專利名稱：基于電容的旋轉(zhuǎn)定位式輸入裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電子裝置的輸入裝置。
背景技術(shù)：
光學(xué)鼠標(biāo)已經(jīng)非常流行用于控制計(jì)算機(jī)和其他電子裝置的功能。然而，傳統(tǒng)的光學(xué)鼠標(biāo)過(guò)大并且不適合用于諸如個(gè)人數(shù)字助理、電話等這樣的許多便攜式電子裝置。因此，諸如TouchPadTM裝置、滾輪鍵(jogdial)、滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤(scroll wheel)和基于手持光標(biāo)器(puck)的輸入裝置這樣的其它類型的傳統(tǒng)輸入裝置已經(jīng)被開(kāi)發(fā)并被嵌入到諸如膝上型計(jì)算機(jī)、電話等這樣的便攜式電子裝置中。隨著便攜式電子裝置中持續(xù)結(jié)合諸如電子郵件、無(wú)線計(jì)算、攝影、音樂(lè)等這樣的更多功能，這些輸入裝置已經(jīng)變得愈發(fā)重要。
在一些情況下，便攜式電子裝置包括傳統(tǒng)的滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤來(lái)使得能夠卷動(dòng)一長(zhǎng)列的歌曲或其他項(xiàng)目，以使得能夠查看列表和從該列表中選擇項(xiàng)目。一種傳統(tǒng)的輸入裝置包括用于對(duì)列表上的項(xiàng)目進(jìn)行卷動(dòng)的可旋轉(zhuǎn)輪和至少一個(gè)開(kāi)關(guān)，所述開(kāi)關(guān)用于激活經(jīng)由所述輪的旋轉(zhuǎn)位置被突出顯示的選擇。
用戶不斷地要求便攜式電子裝置的用戶輸入裝置更加精確和準(zhǔn)確，而設(shè)計(jì)者面臨減小大小和增加功能的持續(xù)壓力。在這些挑戰(zhàn)下，傳統(tǒng)的輸入裝置仍然達(dá)不到市場(chǎng)的期望。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包括輸入裝置的電子裝置的俯視圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的沿圖1的線2-2獲得的輸入裝置的截面圖。
圖3A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸入裝置的電極基座的俯視圖。
圖3B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸入裝置的碼盤的俯視圖。
圖4A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包括電極基座和碼盤的輸入裝置中定位器的俯視圖。
圖4B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的沿線4B-4B獲得的圖4A的定位器的截面圖。
圖4C是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的與輸入裝置的定位器相對(duì)應(yīng)的電路的示圖。
圖5是圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的與使用輸入裝置的旋轉(zhuǎn)定位相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的示圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸入裝置的碼盤的俯視圖。
圖7A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸入裝置的電極基座的俯視圖。
圖7B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸入裝置的電極基座的俯視圖。
圖7C是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的與使用輸入裝置的旋轉(zhuǎn)定位相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的示圖。
圖8A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸入裝置的碼盤的俯視圖。
圖8B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸入裝置的電極基座的俯視圖。
圖9A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸入裝置的碼盤的俯視圖。
圖9B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸入裝置的電極基座的俯視圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包括電極基座和碼盤的輸入裝置中定位器的俯視圖。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的與使用輸入裝置的旋轉(zhuǎn)定位相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)的示圖。
圖12A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸入裝置的電極基座的俯視圖。
圖12B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包括電極基座和碼盤的輸入裝置中定位器的俯視圖。
圖13A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸入裝置的電極基座的俯視圖。
圖13B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸入裝置的碼盤的俯視圖。
圖13C是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包括電極基座和碼盤的輸入裝置中定位器的俯視圖，其中碼盤處于一種旋轉(zhuǎn)位置。
圖13D是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，處于第二位置時(shí)圖13C的定位器的俯視圖，此時(shí)碼盤處于另一旋轉(zhuǎn)位置。
圖13E是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包括電極基座和碼盤的輸入裝置中另一種形式定位器的俯視圖，其中碼盤處于一種旋轉(zhuǎn)位置。
圖14A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸入裝置的滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤的側(cè)視圖。
圖14B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸入裝置的滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤的正視圖。
圖15是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸入裝置的旋轉(zhuǎn)定位器的截面圖。
具體實(shí)施例方式
在下列詳細(xì)描述中參照了附圖，其中附圖形成了本申請(qǐng)的一部分，并且在所述附圖中通過(guò)舉例方式示出了實(shí)施本發(fā)明可用的特定實(shí)施例。在這點(diǎn)上，所用的諸如“頂部”、“底部”、“前”、“后”等方向術(shù)語(yǔ)是參照正在說(shuō)明的一幅或多幅附圖方向情況而使用的。因?yàn)楸景l(fā)明實(shí)施例的組件可以按照許多不同方向安置，所以方向術(shù)語(yǔ)被用于說(shuō)明目的并且絕非是限制性的。應(yīng)當(dāng)明白，也可使用其他實(shí)施例并且可進(jìn)行結(jié)構(gòu)上或邏輯上的改變，而不脫離本發(fā)明的范圍。因此下列詳細(xì)描述不應(yīng)以限制意義理解，并且本發(fā)明的范圍是由所附的權(quán)利要求書限定的。
本發(fā)明的實(shí)施例針對(duì)輸入裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入裝置被結(jié)合到便攜式電子裝置中并且被配置為捕捉與電子裝置的功能相關(guān)的用戶輸入。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入裝置包括用于將碼盤相對(duì)于電極基座進(jìn)行旋轉(zhuǎn)定位的機(jī)構(gòu)?；诖a盤與電極基座間的電容耦合的信號(hào)基于碼盤的一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電部分相對(duì)于電極基座的一個(gè)或多個(gè)電極部分的具體旋轉(zhuǎn)位置而在振幅上發(fā)生變化。布置了碼盤上導(dǎo)電部分和非導(dǎo)電部分的一個(gè)或多個(gè)選定配置以及電極傳感部分和電極驅(qū)動(dòng)部分的互補(bǔ)配置，以實(shí)現(xiàn)基于電容耦合信號(hào)對(duì)旋轉(zhuǎn)用戶輸入進(jìn)行可靠的識(shí)別，所述電容耦合信號(hào)是通過(guò)碼盤相對(duì)于電極基座的相互作用產(chǎn)生的。
在一個(gè)實(shí)施例中，輸入裝置具有超薄外形(low profile)(例如較小的Z向高度)和/或較小的占地面積，以使包含有輸入裝置的便攜式電子裝置進(jìn)一步小型化。在一個(gè)方面，通過(guò)下述方式實(shí)現(xiàn)較小的占地面積把一個(gè)或多個(gè)圓頂開(kāi)關(guān)(dome switch)結(jié)合在可旋轉(zhuǎn)碼盤之下的位置，而不是象在一些傳統(tǒng)輸入裝置中出現(xiàn)的那樣布置在滾輪鍵外部側(cè)面。
在另一個(gè)方面，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，輸入裝置的超薄外形是通過(guò)用薄的盤形碼盤與圓頂開(kāi)關(guān)結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)的，所述圓頂開(kāi)關(guān)可以在沒(méi)有通常提供用來(lái)致動(dòng)所述圓頂開(kāi)關(guān)的傳統(tǒng)的垂直方向的桿(stem)的情況下被致動(dòng)。
在一個(gè)實(shí)施例中，輸入裝置包括了電極基座上的電極傳感部分和電極驅(qū)動(dòng)部分的兩重布置，以及碼盤上的導(dǎo)電部分和非導(dǎo)電部分的互補(bǔ)兩重布置。這種布置使例如當(dāng)用戶使碼盤向下傾斜以激活位于碼盤之下的圓頂開(kāi)關(guān)時(shí)，由使碼盤相對(duì)于電極基座傾斜引起的輸出信號(hào)的相對(duì)幅度的顯著波動(dòng)最小化。
因此，本發(fā)明的實(shí)施例的各種方面能夠?qū)崿F(xiàn)超薄外形的輸入裝置，該裝置具有可靠的機(jī)構(gòu)用于捕捉與碼盤相對(duì)于電極基座的旋轉(zhuǎn)位置相關(guān)的用戶輸入。
下面結(jié)合圖1-14來(lái)描述和說(shuō)明本發(fā)明的這些實(shí)施例和其他實(shí)施例。
本發(fā)明的實(shí)施例還特別適于在諸如輸入裝置只有有限空間的便攜式電子裝置(例如移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理、便攜式音頻播放器等)這樣的膝上型計(jì)算機(jī)或其他主機(jī)設(shè)備上實(shí)施。圖1的視示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的、包括輸入裝置20的便攜式電子裝置10的俯視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，便攜式電子裝置10是無(wú)線移動(dòng)電話。在其他的實(shí)施例中，裝置10是包括用于捕捉用戶控制輸入的輸入裝置20的任何類型的便攜式電子裝置，包括但不限于個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、數(shù)碼相機(jī)、便攜式游戲裝置、尋呼機(jī)、便攜式音樂(lè)播放器和手持計(jì)算機(jī)。在其他實(shí)施例中，裝置10是便攜式計(jì)算機(jī)，例如筆記本計(jì)算機(jī)。
如圖1所示，裝置10包括帶有顯示器14和輸入裝置20的外殼12。在一個(gè)實(shí)施例中，裝置10另外包括鍵盤16。顯示器14包括屏幕，屏幕能夠顯示光標(biāo)、位置標(biāo)識(shí)符、導(dǎo)航元素和/或其他可導(dǎo)航功能等。在一個(gè)方面，顯示器14包括圖形用戶界面(GUI)的一個(gè)或多個(gè)元素，包括但不限于項(xiàng)目27的菜單26(或列表)。在另一個(gè)方面，顯示器14的位置標(biāo)識(shí)符包括將菜單26或列表26上的一個(gè)或多個(gè)項(xiàng)目27標(biāo)識(shí)出來(lái)的突出顯示部分。在一個(gè)方面，鍵盤16包括一個(gè)或多個(gè)表示數(shù)字、字母或其他符號(hào)的可激活的鍵。
