CN102478996A - 对映触控面板上的手指动作至电脑屏幕的方法 - Google Patents

Abstract

本发明揭示出一种将触控面板上的手指动作对映至显示屏幕的方法，其包括下列步骤。首先，从一个触控板接收触控数据。触控数据识别触控面板上的一个或多个手指触控点的绝对坐标。此方法也将显示屏幕的一部分指定为一部分对映区域。部分对映区域的尺寸小于显示屏幕的整个区域的尺寸。接着，此方法将触控数据的一个或多个手指触控点的坐标对映于部分对映区域的坐标。此方法包括利用一个主触控面板以及一个第二触控面板来产生多点触控手指手势。本发明具有极精准输入能力。

Description

对映触控面板上的手指动作至电脑屏幕的方法

技术领域

本发明涉及一种触控面板(touch pad)的应用，且特别涉及一种对映触控面板上的手指动作至电脑屏幕的方法。

背景技术

最近所发展出用于个人电脑的多点触控屏幕(multi-touch screen)，提供了一种更广泛的输入能力，就像是用于电脑应用程序的一种额外标准输入指令一样。随着触控屏幕的革新，易于掌握的多指互动图像(multi-fingergesture-based)触控面板也为软件应用界面的多样性提供了相当大的改善，就像是传统鼠标等标准输入装置的一种替代性输入装置一样。现在，诸如键盘或是遥控器等若干标准输入硬件的本体上就包括了一个小尺寸的多点触控感测面板(multi-touch sensor pad)。然而，小尺寸多点触控感测器面板因为其实体上小触控区域的关系，一直都有不易进行输入的问题。因为极为受限的可检测触控区域，在小触控面板的表面上使用两只或三只手指不仅不方便，也可能会有产生了无法预期或是不想要的输入指令的问题。

据此，实有必要存在一种将会具有极精准输入能力的小尺寸多点触控数字板(digitizer)，并且其精密度相当于能被操作系统辨识为触控面板或是手写输入板(tablet)等标准数字板的传统数字板。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供一种对映触控面板上的手指动作至电脑屏幕的方法，该方法包括：从该触控面板接收触控数据，该触控数据识别在该触控面板上的一个或多个手指触控点的绝对坐标；提供至少一对映模式，以将所述手指触控点的绝对坐标对映于该显示屏幕，其中该对映模式包括一部分对映模式，并且该部分对映模式包括：指定该显示屏幕的一部分作为一部分对映区域，该部分对映区域小于该显示屏幕的整个区域；以及将该触控数据的所述手指触控点的绝对坐标对映于该部分对映区域的对应坐标；以及根据所述对映模式将在该触控面板上的所述手指动作对映于该显示屏幕。

本发明还提供另一种对映触控面板上的手指动作至电脑屏幕的方法，该方法包括：从一主触控面板接收触控数据，从该主触控面板接收到的触控数据指出一第一手指触控点在该主触控面板上的绝对坐标；从一第二触控面板接收触控数据，从该第二触控面板接收到的触控数据指出该第二触控面板的触控状态；当该第二触控面板的触控状态指出该第二触控面板被触控时，在该主触控面板上创造一第二虚拟触控点的坐标；以及对映该第一手指触控点的该坐标与该第二虚拟触控点的该坐标至该显示屏幕。

在一种概念中，一种多点触控数字板在一个输入装置的一个本体上使用了多个触控感测器，以提供诸如一个触控面板等用于传统的二维应用与三维电脑图形应用(computer graphics application)的一种新式多点触控使用者界面。

在另一种概念中，一种小尺寸数字板的硬件与固件(firmware)对应用程序产生了多点触控输入指令(multi-touch input command)，上述应用程序可辨识由操作系统所定义的多点触控信息(multi-touch message)。对于无法将多点触控信息接受为一种标准输入的应用程序而言，一种使用者层级界面(user layer interface)可包括在对应用程序的互动指令(interactive command)利用多点触控感测器数据封包(data packet)的电脑主机中。

采用了由操作系统所定义的界面规格(interface specification)来设计的标准数字板的一项优点是，不需要在操作系统的核心层级(kernel layer)中安装一套量身订做的装置驱动程序(custom designed device driver)。一旦操作系统将小尺寸多点触控数字板辨识为一个标准数字板，此数字板即可立即被当作一个替代性多点触控输入周边设备来使用，即便是使用者并未拥有一个多点触控显示屏幕装置。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举多个实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1绘示出一种具有多点触控屏幕的电脑显示器的立体图。

