CN102439536A - 用于通过触摸读取信息的手套与触摸屏 - Google Patents

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Abstract

该手套(G1)用于每当该手套的手指(1)接触包括至少一个发射连续电场的区域(31，32，33)的屏幕(E1)时，通过触摸读取信息。该手套包括至少一手指(1)，该手指(1)包括：-可弯曲的介电内壁(24)，其能够容纳用户的手指(28)；-可弯曲的介电外壁(23)；-包含于该两壁间至少一空间内的液体(25)；-及，置于该液体内的微粒(26，27)，所述微粒被带有相同极性的电，并能够在电场的作用下在该液体内移动。

Description

用于通过触摸读取信息的手套与触摸屏
技术领域
本发明涉及用于通过触摸读取信息的手套与触摸屏，当用户戴上该手套并用该手套的手指触摸该屏幕的表面时，该手套以可触知的形式传递由该屏幕提供给它的信息。
背景技术
现在许多移动设备包括为用户构成图形界面的触摸屏：用户阅读该屏幕上的图标或菜单，并通过利用手指或光笔触摸显示光标或文字的屏幕区域，来输入命令。因此，为了使用触摸屏，就需要看见屏幕，以便了解触摸屏幕的哪里来输入给定的命令。然而，在某些场景下，用户无法看见屏幕上所显示的内容：例如，当该设备放置在用户的口袋或包袋中，或者当用户是盲人。在该等场景下，用户无法使用触摸屏，因为他们无法看见该屏幕的感知区域的位置，且无法看见作为回应显示于该屏幕的信息。
为帮助盲人与弱视者，使用文本-语音转换软件是周知的，但该解决方案并不是完全令人满意的。这样的软件不能够描述除文本之外的任何事物：例如，图标或几何形状不能被直接转换为文字。而且，朗读所显示文字并没有指示这些文字在屏幕上的位置。因此，该解决方案并不支持命令在触摸屏上被选中，因为朗读所显示的关键字并未指示出触摸屏幕上的哪一区域。
发明内容
本发明旨在解决触摸屏的该不足。
本发明的第一目标为手套，该手套用于当该手套的手指触摸包括至少一个发射连续电场的区域的屏幕时，通过触摸读取信息，其中，该手套包括至少一个手套手指，该手套手指包括：
-能够容纳用户手指的可弯曲的介电内壁；
-可弯曲的介电外壁；
-包含于该两壁之间至少一空间内的液体；
-及，置于该液体内的微粒，所述微粒带有相同极性的电荷，并能够在电场的作用下在该液体内移动。
具备如此特征的该手套被用于通过触摸感知信息，因为当手指的移动引发作用于带电微粒的电场的变化，它将压力的变化作用于该用户的一个手指。事实上，作用于带电微粒的电场的变化导致了这些微粒的移动。该移动引起作用于该手套壁的压力的变化。通过触摸屏幕被感知的该压力变化，支持用户通过触摸感知图形。
本发明的第二目标是支持信息通过触摸被读取的触摸屏，包括：
-至少一电极，
-至少一电压源，
-及，与该电极连接以产生源自该电极的电场的切换装置，所述切换装置被信息源控制；
其中，所述切换装置受控制，以将直流电压作用于该电极，该直流电压可具有两相反的符号，其符号取决于由该信息源提供的二进制信息。
具备如此特征的该屏幕，支持在该屏幕的区域上将二进制信息转录于连续电场，其含义取决于该二进制信息的赋值。因此，该屏幕提供了一种电像(electrical image)，当用户在利用手指触摸该屏幕的表面时，该电像可根据本发明驱动该手套。
该触摸屏的第一应用是面向盲人的图形显示，特别是盲文字符。第二应用涉及具有正常视力的、希望能够交替利用其眼睛与手指读取信息的人群。对于该项应用，该屏幕包括至少一个透明电极，而且，它还包括用于通过该透明电极显示图像的传统装置。
该屏幕还可与用于通过触摸该屏幕上的区域输入命令的传统装置相结合。
附图说明
借助以下描述以及附图，本发明将被更好地理解，且其他特性将显现：
-图1示出根据本发明的该手套的第一实施例与根据本发明的该屏幕的第一实施例的正视图；
-图2示出根据本发明的该屏幕的所述第一实施例与该手套的所述第一实施例的手指的示意性截面；
-图3示出根据本发明的该手套的第二实施例的手指的示意性截面；
-图4示出根据本发明的该屏幕的第三实施例。
不同实施例中的相同元素被赋予相同标号。
具体实施方式
图1示出根据本发明的该手套的第一实施例G1与根据本发明的该屏幕的第一实施例E1的正视图。在此范例中，用户利用该手套G1的手指1，触摸该触摸屏E1的电极之一。
该触摸屏E1包括：
-多个按矩阵形式排列的电极2，
-两个电压源4，以提供相对参考电位的正电压和负电压，
-及，与这两个电压源4、该等电极2、及二进制信息源5相连接的切换电路3。
例如，该屏幕E1的表面包括由16×16个电极2构成的矩阵，其对应于该屏幕上的256个区域。因而，通过利用该手套G1的手指1触摸该屏幕，用户可通过触摸感知256个不同的二进制数值。
该切换电路3具有与二进制信息源5相连接的输入，以接收通过触摸应被感知的信息。它被控制，以将由该源4提供的两个直流电压中之一作用于给定电极。作用于电极2的该电压的符号，取决于二进制信息项，该二进制信息项由信息源5提供且对应于该电极，换言之，对应于该屏幕的给定区域。
