CN103582864A

CN103582864A - 移动触摸生成设备以及与触摸屏的通信

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Publication number: CN103582864A
Application number: CN201280026460.0A
Authority: CN
Inventors: T·D·威戈尔德; M·P·凯珀-哈蒙德; T·克兰普; M·本特施
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 2011-06-22
Filing date: 2012-06-01
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2032-06-01
Also published as: US20120326998A1; JP5689537B2; EP2724222A1; MX2013008668A; CA2817823A1; KR20140004800A; KR101531782B1; EP2724222B1; JP2014502739A; WO2012176082A1; CN103582864B; US9041668B2; CA2817823C

Abstract

本发明特别地涉及一种移动触摸生成设备（10），其具有：逻辑（12）；以及触摸生成系统（15），包括一个或者多个触摸生成元件（151-159），其中触摸生成系统操作地耦合到逻辑以经由所述一个或者多个触摸生成元件生成（S30）触摸事件，触摸事件是触摸屏、优选为电容感测触摸屏可检测的。本发明还涉及一种移动触摸生成设备与触摸屏设备之间的双向通信方法。

Description

移动触摸生成设备以及与触摸屏的通信

技术领域

本发明涉及与触摸屏设备的自动化通信领域，其中触摸屏设备例如使用电容感测的触摸屏设备。

背景技术

个人数字助理（或称PDA）是已知的，例如参见维基百科Wikipedia contributors.“Personal digital assistant.”Wikipedia,TheFree Encyclopedia.Wikipedia,The Free Encyclopedia,18May.2011.Web.10Jun.2011。PDA是赋予个人信息管理器能力的移动设备。通常，PDA具有电子可视显示器（或者简称为显示器）并且更一般地具有各种用户界面。更新产品也具有音频能力并且可以用作移动电话（“智能电话”）或者便携媒体播放器。如今，几乎所有PDA是智能电话。多数PDA也具有连接到因特网的能力并且包括web浏览器。事实上，许多PDA可以经由Wi-Fi或者无线广域网接入因特网、内部网或者外部网。

许多PDA使用触摸屏技术。触摸屏（或者触敏显示器）是感测触摸事件在显示区内的位置的电子显示器。通常用手指完成触摸显示器。触摸屏也可以感测无源对象、例如触笔。触摸屏通常使用于设备、例如囊括型计算机、平板计算机、PDA和智能电话中，例如参见Wikipedia contributors.“Touchscreen.”Wikipedia,The FreeEncyclopedia.Wikipedia,The Free Encyclopedia,6Jun.2011.Web.10Jun.2011。有多种触摸屏技术、例如电阻、电容、红外线等。

电容感测可能是PDA使用的最多的技术。电容触摸屏面板包括涂有透明导体、例如铟锡氧化物的绝缘体、例如玻璃。用导体（人体也是电导体）触摸屏幕的表面造成屏幕的静电场的畸变，这可以被测量为电容改变。

PDA（恰如PC）的安全问题使它们不适合许多功能，因为用户录入的数据可能被攻击者操纵或者复制。例如可以改变交易以向不是想要的接收者发送资金或者订购不是想要的商品或者可以复制用户证书从而向攻击者提供对系统、例如用于网络银行的系统的访问。

除了PDA之外，触敏显示器在范围从智能电话、平板PC或者膝上型计算机到专用设备、例如ATM机的许多电子设备中变得越来越盛行。尽管显示器主要充当人类接口设备，但是它们也可以用于在两个设备之间的单向短程无线数据通信。例如在所谓的闪烁代码应用的情况下，其中一个设备对在它的显示器上示出的闪烁图像内的数据进行编码，并且配备有光电检测器（即具有感光元件）的第二设备然后可以在这样的元件与闪烁图像接近放置时接收这一数据并且解码，例如参见：

-http://www.axsionics.ch/tce/frame/main/422.htm以及

-http://www.reiner-sct.com/index.php?option=content&task=view&id=162

发明内容

本发明根据其第一方面提供一种移动触摸生成设备，该设备具有：逻辑；以及触摸生成系统，包括一个或者多个触摸生成元件，其中触摸生成系统操作地耦合到逻辑以经由所述一个或者多个触摸生成元件生成触摸事件，触摸事件可由触摸屏、优选为电容感测触摸屏检测。

