DE112010002072T5

DE112010002072T5 - Verfahren und Vorrichtung zum Detektieren eines Haltezustands auf einer akustischen Berührungsoberfläche

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Publication number: DE112010002072T5
Application number: DE112010002072T
Authority: DE
Inventors: Hamid Sheikhzadeh-Nadjar; R. Jr. WYNNE James; Joe Henry Babb; L. BRENNAN Robert; W. HAUNGS Steven; Joel C. Kent
Original assignee: Semiconductor Components Industries LLC; Tyco Electronics Corp
Current assignee: Semiconductor Components Industries LLC; Elo Touch Solutions Inc
Priority date: 2009-05-22
Filing date: 2010-05-14
Publication date: 2012-10-11
Also published as: TW201112093A; WO2011093837A2; US8659579B2; CN102597937A; US20110025649A1; WO2011093837A3

Abstract

Ein Biegewellen-Berührungssystem (100) enthält wenigstens einen Sensor (106) und eine Berührungs-Steuereinrichtung (124). Der wenigstens eine Sensor ist an ein Substrat (104) gekoppelt und reagiert auf die Schwingungen in dem Substrat. Der wenigstens eine Sensor gibt Signale aus. Die Steuereinrichtung empfängt die Signale von dem wenigstens einen Sensor und identifiziert die Berührungskoordinaten basierend auf den Hochfrequenzkomponenten der Signale, wenn eine Berührung auf dem Substrat ein Antippen und/oder ein Ziehen und/oder ein Abheben enthält. Die Steuereinrichtung identifiziert einen Status eines Haltezustands der Berührung basierend auf wenigstens zwei verschiedenen zeitlichen Mittelwerten der Niederfrequenzkomponenten der Signale.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung Nr. 61/180.642, eingereicht am 22. Mai 2009, deren Inhalte hiermit durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen sind.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Der hier offenbarte Gegenstand bezieht sich im Allgemeinen auf berührungsempfindliche Systeme und insbesondere auf das Bestimmen, ob auf einem Biegewellen-Berührungsbildschirm eines berührungsempfindlichen Systems eine Berührung gehalten wird.
Berührungsbildschirme werden verwendet, um zweidimensionale Koordinateninformationen bereitzustellen. Ein Beispiel kann ein opakes Trackpad sein, während ein weiteres Beispiel ein transparenter Berührungsbildschirm, der vor einer Anzeige, z. B. einer Flüssigkristallanzeige angeordnet ist, sein kann. Berührungsbildschirme können sowohl auf verschiedenen Berührungstechnologien einschließlich der Vierdraht- und Fünfdraht-Widerstandstypen, der kapazitiven Typen, der Infrarottypen und der Typen mit akustischen Oberflächenwellen als auch auf Biegewellen-Berührungstechnologien basieren.
Die Biegewellen können außerdem sowohl als ”Flexurwellen” als auch als ”antisymmetrische Lambwellen niedrigster Ordnung” bezeichnet werden. Die Biegewellen in einer Tafel, z. B. in einem Berührungsbildschirm-Substrat, sind durch eine Bewegung charakterisiert, die größtenteils senkrecht zur Oberfläche ist und die in allen Tiefen bezüglich der Oberfläche im Wesentlichen die gleiche ist. Die Biegewellen-Berührungssysteme können Frequenzen verwenden, die typischerweise im Kilohertz-Bereich (kHz-Bereich) liegen.
Biegewellen-Berührungssysteme können z. B. eine Berührung detektieren, die auf einem Antippen eines Gegenstandes, wie z. B. eines Eingabestifts oder eines Fingers, basiert, der verwendet wird, um die Biegewellen in einem Substrat anzuregen. Die Biegewellen induzieren elektrische Signale in piezoelektrischen Elementen oder Sensoren (Piezos), die mit dem Substrat verbunden sind. Die elektrischen Signale werden durch eine Elektronik erfasst und verarbeitet, um die (X, Y)-Koordinaten der Berührungsposition zu bestimmen, wie z. B. unter Verwendung von Flugzeit-Verfahren, um die Berührungskoordinateninformationen aus den Piezo-Signalen zu extrahieren. In anderen Systemen kann basierend auf den elektrischen Signalen ein ”akustischer Fingerabdruck” bestimmt werden und dann mit einer Bibliothek von akustischen Fingerabdrücken oder Schablonen verglichen werden, die bekannte (X, Y)-Koordinaten besitzen, um die am besten übereinstimmende Schablone zu identifizieren. Die akustischen Fingerabdrücke können als Frequenzprofile der Signalamplituden, Signalamplitudenverhältnisse, Signalphasen und/oder Phasenunterschiede zwischen den Signalen konstruiert werden. Es ist festgestellt worden, dass die Phasenunterschiedsprofile besonders nützliche akustische Fingerabdrücke sind.
Andere Biegewellensysteme können andere Verfahren verwenden, um die (X, Y)-Koordinaten zu identifizieren. Elo TouchSystems, eine Geschäftseinheit von Tyco Electronics, bietet einen akustischen Fingerabdruck basierend auf Biegewellen-Berührungssystemen unter dem Handelsnamen ”APR” oder ”Acoustic Pulse Recognition” an.
Keines der herkömmlichen Biegewellen-Berührungssysteme kann jedoch einen Haltezustand identifizieren, bei dem der Benutzer den Berührungsbildschirm berührt hat und den Finger oder einen anderen Gegenstand am selben (X, Y)-Koordinatenort hält. Wenn der Benutzer nicht mit dem Finger auf die Oberfläche tippt, den Finger über die Oberfläche zieht oder anderweitig bewegt, werden die Biegewellensignale im Kilohertzbereich nicht erzeugt, wobei das System nicht weiß, dass der Finger auf der Oberfläche vorhanden ist. Während eines Haltens kann das System fälschlich annehmen, dass ein Abheben stattgefunden hat, da keine (X, Y)-Koordinaten detektiert werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In einer Ausführungsform enthält ein Biegewellen-Berührungssystem wenigstens einen Sensor und eine Steuereinrichtung. Der wenigstens eine Sensor ist an ein Substrat gekoppelt und reagiert auf Schwingungen in dem Substrat. Der wenigstens eine Sensor gibt Signale aus. Die Steuereinrichtung empfängt die Signale von dem wenigstens einen Sensor und identifiziert die Berührungskoordinaten basierend auf den Hochfrequenzkomponenten der Signale, wenn eine Berührung auf dem Substrat ein Antippen und/oder ein Ziehen und/oder ein Abheben enthält. Die Steuereinrichtung identifiziert einen Status eines Haltezustands der Berührung basierend auf wenigstens zwei verschiedenen zeitlichen Mittelwerten der Niederfrequenzkomponenten der Signale.
In einer weiteren Ausführungsform enthält ein Verfahren zum Identifizieren eines Haltezustands auf einem Biegewellen-Berührungsbildschirm das Detektieren von Signalen mit wenigstens einem Sensor, der mit einem Substrat verbunden ist. Die Signale geben die Schwingungen in dem Substrat eines Biegewellen-Berührungsbildschirms an. Basierend auf den Signalen werden ein Antippen und/oder ein Ziehen identifiziert. Basierend auf den Niederfrequenzkomponenten der Signale werden zwei verschiedene zeitliche Mittelwerte berechnet, wobei ein dem Antippen und/oder dem Ziehen folgender Haltezustand basierend auf den Amplitudenpegeln der zwei verschiedenen zeitlichen Mittelwerte identifiziert wird.
In einer noch weiteren Ausführungsform enthält ein Verfahren zum Bestimmen der Berührungskoordinaten auf einer Biegewellen-Berührungsfläche das Detektieren der Signale mit wenigstens zwei Sensoren, die mit der Biegewellen-Berührungsfläche verbunden sind. Die Signale geben die Schwingungen in dem Substrat eines Biegewellen-Berührungsbildschirms an. Die Signale werden tiefpassgefiltert, um die Niederfrequenzkomponenten unter 100 Hz durchzulassen. Die Berührungskoordinaten einer einzelnen Berührung auf der Berührungsfläche werden basierend auf den Verhältnissen der Niederfrequenzkomponenten bestimmt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulicht ein gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildetes Biegewellen-Berührungssystem.
2 veranschaulicht ein weiteres gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildetes Biegewellen-Berührungssystem.
3 veranschaulicht ein weiteres gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildetes Biegewellen-Berührungssystem mit einem Berührungsbildschirm, der drei Sensoren besitzt.
4 veranschaulicht eine Signalverarbeitungsschaltung zum Verarbeiten der von den Sensoren nach 3 empfangenen Signale, die gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gebildet ist.
5 veranschaulicht den Ausgangsfrequenzgang der Schaltung nach 4 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 veranschaulicht einen Blockschaltplan zum Verarbeiten der Signale von den Sensoren an einem Berührungsbildschirm und zum Bestimmen, ob ein Haltezustand oder -ereignis auftritt, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
7 veranschaulicht einen Frequenzgang gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung basierend auf einem Sinc-Filter, wie es in 6 gezeigt ist.
8 ist eine graphische Darstellung, die ein dezimiertes Eingangssignal über der Zeit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
9 veranschaulicht eine graphische Darstellung, die die dezimierte Eingabe und die zugeordnete schnelle gemittelte Enveloppe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
10 veranschaulicht eine graphische Darstellung, in der die schnelle gemittelte Enveloppe auf einen Pegel der Hintergrundaktivität während detektierter Berührungsereignisse gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gesetzt ist.
11 veranschaulicht eine graphische Darstellung, die die Ergebnisse eines Verhältnisvergleichs der schnellen gemittelten Enveloppe mit der Hintergrundaktivität gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
12 veranschaulicht eine graphische Darstellung, die eine Linie zeigt, die angibt, ob basierend auf dem Verhältnis der schnellen Enveloppe zur Hintergrundaktivität gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Haltezustand detektiert wird.
13 veranschaulicht eine graphische Darstellung, die ein Abheben zeigt, das basierend auf den Hochfrequenzkomponenten nicht detektiert worden ist, was zu einem Halten führt, das nicht richtig beendet worden ist, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
14 veranschaulicht eine graphische Darstellung, wobei die Detektion der Phasenvarianz und der Spitze des dezimierten Signals verwendet wird, um ein Abheben gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu identifizieren.
15 veranschaulicht einen Blockschaltplan zum Berechnen der Verhältnisse der Niederfrequenz-Signalkomponenten, um die Koordinaten einer verbleibenden Berührung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu identifizieren, nachdem mehrere Berührungen gleichzeitig auf der Berührungsfläche gehalten worden sind.
16 veranschaulicht einen Berührungsbildschirm mit akustischen Oberflächenwellen, der verwendet werden kann, um die LF-Signalkomponenten zu detektieren, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Sowohl die vorhergehende Zusammenfassung als auch die folgende ausführliche Beschreibung bestimmter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden besser verstanden, wenn sie im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung gelesen werden. In dem Ausmaß, in dem die Figuren die graphischen Darstellungen der Funktionsblöcke der verschiedenen Ausführungsformen veranschaulichen, geben die Funktionsblöcke nicht notwendigerweise die Unterteilung zwischen der Hardware-Schaltungsanordnung an. Folglich können z. B. einer oder mehrere der Funktionsblöcke (z. B. Prozessoren oder Speicher) in einem einzigen Stück der Hardware (z. B. in einem Mehrzweck-Signalprozessor oder einem Schreib-Lese-Speicher, einer Festplatte oder dergleichen) implementiert sein. Ähnlich können die Programme selbständige Programme sein, können als Unterprogramme in einem Betriebssystem enthalten sein, können Funktionen in einem installierten Software-Paket sein und dergleichen. Ferner sollte es für einen Fachmann auf dem Gebiet selbstverständlich sein, dass viele Verarbeitungsschritte entweder durch eine analoge Schaltungsanordnung oder durch numerische digitale Verarbeitung ausgeführt werden können. Es sollte selbstverständlich sein, dass die verschiedenen Ausführungsformen nicht auf die Anordnungen und die Instrumentalität eingeschränkt sind, die in der Zeichnung gezeigt sind.
