專利名稱：靈活的計(jì)算機(jī)輸入系統(tǒng)的制作方法
在這里描述的“靈活的計(jì)算機(jī)輸入系統(tǒng)”其特征在于，從與該指尖的基礎(chǔ)位置有關(guān)的信息中，和從在其上作用指尖被設(shè)置的易感輸入平面的測(cè)量數(shù)據(jù)中，其確定用于計(jì)算機(jī)的最后的信號(hào)和字符，并且這樣做時(shí)，它本身逐一地和動(dòng)態(tài)地與手法和工作習(xí)慣適應(yīng)。
通常的計(jì)算機(jī)輸入系統(tǒng)鍵盤需要訓(xùn)練以擊打特定的行的鍵，因此保持特定的距離。但是，實(shí)際上，數(shù)據(jù)輸入可以適合于特殊的手法和工作習(xí)慣，因?yàn)橹匾囊蛩刂皇腔敬嬖诘木嚯x，當(dāng)工作時(shí)，其可以被容易地改變和分別地和動(dòng)態(tài)地(或者逐漸地)適應(yīng)。因此，獲得人體工程學(xué)的優(yōu)點(diǎn)。尤其是，對(duì)于不同的手的形狀和打字習(xí)慣，以連綿的方式延伸的觸覺(jué)敏感的平面是容易和直觀控制的。例如，借助于動(dòng)態(tài)地適應(yīng)的特殊的分配外形，相對(duì)少的和快速的打字動(dòng)作是可能的。
在這里描述的“靈活的計(jì)算機(jī)輸入系統(tǒng)”由(而不是常規(guī)的鍵)敏感的平面(即，由多個(gè)輸入平面區(qū)組成的輸入平面)和軟件方案(即，方法)組成。該裝置從十個(gè)指尖的基本位置(“基本外形”)和從施加壓力的位置來(lái)確定字符(例如，字母信號(hào)或者控制信號(hào))，尤其是以打字方式。也就是說(shuō)，由于手的位置和手的動(dòng)作，或者在相對(duì)平滑、敏感的輸入平面上壓力的運(yùn)用，通過(guò)和臨時(shí)可適用的“分配外形”相比較產(chǎn)生相關(guān)的字符。在動(dòng)態(tài)的打字方式中，該控制(相對(duì)于基本外形)可以尤其是作為自動(dòng)地適應(yīng)于手法和打字習(xí)慣特殊的尺度，因?yàn)檫@是適宜人體工程學(xué)的。(該敏感的平面選擇性地也可以被作為(很大的)跟蹤板使用，也就是說(shuō)代替鼠標(biāo))。
因此，三種視覺(jué)產(chǎn)品是可能的，例如(I)第一，當(dāng)前通常的觸摸屏(例如，“板式PC”)可以利用適宜的軟件(同樣地參照在下面描述的結(jié)論)借助于這個(gè)靈活的輸入系統(tǒng)被升級(jí)，該觸摸屏基本上每次可以辨別一個(gè)壓力點(diǎn)。其需要用戶連續(xù)地施加他的手指以進(jìn)行某種程度的訓(xùn)練。(“簡(jiǎn)單觸摸屏幕顯示”)(II)第二，在較低的區(qū)中的觸摸屏(例如，“板式PC”)可以通過(guò)平面?zhèn)鞲衅飨到y(tǒng)補(bǔ)充，平面?zhèn)鞲衅飨到y(tǒng)可以同時(shí)處理多個(gè)手指位置。在這種情況下，雖然作為例如增加精密傳感器矩陣的結(jié)果，視覺(jué)質(zhì)量有點(diǎn)降低，其足夠表示該分配外形。(因?yàn)檫@些小的、輕重量的PC類型總之通常不具有常規(guī)的鍵盤，因而他們可以也使用這個(gè)靈活的輸入，該靈活的輸入可以適合于人體工程學(xué)和個(gè)體)。(“觸摸屏類顯示”)(III)第三，相對(duì)平滑敏感的輸入平面可以被作為用于計(jì)算機(jī)的單獨(dú)的鍵盤或者輸入單元使用。該平面某種程度的半透明度足夠表示該分配外形(或者目標(biāo))。選擇性地，例如，作為具有特定的橫斷面(觸發(fā)效果的使用)的操作員控制平面的彈力的結(jié)果，在這里可以引起以精確的形式的反饋。(“可見(jiàn)觸摸平面顯示”)這個(gè)“靈活的計(jì)算機(jī)輸入系統(tǒng)”其特征在于，首先借助于在類似刻度的投影上，尤其利用處理器擁有指尖的“基本外形”的事實(shí)，從其中同樣地獲得“分配外形”，和其中發(fā)生壓力觸發(fā)(或者激活的輸入平面區(qū))的每個(gè)測(cè)量點(diǎn)可與臨時(shí)可適用的″分配外形″相比。想要的字符或者從這個(gè)關(guān)系中以直接唯一地劃定的方式獲得?；蛘咴谀撤N情況下(例如，當(dāng)僅存在粗糙的網(wǎng)狀柵敏感的輸入平面的時(shí)候)，有必要識(shí)別各個(gè)有效的手指，因此其可允許確定相關(guān)的字符(或者相關(guān)的命令)。這個(gè)要詢問(wèn)的關(guān)系或者標(biāo)識(shí)符基本地是與手的外形相關(guān)的(或者指尖外形，如在

圖1中圓圈10表示的)。
