檢測觸摸輸入力的制作方法

檢測觸摸輸入力的制作方法
【專利摘要】公開了檢測觸摸輸入力。發送用于通過具有表面的傳播介質來對傳播信號進行傳播的信號。接收被表面上使用的某個力的量的觸摸輸入擾動的傳播信號。對所接收的信號進行處理以便確定與力的量相關聯的標識符。
【專利說明】檢測觸摸輸入力
[0001]對其它申請的交叉引用
本申請要求2011年11月18日提交的，名稱為TOUCH SCREEN SYSTEM UTILIZINGADDIT1NAL AXIS INFORMAT1N的美國臨時專利申請N0.61/561，697的優先權，通過引用的方式將上述美國臨時專利申請并入本文用于所有目的。
[0002]本申請要求2011年11月18日提交的，名稱為TOUCH SCREEN SYSTEM UTILIZINGADDIT1NAL AXIS INFORMAT1N FOR SELECTED APPLICAT1NS 的美國臨時專利申請 N0.61/561,660的優先權，通過引用的方式將上述美國臨時專利申請并入本文用于所有目的。
[0003]本申請要求2012年7月18日提交的，名稱為UTILIZING TOUCH PRESSUREINFORMAT1N IN GRAPHICAL USER INTERFACES 的美國臨時專利申請 N0.61/673，102 的優先權，通過引用的方式將上述美國臨時專利申請并入本文用于所有目的。
[0004]本申請是2012 年 4 月 19 日提交的，名稱為 METHOD AND APPARATUS FOR ACTIVEULTRASONIC TOUCH DEVICES的共同未決的美國專利申請N0.13/451，288的部分延續，通過引用的方式將上述美國專利申請并入本文用于所有目的，該美國專利申請要求2011年4月26 日提交的，名稱為 METHOD AND APPARATUS FOR ACTIVE ULTRASONIC TOUCH DEVICES 的美國臨時專利申請N0.61/479, 331的優先權，通過引用的方式將上述美國臨時專利申請并入本文用于所有目的。

【背景技術】
[0005]各種技術已經用于檢測顯示區域上的觸摸輸入。今天最流行的技術包括電容式和電阻式觸摸檢測技術。使用電阻式觸摸技術，玻璃面板通常涂覆多個導電層，當向這些層施加物理壓強來壓迫這些層進行物理接觸時，這些層記錄觸摸。使用電容式觸摸技術，玻璃面板通常涂覆可以保持對人的手指敏感的電荷的材料。通過檢測由于觸摸導致的電荷的變化，可以檢測觸摸位置。然而，在電阻式和電容式觸摸檢測技術的情況下，需要玻璃屏幕涂覆降低玻璃屏幕的清晰度的材料。另外，因為需要整個玻璃屏幕涂覆材料，因此，隨著期望更大的屏幕，制造和部件成本會變得極其昂貴。
[0006]另一種類型的觸摸檢測技術包括表面聲波技術。一個不例包括Elo觸摸系統聲脈沖識別，通常被稱為 APR，其由位于 301 Constitut1n Drive, Menlo Park, CA 94025 的Elo觸摸系統(Elo Touch Systems)制造。APR系統包括附著到觸摸屏玻璃邊緣的轉換器，其揀拾由于觸摸導致的在玻璃上發出的聲音。然而，表面玻璃可能揀拾到其它外部聲音和振動，這降低了 APR系統有效地檢測觸摸輸入的精度和有效性。另一個示例包括基于表面聲波的技術，其通常被稱為SAW，例如Elo觸摸系統的Elo IntelliTouch Plus (TM)。SAW技術使用觸摸屏上的反射器以引導模式發送超聲波來檢測觸摸。然而，以引導模式發送超聲波增加了成本，并且可能難以實現。使用SAW或APR技術，檢測諸如多點觸摸輸入的另外類型的輸入可能是不可能的或者可能是困難的。
[0007]另外，當前的觸摸檢測技術不能可靠、精確并高效地檢測觸摸輸入的壓強或力。雖然之前進行了嘗試來通過測量觸摸輸入的相對尺寸(例如，當手指較用力地壓在屏幕上時，手指接觸屏幕的面積按比例增加)來檢測觸摸輸入的壓強，但當使用硬的手寫筆或不同尺寸的手指時，這些嘗試會產生不可靠的結果。因此，存在對用于檢測表面上的輸入的更好的方式的需要。一旦可以可靠地檢測到觸摸輸入的力或壓強，就可以提供使用力或壓強的用戶接口交互。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]在下面的【具體實施方式】和附圖中公開了本發明的各個實施例。
[0009]圖1是示出用于檢測表面擾動的系統的實施例的框圖。
[0010]圖2是示出用于檢測觸摸輸入的系統的實施例的框圖。
[0011]圖3是示出用于校準并驗證觸摸檢測的過程的實施例的流程圖。
[0012]圖4是示出用于檢測用戶觸摸輸入的過程的實施例的流程圖。
[0013]圖5是示出用于確定與表面上的擾動相關聯的位置的過程的實施例的流程圖。
[0014]圖6是示出用于確定與擾動相關聯的位置的過程的實施例的流程圖。
[0015]圖7是示出用于確定與用戶輸入相關聯的力的過程的實施例的流程圖。
[0016]圖8是示出用于確定用來確定力的強度標識符的數據結構條目的過程的實施例的流程圖。
[0017]圖9包括示出測得的擾動的歸一化幅度值與所施加的力之間的關系的示例的曲線圖。
[0018]圖10是示出用于提供組合力的過程的實施例的流程圖。
[0019]圖11是示出用于提供用戶接口交互的過程的實施例的流程圖。
[0020]圖12是示出使用力信息來拖拽并將項目放入文件系統文件夾的示例用戶接口交互的圖。
[0021]圖13是示出使用力信息來提供上下文菜單的示例用戶接口交互的圖。
[0022]圖14和圖15是示出使用力信息來導航菜單的用戶接口交互的示例的圖。
[0023]圖16是示出使用力信息來與虛擬鍵盤進行交互的示例用戶接口交互的圖。
[0024]圖17和圖18是示出使用力信息來縮放并選擇用戶接口對象的示例用戶接口交互的圖。
[0025]圖19是示出檢測到的觸摸輸入力與音頻音量變化的方向之間的關系的示例的曲線圖。
[0026]圖20是示出使用力信息來與滾動條進行交互的示例用戶接口交互的圖。

【具體實施方式】
[0027]本發明可以以多種方式實現:包括作為過程；裝置；系統；物質成分；在計算機可讀存儲介質上體現的計算機程序產品；和/或處理器，諸如被配置為執行存儲在存儲器上和/或由耦合到處理器的存儲器提供的指令的處理器。在本說明書中，這些實現或者本發明可以采取的任何其它形式可以被稱為技術。總的來說，在本發明的范圍之內可以改變所公開的過程的步驟的順序。除非另有聲明，否則，描述為被配置為執行任務的組件(諸如處理器或存儲器)可以實現為暫時被配置為在給定時刻執行任務的一般性組件或者被制造為執行任務的特定組件。如本文中所使用的，術語“處理器”指的是被配置為處理數據(諸如計算機程序指令)的一個或多個設備、電路和/或處理核心。
