CN1965290A - 输入系统 - Google Patents

Abstract

一种用户输入系统(40)，其中将来自交叉电容对象感应系统(30)(也称为电场对象感应系统)的输出与来自触摸屏设备(15)的输出相结合。来自用户输入系统(40)的输出可以包括从交叉电容对象感应系统(30)中获得的位置信息和从触摸屏设备(15)中获得的触摸事件的指示。另一种可能性是把从交叉电容对象感应系统(30)中获得的感应信号(S₁、S₂、S₃、S₄)与从触摸屏设备(15)中获得的位置信息相结合进行处理，以提供用于根据从交叉电容对象感应系统(30)中获得的另外的感应信号(S₁、S₂、S₃、S₄)来确定位置信息的算法的更新参数(P₁、P₂、P₃、P₄)。

Description

输入系统

本发明涉及利用交叉电容感应的对象(object)感应。交叉电容感应也被称为电场感应。本发明尤其适合于利用对象感应来提供用户接口输入。

用于对象感应的一种感应技术是电容感应。用于对象感应的一个不同的感应技术是交叉电容感应，也称为电场感应或准静电感应。

在其非常简单的形式中，电容感应仅仅采用一个电极，并且由那个电极的负载电容来构成测量。这个负载电容是由在该电极与该电极周围的所有接地对象之间的所有电容之和来确定的。这是在接近感应中所要完成的任务。

交叉电容感应可以被称作电场感应，它采用多个电极，并且有效地测量两个电极之间的比电容。电场产生装置所连接的电极可以被认为是电场感应发射电极(或发射器电极)，以及测量装置所连接的电极可以被认为是电场感应接收电极(或接收器电极)。发射器电极是通过施加交流电压来激励的。由于电极之间的电容耦合(即电场线的效应)，由此在接收器电极中感应位移电流。如果把对象(例如手指或手)放在电极附近(即在场线中)，那么该对象终止一些场线，并且电容性电流降低。

对象的存在是通过对电容性位移电流或其中的改变进行监测而感应的。例如，US-6,025,726公开了采用电场感应装置尤其作为计算机和其他应用的用户输入设备。交叉电容感应装置对用户的手指、手或全身的位置进行感应，这取决于预定的应用。WO-02/103621公开了在使用交叉电容感应的对象感应系统中用于监测电容性电流的双相电荷积聚感应电路。这个感应电路可被集成在显示器中。

通常，交叉电容装置可以具有位于显示屏周围的发射和接收电极，从而提供一种类似于例如电容触摸屏输入/显示设备的组合输入/显示设备，但是其中用户不需要实际上触摸屏幕，而是仅需要把他的手指放在屏幕附近。各种发射器电极和接收电极产生信号，例如在两个发射器和两个接收器的情况下总计有四个信号。处理器对该四个信号实施位置确定算法以得出对象的所计算的位置，所述对象例如是用户手的指尖。这个算法实际上包括对用户指尖事实上附属于用户手的事实的补偿，这可能引起许多变化，例如用户相对于他的手保持他的手指的方式(这可被称作“手势”或“手型”)、以及不同用户的手之间的差异、等等。位置确定算法适应手指可被保持在远离屏幕的不同距离(即“z轴”，如果屏幕的平面被认为是由x轴和y轴定义的话)。这种装置的更多细节在“3D Touchless Display Interaction”C vanBerkel；SID Proc Int Symp，vol 33，number 2，pp 1410-1413，May 19-24，2002中进行了描述，该文献被结合于此以供参考。

本发明人已经认识到，相对于该位置确定算法的准确性而言一个重要的问题在于，即使感应系统的物理方面完全稳定，诸如上述那些(例如关于用户手势)之类的变化也会随着时间而显著且快速地发生改变。这导致本发明人认识到，在这种情形下，将尤其期望提供一种用于至少在一定程度上适应由变化的手势等所引起的正在进行的变化的自适应过程。这种过程可被认为是一种自适应或实时校准调节的形式，但是应当注意，这与在例如常规触摸屏上所执行的常规固定校准过程是不同的概念，所述常规固定校准过程用于补偿例如触摸屏的变化的物理方面。

本发明人还已认识到，交叉电容对象感应输入设备的缺点在于，它们通常不提供触摸事件的输入，例如对应于鼠标键的“点击”，因此将期望为诸如组合输入/显示(屏幕)设备之类的交叉电容对象感应输入设备提供一种触摸事件输入能力。

