專利名稱：用于通過觸摸讀取信息的手套與觸摸屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于通過觸摸讀取信息的手套與觸摸屏，當(dāng)用戶戴上該手套并用該手套的手指觸摸該屏幕的表面時，該手套以可觸知的形式傳遞由該屏幕提供給它的信息。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在許多移動設(shè)備包括為用戶構(gòu)成圖形界面的觸摸屏用戶閱讀該屏幕上的圖標(biāo)或菜單，并通過利用手指或光筆觸摸顯示光標(biāo)或文字的屏幕區(qū)域，來輸入命令。因此，為了使用觸摸屏，就需要看見屏幕，以便了解觸摸屏幕的哪里來輸入給定的命令。然而，在某些場景下，用戶無法看見屏幕上所顯示的內(nèi)容例如，當(dāng)該設(shè)備放置在用戶的口袋或包袋中， 或者當(dāng)用戶是盲人。在該等場景下，用戶無法使用觸摸屏，因?yàn)樗麄儫o法看見該屏幕的感知區(qū)域的位置，且無法看見作為回應(yīng)顯示于該屏幕的信息。為幫助盲人與弱視者，使用文本-語音轉(zhuǎn)換軟件是周知的，但該解決方案并不是完全令人滿意的。這樣的軟件不能夠描述除文本之外的任何事物例如，圖標(biāo)或幾何形狀不能被直接轉(zhuǎn)換為文字。而且，朗讀所顯示文字并沒有指示這些文字在屏幕上的位置。因此， 該解決方案并不支持命令在觸摸屏上被選中，因?yàn)槔首x所顯示的關(guān)鍵字并未指示出觸摸屏幕上的哪一區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決觸摸屏的該不足。本發(fā)明的第一目標(biāo)為手套，該手套用于當(dāng)該手套的手指觸摸包括至少一個發(fā)射連續(xù)電場的區(qū)域的屏幕時，通過觸摸讀取信息，其中，該手套包括至少一個手套手指，該手套手指包括-能夠容納用戶手指的可彎曲的介電內(nèi)壁；-可彎曲的介電外壁；-包含于該兩壁之間至少一空間內(nèi)的液體；-及，置于該液體內(nèi)的微粒，所述微粒帶有相同極性的電荷，并能夠在電場的作用下在該液體內(nèi)移動。具備如此特征的該手套被用于通過觸摸感知信息，因?yàn)楫?dāng)手指的移動引發(fā)作用于帶電微粒的電場的變化，它將壓力的變化作用于該用戶的一個手指。事實(shí)上，作用于帶電微粒的電場的變化導(dǎo)致了這些微粒的移動。該移動引起作用于該手套壁的壓力的變化。通過觸摸屏幕被感知的該壓力變化，支持用戶通過觸摸感知圖形。本發(fā)明的第二目標(biāo)是支持信息通過觸摸被讀取的觸摸屏，包括-至少一電極，-至少一電壓源，-及，與該電極連接以產(chǎn)生源自該電極的電場的切換裝置，所述切換裝置被信息源控制；
其中，所述切換裝置受控制，以將直流電壓作用于該電極，該直流電壓可具有兩相反的符號，其符號取決于由該信息源提供的二進(jìn)制信息。具備如此特征的該屏幕，支持在該屏幕的區(qū)域上將二進(jìn)制信息轉(zhuǎn)錄于連續(xù)電場， 其含義取決于該二進(jìn)制信息的賦值。因此，該屏幕提供了一種電像(electrical image)，當(dāng)用戶在利用手指觸摸該屏幕的表面時，該電像可根據(jù)本發(fā)明驅(qū)動該手套。該觸摸屏的第一應(yīng)用是面向盲人的圖形顯示，特別是盲文字符。第二應(yīng)用涉及具有正常視力的、希望能夠交替利用其眼睛與手指讀取信息的人群。對于該項(xiàng)應(yīng)用，該屏幕包括至少一個透明電極，而且，它還包括用于通過該透明電極顯示圖像的傳統(tǒng)裝置。該屏幕還可與用于通過觸摸該屏幕上的區(qū)域輸入命令的傳統(tǒng)裝置相結(jié)合。


