一種觸摸設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種觸摸設備，包括五個位置傳感器和與所述五個位置傳感器連接的控制器；所述五個位置傳感器設置在所述觸摸設備屏幕的非顯示區(qū)域，用于感應其上方的空中觸控操作；所述控制器用于根據(jù)所述空中觸控操作得到空中觸控信息，進而根據(jù)所述空中觸控信息進行操作。通過上述方式，本發(fā)明能夠使得觸摸介質不需要觸碰屏幕即可實現(xiàn)觸控操作，從而使得觸控操作便捷快速，且能夠提高產(chǎn)品的娛樂性。
【專利說明】一種觸摸設備

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及觸控【技術領域】，特別是涉及一種觸摸設備。

【背景技術】
[0002]與傳統(tǒng)的鼠標、鍵盤操作方式相比，現(xiàn)有手指直接觸摸屏幕的觸控操作方式具有操作簡單直觀、娛樂性強等優(yōu)點，觸控技術目前已廣泛應用于各種電子產(chǎn)品，使得越來越多的電子產(chǎn)品都具有觸摸屏功能，例如具有觸摸屏的智能手機、MP3、數(shù)碼相機、取款機、GPS導航儀、展示用的商業(yè)顯示屏等。觸摸屏是一種簡單、方便、自然的人機交互方式，只需通過手指或觸摸筆等觸摸介質觸碰屏幕上顯示的圖形文字即可實現(xiàn)對主機的操作，人機交互直截了當，大大降低了對產(chǎn)品操作的門檻。
[0003]現(xiàn)有技術中，在對具有觸摸屏功能的產(chǎn)品進行操作時，例如在操作具有觸摸屏的智能手機時，通常都是通過手指直接觸碰手機屏幕上的圖形文字，從而手機根據(jù)手指在屏幕上的位置實現(xiàn)相應操作，即手指需與手機屏幕接觸才能夠實現(xiàn)觸摸操作，并且通常要求手指接觸屏幕的地方較為干凈，以保證觸摸的靈敏性，且當用戶在洗滌或忙于其他工作時，要操作手機往往較為麻煩，例如需要先將手指擦干，或者需要放下手中工作走近手機后才能進行觸控操作。如此一來極不方便用戶使用，且降低觸控操作的娛樂性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決的技術問題是提供一種觸摸設備，能夠使得觸摸介質不需要觸碰屏幕即可實現(xiàn)觸控操作，使得觸控操作便捷快速，且能夠提高產(chǎn)品的娛樂性。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的一個技術方案是:提供一種觸摸設備，包括五個位置傳感器和與所述五個位置傳感器連接的控制器；所述五個位置傳感器設置在所述觸摸設備屏幕的非顯示區(qū)域，用于感應其上方的空中觸控操作；所述控制器用于根據(jù)所述空中觸控操作得到空中觸控信息，進而根據(jù)所述空中觸控信息進行操作。
[0006]其中，所述五個位置傳感器具體用于獲取在觸摸設備屏幕上方的觸控點相對位置傳感器本身的感應坐標系的感應坐標值；所述控制器用于在僅讀取到一個位置傳感器獲取的感應坐標值時，根據(jù)讀取到的所述感應坐標值計算得到所述觸控點相對所述觸摸設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值，以及用于在讀取到至少兩個位置傳感器分別獲取的感應坐標值時，按照所述至少兩個位置傳感器的優(yōu)先級別選取預定級別的位置傳感器所獲取的感應坐標值，并根據(jù)所述預定級別的位置傳感器所獲取的感應坐標值計算得到所述觸控點相對所述觸摸設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值；所述控制器還用于根據(jù)作為所述空中觸控信息的所述屏幕坐標值進行操作。
[0007]其中，所述感應坐標值為所述觸控點在與所述觸摸設備屏幕平行的平面中的坐標值，所述控制器具體用于根據(jù)讀取到的所述感應坐標值所對應的位置傳感器的感應坐標系和觸摸設備屏幕的屏幕坐標系之間的映射關系，將所述讀取到的感應坐標值轉換為所述觸控點相對所述觸摸設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值。
