CN104781767A - 用于检测在物体的触敏表面上以预定路径形式的功能的启动的***和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于检测预定功能的启动的***(10，30)，该启动通过在物体的触敏表面(24)上与该功能关联的预定路径(T；T1，T2，T3)的触觉激励来执行。该***包括：至少两个不同的用于在触敏表面(24)中发射体声波的源(E1，E2)，被布置使得在发射波之间产生声波干涉；在触敏表面(24)中传播及干涉之后的体声波的至少一个接收器(R+，R-)，被配置为基于接收的声波提供接收信号，用于存储与预定路径(T)关联的多个参考频谱特征的装置(M)，每个这样的频谱特征均与在预定路径上的一个接触的定位相关联。该***包括用于通过比较接收信号的至少一个频谱特征(S1，…，Sn)和与预定路径(T)关联的多个参考频谱特征的频谱包络即参考频谱包络，来检测预定功能的启动的装置(46，48，50)。

Description

用于检测在物体的触敏表面上以预定路径形式的功能的启动的***和方法

技术领域

本发明涉及用于检测在物体的触敏表面上以预定路径形式的功能的启动的***。本发明也涉及此***使用的方法。

背景技术

现有技术包括用于检测并定位在触敏表面的接触的多种***，包含用于在触敏表面发射体声波的装置，用于接收在触敏表面中的传播后的体声波的装置，被设计为基于接收的声波提供接收信号，以及用于基于接收信号检测并定位在触敏表面上的接触的装置。检测在此触敏表面上以预定路径形式的功能的启动于在于检测及定位沿此路径的多个相继的接触。

专利US 6,741,237描述了一种***，利用在物体(例如触摸屏)中、在发射换能器与至少两个接收换能器之间传播的地震声波的传输时间扰动，接收换能器布置在物体的周围以便扰动在从扰动区向两个接收换能器的传输时间上产生不同的波动。该***仅仅基于传输时间差异，需要在物体周围的精确位置布置换能器，以便使沿至少两个不同方向的传输时间差异最大化，例如布置在矩形触摸屏的角上。此外，该***还可以检测点接触类型的扰动，但不能描述其特征。

为了加强此***的灵敏度，已知提出基于接收信号频谱分析的解决方法。此发明由此特别应用于用于检测预定功能的启动的***，此启动通过在物体的触敏表面上与此功能关联的预定路径的触觉激励来执行，包括：

-至少两个不同的用于在触敏表面中发射体声波的源，被布置使得在发射波之间产生声波干涉，

-在触敏表面中传播及干涉之后的体声波的至少一个接收器，被配置为基于接收的声波提供接收信号，以及

-用于存储与预定路径关联的多个参考频谱特征的装置，每个这样的频谱特征均与在预定路径上的一个接触的定位相关联。

例如，专利FR 2 916 545描述了一种***，采用的是识别地震声波在触敏接口的一组谐振图像上的相对吸收特征。由接触引起的每个频率的相对衰减和相移构成了预定数量的谐振图像上建立的相对衰减矢量的频率分量中的一个。利用该***，可以用少量的换能器精确地检测和定位任何表面上的相互作用，测量速度可以达到每秒五十次定位。通过比较检测到的吸收特征与参考特征来定位互动，其中每个参考特征对应于在触敏表面某处的接触的位置。参考特征通过学习过程获得。

检测以路径形式的功能的启动因此需要检测并定位沿此路径的多个相继接触，意味着对检测到的吸收特征与至少分别对应于路径上一点的一系列参考特征的多个相继比较。当测量速度被电子器件所限制，如果触觉路径的激励速度较高，如使用手指，极有可能不是路径覆盖的所有点都被检测到。执行此姿势所容许的速度因此由采集电子器件的性能所限制。并且，为了补偿采集电子器件的限制，必须增加路径的空间采样，例如增加为此路径学习的参考特征的数目。此技术遂牵涉相对较高的内存使用，由于形成路径的学习点的数目越多，对其触觉激励的检测越好，但鉴于一个参考特征的大小约1024×16位，为定义一条路径(约20千八位字节)需要可观的内存。