在实施例中，这一设备可以包括以下特征中的一个或者多个特征：

-触摸生成系统包括至少两个触摸生成元件、优选为九个触摸生成元件；

-一个或者多个触摸生成元件包括相应传导元件，并且触摸生成系统包括经由一个或者多个开关连接到所述电极的电路从而允许闭合电路并且从所述电极排出电荷；

-移动触摸生成设备还包括操作地耦合到逻辑的光电检测器系统，逻辑还优选地被配置用于响应于经由光电检测器系统检测到的光信号生成所述触摸事件；并且

-移动触摸生成设备还被配置使得移动触摸生成设备可以置于个人数字助理或者PDA的触摸屏上而触摸生成元件与PDA的触摸屏近邻。

根据另一方面，体现本发明为一种系统，该系统包括：触摸屏设备，具有触摸屏、优选为电容感测触摸屏；以及以上移动触摸生成设备中的任何移动触摸生成设备，其中移动触摸生成设备的触摸生成系统被配置用于经由其一个或者多个触摸生成元件生成可由触摸屏检测的触摸事件。

在变化中，触摸屏设备优选地是个人数字助理或者PDA，并且移动触摸生成设备被配置使得移动触摸生成设备可以置于触摸屏上而触摸生成元件与触摸屏近邻并且跨越比触摸屏的表面更小的区域。

此外，触摸屏设备优选地被配置用于经由触摸屏显示空间和/或时间调制的图像；并且移动触摸生成设备包括操作地耦合到移动触摸生成设备的逻辑以检测显示的图像的光电检测器系统，逻辑还优选地被配置用于响应于检测到的图像生成触摸事件。

根据又一方面，体现本发明为一种在以上实施例中的任一实施例的移动触摸生成设备与触摸屏设备之间的双向通信的方法，其中移动触摸生成设备配备有检测器系统、例如光电检测器系统，检测器系统操作地耦合到移动触摸生成设备的逻辑；以及触摸屏设备包括接口装置，接口装置包括触摸屏，接口装置适于与移动触摸生成设备通信，该方法以任何顺序包括：

经由所述接口装置指示发射信号；以及

经由所述触摸屏接收触摸事件，触摸事件由移动触摸生成设备生成。

在实施例中，这一方法可以包括以下特征中的一个或者多个特征：

-响应于经由触摸屏接收触摸事件来执行指示发射信号；

-所述方法在周期n包括:

-经由触摸屏接收移动触摸生成设备生成的并且指示触摸生成元件的第n个位置的第n个触摸事件序列；

-根据接收的第n个触摸事件序列确定移动触摸生成设备的第n个位置；

-经由所述接口装置指示发射第n个信号，第n个信号具有根据触摸生成元件的第n个位置确定的第n组特性；并且

-在周期n+1重复接收、确定和指示步骤；

-指示发射信号包括经由触摸屏指示显示图像，该图像优选地被空间和/或时间调制；

-指示发射信号包括指示发射信号，该信号具有根据移动触摸生成设备的最后确定的位置和已知配置数据二者确定的特性组，所述配置数据优选地指示检测器系统相对于触摸生成系统的一个或者多个触摸生成元件的布置；并且

-该方法还包括：接收与移动触摸生成设备的配置有关的配置数据，所述配置数据优选地指示检测器系统相对于触摸生成系统的一个或者多个触摸生成元件的布置，并且其中接收配置数据优选地包括：

-经由触摸屏接收移动触摸生成设备生成的触摸事件序列；并且

-根据接收的序列确定移动触摸生成设备的配置。

根据最后方面，体现本发明为一种包括指令的计算机程序介质，指令可由处理装置执行用于优选地在web应用内执行以上方法的所有步骤。

现在将通过非限制示例并且参照附图描述体现本发明的方法、设备和系统。

附图说明

图1是描绘根据本发明的实施例的方法的步骤的流程图；

图2是根据实施例的触摸屏设备的示意表示；

图3代表如在实施例中涉及到的连接到触摸生成元件（传导电极）的电路的部分；

图4是根据本发明的实施例的包括触摸屏设备和移动触摸生成设备的示意表示。描绘的移动触摸生成设备对应于图2的设备的变化；以及

图5是触摸生成系统的（下）部分如它从底部（图4A）、侧部（图4B）来看的部分投影。图4C聚焦于如在实施例中涉及到的给定的触摸生成元件（传导电极）上。

具体实施方式

作为下文描述的引言，首先指出本发明的一般方面，该方面涉及一种移动触摸生成设备（下文为“TGD”）、即包括触摸生成系统的用户设备。后者配备有一个或者多个触摸生成元件（下文为“TGE”）并且操作地耦合到逻辑以经由TGE生成触摸事件。所述事件例如可由触摸屏检测。以上设备允许与触摸屏设备的自动化通信。在实施例中，它还可以具有检测能力（它使用这些检测能力、例如光电检测器）以扩展通常的显示器读取方式用于与触敏显示区使用并且实现双向数据通信。还提供无需精确对准或者预校准两个设备的具体实现方式。各种应用可以如以下更具体讨论的那样从这样的（很）短程无线通信机制、例如与安全权标通信用于认证目的、配对设备等中受益。

