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1、(10)申请公布号 CN 103116432 A(43)申请公布日 2013.05.22CN103116432A*CN103116432A*(21)申请号 201310068288.1(22)申请日 2013.03.04G06F 3/044(2006.01)(71)申请人惠州TCL移动通信有限公司地址 516006 广东省惠州市仲恺高新区惠风四路70号(72)发明人魏金平 郭延顺(74)专利代理机构深圳市威世博知识产权代理事务所(普通合伙) 44280代理人何青瓦(54) 发明名称一种触摸屏的三维操作控制方法、装置及其移动终端(57) 摘要本发明公开了一种触摸屏的三维操作控制方法、装置及其移动。
2、终端,其中,所述方法包括以下步骤:采集手指或导体在触摸屏感应空间中所形成的运动轨迹中的至少两个采集点的电容值;根据所述采集点的电容值分别计算得到所述采集点在X轴、Y轴以及Z轴的坐标,从而获得所述采集点的三维坐标;根据所述至少两个采集点的三维坐标,确定所述运动轨迹,并执行相应的操作。通过上述方式,本发明能够实现对三维手势的识别,丰富的移动终端的操作。(51)Int.Cl.权利要求书2页 说明书12页 附图3页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书12页 附图3页(10)申请公布号 CN 103116432 ACN 103116432 A1/2页21.一种触。
3、摸屏的三维操作控制方法,其特征在于,令沿着第一方向的轴为X轴,Y轴垂直与X轴,Z轴同时垂直于X轴以及Y轴,包括以下步骤:采集手指或导体在触摸屏感应空间中所形成的运动轨迹中的至少两个采集点的电容值,其中,所述采集点投影到触摸屏的区域至少与两个电极相交,所述采集点的电容值为所述手指或导体接近所述触摸屏时所述手指或导体分别与投影区域中的至少两个电极所形成的电容的容值;根据所述采集点的电容值分别计算得到所述采集点在X轴、Y轴以及Z轴的坐标,从而获得所述采集点的三维坐标;根据所述至少两个采集点的三维坐标,确定所述运动轨迹,并执行相应的操作。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据采集点的电容值。
4、计算得到所述采集点在Z轴的坐标的步骤包括:根据公式计算得到所述采集点在Z轴的坐标,其中,A为所述采集点的面积,为介电系数,Cth为所述采集点的电容值与投影区域的初始电容值之间的电容变化值,所述投影区域的初始电容值为在无手指及无导体接近时,所述投影区域中的电极的电容值。3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据采集点的电容值分别计算得到所述采集点在X轴、Y轴的坐标的步骤包括:根据公式X=f(CA,CB)、计算得到所述采集点在X轴上的坐标,其中,所述CA为触摸屏中A通道检测到的所述采集点投影到触摸屏的区域中的第一种三角形电极所形成的电容值,所述CB为触摸屏中B通道检测到的所述采集点投影到触。
5、摸屏的区域中的第二种三角形电极所形成的电容值,所述Ci为其中一个通道检测到的所述采集点投影到触摸屏的区域中的电极所形成的电容值,所述Yi为所述采集点投影到触摸屏的区域中的其中一个电极在Y轴方向定义的位置坐标,所述触摸屏中每个通道分别与一个相应的电极连接,并能检测到所述相应的电极所形成的电容值,所述A通道指的是与触摸屏中第一种三角形电极连接的所有通道,所述B通道指的是与触摸屏中第二种三角形电极连接的所有通道。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据至少两个采集点的三维坐标,确定所述手势轨迹,并执行相应的操作的步骤包括:分别比较所述至少两个采集点在X轴上坐标的大小、在Y轴上坐标的大小及在。