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖1所示，輸入裝置20包括滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤22和中心按鈕24。在一個(gè)方面，輸入裝置20被安裝在電子裝置10的外殼12的表面15上。滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤22的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)捕捉與電子裝置10相關(guān)的用戶控制輸入，例如與顯示器14相關(guān)的導(dǎo)航和選擇功能。在一個(gè)方面，滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤22的旋轉(zhuǎn)使顯示器14上顯示的項(xiàng)目27的菜單26向上或向下卷動(dòng)。在一個(gè)方面，中心按鈕24包括開(kāi)關(guān)以使得能夠經(jīng)由滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤22的旋轉(zhuǎn)位置來(lái)激活至少一個(gè)被選擇或突出顯示的功能。在一個(gè)方面，輸入裝置20包括被結(jié)合在輸入裝置20中的位于滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤22之下的附加輸入開(kāi)關(guān)，以實(shí)現(xiàn)通常與電子裝置10相關(guān)和/或與顯示器14相關(guān)的進(jìn)一步的導(dǎo)航和/或激活功能。
下面結(jié)合圖2-16更詳細(xì)地描述和說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的輸入裝置20的這些方面和附加方面。
圖2是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的輸入裝置20的截面圖。如圖2所示，輸入裝置20包括被支撐在外殼12中的滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤22和中心按鈕24。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入裝置20的滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤22包含包括導(dǎo)線圖形(conductor pattern)32的大體上環(huán)形的非導(dǎo)電圓盤30。雖然在圖2中為了圖示清楚而放大了圓盤30，但是應(yīng)當(dāng)明白非導(dǎo)電圓盤30通常是薄構(gòu)件并且導(dǎo)線圖形32在非導(dǎo)電圓盤30上被形成為導(dǎo)電跡線的圖形。
在一個(gè)方面，如本申請(qǐng)下文中所作更詳細(xì)的說(shuō)明，圖3B、6、8A、9A、10、12B和13B中圖示了另外的實(shí)施例，這些實(shí)施例圖示的具有導(dǎo)線圖形的圓盤與具有導(dǎo)線圖形32的圓盤30具有基本上相同的屬性和特征。因此，在這些實(shí)施例中，圓盤包括導(dǎo)線圖形，導(dǎo)線圖形包含以多種配置來(lái)布置的導(dǎo)電部分陣列，所述多種配置中非導(dǎo)電部分插入在鄰近的導(dǎo)電部分之間。
在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖2所示，輸入裝置20還包括包含印刷電路板或柔性印刷電路44的電極基座44，所述印刷電路板或柔性印刷電路44包括用于與滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤22的導(dǎo)線圖形32進(jìn)行電容性相互作用的傳感電極陣列并且包括圓頂開(kāi)關(guān)40A-40E陣列，這些圓頂開(kāi)關(guān)包括圖示的圓頂開(kāi)關(guān)40A、40C和40E，而圓頂開(kāi)關(guān)40B和40D為了圖示清楚在圖2中未被示出。在一個(gè)方面，每個(gè)相應(yīng)的圓頂開(kāi)關(guān)40A-40E包括大體上圓頂形的本體43。在一個(gè)方面，中央按鈕24對(duì)準(zhǔn)為可以激活中央圓頂開(kāi)關(guān)40E，并且可獨(dú)立于滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤22而垂直移動(dòng)。
在一個(gè)實(shí)施例中，薄片41被插入在相應(yīng)的圓頂開(kāi)關(guān)40A-40E與滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤22(和按鈕24)之間。在一個(gè)方面，桿42的陣列被布置在薄片41上，在薄片41與滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤22之間大體垂直向上延伸。桿42布置成與圓頂開(kāi)關(guān)40A-40E的圖案大體上對(duì)應(yīng)的圖案，并且每個(gè)桿42大體上布置在相應(yīng)的圓頂開(kāi)關(guān)40A-40E之上。每個(gè)相應(yīng)的桿42充分地占據(jù)了相應(yīng)的圓頂開(kāi)關(guān)40A-40E與滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤22之間的空間41。每個(gè)桿42的大小和形狀調(diào)整為便于相應(yīng)的圓頂開(kāi)關(guān)40A-40E之一與導(dǎo)線圖形32的底面34之間的接觸，使得滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤22上的向下的手指壓力激活相應(yīng)的圓頂開(kāi)關(guān)40A-40E。在一個(gè)方面，滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤22的圓盤30(包括導(dǎo)線圖形32)的表面34基本上是平的并且表面34上沒(méi)有任何突出。這種布置實(shí)現(xiàn)了超薄外形的輸入裝置20。
因此，滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤22獨(dú)立于圓頂開(kāi)關(guān)40A-40E而旋轉(zhuǎn)，使得滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤22的導(dǎo)線圖形32能夠相對(duì)于圓頂開(kāi)關(guān)40A-40D機(jī)械地浮動(dòng)。這種布置便利了導(dǎo)線圖形32相對(duì)于印刷電路板44的電極基座自由轉(zhuǎn)動(dòng)，從而增強(qiáng)了滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤22的卷動(dòng)功能。
另外，在另一方面，如圖3A和4A中所進(jìn)一步圖示的，圓頂開(kāi)關(guān)40A-40D被安置在滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤22之下，而不是象在許多傳統(tǒng)輸入裝置中通常出現(xiàn)的那樣被安置在滾輪(例如滾輪鍵)的外部側(cè)面。該方面使得能夠減少輸入裝置相對(duì)于便攜式電子裝置10(圖1)的外殼12的占地面積，從而便利了電子裝置和其輸入裝置的進(jìn)一步小型化。
在另一個(gè)實(shí)施例中，如聯(lián)系圖14所述，每個(gè)相應(yīng)的圓頂開(kāi)關(guān)40A-40E省略了突出42并且經(jīng)由圓頂致動(dòng)器框架而被激活，其中圓頂致動(dòng)器框架垂直插入在圓盤30與相應(yīng)的圓頂開(kāi)關(guān)40A-40E之間。
圖3A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸入裝置的電極基座51的俯視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，電極基座51包括與圖2中的電極基座44基本上相同的特征和屬性。因此，電極基座51限定了大體上分兩部分的輸入裝置中一般靜止的底部，轉(zhuǎn)盤70(圖3B)包括該輸入裝置的上部，盡管該輸入裝置不是嚴(yán)格地限于兩部分。在一個(gè)實(shí)施例中，電極基座51是通過(guò)將導(dǎo)電跡線或焊盤布置在印刷電路板上來(lái)形成的，所述印刷電路板包括集成電路，集成電路被配置為通過(guò)電極基座51的導(dǎo)電輪輻50A-50D對(duì)信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)和控制。
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖3A中圖示，電極基座51包含大體上圓盤形的構(gòu)件，該構(gòu)件包括多個(gè)導(dǎo)電輪輻50A-50D和多個(gè)非導(dǎo)電輪輻60A-60D，其中所述多個(gè)導(dǎo)電輪輻在電極基座51附近被沿著圓周分隔開(kāi)，并且所述多個(gè)非導(dǎo)電輪輻插入相鄰的導(dǎo)電輪輻50A-50D之間。這種布置實(shí)現(xiàn)了各個(gè)導(dǎo)電輪輻50A-50D與各個(gè)非導(dǎo)電輪輻60A-60D之間的交替圖案。在一個(gè)方面，各個(gè)圓頂開(kāi)關(guān)40A-40D沿著圓周分隔開(kāi)大約90度，各個(gè)導(dǎo)電輪輻50A-50D沿著圓周分隔開(kāi)大約90度。
在一個(gè)實(shí)施例中，電極基座51的每個(gè)非導(dǎo)電輪輻60A-60D支撐各個(gè)圓頂開(kāi)關(guān)40A-40D之一，并且中央圓頂開(kāi)關(guān)40E被布置在鄰近于電極基座51中央部分的位置。因此，各個(gè)圓頂開(kāi)關(guān)40A-40D沿圓周方向介于電極基座51的相鄰導(dǎo)電輪輻50A-50D之間。
在一個(gè)方面，圓頂開(kāi)關(guān)40A-40D直接與導(dǎo)電輪輻50A-50D形成于同一印刷電路板上，以使輸入裝置20的外形(即垂直尺寸)最小化。這種布置與某些基于觸摸的傳統(tǒng)輸入裝置大不相同，這些傳統(tǒng)輸入裝置將圓頂開(kāi)關(guān)安裝在電容傳感電路板的背面，造成外形較厚。另外，如先前所述，將圓頂開(kāi)關(guān)40A-40E插入在鄰近導(dǎo)電輪輻50A-50D之間減少了輸入裝置的占地面積。
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖3A中圖示，電極基座51的每個(gè)相應(yīng)的導(dǎo)電輪輻50A-50D包括第一傳感電極52A、第二傳感電極52B和驅(qū)動(dòng)電極52C，在形成于限定了電極基座51的印刷電路板上時(shí)，所有這些電極彼此電絕緣。輪輻50A-50D的各個(gè)第一傳感電極52A彼此電連接限定了公共第一傳感電極，而輪輻50A-50D的各個(gè)第二傳感電極52B彼此電連接限定了公共第二傳感電極。在一個(gè)方面，輪輻50A-50D的各個(gè)驅(qū)動(dòng)電極52C彼此電連接限定了公共驅(qū)動(dòng)電極。
圖3B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，輸入裝置的碼盤70的俯視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，碼盤70包括與圖2的滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤22基本上相同的特征和屬性，以及至少結(jié)合圖3B來(lái)描述的附加特征。因此，碼盤限定了可相對(duì)于一般靜止的電極基座51旋轉(zhuǎn)的輸入裝置上部。
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖3B中圖示，碼盤70包含大體上環(huán)形的圓盤，該圓盤包括多個(gè)導(dǎo)電輪輻72A-72D和多個(gè)非導(dǎo)電輪輻74A-74D，其中所述多個(gè)導(dǎo)電輪輻在碼盤70附近被沿著圓周分隔開(kāi)，所述多個(gè)非導(dǎo)電輪輻插入相鄰導(dǎo)電輪輻72A-72D之間。這種布置實(shí)現(xiàn)了各個(gè)導(dǎo)電輪輻72A-72D與各個(gè)非導(dǎo)電輪輻74A-74D之間交替的圖案。在一個(gè)方面，碼盤70包括中心部分73，其限定了導(dǎo)電輪輻72A-72D和非導(dǎo)電輪輻74A-74D的輪轂。在一個(gè)方面，中心部分73限定了孔，而在另一個(gè)方面，中心部分73限定了實(shí)心構(gòu)件。
在另一個(gè)方面，碼盤70的每個(gè)導(dǎo)電輪輻72A-72D限定了大體上餅形的部分，該部分從碼盤70的中心孔73開(kāi)始向外徑向延伸。在一個(gè)方面，碼盤70所具有的大小(例如直徑)和形狀通常對(duì)應(yīng)于圖3A中圖示的圓盤形電極基座51的大小和形狀。在一個(gè)方面，碼盤70的導(dǎo)電輪輻72A-72D被沿著圓周彼此分隔開(kāi)大約90度并且碼盤70的非導(dǎo)電輪輻74A-74D被沿著圓周彼此分隔開(kāi)大約90度。
