[发明专利]用于检测持续接触的方法及相应设备

说明书

本发明涉及一种使用声信号的分析来确定用户在对象表面上执行的触摸事件的持续接触(也称为保持动作)的位置和持续时间的方法，并涉及一种用于执行这种方法的设备。

使用声信号来确定设备触觉表面上碰撞的位置的触敏设备基于对用户触摸该设备时设备中弯曲波传播的分析。通过在对象中由例如拖动动作期间的碰撞或摩擦产生振动，用户实际上生成用于定位触敏时间的振动信号。EP 1512116A1描述了一种使用声信号来定位碰撞位置的方法。

然而，上述声学方法的缺陷在于，一旦声信号不再存在，该方法就无法再区分其中用户仍然触摸表面的状态(也称为保持动作，与持续的计算机鼠标点击相当)与其中用户不再触摸表面的状态。确实，在保持动作期间，不产生振动，从而不产生弯曲波。然而，保持动作对于触敏表面而言是重要的特征，因为在现今的普通用户接口中，普遍使用“点击按下”特征。此外，该“保持”特征在例如电容性、表面声波或电阻性等其他触摸技术中也是固有地存在的。

WO 2006/039033提出了基于对触摸板位移或触摸板弯曲的测量，或者基于对低频信号是否存在的测量，来识别单个保持动作，其中低频信号可能由于交互表面上手指的存在而产生。WO 2005/0066755提出了使用自适应滤波处理感应出弯曲波信号并将其与未触摸状况信号相比较，其中该自适应滤波处理使用对弯曲波信号进行消除的滤波系数。在WO 2005/0066755使用的系统中，需要布置用户接口，使得能够防止任何信号反射。然而，该提出的处理看起来要么无法可靠地检测持续接触，要么处理的实施繁重，特别对于需要抑制信号反射的系统来说。此外，该处理使用感应的弯曲波信号，这相当耗能，使得不可能用于电池运行的设备，例如移动电话等。

因此，本发明的目的是提供一种基于声信号确定触摸事件位置的改进方法，其也能够可靠地确定持续接触的持续时间，以实现触摸和保持功能。本发明的第二目的是将触摸和保持功能扩展到多触摸和保持情况，其中用户和用户接口间的持续交互同时发生在多于一个的位置处。

利用根据权利要求1的方法实现该目的。用于确定用户在对象表面上执行的触摸事件的持续接触的位置和持续时间的本发明方法包括步骤：a)具体基于表面上触摸碰撞所产生的声信号，确定触摸事件的位置，以及b)基于换能器在对象中或对象上产生的信号的扰动，确定触摸事件的持续时间，该方法的特征在于步骤b)包括分析位于或接近对象的N个固有频率处产生的信号，N等于或大于1。

因此，本发明方法将无源声学技术与有源声学技术相结合，并针对有源声学部分利用了对对象固有频率的使用。在上下文中，属于“固有频率”是指在不存在例如手指或铁笔等任何其他元件触摸对象的情况下对象的固有频率。原理是使用激励器来产生由无源传感器感测的对象中的弯曲波。由于所用频率位于或接近对象的固有频率，所以产生的信号的幅度可以相当高，从而可以将产生可利用信号所必需的功率保持得较低，这保持了低能耗。此外，由于固有频率上的谐振条件不在满足，所以对象边界条件的任何改变，例如对象表面上手指或铁笔的存在，会立即产生信号的扰动。可以容易地检测到该扰动，从而提供了可靠和低能量需求的保持检测方案。

使用所产生信号中的多于一个固有频率的附加优点在于，可以平均掉对象整个表面上幅度分布的非同质性，从而进一步改善上述方法。

最后，通过使用固有频率，不再局限于用户接口设置来抑制信号反射了。

这里，属于“接近”表示典型地在固有频率的1％偏差内，从而在20kHz以上的声信号的范围中，这表示大约100到300Hz。

优选地，步骤a)可以包括粗略位置确定步骤，其基于对象中或对象上产生的信号的扰动，以及精细位置确定步骤，其基于触摸事件所产生的声信号。被扰动的信号不仅携带与对象上手指或铁笔的存在或不存在有关的信息，还可以携带与碰撞的位置有关的一些信息。

此外，优选地，在粗略位置确定步骤期间，可以确定比交互表面小的候选区域，在该候选区域内发生了触摸事件；并且在精细位置确定步骤期间，在该候选区域内确定触摸事件的位置。

为此，利用被扰动信号的特性的改变，特别是比率，这依据相对于用来感测被扰动信号的感测装置，碰撞的位置。精确碰撞定位确定步骤可以在候选区域内执行。由此，可以降低识别触摸位置所必要的计算量。