确定触摸及力感测表面上的触摸位置及对其的力的制作方法

确定触摸及力感测表面上的触摸位置及对其的力的制作方法
【专利摘要】能够检测对其的多重触摸及所述触摸的力的投射式电容触摸及力传感器与具有多点触摸及力解码能力的数字装置耦合在一起。一旦已确立触摸，便可基于在所述投射式电容触摸及力传感器的扫描期间确定的电容值的改变量值而将所述触摸的力指派给所述触摸。从相关联所追踪触摸点施加到所述触摸传感器的所述触摸力可分别用于进一步确定例如X、Y及Z位置的三维手势以及力。
【专利说明】
确定触摸及力感测表面上的触摸位置及对其的力
[0001 ] 相关专利申请案
[0002] 本申请案是于2013年3月14日提出申请的美国专利申请案第13/830,891号（其主 张于2012年3月30日提出申请的美国临时专利申请案第61 /617，831号的优先权)的部分接 续申请案。本申请案是于2013年12月5日提出申请的序列号为14/097,370的美国专利申请 案(其主张于2013年3月12日提出申请的序列号为61/777,910的美国临时专利申请案的优 先权)的部分接续申请案，其中所有所述申请案出于所有目的特此以引用方式并入本文中。
技术领域
[0003] 本发明涉及电容触摸感测，且更特定来说，涉及确定触摸位置及施加于所述触摸 位置处的压力(力)两者的触摸感测。
【背景技术】
[0004] 人机接口装置包含触摸控制系统，所述触摸控制系统是基于使用在经触摸时改变 电容值的电容传感器的触摸感测表面(例如，垫、屏幕等）。将触摸传感器上的触摸变换成一 或多个触摸位置是较重要的。追踪触摸传感器上的一或多个触摸也具挑战性。高级触摸控 制系统不仅能够检测触摸感测表面(例如触摸屏)上的单个触摸及/或移动而且能够检测其 中用户触摸一个以上位置及/或使一个以上手指在相应触摸感测表面上方移动(例如手势） 的所谓多点触摸情景。
[0005] 多点触摸系统的关键挑战是:低成本系统的有限处理速度，例如(举例来说但不限 于)8位微控制器架构的处理能力，这是因为这些架构可不能够进行用于处理由触摸感测装 置产生的相应信号的高级数学运算。还可存在有限触摸扫描性能，举例来说，整个系统可不 能够每"框架"对触摸传感器或触摸屏的整个平面进行合理取样。其它挑战包含具有足够程 序存储器空间以为触摸位置提供精简、模块化且通用的确定程序。有限的随机存取存储器 (RAM)空间可使触摸确定系统不能够同时存储触摸检测的多个整体"图像"及其位置。
[0006] 因此，需要改进及简化触摸确定方法。常规解决方案是基于阈值且需要阈值的复 杂计算。因此，需要较稳健且较不计算密集的触摸确定方法。此外，需要高质量多点触摸解 码（特定来说，可利用（举例来说但不限于）低成本8位微控制器架构实施的方法及/或系 统)。
[0007] 目前技术的触摸传感器通常可仅确定对其的触摸的位置，但不能确定对所述触摸 感测表面的触摸的力值。能够不仅确定触摸的X-Y坐标位置而且确定触摸的力赋予可与具 有带此力感测特征的触摸感测表面的装置一起使用的另一控制选项。

【发明内容】

[0008] 通过本文中揭示的触摸位置以及力确定方法及系统解决上文所提及的问题且实 现其它及另外益处。
[0009] 根据一实施例，一种用于解码触摸感测表面上的多重触摸及其力的方法可包括以 下步骤:扫描在一轴上对准的多个通道以确定所述多个通道中的每一者的自电容值;比较 所述自电容值以确定所述通道中的哪一个通道具有局部最大自电容值;扫描具有所述局部 最大自电容值的所述至少一个通道的多个节点以确定所述节点的互值;比较所述互值以确 定所述节点中的哪一个节点具有最大互电容值，其中所述局部最大自电容值通道上具有所 述最大互电容值的所述节点可为潜在触摸位置;及依据在无触摸期间及在对所述潜在触摸 位置的触摸期间在所述潜在触摸位置处的所述节点的所述互电容值的改变来确定所述潜 在触摸位置处的力。
[0010] 根据另一实施例，所述方法可包括以下步骤:确定所述自值中的至少一者是否可 大于自触摸阈值，其中如果是，那么继续到所述扫描具有所述最大自值的所述至少一个通 道的多个节点的步骤，且如果否，那么以完成方式结束触摸检测框架。根据另一实施例，所 述方法可包括以下步骤:确定至少一个自值的左斜率值及右斜率值，其中：所述左斜率值可 等于所述至少一个自值减去在所述至少一个通道左侧的通道的自值，且所述右斜率值可等 于所述至少一个自值减去在所述至少一个通道右侧的通道的自值。
[0011] 根据另一实施例，所述方法可包括以下步骤:确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，那么返回到所述扫描所述至少一个通道的 所述多个节点的步骤，且如果否，那么继续到下一步骤;确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，那么返回到所述扫描所述至少一个通道的所述多个 节点的步骤，且如果否，那么继续到下一步骤;确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，那么返回到所述扫描所述至少一个通道的所述多个 节点的步骤，且如果否，那么继续到下一步骤;确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确定所述自值中的至少一者是否可大于所述自触摸阈值的 步骤，且如果否，那么以完成的方式结束触摸检测框架。
[0012] 根据另一实施例，所述方法可包括以下步骤:确定所述互值中的至少一者是否可 大于互触摸阈值，其中如果是，那么继续到所述扫描具有所述最大自值的所述至少一个通 道的多个节点的步骤，且如果否，那么以完成的方式结束所述触摸检测框架。根据另一实施 例，所述方法可包括以下步骤:确定下一斜率值，其中所述下一斜率值可等于当前互值减去 下一节点的下一互值;及确定前一斜率值，其中所述前一斜率值可等于所述当前互值减去 前一节点的前一互值。
[0013] 根据另一实施例，所述方法可包括以下步骤:确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，那么起始验证所述节点的步骤，且如 果否，那么继续到下一步骤;确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，那么起始所述验证所述节点的步骤，且如果否，那么继续到下一步 骤;确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 所述验证所述节点的步骤，且如果否，那么继续到下一步骤;确定是否可存在另一互值，其 中如果是，那么返回到所述确定所述互值中的至少一者是否可大于所述互触摸阈值的步 骤，且如果否，那么继续到下一步骤;及确定是否可存在另一自值，其中如果是，那么检查另 一自值且返回到所述确定所述自值中的至少一者是否可大于自触摸阈值的步骤，且如果 否，那么以完成的方式结束所述触摸检测框架。
[0014] 根据所述方法的另一实施例，所述验证所述节点的步骤可包括以下步骤:将具有 局部最大互值的所述节点识别为当前节点；确定在所述当前节点北侧是否可存在有效节 点，其中如果否，那么继续到确定在所述当前节点南侧是否可存在有效节点的步骤，且如果 是，那么对所述北侧节点执行互测量且继续到下一步骤;确定所述北侧节点是否可大于所 述当前节点，如果是，那么使所述北侧节点成为所述当前节点且继续到确定此节点处是否 已存在触摸点的步骤，且如果否，那么继续到下一步骤;确定在所述当前节点南侧是否可存 在有效节点，其中如果否，那么继续到确定在所述当前节点东侧是否可存在有效节点的步 骤，且如果是，那么对所述南侧节点执行互测量且继续到下一步骤;确定所述南侧节点是否 可大于所述当前节点，其中如果是，那么使所述南侧节点成为所述当前节点且继续到确定 此节点处是否已存在触摸点的步骤，且如果否，那么继续到下一步骤;确定在所述当前节点 东侧是否可存在有效节点，其中如果否，那么继续到确定在所述当前节点西侧是否可存在 有效节点的步骤，且如果是，那么对所述东侧节点执行互测量且继续到下一步骤;确定所述 东侧节点是否可大于所述当前节点，如果是，那么使所述东侧节点成为所述当前节点且继 续到所述确定此节点处是否已存在触摸点的步骤，且如果否，那么继续到下一步骤;确定在 所述当前节点西侧是否可存在有效节点，其中如果否，那么继续到确定在所述当前节点左 侧是否可存在有效节点的步骤，且如果是，那么对所述西侧节点执行互测量且继续到下一 步骤;确定所述西侧节点是否可大于所述当前节点，如果是，那么使所述西侧节点成为所述 当前节点且继续到所述确定此节点处是否已存在触摸点的步骤，且如果否，那么继续到下 一步骤;确定在所述当前节点左侧是否可存在有效节点，其中如果否，那么将左互值定义为 中心互值减去右互值且继续到确定所述节点的精细位置的步骤，且如果是，那么对所述左 侧节点执行互测量且继续到下一步骤;确定在所述当前节点右侧是否可存在有效节点，其 中如果否，那么将所述互值定义为所述中心互值减去所述左互值且继续到所述确定所述节 点的所述精细位置的步骤，且如果是，那么对所述右侧节点执行互测量且继续到下一步骤； 通过以下步骤而定义所述节点的精细位置:从所述右值减去所述左值，将此差除以所述中 心值且将其结果乘以64,且继续到下一步骤;且确定是否对每一轴执行内插，其中如果是， 那么将另一触摸点新增到所有所检测触摸点的列表且返回到确定是否可存在额外互值的 步骤，且如果否，那么通过使用另一轴的左侧节点及右侧节点而对所述另一轴进行内插以 在所述确定在所述当前节点左侧是否可存在有效节点的步骤处再次开始。
[0015]根据又一实施例，一种用于确定在具有视觉显示器的触摸感测表面上的手势运动 及其力的系统可包括:第一多个电极，其沿具有第一轴的平行定向布置，其中所述第一多个 电极中的每一者可包括自电容;第二多个电极，其沿具有大体上垂直于所述第一轴的第二 轴的平行定向布置，所述第一多个电极可定位于所述第二多个电极上方且形成包括所述第 一多个电极与所述第二多个电极的重叠相交点的多个节点，其中所述多个节点中的每一者 可包括互电容;柔性导电盖，其位于所述第一多个电极上方，其中所述柔性导电盖的面形成 所述触摸感测表面;多个可变形间隔件，其介于所述柔性导电盖与所述第一多个电极之间， 其中所述多个可变形间隔件维持所述柔性导电盖与所述第一多个电极之间的距离;数字处 理器与存储器，其中所述数字处理器的数字输出可耦合到所述第一多个电极及所述第二多 个电极;模拟前端，其耦合到所述第一多个电极及所述第二多个电极;模/数转换器(ADC)， 其具有耦合到所述数字处理器的至少一个数字输出；其中可通过所述模拟前端而针对所述 第一多个电极中的每一者测量所述自电容的值，可将所述所测量自电容的所述值存储于所 述存储器中；可通过所述模拟前端而测量所述第一电极中具有最大自电容值中的至少一者 的至少一个第一电极的所述节点的所述互电容的值，可将所述所测量互电容的所述值存储 于所述存储器中；且所述数字处理器使用所述所存储的自电容值及互电容值来确定手势运 动及与其相关联的施加到所述触摸感测表面的至少一个力。
