本發(fā)明涉及一種通過在多點(diǎn)觸摸屏上增設(shè)附加按鈕，來防止具備觸摸屏的智能設(shè)備，運(yùn)行或?qū)嵤┎粦?yīng)被誤觸發(fā)的特殊程序或特殊功能。

背景技術(shù)：

因操作方便等原因，當(dāng)前觸摸屏已經(jīng)成為絕大多數(shù)智能設(shè)備或智能終端最主要的i/o接口。然而因為觸摸屏本身的技術(shù)特點(diǎn)，其輸入便利性與誤觸問題呈正比例增加。而在很多場合，如數(shù)控制造加工設(shè)備、醫(yī)療儀器及其他與安全相關(guān)的機(jī)械設(shè)備需要嚴(yán)格的防誤觸設(shè)計。此外，在對智能設(shè)備所儲存的重要數(shù)據(jù)文件和涉及個人隱私或財產(chǎn)安全的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行訪問認(rèn)證時，便利性和安全性也會產(chǎn)生嚴(yán)重的對立。

舉例來說，用一塊觸摸屏代替大量的數(shù)字和功能輸入的實體按鈕，可以極大簡化數(shù)控生產(chǎn)加工設(shè)備的控制和自定義編程輸入復(fù)雜度。通過在不同可變的操作模式下提供不同的虛擬按鈕，可實現(xiàn)對加工過程的精確啟停控制和中途再編程操作。然而如果用觸摸屏上的虛擬按鈕替代傳統(tǒng)的設(shè)備“緊急停機(jī)”等特殊按鈕，就很可能造成誤觸而造成大量生產(chǎn)事故。一個可能的解決辦法是在控制系統(tǒng)中設(shè)定操作者接觸到虛擬的緊急停機(jī)按鈕時彈出確認(rèn)對話框進(jìn)行二次確認(rèn)，然而這大幅度降低了緊急停機(jī)按鈕的功能響應(yīng)速度。同理，用觸摸屏替代大部分車輛輔助功能的實體按鈕或旋鈕是當(dāng)前新型車輛尤其是純電動車輛的發(fā)展方向。然而在駕駛過程中因為觸摸屏缺乏觸覺定位反饋，在駕駛時將視線從前擋風(fēng)玻璃轉(zhuǎn)移到汽車中控區(qū)域的觸摸屏尋找虛擬按鍵時，或?qū)⒁暰€集中于前擋風(fēng)玻璃而胡亂點(diǎn)擊汽車輔助功能屏幕時——如因為誤觸錯誤按鈕而錯誤地切換燈光模式——都很容易造成交通事故。關(guān)鍵功能按鍵防誤觸能力的缺陷，使得觸摸屏的虛擬按鍵只能用于一些誤觸時后果不嚴(yán)重，或?qū)δ芸刂频捻憫?yīng)速度要求不高的場合。

又比如說，在智能移動設(shè)備上訪問一些涉及個人隱私或財產(chǎn)安全的程序或數(shù)據(jù)文件或文件夾時，當(dāng)前常使用觸摸手勢(如九宮格解鎖)確認(rèn)或要求輸入密碼確認(rèn)來確認(rèn)當(dāng)前操作者是否具備操作權(quán)限，這實際上是通過降低操作的便利性來提高安全性的解決方法，且仍然有被第三方通過盜攝或偷窺竊取解密手勢或密碼的風(fēng)險。而通過硬件實現(xiàn)的指紋身份識別則有增加額外成本并增加誤判可能，以及需要事先錄入指紋，導(dǎo)致轉(zhuǎn)移權(quán)限的便利性不足的問題，還存在活體識別問題。一個典型的例子是，家庭公用和偶爾可能需要出借或需要使用酒后代駕服務(wù)的汽車，其發(fā)動機(jī)鎖止功能的用戶權(quán)限甄別就不宜用指紋識別來實現(xiàn)。