在此范例中，该二进制信息源相继提供分别对应于这256个电极的256个二进制数值。该切换电路3随后连续提供256个电压，只要没有新的信息被显示。
图2示出根据本发明的该手套的该第一实施例的手套手指1的截面，与根据本发明的该触摸屏的该第一实施例E1的部分。该手套手指1包括：
-可弯曲的内壁24，其弹力与尺寸被调整以适应用户的手指28，以使手套手指1的末端与该用户的该手指28完全接触；
-与该内壁24近似平行的、可弯曲的外壁23，以在两壁23-24之间标示出大约等厚的空间；
-可弯曲材料22沿该手套手指1的长度方向填补该空间的大部分，除了在该手指1的末端；
-介电液体25在位于该手指1的末端的部分，填入该空间的其余部分；
-微粒26与27在该液体25中自由移动。它们恒定地带有相同极性的电荷，如正极性。
壁23-24由介电材料制成，以发射该屏幕E1与该用户的手指28间的电场。而且，壁23-24必须是防漏的，至少在与液体25相接触的区域是防漏的。例如，它们可由橡胶、聚乙烯、聚苯乙烯、尼龙、乙烯基等材料制成。壁23-24必须相当薄，如0.1毫米，以支持良好感知作用于该用户的手指28的压力变化。
例如，微粒26-27是直径约1微米的钛珠。例如，介电液体可以是丙酮。
其他常用于电泳显示设备的材料也可被使用。文献US 6.262.833描述了可被用于电泳显示设备的微粒与液体。对于电泳显示设备，微珠被封装于透明的微胶囊内。然而，为生成根据本发明的该手套，微粒在其引入至壁23-24间之前并没有封装。
例如，该可弯曲的填充材料22可以是氯丁橡胶。
在该所示范例中，该屏幕E1的区域32中电极接收相对参考电位的负电压，但区域31与33中电极接收正电压。在区域32处，该手套手指1的末端触摸该屏幕E1的表面。在由该屏幕E1的区域31、32和33中电极产生的电场的作用下，带正电的微粒26-27受驱使它们在液体25中移动的静电力作用：微粒27被拖向该手套手指1的末端的外壁23，因为该末端接近区域32，在此，电极接收负电压。相反地，位于相对区域31与33的其他微粒26被反向推向内壁24，并压缩该用户的手指28的一部分，该部分形似皇冠。因而，当其手指28通过区域32时，用户感知其手指末端周围的压力减小。当其手指28从区域32移出以触摸区域31或33时，用户感知压力的增加。
优选地，用于显示图标或菜单选项的每个区域被设计，来与根据本发明的该屏幕中的一个电极或多个电极的整体完全重合，以便用户可以利用根据本发明的该手套，精确地检测该图标或该选项的位置。
如果该屏幕的尺寸与电极的数量是足够的，展示可利用根据本发明的该手套感知的图像，是可能的。特别地，感知与由盲文字符构成的凸版相似的一系列脉冲，是可能的。
图3示出根据本发明的该手套的第二实施例的手指的示意性截面。它与第二范例的区别在于，位于壁23-24之间并包含微粒26-27的该空间，包括多个与外壁23及内壁24相正交的壁29。它们将该空间分隔成小室，以便在让微粒根据电场的方向自由地向内壁24或外壁23移动的同时，减少其在与外壁及内壁相平行的方向上的移动。进一步地，该等壁29构成垫片，该等垫片在壁23-24间维持大约恒定的间隔。因而，它们使得微粒在该手指1的末端周围的该空间内大致均匀的分布。
在一仅面向盲人的实施例中，该屏幕仅包括拟发送信息至根据本发明的手套的电极。
在拟结合或未结合根据本发明的该手套使用的其他实施例中：该等电极是透明的，并被放置于传统显示屏幕之前，以便支持查看传统显示装置，如液晶显示装置。在此情况下，该屏幕可用于交替地通过视觉或触觉感知信息。
在结合或未结合根据本发明的该手套的情况下，该屏幕也可包括支持将其用作传统触摸屏的装置，只要该手套与该等用于触摸控制的装置被调整以能够协同工作。存在多种产生触摸控制的现有技术。这些技术中的绝大多数与穿戴手套相兼容，但电容技术则不兼容。当用户的手指非常接近被集成入屏幕的电极时，它使用存在的电容。如果该用户戴着手套，由于该手套的厚度意味着手指的指尖进一步远离该屏幕，则该技术一般不能适用。根据本发明的第三个实施例支持使用采用电容技术的触摸屏。
图4示出根据本发明的该手套的该第三实施例的示意性截面。它与第二范例的区别在于，它包括穿过内壁24、外壁23与该两壁间空间的导电桥(conducting bridge)34。它具有圆锥体的平截头体的形状。在一端，它与该手指1指尖处的壁23的表面接触；在另一端，它与内壁24的表面接触。因此，当手套1的手指接触该屏幕E1时，它与该用户的手指28相接触，且与该屏幕E1的表面相接触。从电学角度，该导电桥具有延伸该用户手指28的末端的效果。这支持利用电容效应、并在当该用户的手指28被根据本发明的手套覆盖以通过触摸读取信息时操作灵敏度不够的情况下，对触摸屏进行控制。
该桥34可由可弯曲的或刚性的传导材料制成，如载碳聚合物(carbon-loaded polymer)。
根据本发明的该屏幕的电极也可构成用于传统的依据电容效应的感知控制功能的电极。例如，该两项功能可周期性地被交替激活。
当然，如第二范例，该第三实施例也可包括将该包含该等微粒的空间分隔成小室的壁。
在其他实施例中，该手套可包括多个如前述生成的手套手指。
相反地，根据本发明的该手套的一个简化变体可仅包括一个手指，而没有其他，使得该手的其余部分未被覆盖。

