专利名称：用于检测声波式触摸屏上的保持状态的方法与装置的制作方法
技术领域：
在此公开的主题主要涉及触敏系统，且更特别是涉及确定触摸是否保持在触敏系统的弯曲波触摸面板上。
背景技术：
触摸面板用于提供二维坐标信息，一种实施例是不透明触控板，而另一种实施例是放置在显示器(例如液晶显示器)前方的透明触摸屏。触摸面板是以各种触摸技术为基础，包括四线和五线电阻式、电容式、红外线与表面声波类型、以及弯曲波触摸技术。弯曲波(bending wave)也称为“挠曲波(flexural wave) ”以及“最低阶反对称蓝姆波(lowest order anti-symmetric Lamb wave)”。在平板(例如触摸屏基板)中的弯曲波的特征在于主要垂直于表面、且相对于表面的所有深度处基本上都相同的动作。弯曲波触摸系统是使用通常在千赫(kHz，kil0hertz)范围内的频率。例如，弯曲波触摸系统是根据用于在基板中激发弯曲波的物体(例如触摸笔或手指)的轻击而检测到触摸。弯曲波在与所述基板连接的压电元件或传感器(压电装置)中感生电信号。这些电信号是由电子元件捕获，并经处理以确定触摸位置的(χ，γ)坐标，例如利用飞行时间(time-of-flight)方法从压电信号中得到触摸坐标信息。在其它系统中，根据电信号来确定“声纹(acoustic fingerprint)”，且接着与声纹数据库或具有已知(X，Y) 坐标的样板进行比较，以识别出最佳匹配样板。声纹可被构建为含有信号振幅、信号振幅比率、信号相位、和/或信号间相位差的频率轮廓。现已发现相位差轮廓是特别有用的声纹。 其它的弯曲波系统使用其它方式来识别(X，Y)坐标，EloTouchSystems (Tyco电子的商号) 提供了商标名为“APR”或“Acoustic Pulse Recognition"的声纹式弯曲波触摸系统。然而，尚无任何传统弯曲波触摸系统可以识别保持状态，其中用户已经触摸触摸屏，并将手指或其它物体保持在同一个(X，Y)坐标位置处。除非用户轻击、拖曳或在表面上移动手指，否则并不会产生千赫范围的弯曲波信号，而系统也无法知道手指是位于表面上。 在保持期间，系统将由于未检测到(Χ，Υ)坐标而误设为已经发生抬离(lift-off)。
发明内容
在一种实施方式中，一种弯曲波触摸系统，包括至少一个传感器和控制器。所述至少一个传感器连接(coupled)至基板并响应于所述基板中的振动。所述至少一个传感器输出信号。控制器接收来自所述至少一个传感器的所述信号，并在所述基板上的触摸包括轻击、拖曳和抬离中的至少一种时基于所述信号的高频分量识别触摸坐标。所述控制器基于所述信号的低频分量的至少两个不同时间平均值识别所述触摸的保持状态的状况。
在另一种实施方式中，一种用于识别弯曲波触摸面板上的保持状态的方法，包括用与基板连接的至少一个传感器来检测信号。所述信号代表所述弯曲波触摸面板上的振动。基于所述信号识别轻击和拖曳中的至少一种。基于所述信号的低频分量来计算两个不同时间平均值，并基于所述两个不同时间平均值的振幅等级来识别所述轻击和拖曳中的至少一种之后的保持状态。在又一种实施方式中，一种用于确定弯曲波触摸表面上的触摸坐标的方法，包括用与所述弯曲波触摸表面连接的至少两个传感器来检测信号。所述信号代表弯曲波触摸面板的基板上的振动。所述信号经过低通滤波以使低于100赫兹的低频率分量通过。基于所述低通分量的比例，确定所述触摸表面上的单个触摸的触摸坐标。
图1图示根据本发明的一种实施方式形成的弯曲波触摸系统。图2图示根据本发明的一种实施方式形成的另一弯曲波触摸系统。图3图示根据本发明的一种实施方式形成的另一弯曲波触摸系统，其包括具有三个传感器的触摸面板。图4图示根据本发明的一种实施方式形成的信号处理电路，其用于处理从图3的传感器接收到的信号。图5图示图4中的根据本发明的一种实施方式的电路的输出频率响应。图6图示根据本发明的一种实施方式的用于处理来自触摸面板上的传感器的信号和确定是否发生保持状态或事件的框图。图7图示根据本发明的一种实施方式中基于图6所示的正弦滤波器的频率响应。图8为图示根据本发明的一种实施方式的随时间变化的降频输入信号的图表。图9图示示出根据本发明的一种实施方式的降频输入和相关的快速平均包络的图表。图10图示其中其根据本发明的一种实施方式的快速平均包络在检测触摸事件期间设定为背景活动等级的图表。图11图示示出根据本发明的一种实施方式的快速平均包络与背景活动的比率比较结果的图表。图12图示根据本发明的一种实施方式的一图表，该图示出指示是否根据快速包络与背景活动的比率而检测到保持状态的线。图13图示根据本发明的一种实施方式的一图表，该图表示出基于高频分量并未检测到的抬离，产生了未适当终止的保持。图14图示根据本发明的一种实施方式的一图表，其中相位变化和降频信号峰值检测用来识别抬离。图15图示了用于根据本发明的一种实施方式计算低频信号分量的比率，以在触摸表面上同时保持多点触摸之后识别剩余触摸的坐标。图16图示根据本发明的一种实施方式的用于检测LF信号分量的表面声波触摸屏。
具体实施例方式结合如附图将更好地理解本发明的前述发明内容以及下述某些具体实施例的详细说明。由于附图描述各种实施方式的功能块的示意图，功能块并非一定要代表硬件电路之间的划分。因此，例如，可以在单件硬件(如通用信号处理器或随机存取存储器、硬盘等) 中实施一个或多个功能块(例如处理器或存储器)。同样的，程序可为单机程序、可整合于操作系统中作为子程序(subroutine)、可为安装软件包中的功能等。此外，本领域技术人员应当理解，许多处理步骤是由模拟电路或由数值数字处理所完成。应当理解，各种实施方式不限于附图中所示出的配置和手段。如在本文中使用的那样，以单数形式列举且以用语“a”或“an”开头的与那件或步骤不应当理解为排除所述元件或步骤的复数形式，除非另外明确说明而这种排除。此外，对本发明的“一种实施方式”的涉及不应被解释为排除也结合所引用特征的其它实施方式的存在。同时，除非另外明确指明，否则“包括”或“具有”某种特定特性的元件或多个元件的实施方式可以包括不具所述性质的其它这类元件。图1图示了一种弯曲波触摸系统100。在所述系统100中检测声纹。其它的弯曲波触摸系统可以检测信号，并基于其它比较(例如但不限于飞行时间和时间相关性)而识别出触摸的位置。声纹式触摸系统100可以为一种其中触摸产生和检测音频范围内和/或低超声波频率范围内的弯曲波的系统，其中音频范围约2kHz至20kHz，低超声波频率范围是低于IMHz。触摸面板102具有基板104，例如玻璃片、铝片或其它材料的片材，其中传感器106、108、110、112以及相关迹线(trace) 114、116、118、120连接于该基板上。传感器 106-112直接连接或通过其它物体(例如楔体)连接至所述基板104。传感器106-112可以是压电传感器，其也称的为“压电装置(piezos)”。传感器106-112也可称为麦克风。其它类型的传感器(未示出)(例如加速计和应变计)用来检测所述基板104的局部运动或应变。根据一具体实施方式
