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    重庆时时彩是合法的: 触敏设备.pdf

    关 键 词:
    设备
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    摘要
    申请专利号:

    CN201080015702.7

    申请日:

    2010.03.30

    公开号:

    CN102388353A

    公开日:

    2012.03.21

    当前法律状态:

    驳回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的驳回IPC(主分类):G06F 3/033申请公布日:20120321|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 3/041申请日:20100330|||公开
    IPC分类号: G06F3/041; G06F3/043 主分类号: G06F3/041
    申请人: 新型转换器有限公司
    发明人: N.J.哈里斯
    地址: 英国剑桥郡
    优先权: 2009.04.09 GB 0906138.3; 2009.07.22 GB 0912740.8
    专利代理机构: 北京市柳沈律师事务所 11105 代理人: 胡琪
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201080015702.7

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2016.11.23|||2012.05.09|||2012.03.21

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的驳回|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种校准触敏设备的方法,所述触敏设备包括触敏屏幕、安装到所述屏幕的多个换能器和处理器,所述方法包括:在所述屏幕上的测试位置处将信号输入到所述屏幕,从而所述屏幕被激励振动;使用所述多个换能器检测所述屏幕中的振动;和在所述触敏设备的处理器中处理检测到的振动,以便对所述多个换能器中的每一个生成输出信号,从而当所述换能器被所述输出信号驱动时,所述屏幕被激励在测试位置处生成期望的触感。

    权利要求书

    1.一种校准触敏设备的方法,所述触敏设备包括触敏屏幕、安装到所述
    屏幕的多个换能器和处理器,所述方法包括:
    在所述屏幕上的测试位置处将信号输入到所述屏幕,从而所述屏幕被激
    励振动;
    使用所述多个换能器检测所述屏幕中的振动;和
    在所述触敏设备的处理器中处理检测到的振动,以便对所述多个换能器
    中的每一个生成输出信号,从而当所述换能器被所述输出信号驱动时,所述
    屏幕被激励在测试位置处生成期望的触感。
    2.如权利要求1的方法,其中所述处理包括:处理检测到的振动以便对
    所述多个换能器中的每一个测量输入信号的传递函数。
    3.如权利要求2的方法,其中所述处理包括:从所测量的传递函数对所
    述多个换能器中的每一个推断逆传递函数,并且从相关的逆传递函数对所述
    多个换能器中的每一个生成输出信号。
    4.如权利要求3的方法,其中所述推断包括:通过求逆输入信号的传递
    函数来直接计算每个逆传递函数。
    5.如权利要求3的方法,其中所述推断包括:使用反馈自适应滤波器技
    术来隐性地求逆输入信号的传递函数。
    6.如权利要求3的方法,其中所述推断包括:使用启发式方法。
    7.如权利要求3到6中任一项的方法,包括:存储推断出的逆传递函数。
    8.如权利要求1或2的方法,其中所述处理包括:通过使用时间反转响
    应对检测到的信号滤波来生成输出信号。
    9.如权利要求8的方法,其中所述滤波步骤包括:通过添加至少与检测
    到的信号的持续时间一样长的固定延迟来近似所述时间反转响应。
    10.如权利要求9的方法,其中所述固定延迟是至少5毫秒。
    11.如权利要求9的方法,其中所述固定延迟是至少10毫秒。
    12.如权利要求8或9的方法,包括:在滤波之前标准化检测到的信号。
    13.如在前权利要求中的任一项的方法,包括选择测试位置,并且其中
    所述处理包括对于所述多个换能器中的每一个确定输出信号,从而在所选择
    的测试位置提供最大触感。
    14.如任一在前权利要求的方法,包括选择测试位置,并且其中所述处
    理包括对所述多个换能器中的每一个确定输出信号,从而在所选择的测试位
    置提供最小触感。
    15.一种被配置成在使用模式或校准模式下工作的触敏设备,所述设备
    包括:
    触敏屏幕;
    安装到所述屏幕的多个换能器,其中所述多个换能器被配置成当所述设
    备在使用模式下工作时生成激励所述屏幕的输出信号,并且其中所述多个换
    能器被配置成当所述设备在校准模式下工作时检测所述屏幕中由来自振动发
    生器的输入信号生成的振动,所述振动发生器在测试位置处接触所述屏幕,

