采用脉冲重构的触敏装置

摘要

本发明公开了一种触敏装置，其包括触摸板和连接到该触摸板的多个传感器。每个传感器构造为感测触摸板内的弯曲波，并且响应于对触摸板的触摸而产生传感器信号。控制器连接到传感器上。控制器对传感器信号中的分散进行校正，并且利用分散校正信号确定触摸位置。控制器计算所述触摸板的相对或绝对尺寸，并利用所述触摸板的尺寸来进行脉冲重构，并借此产生脉冲，该脉冲代表由触摸触敏装置而产生的脉冲。控制器利用该重构脉冲以验证触摸位置。

权利要求

1.一种用于触敏装置的方法，所述触敏装置包括连接有多个传感器的触摸板，所述方法包括：响应于对所述触敏装置的触摸而产生传感器信号，所述传感器信号表现出分散；

对所述传感器信号中的分散进行校正，以便产生分散校正信号；

利用所述分散校正信号确定触摸的位置；

确定所述触摸板的相对或绝对尺寸，并利用所确定的所述触摸板的尺寸来重构脉冲，所述脉冲代表由触摸所述触敏装置所产生的脉冲；以及利用重构脉冲验证所述触摸的位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，重构所述脉冲还包括确定所述触摸板的分散关系。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，重构所述脉冲还包括确定所述触摸板的尺寸。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，确定所述触摸板的尺寸包括：利用连接到所述触摸板上的激励转换器和所述多个传感器来确定所述触摸板的尺寸。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，确定所述触摸板的尺寸包括：将由所述激励转换器产生的激励信号施加到所述触摸板上，并且用每个所述传感器感测所述激励信号；

确定从所述激励转换器处的输入到每个所述传感器处的输出的传递函数；

利用所述传递函数确定针对每个所述传感器的分散校正脉冲响应；以及利用所述各个分散校正脉冲响应来确定所述触摸板的尺寸。

6.根据权利要求1所述的方法，其中，重构所述脉冲包括：确定所述触摸位置和每个所述传感器之间的间距；

利用所述各个间距推导出针对于每个所述传感器的反相位因数；以及将所述反相位因数应用于所述传感器信号，以便重构所述脉冲。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，验证所述触摸位置包括：评价所述重构脉冲的一个或多个特征的相似性。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，评价所述重构脉冲的相似性包括：根据所述相似性评价达到阈值，而验证所述触摸位置为有效；以及根据所述相似性评价未能达到所述阈值，而认为所述触摸位置为无效。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，验证所述触摸位置包括：评价所述重构脉冲的同步性。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，验证所述触摸位置包括：评价每个所述重构脉冲的到达时间和波形。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，验证所述触摸位置包括：计算所述重构脉冲的平均值，以便加强所述重构脉冲的特定特征；以及评价所述重构脉冲的所述特定特征的相似性。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，验证所述触摸位置包括：计算所述重构脉冲的平均值；

将标度因数应用于所述重构脉冲的所述平均值，以便产生标度的重构脉冲，所述标度因数选取用来加强所述平均重构脉冲的初次到达能量；以及将所述标度的重构脉冲与阈值比较，以便验证所述触摸位置为有效或无效。

13.根据权利要求1所述的方法，其中，响应于对所述触敏装置的窗口框或框架的触摸而产生传感器信号，并且验证所述触摸位置包括确认对所述窗口框或框架的触摸为错误触摸。

14.一种触敏装置，包括：

触摸板；

多个传感器，其与所述触摸板连接，每个所述传感器构造为用来感测所述触摸板内的弯曲波，并且响应于对所述触摸板的触摸而产生传感器信号；以及控制器，其与所述传感器连接，所述控制器对所述传感器信号中的分散进行校正，利用所述分散校正信号确定所述触摸的位置，并计算所述触摸板的相对或绝对尺寸，并利用所述触摸板的尺寸来重构代表由触摸所述触敏装置所产生的脉冲的脉冲，所述控制器利用所述重构脉冲验证所述触摸位置。

15.根据权利要求14所述的装置，还包括：多个有源缓冲电路，每个所述有源缓冲电路分别连接到所述传感器中之一。

16.根据权利要求14所述的装置，还包括：连接到所述触摸板的激励转换器，所述激励转换器构造为用来在所述触摸板内引发弯曲波。

17.根据权利要求16所述的装置，其中所述传感器响应于所述引发的弯曲波而产生弯曲波信号；并且所述控制器利用所述弯曲波信号计算所述触摸板的尺寸，并利用所述触摸板的尺寸来重构所述脉冲。

18.根据权利要求14所述的装置，还包括：多个有源缓冲电路，每个所述有源缓冲电路分别连接到所述传感器中之一；以及激励转换器，其连接到所述触摸板，并被构造为用来在所述触摸板内引发弯曲波；其中，所述控制器通过所述有源缓冲电路连接到所述传感器，并通过无源缓冲连接而连接到所述激励转换器。

19.根据权利要求14所述的装置，其中，所述控制器确定所述触摸板的分散关系，并利用所述分散关系来重构所述脉冲。

20.根据权利要求14所述的装置，其中，所述控制器获取与所述触摸板的尺寸和所述触摸板的分散关系相对应的数据，并利用与所述触摸板的尺寸和所述触摸板分散关系相对应的数据来重构所述脉冲。

21.根据权利要求14所述的装置，其中，所述控制器确定所述触摸位置和每个所述传感器之间的间距，并且利用所述各个间距推导出与每个所述传感器相关的反相位因数，所述控制器将所述反相位因数应用于所述传感器信号以便重构所述脉冲。

22.根据权利要求14所述的装置，其中，所述控制器确定所述重构脉冲的一个或多个特征的相似性，以便验证所述触摸的位置。

23.根据权利要求22所述的装置，其中，所述控制器根据所述相似性确定达到阈值来验证所述触摸位置为有效，而根据所述相似性确定未能到达所述阈值而验证所述触摸位置为无效。

24.根据权利要求14所述的装置，其中，所述控制器评价所述重构脉冲的同步性，以便验证所述触摸的位置。

25.根据权利要求14所述的装置，其中，所述控制器评价每个所述重构脉冲的到达时间和波形，以便验证所述触摸的位置。

26.一种包括触摸板的触敏装置，所述触摸板连接有多个传感器，所述装置包括：信号产生装置，其响应于对所述触敏装置的触摸而产生传感器信号；

校正装置，其用于对所述传感器信号中的分散进行校正，以便产生分散校正信号；

确定装置，其采用所述分散校正信号以确定所述触摸位置；

重构装置，其用于重构代表由触摸所述触敏装置所产生的脉冲，其中，所述重构装置包括用于确定所述触摸板的相对或绝对尺寸的确定装置；以及验证装置，其利用所述重构脉冲以验证所述触摸位置。

