IT202100008897A1

IT202100008897A1 - Sistema di rilevamento di un gesto di tocco di un utilizzatore, dispositivo comprendente il sistema, e metodo

Info

Publication number: IT202100008897A1
Application number: IT102021000008897A
Authority: IT
Inventors: Federico Rizzardini; Lorenzo Bracco
Original assignee: St Microelectronics Srl
Priority date: 2021-04-09
Filing date: 2021-04-09
Publication date: 2022-10-09
Also published as: US11816290B2; CN115202489A; US20220326806A1; US11550427B2; US20230070405A1; EP4071588A1

Description

DESCRIZIONE

del brevetto per invenzione industriale dal titolo:

?SISTEMA DI RILEVAMENTO DI UN GESTO DI TOCCO DI UN UTILIZZATORE, DISPOSITIVO COMPRENDENTE IL SISTEMA, E METODO?

La presente invenzione ? relativa ad un sistema per il rilevamento di un gesto di tocco di un utilizzatore, ad un dispositivo comprendente il sistema di rilevamento, e ad un metodo per il rilevamento di un gesto di tocco di un utilizzatore.

Al giorno d'oggi, una delle pi? importanti cause di malfunzionamento di dispositivo mobili, in particolare telefoni cellulari, riguarda i pulsanti meccanici, che sono soggetti a rottura per debolezza strutturale, uso di PCB flessibili fragili, problemi di resistenza all'acqua, ecc.

Le soluzioni, note alla Richiedente, ai pulsanti meccanici prevedono pulsanti basati su sensori capacitivi, particolarmente adatti all?implementazione su dispositivi tutto-schermo; tuttavia essi non sono sempre affidabili poich? soggetti a disturbi derivanti dalla presenza di carica elettrica ambientale.

Gli accelerometri MEMS vengono utilizzati per implementare pulsanti elettronici, in quanto sono adatti a rilevare movimenti derivati dal tocco, o ?tap?, (o doppio tocco) dell?utente, sfruttando algoritmi opportuni che rilevano ed elaborano i dati di accelerazione forniti da tali accelerometri MEMS. Anche questa soluzione, tuttavia, ? soggetta a condizioni ambientali o di utilizzo che possono causare un falso rilevamento di tocchi (ad esempio a causa di accelerazioni derivanti da movimenti del corpo dell?utilizzatore assimilabili ad un tocco pur non essendo tali).

In alcuni dispositivi che non soffrono il consumo di batteria in stand-by (ad esempio perch? dispongono di una batteria capiente), ? possibile utilizzare la tecnologia del touch-screen per rilevare il gesto di tocco. Questo tipo di soluzione garantisce elevata accuratezza, ma il costo per implementarla ? elevato e, come detto, richiede un consumo di energia non trascurabile.

In una forma di realizzazione nota alla Richiedente, il gesto di tocco viene identificato elaborando e monitorando un segnale di accelerazione o segnale vibratorio, fornito da un accelerometro in seguito ad un gesto di tocco, filtrato mediante un filtro passa-alto. Il filtro passa-alto ?, in particolare, configurato per filtrare le componenti di segnale in bassa frequenza (e.g., accelerazione di gravit?, movimenti riconducibili all?attivit? umana) e lasciare inalterate le componenti di segnale in alta frequenza tra cui le componenti di segnale riconducibili al tocco. A titolo di esempio non limitativo, le componenti in alta frequenza di interesse per la presente invenzione sono superiori a 50 Hz.

Il filtraggio ?, in particolare, ottenuto mediante un filtro ?Slope? digitale. Dunque, con riferimento alle figure 1A e 1B, il segnale grezzo fornito dall?accelerometro (in figura 1A, il segnale Sacc_raw) viene campionato (ovvero, convertito in digitale); sempre in figura 1A, l?n-esimo campione al tempo tn ? identificato come acc(tn) ed il campione immediatamente precedente al tempo tn-1 ? identificato come acc(tn-1).

La figura 1B illustra il segnale di figura 1A filtrato mediante il filtro Slope (segnale filtrato Sacc_filt). L?nesimo campione filtrato ? ottenuto secondo la seguente formula:

acc_filt(tn)=[acc(tn)-acc(tn-1)]/2

Impostando una opportuna soglia sul segnale filtrato ? possibile identificare eventuali eventi di tocco in corrispondenza del superamento locale, da parte di almeno un campione del segnale filtrato, di tale soglia. La soglia pu? essere di tipo fisso (preimpostato e/o configurabile) o adattativa.

La figura 2 mostra, esemplificativamente, un ulteriore segnale accelerometrico, filtrato con il filtro Slope secondo quanto descritto con riferimento alla figura 1B. La figura 2 mostra altres? due soglie (una positiva Th e una negativa ?Th). In figura 2, il superamento della soglia Th avviene da parte di due campioni acc_filt(t1) e acc_filt(t11) in due rispettivi istanti temporali t1 e t11 e causa la generazione di un evento di interrupt che identifica l?avvenuto tocco ai tempi t2 e t12 poich? il segnale torna nell?intervallo definito dalle soglie -Th e Th entro un tempo predefinito.

Questa soluzione tecnica ha il vantaggio di richiedere un basso consumo energetico ed un basso costo; inoltre consente di ottenere elevata accuratezza nell?identificazione di un qualsiasi evento di tocco, ma al contempo genera un numero rilevante di falsi positivi, ad esempio in casi in cui l?accelerometro rilevi vibrazioni derivanti da un tocco indesiderato in prossimit? del dispositivo (ad esempio sul cinturino di uno smartwatch, ed in altre situazioni analoghe).

I problemi qui sopra menzionati sono superati dalle soluzioni che prevedono l?utilizzo di un touch sensor, che tuttavia, come detto, ha costo elevato e rilevante consumo energetico. Inoltre, la tecnologia del touch sensor non ? applicabile a qualsiasi dispositivo (ad esempio ad auricolari) a causa della dimensione e/o consumo di corrente richiesti per l?implementazione di un touch sensor.

? pertanto sentita la necessit? di superare gli inconvenienti della tecnica nota, fornendo un sistema per il rilevamento di un gesto di tocco di un utilizzatore, un dispositivo comprendente il sistema di rilevamento, e un metodo per il rilevamento di un gesto di tocco di un utilizzatore migliorati.

Secondo la presente invenzione vengono realizzati un sistema per il rilevamento di un gesto di tocco di un utilizzatore, un dispositivo comprendente il sistema di rilevamento, e un metodo per il rilevamento di un gesto di tocco di un utilizzatore, come definiti nelle rivendicazioni allegate.

In una forma di realizzazione, il sistema per il rilevamento di un gesto di tocco di un utilizzatore su una superficie di rilevamento comprende:

- una unit? di elaborazione;

- un accelerometro, operativamente accoppiato all?unit? di elaborazione, configurato per rilevare una vibrazione in corrispondenza di detta superficie di rilevamento e generare un corrispondente segnale di vibrazione, in cui l?unit? di elaborazione ? configurata per: acquisire il segnale di vibrazione, rilevare, nel segnale di vibrazione, una caratteristica di segnale correlabile a detto gesto di tocco dell?utilizzatore, rilevare, nel segnale di vibrazione, una condizione di stazionariet? precedente e/o successiva a detta caratteristica di segnale rilevata, e convalidare detto gesto di tocco da parte dell?utilizzatore nel caso in cui sia la caratteristica di segnale che la condizione di stazionariet? precedente e/o successiva a detta caratteristica di segnale siano state rilevate.

