專利名稱:一種方法和用于執(zhí)行該方法的觸摸檢測裝置的制作方法
技術領域:
本發(fā)明涉及用于確定歸因于物體的表面上的諸如觸摸活動之類的觸擊的位置的聲音響應的方法,并且涉及執(zhí)行該方法的觸摸檢測裝置。
背景技術:
用于基于分析聲音信號確定物體的表面上的觸擊的位置的方法是本領域已知的。 這種技術基于采用一個或多個傳感器測量聲音信號以獲得觸擊的聲特征,并將該聲特征與一組預定的聲特征進行比較,其中每個預定聲特征表示觸覺或觸知界面的給定位置。隨后基于其聲特征與所述預定聲特征中的一個的類似性識別觸擊的位置。圖I示意性地圖示了這種具有交互作用表面101和兩個換能器103的現(xiàn)有裝置。還已經觀察到,通過在如圖I所示并如上所述的裝置的校準期間計算觸覺界面的表面上的近距離隔開的位置105的單獨的聲波圖產生的預定的聲特征組由于校準相位期間對檢測信號的一些干擾噪聲影響而可能是不真實的。為了獲得期望的精度,需要識別不想要的噪聲源,并且需要相應地修改試驗性的配置。這代表繁重且耗時的活動,并且此外, 并不總是能夠識別所有不想要的成分。因此本發(fā)明的目標是提供減少噪聲對檢測到的聲音信號的影響的方法。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目標由一種用于減少在物體中傳播的彎曲波的檢測信號中的噪聲的方法實現(xiàn),該方法包括下述步驟a)接收表示所述物體的多個位置的檢測信號,以及b)將滿足彎曲波傳播特性的函數(shù)與所述檢測信號擬合,從而降低不滿足彎曲波傳播特性的噪聲對檢測信號的影響。從而抑制或至少減少不滿足作為物體中的波傳播的基礎的物理原理的噪聲,并且因而可以改善檢測信號的信噪比。優(yōu)選地,該目標是厚度小于彎曲波波長的均勻板,并且步驟b)包括將滿足亥姆霍茲方程的函數(shù)與所述檢測信號擬合。作為這種均勻板中的波傳播的基礎的物理原理可以由亥姆霍茲方程很好地近似,但也可以考慮波傳播領域中的任何其它種類的近似。特別地,步驟b)中使用的所述函數(shù)可以為貝塞爾函數(shù)或貝塞爾函數(shù)的高達η階的展開式。貝塞爾函數(shù)對亥姆霍茲方程求解,因此可以執(zhí)行物理上有意義的擬合。有利地,所述擬合可以執(zhí)行, 以便滿足下述彎曲波頻散關系,
權利要求
1.一種用于減少在物體中傳播的彎曲波的檢測信號中的噪聲的方法,包括下述步驟a)接收表示所述物體的多個位置的檢測信號,以及b)將滿足彎曲波傳播特性的函數(shù)與所述檢測信號擬合,從而降低不滿足彎曲波傳播特性的噪聲對檢測信號的影響。
2.根據(jù)權利要求I所述的方法,其中所述物體是厚度小于彎曲波波長的均勻板,并且步驟b)包括將滿足亥姆霍茲方程的函數(shù)與所述檢測信號擬合。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法,其中步驟b)中使用的所述函數(shù)為貝塞爾函數(shù)或貝塞爾函數(shù)的高達η階的展開式。
4.根據(jù)權利要求2所述的方法,其中擬合函數(shù)還滿足下述彎曲波頻散關系,
5.根據(jù)權利要求2所述的方法,其中擬合函數(shù)還包括彎曲波衰減成分。
6.根據(jù)權利要求I所述的方法,其中基于對應于所述物體上的給定位置的所述檢測信號和已經為其接收到檢測信號的鄰近的位置的預定數(shù)量,為所述給定位置執(zhí)行擬合。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法,其中從柵格的節(jié)點位置接收所述檢測信號,并且對于每個位置,為子柵格,特別是3 X 3、5 X 5或7 X 7子柵格執(zhí)行擬合步驟,所述子柵格的中心為為其執(zhí)行擬合的位置。
8.根據(jù)權利要求I所述的方法,包括采用位于所述物體上的第一換能器位置的換能器,特別是壓電換能器在所述物體中提供彎曲波的步驟Cl),其中步驟a)包括檢測所述物體上的與第一位置不同的位置處的信號,并且其中檢測信號表示至少一個第二位置處的彎曲波參數(shù)。
9.根據(jù)權利要求8所述的方法,其中步驟a)包括采用振動計,特別是非接觸式激光干涉儀或原子力顯微鏡檢測所述信號。
10.根據(jù)權利要求8所述的方法,其中重復步驟Cl)、a)和b),用于提供具有位于預定頻率范圍內的不同頻率的多個彎曲波,并為所述彎曲波中的每一個檢測信號。
11.根據(jù)權利要求8所述的方法,其中步驟Cl包括將具有角頻率ω的連續(xù)振蕩電壓提供至所述換能器。
12.根據(jù)權利要求I所述的方法,包括在所述物體的位置處提供預定觸摸活動的步驟c2),并且步驟a)包括采用位于所述物體的與所述物體的所述多個位置不同的第一位置處的換能器,特別是壓電換能器檢測所述信號。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法,其中在進行步驟b)之前,針對所述物體的多個位置重復步驟c2)和a)。
14.根據(jù)權利要求8所述的方法,其中所述換能器定位在所述物體的感興趣的區(qū)域的外側,特別是定位在所述物體的觸敏交互作用表面的外側。
15.根據(jù)權利要求8所述的方法,還包括在步驟b)之后,由擬合的值代替所述檢測信號的步驟d),以及針對所述物體的已經在步驟b)中相對于第一換能器位置為其建立擬合值的每個位置確定聲傳遞函數(shù)的步驟e)。
16.根據(jù)權利要求8所述的方法,包括針對放置在所述物體的不同位置處的多個換能器重復步驟Cl)或c2)以及步驟a)和步驟b)。
17.根據(jù)權利要求15所述的方法,其中步驟e)包括確定兩個不同換能器的聲音響應之間的相位差。
18.一種觸摸檢測裝置,包括交互作用表面、至少一個換能器和控制裝置,該控制裝置配置為用于接收表示所述物體的多個位置的檢測信號,并將滿足彎曲波傳播特性的函數(shù)與所述檢測信號擬合,從而降低不滿足彎曲波傳播特性的噪聲對檢測信號的影響。
19.根據(jù)權利要求18所述的觸摸檢測裝置,其中所述控制裝置配置為通過將滿足亥姆霍茲方程的函數(shù)與所述檢測信號擬合而接收所述檢測信號。
20.根據(jù)權利要求19所述的觸摸檢測裝置,其中所述函數(shù)為貝塞爾函數(shù)或貝塞爾函數(shù)的高達η階的展開式。
21.根據(jù)權利要求19所述的觸摸檢測裝置,其中擬合函數(shù)滿足下述彎曲波頻散關系,
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于減少在物體中傳播的彎曲波的檢測信號中的噪聲的方法,包括下述步驟接收表示所述物體的多個位置的檢測信號,以及將滿足彎曲波傳播特性的函數(shù)與所述檢測信號擬合,從而降低不滿足彎曲波傳播特性的對檢測信號的噪聲影響。通過這樣做,可以從檢測信號中抑制不滿足波傳播特性的噪聲影響,從而改善信噪比。
文檔編號G06F3/043GK102609154SQ20111042663
公開日2012年7月25日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權日2010年12月22日
發(fā)明者約珥·C·肯特 申請人:泰科電子公司