CN114730228A - 一种触摸感应设备 - Google Patents

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CN114730228A CN202080081498.2A CN202080081498A CN114730228A CN 114730228 A CN114730228 A CN 114730228A CN 202080081498 A CN202080081498 A CN 202080081498A CN 114730228 A CN114730228 A CN 114730228A
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大卫·安德尔森
马蒂亚斯·克鲁斯
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FlatFrog Laboratories AB
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Abstract

公开了用于检测触摸压力的触摸感应设备，该触摸感应设备包括：面板，面板限定了触摸表面，面板具有外缘；多个发射器，多个发射器沿着外缘布置，其中，发射器发射横跨面板的光；多个检测器，多个检测器沿着外缘布置，由此检测器被布置成接收所述光的至少一部分作为检测光，其中，触摸感应设备被配置成：当触摸对象使面板沿着触摸表面的法线弯屈时，确定在面板沿着法线从第一位置(p1)弯屈到第二位置(p2)之间接收到的检测光的差值，并且基于所述差值来确定触摸对象抵靠触摸表面的压力。

Description

一种触摸感应设备
技术领域
本发明总体涉及基于触摸的交互系统的领域。更具体地，本发明涉及用于检测触摸压力的触摸感应设备和相关方法。
背景技术
在一类触摸感应设备中，一组光学发射器围绕面板的触摸表面的外缘布置，以发射光，光被反射以横跨触摸表面传播。一组光检测器也围绕触摸表面的外缘布置，以接收来自触摸表面的、来自该组发射器的光。即，横跨触摸表面创建了相交的光路径的网格，也被称为扫描线。触摸了触摸表面的对象将使在光的一个或多个扫描线上的光衰减，并且导致由检测器中的一个或多个检测器接收到的光的变化。对象的坐标、形状或面积可以通过分析在检测器处接收到的光来确定。在一类触摸感应设备中，光被反射以在触摸表面上方传播，即，相交的光路径在触摸表面上方横跨面板延伸。在一些应用中，希望利用交互对象(例如触笔)抵靠在触摸表面上的压力来控制触摸交互。在改变屏幕上的触摸操作的显示(例如用不同形状的笔刷或图案进行书写或绘图)、以及控制特定触摸应用的不同操作方面，这种控制可能是理想的。用于这种触摸控制的之前的技术通常依赖于复杂的输入装置，例如具有各种集成的传感器的触笔。这增加了复杂性，并且限制了用户对输入装置的选择。这可能会阻碍向高度可定制的且直观的触摸系统发展。
发明内容
目的是至少部分地克服现有技术的以上识别的限制中的一个或多个限制。
一个目的是提供一种触摸感应设备，该触摸感应设备提供了便利的用户交互和对触摸响应的控制，同时将触摸交互系统的成本保持在最低。
这些目的中的一个或多个以及通过下面的描述而可能显现的其他目的，通过根据独立权利要求的触摸感应设备(触摸感应设备的实施例由独立权利要求限定)至少部分地被实现。
根据第一方面，提供了用于检测触摸压力的触摸感应设备，该触摸感应设备包括：面板，面板限定了触摸表面，面板具有外缘；多个发射器，多个发射器沿着外缘布置，其中，发射器发射横跨面板的光；多个检测器，多个检测器沿着外缘布置，由此检测器被布置成接收所述光的至少一部分作为检测光，其中，触摸感应设备被配置成：当触摸对象使面板弯屈(deflect)时，确定在面板沿着触摸表面的法线从第一位置(p1)弯屈到第二位置(p2)之间接收到的检测光的差值，并且基于所述差值来确定触摸对象抵靠触摸表面的压力。
