CN101539815A - 多点触摸屏操作工具 - Google Patents

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Abstract

一种确定触摸屏特定触摸物体的方法及采用此方法的触摸屏操作工具，尤其是一种基于此方法的触摸笔。它可以和手指一起同时对触摸屏进行操作，并产生和手指不同的触摸效果。

Description

多点触摸屏操作工具
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。通过对设备，尤其是数码设备内置射频芯片的方式与多点触摸设备进行通信，也仅仅是为了提供数据传输等应用，而非作为一种和手指并列的操作工具。
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，以便系统为不同的触摸物体产生的触摸点分配不同的功能。通过在特定物体上安装传感器，触摸屏系统根据传感器发出的信号，确定特定物体对应的触摸点。传感器可以向系统报告的数据包括，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。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，告知系统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。触摸传感器用以与系统通信的信号，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。传感器对触摸发生的感应，可以通过相应弹性结构实现。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。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。这种旋转可以被系统赋予相应功能。
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。
具体实施方式
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系统发出无线电信号，报告系统触摸的发生。传感器可以获取笔尖相对于触摸屏的移动速度和相对与触摸笔的移动方向。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，并向系统发出信号，系统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，系统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。
在确定了与触摸笔对应的触摸点之后，系统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，系统即认定触摸笔发生旋转，系统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系统得到的坐标系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，系统应发出提示，告知失去对触摸笔对应触摸点的跟踪。
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。系统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，指导使用者通过系统自校准得到，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，系统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。
当有多个基于本方法的物体时，它们互相之间根据与系统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。
采用本方法，可以使不同触摸物同时或不同时触摸触摸屏，实现不同功能。例如在用手操作触摸屏时，拿起基于本方法的触摸笔进行书写，触摸笔的触摸轨迹上根据施加的压力不同产生相应粗细的墨迹，同时手可以挪动纸张，调整墨迹颜色、样式或设定软件赋予触摸笔其它功能，例如切纸刀。之后拿起对应功能为橡皮的基于本方法的触摸物体，将墨迹予以擦除，通过软件将触摸笔的功能设定为橡皮完成擦除功能。对触摸笔对应功能的设定同样可以通过在触摸笔上设定相应切换开关完成，触摸笔对系统发出相应控制信号。触摸笔可以配有开关，在需要时关闭传感器。
所谓笔状，就是人可以以握笔的姿势持握的物体。
坐标系1和坐标系2可以采用任何坐标系。
本发明介绍了传感器实现相应功能的几种方法，但是并不限于这几种方法。
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。

Claims (10)

1、一种确定特定物体与触摸屏发生接触时对应的触摸点的方法，其特征是通过在特定触摸物上安装传感器，将传感器所获得特定触摸物体的数据与屏幕上触摸点的相应数据进行对比，确定特定物体对应的触摸点，传感器可以获得的数据包括但不限于下列数据中的一个或多个：
特定物体与触摸屏系统发生触摸的时刻；
特定物体与触摸屏接触点的移动速度；
特定物体与触摸屏接触点相对于其内置坐标系的移动方向；
特定物体与触摸屏接触点的加速度。
2、一种触摸物体，其特征是在与触摸屏发生接触的接触点装有传感器，系统根据传感器获得的数据确定触摸物体对应的触摸屏上的触摸点，传感器可以获得的数据包括但不限于下列数据中的一个或多个：
触摸物体与触摸屏系统发生触摸的时刻；
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；
触摸物体与触摸屏接触点的加速度。
3、如权利要求2所述触摸物体，其特征是传感器装有可滚动的弹性球，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。
4、一种检测触摸物体对触摸屏施加压力的方法，其特征是通过在触摸物体与触摸屏接触点处安装弹性材料，系统根据触摸屏检测得到的触摸点处弹性材料与触摸屏的接触面积，结合以下方法中的一种或多种得到触摸物体对触摸屏施加的压力：
预置的触摸物体重量、弹性材料弹性系数，计算得到触摸物体对触摸屏施加的压力；
根据系统自校准得到的数据。
5、一种对触摸物体与触摸屏接触点的面积与使用者施加压力关系进行自校准的方法，其特征是提示使用者通过触摸物体对对触摸屏施加不同大小的力，系统记录在使用者施加不同大小的力的情况下，接触点的面积大小。
6、如权利要求2或权利要求3所述触摸物体，其特征是系统根据触摸屏检测得到的触摸点处弹性材料与触摸屏的接触面积，结合以下方法中的一种或多种得到触摸物体对触摸屏施加的压力：
预置的触摸物体重量、弹性材料弹性系数，计算得到触摸物体对触摸屏施加的压力；
根据系统自校准得到的数据。
7、一种确认触摸物体旋转的方法，其特征是当特定物体对应的触摸点不移动，而其内置坐标系与触摸屏坐标系的夹角发生变化时，系统即认定特定触摸物体发生旋转。
8、如权利要求2或3所述触摸物体，其特征是当触摸屏上与它对应的触摸点不移动而它的传感器内置坐标系与触摸屏坐标系的夹角发生变化时，系统即认定触摸物发生旋转。
9、如权利要求2或权利要求3或权利要求6或权利要求8所述触摸物体，其特征是触摸物体为笔状，传感器位于笔尖处。
10、如权利要求2或权利要求4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。
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