CN114026530A - 力信号处理 - Google Patents

Abstract

描述了处理多个力值的方法。每个力值对应于传感器位置。传感器位置沿着方向间隔开。方法包括接收力值(S11)。方法还包括确定力值是否包括一个或多个候选峰值(S12)。每个候选峰值对应于力值的局部最大值。方法还包括：响应于至少一个候选峰值超过最小力阈值(S13)，内插所述力值并基于所述内插的力值和超过所述最小力阈值的所述候选峰值来估计多个峰值坐标和对应的峰值力值(S14)。

Description

力信号处理

技术领域

本发明涉及处理来自用于力感测的触摸面板的信号的方法。

背景技术

具有力感测能力的触摸屏面板可以通过三维多点触摸交互增强用户体验。

在触摸面板中，驱动电极和感测电极用于投射电容式触摸检测。为了增加力检测能力，采用了压电层、电极(其可以是驱动或感测电极)和保持在固定电压或接地的反电极。可以包括附加的介电层，诸如PET薄膜、粘合剂和盖玻片，以整合这些层并提供机械坚固性。传感器堆栈中各层的配置共同定义了传感器架构。

WO 2016/102975 A1中描述了将电容感测与基于压电的力检测能力相结合的触摸传感器的示例。该文件还描述了嵌入式触摸面板的示例(其中电极散布有显示元件，诸如偏光器等)，其中图案化电极定位于用户输入表面与驱动和感测电极之间。WO 2017/109455A1中描述了将电容感测与基于压电的力检测能力相结合的触摸传感器的另外的示例。

EP 2 902 886 A1描述了一种触摸输入装置，其包括触摸面板、推动量计算单元和触摸检测信号生成单元。触摸面板包括压电传感器和静电传感器。压电传感器向推动量计算单元输出与通过推动操作表面获得的位移量相对应的推动信号。静电传感器向触摸检测信号生成单元输出与触摸和非触摸对应的触摸信号。触摸检测信号生成单元将根据触摸状态和非触摸状态二值化的触摸检测信号输出到推动量计算单元。推动量计算单元在指示触摸状态的触摸检测信号被输入的时段期间对推动信号与参考电位之间的差进行积分，生成推动量检测信号并输出推动量检测信号。推动量计算单元在指示非触摸状态的触摸检测信号被输入的时段期间重置参考电位。

JP 2015/097068 A描述了一种触摸输入装置，其包括具有压电体的触摸面板和用于检测触摸面板的静压负荷的压力检测部分。压力检测部分基于压电体被按压时产生的电信号的积分值来检测静压负荷。

已经提出了使用基于压电的力检测而没有辅助位置感测方法(例如电阻或电容触摸感测)的触摸面板。例如，JP 2010-026938 A描述了一种触摸面板，其包括含有聚偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物的压电体层、设置在压电体层的一个表面上的第一电极和设置在压电体层的另一个表面上的第二电极。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种处理多个力值的方法。每个力值对应于传感器位置。所述传感器位置沿着方向间隔开。所述方法包括接收所述力值。所述方法还包括确定所述力值是否包括一个或多个候选峰值。每个候选峰值对应于所述力值的局部最大值。所述方法还包括：响应于至少一个候选峰值超过最小力阈值，内插所述力值并基于所述内插的力值和超过所述最小力阈值的所述候选峰值来估计多个峰值坐标和对应的峰值力值。

所述方法还可包括接收与所述力值相对应的所述传感器位置。所述方法还可以包括检索与所述力值相对应的存储的传感器位置。

所述峰值坐标可以被估计达到小于所述传感器位置的最小间距的精度。换句话说，所述估计的峰值坐标可能位于相邻传感器位置之间。

估计的峰值坐标和对应的峰值力值的数量可以小于或等于候选峰值的数量。

所述方法还可以包括输出任何估计的峰值坐标和对应的峰值力值。

所述方法还可以包括：响应于至少一个峰值力值超过第二力阈值，输出超过所述第二力阈值的每个峰值力值和对应的峰值坐标。

所述方法还可以包括：对于每个峰值坐标，响应于确定所述峰值坐标与跟踪的触摸事件相关联，将所述峰值坐标添加到坐标缓冲器，所述坐标缓冲器存储所述跟踪的触摸事件的多个先前估计的峰值坐标；基于所述坐标缓冲器计算平均坐标；以及输出平均坐标和所述峰值力值。

所述方法还可以包括：对于每个峰值坐标，响应于确定所述峰值坐标不与任何跟踪的触摸事件相关联，将所述峰值坐标和对应的峰值力值存储到新的跟踪的触摸事件；以及输出所述峰值坐标和对应的峰值力值。

内插所述多个力值可以包括使用多个力值计算多项式样条。所述多项式样条可以是三次样条。

每个候选峰值可对应于候选传感器位置和候选力值。基于所述内插的力值和所述一个或多个候选峰值来估计多个峰值坐标和对应的峰值力值可以包括：对于每个候选峰值，响应于确定所述候选传感器位置等于最小或最大传感器位置，计算连接所述候选传感器位置和相邻传感器位置的第一样条段的平稳点；确定与最大值相对应的第一平稳点是否位于所述第一样条段内，响应于肯定确定，将峰值坐标指定为等于所述第一平稳点并将对应的峰值指定为等于评估所述峰值坐标处的第一样条段，并且响应于否定确定，将峰值坐标指定为等于所述候选传感器位置并将对应的峰值指定为等于所述候选力值。

基于所述内插的力值和所述一个或多个候选峰值来估计多个峰值坐标和对应的峰值力值可以包括：对于每个候选峰值，响应于确定所述候选传感器位置不对应于最小或最大传感器位置，计算连接所述候选传感器位置和与最大力值相对应的相邻传感器位置的第二样条段的平稳点，响应于确定与最大值相对应的第二平稳点位于所述第二样条段内，将峰值坐标指定为等于第二平稳点并将对应的峰值指定为等于评估所述峰值坐标处的所述第二样条段，响应于确定与最大值相对应的平稳点不位于所述第二样条段内，计算连接所述候选传感器位置和其他相邻传感器位置的第三样条段的平稳点，响应于确定与最大值相对应的第三平稳点位于所述第三样条段内，将峰值坐标指定为等于所述第三平稳点并将对应的峰值指定为等于评估所述峰值坐标处的所述第三样条段。

每个候选峰值可对应于候选传感器位置和候选力值。基于所述内插的力值和所述一个或多个候选峰值来估计多个峰值坐标和对应的峰值力值可以包括：对于每个候选峰值，响应于确定所述候选传感器位置对应于最小或最大传感器位置，计算连接所述候选传感器位置和相邻传感器位置的第一样条段的平稳点；确定与最大值相对应的第一平稳点是否位于所述第一样条段内，响应于肯定确定，将峰值坐标指定为等于所述第一平稳点并将对应的峰值指定为等于评估所述峰值坐标处的所述第一样条段，并且响应于否定确定，将峰值坐标指定为等于所述候选传感器位置并将对应的峰值指定为等于所述候选力值。

基于所述内插的力值和所述一个或多个候选峰值来估计多个峰值坐标和对应的峰值力值可以包括：对于每个候选峰值，响应于确定所述候选传感器位置不对应于最小或最大传感器位置，计算将所述候选传感器位置连接到相邻传感器位置中的一者的第二样条段的平稳点，并且响应于确定与最大值相对应的第二平稳点位于第二样条段内，将所述第二平稳点指定为有效和高优先级，响应于确定所述第二平稳点位于第三样条段内，将所述第二平稳点指定为有效和低优先级，计算将所述候选传感器位置连接到另一相邻传感器位置的第三样条段的平稳点，响应于确定与最大值相对应的第三平稳点位于所述第三样条段内，将所述第三平稳点指定为有效和高优先级，并且响应于确定与最大值相对应的所述第三平稳点位于所述第二样条段内，将所述第三平稳点指定为有效和低优先级。可以根据以下项指定峰值坐标和对应的峰值，响应于所述第二平稳点有效并且不存在有效的第三平稳点，将所述峰值坐标指定为等于所述第二平稳点并且将所述对应的峰值指定为等于评估所述峰值坐标处的第二样条段，响应于所述第三平稳点有效并且不存在有效的第二平稳点，将所述峰值坐标指定为等于所述第三平稳点并且将对应的峰值指定为等于评估所述峰值坐标处的所述第三样条段，响应于所述第二平稳点为高优先级并且所述第三平稳点为低优先级，将所述峰值坐标指定为等于所述第二平稳点并且将对应的峰值指定为等于评估所述峰值坐标处的所述第二样条段，响应于所述第三平稳点为高优先级并且所述第二平稳点为低优先级，将所述峰值坐标指定为等于所述第三平稳点并将对应的峰值力值指定为等于评估所述峰值坐标处的所述第三样条段，并且响应于所述第二平稳点和所述第三平稳点两者均为高优先级或两者均为低优先级，将所述峰值坐标指定为等于所述第二平稳点和所述第三平稳点中对应于较大值的任一者并将对应的峰值力值指定为等于评估所述峰值坐标处的相应样条段。

内插所述力值可以包括通过基于所述多个力值计算离散傅立叶变换来获得频谱，通过在频谱的高频端插入多个零值来生成插零频谱，以及基于计算所述插零频谱的逆离散傅立叶变换获得内插的力值。

获得内插的力值可以包括计算所述插零频谱的所述逆离散傅立叶变换以及移除强制周期性伪影。从逆运算的插零频谱移除强制周期性伪影可以包括移除小于力值的最小值或所述力值的最后值的一段内插的力值。当一段内插的力值被移除时，剩余的内插的力值可能被扭曲以连续跨越最小和最大传感器位置坐标之间的范围。

基于所述内插的力值和所述一个或多个候选峰值来估计多个峰值坐标和对应的峰值力值可以包括：对于每个候选峰值，使用候选峰值作为起始位置来搜索所述内插的力值的局部最大值，并且响应于定位尚未指定给另一个候选峰值的所述内插的力值的局部最大值，将峰值力指定为等于所述局部最大值并将对应的峰值坐标指定为等于局部最大值的位置。

所述方法还可以包括将与传感器位置相对应的所述力值变换为与等间距位置相对应的变换的力值，其中通过计算所述变换的力值的离散傅立叶变换来获得所述频谱。

所述力值到所述变换的力值的变换可以包括基于传感器位置对和包围每个等间距位置的力值的插值。

所述方法可以包括处理多个第一力值和多个第二力值。每个第一力值可以对应于第一传感器位置。所述第一传感器位置可以沿着第一方向间隔开。每个第二力值可以对应于第二传感器位置。所述第二传感器位置可以沿着不同于所述第一方向的第二方向间隔开。基于所述第一力值估计的峰值坐标可以与基于所述第二力值估计的峰值坐标相匹配以获得二维坐标。所述匹配可以考虑对应的峰值力值。

可以基于根据所述第一力值确定的第一峰值和根据所述第二力值确定的第二峰值的平均值或加权平均值来估计峰值力值。

根据本发明的第二方面，提供了一种处理来自触摸面板的信号的方法，所述触摸面板包括布置在多个第一电极和至少一个第二电极之间的压电材料层。所述方法包括从所述第一电极接收一个或多个压电信号。所述方法还包括：对于每个压电信号，通过从所述压电信号中减去第一DC偏移值来计算校正的压电值。所述方法还包括：对于每个压电信号，确定所述校正的压电值是否超过压电信号阈值，响应于肯定确定，将力值设置为等于先前的力值和所述校正的压电值之和，并且响应于否定确定，将所述力值设置为等于所述先前的力值。所述方法还包括：对于每个压电信号，将所述力值添加到存储多个先前的力值的缓冲器或将所述校正的压电值添加到存储多个先前校正的压电值的缓冲器。所述方法还包括：对于每个压电信号，计算存储在所述缓冲器中的值的梯度值、平均值和方差值。所述方法还包括：对于每个压电信号，确定所述梯度值是否低于梯度阈值以及所述方差值是否低于方差阈值，响应于肯定确定，将第二DC偏移值更新为等于所述平均值，并且响应于否定确定，不更新所述第二DC偏移值。所述方法还包括：对于每个压电信号，基于所述力值和所述第二DC偏移值来计算校正的力值。

所述第二DC偏移值可以被初始化为零。所述方法可以包括输出所述校正的力值。

当所述缓冲器存储多个力值时，基于所述力值和所述第二DC偏移值来计算校正的力值可以包括从所述力值中减去所述第二DC偏移值。

当所述缓冲器存储多个校正的压电值时，基于所述力值和所述第二DC偏移值来计算校正的力值可以包括从所述力值中减去所述第二DC偏移值与由所述缓冲器存储的校正的压电值的数量的乘积。

当所述缓冲器存储多个校正的压电值时，基于所述力值和所述第二DC偏移值来计算校正的力值可以包括减去超过所述压电信号阈值的每个缓冲的校正的压电值，并且加上缓冲的校正的压电值与所述第二DC偏移相差超过所述第二DC偏移的每个差值。

通过第一方面处理的所述力值可以对应于根据所述第二方面计算的校正的力值。

通过第一方面处理的所述第一力值和所述第二力值可以对应于根据所述第二方面计算的校正的力值。

根据本发明的第三方面，提供了一种包括控制器的设备，所述控制器被配置为执行所述第一方面和/或所述第二方面的方法。

根据本发明的第四方面，提供了一种用于处理从触摸面板接收的压电信号的设备，所述触摸面板包括布置在多个第一电极和至少一个第二电极之间的压电材料层。所述设备包括多个第一力通道。每个第一力通道被配置为从所述触摸面板的一个或多个第一电极接收压电信号，所述压电信号对应于沿着第一方向间隔开的第一传感器位置。每个第一力通道被配置为计算与所接收的压电信号相对应的第一力值。所述设备还包括被配置为接收所述多个第一力值的定位处理模块。所述定位处理模块还被配置为确定所述第一力值是否包括一个或多个第一候选峰值。每个第一候选峰值对应于所述第一力值的局部最大值。所述定位处理模块还被配置为响应于至少一个第一候选峰值超过最小力阈值，内插所述多个第一力值并基于所述内插的第一力值和超过所述最小力阈值的所述第一候选峰值来估计多个第一峰值坐标和对应的第一峰值力值。