在第一方面，本发明提供一种用户输入系统，该用户输入系统包括：交叉电容对象感应系统；触摸屏设备；对该交叉电容对象感应系统和触摸屏设备进行设置，以使交叉电容对象感应系统的输入区基本上与触摸屏设备的显示-输入(display and input)区相对应；以及处理装置，用于对从交叉电容对象感应系统中获得的输出与从触摸屏中获得的输出进行结合。

在另一方面，处理装置可以被设置成使用算法来根据从交叉电容对象感应系统中获得的感应信号确定位置信息；以及处理装置可以进一步被设置成把从交叉电容对象感应系统中获得的感应信号与从触摸屏中获得的位置信息进行结合以提供该算法的更新参数，以在根据从交叉电容对象感应系统中获得的另外的感应信号来确定位置信息时使用。

在另一方面，处理装置可以被设置成按照交叉电容对象感应系统的输入区的子区域来处理输入；以及使得根据由其从触摸屏中获得位置信息的子区域来提供该算法的更新参数。

在另一方面，处理装置可以被设置成提供来自用户输入系统的输出，所述输出包括从交叉电容对象感应系统中获得的位置信息和从触摸屏设备中获得的触摸事件的指示。

在另一方面，处理装置可以被设置成提供来自用户输入系统的输出，所述输出包括从交叉电容对象感应系统和触摸屏设备中获得的位置信息以及从触摸屏设备中获得的触摸事件的指示。

在另一方面，本发明提供一种处理用户输入的方法，该方法包括：提供来自交叉电容对象感应系统的输出；提供来自触摸屏设备的输出；对该交叉电容对象感应系统和触摸屏设备进行设置，以使交叉电容对象感应系统的输入区基本上与触摸屏设备的显示-输入区相对应；以及把从交叉电容对象感应系统中获得的输出与从触摸屏设备中获得的输出进行结合。

在另一方面，来自交叉电容对象感应系统的输出包括感应信号；以及来自触摸屏设备的输出包括位置信息；该方法进一步包括：与从触摸屏设备输出的位置信息相结合对感应信号进行处理，以提供在位置确定算法中使用的更新参数值；以及使用具有该更新参数值的位置确定算法来根据由交叉电容对象感应系统所提供的另外的感应信号而提供位置信息。

在另一方面，可以按照交叉电容对象感应系统的输入区的子区域来处理用户输入；以及根据由其从触摸屏中获得位置信息的子区域来提供该算法的更新参数。

在另一方面，该方法进一步包括提供来自用户输入系统的输出，所述输出包括从交叉电容对象感应系统中获得的位置信息和从触摸屏设备中获得的触摸事件的指示。

在另一方面，该方法进一步包括提供来自用户输入系统的输出，所述输出包括从交叉电容对象感应系统和触摸屏设备中获得的位置信息以及从触摸屏设备中获得的触摸事件的指示。

在另一方面，本发明提供一种处理器，其适于处理来自交叉电容对象感应系统的感应信号和来自触摸屏设备的位置信息，以提供在用于根据来自交叉电容对象感应系统的另外的感应信号来确定位置信息的算法中所采用的更新参数。

在另一方面，本发明提供一种用户输入系统，其中把来自交叉电容对象感应系统(也称为电场对象感应系统)的输出与来自触摸屏设备的输出相结合，所述触摸屏设备例如是静电触摸屏设备。来自用户输入系统的输出可包括从交叉电容对象感应系统中获得的位置信息和从触摸屏设备中获得的触摸事件的指示。另一种可能性是把从交叉电容对象感应系统中获得的感应信号与从触摸屏设备中获得的位置信息相结合进行处理，以向用于根据来自交叉电容对象感应系统的另外的或稍后的感应信号来确定位置信息的算法提供更新参数。

因此，更新的、正在进行的校准过程被提供给交叉电容对象感应系统，所述过程采用来自触摸屏设备和交叉电容对象感应系统的近似同时或对应的位置信息。

现在将参考附图通过示例来描述本发明的实施例，其中：

图1是示出交叉电容(也称为电场)对象感应装置的一部分的示意图(未按比例绘制)；

图2是示出图1的交叉电容对象感应装置的更多细节的示意图(未按比例绘制)；

图3是示出包括图1的交叉电容对象感应装置的用户输入系统的示意图(未按比例绘制)；以及

图4是用户输入系统的示意图(未按比例绘制)。

图1是示出在第一实施例中采用的交叉电容(也称为电场)对象感应装置(即系统)的一部分的示意图(未按比例绘制)。该装置包括发射器电极1、交流电压源5、接收器电极2、以及处理器6，以下称为交叉电容处理器6。交叉电容处理器6包括电流感应电路。