部分廠家注意到了在靈敏度較高的電容屏上虛擬按鍵因無法辨別用戶的誤觸操作，以及無法通過觸覺反饋減少誤觸的問題。申請?zhí)枮?01210477444.5的專利《擴(kuò)展鍵盤、電子裝置及鍵盤擴(kuò)展系統(tǒng)》披露了一種利用當(dāng)前基于互電容結(jié)構(gòu)的主流多點(diǎn)觸摸屏，其原理是在支持多點(diǎn)觸摸的觸摸屏上布置若干個附加的實體按鈕，不同的按鈕之間通過觸摸屏計算單個按鈕 底部的導(dǎo)電觸點(diǎn)數(shù)量進(jìn)行相互區(qū)分。然而可消除“鬼點(diǎn)”(單點(diǎn)觸摸定位技術(shù)中進(jìn)行多點(diǎn)觸摸操作，在坐標(biāo)統(tǒng)計中無法確定是否為實際觸點(diǎn)的虛假位置點(diǎn))的多點(diǎn)觸摸屏需要通過依次高頻掃描觸摸屏上各個電極的電信號狀態(tài)實現(xiàn)多點(diǎn)觸摸功能。當(dāng)進(jìn)一步提高電極數(shù)量時，會以電極橫豎兩個方向上的數(shù)據(jù)線數(shù)量來提高全屏掃描次數(shù)，這會造成功耗的快速提高，和控制系統(tǒng)的計算性能要求的快速提高。如基于主流的multi-tounchall-point技術(shù)的多點(diǎn)觸摸屏，假設(shè)一塊觸摸屏有20根行線、30根列線組成觸摸識別數(shù)據(jù)線，如果只需要實現(xiàn)單點(diǎn)觸摸，在單次觸摸的有效識別時間內(nèi)——如全屏掃描50幀的觸摸屏，單次掃描的時間只有20ms——，只需要分別檢測橫豎坐標(biāo)上單一數(shù)據(jù)線的電信號，只需對屏幕掃描20+30＝50次。而需要實現(xiàn)多點(diǎn)觸摸時，為消除“鬼點(diǎn)”，需要同時檢測每根數(shù)據(jù)線的交點(diǎn)，將掃描次數(shù)增加到20×300＝600次。此時，多點(diǎn)觸摸屏往往需要配備高性能控制芯片進(jìn)行協(xié)處理，以防占用過多智能設(shè)備的系統(tǒng)資源。也正是由于功耗和計算能力的限制，當(dāng)前主流的多點(diǎn)觸摸屏(如7寸以下的觸摸屏)一般只支持同時識別5點(diǎn)觸摸檢測，高端方案才能支持10點(diǎn)觸摸。因此，基于檢測按鍵出觸摸屏接觸的導(dǎo)電觸點(diǎn)數(shù)量差異的多個按鍵間進(jìn)行區(qū)別的技術(shù)，當(dāng)按鍵數(shù)量和相互組合的數(shù)量稍多，以及單個按鍵上觸點(diǎn)數(shù)量較多時，因為觸摸屏，尤其是常見的sito結(jié)構(gòu)互電容觸摸屏本身的電源噪聲等干擾問題，就需要配備檢測精度很高的，具備同時能在較小面積內(nèi)檢測大量獨(dú)立觸摸點(diǎn)的高成本觸摸屏方案，這顯著降低了該技術(shù)的實用性。也就是說，單純依靠檢測觸摸點(diǎn)數(shù)量區(qū)別來判斷輸入按鍵的技術(shù)，對觸摸屏的性能要求過高。