Claims (6)

1.手套(G1)，用于当该手套的手指(1)接触包括至少一个发射连续电场的区域(31，32，33)的屏幕(E1)时，通过触摸读取信息，其中，该手套的至少一手指(1)包括：
-可弯曲的介电内壁(24)，其能够容纳用户的手指(28)；
-可弯曲的介电外壁(23)；
-包含于该两壁间至少一空间内的液体(25)；
-及，置于该液体内的微粒(26，27)，所述微粒带有相同极性的电，并能够在电场的作用下在该液体内移动。
2.根据权利要求1所述的手套，其中，该手套还包括与外壁(23)及内壁(24)相正交的壁(29)，该壁(29)将由外壁(23)与内壁(24)标出的空间分隔成小室，以便当让微粒自由地向内壁(24)或外壁(23)移动时，减少该等微粒沿与外壁(23)及内壁(24)相平行的方向的移动。
3.根据权利要求1所述的手套，其中，该手套还包括在手套手指的末端穿过内壁(24)与外壁(23)的导电桥(34)，以便电延伸该手套的用户的手指(28)末端。
4.触摸屏(E1)，用于通过触摸读取信息，包括：
-至少一电极(2)；
-至少一电压源(4)；
-及与该电极(2)相连接以产生一个源自该电极的电场的切换装置(3)，所述切换装置被信息源(5)控制；
其中，所述切换装置(3)受控制，以将直流电压作用于该电极，该直流电压可具有两相反的符号，其符号取决于由该信息源(5)提供的二进制信息。
5.根据权利要求4所述的触摸屏，其中，每个电极(2)是透明的，并且该触摸屏还包括用于通过该透明电极显示图像的传统装置。
6.根据权利要求5所述的触摸屏，其中，该触摸屏还包括用于通过触摸该屏幕输入命令的装置。
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