CN102099771B - 多点触摸屏操作工具 - Google Patents
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Abstract
一种确定特定的触摸物对应的触摸屏上的触摸点的方法和基于此方法的触摸屏操作工具，特别是触摸笔。该方法包括：在特定的物体上安装传感器，将传感器获得的特定物体的数据和触摸屏上各触摸点的数据进行比较，确定特定触摸物对应的触摸点。
Description
技术领域
一种触摸屏操作工具及方法，尤其是一种多点触摸屏操作工具。
背景技术
现在支持触摸区触摸图像输出的多点触摸屏已经出现，但多点触摸屏的操作工具仍以手指为主，没有其它与手指并列的操作工具和方式。对发明的公开技术问题
现在支持触摸区触摸图像输出的多点触摸屏已经出现，但多点触摸屏的操作工具仍以手指为主，没有其它与手指并列的操作工具和方式。技术解决方案
发明内容
本发明提供一种用于区分触摸多点触摸屏物体的方法，以便***为不同的触摸物体产生的触摸点分配不同的功能。通过安装传感器，***根据传感器发出的信号，获取触摸物体对应的触摸点的特征，确定特定物体对应的触摸点。***可以通过传感器获取的数据包括，但不限于：特定物体与触摸屏发生触摸的时刻、移动的速度、相对于传感器内置坐标系移动的方向、加速度，以及触摸物对触摸屏的压力。在特定物体开始或结束与触摸屏的触摸时，传感器应发出信号，告知***特定物体对触摸屏的触摸开始或结束。传感器并不一定要具备以上所有功能，具备其中的一个或多个即可。触摸传感器用以与***通信的信号，可以采用有线方式传送，也可以采用无线方式传送，可以是光信号，也可以是电信号、磁信号或声信号。传感器可以采用可滚动的弹性球，通过相应的结构，如齿轮或光栅，确定弹性球的滚动情况，确定特定物体的运动情况，相应结构可以具备适当阻尼，以保证良好操作感。传感器同样可以通过加速度感应装置，确定物体的移动方向和加速度。
传感器对运动的感应同样可以采用光学方式，通过将不同时刻光学传感器捕获 的触摸工具与触摸屏接触位置的图像进行对比，确定触摸物的移动速度和方向
传感器对触摸发生的感应，可以通过相应弹性结构实现，但不仅限于弹性结构。在触摸发生时，可以是弹性结构中的电路因为压力接通，发出信号，也可以是弹性结构中相应电路因为运动，基于电磁感应的原理产生了电动势，控制相应电路发出信号。弹性结构本身的弹性可以依靠弹簧、电磁原理或弹性材料。传感器对触摸的感应同样可以依靠压电效应实现，因为对压电材料施加压力，可以使压电材料产生电势，此电势控制相应电路发出信号。***接收到传感器发出的信号确定触摸物对***发生触摸。传感器同样可以确定与特定物体对应的触摸屏触摸点不发生移动的情况下，特定物体发生的旋转。这种旋转可以被***赋予相应功能。
传感器对触摸发生的感应同样可以通过射频装置等电磁场感应装置实现，在这种情况下触摸设备上不仅仅安装接收器接收触摸工具上的传感器发出的信号，还需要安装相应的与触摸工具上的传感器相互感应装置。基于这种方式，可以使触摸工具本身不需要电源。有益效果
与手指配合使用，或单独使用，提供比单纯使用手指操作更丰富的操作功能和更自然舒适的触摸屏操作体验。基于本发明的触摸物因为仍然依靠多点触摸屏确定触摸物的位置，因此具有低成本和与触摸屏同时工作不会对多点触摸屏的工作造成干扰的优点，与多点触摸屏具有优越的兼容性。
附图说明
图1是实施例一的笔状触摸物的传感器内置坐标系和以触摸屏为基准的坐标系的关系示意图。本发明的最佳实施方式
下面结合具体实施例描述本发明。
具体实施例为一个基于此方法的笔状触摸笔，笔尖处装有传感器，传感器可以在笔尖与触摸屏接触的时刻向***发出无线电信号，报告***触摸的发生。传感器可以获取笔尖相对于触摸屏的移动速度和相对于触摸笔的移动方向。由于 使用者握住此笔状触摸物体的方向是不确定的，因此传感器报告的是一个处于不确定坐标系的移动方向。如图1。在图1中，以触摸笔为基准的坐标系1与以触摸屏为基准的坐标系2的夹角是不确定的。传感器报告的是以坐标系1为基准的移动方向。
当触摸笔笔尖与多点触摸屏发生接触时，传感器开始工作，并向***发出信号，***检测在此时刻触摸屏上新出现的触摸点，如果此时刻新增的触摸点有且只有一个，则即认定此触摸点为触摸笔触摸产生的触摸点，并为之分配相对应的功能，并保持对这个触摸点的跟踪。没有触摸点时，即无视此信号。