，传感器106、108、110、112检测声音并沿着与触摸屏电缆122相互作用的迹线114、116、118、120传送传感器信号，以将传感器信号传递至控制器124，根据一具体实施方式
，控制器1 可以触摸屏控制器124。在图1所示的实施方式中，迹线114和 120之间的电压差是由串联或反串联(anti-series)连接而成的传感器106和112的组合所产生的模拟信号或单音频流。如果为反串联连接，则传感器108和110的组合产生与迹线116和118之间的电压差相应的模拟信号。因此，反串联连接的两个传感器连接至单个电子信道。可替换地，可根据需要移除传感器112和100，使得每一个传感器106和108都产生一个模拟信号。在其它实施方式中，可以采用调整的迹线互连和/或其它传感器(未示出)来产生两个以上的模拟信号。应当理解，传感器106、108、110、112并不限于所显示的相对于基板104和/或彼此的布置。虽然对于某些结构(例如透明触摸屏应用)，通常优选的是将传感器106、108、 110、112放置为邻近基板104周围，但对于其它结构(例如不透明触摸系统应用)，传感器 106、108、110、112位于基板104区域内的任何位置。同时，可使用不同数量的传感器。例如，可使用一个、两个、或三个传感器来分别产生一个、两个、或三个模拟信号。弯曲波触摸表面102(其可以为触摸面板10 由非不透明材料(例如玻璃)所形成且安装在显示器160的前方，显示器160支持图形用户接口(GUI)显示按钮和图标或其它图形表示。在其它实施方式中，触摸面板102由不透明或非不透明材料所形成，且实体上与显示器160分开放置，例如作为触控板。在任一情形中，基板104的暴露触摸表面可以进行表面处理，以经由摩擦效应而增加弯曲波的产生。由于光学原因而通常与触摸屏一起使用的防眩光表面处理提供所需要的摩擦效应。在其它实施方式中，弯曲波触摸表面可以为具有传感器附接其上的任何表面，其中传感器是连接至控制器，以确定触摸表面的触摸坐标。一般而言，触摸系统100识别在给定位置(其可以被描述为(X，Y)坐标位置)处触摸基板104时所产生的声音。应当理解，也可使用其它的坐标系统，例如以相对于原点的半径和角度所表示的极坐标系统。在基板104上的每个不同位置处的触摸事件会产生一个独特的声音。更具体地，当用户触摸基板104上的一点时，基板104上的一个或多个传感器106、108、110、112检测弯曲波传播的声音并将所述声音表示为一信号。当仅需要触摸坐标时，可以处理来自传感器106-112的信号，使得在某些实施方式中，仅保持与触摸坐标有关的信息。然而，当将要检测保持状态时，则至少要保持信号的低频率分量，如下文将进一步讨论的那样。应当理解，低频分量并非一定是弯曲波产生的，并且可能是由于准静态 (quasi-static)机械变形产生的。存储器136可以储存有校正文件138，其包含一组声纹以允许用户成功与显示器 160互动。在正常使用之前，在触摸面板102上的(X，Y)坐标位置与在触摸一系列已知(X， Y)坐标位置所产生的传感器信号相关联。这些信号可以经过处理，并作为声纹存储在校正文件138中，例如第一、第二至第N样板声纹140、142和144。例如，已知位置152可以对应至第二样板声纹142，而已知位置巧4可以对应至第 N样板声纹144。因此，校正文件138包括有多个预定声纹或样板或其集合，其中的每一个都与触摸面板102上的一特定(Χ，Υ)位置相关联。参考声纹样板的校正文件138与匹配算法一起使用，以识别触摸事件产生的现场信号的触摸位置。内插法可以用来以增强的分辨率提供(X，Y)坐标。在一种实施方式中，信号处理电路250(其可以为模拟电路，将在图4和图5中进一步说明)可以设置在触摸屏控制器124内，并通过触摸屏电缆122接收传感器106-112 所产生的模拟信号。在所示的实施方式中，接收两个模拟信号，但在其它实施方式中可以接收更多或更少的信号。在一种实施方式中，信号处理电路250可以由传感器106-112所检测的频率范围内提供近似信号均衡(approximate signal equalization)。信号处理电路250可以处理模拟信号，然后将经处理的信号传送至模拟转数字(analog to digital, A/D)转换器126。所述A/D转换器1 输出数字化信号148至处理器模块128。频率转换模块134可以对数字化信号148执行频率转换，例如傅立叶转换或快速傅立叶转换O^ast Fourier Transform, FFT)。在其它具体实施方式
中，也可使用离散傅立叶转换(discrete Fourier Transform, DFT)、滤波器组、子波分析等。例如，FFT产生与各包括一定频率范围的频率带宽(bins)相应的振幅和相位信息。例如，由512个时域信号样本所组成的一序列可以通过FFT处理，以在音频范围内的256个频率频宽中产生振幅和相位。频率转换模块134分别经由高频(HF)信道170和低频(LF)信道172而将与每个传感器信号相关联的频率分量的频率转换数据组输出至声音坐标确定和触摸动作检测模块130以及保持检测模块132。声音坐标确定和触摸动作检测模块130是检测触摸事件，例如轻击、拖曳与抬离；而保持检测模块132可以检测保持状态或事件。在一种实施方式中， 输出至声音坐标确定和触摸动作检测模块130的频率分量可以是高于2kHz的频率分量，且在本文中其可以被称为高频(HF)分量。在另一种实施方式中，HF分量可以高于100赫兹。 输出至保持检测模块132的频率分量可以是低于2kHz的频率分量，且其在本文中可以称为低频(LF)分量或超低频(ULF)分量。在另一种实施方式中，输出至保持检测模块132的LF 分量可以低于100赫兹或低于60赫兹。在另一种实施方式中，频率转换模块134可以输出 FFT Bin 0数据至保持检测模块132。例如，FFT Bin 0数据通常包含很少或不包含有用的坐标位置信息，因而一般不由声音坐标确定和触摸动作检测模块130使用。在某些实施方式中，LF和HF分量可以不重迭，因而LF和HF频率彼此不同。在一种实施方式中，用于保持检测的传感器106-112可以与用于触摸动作检测的传感器相同。在另一种实施方式中，不同的传感器可以同时用于触摸和保持检测，或将用于触摸动作检测的传感器的子集合用于保持检测。