CN101310248A - 用于识别多个不明确的触碰事件的位置的方法和设备 - Google Patents

用于识别多个不明确的触碰事件的位置的方法和设备 Download PDF

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Abstract

一种用于识别在触摸屏(105)上至少两个触碰事件(250，251)在相互的预定时间内发生的位置的方法和设备，包括监视触摸屏上的触碰事件。每个触碰事件发生在由XY坐标对所定义的触摸屏上的不连续位置上。当第一和第二触碰事件在相互的预定时间内发生时，生成包括至少两个X坐标和至少两个Y坐标的坐标序列。当发生释放事件时，所述释放事件与所述坐标序列中的一个X坐标和一个Y坐标相关联，形成对应于所述第一触碰事件的第一XY坐标对。输出与所述第一触碰事件关联的所述第一XY坐标对。

Description

用于识别多个不明确的触碰事件的位置的方法和设备
技术领域
本发明总体上涉及接触式输入系统，尤其涉及其中能够多个触碰同时重叠操作的接触式输入系统，并且涉及用于识别多个接触式输入位置的方法和设备。
背景技术
接触式输入系统已遍布于所有工业化国家。在包括如电子咨询站系统、收款机、指令输入系统(例如饭店)以及生产线操作的诸多应用中，这些系统已经替代或者补充了诸如键盘或鼠标之类的传统输入系统。当前市场上存在的接触式输入系统中应用了包括声音、电阻性、电容性以及红外的各种传感技术。典型地，接触式输入系统连同一些类型的信息显示系统(可以包括计算机)一起使用。当用户触碰显示对象时，接触式输入系统会将触碰的位置通知给系统。
图1和图2示出了传统的接触式传感器系统以及接触式输入系统。接触式传感器系统100一般包括触摸屏105(也称为接触式屏幕)，其示例可以是具有透明基板的接触式屏幕。系统100进一步包括用于将控制器110连接到触摸屏105的引线111。包括触摸屏105和控制器110的触摸屏系统可以结合显示装置115一起使用。接触式传感器系统100被配置成通过产生要经触摸屏105传送的声波来对触摸屏105上的触碰进行响应，一个或多个所述声波在触碰出现时被调制。控制器110进而使用声波的调制信号来识别触摸屏105上的触碰位置。控制器110还可以使用声波的调制信号来区分有效触碰和无效信号(例如，由屏幕表面的污染物所产生的信号)。如果控制器110识别触碰为有效，则将触碰位置传送到主计算机(未示出)，所述主计算机接着执行相应的计算机功能以在显示装置115上显示相关信息，例如图形。显示装置115响应操作者的指令，例如触碰触摸屏105的特定区域，以显示图形或其它信息。
图2图示了声波接触式输入系统102。具有表面122的透明传感器基板120覆盖显示系统屏幕。典型地，透明传感器基板120由玻璃制成。波能量沿着形成覆盖在基板表面122上的不可见XY网格的一个或多个路径传导，其中对表面122的接触会引起声波能量的削弱。
第一发送传感器125和第一接收传感器135位于基板120第一垂直侧的两个角上。第一发送传感器125在水平向右方向发送要由第一接收传感器135接收的声波。第二发送传感器130和第二接收传感器140在基板120的第一水平侧上垂直于第一发送和接收传感器125和135而定位。例如，发送传感器125和130以及接收传感器135和140可以是压电式传感器。基板120的水平两侧提供有两个反射器阵列200和205，基板120的垂直两侧提供有两个反射器阵列210和215。反射器阵列将来自发送传感器的声波部分地反射到接收传感器。
控制器110通过线路160和165向发送传感器125和130传送信号，发送传感器125和130产生通过基板120发射并由反射器阵列进行反射的声能。控制器110通过线路190和195从接收传感器135和140接收信号，并且所接收的信号包括时间和信号振幅。控制器110包括编码指令(如存储在微处理器的存储器中)，所述指令被执行时执行控制和处理相关信号的步骤。控制器110无需包含计算机，而是可以以硬件、固件、软件或其任何组合来实现。波经由反射器阵列200、205、210和215而从发送传感器125和130传送到接收传感器135和140所花费的时间取决于路径长度，因此，波内的衰减位置可以与相对于发射时间的接收时间相关。波在基板120的X方向和Y方向上周期性地重复传播，以便允许检测触碰事件位置250的坐标。波重复传播之间的时间为采样时间。