為了觸發(fā)用于特定字符(例如，字母數(shù)字的控制字符)的信號(hào)，使用某些輸入，其由微處理器或者相應(yīng)的電子數(shù)據(jù)處理單元處理。尤其是該信息(a)用于按壓觸發(fā)或者激活該輸入平面區(qū)域，(b)該信息用于識(shí)別指尖的位置，和(c)用于由處理器使用供最終觸發(fā)該字符信號(hào)或者控制信號(hào)的基本外形和分配外形的信息。
(a)該激活或具有特定力的壓力觸發(fā)和速度特征可以在連續(xù)操作(例如，機(jī)械地、機(jī)電的、靜電的、電子地或者磁性地)敏感的平面上被測(cè)量。(也就是說(shuō)，尤其是以下的事實(shí)，模擬壓力的該信號(hào)和模擬速度的該信號(hào)的按年代先后梯度應(yīng)該達(dá)到可以被設(shè)置的值。因此，除在特定的時(shí)間有效的那個(gè)以外，例如有可能過(guò)濾以手指無(wú)意識(shí)的支撐，因?yàn)槠鋵a(chǎn)生一個(gè)在相對(duì)項(xiàng)中也是固有的值)。
(b)在敏感的平面上觸發(fā)壓力的位置標(biāo)識(shí)符(例如)提示給由網(wǎng)格坐標(biāo)描述的位置。這種坐標(biāo)還可以同時(shí)確定多個(gè)手指，例如基于敏感平面技術(shù)上的改動(dòng)(也許使用二種不同的敏感方法，例如顯示輪廓的視頻圖像)。因此，可以確定另外的手指的瞬時(shí)位置。
(存在技術(shù)上的可能性，例如借助于觸摸屏、圖形輸入板、薄膜平面、其他機(jī)械、電、靜電的或者磁性敏感的平面?，F(xiàn)有的“5線電阻技術(shù)”可以被改進(jìn)，例如，利用“6線電阻技術(shù)”和借助于壓力點(diǎn)和手指位置提供附加信息。在這里，可能必須對(duì)開發(fā)工作投資，同樣下面參照技術(shù)可行性。雖然在僅對(duì)于一個(gè)手指的所有情況下觸發(fā)壓力必須被定域，當(dāng)其同時(shí)或者以觸發(fā)詢問(wèn)方法(例如，對(duì)于該平面每秒5次)確定之時(shí)，其他的手指的位置應(yīng)該被確定)。
(c)該處理器總是提供有10個(gè)指尖的基本外形(或者“模板”)，其代表手的基本位置。這個(gè)外形尤其是以10個(gè)指尖的坐標(biāo)的形式來(lái)利用。(參見(jiàn)下文，存在多個(gè)預(yù)先確定這個(gè)外形的方法)。該外形可以分別地對(duì)于每個(gè)用戶確定，并且在其之上可以被動(dòng)態(tài)地適應(yīng)。分配特定字符給輸入平面區(qū)的(輔助)分配外形由(最初)基本外形而產(chǎn)生。
該壓力觸發(fā)位置(或者該激活的輸入平面區(qū))將與當(dāng)前的、臨時(shí)存儲(chǔ)的分配外形相比較。想要的字符或者從這個(gè)關(guān)系中以直接唯一地劃定的方式獲得。或者有必要(每個(gè)處理器)也許(例如，當(dāng)存在不清楚的操作的時(shí)候，或者當(dāng)僅存在粗糙輸入平面網(wǎng)狀柵的時(shí)候)去優(yōu)化該決定(參照下面)，或者此外去識(shí)別相應(yīng)的活動(dòng)手指(也就是說(shuō)，例如左手，中指)，因此相關(guān)的字符(或者相關(guān)的命令)能因此被確定。
因此，被詢問(wèn)的這個(gè)關(guān)系或者標(biāo)識(shí)符與該分配外形有關(guān)。該基本外形(或者指尖外形，如在圖1中圓圈10表示的)首先提供用于同樣地獲得的基礎(chǔ)，從其開始(以輔助方式)，通過(guò)類似刻度的投影獲得全面的分配外形。這個(gè)分配外形可以被描述為扇形或者輸入平面區(qū)，其借助于坐標(biāo)指定并且其被歸結(jié)于相應(yīng)的字符或者命令分配位置。該基本外形覆蓋或者精確地確定字符通常的基本位置(對(duì)于除去大拇指的8個(gè)手指，這些傳統(tǒng)地是“A、S、D、F，J、K、L、O”)。接下來(lái)，鄰近的壓力點(diǎn)位置需要特定的小的位移(在該附圖中表示為箭頭)，以便達(dá)到相應(yīng)的字符。這個(gè)位移的方向可以清楚地與中指和無(wú)名指分開。對(duì)于食指和小指，該坐標(biāo)必須更精細(xì)地區(qū)分，因?yàn)榇嬖?在通常的系統(tǒng)意義上)多個(gè)選擇(參看附圖)。新的規(guī)則可以被分配給大拇指(例如，重要的命令功能)，因?yàn)樵谕ǔ５南到y(tǒng)意義上，其實(shí)際上是沒(méi)有被采用。進(jìn)一步的分配是在分配外形意義上的分配(在下面參見(jiàn)點(diǎn)C和D)。因此，分配外形也總是從手外形中得出的(帶有可以設(shè)置的極限值)。