声音坐标确定和触摸动作检测模块130可以通过例如从各个频率转换信号中提取振幅值信息、以及任选地从各个频率转换信号中提取相位信息而确定是否已经发生触摸事件。处理器模块1 和/或声音坐标确定和触摸动作检测模块130可以根据振幅值信息构建与触摸事件相关联的轮廓或声纹。在另一种实施方式中，处理器模块1 可以根据振幅值信息和相位信息两者而构建与触摸事件相关联的轮廓或声纹。在又一实施方式中，处理器模块1 可以根据相位信息或根据数字化信号148内的其它信息构建声纹。声音坐标确定和触摸动作检测模块130还可以监控HF信号的强度，即使无法确定触摸坐标。例如，由FFT所计算的相位中的随机程度在信号仅仅为电子噪声时会变高，而在触摸动作产生弯曲波信号时降低。相位随机度的一种测量方式是邻近FFT频宽的FFT计算相位的差异的绝对值在所有邻近FFT频宽对范围内的总和；这种测量方式也称为“相位变化”或简称为“pVar”。低于阈值的pVAr降低可以代表触摸动作信号，即使是在不计算或不能计算出(X，Y)坐标时。PVar仅为信号随机程度的一种可行测量方式，而信号随机性也仅为一种识别触摸动作的可行方式。根据其它具体实施方式
，也可用任何其它的触摸动作测量方式来替代模块130中的pVar 166，例如传感器信号之间的交互相关联程度或相干性测量，或传感器信号振幅的增加量(如超过阈值)。 在使用pVar的一个实施方式中，在每次计算FFT时从FFT产生相位来计算pVar的数值。在某些实施方式中，为了匹配声纹，PVar 166可能需要低于预定等级或阈值。如下文所进一步讨论的那样，抬离事件(即物体从基板104移除)并不会产生与样板声纹140-144 对应的频率分量。然而，抬离检测模块164可以根据pVar 166确定抬离已经发生，可能在保持检测模块132也检测到信号的LF分量中存在足够大的增量时，即使无法匹配至校正文件、声纹、时间比较、查找表等。应当理解，也可使用其它的信号处理和比较技术来确定是否已发生触摸动作，即便不确定触摸坐标。 在某些实施方式中，触摸和保持集成模块174可以仅在有效触摸事件(在其之后物体仍与基板104接触的有效触摸事件，例如轻击或拖曳)之后的保持时才识别有效保持状态。因此，如果未检测到相关的轻击或拖曳，则系统100即忽略指示保持状态的信号。此外，当保持检测模块132在抬离检测模块164识别到抬离之后检测到保持状态时，触摸和保持集成模块174可以确定所述保持并非有效保持。
触摸系统100可检测单个触摸事件，例如选择显示器160上所显示的特定图标。此外，用户可能希望以轻击来选择一项目、然后拖曳和/或保持物体与基板104连接来启动某些特征。当用户完成时，从基板104移除所述物体(例如手指、触摸笔)，产生一抬离事件。 保持状态可以定义为用户已经以物体触摸基板104，并将所述物体保持在基板104上时。轻击、拖曳和保持状态是接触状态的所有示例，在接触状态中物体(例如用户的手指)与基板 104的表面实体接触。基于信号的至少一部分LF分量而识别接触状态。在接触状态期间， 系统100可能会、也可能不会检测新的(X，Y)坐标位置。对于轻击或拖曳而言，系统100 — 般将检测新的(X，Y)坐标位置，但对以轻微触摸力慢速拖曳而言或许不是这么可靠。保持状态是接触状态的一个特例，因为其一般无法检测到新的(Χ，Υ)坐标。轻击、拖曳和抬离事件产生显著强度的HF内容。因此，在某些实施方式中，可以仅基于III分量来识别轻击、拖曳和抬离。然而，保持状态或事件并不产生显著强度的HF内容， 因此在触摸检测仅单独基于HF内容时，系统100可能不能确定是否发生保持。然而，肌肉颤动和小量移动(例如用户的正常的非主动移动)会使物体产生小量移动，因而产生可以由保持检测模块132用来识别是否发生保持的强度的LF内容。因此，可以独立于HF分量识别保持，且可以仅基于LF分量识别保持。在某些实施方式中，由抬离检测模块164使用 LF分量来确定是否已发生抬离。在一般使用期间，当用户触摸触摸面板102，且触摸、拖曳或抬离被检测到时，处理器模块128比较现场触摸声纹和储存在校正文件138中的所述第一、第二至第N样板声纹 140、142和144中的至少一个子集合。接着最佳匹配声纹或样板可以用来识别触摸事件的位置。处理器模块1 接着将坐标(例如X，Y)送至显示器模块146，显示器模块146可以储存在固件或软件的一个或多个模块内。显示器模块146可以为图形用户接口(GUI)模块，例如Microsoft Windows操作系统。在一种实施方式中，显示器模块146在主机162上运行，主机162也运行用户感兴趣的应用程序代码。显示器模块146确定坐标是否指示对显示器160上所显示的按钮或图标进行选择。若选择按钮，则主机162或其它组件(未显示)可以根据与所述特定按钮相关的功能性来采取进一步的动作。保持例如可以在菜单选择期间使用。用户可以轻击图标，并通过将物体保持在基板104上，系统100检测到所述保持并响应而显示菜单或列表。用户可以沿着列表拖曳物体，然后通过短暂保持而选择一特定项目或显示另一子菜单。菜单选择可以通过例如将物体抬离基板104或以后续轻击而进行。用户也可能希望拖曳和丢弃一项目，例如将一图标移动至显示器160上的不同位置或将文件移动到文件夹中。在某些情形中，用户可以暂停并使物体保持在基板104上，并且系统100可以识别所述用户正保持所述项目而不发出响应。相反，系统100可以仅检测保持状态，并等待用户进行进一步动作。若用户从基板104移除所述物体，则系统100可以将所述项目放置在显示器160上的目前(X，Y)位置上。在某些实施方式中，系统100可以在发出回应前等待一段最小保持时间。例如，用户可以显示一清单，系统100可以在启动选择之前先等待将停留一段最小时间的保持。同时，保持可以用来发生动作，例如卷动。例如，如果用户触摸并保持卷动图标，则只要保持状态正在进行，系统100便可以卷动显示器160上的信息。