根据第二方面，提供了用于在触摸感应设备中检测触摸压力的方法，触摸感应设备包括限定了触摸表面的面板，面板具有外缘，该方法包括：通过沿着外缘布置的多个发射器发射横跨面板的光；通过沿着外缘布置的多个检测器接收所述光的至少一部分作为检测光；当触摸对象使面板沿着触摸表面的法线弯屈时，确定在面板沿着法线从第一位置(p1)弯屈到第二位置(p2)之间接收到的检测光的差值；以及基于所述差值来确定触摸对象抵靠触摸表面的压力。
根据第三方面，提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括如下的指令：当程序被计算机执行时，该指令使计算机执行根据第二方面的方法的步骤。
在从属权利要求中限定了本发明的进一步的示例，其中，第一方面的特征可以被实施于第二方面，第二方面的特征也可以被实施于第一方面。
本公开的一些示例提供了一种具有便利的用户输入的触摸感应设备。
本公开的一些示例提供了增加用户对触摸输入装置的选择。
本公开的一些示例提供了对来自被动触笔的触摸输入的改进。
本公开的一些示例提供了一种触摸感应设备，在该触摸感应设备中，对当在触摸表面上书写或绘图时的压力的建模得到了改进。
本公开的一些示例提供了产生具有更精确的刷状形状的触摸响应的显示。
本公开的其它目的、特征、方面以及优点将通过以下详细描述、所附权利要求以及附图而显现。
应该理解，术语“包括(comprises/comprising)”当在本说明书中使用时，是用于说明存在所陈述的特征、整体部、步骤、或部件，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、整体部、步骤、部件和/或它们的群组。
附图说明
通过以下对本发明的示例的描述并且参照附图，本发明的示例能够实现的这些方面和其他方面、特征以及其优点将变得明显并且得到说明，在附图中：
图1a至图1b是根据本公开的示例的触摸感应设备和触摸感应设备的面板的横截面侧视示意图，由于触摸对象向触摸表面施加压力(图1b)，面板相对于触摸表面的法线具有两个不同位置；
图2a至图2c是根据本公开的示例的触摸感应设备和触摸感应设备的面板的横截面侧视示意图，由于触摸对象向触摸表面施加压力(图2b和图2c)，面板相对于触摸表面的法线具有三个不同位置；
图3是根据一个示例的感应设备和与感应设备的触摸表面接触的触摸对象的从顶部向下观察的示意图；
图4a至图4b示出了根据一个示例的示意图，该示意图示出了在触摸表面上施加变化的力(4a)、以及所导致的由面板的弯屈确定的压力值(4b)；以及
图5是用于在触摸感应设备中检测触摸压力的方法的流程图。
具体实施方式
下面，将对于触摸感应设备的特定示例来呈现本发明的实施例。在整个说明书中，使用相同的附图标记来标记对应的元件。
图1至图2是触摸感应设备100及触摸感应设备的面板101的横截面侧视示意图，触摸感应设备的面板相对于面板101的触摸表面102的法线108具有不同的位置，而图3示出了触摸感应设备100的从顶部向下观察的视图。因此，触摸感应设备100包括限定了触摸表面102的面板101。面板101可以被设计成覆盖在显示装置或监控器(未示出)上或者集成到显示装置或监控器中。面板101可以由任何固体材料(或材料的组合)制成，该固体材料例如为玻璃、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)和聚碳酸酯(PC)。
面板101具有外缘103。如在图3中示意性地示出，触摸感应设备100包括沿外缘103布置的多个发射器104。发射器104被布置成发射横跨面板101的光106。触摸感应设备100进一步包括沿外缘103布置的多个检测器105。在使用中，当发射器104发射光106时，检测器105被布置成接收发射的光的至少一部分作为检测光106'。图1a中的示意性侧视图示出了当面板101相对于触摸表面102的法线108具有第一形状或第一位置时，发射的光106被触摸表面102反射。检测器105接收反射的光的至少一部分，反射的光的至少一部分被称为检测光106'。图1b示出了将压力施加到触摸表面102上的触摸交互对象或触摸对象107。触摸对象107可以是用户的手、触笔或用户用来与触摸感应设备100交互的其他对象。由触摸对象107施加的压力使面板101沿着触摸表面102的法线108弯屈。为了更清楚地呈现，面板101的弯屈的量在图1b的图示中被夸大。