這個(gè)“靈活的輸入”選擇性地特征在于，多個(gè)手指的位置和手指觸發(fā)操作被同時(shí)(參看權(quán)利要求2)在易感輸入平面上確定和估計(jì)。結(jié)果，有可能采取簡(jiǎn)化測(cè)量和對(duì)于各別的用戶進(jìn)行靈活的適應(yīng)。因此在這里敘述的“靈活的輸入”其特征在于，其不僅確定手指的位置，而且確定(同時(shí))多個(gè)手指的位置，并且基于該位置、移作和(在不同程度上迅速的)在(相對(duì))平滑、敏感的平面上的一個(gè)、兩個(gè)三個(gè)或者直至十個(gè)手指的壓力觸發(fā)操作，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，并確定相關(guān)的字符。該策略可以適合于特定的任務(wù)，并且因此能被簡(jiǎn)化和進(jìn)行適宜的人體工程學(xué)以及“適宜的直觀”。
從原始位置(對(duì)應(yīng)于初始化或者瞬間存儲(chǔ)的手外形，參看圖1)執(zhí)行的壓力位置位移(或者激活輸入平面區(qū))可以被用下列方式解釋，并且最終對(duì)于特定的信號(hào)產(chǎn)生優(yōu)化的決定A.)該位移小于(可設(shè)置的)極限值(例如，7mm)。該位置被解釋為該手指的起始點(diǎn)。其產(chǎn)生特定的字符(例如，對(duì)于左手的中指“D”)。
B.)該位移大于極限值。該位移的方向被解釋為基于當(dāng)前的模板(在原始位置意義上)與特定的手指有關(guān)的活動(dòng)性。如果該方向被從原始位置向上(例如)移動(dòng)超過(guò)7mm，則字符“E”被借助于左手的中指產(chǎn)生。
C.)如果該位移(例如，在向上的方向上)仍然大于第二個(gè)(可設(shè)置的)極限值(例如，22mm)，這相當(dāng)于跳過(guò)一個(gè)字符行，因此導(dǎo)致數(shù)字(例如，“3”)被接入，或者特定的命令(例如，其也被設(shè)置到基本位置的側(cè)面和下面)被接入。作為這種方式的結(jié)果，其足以近似擊中該扇形，并且該位移僅必須充分地不同于在其之前的行。
D.)(基本上)均勻完整的輸入平面應(yīng)該盡可能具有某種程度的透明度，以便使用投影或者LED元件近似顯示局部分配(分配外形)的當(dāng)前的模板。因此，有可能供用戶隨著眼睛協(xié)調(diào)手指動(dòng)作用于更遠(yuǎn)距離的分配，或者用于難以記住的分配(例如，對(duì)于特定的字符或者命令)。在該處理器中以下的決定對(duì)應(yīng)于此一個(gè)影響當(dāng)前的模板的外部分配位置(特定的字符、命令等等)的激活總是被解釋為擊中這些特定的字符。
E.)借助于這種輸入，即，十個(gè)手指系統(tǒng)，以“單個(gè)手指”或者“兩個(gè)手指方式”操作或者鍵入被退出也是可能的。如果(重復(fù))發(fā)生手指的“漂移”進(jìn)“外部的”分配區(qū)，這是顯而易見(jiàn)的，因此，該分配區(qū)實(shí)際上沒(méi)有分配給這個(gè)手指?；蛘弋?dāng)當(dāng)前手的位置對(duì)于處理器是不清楚的時(shí)候，這個(gè)方式切換到接通。與以這種模式施加的各個(gè)激活的手指的標(biāo)識(shí)無(wú)關(guān)，只是以前認(rèn)定或者存儲(chǔ)的模板用于分配該分配字符給動(dòng)作位置。(對(duì)觀看說(shuō)來(lái)通常是必需的)。
F.)可能同時(shí)(借助于兩個(gè)或更多手指)按壓的位置可以容易地根據(jù)預(yù)先確定的概率或者優(yōu)先級(jí)(“濾波器選項(xiàng)”)在處理器中確定。
G.)已經(jīng)可能被以模糊的方式(例如，當(dāng)分界線被擊中的時(shí)候)擊中的位置或者輸入平面區(qū)，可以基于各個(gè)有效手指(例如，中指，其被向上移動(dòng)10mm，并且即使當(dāng)存在側(cè)面不確定性時(shí)候，該按壓還可以僅指的是一個(gè)特定的字符)的標(biāo)識(shí)(其通常仍然可以被確定)被以高的概率度轉(zhuǎn)換為想要的信號(hào)或者字符。
這個(gè)靈活的輸入的一個(gè)基本性質(zhì)是適應(yīng)個(gè)體和適應(yīng)動(dòng)態(tài)書寫習(xí)慣的(參看，尤其是權(quán)利要求1、3、7、9和12)的能力。該臨時(shí)存儲(chǔ)的基本外形(作為原始參考)，(或者從而該結(jié)果也臨時(shí)存儲(chǔ)的分配外形作為輔助參考)可以以下列方式確定-該外形還可以對(duì)應(yīng)于在通常的標(biāo)準(zhǔn)鍵盤意義上簡(jiǎn)單的線性網(wǎng)格?？梢岳缭谄淇v向范圍和橫向范圍略微地改變。