图2图示了一种可替换弯曲波触摸系统176，其是以飞行时间测量为基础的。传感器178、180、182、184(例如压电装置)分别放置在触摸基板186的四个角落。如图1所示， 传感器信号由触摸屏控制器188接收、由模拟电路190加以处理、并由A/D转换器192予以数字化。A/D转换器192的输出(包括HF分量)由飞行时间坐标确定和触摸动作检测模块 194加以处理，以确定四个角落中的每一个处的触摸产生信号的到达时间。经由三角测量， 确定坐标(例如X，Y)。然而，在保持期间，无法产生足够信号来确定(X，Y)触摸坐标。经由低通滤波器196保持检测模块198被提供LF信号分量。低通滤波器196可以为数字滤波器，其位于用于飞行时间计算的A/D转换器192的下游。可替换地，模拟低通滤波器(未示出)可以在可以专用于保持检测模块198的第二 A/D转换器(同样未示处)上游处提取 LF信号分量。虽然图2的坐标确定系统与图1所示的声纹系统有明显不同，但图1和图2 的保持检测操作可以类似地运行。图3图示了具有可以位于基板208上的三个传感器202、204、206和相关迹线216、 217、218、219、220、221的触摸面板200。在某些实施方式中，与接地相关的迹线可以连在一起。信号处理电路250以差分放大器或单端放大器接收来自传感器202、204、206的信号。 图3所示的线路将支持差分输入。在选择单端输入时，仅需四条导线。传感器202、204、206 位于基板208的三个不同区域中，例如分别在左侧210、右侧212和顶部214附近。每一个传感器202、204、206都可以产生模拟信号，所述模拟信号在电缆122单独地传递至控制器 124，并由A/D转换器1 数字化为不同数字信道。在某些触摸屏系统中，压电装置和/或相关处理和放大电路可以产生传送至频率转换模块134的高通频率响应。然而，为了检测出保持事件，LF分量(例如低于2kHz的频率)被评估。在足够低的频率下，与压电装置相关的电容C和电极的有效输入阻抗R—起形成了高通RC滤波器。需注意的是该非计划中的高通RC滤波器并不消除或过度衰减由保持检测模块132所使用的所需LF信号。在一种实施方式中，输入阻抗会上升(例如达1ΜΩ) 以产生更多低频信息，且电路的整体增益会降低以避免放大器中的削波(clipping)。在另一种实施方式中，每一个信道可以采用一个压电装置，如图3所示，这导致压电结构的电容增加。如果电容增加，则需降低放大电路输入阻抗。在一种实施方式中，信号处理电路250可以接收来自传感器202-206的信号，并提供两个分开的路径一个路径提供具有用于保持检测的低增益或无增益的低通滤波器，而另一个路径提供具有某等级增益的高通响应，因而放大HF信号，用于(X，Y)触摸检测。这两个路径的输出可以加和在一起或分开使用。图4图示了一种示例性信号处理电路250，其可以用来实现图5所示的输出频率响应252。电路250为各个传感器202-206或压电装置提供、或为每一个信道而提供，其具有例如串联或反串联的一个以上的传感器106-112。电路250可以配置为提供非单调频率响应，例如达到较佳的较低频率，如IOOHz左右的频率。应当理解，图4所示的用于电路250的电阻和电容的特定值是用于从压电装置(其电容约为1.8毫微法(nF))接收到的信号的处理的代表性值，然而，不同的压电装置可以具有不同的电容等级，且因而电路250内的分量值应当相应地调整。一般而言，电容器C2262是提供稳定性以避免震荡，并且还在非常高频率中提供响应衰减(roll off)。电阻R2 258在20kHz附近提供增益设定点，电阻Rl 260 和电容器Cl 256在频率响应252中提供约IOOHz和4Hz之间的平台(shelf064。为了根据需要调整或微调频率响应252，可以使用不同数值的电容器(Cl 256和C2沈2)和电阻器(Rl 260和R2 258)，也可使用其它的电容器和电阻器(未示出)，不同数值的电容器(Cl 256和C2 262)和电阻器(Rl 260和R2 258)可以与具有不同电容邪4等级的压电装置一起使用。诸如电路250之类的电路的使用允许用于保持检测的LF信号分量和用于坐标确定的HF信号分量都落于共同A/D转换器的动态范围内，因而不需针对HF与LF信号分量范围使用单别的A/D转换器。图6图示了用于处理触摸面板上的传感器的信号和确定是否发生保持状态的框图300。在某些实施方式中，触摸动作或触摸事件的检测同时发生，且作为输入提供至是否发生保持事件和是否有效的检测和确定。主要在下述说明中使用图3所示的触摸面板200 结构，其中三个传感器202、204-206在各自的信道上提供输入信号。然而，应当理解，也可使用其它结构，例如安装在基板208上的一个传感器、串联或反串联安装的多个传感器(其中一个以上的传感器连接至图1所示的信道)、对称安装在基板208上的传感器、不对称安装在基板208上的传感器等。方块302说明了来自传感器202_204、206的输入信号的处理，其例如可以由信号处理电路250、A/D转换器126、和频率转换模块134实现。在一种实施方式中，输入信号可以由A/D转换器1 数字化，而不由电路250处理，或输入信号在数字化后由电路250加以处理。在另一种实施方式中，输入信号可以都被处理以提供两个不同的输入数据流，即，高通滤波流(由HF信道170上传送至图1所示的声音坐标确定和触摸动作检测模块130的用于触摸检测的三个输入所组成)和未滤波或低通滤波流(由LF信道172上传送至保持检测模块132的用于触摸检测的三个输入所组成)。如图6所示，用于触摸检测的HF分量或数据可以经FFT处理并经由线路304传送至方块306以进行触摸事件的检测。线路304可以与图1所示的HF信道170类似。多重输入(例如来自三个传感器202、204、206的HF分量)在发送至方块306之前可以加和在一起或以其它方式合并，或经由多重线路304传送并在方块306中合并。如先前所讨论的那样，根据所使用的系统类型，可以实现不同类型的弯曲波检测，例如声纹、飞行时间、时间相关性等。方块306所检测的触摸动作或事件经由线路334传送至方块332。返回方块302，LF分量传送至方块308。例如，与来自传感器202、204、206的每个输入信号对应的FFT Bin 0数据可以在线路310、312、314上传送至加和电路(summing circuit) 316。仅通过举例的方式，各线路310、312、314可以与单独的LF信道172(如图1 所示)相对应，因此，来自传感器202、204、206的信号的LF分量可以加入时域的相位中，以在线路318上获得单个输入信号。通过合并线路310、312、314上的信号，可消除或减缓环境噪声。环境噪声定义为发生在基板208外的事件，例如音乐、交通等，并且其产生由传感器 202-206检测到的不相干信号(incoherent signal) 0发生在基板208上的事件至少包括轻击、拖曳、保持和抬离，且产生相干(coherent signal)或相关联的分量。一般而言，由相干和不相干分量所组成的加和信号使相干分量放大，而不相干分量则保持相同或降低。因此相干分量(信号)与不相干分量(噪声)的比率会增加。因此，在某些实施方式中，以一个以上的传感器202-206来检测信号会提供较佳的环境噪声消除效果。然如前所讨论，也可使用单个传感器。如下文中关于图15的讨论的那样，对于支持同时触摸的系统而言，以加和电路316将传感器信号的加和延迟到方块320之后是有利的。