    耦接到所述多个换能器的处理器,从而所述处理器被配置成处理检测到
    的振动以便对于所述多个换能器中的每一个生成输出信号,从而在使用模式
    下,所述多个换能器激励所述屏幕对在测试位置接触屏幕的用户产生期望的
    触感。
    16.如权利要求15的触敏设备,其中所述多个换能器是互易换能器。
    17.如权利要求16的触敏设备,其中所述处理器被配置成处理检测到的
    振动以便测量在所述多个换能器中的每一个的输入信号的传递函数,从每个
    测量的传递函数推断逆传递函数,并且使用适当的逆传递函数生成每个输出
    信号。
    18.一种校准触敏设备的方法,所述触敏设备包括触敏屏幕、耦接到所
    述屏幕的多个振动换能器和信号处理器,结构为使得所述多个换能器中的至
    少一些响应于触摸而向所述屏幕提供触觉反馈,所述方法包括:
    在所述屏幕上的测试位置处将振动信号输入到所述屏幕,从而所述屏幕
    被激励振动;
    响应于所述振动信号,使用来自所述多个换能器的信号检测所述屏幕中
    的振动;
    在所述信号处理器中测量检测到的信号,以便对所述多个换能器中的每
    一个生成输出信号,从而通过所述输出信号驱动所述换能器来激励所述屏幕
    在测试位置处生成期望的触感,和
    其中通过使用检测到的信号的时间反转副本对检测到的信号滤波来生成
    输出信号。
    19.如权利要求18的方法,其中所述时间反转副本包括添加至少与检测
    到的信号的持续时间一样长的固定延迟。
    20.如权利要求19的方法,其中所述固定延迟是至少5毫秒
    21.如权利要求19的方法,其中所述固定延迟是至少10毫秒。
    22.如权利要求18或19的方法,包括:在滤波之前标准化检测到的信
    号。

    说明书

    触敏设备

    技术领域

    本发明涉及包括触敏(touch?sensitive)屏幕或面板的触敏设备。

    背景技术

    US?4,885,565、US?5,638,060、US?5,977,867、US2002/0075135描述了当
    被触摸时具有对用户的触觉反馈的触摸操作装置。在US?4,885,565中,提供
    了一种致动器,用以当该致动器被激励来提供触觉反馈时将动作通知给CRT
    (阴极射线管)。在US?5,638,060中,将电压施加给压电元件,该压电元件形
    成一个开关以便振动元件从而将反作用力施加到用户的手指。在US?5,977,867
    中,当触摸屏幕被手指或指示器触摸时,触觉反馈单元产生用户感测到的机
    械振动??刂苹嫡穸姆?、振动频率和脉冲长度,并且脉冲宽度长到足
    够感觉得到但是短到足够在下一次按键触摸之前结束。US2002/0075135描述
    了使用辅助换能器以瞬时尖峰的形式提供脉冲以模拟按钮点击。

    在上述的每个现有技术文献中,响应于用户手指或指示器的不连续触摸
    来提供触觉反馈。

    发明内容

    根据本发明的第一方面,提供了一种被配置成在使用模式或校正模式下
    工作的触敏设备,所述设备包括:

    触敏屏幕;

    安装到所述屏幕的多个换能器,其中所述多个换能器被配置成当所述设
    备在使用模式下工作时生成激励所述屏幕的输出信号,并且其中所述多个换
    能器被配置成当所述设备在校准模式下工作时检测所述屏幕中由来自振动发
    生器的输入信号生成的振动,所述振动发生器在测试位置处接触所述屏幕,

    耦接到所述多个换能器的处理器,从而所述处理器被配置成处理检测到
    的振动以便在感测模式下对所述多个换能器中的每一个生成输出信号,从而
    在使用模式下,所述多个换能器激励所述屏幕对在测试位置处接触屏幕的用
    户产生期望触感。

