸事件以及触摸事件的位置，并且计算系统然后可根据在该触摸事件的时刻所呈现的显示解释该触摸事件，并且此后可基于该触摸事件执行ー个或多个动作(或行为)。
[0004]当使用触摸屏时，用户可以通过直接点取(通常以输入笔或手指)显示在屏幕上的对象(诸如CTI对象)和在该位置触摸屏幕，在显示屏上做出选择。为了提供附加功能，可以实现手势识别以便不只识别简单的手指触摸。作为例子，当检测到触摸屏表面上的ー个或多个敲击时，可以进行诸如选择功能的各种操作。除了敲击之外，当检测到触摸屏表面上的滑动动作时，可以进行诸如拖动或滚动功能的各种操作。在提交于2007年6月13日的题目为“Detecting Gestures on Mult1-Event Sensitive Devices”的 申请人:的共同待决美国专利申请N0.11/818，341中描述了敲击和滑动手势，通过引用将其内容结合在此。
[0005]然而，用户难以控制产生具有少量或没有滑动动作的敲击动作的手指动作。具有某个滑动动作量的敲击手势，即，所谓的“随便敲击(sloppy tap)”，可能难以与用户有意的真正滑动手势区分开。
[0006]区分随便敲击和滑动动作的问题可能产生矛盾的目标:响应包括某个量的手指滑动动作或滚动动作的随便敲击，可靠地产生点击(例如，选择操作)，相对于响应有意的滑动，足够快地发生点取/拖动/滚动事件，从而用户感到很少或没有延迟或无效动作。某些触摸传感器面板系统试图通过在检测到触摸事件之后将所有动作或一部分手指动作抑制某段时间(例如，几百毫秒)来区分随便敲击和滑动动作。然而，这种方法可能导致对有意的滑动动作的过度抑制，尤其是对短持续时间的快速滑动动作。

【发明内容】
[0007]本发明涉及使用可将时间不稳定因子和触摸不稳定因子两者考虑在内的算法区分随便敲击和滑动动作。可以在检测到触摸事件后紧接着的时间段中减去或消去有限的每帧动作量。可以抑制指示随便敲击的小的横向运动，而指示迅速、长的光标移动的快速手指动作可以立刻通过滤波而不被抑制显著的量。
[0008]可以相减地将动作通行(pass — through)抑制因子应用于X方向的运动AX。具体地，可以根据如下的公式以tpress的函数修改原始AX值:
[0009]AXsuppr(tpress) = AXhhx(Zinst,Tinst)(如果 AX>0并且max(Zinst,Tinst) ≤ | AX|),或
[0010]= ΔX~Hnax(Zinst, Tinst)(如果 A X〈0 并且 max (Zinst, Tinst) ≤ AX|),或
[0011]=0(如果 max (Zinst, Tinst) > A X |)，
[0012]其中Zinst可以表示以针对每帧Z的特定百分率改变的X方向的手指速度给出的抑制值，并且Tinst可以表示以针对特定tpress的X方向的手指速度给出的抑制值。因此，应当理解，Zinst和Tinst可以具有与A X相同的単位，它们可以是距离测量值，诸如毫米(mm)。Zinst和Tinst两者可以将随便敲击在X方向上的行程的最大量作为上界。可以给Y方向的运动应用相同的抑制。
【专利附图】

【附图说明】
[0013]图1示出了根据本发明的一个实施例的用于实现区分随便敲击和滑动动作的算法的示例计算系统；
[0014]图2示出了示例的触摸图像；
[0015]图3a示出了一系列触摸事件的时间相对于Z的示例图；
[0016]图3b示出了图3a所示的一系列触摸事件的时间相对于A X和A Y的示例图；
[0017]图3c包含根据本发明的一个实施例的图3a所示的一系列触摸事件的随时间改变的触摸通行因子、时间通行因子和组合动作通行因子的示例图；
[0018]图4示出了输入AX (AXin)相对于输出AX ( AXout, AX输出)的示例图，其中该图表示根据本发明的一个实施例的在时间(tpress)的特定时刻的AXsuppr函数；
