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用戶輸入裝置中的傳感器結(jié)構(gòu)的制作方法

文檔序號(hào):6456251閱讀:159來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:用戶輸入裝置中的傳感器結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明總地涉及用戶輸入裝置。具體而言,本發(fā)明涉及用戶裝置中的 傳感器結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)
在消費(fèi)性電子產(chǎn)品中應(yīng)用了多種輸入裝置。通過(guò)這些輸入裝置完成的 操作通常涉及在顯示屏幕上移動(dòng)光標(biāo)并進(jìn)行選擇。 一些輸入裝置包括按 鍵、開(kāi)關(guān)、鍵盤、鼠標(biāo)、軌跡球、觸摸板、操縱桿、以及觸摸屏等。在設(shè) 計(jì)消費(fèi)性電子裝置時(shí),上述裝置中的每一種都存在需要加以考慮的優(yōu)點(diǎn)及 缺點(diǎn)。按鍵及開(kāi)關(guān)本質(zhì)上總體為機(jī)械結(jié)構(gòu),對(duì)光標(biāo)(或其他選擇器)的運(yùn) 動(dòng)及進(jìn)行選擇只能提供受限的控制。例如,按鍵及開(kāi)關(guān)通常只能專用于在 特定方向上移動(dòng)光標(biāo)(例如,箭頭鍵)或進(jìn)行特定選擇(例如,確認(rèn)、刪
除、數(shù)字等)。在一些手持個(gè)人數(shù)位助理(PDA)的情況下,輸入裝置應(yīng)
用觸摸感應(yīng)顯示屏幕。在使用這種屏幕時(shí),用戶通過(guò)使用觸筆或手指直接 點(diǎn)擊目標(biāo)來(lái)進(jìn)行選擇。
在諸如膝上電腦的便攜計(jì)算裝置中,輸入裝置通常為觸摸板。利用觸 摸板,當(dāng)手指沿觸摸板的表面移動(dòng)時(shí),輸入指針(即,光標(biāo))的運(yùn)動(dòng)與用 戶手指(或觸筆)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)。當(dāng)在觸摸板的表面上檢測(cè)到一次或多 次敲擊時(shí),觸摸板還可在顯示屏幕上進(jìn)行選擇。在一些情況下,可以敲擊 觸摸板的任意部分,而在其他情況,可以敲擊觸摸板的專用部分。在諸如
桌上電腦的靜止裝置中,通常在鼠標(biāo)及軌跡球中選擇輸入裝置。圖1A-1C 示出了可用于電子裝置的常規(guī)點(diǎn)撥輪(click wheel)。圖1A示出了包括五 個(gè)機(jī)械開(kāi)關(guān)102 (其實(shí)現(xiàn)五個(gè)按鍵)的點(diǎn)撥輪100。圖1B示出了位于點(diǎn)撥 輪的頂表面下方的觸摸傳感器的俯視圖。在本示例中,觸摸傳感器104由 布置為環(huán)狀結(jié)構(gòu)的八個(gè)部分構(gòu)成。圖1C示出了機(jī)械開(kāi)關(guān)及觸摸傳感器兩
7者。
上述常規(guī)點(diǎn)撥輪存在問(wèn)題其中一個(gè)是,隨著點(diǎn)撥輪尺寸的減小(這對(duì) 于諸如MP3播放器及蜂窩電話的便攜電子裝置是理想的),將多個(gè)機(jī)械開(kāi)
關(guān)裝配進(jìn)入常規(guī)點(diǎn)撥輪變得越來(lái)越困難。如圖1C所示,由箭頭106表示
的兩個(gè)機(jī)械開(kāi)關(guān)之間的空間會(huì)非常小,制造會(huì)很困難且成本高昂。另一方 面,并不希望將機(jī)械開(kāi)關(guān)的尺寸減小到小于特定尺寸,這是因?yàn)橛脩魰?huì)難 以感覺(jué)到開(kāi)關(guān),由此會(huì)劣化用戶感受。上述常規(guī)點(diǎn)撥輪的另一個(gè)問(wèn)題是點(diǎn) 撥輪下方的區(qū)域會(huì)局促地布置有機(jī)械開(kāi)關(guān)及觸摸傳感器兩者。因此,會(huì)難 以將信號(hào)通過(guò)觸摸傳感器從機(jī)械開(kāi)關(guān)傳遞至處理由機(jī)械開(kāi)關(guān)產(chǎn)生的信號(hào)的 控制器。上述常規(guī)點(diǎn)撥輪的又一問(wèn)題是其僅提供角度信息而非用戶輸入的 位置距離。但是,如果用戶按壓中心開(kāi)關(guān)與四個(gè)周邊開(kāi)關(guān)其中一者之間的 位置,則常規(guī)點(diǎn)撥輪會(huì)不能精確地判定用戶希望按壓兩個(gè)開(kāi)關(guān)中的哪一 個(gè)。
因此,需要一種方法及設(shè)備,用于實(shí)現(xiàn)用戶裝置中的多個(gè)按鍵,以解 決常規(guī)點(diǎn)撥輪的問(wèn)題。并且需要改進(jìn)的傳感器結(jié)構(gòu),以解決常規(guī)點(diǎn)撥輪的 問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本申請(qǐng)公開(kāi)了用于用戶裝置的改進(jìn)傳感器結(jié)構(gòu)。其使得諸如蜂窩電話
