專利名稱：多點觸摸屏操作工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種觸摸屏操作工具及方法，尤其是一種多點觸摸屏操作工具。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在支持觸摸區(qū)觸摸圖像輸出的多點觸摸屏已經(jīng)出現(xiàn)，但多點觸摸屏的操 作工具仍以手指為主，沒有其它與手指并列的操作工具和方式。通過對設(shè)備， 尤其是數(shù)碼設(shè)備內(nèi)置射頻芯片的方式與多點觸摸設(shè)備進行通信，也僅僅是為了 提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)葢?yīng)用，而非作為一種和手指并列的操作工具。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種用于區(qū)分觸摸多點觸摸屏物體的方法，以便系統(tǒng)為不同的 觸摸物體產(chǎn)生的觸摸點分配不同的功能。通過在特定物體上安裝傳感器，觸摸 屏系統(tǒng)根據(jù)傳感器發(fā)出的信號，確定特定物體對應(yīng)的觸摸點。傳感器可以向系 統(tǒng)報告的數(shù)據(jù)包括，但不限于特定物體與觸摸屏發(fā)生觸摸的時刻、移動的速 度、相對于傳感器內(nèi)置坐標(biāo)系移動的方向、加速度。在特定物體開始或結(jié)束與 觸摸屏的觸摸時，傳感器應(yīng)發(fā)出信號，告知系統(tǒng)特定物體對觸摸屏的觸摸開始 或結(jié)束。傳感器并不一定要具備以上所有功能，具備其中的一個或多個即可。 觸摸傳感器用以與系統(tǒng)通信的信號，可以采用有線方式傳送，也可以采用無線 方式傳送，可以是光信號，也可以是電信號、磁信號或聲信號。傳感器可以采 用可滾動的彈性球，通過相應(yīng)的結(jié)構(gòu)，如齒輪或光柵，確定彈性球的滾動情況， 確定特定物體的運動情況，相應(yīng)結(jié)構(gòu)可以具備適當(dāng)阻尼，以保證良好操作感。 傳感器同樣可以通過加速度感應(yīng)裝置，確定物體的移動方向和加速度。傳感器 對觸摸發(fā)生的感應(yīng)，可以通過相應(yīng)彈性結(jié)構(gòu)實現(xiàn)。在觸摸發(fā)生時，可以是彈性 結(jié)構(gòu)中的電路因為壓力接通，發(fā)出信號，也可以是彈性結(jié)構(gòu)中相應(yīng)電路因為運動，基于電磁感應(yīng)的原理產(chǎn)生了電動勢，控制相應(yīng)電路發(fā)出信號。彈性結(jié)構(gòu)本 身的彈性可以依靠彈簧、電磁原理或彈性材料。傳感器對觸摸的感應(yīng)同樣可以 依靠壓電效應(yīng)實現(xiàn)，因為對壓電材料施加壓力，可以使壓電材料產(chǎn)生電勢，此 電勢控制相應(yīng)電路發(fā)出信號。傳感器同樣可以確定與特定物體對應(yīng)的觸摸屏觸 摸點不發(fā)生移動的情況下，特定物體發(fā)生的旋轉(zhuǎn)。這種旋轉(zhuǎn)可以被系統(tǒng)賦予相 應(yīng)功能。


圖l是實施例一的筆狀觸摸物的傳感器內(nèi)置坐標(biāo)系和以觸摸屏為基準(zhǔn)的坐 標(biāo)系的關(guān)系示意圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合具體實施例描述本發(fā)明。