Inoltre, in una forma di realizzazione, l?operazione di rilevare detta caratteristica di segnale comprende: calcolare un segnale di vibrazione filtrato filtrando, mediante un filtro passa-alto, il segnale di vibrazione; rilevare un primo picco del segnale di vibrazione filtrato eccedente una prima soglia; e rilevare un secondo picco del segnale di vibrazione filtrato eccedente una seconda soglia, in cui la prima soglia ? una tra una soglia positiva e una soglia negativa, e la seconda soglia ? l?altra tra detta soglia positiva e detta soglia negativa.

Inoltre, in una forma di realizzazione, l?unit? di elaborazione ? inoltre configurata per campionare il segnale di vibrazione, e l?operazione di calcolare il segnale di vibrazione filtrato ? eseguita utilizzando un filtro digitale, detta operazione di rilevare il primo picco comprendendo: rilevare un primo campione del segnale di vibrazione filtrato che eccede la prima soglia; rilevare un secondo campione del segnale di vibrazione filtrato immediatamente precedente al primo campione e avente valore, in modulo, inferiore al valore, in modulo, del primo campione; e rilevare un terzo campione del segnale di vibrazione filtrato immediatamente successivo al primo campione e avente valore, in modulo, inferiore al valore, in modulo, del primo campione, detto primo picco corrispondendo al primo campione.

Inoltre, in una forma di realizzazione, detta operazione di rilevare il secondo picco comprende: rilevare un quarto campione del segnale di vibrazione filtrato che eccede la seconda soglia; rilevare un quinto campione del segnale di vibrazione filtrato immediatamente precedente il quarto campione e avente valore, in modulo, inferiore al valore, in modulo, del quarto campione; e rilevare un sesto campione del segnale di vibrazione filtrato immediatamente successivo al quarto campione e avente valore, in modulo, inferiore al valore, in modulo, del quarto campione, detto secondo picco corrispondendo al quarto campione.

Inoltre, in una forma di realizzazione, l?operazione di rilevare detta caratteristica di segnale comprende inoltre verificare che il primo picco ed il secondo picco siano ad una distanza reciproca, in termini di numero di campioni compresi tra il primo picco ed il secondo picco, inferiore ad un valore massimo di numero di campioni.

Inoltre, in una forma di realizzazione, l?operazione di rilevare, nel segnale di vibrazione, una condizione di stazionariet? precedente a detta caratteristica di segnale comprende: dopo aver rilevato il primo picco, verificare che i valori di una prima pluralit? di campioni del segnale di vibrazione filtrato antecedenti il primo picco siano compresi in un primo intervallo di valori di riferimento.

Inoltre, in una forma di realizzazione, l?operazione di rilevare, nel segnale di vibrazione, una condizione di stazionariet? successiva a detta caratteristica di segnale comprende: dopo aver rilevato il secondo picco, verificare che i valori di una seconda pluralit? di campioni del segnale di vibrazione filtrato successivi al secondo picco siano compresi in un secondo intervallo di valori di riferimento.

Inoltre, in una forma di realizzazione, l?operazione di rilevare, nel segnale di vibrazione, una condizione di stazionariet? successiva a detta caratteristica di segnale comprende inoltre scartare una terza pluralit? di campioni del segnale di vibrazione filtrato immediatamente successivi al secondo picco e compresi tra il secondo picco e detta seconda pluralit? di campioni del segnale di vibrazione filtrato.

Inoltre, in una forma di realizzazione, comprendente inoltre un sensore di variazione di carica elettrostatica, operativamente accoppiato all?unit? di elaborazione, configurato per rilevare una variazione di carica elettrostatica in corrispondenza di detta superficie di rilevamento e, di conseguenza, generare un segnale di variazione di carica.

Inoltre, in una forma di realizzazione, l?unit? di elaborazione ? inoltre configurata per generare un segnale di varianza calcolando la varianza del segnale di variazione di carica.

Inoltre, in una forma di realizzazione, l?unit? di elaborazione ? inoltre configurata per rilevare un punto di massimo del segnale di varianza quando viene rilevata, nel segnale di vibrazione, detta caratteristica di segnale correlabile a detto gesto di tocco dell?utilizzatore.

Inoltre, in una forma di realizzazione, l?unit? di elaborazione ? inoltre configurata per: verificare se il punto di massimo del segnale di varianza ? in una relazione predefinita con una terza soglia, e nel caso in cui sia la caratteristica di segnale che la condizione di stazionariet? precedente e/o successiva a detta caratteristica di segnale siano state rilevate, convalidare detto gesto di tocco solo se il punto di massimo del segnale di varianza soddisfa detta relazione predefinita con la terza soglia.

Inoltre, in una forma di realizzazione, l?unit? di elaborazione ? inoltre configurata per: nel caso in cui sia la caratteristica di segnale che la condizione di stazionariet? precedente e/o successiva a detta caratteristica di segnale siano state rilevate, e se il punto di massimo del segnale di varianza soddisfa detta relazione predefinita con la terza soglia, verificare se il segnale di varianza ? in una condizione di stazionariet? e convalidare detto gesto di tocco solo se il segnale di varianza soddisfa detta condizione di stazionariet?.

Inoltre, in una forma di realizzazione, la condizione di stazionariet? del segnale di varianza ? soddisfatta se almeno un campione corrente del segnale di varianza ha valore compreso entro un intervallo di valori di riferimento di stazionariet?.

Inoltre, in una forma di realizzazione, la fase di rilevare un evento di tocco che perdura nel tempo se il segnale di varianza permane al di sopra di una quarta soglia per un per un tempo superiore ad un tempo di tocco predefinito.

La presente invenzione ? altres? relativa ad un metodo per il rilevamento di un gesto di tocco di un utilizzatore su una superficie di rilevamento, utilizzando un sistema che comprende: una unit? di elaborazione; e un accelerometro, operativamente accoppiato all?unit? di elaborazione, configurato per rilevare una vibrazione in corrispondenza di detta superficie di rilevamento e generare un corrispondente segnale di vibrazione, il metodo comprendendo le fasi, eseguite dall?unit? di elaborazione, di: acquisire il segnale di vibrazione, rilevare, nel segnale di vibrazione, una caratteristica di segnale correlabile a detto gesto di tocco dell?utilizzatore, rilevare, nel segnale di vibrazione, una condizione di stazionariet? precedente e/o successiva a detta caratteristica di segnale rilevata, e convalidare detto gesto di tocco da parte dell?utilizzatore nel caso in cui sia la caratteristica di segnale che la condizione di stazionariet? precedente e/o successiva a detta caratteristica di segnale siano state rilevate.

Inoltre, in una forma di realizzazione, la fase di rilevare detta caratteristica di segnale comprende: calcolare un segnale di vibrazione filtrato filtrando, mediante un filtro passa-alto, il segnale di vibrazione; rilevare un primo picco del segnale di vibrazione filtrato eccedente una prima soglia; e rilevare un secondo picco del segnale di vibrazione filtrato eccedente una seconda soglia, in cui la prima soglia ? una tra una soglia positiva e una soglia negativa, e la seconda soglia ? l?altra tra detta soglia positiva e detta soglia negativa.

Inoltre, in una forma di realizzazione, il metodo comprende la fase di campionare il segnale di vibrazione, e in cui la fase di calcolare il segnale di vibrazione filtrato ? eseguita utilizzando un filtro digitale, detta fase di rilevare il primo picco comprendendo: rilevare un primo campione del segnale di vibrazione filtrato che eccede la prima soglia; rilevare un secondo campione del segnale di vibrazione filtrato immediatamente precedente il primo campione e avente valore, in modulo, inferiore al valore, in modulo, del primo campione; e rilevare un terzo campione del segnale di vibrazione filtrato immediatamente successivo al primo campione e avente valore, in modulo, inferiore al valore, in modulo, del primo campione, detto primo picco essendo scelto corrispondente al primo campione.