[0019]图5a示出了根据本发明的一个实施例的表示Tinst函数的tpress相对于姆帧位置改变的示例图；
[0020]图5b示出了根据本发明的一个实施例的时间tpress中的各个时刻的相应于图5a的Tinst函数的AXin (AX.)相对于AXout ( A Xf5tij)的示例图；
[0021]图6a示出了根据本发明的一个实施例的表示Zinst函数的每帧Z (手指触摸区域)的不稳定性相对于每帧位置改变的示例图；
[0022]图6b示出了根据本发明的一个实施例的、对应于图6a的Zinst函数在每帧Z的各种百分率(％)改变下的A Xin相对于AXout的示例图；
[0023]图7是不例的触摸图像，以及由于系统噪声产生X和Y坐标改变时,实际的和报告的触摸屏坐标的图示；
[0024]图8示出了根据本发明的一个实施例的示例的软件分层(stackup)，该软件分层可以包括X和Y抑制函数(其利用Tinst和Zinst函数)和滞后滤波，并且可由图1的计算系统执行；
[0025]图9a示出了根据本发明的一个实施例的可以包括触摸传感器面板、显示设备和可以执行X和Y抑制函数和滞后滤波的图1的计算系统中的其它计算系统模块的示例移动电话；
[0026]图9b示出了根据本发明的一个实施例的可以包括触摸传感器面板、显示设备和可以执行X和Y抑制函数和滞后滤波的图1的计算系统中的其它计算系统模块的示例数字
音频/视频播放器。
【具体实施方式】
[0027]在对优选实施例的下列描述中參考了附图，这些附图构成该描述的一部分，并且以说明的方式示出了可以实现本发明的特定实施例。应当理解，可以使用其它实施例，并且可以做出结构改变而不脱离本发明的实施例的范围。
[0028]本发明涉及使用将时间不稳定性因子和触摸不稳定性因子两者考虑在内的算法区分随便敲击和滑动动作。可以在检测到触摸事件后紧接着的时间段中减去或消去有限的每帧动作量。可以抑制指示随便敲击的小的横向运动，而指示迅速、长的光标移动的快速手指动作可以立刻通过滤波而不被抑制显著的量。
[0029]虽然此处以从在传感器面板上检测到的单个触摸中识别敲击或滑动手势描述本发明的某些实施例，但是应当理解，本发明的实施例不限于单触摸传感器面板，而是可以ー般地应用于单触摸或多触摸传感器面板，在提交于2004年5月6日并且在2006年5月11日作为美国公开申请N0.2006/0097991公开的题目为“Multipoint Touchscreen”的 申请人:的共同待决美国申请N0.10/842, 862中描述了多触摸传感器面板，通过引用将其内容结合在此。另外，虽然此处可以按照具有行和列的触摸传感器正交阵列描述触摸传感器面板中的触摸传感器，但是应当理解，本发明的实施例不限于正交阵列，而是可以一般地应用于被安排在包括对角线、同心圆以及三维和随机取向的任意数目的维度和取向中的触摸传感器。
[0030]图1示出了根据本发明的实施例的用于实现区分随便敲击和滑动动作的算法的示例计算系统100。计算系统100可以包括一个或多个面板处理器102和外设104，以及面板子系统106。一个或多个面板处理器102可以包括例如ARM968处理器或具有类似功能和能力的其它处理器。然而，在其它实施例中，可由诸如状态机的专用逻辑取代实现面板处理器的功能。一个或多个面板处理器102或主机处理器128可以执行根据本发明的实施例的用于区分随便敲击和滑动动作的算法的软件或固件。外设104可以包括但不限于随机存取存储器(RAM)或其他类型的存储器或存储设备、看门狗计时器等。面板子系统106可以包括但不限于ー个或多个模拟通道108、通道扫描逻辑110和驱动器逻辑114。通道扫描逻辑110可以访问RAM112、自主地从模拟通道读取数据并且给模拟通道提供控制。另外，通道扫描逻辑110可以控制驱动器逻辑114，以便以一个或多个频率和相位产生可被有选择地施加到触摸传感器面板124的行的激励信号116。在某些实施例中，面板子系统106、面板处理器102和外设104可被集成到单个专用集成电路(ASIC)内。
