專利名稱：改進的鍵盤的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鍵盤尤其涉及用單手或雙手操作的鍵盤。
背景技術(shù)：
許多鍵盤已經(jīng)發(fā)展成為與各種規(guī)格的計算機接口。比標準的臺式計算機或者是工作站計算機小的設(shè)備越來越有字母數(shù)字混合編制的輸入需求。這些小型的設(shè)備需要一種從傳統(tǒng)的鍵盤發(fā)展來的可供選擇的設(shè)計以適合所述小型設(shè)備。例如，一個蜂窩電話就有一個數(shù)字小鍵盤(0-9)，其上有多個字母分布在每一個數(shù)字鍵上。按下一個鍵一次、二次或者三次就會被認為是截然不同的字符的輸入。當激活了不同的操作模式，這些相同的鍵就會完成其它的操作功能。而對于快速輸入大量的文本信息或者迅速選擇設(shè)備功能，上述操作的效率是非常低的。
使鍵盤裝置中的每一個鍵產(chǎn)生更多的功能以通過一個大小適中的鍵盤使其與更多的計算機功能交互的其它現(xiàn)有技術(shù)是眾所周知的功能。例如，在鍵盤上同時按下幾個鍵產(chǎn)生一些功能或者進行一些字母數(shù)字的選擇，這些產(chǎn)生的功能或選擇的字母數(shù)字不是在按下的任何一個鍵上標注的，而是由組合選擇鍵產(chǎn)生的。
然而，這些鍵盤的功能性上非常受限制，因此在計算機上不能輸入包含內(nèi)容廣泛的數(shù)據(jù)和指令。這些鍵盤也不能保證快速和精確的輸入。因此現(xiàn)在的輸入設(shè)備實質(zhì)上有兩種類型有著全部功能和多個按鍵的原尺寸大小的鍵盤或有著不方便使用的輸入配置及有限的功能的小鍵盤。除此之外，涉及到一個單手操作的鍵盤的界面和能以這種方式進行盲打的計算機的技術(shù)領(lǐng)域還沒有得到重大的發(fā)展?，F(xiàn)在也還沒有發(fā)現(xiàn)這樣一種鍵盤系統(tǒng)被開發(fā)出來，在該鍵盤系統(tǒng)中具有快速單手計算機輸入的特定對象并且可以消除錯誤源。沒有特別關(guān)注操作者手指的疲勞程度或者特別注意避免不正常的手指位置和接觸。
因此本發(fā)明的目的是為了解決上述問題并且提供了改進的鍵盤系統(tǒng)。
發(fā)明概述本發(fā)明提供了一種用戶接口設(shè)備。該用戶接口設(shè)備包括在一個外殼內(nèi)的多個可滑動的按鍵，每個按鍵都和多個字符或功能相關(guān)。該用戶接口設(shè)備也包括一個配置為檢測施加在多個按鍵的一個或多個上的壓力的壓力傳感器，一個配置為檢測多個按鍵運動的方向的方向傳感器，一個根據(jù)感測到的壓力和感測到的運動的方向來選擇字符或功能中的至少一個的選擇部件，和一個輸出設(shè)備用來顯示出根據(jù)感測到的壓力和感測到的運動的方向所選擇的字符或功能中的至少一個。被選擇的字符或功能是與被感測到壓力的按鍵相關(guān)，也與最接近于被感測到的運動的方向相關(guān)的方向相關(guān)。和每一個按鍵相關(guān)的每一個字符和功能同時也和多個按鍵運動的方向相關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，按鍵被連接在一起，基本上一致地滑動。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，選擇部件確定在被感測到壓力之前是否在一系列的傳感器檢測中感測的運動的方向被檢測到，如果在感測到壓力之前在一系列的傳感器檢測中運動的方向被感測到，則從多個字符或功能的第一組中進行選擇。如果在感測到運動的方向之前在一系列的傳感器檢測中壓力被感測到，選擇部件將從多個字符或功能的第二組中進行選擇。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，如果先檢測到壓力，隨后感測到的超出閾值量的運動方向在檢測壓力后的一段閾值時間內(nèi)出現(xiàn)，則選擇部件從第一組字符或功能中進行選擇，而與在一系列傳感器檢測中是運動的方向先被感測到還是壓力先被檢測到無關(guān)，如果在一系列傳感器檢測中在檢測到壓力之后感測到的運動的方向在檢測壓力后的一段閾值時間內(nèi)不出現(xiàn)，那么選擇部件從第二組字符或功能中進行選擇。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，用戶接口設(shè)備包括在外殼中的一個拇指控制的可移動式基座。方向傳感器被進一步的配置為可檢測拇指控制的基座運動的方向。拇指控制墊沿與拇指控制墊移動的方向相同的橫向方向移動多個按鍵。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，多個按鍵是圓形、六邊形或者按照其它幾何圖形的形式形成的一定的形狀。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，該用戶接口設(shè)備包括設(shè)置成與第一組多個按鍵類似的第二組鍵盤。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，字符是英語字母表中的字母，與第一和第二組多個按鍵相關(guān)的字母以基本上標準的傳統(tǒng)鍵盤、字母次序、Dvorak或者其他排列關(guān)系的形式分布。在外殼內(nèi)的一個或多個可移動的拇指控制墊與多組多個按鍵中的一個相關(guān)。方向傳感器被更進一步的配置為可檢測拇指控制墊運動的方向。每一個拇指控制墊的運動都與拇指控制墊橫向運動方向相同的方向移動對應(yīng)的一組多個銨鍵。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，壓力傳感器包括一個確認鍵部件，用來確定被感測到最大的壓力的按鍵。