所述第一力通道和所述定位处理模块可以在单个装置中实现。可以使用一个或多个微控制器或专用集成电路来实现所述第一力通道和所述定位处理模块。

所述设备还可以包括多个第二力通道。每个第二力通道可以被配置为从所述触摸面板的一个或多个第一电极接收压电信号，所述压电信号对应于沿着与所述第一方向不同的第二方向间隔开的第二传感器位置。每个第二力通道可以被配置为计算与所接收的压电信号相对应的第二力值。所述定位处理模块还可以被配置为接收所述多个第二力值。所述定位处理模块还可以被配置为计算与压电信号相对应的第二力值，所述压电信号对应于布置在第二传感器位置处的第一电极，所述第二传感器位置沿着与所述第一方向不同的第二方向间隔开。所述定位处理模块还可以被配置为确定所述第二力值是否包括一个或多个第二候选峰值。每个第二候选峰值可以对应于所述第二力值的局部最大值。所述定位处理模块还可以被配置为响应于至少一个第二候选峰值超过最小力阈值，内插所述多个第二力值并基于所述内插的第二力值和超过所述最小力阈值的所述第二候选峰值来估计多个第二峰值坐标和对应的第二峰值力值。所述定位处理模块还可以被配置为匹配第一峰值坐标与第二峰值坐标以获得二维坐标。

所述第一力通道、所述第二力通道和所述定位处理模块可以在单个装置中实现。可以使用一个或多个微控制器或专用集成电路来实现所述第一力通道、所述第二力通道和所述定位处理模块。

每个第一力通道或第二力通道可以被配置为根据所述第二方面计算对应的力值作为校正的力值。

一种系统可以包括所述设备和触摸面板。所述触摸面板包括布置在多个第一电极与至少一个第二电极之间的压电材料层。

附图说明

现在将通过示例的方式参考附图来描述本发明的某些实施方案，在附图中：

图1是用于压电感测的触摸面板的示意性横截面；

图2示意性地示出了用于压电感测的系统；

图3示意性地示出了用户与触摸面板交互的力分布图；

图4示出了与图3所示的力分布图相对应的理想化压电信号；

图5呈现了测量的压电信号的示例；

图6示意性地示出了力信号处理模块；

图7是根据对应的压电信号计算力值的方法的过程流程图；

图8是确定用户交互位置的方法的过程流程图；

图9是确定多个候选峰值的方法的过程流程图；

图10是生成和/或更新力信息的方法的过程流程图；

图11是内插力值和估计峰值的第一方法的过程流程图；

图12是内插力值和估计峰值的第二方法的过程流程图；

图13是内插力值和估计峰值的第三方法的过程流程图；

图14示出了计算与等间距位置相对应的变换的力值的方法；

图15示出了频谱；

图16示出了零插入到图15所示的频谱中；

图17示意性地示出了内插的力值的示例；

图18示意性地示出了校正的内插的力值的示例；

图19呈现了内插的力值和校正的内插的力值的实验示例；

图20呈现了测量的力值与使用三次多项式样条获得的内插的力值的比较；

图21呈现了测量的力值与使用傅里叶变换方法获得的校正的内插的力值的比较；并且

图22呈现了图20中所示的内插的力值与图21中所示的校正的内插的力值的比较。

具体实施方式

在下文中，相似的部分由相似的附图标记表示。

在压电力感测中遇到的一个问题是通过向压电材料施加力而生成的信号本质上是瞬态的。因此，来自压电力传感器的输出信号需要处理以允许测量静态或缓慢变化的施加力。本说明书的方法涉及提高使用基于压电的触摸面板系统测量的力的准确性和可靠性，同时保持或提高处理从触摸面板接收的压电力信号的速度。本说明书还涉及改进对静态或缓慢变化的施加力的测量，而不依赖于辅助测量方法，诸如用于检测一个或多个用户交互的存在和/或位置的电容感测。

触摸面板系统

参考图1，示出了压电触摸面板1的简化横截面。

触摸面板1包括第一层结构2和第二层结构3、公共电极4、多个第一感测电极5和多个第二感测电极6。

第一层结构2具有第一面7和相对的第二面8。第一层结构2包括一个或多个层，包括至少压电材料层9。第一层结构2中包括的每个层通常是平面的并且沿垂直于厚度方向z的第一方向x和第二方向y延伸。第一层结构2的一个或多个层布置在第一面7和第二面8之间，使得第一层结构2的每个层的厚度方向z垂直于第一面7和第二面8。第一感测电极5设置在第一层结构2的第一面7上，并且公共电极4设置在第一层结构2的第二面8上。

优选地，压电层9由压电聚合物形成，例如合适的含氟聚合物，诸如聚偏二氟乙烯(PVDF)。然而，压电层可以替代地由诸如锆钛酸铅(PZT)的压电陶瓷层形成。

第二层结构3具有第三面10和相对的第四面11。第二层结构3包括一个或多个介电层12。每个介电层12通常是平面的，并且在垂直于厚度方向z的第一方向x和第二方向y上延伸。第二层结构3的一个或多个介电层12布置在第三面10和第四面11之间，使得第二层结构3的每个介电层12的厚度方向z垂直于第三面10和第四面11。第二感测电极6设置在第二层结构3的第三面10上，并且第二层结构3的第四面11接触第一感测电极5。替代地，第一感测电极5可以是设置在第四面11上。

优选地，介电层12包括诸如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的聚合物介电材料层或压敏粘合剂(PSA)材料层。然而，介电层12可包括诸如氧化铝的陶瓷绝缘材料层。

优选地，公共电极4、第一感测电极5和/或第二感测电极6由氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)形成。然而，公共电极4、第一感测电极5和/或第二感测电极6可以由导电聚合物形成，诸如聚苯胺、聚噻吩、聚吡咯或聚(3,4-乙撑二氧噻吩)聚磺苯乙烯(PEDOT/PSS)。公共电极4、第一感测电极5和/或第二感测电极6可以采用金属膜的形式，诸如铝、铜、银或其他适合沉积和图案化为薄膜的金属。公共电极4、第一感测电极5和/或第二感测电极6可由金属网、纳米线(任选地，银纳米线)、石墨烯或碳纳米管形成。

尽管本说明书中描述的示例主要涉及用于压电力感测的方法，但是除了压电力感测之外，触摸面板1也可以任选地用于电容测量。例如，测量每个第一电极5和每个第二电极6的自电容，或者测量一对第一电极5和第二电极6之间的互电容。

还参考图2，示出了力感测系统13。

力感测系统13包括触摸面板1、测量前端14和力信号处理模块15。任选地，在一些示例中，系统13还可以包括电容信号处理模块16。

第一感测电极5各自沿第一方向x延伸，并且第一感测电极5在第二方向y上均匀间隔地设置成阵列。第二感测电极6各自沿第二方向y延伸，并且第二感测电极6在第一方向x上均匀间隔地设置成阵列。公共电极4是延伸的，使得公共电极4至少部分地位于第一感测电极5和第二感测电极6中的每一者之下。公共电极4可以与第一层结构2的第二面8基本共延伸。

当包括任选的电容信号处理模块16时，第一感测电极5与第二感测电极6的每个交叉点17可以有效地提供用于互电容感测的单独的触摸传感器。

触摸面板1可被结合为覆盖电子装置(未示出)的显示器(未示出)，所述电子装置包含力感测系统13。例如，力感测系统13可以结合到移动电话、平板电脑、便携式或膝上型电脑、显示器、电视等中。

在本文中，术语“用户交互”通常是指用户按压触摸面板1或覆盖触摸面板1的材料层。用户交互可以涉及用户的手指或触笔(无论是否导电)。用户交互通常被理解为涉及用户以足够的力按压触摸面板1以引起压电材料层9的应变和可检测的压电响应。当用户移动手指或触笔时，用户交互的位置可能随时间改变。触摸面板1和系统13支持对一个或多个并发用户交互的测量和跟踪，有时称为“多点触摸”交互。

当包括任选的电容信号处理模块16时，用户交互可以另外包括在没有直接物理接触或没有施加显著力的情况下用户的手指或导电触笔接近触摸面板1。

测量前端14在触摸面板1上执行压电力测量。测量前端14通过检测压电层9响应于一个或多个用户交互发生应变而在第一感测电极5和公共电极4之间感应的电压来测量力。测量前端14还测量第二感测电极6和公共电极4之间感应的电压。以这种方式，测量前端14可以提供通过一个或多个用户交互施加到触摸面板1的力的二维解析测量。

当包括任选的电容信号处理模块16时，测量前端14还可以测量第一感测电极5和第二感测电极6的每个交叉点17的互电容。

当包括任选的电容信号处理模块16时，测量前端14可以同时测量压电力信号和电容。例如，测量前端14可以如WO 2017/109455 A1中描述的那样配置，或者如WO 2016/102975 A2中描述的那样配置，并且这两个文件的全部内容通过引用并入本文。特别地，合适的组合式力和电容触摸面板系统13在WO 2017/109455 A1的图4至图23中示出并参考其进行了描述。此外，合适的组合式力和电容触摸面板系统13在WO 2016/102975 A2的图15至图29中示出并参考其进行了描述。

测量前端14输出压电信号18。压电信号18对应于在第一感测电极5和公共电极4之间和/或在第二感测电极6和公共电极4之间感应的放大和/或积分压电电压。测量前端14可以包括低频截止滤波器，所述低频截止滤波器被配置为拒绝压电材料层9的热电响应。低频截止可以采用1Hz和7Hz之间的值。测量前端14可以包括陷波滤波器，所述陷波滤波器被配置为拒绝市电配电频率，例如50Hz或60Hz。

当包括任选的电容信号处理模块16时，测量前端14还可以输出电容信号19。当测量前端14被配置为同时测量压电信号和电容时，例如，当测量前端14如WO 2017/109455 A1所述或WO 2016/102975 A2所述配置时，通过与每个感测电极5、6相对应的信号的频率分离来获得压电信号18和电容信号19，以获得信号18、19。

当包括任选的电容信号处理模块16时，电容信号处理模块16接收并处理电容信号19以确定电容信息20，其可以包括多个用户交互和每个用户交互的x-y坐标。电容信号处理模块16可以以与传统电容触摸控制器相同的方式起作用，并且可以由传统电容触摸控制器提供。在一些示例中，电容信号处理模块16还向测量前端14提供用于电容测量的驱动信号。感测电极5、6的自电容，或者第一感测电极5和第二感测电极6的任何对之间的互电容可以由电容信号处理模块16根据已知方法测量。

力信号处理模块15接收压电信号18。力信号处理模块15被配置为使用压电信号18测量与向触摸面板1施加力的用户交互相对应的一个或多个输出力F。输出力F的计算不依赖于输入电容信息20或未处理的电容信号19。力信号处理模块15被配置为分析测量的输出力F，以便确定力信息21，所述力信息包括用户交互的次数、每个用户交互的x-y坐标以及每个用户交互施加的力。

当包括任选的电容信号处理模块16时，力信号处理模块15还可以接收电容信息20，所述电容信息可以用于确认力信息21。

尽管第一感测电极5和第二感测电极6已经被示出为基本上矩形的，但是可以使用已知用于投射电容触摸面板中的任何其他电极形状或图案。例如，金刚石图案的电极可用于第一感测电极5和第二感测电极6。

触摸面板1的第一层结构2可以仅包括压电材料层9，使得相对的第一面7和第二8是压电材料层9的面。替代地，第一层结构2可包括一个或多个介电层12，所述一个或多个介电层堆叠在压电材料层9与第一层结构2的第一面7之间。第一层结构2可包括堆叠在第一层结构2的第二面8与压电材料层9之间的一个或多个介电层12。

第二层结构3可以包括单个介电层12，使得相对的第三面10和第四面11是单个介电层12的面。替代地，不需要使用第二层结构3，并且第二感测电极6可以替代地与第一感测电极5一起设置在第一面7上。

在图1和图2中，第一面7和第二面8以及第一层结构2和第二层结构3的层被示出为沿着标记为x和y的正交轴线延伸，并且第一层结构2和第二层结构3的每个层的厚度方向与标记为z的轴线对准，所述轴线垂直于x和y轴线。然而，第一方向、第二方向和厚度方向x,y,z不需要如图所示形成右旋正交集。例如，第一方向x和第二方向y可以以30度或45度的角度或大于0度且小于90度的任何其他角度相交。

上文描述的触摸面板1和系统13的细节，以及参考WO 2017/109455 A1和WO 2016/102975 A2讨论的进一步细节是出于理解本说明书的方法的目的而提供的，但本说明书的方法不限于触摸面板1和系统13。本说明书的方法可以与包括压电传感器阵列的任何触摸面板系统一起使用。

还参考图3，示出了施加到触摸面板1的示意性力输入22。

压电材料层9被极化，并且响应于用户交互向触摸面板1施加力而引起的应变而变得极化成具有极化P。压电材料层9的极化P导致在公共电极4和感测电极5、6之间形成对应的电荷Q_压电(t)。产生极化P的应变可能由压缩或张力引起。产生极化P的应变可以是压电材料层9的面内拉伸。压电材料层9和感测电极5、6之间不需要紧密接触。通常，压电材料层9的更大应变(由更有力的用户交互引起)将导致更大的极化P，并且在邻近的感测电极5、6上感应出对应更大幅值的电荷Q_压电(t)。压电响应I_压电(t)(其为与电荷Q_压电(t)相关联的电流)可以放大和/或积分以确定压电信号18。

还参考图4，示出了与力输入22相对应的理想化压电信号23。

压电信号23表示压电信号18的理想化示例。压电信号18、23(例如作为测量前端14的输出和/或被测量前端14放大后)是瞬态信号。由于漏电流，感应的压电电压随时间衰减。此外，可用于放大压电电流I_压电的积分电荷放大器的输出也随时间衰减。

例如，在第一加载时段，t₀≤t≤t₁，力22从零稳定增加到第一力值F₁。假设力22的增加速率比压电信号23的衰减速率快，对应的压电信号23在第一加载时段t₀≤t≤t₁期间稳定下降，当力22达到第一力值F₁时达到第一峰值V₁。力22在第一保持时段t₁<t≤t₂内保持恒定在F₁。在第一保持时段t₁<t≤t₂期间，压电信号23在理想情况下从第一峰值V₁朝向零DC偏移向上衰减。

在第二加载时段t₂<t≤t₃期间，力22再次从第一力值F₁增加到第二力值F₂。假设力22的增加速率比压电信号23的衰减速率快，对应的压电信号23在第二加载时段t₂<t≤t₃期间稳定下降，当力22达到第二力值F₂时达到第二峰值V₂。然后，力22在第二保持时段t₃<t≤t₄内保持恒定在F₂。在第二保持时段t₃<t≤t₄期间，压电信号23在理想情况下从第二峰值V₂朝向零信号向上衰减。