-該外形還可以借助于人體工程學(xué)地適合于通常的手的形狀，即，該分配是圍在通常的手的周圍，其被以松弛的方式放下。尤其是，這對(duì)應(yīng)于10個(gè)手指(參看圖1)不同的長(zhǎng)度和移作可能性。
-特殊的適配但是，作為該手指被以松弛的方式放下的結(jié)果，該外形可以被尤其是以特殊的方式用于每個(gè)用戶來(lái)確定和存儲(chǔ)，因此該外形可以被引入。為了這個(gè)目的，所有的10個(gè)手指應(yīng)該只是沒(méi)有移動(dòng)舒服地放置在表面上(例如，2秒，同時(shí)作為用于標(biāo)準(zhǔn)化的啟動(dòng)字符。這適用于更多的復(fù)合變形的技術(shù)上，其可以同時(shí)感覺(jué)多個(gè)壓力點(diǎn))。在簡(jiǎn)單的技術(shù)上變形方面，其可以基本上同時(shí)僅感覺(jué)一個(gè)壓力點(diǎn)位置(以與暫時(shí)性的觸摸屏同樣的方式)，所有的10個(gè)手指應(yīng)該近似在用于標(biāo)準(zhǔn)化處理的基本位置中連續(xù)地鍵入一次。-這個(gè)“基本外形”也導(dǎo)致“分配外形”作為在刻度上類似的投影的結(jié)果，例如，作為距離該“分配外形”的另一個(gè)線的距離也近似劃定與在“基本外形”的指尖之間的距離成比例結(jié)果的事實(shí)。
-動(dòng)態(tài)的修改該外形(基本和分配的外形)和該工作特性值和極限值可以被逐漸地和動(dòng)態(tài)地修改，尤其是在該操作期間。即，以這種模式，由手指通常實(shí)施的位置點(diǎn)或者壓力點(diǎn)，也就是說(shuō)，10個(gè)手指通常的基本位置或者分配外形被連續(xù)地寄存。通常實(shí)施的可能的平緩的位移和線路距離可能的逐漸變化被注釋，和是否適當(dāng)?shù)男Ｕ鳛闆Q定性的。(例如，有可能每秒測(cè)量5次和在最后的20秒上求平均值，或者在最后的20秒之上完成特定的輸入平面區(qū)的字符激活)。因此，該用戶可以逐漸地改變他放置他的手和他的書寫習(xí)慣以及打字習(xí)慣的方式。在這種意義上講，有可能逐漸地或者動(dòng)態(tài)地改變多個(gè)由該處理器使用的工作特性值和極限值。(尤其是，那些用于區(qū)分從基本位置開始的幾何學(xué)上的位移，或者例如那些用于區(qū)分迅速地掠過(guò)的或者靜態(tài)地休止的有意的壓力觸發(fā))。尤其是，被平均實(shí)施的距離被相對(duì)于另一個(gè)分配線路和字符激活脈沖(按年代先后梯度)確定，該字符激活脈沖是平均實(shí)施的，和是否適當(dāng)?shù)男Ｕ鳛闆Q定性的。從而投影的類型也可以被從基本外形改變?yōu)榉峙渫庑?。也就是說(shuō)，選擇性地，例如最終以非常小的(或者特殊的)手法移動(dòng)觸發(fā)相應(yīng)的字符也是可能的。控制數(shù)據(jù)的鍵入和輸入因此可以被簡(jiǎn)化為依賴于人員的最小限度的控制移動(dòng)或者壓力觸發(fā)操作。(隨著極限值的降低，該分配外形的尺寸和平面范圍也被減小)。
這種輸入系統(tǒng)對(duì)于這個(gè)程度是“能夠獲悉的”。這種安排借助于其本身適應(yīng)于自然的手的形狀和特殊的動(dòng)作的事實(shí)，使10個(gè)手指書寫系統(tǒng)更加美觀。
借助于輸入平面和靈活的分配外形的這種組合，舒適的和快速的工作是可能的，其還借助于濾波功能原諒某些錯(cuò)誤。當(dāng)其是自動(dòng)時(shí)，發(fā)生對(duì)于特殊的手形狀和手操縱的修改。(借助于在中心中輕微向上的凸起，該平面可以被制成符合手的進(jìn)一步的人體工程學(xué)的要求)。目前的趨勢(shì)給出用于可以直觀地操作的輕便的接口，這種人體工程學(xué)的、兼容的和靈活的概念提供特定的市場(chǎng)機(jī)會(huì)。
確定輸入平面區(qū)的位置(PosB)或者激活和確定多個(gè)手指的壓力觸發(fā)(DruB)的技術(shù)可行性(例如)可借助于以下的建議提供(在不同程度上精細(xì)的)導(dǎo)電材料網(wǎng)格，其實(shí)質(zhì)上存在于輸入平面之中，允許手指位置通過(guò)測(cè)量電阻或者電容來(lái)確定。