在一個(gè)實(shí)施例中，碼盤70的各個(gè)導(dǎo)電輪輻72A-72D被互相連接以定義公共導(dǎo)電元件。在另一個(gè)實(shí)施例中，碼盤70的各個(gè)導(dǎo)電輪輻72A-72D不被互相電連接。
圖4A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，輸入裝置的定位器75的俯視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，定位器75包括電極基座51和碼盤70，它們各自包括與圖3A-3B中的電極基座51和碼盤70基本上相同的特征和屬性。在一個(gè)方面，如圖4B圖示，碼盤70以垂直分隔開(kāi)的關(guān)系(由間隙G表示)被布置在電極基座51之上。在一個(gè)方面，圖4A在對(duì)碼盤70相對(duì)于電極基座51的重疊和旋轉(zhuǎn)定位進(jìn)行圖示時(shí)為了清楚而將非導(dǎo)電輪輻74A-74D圖示為透明構(gòu)件。該約定在貫穿本申請(qǐng)的其他類似附圖中被遵循。
如圖4A圖示，定位器75的碼盤70可相對(duì)于電極基座51以順時(shí)針?lè)较?如方向箭頭A所指出)或逆時(shí)針?lè)较?如方向箭頭B所指出)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以使碼盤70的導(dǎo)電輪輻72A-72D相對(duì)于電極基座51的導(dǎo)電輪輻50A-50D和非導(dǎo)電輪輻60A-60D來(lái)旋轉(zhuǎn)定位。在一個(gè)方面，碼盤70可在360度的圓周移動(dòng)范圍之內(nèi)旋轉(zhuǎn)到任何位置。在一個(gè)方面，碼盤70的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)被用來(lái)捕捉與圖1所示電子裝置10的顯示屏14的菜單26沿一個(gè)方向的卷動(dòng)相關(guān)的用戶輸入，而碼盤70的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)被用來(lái)捕捉與菜單26沿另一方向的卷動(dòng)相關(guān)的用戶輸入。在另一個(gè)方面，卷動(dòng)的一個(gè)方向包括向上卷動(dòng)頁(yè)面或屏幕并且另一方向包括向下卷動(dòng)頁(yè)面或屏幕。在另一個(gè)方面，卷動(dòng)的一個(gè)方向包括從左向右進(jìn)行卷動(dòng)，而卷動(dòng)的另一個(gè)方向包括從右向左進(jìn)行卷動(dòng)。
在一個(gè)方面，碼盤70包括不與地或信號(hào)源相連的無(wú)源導(dǎo)電元件，從而相對(duì)于電極基座51而電浮動(dòng)。因此，碼盤70在機(jī)械和電的方面都獨(dú)立于電極基座51。當(dāng)經(jīng)由電極基座51的各個(gè)導(dǎo)電輪輻50A-50D的驅(qū)動(dòng)電極52C施加輸入信號(hào)時(shí)，碼盤70的各個(gè)導(dǎo)電輪輻72A-72D起將驅(qū)動(dòng)電極52C電容耦合到相應(yīng)的第一和/或第二傳感電極52A、52B的作用。電容耦合的程度大體上對(duì)應(yīng)于碼盤70的各個(gè)導(dǎo)電輪輻72A-72D與電極基座51的相應(yīng)導(dǎo)電輪輻50A-50D的傳感電極部分52A、52B發(fā)生重疊的程度。
在一個(gè)方面，當(dāng)經(jīng)由驅(qū)動(dòng)電極52C施加輸入信號(hào)時(shí)，導(dǎo)電輪輻72A-72D相對(duì)于(導(dǎo)電輪輻50A-50D的)第一傳感電極52A的電容耦合產(chǎn)生輸出信號(hào)A，并且碼盤70的導(dǎo)電輪輻72A-72D相對(duì)于(導(dǎo)電輪輻50A-50D的)第二傳感電極52B的電容耦合產(chǎn)生輸出信號(hào)B。相應(yīng)的輸出信號(hào)A和B的幅度對(duì)應(yīng)于碼盤70的導(dǎo)電輪輻72A-72D與相應(yīng)的第一和/或第二傳感電極52A、52B發(fā)生重疊的程度。因此，碼盤70的旋轉(zhuǎn)位置實(shí)際上決定了輸出信號(hào)A和B的值。如聯(lián)系圖5所進(jìn)一步描述的，一組用戶輸入與輸出信號(hào)A和B的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)(例如幅度、斜率等)相關(guān)聯(lián)，對(duì)于碼盤70的每個(gè)完整的360度旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生數(shù)目已知且可選擇性改變(例如12、16、20個(gè))的用戶輸入。
另外，基于一定的旋轉(zhuǎn)定位范圍中信號(hào)A和B的比較以及哪個(gè)信號(hào)領(lǐng)先來(lái)確定碼盤70的順時(shí)針或逆時(shí)針的旋轉(zhuǎn)方向。
圖4A中圖示了碼盤70的一種旋轉(zhuǎn)位置，其中碼盤70的每個(gè)相應(yīng)的導(dǎo)電輪輻72A-72D被垂直定位在每個(gè)相應(yīng)的導(dǎo)電輪輻50A-50D的第一電極52A的正上方，但不在每個(gè)相應(yīng)的電極輪輻50A-50D的第二電極52B之上。以這種位置，碼盤70的每個(gè)導(dǎo)電部分72A將驅(qū)動(dòng)電極52C電容耦合到第一傳感電極52A。
如圖4C中圖示，圖4C是圖示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的等效電路80的示圖，其中等效電路80對(duì)應(yīng)于圖4A中示出的碼盤70的導(dǎo)電輪輻72A與電極基座51的導(dǎo)電輪輻50A的相應(yīng)電極52A-52C之間的相互作用。在一個(gè)方面，在圖4C中分別通過(guò)電極“72A-A”、“72A-B”和“72A-驅(qū)動(dòng)”來(lái)表示導(dǎo)電輪輻72A中與電極52A-52C發(fā)生重疊的部分。碼盤70的導(dǎo)電輪輻72A中與第一傳感電極52A發(fā)生重疊的部分形成了平行板電容器，其電容C1與該重疊成比例。類似地，碼盤70的導(dǎo)電輪輻72A中與第二傳感電極52B發(fā)生重疊的部分形成了平行板電容器，其電容C2與該重疊B成比例，等等。因?yàn)樗羞@些電容器共享碼盤70的導(dǎo)電輪輻72A的各部分，所以等效電路80包括與標(biāo)號(hào)84所示公共導(dǎo)體相連的三個(gè)電容器，這些電容器大體上對(duì)應(yīng)于圖4A中的碼盤70的導(dǎo)電輪輻72A。通過(guò)測(cè)量碼盤70的導(dǎo)電輪輻72A與每個(gè)相應(yīng)的傳感電極52A、52B之間的重疊電容(在被驅(qū)動(dòng)到某個(gè)電壓電位時(shí))，可以確定導(dǎo)電輪輻72A相對(duì)于傳感電極52A、52B的旋轉(zhuǎn)位置(并相應(yīng)地確定碼盤70的旋轉(zhuǎn)位置)。
在一個(gè)實(shí)施例中，這種位置確定是通過(guò)控制器82進(jìn)行的，其中控制器82可以是電容性輸入裝置20(圖1)的一部分，或者是電子裝置10的一部分，其中電容性輸入裝置20形成該電子裝置10的一部分。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器82輸出標(biāo)識(shí)碼盤70當(dāng)前位置的信號(hào)86。
本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明白，控制器82所執(zhí)行的功能可以硬件、軟件、固件或其任意組合來(lái)實(shí)現(xiàn)。該實(shí)現(xiàn)方式可借助于微處理器、可編程邏輯器件或狀態(tài)機(jī)。本發(fā)明的組件可存在于一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的軟件中。這里所使用的術(shù)語(yǔ)“計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)”定義為包括易失性的或非易失性的任何類型的存儲(chǔ)器，例如軟盤、硬盤、CD-ROM、閃存、只讀存儲(chǔ)器(ROM)和隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器。
圖5的視示了與碼盤70相對(duì)于各個(gè)導(dǎo)電輪輻50A-50D的傳感電極52A和52B的旋轉(zhuǎn)位置相關(guān)的信號(hào)。如圖5中圖示，碼盤70的旋轉(zhuǎn)位置由x軸96(標(biāo)記為“旋轉(zhuǎn)”)指示，并且與電極部分52A和52B相關(guān)的輸出信號(hào)A和B的幅度由y軸94(標(biāo)記為“信號(hào)”)指示。如圖5中圖示，隨著碼盤70的每個(gè)相應(yīng)的導(dǎo)電輪輻72A-72D在相應(yīng)的第一傳感電極52A上移動(dòng)，信道A增加，直到其在所述第一傳感電極52A被碼盤70的相應(yīng)導(dǎo)電輪輻72A-72D完全重疊時(shí)達(dá)到最大為止。隨著碼盤70被進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，第一傳感電極52A的信號(hào)A維持滿幅度，而與第二傳感電極52B相關(guān)的信號(hào)B上升，直到在導(dǎo)電輪輻72A-72D與第二傳感電極52B完全重疊時(shí)達(dá)到信號(hào)B的滿幅度為止。在這種位置下，第一傳感電極52A和第二傳感電極52B都被完全重疊。隨著碼盤70被進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，第一傳感電極52A的信號(hào)A與導(dǎo)電輪輻72A-72D相對(duì)于第一傳感電極52A的重疊的減少成比例地減少。這種減少持續(xù)到導(dǎo)電輪輻72A-72D不再與第一傳感電極52A重疊為止，減少停止時(shí)第一傳感電極52A的信號(hào)A變?yōu)榱?。然而，只要第二傳感電極52B仍然被導(dǎo)電輪輻72A-72D完全覆蓋，第二傳感電極52B的信號(hào)B就被維持在滿幅度。隨著碼盤70被進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)，第二傳感電極52B的信號(hào)B隨著導(dǎo)電輪輻72A-72D相對(duì)于第二傳感電極52B的重疊減少而減少。這種減少持續(xù)到導(dǎo)電輪輻72A-72D不再與第二傳感電極52B重疊為止，減少停止時(shí)第二傳感電極52B的信號(hào)B變?yōu)榱?。另外，此時(shí)信號(hào)A仍為零值，因?yàn)榇a盤70的導(dǎo)電輪輻72A-72D也不與第一傳感電極52A重疊。
在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于碼盤70旋轉(zhuǎn)90度，有至少四種唯一的用戶輸入與輸出信號(hào)A和B的不同狀態(tài)相關(guān)聯(lián)。如果針對(duì)高信號(hào)和低信號(hào)定義了數(shù)字閾值，并且通常用高閾值與低閾值之間的差距來(lái)提供滯后，則可以確定下列輸入狀態(tài)。在一個(gè)方面，第一用戶輸入基于碼盤70的第一旋轉(zhuǎn)位置，其中信號(hào)A高于高閾值并且信號(hào)B低于低閾值，例如當(dāng)導(dǎo)電輪輻72A-72D重疊了第一傳感電極52A但是未重疊第二傳感電極52B時(shí)(如圖4A中所示)。第二用戶輸入基于碼盤70的第二旋轉(zhuǎn)位置，其中信號(hào)A和信號(hào)B都高于高閾值，例如當(dāng)導(dǎo)電輪輻72A-72D完全重疊了第一傳感電極52A和第二傳感電極52B時(shí)(如圖4A中所示)。第三用戶輸入基于碼盤70的第三旋轉(zhuǎn)位置，其中信號(hào)A低于低閾值并且信號(hào)B高于高閾值，例如當(dāng)導(dǎo)電輪輻72A-72D重疊了第二傳感電極52B但是未重疊第一傳感電極52A時(shí)(如圖4A中所示)。第四用戶輸入基于碼盤70的第四旋轉(zhuǎn)位置，其中信號(hào)A和信號(hào)B都低于低閾值，例如當(dāng)導(dǎo)電輪輻72A-72D僅重疊了電極基座51的非導(dǎo)電部分60A-60D時(shí)。因此，對(duì)于碼盤70的大約90度的旋轉(zhuǎn)，四次用戶輸入被計(jì)數(shù)。依據(jù)這種方案，碼盤70在完整的360度范圍內(nèi)一次旋轉(zhuǎn)將為碼盤70的每次旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生總共16種有區(qū)別的用戶輸入(或計(jì)數(shù))。
在另一個(gè)實(shí)施例中，基于信號(hào)A和B的中間幅度(例如滿幅度的25％、滿幅度的50％，等等)和/或基于輸出信號(hào)A和B的斜率來(lái)識(shí)別基于碼盤70不同旋轉(zhuǎn)位置的用戶輸入。
因此，對(duì)于碼盤每360度旋轉(zhuǎn)的計(jì)數(shù)，可基于操作者的偏好來(lái)選擇更高或更低的分辨率，并且不一定被各個(gè)導(dǎo)電輪輻50A-50D的重復(fù)序列的大小(例如弧度)或數(shù)目限制。