使用FFT Bin 0作为低通滤波器的一部分是系统的一种便利项目，其中FFT被计算以供坐标确定用。就数学上而言，储存在FFT Bin 0中的结果是对FFT的时域输入数据的平均。因此，至加和电路316的输入也可以为传感器的LF分量或由其它方法和/或电路(例如低通RC滤波器)导出的压电信号。方块320提供了线路318上信号的消除和低通滤波。例如，低通滤波是仅使低于预定截止频率的信号通过。例如，方块320说明了结合有降频器(decimator)的正弦滤波器。应当理解，可以以串联方式使用多级的正弦滤波器。在一种实施方式中，四级正弦滤波器(未示出)可以用来增加副波辫(side-lobe)和高频衰减。由于LF分量缓慢改变，因此信号会降频(decimated)，也即取样速率会降低，以使操作成本和无用噪声降至最低。例如，通过在每256次时间采样之后先计算时间平均信号，然后以另一因子3来平均或降频，可以将用于触摸检测的近44kHz的取样速率降低至例如约57. 4Hz。在一种实施方式中，方块320构造为丢弃HF分量，滤出60Hz的行频和相关联的谐波，并降低取样速率。在美国，60Hz的行频可能受到高等级噪声影响，而在其它地理位置中，其它的行频(例如50Hz)则受影响。因此需修改方块320以丢弃或过滤其它频率或频带。图7图示基于诸如图6中的方块320的正弦滤波器之类的四级正弦滤波器的频率响应400。响应400说明了不想要的频率分量的频率范围402 (在约50Hz和60Hz之间)被抑制。图8为图示随时间变化的降频信号452的图表450。降频输入信号可以为正弦滤波器或图6中方块320的输出的绝对值，因而包括了 LF分量。方块3M提供绝对值函数。水平轴460代表帧数，而垂直轴462代表信号振幅的绝对值。作为用于在44kHz下的256个样本帧的例子，每一帧所对应的时间是约6毫秒。一系列的触摸事件(例如物体在基板208上的初始轻击454、拖曳456、以及所述物体的抬离458)由图6的触摸动作检测方块306检测。在轻击妨4前和抬离458后分别显示的背景动作464、466代表极少的LF分量或能量。然而，在轻击妨4和抬离458期间，信号452包括HF与LF分量。在拖曳456以及保持468-470期间，LF动作是大于背景动作464、466。这种增加的LF动作提供了一种不管是否产生(X，Y)坐标都可以识别接触状态的方式。若拖曳456确实导致产生(Χ，Υ)坐标，则可知接触状态的出现，其与LF动作无关。然而，对于保持468和470而言，LF动作仅代表物体保持与基板104接触。因此，图8说明了轻击、保持、拖曳和抬离都可以具有大量的LF能量。然而，基于LF分量可能难以将保持和拖曳彼此区分开。此外，并非所有的抬离都产生与已知(Χ，Υ)位置相关联的HF分量，且因此不能在校正文件138(如图1所示)内识别出匹配。因此，保持检测与触摸检测一起使用，以精确确定是否发生保持事件。对于某些应用而言，确定物体是否与基板104接触是重要的，但并非可靠区别保持和拖曳状态的要求。例如，在拖曳456(见图8)期间，模块130无法重新建立触摸坐标，而“保持”状态仍根据低频信号分量确定。在这种情况中，在拖曳456期间，主机162仍被正确地通知物体保持与基板104接触。这种实施方式是将触摸屏控制器IM配置为在触摸保持与基板104接触、但不一定相对于触摸坐标(X，Y)呈现静止时根据信号的LF分量来识别保持状态的一个例子。返回图6，经低通滤波和降频的信号在线路322上发送至方块324，在方块324中确定信号的绝对值以产生信号(如图8的信号45 。该信号的绝对值在线路3 上发送至方块328，并用来确定两个信号包络，其中一个是快速平均包络，一个是慢速平均包络，如下文进一步讨论的那样。每个包络是信号452的时间平均。应当理解，在一种实施方式中可以使用一个包络，而在另一种实施方式中可以使用两个以上的包络。在具有快速变化振幅调制射频信号的相对平滑的包络的类似情况中(如在AM无线电中)，如在本文中使用的那样，用语“包络”是指从较快速变化的信号中所提取的相对平滑信号。此处所述的包络也可指趋势线。所述包络在线路330上传送至方块332，其中包络信号与触摸检测信号两者都用于识别是否正发生有效保持。一般而言，慢速平均包络在相对较长时间区间内缓慢地平均信号452的绝对值，追踪信号452的最大包络、同时减缓因触摸动作引起的变化，例如在图8的轻击妨4和抬离458期间所看到的那些。相较之下，快速平均包络更快速地响应于信号452的上下变化。在一种实施方式中，慢速和快速平均包络可以采用具有不同平均时间常数的一阶有限脉冲响应(infinite impulse response, IIR)滤波器。除了慢速和快速平均包络之外，还测量背景动作464和466。噪声环境变化，这会增加或降低背景能量等级，因而无论何时都能在系统100未检测到触摸事件、保持状态或其它主要信号峰值(例如超过振幅阈值的信号)时确定背景动作464。在一种实施方式中，通过追踪LF信号的最小值确定背景动作464。在另一种实施方式中，可以根据最近数秒的LF分量内确定最小平均(例如十个样本期间)，以确定背景动作464的等级。在又一实施方式中，可以将背景序列定义为十个连续降频帧。每隔五个帧可以定义一个新的背景序列，这导致序列间产生50%的重迭。每一个序列的平均值存储在存储器中，例如先进先出(first-in first-out, FIFO)数据结构，其保持例如十个最近的数值。在给定帧处的最小背景等级可以被定义为FIFO结构中的最小值。包括代表触摸事件(具有较大LF能量)的帧的任何平均并未被推入FIFO结构中。在一种实施方式中，最小序列平均可以被选择作为背景动作464。至少一种实施方式的技术效果是下述能力，即根据是否已经检测到触摸事件或触摸动作以及快速平均包络与慢速平均包络的比例(快速包络/慢速包络)以及快速平均包络与背景动作的比例(快速包络/背景)中的至少一种的比较来确定保持状态或事件是否有效。这允许系统100区分拖曳和保持(其可以与LF分量类似的方式出现)，以及识别可能出现成为保持、但未跟随任何触摸事件的事件，例如由非常嘈杂的环境所产生的噪声。图9图示了显示降频信号452和相关联的快速平均包络502的图表500。图8的图表450和图表500代表同一检测序列(即，轻击454、保持468、拖曳456、保持470和抬离458)的LF分量。在一种实施方式中，随时间变化的一阶IIR滤波器可以用来计算快速平均包络502。UR滤波器可以由下列差分方程表示，其中“η”为目前帧数，“I”为输入，“yn”为目前帧的输出yn = Qyn^(I-Q)Xn可以使用两个不同的滤波器参数值。