法国专利申请FR 2948471提出了此***的一种加强，其中不再使用谐振图形而是使用瞬时辐射图形，通常称为“脉冲衍射图形”。这样，使用的定位方法不依赖于物体的自然频率，并进一步能够检测多个接触。然而，当检测在触敏表面上预定路径的动态激励时，此处仍呈现出由于同样原因的同样问题。

因此可能寻求设想一种用于检测在物体触敏表面上以预定路径为形式的功能的启动的***，其使得能够至少消除上述部分问题与限制，并尤其更适合于检测路径的动态触觉激励。

发明内容

因此，提出了用于检测预定功能的启动的***，此启动通过在物体触敏表面上与此功能关联的预定路径的触觉激励来执行，包括：

-至少两个不同的用于在触敏表面中发射体声波的源，被布置使得在发射波之间产生声波干涉，

-在触敏表面中传播及干涉之后的体声波的至少一个接收器，被配置为基于接收的声波提供接收信号，

-用于存储与预定路径关联的多个参考频谱特征的装置，每个这样的频谱特征均与在预定路径上的一个接触的定位相关联，以及

用于通过比较接收信号的至少一个频谱特征和与预定路径关联的多个参考频谱特征的频谱包络即参考频谱包络，来检测预定功能的启动的装置。

在保持专利文件FR2916545和FR 2948471中公开的优势技术同时，这样可以通过以参考特征的频谱包络而不是一系列单独的参考频谱来对路径建模来优化其对路径激励与功能关联)的动态检测的应用。因此，即使在倍增所学习的参考特征的空间分辨率时，检测的复杂度没有增加。在数据处理的范畴，多个频谱特征的频谱包络对应于两个参考特征，一个是包络的上部，另一个是其下部。另外，出乎意料地观察到在性能和精度的范畴内，这样为预定路径建模的频谱包络对此路径的识别与形成同一路径的点的一系列频谱特征一样好。事实上，同一路径的点的频谱特征彼此不同，但符合最终足够同质化以使这些频谱特征的包络对此路径保持独特的变化。

可选地，用于检测启动预定功能的装置包括：

-用于计算接收信号的多个相继频谱特征的频谱包络的装置，

-用于比较此计算的频谱包络与参考频谱包络的装置。

同样可选地，比较装置配置为基于以下算法在计算的频谱包络和参考频谱包络之间执行相似性测试：

$\mathrm{Cr}=\left\{\begin{array}{c}\underset{f\∈F}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{sat}(E^{+}-{\mathrm{Eref}}^{+})+\underset{f\∈F}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{sat}(E^{-}-{\mathrm{Eref}}^{-})+\\ \underset{f\∈F}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{sat}({\mathrm{Eref}}^{+}-E^{+})+\underset{f\∈F}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{sat}({\mathrm{Eref}}^{-}-E^{-})\end{array}\right.,$ 其中F表示其中定义包络的频率f的频带，E⁺和E^-是计算的频谱包络的上部和下部，Eref⁺和Eref^-是参考频谱包络的上部和下部，且函数sat()如下定义：