電容在網(wǎng)格意義上，該輸入平面被分割為實(shí)質(zhì)上顯然的點(diǎn)形狀要素。在點(diǎn)狀元素(例如，70×150)特定的分辨率的意義上，其可以進(jìn)行可利用，在電容性的測(cè)量數(shù)據(jù)中所有的這些元素當(dāng)中通過(guò)手指觸點(diǎn)改變的該測(cè)量數(shù)據(jù)按次序、最好給處理器以計(jì)算該確定的位置(PosB)，其不同于壓力觸發(fā)，并且在所有情況下，去計(jì)算多個(gè)手指的壓力觸發(fā)(DruB)的確定。例如，通過(guò)汽相沉積施行的導(dǎo)電體軌跡和絕緣層可以對(duì)點(diǎn)狀傳感器形成饋線。
或者用于“觸摸屏幕類的顯示”的技術(shù)可行性(例如)可以被借助于在敏感區(qū)中特定的視覺(jué)像素被壓力傳感器(行為類似于施加壓力)替代的事實(shí)來(lái)制作，或者使所述傳感器疊加在它們之上(例如，所有的第五像素，或者例如，2×2像素的平面將必須在像素的所有的第五行中由壓力傳感器替代)。
該輸入平面被分割為顯然清楚的條狀導(dǎo)電元素。在條狀元素特定的分辨率(例如，150)的意義上，其可以提供該處理器按次序、最好也只不過(guò)在電容性的測(cè)量數(shù)據(jù)中這些元素的通過(guò)手指觸點(diǎn)改變的該測(cè)量數(shù)據(jù)，以計(jì)算確定位置(PosB)，其不同于壓力觸發(fā)，并且在所有的情況下，去計(jì)算多個(gè)手指所確定的壓力觸發(fā)(DruB)。
運(yùn)行在5或者6個(gè)方向中顯然清楚的的導(dǎo)電體(也參照現(xiàn)有的5光纖技術(shù)或者提出的6光纖技術(shù))借助于輸入信號(hào)的組合，提供明確的位置或者該手指的壓力觸發(fā)位置。
觸摸屏現(xiàn)有的方法(例如，借助于電阻器、電容器、場(chǎng)效應(yīng)的工作)被擴(kuò)展從該邊緣，該平面不僅在x或者y軸方向被覆蓋，而且例如在三個(gè)不同的軸(也就是說(shuō)，從6個(gè)不同的“視角度”)上被覆蓋。獲得用于估算的清楚的區(qū)別的方式可以通過(guò)相應(yīng)的頻率獲得，該頻率被不同地調(diào)制(取決于方向)。
該計(jì)算機(jī)輸入系統(tǒng)選擇性地特征在于該傳感器系統(tǒng)例如也可以借助于電場(chǎng)來(lái)提供，該電場(chǎng)被在多個(gè)方向建立(每秒重復(fù)地)，也就是說(shuō)，其被圍繞周邊(尤其是對(duì)于二個(gè)手指)用于同時(shí)測(cè)量多個(gè)手指位置而建立(參照權(quán)利要求11和附圖6)。
關(guān)于觸摸屏的現(xiàn)有的方法(例如用電阻器，電容器，場(chǎng)效應(yīng)來(lái)工作)被擴(kuò)展為從邊緣開始，根據(jù)具有手指感應(yīng)的測(cè)量設(shè)備，不僅在x或y方向覆蓋平面，而且在例如6個(gè)不同的軸上每秒鐘覆蓋10次，也就是從12個(gè)不同的“觀察角度”(可與手表的刻度盤相比較，該手表的內(nèi)部位置被觀察了12次)，以便獲得有關(guān)手指位置的數(shù)據(jù)。這包括建立一個(gè)外圍的感應(yīng)場(chǎng)(好像是在平面邊緣處指向中心的“外圍掃描操作”)(參照?qǐng)D6)。從該數(shù)據(jù)中，可能將各個(gè)被發(fā)現(xiàn)的點(diǎn)的重疊解釋為指尖。(同樣參照地震學(xué)調(diào)查研究中的評(píng)估方法)。這會(huì)導(dǎo)致一個(gè)明確的方向，例如對(duì)于同時(shí)定位的兩個(gè)手指來(lái)說(shuō)，而且由于特別顯著的跨隙效應(yīng)，也就是說(shuō)該方向是兩個(gè)手指彼此形成的。(與這個(gè)方向正交的方向顯示出一個(gè)最小的跨隙效應(yīng))。
輸入平面可選擇的特征(參照權(quán)利要求5)在于，對(duì)于激活或者壓力觸發(fā)來(lái)說(shuō)，其以精確的原動(dòng)力的形式提供一種反饋，隨著觸發(fā)力被顯而易見(jiàn)地超過(guò)，這借助于一個(gè)事實(shí)即，其使用一個(gè)具有某種幾何結(jié)構(gòu)(該平面被橫向放置在一個(gè)幾乎平的位置上的窄的撐桿所支撐)的彈性(仍然可能是半透明的)平面，其特征在于其同時(shí)利用觸發(fā)器的作用和彎曲的作用，并且能夠特別借助于擠壓成形的方法來(lái)制造。對(duì)于按壓的激活來(lái)說(shuō)，觸發(fā)器的作用和彎曲的作用導(dǎo)致電阻上升到一個(gè)特定的最大值，而且當(dāng)電阻的最大值超過(guò)該崩潰值(因?yàn)檎臋M向撐桿彎曲)時(shí)，并允許通過(guò)一段特定的距離(例如3mm)來(lái)按壓該平面，以便觸發(fā)控制信號(hào)。
