使用加权掩码的单个和多个手指提取和位置计算制造技术

一种使用每个手指的加权掩码的单个和多个手指提取以及位置计算的方法，使用每个手指之前的位置来计算每个手指的掩码，并且当测量结果重叠时，根据所述掩码来分配所述结果使得每一个位置结果根据其掩码被缩放，并且通过其被所有重叠的掩码的和所除而得到的掩码被缩放。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用加权掩码的单个和多个手指提取和位置计算
本专利技术总体涉及包括触摸板和触摸屏的触摸传感器。更具体地，本专利技术是当一个或多个手指被电极栅格检测到时，用于计算位置的方法，其中各电极可以具有对应于附近手指存在的信号。
技术介绍
电容敏感触摸传感器存在多种设计。调查深层次的技术有助于更好地理解如何改造任何电容敏感触摸传感器从而用于本专利技术。公司的触摸板是互电容传感设备，在图1中以框图图示了一个示例。在该触摸板10中，X(12)电极和Y(14)电极以及传感电极16的栅格被用来限定触摸板的触敏区域18。典型地，触摸板10是约16×12电极的矩形栅格，或当空间受限时，是8×6电极的矩形栅格。与这些X(12)和Y(14)(或行和列)电极交错的是单个传感电极16。所有的位置测量是通过传感电极16完成的。公司的触摸板10测量在传感线16上的电荷失衡。当在触摸板10上或者触摸板10附近没有指示对象时，触摸板电路20处于平衡状态，并且在传感线16上不存在电荷失衡。当对象靠近或接触触摸表面(触摸板10的感应区域18)，指示对象由于电容耦合产生失衡时，在电极12、14上产生电容变化。所测量的是电容变化，而不是在电极12、14上的绝对电容值。触摸板10通过测量必须被注入到传感线16上以重新建立或重新获得传感线上的电荷平衡的电量来确定电容的变化。按照以下方式使用上述系统来确定在触摸板10上或靠近触摸板10的手指的位置。该示例描述了行电极12，并且以同样的方式重复描述了列电极14。由行和列电极测量值获得的值确定了交叉点，该交叉点是在触摸板10上或者靠近触摸板10的指示对象的质心。在第一步骤中，用来自P，N发生器22的第一信号驱动第一组行电极12，用来自P，N发生器的第二信号驱动不同但相邻的第二组行电极。触摸板电路20使用互电容测量设备26获得来自传感线16的值，该值表示哪一个行电极最靠近指示对象。但是，在一些微控制器28的控制下的触摸板电路20还不能确定指示对象位于行电极的哪一侧，也不能确定指示对象距离电极有多远。因此，该系统对将被驱动的电极组12移位一个电极。换句话说，在所述组的一侧增加了电极，而在所述组的另一侧的电极不再被驱动。然后，由P，N发生器22驱动新的组，并且进行传感线16的第二测量。从上述两次测量，可以确定指示对象位于行电极的哪一侧，以及距离多远。然后通过使用比较测量的两个信号的大小的等式确定指示对象位置。公司的触摸板的灵敏度或分辨率远高于采用16×12栅格的行电极和列电极。分辨率通常为每英寸大约960的数量，或更大。准确的分辨率是由部件的灵敏度、相同的行和列中电极12、14间的间隔、以及对本专利技术不重要的其它因素确定的。使用P，N发生器24对Y电极或列电极14重复上述过程。尽管公司的上述触摸板使用了X电极和Y电极12、14的栅格以及单独的和单个的传感电极16，所述传感电极通过使用多路复用技术可以实际是X电极或Y电极12、14。当电极阵列或电极栅格检测到一个或多个手指时，各电极可以接收对应于手指的一部分或靠近手指出现的信号。现有技术可以使用已知的“加权平均数”算法，该算法产生手指位置。详细理解加权平均数算法对于理解本专利技术的优点是很重要的。因此，将提供加权平均数算法的说明。总地来说，选择一些原点，以权重提供结果阵列的各结果，该权重与结果至原点的距离成比例。对加权平均数求和，将结果除以未加权的和。所述结果是在所选择维度中距离原点的位置。因此，当使用具有单个维度的触摸传感器，例如线性阵列时，则进行单个加权计算从而确定手指距离所选择的原点的位置。在理想的“一个手指”的情况(即，每一个结果整个由对靠近存在的手指的测量值组成)下，对大多数情况充分地执行加权平均数算法。但是，在实际情况下，例如当出现多于一个手指时，使用加权平均数算法存在至少两个问题，其会导致单个手指或多个手指位置不准确。