该TGD可以与各种类型的触摸屏设备一起使用。通常，它被设计成足够小和轻使得它可以置于例如PDA或者智能电话的触摸屏面板而TGE与触摸屏近邻。例如图2示意地代表根据第一实施例的移动TGD。图4代表移动TGD的另一实施例为配对式系统1的一个部件10，该系统还包括触摸屏设备20。图5给予用于将铺设于触摸屏面板上的触摸屏生成系统的典型尺度。

具体参照图2或者4，触摸生成系统15操作地耦合到逻辑12；它包括用于生成将在触摸屏设备20检测的触摸事件的一个或者多个TGE151-153。

用于触摸屏设备20的优选技术是电容感测。依赖于电容感测有利在于TGD无需包括其它技术多数另外需要的活动部分（即，致动的TGE）。实际上，使用电容感测，TGE可以实质上限于传导电极151。

然后，触摸生成系统15可以实质上由电路、例如经由电子开关连接到电极151的电阻器-电容器电路15（见图3）构成。闭合该电路允许从电极向附加电容中排放电荷从而产生电容改变、即（电容）触摸事件。例如设计电路和电极以例如与高度地隔离晶体管一起实施适当人体电容模型，这保证与多数电容触摸屏技术的兼容。随后将具体讨论这一点。

然而，TGE可能在例如经由机械压力的其它触摸显示技术的情况下不同地工作。这里，致动的手指可以取代切换式电极而与电马达或者压电元件一起用作为用于在手指上产生机械力的主要手段。

另外，参考图2或者4，TGD优选地包括检测器系统16（例如具有光敏元件、例如光敏二极管）以允许与触摸屏设备的双向通信。在下文中，假设光电检测器16，该解决方案在实际实现方式中是优选的。

光电检测器系统16可以操作地耦合到逻辑12以读取和/或解密在触摸屏显示的光信号。通常，逻辑12被配置用于响应于经由光电检测器16检测的光信号生成触摸事件。用标准电子部件（例如光敏电阻器或者二极管）有可能实施光敏部件。

如上所述，触摸生成系统15包括至少一个TGE。而增加TGE数目允许增加与触摸屏设备的通信带宽。它也使得有可能增加TGD在触摸屏上的放置任意性。另外可以如随后将讨论的那样提供物理或者可视机制以约束TGD在触摸屏上的位置（例如校准的放置）。因此，在原理上，仅一个TGE就足以允许与触摸屏设备通信。

另外优选地，触摸生成系统15包括至少两个触摸生成元件151-152，这允许触摸生成设备的定位任意性，只要触摸屏设备知道移动触摸生成设备的配置（具体为检测器系统16相对于触摸生成元件151、152的布置）即可。足以所述配置可以被触摸屏设备预先已知或者另外例如从因特网可用。它也可以如随后描述的那样由TGD直接传达。如果仅提供两个TGE，则在触摸面板感测的不对称触摸事件序列允许触摸屏设备知道TGD的定向（并且特别是光电检测器在TGE的哪一侧上）。注意配置可以另外由触摸屏设备推断。例如，如果在触摸屏的下部分上感测两个TGE，则触摸屏设备可以假设光电检测器16位于与穿过TGE的线相反处，光电检测器与线段的距离另外已知，等等。在所有情况下，在光电检测器与TGE之间的几何关系可以由在触摸屏设备上运行的应用、例如web应用已知以确定光和触敏区域必须如何对准。

优选地并且如图4中描绘的那样，在不对称配置（即未形成等边三角形）中提供至少三个触摸生成元件151-153，其中TGD的位置运行更多任意性。

更优选地，如在图5的示例中描绘的那样，提供九个触摸生成元件151-159以增加通信带宽。

触摸生成元件并且更一般为TGD通常被配置使得触摸生成元件可以与触摸屏近邻搁放。触摸生成元件也将通常跨越与典型触摸屏的表面更小的区域、例如小于PDA显示器，从而触摸屏可以感测所有TGE。此外，如果设想双向通信，则TGE和光电检测器跨越的有效表面应当在触摸屏设备的显示表面内相配。

在图5的示例中，每个TGE实质上包括传导电极（图5C）、即在主体的对应凹陷中插入并且固定和保持的手指（图5A为俯视图，图5B为侧视图）。在这一示例中提供的尺度与许多PDA的触摸屏面板尺度兼容。例如这里传导电极的主直径为5.90mm，最大直径为7.80mm。触摸生成面板填充40.00×40.00mm区域（图5A）。图5A示出可以容纳九个电极和四个光电检测器的面板。光电检测器可以例如装配于位于在面板的中心的电极周围的四个小孔。显然可以根据设想的触摸屏设备类型和性能以及TGE数目适配这样的尺度。如果分辨率允许，可以将TGE的最大直径明显降低例如至1mm或者以下。