[0016]根据另一实施例，所述数字处理器、所述存储器、所述模拟前端及所述ADC可为由 数字装置提供。根据另一实施例，所述数字装置可包括微控制器。根据另一实施例，所述柔 性导电盖可包括柔性金属衬底。根据另一实施例，所述柔性导电盖可包括柔性非金属衬底 及在其表面上的导电涂层。根据另一实施例，所述柔性导电盖可包括大体上透光柔性衬底 及在所述柔性衬底的表面上的氧化铟锡(ΙΤ0)涂层。根据另一实施例，所述柔性导电盖可包 括大体上透光柔性衬底及在所述柔性衬底的表面上的氧化锑锡(ΑΤ0)涂层。
[0017]根据又一实施例，用于确定手势运动及与其相关联的至少一个力的方法可包括以 下步骤:通过用第一力触摸在所述视觉显示器中所展示的物体而选择所述物体。根据另一 实施例，所述方法可包括以下步骤:通过用第二力触摸所述物体而将所述物体锁定于适当 位置中。根据另一实施例，所述方法可包括以下步骤:通过用第三力触摸所述物体且使所述 触摸沿一方向跨越所述触摸感测表面移动而释放对所述物体的所述锁定。根据另一实施 例，所述方法可包括以下步骤:通过移除对所述物体的以第一力进行的所述触摸且接着以 第二力再次触摸所述物体来释放对所述物体的所述锁定。根据方法的另一实施例，所述第 二力可大于所述第一力。
[0018] 根据仍又一实施例，一种用于确定手势运动及与其相关联的至少一个力的方法可 包括以下步骤:用第一力触摸视觉显示器中所展示的物体的右侧部分；用第二力触摸所述 物体的左侧部分，其中当所述第一力可大于所述第二力时，所述物体沿第一方向旋转，且当 所述第二力可大于所述第一力时，所述物体沿第二方向旋转。
[0019] 根据所述方法的另一实施例，所述第一方向可为顺时针且所述第二方向可为逆时 针。根据所述方法的另一实施例，当所述物体的所述左侧部分处的所述触摸朝向所述物体 的所述右侧部分移动时，所述物体沿第三方向旋转，且当所述物体的所述右侧部分处的所 述触摸朝向所述物体的所述左侧部分移动时，所述物体可沿第四方向旋转。根据所述方法 的另一实施例，所述第一方向及所述第二方向可大体上垂直于所述第三方向及所述第四方 向。
[0020] 根据另一实施例，用于确定手势运动及与其相关联的至少一个力的方法可包括以 下步骤:通过用一力触摸视觉显示器中所展示的物体的一部分而改变所述物体的大小，其 中所述力越大，那么所述物体的所述大小变得越大。根据所述方法的另一实施例，当可从所 述物体移离所述触摸及所述力时，所述物体的所述大小可为固定的。根据所述方法的另一 实施例，所述物体的所述大小与施加到所述物体的力的量成比例地变化。
[0021 ]根据另一实施例，用于确定手势运动及与其相关联的至少一个力的方法可包括以 下步骤:通过用足以翻阅视觉显示器中所展示的文档的页面的力触摸所述文档的一部分而 处置所述页面。根据所述方法的另一实施例，移除当前可见页面的步骤可进一步包括以下 步骤:使当前可见页面处的触摸沿与所述触摸感测表面平行的第一方向移动。根据所述方 法的另一实施例，将经移除页面插入到新文档中的步骤可包括以下步骤:在新文档附近用 所述力触摸所述经移除页面。
[0022] 根据另一实施例，用于确定手势运动及与其相关联的至少一个力的方法可包括： 通过用不同力触摸视觉显示器中所展示的字母数字字符而改变所述字母数字字符的值，其 中第一力将致使所述字母数字字符递增且第二力将致使所述字母数字字符递减。根据所述 方法的另一实施例，当可从所述字母数字字符且平行于所述触摸感测表面移离所述触摸 时，可锁定所述字母数字字符的所述值。
[0023] 根据另一实施例，用于确定手势运动及与其相关联的至少一个力的方法可包括以 下步骤:通过用一力触摸视觉显示器中所展示的字母数字字符的上部部分而使所述字母数 字字符的值递增;及通过用所述力触摸所述字母数字字符的下部部分而使所述字母数字字 符的所述值递减。根据所述方法的另一实施例，当可从所述字母数字字符且平行于所述触 摸感测表面移离所述触摸时，可锁定所述字母数字字符的所述值。根据所述方法的另一实 施例，使所述字母数字字符的所述值递增或递减的速度可与分别施加到所述字母数字字符 的上部部分或下部部分的所述力的量值成比例。根据所述方法的另一实施例，所述字母数 字字符可为数字。根据所述方法的另一实施例，所述字母数字字符可为字母表的字母。
【附图说明】
[0024] 结合附图参考下文描述可获得对本发明的更全面地理解，在附图中：
[0025] 图1图解说明根据本发明的教示的具有电容触摸传感器、电容触摸模拟前端及数 字处理器的电子系统的示意性框图；
[0026] 图2图解说明根据本发明的教示的金属表面电容触摸传感器的示意性立面图；
[0027] 图3图解说明根据本发明的教示的触摸传感器的示意性立面图，所述触摸传感器 能够检测对其的触摸的位置及所述触摸的力两者；
[0028]图4A到4D图解说明根据本发明的教示的具有各种电容触摸传感器配置的触摸传 感器的示意性平面图；
[0029]图4E及4F图解说明根据本发明的教示的对触摸传感器的单个触摸的自电容及互 电容触摸检测的示意性平面图；
[0030] 图4G到4K图解说明根据本发明的教示的对触摸传感器的两个触摸的自电容及互 电容触摸检测的示意性平面图；
[0031] 图5图解说明根据本发明的特定实例性实施例的如图1中所展示的触摸传感器的 多点触摸及力解码的示意性过程流程图；
[0032]图6图解说明根据本发明的特定实例性实施例的单个触摸峰值检测数据的图表； [0033]图7图解说明根据本发明的特定实例性实施例的触摸传感器的潜在触摸及互触摸 位置的示意性平面图；
[0034]图8图解说明根据本发明的特定实例性实施例的展示其高速缓存数据窗的触摸传 感器的示意性平面图图式；
[0035]图9图解说明根据本发明的特定实例性实施例的针对两个触摸峰值检测数据的自 扫描值的图表及互扫描值的表；
[0036]图10及11图解说明根据本发明的教示的用于点加权实例的历史及当前点位置的 亦意性图；
[0037]图12图解说明根据本发明的教示的法向手指触摸及平伸手指触摸的示意图；
[0038] 图13到23图解说明根据本发明的特定实例性实施例的关于触摸解码及经解码触 摸的力确定的示意性过程流程图；
[0039] 图24图解说明根据本发明的特定实例性实施例的手的手指触摸触摸传感器的表 面的示意性平面图；
[0040] 图25图解说明根据本发明的另一特定实例性实施例的手的两个手指触摸触摸传 感器的表面的示意性平面图；
[0041] 图26图解说明根据本发明的另一特定实例性实施例的手的手指触摸投射于触摸 传感器的表面上的物体的示意性平面图；
[0042]图27图解说明根据本发明的另一特定实例性实施例的手的手指触摸投射于触摸 传感器的表面上的文档的示意性平面图；及
[0043]图28图解说明根据本发明的另一特定实例性实施例的手的手指触摸投射于触摸 传感器的表面上的数字的一个数位的示意性平面图。
[0044] 尽管本发明易于做出各种修改及替代形式，但在图式中是显示并在本文中详细描 述其具体实例性实施例。然而，应理解，本文对特定实例性实施例的描述并非打算将本发明 限制于本文中所揭示的特定形式，而是相反，本发明将涵盖由所附权利要求书界定的所有 修改及等效形式。
【具体实施方式】
[0045] 根据各种实施例，可提供一系列最优过程，所述过程扫描在一表面(例如，触摸传 感器显示器或面板)上布置成矩阵的多个传导性（导电）列及行，且识别并追踪对所述列及 行的多个触摸及所述触摸的力。根据本发明的特定实施例，这些过程可进一步经优化以用 于与低成本8位微控制器一起操作。
[0046] 一旦已确立触摸，便可基于在触摸传感器的扫描期间确定的电容值的改变量值而 将所述触摸的力指派给所述触摸，如上文中所较全面地描述。此外，从相关联所追踪触摸点 施加到触摸传感器的触摸力可分别用于进一步确定三维手势(例如，x、Y及Z位置)及力。举 例来说，触摸位置处的成比例的力允许对投射到触摸传感器的屏幕上的物体的三维控制。 (例如)在一个以上触摸(多个手指触摸触摸传感器的面)期间，多个点上的不同压力允许物 体旋转控制。特定力下的触摸可允许选择物体且不同（例如，较大）力下的触摸可用于将所 述物体的位置固定于触摸传感器的显示器上。
[0047]摇动多点触摸按压以产生变化的触摸力可用于旋转物体。垂直运动（例如，垂直滑 动)按压可用于比例调整物体的垂直大小。水平运动(例如，水平滑动)按压可用于比例调整 物体的水平大小。用变化的力触摸可用于翻阅文档的页面。变化的力可用于将页面插入到 文档的页面堆叠中。垂直或水平手势及力可用于激活功能，例如，清空回收站图标。变化的 触摸压力可用于将页面从文档取走以用于发射到另一显示器。变化的触摸压力可改变手势 移动的范围，例如，选择图片而非全部文档。用扫掠手势的按压可用于物体释放及摒弃。变 化的触摸压力可用于选择字母数字字符或卸除功能框。
[0048]根据各种实施例，这些过程利用自扫描及互扫描两者来执行对用于触摸感测的多 个传导性列及行的最优扫描。使用上述情况作为基础，所提出过程可使用来自多个传导性 列及行的数据的子集以便进行触摸位置识别及追踪必需的所有处理。各种实施例具体侧重 于用于实现触摸位置识别及追踪的低资源需求解决方案。
[0049] 根据各种实施例，可首先测量传导性列或行的自电容，接着可结合传导性列或行 的另一轴测量仅所述传导性列或行的互电容。本文中所揭示的各种实施例克服以下问题： 将这些自电容及互电容测量变换成一或多个触摸及其力，及通过如上文中所描述的传导性 列或行的电容测量的多个框架来追踪此一或多个触摸及其力。
[0050] 根据各种实施例，使用本文中所揭示及所主张的各种独特技术，至少一个过程可 扫描布置成矩阵的多个传导性列及行，检测并追踪高达N个触摸。峰值检测过程检查斜率比 以准确且快速地确定峰值测量。根据各种实施例，可花费时间在多个传导性列或行中的相 关联者上解决追踪多个触摸位置的挑战。
