在触摸传感器上结合触摸动作和悬停动作的输入交互的制作方法
【专利说明】在触摸传感器上结合触摸动作和悬停动作的输入交互 发明领域
[0001] 本发明通常涉及一种能执行触摸和相邻感测的触摸传感器，其中单个手势可结合 单个手势中的触摸动作和非触摸动作或悬停动作。
【背景技术】
[0002] 描述可以在本发明中使用的触摸板技术的一个实施例是有用的。具体地说， CIRQUE?公司的电容敏感触摸板技术可被用于当与诸如液晶显示器（IXD)的显示器结 合时可被用来实施本发明。公司的触摸板是互电容感测装置，其示例于图1中 示出。可利用不透明表面或透明表面实施触摸板。因此，触摸板可被操作为常规触摸板或 作为显示器上的触摸敏感表面从而作为触摸屏。
[0003]在CIRQUE?公司的触摸板技术中，使用行电极和列电极的栅来限定触摸板的 触摸敏感区域。典型地，当存在空间限制时，触摸板是大约12X16电极或6X8电极的矩形 栅。单个感测电极与这些行电极和列电极交错。通过感测电极进行所有位置测量。然而， 行电极和列电极还可以用作感测电极，因此，重要方面是至少一个电极是驱动电极，另一个 电极用于检测信号。
[0004]更详细地，图1示出了如由CIRQUE?公司教导的电容敏感触摸板1〇,其包括在 触摸板电极栅中的行（12)电极和列（14)电极（或X电极或Y电极）的栅。还从设置在触摸 板电极栅上的单个感测电极16而不从X电极12或Y电极14进行触摸板参数的所有测量。 不存在用于测量的固定参考点。触摸板传感器控制电路20从P、N发生器（generat〇r)22、 24生成在各种模式中直接发送至X电极12和Y电极14的信号。相应地，在触摸板电极栅 上的电极数量与触摸板传感器控制电路20上的驱动引脚的数量之间存在一一对应。
[0005] 触摸板10不依赖于绝对电容测量以确定触摸板表面上的手指（或其他电容目标） 的位置。触摸板10测量到感测线16的电荷不平衡。当触摸板10上没有指示目标时，触摸 板传感器控制电路20处于平衡状态，感测线16上没有信号。电极12和电极14上可能有 或可能没有电容电荷。在CIRQIJE?公司的方法论中，这是不相关的。在因电容耦合导致 指示装置产生不平衡时，包括触摸板电极栅的多个电极12和电极14上发生电容变化。测量 到的是电容变化，而不是电极12和电极14上的绝对电容值。触摸板10通过测量必须被注 入到感测线16上的电荷量来确定电容变化以重新建立或再次获得感测线上的电荷平衡。
[0006] 为了确定诸如手指的指示目标的位置，触摸板10必须对X电极12和Y电极14 (进 行四次完整测量）进行两次完整测量循环。用于X电极12和Y电极14的步骤如下：
[0007] 首先，利用来自P、N发生器22的第一信号驱动一组电极（假设X电极12的选择 组），利用互电容测量装置26进行第一次测量以确定最大信号的位置。然而，从这一次测量 知道手指是否在离最大信号最接近的电极的一侧或另一侧上是不可能的。
[0008] 其次，通过一个电极移至最接近电极的一侧，再次利用信号驱动一组电极。换言 之，立即将电极添加至一组的一侧同时不再驱动原始组的相对侧的电极。
[0009] 第三，驱动新的电极组并且进行第二次测量。
[0010] 最后，利用比较两个所测信号的量级的方程，确定手指的位置。
[0011] 因此，为了确定手指的位置，触摸板10测量电容变化。所有这种硬件和上述方法 论假设触摸板传感器控制电路20直接驱动触摸板10的电极12和电极14。因此，对于典型 的12 X 16电极栅触摸板，存在从用于驱动电极栅的电极12和电极14的触摸板传感器控制 电路20可得到的共28(12+16 = 28)个引脚。
[0012] CIRQUE?公司触摸板的灵敏度或分辨率大大高于12 X 16行电极和列电极栅隐 含的灵敏度或分辨率。分辨率典型地大约为每英寸960量级或更大。精确的分辨率由组件 的灵敏度、相同行和列上的电极和之间的间距和对于本发明不重要的其它因素确定。
[0013] 虽然上述的CIRQUE?触摸板使用X电极和γ电极栅和分开的及单个的感测电 极，但是感测电极还可以是通过使用多路复用的X电极或Y电极。任何一种设计都能使本 发明运行。
[0014] 用于CIRQUE?公司触摸板的底层技术是基于电容传感器。然而，其他触摸板技 术也可用于本发明。这些其他接近敏感和触摸敏感的触摸控板技术包括电磁技术、电感技 术、压力感测技术、静电技术、超声技术、光学技术、电阻膜技术、半导电膜技术或其他手指 感应技术或手写笔感应技术。
【发明内容】
[0015] 在优选实施例中，本发明是用于将手势限定成触摸动作和悬停动作的任意结合的 系统和方法，触摸动作和悬停动作是以任意次序和涉及数量的可限定单个手势或一系列手 势的离散触摸动作和悬停动作结合。