如圖4B中圖示，在一個(gè)實(shí)施例中，碼盤70可從大體上水平的面向電極基座51傾斜，如圖4B中的方向箭頭T所示。使用傾斜來(lái)移動(dòng)碼盤70使之與圓頂開(kāi)關(guān)之一發(fā)生接觸，以激活與碼盤70相對(duì)于電極基座51的旋轉(zhuǎn)位置相關(guān)或者由該旋轉(zhuǎn)位置突出顯示的功能。然而，在一個(gè)方面，碼盤70相對(duì)于電極基座51傾斜會(huì)改變間隙G，并因此改變碼盤70的導(dǎo)電輪輻72A-72D與電極基座51的相應(yīng)導(dǎo)電輪輻50A-50D的第一傳感電極52A(或第二傳感電極52B)和驅(qū)動(dòng)電極52C之間的電容。這又將改變與碼盤70相對(duì)于電極基座51的旋轉(zhuǎn)位置相關(guān)的輸出信號(hào)(例如輸出信號(hào)A和B)的幅度，從而可能使基于碼盤的旋轉(zhuǎn)位置的輸入的準(zhǔn)確性失真。
然而，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)傳感電極被限定為四個(gè)部分(即電極基座51的被分隔開(kāi)的導(dǎo)電輪輻50A-50D的第一傳感電極52A)，這四個(gè)部分相對(duì)于360度旋轉(zhuǎn)被平均地彼此分隔開(kāi)大約90度。在一個(gè)方面，通過(guò)這種布置，由碼盤70向電極基座51的一側(cè)的傾斜引起的任何信號(hào)改變會(huì)大體上被電極基座51的相反側(cè)的相應(yīng)但是相反的信號(hào)改變所抵消。在另一個(gè)方面，通過(guò)這種配置，即使碼盤70傾斜，對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)位置輸入的相關(guān)信號(hào)幅度也將保持基本上恒定。因此，將電極基座51的導(dǎo)電輪輻50A-50D平均分隔開(kāi)的配置使得定位器75能夠?qū)A斜較不敏感。
在一個(gè)實(shí)施例中，結(jié)合了圖4A的定位器75的輸入裝置提供粗定位輸入和精定位輸入。在一個(gè)實(shí)施例中，粗定位輸入包括針對(duì)每個(gè)連續(xù)的用戶輸入而每次使列表向上或向下移動(dòng)(例如定位)幾個(gè)部分、幾個(gè)組或者多個(gè)項(xiàng)目。在一個(gè)方面，對(duì)各個(gè)圓頂開(kāi)關(guān)(例如圓頂開(kāi)關(guān)40B和40D)之一的每次連續(xù)激活實(shí)現(xiàn)各種粗定位輸入。例如，圓頂開(kāi)關(guān)40B的每次激活使列表上的項(xiàng)目每次向上移動(dòng)10項(xiàng)(或者其他數(shù)目，例如5或15)，而圓頂開(kāi)關(guān)40D的每次激活使列表上的項(xiàng)目每次向下移動(dòng)菜單上的10項(xiàng)。在一個(gè)實(shí)施例中，指針是光標(biāo)，而在其他實(shí)施例中，指針包括突出顯示功能以標(biāo)識(shí)所選擇的項(xiàng)目。
在一個(gè)實(shí)施例中，精定位輸入包括在定位器75的旋轉(zhuǎn)定位的控制下一次使列表向上或向下移動(dòng)一個(gè)項(xiàng)目，其中定位器75包括可相對(duì)于電極基座51移動(dòng)的碼盤71。定位器75的每次輸入使指針在列表上向上移動(dòng)一項(xiàng)或者向下移動(dòng)一項(xiàng)，移動(dòng)方向由定位器是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)還是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)來(lái)確定。
在另一個(gè)實(shí)施例中，經(jīng)由圓頂開(kāi)關(guān)40A-40D中的一個(gè)或多個(gè)的激活來(lái)捕捉精定位輸入并且經(jīng)由碼盤相對(duì)于電極基座的旋轉(zhuǎn)定位來(lái)捕捉粗定位輸入。
在另一個(gè)方面，精定位輸入和粗定位輸入的這些稱呼可應(yīng)用于貫穿本申請(qǐng)的其他實(shí)施例。
圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的碼盤110的俯視圖。如圖6中圖示，碼盤110包括與圖3A-4C的碼盤70基本上相同的特征和屬性，除此以外還包括導(dǎo)體環(huán)112，導(dǎo)體環(huán)112在整個(gè)碼盤110附近延伸，其位置先后與電極基座51各導(dǎo)電輪輻50A-50D的第一傳感電極52A、第二傳感電極52B和驅(qū)動(dòng)電極52C中每一個(gè)的至少一部分重疊。在一個(gè)方面，碼盤110的導(dǎo)體環(huán)112在各個(gè)導(dǎo)電輪輻50A-50B的各個(gè)第一傳感電極52A、第二傳感電極52B和驅(qū)動(dòng)電極52C之間維持基本上連續(xù)的電容耦合，因此無(wú)論碼盤110相對(duì)于電極基座51的旋轉(zhuǎn)位置如何都維持最小的非零輸出信號(hào)。
在一個(gè)方面，經(jīng)由碼盤110的導(dǎo)體環(huán)112產(chǎn)生的這種非零輸出信號(hào)被用來(lái)降低碼盤的傾斜敏感性。特別地，當(dāng)使碼盤110傾斜以激活圓頂開(kāi)關(guān)(電極基座51的圓頂開(kāi)關(guān)40A-40D之一)時(shí)，電容耦合的量經(jīng)由導(dǎo)體環(huán)112而增加，從而使輸出信號(hào)的幅度相對(duì)于碼盤110的非傾斜位置的輸出信號(hào)的幅度增加。當(dāng)檢測(cè)到輸出信號(hào)的這種改變并且沒(méi)有發(fā)生碼盤110的旋轉(zhuǎn)位置的相應(yīng)改變時(shí)，控制器判定輸出信號(hào)的改變與圓頂開(kāi)關(guān)(40A-40D)的激活相關(guān)，然后在圓頂開(kāi)關(guān)接合時(shí)禁用基于旋轉(zhuǎn)定位的輸出信號(hào)。這種布置防止在圓頂開(kāi)關(guān)的激活期間捕捉(由碼盤110的傾斜引起的)假的旋轉(zhuǎn)定位輸入。
圖7A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電極基座140的俯視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，電極基座140包括與先前聯(lián)系圖3A-5描述和示出的電極基座51基本上相同的特征和屬性，除此之外還包括第三通道電極(channelelectrode)環(huán)142。如圖7A中圖示，第三通道電極環(huán)142圍繞圓盤形電極基座140的圓周延伸，限定了電極基座140的外邊緣。如圖7C的示圖160中圖示，第三通道電極環(huán)142使得可以有與碼盤(例如碼盤70)相對(duì)于電極基座140的旋轉(zhuǎn)位置無(wú)關(guān)的最小非零輸出信號(hào)166。
在一個(gè)實(shí)施例中，電極基座140可操作地耦合到下述碼盤，該碼盤與碼盤110相似，除此之外還使碼盤110的導(dǎo)體環(huán)112被沿著圓周布置在碼盤110的外邊緣附近，大體上對(duì)應(yīng)于圖7A中圖示的電極基座140的第三通道電極環(huán)142的大小和形狀。
在一個(gè)方面，除了經(jīng)由碼盤110的導(dǎo)電環(huán)112實(shí)現(xiàn)的非零輸出信號(hào)之外，還用經(jīng)由電極基座140的第三通道電極環(huán)142實(shí)現(xiàn)的非零輸出信號(hào)來(lái)進(jìn)一步減少碼盤的傾斜敏感性。在另一方面，經(jīng)由電極環(huán)142實(shí)現(xiàn)的該非零輸出信號(hào)允許對(duì)碼盤110的導(dǎo)電部分相對(duì)于電極基座(例如電極基座51)的電極(例如傳感電極52A、52B)的中間旋轉(zhuǎn)重疊位置進(jìn)行更加準(zhǔn)確地估計(jì)。特別地，當(dāng)使碼盤110(圖6)傾斜以激活圓頂開(kāi)關(guān)(圓頂開(kāi)關(guān)40A-40D之一)時(shí)，電容耦合的量經(jīng)由導(dǎo)電環(huán)112和第三通道電極環(huán)142而增加，從而使輸出信號(hào)的幅度相對(duì)于碼盤110的非傾斜位置的輸出信號(hào)的幅度而增加。同樣，當(dāng)在圓頂開(kāi)關(guān)的激活期間檢測(cè)到輸出改變并且旋轉(zhuǎn)位置沒(méi)有發(fā)生相應(yīng)改變時(shí)，控制器判定輸出改變與圓頂開(kāi)關(guān)(40A-40D)的激活相關(guān)，然后在圓頂開(kāi)關(guān)接合時(shí)禁止捕捉旋轉(zhuǎn)定位輸入。這種布置使圓頂開(kāi)關(guān)的激活期間捕捉到的假旋轉(zhuǎn)定位輸入盡可能少。因此，本實(shí)施例可以更好地抑制對(duì)碼盤(例如碼盤110)相對(duì)于電極基座(例如電極基座140)傾斜的敏感性。
圖7B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電極基座150的俯視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，電極基座150包括與先前聯(lián)系圖7A描述和示出的電極基座140基本上相同的特征和屬性，除此之外還包括第三通道電極環(huán)152(代替第三通道電極環(huán)142)，其中第三通道電極環(huán)152以大體上圓形的圖形在圓盤形電極基座150附近延伸。在一個(gè)方面，第三通道電極環(huán)152被布置在各個(gè)相應(yīng)的導(dǎo)電輪輻50A-50D的傳感電極52A、52B和驅(qū)動(dòng)電極52C之間。如圖7C中圖示，第三通道電極環(huán)152使得可以有與碼盤(例如碼盤70)相對(duì)于電極基座150的旋轉(zhuǎn)位置無(wú)關(guān)的最小非零輸出信號(hào)。因此，以與圖7A的電極基座140的第三通道電極環(huán)142基本上相同的方式，第三通道電極環(huán)152進(jìn)一步抑制了碼盤相對(duì)于電極基座的傾斜敏感性，以確保圓頂開(kāi)關(guān)的激活期間的準(zhǔn)確旋轉(zhuǎn)定位。
圖8A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的碼盤200的俯視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，碼盤200包括與先前聯(lián)系圖3A-5描述和圖示的碼盤70基本上相同的特征和屬性，只是具有不同數(shù)目(和不同大小)的導(dǎo)電輪輻204A-204C并包括中央導(dǎo)體部分204D。在一個(gè)實(shí)施例中，碼盤200包括一組導(dǎo)電輪輻204A-204C，其中導(dǎo)電輪輻204A-204C被以輪轂-輪輻模式布置并且每個(gè)導(dǎo)電輪輻從導(dǎo)電中央環(huán)部分204D開(kāi)始沿徑向向外延伸。在一個(gè)方面，中央環(huán)部分204D是限定了中央孔208的大體為環(huán)形的構(gòu)件。在一個(gè)方面，導(dǎo)電輪輻204A-204C圍繞碼盤200沿圓周方向平均地分隔開(kāi)并且多個(gè)非導(dǎo)電部分206A-206C被插入在鄰近的導(dǎo)電輪輻204A-204C之間。
在一個(gè)方面，碼盤200包括被分隔開(kāi)大約120度的三個(gè)導(dǎo)電輪輻204A-204C。在另一個(gè)方面，如在本申請(qǐng)中稍后進(jìn)一步描述的，碼盤200包括不同數(shù)目、大小和/或位置的導(dǎo)電輪輻，這些導(dǎo)電輪輻被彼此分隔開(kāi)一均勻量以實(shí)現(xiàn)360度的導(dǎo)電輪輻圖形。
圖8B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電極基座240的俯視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，電極基座240包括與先前聯(lián)系圖3A-5描述和圖示的電極基座51基本上相同的特征和屬性，只是具有不同數(shù)目、大小和位置的傳感電極輪輻243A-243D和由驅(qū)動(dòng)電極247A-247D組成的陣列244。在一個(gè)實(shí)施例中，電極基座240包括多個(gè)以輪轂-輪輻模式布置的傳感電極輪輻243A-243D，并且每個(gè)傳感電極輪輻243A-243D從電極基座240的中央部分開(kāi)始沿徑向向外延伸。在一個(gè)方面，中央部分245限定了用于安裝圓頂開(kāi)關(guān)40E的孔。在一個(gè)方面，傳感電極輪輻243A-243D圍繞電極基座240沿圓周方向平均地分隔開(kāi)并且多個(gè)非導(dǎo)電部分60A-60D被插入在鄰近的傳感電極輪輻243A-243D之間。在一個(gè)實(shí)施例中，電極基座240的每個(gè)非導(dǎo)電部分60A-60D支撐相應(yīng)圓頂開(kāi)關(guān)40A-40D的安裝件。另外，多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極247A-247D被沿徑向向內(nèi)布置，并且相對(duì)于每個(gè)相應(yīng)的傳感電極輪輻243A-243D沿著相同徑向被對(duì)準(zhǔn)。