[0051] 各种实施例可允许N个触摸以补偿不同手指位置的触摸，例如防止被遗漏触摸且 大体上消除不正确触摸的平伸手指。
[0052] 根据各种实施例，提供用于快速识别准确触摸而非仅查看真实峰值的过程，其中 可通过使用本文中揭示用于触摸识别的各种技术来检查斜率比来找到"虚拟"峰值。根据本 发明的教示，可使用独特过程组合来实现多点触摸解码的较好准确度及速度改进。举例来 说，峰值检测过程可实施为"模糊"峰值检测过程，所述"模糊"峰值检测过程检查斜率关系， 而非仅所测量传导性列之间的斜率的正负号。此外，可使用通过检查其邻近值将潜在触摸 位置"微调"到最佳位置的所谓的"微调技术"。可使用"窗式(Windowed)"数据高速缓冲存储 器来在低容量RAM环境(例如，8位微控制器）中加速处理。可使用内插法来基于邻近其的所 测量值来增加触摸位置分辨率。可使用多点触摸追踪来通过时间识别N个触摸。可使用多点 触摸追踪来通过时间追踪N个触摸。可在加权方法中使用加权匹配来随时间最佳匹配触摸 点。"区域"检测可使用基于针对给定触摸位置的经微调值的总和而允许容易区域及/或压 力检测的过程。
[0053] 显著解码准确度及速度的改进可将新颖技术的组合供用于低存储器容量及低成 本数字处理器(例如，微控制器、微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、可 编程逻辑阵列(PLA)等）中。各种实施例可追踪(举例来说但不限于)3.5英寸触摸传感器电 容传感器阵列上的八个或八个以上触摸及其力。举例来说，在使用Microchip PIC18F46K22 (64K R0M，〈4K RAM)微控制器时。
[0054] 现在参考图式，示意性地图解说明实例性实施例的细节。图式中，将由相同编号表 示相同元件，且将由带有不同小写字母后缀的相同编号表示相似元件。
[0055] 参考图1，其绘示根据本发明的教示的具有电容触摸传感器、电容触摸模拟前端及 数字处理器的电子系统的示意性框图。数字装置112可包括数字处理器与存储器106、模/数 转换器(ADC)控制器108及电容触摸模拟前端(AFE)llO。数字装置112可耦合到触摸传感器 102,所述触摸传感器由布置成矩阵的多个传导性列104及传导性行105组成且其上方具有 柔性导电盖103。预期且在本发明的范围内，传导性行105及/或传导性列104可为(举例来说 但不限制于）印刷电路板导体、导线、透明衬底（例如，显示器/触摸屏等）上的氧化铟锡 (ΙΤ0)或氧化锑锡(ΑΤ0)涂层或者其任何组合。柔性导电盖103可包括金属、传导性非金属材 料、柔性透明衬底(塑料)上的ΙΤ0或ΑΤ0涂层等。数字装置112可包括微控制器、微处理器、数 字信号处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑阵列(PLA)等，且可进一步包括一或多个 集成电路(未展示）（经封装或未经封装）。
[0056] 参考图2,其绘示根据本发明的教示的金属表面电容触摸传感器的示意性立面图。 电容传感器238位于衬底232上。间隔件234位于电容传感器238的任一侧上，且导电柔性盖 1〇3(例如，金属、经ΙΤ0或ΑΤ0涂覆的塑料等)定位于间隔件234的顶部上且在电容传感器238 上方形成室236。在将力242施加到柔性盖103上的位置时，柔性盖103朝向电容传感器238移 动，借此增加其电容。测量电容传感器238的电容值且其电容值的增加将指示力242(例如， 触摸）的位置。柔性盖103朝向电容传感器238的面移动越近，电容传感器238的电容值将增 加。金属表面电容触摸技术更全面地描述于Keith Curtis及Dieter Peter的标题为 "mTouch?金属表面电容技术(mTouch? Metal over Cap Technology)"的应用注解AN1325 中，所述应用注解可自www·microchip · com处获得且出于所有目的特此以引用方式并入本 文中。
[0057] 参考图3,其绘示根据本发明的教示的触摸传感器的示意性立面图，所述触摸传感 器能够检测对其的触摸的位置及所述触摸的力两者。能够检测对其的触摸的位置及对其的 触摸的力两者的触摸传感器(通常由编号102表示)可包括多个传导性行105、多个传导性列 104、多个可变形间隔件334及柔性导电盖103。
[0058] 传导性列104及传导性行105可用于确定触摸的位置(在上文中所提及的标题为 "mTouch?投射式电容触摸屏感测操作理论(mTouch? Projected Capacitive Touch Screen Sensing Theory of Operation)"的技术通报TB3064中更全面地描述），且触摸位 置处及所述触摸位置周围的传导性列104的电容值的改变量值可用于确定力242(施加于触 摸位置处的压力的量）。多个可变形间隔件334可用于在无力242施加到柔性导电盖103时维 持柔性传导性盖103与传导性列104的前表面之间的恒定间隔。当力242施加到柔性导电盖 103上的某一位置时，柔性导电盖103将朝向至少一个传导性列104偏置，借此增加其电容。 电容值的直接测量及/或电容值的比率可用于确定施加于触摸位置处的力242的量值。
[0059] 返回参考图1，数字装置112(例如，微控制器)现在包含增强对此类电容值改变的 检测及评估的周边装置。各种电容触摸系统应用的更详细说明更全面地揭示于微芯片技术 有限公司（Microchip Technology Incorporated)应用注解AN1298、AN1325及AN1334中，所 述应用注解可在www.microchip, com处获得且出于所有目的特此以引用方式并入本文中。
[0060] 一种此应用利用电容分压器(CVD)方法来确定电容值及/或评估电容值是否已改 变。CVD方法更全面地描述于应用注解AN1208(可在www.microchip.com处获得）中;且(^)方 法的更详细阐释呈现于Dieter Peter的标题为"使用模/数转换器(ADC)的内部电容器及电 压参考的电容触摸感测（Capacitive Touch Sensing using an Internal Capacitor of an Analog-To-Digital Converter(ADC)and a Voltage Reference)" 的共同拥有的美国 专利申请公开案第US 2010/0181180号中，其中所述应用注解及所述美国专利申请公开案 两者出于所有目的特此以引用方式并入本文中。
[0061 ] 充电时间测量单元(CTMU)可用于极其准确的电容测量。CTMU更全面地描述于微芯 片应用注解AN1250及AN1375(可在www.microchip · com处获得)以及标题为"测量长时间周 期（Measuring a long time period)"的共同拥有的美国专利第US 7,460,441 B2号及标 题为"电流时间数/模转换器（Current-time digital-to-analog converter)" 的US 7， 764,213 B2(两者皆由James E.Bartling做出）中；其中全部上述内容出于所有目的特此以 引用方式并入本文中。
[0062]预期且在本发明的范围内，具有必需分辨率的任何类型的电容测量电路可用于确 定多个传导性列104及节点（列104与行105的相交点）的电容值，且电子领域并受益于本发 明的技术人员可实施此电容测量电路。
[0063]参考图4A到4D，其绘示根据本发明的教示的具有各种电容触摸传感器配置的触摸 传感器的示意性平面图。图4A展示传导性列104及传导性行105。传导性列104中的每一者具 有在处于静态状态中时可个别测量的"自电容"，或所有传导性行105可在传导性列104中的 每一者已对其进行自电容测量时被主动激发。全部传导性行105的主动激发可为传导性列 104的个别电容测量提供较强测量信号。
[0064]举例来说，如果在自电容扫描期间在传导性列104中的一者上检测到触摸，那么在 其互电容扫描期间仅需要进一步测量其上检测到触摸的所述传导性列104。自电容扫描可 仅确定传导性列104中的哪一个传导性列已被触摸，而非在沿着所述传导性列104的轴的何 位置处其被触摸。互电容扫描可通过一次一个地个别激发(驱动)传导性行105且测量与传 导性行105相交(交叉)的所述传导性列104上的位置中的每一者的互电容值而确定沿着所 述传导性列104的轴的触摸位置。绝缘非传导性电介质(未展示)可存在于传导性列104与传 导性行105之间并将其分离。在传导性列104与传导性行105相交(交叉)的情况下，借此形成 互电容器120。在上文自电容扫描期间，所有传导性行105可接地或利用逻辑信号驱动，借此 形成与传导性列104中的每一者相关联的个别列电容器。
[0065]图4B及4C展示传导性列104及传导性行105的菱形形状图案的交错。此配置可使每 一轴向传导性列及/或行到触摸的暴露最大化(例如，较好敏感性），其中传导性列104与传 导性行105之间具有较小重叠。图4D展示构成梳状咬合指状件的接收器(顶部)传导性行(例 如，电极）l〇5a及发射器(底部)传导性列104a。传导性列104a及传导性行105a以并排平面图 展示，但通常顶部传导性行105a将在底部传导性列104a上方。自电容及互电容触摸检测更 全面地描述于Todd O'Connor的标题为"mTouch?投射式电容触摸屏感测操作理论"的技术 通报TB3064(可在www.microchip.com处获得）及标题为"使用自电容及互电容两者的电容 触摸系统（Capacitive Touch System Using Both Self and Mutual Capacitance)"的共 同拥有的美国专利申请公开案第US 2012/0113047号中，其中所述技术通报及所述美国专 利申请公开案两者出于所有目的特此以引用方式并入本文中。
