TWI669650B - 判定觸控及力量感測表面上之觸控位置及其力量 - Google Patents

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Abstract

能夠偵測對其之多重觸控及該等觸控之力量的一投射式電容觸控及力量感測器與具有多點觸控及力量解碼能力之一數位裝置耦合在一起。一旦已確立一觸控，即可基於在該投射式電容觸控及力量感測器之掃描期間判定之電容值之改變量值而將該觸控之一力量指派給該觸控。自相關聯所追蹤觸控點施加至該觸控感測器之該等觸控力量可分別用於進一步判定三維手勢(例如，X、Y及Z位置)及力量。

Description

判定觸控及力量感測表面上之觸控位置及其力量 相關專利申請案
本申請案係於2013年3月14日提出申請之美國專利申請案第13/830,891號(其主張於2012年3月30日提出申請之美國臨時專利申請案第61/617,831號之優先權)之一部分繼續申請案。本申請案係於2013年12月5日提出申請之序號為14/097,370之美國專利申請案(其主張於2013年3月12日提出申請之序號為61/777,910之美國臨時專利申請案之優先權)之一部分繼續申請案，其中出於所有目的所有該等申請案特此以引用方式併入本文中。
本發明係關於電容觸控感測，且更特定而言，係關於判定觸控位置及施加於該等觸控位置處之壓力(力量)兩者之觸控感測。
人機介面裝置包含觸控控制系統，該等觸控控制系統係基於使用在經觸控時改變電容值之電容式感測器之觸控感測表面(例如，墊、螢幕等等)。將觸控感測器上之觸控轉換成一或多個觸控位置係較重要的。追蹤觸控感測器上之一或多個觸控亦具挑戰性。高階觸控控制系統不僅能夠偵測一觸控感測表面(諸如觸控螢幕)上之一單個觸控及/或移動而且能夠偵測其中一使用者觸控一個以上位置及/或使一 個以上手指在各別觸控感測表面上方移動(例如手勢)之所謂多點觸控情景。
多點觸控系統之關鍵挑戰係：低成本系統之有限處理速度，諸如(舉例而言但不限於)8位元微控制器結構之處理能力，此乃因此等架構可不能進行用於處理由觸控感測裝置產生之各別信號之高階數學運算。亦可存在有限觸控掃描效能，舉例而言整個系統可不能每「框架」對觸控感測器或螢幕之整個平面進行合理取樣。其他挑戰包含具有足夠程式記憶體空間以為觸控位置提供精簡、模塊化且通用之判定程式。有限的隨機存取記憶體(RAM)空間可使觸控判定系統不能同時儲存觸控偵測之多個整體「影像」及其位置。
因此，存在改良及簡化觸控判定方法之一需求。習用解決方案係基於臨限值且需要臨限值之複雜計算。因此，需要較穩健且較不計算密集之觸控判定方法。此外，存在對高品質多點觸控解碼(特定而言，可用(舉例而言但不限於)一低成本8位元微控制器架構實施之一方法及/或系統)。
目前技術之觸控感測器通常可僅判定對其之一觸控之一位置，但不能判定至該觸控感測表面之觸控之一力量值。能夠不僅判定一觸控之X-Y座標位置而且判定觸控之力量賦予可與具有帶此力量感測特徵之一觸控感測表面之一裝置一起使用之另一控制選項。
藉由本文中揭示之一觸控位置及力量判定方法及系統解決上文所提及之問題且實現其他及另外益處。
根據一實施例，一種用於解碼一觸控感測表面上之多重觸控及其力量之方法可包括以下步驟：掃描在一軸上對準之複數個通道以判定該複數個通道中之每一者之自電容值；比較該等自電容值以判定該等通道中之哪一者具有一局部最大自電容值；掃描具有該局部最大自 電容值之該至少一個通道之複數個節點以判定該等節點之互值；比較該等互值以判定該等節點中之哪一者具有最大互電容值，其中該局部最大自電容值通道上具有該最大互電容值之該節點可係一潛在觸控位置；及依據在無觸控期間及在對該潛在觸控位置之一觸控期間在該潛在觸控位置處之該節點之該等互電容值之一改變來判定該潛在觸控位置處之一力量。
根據又一實施例，該方法可包括以下步驟：判定該等自值中之至少一者是否可大於一自觸控臨限值，其中若是，則繼續至掃描具有該最大自值之該至少一個通道之複數個節點之該步驟，且若否，則以完成之方式結束一觸控偵測框架。根據又一實施例，該方法可包括以下步驟：判定該至少一個自值之左斜率值及右斜率值，其中：該左斜率值可等於該至少一個自值減去在該至少一個通道左側之一通道之一自值，且該右斜率值可等於該至少一個自值減去在該至少一個通道右側之一通道之一自值。
根據又一實施例，該方法可包括以下步驟：判定該左斜率值是否可大於零(0)且該右斜率值是否可小於零(0)，其中若是，則返回至掃描該至少一個通道之該複數個節點之該步驟，且若否，則繼續至下一步驟；判定該左斜率值是否可大於零(0)且大於該右斜率值，其中若是，則返回至掃描該至少一個通道之該複數個節點之該步驟，且若否，則繼續至下一步驟；判定該左斜率值是否可小於零(0)且大於該右斜率值之一百分比，其中若是，則返回至掃描該至少一個通道之該複數個節點之該步驟，且若否，比則繼續至下一步驟；判定是否可存在另一自值，其中若是，則返回至使用該另一自值判定該等自值中之至少一者是否可大於該自觸控臨限值之該步驟，且若否，則以完成之方式結束一觸控偵測框架。
根據又一實施例，該方法可包括以下步驟：判定該等互值中之 至少一者是否可大於一互觸控臨限值，其中若是則繼續至掃描具有該最大自值之該至少一個通道之複數個節點之該步驟，且若否，則以完成之方式結束該觸控偵測框架。根據又一實施例，該方法可包括以下步驟：判定下一斜率值，其中該下一斜率值可等於一當前互值減去下一節點之下一互值；及判定前一斜率值，其中該前一斜率值可等於該當前互值減去前一節點之前一互值。
根據又一實施例，該方法可包括以下步驟：判定該下一斜率值是否可小於零(0)且該前一斜率值是否可大於零(0)，其中若是，則開始驗證該節點之步驟，且若否，則繼續至下一步驟；判定該下一斜率值是否可大於零(0)且小於該前一斜率值之一百分比，其中若是，則開始驗證該節點之該步驟，且若否，則繼續至下一步驟；判定該下一斜率值是否可小於零(0)且大於該前一斜率值，其中若是，則開始驗證該節點之該步驟，且若否，則繼續至下一步驟；判定是否可存在另一互值，其中若是，則返回至判定該等互值中之至少一者是否可大於該互觸控臨限值之該步驟，且若否，值則繼續該下一步驟；及判定是否可存在另一自值，其中若是，則檢查另一自值且返回至判定該等自值中之至少一者是否可大於一自觸控臨限值之該步驟，且若否，則以完成之方式結束該觸控偵測框架。
根據方法之又一實施例，驗證該節點之該步驟可包括以下步驟：將具有一局部最大互值之該節點識別為一當前節點；判定在該當前節點北側是否可存在一有效節點，其中若否，則繼續至判定在該當前節點南側是否可存在一有效節點之步驟，且若是，則對該北側節點執行一互量測且繼續至下一步驟；判定該北側節點是否可大於該當前節點，若是，則使該北側節點成為該當前節點且繼續至判定此節點處是否已存在一觸控點之步驟，且若否，則繼續至該下一步驟；判定在該當前節點南側是否可存在一有效節點，其中若否，則繼續至判定在 該當前節點東側是否可存在一有效節點之步驟，且若是，則對該南側節點執行一互量測且繼續至下一步驟；判定該南側節點是否可大於該當前節點，其中若是，則使該南側節點成為該當前節點且繼續至判定此節點處是否已存在一觸控點之步驟，且若否，則繼續至下一步驟；判定在該當前節點東側是否可存在一有效節點，其中若否，則繼續至判定在該當前節點西側是否可存在一有效節點之步驟，且若是，則對該東側節點執行一互量測且繼續至下一步驟；判定該東側節點是否可大於該當前節點，若是，則使該東側節點成為該當前節點且繼續至判定此節點處是否已存在一觸控點之步驟，且若否，則繼續至下一步驟；判定在該當前節點西側是否可存在一有效節點，其中若否，則繼續至判定在該當前節點左側是否可存在一有效節點之步驟，且若是，則對該西側節點執行一互量測且繼續至下一步驟；判定該西側節點是否可大於該當前節點，若是，則使該西側節點成為該當前節點且繼續至判定此節點處是否已存在一觸控點之步驟，且若否，則繼續至下一步驟；判定在該當前節點左側是否可存在一有效節點，其中若否，則將一左互值定義為一中心互值減去一右互值且繼續至判定該節點之一精細位置之步驟，且若是，則對該左側節點執行一互量測且繼續至下一步驟；判定在該當前節點右側是否可存在一有效節點，其中若否，則將該互值定義為該中心互值減去該左互值且繼續至判定該節點之精細位置之步驟，且若是，則對該右節點執行一互量測且繼續至下一步驟；藉由以下步驟來定義該節點之一精細位置：自該右值減去該左值，將此差除以該中心值且將其結果乘以64，且繼續至下一步驟；且判定是否對每一軸執行內插，其中若是，則將另一觸控點新增至所有所偵測觸控點之一清單且返回至判定是否可存在額外互值之步驟，且若否，則藉由使用另一軸之左節點及右節點來內插該另一軸以在判定在該當前節點左側是否可存在一有效節點之該步驟處再次開始。
根據另一實施例，一種用於判定在具有一視覺顯示器之一觸控感測表面上之手勢運動及其力量的系統可包括：第一複數個電極，其沿具有一第一軸之一平行定向配置，其中該第一複數個電極中之每一者可包括一自電容；第二複數個電極，其沿具有實質上垂直於該第一軸之一第二軸之一平行定向配置，該第一複數個電極可定位於該第二複數個電極上方且形成包括該第一複數個電極與該第二複數個電極之重疊相交點之複數個節點，其中該複數個節點中之每一者可包括一互電容；一撓性導電蓋，其位於該第一複數個電極上方，其中該撓性導電蓋之一面形成該觸控感測表面；複數個可變形間隔件，其介於該撓性導電蓋與該第一複數個電極之間，其中該複數個可變形間隔件維持該撓性導電蓋與該第一複數個電極之間的一距離；一數位處理器與記憶體，其中該數位處理器之數位輸出可耦合至該第一複數個電極及該第二複數個電極；一類比前端，其耦合至該第一複數個電極及該第二複數個電極；一類比轉數位轉換器(ADC)，其具有耦合至該數位處理器之至少一個數位輸出；其中可藉由該類比前端來針對該第一複數個電極中之每一者量測該等自電容之值，該等所量測自電容之該等值可儲存於該記憶體中；可藉由該類比前端量測具有最大自電容值中之至少一者的該等第一電極中之至少一者的該等節點之該等互電容之值，該等所量測互電容之該等值可儲存於該記憶體中；且該數位處理器使用該等所儲存之自電容值及互電容值來判定一手勢運動及與其相關聯之施加至該觸控感測表面之至少一個力量。