27.根据权利要求26所述的装置，其中，所述重构装置包括用于确定所述触摸板的分散关系的装置。

28.根据权利要求26所述的装置，其中，所述重构装置包括用于确定所述触摸板尺寸的尺寸确定装置。

29.根据权利要求28所述的装置，其中，所述尺寸确定装置包括：用于将激励信号施加到所述触摸板的装置；以及用于感测对所述激励信号作出响应的信号的装置。

30.根据权利要求26所述的装置，其中，所述验证装置包括用于评价所述重构脉冲的一个或多个特征的相似性的评价装置。

31.根据权利要求30所述的装置，其中，所述评价装置包括：用于根据相似性评价达到阈值而验证所述触摸位置为有效的装置；以及用于根据所述相似性评价未能达到所述阈值而认为所述触摸位置为无效的装置。

32.根据权利要求26所述的装置，其中，所述验证装置包括用于评价所述重构脉冲的同步性的装置。

说明书

采用脉冲重构的触敏装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种振动感测触敏装置，并且更具体地涉及一种用于重构最初由接触或触摸分散介质而产生的脉冲的技术。

背景技术

[0002] 交互式的可视显示器通常包括某种形式的触敏屏。随着下一代便携式多媒体设备的出现，将触敏面板和可视显示器集成变得更加普遍。称为表面声波(SAW)的一种常用的触摸检测技术使用在玻璃屏的表面上传播的高频波。由于手指和玻璃屏的接触而导致波衰减，从而利用波的衰减来检测触摸的位置。SAW采用“飞行时间”技术，其中到达拾波传感器的干扰时间被用来检测触摸位置。这种方法在介质表现为非分散方式时是可行的，这使得波的速度在所关心的频率范围内不会显著地变化。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供用于重构因接触或触摸触敏介质而产生的脉冲的装置和方法。本发明的目的还在于提供用于确定接触或触摸触敏介质的位置的装置和方法。根据本发明的实施例，触敏装置包括触摸板和连接到该触摸板上的多个传感器。每个传感器构造为用来检测触摸板内的弯曲波，并且响应于对触摸板的触摸而生成传感器信号。控制器与该传感器相连接。该控制器校正传感器信号的分散并且采用该分散校正信号确定触摸的位置。该控制器计算所述触摸板的相对或绝对尺寸，并利用所述触摸板的尺寸来进行脉冲重构，据此重构代表由接触或触摸触敏装置而产生的脉冲的脉冲。利用该重构的脉冲，控制器验证该触摸的位置。

[0004] 根据另一实施例，触敏装置所采用的方法包括响应于对触敏装置的触摸而生成表现出分散的传感器信号。校正传感器信号的分散，以便产生分散校正信号，并且利用该分散校正信号来确定触摸的位置。该方法还包括确定所述触摸板的相对或绝对尺寸，并利用所确定的所述触摸板的尺寸来重构代表因接触或触摸触敏装置而产生的脉冲的脉冲。利用该重构的脉冲，可以验证触摸的位置。对触摸位置的验证通常包括评价重构脉冲的一个或多个特征的相似性。如果重构脉冲的相似性超过预设的阈值，则认为触摸位置是有效的。如果重构脉冲的相似性未能超过该预设的阈值，则认为该触摸位置无效。

[0005] 以上发明内容并不旨在描述本发明的每个实施例或每一个实施方案。通过参照结合附图的下列详细说明书和权利要求书，可以更清楚而全面地理解本发明的优点、效果。

附图说明

[0006] 图1a用图示出在具有平方根分散关系的理想介质中的脉冲响应；

[0007] 图1b用图示出图1a的分散脉冲响应的频率响应，该频率响应是通过对图1a的脉冲响应采取傅里叶变换所获得的；

[0008] 图1c用图示出图1b中示出的分散频率响应的分散校正变换，这是用触摸面板分散的倒数来弯曲频率轴线而获得的；

[0009] 图1d示出通过对已经对分散予以校正的图1c的迹线进行快速傅立叶逆变换(FFT)而产生的非分散脉冲响应；

[0010] 图2示出根据本发明实施例的触敏装置的一种结构，该设备结合了用于检测弯曲波振动的特征和功能；

[0011] 图3示出根据本发明实施例的触敏装置的另一结构，该设备使用了拾波传感器和激励转换器；

[0012] 图4示出根据本发明实施例的触敏装置的结构，该设备采用连接到缓冲电路的激励转换器和拾波传感器；

[0013] 图5是缓冲电路结构的示意图，该电路结构适用于图4所示实施例的设备；

[0014] 图6是根据本发明实施例的安装到显示器上的触敏装置的剖视图；

[0015] 图7是根据本发明实施例的触摸面板系统的描述图，该系统包括触敏装置和触摸面板控制器；

[0016] 图8示出根据本发明实施例的处理弯曲波信息的执行过程，该信息由多个拾波传感器的每一个所获得；

[0017] 图9示出根据本发明的实施例的触摸面板系统，其包括安装到显示器上并且连接到触摸面板控制器和主处理器的触敏装置；

[0018] 图10示出根据本发明的通信连接到触敏装置的触摸面板控制器的实施例；

[0019] 图11示出根据本发明实施例的采用脉冲重构的方法；

[0020] 图12示出根据本发明实施例的采用脉冲重构和触摸位置确定的方法；

[0021] 图13示出根据本发明实施例的进行脉冲重构的方法；

[0022] 图14示出根据本发明实施例的进行脉冲重构和触摸位置确定的方法；

[0023] 图15示出触敏装置，根据本发明的实施例可以执行采用该设备并且包括脉冲重构和触摸位置验证的方法；

[0024] 图16是标出尺寸的触敏板的图形表示，以及指示手指接触该板的位置的标记；

[0025] 图17示出响应于图16所示接触的四个传感器的拾波信号的迹线；

[0026] 图18示出与图17所示原始数据相对应的脉冲重构数据的迹线；

[0027] 图19示出图16的触敏板，为了模拟错误，该触敏板带有指示移动后的接触位置的附加标记；

[0028] 图20示出图19所示出的四个拾波器信号的迹线，该迹线已经经过根据本发明的脉冲重构和触摸位置验证，该重构脉冲验证图19所模拟的错误；

[0029] 图21示出安装到LCD组件上的触敏板，以及指示由触摸位置确定算法所返回的错误接触点的标记，该触摸位置确定算法由触摸LCD组件的窗口框而引发；

[0030] 图22和23分别示出由图21所示的窗口框触摸事件所引起的拾波器信号和重构脉冲的迹线；

[0031] 图24、25和26分别示出由输入笔触摸事件所引起的接触位置、拾波器信号以及重构脉冲；

[0032] 图27示出根据本发明实施例对图18中所示数据进行的脉冲同步性度量；

[0033] 图28示出当所报告的触摸并不准确时，根据本发明实施例对图20所示数据进行的脉冲同步性度量；

[0034] 图29示出根据本发明实施例对图22所示的窗口框触摸数据进行的脉冲同步性度量；

[0035] 图30示出触敏板以及两次不同强度的接触的位置；

[0036] 图31示出对应于图30所示两次接触的拾波器信号；

[0037] 图32示出对应于图30所示两次接触的脉冲重构信号；

[0038] 尽管本发明可以被改动为各种修改和替代形式，但仍以图示实例的方式表示出并且详细地介绍其具体内容。然而，应该理解，本发明的意图并不在于将本发明限制在所介绍的具体实施例。相反，本发明的意图在于涵盖落入所附权利要求书所限定的保护范围内的所有修改例、等同例以及替代例。