交流电压源5与发射器电极1相连。交叉电容处理器6与接收器电极2相连。

在操作中，当交流电压施加到发射器电极1时，产生电场线，其示例性的电场线10、11、12穿过接收器电极2(注意，为了方便起见，在图1中把场线示出为仅在纸的平面上，但是实际上，它们形成了也延伸出纸的三维场)。场线10、11、12在接收器电极2感应了小交流电流。

当对象7(例如手指)位于两个电极1、2的附近时，对象7实际上终止了那些否则将穿过对象7所占据的空间的场线(在图1所示的情形中，场线10和11)，因而降低了两个电极1、2之间的交叉电容效应，例如降低了从接收器电极2流动的电流。更严格地说，手把电极相互屏蔽了，并且这通过手周围的场线变形(终止)来说明。利用交叉电容处理器6的电流感应电路来测量交流电流的降低，该电流感应电路使用来自交流电压的分接信号以与电场感应电流的相位相关联。因而，由电流感应电路所测量的电流电平是对象7相对于两个电极1、2的位置的存在、形式和位置的量度。对该电流电平进行处理以提供从由发射器电极1和接收器电极2所提供的发射器/接收器电极对中获得的感应信号s₁。

图2是示出在第一实施例中采用的交叉电容对象感应装置30的更多细节的示意图(未按比例绘制)。在这个实施例中，交叉电容对象感应装置30包括两个发射器电极，即图1所示的发射器电极1和另一个发射器电极3，以及包括两个接收器电极，即图1所示的接收器电极2和另一个接收器电极4。四个电极位于显示-输入区14的四角。两个发射器电极位于相对的角，以及因此两个接收器电极也位于相对的角。发射器电极1、3和接收器电极2、4中的每个与交叉电容处理器6相连，该交叉电容处理器6又具有与位置确定算法处理器10相连的输出。

这个装置提供四个不同的发射器/接收器电极对：发射器电极1与接收器电极2(图1所示的对)；发射器电极1与接收器电极4；发射器电极3与接收器电极2；以及发射器电极3与接收器电极4。这些对中的每对提供一个相应的感应信号，因此在这个实施例中，存在四个感应信号s₁、s₂、s₃、s₄，它们作为来自交叉电容处理器6的输出而被提供。

四个感应信号s₁、s₂、s₃、s₄的电平或值取决于用于在显示-输入区14附近指向或移动的用户手指7的位置。这些值从交叉电容处理器6被输出到位置确定算法处理器10。四个感应信号s₁、s₂、s₃、s₄一起形成一组感应信号，它们可以由矢量s来表示。

位置确定算法处理器10使用算法来根据感应信号s₁、s₂、s₃、s₄的值确定手指7(更确切地说，手指7的尖端)按照坐标x、y、z的位置。按照坐标x、y、z的位置可以由矢量x表示。位置确定算法的特征在于一组参数，以下称为算法参数，它们一起可由矢量p表示。在这个实施例中，该组算法参数包含4个算法参数p₁、p₂、p₃、p₄。

此外，位置确定算法本身可由算子A(p，·)来表示，以使待确定的位置被给出为：x＝A(p，s)。

图2所示的交叉电容对象感应装置30还具有触摸屏和另外的处理元件，以减轻由于用户手型或手势相对于用户的预定指尖位置发生改变而产生的影响，正如现在将参考图3和4所解释的那样。

图3是示出第一实施例的用户输入系统的示意图(未按比例绘制)，包括交叉电容对象感应装置30和另外的元件，所述元件包括触摸屏和相关处理元件。

用户输入系统40包括上面参考图2所述的交叉电容对象感应装置30的、由相同的附图标记表示的部件和装置，即：发射器电极1、3；接收器电极2、4；交叉电容处理器6和位置确定算法处理器10。

另外，用户输入系统100进一步包括：触摸屏显示器15；触摸屏处理器16；校准处理器18；以及输出处理器20。

触摸屏显示器15耦合于触摸屏处理器16。触摸屏处理器16进一步耦合于校准处理器18和输出处理器20。校准处理器18和输出处理器20均进一步耦合于位置确定算法处理器10。