因此，提供了確定位置(PosB)和激活，或者確定多個(gè)手指的壓力觸發(fā)(DruB)的技術(shù)上的可行性，該壓力觸發(fā)具有以精確運(yùn)動(dòng)力的形式的反饋，例如借助于下面的提議輸入平面(“觸摸區(qū)域”)被如下構(gòu)造在上部相對(duì)光滑的平面由一種彈性和透明(或者是半透明的)的材料組成，并且具有特殊的橫截面的幾何結(jié)構(gòu)，使得該平面能夠以一種特殊的受力通過(guò)手指來(lái)按壓。能夠通過(guò)具有特殊幾何結(jié)構(gòu)(尤其是分別從兩個(gè)邊緣或者僅一個(gè)邊緣，或者僅一個(gè)邊緣但是兩個(gè)觸發(fā)器元件，見(jiàn)圖2，4和5)的觸發(fā)效果來(lái)設(shè)定這種特殊的阻力，以這樣一種方式，當(dāng)該平面被按壓時(shí)，起初會(huì)稍微有一點(diǎn)上升，隨后達(dá)到最大值，然后阻力又開始下降，以便觸摸元件可以可靠地有知覺(jué)地接觸到在其之下的平面(尤其是一個(gè)印刷電路板)。這會(huì)以用于手指移動(dòng)的精確原動(dòng)力的形式帶來(lái)所希望的反饋。
以觸發(fā)和彎曲作用來(lái)工作的上述輸入平面的特征尤其在于事實(shí)，即其能夠借助于擠壓成形的方法(見(jiàn)圖2，4和5)來(lái)制造。接下來(lái)，(a)本質(zhì)上復(fù)雜的構(gòu)造平面被保留了原樣，(b)這種產(chǎn)品從下部被切割開，直至貫穿上部的平面被保留為止，或者(c)從該產(chǎn)品中的下面切掉(例如，通過(guò)熱剖面切割或者激光切割)一個(gè)特定的平面(貫穿上部的平面被保留)，直至在橫向上觸發(fā)器的支撐被彼此分開，也就是說(shuō)彼此在按壓的情況下不再嚴(yán)格的感應(yīng)(見(jiàn)圖3)。在(c)的情況下，在該平面下提供額外的體積，例如在其中容納的LED。在下一個(gè)步驟中，通過(guò)按壓導(dǎo)電(同時(shí)是彈性的)材料可以在底面上制造特定的接觸區(qū)域。在最后一個(gè)步驟中，這種產(chǎn)品能被焊接在印刷電路板上。特別是，這個(gè)印刷電路板橫向裝配有導(dǎo)電軌跡，該導(dǎo)電軌跡到達(dá)觸發(fā)器的縱向支撐片(為了確定通過(guò)檢測(cè)電阻或者電容而觸發(fā)的壓力點(diǎn)，并且將所述點(diǎn)作為信號(hào)傳送)。并且該印刷電路板尤其裝配有LED(或者LCD)元件，該元件能夠通過(guò)透明的或者半透明的平面看到。例如彈性輸入平面的肋狀排列減少了水平的應(yīng)力。例如部分地從底部切開或者切掉該平面結(jié)構(gòu)，與擠壓成形的剖面平行(也就是說(shuō)與擠壓成形的方向是橫向的)，改善了各個(gè)部分的彈簧壓縮的方法-彼此相互依賴-同時(shí)提供了空間，例如，用于LED的空間。例如，觸發(fā)器支撐系統(tǒng)的單邊緣和兩個(gè)元件模型(圖5)仍然稍微容易按壓，同時(shí)為L(zhǎng)ED提供更多的容積。
這種計(jì)算機(jī)輸入系統(tǒng)的特征也在于其能夠執(zhí)行另外的功能，這些功能提供了方便的測(cè)量和直觀的操作，尤其是借助于區(qū)分兩個(gè)(或者多個(gè))同時(shí)定位的手指(除了在QWERT鍵盤的操作之外)。
例如，存在用于自動(dòng)設(shè)備控制器或者游戲控制器的作為結(jié)果的可能性，這依靠一個(gè)事實(shí)，即該輸入平面能夠被用作同時(shí)控制信號(hào)(例如4*2等于8，基于x和y方向)的模擬控制器(例如兩個(gè)食指和兩個(gè)拇指)。
例如，下面的便利的測(cè)量和應(yīng)用也可能具有這種指令表a)被同時(shí)定位和取代(例如長(zhǎng)于0.6秒)的兩個(gè)手指控制屏幕顯示的卷動(dòng)功能。通過(guò)這種敲擊的動(dòng)作來(lái)替換這種顯示，或者說(shuō)，通過(guò)兩個(gè)手指直接控制。
b)同時(shí)按壓兩個(gè)手指(例如時(shí)間長(zhǎng)于0.3秒，而且具有6mm的最小空間)并且彼此移近，來(lái)控制變焦距的功能/顯示范圍的改變。
c)例如，同時(shí)按壓三個(gè)手指(例如，長(zhǎng)于0.3秒到0.6秒)從而接通下一個(gè)菜單級(jí)。
這種計(jì)算機(jī)輸入的進(jìn)一步的應(yīng)用是可能的—用于移動(dòng)電話的鍵盤，掌上電腦或者其它僅具有相對(duì)小的顯示屏或者輸入?yún)^(qū)域的設(shè)備(為了適應(yīng)，由用戶自己設(shè)置和修改)。(代替顯示屏和小鍵盤，移動(dòng)電話僅具有一個(gè)能變形的屏幕，其允許不同的功能，尤其是快速接入的功能，類似于點(diǎn)擊鼠標(biāo)，類似于所顯示的對(duì)象。一個(gè)小的顯示屏也能夠借助于卷軸和變焦距功能快速地訪問(wèn)一定數(shù)量的數(shù)據(jù))。