如上所述，如果使用需要机械压力用于生成触摸事件的触摸屏技术，则可以插入连接到电子致动器的机械活动手指取代传导电极以便在逻辑请求时生成压力。

返回图4，触摸屏设备通常被配置用于显示空间和/或时间调制的图像27（例如闪烁图像）。闪烁图像有利在于它们允许设计或者重用通信协议，这些通信协议在光信号中嵌入任意二进制信息、例如闪烁亮（1）、暗（0）。例如图像27可以由黑/白、灰度或者彩色的闪烁1D条形码构成，其中一个条形定义时钟而其它代表每时钟信号传送的数据比特。一种备选将是2D条形码的单个图像。

移动TGD转而可以配备有光电检测器系统16，该光电检测器系统也操作地耦合到逻辑12以便检测显示的图像。TGD与触摸屏设备的触摸显示器合理近或者接触放置，从而光电检测器的元件（例如光敏二极管）可以容易读取闪烁图像或者条形码的条形。

另外，逻辑12通常将响应于检测到的图像生成触摸事件。更一般地，触摸屏设备20可以包括除了触摸屏之外的接口装置26从而实现朝着TGD的通信。除了显示的图像之外，可以设想其它类型的信号、例如音频、无线等，也可以设想这些信号保证双向通信。

另外有利地，在可以另外感测TGD生成的触摸事件的相同应用（例如web应用）内更容易设计显示图像的功能。此外，相同应用还可以实现例如经由无线因特网接入与远程服务器通信。

通常，图4中描绘的逻辑12/22中的每个逻辑包括耦合到存储器的处理装置（或者计算装置），该存储器通常包括持久和非持久存储器。持久存储器可以例如存储如以下讨论的计算机化的方法，这些方法由相应处理装置执行。

返回参考图2，如果需要，TGD10可以具有用于对设备的电池11充电和/或与任何其它USB兼容设备通信的至少一个接口13，例如USB接口。如果需要，则设备10具有卡读取器17，用于读取例如智能卡40的存储器卡上存储的用户证书。可以对存储在卡上的用户证书之类的数据进行安全的适当使用。具体而言，可以经由触摸屏设备20并且使用这样的数据在用户（或者严格而言为TGD10）与第三方、例如服务器（未示出）之间建立信任连接。在变化中，用户证书可以直接存储于安全设备的持久存储器上。就这一点而言，可以设计或者重用任何适当密码协议以对设备将显示和签名的对安全敏感的信息进行编码/解码。

可以提供更多接口（如同控制按钮18和显示器19）。设备通常也包括通-断开关11a。

图4中所示触摸生成设备对应于图2的设备的变化。尽管在图2中设备10具有可以用来对设备充电的USB接口，但是在图4中设备10具有用于对电池（未示出）充电或者向触摸生成系统15直接供电的一个或者多个太阳能电池13a从而利用例如在TGD10与触摸屏设备20之间的双向通信期间接收的光。图4中描绘的TGD可以另外包括与图2的功能相似的其它功能、即控制按钮、显示器、通-断开关、电池等（未示出）。

转到图1的流程图，这里图示在移动设备10与触摸屏设备20之间的双向通信方法的通常步骤。两个主要步骤是：

-步骤S50：触摸屏设备（例如其web应用）经由接口装置26指示发射信号27（例如图像）；以及

-步骤S40：触摸屏设备接收、即感测移动TGD生成的触摸事件。

如上所述，移动TGD优选地配备有用于实现与触摸屏20双向通信的检测器系统16、优选为光电检测器。注意以上步骤可以按任何顺序来执行并且形成双向通信的基础。例如响应于感测触摸事件（步骤S40）来显示图像27（步骤S50）。反言之，响应于在TGD显示和读取图像27（步骤S50）来生成触摸事件（步骤S30）。

具体而言，通常可以在周期n执行以下步骤：

-步骤S30：TGD生成的第n个触摸事件序列，该序列指示TGE在触摸屏面板上（或者与触摸屏面板接近）的第n个位置；

-步骤S40：经由触摸屏面板接收、即在触摸屏面板感测、然后由操作地耦合到触摸屏面板的逻辑22解译这一序列；

-步骤S45：所述逻辑22根据接收的序列确定移动触摸生成设备的位置；

-步骤S50：逻辑22经由适当接口装置26、例如触摸屏指示发射信号27（例如显示图像）。

优选地，所述信号27具有根据如在步骤S45确定的TGD的最后位置而被确定的特性。例如将图像在屏幕内的位置移向如在触摸屏设备确定的光电检测器16的位置。如果需要（例如确定检测器接近屏幕的边缘），则可以重设图像尺寸，等等；以及

