[发明专利]一种方法及实施这种方法的触敏装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种确定由冲击(例如物体表面上的接触事件)的位置引起的声响响应的方法，和实施该方法的触敏装置。

背景技术

基于分析声响信号确定物体表面上的冲击位置的方法在本领域中是已知的。这种技术基于通过使用一个或多个传感器测量声响信号以获得所述冲击的声波标记图(acoustic signature)并将该信号与预定的一组声波标记图作比较，其中每个预定的声波标记图代表触感或触摸界面的指定位置。随后，基于冲击的声波标记图与预定的声波标记图之一的相似性确定冲击的位置。图1示意性地描绘了具有交互表面101和两个换能器103的这种现有技术装置。

可以是查找表或数据库的形式的预定的声波标记图组，通过在装置的校准过程中计算触觉界面的表面上的紧密间隔的位置105的各自的声波图(acoustic pattern)而产生。查找表可以例如通过使用自动化工作台由自动程序生成。所使用的自动机械装配有振动器和金属尖端，并且在每个位置依次地执行具有预定力和形状的冲击。从声响响应构建出用于指定位置的声波标记图，所述声响响应从检测到的声响信号确定出，所述声响信号在位置处的冲击之后通过至少一个传感器接收。声波标记图与冲击位置唯一对应。当经受机械刺激时，声响响应是代表触感界面的响应的频率的函数。声响响应可以是代表机械刺激与传感器输出之间的关系的传递函数。

WO2006/015888A1简单地提出储存校准阶段的测量信号。WO2006/069596A1提出，当在交互表面的预定区域上发生基准冲击时，基于由声响传感器接收到的两个声响信号的相位的相关性确定声波标记图。

特别地，对于触摸屏应用而言，生成查找表需要很多时间，因为通常需要数千个声音响应以覆盖具有足够分辨率的触感区域。此外，由于具有触感表面的物体在制造过程中所接受的公差，每个产品需要被单独地校准，一个已确定的查找表不可能必然从一个物体应用到下一个物体。由于特定物体的复杂性，至少在它们的集成状态下，类似于WO2006/015888所提出的纯理论性地产生查找表的方法，并非总是可行的。

在工业化过程中缩短校准时间的一种方法是使用多个具有自动化工作台的校准工作站。由于这些平台的相对较高的成本，校准过程需要高投入。另一方面，减少制造公差，也将导致不可接受的成本上升。

因此，本发明的第一目的是提供一种确定物体表面上任意位置处的冲击的声响响应的方法和一种实施该方法的触敏装置，藉此可更快速地获得预定的声波标记图组。

此外，由于磨损、刮伤、老化、温度变化、集成偏差(integrations drifts)或其他已知或未知效果的影响，具有触感表面的物体将可能发生变化，因此，具有预定声波标记图的原始查找表将无法再提供满意的结果。结果，需要执行声波标记图组的再校准。这可通过使用自动化工作台完成。然而，这与非常实际的解决方案不相符。

WO2008/146098A1提出了一种方法，以考虑那些可能轻微地改变传感器尺寸的环境变化。实际上，物体的厚度在波的传播方面有影响。WO2008/146098A1提出了一种缩短/延长算法，其在频率间隔之间缩短或延长声响响应，以考虑厚度的变化，以改进局部化结果。然而，虽然该方法看起来能够在这一特殊变化中提供满意的结果，但它不能处理物体的更复杂的变化。

因此，本发明的第二目的是提供一种确定物体表面上冲击位置处的声响响应的方法，从而能够以简化的方式执行预定的声波标记图组的再校准。

发明内容

第一目的是通过使用一种用于确定声响响应的方法实现的，其中声响响应是由包括至少一个换能器的物体的表面上的冲击(尤其是接触事件)的位置引起的，所述方法包括以下步骤：a)在换能器位置(5a，5b)处通过换能器发射预定的声响弯曲波，b)在与换能器位置不同的表面上的第二位置处检测弯曲波参数，c)基于检测到的弯曲波参数和预定的声响弯曲波特性有效地确定声响响应，仿佛所述发射发生在与所述换能器位置不同的表面上的至少一个第二位置(11)处并且所述检测基于互易原理发生在所述换能器位置处；d)基于在步骤c)中确定的至少两个不同的声响响应，确定声响响应是由在不同于与所述换能器位置不同的表面上的第二位置(11)的至少一个的表面上的至少一个位置(9)引起的。

本发明发现，用于指定位置的声响响应可以从涉及其他不同位置的实验数据确定出。这极大地简化了物体的触敏表面的校准，因为在校准过程中表面上的真实冲击的数目可以被减少。

在本文中，冲击特别涉及接触事件，例如由一个或多个用户手指接触或在物体(例如触屏装置)的表面上拖动。