TW201222354A - Methods for mapping finger movements on a touch pad to a computer screen - Google Patents

Description

201222354 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於-種觸控面板㈤eh pad)的應用，且特別是有 關於一種對映觸控面板上的手指動作至電腦螢幕的方法。 【先刖技術】 最近所發展出用於個人電腦的多點觸控螢幕（伽難心 S_) ’提供了一種更廣泛的輸入能力，就像是用於電腦應用程式的 -種額外鮮輸人指令-樣。隨著觸控螢幕的革新易於掌握的多指 互動影像（multi-fingergesture_based)觸控面板也為軟體應用介面的多曰 樣性）提供了相當大的改善，就像是傳統滑㈣標準輸人裝置的一種 替代性輸人裝置ϋ在’諸如鍵盤或是遙控器等若干^準輸入硬 體的本體上it包括了-個小尺寸的彡關域測面板（副 sensor pad)'然而，小尺寸多點觸控感測器面板因為其實體上小觸控區 域的關係…直都有不易進行輸人關題。因為極為受限的可侧觸 控區域’在小難面板的表面上使用兩隻或三隻手指補不方便，也 可能會有產生了無法預期或是不想要的輸入指令的問題。 據此，實有必要存在-種將會具有極精準輪入能力的小尺寸多點 觸控數位板（digitizer)’並且其精密度相當於能被作業系統辨識為觸控 面板或是手寫輸入板（tablet)等標準數位板的傳統數位板。 【發明内容】 在一種概念中，一種多點觸控數位板在一個輸入裝置的一個本體 上使用了複數個觸控感測器，以提供諸如一個觸控面板等用於傳統的 二維應用與三維電腦圖形應用（computer graphics apPlicati〇n)的一種 201222354 新式多點觸控使用者介面β 在另一種概念中，—種小尺寸數位板的硬體與韌體（firmware)對 應用程式產生了多點觸控輸入指令（multi_t〇uch inpUt c〇mmand )，上述 應用程式可辨識由作業系統所定義的多點觸控訊息（muki t〇uch message)。對於無法將多點觸控訊息接受為一種標準輸入的應用程式而 S，一種使用者層級介面（USerlg[yerinterface)可包括在對應用程式的 互動指令（interactive c〇mmand)利用多點觸控感測器數據封包（data packet)的電腦主機中。 採用了由作業系統所定義的介面規格（interface Specificati加）來設 籲計的標準數位板的-項優點是，不需要在作業系統的核心層級（kemd layer)中安裝一套量身訂做的裝置驅動程式（cust〇m driver )。一旦作業系統將小尺寸多點觸控數位板辨識為一個標準數位 板，此數位板即可立即被當作一個替代性多點觸控輸入週邊設備來使 用，即便是使用者並未擁有一個多點觸控顯示螢幕裝置。 為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉多個實施 例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。 • 【實施方式】 1.多點觸控數位板與控制指令的產生 圖1繪示出具有一個多點觸控螢幕100的一種個人電腦。使用者 可藉由以-或多隻手指對顯示監視器的表面101進行觸控來產生輸入 指令。 圖2A繪示出用於一個電腦系統的一種多點觸控數位手寫輸入板 200(multi-touch digitizer tablet)。數位手寫輸入板2〇〇可利用—支輸入觸 控筆2〇l(inpUt sty丨us)在數位面板的表面上創造出輪入觸控動作二數位 板會創造出一個絕對的輸入動作，或是創造出數位面板表面上的觸控 201222354 對應·舉例纽，多點觸控數 顯=:::=r=、23° 與 同的县，裕古沾」 與140。上述與傳統輸入滑鼠不 於诉气㈣㈣;^動作會與螢幕上的現有游標位置蝴，因為來自 化而ϊ= 由距離的變化(ΔΧ與△”或是滑鼠動作的變 板3^尺==_ Μ中所示的—廳板3⑻，但其觸控面

僅_個單觸令的。圖2Bt的迷你數位板亦配備有另一個 f貞一個早'觸控動作的小觸控面板3G2。如_示，在其他實施例 ，兩個觸控面板配置於相_平面上，而不是配置在獨立的平面上。 由於觸控面板區域的尺寸限制，一個小尺 板::地的-個觸控_準 控動作正確地對映在域示絲也可小尺构控面板上的觸 來將一個觸$ ^不出兩個不同的對映模式（maPPing mode )，其可用 =j觸控面板上的觸控動作對映在—顯示螢幕。如圖Μ中所示， 中下觸Γ板的幢提供了 一種整體對映模式喊__ 其他面板的絕對觸控位置數據被對映在整個顯示榮幕。在 二釣:例中’數位_體提供了一種部分對 在顯不螢幕的一個部分對映區域。 縱座祕⑽則組成顯示螢幕表面上的顯示·座標。 上的左上角洛310的絕對位置被對映在顯示螢幕座標 位位置。在觸控面板上的左下祕32G的絕對 位置破對映在顯示錄座標上的左下料12G的騎位P在觸控面十 201222354 板上的右下角落330的絕對位置被對映在顯示營幕座標上的右下角落 130啓置。在觸控面板上的右上㈣340的絕對位置被對映在顯 不螢幕座私上的右上角落14〇的絕對位置。 ，觸控面板上的手“觸控點37〇被回報為用來識別一個觸控動作的 置380與當地γ位置39〇的原始數據。這個觸控數據被對映 在顯讀幕點Π0或是螢幕座標中的絲χ位置⑽贿幕γ 部分實施例中，當觸控面板所有的其他工雜力及/_各沒有 良化時，整體對映模式中的觸控面板數據的解析度會與觸控面板的尺 寸成正比。據此，較大_控面板可具有較高的輸人解析度。