    所述振动发生器可以是振动铁笔的形式。

    根据本发明的另一方面,提供了一种校准触敏设备的方法,所述触敏设
    备包括触敏屏幕、安装到所述屏幕的多个换能器、和处理器,所述方法包括:

    在所述屏幕上的测试位置处将信号输入到所述屏幕,从而所述屏幕被激
    励振动;

    使用所述多个换能器检测所述屏幕中的振动;和

    处理检测到的振动以便对所述多个换能器中的每一个生成输出信号,从
    而当所述换能器被所述输出信号驱动时,所述屏幕被激励在测试位置处生成
    期望触感。

    所述屏幕中的振动可以是通过振动铁笔生成的。

    以这种方式,触敏设备可以是自校准的,即,能够教导自己。这缓解了
    计算将要馈入到每个换能器的信号(具体为传递函数)以便生成期望触感的
    需要。计算传递函数在系统和数学上是精确的。然而,计算过程可能繁琐,
    尤其对于在屏幕上不止一个位置处(即,多区域触觉)同时提供触感的复杂
    系统而言。

    所述多个换能器可以是互易换能器。这样,所述设备可以利用互易性
    (reciprocity)?;ヒ仔缘囊话阍砜杀泶镂叭绻ü吹愦Φ淖饔檬?br />(potential?acting)在观察点处造成流响应,则如果这两点的角色对调,流与
    势之间的关系不变”。将该原理应用于电磁学(Lorentz(劳伦兹)互易性)、
    静电学(Green(格林)互易性)、天线设计和声学(Rayleigh-Carson互易定
    理)。在本申请中,互易性是指从换能器的电压到测试点的速率的传递函数与
    从测试点的力到换能器的电流的传递函数是相同的。测量测试点处的速率较
    难,但是测量来自换能器的电流简单。

    一些换能器可以是不互易的或者可以是部分或全部互易的。如果多个换
    能器不是全部互易的,则在正向和逆传递函数之间仍有已知的关系。因此,
    检测到的振动仍旧可用来确定输出信号。然而,所述处理不太简单。

    检测到的振动可被处理来确定(即,通过测量)输入信号的传递函数,
    即测量在测试位置处施加的力向每个换能器的传递的函数。所述处理可以进
    一步包括推断该传递函数的逆,即,从每个换能器在测试位置处产生纯脉冲
    所需的传递函数。

    所述推断步骤可以是通过直接计算,因此传递函数H(f)的测量之后跟随
    求逆以便获得H-1(f)??商婊坏?,所述推断步骤可以是间接的,例如,使用反
    馈自适应滤波技术以便隐性地求逆H(f)??商婊坏?,所述推断步骤可以是启
    发式的,例如,使用参数均衡处理,以及调节参数来估计逆传递函数。

    可替换地,所述推断步骤可以通过反转测量的时间响应被近似,在频域
    中这等效于复共轭,因此产生匹配的滤波器响应在这种情况下,应用
    滤波器的结果不是纯脉冲,而是自相关函数。

    作为结果的逆传递函数可被存储在例如传递函数矩阵中,以便设备后来
    使用,在所述传递函数矩阵中用于多个换能器中的每一个的逆传递函数存储
    在该矩阵中的相关坐标处。传递函数矩阵的空间分辨率可以通过在校准测试
    点之间进行内插来增大。

    时间反转响应可以通过添加固定延迟而生成,所述固定延迟至少与检测
    到的信号的持续时间一样长。所述固定延迟可以是至少5ms、至少7.5ms或
    至少10ms。所测量的时间响应可以在滤波之前被标准化,例如,通过除以频
    域中的所有测量响应的和,并且随后变换到时域,以使得响应更光谱白色
    (spectrually?white)。

    因此,按照本发明的另一方面,提供了一种校准触敏设备的方法,所述
    触敏设备包括触敏屏幕、耦接到所述屏幕的多个振动换能器、和信号处理器,
    这种结构使得所述多个换能器中的至少一些响应于触摸而向所述屏幕提供触
    觉反馈,所述方法包括:

