CN102662565A - 一种有形数字通信交互方法、系统及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种有形数字通信交互方法，该方法为带触摸屏的电子设备TEQ与有形数字通信设备TDCC之间通过TEQ的触摸屏进行数字通信，本发明还公开了一种TDCC设备和TEQ设备，及其组成的系统，通过在TDCC设备上设置触点及光学传感器，在TEQ设备的触摸屏的可视表面设置发出光信号的发射区域和检测触摸屏表面的触摸事件的输入区域，实现TDCC设备与TEQ设备通过TEQ设备上的触摸屏进行数字信号通信，使得带触摸屏电子设备更加智能，能极大增强用户对带触摸屏电子设备的可操作度，提供了一种全新的操作方式和通信方法。

Description

一种有形数字通信交互方法、系统及设备

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种有形数字通信交互方法、系统及设备。 

背景技术

随着电子技术的发展，触摸屏电子设备TEQ（Touchable Equipment）越来越多的运用于大众生活中，比如带触摸屏的个人电脑、手机或电视机等，现有技术中用户和带触摸屏电子设备之间通过触摸屏进行的交互，可视为由带触摸屏电子设备和用户视觉、运动、中央处理和记忆存储系统构成的基于自然通信载体的模拟通信，即现有技术中的通信载体和内容都是模拟的，比如通信载体是手势、图像或字符等，内容则是用户意图，以及用字符、图像等在触摸屏上显示的设备的处理结果等。现有技术中触摸屏电子设备不能与用户之间通过触摸屏进行数字通信，数字通信只能通过其他通道进行，比如有线或无线网络等。 

发明内容

本发明的目的是提供一种有形数字通信交互方法、系统及设备，解决现有技术中带触摸屏的电子设备只能用触摸屏进行模拟信号通信而不能进行数字信号通信的问题，提出了一种通过电子设备的触摸屏进行数字通信的方法、设备及系统，填补了这一空白。 

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种TDCC设备，用于与带触摸屏的电子设备TEQ进行数据交互，所述TDCC设备包括处理器、存储器、存储控制器、及至少一个输出装置和/或至少一个输入装置，其中:每个输出装置包括至少一个用于在触摸屏上产生触摸事件的触点，及与触点相连的输出控制器，所述输出控制器可以使用可控开关元器件，例如电磁式继电器、干簧管继电器、簧片继电器、光耦等，所述触点可以为与触摸屏接触产生触摸事件的触点，也可以为与触摸屏靠近则产生触摸事件的触点；每个输入装置包括至少一个光学传感器，及与光学传感器相连的输入控制器；所述输出控制器和输入控制器均通过接口电路与处理器相连，所述存储器通过存储控制器与所述处理器相连。所述光学传感器可以使用光敏电阻、光敏二极管、光敏三级管、CMOS图像传感器、CCD图像传感器等光电转换元件。本发明TDCC设备可以包括输出装置和输入装置中的一个或两个都包括：当TDCC设备只包含输出装置不含输入装置时，只能通过TEQ的触摸屏从TDCC向TEQ传输数字信号；而当TDCC设备只包含输入装置不含输出装置时，只能通过TEQ的触摸屏从TEQ向TDCC传输数字信号；当TDCC设备既包含输出装置又包含输入装置时，TDCC与TEQ设备才能通过TEQ的触摸屏进行双向数字信号传输。 

所述接口电路可以包括输入输出接口单元和外设接口，所述触摸事件指触摸屏上的触摸信号，包括在触摸屏上的单点或多点的接触，接触的离开，以及滑动等，还可以包括持续时间压力，加速度等附加信息。 

需要理解的是用于数字通信的触摸信号和用于控制的模拟触摸信号可以是完全不同的生产方法和处理方法。比如在带有投射式互容电容式触摸屏的TEQ设备上设置高性能的扫描电路和触摸屏控制器，使其可以响应几十MHZ的包含数据的电容耦合信号。在TDCC上利用电磁方法也可以在电容式触摸屏上产生包含数据的电容耦合高频信号。这里虽然我们还是将其称为触摸信号但该信号明显是用于数据通信而不是用户直接或间接操作触摸屏过程产生的用于设备控制的模拟触摸信号。为便于理解并考虑到该信号的产生的和用户在触摸屏上的操作过程中结合在一起，以下我们将两种信号都称为触摸信号或触摸事件。 

其中，所述处理器通过所述输出控制器控制所述输出装置在TEQ设备输入区域产生触摸事件，将存储器中的数据进行编码发送或向TEQ设备发出控制指令，所述输出装置装置中的触点，还可以用于在TEQ设备的触摸屏上进行模拟信号形式的触摸控制；所述处理器通过所述输入装置中的光学传感器检测TEQ设备发射区域的光信号，并响应该光信号，对该光信号进行解码得到其中包含的数据。 

其中，所述存储器中存储有完成TEQ设备与TDCC设备之间通信功能的程序指令。 

优选的，所述TDCC设备还包括蜂鸣器、接近传感器、发光二极管、加密解密协处理器、USB接口、生物特征识别模块、射频RF收发器中的一种或多种。 

优选的，所述TDCC设备还包括操作旋钮及与其相连的旋钮控制器，旋钮控制器通过接口电路与处理器相连，操作旋钮用于将用户在操作旋钮的操作转换为电信号，处理器收到操作旋钮的操作信号后，控制所述输出装置在所述TEQ设备的输入区域产生相关联的触摸事件。 

