用于检测和定位接触和振动敏感平坦表面上的按键事件的方法技术

用于使得能够使用固定于触敏表面上的振动传感器以同时检测和定位表面上的手指接触事件的系统和方法。本发明专利技术特别区分有意的键入事件和源自正常的键入操作的偶然或不希望的接触，由此允许用户使手指停留在键上并允许他们如在规则的键盘上那样键入。来自接触和振动传感器的信号被转换成一系列的输入事件。输入事件然后有时间上被关联，以确定手指接触的位置和相应的键的激活。关联事件然后被过滤，以去除不希望的事件并分解模棱两可或相反的结果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及易于清洁并允许用户将他们的手或手指停留在表面上而不导致事件驱动的平滑、固态接触和振动敏感表面。具体而言，表面可被用作用于输入文本和指令的计算机键盘。
技术介绍
作为用于由人向机器输入文本和数据的主要方法的当代键盘的起源追溯至19世纪早期的打字机。随着计算机的开发，自然发展为使打字机键盘适于用作用于输入文本和数据的主要方法。虽然打字机和随后的计算机键盘上的键的实现从机械方式发展为电气方式并最终发展为电子方式，但是，键自身的尺寸、位置和机械性质在很大程度上保持不变。计算机以及伴随的键盘已遍及各行各业，其中的许多处于计算机和键盘设计原本没有考虑的恶劣环境中。例如，计算机现在被用于餐馆的厨房中、制造设施的生产地板上和钻油设备上。存在很多这样的环境，即，由于极端污染条件，常规的键盘在不清洁的情况下不能长期工作。为了克服键盘的可清洁性的问题，直觉上似乎如果键盘表面自身是平坦或者几乎平坦的表面就更加易于擦拭键盘以使其清洁。但是，这意味着，需要找到键盘的物理机械或膜片键的替代方案。在部分的响应中，新计算机形状因素已发展为完全消除外部键盘，只包括具有用于数据键入的基于软件的“虚拟”键盘的触敏平坦显示屏。对于训练成使他们的手停留在键盘上的打字员来说，接触屏虚拟键盘难以在高速下使用，原因是停留的动作导致来自键盘的不希望的键激活。因此，需要以便于清洁、允许用户感觉键、允许用户将手指停留在键上、如在标准键盘上那样需要相同或更小的力以按压键、响应人接触并允许用户如常规的机械键盘那样快或更快地打字的方式改善上述的用于键盘键入的方法。
技术实现思路
本专利技术提供用于使得能够使用固定于触敏表面上的振动传感器以同时检测和定位表面上的手指接触事件的系统和方法。本专利技术特别区分有意的键入事件和源自正常的键入动作的偶然或不希望的接触。本专利技术使得能够允许用户使他们的手指停留在键上，从而允许他们如在规则的键盘上那样键入。当用户将他们的手指放在表面上时，接触传感器(每个键一个或多个)和振动传感器被同时激活。来自接触和振动传感器的信号被转换成一系列的输入事件。输入事件然后在时间上被关联，以确定手指接触的位置和相应的键的激活。没有相应的“敲打”(即，振动)的接触事件被忽略。关联的事件然后被过滤，以去除不希望的事件并分解模棱两可或矛盾的结果。例如，本专利技术能够检测有意的键按压与用户将他们的手放在键盘上以准备键入之间的不同。本专利技术与常规的触敏装置相比具有明显的优点。一个这样的优点在于，用户可使他们的手指停留在键上而不导致出现键驱动。另一个优点是用户可通过接触而不必观看键盘进行键入。附图说明以下参照以下的附图详细描述本专利技术的优选和替代性的例子:图1是表示根据本专利技术的实施例形成的系统的典型的硬件部件的硬件框图；图2A 2E是由图1所示的系统执行以检测和定位手指在表面上的按压并计算相应的键盘输入键的示例性过程的流程图。图3表示为了检测有效的键激活并从敲打(振动)传感器数据产生接触和敲打输入事件实现本专利技术的方法的软件算法的实施例；图4A 4E表不执行接触和敲打输入事件关联的软件算法的实施例；图5A 表示执行关联的输入事件的过滤的软件算法的实施例。具体实施例方式图1表示接触/敲打敏感键盘装置100的实施例的硬件部件的简化框图。装置100包括容纳接近度传感器120、电容接触传感器130和振动传感器140的平坦表面。