在觸摸傳感器上結(jié)合觸摸動(dòng)作和懸停動(dòng)作的輸入交互的制作方法
【專利說明】在觸摸傳感器上結(jié)合觸摸動(dòng)作和懸停動(dòng)作的輸入交互 發(fā)明領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明通常涉及一種能執(zhí)行觸摸和相鄰感測的觸摸傳感器，其中單個(gè)手勢可結(jié)合 單個(gè)手勢中的觸摸動(dòng)作和非觸摸動(dòng)作或懸停動(dòng)作。
【背景技術(shù)】
[0002] 描述可以在本發(fā)明中使用的觸摸板技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例是有用的。具體地說， CIRQUE?公司的電容敏感觸摸板技術(shù)可被用于當(dāng)與諸如液晶顯示器（IXD)的顯示器結(jié) 合時(shí)可被用來實(shí)施本發(fā)明。公司的觸摸板是互電容感測裝置，其示例于圖1中 示出?？衫貌煌该鞅砻婊蛲该鞅砻鎸?shí)施觸摸板。因此，觸摸板可被操作為常規(guī)觸摸板或 作為顯示器上的觸摸敏感表面從而作為觸摸屏。
[0003]在CIRQUE?公司的觸摸板技術(shù)中，使用行電極和列電極的柵來限定觸摸板的 觸摸敏感區(qū)域。典型地，當(dāng)存在空間限制時(shí)，觸摸板是大約12X16電極或6X8電極的矩形 柵。單個(gè)感測電極與這些行電極和列電極交錯(cuò)。通過感測電極進(jìn)行所有位置測量。然而， 行電極和列電極還可以用作感測電極，因此，重要方面是至少一個(gè)電極是驅(qū)動(dòng)電極，另一個(gè) 電極用于檢測信號。
[0004]更詳細(xì)地，圖1示出了如由CIRQUE?公司教導(dǎo)的電容敏感觸摸板1〇,其包括在 觸摸板電極柵中的行（12)電極和列（14)電極（或X電極或Y電極）的柵。還從設(shè)置在觸摸 板電極柵上的單個(gè)感測電極16而不從X電極12或Y電極14進(jìn)行觸摸板參數(shù)的所有測量。 不存在用于測量的固定參考點(diǎn)。觸摸板傳感器控制電路20從P、N發(fā)生器（generat〇r)22、 24生成在各種模式中直接發(fā)送至X電極12和Y電極14的信號。相應(yīng)地，在觸摸板電極柵 上的電極數(shù)量與觸摸板傳感器控制電路20上的驅(qū)動(dòng)引腳的數(shù)量之間存在一一對應(yīng)。
[0005] 觸摸板10不依賴于絕對電容測量以確定觸摸板表面上的手指（或其他電容目標(biāo)） 的位置。觸摸板10測量到感測線16的電荷不平衡。當(dāng)觸摸板10上沒有指示目標(biāo)時(shí)，觸摸 板傳感器控制電路20處于平衡狀態(tài)，感測線16上沒有信號。電極12和電極14上可能有 或可能沒有電容電荷。在CIRQIJE?公司的方法論中，這是不相關(guān)的。在因電容耦合導(dǎo)致 指示裝置產(chǎn)生不平衡時(shí)，包括觸摸板電極柵的多個(gè)電極12和電極14上發(fā)生電容變化。測量 到的是電容變化，而不是電極12和電極14上的絕對電容值。觸摸板10通過測量必須被注 入到感測線16上的電荷量來確定電容變化以重新建立或再次獲得感測線上的電荷平衡。
[0006] 為了確定諸如手指的指示目標(biāo)的位置，觸摸板10必須對X電極12和Y電極14 (進(jìn) 行四次完整測量）進(jìn)行兩次完整測量循環(huán)。用于X電極12和Y電極14的步驟如下：
[0007] 首先，利用來自P、N發(fā)生器22的第一信號驅(qū)動(dòng)一組電極（假設(shè)X電極12的選擇 組），利用互電容測量裝置26進(jìn)行第一次測量以確定最大信號的位置。然而，從這一次測量 知道手指是否在離最大信號最接近的電極的一側(cè)或另一側(cè)上是不可能的。
[0008] 其次，通過一個(gè)電極移至最接近電極的一側(cè)，再次利用信號驅(qū)動(dòng)一組電極。換言 之，立即將電極添加至一組的一側(cè)同時(shí)不再驅(qū)動(dòng)原始組的相對側(cè)的電極。
[0009] 第三，驅(qū)動(dòng)新的電極組并且進(jìn)行第二次測量。
[0010] 最后，利用比較兩個(gè)所測信號的量級的方程，確定手指的位置。