α等于0.95的第一滤波器参数值可以在信号振幅向上移动时应用于该信号；α等于0. 9的第二滤波器参数值可以在信号振幅向下移动时应用于该信号。两个滤波器参数可以被选择为以使得快速平均包络502保持在信号452的平均值附近。在区域504内，快速平均包络502保持为接近通过保持468-470和拖曳456 (图8中对应所示的项目456-468和470)的信号452的平均值。然而，在紧跟着轻击4M和抬离458之后的帧期间，延迟区域506和508代表污染帧(contaminated frame)，其中快速平均包络502尚未到达在保持和拖曳(区域504)期间降频信号452的平均值或背景动作466的等级。在延迟区域508内，快速平均包络502代表可能仍存在保持能量。同时，虽未示出，如果仅发生单次轻击而在轻击之后并无保持或拖曳事件，则代表仍可能存在保持能量的延迟区域可以产生紧随于轻击之后的帧。因此，由于在轻击期间、以及在部分情况下在抬离和拖曳期间有HF能量存在，这些触摸事件会污染快速平均包络502。为消除快速平均包络502的污染，快速平均包络502可以被设定为零、或等于所有触摸事件期间背景动作464或466的等级。因此，在声音坐标确定和触摸动作检测模块130检测触摸事件的每一个帧期间，快速平均包络502被设定为与最近检测的背景动作(例如图8的背景动作464)的等级相等，或保持为例如逻辑零。图10图示一图表520，其中快速平均包络502在检测触摸事件期间以及触摸事件之后的延长停止期被设定为背景动作464的等级。在一种实施方式中，延长停止期可以触摸事件完成之后的五个帧，例如约30毫秒，以避免因基板208上的衰减(decaying)但不完全减幅(damped)的振动所产生的污染。在延长停止期也可使用其它数量的帧或时间区间。信号452的帧率已经以如上述方式被降频，因此五个帧代表降频帧率内的帧(其在某些实施方式中为每秒57. 4个帧)，其比触摸检测帧率(在某些实施方式中为每秒172. 26个帧)慢。在归零期522、5M和5 期间，快速平均包络502被保持为背景动作464的等级。归零期522、5M和5 分别与轻击454、拖曳456和抬离458触摸事件相对应，且包括在最后帧之后的延长停止期(其中检测到可用触摸事件)。因此，可减缓或消除因触摸事件后的振动所产生的快速平均包络502的污染。由于背景LF能量相对于保持期间的LF能量等级是如此之小，因而可使用背景动作464和快速平均包络502之间的相对测量来识别保持状态。例如，若比例接近1，则未发生保持然而，若(快速包络/背景)比例大于阈值(例如比背景动作464大十倍)，则其指示保持状态。在归零期522、524、5沈期间将不会满足保持状态，因为快速平均包络502被设定为背景动作464的等级。图11图示了一图表550，其显示快速平均包络502与背景动作464的比例比较的结果。在帧552期间，快速平均包络502与背景动作464的比例小于预定量(例如小于10)。因此，代表保持状态或事件的线5M保持为低。线5M也称为标记，其被开启或被拉高以指示正发生保持状态，并被关闭或被拉低以指示并未发生保持状态。在帧556处，(快速包络/背景)比例至少为10，线M4被拉高，其表示正发生保持状态或事件。保持事件延伸至帧558，其对应于图10中所示的保持468。在帧560处，线M4被拉低，因为快速平均包络502被保持为背景动作464的等级，如图10的归零期5M期间所示。在帧562处，当快速平均包络502与背景动作464的比例在保持570期间满足预定阈值时，线M4再次被拉高。然后，在帧564处，当检测到抬离458时，线M4被拉低。由于(快速包络/背景)比例并不满足预定阈值，故线5M保持为低。
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在某些情形中，当背景动作464非常低时，快速平均包络502与背景动作464的比例降至10或另一预定阈值以下所需的时间可以超过实际保持事件，或引起一保持事件被错误地指示。这可能发生于单次轻击之后，例如在非常安静的环境中、或由于基板208上的振动的持续。当声音坐标确定和触摸动作检测模块130未检测抬离事件时，可能发生保持状态的延长。在某些情形中，抬离并未与储存的声纹产生匹配或(X，Y)位置的识别，因此LF能量大量增加，但保持检测模块132并不将快速平均包络502拉为零，或拉至背景动作464的等级。返回图6，在方块3 处，处理器模块1 可以计算慢速平均包络以确保未发生不可接受的终止延迟。慢速平均包络具有比快速平均包络502更高的平滑系数。可以利用UR滤波器计算慢速平均包络，所述UR滤波器具有值为0. 99的单个平滑系数α。高等级的平滑可避免慢速平均包络被触摸事件过度污染。与快速平均包络502相比，慢速平均包络并未设定至背景动作464的等级。同时，因为慢速平均包络衰退得比快速平均包络502慢，在抬离事件之后，两个包络的比例(慢速包络/快速包络)在终止点快速增加。在一种实施方式中，保持检测模块132在比例(快速包络/背景)大于第一预定阈值且比例(慢速包络/快速包络)小于第二预定阈值时，确定保持事件是有效的。例如，当(快速包络/背景)大于10时可以满足第一预定阈值，而在(慢速包络/快速包络)小于10时可以满足第二预定阈值。在其它实施方式中，可以使用不同数量的预定阈值。在另一种实施方式中，保持检测模块132可以使用一种比例，例如(快速包络/背景)或(慢速包络/快速包络)，以确定正在发生保持状态。图12图示了一图表580，其显示了表示是否根据(快速包络/背景)比例检测到保持状态的线阳4。图表580包括与图7至图9相同的事件，其中触摸事件序列(未示于图表580上)为轻击454、保持468、拖曳456、保持470和抬离458。在此实施例中，声音坐标确定和触摸动作检测模块130正确检测轻击454、拖曳456和抬离458的触摸事件。慢速平均包络582(其是降频信号452的慢速平均)在整个事件序列间维持相对恒定。因此，保持检测模块132正确地识别出保持468、470，且在抬离458之后并未检测到保持状态。当已经发生单个轻击时，使用(慢速包络/快速包络)比例是有用的。在某些情况下，因为衰减的缘故，在物体已经离开基板208之后仍有振动出现于基板208上，(快速包络/背景)的比例会错误指示正发生保持事件。在不再检测到触摸之后，慢速平均包络582维持于相对高的等级，因而满足(慢速包络/快速包络)比例大于10的条件，因此并不需要等待，直到快速包络小于所述背景等级的十倍以确定地丢弃所述信号的保持诠释(interpretation)为止。在某些例子中，利用pVar 166和/或降频信号452中的峰值来检测不产生坐标的抬离事件是有利的。