借助以下描述以及附圖，本發(fā)明將被更好地理解，且其他特性將顯現(xiàn)-圖1示出根據(jù)本發(fā)明的該手套的第一實(shí)施例與根據(jù)本發(fā)明的該屏幕的第一實(shí)施例的正視圖；-圖2示出根據(jù)本發(fā)明的該屏幕的所述第一實(shí)施例與該手套的所述第一實(shí)施例的手指的示意性截面；-圖3示出根據(jù)本發(fā)明的該手套的第二實(shí)施例的手指的示意性截面；-圖4示出根據(jù)本發(fā)明的該屏幕的第三實(shí)施例。不同實(shí)施例中的相同元素被賦予相同標(biāo)號。
具體實(shí)施例方式圖1示出根據(jù)本發(fā)明的該手套的第一實(shí)施例Gl與根據(jù)本發(fā)明的該屏幕的第一實(shí)施例El的正視圖。在此范例中，用戶利用該手套Gl的手指1，觸摸該觸摸屏El的電極之
ο該觸摸屏El包括-多個按矩陣形式排列的電極2，-兩個電壓源4，以提供相對參考電位的正電壓和負(fù)電壓，-及，與這兩個電壓源4、該等電極2、及二進(jìn)制信息源5相連接的切換電路3。例如，該屏幕El的表面包括由16X16個電極2構(gòu)成的矩陣，其對應(yīng)于該屏幕上的 256個區(qū)域。因而，通過利用該手套Gl的手指1觸摸該屏幕，用戶可通過觸摸感知256個不同的二進(jìn)制數(shù)值。該切換電路3具有與二進(jìn)制信息源5相連接的輸入，以接收通過觸摸應(yīng)被感知的信息。它被控制，以將由該源4提供的兩個直流電壓中之一作用于給定電極。作用于電極2 的該電壓的符號，取決于二進(jìn)制信息項(xiàng)，該二進(jìn)制信息項(xiàng)由信息源5提供且對應(yīng)于該電極， 換言之，對應(yīng)于該屏幕的給定區(qū)域。在此范例中，該二進(jìn)制信息源相繼提供分別對應(yīng)于這256個電極的256個二進(jìn)制數(shù)值。該切換電路3隨后連續(xù)提供256個電壓，只要沒有新的信息被顯示。圖2示出根據(jù)本發(fā)明的該手套的該第一實(shí)施例的手套手指1的截面，與根據(jù)本發(fā)明的該觸摸屏的該第一實(shí)施例El的部分。該手套手指1包括
-可彎曲的內(nèi)壁對，其彈力與尺寸被調(diào)整以適應(yīng)用戶的手指28，以使手套手指1的末端與該用戶的該手指觀完全接觸；-與該內(nèi)壁M近似平行的、可彎曲的外壁23，以在兩壁23-M之間標(biāo)示出大約等厚的空間；-可彎曲材料22沿該手套手指1的長度方向填補(bǔ)該空間的大部分，除了在該手指 1的末端；-介電液體25在位于該手指1的末端的部分，填入該空間的其余部分；-微粒沈與27在該液體25中自由移動。它們恒定地帶有相同極性的電荷，如正極性。壁23-24由介電材料制成，以發(fā)射該屏幕El與該用戶的手指觀間的電場。而且， 壁23-M必須是防漏的，至少在與液體25相接觸的區(qū)域是防漏的。例如，它們可由橡膠、聚乙烯、聚苯乙烯、尼龍、乙烯基等材料制成。壁23-M必須相當(dāng)薄，如0. 1毫米，以支持良好感知作用于該用戶的手指觀的壓力變化。例如，微粒沈-27是直徑約1微米的鈦珠。例如，介電液體可以是丙酮。其他常用于電泳顯示設(shè)備的材料也可被使用。文獻(xiàn)US 6. 262. 833描述了可被用于電泳顯示設(shè)備的微粒與液體。對于電泳顯示設(shè)備，微珠被封裝于透明的微膠囊內(nèi)。然而， 為生成根據(jù)本發(fā)明的該手套，微粒在其引入至壁23-24間之前并沒有封裝。例如，該可彎曲的填充材料22可以是氯丁橡膠。在該所示范例中，該屏幕El的區(qū)域32中電極接收相對參考電位的負(fù)電壓，但區(qū)域 31與33中電極接收正電壓。在區(qū)域32處，該手套手指1的末端觸摸該屏幕El的表面。