具体实施方式

[0039] 在对配有附图的实施例的以下说明中，所采用的附图标记是附图的一部分，并且在图中以实例的方式示出，本发明可以按照各个实施例来实施。应该理解，各实施例均可应用，并且可以在不脱离本发明保护范围的情况下进行结构上的改变。

[0040] 本发明涉及触发和用户交互式设备，该设备借助多个接触传感器来感测沿着感测用触摸基片传播的振动。本发明的实施例旨在公开用于重构接触或触摸触敏介质，尤其是分散介质而产生的脉冲的结构和技术。本发明的实施例还旨在公开用于确定接触或触摸触敏介质的位置的结构和技术。本发明进一步的实施例旨在公开能够提供改进的触摸检测以及位置确定的结构和技术。这些改进例包括但并不局限于：改进对触敏装置的外壳或支撑结构的伪触摸的滤除；改进z轴或接触强度的确定；改进当存在模糊和干扰时确定触摸位置的精度；改进对接触方式和相关特性的识别；改进对伪接触数据的滤除，该数据由背景噪音干扰、空气或结构干扰而产生。

[0041] 本文所述的脉冲重构技术可用于各种结构的触敏装置中。例如，包括本发明的脉冲重构的技术可以用于使用少至三个拾波传感器的触敏装置中。例如，本发明的脉冲重构技术可以用于使用四个或更多个拾波传感器的触敏装置中，比如其构造可以是拾波传感器位于矩形触敏板的四个角的每一个上。涉及本发明脉冲重构的技术还可以用于采用多个拾波传感器和至少一个激励转换器的触敏装置中。

[0042] 应该注意到，在采用激励转换器和几个拾波传感器的构造中，激励转换器可以直接参与，也可以不直接参与脉冲重构过程。例如，根据一个实施例的激励转换器可以构造为实现感测和激励这两种目的的转换器，能够直接参与脉冲重构过程。在激励转换器不直接参与脉冲重构的构造中，激励转换器可以用来为触敏装置提供增强的特征和功能。

[0043] 例如，通过帮助确定触敏板的相对或绝对尺寸的触敏板校准程序，激励转换器可以直接参与脉冲重构过程。根据本发明的实施例，触敏板的尺寸数据是用来执行脉冲重构的信息。借助进一步的实例，可以利用包含激励转换器的技术来确定触敏板的分散关系。另一功能是拾波传感器校准，其中确定传感器相位响应差，校正所测得到的弯曲波信号，以便适应该传感器相位响应差。

[0044] 使用激励转换器的其它功能包括增强的脱离检测、改进的轻微触摸灵敏度，以及改进的唤醒触摸功能。用于脱离(lift-off)检测以及改进的轻微触摸灵敏度的各种方法的细节在与本发明同时申请的、代理受理号为59377US002、标题为“Touch Sensing with TouchDown and Lift Off Sensitivity”的待审美国专利申请中有所介绍。各种唤醒触摸方法的细节在2003年10月10日提交的美国专利申请10/683342中有所公开。

[0045] 根据本发明所实施的触摸感测装置可以采用一个或多个特征、结构、方法，或在此介绍的它们的组合。根据本发明的意图，该设备或方法并不需要包括本文所述的所有特征和功能，而是可以实施为包括选定的特征和功能，它们的组合能够提供单一的结构和/或功能。例如，如上文所述，本文所介绍的脉冲重构技术可以在各种构造的触摸感测装置中执行，该构造可以使用拾波传感器而不用激励转换器，或者使用拾波传感器和至少一个激励转换器。

[0046] 例如，在包括压电传感器的振动感测触摸输入设备中，在触摸面板的平面中传播的振动对压电传感器施压，引起经过传感器的可检测到的电压降。所检测到的信号可以是由振动引起的，该振动是由直接触摸输入或带有痕迹(摩擦)的能量的输入直接引起的，或者是由影响已有振动的触摸输入引起的，例如由振动的衰减引起。该检测到的信号还可能是由不经意的触摸输入，比如由操作或误操作触摸输入设备的触摸输入所引起的，或者是由源于外部环境而被触摸输入设备感测到的触动引起的。

[0047] 例如，根据一种触摸感测方法，一旦接收到表示直接触摸的信号，每个传感器接收到该相同信号的时间差可以用来推算触摸输入的位置。如果传播介质为分散介质，由多个频率组成的振动波包蔓延开来并且在传播过程中衰减，致使难于对信号作出解析。这样，有人提出转换所接收到的信号，这样使得这些信号可被解析，仿佛它们在非分散介质中传播一样。这种技术特别适合于检测弯曲波振动的系统。

[0048] 用于解决振动波包分散并且产生对分散进行校正的代表信号的技术在国际公开WO2003/005292和WO01/48684、2000年12月26日提交的美国专利申请09/746,405、2002年12月10日提交的美国临时申请60/432,024以及共有的美国专利申请10/440,650中有所公开。

[0049] 术语“弯曲波振动”是指激励，例如由接触或引起的激励，该激励给能够支撑弯曲波振动的构件施加面外的位移。许多材料都弯曲，有些是带有精确平方根分散关系的纯弯曲，而有些是纯弯曲和剪切弯曲的混合。该分散关系描述的是波在面内的速度对波的频率的依赖关系。

[0050] 为了有助于理解振动波包分散以及产生校正该分散后的代表信号，请参照图1a-1b。图1a示出在具有平方根分散关系的理想介质中的脉冲，并且证明分散介质并不保持脉冲的波形。输出波60在时刻t＝0时是明显的，而反射信号62则随着时间而蔓延开，这使得难于确定准确的接触位置。

[0051] 在非分散性介质，比如空气中，频率响应的周期振动的特征在于反射，并且被经常称为梳状滤波。从物理上讲，频率响应中的周期振动减少了适于在波源和反射体之间的波长的数量。随着频率的增加，在此空间内的波长数量也增加，反射波和输出波的干涉在相长和相消之间振动。

[0052] 计算图1a中分散脉冲响应的傅里叶变换产生了图1b所示的频率响应。该频率响应为非周期性的，并且随着波长的周期变化转变为频率变化，该频率变化随着周期的增加而减缓。这是平方根分散的结果，其中波长正比于频率倒数的平方根。因此面板对频率响应的作用是根据面板分散将响应展成频率的函数。因此，可以通过应用频域延展的倒数来对面板分散进行校正，从而恢复非分散情况下的周期。

[0053] 通过结合面板分散的倒数来弯曲频率轴线，图1b可以转换成针对非分散情况的频率响应(图1c)，这种情况下，激励的频率与波长的倒数成正比。这一简单的关系将波长减小的周期振动转变为频率增加的周期振动，这如图1c所示。

[0054] 对图1c的迹线进行快速傅里叶逆变换(FFT)生成了图1d所示的脉冲响应，该脉冲响应被进行了分散校正，并且恢复了清晰的反射波。如图1d所示，由于在非分散介质中传播的波具有独立于其频率的恒定传播速度，因此脉冲的任何特定波形都被及时保存下来。因此，回波的位置是相对直线向前的。输出波50在t＝0时刻是明显的，而在4ms时具有清晰的反射波52。反射波52的振幅大约是输出波50的振幅的1/4。