[0008]其中，至少部分所述位置傳感器對稱分布在所述觸摸設備屏幕的非顯示區(qū)域。
[0009]其中，所述五個位置傳感器分別為第一位置傳感器、第二位置傳感器、第三位置傳感器、第四位置傳感器以及第五位置傳感器，所述第一位置傳感器和第二位置傳感器位于所述屏幕右邊的非顯示區(qū)域，且以所述屏幕的橫向中心線為對稱軸對稱分布，所述第三位置傳感器和所述第四位置傳感器位于所述屏幕左邊的非顯示區(qū)域，且以所述屏幕的橫向中心線為對稱軸對稱分布，所述第五位置傳感器位于所述屏幕下邊的非顯示區(qū)域。
[0010]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的另一個技術方案是:提供一種觸摸設備，包括五個位置傳感器和與所述五個位置傳感器連接的控制器；所述五個位置傳感器設置在所述觸摸設備屏幕的非顯示區(qū)域，用于感應其上方的空中觸控操作；所述控制器用于根據(jù)所述空中觸控操作得到空中觸控信息，進而根據(jù)所述空中觸控信息進行操作；其中一個所述位置傳感器為觸摸設備的前置攝像頭。
[0011]其中，所述五個位置傳感器具體用于獲取在觸摸設備屏幕上方的觸控點相對位置傳感器本身的感應坐標系的感應坐標值；所述控制器用于在僅讀取到一個位置傳感器獲取的感應坐標值時，根據(jù)讀取到的所述感應坐標值計算得到所述觸控點相對所述觸摸設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值，以及用于在讀取到至少兩個位置傳感器分別獲取的感應坐標值時，按照所述至少兩個位置傳感器的優(yōu)先級別選取預定級別的位置傳感器所獲取的感應坐標值，并根據(jù)所述預定級別的位置傳感器所獲取的感應坐標值計算得到所述觸控點相對所述觸摸設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值；所述控制器還用于根據(jù)作為所述空中觸控信息的所述屏幕坐標值進行操作。
[0012]其中，至少部分所述位置傳感器對稱分布在所述觸摸設備屏幕的非顯示區(qū)域。
[0013]其中，所述五個位置傳感器分別為第一位置傳感器、第二位置傳感器、第三位置傳感器、第四位置傳感器以及第五位置傳感器，所述第一位置傳感器和第二位置傳感器位于所述屏幕右邊的非顯示區(qū)域，且以所述屏幕的橫向中心線為對稱軸對稱分布，所述第三位置傳感器和所述第四位置傳感器位于所述屏幕左邊的非顯示區(qū)域，且以所述屏幕的橫向中心線為對稱軸對稱分布，所述第五位置傳感器位于所述屏幕下邊的非顯示區(qū)域。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術的情況，本發(fā)明的觸摸設備中，通過五個位置傳感器感應其上方的空中觸控操作，從而控制器根據(jù)空中觸控操作得到空中觸控信息，并根據(jù)該空中觸控信息進行操作，如此一來用戶在對操作設備進行操作時，不需要直接觸碰操作設備，只需在位置傳感器的感應范圍內(nèi)進行空中觸控操作，由此當位置傳感器感應到空中觸控操作時即可得到觸發(fā)觸摸設備進行操作的觸控信息，從而實現(xiàn)對觸摸設備的操作，與現(xiàn)有的直接觸碰操作設備的操作方式相比，更方便快捷，且使得操作的娛樂性更強，具有更好的用戶體驗。此外，通過將位置傳感器集成于觸摸設備中，不需要額外設置觸控裝置，由此可降低生產(chǎn)成本，且方便用戶攜帶。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明觸摸設備一實施方式的結構示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明觸摸設備另一實施方式的結構示意圖；
[0017]圖3是本發(fā)明觸摸設備又一實施方式中，感應坐標系和屏幕坐標系的位置關系的示意圖；
[0018]圖4是本發(fā)明觸摸設備又一實施方式中，感應坐標系和屏幕坐標系的位置關系的示意圖。

【具體實施方式】
[0019]本發(fā)明主要用于實現(xiàn)具有觸摸屏功能的觸摸設備例如移動觸摸設備(如平板電腦、智能手機等)、臺式電腦、筆記本電腦或信息展示屏等的空中觸控，即不需要觸碰觸摸設備的觸摸屏即可實現(xiàn)對觸摸設備的操作。