根據又一實施例，該數位處理器、該記憶體、該類比前端及該ADC可係由一數位裝置提供。根據又一實施例，該數位裝置可包括一微控制器。根據又一實施例，該撓性導電蓋可包括一撓性金屬基板。根據又一實施例，該撓性導電蓋可包括一撓性非金屬基板及在其表面上之一導電塗層。根據又一實施例，該撓性導電蓋可包括一實質上透 光撓性基板及在該撓性基板之一表面上之一氧化銦錫(ITO)塗層。根據又一實施例，該撓性導電蓋可包括一實質上透光撓性基板及在該撓性基板之一表面上之一氧化銻錫(ATO)塗層。
根據另一實施例，用於判定手勢運動及與其相關聯之至少一個力量之方法可包括：藉由用一第一力量觸控在該視覺顯示器中所展示之一物件來選擇該物件之步驟。根據又一實施例，該方法可包括以下步驟：藉由用一第二力量觸控該物件來將該物件鎖定於適當位置中。 根據又一實施例，該方法可包括以下步驟：藉由用一第三力量觸控該物件且使該觸控沿一方向跨越該觸控感測表面移動來釋放對該物件之該鎖定。根據又一實施例，該方法可包括以下步驟：藉由移除對該物件之處一第一力量之該觸控且然後以一第二力量再次觸控該物件來釋放對該物件之該鎖定。根據方法之又一實施例，該第二力量可大於該第一力量。
根據另一實施例，一種用於判定手勢運動及與其相關聯之至少一個力量之方法可包括以下步驟：用一第一力量觸控視覺顯示器中所展示之一物件之一右側部分；用一第二力量觸控該物件之一左側部分，其中在該第一力量可大於該第二力量時該物件沿一第一方向旋轉，且當該第二力量可大於該第一力量時該物件沿一第二方向旋轉。
根據方法之又一實施例，該第一方向可係順時針且該第二方向可係逆時針。根據方法之又一實施例，當該物件之該左側部分處之該觸控朝向該物件之該右側部分移動時該物件沿一第三方向旋轉，且當該物件之該右側部分處之該觸控朝向該物件之該左側部分移動時，該物件可沿一第四方向旋轉。根據方法之又一實施例，該第一方向及該第二方向可實質上垂直於該第三方向及該第四方向。
根據又一實施例，用於判定手勢運動及與其相關聯之至少一個力量之方法可包括以下步驟：藉由用一力量觸控視覺顯示器中所展示 之一物件之一部分來改變該物件之一大小，其中該力量愈大，則該物件之該大小變得愈大。根據方法之又一實施例，當可自該物件移離該觸控及該力量時，該物件之該大小可係固定的。根據方法之又一實施例，該物件之該大小與施加至該物件之力量的量成比例地變化。
根據又一實施例，用於判定手勢運動及與其相關聯之至少一個力量之方法可包括以下步驟：藉由用足以翻閱視覺顯示器中所展示之一文件之頁面的一力量觸控該文件之一部分來處置該等頁面。根據方法之又一實施例，移除一當前可見也之步驟可進一步包括以下步驟：使當前可見頁面處之觸控沿與該觸控感測表面平行之一第一方向移動。根據方法之又一實施例，將經移除頁面插入至一新文件中之步驟可包括以下步驟：在新文件附近用力量觸控該經移除頁面。
根據又一實施例，用於判定手勢運動及與其相關聯之至少一個力量之方法可包括：藉由用不同力量觸控視覺顯示器中所展示之一文數字元來改變該文數字元之值，其中一第一力量將致使該文數字元遞增且一第二力量將致使該文數字元遞減。根據方法之又一實施例，當可自該文數字元且平行於該觸控感測表面移離該觸控時可鎖定該文數字元之該值。
根據又一實施例，用於判定手勢運動及與其相關聯之至少一個力量之方法可包括以下步驟：藉由用一力量觸控視覺顯示器中所展示之一文數字元之一上部部分來使該文數字元之一值遞增，且藉由用該力量觸控該文數字元之一下部部分來使該文數字元之該值遞減。根據方法之又一實施例，當可自該文數字元且平行於該觸控感測表面移離該觸控時可鎖定該文數字元之該值。根據方法之又一實施例，使該文數字元之該值遞增或遞減之一速度可與分別施加至該文數字元之上部部分或下部部分之該力量之一量值成比例。根據方法之又一實施例，該文數字元可係一數字。根據方法之又一實施例，該文數字元可係一 字母表之一字母。
102‧‧‧觸控感測器
103‧‧‧撓性導電蓋/撓性蓋/導電撓性蓋
104‧‧‧導電行/傳導性行/行
104a‧‧‧傳輸器(底部)傳導性行/底部傳導性行
105‧‧‧導電列/傳導性列/列
106‧‧‧數位處理器與記憶體/數位處理器/記憶體
108‧‧‧類比轉數位轉換器控制器
110‧‧‧電容觸控類比前端
112‧‧‧數位裝置
120‧‧‧互電容
232‧‧‧基板
234‧‧‧間隔件
236‧‧‧室
238‧‧‧電容式感測器
242‧‧‧力量
334‧‧‧可變形間隔件
420‧‧‧資料值
422‧‧‧資料值
502‧‧‧資料獲取
504‧‧‧觸控識別
505‧‧‧力量識別
506‧‧‧觸控及力量追蹤
508‧‧‧資料輸出
510‧‧‧峰值偵測
512‧‧‧微調
514‧‧‧內插
1020‧‧‧手指/平伸手指
1022‧‧‧指尖
1024‧‧‧觸控位置
1026‧‧‧觸控位置
2400‧‧‧手
2402‧‧‧手指
2504‧‧‧左定向手指/手指
2506‧‧‧手指/右定向手指
2608‧‧‧物件
2710‧‧‧文件
2814‧‧‧文數字元
A‧‧‧節點
B‧‧‧節點
C‧‧‧節點
D‧‧‧節點
E‧‧‧節點
結合附圖參考下文闡述可獲得對本發明之一更全面地理解，在附圖中：圖1根據本發明之教示圖解說明具有一電容觸控感測器、一電容觸控類比前端及一數位處理器之一電子系統之一示意性方塊圖；圖2根據本發明之教示圖解說明金屬表面電容觸控感測器之示意性立面圖；圖3根據本發明之教示圖解說明能夠偵測對其之觸控之位置及彼等觸控之力量之一觸控感測器之一示意性立面圖；圖4A至圖4D根據本發明之教示圖解說明具有各種電容觸控感測器組態之觸控感測器之示意性平面圖；圖4E及圖4F根據本發明之教示圖解說明至一觸控感測器之一單個觸控之自電容及互電容觸控偵測之示意性平面圖；圖4G至圖4K根據本發明之教示圖解說明至一觸控感測器之兩個觸控之自電容及互電容觸控偵測之示意性平面圖；圖5根據本發明之特定實例性實施例圖解說明如圖1中所展示之一觸控感測器之多點觸控及力量解碼之一示意性程序流程圖；圖6根據本發明之特定實例性實施例圖解說明單個觸控峰值偵測資料之一圖表；圖7圖解說明根據本發明之特定實例性實施例之一觸控感測器之潛在觸控及互觸控位置之一示意性平面圖；圖8根據本發明之特定實例性實施例圖解說明展示其一快取資料窗之一觸控感測器之一示意性平面圖圖式；圖9根據本發明之特定實例性實施例圖解說明針對兩個觸控峰值偵測資料之自掃描值之一圖表及互掃描值之一表； 圖10及圖11根據本發明之教示圖解說明用於一點加權實例之歷史及當前點位置之示意性圖；圖12根據本發明之教示圖解說明一法向手指觸控及一平伸手指觸控之示意圖；圖13至圖23根據本發明之特定實例性實施例圖解說明關於觸控解碼及經解碼觸控之力量判定之示意性程序流程圖；圖24根據本發明之一特定實例性實施例圖解說明一手之一手指觸控一觸控感測器之一表面之一示意性平面圖；圖25根據本發明之另一特定實例性實施例圖解說明一手之兩個手指觸控一觸控感測器之一表面之一示意性平面圖；圖26根據本發明之另一特定實例性實施例圖解說明一手之一手指觸控投射於一觸控感測器之一表面上之一物件之一示意性平面圖；圖27根據本發明之另一特定實例性實施例圖解說明一手之一手指觸控投射於一觸控感測器之一表面上之一文件之一示意性平面圖；及圖28根據本發明之另一特定實例性實施例圖解說明一手之一手指觸控投射於一觸控感測器之一表面上之一數字之一個數位之一示意性平面圖。
雖然本發明易於作出各種修改及替代形式，但在圖式中是顯示並在本文中詳細描述其具體實例性實施例。然而，應瞭解，本文對特定實例性實施例之說明並非打算將本發明限定於本文中所揭示之特定形式，而是相反，本發明將涵蓋所附申請專利範圍所界定的所有修改及等效形式。
根據各種實施例，可提供一系列最佳化程序，該等程序掃描於一表面(例如，觸控感測器顯示器或面板)上配置成一矩陣之複數個傳 導性(導電)行及列，且識別並追蹤至該等行及列之複數個觸控及該等觸控之力量。根據本發明之特定實施例，此等程序可進一步經最佳化以用於與一低成本8位元微控制器一起操作。
一旦已確立一觸控，即可基於在一觸控感測器之掃描期間判定之電容值之改變量值而將該觸控之一力量指派給該觸控，如上文中所更全面地闡述。此外，自相關聯所追蹤觸控點施加至觸控感測器之觸控力量可分別用於進一步判定三維手勢(例如，X、Y及Z位置)及力量。舉例而言，一觸控位置處之比例力量允許對投射至觸控感測器之一螢幕上之一物件之三維控制。(例如)一個以上觸控(多個手指觸控觸控感測器之面)期間多個點上之不同壓力允許物件旋轉控制。一特定力量下之一觸控可允許選擇一物件且一不同(例如，較大)力量下之一觸控可用於將該物件之位置固定於觸控感測器之顯示器上。
搖動多點觸控按壓以產生變化觸控力量可用於旋轉一物件。一垂直運動(例如，垂直滑動)按壓可用於比例調整一物件之一垂直大小。一水平運動(例如，水平滑動)按壓可用於比例調整一物件之一水平大小。用變化力量觸控可用於翻閱一文件之頁面。一變化力量可用於將一頁面插入至一文件之一頁面堆疊中。一垂直或水平手勢及力量可用於啟動一功能，例如，清空垃圾桶圖示。變化觸控壓力可用於將一頁面自一文件取走以用於傳輸至另一顯示器。變化觸控壓力可改變一手勢移動之範疇，例如，選擇一圖片而非全部文件。用一掃掠手勢之按壓可用於一物件釋放及摒棄。變化觸控壓力可用於選擇文數字元或卸除功能框。
根據各種實施例，此等程序利用自掃描及互掃描兩者來執行對用於觸控感測之複數個傳導性行及列之一最佳化掃描。使用上述情況作為基礎，所提出程序可使用來自複數個傳導性行及列之資料之一子集以便進行觸控位置識別及追蹤必需之所有處理。各種實施例具體側 重於用於達成觸控位置識別及追蹤之一低資源需求解決方案。