触摸屏显示器15是组合的输入与显示设备，在这个例子中是常规电容感应触摸屏。触摸屏显示器15的区域基本上对应于上面参考图2所述的显示-输入区14。图3示出了触摸屏显示器15的区域，其被分成五个子区域，即中心区14a以及把剩余区域分成四个象限的四个另外的象限型子区域14b、14c、14d、14e，每个象限在显示-输入区14的每个角上。该子区域在物理上没有区别；而是由触摸屏处理器16执行的处理操作取决于这些子区域，正如下面将更详细描述的那样。

现在将描述用户输入系统40的操作。当用户的手指7触摸触摸屏显示器15的表面时，所得到的从触摸屏显示器15输出的信号被输入到触摸屏处理器16。以常规的方式，触摸屏处理器确定在用户的手指7触摸了表面的屏幕上按照x和y坐标的位置。该位置(即x和y值)从触摸屏处理器16被输出到校准处理器18以及还被输出到输出处理器20。

从交叉电容处理器6中输出的早先描述的感应信号s₁、s₂、s₃、s₄被输入到校准处理器18。(除了早先描述的把感应信号s₁、s₂、s₃、s₄输入到位置确定算法处理器10之外还发生了这种情况)。因而，校准处理器18既接收来自交叉电容处理器6的感应信号s₁、s₂、s₃、s₄，又接收来自触摸屏处理器16的x、y位置信息；即校准处理器18接收对于给定手指和手的位置而言基本上同时从触摸屏显示器15和交叉电容对象感应装置30中获得的相应信号。

校准处理器18把来自触摸屏处理器16的x、y位置信息看作是最新的“校准点”(这个术语将在下面进行更详细的描述)。

然后，校准处理器18与由交叉电容处理器6在手指7触摸触摸屏显示器15时所提供的感应信号s₁、s₂、s₃、s₄相结合来使用这个最新的校准点，以确定算法参数p₁、p₂、p₃、p₄的更新值，正如下面将更详细描述的那样。校准处理器18然后把算法参数p₁、p₂、p₃、p₄的这些更新值输出到位置确定算法处理器10。

此后，例如直到算法参数p₁、p₂、p₃、p₄的值的另一次更新作为用户手指再次触摸触摸屏显示器15的表面的结果而被提供之前，由位置确定算法处理器在对于手指7(更确切地说，手指7的尖端)确定按照坐标x、y、z的位置时，使用该算法参数p₁、p₂、p₃、p₄的更新值。

由位置确定处理器10确定的x、y、z位置被输出到输出处理器20。在用户的手指7触摸触摸屏显示器15的表面之间的时间中，由输出处理器20输出从位置确定算法处理器10接收的这个x、y、z位置以作为从用户输入系统40中输出的位置值。然而，在用户的手指7触摸触摸屏显示器15时，由触摸屏处理器16确定的x、y位置从触摸屏处理器16被输出到输出处理器20，并且由输出处理器20输出该x、y位置以作为从用户输入系统40中输出的位置值；即在这个实施例中，当值为z＝0时，输出处理器20输出对于x、y的触摸屏值而不是对于x、y的交叉电容对象感应值。然而，在其他实施例中，无论单独的x、y值从触摸屏处理器16中是否可用，由输出处理器20输出从位置确定算法处理器10接收的该x、y、z位置，以作为从用户输入系统40中输出的位置值。

现在将描述校准点和操作参数的更多细节。如上所述，每个校准点对应于由触摸屏处理器16提供的x、y位置，其中为该触摸屏处理器16提供来自交叉电容处理器6的基本上同时的感应信号s₁、s₂、s₃、s₄。校准处理器18使用该校准点以获得算法参数p₁、p₂、p₃、p₄。在这个实施例中，使用了5个校准点，并且有4个算法参数。在其他实施例中可以使用其他数目的算法参数和/或校准点。