-步骤S70，可以如需要的那样在周期n+1重复以上接收、确定和指示步骤等。

此外，可以根据移动触摸生成设备的已知配置数据确定图像27的特性（步骤S50）。所述配置数据通常允许推断光电检测器相对于TGD的TGE151-159的布置。例如可能要求光电检测器的尺度以及相对于TGE的距离和定向保证在显示的图像27与光电检测器之间的匹配。如更早提及的那样，配置数据可以已知或者可用。

在变化中，恰如在步骤S30-S45中，TGD本身可以例如经由被移动设备10生成的触摸事件序列向触摸屏设备提供然后在触摸屏设备20感测和解译的配置数据，另外，任何触摸事件序列可以是相关配置、特定产品等的特征。

接下来，可以设想用于在系统1的每侧上编码/解码的多种方案。首先，假设将显示图像27，然后可以如本身已知的那样例如使用闪烁代码（flickering code）。更一般地，可以在触摸屏面板26显示并且在逻辑12解码一个或者多个图像。还可以空间（例如条形码）和/或时间（例如条形码图像序列）调制这样的图像。其次，现在再次考虑触摸事件，可以设想许多编码算法。最优算法特别依赖于集成的触敏元件数目。例如可以在集成仅一个TGE时使用或者与若干TGE并行使用通-断键控（即触摸事件的不存在/出现代表二进制逻辑0/1）。更一般而言，可以设计各种词表，其中信息字由具体触摸事件序列代表。以下将讨论其它变化。

除了其它应用之外，本方法特别有利于电子银行应用。就这一点而言，现在讨论步骤序列的示例，其中Tn是在或者从触摸屏设备实施的第n个步骤，而Dn是在TGD的第n个步骤。

T1）用户在触敏屏幕20（例如平板计算机）上的web浏览器中开始电子银行会话；

T2）电子银行web应用通过示出提示（例如”触摸TGD到屏幕这里[示出矩形区域]”）来寻求用户授权对安全敏感的操作（例如登录或者交易确认）；

D1）用户激活TGD（例如经由功率按钮）并且将它铺设于触摸屏面板上。备选地，设备可以例如通过感测振动、移动或者甚至触摸屏设备发射的给定的信号、例如光（例如闪烁图像）来自动唤醒；

D2）如同在图1的步骤S30中，TGD激活三个触摸元件、即生成三个触摸事件；

T3）Web应用感测TGD的位置并且对准‘外传’通信装置（例如屏幕上的亮或者暗闪烁部位）与TGD的光敏接收器（如同在图1的步骤S40-S50中）。假设触摸传感器相对于TGD的光接收器的几何形状为web应用所知。正如所言，TGD可以已经例如经由预备触摸事件序列向触摸屏设备指示关于它的配置的细节。更一般而言，触摸屏设备和TGD可以例如在初步交换期间商定给定的协议、格式等。在变化中，协议、格式、配置是TGD在生成触摸事件时使用的词表固有的：触摸屏设备相应地适配显示的图像。

T4）Web应用开始经由闪烁部位向TGD传达电子银行安全信息；

D3）TGD经由它的光敏二极管（图2或者4的二极管16）接收信息；

D4）TGD二极管（图2或者4的逻辑12）对这一信息进行解码（可能将内置智能卡用于信息解密，见图2）并且经由它的显示器示出用于用户呈现的信元；

D5）经由在设备上呈现的‘接受’或者‘取消’按钮向用户提示接受或者拒绝在显示器上示出的信息，见图2；

D6）对用户响应进行编码（可能使用内置智能卡来编码）并且经由被触摸生成元件生成的间歇触摸时间向触摸屏设备发送用户响应；

T5）触摸屏设备接收以触摸事件的形式生成的响应。根据触摸设备支持的触敏区域数目和允许的时间，可以接收并且向电子银行web服务器传递或多或少信息。

T6）电子银行服务器对经由web应用接收的信息进行编码、根据用户的判决和用户专属密码密钥的正确性可能在在批准或者拒绝访问进一步操作之前用秘密密钥解密和/或验证信息。然后，它向用户提供反馈（例如在触摸屏设备上示出的绿色或者红色显示）；