附圖簡要說明本發(fā)明優(yōu)選實施例參照下列附圖進行詳細的描述附

圖1是本發(fā)明組成部件的方框圖；附圖2A-C是由圖1的組成部件執(zhí)行的流程圖；附圖3是本發(fā)明單手操作的實施例的頂視圖；附圖4和5是本發(fā)明雙手操作的實施例的頂視圖；附圖6是根據(jù)本發(fā)明形成的一個小鍵盤的x光頂視圖；附圖7A和B是在附圖6中顯示的小鍵盤的剖面圖；附圖8舉例說明根據(jù)本發(fā)明的一個日語版本鍵盤；附圖9A-C舉例說明根據(jù)多個鍵的選擇而進行選擇的日語字母順序的字符；附圖10A-B闡述了一個用拇指控制的雙手操作的鍵盤的頂視圖；附圖11-15舉例說明了本發(fā)明通過各種設(shè)備來實現(xiàn)；附圖16A-F闡述了指定給不同的按鍵移動的各項功能。
優(yōu)選實施例的詳細描述附圖1說明了如本發(fā)明所述的鍵盤系統(tǒng)20的組成部件。鍵盤系統(tǒng)20包括一個連接到處理器22的鍵盤21。處理器22連接到一個輸出23。輸出23最好是一個顯示設(shè)備。鍵盤21包括多個按鍵24，特定按鍵傳感器26和一組橫向傳感器28。當一個用戶按下了一個鍵，特定按鍵傳感器26產(chǎn)生了一個鍵選擇信號，該信號用來表明哪一個按鍵被選擇。當按鍵24橫向移動時，橫向傳感器28產(chǎn)生一個橫向信號，該信號用來表明移動的方向。產(chǎn)生的信號被傳送到處理器22作分析用。根據(jù)上述的分析，處理器22產(chǎn)生一個輸出信號用來控制輸出23的操作。
附圖2A-2C說明了如圖1所示的鍵盤系統(tǒng)執(zhí)行的處理過程。首先，在塊50中，開始檢測一個或多個按鍵的移動。在塊52中，在一系列的按鍵運動中第一個按鍵運動被檢測到。其次，在判定塊54中，進程根據(jù)從傳感器26、28產(chǎn)生和傳送的信號決定運動的特征。被檢測到的運動的特征或者是一個X-Y運動(一個橫向運動或基本平行于鍵盤平面的運動)，或者是一個Z運動(一個按鍵被壓下的運動或通常垂直于鍵盤平面方向的運動)。正如下面進一步將要討論的，被檢測到的“運動”不需要完全包含按鍵動作，而是可選擇的總計實際上不移動按鍵的壓力的檢測。在這個實施例中，有一個方法用來估算施加在按鍵上的壓力以確定在橫向和豎向平面上壓力的向量。盡管以下的討論描述了運動，可選擇地，所有的運動是檢測到壓力。如果在一系列運動中首先檢測到的運動(或力)是一個X-Y運動，處理器根據(jù)接收到的橫向傳感器信號來確定檢測到的X-Y運動的方向，參看塊56。接下來，在判定塊58中，該進程確定下一個檢測到的運動是否是Z運動。如果下一個檢測到的運動不是Z運動而是另一個X-Y運動，該進程推斷出產(chǎn)生了一個錯誤并且返回到塊50用來分析一系列新的鍵盤運動。如果，在判定塊58中，檢測到的運動是Z運動，進程確定運動的位置從而確定哪一個按鍵和被檢測到的Z運動相關(guān)，參看塊60。接下來，在塊62中，該進程產(chǎn)生了一個顯示信號，用來顯示與確定的按鍵及確定的X-Y運動的方向相關(guān)的字符或符號。下一步，在判定塊64中，該進程確定當Z運動仍然被激活時或從Z運動開始起一段閾值時間內(nèi)另外一個X-Y運動是否已經(jīng)被應(yīng)用。如果沒有另外的X-Y運動被檢測到，進程返回到塊50，以處理下一系列的按鍵運動。如果一個另外的X-Y運動已經(jīng)被應(yīng)用，則進程確定一個功能是否與這個另外的X-Y運動相關(guān)，參看判定塊66。如果一個功能與這個另外的X-Y運動相關(guān)，則進程執(zhí)行與這個另外的運動相關(guān)的功能或動作，參看塊68，并且進程返回到判定塊64用來確定是否已經(jīng)產(chǎn)生或正在產(chǎn)生其它的X-Y動作。如果沒有功能與另外的X-Y運動相關(guān)，進程返回到塊50。