6、Z轴上坐标的大小,根据比较结果确定所述手势轨迹,并执行相应的操作。5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述触摸屏感应空间中距离触摸屏表面的最大感应高度为50毫米。6.一种触摸屏的三维操作控制装置,其特征在于,设定沿着触摸屏的第一方向的轴为X轴,Y轴垂直与X轴,Z轴同时垂直于X轴以及Y轴,所述装置包括电容采集模块、计算模块及处理模块;其中,所述电容采集模块用于采集手指或导体在触摸屏感应空间中所形成的运动轨迹中的权 利 要 求 书CN 103116432 A2/2页3至少两个采集点的电容值,并向所述计算模块发送,其中,所述采集点投影到触摸屏的区域至少与两个电极相交,所述采集点的电容值为所述手。
7、指或导体接近所述触摸屏时所述手指或导体分别与投影区域中的至少两个电极所形成的电容的容值;所述计算模块用于根据所述采集点的电容值分别计算得到所述采集点在X轴、Y轴以及Z轴的坐标,从而获得所述采集点的三维坐标,并将所述采集点的三维坐标向处理模块发送;所述处理模块用于根据所述至少两个采集点的三维坐标,确定所述手势轨迹,并执行相应的操作。7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述计算模块进一步用于根据公式计算得到所述采集点在Z轴的坐标,其中,A为所述采集点的面积,为介电系数,Cth为所述采集点的电容值与投影区域的初始电容值之间的电容变化值,所述投影区域的初始电容值为在无手指及无导体接近时,所述采集。
8、点投影到触摸屏的区域中的电极的电容值。8.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述计算模块进一步用于根据公式X=f(CA,CB)、计算得到所述采集点在X轴及Y轴上的坐标,其中,所述CA为触摸屏中A通道检测到的所述采集点投影到触摸屏的区域中的第一种三角形电极所形成的电容值,所述CB为触摸屏中B通道检测到的所述采集点投影到触摸屏的区域中的第二种三角形电极所形成的电容值,所述Ci为其中一个通道检测到的所述采集点投影到触摸屏的区域中的电极所形成的电容值,所述Yi为所述采集点投影到触摸屏的区域中的其中一个电极在Y轴方向定义的位置坐标,所述触摸屏中每个通道分别与一个相应的电极连接,并能检测到所述相应的电。
9、极所形成的电容值,所述A通道指的是与触摸屏中第一种三角形电极连接的所有通道,所述B通道指的是与触摸屏中第二种三角形电极连接的所有通道。9.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述处理模块具体用于分别比较所述至少两个采集点在X轴上坐标的大小、在Y轴上坐标的大小及在Z轴上坐标的大小,根据比较结果确定所述手势轨迹,并执行相应的操作。10.一种移动终端,其特征在于,包括权利要求6至9任一项所述的装置及电容触摸屏。权 利 要 求 书CN 103116432 A1/12页4一种触摸屏的三维操作控制方法、 装置及其移动终端技术领域0001 本发明涉及通信技术领域,特别是涉及一种触摸屏的三维操作控制方法、装。
10、置及其移动终端。背景技术0002 如今,触控式移动终端已被越来越多的用户使用,通常,对触控式移动终端的操作都是在二维的平面上实现的,即通过触碰移动终端的触摸屏表面的不同位置,以实现对移动终端及其应用的操控。然而,现有的触摸屏操控方式只能在保证用户触碰到一定位置才能实现相关操作,使得用户的操作受到限制。0003 现有技术中提供在移动终端上实现触摸屏的三维操作的方法通常是基于视觉和基于传感器两种实现方式。基于视觉的手势识别通过摄像装置拍摄手势图片,通过对图片分析处理,根据已有的手势模型,对手势进行识别。这种手势识别受环境因素的干扰较大。基于传感器的手势识别通常是获取加速度信息,运用加速度信息进行手。
11、势识别。但是需要另外在移动终端设置传感器。发明 内容0004 本发明主要解决的技术问题是提供一种触摸屏的三维操作控制方法、装置及其移动终端,能够实现对三维手势的识别,丰富移动终端的操作,且不需另外设置传感器。0005 为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:提供一种触摸屏的三维操作控制方法,令沿着第一方向的轴为X轴,Y轴垂直与X轴,Z轴同时垂直于X轴以及Y轴,包括以下步骤:采集手指或导体在触摸屏感应空间中所形成的运动轨迹中的至少两个采集点的电容值,其中,所述采集点投影到触摸屏的区域至少与两个电极相交,所述采集点的电容值为所述手指或导体接近所述触摸屏时所述手指或导体分别与投影区域中的至少。