图2A绘示出一种大型多点触控数字板的立体图。

图2B绘示出具有一个第一触控面板以及一个第二触控面板的一种小尺寸多点触控数字板。

图3A绘示出一个数字板输入装置的一种绝对对映模式。

图3B绘示出一个数字板输入装置的一种部分覆盖对映模式。

图4绘示出一个数字板输入装置在一个起始触控动作的一种绝对对映模式。

图5A绘示出一个数字板输入装置的一种部分对映模式。

图5B绘示出一个数字板输入装置在起始触控动作的一种部分对映模式。

图5C绘示出一个数字板输入装置在一个连续触控状态的过程中的一种部分对映模式。

图6绘示出如何通过在触控面板表面边界区域上的一个手指触控动作，将一个数字板上的部分标式模式的触控数据，对映在屏幕坐标中的一个整体区域。

图7绘示出如何通过在触控面板表面边界区域上的一个手指触控动作，将一个数字板上的部分标式模式的触控数据，对映在屏幕坐标中的一个整体区域。

图8绘示出利用部分标式模式来对一个显示屏幕达到触控输入动作的极精准对映的一种替代性输入方法。

图9继续绘示出图8的替代性输入方法。

图10继续绘示出图8至9的替代性输入方法。

图11继续绘示出图8至10的替代性输入方法。

图12继续绘示出图8至11的替代性输入方法。

图13A至13G绘示出两指触控手势，并且将这些触控数据对映在个人电脑屏幕坐标。

图14绘示出利用第二触控面板在一数字板上的一个两指收缩-展开手势。

图15绘示出利用第二触控面板在数字板上的一个两指旋转手势。

图16A至16B绘示出利用第二触控面板在数字板上的一个两指转换手势。

图17绘示出一种利用一个主触控面板与一个第二触控面板来辨识手指手势的方法的流程图。

图18A至18B分别绘示出一个展开手势与一个收缩手势的手指手势。

图19绘示出一种从两个连续触控点来计算轨迹角度θ的图形表示。

图20绘示出具有产生旋转指令的一个圆形运动的一个两指手势。

图21A至21D绘示出用于一个旋转指令的旋转方向。

图22A至22B绘示出在一台个人电脑中的一个数字板与一套操作系统之间的界面软件的功能方块图。

上述附图中的附图标记说明如下：

100：多点触控屏幕

101：表面

110、120、130、140、171、172、173、174、210、220、230、240、310、320、330、340：角落

150、160、350、360、X、Y：坐标轴

170、176、177、370、640、646、P：点

175：区域

180、190、380、390：位置

186：三角形物件

200：数字手写输入板

201：输入触控笔

300：数字板

301、302：面板

395：边缘地带

400：固件

410：第一逻辑装置

420：第二逻辑装置

500：个人电脑

510、520：装置驱动模块

530：界面模块

535：监视程序

540、560：应用程序

550：辅助界面应用模块

600：方法

602、604、606、608、610、612、614、616、618、620、622、624、626、628、630：步骤

642、648：触控轨迹

644、650：距离

I、II、III、IV：象限

θ：角度

具体实施方式

1.多点触控数字板与控制指令的产生

图1绘示出具有一个多点触控屏幕100的一种个人电脑。使用者可通过以一只或多只手指对显示监视器的表面101进行触控来产生输入指令。

图2A绘示出用于一个电脑系统的一种多点触控数字手写输入板200(multi-touch digitizer tablet)。数字手写输入板200可利用一支输入触控笔201(input stylus)在数字面板的表面上创造出输入触控动作。数字板会创造出一个绝对的输入动作，或是创造出数字面板表面上的触控位置坐标与显示屏幕坐标之间一对一的对应。举例来说，多点触控数字手写输入板200具有四个角落210、220、230与240，其分别对应于显示监视器的四个角落110、120、130与140。上述与传统输入鼠标不同的是，所有的鼠标动作会与屏幕上的现有游标位置相关，因为来自于鼠标的原始数据是通过距离的变化(ΔX与ΔY)或是鼠标动作的变化而定义出来。

图2B绘示出相似于图2A中所示的一种数字板300，但其触控面板301的尺寸小于图2A中的。图2B中的迷你数字板也配备有另一个仅检测一个单一触控动作的小触控面板302。如图所示，在其他实施例中，两个触控面板配置于相同的平面上，而不是配置在独立的平面上。

由于触控面板区域的尺寸限制，一个小尺寸数字板的缺点之一是难以达到将一个触控面板的当地(local)坐标中的一个触控点极精准地对映在显示屏幕坐标。另外，也可能难以将小尺寸触控面板上的触控动作正确地对映在大显示屏幕。

图3A与3B绘示出两个不同的对映模式(mapping mode)，其可用来将一个触控面板上的触控动作对映在一显示屏幕。如图3A中所示，在部分情况下，数字板的固件提供了一种整体对映模式(entire mapping mode)，其中触控面板的绝对触控位置数据被对映在整个显示屏幕。在其他实施例中，数字板固件提供了一种部分对映模式(portion mapping mode)，如图3B中所绘示，其中触控面板的绝对触控位置数据被对映在显示屏幕的一个部分对映区域。

图4详细地绘示出整体对映模式。一组横坐标轴350与纵坐标轴360组成触控面板301表面上的当地二维坐标。另一组横坐标轴150与纵坐标轴160则组成显示屏幕表面上的显示屏幕坐标。

在触控面板上的左上角落310的绝对位置被对映在显示屏幕坐标上的左上角落110的绝对位置。在触控面板上的左下角落320的绝对位置被对映在显示屏幕坐标上的左下角落120的绝对位置。在触控面板上的右下角落330的绝对位置被对映在显示屏幕坐标上的右下角落130的绝对位置。在触控面板上的右上角落340的绝对位置被对映在显示屏幕坐标上的右上角落140的绝对位置。

触控面板上的手指触控点370被回报为用来识别一个触控动作的当地X位置380与当地Y位置390的原始数据。这个触控数据被对映在显示屏幕点170或是屏幕坐标中的屏幕X位置180与屏幕Y位置190。在部分实施例中，当触控面板所有的其他工程能力和/或规格没有变化时，整体对映模式中的触控面板数据的解析度会与触控面板的尺寸成正比。据此，较大的触控面板可具有较高的输入解析度。

图5A绘示出部分对映模式。在部分对映模式中，将触控面板表面上的当地X坐标与当地Y坐标的中间点(middle point)定为触控面板的中心点(center point)。此中心点被对映在显示屏幕坐标上的部分区域的中心点。部分对映区域的边界点(boundary point)，即四个角落171、172、173与174，被定出来。在部分对映模式中，触控面板301的当地坐标被对映在部分对映区域内的坐标。

