CN102782615A - 具有z速度增强的触摸屏幕 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于检测与触摸感应屏幕的交互(例如物理接触)的系统和方法。该屏幕包括多个单元，每个单元与诸如电容的信号值相关联，基于对象到屏幕的接近度修改该信号值。在第一时间间隔期间，捕获与单元相关联的第一信号值，并且在第二时间间隔期间捕获与该单元相关联的第二信号值。通过从该第一信号值中减去该第二信号值计算差。该差用于对对象到屏幕的接近度分类。例如，如果该差是正的且非零的，对象被分类为接近屏幕，或者如果该差是负的且非零，对象被分类为从屏幕移开。

Description

具有Z速度增强的触摸屏幕
相关申请的交叉引用
本申请要求于2009年9月8日提交的、美国临时申请No.61/240,606的权益，通过引用将其整体合并。
背景技术
1、技术领域
本公开一般地涉及移动计算设备的领域，并且更特别地涉及识别与移动计算设备的触摸屏幕的交互。
2、技术描述
数量正在增长的设备，诸如智能电话或者平板计算机，使用触摸感应屏幕，或者“触摸屏幕”作为其主要输入机构。触摸屏幕可以以多种方式构造，例如，压力感应(电阻式)、电感应(电容式)、声感应(SAW或者表面声波)、光敏(红外)，以从用户接收信息。最常规的触摸屏幕设计通过将触摸屏幕的不同区域的信号强度与阈值比较来识别对象，例如用户或者指示笔，何时物理地接触触摸屏幕的区域。当区域的信号强度超过阈值时，触摸屏幕确定对象正物理地触摸该区域。
然而，完全依赖信号强度与阈值的比较给接触检测带来不精确。例如，当对象向触摸屏幕移动或者从触摸屏幕移开，对象的形心偏移，导致与触摸屏幕的物理接触的检测中的不稳定性。而且，当对象接触触摸屏幕的表面面积改变，触摸屏幕的区域的信号强度改变，导致被接触的触摸屏幕的区域的识别中的误差。此外，在一些触摸屏幕设计中，外部条件，例如覆盖触摸屏幕置于其上的表面的屏幕的存在，影响触摸屏幕的基线值，给确定信号强度何时超过阈值带来误差。
此外，常规触摸屏幕仅仅能够确定何时触摸屏幕被物理地接触，并且不提供关于在其下接触触摸屏幕的强度的任何信息。
附图说明
公开的实施例具有其他优点和特征，所述优点和特征将从详细描述、所附权利要求以及附图(或者图)而更容易地显而易见。以下是附图的简要介绍。
图1a示出在第一位置状态的移动计算设备的一个示例实施例。
图1b示出在第二位置状态的移动计算设备的一个示例实施例。
图2示出移动计算设备的体系结构的一个示例实施例。
图3示出与屏幕的一个或多个单元相关的信号值和对象到屏幕的接近度之间的示例相关性。
图4示出信号值和对象速度之间的示例关系。
图5示出用于使用速度数据检测与屏幕的交互的示例方法的一个实施例。
具体实施方式
附图和以下描述仅以例证方式涉及优选实施例。应该注意的是，根据以下讨论，在此所公开的结构和方法的替换实施例将容易地被认为是在不背离所要求权利保护的原理的情况下可以采用的可行替换方案。
将详细参考几个实施例，在附图中示出它们的示例。注意的是，在任何适用的地方，相似或者相同的参考标记可以在附图中使用，并且可以指示相似或者相同的功能。仅为例证的目的，附图描绘了所公开系统(或方法)的实施例。本领域技术人员将容易从以下描述中认识到在此示出的结构和方法的替代实施例可以在不背离在此所描述的原理的情况下被采用。
配置概览
公开的系统、方法和计算机可读存储介质的一个实施例检测与触摸感应屏幕的交互，诸如物理接触。该屏幕包括多个单元，每个单元与诸如电容的信号值相关联，基于对象到屏幕的接近度修改该信号值。例如，当对象接近单元时，该单元的关联的信号值增大或者当对象从单元移开时，该单元的关联的信号值降低。在第一时间间隔期间，与单元相关联的第一信号值被捕获，并且在第二时间间隔期间，与单元相关联的第二信号值被捕获。通过从第一信号值减去第二信号值来计算差。例如，从当前信号值中减去先前信号值。该差被用来将对象到屏幕的交互或者对象到屏幕的接近度分类。例如，如果该差是正值，对象被分类为接近屏幕，或者如果该差是负值，对象被分类为从屏幕移开。
示例移动计算设备
在一个示例实施例中，所公开的配置可以被配置为用于在可以是主机设备的移动计算设备和附属设备之间使用。图1a和1b示出移动计算设备110的一个实施例。图1a示出具有电话功能的移动计算设备110，例如移动电话或智能电话，的第一位置状态的一个实施例。图1b示出具有电话功能的移动计算设备110，例如移动电话、智能电话、上网本计算机、平板计算机或者膝上型计算机，的第二位置状态的一个实施例。移动计算设备110被配置成主控并执行用于拨打并接收电话呼叫的电话应用。
