用于实现双重触摸体验领域的单点触摸处理的制作方法

专利名称：用于实现双重触摸体验领域的单点触摸处理的制作方法
用于实现双重触摸体验领域的单点触摸处理技术领域
本发明的实施例通常涉及用于计算机系统的基于触摸的用户输入接口。
背景技术：
对计算装置和通信装置而言，触摸技术是人机界面技术的最新发展。由于摩尔定 律带给半导体技术的范式转变(paradigm change),计算机系统的速度和响应时间的改进 允许用户使用他们的手指与计算机系统进行对接。
键盘是计算机的用户输入接口的早期形式。它是自然地从打字机世界迁移而来 的。鼠标作为另一种自然且较快的用户输入方式加入到用户接口。值得注意的是，这种进 步的主要驱动力是硅技术的发展，硅技术的发展使图形用户接口得到支持。不是指定文本 输入，光标响应于鼠标的移动和屏幕上的选择在屏幕上的快速移动使得在键盘上的打字最 少化。在大多数计算机和笔记本开始使用鼠标的意义上，这代表了另一种范式转换。
半导体技术已取得进一步的发展。尽管当引入鼠标时，图形用户接口成为有用的 用户接口，但是屏幕和图形硬件以及装置驱动程序的技术已经前进了另一个台阶，从而能 实现触摸技术。键盘和鼠标的功能正被更直接的人机界面所代替。键盘接口也正被屏幕上 的触摸所模拟。引人之处在于证明了用户的手的巨大能力。针对屏幕操作的计算能力基本 已经改进成对多点触摸作出反应，以进行感测触摸(检测)、定位触摸(分辨率)、触摸认识和 触摸响应。在传导至用户交互的响应时间方面，现在在手持装置上能支持这些操作。
当手指或触笔在触摸传感器的表面上产生触摸时，发生单点触摸(single touch)。这随后被触摸控制器检测到。应用可确定触摸事件的坐标。触摸技术已经被集成 到很多装置中。这些装置通常不具有一次检测或分辨多于单个触摸点的能力。笔实现了与 手指相同的输入特性，而且还具有更高的指针准确性。主动笔(active pen)可提供更多的 控制和触摸系统的用途，诸如绘画和防误触能力。
通过许多单点触摸技术对固件、软件和硬件的改进，已经提高了它们的触摸功能。 这种触摸技术可以使用高级的处理能力来“检测”或识别第二次触摸事件正在发生。不幸 的是，单点触摸系统不能分辨第二次触摸事件的确切位置。相反，它们依赖于解释有意的手 势事件输入的处理。
“两点触摸(two touch)”指的是可以检测并分辨两个不同的同时的触摸事件的触 摸系统。在屏幕上同时画两条平行线是“两点触摸”的示例。多点触摸(mult1-touch)指的 是同时检测并分辨最少三个以上触摸点的触摸系统能力。所有三个或更多的触摸都被检测 并被充分地分辨。这导致触摸体验的改善。多点触摸被认为已成为广泛应用的接口。这是 由于该技术的效率、速度和直观性。多点触摸技术使用户能够夹捏、轻划(swipe )、旋转以及 其它动作。这些动作实现与数字内容更丰富且更直接的交互。对于示例性应用，可以对照 片进行旋转、调整大小以及单独或成组地移动。
两个手指的多点触摸系统具有一些优点。由于需要同时使用两个手指，所以对用 户的可允许移动施加了限制。例如，用一个拇指以外的手指和拇指或者用两个拇指以外的手指画圆是非常困难的。人的手掌的限制严重约束了用户一遍完成一个圆的能力。对于任 何端点闭合的图形也是这样的，而使用一个手指画要容易得多。用户手的使用严重偏向于 使用食指或者食指和拇指。因此，需要对两个手指同时触摸接口进行改进。发明内容
本发明的实施例提出了一种实现双重触摸体验的单点触摸处理。尽管双重触摸技 术可能对一些应用是有意义的，但是用户的自然趋势是使用食指，并且如果需要还使用拇 指。手的结构对同时执行多点触摸或双重触摸交互的用户移动施加了很多自由度约束。本 发明的实施例允许用户使用食指进行模拟的双重触摸接口的两次触摸。