具體實施例為一個基于此方法的筆狀觸摸筆，筆尖處裝有傳感器，傳感器 可以在筆尖與觸摸屏接觸的時刻向系統(tǒng)發(fā)出無線電信號，報告系統(tǒng)觸摸的發(fā)生。 傳感器可以獲取筆尖相對于觸摸屏的移動速度和相對與觸摸筆的移動方向。由 于使用者握住此筆狀觸摸物體的方向是不確定的，因此傳感器報告的是一個處 于不確定坐標(biāo)系的移動方向。如圖l。在圖1中，以觸摸筆為基準(zhǔn)的坐標(biāo)系l與以 觸摸屏為基準(zhǔn)的坐標(biāo)系2的夾角是不確定的。傳感器報告的是以坐標(biāo)系l為基準(zhǔn) 的移動方向。
當(dāng)觸摸筆筆尖與多點觸摸屏發(fā)生接觸時，傳感器開始工作，并向系統(tǒng)發(fā)出 信號，系統(tǒng)檢測在此時刻觸摸屏上新出現(xiàn)的觸摸點，如果此時刻新增的觸摸點 有且只有一個，則即認(rèn)定此觸摸點為觸摸筆觸摸產(chǎn)生的觸摸點，并為之分配相 對應(yīng)的功能，并保持對這個觸摸點的跟蹤。沒有觸摸點時，即無視此信號。
在觸摸發(fā)生瞬間有多個新增觸摸點時，系統(tǒng)在之后的幾個觸摸屏掃描周期內(nèi)跟蹤這幾個觸摸點，確認(rèn)各個新增觸摸點的移動速度和加速度，將各個觸摸點的移動速度和加速度與傳感器報告的筆尖相對于觸摸屏的移動速度和加速度相比較，將速度和加速度最接近的那個觸摸點，確定為觸摸筆觸摸觸摸屏產(chǎn)生的觸摸點。
在確定了與觸摸筆對應(yīng)的觸摸點之后，系統(tǒng)對此觸摸點進行跟蹤。由于人的握筆方位的不同，傳感器采用的坐標(biāo)系1與觸摸屏采用的坐標(biāo)系2的夾角是不斷變化的。在確定了與觸摸筆對應(yīng)的觸摸點之后，通過跟蹤觸摸點的移動方向以及傳感器報告的相對與其內(nèi)置坐標(biāo)系的移動方向，進行對比，確認(rèn)各個時刻的坐標(biāo)系1相對于坐標(biāo)系2的夾角。當(dāng)特定物體對應(yīng)的觸摸點不移動而坐標(biāo)系l與坐標(biāo)系2的夾角發(fā)生變化時，系統(tǒng)即認(rèn)定觸摸筆發(fā)生旋轉(zhuǎn)，系統(tǒng)可以對觸摸筆的旋轉(zhuǎn)分配相應(yīng)功能。例如，觸摸筆在某點旋轉(zhuǎn)，則加深此點的墨跡。
如果失去了與觸摸筆對應(yīng)的觸摸點的跟蹤，可以通過觸摸屏上可能與觸摸筆對應(yīng)的觸摸點的移動方向、移動速度及加速度與觸摸筆筆尖的移動方向、移動速度及加速度進行匹配，重新捕獲觸摸點。觸摸筆對應(yīng)觸摸點與其它觸摸點交匯之后，從交匯處分出的觸摸點即為可能的觸摸點。由傳感器報告的相對于
坐標(biāo)系1的移動方向與前一時刻系統(tǒng)得到的坐標(biāo)系1與坐標(biāo)系2的夾角，可以得到
此時的觸摸筆相對于觸摸屏的移動方向，但此移動方向是一個估計值，因此在確認(rèn)觸摸筆對應(yīng)的觸摸點時，應(yīng)優(yōu)先考慮觸摸屏上觸摸點的移動速度、加速度與傳感器報告的移動速度、加速度匹配程度，在無法僅僅依靠速度、加速度確定觸摸筆對應(yīng)的觸摸點時，再采用移動方向進行對比的方法確定。觸摸屏上觸摸點的形狀與觸摸筆前一時刻在觸摸屏上產(chǎn)生的觸摸點的形狀的匹配程度，也同樣可以作為確定觸摸筆對應(yīng)觸摸點的依據(jù)，但是其準(zhǔn)確性同樣低于以移動速度、加速度為依據(jù)的結(jié)果，同樣應(yīng)在無法僅僅依靠速度、加速度確定觸摸筆對應(yīng)的觸摸點時，再予以采用。如果以上方法均無法重新確定觸摸筆對應(yīng)的觸摸點時，系統(tǒng)應(yīng)發(fā)出提示，告知失去對觸摸筆對應(yīng)觸摸點的跟蹤。