注意的是，为了容易理解，在此所公开的原理处于在移动电信网络中运行的具有电话功能的移动计算设备110的示例上下文中。然而，在此所公开的原理可以被应用在其它双工(或多工)电话上下文中，所述电话上下文诸如配置为直接与公共交换电话网络(PSTN)和/或具有IP电话(VoIP)功能的数据网络对接的具有电话功能的设备。同样，移动计算设备110仅仅是作为示例，并且其功能的原理应用于其它计算设备，例如平板计算机、桌上型计算机、服务器计算机等等。
移动计算设备110包括第一部分110a和第二部分110b。第一部分110a包括用于显示信息(或数据)的屏幕，并且可以包括导航机制。以下进一步描述第一部分110a的这些方面。第二部分110b包括键盘，并且也在以下进一步描述。移动计算设备110的第一位置状态可以称为“打开”位置，在该位置中移动计算设备的第一部分110a沿着第一方向滑动从而暴露移动计算设备110的第二部分110b(或就移动而言反之亦然)。移动计算设备110在第一位置状态或者第二位置状态保持操作。
移动计算设备110被配置为具有方便用户手持的形状因数(form factor)，例如，具有个人数字助理(PDA)或者智能电话形状因数。例如，移动计算设备110可具有长7.5至15.5厘米，宽5至15厘米，厚0.5至2.5厘米范围的尺寸，并且重量在50和250克之间。
如在第一位置状态所示，移动计算设备110包括扬声器120、屏幕130和可选导航区140。移动计算设备110还包括键区150，其在第二位置状态中被暴露。移动计算设备还包括麦克风(未示出)。移动计算设备110还可以包括一个或多个开关(未示出)。该一个或多个开关可以是按钮，滑块或者摇杆开关，并且可是机械的或固态状态(例如，触摸感应固态状态开关)。
移动计算设备110的屏幕130是例如240×240，320×320，320×480或者640×480的触摸感应(包括手势)显示屏幕。屏幕130能够由例如，诸如玻璃、塑料、薄膜或者合成材料构成。触摸感应屏幕可以是半透半反式液晶显示(LCD)屏幕。在替换的实施例中，长宽比和分辨率可以不同，而不脱离说明书中公开的发明特征的原理。通过示例的方式，屏幕130的实施例包括有源矩阵液晶显示器(AMLCD)，薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)，有机发光二极管(OLED)，干涉调制显示器(IMOD)，液晶显示器(LCD)或者其它适合的显示设备。在实施例中，该显示器显示彩色图像。在另一个实施例中，屏幕130进一步包括触摸感应显示器(例如，电感应(电容式)或其中对象相对于屏幕的位置影响一值的其它配置)，包括用于接收来自用户的输入数据、命令或信息的数字化器。用户可以使用指示笔、手指或者另一适合的用于数据录入的输入设备，诸如从菜单选择或录入文本数据。
可选导航区140被配置为控制在移动计算设备110中执行并且通过屏幕130可见的应用的功能。例如，该导航区包括x路(x是数值整数，例如5)导航环，其提供光标控制、选择以及类似功能。此外，导航区可以包括选择按钮来选择功能，所述功能通过屏幕130上的用户接口显示。此外，导航区还可以包括专用功能按钮以用于诸如例如日历、web浏览器、电子邮件客户端或者主屏幕的功能。在这个例子中，导航环可以通过机械、固态状态开关、拨号盘或其组合实现。在替代实施例中，导航区140可以被配置为专用手势区，其允许手势交互以及控制通过屏幕130上显示的用户接口所示出的功能和操作。
键区区150可以是数字键区(例如拨号盘)或者与字母或者字母数字键区或者字符键区150(例如，具有连续的按键Q-W-E-R-T-Y，A-Z-E-R-T-Y的键盘或者在诸如DVORAK键盘或双字节字符键盘之类的键盘上的按键的其它等价集合)集成的数字键区。
尽管未示出，注意的是移动计算设备110还可以包括扩展插槽。扩展插槽被配置为接收并支持扩展卡(或介质卡)。存储器或介质卡形状因数的例子包括紧凑式闪存卡、SD卡、XD卡、存储棒、多媒体卡、SDIO等等。
示例移动计算设备体系结构概览
