本發(fā)明公開一種通過屏幕實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備與外圍設(shè)備之間信號輸入輸出的系統(tǒng)和方法，從而實(shí)現(xiàn)軟件控制外圍裝置和接受外圍裝置的信號。

背景技術(shù)：

終端設(shè)備可以具有包括用于接收來自一個(gè)或多個(gè)用戶的輸入和/或向其提供輸出的觸摸表面的觸摸設(shè)備。在某些情況下，觸摸設(shè)備可以具有檢測觸摸(諸如用戶身體部分的觸摸、指示筆、和/或其他這類觸摸)并將該觸摸解釋作為輸入的能力。這類觸摸檢測可以包括對觸摸的出現(xiàn)、觸摸位置、觸摸力度、觸摸持續(xù)時(shí)間、觸摸表面上與該觸摸相關(guān)的移動(dòng)、和/或該觸摸的其他這類特征的檢測。在某種情況下，觸摸屏可以顯示圖形。這類顯示可以包括在各種形狀、任意位置、任意亮度。所述終端設(shè)備最典型的例子就是目前很普及的智能手機(jī)。

傳統(tǒng)的終端設(shè)備與周邊設(shè)備的連接，主要是通過串口（包括USB口），藍(lán)牙，紅外，近距離傳輸（NFC）等傳輸信號。本發(fā)明公開了一種新的系統(tǒng)和方法，實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備與周邊設(shè)備的信號傳輸。從而方便終端設(shè)備控制外圍設(shè)備和接收外圍設(shè)備的信號。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明公開一種通過屏幕實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備與外圍設(shè)備之間信號輸入輸出的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，一種通過屏幕實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備與外圍設(shè)備之間信號輸入輸出的系統(tǒng)可以包括：至少一個(gè)光敏器件和/或至少一個(gè)電驅(qū)動(dòng)觸摸頭、至少一個(gè)控制單元、至少一塊能顯示圖像的觸摸屏、至少一個(gè)支撐框架、以及至少一個(gè)控制軟件。所述控制軟件通過電驅(qū)動(dòng)觸摸頭接觸觸摸屏，使得外部信號傳遞給控制軟件；所述控制軟件在所述光敏器件對應(yīng)屏幕位置顯示亮斑點(diǎn)，從而使得感敏器件產(chǎn)生微電流，通過控制單元放大后，輸出到外部設(shè)備，比如驅(qū)動(dòng)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電子開關(guān)等設(shè)備。

在某種實(shí)現(xiàn)中，可以只包含輸出方法，此方法可以不包含電驅(qū)動(dòng)觸摸頭。在此情況中，軟件預(yù)先定義光敏器件所對應(yīng)的觸摸屏位置，當(dāng)需要向外輸送信號時(shí)，對相應(yīng)光敏器件所對應(yīng)的屏幕區(qū)域設(shè)置不同亮度或全黑的圖形，使得光敏器件輸出不同強(qiáng)度信號。

在某些實(shí)現(xiàn)中，可以只包含輸入方法，此方法可以不包含光敏器件。在此情況中軟件預(yù)先定義電驅(qū)動(dòng)觸摸頭所在位置，當(dāng)外部某些信號（比如按鈕開關(guān)被按下）傳送到控制單元時(shí)，控制單元放大信號，從而驅(qū)動(dòng)電驅(qū)動(dòng)觸摸頭伸展觸頭，觸頭碰到觸摸屏，通過控制軟件計(jì)算位置，可以知道哪個(gè)電驅(qū)動(dòng)觸摸頭做了動(dòng)作，軟件根據(jù)預(yù)先定義的事件，做出相應(yīng)的處理。

在各種實(shí)施中，所述支撐框架可以支撐所述光敏器件、電驅(qū)動(dòng)觸摸頭和信號放大單元；所述支撐框架可以夾住終端設(shè)備，使得光敏器件和觸摸頭靠近屏幕；支撐框架和光敏器件所在的一面緊貼著終端設(shè)備觸摸屏。

將會(huì)理解的是，在前的一般性描述和隨后的詳細(xì)描述都是出于舉例和解釋的目的，而非對本公開的必然限制。并入說明書并作為其一部分的附圖例示了本公開的主題。描述和附圖一并用于解釋本公開的原理。

附圖說明

圖1是一種通過屏幕實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備與外圍設(shè)備之間信號輸入輸出的實(shí)例性系統(tǒng)的等比視圖。實(shí)際安裝中，電路板102要固定在支撐框架上，并通過夾具，貼合到觸摸屏110上。