第一个问题是噪音。实践中，如果一些随机噪音误差被测量并且被存储在结果中时，位置结果可以非常不准确。这是因为指明手指出现在触摸传感器上的一个位置处而该位置远离真正手指位置的测量值误差将在计算出的加权平均位置被过大地加权。因此，能够使出现不准确结果的随机噪音的影响降为最小会成为相对于现有技术的优点。虽然远离真正的手指位置出现的噪音可以产生不准确的位置结果可能更直观明显，但是在手指的边缘出现的噪音也会产生问题。当靠近手指的边缘出现噪音时，不可能知道是测量信号的什么部分归因于噪音以及测量信号的什么部分归因于有效的位置信号。因此，如果能够使靠近手指边缘的噪音的影响最小化，则可以获得更准确的位置测量。当多个手指出现在触摸传感器上时产生第二问题。当手指彼此远离时，确定每一个手指的准确位置可能没有问题。但是，当两个或更多个手指在被测量时彼此靠近，一些位置测量包括来自没有被测量到的手指的信号。两个手指的位置测量现在包括一些来自其它手指的信号。就像有噪音一样，使用现有技术加权平均数算法，无法知道给出的结果什么部分来自各手指，并且将结果分开或限幅会产生位置误差和非连续方式的抖动。因此，能够排除远离手指的噪音、使离手指较近的测量到的噪音的影响降为最小以及能够将靠近正被测量位置的手指的另一手指的影响降为最小会是相对于现有技术的优点。
技术实现思路
在一个优选实施方式中，本专利技术是使用每个手指的加权掩码的单个和多个手指提取以及位置计算的方法，使用每个手指之前的位置计算每个手指的掩码，并且当测量结果重叠时，根据所述掩码分配所述结果使得每一个位置结果根据其掩码被按比例缩放，并且通过其被所有重叠的掩码的和所除而得到的掩码被按比例缩放。结合附图考虑下文的详细说明，本专利技术的这些和其它目的、特征、优点和其它方面对本领域技术人员将更明显。附图说明图1是由公司制造的能够根据本专利技术的原理操作的电容敏感触摸板的部件的框图。图2是8×8的电极阵列的俯视图。图3是表示在二维触摸传感器30上正被测量的信号的电子表格。图4是用来表示加权平均算法的缺点的电子表格。图5是用来表示本专利技术在一维中的第一实施方式的电子表格。图6是例示图5的电子表格中的X位置数据的曲线。图7是示出形成加权掩码的基本步骤的流程图。图8是示出形成加权掩码的更详细步骤的流程图。图9是用来例示图5中计算的余弦平方函数的加权掩码。图10是用来示出计算由触摸传感器30检测到的具有重叠位置结果的两个手指的电子表格。图11是两个手指的测量位置结果的曲线图。图12是计算出的第一手指的加权掩码的曲线图。图13是计算出的第二手指的加权掩码的曲线图。图14是示出第一手指和第二手指的分配加权掩码的曲线图。具体实施方式现在参照附图描述本专利技术以使本领域技术人员能够制造并使用本专利技术，在附图中本专利技术的各种元件用附图标记标明。应理解地是，以下说明仅用于例示本专利技术的原理，而不应被视为限制随后的权利要求。应理解地是，贯穿全文的术语“触摸传感器”可以包括包含触摸板、触摸屏和触摸面板的任何电容触摸传感器设备。与加权平均数算法详细对比有益于展示第一实施方式的优点。应当理解，第一实施方式可以应用至触摸传感器的一个或多个维度。图2是包含8个X电极32和8个Y电极34的触摸传感器30的俯视图。X电极和Y电极32、34的数量不相关并且只出于例示的目的。图3是表示在二维触摸传感器30上正本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种细化触摸传感器上单个对象位置的方法，所述方法包括：1)提供包括电极的二维栅格的触摸传感器，在每一个维度中每一个所述电极被分配一个在0至最大指示值之间的指示值；2)使用从电极的所述栅格获得的信号将在电极的所述栅格的第一维度中的所述单个对象的位置确定为基准位置；3)使用所述基准位置形成第一加权掩码；以及4)应用所述第一加权掩码以获得在所述第一维度中的所述单个对象的精确位置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.28 US 61/616,7621.