优选的，所述TDCC设备上还包括用于吸附在TEQ触摸屏上的真空吸盘。 

优选的，所述TDCC设备为指套形。 

相应的，本发明还提供了一种TEQ设备，包括触摸屏、处理器、存储器、存储控制器，显示控制器，所述存储器通过存储控制器与处理器相连，所述显示控制器通过接口电路与处理器相连，所述触摸屏的可视表面包括发射区域和/或输入区域，发射区域在显示控制器的控制下可发出光信号，输入区域可以检测触摸屏表面的触摸事件。其中，所述发射区域和所述输入区域可以为同一个区域，也可以为不同区域，还可以为多个区域的组合。 

其中，所述处理器通过显示控制器控制触摸屏上的发射区域产生光信号，将存储器中的数据进行编码发送；所述处理器通过输入区域检测触摸事件，并响应检测到得触摸事件解码后得到的数据。 

优选的，所述TEQ设备在其输入区域接收到表征显示图形用户界面的指令时，响应所述指令并在触摸屏上显示对应图形用户界面，所述图形界面可以为表项、按钮、图标等，所述图形用户界面中包含有需要TDCC设备执行的命令图标；在所述TEQ设备检测到所述图标区域产生触摸事件时，响应上述图标的触摸事件，进行与该触摸事件解码后得到的命令相关联的处理。 

其中，所述存储器中存储有完成TEQ设备与TDCC设备之间通信功能的程序指令。 

相应的，本发明还提供了一种有形数字通信交互系统，包括至少一个TDCC设备和至少一个TEQ设备，所述TDCC设备为前述的TDCC设备，所述TEQ设备为前述的TEQ设备，其中：TDCC设备通过输出装置在TEQ设备输入区域产生触摸事件，将TDCC存储器中的数据进行编码发送；TEQ通过输入区域检测来自TDCC设备的触摸事件，并响应该触摸事件解码后得到的数据。 

其中，TEQ设备通过控制触摸屏上的发射区域产生光信号，将TEQ存储器中的数据进行编码发送；TDCC设备通过输入装置中的光学传感器检测TEQ设备发射区域的光信号，并响应该光信号，对该光信号进行解码得到其中包含的数据。 

相应的，本发明还提供了一种有形数字通信交互方法，该方法为带触摸屏的电子设备TEQ与有形数字通信设备TDCC之间通过TEQ的触摸屏进行数字通信。 

其中，该方法进一步包括：TDCC设备通过输出装置在TEQ设备输入区域产生触摸事件，将TDCC存储器中的数据进行编码发送；TEQ通过输入区域检测来自TDCC设备的触摸事件，并响应该触摸事件解码后得到的数据。 

优选的，所述方法进一步包括：TEQ设备通过控制触摸屏上的输出区域产生光信号，将TEQ存储器中的数据进行编码发送；TDCC设备通过输入装置中的光学传感器检测TEQ设备输出区域的光信号，并响应该光信号解码后得到的数据。 

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果： 

现有技术中，触摸屏只能接受对TEQ设备进行控制的模拟触摸信号，TEQ设备的触摸屏不具备数字信号接受功能和数字信号发送功能，本发明TEQ设备的触摸屏上的输入区域可以接收来自本发明TDCC设备中的数字信号，而TEQ设备的发射区域可以通过光信号向TDCC设备发送数字信号，实现了用触摸屏来进行数字信号传输，而且用户还可以使用TDCC设备，比如指套形TDCC设备，直接在触摸屏上进行滑动，点击等操作对TEQ设备进行控制。或者使用带旋钮或按键的TDCC设备间接地通过触摸屏对TEQ设备进行模拟触摸控制。即TDCC设备的输出触点不仅可以用于发送数据，与TEQ触摸屏进行数字通信，也可以在触摸屏上进行模拟触摸控制操作。使得带触摸屏电子设备更加智能，能极大增强用户对带触摸屏电子设备的可操作度，提供了一种全新的操作方式。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图： 

图1为本发明实施例TDCC设备结构示意图； 

图2为本发明实施例TEQ设备结构示意图； 

图3为本发明实施例中带操作旋钮的TDCC设备结构示意图中的顶视图； 

图4为图3中TDCC设备的侧视图； 

图5为图3中TDCC设备的底视图； 

图6为本发明实施例中TEQ设备的触摸屏上显示的供TDCC使用的输入区域、发射区域以及相关图形用户界面； 

图7为图3～5中的TDCC设备附着在图6中的TEQ设备的触摸屏的输入区域上的示意图； 

图8为本发明实施例中带操作旋钮的TDCC设备和在TEQ设备上进行人机交互控制示意图一； 

图9为为本发明实施例中带操作旋钮的TDCC设备和在TEQ设备上进行人机交互控制示意图二； 

图10为用两个TDCC设备桥接在两个TEQ设备间进行数据通信和其他相关联的处理的示例性视图； 

图11为用包括物理键盘输入的TDCC设备向TEQ设备单向发送数据的示例性视图； 

图12为本发明实施例中TDCC设备为指套形的外观结构示意图； 

图13为图12中TDCC设备的侧视图； 

图14为使用图12中的TDCC设备进行操作的示意图一； 

图15为使用图12中的TDCC设备进行操作的示意图二； 

图16为本发明实施例中TDCC设备输出端的一种电路结构示意图。 

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

本发明实施例提供了一种有形数字通信交互方法，该方法为带触摸屏的电子设备TEQ与有形数字通信设备TDCC之间通过TEQ的触摸屏进行数字通信，两个设备进行交互的数据可以为二进制数据，也可以为非二进制数据，具体数据格式不限。具体为：一方面TDCC设备通过输出装置在TEQ设备输入区域产生触摸事件，将TDCC存储器中的数据进行编码发送；TEQ通过输入区域检测来自TDCC设备的触摸事件，并响应该触摸事件解码后得到的数据。另一方面TEQ设备通过控制触摸屏上的输出区域产生光信号，将TEQ存储器中的数据进行编码发送；TDCC设备通过输入装置中的光学传感器检测TEQ设备输出区域的光信号，并响应该光信号解码后得到的数据。 