D7）最后，用户从触摸屏设备移开TGD。

可以在单个电子银行会话期间经常任意重复以上步骤中的一些或者所有步骤、例如首先授权登陆、然后授权不同交易。

使用相似法则可以设想其它安全应用。

现在，将参照图3给出关于用于适当触摸生成电路的一个可能实施例的更多细节。如上所述，移动TGD包括具有一个或者多个触摸生成元件的触摸生成系统。触摸生成元件可以实质上包括传导电极151。触摸生成系统还可以实质上包括电路150。电路150将逻辑12连接到一个或者多个触摸生成元件，从而可以在闭合电路的与电极相关的相关部分时从该电极排出电荷以便产生（电容）触摸事件。

更具体地，在图3中：J1代表将在电容触敏显示器或者与电容触敏显示器接近放置的电极151、即在TGD的底部的触摸生成元件。在这一示例中使用的可选地耦合的MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）150’可以视为在连接3与4之间的开关，该开关根据在连接1与2之间的发光二极管170发射的光关断和闭合。换而言之，它可以视为由光接通或者关断的开关。这里使用光学MOSFET，因为它具有很低输入电容，这意味着如果开关关断则它在连接器4的电容很低。另外可以代之以使用任何适当设备、如例如机械固态继电器（虽然后者可以比光学MOSFET更少实用，因为它可能更大）。注意一些类型的（非光学）晶体管通常具有高得多的输入电容，这意味着触敏显示器将总是与开关是否关断或者闭合独立地检测触摸时间。换而言之，定制适当开关机制适应它的既定功能、即经由触摸生成元件生成触摸事件，这些触摸事件可由（典型）触摸检测。

在图3的示例中，电阻器R2和电容器C1一起代表与在触摸屏设备的触摸事件检测兼容的”人体模型”。换而言之，选择它们以例如模仿人体的电阻和电容。连接160连接到接地。如果闭合在3与4之间的开关，则接地经由人体模型连接到电极151并且触摸屏如果它检测到电容改变则检测到触摸事件（如同人将触摸触摸屏）。触发触摸事件的逻辑12的芯经由R1被连接并且无论何时将生成触摸都将这一线路拉向接地。可以在很简化的版本中如在图2或者4中另外描绘的那样例如在经由R1连接到电极151的微处理器中执行的软件中部分或者完全设计设计逻辑12的芯。另外在图2或者4中，未表示电路150的细节（即触摸生成系统15的实质部分）。发光二极管170然后在适当时由逻辑芯接通，并且闭合在3与4之间的开关。提供电阻器R1以防止在操作发光二极管170时短路。

表示电路的很简单示意版本为插图，其中示出逻辑芯12致动开关。电路150可以视为将人体模型连接到电极151并且由逻辑芯12致动的开关。在闭合电路时：从电极151排出电荷从而产生希望的电容触摸事件。在触摸屏设备相应地检测后者。

用于R1、R2的典型值为750和1500欧姆。用于电容C1的典型值为100皮法。可以根据应用、电极的确切特性和设想的屏幕兼容性等适配这样的值。有意地使图3的电路图简单；本领域技术人员可以认识如果需要则可以将图3中所示原理并行用于若干电极。

可以用高级（例如过程或者面向对象）编程语言或者如果希望则用汇编或者机器语言实施为了实施以上计算机化的方法的至少部分而需要的计算机程序代码；并且在任何情况下，语言可以是编译或者解译语言。适当处理器包括通用和专用微处理器。注意可以在机器可读存储设备中有形体现的计算机程序产品上存储TGD和/或触摸屏设备（和/或可能有涉及到的服务器或者任何网络主机）平台执行的操作用于由可编程处理器执行；并且本发明的方法步骤可以由执行指令的一个或者多个可编程处理器执行以执行本发明的功能。在所有情况下，本发明可以不仅涵盖TGD而且涵盖用以下各项中的一项或者多项扩充的包括这一设备的系统：触摸屏设备、服务器和/或任何网络主机等。

更一般地，可以在数字电子电路中或者在计算机硬件、固件或者软件中或者它们的组合中实施以上发明。

一般而言，处理器将从只读存储器和/或随机存储器存储器接收指令和数据。适合有形体现计算机程序指令和数据的存储设备包括所有形式的非易失性存储器，这些形式例如包括半导体存储器设备、例如EPROM、EEPROM、闪存或者其它形式。

已经公开实施例，这些实施例提出如下设备和方法，这些设备和方法扩展已知显示器读取方式用于与触敏显示器使用。描述的实施例中的一些实施例实现高效双效数据通信而无需精确对准或者预校准两个设备。有可以从这样的很短程无线通信机制受益的各种应用、例如与安全令牌通信用于认证目的（如以上描述的那样）并且更一般为配对设备等。