触摸感应设备100被配置成：当触摸对象107使面板101沿着触摸表面102的法线108弯屈时，确定在面板101沿着法线108从第一位置(p1)弯屈到第二位置(p2)之间接收到的检测光106'的差值。面板101沿着法线108的弯屈将对发射的光106朝向检测器105的反射路径的数量产生影响。因此，在检测器105处接收到的检测光106'的量将受到弯屈(即面板101相对于法线108的曲率)的影响。例如，当触摸对象107在面板101上施加力和压力时，面板101从图1a中的大致平坦的形状到如在图1b中示意性地示出的弯曲的形状的弯屈，增加了在触摸表面102上朝向检测器105的反射路径的数量。结果，在检测器105处接收到的检测光106'的量增加。同样，当光的反射路径的数量减少时(即当面板101的曲率减小时，例如面板相对于法线108从弯曲的形状(图1b)移动到较不弯曲或基本上平坦的形状(图1a))，检测光106'的量减少。因此，触摸感应设备100被配置成确定：当面板101在位置(p1)与位置(p2)之间移动(例如如在图1a至图1b中示出的)时，接收到的检测光106'的差值。如在图1a至图1b中示出的，光106、106'在触摸表面102上方传播，即，相交的光路径在触摸表面102上方延伸横跨面板101。如以上所描述的，当面板101移动时触摸表面102上的反射的位置和数量的变化因此可以用于检测接收到的检测光106'的差值。如下文进一步描述的，与在面板101内部的光的反射不同，在示例中，利用触摸表面102上的反射路径提供了对面板101上的不同压力的更稳健的且更可靠的检测。因为可以省去对面板弯屈将如何影响在面板101内部的光传播的复杂考虑，提供了更可靠且更便利的检测。相反，当面板101通过施加不同的压力而弯屈时，利用触摸表面102上的反射路径提供了检测光106'的变化与触摸表面102的曲率的变化之间的直接联系。因此，发射器104可以被布置成在触摸表面102上方发射光106，并且面板101的弯屈的量确定了光106在触摸表面103上的反射的量和/或方向。因此，当弯屈变化时，可以检测到接收到的检测光106'的差值。即，面板101的弯屈确定了接收到的检测光106'的差值。图2a至图2c示出了面板101的另一个示例，其中，当触摸对象107在面板101上施加压力时，面板沿法线108的方向弯屈。图2a至图2b示出了与以上关于图1a至图1b讨论的示例类似的示例，即面板101在第一位置p1(图2a)与第二位置p2(图2b)之间弯屈，在第一位置，触摸对象107不施加压力。在该示例中，第一位置p1与第二位置p2之间的弯屈的量或相对距离被表示为Δd1。
图2b至图2c示出了一示例，在该示例中，由触摸对象107施加到触摸表面102和面板101上的压力从第一压力值(图2b)增大到第二压力值(图2c)，第二压力值高于第一压力值。在图2c中示出的第一位置p1对应于在图2b中的第二位置p2，在图2c中的第二位置p2对应于当压力进一步增大时面板101沿着法线108的附加弯屈。在该示例中，第一位置p1与第二位置p2之间的弯屈的量或相对距离被表示为Δd2。如以上所描述的，触摸感应设备100被配置成确定：当面板101在位置(p1)与位置(p2)之间移动时，接收到的检测光106'的差值，例如如在图2a至图2b中示出，和/或如在图2b至图2c中示出，其中，面板101上的压力和面板101的弯屈的量的相关的变化例如随着用户在与触摸表面102保持接触的同时在触摸表面102上施加更多或更少的压力而变化。