将声波的传播和检测合并的接触式输入系统的一个弊端是，如果同时或在系统的一特定采样期间内按压或触碰两个或更多的点，接收传感器135和140会在单个可读出坐标的时间间隔内检测到多个X坐标和Y坐标，而且这些触碰位置要通过多个不同的坐标对来识别。图3图示了在位置250和251所指示的同时发生的两个触碰事件的情况。如图3所示的示例中，有两个能够指示触碰位置252和253的X和Y对的可能组合，其并不是实际发生触碰的位置。因此，应用程序需要识别多个同时存在的触碰的能力，这就要求在传统系统上进行改进。
在时间上重叠的多个触碰会被检测为同时发生的事件。当两个触碰的起始时间都在系统的时间分辨率(例如系统的微型芯片控制器的时间分辨率)内，就会产生同时发生的触碰。能够限制时间分辨率的系统特性包括模数采样率、声波传播速度、模拟电路带宽等等。例如，如果控制器110以每秒100次的速度对触摸屏105进行采样，就不能被及时分辨在先后的0.01秒内发生的触碰事件。在一些应用程序中，很可能在0.01秒内在屏幕某处发生两个触碰事件。例如，在包含格斗(head-to-head)竞赛的视频游戏中，这种可能性比较高。
因此，需要一种用于识别在同一时间段内发生的触碰事件的位置的方法和设备。本发明的特定实施例旨在满足这些需要，并且其它目的可由于以下描述和附图而变得显而易见。
发明内容
在一个实施例中，一种用于识别在触摸屏上至少两个触碰事件在相互的预定时间内发生的位置的方法，包括监视触摸屏上的触碰事件。每个触碰事件在触摸屏上由XY坐标对所定义的不连续位置上发生。当第一和第二触碰事件在相互的预定时间内发生时，则生成包括至少两个X坐标和至少两个Y坐标的坐标序列。当发生释放事件时，所述释放事件与所述坐标序列中的一个X坐标和一个Y坐标关联，以形成对应于所述第一触碰事件的第一XY坐标对。输出对应于所述第一触碰事件的第一XY坐标对。
在另一个实施例中，一种用于对表示在触摸屏上至少两个触碰事件在相互的预定时间内发生的坐标进行关联的设备，包括具有用于接收触碰事件的接触表面的触摸屏。每个触碰事件在触摸屏上由XY坐标对所定义的不连续的位置上发生。触摸屏控制器监视接触表面上的触碰事件。当至少两个触碰事件在相互的预定时间内发生时，所述触摸屏控制器识别至少两个X坐标和至少两个Y坐标。缓冲器从触摸屏控制器接收至少两个X坐标和两个Y坐标。基于与所述第一触碰相关联的释放事件，所述触摸屏控制器形成第一XY坐标对。
在另一实施例中，一种对表示在同一测量期间内在触摸屏上发生的多个触碰事件的坐标进行配对的方法，包括接收表示沿第一坐标轴的坐标位置的第一组信号。接收表示沿第二坐标轴的坐标位置的第二组信号。将连续接收的信号组与所述第一组和第二组信号进行比较，以识别在连续接收到的信号组中丢失的信号分量。基于所述丢失的信号分量来识别坐标对。
附图说明
图1示出了传统接触式传感器系统。
图2图示了声波接触式输入系统。
图3图示了两个触碰事件同时发生的情况。
图4图示了根据本发明的一个实施例的可以能够分辨多个触碰情况的接触式传感器系统。
图5图示了根据本发明一个实施例的声波接触式输入系统。
图6图示了根据本发明一个实施例的用于分辨多个触碰情况的方法。
结合附图会更好的理解以上内容以及以下对本发明特定实施例的详细描述。图中图示了各实施例的功能模块的示图。所述功能模块不必指示硬件电路之间的界限。因此，例如，可以在单一硬件(例如，通用信号处理器或模块或者随机存取存储器、硬盘等)上实现一个或多个功能模块(例如，处理器或存储器)。相似地，程序可以是独立的程序，可以作为子程序而合并到操作系统中，可以在安装的图像软件包中运行，等等。应当理解的是，各实施例并不局限于附图中所示的布置和手段。