[0028]下面連同說明本發明的原理的附圖提供了本發明的一個或多個實施例的具體描述。本發明是結合這些實施例描述的，但本發明并不受限于任何實施例。本發明的范圍僅由權利要求書限定，并且本發明包括大量替代方案、修改和等價物。在下面的描述中闡述了大量具體細節以便提供對本發明的透徹理解。出于示例的目的提供了這些細節，并且可以在沒有這些具體細節中的一些或全部細節的情況下根據權利要求書來實施本發明。為了清楚起見，沒有對與本發明相關的【技術領域】中已知的技術材料進行詳細描述，以免不必要地模糊本發明。
[0029]公開了對觸摸輸入的力的檢測。在一些實施例中，聲音轉換器通過觸摸輸入表面的介質來發送聲波。聲波可以被觸摸輸入散射，從而產生散射的聲波。聲檢測器檢測散射的聲波，并且聲檢測器輸出指示聲波的變化的信號，該信號指示與觸摸輸入相關聯的力的量。在一些實施例中，觸摸輸入的力與由觸摸輸入造成的觸摸表面介質的偏轉或移動相關聯。例如，當手指或手寫筆較用力地觸摸并推動觸摸輸入表面時，所檢測到的力的量也相應地變得更大。觸摸輸入的壓強是觸摸輸入的每單位面積的觸摸輸入的力。例如，觸摸輸入的總的力除以觸摸輸入的接觸面積等于觸摸輸入的壓強。雖然在本說明書中使用了觸摸輸入的力，但也可以使用觸摸輸入的壓強。在一些情況下，當用戶用指尖在表面(例如，觸摸屏幕顯示器)上較用力地推時，觸摸輸入的壓強可以保持基本恒定，因為由于指尖的柔軟性，與表面接觸的指尖的尺寸變得更大。為了檢測用戶在表面上較用力地推，可以使用觸摸輸入的總的力而不是觸摸輸入的壓強。在一些實施例中，觸摸輸入的力用于提供用戶接口交互。
[0030]在一些實施例中，檢測到顯示器屏幕的玻璃表面上的用戶觸摸輸入。在一些實施例中，諸如聲音或超聲信號的信號自由通過傳播介質傳播，其中表面使用耦合到介質的發射機。當表面被觸摸時，所傳播的信號受到擾動(例如，觸摸導致對所傳播的信號的干擾)。在一些實施例中，在耦合到傳播介質的傳感器處接收到受到擾動的信號。通過對所接收的信號進行處理并將其與未受擾動的預期信號進行比較，至少部分確定了與觸摸輸入相關聯的表面上的位置。例如，在多個傳感器處接收受到擾動的信號，并且在不同傳感器處接收到受擾動信號的時刻之間的相對時間差用于確定表面上的位置。在各個實施例中，觸摸包括使用人的手指、筆、指示器、觸控筆、和/或可以用于接觸或擾動表面的任何其它身體部位或對象與表面的物理接觸。在一些實施例中，觸摸包括輸入手勢和/或多點觸摸輸入。
[0031]在一些實施例中，受到擾動的信號用于確定與觸摸輸入相關聯的下列各項中的一個或多個:手勢、坐標位置、時間、時間幀、方向、速度、力的大小、接近程度、壓強、尺寸、以及其它可測量或導出的參數。在一些實施例中，通過檢測自由傳播的信號的擾動，與某些之前的觸摸檢測技術相比，觸摸輸入檢測技術可以在具有較小或沒有由于較大的表面區域所造成的額外成本的情況下應用于較大的表面區域。另外，與電阻式和電容式觸摸技術相比，觸摸屏的光學透明度可以不必受到影響。僅通過舉例的方式，本文中描述的觸摸檢測可以應用于各種對象，諸如公用電話亭、ATM、計算設備、娛樂設備、數字標牌裝置、蜂窩電話、平板計算機、銷售點終端、食品和餐飲裝置、游戲設備、娛樂場游戲和應用、一件家具、車輛、工業應用、金融應用、醫療設備、器件，以及具有表面的任何其它對象或設備。
[0032]圖1是示出用于檢測表面擾動的系統的實施例的框圖。在一些實施例中，圖1中示出的系統包括在下列各項中:公用電話亭、ATM、計算設備、娛樂設備、數字標牌裝置、蜂窩電話、平板計算機、銷售點終端、食品和餐飲裝置、游戲設備、娛樂場游戲和應用、一件家具、車輛、工業應用、金融應用、醫療設備、器件，以及具有表面的任何其它對象或設備。傳播信號介質102耦合到發射機104、106、108和110以及傳感器112、114、116和118。在各個實施例中，傳播介質包括下列各項中的一個或多個:面板、臺面、玻璃、屏幕、門、地板、白板、玻璃、塑料、木材、鋼、金屬、半導體、絕緣體、導體以及能夠傳播聲音或超聲信號的任何介質。例如，介質102是顯示器屏幕的玻璃。介質102的第一表面包括用戶可以觸摸以提供選擇輸入的表面區域，并且介質102的基本相對的表面耦合到圖1所示的發射機和傳感器。在各個實施例中，介質102的表面基本是平的、彎曲的或者它們的組合，并且可以被配置為諸如矩形、正方形、橢圓形、圓形、梯形、環形或者這些的任意組合等等的各種形狀。
[0033]發射機104、106、108和110的不例包括壓電轉換器、電磁轉換器、發射機、傳感器和/或能夠通過介質102傳播信號的任何其它發射機和轉換器。傳感器112、114、116和118的示例包括壓電轉換器、電磁轉換器、發射機和/或能夠檢測介質102上的信號的任何其它傳感器和轉換器。在一些實施例中，圖1所示的發射機和傳感器以允許在介質102的預先確定的區域中用戶輸入被檢測到的方式耦合到介質102。盡管示出了四個發射機和四個傳感器，但在其它實施例中，可以使用任意數量的發射機和任意數量的傳感器。例如，可以使用兩個發射機和三個傳感器。在一些實施例中，單個轉換器用作發射機和傳感器二者。例如，發射機104和傳感器112表示單個壓電轉換器。在示出的示例中，發射機104可以通過介質102傳播信號。傳感器112、114、116和118接收所傳播的信號。在另一個實施例中，圖1中的發射機/傳感器經由封裝和/或膠材料和/或緊固件附著到耦合到介質102的軟電纜。
[0034]觸摸檢測器120連接到圖1所示的發射機和傳感器。在一些實施例中，檢測器120包括下列各項中的一個或多個:集成電路芯片、印刷電路板、處理器以及其它電組件和連接器。檢測器120確定并發送要由發射機104、106、108和110傳播的信號。檢測器120還接收由傳感器112、114、116和118檢測到的信號。接收到的信號由檢測器120處理，以便確定在與擾動相關聯的介質102的表面上的位置處是否檢測到了與用戶輸入相關聯的擾動。檢測器120與應用系統122通信。應用系統122使用由檢測器120提供的信息。例如，應用系統122從檢測器120接收與用戶觸摸輸入相關聯的坐標，其由應用系統122用于控制應用系統122的軟件應用。在一些實施例中，應用系統122包括處理器和/或存儲器/存儲。在其它實施例中，在單個處理器中至少部分包括/處理檢測器120和應用系統122。由檢測器120向應用系統122提供的數據的示例包括與用戶指示相關聯的下列各項中的一個或多個:介質102的表面的位置坐標、手勢、同時進行的用戶指示(例如，多點觸摸輸入)、時間、狀態、方向、速度、力的大小、接近程度、壓強、尺寸以及其它可測量或導出的信息。
[0035]在一些實施例中，在介質102的表面上的位置130處接收觸摸輸入。例如，用戶在位置130處觸摸介質102的表面。在一些實施例中，發射機104、106、108和110中的一個或多個發射機發送通過介質102傳播的一個或多個活動信號。位置130處的觸摸輸入擾動(例如，散射)一個或多個所傳播的信號，并且在傳感器112、114、116和118處接收受到擾動的信號。通過測量一個或多個所傳播的信號的一個或多個擾動，可以確定與觸摸輸入相關聯的位置和/或力。