[0020]下面將結合附圖和實施方式對本發(fā)明進行詳細說明。
[0021 ] 參閱圖1，本發(fā)明觸控系統(tǒng)一實施方式中，觸摸設備10具有非顯示區(qū)域101和顯示區(qū)域103，優(yōu)選地，觸摸設備10為智能手機或平板電腦。其中，觸摸設備10包括位置傳感器102和與位置傳感器102連接的控制器104。控制器104相當于觸摸設備10的CPU，設置在觸摸設備10的機身中。
[0022]本實施方式中，位置傳感器102設置在屏幕的非顯示區(qū)域101，用于感應其上方的空中觸控操作?？刂破?04用于根據(jù)空中觸控操作得到空中觸控信息，進而根據(jù)空中觸控信息進行操作。
[0023]其中，空中觸控操作是指在觸摸設備10之外進行空中的操作，進而實現(xiàn)對觸摸設備10本身的操作，這種情況下觸摸設備10無需集成傳統(tǒng)的觸摸屏，僅需要具備單純顯示功能的屏幕即可。當然，操作設備也可以是其他的具有觸摸屏功能的電子設備，例如具有觸摸屏功能的商業(yè)廣告屏、MP3、或者臺式電腦等。在對具有觸摸屏功能的操作設備進行操作時，傳統(tǒng)的操作方法通常是通過觸摸介質如手指或觸摸筆觸碰觸摸屏上顯示的圖形文字，操作設備通過識別觸摸點的位置來獲取觸控信息，以根據(jù)觸控信息執(zhí)行相應的操作，例如在識別到觸摸點的位置為瀏覽器圖標所在的位置，則執(zhí)行打開瀏覽器的操作。與傳統(tǒng)的操作方法不同的是，本發(fā)明實施方式中，在觸摸設備10屏幕的非顯示區(qū)域101設置有位置傳感器102，從而可以通過位置傳感器102感應屏幕上方觸控操作，此時觸摸介質如手指或觸摸筆不需要觸碰觸摸設備10的屏幕，而是可以放置在觸摸設備10之外，比如屏幕上方一定的距離，該距離不應超過位置傳感器102的最大感應距離，由此位置傳感器102可感應到觸摸介質在空中的觸控操作，控制器104根據(jù)該空中觸控信息進行操作，由此通過位置傳感器102的作用，不需要用戶觸碰觸摸設備10即可實現(xiàn)對觸摸設備10的操作，使得操作更方便快捷，提高操作的趣味性，具有更好的用戶體驗。
[0024]在同時具備觸摸屏功能以及本發(fā)明空中觸控功能的電子設備實施方式中，兩種觸控功能可以啟用其中一種而禁止另外一種，也可以同時啟用兩種。
[0025]當然，觸摸設備10也不限于是具有觸摸屏功能設備，還可以是其他的不具有觸摸屏功能的設備，只要能夠識別空中觸控信息，并可根據(jù)空中觸控信息進行相應操作即可。
[0026]本實施方式中，位置傳感器102的數(shù)量為五個，分別是第一位置傳感器102-1、第二位置傳感器102-2、第三位置傳感器102-3、第四位置傳感器102-4以及第五位置傳感器102-5。
[0027]其中，五個位置傳感器102分別設置在屏幕的周邊的非顯示區(qū)域101，如圖1所示，第一位置傳感器102-1位于屏幕的上邊，第二位置傳感器102-2和第三位置傳感器102-3位于屏幕的右邊，第四位置傳感器102-4和第五位置傳感器102-5位于屏幕的左邊。其中，相對設置的第二位置傳感器102-2、第五位置傳感器102-5以屏幕的豎向中心線對對稱軸對稱分布，相對設置的第三位置傳感器102-3和第四位置傳感器102-4以屏幕的豎向中心線對對稱軸對稱分布，通過對稱分布，可以使得觸摸設備10更美觀。
[0028]當然，在其他實施方式中，可以根據(jù)位置傳感器102的感應范圍將五個位置傳感器102設置在非顯示區(qū)域101的其他位置，例如，如圖2所示，第一位置傳感器102-1、第二位置傳感器102-2、第三位置傳感器102-3以及第四位置傳感器102-4分別位于屏幕的四個角落，而第五位置傳感器102-5位于屏幕的左邊。