接下来参考图2，框图示出具有电话功能的移动计算设备110的体系结构的一个实施例。通过示例，将关于图1a和1b的移动计算设备描述图2所示的体系结构。移动计算设备110包括一个或多个处理器(为便于讨论，在此称为中央处理器220)，电源240和无线电子系统250。中央处理器220的例子包括基于诸如ARM(包括由微处理器制造商制造的内核)、ARM XSCALE、AMDATHLON、SEMPRON或者PHENOM、INTELATOM、XSCALE、CELERON、CORE、PENTIUM或者ITANIUM、IBM CELL、POWER ARCHITECTURE、SUN SPARC等等体系结构的处理芯片以及系统。
中央处理器220被配置为利用计算机操作系统运行。操作系统是硬件和应用之间的接口，用户通常与所述应用对接。操作系统负责移动计算设备110的活动的管理和协调以及资源的共享。操作系统为运行在移动计算设备110上的应用提供主机环境。作为主机，操作系统的目的之一是处理移动计算设备110的运行细节。操作系统的示例包括PALM OS和WEBOS、MICROSOFTWINDOWS(包括WINDOWS 7、WINDOWS CE、WINDOWS PHONE和WINDOWS MOBILE)、SYMBIAN OS、RIM BLACKBERRY OS、APPLE OS(包括MAC OS和IPHONE OS)、GOOGLE ANDROID和LINUX。
中央处理器220与音频系统210、图像捕获子系统(例如照相机、视频或者扫描仪)212、闪存存储器214、RAM存储器216和短距离无线电模块218(例如蓝牙、无线保真(WiFi)组件(例如IEEE 802.11))通信。中央处理器通过数据线(或总线)278通信地耦合这些各种组件或者模块。电源240为中央处理器220、无线电子系统250和显示器驱动器230(其可以是触摸或者电感感应的)供电。电源240可以对应于直流电源(例如电池组，包括可再充电的)或者交流电(AC)源。电源240通过功率线(或总线)279向各种组件供电。
中央处理器220通过操作系统220a与在移动计算设备110中执行的应用通信。此外，中间组件，例如窗口管理器模块222以及屏幕管理器模块226，提供中央处理器220和操作系统220以及系统组件(例如显示器驱动器230)之间的附加通信信道。
在一个实施例中，窗口管理器模块222包括软件(例如与操作系统集成的)或者固件(低级代码，其驻留在特定的用于该代码的存储器中，并用于与例如处理器220的特定硬件对接)。窗口管理器模块222被配置为初始化虚拟显示空间，其可以被存储在RAM216和/或闪存存储器214中。该虚拟显示空间包括一个或多个当前正在由用户执行的应用和被执行的应用的当前状态。窗口管理器模块222接收来自用户输入或来自软件或固件过程的请求，以显示窗口并确定所请求的窗口的初始位置。此外，窗口管理器模块222接收修改窗口的命令或指令，诸如调整窗口大小、移动窗口，或者任何其它改变窗口外观或位置的命令，并且相应地修改窗口。
屏幕管理器模块226包括软件(例如与操作系统集成的)或固件。屏幕管理器模块226被配置为管理将要在屏幕130上显示的内容。在一个实施例中，屏幕管理器模块226监视并控制在屏幕130上显示的数据的物理位置，以及哪些数据在屏幕130上显示。屏幕管理器模块226改变或更新在屏幕130上看到的数据的位置。所述改变或更新响应于来自中央处理器220和显示器驱动器230的输入，其修改在屏幕130上显示的外观。在一个实施例中，屏幕管理器226还被配置为监视和控制屏幕亮度。此外，屏幕管理器226被配置为向中央处理器220传送控制信号以修改屏幕130的功率使用。
运动分析模块228包括软件，其例如与操作系统220a和/或屏幕管理器模块226集成，或被配置成作为利用操作系统220a和/或屏幕管理器模块226操作的应用。可替换地，运动分析模块228可以包括例如存储在闪存存储器214中的固件或存储在RAM216中的指令。运动分析模块228随时间捕获与屏幕130相关联的信号值序列。在一个实施例中，屏幕130包括多个单元，每个具有相关联的信号值，根据对象到该单元的接近度修改所述信号值。例如，当对象正触摸单元时，信号值由基线值增大到最大值，并且当对象不再触摸该单元时，信号值由最大值降低至基线值。在实施例中，当对象接近单元，当对象向单元移动时，信号值增大；相反地，当对象从单元移开时，信号值降低。在替代的实施例中，当对象接近单元，当对象向单元移动时，信号值降低；相反地，当对象从单元移开时，信号值增大。