[0036]圖2是示出用于檢測觸摸輸入的系統的實施例的框圖。在一些實施例中，觸摸檢測器202包括在圖1的觸摸檢測器120中。在一些實施例中，圖2的系統集成在集成電路芯片中。觸摸檢測器202包括向檢測器202的一個或多個其它組件提供同步系統時間源的系統時鐘204。控制器210控制微處理器206、接口 208、DSP引擎220和信號發生器212之間的數據流和/或命令。在一些實施例中，微處理器206對可用于對檢測器202的軟件/固件和/或過程數據進行編程的指令和/或計算進行處理。在一些實施例中，存儲器耦合到微處理器206，并且被配置為向微處理器206提供指令。信號發生器212生成用于傳播信號的信號，諸如由圖1的發射機104傳播的信號。例如，信號發生器212生成偽隨機二進制序列信號。驅動器214從發生器212接收信號，并驅動一個或多個發射機(諸如圖1的發射機104、106、108和110)以通過介質來傳播信號。
[0037]從傳感器(例如圖1的傳感器112)檢測到的信號由檢測器202接收，并且信號調節器216對所接收的模擬信號進行調節(例如，濾波)以便進行進一步處理。例如，信號調節器216接收由驅動器214輸出的信號，并對由信號調節器216接收的信號執行回聲消除。經調節的信號由模數轉換器218轉換成數字信號。經轉換的信號由數字信號處理器引擎220處理。例如，DSP引擎220將經轉換的信號與參考信號進行相關。微處理器206可以使用相關的結果來確定與用戶觸摸輸入相關聯的位置。在一些實施例中，DSP引擎確定與經轉換的信號和參考信號相關聯的幅度變化。微處理器206可以使用幅度變化來確定與用戶觸摸輸入相關聯的力。接口 208為微處理器206和控制器210提供允許外部組件對檢測器202進行訪問和/或控制的接口。例如，接口 208允許檢測器202與圖1的應用系統122通信，并向應用系統提供與用戶觸摸輸入相關聯的位置信息。
[0038]圖3是示出用于校準并驗證觸摸檢測的過程的實施例的流程圖。在一些實施例中，圖3的過程至少部分用于對圖1的系統和/或圖2的系統進行校準和驗證。在302處，確定信號發射機和傳感器相對于表面的位置。例如，圖1所示的發射機和傳感器的位置是相對于介質102的表面上的它們的位置來確定的。在一些實施例中，確定位置包括接收位置信息。在各個實施例中，這些位置中的一個或多個位置可以是固定的和/或可變的。
[0039]在304處，對信號發射機和傳感器進行校準。在一些實施例中，對發射機進行校準包括:對信號驅動器和/或發射機的特性(例如，強度)進行校準。在一些實施例中，對傳感器進行校準包括:對傳感器的特性(例如，靈敏度)進行校準。在一些實施例中，執行304的校準來優化覆蓋并改進要通過介質傳播的信號(例如，聲音或超聲)和/或要檢測的擾動的傳輸/檢測信噪比。例如，將圖1的系統和/或圖2的系統的一個或多個組件調諧到滿足信噪比要求。在一些實施例中，304的校準取決于傳輸/傳播介質的尺寸和類型，以及發射機/傳感器的幾何形狀配置。在一些實施例中，步驟304的校準包括:檢測發射機或傳感器的故障或老化。在一些實施例中，步驟304的校準包括:循環操作發射機和/或接收機。例如，為了增加壓電發射機和/或接收機的穩定性和可靠性，使用燒焊(burn-1n)信號來執行燒焊周期。在一些實施例中，步驟304包括:配置在預先確定的空間區域附近之內的至少一個感測設備，以便使用該感測設備捕捉與擾動相關聯的指示。擾動是在與預先確定的空間區域的選擇部分相對應的輸入信號的所選擇的部分中引起的。
[0040]在306處，對表面擾動檢測進行校準。在一些實施例中，通過介質(諸如圖1的介質102)傳播測試信號，以便當沒有施加擾動時確定預期感測到的信號。在一些實施例中，通過介質傳播測試信號，以便當在預先確定的位置處施加一個或多個預先確定的擾動(例如，預先確定的觸摸)時確定感測到的信號。使用感測到的信號，可以對一個或多個組件進行調整以便校準擾動檢測。
[0041]在308處，執行對觸摸檢測系統的驗證。例如，圖1和/或圖2的系統使用預先確定的擾動模式進行測試，以便確定檢測精度、檢測分辨率、多點觸摸檢測和/或響應時間。如果驗證失敗，可以至少部分重復圖3的過程，和/或可以在執行另一個驗證之前調整一個或多個組件。
[0042]圖4是示出用于檢測用戶觸摸輸入的過程的實施例的流程圖。在一些實施例中，圖4的過程至少部分實現在圖1的觸摸檢測器120和/或圖2的觸摸檢測器202上。在402處，發送可用于通過表面區域傳播活動信號的信號。在一些實施例中，發送信號包括:驅動(例如，使用圖2的驅動器214)諸如轉換器的發射機(例如，圖1的發射機104)來通過具有表面區域的傳播介質傳播活動信號(例如，聲音或超聲)。在一些實施例中，信號包括所選擇的用于優化信號的自相關(例如，導致窄/短峰)的序列。例如，信號包括ZadofT-Chu序列。在一些實施例中，信號包括使用或不使用調制的偽隨機二進制序列。在一些實施例中，所傳播的信號是聲音信號。在一些實施例中，所傳播的信號是超聲信號(例如，在人類聽覺范圍之外)。例如，所傳播的信號是20 kHz以上(例如，在80 kHz至100 kHz之間的范圍內)的信號。在其它實施例中，所傳播的信號可以在人類聽覺范圍之內。在一些實施例中，通過使用活動信號，當其由傳播介質上的傳感器接收時，可以通過檢測活動信號中的擾動檢測在表面區域上或表面區域附近的用戶輸入。通過使用活動信號而不是僅僅被動地監聽表面上的用戶觸摸指示，可以更加容易地辨別/濾出不可能與用戶觸摸指示相關聯的其它振動和擾動。在一些實施例中，除了接收來自用戶輸入的被動信號以便確定用戶輸入之外，還使用活動信號。
[0043]在404處，接收已被表面區域的擾動所擾動的活動信號。擾動可以與用戶觸摸指示相關聯。在一些實施例中，擾動導致正通過介質傳播的活動信號被衰減和/或延遲。在一些實施例中，活動信號的所選擇部分中的擾動與由用戶指示(例如，觸摸)的表面上的位置相對應。
[0044]在406處，對所接收的信號進行處理，以便至少部分確定與擾動相關聯的位置。在一些實施例中，確定位置包括:至少部分通過移除或減少所接收信號的不期望的分量，諸如由外來噪聲造成的擾動以及對檢測觸摸輸入沒有用的振動，從所接收的信號中提取所期望的信號。在一些實施例中，確定位置包括:將所接收的信號與沒有被擾動影響的參考信號進行比較。比較的結果可以與使用參考信號和在多個傳感器處接收的一個或多個其它信號所執行的其它比較的結果一起使用。在一些實施例中，位置是在該處用戶提供了觸摸輸入的表面區域上的位置(例如，位置坐標)。除了確定位置以外，在406處可以確定與擾動相關聯的下列信息中的一個或多個:手勢、同時進行的用戶指示(例如，多點觸摸輸入)、時間、狀態、方向、速度、力的大小、接近程度、壓強、尺寸以及其它可測量或導出的信息。在一些實施例中，如果使用所接收的信號不能確定位置和/或確定擾動不與用戶輸入相關聯，那么在406處沒有確定位置。可以提供和/或輸出在406處確定的信息。