圖5Α繪示出部分對映模式。在部分對映模式中，將觸控面板表面 上的當地X座標與當地γ座標的中_ (middle_t)定為觸控面板 的中心點（eemer—)。此中傾被對映在顯示螢幕鍊上的部分區 域的中心點。部分對映區域的_ (-η〜 —Ο，即四個角落 1, 172 173與174’被疋出來。在部分對映模式中，觸控面板則 的當地座標被對映在部分對映區域内的座標。 —據此，觸控面板上的左上角落的絕對位置被對映在部分區域 顯不螢幕座標上的左上角落171的絕對位置。觸控面板上的左下角落 320的絕對位置被對映在部分區域顯示螢幕座標上的左下角落⑺的絕 對位置。觸控面板上的右下角落33G的絕對位置被對映在部分區域顯 不螢幕座標上的右下角落173的絕對位置。觸控面板上的右上角落細 的絕對位置被對映在部分區域顯示錄座標上的右上角落m 位置。 τ 在部分實施财，被發送_人電腦_控面板輯是表示觸控 面板表面上的絕_控闕—串座標。在部分實施射，這些: 包賴後被對映在個人電職幕的絕對鍊。這與通㈣由-個傳統數 位板就能做到的二維滑鼠模式（回報相關位置數據或是觸控動作絕 位置的變化）大為不同。 201222354 如同從之前所討論的内容將會了解到的’部分對映模式比整體對 映模式能實現更精準的觸控數據。 2.混合對映法（hybrid mapping method) 在部分實施例中’為了要利用一個小尺寸觸控面板來達到極精準 觸控數據’會根據手指觸控狀態來產生輸入。因此，在部分實施例中， 在觸控面板的一個單點觸控動作過程中，對應於觸控面板的韌體會被 程式設定為辨識多點觸控狀態，諸如以下的三個狀態： 狀態1、在面板表面上開始進行手指觸控動作時；

狀態2、在觸控面板表面的邊緣區域内持續觸控動作；以及 狀態3、在觸控面板表面的邊緣地帶持續觸控輸入。 子刀始觸控點（initial touch point)的律介 圖4至7繪示出-併使用了第—種與第二類映模式的一種混人 對映模式。在-實施例t，_開始，當―隻手指對面板 : ”整體對映模式。當手指保持與面板接觸，並且觸控二 進行時，將模式切換至部分對映模式。 寻續 :於-些制賴而言，需要麵人電職幕座標 2 一個初Γ控點。從整體對映模式到部分對映模式的轉換， 由以下程式設計方法至少其中之—進行初始化 藉 =板⑵手指壓力或是手指觸控_和;(二 者-開始難觸控面_麵 财法。舉例來說，若使用 秒鐘體將對映模式從整;手指停留在觸控面板上達— 他實施例中，此期間為兩秒鐘θ變化為部分對映模式。在其 —衫鐘或是增加到十秒鐘。 8 201222354 的變勤或是手指觸控區域的臨界值來進行模式 '說，若使用者在觸控面板上較用力地按壓，並且其壓 力超過了縣_麵職赋娜卿分職其恩 ^丨2三種方法中，當—位使用者觸控到—㈣二觸控面板或是觸 按鍵等的一個數位開關時，會將整體對映模式變化為部 齡ίϊ示於圖5八至7中的混合對映模式中，利用了整體對映模式將 t面板上的祕觸控點對映在顯示螢幕上。整體對映模式在觸 作的一開始在顯示螢幕上提供了「適中」戋「 有的多點觸控輸入應用程式需要於一顯㈣幕⑽ 。在此情況下，絲控面板的尺寸較小，則在_中^ =的整體對賴式就不適合藉由初始觸控動作來提供高精準的觸^ 上要ΐϊ上述缺點，—種替代的混合對映模式可藉由觸控面板 開 來採取 動作的-開始就提高觸控解析度的基本概念，就是從觸^作=觸控 始’就利用包括了兩個以下所述的兩個計算步驟的㈣ 部分覆蓋對映模式。 3〇I ™ -：：!-：：：：；^ 點170。藉由偵測側面板302上的另一個手指 = 刀始觸控 二上的初始觸控動作是用來作為一個暫時觸控點。在部 中，公共應用程式（Utdnyapplicationprogram)藉由顯示勞幕上 圖案變化來舰出-個暫時觸控點17〇。舉例來說，如圖8示，^ 由在顯示螢幕上呈現出-個小型二維圖形化的三角形物件咖或^ 他形狀的圖形化物件，如此-來，在圖8中於顯示n 形物件186與觸控點是相同的位置。 .々不的二角 201222354 同時=另9::手觸控面板301的表面+滑動手指觸控點370， 板3〇2上的一個同步觸控動作， 舰用動作縣在顯㈣幕上的—個料觸控點， 點，直到觸控點抵達所需位置為止。暫時初始觸控點 一個觸控數據傳送到作«財餘數位板的核心難^^^成