如上所述，当用户使用用户输入系统40时，对校准点(以及因此操作参数)进行更新。可以以任何适当的方式来提供操作参数的初始值。在这个实施例中，预定的额定校准点x、y被存储在与校准处理器有关的存储装置中，所述每个校准点分别具有用于感应信号s₁、s₂、s₃、s₄的对应预定组的值。一些预定的额定校准点将对应于远处的手指位置，即当信号为其最大值时，x和y被赋予额定值x＝0、y＝0，并且z被赋予额定大值(比方说在屏幕上2倍的屏幕宽度)。这些点将赋予在z方向上的参数化的算子范围，并且典型地在用户交互期间决不被替换，尽管如果系统检测到没有人接近该装置则系统可以替换它们。更一般地，这种典型地决不被替换的额定值可用于多个x、y、z位置。校准处理器使用这些预存值来提供操作参数p₁、p₂、p₃、p₄的初始值，所述初始值由用户输入系统40使用，直到作为由于用户触摸屏幕而形成更新的校准点/感应信号集合的结果而确定新的一组操作参数值p₁、p₂、p₃、p₄。在其他实施例中，可以存储和使用操作参数本身的初始值。

在这个实施例中，提供了五个校准点，以使在显示-输入区14的五个子区域14a-e的每个中提供一个相应的校准点。在这个实施例中，每当确定一个更新校准点时，校准处理器18进一步确定该更新校准点应用于子区域14a-e中的哪个，然后用该更新校准点来替换那个子区域14a-e的现有校准点。然而，可以使用许多其他方案或标准来确定用更新校准点来替换哪个当前校准点(如果有的话)，并且这些稍后在下面进行描述。

现在将描述校准点、操作参数和位置确定算法的更多细节。

由已知位置 x _i和已知信号s_i的对来提供校准。例如( x ₁，s₁)、( x ₂，s₂)、…( x _k，s_k)。注意，s_i(粗体文本)是矢量，而早先描述的s_i的是矢量中的一个元素。该过程得到参数矢量p(即操作参数p₁、p₂、p₃、p₄的集合)，其最小化了由早先描述的算子A(p，·)所预测的位置与已知校准位置之间的误差，即(等式中存在一个小错误，我已经提出了一种更正的版本，你能够看出差别吗？)

$\underset{p}{\min }\underset{i=1}{\overset{k}{\mathrm{\Σ}}}{(A(p,{\underset{\‾}{x}}_i)-s_i)}^2$

其是由解析技术(可替换地，可以采用数值技术、或者解析与数值技术的组合)来实现的。所得到的参数矢量p(即操作参数p₁、p₂、p₃、p₄的集合)被存储，并用于根据s来计算x。

在这个实施例中，存在构成信号矢量s的四个感应信号s₁、s₂、s₃、s₄。从其中提取位置的算法由下式给出：

$x=c\left(\begin{array}{cccc}0& 1& -1& 0\\ 1& 0& 0& -1\\ 1& 1& 1& 1\end{array}\right)s+x_0=B_s+x_0$

其中相对于最大信号对信号矢量s进行归一化，即它的元素采用0与1之间的值。标量c和偏移矢量x₀的元素x₀、y₀、z₀是表征这个例子中的校准的四个操作参数。利用p₁＝c、p₂＝x₀、p₃＝y₀、p₄＝z₀，可以把该等式写为：

$x=\left(\begin{array}{cccc}{s}_2-s_3& 1& 0& 0\\ s_1-s_4& 0& 1& 0\\ s_1+s_2+s_3+s_4& 0& 0& 1\end{array}\right)p=\left(B_s\right|I)p$

这显示出，这是一个能够对p进行求解的等式。利用多个校准点(在这个例子中是5个)得到

$\left(\begin{array}{c}{\underset{\‾}{x}}_1\\ {\underset{\‾}{x}}_2\\ .\\ .\\ .\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}{\mathrm{Bs}}_1|& & I\\ {\mathrm{Bs}}_2|& & I\\ & .& \\ & .& \\ & .& \end{array}\right)p$

可(例如)利用诸如Moore-Penrose广义逆之类的标准数学技术对这个方程组进行求解，对于这个例子，其由下式给定：

$p={\left[\left(\begin{array}{ccccc}\underset{\‾}{{\left({\mathrm{Bs}}_1\right)}^T}& \underset{\‾}{{\left({\mathrm{Bs}}_1\right)}^T}& & & \\ & & .& .& .\\ I& I& & & \end{array}\right)(\begin{array}{ccc}{\mathrm{Bs}}_1|& & I\\ {\mathrm{Bs}}_2|& & I\\ & .& \\ & .& \\ & .& \end{array})\right]}^{-1}\left(\begin{array}{ccccc}\underset{\‾}{{\left({\mathrm{Bs}}_1\right)}^T}& \underset{\‾}{{\left({\mathrm{Bs}}_1\right)}^T}& & & \\ & & .& .& .\\ I& I& & & \end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{\underset{\‾}{x}}_1\\ {\underset{\‾}{x}}_2\\ .\\ .\\ .\end{array}\right)$