[0031]虽然还可以使用其它感测介质，触摸传感器面板124可以包括具有多个行迹线或驱动线路和多个列迹线或感测线路的电容感测介质。虽然还可以使用其它透明和诸如铜的非透明材料，行迹线和列迹线可由诸如氧化铟锡(ITO)或氧化锑锡(ATO)的透明导电介质形成。在某些实施例中，行迹线和列迹线可以彼此垂直，虽然在其它实施例中其它非笛卡儿取向也是可能的。例如，在极坐标系中，感测线路可以是同心圆，并且驱动线路可以是径向延伸的线路(反之亦然)。因此应当理解，此处使用的术语“行”和“列”，“第一维度”和“第ニ维度”或“第一轴”和“第二轴” g在不仅包括正交网格，而且包括具有第一维度和第二维度的其它几何配置的交叉迹线(例如，极坐标布置的同心圆和径向线)。行和列例如可被以基本透明的电介质材料分隔开地形成在大体透明的衬底的单个侧面上、形成在衬底的相对侧面上或形成在以电介质材料分隔开的两个分离的衬底上。
[0032]在迹线彼此上下穿过(相交)(但彼此不形成直接电接触)的迹线的“交叉”处，迹线本质上可以形成两个电极(虽然还可以是多于两个迹线交叉)。行迹线和列迹线的每个交叉可以呈现出一个电容感测节点，并且可被视为图像元素(像素)126，当触摸传感器面板124被视为捕捉ー帧(对面板的一次完整扫描)的触摸“图像”时，这可能特别有用。(換言之，在面板子系统106已经确定是否已经在触摸传感器面板中的每个触摸传感器处检测到了触摸事件之后，多点触摸面板中发生了触摸事件处的触摸传感器的图案可被视为是触摸的“图像”(例如，触摸面板的手指的图案))。当给定行被保持为直流(DC)电压电平时，行电极和列电极之间的电容可表现为寄生电容，并且当以交流(AC)信号激励给定行时，行电极和列电极之间的电容可以表现为互信号电容Csig。可以通过測量出现在被触摸的像素处的信号电荷Qsig的改变，检测触摸传感器面板附近或之上的手指或其它对象的出现，该信号电荷的改变是Csig的函数。触摸传感器面板124的每个列可以驱动面板子系统106中的一个或多个模拟通道108 (此处还被称为事件检测和解调电路)。
[0033]计算系统100还可以包括用于接收来自面板处理器102的输出，并且执行基于该输出的动作的主机处理器128，所述动作可以包括但不限于移动对象诸如光标或指针、滚动或摇动、调整控制设置、打开文件或文档、观看菜单、进行选择、执行指令、操作连接到主机设备的外围设备、应答电话呼叫、进行电话呼叫、終止电话呼叫、改变音量或音频设置、存储与电话通信有关的信息诸如地址、常拨号码、已接来电、未接来电、登录计算机或计算机网络、允许被授权的个体访问计算机或计算机网络的受限制区域、装载与计算机桌面的用户优选布置相关联的用户简档、允许对Web内容的访问、启动特定程序、加密或解码消息和/或等等。主机处理器128还可以执行可能与面板处理无关的附加功能，并且可被连接到程序存储设备132和显示设备130，诸如用于给设备的用户提供UI的IXD显示器。
[0034]图2示出了示例的触摸图像200，触摸图像200可被定义为具有触摸图像的“质量中心”(X，Y)处的质心202，该触摸图像具有定义触摸区域的近似边界的长轴204和短轴206 J208可被定义为在触摸区域上积分的总的手指信号(被计算为由模拟通道检测到的手指的所有电容的总和)。
[0035]图3a示出了一系列触摸事件的时间相对于Z的示例图300。可由明晰的(crisp)手指敲击引起图3a中的第一隆起(bump)302，第一隆起302可以在手指触击触摸表面和从触摸表面抬起时产生Z的陡峭上升和下降。可以用时间dtl中的Z的上升dZ表征明晰的敲击。可由滑动手指敲击引起第二隆起304，第二隆起304可以产生更加缓和的Z的上升和下降。在随便敲击中，时间dt2中的Z的上升dZ可能较慢。注意，滑动动作可表现为图3a中较长持续时间的隆起，很可能具有缓和的上升和下降时间。