在一個(gè)方面，如圖8B圖示，電極基座240包括一組四個(gè)電極輪輻243A-243D，其中電極輪輻243A-243D被彼此分隔開(kāi)大約90度。在一個(gè)方面，使碼盤200的導(dǎo)電輪輻204A-204C的大小和外形大體上對(duì)應(yīng)于相應(yīng)電極基座240的傳感電極輪輻243A-243D和驅(qū)動(dòng)電極247A-247D的大小、形狀和位置。
在一個(gè)方面，使碼盤200的中央環(huán)部分204D的大小和形狀大體上對(duì)應(yīng)于由相應(yīng)電極基座240的驅(qū)動(dòng)電極247A-247D形成的環(huán)形圖形的大小、形狀和位置。在這個(gè)方面，當(dāng)碼盤200被相對(duì)于電極基座240可旋轉(zhuǎn)地安裝時(shí)，驅(qū)動(dòng)電極247A-247D經(jīng)由碼盤200的中央環(huán)部分204D被連續(xù)地互相耦合，從而使驅(qū)動(dòng)電極247A-247D能夠在無(wú)需在電極基座240上形成連續(xù)環(huán)的情況下起到單個(gè)公共驅(qū)動(dòng)電極的作用。這種布置又使得電極基座240上有更多空間可以用于在非導(dǎo)電部分60A-60D中安裝圓頂開(kāi)關(guān)40A-40D，因?yàn)轵?qū)動(dòng)電極247A-247D不和電極基座240中安裝圓頂開(kāi)關(guān)40A-40D的非導(dǎo)電部分60A-60D相交。
稍后聯(lián)系圖10來(lái)更加詳細(xì)地描述共同用于基于旋轉(zhuǎn)定位來(lái)捕捉用戶輸入的碼盤200和電極基座240的應(yīng)用。
圖9A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的碼盤220的俯視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，碼盤220包括與先前聯(lián)系圖3A-5描述和圖示的碼盤70基本上相同的特征和屬性，只是具有不同數(shù)目、大小和位置的導(dǎo)電輪輻224A-224C并且包括外環(huán)導(dǎo)電部分227。在一個(gè)實(shí)施例中，碼盤220包括多個(gè)以輪轂-輪輻模式布置的導(dǎo)電輪輻224A-224C，并且每個(gè)導(dǎo)電輪輻224A-224C從中央孔部分228開(kāi)始沿徑向向外延伸。在一個(gè)方面，導(dǎo)電輪輻224A-224C在碼盤220附近沿圓周方向被平均地分隔開(kāi)并且多個(gè)非導(dǎo)電部分226A-226C被插入在鄰近的導(dǎo)電輪輻224A-224C之間。外環(huán)部分227圍繞碼盤220的圓周延伸，從而限定了碼盤220的外邊緣。在一個(gè)方面，碼盤220包括三個(gè)被分隔開(kāi)大約120度的導(dǎo)電輪輻224A-224C。
圖9B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電極基座270的俯視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，電極基座270包括與先前聯(lián)系圖3A-5描述和圖示的電極基座51基本上相同的特征和屬性，只是具有不同數(shù)目、大小和位置的傳感電極部分和驅(qū)動(dòng)電極部分。
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖9B中圖示，電極基座270包括多個(gè)以輪轂-輪輻模式布置的傳感電極輪輻273A-273D，并且每個(gè)電極輪輻從電極基座270的中央部分276開(kāi)始沿徑向向外延伸。在一個(gè)方面，中央部分276限定了用于安裝圓頂開(kāi)關(guān)40E(未示出)的孔。在一個(gè)方面，傳感電極輪輻273A-273D圍繞電極基座270沿圓周方向被平均地分隔開(kāi)并且多個(gè)非導(dǎo)電部分60A-60D被插入在鄰近的傳感電極輪輻273A-273D之間。另外，多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極環(huán)部分275A-275D被沿徑向向外布置，并且相對(duì)于每個(gè)相應(yīng)的傳感電極輪輻273A-273D沿著相同徑向被對(duì)準(zhǔn)。
在一個(gè)方面，使碼盤220的外導(dǎo)體圖形227的大小和形狀大體上對(duì)應(yīng)于相應(yīng)電極基座270的驅(qū)動(dòng)電極輪輻275A-275D的環(huán)形圖形的大小、形狀和位置。在這個(gè)方面，當(dāng)碼盤220被相對(duì)于電極基座270可旋轉(zhuǎn)地安裝時(shí)，驅(qū)動(dòng)電極275A-275D經(jīng)由碼盤220的外導(dǎo)體圖形227被連續(xù)地互相耦合，從而使驅(qū)動(dòng)電極275A-275D能夠在無(wú)需在電極基座270上形成連續(xù)環(huán)的情況下起到單個(gè)公共驅(qū)動(dòng)電極的作用。這種布置又使得電極基座270上有更多空間可以用于在電極基座270的非導(dǎo)電部分60A-60D中安裝圓頂開(kāi)關(guān)40A-40D，因?yàn)轵?qū)動(dòng)電極275A-275D不和安裝圓頂開(kāi)關(guān)40A-40D的非導(dǎo)電部分60A-60D相交。
圖10是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸入裝置的定位器300的俯視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，定位器300包括如先前聯(lián)系8A-8B描述的碼盤200和電極基座240，只是碼盤200和電極基座240被操作地耦合在一起，以用于使碼盤200相對(duì)于電極基座240可旋轉(zhuǎn)定位。如圖10中圖示，碼盤200可按照順時(shí)針?lè)较?由箭頭A指出)或逆時(shí)針?lè)较?由箭頭B指出)旋轉(zhuǎn)。與在其他實(shí)施例中一樣，信號(hào)是經(jīng)由驅(qū)動(dòng)電極247A-247D(由于碼盤200的導(dǎo)體圖形204D遮蔽而看不見(jiàn))施加的，其中驅(qū)動(dòng)電極247A-247D基于碼盤200的相應(yīng)導(dǎo)電輪輻204A-204C與電極基座240的相應(yīng)傳感電極輪輻243A-243D發(fā)生重疊的程度而變得電容耦合到相應(yīng)傳感電極243A-243D。對(duì)每個(gè)相應(yīng)的傳感電極輪輻243A-243D的輸出信號(hào)的幅度進(jìn)行監(jiān)視，以捕捉或登記用戶輸入，如下面所進(jìn)一步描述。
當(dāng)碼盤200發(fā)生旋轉(zhuǎn)時(shí)，碼盤200在鄰近的傳感電極輪輻243A-243D上連續(xù)地移動(dòng)，使得每當(dāng)碼盤200的導(dǎo)電輪輻204A-204C基本上完全重疊相應(yīng)的電極輪輻243A-243D之一時(shí)，可以登記到有區(qū)別的用戶輸入。同時(shí)，其他相應(yīng)導(dǎo)電輪輻204A-204C之一可能部分地重疊電極基座240的其他相應(yīng)傳感電極輪輻243A-243D之一。對(duì)每個(gè)相應(yīng)的傳感電極輪輻243A-243D的輸出信號(hào)幅度進(jìn)行比較并且一次只為一個(gè)傳感電極輪輻登記單個(gè)用戶輸入，其中所述單個(gè)用戶輸入對(duì)應(yīng)的傳感電極輪輻所具有的輸出信號(hào)在幅度上顯著高于其他傳感電極輪輻的輸出信號(hào)。換言之，不是象圖3A-4B的輸入裝置中發(fā)生的那樣基于重疊的相對(duì)程度或輸出信號(hào)的絕對(duì)幅度來(lái)登記用戶輸入。
在另一個(gè)方面，登記了顯著更高幅度信號(hào)的傳感電極輪輻243A-243D的數(shù)目是可選擇的并且是通過(guò)修改相應(yīng)傳感電極輪輻243A-243D的寬度(例如弧長(zhǎng))來(lái)確定的。在一種組合中，四個(gè)傳感電極輪輻243A-243D中的兩個(gè)登記“高”幅度信號(hào)，而四個(gè)傳感電極輪輻243A-243D中的剩余兩個(gè)登記“低”幅度信號(hào)。在另一種組合中，四個(gè)傳感電極輪輻243A-243D中的三個(gè)登記“高”幅度信號(hào)，而四個(gè)傳感電極輪輻243A-243D中剩余的唯一傳感電極登記“低”幅度信號(hào)。
在一個(gè)方面，圖10圖示了碼盤200的(360度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)范圍中的)一個(gè)旋轉(zhuǎn)位置，該旋轉(zhuǎn)位置對(duì)應(yīng)于登記用戶輸入。在該旋轉(zhuǎn)位置下，碼盤200的導(dǎo)電輪輻204A與電極基座240的傳感電極輪輻243B幾乎完全重疊，同時(shí)碼盤200的導(dǎo)電輪輻204B僅部分地重疊了(例如50％或更少的重疊)電極基座240的傳感電極輪輻243C并且碼盤200的導(dǎo)電輪輻204C僅部分地重疊了(例如50％或更少的重疊)電極基座240的傳感電極輪輻243A?；跈z測(cè)到的傳感電極輪輻243B的輸出信號(hào)明顯幅度較大、相比之下傳感電極輪輻243A和243C的輸出信號(hào)明顯幅度較小這樣的情況，來(lái)為該旋轉(zhuǎn)位置登記一次用戶輸入。
圖11是圖示了輸出信號(hào)的幅度(被示出在標(biāo)記為“信號(hào)”的y軸上)如何根據(jù)碼盤200相對(duì)于電極基座240的旋轉(zhuǎn)位置(被示出在標(biāo)記為“旋轉(zhuǎn)”的x軸上)而變化的示圖330。如圖11中圖示，對(duì)于每30度的旋轉(zhuǎn)，碼盤200的一個(gè)導(dǎo)電輪輻重疊電極基座240的傳感電極輪輻，所以對(duì)于完整的360度旋轉(zhuǎn)(x軸的全長(zhǎng))，存在12個(gè)顯著的最大信號(hào)點(diǎn)。在一個(gè)方面，在精定位輸入模式下，在碼盤200的全程360度旋轉(zhuǎn)中，定位器300的每個(gè)最大信號(hào)點(diǎn)對(duì)應(yīng)于(圖1中裝置10的顯示屏14上的)列表26上的不同項(xiàng)目27。
在一個(gè)方面，對(duì)于碼盤的每次全程旋轉(zhuǎn)，定位器300的用戶輸入的數(shù)目(例如8、12、15等)是可選擇的并且是由碼盤的導(dǎo)電輪輻的數(shù)目、大小和位置相對(duì)于電極基座的傳感電極輪輻的數(shù)目、大小和位置來(lái)確定的。因此，一旦針對(duì)具體的定位器選擇了這些元件的數(shù)目、大小和位置，則該定位器的用戶輸入的數(shù)目就固定了。這種布置與圖3A-4C的實(shí)施例形成對(duì)比，在圖3A-4C的實(shí)施例中用戶輸入的數(shù)目主要是如下確定的對(duì)每個(gè)傳感電極(例如傳感電極52A、52B)的輸出信號(hào)的絕對(duì)幅度進(jìn)行檢測(cè)，然后對(duì)碼盤的導(dǎo)電部分相對(duì)于電極基座的傳感電極的重疊程度進(jìn)行內(nèi)插(interpolate)來(lái)確定哪個(gè)用戶輸入將被登記。
在一個(gè)實(shí)施例中，圖10中圖示的布置產(chǎn)生了基本上為數(shù)字式的信號(hào)模式，僅當(dāng)一個(gè)電極被完全重疊時(shí)才識(shí)別出輸入，而不是測(cè)量電極的重疊程度和測(cè)量與部分重疊的傳感電極的輸出信號(hào)對(duì)應(yīng)的斜率。在一個(gè)方面，因?yàn)樵谝粋€(gè)傳感電極被基本重疊或完全重疊(具有最大信號(hào))時(shí)沒(méi)有其他電極被顯著地重疊，所以實(shí)現(xiàn)了基本上為數(shù)字式的信號(hào)模式。
另外，在另一個(gè)方面，通過(guò)對(duì)四個(gè)電極處的輸出信號(hào)進(jìn)行比較以確定哪個(gè)電極輪輻被重疊并且相對(duì)于其他電極輪輻處的較小輸出信號(hào)具有顯著較大的輸出信號(hào)，來(lái)識(shí)別旋轉(zhuǎn)位置輸入。該方法與基于信號(hào)的幅度是否超過(guò)預(yù)定輸出閾值來(lái)識(shí)別肯定輸入的一種傳統(tǒng)測(cè)量方法形成了對(duì)比。
在另一個(gè)方面，定位器300使得能夠捕捉下述基于旋轉(zhuǎn)的用戶輸入，這種基于旋轉(zhuǎn)的用戶輸入對(duì)把手指置于碼盤200上而帶來(lái)的電容影響較不敏感，因?yàn)閷?duì)于給定旋轉(zhuǎn)位置，輸出信號(hào)幅度的(由手指施加的電容改變?cè)斐傻?改變不會(huì)顯著地改變輸出信號(hào)的比較結(jié)果，所述比較是為了確定哪個(gè)傳感電極輪輻對(duì)應(yīng)于期望的用戶輸入而在不同傳感電極輪輻之間進(jìn)行的。這種布置與其他實(shí)施例(例如圖3A-4A)形成對(duì)比，在那些實(shí)施例中對(duì)應(yīng)于識(shí)別用戶輸入的輸出信號(hào)的絕對(duì)測(cè)量的精度受到手指施加于碼盤的電容性影響。