这个过程是以常规方式自动进行的。

现在将考虑另外的实施例。在上述实施例中，输出处理器20提供一个包括x、y、z位置的输出。在其他实施例中，当用户的手指7触摸触摸屏显示器15时，由此提供了一个来自如上所述的触摸屏处理器16的新输出，输出处理器20在其输出信号中包括一个触摸事件发生在特定x、y位置的指示。这个触摸事件输出类似于或等效于点击，所述点击是在把常规鼠标用作用户输入系统的一部分时的输出。

现在将参考图4描述第二主实施例。图4是第二主实施例的用户输入系统50的示意图(未按比例绘制)。用户输入系统50包括早先描述的用户输入系统40的所有元件，其中相同的部分由相同的附图标记来表示，除了这个用户输入系统50不包括早先描述的用户输入系统40的校准处理器18。

交叉电容处理器6和位置检测算法处理器10如早先所述那样进行操作，以向输出处理器20提供x、y、z位置数据。不对操作参数p₁、p₂、p₃、p₄进行更新，代之以仅仅采用一个初始集合。在这个第二实施例中，当用户的手指7触摸触摸屏显示器15时，由此提供了一个来自如上所述的触摸屏处理器16的新输出，输出处理器20在其输出信号中包括一个触摸事件发生在特定x、y位置的指示。这个触摸事件输出类似于或等效于点击，所述点击是在把常规鼠标用作用户输入系统的一部分时的输出。换句话说，在这个实施例中，触摸屏显示器15和触摸屏处理器16提供触摸事件检测，但是不提供对交叉电容对象感应装置30的校准点的更新。在这个实施例中，触摸屏处理器16向输出处理器20提供x、y位置信息。除了在输出中指示触摸事件之外，输出处理器20还使用由触摸屏处理器16提供的x、y位置以作为从用户输入系统40输出的位置值，即当值为z＝0时，输出处理器20输出用于x、y的触摸屏值而不是用于x、y的交叉电容对象感应值。然而，另一种可能性是仅仅把触摸屏处理器输出用于指示触摸事件的目的，其中这种指示被包含在来自输出处理器20的输出中，但是使输出处理器的位置输出完全地基于从交叉电容对象感应系统装置30的位置检测算法处理器10中接收的位置信息。

在上述的实施例中，用于确定用更新校准点替换哪个当前校准点(如果有的话)的方案或标准只不过是每个更新校准点替换适当子区域的当前校准点。然而，在其他实施例中，可以使用用于确定用更新校准点替换哪个当前校准点(如果有的话)的其他方案或标准。

一种可能性是除了基于子区域来替换校准点之外，还可以采用基于定时的标准。例如，一个附加标准可以是，由于把当前校准点本身作为该特定子区域的当前校准点，所以只有当经过了多于预定量的时间时才替换当前校准点；另一种可能性是，可被更新的唯一校准点是使其当前校准点时间最长的子区域的校准点。

更一般地，可以把子区域设置成不同于上述实施例，例如可以把显示-输入区14分成4等分，或者是例如以3x3矩阵设置的9个子区域。

另一种可能性是，是否更新任何校准点的选择可以基于与把显示-输入区分成子区域不相关的标准。例如，可以仅仅在时间基础上来更新当前校准点，例如在新的更新校准点替换最老的当前校准点的方案中。这种方案另外还可包括一个绝对时间方面，例如最老的校准点被替换，但是只有当它本身已经被使用了至少一个预定量的时间时。

另一种可能性是作为用户手指触摸屏幕的位置或者时间的函数来在感应信号s₁、s₂、s₃、s₄上测量或确定噪声量。然后，如果用户触摸的x、y位置对应于被确定为有噪声信号倾向的屏幕区域，则可以采用基于这一点的标准，例如新校准点。另一种可能性是，可以根据获得该感应信号的其相应x、y位置处感应信号的噪声程度如何而把当前校准点分等级，以及与噪声程度最大的位置相对应的感应信号是由新更新的校准点来替换的感应信号。

此外，上面的标准或方案可以结合进行使用。例如，可以使用子区域，以及在每个子区域中存在多个校准点。然后，新校准点仅替换在适当子区域中的校准点，但是在那个子区域中替换哪个当前校准点的标准可以基于上面对于整个显示-输入区讨论的基于时间或其他标准的标准。