Inoltre, in una forma di realizzazione, la fase di rilevare il secondo picco comprende: rilevare un quarto campione del segnale di vibrazione filtrato che eccede la seconda soglia; rilevare un quinto campione del segnale di vibrazione filtrato immediatamente precedente il quarto campione e avente valore, in modulo, inferiore al valore, in modulo, del quarto campione; e rilevare un sesto campione del segnale di vibrazione filtrato immediatamente successivo al quarto campione e avente valore, in modulo, inferiore al valore, in modulo, del quarto campione, detto secondo picco essendo scelto corrispondente al quarto campione.

Inoltre, in una forma di realizzazione, la fase di rilevare detta caratteristica di segnale comprende inoltre verificare che il primo picco ed il secondo picco siano ad una distanza reciproca, in termini di numero di campioni compresi tra il primo picco ed il secondo picco, inferiore ad un valore massimo di numero di campioni.

Inoltre, in una forma di realizzazione, la fase di rilevare, nel segnale di vibrazione, una condizione di stazionariet? precedente a detta caratteristica di segnale comprende: dopo aver rilevato il primo picco, verificare che i valori di una prima pluralit? di campioni del segnale di vibrazione filtrato antecedenti il primo picco siano compresi in un primo intervallo di valori di riferimento.

Inoltre, in una forma di realizzazione, la fase di rilevare, nel segnale di vibrazione, una condizione di stazionariet? successiva a detta caratteristica di segnale comprende: dopo aver rilevato il secondo picco, verificare che i valori di una seconda pluralit? di campioni del segnale di vibrazione filtrato successivi al secondo picco (p2) siano compresi in un secondo intervallo di valori di riferimento.

Inoltre, in una forma di realizzazione, in cui la fase di rilevare, nel segnale di vibrazione, una condizione di stazionariet? successiva a detta caratteristica di segnale comprende inoltre scartare una terza pluralit? di campioni del segnale di vibrazione filtrato immediatamente successivi al secondo picco e compresi tra il secondo picco e detta seconda pluralit? di campioni del segnale di vibrazione filtrato.

Inoltre, in una forma di realizzazione, in cui detto sistema comprende inoltre un sensore di variazione di carica elettrostatica, operativamente accoppiato all?unit? di elaborazione, il metodo comprendendo inoltre le fasi di rilevare, mediante il sensore di variazione di carica elettrostatica, una variazione di carica elettrostatica in corrispondenza di detta superficie di rilevamento e generare di conseguenza, mediante il sensore di variazione di carica elettrostatica, un segnale di variazione di carica.

Inoltre, in una forma di realizzazione, il metodo comprende inoltre la fase di generare un segnale di varianza calcolando la varianza del segnale di variazione di carica.

Inoltre, in una forma di realizzazione, il metodo comprende inoltre la fase di rilevare un punto di massimo del segnale di varianza quando viene rilevata, nel segnale di vibrazione, detta caratteristica di segnale correlabile a detto gesto di tocco dell?utilizzatore.

Inoltre, in una forma di realizzazione, il metodo comprende inoltre: verificare se il punto di massimo del segnale di (SQ_var) ? in una relazione predefinita con una terza soglia, e nel caso in cui sia la caratteristica di segnale che la condizione di stazionariet? precedente e/o successiva a detta caratteristica di segnale siano state rilevate, convalidare detto gesto di tocco solo se il punto di massimo del segnale di varianza soddisfa detta relazione predefinita con la terza soglia.

Inoltre, in una forma di realizzazione, il metodo comprende inoltre: nel caso in cui sia la caratteristica di segnale che la condizione di stazionariet? precedente e/o successiva a detta caratteristica di segnale siano state rilevate, e se il punto di massimo del segnale di varianza soddisfa detta relazione predefinita con la terza soglia, verificare se il segnale di varianza ? in una condizione di stazionariet? e convalidare detto gesto di tocco solo se il segnale di varianza soddisfa detta condizione di stazionariet?.

Inoltre, in una forma di realizzazione, in cui la condizione di stazionariet? del segnale di varianza ? soddisfatta se almeno un campione corrente del segnale di varianza ha valore compreso entro un intervallo di valori di riferimento di stazionariet?.

Inoltre, in una forma di realizzazione, il metodo comprende inoltre la fase di rilevare un evento di tocco che perdura nel tempo se il segnale di varianza permane al di sopra di una quarta soglia per un per un tempo superiore ad un tempo di tocco predefinito.

Per una migliore comprensione dell?invenzione, ne vengono ora descritte forme di realizzazione, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali:

- la figura 1A illustra un segnale vibrazionale generato da un accelerometro in seguito ad un movimento ; - la figura 1B illustra il segnale di figura 1a dopo una fase di filtraggio con un filtro passa-alto, secondo la tecnica nota;

- la figura 2 illustra un ulteriore segnale generato da un accelerometro, filtrato con il filtro descritto in riferimento alla figura 1B, in cui un evento di tocco da parte di un utilizzatore ? identificato sulla base del superamento di soglie predefinite, secondo la tecnica nota;

- la figura 3 illustra schematicamente un sistema o chip o package elettronico o elettromeccanico, secondo un aspetto della presente invenzione;

- la figura 4 illustra un metodo per rilevare un gesto di tocco sfruttando un segnale vibratorio di un accelerometro, secondo un aspetto della presente invenzione;

- le figure 5-7 illustrano graficamente rispettive fasi del metodo di figura 4;

- la figura 8 illustra il sistema o chip o package elettronico o elettromeccanico di figura 3 comprendente inoltre un sensore di carica elettrostatica, secondo un ulteriore aspetto della presente invenzione;

- la figura 9 illustra una forma di realizzazione di un sensore di carica elettrostatica, utilizzabile nel sistema di figura 8;

- la figura 10 illustra un metodo per rilevare un gesto di tocco sfruttando un segnale vibratorio di un accelerometro e un segnale di variazione di carica elettrostatica del sensore di figura 9, secondo un aspetto della presente invenzione;

- le figure 11 e 12 illustrano graficamente rispettive fasi del metodo di figura 10;

- la figura 13 illustra graficamente un segnale di variazione di carica elettrostatica generato da un tocco prolungato nel tempo di un elettrodo di rilevamento del sensore di carica elettrostatica di figura 9; e

- la figura 14 illustra un dispositivo elettronico includente il sistema o chip o package elettronico o elettromeccanico della figura 3 o della figura 8.

La figura 3 illustra, schematicamente e con il numero di riferimento 1, un sistema o chip o package elettronico o elettromeccanico, secondo un aspetto della presente invenzione. Nel seguito ci si riferir? a tale sistema o chip o package 1 con il termine ?sistema elettronico? senza per questo perdere di generalit?. Il sistema elettronico 1 comprende (es., integra o alloggia in un ?case?) una unit? di elaborazione 2 e un accelerometro 4 che ? operativamente accoppiato all?unit? di elaborazione 2.

L?accelerometro 4 ? configurato per rilevare almeno una componente di accelerazione lungo un asse di accelerazione ortogonale ad una superficie di rilevamento (si veda ad esempio, in figura 14, la superficie 102). La superficie di rilevamento ? una superficie in corrispondenza della quale un utilizzatore imprime una vibrazione toccando tale superficie con, ad es., il proprio dito (evento di ?tocco? o ?touch?). Ad esempio, l?accelerometro 4 ? di tipo triassiale, configurato per rilevare componenti di accelerazione lungo tre assi X, Y, Z ortogonali tra loro; per il rilevamento del tocco, ? possibile eleggere come asse di rilevamento esclusivamente l?asse Z, oppure optare per una qualsiasi composizioni di due o pi? assi, eventualmente attribuendo un peso maggiore ad uno di essi.