[0036]图3b示出了图3a所示的一系列触摸事件的时间相对于A X和A Y的示例图。AX和A Y可以表示每帧(一次完整面板扫描的时间)触摸区域内的质心的位置X和Y的改变。注意，清楚或明晰的手指敲击一般可以具有较小的AX和AY值(见306)，这是由于这种手指敲击可以具有较少的X方向和/或Y方向上的滑移或滑动。然而，随便的手指敲击一般可以具有较高的AX和AY值(见308)。注意，取决于运动方向，滑动触摸可以在滑动过程中产生高的AX和/或A Y值。
[0037]为了区分随便敲击和滑动动作，可以抑制ー个或多个方向中的横向运动。例如，在X方向，可以通过以某个因子修改原始AX值计算“ AXsuppr (AXf_)”值。某些触摸传感器面板系统可以按照下列公式以检测到触摸事件以来的时间tpress的函数修改原始AX值:
[0038]
【权利要求】
1.一种用于抑制检测到的触摸图像中的位置改变以便帮助区分触摸传感器面板上的敲击动作和滑动动作的方法，所述方法包括: 根据Zinst函数计算Z不稳定值Zinst,所述Zinst函数提供针对给定姆巾贞触摸不稳定性量的第一每帧抑制位置改变量；和 从所述检测到的触摸图像的第一每帧位置改变值中减去所述第一每帧抑制位置改变量，以便获得所述检测到的触摸图像的每帧抑制位置改变。
2.如权利要求1所述的方法，所述Zinst函数开始于每帧Z的零百分率改变的最小每帧抑制位置改变值，并且达到大于或等于预定百分率的每帧Z的百分率改变的最大每帧抑制位置改变值。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一每帧位置改变量是检测到的每帧位置改变。
4.如权利要求1所述的方法，还包括: 对检测到的每帧位置改变应用滞后滤波，以便产生将所述检测到的每帧位置改变延迟预定数目的像素的报告的每帧位置改变； 其中所述第一每帧位置改变是所述报告的每帧位置改变。
5.如权利要求4所述的方法，还包括如果设置了事件标记，则将所述报告的每帧位置改变标识为可作用的姆巾贞位置改变。
6.如权利要求5所述的方法，还包括如果所述报告的每帧位置改变不是来自检测到的悬停事件，则设置所述事件标记。
7.如权利要求5所述的方法，还包括如果所述每帧抑制位置改变不为零，则设置所述事件标记。
8.一种用于抑制检测到的触摸图像中的位置改变以便帮助区分触摸传感器面板上的敲击动作和滑动动作的方法，所述方法包括: 根据Tinst函数计算时间不稳定值Tinst,所述Tinst函数提供针对检测到所述触摸图像以来的给定时间tpress的第一姆巾贞抑制位置改变量； 根据Zinst函数计算Z不稳定值Zinst,所述Zinst函数提供针对给定姆巾贞触摸不稳定性量的第二每帧抑制位置改变量；和 从所述检测到的触摸图像的第一每帧位置改变值中减去所述第一每帧抑制位置改变量和所述第二每帧抑制位置改变量中的较大的ー个，以便获得所述检测到的触摸图像的每帧抑制位置改变。
9.如权利要求8所述的方法,所述Tinst函数开始于tpress= O的最大姆巾贞抑制位置改变值，并且逐渐减小到大于或等于预定延迟的tpress的最小每帧抑制位置改变值。
10.如权利要求8所述的方法，所述Zinst函数开始于每帧Z的零百分率改变的最小每帧抑制位置改变值，并且达到大于或等于预定百分率的每帧Z的百分率改变的最大每帧抑制位置改变值。
【文档编号】G06F3/041GK103455200SQ201310363114
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2008年6月12日 优先权日:2007年6月13日
【发明者】W·C·维斯特曼 申请人:苹果公司