在上面的实施例中，来自触摸屏显示器15的输出被用来更新该同时操作的交叉电容对象感应系统装置30的校准。这不同于例如触摸屏显示器15本身的例行校准。实际上，这一点通过下述方面来强调，即在上述实施例中，可以以任何适当的方式以常规方法来校准触摸屏显示器15。例如，触摸屏显示器可以在制造期间进行校准，或者可以包括一个提示用户触摸规定图像点的用户校准设备。应当注意，这种过程的要求和形式与用于在上述实施例中提供交叉电容对象感应系统装置30的正在进行的校准过程的触摸屏显示器15的使用无关。

在上述实施例中，采用特定的交叉电容电极装置，包括位于显示-输入区14的四个角的两个发射器电极和两个接收器电极。然而，在其他实施例中，可以使用其他的电极装置和布局，包括其他数量的电极的可能性。与上述实施例的四个感应信号s₁、s₂、s₃、s₄相比，这还可以提供不同数量的感应信号。

在上述实施例中，使用了位置确定算法的一个特定例子。然而，在其他实施例中，可以使用其他的位置确定算法。因此，在这种实施例中，与上述那些相比，操作参数和/或感应信号的形式或相互关系也可以不同。

在上述实施例中，触摸屏显示器是一种电容感应触摸屏。然而，在其他实施例中，可以采用其他类型的触摸屏设备。

在上述实施例中，各种处理器如所描述的那样，并且如所描述的那样来设置。然而，在其他实施例中，除了上述的那些处理器之外，由它们执行的过程可以被一个或多个其他处理器或者处理器装置或系统来执行。例如，上述处理器的一些或全部可以被实施成一个中央处理器。

在上述实施例中，每当使用用户输入系统40时，持续地执行校准点的更新。然而，在其他实施例中，校准点的更新可以仅仅间歇地被执行。例如，校准点的更新可以在有规律的时段被执行；或者在打开该装置的给定设置时间之后；或者在给定数量的触摸事件之后，比方说，例如每第十次触摸触摸屏；或者可以是可由用户来选择或取消选择的设备。

在上述某些实施例中，触摸屏显示器15和触摸屏处理器16用来提供触摸事件的指示，并且位置信息用于对由交叉电容对象感应系统装置30的位置检测算法处理器10所使用的校准点进行更新。然而，在其他实施例中，触摸屏显示器15和触摸屏处理器16用来提供触摸事件的指示，但是位置信息不用来对由交叉电容对象感应系统装置30的位置检测算法处理器10所使用的校准点进行更新。现在将参考图4描述一个这样的实施例。

图4是用户输入系统50的示意图(未按比例绘制)。用户输入系统50包括早先描述的用户输入系统40的所有元件，其中相同的部分由相同的附图标记来表示，除了这个用户输入系统50不包括早先描述的用户输入系统40的校准处理器18。交叉电容处理器6和位置检测算法处理器10如前面所描述的那样进行操作，以向输出处理器20提供x、y、z位置数据。不对操作参数p₁、p₂、p₃、p₄进行更新，代之以仅仅采用一个初始集合。在这个实施例中，当用户的手指7触摸触摸屏显示器15时，由此提供了一个来自如上所述的触摸屏处理器16的新输出，输出处理器20在其输出信号中包括一个触摸事件发生在特定x、y位置的指示。这个触摸事件输出类似于或等效于点击，所述点击是在把常规鼠标用作用户输入系统的一部分时的输出。换句话说，在这个实施例中，触摸屏显示器15和触摸屏处理器16提供触摸事件检测，但是不提供对交叉电容对象感应装置30的校准点的更新。在这个实施例中，触摸屏处理器16向输出处理器20提供x、y位置信息。除了在输出中指示触摸事件之外，输出处理器20还使用由触摸屏处理器16提供的x、y位置以作为从用户输入系统40中输出的位置值，即当值为z＝0时，输出处理器20输出用于x、y的触摸屏值而不是用于x、y的交叉电容对象感应值。然而，另一种可能性是仅仅将触摸屏处理器输出用于指示触摸事件的目的。触摸事件指示被包含在来自输出处理器20的输出中，然而，来自输出处理器20的输出完全地基于从交叉电容对象感应系统装置30的位置检测算法处理器10中接收的位置信息。

Claims (11)