Si nota che il sistema elettronico 1 (e dunque l?accelerometro 4) pu? essere installato o utilizzato con qualunque orientamento rispetto all?asse gravitazionale terrestre, e pertanto l?accelerometro 4 pu? essere orientato in modo tale da non avere l?asse di rilevamento verticale (asse Z) necessariamente nella direzione della forza di gravit?. Dunque, l?asse di rilevazione della forza impressa dal tocco pu? essere scelto ortogonale al sensore stesso o lungo la direzione presunta del tocco (sulla base delle modalit? in cui il sistema elettronico 1 viene installato o si trova ad operare o ? previsto che operi); questo consente altres? di filtrare eventuali impulsi indesiderati, che proverrebbero da altre direzioni.

In alternativa a quanto sopra, ? altres? possibile, in una ulteriore forma di realizzazione, considerare una opportuna composizione vettoriale dei tre assi di rilevamento dell?accelerometro 4, in modo da massimizzare il segnale nella direzione della forza impressa.

L?unit? di elaborazione 2 riceve un segnale di accelerazione, o segnale di vibrazione, Sacc_raw (segnale grezzo o ?raw signal?) dall?accelerometro 4 e genera, in funzione del segnale di accelerazione Sacc_raw, un segnale di rilevamento tocco IS (es., un segnale di ?interrupt?) da parte di un utilizzatore.

L?accelerometro 4 ? ad esempio un sensore integrato di materiale semiconduttore, realizzato in tecnologia MEMS, di tipo per s? noto e per questo non descritto in dettaglio.

L?unit? di elaborazione 2 ? ad esempio un microcontrollore o un MLC (Machine Learning Core) residente nell?ASIC (Application Specific Integrated Circuit) integrato nel MEMS, o un microprocessore di altro tipo.

Il sistema elettronico 1 pu? essere un sistema standalone o alternativamente essere parte, ad esempio, di un circuito stampato, oppure ancora essere parte di un dispositivo o sistema pi? complesso. Infatti, ? possibile prevedere un dispositivo o sistema che integra pi? sensori (?combo?), e pertanto oltre ai tre assi X, Y, Z dell?accelerometro 4 possono esistere anche canali dedicati per altri rilevamenti (ad es., giroscopio, sensore di temperatura, ecc.).

La figura 4 illustra, mediante diagramma di flusso, fasi di un metodo di rilevamento del tocco implementato dal sistema elettronico 1, in particolare dall?unit? di elaborazione 2, secondo un aspetto della presente invenzione.

Con riferimento alla fase 40, l?unit? di elaborazione 2 riceve ed acquisisce, dall?accelerometro 4, il segnale grezzo Sacc_raw generato dall?accelerometro 4, ad esempio il segnale Sacc_raw di figura 1A. Quindi, fase 42, l?unit? di elaborazione 2 esegue una operazione di filtraggio del segnale grezzo Sacc_raw mediante un filtro passa-alto; in particolare, viene eseguita l?operazione di filtraggio tramite il filtro Slope descritta con riferimento alla figura 1B, ottenendo il segnale filtrato Sacc_filt. Il segnale filtrato Sacc_filt ? ad esempio il segnale di figura 1B, o figura 2, o figura 5 (o figura 6, o figura 7 in cui sono illustrati segnali filtrati derivanti da eventi diversi dall?evento di tocco).

Quindi, fase 44, si esegue una rilevazione, nel segnale filtrato, di un primo picco p1 (positivo o negativo) e, in seguito, una rilevazione di un secondo picco p2 inverso (negativo o positivo, rispettivamente). Si veda a questo riguardo la figura 5, in cui il picco p1 corrisponde ad un campione del segnale filtrato Sacc_filt che eccede la soglia negativa ?Th (e quindi viene nel seguito denominato picco negativo), mentre il picco p2, successivo a p1, corrisponde ad un campione del segnale filtrato Sacc_filt che eccede la soglia positiva Th (e quindi viene nel seguito denominato picco positivo).

In una forma di realizzazione della presente invenzione, il picco negativo p1 viene identificato come un campione che eccede la soglia ?Th e che ? immediatamente preceduto e seguito da rispettivi campioni p1? e p1? che hanno valore, in modulo, inferiore rispetto al valore, in modulo, del picco negativo p1. Analogamente, il picco positivo p2 viene identificato come un campione che eccede la soglia Th e che ? immediatamente preceduto e seguito da rispettivi campioni p2? e p2? che hanno valore, in modulo, inferiore al valore, in modulo, del picco positivo p2. Si nota che, in questo esempio, i campioni p1? e p2? coincidono.

Risulta evidente che le condizioni qui sopra espresse possono essere modificate, ad esempio richiedendo una pluralit? di campioni che precedono e/o seguono il picco positivo p2 o negativo p1 ed aventi rispettivi valori inferiori in modulo al valore raggiunto dal picco p1 o p2.

In una forma di realizzazione, il numero di campioni tra il picco negativo p1 ed il picco positivo p2 (nell?esempio di figura 5, ? presente un solo campione p1?/p2?) ? inferiore ad un numero massimo predefinito, per meglio discriminare un evento di ?tocco? da un evento di altro tipo. Ad esempio, tale numero di campioni ? pari a 2 (campionando il segnale grezzo Sacc_raw a 400Hz) o a multipli di 2 (campionando il segnale grezzo Sacc_raw a multipli di 400Hz). Altri valori possono essere scelti, secondo necessit?.

Tornando alla figura 4, nella fase 46 viene rilevata una condizione di stazionariet? del segnale filtrato Sacc_filt precedente al primo picco p1. In particolare, questa fase ha l?obiettivo di rilevare se il primo picco rilevato ? causato da un effettivo evento di tocco oppure ? causato da un evento di ?shock? pi? complesso, quale ad esempio una situazione di scuotimento (?shaking?) del sistema elettronico 1 che alloggia l?accelerometro 4. Infatti, nel caso di scuotimento, si assiste ad una perturbazione del segnale dell?accelerometro 4 continuativa, che pu? sfociare anche nella generazioni di uno o pi? picchi che superano le soglie ?Th preimpostate, come ad esempio illustrato in figura 6.

La fase 46 viene qui descritta con riferimento grafico alla figura 6, per maggiore chiarezza espositiva. In figura 6 si utilizza la stessa notazione di figura 5 per identificare il primo picco (p1) e il picco inverso (p2) che superano le soglie preimpostate ?Th. Per discriminare tra eventi di tocco ed eventi di altro tipo, quale ad esempio lo scuotimento, secondo un aspetto della presente invenzione si utilizza un buffer storico (?history buffer?) in cui sono memorizzati una pluralit? di campioni p_pre (temporalmente) antecedenti il primo picco p1. In particolare, tale pluralit? di campioni ? un numero pari o superiore a 8 (ad esempio, 16 o 32), ed include il campione p1? e gli altri campioni immediatamente antecedenti al campione p1?. Quando il primo picco p1 ? rilevato (secondo quanto discusso precedentemente), viene analizzato, secondo la fase 46, il buffer storico per verificare una condizione di stazionariet? dei campioni in esso memorizzati. In particolare, la condizione di stazionariet? ? verificata se tutti i campioni memorizzati nel buffer storico, o un sottogruppo di essi, ? compreso tra una soglia positiva Th? e una soglia negativa ?Th? (con |+Th?|<|+Th| e |-Th?|<|-Th|). Ad esempio, il valore in modulo delle soglie ?Th? ? compreso tra 0.0625 g e 2 g.