    在所述屏幕上的测试位置处将振动信号输入到所述屏幕,从而所述屏幕
    被激励振动;

    响应于所述振动信号,使用来自所述多个换能器的信号检测所述屏幕中
    的振动;

    在所述信号处理器中测量检测到的信号,以便对所述多个换能器中的每
    一个生成输出信号,从而通过所述输出信号驱动所述换能器来激励所述屏幕
    在测试位置处生成期望触感,和

    其中通过使用检测到的信号的时间反转副本(time?inverted?copy)对检测
    到的信号滤波来生成输出信号。

    时间反转副本可以包括固定延迟,所述固定延迟至少与检测到的信号的
    持续时间一样长。所述固定延迟可以是至少5ms、至少7.5ms或至少10ms。
    在每个换能器处检测到的振动在滤波之前可被标准化,例如通过除以频域中
    所有测量的响应的和,并且随后变换到时域,以使得响应更光谱白色。

    期望触感可以是在给定测试点处的最大值响应。因此,每个换能器的输
    出信号可以彼此同相,从而换能器产生的所有位移合计达给定测试点处的最
    大位置。注意,在其它测试点处,可能是相位抵消。

    可替换地,期望触感可以是在给定测试点处的最小值响应。因此,可以
    选择每个换能器的输出信号,从而在测试位置处提供的位移(即,因此适当
    的传递函数)求和为零。利用两个换能器,这通过相对于一个输出信号而反
    转另一个输出信号来实现。

    期望触感可以是在第一测试点处的最大值和在第二测试点处的最小值。
    可替换地,期望触感可以是在给定测试位置处(例如,将要考虑在多个测试
    位置处的响应的地方)的最小值或最大值之间的响应。

    期望触感可以向用户提供按钮点击的感觉??商婊坏?,可以生成复杂触
    觉信号(在产生的位移和/或加速度方面)来向用户提供附加的信息。触觉反
    馈信号可以与用户动作或姿势等相关联??商婊坏?,或者另外,触觉信号可
    以在显示动作或反应方面与触敏表面的响应相关联。

    输出(即载波)信号可以是单一频率的正弦波??商婊坏?,载波信号可
    以包括覆盖一个频率范围的多个正弦波或者可以是扫频(啁啾声信号
    (chirp)),或者可以是FM调制的正弦波或者限带噪声信号,或者可以通过
    限带噪声来调制载波。

    触敏屏幕可以通过施加包括多个脉冲或脉冲流的信号来振动。

    振动可以包括任何类型的振动,包括弯曲波振动,更具体地为谐振弯曲
    波振动。

    振动激励器可以包括用于将弯曲波振动施加到屏幕表面的部件。振动激
    励器可以是电机械的。

    激励器可以是电磁激励器。这样的激励器在本技术领域,例如从属于本
    申请人并且并入于此作为参考的WO97/09859、WO98/34320和WO99/13684
    中都是公知的??商婊坏?,激励器可以是压电换能器、磁致伸缩激励器或者
    弯曲器或扭转换能器(例如,WO?00/13464中示教的类型)。该激励器可以是
    分布模式致动器,如作为引用并入于此的WO01/54450中所述??梢匝≡穸?br />个激励器(可能是不同类型)以协调方式工作。每种激励器可以是惯性的。

    触摸表面可以是面板形式的组件,作为弯曲波设备,例如谐振弯曲波设
    备。触摸屏幕也可以是扬声器,其中辅助振动激励器激励产生声学输出的振
    动??商婊坏?,也可以使用用于提供触觉反馈的激励器之一来提供音频信号
    以便驱动触摸屏幕作为扬声器。例如,触摸屏幕可以是如并入作为参考并入
    的国际专利申请WO97/09842中描述的谐振弯曲波模式扬声器。

    如在本申请人的国际专利申请WO?01/48684、WO?03/005292和/或WO
    04/053781中所描述的,可以检测和/或跟踪表面上的接触。这些国际专利申
    请并入于此作为参考??商婊坏?,可以使用其它已知方法来接收和记录或感
    测这样的接触。