据此，触控面板上的左上角落310的绝对位置被对映在部分区域显示屏幕坐标上的左上角落171的绝对位置。触控面板上的左下角落320的绝对位置被对映在部分区域显示屏幕坐标上的左下角落172的绝对位置。触控面板上的右下角落330的绝对位置被对映在部分区域显示屏幕坐标上的右下角落173的绝对位置。触控面板上的右上角落340的绝对位置被对映在部分区域显示屏幕坐标上的右上角落174的绝对位置。

在部分实施例中，被发送到个人电脑的触控面板数据是表示触控面板表面上的绝对触控点的一串坐标。在部分实施例中，这些数据封包稍后被对映在个人电脑屏幕的绝对坐标。这与通常通过一个传统数字板就能做到的二维鼠标模式(回报相关位置数据或是触控动作绝对位置的变化)大为不同。

如同从之前所讨论的内容将会了解到的，部分对映模式比整体对映模式能实现更精准的触控数据。

2.混合对映法(hybrid mapping method)

在部分实施例中，为了要利用一个小尺寸触控面板来达到极精准触控数据，会根据手指触控状态来产生输入。因此，在部分实施例中，在触控面板的一个单点触控动作过程中，对应于触控面板的固件会被程序设定为辨识多点触控状态，诸如以下的三个状态：

状态1、在面板表面上开始进行手指触控动作时；

状态2、在触控面板表面的边缘区域内持续触控动作；以及

状态3、在触控面板表面的边缘地带持续触控输入。

初始触控点(initial touch point)的建立

图4至7绘示出一并使用了第一种与第二种对映模式的一种混合对映模式。在一实施例中，一开始，当一只手指对面板进行触控时，使用的是整体对映模式。当手指保持与面板接触，并且触控动作持续进行时，将模式切换至部分对映模式。

对于一些应用软件而言，需要在个人电脑屏幕坐标上极精准地建立一个初始触控点。从整体对映模式到部分对映模式的转换，可以通过以下程序设计方法至少其中之一进行初始化：(1)预先定义的时间视窗；(2)手指压力或是手指触控区域的总和；(3)使用一个第二触控面板。

当一使用者触控到并且停留在触控面板达到预定时间时，开始从整体对映模式切换到部分对映模式的第一种方法。举例来说，若使用者一开始触控到触控面板的表面，并且将手指停留在触控面板上达一秒钟，则固件将对映模式从整体对映模式变化为部分对映模式。在其他实施例中，此期间为两秒钟、三秒钟或是增加到十秒钟。

第二种方法利用手指压力或是手指触控区域的临界值来进行模式的变化。举例来说，若使用者在触控面板上较用力地按压，并且其压力超过了预先定义值时，则将整体对映模式切换到部分对映模式。

在第三种方法中，当一位使用者触控到一个第二触控面板或是触发到诸如一个按键等的一个数字开关时，会将整体对映模式变化为部分对映模式。

在绘示于图5A至图7中的混合对映模式中，利用了整体对映模式将触控面板上的初始触控点对映在显示屏幕上。整体对映模式在触控动作的一开始在显示屏幕上提供了”适中”或”偏低”解析度。部分现有的多点触控输入应用程序需要于一显示屏幕上的一具有高精准度的初始触控点。在此情况下，若触控面板的尺寸较小，则在图5B中一开始的整体对映模式就不适合通过初始触控动作来提供高精准的触控点。

为了要克服上述缺点，一种替代的混合对映模式可通过触控面板上的一个初始触控动作来提高显示屏幕上的触控点的精准度。在触控动作的一开始就提高触控解析度的基本概念，就是从触控动作的一开始，就利用包括了两个以下所述的两个计算步骤的固件运算，来采取部分覆盖对映模式。

如图8中所示，第一个步骤是，当使用者一起触控多点触控面板301以及一侧面板302时，决定在显示屏幕坐标中的一个暂时初始触控点170。通过检测侧面板302上的另一个手指触控动作，固件认知到面板301上的初始触控动作是用来作为一个暂时触控点。在部分实施例中，公共应用程序(utilityapplication program)通过显示屏幕上的游标图案变化来显现出一个暂时触控点170。举例来说，如图8中所示，通过在显示屏幕上呈现出一个小型二维图形化的三角形物件186，或是其他形状的图形化物件，如此一来，在图8中于显示屏幕上显示的三角形物件186与触控点是相同的位置。

如图9所示，通过在触控面板301的表面上滑动手指触控点370，同时通过另一只手指在侧面板302上的一个同步触控动作，即可移动暂时触控点。若初始触控动作并未在显示屏幕上的一个所需触控点，则使用者可滑动其手指，以在部分对映模式下，通过固件来改变触控点，直到触控点抵达所需位置为止。暂时初始触控点并未被固件当成一个触控数据传送到操作系统中用于数字板的核心装置驱动程序。

图10与图11绘示出通过将三角形物件186移动到部分对映区域175的边缘地带的一个连续转换指令来移动暂时初始触控点的程序。一旦使用者决定固定初始触控点，其可从侧面板302释放掉手指。图12绘示出一个初始触控动作位置的建立。此绝对位置数据会被触控面板的固件当成一个初始触控点传送到用于数字板的核心驱动程序。一个辅助公共应用程序(supplemental utility application)可通过视觉回馈，将图形化物件表现在游标的形状与颜色，从例如一个小三角形(表示转变点)改变为具有红色的小圆形(表示初始触控点的建立)。

