背景技術:
現今,許多不同類型的消費型電子裝置通常包括觸摸屏,該觸摸屏可以充當顯示圖像、視頻和/或圖形信息的輸出裝置,并且還可以充當用于接收來自用戶的觸摸控制輸入的輸入觸摸接口裝置。觸摸屏(或觸摸面板,或觸摸面板顯示器)可以檢測顯示區域內觸摸的存在和位置,其中,觸摸可以包括利用身體部位(例如,手指)或利用特定對象(例如,觸筆)來觸摸顯示器。觸摸屏通常使得用戶能夠與正在顯示的內容進行直接交互,而不是利用由鼠標或觸摸板控制的光標進行間接交互。觸摸屏已廣泛用于各種不同類型的消費型電子裝置,包括例如蜂窩無線電話、個人數字助理(pda)以及手持式游戲裝置。
技術實現要素:
在一個示例性實施方式中,一種方法包括如下步驟:在觸摸時段期間的多個時間點(instancesoftime)處測量電容觸摸屏顯示器的與觸摸該電容觸摸屏顯示器的手指所接觸的區域相關聯的電容值;確定在多個時間點處在電容觸摸屏顯示器上的與觸摸電容觸摸屏顯示器的手指接觸的區域的大小;確定與手指接觸的區域的大小相對于時間的變化率;基于所確定的區域的大小的變化率來估計與手指相關聯的速度;以及基于所估計的與手指相關聯的速度來估計手指觸摸電容觸摸屏顯示器的觸摸力。
在另一示例性實施方式中,一種裝置包括:電容觸摸屏顯示器;電容采樣單元,該電容采樣單元被配置為在觸摸時段期間的多個時間點處測量電容觸摸屏顯示器的與觸摸該電容觸摸屏顯示器的對象所接觸的區域相關聯的電容值;觸摸變形區域單元,該觸摸變形區域單元被配置為測量在多個時間點處在電容觸摸屏顯示器上的與觸摸電容觸摸屏顯示器的可變形指示對象接觸的區域的大小;以及觸摸力估計單元,該觸摸力估計單元被配置為:確定與對象接觸的區域的大小相對于時間的變化率;并且基于所確定的區域的大小相對于時間的變化率來估計對象觸摸電容觸摸屏顯示器的觸摸力。
在又一示例性實施方式中,一種非暫時性計算機可讀介質,其包含可由至少一個處理器執行的指令,該非暫時性計算機可讀介質包括:用于接收在觸摸時段期間的多個時間點處對電容觸摸屏顯示器的與觸摸該電容觸摸屏顯示器的手指所接觸的區域相關聯的電容值的第一測量結果的一個或更多個指令;用于接收在多個時間點處對電容觸摸屏顯示器上的與觸摸電容觸摸屏顯示器的手指接觸的區域的大小的第二測量結果的一個或更多個指令;用于確定與手指接觸的區域的大小相對于時間的變化率的一個或更多個指令;以及用于基于所確定的區域的大小相對于時間的變化率來估計手指觸摸電容觸摸屏顯示器的觸摸力的一個或更多個指令。
附圖說明
并入并構成本說明書的一部分的附圖示出了本文所描述的一個或更多個實施方式,并且連同說明書一起解釋這些實施方式。在附圖中:
圖1a和圖1b示出了用于基于手指變形速度來對觸摸面板上的觸摸力執行精準估計的電子裝置的觸摸屏顯示器的觸摸面板的應用;
圖2是描繪圖1a的電子裝置的示例性部件的框圖;
圖3描繪了圖1a的電子裝置的示例性功能部件;
圖4描繪了在時間t處在圖1a的觸摸面板的觸摸表面上發生的觸摸,其中施加觸摸的對象以相對于觸摸表面的速度v移動;
圖5a至圖5c描繪了在包括多個時間點的時間段內,由手指施加到圖1a的裝置的觸摸表面的觸摸的時間進展的示例;
圖6和圖7描繪了相對于時間的、圖1a的裝置的觸摸面板上的觸摸,其中,y軸包括所測量的電容值并且x軸包括時間;以及
圖8a和圖8b是示出基于相應的聲強測量結果和所估計的與觸摸相關聯的對象的速度來估計觸摸屏顯示器的觸摸表面上的觸摸力的示例性過程的流程圖。
具體實施方式