具体实施方式
图4图示了根据本发明的一个实施例的能够分辨多个触碰情况的接触式传感器系统260。如之前所述，接触式传感器系统260包括具有触摸屏105和透明传感器基板120的显示装置115。控制器262通过引线111与触摸屏105互连。控制器262还包括至少一个缓冲器264和266，以用于临时存储坐标信息和/或表示坐标信息的信号。
如以下所述，微处理器268可以从触摸屏105接收信号并确定触碰事件的坐标信息。然后，微处理器268可以通过引线270将坐标信息输出到另一装置，例如中央计算机或主计算机272。应当理解的是，通过引线270传送的坐标信息仅是表示性的。另外，信息可以由计算机272以多种形式和格式输出，例如显示装置115(不同的显示装置或监视器)上的文本或图形、光、铃声、动作的启动或终止等。因此，通过引线270传送的信息会可以基于接触式传感器系统260的用途而发生变化。任选地，控制器262可以位于监视器或显示装置115内，如图所示处于独立单元内中，或位于计算机272内。
图5图示了根据本发明一个实施例的声波接触式输入系统280。图2和图3中的相同元件以同样的附图标记进行标注。尽管图示为表面声波(SAW)，但应当理解的是，也可以利用其它传感技术，包括声音、电阻性、电容性和红外，但并不局限于此。
图6图示了根据本发明一个实施例的用于分辨多个触碰情况的方法。图4到图6将一起进行讨论。
在步骤300中，控制器262开始扫描过程以连续监视触摸屏105上的触碰事件。例如，控制器262通过线路160向第一发送传感器125传送信号。第一接收传感器135通过线路190向控制器262传送第一返回信号。然后，控制器262通过线路165向第二发送传感器130传送信号。第二接收传感器140通过线路195向控制器262传送第二返回信号。如之前所提到的，所述返回信号包括表示触碰事件(如果出现)的时间和信号振幅信息。因此，控制器262连续在X方向和Y方向上传送和接收信号，以便检测一个或多个触碰事件的坐标。重复传播的声波之间的时间为采样速率或采样时间。测量周期可以被确定为微处理器268用来传送和接收第一和第二组信号的时间周期。
在步骤302中，微处理器268分析第一和第二返回信号以确定是否检测到一个或多个X坐标和Y坐标。如果没有检测到X或Y坐标，则删除第一和第二返回信号信息。如果检测到至少一个X坐标和至少一个Y坐标，则流程进行至步骤304。应当理解的是，步骤300和302重复执行，以使得触摸屏105连续监视触碰事件。
在步骤304中，微处理器268将所检测到的X坐标和Y坐标存储在一个或多个缓冲器264和266中。例如，X坐标的第一坐标序列存储在存储器或缓冲器264中，Y坐标的第二坐标序列存储在存储器或缓冲器266中。作为选择，也可以使用单个缓冲器264来存储所有检测到的坐标。任选地，也可存储表示坐标的信号组，其中微处理器268或其它装置可以在稍后识别实际的X坐标和Y坐标位置。
在步骤306中，微处理器268确定是否能够确定X坐标和Y坐标对，指示触摸屏105上已触碰的不连续位置。例如，如果在触碰位置282发生单一触碰事件，则返回X1坐标和Y1坐标。微处理器268形成坐标对(X1，Y1)，并且在步骤308中，微处理器268传送XY坐标对(X1，Y1)，并清空缓冲器264和266。可以将XY坐标对传送到中央计算机或主计算机272，以便执行所需要的功能。
然而，如果在触碰位置282和284发生触碰事件，以使得在步骤302中微处理器268在相互的预定时间或测量周期内检测到坐标序列X1，X2和Y1，Y2，则不能确定X坐标和Y坐标的配对关系，则流程进行至步骤310。例如，可基于其中触摸屏105监视触碰事件的采样速率或采样时间而确定所述预定时间(步骤300)。应当理解的是，在同一时间可以检测到多于两个的触碰事件，产生额外需要配对的X坐标和Y坐标。例如，可能在同一时间检测到与触碰位置282和284并存的触碰位置288(X4，Y4)。