[0055] 应该注意到，如果脉冲发生在未知时刻t0则上述的步骤并不适用，并且仅当脉冲在t0＝0时刻发生才可以计算离开响应初始脉冲地点的距离x。分散校正关系函数可以用于未知接触发生的精确时刻t0的情况。根据一种方法，安装在能够承受弯曲波的结构上的第一传感器测量第一测得弯曲波信号。第二传感器也安装在该结构上，用于确定第二测得弯曲波信号。该第二测得弯曲波信号与第一测得弯曲波信号同时测量。计算这两个测得弯曲波信号的分散校正函数，该函数可以是分散校正相关函数、分散校正卷积函数、分散校正相干函数、分散校正等效函数。通过使用分散校正函数处理测得到的弯曲波信号，以便计算与接触(触摸)有关的信息。有关该方法的详细内容在之前并入的PCT申请01/48684和美国专利申请09/746,405中有所公开。

[0056] 对弯曲波感测信号的分散进行校正的另一方法包括使用激励转换器和位于触敏板拐角处的拾波传感器。根据这一方法，确定由激励转换器处的输入到每个拾波传感器处的输出的传递函数。可以利用几种标准方法来获得该传递函数。此类现有方法包括下述步骤：为获得脉冲响应而通过最大长度序列(MLS)信号和交叉相关性所进行的模拟；使用具有类似干扰信号的自适应滤波器；复频响应的平均比率；脉冲的直接输入和测量；以及利用时延光谱测定法(TDS)测量线性调频脉冲信号等等。

[0057] 所测得的传递函数可以用脉冲响应来表示，该脉冲响应通常表示分散。分散产生于弯曲波速度与频率的相关性，这对于纯弯曲而言是平方根关系。之前引用的美国专利申请09/746,405描述了一种方法，该方法借助将传递函数的频率轴线插入波矢的转换可以校正信号的分散。采用快速傅里叶逆变换产生了作为距离的函数的脉冲响应，其调整所有的频率成分以便对分散的影响进行校正。

[0058] 如果作为频率的函数的绝对速度可以由触敏面板的材料特性获知，那么分散校正脉冲响应可以恢复为绝对距离的函数。但是，如果这种关系不是已知的，那么距离轴的任意标度仍然能够确定有用的信息，比如触敏板的宽高比。该技术的其它详细内容在共有的待审美国专利申请10/750,502中有所描述。

[0059] 参照图2，该图示出触敏装置10的一种结构，其具有用来检测弯曲波振动的特征和功能。根据该实施例，触敏装置10包括触摸基片12和连接到触摸基片12上表面的振动传感器16。在该图示实例中，触摸基片12的上表面限定了触敏表面。尽管所示的传感器16连接到触摸基片12的上表面，但是传感器16也能够连接到触摸基片12的下表面。在另一实施例中，一个或多个传感器16可以连接到触摸基片12的上表面，而一个或多个另外的传感器16可以连接到触摸基片12的下表面。

[0060] 基片12可以是承受所需振动，比如弯曲波振动的任何基片。典型的基片12包括塑料，比如丙烯酸或聚碳酸酯、玻璃，或其它合适的材料。触摸基片12可以是透明或不透明的，并且可以有选择地包括或结合其它层或支持其它功能。例如，触摸基片12能够提供防滑伤、防污染、减轻眩光、防反射、用于方向性或保密的光量控制、滤光、偏光、光学补偿、摩擦织构化、显色、图形图像等等。

[0061] 通常，触敏装置10包括至少三个传感器16，用来沿二维方向确定触摸输入的位置，在某些实施例中适于用四个传感器16，例如国际公开专利WO2003-005292和WO0148684，以及美国专利申请09/746,405。在本发明中，触感器16优选为压电传感器，其能够感测振动，该振动指示对触摸基片12的触摸输入。可用的压电传感器包括单压电晶片和双压电晶片压电传感器。压电传感器能够提供多个有利的特征，这些特征例如包括：良好的灵敏度、较低的成本、合适的耐用性、潜在的小波形因数、合适的稳定性、以及响应的线性等。其它可以用于振动感测触敏装置10中的传感器包括电致伸缩的、磁致伸缩的、压阻的、声的以及动圈式变换器/设备等等。

[0062] 在一个实施例中，所有的传感器16都用于感测触摸基片12的振动。在另一实施例中，一个或多个传感器16可以用作发射设备，以便发射用作基准信号的信号，而该信号可以被其它传感器16所感测，或者产生在触摸输入时可以改变的振动，传感器16能够感测改变后的振动以便确定触摸的位置。电动转换器可以用作合适的发射装置。此外，一个或更多个传感器16能够构造为实现感测和激励两种目的转换器。传感器16可以借助任意合适的装置固定或粘附到触摸基片12上，例如用粘结剂。

[0063] 当带有有源传感器16，即产生激励信号的发射转换器的触敏装置10运行时，对触摸基片12的接触可以在触摸基片12上施加非线性力，从而可以产生激励信号的谐波。可以采用信号处理来将激励信号从谐波中分离出来，从而使得该谐波可以用于以类似无源感测的方式确定接触位置。该谐波有效地构成来自于接触点的弯曲波源。

[0064] 在触敏装置10采用有源传感器16和无源传感器16的结构中，根据是否有接触施加在触摸基片12上，传感器16适于在主动和被动感测模式之间切换。触敏装置10可以在下述状态之间循环：当没有检测到接触时，处于被动感测模式中；当有接触施加时，转换到主动感测模式；并且一旦接触消失即返回到被动感测模式，以等候下一次接触。这可以有利地避免当触敏装置10不必要地处于主动模式时所引起的电力消耗。

[0065] 许多采用触敏装置10的应用还使用电子显示器，以便通过触敏装置10显示信息。由于显示器通常为矩形，因此通常便于使用矩形的触敏装置10。这样，传感器16固定在其上的触摸基片12典型地为矩形。或者，触摸基片12可以具有更复杂的形状，例如具有曲线表面和/或变化的厚度。在触摸基片12具有复杂形状的情况下，自适应算法(例如神经网络)可以用来从传感器16所接收到的弯曲波信号中辨认接触位置。

[0066] 根据一种结构，传感器16优选位于触摸基片12的角部附近。由于很多应用要求通过触敏装置10来观看显示器，因此希望将传感器安装在触摸基片12的边缘附近，从而使得传感器不会不利地占用可见的显示区域。传感器16放置在触摸基片12的角部还能够降低来自面板边缘的反射的影响。

[0067] 触敏装置10所检测到的接触可以是输入笔的接触的形式，该输入笔可以是手持笔的形式。输入笔在触摸基片12上的移动可以产生连续的信号，该信号受到输入笔在触摸基片12上的位置、压力以及速度的影响。该输入笔可以具有柔性的末端，例如橡胶，其通过对触摸基片12施加变化的力而在触摸基片12内产生弯曲波。或者，该接触可以是手指的触摸，该手指可以在触摸基片12内产生弯曲波，而该弯曲波可以由被动和/或主动感测检测到。该弯曲波可以具有超声波范围(＞20kHz)的频率成分。