    本发明进一步提供了用于实现上述方法的具体为诸如盘、CD(致密盘)
    -或DVD-ROM(数字多用途盘-只读存储器)的数据载体、诸如只读存储器(固
    件)的编程存储器或者诸如光学或电信号载体的数据载体上的处理器控制代
    码。实现本发明实施例的代码(和/或数据)可以包括诸如C之类的传统编程
    语言(解释或编译的)的源、对象或可执行代码、或者汇编代码、用于设置
    或控制ASIC(专用集成电路)或FPGA(现场可编程门阵列)的代码、或者
    用于诸如Verilog(商标)或VHDL(极高速集成电路硬件描述语言)的硬件
    描述语言的代码。技术人员将会理解,这样的代码和/或数据可以在彼此相互
    通信的多个耦接组件之间分布。

    附图说明

    在附图中通过举例概略地图示了本发明,其中:

    图1是触敏设备的示意图示;

    图2a示出了对于来自不同位置从测试点行进到传感器的响应所采取的在
    时间上的时间反转滤波脉冲响应;

    图2b示出了在通过匹配反转输入响应进行滤波之后图2a的输入脉冲响
    应在时间上的变化;

    图2c示出了图2b的标准化输出的和差组合;

    图3a示出了对于来自相似位置从测试点行进到传感器的响应所采取的在
    时间上的两个输入时间反转滤波脉冲响应的变化;

    图3b示出了在通过匹配反转输入响应进行滤波之后图3a的输入脉冲响
    应在时间上的变化;

    图3c示出了图3b的标准化输出的和差组合;

    图4a示出了针对每个通道F的|力|与频率的log-log曲线以及算术和
    FA;

    图4b示出了图4a的每个通道除以FA(即,标准化)的log-lin曲线;

    图5a到图5d示出了针对图4a的每个信号的、随时间变化时的脉冲响应;

    图6a示出了针对图5a到图5d中每个图的时间反转滤波器;

    图6b示出了与图5a到图5d的每个相应信号卷积的图6a的时间反转滤
    波器;

    图7a到图7c示出了使用不同快照长度(5毫秒、7.5毫秒和10毫秒)生
    成时间反转滤波器得到的触摸点处的输出信号;

    图8a到图8c示出了图7a到图7c的输出信号的变化,和

    图9是图4a到图8c的方法步骤的流程图。

    具体实施方式

    图1示出了触敏触觉设备10,其具有安装到触敏屏幕14的四个触觉输
    入振动换能器12(在屏幕上可以具有任意数量的输入换能器)。每个换能器
    12经由双路放大器22耦接到系统处理器20。铁笔16也经由双路放大器24
    连接到处理器20。

    触敏设备具有两种工作模式,即正常使用和训练模式。在正常使用时,
    即当用户正在使用触敏设备10的屏幕14时,换能器12响应于检测到的表面
    上的触摸而产生必需的局部化触觉力反馈。产生触觉反馈的方法对于设备的
    操作并不至关重要,并且可以如在任何已知技术中描述的。触感可以是点击
    来模拟按下按钮的感受或者可以更复杂来模拟其它感觉,即与滑动、增大/减
    小感受强度等相关。更复杂的感觉可以与诸如在屏幕上滑动、倾斜或旋转手
    指之类的姿势相关。

    在训练模式中,使用铁笔16在特定的测试点处置入振动信号;从而铁笔
    16可被认为是“施力笔(force?pencil)”。使用换能器12作为传感器来检测这
    些输入信号。因此换能器是互易换能器,既能够作为输出设备工作以便生成
    在屏幕中产生振动的激励信号,又能够作为输入设备工作以便感测屏幕中的
    振动并且将该振动转换为待分析的信号。优选地,所有换能器都是互易设备,
    但是也可以具有不是所有换能器都是互易的设备,这样的设备更复杂。