运动分析模块228在不同的时间间隔捕获与屏幕130的一个或多个单元相关联的信号值。例如，在时间“t”运动分析模块228捕获与屏幕130的一个或多个单元相关联的信号值，并且在时间“t+1”再次捕获与屏幕130的一个或多个单元相关联的信号值。随时间捕获信号值允许运动分析模块228基于单元的信号值随时间的改变来确定对象到该单元的接近度，并将对象和该单元之间的交互分类。例如，信号值的改变的大小和方向确定对象接近屏幕130或从屏幕130后退得多快。运动分析模块228的操作进一步在以下参考附图3-5被描述。
注意的是，在一个实施例中，中央处理器220(例如，通过编程、代码或者指令的方式)执行逻辑，其对应于执行通过例如导航区140或者开关170对接的应用。注意的是，众多其他组件和变型对于计算设备200的硬件体系结构是可能的，因此，诸如由图2示出的实施例仅仅是实施例的一个说明性实现方式。
无线电子系统250包括无线电处理器260、无线电存储器262和收发器264。收发器264可以是用于传送和接收信号的两个分离组件或者是用于传送并接收信号的单个组件。在任一种情况中，其被称为收发器264。收发器264的接收器部分通信地与设备110的无线电信号输入端(例如天线)耦合，在所述输入端处从建立的呼叫(例如，已连接的或正在进行的呼叫)接收通信信号。接收的通信信号包括从呼叫接收并由无线电处理器260处理以通过扬声器120(或184)输出的语音(或其它声音信号)。收发器264的发射器部分通信地耦合设备110的无线电信号输出端(例如天线)，在所述输出端处通信信号被传送到建立的(例如，已连接的(或已耦合的)或活动的)呼叫。用于传送的通信信号包括例如通过设备110的麦克风160接收的语音(或其他声音信号)，其由无线电处理器260处理以通过收发器264的发射器传送到建立的呼叫。
在一个实施例中，使用所描述的无线电通信的通信可以通过语音或数据网络。语音网络的例子包括全球移动系统(GSM)通信系统、码分多址接入(CDMA系统)和通用移动电信系统(UMTS)。数据网络的例子包括通用分组无线电业务(GPRS)、第三代(3G)移动(或更大)、高速下载分组接入(HSDPA)、高速上行链路分组接入(HSUPA)、长期演进(LTE)和微波存取全球互通性(WiMAX)。
虽然其他组件可以设有无线电子系统250，所示的基本组件给移动计算设备提供了执行包括电话通信的无线电频率通信的能力。在实施例中，当电话呼叫建立时，例如已连接或正在进行，无线电子系统250不需要在中央处理器220控制下的许多(如果不是所有)组件。无线电处理器260可以使用数据线(或总线)278与中央处理器220通信。
卡接口224适配于与外部附件(或外围设备)，例如插入到扩展插槽(未示出)的介质卡，无线或者有线地通信。卡接口224在中央处理器和附件(例如耦合到扩展插槽内的扩展卡或介质卡)之间传送数据和/或指令。卡接口224还从中央处理器220传送控制信号到扩展插槽以配置附件。注意的是，关于扩展卡或介质卡描述卡接口224；其还可以在结构上被配置为同设备110的其他类型的外部设备耦合，例如，打印设备或者电源240的电感充电站。
信号值与对象到屏幕的接近度之间的关系
图3示出对象到屏幕130的接近度和与屏幕130的一个或多个单元关联的信号值之间的相关度。在实施例中，屏幕130包括触摸感应显示器，诸如电感应显示器，其中诸如电容的信号值基于对象到屏幕130的接近度被修改。屏幕130被划分为多个单元，每个单元与信号值相关联。在一个实施例中，信号值包括电容。在其他实施例中，信号值包括依赖于对象到屏幕130的接近度的不同的量。
在一个实施例中，屏幕130包括电极的二维阵列，当对电极阵列施加电压时所述电极形成电容器网格。在该实施例中，单元包括电极的二维阵列的元素。在另一个实施例中，屏幕130被分为二维阵列，并且阵列的每个元素构成单元。因此，所述单元允许在两个维度中相对于屏幕130识别对象，并且所公开的实施例允许基于与单元关联的信号值的改变，在第三维度中确定对象相对于屏幕130的位置。
随着诸如指示笔或手指的对象到单元的接近度的改变，与该单元关联的信号值改变。例如，当对象变得离单元更近，与该单元关联的信号值增大，或者当对象变得离单元更远，与该单元关联的信号值降低。作为另一个例子，当对象变得离单元更近，与该单元关联的信号值降低，或者当对象变得离单元更远，与该单元关联的信号值增大。类似地，当屏幕内的对象的位置改变，与不同单元关联的信号值也改变。图3示出随着对象在屏幕130中移动，信号值改变的例子。在图3中，示出屏幕130的表示，并且在屏幕130的表示之下示出与屏幕130关联的信号值的描绘，以便信号值与屏幕130的水平轴对齐以简化展示。此外，在图3中，信号值的大小被不同地标为Z0、Z1和Z2。在一个实施例中，信号值依赖于与单元相关联的电容。