在步骤310中，微处理器268延迟任意坐标的传送。继续使用上述触碰位置282和284的示例，坐标序列X1，X2和Y1，Y2保留在缓冲器264和266中。微处理器268继续扫描触碰事件，如步骤300所示。
在步骤312中，微处理器268将当前所检测到的坐标(如连续获得的坐标序列或信号组)与存储在缓冲器264和266中的坐标和/或信号进行比较，以确定是否已经检测到变化。如果检测到相同的坐标X1，X2和Y1，Y2，则微处理器268确定已经发生了连续触碰，并且流程返回到步骤310。不传送坐标，当前坐标保留在缓冲器264和266中，微处理器268继续搜扫描触碰事件。任选地，如果在容差范围内，微处理器268就认为坐标没有发生变化，例如由于用户手指在接触表面上的轻微移动或横摇。
返回到步骤312，微处理器268也可基于触碰事件的相对时序、绝对触碰强度、触碰强度变化率、触碰强度在多个测量周期上的相关性以及触碰位移(例如，拖动或横摇手指)的其中之一来确定已经发生了变化。这些变化允许微处理器268通过使用除图6所示之外的其它对比方法来对坐标进行配对。
如果微处理器268检测到一个额外的坐标，X坐标或Y坐标，而不是两者并存，则流程进行至步骤314。如果检测到具有坐标(X1，Y3)的触碰位置286，就会发生这种情况。因此，触碰位置282和286的X坐标位置相同，但坐标不能配对。Y3坐标存储到诸如缓冲器266中，流程返回到步骤310。可选的，微处理器268可以根据应用程序而删除或忽略额外的坐标。
如果微处理器268检测到额外的触碰事件，例如具有坐标(X5，Y5)的触碰位置290，则流程从步骤312进行至步骤316。然而，根据处理算法和系统实现方式，微处理器268可以将新坐标组(X5，Y5)进行配对，微处理器268可以发送该配对的坐标(X5，Y5)，将该坐标对(X5，Y5)存储到缓冲器264和266的两者之一，或删除该坐标对(X5，Y5)。
如果微处理器268在随后的返回信号中检测到减少一个的X坐标和减少一个的Y坐标，则发生了释放事件，流程从步骤312进行至步骤318。当用户从触摸屏105上抬起手指或指示笔时就会发生这种情况。在步骤318中，微处理器268将所述释放事件与触碰事件之一进行关联，例如通过将随后的返回信号与存储在缓冲器264和266的坐标或信号进行比较来识别丢失的X坐标和Y坐标。所丢失的X坐标和Y坐标或信号分量与触碰位置相关联并且能够配对。因此，如果微处理器268识别当前返回的信号仅包括X2和Y2坐标，则该微处理器268可以将先前所识别并存储在缓冲器264和266中的(X1，Y1)和(X2，Y2)进行配对。
在步骤320中，微处理器268确定是否要进行额外坐标的配对。例如，如果在触碰位置282、284和288处在基本同一时间或在相互的预定时间内发生了多个触碰事件并且在步骤302中已经被检测到，则在步骤318中，微处理器268将与抬起事件相关联的唯一的X坐标和Y坐标进行配对。利用以上示例，微处理器268已经对触碰位置282(X1，Y1)进行配对(步骤318)，并且如果要进行额外的坐标配对，则返回到步骤310。可以通过检测第二抬起或释放事件对额外的坐标进行配对。根据所使用的处理算法，微处理器268输出被配对的坐标或将其存储在缓冲器264和266的两者之一。未被配对的坐标仍然存储在缓冲器264和266中。
在步骤320中，如果不存在要进行配对的额外坐标，在流程进行至步骤322，将XY坐标对输出或传送对到中央计算机或主计算机272，以便于执行所需的功能。任选地，微处理器268也可识别和/或传送与抬起相关联的坐标对，以及/或者基于预定层次识别和/或组织坐标组。
除视频游戏外，例如，当使用触碰显示器上虚拟的键盘时也可能发生两个或多个触碰情况，诸如选择特定选项、目标或键盘上的按键组合，比如字符图释中所使用的使用shift键与其它键结合以产生大写字母或字符。而且，国际通用的键盘已需要分辨多个触碰情况以生成字符组合。另外，需要两个或多个的触碰能力来执行关键情况，其中需要选择按键或输入的特定组合以启动或终止操作，例如在工厂中，同时选择两个键或触碰点以确认发生了可能的危险操作。