    系统处理器20生成经由双路放大器24发送到铁笔16的信号,并且接收
    来自换能器12的信号。双路放大器22也连接在系统处理器20与每个换能器
    12之间;每条通路一个放大器,即,每个换能器一个放大器。铁笔16也被
    布置成感测屏幕中起源于换能器12的触觉反馈信号并且经由双路放大器24
    将感测到的信号馈入到处理器20。

    图2a示出了在触敏屏幕上的测试点处由铁笔16输入到系统并且在与测
    试点间隔不同的两个换能器处测量的时间反转滤波脉冲响应的时间变化。这
    两个信号都具有随时间幅度增加然后减小的正弦本质。第一信号h1i示出了在
    第一换能器处接收到的信号。第一信号在近似0.0018s(秒)处具有负峰值幅
    度,在近似0.002s处具有正峰值。第二信号h2i(如在第二换能器处接收到的)
    在第一信号之后的近似0.0005s处具有负和正峰值幅度。所述信号在近似
    0.003s处到达换能器的位置。

    图2b绘制了作为对图2b的输入响应滤波的结果的每个换能器的输出信
    号。通过用系统处理器20生成的匹配滤波器通过反转脉冲响应来对输入响应
    滤波?;痪浠八?,第一滤波信号tt1i是通过使用反转输入信号h1i对第一输入
    信号h1i滤波而生成的。类似地,第二滤波信号tt2i是通过使用反转输入信号
    h2i对第二输入信号h2i滤波而生成的。如图2b中所示,输出信号通常一致,
    即,同相具有相似的幅度。两种信号在近似0.003s处具有最大(正)幅度。
    因此,如果将适当的输出信号施加到每个换能器以便激励屏幕,则这些输出
    信号都将在测试点处具有最大输出。

    图2c绘制了同相或异相的匹配滤波器的输出的组合结果。标准化匹配滤
    波器响应的和(即,同相组合)加强测试点处的信号,并且标准化匹配滤波
    器响应的差(即,异相组合)导致在0.003s处(即在测试点处)的抵消。

    图3a到图3c总体类似于图2a到图2c中的那些,除了测量输入信号的
    换能器离测试位置距离相等。第一换能器测量的第一输入信号h1i在近似
    0.002s处具有负峰值幅度,第二换能器测量的第二信号h2i在近似相同时间具
    有正峰值幅度。

    图3b绘制了对图3b的输入响应滤波的结果。通过在系统处理器20中生
    成的匹配滤波器通过反转脉冲响应来对输入响应滤波?;痪浠八?,第一滤波
    信号tt1i是使用反转输入信号通过对第一输入信号h1i滤波而产生的。类似地,
    第二滤波信号tt2i是使用反转输入信号h2i通过对第二输入信号h2i滤波而产
    生的。如图3b中所示,滤波输入(或输出)信号大致匹配,即,同相具有相
    似幅度。两个输出信号在近似0.003s处具有最大(正)幅度。因此,如果相
    关的输出信号被单独地输入到相关联的换能器,则该换能器在屏幕中产生在
    测试点处具有最大值的振动。

    图3c绘制了组合同相或异相的匹配滤波器的输出的结果。如果换能器生
    成标准化匹配滤波器响应的和(即,同相组合),则得到的输出加强测试点处
    的最大幅度。相反,标准化匹配滤波器响应的差(即,异相组合)导致测试
    点处的抵消,即,在测试点处不产生振动。

    如上所解释的,在图2a到图2c中,测试点与换能器间隔不同,并且在
    图3a到图3c中,每个换能器与测试位置之间的距离相似。对于传感器条件
    的两种测试位置工作良好的事实说明时间反转方法补偿了延迟差。

    图4a到图9图示了使用时间反转脉冲响应生成匹配滤波器响应的替换方
    法。如图9中所示,第一步骤S200是在测试位置将信号输入到屏幕并且在多
    个位置上测量该输入信号(S202)。如参考图4a所解释的,每个测量的响应
    被选择地变白(S204)并且随后被变换为时域(S206)。如图5a到图5d中所
    解释的,滤波器是通过拍摄每个脉冲响应的快照(S208)并且反转该快照
    (S210)而形成的。