觸摸筆的筆尖可以用彈性材料，例如橡膠制成。隨著觸摸筆對觸摸屏施加的壓力增大，彈性材料制成的筆尖與觸摸屏的接觸面也隨之增大。系統(tǒng)通過觸摸屏輸出的圖像檢測此面積，便可以根據(jù)事先預(yù)置的關(guān)于觸摸筆采用的彈性材料以及觸摸筆重量等相關(guān)參數(shù)，計算出觸摸筆對觸摸屏施加的壓力。觸摸筆觸摸點面積與使用者施加壓力的關(guān)系也可以通過相應(yīng)軟件，指導(dǎo)使用者通過系統(tǒng)自校準(zhǔn)得到，方法是提示使用者通過觸摸筆向觸摸屏施加不同大小的力，系統(tǒng)記錄在使用者施加不同大小力的情況下，觸摸點與觸摸屏的接觸面積大小。使用者施加的力可以是將觸摸筆壓向觸摸屏，也可以是提起觸摸筆，減小觸摸筆在自身受到的重力下對觸摸屏施加的壓力。
當(dāng)有多個基于本方法的物體時，它們互相之間根據(jù)與系統(tǒng)通信采用的信號不同加以區(qū)分。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，信號的不同可以體現(xiàn)在信號種類不同，頻率不同等多個方面。
采用本方法，可以使不同觸摸物同時或不同時觸摸觸摸屏，實現(xiàn)不同功能。例如在用手操作觸摸屏?xí)r，拿起基于本方法的觸摸筆進行書寫，觸摸筆的觸摸軌跡上根據(jù)施加的壓力不同產(chǎn)生相應(yīng)粗細(xì)的墨跡，同時手可以挪動紙張，調(diào)整墨跡顏色、樣式或設(shè)定軟件賦予觸摸筆其它功能，例如切紙刀。之后拿起對應(yīng)功能為橡皮的基于本方法的觸摸物體，將墨跡予以擦除，通過軟件將觸摸筆的功能設(shè)定為橡皮完成擦除功能。對觸摸筆對應(yīng)功能的設(shè)定同樣可以通過在觸摸筆上設(shè)定相應(yīng)切換開關(guān)完成，觸摸筆對系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)控制信號。觸摸筆可以配有開關(guān)，在需要時關(guān)閉傳感器。
所謂筆狀，就是人可以以握筆的姿勢持握的物體。坐標(biāo)系1和坐標(biāo)系2可以采用任何坐標(biāo)系。
本發(fā)明介紹了傳感器實現(xiàn)相應(yīng)功能的幾種方法，但是并不限于這幾種方法。本發(fā)明以筆狀觸摸物體為例進行說明，但并不限于筆狀觸摸物體。
權(quán)利要求
1、一種確定特定物體與觸摸屏發(fā)生接觸時對應(yīng)的觸摸點的方法，其特征是通過在特定觸摸物上安裝傳感器，將傳感器所獲得特定觸摸物體的數(shù)據(jù)與屏幕上觸摸點的相應(yīng)數(shù)據(jù)進行對比，確定特定物體對應(yīng)的觸摸點，傳感器可以獲得的數(shù)據(jù)包括但不限于下列數(shù)據(jù)中的一個或多個特定物體與觸摸屏系統(tǒng)發(fā)生觸摸的時刻；特定物體與觸摸屏接觸點的移動速度；特定物體與觸摸屏接觸點相對于其內(nèi)置坐標(biāo)系的移動方向；特定物體與觸摸屏接觸點的加速度。
2、 一種觸摸物體，其特征是在與觸摸屏發(fā)生接觸的接觸點裝有傳感器，系統(tǒng)根據(jù)傳感器獲得的數(shù)據(jù)確定觸摸物體對應(yīng)的觸摸屏上的觸摸點，傳感器可以獲得的數(shù)據(jù)包括但不限于下列數(shù)據(jù)中的一個或多個 觸摸物體與觸摸屏系統(tǒng)發(fā)生觸摸的時刻；觸摸物體與觸摸屏接觸點的移動速度；觸摸物體與觸摸屏接觸點相對于其內(nèi)置坐標(biāo)系的移動方向；觸摸物體與觸摸屏接觸點的加速度。