触摸感应设备100被配置成，基于接收到的检测光106'的确定的差值，来确定触摸对象107抵靠触摸表面102的压力。因此，基于接收到的检测光106'的量的增加或减少，触摸感应设备100确定施加到面板101及面板的触摸表面102上的压力。例如，如以上所描述的，在检测器105处对接收到的检测光106'的量的增加进行检测可以与面板101沿着法线方向108的弯屈的量的增加(例如Δd1或Δd2的增大)以及由触摸对象107施加在面板101上的压力的量的增加相关联。同样，在检测器105处对接收到的检测光106'的量的减少进行检测可以与面板101的弯屈的量的减少以及由触摸对象107施加在面板101上的压力的量的减少相关联。因此，触摸感应设备100可以被配置成基于确定的压力变化来控制触摸交互。因此，用户可以使用任何触摸对象107进行触摸交互，因为触摸表面102上的压力是基于面板101的弯屈确定的，与触摸对象107的类型无关。因此，用户可以使用被动式触摸对象107，例如用户的手、或任何被动式触笔或笔刷，而不需要在触摸对象107本身中的压力传感器。这为用户使用单独的触笔或笔刷提供了更直观的触摸交互和更大的自由度。
在图4a至图4b中示出了示例，该示例示出了由触摸对象施加到触摸表面102上的变化的力(图4a)的图、以及根据面板101的产生的弯屈而确定的压力值(图4b)的图。由触摸对象施加到触摸表面102上的力由连接到触摸对象的力传感器来测量。如在图4a的图中示出，所施加的力在从触摸表面102移除之前的时间段内逐渐增大。如在图4b的图中示出，在面板101被施加的力弯屈时，基于在接收到的检测光106'中的检测到的差值来连续地确定压力值。压力值已被归一化(normalized)并且按比例调整(scaled)到来自对触摸对象的力传感器的对应的力最小值和力最大值。在绝对值和导数(即施加的力的变化随时间的响应性)方面，计算的压力或力的值随着时间密切地遵循由力传感器测量的力。提供了触摸表面102上的压力的精确的且响应式检测。
如以上描述的对压力进行检测提供了较简单的触摸感应设备100。除了所提到的利用被动触摸对象107的优点之外，还不需要沿面板101本身实施压力传感器。因此，基于在接收到的检测光106'中检测到的差值来确定压力提供了基于触摸压力的稳健的且便利的控制，同时使得能够使用较简单的且较不昂贵的触摸感应设备100。例如，当对在触摸表面上书写或绘图时施加的压力的量的影响进行建模时(例如当笔刷上的压力变化时对笔刷的动态和可视触摸响应进行建模时)，由于改进的压力检测，还提供了对触摸响应的便利的控制和建模。在这种示例中，触摸感应设备100可以使得能够产生具有更精确的刷状形状的虚拟笔刷的显示。
因此，触摸感应设备100可以被配置成根据压力来输出控制信号以显示可视输出，例如笔刷的形状，根据施加的压力的量，笔刷的尺寸、形状和/或方向动态地变化。因此，来自笔刷或笔的笔划的图形呈现可以根据压力值来修改。厚度、不透明度或其他图形方面都可以修改。可替代地或此外，触摸感应设备100可以被配置成基于压力来控制触摸感应设备100。用户可以例如使用“敲击姿势”作为短的高压力交互手势，短的高压力交互姿势与触摸表面102上的较温和的触摸相区别，以输入控制命令。这种姿势可以被分配给应用中的功能：例如将元素移动到背景中或移动离开背景、使被敲击的元素(解除)固定或(解除)锁定、触发使图形元素朝向敲击位置移动或使图形元素移动远离敲击位置的“力”、触发全局效果(例如“新建文档”、“关闭文档”或其他全局命令)。可以设想，在不同的触摸应用中，压力值的各种其他序列可以被分配特别的含义，例如以两次压力迅速增加的双击使得能够触发一事件，而不需要将笔从表面提起。
触摸感应设备100可以被配置成基于当面板101弯屈时在接收到的检测光106'中检测到的差值来连续地确定压力。例如，如在图2b至图2c以及在图4a至图4b中示出，当用户对触摸表面102施加变化的压力从而导致面板101沿着法线108在变化的位置之间弯屈时，可以连续地确定接收到的检测光106'的变化。因此，基于接收到的检测光106'的增加量或减少量，可以确定压力的连续增加或连续减少。这提供了与触摸感应设备100的增强的触摸输入交互。
触摸感应设备100可以被配置成基于当面板101弯屈时接收到的检测光106'与检测光106'的参照背景信号之间的差值来确定压力。例如，当触摸对象107没有对面板101施加压力、面板101具有在图1a或图2a中示出的位置时，可以确定参照背景信号。如以上关于例如图2b至图2c所提到的，还可以设想，对于面板101的沿着法线108的位置的任何变化，即对于当用户与触摸表面102交互时面板101的任何弯屈，确定检测光106'的变化或差值，以确定相关联的压力变化。然后可以基于以上所说明的压力变化来控制触摸交互。