圖2 是沿圖 1 中線段A1 獲得的圖1中示例性系統(tǒng)的橫截面前視圖。其中描述了點(diǎn)驅(qū)動(dòng)觸摸頭界面圖和防止的位置。

圖3 是沿圖 1 中線段B1 獲得的圖1中示例性系統(tǒng)的橫截面前視圖。

圖4是帶支撐框架的示意圖。兩邊的夾具可以夾住終端設(shè)備，使其和電路板102貼合。

圖5是沿圖4中線段C1獲得的橫截面圖。描述了框架結(jié)構(gòu)，電路板和終端設(shè)備的關(guān)系。

具體實(shí)施方式

隨后的描述包括具體化本公開各元件的示例系統(tǒng)、方法和程序產(chǎn)品。然而，應(yīng)該理解的是，所描述的公開能夠以在此描述的形式之外的多種形式實(shí)踐。

本發(fā)明公開了一種通過屏幕實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備與外圍設(shè)備之間信號輸入輸出的系統(tǒng)和方法。所述輸入輸出系統(tǒng)可以包括至少一個(gè)能在觸摸屏上顯示圖形的控制軟件、至少一種顯示圖形的屏幕、至少一個(gè)光敏器件或至少一個(gè)電驅(qū)動(dòng)觸摸頭、至少一個(gè)控制單元、以及能支撐和固定所述光敏器件和電動(dòng)觸摸頭電路板和觸摸屏設(shè)備的框架結(jié)構(gòu)。所述光敏器件靠近所述觸摸屏（比如0.1毫米），如圖3中104所示。所述電動(dòng)觸摸頭正對著所述觸摸屏，離所述觸摸屏有一定間隙（比如1毫米），如圖2中201所示。所述控制單元可以放大所述光敏器件信號或驅(qū)動(dòng)所述電驅(qū)動(dòng)觸摸頭，以使得信號可以通過所述觸摸屏幕輸入和輸出。為了簡化描述，以下說明用“本系統(tǒng)”或“本方法”代替一種通過屏幕實(shí)現(xiàn)終端設(shè)備與外圍設(shè)備之間信號輸入輸出的系統(tǒng)或方法。

所述控制軟件能夠獲取所述電動(dòng)觸摸頭觸摸屏幕時(shí)的狀態(tài)信息，此狀態(tài)信息包括位置、接觸時(shí)間點(diǎn)、按壓時(shí)間、觸摸頭離開時(shí)間等信息。如果觸摸屏幕支持壓力傳感，所述控制軟件還能獲取所述電動(dòng)觸摸頭對屏幕的壓力。所述控制軟件，根據(jù)觸點(diǎn)位置，以及預(yù)先定義所有所述電動(dòng)觸摸頭正對觸摸屏幕的位置，判斷是哪個(gè)觸摸頭接觸了屏幕。從而可以判斷哪個(gè)外圍設(shè)備傳遞信號給控制軟件。如圖1中105所示，為了更形象的了解觸摸頭所在位置，圖1中105的圓形表示觸摸頭對應(yīng)屏幕上的位置。

在某些情況下，所述控制軟件可以同時(shí)響應(yīng)多個(gè)電動(dòng)觸摸頭的觸摸事件，例如所述信號輸入輸出系統(tǒng)外圍連接多個(gè)設(shè)備（數(shù)量大于1個(gè)），當(dāng)多個(gè)設(shè)備都發(fā)出觸摸信號時(shí)，多個(gè)電動(dòng)觸摸頭都被觸發(fā)，使得同時(shí)多個(gè)觸摸頭接觸到觸摸屏幕，控制軟件對不同觸摸事件做出響應(yīng)。

所述控制軟件能在觸摸屏上顯示各種大小、各種形狀、各種亮度和顏色的圖形。所述控制軟件在所述終端設(shè)備上運(yùn)行以后，把所述光敏器件對應(yīng)的所述觸摸屏區(qū)域都繪制成黑色。也可以把整個(gè)屏幕設(shè)置成黑色。為了簡化本發(fā)明方法描述，以下描述中把屏幕區(qū)域全部繪制成黑色。當(dāng)控制軟件需要本發(fā)明所述系統(tǒng)輸出一個(gè)高電平信號時(shí)。所述控制軟件根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的所述光敏器件在屏幕中的位置顯示一個(gè)亮斑，所述亮斑只能使得亮斑所對應(yīng)的光敏器件電流發(fā)生改變，不影響周邊光敏器件的電流。為了簡化描述，以下描述和附圖中的所述亮斑以小長方形為例，如圖1中106所示。所述亮斑顯示以后，光敏器件感應(yīng)到亮度，產(chǎn)生微弱電流，通過控制單元把微弱電流放大，輸出到系統(tǒng)外，從而實(shí)現(xiàn)高電平信號輸出。此處以及以下描述的高電平信號不是一個(gè)固定值，根據(jù)放大電路設(shè)置可以輸出不同電平值，以適應(yīng)外圍電路的需要。