Ein Element oder ein Schritt, das bzw. der in der Einzahl dargestellt ist und dem ein Wort ”ein” vorangeht, sollte so, wie es bzw. er hier verwendet wird, verstanden werden, dass es bzw. er die Mehrzahl der Elemente oder Schritte nicht ausschließt, wenn nicht eine derartige Ausschließung explizit dargelegt ist. Ferner ist nicht vorgesehen, dass Bezugnahmen auf ”eine Ausführungsform” der vorliegenden Erfindung als das Vorhandensein weiterer Ausführungsformen, die außerdem die dargestellten Merkmale enthalten, ausschließend zu interpretieren sind. Außerdem können Ausführungsformen, die ein Element oder mehrere Elemente mit einer bestimmten Eigenschaft ”umfassen” oder ”besitzen”, weitere derartige Elemente, die diese Eigenschaft nicht besitzen, enthalten, wenn nicht explizit das Gegenteil dargelegt ist.
1 veranschaulicht ein Biegewellen-Berührungssystem 100. In dem veranschaulichten System werden akustische Fingerabdrücke detektiert. Andere Biegewellen-Berührungssysteme können basierend auf anderen Vergleichen, wie z. B. Flugzeit- und Zeitkorrelationen, aber nicht eingeschränkt darauf, Signale detektieren und die Orte der Berührungen identifizieren. Das auf dem akustischen Fingerabdruck basierende Berührungssystem 100 kann z. B. ein System sein, in dem die Biegewellen durch Berührung erzeugt und im Audiofrequenzbereich von etwa zwei Kilohertz (kHz) bis zwanzig kHz und/oder im niedrigen Ultraschallfrequenzbereich unter einem Megahertz (MHz) detektiert werden.
Der Berührungsbildschirm 102 besitzt ein Substrat, wie z. B. eine Platte aus Glas, Aluminium oder einem anderen Material, an die die Sensoren 106, 108, 110 und 112 und die zugeordneten Spuren 114, 116, 118 und 120 gekoppelt sind. Die Sensoren 106–112 können direkt oder durch einen weiteren Gegenstand, wie z. B. einen Keil, an das Substrat 104 gekoppelt sein. Die Sensoren 106–112 können piezoelektrische Sensoren sein, die als ”Piezos” bezeichnet werden können. Die Sensoren 106–112 können außerdem als Mikrophone bezeichnet werden. Es können andere (nicht gezeigte) Typen des Sensors (der Sensoren), wie z. B. Beschleunigungsmesser und Dehnungsmessstreifen, verwendet werden, um die örtliche Bewegung oder die Dehnung des Substrats 104 zu detektieren. Die Sensoren 106, 108, 110 und 112 detektieren Schall und senden Sensorsignale entlang den Spuren 114, 116, 118 und 120, die mit einem Berührungsbildschirm-Kabel 122 verbunden sind, um die Sensorssignale zur Steuereinrichtung 124 zu befördern, die gemäß einer spezifischen Ausführungsform eine Berührungsbildschirm-Steuereinrichtung 124 sein kann. In der in 1 gezeigten Ausführungsform ist die Spannungsdifferenz zwischen den Spuren 114 und 120 ein analoges Signal oder ein Mono-Audiostrom, das bzw. der durch die Kombination der Sensoren 106 und 112 erzeugt wird, die in Reihe oder in Antireihe geschaltet sein kann. Falls sie in Antireihe geschaltet ist, erzeugt die Kombination der Sensoren 108 und 110 ein analoges Signal, das der Spannungsdifferenz zwischen den Spuren 116 und 118 entspricht. Deshalb können zwei in Antireihe geschaltete Sensoren mit einem einzelnen Elektronikkanal verbunden sein. Alternativ können die Sensoren 112 und 110 optional entfernt sein, so dass jeder der Sensoren 106 und 108 ein analoges Signal erzeugt. In anderen Ausführungsformen können entweder mit geänderten Spurzusammenschaltungen und/oder zusätzlichen Sensoren (die nicht gezeigt sind) mehr als zwei analoge Signale erzeugt werden.
Es sollte selbstverständlich sein, dass die Sensoren 106, 108, 110 und 112 nicht auf die gezeigte Anordnung in Bezug auf das Substrat 104 und/oder aufeinander eingeschränkt sind. Während es für einige Konfigurationen, wie z. B. für transparente Berührungsbildschirm-Anwendungen, im Allgemeinen bevorzugt sein kann, die Sensoren 106, 108, 110 und 112 unmittelbar am Umfang des Substrats 104 anzuordnen, können für andere Konfigurationen, wie z. B. opake Berührungssystem-Anwendungen, die Sensoren 106, 108, 110 und 120 irgendwo im Bereich des Substrats 104 angeordnet sein. Es können außerdem verschiedene Anzahlen der Sensoren verwendet werden. Es können z. B. einer, zwei oder drei Sensoren verwendet werden, die ein, zwei bzw. drei analoge Signale erzeugen.
Die Biegewellen-Berührungsfläche 102, die ein Berührungsbildschirm 102 sein kann, kann aus einem nichtopaken Material, wie z. B. Glas, ausgebildet und vor einer Anzeige 160 angebracht sein, die eine graphische Benutzerschnittstelle (GUI) unterstützen kann, die Schaltflächen und Piktogramme oder andere graphische Darstellungen anzeigt. In anderen Ausführungsformen kann der Berührungsbildschirm 102 aus einem opaken oder nichtopaken Material ausgebildet sein und kann physisch getrennt von der Anzeige 160 angeordnet sein, z. B. um als ein Trackpad zu funktionieren. In jedem Fall kann die freigelegte Berührungsfläche des Substrats 104 mit einer Oberflächenbehandlung versehen sein, um die Erzeugung der Biegewellen über Reibungswirkungen zu verbessern. Blendschutz-Oberflächenbehandlungen, die aus optischen Gründen gewöhnlich mit Berührungsbildschirmen verwendet werden, schaffen derartige erwünschte Reibungswirkungen. In anderen Ausführungsformen kann die Biegewellen-Berührungsfläche irgendeine Oberfläche sein, an der Sensoren befestigt sind, wobei die Sensoren an eine Steuereinrichtung gekoppelt sind, um die Berührungskoordinaten für die Berührungen der Oberfläche zu bestimmen.
Im Allgemeinen erkennt das Berührungssystem 100 den Schall, der erzeugt wird, wenn das Substrat 104 in einer gegebenen Position berührt wird, die als ein (X, Y)-Koordinatenort beschrieben werden kann. Es sollte selbstverständlich sein, dass andere Koordinatensysteme verwendet werden können, wie z. B. Polarkoordinaten mit einem Radius und einem Winkel um den Ursprung. Ein Berührungsereignis in jeder verschiedenen Position auf dem Substrat 104 erzeugt einen eindeutigen Schall. Wenn ein Benutzer einen Punkt auf dem Substrat 104 berührt, detektieren spezifischer ein oder mehrere Sensoren 106, 108, 110 und 112 auf dem Substrat 104 den durch eine Biegewelle ausgebreiteten Schall und stellen den Schall als ein Signal dar. Falls nur die Berührungskoordinaten gewünscht werden, können die Signale von den Sensoren 106–112 so manipuliert werden, dass in einigen Ausführungsformen nur die Informationen über die Berührungskoordinate(n) beibehalten werden. Falls jedoch die Haltezustände zu detektieren sind, werden wenigstens die Niederfrequenzkomponenten der Signale beibehalten, wie im Folgenden weiter erörtert wird. Es sollte selbstverständlich sein, dass die Niederfrequenzkomponenten nicht notwendigerweise den Biegewellen zuzuschreiben sein können, wobei sie möglicherweise quasistatischen mechanischen Deformationen zuzuschreiben sein können.
Ein Speicher 136 kann eine Eichdatei 138 speichern, die eine Menge akustischer Fingerabdrücke enthält, um es dem Benutzer zu erlauben, mit der Anzeige 160 erfolgreich in Wechselwirkung zu treten. Vor der normalen Verwendung werden die (X, Y)-Koordinatenpositionen auf dem Berührungsbildschirm 102 den Sensorsignalen zugeordnet, die erzeugt werden, wenn eine Folge bekannter (X, Y)-Koordinatenorte berührt wird. Die Signale können verarbeitet und als akustische Fingerabdrücke in der Eichdatei 138 gespeichert werden, wie z. B. erste, zweite bis N Schablonen-Fingerabdrücke 140, 142 und 144.
Beispielhaft kann der bekannte Ort 152 dem zweiten Schablonen-Fingerabdruck 142 entsprechen, während der bekannte Ort 154 dem N-ten Schablonen-Fingerabdruck 144 entsprechen kann. Die Eichdatei 138 enthält deshalb mehrere oder eine Sammlung vorgegebener Fingerabdrücke oder Schablonen, von denen jede einem speziellen (X, Y)-Ort auf dem Berührungsbildschirm 102 zugeordnet ist. Die Eichdatei 138 der akustischen Bezugs-Fingerabdruckschablonen kann mit einem Anpassungsalgorithmus verwendet werden, um die Berührungsorte der Direktsignale zu identifizieren, die sich aus den Berührungsereignissen ergeben. Es können Interpolationsverfahren verwendet werden, um (X, Y)-Koordinaten mit verbesserter Auflösung zu schaffen.
In einer Ausführungsform kann eine Signalverarbeitungsschaltung 250, die eine analoge Schaltung sein kann (die im Folgenden in Bezug auf die 4 und 5 ausführlicher beschrieben wird), innerhalb der Berührungsbildschirm-Steuereinrichtung 124 vorgesehen sein, wobei sie die durch die Sensoren 106–112 erzeugten analogen Signale über das Berührungsbildschirm-Kabel 122 empfängt. In der gezeigten Ausführungsform werden zwei analoge Signale empfangen, obwohl in anderen Ausführungsformen mehr oder weniger Signale empfangen werden können. In einer Ausführungsform kann die Signalverarbeitungsschaltung 250 eine approximative Signalentzerrung über den durch die Sensoren 106–112 detektierten Frequenzbereich schaffen. Die Signalverarbeitungsschaltung 250 kann die analogen Signale verarbeiten und dann die verarbeiteten Signale zu einem Analog-Digital-Umsetzer (A/D-Umsetzer) 126 weiterleiten. Der A/D-Umsetzer 126 gibt digitalisierte Signale 148 an ein Prozessormodul 128 aus. Ein Frequenztransformationsmodul 134 kann eine Frequenztransformation, wie z. B. eine Fourier-Transformation oder eine schnelle Fourier-Transformation (FFT), an den digitalisierten Signalen 148 ausführen. In anderen spezifischen Ausführungsformen könnte eine diskrete Fourier-Transformation (OFT), eine Filterbank, eine Wavelet-Analyse oder dergleichen verwendet werden. Die FFT erzeugt z. B. Amplituden- und Phaseninformationen, die Frequenzbehältern entsprechen, von denen jeder einen Bereich der Frequenzen enthält. Es kann z. B. eine Folge von 512 Abtastwerten des Signals im Zeitbereich durch eine FFT verarbeitet werden, um eine Amplitude und eine Phase in jedem der 256 Frequenzbehälter zu erzeugen, die den Audiofrequenzbereich aufspannen.
Das Frequenztransformationsmodul 134 gibt eine Frequenztransformations-Datenmenge der Frequenzkomponenten, die jedem der Sensorsignale zugeordnet sind, über einen Hochfrequenzkanal (HF-Kanal) 170 und einen Niederfrequenzkanal (LF-Kanal) 172 an ein akustisches Koordinatenbestimmungs- und Berührungsaktivitätsdetektionsmodul 130 bzw. ein Haltedetektionsmodul 132 aus. Das akustische Koordinatenbestimmungs- und Berührungsaktivitätsdetektionsmodul 130 kann Berührungsereignisse, wie z. B. Antippen, Ziehen und Abheben, detektieren, während das Haltedetektionsmodul 132 Haltezustände oder -ereignisse detektieren kann. In einer Ausführungsform können die an das akustische Koordinatenbestimmungs- und Berührungsaktivitätsdetektionsmodul 130 ausgegebenen Frequenzkomponenten die Frequenzkomponenten über zwei kHz sein, wobei sie hier als HF-Komponenten bezeichnet werden können. In einer weiteren Ausführungsform können die HF-Komponenten über 100 Hertz liegen. Die an das Haltedetektionsmodul 132 ausgegebenen Frequenzkomponenten können die Frequenzkomponenten unter zwei kHz sein, wobei sie hier als LF-Komponenten oder als Ultraniederfrequenz-Komponenten (ULF-Komponenten) bezeichnet werden können. In einer weiteren Ausführungsform können die an das Haltedetektionsmodul 132 ausgegebenen LF-Komponenten unter 100 Hertz oder unter sechzig Hertz liegen. In einer weiteren Ausführungsform kann das Frequenztransformationsmodul 134 die Daten des FFT-Behälters 0 an das Haltedetektionsmodul 132 ausgeben. Die Daten des FFT-Behälters 0 enthalten z. B. typischerweise wenige oder keine nützlichen Koordinatenortinformationen, wobei sie folglich durch das akustische Koordinatenbestimmungs- und Berührungsaktivitätsdetektionsmodul 130 typischerweise nicht verwendet werden. In einigen Ausführungsformen können die LF- und HF-Komponenten nichtüberlappend sein, wobei folglich die LF- und HF-Frequenzen voneinander verschieden sind.