[0029]繼續(xù)參閱圖1，圖中五個虛線部分的區(qū)域分別表示每個位置傳感器102的感應范圍，每個位置傳感器102的感應范圍至少覆蓋五分之一觸摸設備10，如第一位置傳感器102-1的感應范圍覆蓋觸摸設備10的上邊區(qū)域，第二位置傳感器102-2的感應范圍覆蓋觸摸設備10右邊的中間區(qū)域，第三位置傳感器102-3的感應范圍覆蓋觸摸設備10的右下邊區(qū)域，第四位置傳感器102-4的感應范圍覆蓋觸摸設備10的左下邊區(qū)域，第五位置傳感器102-5的感應范圍覆蓋觸摸設備10左邊的中間區(qū)域。根據(jù)每個位置傳感器102的感應范圍的大小，通過設置每個位置傳感器102在非顯示區(qū)域101的位置，可使得整個觸摸設備10屏幕均處在位置傳感器102的感應范圍內(nèi)。當用戶通過手指對觸摸設備10進行空中觸控操作時，通常是在觸摸設備10所在感應區(qū)域進行操作，而觸摸設備10處于位置傳感器102的感應范圍內(nèi)，因此可以保證位置傳感器102能夠感應到用戶的空中觸控操作。
[0030]其中，本實施方式的空中觸控信息是指觸控點相對觸摸設備10屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值。對于觸摸屏而言，觸摸功能通常是通過獲取觸摸介質在觸摸屏上的觸碰點在屏幕上的坐標值來實現(xiàn)，而本實施方式中，由于用戶手指并不觸碰觸摸設備10的屏幕，而是以空中觸控方式進行操作，即手指是在空中執(zhí)行觸控操作，通過位置傳感器12感應空中觸控動作來得到手指的觸控點相對屏幕坐標系的屏幕坐標值，進而得到空中觸控信肩、O
[0031]五個位置傳感器102具體用于獲取在觸摸設備10屏幕上方的觸控點相對位置傳感器102本身的感應坐標系的感應坐標值，該感應坐標值為觸控點在與觸摸設備10屏幕平行的平面中的坐標值。
[0032]其中，位置傳感器102為具有傳感器功能和攝像功能的傳感器，其包括攝像頭和紅外傳感器，紅外傳感器用于實時檢測在屏幕上方是否存在觸摸介質如用戶的手指，攝像頭在紅外傳感器檢測到屏幕上方存在觸摸介質時即進行攝像以得到關于觸摸介質的圖像，由此可對觸摸介質的圖像進行分析，以獲取觸摸介質的觸控點在圖像中的坐標值，進而得到觸控點相對位置傳感器102的感應坐標系的感應坐標值。例如，當觸摸介質為手指時，觸控點通常為手指的指尖區(qū)域，因此可預設表征手指的指尖區(qū)域的特征信息，在得到關于手指的圖像后通過對圖像進行分析，以尋找與預設的指尖區(qū)域的特征信息相吻合的圖像信息，該圖像信息對應的圖像部分在整個圖像畫面中的位置即是觸控點在圖像中的位置，由此可確定觸控點，進而可得到觸控點在圖像中的坐標值。
[0033]其中，每個位置傳感器102都有其本身的感應坐標系，每個位置傳感器102的感應坐標系的參考點可能都不相同，因此每個位置傳感器102所獲取的感應坐標值是相對該位置傳感器102本身的感應坐標系而言。
[0034]控制器104用于循環(huán)讀取位置傳感器102所獲取的感應坐標值。如圖1所示，每個位置傳感器102的感應范圍僅是覆蓋了部分觸摸設備10，因此并不是每個位置傳感器102都能夠感應到屏幕上方的觸摸介質，即當用戶在屏幕上方進行空中觸控操作時，在某些時候并非每個位置傳感器102都能夠獲得觸控點相對其本身感應坐標系的感應坐標值。此夕卜，五個位置傳感器102的感應范圍可能存在重疊，即當用戶進行空中觸控操作時，可能兩個、三個或更多個的位置傳感器102能夠同時感應到觸摸介質，也即可能兩個、三個或更多位置傳感器102均獲取有感應坐標值。
[0035]因此，當控制器104僅讀取到一個位置傳感器102所獲取的感應坐標值時，例如如圖1所示，觸控點A僅位于第一位置傳感器102-1所在的感應范圍內(nèi)，即此時空中觸控操作僅是在第一位置傳感器102-1的感應范圍內(nèi)，其他的位置傳感器102-2、102-3、102-4、102-5無法感應到空中觸控操作，因此僅是第一位置傳感器102-1檢測有感應數(shù)據(jù)，即為觸控點A的感應坐標值(xl，yI)，此時控制器104僅讀取到第一位置傳感器102-1的感應坐標值(xl，yl)，并根據(jù)讀取到的感應坐標值(xl，yl)計算得到觸控點A相對觸摸設備10屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值?？刂破?04還用于根據(jù)作為空中觸控信息的屏幕坐標值進行操作，由此實現(xiàn)觸摸設備10的空中操作，即不需要觸摸介質觸碰屏幕即可實現(xiàn)對操作設備12的操作。
