[发明专利]用于触摸屏用户界面的基于显示器接近控制的系统和方法

说明书

技术领域

本专利文件一般涉及增强触摸屏幕装置的用户界面能力，并更具体地涉及增强与电容触摸屏幕用户界面的非接触互动性以使性能类似于具有传统指点和选择机构的装置。

背景技术

触摸屏幕装置正变成越来越普遍，例如当前正用在蜂窝电话机、个人数字助手(PDA)和其他手持计算或者游戏装置、数字相机、键盘、膝上型计算机和监视器中。触摸屏幕用户界面通常将能描述视觉输出的显示单元与能检测用户经由触摸的输入的叠置触摸感测单元组合。常用的电容触摸感测单元具有电容传感器电极的格栅或者屏幕，该电容传感器电极通过薄层玻璃而与直接用户接触电隔离。相关的电路测量屏幕中每列和每行的电容。与触摸感测单元接触的手指或者其他物体(诸如笔或者手写笔或者用来指示位置或者运动的其他物理物件)将增大在该物体下方或者附近的列和行的电容。这在每个测量维度的电容轮廓中产生“隆起”特性。

在此感测方案中，由于物体引起的电容变化通常在最接近物体中心的电极上最大。电容变化信号通常从多个单独电极检测，并且各种算法通过对来自多个感测点的信号进行三角测量而确定物体的精确位置。传统的电容触摸屏幕因而能计算物体在触摸屏幕上的位置达比电极的物理间隔更精细的分辨率。一种称为“峰插值”的这样的方法将数学公式应用到维度轮廓中的最大电容值和其相邻值以估计由于物体而引起的电容“隆起”的精确中心。例如参见Gillespie等人的美国专利申请公开2009/0174675A1第[0018]-[0020]段，该专利申请的全部内容通过引用而结合于此。

尽管当手指尖实际接触玻璃表面时由电容触摸屏幕装置检测到强信号，但是即使当手指尖不正在触摸玻璃表面而是在附近悬浮时存在较弱的电容变化。通常，几乎触摸到的信号被认为是噪音，并且仅仅在信号水平超过预定阈值时检测实际“触摸”，以拒绝假的确定“触摸”信号。例如参见之前引用的Gillespie等人的第[0025]段。

尽管触摸屏幕装置正变得越来越受欢迎，但是它们仍然缺少更传统的输入装置的一些功能性，该传统输入装置能整个地将指点操作和选择操作(例如，触摸或者点击鼠标按钮)分开。例如，具有鼠标的用户界面能使指针或者工具尖端以仅仅“滚过”一区域并触发滚动弹出菜单，而不要求用户点击鼠标按钮。对于电容触摸屏幕界面，当前不存在完全相当的技术。结果，例如，苹果公司最近已经公布对于不具有单独的轨迹球或者类似于鼠标的指针控制装置的如同iPhone的触摸屏幕装置，基于Flash的网址不总能适合地工作。(iPhone是苹果公司在美国和其他国家注册的注册商标，flash是Adobe System公司在美国和其他国家注册的注册商标。)这使得iPhone相对于其他手持装置或者即使相对于传统的个人计算机处于不利的地位。Park等人的美国专利申请公开2010/0020043A1(其全部内容通过引用而结合于此)提到了针对解决此局面的一些有用的进展，但是触摸屏幕装置性能仍然比较有限。

发明内容

此处公开和主张用于与显示器互动的系统、方法和计算机程序产品。在一个实施例中，用于显示器互动的方法包括用户在与显示器可检测地邻近的至少一个轨迹中操纵至少一个物体，然后根据轨迹和距显示器的非零距离识别目标点，并且在目标点根据轨迹响应性地执行界面事件。显示器可以是电容触摸屏幕显示器，例如用在蜂窝电话机、个人数字助手(PDA)或者其他手持计算或者游戏装置、数字相机、膝上型电脑、监视器和键盘中。物体例如可以是指尖、手写笔和笔。

可以将目标点计算为物体与显示器之间的延伸相交点，或者是悬浮点。轨迹包括在与显示器正交的方向上的显示器接近速率。通过插值三角测量确定物体的位置。可以通过确定物体何时越过至少一个预定的显示器距离阈值来识别目标点。可以针对各个显示器和各个物体中的至少一者校正显示器距离阈值。还可以通过确定显示器接近速度何时预定的显示器接近速度阈值来识别目标点。

界面事件可以包括触发弹出菜单、移动指针、点击工具提示、点击热键、平摇显示图像、滚动显示图像、旋转显示图像和缩放显示图像中的至少一者。界面事件启动可以由以下控制：在目标点上使物体悬浮达至少预定的持续时间，以超过预定速度阈值的速度移动物体，越过预定的第二显示器距离阈值，在预定的时间限制内越过多个显示器距离阈值，以及同时移动多个物体。与显示器互动可以控制基于Flash的应用。