[0045]雖然圖4示出了對已經被擾動的活動信號進行接收和處理，在一些實施例中，所接收的信號尚未被觸摸輸入擾動，并且對所接收的信號進行處理以便確定沒有檢測到觸摸輸入。可以提供和/或輸出沒有檢測到觸摸輸入的指示。
[0046]圖5是示出用于確定與表面上的擾動相關聯的位置的過程的實施例的流程圖。在一些實施例中，圖5的過程包括在圖4的406中。圖5的過程可以實現在圖1的觸摸檢測器120和/或圖2的觸摸檢測器202中。在502處，對所接收的信號進行調節。在一些實施例中，所接收的信號是包括偽隨機二進制序列的信號，其通過具有可以用于接收用戶輸入的表面的介質自由傳播。例如，所接收的信號是在圖4的404處接收的信號。在一些實施例中，對信號進行調節包括:濾波或以其它方式修改所接收的信號以便提升信號質量(例如，信噪比)，來對包括在所接收的信號和/或用戶觸摸輸入中的偽隨機二進制序列進行檢測。在一些實施例中，對所接收的信號進行調節包括:從信號外部噪聲和/或不可能與用戶觸摸指示相關聯的振動中進行濾出。
[0047]在504處，對在502處已經調節的信號執行模數信號轉換。在各個實施例中，可以使用任意數量的標準模數信號轉換器。所產生的數字信號用于在506處執行第一相關。在一些實施例中，執行第一相關包括:對經轉換的信號與參考信號進行相關。執行相關包括互相關或確定經轉換的信號與參考信號的卷積(例如，干涉)，以便在向信號中的一個信號施加時間滯后時測量這兩個信號的相似性。通過執行相關，可以對與參考信號最相對應的一部分經轉換的信號的位置進行定位。例如，可以將相關的結果繪制成在所接收和經轉換的信號之內的時間(例如，信號之間的時間滯后)對相似性的測量的曲線圖。相似性的測量的最大值的相關聯時間值對應于這兩個信號最相對應的位置。通過將該測得的時間值與不與觸摸指示擾動相關聯的參考時間值(例如，圖3的306處的)進行比較，可以確定由于由觸摸輸入造成的擾動而在所接收的信號上造成的時間延遲/偏移或相位差。在一些實施例中，通過測量所接收的信號在所確定的時刻的相對于參考信號的幅度/強度差異，可以確定與觸摸指示相關聯的力。在一些實施例中，至少部分基于通過介質傳播的信號(例如，基于所傳播的源偽隨機二進制序列信號)來確定參考信號。在一些實施例中，使用在圖3的306處的校準期間所確定的信息來至少部分確定參考信號。可以選擇參考信號從而可以簡化需要在相關期間執行的計算。例如，506中使用的參考信號是可以用于在所接收和經轉換的信號與參考信號之間相對較大的時間差(例如，滯后時間)上對參考信號進行高效相關的簡化的參考信號。
[0048]在508處，基于第一相關的結果來執行第二相關。執行第二相關包括:對504中的經轉換的信號與第二參考信號進行相關(例如，與步驟506類似的互相關或卷積)。與506中使用的第一參考信號相比，第二參考信號是更加復雜/詳細(例如，更高運算強度)的參考信號。在一些實施例中，在508中執行第二相關，因為在506中使用第二參考信號對于在506中需要進行相關的時間間隔來說運算強度可能太大。基于第一相關的結果來執行第二相關包括:使用確定作為第一相關的結果的一個或多個時間值。例如，使用第一相關的結果，確定了所接收的信號與第一參考信號之間最相關的可能時間值(例如，時間滯后)的范圍，并且第二相關是使用第二參考信號僅跨所確定的時間值的范圍執行的，以便精細調諧并確定與第二參考信號(并且，通過關聯，也是第一參考信號)匹配所接收的信號的位置最相對應的時間值。在各個實施例中，第一和第二相關用于確定所接收的信號中與由傳播介質的表面上的位置處的觸摸輸入造成的擾動相對應的一部分。在其它實施例中，第二相關是可選的。例如，僅執行單個相關步驟。
[0049]在510處，第二相關的結果用于至少部分確定與擾動相關聯的位置。在一些實施例中，確定位置包括:比較第二相關的信號最相關的所確定的時間值，并且將所確定的時間值與不與觸摸輸入擾動相關聯的參考時間值(例如，在圖3的306處確定的)進行比較，以便確定由于擾動(例如，由觸摸輸入造成的)在所接收的信號上造成的時間延遲/偏移或相位差。該時間延遲與在第一傳感器處接收到的信號相關聯，并且由于在其它傳感器處接收的其它信號處的擾動而造成的其它時間延遲用于計算擾動相對于這些傳感器位置的位置。通過使用傳感器相對于傳播了所接收的信號的介質表面的位置，可以確定擾動所起源的表面上的位置。
[0050]圖6是示出用于確定與擾動相關聯的位置的過程的實施例的流程圖。在一些實施例中，圖6的過程包括在圖5的510中。在602處，接收對由表面的擾動所擾動的多個信號執行的相關的多個結果。例如，接收在圖5的508處執行的相關的結果。在一些實施例中，使用發射機104來傳播信號，并且傳感器114、116和118分別接收由圖1的介質102的表面上或附近的觸摸輸入擾動的所傳播的信號。所傳播的信號可以包含預先確定的信號，并且預先確定的信號是在各個傳感器處接收的。所接收的信號中的每一個信號與參考信號相關以確定在602處接收的結果。在一些實施例中，所接收的結果與同時在介質上自由傳播的相同信號內容(例如，相同的二進制序列)相關聯。在一些實施例中，所接收的結果與被相同擾動所擾動的不同信號內容相關聯。
[0051]在604處，與多個結果相關聯的時間差異用于確定與擾動相關聯的位置。在一些實施例中，這些時間差異中的每一個時間差異與用于相關的信號最相關的時間相關聯。在一些實施例中，時間差異與所確定的由于擾動在所接收的信號上造成的時間延遲/偏移或相位差相關聯。可以通過將使用相關確定的時間值與參考時間值進行比較來計算該時間延遲，所述參考時間值與觸摸輸入尚未指定的場景相關聯。比較的結果可以用于計算擾動相對于接收了多個信號的傳感器的位置的位置。通過使用傳感器相對于傳播了所接收的信號的介質表面的位置，可以確定擾動所起源的表面上的位置。
[0052]圖7是示出用于確定與用戶輸入相關聯的力的過程的實施例的流程圖。圖7的過程可以在圖1的觸摸檢測器120和/或圖2的觸摸檢測器202上實現。
[0053]在702處，確定與用戶輸入表面上的用戶輸入相關聯的位置。在一些實施例中，圖4的過程的至少一部分包括在步驟702中。例如，圖4的過程用于確定與用戶觸摸輸入相關聯的位置。在另一個示例中，確定與圖1的介質102的表面上的位置130處的用戶輸入相關聯的位置。