利用触控面板边缘区域上的触控数据转换部分对映区域

图5B绘示出状态2，在部分对映区域内的持续触控动作。在此状态的过程中，固件获得触控动作在当地坐标轴350与360中的一个绝对位置数据，并且将这些坐标对映在显示屏幕坐标轴150与160中的一个绝对位置，即点170。初始触控点370用来定出部分对映区域175的初始位置，包括了四个角落171、172、173、174。当触控面板表面上的触控点处于边缘地带内或是状态2时，触控点的绝对位置数据就会如图5C中所示被对映在屏幕区域175中。

当触控面板上的触控点如图6与图7所示抵达触控面板表面的边缘地带395时，固件会进入状态3，并且会通过沿着触控点的方向持续地更新与移动部分对映区域的位置来做出回应。这将能让固件在显示屏幕上产生触控点的连续动作。

图6至图7绘示出手指触控动作抵达边缘地带395。此边缘地带395为直接邻接于触控面板边缘的一个区域。在部分实施例中，边缘地带具有触控面板整体长度大约1％-10％的尺寸。通过反复循环地利用触控数据的最后位置变化作为显示屏幕上的区域175与手指触控点170的一移动指令的转换速度，固件可重新计算部分对映区域175。通过对映区域175与触控点170的位置的一并更新，使用者仍可继续产生触控点的一个连续转换指令，即便是在其手指抵达了触控面板的边缘地带395之后。在图6中，使用者的手指抵达了触控面板上的左侧边界区域。然而，使用者仍可通过将手指维持在这个地方，以持续地在显示屏幕上沿着一个左向水平方向移动触控点170。在图7中，使用者的手指抵达了触控面板上的上侧边界区域。然而，使用者仍可通过将手指维持在这个地方，以持续地在显示屏幕上沿着一个垂直方向移动触控点170。

3.通过以一个多点触控面板为基准的混合解析度来产生多点触控手指手势

在部分实施例中，当两只以上的手指同时地对触控面板进行触控时，两个以上的对应触控点即会产生一个多点触控手势(multi-touch gesture)。

图13A绘示出在触控面板301表面上的两个触控点176与177被对映在显示屏幕坐标中的区域175。当这两个触控点被移动时，即会产生一个转换手势。图8至图11与图13A至图13G绘示出各式各样的转换手势。图13C绘示出在触控面板表面上的两个触控点176与177被对映在显示屏幕坐标。如图所示，在图13C中，使用者以一个展开(stretch)/收缩(pinch)手势移动其手指。图13D绘示出在触控面板表面上的两个触控点被对映在显示屏幕坐标，然后产生了圆形轨迹手势(circular trajectory gesture)。

手指手势以及部分对映区域的尺寸与位置变化

手指转换手势容许利用触控面板表面上的边缘地带上的一个手指触控点来进行部分对映区域的动作。预设的，任何其他的手指手势都会受限，也会产生于部分对映区域的一个最终位置内。在部分实施例中，使用者可利用一个边缘地带上的触控动作来修改部分对映区域的尺寸。举例来说，在图13E与13F中，若一只或是两只手指一并抵达触控面板的边缘地带，则展开手势就会容许部分对映区域的扩展。

持续产生手指手势

持续转换手势

利用手指对触控面板的边缘地带进行触控，固件就能持续转换手势。这意味着部分对映区域的位置也会改变位置以跟随图5C、图6与图7中所示的连续转换动作。

持续展开手势

为了要实现持续展开手势，一对手指触控点线性地分开移动。于此情况之下，若个人电脑屏幕上的手指对映点并未一并抵达个人电脑屏幕显示区域的边界地带，并且触控面板上的其中一只手指抵达了部分对映区域的边缘地带，则之后固件即能持续展开手势。在图13E与图13F中，若一只或是两只手指一并抵达了触控面板的边缘地带，则将会持续展开手势。

持续圆形轨迹手势

为了要实现连续的圆形手势，一对手指触控点开始进行一个圆形轨迹手势。于此情况之下，若个人电脑屏幕上的手指对映点并未一并抵达个人电脑屏幕显示区域的边界地带，并且触控面板上的其中一只手指抵达了部分对映区域的边缘地带，则固件即能持续圆形轨迹手势。在图13G中，若一只或是两只手指一并抵达了触控面板的边缘地带，则将会持续圆形轨迹手势。

4.个人电脑屏幕显示模式与固件所储存的假定个人电脑显示模式之间的配对

在部分实施例中，固件会根据个人电脑屏幕显示的解析度来储存用于电脑主机屏幕显示解析度模式(即800×640像素模式)的数据组。然而，在部分情况下，使用者可能会为了部分原因改变其电脑屏幕显示模式。为了要维持将触控面板数据封包正确对映在目前所选择的电脑屏幕显示模式，当使用者改变了一个新的显示模式时，固件需要从电脑主机侧接收模式变化信息。据此，在部分实施例中，使用者层级监视软件(user level monitoring software)会持续地或者周期性地检查目前的屏幕显示解析度模式，并且会在使用者改变了一个新的解析度模式时，将一个新的显示模式数据发送至固件。图16A与图16B绘示出包括了持续地监视目前个人电脑显示解析度模式的程序的功能方块图。

在图22A中，电脑主机操作系统的一个监视程序(monitoring program)535会持续地或者周期性地检查个人电脑显示解析度模式中的变化。当检测到一项变化时，监视程序535会将个人电脑屏幕最后的显示模式发送到触控面板的固件400。在部分实施例中，触控面板会经由一个通用串行总线(universal serial bus，USB，在以下的实施例中简称为USB)连接器、无线(wireless)连接器、蓝牙(bluetooth)连接器或是其他类似的连接器耦接至个人电脑。