在本發(fā)明的一些實施例中，特定的按鍵除表示字符之外還被用作功能鍵。當在X-Y平面和Z平面的一個動作(或壓力)代表性地選擇了一個字符，用單獨一個向下的動作就可以選擇一個功能。因此，如果被感測到的動作是一個向下的運動，本發(fā)明就能確定是否已經(jīng)選擇了一個功能。返回到圖2A中的判定塊54，如果最初檢測到的運動是Z運動(或壓力)，進程繼續(xù)到圖2C頂端的D。如果檢測到的運動是Z運動，該進程確定與檢測到的Z運動相關(guān)的按鍵，參見塊72。那么，在判定塊74中，進程確定是否有一個功能與確定的按鍵相關(guān)。在種意義上，一個“功能”可能包括，例如，如果沒有功能與檢測到的按鍵相關(guān)，該進程返回到塊50用來處理下一系列按鍵的運動。然而，如果一個功能與確定的按鍵相關(guān)，該進程確定相關(guān)的功能是否需要X-Y運動來執(zhí)行相關(guān)的功能部分，參見判定塊76。如果確定不需要X-Y運動，該進程執(zhí)行相關(guān)的功能，參看塊78。在塊78之后，進程返回到塊50。如果相關(guān)的功能需要X-Y運動來執(zhí)行其功能部分，該進程確定是否一個X-Y運動已經(jīng)被檢測到，參看塊80。在X-Y運動已經(jīng)被檢測到之后，該進程執(zhí)行與檢測到的X-Y運動相關(guān)的部分功能(componentfunction)，參看塊82。接下來，在判定塊84中，進程確定自從最后一次檢測X-Y運動的一段閾值時間內(nèi)是否一個另外的X-Y運動已經(jīng)被應(yīng)用。如果判定塊84的確定條件沒有被滿足，該進程返回到塊50。如果自從最后一次檢測X-Y運動的一段閾值時間內(nèi)一個另外的X-Y運動已經(jīng)被應(yīng)用，進程決定是否部件功能有任何相關(guān)的子部分功能，看判定塊86。如果沒有相關(guān)的子部分功能和另外的X-Y運動相關(guān)，進程返回塊50。如果一個子部分功能和另外的X-Y運動相關(guān)，進程執(zhí)行相關(guān)的子部分功能，看塊88，然后進程返回到判定塊84。
上述的描述假定當一個用戶選擇了一個僅需要一個向下方向的擊鍵的功能時沒有X-Y成分被檢測到，當然，即使用戶設(shè)法僅向下按鍵，輕微的橫向壓力幾乎還是會被檢測到。因此，在該方法確定有一個橫向運動之前橫向運動(或壓力)的閾值量需要被檢測到。
附圖3說明了一個用來執(zhí)行上述附圖2A-C中描述的進程的小鍵盤的實例。附圖3說明了本發(fā)明的一個單手操作的實施例。盡管附圖3的小鍵盤是通過單手操作的，但用雙手來操作也是有可能的。附圖3說明了一個有許多六邊形形狀的按鍵132a-g的小鍵盤130。按鍵132a-c和132e-g處于環(huán)繞并且緊鄰于中心按鍵132d的位置上。按鍵132a-g處于一個小鍵盤井(well)136中。該井136比按鍵群132a-g的直徑寬。井136允許按鍵132a-g在井136中作橫向運動。幾乎在每一個按鍵的每一個邊都顯示有一個數(shù)字、一個字母、一個符號或是一個功能名。例如，在按鍵132a的左邊垂直的邊上有一個星號字符，在右邊垂直的邊上是數(shù)字3。顯示在按鍵上的每一個項目被用戶在鍵盤操作的第一模式中選擇或激活。在鍵盤操作的第二模式中，沒有顯示在按鍵上的一組項目(符號，數(shù)字，字符，或功能)被用戶選擇。在另一個實施例中，在鍵盤操作的第二模式中的可選擇的整個組中的項目(符號，數(shù)字，字符，或功能)中的一些或全部用不同于與鍵盤操作的第一模式相關(guān)的組的項目(符號，數(shù)字，字符，或功能)的字體或顏色顯示在按鍵上。在附圖2A的判定塊54中，進行模式選擇。如果第一種運動是X-Y運動，模式是第一種模式，如果第一種運動是Z運動，模式是第二種模式。
實質(zhì)上第一種或第二種操作模式中的任何功能都被指定到本發(fā)明的按鍵上。被分配給按鍵運動的功能的實例將在下列附圖16A-F中進行說明。
本發(fā)明可以是任意大小可用來在任意需要某種用戶接口的設(shè)備中執(zhí)行。其中的一些例子將參照下述附圖11-15進行描述。按鍵也可以用除了六邊形之外其它的形狀實現(xiàn)，例如更多或更少的邊的形狀或者圓形。若按鍵是圓形的，方向運動的感測則在圓形周圍一定程度的范圍內(nèi)被執(zhí)行。
附圖4說明了一種鍵盤146，其包括了相同的兩組含有7個六邊形的按鍵142，144。這種按鍵的設(shè)計對于單手操作模式或雙手操作模式都是便于使用的。在另一個實施例中，這組按鍵142，144是不相同的。如附圖5中所示的，用戶將他們的左手放在左邊的一組按鍵142，將右手放在右邊的一組按鍵144。用戶左手和右手的無名指放在各自一組按鍵距中間最遠的按鍵150，160上。中指最好分別放在每一組按鍵142、144的中間鍵152，158上，食指分別放在各排按鍵底部最內(nèi)側(cè)的按鍵154，156上。當用戶操作這個如上所述的雙手操作的鍵盤146時，六個手指與字母表中所有字母相關(guān)的按鍵接觸，而不用抬起任何手指就可選擇所有的字母。當鍵盤被如上所述操作時，用戶手處于自然放置的位置，因此手指不會由于打字而產(chǎn)生疲勞。
附圖6，7A和7B說明了各種傳感器和機械結(jié)構(gòu)，它們能使用戶通過這組按鍵產(chǎn)生想要的用來顯示字符或者用來執(zhí)行按鍵上指定的功能的信號。附圖6是一個小鍵盤159的平面圖。因為在這個實施例中每一個按鍵的形狀都是六邊形，并且產(chǎn)生的動作都被分配到每一個按鍵的每一個邊上，當用戶沿著六個方向的其中之一移動按鍵時，該小鍵盤需要有一定的機械結(jié)構(gòu)來進行感測。通常一個方向和一個邊是正交的。在如圖6的實施例中，按鍵在一個腔171中作為一個單元移動。位于腔171中的是橫向傳感器161-170。傳感器161-170用于定位按鍵能移動的所有可能方向的邊。在這個例子中，最接近于一組按鍵159的最左邊又和右邊鍵的三個邊緣的外側(cè)的腔171的邊緣包括橫向傳感器161-170?？蛇x擇地，假如傳感器能感測多個按鍵159所有的六個方向上的移動，傳感器也能被放置在任何其它按鍵的周圍。此外，僅需要三個傳感器，因為與傳感器166，168，170相比，與之對應(yīng)的每一個傳感器161，162，164都檢測相反方向的運動。只要三個傳感器就能檢測兩個方向的運動(或壓力)，因此三個傳感器對于此實施例中的優(yōu)選的六邊形按鍵就足夠了。