[0066]参考图4E及4F，其绘示根据本发明的教示的对触摸传感器的单个触摸的自电容及 互电容触摸检测的示意性平面图。在图4E中，触摸（由手指的部分的图片表示）位于大约 X05，Y07的坐标处。在自电容触摸检测期间，可测量行Y01到Y09中的每一者以确定其电容 值。应注意，已取得针对行Υ〇 1到Y09中的每一者的在无对其的触摸的情况下的基准电容值 并将所述基准电容值存储于存储器(例如，存储器1〇6(图1))中。行Y01到Y09的基准电容值 的任何显著电容改变将为明显的且视为手指触摸。在图4E中所展示的实例中，手指正触摸 行Y07且所述行的电容值将改变，指示对所述行的触摸。然而，依据自电容测量仍无法得知 此行上何处已发生触摸。
[0067] 一旦已使用其自电容改变确定经触摸行(Y07)，便可使用互电容检测来确定经触 摸行(Y07)上何处已发生触摸。此可通过一次一个地激发列X01到X12中的每一者（例如，将 电压脉冲置于其上）同时在列X01到X12中的每一者经个别激发时测量行Y07的电容值而完 成。致使行Y07的电容值的最大改变的列(X05)激发将为所述行上的对应于列X05与行Y07相 交点的位置，因此单个触摸位于点或节点X05，Y07处。使用自电容及互电容触摸检测显著减 少行及列扫描的数目以获得触摸传感器102上的Χ，Υ触摸坐标。在此实例中，在自电容触摸 检测期间扫描九(9)个行且在互电容触摸检测期间扫描十二（12)个列，总计9+12 = 21个扫 描。如果使用每一节点(位置)的个别x-y电容触摸传感器，那么将需要9X12 = 108个扫描以 找到此一个触摸(显著差异）。预期且在本发明的范围内，可首先确定列X01到X21的自电容， 接着通过激发每一行Y01到Y09而确定选定列的互电容以找到选定列上的触摸位置。
[0068]参考图4G到4K，其绘示根据本发明的教示的对触摸传感器的两个触摸的自电容及 互电容触摸检测的示意性平面图。在图4G中，两个触摸（由两个手指的部分的图片表示)位 于大约坐标X05，Y07(针对触摸#1)及X02，Y03(针对触摸#2)。在自电容触摸检测期间，可测 量行Y01到Y09中的每一者以确定其电容值。应注意，已取得针对行Y01到Y09中的每一者的 在无对其的触摸的情况下的基准电容值并将所述基准电容值存储于存储器(例如，存储器 106(图1))中。行Y01到Y09的基准电容值的任何显著电容改变将为明显的且视为手指触摸。 在图4H中所展示的实例中，第一手指正触摸行Y07且第二手指正触摸行Y03,其中所述两个 行的电容值将改变，指示对所述两个行的触摸。然而，依据自电容测量值仍无法得知此两个 行上何处已发生触摸。
[0069] 一旦已使用其自电容改变确定经触摸行(Y07及Y03)，便可使用互电容检测来确定 此两个经触摸行(Y07及Y03)上何处已发生触摸。参考图41，此可通过一次一个地激发列X01 到X12中的每一者(例如，将电压脉冲置于其上）同时在列X01到X12中的每一者经个别激发 时测量行Y07的电容值而完成。致使行Y07的电容值的最大改变的列(X05)激发将为所述行 上的对应于列X05与行Y07相交点的位置。参考图4J，同样地，在个别激发列X01到X12中的每 一者时测量行Y03的电容值确定列Y03上何处已发生触摸#2。参考图4K，两个触摸在点或节 点(X05J07)及(X02J03)处。预期且在本发明的范围内，如果可同时测量选定行(例如，Y07 及Y03)中的一者以上的电容，那么在确定对触摸传感器102的两个触摸时仅需要一组个别 列X01到X12激发。
[0070] 参考图5,其绘示根据本发明的特定实例性实施例的如图1中所展示的触摸传感器 的多点触摸及力解码的示意性过程流程图。多点触摸解码的过程可包括以下步骤:数据获 取502、触摸识别504、力识别505、触摸及力追踪506以及数据输出508。触摸识别504的步骤 可进一步包括以下步骤:峰值检测510、微调512及内插514,下文中更全面地描述。
[0071] 数据获取
[0072] 数据获取502是以下过程:对多个传导性列104或传导性行105进行自电容测量，且 接着对多个传导性列104或传导性行105中的选定者以及多个传导性行105或传导性列104 分别与其的相交点进行互电容测量，以获取触摸识别数据。触摸识别数据可进一步经处理 以分别使用触摸识别504及力识别505的过程来在触摸传感器102上定位潜在触摸及其力， 如下文中更全面地描述。
[0073] 触摸识别
[0074]触摸识别504是使用在数据获取502过程期间所获取的触摸识别数据来在触摸传 感器102上定位潜在触摸的过程。以下是用以使用其自电容测量来确定选择具有对其触摸 的多个传导性列104或传导性行105中的哪些传导性列或传导性行及使用其互电容测量来 确定选定传导性列104或传导性行105上何处已发生触摸的过程步骤序列。
[0075] 峰值检测
[0076] 峰值检测510是识别潜在触摸位置可位于触摸传感器102上何处的过程。然而，根 据本发明的教示，替代仅查看实际所检测"峰值"，可有意地使峰值检测"模糊"，例如，通过 查找斜率值的差的比率以及斜率"正负号"而非仅低-高-低值序列来识别潜在峰值。可通过 检查斜率比（例如，2:1斜率比）来检测"虚拟"峰值，其中斜率的改变可识别为潜在峰值。可 重复此直到检测不到额外峰值为止。
[0077] 微调
[0078]微调512是一旦潜在触摸位置已被识别便检查所述潜在触摸位置的每一邻近位置 的过程。如果邻近位置具有大于现有触摸潜在位置的值，那么消除当前潜在触摸位置且将 具有较大值的邻近位置识别为潜在触摸位置(参见图8及下文中对其的描述）。
[0079] 内插
[0080] 一旦已识别触摸位置，内插514便为检查邻近值以产生较高分辨率位置的过程。 [0081 ] 力识别
[0082]力识别505是结合在触摸识别504过程期间所识别的潜在触摸位置使用在数据获 取502过程期间所获取的触摸识别数据中的某些触摸识别数据的过程。可将在触摸识别504 过程期间所确定的与潜在触摸位置相关联的互电容测量与在无触摸施加到其的情况下所 述相同位置的参考电容值(较小电容值)进行比较。电容改变的量值可借此用于确定由先前 确定的相关联潜在触摸所施加的力。
[0083] 触摸及力追踪
[0084]触摸及力追踪506是比较触摸识别数据的时间顺序"框架"且接着确定哪些触摸在 顺序框架之间相关联的过程。加权与"最佳猜测"匹配的组合可用于在上文中所描述的数据 获取502过程期间通过多个框架追踪触摸及其力。针对所检测的每个峰值及前框架上所识 别的每个触摸重复上述情形。"框架"是用以在特定时间处捕获单个触摸组的多个传导性列 104或传导性行105的自电容及互电容测量的集合。多个传导性列104或传导性行105的自电 容及互电容测量的每一扫描全集（"框架"）在与所述框架相关联的给定时间处获取触摸传 感器102的触摸识别数据。
[0085] 触摸及力追踪506使一个框架中的给定触摸与随后框架中的给定触摸相关联。触 摸及力追踪可形成触摸框架的历史，且可使当前框架的触摸位置与前一(若干)框架的触摸 位置相关联。为使前一触摸位置与当前潜在触摸位置相关联，可使用"加权"功能。（不同框 架的）时间顺序触摸位置之间的加权值(本文中"权数"与"加权值"将可互换使用)表示(不 同框架的）时间顺序触摸位置彼此相关联的可能性。可使用距离计算来指派这些相关联触 摸位置之间的加权值。用于确定触摸位置之间的加权值的"真实"但复杂且处理器密集的计 算是：
[0086] 加权值= SQRT[ (Xprevicms-X⑶rrent)2+(Yprevi_-Y current)2]方程式（1 )
[0087] 可使用测量ΛΧ及ΔΥ且接着一起求其总和的经简化距离(加权值)计算：
[0088] 加权值 ' =ABS(XprevicmS-Xcurrent)+ABS(Y previcmS-Ycurrent)方程式（2)
[0089] 上述经简化加权值计算方程式(2)针对给定加权值形成菱形形状图案替代较复杂 加权值计算方程式（1)的圆形图案。方程式(2)的使用针对简单处理系统中的加权值计算的 速度可为最优的，可基于X距离改变与Y距离改变的总和(例如，本文中上述方程式(2))而计 算距离。较好加权值可定义为顺序触摸位置之间的较小距离。
[0090] 针对每一新触摸位置，可依据前框架针对所有触摸位置计算加权值。接着使新触 摸位置与其之间具有最佳加权值的前一触摸位置相关联。如果前一触摸位置已具有来自前 一框架的相关联触摸位置，那么可检查每一触摸位置的次级次佳加权值。接着可使具有低 成本次佳加权值的触摸位置移位到其次佳位置，且另一触摸位置可保持为最佳触摸位置。 重复此过程直到所有触摸位置已与前一框架触摸位置相关联，或已经识别为具有新位置的 "新触摸"，其中无来自前一框架的触摸位置接近于新触摸位置。
[0091] 上文所提及加权过程的替代方案可为利用从前两个位置形成的向量来形成最可 能下一位置的基于向量的过程。此基于向量的加权过程可使用与上文所提及加权过程相同 的距离计算，从多个点运行所述距离计算且基于从哪一点进行测量来修改加权值。
[0092] 通过查看触摸的前两个位置，可预计所述触摸的下一"最可能"位置。一旦已确定 所推测位置，所述位置便可用作加权值的基础。为改进所推测位置上的匹配，可使用"加速 度模型"以将沿着向量的加权点新增到所推测位置且越过所推测位置。这些额外点帮助检 测触摸移动的速度改变，但可对确定触摸运动的方向并不理想。
[0093] 一旦已确立触摸位置，对所述触摸位置的力便可基于在数据获取502过程期间所 确定的电容值的改变量值而经指派给这些触摸位置，如上文中更全面地所描述。此外，从相 关联所追踪触摸点施加到触摸传感器102的力可用于进一步确定三维手势，例如，X-Y及Z方 向。
[0094] 参考图10及11，其绘示根据本发明的教示的用于点加权实例的历史及当前点位置 的示意性图式。一旦已产生权数，便可产生加权值及相关联触摸的最佳组合。特定触摸情景 可产生几乎相同加权值，在所述情形中应比较次佳加权值且关联性适当地移位。取决于操 作的次序，点A及D可首先相关联。随着产生B的加权值，BD是优于BC的匹配。在此情形中，查 看次级加权值。使A移位以与C相关联或是使B移位以与C相关联是成本较少的？
[0095] 通过扩展此操作序列，所有点可具有经移位用于最佳整体匹配而非仅最佳局部匹 配的关联性。可需要某一注意以防止重新加权的无限循环。此可通过将移位的数目限制为 有限数目而完成。现在参考图11，点A及B是现有点，且点1及2是需要相关联的"新"点。
[0096]步骤1)计算触摸位置之间的加权值：