以下的詳細說明參考附圖。不同附圖中的相同附圖標記可以標識相同或相似的元件。此外,以下的詳細描述并不限制本發明。
圖1a和圖1b示出了用于基于手指變形速度來對觸摸面板105上的觸摸力執行精準估計的電子裝置100的觸摸屏顯示器的觸摸面板105的應用。為簡明起見,如圖1a和圖1b所示,觸摸面板105并未示出觸摸屏顯示器或裝置100的其它部件。
電子裝置100可以包括具有觸摸屏顯示器的任何類型的電子裝置。例如,裝置100可以包括:蜂窩無線電話;衛星導航裝置;智能手機;可以將蜂窩無線電話與數據處理、傳真和數據通信能力相結合的個人通信系統(pcs)終端;可以包括無線電話、尋呼機、因特網/內聯網接入、網絡瀏覽器、整理器、日歷和/或全球定位系統(gps)接收機的個人數字助理(pda);游戲裝置;媒體播放器裝置;平板計算機;具有觸摸屏顯示器的平板;或數碼相機。在一些示例性實施方式中,裝置100可以包括手持式電子裝置。在一實現中,裝置100可以包括具有例如具有投射式(projected)用戶接口的投射式顯示器的裝置。
觸摸面板105可以與顯示器集成,和/或覆蓋在顯示器上,以形成可以充當用戶輸入接口的觸摸屏或面板啟用顯示器(panel-enableddisplay)。例如,在一實現中,觸摸面板105可以包括允許觸摸屏顯示器用作輸入裝置的電容觸摸面板。電容觸摸面板可以包括自電容和/或互電容類型觸摸面板(例如,使用自電容和互電容的floatingtouchtm顯示器)。在其它實現中,可以使用其它類型的近場靈敏、聲學靈敏(例如,表面聲波)、光敏(例如,紅外線)和/或任何其它類型的允許顯示器用作輸入裝置的觸摸面板。在一些實現中,觸摸面板105可以包括多種觸敏技術。通常,觸摸面板105可以包括提供識別觸摸面板105上的觸摸的發生的能力的任何種類的技術。
與觸摸面板105相關聯的顯示器(未示出)可以包括這樣的裝置:該裝置能夠將由電子裝置100產生的信號作為文本或圖像顯示在屏幕(例如,液晶顯示器(lcd)、陰極射線管(crt)顯示器、有機發光二極管(oled)顯示器、表面傳導電子發射體顯示器(sed)、等離子顯示器、場致發射顯示器(fed)、雙穩態顯示器等)上。在某些實現中,顯示器可以提供適合于與典型裝置相關聯的各種應用和特征的高分辨率、有源矩陣呈現。顯示器可以向用戶提供視覺信息并與觸摸面板105相結合用作用戶接口,以檢測用戶輸入。如本文所使用的術語“觸摸”或“觸摸輸入”可以指對象(諸如身體部位(例如,手指)或指示裝置)在觸摸面板105上的觸摸,或者對象(例如,身體部位或指示裝置)到觸摸面板105的特定近距離內的移動。
在圖1a和圖1b所描繪的示例性實現中,觸摸面板105包括電子裝置100的外表面110,該外表面110包括觸摸表面115。如圖1a的分解圖所示,觸摸面板105還包括聲學測量層120和觸摸位置測量層130。聲學測量層120包括多個聲學傳感器125-1至125-n(其中,n是大于或等于2的正整數)。在圖1a所示的實現中,描繪了四個聲學傳感器,觸摸面板105的每個角部中有一個。在其它實現中,可以使用不同數量的和不同配置的聲學傳感器125-1至125-n。在一些實現中,聲學傳感器125-1至125-n可以各自包括加速度計或麥克風。