[0068] 图3示出根据本发明实施例的触敏装置10的另一结构。根据该实施例，触敏装置10包括用于感测触摸基片12内的弯曲波振动的多个传感器16。触敏装置10还包括激励转换器18。激励转换器18优选是“专用的”转换器18，其通常不用于普通的触摸位置计算。
应该理解到，激励转换器18可以是发射转换器或双向的发射/传感转换器。在激励转换器
18被构造成双向发射/传感转换器的结构中，双模式的转换器通常并不参与正常的触摸位置确定运算。使用专用的激励转换器18使得执行用传统的传感器/转换器布局所不容易执行的各种功能成为可能。

[0069] 在图3所示的结构中，四个传感器16用作振动拾波器。这些传感器16优选被优化为用于感测与轻微触摸相关的轻微振动。可以用印刷电极图案与这些传感器16相连。除了用作振动拾波器之外，当有电压施加到传感器16时，能量被输入板内，而产生弯曲波。这样，如上文所述，传感器16能够起到振动拾波传感器和弯曲波发生器的双重作用。然而，用给定的传感器16作为基片12的既振动拾波又主动激励的转换器具有几个缺点。

[0070] 一个缺点是信号传感器16不能同时起到拾波器和发射器的作用。例如，当传感器16被用作由激励所驱动的发射器时，它们不能被同时用作拾波器。因此，基片12在拾波模式下的功能或者被削弱，或者仅在多路复用模式下才可能实现。

[0071] 在给定的传感器16和相关的读出电路之间采用缓冲电路的结构中，如下文所述，该缓冲电路对施加到用作拾波器的传感器16的电压提供了阻挡。尽管该缓冲电路可以置于反偏压状态，在这种情况下，施加到基片12外部接头的电压被直接施加到触感器16，但是可以用线性方式实行阻挡的电压范围还是相当受限的。并且，该方法需要在触敏装置10与之通信连接的控制器处附加电路。

[0072] 为了克服与传统触敏装置有关的这些不足，如图3所示，根据本发明实施例的转换器设置采用至少一个专用激励转换器18，该激励转换器在基片12中主动生成弯曲波。生成弯曲波可以用来提供多方面的性能改善和诊断特征，下文将介绍其实例。

[0073] 参照图4，该图示出了根据本发明的触敏装置10的实施例。在该实施例中，四个传感器16位于基片12的四个角上。激励转换器18(第五个传感器)沿着基片12的边缘优选地位于与接近基片12同一边缘的两个相邻传感器等距的中间位置处。可以想到，激励转换器18可以位于除图4所示位置之外的其它基片位置处。四个传感器16中的每个和激励转换器18都与各自的导线相连，这些导线都通到尾导线26。如上文所述，印刷电极图案可以用作导线。

[0074] 图4还示出与四角传感器16中的每一个相连的缓冲电路30。缓冲电路30可以位于基片12上接近每个传感器16的位置处，用于缓冲由传感器产生的信号，该信号响应于所感测到的在基片12内传播的弯曲波振动。使用缓冲电路30具有几个有益效果，这些效果包括增加传感器16的信噪比并且降低来自环境的EMI干扰水平。希望缓冲电路30位于十分接近传感器16的位置，这如图4所示。然而，缓冲电路30可以根据需要而位于基片12上的其它位置，并且可以集成到尾连导线26中。

[0075] 每个缓冲电路30包括放大电路，例如图5所示的放大电路。根据图5所示的简化的电路结构，缓冲电路30包括晶体三极管42，例如场效应晶体管(FET)，其基极并联有拾波传感器16和电阻44。FET42(如图所示为n通道JFET)的漏极与第一导线45相连。FET42的源极与触敏装置10的控制器相连。应该注意到，其它部件(未示出)需要离开基片，以便适当地偏压FET42。典型的基片外部件包括电源、偏压电阻、以及连接到触敏装置10的控制器的模拟输入端的电容耦合。

[0076] 在图5所示的结构中，拾波传感器16接有地线，从而能够以地面为参考电压。可以想到，在替代的实施例中，拾波传感器16可以接线以便给平衡放大器，例如平衡板上放大器(例如缓冲电路放大器)或板外放大器(例如触摸面板控制器的读出放大器)提供差分输入。根据该实施例，每个拾波传感器16通过两根平衡导线连接到放大器的平衡输入端。该平衡放大器可以是板上放大器或板外放大器。

[0077] 在一个结构中，每个拾波传感器16通过一对绞合线连接到板外平衡放大器，并且不需要使用板上FET42。在另一结构中，每个拾波传感器16通过两根平衡导线被连接到FET42的平衡输入端，并且FET42的差分输入端通过一对绞合线被连接到板外放大器的平衡输入端。根据该实施例，使用平衡放大器能够提供差分拾波传感器电压测量。该结构可以通过共模抑制改进对某些传感器信号噪声的滤除，该共模抑制由差分拾波传感器电压测量提供。

[0078] 为了说明起见，图4所示的每个传感器16的取向相对于基片12大致为45度。此外，邻近每个角传感器16安装有一个缓冲电路30。根据一种触敏装置实现方式，该基片包括玻璃板，该玻璃板的长度、宽度和厚度尺寸分别为L＝324mm，W＝246mm，T＝2.2mm。在基片12四角的每个角中，压电转换器16的长度、宽度和厚度尺寸分别为L＝7mm，W＝3mm，T＝1mm。

[0079] 图6是安装到显示器25上的触敏装置10的剖视图。显示器25可以是任何合适的电子显示器，比如液晶显示器(LCD)、场致发光显示器、阴极射线管显示器、等离子显示器、发光二极管显示器等等。显示器25可以附带地或可选择地包括永久或可更换的静止图形。图6所介绍类型的触敏装置10包括安装在LCD屏幕前方的透明基片12。

[0080] LCD屏22安装到LCD显示器25的框架上。在基片12的下方附接有泡沫塑料衬垫22，并且基本围绕基片12的周边延伸。泡沫塑料衬垫22具有粘结表面，基片12借此可以可靠粘附到任意表面上。泡沫塑料衬垫22可以降低基片12边缘的折射。触敏装置10的尾导线26可以连接到触敏装置10的控制器上。

[0081] 图7所示的触敏系统包括触敏装置102和触摸面板控制器120。触敏装置102包括至少三个传感器104，优选四个传感器104，每个传感器被连接到相关的缓冲电路106。触敏装置102还包括至少一个发射转换器108。发射转换器108可以仅用作激励转换器，或者用作发射/传感转换器。每个缓冲电路106和发射转换器108均连接到控制器120上。

[0082] 控制器120包括读出电路124，每个读出电路被连接到一个传感器/缓冲电路组合104/106之一上。读出电路124典型地包括一个或多个放大、调节以及滤波电路。发射转换器108连接到驱动电路128，驱动电路128产生信号，该信号使发射转换器108产生施加到触敏装置102的基片上的预定激励信号。每个驱动电路128和读出电路124都连接到触摸定位处理器130。触摸定位处理器130通常包括模拟信号调节阶段，以合适的采样周期(例如200kHz)采样的模数转换器(ADC)，以及执行坐标位置算法/固件及其它算法和程序的数字信号处理器(DSP)。