相应的，本发明实施例还提供了一种有形数字通信交互系统，包括至少一个TDCC设备和至少一个TEQ设备，两设备之间通过TEQ的触摸屏进行数字通信，所述TDCC设备为及TEQ设备的具体结构结合图1、图2在下面实施例中进行详细描述，在一种实施状态下，TDCC设备通过输出装置在TEQ设备输入区域产生触摸事件，将TDCC存储器中的数据进行编码发送；TEQ通过输入区域检测来自TDCC设备的触摸事件，并响应该触摸事件解码后得到的数据。在另一种实施状态下，TEQ设备通过控制触摸屏上的发射区域产生光信号，将TEQ存储器中的数据进行编码发送；TDCC设备通过输入装置中的光学传感器检测TEQ设备发射区域的光信号，并响应该光信号，对该光信号进行解码得到其中包含的数据。 

本申请文件中的触摸屏指触摸敏感显示器，本发明示出的系统利用触摸屏直接进行数字通信，而且所述通信过程和基于触摸屏的人机交互控制有机地结合在一起，让用户像控制有形物体一样地控制数字内容及其交换。换言之，本发明展示了触摸屏不仅可以让用户和带触摸屏的电子装置之间进行基于手势或可视图形对象的模拟信号的通信，也可以通过触摸屏与电子装置之间（或电子装置和电子装置之间）进行数字通信，简称为有形的数字通信。 

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。 

参见图1，为本发明实施例TDCC设备结构示意图，所述TDCC设备100用于与带触摸屏的电子设备TEQ进行数据交互，其采用独立电力系统供电，本实施例中所述TDCC设备100包括处理器119、存储器121、存储控制器118、及至少一个输出装置103和/或至少一个输入装置104。每个输出装置104包括至少一个用于在触摸屏上产生触摸事件的触点102，及与触点相连的输出控制器107，所述输出控制器107可以使用可控开关元器件，例如电磁式继电器、干簧管继电器、簧片继电器、光耦等，当输出控制器107为簧片继电器时，TDCC设备的输出端电路图参见图16，用导体（人体）控制簧片继电器的开断。所述触点102可以为与触摸屏接触产生触摸事件的触点，也可以为与触摸屏靠近则产生触摸事件的触点；每个输入装置103包括至少一个光学传感器101，及与光学传感器101相连的输入控制器105；输出控制器107和输入控制器105均通过接口电路与处理器119相连，所述接口电路可以为输入输出接口单元106和外设接口110。存储器121通过存储控制器118与处理器119相连，各部件可以通过一个或多个通信总线或信号线来通信。所述光学传感器101可以使用光敏电阻、光敏二极管、光敏三级管、CMOS图像传感器、CCD图像传感器等光电转换元件，例如：当光学传感器101为光敏二极管时，输入控制器105相应的为光敏二极管信号转换电路，此时TDCC设备输入端电路参见图17；当光学传感器101为光敏三极管时，输入控制器105相应的为光敏三极管信号转换电路，此时TDCC设备输入端电路参见图18。 

所述处理器119通过输出控制器107控制触点102在TEQ设备输入区域产生触摸事件，将存储器121中的数据进行编码发送或向TEQ设备发出控制指令，本发明实施例TDCC设备既可以通过触摸屏向TEQ设备传输数字信号数据，也可以通过数字信号或模拟信号控制TEQ设备。所述触摸事件指触摸屏上的触摸信号，包括在触摸屏上的单点或多点的接触，接触的离开，以及滑动等，还可以包括持续时间压力，加速度等附加信息。所述处理器119通过输入装置103中的光学传感器101检测TEQ设备发射区域的光信号，并响应该光信号，对该光信号进行解码得到其中包含的数据，即光学传感器101识别光信号并将其转换为模拟的电信号，输入控制器105将模拟的电信号进行数字化产生数字信号，处理器119可通过外设接口110得到所述数字信号并按照通信协议解释为数据或指令。光学传感器101可以有很多实现方式，比如光敏二极管，光敏三极管，光耦合元件等，该类元件将光信号（光脉冲）转换为电信号，通过放大滤波等信号处理电路转换为微处理可以识别的信号。 

所述存储器121可以为高速随机存取存储器，也可以为非易失性存储器，其中存储有完成TEQ设备与TDCC设备之间通信功能的程序指令，所述程序指令在所述TDCC设备执行时使得所述设备执行以下操作：TDCC设备读取需要发送的数据，通过所述输出装置在所述TEQ设备触摸屏上的接收区域产生触摸事件，将所述数据用触摸事件进行编码发送；或TDCC设备的处理器通过光传感器控制器检测所述TEQ设备触摸屏上的发射区域的光信号，响应光信号解码得到数据，通过控制器将接收到的数据写入存储器；或执行在触摸屏上显示一个或多个图形对象，检测在所述图形对象的触摸事件；更新显示对应的图形对象。如图1，本实施例中TDCC存储器中存储的数据包括轻量级操作系统、应用程序模块、加密数据等，所述轻量级操作系统可以为类似智能卡的COS（Card Operating System）系统，也可以采用Linux等其他操作系统，其他部件对存储器121的访问由存储控制器118来控制，存储器121中可以采用地址乱码技术等各种安全措施来保证数据安全，也可以通过不同的时序组合，或者是安全机制来许可或者拒绝来自外部的数据访问要求。在具体实施时接近传感器114，还可以设置为通过密码的比对来保证读写权限，例如只有命令的时序正确，才能够访问数据存储区的内容。在本发明实施例中，TDCC的存储器还用于存储从TDCC接收到的数据。 