能够借助TGE按需生成触摸事件具有两个主要优点。首先它可以用来将需要从TGD向触摸屏设备发送的数据编码成系列触摸事件，从而触摸屏设备的解码单元可以重建数据。这样可以实现双向通信，只要TGD可以另外从触摸屏设备接收信息即可。其次，如果TGD规律地生成触摸事件或者初始地执行具体触摸事件序列，并且如果TGE的布置允许重建光电检测器相对于显示器的位置（例如将TGE定位于三角形的拐角中），则触摸屏设备可以在它的显示器上自动定位和尺寸重设图像，从而它与光电检测器在其上的位置匹配。如果规律地完成这一定位，则图像可以被进一步自动重定位。换而言之，用户不再需要关注将TGD的光电检测器精确放置于显示的图像前面。取而代之，触摸屏设备自动对准图像。因此，如图4中所示逻辑22/12不仅将数据编码/解码成例如闪烁图像/例如从闪烁图像编码/解码数据和将数据解码/编码成触摸事件/从触摸事件解码/编码数据，而且它们也关注相对于接收的触摸事件在触摸屏设备上的图像定位。此外，相似机制可以用来转送关于光电检测器的向触摸屏设备输入的信号的质量信息。换而言之，触摸屏设备可以调节显示器的亮度以与光电检测器需要的对比度设置匹配以便保证良好通信而无需用户交互（例如人工调整显示器亮度）。

尽管已经参照某些实施例描述本发明，但是本领域技术人员将理解可以进行各种改变并且可以替换为等效物而未脱离本发明的范围。此外，可以进行许多修改以适配特定情形或者材料以适应本发明的教导而未脱离它的范围。因此旨在于本发明不限于公开的具体实施例，但是本发明将包括落入所附权利要求的范围内的所有实施例。就这一点而言，如以下描述的许多变化是可能的：

例如，为了在将数据编码成触摸事件时增加通信带宽，TGD可以在编码/解码算法内利用多个TGE并且考虑触摸的位置。根据TGE的定位，可以再次有必要如以上描述的那样自动对准两个设备；可以使用相同技术。

而且，如果触摸屏显示器支持多触摸（检测多个并行触摸事件），则通过并行激活多个TGE来探索这一特征。例如，如果可以在单个多触摸事件中识别八个触摸事件并且将使用8×8矩阵，则可以用单个多触摸传送32位、由此增加在配对的设备之间的数据吞吐量和/或减少在配对的设备之间的交互时间、因此为设备的用户增加便利。

如更早参照图4所言，TGD可以配备有光敏、能量收获（即”太阳能”）面板。太阳能面板可以如图4中描绘的那样用来对包括的电池充电或者甚至TGD可以由触摸屏设备的显示器发射的光直接供电、由此无需TGD内的电池。可以设想其它能量收获装置。

接下来，在两个设备之间的通信可以是半双工或者全双工。

触摸屏设备也可以通过检测TGD生成的特殊系列触摸事件（可能由人或者其它非有意触摸生成）来自动检测TGD的存在。如更早所言，这样的系列还可以是对配置数据进行编码的预备序列的部分。TGD可以例如在多个TGD变体/模型存在的情况下对标识设备类型的ID进行编码。触摸屏设备然后将相应地适配图像。

如果TGD配备有至少两个TGE并且触摸屏设备知道在这些TGE之间的物理距离以及光电检测器相对于TGE的位置，则解决方案独立于显示器分辨率，因为触摸屏设备可以计算一个像素的物理大小并且可以适配图像以与光电检测器匹配。

另外，TGD可以配备有确保在配对的设备之间的恰当竖直（距离）对准的静电中性距离。此外，这些距离保持器可以具有用于例如使用技术如geckel来保证TGD不能轻易在触摸屏设备的显示器的表面上滑移或者移动的性质，例如参见http://www.nature.com/nature/journal/v448/n7151/full/nature05968.html。

这样，TGD可以容易附着到触摸屏设备的显示器而在操作之中未移动，即使例如以摇晃的形式向触摸屏设备和TGD的组合施加水平力。它可以由用户操作、例如按压TGD上装配的按钮而无改变在触摸屏设备与TGD之间的相对距离的危险，并且最后它可以易于直接竖直上移来移开。

Claims

1.一种移动触摸生成设备（10），具有：

-逻辑（12）；以及

-触摸生成系统（15），包括一个或者多个触摸生成元件（151-159），

其中所述触摸生成系统操作地耦合到所述逻辑，以经由所述一个或者多个触摸生成元件来生成（S30）触摸事件，所述触摸事件是触摸屏可检测的，所述触摸屏优选地是电容感测触摸屏。