根據各種實施例，可首先量測傳導性行或列之自電容，然後可結合傳導性列或行之另一軸量測僅彼等傳導性行或列之互電容。本文中所揭示之各種實施例克服以下問題：將此等自電容及互電容量測值轉變成一或多個觸控及其力量，及透過如上文中所闡述之傳導性行或列之電容量測值之多個框架來追蹤此一或多個觸控及其力量。
根據各種實施例，使用本文中所揭示及所主張之各種獨特技術，至少一個程序可掃描配置成一矩陣之複數個傳導性行及列，偵測並追蹤高達N個觸控。一峰值偵測程序檢查斜率比以準確且快速地判定峰值量測值。根據各種實施例，可透過時間在複數個傳導性行或列中之相關聯者上解決追蹤多個觸控位置之挑戰。
各種實施例可允許N個觸控以補償不同手指位置之觸控，諸如例如防止經遺漏觸控且實質上消除不正確觸控之一平伸手指。
根據各種實施例，提供一程序用於快速識別準確觸控而非僅查看真實峰值，其中可藉由使用本文中揭示用於觸控識別之各種技術來檢查斜率比來找到一「虛擬」峰值。根據本發明之教示，可使用一獨特程序組合來達成多點觸控解碼之較佳準確度及速度改良。舉例而言，一峰值偵測程序可實施為一「模糊」峰值偵測程序，該程序檢查斜率關係，而非僅所量測傳導性行之間的斜率之正負號。此外，可使用藉由檢查其毗鄰值將一潛在觸控位置「微調」至一最佳位置的一所謂「微調技術」。可使用「窗型」資料快取記憶體來在一低容量RAM環境(例如，8位元微控制器)中加速處理。可使用內插法來基於毗鄰其之所量測值來增加觸控位置解析度。可使用多點觸控追蹤來透過時間識別N個觸控。可使用多點觸控追蹤來透過時間追蹤N個觸控。可在一加權方法中使用加權匹配來隨時間最佳匹配觸控點。「區域」偵測可使用基於針對以給定觸控位置之經微調值之總和而允許容易區域 及/或壓力偵測之一程序。
顯著解碼準確度及速度之改良可將新穎技術之一組合供用於一低記憶體容量及低成本數位處理器中，例如，微控制器、微處理器、數位信號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、可程式化邏輯陣列(PLA)等。各種實施例可追蹤(舉例而言但不限於)一3.5英吋觸控感測器電容式感測器陣列上之八個或八個以上觸控及其力量。舉例而言在使用一Microchip PIC18F46K22(64K ROM，<4K RAM)微控制器時。
現在參考圖式，示意性地圖解說明實例性實施例之細節。圖式中，將由相同編號表示相同元件，且將由帶有一不同小寫字母後綴之相同編號表示相似元件。
參考圖1，其繪示根據本發明教示之具有一電容觸控感測器、一電容觸控類比前端及一數位處理器之一電子系統之一示意性方塊圖。 一數位裝置112可包括一數位處理器與記憶體106、一類比轉數位轉換器(ADC)控制器108及一電容觸控類比前端(AFE)110。數位裝置112可耦合至一觸控感測器102，該觸控感測器由配置成一矩陣之複數個導電行104及導電列105組成且其上方具有一撓性導電蓋103。預期且在本發明之範疇內，傳導性列105及/或傳導性行104可係(舉例而言但不限制於)印刷電路板導體、導線、一透明基板(例如，顯示器/觸控螢幕等)上之氧化銦錫(ITO)或氧化銻錫(ATO)塗層或其任何組合。撓性導電蓋103可包括金屬、傳導性非金屬材料、一撓性透明基板(塑膠)上之ITO或ATO塗層等。數位裝置112可包括一微控制器、微處理器、數位信號處理器、特殊應用積體電路(ASIC)、可程式化邏輯陣列(PLA)等，且可進一步包括一或多個積體電路(未展示)(經封裝或未經封裝)。
參考圖2，其繪示根據本發明教示之金屬表面電容觸控感測器之 示意性立面圖。一電容式感測器238位於一基板232上。間隔件234位於電容式感測器238之任一側上，且一導電撓性蓋103(例如，金屬、經ITO或ATO塗佈之塑膠等)定位於間隔件234之頂部上且在電容式感測器238上方形成一室236。在將一力量242施加至撓性蓋103上之一位置時，撓性蓋103朝向電容式感測器238移動，藉此增加其電容。量測電容式感測器238之電容值且其電容值之一增加將指示力量242(例如，觸控)之位置。撓性蓋103朝向電容式感測器238之面移動愈近，電容式感測器238之電容值將增加。金屬表面電容觸控技術更全面地闡述於Keith Curtis及Dieter Peter之標題為「mTouchTM Metal over Cap Technology」之應用註解AN1325中，該應用註解可自www.microchip.com處獲得且出於所有目的特此以引用方式併入本文中。
參考圖3，其繪示根據本發明教示之能夠偵測對其之觸控之位置及彼等觸控之力量兩者之一觸控感測器之一示意性立面圖。能夠偵測對其之一觸控之一位置及對其之觸控之一力量兩者之一觸控感測器(通常由數字102表示)可包括複數個傳導性列105、複數個傳導性行104、複數個可變形間隔件334及一撓性導電蓋103。
傳導性行104及傳導性列105可用於判定一觸控之一位置(在上文中所提及之標題為「mTouchTM Projected Capacitive Touch Screen Sensing Theory of Operation」之技術通報TB3064中更全面地闡述)，且觸控位置處及其周圍之傳導性行104之電容值之改變量值可用於判定力量242(施加於觸控位置處之壓力的量)。複數個可變形間隔件334可用於在無力量242施加至撓性導電蓋103時維持撓性傳導性蓋103與傳導性行104之一前表面之間的一恆定間隔。當力量242施加至撓性導電蓋103上之一位置時，撓性導電蓋103將朝向至少一個傳導性行104偏置，藉此增加其電容。電容值之直接量測值及/或電容值之比率可 用於判定施加於觸控位置處之力量242之量值。
返回參考圖1，數位裝置112(例如，微控制器)現在包含增強對此電容值改變之偵測及評估之周邊裝置。各種電容觸控系統應用之更詳細說明更全面地揭示於微晶片技術有限公司(Microchip Technology Incorporated)應用註解AN1298、AN1325及AN1334中，該等應用註解可在www.microchip.com處獲得且出於所有目的而特此以引用方式併入本文中。
一種此應用利用電容分壓器(CVD)方法來判定一電容值及/或評估電容值是否已改變。CVD方法更全面地闡述於應用註解AN1208(可在www.microchip.com處獲得)中；且CVD方法之一更詳細闡釋呈現於Dieter Peter之標題為「Capacitive Touch Sensing using an Internal Capacitor of an Analog-To-Digital Converter(ADC)and a Voltage Reference」之共同所有美國專利申請公開案第US 2010/0181180號中，其中出於所有目的該應用註解及該美國專利申請公開案兩者特此以引用方式併入本文中。
一充電時間量測單元(CTMU)可用於極其準確之電容量測。 CTMU更全面地闡述於微晶片應用註解AN1250及AN1375(在www.microchip.com處可獲得)以及標題為「Measuring a long time period」之共同擁有之美國專利第US 7,460,441 B2號及標題為「Current-time digital-to-analog converter」之US 7,764,213 B2(兩者作者皆係James E.Bartling)中；其中全部上述內容出於各種目的以引用方式併入本文中。
預期且在本發明之範疇內，具有必需解析度之任何類型之電容量測電路可用於判定複數個傳導性行104及節點(行104與列105之相交點)之電容值，且熟習電子此項技術且自本發明獲益者可實施此一電容量測電路。
參考圖4A至圖4D，其繪示根據本發明教示之具有各種電容觸控感測器組態之觸控感測器之示意性平面圖。圖4A展示傳導性行104及傳導性列105。傳導性行104中之每一者具有在處於一靜態狀態中時可個別量測之一「自電容」，或所有傳導性列105可在傳導性行104中之每一者已對其進行自電容量測時經主動激發。全部傳導性列105之主動激發可為傳導性行104之個別電容量測提供一更強量測信號。
舉例而言，若在一自電容掃描期間在傳導性行104中之一者上偵測到一觸控，則在其一互電容掃描期間僅需要進一步量測其上偵測有觸控之彼傳導性行104。自電容掃描可僅判定傳導性行104中之哪一者已經觸控，而非在沿著彼傳導性行104之軸之何位置處其經觸控。互電容掃描可藉由一次一個地個別激發(驅動)傳導性列105且量測與傳導性列105相交(交叉)之彼傳導性行104上之位置中之每一者之一互電容值來判定沿著彼傳導性行104之軸之觸控位置。一絕緣非傳導性電介質(未展示)可存在於傳導性行104與傳導性列105之間並將其分離。 在傳導性行104與傳導性列105相交(交叉)之情況下，藉此形成互電容120。在上文自電容掃描期間，所有傳導性列105可接地或用一邏輯信號驅動，藉此形成與傳導性行104中之每一者相關聯之個別行電容器。
圖4B及圖4C展示傳導性行104及傳導性列105之菱形形狀圖案之交錯。此組態可使每一軸向傳導性行及/或列至一觸控之曝露最大化(例如，較佳敏感性)，其中傳導性行104與傳導性列105之間具有一較小重疊。圖4D展示構成梳狀咬合指狀件之接收器(頂部)傳導性列(例如，電極)105a及傳輸器(底部)傳導性行104a。傳導性行104a及傳導性列105a以一並排平面圖展示，但通常頂部傳導性列105a將在底部傳導性行104a上方。自電容及互電容觸控偵測更全面地闡述於Todd O'Connor之標題為「mTouchTM Projected Capacitive Touch Screen Sensing Theory of Operation」之技術通報TB3064(在www.microchip.com處可獲得)及之標題為「Capacitive Touch System Using Both Self and Mutual Capacitance」之共同所有之美國專利申請公開案第US 2012/0113047號中，其中出於所有目的該技術通報及該美國專利申請公開案兩者特此以引用方式併入本文中。