[0036]當控制器104讀取到兩個以上的位置傳感器102分別獲取的感應坐標值時，例如如圖1所示，觸控點B位于第三位置傳感器102-3和第四位置傳感器102-4的感應范圍的重疊區(qū)域內(nèi)，此時第三位置傳感器102-3獲取的觸控點B相對第三位置傳感器102-3的感應坐標系的感應坐標值為(x3，y3)，第四位置傳感器102-4獲取的觸控點B相對第四位置傳感器102-4的感應坐標系的感應坐標值為(x4，y4)?？刂破?04讀取到兩個位置傳感器102-3、102-4的感應坐標值(x3，y3)、(x4, y4)時，根據(jù)兩個位置傳感器102-3、102-4的優(yōu)先級別選取預定級別的位置傳感器所獲取的感應坐標值，并根據(jù)預定級別的位置傳感器所獲取的感應坐標值計算得到觸控點B相對觸摸設備10屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值?？刂破?04還用于根據(jù)作為空中觸控信息的屏幕坐標值進行操作，由此實現(xiàn)觸摸設備10的空中操作。
[0037]進一步地，本實施方式中，五個位置傳感器102的優(yōu)先級別從高到底依次為第一位置傳感器102-1、第二位置傳感器102-2、第三位置傳感器102-3、第四位置傳感器102-4、第五位置傳感器102-5?？刂破?04在讀取到至少兩個位置傳感器102分別獲取的感應坐標值時，可以選取最高級別的位置傳感器對應的感應坐標值進行計算屏幕坐標值。因此，上述情況中，控制器104在讀取到第三傳感器102-3和第四傳感器102-4的感應坐標值(x3，y3)、(x4,y4)時，根據(jù)第三傳感器102-3和第四傳感器102-4的級別高低，選取第三傳感器102-3的感應坐標值(x3，y3)作為有效坐標值以計算得到觸控點B相對觸摸設備10屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值。當然，五個位置傳感器102的優(yōu)先級別順序也可以是其他的排列方式，如從高到低依次為第一位置傳感器102-1、第三位置傳感器102-3、第四位置傳感器102-4、第五位置傳感器102-5、第二位置傳感器102-2。此外，預定級別也可以是最低級別，也可以不先預定級別，而在實際操作中自行判斷或根據(jù)其他預設條件進行選擇，對此不做限定。
[0038]上述僅是例舉了控制器104讀取到兩個位置傳感器102的感應坐標值的情況，對于三個或更多個的情況，可根據(jù)相同原理選取其中一個感應坐標值進行計算，在此不一一贅述。
[0039]進一步地，控制器104具體用于根據(jù)讀取到的感應坐標值所對應的位置傳感器的感應坐標系和觸摸設備10屏幕的屏幕坐標系之間的映射關系，將讀取到的感應坐標值轉換為觸控點相對觸摸設備10屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值。具體而言，當控制器104僅讀取到一個位置傳感器102對應的感應坐標值時，例如僅讀取到第一位置傳感器102-1的感應坐標值(xl，yl)，此時根據(jù)第一位置傳感器102-1的感應坐標系和觸摸設備10的屏幕坐標系之間的映射關系，將感應坐標值(xl，yl)換算成觸摸設備10的屏幕坐標系的屏幕坐標值；當控制器104讀取到兩個以上的位置傳感器102對應的感應坐標值時，例如讀取到第三傳感器102-3和第四傳感器102-4的感應坐標值(x3，y3)、(x4, y4)，當選取第三傳感器102-3的感應坐標值(x3，y3)作為有效坐標值時，此時根據(jù)第三位置傳感器102-3的感應坐標系和觸摸設備10的屏幕坐標系之間的映射關系，將感應坐標值(x3，y3)換算成觸摸設備10的屏幕坐標系的屏幕坐標值。
[0040]其中，不同的位置傳感器其對應的感應坐標系可能也不相同，因此不同型號或性能的位置傳感器其對應的感應坐標系和觸摸設備10屏幕的屏幕坐標系之間的映射關系也可能不相同，且同一位置傳感器在非顯示區(qū)域101的位置不相同，其感應坐標系與屏幕坐標系之間的映射關系可能也不相同，因此，位置傳感器以及其在非顯示區(qū)域101的位置確定之后，位直傳感器的感應坐標系和觸摸設備10屏.的屏.坐標系之間的映射關系也就確定，因此可以根據(jù)位置傳感器自身的特性以及位置傳感器相對觸摸設備10的位置得到位置傳感器的感應坐標系和觸摸設備10屏幕的屏幕坐標系之間的映射關系。