[0101]步骤2)针对每一现有触摸位置选择"最佳"对(最低权数）：
[0103]步骤3)如果一个以上现有触摸位置与给定新触摸位置成对，那么查看每一者的次 佳触摸位置及从最佳对到次佳对的加权值的差（"成本"）。
[0106]步骤4)使配对移位到最低成本对，借此允许其它触摸位置维持原始配对。
[0107] A ^ 1
[0108] Bw2
[0109] 步骤5)重复步骤2)到步骤4)直到所有配对为1:1为止。如果存在多于现有触摸位 置的触摸位置，那么开始追踪新触摸位置。如果存在少于现有"最糟匹配"触摸位置的新触 摸位置，那么这些最糟匹配触摸位置可丢失且不再被追踪。
[0110] 平伸手指识别
[0111] 参考图12,其绘示根据本发明的教示的法向手指触摸及平伸手指触摸的示意性图 式。识别触摸的一个挑战是"平伸手指"情景。此为当手指1020的侧或平伸部分而非指尖 1022放置于触摸传感器102上时。应注意，平伸手指1020可产生两个或两个以上潜在触摸位 置1024及1026。可能使用本发明的教示来通过积累经微调到每一峰值的所有节点的值的总 和而检测平伸手指1020。如果这些值的总和超过阈值，那么其可能由平伸手指触摸引起。如 果检测到平伸手指触摸，那么可抑制接近平伸手指峰值的其它触摸。另外，比较与两个或两 个以上潜在触摸位置1024及1026相关联的力还可用于检测平伸手指1020情况。
[0112] 数据输出
[0113]返回参考图5,数据输出508是以数据包将所确定触摸位置坐标及施加到其的相关 联力提供到主机系统以用于进一步处理的过程。
[0114] 触摸确定
[0115]假定触摸数据阵列，检查其值之间的差且将特定关键情景旗标为潜在峰值以用于 进一步检查。在确定触摸位置时可忽略低于阈值的所有触摸数据值。
[0116] 关键情景1:真实峰值
[0117] 参考图6,将从正斜率到负斜率的转变识别为潜在峰值。此将为图6中所展示的实 例性数据值的在列7中圈出的点。
[0118] 关键情景2:斜率比超出阈值（"模糊"峰值检测）
[0119] 斜率比的关键阈值可用于对额外峰值加旗标。所使用阈值可为(举例来说但不限 于)2:1;因此其中存在大于2:1的斜率改变的实例可识别为潜在峰值。此适用于正斜率及负 斜率。此将为图6中所展示的实例性数据值的在列6中圈出的点。
[0120]为何不仅查看斜率正负号？
[0121]由于自扫描仅为双轴传感器阵列（例如，触摸传感器102的传导性行105及传导性 列104，图1)的一个轴，因此对相差单个"条(bar)"（例如，列）的两个触摸来说可能仅展示单 个峰值。在实例性数据的情况下，可存在两个触摸，一个在6,6处且另一个在7,7处(参见图6 及9)。在无额外峰值检测的情况下，可检测不到6,3处的触摸。
[0122] 微调位置精化
[0123] -旦识别潜在触摸位置，便可检查每一邻近触摸位置以确定其是否具有较大值。 如果存在较大值，那么消除当前潜在触摸位置且将较大值的触摸位置识别为潜在触摸位 置。重复此过程直到已识别局部峰值为止。
[0124] 参考图6,其绘示根据本发明的特定实例性实施例的单个触摸峰值检测数据的图 表。展示触摸传感器102的一个列（例如，列7)的数据值的实例性图表，其中依据列7的自电 容及互电容测量所确定的最大数据值发生在定位于行7列7的电容触摸传感器104区域处。 可忽略低于阈值(例如，在图6中所展示的图表表示中低于约12)的所有数据值。因此，仅在 行6(数据值= 30)处及在行7(数据值= 40)处取得的数据值需要经处理以确定到触摸传感 器102的触摸的位置。可通过在列中减去邻近行数据值序列以产生正斜率值或负斜率值而 确定斜率。当斜率值为正时，数据值增加，且当斜率值为负时，数据值减少。真实峰值可作为 潜在峰值而识别为从正斜率到负斜率的转变。从正斜率到负斜率的转变在图6中所展示的 图表的数据值422处指示。
[0125] 然而，另一触摸可已发生于列6处且未在列7扫描中直接经测量，但在列7扫描期间 显示为数据值420。在除斜率正负号转变外无另一测试的情况下，列6处的潜在触摸可被遗 漏。因此，斜率比的阈值可进一步用于对额外潜在峰值加旗标。斜率是邻近传导性列104的 两个数据值之间的差。此斜率比阈值可为(举例来说但不限于)2:1，因此其中存在大于2:1 的斜率改变的实例可识别为另一潜在峰值。此可适用于正斜率及负斜率两者。举例来说，数 据值420(在行6处所取得)具有左斜率23:1 (30-7)及右斜率10:1 (40-30)。数据值422(在行7 处所取得)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超过实例性 2:1阈值且将经标记以用于进一步处理。所有其它数据值低于数据值阈值且可被忽略。
[0126] 参考图7,其绘示根据本发明的特定实例性实施例的触摸传感器的潜在触摸及互 触摸位置的示意性平面图。一旦识别潜在触摸位置，便可检查所述潜在触摸位置的每一邻 近位置以确定其中的任何者是否可具有大于当前潜在触摸位置(在图7(a)及7(b)中标记为 "C"）的数据值。如果找到较大数据值，那么可消除当前潜在触摸位置且可将具有较大值的 触摸位置识别为潜在触摸位置。此在本文中称为微调512过程且可经重复直到已识别数据 峰值为止。
[0127] 在一列行的数据获取扫描期间，仅检查层列"Γ节点（在图7(a)及7(b)中标记为 "Γ一邻近于当前潜在触摸位置的位置）。如果这些层列"Γ节点中的任何者具有大于当前 潜在触摸位置的数据值的数据值，那么新当前触摸位置经移位（"经微调"）到具有最高数据 值的所述节点且重复微调512过程。如果层列"Γ节点已与不同潜在峰值相关联，那么不需 要进一步搜寻且可忽略当前数据峰值。在存在触摸传感器102的大面积激活的可能性时，检 查层列"2"节点(在图7(a)及7(b)中标记为"2"一邻近于层列T节点的位置）。
[0128] 在已针对互电容值扫描一个传导性列104之后，可通过将所述一个列的互电容数 据值存储于高速缓冲存储器中而使微调512过程加速，接着依据存储于高速缓冲存储器中 的互电容数据值首先对层列"Γ节点且接着对所述一个列的层列"2"节点进行微调512。接 着仅在不存在将在所述一个列中进行的进一步微调之后，微调512过程将依据在对其执行 微调512过程的列的任一侧上的各两个邻近列的互电容测量扫描来检查层列"Γ及层列"2" 节点。
[0129] 可通过使用峰值数据值节点（触摸位置）以及其每一邻近节点（例如，来自先前微 调512的层列"Γ节点）来在每一节点之间形成子步长而执行潜在触摸位置的内插。举例来 说(但不限于），可在每一节点之间形成128个步长。参考图7(c)，节点A是潜在触摸位置且节 点B、C、D及E是邻近其的层列T节点。使用以下方程式可找到所内插的X、Y位置：
[0130]位置 直*64
[0131] 位置y = (Efi-Cf直)/Af直*64
[0132] 预期且在本发明的范围内，可基于值比率及除法的分子的正负号而使用上述方程 式的变化形式。
[0133] 参考图8,其绘示根据本发明的特定实例性实施例的展示其高速缓存数据窗的触 摸传感器的示意性平面图图式。可逐列扫描触摸传感器102的传导性列104以获得自电容值 直到所有传导性列104已被扫描为止。可依序扫描依据自电容数据指示潜在触摸的每一传 导性列104以用于确定其互电容值(触摸数据)且当峰值经发现时其可与列扫描同时地被处 理。此外，触摸数据可存储于高速缓冲存储器中以用于进一步处理。由于微调512首先查看 第一层列节点接着查看第二层列节点(视需要），因此并不需要同时存储来自所有传导性列 104的所有触摸数据。此允许简单高速缓存系统使用最小量的随机存取存储器(RAM)。举例 来说，将五个触摸数据列存储于一高速缓冲存储器中。五个列是连续的且高速缓存窗可跨 越触摸传感器102的列104-次一个列104地移动。预期且在本发明的范围内，五个以上或五 个以下的触摸数据列可存储于高速缓冲存储器中且自其经处理，及/或可替代地使用按行 而非列的自电容扫描。本文中的所有描述可同样地适用于行的自电容扫描接着对选自自电 容扫描数据的所述行的按列的互电容扫描。
[0134] 每当请求第一或第二层列节点（电容传感器104)的互扫描时，其可首先从高速缓 冲存储器调用。如果所请求节点触摸数据存在于高速缓冲存储器中，那么高速缓冲存储器 传回所述第一或第二层列节点的所请求触摸数据。然而，如果所请求触摸数据不存在于高 速缓冲存储器中，那么可发生以下情况：1)如果所请求触摸数据的列在高速缓存窗的范围 中，那么对所述列执行互扫描且将触摸数据新增到高速缓冲存储器，或2)如果所请求触摸 数据的列不在当前高速缓存窗的范围中，那么使高速缓存窗范围移位且对新列执行互扫描 且将所得触摸数据从新高速缓存窗新增到高速缓冲存储器。
[0135] 参考图9,其绘示根据本发明的特定实例性实施例的针对两个触摸峰值检测数据 的自扫描值的图表及互扫描值的表。由于仅在一个轴(例如，一个列）中执行自扫描，因此对 相差单个列的两个触摸可能仅展示单个峰值。针对图9中所展示的实例性数据值，可已发生 两个触摸，一个在自扫描数据值422处且另一个指示于自扫描数据值420处。在未知晓斜率 改变大于2:1的情况下，由自扫描数据值420表示的潜在触摸可已被遗漏。第一触摸可引起 数据值422且第二触摸可引起数据值420。峰值检测510及微调512(图5)的过程(如上文中所 描述)可进一步如本文中所描述定义这些多重触摸。一旦已定义每一多重触摸，便可确定其 力及相关联的其相应触摸。
[0136] 参考图24,其绘示根据本发明的特定实例性实施例的手的手指触摸触摸传感器的 表面的示意性平面图。用户的手（通常由编号2400表示）可悬停于触摸传感器102的面（例 如，触摸屏或面板)上，所述触摸传感器的面具有多个位置使得当所述多个位置中的至少一 者由手2400的手指2402触摸时，所述位置及触摸传感器102的面上的对其的力经检测且经 存储以用于进一步处理，如本文中所揭示。举例来说，手指2402在触摸传感器102的面上的 轻触摸可选择由与所述触摸传感器成整体的视觉显示器显示的物体(未展示）。在手指2402 稍微较强硬地按压于触摸位置处之后，选定物体即刻可锁定于适当位置中。更强硬地按压 锁定物体且接着做使物体移动的手势可释放对物体的锁定。按压物体(未展示)的另一实例 选择物体，接着较强硬按压固定物体的位置。释放物体上的压力（力)接着再次强硬按压所 述物体将释放物体以再次移动。