5.通过以具有第二触控面板(触控/非触控状态)或是数字开关的小尺寸多点触控感测器面板为基准的混合解析度来产生多点触控手指手势

在部分实际情况下，可能不容易让部分使用者执行多指手势，诸如在一个小触控面板表面上所执行的一个圆形轨迹或是展开-收缩手势。当使用一个小尺寸触控面板时，在小触控面板301与第二触控面板302二者表面上的一个单一触控数据，即可用来产生一个虚拟的第二触控点，以模拟用来对映在显示屏幕的一个两指手势。

图16B绘示出在部分实施例中，固件如何能够利用两个分开的触控面板301与302对映出一个多指手势。如图所示，在多点触控面板上的触控位置，即点370，通过部分覆盖对映模式而被对映在显示屏幕中的第一触控点176。固件也会产生并且会对映出第二触控面板上的手指触控数据，以作为显示屏幕坐标中的一个模拟或者是虚拟第二触控点177。使用者能以各自在两个触控面板上的手指来产生多指手势，而这样的手势可能难以在一个单一触控面板上单独做到。当使用者在触控面板301的主触控表面上沿着一个线性水平或者是垂直方向滑动其单一手指时，固件就会当成一个变换手势来产生对应的第一触控点176与第二触控点177。第一触控点与第二触控点之间的相对距离可通过固件来程序化。

图14绘示出在部分实施例中，固件如何通过部分覆盖对映模式将多点触控面板上的手指触控位置，即点370，对映在显示屏幕中的第一触控点176。固件也会将第二触控面板上的手指触控数据当作位于部分对映区域175内的显示屏幕坐标中的一个固定触控点，以对映为一个模拟或者是虚拟的第二触控点177。固定触控点177的预先定义位置可通过固件来进行修改。当使用者在触控面板301的表面上沿着一个对角线方向(diagonal direction)滑动其单一手指时，显示屏幕上的对应触控点176与固定的第二触控点177就会被辨识为通过两只手指所做出的一个展开-收缩手势(stretch-pinch gesture)。

利用固件所创造出来的这个模拟第二触控数据，使用者无须在多点触控面板301的小表面区域上使用到两只手指。使用者能在触控面板上有效地拖曳一只单一手指，而不是在触控面板301的小表面区域上滑动两只手指。

图15绘示出通过固件来模拟以一个两指手势为基准所产生的圆形轨迹手势的另一种对映方法。在图15中，固件会将多点触控面板上的手指触控位置，即点370，对映在触控点176，以当作部分对映模式下在显示屏幕中的第一触控点。固件也会将第二触控面板上的手指触控数据对映在触控点177，以当作位于部分对映区域175内的电脑屏幕坐标中的一个固定第二触控点。固定触控点177的预先定义位置可通过固件来进行修改。当使用者在触控面板301的表面上以其单一手指拖曳出一个圆形时，能将显示屏幕上的对应触控点176与固定第二触控点177认知为通过两只手指所做出的一个圆形轨迹手势，并且将触控点177辨识为一个枢纽(pivot)。

图17至21D绘示出辨识触控点在一个触控面板上的动作的方法与步骤。图17绘示出根据部分实施例的一个流程图，其编排出了以固件进行连结的一个主触控面板以及一个第二触控面板，在辨识出特定触控手势时，可用来辨识触控点的动作以及回报多指触控指令的一种方法600。这种方法基于所储存的触控数据来决定触控点的动作。在部分实施例中，触控数据储存在固件中的先进先出(first in first out，FIFO，在以下的实施例中简称为FIFO)存储器中。存储器储存了足够的触控点，以在一个手指手势的过程中辨识出触控点在各个时间点的动作。

这个方法600开始于在一个触控面板上的一个触控动作被辨识到时(步骤602)。当辨识到一个触控动作时，就对触控点坐标进行处理(步骤604)。若手指一并启动了一个主触控动作以及一个第二触控动作，则固件会产生第二触控点来作为一个虚拟的触控动作。在部分实施例中，则是在各个预先决定的时间间隔处理触控点坐标。来自于主触控动作与第二触控面板上的连续触控动作的原始数据被储存在存储器中，诸如FIFO存储器(步骤606)。然后，再决定来自于连续触控动作的触控数据是否大于一个预先定义的数据尺寸(步骤608)。在部分实施例中，此决定步骤确保有足够的触控数据是能够用来辨识手指手势的，和/或此决定步骤确保不会辨识到快速的意外或是偶发触控动作。步骤608中，一旦决定了触控数据的尺寸超过了预先定义的数据尺寸，则用于主触控面板的触控数据就会周期性地回报至电脑主机(步骤610)，诸如一个计时器在每次计时的时候。据此，若输入触控指令仅由一个单一触控动作所组成，则单一触控动作就会在不具有其他数据的情况下被发送至电脑主机。

然而，方法600在触控数据也适用于包括一个第二触控面板上的一个触控动作的情况。于此情况下，这个方法会决定一个连续的第二触控数据是否大于一个预先定义的数据尺寸(步骤612)。若是在这样的状况下，方法600会在步骤614至步骤630中计算出一个虚拟的触控点。当一并启动了主触控面板与第二触控面板时，固件会产生第二触控点作为一个虚拟的触控动作。第二触控点或者是虚拟触控点的产生是基于主触控点的方向。据此，根据主触控点的方向，即可利用这两个触控点数据封包来创造出一个手势，诸如一个转换手势、一个展开/收缩手势或者是一个圆形运动手势(旋转手势)。