压力可以被确定为与在检测器105处接收到的检测光106'中的上述差值成比例。例如，压力可以被确定为随着在图2a至图2b的示例中的距离Δd1或Δd2的增加而增加。反之亦然，由于面板101的曲率以及光朝向检测器105的反射路径的数量减小，因此Δd1或Δd2的减小可以被确定为相关联的压力减小。这提供了对面板101上的压力的较简单的、但有效的且稳健的估算。
对于在第一发射器和第一检测器之间接收到的检测光106'的给定差值，压力可以被确定为与第一发射器和第一检测器之间的长度(Δed)成反比。例如，转看图3，用附图标记104表示的发射器与用附图标记105表示的检测器之间的长度可以被视为上述长度Δed。在一个示例中，在检测器105处检测到了接收到的检测光106'的差值(v)。对于面板101的沿着法线108的给定厚度，考虑目前的发射器与检测器104、105之间的不同的长度(Δed)，可以确定在相同的压力下与较长的长度(Δed)相比，对于较短的长度(Δed)，面板101较少地弯屈。即，给定在触摸表面102上的位置(x，y)处的某个压力，当长度Δed增加时，弯屈(Δd1或Δd2)将增加。因此，对于检测到的差值(v)，相关联的压力(P)可以被确定为与长度(Δed)成反比，即P∝1/Δed。即，当Δed增加时，需要更小的压力以使面板101弯屈一定的距离(Δd1或Δd2)。反之亦然，对于较短的长度Δed，需要更大的压力来使面板101弯屈对应的距离(Δd1或Δd2)。这提供了一种稳健的且有效的方法来考虑发射器104与检测器105之间的不同的光路径之间的变化的长度，从而确定压力。光路径或扫描线可以由信号矩阵表示，信号矩阵具有从每个发射器到每个检测器的光的信号级(levels)。因此，对于每个信号级或光路径，压力可以被有效地确定。因此，压力可以被确定为与信号矩阵中的发射器与检测器对之间的相关联的长度(Δed)中的每一个相关联的长度成反比。估算的压力可以被确定为这些单独的压力值的平均值。
对于在第一发射器104与第一检测器105之间接收到的检测光106'的给定的差值，压力(P)可以被确定为：与触摸对象107在触摸表面102上的位置(x，y)和第一发射器104或第一检测器105之间的长度Δl成反比，即P∝1/Δl。例如，如果在靠近外缘103处施加压力，即在靠近发射器104或检测器105处施加压力(因此对于短的长度Δl)，与在靠近面板101的中心处施加相同的压力的情况(即长度Δl增大)相比，面板101的弯屈较小。因此，对于检测到的差值(v)，相关联的压力可以被确定为与长度(Δl)成反比。即，当Δl增加时，需要更小的压力以使面板101弯屈一定的距离(Δd1或Δd2)。反之亦然，对于较短的长度Δl，需要更大的压力以使面板101弯屈对应的距离(Δd1或Δd2)。压力可以被确定为与信号矩阵中发射器与检测器对之间的相关联的长度(Δl)中的每一个相关联的长度成反比。
压力可以被确定为与上述差值(v)除以Δed*Δl成比例；P(k)＝v/(Δed*Δl)，其中，k是扫描线的数量。估算的压力可以被确定为扫描线的单独的压力值P(k)的平均值。
长度Δl可以被选择为以下各项中的最小值：触摸对象107在触摸表面102上的位置(x，y)与第一发射器104之间的距离，以及所述位置(x，y)与第一检测器105之间的距离。
触摸感应设备100可以被配置成围绕触摸对象107在触摸表面102上的位置(x，y)限定感兴趣的区域109。感兴趣的区域109可以是围绕当前确定的坐标(x，y)的限定区域，触摸对象107在当前确定的坐标处接触触摸表面102。如在本公开的前言部分中所描述的，坐标(x，y)可以基于当触摸对象触摸触摸表面102时光的衰减来确定。触摸感应设备100可以被配置成确定在相应的多对发射器104和检测器105之间穿过感兴趣的区域109的光的上述差值(V)。即，当触摸对象107在面板101上施加压力时，对于穿过感兴趣的区域109的扫描线，确定了在检测器105处接收到的检测光106'的差值(v)。触摸感应设备100可以被配置成基于对于与穿过感兴趣的区域109的扫描线相关联的多对发射器和检测器的确定的差值(v)来确定平均压力。这提供了压力的更有效的确定，因为不需要确定整个信号矩阵的差值(v)。面板101沿着法线108的弯屈的量可以被视为在施加压力的触摸坐标(x，y)周围最大。