优选的，本实施例TDCC设备100还可以包括蜂鸣器113、接近传感器114、发光二极管115、加密解密协处理器120、USB接口117、生物特征识别模块、射频RF中的一种或多种，其中生物特征识别模块和射频RF在图1中未示出。其中，发光二极管115和蜂鸣器113可以在检测到敏感数据进行请求时候给用户提供声光的警告信息，用户通过相对应的操作来处理。接近传感器114用于检测用户手是否接近TDCC设备。所述加解密协处理器120可以使用类似智能卡的加密引擎和方法对数据访问进行控制，可以支持AES-256或RSA等加解密算法。 

本发明TDCC设备100还可以包括其他输入控制器111和其他输入设备112，比如光学指纹读取设备及其控制器、图像设别设备及其控制器等，这些设备通过接口电路耦合到处理器，以实现设备的各种功能并且处理数据。 

优选的，本实施例TDCC设备还可以包括操作旋钮108及与其相连的旋钮控制器109，旋钮控制器109通过接口电路与处理器119相连，操作旋钮108用于将用户在操作旋钮108的操作转换为电信号，处理器119收到操作旋钮108的操作信号后，控制所述输出装置104中的触点102在所述TEQ设备的输入区域产生相关联的触摸事件。在本发明实施例中，操作旋钮可以被实现为一个摇杆或滚轮，可以产生上下左右或更多的导航命令的用户接口设备。当TDCC设备上包含操作旋钮时，其可以有多种形态，后面将结合图3~图10对TDCC包含操作旋钮的结构之一作详细说明。 

本实施例中TDCC设备100的外观形态可以为多种形式，比如可以为笔形、手套形，指套形，腕带形，控制按钮形等多种展现形式，不做限定。图1中示出的各种部件可以在包括一个或多个信号处理的专用集成电路中实现，或结合相应的软件实现。本发明实施例中，外设接口110、处理器119、存储控制器118以及加解密协处理器120可以在同一个芯片上实现，如图1单个芯片116上实现。在一些其他实施例中，它们可以在分立的芯片上实现。 

需要说明的是，当TDCC设备100可以只有输出装置104或只有输入装置103，也可以两者皆有。当其只包含输出装置104不含输入装置103时，只能通过TEQ的触摸屏从TDCC向TEQ传输数字信号；而当TDCC设备只包含输入装置103不含输出装置104时，只能通过TEQ的触摸屏从TEQ向TDCC传输数字信号；当TDCC设备既包含输出装置104又包含输入装置103时，TDCC与TEQ设备才能通过TEQ的触摸屏进行双向数字信号传输。在一些实施例中，输出装置104和输入装置103可以不在同一个物理设备上，即可以是分布式的，所述输出装置104和输入装置103通过有线或无线的方式连接。 

上面介绍了本发明实施例TDCC设备的结构，下面结合图2介绍与之对应的TEQ设备，两者相互结合在一起才能实现本发明提出的通过触摸屏进行数学信号通信这一技术。 

参见图2，为本发明实施例TEQ设备结构示意图，所述TEQ设备200，包括触摸屏201、处理器208、存储器215、存储控制器207，显示控制器202，所述存储器215通过存储控制器207与处理器208相连，所述显示控制器202通过接口电路与处理器相连，各部件可以通过一个或多个通信总线或信号线来通信。所述接口电路包括输入输出接口单元202和/或外设接口205，所述触摸屏201的可视表面包括发射区域和/或输入区域，发射区域在显示控制器202的控制下可发出光信号，输入区域可以检测触摸屏201表面的触摸事件，并通过处理器响应检测到得触摸事件解码后得到的数据。发射区域光信号的产生可以是处理器208通过显示控制器202控制触摸屏201上的发射区域的明暗度，来产生光信号，将存储器215中的数据进行编码发送，也可以是通过独立的光信号发生器来产生光信号将存储器215中的数据进行编码发送。其中，所述发射区域和所述输入区域可以为同一个区域，也可以为不同区域。 

所述触摸屏201可采用如下技术：包括但不限于电容式、电阻式、红外的、以及表面声波技术，如：LCD液晶显示屏、LPD发光聚合物显示屏、OLED或者光纤聚合物POF显示屏等具有触感接收功能的触摸敏感屏幕。不同类型的触摸屏用于本发明实施例中的效果不同，比如OLED显示屏的响应速度可以达到微秒级，如果采用光纤聚合物（POF）技术的Fiber to Display显示屏，其明暗变化响应速度可能会达到或接近光速，这样可能会大大提高最大数据传输速度。所述TEQ的存储器中存储有完成TEQ设备与TDCC设备之间通信功能的程序指令，TEQ存储器中存储的程序指令与TDCC存储器中存储的程序指令具有对应关系，所述程序指令在所述TEQ设备执行时使得TEQ设备可以执行以下操作：在触摸屏上指示输出区域；读取需要发送的数据；通过所述显示控制器控制触摸屏上的输出区域产生光信号，将所述数据用光信号进行编码发送。且所述程序指令在所述TEQ设备执行时使得所述设备还可以执行以下操作：在触摸屏上指示输入区域；检测在TEQ触摸屏接收区域的触摸事件，响应触摸事件解码得到数据，通过控制器将接收到的数据写入TEQ存储器。 

其中，本实施例中的TEQ设备还可以包括RF电路212、音频电路211、接近传感器216、外部端口214、光学传感器、数字音视频解码器、调制解调器等器件中的一个或多个。其中音频电路211可以包括扬声器209和传声器210。所述TEQ设备除了包含触摸屏201上的输入区域，还可以包括其他输入制器控204和其他输入设备203，以拓展TEQ功能。 