本发明的实施例提供了通过使用单点触摸技术模仿同时双重触摸接口的处理，在 该单点触摸技术中两次触摸均可使用食指。触摸屏系统被置于信标模式下。该模式是本发 明的双重触摸体验所特有的。在一个实施例中，通过双击或三击，触摸屏系统被置于该特殊 模式下。在该模式下，使用一次一个触摸的方法来模拟本发明的双重触摸体验。本发明的 实施例允许用户标记单个参考点，相对于该参考点识别后续触摸以定义动作。可通过在屏 幕上选择触发器(trigger)或当检测到大于某阈值的触摸压力时建立该参考点。参考点的 建立确定了第一点，并且相对于后续第二点发生动作。例如，容易画出封闭图形，包括通过 简单将圆心确定为参考并使用一个手指(优选地为食指)画出的圆。如果偶然在与双重触摸 不相关的应用中使用了该技术，则该模式被忽略。
本发明的实施例公开了一种第一用户交互启用一种操作模式的触摸接口方法、设 备和软件。第二用户交互建立参考点。图形功能基于相对于第二用户交互的第三用户交互 构建图像。在本发明的一个实施例中，用户交互是屏幕上的触摸。


附图包括在说明书中并形成说明书的一部分。附图示出了实施例。附图与下面的 描述一起用来解释实施例的原理。
图1是可与本发明实施例一起使用的包含感测线和驱动线的网格的示例性电容 触摸屏的层叠图。
图2是从触摸到坐标计算的触摸感测处理的流程图。
图3A是示出通过处理器和软件的触摸输入的流程的流程图，其中在该软件中原 始数据被解释为命令和手势。
图3B是根据本发明实施例的涉及使用单点触摸处理实现同时双重触摸体验的步 骤的流程图。
图4是用图形示出了根据本发明的实施例的把屏幕置于专用“信标”模式下的图。
图5是示出根据本发明实施例的使用封闭图形(例如三角形)对对象进行“放大” 的图。
图6示出了根据本发明实施例的单点触摸体验的益处，其中通过首先选择参考 点，完成近似封闭的圆来画圆，然后该圆被屏幕软件完美化成完美的圆。
图7示出了根据本发明实施例的使用单个手指进行旋转的应用。
图8是示出根据本发明实施例的通过使用方形在对象周围画出封闭线来对对象进行“放大”的图。
图9示出了根据本发明实施例的使用参考点并向外画出一条线的“放大”功能。
图10示出了根据本发明实施例的使用参考点并向内画出一条线的“缩小”功能。
具体实施方式
现在将详细解释本发明的实施例，其示例示出在附图中。尽管将结合这些实施例 来描述本发明，但是应该理解的是，并不意图将本发明限制于这些实施例。相反，本发明意 图覆盖可包括在由权利要求限定的本发明的精神和范围内的替换、变型和等同物。此外，在 下面对本发明实施例的详细描述中，阐述了大量具体的细节，以提供对本发明的彻底理解。 然而，本领域的普通技术人员将意识到，在没有这些具体的细节的情况下也可以实施本发 明。在其它情况下，对公知方法、过程、组件和电路不进行详细的描述，以避免使本发明实施 例的各个方面不必要地模糊。
可在一个或多个计算机或其它装置执行的某形式的计算机可用介质(诸如程序模 块)上驻留的计算机可执行指令的一般上下上中讨论这里描述的实施例。通常，程序模块包 括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。程序模块 的功能在不同实施例中可按期望结合或分布。
通过示例且不加限制地，计算机可用介质可包括计算机存储介质和通信介质。 计算机存储介质包括以任何方法或技术实现的用于存储信息(诸如计算机可读指令、数 据结构、程序模块或其它数据)的易失性和非易失性、可移动和不可移动的介质。计算机 存储介质包括但不限于随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程ROM (EEPR0M)、闪速存储器或其它存储器技术、压缩盘ROM (⑶-ROM)、数字多功能盘(DVD)或其 它光学存储、磁卡带、磁带、磁盘存储或其它磁存储装置、或可用于存储期望的信息的任何 其它介质。