[0137] 参考图25,其绘示根据本发明的另一特定实例性实施例的手的两个手指触摸触摸 传感器的表面的示意性平面图。触摸传感器102的左侧部分上方的手指2504及触摸传感器 102的右侧部分上方的另一手指2506可用于使由与所述触摸传感器成整体的视觉显示器所 显示的物体(未展示)旋转。举例来说，当左定向手指2504比右定向手指2506强硬地按压时， 物体可围绕与手腕/手臂的轴平行的轴逆时针旋转。当右定向手指2506比左定向手指2504 强硬地按压时，物体可围绕与手腕/手臂的轴平行的所述轴顺时针旋转。当手腕旋转同时手 指2504及2506触摸触摸传感器102的表面时，物体(未展示)可大体上垂直于手腕/手臂的轴 (与触摸传感器102的面大体上平行)且沿手指2504及2506的旋转的方向旋转。
[0138] 参考图26,其绘示根据本发明的另一特定实例性实施例的手的手指触摸投射于触 摸传感器的表面上的物体的示意性平面图。用手指2402在触摸传感器102的面上在物体 2608上方按压可用于比例调整物体的大小。举例来说，由手指2402进行的按压(触摸）的力 越大，物体可被显示的大小越大。物体可保持处于新较大大小或可与施加到触摸传感器的 面的力成比例地变化大小，例如，较强硬按压将产生较大大小的物体且较柔和按压将产生 较小大小的物体。物体的大小可因由手指2402施加到触摸传感器102的面的力的量而变。
[0139] 参考图27,其绘示根据本发明的另一特定实例性实施例的手的手指触摸投射于触 摸传感器的表面上的文档的示意性平面图。文档2710可安置于触摸传感器102的面上。由手 指2402到文档2710的一部分的足够力的触摸可用于翻阅所述文档的页面。手指2402移动 (举例来说但不限于，向右)可移除文档2710的当前可见页面。在另一新文档(未展示）附近 按压经移除页面可用于翻阅新文档(未展示)及/或可允许将移除页面插入到新文档中。举 例来说，按压文档2710翻阅文档页面堆叠。如果手指2402接着使文档移离，那么可移除选定 页面。靠近文档按压单个页面可翻阅文档且接着可在将所述页面拖曳于所述文档上方时插 入所述页面。
[0140] 参考图28,其绘示根据本发明的另一特定实例性实施例的手的手指触摸透射于触 摸传感器的表面上的数字的一个数位的示意性平面图。至少一个数字或字母(例如，字母数 字字符2814)可显示于触摸传感器的面上。手指2402可按压字符2814的一部分，其中手指 2402的力的量可相应地致使字符2814的值以字母数字方式增加或减少。当字符2814为所要 值时，接着手指2402可(例如）向上、向下或侧向滑落以留下对字符2814的编辑。可通过将手 指2402按压字符2814的上部部分上而控制字母数字值的增加，且可通过将手指2402按压字 符2814的下部部分而控制字母数字值的减少。字母数字值的增加或减少的速度可与由手指 2402施加到触摸传感器102的表面的力的量成比例。可使用一个以上手指以同时增加及/或 减少一个以上字母数字字符。举例来说，手指2402可按压数字(经展示为124779)的单个数 位2814,借此单个数位2814依序翻阅数值(例如，0到9)。当替换所要数值时，手指2402可从 所述数位拖离以留下选定数值。
[0141] 参考图13到23,其绘示根据本发明的特定实例性实施例的用于触摸解码及所解码 触摸的力确定的示意性过程流程图。图13展示用于具触摸传感器102能力的装置的多点触 摸解码及力确定的可能过程的大体概述。预期且在本发明的范围内，更多、更少及/或某些 不同过程可与具触摸传感器102能力的装置一起利用且仍在本发明的范围、意图及精神内。 在步骤1050中，装置经起动、致动等，当在步骤1052中时，将电力施加到装置。在步骤1054 中，装置可经初始化，且此后在步骤1056中可起始触摸识别504过程。一旦步骤1056中的触 摸识别504过程已确定触摸位置，步骤1057便确定施加于所述触摸位置中的每一者处的力。 在步骤1058中，可对在步骤1056中识别的所述触摸执行触摸及力追踪。在步骤1060中，触摸 及力数据可进一步经处理(视需要），否则其可经发射到装置的处理及控制逻辑以用于在步 骤1062中装置的既定用途的显示及/或控制。
[0142] 在以下过程步骤的描述中，对"顶部"或"北侧"通道或节点的提及将意指在另一通 道或节点上面的通道或节点，对"底部"或"南侧"通道或节点的提及将意指在另一通道或节 点下面的通道或节点，对"左侧"或"西侧"通道或节点的提及将意指在另一通道或节点左侧 的通道或节点，且对"右侧"或"东侧"通道或节点的提及将意指在另一通道或节点右侧的通 道或节点。
[0143] 参考图14,下文中展示并描述触摸识别504过程的流程图。在步骤1102中，触摸识 另IJ504过程（图5)起始。在步骤1104中，可执行对一个轴上的所有通道(例如，所有列或所有 行）的自扫描。在步骤1106中，可检查第一自扫描值。在步骤1108中，可将(第一或后续）自扫 描值与自触摸阈值进行比较。
[0144]自峰值检测过程1100可包括步骤1110到1118，且为整体峰值检测510过程(图5)的 部分。如果自扫描值小于如在步骤1108中所确定的自触摸阈值，那么步骤1238(图15)可确 定是否存在将检查的任何额外自扫描值。然而，如果自扫描值等于或大于如步骤1108中所 确定的自触摸阈值，那么步骤1110可计算所述自扫描值与当前通道左侧的通道的自扫描值 之间的左斜率。接着步骤1112可计算自扫描值与当前通道右侧的通道的自扫描值之间的右 斜率。
[0145] 步骤1114确定左斜率是否可大于零(正斜率)且右斜率是否可小于零(负斜率），从 而识别峰值。如果在步骤1114中为肯定结果，那么步骤1120可对选自自扫描数据的通道的 每一节点执行互扫描测量。如果在步骤1114中为否定结果，那么步骤1116确定左斜率是否 可大于零(正斜率)且大于右斜率(举例来说但不限于可为大于右斜率2倍(两倍））。如果在 步骤1116中为肯定结果，那么在步骤1120中可对选定自扫描通道的每一节点执行互扫描测 量。如果在步骤1116中为否定结果，那么步骤1118确定左斜率是否可(举例来说但不限于） 小于零（负斜率)且大于右斜率百分比（例如，百分之五十(50))。如果在步骤1116中为肯定 结果，那么步骤1120可对选自自扫描数据的通道的每节点执行互扫描测量。如果在步骤 1116中为否定结果，那么步骤1238(图15)可基于其自扫描值确定是否存在将检查的任何额 外列。步骤1122可检查第一互扫描值。
[0146] 参考图15,互峰值检测过程1244可包括步骤1226到1234且为整体峰值检测过程 510(图5)的部分。步骤1224可将(第一或后续)互扫描值与互触摸阈值进行比较，其中如果 互扫描值小于互触摸阈值，那么步骤1236可确定是否存在将检查的任何额外互扫描值。然 而，如果互扫描值等于或大于互触摸阈值，那么步骤1226可计算下一互扫描值节点的斜率， 那么步骤1228可计算前一互扫描值节点的斜率。
[0147] 步骤1230确定下一斜率是否可小于零（负斜率)且前一斜率是否可大于零（正斜 率）。如果在步骤1230中为肯定结果，那么步骤1350(图16)可开始微调512过程及/或内插 514过程(图5)。如果在步骤1230中为否定结果，那么步骤1232确定下一斜率是否可(举例来 说但不限于)大于零(正斜率)且小于前一斜率的百分比。如果在步骤1232中为肯定结果，那 么步骤1350(图16)可开始微调512过程及/或内插514过程（图5)。如果在步骤1232中为否定 结果，那么步骤1234确定下一斜率是否可(举例来说但不限于)小于零(负斜率)且大于前一 斜率。如果在步骤1234中为肯定结果，那么步骤1350(图13)可开始微调512过程及/或内插 514过程（图5)。如果在步骤1234中为否定结果，那么步骤1236确定是否存在将检查的任何 额外互值。如果在步骤1236中为肯定结果，那么步骤1242可检查下一互值。如果在步骤1236 中为否定结果，那么步骤1238确定是否可存在将检查的任何额外自扫描值。如果在步骤 1238中为肯定结果，那么步骤1240检查下一自扫描值，所述步骤可返回到步骤1108(图14) 以用于对其进一步处理。如果在步骤1238中为否定结果，那么在步骤1244中触摸检测框架 可完成。
[0148] 参考图16到18,下文中展示并描述微调512及内插514过程（图5)的流程图。步骤 1350通过使用来自触摸识别504过程（图5)的峰值位置而开始微调512过程及/或内插514过 程且可包括以下过程步骤:步骤1352确定北侧是否可存在有效节点。如果在步骤1352中为 否定结果，那么继续到步骤1360。如果在步骤1352中为肯定结果，那么步骤1354可对北侧节 点进行互扫描测量。步骤1356确定北侧节点的互扫描数据是否可大于当前节点。如果在步 骤1356中为否定结果，那么继续到步骤1360。如果在步骤1356中为肯定结果，那么在步骤 1358中北侧节点可变成当前节点，且接着继续到步骤1486 (图17)。
[0149] 步骤1360确定南侧是否可存在有效节点。如果在步骤1360中为否定结果，那么继 续到步骤1470(图17)。如果在步骤1360中为肯定结果，那么步骤1362可对南侧节点进行互 扫描测量。步骤1364确定南侧节点的互扫描数据是否可大于当前节点。如果在步骤1364中 为否定结果，那么继续到步骤1470(图17)。如果在步骤1364中为肯定结果，那么在步骤1366 中南侧节点可变成当前节点，且接着继续到步骤1486 (图17)。
[0150]参考图17,步骤1470确定东侧是否可存在有效节点。如果在步骤1470中为否定结 果，那么继续到步骤1478。如果在步骤1470中为肯定结果，那么步骤1472可对东侧节点进行 互扫描测量。步骤1474确定东侧节点的互扫描数据是否可大于当前节点。如果在步骤1474 中为否定结果，那么继续到步骤1478。如果在步骤1474中为肯定结果，那么在步骤1476中东 侧节点可变成当前节点，且接着继续到步骤1486。