本发明TEQ设备采用触摸屏上的输入区域接受触摸信号，而采用触摸屏上的发射区域向TDCC设备发送光信号，在实施过程中，也可以采用低成本触摸按钮接收数据或很便宜的光信号发生器（比如发光二极管）来进行数据发送以实现同本发明所述的TDCC设备进行数据传输。 

由于本发明TDCC设备可以为笔形、手套形，指套形，腕带形，控制按钮形等多种展现形式，本申请中选取控制旋钮形和指套形两种形式来对本发明做一个详细说明，其他形式可以原理相同，不做过多赘述。 

首先结合图3~图10，以TDCC设备为控制旋钮形来对本发明作进一步说明。 

首先参见图3~图5，分别为本发明一实施例中带操作旋钮的TDCC设备结构示意图中的顶视图、侧视图和底视图，本实施例中的TDCC设备上设置有用于吸附在TEQ触摸屏上的真空吸盘402。从这三个视图可以看见本实施例TDCC设备上的中央按钮301、方向按钮302、旋转的环形轨道401、触点102、光学传感器101、用于吸附在TEQ触摸屏上的真空吸盘402及旋转导轨403，其他的内部部件图中没有示出，本实施例中，中央按钮301控制图5中最中间一个触点。而四周的触点可以成为方向触点，其连接在旋转导轨403上，受方向按钮302控制。 

用户可以将本实施例中带操作旋钮的TDCC设备用真空吸盘402附着在TEQ的触摸屏上，通过操作方向按钮302或中央按钮301产生各种触摸信号（接触离开，滑动，旋转等）。默认情况下，所有触点102均和触摸屏201接触，触点102控制电路确定所有触点102和用户手指的连接电路是断开的，用户点击导电的中央按钮301，中央按钮301产生向下的机械运动触发中央按钮301中的的触点开关（图中未标出），控制电路通过触碰开关（图中未标出）连通位于中央的触点102和用户中央按钮301的电路，同时确定断开上下左右的触点102和其他方向按钮302的电路，这样就在触摸屏201在中央的触点102所在的位置产生了接触的触摸信号。类似地，用户分别点击上下左右方向按钮302所述装置在触摸屏201上在上下左右触点102所在的位置产生触摸信号。在一些实施例中，软件程序可以通过输出控制器107和触点电路根据各种按钮的组合断开或连通各触点102和按钮的电路从而在指定触点102的位置上产生触摸信号。在一些实施例中，如果中央按钮301下面的触碰开关被闭合，强行断开其他方向触点102和用户手指的电路，无论用户是否按下方向按钮302并使得方向按钮302下得触点102开关闭合，这样可以保证系统对中央按钮301的优先响应。 

在具体实施时，当用户旋转旋钮时，旋钮产生的角位移可以设置为使得一个触碰开关闭合，触发触点电路断开中央触点和中央按钮的电路，连通在旋转导轨上的一个方向触点，在触摸屏在方向触点的位置上产生旋转的滑动触摸信号。 

图6实施例示例了在TEQ设备200上的触摸屏201上显示的供TDCC使用的输入区域、发射区域以及相关图形用户界面。图7是图3~5中的TDCC设备附着在图6中的TEQ设备的触摸屏上的示意图，本实施例中，TEQ的软件程序在触摸屏201上显示指示用户TDCC设备300到触摸屏201上的附着位置（如图6中的输入区域）的图案。所述图案也可以指示TDCC触点102相对应的输入区域在触摸屏201上的位置，及与TDCC光学传感器相对应的发射区域在触摸屏201上的位置。具体实施过程中，所述TEQ的输入区域位置和输出区域位置可以重合。TEQ设备通过触摸屏上的图形界面可以与TDCC设备进行交互控制。如图6，本发明实施例两设备进行交互前，可以在TEQ设备200的触摸屏201上显示“输入区域”和“请加载设备”提示， 根据提示将TDCC设备300附着到上述输入区域位置，当TEQ设备检测到输入区域有TDCC设备的触点接触，检测在所述输入区域来自触点的接触信号（其中可能有包含设备类型号的二进制编码），确认TDCC设备已经加载，并响应TDCC设备300的触点在输入区域发送的设备类型请求指令，如果TDCC设备向TEQ设备发送了要求传输数据指令，则更新显示输入区域向上方向按钮对应的图标文字内容为“开始传送”（参见图7），向下方向按钮对应的图标为“取消”，左方向按钮对应的图标为“上一个”，右方向按钮对应的图标为“下一个”。接下来，类似地检测在输入区域上对应于“开始传送”，“取消”和“上一个”图标的区域的触摸事件，并响应该触摸事件执行相应的功能。 

在具体应用中，本发明TDCC设备与TEQ设备在进行交互时，可以是TEQ设备作为发送方，也可以使TDCC设备作为发送方，下面分情况进行说明。 

当TDCC设备作为发送方，TEQ设备作为接收方并发起数据请求进行数字通信，整个过程可以包括如下步骤：a1） 通过软件程序在TEQ设备的触摸屏上显示一个输入区域；a2）将TDCC设备的输出装置放到上述输入区域，TEQ设备上的软件程序在触摸屏上显示一个发射区域；a3）将TDCC输入装置放到上述TEQ的发射区域，TDCC设备上运行的软件程序检测输入装置接收到的包含指令的光信号，响应包含数据请求指令的光信号，TDCC控制其输出装置在TEQ输入区域发送包含数据的触摸信号，直到确认数据发送完毕或被中断；a4）TEQ设备的软件控制发射区域发出包含数据请求指令的光信号，检测接收区域的包含数据的触摸信号，通过控制器将收到的数据保存到TEQ存储器，直到确认发送完毕或中断。 