In una forma di realizzazione, la condizione di stazionariet? ? valutata sui campioni presenti nel buffer storico ad eccezione di un sottogruppo di campioni immediatamente precedenti il primo picco p1 (ad esempio i 2 campioni immediatamente precedenti il primo picco p1). La Richiedente ha infatti verificato che il segnale relativo al tocco include i campioni immediatamente precedenti al picco.

Nella fase 48 viene ricercato e, se presente, rilevato il secondo picco p2 (picco inverso), secondo quanto gi? precedentemente discusso.

Nella fase 50 viene rilevata una condizione di stazionariet? del segnale filtrato Sacc_filt successiva al secondo picco p2. In particolare, questa fase ha l?obiettivo di rilevare se il secondo picco p2 rilevato ? causato da un effettivo evento di tocco oppure ? causato da un evento di ?shock? pi? complesso, quale ad esempio una situazione di battito di mani, che perdura per un certo lasso di tempo, e che causa la generazione di un segnale accelerometrico in cui ad una serie di picchi positivi e negativi sopra-soglia (analoghi alla sequenza del primo picco p1 e del secondo picco p2) seguono una pluralit? di ulteriori picchi o un segnale ad elevata rumorosit?, come ad esempio illustrato in figura 7 (in cui viene utilizzata la stessa notazione di figura 5 per identificare il primo picco p1 e il picco inverso p2).

Per identificare dunque questa situazione, come detto generata ad esempio dal battito di mani, secondo un aspetto della presente invenzione si analizzano una pluralit? di campioni successivi al secondo picco p2.

In particolare, tale pluralit? di campioni ? un numero pari o superiore a 8 (ad esempio, 16 o 32), ed include il campione p2? ed altri campioni immediatamente successivi al campione p2?. In particolare, la condizione di stazionariet? ? verificata se tutti i campioni immediatamente successivi al secondo picco p2, o un sottogruppo di essi, ? compreso tra una soglia positiva Th? e una soglia negativa ?Th? (con |+Th?|<|+Th| e |-Th?|<|-Th|). Ad esempio, il valore in modulo delle soglie ?Th? ? compreso tra 0.0625 g e 2 g.

In una forma di realizzazione, la condizione di stazionariet? ? valutata su una pluralit? di campioni p_post successivi al secondo picco p2 ad eccezione di un sottogruppo p_excl di campioni immediatamente successivi al secondo picco p2 (ad esempio escludendo i 6-8 campioni che seguono immediatamente il secondo picco p2). Infatti, la Richiedente ha verificato che in alcune condizioni pratiche, nel caso di segnale derivante da un ?tocco? (dunque l?evento da rilevare), dopo il secondo picco p2 si osserva una fase in cui l?oscillazione del segnale dell?accelerometro 4 perdura per un tempo limitato (analogamente ad un effetto di ?rebound?). In questo modo, la condizione di stazionariet? viene valutata escludendo tale fase di assestamento successiva al secondo picco p2.

Il metodo descritto con riferimento alla figura 4 pu? essere modificato secondo necessit?. In particolare, il primo picco pu? essere indifferentemente un picco negativo o positivo e, di conseguenza il secondo picco (picco inverso) ? un picco positivo o negativo rispettivamente. Inoltre, le verifiche di stazionariet? delle fasi 46 e 50 possono essere eseguite entrambe oppure l?una in alternativa all?altra. Ad esempio, ? possibile prevedere di eseguire la sola verifica di stazionariet? della fase 46 e non la verifica della stazionariet? della fase 50, o viceversa.

Inoltre, il metodo di figura 4 pu? essere altres? utilizzato per identificare un evento di tocco multiplo (es., tocco doppio o triplo), verificando la presenza di una pluralit? di eventi di tocco consecutivi in un lasso di tempo predefinito (ed eventualmente configurabile). A questo fine ? possibile utilizzare un timer o contatore, utilizzabile per, dopo il verificarsi di un evento di tocco, contare il numero di campioni che intercorrono prima del successivo evento di tocco. Se tale numero di campioni ? compreso in un intervallo predefinito (o inferiore ad un valore massimo) allora il secondo evento di tocco viene messo in correlazione al primo evento di tocco per convalidare l?evento di tocco multiplo.

In una ulteriore forma di realizzazione della presente invenzione, illustrata in figura 8, il sistema elettronico 1 comprende (es., integra o alloggia nel ?case?), oltre agli elementi illustrati in figura 1 e descritti precedentemente, anche un sensore di variazione di carica elettrostatica 6 operativamente accoppiato all?unit? di elaborazione 2.

La figura 9 illustra una forma di realizzazione esemplificativa e non limitativa del sensore di variazione di carica elettrostatica 6. Il sensore di variazione di carica elettrostatica 6 comprende un elettrodo di ingresso 8, accoppiabile ad una porzione di corpo di un utilizzatore. In particolare, il sensore di variazione di carica elettrostatica 6 di figura 9 ? configurato per essere posto in contatto elettrico o elettrostatico con una porzione del corpo di un utilizzatore, per la rilevazione del tocco. Tipicamente, l?utilizzatore utilizza il dito, ed in particolare il polpastrello, per eseguire il tocco.

L?elettrodo di ingresso 8 forma parte di un ingresso differenziale 9 di un amplificatore da strumentazione (?instrumentation amplifier?) 12.

Ai capi dell?ingresso differenziale 9, sono presenti un condensatore di ingresso CI, polarizzato mediante un generatore di corrente continua (DC) GI ed un resistore di ingresso RI collegati in parallelo tra loro e con il condensatore di ingresso CI. In uso, la tensione Vd ai capi del condensatore di ingresso CI rimane costante fino a che l?utilizzatore tocca l?elettrodo 8; in questo caso, la tensione ai capi del condensatore di ingresso CI varia a causa del processo di carica/scarica elettrica attraverso il corpo dell?utilizzatore. In seguito ad un evento di tocco e conseguentemente dopo un transitorio (la cui durata ? definita dalla costante RC del parallelo tra condensatore CI e resistore RI) la tensione Vd torna al suo valore di stato stabile (?steady state?).

L?amplificatore da strumentazione 12 ? essenzialmente costituito da due amplificatori operazionali OP1 e OP2. Uno stadio di polarizzazione (buffer) OP3 ? utilizzato per polarizzare l?amplificatore da strumentazione 12 ad una tensione di modo comune VCM.

I terminali invertenti degli amplificatori operazionali OP1 e OP2 sono collegati fra loro mediante un resistore R2. Poich? i due ingressi di ciascun amplificatore operazionale OP1, OP2 devono essere al medesimo potenziale, la tensione di ingresso Vd ? applicata anche ai capi di R2 e provoca, attraverso tale resistore R2, una corrente pari a I2=Vd/R2. Questa corrente I2 non proviene dai terminali di ingresso degli amplificatori operazionali OP1, OP2 e perci? percorre i due resistori R1 collegati fra le uscite degli amplificatori operazionali OP1, OP2, in serie al resistore R2; la corrente I2, dunque percorrendo la serie dei tre resistori R1-R2-R1, produce una tensione di uscita Vd? data da Vd?=I2?(2R1+R2)=Vd?(1+2R1/R2). Pertanto, il guadagno complessivo del circuito di figura 9 risulta Ad=(1+2R1/R2). Il guadagno differenziale dipende dal valore del resistore R2 e pu? quindi essere modificato agendo sul resistore R2.

I componenti dell?amplificatore 12 sono scelti in modo tale per cui l?amplificatore 12 abbia alta impedenza (dell?ordine di 10<9 >Ohm) nella sua banda passante (scelta tra DC e 500 Hz).

La tensione Vd ai capi del condensatore di ingresso CI ? rilevata dall?amplificatore 12.