这个程序通过计算与储存(诸如在FIFO存储器中)连续主触控动作的角度数据来开始进行。此计算方式如图18A至图21D中所绘示，并且详细说明如下，但是其并非用来作为限制的范例。若此方法要决定主触控点是否正在移动(步骤616)，则重新参考图17的方法。若主触控点并非正在移动，则回报虚拟触控点(步骤624)。若此方法决定了第一触控点具有一个圆形轨迹(步骤618)，则回报虚拟触控点作为一个旋转指令的一个枢纽(步骤626)。若此方法决定了主触控点具有一个对角线方向(步骤620)，则回报虚拟触控点作为一个展开/收缩指令(步骤628)。若此方法决定了主触控点具有一个水平或是垂直方向(步骤622)，则回报虚拟触控点作为一个转换指令中，跟随着主触控点的一个点(步骤630)。据此，方法600诠释出了使用者在四个可能的手势样式之间所创造出来的触控轨迹：主触控面板上的一个单一触控动作(随意动作)、一个两指触控动作的转换(水平/垂直为主的动作)、一个两指触控动作的展开/收缩(对角线动作)、一个旋转手势(圆形动作)。

图18A至图18B绘示出当系统辨识出主触控点640正在移动，以创造出一个展开或者是收缩手势时，所创造出来的一个虚拟触控点。如图18A中所示，当主手指触控轨迹642显示出沿着一个正对角线方向的线性动作时，就会识别出一个展开手势。这是因为当三角函数公式ArcTan((y2-y1)/(x2-x1))为正数时，角度会接近45度，并且第二触控面板会处于ON的状态(使用者手指已进行触控)。如此处所用到的，假若其在角度的一个预定角度偏差值内，则角度θ会”接近于”一个特定测量值。在某些状况下，预定角度偏差值可为测量值的大约10度左右，即正负10度。在某些状况下，预定角度偏差值可为5度内，即一个特定测量值的正负5度。此技术领域中普通技术人员将会体会到，可以改变一个特定角度测量值内的特定公差来体现本发明的实际目的。当符合了这些条件时，固件就会产生虚拟触控点646，虚拟触控点646会被置放在主触控轨迹线上的一个固定位置，并且从主触控动作初始位置(x1，y1)，即点640，到虚拟触控点646的预先定义距离644会小于到FIFO中任意其他连续主触控点的距离。

如图18B中所示，当主手指触控轨迹648显示出沿着一个负对角线方向的线性动作时，就会识别出一个收缩手势。这是因为当三角函数公式ArcTan((y2-y1)/(x2-x1))为负数时，角度会接近-135度，并且第二触控面板会处于ON的状态(使用者手指已进行触控)。当符合了这些条件时，固件就会产生虚拟触控点646，虚拟触控点646会被置放在主触控轨迹线上的一个固定位置，并且从主触控动作初始位置(x1，y1)，即点640，到虚拟触控点646的预先定义距离650会大于到FIFO中任意其他连续主触控点的距离。

图19绘示出利用在图17的方法中，用来计算触控点动作的角度θ的一种图形表示。此图绘示出具有一个坐标轴X以及一个坐标轴Y的一个二维坐标系统。这些坐标轴创造出了四个象限(标示为I、II、III、IV)。在一个触控面板上的第一点绘示在坐标(x1，y1)，并且一个第二连续点(在触控面板上)绘示在坐标(x2，y2)。一个角度θ则绘示在坐标轴X以及第一点与第二点之间的一条线之间。角度θ可以从ArcTan((y2-y1)/(x2-x1))获得。

图20绘示出具有产生旋转指令(以枢纽为基准的旋转)的一个圆形运动的一个两指手势。此手势包括了四个连续触控点：P1(x1，y1)660、P2(x2，y2)662、P3(x3，y3)664、P4(x4，y4)666。固件储存了连续触控点P1、P2、P3与P4，并且利用一对连续触控点为各个触控点计算出角度θ。举例来说，θ1＝ArcTan((y2-y1)/(x2-x1))、θ2＝ArcTan((y3-y2)/(x3-x2))、θ3＝ArcTan((y4-y3)/(x4-x3))等等。当辨识出旋转指令手势时，固件就会计算出一个虚拟触控点646。

图21A至图21D显示出如何诠释旋转方向，以产生一个旋转指令。旋转方向包括了顺时针方向(以下的实施例中简称为CW)与逆时针方向(以下的实施例中简称为CCW)。这些方向利用了角度θ、主触控数据以及虚拟枢纽点的预先定义位置识别出来。

方向或旋转是基于ΔX、ΔY与角度θ(即标号680)中的变化来做决定。举例而言，如图21A中所绘示，若ΔX＞0、ΔY＞0并且角度θ’s为增加，则主触控点640的主触控轨迹642会被诠释为CCW。虚拟枢纽点646为符合Px＜x1与Py＞y1的象限IV中的预先定义位置。另外，若ΔX＞0、ΔY＞0并且角度θ’s(即标号680)为减少，则主触控点640的主触控轨迹会被诠释为CW。虚拟枢纽点646，即点P(Px，Py)，为符合Px＞x1与Py＜y1的象限II中的预先定义位置。

如图21B中所绘示，若ΔX＜0、ΔY＞0并且角度θ’s(即标号680)为增加，则主触控点640的主触控轨迹642会被诠释为CCW。虚拟枢纽点P(即标号646)为符合Px＜x1与Py＜y1的象限I中的预先定义位置。另外，若ΔX＜0、ΔY＞0并且角度θ’s为减少，则主触控轨迹642会被诠释为CW。虚拟枢纽点P(即标号646)为符合Px＞x1与Py＞y1的象限III中的预先定义位置。