在图3的例子中，随着对象正接近包括一个或多个单元的屏幕130的区域，构成该区域的单元的信号值从图3中标为Z0的基线值改变到在图3中被标为Z1的第一值320。为了清楚起见，图3示出信号值相对于基线值的改变，所述基线值可以是非零值。因此，当对象邻近屏幕130的区域时，但在该对象物理地接触屏幕130之前，该区域的信号值从基线值Z0改变到第一值320 Z1。
当对象物理地接触或者触摸屏幕130的第一区域310A时，与屏幕130的第一区域310A相关联的信号值进一步从第一值320增加到在图3中标为Z0的第二值330。在触摸到屏幕的第一区域310A之后，该对象可以遍布屏幕移动，导致不同单元的信号值随着对象与屏幕的不同区域物理地接触而改变。例如，随着对象从触摸屏幕130的第一区域310A移动到触摸屏幕130的第二区域310B，与不同区域相关联的信号值改变。响应于对象触摸屏幕130的第二区域310B，信号值被修改为第二值340，在此与屏幕130的第二区域310B相关联的单元的信号值增加，而与第一区域310A相关联的单元的信号值减少。因此，随着对象在屏幕130中改变位置，基于对象物理地接触的屏幕130的区域修改在屏幕130中的单元的信号值。
当对象从屏幕130移开时，对象最后曾触摸的屏幕130的区域(例如，在图3所示的例子中的第二区域310B)的信号值减少，但是不立即返回到基线值。相反，当对象从屏幕移开时，对象邻近的屏幕130的区域的信号值被修改为第一值320。当对象邻近屏幕130时，对象与屏幕交互，防止信号值返回到基线值。
由于通过对象到屏幕的接近度修改信号值，即使当对象未物理地触摸屏幕，信号值的变化表明对象到屏幕130的接近度。信号值的改变表明对象是正在向屏幕移动还是正在从屏幕移开。
虽然图3描述了其中信号值随着对象与屏幕130变得更近而增加的例子，但是在替代的实施例中，信号值随着对象与屏幕130变得更近而减少。此外，注意的是，尽管提供的例子是在与屏幕130接触的上下文中，过程能够被配置为刚好在与屏幕130物理接触之前。例如，捕获与屏幕130的接触相关联的信号值可以刚好发生在与屏幕130进行实际物理接触之前。在这样的配置中，屏幕130可以被配置为检测刚好在屏幕130的物理表面上方的电场的改变，由此触发捕获信号值的活动的开始。
图4示出由运动分析模块228捕获并且由运动分析模块228产生的信号值数据的例子。为了示例的目的，图4描述了屏幕130的单个单元的信号值，不过在其他实施例中运动分析模块228从多个单元捕获信号值。在图4中，图形地示出在不同时间间隔期间单元的信号值410。图4将信号值410的大小示出为Z0、Z1、Z2和ZM，并且在一个实施例中，信号值410依赖于与单元关联的电容。类似地，还图形地示出不同时间间隔的信号值改变420，信号值改变420的大小被标为+V1、V0和-V1。在不同的时间间隔的信号值410被用来产生图4所示的信号值改变420。而且，图4示出其中信号值随着对象变得与屏幕130更近而增加，并且当对象从屏幕130移开时减少的实施例。在替代的实施例中，信号值在对象接近屏幕130时减少，并且在对象从屏幕130移开时增加。
图4示出其中单元的信号值具有非零基线值415(在图4中被描述为Z0)的实施例，不过在其他实施例中，基线值415可以是零。对象到单元的接近度增加导致来自基线值415的信号值410。当对象变得与单元更近，信号值增加到最大值417，在图4中被示出为ZM，表明对象正物理地接触该单元。然而，当对象接近单元但在对象物理地接触单元之前，信号值417增大到中间值，其与对象至单元的距离成比例。图4示出这些中间值为Z1和Z2。类似地，当对象从单元移开，信号值417从最大值417或ZM减少到较小的中间值(例如，Z1和Z2)，其与对象和屏幕130之间的距离成比例，直到达到基线值415(例如Z0)。
由于信号值410基于对象到单元的接近度改变，运动分析模块228计算当前信号值410和先前信号值410之间的差。计算的信号值改变420随时间测量信号值410的增加或减少，产生信号值410的第一导数，其描述对象相对于屏幕130的移动速度。信号值改变420的大小允许运动分析模块228确定对象向单元移动得多快，或者对象从单元移开得多快。例如，大的信号值改变420表明对象正快速向单元移动或从单元移开。信号值改变420的方向或符号允许运动分析模块228确定对象是正向单元移动还是正从单元移开。大于零的信号值改变420对应于随时间增加的信号值大小，表明对象正接近单元。相反地，小于零的信号值改变420对应于随时间减少的信号值大小，表明对象正从单元移开。另外，为零的信号值改变420表明对象正未向单元移动并且也未从单元移开。