In einer Ausführungsform können die für die Haltedetektion verwendeten Sensoren 106–112 die gleichen Sensoren sein, die für die Berührungsaktivitätsdetektion verwendet werden. In einer weiteren Ausführungsform können verschiedene Sensoren sowohl für die Berührungs- als auch die Haltedetektion verwendet werden oder es kann eine Teilmenge der Sensoren, die für die Berührungsaktivitätsdetektion verwendet werden, für die Haltedetektion verwendet werden.
Das akustische Koordinatenbestimmungs- und Berührungsaktivitätsdetektionsmodul 130 kann durch das Extrahieren z. B. der Amplitudengrößeninformationen aus jedem der Frequenztransformationssignale und optional der Phaseninformationen aus jedem der Frequenztransformationssignale bestimmen, ob ein Berührungsereignis stattgefunden hat. Das Prozessormodul 128 und/oder das akustische Koordinatenbestimmungs- und Berührungsaktivitätsdetektionsmodul 130 können basierend auf den Amplitudengrößeninformationen ein Profil oder einen akustischen Fingerabdruck konstruieren, das bzw. der dem Berührungsereignis zugeordnet ist. In einer weiteren Ausführungsform kann das Prozessormodul 128 ein Profil oder einen akustischen Fingerabdruck konstruieren, das bzw. der dem Berührungsereignis zugeordnet ist, das bzw. der sowohl auf den Amplitudengrößeninformationen als auch auf den Phaseninformationen basiert. In noch weiteren Ausführungsformen kann das Prozessormodul 128 den akustischen Fingerabdruck basierend auf den Phaseninformationen oder basierend auf den anderen Informationen innerhalb der digitalisierten Signale 148 konstruieren.
Das akustische Koordinatenbestimmungs- und Berührungsaktivitätsdetektionsmodul 130 kann außerdem den Pegel des HF-Signals überwachen, selbst wenn die Berührungskoordinaten nicht bestimmt werden können. Der Grad der Zufälligkeit in den durch die FFT berechneten Phasen tendiert z. B. dazu, hoch zu sein, falls die Signale reines elektronisches Rauschen sind, und verringert zu sein, wenn die Berührungsaktivität die Biegewellensignale erzeugt. Ein Maß des Grades der Phasenzufälligkeit ist die Summe über alle Paare benachbarter FFT-Behälter der absoluten Größe des Unterschieds der FFT-berechneten Phasen benachbarter FFT-Behälter; dieses Maß kann als eine ”Phasenvariation” oder mit einem abgekürzten Namen als ”pVar” bezeichnet werden. Ein Abfall in pVar unter einen Schwellenwert kann Berührungsaktivitätssignale angeben, selbst wenn die (X, Y)-Koordinaten nicht berechnet werden oder nicht berechnet werden können. pVar ist nur ein mögliches Maß des Grades der Signalzufälligkeit und die Signalzufälligkeit ist nur ein mögliches Mittel, um die Berührungsaktivität zu erkennen. Jedes andere Maß der Berührungsaktivität, wie z. B. der Grad der Kreuzkorrelation zwischen den Sensorsignalen oder das Kohärenzmaß oder eine Zunahme der Sensorsignalamplitude, wie z. B. um einen Schwellenwert zu übersteigen, kann gemäß anderen spezifischen Ausführungsformen im Modul 130 für pVar 166 ersetzt sein.
In einer Ausführungsform, die pVar verwendet, wird jedesmal, wenn die FFT berechnet wird, ein numerischer Wert für pVar aus den FFT-erzeugten Phasen berechnet. In einigen Ausführungsformen kann pVar 166 unter einem vorgegebenen Pegel oder Schwellenwert liegen müssen, damit ein akustischer Fingerabdruck eine Übereinstimmung liefert. Wie im Folgenden weiter erörtert wird, können Abhebereignisse, bei denen der Gegenstand von dem Substrat 104 entfernt wird, keine Frequenzkomponenten erzeugen, die einem Schablonen-Fingerabdruck 140–144 entsprechen. Ein Abhebe-Detektionsmodul 164 kann jedoch basierend auf der pVar 166 bestimmen, dass ein Abheben aufgetreten ist, möglicherweise wenn das Haltedetektionsmodul 132 außerdem eine ausreichend große Zunahme innerhalb der LF-Komponenten des Signals detektiert, selbst wenn es keine Übereinstimmung mit einer Eichdatei, einem akustischen Fingerabdruck, Zeitvergleichen, Nachschlagtabellen und dergleichen gibt. Es sollte selbstverständlich sein, dass andere Signalverarbeitungs- und -vergleichstechniken verwendet werden können, um zu bestimmen, dass eine Berührungsaktivität aufgetreten ist, selbst wenn die Berührungskoordinaten nicht bestimmt werden können.
In einigen Ausführungsformen kann ein Berührungs- und Halteintegrationsmodul 174 einen gültigen Haltezustand nur identifizieren, falls das Halten einem gültigen Berührungsereignis, wie z. B. einem Antippen oder einem Ziehen, folgt, nach dem sich ein Gegenstand immer noch mit dem Substrat 104 in Kontakt befinden kann. Falls kein zugeordnetes Antippen oder Ziehen detektiert wird, kann das System 100 deshalb die Signale ignorieren, die einen Haltezustand angeben. Falls ein Haltezustand durch das Haltedetektionsmodul 132 detektiert wird, nachdem das Abhebe-Detektionsmodul 164 ein Abheben identifiziert hat, kann außerdem das Berührungs- und Halteintegrationsmodul 174 bestimmen, dass das Halten kein gültiges Halten ist.
Das Berührungssystem 100 kann einzelne Berührungsereignisse detektieren, z. B. um ein auf der Anzeige 160 angezeigtes spezielles Piktogramm auszuwählen. Außerdem kann ein Benutzer wünschen, ein Element mit einem Antippen auszuwählen und dann den Gegenstand in Verbindung mit dem Substrat 104 zu ziehen und/oder zu halten, um bestimmte Merkmale zu aktivieren. Wenn der Benutzer dies getan hat, wird der Gegenstand (z. B. der Finger, der Eingabestift) von dem Substrat 104 entfernt, was zu einem Abhebereignis führt. Ein Haltezustand kann definiert werden, wenn ein Benutzer das Substrat 104 mit einem Gegenstand berührt hat und den Gegenstand auf dem Substrat 104 hält. Die Antipp-, Zieh- und Haltebedingungen sind alles Beispiele eines Kontaktzustands, bei dem sich der Gegenstand (wie z. B. der Finger des Benutzers) in physischem Kontakt mit der Oberfläche des Substrats 104 befindet. Der Kontaktzustand wird basierend auf wenigstens einem Anteil der LF-Komponenten der Signale identifiziert. Während eines Kontaktzustands kann das System 100 imstande sein, neue (X, Y)-Koordinatenorte zu detektieren, oder es könnte nicht imstande sein, neue (X, Y)-Koordinatenorte zu detektieren. Für ein Antippen oder ein Ziehen detektiert das System 100 typischerweise neue (X, Y)-Koordinatenorte, aber vielleicht nicht zuverlässig, so für ein langsames Ziehen mit einer leichten Berührungskraft. Ein Haltezustand ist ein Spezialfall eines Kontaktzustands, für den es typischerweise nicht möglich ist, neue (X, Y)-Koordinaten zu detektieren.
Die Antipp-, Zieh- und Abhebereignisse erzeugen signifikante Pegel der HF-Inhalte. Deshalb können in einigen Ausführungsformen das Antippen, Ziehen und Abheben nur basierend auf den HF-Komponenten identifiziert werden. Der Haltezustand oder das Haltereignis erzeugt jedoch keinen signifikanten Pegel der HF-Inhalte, wobei folglich, falls die Berührungsdetektion nur auf den HF-Inhalten basiert, das System 100 nicht imstande sein kann, zu bestimmen, dass ein Halten auftritt. Muskelzittern und kleine Bewegungen, wie z. B. die normalen unwillkürlichen Bewegungen des Benutzers, verursachen kleine Bewegungen des Gegenstands und können im Ergebnis Pegel der LF-Inhalte erzeugen, die durch das Haltedetektionsmodul 132 verwendet werden können, zu identifizieren, ob ein Halten auftritt. Deshalb kann ein Halten unabhängig von den HF-Komponenten identifiziert werden und kann nur basierend auf den LF-Komponenten identifiziert werden. In einigen Ausführungsformen können die LF-Komponenten außerdem durch das Abhebe-Detektionsmodul 164 verwendet werden, um zu bestimmen, ob ein Abheben aufgetreten ist.
Während der typischen Benutzung, wenn ein Benutzer den Berührungsbildschirm 102 berührt und eine Berührung, ein Ziehen oder ein Abheben detektiert wird, vergleicht das Prozessormodul 128 den akustischen Fingerabdruck der Direktberührung mit wenigstens einer Teilmenge der ersten, zweiten bis N Schablonen-Fingerabdrücke 140, 142 und 144, die in der Eichdatei 138 gespeichert sind. Der am besten übereinstimmende akustische Fingerabdruck oder die am besten übereinstimmende Schablone können dann verwendet werden, um den Ort des Berührungsereignisses zu identifizieren.
Das Prozessormodul 128 kann dann die Koordinaten (z. B. X, Y) an ein Anzeigemodul 146 weiterleiten, das innerhalb eines oder mehrerer Module der Firmware oder der Software gespeichert sein kann. Das Anzeigemodul 146 kann ein Modul einer graphischen Benutzerschnittstelle (GUI) sein, wie z. B. des Microsoft-Windows^®-Betriebssystems. In einer Ausführungsform wird das Anzeigemodul 146 auf einem Host-Computer 162 ausgeführt, der außerdem einen Anwendungscode ausführt, der für den Benutzer von Interesse ist. Das Anzeigemodul 146 bestimmt, ob die Koordinaten eine Auswahl einer Schaltfläche oder eines Piktogramms, die auf der Anzeige 160 angezeigt sind, angeben. Falls eine Schaltfläche ausgewählt wird, kann der Host-Computer 162 oder eine andere (nicht gezeigte) Komponente(n) basierend auf der der speziellen Schaltfläche zugeordneten Funktionalität eine weitere Handlung unternehmen.
Ein Halten kein z. B. während einer Menüauswahl verwendet werden. Ein Benutzer kann auf ein Piktogramm tippen, wobei das System 100 durch das Halten des Gegenstands auf dem Substrat 104 das Halten detektiert und in Reaktion ein Menü oder eine Liste anzeigt. Der Benutzer kann den Gegenstand entlang der Liste ziehen, wobei er dann durch das Ausführen eines kurzen Haltens ein spezielles Piktogramm auswählen oder ein weiteres Untermenü anzeigen kann. Eine Menüauswahl kann z. B. durch das Abheben des Gegenstands von dem Substrat 104 oder mit einem anschließenden Antippen ausgeführt werden.
Der Benutzer kann außerdem wünschen, ein Element zu ziehen und abzulegen, wie z. B. ein Piktogramm an einen anderen Ort auf der Anzeige 160 zu bewegen oder eine Datei in einen Ordner zu bewegen. In einigen Fällen kann der Benutzer anhalten und den Gegenstand auf dem Substrat 104 halten, wobei das System 100 erkennen kann, dass der Benutzer das Element hält und keine Reaktion aktiviert. Statt dessen kann das System 100 einfach einen Haltezustand detektieren und warten, bis der Benutzer eine weitere Handlung unternimmt. Falls der Benutzer den Gegenstand von dem Substrat 104 entfernt hat, kann dann das System 100 das Element an dem aktuellen (X, Y)-Ort auf der Anzeige 160 anordnen.
In einigen Ausführungsformen kann das System 100 während einer minimalen Haltezeit warten, bevor es eine Reaktion aufruft. Der Benutzer kann z. B. ein Menü anzeigen, wobei das System 100 warten kann, dass ein Halten während einer minimalen Zeitdauer gehalten wird, bevor es die Auswahl aktiviert. Das Halten kann außerdem verwendet werden, um Handlungen, wie z. B. den Bildlauf, aufzurufen. Falls der Benutzer ein Bildlauf-Piktogramm berührt und hält, kann das System 100 die Informationen auf der Anzeige 160 solange verschieben, wie der Haltezustand aktiv ist.