    时间反转信号的频谱是源的复共轭

    源:x(t)->X(f)

    滤波:y(t)=x(-t);Y(f)=conj(X(f))

    这通过添加固定延迟而近似,因此

    z(t)=x(T-t)如果t<=T,或者z(t)=0如果t>T

    当对信号应用滤波器时(忽略眼下的近似),去除相位信息,但是加强幅
    度信息。

    y(t)*x(t)->X(f)xY(f)=|X(f)|^2

    (事实上,得到的时间响应是自相关函数)。

    如步骤S212中所示,滤波器幅度可以如参考图7a到图8c所述地调节。
    随后将滤波器应用于每个脉冲响应,以便生成将在每个位置处应用的输出信
    号(S214)。

    图4a是针对每条通道(F)(即针对四个触觉输入振动换能器)的|力|
    与频率的log-log曲线和这四个力的算术和(FA)。图4b是4个通道响应中的
    每一个除以FA(FN)(即标准化)的log-lin曲线。将每个响应除以FA使得
    它们更光谱白色,这提高了方法的效率。这是因为幅度响应在滤波处理中被
    平方,因此如果信号是光谱“白色”或者平坦的,则这是有利的。

    图5a到图5d示出了变换为时域以便给出单个脉冲响应的四个标准化响
    应中的每一个(GYtime<i>)。这些脉冲响应也可以通过对于每个响应除以峰值
    来标准化。

    通过拍摄图5a到图5d的脉冲响应的有限快照并且随后及时反转它们来
    形成时间反转滤波器TR。TR已经嵌入等于样本的长度的延迟。图6a示出了
    每条通道(0,1,2和3)的时间反转滤波器。

    TR k , j : = if ( k k max , 0 , GYtim e k max - k - 1 , j + 1 · win k max - k - 1 ) peak j + 1 ]]>

    其中kmax=样本(长度)

    图6b示出了在时域(GYtime)中与适当的脉冲响应卷积滤波器的结果
    以便给出滤波器响应GYresp。所述卷积表达如下:

    GY resp k , j : = Σ i = 0 k ( GYtime k - 1 , j + 1 · TR i , j ) ]]>ampj:=max(GYresp<j>)

    如图6b中所示,所有响应共享共同的最大值,但是表现某些振铃
    (ringing)。该共同的最大值出现是因为相位/时间信息已经得以校正。所述振
    铃出现是因为幅度信息被放大。

    如图7a到图8c示出了可以如何调节滤波器幅度来最大化或最小化触摸
    位置处的四个信号的和。存在无限多的方式来获得零和,因为系统是欠定的
    (under?determined),但是仅存在三种线性相关(正交)标准化响应集合。这
    三种集合的任何线性和也将产生零响应。用于最大化响应的标准化集合是唯
    一的。因此,对于四个信号,可能存在三种方式(sig.0,sig.1,sig.2)获得0
    和,并且存在一种方式(sig.3)获得最大和。这在各种矩阵的特征值中得以
    反映。注意,特征值是标准化正交的,即,如果i=j,则E(i).E(j)=1,否则
    E(i).E(j)=0。

    图7a和图8a示出了利用使用5ms的快照形成的滤波器的结果;图7b
    和图8b示出了利用使用5ms的快照形成的滤波器的结果;和图7c和图8c
    示出了利用使用10ms的快照形成的滤波器的结果。图7a到图7c使用仅仅
    关注每个GYresp的峰值幅度的主要成分分析(PCA)的方法。下面阐述详细
    的表达式:

    n:=0..3 M j , n : = 1 4 · amp j · ampp n mean ( amp ) 2 ]]>

    M = 0.329 0.26 0.334 0.224 0.26 0.205 0.264 0.177 0.334 0.264 0.339 0.228 0.224 0.177 0.228 0.153 ]]>λ:=eigenvals(M)