或MP3播放器的用戶裝置中的點(diǎn)撥輪能夠小型化。具有改進(jìn)傳感器結(jié)構(gòu)的 用戶輸入裝置可包括開(kāi)關(guān)、 一個(gè)或更多觸摸傳感器、以及處理器,所述開(kāi) 關(guān),被設(shè)置以檢測(cè)用戶施加的力,所述一個(gè)或更多觸摸傳感器被設(shè)置以檢 測(cè)相對(duì)于開(kāi)關(guān)位于外圍的用戶輸入的角位置,處理器被設(shè)置以根據(jù)用戶輸 入的壓力及角位置來(lái)產(chǎn)生信號(hào),所述信號(hào)用以執(zhí)行從多個(gè)預(yù)定任務(wù)中選擇 的任務(wù)。觸摸傳感器可包括電容、電阻、表面聲波、壓力及光學(xué)傳感器。 機(jī)械開(kāi)關(guān)可包括萬(wàn)向按鍵,萬(wàn)向按鍵具有萬(wàn)向板、位于萬(wàn)向板下方并可被 設(shè)置以響應(yīng)于用戶輸入的力而發(fā)生形變的柔性構(gòu)件、以及被布置以支撐柔 性構(gòu)件及萬(wàn)向板的支撐表面。通??刹捎锰幚砥饕曰谟脩羰┘拥牧拔?置而產(chǎn)生信號(hào),所述信號(hào)表明按鍵之一正在被按壓。


在結(jié)合附圖閱讀了對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的詳細(xì)描述之后,將更好地理解本 發(fā)明的上述特征及優(yōu)點(diǎn),以及其他另外的特征及優(yōu)點(diǎn)。在附圖中使用相同 的標(biāo)號(hào)。
圖1A-1C示出了常規(guī)點(diǎn)撥輪裝置。
圖2A-2D示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例用于實(shí)現(xiàn)輸入裝置中多個(gè)按
鍵的方法。
圖3A及圖3B示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例用于實(shí)現(xiàn)輸入裝置中多 個(gè)按鍵的另一方法。
圖4A及圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例用于實(shí)現(xiàn)一組按鍵的方法。
圖5A-5C示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例用于實(shí)現(xiàn)輸入裝置中多個(gè)按 鍵的傳感器結(jié)構(gòu)。
圖6A-6C示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例輸入裝置中萬(wàn)向按鍵的實(shí)現(xiàn) 示例。
圖7A-7C示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例輸入裝置的其他實(shí)現(xiàn)示例。 圖8A-8C示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例點(diǎn)撥輪裝置的操作。 圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例計(jì)算系統(tǒng)的簡(jiǎn)化框圖的示例。 圖IO示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例輸入裝置的簡(jiǎn)化立體視圖。 圖11A-11D示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例點(diǎn)撥輪裝置的應(yīng)用。 圖12A及圖12B示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例在媒體播放器中對(duì)輸 入裝置的安裝。
圖13示出了包含根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的輸入裝置的遙控器的簡(jiǎn) 化框圖。
具體實(shí)施例方式
本申請(qǐng)?zhí)峁┝擞糜谟脩糨斎胙b置中的改進(jìn)傳感器結(jié)構(gòu)所用的方法及裝 置。進(jìn)行以下描述以使本領(lǐng)域技術(shù)人員可實(shí)施并使用本發(fā)明。對(duì)具體實(shí)施例及應(yīng)用的描述僅用于說(shuō)明。對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,對(duì)這里描述的示例 的各種改變及結(jié)合是顯而易見(jiàn)的,在不脫離本發(fā)明的精神及范圍的同時(shí), 這里所界定的基本原理可應(yīng)用于其他示例及應(yīng)用。因此,本發(fā)明并不意在 被限制于這里描述及示出的示例,而應(yīng)具有與這里所揭示的原理及特征一 致的最寬范圍。
以下詳細(xì)描述的一些部分表示為流程圖、邏輯框、以及其他可在計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)上完成的對(duì)信息進(jìn)行處理的示意圖。在這里,過(guò)程、計(jì)算機(jī)執(zhí)行步 驟、邏輯框、程序等被視為引發(fā)希望結(jié)果的一個(gè)或更多步驟或指令的自洽