当TDCC设备作为发送方并发起数据推送，TEQ设备作为接收方进行数字通信，整个过程可以包括如下步骤：b1）通过软件程序在TEQ设备的触摸屏上显示一个输入区域；b2）TDCC设备的输出装置放到上述输入区域；b3）TEQ设备上的软件程序在触摸屏上显示一个发射区域；b4）TDCC设备的输入装置放到上述发射区域，TDCC设备的软件程序控制输出装置在TEQ设备触摸屏的输入区域产生包含数据推送指令触摸信号；b5）TEQ设备检测输入区域的触摸信号， 响应包含数据推送指令的触摸信号在输出区域1203发出包含开始传送指令的光信号；b5）TDCC设备检测来自TEQ设备发射区域的光信号，响应包含开始传送数据的指令的光信号，通过输出装置在TEQ设备输入区域发送包含数据的触摸信号，直到确认发送完毕或中断，同时TEQ设备持续检测其输入区域响应包含数据的触摸信号，通过控制器将收到的数据保存到TEQ存储器中，直到确认发送完毕或中断。 

当TEQ设备作为发送方，TDCC设备作为接收方并发起数据请求进行数字通信，整个过程可以包括如下步骤：c1）通过软件程序在TEQ设备的触摸屏上显示一个输入区域；c2）TDCC设备的输出装置放到上述输入区域；c3）TEQ设备上的软件程序在触摸屏上显示一个发射区域；c4）TDCC设备的输入装置放到上述发射区域；c5）TDCC设备的软件程序控制输出装置在TEQ设备的输入区域产生包含数据请求指令触摸信号，并检测来自TEQ设备发射区域的光信号，响应包含数据的光信号通过控制器将收到的数据保存到存储器，直到确认发送完毕或中断；而TEQ设备在其输入区域检测触摸信号， 响应包含数据请求指令的触摸信号在输出区域发出包含数据的光信号。 

当TEQ设备作为发送方并发起数据推送，TDCC设备作为接收方进行数字通信，整个过程可以包括如下步骤：d1） 通过软件程序在TEQ设备的触摸屏上显示一个输入区域；d2）TDCC设备的输出装置放到上述输入区域；d3）TEQ设备上的软件程序在触摸屏上显示一个发射区域；d4）TDCC设备的输入装置放到上述发射区域；d5）TEQ设备在发射区域发送包含数据推送指令的光信号；d6）TDCC设备的软件程序检测输入装置的光信号，响应包含数据推送指令的光信号，控制输出装置发送包含开始发送数据指令的触摸信号；d7）TEQ设备检测输入区域的触摸信号，响应包含开始传送数据指令的触摸信号在发射区域发送包含数据的光信号，直到确认发送完毕或中断；d8）TDCC设备持续检测其输入装置的光信号，响应包含数据的光信号，通过控制器将收到的数据写入自身存储器。 

需要理解的是，在不同实施例中，上述发送和接收数据的过程可能会因采用的通信协议不同而有所不同，另外采用的数据访问控制和加解密方法也可以不同，加解密可以由加解密协处理器完成。 

参见图8，示意了用图3~图5中的TDCC设备与TEQ设备之间进行交互的一种实施方式，本实施例中TEQ设备上联系人应用程序在触摸屏201上显示联系人列表、输入区域（图8中被TDCC300遮挡）和在触摸屏离输入区域预设的偏移位置处的圆弧形的滑轨图标702，TDCC设备放置在TEQ触摸屏的输入区域后，用户可以通过上下方向按钮选择列表中的某一个联系人（如图8中光标指示的 “张强”），触摸屏检测输入区域的接触事件，TDCC的触点接触超过预定时间时，TEQ设备在当前光标所在的联系人右边显示示能图标“抓取”，且在触摸屏输入区域的预设偏移位置处显示滑轨图标702以及手柄图标703（如图8），TEQ设备检测并响应TDCC设备300触点在所述输入区域上的移动，根据TDCC设备300触点的移动而移动滑轨手柄图标703。如果滑轨手柄图标703靠近到“抓取”图标一侧预定的距离，就将当前光标所在列表项的联系人信息用光信号通过触摸屏的发射区域发送到TDCC设备300；而如果手柄靠近到“取消”图标就取消显示示能图标“抓取”，同时取消滑轨图标702以及手柄图标703。在一些实施例中，TEQ设备还可以检测所述输入区域的触点接触的中断位置处的中断，并响应该中断，将滑轨手柄图标703放在离所述输入区域上的接触中断位置的预定偏移位置处。 

参见图9，示意了用图3~图5中的TDCC设备与TEQ设备之间进行交互的另一种方式，本实施例主要展示用带操作旋钮的TDCC设备控制数据传输速率，控制数据传输速度的应用程序在TEQ 设备200的触摸屏201上显示输入区域（图9中被导航旋钮遮挡）和在触摸屏离输入区域预设的偏移位置处显示一个圆弧形的滑轨图标702以及滑轨手柄图标703，用户点击TDCC设备300的中央按钮，TEQ设备200检测在所述输入区域的触点接触信号及触点移动，并响应与检测到的触点移动而在触摸屏离输入区域预设的偏移位置处上移动所对应的滑轨手柄图标703。当然用户也可以选择用手指在触摸屏移动滑块手柄。 