在某些情況下，所述控制軟件可以同時(shí)繪制多個(gè)亮斑，使得多個(gè)光敏器件發(fā)生反應(yīng)，從而達(dá)到同時(shí)輸出多路高電平。比如系統(tǒng)需要控制兩個(gè)電機(jī)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，需要兩路信號控制。

所述控制軟件通過對所述亮斑的亮度進(jìn)行調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)所述系統(tǒng)輸出電平的變化，從而控制外圍設(shè)備。

為了避免所述亮斑影響對應(yīng)的所述光敏器件周邊的所述光敏器件，所述觸摸屏幕上亮斑與亮斑之間保留一定范圍的黑色背景，如圖1中106處所示各矩形亮斑之間有黑色區(qū)域。

所述本系統(tǒng)中包含的觸摸屏是終端設(shè)備上能顯示圖形信息和接受觸摸響應(yīng)的顯示設(shè)備。典型的設(shè)備就是智能手機(jī)屏幕。在某些應(yīng)用中，可以不需要觸摸響應(yīng)功能，只需要顯示功能。本系統(tǒng)和本發(fā)明不僅限于智能終端，可以適用任何終端的顯示。本系統(tǒng)的外觀形態(tài)可以根據(jù)屏幕大小進(jìn)行調(diào)整。

所述本系統(tǒng)可以擴(kuò)展到多個(gè)屏幕，同時(shí)接受多個(gè)屏幕亮斑信號。比如兩個(gè)智能手機(jī)觸摸屏幕。

所述光敏器件是對光亮變化產(chǎn)生電流或電壓變化的器件。所述光敏器件可以是光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管或光敏集成電路等形式。為了簡化描述，以下以光敏三極管作為光敏器件進(jìn)行描述。

所述光敏器件在電路板上擺放形式可以是多樣的。為了簡化描述和方便計(jì)算位置，以矩陣形式擺放來進(jìn)行說明，如圖1中104所示。為了能響應(yīng)所述觸摸屏幕的亮斑，光敏器件的間距與屏幕亮斑間距一樣，如圖1中104和106處所示。

為了避免光敏器件對應(yīng)屏幕亮斑周圍的亮斑的影響，在光敏器件之間有一定的不透明物體隔離，如圖3中的301所示。為了避免外部光亮的影響，光敏器件矩陣周圍有不透明物體包圍，如圖3中203所示。

所述電驅(qū)動(dòng)觸摸頭在加電以后使得觸摸頭移動(dòng)，如圖2中的202所示。電驅(qū)動(dòng)方式可以是電磁鐵吸附，也可以是微型電機(jī)驅(qū)動(dòng)。根據(jù)不同類型觸摸屏，觸摸頭可以是硬的或軟的，對于電容屏需要觸摸頭是導(dǎo)電硅膠。在沒有加電的情況下，觸頭離屏幕有一定距離，如圖2中202和屏幕110所示。當(dāng)電驅(qū)動(dòng)觸摸頭加電以后，觸摸頭伸出，觸碰到屏幕，從而使屏幕發(fā)生觸摸事件；當(dāng)加電消失后，觸摸頭恢復(fù)原位，即不接觸到屏幕。

所述電驅(qū)動(dòng)觸摸頭的驅(qū)動(dòng)控制電路由本系統(tǒng)中控制單元實(shí)現(xiàn)?？刂茊卧邮芡獠啃盘?，通過控制單元放大以后驅(qū)動(dòng)電驅(qū)動(dòng)觸摸頭的運(yùn)動(dòng)。

所述電驅(qū)動(dòng)觸摸頭電路可以和光敏器件電路合成一個(gè)電路板。觸摸頭的位置按固定距離排列，方便計(jì)算每個(gè)觸摸頭的位置。觸摸頭排列方向和光敏器件排列方向一致，并保持固定距離，以便計(jì)算每個(gè)觸摸頭和光敏器件的相對位置。本發(fā)明不排除無序擺放方式，但是需要預(yù)先定義所有觸摸頭和光敏器件的位置。

所述控制單元是用于放大光敏器件微弱信號和驅(qū)動(dòng)電驅(qū)動(dòng)觸摸頭，如圖1中的107所示?？刂茊卧梢允瞧胀ㄈ龢O管電路，運(yùn)算放大器電路，或者集成放大電路等，在具體實(shí)現(xiàn)中根據(jù)成本，空間，靈敏度等條件選擇不同器件來實(shí)施。