—用于自動(dòng)設(shè)備和用戶信息以及提示系統(tǒng)的輸入設(shè)備—車輛中的顯示屏(例如具有地圖顯示)，該屏幕表面能夠同時(shí)被用作一個(gè)(相關(guān)聯(lián)的，在圖形上沒(méi)有歧義的)輸入平面。
—CAD工作站—用于合成器的鍵盤。
該系統(tǒng)便于單手操作者控制操作。
上述的計(jì)算機(jī)輸入系統(tǒng)也能被安裝在輸入平面或者一塊硬件上(特別是符合人體工程學(xué)的屬性和動(dòng)力適配個(gè)人的手形和打字習(xí)慣)，其同時(shí)(例如參照傳統(tǒng)的觸摸屏和上面提到的產(chǎn)品模型(I))僅能夠操作一個(gè)激活的點(diǎn)(或者輸入平面區(qū)域)。出于這個(gè)目的，必須對(duì)個(gè)人的手的外形或者基本的外形(初始化)實(shí)行最初的標(biāo)準(zhǔn)化，通過(guò)連續(xù)地使用十個(gè)手指打字。然后盡可能的連續(xù)打字，而多個(gè)手指同時(shí)彼此不接觸。借助于濾波功能(例如非常緩慢的變換＝僅僅靜態(tài)支撐的變化是太塊＝僅飛塊地接觸)，同時(shí)出現(xiàn)的接觸不被覆蓋，并且被消除。
例如，這里描述的關(guān)于通常的觸摸屏的計(jì)算機(jī)輸入系統(tǒng)的應(yīng)用是很容易的，因?yàn)閼?yīng)用(例如在屏幕的下部區(qū)域)了一種類似網(wǎng)狀物(或者上部是光滑的而下部是細(xì)致的絨毛的一種層)的網(wǎng)(Web)。該網(wǎng)(或者層)被擱在屏幕上的某些特定的點(diǎn)處(例如在x和y方向上每?jī)珊撩?。結(jié)果，手指(給定屏幕的對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn))實(shí)際上能夠以更加松弛的方式被定位，而觸摸屏在壓力觸發(fā)操作(激活)時(shí)卻沒(méi)有估計(jì)到這一點(diǎn)，只有當(dāng)超過(guò)一個(gè)特定的壓力時(shí)，事實(shí)上直到一個(gè)手指僅可能同時(shí)施加一個(gè)精確的受力(或者壓力)的情況下，會(huì)放大觸發(fā)信號(hào)作為小規(guī)模支持點(diǎn)的一個(gè)結(jié)果。
這種思想主要可能以精確的原動(dòng)力的形式，依靠支撐平面的特定結(jié)構(gòu)與反饋的思想相結(jié)合(參照權(quán)利要求5)。
權(quán)利要求
1.具有觸感輸入表面和控制單元的計(jì)算機(jī)輸入系統(tǒng)設(shè)備，該觸感輸入表面具有多個(gè)輸入表面區(qū)，而控制單元被耦合到該輸入表面，在任何一種情況下，尤其是字母、數(shù)字或者其它的控制符號(hào)的字符被分配給特定的輸入表面區(qū)，其特征在于分配給該字符的輸入表面區(qū)由控制設(shè)備在操作期間動(dòng)態(tài)地適應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的計(jì)算機(jī)輸入系統(tǒng)設(shè)備，其特征在于該控制設(shè)備被配置去同時(shí)檢測(cè)該輸入表面的多個(gè)觸點(diǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的計(jì)算機(jī)輸入系統(tǒng)設(shè)備，其特征在于在初始階段，該控制設(shè)備給每個(gè)字符分配一輸入表面區(qū)，這個(gè)分配進(jìn)行與該用戶的手的外形有關(guān)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的計(jì)算機(jī)輸入系統(tǒng)設(shè)備，其特征在于在初始階段，該控制設(shè)備按照規(guī)定的方案分配輸入表面區(qū)給每個(gè)字符，該方案對(duì)應(yīng)于鍵盤的鍵的通常的分配。