如圖1a進一步所示,觸摸位置測量層130包括位置測量傳感器陣列135xy,該位置測量傳感器陣列135xy測量在觸摸面板105上層130內的x和y位置處的觸摸。在圖1a和圖1b的實現中,觸摸位置測量層130包括電容測量傳感器陣列(例如,摻雜銦的氧化鋅感測單元陣列),其中,每個位置x和y處的電容隨每個位置x和y處所施加的觸摸力而變化。例如,當x和y位置處的觸摸力增加時,該x和y位置處的電容可能增加。電容測量傳感器可以包括投射式電容傳感器(即,自電容和/或互電容)陣列。
圖1b描繪了觸摸面板105的另一分解圖,其中,觸摸140正發生在觸摸表面115上,其中,觸摸觸摸表面115的對象具有速度(v)并施加相對于時間變化的力(ftouch)。在圖1b中,觸摸觸摸表面115的對象(左側)、或者在觸摸表面115的特定近距離內移動的對象(右側)被描繪為手指。如下面相對于圖4進一步描述的,在觸摸140期間,使用層120的聲學傳感器125進行聲學測量,并且在層130的電容單元陣列中的一個或更多個單元處進行電容測量。如本文所進一步描述的,當觸摸140發生時,在多個時間點處進行的聲學測量和電容測量可以用于執行對觸摸140發生的時段(即,觸摸時段)期間的ftouch的精準估計。如圖1b中右側所示,觸摸面板105的電容傳感器陣列可以使得能夠在對象(例如,手指)在觸摸面板105的近距離內以速度(v)移動時檢測到“觸摸”。該速度v可以與觸摸面板105上的“虛擬”觸摸力((ftouch))成比例,即使實際上可能并沒有發生物理觸摸。
圖2是描繪電子裝置100的示例性部件的框圖。如圖所示,電子裝置100可以包括總線210、處理單元220、主存儲器230、只讀存儲器(rom)240、存儲裝置250、輸入裝置260、輸出裝置270以及通信接口280。總線210可以包括允許裝置100的元件之間的通信的路徑。裝置100可以包括下面圖3中所描繪的電路(圖2中未示出)。
處理單元220可以包括可以解釋和執行指令的處理器、微處理器或處理邏輯。主存儲器230可以包括隨機存取存儲器(ram)或可以存儲由處理單元220執行的信息和指令的另一種類型的動態存儲裝置。rom240可以包括rom裝置或可以存儲供處理單元220使用的靜態信息和指令的另一種類型的靜態存儲裝置。存儲裝置250可以包括磁和/或光學記錄介質及其相應的驅動器。主存儲器230、rom240以及存儲裝置250在本文中可以均被稱為“有形的非暫時性計算機可讀介質”。
輸入裝置260可以包括允許用戶向裝置100輸入信息的機構,諸如鼠標、筆、語音識別和/或生物計量機構等。輸入裝置260還可以包括具有觸摸面板105的觸摸屏顯示器。輸出裝置270可以包括向操作者輸出信息的機構,包括顯示器、打印機、揚聲器等。此外,輸出裝置270還可以包括也充當輸入裝置260的觸摸屏顯示器。通信接口280可以包括使得裝置100能夠與其它裝置和/或系統進行通信的任何收發器類機構。
裝置100可以執行本文所描述的某些操作或過程。裝置100可以響應于執行包含在諸如存儲器230的計算機可讀介質中的軟件指令的處理單元220來執行這些操作。計算機可讀介質可以被限定為物理或邏輯存儲裝置。軟件指令可以經由通信接口280從諸如數據存儲裝置250的另一計算機可讀介質,或從另一裝置讀取到存儲器230中。包含在存儲器230中的軟件指令可以使處理單元220執行本文所描述的操作或過程。另選地,可以使用硬連線電路來代替軟件指令或與軟件指令相結合,以實現本文所描述的過程。因此,本文所描述的實現并不局限于硬連線電路和軟件的任何特定組合。
圖2所示的裝置100的部件的配置僅出于說明的目的。可以實現其它配置。因此,裝置100可以包括相對于圖2中所描繪的那些部件附加的、更少的和/或不同的部件,或者不同布置的部件。