2 veranschaulicht ein alternatives Biegewellen-Berührungssystem 176, das auf der Flugzeitmessung basiert. Die Sensoren 178, 180, 182 und 184, wie z. B. Piezos, sind an jeder der vier Ecken des Berührungssubstrats 186 angeordnet. Wie in 1 werden die Sensorsignale durch die Berührungsbildschirm-Steuereinrichtung 188 empfangen, mit einer analogen Schaltung 190 konditioniert und mit einem A/D-Umsetzer 190 digitalisiert. Die Ausgabe des A/D-Umsetzers 192 einschließlich der HF-Komponenten wird durch ein Flugzeitkoordinatenbestimmungs- und Berührungsaktivitätsdetektionsmodul 194 verarbeitet, um die Ankunftszeit der berührungserzeugten Signale an jeder der vier Ecken zu bestimmen. Über Triangulation werden die Koordinaten (z. B. X, Y) bestimmt. Während eines Haltens werden jedoch unzureichende Signale erzeugt, um die (X, Y)-Berührungskoordinaten zu bestimmen. Ein Haltedetektionsmodul 198 wird über ein Tiefpassfilter 196 mit den LF-Signalkomponenten versorgt. Das Tiefpassfilter 196 kann ein digitales Filter sein, das stromabwärts des A/D-Umsetzers 192, der bei den Flugzeitberechnungen verwendet wird, positioniert ist. Alternativ kann ein (nicht gezeigtes) analoges Tiefpassfilter die LF-Signalkomponenten stromaufwärts eines (ebenfalls nicht gezeigten) zweiten A/D-Umsetzers, der für das Haltedetektionsmodul 198 dediziert sein kann, extrahieren. Während sich das Koordinatenbestimmungssystem nach 2 signifikant von dem in 1 veranschaulichten System der akustischen Fingerabdrücke unterscheidet, können die Haltedetektionsoperationen nach 1 und 2 ähnlich arbeiten.
3 veranschaulicht einen Berührungsbildschirm 200, der drei Sensoren 202, 204 und 206 und die zugeordneten Spuren 216, 217, 218, 219, 220 und 221 besitzt, die sich auf einem Substrat 208 befinden können. In einigen Ausführungsformen können die der Masse zugeordneten Spuren miteinander verbunden sein. Die Signalverarbeitungsschaltung 250 kann die Signale von den Sensoren 202, 204 und 206 entweder mit Differenzverstärkern oder Eintakt-Verstärkern empfangen. Die in 3 gezeigte Verdrahtung würde Differenzeingänge unterstützen. Mit der Option von Eintakt-Eingängen werden nur vier Drähte benötigt. Die Sensoren 202, 204 und 206 befinden sich in drei verschiedenen Bereichen des Substrats 208, wie z. B. unmittelbar auf einer linken Seite 210, einer rechten Seite 212 bzw. einer Oberseite 214. Jeder der Sensoren 202, 204 und 206 kann ein analoges Signal erzeugen, das in dem Kabel 122 separat zu der Steuereinrichtung 124 befördert und durch den A/D-Umsetzer 126 in verschiedene digitale Kanäle digitalisiert wird.
In einigen Berührungsbildschirm-Systemen können die Piezos und/oder die zugeordnete(n) Verarbeitungs- und Verstärkungsschaltung(en) zu einem Hochpass-Frequenzgang führen, der zu dem Frequenztransformationsmodul 134 geleitet wird. Um jedoch ein Halteereignis zu detektieren, werden die LF-Komponenten, wie z. B. die Frequenzen unter zwei kHz, ausgewertet. Bei ausreichend niedrigen Frequenzen bildet die den Piezos zugeordnete Kapazität C kombiniert mit der effektiven Eingangsimpedanz R der Elektroden ein Hochpass-RC-Filter. Es ist Vorsicht erforderlich, dass dieses unbeabsichtigte Hochpass-RC-Filter nicht die durch das Haltedetektionsmodul 132 verwendeten erwünschten LF-Signale eliminiert oder allzusehr dämpft. In einer Ausführungsform kann die Eingangsimpedanz erhöht werden, wie z. B. auf ein Megaohm, um zu mehr Niederfrequenzinformationen zu führen, wobei die Gesamtverstärkung der Schaltung verringert werden kann, um ein Abschneiden in den Verstärkern zu vermeiden. In einer weiteren Ausführungsform kann ein Piezo pro Kanal verwendet werden, wie in 3 gezeigt ist, was zu einer Zunahme der Kapazität der Piezo-Konfiguration führt. Falls die Kapazität vergrößert wird, kann es erwünscht sein, die Eingangsimpedanz der Verstärkungsschaltung zu verringern.
In einer Ausführungsform kann die Signalverarbeitungsschaltung 250 das Signal von den Sensoren 202–206 empfangen und zwei separate Wege bereitstellen, wobei ein Weg ein Tiefpassfilter mit niedriger oder ohne Verstärkung für die Haltedetektion bereitstellt, während der andere ein Hochpassverhalten mit irgendeinem Niveau der Verstärkung bereitstellt und folglich die HF-Signale für die (X, Y)-Berührungsdetektion verstärkt. Die Ausgaben der zwei Wege können summiert oder getrennt verwendet werden.
4 veranschaulicht eine beispielhafte Signalverarbeitungsschaltung 250, die verwendet werden kann, um einen Ausgangsfrequenzgang 252 zu erreichen, wie in 5 gezeigt ist. Eine Schaltung 250 kann für jeden Sensor 202–206 oder Piezo vorgesehen sein oder kann für jeden Kanal vorgesehen sein, der z. B. mehr als einen Sensor 106–112 besitzen kann, die in Reihe oder in Antireihe geschaltet sind. Die Schaltung 250 kann konfiguriert sein, um einen nichtmonotonen Frequenzgang zu schaffen, wie z. B. um die niedrigen Frequenzen, wie z. B. die Frequenzen um 100 Hz, zu bevorzugen. Es sollte selbstverständlich sein, dass die in 4 für die Schaltung 250 gezeigten speziellen Werte der Widerstände und Kapazitäten für die Verarbeitung der von einem Piezo empfangenen Signale repräsentativ sind, der eine Kapazität 254 von etwa 1,8 Nanofarad (nF) besitzt, wobei jedoch andere Piezos andere Niveaus der Kapazität besitzen können, wobei folglich die Werte der Bauelemente innerhalb der Schaltung 250 entsprechend angepasst werden sollten. Im Allgemeinen kann der Kondensator C2 262 Stabilität schaffen, um Oszillationen zu vermeiden, wobei er außerdem eine Dämpfung des Verhaltens bei sehr hohen Frequenzen schafft. Der Widerstand R2 258 schafft einen Verstärkungseinstellpunkt bei etwa 20 kHz, der Widerstand R1 260 und der Kondensator C1 256 schaffen einen Sockel 264 im Frequenzgang 252 zwischen etwa 100 Hz und 4 kHz. Um den Frequenzgang 252 wie gewünscht einzustellen oder abzustimmen, können verschiedene Werte der Kondensatoren (C1 256 und C2 262) und Widerstände (R1 260 und R2 258) verwendet werden, können (nicht gezeigte) zusätzliche Kondensatoren und Widerstände verwendet werden und können andere Werte der Kondensatoren (C1 256 und C2 262) und Widerstände (R1 260 und R2 258) mit Piezos, die andere Niveaus der Kapazität 254 besitzen, verwendet werden. Die Verwendung einer Schaltung, wie z. B. der Schaltung 250, erlaubt, dass sowohl die LF-Signalkomponenten, die für die Haltedetektion verwendet werden, als auch die HF-Signalkomponenten, die für die Koordinatenbestimmung verwendet werden, beide innerhalb des Dynamikbereichs eines üblichen A/D-Umsetzers liegen, wobei folglich der Bedarf an separaten A/D-Umsetzern für die HF- und LF-Signalkomponenten eliminiert wird.
6 veranschaulicht einen Blockschaltplan 300 für die Verarbeitung der Signale von den Sensoren an einem Berührungsbildschirm und zum Bestimmen, ob ein Haltezustand auftritt. In einigen Ausführungsformen findet die Detektion der Berührungsaktivität oder der Berührungsereignisse gleichzeitig statt, wobei sie als Eingabe für die Detektion und die Bestimmung bereitgestellt wird, ob Halteereignisse auftreten und gültig sind. Die Konfiguration des Berührungsbildschirms 200 nach 3 wird in erster Linie in der folgenden Beschreibung verwendet, wobei die drei Sensoren 202, 204 und 206 die Eingangssignale in den einzelnen Kanälen bereitstellen. Es sollte jedoch selbstverständlich sein, dass andere Konfigurationen verwendet werden können, wie z. B. ein an dem Substrat 204 angebrachter Sensor, in Reihe oder in Antireihe angebrachte Sensoren, wobei mehr als ein Sensor mit einem Kanal verbunden ist, wie in 1 gezeigt ist, symmetrisch an dem Substrat 208 angebrachte Sensoren, asymmetrisch an dem Substrat 208 angebrachte Sensoren und dergleichen.
Der Block 302 veranschaulicht die Verarbeitung der Eingangssignale von den Sensoren 202, 204 und 206, wie sie z. B. durch die Signalverarbeitungsschaltung 150, den A/D-Umsetzer 126 und das Frequenztransformationsmodul 134 ausgeführt werden kann. In einer Ausführungsform können die Eingangssignale durch den A/D-Umsetzer 126 digitalisiert werden, ohne durch die Schaltung 250 verarbeitet zu werden, oder können die Eingangssignale durch die Schaltung 250 verarbeitet werden, nachdem sie digitalisiert worden sind. In einer weiteren Ausführungsform kann jedes der Eingangssignale verarbeitet werden, um zwei verschiedene Ströme der Eingangsdaten zu schaffen, d. h. einen hochpassgefilterten Strom der drei Eingänge für die Berührungsdetektion, der in dem HF-Kanal 170 zum akustischen Koordinatenbestimmungs- und Berührungsaktivitätsdetektionsmodul 130 geleitet wird, wie in 1 gezeigt ist, und einen nicht gefilterten oder tiefpassgefilterten Strom der drei Eingänge für die Haltedetektion, der in dem LF-Kanal 172 zum Haltedetektionsmodul 132 geleitet wird.
Wie in 6 gezeigt ist, können die HF-Komponenten oder -Daten, die für die Berührungsdetektion verwendet werden, durch die FFT verarbeitet und über die Leitung 304 zum Block 306 für die Detektion der Berührungsereignisse gesendet werden. Die Leitung 304 kann zum HF-Kanal 170 nach 1 ähnlich sein. Mehrere Eingaben, wie z. B. die HF-Komponenten von den drei Sensoren 202, 204 und 206, können addiert oder anderweitig kombiniert werden, bevor sie zum Block 306 gesendet werden, oder sie können über mehrere Leitungen 304 gesendet und innerhalb des Blocks 306 kombiniert werden. Wie vorher erörtert worden ist, können in Abhängigkeit von dem Typ des verwendeten Systems verschiedene Typen der Biegewellen-Detektion ausgeführt werden, wie z. B. akustische Fingerabdrücke, Flugzeit, Zeitkorrelation und dergleichen. Die Berührungsaktivität oder die Berührungsereignisse, die durch den Block 306 detektiert werden, werden über die Leitung 334 zum Block 332 geleitet.