参照图1，描述了可与本发明实施例一起使用的示例性电容屏幕的实施例。在示 例性实施例中，它包含了感测线和驱动线的网格以确定用户正触摸哪里。多个层中的层I 是保护抗反射涂层100。保护抗反射涂层100接下来是保护覆盖层110，保护覆盖层110提 高了屏幕的耐久性。层120是结合层以隔离电路并保持它们的整体性。层130具有驱动线 以对例如电容器进行预充电。层130具有示例性的驱动线140。这些线与屏幕的列上的电 容器相关联。类似地，层160具有覆盖屏幕上的行的感测线150。每个像素具有行位置和 列位置，且通过驱动线140对位于像素位置的电容器进行预充电，并通过感测线160进行放 电。充电和放电产生电脉冲，所述电脉冲可在屏幕上逐个像素地被检测以感测触摸并定位 触摸坐标(经由快速的列和行扫描)。层180和位于其下的由170表示的层是用于显示数据 的液晶显示层。图1表示了具有触摸感测能力的示例性多层显示器。在本发明的一个实施 例中，图1中示出的要求的触摸感测能力不限于单点触摸。
图2示出了在触摸感测中使用的示例性驱动程序级软件步骤。在步骤200中，在 一个实施例中，屏幕通过手指中电荷的交互来感测触摸。在步骤210，根据像素的电荷量来 捕获原始数据。在去除噪声的附加处理之后，接下来是建立触摸点的步骤220。之后，在步 骤230，根据屏幕上的像素数量来计算确切的坐标。
图3A进一步示出了触摸系统处理。该处理起始于步骤300，在步骤300，用户触摸屏幕，然后被感测。在步骤310，通过下层的电子装置，该触摸被定位，并利用如图2的处理 确定位置及其大小和形状。在步骤320，进行运动和多点触摸分析。根据本发明的实施例， 在步骤330，作为对触摸的解释及其认识而获得的信息被馈送到手势软件，并且在步骤340 还被馈送到应用数据。处理器使用根据本发明的实施例的其手势解释软件来确定做出了哪 种手势。物理移动与应用的上下文相结合。处理器将指令中转给使用中的程序。一起工作 的这些块330和340都将指令提供给显示器驱动器350和系统355以更新屏幕上的图像。 命令可被发送到屏幕和其它硬件。忽略与任何手势或命令不匹配的无关触摸。根据一个实 施例，采用的触摸系统限于单点触摸识别。
图3B示出了作为手势软件360的增强的本发明的实施例，以在仅使用单点触摸输 入的同时提供“双重触摸”接口。利用处理360，有效地模拟“双重触摸”。触摸屏幕响应于预 定的用户触摸而进入专用信标模式(3610)。基于屏幕上的用户触摸，识别参考点(3620)。 相对于该参考点识别后续用户触摸(3630)。在本发明的一个实施例中，基于应用，判定第二 触摸是否有意义(3640)。如果没有意义，则不采取动作。第二触摸被忽略。作为示例，浏览 地址薄需要滚动和选择。如果用户无意地激活参考点，用手指在屏幕上向下轻划仍将执行 滚动动作，因为朝向参考点移动的触摸在该应用中没有意义。
另一方面，如果第二触摸具有意义，则基于参考点和用户的第二触摸采取规定的 动作(3660)。如果用户希望退出“信标”模式，则处理结束(3680)。否则，如果用户希望改 变参考点(3650)，则进入识别新参考的处理(3620)。如果用户不希望改变，则进入识别第 二触摸的处理(3630)。将理解的是，在本发明的实施例中，与同时触摸方法不同，两个触摸 都可使用食指。
在一个实施例中，利用下层的触摸屏系统(包括处理器、应用和手势软件)，在软件 的应用层中实现了用户接口。当在“信标”模式下，专用软件可被实现为具有存储触发、动 作和事件的集合的适当存储管理功能。在该模式下，专门配置的事件对用户是可用的。通 过处于信标模式下时对用户出现的专门菜单，使得已经指定的关键功能、动作和事件对用 户可用。可以设计专用的图形用户接口。预编程的触发、行为和事件可联系到具体的应用。 将理解的是，大量不同的公知交互可把系统置于信标模式下。作为示例，它可以是在传感器 屏幕上在预定义屏幕位置处的单击或多击。
在另一实施例中，可标记参考点，并使后续动作朝向该参考点作出反应。例如,更 靠近参考点的手指轻划可启动较快的滚动，而更远的距离提供了较慢的滚动。可以以相似 的示例性方式进行图片操作。