L?uscita differenziale Vd? ? dunque proporzionale al potenziale Vd in ingresso, e viene fornita in ingresso ad un convertitore analogico-digitale 14, che fornisce in uscita il segnale di variazione di carica SQ per l?unit? di elaborazione 2. Il segnale di variazione di carica SQ ?, ad esempio, un flusso digitale ad elevata risoluzione (16 bits o 24 bits).

Secondo una forma di realizzazione, il convertitore analogico-digitale 14 ? opzionale, in quanto l?unit? di elaborazione 2 pu? essere configurata per lavorare direttamente sul segnale analogico, o pu? comprendere essa stessa un convertitore analogico-digitale atto a convertire il segnale Vd?.

Secondo una diversa forma di realizzazione, disponendo di un convertitore analogico digitale (ADC) con caratteristiche opportune (es. ingresso differenziale, elevata impedenza di ingresso, alta risoluzione, range dinamico ottimizzato per le grandezze da misurare, basso rumore) lo stadio amplificatore 12 pu? essere omesso, alimentando il segnale direttamente all?ingresso del convertitore analogico digitale.

La figura 10 illustra, mediante diagramma di flusso, le operazioni eseguite dall?unit? di elaborazione 2 per elaborare il segnale fornito dal sensore di variazione di carica elettrostatica 6.

Con riferimento alla fase 60, l?unit? di elaborazione 2 riceve, dal sensore di variazione di carica elettrostatica 6, il segnale di variazione di carica SQ. Il segnale SQ ?, nella forma di realizzazione descritta, un segnale digitale. La figura 11 illustra esemplificativamente il segnale SQ generato in seguito ad un evento di contatto tra l?elettrodo di ingresso 8 e il polpastrello di un utilizzatore (evento di tocco). Sull?asse delle ordinate del segnale di variazione di carica SQ sono rappresentati i valori di potenziale Vd, indotti dal contatto fisico dell?utilizzatore con l?elettrodo di ingresso 8. Tale valore ? qui espresso in LSB (?Least Significant Bit?), ovvero il minimo valore digitale in uscita dal convertitore analogico/digitale, che ? proporzionale alla tensione rilevata all?elettrodo di ingresso 8. Tipicamente 1 LSB corrisponde ad un valore compreso tra alcuni ?V ad alcune decine di ?V. La costante di proporzionalit? (o sensitivity) dipende dal guadagno dell'amplificatore, dalla risoluzione del convertitore analogico-digitale e da eventuali elaborazioni digitali (es., oversampling, decimation ecc.). La rappresentazione in LSB ? comune nella tecnica e prescinde da una quantificazione in unit? fisiche, in quanto lo scopo ? tipicamente quello di rilevare variazioni relative, rispetto ad uno stato stazionario o basale. Sull?asse delle ascisse del segnale di variazione di carica SQ sono rappresentati i numeri progressivi del campione acquisito.

Quindi, fase 62, l?unit? di elaborazione 2 esegue una operazione di calcolo o stima della varianza del segnale SQ, ottenendo il segnale di varianza SQ_var. Il calcolo o stima della varianza ? eseguito in modo di per s? noto, ad esempio come descritto da Tony Finch in ?Incremental calculation of weighted mean and variance?, University of Cambridge Computing Service, Febbraio 2009. Altri metodi possono essere utilizzati, quali ad esempio approcci basati su filtri IIR, o altri ancora.

La figura 12 illustra, tra loro sovrapposti, il segnale di varianza SQ_var, ed il segnale dell?accelerometro filtrato Sacc_filt. Si nota che la figura 12 mostra la radice quadrata dei segnali Sacc_filt e SQ_var. L?operazione di calcolare la radice quadrata del valore della varianza ha la funzione di comprimere la dinamica del segnale di uscita, nonch? di riportarlo alla dimensione fisica iniziale. In altre parole, la varianza eleva al quadrato, la radice quadrata ripristina la dimensioni fisiche. Ad esempio, se la dimensione fisica x del segnale in ingresso ? [x]<2>; dopo la varianza ? [(x<2>)]<2>; dopo l?operazione di radice quadrata ritorna a [x]<2>.

Quindi, fase 64, viene eseguita una fase di ricerca di un punto di massimo del segnale SQ. Il punto di massimo corrisponde, in questo esempio in cui si lavora con segnali digitali (campioni), al campione il cui valore (sull?asse delle ordinate) ? il maggiore rispetto ad una pluralit? di campioni di confronto. In particolare, ciascun campione viene confrontato con il valore massimo rilevato fino a quell?istante e, se maggiore del valore massimo, il valore massimo viene aggiornato al valore del campione attuale. Questa operazione viene avviata (es., il massimo viene resettato al valore attuale) dopo il rilevamento di un evento di ?shock? da parte dell?accelerometro 4. L?evento di shock considerato ? un qualsiasi evento che causa la generazione di un segnale dell?accelerometro 4 che, dopo essere stato filtrato come precedentemente descritto (es., filtro passa alto o filtro ?Slope?), supera la soglia Th (superamento in positivo) o ?Th (superamento in negativo). Il superamento della soglia ?Th ? verificato se almeno un campione del segnale Sacc_filt supera la soglia ?Th.

In figura 12, ? il campione #28 del segnale Sacc_filt che supera in negativo la soglia ?Th (primo picco p1). Questo evento innesca (?trigger?) la ricerca del massimo del segnale SQ_var. Al campione #28, il valore massimo viene resettato al valore attuale del segnale SQ_var. Dunque, a partire dal corrispondente campione #28 (o alternativamente dal successivo, il campione #29) del segnale SQ_var, viene valutato se tale campione ha un valore (qui, in LSB) maggiore del valore massimo calcolato fino a quell?istante-. Questa operazione continua fino al rilevamento di un effettivo segnale di tocco, come descritto qui sotto nella seguente fase 66. Il valore massimo assunto dal SQ_var viene salvato in memoria. Nell?esempio di figura 12, il campione avente valore massimo ? stato riscontrato in corrispondenza del campione #36 del segnale SQ_var (campione pMAX).

Quindi, fase 66, si attende la conferma dell?avvenuto tocco sulla base del segnale dell?accelerometro 4 (es., il segnale di ?interrupt? IS precedentemente menzionato). In figura 12, tale segnale viene generato in corrispondenza del campione #90. Si interrompe quindi la ricerca del valore massimo del segnale SQ_var discussa alla fase 64.

La decisione definitiva dell?avvenuto tocco viene presa, in questa forma di realizzazione, oltre che in funzione del segnale dell?accelerometro 4, anche in funzione del segnale acquisito dal sensore di variazione di carica elettrostatica 6 ed elaborato come precedentemente discusso. In particolare, alla ricezione del segnale di interrupt IS si acquisisce un campione corrente del segnale SQ_var (ai fini della presente invenzione, tale campione corrente ? esemplificativamente quello in corrispondenza del quale ? stato ricevuto l?interrupt). Il valore del campione corrente viene confrontato con una soglia Th_Q.

In una forma di realizzazione, se il valore del campione pMAX del segnale SQ_var ? in una relazione predefinita con tale soglia (in particolare, supera la soglia Th_Q) l?evento di tocco viene confermato e vengono attivate una o pi? funzionalit? correlate a tale evento di tocco (non oggetto della presente invenzione). La soglia Th_Q ? preimpostata ad un valore scelto in fase di progettazione e comunque modificabile (ad es. compreso tra 8000 e 12000 LSB); tale valore ? scelto in base al sensore e all?elettrodo utilizzati, mediante prove in laboratorio.