Vom Block 302 werden die LF-Komponenten zum Block 308 gesendet. Die Daten des FFT-Behälters 0, die jedem der Eingangssignale von den Sensoren 202, 204 und 206 entsprechen, können z. B. auf den Leitungen 310, 312 und 314 zu einer Summierschaltung 316 gesendet werden. Lediglich beispielhaft kann jede der Leitungen 310, 312 und 314 einem separaten LF-Kanal 172 entsprechen (wie in 1 gezeigt ist). Deshalb können die Phasen der LF-Komponenten der Signale von den Sensoren 202, 204 und 206 im Zeitbereich addiert werden, um ein einziges Eingangssignal auf der Leitung 318 zu erhalten. Durch das Kombinieren der Signale auf den Leitungen 310, 312 und 314 kann das Umgebungsrauschen eliminiert oder gelindert werden. Das Umgebungsrauschen kann als die Ereignisse definiert sein, die außerhalb des Substrats 208 auftreten, wie z. B. Musik, Verkehr und dergleichen, und die inkohärente Signale erzeugen, die durch die Sensoren 202–206 detektiert werden. Die Ereignisse, die auf dem Substrat 208 auftreten, enthalten wenigstens Antippen, Ziehen, Halten und Abheben und erzeugen kohärente Signale oder Komponenten, die korreliert sind. Im Allgemeinen führt das Summieren der aus kohärenten und inkohärenten Komponenten bestehenden Signale zu einer Verstärkung der kohärenten Komponenten, während die inkohärenten Komponenten die gleichen bleiben oder verringert werden. Im Ergebnis verbessert sich das Verhältnis der kohärenten Komponenten (der Signale) zu den inkohärenten Komponenten (dem Rauschen). Deshalb kann in einigen Ausführungsformen das Detektieren der Signale mit mehr als einem Sensor 202–206 eine bessere Eliminierung des Umgebungsrauschens schaffen. Wie vorher erörtert worden ist, kann jedoch außerdem ein einziger Sensor verwendet werden. Wie später bezüglich 15 erörtert wird, kann es für Systeme, die gleichzeitige Berührungen unterstützen, vorteilhaft sein, die Summierung der Sensorsignale mit der Summierschaltung 316 bis nach dem Block 320 zu verzögern.
Die Verwendung des FFT-Behälters 0 als Teil eines Tiefpassfilters kann in Systemen eine Sache der Bequemlichkeit sein, in denen die FFTs für die Verwendung bei den Koordinatenbestimmungen vorberechnet werden. Mathematisch ist das im FFT-Behälter 0 gespeicherte Ergebnis der Durchschnitt der Eingangsdaten im Zeitbereich in die FFT. Deshalb können die Eingaben in die Summierschaltung 316 außerdem die LF-Komponenten der Sensor- oder Piezo-Signale sein, die durch andere Verfahren und/oder Schaltungen, wie z. B. ein Tiefpass-RC-Filter, abgeleitet werden.
Der Block 320 schafft die Dezimierung und die Tiefpassfilterung der Signale auf der Leitung 318. Die Tiefpassfilterung leitet z. B. nur die Signale unter einer vorgegebenen Grenzfrequenz weiter. Der Block 320 veranschaulicht z. B. ein Sinc-Filter, das mit einer Dezimiereinrichtung kombiniert ist. Es sollte selbstverständlich sein, dass mehrere Stufen des Sinc-Filters in einer Kaskade verwendet werden können. In einer Ausführungsform können vier (nicht gezeigte) Stufen des Sinc-Filters verwendet werden, um die Nebenkeulen- und Hochfrequenzdämpfung zu vergrößern. Weil sich die LF-Komponenten langsam ändern, kann das Signal dezimiert werden, d. h., kann die Abtastrate verringert werden, um die Betriebskosten und unerwünschtes Rauschen zu minimieren. Die Abtastrate von etwa 44 kHz, die für die Berührungsdetektion verwendet wird, kann z. B. verringert werden, wie z. B. auf etwa 57,4 Hz, indem zuerst alle 256 Zeitabtastwerte ein zeitlich Bemitteltes Signal berechnet wird, das dann gemittelt oder um einen weiteren Faktor von 3 dezimiert wird.
In einer Ausführungsform ist der Block 320 konfiguriert, um die HF-Komponenten zurückzuweisen, die Sechzig-Hz-Netzfrequenz und die zugeordneten Harmonischen herauszufiltern und die Abtastrate zu verringern. Die Sechzig-Hz-Netzfrequenz kann in den Vereinigten Staaten hohe Rauschpegel erfahren, während an anderen geographischen Orten andere Netzfrequenzen, wie z. B. fünfzig Hz, vorkommen können. Der Block 320 kann deshalb modifiziert werden, um andere Frequenzen oder Frequenzbänder zurückzuweisen oder zu filtern.
7 veranschaulicht einen Frequenzgang 400 basierend auf einem vierstufigen Sinc-Filter, wie z. B. dem Sinc-Filter des Blocks 320 in 6. Der Gang 400 veranschaulicht, dass ein Frequenzbereich 402 von unerwünschten Frequenzkomponenten zwischen etwa fünfzig Hz und sechzig Hz unterdrückt wird.
8 ist eine graphische Darstellung 450, die ein dezimiertes Signal 452 während der Zeit veranschaulicht. Das dezimierte Eingangssignal kann der Absolutwert der Ausgabe des Sinc-Filters oder des Blocks 320 nach 6 sein, wobei es folglich LF-Komponenten enthält. Der Block 324 stellt die Absolutwertfunktion bereit. Die horizontale Achse 460 gibt die Rahmennummer an, während die vertikale Achse 462 den Absolutwert der Signalamplitude angibt. Als ein Beispiel für 256 Abtastrahmen bei 44 kHz entspricht jeder Rahmen etwa 6 Millisekunden der Zeit. Durch den Berührungsaktivitäts-Detektionsblock 306 nach 6 kann eine Folge von Berührungsereignissen, wie z. B. ein anfängliches Antippen 454, ein Ziehen 456 eines Gegenstands auf dem Substrat 208 und ein Abheben 458 des Gegenstands detektiert werden. Die Hintergrundaktivitäten 464 und 466, die vor dem Antippen 454 bzw. nach dem Abheben 458 gezeigt sind, geben sehr kleine LF-Komponenten oder -Energie an. Während des Antippens 454 und des Abhebens 458 enthält das Signal 452 jedoch HF- und LF-Komponenten. Sowohl während des Ziehens 456 als auch während des Haltens 468 und 470 ist die LF-Aktivität größer als die Hintergrundaktivitäten 464 und 466. Eine derartige vergrößerte LF-Aktivität schafft ein Mittel, um einen Kontaktzustand unabhängig davon zu identifizieren, ob (X, Y)-Koordinaten erzeugt werden. Falls das Ziehen 456 dazu führt, dass (X, Y)-Koordinaten erzeugt werden, ist das Vorhandensein eines Kontaktzustands unabhängig von der LF-Aktivität bekannt. Für das Halten 468 und 470 ist die LF-Aktivität jedoch das einzige Anzeichen, dass der Gegenstand mit dem Substrat 104 in Kontakt verbleibt.
Deshalb veranschaulicht 8, dass Antippen, Halten, Ziehen und Abheben alle große Mengen von LF-Energie besitzen. Basierend auf den LF-Komponenten allein können jedoch Halten und Ziehen schwierig voneinander zu unterscheiden sein. Außerdem erzeugen nicht alle Abheben HF-Komponenten, die mit einem bekannten (X, Y)-Ort korreliert sind, wobei folglich aus der Eichdatei 138 (wie in 1 gezeigt ist) eine Übereinstimmung nicht identifiziert werden kann. Deshalb wird die Haltedetektion zusammen mit der Berührungsdetektion verwendet, um genau zu bestimmen, ob ein Halteereignis auftritt.
Für einige Anwendungen kann es wichtig sein, zu bestimmen, ob sich der Gegenstand mit dem Substrat 104 in Kontakt befindet, es kann aber kein Bedarf bestehen, zuverlässig zwischen Halte- und Ziehzuständen zu unterscheiden. Während des Ziehens 456 (siehe 8) kann es z. B. dem Modul 130 misslingen, die Berührungskoordinaten zu rekonstruieren, während ein ”Halte”-Zustand immer noch aus den Niederfrequenz-Signalkomponenten bestimmt wird. In diesem Szenario wird der Host-Computer 162 immer noch richtig informiert, dass während des Ziehens 456 der Gegenstand in Kontakt mit dem Substrat 104 verbleibt. Eine derartige Ausführungsform ist ein Beispiel, in dem die Berührungsbildschirm-Steuereinrichtung 124 konfiguriert ist, um basierend auf den LF-Komponenten der Signale einen Haltezustand zu identifizieren, wenn die Berührung mit dem Substrat 104 in Kontakt verbleibt, aber bezüglich der Berührungskoordinaten (X, Y) nicht notwendigerweise stationär ist.
In 6 kann das tiefpassgefilterte und dezimierte Signal auf der Leitung 322 zum Block 324 gesendet werden, wo der Absolutwert des Signals bestimmt wird, um ein Signal, wie z. B. das Signal 452 nach 8, zu erzeugen. Der Absolutwert des Signals kann auf der Leitung 326 zum Block 328 gesendet und verwendet werden, um zwei Signal-Enveloppen zu bestimmen, eine schnelle gemittelte Enveloppe und eine langsame gemittelte Enveloppe, wie im Folgenden weiter erörtert wird. Jede Enveloppe ist ein zeitlicher Mittelwert des Signals 452. Es sollte selbstverständlich sein, dass in einer Ausführungsform eine Enveloppe verwendet werden kann, während in einer weiteren Ausführungsform mehr als zwei Enveloppen verwendet werden können. In einer Analogie zu der relativ glatten Enveloppe eines sich schnell ändernden amplitudenmodulierten Hochfrequenzsignals, wie beim AM-Funk, bezieht sich der Begriff ”Enveloppe”, wie er hier verwendet wird, auf ein aus einem sich schneller ändernden Signal extrahiertes relativ glattes Signal. Eine Enveloppe, wie sie hier verwendet wird, kann außerdem als eine Trendlinie bezeichnet werden. Die Enveloppen werden auf der Leitung 330 zum Block 332 geleitet, in dem die Enveloppen-Signale und die Berührungsdetektionssignale beide verwendet werden können, um zu identifizieren, ob ein gültiges Halten auftritt.
Im Allgemeinen mittelt eine langsame gemittelte Enveloppe langsam den Absolutwert des Signals 452 über eine relativ längere Zeitdauer, wobei sie die maximale Enveloppe des Signals 452 verfolgt, während sie die Änderungen aufgrund der Berührungsaktivität, wie z. B. jene, die während des Antippens 454 und des Abhebens 458 nach 8 gesehen werden, mildert. Im Gegensatz reagiert eine schnelle Bemittelte Enveloppe schneller auf die Aufs und Abs des Signals 452. In einer Ausführungsform können die langsame und die schnelle gemittelte Enveloppe Filter mit unendlicher Impulsantwort (IIR-Filter) erster Ordnung mit verschiedenen Zeitkonstanten für die Mittelung verwenden.
Zusätzlich zu den langsamen und schnellen gemittelten Enveloppen wird die Hintergrundaktivität 464 und 466 gemessen. Rauschumgebungen ändern sich, was das Niveau der Hintergrundenergie vergrößern oder verkleinern kann, wobei folglich die Hintergrundaktivität 464 bestimmt wird, wann immer Berührungsereignisse, Haltezustände oder andere markante Signalspitzen, wie z. B. Signale, die einen Amplitudenschwellenwert übersteigen, durch das System 100 nicht detektiert werden. In einer Ausführungsform kann die Hintergrundaktivität 464 bestimmt werden, indem ein Minimum des LF-Signals verfolgt wird. In einer weiteren Ausführungsform kann das Minimum der Durchschnitte, wie z. B. über zehn Abtastwerte, aus den letzten wenigen Sekunden der LF-Komponenten bestimmt werden, um einen Pegel der Hintergrundaktivität 464 zu bestimmen. In einer noch weiteren Ausführungsform kann eine Hintergrundfolge als zehn aufeinanderfolgende dezimierte Rahmen definiert sein. Alle fünf Rahmen kann eine neue Hintergrundfolge definiert werden, was zu einer Fünfzig-Prozent-Überlappung zwischen den Folgen führt. Der Durchschnitt jeder Folge kann in einem Speicher, wie z. B. einer First-in-first-out-Datenstruktur (FIFO-Datenstruktur), gespeichert werden, die z. B. die zehn neuesten Werte hält. Der minimale Hintergrundpegel in einem gegebenen Rahmen kann als der Minimalwert in der FIFO-Struktur definiert sein. Jeder Durchschnitt, der Rahmen enthält, die Berührungsereignisse repräsentieren, die eine viel größere LF-Energie besitzen, wird nicht in die FIFO-Struktur geschoben. In einer Ausführungsform kann der minimale Folgendurchschnitt als die Hintergrundaktivität 464 ausgewählt werden.
Ein technischer Effekt wenigstens einer Ausführungsform ist die Fähigkeit, basierend sowohl darauf, ob ein Berührungsereignis oder eine Berührungsaktivität detektiert worden ist, als auch basierend auf einem Vergleich wenigstens eines Verhältnisses der schnellen gemittelten Enveloppe zu der langsamen gemittelten Enveloppe (schnelle Enveloppe/langsame Enveloppe) mit einem Verhältnis der schnellen gemittelten Enveloppe zu der Hintergrundaktivität (schnelle Enveloppe/Hintergrund) zu bestimmen, ob ein Haltezustand oder -ereignis aktiv ist. Dies erlaubt dem System 100, sowohl zwischen Ziehen und Halten zu unterscheiden, die in den NF-Komponenten ähnlich erscheinen können, als auch Ereignisse zu identifizieren, die als Halten erscheinen können, die aber keinem Berührungsereignis folgen, wie z. B. Rauschen, das durch eine sehr verrauschte Umgebung verursacht werden kann.