在触摸发生瞬间有多个新增触摸点时，***在之后的几个触摸屏扫描周期内跟踪这几个触摸点，确认各个新增触摸点的移动速度和加速度，将各个触摸点的移动速度和加速度与传感器报告的笔尖相对于触摸屏的移动速度和加速度相比较，将速度和加速度最接近的那个触摸点，确定为触摸笔触摸触摸屏产生的触摸点。***同样可以根据触摸图像来识别和跟踪触摸工具对应的触摸点，触摸工具的触摸点图像可以事先预置于***中，也可以在***对触摸工具对应的触摸点的跟踪过程中实时捕获。
在确定了与触摸笔对应的触摸点之后，***对此触摸点进行跟踪。由于人的握笔方位的不同，传感器采用的坐标系1与触摸屏采用的坐标系2的夹角是不断变化的。在确定了与触摸笔对应的触摸点之后，通过跟踪触摸点的移动方向以及传感器报告的相对与其内置坐标系的移动方向，进行对比，确认各个时刻的坐标系1相对于坐标系2的夹角。当特定物体对应的触摸点不移动而坐标系1与坐标系2的夹角发生变化时，***即认定触摸笔发生旋转，***可以对触摸笔的旋转分配相应功能。例如，触摸笔在某点旋转，则加深此点的墨迹。
如果失去了与触摸笔对应的触摸点的跟踪，可以通过触摸屏上可能与触摸笔对应的触摸点的移动方向、移动速度及加速度与触摸笔笔尖的移动方向、移动速度及加速度进行匹配，重新捕获触摸点。触摸笔对应触摸点与其它触摸点交汇之后，从交汇处分出的触摸点们即为可能的触摸点。由传感器报告的相对于坐标系1的移动方向与前一时刻***得到的坐标系1与坐标系2的夹角，可以得到此时的触摸笔相对于触摸屏的移动方向，但此移动方向是一个估计值，因此 在确认触摸笔对应的触摸点时，应优先考虑触摸屏上触摸点的移动速度、加速度与传感器报告的移动速度、加速度匹配程度，在无法仅仅依靠速度、加速度确定触摸笔对应的触摸点时，再采用移动方向进行对比的方法确定。触摸屏上触摸点的形状与触摸笔前一时刻在触摸屏上产生的触摸点的形状的匹配程度，也同样可以作为确定触摸笔对应触摸点的依据，但是其准确性同样低于以移动速度、加速度为依据的结果，同样应在无法仅仅依靠速度、加速度确定触摸笔对应的触摸点时，再予以采用。如果以上方法均无法重新确定触摸笔对应的触摸点时，***应发出提示，告知失去对触摸笔对应触摸点的跟踪。此时使用者可以可以抬起触摸笔之后重新触摸屏幕，使***重新捕获触摸点。在多数情况下，使用者只要使从交汇处分出的触摸点保持不同的移动速度，例如使其中一个停止而另一个继续移动，***就可以重新捕获触摸点。这样可以在触摸工具不离开触摸屏的情况下重新捕获触摸点，这对制图等操作很有必要。如果***具备压力感应功能，则使用者可以通过在使触摸笔不离开屏幕的情况下对触摸屏施以不同压力，使***根据压力重新捕获触摸点。
触摸笔的笔尖可以用弹性材料，例如橡胶制成。随着触摸笔对触摸屏施加的压力增大，弹性材料制成的笔尖与触摸屏的接触面也随之增大。***通过触摸屏输出的图像检测此面积，便可以根据事先预置的关于触摸笔采用的弹性材料以及触摸笔重量等相关参数，计算出触摸笔对触摸屏施加的压力。触摸笔触摸点面积与使用者施加压力的关系也可以通过相应软件，指导使用者通过***自校准得到，方法是提示使用者通过触摸笔向触摸屏施加不同大小的力，***记录在使用者施加不同大小力的情况下，触摸点与触摸屏的接触面积大小。使用者施加的力可以是将触摸笔压向触摸屏，也可以是提起触摸笔，减小触摸笔在自身受到的重力下对触摸屏施加的压力。也可以在柔性材料制成的笔尖内填充导电材料，可以是液体或固体，这样基于电场感应方式的触摸屏，例如场中射线式触摸屏或投影电容式触摸屏便可以精确的测量触摸物的压力了。
当有多个基于本方法的物体时，它们互相之间根据与***通信采用的信号不同加以区分。本领域技术人员应当理解，信号的不同可以体现在信号种类不同，频率不同等多个方面。
本发明以笔状触摸物体为例进行说明，但并不限于笔状触摸物体。
本发明以在多点触摸屏应用环境下进行讲解，但并不仅限于应用于多点触摸环境。本发明同样可以应用于较多点触摸环境更加简单的单点触摸环境，使***能够区分不同的触摸物，并对不同触摸物的触摸做出不同的响应。当用于单点触摸环境时，不需要对传感器获得的数据与触摸屏上触摸点的数据进行匹配。
Claims (12)