传感器部件120、130和140提供对于CPUllO (处理器)110的输入。CPU基于从传感器部件120、130和140接收的原始信号的解释，提供键盘表面被用户的手接近或接触时的接触事件的通知。存储器170与CPUllO数据通信。存储器170包含程序存储器180和数据存储器190。程序存储器180包含操作系统软件181、敲打/接触检测软件182和其它的应用软件183。数据存储器190包含接触电容传感器历史阵列191、用户选项/偏好192和其它的数据 193。当用户的手指接触平坦表面时，电容接触传感器130被断定。周期性地，执行键盘操作系统软件181的CPUllO从接触传感器130和敲打传感器140收集原始传感器数据，并且在数据存储器191中存储原始传感器数据。在单独的执行线程中，CPUllO连续地执行这里描述的敲打和接触检测和定位软件(算法)182，以将由键盘产生的传感器数据处理成一系列的键“向上”和“向下”状态。算法的每次执行构成作为算法的基本定时单位的“循环”。当有效的键激活被检测时，由接触/敲打检测软件182支持的CPUllO执行包含于存储器191中的传感器数据的算法分析，以确定平坦表面的哪个区域被接触和敲打。当有效的敲打/接触位置通过算法182被计算时，它被转送到键盘操作系统软件181，在这里，它被映射为特定的键盘功能代码。典型的键盘功能包含标准键盘文字数字键、功能和导航键。映射的功能代码然后通过USB或PS/2那样的标准外围/主机接口被发送到连接的主机计算机终端194。图2A表示实现在接触和敲打敏感表面上定位用户键激活的示例性方法的软件的实施例的流程图。方法被分成五个不同的阶段，每个由称为“管理器”的单独的系统软件部件指导:阶段I传感器数据收集200 ；阶段2传感器数据分析和输入事件产生300 ；阶段3输入事件关联400 ；阶段4输入事件过滤500 ;和阶段5键状态改变分析600。在阶段1(图2A200)中，数据从接触和敲打(振动)传感器140被收集并被放入存储器中以用于将来的处理。图2B表示用于从接触和敲打传感器收集和概括信号值的软件算法的实施例的流程图。CPUllO由传感器信道管理器200控制，并且通过SCM_GetSenSOrData方法200被调用。传感器信道管理器200调用收集、概括和存储传感器数据的一个或多个传感器信道部件。传感器信道向传感器信号施加特定的收集和概括算法以产生接触或敲打传感器数据记录。传感器数据记录与相关的时间戳一起被存储，以供将来在下一阶段中的处理。由SC_Tap_CaptureData方法200调用的敲打传感器信道识别表面上的手指起始的敲打的时间出现。图3表示用于检测敲打事件的软件算法的实施例的流程图。敲打传感器信道方法220将对于当前的循环存储于振动传感器数据记录221中的敲打模拟数据采样。收集的一组数据表现为各振动传感器的波形，开始时间固定于当前的循环的开始时间。如果收集的信号值与平均信号之间的差值超过阈值(从平均值的差值偏离)222，那么信号波形中的相应的点表示可能的事件。算法启动同步执行的两个状态机。第一个抑制(过滤)通过原始敲打的回响产生多个敲打事件，参见块223。第二个尝试通过检测超过阈值的波形上的第一最小值(最低点)计算敲打出现的确切时间。通过在各采样点上计算波形的“第二斜率和”，检测最小值的时间位置。CPU计算各采样点224上的波形线的瞬时斜率。如果采样点上的斜率从负(向下)变为正(向上)，那么采样表示可能的最小值，并且，采样时间是敲打事件的时间。CPU然后检测最小值是否描述为真实最小值。它通过将前五个采样点的斜率加到当前的采样点斜率上，计算采样点的“第一斜率和”。系统然后通过将前五个采样点的第一斜率和加到当前采样点第一斜率和上计算“第二斜率和”，参见块227。结果是，放大容易与阈值本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·J·玛尔斯登，S·霍勒，
申请(专利权)人：清洁之匙公司，
类型：
国别省市：