附圖7A和B是在圖6所顯示的小鍵盤的剖面圖。按鍵處于腔171中，每一個按鍵都由一個像彈簧的支撐物182支撐，這種支撐物能允許每一個按鍵在腔171中垂直和水平的移動。在每一個按鍵基座的位置上是一個傳感器184。在每一個按鍵的下面在腔底部上，或者在腔底部中是多個傳感器188，當安裝了傳感器184的按鍵和傳感器188相接觸或發(fā)生在一定的閾值間隔內(nèi)，傳感器188就能檢測得到，從而產(chǎn)生一個表明按鍵已經(jīng)被按下的信號，如圖73中所示的。傳感器188比按鍵傳感器184要寬，以便按鍵被按下時還能補償在橫向方向上滑動。位于底部且最靠近橫向傳感器161-170的按鍵的邊緣處的是傳感器180。橫向傳感器161-170檢測并且用與傳感器188在當按鍵傳感器180和一個橫向傳感器相接觸或發(fā)生在一定的閾值間隔內(nèi)時以激活一個橫向的信號相類似的方式產(chǎn)生一個信號。也如附圖7B中所示的，當每一個按鍵被單獨按下時按鍵也可以作為一個單元作橫向移動?？蛇x擇地，按鍵也可以成組被按下。因為在按下鍵之后較大的壓力將會被檢測到，在本實施例中處理器將從所有向下的壓力傳感器中接收信息來確定哪一個按鍵被按下。各種類型的傳感器機械結(jié)構(gòu)都能被用來檢測按鍵的運動和按鍵被壓下的狀態(tài)。傳統(tǒng)的鼠標按鈕或光學(xué)系統(tǒng)能交替地用來確定什么時候產(chǎn)生運動。同樣的，類似于彈簧的設(shè)備182可在每一個按鍵的底座上被替換，或者也可在整個一組按鍵的單個底座上被替換，使得能夠橫向運動和垂直運動附圖8表示了一個小鍵盤，類似于附圖6中所示的按鍵，其中用日語字母表中的字符替換了英語字母表中的字符。在本發(fā)明中也可以在鍵盤上使用其它語言。因為日語字母表中有更多的字符，所以在輸入設(shè)備上需要大量的字符以便更有效的輸入。因此，當被改為日語或其它有著大量的字母表中的字符的語言時必須有能力充分地利用這個鍵盤獲取更多的字符。在一個實施例中，特別的符號與在第二種操作模式中執(zhí)行的按鍵動作相關(guān)。附圖9A-C說明了一種用于檢索和第一或第二種操作模式不相關(guān)的符號的方法。
附圖9A說明了能通過兩個或更多的按鍵190-202的選擇來檢索得到另外的字符選擇。如果在圖9A中顯示的小鍵盤是一個實際的小鍵盤，則按鍵190-202包括了分配在其上的字符，如圖8中所示的。六邊形按鍵204-210包括了另外的字符和符號。六邊形的形狀204-210沒有顯示在按鍵上，但在存儲器中它們是與顯示在上面的重疊的按鍵190-202相關(guān)的。換句話說，在下邊的按鍵基本上同時被按下，或者在按鍵的橫向運動之前或之后，和重疊形狀相關(guān)的字符或符號中的一個根據(jù)按鍵橫向運動的方向被選擇。例如，如果按鍵190-202在300的方向上被移動，那么按鍵192和194同時被按下，用來顯示的所選擇的字符是六邊形204的300位置上的字符。
其它六邊形206-210和其它兩組按鍵選擇相關(guān)。附圖9B和9C說明了包含另外的字符或符號的其它六邊形形狀；這些其它六邊形與其它對的按鍵的激活相關(guān)。也就是說，字符或符號可從多于兩個按鍵的激活中進行選擇。
本發(fā)明也能用不是實際大小的鍵盤模式來實現(xiàn)(例如虛擬鍵盤)。舉個例子，該小鍵盤是在一個顯示屏上實現(xiàn)的，如下列附圖15中所示的。當在一個顯示屏或一個觸摸顯示屏上實現(xiàn)時，與第二種模式的鍵盤操作相關(guān)的符號(包括數(shù)字)、字符或功能，或者與同時選擇的多個按鍵相關(guān)的符號，字符或功能，如圖9A-C所示的，可顯示在顯示器上。
在本實施例中，如圖15中所示的(或一個相似的實施例，其中“小鍵盤”是觸控式設(shè)備上的一個疊加物例如通常被用作一個計算機的指針)，本發(fā)明檢測施加在鍵盤上的壓力。因為在本實施例中鍵盤不能移動，通過一個向下的位置分量分析每一個壓力(來確定哪一個按鍵被選擇)和一個方向分量(來確定按鍵上被選擇的字符)。照這樣，使用一個指針、鋼筆、指示筆或手指的滑行點擊選擇如上描述的字符或功能，盡管小鍵盤本身仍然保持固定。