圖12A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電極基座350的俯視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，電極基座350包括與先前聯(lián)系圖8B和10描述和圖示的電極基座240基本上相同的特征和屬性，只是電極基座350的傳感電極部分370A、371A、372B、373B、376C、377C、380D和381D的布置與圖8B、10的電極基座240的傳感電極部分243A-243D不同。在一個(gè)實(shí)施例中，電極基座350包括輪輻360、362、364和366并且每個(gè)輪輻360-366包括相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電極部分247A-247D。在一個(gè)方面，按照相對(duì)于電極輪輻360-366的插入(interposed)、交替的模式將圓頂開(kāi)關(guān)40A-40E安裝在電極基座350的非導(dǎo)電輪輻60A-60D上。
在一個(gè)方面，電極基座350包括四個(gè)輪輻360-366，并且每個(gè)輪輻包括一對(duì)傳感電極部分，但是同時(shí)該對(duì)中的每個(gè)成員分屬于另一傳感電極。因此，如圖12A中圖示，第一傳感電極A包括第一部分370A和第二部分371A，第二傳感電極B包括第一部分372B和第二部分373B，第三傳感部分C包括第一部分376C和第二部分377C，并且第四傳感電極D包括第一部分380D和第二部分381D。在一個(gè)方面，第一傳感電極A的第一部分370A和第二部分371A沿著圓周彼此分隔開(kāi)，第二傳感電極B的第一部分372B和第四傳感電極D的第二部分381D插入第一傳感電極A的第一部分370A和第二部分371A之間。同樣地，第二、第三和第四傳感電極的第一部分和第二部分以基本上相同的方式被沿著圓周布置在電極基座350周圍。
圖12B是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的定位器400的俯視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，定位器400包括碼盤402和電極基座350(圖12A)，碼盤402安裝成可以相對(duì)于電極基座350旋轉(zhuǎn)。在一個(gè)實(shí)施例中，碼盤402包括與圖8A和圖10的碼盤200基本上相同的特征和屬性，只是具有尺寸不同的導(dǎo)電輪輻404A-404C以及與導(dǎo)體圖形206類似的導(dǎo)體圖形406。
如圖12B中圖示，碼盤200可按照順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。與在其他實(shí)施例中一樣，信號(hào)是經(jīng)由驅(qū)動(dòng)電極247A-247D(被碼盤402的導(dǎo)體圖形406遮蔽)施加的，其中驅(qū)動(dòng)電極247A-247D基于碼盤402的各個(gè)導(dǎo)電輪輻404A-404C與相應(yīng)傳感電極部分370A、371A、372B、373B、376C、377C、380D和381D發(fā)生重疊的程度而電容耦合到相應(yīng)傳感電極370A、371A、372B、373B、376C、377C、380D和381D。對(duì)每個(gè)相應(yīng)的第一傳感電極A(部分370A、371A)、第二傳感電極B(部分372B、373B)、第三傳感電極C(部分376C、377C)和第四傳感電極D(部分380D、381D)的輸出信號(hào)的幅度進(jìn)行監(jiān)視，以按照與先前聯(lián)系圖8A-8B和10-11描述的基本上相同的方式來(lái)捕捉或登記用戶輸入。
在一個(gè)方面，圖12B圖示了碼盤402相對(duì)于電極基座350的(360度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)范圍中的)一個(gè)旋轉(zhuǎn)位置，其對(duì)應(yīng)于登記用戶輸入。在該旋轉(zhuǎn)位置下，碼盤402的導(dǎo)電輪輻404A與電極基座350的第一傳感電極部分372B幾乎完全重疊，并且碼盤402的導(dǎo)電輪輻404B與電極基座350的(與第一傳感電極部分372B分隔開(kāi)的)第二傳感電極部分373B幾乎完全重疊。在基本上同時(shí)，碼盤402的導(dǎo)電輪輻404C不與電極基座350的任何其他傳感電極部分重疊?；谕粋鞲须姌O的部分372B和373B的輸出信號(hào)幅度明顯較大，相比之下其他傳感電極的部分370A、371A、376C、377C、380D和381D的輸出信號(hào)幅度較小這樣的情況，為該旋轉(zhuǎn)位置登記的一次用戶輸入。
在一個(gè)方面，按照與圖10的定位器300基本相同的方式，對(duì)于碼盤的每次全程旋轉(zhuǎn)，定位器400的用戶輸入的數(shù)目(例如8、12、15等)是可選擇的并且是由碼盤402的導(dǎo)電輪輻(例如404A-404C)的數(shù)目、大小、間隔和位置與電極基座350的傳感電極部分(例如部分370A、371A、372B、373B、376C、377C、380D和381D)的數(shù)目、大小、間隔和位置的相對(duì)關(guān)系來(lái)確定的。
然而，在一個(gè)方面，圖12B中圖示的定位器400提供了更加可靠的配置，其中各個(gè)傳感電極的輸出信號(hào)對(duì)于(通過(guò)向圓頂開(kāi)關(guān)40A-40D之一按下碼盤402來(lái)激活圓頂開(kāi)關(guān)期間發(fā)生的)碼盤402的傾斜更加不敏感。具體地說(shuō)，通過(guò)將單個(gè)傳感電極分為兩個(gè)部分(例如第一部分370A和第二部分371A)并使它們圍繞電極基座的圓周分隔開(kāi)，使得存在獨(dú)立識(shí)別用戶輸入的(屬于同一傳感電極的)兩個(gè)電極部分，上述識(shí)別是基于同一傳感電極的兩個(gè)不同電極部分中的每一個(gè)所具有的輸出信號(hào)顯著大于電極基座350的另一個(gè)傳感電極。同時(shí)在另一個(gè)方面，被電連接的導(dǎo)電輪輻僅被布置在單個(gè)傳感電極對(duì)上方(例如重疊)，例如導(dǎo)電輪輻404A、404B與第二傳感電極對(duì)372A、372B重疊但是不與第一傳感電極對(duì)370A、371A、第三傳感電極對(duì)376C、377C和第四傳感電極對(duì)380D、381D重疊。
圖13A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電極基座420的俯視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，電極基座420包括與先前聯(lián)系圖12A描述和圖示的電極基座350基本上相同的特征和屬性，只是電極基座420的傳感電極部分422A、423A、424A、425A、426B、427B、428B、429B、430C、431C、432C和433C的布置與圖12A的電極基座350的傳感電極部分370A-380D不同。在一個(gè)實(shí)施例中，電極基座420包括被沿圓周方向分隔開(kāi)的輪輻440、442、444和446。在一個(gè)方面，每個(gè)輪輻440-446包括相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電極部分450A-450D之一和一個(gè)或多個(gè)傳感電極部分422A-433C。例如，電極基座420的輪輻440包括驅(qū)動(dòng)電極部分450A和傳感電極部分422A、426B和430C。
在一個(gè)方面，按照相對(duì)于輪輻440-446的插入、交替的模式將圓頂開(kāi)關(guān)40A-40E安裝在電極基座420的非導(dǎo)電部分(例如輪輻)60A-60D上。
在一個(gè)方面，電極基座420包括四個(gè)輪輻440-446，并且每個(gè)輪輻包括三個(gè)一組的傳感電極。如圖13A中圖示，第一傳感電極A包括第一部分422A、第二部分423A、第三部分424A和第四部分425A。在一個(gè)方面，第二傳感電極B包括第一部分426B、第二部分427B、第三部分428B和第四部分429B。在一個(gè)方面，第三傳感部分C包括第一部分430C、第二部分431C、第三部分432C和第四部分433C。在一個(gè)方面，第一傳感電極的各個(gè)傳感電極部分422A-425A被沿著圓周彼此分隔開(kāi)大約90度。在另一個(gè)方面，第二傳感電極的各個(gè)傳感電極部分426B-429B被沿著圓周彼此分隔開(kāi)大約90度。在另一個(gè)方面，第三傳感電極的各個(gè)傳感電極部分430C-433C被沿著圓周彼此分隔開(kāi)大約90度。
另外，在每個(gè)電極輪輻440-446上，每個(gè)相應(yīng)傳感電極的第一部分被并排串聯(lián)布置。例如，對(duì)于輪輻440，第一傳感電極A的第一部分422A、第二傳感電極B的第一部分426B和第三傳感電極C的第一部分430C被沿圓周方向串聯(lián)布置。在另一個(gè)示例中，對(duì)于輪輻442，第一傳感電極A的第二部分423A、第二傳感電極B的第二部分427B和第三傳感電極C的第二部分431C被沿圓周方向串聯(lián)布置。最后，對(duì)于輪輻444和446，相應(yīng)傳感電極(A、B、C)的第一部分、第二部分和第三部分以基本相似的方式圍繞電極基座420沿圓周方向布置在輪輻444、446上。
在一個(gè)方面，按照與電極基座420的各個(gè)輪輻的傳感電極部分基本相同的徑向來(lái)在電極基座420上對(duì)準(zhǔn)相應(yīng)輪輻(440、442、444、446)的各個(gè)驅(qū)動(dòng)電極部分450A-450D。
圖13B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸出裝置的碼盤460的俯視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，碼盤460包括與圖3B的碼盤70基本相同的特征和屬性，并且還包括聯(lián)系至少圖6、8A和10描述的附加特征。因此，碼盤460限定了輸出裝置的上部，該部分可相對(duì)于一般靜止的電極基座420旋轉(zhuǎn)。
在一個(gè)實(shí)施例中，如圖13B中圖示，碼盤460包含大體上環(huán)形的圓盤，該圓盤包括輪轂465、多個(gè)導(dǎo)電部分(例如輪輻)462A-462H(其圍繞碼盤460沿圓周方向被分隔開(kāi))，以及多個(gè)非導(dǎo)電部分464A-464H(其被插入相鄰導(dǎo)電輪輻462A-462H之間)。每個(gè)導(dǎo)電部分462A-462H從輪轂465開(kāi)始沿徑向延伸。這種布置實(shí)現(xiàn)了各個(gè)導(dǎo)電部分462A-462H與相應(yīng)的非導(dǎo)電部分464A-464H之間的交替圖形。在一個(gè)方面，每個(gè)相應(yīng)的導(dǎo)電部分462A-462H具有大約15度的寬度(例如弧度)，導(dǎo)電部分462A-462H沿著圓周方向被彼此分隔開(kāi)大約30度，非導(dǎo)電部分464A-464H被插入在鄰近的導(dǎo)電部分462A-462H之間。
在一個(gè)實(shí)施例中，輪轂465包括中央孔，而在其他實(shí)施例中，輪轂465包括中央實(shí)心構(gòu)件。
圖13C是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的定位器475的俯視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，定位器475包括碼盤460(圖13B)和電極基座420(圖13A)，碼盤460被垂直地與電極基座420隔開(kāi)并且被安裝為可相對(duì)于電極基座420旋轉(zhuǎn)。
如圖13C中圖示，碼盤460可按照順時(shí)針?lè)较蚧蚰鏁r(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)。與在其他實(shí)施例中一樣，信號(hào)是經(jīng)由驅(qū)動(dòng)電極450A-450D施加的，其中驅(qū)動(dòng)電極450A-450D基于碼盤460的各個(gè)導(dǎo)電部分462A-462H與相應(yīng)傳感電極部分422A-425A、426B-429B、430C-433C發(fā)生重疊的程度而電容耦合到相應(yīng)傳感電極部分422A-425A、426B-429B和430C-433C。對(duì)每個(gè)相應(yīng)的第一傳感電極(部分422A-425A)、第二傳感電極(部分426B-429B)和第三傳感電極(部分430C-433C)的輸出信號(hào)的幅度進(jìn)行監(jiān)視，以按照與先前聯(lián)系圖10-11描述的基本相同方式來(lái)捕捉或登記用戶輸入。換言之，定位器475使得能夠基于碼盤460的導(dǎo)電部分相對(duì)于電極基座420的傳感電極的位置來(lái)以基本上為數(shù)字式的方式捕捉用戶輸入。
在一個(gè)方面，圖13C僅圖示了碼盤460相對(duì)于電極基座420的(360度旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)范圍中的)一個(gè)旋轉(zhuǎn)位置，其對(duì)應(yīng)于登記用戶輸入。在該旋轉(zhuǎn)位置下，碼盤460的導(dǎo)電輪輻462A與電極基座420的第一傳感電極部分422A幾乎完全重疊，并且碼盤460的導(dǎo)電部分462C與電極基座420的(與第一傳感電極部分422A分隔開(kāi)的)第二傳感電極部分423A幾乎完全重疊。另外，在同一旋轉(zhuǎn)位置下，碼盤460的導(dǎo)電部分462E與電極基座420的第三傳感電極部分424A幾乎完全重疊，并且碼盤460的導(dǎo)電部分462G與電極基座420的第四傳感電極部分425A幾乎完全重疊。在基本同時(shí)，碼盤460的剩余導(dǎo)電部分與電極基座420的任何剩余傳感電極部分不重疊或基本不重疊。因此，在如圖13C圖示的該示例中，基于傳感電極A的傳感電極部分422A、423A、424A、425A的輸出信號(hào)幅度明顯較大，相對(duì)而言其他傳感電極的傳感電極部分426B-433C的輸出信號(hào)幅度較小這種情況，來(lái)為該旋轉(zhuǎn)位置登記一次用戶輸入。結(jié)果，定位器475基本與先前聯(lián)系圖10-11描述一樣象數(shù)字輸入機(jī)構(gòu)一樣工作。