在第二保持时段t₃<t≤t₄结束时，在卸载时段t₄<t≤t₅期间用户交互随着力22的释放而结束。假设力22的降低速率比压电信号23的衰减速率快，对应的压电信号23在卸载时段t₄<t≤t₅期间稳定增加，当力22达到零时达到第三峰值V₃。由于卸载而不是加载产生的第三峰值V₃与第一峰值V₁和第二峰值V₂具有相反的符号。在用户交互结束之后，压电信号23在理想情况下朝向零DC偏移衰减。

尽管图4示出了压电信号23响应于加载变为负并且响应于卸载变为正，但是压电信号23的极性在其他示例中可以颠倒，这取决于触摸面板1和系统13的配置。

当压电信号23理想时，如图4所示，可以通过各种方法补偿压电信号23的衰减，例如，诸如基于压电信号23的梯度和/或值对压电信号23进行简单的条件积分。通过在压电信号23的梯度和值具有相同符号时对压电信号23进行积分，可以恢复与所施加的力22成比例的估计测量值。

然而，当在实践中使用用于组合式力和电容测量的触摸面板1和系统13时，压电信号23可能经受DC偏移的变化和显著噪声源，这可能阻止基于简单值和梯度的条件积分的可靠运算。

不希望被理论或特定的、具体的示例所限制，讨论触摸面板1和系统13的DC偏移变化和噪声的潜在来源可能有助于理解本说明书。触摸面板1和系统13通常可以安装在手持的、电池供电的装置(未示出)中。此类装置通常不接地或仅弱接地，这可能会增加对噪声拾取和DC偏移变化的敏感性。此外，用户可能会经常因为他们的衣服、鞋类和/或他们的环境之间的相互作用而带上静电。这可能会进一步通过电容耦合导致DC偏移的变化，并且还可能导致用户手指和/或触笔与触摸面板1的初始接触的静电放电。这种耦合和/或静电放电可以将电荷Q_es施加到接近用户交互的感测电极5、6，所述电荷可能等于或者甚至显著超过由施加的力产生的电荷Q_压电。此外，诸如快速连续轻敲触摸面板1的短交互可能混淆基于梯度和值的方法，因为来自一次轻敲的信号在下一次轻敲开始之前可能没有完全衰减，从而导致力的不准确测量。前面的讨论并非详尽的，许多另外的因素可能会导致触摸面板1和系统13的DC偏移变化和噪声水平。因此，需要在不牺牲灵敏度和/或计算速度的情况下并且在不需要接收电容信息20和/或未处理的电容信号19的情况下以提高的可靠性测量施加到触摸面板1的力的方法。

测量的压电信号的示例

还参考图5，示出了使用触摸面板1和系统13的示例获得的测量的压电信号24的示例。

测量的压电信号24是压电信号18的示例。测量的压电信号24相对于主竖直轴线绘制。可以观察到，测量的压电信号24以多种方式偏离理想的压电信号23。特别地，测量的压电信号24包括噪声，并且在施加基本接触负载的持续用户交互期间的DC偏移不为零。

相对于图5的副竖直轴线绘制了根据下文中关于图7描述的方法确定的力值25F(t)。

本说明书中详述的方法旨在通过提供测量施加到触摸面板1的力的方法来解决在实践中实现压电测量时遇到的问题，所述方法对于DC偏移的变化和其他噪声源更加稳健。本说明书中详述的方法还允许使用力值来确定用户交互的位置。以这种方式，力感测触摸系统13可用于确定多个用户交互，以及每个用户交互的位置和施加的力，而无需输入电容信息20或未处理的电容信号19。这可以提供改进的触摸面板系统，其比使用电容和压电测量的组合来提供位置和力信息的触摸面板系统更简单。同时，本说明书中详述的方法可由控制器、专用集成电路(ASIC)、微控制器或微处理器以足以避免引入用户可察觉的过度延迟的速度有效地执行。过度延迟可能会让用户感到烦恼，或者，如果延迟变得太大，则可能会导致提供正确的输入变得困难或不可能。

尽管提出了仅基于压电测量的触摸面板系统，但这种系统还没有被广泛采用作为触摸面板。这被认为是因为在具有挑战性的噪声环境内获得静态或缓慢变化的力的可靠测量的上文讨论的困难，并且还因为从压电测量确定准确的用户交互位置的困难。本说明书的方法可以提供对力值F的测量的改进并且还提供对确定一个或多个用户交互的坐标的改进。

力信号处理模块

还参考图6，示出了力信号处理模块15的一种示例性配置。

力信号处理模块15包括多个力通道26和定位处理模块27。每个力通道26从前端模块14接收压电信号18，并计算与接收到的压电信号18相对应的力值F。力值F可以参考图7如下所述计算。

每个压电信号18可以对应于单个第一电极5或第二电极6。替代地，压电信号18可以对应于一组两个或更多个相邻的第一电极5或一组两个或更多个相邻的第二电极6。力通道26的第一组28接收并处理源自第一电极5的压电信号18，并且力通道26的第二组29接收并处理源自第二电极6的压电信号18。

通常设P(t)表示时间相关的压电信号18。设P_i表示在时间t_i时的压电信号P(t_i)，并且类似地，设P_i+1表示在时间t_i+δt时的压电信号P(t_i+δt)，其中δt是例如采样间隔。类似地，通常设F(t)表示与时间相关的力值，F_i表示在时间t_i时的力值F(t_i)，并且类似地设F_i+1表示在时间t_i+δt时的力值F(t_i+δt)。

如果测量前端14输出与第一电极5相对应的N个压电信号18P(t)，则设Py_n(t)表示N个压电信号18P(t)中的第n个。另外，设Py_n,i表示在时间t_i时的压电信号Py_n(t_i)，并且设Py_n,i+1表示在时间t_i+δt时的压电信号Py_n(t_i+δt)。类似地，设Fy_n(t)表示N个对应的力值F(t)中的第n个。另外，设Fy_n,i表示在时间t_i时的力值Fy_n(t_i)，并且设Py_n,i+1表示在时间t_i+δt时的力值Fy_n(t_i+δt)。设y_n表示与N个压电信号Py_n,i中的第n个和N个力值Fy_n,i中的第n个相对应的传感器位置。传感器位置y_n可以是特定第一电极5的质心或一组两个或更多个相邻的第一电极5的质心。

如果测量前端14输出与第二电极6相对应的M个压电信号18P(t)，则设Px_m(t)表示M个压电信号18P(t)中的第m个。另外，设Px_m,i表示在时间t_i时的压电信号Px_m(t_i)，并且设Px_m,i+1表示在时间t_i+δt时的压电信号Px_m(t_i+δt)。同样，设Fx_m(t)表示M个对应的力值F(t)中的第m个。另外，设Fx_m,i表示在时间t_i时的力值Fx_m(t_i)，并且设Px_m,i+1表示在时间t_i+δt时的力值Fx_m(t_i+δt)。设x_m表示与M个压电信号Px_m,i中的第m个和m个力值Fx_m,i中的第m个相对应的传感器位置。传感器位置x_m可以是特定第二电极6的质心或一组两个或更多个的相邻第二电极6的质心。

定位处理模块27被配置为接收第一电极5的力值Fy_n,i(也称为第一力值Fy_n,i)和第二电极力值Fx_m,i(也称为第二力值Fx_m,i)。定位处理模块27分别处理第一力值Fy_n,i和第二力值Fx_m,i。尽管将描述第一力值Fy_n,i的处理，但是第二力值Fx_m,i的处理是相同的。

定位处理模块27分析第一力值Fy_n,i以确定第一力值Fy_n,i是否包括一个或多个候选峰值R₁,…,R_Kc，设Kc表示多个候选峰值并且R_k表示Kc候选峰中的第k个。参考图9进一步描述确定候选峰值R_k的示例。每个候选峰值R_k对应于第一力值Fy_n,i中的局部最大值，例如等于在等于传感器位置y_n中的一个的候选位置y_k处的第一力值Fy_n,i中的一个的最大值F^* _k。为简洁起见，设R_k＝{y_k,F^* _k}表示与Kc候选峰值中的第k个相对应的该对值。

在需要区分为第一力值Fy_n,i和第二力值Fx_m,i计算的候选峰值R_k的情况下，设符号Ry_k＝{y_k,Fy^* _k}表示为第一力第一力值Fy_n,i确定的Kyc个候选峰值中的第k个。类似地，设Rx_k＝{x_k,Fx^* _k}表示表示为第二力值Fx_m,i确定的Kxc个候选峰值中的第k个。

假设候选峰值R_k中的至少一个超过最小力阈F_阈值，即F^* _k>F_阈值，则第一力值Fy_n,i被内插以估计与除第一传感器位置y_n之外的坐标y相对应的内插的力值G。根据所使用的内插的性质，内插的力值G可对应于一个或多个连续的位置函数，例如G(y)。替代地，内插的力值G可采取Nint个离散值G₁,…,G_n,…G_Nint的形式，这些离散值对应于比原始传感器位置y_n间隔更近的内插的位置yint₁,…,yint_n,…,yint_Nint。

在需要区分用于第一力值Fy_n,i和第二力值Fx_m,i的内插的力值G的情况下，设Gy表示用于第一力值Fy_n,i的内插的力值，并且设Gx表示用于第二力值Fx_m,i的内插的力值。

定位处理模块27分析内插的力值G和候选峰值R_k以确定是否存在一个或多个峰值H₁,…,H_K，其中K表示找到的峰值的总数，并且H_k表示K个峰值中的第k个。每个峰值H_k包括峰值坐标yp_k和对应的峰值力值Fp_k。为简洁起见，设H_k＝{yp_k,Fp_k}表示与K个候选峰值中的第k个相对应的该对值。通常，峰值的数量K可以小于或等于候选峰值的数量Kc。

在需要区分用于第一力值Fy_n,i和第二力值Fx_m,i的峰值H的情况下，设Hy_k＝{yp_k,Fyp_k}表示与为第一力值Fy_n,i确定的Ky个峰值中的第k个相对应的该对值，并且设Hx_k＝{xp_k,Fxp_k}表示与为第二力值Fx_m,i确定的Kx个峰值中的第k个相对应的该对值。

通常，从第一力值Fy_n,i和第二力值Fx_m,i确定的峰值的数量应该相同，即Kx＝Ky。然而，与同一用户交互相对应的峰值Hy_k,Hx_k的排序可能相对于索引k不同。因此，定位处理模块27可以被配置为将基于第一力值Fy_n,i估计的峰值坐标yp_k与基于第二力值Fx_m,i估计的峰值坐标xp_k匹配以获得特定用户交互的二维坐标(xp_k,yp_k)。所述匹配优选地基于峰值力值Fyp_k、Fxp_k和/或基于关于自较早时间点以来跟踪的用户交互的信息。

力通道26和定位处理模块27可以由单个装置实现，例如，诸如微控制器或专用集成电路。替代地，力通道26和定位处理模块27可以使用两个或更多个装置实现，诸如微控制器、专用集成电路等。在一些示例中，力信号处理模块15和前端模块14可以集成为单个装置，例如微控制器、专用集成电路等。

计算力值的方法

还参考图7，示出了根据对应的压电信号P_i 18计算力值F_i的方法的过程流程图。

根据对应的压电信号P_i 18计算力值F_i的方法可通过每个力通道26执行。

接收到压电信号P_i(步骤S1)。任选地，在该阶段可以从压电信号P_i中减去作为跨所有通道的压电信号P_i的平均值获得的共模值P_CM。例如，测量前端14可以测量共模值P_CM并将其输出到每个力通道。

接收到的压电信号P_i可以是与第一电极5相对应的压电信号Py_n,i或与第二电极6相对应的压电信号Px_m,i。

通过从压电信号P_i中减去第一DC偏移值P_偏移来计算校正的压电值Pc_i＝P_i–P_偏移(步骤S2)。在一些示例中，第一DC偏移P_偏移可以由在包含触摸面板10的装置(未示出)通电、从睡眠模式唤醒或空闲较长时间时执行的校准程序来初始化。在一些示例中，可以预校准第一DC偏移P_偏移。在任一情况下，第一DC偏移P_偏移可以基于在没有用户交互的时段期间针对压电信号P(t)测量的平均值来设置。对于预校准的情况，这种条件可能更容易确认。然而，如果包括任选的电容信号处理模块16，出于初始化或重新校准第一DC偏移的目的，电容信息20可用于确认不存在用户交互。

将校正的压电值Pc_i与压电信号阈值P_阈值进行比较(步骤S3)，例如可以测试条件Pc_i>P_阈值。替代地并且优选地，可以测试条件|Pc_i|>P_阈值。此条件大致对应于测试力通道是否正在检测用户交互。严格来说，此条件测试所施加的力是否在变化。

压电信号阈值P_阈值可以预校准，或者可以由在包含触摸面板10的装置(未示出)通电、从睡眠模式唤醒或空闲较长时间时执行的程序来校准。在一些示例中，压电信号阈值P_阈值可以被设置为在没有用户交互的时段期间针对压电信号P_i测量的标准误差的3到5倍之间的倍数。对于预校准的情况，这种条件可能更容易确认。然而，如果包括任选的电容信号处理模块16，出于校准压电信号阈值P_阈值的目的，电容信息20可用于确认不存在用户交互。

如果校正的压电值Pc_i满足|Pc_i|>P_阈值，即如果用户交互正在发生(步骤S3|是)，则力通道26的力值F_i被设置为等于校正的压电值Pc_i和先前的力值F_i-1之和(步骤S4)。例如，力值F_i可以更新为F_i＝F_i-1+Pc_i。当包含触摸面板10的装置(未示出)通电、从睡眠模式唤醒或空闲较长时间时，每个通道26的力值F_i可以被初始化或重新初始化为零。每个通道26的力值F_i也可以在检测到特定事件时重新初始化为零，例如，诸如当用户移除施加的力时检测到用户交互的结束、响应于空闲较长时间，等等。

如果校正的压电值Pc_i不满足|Pc_i|>P_阈值，即如果|Pc_i|≤P_阈值并且没有发生用户交互(步骤S3|否)，则通道的力值F_i被设置为等于先前的力值F_i-1(步骤S5)，即F_i＝F_i-1。这具有在压电信号P_i(或优选其幅值|P_i|)低于压电信号阈值P_阈值时保持通道力值F_i恒定的效果。

对缓冲器{F_i-Nbuff+1,…,F_i-1,F_i}执行线性回归分析，所述缓冲器存储最近的通道力值F_i和Nbuff-1个先前通道力值F_i-Nbuff+1,…,F_i-2,F_i-1(步骤S6)。例如，力值F_i被添加到缓冲器{F_i-Nbuff,…,F_i-2,F_i-1}的前面，并取代最旧的测量值F_i-Nbuff，并且然后对更新的缓冲器{F_i-Nbuff+1,…,F_i-1,F_i}执行回归分析。回归分析确定梯度