In una ulteriore forma di realizzazione, se il valore del campione pMAX del segnale SQ_var ? in detta relazione predefinita con tale soglia (in particolare, supera la soglia Th_Q), allora viene effettuato un ulteriore confronto del valore del campione corrente del segnale SQ_var con una seconda soglia Th_Q? scelta come frazione del valore massimo del segnale SQ_var precedentemente identificato (ovvero, in questo esempio, quello riscontrato in corrispondenza del campione #36). Ad esempio, la seconda soglia Th_Q? ? pari ad 1/4 del valore massimo del segnale SQ_var. In questa forma di realizzazione, le operazioni summenzionate sono eseguite sul segnale di varianza sotto a radice quadrata (come precedentemente detto). Altre forme di realizzazione sono comunque possibili. Se entrambi i confronti con le soglie Th_Q e Th_Q? rispettano una rispettiva condizione predefinita (in particolare, il valore del campione pMAX del segnale SQ_var supera la soglia Th_Q e il valore corrente del segnale SQ_var ? inferiore alla soglia Th_Q?), allora l?evento di tocco viene confermato e vengono attivate una o pi? funzionalit? correlate a tale evento di tocco (non oggetto della presente invenzione).

In una ulteriore forma di realizzazione, additiva o alternativa a quelle precedentemente descritte, l?utilizzo del segnale derivante da sensore di carica elettrostatica 6 pu? altres? essere utilizzato per rilevare una condizione di tocco che perdura nel tempo, ad esempio quando l?utente esegue il tocco mantenendo la pressione per un tempo continuato di alcuni decimi di secondo (es. 0.6 secondi). Tale evento, qui identificato come ?tocco lungo?, pu? essere utilizzato per attivare ulteriori o diverse funzionalit? rispetto a quelle attivabili con un evento di tocco tradizionale, tipicamente rapido.

L?evento di tocco lungo viene identificato se il segnale SQ_var rimane sopra la soglia Th_Q per un tempo superiore ad un tempo minimo, predefinito in fase di progetto e comunque configurabile secondo necessit?. Risulta evidente che la soglia di confronto per il tocco lungo pu? essere una ulteriore soglia diversa dalle soglie Th_Q, ad esempio scelta pari a 10000 LSB. La figura 13 illustra un esempio di segnale SQ_var che identifica un tocco lungo.

Inoltre, il metodo di figura 10 pu? altres? essere utilizzato per identificare un evento di tocco multiplo (es., tocco doppio o triplo), verificando la presenza di una pluralit? di eventi di tocco consecutivi in un lasso di tempo predefinito (ed eventualmente configurabile), analogamente a quanto descritto copra con riferimento al metodo di figura 4.

La figura 14 illustra schematicamente un dispositivo elettronico 100 che include il sistema elettronico 1 precedentemente descritto, secondo una qualsiasi delle forme di realizzazione della presente invenzione.

Ad esempio, il dispositivo elettronico 100 comprende una superficie tattile 102 (superficie di rilevamento), che ? la superficie in corrispondenza della quale l?utilizzatore esegue il gesto fisico di tocco. Tale superficie ?, ad esempio di materiale plastico, con spessore di circa 1 mm. Al di sotto della superficie 102 ? posizionato il sistema elettronico 1, ad esempio alloggiato in un proprio package.

Al fine di ottimizzare la generazione di entrambi i segnali SQ e Sacc, ? preferibile, ma non necessario, che la disposizione relativa tra la superficie 102 ed il sistema elettronico 1 soddisfi uno o pi? tra i seguenti parametri:

- i sensori per la rilevazione dell?accelerazione e della variazione di carica sono disposti il pi? possibile prossimi all?area identificata come superfice di tocco; e - i sensori per la rilevazione dell?accelerazione e della variazione di carica sono posizionati prossimi l?uno all?altro, per ottimizzare la correlazione dei rispettivi segnali.

L?invenzione pu? essere efficacemente implementata in tutti quei dispositivi in cui non pu? essere presente un contatto meccanico, o per requisiti di impermeabilit?, immunit? alla polvere o robustezza meccanica. Alcuni esempi: smartphone, smartwatch, True Wireless Stereo (TWS), headset, elettrodomestici, apparecchiature industriali ecc.

I vantaggi conseguiti dalla presente invenzione sono evidenti dalla precedente descrizione.

In particolare, l?utilizzo di un accelerometro e, nella rispettiva forma di realizzazione, di un sensore di carica elettrostatica consentono di ridurre notevolmente i consumi rispetto a soluzioni che prevedono un sensore con pannello di tipo ?touch screen?.

Inoltre, la soluzione descritta con riferimento alla figura 4 (rilevamento della stazionariet? prima e/o dopo la rilevazione del primo e secondo picco) consente di ridurre significativamente i falsi positivi. La soluzione che prevede l?uso del sensore di carica elettrostatica migliora ulteriormente le prestazioni di reiezioni dei falsi positivi rispetto alla soluzione con solo accelerometro.

Inoltre, l?utilizzo del sensore di carica elettrostatica amplia la gamma di gestualit? che l?utente pu? utilizzare per impartire comandi al sistema 100 (es., il tocco lungo).

Alla presente invenzione possono essere applicate variazioni e modifiche, senza uscire dall?ambito di protezione identificato dalle rivendicazioni.

Ad esempio, possono essere previste rispettive operazioni di filtraggio (ad esempio utilizzando filtri passa-basso o passa-alto) dei segnali Sacc e SQ. In particolare il filtraggio ha la funzione di ripulire i segnali Sacc e SQ da rumore o da componenti di disturbo a frequenze non significative, o da componenti a bassa frequenza (es. componente dell?accelerazione di gravit? o movimenti riconducibili all?attivit? umana per Sacc).

Inoltre, l?elaborazione dei segnali dell?accelerometro 4 e del sensore di carica elettrostatica 6 pu? essere implementata totalmente in hardware, totalmente in software o in forma mista hardware/software, secondo necessit?.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Sistema (1) per il rilevamento di un gesto di tocco di un utilizzatore su una superficie di rilevamento (102), il sistema comprendendo:

- una unit? di elaborazione (2);

- un accelerometro (4), operativamente accoppiato all?unit? di elaborazione (2), configurato per rilevare una vibrazione in corrispondenza di detta superficie di rilevamento (102) e generare un corrispondente segnale di vibrazione (Sacc_raw),

in cui l?unit? di elaborazione (2) ? configurata per: acquisire il segnale di vibrazione (Sacc_raw), rilevare, nel segnale di vibrazione (Sacc_raw, Sacc_filt), una caratteristica di segnale (p1, p2) correlabile a detto gesto di tocco dell?utilizzatore,

rilevare, nel segnale di vibrazione (Sacc_raw, Sacc_filt), una condizione di stazionariet? precedente e/o successiva a detta caratteristica di segnale rilevata, e

convalidare detto gesto di tocco da parte dell?utilizzatore nel caso in cui sia la caratteristica di segnale che la condizione di stazionariet? precedente e/o successiva a detta caratteristica di segnale siano state rilevate.

2. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui l?operazione di rilevare detta caratteristica di segnale (p1, p2) comprende:

calcolare un segnale di vibrazione filtrato (Sacc_filt) filtrando, mediante un filtro passa-alto, il segnale di vibrazione (Sacc_raw);

rilevare un primo picco (p1) del segnale di vibrazione filtrato (Sacc_filt) eccedente una prima soglia (-Th; Th); e rilevare un secondo picco (p2) del segnale di vibrazione filtrato (Sacc_filt) eccedente una seconda soglia (+Th; -Th), in cui la prima soglia ? una tra una soglia positiva e una soglia negativa, e la seconda soglia ? l?altra tra detta soglia positiva e detta soglia negativa.

