用于檢測觸摸屏上的觸摸的設備和方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明大體上涉及確定是否已觸摸和已在何處觸摸觸摸屏輸入裝置。
【背景技術】
[0002] 電子裝置使用各種裝置用于接收來自用戶的輸入信號以控制裝置的操作。鍵盤、 鼠標、麥克風和相機均用來接收各種裝置的數據。此外，觸摸屏變得跟用于各種裝置的輸入 機構一樣普遍。觸摸屏允許用戶點擊或觸摸屏幕，所述觸摸被裝置注冊為輸入信號。在觸 摸屏中可使用各種技術（電阻、表面聲波、電容、紅外格柵、紅外丙烯酸投影、光學成像、色 散信號技術、聲學脈沖識別等）來注冊"觸摸"，包含其中無需物理地觸摸觸摸屏表面的技 術，即，近傳可觸發對應于手指、光筆或其它觸摸項目的"觸摸"的觸摸屏信號發送。觸摸屏 上的觸摸位置通常對應于裝置將作出響應的特定輸入信號。
[0003] 隨著尤其在移動裝置中觸摸屏的使用不斷增加，觸摸屏自身暴露于各種電磁環 境。因此，某些觸摸屏可輸出可被裝置注冊為"觸摸"（即使預期不發生觸摸）的各種噪聲 電平。為了克服這個問題，通常應用閾值使得來自觸摸屏的信號除非信號高于特定閾值，否 則不被視為"觸摸"，如圖1中所說明。來自觸摸屏的信號110具有噪聲電平120和高輸入 電平130,所述電平130被視為達到高于由線140所指示的閾值電平的程度的觸摸。然而， 靜態閾值方法無法用于高噪聲環境，其中噪聲通常可超過閾值，如圖2中所說明。在此，用 低噪聲信號110說明高噪聲信號210。此示例性高噪聲信號210包含大正弦方面使得信號 210的非觸摸部分的峰值X超過閾值量140,并且從而被視為裝置的"觸摸"，但顯然僅最高 輸入信號部分230為裝置預期的"觸摸"輸入。
【發明內容】
[0004] -般來說，且依照這些各種實施例，自適應閾值化方法用于檢測真實觸摸信號并 且濾除增大的噪聲信號。更具體來說，關于來自觸摸屏的信號的統計可用來創建隨著信號 統計而變化的觸摸閾值。因此，閾值可在高噪聲情況下自動升高且在低噪聲情況下自動降 低。如此配置，較少噪聲信號被錯誤地理解為對與觸摸屏相關聯的裝置的觸摸。在深入回 顧和研究以下詳細描述時，這些和其它優點可變得更清晰。
【附圖說明】
[0005] 通過尤其在結合附圖研究時控制下文詳細描述中所述的電壓調節器，至少部分滿 足上述需要，其中：
[0006] 圖1包括說明用于觸摸裝置且關于固定閾值電平的典型控制信號的圖；
[0007] 圖2包括說明用于觸摸裝置且關于固定閾值電平的具有較高噪聲的觸摸信號的 圖；
[0008] 圖3包括具有由如根據本發明的各種實施例配置的元件觸摸的觸摸屏的觸摸裝 置的概念圖；
[0009] 圖4包括操作根據本發明的各種實施例配置的設備的示例性方法的流程圖；
[0010] 圖5包括說明根據本發明的各種實施例配置的觸摸屏的像素列的可變性數據的 示例性集的圖；
[0011] 圖6包括說明隨著如根據本發明的各種實施例配置的觸摸屏中的噪聲移動的示 例性可變閾值的圖；
[0012] 圖7包括說明如根據本發明的各種實施例配置的觸摸屏的個別信號的示例性映 射的圖，其中的圖展示觸摸屏的對應行和列的可變性統計；
[0013] 圖8包括由四個手指觸摸的觸摸屏的個別信號的示例性映射的三維圖；
[0014] 圖9包括根據本發明的各種實施例的可從圖8中映射的個別信號生成示例性觸摸 映射的三維圖；
[0015] 圖10包括圖8中映射的個別信號的二維圖；
[0016] 圖11包括圖9的觸摸映射的二維圖；
[0017] 圖12包括由手指和光筆觸摸的觸摸屏的個別信號的示例性映射的三維圖；
[0018] 圖13包括根據本發明的各種實施例的可從圖12中映射的個別信號生成示例性觸 摸映射的三維圖；
[0019] 圖14包括圖12中映射的個別信號的二維圖；
[0020] 圖15包括圖13的觸摸映射的二維圖；
[0021] 圖16包括展示由兩個手指觸摸的觸摸屏的個別信號的示例性映射的圖，其中可 隨著施加于個別信號的噪聲遞增而從個別信號生成對應觸摸映射。