所述控制單元連接光敏器件，當(dāng)所述控制軟件在所述光敏器件對應(yīng)的區(qū)域繪制亮斑時(shí)，光敏器件產(chǎn)生微弱信號，微弱信號傳入控制單元后被放大，輸出放大后的信號驅(qū)動(dòng)外圍電路，如圖1中108所示。

所述控制單元連接外圍電路輸入和電驅(qū)動(dòng)觸摸頭。外圍設(shè)備（或器件）輸入信號，如圖1中108所示，控制單元把信號放大，驅(qū)動(dòng)電驅(qū)動(dòng)觸摸頭，觸摸頭伸出接觸屏幕。

所述框架結(jié)構(gòu)是用于支撐電驅(qū)動(dòng)觸頭電路、光敏器件電路和控制電路，同時(shí)帶有固定終端設(shè)備的裝置，使得終端設(shè)備屏幕貼和觸摸頭與光敏器件所在平面，如圖4所示。為了便于計(jì)算觸摸頭和光敏器件的位置，框架結(jié)構(gòu)與終端設(shè)備貼和后，觸摸頭和光敏器件橫排方向與屏幕上邊緣平行，縱列和屏幕左右邊緣平行，如圖1所示.。框架結(jié)構(gòu)與終端屏幕貼和后，圖1中的電路板102貼和到終端101的屏幕110上，如圖5所示。

所述框架結(jié)構(gòu)為了固定電路板和終端貼和，框架結(jié)構(gòu)底部限制終端下滑，如圖4中403所示，左右有可調(diào)整的夾具，如圖4中402所示。當(dāng)需要把一個(gè)終端（如智能手機(jī)）固定到本框架上時(shí)，調(diào)整左右夾具打開大于終端寬度，放入終端，終端屏幕正對著觸摸頭和光敏器件，終端下端接觸到框架底部后，不能再下滑，然后調(diào)整左右支架卡緊終端，使得終端屏幕和本系統(tǒng)電路板緊密貼合。

在某些實(shí)施中，因屏幕較大，所述框架結(jié)構(gòu)還可以通過多個(gè)吸盤吸附在屏幕上，使得終端屏幕和本系統(tǒng)電路板緊密貼合。

在本公開中，應(yīng)該理解公開方法中各步驟的具體順序或各器件擺放順序只是樣本方法的例子。在其他實(shí)施例中，可以在所公開主題的范圍內(nèi)重新安排該方法中各步驟的具體順序或各器件擺放順序。所附的方法以樣本次序聲明了各步驟的當(dāng)前要素，而非必然限制為呈現(xiàn)的具體次序或結(jié)構(gòu)。

所描述的公開可被提供作為程序產(chǎn)品或軟件，其可以包括具有存儲其上的指令的非暫態(tài)機(jī)器可讀介質(zhì)，所述指令則可被用于編程計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(或其他電子設(shè)備)以執(zhí)行根據(jù)本公開的處理。一種非暫態(tài)機(jī)器可讀介質(zhì)包括用于以可由機(jī)器(例如，計(jì)算機(jī)，智能手機(jī))讀取的形式(例如，軟件、處理應(yīng)用)存儲信息的任何機(jī)制。該非暫態(tài)機(jī)器可讀介質(zhì)可以采取的形式包括但不限于：磁性存儲介質(zhì)(例如，軟盤、視頻磁帶盒等);只讀存儲器(ROM);隨機(jī)存取存儲器(RAM);可擦除可編程存儲器(例如EPROM和EEPROM);閃存;等。

相信本公開及其許多附加優(yōu)點(diǎn)將會(huì)通過在前描述而被理解，并且顯而易見的是可以對部件形式、構(gòu)造和安排做出各種改變而不背離所公開的主題或是犧牲所有這些方法的優(yōu)點(diǎn)。所描述的形式僅僅是示例性的，并且所附權(quán)利要求旨在涵蓋并包括這個(gè)改變。

雖然已經(jīng)參考各種實(shí)施例描述了本公開，但是將會(huì)理解的是，這些實(shí)施例是示例性的并且本公開的范圍不限于此，許多變化、修改、附加和改進(jìn)都是可能的。更具體地，已經(jīng)在本上下文和特定實(shí)施例中描述了根據(jù)本公開的各實(shí)施例?？梢栽诒竟_各實(shí)施例中或以不同技術(shù)描述的實(shí)施例中以的模塊不同地分離或組合各功能。這些和其他變化、修改、附加和改善將落在所附權(quán)利要求限定的本公開的范圍之內(nèi)。