3、如權(quán)利要求2所述觸摸物體，其特征是傳感器裝有可滾動的彈性球，通 過相應(yīng)的結(jié)構(gòu)，如齒輪或光柵，確定彈性球的滾動情況，確定特定物體的運動 情況。
4、 一種檢測觸摸物體對觸摸屏施加壓力的方法，其特征是通過在觸摸物體 與觸摸屏接觸點處安裝彈性材料，系統(tǒng)根據(jù)觸摸屏檢測得到的觸摸點處彈性材 料與觸摸屏的接觸面積，結(jié)合以下方法中的一種或多種得到觸摸物體對觸摸屏 施加的壓力預(yù)置的觸摸物體重量、彈性材料彈性系數(shù)，計算得到觸摸物體對觸摸屏施加的壓力；根據(jù)系統(tǒng)自校準(zhǔn)得到的數(shù)據(jù)。
5、 一種對觸摸物體與觸摸屏接觸點的面積與使用者施加壓力關(guān)系進行自校 準(zhǔn)的方法，其特征是提示使用者通過觸摸物體對對觸摸屏施加不同大小的力， 系統(tǒng)記錄在使用者施加不同大小的力的情況下，接觸點的面積大小。
6、 如權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述觸摸物體，其特征是系統(tǒng)根據(jù)觸摸屏檢 測得到的觸摸點處彈性材料與觸摸屏的接觸面積，結(jié)合以下方法中的一種或多種得到觸摸物體對觸摸屏施加的壓力預(yù)置的觸摸物體重量、彈性材料彈性系數(shù)，計算得到觸摸物體對觸摸屏施加的壓力；根據(jù)系統(tǒng)自校準(zhǔn)得到的數(shù)據(jù)。
7、 一種確認(rèn)觸摸物體旋轉(zhuǎn)的方法，其特征是當(dāng)特定物體對應(yīng)的觸摸點不移動，而其內(nèi)置坐標(biāo)系與觸摸屏坐標(biāo)系的夾角發(fā)生變化時，系統(tǒng)即認(rèn)定特定觸摸 物體發(fā)生旋轉(zhuǎn)。
8、 如權(quán)利要求2或3所述觸摸物體，其特征是當(dāng)觸摸屏上與它對應(yīng)的觸摸 點不移動而它的傳感器內(nèi)置坐標(biāo)系與觸摸屏坐標(biāo)系的夾角發(fā)生變化時，系統(tǒng)即 認(rèn)定觸摸物發(fā)生旋轉(zhuǎn)。
9、 如權(quán)利要求2或權(quán)利要求3或權(quán)利要求6或權(quán)利要求8所述觸摸物體， 其特征是觸摸物體為筆狀，傳感器位于筆尖處。
10、 如權(quán)利要求2或權(quán)利要求4所述觸摸物體，其特征是所采用的傳感器 通過以下結(jié)構(gòu)檢測觸摸發(fā)生在觸摸發(fā)生時，傳感器中的彈性結(jié)構(gòu)中的電路因為壓力接通，發(fā)出信號， 彈性結(jié)構(gòu)本身的彈性可以依靠彈簧或電磁原理或彈性材料；在觸摸發(fā)生時，傳感器中彈性結(jié)構(gòu)的相應(yīng)電路因為運動，基于電磁感應(yīng)的 原理產(chǎn)生了電動勢，控制相應(yīng)電路發(fā)出信號，彈性結(jié)構(gòu)本身的彈性可以依靠彈 簧或電磁原理或彈性材料；觸摸的發(fā)生對壓電材料施加壓力，壓電材料產(chǎn)生電勢，此電勢控制相應(yīng)電 路發(fā)出信號。
全文摘要
一種確定觸摸屏特定觸摸物體的方法及采用此方法的觸摸屏操作工具，尤其是一種基于此方法的觸摸筆。它可以和手指一起同時對觸摸屏進行操作，并產(chǎn)生和手指不同的觸摸效果。
文檔編號G06F3/048GK101539815SQ20091000922
公開日2009年9月23日 申請日期2009年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年2月25日
發(fā)明者韓鼎楠 申請人:韓鼎楠