虽然已经根据各特定实施例对本发明进行了描述，但是本领域技术人员将认识到可以利用权利要求的精神和范围之内的修改来实施本发明。

Claims (15)

1.一种用于识别在触摸屏上至少两个触碰事件在相互的预定时间内发生的位置的方法，该方法包括：
监视所述触摸屏上的触碰事件，每个触碰事件在触摸屏上由XY坐标对所定义的不连续位置上发生；
当第一和第二触碰事件在相互的预定时间内发生时，生成包括至少两个X坐标和至少两个Y坐标的坐标序列；
当发生释放事件时，将所述释放事件与所述坐标序列中一个X坐标和一个Y坐标相关联，以形成对应于所述第一触碰事件的第一XY坐标对；以及
输出与所述第一触碰事件相关联的所述第一XY坐标对。
2.如权利要求1所述的方法，进一步包括在输出所述第一XY坐标对时，输出来自所述坐标序列的第二XY坐标对。
3.如权利要求1所述的方法，进一步包括将所述坐标序列存储在缓冲器中，并且将所存储的坐标序列与新的坐标序列进行比较。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述第一和第二触碰事件实质上是同时发生的。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述关联包括比较连续获得的第一和第二坐标序列以识别此两者之间的区别。
6.如权利要求1所述的方法，其中仅在与所述第一触碰事件相关联的释放事件发生之后输出所述第一XY坐标对。
7.如权利要求1所述的方法，进一步包括根据触碰事件的相关时序、绝对触碰强度、触碰强度变化率、多个测量周期上的触碰强度的关联性以及所述X坐标和Y坐标的至少一个的移动的其中之一，对X坐标和Y坐标进行配对。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述预定时间是基于所述触摸屏监视触碰事件的采样速率。
9.一种用于将表示在触摸屏上至少两个触碰事件在相互的预定时间内发生的坐标相关联的设备，所述设备包括：
触摸屏，其包括用于接收触碰事件的接触表面，每个触碰事件在触摸屏上由XY坐标对所定义的不连续位置上发生；
触摸屏控制器，用于监视所述接触表面上的触碰事件，当至少两个触碰事件在相互的预定时间内发生时，所述触摸屏控制器识别至少两个X坐标和至少两个Y坐标；以及
缓冲器，用于从所述触摸屏控制器接收所述至少两个X坐标和至少两个Y坐标，所述触摸屏控制器基于与第一触碰相关联的释放事件形成第一XY坐标对。
10.如权利要求9所述的设备，所述触摸屏控制器进一步包括输出端，用于输出所述第一XY坐标对和与第二触碰关联的第二XY坐标对。
11.如权利要求9所述的设备，所述触摸屏控制器接收后续坐标组，将所述后续坐标组与缓冲器中存储的所述至少两个X坐标和所述至少两个Y坐标进行比较以确定所述第一XY坐标对。
12.如权利要求9所述的设备，所述触摸屏控制器进一步包括微处理器，所述微处理器用于基于连续获得的第一和第二组坐标的比较结果来识别所述释放事件，所述第二组坐标包括至少减少一个的X坐标和至少减少一个的Y坐标。
13.一种将表示在同一测量周期内在触碰设备上发生的多个触碰事件的坐标进行配对的方法，包括：
接收表示沿第一坐标轴的坐标位置的第一组信号；
接收表示沿第二坐标轴的坐标位置的第二组信号；
将连续接收的信号组与所述第一组和第二组信号进行比较以识别在所述连续接收的信号组中丢失的信号分量；以及
基于所述丢失的信号分量识别坐标对。
14.如权利要求13所述的方法，所述连续接收的信号组进一步包括标识沿所述第一和第二坐标轴的坐标位置的信号组，所述丢失的信号分量表示所述坐标位置的其中一个。
15.如权利要求13所述的方法，所述丢失的信号分量表示沿所述第一坐标轴的第一坐标位置和沿所述第二坐标轴的第二坐标位置，所述方法进一步包括对所述第一和第二坐标位置进行配对以形成坐标对。
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