圖3描繪了電子裝置100的示例性功能部件。可以使用結合硬件或軟件執行的過程的專用電路來實現圖3中所描繪的裝置100的功能部件。如圖3所示,裝置100可以包括觸摸面板105、電容采樣單元300、觸摸變形區域單元310、聲學測量單元320以及觸摸力估計單元330。下面參照圖4來描述圖3的功能部件的操作。參照圖4,在觸摸時段(t=t1,t2,t3,...)期間,觸摸140發生在觸摸面板105的觸摸表面115上,或發生在觸摸面板105的觸摸表面115的近距離內,其中,與觸摸140相關聯的對象相對于觸摸表面115以速度v移動。在觸摸時段期間,觸摸140以基于該對象的速度(v)的特定幅度將力ftouch施加到觸摸表面115。
電容采樣單元300在觸摸時段期間的連續采樣時間點t1,t2,t3,…tq處,對觸摸位置測量層130中的電容單元陣列中的每個單元位置x,y處的電容值cxy的測量結果進行采樣。電容采樣單元300產生矢量輸出
觸摸變形區域單元310接收來自電容采樣單元300的電容值的矢量輸出
聲學測量單元320可以測量每個聲學傳感器125-1至125-n處各時間點t的聲強it,以產生聲強向量
在觸摸時段期間的每個時間點tx處,觸摸力估計單元330分別從單元300、310和320接收電容值的向量陣列
觸摸力估計單元330可以根據
另選地,觸摸力估計單元330可以根據
觸摸力估計單元330可以提供觸摸力估計ftouch,作為針對特定觸摸事件的觸摸時段的輸出值。該輸出值可以包括至少三種離散力水平(例如,低、中、高)中的一個,或者可以是從最小力到最大力的連續力范圍。
在一實現中,可以通過用于測量觸摸時段期間每個時間tx處的電容cxy的電路結合接收并處理該電容值cxy的處理單元220來實現電容采樣單元300。可以通過處理電容值cxy以確定與觸摸140相關聯的時間點t處的觸摸變形區域at的處理單元220來實現觸摸變形區域單元330。可以通過用于測量每個聲學傳感器125-1至125-n處的聲強水平的電路結合用于接收并處理聲強水平
圖5a至圖5c描繪了觸摸140的時間進展的示例,該觸摸140在包括時間點t1、t2和t3的觸摸時段期間,由手指500施加到裝置100的觸摸表面115。在圖5a中,在時間點t1處,在觸摸140期間以速度v行進的手指500的指尖剛剛觸摸到觸摸表面115并且具有相應的小觸摸變形區域
圖6和圖7描繪了相對于時間的觸摸面板105上的觸摸,其中,縱軸包括所測量的電容值,并且橫軸包括時間(秒:毫秒)。在圖6中,測量觸摸面板105上的“溫柔的”觸摸(即,以相對低的力觸摸),其中,每個群組600-1、600-2和600-3包括在多個連續時間點在觸摸面板105的層130的電容單元陣列中的單個單元位置x,y處進行的電容測量結果。例如,群組600-1測量在時間點8:08、8:09、8:10、8:11、8:12、8:13和8:14在單個單元位置處變化的電容。群組600-2和600-3各自測量在不同的連續時間點在不同的單元位置處變化的電容。