12、两个电极所形成的电容的容值;根据所述采集点的电容值分别计算得到所述采集点在X轴、Y轴以及Z轴的坐标,从而获得所述采集点的三维坐标;根据所述至少两个采集点的三维坐标,确定所述运动轨迹,并执行相应的操作。0006 其中,所述根据采集点的电容值计算得到所述采集点在Z轴的坐标的步骤包括:根据公式获得所述采集点在Z轴的坐标,其中,A为所述采集点的面积,为介电系数,Cth为所述采集点的电容值与投影区域的初始电容值之间的电容变化值,所述投影区域的初始电容值为在无手指或导体接近时,所述投影区域中的电极的电容值。0007 其中,所述根据采集点的电容值分别计算得到所述采集点在X轴、Y轴的坐标的步骤包括:根据公式X。
13、=f(CA,CB)、计算得到所述采集点在X轴和Y轴上的坐标,其中,所述CA为触摸屏中A通道检测到的所述采集点投影到触摸屏的区域中的第一种三角形电极所形成的电容值,所述CB为触摸屏中B通道检测到的所述采集点投影到触摸屏的区说 明 书CN 103116432 A2/12页5域中的第二种三角形电极所形成的电容值,所述Ci为其中一个通道检测到的所述采集点投影到触摸屏的区域中的电极所形成的电容值,所述Yi为所述采集点投影到触摸屏的区域中的其中一个电极在Y轴方向定义的位置坐标,所述触摸屏中每个通道分别与一个相应的电极连接,并能检测到所述相应的电极所形成的电容值,所述A通道指的是与触摸屏中第一种三角形电极连。
14、接的所有通道,所述B通道指的是与触摸屏中第二种三角形电极连接的所有通道。0008 其中,所述根据至少两个采集点的三维坐标,确定所述手势轨迹,并执行相应的操作的步骤包括:分别比较所述至少两个采集点的X坐标的大小、Y坐标的大小及Z坐标的大小,根据比较结果确定所述手势轨迹,并执行相应的操作。0009 其中,所述触摸屏感应空间中距离触摸屏表面的最大感应高度为50毫米。0010 为解决上述技术问题,本发明采用另一技术方案为:提供一种触摸屏的三维操作控制装置,设定沿着触摸屏的第一方向的轴为X轴,Y轴垂直与X轴,Z轴同时垂直于X轴以及Y轴,所述装置包括电容采集模块、计算模块及处理模块;其中,所述电容采集模块。
15、用于采集手指或导体在触摸屏感应空间中所形成的运动轨迹中的至少两个采集点的电容值,并向所述计算模块发送,其中,所述采集点投影到触摸屏的区域至少与两个电极相交,所述采集点的电容值为所述手指或导体接近所述触摸屏时所述手指或导体分别与投影区域中的至少两个电极所形成的电容的容值;所述计算模块用于根据所述采集点的电容值分别计算得到所述采集点在X轴、Y轴以及Z轴的坐标,从而获得所述采集点的三维坐标,并将所述采集点的三维坐标向处理模块发送;所述处理模块用于根据所述至少两个采集点的三维坐标,确定所述手势轨迹,并执行相应的操作。0011 其中,所述计算模块进一步用于根据公式计算得到所述采集点在Z轴的坐标,其中,A。
16、为所述采集点的面积,为介电系数,Cth为所述采集点的电容值与投影区域的初始电容值之间的电容变化值,所述投影区域的初始电容值为在无手指或导体接近时,所述采集点投影到触摸屏的区域中的电极的电容值。0012 其中,所述计算模块进一步用于根据X=f(CA,CB)、计算得到所述采集点在X轴及Y轴上的坐标,其中,所述CA为触摸屏中A通道检测到的所述采集点投影到触摸屏的区域中的第一种三角形电极所形成的电容值,所述CB为触摸屏中B通道检测到的所述采集点投影到触摸屏的区域中的第二种三角形电极所形成的电容值,所述Ci为其中一个通道检测到的所述采集点投影到触摸屏的区域中的电极所形成的电容值,所述Yi为所述采集点投影。
17、到触摸屏的区域中的其中一个电极在Y轴方向定义的位置坐标,所述触摸屏中每个通道分别与一个相应的电极连接,并能检测到所述相应的电极所形成的电容值,所述A通道指的是与触摸屏中第一种三角形电极连接的所有通道,所述B通道指的是与触摸屏中第二种三角形电极连接的所有通道。0013 其中,所述处理模块具体用于分别比较所述至少两个采集点的X坐标的大小、Y坐标的大小及Z坐标的大小,根据比较结果确定所述手势轨迹,并执行相应的操作。0014 为解决上述技术问题,本发明采用再一技术方案为:提供一种移动终端,包括上述说 明 书CN 103116432 A3/12页6任一项所述的装置及电容触摸屏。0015 本发明的有益效果。
