[发明专利]一种方法和用于执行该方法的触摸检测装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年12月22日递交的美国专利申请No.12/975,663和于2011年6月20日递交的美国专利申请No.13/164,228的优先权。通过引用将其全部内容结合于此，用于所有目的。

技术领域

本发明涉及用于确定归因于物体的表面上的诸如触摸活动之类的触击的位置的声音响应的方法，并且涉及执行该方法的触摸检测装置。

背景技术

用于基于分析声音信号确定物体的表面上的触击的位置的方法是本领域已知的。这种技术基于采用一个或多个传感器测量声音信号以获得触击的声特征，并将该声特征与一组预定的声特征进行比较，其中每个预定声特征表示触觉或触知界面的给定位置。随后基于其声特征与所述预定声特征中的一个的类似性识别触击的位置。图1示意性地图示了这种具有交互作用表面101和两个换能器103的现有装置。

还已经观察到，通过在如图1所示并如上所述的装置的校准期间计算触觉界面的表面上的近距离隔开的位置105的单独的声波图产生的预定的声特征组由于校准相位期间对检测信号的一些干扰噪声影响而可能是不真实的。为了获得期望的精度，需要识别不想要的噪声源，并且需要相应地修改试验性的配置。这代表繁重且耗时的活动，并且此外，并不总是能够识别所有不想要的成分。

因此本发明的目标是提供减少噪声对检测到的声音信号的影响的方法。

发明内容

本发明的目标由一种用于减少在物体中传播的弯曲波的检测信号中的噪声的方法实现，该方法包括下述步骤：a)接收表示所述物体的多个位置的检测信号，以及b)将满足弯曲波传播特性的函数与所述检测信号拟合，从而降低不满足弯曲波传播特性的噪声对检测信号的影响。从而抑制或至少减少不满足作为物体中的波传播的基础的物理原理的噪声，并且因而可以改善检测信号的信噪比。

优选地，该目标是厚度小于弯曲波波长的均匀板，并且步骤b)包括将满足亥姆霍兹方程的函数与所述检测信号拟合。作为这种均匀板中的波传播的基础的物理原理可以由亥姆霍兹方程很好地近似，但也可以考虑波传播领域中的任何其它种类的近似。特别地，步骤b)中使用的所述函数可以为贝塞尔函数或贝塞尔函数的高达n阶的展开式。贝塞尔函数对亥姆霍兹方程求解，因此可以执行物理上有意义的拟合。有利地，所述拟合可以执行，以便满足下述弯曲波频散关系，

k=ω[12(1-υ2)ρEh2]1/4]]>

其中ω为在所述物体中传播的弯曲波的角频率，E，υ和ρ分别表示所述物体的弹性模量、泊松比和密度，并且h为所述物体的厚度。通过选择人们想要的阶数来使用贝塞尔函数展开式，能够实现期望的精度。

有利地，拟合函数还可以包括弯曲波衰减成分。因此可以准备甚至更现实的模型，以有效地降低不满足波传播物理学的噪声影响。

优选地，可以基于对应于所述物体上的给定位置的所述检测信号和已经为其接收到检测信号的邻近位置的预定数量，为所述给定位置执行拟合。有利地，可以从栅格的节点位置接收所述检测信号，并且对于每个位置，为子栅格，特别是5×5子栅格执行拟合步骤，所述子栅格的中心为为其执行拟合的位置。这将简化拟合过程的编码，因为不必考虑所有的测量数据。

根据优选实施方式，该方法可以包括采用位于所述物体上的第一换能器位置的换能器，特别是压电换能器在所述物体中提供弯曲波的步骤c1)，其中步骤a)包括检测所述物体上的与第一位置不同的位置处的信号，并且其中检测信号表示至少一个第二位置处的弯曲波参数。

有利地，步骤a)可以包括采用振动计检测所述信号。振动计可以为检测弯曲波的非接触式激光干涉仪、测量表面运动的原子力显微镜或其它装置。