缓冲的力值{F_i-Nbuff+1,…,F_i-2,F_i-1,F_i}的平均值形式的偏移δF以及方差2σ² _F。

替代地，不是存储力值{F_i-Nbuff+1,…,F_i-1,F_i}，缓冲器可以存储已处理的压电值{Pc_i-Nbuff+1,…,Pc_i-1,Pc_i}的Nbuff先前值，并且可以对已处理的压电信号Pc_i的值进行线性回归分析(步骤S6)，以针对已处理的压电信号Pc确定梯度

偏移δPc和方差σ² _Pc。

将梯度

与预校准的梯度阈值ΔF进行比较，并将方差σ² _F与预校准的方差阈值σ² _阈值进行比较(步骤S7)。必须满足

和σ² _F<σ² _阈值两个条件。这种情况被认为对应于力通道26的不活动。

不活动的双重条件可以允许将梯度

和方差σ² _F两者都低的空闲时段与用户交互施加相对一致的力的活动时段区分开来。发明人已经发现，当用户试图向触摸面板施加一致的力时，虽然缓冲器{F_i-Nbuff+1,…,F_i-1,F_i}的梯度

可能相对较低，但是缓冲器{F_i-Nbuff+1,…,F_i-1,F_i}的方差σ² _F仍然相对较高。不希望受理论束缚，据推测，在这样的时段期间相对较高的方差σ² _F可能是由于人类无法施加真正的静态力，从而导致施加的力持续微小变化。梯度阈值ΔF和方差阈值σ² _阈值可以基于在没有用户交互的时段期间获得的梯度

和方差σ² _F的值来校准。

替代地，当缓冲器存储校正的压电值{Pc_i-Nbuff+1,…,Pc_i-1,Pc_i}而不是力值{F_i-Nbuff+1,…,F_i-1,F_i}时，通过将梯度

与预校准的梯度阈值ΔP进行比较并将方差σ² _Pc与预校准的方差阈值σp² _阈值进行比较，可以根据校正的压电值Pc_i来执行针对不活动的测试(步骤S7)。

如果缓冲器{F_i-Nbuff+1,…,F_i-1,F_i}被确定为对应于空闲时段(步骤S7|是)，则第二DC偏移值F_偏移被更新为等于偏移δF(步骤S8)。替代地，当缓冲器存储校正的压电值{Pc_i-Nbuff+1,…,Pc_i-1,Pc_i}而不是力值{F_i-Nbuff+1,…,F_i-1,F_i}时，则第二DC偏移值P_偏移2根据校正的压电值Pc_i表示，并被更新为等于偏移δP。当包含触摸面板10的装置(未示出)通电时，第二DC偏移值F_偏移,P_偏移2被初始化为零。

如果缓冲器{F_i-Nbuff+1,…,F_i-1,F_i}被确定为对应于活动时段(步骤S7|否)，则第二DC偏移值F_偏移,P_偏移2不被更新。

基于力值F_i和第二DC偏移值F_偏移,P_偏移2计算校正的力值Fc_i，然后输出(步骤S9)。例如，校正的力值Fc_i可以输出到定位处理模块27。以这种方式，对校正的力值Fc_i的计算可以考虑每个力通道26的DC偏移随时间的漂移。

校正的力值Fc_i可以根据Fc_i＝F_i–F_偏移通过从力值F_i中减去根据力F_偏移的第二DC偏移来计算。

替代地，当缓冲器存储校正的压电值{Pc_i-Nbuff+1,…,Pc_i-1,Pc_i}而不是力值{F_i-Nbuff+1,…,F_i-1,F_i}时，可以根据Fc_i＝F_i–Nbuff×P_off2通过从力值F_i中减去缓冲器大小Nbuff与根据校正的压电信号P_偏移2的第二DC偏移的乘积来计算校正的力值Fc_i。

在另外的替代方案中，可以通过以下方式以更稳健的方式使用根据校正的压电信号P_偏移2的第二DC偏移来计算校正的力值Fc_i：

1.从力值F_i中减去满足|Pc_i|>P_阈值的每个缓冲的校正的压电信号值{Pc_i-Nbuff+1,…,Pc_i-1,Pc_i}；以及

2.将满足|Pc_i–P_偏移2|>P_阈值的每个缓冲的校正的压电信号值{Pc_i-Nbuff+1,…,Pc_i-1,Pc_i}加到力值F_i。

在触摸面板10仍处于使用状态时(步骤S10)，从接收下一个压电信号Pi+1开始重复计算(步骤S1)。

尽管计算力值的方法已经在系统13的背景下并且在向定位处理模块27提供校正的力值Fc_i方面进行了描述，但是上文描述的计算力值的方法可以在任何压电触摸面板中使用，以便基于瞬态压电信号P_i输入来计算校正的力值Fc_i。例如，如WO 2017/109455 A1或WO 2016/102975 A2中所述，计算力值的方法可用于计算组合式力和电容测量装置的校正的力值Fc_i。

应当理解，虽然校正的力值Fc_i与施加到触摸面板10的力成比例，但转换为以牛顿(或等效单位)为单位的实际力值需要使用一个或多个校准系数。通常，响应于直接施加在所述传感器位置y_n、x_m上的相同力，对应于不同传感器位置y_n、x_m的力通道26可能经历不同的压电信号P_i 18的幅值。这是由于触摸面板10堆叠的弯曲行为结合装置(未示出)内触摸面板10的边界条件和/或支撑导致的。可以例如通过在触摸面板10上的已知位置处施加已知力来为每个力通道26预先确定校准系数。力通道26可以在输出的校正的力值Fc_i的计算中包括这种预校准的几何效应。

替代地，针对预校准几何效应的力值F_i的校正可以推迟到定位处理模块27。这可以允许在确定使用哪些校准系数时使用更精确估计的峰值坐标xp_k、yp_k。

确定用户交互位置的方法

还参考图8，示出了确定用户交互位置的方法的过程流程图。

确定用户交互位置的方法可以基于力值F_i,Fy_n,i,Fx_m,i来执行，这些力值是根据参考图7描述的计算力值的方法计算的校正的力值Fc_i。然而，这不是必需的，并且确定用户交互位置的方法可以基于力值Fy_n,i,Fx_m,i,F_i或根据任何合适的方法计算的校正的力值Fc_i来执行。将在定位处理模块27的背景下描述确定用户交互位置的方法。然而，确定用户交互位置的方法还可以由接收与在一个或多个方向上间隔开的传感器位置x_m,y_n相对应的力值F_i的任何合适的设备来执行。

接收到力值Fy_1,i,…,Fy_N,i,Fx_1,i,Fx_M,i(步骤S11)。每个力值Fy_n,i,Fx_m,i对应于传感器位置y_n,x_m。例如，力值Fy_1,i,…,Fy_N,i,Fx_1,i,…,Fx_M,i可以从系统13的力通道26的第一组28和第二组29接收。

分析力值Fy_1,i,…,Fy_N,i,Fx_1,i,…,Fx_M,i，以确定力值Fy_1,i,…,Fy_N,i,Fx_1,i,…,Fx_M,i是否包括一个或多个候选峰值R_k(步骤S12)。处理与第一电极5相对应的力值Fy_1,i,…,Fy_N,i，以确定第一组Kyc个候选峰值Ry_k＝{y_k,Fy^* _k}，并且处理与第二电极6相对应的力值Fx_1,i,…,Fx_M,i，以确定第二组Kxc个候选峰值Rx_k＝{x_k,Fx^* _k}。可以使用任何合适的寻峰值方法来确定候选峰值Ry_k、Rx_k，并且在下文中进一步描述了一个示例(参见图9)。候选峰值的数量Kyc、Kxc可以为零，换句话说，不一定有任何候选峰值Ry_k、Rx_k。

换句话说，确定候选峰值的过程(步骤S12)对应于执行对一个或多个用户交互的位置的粗略识别，其中精度等于传感器位置x_m、y_n之间的间距。

定位处理模块27测试是否有任何候选峰值R_k超过最小力阈值F_阈值(步骤S13)。未超过最小力阈值的任何候选峰值R_k从候选峰值R_k的列表中移除。对第一力值Fy_n,i和第二力值Fx_m,i分别进行测试，并且不同的阈值Fy_阈值和Fx_阈值可以分别用于第一力值Fy_n,i和第二力值Fx_m,i。例如，可以根据条件Fy^* _k>Fy_阈值来测试第一候选峰Ry_k ，并且可以根据条件Fx^* _k>Fx_阈值来测试第二候选峰Rx_k。

当处理诸如第一力值Fy_n,i和第二力值Fx_m,i的双轴力数据时，定位处理模块27可以强制实施相同数量Kyx、Kxc的候选峰值Ry_k、Rx_k。例如，如果在移除低于阈值F_阈值、Fy_阈值、Fx_阈值的候选峰值Ry_k,Rx_k之后存在Kyc＝0个第一峰值Ry_k或Kxc＝0个第二峰值Rx_k(步骤S13|否)，则该方法返回以获得下一个力值Fy_n,i+1、Fx_m,i+1(步骤S11)。

如果在移除低于阈值F_阈值、Fy_阈值、Fx_阈值的候选峰值Ry_k,Rx_k之后存在不同数量Kyx、Kxc的候选峰值Ry_k,Rx_k(步骤S13|是)，则定位处理模块27可以按照从最小到最大的候选峰值Fp^* _k的顺序，根据需要移除第一候选峰值Ry_k或第二候选峰值Rx_k，直到候选峰值Ry_k、Rx_k的数量Kyx,Kxc相等，即Kyx＝Kxc。例如，如果存在满足Fy^* _k>Fy_阈值的Kyc＝4个第一候选峰值Ry_k，以及满足Fx^* _k>Fx_阈值的Kxc＝2个第二候选峰值Rx_k，则定位处理模块27可以移除具有最低候选峰值Fy^* _k的两个第一候选峰值Ry_k。

在一些示例中，每个力通道26可以具有单独校准的最小力阈值。例如，对于第一候选峰值Ry_k＝{y_k,Fy^* _k}，每个候选峰值Fy^* _k可以与最小力阈值Fy_阈值(y_k)进行比较，该最小力阈值是对应的候选位置y_k的函数。类似的位置相关最小力阈值Fx_阈值(x_k)可用于评估第二候选峰值Rx_k＝{x_k,Fx^* _k}。

阈值F_阈值或位置相关阈值F_阈值(x_k)、F_阈值(y_k)可以根据校准实验来确定，例如，基于在没有用户交互的时段期间为对应的力通道测量的标准误差的三倍到五倍之间的倍数。

如果至少一个候选峰值R_k满足最小力条件(步骤S13|是)，则基于对应的力值F_i确定内插的力值G，并且基于内插的力值G和候选峰值R_k估计是否存在任何峰值H_k(步骤S14)。找到的峰值H_k的数量K可以小于或等于输入的候选峰值R_k的数量Kc，并且峰值H_k的数量K可以为零。每个峰值H_k包括峰值坐标yp_k、xp_k和对应的峰值力值Fp_k。理论上，峰值H_k的数量K仅受第一电极5和/或第二电极6的分辨率(间距)的限制。在实践中，峰值H的数量K通常可以是一个、两个或三个。例如，许多常见的输入手势使用一个手指或两个手指。较大数量K的峰值H_k(例如四个、五个或更多)可以指示错误检测，并且可以被考虑到测量质量的估计中。

根据所使用的内插的性质，内插的力值G可对应于一个或多个连续的位置函数，例如G(y)。替代地，内插的力值G可采取Nint个离散值G₁,…,G_n,…G_Nint的形式，这些离散值对应于比原始传感器位置y_n间隔更近的内插的位置yint₁,…,yint_n,…,yint_Nint。

当处理诸如第一力值Fy_n,i和第二力值Fx_m,i的双轴数据时，在基于第一内插的力值G_y和第一候选峰值Ry_k测试任何第一峰值Hy_k＝{yp_k,Fyp_k}以及基于第二内插的力值Gx和第二候选峰值Rx_k测试任何第二峰值Hx_k＝{xp_k,Fxp_k}之前，定位处理模块17可以如上所述确保第一候选峰值Ry_k和第二候选峰值Rx_k的相同数量Kyc＝Kxc>0(步骤S13|是)。

确定内插的力值G可以基于使用对应的力值F_i计算多项式样条h(y)。多项式样条h(y)优选是三次样条。基于计算多项式样条h(y)来确定内插的力值G的示例在下文中进一步描述(图11)。

替代地，确定内插的力值G可以基于对对应的力值F_i应用傅立叶变换方法(图13)。

定位处理模块27检查任何估计的峰值H,Hy_k,Hx_k是否对应于超过登记阈值F_登记的峰值力Fp_k、Fyp_k、Fxp_k(步骤S15)。登记阈值F_登记大于最小力阈值F_阈值，并且具有不同的目的。尽管最小力阈值F_阈值被校准为排除输入的力值F_i、Fy_n,i、Fx_m,i中的噪声，但是在系统13登记用户交互之前，登记阈值F_登记被设置为提供最小力，即最小信号。登记阈值F_登记可以根据触摸面板10的预期用途、用户偏好中的一者或多者由包括从系统13接收输入的触摸面板10的装置(未示出)执行的操作系统或软件等来调整。登记阈值F_登记可以以类似于用于计算装置的转向盘、操纵杆或其他类型的控制器外围设备的“死区”的方式表现。

在一些示例中，为了避免当超过登记阈值F_登记时输入中的突然跳跃，定位处理模块27可以在输出之前从峰值力Fp_k、Fyp_k、Fxp_k中减去登记阈值F_登记。

定位处理模块27在这个阶段不强制峰值Hy_k、Hx_k的数量Ky、Kx相等(参见S17和图10)。

不同的登记阈值Fy_登记和Fx_登记可以分别用于第一力值Fy_n,i和第二力值Fx_m,i。例如，可以根据条件Fyp_k>Fy_登记来测试第一峰值Hy_k ，并且可以根据条件Fxp_k>Fx_登记来测试第二候选峰值Rx_k。在一些示例中，每个力通道26可以具有可单独调整的登记阈值。例如，对于第一峰值Hy_k＝{yp_k,Fyp_k}，每个候选峰值Fyp_k可以与作为对应的峰值位置yp_k的函数的登记阈值Fy_登记(yp_k)进行比较。类似的位置相关登记阈值Fx_登记(xp_k)可用于评估第二峰值Hx_k＝{xp_k,Fxp_k}。

位置相关登记阈值Fy_登记(y)、Fx_登记(x)也可以通过操作系统或从系统13接收输入的软件来调整，例如，以指定触摸面板10表面上的两个或更多个不同的输入区，每个区可能具有不同的登记阈值F_登记集。