18、是:区别于现有技术的情况,本发明通过获取手势轨迹至少两个采集点的电容值,并根据获取的所述至少两个采集点的电容值,计算得到所述手势轨迹的至少两个采集点的三维坐标,进而确定手势轨迹,以实现对三维手势的识别,并根据不同手势实现相应不同的操作,丰富的移动终端的操作。同时,本发明通过触摸屏可获取的电容值实现三维手势的确定,无需另外设置传感器,也避免了受环境因素的干扰。附图说明0016 图1是本发明触摸屏的三维操作控制方法一实施方式的流程图;0017 图2是电容触摸屏的结构示意图;0018 图3是手指进行手势操作的截面示意图;0019 图4是触摸屏的三维操作控制方法一实施方式中,手势操作某一个时刻手指投影。
19、在触摸屏的区域的平面示意图;0020 图5是本发明触摸屏的三维操作控制方法一实施方式中移动终端的俯视示意图;0021 图6是本发明触摸屏的三维操作控制方法另一实施方式的流程图;0022 图7是手指垂直距离触摸屏表面时产生电容变化示意图;0023 图8是本发明触摸屏的三维操作控制装置一实施方式的结构示意图。具体实施方式0024 下面结合附图和具体的实施方式进行说明。0025 请参阅图1,图1是本发明触摸屏的三维操作控制方法一实施方式的流程图。本实施方式的方法包括以下步骤:0026 步骤S101:移动终端采集手指在触摸屏感应空间中所形成的运动轨迹中的至少两个采集点的电容值,其中,所述采集点投影到触。
20、摸屏的区域至少与两个电极相交,所述采集点的电容值为所述手指或导体接近所述触摸屏时所述手指或导体分别与投影区域中的至少两个电极所形成的电容的容值。0027 为便于说明,全文的实施方式以手指作为对象进行手势操作。请参阅图2,图2是电容触摸屏的结构示意图。现有技术中的电容触摸屏包括上下设置的表面玻璃211和感应层212,以及控制芯片213。感应层212由多个电极(图未示)构成,感应层212的电极分别与控制芯片213电连接。在无手指靠近时,感应层212中的电极间存在着稳定的电容。当手指靠近或触碰触摸屏的时候,由于人体电场,手指与触摸屏对应手指的区域中的电极间产生耦合电容,进而使得触摸屏对应手指的区域中。
21、的电极间的电容发生改变。控制芯片213获取容值发生变化的电极的电容值并进行相应的处理。0028 继续请参阅图3和图4,图3是手指进行手势操作的截面示意图,图4是触摸屏的三维操作控制方法一实施方式中,手势操作某一个时刻手指投影在触摸屏的区域的平面示意图。移动终端设置有驱动脉冲信号,对感应层312中电极3120的电容值进行实时监控。在手指在触摸屏310的感应空间中进行手势操作的过程中,每个瞬间的手指都会引起触摸屏310的感应层312对应区域中的电极3120的电容发生改变。移动终端监测到感应层312中的电极3120的电容值发生变化时,则认为用户进行手势操作,并确定该手势轨迹320中说 明 书CN 1。
22、03116432 A4/12页7的至少两个瞬间的手指位置作为采集点321。一般地,当手指靠近或触碰触摸屏310时,由于手指具有一定的面积,手指引起感应层312中至少两个电极3120的电容的容值发生改变,即采集点321投影到触摸屏310的区域322至少与感应层312中的两个电极3120相交。移动终端获取确定的至少两个采集点321分别投影在触摸屏310的区域322中的电极3120所形成的电容的容值,作为采集点321的电容。0029 本实施方式中,移动终端通过实时扫描的方式,确定采集点并获取该采集点的电容。即在手指进行手势操作时,移动终端按照预设的采集频率,确定手势轨迹上当前时刻的手指为采集点,并实。
23、时获取采集点在投影在触摸屏的区域中的电极产生的电容值。当然,移动终端未必仅以实时扫描的方式进行获取,在其他实施方式中,移动终端还可以获取手指进行手势操作时的所有时刻的采集点的电容值并进行记录,再按照预设的规定选择至少两个采集点的电容,例如,选择起点和终点的电容值等,在此不作限定。0030 需要进行说明的是,移动终端触摸屏的感应空间为触摸屏能感应到手指的区域。换言之,在感应空间中,触摸屏中感应层的局部电极的电容值会因为手指的存在而发生改变。一般,由于感应空间越大,对功耗,材料、成本、技术要求则越高。本实施方式中,感应空间的最大感应高度,即在保证引起触摸屏电容发生变化的前提下,手指垂直距离触摸屏的。