同样可选地，每个参考和接收信号频谱特征均基于相应参考信号和接收信号的频谱定义、在预定频带中被计算，参考频谱包络在同样的预定频带中被计算。

同样可选地，参考频谱包络仅针对与预定路径关联的频谱特征幅值大于最小阈值的预定频带的频率计算，该阈值特别被设为这些特征的最大峰值的1％。

同样可选地，预定路径在触敏表面是使用模塑在触敏表面的材料中的舌片形成的脊线的形式。

同样可选地，舌片是通过触敏表面减小厚度的局部变形或朝着此局部变形的中心变薄厚度的局部变形来形成的。

同样可选地，预定路径是直线段以便实施光标或线性轮功能。

同样可选地，预定路径是圆以便实施环形轮功能。

也提出了用于检测预定功能的启动的方法，该启动通过在物体的触敏表面触觉激励与该功能关联的预定路径来执行，包括：

-通过至少两个不同的源在触敏表面中发射互相干涉的体声波，

-通过至少一个接收器接收在触敏表面中传播并干涉后的体声波，并基于接收的声波提供接收信号，

-将多个参考频谱特征和预定路径关联，这些频谱特征中的每一个与预定路径上的接触的定位相关联，

其中检测预定功能的启动通过比较接收信号的至少一个频谱特征和与预定路径关联的多个参考频谱特征的频谱包络即参考频谱包络来执行。

附图说明

参考附图并使用以下仅作为示例的描述将更清楚地理解本发明，其中：

-图1简略示出了依据本发明第一实施例的用于检测在物体的触敏表面上以预定路径形式的功能的启动的***的透视图，

-图2简略示出了依据本发明第二实施例的用于检测在物体的触敏表面上以预定路径形式的功能的启动的***的正视图，

-图3以图表示出了由依据本发明的检测***提取的接触特征示例，

-图4简略示出了使用在此触敏表面定义的预定路径来功能化的触敏表面，

-图5示出了图4中功能化的触敏表面的细节透视图，

-图6以图表示出了与图4中功能化的触敏表面的预定路径之一相关联的参考频谱包络的示例，

-图7示出了图4中触敏表面的侧视图，其连接到图1或2中的***的中央控制电子单元，

-图8示出了依据本发明实施例的用于检测在物体的触敏表面上以预定路径形式的功能的启动的方法的相继步骤。

具体实施方式

图1中示出的用于检测在物体的触敏表面以预定路径形式的功能的启动的***10，包括数据处理装置，例如特别包含显示器14和键盘16的微型计算机12，以及通过有线或无线电连接20连接到微型计算机12的互动平板类型的物体18。

互动平板18包括框架22和由框架在其至少一部分边缘上支撑起的触敏表面24。触敏表面24呈现为例如金属、玻璃或塑料面板的形式，当弹性机械波或体声波在其厚度中传播时会振动。其可以是长方形的，特别是4/3版式。在具体形式上，其可以具有100mm长，75mm宽，相对于其长和宽较小的厚度，特别是在100μm到4mm之间，如450μm。此厚度对于触敏表面24能被接触的区域的特性尺寸而言也非常小，用户手指通常表现为约1厘米直径的接触。

在图1所示的示例中，三个压电换能器E1、E2和R靠着触敏面板24的内表面安装，即不能接触且面朝框架22内部。它们可以特别用导电环氧胶或氰基丙烯酸盐粘合剂粘到面板24上。它们可以特别在注射聚合树脂后嵌入到触敏板材料的厚度中，换能器仍然保持非常靠近表面，其中一个面(例如在PZT“蜂鸣器”类型换能器的情况中是黄铜表面)优选地与材料表面相平以便这些薄换能器(典型为0.2mm至0.5mm厚)的径向延展引起面板或实体的弯曲并从而引起有效产生反对称兰姆模式(或更一般地为薄的各向同性或各向异性材料中的弯曲模式)。若换能器嵌入在材料厚度一半附近，这种所获弯曲会减小。

这些压电换能器是例如LZT类型(锆钛酸铅)铁电陶瓷换能器，其中陶瓷材料裸露或层压在黄铜盘上。它们包括：

-两个独立的发射换能器E1和E2，适用于发射弯曲模式的弹性机械波(即广义的的体声波)，例如反对称Lamb波，使得它们在触敏面板24中传播并声学干涉。

-适用于捕获在触敏面板24中在弯曲模式传播并干涉之后的弹性机械波或体声波的接收换能器R。

这三个换能器优选安置在触敏面板24的任意对称轴外。更进一步，它们可以尺寸小且具有任意几何形状。特别地，对于具有上述尺寸(75mm×100mm×0.45mm)的触敏面板24，它们可以具有在几平方毫米至一平方厘米之间的表面积。如果发射换能器E1和E2由10V信号激励，接收换能器R提供的接收信号在没有放大时可以上至0.2V。