附圖10A和10B說明了一個雙手操作的鍵盤220，它包括拇指控制器226，228，其用作輔助用戶操作位于鍵盤220上的左邊和右邊小鍵盤222，224。拇指控制器226，228中的每一個包含一個位于腔232，236中的拇指墊(pad)230，234。每一個拇指墊230，234分別在各自的腔232，236內(nèi)的X和Y方向上移動。每一個拇指墊被直接連接到上述相關(guān)的各組按鍵。例如，如果用戶想要在300方向上移動多個左邊的按鍵，用戶可以用手指在300方向上移動小鍵盤222，移動左邊小鍵盤下面300方向上的拇指墊230，或者在300方向上既移動拇指墊又移動小鍵盤222。在另一個實施例中，拇指墊是一個表明小鍵盤的定向運動的裝置，同時小鍵盤是固定的一組按鍵，僅允許特定按鍵的選擇。在另一個實施例中，鍵盤包括一個拇指控制器，其通常被用來表明一個或兩個小鍵盤222，224的橫向的X-Y運動。拇指墊也能被配置為在Z方向上移動以執(zhí)行其它被分配的任務(wù)。
附圖11說明了小鍵盤220在一個膝上型電腦設(shè)備300上實現(xiàn)。盡管顯示在一個膝上型電腦上，但它也可如其它實施例或掌上型計算機-OEM中描述的那樣操作。
附圖12A和12B說明了一個蜂窩電話設(shè)備310，其包括單獨的一個小鍵盤312類似于在圖3中所示的小鍵盤。小鍵盤312最好位于顯示區(qū)314下。小鍵盤312的字符，符號和功能的分配是根據(jù)用戶和蜂窩電話設(shè)備310間有效相互作用時對這些字符，符號和功能的需要。
附圖13A說明了一個遠程控制設(shè)備320，其包括一個小鍵盤322，在附圖13B中表示了一個更清楚的圖示。小鍵盤322處于一個顯示區(qū)323的下面。如附圖13B中所示的，在按鍵326，336上被分配數(shù)字，在按鍵327-334上的設(shè)備控制功能用于第一種操作模式。如果想要增加音量，用戶就需要沿著可產(chǎn)生一個音量增加信號的音量鍵327的六個方向中的一個移動小鍵盤并按下音量鍵327。在這個實施例和其它實施例中，第一操作模式有可能的7個按鍵×每個鍵的6個邊＝42個位置來分配一個特征/命令。因此，實現(xiàn)本發(fā)明的設(shè)備不需要產(chǎn)生多于42個的命令信號(這些包括數(shù)字/字符/符號選擇或操作功能)，那么就不需要有如上描述的第一和第二種操作模式。這樣，在附圖2A的判定塊54中被執(zhí)行的步驟就不會被執(zhí)行了。一系列運動中的第一運動是什么是無關(guān)緊要的。所以，在上述的例子中，音量可以通過首先按下音量鍵327得到增加，然后沿著被分配的可產(chǎn)生一個音量增加信號的音量鍵327的六個方向中的一個移動小鍵盤或先通過橫向移動小鍵盤然后再按下音量鍵。
附圖14說明了一個車輛的方向盤340，其包括一個單一的類似于圖3所示的小鍵盤346。在本發(fā)明中，小鍵盤346被設(shè)置在一個方向盤340的輪輻342靠外的部分上。小鍵盤346允許一個司機不用從方向盤340上移開他們的手就可以控制大量的車輛系統(tǒng)和附件。車輛也能用一個顯示設(shè)備在圖中未示出來實現(xiàn)，其工作時結(jié)合用戶對小鍵盤346的操作。在一個實施例中，顯示設(shè)備是一個在車輛的擋風玻璃上的智能顯示器(heads-up display)。
附圖15說明了一個個人數(shù)據(jù)助理350，其包括一個單一的類似于圖3所示的小鍵盤354。小鍵盤354被設(shè)置在一個觸摸屏顯示器352的下面。在另一個實施例中，個人數(shù)據(jù)助理350在顯示器352上呈現(xiàn)了一個小鍵盤354的顯示版本356。該顯示小鍵盤版本356最好和一個指示筆358或僅和用戶的手指一起被使用。為了使一個用戶選擇一個分配給顯示小鍵盤版本356的一個按鍵的一個邊的項目(字符，符號，功能等)，指示筆358被放置在想要的按鍵上同時沿著想要項目的方向滑行。
附圖16A-F說明了各種實施例的指定給按鍵運動的動作/功能。箭頭表明了用戶想要的小鍵盤的運動并且與箭頭鄰接的語句描述了相關(guān)的動作或功能。例子僅僅說明了許多可能的指定給按鍵運動的動作和功能中的一些。本發(fā)明也能被切換以第一或第二種模式或沒有顯示在按鍵上的選擇的輸入操作。例如，在附圖16C中所示的，整個的小鍵盤能被切換到日語輸入模式，由此按鍵運動現(xiàn)在被指定給日語字符的輸入。
在另一個實施例中，如果一個Z運動在先，在Z運動后的一段閾值時間內(nèi)隨后的X-Y運動出現(xiàn)，操作的第一模式被激活，而與在一系列的運動中先是X-Y運動還是先是Z運動無關(guān)，否則，如果在Z運動后的一段閾值時間內(nèi)隨后的X-Y運動不出現(xiàn)，則第二操作模式被激活。
雖然本發(fā)明已經(jīng)闡明和描述了優(yōu)選的實施例，但在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)還可以進行很多修改和改變。因此，本發(fā)明的范圍不受公開的優(yōu)選實施例的限制。相反的，本發(fā)明應(yīng)該完全參照后附的權(quán)利要求來確定。
權(quán)利要求
1.一種用戶接口設(shè)備包括多個位于一個外殼中的可滑動的幾何形狀的按鍵，每一個按鍵與多個字符或功能相關(guān)，而且多個按鍵連接在一起基本上一致地滑動；一個壓力檢測器，配置為用來檢測施加在多個按鍵中的一個或多個上的壓力；一個橫向運動傳感器，配置為用來感測多個按鍵運動的方向；和一個選擇部件，根據(jù)檢測到的壓力和感測到的運動的方向選擇字符或功能中的至少一個。