此外，專利號為cn201220300789.9的專利《盲人專用觸摸屏》，通過在觸摸屏上增加當(dāng)前觸摸按鍵的語音播報和類似于盲文鍵盤的凸起結(jié)構(gòu)，以適合盲人使用觸摸屏之用。然而此類觸摸屏雖然能夠?qū)崿F(xiàn)用觸覺定位虛擬按鍵，但還需要用靈敏度較低的電阻屏來減少誤觸并采用語音提示后再延時確定按鍵操作。同理，富士通公司為視力不佳和手指控制能力較弱的導(dǎo)致容易誤觸虛擬鍵的老年人設(shè)計的“rakuraku”手機(jī)也采用了增加按鍵所需時間來甄別是否誤觸的功能，并用振動回饋通知手機(jī)已經(jīng)感知操作者的按鍵操作。這雖然能一定程度上減少誤觸，但也會嚴(yán)重增加操作延遲，大幅度降低了觸摸屏的輸入速度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于多點(diǎn)觸摸屏的防誤認(rèn)證按鈕，以解決現(xiàn)有觸摸屏對于關(guān)鍵功能按鍵難以解決防誤觸和防止操作者權(quán)限誤認(rèn)證時會造成認(rèn)證速度降低的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種用于多點(diǎn)觸摸屏的防觸和誤認(rèn)證按鈕，包含支架、導(dǎo)電端、絕緣填塊、導(dǎo)電填塊；其中支架由具備一定彈性的柔性材料構(gòu)成，用于容納導(dǎo)電端、絕緣填塊、導(dǎo)電填塊，并將按鈕通過真空吸盤、磁性吸盤、粘吸盤或夾具臨時或長期固定于觸摸屏上；導(dǎo)電端固定于支架頂端，導(dǎo)電端頂部與手指接觸時可從手指獲得電荷；絕緣填塊和導(dǎo)電填塊相互間隔填充于導(dǎo)電端底部，并與支架與觸摸屏接觸的底部水平面留有一部分豎直間距。當(dāng)手指按壓導(dǎo)電端時，導(dǎo)電端對具有彈性的支架傳遞壓力，使支架變形并帶動導(dǎo)電端和絕緣填塊及導(dǎo)電填塊同時下降，直至絕緣填塊及導(dǎo)電填塊接觸觸摸屏，從而在觸摸屏-導(dǎo)電填塊-導(dǎo)電端三者之間形成豎直的電流通路。此時，相互間隔的絕緣填塊和導(dǎo) 電填塊可由按鈕的生產(chǎn)廠家或用戶自定義排列成任意的組合分布，并將該組合形成的，與多點(diǎn)觸摸屏接觸面上的實際的觸點(diǎn)導(dǎo)電形狀和分布傳遞給觸摸屏，從而在觸摸屏上形成自定義的，若干個相互割裂和獨(dú)立的觸摸圖案。因為導(dǎo)電填塊的幾何分布相對手指而言十分精確，所以安裝有具備一定觸摸精度的多點(diǎn)觸摸屏的智能設(shè)備，通過具體app中的設(shè)定，可以藉由計算一定面積內(nèi)導(dǎo)電觸點(diǎn)的數(shù)量、大致形狀和獨(dú)立觸點(diǎn)之間的具體分布來確定是否有代表啟停某種關(guān)鍵功能的實體鍵被按壓。并通過相應(yīng)的app實現(xiàn)對重要功能的防誤觸開啟或關(guān)閉。也可通過對應(yīng)的加密app用于在檢測對應(yīng)的附加按鈕被按下時，開啟與個人隱私或財產(chǎn)安全有關(guān)的加密文件或加密文件夾。

本發(fā)明的有益效果：通過用在多點(diǎn)觸摸屏上增設(shè)實體按鈕替代必須防誤觸的重要功能按鍵，或?qū)憫?yīng)速度很高的功能按鍵，實現(xiàn)基于觸覺反饋的防誤觸功能，并能夠利用通過可更改導(dǎo)電觸摸點(diǎn)的幾何圖形分布來實現(xiàn)對實體按鈕持有者的身份和權(quán)限的快速識別。