[0054]在704處，選擇一個或多個所接收的信號來進行評估。在一些實施例中，選擇要評估的一個或多個信號包括:從用于檢測與用戶輸入相關聯的位置的多個所接收的信號中選擇一個或多個所期望的信號。例如，選擇了在圖4的步驟404中接收的一個或多個信號。在一些實施例中，一個或多個所選擇的信號是至少部分基于與信號相關聯的信噪比來選擇的。在一些實施例中，選擇具有最高信噪比的一個或多個信號。例如，當通過觸摸輸入表面介質傳播的活動信號被觸摸輸入擾動/散射時，在耦合到該介質的各個檢測器/傳感器/接收機處檢測/接收受到擾動的信號。所接收的受到擾動的信號可能受到諸如其它微小振動源(例如，歸因于外部音頻振動、設備移動等)的其它不期望的擾動，這也會擾動活動信號。這些不期望的擾動的影響在距離觸摸輸入的位置較遠處接收的所接收的信號上可能較大。
[0055]在一些實施例中，與其它接收機相比，在接收機/傳感器處接收的活動信號中檢測到的振動(例如，諸如幅度變化的擾動)可能在某些接收機(例如，位于距離觸摸輸入的位置最近的接收機)處更大。例如，在圖1的示例中，位置130處的觸摸輸入擾動由發射機104發送的活動信號。在傳感器/接收機112、114、116和118處接收受到擾動的活動信號。因為傳感器/接收機114位于離觸摸輸入位置130最近，其接收到了具有最大幅度變化的受到擾動的信號，該幅度變化與觸摸輸入的力成比例。在一些實施例中，所選擇的信號可以是至少部分通過檢查檢測到的擾動的幅度來選擇的。例如，選擇具有與檢測到的觸摸輸入擾動相關聯的最高幅度的一個或多個信號。在一些實施例中，至少部分基于702中確定的位置，選擇在位于距離觸摸輸入位置最近的一個或多個接收機處接收到的一個或多個信號。在一些實施例中，多個活動信號用于檢測觸摸輸入位置和/或觸摸輸入力的強度。可以針對活動信號中的每個活動信號來選擇用于確定力的強度的一個或多個所接收的信號。在一些實施例中，可以跨所有活動信號中的所接收的信號來選擇用于確定力的強度的一個或多個所接收的信號。
[0056]在706處，對一個或多個所選擇的信號進行歸一化。在一些實施例中，對所選擇的信號進行歸一化包括:基于與所選擇的信號相關聯的距離值來對所選擇的信號的幅度進行調整(例如，伸縮)。例如，雖然可以通過對所接收的被觸摸輸入的力擾動的活動信號的幅度進行測量來檢測觸摸輸入的力的量/強度，但其它因素(諸如觸摸輸入相對于接收受擾動信號的接收機的位置和/或發送活動信號的發射機的位置)也可能影響用于確定力的強度的所接收的信號的幅度。在一些實施例中，與下列各項中的一個或多個相關聯的距離值/標識符用于確定用于對所選擇的信號進行伸縮的伸縮因子:觸摸輸入的位置與接收到所選擇的信號的接收機的位置之間的距離；觸摸輸入的位置與發送了被觸摸輸入擾動并且作為所選擇的信號接收的活動信號的發射機的位置之間的距離；接收到所選擇的信號的接收機的位置與發送了被觸摸輸入擾動并且作為所選擇的信號接收的活動信號的發射機的位置之間的距離；以及觸摸輸入的位置與接收到所選擇的信號的接收機的位置之間的第一距離和觸摸輸入的位置與發送了被觸摸輸入擾動并且作為所選擇的信號接收的活動信號的發射機的位置之間的第二距離的組合距離。在一些實施例中，一個或多個所選擇的信號中的每一個由不同的量(例如，不同的幅度伸縮因子)來進行歸一化。
[0057]在708處，確定與一個或多個歸一化信號相關聯的力的強度標識符。力的強度標識符可以包括數值和/或標識力的強度的其它標識符。在一些實施例中，如果使用多個歸一化信號，那么可以針對每個歸一化信號確定相關聯的力，并且可以對所確定的力進行平均和/或加權平均以便確定力的量。例如，在對力的值進行加權平均的情況下，基于下列各項來對每個所確定的力的值進行加權:相關聯的信噪比、相關聯的幅度值和/或歸一化信號的接收機與觸摸輸入的位置之間的相關聯的距離值。
[0058]在一些實施例中，力的量是使用與歸一化信號的受擾動部分相關聯的測得的幅度來確定的。例如，歸一化信號表示所接收的當在傳播活動信號的介質的表面上提供觸摸輸入時受到擾動的活動信號。如果活動信號沒有受到觸摸輸入的擾動，那么參考信號可以指示所接收的活動信號的參考幅度。在一些實施例中，確定由觸摸輸入的力的強度造成的與歸一化信號的幅度變化相關聯的幅度值。例如，幅度值可以是在歸一化信號中檢測到的擾動的所測得的幅度，或者是參考幅度與在歸一化信號中檢測到的擾動的所測得的幅度之間的差。在一些實施例中，幅度值用于獲得力的量/強度。
[0059]在一些實施例中，幅度值的使用包括:使用幅度值在數據結構(例如，表、數據庫、圖表、曲線圖、查找表、列表等)中查找相應的相關聯的力的強度。例如，數據結構包括將信號擾動幅度值與相應的力的強度標識符進行關聯的條目。數據結構可以是預先確定的/預先計算的。例如，對于給定的設備，施加所控制的力的量，并且對由于所控制的力的量而造成的活動信號上的擾動影響進行測量以便確定數據結構的條目。可以改變力的強度以便確定數據結構的其它條目。在一些實施例中，數據結構與接收到包括在歸一化信號中的信號的特定接收機相關聯。例如，數據結構包括針對特定接收機(例如，針對圖1的傳感器/接收機114)的特性特別確定的數據。在一些實施例中，用于查找存儲在數據結構中的相應的力的強度標識符的幅度值的使用包括:選擇特定的數據結構和/或與歸一化信號和/或接收到包括在歸一化信號中的信號的接收機相對應的數據結構的特定部分。在一些實施例中，數據結構與多個接收機相關聯。例如，數據結構包括與針對多個接收機中的每個接收機的特性確定的數據的平均相關聯的條目。在該示例中，相同的數據結構可以用于與各個接收機相關聯的多個歸一化信號。
[0060]在一些實施例中，幅度值的使用包括:使用可以用于仿真和/或計算相應的力的強度的公式中的幅度值。例如，幅度值用作用于計算相應的力的強度的預先確定的公式的輸入。在一些實施例中，公式與接收到歸一化信號的信號的特定接收機相關聯。例如，公式包括針對特定接收機(例如，針對圖1的傳感器/接收機114)的特性特別確定的一個或多個參數(例如，系數)。在一些實施例中，公式計算中的幅度值的使用包括:選擇與歸一化信號和/或接收到包括在歸一化信號中的信號的接收機相對應的特定公式。在一些實施例中，單個公式與多個接收機相關聯。例如，公式包括針對多個接收機中的每個接收機的特性特別確定的參數值的平均參數值。在該示例中，相同的公式可以用于與不同接收機相關聯的多個歸一化信號。
[0061]在710處，提供所確定的力的強度標識符。在一些實施例中，提供力的強度標識符包括:向應用(諸如圖1的應用系統122的應用)提供標識符(例如，數值、尺度內的標識符等)。在一些實施例中，所提供的力的強度標識符被提供具有在圖4的步驟406中確定的相應觸摸輸入位置標識符。在一些實施例中，所提供的力的強度標識符用于提供用戶接口交互。