參考圖4E及圖4F，其繪示根據本發明教示之對至一觸控感測器之一單個觸控之自電容及互電容觸控偵測之示意性平面圖。在圖4E中，一觸控(由一手指之一部分之一圖片表示)位於大約(X05,Y07)之座標處。在自電容觸控偵測期間，可量測列Y01至Y09中之每一者以判定其電容值。應注意，已取得針對列Y01至Y09中之每一者之在無對其之觸控之情況下之基準電容值並將其儲存於一記憶體(例如，記憶體106(圖1))中。列Y01至Y09之基準電容值之任何顯著電容改變將係明顯的且視為一手指觸控。在圖4E中所展示之實例中，手指正觸控列Y07且彼列之電容值將改變，指示對其之一觸控。然而，依據自電容量測值仍無法得知此列上何處已發生觸控。
一旦已使用其自電容改變判定經觸控列(Y07)，互電容偵測可用於判定經觸控列(Y07)上何處已發生觸控。上述情形可藉由一次一個地激發行X01至X12中之每一者(例如，將一電壓脈衝置於其上)同時在行X01至X12中之每一者經個別激發時量測列Y07之電容值來完成。致使列Y07之電容值之最大改變之行(X05)激發將係對應於行X05與列Y07相交點之彼列上之位置，因此單個觸控位於點或節點(X05,Y07)處。使用自電容及互電容觸控偵測顯著減少列及行掃描之數目以獲得觸控感測器102上之(X,Y)觸控座標。在此實例中，在自電容觸控偵測期間掃描九(9)個列且在互電容觸控偵測期間掃描十二(12)個行，總計9+12=21個掃描。若使用每一節點(位置)之個別x-y電容觸控感測器，則將需要9×12=108個掃描以找到此一個觸控(一顯著差異)。預 期且在本發明之範疇內，可首先判定行X01至X21之自電容，接著藉由激發每一列Y01至Y09判定一所選擇行之所判定互電容以找到所選擇行上之觸控位置。
參考圖4G至圖4K，其繪示根據本發明教示之至一觸控感測器之兩個觸控之自電容及互電容觸控偵測之示意性平面圖。在圖4G中，兩個觸控(由兩個手指之部分之一圖片表示)位於大約座標(X05,Y07)(針對觸控#1)及(X02,Y03)(觸控#2)。在自電容觸控偵測期間，可量測列Y01至Y09中之每一者以判定其電容值。應注意，已取得針對列Y01至Y09中之每一者之在無對其之觸控之情況下之基準電容值並將其儲存於一記憶體(例如，記憶體106(圖1))中。列Y01至Y09之基準電容值之任何顯著電容改變將係明顯的且視為手指觸控。在圖4H中所展示之實例中，第一手指正觸控列Y07且第二手指正觸控列Y03，其中彼兩個列之電容值將改變，指示對其之觸控。然而，依據自電容量測值仍無法得知此兩個列上何處已發生觸控。
一旦已使用其自電容改變判定經觸控列(Y07及Y03)，互電容偵測可用於判定此兩個經觸控列(Y07及Y03)上何處已發生觸控。參考圖4I，上述情形可藉由一次一個地激發行X01至X12中之每一者(例如，將一電壓脈衝置於其上)同時在行X01至X12中之每一者經個別激發時量測列Y07之電容值來完成。致使列Y07之電容值之最大改變之行(X05)激發將係對應於行X05與列Y07相交點之彼列上之位置。參考圖4J，同樣地，在各別激發行X01至X12中之每一者時量測列Y03之電容值判定行Y03上何處已發生觸控#2。參考圖4K，兩個觸控在點或節點(X05,Y07)及(X02,Y03)處。預期且在本發明之範疇內，若可同時量測所選擇列(例如，Y07及Y03)中之一個以上者之電容，則判定至觸控感測器102之兩個觸控中僅需要一組個別行X01至X12激發。
參考圖5，其繪示根據本發明之特定實例性實施例之如圖1中所 展示之一觸控感測器之多點觸控及力量解碼之一示意性程序流程圖。 多點觸控解碼之一程序可包括以下步驟：資料獲取502、觸控識別504、力量識別505、觸控及力量追蹤506及資料輸出508。觸控識別504之步驟可進一步包括以下步驟：峰值偵測510、微調512及內插514，下文中更全面地闡述。
資料獲取
資料獲取502係以下程序：對複數個傳導性行104或傳導性列105進行自電容量測，且接著對複數個傳導性行104或傳導性列105中之所選擇者之互電容量測，及複數個傳導性列105或傳導性行104分別與其相交以獲取觸控識別資料。觸控識別資料可進一步經處理以分別使用觸控識別504及力量識別505之程序來在觸控感測器102上定位潛在觸控及其力量，如下文中更全面地闡述。
觸控識別
觸控識別504係使用在資料獲取502程序期間所獲取之觸控識別資料來在觸控感測器102上定位潛在觸控之程序。以下係用以使用其自電容量測值來判定選擇具有對其一觸控之複數個傳導性行104或傳導性列105中之哪些者及使用其互電容量測來判定所選擇傳導性行104或傳導性列105上何處已發生觸控的一序列處理步驟。
峰值偵測
峰值偵測510係識別潛在觸控位置可位於觸控感測器102上何處之程序。然而，根據本發明之教示，替代僅查看實際所偵測「峰值」，可有意地使峰值偵測「模糊」，例如，藉由查找斜率值之差之比率以及斜率「正負號」而非僅一低-高-低值序列來識別可能峰值。可藉由檢查斜率比(例如，2：1斜率比)來偵測一「虛擬」峰值，其中斜率之一改變可識別為一可能峰值。可重複上述情況直至偵測不到額外峰值為止。
微調
微調512係一旦一潛在觸控位置已經識別即檢查其每一毗鄰位置之程序。若毗鄰位置具有大於現有觸控可能位置之一值，則消除當前潛在觸控位置且將具有較大值之毗鄰位置識別為潛在觸控位置(參見圖8及下文中對其之闡述)。
內插
一旦已識別一觸控位置，內插514即係檢查毗鄰值以產生一較高解析度位置之程序。
力量識別
力量識別505係結合在觸控識別504程序期間所識別之潛在觸控位置使用在資料獲取502程序期間所獲取之觸控識別資料中之某些資料之程序。可比較在觸控識別504程序期間所判定之與潛在觸控位置相關聯之互電容量測值與在無觸控施加至其之情況下彼等相同位置之參考電容值(較小電容值)。一電容改變之量值可藉此用於判定由先前判定之相關聯潛在觸控所施加之力量。
觸控及力量追蹤
觸控及力量追蹤506係比較觸控識別資料之時間順序「框架」且然後判定哪些觸控在順序框架之間相關聯之程序。加權及「最佳猜測」匹配之組合可用於在上文中所闡述之資料獲取502程序期間通過多個框架追蹤觸控及其力量。針對所偵測之每一峰值及前一框架上所識別之每一觸控重複上述情形。一「框架」係用以在一特定時間處擷取一單個觸控組之複數個傳導性行104或傳導性列105之自電容及互電容量測之集合。複數個傳導性行104或傳導性列105之自電容及互電容量測之每一掃描全集(一「框架」)在與彼框架相關聯之一給定時間處獲取觸控感測器102之觸控識別資料。
觸控及力量追蹤506使一個框架中之一給定觸控與一隨後框架中 之一給定觸控相關聯。觸控及力量追蹤可形成觸控框架之一歷史，且可使一當前框架之觸控位置與前一(若干)框架之觸控位置相關聯。為使前一觸控位置與一當前潛在觸控位置相關聯，可使用一「加權」功能。(不同框架之)時間順序觸控位置之間的加權值(本文中「權數」與「加權值」將可互換使用)表示(不同框架之)時間順序觸控位置彼此相關聯之可能性。距離計算可用於指派此等相關聯觸控位置之間的加權值。用於判定觸控位置之間的加權值之一「真」但複雜且處理器密集計算係：加權值=SQRT[(Xprevious-Xcurrent)2+(Yprevious-Ycurrent)2] 方程式(1)
可使用量測X及Y且接著一起求其總和之一經簡化距離(加權值)計算：加權值'=ABS(Xprevious-Xcurrent)+ABS(Yprevious-Ycurrent) 方程式(2)
上述經簡化加權值計算方程式(2)針對一給定加權值形成一菱形形狀圖案替代更複雜加權值計算方程式(1)之一圓形圖案。方程式(2)之使用針對一簡單處理系統中之加權值計算之速度可係最佳化的，可基於X距離改變與Y距離改變之總和(例如，本文中上述方程式(2))而計算距離。一較佳加權值可定義為順序觸控位置之間的一較小距離。
針對每一新觸控位置，可依據前一框架針對所有觸控位置計算一加權值。然後使新觸控位置與其之間具有最佳加權值之前一觸控位置相關聯。若前一觸控位置已具有來自前一框架之一相關聯觸控位置，則可檢查每一觸控位置之一次級次佳加權值。然後可使具有低成本次佳加權值之觸控位置移位至其次佳位置，且另一觸控位置可保持為最佳觸控位置。重複此程序直至所有觸控位置已與前一框架觸控位置相關聯，或已經識別為具有新位置之「新觸控」，其中無來自前一框架之觸控位置接近於新觸控位置。
上文所提及加權程序之一替代方案可係利用自上兩個位置形成 一向量來形成最可能下一位置之一基於向量之程序。此基於向量之加權程序可使用與上文所提及加權程序相同之距離計算，自多個點運行該計算且基於自哪一點進行量測來修改加權值。
藉由查看一觸控之上兩個位置，可預計彼觸控之下一「最可能」位置。一旦所推測位置已經判定位置可用作一加權值之基礎。為改良所推測位置上之匹配，一「加速度模型」可用於將沿著向量之加權點新增至所推測位置且越過所推測位置。此等額外點輔助於偵測觸控移動之速度改變，但可對判定觸控運動之方向並不理想。
一旦已確立觸控位置，該觸控之力量即可基於在資料獲取502程序期間所判定之電容值之改變量值而經指派給此等觸控位置，如上文中更全面地所闡述。此外，自相關聯所追蹤觸控點施加至觸控感測器102之力量可用於進一步判定三維手勢，例如，X、Y及Z方向。
參考圖10及圖11，其繪示根據本發明教示之用於一點加權實例之歷史及當前點位置之示意性圖式。一旦已產生權數，即可產生加權值及相關聯觸控之最佳組合。某些觸控情景可致使幾乎相同加權值，在該情形中應比較次佳加權值且關聯性適當地移位。取決於操作之次序，點A及D可首先相關聯。隨著產生B之加權值，BD係優於BC之一匹配。在此情形中，查看次級加權值。使A移位以與C相關聯或是使B移位以與C相關聯係較不高成本？