[0011] 因此，為了確定手指的位置，觸摸板10測量電容變化。所有這種硬件和上述方法 論假設(shè)觸摸板傳感器控制電路20直接驅(qū)動(dòng)觸摸板10的電極12和電極14。因此，對于典型 的12 X 16電極柵觸摸板，存在從用于驅(qū)動(dòng)電極柵的電極12和電極14的觸摸板傳感器控制 電路20可得到的共28(12+16 = 28)個(gè)引腳。
[0012] CIRQUE?公司觸摸板的靈敏度或分辨率大大高于12 X 16行電極和列電極柵隱 含的靈敏度或分辨率。分辨率典型地大約為每英寸960量級或更大。精確的分辨率由組件 的靈敏度、相同行和列上的電極和之間的間距和對于本發(fā)明不重要的其它因素確定。
[0013] 雖然上述的CIRQUE?觸摸板使用X電極和γ電極柵和分開的及單個(gè)的感測電 極，但是感測電極還可以是通過使用多路復(fù)用的X電極或Y電極。任何一種設(shè)計(jì)都能使本 發(fā)明運(yùn)行。
[0014] 用于CIRQUE?公司觸摸板的底層技術(shù)是基于電容傳感器。然而，其他觸摸板技 術(shù)也可用于本發(fā)明。這些其他接近敏感和觸摸敏感的觸摸控板技術(shù)包括電磁技術(shù)、電感技 術(shù)、壓力感測技術(shù)、靜電技術(shù)、超聲技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、電阻膜技術(shù)、半導(dǎo)電膜技術(shù)或其他手指 感應(yīng)技術(shù)或手寫筆感應(yīng)技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 在優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明是用于將手勢限定成觸摸動(dòng)作和懸停動(dòng)作的任意結(jié)合的 系統(tǒng)和方法，觸摸動(dòng)作和懸停動(dòng)作是以任意次序和涉及數(shù)量的可限定單個(gè)手勢或一系列手 勢的離散觸摸動(dòng)作和懸停動(dòng)作結(jié)合。
[0016] 通過結(jié)合附圖考慮下面具體描述，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，本發(fā)明的這些和其 它目標(biāo)、特征、優(yōu)點(diǎn)和可選的方面將變得明顯。
【附圖說明】
[0017] 圖1是如由CIRQUE?公司制造且可根據(jù)本發(fā)明的原理操作的電容敏感觸摸板 的組件的框圖。
[0018] 圖2是觸摸和懸停傳感器和利用觸摸手勢和懸停手勢移動(dòng)手指執(zhí)行的手勢的輪 廓示意圖。
[0019] 圖3A是觸摸和懸停傳感器上方的檢測容積（volume)的透視圖。
[0020] 圖3B是觸摸和懸停傳感器上方的檢測容積的輪廓視圖。
[0021] 圖4是與觸摸和懸停觸摸屏一起使用的手寫筆的透視圖。
[0022] 圖5是與兩個(gè)懸停傳感器分離的觸摸傳感器的透視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 現(xiàn)在將參照附圖，其中本發(fā)明的各個(gè)元件將被給出數(shù)字標(biāo)記，并且將討論本發(fā)明 以便本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明。將理解的是，下面的描述僅是本發(fā)明原理的 示例，而不應(yīng)被視為縮小附上的權(quán)利要求的范圍。
[0024] 應(yīng)當(dāng)理解的是，整篇文檔中使用的術(shù)語"觸摸傳感器"可與"電容觸摸傳感器"、"觸 摸面板"、"相鄰傳感器"、"觸摸和相鄰傳感器"、"觸摸板"和"觸摸屏"可互換地使用。另外， 術(shù)語"便攜式電子器件"可與"移動(dòng)電話"、"智能電話"和"平板電腦"可互換地使用。
[0025] 在與觸摸傳感器的表面接觸時(shí)，可能將輸入提供至可解釋為各種命令或控制各種 功能的輸入的傳感器。例如，輸入可以是控制圖形用戶界面上的光標(biāo)的形式。另一功能可 包括但不應(yīng)當(dāng)視為對手勢性能的限制。手勢可以是通過觸摸傳感器檢測然后與通過程序待 執(zhí)行的一些動(dòng)作或功能相關(guān)的任意動(dòng)作。