[0062]圖8是示出用于確定用來確定力的強度標識符的數據結構的條目的過程的實施例的流程圖。在一些實施例中，圖8的過程包括在圖3的步驟304中。在一些實施例中，圖8的過程至少部分用于創建可以在圖7的步驟708中使用的數據結構。在一些實施例中，圖8的過程至少部分用于對圖1的系統和/或圖2的系統進行校準。在一些實施例中，圖8的過程至少部分用于確定可以包括在一個或多個設備中的數據結構，所述一個或多個設備要被制造來確定與在所接收的活動信號中檢測到的擾動的幅度值相對應的力的強度標識符/值。例如，可以針對要制造的多個類似的設備來確定數據結構，或者可以針對考慮設備的制造變化的特定的設備來確定數據結構。
[0063]在802處，在觸摸輸入表面上所選擇的位置處施加所控制的力的量。在一些實施例中，力是在可以在該處提供觸摸輸入的圖1的介質102的表面的位置上提供的。在一些實施例中，指示器(例如，手寫筆)的尖端以可控量的力壓在表面處。例如，所控制的量的力施加在觸摸輸入表面上，同時活動信號正在通過觸摸輸入表面的介質傳播。802中施加的力的量可以是將施加于觸摸輸入表面上的多個不同力的量中的一個。
[0064]在804處，使用一個或多個接收機來測量所施加的力的影響。接收機的示例包括圖1的傳感器112-118以及用作接收機的轉換器發射機(例如，圖1的發射機104-110)。在一些實施例中，測量影響包括:測量與當在802中施加力時受擾動并且由一個或多個接收機接收的活動信號的受擾動部分相關聯的幅度。幅度可以是直接測得的幅度值，或者是參考幅度與檢測到的幅度之間的差。在一些實施例中，在測量幅度之前對由一個或多個接收機接收的信號進行歸一化。在一些實施例中，對所接收的信號進行歸一化包括:基于與所選擇的信號相關聯的距離值來對信號的幅度進行調整(例如，伸縮)。
[0065]參考信號可以指示沒有受到觸摸輸入擾動的所接收的活動信號的參考幅度。在一些實施例中，確定由觸摸輸入的擾動造成的與幅度變化相關聯的幅度值。例如，幅度值可以是在歸一化信號中檢測到的擾動的所測得的幅度值，或者是參考幅度與在歸一化信號中檢測到的擾動的所測得的幅度值之間的差。在一些實施例中，幅度值用于獲得力的強度的標識符。
[0066]在一些實施例中，與下列各項中的一個或多個相關聯的距離值用于在使用所接收的信號測量擾動的影響之前確定用于對所接收的信號進行伸縮的伸縮因子:觸摸輸入的位置與接收到所選擇的信號的接收機的位置之間的距離；力輸入的位置與發送了被力輸入擾動并且被接收機接收的活動信號的發射機的位置之間的距離；接收機的位置與發送了被力輸入擾動并且被接收機接收的活動信號的發射機的位置之間的距離；以及力輸入的位置與接收機的位置之間的第一距離和力輸入的位置與發送了被力輸入擾動并且被接收機接收的活動信號的發射機的位置之間的第二距離的組合距離。在一些實施例中，一個或多個由不同接收機接收的信號中的每一個由不同的量(例如，不同的幅度伸縮因子)來進行歸一化。
[0067]在806處，對與測得的影響相關聯的數據進行存儲。在一些實施例中，對數據進行存儲包括:對數據結構(諸如可以在圖7的步驟708中使用的數據結構)中的條目進行存儲。例如，將在804中確定的幅度值與和在802中施加的力的量相關聯的標識符進行關聯的條目存儲在數據結構中。在一些實施例中，對數據進行存儲包括:通過804中確定的幅度值對數據編制索引。例如，可以使用幅度值從存儲取回所存儲的數據。在一些實施例中，數據結構是針對特定的信號接收機確定的。在一些實施例中，數據結構是針對多個信號接收機確定的。例如，對與在多個接收機中的每個接收機處接收的信號上測得的影響相關聯的數據進行平均和存儲。在一些實施例中，對數據進行存儲包括:將數據存儲為可以用于生成曲線圖(諸如圖9的曲線圖)的格式。
[0068]在一些實施例中，針對不同的所施加的力的強度、不同的接收機、不同的力施加位置和/或不同類型的所施加的力(例如，不同的力施加尖端)重復圖8的過程。所存儲的來自圖8的步驟的重復執行的數據可以用于填充可以在圖7的步驟708中使用的數據結構。
[0069]圖9包括示出測得的擾動的歸一化幅度值與所施加的力之間的關系的示例的曲線圖。曲線圖900繪制了觸摸輸入的所施加的力的強度(以力的克為單位)對測得的由針對單個接收機所施加的力造成的擾動的幅度。曲線圖902繪制了觸摸輸入的所施加的力的強度對測得的由針對不同接收機所施加的力造成的擾動的幅度。可以對不同接收機的曲線進行平均并將其組合成單個曲線。在一些實施例中，可以從可以在圖7的步驟708中使用的數據結構中存儲的數據得出曲線圖900和/或曲線圖902。在一些實施例中，可以使用圖8的步驟806中存儲的數據來生成曲線圖900和/或曲線圖902。曲線圖900和902示出在測得的幅度和所施加的力之間存在不斷增加的函數關系。使用預先確定的曲線圖、數據結構和/或對該關系進行建模的公式，可以針對給定的幅度值(例如，諸如在圖7的步驟708中)來確定相關聯的力的強度標識符。
[0070]圖10是示出用于提供組合力的過程的實施例的流程圖。圖10的過程可以在圖1的觸摸檢測器120和/或圖2的觸摸檢測器202上實現。
[0071]在1002處，確定與多個觸摸輸入位置點中的每個觸摸輸入位置點相關聯的力。在一些實施例中，用戶觸摸輸入可以由多個觸摸輸入位置表示(例如，多點觸摸輸入、覆蓋相對大的區域的觸摸輸入等)。在一些實施例中，針對每個觸摸輸入位置點，圖7的過程的至少一部分用于確定相關聯的力。例如，針對多個觸摸輸入位置中的每個輸入位置來確定力的強度標識符。
[0072]在1004處，對所確定的力進行組合來確定組合的力。例如，組合的力表示在觸摸輸入表面上施加的力的總量。在一些實施例中，對力進行組合包括:將力的數字表示加在一起以確定組合的力。在一些實施例中，在加在一起之前，對每個所確定的力的數字表示進行加權。例如，基于相關聯的信噪比、相關聯的幅度值和/或接收機與觸摸輸入位置之間的相關聯的距離值對每個所確定的力的數值進行加權(例如，乘以標量)。在一些實施例中，被加權的力的權重之和必須為被組合的力的數量。
[0073]在1006處，提供組合的力。在一些實施例中，提供組合的力包括:向應用(諸如圖1的應用系統122的應用)提供力的強度標識符。在一些實施例中，所提供的組合的力用于提供用戶接口交互。在替代實施例中，提供針對多個觸摸輸入位置點中的每個觸摸輸入位置點所確定的力，而不是提供組合的力。
[0074]圖11是示出用于提供用戶接口交互的過程的實施例的流程圖。圖11的過程可以在圖1的觸摸檢測器120和/或圖2的觸摸檢測器202上實現。
[0075]在1102處，接收與用戶輸入的位置和力的強度相關聯的一個或多個指示符。在一些實施例中，一個或多個指示符包括:在圖7的步驟710和/或在圖10的步驟1006中提供的數據。在一些實施例中，接收與位置序列相關聯以及與相關聯的力的強度相關聯的指示符。
[0076]在1104處，確定與位置相關聯的用戶接口對象。在一些實施例中，用戶輸入是觸摸屏用戶接口輸入，并且確定期望由用戶輸入指示的用戶接口元件。例如，在顯示圖標的位置處檢測用戶輸入，并且確定用戶期望通過在圖標的位置處提供觸摸輸入來選擇用戶圖標。在一些實施例中，用戶接口對象包括在觸摸屏上顯示的對象。在一些實施例中，用戶接口對象不是已經在屏幕上顯示的對象。例如，當用戶對觸摸輸入屏幕的特定區域進行觸摸時，會出現隱藏的鍵盤用戶接口對象。