mIH1料出藉由將三角形物件186移動到部分對映區域⑺ ===個連續轉換指令來移動暫時初始觸控點一曰 使=者叙固定初始觸控點，其可從側面板观釋放掉手指。圖㈣ 不出-個减觸控動作位置鍵立。麟對 的 助公__於數位㈣核心鶴程式。一個輔 ，化物目iSUPP alUtlhty卿⑽。11)可藉由視覺回饋，將 圖/化物件表現麵標的靴與顏色，從例如__個小三角 變點）改變為具有紅⑽小圓形（表示初始觸控點的建立）。 能級f 2 ’在_娜勒的制觸㈣作。在此狀 的過程中’ _獲詞控動作在當地座標軸35G與中的一個絕 對位置數據，纽將這些座標對映在顯示螢幕座標軸⑼肖⑽中的 -個輯位置，即點17〇。初始觸控點370用來定出部分對映區域⑺ 包括了四個角落171、172、173、174。當觸飾板表面 上的觸控點處於邊緣地帶内或是狀態2時，觸控點的絕對位置數據就 會如圖5C中所示被對映在螢幕區域175中。 當觸控面板上_控點如圖6與7所示抵賴控面板表面的邊緣 地帶395日寺，物體會進入狀態3，並且會藉由沿著觸控點的方向持續地 更新與移動部分對映區_位置來做—應^將能軸體在顯示勞 幕上產生觸控點的連續動作。 圖6至7繪示出手指觸控動作抵達邊緣地帶395。此邊緣地帶395 201222354 為直接鄰接於馳面板邊緣的，區域^在部分實施例巾，邊緣地帶 具有觸控Φ板整體長度大約1_1()%的尺寸。藉由反覆獅地利用觸控 數據的最後位置變化作為顯示螢幕上的區域⑺與手躺控點170的 -移動指令的轉換速度’ 157體可㈣計算部分對映區域175。藉由對映 區域175與觸控點17G的位置的—併更新，制者仍可輯產生觸控 點的-個賴轉換齡，即便是在其手指減了觸控面㈣邊緣地帶 395之後。在圖6中，使用者的手指抵達了觸控面板上的左側邊界區域。 ’」、而使用者仍可藉由將手指維持在這個地方，以持續地在顯示勞幕 上沿著-個左向水平方向移動觸控點17G。在圖7中，使用者的手指抵 達了觸控面板上的上側邊界區域。然而，使时仍可藉由將手指維持 在這個地方，以持續地在顯示f幕上沿著—健直方向移動觸控點 170。 ” 3·藉由以-個多關控面板為基準的混合解析度來產生彡闕控手指 手勢 在部分實施例中，當兩隻以上的手指同時地對觸控面板進行觸控 時，兩個以上的對應觸控點即會產生一個多點觸控手勢（muiti_t_h gesture) 〇 圖13A繪不出在觸控面板3〇ι表面上的兩個觸控點i76與丨π被 對映在顯示螢幕座標中的區域175。當這兩個觸控點被移動時，'即會產 生-個轉換手勢。圖8至11與13Α至13G繪示出各式各樣的轉換手 勢。圖13C!t»7F出在觸控面板表面上的兩個觸控點】76與⑺被對映 在顯不螢幕座標。如騎示，在圖沉巾，制相—個觸（伽灿） /收縮（pinch)手勢移動其手指。圖13D繪示出在觸控面板表面上的兩 個觸控點㈣映在顯示螢幕座標，織產生了 __手勢（咖龜 trajectoiy gesture )。 j：指手勢4及部分對映區诚的尺寸輿位置轡化 手指轉換手勢容許利用觸控面板表面上的邊緣地帶上的一個手指 201222354 觸控點來進行部分對映區域_作。預設的，任何其他的手指手勢都 曰又限也會產生於部分對映區域的一個最終位置内。在部分實施例 中’使用者可利用一個邊緣地帶上的觸控動作來修改部分對映區域的 ΐΓ Γ例來說，在圖13E與i3F中，若一隻或是兩隻手指—併抵達 工面的邊緣地帶，雕财魏會容許部分對喔域的擴展。 持續產生年指 将續轉換乎勢

用手彳日賴控面板的邊緣地帶進行馳，減就能持續轉換手 勢。這意味著部分對映區域的位置也會改變位置以跟麵5C、6幻 中所示的連續轉換動作。 /、 揞續展開丰勢 ，為了要實現持續展開手勢，-對手指觸控點線性地分開移動。於 兄之τ ’若個人電腦螢幕上的手指對映點並未—併抵達個人電腦 ，幕顯示區域的邊界地帶，並且觸控面板上的其中—隻手指抵達了部 分對映區域的邊緣地帶，則之後勃體即能持續展開手勢。在圖既與 13F中，若-隻或是兩隻手指-併抵達了觸控面板的邊緣地帶，則將會 持續展開手勢。 搜讀圓形軌跡丰熱 為了要實現連續的B1形手勢…對手指觸控點開錢行—個圓形 ，跡手勢。於此情況之下’若個人電腦螢幕上的手指對映點並未一併 抵2f固人電腦螢幕顯示區域的邊界地帶’並且觸控面板上的其中一隻 =指抵達了部分對映區域的邊緣地帶，則_即能持續圓形軌跡^ =^圖13G巾’若一隻或是兩隻手指一併抵達了觸控面板的邊緣地 帶’則將會持續圓形軌跡手勢。‘ 個人電腦勞幕顯示模式與勒趙所铺存的假定個人電 201222354 在部分實施例中’㉟體會根據個人電腦螢幕顯示的解析度來儲存 用於電腦主機螢幕顯示解析度模式（即800x640畫素模式）的數據組。 然而’在部分情況下，使用者可能會為了部分和改變其電腦榮幕顯 示模式。為了要維持將觸控面板數據封包正確對映在目前所選擇的電 腦螢幕顯示模式，當使用者改變了-個新的顯示模式時，勒體需要從 電腦主機側接收模式變化資訊。據此，在部分實施例中，使用者層級 監視軟體（user level monitoring software)會持續地或者週期性地^查 目前的螢幕顯示解析度模式，並且會在使用者改變了一個新的解析^ 模式時，將一個新的顯示模式數據發送至韌體。圖16八與16B繪示^ 包括了持續地監視目前個人電腦顯示解析度模式的程式的功能方塊 圖。 在圖22A巾’電腦主機作業系統的一個監視程式（_it〇ring program) 535會持續地或者週期性地檢查個人電腦顯示解析度模式中 的變化。當偵測到一項變化時，監視程式535會將個人電腦螢幕最後 的顯示模式發送到觸控面板的韌體4〇〇。在部分實施例中，觸控面板會 經由一個通用序列匯流排（universa丨serial bus，USB，在以下的實施例 中簡稱為USB)連接器、無線（wire丨ess)連接器、藍芽（b|ue_h) 連接器或是其他類似的連接器耦接至個人電腦。 5·藉由以具有第二觸控面板（觸控/非觸控狀態）或是數位開關的小尺 寸多點觸控感測器面板為基準的混合解析度來產生多點觸控手指手勢 在部分實際情況下，可能不容易讓部分使用者執行多指手勢，諸 如在一個小觸控面板表面上所執行的一個圓形軌跡或是展開_收縮手 勢。¥使用一個小尺寸觸控面板時，在小觸控面板3〇1與第二觸控面 板302二者表面上的一個單一觸控數據，即可用來產生一個虛擬的第 二觸控點’以模擬用來對映在顯示螢幕的一個兩指手勢。 圖16B繪示出在部分實施例中，韌體如何能夠利用兩個分開的觸 控面板301與302對映出一個多指手勢。如圖所示，在多點觸控面板 [S] 13 201222354 =，即點370，藉由部分覆蓋對映模式而被對映在顯示螢幕 點Γ6。減亦會產生並且會對映出第二觸控面板上的手 螢幕座標中的一個模擬或者是虛擬第二觸控 點177。使用者能以各自在兩個觸控面板上的手 手勢可能難以在一個單一觸控面板上單獨做到。當使用手者勢二 :面板3(Η社觸控表面上沿著—個線性水平或者是垂直方向滑動盆 早一手指時，_就會當成-個變換手勢來產生對應的第_觸控點⑺ 7二觸控點177。第-觸控點與第二觸控點之_相對距 體來程式化。