藉由擴展此操作序列，所有點可具有經移位用於最佳整體匹配而非僅最佳局部匹配之關聯性。可需要某一注意以防止重新加權之無限循環。此可藉由將移位之數目限制至一有限數來完成。現在參考圖11，點A及B係現有點，且點1及2係需要相關聯之「新」點。
步驟1)計算觸控位置之間的加權值：A1權數=5 ((△X=2)+(△Y=3)=5)
A2權數=4
B1權數=10
B2權數=5
步驟2)針對每一現有觸控位置選擇「最佳」對(最低權數)：A2權數=4及B2權數=5
步驟3)若一個以上現有觸控與一給定新觸控位置成對，則查看每一者之次佳觸控位置及自最佳對至次佳對之加權值之差(「成本」)。
A1(權數：5)成本=1：(A1權數)-(A2權數4)
B1(權數：10)成本=5：(B1權數)-(B2權數5)
步驟4)使配對移位至最低成本對，藉此允許其他觸控位置維持原始配對。
A1
B2
步驟5)重複步驟2)至步驟4)直至所有配對係1：1。若存在多於現有觸控位置之觸控位置，則開始追蹤一新觸控位置。若存在少於現有「最糟匹配」觸控位置之新觸控位置，則此等最糟匹配觸控位置可丟失且不再被追蹤。
平伸手指識別
參考圖12，其繪示根據本發明教示之一法向手指觸控及一平伸手指觸控之示意性圖式。識別一觸控之一個挑戰係「平伸手指」情景。此係當一手指1020之側或平伸部分而非指尖1022放置於觸控感測器102上時。應注意，一平伸手指1020可產生兩個或兩個以上潛在觸控位置1024及1026。可能使用本發明之教示來藉由累積經微調至每一峰值之所有節點之值之總和來偵測一平伸手指1020。若此等值之總和超過一臨限值，則其可能由一平伸手指觸控引起。若偵測到一平伸手指觸控，則可抑制接近平伸手指峰值之其他觸控。另外，比較與兩個 或兩個以上潛在觸控位置1024及1026相關聯之力量亦可用於偵測一平伸手指1020情況。
資料輸出
返回參考圖5，資料輸出508係以一資料封包將所判定觸控位置座標及施加至其之相關聯力量提供至一主機系統以用於進一步處理之程序。
觸控判定
假定一觸控資料陣列，檢查其值之間的差且將某些關鍵情景旗標為可能峰值以用於進一步檢查。在判定觸控位置時可忽略低於一臨限值之所有觸控資料值。
關鍵情景1：真實峰值
參考圖6，將自一正斜率至一負斜率之轉變識別為一可能峰值。此將係圖6中所展示之實例性資料值之在行7中圈出之點。
關鍵情景2：斜率比超出臨限值(「模糊」峰值偵測)
斜率比之一關鍵臨限值可用於加旗標額外峰值。所使用臨限值可係(舉例而言但不限於)2：1；因此其中存在大於2：1之一斜率改變之例項可識別為可能峰值。此適用於正及負斜率。此將係圖6中所展示之實例性資料值之在行6中圈出之點。
為什麼不僅查看斜率正負號？
由於自掃描僅係一雙軸感測器陣列(例如，觸控感測器102之傳導性列105及傳導性行104，圖1)之一個軸，因此對相差一單個「橫條」(例如，行)之兩個觸控而言可能僅展示一單個峰值。在實例資料之情況下，可存在兩個觸控，一個在(6,6)處且另一者在(7,7)(參見圖6及圖9)。在無額外峰值偵測之情況下，可偵測不到(6,3)處之觸控。
微調位置精化
一旦識別一潛在觸控位置，即可檢查每一毗鄰觸控位置以判定 其是否具有一較大值。若存在一較大值，則消除當前潛在觸控位置且將較大值之觸控位置識別為一潛在觸控位置。重複此程序直至已識別一局部峰值。
參考圖6，其繪示根據本發明之特定實例性實施例之單個觸控峰值偵測資料之一圖表。展示觸控感測器102之一個行(例如，行7)之資料值之一實例性圖表，其中依據行7之自電容及互電容量測所判定之一最大資料值發生在定位於一列7行7之電容觸控感測器104區域處。可忽略低於一臨限值(例如，在圖6中所展示之圖表表示中低於約12)之所有資料值。因此僅在列6(資料值=30)處及在列7(資料值=40)處取得之資料值需要經處理以判定至觸控感測器102之一觸控之位置。可藉由在一行中減去一序列毗鄰列資料值以產生一正或負斜率值來判定斜率。當斜率值為正時資料值增加，且當斜率值為負時資料值減少。一真實峰值可作為一可能峰值識別為自一正斜率至一負斜率之一轉變。自一正斜率至一負斜率之一轉變在圖6中所展示之圖表之資料值422處經指示。
然而，另一觸控可已發生於行6處且未在行7掃描中直接經量測，但在行7掃描期間顯示為資料值420。在除斜率正負號轉變外無另一測試之情況下，行6處之潛在觸控可被遺漏。因此，一斜率比之臨限值可進一步用於旗標額外可能峰值。斜率係毗鄰傳導性行104之兩個資料值之間的差。此斜率比臨限值可係(舉例而言但不限於)2：1，因此其中存在大於2：1之一斜率改變之例項可識別為另一可能峰值。此可適用於正斜率與負斜率兩者。舉例而言，資料值420(在列6處所取得)具有一左斜率23：1(30-7)及一右斜率10：1(40-30)。資料值422(在列7處所取得)具有一左斜率10：1(40-30)及一右斜率-30：1(10-40)。列6之斜率比23：10超過實例性2：1臨限值且將經標記以用於進一步處理。所有其他資料值低於資料值臨限值且可被忽略。
參考圖7，其繪示根據本發明之特定實例性實施例之一觸控感測器之潛在觸控及互觸控位置之一示意性平面圖。一旦識別一潛在觸控位置，可檢查其之每一毗鄰位置以判定其中至任何者是否可具有大於當前潛在觸控位置(在圖7(a)及圖7(b)中標記為「C」)之一資料值。若找到一較大資料值，則可消除當前潛在觸控位置且可將具有較大值之觸控位置識別為一潛在觸控位置。此在本文中稱作為微調512程序且可經重複直至已識別一資料峰值。
在一列行之一資料獲取掃描期間，僅檢查層列「1」節點(在圖7(a)及圖7(b)中標記為「1」一毗鄰於當前潛在觸控位置之位置)。若此等層列「1」節點中之任何者具有大於當前潛在觸控位置之資料值之一資料值，則一新當前觸控位置移位(「經微調」)至具有最高資料值之彼節點且重複微調512程序。若一層列「1」節點已與一不同可能峰值相關聯，則不需要進一步搜尋且可忽略當前資料峰值。在存在觸控感測器102之一大面積啟動之可能性時檢查層列「2」節點(在圖7(a)及圖7(b)中標記為「2」一毗鄰於層列「1」節點之位置)。
在已針對互電容值掃描一個傳導性行104之後，可藉由將彼一個行之互電容資料值儲存於一快取記憶體中來使微調512程序加速，然後依據儲存於快取記憶體中之互電容資料值首先對層列「1」節點且接著對彼一個行之層列「2」節點進行微調512。然後僅在不存在欲在彼一個行中進行之進一步微調之後，微調512程序將依據在對其執行微調512程序之行之任一側上之各兩個毗鄰行之互電容量測掃描檢查層列「1」及層列「2」節點。
可藉由使用峰值資料值節點(觸控位置)以及其每一毗鄰節點(例如，來自一先前微調512之層列「1」節點)來在每一節點之間形成子步長來執行潛在觸控位置之內插。舉例而言但不限於，可在每一節點之間形成128個步長。參考圖7(c)，節點A係潛在觸控位置且節點B、 C、D及E係毗鄰其之層列「1」節點。使用以下方程式可找到所內插之X、Y位置：位置x=(D值-B值)/A值*64
位置y=(E值-C值)/A值*64
預期且在本發明之範疇內，可基於值比率及除法之分子之正負號而使用上述方程式之變化形式。
參考圖8，其繪示根據本發明之特定實例性實施例之展示其一快取資料窗之一觸控感測器之一示意性平面圖圖式。可逐行掃描觸控感測器102之傳導性行104以獲得自電容值，直至所有傳導性行104已經掃描為止。可依序掃描依據自電容資料指示一潛在觸控之每一傳導性行104，以用於判定其互電容值(觸控資料)，且當峰值經發現時其可與行掃描同時地經處理。此外，觸控資料可儲存於一快取記憶體中以用於進一步處理。由於微調512首先查看第一層列節點然後查看第二層列節點(視需要)，因此並不需要同時儲存所有傳導性行104之所有觸控資料。此允許一簡單快取系統使用最小量之隨機存取記憶體(RAM)。舉例而言，將五個觸控資料行儲存於一快取記憶體中。五個行係連續的且一快取記憶體窗可跨越觸控感測器102之行104一次一個行104地移動。預期且在本發明之範疇內，五個以上或以下之觸控資料行可儲存於一快取記憶體中且自其經處理，及/或可替代地使用按列而非行之自電容掃描。本文中之所有闡述可同樣地適用於列之自電容掃描然後對選自自電容掃描資料之彼等列之按行之互電容掃描。
每當請求一第一或第二層列節點(電容式感測器104)之一互掃描時，其可首先自快取記憶體叫用。若所請求節點觸控資料存在於快取記憶體中，則快取記憶體傳回彼第一或第二層列節點之所請求觸控資料。然而，若所請求觸控資料不存在於快取記憶體中，則可發生以下情況：1)若所請求觸控資料之行在快取記憶體窗之範圍中，則對彼行 執行互掃描且將觸控資料新增至快取記憶體，或2)若所請求觸控資料之行不在當前快取記憶體窗之範圍中，則使快取記憶體窗範圍移位且對新行執行互掃描且將所得觸控資料自新快取記憶體窗新增至快取記憶體。
參考圖9，其繪示根據本發明之特定實例性實施例之針對兩個觸控峰值偵測資料之自掃描值之一圖表及互掃描值之一表。由於僅在一個軸(例如，一個行)中執行一自掃描，因此對相差一單個行之兩個觸控可能僅展示一單個峰值。針對圖9中所展示之實例性資料值，可已發生兩個觸控，一個在自掃描資料值422處且另一者指示在自掃描資料值420處。在未知曉斜率改變大於2：1之情況下，由自掃描資料值420表示之潛在觸控可已被遺漏。一第一觸控可引起資料值422且一第二觸控可引起資料值420。峰值偵測510及微調512(圖5)之程序(如上文中所闡述)可進一步如本文中所闡述定義此等多重觸控。一旦已定義每一多重觸控，即可判定其一力量及相關聯其各別觸控。