如果至少一个峰值H、Hy_k、Hx_k超过登记阈值F_登记(步骤S15|是)，则全局触摸标志被设置为真值(步骤S16)并且生成或更新力信息21(步骤S17)。

对于单轴数据，例如，如果仅处理一组力值F_i，则力信息21可以简单地包括估计的峰值H_k(步骤S17)。任选地，定位处理模块27可尝试将每个峰值H指定给一个或多个活动触摸事件E₁,…,E_j,…,E_Ne，其中E_j表示Ne个活动触摸事件中的第j个。定位处理模块27可以基于峰值位置yp_k、xp_k与触摸事件E_j的先前测量的坐标ye_j、xe_j的接近度，将峰值H_k指定给活动触摸事件E_j。如果定位处理模块27无法为现有的活动触摸事件E_j指定峰值H_k，例如因为两者相隔过大的距离，则定位处理模块27可以开启新的触摸事件E_j以存储峰值H_k。类似地，如果现有的活动触摸事件E_j没有指定给它的峰值H_k，则认为该事件E_j已经完成，并且从活动事件E_j的列表中移除。

例如处理第一力值Fy_n,i和第二力值Fx_m,i的双轴数据可以简单地以与单轴数据相同的方式处理。

然而，在一些示例中，定位处理模块27优选地将第一峰值Hy_k与对应的第二峰值Hx_k匹配，例如以生成二维峰值H2_k＝{(x2_k,y2_k),F2_k)，其中y2_k是合并的峰值H2_k的第一坐标，x2_k是合并的峰值H2_k的第二坐标，并且F2_k是合并的峰值H2_k的总峰值力。第一坐标y2_k可以被设置为等于对应的第一峰值坐标yp_k。替代地，如果定位处理模块27将一对第一峰值Hy_k和第二峰值Hx_k指定给活动事件E_j，则第一坐标y2_k可以被设置为等于第一峰值坐标yp_k和一个或多个先前存储的事件坐标ye_j的平均值。第二坐标x2_k可以以与第一坐标y2_k相同的方式设置。总峰值力F2_k可以被确定为对应的第一峰值力Fyp_k和第二峰值力Fxp_k的平均值或加权平均值。加权系数使用在已知坐标x,y处施加的已知力来预校准。用于计算总峰值力F2_k的加权系数可以取决于合并的峰值H2_k的坐标(x2_k,y2_k)。

尽管在理想条件下，第一峰值Hy_k的数量Ky将等于第二峰值Hx_k的数量Kx，但在实践中，噪声或其他意外因素可能导致第一峰值Hy_k和第二峰值Hx_k的数量Ky、Kx不相等。当将合并的峰值H2_k与活动触摸事件E_j匹配并生成合并的峰值H2_k时，定位处理模块27可以任选地强制第一峰值Hy_k和第二峰值Hx_k的数量相等Ky＝Kx。

例如，如果第一峰值Hy_k的数量Ky为Ky＝4，并且第二峰值Hx_k的数量Kx为Kx＝2，则定位处理模块27可以按照从最低到最高峰值Fyp_k的顺序开始丢弃第一峰值Hy_k，直到只剩下两个第一峰值Hy_k。剩余的Ky＝2个第一峰值Hy_k和Kx＝2个第二峰值Hx_k可以被匹配以生成合并的2D峰值H2_k，并且被检查以指定给活动的触摸事件E_j。用于匹配第一峰值Hy_k和第二峰值Hx_k的一个选项可以基于相对峰值力值Fyp_k、Fxp_k。例如，如果四个峰值是Hy₁＝{yp₁,Fyp₁},Hy₂＝{yp₂,Fyp₂},Hx₁＝{xp₁,Fxp₁},Hx₂＝{xp₂,Fxp₂}，那么如果Fyp₁>Fyp₂并且Fxp₁<Fxp₂，则第一2D峰值H2₁将通过合并Hy₁和Hx₂形成，并且第二2D峰值H2₂将通过合并Hy₂和Hx₁形成。

替代地，如果第一峰值Hy_k的数量K_y为Ky＝4并且第二峰值Hx_k的数量Kx为Kx＝2，则定位处理模块27可以将第一峰值Hy_k和第二峰值Hx_k中的每一者与活动的触摸事件E_j的坐标(xe_j,ye_j)进行比较，以便确定第一峰值Hy_k和第二峰值Hx_k中的哪一个对应于跟踪的事件E_j。可以丢弃任何多余的峰值Hy_k、Hx_k。当两个峰值(例如两个第一峰值Hy_k)都在跟踪的事件E_j的预定距离内时，定位处理模块27可以选择较大的峰值Hy_k。

通过基于与跟踪的事件E_j的比较来匹配两对或更多对峰值Hy_k、Hx_k，可以避免触摸位置的歧义。例如，尽管用户可能认为他们同时用两个手指触摸触摸面板10，但是在触摸面板10的扫描速率下，两个手指的接触时间很可能相隔至少一个采样间隔。施加的力的增加速率也可能不同。通过将峰值Hy_k、Hx_k与跟踪的事件E_j进行比较，初始触摸将开启第一事件E₁，并且当第二触摸被登记时，事件E₁将与第一峰值Hy_k和第二峰值Hx_k匹配，从而留下单对第一峰值Hy_k和第二峰值Hx_k以彼此匹配。这种方法显然可以扩展到第三个或更多的触摸事件(尽管正如已经指出的，多于三个的用户并发用户交互可能并不常见)。

参考图10概述了匹配第一峰值和第二峰值的另外的示例。

如果没有峰值H、Hy_k、Hx_k超过登记阈值F_登记(步骤S15|否)，则全局触摸标志被设置为假值(步骤S18)。响应于全局触摸标志被设置为假，任何当前跟踪的触摸事件E_j也可以被重置/移除。在一些示例中，响应于全局触摸标志被设置为假，通道26力值Fy_n,i、Fx_m,i中的一些或全部也可以被重置为零。

输出力信息21(步骤S19)。力信息21可以包括峰值H_k、Hy_k、Hx_k、合并的峰值H2_k和/或活动的触摸事件E_j。力信息21可以被输出到结合有触摸面板10或使用触摸面板10作为外围设备的装置(未示出)的一个或多个处理器。

当系统13保持活动时(步骤S20|是)，获得随后的力值F_i+1、Fy_n,i+1、Fx_m,i+1(步骤S11)。

尽管已经主要参考从力通道26的第一组28和第二组29获得的2轴数据解释了确定用户交互位置的方法，但是该方法同样适用于任何组的2轴力值。

在一些示例中，可以仅使用单个力测量轴，并且确定用户交互位置的方法同样适用于这些示例。例如，力信号处理模块15可以获得仅对应于第一电极5或仅对应于第二电极6的压电信号18，从而提供单个力感测轴。这样的示例可用于滑块控制，或与包括电容信号处理模块16的系统13中的二维电容感测结合使用。

确定候选峰值的示例

还参考图9，示出了用于确定多个候选峰值R_k、Ry_k、Rx_k的示例性方法的过程流程图(步骤S12)。然而，确定用户交互位置的方法(步骤S12)可以采用任何合适的替代方法来确定候选峰值。

确定多个候选峰值Ry_k的方法是关于第一力值Fy_n,i描述的。然而，确定多个候选峰值的方法可以相同地应用于第二力值Fx_m,i，或与沿着方向间隔开的传感器位置相对应的任何其他力值F_i的集合。

搜索第一力值的集合{Fy_1,i,…,Fy_n,i,…,Fy_N,i}以找到最大值，该最大值被存储到临时变量F_max，并且对应的索引n被存储到临时变量n*，其中1≤n*≤N(步骤S21)。最大值F_max和最大索引n*是确定候多个候选峰值Ry_k的方法内部的临时变量。

索引n被初始化为最大索引n*，增量变量INC被初始化为值+1，并且峰值候选计数器k被设置为值1(步骤S22)。

通过增加增量变量INC将索引n递增到新值(步骤S23)。步骤S22和S23的总体效果仅仅是从最大值F_max的位置开始扫描第一力值{Fy_1,i,…,Fy_n,i,…,Fy_N,i}。

对于N个第一力值Fy_n,i中的第n个，确定第一力值{Fy_1,i,…,Fy_n,i,…,Fy_N,i}的空间梯度

并且确定梯度

的符号(步骤S24)。可以使用任何合适的梯度数值度量来确定空间梯度

例如前向差分梯度、后向差分梯度或中心差分梯度。

的计算可以考虑传感器位置y_n。然而，由于只需要梯度

的符号，传感器位置y_n可以从梯度

计算中省略。

如果梯度

为负(步骤S24|是)，则对应于当前索引n的第一力值Fy_n,i被存储到另一临时变量F_min(步骤S25)。最小力值F_min保持跟踪在远离最大力值F_max进行扫描时看到的最低的第一力值Fy_n,i。F_min的新值覆盖任何已存储的值。索引n再次递增(步骤S23)并且梯度

条件被重新测试(步骤S24)。

如果梯度

为零或正(步骤S24|否)，则将当前存储的最大力值和最小力值之间的差值F_max–F_min与峰值偏移阈值Δ_峰值进行比较(步骤S26)。应用此条件是为了将峰值下降沿上的噪声被错误登记为最小值的可能性降低。

如果差值F_max–F_min小于或等于峰值偏移阈值Δ_峰值(步骤S26|否)，则没有找到两个峰值之间的最小值，并且索引n递增(步骤S23)。

如果差值F_max–F_min大于峰值偏移阈值Δ_峰值(步骤S26|是)，则已经找到两个峰值之间的最小值，并且通过确定多个候选峰值的方法，与最大索引n*和当前索引n之间并包括所述最大索引和所述当前索引的索引值相对应的第一力值Fy_n,i被排除在进一步考虑之外(步骤S27)。例如，排除的(已经分析的)第一力值Fy_n,i可以从第一力值的集合{Fy_1,i,…,Fy_N,i}中移除。替代地，可以保持长度为N的掩码向量，对于未被排除的第一力值Fy_n,i保持真(1)值，并且对于被排除的第一力值Fy_n,i保持假(0)值。可以使用任何其他合适的方法来跟踪排除/未被排除的第一力值Fy_n,i。

在一些示例中，替代地，与在n*到n-INC之间并且包括这两者的范围相对应的力值Fx_i,n可以被排除在进一步考虑之外，使得在步骤S27中不排除第n个力值Fx_i,n。

检查增量变量INC的值是否等于INC＝-1(步骤S28)。由于增量变量INC被初始化为+1，该条件对应于检查梯度扫描(步骤S23至S27)是否已经在远离最大索引n*的两个方向上执行。

如果增量变量INC不等于-1(步骤S28|否)，则增量变量INC被设置为INC＝-1，并且最小值寻找循环(步骤S23至S27)在另一方向上重复移动(步骤S29)。

如果增量变量INC满足INC＝-1(步骤S28|是)，则在两个方向上的最小值寻找循环完成，并且峰值候选Ry_k＝{y_k,Fy^* _k}被指定有候选位置y_k＝y_n*和候选峰值Fy^* _k＝F_max(步骤S30)。

如果有任何剩余的未被排除数据(步骤S31|是)，候选峰值计数器k递增到k+1(步骤S31a)并找出剩余的未被排除的第一力值Fy_n,i中的最大值(步骤S21)。

如果已经排除了所有数据(步骤S31|否)，则输出候选峰值Ry_k，并且候选峰值Ry_k的数量Kyc被设置为计数器k的当前值。

尽管为了视觉清楚起见在图9中未示出，但是应当理解，如果索引n递增(步骤S23)到n>N或者n<1的值，则该方法将直接移动到步骤S28。

生成和/或更新力值的方法

还参考图10，示出了用于生成和/或更新力信息21的示例性方法的过程流程图(步骤S17)。然而，生成和/或更新力信息21的方法(步骤S17)可以采用任何合适的替代方法来生成和/或更新力信息21。

确定上限索引值K_tot(步骤S32)。对于单轴数据H_k，上限索引值K_tot被设置为等于峰值H_k的数量K，即K_tot＝K。

当处理第一峰值Hy_k和第二峰值Hx_k时，上限索引值K_tot被设置为数量Ky、Kx中的较小者，即K_tot＝min{Ky,Kx}。此外，无论第一峰值Hy_k和第二峰值Hx_k中的哪一个具有较低的数量Ky、Kx都被标记为主峰值集。例如，如果Ky＝2并且Kx＝3，那么第一峰值Hy_k将被标记为主峰值，并且第二峰值Hx_k将被标记为副峰值。这是因为数量越少的峰值集就越不可能包含错误/假峰值。

生成和/或更新力信息21的方法的其余部分将在假设第一峰值Hy_k是双轴数据的主峰值集的情况下进行解释。然而，如果第二峰值Hx_k是主峰值集，则该方法是等效的。

索引k被初始化为k＝1(步骤S33)。

对照零个或多个活动的触摸事件E_j检查K_tot个峰值H_k中的第k个，以确定峰值H_k是否对应于已经活动的触摸事件E_j(步骤S34)。

如先前所定义，E_j表示Ne个活动的触摸事件中的第j个，并且与单轴数据的所存储的坐标ye_j(或者xe_j)或双轴数据的坐标(xe_j,ye_j)相关联。为了解释生成和/或更新力信息21的方法的目的，为每个主动的触摸事件E_j定义进一步的属性将是有帮助的。特别地，活动的触摸事件E_j可以作为时间的函数E_j(t)来跟踪，设E_j(t_i)表示为E_j,i并且E_j(t_i+δt)表示为E_j,i+1，等等。类似地，事件E_j在时间t_i的坐标可以表示为(xe_j,i,ye_j,i)，等等。

每个活动的触摸事件可以表示为E_j,i＝{Fe_j,i,(xe_j,ye_j),Cbuff_j}，其中Fe_j,i表示与在时间t_i的第j个活动的触摸事件E_j相关联的力值，并且Cbuff_j＝{(xe_j,i,ye_j,i),…,(xe_j,i-Nbuff2+1,ye_j,i-Nbuff2+1)}是存储第j个活动的触摸事件E_j的当前坐标(xe_j,i,ye_j,i)和Nbuff2-1先前坐标的坐标缓冲器。对于单轴数据，只有值ye_j,i或xe_j,i将由坐标缓冲器Cbuff_j存储。在一些示例中可以省略坐标缓冲器Cbuff_j。