夕圖14繪示出在部分實施例中，拿刃體如何藉由部分覆蓋對映模式將 夕點觸控面板上的手指觸控位置，即點37〇，對映在顯示勞幕中的第一 觸控點Π6,體亦會將第二觸控面板上的手指觸控數據當作位於部分 對映區域175内的顯示螢幕座標中的—個固定觸控點，以對映為一個 模擬或者是虛擬的第二觸控點177。固定觸控點177的預先定義位置可 藉由勃體來進行修改。當使用者在觸控面板3⑴的表面上沿著一個對 角線方向（diagonal direction)滑動其單一手指時，顯示螢幕上的對應 觸控點176與@)定的第二觸控點177就會被辨識為藉由兩隻手指所^ 出的一個展開-收縮手勢⑽过也咖比辟伽㈣。 利用韌體所創造出來的這個模擬第二觸控數據，使用者無須在多 點觸控面板3G1的小表面區域上使用到兩隻手指。使用者能在觸控面 板上有效地拖曳一隻單一手指，而不是在觸控面板3〇1的小表面區域 上滑動兩隻手指。 圖15繪示出藉由動體來模擬以一個兩指手勢為基準所產生的圓形 軌跡手勢的另一種對映方法。在圖丨5中，韌體會將多點觸控面板上的 手指觸控位置，即點370 ,對映在觸控點170，以當作部分對映模式下 在顯示螢幕中的第一觸控點。韌體也會將第二觸控面板上的手指觸控 數據對映在觸控點177，以當作位於部分對映區域175内的電腦螢幕座 標中的—個固定第二觸控點。固定觸控點177的預先定義位置可藉由 201222354 勒體來進行修改。當使用者在觸控面板3〇1的表面上以其單一手指拖 曳出-個圓形時，能將顯示螢幕上的對應觸控點176與固定第二觸控 點I77認知為藉由兩隻手指所做出的一個圓形軌跡手勢，並且將觸控 點177辨識為一個樞紐（piv〇t)。 圖17至21_示出辨識觸控點在一觸控面板上的動作的方法與 步•圖17繪示出根據部分實施例的一個流程圖，其編排出了以款體 進行連結的-個主觸控面板以及一個第二觸控面板，在辨識出特定觸 控手勢時」可用來辨識觸控點的動作以及回報多指觸控指令的一種方