24、最大高度,为50毫米。可以理解的是,本发明感应空间的最大感应高度并不仅限为50毫米,在得到硬件技术的支持下,感应空间的最大感应高度可为更大值,在此不作限定。0031 另外,移动终端获取手势轨迹的采集点为至少两个,以实现对手势轨迹的确定。移动终端获取采集点数可通过预先由用户设置为一固定值或直接为系统默认值。当然,采集点数并非只能为一固定值,在其他应用实施方式中,也可将采集点数设置为大于2的任意值,移动终端根据不同的情况选择不同的采集点数。进一步地,移动终端也并非必须获取至少两个的采集点,在一些根据手指的位置执行操作的实施方式中,移动终端可仅获取一个采集点,通过确定该采集点的三维坐标,进而根据采集。
25、点的位置执行相应的操作。0032 步骤S102:移动终端根据所述采集点的电容值分别计算得到所述采集点在X轴、Y轴以及Z轴的坐标,从而获得所述采集点的三维坐标。0033 先对本发明中的三维坐标进行说明。请参阅图5,图5是本发明触摸屏的三维操作控制方法一实施方式中移动终端的俯视示意图。令沿着移动终端触摸屏510第一方向的轴为X轴511,Y轴512垂直于X轴511,并与X轴组成的平面平行于触摸屏510,Z轴513同时垂直于X轴511以及Y轴512,并以触摸屏510向上作为正方向。可以理解的是,移动终端的三维坐标的设定并不限为上述方式,具体应用中,可根据实际情况,对三维坐标进行设定,在此不作限定。00。
26、34 具体地,手指进行手势操作时,手势轨迹上每个采集点都会引起投影在触摸屏中的区域的电极的电容值发生变化。而采集点投影在触摸屏中的区域的电极的电容值的变化值与采集点和触摸屏间的距离有关,即采集点与触摸屏间的距离越远,采集点投影在触摸屏中的区域的电极的电容值的变化值越小。移动终端预先获得采集点与触摸屏间距离与该采集点投影在触摸屏中的区域的电极的电容值的变化值的关系,以及触摸屏X、Y轴上坐标的算法,根据获取的采集点电容值,计算出采集点在X、Y、Z轴上的坐标,即获得所述采集点的三维坐标。0035 可以理解的是,对应触摸屏的感应层的电极设置,移动终端触摸屏X、Y轴上的坐说 明 书CN 10311643。
27、2 A5/12页8标与对应位置上的电极的电容值均设置有一定的关系,因此,可根据触摸屏中的电容变化的数据,获得对应每个采集点在X轴和Y轴方向上的坐标。当然,对应不同的感应层的电极设置,如不同的电极形状,触摸屏X、Y轴上的坐标于对应位置上的电极的电容值的关系是不同的,即触摸屏X、Y轴上的坐标的算法不同,但其算法必须是基于该坐标对应的电极的电容值的。0036 步骤S103:移动终端根据所述至少两个采集点的三维坐标,确定所述手势轨迹,并执行相应的操作。0037 移动终端预先设置好不同的手势轨迹对应执行不同的操作。当移动终端获取到采集点的三维坐标时,分别比较所述采集点的X坐标的大小、Y坐标的大小及Z坐标。
28、的大小,根据比较结果确定所述手势轨迹,并根据确定的手势轨迹对应执行不同的操作。如果确定的手势轨迹不为预先设置好的手势轨迹,则移动终端不执行任何操作。0038 例如,移动终端设置好当手势为向上且向右运动时,执行音量的升高,当手势为向下且向左运动时,执行音量的降低。移动终端获取两个采集点的电容值,并确定两个采集点的三维坐标,其中,第一采集点为(X1,Y1,Z1),第二采集点为(X2,Y2,Z2),移动终端采集到第一采集点的时间比采集到第二采集点的时间早。移动终端比较两个采集点的三维坐标,如果X1X2,Z1Z2,即判断手势轨迹为手指向上且向右运动,并执行音量的升高,如果X1Z2且Z2Z3,即判断手势轨迹为先上升后下降的运动时,并执行球体的向左旋转,如果三维坐标的比较情况为非上述两种情况,则移动终端不执行操作。0052 区别于现有技术的情况,本发明实施方式通过获取手势轨迹至少两个采集点的电说 明 书CN 103116432 A10。