附圖說明

圖1是本發(fā)明專利一種實施例在未受按壓和受到按壓時的橫截面結(jié)構(gòu)示意簡圖。圖中，1支架，2導(dǎo)電端，3絕緣填塊，4導(dǎo)電填塊。

圖2是本發(fā)明專利另一種實施例在未受按壓和受到不同力度按壓時的橫截面結(jié)構(gòu)示意簡圖。圖中，1支架，2導(dǎo)電端，3絕緣填塊，4導(dǎo)電填塊，5先導(dǎo)絕緣填塊，6彈性導(dǎo)電環(huán)，7先導(dǎo)導(dǎo)電填塊。

具體實施方式

在圖1中，支架1可通過真空吸盤、磁性吸盤、粘吸盤或夾具臨時或長期固定于觸摸屏上，同時支架1的頂端固定有導(dǎo)電端2，內(nèi)腔固定有若干個絕緣填塊3和導(dǎo)電填塊4，這些絕緣填塊3和導(dǎo)電填塊4宜采用難以由視覺分辨差異的透明材料制成，可由廠家預(yù)設(shè)或由用戶自主排列，以構(gòu)成不同的相互組合方式。導(dǎo)電端2底部與絕緣填塊3和導(dǎo)電填塊4接觸。上述結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成了可固定于多點(diǎn)觸摸屏表面的附加按鈕。

當(dāng)指未按壓導(dǎo)電端2時，絕緣填塊3和導(dǎo)電填塊4因支架1本身的固有形狀脫離觸摸屏；手指未按壓導(dǎo)電端2時，支架1受力發(fā)生彈性變形，帶動絕緣填塊3和導(dǎo)電填塊4下降至絕緣填塊3和導(dǎo)電填塊4下端緊貼觸摸屏的位置。此時，手指，導(dǎo)電端2和導(dǎo)電填塊4構(gòu)成電流通路，最終在多點(diǎn)觸摸屏上形成若干個具備精準(zhǔn)形狀的多點(diǎn)觸摸圖形。

由于規(guī)?；a(chǎn)的導(dǎo)電填塊4形狀規(guī)則度和尺寸精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于手指，所以多點(diǎn)觸摸屏獲得的觸摸圖形遠(yuǎn)遠(yuǎn)比手指精確和穩(wěn)定，這使得附加按鈕產(chǎn)生的觸摸圖形在識別時具備較高的穩(wěn)定性和精確性。因此觸摸屏不但可以用一個較短時間段內(nèi)檢測到的若干個導(dǎo)電填塊4產(chǎn)生的觸點(diǎn)數(shù)量，也可以用若干個導(dǎo)電填塊4整體所組成的觸點(diǎn)圖案具體形狀和相互間的分布方式來判斷是否發(fā)生了特定的按鈕按壓事件。這就大大降低了在認(rèn)證時，同等級防偽要求下，附加按鈕對觸摸屏多點(diǎn)觸摸功能中觸摸點(diǎn)識別數(shù)量的要求。

在實際使用中，可先由對應(yīng)的app記錄下某個附加按鈕按下后，若干個導(dǎo)電填塊4整體所組成的觸點(diǎn)圖案具體形狀和相互間的分布方式，并儲存于app數(shù)據(jù)庫內(nèi)。之后該按鈕可以 長期留在觸摸屏表面作為對防誤觸和響應(yīng)速度要求很高的重要功能——比如數(shù)控設(shè)備的緊急停機(jī)按鈕等——的固定按鈕使用，此時，本發(fā)明的附加按鈕因為具備實體，又需要一定的按壓力才能使用，可有效實現(xiàn)利用觸覺反饋快速定位功能按鈕位置，和有效的防誤觸功能；也可取下隨身攜帶并隨時安裝使用作為使用該觸摸屏的用戶的快速身份或權(quán)限認(rèn)證實體密匙——如汽車發(fā)動機(jī)鎖或加密文件或加密文件夾的開啟鎖匙——使用，此時，本發(fā)明的附加按鈕可起到代替密碼和九宮格等手勢識別實現(xiàn)身份和用戶權(quán)限快速識別的效果。而且只要實體按鈕未失竊，身份認(rèn)證的安全性高于易被偷窺和盜攝獲取的密碼和手勢解鎖操作。此外，由于絕緣填塊3和導(dǎo)電填塊4并非剛性固定于底座1上，當(dāng)用戶經(jīng)常更換絕緣填塊3和導(dǎo)電填塊4的分布形狀時，附加按鈕的認(rèn)證安全性可進(jìn)一步提高。而當(dāng)正在使用的附加按鈕不慎遺失時，用戶可以用平時不用的初始設(shè)定密碼重設(shè)和綁定采用新的絕緣填塊3和導(dǎo)電填塊4分布方式的另一個附加按鈕。