参见图10，为用两个TDCC设备桥接在两个TEQ设备间进行数据通信和其他相关联的处理的示例性视图。图10实施例中，附着在TEQ A 505的触摸屏上的TDCC设备A 501可以通过连线和附着在另一个TEQ B 506的触摸屏上的TDCC设备B 504进行数据交互。连线可以包括光纤接头503、光纤线507和电线接头502和电线508，这实际上是使用一种包括分布式的输出装置或输入装置的TDCC设备进行数据通信的实施例。 在图10示出的实施例中，用户将TEQ A505的数据发送到TEQ B 506，可以通过在TEQ A 505上的图形用户界面和TDCC A 501进行交互控制，TDCC A 501通过连线控制TDCC B 504上的输出装置在TEQ B 506的触摸屏的输入区域上产生包含数据或指令的触摸信号。需要理解的是，在不同的实施例中TDCC A 501, TDCC B 504可以分别充当数据发送和接收方，并可以分别发起数据通信请求，及其各种组合。根据一些实施例，数据通信也可以在两个或多个TDCC之间进行，两个或多个TDCC可以通过无线网络，如Wi-Fi, WCDMA等，传送数据，同时TDCC设备也可以是可寻址的。 

参见图11，为用包括物理键盘输入的TDCC设备向TEQ设备单向发送数据的示例性视图， TDCC设备可以是一种只带有输出装置的键盘600，而TEQ 设备200可以是带触摸屏但没有键盘的计算机设备。在图11示出的实施例中，TEQ 200设备的软件程序可以在触摸屏上显示一个输入区域，用户将键盘600的输出装置用真空吸盘固定在指示的输入区域，用户通过键盘600输入字符，输出装置在触摸屏的所述的输入区域产生包含字符或指令编码的触摸信号。而TEQ 200的软件程序在TEQ 200的触摸屏上显示用户输入的字符作为给用户的反馈，并将字符或指令编码保存在TEQ 200设备的存储器中。 

在另一个实施例中，如TEQ设备可以为带触摸屏的车载导航仪，开车时不方便操作触摸屏，如果利用本发明，将TDCC设备附着于导航仪触摸屏上，通过TDCC控制导航仪，开车是可以完全不看触摸屏而通过手触控，TDCC可以完全没有用户界面，这给用户使用带来了极大的便利和灵活性。本例子仅为了使本发明更容易理解，仅仅为本发明的一个实施例，不能视为对本发明的限定。 

最后结合图12~图15，介绍一下通过TEQ 设备的触摸屏对完全没有用户界面TDCC设备进行数字通信及交互控制的实施例。 

图12、13示例了本发明实施例中指套式TDCC设备的示例性外观视图。所示的实施例中的TDCC设备可以是一个或多个指套800，指套包括含有电路，芯片、未示出的指环等，含有一个作为输出的触点102，和作为输入的光学传感器101，物理上连接个部件的指套套身801，套身801可以是纤维纺织材料或其他适合穿戴的材料。具体应用时，用户可以将所述指套800套在食指上，并将触点102所在的位置转到放在手指指尖和触摸屏之间的位置。可以采用轻薄柔软的材料制作套身801，用户在操作触摸屏上的图形用户界面上基本上感觉不到指套的存在。 

在图14示出的实施例中，用户正在使用指套800进行操作。在TEQ设备200的软件程序可以在触摸屏上显示一个所述的输入区域，指示用户将戴上所述指套800的手指接触所述输入区域；在TEQ设备的软件程序检测所述输入区域并确认该指套800的身份，在一些实施例中，所述的身份信息可以包括设备类型，设备能力和安全信息，确认指套800的身份后在触摸屏上显示当前可进行的操作命令的“接收数据”图标，“取消”图标，“更多”图标，所述操作可以是对TDCC设备的操作，也可以是对TEQ设备的操作，在TEQ设备200的软件程序检测所述输入区域的触摸事件并做相应的响应及其相关联的处理。当然本发明的TDCC设备还可以充当模拟触摸控制器，兼具类似常规触摸笔的功能，使得用户在对TEQ设备进行操作的过程中，既可以用TDCC设备与TEQ设备进行数据通信或数字信号指令控制，又可以进行模拟信号控制，实现无缝操作。 

TDCC设备可以用于多个带有触摸屏的TEQ设备间的数据传输，在如图15示出的另一实施例中，TDCC设备也可以用于在一个TEQ设备200的同一个触摸屏的不同区域间的数据通信。和剪贴板类似，指套800可以用于在不同应用程序进程之间方便地复制粘贴数据。在TEQ设备200的计算机程序A在触摸屏上显示可复制内容的图形对象1001，比如字符；检测并响应触摸屏上在所述图形对象位置上的接触以及接触超过预设的时间；确认所述手套的身份；在触摸屏上显示当前可进行的操作命令的图标，比如“剪切”， “复制”， “更多”；检测响应在上述图标的触摸事件并执行对应的命令，为简洁起见， 这里假设用户点击了“复制”图标；软件程序通过TEQ显示控制器控制触摸屏的输出区域发出包含所述可复制的字符数据编码的光信号；指套上的计算机程序检测响应光学传感器101的光信号，并提取出其中的数据保存到指套800的存储器125中。在TEQ设备200的计算机程序在触摸屏上显示可接收粘贴内容的图形对象1002，比如文本输入框，地址栏；检测并响应触摸屏上可接收粘贴内容的图形对象1002位置上的触摸事件；确认所述手套的身份；在触摸屏上显示当前可进行的操作命令的图标，比如“粘贴”；检测响应所述当前可进行的操作命令的图标上的触摸事件在触摸屏上显示输入区域；用户将指套800接触到所述输入区域；在指套800和TEQ设备200建立数据传送连接后，指套800的处理器通过输出控制器在所述输入区域产生包含所述可复制内容编码的触摸信号，直到完成数据传送或被中断。 

需要理解的是所述在TDCC设备和TEQ设备之间传输的数据可以是密码，字处理计算机程序中的字符串，图片，视频和音乐等数字内容，也可以是字符串，图片，视频和音乐等数字内容资源的标识符，比如统一资源定位符URL以及将来发明的用于描述数字内容资源的标识符。 