[0016] 通过结合附图考虑下面具体描述，对于本领域技术人员来说，本发明的这些和其 它目标、特征、优点和可选的方面将变得明显。
【附图说明】
[0017] 图1是如由CIRQUE?公司制造且可根据本发明的原理操作的电容敏感触摸板 的组件的框图。
[0018] 图2是触摸和悬停传感器和利用触摸手势和悬停手势移动手指执行的手势的轮 廓示意图。
[0019] 图3A是触摸和悬停传感器上方的检测容积（volume)的透视图。
[0020] 图3B是触摸和悬停传感器上方的检测容积的轮廓视图。
[0021] 图4是与触摸和悬停触摸屏一起使用的手写笔的透视图。
[0022] 图5是与两个悬停传感器分离的触摸传感器的透视图。
【具体实施方式】
[0023] 现在将参照附图，其中本发明的各个元件将被给出数字标记，并且将讨论本发明 以便本领域技术人员能够制造和使用本发明。将理解的是，下面的描述仅是本发明原理的 示例，而不应被视为缩小附上的权利要求的范围。
[0024] 应当理解的是，整篇文档中使用的术语"触摸传感器"可与"电容触摸传感器"、"触 摸面板"、"相邻传感器"、"触摸和相邻传感器"、"触摸板"和"触摸屏"可互换地使用。另外， 术语"便携式电子器件"可与"移动电话"、"智能电话"和"平板电脑"可互换地使用。
[0025] 在与触摸传感器的表面接触时，可能将输入提供至可解释为各种命令或控制各种 功能的输入的传感器。例如，输入可以是控制图形用户界面上的光标的形式。另一功能可 包括但不应当视为对手势性能的限制。手势可以是通过触摸传感器检测然后与通过程序待 执行的一些动作或功能相关的任意动作。
[0026] 可使用各种准则以确定正在执行的哪种手势。例如，触摸触摸传感器表面手指的 数量、接触时间以及正在跟踪的手指移动是可区分手势间的所有因素。
[0027] 然而，利用相邻敏感触摸传感器，还存在可处于在接触之前还可检测和/或跟踪 一个或多个目标的触摸传感器上方的检测容积（三维空间）。这个数据还可依赖于触摸传 感器的性能而可得到。可将这个数据表征为来自离面数据、相邻或悬停信息。因此，悬停被 定义为设置在触摸传感器上的一个或多根手指使得手指是可检测的而不与触摸传感器接 触。术语悬停不意味手指或多根手指静止，而是仅指从接触移除。
[0028] 本发明的第一实施例涉及结合接触和悬停数据的概念，接触和悬停数据通过包括 收集相邻或悬停信息以及触摸信息的能力的单个触摸传感器收集。结合接触和悬停数据可 能会导致将输入提供至任意计算装置的输入信息的附加电平。
[0029] 存在可用于说明第一实施例的概念的一些示例。图2被提供作为显示当单个手指 从第一位置40前进到最终位置46时其移动的快照的示意图。
[0030] 图2示出了触摸和悬停传感器30。触摸和悬停传感器30可以是可检测如沿长轴 48在检测容积中表面34上和其上方的二维目标的线性设计。可替代地，触摸和悬停传感器 30可以是检测在二维中表面34上以及表面上方的目标的标准设计。
[0031] 在显示单个手势的该实施例中，手指32起始于位置40处。用户沿着触摸和悬停 传感器30的表面34以触摸动作移动手指32直到到达位置42。然后，提升手指32离开触 摸和悬停传感器30但是以悬停动作继续在相同方向上移动。然后，手指32以另一触摸动 作在位置44处与触摸和悬停传感器30接触。然后，手指32以触摸动作继续沿着表面34 移动直到到达位置46。然后手指32停止并从触摸和悬停传感器30移除。
[0032] 重要的是，触摸和悬停传感器30始终意识到手指32的位置。这意味着，手指32 在触摸和悬停传感器30的表面34上时和在其上方时被追踪。触摸动作和悬停动作可被结 合到单个手势中或他们可被看作离散和不相关事件。
[0033] 在替代实施例中，可同时使用多根手指32。手指32可同时全部处于触摸和悬停传 感器30的表面34上，全部处于触摸和悬停传感器的上方或一些手指32可处于表面上而其 他手指也处于表面的上方。
[0034] 利用一根或多根手指的手势不限于简单地在上、上方或在触摸和悬停传感器30 上和上方。在另一替代实施例中，手指32还可在手势期间变换位置。例如，手指32可以悬 停动作在触摸和悬停传感器30的上方开始然后以触摸动作移动至表面34。同样，手指32 可以触摸动作在触摸和悬停传感器30上开始然后以悬停动作提升离开表面。可替代地，一 些手指32可以触摸动作在表面34上开始同时其他手指以悬停动作在其上方开始，然后，一 根或多根手指可切换位置。
[0035] 在如图3A所示的另一替换实施例中，手势可不仅通过将手指32放置在触摸和悬 停传感器30上然后将其离开触摸和悬停传感器30的移动限定，而且也通过放置在表面34 上或其上方的移动限定。可在触摸和悬停传感器30上方通过在检测容积36中的移动来检 测移动，其中检测容积36可被限定为触摸和悬停传感器30上方的空间的三