需補(bǔ)充，可取下的附加按鈕在每次重新按壓時，其相對于觸摸屏的接觸位置和旋轉(zhuǎn)角度總是在發(fā)生變化的。對于認(rèn)定按鈕的app程序而言，附加按鈕中若干個導(dǎo)電填塊4的位置并不重要，而接觸形狀發(fā)生旋轉(zhuǎn)，只需要通過簡單的二維空間旋轉(zhuǎn)矩陣運(yùn)算即可實現(xiàn)精確的對比鑒別。

圖2是為提高認(rèn)證安全性的另一種實施例。

圖2中，支架1固定于支持多點(diǎn)觸摸表面，其頂部固定有導(dǎo)電端2，其內(nèi)腔上部固定有若干絕緣填塊3和導(dǎo)電填塊4。其內(nèi)腔下端開有環(huán)形槽，槽內(nèi)固定有若干先導(dǎo)絕緣填塊5和先導(dǎo)導(dǎo)電填塊7。所述的先導(dǎo)絕緣填塊5和先導(dǎo)導(dǎo)電填塊7與支架1內(nèi)包覆的彈性導(dǎo)電環(huán)6接觸，彈性導(dǎo)電環(huán)6同時與導(dǎo)電端2接觸。因此當(dāng)手指按壓導(dǎo)電端2時，手指上的電荷可以傳輸?shù)剿袑?dǎo)電填塊4和先導(dǎo)導(dǎo)電填塊7。

用戶在使用圖2結(jié)構(gòu)的附加按鈕時，按壓按鈕時多點(diǎn)觸摸屏?xí)群蟮玫絻山M不同的觸摸信號。首先是若干先導(dǎo)絕緣填塊5形成了觸摸圖形，然后是先導(dǎo)絕緣填塊5和導(dǎo)電填塊4一起組成的接觸圖形。這種分步實現(xiàn)的多點(diǎn)觸摸認(rèn)證方式可有效提高通過非對應(yīng)按鈕進(jìn)行身份和權(quán)限認(rèn)證的偽造難度。

作為優(yōu)選，將本發(fā)明的附加按鈕用于帶壓感檢測功能的觸摸屏幕時，因為附加按鈕中支架1的彈性模量是固定值，所以每次手指按壓附加按鈕至觸摸屏剛剛得到具體觸點(diǎn)信息時觸摸屏所受到的按壓力度的比較接近的——如果將支架1視為壓縮彈簧，則觸摸屏剛剛得到觸摸信號時相當(dāng)于彈簧在該壓縮段的壓縮量達(dá)到最大值，此時的瞬時壓力接近于恒定數(shù)值。將此時觸摸屏壓力傳感器的瞬時壓力數(shù)據(jù)與導(dǎo)電填塊4形成的觸摸點(diǎn)數(shù)量和具體形狀和位置分布數(shù)據(jù)一起加入對應(yīng)app的認(rèn)證數(shù)據(jù)庫可進(jìn)一步提高用戶身份和權(quán)限認(rèn)證的防偽效果。