在由該屏幕El的區(qū)域31、32和33中電極產(chǎn)生的電場的作用下，帶正電的微粒沈_27受驅(qū)使它們在液體25中移動的靜電力作用微粒27被拖向該手套手指1的末端的外壁23，因?yàn)樵撃┒私咏鼌^(qū)域32，在此，電極接收負(fù)電壓。相反地，位于相對區(qū)域31與33的其他微粒沈被反向推向內(nèi)壁24，并壓縮該用戶的手指觀的一部分，該部分形似皇冠。因而，當(dāng)其手指觀通過區(qū)域32時，用戶感知其手指末端周圍的壓力減小。當(dāng)其手指觀從區(qū)域32移出以觸摸區(qū)域31或33時，用戶感知壓力的增加。優(yōu)選地，用于顯示圖標(biāo)或菜單選項(xiàng)的每個區(qū)域被設(shè)計(jì)，來與根據(jù)本發(fā)明的該屏幕中的一個電極或多個電極的整體完全重合，以便用戶可以利用根據(jù)本發(fā)明的該手套，精確地檢測該圖標(biāo)或該選項(xiàng)的位置。如果該屏幕的尺寸與電極的數(shù)量是足夠的，展示可利用根據(jù)本發(fā)明的該手套感知的圖像，是可能的。特別地，感知與由盲文字符構(gòu)成的凸版相似的一系列脈沖，是可能的。圖3示出根據(jù)本發(fā)明的該手套的第二實(shí)施例的手指的示意性截面。它與第二范例的區(qū)別在于，位于壁23-M之間并包含微粒沈-27的該空間，包括多個與外壁23及內(nèi)壁M 相正交的壁四。它們將該空間分隔成小室，以便在讓微粒根據(jù)電場的方向自由地向內(nèi)壁M 或外壁23移動的同時，減少其在與外壁及內(nèi)壁相平行的方向上的移動。進(jìn)一步地，該等壁四構(gòu)成墊片，該等墊片在壁23-24間維持大約恒定的間隔。因而，它們使得微粒在該手指1 的末端周圍的該空間內(nèi)大致均勻的分布。在一僅面向盲人的實(shí)施例中，該屏幕僅包括擬發(fā)送信息至根據(jù)本發(fā)明的手套的電極。
在擬結(jié)合或未結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的該手套使用的其他實(shí)施例中該等電極是透明的，并被放置于傳統(tǒng)顯示屏幕之前，以便支持查看傳統(tǒng)顯示裝置，如液晶顯示裝置。在此情況下，該屏幕可用于交替地通過視覺或觸覺感知信息。在結(jié)合或未結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的該手套的情況下，該屏幕也可包括支持將其用作傳統(tǒng)觸摸屏的裝置，只要該手套與該等用于觸摸控制的裝置被調(diào)整以能夠協(xié)同工作。存在多種產(chǎn)生觸摸控制的現(xiàn)有技術(shù)。這些技術(shù)中的絕大多數(shù)與穿戴手套相兼容，但電容技術(shù)則不兼容。當(dāng)用戶的手指非常接近被集成入屏幕的電極時，它使用存在的電容。如果該用戶戴著手套，由于該手套的厚度意味著手指的指尖進(jìn)一步遠(yuǎn)離該屏幕，則該技術(shù)一般不能適用。 根據(jù)本發(fā)明的第三個實(shí)施例支持使用采用電容技術(shù)的觸摸屏。圖4示出根據(jù)本發(fā)明的該手套的該第三實(shí)施例的示意性截面。它與第二范例的區(qū)別在于，它包括穿過內(nèi)壁對、外壁23與該兩壁間空間的導(dǎo)電橋(conducting bridge) 34。它具有圓錐體的平截頭體的形狀。在一端，它與該手指1指尖處的壁23的表面接觸；在另一端，它與內(nèi)壁M的表面接觸。因此，當(dāng)手套1的手指接觸該屏幕El時，它與該用戶的手指觀相接觸，且與該屏幕El的表面相接觸。從電學(xué)角度，該導(dǎo)電橋具有延伸該用戶手指觀的末端的效果。