9 veranschaulicht eine graphische Darstellung 500, die das dezimierte Signal 452 und die zugeordnete schnelle gemittelte Enveloppe 502 zeigt. Die graphische Darstellung 450 nach 8 und die graphische Darstellung 500 geben die LF-Komponenten derselben detektierten Folge an, d. h. Antippen 454, Halten 468, Ziehen 456, Halten 470 und Abheben 458.
In einer Ausführungsform kann ein zeitlich veränderliches IIR-Filter erster Ordnung verwendet werden, um die schnelle gemittelte Enveloppe 502 zu berechnen. Das IIR-Filter kann durch die folgende Differenzgleichung dargestellt werden, wobei ”n” die aktuelle Rahmennummer ist, ”x_n” die Eingabe ist und ”y_n” die Ausgabe des aktuellen Rahmens ist: y_n = αy_n-1 + (1 – α)x_n
Es können zwei verschiedene Filterparameterwerte verwendet werden. Der erste Filterparameterwert mit α gleich 0,95 kann auf das Signal angewendet werden, wenn sich die Amplitude des Signals nach oben bewegt. Der zweite Filterparameterwert mit α gleich 0,9 kann auf das Signal angewendet werden, wenn sich seine Amplitude nach unten bewegt. Die zwei Filterparameter können gewählt werden, damit die schnelle gemittelte Enveloppe 502 in der Nähe des Durchschnitts des Signals 452 verbleibt.
Im Bereich 504 verbleibt die schnelle gemittelte Enveloppe 502 durch das Halten 468 und 470 und das Ziehen 456 (die in 8 entsprechend gezeigten Elemente 456, 468 und 470) in der Nähe des Durchschnitts des Signals 452. Während der Rahmen, die dem Antippen 454 und dem Abheben 458 unmittelbar folgen, geben die Verzögerungsbereiche 506 und 508 jedoch kontaminierte Rahmen an, in denen die schnelle gemittelte Enveloppe 502 den Durchschnitt des dezimierten Signals 452 während des Haltens und des Ziehens (der Bereich 504) oder den Pegel der Hintergrundaktivität 466 noch nicht erreicht hat. Innerhalb des Verzögerungsbereichs 508 gibt die schnelle gemittelte Enveloppe 502 an, dass die Halteenergie immer noch vorhanden sein kann. Falls ein einzelnes Antippen ohne ein Halte- oder Ziehereignis, das dem Antippen folgt, auftritt, kann sich außerdem ein Verzögerungsbereich, der angibt, dass die Halteenergie immer noch vorhanden sein kann, in den Rahmen, die dem Antippen unmittelbar folgen, ergeben, obwohl es nicht gezeigt ist. Da während des Antippens und in einigen Fällen des Abhebens und Ziehens HF-Energie vorhanden ist, können deshalb diese Berührungsereignisses die schnelle gemittelte Enveloppe 502 kontaminieren.
Um die Kontamination der schnellen gemittelten Enveloppe 502 zu eliminieren, kann die schnelle gemittelte Enveloppe 502 auf null oder gleich dem Pegel der Hintergrundaktivität 464 oder 466 während aller Berührungsereignisse gesetzt werden. Deshalb wird während jedes Rahmens, in dem das akustische Koordinatenbestimmungs- und Berührungsaktivitätsdetektionsmodul 130 ein Berührungsereignis detektiert, die schnelle gemittelte Enveloppe 502 gesetzt, damit sie gleich dem neuesten detektierten Hintergrundaktivitätspegel ist, wie z. B. der Hintergrundaktivität 464 nach 8, oder z. B. auf einer logischen null gehalten.
10 veranschaulicht eine graphische Darstellung 520, in der die schnelle gemittelte Enveloppe 502 sowohl während des detektierten Berührungsereignisses als auch während einer dem Berührungsereignis folgenden ausgedehnten Austastperiode auf den Pegel der Hintergrundaktivität 464 gesetzt ist. In einer Ausführungsform kann die ausgedehnte Austastperiode fünf Rahmen, z. B. etwa 30 Millisekunden, umfassen, die dem Abschluss des Berührungsereignisses folgen, um die Kontamination aufgrund der zerfallenden, aber nicht vollständig gedämpften Schwingungen in dem Substrat 208 zu vermeiden. Während der ausgedehnten Austastperiode können andere Anzahlen der Rahmen oder Zeitdauern verwendet werden. Die Rahmenrate des Signals 452 ist dezimiert worden, wie oben beschrieben worden ist, wobei deshalb die fünf Rahmen die Rahmen innerhalb der dezimierten Rahmenrate repräsentieren, die in einigen Ausführungsformen 57,4 Rahmen pro Sekunde betragen kann, was langsamer als die Berührungsdetektions-Rahmenrate sein kann, die in einigen Ausführungsformen 172,26 Rahmen pro Sekunde betragen kann.
Während der auf null gesetzten Perioden 522, 524 und 526 wird die schnelle gemittelte Enveloppe 502 auf den Pegel der Hintergrundaktivität 464 gehalten. Die auf null gesetzten Perioden 522, 524 und 526 entsprechen dem Antipp-Berührungsereignis 454, dem Zieh-Berührungsereignis 456 bzw. dem Abhebe-Berührungsereignis 458 und enthalten die ausgedehnte Austastperiode, die dem letzten Rahmen folgt, in dem das anwendbare Berührungsereignis detektiert wird. Deshalb wird die Kontamination der schnellen gemittelten Enveloppe 502 aufgrund der Schwingungen nach dem Berührungsereignis gelindert oder eliminiert.
Weil die Hintergrund-LF-Energie im Vergleich zum Pegel der LF-Energie während eines Haltens so klein ist, kann das relative Maß zwischen der Hintergrundaktivität 464 und der schnellen gemittelten Enveloppe 502 verwendet werden, um einen Haltezustand zu identifizieren. Falls das Verhältnis nah bei eins liegt, tritt z. B. kein Halten auf. Falls jedoch das Verhältnis (schnelle Enveloppe/Hintergrund) höher als ein Schwellenwert ist, wie z. B. zehnmal höher als die Hintergrundaktivität 464 ist, wird ein Haltezustand angegeben. Während der auf null gesetzten Perioden 522, 524 und 526 wird kein Haltezustand erfüllt, da die schnelle gemittelte Enveloppe 502 auf den Pegel der Hintergrundaktivität 464 gesetzt ist.
11 veranschaulicht eine graphische Darstellung 550, die die Ergebnisse eines Verhältnisvergleichs der schnellen gemittelten Enveloppe 502 mit der Hintergrundaktivität 464 zeigt. Während der Rahmen 552 ist das Verhältnis der schnellen gemittelten Enveloppe 502 zur Hintergrundaktivität 464 kleiner als ein vorgegebener Betrag, wie z. B. kleiner als zehn. Deshalb ist die Linie 554, die den Haltezustand oder das Halteereignis angibt, tiefgehalten. Die Linie 554 kann außerdem als ein Merker bezeichnet werden, der eingeschaltet oder hochgezogen wird, um anzugeben, dass ein Haltezustand auftritt, und der ausgeschaltet oder tiefgezogen wird, um anzugeben, dass kein Haltezustand auftritt. Im Rahmen 556 beträgt das Verhältnis (schnelle Enveloppe/Hintergrund) wenigstens zehn, wobei die Linie 554 hochgezogen ist, was angibt, dass ein Haltezustand oder -ereignis auftritt. Das Halteereignis erstreckt sich über die Rahmen 558, was dem in 10 gezeigten Halten 468 entspricht. Im Rahmen 560 wird die Linie 554 tiefgezogen, da die schnelle gemittelte Enveloppe 502 auf dem Pegel der Hintergrundaktivität 464 gehalten ist, wie während der auf null gesetzten Periode 524 nach 10 gezeigt ist. Im Rahmen 562 wird die Linie 554 abermals hochgezogen, wenn das Verhältnis der schnellen gemittelten Enveloppe 502 zur Hintergrundaktivität 464 während des Haltens 570 dem vorgegebenen Schwellenwert entspricht. Dann wird im Rahmen 564 die Linie 554 tiefgezogen, wenn das Abheben 458 detektiert wird. Die Linie 554 verbleibt tief, da das Verhältnis (schnelle Enveloppe/Hintergrund) dem vorgegebenen Schwellenwert nicht entspricht.
In einigen Zuständen, wenn die Hintergrundaktivität 464 sehr niedrig ist, kann die Zeit, damit das Verhältnis der schnellen gemittelten Enveloppe 502 zur Hintergrundaktivität 464 unter zehn oder einen weiteren vorgegebenen Schwellenwert fällt, das tatsächliche Halteereignis übersteigen oder verursachen, dass ein Halteereignis fehlerhaft angegeben wird. Dies kann nach einem einzigen Antippen auftreten, z. B. in einer sehr ruhigen Umgebung oder aufgrund des Weitergehens der Schwingungen in dem Substrat 208. Die Ausdehnung des Haltezustands kann außerdem auftreten, wenn das akustische Koordinatenbestimmungs- und Berührungsaktivitätsdetektionsmodul 130 das Abhebereignis nicht detektiert. In einigen Fällen führt das Abheben nicht zu einer Übereinstimmung mit einem gespeicherten akustischen Fingerabdruck oder der Identifikation eines (X, Y)-Orts, wobei folglich die LF-Energie im hohen Maße zunimmt, aber das Haltedetektionsmodul 132 die schnelle gemittelte Enveloppe 502 nicht auf null oder den Pegel der Hintergrundaktivität 464 zieht.
In 6 kann im Block 328 das Prozessormodul 128 die langsame gemittelte Enveloppe berechnen, um sicherzustellen, dass unannehmbare Beendigungsverzögerungen nicht auftreten. Die langsame gemittelte Enveloppe besitzt einen höheren Glättungskoeffizienten als die schnelle gemittelte Enveloppe 502. Die langsame gemittelte Enveloppe kann unter Verwendung eines IIR-Filters berechnet werden, das einen einzigen Glättungskoeffizienten α mit dem Wert von 0,99 besitzt. Das hohe Niveau der Glättung verhindert, dass die langsame gemittelte Enveloppe allzusehr durch Berührungsereignisse kontaminiert wird. Im Vergleich zur schnellen gemittelten Enveloppe 502 ist die langsame gemittelte Enveloppe nicht auf den Pegel der Hintergrundaktivität 464 gesetzt. Weil außerdem die langsame gemittelte Enveloppe langsamer als die schnelle gemittelte Enveloppe 502 zerfällt, nimmt nach einem Abhebereignis das Verhältnis der zwei Enveloppen (langsame Enveloppe/schnelle Enveloppe) schnell am Beendigungspunkt zu.
In einer Ausführungsform bestimmt das Haltedetektionsmodul 132, das ein Halteereignis aktiv ist, wenn das Verhältnis (schnelle Enveloppe/Hintergrund) größer als ein erster vorgegebener Schwellenwert ist und das Verhältnis (langsame Enveloppe/schnelle Enveloppe) kleiner als ein zweiter vorgegebener Schwellenwert ist. Dem ersten vorgegebenen Schwellenwert kann z. B. entsprochen werden, wenn (schnelle Enveloppe/Hintergrund) größer als zehn ist, während dem zweiten vorgegebenen Schwellenwert entsprochen werden kann, wenn (langsame Enveloppe/schnelle Enveloppe) kleiner als zehn ist. In anderen Ausführungsformen können für die vorgegebenen Schwellenwerte andere Zahlen verwendet werden. In einer weiteren Ausführungsform kann das Haltedetektionsmodul 132 ein Verhältnis, wie z. B. entweder (schnelle Enveloppe/Hintergrund) oder (langsame Enveloppe/schnelle Enveloppe), verwenden, um zu bestimmen, dass ein Haltezustand auftritt.