再参考图4，所描述的信号值改变420示出对象初始地以恒定速率的速度接近单元，且然后物理地接触该单元达一时间间隔。对象向单元的初始移动由正的非零信号值改变420示出，图形地在图4中示出为值+V1，其对应于信号值从基线值415增加到最大值417，而随着对象变得与单元更近取增加的中间值。当信号值改变420下降到零，信号值410已经达到最大值417，并且保持在最大值417，表明对象正物理地接触单元。由于信号值410未改变，信号值改变420在基线水平，在图4中示出为V0。在实施例中，基线水平是零值。在图4示出的例子中，在物理接触单元后，对象以恒定速率的速度移开，由负的非零信号值改变420表示，在图4中示出为-V1，其对应于信号值410从最大值417减少到中间值并减少到基线值415，该中间值随着对象变得离该单元更远而减少。
测量对象到屏幕130的单元的接近度改变的速率，允许运动分析模块228更准确地检测对象何时物理地接触屏幕130的单元，或者区域。在实施例中，当信号值410超过阈值并且信号值改变420是零时，运动分析模块228确定对象物理地接触屏幕130。即使在基于给信号值和阈值之间的比较带来误差的外部条件存在基线值415的变化时，使用信号值改变420识别与屏幕130的物理接触允许精确检测物理接触。此外，指定对象到屏幕130的接近度改变的速率，使得信号值改变420能够提供额外的输入给应用或者操作系统220a使用以便操纵数据。例如，信号值改变420可以被用来更改数据被导航的速率或者更改音频信号的音调。
接近度检测的方法
图5示出用于使用速度计算来检测与屏幕130的交互，诸如物理接触的方法500的实施例。在实施例中，图5的方法500中所描述的步骤通过用于执行所描述动作的指令实现，所述指令具体化或存储在计算机可读介质，例如闪存存储器214或RAM216中，所述指令可由诸如中央处理器220的处理器执行。本领域技术人员将认识到方法500可以被实现在硬件和/或软件或其组合的实施例中。此外，其它实施例能够包括与图5所示步骤不同和/或额外的步骤。为了示例的目的，图5描述在屏幕130内的单个单元的上下文中，用于检测与屏幕130的物理接触的方法500；然而，方法500还可以适用于屏幕130中的多个单元。
运动分析模块228在多个时间间隔期间捕获510与单元相关联的信号值。例如，在第一时间段期间，运动分析模块228捕获510与单元相关联的第一信号值，并且在第二时间段期间捕获510与单元相关联的第二信号值。
为了识别与屏幕130的物理接触，运动分析模块228初始地根据捕获的信号值确定520当前信号值。运动分析模块228然后访问在运动分析模块228中或者在RAM216中存储的先前捕获的信号值，以确定530与先前时间间隔相关联的信号值。例如，根据运动分析模块228最近捕获510的数据确定520与当前时间间隔相关联的信号值，并且还通过访问存储的信号值确定530与在前时间间隔相关联的信号值。然后计算540当前信号值和先前信号值之间的差。在一个实施例中，从当前信号值中减去先前信号值以计算540该差。
信号值之间计算的差随后被运动分析模块228用来对同单元的交互分类550。在一个实施例中，除了信号值之间的差之外，当前信号值也被用来分类550交互。例如，在当前信号值超出阈值并且差为零时，交互被分类550为与单元物理接触。作为另外的例子，当差为负时，交互被分类550为从单元移开或者当差为正时交互被分类550为向单元移动。在实施例中，差的大小进一步被用来分类550对象向单元移动或从单元移开的速率。因此，方法500允许分类550交互类型以及交互的强度。
由此，所公开的实施例有利地通过测量与包括在屏幕中的一个或多个单元相关联的信号值的增加或减少，来追踪对象向屏幕130移动或从屏幕130移开的速度。这允许更精确地确定当对象物理地接触屏幕130时的时间。此外，通过计算对象接近屏幕130或者从屏幕130移开的速度，公开的实施例提供额外信息，所述信息可被用于更精确地分类对象与屏幕130怎样交互，或者提供可以由应用或操作系统220a使用以操纵数据的信息。进一步，追踪对象相对于屏幕130的移动速度允许更准确地追踪诸如拇指或手掌的大对象在屏幕130上的移动。例如，识别在邻近单元中增加数量的正速度，识别到大对象物理地触摸屏幕130，并且更准确地确定大对象的形心，以便更准确地追踪其运动。此外，计算对象向屏幕130移动或从屏幕130移开的速度，使得能够通过计算当前速度和先前速度的差来计算对象相对于屏幕130的加速度，从而为交互分类提供附加信息。