在本发明的另一实施例中，在信标模式下的单手移动之后，可设置快捷动作触发。 在选择本发明的双重触摸体验的方法的情况下，由于可采用仅单点触摸装置，所以如果用 户期望，则硬件可被简化。两点同时触摸技术在硬件方面要求双倍的处理能力，并且超过两 点同时触摸技术的多点触摸要求与同时触摸的数量一样多的倍数的处理能力。利用本发明 的实施例，如果期望，当本发明的两次连续触摸代替同时触摸时，处理能力可被降低以确保 成本优势，并可使用单点触摸装置。这去除了同时(并行)处理的需要。
利用描述的触摸接口结构，在本发明实施例的上下文中讨论了多点触摸实施方 式。如上所述，传统术语中的多点触摸涉及使用两个或更多个手指同时触摸屏幕，两点触摸 设计使用两个手指。本发明的实施例允许以基本不必同时使用两个手指的方式实现双重触摸模拟接口。
参照图4，触摸屏幕400被显示为在屏幕上有示例性的位置或点405。在一个实施 例中，如420中所示，触摸或敲击屏幕400的点405。标签“T”表示用户的“触摸”。“TT”表 不两次敲击触摸。在本发明的一个实施例中，这种触摸把触摸系统置于“信标”模式下，信 标模式是根据本发明实施例的专用模式。在另一实施例中，如底部的图所示，触摸屏460被 示出为转变成屏幕470，在屏幕470中，触摸图标490用“TTT”标记以表示三次敲击触摸就 进入信标模式。在一个实施例中，这可以在屏幕上的任何位置完成。这产生了作为处于“信 标”模式下的屏幕的屏幕495。例如，敲击可以为紧密连续的两次或三次敲击。在本发明的 一个实施例中，作为用户接口说明的一部分，这是可配置的并且可为在任意时间段内在任 何指定的屏幕位置处的任意次数的敲击。
重要的是，“信标”模式是根据本发明实施例执行双重接口的模式。一旦系统处于 信标模式下，用户首先输入参考点。在一个实施例中，这可以通过在屏幕上的任何地方的压 力触摸来完成。在另一实施例中，对处于“信标”模式下的屏幕提供特定的点，并且屏幕上 的触发建立参考点。利用这个建立的参考点，可有利地执行多个双重触摸操作，如下所述。
参照图5，屏幕处于“信标”模式下(500)。通过示例的方式，将屏幕上的对象510 扩大或“放大”。通过围绕该对象画封闭图形540，“待放大”空间被传达给应用。这通过用 手指触摸画三角形的第一用户交互来完成。通过触摸触摸屏幕上的点590来传达放大的 量。这通过触摸屏幕的后续用户交互来完成。所述点说明了“放大”的量。根据本发明的 实施例，对象被“放大”到530并被扩大到由第二点590确定的区域内。
参照图6，已经在“信标”模式下建立了屏幕。利用压力触摸机制，通过用户触摸建 立参考点(610)。在此之后进行后续触摸，在后续触摸中，用户使手指围绕参考点620移动。 手指的运动被追踪为630。应该注意的是，在本发明的这个实施例中，用户具有使用食指进 行追踪的选项，这是大多种用户优选的触摸技术。在下一个转变的屏幕中，参考点被示出为 670。通过630绘制的大致的圆被手势软件识别，并被以参考点为圆心的完美圆640替代。 在同时两点触摸接口中，用户本来将笨拙地移动手和手指。此外，由于物理约束，将需要进 行两次尝试，且圆的半径受限于用户的手的伸展能力。然而，在本发明的这个实施例中，由 于两点触摸不需要同时发生，而是顺序地发生，所以能够容易地画圆并且半径不受限制。
图7是示出本发明实施例的另一应用。屏幕处于信标模式下(700)。通过应用将 三维对象710放置在屏幕上。通过用户触摸将参考点750放置在对象720上。识别如箭头 所示的手指移动770作为后续交互，并且触摸系统处于“信标”模式下。结果为740，其中图 形如所示移动。通过这种机制，对象翻转所围绕的点是指定的参考点，并且对象旋转的量由 第二用户交互的手指轨迹770的量限定。重要的是，提供单手指接口使对象旋转，如图7所 示。与图6的画圆示例类似，由于根据本发明的实施例通过首先确定参考点，然后其次移动 单个手指来实现双重触摸接口，所以接口更为用户友好。然而，所述的触摸不必同时发生。