2.如權(quán)利要求1中所述的用戶接口設(shè)備，其中橫向運動傳感器包括一個方向傳感器和一個距離傳感器，其中運動的方向基于由橫向運動傳感器感測到的橫向運動和由距離傳感器感測到的距離值被檢測。
3.如權(quán)利要求1中所述的用戶接口設(shè)備，其中的橫向運動傳感器包括多個按鍵安裝激勵器和殼式安裝傳感器，其中當一個按鍵安裝激勵器在閾值距離內(nèi)時殼式安裝傳感器進行感測，而運動的方向由在閾值距離內(nèi)感測一個激勵器的殼式安裝傳感器所感測。
4.如權(quán)利要求1中所述的用戶接口設(shè)備，進一步包括一個輸出設(shè)備，用來顯示根據(jù)檢測到的壓力和感測到的運動的方向所選擇的字符或功能。
5.如權(quán)利要求1中所述的用戶接口設(shè)備，其中的由選擇部件選擇的字符或功能與檢測壓力的按鍵相關(guān)。
6.如權(quán)利要求5中所述的用戶接口設(shè)備，其中和每一個按鍵相關(guān)的每一個字符和功能更進一步地與多個按鍵運動的方向相關(guān)。
7.如權(quán)利要求6中所述的用戶接口設(shè)備，其中由選擇部件選擇的字符或功能是與在最接近于感測到的運動的方向的按鍵上的方向相關(guān)的字符或功能。
8.如權(quán)利要求1中所述的用戶接口設(shè)備，其中，如果先檢測到壓力，隨后感測到的超過閾值量的運動方向在檢測壓力后的一段閾值時間內(nèi)出現(xiàn)，則選擇部件從第一組字符或功能中進行選擇，而與在一系列傳感器檢測中是運動的方向先被感測到還是壓力先被檢測到無關(guān)，如果在一系列傳感器檢測中在檢測到壓力之后感測到的運動的方向在檢測壓力后的一段閾值時間內(nèi)不出現(xiàn)，那么選擇部件從第二組字符或功能中進行選擇。
9.如權(quán)利要求1中所述的用戶接口設(shè)備，進一步包括一個在外殼內(nèi)可移動的拇指控制墊。
10.如權(quán)利要求1中所述的用戶接口設(shè)備，其中的方向傳感器進一步配置為用來檢測拇指控制墊運動的方向。
11.如權(quán)利要求1中所述的用戶接口設(shè)備，其中的拇指控制墊沿與拇指控制墊移動的方向相同的方向移動多個按鍵。
12.如權(quán)利要求1中所述的用戶接口設(shè)備，其中的多個按鍵是圓形的。
13.如權(quán)利要求1中所述的用戶接口設(shè)備，其中的按鍵是六邊形形狀的。
14.如權(quán)利要求1中所述的用戶接口設(shè)備，進一步包括位于外殼中的可滑動的第二組多個按鍵，每一個按鍵與多個字符或功能相關(guān)，而且多個按鍵連接在一起基本上一致地滑動，其中壓力感測器配置為用來檢測施加在第二組多個按鍵的一個或多個上的壓力，方向傳感器配置為用來檢測第二組多個按鍵運動的方向，選擇部件根據(jù)施加在第二組多個按鍵上的檢測到的壓力和感測到的運動的方向來選擇與第二組多個按鍵相關(guān)的多個字符或功能中的至少一個。
15.如權(quán)利要求14中所述的用戶接口設(shè)備，進一步還包括一對在外殼內(nèi)可移動的拇指控制墊，每一個拇指控制墊與多組多個按鍵中的一組相關(guān)。
16.如權(quán)利要求15中所述的用戶接口設(shè)備，其中的方向傳感器進一步配置為用來檢測拇指控制墊運動的方向。
17.如權(quán)利要求16中所述的用戶接口設(shè)備，其中每一個拇指控制墊沿與拇指控制墊移動的方向相同的方向移動相對應(yīng)的一組多個按鍵。
18.如權(quán)利要求14中所述的用戶接口設(shè)備，其中第一組和第二組多個按鍵中的多個按鍵是圓形的。
19.如權(quán)利要求14中所述的用戶接口設(shè)備，其中第一組和第二組多個按鍵中的多個按鍵是六邊形形狀的。
20.如權(quán)利要求14中所述的用戶接口設(shè)備，其中多個字符包括英語字母表中的字母，以及與第一和第二組多個按鍵相關(guān)的多個字母，以基本上標準的傳統(tǒng)鍵盤，字母順序或Dvorak關(guān)系中的至少一個排列。
21.如權(quán)利要求1中所述的用戶接口設(shè)備，其中的壓力檢測器包括一個鍵確認部件，用來確定檢測到最大壓力的按鍵。
22.一種使用多個幾何形狀按鍵的用戶接口方法，每一個按鍵與多個字符或功能相關(guān)，其包括如下步驟檢測施加在多個按鍵中的一個或多個上的壓力；檢測多個按鍵中的一個或多個的運動的方向；和根據(jù)檢測到的壓力和感測到的運動的方向，選擇字符或功能中的至少一個
23.如權(quán)利要求22中所述的方法，其中檢測運動的方向步驟包括感測橫向的移動和距離值，并且檢測運動的方向是基于感測到的橫向的移動和距離值
24.如權(quán)利要求22中所述的方法，進一步的包括顯示根據(jù)檢測到的壓力和感測到的運動的方向所選擇的字符或功能中的至少一個。
25.如權(quán)利要求22中所述的方法，其中的由選擇部件所選擇的字符或功能與檢測到壓力的按鍵相關(guān)。
26.如權(quán)利要求25中所述的方法，其中與每一個按鍵相關(guān)的每一個字符和功能進一步地與多個按鍵運動的方向相關(guān)。