5.根據(jù)先前的權(quán)利要求的任何一個(gè)或者根據(jù)權(quán)利要求12的計(jì)算機(jī)輸入系統(tǒng)設(shè)備，其特征在于該輸入表面區(qū)被耦合到機(jī)械操作開關(guān)，尤其是耦合到多個(gè)觸發(fā)器單元，其相對(duì)于該表面橫向地?cái)U(kuò)展，并且尤其可借助于擠壓方法來(lái)被制作，以便該輸入表面區(qū)的激活能夠被感覺(jué)到。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的一個(gè)的計(jì)算機(jī)輸入系統(tǒng)設(shè)備，其特征在于傳感器被分配給該輸入表面區(qū)用于檢測(cè)激活，該傳感器電氣機(jī)械地、電氣靜態(tài)地、電子地和/或磁性地工作。
7.用于操縱尤其是按照權(quán)利要求1至6的一個(gè)的計(jì)算機(jī)輸入系統(tǒng)設(shè)備的方法，其特征在于在第一個(gè)階段(初始階段)，觸感輸入表面的一個(gè)輸入表面區(qū)被分配給要輸入的字符，和在第二個(gè)階段(操作階段)，到輸入表面區(qū)的字符的分配被動(dòng)態(tài)地適應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于在第一個(gè)階段中的該分配是按照預(yù)先確定的方案執(zhí)行的，最好是按照通常的計(jì)算機(jī)鍵盤鍵的分配。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其特征在于在第一個(gè)階段中執(zhí)行的該分配與該用戶的手的外形有關(guān)，其中為了這個(gè)目的，首先該用戶必須在輸入表面上的輸入/輸出位置中放置他的手指，尤其是同時(shí)或者依次，然后該手指位置被檢測(cè)并且字符被分配給相應(yīng)的輸入表面區(qū)，和其中最后基于檢測(cè)的手指位置，其他的字符被分配給其他的輸入表面區(qū)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中的一個(gè)的方法，其特征在于分配給一個(gè)輸入表面區(qū)的字符被可視地顯示給用戶，使得該用戶能辨別所有的字符的分配。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的一個(gè)的計(jì)算機(jī)輸入系統(tǒng)設(shè)備，其特征在于當(dāng)其被同時(shí)用于多個(gè)手指，尤其是用于兩個(gè)手指之時(shí)，借助于在該輸入表面之上在不同的方向以迅速連續(xù)建立的電場(chǎng)，和尤其是在其它的方向上每秒重復(fù)地建立的電場(chǎng)，該輸入表面區(qū)的激活可以被區(qū)別。
12.計(jì)算機(jī)輸入系統(tǒng)設(shè)備，其具有觸感輸入表面和控制設(shè)備，該觸感輸入表面具有多個(gè)輸入表面區(qū)，而控制設(shè)備被耦合到該輸入表面，在任何一種情況下，尤其是字母、數(shù)字或者其它的控制符號(hào)的字符被分配給特定的輸入表面區(qū)，其特征在于該控制設(shè)備使分配給字符的輸入表面區(qū)適應(yīng)該用戶的手的外形。
13.根據(jù)權(quán)利要求12和權(quán)利要求1至6或者11的一個(gè)或多個(gè)的計(jì)算機(jī)輸入系統(tǒng)設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明涉及根據(jù)來(lái)自觸感輸入表面用于指尖位置和壓力觸發(fā)區(qū)的數(shù)據(jù)與存儲(chǔ)的用于計(jì)算機(jī)的輸入信號(hào)的外形相比確定的“靈活的計(jì)算機(jī)輸入”。從其中確定的基本的外形(指尖的基本位置)和輪廊外形(目標(biāo)壓力點(diǎn)的分布)可以被改變，因此可以被調(diào)節(jié)以人體工程學(xué)地匹配特殊的手和工作實(shí)際。所述的外形可以被動(dòng)態(tài)地改變可以進(jìn)行和允許累進(jìn)的改變(例如，手的位移，平均間隔的降低)，使得輸入與特殊的實(shí)際存在匹配。(參見(jiàn)圖1)一個(gè)作為盡可能透明的輸入平面顯示輪廊或者目標(biāo)，和起類似觸摸屏或者顯像觸覺(jué)區(qū)域的作用。借助于具有確定的幾何形狀的彈性結(jié)構(gòu)平面可以實(shí)現(xiàn)可選擇的精細(xì)馬達(dá)反饋。通過(guò)同時(shí)識(shí)別兩個(gè)(或更多個(gè))手指，該輸入適合于簡(jiǎn)化不同的任務(wù)。
文檔編號(hào)G06F3/0488GK1606728SQ02825714
公開日2005年4月13日 申請(qǐng)日期2002年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月21日
發(fā)明者拉爾夫·特拉赫特 申請(qǐng)人:拉爾夫·特拉赫特