[0022] 所屬技術領域熟練人員將明白，圖中的元件是為了簡單和清楚起見而加以說明且 其不一定按比例繪制。舉例來說，圖中的元件中的一些的尺寸和/或相對位置可相對于其 它元件放大以有助于提高對本發明的各種實施例的理解。此外，通常不描繪在商業上可行 的實施例中使用或必需的共同但容易理解的元件以使得不阻礙對這些各種實施例的觀察。 還將明白，可按特定發生次序描述或描繪某些動作和/或步驟，但所屬技術領域熟練人員 將了解，實際上不要求此類關于順序的特質。還將了解，本文中所使用的術語和措辭具有如 由所屬技術領域（如上文所陳述）熟練人員對此類術語和措辭賦予的普通技術含義，除非 本文中已另外陳述不同特定含義。
【具體實施方式】
[0023] 現參考附圖，且特定來說參考圖3和4,將描述用于調適信號閾值以檢測觸摸屏 305上的觸摸以確定對應裝置307的實時輸入306的示例性方法和設備。首先，將觸摸屏 305劃分成像素315的二維映射310,其對應于觸摸屏305的傳感器創建來自觸摸屏305的 對應像素315的個別信號325的區域。個別信號325對應于在觸摸屏305的表面上的對 應像素315處是否發生觸摸。這些信號325通常各自包含關于在像素315處感測到的觸 摸姿勢的強度的量值和使量值與對應像素315相關聯的信息，使得可按映射形式理解信號 325 (但將了解，可例如取決于用于觸摸屏305的感測技術以其它方式獲得定位信息）。處 理裝置330接收410所述個別信號325,且經配置以處理信號325以確定相關聯裝置307的 輸入306。
[0024] 所屬技術領域熟練人員將意識到且將明白，此類處理裝置330可包括固定用途的 硬接線平臺或可包括部分或全部可編程的平臺。處理裝置330通常內建到裝置307中且與 裝置307的其它處理方面整合在一起，但其可為單獨并且觸摸屏專用的處理裝置。所有這 些架構選項在所屬技術領域中是熟知且被充分理解的，且在此不要求進一步描述。
[0025] 在觸摸屏305感測到觸摸裝置340 (諸如手指、光筆或其它元件）的觸摸時，處 理裝置330基于個別信號325將觸摸屏305劃分成觸摸區345和非觸摸區350。在一 個實例中，通過計算430像素315的個別行和/或個別列的平均信號值和方差值來劃分 觸摸屏。更具體來說，對于具有N列和Μ行的觸摸屏面板掃描Z，計算一維（1-D)均值 和方差統計向量。舉例來說，通過
給出給定像素列j的均值μ，其 中μχ= [μχ(1)μχ(2)···μχ(Ν)]。通過
2給出給定像素 列j的方差。（在此以標準偏差的形式），其中。2Χ=[σ2Χ⑴。2Χ(2)...σ2χ(Ν)]。對于 給定行i，通過
含出這些值，其中μγ=[μγ(1)μγ(2)···μγ(Μ)]且
，其中。2Υ=[σ2Υ⑴。2Υ(2)... 02γ(Μ)]。相同方法可用于 確定給定行i的對應值。
[0026] 圖5中說明此計算的實例，其圖示列方向上的方差集。線的第一部分510說明具 有低方差值的行集。因為沒有太多跨這些行的方差，所以所述區域中不可能存在觸摸，此是 因為具有自始至終跨整行或整列的一致觸摸信號的可能性非常小。相比之下，具有高方差 的行520可能具有高方差（在此實例中，約第11行），這是因為這些行中的許多像素將具有 指示沒有觸摸的低信號和對應于觸摸屏部分被觸摸的若干高信號。以此方式，方差可為可 能的觸摸區（具有高方差的行/列）和非觸摸區（具有低方差的行/列）的指示符。
[0027] 因此，處理裝置330確定440具有最尚或近似最尚方差的觸摸彳丁和/或觸摸列，且 確定450具有最低或近似最低方差的非觸摸行和/或非觸摸列。隨著如此確定觸摸區和非 觸摸區，處理裝置330估計對應于觸摸區345的觸摸統計460和對應于非觸摸區350的噪聲 統計470。對于觸摸區345,例如，處理裝置330可確定觸摸行和/或觸摸列的觸摸最大信 號值。對于非觸摸區350,例如，處理裝置330可確定非觸摸行和/或非觸摸列的非觸摸平 均信號值，且確定非觸摸行和/或非觸摸列的非觸摸方差值。接著，處理裝置330可使用觸 摸統計和噪聲統計來估計480觸摸閾值，所述觸摸閾值用來通過例如忽略小于觸摸閾值的 個別信號來創建490觸摸映射以確定給定的個別信號是否應被視為觸摸屏305上的觸摸， 所述觸摸將被視為到裝置307的實時輸入306。
[0028] 在一種方法中，處理裝置330通過以下操作估