在一個(gè)方面，按照與圖10的定位器300基本相同的方式，對(duì)于碼盤的每次全程旋轉(zhuǎn)，定位器475的用戶輸入的數(shù)目(例如8、12、15等)是可選擇的并且是由碼盤460的導(dǎo)電輪輻(例如462A-462H)的數(shù)目、大小、間隔和位置與電極基座420的傳感電極輪輻(例如部分422A-425A、426B-429B、430C-433C)的數(shù)目、大小、間隔和位置的相對(duì)關(guān)系來(lái)確定的。在一個(gè)方面，如圖13C中圖示，對(duì)于碼盤460相對(duì)于電極基座420的完整360度旋轉(zhuǎn)，碼盤460的八個(gè)導(dǎo)電部分462A-462H和三個(gè)傳感電極A、B、C在其先前所述的間隔和大小的情況下產(chǎn)生多至24個(gè)用戶輸入。
然而，在一個(gè)方面，圖13C中圖示的定位器475提供了更加可靠的配置，其中各個(gè)傳感電極的輸出信號(hào)對(duì)于(通過(guò)向圓頂開(kāi)關(guān)40A-40D之一按下碼盤460來(lái)激活圓頂開(kāi)關(guān)期間發(fā)生的)碼盤460的傾斜更加不敏感。具體地說(shuō)，通過(guò)將單個(gè)傳感電極分為四個(gè)部分(例如第一部分422A、第二部分423A、第三部分424A和第四部分425A)并圍繞電極基座420的圓周將它們分隔開(kāi)，使得存在獨(dú)立識(shí)別用戶輸入的(屬于同一傳感電極的)四個(gè)電極部分，上述識(shí)別是基于同一傳感電極的這四個(gè)不同電極部分中的每一個(gè)所具有的輸出信號(hào)顯著大于電極基座420的另一個(gè)傳感電極。
圖13D是當(dāng)碼盤460處于另一個(gè)旋轉(zhuǎn)位置時(shí)的定位器475的俯視圖，其對(duì)應(yīng)于登記用戶輸入。圖13D圖示了當(dāng)碼盤460旋轉(zhuǎn)到相對(duì)于電極基座420的不同旋轉(zhuǎn)位置時(shí)，傳感電極部分(例如包括部分426B、427B、428B和429B的傳感電極部分B)的不同組合被碼盤360的導(dǎo)電部分462A-462H的一半重疊。例如，在該旋轉(zhuǎn)位置下，碼盤460的導(dǎo)電輪輻462H與電極基座420的第一傳感電極部分426B幾乎完全重疊，并且碼盤460的導(dǎo)電部分462B與電極基座420的(與第一傳感電極部分426B分隔開(kāi)的)第二傳感電極部分427B幾乎完全重疊，等等。在基本同時(shí)，碼盤460的剩余導(dǎo)電部分462A、462C、462E、462G與電極基座420的任何傳感電極部分不重疊(或者僅稍微重疊)。
因此，在本實(shí)施例中，在給定時(shí)間，碼盤460的被分隔開(kāi)90度的四個(gè)導(dǎo)電部分與單個(gè)傳感電極(B)的每個(gè)傳感電極部分(例如426B、427B、428B、429B)重疊，以肯定地捕捉與碼盤460的該旋轉(zhuǎn)位置相關(guān)的用戶輸入。
圖13E是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸入裝置的定位器485的俯視圖。在一個(gè)實(shí)施例中，定位器485包括與(如聯(lián)系13A-13D所述的)定位器475基本相同的特征和屬性，只是電極基座420的各個(gè)圓頂開(kāi)關(guān)40A-40E相對(duì)于驅(qū)動(dòng)電極450A-450D和碼盤460的一對(duì)鄰近導(dǎo)電部分有不同布置。在一個(gè)方面，如圖13E中圖示，每個(gè)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電極450A-450D位于對(duì)應(yīng)的各個(gè)圓頂開(kāi)關(guān)40A-40D之下或者被結(jié)合在對(duì)應(yīng)的各個(gè)圓頂開(kāi)關(guān)40A-40D之中(例如驅(qū)動(dòng)電極450D和圓頂開(kāi)關(guān)40A、驅(qū)動(dòng)電極450A和圓頂開(kāi)關(guān)40B、驅(qū)動(dòng)電極450B和圓頂開(kāi)關(guān)40C，以及驅(qū)動(dòng)電極450C和圓頂開(kāi)關(guān)40D對(duì)應(yīng))。在另一個(gè)方面，每個(gè)相應(yīng)的傳感電極部分(422A-425A、426B-429B、430C-433C)從輪轂465基本完整地延伸出來(lái)到碼盤460的周邊，并且沒(méi)有與傳感電極部分一同占用徑向的驅(qū)動(dòng)電極部分(像圖1-12B的實(shí)施例中發(fā)生的那樣)。而是將各驅(qū)動(dòng)電極450A-450D沿著圓周方向布置在相應(yīng)傳感電極部分的輪輻附近并且插入在相應(yīng)傳感電極部分的輪輻之間，其中所述相應(yīng)傳感電極部分將與相應(yīng)圓頂開(kāi)關(guān)40A-40D共處。
另外，碼盤420包括這樣一種改進(jìn)，其中鄰近的導(dǎo)電輪輻部分被互相電連接。在一個(gè)示例中，導(dǎo)電部分462A經(jīng)由導(dǎo)電連接件474被連接到導(dǎo)電部分462B，導(dǎo)電部分462C經(jīng)由導(dǎo)電連接件471被連接到導(dǎo)電部分462D，導(dǎo)電部分462E經(jīng)由導(dǎo)電連接件472被連接到導(dǎo)電部分462F，并且導(dǎo)電部分462G經(jīng)由導(dǎo)電連接件473被連接到導(dǎo)電部分462H。
因此，如圖13E中示出，當(dāng)電極基座420的特定傳感電極部分(例如部分423A)被碼盤460的導(dǎo)電部分462C重疊以標(biāo)識(shí)旋轉(zhuǎn)位置輸入時(shí)，通過(guò)從傳感電極部分423A經(jīng)由碼盤460中被連接的導(dǎo)電部分462D到驅(qū)動(dòng)電極部分450B的電容耦合來(lái)捕捉該輸入，其中導(dǎo)電部分462D與驅(qū)動(dòng)電極部分450B重疊。
本實(shí)施例使得可以簡(jiǎn)化傳感電極部分的結(jié)構(gòu)并且可以增大各個(gè)傳感電極部分的表面積。
另外，在驅(qū)動(dòng)電極部分被結(jié)合到相應(yīng)圓頂開(kāi)關(guān)中的另一個(gè)實(shí)施例中，控制器(例如圖4中的控制器82)被配置為生成波形，該波形適合把圓頂開(kāi)關(guān)40A-40E作為驅(qū)動(dòng)電極并且亦適合把圓頂開(kāi)關(guān)40A-40E作為用于激活電子裝置功能的開(kāi)關(guān)。
圖14A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸入裝置500的側(cè)視圖。圖14B是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖14A的輸入裝置的正視圖。圖14A圖示了包括滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤501和電極基座520的輸入裝置500，其中滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤501包括碼盤70。碼盤70包括與如先前聯(lián)系圖3A-5所述的碼盤70基本相同的特征和屬性。電極基座520以與圖3A-5中的電極基座51的傳感電極52A、52B和驅(qū)動(dòng)電極52C基本相同的方式包括了相鄰的傳感電極522A、522B和驅(qū)動(dòng)電極522C。如先前聯(lián)系圖3A-5所述，滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤501的(由指示方向的卷動(dòng)箭頭A和B表示的)旋轉(zhuǎn)移動(dòng)使得可以基于碼盤70的旋轉(zhuǎn)位置來(lái)捕捉用戶輸入，其中碼盤70相對(duì)于電極基座520電容耦合。在一個(gè)實(shí)施例中，電極基座520被安裝在垂直支撐530和基座540上。
在本實(shí)施例中，如圖14A和14B所示，除了測(cè)量旋轉(zhuǎn)輸入之外，輸入裝置500還被配置為基于旋轉(zhuǎn)式轉(zhuǎn)盤501的(由圖14A中指示方向的傾斜箭頭L和R表示的)傾斜來(lái)捕捉用戶輸入，其中所述傾斜的方向在(由圖14B中的方向箭頭A和B表示的)卷動(dòng)方向的橫向。在一個(gè)方面，傾斜的程度引起了碼盤70與電極基座520之間的耦合電容的幅度的相應(yīng)改變，這種幅度改變與電極基座520跟滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤501上的碼盤70之間的間隙525的距離(G)的改變成比例。因此，向左的傾斜對(duì)應(yīng)于與電極基座520相關(guān)的輸出信號(hào)的增加，而向右的傾斜對(duì)應(yīng)于與電極基座520相關(guān)的輸出信號(hào)的減少。
以這種方式，輸入裝置500使得可以進(jìn)行四向(four way)卷動(dòng)，其中第一對(duì)方向(例如A和B)的卷動(dòng)是經(jīng)由測(cè)量滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤501的旋轉(zhuǎn)位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并且另外的第二對(duì)方向(例如左和右)的卷動(dòng)是經(jīng)由測(cè)量滾動(dòng)式轉(zhuǎn)盤501的傾斜位置來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
圖15是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的輸入裝置700的截面圖。如圖15中圖示，輸入裝置700包括可相對(duì)于電極基座44(例如電極基座51)旋轉(zhuǎn)移動(dòng)并且與電極基座44操作地相互作用的碼盤70，其中電極基座41具有圓頂開(kāi)關(guān)40A-40E。在一個(gè)實(shí)施例中，輸出裝置700包括用于以相對(duì)于電極基座44垂直隔開(kāi)的關(guān)系可旋轉(zhuǎn)地支撐碼盤70的托盤702。因此，托盤702以相對(duì)于電極基座44的大體上機(jī)械浮動(dòng)的位置來(lái)隔離碼盤70，使得碼盤70可以相對(duì)于圓頂開(kāi)關(guān)40A-40E自由地旋轉(zhuǎn)。
在一個(gè)方面，托盤702是包括內(nèi)邊框710和外邊框712的大體上環(huán)形的構(gòu)件，其中外邊緣限定了外邊緣713。托盤702中的開(kāi)口720被布置在每個(gè)圓頂開(kāi)關(guān)(例如圖15中的圓頂開(kāi)關(guān)40A和40C)之上。托盤702的臂730相對(duì)于開(kāi)口720大體上向內(nèi)延伸，臂730布置在各個(gè)圓頂開(kāi)關(guān)40A-40D的中央部分45之上并且被定向?yàn)轫斨鄳?yīng)圓頂開(kāi)關(guān)40A-40D的中央部分45發(fā)生接觸。因此，當(dāng)所施加的手指壓力引起碼盤70和托盤702發(fā)生傾斜運(yùn)動(dòng)時(shí)，臂730充當(dāng)用于激活各個(gè)圓頂開(kāi)關(guān)40A-40D之一的圓頂致動(dòng)器。
這種布置使得碼盤70可以在機(jī)械上獨(dú)立于電極基座44和其圓頂開(kāi)關(guān)40A-40D，以允許碼盤70自由旋轉(zhuǎn)，同時(shí)允許使用傳統(tǒng)的圓頂開(kāi)關(guān)(即那些沒(méi)有與圖2中一樣的突出42的圓頂開(kāi)關(guān))。
本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種超薄外形輸入裝置，該輸出裝置以對(duì)碼盤傾斜大體上不敏感的方式基于碼盤的旋轉(zhuǎn)定位來(lái)準(zhǔn)確地捕捉用戶輸入以進(jìn)行卷動(dòng)，并且在電子裝置上占用面積較小。
雖然已經(jīng)在此描述和圖示了具體實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識(shí)到各種替換和/或等價(jià)實(shí)現(xiàn)方式可被用來(lái)代替所描述和示出的具體實(shí)施例，而不脫離本發(fā)明的范圍。本申請(qǐng)應(yīng)覆蓋這里所討論的具體實(shí)施例的各種修改或變化。因此，本發(fā)明應(yīng)僅受權(quán)利要求和其等同物限制。
相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)要求2006年4月25日提交的題為“ROTATIONALPOSITIONING INPUT DEVICE(旋轉(zhuǎn)定位式輸入裝置)”的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.60/794,889(律師檔案號(hào)A310.279.101)的優(yōu)先權(quán)，其通過(guò)引用而結(jié)合于此。