法6〇0。這種方法基於所儲存的觸控數據來決定觸控點的動作。在部分 實施例中，觸控數據儲存在_中的先進先出（flrstinfirstout，FIF°0， 在以下的實施例中簡稱為FIFO)記憶體中。記憶體儲存了足夠的觸控 點，以在一個手指手勢的過程中辨識出觸控點在各個時間點的動作。 這個方^ _開始於在—個觸控面板上的-個觸控動作被辨識到 、心驟602)。當辨識到一個觸控動作時，就對觸控點座標進行處理(步 驟604)。若手指一併啟動了一個主觸控動作以及一個第二觸控動作， ，體，產生第二觸控點來作為一個虛擬的觸控動作。在部分實施例 ，則是在各個預先決定的時間間隔處理觸控點座標。來自於主斑第 ^觸控面板上的連續觸控動作的原始數據被健存在記憶體中，諸如 曰。己隐體(步驟606)。然後’再決定來自於連續觸控動作的觸控數據 $大於-個預先定義的數據尺寸(步驟_)。在部分實施例中，此決 财足夠_控數據是能_來職手指手㈣，及/或此決 驟確保不會辨識到快速的意外或是偶發觸控動作。步驟_中， 2定了 數_尺寸超過了縣定義的輯尺寸，顧於主觸 ^板的觸控數據就會週期性地回報至電腦主機(步驟610)，諸如一個 動7在每次計時的時候。據此，若輸入觸控指令僅由-個單-觸控 至且力貝單一觸控動作就會在不具有其他數據的情況下被發送 王罨腦主機。 然而’方法600在觸控數據亦適用於包括一個第二觸控面板上的 ί S] 15 201222354 一個觸控崎的肢。於贿況下，這個絲會妓-輯續的第二 據ί Γ於，_ _尺寸卿612)。枝在這樣的 Π =Γ會在步驟614至步驟63G中計算出-個虛擬的觸控 : 一併啟動了主觸控面板與第二觸控面板時，她 虛擬的觸控動作。第二觸控點或者是虛擬觸控點= 疋土觸控點的方向。據此，根據主觸控點的方向，即可利用这兩 包來創造出—個手勢，諸如—個轉換手勢、一個展開/ 收縮手勢或者是一個圓形運動手勢（旋轉手勢 這個程序藉由計算與儲存（諸如在FIFO記憶 作的角度數據來開始進行。此計算方式如圖18A至加== 且詳細說明如下，但是其並非用來作為限制的範例。若此方斤 主觸控點是否正在鑛(步驟616)，射新參相17的方法主觸 控點並非正在移動，則回報虛鋪控點(步驟624)。若此方法 轉觸=具有:個圓形軌跡(步驟618)，則回報虛擬觸控' ’令的-_紐(步驟626)。紐方法決定了主觸控點具有—個 方6ΓΓ㈣報_抛作為—個展_縮指令(步驟 )。右此方法決疋了主觸控點具有—個水平或是垂直 :，:6:虛作為一個轉換指令中’跟隨著主觸控點的-個 =間所創造出來的觸控軌跡:主觸控面板上的一個單一觸控動：:隨 思動作）、-個兩指觸控動作的轉換（水平/垂直為主的動 : 指觸控動作的展開/收縮（對角線動作）、—個旋轉手勢（2動作）。 圖18Α至18Β繪示出當系統辨識出主觸控點 造出-個展開或者是收縮手勢時，所創造出Μ 正在移動，以創 的線性動作時’就會識別出-個展開手勢。這是因為當 ArcTan((y2-yl)/(x2-xl))為正數時’角度會接近 45 ; 二 Λ / 面板會處於ON的狀態（使用者手指已進行二此處二=控 16 [S] 201222354 假若其在角度的一個預定角度偏差值内，則角度0會「接近於」一個 特定測量值。在某些狀況下，預定角度偏差值可為測量值的大約10度 左右，即正負10度。在某些狀況下，預定角度偏差值可為5度内，即 一個特定測量值的正負5度。此技術領域中具有通常知識者將會體會 到，可以改變一個特定角度測量值内的特定公差來體現本發明的實際 目的。當符合了這些條件時，韌體就會產生虛擬觸控點646，虛擬觸控 點646會被置放在主觸控軌跡線上的一個固定位置，並且從主觸控動 作初始位置(xl，yl) ’即點640，到虛擬觸控點646的預先定義距離644 會小於到FIFO中任意其他連續主觸控點的距離。 鲁 如® 18B中所示’當主手指觸控軌跡648顯示出沿著一個負對角 線方向的線性動作時’就會識別出一個收縮手勢。這是因為當三角函 數公式ArcTai^yZ-yl^a-xi))為負數時，角度會接近_135度，並且第 二觸控面板會處於0Ν的狀態（使用者手指已進行觸控）。當符合了這 些條件時’韌體就會產生虛擬觸控點646，虛擬觸控點646會被置放在 主觸控軌跡線上的—侧定位置，並且從主觸控動作初始位置⑻， y ) P點64〇到虛擬觸控點646的預先定義距離650會大於到FIFO 中任思其他連續主觸控點的距離。 圖19繪不出利用在圖17的方法中用來計算觸控點動作的角度 Θ的-種圖形表示。此圖式繪示出具有—個座標軸X以及—個座標轴 Y的一個二維座標系統。這些座標軸創造出了四個象限（標示為j、 Π、冚、汉）。在—個觸控面板上的第一點繪示在座標（xl，yl)，並且 個第連、另點（在觸控面板上）繪示在座標（χ2, ”）。一個角度θ則 繪示在座標軸X以及第—點與第二點之間的—條線之間。角度Θ可以 從 ArcTan((y2-yl)/(x2_xl))獲得。 /圖2〇繪示出具有產生旋轉指令（以樞紐為基準的旋轉）的一個圓 形運動的-個兩指手勢。此手勢包括了四個連續觸控點：内㈣!） 〇 2 (x2’ y2) 662、P3 (x3, y3) 664、P4 (x4, y4) 666。物體館存了連 續觸控點P卜P2、p3與p4，並且利用一對連續觸控點為各個觸控點 [S] 17 201222354 計算出角度0 。舉例來說’ efArcTani^-yiyo^xl》、 e2=ArcTan((y3-y2)/(x3-x2))、e3=ArcTan((y4-y3)/(x4-x3))等等。當辨識出 旋轉指令手勢時，韌體就會計算出一個虛擬觸控點646。 圖21A至21D顯示出如何ί全釋旋轉方向，以產生一個旋轉指令。 旋轉方向包括了順時針方向（以下的實施例中簡稱為cw)與逆時針方 向（以下的實施例中簡稱為CCW)。這些方向利用了角度0、主觸控 數據以及虛擬樞紐點的預先定義位置識別出來。 方向或旋轉是基於ΔΧ、^γ與角度0 (即標號680)中的變化來 φ 做決定。舉例而言，如圖21Α中所繪示，若Δχχ)、Δγχ)並且角度 Θ’s為增加，則主觸控點640的主觸控軌跡642會被詮釋為CCW。虛 擬柄紐點646為符合Ρχ<χΐ與py>yi的象限!γ中的預先定義位置。另 外，若ΔΧ>0、ΔΥ>〇並且角度0，s (即標號68〇)為減少，則主觸控 點640的主觸控軌跡會被詮釋為cw。虛擬樞紐點646,即點P(px，py), 為符合Px>xl與Py<yl的象限Π中的預先定義位置。 如圖21B中所繪示’若^xco、Δγχ)並且角度(即標號68〇) 為增加，則主觸控點640的主觸控軌跡642會被詮釋為CCW。虛擬樞 紐點P (即標號646)為符合Ρχ<χ1與Py<yl的象限I中的預先定義位 % 置。另外，若Δχ<0、ΔΥΜ並且角度0’S為減少，則主觸控軌跡642 會被詮釋為CW。虛擬樞紐點p (即標號646)為符合Ρχ>χ1與py>yi 的象限ΙΠ中的預先定義位置。 如圖21C中所繪示，若Δχπ、並且角度0，s (即標號68〇) 為増加，則主觸控點640的主觸控軌跡642會被詮釋為CCW。虛擬樞 紐點P (即標號646)為符合Ρχ>χ1與py<yl的象限Π中的預先定義位 置。另外’若ΔΧ<0、ΔΥ<〇並且角度0，s為減少，則主觸控轨跡642 會被詮釋為CW。虛擬樞紐點p (即標號646)為符合Ρχ<χ1與py>yi 的象限IV中的預先定義位置。