[0041]為了說明感應坐標值和屏幕坐標值的具體換算方法，下面將例舉兩種不同的映射關系進行說明。其中，以第一位置傳感器102-1的感應坐標系為例進行說明。
[0042]第一種映射關系:需要說明的是，觸控點是位于屏幕上方，因此第一位置傳感器102-1的感應坐標系為與屏幕平行的且位于屏幕上方的平面中的感應坐標系，兩個坐標系分別為位于兩個相互平行的平面中。第一位置傳感器102-1在非顯示區(qū)域101的位置確定后，感應坐標系的坐標原點C也就確定。如圖3所示，當?shù)谝晃恢脗鞲衅?02-1的感應坐標系和觸摸設備10屏幕的屏幕坐標系的比例關系都相同，例如第一位置傳感器102-1的橫坐標的刻度單位為1，縱坐標的刻度單位為2，則屏幕坐標系的橫坐標的刻度單位也為1，縱坐標的刻度單位也為2，此外，當?shù)谝晃恢脗鞲衅?02-1的感應坐標系的坐標原點C在屏幕所在的平面中的垂直投影和屏幕的屏幕坐標系的坐標原點D不重合時，根據(jù)感應坐標系的比例關系和屏幕坐標系的比例關系之間的關系(即兩者比例關系相同)，以及感應坐標系的坐標原點C所在位置和屏幕坐標系的坐標原點D所在的位置，可以得到感應坐標系和屏幕坐標系之間的映射關系為:(x，y) = (xl-dx, yl-dy),其中，(x, y)為觸控點E相對屏幕坐標系的屏幕坐標值，(xl,yl)為觸控點E相對感應坐標系的感應坐標值，dx為將坐標原點C垂直投影在屏幕所在的平面時，坐標原點C和坐標原點D在X軸方向上的距離值，dy為將坐標原點C垂直投影在屏幕所在的平面時，坐標原點C和坐標原點D在y軸方向上的距離值。由此，可得到第一位置傳感器102-1的感應坐標系和觸摸設備10屏幕的屏幕坐標系之間的映射關系，當控制器104選取第一位置傳感器102-1對應的感應坐標值時，可根據(jù)上述映射關系換算得到屏幕坐標值。
[0043]第二種映射關系:如圖4所示，當?shù)谝晃恢脗鞲衅?02-1的感應坐標系和觸摸設備10屏幕的屏幕坐標系的比例關系不相同，兩者坐標系中的橫坐標刻度單位的比值為fx，縱坐標刻度單位的比值為fy，例如第一位置傳感器102-1的橫坐標的刻度單位為I，縱坐標的刻度單位也為I，而屏幕坐標系的橫坐標的最小單位為I，縱坐標的最小單位也為1，此時€乂和fy都為I ;且當?shù)谝晃恢脗鞲衅?02-1的感應坐標系的坐標原點C在屏幕所在的平面中的垂直投影和屏幕的屏幕坐標系的坐標原點D相重合時，即相當于參考點相同，此時，根據(jù)感應坐標系和屏幕坐標系的刻度單位的比值關系，可以得到感應坐標系和屏幕坐標系之間的映射關系為:(X，y) = (xl/fx，yl/fy)。當控制器104選取第一位置傳感器102-1對應的感應坐標值時，可根據(jù)上述映射關系換算得到屏幕坐標值。上述僅例舉了兩種情況的映射關系，對于其他情況的映射關系可根據(jù)相似原理得到，對此不進行一一例舉。
[0044]無論是上述的第一種映射關系還是第二種映射關系，甚至同時存在兩種或以上映射關系的情況，觸控點可以限定在觸摸設備10的屏幕范圍，即，定義在觸摸設備10的屏幕正投影上方的觸控點才是有效觸控點，超出觸摸設備10的屏幕正投影上方之外的周邊觸控操作定義為無效，此時對于用戶而言，在平面上的觸控范圍與傳統(tǒng)觸摸屏一樣；
[0045]當然，也可以定義即使超出觸摸設備10的屏幕正投影上方，其觸控點也有效，在這種情況下，又分為兩個方面:
[0046]I)定義在觸摸設備10的屏幕正投影上方之外的觸控點與觸摸設備10的屏幕之間無映射關系，但可以進行輔助控制，比如一旦感知到觸控點從屏幕正投影上方移動到屏幕正投影上方之外，即進行翻頁等操作；
[0047]2)定義在觸摸設備10的屏幕正投影上方以及屏幕正投影上方之外的觸控點與觸摸設備10的屏幕之間形成統(tǒng)一的映射關系，此時即使在屏幕正投影上方之外操作，在觸摸設備10的屏幕上也可以顯示其操作痕跡、響應相應的屏幕觸控指令，方便用戶進行超出屏幕尺寸的大范圍空中觸控。