参照图8，屏幕处于“信标”模式下(800)。通过示例的方式，将屏幕810上的对象 扩大或“放大”。通过围绕对象画封闭图形830 (在该情况下为方形)，“待放大”空间被传达 给第一用户交互中的应用。接下来通过触摸触摸屏幕上的点890来传达放大量，其中，触摸 触摸屏上的点890表示第二用户交互。所述点说明了“放大”的量。对象被“放大”到850 并被扩大到由第二点890确定的区域中。
图9详细说明了可说明“放大”功能的另一方式。屏幕处于信标模式下900。“待 放大”对象被示出为910。第一用户交互将参考点标记为935。“待放大”的对象被指定为 转变的屏幕中的920。在随后的第二用户交互中用户从参考点向外画出一条线940。线的 长度指定了“放大”的量。屏幕变换，对象被扩大或放大为930。因此，通过参考点和后续单 点触摸方法提供了双触摸接口。
在本发明的另一实施例中，图10详细说明了利用相似处理的缩小方法。屏幕处于 “信标”模式下(1000)。待缩小的对象被示出为1010。参考点位于对象的中间，以通过第一 用户交互创建转变屏幕1020。用户使直线1030向内横越，这是第二用户交互，该线的长度 表示缩小的程度。线越长，缩小作用越大。对象转变为1040。
在本发明的一个实施例中，由于施加到屏幕上的压力量根据个人偏好或风格以及 体型而变化，所以确定参考点是否符合预期的压力量是可配置的。
在本发明的另一示例性实施例中，进行了更加用户友好并且经受更自然的用户交 互的三维建模和展示。接口更容易受用户控制。通过设置参考点并随后移动单个手指，使 对象的移动更容易。这对于同时使用两个手指的情况是更困难的。类似地，在另一示例性 应用中，本发明的实施例容易地实现了三维或二维对象的连续旋转。通过在对象上设置参 考点并利用后续触摸使单个手指围绕该对象移动，可实现对象的连续旋转。由于同时使用 两个手指的局限性，这种功能无法容易地完成。
在前面的说明书中，已经参照根据实施方式的不同而变化的大量具体细节而描述 了实施例。因此，本发明人的申请人所意图的、本发明是什么的唯一且排他的指示是权利要 求的集合，该权利要求的集合以这种权利要求发布的特定形式从本申请发布，包括随后的 任意修改。因此，在权利要求中没有明确记载的限定、元件、性质、特征、优点或属性不应该 以任何方式限制这种权利要求的范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而不是限 制性的。
权利要求
1.一种触摸接口方法，包括响应于与触摸屏的第一用户交互，进入第一操作模式；在所述第一操作模式下，识别与所述触摸屏的第二用户交互；在所述第二用户交互之后并在所述第一操作模式下，识别与所述触摸屏的第三用户交互，其中，所述第三用户交互是相对于所述第二用户交互做出的；以及基于所述第二用户交互和所述第三用户交互之间的关系，自动执行改变所述触摸屏上的图像的图形功能。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述识别所述第二用户交互包括响应于用户在参考点触摸所述触摸屏来识别所述参考点。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述识别所述第三用户交互包括识别与所述用户触摸所述触摸屏对应的、沿所述触摸屏的移动。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述图形功能基于所述第三用户交互相对于所述参考点的移动量来改变所述图像。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述图形功能基于所述第三用户交互相对于所述参考点的移动的形状来改变所述图像。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述触摸屏是包括集成平板显示器的单点触敏触摸屏。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图形功能包括缩放、旋转、绕轴转动、移动、 复制和绘制功能中的至少一个，并且其中，所述第一用户交互是所述触摸屏上的多次敲击。