.I 如圖21D中所繪示，若△χμ、並且角度0’s(即標號680) 201222354

V 為增加，則主觸控點640的主觸控軌跡642會被詮釋為CC1虛擬框 紐點P (即標號646)為符合px>xl與Py>yl的象限皿中的預先定義位 置。另外’若ΔΧ>〇、△¥<〇並且角度p，s為減少，則主觸控軌跡642 會被1全釋為Cw。虛擬樞紐點P為符合Px<xl與Py<yl的象限I中的 預先定義位置。 6·藉由兩個單一觸控感測器面板來產生多點觸控手勢 若產生手指手勢最多只需要用到使用者的兩隻手指，則多點觸控 面板即可以一個單一觸控彳貞測感測器（加如t〇uch detecti〇n sensor)來 Φ 取代。圖16Α繪示出作為一個主觸控面板的一個單一觸控感測器面板 301以及僅回報觸控/非觸控狀態（觸控狀態）的一個第二觸控面板 302。第二觸控面板可為一個數位開關，因為Οη/Off狀態訊號是用來增 加手指觸控動作的數量。 分別繪示於圖14、15與16B中以兩隻手指為基準所產生的手勢， 即展開/收縮、圓形軌跡、變換手勢，可藉由作為主觸控面板的一個單 一觸控面板與一個第二觸控面板來實現。 7.電腦主機上的裝置驅動程式 圖22A與22B繪示出基本軟體模組與多點觸控數位板3⑻的韌體 ® 400的功能方塊圖。多點觸控數位板包含了多點觸控感測器面板301以 及圖22B中的一個第二觸控面板302。 韌體400從兩個觸控面板301及302 一併獲得手指觸控活動的原 始數據來作為最初的數據，並且將這些數據修改為符合會被個人電腦 500中的作業系統辨識為一個標準通用序列匯流排人性化介面裝置 (USB human interface device，USB-HID，以下簡稱為 USB_HID)的多 點觸控數位板及/或一般USB-HID輸入裝置的數據封包。 在部分實施例中，韌體400會符合邏輯地定義出兩個獨立的USB 裝置’或者疋疋義出第一邏輯裝置410與第二邏輯裝置420。第一邏輯 19 1 201222354 裝置410將多點觸控面板301定義為一個標準多點觸控數位板，以將 預先定義的數位板數據封包經由USB連接器回報至電腦主機。第二邏 輯裝置420則定義出一個一般USB-HID輸入裝置，以將預先定義的 HID數據封包經由USB連接器回報至電腦主機。 在部分實施例中’用於多點觸控數位板的裝置驅動模組510會獲 得第一邏輯裝置410的原始數據，用於一般入裝置的裝置 驅動模組520則會獲得第二邏輯裝置420的原始數據。裝置驅動模組 510及520係處於電腦作業系統的核心層(kemei丨evei iayer)。輸入裝置 與電腦之間的數據傳輸協議與連接器可藉由USB組織所定義的USB 鲁 連接器來執行。個人電腦500中的作業系統，諸如windows®作業系統， 提供了 一個用於獲得USB數據封包的内建核心模式聪動程式。現有的 多點觸控螢幕輸入應用程式540將多點觸控訊息辨識為標準互動輸入 指令（standard interactive input command)，並且接收來自於裝置驅動模 組510的指令。 作業系統的使用者模式層級（user mode layer )中的介面模組530 獲得第二邏輯裝置420的原始數據封包。利用所獲得的數據，輔助介 面應用模組550藉由顯示螢幕上的圖形繪製物件顯示出觸控點的位 置。而且，所獲得的數據可被用來產生用於市面上可買到的非多點觸 • 控螢幕輸入的應用程式560的輸入指令，但是不能將多點觸控訊息辨 識為標準互動輸入指令。 多點觸控感測器面板可延伸為一個多功能面板（ pad) ’例如由傳統二維滑鼠模式、數位板模式與一般HID模式（供應 商特定模式）所組成的一個USB-ΗΠ)複合式輸入裝置。於此狀況;二 韌體增加了邏輯裝置#3來作為二維滑鼠的裝置定義介面（滑鼠游標位 置的數據回報、左/右滑鼠按鍵狀態）。 雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任 何所屬技術領域中具有通常知識者’在不脫離本發明的精神和範圍 [S1 20 201222354 内，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視後附的申 s青專利範圍所界定者為準。 【圖式簡單說明】 圖1繪示出一種具有多點觸控螢幕的電腦顯示器的立體圖。 圖2A繪示出一種大型多點觸控數板的立體圖。