在圖7中,測量觸摸面板105上的“有力的”觸摸(即,以相對高的力觸摸),其中,每個群組700-1、700-2和700-3包括在多個連續時間點在觸摸面板105的層130的電容單元陣列中的一個單元位置x,y處進行的電容測量結果。例如,群組700-1測量在時間點8:10、8:11、8:12、8:13、8:14和8:15在單個單元位置處變化的電容。群組700-2和700-3各自測量在不同的連續時間點在不同的單元位置處變化的電容。如從圖6中“溫柔的”觸摸和圖7中“有力的”觸摸的電容對時間的圖可明顯看出的,相對于圖7中電容值的變化率,圖6中的電容值具有更慢的變化率。因此,相對于圖6中更慢的電容變化,與圖7的“有力的”觸摸相關聯的電容值具有更高、“更緊密(tighter)”的電容峰值。觸摸面板105上針對“有力的”觸摸的δa/δt和δc/δt將大于針對“溫柔的”觸摸的δa/δt和δc/δt。
圖8a和圖8b是示出用于基于相應的聲強測量結果和與觸摸相關聯的對象的估計觸摸速度來估計觸摸屏顯示器的觸摸表面上的觸摸的力的示例性過程的流程圖。可以由電子裝置100的部件(諸如圖3中所描繪的那些部件)來執行圖8a和圖8b的示例性過程。圖8a和圖8b的該示例性過程可以當在裝置100的觸摸面板105的觸摸表面115上在時間tx(其中,x=0)開始觸摸時執行。圖8a和圖8b的示例性過程可以根據在觸摸面板105上發生觸摸而被觸發,并且可以在包括可以對應于例如裝置100的數字時鐘的時段的多個時間點(t0,t1,t2,t3,...)的觸摸時段期間執行。在其它實現中,可以以循環(recurring)的時段(例如,以數字時鐘的時段)執行圖8a和圖8b的示例性過程,其中,該時段是短持續時間(例如,毫秒或微秒)。
示例性過程可以包括聲學測量單元320,該聲學測量單元320基于由多個觸摸面板聲學傳感器125-1至125-n進行的聲學測量來確定聲強值的向量
觸摸力估計單元330可以將聲強值的向量
電容采樣單元300可以在時間tx對觸摸面板105的層130的電容單元矩陣中的每個單元位置x,y處的電容
觸摸變形區域單元310可以基于采樣的電容值,確定在時間tx處觸摸面板105的與觸摸相關聯的區域中的觸摸變形區域
觸摸力估計單元330可以確定觸摸變形區域
觸摸力估計單元330可以確定電容值相對于時間的變化率
可以進行確定觸摸時段是否結束的步驟(塊840)。當移除觸摸輸入時,觸摸時段可以結束。如果觸摸時段未結束(塊840為否),則時間點可以增加(x=x+1),并且示例性過程可以返回至塊805(例如,下一時鐘時段)。如果觸摸時段已結束(塊840為是),則觸摸力估計單元330可以根據初始觸摸力估計
觸摸力估計單元330可以基于塊810中所確定的觸摸力水平、塊830中所確定的估計的觸摸速度和/或塊835中所確定的電容值變化率來估計觸摸力ftouch。可以使用各種不同函數來基于
本文所描述的實施方式的前面的描述提供了說明和描述,但是并不旨在窮盡本發明或者將本發明限制于所公開的確切形式。根據上述教導,修改和變型是可能的,或者可以從本發明的實踐中得到。例如,雖然參照圖8a和圖8b描述了一系列塊,但是在其它實現中可以改變這些塊的順序。此外,可以并行執行沒有依賴關系的塊。
可以將本文所描述的某些特征實現為執行一個或更多個功能的“邏輯”或“單元”。該邏輯或單元可以包括硬件(諸如一個或更多個處理器、微處理器、專用集成電路或現場可編程門陣列)、軟件或硬件和軟件的組合。
本文(包括權利要求)所使用的術語“包括”或“包含”指定所述特征、要件、步驟或部件的存在,并不排除一個或更多個其它特征、要件、步驟、部件或它們的組的存在或添加。
本申請的說明書中所使用的元件、動作或指令沒有哪個應被解釋為對本發明而言是關鍵的或必要的,除非已明確地這樣描述過。而且,如本文所使用的,冠詞“一個”旨在包括一項或更多項。此外,如本文所使用的“基于”一詞旨在意為“至少部分地基于”,除非另有明確闡述。