触摸感应设备100可以被配置成确定在触摸表面102上的触摸位置(x，y)处的压力的第一估算值。触摸感应设备100可以被配置成基于压力的第一估算值来计算检测光信号差值(v')。触摸感应设备100可以被配置成通过使接收到的检测光106'的差值(v)的测量值与计算出的检测光信号的差值(v')之间的差迭代地最小化来求解压力。即，对于不同的候选压力值，计算检测光信号差值(v')，直到|v-v'|最小，从而获得压力的最佳候选值。例如，当由用户的手或其他触摸对象107在触摸表面102上施加多个压力点时，在触摸表面102上的多个位置(x1…xn，y1…yn)处可以迭代地确定压力。如在本公开的前言部分中所描述的，多个触摸位置(x1…xn，y1…yn)可以通过光衰减来确定。因此，如以上所描述的，可以迭代地确定在多个触摸位置(x1…xn，y1…yn)处的相关联的压力(p1…pn)。对于信号矩阵中的每个扫描线或者对于感兴趣的区域109中的扫描线的子集可以进行这种确定。对于(p1…pn)的开始估测值可以基于针对在之前的框中存在的接触点在该之前的框中的相应位置的最后计算的压力。对于新的压力点交互，典型的压力值被指定为开始估测值。应当注意，尽管在整个公开中涉及对压力进行确定，但是应当理解，这类似于对力进行确定，在这种情况下，转换因子被应用以在压力值和力值之间进行转换。
触摸感应设备100可以被配置成确定：由在触摸位置(x，y)处的压力的第一估算值而导致的、面板101沿着法线108的弯屈。触摸感应设备100可以被配置成计算由这种弯屈导致的检测光信号差值(v')。可以通过解析表达式(对于面板101的给定的几何形状)、和/或通过基于FEM的数值方法、和/或根据经验通过将已知的力施加到特定构造的触摸感应设备100和面板101并且存储所得模型的参数，来确定由不同的候选压力值导致的弯屈。因此可以确定由压力估算值导致的对应的弯屈，以及对于这些弯屈值，由面板101的对应的形状导致的相关联的检测光信号差值(V')。面板101的弯屈和形状对光106、106'朝向检测器105的反射路径的数量以及所导致的检测光信号差值(V')的影响可以通过类似于上述讨论的不同的模型来确定，例如通过分析模型、数值模型和/或经验模型来确定。一旦计算出检测光信号差值(V')，就可以通过如上所述的使|v-v'|最小化来迭代地确定压力。
触摸感应设备100可以被配置成基于由触摸表面102上的相应的多个参照压力导致的多个参照检测光信号差值来确定检测光信号差值(V')。参照检测光信号差值可以通过经验确定。因此，可以识别相关联的参照压力的最佳候选值，这使|v-v'|最小化，以获得压力的最佳估算值。还可以设想，在查找表中利用多个参照检测光信号差值和多个参照压力，来基于当前测量的信号差值(v)来直接地识别压力的最佳估算值。在一个示例中，最接近的比较查找表可以被插值以获得压力的最佳估算值。
触摸感应设备100可以被配置成基于压力来确定面板101沿着法线方向108的弯屈的量。如以上所述，弯屈可以通过分析模型、数值模型和/或经验模型来确定。面板101的弯屈的量和当前形状可以用于优化触摸检测，例如以提高触摸检测的精度和/或分辨率，和/或以提供触摸感应设备100(例如面板101和相关的组件，相关的组件用于将面板101附接到触摸感应设备100的框架元件)的特征和诊断数据。