12 veranschaulicht eine graphische Darstellung 580, die die Linie 554 zeigt, die angibt, ob ein Haltezustand basierend auf dem Verhältnis (schnelle Enveloppe/Hintergrund), der schnellen gemittelten Enveloppe 502 und der langsamen gemittelten Enveloppe 582 detektiert wird. Die graphische Darstellung 580 enthält die gleichen Ereignisse wie die 7–9, wobei die Folge der Berührungsereignisse, obwohl sie in der graphischen Darstellung 580 nicht angegeben ist, Antippen 454, Halten 468, Ziehen 456, Halten 470 und Abheben 458 ist. In diesem Beispiel detektiert das akustische Koordinatenbestimmungs- und Berührungsaktivitätsdetektionsmodul 130 die Berührungsereignisse des Antippens 454, des Ziehens 456 und des Abhebens 458 richtig. Die langsame gemittelte Enveloppe 582, die der langsame Durchschnitt des dezimierten Signals 452 ist, verbleibt überall in der Ereignisfolge relativ konstant. Deshalb identifiziert das Haltedetektionsmodul 132 das Halten 468 und 470 richtig, wobei es nach dem Abheben 458 keinen Haltezustand detektiert.
Die Verwendung des Verhältnisses (langsame Enveloppe/schnelle Enveloppe) kann nützlich sein, wenn ein einziges Antippen aufgetreten ist. In einigen Fällen kann das Verhältnis (schnelle Enveloppe/Hintergrund) aufgrund der zerfallenden, aber immer noch vorhandenen Schwingungen in dem Substrat 208, nachdem der Gegenstand das Substrat 208 verlassen hat, fälschlich angeben, dass ein Halteereignis auftritt. Die langsame gemittelte Enveloppe 582 verbleibt auf einem relativ hohen Pegel, nachdem die Berührung nicht länger detektiert wird, wobei folglich die Bedingung, dass das Verhältnis (langsame Enveloppe/schnelle Enveloppe) größer als zehn ist, erfüllt ist. Folglich gibt es keinen Bedarf, zu warten, bis die schnelle Enveloppe kleiner als das Zehnfache des Hintergrundpegels ist, um die Halteinterpretation der Signale sicher zurückzuweisen.
In bestimmten Fällen kann es vorteilhaft sein, Abhebereignisse, die keine Koordinaten erzeugen, unter Verwendung der pVar 166 und/oder der Spitzen in dem dezimierten Signal 452 zu detektieren. Hier ist definiert, dass eine Spitze des dezimierten Signals auftritt, wenn das Verhältnis des dezimierten Signals zu der langsamen Enveloppe einen Schwellenwert, wie z. B. fünf, übersteigt. 13 veranschaulicht den Bedarf an einem derartigen zusätzlichen Abhebedetektionsverfahren. 13 veranschaulicht eine graphische Darstellung 600, die ein Abheben 602 gezeigt, das durch das akustische Koordinatenbestimmungs- und Berührungsaktivitätsdetektionsmodul 130 nicht detektiert wird. Wie oben erörtert worden ist, kann das akustische Koordinatenbestimmungs- und Berührungsaktivitätsdetektionsmodul 130 nicht immer das Abhebereignis als ein Berührungsereignis detektieren, selbst wenn eine signifikante HF-Energie erzeugt wird. Es sind sowohl die langsame gemittelte Enveloppe 582 als auch die schnelle gemittelte Enveloppe 502 und die Linie 554, die basierend auf dem Verhältnis (schnelle Enveloppe/Hintergrund) angibt, wann ein Halten 606 auftritt, angegeben. Weil das akustische Koordinatenbestimmungs- und Berührungsaktivitätsdetektionsmodul 130 das Abheben 602 nicht detektiert, zieht das Haltedetektionsmodul 132 die schnelle gemittelte Enveloppe 502 während des Abhebens 602 oder während der dem Abheben 602 folgenden Austastperiode nicht auf Masse oder den Pegel der Hintergrundaktivität 464. Falls das Haltedetektionsmodul 132 nur das Verhältnis (schnelle Enveloppe/Hintergrund) verwendet, um das Halten 606 zu bestimmen, würde das Halten vom Rahmen 604 bis zum Rahmen 608 angegeben, wobei es sich folglich unerwünscht durch das und nach dem Abheben 602 erstreckt. Selbst wenn das Haltedetektionsmodul 132 außerdem die Bedingung verwendet, dass das Verhältnis (langsame Enveloppe/schnelle Enveloppe) kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert, wie z. B. zehn, sein soll, kann außerdem die schnelle gemittelte Enveloppe 502 immer noch 50 Rahmen oder etwa 0,3 Sekunden nach dem Abheben 602 erfordern, um einen Faktor zehn kleiner als die langsame gemittelte Enveloppe 582 zu werden, deren Amplitude relativ konstant bleibt. Während eines unerkannten Abhebereignisses vergrößern große dezimierte Signalwerte z. B. den Wert der schnellen Enveloppe im hohen Maße, was ihr einen langen Weg für das Abfallen gibt, bevor sie einen Faktor zehn kleiner als die langsame Enveloppe wird. In einigen Ausführungsformen können 0,3 Sekunden Reaktionszeit zu Problemen für einige Berührungsanwendungen führen. In wenigstens einer Ausführungsform können die sehr großen Werte des dezimierten Signals 452 während des Abhebens verwendet werden, um die langsame Reaktionszeit zu beseitigen.
Eine Spitze im dezimierten Signal 452 kann als ein Rahmen definiert sein, für den das Verhältnis des dezimierten Signals 452 bezüglich der langsamen Enveloppe einen Schwellenwert übersteigt. Ein dezimiertes Signal, das größer als das Zehnfache des entsprechenden langsamen Durchschnitts ist, kann z. B. als eine Spitze des dezimierten Signals definiert sein. Ein Abhebereignis kann durch das Vorhandensein unterstellt werden, selbst wenn im Modul 130 keine Berührungsaktivität detektiert wird, wobei es eine Spitze des dezimierten Signals gibt. Dieses Dezimierungs-Signalspitzen-Verfahren kann allein, um Abhebereignisse zu markieren, oder in Kombination mit den im Folgenden erörterten pVar-Verfahren verwendet werden.
Wie oben bezüglich 1 erörtert worden ist, können andere Maße der Berührungsaktivität neben den (X, Y)-Koordinaten, wie z. B. die Phasenvarianz pVar 166, annehmbar sein, obwohl die HF-Komponenten oder die Signalinformationen nicht zu einem detektierten Berührungsereignis führen können, das gemessene (X, Y)-Koordinaten bereitstellt. Die pVar 166 kann als ein Teil des Algorithmus innerhalb des akustischen Koordinatenbestimmungs- und Berührungsaktivitätsdetektionsmoduls 130 berechnet werden. Die pVar 166 kann für jeden Rahmen berechnet werden, wobei eine niedriger Wert der pVar 166 ein Berührungsereignis angeben kann.
Wenn der Wert von pVar 166 unter einem vorgegebenen Schwellenwert liegt, kann ein drittes Verhältnis verwendet werden, um zu bestimmen, ob ein Abheben aufgetreten ist. Um zu bestimmen, ob die LF-Spitzen einem Abhebereignis entsprechen, wird das NF-Eingangssignal im aktuellen Rahmen mit der langsamen gemittelten Enveloppe von zwei Rahmen früher verglichen. Falls das Verhältnis größer als ein Schwellenwert ist und die pVar-Bedingung erfüllt ist, wird ein Abheben angenommen. In einer Ausführungsform ist der vorgegebene Schwellenwert oder die vorgegebene Bedingung für das Verhältnis (LF/langsame Enveloppe) fünf. In einer weiteren Ausführungsform kann ein Abheben detektiert werden, falls das Verhältnis (LF/langsame Enveloppe) größer als zehn ist, selbst wenn die pVar-Bedingung nicht erfüllt ist. Außerdem kann eine Austastperiode aus einer vorgegebenen Anzahl von Rahmen gesetzt werden, nachdem das Abheben detektiert worden ist. In einer Ausführungsform ist die Austastperiode auf zwanzig dezimierte Rahmen gesetzt. Deshalb wird die schnelle gemittelte Enveloppe 502 auf den Pegel der Hintergrundaktivität 464 gezogen, wenn die obigen Bedingungen erfüllt sind, und während zwanzig Rahmen auf dem Pegel der Hintergrundaktivität 464 gehalten.
14 veranschaulicht eine graphische Darstellung 620, in der zusätzlich zu einer Spitze des dezimierten Signals pVar 166 verwendet wird, um das Abheben 602 zu identifizieren. Der durch das akustische Koordinatenbestimmungs- und Berührungsaktivitätsdetektionsmodul 130 berechnete Pegel von pVar 166 kann z. B. angeben, dass die Bedingungen erfüllt worden sind, die angeben, dass ein Abheben aufgetreten ist, selbst wenn das akustische Koordinatenbestimmungs- und Berührungsaktivitätsdetektionsmodul 130 die Signale z. B. nicht mit einem Schablonen-Fingerabdruck 140–144 innerhalb der Eichdatei 138 in Übereinstimmung bringen kann. Basierend auf der pVar 166 (und der Detektion einer Spitze des dezimierten Signals) kann die Linie 554 im Rahmen 622 tiefgezogen werden, sobald wie das Abheben 602 identifiziert worden ist. Die Austastperiode 626 folgt dem Rahmen 622 und kann in einigen Ausführungsformen zwanzig dezimierte Rahmen oder etwa 120 Millisekunden umfassen. In anderen Ausführungsformen können andere Anzahlen der dezimierten Rahmen verwendet werden. Deshalb wird das Halten 606 richtig beendet.
In einer Ausführungsform kann aufgrund der Fluktuationen in einer oder mehreren der schnellen gemittelten Enveloppe 502, der langsamen gemittelten Enveloppe 582 und der Hintergrundaktivität 464 ein Halten vorzeitig beendet werden. Deshalb kann eine Verzögerungsperiode verwendet werden, wenn den Halteparametern nicht länger entsprochen wird, nachdem ein Haltezustand detektiert worden ist. Das Haltedetektionsmodul 132 kann z. B. den Haltezustand während einer Verzögerungsperiode fortsetzen. In einer Ausführungsform kann die Verzögerungsperiode fünfzehn dezimierte Rahmen umfassen, die etwa 90 Millisekunden entsprechen können. Falls innerhalb der Verzögerungsperiode das Halten abermals detektiert wird, wird bestimmt, dass der Haltezustand aktiv ist. Falls innerhalb der Verzögerungsperiode das Halten nicht detektiert wird, kann das Haltedetektionsmodul 132 bestimmen, dass das Halten beendet worden ist, so dass keine weiteren Haltezustände erlaubt sind, bis abermals eine Berührungsaktivität detektiert worden ist. Dies erlaubt dem System 100, kleine Signalunterbrechungen zu kompensieren, während es immer noch rechtzeitig auf die Änderungen reagiert, die der Benutzer ausführt.
Die obige Erörterung betrachtet den Fall, in dem zu einem Zeitpunkt eine einzige Berührung auftritt. Die oben erörterten Verfahren und Vorrichtungen sind jedoch außerdem auf Biegewellen-Berührungssysteme anwendbar, die eine Mehrfachberührungsoperation unterstützen, bei der zu irgendeinen gegebenen Zeitpunkt mehr als eine Berührung vorhanden sein kann. Die oben beschriebenen Haltedetektionssysteme und -verfahren können z. B. verwendet werden, um zwischen dem Fehlen irgendwelcher Berührungen auf dem Berührungssubstrat und dem Vorhandensein von einem oder mehreren Fingern oder Gegenständen, die auf das Substrat gehalten werden, zu unterscheiden.
In einigen Fällen kann eine zusätzliche Verarbeitung, die für die Fälle mehrfacher Berührungen speziell ist, verwendet werden. Als ein Beispiel kann eine erste Berührung einen Kontakt mit einer Berührungsfläche herstellen, was zu einer richtigen Koordinatenbestimmung führt, wobei dann die Berührung auf der Berührungsfläche gehalten werden kann. Während die erste Berührung gehalten wird, was zu keinen neuen Koordinaten führt, kann eine zweite Berührung einen Kontakt mit der Berührungsfläche herstellen, was zu einer richtigen Koordinatenbestimmung führt. Die zweite Berührung kann außerdem auf der Berührungsfläche gehalten werden. An diesem Punkt sind die Koordinaten beider gehaltener Berührungen bekannt. Nun wird eine der Berührungen entfernt. Wenn das Abheben ein ausreichendes Signal für eine Koordinatenbestimmung erzeugt, dann sind durch Elimination die Koordinaten der verbleibenden gehaltenen Berührung bekannt. Falls jedoch das Abheben ein Berührungsaktivitätssignal erzeugt (z. B. pVar fällt unter einen Schwellenwert), ohne (X, Y)-Koordinaten zu erzeugen, ist der Ort des verbleibenden Fingers zwischen den Koordinaten der ersten und der zweiten Berührung potentiell unbestimmt.