附加考虑
以上说明的一些部分在对信息的操作的符号表达和算法方面描述了实施例，例如，如关于图5示出和描述的。这些算法描述和表达通常由数据处理领域的技术人员用以将他们的工作实质有效地传达给该领域其他技术人员。虽然被功能地、计算地或逻辑地描述，但是这些操作被理解为通过计算机程序或等效的电路、微代码等等实现。进一步，有时还已经被证明方便的是，将操作的这些布置称为模块，而不失一般性。所描述的操作和它们相关的模块可以以软件、固件、硬件或它们的任意组合实施。
如在此所使用的，对“一个实施例”或“实施例”的任何提及意味着结合该实施例所描述的特定元件、特征、结构或特性包括在至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在说明书的各位置的出现并非必须都指同一实施例。
一些实施例可以使用表达“耦合”和“连接”连同其派生词一起被描述。例如，一些实施例可以使用术语“连接”来描述以表明两个或更多个元件彼此直接物理接触或者电接触。在另一个例子中，一些实施例可以使用术语“耦合”来描述以表明两个或更多个元件直接物理接触或电接触。然而，术语“耦合”还可以意味着两个或更多个元件并非彼此直接接触，但仍然彼此协作或交互。实施例并不限制在该上下文中。
如在此所使用的，术语“包括”、“包含”、“具有”或者它们的任何其它变型，意在覆盖非排他性的包括。例如，包括元素列表的过程、方法、物件或者装置不必限制到仅仅这些元素，而是可包括其它没有明确列出的或者这种过程、方法、物件或装置固有的元素。进一步，除非另有相反表示，“或”指的是包括性的或者，且不是排他的或者。例如，条件A或B被以下任意一个满足：A是真的(或存在)并且B是假的(或不存在)，A是假的(或不存在)并且B是真的(或者存在)，以及A和B都是真的(或存在)。
此外，“一”或“该”的使用在此用来描述实施例中的元件和组件。这样做仅仅是为了方便并给出发明的一般意义。本说明书应当被解读为包括一个或至少一个，并且除非明显地另有含义，单数还包括复数。
在阅读本公开后，本领域技术人员通过在此公开的原理将意识到对于用于通过计算对象接近屏幕或从屏幕移开的速度来检测与屏幕的交互(诸如物理接触)的系统和过程的其他额外的替换结构和功能设计。因此，虽然特定实施例和应用已经被示出并且描述，应理解的是公开的实施例不限于在此公开的精确构造和组件。在不背离所附权利要求中定义的精神和范围的情况下，可以对在此公开的方法和装置的布置、操作和细节做出对于本领域技术人员而言显而易见的各种修改、改变以及变型。

Claims (20)

1.一种用于分类对象与触摸感应屏幕的具有至少一个单元的区域的交互的方法，包括：
在第一时间间隔期间捕获与所述区域相关联的第一信号值；
在第二时间间隔期间确定与所述区域相关联的第二信号值；
通过从所述第一时间间隔的信号值的第一集合中的第一信号值减去所述第二时间间隔的所述第二信号值计算速度；以及
使用与所述速度相关联的大小和方向分类所述交互。
2.权利要求1的方法，其中使用与所述速度相关联的所述大小分类所述交互包括：
确定所述方向是正值还是负值；
响应于确定所述方向是正值，将所述交互分类为对象接近所述触摸感应屏幕；以及
响应于确定所述方向是负值，将所述交互分类为对象从所述触摸感应屏幕移开。
3.权利要求1的方法，其中使用与所述速度相关联的所述大小和所述方向分类所述交互包括：
响应于所述大小等于零以及所述第一信号值超过阈值，将所述交互分类为对象物理地接触所述触摸感应屏幕。
4.权利要求1的方法，进一步包括：
响应于与所述速度相关联的大小超过阈值，执行第一动作；以及
响应于与所述速度相关联的大小未超过所述阈值，执行第二动作。
5.权利要求1的方法，其中确定进一步包括从所述第二时间间隔检索先前存储的信号值。
6.权利要求1的方法，其中所述信号值包括依赖于所述对象到所述触摸屏幕的接近度的值。
7.权利要求1的方法，其中使用与所述速度关联的大小和方向分类所述交互包括：
在第三时间间隔期间捕获与所述区域相关联的第三信号值；
在第四时间间隔期间确定与所述区域相关联的第四信号值；
通过从所述第三信号值中减去所述第四信号值计算第二速度；