這支持利用電容效應(yīng)、并在當(dāng)該用戶的手指觀被根據(jù)本發(fā)明的手套覆蓋以通過觸摸讀取信息時操作靈敏度不夠的情況下，對觸摸屏進(jìn)行控制。該橋34可由可彎曲的或剛性的傳導(dǎo)材料制成，如載碳聚合物(carbon-loaded polymer)。根據(jù)本發(fā)明的該屏幕的電極也可構(gòu)成用于傳統(tǒng)的依據(jù)電容效應(yīng)的感知控制功能的電極。例如，該兩項(xiàng)功能可周期性地被交替激活。當(dāng)然，如第二范例，該第三實(shí)施例也可包括將該包含該等微粒的空間分隔成小室的壁。在其他實(shí)施例中，該手套可包括多個如前述生成的手套手指。相反地，根據(jù)本發(fā)明的該手套的一個簡化變體可僅包括一個手指，而沒有其他，使得該手的其余部分未被覆蓋。
權(quán)利要求
1.手套(Gl)，用于當(dāng)該手套的手指(1)接觸包括至少一個發(fā)射連續(xù)電場的區(qū)域(31， 32,33)的屏幕(El)時，通過觸摸讀取信息，其中，該手套的至少一手指(1)包括-可彎曲的介電內(nèi)壁(M)，其能夠容納用戶的手指08)；-可彎曲的介電外壁03)；-包含于該兩壁間至少一空間內(nèi)的液體05)；-及，置于該液體內(nèi)的微粒06，27)，所述微粒帶有相同極性的電，并能夠在電場的作用下在該液體內(nèi)移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手套，其中，該手套還包括與外壁及內(nèi)壁04)相正交的壁( )，該壁09)將由外壁03)與內(nèi)壁04)標(biāo)出的空間分隔成小室，以便當(dāng)讓微粒自由地向內(nèi)壁04)或外壁移動時，減少該等微粒沿與外壁及內(nèi)壁04)相平行的方向的移動。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的手套，其中，該手套還包括在手套手指的末端穿過內(nèi)壁04) 與外壁03)的導(dǎo)電橋(34)，以便電延伸該手套的用戶的手指08)末端。
4.觸摸屏(El)，用于通過觸摸讀取信息，包括-至少一電極⑵；-至少一電壓源⑷；-及與該電極( 相連接以產(chǎn)生一個源自該電極的電場的切換裝置(3)，所述切換裝置被信息源(5)控制；其中，所述切換裝置(3)受控制，以將直流電壓作用于該電極，該直流電壓可具有兩相反的符號，其符號取決于由該信息源(5)提供的二進(jìn)制信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的觸摸屏，其中，每個電極(2)是透明的，并且該觸摸屏還包括用于通過該透明電極顯示圖像的傳統(tǒng)裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的觸摸屏，其中，該觸摸屏還包括用于通過觸摸該屏幕輸入命令的裝置。
全文摘要
該手套(G1)用于每當(dāng)該手套的手指(1)接觸包括至少一個發(fā)射連續(xù)電場的區(qū)域(31，32，33)的屏幕(E1)時，通過觸摸讀取信息。該手套包括至少一手指(1)，該手指(1)包括-可彎曲的介電內(nèi)壁(24)，其能夠容納用戶的手指(28)；-可彎曲的介電外壁(23)；-包含于該兩壁間至少一空間內(nèi)的液體(25)；-及，置于該液體內(nèi)的微粒(26，27)，所述微粒被帶有相同極性的電，并能夠在電場的作用下在該液體內(nèi)移動。
文檔編號G06F3/01GK102439536SQ201080021460
公開日2012年5月2日 申請日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者文森特·圖比亞那, 文森特·維多特, 班華·克里斯多夫 申請人:阿爾卡特朗訊