[0151] 步骤1478确定西侧是否可存在有效节点。如果在步骤1478中为否定结果，那么继 续到步骤1502(图18)。如果在步骤1478中为肯定结果，那么步骤1480可对西侧节点进行互 测量。步骤1482确定西侧节点的互扫描数据是否可大于当前节点。如果在步骤1482中为否 定结果，那么继续到步骤1502(图18)。如果在步骤1482中为肯定结果，那么在步骤1484中西 侧节点可变成当前节点。步骤I486确定选定节点处是否可已存在触摸点。如果在步骤1486 中为否定结果，那么继续到步骤1352(图16)。如果在步骤1486中为肯定结果，那么步骤1488 可消除当前峰值，且接着继续到步骤1236(图15)。
[0152] 参考图18，内插514过程的流程图可包括步骤1502到1518。步骤1502确定左侧是否 可存在有效节点。如果在步骤1502中为否定结果，那么继续到步骤1510,其中可将左侧节点 值定义为中心值减去右侧值，接着继续到步骤1506。如果在步骤1502中为肯定结果，那么步 骤1504可对左侧节点执行互扫描测量。接着步骤1506确定右侧是否可存在有效节点。如果 在步骤1506中为否定结果，那么继续到步骤1512,其中可将右侧节点值定义为中心值减去 左侧值，接着继续到步骤1516。如果在步骤1506中为肯定结果，那么步骤1508可对右侧节点 执行互扫描测量。步骤1516可通过以下步骤确定精细位置:从右值减去左值，将其差除以中 心值，且接着将结果乘以(举例来说但不限于)数字64。预期且在本发明的范围及精神内，如 触摸检测及追踪领域的技术人员可通过具有基于本发明的教示的知识而容易地实施，可使 用确定有效峰值及节点的诸多方式。
[0153] 在步骤1516已完成上文所提及计算之后，步骤1514确定是否已对每一轴执行内插 514。如果在步骤1514中为否定结果，那么步骤1518可对另一轴进行内插，此后可重复步骤 1502到1516,其中在每一步骤中"上面"替代"左侧"且"下面"替代"右侧"。如果在步骤1514 中为肯定结果，那么步骤1520可将此触摸点新增到所有所检测触摸点的列表中。接着，步骤 1522可返回到步骤1236(图15)以用于将检查的任何额外互扫描值。
[0154] 参考图19,下文中展示并描述力识别505过程的流程图。在于步骤1520(图18)中新 增新触摸点之后，步骤1550开始确定在所述触摸点处施加到触摸传感器102的力的过程。在 执行对触摸传感器102的所有点的"无触摸"校准扫描之后，触摸传感器102上的每一点的未 经触摸互电容可存储于数字处理器106的存储器中。当将力施加到触摸位置时，所述触摸位 置的互电容的值将增加。在步骤1552中，可确定互电容改变，且在步骤1554中，互电容改变 可转换成力值。一旦确定此力值，便可在步骤1556中使力值与新触摸点相关联且将所述力 值存储于所有所检测触摸的列表中。
[0155] 参考图20、21及22,下文中展示并描述触摸及力追踪506过程的流程图。在步骤 1602中，可通过使用先前找到及当前触摸位置而开始触摸及力追踪506过程。步骤1604确定 是否可存在任何当前触摸位置。如果在步骤1604中为肯定结果，那么步骤1606可选择当前 触摸位置中的第一者，且此后可继续到步骤1722(图21)。如果在步骤1604中为否定结果，那 么步骤1610确定是否可存在任何前一触摸位置。如果在步骤1610中为肯定结果，那么步骤 1612可选择第一个前一触摸位置。如果在步骤1610中为否定结果，那么在步骤1611处追踪 完成。
[0156] 步骤1614确定前一触摸位置是否可与当前触摸位置相关联。如果在步骤1614中为 否定结果，那么步骤1608可断言"触摸不再存在于前一触摸位置处，停止追踪"的输出，且接 着返回到步骤1616。如果在步骤1614中为肯定结果，那么步骤1616确定是否可存在任何更 多前一触摸位置。如果在步骤1616中为否定结果，那么在步骤1620处追踪触摸位置完成且 触摸位置数据可作为数据输出508(图5)发射以用于由微控制器112(图1)进一步处理。如果 在步骤1616中为肯定结果，那么步骤1618可选择下一个前一触摸位置，且此后返回到步骤 1614。
[0157] 参考图21，步骤1722确定是否可存在任何前一触摸位置。如果在步骤1722中为否 定结果，那么继续到步骤1868(图22)，其中在当前位置处"识别将追踪的新触摸"，且此后继 续到步骤1856(图22)。如果在步骤1722中为肯定结果，那么步骤1724可将暂时加权值设定 为最大加权值。步骤1726可选择前一触摸位置中的第一者。接着步骤1728可测量选定当前 触摸位置与选定前一触摸位置之间的距离以确定其间的当前距离(加权值）。步骤1730确定 当前加权值是否可小于暂时加权值。如果在步骤1730中为肯定结果，那么步骤1732可将暂 时加权值设定为当前加权值且此后可将选定前一触摸位置记录为暂时位置且继续到步骤 1734。如果在步骤1730中为否定结果，那么步骤1734确定是否可存在更多前一触摸位置。如 果在步骤1734中为肯定结果，那么步骤1736可选择下一个前一触摸位置，且此后返回到步 骤1728。如果在步骤1734中为否定结果，那么步骤1738确定暂时位置是否可已指派给不同 当前位置。如果在步骤1738中为肯定结果，那么步骤1740可计算当前位置及经指派当前位 置的下一最糟加权值，且此后继续到步骤1860(图22)。如果在步骤1738中为否定结果，那么 继续到步骤1850(图22)。
[0158] 参考图22,步骤1850确定加权值是否可低于最大关联性阈值。如果在步骤1850中 为否定结果，那么步骤1854可识别新触摸位置以用于追踪。如果在步骤1850中为肯定结果， 那么步骤1852可指派新暂时位置到当前位置且接着继续到步骤1856。步骤1860确定当前位 置的下一最糟加权值是否可小于所指派位置的下一最糟加权值。如果在步骤I860中为肯定 结果，那么步骤1862可将暂时位置设定为下一最糟位置且此后继续到步骤1856。如果在步 骤1860中为否定结果，那么步骤1864可将所指派位置设定为下一最糟加权值。步骤1866可 选择经移动指派位置且此后返回到步骤1722(图21)。步骤1856确定是否可存在更多当前触 摸位置。如果在步骤1856中为肯定结果，那么步骤1858可选择下一当前触摸位置且此后返 回到步骤1722(图21)。
[0159] 参考图23,其绘示根据本发明的特定实例性实施例的列高速缓冲存储器的过程流 程图。步骤1902可接收互扫描位置请求。步骤1904确定所请求互扫描区域位置是否可存储 于高速缓冲存储器中。如果在步骤1904中为肯定结果，那么步骤1920确定存储于高速缓冲 存储器中的互扫描数据是否可为有效的。如果在步骤1920中为肯定结果，那么步骤1922可 将互扫描数据传回到高速缓冲存储器。如果在步骤1920中为否定结果，那么步骤1918可在 所请求位置处执行互扫描，其中步骤1916可将互扫描数据写入到高速缓冲存储器中的一位 置且接着返回到步骤1922。
[0160] 如果在步骤1904中为否定结果，那么步骤1906确定所请求触摸位置是否可超出高 速缓冲存储器的右侧边缘。如果在步骤1906中为肯定结果，那么步骤1908可从高速缓冲存 储器解除分配最左侧互扫描数据列。在步骤1910中，可将经解除分配的互扫描数据分配到 高速缓冲存储器的右侧边缘以便使其边缘值移动，且此后返回到步骤1904。如果在步骤 1906中为否定结果，那么步骤1914可从高速缓冲存储器解除分配最右侧数据列。在步骤 1912中，可将经解除分配的互扫描数据分配到高速缓冲存储器的左侧边缘以便使其边缘值 移动，且此后返回到步骤1904。
[0161] 尽管已参考本发明的实例性实施例来描绘、描述及定义本发明的实施例，但此类 参考并不意味着对本发明的限制，且不应推断出存在此限制。所揭示的标的物能够在形式 及功能上具有大量修改、变更及等效形式，相关领域并受益于本发明的技术人员将会联想 到这些修改、变更及等效形式。本发明所描绘及所描述实施例仅作为实例，而并非是对本发 明范围的穷尽性说明。
【主权项】
1. 一种用于解码触摸感测表面上的多重触摸及其力的方法，所述方法包括以下步骤： 扫描在一轴上对准的多个通道以确定所述多个通道中的每一者的自电容值； 比较所述自电容值以确定所述通道中的哪一个通道具有局部最大自电容值； 扫描具有所述局部最大自电容值的所述至少一个通道的多个节点以确定所述节点的 互值； 比较所述互值以确定所述节点中的哪一个节点具有最大互电容值，其中所述局部最大 自电容值通道上具有所述最大互电容值的所述节点是潜在触摸位置;及 依据在无触摸期间及在对所述潜在触摸位置的触摸期间在所述潜在触摸位置处的所 述节点的所述互电容值的改变来确定所述潜在触摸位置处的力。2. 根据权利要求1所述的方法，其进一步包括以下步骤： 确定所述自值中的至少一者是否大于自触摸阈值，其中 如果是，那么继续到所述扫描具有所述最大自值的所述至少一个通道的多个节点的步 骤，且 如果否，那么以完成的方式结束触摸检测框架。3. 根据权利要求1所述的方法，其进一步包括以下步骤： 确定所述至少一个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个自值减去在所述至少一个通道左侧的通道的自值，且 所述右斜率值等于所述至少一个自值减去在所述至少一个通道右侧的通道的自值。4. 根据权利要求3所述的方法，其进一步包括以下步骤： 确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，那么返回到所述扫描所述至少一个通道的所述多个节点的步骤，且 如果否，那么继续到下一步骤； 确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，那么返回到所述扫描所述至少一个通道的所述多个节点的步骤，且 如果否，那么继续到下一步骤； 确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，那么返回到所述扫描所述至少一个通道的所述多个节点的步骤，且 如果否，那么继续到下一步骤； 确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确定所述自值中的至少一者是否大于自触摸阈 值的步骤，且 如果否，那么以完成的方式结束触摸检测框架。5. 根据权利要求2所述的方法，其进一步包括以下步骤： 确定所述互值中的至少一者是否大于互触摸阈值，其中 如果是，那么继续到所述扫描具有所述最大自值的所述至少一个通道的多个节点的步 骤，且 如果否，那么以完成的方式结束所述触摸检测框架。