1.一种用户输入系统(40)，包括：

交叉电容对象感应系统(30)；

触摸屏设备(15)；

对交叉电容对象感应系统(30)和触摸屏设备(15)进行设置，以使交叉电容对象感应系统(30)的输入区基本上与触摸屏设备(15)的显示-输入区(14)相对应；以及

处理装置，用于对从交叉电容对象感应系统(30)中获得的输出与从触摸屏设备(15)中获得的输出进行结合。

2.根据权利要求1所述的系统，其中处理装置被设置成使用算法来根据从交叉电容对象感应系统(30)中获得的感应信号(s₁、s₂、s₃、s₄)确定位置信息；以及

该处理装置被进一步设置成将从交叉电容对象感应系统(30)中获得的感应信号(s₁、s₂、s₃、s₄)与从触摸屏设备(15)中获得的位置信息(x、y)进行结合以提供该算法的更新参数(p₁、p₂、p₃、p₄)，以在根据从交叉电容对象感应系统(30)中获得的另外的感应信号(s₁、s₂、s₃、s₄)来确定位置信息(x、y、z)时使用。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其中处理装置被设置成按照交叉电容对象感应系统的输入区(14)的子区域(14a-e)来处理输入；以及使得根据由其从触摸屏设备(15)中获得位置信息(x、y)的子区域(14a-e)来提供该算法的更新参数(p₁、p₂、p₃、p₄)。

4.根据权利要求1到3中任何一项所述的系统，其中处理装置被设置成提供来自用户输入系统的输出，所述输出包括从交叉电容对象感应系统(30)中获得的位置信息(x、y、z)和从触摸屏设备(15)中获得的触摸事件的指示。

5.根据权利要求1到4中任何一项所述的系统，其中处理装置被设置成提供来自用户输入系统的输出，所述输出包括从交叉电容对象感应系统(30)和触摸屏设备(15)中获得的位置信息(x、y、z)以及从触摸屏设备(15)中获得的触摸事件的指示。

6.一种处理用户输入的方法，包括：

提供来自交叉电容对象感应系统(30)的输出；

提供来自触摸屏设备(15)的输出；

对交叉电容对象感应系统(30)和触摸屏设备(15)进行设置，以使交叉电容对象感应系统的输入区(14)基本上与触摸屏设备的显示-输入区相对应；以及

对从交叉电容对象感应系统(30)中获得的输出与从触摸屏设备(15)中获得的输出进行结合。

7.根据权利要求6所述的方法，其中：

来自交叉电容对象感应系统(30)的输出包括感应信号(s₁、s₂、s₃、s₄)；以及

来自触摸屏设备(15)的输出包括位置信息(x、y)；

该方法进一步包括：

与从触摸屏设备(15)中输出的位置信息(x、y)相结合来处理感应信号(s₁、s₂、s₃、s₄)，以提供在位置确定算法中使用的更新参数值(p₁、p₂、p₃、p₄)；以及

使用具有该更新参数值(p₁、p₂、p₃、p₄)的位置确定算法，以根据从由交叉电容对象感应系统(30)提供的另外的感应信号(s₁、s₂、s₃、s₄)来提供位置信息(x、y、z)。

8.根据权利要求6或7所述的方法，其中按照交叉电容对象感应系统(30)的输入区(14)的子区域(14a-e)来处理用户输入；以及根据由其从触摸屏设备(15)中获得位置信息(x、y)的子区域(14a-e)来提供该算法的更新参数(p₁、p₂、p₃、p₄)。

9.根据权利要求6到8中任何一项所述的方法，进一步包括提供来自用户输入系统的输出，所述输出包括从交叉电容对象感应系统(30)中获得的位置信息(x、y、z)和从触摸屏设备(15)中获得的触摸事件的指示。

10.根据权利要求6到9中任何一项所述的方法，进一步包括提供来自用户输入系统的输出，所述输出包括从交叉电容对象感应系统(30)和触摸屏设备(15)中获得的位置信息(x、y、z)以及从触摸屏设备(15)中获得的触摸事件的指示。

11.一种处理器，适于处理来自交叉电容对象感应系统(30)的感应信号(s₁、s₂、s₃、s₄)和来自触摸屏设备(15)的位置信息(x、y、z)，以提供在用于根据来自交叉电容对象感应系统(30)的另外的感应信号(s₁、s₂、s₃、s₄)来确定位置信息(x、y、z)的算法中所使用的更新参数(p₁、p₂、p₃、p₄)。

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