圖2B繪示出具有一個第一觸控面板以及一個第二觸控面板的一種 小尺寸多點觸控數位板。 圖3A繪示出一個數位板輸入裝置的一種絕對對映模式。 圖3B繪示出-個數位板輸人裝置的-種部分覆蓋對映模式。 圖4繪示出-個數位板輸人裝置在—個起始觸控動作的—種絕對對 映模式。 5A繪示出一個數位板輸入裝置的一種部分對映模式 圖 二式5B繪不出-個數位板輸人裝置在^始觸控動作的—種部分對映 狀態的過程中的 圖5C繪示出-個數位板輸入裝置在—個連續觸栌 一種部分對映模式。 ^ =物，指觸控動 :據’對映在螢幕座標 令的-個_域。从_觸控數」 圖 作 ’將-域上的-個手指觸控動 中的-個整體區域。 、式的觸控數據，對映在螢幕座標 :到觸控輪入動作 圖8繪示出_部分標式模絲對—觸示營幕達 21 S] 201222354 的極精準對映的一種替代性輸入方法。 圖9繼續繪示出圖8的替代性輸入方法。 圖10繼續繪示出圖8至9的替代性輸入方法。 圖11繼續繪示出圖8至1〇的替代性輸入方法。 圖12繼續繪示出圖8至11的替代性輸入方法。 據對映在個 圖13A至13G繪示出兩指觸控手勢，並且將這肽 人電腦螢幕座標。 —二

圓】4繪示出利用第二觸控面板在一數位板上的一個兩指 手勢。 收縮-展開 圖15繪示出利用第二觸控面板在數位板上的—個兩指旋轉手勢。 至16B繪示出_第二觸控面板在數位板上的一個兩指轉換 于勢。 圖17繪示出一種利用— 指手勢的方法的流程圖 個主觸控面板與—個第二觸控面板來辨 識手

圖18A至18B分別繪示出—個展開手勢與—個收縮手勢的手指手勢。 圖繪示出-種從兩個連續觸控點來計算軌跡角度㈣圖形表示。 圖20緣示出具有產生旋轉指令的_個圓形運動的―個兩指手勢。 圖21A至21D緣示出用於—個旋轉指令的旋轉方向。 [S1 22 201222354 【主要元件符號說明】 100 :多點觸控螢幕 101 :表面 110、120、130、140、17卜 172、173、174、210、220、230、 240、310、320、330、340 :角落 150、160、350、360、X、Y :座標軸 170、176、177、370、640、646、P :點 • 175 :區域 180、190、380、390 :位置 186 :三角形物件 200 :數位手寫輸入板 201 :輸入觸控筆 300 :數位板 301、302 :面板 φ 395 :邊緣地帶 400 :韌體 410 :第一邏輯裝置 420 :第二邏輯裝置 500 :個人電腦 510、520 :裝置驅動模組 530 :介面模組 535 :監視程式 23 201222354 540、560 :應用程式 550 :輔助介面應用模組 600 :方法 602、604、606、608、610、612、614、616、618、620、622 624、626、628、630 :步驟 642、648 :觸控執跡 644、650 :距離

I ' Π ' ΙΠ、IV :象限

24

Claims (1)

1. 201222354 七、申請專利範圍： 1· 一種對映觸控面板上的手指動作至電腦螢幕的方法，該方法包括： 從該觸控面板接收觸控數據，該觸控數據識別在該觸控面板上的 一或多個手指觸控點的絕對座標； 提供至少一對映模式，以將該或該些手指觸控點的絕對座標對映 於該顯示螢幕，其中該對映模式包括一部分對映模式，並且該部分 映模式包括：

   指定該顯示螢幕的一部分作為一部分對映區域，該部分對映 區域小於該顯示螢幕的整個區域；以及 將該觸控數據的該或該些手指觸控點的絕對座標對映於該 分對映區域的對應座標；以及 ^根據該或該些對映模式將在該觸控面板上的該些手指動作對映於 吞亥顯>|>營幕。 專利範圍第！項所述的方法，其中—第二對映模式包括整體對 、、式’其巾該整體對賴式包括將該觸控數據 點的絕對座標對映於該顯示螢幕的該整個區域的座標。 控 圍第2項所述的方法’當該觸控數據的-觸控狀態為- 該觸控停滯的時間達一預定值； 該觸控超過一臨界壓力；以及 - I 一第二觸控面板被觸控。 1細的方法，更包括，若該觸控數據識別只有 點，並且该手指觸控點的座標座落在該部分對映區域 25 4. 201222354 的一邊緣地帶時，調整該部分對映區域在該顯示勞幕上的位置。 5·如申凊專利範圍第！項所述的方法，更包括 *匕 =時間點的一軌跡’並且根據該手指觸控點在各個時= 兩指手勢，以及當該兩手指觸控點的其中之_在該部= &域的-邊緣地帶内時，在該部分對映區域外持續該兩指手勢。、 6 利細第1項所述的方法，#該觸控數據用來識別該兩手指