6. 根据权利要求5所述的方法，其进一步包括以下步骤： 确定下一斜率值，其中所述下一斜率值等于当前互值减去下一节点的下一互值;及 确定前一斜率值，其中所述前一斜率值等于所述当前互值减去前一节点的前一互值。7. 根据权利要求6所述的方法，其进一步包括以下步骤： 确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，那么开始验证所述节点的步骤，且 如果否，那么继续到下一步骤； 确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，那么起始所述验证所述节点的步骤，且 如果否，那么继续到下一步骤； 确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，那么起始所述验证所述节点的步骤，且 如果否，那么继续到下一步骤； 确定是否存在另一互值，其中 如果是，那么返回到所述确定所述互值中的至少一者是否大于所述互触摸阈值的步 骤，且 如果否，那么继续到下一步骤;及 确定是否存在另一自值，其中 如果是，那么检查另一自值且返回到所述确定所述自值中的至少一者是否大于自触摸 阈值的步骤，且 如果否，那么以完成的方式结束所述触摸检测框架。8. 根据权利要求7所述的方法，其中所述验证所述节点的步骤包括以下步骤： 将具有局部最大互值的所述节点识别为当前节点； 确定在所述当前节点北侧是否存在有效节点，其中 如果否，那么继续到确定在所述当前节点南侧是否存在有效节点的步骤，且 如果是，那么对所述北侧节点执行互测量且继续到下一步骤； 确定所述北侧节点是否大于所述当前节点， 如果是，那么使所述北侧节点成为所述当前节点且继续到确定此节点处是否已存在触 摸点的步骤，且 如果否，那么继续到下一步骤； 确定在所述当前节点南侧是否存在有效节点，其中 如果否，那么继续到确定在所述当前节点东侧是否存在有效节点的步骤，且 如果是，那么对所述南侧节点执行互测量且继续到下一步骤； 确定所述南侧节点是否大于所述当前节点，其中 如果是，那么使所述南侧节点成为所述当前节点且继续到所述确定此节点处否已存在 触摸点的步骤，且 如果否，那么继续到下一步骤； 确定在所述当前节点东侧是否存在有效节点，其中 如果否，那么继续到确定在所述当前节点西侧是否存在有效节点的步骤，且 如果是，那么对所述东侧节点执行互测量且继续到下一步骤； 确定所述东侧节点是否大于所述当前节点， 如果是，那么使所述东侧节点成为所述当前节点且继续到所述确定此节点处是否已存 在触摸点的步骤，且 如果否，那么继续到下一步骤； 确定在所述当前节点西侧是否存在有效节点，其中 如果否，那么继续到确定在所述当前节点左侧是否存在有效节点的步骤，且 如果是，那么对所述西侧节点执行互测量且继续到下一步骤； 确定所述西侧节点是否大于所述当前节点， 如果是，那么使所述西侧节点成为所述当前节点且继续到所述确定此节点处是否已存 在触摸点的步骤，且 如果否，那么继续到下一步骤； 确定在所述当前节点左侧是否存在有效节点，其中 如果否，那么将左互值定义为中心互值减去右互值且继续到确定所述节点的精细位置 的步骤，且 如果是，那么对所述左侧节点执行互测量且继续到下一步骤； 确定在所述当前节点右侧是否存在有效节点，其中 如果否，那么将所述互值定义为所述中心互值减去所述左互值且继续到所述确定所述 节点的所述精细位置的步骤，且 如果是，那么对所述右侧节点执行互测量且继续到下一步骤； 通过以下步骤而定义所述节点的精细位置:从所述右值减去所述左值，将此差除以所 述中心值且将其结果乘以64,且继续到下一步骤;且 确定是否对每一轴执行内插，其中 如果是，那么将另一触摸点新增到所有所检测触摸点的列表且返回到确定是否存在额 外互值的步骤，且 如果否，那么通过使用另一轴的左侧节点及右侧节点而对所述另一轴进行内插以在所 述确定在所述当前节点左侧是否存在有效节点的步骤处再次开始。9. 一种用于确定在具有视觉显示器的触摸感测表面上的手势运动及其力的系统，所述 系统包括： 第一多个电极，其沿具有第一轴的平行定向布置，其中所述第一多个电极中的每一者 包括自电容； 第二多个电极，其沿具有大体上垂直于所述第一轴的第二轴的平行定向布置，所述第 一多个电极定位于所述第二多个电极上方且形成包括所述第一多个电极与所述第二多个 电极的重叠相交点的多个节点，其中所述多个节点中的每一者包括互电容； 柔性导电盖，其位于所述第一多个电极上方，其中所述柔性导电盖的面形成所述触摸 感测表面； 多个可变形间隔件，其介于所述柔性导电盖与所述第一多个电极之间，其中所述多个 可变形间隔件维持所述柔性导电盖与所述第一多个电极之间的距离； 数字处理器与存储器，其中所述数字处理器的数字输出耦合到所述第一多个电极及所 述第二多个电极； 模拟前端，其耦合到所述第一多个电极及所述第二多个电极； 模/数转换器ADC，其具有耦合到所述数字处理器的至少一个数字输出； 其中 通过所述模拟前端而针对所述第一多个电极中的每一者测量所述自电容的值， 将所述所测量自电容的所述值存储于所述存储器中； 通过所述模拟前端而测量所述第一电极中具有最大自电容值中的至少一者的至少一 个第一电极的所述节点的所述互电容的值， 将所述所测量互电容的所述值存储于所述存储器中；且 所述数字处理器使用所述所存储的自电容值及互电容值来确定手势运动及与其相关 联的施加到所述触摸感测表面的至少一个力。10. 根据权利要求9所述的系统，其中所述数字处理器、所述存储器、所述模拟前端及所 述ADC由数字装置提供。11. 根据权利要求10所述的系统，其中所述数字装置包括微控制器。12. 根据权利要求9所述的系统，其中所述柔性导电盖包括柔性金属衬底。13. 根据权利要求9所述的系统，其中所述柔性导电盖包括柔性非金属衬底及在其表面 上的导电涂层。14. 根据权利要求9所述的系统，其中所述柔性导电盖包括大体上透光柔性衬底及在所 述柔性衬底的表面上的氧化铟锡ITO涂层。15. 根据权利要求9所述的系统，其中所述柔性导电盖包括大体上透光柔性衬底及在所 述柔性衬底的表面上的氧化锑锡ΑΤΟ涂层。16. -种根据权利要求9的用于确定手势运动及与其相关联的至少一个力的方法，所述 方法包括以下步骤： 通过用第一力触摸在视觉显示器中所展示的物体而选择所述物体。17. 根据权利要求16所述的方法，其进一步包括以下步骤:通过用第二力触摸所述物体 而将所述物体锁定于适当位置中。18. 根据权利要求17所述的方法，其进一步包括以下步骤:通过用第三力触摸所述物体 且使所述触摸沿一方向跨越所述触摸感测表面移动而释放对所述物体的所述锁定。19. 根据权利要求17所述的方法，其进一步包括以下步骤:通过移除对所述物体的以第 一力进行的所述触摸且接着以第二力再次触摸所述物体而释放对所述物体的所述锁定。20. 根据权利要求19所述的方法，其中所述第二力大于所述第一力。21. -种根据权利要求9的用于确定手势运动及与其相关联的至少一个力的方法，所述 方法包括以下步骤： 用第一力触摸视觉显示器中所展示的物体的右侧部分； 用第二力触摸所述物体的左侧部分； 其中当所述第一力大于所述第二力时，所述物体沿第一方向旋转，且当所述第二力大 于所述第一力时，所述物体沿第二方向旋转。22. 根据权利要求21所述的方法，其中所述第一方向是顺时针且所述第二方向是逆时 针。23. 根据权利要求21所述的方法，其中当所述物体的所述左侧部分处的所述触摸朝向 所述物体的所述右侧部分移动时，所述物体沿第三方向旋转，且当所述物体的所述右侧部 分处的所述触摸朝向所述物体的所述左侧部分移动时，所述物体沿第四方向旋转。24. 根据权利要求23所述的方法，其中所述第一方向及所述第二方向大体上垂直于所 述第三方向及所述第四方向。25. -种根据权利要求9的用于确定手势运动及与其相关联的至少一个力的方法，所述 方法包括以下步骤： 通过用一力触摸视觉显示器中所展示的物体的一部分而改变所述物体的大小，其中所 述力越大，所述物体的所述大小变得越大。26. 根据权利要求25所述的方法，其中当从所述物体移离所述触摸及所述力时，所述物 体的所述大小为固定的。27. 根据权利要求25所述的方法，其中所述物体的所述大小与施加到所述物体的力的 量成比例地变化。28. -种根据权利要求9的用于确定手势运动及与其相关联的至少一个力的方法，所述 方法包括以下步骤： 通过用足以翻阅视觉显示器中所展示的文档的页面的力触摸所述文档的一部分而处 置所述页面。29. 根据权利要求28所述的方法，其进一步包括以下步骤:通过使当前可见页面处的触 摸沿与所述触摸感测表面平行的第一方向移动而移除所述当前可见页面。30. 根据权利要求29所述的方法，其进一步包括以下步骤:通过在新文档附近用所述力 触摸所述经移除页面而将所述经移除页面插入到所述新文档中。31. -种根据权利要求9的用于确定手势运动及与其相关联的至少一个力的方法，所述 方法包括以下步骤： 通过用不同力触摸视觉显示器中所展示的字母数字字符而改变所述字母数字字符的 值，其中第一力将致使所述字母数字字符递增且第二力将致使所述字母数字字符递减。32. 根据权利要求31所述的方法，其中当从所述字母数字字符且平行于所述触摸感测 表面移离所述触摸时，锁定所述字母数字字符的所述值。33. -种根据权利要求9的用于确定手势运动及与其相关联的至少一个力的方法，所述 方法包括以下步骤： 通过用一力触摸视觉显示器中所展示的字母数字字符的上部部分而使所述字母数字 字符的值递增;及 通过用所述力触摸所述字母数字字符的下部部分而使所述字母数字字符的所述值递 减。34. 根据权利要求33所述的方法，其中当从所述字母数字字符且平行于所述触摸感测 表面移离所述触摸时，锁定所述字母数字字符的所述值。35. 根据权利要求33所述的方法，其中使所述字母数字字符的所述值递增或递减的速 度与分别施加到所述字母数字字符的上部部分或下部部分的所述力的量值成比例。36. 根据权利要求31所述的方法，其中所述字母数字字符为数字。37. 根据权利要求31所述的方法，其中所述字母数字字符为字母表的字母。
【文档编号】G06F3/044GK106030463SQ201580009205
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年4月15日
【发明人】杰里·哈诺尔, 兰斯·拉蒙特, 基思·E·柯蒂斯
【申请人】密克罗奇普技术公司