    E:=submatrix(rsort(stack(λT,eigenvecs(M)),0),1,4,0,3)

    sort ( λ ) = 0 0 0 1.026 ]]> E = - 0.825 - 0.072 - 0.052 - 0.566 0.307 0.667 - 0.252 - 0.447 0.395 0.666 - 0.356 - 0.575 0.265 0.326 0.898 - 0.386 ]]>

    sig < n > : = Σ j ( E j , n · GYresp < j > ) ]]>

    对于图7a到图8c的每个信号,利用下列表达式来进行关于sig<3>的标准
    化:

    pwrn:=sig<n>·sig<n>

    其中pwrn是每个处理的信号n中的求和乘方的矢量。

    然后,对于每个变化计算下列值:


    其中,pwrT是pwr的转置矩阵,矢量10.log(pwr)是与pwr相同的信息,
    但是单位为分贝。

    对于图7a,这些值为:

    pwrT=(0.147?0.081?0.26?1)

    Σ [ ( 10 · log ( pwr ) ) ] T = - 25.075 ]]> [ ( 10 . log ( pwr ) ) ] T = - 8.339 - 10.894 - 5.842 0 ]]>

    最大化的通道功率被标准为1.0,因此其它三个值表示有多少通过最小化
    通道——因此值越小越好。

    对于图7b,它们是:

    pwrT=(0.164?0.246?0.071?1)

    Σ [ ( 10 · log ( pwr ) ) ] T = - 25.423 ]]> [ ( 10 . log ( pwr ) ) ] T = - 7.84 - 6.088 - 11.495 0 ]]>

    对于图7c,它们是:

    pwrT=(0.172?0.11?0.135?1)

    Σ [ ( 10 · log ( pwr ) ) ] T = - 25.928 ]]> [ ( 10 . log ( pwr ) ) ] T = - 7.636 - 9.602 - 8.689 0 ]]>

    图8a到图8c使用关注每个GYresp中的总能量的主要成分分析(PCA)
    的方法。

    M j , n : = 1 4 · GYresp < j > · GYresp < n > mean ( amp ) 2 ]]>

    M = 0.918 0.458 0.655 0.385 0.458 0.432 0.48 0.303 0.655 0.48 0.906 0.533 0.385 0.303 0.533 1.032 ]]>λ:=eigenvals(M)

    E:=submatrix(rsort(stack(λT,eigenvecs(M)),0),1,4,0,3)

    sort ( λ ) = 0.124 0.238 0.642 2.284 ]]> E = - 0.198 - 0.664 - 0.479 0.538 0.896 0.166 - 0.193 - 0.363 - 0.397 0.698 - 0.158 - 0.575 0.019 - 0.21 0.841 - 0.498 ]]>

    sig < n > : = Σ j ( E j , n · GYresp < j > ) ]]>

    对于图8a,所述值为:

    pwrT=(0.054?0.104?0.281?1)

    Σ [ ( 10 · log ( pwr ) ) ] T = - 27.981 ]]> [ ( 10 . log ( pwr ) ) ] T = - 12.643 - 9.828 - 5.51 0 ]]>

    对于图8b,所述值为:

    pwrT=(0.05?0.104?0.325?1)

    Σ [ ( 10 · log ( pwr ) ) ] T = - 27.702 ]]> [ ( 10 . log ( pwr ) ) ] T = - 12.991 - 9.826 - 4.885 0 ]]>

    对于图8c,所述值为:

    pwrT=(0.043?0.103?0.332?1)

    Σ [ ( 10 · log ( pwr ) ) ] T = - 28.272 ]]> [ ( 10 . log ( pwr ) ) ] T = - 13.631 - 9.858 - 4.783 0 ]]>

    这些结果显示越长的滤波器越好,但是即使是短的滤波器也完成说得过
    去的工作。

    主要成分分析是适用于获得用以驱动每个通道的最佳幅度的方法。存在
    其它等效方法。

    毫无疑问,对于技术人员可以发生许多其它有效替代。将会理解,本发
    明不限于所描述的实施例,并且涵盖了位于所附权利要求的精神和范畴之内
    的相对于本领域技术人员显而易见的修改。

    关于本文
    本文标题:触敏设备.pdf
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