27.如權(quán)利要求26中所述的方法，其中由選擇部件所選擇的字符或功能與最接近于感測到的運動的方向的按鍵上的方向相關(guān)。
28.如權(quán)利要求22中所述的方法，其中的選擇步驟包括確定是否在一系列傳感器檢測中，感測到的運動的方向在檢測到壓力之前先被檢測到；如果在一系列傳感器檢測中，運動的方向在感測壓力之前先被感測到，從第一組多個字符或功能中進行選擇；和如果在一系列傳感器檢測中，壓力在感測運動方向之前先被感測到，從第二組多個字符或功能中進行選擇。
29.權(quán)利要求22中所述的方法，其中的選擇步驟包括如果先檢測到壓力，隨后感測到的超過閾值量的運動方向在檢測壓力后的一段閾值時間內(nèi)出現(xiàn)，則從第一組字符或功能中進行選擇，而與在一系列傳感器檢測中是運動的方向先被感測到還是壓力先被檢測到無關(guān)，如果在一系列傳感器檢測中在檢測到壓力之后感測到的運動的方向在檢測壓力后的一段閾值時間內(nèi)不出現(xiàn)，那么從第二組字符或功能中進行選擇。
30.如權(quán)利要求22中所述的方法，其中的檢測壓力步驟包括確定檢測到最大壓力的按鍵。
31.一個用戶接口設(shè)備包括多個位于一個外殼中的可滑動的幾何形狀的按鍵，每一個按鍵與多個字符或功能相關(guān)，而且多個按鍵連接在一起基本上一致地滑動；一個壓力檢測裝置，用來檢測施加在多個按鍵中的一個或多個上的壓力；一個橫向運動傳感裝置，用來感測多個按鍵運動的方向；和一個選擇部件裝置，根據(jù)檢測到的壓力和感測到的運動的方向選擇字符或功能中的至少一個。
32.如權(quán)利要求31中所述的用戶接口設(shè)備，其中的橫向運動傳感器包括一個方向傳感器裝置，用于感測橫向運動；和一個距離傳感器裝置，用于感測一個距離值，其中運動的方向根據(jù)感測到的橫向運動和感測到的距離值被感測。
33.如權(quán)利要求31中所述的用戶接口設(shè)備，其中的橫向運動傳感器包括多個按鍵安裝激勵器裝置；和多個殼式安裝傳感器裝置，用于當一個按鍵安裝激勵器在一個閾值距離內(nèi)時進行感測，其中運動的方向由在一個閾值距離內(nèi)感測激勵器的殼式安裝傳感器裝置所感測。
34.如權(quán)利要求31中所述的用戶接口設(shè)備，進一步的包括一個輸出裝置，用于顯示根據(jù)檢測到的壓力和感測到的運動的方向所選擇的字符或功能。
35.如權(quán)利要求31中所述的用戶接口設(shè)備，其中的由選擇部件裝置所選擇的字符或功能與所檢測到壓力的按鍵相關(guān)。
36.如權(quán)利要求35中所述的用戶接口設(shè)備，其中與每一個按鍵相關(guān)的每一個字符和功能更進一步地與多個按鍵運動的方向相關(guān)。
37.如權(quán)利要求36中所述的用戶接口設(shè)備，其中由選擇部件裝置選擇的字符或功能是與在最接近于感測到的運動的方向的按鍵上的方向相關(guān)的字符或功能。
38.如權(quán)利要求37中所述的用戶接口設(shè)備，其中如果先檢測到壓力，隨后感測到的超過閾值量的運動方向在檢測壓力后的一段閾值時間內(nèi)出現(xiàn)，則選擇部件裝置從第一組字符或功能中進行選擇，而與在一系列傳感器檢測中是運動的方向先被感測到還是壓力先被檢測到無關(guān)，如果在一系列傳感器檢測中在檢測到壓力之后感測到的運動的方向在檢測壓力后的一段閾值時間內(nèi)不出現(xiàn)，那么選擇部件從第二組字符或功能中進行選擇。
39.如權(quán)利要求31中所述的用戶接口設(shè)備，進一步包括一個在外殼內(nèi)可移動的拇指控制裝置。
40.如權(quán)利要求31中所述的用戶接口設(shè)備，其中的方向傳感器進一步配置為用來檢測拇指控制裝置運動的方向。
41.如權(quán)利要求31中所述的用戶接口設(shè)備，其中的拇指控制裝置沿與拇指控制墊移動的方向相同的方向移動多個按鍵。
42.如權(quán)利要求31中所述的用戶接口設(shè)備，其中的多個按鍵是圓形的。
43.如權(quán)利要求31中所述的用戶接口設(shè)備，其中的按鍵是六邊形形狀的。
44.如權(quán)利要求31中所述的用戶接口設(shè)備，進一步的包括位于外殼中的可滑動的第二組多個按鍵，每一個按鍵與多個字符或功能相關(guān)，而且多個按鍵連接在一起基本上一致地滑動，其中壓力檢測器裝置配置為用來檢測施加在第二組多個按鍵中的一個或多個上的壓力，方向傳感器配置為用來檢測第二組多個按鍵運動的方向，選擇部件根據(jù)施加在第二組多個按鍵上的檢測到的壓力和感測到的運動的方向，選擇與第二組多個按鍵相關(guān)的多個字符或功能中的至少一個。
45.如權(quán)利要求44中所述的用戶接口設(shè)備，進一步包括一對在外殼內(nèi)可移動的拇指控制墊，每一個拇指控制墊與多個按鍵中的一組相關(guān)。
46.如權(quán)利要求45中所述的用戶接口設(shè)備，其中的方向傳感器進一步配置為用來檢測拇指控制墊運動的方向。
47.如權(quán)利要求46中所述的用戶接口設(shè)備，其中每一個拇指控制墊沿與拇指控制墊移動的方向相同的方向移動相對應(yīng)的一組多個按鍵。