在本文中，降频信号峰值被定义为在降频信号与慢速包络的比例超过阈值(例如5)时发生。图13图示了对这种附加抬离检测方法的需求。图13图示了一图表600，其示出未由声音坐标确定和触摸动作检测模块130检测到的抬离602。如上所述，即使产生明显的HF能量，声音坐标确定和触摸动作检测模块130也可能并非总是将抬离事件检测为触摸事件。慢速平均包络582被指示，以及根据(快速包络/背景)比例，快速平均包络502和线5M指示正在发生保持606。由于声音坐标确定和触摸动作检测模块130未检测到抬离602，保持检测模块132并未在抬离602期间或抬离602之后的停止期期间将快速平均包络502拉低、或拉到背景动作464的等级。若保持检测模块132仅使用(快速包络/背景)比例来确定保持606，则保持606将在从帧604到帧608期间被指示，因而不希望地延长穿过抬离602并到达抬离602之后。此外，即使保持检测模块132还使用(慢速包络/快速包络)比例小于预定阈值(例如10)的条件，快速平均包络502在抬离602之后需要50个帧或约0. 3秒来变成比慢速平均包络582 (其在振幅上仍维持相对恒定)小10倍。例如，在未识别的抬离事件期间，大的降频信号值极大地增加快速包络数值，给予快速包络一段长路径来变成比慢速包络小10倍。在某些实施方式中，0. 3秒的响应时间会对某些触摸应用产生问题。在至少一个实施方式中，降频信号452在抬离期间的非常大的值可以用来解决响应时间慢的问题。降频信号452中的峰值可以定义为降频信号452的相对于慢速包络的比例超过阈值的帧。举例而言，比对应慢速平均大10倍的降频信号可以定义为降频信号峰值。即使在模块130中未检测到触摸动作，仍暗示有抬离事件的存在且存在降频信号峰值。这种降频信号峰值方法可以单独使用以标记抬离事件，或是与以下讨论的PVar方法结合使用。如以上关于图1的讨论的那样，尽管HF分量或信号信息可能不产生提供测量的(X，Y)坐标的检测触摸事件，但除(X，Y)坐标之外的触摸动作测量(例如相位变化PVar166)也是可接受的。pVar 166可以被计算为声音坐标确定和触摸动作检测模块130内的算法的一部分。可以针对每一帧计算PVar 166，而低的pVar 166值可以指示触摸事件。当pVar 166的数值低于预定阈值时，第三比例可以用来确定是否已经发生抬离。为了确定LF峰值是否与抬离事件相对应，目前帧的LF输入信号可以与前两个帧的慢速平均包络进行比较。若比例大于预定阈值且符合PVar条件，则假设是抬离。在一种实施方式中，(LF/慢速包络)比例的预定阈值或预定条件为5。在另一种实施方式中，即使未符合PVar条件，当(LF/慢速包络)比例大于10时可以检测到一抬离。此外，在检测到抬离之后设定预定数量帧的停止期。在一种实施方式中，将停止期设定为20个降频帧。因此，当满足上述条件时，快速平均包络502被拉至背景动作464的等级，且被保持为背景动作464的等级达20个帧。图14图示了一图表620，其中除降频信号峰值外，可以使用pVar 166来识别抬离602。例如，声音坐标确定和触摸动作检测模块130所计算的pVar 166的等级可以代表已满足指示已发生抬离的条件，即使声音坐标确定和触摸动作检测模块130无法将信号与例如校正文件138内的样板声纹140-144进行匹配。根据pVar 166 (以及降频信号峰值的检测)，一旦识别到抬离602，则在帧622处拉低线554。停止期6 跟随帧622之后，且在某些实施方式中，其为20个降频帧或约120毫秒。在其它实施方式中，可使用不同数量的降频帧。因此，保持606被适当终止。在一种实施方式中，可能由于快速平均包络502、慢速平均包络582和背景动作464中的一个或多个的扰动而过早终止保持。因此，当检测到在保持状态之后不再满足保持参数时，可以使用延迟期。例如，保持检测模块132可以使保持状态持续一延迟期。在一种实施方式中，延迟期为15个降频帧，其可以对应至约90毫秒。若在延迟期内再次检测到保持，则确定保持状态为有效。若在延迟期未检测到保持状态，则保持检测模块132可以确定所述保持已经终止，因此不在允许其它保持状态，直到再次检测到触摸动作为止。这使系统100可补偿微小信号扰动(disruption)，同时仍适时响应用户正进行的改变。
上述讨论考虑一次发生单个触摸的情形。然而，上述讨论的方法和设备也可用于支持多点触摸操作的弯曲波触摸系统，在多点触摸操作中在任何给定时间瞬间可以存在多于一次的触摸。例如，上述保持检测系统和方法可以用来区分触摸基板上未出现任何触摸以及保持在基板上的一个或多个手指或物体的存在。在某些情况下，可使用特定于多点触摸情形的其它处理。例如，第一触摸可以与触摸表面接触，产生正确坐标确定，然后在触摸表面上可以维持触摸。当保持第一触摸、未产生新的坐标时，第二触摸可以与触摸表面接触，产生正确坐标确定。所述第二触摸也可以维持在触摸表面上。在此时，两个保持触摸的坐标都为已知。现移除其中一个触摸。如果抬离产生足以用于坐标确定的信号时，则通过消除，剩余的保持触摸的坐标即已知。然而，如果抬离产生不产生(X，Y)坐标的触摸动作信号(例如pVar掉落至阈值以下)，则剩余手指的位置可能会在第一和第二触摸的坐标之间模糊不清。图15图示用于计算触摸面板上的传感器的LF信号分量比例，以在触摸表面上同时保持多点触摸之后识别剩余触摸的坐标的框图640。方块图640是图6的方块图300的修改形式，其中相同的组件以相同的项目号表示。三个正弦滤波器642，644和646分别接收线路310、312和314上的LF分量，并在线路648、650和652上输出经低通滤波且经降频的信号(绝对值之前)至方块654，且在线路649、651和653上输出至加和电路316。与图6相比，加和电路316定位在正弦滤波器642,644和646之后。因为正弦滤波器320,642,644和646是线性装置，因此绝对值方块3 接收图15中与图6所接收的相同的加和信号。在图15的配置中，线路648、650和652上来自三个正弦滤波器642、644和646的三个输出(与图3中三个传感器202、204、206相应)现在可用于进一步处理。特别地，方块肪4可以计算压电或传感器信号LF分量的比例。假设为单个保持，其中一个物体触摸基板208上的一个位置，则比例是依据该触摸的(X，Y)坐标的位置而改变，因此所计算的比例可使得能够触摸位置的一般测量。这种单个保持的触摸位置的一般测量可以使得能够解析如前段中所述的模糊性。例如，如果来自传感器202、204和206的LF信号的比例与第二次触摸位置一致，但与第一次触摸位置不一致时，则系统可以确定第一次触摸已经离开而第二次触摸维持保持。在某些实施方式中，可在单个触摸检测系统内使用一种以上的波或信号类型。