因此，当对照零个或多个活动的触摸事件E_j检查K_tot个峰值H_k中的第k时，从时t_i-δt开始对照活动的触摸事件进行检查，即对照E_j,i-1测试H_k。

例如，对于Ne个活动的触摸事件E_j,i-1中的每一个，可以检查第k个峰值H_k的峰值坐标yp_k和最近坐标ye_j,i-1之间的绝对距离。将第k个峰值和第j个活动的触摸事件之间的距离表示为d_j，则对于单轴数据d_j＝|yp_k-ye_j,i-1|。如果距离d_j小于关联阈值d_关联，则第k个峰值H_k被指定为对应于第j个活动的触摸事件。在每个时间t_i，只有一个峰值H_k可以被指定给活动的触摸事件。关联阈值d_关联可以在触摸面板的校准期间设置或确定，并且通常取决于包括但不限于电极之间的间距或间隔、机械支撑条件等因素。关联阈值d_关联可以基于一对彼此并排的手指的典型宽度或中心到中心的距离来设置，例如，d_关联＝20mm。

如果两个或多个距离d_j小于关联阈值d_关联，则第k个峰值被指定给最近的，即具有最低d_j值的活动的触摸事件E_j,i-1。替代地，在两个或更多个距离d_j小于关联阈值d_关联的情况下，第k个峰值可替代地被指定给活动的触摸事件E_j,i-1，该触摸事件的事件力值Fe_j,i在值上最接近峰值力Fp_k。在其他示例中，当两个或多个距离d_j小于关联阈值d_关联时，距离d_j和相对力值Fe_j,i、Fp_k的组合可用于解决歧义。

如果所有距离d_j都大于或等于关联阈值d_关联，则第k个峰值不被指定给任何活动的触摸事件E_j(步骤S34|否)。类似地，如果因为所有触摸事件E_j已经被指定给其他峰值H，所以第k个峰值不能被指定给活动的触摸事件，那么第k个峰值不被指定给任何活动的触摸事件E_j(步骤S34|否)。

对于双轴数据，检查与活动的触摸事件E_j的关联还包括匹配第一峰值Hy_k和第二峰值Hx_k以形成与用户交互的二维坐标相对应的对的过程。

在第一阶段，以与单轴数据完全相同的方式对照活动的触摸事件E_j,i-1检查第k个主峰值Hy_k。

如果第k个主峰值Hy_k与第j个活动的触摸事件E_j,i-1相匹配，则检查所有Kx个副峰值Hx_k2(k2是索引1≤k2≤Kx)是否与第j个活动的触摸事E_j,i+1相匹配。如果找到匹配的副峰值Hx_k2，则第k个主峰值Hy_k和第k2个副峰值Hx_k2被指定给第j个活动的触摸事件E_j,i-1(步骤S34|是)。任选地，第k个主峰值Hy_k和第k2个副峰值Hx_k2可以合并成2D峰值H2_k。每个触摸事件E_j,i-1只能指定一个主峰值Hy_k和一个副峰值Hx_k。

任选地，比率|Fyp_k–Fxp_k2|也可以对照预校准的阈值或主峰值力值Fyp_k的一部分进行测试，并且只有当差值|Fyp_k–Fxp_k2|足够低时，副峰值Hx_k2才可以被指定为匹配。

如果没有找到匹配的副峰值Hx_k2，则尽管第k个主峰值Hy_k匹配活动的触摸事件E_j,i-1，但是不进行指定(步骤S34|否)。

如果第k个主峰值Hy_k不匹配任何活动的事件E_j，则不进行指定(步骤S34|否)。

如果第k个峰值H_k(或第k个主峰值Hy_k)没有被指定给活动的触摸事件E_j,i-1(步骤S34|否)，则开启并填充新的触摸事件E_j,i(步骤S35)。例如，事件的数量Ne递增1，并且第Ne+1个事件E_Ne+1,i被填充，将事件力值设置为等于峰值力值Fe_Ne+1,i＝Fp_k，并且将峰值坐标添加到坐标缓冲器Cbuff_Ne+1＝{yp_k}。

在处理双轴数据时，在开启新事件E_Ne+1,i之前，第k个主峰值Hy_k需要匹配副峰值Hx_k。再次使用索引k2来表示Kx个副峰值Hx_k2的第k2个，在第k个主峰值Hy_k和每个副峰值Hx_k2之间计算峰差值pd_k2＝|Fyp_k–Fxp_k2|。具有最小峰值差值pd_k2的第k2个副峰值Hx_k2与第k个主峰值Hy_k匹配。从可用于与主峰值Hy匹配的副峰值Hx的集合中移除第k2个副峰值Hx_k2。

任选地，峰值差值pd_k2的计算可以被加权，以考虑到几何形状和边界条件导出的第一电极力值Fy_n,i和第二电极力Fx_m,i的响应度的差异。例如，峰值差值pd_k2可根据pd_k2＝|αFyp_k–βFxp_k2|来计算。系数α和β可以将力值调整为与施加到触摸面板10的实际力成比例，并且可以使用施加在已知位置的已知力来预校准。在一些示例中，加权系数α,β可以是峰值坐标的函数，例如，峰值差值pd_k2可以根据pd_k2＝|α(yp_k)Fyp_k–β(xp_k2)Fxp_k2|来计算。使用加权峰值差值pd_k2可以更可靠地比较第一峰值力值Fyp_k和第二峰值力值Fxp_k2的相对高度。

一旦建立了第k个主峰值Hy_k与第k2个副峰值Hx_k2的配对，则可以通过将事件坐标设置为等于峰值坐标ye_j,i＝yp_k、将事件力值设置为等于峰值力值平均值Fe_Ne+1,i＝0.5×(Fyp_k+Fxp_k2)来填充第Ne+1个事件E_Ne+1,i，并且当使用坐标缓冲器时，将第一峰值坐标和第二峰值坐标添加到坐标缓冲器Cbuff_Ne+1＝{(xp_k2,yp_k)}。

任选地，事件力值Fe_Ne+1,i可以根据Fe_Ne+1,i＝0.5×(αFyp_k+βFxp_k2)使用加权系数α、β来计算。在一些示例中，加权系数α、β可以是峰值坐标yp_k、xp_k2的函数，并且事件力值Fe_Ne+1,i可以计算为Fe_Ne+1,i＝0.5×(α(yp_k)Fyp_k+β(xp_k2)Fxp_k2)。

如果第k个峰值H_k(或第k个主峰值Hy_k和第k个副峰值Hx_k2)被指定给第j个活动的触摸事件E_j,i-1(步骤S34|是)，则更新事件力值Fe_j,i(步骤S36)。对于单轴数据，第j个主动的触摸事件E_j,i的力值Fe_j,i被指定为第k个峰值力值Fe_j,i＝Fp_k。

对于双轴数据，根据Fe_j,i＝0.5×(Fyp_k+Fxp_k2)，事件力值Fe_j,i被设置为等于第k个第一峰值力值Fyp_k和第k2个第二峰值力值Fxp_k2峰值力值的平均值。任选地，可以使用加权系数α、β计算事件力值Fe_j,i，作为Fe_j,i＝0.5×(αFyp_k+βFxp_k2)。在一些示例中，加权系数α、β可以是峰值坐标的函数，并且事件力值Fe_j,i可以计算为Fe_j,i＝0.5×(α(yp_k)Fyp_k+β(xp_k2)Fxp_k2)。

更新事件坐标(xe_j,i,ye_j,i)(步骤S37)。对于单轴数据，将第k个峰值坐标y添加到坐标缓冲器Cbuff_j。如果坐标缓冲器Cbuff_j已满，则最旧的坐标ye_j,i-Nbuff2+1被置换。事件坐标ye_j,i被设置为等于存储在坐标缓冲器Cbuff_j中的Nbuff2坐标的平均值。在一些示例中，坐标缓冲器Cbuff_j可以存储单个先前值Nbuff2＝1。

在其他示例中，事件坐标ye_j,i不是坐标缓冲器上的平均值，而是可以根据以下方式设置：

其中f是索引，并且C_f是加权系数，其中加权系数C_f之和等于1。C_f的值通常随着索引f的值的增加而减小，例如与f成反比或指数关系。以这种方式，与较旧的坐标相比，最近的坐标对事件坐标ey_j,i的贡献可能更大。

以这种方式使用坐标缓冲器Cbuff_j可能是有帮助的，因为可以使采样间隔t_i、t_i+δt之间的计算出的峰值坐标yp_k,xp_k2的变化平滑，从而避免用户交互位置的“抖动”。

在其他示例中，可以不使用坐标缓冲器Cbuff_j，并且事件坐标ye_j,i可以简单地设置为等于第k个峰值坐标yp_k。

对双轴数据的处理是一样的，只是涉及的所有坐标都是二维向量。

如果索引k不等于上限索引K_tot(步骤S38|否)，则索引值递增(步骤S39)，并且重复触摸事件E_j生成或更新过程(步骤S34至S37)。

如果索引k不等于上限索引K_tot(步骤S38|否)，则编译力信息20(步骤S40)。任何未被指定峰值H_k(或一对第一峰值Hy_k和第二峰值Hx_k)的事件E_j从事件E_j的列表中移除。对于双轴数据，任何不匹配的副峰值Hx_k也可能被移除。对力信息21进行编译并且其包括更新的和/或新创建的活动的触摸事件E_j,i。任选地，力信息21还可以包括峰值H_k、Hy_k、Hx_k和/或接收到的力值Fy_n,i、Fy_m,i。

使用多项式样条的方法

还参考图11，示出了内插力值和估计峰值H的第一示例性方法的过程流程图(步骤S14)。然而，内插力值和估计峰值H的方法(步骤S14)可以采用任何合适的替代方法来生成和/或更新力信息21。

将参考第一力值Fy_n,i和对应的传感器位置y_n以及候选峰值Ry_k＝{y_k,Fy^* _k}来解释内插力值和估计峰值H的第一方法。然而，内插力值和估计峰值H的第一方法同样适用于第二力值Fx_m,i或与沿着方向间隔开的传感器位置相对应的任何其他力值F_i的集合。

针对力值Fy_n,i和对应的传感器位置y_n计算多项式样条h(y)(步骤S41)。内插的力值G(y)等效于多项式样条G(y)＝h(y)。多项式样条h(y)由N-1个样条段h_n(y)组成。N-1个样条段h_n(y)中的第n个将第n个传感器位置y_n处的第n个力值Fy_n,i连接到第n+1个传感器位置y_n+1处的第n+1个力值Fy_n+1,i。多项式样条h(y)的计算是常规的，其中在相邻的样条段h_n(_y)和h_n+1(y)之间强制实施连续性，并且根据多项式样条的次数，还强制实施相邻样条段h_n(y)和h_n+1(y)的一个或多个导数的连续性。

三次多项式样条h(y)是优选的，因为一阶导数的二次根具有封闭形式的解，这使得能够有效地计算平稳点。然而，根据应用和用于寻找样条段h_n(y)的平稳点的可用计算资源，可以使用更低或更高阶的多项式样条h(y)。

检索先前确定的候选峰值Ry_k的列表(步骤S12、步骤S41至S62)，并且确定或检索候选峰值Ry_k的数量Ky_c(步骤S42)。

索引值k设置为k＝1，对应于Ky_c个候选峰值Ry_k中的第一个(步骤S43)。

检查第k个候选峰值Ry_k是否对应于边缘通道(步骤S44)。这对应于检查y_k＝y₁还是y_k＝y_N。

如果第k个候选峰值Ry_k对应于边缘通道(步骤S44|是)，则针对连接候选传感器位置y_k和相邻传感器位置y_n的样条段h_n(y)计算平稳点S_n，随后确定对应于最大值的那些平稳点S_n(步骤S45)。如果y_k＝y₁，则计算样条段h₁(y)的平稳点S₁，而如果y_k＝y_N，则计算样条段h_N-1(y)的平稳点S₁。

N-1个样条段h_n(y)中的第n个的平稳点S_n可以表示为S_n＝{s_n,1,…,s_n,r,…,s_n,Ndeg-1}，其中Ndeg表示多项式样条h(y)的次数并且r是索引，其中1≤r≤Ndeg。在实践中，Ndeg至少是二次的，即Ndeg＝2。在三次样条h(y)的优选示例中，Ndeg＝3并且S_n＝{s_n,1,s_n,2}(对于拐点，s_n,1＝s_n,2)。在三次样条的特定示例中，可以使用封闭形式的二次方程来确定平稳点s_n,1、s_n,2。更高次Ndeg>3多项式样条h_n(y)的平稳点S_n可能需要使用数值寻根方法来求解。

需要注意的是，尽管每个样条段h_n(y)仅用于定义整个多项式样条h(y)的一部分，但是每个样条段h_n(y)的方程可以被求解以找到平稳点S_n(根)，即使所述平稳点S_n可能位于样条段h_n(y)定义多项式样条h(y)的范围y_n至y_n+1之外。

为简洁起见，对内插力值和估计峰值H的方法的以下过程的讨论将假设多项式样条h(y)是三次的(Ndeg＝3)。然而，内插力值和估计峰值H的方法可以扩展到比三次多项式更大或更小次数Ndeg的多项式样条h(y)。

例如基于样条段h_n(y)的方程的二阶导数的符号，确定平稳点S_n＝{s_n,1,s_n,2)中的哪一个是最大值。在实践中，二阶导数等于零的拐点(或取决于次数的波动点)被认为是不太可能的，并且如果出现这样的平稳点，为了找到峰值，这些被忽略。为了描述的目的，假设平稳点s_n,1表示第n个三次样条段h_n(y)的方程的最大值。

检查计算出的最大值s_n,1的有效性(步骤S46)。如果最大值s_n,1位于对应的样条段h_n(y)定义多项式样条h(y)的范围内，则最大值s_n,1对应于有效峰值(步骤S46|是)。例如，如果y_k＝y₁，则最大值s_1,1必须满足y₁≤s_1,1<y₂才能有效。类似地，如果y_k＝y_N-1，则最大s_N,1必须满足y_N-1≤s_N≤y_N才能有效。此条件对应于找到位于多项式样条h(y)上的最大值s_n,1。在段h_n(y)定义多项式样条h(y)的范围之外的最大值s_n,1实际上不出现在多项式样条h(y)上。

如果计算出的最大值s_n,1有效(步骤S46|是)，则通过将峰值坐标yp_k指定为等于最大值s_n,1并将峰值力Fyp_k指定为等于最大值处的样条段h_n(s_n,1)的值来设置第k个峰值Hy_k＝{yp_k,Fyp_k}(步骤S47)。对于边缘通道，n可以取值为1或N-1。

如果计算出的最大值s_n,1无效(步骤S46|否)，则通过将峰值坐标yp_k指定为等于候选坐标y_k并将峰值力Fyp_k指定为等于候选力值Fy^* _k来设置第k个峰值Hy_k＝{yp_k,Fyp_k}(步骤S48)。