[0083] 例如，参照图8，该图示出用于处理图7所示的每个传感器104所感测到的弯曲波信息的执行方法。在图8中，由至少三个并且优选四个传感器104来感测面板中的弯曲波105。传感器104测量模拟弯曲波信号W1(t)，W2(t)…WN(t)，这些信号传送到多路复用ADC126中。所生成的数字输入信号输送到触摸位置处理器130，由其来确定与接触脉冲的位置和轮廓相关的信息132。

[0084] 如图9进一步所示，触摸面板控制器120通常连接到主处理器150。主处理器150也连接到触摸显示系统125，该系统采用图7所示类型的触敏装置102。主处理器150可以包括通讯接口，比如网络接口，以便有助于在触摸面板系统100和远程系统之间通信。例如可以通过在触摸面板系统100和远程系统之间的协同通信来执行各种触摸面板系统诊断、计算以及维修程序。

[0085] 如图7所示，接触面板控制器120可以有选择地包括唤醒触摸检测器140。根据常用的唤醒触摸方法，由接触或触摸触敏装置而产生的弯曲波振动受到感测。对所感测到的振动进行分析或评价，以便确定该检测到的振动是由使用者有意触摸还是无意触摸该触敏装置。当确定对触敏装置的触摸是有意的，则产生唤醒信号。否则，如果确定对触敏装置的触摸是无意的，则不产生唤醒信号。

[0086] “有意触摸”是指可检测到的振动、引发该振动的事件以及由接收该振动的传感器所产生的信号，该信号被解析为触摸输入。“无意触摸”是指可检测到的振动、引发该振动的事件以及由接收该振动的传感器所产生的信号，该信号不被解析为触摸输入。在之前引入的美国专利申请10/68,3342中公开了可以引入本发明上下文中的有关各种唤醒方法的细节。

[0087] 图10示出触摸面板控制器120的实施例，该控制器被以通信的方式连接到触敏装置102。根据该实施例，触摸面板控制器120包括通过总线208连接到主处理器206的I/O处理器204。该实施例中，采用I/O处理器204，以管理触摸面板控制器120经由总线209与外围系统或设备之间的信号传输。

[0088] 在一个结构中，I/O处理器204用于管理经过高速接口209，例如串行接口或总线的信号传输。例如，总线209可以符合高速串行总线结构，比如USB(通用串行总线)或IEEE1394火线结构，并且I/O处理器204可以用来协调经过串行总线209的信号传输。根据USB或火线结构的构造总线209能够提供快速插拔以及工作连通性能。这样，触摸面板控制器120能够在任何时候被插入不同的端口以及从不同端口中拔出，而不会对连通性产生不利影响。

[0089] 如图10所示，唤醒触摸检测器140连接到I/O处理器204，并且可选地连接到主处理器206。在另一结构中，唤醒触摸检测器140可以连接到I/O处理器204的前端或者被用作I/O处理器204和总线202之间的接口。唤醒触摸检测器140优选构造为接收来自触敏装置102的传感信号，而对触敏装置102和触摸面板控制器120之间的传感信号和其它信号或数据没有不利影响。

[0090] 根据图10所示的结构，唤醒触摸检测器140能够连接到I/O处理器204，从而使得由唤醒触摸检测器140产生的唤醒信号通过数据线222传输到I/O处理器204。在该结构中，I/O处理器204响应该唤醒信号而由休眠模式转入激活模式。从休眠模式转入激活模式之后，I/O处理器204可以确定是否需要激活其它部件，比如主处理器206或触摸面板控制器120的其它部件，和/或具有触敏装置102的便携设备的控制系统。或者，I/O处理器204可以产生第二唤醒信号，该信号通过数据线226和总线208传输到主处理器206。在另一结构中，唤醒触摸检测器140能够产生唤醒信号并且将该唤醒信号传输到I/O处理器204(通过数据线222)和主处理器206(通过数据线224)。

[0091] 在图10所示的触敏装置102的结构中，每个传感器104连接到缓冲电路106。由于缓冲电路106具有有源部件(例如JFET)，因此当激活时必须向缓冲电路106供电。这样，在电力保存有问题的应用中，传感器104并不是用于唤醒触摸传感器的优选部件。而发射转换器108没有连接到缓冲电路106，使得发射转换器108成为用于唤醒触摸传感器的优选部件。

[0092] 很容易想到，根据该实施例的唤醒触摸方法能够显著地降低触敏装置的电力消耗，特别是便携式以及手持式触摸输入设备的电力消耗。例如，每个主处理器206和I/O处理器204在正常工作时需要几百毫安的电流。如果唤醒触摸检测使用发射转换器108，则利用该检测的主处理器206和I/O处理器204的大多数电路能够被关闭在休眠模式，由此可观地将电力需求降低到完全工作所需电力的一小部分。

[0093] 参照图11，该图示出了采用根据本发明原理的脉冲重构的各个步骤。此处所用的“脉冲重构”是指生成初始脉冲的形状和/或其它规定的特性，该初始脉冲由接触触敏基片而产生。图11以及后续附图所示的方法可以在各种触敏装置结构中执行，例如上述的那些结构。

[0094] 根据图11，在步骤300，响应于对触敏板的接触而产生拾波传感器信号。在步骤302，确定接触触敏板的位置，该步骤优选由用于拾波传感器信号分散校正的方法来完成。
在步骤304，一旦已知触摸位置，执行脉冲重构，以便有效地重构由接触所产生脉冲的初始形状。在步骤306，可以使用重构脉冲从中得出有关初始接触事件的其它信息。

[0095] 图12示出一种特别有用的方法，涉及根据本发明实施例的脉冲重构。在图12中，在步骤320，响应于对触敏板的接触而产生拾波传感器信号，接着，在步骤322，确定接触触敏板的位置。在步骤324，在确定触摸位置之后，执行脉冲重构以便生成脉冲的初始形状。在步骤326，利用所述重构脉冲验证或核对初始接触的位置。

[0096] 如之前所述，采用脉冲重构的接触位置确定可以用于实现各种性能改进，例如包括：改进对触敏装置的外壳或支撑结构的伪触摸的抑制、改进的接触强度确定、改进当存在模糊和干扰时确定触摸位置的精度、改进对接触方式和相关特性的识别、改进对由背景音干扰产生的伪接触数据的滤除等等。

[0097] 图13示出包含根据本发明实施例的脉冲重构的另一方法。根据该方法，在步骤340，响应在触敏板上产生初始信号的接触事件而获得拾波传感器信号。在步骤342，优选以之前描述的方法来确定接触位置。接着，在步骤344，确定触敏板的尺寸或长宽比。在步骤
346，确定或获得触敏板的分散关系。在步骤348，利用在步骤340-346所获得的信息，重构代表初始脉冲的脉冲。