參考圖24，其繪示根據本發明之一特定實例性實施例之一手之一手指觸控一觸控感測器之一表面之示意性平面圖。一使用者之一手(通常由編號2400表示)可停留於一觸控感測器102之一面(例如，觸控螢幕或面板)上，具有複數個位置使得當該複數個位置中之至少一者由手2400之一手指2402觸控時，該位置及觸控感測器102之面上之至其之力量經偵測並經儲存以用於進一步處理，如本文中所揭示。舉例而言，手指2402在觸控感測器102之面上之一輕觸控可選擇由與該觸控感測器成整體之一視覺顯示器顯示之一物件(未展示)。在手指2402稍微較強硬地按壓在觸控位置處之後，所選擇物件旋即可鎖定於適當位置中。更強硬地按壓鎖定物件且然後做使物件移動之手勢可釋放對物件之鎖定。按壓物件(未展示)之另一實例選擇物件，然後較強硬按壓固定物件之位置。釋放物件上之壓力(力量)然後再次強硬按壓該物 件將釋放物件以再次移動。
參考圖25，其繪示根據本發明之另一特定實例性實施例之一手之兩個手指觸控一觸控感測器之一表面之示意性平面圖。觸控感測器102之一左側部分上方之一手指2504及觸控感測器102之一右側部分上方之另一手指2506可用於使由與該觸控感測器成整體之一視覺顯示器所顯示之一物件(未展示)旋轉。舉例而言，當左定向手指2504比右定向手指2506強硬地按壓時，物件可繞與手腕/手臂之軸平行之一軸逆時針旋轉。當右定向手指2506比左定向手指2504強硬按壓時，物件可繞與手腕/手臂之軸平行之該軸順時針旋轉。當手腕旋轉同時手指2504及2506觸控觸控感測器102之表面時，物件(未展示)可實質上垂直於手腕/手臂之軸(與觸控感測器102之面實質上平行)且沿手指2504及2506之旋轉之方向旋轉。
參考圖26，其繪示根據本發明之另一特定實例性實施例之一手之一手指觸控投射於一觸控感測器之一表面上之一物件之示意性平面圖。用一手指2402在觸控感測器102之面上在一物件2608上方按壓可用於比例調整物件之大小。舉例而言，由手指2402進行之按壓(觸控)之力量愈大，物件可被顯示之大小愈大。物件可保持於新較大大小或可與施加至觸控感測器之面之力量成比例地變化大小，例如，一較強硬按壓將產生一較大大小之物件且一較柔和按壓將產生一較小大小之物件。物件之大小可因由手指2402施加至觸控感測器102之面之力量的量而變。
參考圖27，其繪示根據本發明之另一特定實例性實施例之一手之一手指觸控投射於一觸控感測器之一表面上之一文件之示意性平面圖。一文件2710可安置於觸控感測器102之一面上。由手指2402至文件2710之一部分之足夠力量之一觸控可用於翻閱該文件之頁面。一手指2402移動(舉例而言但不限於，向右)可移除文件2710之當前可見頁 面。在另一新文件(未展示)附近按壓一經移除頁面可用於翻閱新文件(未展示)及/或可允許將移除頁面插入至新文件中。舉例而言，按壓一文件2710翻閱一文件頁面堆疊。若手指2402然後使文件移離，則可移除所選擇頁面。靠近一文件按壓一單個頁面可翻閱文件且接著可在將該頁面拖曳於該文件上方時插入該頁面。
參考圖28，其繪示根據本發明之另一特定實例性實施例之一手之一手指觸控透射於一觸控感測器之一表面上之一數字之一個數位之示意性平面圖。至少一個數字或字母(例如，文數字元2814)可顯示於觸控感測器之面上。一手指2402可按壓字元2814之一部分，其中手指2402之力量的量可相應地致使字元2814之值文數地增加或減少。在字元2814係一所要值時，然後手指2402可(例如)向上、向下或側向滑落以留下對字元2814之編輯。可藉由將手指2402按壓字元2814之一上部部分上來控制文數值之一增加，且可藉由將手指2402按壓字元2814之一下部部分來控制文數值之一減少。文數值之增加或減少之速度可與由手指2402施加至觸控感測器102之表面之力量的量成比例。一個以上手指可用於同時增加及/或減少一個以上文數字元。舉例而言，一手指2402可按壓一數字(經展示為124779)之一單個數位2814，藉此單個數位2814依序翻閱數值(例如，0至9)。當替換一所要數值時，手指2402可自數位拖離以留下所選擇數值。
參考圖13至23，其繪示根據本發明之特定實例性實施例之用於觸控解碼及所解碼觸控之力量判定之示意性程序流程圖。圖13展示用於一具觸控感測器102能力之裝置之多點觸控解碼及力量判定之可能程序之一大體概述。預期且在本發明之範疇內，更多、更少及/或某些不同程序可與一具觸控感測器102能力之裝置一起利用且讓在本文發明之範疇、意圖及精神內。在步驟1050中，一裝置經啟動、致動等，當在步驟1052中時將電力施加至裝置。在步驟1054中，裝置可經 初始化，且此後在步驟1056中可開始觸控識別504之程序。一旦觸控識別504程序在步驟1056中已判定觸控位置，步驟1057旋即判定施加於彼等觸控位置中之每一者處之力量。在步驟1058中，可對在步驟1056中識別之彼等觸控執行觸控及力量追蹤。在步驟1060中，觸控及力量資料可進一步經處理(視需要)，否則其可經傳輸至裝置之處理及控制邏輯用於在步驟1062中裝置之既定用途之顯示及/或控制。
在以下程序步驟之闡述中，對「頂部」或「北側」通道或節點將意指另一通道或節點上面之通道或節點，「底部」或「南側」通道或節點將意指另一通道或節點下面之通道或節點，「左側」或「西側」通道或節點將意指另一通道或節點左側之通道或節點，且「右側」或「東側」通道或節點將意指另一通道或節點右側之通道或節點。
參考圖14，下文中展示並闡述一觸控識別504程序之一流程圖。 在步驟1102中，觸控識別504(圖5)程序開始。在步驟1104中，可執行對一個軸上之所有通道之一自掃描，例如，所有行或所有列。在步驟1106中，可檢查第一自掃描值。在步驟1108中，可比較(第一或隨後)自掃描值與一自觸控臨限值。
一自峰值偵測程序1100可包括步驟1110至1118，且係整體峰值偵測510程序(圖5)之一部分。若自掃描值小於如在步驟1108中所判定之自觸控臨限值，則步驟1238(圖15)可判定是否存在欲檢查之任何額外自掃描值。然而，若自掃描值等於或大於如步驟1108中所判定之自觸控臨限值，則步驟1110可計算該自掃描值與當前通道左側之通道之一自掃描值之間的一左斜率。接著步驟1112可計算自掃描值與當前通道右側之通道之一自掃描值之間的一右斜率。
步驟1114判定左斜率是否可大於零(正斜率)且右斜率是否可小於零(負斜率)，從而識別一峰值。若在步驟1114中為一肯定結果，則步 驟1120可對選自自掃描資料之通道之每一節點執行互掃描量測。若在步驟1114中為一否定結果，則步驟1116判定左斜率是否可大於零(正斜率)且大於右斜率(舉例而言但不限於可係大於右斜率2倍(兩倍))。 若在步驟1116中為一肯定結果，則在步驟1120中可對所選擇自掃描通道之每一節點執行互掃描量測。若在步驟1116中為一否定結果，則步驟1118判定左斜率是否可(舉例而言但不限於)小於零(負斜率)且大於右斜率一百分比(例如，百分之五十(50))。若在步驟1116中為一肯定結果，則步驟1120可對選自自掃描資料之通道之每一節點執行互掃描量測。若在步驟1116中為一否定結果，則步驟1238(圖15)可基於其自掃描值判定是否存在欲檢查之任何額外行。步驟1122可檢查一第一互掃描值。
參考圖15，一互峰值偵測程序1244可包括步驟1226至1234且係整體峰值偵測程序510(圖5)之一部分。步驟1224可比較(第一或隨後)互掃描值與一互觸控臨限值，其中若互掃描值小於互觸控臨限值則步驟1236可判定是否存在欲檢查之任何額外互掃描值。然而，若互掃描值等於或大於互觸控臨限值，則步驟1226可計算下一互掃描值節點之一斜率，則步驟1228可計算前一互掃描值節點之一斜率。
步驟1230判定下一斜率是否可小於零(負斜率)且正斜率可大於零(正斜率)。若在步驟1230中為一肯定結果，則步驟1350(圖16)可開始微調512程序及/或內插514程序(圖5)。若在步驟1230中為一否定結果，則步驟1232判定下一斜率是否可(舉例而言但不限於)大於零(正斜率)且小於前一斜率之一百分比。若在步驟1232中為一肯定結果，則步驟1350(圖16)可開始微調512程序及/或內插514程序(圖5)。若在步驟1232中為一否定結果，則步驟1234判定下一斜率是否可(舉例而言但不限於)小於零(負斜率)且大於前一斜率。若在步驟1234中為一肯定結果，則步驟1350(圖13)可開始微調512程序及/或內插514程序(圖 5)。若在步驟1234中為一否定結果，則步驟1236判定是否存在欲檢查之任何額外互值。若在步驟1236中為一肯定結果，則步驟1242可檢查下一互值。若在步驟1236中為一否定結果，則步驟1238判定是否可存在欲檢查之任何額外自掃描值。若在步驟1238中為一肯定結果，則步驟1240檢查下一自掃描值，該步驟可返回至步驟1108(圖14)以用於對其進一步處理。若在步驟1238中為一否定結果，則在步驟1244中一觸控偵測框架可完成。
參考圖16至圖18，下文中展示並闡述微調512及內插514(圖5)程序之流程圖。步驟1350藉由使用來自觸控識別504(圖5)程序之一峰值位置來開始微調512程序及/或內插514程序且可包括以下程序步驟：步驟1352判定北側是否可存在一有效節點。若在步驟1352中為一否定結果，則繼續至步驟1360。若在步驟1352中為一肯定結果，則步驟1354可對北側節點進行一互掃描量測。步驟1356判定北側節點之互掃描資料是否可大於當前節點。若在步驟1356中為一否定結果，則繼續至步驟1360。若在步驟1356中為一肯定結果，則在步驟1358中北側節點可變成當前節點，且然後繼續至步驟1486(圖17)。
步驟1360判定南側是否可存在一有效節點。若在步驟1360中為一否定結果，則繼續至步驟1470(圖17)。若在步驟1360中為一肯定結果，則步驟1362可對南側節點進行一互掃描量測。步驟1364判定南節點之互掃描資料是否可大於當前節點。若在步驟1364中為一否定結果，則繼續至步驟1470(圖17)。若在步驟1364中為一肯定結果，則在步驟1366中南側節點可變成當前節點，且然後繼續至步驟1486(圖17)。
參考圖17，步驟1470判定東側是否可存在一有效節點。若在步驟1470中為一否定結果，則繼續至步驟1478。若在步驟1470中為一肯定結果，則步驟1472可對東側節點進行一互掃描量測。步驟1474判定 東側節點之互掃描資料是否可大於當前節點。若在步驟1474中為一否定結果，則繼續至步驟1478。若在步驟1474中為一肯定結果，則在步驟1476中東側節點可變成當前節點，且然後繼續至步驟1486。