2.根据权利要求1所述的移动触摸生成设备，其中所述触摸生成系统包括至少两个触摸生成元件（151-159），优选地包括九个触摸生成元件（151-159）。

3.根据权利要求1或者2所述的移动触摸生成设备，其中所述一个或者多个触摸生成元件包括各传导电极（151-159），并且所述触摸生成系统包括经由一个或者多个开关而连接到所述电极的电路，以允许闭合所述电路并且从所述电极（151-159）排出电荷。

4.根据权利要求1、2或者3所述的移动触摸生成设备，还包括操作地耦合到所述逻辑的光电检测器系统（16），所述逻辑进一步被优选地被配置为响应于经由所述光电检测器系统而检测到的光信号来生成所述触摸事件。

5.根据权利要求1至4中的任一权利要求所述的移动触摸生成设备，进一步被配置使得所述移动触摸生成设备可以置于个人数字助理或者PDA的触摸屏上，所述触摸生成元件与所述PDA的所述触摸屏近邻。

6.一种系统（1），包括：

-触摸屏设备（20），具有触摸屏（26），所述触摸屏优选为电容感测触摸屏；以及

-根据权利要求1至5中任一项所述的移动触摸生成设备，其中所述移动触摸生成设备的所述触摸生成系统（15）被配置为经由其一个或者多个触摸生成元件（151-159）来生成（S30）所述触摸屏可检测的触摸事件。

7.根据权利要求6所述的系统，其中：

-所述触摸屏设备优选地是个人数字助理或者PDA；并且

-所述移动触摸生成设备5被配置使得所述移动触摸生成设备可以置于所述触摸屏上，所述触摸生成元件与所述触摸屏近邻，并且跨越小于所述触摸屏的表面的区域。

8.根据权利要求6或者7所述的系统，其中：

-所述触摸屏设备被配置为经由所述触摸屏来显示在空间和/或时间中调制的图像（27）；并且

-所述移动触摸生成设备包括操作地耦合到所述移动触摸生成设备的所述逻辑（12）的光电检测器系统（16）以检测显示的所述图像，所述逻辑（12）进一步被优选地被配置为响应于检测的所述图像而生成（S30）触摸事件。

9.一种根据权利要求1至5任一项所述的移动触摸生成设备与触摸屏设备之间的双向通信的方法，

其中：

-所述移动触摸生成设备配备有例如光电检测器系统的检测器系统（16），其操作地耦合到所述移动触摸生成设备的所述逻辑（12）；以及

-所述触摸屏设备包括接口装置（26），所述接口装置包括触摸屏（26），所述接口装置适于与所述移动触摸生成设备通信，

所述方法以任何顺序包括：

-经由所述接口装置（26）指示（S50）发射信号（27）；以及

-经由所述触摸屏接收（S40）触摸事件，所述触摸事件由所述移动触摸生成设备生成（S30）。

10.根据权利要求9所述的方法，其中指示（S50）发射所述信号响应于经由所述触摸屏接收（S40）所述触摸事件而被执行。

11.根据权利要求9或者10所述的方法，包括：在周期n，

-经由所述触摸屏接收（S40）由所述移动触摸生成设备生成（S30）的、并且指示所述触摸生成元件的第n个位置的第n个触摸事件序列；

-根据接收的所述第n个触摸事件序列，确定（S45）所述移动触摸生成设备的第n个位置；

-经由所述接口装置（26）指示（S50）发射第n个信号（27），所述第n个信号具有根据所述触摸生成元件的所述第n个位置而确定的第n组特性；以及

-在周期n+1，重复（S70）所述接收、确定和指示的步骤。

12.根据权利要求9、10或者11所述的方法，其中指示发射信号包括经由所述触摸屏指示显示图像，所述图像优选地在空间和/或时间中被调制。

13.根据权利要求9、10、11或者12所述的方法，其中指示发射信号包括指示发射具有一组特性的信号，所述一组特性根据所述移动触摸生成设备的最后确定的位置和已知的配置数据二者而被确定，所述配置数据优选地指示所述检测器系统（16）相对于所述触摸生成系统（15）的所述一个或者多个触摸生成元件（151-159）的布置。

14.根据权利要求9至13中任一项所述的方法，包括步骤：接收与所述移动触摸生成设备的配置有关的配置数据，所述配置数据优选地指示所述检测器系统（16）相对于所述触摸生成系统（15）的所述一个或者多个触摸生成元件（151-159）的布置，并且其中接收配置数据优选地包括：

-经由所述触摸屏接收（S30）由所述移动触摸生成设备生成的触摸事件的序列；以及

-根据接收的所述序列来确定（S40-S45）所述移动触摸生成设备的所述配置。

15.一种包括指令的计算机程序介质，所述指令可由处理装置执行，以用于优选地在web应用中执行根据权利要求9至14中任一项所述的方法的所有步骤。