15 veranschaulicht einen Blockschaltplan 640 zum Berechnen der Verhältnisse der LF-Signalkomponenten von den Sensoren an einem Berührungsbildschirm, um die Koordinaten einer verbleibenden Berührung zu identifizieren, nachdem mehrere Berührungen gleichzeitig auf der Berührungsfläche gehalten worden sind. Der Blockschaltplan 640 ist eine modifizierte Version des Blockschaltplans 300 nach 6, in dem ähnlichen Komponenten die gleichen Bezugszeichen gegeben worden sind. Drei Sinc-Filter 642, 644 und 646 empfangen die LF-Komponenten auf den Leitungen 310, 312 bzw. 314 und geben tiefpassgefilterte und dezimierte Signale (vor dem Absolutwert) auf den Leitungen 648, 650 und 652 an den Block 654 und auf den Leitungen 649, 651 und 653 an die Summierschaltung 316 aus. Im Vergleich zu 6 ist die Summierschaltung 316 nach den Sinc-Filtern 642, 644 und 646 positioniert. Weil die Sinc-Filter 320, 642, 644 und 646 lineare Vorrichtungen sind, empfängt der Absolutwertblock 324 in 15 das gleiche summierte Signal wie es in 6 empfangen worden ist. In der Konfiguration nach 15 sind die drei Ausgaben auf den Leitungen 648, 650 und 652 von den drei Sinc-Filtern 642, 644 und 646, die den drei Sensoren 202, 204 und 206 nach 3 entsprechen können, nun für die weitere Verarbeitung verfügbar. Insbesondere kann der Block 654 die Verhältnisse der Piezo- oder Sensorsignal-LF-Komponenten berechnen.
Wird ein einziges Halten angenommen, wobei ein Gegenstand das Substrat 208 an einem Ort berührt, verändern sich die Verhältnisse in Abhängigkeit von dem Ort der (X, Y)-Koordinaten der Berührung, wobei folglich die berechneten Verhältnisse ein allgemeines Maß des Berührungsorts ermöglichen können. Diese allgemeine Messung des Berührungsorts eines einzelnen Haltens kann die Auflösung der im vorhergehenden Abschnitt beschriebenen Unbestimmtheit ermöglichen. Falls z. B. die Verhältnisse der LF-Signale von den Sensoren 202, 204 und 206 mit dem zweiten Berührungsort konsistent und mit dem ersten Berührungsort inkonsistent sind, kann das System bestimmen, dass die erste Berührung abgehoben worden ist und dass die zweite Berührung gehalten bleibt.
In einigen Ausführungsformen kann mehr als ein Wellen- oder Signaltyp innerhalb eines einzelnen Berührungsdetektionssystems verwendet werden. Für die LF-Signalverarbeitung können z. B. Biegewellen detektiert und verwendet werden, während für die HF-Berührungsdetektionsverarbeitung akustische Oberflächenwellen detektiert und verwendet werden können. In einer Ausführungsform kann die Fähigkeit des LF-Systems, einen Kontaktzustand zu detektieren, bei dem der Gegenstand gegen die Oberfläche gehalten wird, als eine Weckbedingung für einen SAW-Berührungsbildschirm verwendet werden. Deshalb muss die Anwendung des oben erörterten Verfahrens und der oben erörterten Vorrichtung zum Detektieren von Kontaktzuständen nicht auf Biegewellen-Berührungsbildschirmsysteme eingeschränkt sein, sondern sie kann außerdem bei der Detektion der Berührungsaktivität oder der Kontaktzustände für andere Typen der Berührungsbildschirme nützlich sein.
16 veranschaulicht einen Berührungsbildschirm 1600 mit akustischen Oberflächenwellen, der verwendet werden kann, um LF-Signalkomponenten zu detektieren. Der Berührungsbildschirm 1600 umfasst ein Glassubstrat 1610, das eine Oberfläche mit einem Berührungsbereich besitzt, der von vier Anordnungen 1620 umgeben ist, die aus 45-Grad-Reflektorelementen bestehen, die die Wege der akustischen Oberflächenwellen definieren, wie z. B. den Weg 1660 zwischen den Sendeumsetzern 1630 und den Empfangsumsetzern 1632. In herkömmlichen Konstruktionen enthalten die Sendeumsetzer 1630 und die Empfangsumsetzer 1632 piezoelektrische Sensoren, wie z. B. PZT-Piezos. Weil die erwünschten akustischen Oberflächenwellen der Berührungsbildschirme Betriebsfrequenzen im Megahertzbereich besitzen, weist eine herkömmliche Elektronik die durch die Umsetzer 1630 und 1632 erzeugten LF-Signale im Audio- und Subaudiobereich zurück.
Die Elektronik eines Berührungsbildschirms mit akustischen Oberflächenwellen kann jedoch modifiziert werden, um die LF-Piezo-Signale zu detektieren und zu verarbeiten, um Halte- und Berührungsaktivitätszustände zu erkennen. Eine derartige Halte-/Berührungsaktivitäts-Schaltungsanordnung kann konstruiert sein, um Leistung mit einer viel niedrigeren Rate als ein aktives Berührungssystem mit akustischen Oberflächenwellen zu verbrauchen. Ohne Änderung der Konstruktion des Berührungsbildschirms 1600 mit akustischen Oberflächenwellen und maßvollen Änderungen an der zugeordneten Elektronik kann eine (nicht gezeigte) Halte-/Berührungsaktivitäts-Detektionsunterschaltung mit niedriger Leistung, die aber zu der hier erörterten Schaltungsanordnung ähnlich ist, das Berührungssystem mit akustischen Oberflächenwellen nur während der Perioden der Berührungsaktivität bedingt wecken oder aktivieren und folglich Leistungseinsparungen schaffen.
Es ist selbstverständlich, dass die obige Beschreibung als veranschaulichend und nicht als einschränkend vorgesehen ist. Die oben beschriebenen Ausführungsformen (und/oder ihre Aspekte) können z. B. in Kombination miteinander verwendet werden. Außerdem können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine spezielle Situation oder ein spezielles Material an die Lehren der Erfindung, anzupassen, ohne von ihrem Umfang abzuweichen. Diese geschriebene Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung zu offenbaren, einschließlich der besten Art, wobei sie es außerdem einem Fachmann auf dem Gebiet ermöglicht, die Erfindung zu nutzen, einschließlich des Herstellens und Verwendens irgendwelcher Vorrichtungen oder Systeme und des Ausführens irgendwelcher enthaltener Verfahren. Während die Abmessungen und Typen der hier beschriebenen Materialien vorgesehen sind, um die Parameter der Erfindung zu definieren, sind sie keineswegs einschränkend und sind beispielhafte Ausführungsformen. Für die Fachleute auf dem Gebiet werden beim Durchsehen der obigen Beschreibung viele andere Ausführungsformen offensichtlich sein. Der Umfang der Erfindung sollte deshalb unter Bezugnahme auf die beigefügten Ansprüche zusammen mit dem vollen Umfang der Äquivalente, auf die derartige Ansprüche einen Anspruch haben, bestimmt werden. In den beigefügten Ansprüchen werden die Begriffe ”enthaltend” und ”in dem” als die Äquivalente in einfachem Deutsch für die entsprechenden Begriffe ”umfassend” und ”worin” verwendet. Außerdem werden in den folgenden Ansprüchen die Begriffe ”erste”, ”zweite” und ”dritte” usw. lediglich als Bezeichnungen verwendet, wobei sie nicht dazu vorgesehen sind, ihren Objekten numerische Anforderungen aufzuerlegen.

Claims

Biegewellen-Berührungssystem, das umfasst: wenigstens einen Sensor, der an ein Substrat gekoppelt ist und auf Schwingungen in dem Substrat reagiert, wobei der wenigstens eine Sensor Signale ausgibt; und eine Steuereinrichtung, die konfiguriert ist, um die Signale von dem wenigstens einen Sensor zu empfangen, wobei die Steuereinrichtung ferner konfiguriert ist, um die Berührungskoordinaten basierend auf den Hochfrequenzkomponenten der Signale zu identifizieren, wenn eine Berührung auf dem Substrat ein Antippen und/oder ein Ziehen und/oder ein Abheben umfasst, wobei die Steuereinrichtung ferner konfiguriert ist, um einen Status eines Haltezustands der Berührung basierend auf wenigstens zwei verschiedenen zeitlichen Mittelwerten der Niederfrequenzkomponenten der Signals zu identifizieren.
System nach Anspruch 1, das ferner ein Frequenztransformationsmodul umfasst, das konfiguriert ist, um die schnelle Fourier-Transformation (FFT) an den Signalen auszuführen, und wobei die Niederfrequenzkomponenten auf dem FFT-Behälter 0 basieren.
System nach Anspruch 1 oder 2, das ferner ein Frequenztransformationsmodul umfasst, um die Signale von dem wenigstens einen Sensor zu empfangen, wobei das Frequenztransformationsmodul Hoch- und Tiefpassfilter enthält, um die Hochfrequenz- und Niederfrequenzkomponente über einen Hochfrequenzkanal bzw. einen Niederfrequenzkanal an die Steuereinrichtung auszugeben.
System nach Anspruch 1, 2 der 3, das ferner eine Signalverarbeitungsschaltung umfasst, die konfiguriert ist, um die Signale zu verarbeiten und einen nichtmonotonen Frequenzgang auszugeben.
System nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, wobei zwei verschiedene zeitliche Mittelwerte eine schnelle gemittelte Enveloppe und eine langsame gemittelte Enveloppe umfassen, wobei das System ferner ein Haltedetektionsmodul umfasst, das konfiguriert ist, um die Absolutwerte der Niederfrequenzkomponenten zu berechnen und um die schnelle gemittelte Enveloppe und die langsame gemittelte Enveloppe zu berechnen, wobei die Absolutwerte über relativ kürzere bzw. relativ längere Zeitdauern gemittelt werden.
System nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei die zwei verschiedenen zeitlichen Mittelwerte eine schnelle gemittelte Enveloppe und eine langsame gemittelte Enveloppe umfassen, wobei das System ferner ein Haltedetektionsmodul umfasst, das konfiguriert ist, um die langsame gemittelte Enveloppe basierend auf den Niederfrequenzkomponenten zu berechnen, wobei das Haltedetektionsmodul ferner konfiguriert ist, um die langsame gemittelte Enveloppe auf einem Pegel der Hintergrundaktivität zu halten, wenn das Antippen und/oder das Ziehen und/oder das Abheben identifiziert werden.
System nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, wobei die Steuereinrichtung ferner konfiguriert ist, um den Haltezustand zu verhindern, wenn der Haltezustand identifiziert wird, ohne dass das Antippen/oder das Ziehen vor dem Haltezustand detektiert worden sind.
Verfahren zum Bestimmen der Berührungskoordinaten auf einer Biegewellen-Berührungsfläche, das umfasst: Detektieren der Signale mit wenigstens zwei Sensoren, die mit der Biegewellen-Berührungsfläche verbunden sind, wobei die Signale die Schwingungen auf der Biegewellen-Berührungsfläche angeben; Tiefpassfiltern der Signale, um die Niederfrequenzkomponenten unter 100 Hz weiterzuleiten; und Bestimmen der Berührungskoordinaten einer einzigen Berührung auf der Berührungsfläche basierend auf den Verhältnissen der Niederfrequenzkomponenten.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei der einzige Berührungszustand bestimmt wird, wenn eine Phasenvarianz der Signale kleiner als ein vorgegebener Schwellenwert ist.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei das Tiefpassfiltern ferner das getrennte Tiefpassfiltern der Signale von verschiedenen Sensoren der wenigstens zwei Sensoren umfasst und wobei die Berührungskoordinaten der einzigen Berührung ferner basierend auf den Verhältnissen der Niederfrequenzkomponenten, die den wenigstens zwei Sensoren zugeordnet sind, bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 8, 9 oder 10, wobei wenigstens eines der Verhältnisse basierend auf wenigstens einer gemittelten Enveloppe der Niederfrequenzkomponenten bestimmt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, 9, 10 oder 11, das ferner umfasst: Bestimmen der Berührungskoordinaten von wenigstens zwei Berührungen, die gleichzeitig auf der Biegewellen-Berührungsfläche gehalten werden, so dass die Berührungskoordinaten einer einzigen Berührung, die auf der Berührungsfläche verbleibt, auf den Verhältnissen der Niederfrequenzkomponente basieren.