如图21C中所绘示，若ΔX＜0、ΔY＜0并且角度θ’s(即标号680)为增加，则主触控点640的主触控轨迹642会被诠释为CCW。虚拟枢纽点P(即标号646)为符合Px＞x1与Py＜y1的象限II中的预先定义位置。另外，若ΔX＜0、ΔY＜0并且角度θ’s为减少，则主触控轨迹642会被诠释为CW。虚拟枢纽点P(即标号646)为符合Px＜x1与Py＞y1的象限IV中的预先定义位置。

如图21D中所绘示，若ΔX＞0、ΔY＜0并且角度θ’s(即标号680)为增加，则主触控点640的主触控轨迹642会被诠释为CCW。虚拟枢纽点P(即标号646)为符合Px＞x1与Py＞y1的象限III中的预先定义位置。另外，若ΔX＞0、ΔY＜0并且角度θ’s为减少，则主触控轨迹642会被诠释为CW。虚拟枢纽点P为符合Px＜x1与Py＜y1的象限I中的预先定义位置。

6.通过两个单一触控感测器面板来产生多点触控手势

若产生手指手势最多只需要用到使用者的两只手指，则多点触控面板即可以一个单一触控检测感测器(single touch detection sensor)来取代。图16A绘示出作为一个主触控面板的一个单一触控感测器面板301以及仅回报触控/非触控状态(触控状态)的一个第二触控面板302。第二触控面板可为一个数字开关，因为On/Off状态讯号是用来增加手指触控动作的数量。

分别绘示于图14、图15与图16B中以两只手指为基准所产生的手势，即展开/收缩、圆形轨迹、变换手势，可通过作为主触控面板的一个单一触控面板与一个第二触控面板来实现。

7.电脑主机上的装置驱动程序

图22A与图22B绘示出基本软件模块与多点触控数字板300的固件400的功能方块图。多点触控数字板包含了多点触控感测器面板301以及图22B中的一个第二触控面板302。

固件400从两个触控面板301及302一并获得手指触控活动的原始数据来作为最初的数据，并且将这些数据修改为符合会被个人电脑500中的操作系统辨识为一个标准通用串行总线人性化接口装置(USB human interfacedevice，USB-HID，以下简称为USB-HID)的多点触控数字板和/或一般USB-HID输入装置的数据封包。

在部分实施例中，固件400会符合逻辑地定义出两个独立的USB装置，或者是定义出第一逻辑装置410与第二逻辑装置420。第一逻辑装置410将多点触控面板301定义为一个标准多点触控数字板，以将预先定义的数字板数据封包经由USB连接器回报至电脑主机。第二逻辑装置420则定义出一个一般USB-HID输入装置，以将预先定义的HID数据封包经由USB连接器回报至电脑主机。

在部分实施例中，用于多点触控数字板的装置驱动模块510会获得第一逻辑装置410的原始数据，用于一般USB-HID输入装置的装置驱动模块520则会获得第二逻辑装置420的原始数据。装置驱动模块510及520处于电脑操作系统的核心层(kernel level layer)。输入装置与电脑之间的数据传输协议与连接器可通过USB组织所定义的USB连接器来执行。个人电脑500中的操作系统，诸如

操作系统，提供了一个用于获得USB数据封包的内置核心模式驱动程序。现有的多点触控屏幕输入应用程序540将多点触控信息辨识为标准互动输入指令(standard interactive input command)，并且接收来自于装置驱动模块510的指令。

操作系统的使用者模式层级(user mode layer)中的界面模块530获得第二逻辑装置420的原始数据封包。利用所获得的数据，辅助界面应用模块550通过显示屏幕上的图形绘制物件显示出触控点的位置。而且，所获得的数据可被用来产生用于市面上可买到的非多点触控屏幕输入的应用程序560的输入指令，但是不能将多点触控信息辨识为标准互动输入指令。

多点触控感测器面板可延伸为一个多功能面板(multi-function pad)，例如由传统二维鼠标模式、数字板模式与一般HID模式(供应商特定模式)所组成的一个USB-HID复合式输入装置。于此状况下，固件增加了逻辑装置#3来作为二维鼠标的装置定义界面(鼠标游标位置的数据回报、左/右鼠标按键状态)。

虽然本发明已以实施例揭示如上，然而其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视所附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (24)

1.一种对映触控面板上的手指动作至电脑屏幕的方法，该方法包括：

从该触控面板接收触控数据，该触控数据识别在该触控面板上的一个或多个手指触控点的绝对坐标；

提供至少一对映模式，以将所述手指触控点的绝对坐标对映于该显示屏幕，其中该对映模式包括一部分对映模式，并且该部分对映模式包括：

指定该显示屏幕的一部分作为一部分对映区域，该部分对映区域小于该显示屏幕的整个区域；以及

将该触控数据的所述手指触控点的绝对坐标对映于该部分对映区域的对应坐标；以及

根据所述对映模式将在该触控面板上的所述手指动作对映于该显示屏幕。

2.如权利要求1所述的方法，其中该对映模式还包括整体对映模式，其中该整体对映模式包括将该触控数据的所述手指触控点的绝对坐标对映于该显示屏幕的该整个区域的坐标。

3.如权利要求2所述的方法，当该触控数据的一触控状态为一初始触控状态，并且发生以下至少其中之一时，还包括在该部分对映模式与该整体对映模式之间作切换：

该触控停滞的时间达一预定值；

该触控超过一临界压力；以及

一第二触控面板被触控。

4.如权利要求1所述的方法，还包括，若该触控数据识别只有一单一手指触控点，并且该手指触控点的坐标座落在该部分对映区域的一边缘地带时，调整该部分对映区域在该显示屏幕上的位置。