换能器E1、E2和R连接到中央控制电子单元，例如集成在微型计算机12中，且编程为：

-在触敏面板24中传播并干涉来自压电换能器E1和E2的体声波并使这些声波由压电换能器R检测到以便获得接收信号，以及

-通过比较接收信号的一些频谱特征与一系列参考频谱特征，定位在触敏面板24上的至少一个接触，这些参考频谱特征已在触敏面板24的预先标定阶段被学习。

当至少一根手指或触控笔接触面板时，由压电换能器E1和E2发射在触敏面板24中的体声波实际上在局部被吸收、阻挡或部分反射。这引起在接收点R提供的照射或辐射信息的扰动。通过获取一些在扰动的照射或辐射信息的预定频率的频谱特征，例如频谱幅度和/或相位参数，可以建立扰动的频谱特征，将其与从关联预定接触的频谱特征库中获取到的参考频谱特征相比较并推导出该接触的可能定位。可以使用在前述文献FR 2916545和FR 2948471中使用的方法。特别地，由换能器E1和E2发射的波可以实施为包含多个预定义频率的声波列，例如在35kHz到96kHz之间，以形成在宽谱段的照射或辐射图形。

这为用手指或触控笔在触敏面板24上的每个单一或多个接触提供了定位，该定位例如可以在微计算机12的显示器上看到。作为扩展，对于在触敏面板24上检测到的一序列的、形成单一或多个轨迹26的单一或多个接触，此轨迹26的定位可以以通过对检测到的轨迹26插值获得的运动曲线28的形式在微计算机12的显示器上看到。

依据示出于图2的本发明进一步实施例，触敏面板24可以是透明的并且与中央控制电子单元集成在嵌入式电子***30中，例如移动电话，个人数字助理或任意其它手持或机载设备如机动车上的机载触敏人机接口。在这种情况下，其也可选地作为观察通过对检测到的轨迹26插值获得的运动曲线28的屏幕。

图3通过图表示出了由在触敏面板24上的点状定位定义的接触的频谱特征S的示例。此频谱特征S的大体形状表明接触在触敏面板24上的定位。

这样，触敏面板24的表面可以以多个点状定位来空间采样，其中在标定阶段学习全部不相同的参考特征。而且，如图4所示，一些分别定义为一系列在触敏面板24上的点状定位的预定路径可以与在触敏面板24上以这样形式的预定功能相关联。

作为示例，第一预定路径T1用表征为具有多个预定义的位置或角度的线性光标的线段定义并定位在触敏面板24上。这样，此路径T1通过形成由两端A和B界定在其中的光标来局部功能化触敏面板。可以考虑包含直线式系列的触敏面板24的采样点状定位，它们位于片段[A，B]上并以细虚线表示。

同样作为示例，第二预定路径T2用表征为虚拟地围绕位于触敏面板24面内的轴D旋转的线性轮的线段定义并定位在触敏面板24上。这样，此路径T2通过形成由两端C和E定义在其中的轮也来局部功能化触敏面板。也可以考虑包含触敏面板24的直线式系列的采样点状定位，它们位于片段[C，E]上并以细虚线表示。

同样作为示例，第三预定路径T3用表征为虚拟地围绕垂直于触敏面板24面的轴旋转的环形轮的圆环定义并定位在触敏面板24上。这样，此路径T3通过在其中形成环形轮也来局部功能化触敏面板。也可以考虑包含触敏面板24的圆环系列的采样点状定位，它们位于环形轮中以细虚线表示的圆环上。

如图5中的透视图所示，T1、T2、T3路径中的每一条都可以用脊线来形成在触敏面板24上，其中脊线是使用模塑在触敏面板24的材料中的直的或圆的舌片32形成的。在一个易于实施且接触符合人体工学的实施例中，此舌片32是通过触敏面板24减小厚度(实际中，对塑料材料小于2mm)的凸出局部变形或朝着凸出表面的山脊而变薄厚度的凸出局部变形来形成的。可选地，其可或多或少整平，但其横向跨度保持小于手指宽度以便引导手指并将压力集中在指垫一小部分，效果是规范化手指的接触表面，而不管这样的手指是大(成人的)还是小(儿童的)，加强参考频谱特征的重复性并由此促进接触识别。可选地，局部变形可以是凹进的。更进一步，在功能化区域之外，触敏面板24可以有利地厚得多，这将减少相应接收频谱的相对扰动以便使得例如手掌按压在表面非功能区而不触发***尝试定位，***认为检测到的扰动仅为需要重新定义无负荷测量信号的寄生信号(例如没有接触。这可以描述为“标定”，与在填充容器前测量同一容器重量相类比。)