[0098] 根据步骤344所获得的用来确定触敏板尺寸的一种方法，专用的激励转换器可以用来产生弯曲波，位于触敏板角部的拾波传感器感测该弯曲波。激励刺激可以是脉冲刺激或宽频带噪声刺激。拾波传感器的拾波信号输出可以以分散的方式被处理，例如通过将每个拾波信号转换为等效的非分散系统之一。计算从激励转换器到每个拾波传感器的相对距离。用于确定激励转换器和拾波传感器之间相对距离的一个替代方法包括去除分散的固定量，用于确定第一到达时刻。在另一替代方法中，可以将激励信号集中在窄频带并且可以估算到达每个拾波传感器的相对到达时间。如果触敏板的绝对分散关系是已知的或已通过直接测量而被确定，则可以计算触敏板的绝对尺寸。如果触敏板的绝对分散关系是未知的，则仅可以计算触敏板的相对尺寸。由于触敏板的材料特性决定了经过触敏板的波的传播速度是频率的函数，因此需要触敏板的材料的绝对分散常数，以便确定触敏板的绝对尺寸。不知道这一点，则触敏板的尺寸仅在标准坐标内可知。用来计算触敏板并且确定触敏板分散关系的各种方法，如图13的步骤344和346所示，在之前引入的待审美国专利申请中有所介绍，该申请的标题为“Touch Sensitive Device Employing Bending Wave VibrationSensing and Excitation Transducers”、与本发明同时申请的代理受理号为59372US002。

[0099] 根据下述等式可以理解到，在触敏板上的脉冲从接触位置向外以环形方式传播：

[0100]

[0101] 在此，Ψ对应于物理参数，比如位移或速度，ω是角速度，k是在触敏板内的波矢，以及r是从接触位置到感测位置的距离。该波矢k在触敏板内以下述分散关系与角速度ω相关：

[0102]

[0103] 在此，μ表示触敏板的面密度，并且B表示板的弯曲刚度。应该注意的是，为了清楚起见，上述等式是整板等式(full plateequation)的简化，整板等式由于近场弯曲的存在而更加复杂。

[0104] 由上述等式可以看出，脉冲的振幅随着距离而衰减，这是能量守恒所要求的。此外，相位因数根据距离而被施加到脉冲上。该相位因数具有对频率的平方根关系并且因此引起脉冲波形在传感器处被感测到时发生变化(相反，没有与脉冲波形相关的变化的纯延迟具有对频率的线性关系)。这是弯曲波传播的分散的众所周知的效果。

[0105] 以上讨论了用于执行分散校正的各种方法，其中分散信号被转换成在非分散介质中传播的信号。这些转换方法的特性是始终对分散效应进行补偿，该方法有利于高效地计算接触位置。

[0106] 但是，根据本发明的脉冲重构可以采用更简单的转换。根据一个这样的实施例，分散的固定量被从分散传感器信号中去除。给定接触触敏板的位置，则很容易从上述等式理解脉冲的分散。在使用反相位因数的情况下，与接触/传感器分离相对应，被每个传感器所感测的初始信号可以被补偿，并且初始脉冲可以被重构。应该注意到，与反射/混响相关的稍后的能量将保持分散特性。

[0107] 该更简单的转换方法并不直接适用于确定接触事件的位置，因为分散消除过程需要预先知道接触位置。应该注意的是，可以执行基于第一次到达和消除分散固定量的递次求近法，尽管该方法可能在计算方面不如真实分散校正转换有效。然而，通过从另一方法(比如分散校正相关函数)给出触摸位置，初始脉冲的重构为改进触敏装置提供了多项益处。

[0108] 图14示出根据本发明实施例的方法，该方法包括采用反相位因数作为脉冲重构的一部分。根据图14所示的方法，在步骤360，感测在分散触敏板内传播的弯曲波，接着，在步骤362，产生表现出分散的传感器信号。在步骤364，将该分散的传感器信号转换成分散校正信号。在步骤366，利用该分散校正信号以确定接触触敏板的位置。接着，在步骤368，确定每个拾波传感器和接触位置之间的间距。

[0109] 接着，在步骤370，利用各接触/传感器间距可以推导出针对每个拾波传感器的反相位因数。在步骤372，将该反相位因数应用于分散传感器信号，以便重构由每个拾波传感器感测到的脉冲。在步骤374，比较重构后的脉冲的一个或多个特征，比如到达时刻、波形、振幅或其它形态特征，以便验证步骤366所计算得到的接触位置是否正确。

[0110] 为了介绍本发明其它特征，请参照图15所示的弯曲波触敏装置400。根据该实施例，触敏面板402安装到LCD监视器的框架404内，前面的窗口框和后面的外壳由塑料模制而成。拾波传感器16安装在触敏面板402的每个角处。对图16-32的下述讨论假设与这些附图相关的方法可以在通常如图15所示类型的触敏装置400中执行。

[0111] 图16示出触敏面板区域的标图，轴线的单位为厘米。图中示出了每个角上的传感器编号。此外，十字(加号)表示由手指触摸面板而产生的接触位置。该接触产生弯曲波的瞬时脉冲，该脉冲被每个拾波传感器转换为电压。该传感器信号随后被预先放大、数字化并且以10kHz进行高通滤波，从而产生图17所示的迹线。请注意，所有这些图表的y轴单位是任意的，而采样号的x轴单位采用100kHz的抽样率。

[0112] 图17所示迹线的分散是清楚的。特别是，距离接触位置最远的传感器(即传感器1和传感器2)表示出能量随后到达以及更扩散开的脉冲波形。当与接触/传感器间距相关的反相位因数应用于图17的原始传感器信号数据时，产生了图18所示的迹线。

[0113] 与图17所示的分散迹线表示出不同形状和到达时刻有所不同，图18所示的迹线具有类似的形状(即所有的迹线都具有正向的初始瞬时脉冲)。下面将更详细地介绍用于确定重构脉冲间的脉冲相似性的技术。

[0114] 接触脉冲的分散可以被看作是空间滤波，其中每个传感器处的信号被针对触敏板的每一点进行不同地过滤。如之前所讨论，脉冲重构的过程可以被看作是对初次到达能量应用反向滤波，并且可以用于校验由位置确定算法所确定的接触位置与初始拾波信号是否一致。

[0115] 图19以实例的方式示出图16所示的初始接触位置和沿着x轴和y轴移动25mm的位置。该直观的实例模拟所报告的点的位置偏离真实位置的错误。

[0116] 如图17所示，在拾波信号上执行脉冲重构，但是具有移动后的定位位置。结果在图20中示出。很明显，初始脉冲的重构不再精确，在不同的信号之间表现出明显的变化。这个伪点可以很容易地被检测出并且作为错误被报告。

[0117] 根据本发明的脉冲重构方法所提供的点位置的校验提供了增强的功能。例如，如果在计算中产生错误，脉冲重构可以被用于突出错误而没有点返回。没有点返回被认为优于返回错误的点。作为另一实例，来自面板边缘的反射可以在分散校正关系函数中产生另外的波峰。这可以产生模糊以及多个候选点。可以利用本发明的脉冲重构以及接触位置校验方法来很容易地消除这些模糊。