触摸感应设备100可以被配置成基于压力随时间的确定变化来确定面板101的振动幅度和/或振动频率。即，面板101的弯屈可以是面板101的机械振动的结果，机械振动又可以来自于触摸感应设备100的其他组件，和/或来自触摸感应设备100周围的环境中的运动。振动特征可以用于优化触摸检测，例如以提高触摸检测的精度和/或分辨率，和/或以提供触摸感应设备100的特征和诊断数据。在另一个示例中，面板101可以被假定成以特定的默认频率(例如10Hz)振动。如果最近在触摸表面102上没有交互，则振动的来源可以被假定成来自触摸感应设备100周围的环境。这种振动来源可以是附近的机器的开/关状态，人行走(低幅度)或跳跃(高幅度)。这样检测到的振动事件可以被检测为“姿势”，例如为“跳跃姿势”。例如，在触摸应用(例如游戏应用)中，这种“跳跃姿势”可能触发在游戏中事件。在另一个示例中，可以安装有触摸感应设备100的台座中的振动可以产生较慢的振动，例如在1Hz至2Hz范围内的振动。对于可变高度的台座，较慢的台座震荡的频率可以用于估算台座的当前高度。
图5示出了用于在触摸感应设备100中检测触摸压力的方法200的流程图。触摸感应设备100包括限定了触摸表面102的面板101。面板101具有外缘103。方法200包括通过沿着外缘102布置的多个发射器104发射201横跨面板101的光106。方法200包括通过沿着外缘103布置的多个检测器105接收202所述光的至少一部分作为检测光106’。方法200包括：当触摸对象107使面板101沿着触摸表面102的法线108弯屈时，确定203在面板101沿着法线108从第一位置(p1)弯屈到第二位置(p2)之间接收到的检测光106'的差值。方法200包括基于所述差值确定204触摸对象107抵靠触摸表面102的压力。方法200提供了有利的优点，如以上对关于图1至图4的触摸感应设备100所描述的。方法200在触摸感应设备100中提供了便利的用户交互和对触摸响应的控制，同时将触摸交互系统的成本保持在最低。
提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括如下的指令：当该程序被计算机执行时，该指令使计算机执行如以上关于图5所描述的方法200的步骤。
本发明在上文主要参照几个实施例进行了描述。然而，如本领域技术人员所容易地理解的，在本发明的由所附的专利权利要求书所限定和限制的范围和精神内，除了以上公开的实施例之外的其他实施例同样是可能的。例如，在前文中所说明和讨论的发射器和检测器的具体布置仅作为示例给出。

Claims (18)

1.用于检测触摸压力的触摸感应设备(100)，所述触摸感应设备包括：
面板(101)，所述面板限定了触摸表面(102)，所述面板具有外缘(103)，
多个发射器(104)，所述多个发射器沿着所述外缘布置，其中，所述发射器发射横跨所述面板的光(106)，
多个检测器(105)，所述多个检测器沿着所述外缘布置，由此所述检测器被布置成接收所述光的至少一部分作为检测光(106')，其中，所述触摸感应设备被配置成：
当触摸对象(107)使所述面板弯屈时，确定在所述面板沿着所述触摸表面的法线(108)从第一位置(p1)弯屈到第二位置(p2)之间接收到的检测光的差值，并且
基于所述差值来确定所述触摸对象抵靠所述触摸表面的压力。
2.根据权利要求1所述的触摸感应设备，其中，所述触摸感应设备被配置成基于当所述面板弯屈时在所述接收到的检测光中检测到的差值来连续地确定所述压力。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的触摸感应设备，其中，所述触摸感应设备被配置成基于当所述面板弯屈时接收到的检测光与检测光的参照背景信号之间的差值来确定所述压力。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的触摸感应设备，其中，所述压力被确定为与所述差值成比例。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的触摸感应设备，其中，对于在第一发射器和第一检测器之间的所述接收到的检测光的给定差值，所述压力被确定为与所述第一发射器和所述第一检测器之间的长度(Δed)成反比。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的触摸感应设备，其中，对于在第一发射器和第一检测器之间的所述接收到的检测光的给定差值，所述压力被确定为