[0048]此外，對于不同的位置傳感器，其檢測到的感應坐標值還會受觸控點與屏幕之間的距離值的影響，即手指觸控點距離屏幕的高度不同，所得到的觸控點相對感應坐標系的感應橫坐標值也會略有差異，因此，為了使所檢測到的感應坐標值更準確，位置傳感器102還可以檢測觸控點到屏幕的距離，以根據(jù)該距離確定感應橫坐標值，比如根據(jù)預設的距離與橫坐標之間的誤差表，對坐標值進行修正，以提高準確性。
[0049]其中，用戶對觸摸設備10的空中觸控操作可以是空中滑動鼠標光標操作或空中滑動解鎖操作等。
[0050]例如，當手指在觸摸設備10的屏幕上方移動時，位置傳感器102不斷獲取手指觸控點在移動過程中的多個感應坐標值，控制器104根據(jù)有效的感應坐標值計算得到多個相應的屏幕坐標值，觸摸設備10根據(jù)多個屏幕坐標值使觸摸設備10的鼠標光標按照由多個屏幕坐標值所組成的軌跡進行移動，從而可實現(xiàn)空中拖動鼠標光標的操作。
[0051]又如，當實現(xiàn)觸摸設備10的滑動解鎖操作時，觸摸設備10根據(jù)所接收到的屏幕坐標值，得到手指在空中滑動的曲線。通過預設解鎖的曲線，將得到的曲線和預設的曲線進行對比，當兩條曲線相似度不小于一個閾值比如80%或90%時，則認為用戶的操控操作為解鎖操作，此時觸摸設備10執(zhí)行解鎖功能。
[0052]此外，也可以不根據(jù)感應坐標系和屏幕坐標系之間的映射關系換算得到觸控點相對屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值，例如可以根據(jù)位置傳感器相對觸摸設備的位置，以及觸控點與位置傳感器之間的距離計算該屏幕坐標值。
[0053]在本發(fā)明觸摸設備的實施方式中，位置傳感器還可以是觸摸設備屏幕上的前置攝像頭，即利用觸摸設備的前置攝像頭作為其中一個位置傳感器，并使該前置攝像頭具有紅外感應功能，其既可以作為觸摸設備的前置攝像頭，又可以作為位置傳感器，由此可實現(xiàn)空中觸控操作的感應。
[0054]本發(fā)明各個實施方式中，位置傳感器不限于紅外傳感器與攝像頭的組合，還可以是距離傳感器等任何能夠檢測空中觸控操作的設備；在利用兩個以上位置傳感器進行控制觸控操作檢測的方案中，也可以不采用擇一選擇一個位置傳感器檢測到的坐標值的方式，而采用結合兩個以上位置傳感器檢測到的數(shù)據(jù)進行運算以得到一個綜合值的辦法，以提高精度，比如利用三角形運算公式，將兩個以上位置傳感器檢測到的同一個物體的兩個以上距離值，以及該兩個以上位置傳感器之間的距離值或物體相對各個位置傳感器的角度值，利用三角形運算公式得到物體的坐標值；甚至，位置傳感器本身的坐標系平面不一定平行于屏幕的平面，每個或每組位置傳感器定義一個觸控平面，該一個或多個觸控平面不平行于屏幕平面，使得不但可以實現(xiàn)空中觸控，還可以實現(xiàn)三維多面觸控。
[0055]本發(fā)明各個實施方式中，感應坐標值所對應的位置傳感器的感應坐標系和觸摸設備屏幕的屏幕坐標系之間的映射關系可以預先設置，當然也可以通過采集設備相關硬件信息通過計算得到，以使得本發(fā)明應用于不同尺寸觸摸設備屏幕或不同分辨率屏幕時，無需用戶設置，即能自動地匹配，使得本發(fā)明應用性更強。
[0056]以上所述僅為本發(fā)明的實施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的【技術領域】，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【權利要求】
1.一種觸摸設備，其特征在于: 包括五個位置傳感器和與所述五個位置傳感器連接的控制器； 所述五個位置傳感器設置在所述觸摸設備屏幕的非顯示區(qū)域，用于感應其上方的空中觸控操作；所述控制器用于根據(jù)所述空中觸控操作得到空中觸控信息，進而根據(jù)所述空中觸控信息進行操作。