可选地或附加地，路径T1、T2和T3可由在下方的图形屏来展现图形。

通过重叠形成图4中任意一条路径T1、T2或T3的全部点的参考频谱特征，将获得如图6中的图表，其中可观察到频谱特征相对于彼此的微小同质变化。通过仅保留全部这些频谱特征的上部和下部值，可定义其频谱包络E，其自身遂可看作包括两个频谱特征：一个表示为E+且描述为包络的上部，包含所有前述上部值，另一个表示为E-且描述为包络的下部，包含所有前述下部值。此频谱包络代表所考虑路径T1、T2或T3的参考。其唯一地特征化这些路径。

在数学表达上，若F用于表示关注的频谱带，其中定义了全部参考频谱特征，参考频谱包络的表达式采取以下形式：

$\∀f\∈F,\left\{\begin{array}{c}E+\left(f\right)=\underset{i}{\mathrm{Max}}{S}_i\left(f\right)\\ E-\left(f\right)=\underset{i}{\mathrm{Min}}{S}_i\left(f\right)\end{array}\right.,$ 其中S_i表示关联所考虑路径的参考频谱特征。

可选地，频谱包络也可仅对于频谱带F的一些频率计算，例如排除幅度不足的频谱成分(例如小于最大峰的1％)，其变化性可能被认为相对于类似关于温度或触敏面板24在物体中的安装的变化的进一步扰动而太不稳定。

图7中触敏面板24以侧视图示出。其联接到中央控制电子单元40，该单元包括：

-体声波发射/接收微控制器42，更特别地电气连接到压电换能器E1、E2和R，以及

-处理模块44，其编程为数字处理发射/接收微控制器42提供的接收信号以便检测及定位在触敏面板24上的单一或多个接触并检测在触敏面板24的接触表面以预定路径T形式的功能的启动。

发射/接收微控制器42配备有算术及逻辑单元，可选地在设备10的情况中由微型计算机12控制。其包括数字输出，该数字输出连接到与发射换能器E1和E2连接的全桥功率级或者在放大和激发换能器E和E2之前首先包括一个脉宽调制级(PWM，或脉宽调制)后接低通滤波。最后，微控制器也能以8或16位编码的振幅形式发射输出信号，通过数字/模拟转换器连接，其中输出可选是放大的且连接到发射换能器E1和E2。而且，接收换能器R连接到转而连接发射/接收微控制器42的模拟/数字转换器或者部分集成到发射/接收微控制器42。此模拟/数字转换器和发射/接收微控制器42适合在至少8位，优选为10位或12位、16位及以上，以至少192kHz，优选为350kHz的速度对检测信号采样。

依据可选实施例，或更特别地在试验台的情况中，模拟/数字和数字/模拟转换器可以用采集板和随机函数发生器代替。

到换能器E1、E2和R的电气连接可特别地包括音频类型同轴电缆或任意其它屏蔽连接。此要求对于要考虑小扰动的接收换能器R比对于可用双芯绞合线接线的两个发射换能器E1和E2更严格。

在图7所示的示例中，应进一步注意到接收换能器R实际上包括在触敏面板24两侧面向彼此布置的两个换能器R+和R-。此布置在接收模式中不关键，但有利地用于实现选择性接收在触敏面板24中传播并干涉后的体声波。特别地，目标在于获取基本仅依靠基本反对称Lamb波传播模式A0的接收信号R(t)。一般地，当发射使用的频率不超过100kHz，体声波在薄面板中以三种模式的Lamb波形式传播：对称模式(S)，反对称模式(A)和横向水平模式(TH)，这些模式中的每一种都以薄面板或实体的特定形变和特定分散曲线为特征。考虑到基本上是基本反对称模式A0(或者对非同质非各向同性固体是弯曲模式)响应在触敏面板24上的单一或多重接触，过滤(例如拒绝或区别对待)其它模式以避免不必要的失真是有利的。