与所述触摸对象在所述触摸表面上的位置(x，y)和所述第一发射器之间的长度(Δl)成反比，或者
与所述触摸对象在所述触摸表面上的位置和所述第一检测器之间的长度成反比。
7.根据权利要求5和权利要求6所述的触摸感应设备，其中，所述压力被确定为与所述差值除以Δed*Δl成比例。
8.根据权利要求7所述的触摸感应设备，其中，所述长度Δl为以下各项中的最小值：所述触摸对象在所述触摸表面上的所述位置(x，y)与所述第一发射器之间的距离，以及所述位置(x，y)与所述第一检测器之间的距离。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的触摸感应设备，其中，所述触摸感应设备被配置成
围绕所述触摸对象在所述触摸表面上的位置(x，y)限定感兴趣的区域(109)，
确定在相应的多对发射器和检测器之间穿过所述感兴趣的区域的光的所述差值，
基于对于所述多对发射器和检测器的确定的差值来确定平均压力。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的触摸感应设备，其中，所述触摸感应设备被配置成
确定在所述触摸表面上的触摸位置(x，y)处的压力的第一估算值，
基于所述第一估算值来计算检测光信号差值，
通过使所述接收到的检测光的差值的测量值与计算出的检测光信号差值之间的差迭代地最小化来求解所述压力。
11.根据权利要求10所述的触摸感应设备，其中，所述触摸感应设备被配置成
确定由在所述触摸位置处的所述压力的所述第一估算值导致的所述面板沿着所述法线的弯屈，
计算由所述弯屈导致的所述检测光信号差值。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的触摸感应设备，其中，所述触摸感应设备被配置成
基于由所述触摸表面上的相应的多个参照压力导致的多个参照检测光信号差值来确定所述检测光信号差值。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的触摸感应设备，其中，所述触摸感应设备被配置成输出控制信号，以
根据所述压力显示可视输出，和/或
基于所述压力来控制所述触摸感应设备。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的触摸感应设备，其中，所述触摸感应设备被配置成基于所述压力来确定所述面板沿着法线方向的弯屈的量。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的触摸感应设备，其中，所述触摸感应设备被配置成基于所述压力随时间的确定变化来确定所述面板的振动幅度和/或振动频率。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的触摸感应设备，其中，所述发射器被布置成在所述触摸表面上方发射光，并且其中，所述面板的弯屈确定所述光在所述触摸表面上的反射的量和/或方向以及确定所述接收到的检测光的差值。
17.用于在触摸感应设备(100)中检测触摸压力的方法(200)，所述触摸感应设备包括限定了触摸表面(102)的面板(101)，所述面板具有外缘(103)，所述方法包括
通过沿着所述外缘布置的多个发射器(104)发射(201)横跨所述面板的光，
通过沿着所述外缘布置的多个检测器(105)接收(202)所述光的至少一部分作为检测光，
当触摸对象使所述面板沿着所述触摸表面的法线(108)弯屈时，确定(203)在所述面板沿着所述法线(108)从第一位置(p1)弯屈到第二位置(p2)之间接收到的检测光的差值，以及
基于所述差值来确定(204)所述触摸对象抵靠所述触摸表面的压力。
18.一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括如下的指令：当所述程序被计算机执行时，所述指令使所述计算机执行根据权利要求17所述的方法的步骤。
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