如果第k个候选峰值Ry_k不对应于边缘通道(步骤S44|否)，则为连接候选传感器位置y_k和对应于最大力值的相邻传感器位置y_n的样条段h_n(y)计算平稳点S_n，随后确定最大值s_n,1(步骤S49)。

例如，如果y_k＝y_n，那么如果Fy_n+1,i>Fy_n-1,i，则计算样条段h_n(y)的平稳点S_n，而如果Fy_n+1,i<Fy_n-1,i，则计算样条段h_n-1(y)的平稳点S_n-1。平稳点S_n的计算与上文针对边缘通道描述的(步骤S45)相同。对应的最大值s_n,1或s_n-1,1如前所述根据平稳点S_n或S_n-1确定。

计算出的最大值s_n,1或s_n-1,1进行有效性测试(S50)。如果计算出的最大值s_n,1或s_n-1,1位于对应的样条段h_n(y)或h_n-1(y)定义多项式样条h(y)的范围内，则该最大值有效，否则无效。这是应用于为边缘信道计算的最大值s_1,1,s_N,1的相同条件(步骤S46)。

如果计算出的最大值s_n,1或s_n-1,1有效(步骤S50|是)，则设置第k个峰值Hy_k＝{yp_k,Fyp_k}(步骤S47)。例如，如果Fy_n+1,i>Fy_n-1,i，则通过将峰值坐标yp_k指定为最大值s_n,1并将峰值力Fyp_k指定为最大值处的样条段h_n(s_n,1)的值来设置第k个峰值Hy_k＝{yp_k,Fyp_k}。然而，如果Fy_n+1,i<Fy_n-1,i，则通过将峰值坐标yp_k指定为等于最大值s_n-1,1并将峰值力Fyp_k指定为等于最大值处的样条段h_n-1(s_n-1,1)的值来设置第k个峰值Hy_k＝{yp_k,Fyp_k}。

如果计算出的最大值s_n,1或s_n-1,1无效(步骤S50|否)，则为连接候选传感器位置y_k和另一相邻传感器位置y_n的另一样条段h_n(y)计算平稳点S_n，随后确定最大值s_n-1,1或s_n,1(步骤S51)。

例如，如果Fy_n+1,i>Fy_n-1,i，使得首先计算第n个样条段h_n(y)的平稳点S_n和最大值s_n,1(步骤S49)，则如果首先计算的最大值s_n,1无效(步骤S50|否)，则第二次计算第n-1个样条段h_n-1(y)的平稳点S_n-1和最大值s_n-1,1(步骤S51)。替代地，如果Fy_n+1,i<Fy_n-1,i，使得首先计算第n-1个样条段h_n-1(y)的平稳点S_n-1和最大值s_n-1,1(步骤S49)，则如果首先计算的最大值s_n-1,1无效(步骤S50|否)，则第二次计算第n个样条段h_n(y)的平稳点S_n和最大值s_n,1(步骤S51)。

第二次计算的最大值s_n-1,1或s_n,1适当地进行有效性测试(步骤S52)。如果第二次计算的最大值s_n-1,1或s_n,1有效(步骤S52|是)，则使用计算的最大值s_n-1,1或s_n,1设置第k个峰值Hy_k＝{yp_k,Fyp_k}(步骤S47)。

然而，如果在任一样条段h_n(y),h_n-1(y)中都没有找到有效的最大s_n,1(步骤S52|否)，则没有指定峰值H，并且在将k递增到k+1(步骤S53)之后，处理第k+1个候选峰值Ry_k+1(步骤S44)。

如果已经设置了第k个峰值Hy_k，则检查是否所有候选峰值Ry_k都已处理，即是否k<Kc(步骤S54)。如果k<Kc(步骤S54|是)，则还有要处理的另外的候选峰值Ry_k，并且在将k递增到k+1(步骤S53)之后，处理第k+1个候选峰Ry_k+1(步骤S44)。

如果k≥Kc(步骤S54|否)，则没有另外的候选峰Ry_k要处理。

使用多项式样条的第二方法

还参考图12，示出了内插力值和估计峰值H的第二示例性方法的过程流程图(步骤S14)。然而，内插力值和估计峰值H的第二示例性方法(步骤S14)可以采用任何合适的替代方法来生成和/或更新力信息21。

将参考第一力值Fy_n,i和对应的传感器位置y_n以及候选峰值Ry_k＝{y_k,Fy^* _k}来解释内插力值和估计峰值H的第二示例性方法。然而，内插力值和估计峰值H的第二示例性方法同样适用于第二力值Fx_m,i或与沿着方向间隔开的传感器位置相对应的任何其他力值F_i的集合。

为简洁起见，将参考三次多项式样条h(y)并取平稳点s_n,1对应于N-1个样条段h_n(y)中的第n个的最大值来解释内插力值和估计峰值H的第二示例性方法。

内插力值和估计峰值H的第二示例性方法与用于处理边缘通道的第一方法相同(步骤S41至S48)。

如果第k个候选峰值Ry_k不对应于边缘信道，则出现差异(步骤S44|否)。

为连接到候选位置y_k的两个样条h_n(y)计算平稳点S_n和对应的最大值s_n,1(步骤S55和S56)。例如，如果候选位置y_k对应于第n个传感器位置y_k＝y_n，则为连接传感器位置y_n-1和y_n的第一样条段h_n-1(_y)计算第一平稳点S_n-1和对应的第一最大值s_n-1,1(步骤S55)。另外，为连接传感器位置y_n和y_n+1的第二样条段h_n(y)计算第二平稳点S_n和对应的第二最大值s_n,1(步骤S56)。

测试第一最大值s_n-1,1和第二最大值s_n,1的有效性(步骤S57)。与第一方法(步骤S50、S52)相比，第二方法根据不同的标准确定第一最大值s_n-1,1和第二最大值s_n,1的有效性。

特别地，如果第一最大值s_n-1,1位于第一样条段h_n-1(y)的范围y_n-1≤s_n-1,1<y_n内，则第一最大值s_n-1,1被指定为有效并被标记为高优先级。然而，如果第一最大值s_n-1,1位于第二样条段h_n(y)的范围y_n≤s_n-1,1<y_n+1内，则第一最大值s_n-1,1仍然被指定为有效，但是被标记为低优先级。如果第一最大值s_n-1,1位于第一样条段h_n-1(y)和第二样条段h_n(y)的范围之外，即如果s_n-1,1<y_n-1或者y_n+1≤s_n-1,1，则第一最大值s_n-1,1被指定为无效。

类似地，如果第二最大值s_n,1位于第二样条段h_n(y)的范围y_n≤s_n,1<y_n+1内，则第二最大值s_n,1被指定为有效并被标记为高优先级。然而，如果第二最大值s_n,1位于第一样条段h_n-1(y)的范围y_n-1≤,s_n1<y_n内，则第二最大值s_n,1仍然被指定为有效，但是被标记为低优先级。如果第二最大值s_n,1位于第一样条段h_n-1(y)和第二样条段h_n(y)的范围之外，即如果s_n,1<y_n-1或y_n+1≤s_n,1，则第二最大值s_n,1被指定为无效。

如果第一最大值s_n-1,1和第二最大值s_n,1都无效(步骤S57|否)，则不指定峰值Hy_k，索引k递增到k+1(步骤S53)，并且考虑下一个候选峰值Ry_k(步骤S44)。

如果第一最大值s_n-1,1有效(步骤S57|是)并且第二最大值s_n,1无效(步骤S58|是)，则基于第一最大值s_n-1,1指定第k个峰值Hy_k(步骤S59)。

如果两个最大值s_n-1,1、s_n,1都有效(步骤S57|是)，并且第一最大值s_n-1,1是高优先级，而第二最大值s_n,1是低优先级(步骤S58|是)，则基于第一最大值s_n-1,1指定第k个峰值Hy_k(步骤S59)。

如果第二最大值s_n,1有效(步骤S57|是)并且第一最大值s_n-1,1无效(步骤S58|否，步骤S60|是)，则基于第二最大值s_n,1指定第k个峰值Hy_k(步骤S61)。

如果两个最大值s_n-1,1、s_n,1都有效(步骤S57|是)，并且第二最大值s_n,1是高优先级，而第一最大值s_n-1,1是低优先级(步骤S58|否，步骤S60|是)，则基于第二最大值s_n,1指定第k个峰值Hy_k(步骤S61)。

如果两个最大值s_n-1,1、s_n,1都有效(步骤S57|是)，并且两个最大值s_n-1,1、s_n,1具有相等的优先级(步骤S58|否，步骤S60|否)，则基于第一最大值s_n-1,1或第二最大值s_n,1中的哪一个对应于多项式样条h(s_n-1,1)、h(s_n,1)的最大值来指定第k个峰值Hy_k。

使用傅立叶变换的方法

还参考图13，示出了内插力值和估计峰值H的第三示例性方法的过程流程图(步骤S14)。然而，内插力值和估计峰值H的方法(步骤S14)可以采用任何合适的替代方法来生成和/或更新力信息21。

将参考第一力值Fy_n,i和对应的传感器位置y_n以及候选峰值Ry_k＝{y_k,Fy^* _k}来解释内插力值和估计峰值H的第三示例性方法。然而，内插力值和估计峰值H的第三示例性方法同样适用于第二力值Fx_m,i或与沿着方向间隔开的传感器位置相对应的任何其他力值F_i的集合。

如果传感器位置y_n不是等间距的，那么力值Fy_n,i和对应的传感器位置y_n被移位到等间距位置y’_n和变换的力值Fy’_n,i(步骤S63)。如果传感器位置y_n大致等间距，则可以省略此过程。

还参考图14，计算变换的力值Fy’_n,i的示例性方法在下文中进一步详细描述。

设Φ_n＝Φ(ω_n)表示与N个频率ω_n中的第n个相对应的复数量值，通过计算力值Fy_n,i或变换后的力值Fy’_n,i的离散傅立叶变换获得频谱Φ_n(步骤S64)。只有一半值Φ_n是唯一的，直到奈奎斯特频率ω_nyq，并且剩余的频率ω_n>ω_nqy对应于反射值Φ_n。频谱Φ_n可以使用快速傅立叶变换(FFT)算法获得。

例如，还参考图15，示意性地示出了存储频谱Φ_n的阵列。

第一块30保存频谱Φ_n的唯一值，直到ω_nqy。第二块31保存频谱Φ_n的相同的N/2值，反映在奈奎斯特频率ω_nyq附近。换句话说，对于索引值n1<N/2且n2＝N-n1+1，Φ_n1＝Φ_n2。

通过在奈奎斯特频率ω_nyq之上插入N_零个零来获得插零频谱Φ零_n(步骤S65)。插零频谱Φ零_n包括总数Nint＝N+N零值。

例如，还参考图16，零块32插入在第一块30和第二块31之间。

通过计算插零频谱Φ零_n的逆离散傅立叶变换获得内插的力值G(步骤S66)。内插的力值G采取多个Nint＝N+N零的离散值G₁,…,G_n,…G_Nint的形式，这些离散值对应于比原始传感器位置y_n间隔更近的内插的位置yint₁,…,yint_n,…,yint_Nint。需要注意的是，内插位置yint₁,…,yint_n,…,yint_Nint跨越与传感器位置y_n相同的范围，使得yint₁＝y₁并且yint_Nint＝y_N。

可以从内插的力值G中移除强制周期性伪影(步骤S67)。

还参考图17，示出了内插的力值G 33的示例。

获得傅立叶变换(步骤S64)、插入零(步骤S65)，然后计算傅立叶逆变换(步骤S66)的过程迫使内插的力值G是周期性的，这可能导致引入尾部伪影区域34。

还参考图18，可以移除尾部伪影区域34以形成截断的内插的力值G_trun 35。截断的内插的力值G_trun 35然后被线性扭曲以获得跨越从y₁到y_N的传感器位置y_n的原始范围的校正的内插的力值G_cor 36。

还参考图19，示出了尾部伪影区域移除的实验示例。

实验数据是从包括N＝8个第一传感器5的触摸面板10的示例中获得的。可以观察到，通过反转插零频谱Φ零_n直接获得的内插的力值33G与测量的力值Fy_1,i,…,Fy_8,i的对应性很差，这被认为是受迫周期性伪影的结果。尾部伪影区域34被定义为yint_尾部到yint_Nint＝y_N的区域，其中内插的力值G下降到最后的力值Fy_8,i以下，即G<Fy_8,i的区域。可以观察到，在移除尾部伪影区域34和线性扭曲以跨越原始区域y₁到y₈之后，校正的内插的力值G_cor 36改善了与测量的力值Fy_1,i,…,Fy_8,i的对应性。

在其他示例中，尾部伪影区域34可以被定义为内插的力值G下降到最小力值min{Fy_1,i,…,Fy_n,i,…,Fy_N,i}以下的区域。

再次参考图13，检索Ky_c个候选峰值Ry_k＝{y_k,Fy^* _k}的列表(步骤S68)。

索引k被设置为k＝1，以开始考虑Ky_c个候选峰值Ry_k中的第一个(步骤S69)。

使用第k个候选峰值Ry_k的位置y_k作为起始点，搜索内插的力值G或者优选地校正的内插的力值G_cor，以寻找局部最大值(步骤S70)。例如，可以基于为内插的力值G或校正的内插的力值G_cor计算的数值梯度来使用梯度上升方法。找到的最大值的位置可以表示为yint_max，以及对应的校正的内插的力值G_cor(yint_max)。

应当检查最大值G_cor(yint_max)是否是唯一的，或者是否已经为先前处理的峰值候选Ry_k找到了所述最大值(步骤S71)。如果两个候选峰值Ry_k收敛到相同的计算的坐标yint_max，那么作为单独的候选峰值Ry_k的初始检测可能是错误的，并且应该只指定一个对应的峰值Hy_k。

如果计算的坐标yint_max迄今为止是唯一的(步骤S71|是)，则通过指定峰值位置yp_k＝yint_max并指定峰值力值Fyp_k＝G_cor(yint_max)来设置第k个峰值Hy_k＝{yp_k,Fyp_k}(步骤S72)。

如果已经找到计算的坐标yint_max(步骤S71|否)，则不指定新的峰值Hy_k(跳过步骤S72)。

如果索引k＝Kyc(步骤S73|是)，则已经处理了所有候选峰值Ry_k。

如果索引k<Kyc(步骤S73|否)，则索引k递增到k+1，并且处理下一个候选峰值Ry_k(步骤S70)。

再次参考图14，示出了计算与等间距位置y’_n相对应的变换的力值Fy’_n,i的示例。然而，可以替代地使用计算变换的力值Fy'_n,i的任何合适的替代方法。

将参考第一力值Fy_n，i和对应的传感器位置y_n来解释计算与等间距位置y’_n相对应的变换的力值Fy’_n,i的示例。然而，计算与等间距位置y’_n相对应的变换的力值Fy’_n,i同样适用于第二力值Fx_m,i或与沿着方向间隔开的传感器位置相对应的任何其他力值F_i的集合。