使用相对彼此布置的两个换能器R+和R-选择性接收基本反对称Lamb波传播模式A0能以不同方式设计具体形式：

-两个换能器R+和R-布置为产生对触敏面板24的中间面而言方向不对称的极化且并联电气连接，

-两个换能器R+和R-布置为产生对触敏面板24中间面而言方向对称的极化且反并联电气连接，

-两个换能器R+和R-布置为产生对触敏面板24中间面而言方向对称的极化且串联电气连接(布置示出在图7中，需要比前两种少的连接线缆且在LZT换能器可通过其黄铜盘连接时易于实施)。

这三种类型布置仅在触敏面板具有相对同质且各向同性厚度时有效。

作为对使用面对彼此布置的两个换能器E+和E-选择性接收基本反对称Lamb波传播模式A0的变型或补充，也可以设计使用面对彼此布置的配对的发射换能器(E1+和E1-，E2+和E2-)选择性发射此基本反对称模式。然而，实际中，此变型或补充不是非常有利，因其引起发射换能器静电电容的显著增加从而是电力消耗的显著增加。

以每秒20次采集的速度测量的接收信号R(t)由发射/接收微控制器42数字化。当触敏面板24在特定时间内被接触激励时，遂获得n个相继的数字信号R1，…，Rn。依据专利文件FR 2916545和FR 2948471的讲授，这些信号在被发送至处理模块44前可通过FFT(快速傅里叶变换)变换，与参考无负荷频谱比较并变换为频谱特征S1，…，Sn。这些相继的频谱特征S1，…，Sn由模块44接收并处理。

处理模块44包括模块46，用于计算频谱特征S1，…，Sn的频谱包络(E+，E-)。此计算例如和上述与预定路径关联的参考包络的计算相同。

处理模块44进一步包括模块48，用于通过比较模块46计算的频谱包络(E+，E-)和与路径T关联并存储在特征化模块48能读访问的存储区M的参考频谱包络(Eref+，Eref-)来特征化激励R1，…，Rn。

此比较是在计算的频谱包络(E+，E-)和参考频谱包络(Eref+，Eref-)之间的相似性测试。其可采取多种形式。其中之一可在于计算代表超出两个包络的共同区域的成本函数，例如依据以下公式：

$\mathrm{Cr}=\underset{f\∈F}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{sat}(E^{+}-{\mathrm{Eref}}^{+})+\underset{f\∈F}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{sat}(E^{-}-{\mathrm{Eref}}^{-})+\underset{f\∈F}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{sat}({\mathrm{Eref}}^{+}-E^{+})+\underset{f\∈F}{\mathrm{\Σ}}\mathrm{sat}({\mathrm{Eref}}^{-}-E^{-})$

其中：

这样，如果成本函数保持低于定义的特定阈值，检测到的激励R1，…，Rn可认为是对与路径T关联的功能的启动。

应注意到当触敏面板24包括如图4中示例所示的以多个预定路径为形式的多个不同功能，可以为执行在计算的频谱包络(E+，E-)上的相似性测试计算与每个功能关联的置信指标IC，例如依据以下公式表达为百分比(可正可负)：

$\mathrm{IC}\left(j\right)=100(1-\frac{\mathrm{Cr}\left(j\right)}{<\mathrm{Cr}>})$

其中Cr(j)是在频谱包络(E+，E-)和关联功能j的参考频谱包络之间计算的成本函数，且其中<Cr>是在频谱包络(E+，E-)和全部功能的参考频谱包络之间计算的成本函数的均值。具备最佳指标IC且超过待依据应用来确定的识别阈值的功能遂被选中。

处理模块44进一步包括模块50，用于在已特征化为启动与路径T关联的功能时解释激励R1，…，Rn。此解释特别包括例如评估触觉激励运动的方向、幅度和速度。这可以通过简单计算的方式实行，结合频谱特征S1，…，Sn出现的顺序及它们出现的次数。作为示例，通过注意这些相继的频谱特征的特定关注频率，可以汇编出运动的新的临时特征特性，来用本身已知的方式和存储在存储区M的参考临时特性的基础相比较。这些参考特性可以关联到用形成在触敏面板24上的光标或轮功能定义的在菜单上的放置或滚屏，实现检测到的触觉激励的精确解释：在项目列表中选择一项(线性光标或轮功能)，一定程度上快速扫描列表中的项目(线性或环形轮功能)，等等。