通过从所述速度中减去所述第二速度计算加速度；
使用所述加速度、与所述第四速度相关联的大小和方向，分类所述交互。
8.一种存储指令的非暂时性计算机可读存储介质，当由至少一个处理器执行时所述指令导致所述至少一个处理器：
在第一时间间隔期间捕获与所述区域相关联的第一信号值；
在第二时间间隔期间确定与所述区域相关联的第二信号值；
通过从所述第一时间间隔的信号值的第一集合中的第一信号值减去所述第二时间间隔的所述第二信号值计算速度；以及
使用与所述速度相关联的大小和方向分类所述交互。
9.权利要求8的非暂时性计算机可读存储介质，其中导致所述至少一个处理器使用与所述速度相关联的大小分类所述交互的所述指令进一步包括指令，其导致所述至少一个处理器：
确定所述方向是正值还是负值；
响应于确定所述方向是正值，将所述交互分类为对象接近所述触摸感应屏幕；以及
响应于确定所述方向是负值，将所述交互分类为对象从所述触摸感应屏幕移开。
10.权利要求8的非暂时性计算机可读存储介质，导致所述至少一个处理器使用与所述速度关联的大小分类所述交互的指令进一步包括指令，其导致所述至少一个处理器：
响应于所述大小等于零以及所述第一信号值超过阈值，将所述交互分类为对象物理地接触所述触摸感应屏幕。
11.权利要求8的非暂时性计算机可读存储介质，进一步包括指令，其导致所述至少一个处理器：
响应于与所述速度相关联的所述大小超过阈值，执行第一动作；以及
响应于与所述速度相关联的所述大小未超过所述阈值，执行第二动作。
12.权利要求8的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述信号值包括依赖于所述对象到所述触摸屏幕的接近度的值。
13.权利要求8的非暂时性计算机可读存储介质，其中导致所述至少一个处理器确定的所述指令进一步包括指令，其导致所述至少一个处理器从所述第二时间间隔检索先前存储的信号值。
14.权利要求8的非暂时性计算机可读存储介质，其中导致所述至少一个处理器使用与所述速度相关联的所述大小和所述方向分类所述交互的所述指令进一步包括指令，其导致所述至少一个处理器：
在第三时间间隔期间捕获与所述区域相关联的第三信号值；
在第四时间间隔期间确定与所述区域相关联的第四信号值；
通过从所述第三信号值中减去所述第四信号值计算第二速度；
通过从所述速度中减去所述第二速度计算加速度；以及
使用所述加速度、与所述第四速度相关联的大小和方向，分类所述交互。
15.一种移动计算设备，包括：
配置为显示信息并接收输入的触摸感应屏幕；
耦合到所述触摸感应屏幕的处理器；
包括由所述处理器执行的指令的存储器，当由所述处理器执行时所述指令导致所述处理器执行计算机实现的方法，该方法包括：
在第一时间间隔期间捕获与所述区域相关联的第一信号值；
在第二时间间隔期间确定与所述区域相关联的第二信号值；
通过从所述第一信号值减去所述所述第二信号值计算速度；以及
使用与所述速度相关联的大小和方向分类所述交互。
16.权利要求15的移动计算设备，其中使用与所述速度相关联的所述大小分类所述交互包括：
确定所述方向是正值还是负值；
响应于确定所述方向是正值，将所述交互分类为对象接近所述触摸感应屏幕；以及
响应于确定所述方向是负值，将所述交互分类为对象从所述触摸感应屏幕移开。
17.权利要求15的移动计算设备，其中使用与所述速度相关联的所述大小和所述方向分类所述交互包括：
响应于所述大小等于零以及所述第一信号值超过阈值，将所述交互分类为对象物理地接触所述触摸感应屏幕。
18.权利要求15的移动计算设备，其中所述存储器进一步包括由所述处理器执行的指令，当由所述处理器执行时，所述指令导致所述处理器执行包括以下的步骤：
响应于与所述速度相关联的所述大小超过阈值，执行第一动作；以及
响应于与所述速度相关联的所述大小未超过所述阈值，执行第二动作。
19.权利要求15的移动计算设备，其中所述信号值包括依赖于所述对象到所述触摸屏幕的接近度的值。
20.权利要求15的移动计算设备，其中使用与所述速度相关联的所述大小和所述方向分类所述交互包括：
在第三时间间隔期间捕获与所述区域相关联的第三信号值；
在第四时间间隔期间确定与所述区域相关联的第四信号值；
通过从所述第三信号值中减去所述第四信号值计算第二速度；
通过从所述速度中减去所述第二速度计算加速度；
使用所述加速度、与所述第四速度相关联的大小和方向，分类所述交互。
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