[0118] 在另外的实例中，降低触发位置确定计算的阈值可能会由于背景噪声，比如空气噪声、结构噪声或电噪声的瞬态而引起伪点。与伪点相关的噪声可以通过脉冲重构来抑制，该脉冲重构允许设置更低的阈值，进而实现针对轻微触摸的更高的灵敏度。

[0119] 以下的直观的实例包括对LCD窗口框的触摸。这种情况下，对窗口框的触摸向触敏面板输入了能量，引发了位置确定计算。这可能会报告触敏板主体内的某一点，而这需要用脉冲重构来校验。图21示出因触摸LCD窗口框而被报告的点。

[0120] 图22示出由轻叩LCD窗口框所引起的拾波器信号迹线。这些信号迹线表示不同的到达时间和分散的形状。根据图22所示的迹线，不能立刻地明显看出这些迹线是由于触摸窗口框引起的还是对触敏面板的有效接触引起的。然而，图23示出对图22的迹线应用脉冲重构的结果。从图23的迹线明显可见，重构后的脉冲形状与有效点并不相应。这样，可以容易地滤除该错误点。

[0121] 图24、25和26示出由输入笔的触摸事件所引起的接触位置、拾波器信号以及重构后的脉冲。由图26所示的迹线容易看出，脉冲重构进行得非常好。使用输入笔所产生的脉冲波形与手指接触所产生的脉冲波形差别很大。这些差别可以用来检测接触类型的性质，比如手指、输入笔以及戴手套的手指。

[0122] 以上借助实例详细介绍了用于确认接触位置的脉冲重构，这些实例表示出可以从每个传感器获得非常相似的重构脉冲。确认接触点有效性的过程包括测定每个重构脉冲在到达时间和波形方面的相似性。多种技术可以用于该目的，包括测定不同重构脉冲之间的相关性。参照图27(a)-(d)的下述方法表示运行良好并且计算高效的几种技术之一。

[0123] 图27(a)示出针对传感器1-4的重构后的脉冲，如图18最初所示。图27(b)示出这些脉冲的平均值。对重构后的脉冲采取平均值是用来加强每个迹线的所希望的相似特征，四个传感器的上升时间和波形均相似。应该注意的是，没有借助脉冲重构过程对触敏板内反射所产生的后期能量针对分散进行校正。在这方面，脉冲重构过程仅试图校正一个距离，即首次到达的距离。结果，后期能量在四个迹线之间并不相同，并且因此被平均步骤降低。图27(b)所示的迹线因此以有益的方式结合了四条迹线的信息。

[0124] 为了进一步加强在图27(b)中明显可见的急剧变化，可以有效地采用标度因数(scaling factor)。该标度因数在图27(c)中示出，该标度因数是由脉冲响应绝对值的累加总和推导出的。对每个传感器进行该计算并且进行平均，以便给出图27(c)所示的迹线。当信号较弱时所生成的迹线较低，但是随着时间增加而经过脉冲的非静部分(non-quite portion)后，迹线逐渐升高。该方法可以用来加强如图27(d)所示的初次到达。

[0125] 图27(d)示出平均脉冲响应除以平均累加总和的结果，即图27(b)的迹线除以图27(c)的迹线。该定标用于标准化迹线并且加强接近采样点40的脉冲的起点。响应的初始
20样值表示出由定标函数的较大值产生的部分噪声。但是当首批样值被放弃之后，测量值可以用来指示脉冲的同步性。图27(d)的曲线还示出了阈值0.2，高于该阈值的脉冲被认为是同步的并且该接触点有效。

[0126] 图27示出了对同步性的度量，其加强了脉冲的类似形状，而所有的脉冲大约在同一时刻急剧地开始。这一度量可以用来确认有效接触点并滤除错误接触点。为了使给出的同步性度量有效，应该滤除“坏”点。下面将讨论该度量的两个实例。第一个，如图28所示，表示最初在图20中示出的不精确数据实例的结果。第二个，如图29所示，表示最初在图22中示出的LCD窗口框触摸数据的结果。两个坏点实例都没有超过所设定区域(例如20采样点之后)的阈值，这证明了上文介绍的同步性度量方法的有效性。

[0127] 以上所介绍的脉冲重构方法依赖于初始接触产生合适脉冲的事实。对于大多数接触来说是会产生合适脉冲的，并且该方法采用与到达每个传感器的初次到达距离相关的反相位因数而执行顺利。但是，在测量中还可能存在恒定的相位因数。

[0128] 几个不同的原因可以引发这种情况，包括：(1)在触敏板内的弯曲波既有传播波的形式又近场指数衰减。这些近场不会从接触点传播到传感器，但是他们影响在接触点处的响应并且可以与传播波相异相。当在接触点有脉冲输入后，触敏板的响应也可以是脉冲式的，但是传播波的相位可能会移动；(2)该接触可以是依从的，导致在所产生的力中具有相位因数；(3)在传感器位置处的响应的相位受到在传感器附近的边缘的边界条件的影响；以及(4)传感转换器本身可以被用作测量不同物理量的响应。例如，这些物理量包括速度、力、同相应力以及曲率。这些物理参数通常不同相，并且根据这些参数可以测得不同的相位因数。

[0129] 相位因数的作用是改变重构脉冲的波形。所产生的脉冲仍然是时间调整后的脉冲，并且重构之后在形状上类似。然而，它们对脉冲的相似性可以借助任意相位因数来折中。由于该原因，上述的脉冲重构方法可以扩展为除了校正与首次到达距离有关的相位之外，还包括对恒定相位的校正。这可以被选用来改进重构脉冲波形的清晰度。

[0130] 脉冲重构可以用于接触位置验证之外的其它目的。例如，脉冲重构可以被用于确定触摸触敏板的强度(z轴灵敏度)。Z轴灵敏度指的是检测触摸强度的能力。某种程度上可以用原始拾波器信号来做到这一点。硬接触和软接触的过程区别可以通过比较所产生的电压水平来获得。例如，硬接触将会比软接触产生更高RMS电压水平。

[0131] 下面参照图30-32。图30示出接触触敏面板的两个位置。图31示出了两次接触所产生的拾波器信号，其中以重叠的方式示出了每次接触的四条迹线。第二接触的迹线清晰地示出了更高的电压水平。然而，由于与接触/传感器间距相关的分散量不同而导致信号的波形不同。相对水平的具体量化需要脉冲重构迹线的比较，如图32所示。

[0132] 在图32中示出的脉冲重构信号能够比仅使用分散的拾波器信号明显更准确地确定触摸强度。需要注意的是，图32所示的迹线已经被针对相位因数和距离的平方根振幅衰减予以校正，而之前的曲线图仅针对相位因数予以校正。该完全校正及时地调整脉冲和全部振幅。在该实例中的脉冲的相对强度大约为电压的2倍(factor of two involtage)(6dB)。

[0133] 为了举例和说明起见，给出了对于本发明各实施例的前述说明。其用意并不在于穷举或将本发明限制在公开的具体形式。按照以上叙述，可以做出许多修改和变型。本发明并不旨在用本详细说明书来限定本发明的保护范围，而是用所附的权利要求书来限定。