最后，与上述模块46、48和50并行，处理模块44包括模块52，用于通过比较每个特征S1，…，Sn与存储在存储区M的一系列参考特征来定位L在触敏面板24上的每个接触。此模块的功能按照专利文件FR2916545和FR 2948471已知，因此将不会详细描述。关于参考特征，在路径T上的那些恰恰是用于计算与路径T关联的参考频谱包络的那些。两种检测，一种动态的通过比较特征序列S1，…，Sn的频谱包络与参考频谱包络来执行，另一种静态的通过比较每个特征S1，…，Sn与一系列覆盖触敏面板24表面的参考特征来执行，是互补并有利地结合的。另外，可选或附加于先前描述的，静态检测的结果(相继的定位)可以由解释模块50处理以评估检测到的运动的方向、幅度和速度。

现将参考附图8具体描述用于检测预定功能的启动的方法，此启动通过在物体的触敏表面触觉激励关联此功能的预定路径的方法执行，通过上述***10或30实施。

在步骤100中，体声波由发射换能器E1和E2在发射/接收微控制器42的命令下发射在触敏面板24中。

在步骤102中，发射的声波在触敏面板24中传播并互相干涉后由接收换能器R接收。发射/接收微控制器42处理由换能器R提供的模拟信号以便提供数字化的经FFT变换的接收信号，以及由计算变换为频谱特征。

步骤100与102循环重复。

在紧随一例重复步骤102后执行的步骤104中，检测到与触敏面板24的触觉激励。此检测可起因于接收信号或其频谱的特定特征的突然变化(频谱相对于无负荷参考频谱的衰减、失真，等等)。激励在适合采集频谱特征序列S1，…，Sn并由模块46计算其频谱包络的时间内被检测。

最后，在由模块48和50执行的检测步骤106中，将计算的频谱包络和与所考虑路径T(T1，T2或T3)关联的参考频谱包络相比较，以确定检测到的触觉激励是否确实有关以路径T为形式的功能的启动，然后按需分析以更具体地解释激励的性质(检测到的运动的方向、幅度和速度)。

显然，如以上描述的用于检测在物体的触敏表面上以预定路径形式的功能的启动的***构成了对专利文件FR 2916545和FR 2948471中公开的技术到动态检测应用的加强，其一个主要效果是在存储和计算时间方面极大的获益。通过比较采集到的和学习的频谱特征包络，计算的复杂度进一步准无关于***能够执行其采集的速度。而且，观察到检测可靠性也加强了，频谱包络展现为在触敏面板24上从一条路径到另一条有很大区别。即使在快速触觉激励时，检测仍保持可靠，证明了本发明使用的原理的有力性。

应进一步注意本发明不限于上述实施例。

特别地，参考附图1和附图2中示例具体图示和描述的触敏面板24可以用包括三维在内的任意形状的任意触敏实体替代。

本领域技术人员应更一般地清楚可以依据本文描述的讲授对上述实施例做多种变化。在下文的权利要求中，使用的术语不应解释为限制权力要求为本发明中公开的实施例，而应解释为包括其中要由于用词而被权利要求覆盖且可被本领域技术人员通过对实施本文公开的讲授应用一般知识而设想到的任意等效物。

Claims (10)

1.一种用于检测预定功能的启动的***(10，30)，该启动通过在物体的触敏表面(24)上与该功能关联的预定路径(T；T1，T2，T3)的触觉激励来执行，包括：

-至少两个不同的用于在触敏表面(24)中发射体声波的源(E1，E2)，被布置使得在发射波之间产生声波干涉，

-在触敏表面(24)中传播及干涉之后的体声波的至少一个接收器(R；R+，R-)，被配置为基于接收的声波提供接收信号，

-用于存储与预定路径(T；T1，T2，T3)关联的多个参考频谱特征的装置(M)，每个这样的频谱特征均与在预定路径上的一个接触的定位相关联，

其特征在于包括用于通过比较接收信号的至少一个频谱特征(S1，…，Sn)和与预定路径(T；T1，T2，T3)关联的多个参考频谱特征的频谱包络即参考频谱包络，来检测预定功能的启动的装置(46，48，50)，该参考频谱包络对应于两个频谱特征，一个是包络的上部，另一个是包络的下部。