对应于等间距位置y’_n的变换的力值Fy’_n,i可以简单地基于包围传感器位置y_n和对应的力值Fy_n,i的线性内插来计算。例如，第二变换的力值Fy’_2,i可以根据下式计算：

类似地，第三变换的力值Fy’_3,i、第四变换的力值Fy’_4,i和第五变换的力值Fy’_5,i可以分别根据下式计算：

实验数据

还参考图20，示出了测量的力值Fy_n,i与以三次多项式样条h(y)形式获得的内插的力值G 37(图11)的比较。

正如在给定多项式样条h(y)的性质的情况下所预期的那样，内插的力值G通过测量的力值Fy_n,i。可以观察到，对应于峰值Hy_k的内插的力值G的峰值位于传感器位置y_n之间。

还参考图21，示出了测量的力值Fy_n,i与使用傅里叶变换方法获得的校正的内插的力值G_cor 38(图13)的比较。

特别地，使用快速傅立叶变换方法来获得校正的内插的力值G_cor 38。可以观察到，校正的内插的力G_cor 38通常遵循测量的力值Fy_n,i，尽管与三次样条h(y)37不同，但是校正的内插的力值G_cor 38并不局限于通过校正的内插的力值G_cor38。

还参考图22，示出了三次多项式样条h(y)形式的内插的力值G 37与使用傅立叶变换方法获得的校正的内插的力值G_cor 38的比较。

两种方法的结果37、38大体一致，尽管可以观察到估计的峰值位置yp_k和峰值力值Fyp_k之间的微小差异，这被认为是多项式样条h(y)通过原始测量的力值Fy_n,i的约束的结果。

通常，多项式样条h(y)方法(图11、图12)可能比傅里叶变换方法(图13)相对更快，尤其是当使用三次样条h(y)时。然而，因为使用傅立叶变换方法(图13)获得的校正的内插的力值G_cor 38不受通过原始测量的力值Fy_n,i的约束，所以傅立叶变换方法(图13)可能受测量的力Fy_n,i中的任何噪声的影响较小。

修改

应理解，可对上述实施方案进行各种修改。此类修改可以包括在触摸面板及其组成部分的设计、制造和使用中以及在来自触摸面板的信号的处理中已知的等效和其他特征，这些特征可以代替或附加于本文已经描述的特征使用。一个实施方案的特征可由另一实施方案的特征代替或补充。

尽管测量前端14、力信号处理模块15和电容信号处理模块16已被示出为单独的部件，但在实践中，这些元件中的一些或全部可以由单个集成装置提供，例如，诸如微控制器或专用集成电路。

尽管力通道26和定位处理模块27可以作为单独的部件提供，但在一些示例中，力通道26和定位处理模块27可以由单个集成装置提供，例如，诸如微控制器或专用集成电路。力通道26和定位处理模块27的功能可以集成在具有测量前端14和/或电容信号处理模块16的功能的单个装置中。

尽管在本申请中已经将权利要求表述为特定的特征组合，但是应当理解，本发明的公开范围还包括本文中显式或隐式公开的任何新颖特征或特征的任何新颖组合或其任何概括，无论其是否与任何权利要求中当前要求保护的同一发明有关，以及其是否减轻了与本发明相同的任何或所有技术问题。申请人特此通知，在本申请或从其衍生的任何其他申请的申请期间，新的权利要求可能适用于这些特征和/或这些特征的组合。

Claims (20)

1.一种处理多个力值的方法，每个力值对应于传感器位置，其中所述传感器位置沿着方向间隔开，所述方法包括：

接收所述多个力值；

确定所述多个力值是否包括一个或多个候选峰值，每个候选峰值对应于所述多个力值的局部最大值；

响应于至少一个候选峰值超过最小力阈值：

内插所述多个力值；

基于所述内插的力值和超过所述最小力阈值的所述候选峰值估计多个峰值坐标和对应的峰值力值。

2.根据权利要求1所述的方法，其还包括响应于至少一个峰值力值超过第二力阈值，输出超过所述第二力阈值的每个峰值力值和对应的峰值坐标。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其还包括，对于每个峰值坐标：

响应于确定所述峰值坐标与跟踪的触摸事件相关联：

将所述峰值坐标添加到坐标缓冲器，所述坐标缓冲器存储所述跟踪的触摸事件的多个先前估计的峰值坐标；

基于所述坐标缓冲器计算平均坐标；

输出所述平均坐标和所述峰值力值；

响应于确定所述峰值坐标不与任何跟踪的触摸事件相关联：

将所述峰值坐标和所述对应的峰值力值存储到新的跟踪的触摸事件；

输出所述峰值坐标和所述对应的峰值力值。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中内插所述多个力值包括使用所述多个力值计算多项式样条。

5.根据权利要求4所述的方法，其中每个候选峰值对应于候选传感器位置和候选力值，并且其中基于所述内插的力值和所述一个或多个候选峰值估计多个峰值坐标和对应的峰值力值包括，对于每个候选峰值：

响应于确定所述候选传感器位置等于最小或最大传感器位置：

计算连接所述候选传感器位置和相邻传感器位置的第一样条段的平稳点；

确定与最大值相对应的第一平稳点是否位于所述第一样条段内；

响应于肯定确定，将峰值坐标指定为等于所述第一平稳点并将对应的峰值指定为等于评估所述峰值坐标处的所述第一样条段；

响应于否定确定，将峰值坐标指定为等于所述候选传感器位置并将对应的峰值指定为等于所述候选力值；

响应于确定所述候选传感器位置不对应于最小或最大传感器位置：

计算连接所述候选传感器位置和与所述最大力值相对应的所述相邻传感器位置的第二样条段的平稳点；

响应于确定与最大值相对应的第二平稳点位于所述第二样条段内，将峰值坐标指定为等于所述第二平稳点并将对应的峰值指定为等于评估所述峰值坐标处的所述第二样条段；

响应于确定与最大值相对应的平稳点不位于所述第二样条段内：

计算连接所述候选传感器位置和另一相邻传感器位置的第三样条段的平稳点；

响应于确定与最大值相对应的第三平稳点位于所述第三样条段内，将峰值坐标指定为等于所述第三平稳点并将对应的峰值指定为等于评估所述峰值坐标处的所述第三样条段。

6.根据权利要求4所述的方法，其中每个候选峰值对应于候选传感器位置和候选力值，并且其中基于所述内插的力值和所述一个或多个候选峰值估计多个峰值坐标和对应的峰值力值包括，对于每个候选峰值：

响应于确定所述候选传感器位置对应于最小或最大传感器位置：

计算连接所述候选传感器位置和相邻传感器位置的第一样条段的平稳点；

确定与最大值相对应的第一平稳点是否位于所述第一样条段内；

响应于肯定确定，将峰值坐标指定为等于所述第一平稳点并将对应的峰值指定为等于评估所述峰值坐标处的所述第一样条段；

响应于否定确定，将峰值坐标指定为等于所述候选传感器位置并将对应的峰值指定为等于所述候选力值；

响应于确定所述候选传感器位置不对应于最小或最大传感器位置：

计算将所述候选传感器位置连接到所述相邻传感器位置中的一个的第二样条段的平稳点，并且：

响应于确定与最大值相对应的第二平稳点位于所述第二样条段内，将所述第二平稳点指定为有效和高优先级；

响应于确定所述第二平稳点位于所述第三样条段内，将所述第二平稳点指定为有效和低优先级；

计算将所述候选传感器位置连接到所述另一相邻传感器位置的第三样条段的平稳点；

响应于确定与最大值相对应的第三平稳点位于所述第三样条段内，将所述第三平稳点指定为有效和高优先级；

响应于确定与最大值相对应的所述第三平稳点位于所述第二样条段内，将所述第三平稳点指定为有效和低优先级；根据以下项来指定峰值坐标和对应的峰值：

响应于所述第二平稳点有效并且不存在有效的第三平稳点，将所述峰值坐标指定为等于所述第二平稳点，并且将所述对应的峰值指定为等于评估所述峰值坐标处的所述第二样条段；

响应于所述第三平稳点有效并且不存在有效的第二平稳点，将所述峰值坐标指定为等于所述第三平稳点，并且将所述对应的峰值指定为等于评估所述峰值坐标处的所述第三样条段；

响应于所述第二平稳点为高优先级并且所述第三平稳点为低优先级，将所述峰值坐标指定为等于所述第二平稳点，并且将所述对应的峰值指定为等于评估所述峰值坐标处的所述第二样条段；

响应于所述第三平稳点为高优先级并且所述第二平稳点为低优先级，将所述峰值坐标指定为等于所述第三平稳点，并且将所述对应的峰值力值指定为等于评估所述峰值坐标处的所述第三样条段；

响应于所述第二平稳点和所述第三平稳点两者均为高优先级或两者均为低优先级，将所述峰值坐标指定为等于所述第二平稳点和所述第三平稳点中对应于较大的力值的任一者并将所述对应的峰值力值指定为等于评估所述峰值坐标处的相应样条段。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中内插所述多个力值包括：

通过基于所述多个力值计算离散傅立叶变换来获得频谱；

通过在所述频谱的高频端插入多个零值来生成插零频谱；

基于计算所述插零频谱的逆离散傅立叶变换来获得内插的力值。

8.根据权利要求7所述的方法，其中基于所述内插的力值和所述一个或多个候选峰值估计多个峰值坐标和对应的峰值力值包括，对于每个候选峰值：

使用所述候选峰值作为起始位置搜索所述内插的力值的局部最大值；

响应于定位尚未指定给另一个候选峰值的所述内插的力值的局部最大值，将峰值力值指定为等于所述局部最大值并将对应的峰值坐标指定为等于所述局部最大值的位置。

9.根据权利要求7或权利要求8所述的方法，其还包括将与传感器位置相对应的所述多个力值变换为与等间距位置相对应的多个变换的力值，其中通过计算所述多个变换的力值的离散傅立叶变换来获得所述频谱。

10.根据权利要求9所述的方法，其中将所述多个力值变换为所述多个变换的力值包括基于传感器位置对和包围每个等间距位置的力值的插值。

11.一种方法，其包括：

根据权利要求1至10中任一项处理多个第一力值，每个第一力值对应于第一传感器位置，其中所述第一传感器位置沿着第一方向间隔开；

根据权利要求1至10中任一项处理多个第二力值，每个第二力值对应于第二传感器位置，其中所述第二传感器位置沿着与所述第一方向不同的第二方向间隔开；

其中基于所述第一力值估计的峰值坐标与基于所述第二力值估计的峰值坐标相匹配以获得二维坐标。

12.根据权利要求11所述的方法，其中基于根据所述第一力值确定的第一峰值和根据所述第二力值确定的第二峰值的平均值或加权平均值来估计峰值力值。

13.一种处理来自触摸面板的信号的方法，所述触摸面板包括布置在多个第一电极和至少一个第二电极之间的压电材料层，所述方法包括：

从所述第一电极接收一个或多个压电信号；

对于每个压电信号：

通过从所述压电信号中减去第一DC偏移值来计算校正的压电值；

确定所述校正的压电值是否超过压电信号阈值：

响应于肯定确定，将力值设置为等于先前的力值和所述校正的压电值之和；

响应于否定确定，将所述力值设置为等于所述先前的力值；

将所述力值添加到存储多个先前的力值的缓冲器或将所述校正的压电值添加到存储多个先前校正的压电值的缓冲器；

计算存储在所述缓冲器中的值的梯度值、平均值和方差值；

确定所述梯度值是否低于梯度阈值以及所述方差值是否低于方差阈值：

响应于肯定确定，将第二DC偏移值更新为等于所述平均值；

响应于否定确定，不更新所述第二DC偏移值；

基于所述力值和所述第二DC偏移值来计算校正的力值。

14.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中所述多个力值对应于根据权利要求13计算的校正的力值。

15.根据权利要求11所述的方法，其中所述多个第一力值和所述多个第二力值对应于根据权利要求13计算的校正的力值。

16.一种设备，其包括被配置为执行根据权利要求1至15中任一项所述的方法的控制器。

17.一种用于处理从触摸面板接收的压电信号的设备，所述触摸面板包括布置在多个第一电极和至少一个第二电极之间的压电材料层，所述设备包括：

多个第一力通道，每个第一力通道被配置为：

从所述触摸面板的一个或多个第一电极接收压电信号，所述压电信号对应于沿着第一方向间隔开的第一传感器位置；

计算与所接收的压电信号相对应的第一力值；

定位处理模块，其被配置为接收所述多个第一力值并且被配置为：

确定所述多个第一力值是否包括一个或多个第一候选峰值，每个第一候选峰值对应于所述多个第一力值的局部最大值；

响应于至少一个第一候选峰值超过最小力阈值：

内插所述多个第一力值；

基于所述内插的第一力值和超过所述最小力阈值的所述第一候选峰值来估计多个第一峰值坐标和对应的第一峰值力值。

18.根据权利要求17所述的设备，其还包括：

多个第二力通道，每个第二力通道被配置为：

从所述触摸面板的一个或多个第一电极接收压电信号，所述压电信号对应于沿着与所述第一方向不同的第二方向间隔开的第二传感器位置；

计算与所接收的压电信号相对应的第二力值；

其中所述定位处理模块还被配置为接收所述多个第二力值并且被配置为：

计算与压电信号相对应的多个第二力值，所述压电信号对应于布置在第二传感器位置处的第一电极，所述第二传感器位置沿着与所述第一方向不同的第二方向间隔开；

确定所述多个第二力值是否包括一个或多个第二候选峰值，每个第二候选峰值对应于所述多个第二力值的局部最大值；

响应于至少一个第二候选峰值超过最小力阈值：

内插所述多个第二力值；

基于所述内插的第二力值和超过所述最小力阈值的所述第二候选峰值来估计多个第二峰值坐标和对应的第二峰值力值；

其中所述定位处理模块还被配置为匹配第一峰值坐标与第二峰值坐标以获得二维坐标。

19.根据权利要求17或权利要求18所述的设备，其中每个第一力通道或第二力通道被配置为根据权利要求13计算对应的力值作为校正的力值。

20.一种系统，其包括：

根据权利要求17至19中任一项所述的设备；以及

触摸面板，其包括布置在多个第一电极和至少一个第二电极之间的压电材料层。

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