5.如权利要求1所述的方法，还包括辨识所述手指触控点在各个时间点的一轨迹，并且根据该手指触控点在各个时间点的该轨迹识别一两指手势，以及当该两手指触控点的其中之一在该部分对映区域的一边缘地带内时，在该部分对映区域外持续该两指手势。

6.如权利要求1所述的方法，当该触控数据用来识别该两手指触控点在该触控面板上的绝对坐标在各个时间点为分开移动时，还包括用来识别一个两指展开手势，并且当所述手指触控点至少其中之一在该部分对映区域的一边缘地带内时，扩展该部分对映区域的尺寸。

7.如权利要求1所述的方法，还包括辨识所述手指触控点在各个时间点的一轨迹，并且当所述手指触控点被辨识为具有一对角线轨迹时，产生一收缩手势触控指令信息以及一展开手势触控指令信息至少其中之一。

8.如权利要求1项所述的方法，还包括辨识所述手指触控点在各个时间点的一轨迹，并且当所述手指触控点被辨识为具有多个圆形轨迹时，产生一旋转手势触控指令信息。

9.如权利要求1所述的方法，还包括辨识所述手指触控点在各个时间点的一轨迹，并且当该手指触控点被辨识为具有一水平轨迹以及一垂直轨迹至少其中之一时，产生一变换手势触控指令信息。

10.如权利要求1所述的方法，还包括用来识别一电脑主机的解析度设定的变化。

11.一种对映触控面板上的手指动作至电脑屏幕的方法，该方法包括：

从一主触控面板接收触控数据，从该主触控面板接收到的触控数据指出一第一手指触控点在该主触控面板上的绝对坐标；

从一第二触控面板接收触控数据，从该第二触控面板接收到的触控数据指出该第二触控面板的触控状态；

当该第二触控面板的触控状态指出该第二触控面板被触控时，在该主触控面板上创造一第二虚拟触控点的坐标；以及

对映该第一手指触控点的该坐标与该第二虚拟触控点的该坐标至该显示屏幕。

12.如权利要求11所述的方法，还包括提供至少一对映模式，借以将该第一手指触控点的坐标与该第二虚拟触控点的该坐标对映至该显示屏幕，其中该对映模式包括一部分对映模式，并且该部分对映模式包括：

指定该显示屏幕的一部分作为一部分对映区域，该部分对映区域小于该显示屏幕的整个区域；以及

将该触控数据的所述第一手指触控点的该绝对坐标对映至该部分对映区域的一对应坐标。

13.如权利要求12所述的方法，其中该对映模式还包括整体对映模式，该整体对映模式包括将该触控数据的所述第一手指触控点的该绝对坐标对映于该显示屏幕的该整个区域的坐标。

14.如权利要求13所述的方法，当该触控数据的一触控状态为一初始触控状态，并且发生以下至少其中之一时，还包括在该部分对映模式与该整体对映模式之间作切换：

该触控停滞的时间达一预定值；

该触控超过一临界压力；以及

一第二触控面板被触控。

15.如权利要求12所述的方法，还包括若该触控数据识别出该第一手指触控点的该坐标座落在该部分对映区域的一边缘地带时，调整该部分对映区域在该显示屏幕上的位置。

16.如权利要求12所述的方法，还包括辨识该第一手指触控点在各个时间点的一轨迹，从该第一手指触控点在各个时间点的该轨迹识别一两指手势，以及当该第一手指触控点的坐标座落在该部分对映区域的一边缘地带内时，在该部分对映区域外持续该两指手势。

17.如权利要求12所述的方法，当该触控数据识别出该第一手指触控点的该绝对坐标在一对角线方向上移动时，还包括识别一个两指展开手势，并且当该第一手指触控点在该展开手势的过程中座落在该部分对映区域的一边缘地带时，扩展该部分对映区域的尺寸。

18.如权利要求12所述的方法，还包括辨识该第一手指触控点在各个时间点的一轨迹，以及当该第一手指触控点被辨识为具有一对角线轨迹时，产生一收缩手势触控指令信息以及一展开手势触控指令信息至少其中之一。

19.如权利要求18所述的方法，其中当该第一手指触控点被辨识为具有该对角线轨迹，并且该对角线轨迹的角度为45°加减一预定角度偏差值时，产生该展开手势触控指令信息。

20.如权利要求18所述的方法，其中当该第一手指触控点被辨识为具有该对角线轨迹，以及于该对角线轨迹的角度接近-135°加减一预定角度偏差值时，产生该收缩手势触控指令信息。

21.如权利要求12所述的方法，还包括辨识该第一手指触控点在各个时间点的一轨迹，以及当该第一手指触控点被辨识为具有一圆形轨迹时，产生一旋转手势触控指令信息。

22.如权利要求12所述的方法，还包括辨识该第一手指触控点在各个时间点的一轨迹，以及当该第一手指触控点被辨识为具有一水平轨迹以及一垂直轨迹至少其中之一时，产生一变换手势触控指令信息。

23.如权利要求12所述的方法，还包括通过识别一第一触控点(x1，y1)以及一第二触控点(x2，y2)来识别该第一手指触控点的一轨迹，以及通过决定ArcTan((y2-y1)/(x2-x1))来决定一轨迹角度。

24.如权利要求23所述的方法，还包括当一连续触控手势的该轨迹角度在各个时间点的变化指出一圆形轨迹时，产生一旋转手势触控指令信息。

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