步驟1478判定西側是否可存在一有效節點。若在步驟1478中為一否定結果，則繼續至步驟1502(圖18)。若在步驟1478中為一肯定結果，則步驟1480可對西側節點進行一互量測。步驟1482判定西側節點之互掃描資料是否可大於當前節點。若在步驟1482中為一否定結果，則繼續至步驟1502(圖18)。若在步驟1482中為一肯定結果，則在步驟1484中西側節點可變成當前節點。步驟1486判定選擇節點處是否可已存在一觸控點。若在步驟1486中為一肯定結果，則繼續至步驟1352(圖16)。若在步驟1486中為一肯定結果，則步驟1488可消除當前峰值，且然後繼續至步驟1236(圖15)。
參考圖18，一內插514程序之一流程圖可包括步驟1502至1518。步驟1502判定左側是否可存在一有效節點。若在步驟1502中為一否定結果，則繼續至步驟1510，其中左側節點值可經定義為一中心值減去一右側值，然後繼續至步驟1506。若在步驟1502中為一肯定結果，則步驟1504可對左側節點執行一互掃描量測。然後步驟1506判定右側是否可存在一有效節點。若在步驟1506中為一否定結果，則繼續至步驟1512，其中右側節點值可經定義為一中心值減去一左側值，然後繼續至步驟1516。若在步驟1506中為一肯定結果，則步驟1508可對右側節點執行一互掃描量測。步驟1516可藉由以下步驟判定一精細位置：自右值減去將左值，將其差除以中心值，且然後將結果乘以(舉例而言但不限於)64。預期且在本發明之範疇及精神內，如熟習觸控偵測及追蹤此項技術者可藉由具有基於本發明之教示之知識容易實施，可使用判定有效峰值及節點之諸多方式。
在步驟1516已完成上文所提及計算之後，步驟1514判定是否已 對每一軸執行一內插514。若在步驟1514中為一否定結果，則步驟1518可內插另一軸，此後可重複步驟1502至1516，其中在每一步驟中「上面」替代「左側」且「下面」替代「右側」。若在步驟1514中為一肯定結果，則步驟1520可將此觸控點新增至所有所偵測觸控點之一清單中。然後，步驟1522可返回至步驟1236(圖15)以用於欲檢查之任何額外互掃描值。
參考圖19，下文中展示並闡述一力量識別505程序之一流程圖。 在於步驟1520(圖18)中新增一新觸控點之後，步驟1550開始判定在彼觸控點處施加至觸控感測器102之力量之程序。在執行對觸控感測器102之所有點之一「無觸控」校準掃描之後，觸控感測器102上之每一點之未經觸控互電容可儲存於數位處理器106之一記憶體中。當將一力量施加至一觸控位置時，彼觸控位置之互電容之值將增加。在步驟1552中，可判定互電容改變，且在步驟1554中，互電容改變可轉變成一力量值。一旦判定此力量值，在步驟1556中即可使力量值與新觸控點相關聯且將其儲存於所有所偵測觸控之清單中。
參考圖20、圖21及圖22，下文中展示並闡述一觸控及力量追蹤506程序之流程圖。在步驟1602中，可藉由使用先前找到及當前觸控位置開始觸控及力量追蹤506程序。步驟1604判定是否可存在任何當前觸控位置。若在步驟1604中為一肯定結果，則步驟1606可選擇當前觸控位置中之第一者，且此後可繼續至步驟1722(圖21)。若在步驟1604中為一否定結果，則步驟1610判定是否可存在任何前一觸控位置。若在步驟1610中為一肯定結果，則步驟1612可選擇第一個前一觸控位置。若在步驟1610中為一否定結果，則在步驟1611處追蹤完成。
步驟1614判定前一觸控位置是否可與一當前觸控位置相關聯。 若在步驟1614中為一否定結果，則步驟1608可確證「觸控不再存在於前一觸控位置處，停止追蹤」之一輸出，且然後返回至步驟1616。 若在步驟1614中為一肯定結果，則步驟1616判定是否可存在任何更多前一觸控位置。若在步驟1616中為一否定結果，則在步驟1620處追蹤觸控位置完成且觸控位置資料可作為資料輸出508(圖5)傳輸以用於由微控制器112(圖1)進一步處理。若在步驟1616中為一肯定結果，則步驟1618可選擇下一個前一觸控位置，且此後返回至步驟1614。
參考圖21，步驟1722判定是否可存在任何前一觸控位置。若在步驟1722中為一否定結果，則繼續至步驟1868(圖22)，其中在當前位置處「識別欲追蹤之新觸控」，且此後繼續至步驟1856(圖22)。若在步驟1722中為一肯定結果，則步驟1724可將一暫時加權值設定為一最大加權值。步驟1726可選擇前一觸控位置中之第一者。然後步驟1728可量測所選擇當前觸控位置與所選擇前一觸控位置之間的一距離以判定其間之一當前距離(加權值)。步驟1730判定當前加權值是否可小於暫時加權值。若在步驟1730中為一肯定結果，則步驟1732可將暫時加權值設定為當前加權值且此後可將所選擇前一觸控位置記錄為一暫時位置且繼續至步驟1734。若在步驟1730中為一否定結果，則步驟1734判定是否可存在更多前一觸控位置。若在步驟1734中為一肯定結果，則步驟1736可選擇下一個前一觸控位置，且此後返回至步驟1728。若在步驟1734中為一否定結果，則步驟1738判定暫時位置是否可已指派給一不同當前位置。若在步驟1738中為一肯定結果，則步驟1740可計算當前位置及一經指派當前位置之下一最糟加權值，且此後繼續至步驟1860(圖22)。若在步驟1738中為一否定結果，則繼續至步驟1850(圖22)。
參考圖22，步驟1850判定加權值是否可低於一最大關聯性臨限值。若在步驟1850中為一否定結果，則步驟1854可識別一新觸控位置以用於追蹤。若在步驟1850中為一肯定結果，則步驟1852可指派一新暫時位置至當前位置且然後繼續至步驟1856。步驟1860判定當前位置 之下一最糟加權值是否可小於所指派位置之下一最糟加權值。若在步驟1860中為一肯定結果，則步驟1862可將暫時位置設定為下一最糟位置且此後繼續至步驟1856。若在步驟1860中為一否定結果，則步驟1864可將指派位置設定為下一最糟加權值。步驟1866可選擇一移動指派位置且此後返回至步驟1722(圖21)。步驟1856判定是否可存在更多當前觸控位置。若在步驟1856中為一肯定結果，則步驟1858可選擇下一當前觸控位置且此後返回至步驟1722(圖21)。
參考圖23，其繪示根據本發明之特定實例性實施例之一行快取記憶體之一程序流程圖。步驟1902可接收一互掃描位置請求。步驟1904判定所請求互掃描區域位置是否可儲存於快取記憶體中。若在步驟1904中為一肯定結果，則步驟1920判定儲存於快取記憶體中之互掃描資料是否可係有效的。若在步驟1920中為一肯定結果，則步驟1922可將互掃描資料傳回至快取記憶體。若在步驟1920中為一否定結果，則步驟1918可在所請求位置處執行一互掃描，其中步驟1916可將互掃描資料寫入至快取記憶體中之一位置且然後返回至步驟1922。
若在步驟1904中為一否定結果，則步驟1906判定所請求觸控位置是否可超出快取記憶體之右側邊緣。若在步驟1906中為一肯定結果，則步驟1908可自快取記憶體解除分配最左互掃描資料行。在步驟1910中，經解除分配之互掃描資料可經分配至快取記憶體之右側邊緣以便使其邊緣值移動，且此後返回至步驟1904。若在步驟1906中為一否定結果，則步驟1914可自快取記憶體解除分配最右資料行。在步驟1912中經解除分配之互掃描資料可分配至快取記憶體之左側邊緣以便使其邊緣值移動，且此後返回至步驟1904。
儘管已參考本發明之實例性實施例來繪示、闡述及定義本發明之實施例，但此參考並不意味著對本發明之一限制，且不應推斷出存在此限制。所揭示之標的物能夠在形式及功能上具有大量修改、變更 及等效形式，熟悉此項技術者根據本發明將會聯想到此等修改、變更及等效形式並受益於本發明。本發明所繪示及所闡述實施例僅作為實例，而並非是對本發明範疇之窮盡性說明。

Claims (37)

  1. 一種用於解碼一觸控感測表面上之多重觸控及其力量之方法，其中該觸控感測表面包括配置於一撓性導電蓋與第一複數個電極間之複數個可變形間隔件(spacer)，其中該複數個可變形間隔件維持該撓性導電蓋與該第一複數個電極之間的一距離，該方法包括以下步驟：掃描在一軸上對準之複數個通道以判定該複數個通道中之每一者之自電容值，其中每一通道係由該第一複數個電極之一者形成；比較該等自電容值以判定該等通道中之哪一者具有一局部最大自電容值；掃描具有一經判定局部最大自電容值之至少一個通道之複數個節點以判定該等節點之互電容值；比較該等互電容值以判定該等節點中之哪一者具有最大互電容值，其中該局部最大自電容值通道上具有該最大互電容值之該節點係一潛在觸控位置；及依據在無觸控期間及在對該潛在觸控位置之一觸控期間在該潛在觸控位置處之該節點之該等互電容值之一改變來判定該潛在觸控位置處之一力量。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包括以下步驟：判定該等自電容值中之至少一者是否大於一自觸控臨限值，其中若是，則繼續至掃描具有該最大自電容值之該至少一個通道之複數個節點之該步驟，且若否，則以完成之方式結束一觸控偵測框架。
  3. 如請求項1之方法，其進一步包括以下步驟：判定該至少一個自電容值之左斜率值及右斜率值，其中：該左斜率值等於該至少一個自電容值減去在該至少一個通道左側之一通道之一自電容值，且該右斜率值等於該至少一個自電容值減去在該至少一個通道右側之一通道之一自電容值。
  4. 如請求項3之方法，其中若該左斜率值大於零且該右斜率值小於零時，則判定一局部最大自電容值並返回至該掃描該至少一個通道之該複數個節點之步驟，若否，則繼續至下一步驟；其中若一正左斜率值與一正右斜率值間之一比率大於一預定義臨限值時，則判定一局部最大自電容值並返回至該掃描該至少一個通道之該複數個節點之步驟，若否，則繼續至下一步驟；其中若一負左斜率值與一負右斜率值間之一比率小於一預定義臨限值時，則判定一局部最大自電容值並返回至該掃描該至少一個通道之該複數個節點之步驟，若否，則繼續至下一步驟；其中若存在另一自電容值，則返回至該判定左斜率值及右斜率值之步驟。