[0077]在1106處，至少部分基于用戶接口對象和力的強度來提供用戶接口交互。例如，用戶可以通過改變在觸摸輸入表面上施加的力的量來指示所期望的用戶接口動作，并且提供由1102中的所接收的數據指示的用戶交互。在下面的段落中描述了可能的用戶接口交互的示例。
[0078]圖12是示出使用力信息來拖拽并將項目放入文件系統文件夾的示例用戶接口交互的圖。在一些實施例中，用戶可以通過以施加于指示器(例如，手指、手寫筆等)的相對“輕”的力觸摸所期望的項目并拖拽該指示器來拖拽所期望的項目(例如，文件、文件夾、參考、鏈接、對象等)。用戶可能期望拖拽并將期望項目放入文件夾以便將該項目移動或復制到文件夾中。然而，如果用戶想要拖拽并將所期望的項目放入文件夾的子文件夾，那么用戶在拖拽并放入所期望的項目之前通常必須打開文件夾以便展現所期望的子文件夾。在一些實施例中，為了將項目移動或復制到所顯示的文件夾的子文件夾，用戶可以通過以下操作來拖拽所期望的項目:以施加于指示器(例如，手指、手寫筆等)的相對“輕”的力觸摸所期望的項目，并將該指示器拖拽到所顯示的文件夾，以及施加閾值水平以上的力的強度來落入所顯示的文件夾的子文件夾，并且一旦找到所期望的子文件夾則釋放指示器。如圖1200中所示，可以通過以下操作來移動文件:對表示文件的圖標進行“輕”的觸摸輸入，以及將觸摸輸入拖拽到所顯示的文件夾，并且向觸摸輸入施加較大的力的強度以便落入所顯示的文件夾的內容直到顯示出所期望的子文件夾。在一些實施例中，通過改變觸摸輸入的壓強的量，可以探索文件系統的層次結構。在一些實施例中，大于第一閾值水平的觸摸輸入力的強度指示導航進入較低文件系統層次結構的命令，而小于第二閾值水平的觸摸輸入力(在一些情況下，第二閾值水平可以與第一閾值水平相同)指示導航進入較高文件系統層次結構的命令。閾值水平可以預先配置、動態確定和/或可以是可配置的。
[0079]圖13是示出使用力信息來提供上下文菜單的示例用戶接口交互的圖。在一些實施例中，傳統的觸摸輸入設備按鈕(例如，鼠標按鈕)功能可以映射到一個或多個力強度水平。例如，“左按鈕點擊”輸入可以由使用第一強度范圍內的力的觸摸輸入來執行，而“右按鈕點擊”輸入可以由使用第二強度范圍內的力的觸摸輸入來執行。在一些實施例中，“中按鈕點擊”輸入可以由使用第三強度范圍內的力的觸摸輸入來執行。在一些實施例中，用戶可以通過以預先確定的閾值以下的力的強度來執行觸摸和拖拽操作選擇區域(例如，電子表格單元格)或者文本。在釋放觸摸輸入之前，用戶可以通過將觸摸輸入的力增加到預先確定的/動態/可配置的閾值水平以上來指示期望上下文菜單(例如，“右按鈕點擊”)。圖1300示出了使用觸摸和拖拽操作所選擇的文本，和當觸摸輸入的力增加到預先確定的/動態/可配置的閾值水平以上時所顯示的上下文菜單。
[0080]圖14和圖15是示出使用力信息來導航菜單的用戶接口交互的示例的圖。如圖1400中所示，用戶可以通過觸摸并將觸摸輸入拖拽到期望的菜單項來導航菜單。用戶通過將觸摸輸入的力增加到閾值水平以上來選擇菜單項，并且用戶通過釋放觸摸輸入而不曾將觸摸輸入的力增加到閾值水平以上來取消菜單。如圖1500中所示，用戶可以通過觸摸并將觸摸輸入拖拽到期望的層疊菜單項來導航層疊菜單。用戶通過將觸摸輸入的力增加到閾值水平以上來選擇層疊菜單項，并且用戶通過釋放觸摸輸入而不曾將觸摸輸入的力增加到閾值水平以上來取消層疊菜單。閾值水平可以是預先配置、動態確定和/或可配置的。
[0081]圖16是示出使用力信息來與虛擬鍵盤進行交互的示例用戶接口交互的圖。在一些實施例中，虛擬鍵盤包括在屏幕上顯示或者投射到表面上的鍵盤。在一些實施例中，只有觸摸輸入的力在閾值水平以上或者在第一強度范圍之內，虛擬鍵盤的觸摸輸入鍵才被記錄為鍵按下。例如，在虛擬鍵盤上“輕”放手指將會不記錄在虛擬鍵盤上的鍵按下，并且只有當在虛擬鍵盤的鍵上提供較大的力的強度時，觸摸輸入才將被記錄為鍵按下。這可以減少偽鍵按下事件(例如，通常僅僅是由于手指輕掃或接觸表面就生成的)。在一些實施例中，可以基于觸摸輸入的力來指示替代的鍵功能。例如，如果鍵上的觸摸輸入的力在第一范圍之內，那么指示鍵的小寫或正常字符，并且如果觸摸輸入的力在第二范圍之內(例如，大于第一范圍)，那么指示鍵的轉變/大寫字符。閾值水平可以是預先配置、動態確定和/或可配置的。
[0082]在一些實施例中，觸摸輸入手勢和與手勢相關聯的力指示應該顯示和/或不顯示虛擬鍵盤。例如，當同時檢測到預先確定數量的不同觸摸輸入(例如，每只手的4個或5個手指放在觸摸輸入表面上)時，顯示鍵盤。在一些實施例中，所顯示的虛擬鍵盤至少部分基于所接收的一個或多個觸摸輸入在屏幕上被定向和/或定位。例如，虛擬鍵盤在觸摸輸入顯示表面上被定向和放置，使得當用戶的手指放在表面上時，虛擬鍵盤的回原行(homerow)的鍵根據用戶所放置的手指的位置和定向而被放置，以便相對于用戶的手指將虛擬鍵盤置于標準觸摸打字位置。可以對鍵盤進行分割以便匹配用戶的兩只手的手指的定向。圖1600示出了針對用戶顯示的虛擬鍵盤，與放置得較低并具有相反角度的用戶的右手的手指相比，該用戶將用戶左手的手指放置得更高并向外斜。在一些實施例中，只有觸摸輸入的力在閾值以上，對圖1600的虛擬鍵盤的鍵的觸摸輸入才被記錄為鍵盤的鍵按下。閾值水平可以是預先配置、動態確定和/或可配置的。
[0083]圖17和圖18是示出使用力信息來縮放并選擇用戶接口對象的示例用戶接口交互的圖。在一些實施例中，力信息用于協助在屏幕上對密集陣列的對象(諸如在文本主體中彼此靠近的幾個超鏈接或圖標、鍵)進行導航。如圖1700和1800所示，通過“輕”觸觸摸輸入顯示表面，在顯示器上放大示出了觸摸接觸點周圍的區域，從而更詳細地指示屏幕上的什么對象在用于提供觸摸輸入的接觸點下方。當要選擇的對象(例如，圖1700中的圖標和圖1800中的鍵盤鍵)在接觸點下方時，將觸摸輸入的力增加到大于預先確定的閾值水平(例如，可配置的)的水平來選擇該對象。在一些實施例中，當用戶選擇對象和/或完成用戶接口動作時，可以提供物理反饋(例如，觸覺反饋)、虛擬反饋、和/或音頻反饋。在一些實施例中，當觸摸輸入的力達到閾值水平時，可以提供物理反饋(例如，觸覺反饋)、虛擬反饋、和/或音頻反饋。
[0084]在一些實施例中，觸摸輸入的力信息用于在不同的手勢之間進行區分，這些手勢原本可能是相同或非常相似的。例如，第一閾值范圍內的第一力的強度的掃過觸摸屏的手勢可以被解釋為滾動/平移指示，而第二閾值范圍內的第二力的強度的掃過觸摸屏的手勢可以被解釋為“變化到下一個窗口 /選項卡”指示。