1.一种确定特定触摸物体对应的触摸点的方法，其特征是通过将传感器所获得的特定触摸物体的数据与***获取的触摸点的相应数据进行对比，确定此触摸物体对应的触摸点，所述传感器获取的被用于和***获取的触摸点的相应数据进行对比的数据不包含所述特定触摸物体在触摸表面上的精确位置。
2.如权利要求1所述方法，其特征是传感器可以获得的数据包括下列数据中的一个或多个：
触摸物体与触摸屏相距一定距离的时刻；
触摸物体与触摸屏触摸发生的时刻；
触摸物体与触摸屏接触点的移动速度；
触摸物体与触摸屏接触点相对于其内置坐标系的移动方向；
触摸物体对触摸屏的压力；
触摸物体与触摸屏接触点的加速度。
3.如权利要求1、2之一所述方法，其特征是在触摸物上安装了传感器。
4.一种触摸物体，其特征是安装了传感器，当有多个触摸点时，***根据传感器获得的数据可以确定此触摸物体对应哪个触摸点，所述数据不包含此触摸物体在触摸表面上的精确位置。
5.如权利要求4所述触摸物体，其特征是传感器可以获得的数据包括下列数据中的一个或多个：
触摸物体与触摸屏相距一定距离的时刻；
触摸物体与触摸屏触摸发生的时刻；
触摸物体与触摸屏接触点的移动速度；
特定物对触摸屏的压力；
触摸物体与触摸屏接触点相对于其内置坐标系的移动方向；
触摸物体与触摸屏接触点的加速度。
6.如权利要求4所述触摸物体，其特征是传感器采用了射频装置等电磁场感应装置。
7.如权利要求4所述触摸物体，其特征是传感器会因受到压力而发出信号。
8.如权利要求4所述触摸物体，其特征是通过下列方式中的一个或多个获取触摸物体的运动情况：
传感器装有可滚动的弹性球，通过确定弹性球的滚动情况，确定特定物体的运动情况；
触摸物体内置加速度传感器。
9.如权利要求4所述触摸物体，其特征是其上安装有开关，使用者可以通过开关切换触摸物体对应的功能。
10.如权利要求7所述触摸物体，其特征是所采用的传感器通过以下结构检测触摸发生：
在触摸发生时，传感器中的弹性结构中的电路因为压力接通，发出信号，弹性结构本身的弹性可以依靠弹簧或电磁原理或弹性材料；
在触摸发生时，传感器中弹性结构的相应电路因为运动，基于电磁感应的原理产生了电动势，控制相应电路发出信号，弹性结构本身的弹性可以依靠弹簧或电磁原理或弹性材料；
触摸的发生对压电材料施加压力，压电材料产生电势，此电势控制相应电路发出信号。
11.如权利要求8所述触摸物体，其特征是通过齿轮或光栅构成的结构检测弹性球的滚动情况。
12.如权利要求4、权利要求5、权利要求6、权利要求7、权利要求8、权利要求9、权利要求10、权利要求11之一所述触摸物体，其特征是所述触摸物体为笔状。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP02 | Change in the address of a patent holder |
Address after: 100029, No. 1, unit 22, building 513, 11 District, Heping Street, Beijing, Chaoyang District Patentee after: Han Dingnan Address before: 100013, No. 1, unit 22, building 513, 11 District, Heping Street, Beijing, Chaoyang District Patentee before: Han Dingnan |
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| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
| IW01 | Full invalidation of patent right |
Decision date of declaring invalidation: 20200930 Decision number of declaring invalidation: 46372 Granted publication date: 20160907 |
|
| IW01 | Full invalidation of patent right |