[0026] 可使用各種準(zhǔn)則以確定正在執(zhí)行的哪種手勢。例如，觸摸觸摸傳感器表面手指的 數(shù)量、接觸時(shí)間以及正在跟蹤的手指移動(dòng)是可區(qū)分手勢間的所有因素。
[0027] 然而，利用相鄰敏感觸摸傳感器，還存在可處于在接觸之前還可檢測和/或跟蹤 一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)的觸摸傳感器上方的檢測容積（三維空間）。這個(gè)數(shù)據(jù)還可依賴于觸摸傳 感器的性能而可得到?？蓪⑦@個(gè)數(shù)據(jù)表征為來自離面數(shù)據(jù)、相鄰或懸停信息。因此，懸停被 定義為設(shè)置在觸摸傳感器上的一個(gè)或多根手指使得手指是可檢測的而不與觸摸傳感器接 觸。術(shù)語懸停不意味手指或多根手指靜止，而是僅指從接觸移除。
[0028] 本發(fā)明的第一實(shí)施例涉及結(jié)合接觸和懸停數(shù)據(jù)的概念，接觸和懸停數(shù)據(jù)通過包括 收集相鄰或懸停信息以及觸摸信息的能力的單個(gè)觸摸傳感器收集。結(jié)合接觸和懸停數(shù)據(jù)可 能會(huì)導(dǎo)致將輸入提供至任意計(jì)算裝置的輸入信息的附加電平。
[0029] 存在可用于說明第一實(shí)施例的概念的一些示例。圖2被提供作為顯示當(dāng)單個(gè)手指 從第一位置40前進(jìn)到最終位置46時(shí)其移動(dòng)的快照的示意圖。
[0030] 圖2示出了觸摸和懸停傳感器30。觸摸和懸停傳感器30可以是可檢測如沿長軸 48在檢測容積中表面34上和其上方的二維目標(biāo)的線性設(shè)計(jì)?？商娲兀|摸和懸停傳感器 30可以是檢測在二維中表面34上以及表面上方的目標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)。
[0031] 在顯示單個(gè)手勢的該實(shí)施例中，手指32起始于位置40處。用戶沿著觸摸和懸停 傳感器30的表面34以觸摸動(dòng)作移動(dòng)手指32直到到達(dá)位置42。然后，提升手指32離開觸 摸和懸停傳感器30但是以懸停動(dòng)作繼續(xù)在相同方向上移動(dòng)。然后，手指32以另一觸摸動(dòng) 作在位置44處與觸摸和懸停傳感器30接觸。然后，手指32以觸摸動(dòng)作繼續(xù)沿著表面34 移動(dòng)直到到達(dá)位置46。然后手指32停止并從觸摸和懸停傳感器30移除。
[0032] 重要的是，觸摸和懸停傳感器30始終意識(shí)到手指32的位置。這意味著，手指32 在觸摸和懸停傳感器30的表面34上時(shí)和在其上方時(shí)被追蹤。觸摸動(dòng)作和懸停動(dòng)作可被結(jié) 合到單個(gè)手勢中或他們可被看作離散和不相關(guān)事件。
[0033] 在替代實(shí)施例中，可同時(shí)使用多根手指32。手指32可同時(shí)全部處于觸摸和懸停傳 感器30的表面34上，全部處于觸摸和懸停傳感器的上方或一些手指32可處于表面上而其 他手指也處于表面的上方。
[0034] 利用一根或多根手指的手勢不限于簡單地在上、上方或在觸摸和懸停傳感器30 上和上方。在另一替代實(shí)施例中，手指32還可在手勢期間變換位置。例如，手指32可以懸 停動(dòng)作在觸摸和懸停傳感器30的上方開始然后以觸摸動(dòng)作移動(dòng)至表面34。同樣，手指32 可以觸摸動(dòng)作在觸摸和懸停傳感器30上開始然后以懸停動(dòng)作提升離開表面?？商娲?，一 些手指32可以觸摸動(dòng)作在表面34上開始同時(shí)其他手指以懸停動(dòng)作在其上方開始，然后，一 根或多根手指可切換位置。
[0035] 在如圖3A所示的另一替換實(shí)施例中，手勢可不僅通過將手指32放置在觸摸和懸 停傳感器30上然后將其離開觸摸和懸停傳感器30的移動(dòng)限定，而且也通過放置在表面34 上或其上方的移動(dòng)限定?？稍谟|摸和懸停傳感器30上方通過在檢測容積36中的移動(dòng)來檢 測移動(dòng)，其中檢測容積36可被限定為觸摸和懸停傳感器30上方的空間的三