  5. 如請求項2之方法，其進一步包括以下步驟：判定該等互電容值中之至少一者是否大於一互觸控臨限值，其中若是，則繼續至掃描具有該最大自電容值之該至少一個通道之複數個節點之該步驟，且若否，則以完成之方式結束該觸控偵測框架。
  6. 如請求項5之方法，其進一步包括以下步驟：判定下一斜率值，其中該下一斜率值等於一當前互電容值減去下一節點之下一互電容值；及判定前一斜率值，其中該前一斜率值等於該當前互電容值減去前一節點之前一互電容值。
  7. 如請求項6之方法，其進一步包括以下步驟：判定該下一斜率值是否小於零(0)且該前一斜率值是否大於零(0)，其中若是，則開始驗證該節點之步驟，且若否，則繼續至下一步驟；判定該下一斜率值是否大於零(0)且小於該前一斜率值之一百分比，其中若是，則開始驗證該節點之該步驟，且若否，則繼續至下一步驟；判定該下一斜率值是否小於零(0)且大於該前一斜率值，其中若是，則開始驗證該節點之該步驟，且若否，則繼續至下一步驟；判定是否存在另一互電容值，其中若是，則返回至判定該等互電容值中之至少一者是否大於該互觸控臨限值之該步驟，且若否，則繼續至該下一步驟；及判定是否存在另一自電容值，其中若是，則檢查另一自電容值且返回至判定該等自電容值中之至少一者是否大於一自觸控臨限值之該步驟，且若否，則以完成之方式結束該觸控偵測框架。
  8. 如請求項7之方法，其中該等節點係配置於在X軸上從東向西延 伸並且在Y軸上從北向南延伸之一矩陣中且其中驗證該節點之該步驟包括以下步驟：將具有一局部最大互電容值之該節點識別為一當前節點；判定在該當前節點北側是否存在一有效節點，其中若否，則繼續至判定在該當前節點南側是否存在一有效節點之步驟，且若是，則對該北側節點執行一互量測且繼續至下一步驟；判定該北側節點是否大於該當前節點，若是，則使該北側節點成為該當前節點且繼續至判定此節點處是否已存在一觸控點之步驟，且若否，則繼續至下一步驟；判定在該當前節點南側是否存在一有效節點，其中若否，則繼續至判定在該當前節點東側是否存在一有效節點之步驟，且若是，則對該南側節點執行一互量測且繼續至下一步驟；判定該南側節點是否大於該當前節點，其中若是，則使該南側節點成為該當前節點且繼續至判定此節點處否已存在一觸控點之該步驟，且若否，則繼續至下一步驟；判定在該當前節點東側是否存在一有效節點，其中若否，則繼續至判定在該當前節點西側是否存在一有效節點之步驟，且若是，則對該東側節點執行一互量測且繼續至下一步驟；判定該東側節點是否大於該當前節點，若是，則使該東側節點成為該當前節點且繼續至判定此節點處是否已存在一觸控點之該步驟，且 若否，則繼續至下一步驟；判定在該當前節點西側是否存在一有效節點，其中若否，則繼續至判定在該當前節點左側是否存在一有效節點之步驟，且若是，則對該西側節點執行一互量測且繼續至下一步驟；判定該西側節點是否大於該當前節點，若是，則使該西側節點成為該當前節點且繼續至判定此節點處是否已存在一觸控點之該步驟，且若否，則繼續至下一步驟；判定在該當前節點左側是否存在一有效節點，其中若否，則將一左互電容值定義為一中心互電容值減去一右互電容值且繼續至判定該節點之一精細位置之步驟，且若是，則對該左側節點執行一互量測且繼續至下一步驟；判定在該當前節點右側是否存在一有效節點，其中若否，則將該互電容值定義為該中心互電容值減去該左互電容值且繼續至判定該節點之精細位置之該步驟，且且若是，則對該右節點執行一互量測且繼續至下一步驟；藉由以下步驟來定義該節點之一精細位置：自該右值減去該左值，將此差除以該中心值且將其結果乘以64，且繼續至下一步驟；且判定是否對每一軸執行內插，其中若是，則將另一觸控點新增至所有所偵測觸控點之一清單且返回至判定是否存在額外互電容值之步驟，且若否，則藉由使用另一軸之左節點及右節點來內插該另一軸以在判定在該當前節點左側是否存在一有效節點之該步驟處再次開始。
  9. 一種用於判定手勢運動及其力量的系統，該系統包括：一觸控感測表面，其具有一視覺顯示器並包括配置於一撓性導電蓋與第一複數個電極間之複數個可變形間隔件，其中該複數個可變形間隔件維持該撓性導電蓋與該第一複數個電極之間的一距離；其中該第一複數個電極沿具有一第一軸之一平行定向配置，其中該第一複數個電極中之每一者形成複數個通道之一者；第二複數個電極，其沿具有實質上垂直於該第一軸之一第二軸之一平行定向配置，該第一複數個電極定位於該第二複數個電極上方且形成包括該第一複數個電極與該第二複數個電極之重疊相交點之複數個節點，其中該複數個節點中之每一者包括一互電容；一撓性導電蓋，其位於該第一複數個電極上方，其中該撓性導電蓋之一面形成該觸控感測表面；一數位處理器與記憶體，其中該數位處理器之數位輸出耦合至該第一複數個電極及該第二複數個電極；一類比前端，其耦合至該第一複數個電極及該第二複數個電極；一類比轉數位轉換器(ADC)，其具有耦合至該數位處理器之至少一個數位輸出；其中該數位處理器經組態以執行如請求項1至8中任一項之方法之步驟。
  10. 如請求項9之系統，其中該數位處理器、該記憶體、該類比前端及該ADC係由一數位裝置提供。
  11. 如請求項10之系統，其中該數位裝置包括一微控制器。
  12. 如請求項9之系統，其中該撓性導電蓋包括一撓性金屬基板。
  13. 如請求項9之系統，其中該撓性導電蓋包括一撓性非金屬基板及在其一表面上之一導電塗層。
  14. 如請求項9之系統，其中該撓性導電蓋包括一實質上透光撓性基板及在該撓性基板之一表面上之一氧化銦錫(ITO)塗層。
  15. 如請求項9之系統，其中該撓性導電蓋包括一實質上透光撓性基板及在該撓性基板之一表面上之一氧化銻錫(ATO)塗層。
  16. 一種用於根據請求項1至8中任一項之方法以判定手勢運動及與其相關聯之至少一個力量之方法，該方法包括以下步驟：藉由用一第一力量觸控在視覺顯示器中所展示之一物件來選擇該物件。
  17. 如請求項16之方法，其進一步包括以下步驟：藉由用一第二力量觸控該物件來將該物件鎖定於適當位置中。
  18. 如請求項17之方法，其進一步包括以下步驟：藉由用一第三力量觸控該物件且使該觸控沿一方向跨越該觸控感測表面移動來釋放對該物件之該鎖定。
  19. 如請求項17之方法，其進一步包括以下步驟：藉由移除對該物件之處一第一力量之該觸控且然後以一第二力量再次觸控該物件來釋放對該物件之該鎖定。
  20. 如請求項19之方法，其中該第二力量大於該第一力量。
  21. 一種用於根據請求項1至8中任一項之方法以判定手勢運動及與其相關聯之至少一個力量之方法，該方法包括以下步驟：用一第一力量觸控視覺顯示器中所展示之一物件之一右側部分；用一第二力量觸控該物件之一左側部分；其中在該第一力量大於該第二力量時該物件沿一第一方向旋轉，且當該第二力量大於該第一力量時該物件沿一第二方向旋轉。
  22. 如請求項21之方法，其中該第一方向係順時針且該第二方向係逆時針。
  23. 如請求項21之方法，其中當該物件之該左側部分處之該觸控朝向該物件之該右側部分移動時，該物件沿一第三方向旋轉，且當該物件之該右側部分處之該觸控朝向該物件之該左側部分移動時，該物件沿一第四方向旋轉。
  24. 如請求項23之方法，其中該第一方向及該第二方向實質上垂直於該第三方向及該第四方向。
  25. 一種用於根據請求項1至8中任一項之方法以判定手勢運動及與其相關聯之至少一個力量之方法，該方法包括以下步驟：藉由用一力量觸控視覺顯示器中所展示之一物件之一部分來改變該物件之一大小，其中該力量愈大，則該物件之該大小變得愈大。
  26. 如請求項25之方法，其中當自該物件移離該觸控及該力量時，該物件之該大小係固定的。
  27. 如請求項25之方法，其中該物件之該大小與施加至該物件之力量的量成比例地變化。
  28. 一種用於根據請求項1至8中任一項之方法以判定手勢運動及與其相關聯之至少一個力量之方法，該方法包括以下步驟：藉由用足以翻閱視覺顯示器中所展示之一文件之頁面的一力量觸控該文件之一部分來處置該等頁面。
  29. 如請求項28之方法，其進一步包括以下步驟：藉由使一當前可見頁面處之觸控沿與該觸控感測表面平行之一第一方向移動來移除該當前可見頁面。
  30. 如請求項29之方法，其進一步包括以下步驟：藉由在一新文件附近用該力量觸控該經移除頁面來將該經移除頁面插入至該新 文件中。
  31. 一種用於根據請求項1至8中任一項之方法以判定手勢運動及與其相關聯之至少一個力量之方法，該方法包括以下步驟：藉由用不同力量觸控視覺顯示器中所展示之一文數字元來改變該文數字元之值，其中一第一力量將致使該文數字元遞增且一第二力量將致使該文數字元遞減。
  32. 如請求項31之方法，其中當自該文數字元且平行於該觸控感測表面移離該觸控時鎖定該文數字元之該值。
  33. 一種用於根據請求項1至8中任一項之方法以判定手勢運動及與其相關聯之至少一個力量之方法，該方法包括以下步驟：藉由用一力量觸控視覺顯示器中所展示之一文數字元之一上部部分來使該文數字元之一值遞增；且藉由用該力量觸控該文數字元之一下部部分來使該文數字元之該值遞減。
  34. 如請求項33之方法，其中當自該文數字元且平行於該觸控感測表面移離該觸控時鎖定該文數字元之該值。
  35. 如請求項33之方法，其中使該文數字元之該值遞增或遞減之一速度與分別施加至該文數字元之上部部分或下部部分之該力量之一量值成比例。
  36. 如請求項31之方法，其中該文數字元係一數字。
  37. 如請求項31之方法，其中該文數字元係一字母表之一字母。
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