8.一种包括处理器、触摸屏、总线和存储器的系统，其中，所述存储器包括当被执行时实现一种触摸接口方法的指令，所述方法包括响应于与所述触摸屏的第一用户交互，进入第一操作模式；在所述第一操作模式下，识别与所述触摸屏的第二用户交互；在所述第二用户交互之后并在所述第一操作模式下，识别与所述触摸屏的第三用户交互，其中，所述第三用户交互是相对于所述第二用户交互做出的；以及基于所述第二用户交互和所述第三用户交互之间的关系，自动执行改变所述触摸屏上的图像的图形功能。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述识别所述第二用户交互包括响应于用户在参考点触摸所述触摸屏来识别所述参考点。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述识别所述第三用户交互包括识别与所述用户触摸所述触摸屏对应的、沿所述触摸屏的移动。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述图形功能基于所述第三用户交互相对于所述参考点的移动量来改变所述图像。
12.根据权利要求10所述的系统，其中，所述图形功能基于所述第三用户交互相对于所述参考点的移动的形状来改变所述图像。
13.根据权利要求8所述的系统，其中，所述触摸屏是包括集成平板显示器的单点触敏触摸屏。
14.根据权利要求8所述的系统，其中，所述图形功能包括缩放、旋转、绕轴转动、移动、 复制和绘制功能中的至少一个，并且其中，所述第一用户交互是所述触摸屏上的多次敲击。
15.一种包括当被执行时实现一种触摸接口方法的指令的计算机可读存储器，所述方法包括响应于与触摸屏的第一用户交互，进入第一操作模式；在所述第一操作模式下，识别与所述触摸屏的第二用户交互；在所述第二用户交互之后并在所述第一操作模式下，识别与所述触摸屏的第三用户交互，其中，所述第三用户交互是相对于所述第二用户交互做出的；以及基于所述第二用户交互和所述第三用户交互之间的关系，自动执行改变所述触摸屏上的图像的图形功能。
16.根据权利要求15所述的计算机可读存储器，其中，所述识别所述第二用户交互包括响应于用户在参考点触摸所述触摸屏来识别所述参考点。
17.根据权利要求16所述的计算机可读存储器，其中，所述识别所述第三用户交互包括识别与所述用户触摸所述触摸屏对应的、沿所述触摸屏的移动。
18.根据权利要求17所述的计算机可读存储器，其中，所述图形功能基于所述第三用户交互相对于所述参考点的移动量来改变所述图像。
19.根据权利要求18所述的计算机可读存储器，其中，所述图形功能基于所述第三用户交互相对于所述参考点的移动的形状来改变所述图像。
20.根据权利要求15所述的计算机可读存储器，其中，所述触摸屏是包括集成平板显示器的单点触敏触摸屏。
全文摘要
公开了一种使用单点触摸功能来体验两点触摸接口的处理。同时使用两个手指对手提出了自由度约束。在本发明的实施例中，使用单点触摸处理来模拟同时两点触摸接口。在专用的输入模式下，使用的机制为首先固定一参考点。然后相对于该固定的参考点进行第二和后续的单点触摸。有时滞的触摸实现了针对两次触摸都能自由使用食指。容易画出封闭图形，并且通过参考点以及远离对象或朝向对象而绘出的线而类似地实现放大或缩小功能。双重触摸的限制被克服，同时保持了双重触摸的全部接口能力。
文档编号G06F3/041GK103069367SQ201180040262
公开日2013年4月24日 申请日期2011年6月22日 优先权日2010年8月25日
发明者黄凌骏, T·熊 申请人:索尼公司