需要说明的是，不同的触摸屏响应速度不同，应用于本发明实施例中的数据传输的效果也不同，如电容式触摸屏对触摸事件的响应时间为5ms，通过一个触点每秒可以最多传送200位二进制数据，即200bps， 那么TDCC和TEQ设备之间同时使用多个触点传送数据，可以提高数据传输速度。当触摸屏采用OLED有机发光二极管技术，显示屏响应时间达到微秒级， 比如5微秒， 那么单输出区域的最大数据传输速度可以达到2kbps，那么TDCC 设备和TEQ设备间如果使用多个发射区域传送数据，可以成倍提高数据传输速度。当然也可以采用一些数据压缩算法对需要传输的数据进行压缩和解压，以提高数据传输效率。 

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。 

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。 

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。 

Claims (16)

1.一种TDCC设备，用于与带触摸屏的电子设备TEQ进行数据交互，其特征在于，包括处理器、存储器、存储控制器、及至少一个输出装置和/或至少一个输入装置，其中:

每个输出装置包括至少一个用于在触摸屏上产生触摸事件的触点，及与触点相连的输出控制器；每个输入装置包括至少一个光学传感器，及与光学传感器相连的输入控制器；

所述输出控制器和输入控制器均通过接口电路与处理器相连，所述存储器通过存储控制器与所述处理器相连。

2.如权利要求1所述的TDCC设备，其特征在于：

所述处理器通过所述输出控制器控制所述输出装置在TEQ设备输入区域产生触摸事件，将存储器中的数据进行编码发送或向TEQ设备发出控制指令；

所述处理器通过所述输入装置中的光学传感器检测TEQ设备发射区域的光信号，并响应该光信号，对该光信号进行解码得到其中包含的数据。

3.如权利要求2所述的TDCC设备，其特征在于，所述存储器中存储有完成TEQ设备与TDCC设备之间通信功能的程序指令。

4.如权利要求2或3所述的TDCC设备，其特征在于，所述TDCC设备还包括蜂鸣器、接近传感器、发光二极管、加密解密协处理器、USB接口、生物特征识别模块、射频RF收发器中的一种或多种。

5.如权利要求2或3所述的TDCC设备，其特征在于：所述TDCC设备还包括操作旋钮及与其相连的旋钮控制器，旋钮控制器通过接口电路与处理器相连，操作旋钮用于将用户在操作旋钮的操作转换为电信号，处理器收到操作旋钮的操作信号后，控制所述输出装置在所述TEQ设备的输入区域产生相关联的触摸事件。

6.如权利要求5所述的TDCC设备，其特征在于，所述TDCC设备上还包括用于吸附在TEQ触摸屏上的真空吸盘。

7.如权利要求2或3所述的TDCC设备，其特征在于，所述TDCC设备为指套形。

8.一种TEQ设备，包括触摸屏、处理器、存储器、存储控制器，显示控制器，所述存储器通过存储控制器与处理器相连，所述显示控制器通过接口电路与处理器相连，其特征在于：所述触摸屏的可视表面包括发射区域和/或输入区域，发射区域在显示控制器的控制下可发出光信号，输入区域可以检测触摸屏表面的触摸事件。

9.如权利要求8所述的TEQ设备，其特征在于：

所述处理器通过显示控制器控制触摸屏上的发射区域产生光信号，将存储器中的数据进行编码发送；

所述处理器通过输入区域检测触摸事件，并响应检测到得触摸事件解码后得到的数据。

10.如权利要求8所述的TEQ设备，其特征在于：

所述TEQ设备在其输入区域接收到表征显示图形用户界面的指令时，响应所述指令并在触摸屏上显示对应图形用户界面，所述图形用户界面包含需要TDCC设备执行的命令图标；

在所述TEQ设备检测到所述图标区域产生触摸事件时，响应上述图标的触摸事件，进行与该触摸事件解码后得到的命令相关联的处理。

11.如权利要求8或9所述的TEQ设备，其特征在于，所述存储器中存储有完成TEQ设备与TDCC设备之间通信功能的程序指令。

12.一种有形数字通信交互系统，其特征在于，包括至少一个TDCC设备和至少一个TEQ设备，所述TDCC设备为权利要求1-7中任一项所述的TDCC设备，所述TEQ设备为权利要求7-11中任一项所述的TEQ设备，其中：

TDCC设备通过输出装置在TEQ设备输入区域产生触摸事件，将TDCC存储器中的数据进行编码发送；

TEQ通过输入区域检测来自TDCC设备的触摸事件，并响应该触摸事件解码后得到的数据。

13.如权利要求12所述的系统，其特征在于：

TEQ设备通过控制触摸屏上的发射区域产生光信号，将TEQ存储器中的数据进行编码发送；

TDCC设备通过输入装置中的光学传感器检测TEQ设备发射区域的光信号，并响应该光信号，对该光信号进行解码得到其中包含的数据。

14.一种有形数字通信交互方法，其特征在于，该方法为带触摸屏的电子设备TEQ与有形数字通信设备TDCC之间通过TEQ的触摸屏进行数字通信。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：

TDCC设备通过输出装置在TEQ设备输入区域产生触摸事件，将TDCC存储器中的数据进行编码发送；

TEQ通过输入区域检测来自TDCC设备的触摸事件，并响应该触摸事件解码后得到的数据。

16.如权利要求14或15所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括：

TEQ设备通过控制触摸屏上的输出区域产生光信号，将TEQ存储器中的数据进行编码发送；

TDCC设备通过输入装置中的光学传感器检测TEQ设备输出区域的光信号，并响应该光信号解码后得到的数据。

Images