48.如權(quán)利要求44中所述的用戶接口設(shè)備，其中第一組和第二組多個按鍵中的多個按鍵是圓形的。
49.如權(quán)利要求44中所述的用戶接口設(shè)備，其中第一組和第二組多個按鍵中的多個按鍵是六邊形形狀的。
50.如權(quán)利要求44中所述的用戶接口設(shè)備，其中多個字符包括英語字母表中的字母，以及與第一和第二組多個按鍵相關(guān)的多個字母，以基本上標準的傳統(tǒng)鍵盤、字母順序或Dvorak關(guān)系中的至少一個排列。
51.如權(quán)利要求31中所述的用戶接口設(shè)備，其中的壓力檢測裝置包括一個鍵確認部件，用來確定被檢測到最大壓力的按鍵。
52.一個用戶接口設(shè)備包括顯示在一個觸控式顯示屏上的多個按鈕，每一個按鈕都與多個字符或功能相關(guān)；一個壓力檢測器，用來檢測施加在多個按鈕中的一個或多個上的壓力；一個橫向運動傳感器，用來感測在觸控式顯示屏上操作的點擊按鈕運動的方向；一個選擇部件，根據(jù)檢測到的壓力和感測到的運動的方向選擇至少字符或功能中的至少一個。
53.如權(quán)利要求52中所述的用戶接口設(shè)備，其中的橫向運動傳感器包括一個方向傳感器和一個距離傳感器，其中感測到的運動的方向基于由橫向運動傳感器感測到的橫向運動和由距離傳感器感測到的距離值。
54.如權(quán)利要求52中所述的用戶接口設(shè)備，進一步包括一個輸出設(shè)備，用來顯示根據(jù)檢測到的壓力和感測到的運動的方向所選擇的字符或功能。
55.如權(quán)利要求52中所述的用戶接口設(shè)備，其中由選擇部件選擇的字符或功能與所檢測到壓力的按鈕相關(guān)。
56.如權(quán)利要求55中所述的用戶接口設(shè)備，其中和每一個按鈕相關(guān)的每一個字符和功能更進一步地與運動的方向相關(guān)。
57.如權(quán)利要求56中所述的用戶接口設(shè)備，其中由選擇部件選擇的字符或功能是和在最接近于感測到的運動的方向的按鈕上的方向相關(guān)的字符或功能。
58.如權(quán)利要求52中所述的用戶接口設(shè)備，其中如果先檢測到壓力，隨后感測到的超過閾值量的運動方向在檢測壓力后的一段閾值時間內(nèi)出現(xiàn)，則選擇部件從第一組字符或功能中進行選擇，而與在一系列傳感器檢測中是運動的方向先被感測到還是壓力先被檢測到無關(guān)，如果在一系列傳感器檢測中在檢測到壓力之后感測到的運動的方向在檢測壓力后的一段閾值時間內(nèi)不出現(xiàn)，那么選擇部件從第二組字符或功能中進行選擇。
59.如權(quán)利要求52中所述的用戶接口設(shè)備，進一步包括一個在外殼內(nèi)可移動的拇指控制墊。
60.如權(quán)利要求52中所述的用戶接口設(shè)備，其中方向傳感器進一步配置為用來檢測拇指控制墊運動的方向。
61.如權(quán)利要求52中所述的用戶接口設(shè)備，其中拇指控制墊沿與拇指控制墊移動的方向相同的方向移動多個按鈕移動。
62.如權(quán)利要求52中所述的用戶接口設(shè)備，其中的按鈕是圓形的。
63.如權(quán)利要求52中所述的用戶接口設(shè)備，其中的按鈕是六邊形形狀的。
64.一個用戶接口設(shè)備包括多個位于一個外殼中的可滑動的幾何形狀的按鍵，每一個按鍵與多個字符或功能相關(guān)，多個按鍵可獨立滑動；一個壓力檢測器，配置為用來檢測施加在多個按鍵中的至少一個或多個上的壓力；一個橫向運動傳感器，配置為用來感測多個按鍵運動的方向；和一個選擇部件，根據(jù)檢測到的壓力和感測到的運動的方向選擇至少字符或功能中的至少一個。
全文摘要
一種用于輸入和輸出信息的用戶接口設(shè)備(22)。該用戶接口設(shè)備包括可滑動地保持在殼體內(nèi)的多個鍵(24)，每個鍵與多個字母數(shù)字字符或功能相關(guān)聯(lián)。鍵(24)連接在一起基本上一致地滑動。用戶接口設(shè)備(22)還包括一個壓力傳感器(26)，配置用于檢測施加在多個鍵(24)中的一個或多個上的壓力，一個方向傳感器(28)，配置用于檢測多個字母(24)的運動方向，一個選擇部件，用于根據(jù)檢測的壓力和檢測的運動方向檢測至少字母數(shù)字字符或功能中的一個，以及一個輸出設(shè)備，用于根據(jù)檢測的壓力和檢測的運動方向顯示所選擇的至少一個字母數(shù)字字符或功能。所選擇的字母數(shù)字字符或功能與壓力被檢測的鍵相關(guān)聯(lián)，并且與最接近檢測的運動方向的相關(guān)的方向相關(guān)聯(lián)。與每一個鍵相關(guān)聯(lián)的字母數(shù)字字符和功能還與多個鍵的運動方向相關(guān)聯(lián)。
文檔編號B41J5/00GK1461266SQ02801230
公開日2003年12月10日 申請日期2002年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月16日
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