[0085]圖19是示出檢測到的觸摸輸入力與音頻音量變化的方向之間的關系的示例的曲線圖。曲線圖1900示出了當觸摸輸入在第一強度范圍內時，不改變音量；當觸摸輸入在第二強度范圍內時，指示音量降低功能；而當觸摸輸入在第三強度范圍內時，指示音量增加功能。在一些實施例中，觸摸輸入的力信息用于控制設備的音頻音量水平。在一些實施例中，如果觸摸輸入的力在閾值的值(例如，預先確定的、動態確定的和/或可配置的)以上則音量增加，并且如果力在閾值的值以下，則音量降低。在一些實施例中，必須在特定的區域(例如，所顯示的音量調整條或者用于調整音量的設備的指定區域)中接收觸摸輸入以便控制音量。在一些實施例中，音量的變化速率與觸摸輸入中施加的力的量成比例。在一些實施例中，音頻輸出終點是至少部分基于觸摸輸入的力來選擇的。例如，將音頻輸出到不具有觸摸輸入的設備的耳機，并且當觸摸輸入是使用滿足閾值水平的增加的力來提供的時，免提通話功能參與與檢測到的力成比例的音量。
[0086]圖20是示出使用力信息來與滾動條進行交互的示例用戶接口交互的圖。在一些實施例中，滾動條可以用于指示強度水平或時間位置(例如，回放期間的視頻位置)。在一些實施例中，當導航通過視頻序列時，用戶想要滑塊迅速移動到該序列的特定時間索引/部分，但然后以更大的精度移動以便關注特定的場景或者甚至是視頻的單個幀。圖2000示出了可以通過使用觸摸輸入在滾動條上的觸摸和拖拽來移動的滾動條。
[0087]在一些實施例中，使用觸摸輸入拖拽的滾動條移動的速度或精度可以與觸摸輸入的力的強度水平成比例。例如，當施加“輕”的壓強時，滑塊控制以細致/精細的精度移動，而當施加“較重”的壓強時，滑塊控制以粗糙/更快的精度移動。在一些實施例中，當施加第一強度范圍內的觸摸輸入力強度時，可以以較大(例如，精細或較小的粒度)的精度來移動滾動條，并且當施加第二強度范圍內的觸摸輸入力強度時，可以以較小(例如，粗糙或較大的粒度)的精度來移動滾動條。閾值水平可以是預先配置、動態確定和/或可配置的。
[0088]在一些實施例中，諸如手指或手寫筆的對象接觸觸摸輸入表面的速度用于控制用戶接口。例如，視頻游戲、虛擬樂器(鼓和鋼琴是兩個常見的例子)以及其它應用可以使用速度信息來提供期望的功能。在一些實施例中，可以通過測量力的變化的速度來實現接觸速度的測量。例如，如果觸摸力在給定點處在20毫秒中從O變化到0.5磅，那么可以推斷出手指或其它對象以較高的速度沖擊觸摸輸入屏幕。另一方面，在100毫秒中從O到0.1磅的力的變化可以被解釋成相對較低的速度。壓強的絕對測量和壓強的變化速度二者都可以是用戶接口設計中信息的有用測量。
[0089]雖然已經出于清楚理解的目的用一些細節描述了前述實施例，但本發明并不局限于所提供的細節。存在實現本發明的多種替換方式。所公開的實施例是說明性的而非限制性的。
【權利要求】
1.一種用于檢測觸摸輸入力的系統，包括: 通信接口，其被配置為:發送用于通過具有表面的傳播介質來對傳播信號進行傳播的信號，并接收已經被所述表面上使用某個力的量的觸摸輸入擾動的傳播信號；以及 耦合到所述通信接口的處理器，并且所述處理器被配置為:對所接收的信號進行處理，以便確定與所述力的量相關聯的標識符。
2.根據權利要求1所述的系統，其中，對所接收的信號進行處理以確定所述標識符包括:確定與所述擾動相關聯的用戶指示。
3.根據權利要求2所述的系統，其中，確定與所述擾動相關聯的用戶指示包括:確定所述表面上的所述擾動的位置。
4.根據權利要求1所述的系統，其中，經處理的接收信號是由所述通信接口接收的受擾動的傳播信號的多個版本中的一個。
5.根據權利要求4所述的系統，其中，經處理的接收信號是在由于與經處理的接收信號相關聯的信噪比所造成的多個版本之中選擇的。
6.根據權利要求4所述的系統，其中，經處理的接收信號是在由于與接收經處理的接收信號的檢測器相關聯的位置所造成的多個版本之中選擇的。
7.根據權利要求1所述的系統，其中，對所接收的信號進行處理包括:對所接收的信號進行歸一化。
8.根據權利要求7所述的系統，其中，對所接收的信號進行歸一化包括:對所接收的信號的幅度進行調整。
9.根據權利要求8所述的系統，其中，對幅度進行調整包括:使用通過使用與所述表面上的所述擾動的位置相關聯的距離值所確定的值來對所述幅度進行伸縮。
10.根據權利要求1所述的系統，其中，對所接收的信號進行處理包括:確定與被所述觸摸輸入擾動的所接收的信號的一部分相關聯的信號幅度。
11.根據權利要求10所述的系統，其中，確定與被所述觸摸輸入擾動的所接收的信號的所述一部分相關聯的信號幅度包括:確定所接收的信號的歸一化版本的信號幅度。
12.根據權利要求10所述的系統，其中，所述信號幅度的值是所述力的量的函數。
13.根據權利要求10所述的系統，其中，確定所述標識符包括:使用所述信號幅度來對數據結構條目進行定位，其中，所述數據結構條目包括與所述力的量相關聯的標識符。
14.根據權利要求13所述的系統，其中，所述數據結構條目位于被標識與接收經處理的接收信號的檢測器相匹配的數據結構中。
15.根據權利要求10所述的系統，其中，確定所述標識符包括:將所確定的信號幅度與一個或多個其它所接收的信號的一個或多個其它信號幅度進行平均。
16.根據權利要求1所述的系統，其中，所述處理器還被配置為:將與所述力的量相關聯的標識符與和一個或多個其它觸摸輸入位置點的力的量相關聯的一個或多個其它標識符進行組合，以便確定組合的力標識符。
17.根據權利要求1所述的系統，其中，所述標識符至少部分用于提供用戶接口交互。
18.根據權利要求1所述的系統，其中，所述標識符指示壓強的量。
19.一種用于檢測觸摸輸入力的方法,包括: 發送用于通過具有表面的傳播介質來對傳播信號進行傳播的信號； 接收被所述表面上使用某個力的量的觸摸輸入擾動的傳播信號；以及 使用處理器對所接收的信號進行處理，以便確定與所述力的量相關聯的標識符。
20.一種用于檢測觸摸輸入力的計算機程序產品，所述計算機程序產品體現在有形計算機可讀存儲介質中，并包括用于執行以下操作的計算機指令: 發送用于通過具有表面的傳播介質來對傳播信號進行傳播的信號； 接收被所述表面上使用某個力的量的觸摸輸入擾動的傳播信號；以及 對所接收的信號進行處理，以便確定與所述力的量相關聯的標識符。
21.—種用于檢測觸摸輸入力的系統,其包括: 表面，其被配置為接收使用某個力的量的觸摸輸入； 發射機，其通過所述表面的介質來對傳播信號進行傳播，其中，所述傳播信號被擾動所述傳播信號的觸摸輸入擾動；以及 檢測器，其檢測受到擾動的傳播信號，其中，所述檢測器輸出指示所述傳播信號的擾動的數據，所述數據指示所述力的量。
【文檔編號】G06F3/041GK104169848SQ201280067220
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2012年11月19日 優先權日:2011年11月18日
【發明者】L.E.賴恩, S.W.圣, 石世銘, 謝巖佑 申請人:森頓斯公司