權(quán)利要求
1.一種電子裝置的輸入裝置，包括電極基座，其包括被沿圓周方向間隔開(kāi)的傳感電極的第一陣列、被插入各相鄰傳感電極之間的非導(dǎo)電部分的陣列、以及至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極；碼盤，其相對(duì)于所述電極基座被可旋轉(zhuǎn)地安裝并且相對(duì)于所述電極基座垂直間隔開(kāi)，所述碼盤包括被沿圓周方向分隔開(kāi)的導(dǎo)電部分的陣列和被插入在所述碼盤的各相鄰導(dǎo)電部分之間的非導(dǎo)電部分的陣列；以及控制器，其被配置為基于經(jīng)由下述電容耦合產(chǎn)生的輸出信號(hào)來(lái)捕捉用戶輸入，所述電容耦合是從所述電極基座中的所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極經(jīng)由所述碼盤到所述電極基座中相應(yīng)傳感電極的電容耦合。
2.如權(quán)利要求1所述的輸入裝置，其中，所述電極基座的各個(gè)傳感電極被互相電隔離并且每個(gè)單獨(dú)的傳感電極對(duì)應(yīng)于不同的輸出信號(hào)，并且其中每個(gè)傳感電極各與所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極被沿著所述電極基座的公共徑向而布置。
3.如權(quán)利要求2所述的輸入裝置，其中，所述碼盤的導(dǎo)電部分的圓周間隔相對(duì)于所述電極基座的各個(gè)傳感電極的圓周間隔配置成使得在所述碼盤的對(duì)應(yīng)于旋轉(zhuǎn)用戶輸入的每個(gè)旋轉(zhuǎn)位置，所述傳感電極陣列中只有一個(gè)傳感電極被所述碼盤的各個(gè)導(dǎo)電部分之一完全重疊。
4.如權(quán)利要求3所述的輸入裝置，其中，通過(guò)對(duì)所述電極基座的各個(gè)傳感電極的輸出信號(hào)幅度進(jìn)行互相比較來(lái)確定每個(gè)旋轉(zhuǎn)用戶輸入，其中所述一個(gè)被完全重疊的傳感電極的輸出信號(hào)的幅度顯著大于其余各個(gè)傳感電極的輸出信號(hào)幅度。
5.如權(quán)利要求1所述的輸入裝置，其中，所述碼盤包括被沿圓周方向分隔開(kāi)的輪輻的陣列，并且每個(gè)輪輻至少各包括第一傳感電極部分和第二傳感電極部分，所述第一傳感電極部分與所述第二傳感電極部分電隔離并且與所述第二傳感電極部分并排布置，其中所述各個(gè)輪輻的所有第一傳感電極部分被互相電耦合，并且所述各個(gè)輪輻的所有第二傳感電極部分被互相電耦合。
6.如權(quán)利要求4所述的輸入裝置，其中，每個(gè)輪輻各自包括第一傳感電極部分和第二傳感電極部分，所述第一傳感電極部分被與所述第二傳感電極部分并排布置，其中第一相應(yīng)輪輻的第一傳感電極部分被電耦合到第二相應(yīng)輪輻的第二傳感電極部分，并且其中所述第一相應(yīng)輪輻的第二傳感電極部分和所述第二相應(yīng)輪輻的第一傳感電極部分都被插入在所述第一相應(yīng)輪輻的第一傳感電極部分與所述第二相應(yīng)輪輻的第二傳感電極部分之間。
7.如權(quán)利要求6所述的輸入裝置，其中，所述第一相應(yīng)輪輻的第二傳感電極部分被電耦合到第三相應(yīng)輪輻的第二傳感電極部分，所述第一相應(yīng)輪輻沿圓周方向被插入在所述第三相應(yīng)輪輻與所述第二相應(yīng)輪輻之間。
8.如權(quán)利要求1所述的輸入裝置，其中，可基于所述電極基座的傳感電極陣列中的傳感電極的數(shù)目和所述碼盤的導(dǎo)電部分陣列中的導(dǎo)電部分的數(shù)目的乘積來(lái)選擇所述碼盤相對(duì)于所述電極基座的每個(gè)完整的360度旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)用戶輸入的數(shù)目，所述各個(gè)傳感電極彼此大體上等距分隔開(kāi)并且所述各個(gè)導(dǎo)電部分彼此大體上等距分隔開(kāi)。
9.如權(quán)利要求1所述的輸入裝置，其中，所述碼盤包括圍繞所述碼盤沿圓周方向延伸并且將所述各個(gè)導(dǎo)電部分電連接在一起的導(dǎo)線圖形，并且所述導(dǎo)線圖形與參考接地面電隔離。
10.如權(quán)利要求9所述的輸入裝置，其中，將所述碼盤的導(dǎo)線圖形的大小和形狀調(diào)整為使所述碼盤可以與所述電極基座的所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極連續(xù)地重疊，并且其中所述碼盤的導(dǎo)線圖形被布置為連續(xù)地與所述電極基座的所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極和相應(yīng)傳感電極兩者都重疊，以使得所述輸出信號(hào)基本連續(xù)地具有非零幅度。
11.如權(quán)利要求1所述的輸入裝置，還包括圍繞所述電極基座的圓周以大體上圓形圖案分隔開(kāi)的多個(gè)圓頂開(kāi)關(guān)，并且所述各個(gè)圓頂開(kāi)關(guān)中的每一個(gè)被安裝在所述電極基座的各個(gè)非導(dǎo)電部分中的每一個(gè)上以將所述各個(gè)圓頂開(kāi)關(guān)插入在所述電極基座的相鄰傳感電極之間，所述各個(gè)圓頂開(kāi)關(guān)與用于激活電子裝置的至少一個(gè)功能的控制器進(jìn)行通信。
12.如權(quán)利要求11所述的輸入裝置，其中，所述輸入裝置還包括被插入在所述碼盤與所述電極基座之間的托盤，所述托盤被配置為對(duì)所述碼盤相對(duì)于所述電極基座的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行導(dǎo)向，所述托盤包括至少一個(gè)臂構(gòu)件，所述臂構(gòu)件被配置為在所述托盤和所述碼盤中的至少一個(gè)發(fā)生傾斜運(yùn)動(dòng)時(shí)向所述各個(gè)圓頂開(kāi)關(guān)進(jìn)行按壓接觸，以激活所述各個(gè)圓頂開(kāi)關(guān)之一。
13.如權(quán)利要求11所述的輸入裝置，其中，所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極與所述各個(gè)圓頂開(kāi)關(guān)位置相同，并且被插入在所述電極基座中的在圓周方向上相鄰的傳感電極之間。
14.一種為電子裝置捕捉用戶輸入的方法，所述方法包括以相對(duì)于靜止基座可旋轉(zhuǎn)且與之垂直間隔開(kāi)的關(guān)系來(lái)安裝電學(xué)上無(wú)源的圓盤，所述圓盤包括多個(gè)分隔開(kāi)的沿徑向的導(dǎo)電部分并且所述基座包括沿著彼此的公共徑向來(lái)布置的第一傳感電極和第一驅(qū)動(dòng)電極；對(duì)所述圓盤相對(duì)于所述靜止基座的旋轉(zhuǎn)位置進(jìn)行檢測(cè)，以基于所述圓盤中的導(dǎo)電部分中的至少一個(gè)與所述基座中的第一傳感電極和第一驅(qū)動(dòng)電極兩者之間發(fā)生電容耦合的重疊來(lái)捕捉對(duì)應(yīng)于位置信號(hào)的旋轉(zhuǎn)用戶輸入信號(hào)；以及經(jīng)由所述圓盤的傾斜運(yùn)動(dòng)，對(duì)安裝在所述第一圓盤上的多個(gè)圓頂開(kāi)關(guān)中的一個(gè)圓頂開(kāi)關(guān)施加可釋放的力，來(lái)激活所述電子裝置的功能，所述各個(gè)圓頂開(kāi)關(guān)被安裝在所述基座上的圓盤之下并且與所述第一傳感電極和所述第一驅(qū)動(dòng)電極鄰近。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，無(wú)源圓盤的安裝包括把所述靜止基座布置為大體上圓盤形的構(gòu)件，該構(gòu)件包含包括所述第一傳感電極的多個(gè)傳感電極和包括所述第一驅(qū)動(dòng)電極的多個(gè)驅(qū)動(dòng)電極；以及把所述各個(gè)傳感電極布置為沿徑向向外延伸并大體上彼此分隔開(kāi)，并且把各個(gè)驅(qū)動(dòng)電極布置為沿徑向向外延伸并大體上彼此分隔開(kāi)，同時(shí)保持每個(gè)相應(yīng)的傳感電極與每個(gè)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電極沿公共徑向?qū)?zhǔn)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括基于以下條件來(lái)確定所述圓盤相對(duì)于所述靜止基座的全程旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)用戶輸入的數(shù)目(1)所述圓盤的相應(yīng)導(dǎo)電部分的數(shù)量；(2)所述基座的相應(yīng)傳感電極的數(shù)量；(3)所述圓盤的相鄰導(dǎo)電部分間的相對(duì)間隔和所述基座的相鄰傳感電極間的相對(duì)間隔，其中各個(gè)傳感電極被彼此電隔離并且對(duì)應(yīng)于所述位置信號(hào)的不同信號(hào)成分。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括基于識(shí)別所述輸出信號(hào)的不同幅度來(lái)確定所述圓盤相對(duì)于所述基座的全程旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)用戶輸入的數(shù)目，其中每個(gè)不同的幅度對(duì)應(yīng)于所述圓盤的相應(yīng)導(dǎo)電部分相對(duì)于所述靜止基座的相應(yīng)傳感電極的相對(duì)重疊程度。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其中，所述電子裝置的功能的激活包括把所述基座中的非導(dǎo)電部分上的相應(yīng)圓頂開(kāi)關(guān)插入分隔開(kāi)的相鄰傳感電極之間。
19.一種電子裝置，包括顯示屏，其包括在該顯示屏上可見(jiàn)的位置標(biāo)識(shí)符；輸入裝置，其包括電極基座，其包括沿圓周方向分隔開(kāi)的輪輻的陣列、被插入各相鄰輪輻之間的非導(dǎo)電部分的陣列，其中每個(gè)輪輻各包括至少一個(gè)傳感電極和驅(qū)動(dòng)電極；碼盤，其相對(duì)于所述電極基座被可旋轉(zhuǎn)地安裝并且相對(duì)于所述電極基座被垂直地間隔開(kāi)，所述碼盤包括沿圓周方向分隔開(kāi)的導(dǎo)電輪輻的陣列和被插入在所述碼盤的各相鄰導(dǎo)電輪輻之間的非導(dǎo)電部分的陣列；以及控制器，其被配置為將所述位置標(biāo)識(shí)符的移動(dòng)定向到第一方向和與所述第一方向相反的第二方向中的至少一個(gè)，所述移動(dòng)基于所述碼盤相對(duì)于所述電極基座的旋轉(zhuǎn)位置，基于經(jīng)由下述電容耦合產(chǎn)生的輸出信號(hào)來(lái)確定旋轉(zhuǎn)用戶輸入，所述電容耦合是從所述電極基座中的驅(qū)動(dòng)電極經(jīng)由所述碼盤到所述電極基座中的所述至少一個(gè)傳感電極的電容耦合，其中根據(jù)所述碼盤中的相應(yīng)導(dǎo)電輪輻相對(duì)于所述電極基座中的相應(yīng)輪輻中對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)傳感電極的重疊程度來(lái)確定所述輸出信號(hào)的幅度。
20.如權(quán)利要求19所述的電子裝置，其中，所述電極基座中的每個(gè)輪輻中的所述至少一個(gè)傳感電極包括第一部分和第二部分，所述第二部分與所述第一部分電隔離，并且其中所述第一部分對(duì)應(yīng)于第一傳感電極，所述第二部分對(duì)應(yīng)于第二傳感電極。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種輸入裝置。所述輸入裝置包括電極基座和相對(duì)于所述電極基座被可旋轉(zhuǎn)地安裝并垂直間隔開(kāi)的碼盤。所述電極基座包括沿圓周方向隔開(kāi)的傳感電極的第一陣列、被插入各相鄰傳感電極之間的非導(dǎo)電部分的陣列，以及至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極。所述碼盤包括沿圓周方向分隔開(kāi)的導(dǎo)電部分的陣列和被插入在所述碼盤的各相鄰導(dǎo)電部分之間的非導(dǎo)電部分的陣列。所述控制器被配置為基于經(jīng)由下述電容耦合產(chǎn)生的輸出信號(hào)來(lái)捕捉用戶輸入，所述電容耦合是從所述電極基座中的所述至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)電極經(jīng)由所述碼盤到所述電極基座中的相應(yīng)傳感電極的電容耦合。
文檔編號(hào)G06F3/033GK101063914SQ20071009798
公開(kāi)日2007年10月31日 申請(qǐng)日期2007年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月25日
發(fā)明者蒂莫西·詹姆斯·奧斯利, 喬納·哈利, 托馬斯·帕提克·墨菲, 艾拉·沙皮奧 申請(qǐng)人:安華高科技光纖Ip(新加坡)私人有限公司