   7點在該觸控面板上的絕對座標在各個時間點為分開移動時 括用來朗—個兩指展開手勢，並且當該些手铜控點至少巧之^ 在该部分對映區域的一邊緣地帶内時，擴展該部分對映區域的尺寸。 7·=請專利範圍第！項所述的方法，更包括辨識該或該些 ^個時間點的-軌跡’並且當該些手指觸控點被辨識為具有_ = 中收縮手勢觸控指令訊息以及-展開手勢觸控指令訊 8· 圍第1項所述的方法’更包括辨識該或該些手指觸控點 =寺間點的—執跡，並且當該些手指觸控點被辨識為具有複數個 圓形執跡時，產生一旋轉手勢觸控指令訊息。 9·如申3月專利範圍第i項所述的方法，更包括辨識該或該些手指觸控點 在各個時間點的-軌跡，並且#該手指觸控點被觸為具有—水平軌 跡以及-垂直軌跡至少其中之—時，產生_變換手勢觸控指令訊息。 10.，申Μ專利韻第1項所述的方法，更包括用來識別一電腦主 析度設定的變化。 11.種對映觸控面板上的手指動作至電腦營幕的方法 ，該方法包括： 匕從一主觸控面板接收觸控數據，從該主觸控面板接收到的觸控數 _曰出-第-手指觸控點在該謂控面板上的絕對座標； 從一第二觸控面板接收觸控數據，從該第二觸控面板接收到的觸 控數據指出該第二觸控面板賴控狀態； 26 201222354 ▲該第二觸控面板的觸控狀態指出該第二觸控面域觸 該主觸控面板上創造-第二虛擬觸控點的座標；以及 標至 ▲對映該第一手指觸控點的該座標與該第二虛擬觸控點的該座 該顯示螢幕。 12.如申請專利範圍第】】項所述的方法，更包括提供至少一對映模式，藉 、將該第+彳日觸控點的座標與#第二虛擬觸控點的該座標對映至該 顯示螢幕’其中該對映模式包括—部分對映模式，並域部分對映^ 式包括： 、、

   指定該顯示螢幕的-科作為—較職區域，該部分對映 小於該顯示螢幕的整個區域；以及 將該觸控數據_或該好摘控闕舰難標對映至該 對映區域的一對應座標。 13.如申請專利範圍第12項所述的方法，其中—第二對映模式包括整體對 映模式，該整體對映模式包括將該觸控數據的該或該些手指觸控點的 該絕對座標對映於該顯示登幕的該整個區域的座標。 H.如申凊專利範圍第u項所述的方法，當該觸控輯的一觸控狀態為一 初始觸控狀態’並且發生町至少其中之—時，更包括在該部分對映 模式與該整體對映模式之間作切換： 該觸控停滞的時間達一預定值； β亥觸控超過一臨界壓力；以及 一第二觸控面板被觸控。 如U利範圍第12項所述的方法’更包括若該觸控數據識別出該第 一手指觸控點的該座標座落在該部分對映區域的一邊緣地帶時，調整 該部分對映區域在該顯示螢幕上的位置。 16,如申請專利範圍第12項所述的方法，更包括辨識該第一手指觸控點在 27 201222354 各個時間點的-執跡’從該第一手指觸控點在各個時間點的該軌跡識 別兩才曰手勢’以及當該第一手指觸控點的座標座落在該部分對映區 域的一邊緣地帶内時，在該部分對映區域外持續該兩指手勢。 17. 如申凊專利範圍第12項所述的方法，當該觸控數據識別出該第一手指 觸控點的魏賴標在—對角線方向上移動時，更包括識別一個兩指 展開手勢’並且當該第-手指觸控點在該展開手勢的過程中座落在該 部分對映H域的-邊緣地料，擴展該部分對映區域的尺寸。 18. 如申清專利範圍第12項所述的方法，更包括辨識該第—手指觸控點在 各個時間點的一軌跡’以及當該第一手指觸控點被辨識為具有:對角 線軌跡時’產生-收縮手勢觸控指令訊息以及一展開手勢觸控指訊 息至少其中之一。 以如申請專利範圍第18項所述的方法，其中當該第一手指觸控點被辨識 為具有該對角線軌跡，並且該對角線軌跡的角度為45。加減一預定角度 偏差值時，產生該展開手勢觸控指令訊息。 2〇.如申請專利範圍第18項所述的方法，其中當該第—手指觸控點被辨識 $具有該對角線執跡’以及於該對角線軌跡的角度接近_m。加減一預 定角度偏差值時，產生該收縮手勢觸控指令訊息。 I 21·如申请專利範圍帛項所述的方法，更包括辨識該第一手指觸斤點在 各個時間點的-軌跡，以及當該第一手指觸控點被辨識為具有:圓形 軌跡時，產生一旋轉手勢觸控指令訊息。 / 22.如申請專利範圍第12項所述的方法，更包括辨識該第—手指觸㈣在 各個時間點的一軌跡，以及當該第一手指觸控點被辨識為具有:水平 軌跡以及-垂直軌跡至少其中之一時，產生一變換手勢觸控指令^。 23·如申請專利範圍第12項所述的方法，更包括藉由識別一第—觸抑點(χ1 yi)以及一第二觸控，點(x2，y2)來識別該第一手指觸控點的—細以x及 藉由決定ArcTan((y2-yl)/(x2-xl))來決定一轨跡角度。 [S] 28 201222354 24.如申請專利範圍第23項所述的方法，更包括當一連續觸控手勢的該執 跡角度在各個時間點的變化指出一圓形軌跡時，產生一旋轉手勢觸控 指令訊息。

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