2.如权利要求1所述的用于检测功能的启动的***(10，30)，其中用于检测预定功能的启动的装置(46，48，50)包括：

-用于计算接收信号的多个相继频谱特征(S1，…，Sn)的频谱包络(E+，E-)的装置(46)，

-用于比较所计算的频谱包络(E+，E-)和参考频谱包络的装置(48)。

3.如权利要求2所述的用于检测功能的启动的***(10，30)，其中比较装置(48)被配置为在所计算的频谱包络(E+，E-)和参考频谱包络之间基于以下算法执行相似性测试：

$\mathrm{Cr}=\left\{\begin{array}{c}\underset{f\&Element;F}{\mathrm{\&Sigma;}}\mathrm{sat}(E^{+}-{\mathrm{Eref}}^{+})+\underset{f\&Element;F}{\mathrm{\&Sigma;}}\mathrm{sat}(E^{-}-{\mathrm{Eref}}^{-})+\\ \underset{f\&Element;F}{\mathrm{\&Sigma;}}\mathrm{sat}({\mathrm{Eref}}^{+}-E^{+})+\underset{f\&Element;F}{\mathrm{\&Sigma;}}\mathrm{sat}({\mathrm{Eref}}^{-}-E^{-})\end{array}\right.,$ 其中F表示其中定义包络的频率f的频带，E⁺和E^-是所计算的频谱包络的上部和下部，Eref⁺和Eref^-是参考频谱包络的上部和下部，且函数sat()如下定义：

4.如权利要求1至3之一所述的用于检测功能的启动的***(10，30)，其中每个参考频谱特征和接收信号频谱特征(S1，…，Sn)，均基于相应参考信号和接收信号的频谱被定义、在预定频带中被计算，参考频谱包络在同样的预定频带中被计算。

5.如权利要求4所述的用于检测功能的启动的***(10，30)，其中参考频谱包络仅针对与预定路径关联的频谱特征幅值大于最小阈值的预定频带的频率计算，该阈值特别被设为这些特征的最大峰值的1％。

6.如权利要求1至5之一所述的用于检测功能的启动的***(10，30)，其中预定路径(T；T1，T2，T3)在触敏表面(24)是使用模塑在触敏表面的材料中的舌片(32)形成的脊线的形式。

7.如权利要求6所述的用于检测功能的启动的***(10，30)，其中舌片(32)是通过触敏表面(24)减小厚度的局部变形或朝着此局部变形的中心变薄厚度的局部变形来形成的。

8.如权利要求1至7之一所述的用于检测功能的启动的***(10，30)，其中预定路径(T1，T2)是直线段以便实施光标(T1)或线性轮(T2)功能。

9.如权利要求1至7之一所述的用于检测功能的启动的***(10，30)，其中预定路径(T3)是圆圈以便实施环形轮功能。

10.一种用于检测预定功能的启动的方法，该启动通过在物体的触敏表面(24)触觉激励与该功能关联的预定路径(T)来执行，包括：

-通过至少两个不同的源(E1，E2)在触敏表面(24)中发射(100)互相干涉的体声波，

-通过至少一个接收器(R；R+，R-)接收(102)在触敏表面(24)中传播并干涉后的体声波，并基于接收的声波提供接收信号，

-将多个参考频谱特征和预定路径(T)关联，这些频谱特征中的每一个与预定路径上的接触的定位相关联，

其特征在于检测(106)预定功能的启动通过比较接收信号的至少一个频谱特征和与预定路径(T)关联的多个参考频谱特征的频谱包络即参考频谱包络来执行，该频谱包络对应于两个频谱特征，一个是包络的上部，另一个是包络的下部。