一种细化触摸传感器上单个对象位置并减少噪音的方法，所述方法包括：1)提供包括电极的二维栅格的触摸传感器，在每一个维度中每一个所述电极被分配一个在0至最大指示值之间的指示值；2)使用从电极的所述栅格获得的信号将在电极的所述栅格的第一维度中的所述单个对象的位置确定为基准位置；3)使用所述基准位置形成第一加权掩码；以及4)应用所述第一加权掩码以获得在所述第一维度中的所述单个对象的精确位置，通过将函数应用于使靠近单个对象中心的信号比靠近单个对象边缘生成的信号对位置计算能具有更大的影响力的位置计算来减少噪音。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括：1)将在第二维度中相对于电极的所述栅格的所述单个对象的位置确定为基准位置；2)使用所述基准位置形成第二加权掩码；以及3)应用所述第二加权掩码以获得在所述第二维度中的所述单个对象的精确位置。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括通过以下步骤在所述精确位置减少噪音：1)选择信号可被视为有效的距所述基准位置中心的最大距离值；以及2)形成记录各电极距离所述基准位置的距离的第一阵列；3)形成记录每一个电极的限幅信号值的第二阵列，如果所述距离小于所述最大距离值，所述限幅信号等于电极距所述基准位置的距离，或如果所述电极的所述距离大于所述最大距离值，则限幅信号值等于所述最大距离值；4)按比例缩放在第二阵列中的每一个值以获得第三阵列；5)对所述第三阵列中的每个值应用函数以获得第四阵列；以及6)将所述第四阵列中的每个值四舍五入以获得确定所述加权掩码的第五阵列，所述加权掩码可以被用来获得所述单个对象的所述精确位置。4.根据权利要求3所述的方法，其中应用在所述第三阵列中的所述函数是余弦平方函数。5.根据权利要求3所述的方法，其中所述方法还包括通过以下步骤获得至少一个所述单个对象的所述精确位置：1)将每一个电极指示值乘以在所述第五阵列中的相应的值以由此在第六阵列中应用所述加权掩码；2)对在所述第六阵列中的所有值求和以获得信号值的总强度；3)将在第六阵列中的每一个值乘以相应的电极指示值以获得加权的第七阵列；4)对在所述第七阵列中的所有值求和以获得信号值的总加权强度；以及5)将信号值的所述总加权强度除以信号值的所述总强度以获得在所述第一维度中的所述精确位置。6.一种用于确定在触摸传感器上的至少一个对象的位置的方法，该方法减少在位置计算中的噪音影响，所述方法包括：1)提供包括电极的二维栅格的触摸传感器，在每一个维度中每一个所述电极被分配一个在0至最大指示值之间的指示值；2)使用从电极的所述栅格获得的信号将在电极的所述栅格的第一维度中的所述至少一个对象的位置确定为基准位置；3)使用所述基准位置形成第一加权掩码；所述第一加权掩码限幅信号用于形成所述第一加权掩码以排除距离所述基准位置超过选定距离的噪音信号，以及减少包括在选定距离内但是距离所述基准位置较远处发生的信号的权重；以及4)应用所述第一加权掩码以获得在所述第一维度中的所述至少一个对象的精确位置。7.一种提取触摸传感器上两个对象的方法，所述方法包括：1)提供包括电极的二维栅格的触摸传感器，在每一个维度中每一个所述电极被分配一个在0至最大指示值之间的指示值；2)使用从电极的所述栅格获得的信号将在电极的所述栅格的第一维度中的所述两个对象的位置确定为第一对象基准位置和第二对象基准位置；3)使用所述第一对象基准位置形成第一对象加权掩码并且使用所述第二对象基准位置形成第二对象加权掩码；以及4)应用所述第一对象加权掩码以获得在所述第一维度中的所述第一对象的精确位置，并且应用所述第二对象加权掩码以获得在所述第一维度中的所述第二对象的精确位置。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述方法还包括：1)将在第二维度中相对于电极的所述栅格的所述两个对象的位置确定为第一对象基准位置和第二对象基准位置；2)使用在所述第二维度中的所述第一对象基准位置形成第一对象加权掩码，并且使...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·D·莱顿，
申请(专利权)人：瑟克公司，
类型：发明
国别省市：美国;US