3. Sistema secondo la rivendicazione 2, in cui l?unit? di elaborazione (2) ? inoltre configurata per campionare il segnale di vibrazione (Sacc_raw), e l?operazione di calcolare il segnale di vibrazione filtrato (Sacc_filt) ? eseguita utilizzando un filtro digitale,

detta operazione di rilevare il primo picco comprendendo: rilevare un primo campione (p1) del segnale di vibrazione filtrato (Sacc_filt) che eccede la prima soglia; rilevare un secondo campione (p1?) del segnale di vibrazione filtrato (Sacc_filt) immediatamente precedente al primo campione (p1) e avente valore, in modulo, inferiore al valore, in modulo, del primo campione (p1); e rilevare un terzo campione (p1?) del segnale di vibrazione filtrato (Sacc_filt) immediatamente successivo al primo campione (p1) e avente valore, in modulo, inferiore al valore, in modulo, del primo campione (p1),

detto primo picco corrispondendo al primo campione (p1).

4. Sistema secondo la rivendicazione 3, in cui detta operazione di rilevare il secondo picco (p2) comprende: rilevare un quarto campione (p2) del segnale di vibrazione filtrato (Sacc_filt) che eccede la seconda soglia; rilevare un quinto campione (p2?) del segnale di vibrazione filtrato (Sacc_filt) immediatamente precedente il quarto campione (p2) e avente valore, in modulo, inferiore al valore, in modulo, del quarto campione (p2); e rilevare un sesto campione (p2?) del segnale di vibrazione filtrato (Sacc_filt) immediatamente successivo al quarto campione (p2) e avente valore, in modulo, inferiore al valore, in modulo, del quarto campione (p2),

detto secondo picco corrispondendo al quarto campione (p2).

5. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2-4, in cui l?operazione di rilevare detta caratteristica di segnale (p1, p2) comprende inoltre verificare che il primo picco (p1) ed il secondo picco (p2) siano ad una distanza reciproca, in termini di numero di campioni compresi tra il primo picco (p1) ed il secondo picco (p2), inferiore ad un valore massimo di numero di campioni.

6. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2-5, in cui l?operazione di rilevare, nel segnale di vibrazione (Sacc_raw, Sacc_filt), una condizione di stazionariet? precedente a detta caratteristica di segnale (p1, p2) comprende:

dopo aver rilevato il primo picco (p1), verificare che i valori di una prima pluralit? di campioni (p_pre) del segnale di vibrazione filtrato (Sacc_filt) antecedenti il primo picco (p1) siano compresi in un primo intervallo di valori di riferimento (?Th?).

7. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 2-6, in cui l?operazione di rilevare, nel segnale di vibrazione (Sacc_raw, Sacc_filt), una condizione di stazionariet? successiva a detta caratteristica di segnale (p1, p2) comprende:

dopo aver rilevato il secondo picco (p2), verificare che i valori di una seconda pluralit? di campioni (p_post) del segnale di vibrazione filtrato (Sacc_filt) successivi al secondo picco (p2) siano compresi in un secondo intervallo di valori di riferimento (?Th?).

8. Sistema secondo la rivendicazione 7, in cui l?operazione di rilevare, nel segnale di vibrazione (Sacc_raw, Sacc_filt), una condizione di stazionariet? successiva a detta caratteristica di segnale (p1, p2) comprende inoltre scartare una terza pluralit? di campioni (p_excl) del segnale di vibrazione filtrato (Sacc_filt) immediatamente successivi al secondo picco (p2) e compresi tra il secondo picco (p2) e detta seconda pluralit? di campioni del segnale di vibrazione filtrato (Sacc_filt).

9. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente inoltre un sensore di variazione di carica elettrostatica (6), operativamente accoppiato all?unit? di elaborazione (2), configurato per rilevare una variazione di carica elettrostatica in corrispondenza di detta superficie di rilevamento e, di conseguenza, generare un segnale di variazione di carica (SQ).

10. Sistema secondo la rivendicazione 9, in cui l?unit? di elaborazione (2) ? inoltre configurata per generare un segnale di varianza (SQ_var) calcolando la varianza del segnale di variazione di carica (SQ).

11. Sistema secondo la rivendicazione 10, in cui l?unit? di elaborazione (2) ? inoltre configurata per rilevare un punto di massimo (pMAX) del segnale di varianza (SQ_var) quando viene rilevata, nel segnale di vibrazione (Sacc_raw, Sacc_filt), detta caratteristica di segnale correlabile a detto gesto di tocco dell?utilizzatore.

12. Sistema secondo la rivendicazione 11, in cui l?unit? di elaborazione (2) ? inoltre configurata per:

verificare se il punto di massimo (pMAX) del segnale di varianza (SQ_var) ? in una relazione predefinita con una terza soglia, e

nel caso in cui sia la caratteristica di segnale che la condizione di stazionariet? precedente e/o successiva a detta caratteristica di segnale siano state rilevate, convalidare detto gesto di tocco solo se il punto di massimo (pMAX) del segnale di varianza (SQ_var) soddisfa detta relazione predefinita con la terza soglia.

13. Sistema secondo la rivendicazione 11, in cui l?unit? di elaborazione (2) ? inoltre configurata per:

nel caso in cui sia la caratteristica di segnale che la condizione di stazionariet? precedente e/o successiva a detta caratteristica di segnale siano state rilevate, e se il punto di massimo (pMAX) del segnale di varianza (SQ_var) soddisfa detta relazione predefinita con la terza soglia, verificare se il segnale di varianza (SQ_var) ? in una condizione di stazionariet? e convalidare detto gesto di tocco solo se il segnale di varianza (SQ_var) soddisfa detta condizione di stazionariet?.

14. Sistema secondo la rivendicazione 13, in cui la condizione di stazionariet? del segnale di varianza (SQ_var) ? soddisfatta se almeno un campione corrente del segnale di varianza (SQ_var) ha valore compreso entro un intervallo di valori di riferimento di stazionariet?.

15. Sistema secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 10-14, comprendente inoltre la fase di rilevare un evento di tocco che perdura nel tempo se il segnale di varianza (SQ_var) permane al di sopra di una quarta soglia per un per un tempo superiore ad un tempo di tocco predefinito.

16. Dispositivo elettronico (100), comprendente:

- una superficie di rilevamento (102) di un gesto di tocco da parte di un utilizzatore; e

- un sistema (1) per il rilevamento di un gesto di tocco secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-15.

17. Metodo per il rilevamento di un gesto di tocco di un utilizzatore su una superficie di rilevamento (102), utilizzando un sistema (1) che comprende: una unit? di elaborazione (2); e un accelerometro (4), operativamente accoppiato all?unit? di elaborazione (2), configurato per rilevare una vibrazione in corrispondenza di detta superficie di rilevamento (102) e generare un corrispondente segnale di vibrazione (Sacc_raw),

il metodo comprendendo le fasi, eseguite dall?unit? di elaborazione (2), di:

acquisire il segnale di vibrazione (Sacc_raw), rilevare, nel segnale di vibrazione (Sacc_raw, Sacc_filt), una caratteristica di segnale (p1, p2) correlabile a detto gesto di tocco dell?utilizzatore,

18. Metodo secondo la rivendicazione 17, in cui detto sistema (1) comprende inoltre un sensore di variazione di carica elettrostatica (6), operativamente accoppiato all?unit? di elaborazione (2),

il metodo comprendendo inoltre le fasi di rilevare, mediante il sensore di variazione di carica elettrostatica (6), una variazione di carica elettrostatica in corrispondenza di detta superficie di rilevamento e generare di conseguenza, mediante il sensore di variazione di carica elettrostatica (6), un segnale di variazione di carica (SQ).