例如，弯曲波可以被检测且用于LF信号处理，而表面声波可以被检测且用于HF触摸检测处理。在一种实施方式中，LF系统的用于检测物体被保持在该表面上的接触状态的能力可以用作SAW触摸屏的启动条件。因此，上述讨论的检测接触状态的方法和设备的应用并不需要限于弯曲波触摸屏系统，其也可以用于检测其它触摸屏类型的触摸动作或接触状态的检测。图16图示一种表面声波触摸屏1600，其可以用来检测LF信号分量。触摸屏1600包括玻璃基板1610，其具有一上表面，该上表面具有由由45度反射器元件所组成的四个阵列1620围绕的触摸区域，所述反射器元件的阵列限定表面声波路径，例如在发射换能器1630和接收换能器1632之间的路径1660。在传统设计中，发射换能器1630和接收换能器1632包含压电传感器(例如PZT压电装置)。由于所需的触摸屏的表面声波具有MHz范围内的工作频率，因此传统电子元件会拒绝由换能器1630和1632产生的声频和亚声频范围中的LF信号。
然而，表面声波触摸屏系统的电子元件可以被修改以检测和处理LF压电信号，进而识别保持和触摸动作状态。这种保持/触摸动作电路可以被设计为以比主动表面声波触摸系统更低速率消耗功率。由于未改变表面声波触摸屏1600的设计并审慎改变其相关电子元件，因此类似于此处所讨论电路的低功率保持/触摸动作检测子电路(未示出)可以视情况而仅在触摸动作期间唤醒或启动表面声波触摸系统，因而节省功率。应当理解，上述说明的目的仅为描述性而非限制性的。例如，上述实施方式(和/或其多个方面)可以彼此组合使用。此外，在不偏离本发明的范围的情况可以进行多种修改以使特定情形或材料适合本发明的教导。上述说明使用示例来揭露本发明，包括最佳实施例，且同时使本领域技术人员能够实践本发明，包括产生和使用任何装置或系统，以及执行任何整合的方法。虽然本文中所描述的材料的尺寸和类型用于定义本发明的参数，但其并不是限制性的而仅为示例性实施方式。本领域技术人员在回顾上述说明后即可明显得知许多其它实施方式。因此，本发明的范围应当参考随附的权利要求以及这种权利要求具有的等同物的全部范围确定。在随附的权利要求中，术语〃 including"和〃 in which"用作对应的术语〃 comprising"和〃 wherein"的通俗英语等同物。而且，在接下来的权利要求中，术语"第一"、“第二"和"第三"等仅仅用作标记，并且不是要要求对它们的目标强加数值要求。
权利要求
1.一种弯曲波触摸系统，包括至少一个传感器，连接至基板并响应于所述基板中的振动，所述至少一个传感器输出信号；和控制器，被配置为接收来自所述至少一个传感器的所述信号，所述控制器进一步被配置为当基板上的触摸包括轻击、拖曳和抬离中的至少一种时基于所述信号的高频分量识别触摸坐标，所述控制器进一步被配置为基于所述信号的低频分量的至少两个不同时间平均值识别所述触摸的保持状态的状况。
2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括被配置为对所述信号实现快速傅立叶转换 (FFT)的频率转换模块，且其中所述低频分量基于FFT Bin 0。
3.根据权利要求1或2所述的系统，进一步包括用于接收来自所述至少一个传感器的所述信号的频率转换模块，所述频率转换模块包括用于分别在高频信道和低频信道上将所述高频分量和所述低频分量输出至所述控制器的高通滤波器和低通滤波器。
4.根据权利要求1、2或3所述的系统，进一步包括被配置为处理所述信号并输出非单调频率响应的信号处理电路。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的系统，其中所述两个不同时间平均值包括快速平均包络和慢速平均包络，所述系统进一步包括保持检测模块，该保持检测模块被配置为计算所述低频分量的绝对值和计算所述快速平均包络和所述慢速平均包络，其中所述绝对值是分别在相对较短和相对较长的时段范围内被平均化的。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的系统，其中所述两个不同时间平均值包括快速平均包络和慢速平均包络，所述系统进一步包括保持检测模块，该保持检测模块被配置为基于所述低频分量计算所述慢速平均包络，所述保持检测模块进一步被配置为当所述轻击、 拖曳和抬离中的至少一种被识别时将所述慢速平均包络保持为背景活动等级。
7.根据权利要求1、2、3、4、5或6所述的系统，其中所述控制器被进一步配置为当在没有所述轻击和拖曳中的至少一种的情况下识别所述保持状态时避免在所述保持状态之前检测保持状态。
8.一种用于确定弯曲波触摸表面上的触摸坐标的方法，包括下述步骤利用与所述弯曲波触摸表面连接的至少两个传感器来检测信号，所述信号代表所述弯曲波触摸表面上的振动；对所述信号进行低通滤波以使IOOHz以下的低频分量通过；以及基于所述低通分量的比例，确定所述触摸表面上的单个触摸的触摸坐标。
9.根据权利要求8所述的方法，其中当所述信号的相位变化小于预定阈值时确定所述单个触摸条件。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其中所述低通滤波进一步包括对来自所述至少两个传感器中的不同的传感器的多个信号单独地进行低通滤波，且其中进一步基于与所述至少两个传感器相关的所述低频分量的比例确定所述单个触摸的触摸坐标。
11.根据权利要求8、9或10所述的方法，其中基于所述低频分量的至少一个平均包络确定所述比例中的至少一种。
12.根据权利要求8、9、10或11所述的方法，进一步包括下述步骤确定同时保持在所述弯曲波触摸表面上的至少两个触摸的触摸坐标，使得留在所述触摸表面上的单个触摸的触摸坐标基于所述低频分量的比率。
全文摘要
本发明提供了一种弯曲波触摸系统(100)，包括至少一个传感器(106)与触摸控制器(124)。所述至少一个传感器连接至基板(104)并响应于所述基板中的振动。所述至少一个传感器输出信号。所述控制器接收来自所述至少一个传感器的所述信号，并在所述基板上的触摸包括轻击、拖曳和抬离中的至少一种时基于所述信号的高频分量来识别触摸坐标。所述控制器基于所述信号中的低频分量的至少两个不同时间平均值来识别所述触摸的保持状态的状况。
文档编号G06F3/043GK102597937SQ201080022403
公开日2012年7月18日 申请日期2010年5月14日 优先权日2009年5月22日
发明者乔·亨利·巴巴, 史蒂文·W·洪革斯, 汉密尔顿·希肯朵德-那德杰阿, 约珥·C·肯特, 罗伯特·L·布伦南, 詹姆斯·R·小怀恩 申请人:半导体元件工业有限责任公司, 泰科电子公司