2.根據(jù)權利要求1所述的觸摸設備，其特征在于: 所述五個位置傳感器具體用于獲取在觸摸設備屏幕上方的觸控點相對位置傳感器本身的感應坐標系的感應坐標值； 所述控制器用于在僅讀取到一個位置傳感器獲取的感應坐標值時，根據(jù)讀取到的所述感應坐標值計算得到所述觸控點相對所述觸摸設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值，以及用于在讀取到至少兩個位置傳感器分別獲取的感應坐標值時，按照所述至少兩個位置傳感器的優(yōu)先級別選取預定級別的位置傳感器所獲取的感應坐標值，并根據(jù)所述預定級別的位置傳感器所獲取的感應坐標值計算得到所述觸控點相對所述觸摸設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值； 所述控制器還用于根據(jù)作為所述空中觸控信息的所述屏幕坐標值進行操作。
3.根據(jù)權利要求2所述的觸摸設備，其特征在于， 所述感應坐標值為所述觸控點在與所述觸摸設備屏幕平行的平面中的坐標值，所述控制器具體用于根據(jù)讀取到的所述感應坐標值所對應的位置傳感器的感應坐標系和觸摸設備屏幕的屏幕坐標系之間的映射關系，將所述讀取到的感應坐標值轉換為所述觸控點相對所述觸摸設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值。
4.根據(jù)權利要求1所述的觸摸設備，其特征在于: 至少部分所述位置傳感器對稱分布在所述觸摸設備屏幕的非顯示區(qū)域。
5.根據(jù)權利要求4所述的觸摸設備，其特征在于: 所述五個位置傳感器分別為第一位置傳感器、第二位置傳感器、第三位置傳感器、第四位置傳感器以及第五位置傳感器，所述第一位置傳感器和第二位置傳感器位于所述屏幕右邊的非顯示區(qū)域，且以所述屏幕的橫向中心線為對稱軸對稱分布，所述第三位置傳感器和所述第四位置傳感器位于所述屏幕左邊的非顯示區(qū)域，且以所述屏幕的橫向中心線為對稱軸對稱分布，所述第五位置傳感器位于所述屏幕下邊的非顯示區(qū)域。
6.一種觸摸設備，其特征在于: 包括五個位置傳感器和與所述五個位置傳感器連接的控制器； 所述五個位置傳感器設置在所述觸摸設備屏幕的非顯示區(qū)域，用于感應其上方的空中觸控操作；所述控制器用于根據(jù)所述空中觸控操作得到空中觸控信息，進而根據(jù)所述空中觸控信息進行操作； 其中一個所述位置傳感器為觸摸設備的前置攝像頭。
7.根據(jù)權利要求6所述的觸摸設備，其特征在于: 所述五個位置傳感器具體用于獲取在觸摸設備屏幕上方的觸控點相對位置傳感器本身的感應坐標系的感應坐標值； 所述控制器用于在僅讀取到一個位置傳感器獲取的感應坐標值時，根據(jù)讀取到的所述感應坐標值計算得到所述觸控點相對所述觸摸設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值，以及用于在讀取到至少兩個位置傳感器分別獲取的感應坐標值時，按照所述至少兩個位置傳感器的優(yōu)先級別選取預定級別的位置傳感器所獲取的感應坐標值，并根據(jù)所述預定級別的位置傳感器所獲取的感應坐標值計算得到所述觸控點相對所述觸摸設備屏幕的屏幕坐標系的屏幕坐標值； 所述控制器還用于根據(jù)作為所述空中觸控信息的所述屏幕坐標值進行操作。
8.根據(jù)權利要求6所述的觸摸設備，其特征在于: 至少部分所述位置傳感器對稱分布在所述觸摸設備屏幕的非顯示區(qū)域。
9.根據(jù)權利要求8所述的觸摸設備，其特征在于: 所述五個位置傳感器分別為第一位置傳感器、第二位置傳感器、第三位置傳感器、第四位置傳感器以及第五位置傳感器，所述第一位置傳感器和第二位置傳感器位于所述屏幕右邊的非顯示區(qū)域，且以所述屏幕的橫向中心線為對稱軸對稱分布，所述第三位置傳感器和所述第四位置傳感器位于所述屏幕左邊的非顯示區(qū)域，且以所述屏幕的橫向中心線為對稱軸對稱分布，所述第五位置傳感器位于所述屏幕下邊的非顯示區(qū)域。
【文檔編號】G06F3/01GK104375640SQ201410549467
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年10月16日 優(yōu)先權日:2014年7月17日
【發(fā)明者】劉美鴻, 高煒, 符榮祥 申請人:深圳市鈦客科技有限公司