序列(self-consistent sequence)。步驟是利用物理量的實(shí)體操作的步驟。 上述物理量可以采取能夠在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中被存儲(chǔ)、傳輸、合并、對(duì)比并以 其他方式操作的電、磁、或無(wú)線電信號(hào)的形式。上這信號(hào)有時(shí)可被稱為 位、值、元素、符號(hào)、字符、項(xiàng)、或數(shù)等。每個(gè)步驟均可通過(guò)硬件、軟 件、固件、或其結(jié)合來(lái)執(zhí)行。
這里描述的代表實(shí)施例涉及大致同時(shí)使用來(lái)自運(yùn)動(dòng)指示器及位置指示 器的信號(hào)以產(chǎn)生命令的裝置。安裝在該裝置的框架中的平臺(tái)可包括可表明 與平臺(tái)接觸的目標(biāo)(例如用戶手指)位置的傳感器。此外,裝置上的運(yùn)動(dòng) 指示器可檢測(cè)平臺(tái)相對(duì)于框架的運(yùn)動(dòng)。用戶可按壓平臺(tái)以產(chǎn)生按鍵命令。 因?yàn)榭筛鶕?jù)位置指示器來(lái)判定驅(qū)動(dòng)力在觸摸板上的位置,故根據(jù)用戶在平 臺(tái)上何位置按壓平臺(tái)可產(chǎn)生不同的按鍵命令。
圖2A-2D示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例實(shí)現(xiàn)輸入裝置中多個(gè)按鍵的 方法。圖2A示出了使用萬(wàn)向按鍵及目標(biāo)感應(yīng)裝置的輸入裝置的俯視圖。 外圓200表示萬(wàn)向按鍵的底表面,而內(nèi)圓201則表示萬(wàn)向按鍵的頂表面。 以下結(jié)合圖6A-6C來(lái)描述萬(wàn)向按鍵的詳細(xì)描述及剖視圖。圖7A-7C描述了 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的萬(wàn)向按鍵的另一可行實(shí)現(xiàn)示例。由萬(wàn)向按鍵及觸摸 傳感器感應(yīng)到的信號(hào)組合可向系統(tǒng)提供與用戶希望完成的需求控制相關(guān)的 信息。圖2B示出了位于萬(wàn)向按鍵的頂表面下方的目標(biāo)感應(yīng)裝置的可行結(jié) 構(gòu)。在本示例中,目標(biāo)感應(yīng)裝置包括沿萬(wàn)向板一側(cè)布置的十六個(gè)傳感器 202,以及位于萬(wàn)向板中心的傳感器204。每個(gè)傳感器202均可電連接或電 分隔,傳感器202與傳感器204可由空間203電分隔。注意,可使用目標(biāo)感應(yīng)裝置來(lái)表示各種不同的感應(yīng)裝置,包括(不限于)觸摸感應(yīng)裝置及/或 接近感應(yīng)裝置,例如觸摸板、觸摸屏幕等。
在圖2B所示的實(shí)施例中,傳感器結(jié)構(gòu)可感應(yīng)例如從萬(wàn)向按鍵的中心 測(cè)量到的角度信息及徑向距離信息兩者。利用上述角度及距離信息,可使 點(diǎn)撥輪裝置能對(duì)用戶觸摸或按壓的任何位置進(jìn)行定位。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例,可使用極坐標(biāo)系來(lái)判定用戶在區(qū)域中輸入 的位置??赏ㄟ^(guò)兩個(gè)極坐標(biāo)(即徑向坐標(biāo)及角度坐標(biāo))來(lái)確定極坐標(biāo)系中 各個(gè)位置。徑向坐標(biāo)(通常表示為R)表示特定位置距離稱為極點(diǎn)的中心 點(diǎn)的距離。角度坐標(biāo)(也稱為極角,通常表示為0)表示從極坐標(biāo)系的0° 射線(即極軸)到達(dá)特定位置所需的逆時(shí)針角度。
例如,如果傳感器感應(yīng)到非常接近極坐標(biāo)(0, 0°)的位置被觸摸或
按壓,則可使用該感應(yīng)信息表明中心按鍵被按壓。類似的,如果傳感器感
應(yīng)到非常接近極坐標(biāo)(R, 0。) 、 (R, 90°) 、 (R, 180°)、或(R, 270°)的位置被按壓,則可使用該感應(yīng)信息表明圖1A的右側(cè)、上側(cè)、左 側(cè)、或底側(cè)按鍵被按壓。利用該方法,可結(jié)合圖2A-2C所示的一組觸摸傳 感器利用單一開(kāi)關(guān)(例如,萬(wàn)向按鍵)來(lái)模擬多個(gè)按鍵。
注意,在圖2B的示例中使用了八個(gè)傳感器部分。在本發(fā)明的其他實(shí) 現(xiàn)示例中,可以使用不同數(shù)量的觸摸傳感器部分(例如十六個(gè))來(lái)實(shí)現(xiàn)外 傳感器環(huán)。例如,為了繞點(diǎn)撥輪實(shí)現(xiàn)96個(gè)角度位置,可使用8個(gè)傳感器 部分或16個(gè)傳感器部分。在任一種情況下,通過(guò)插入由8個(gè)、16個(gè)或任 意其他常規(guī)數(shù)量的傳感器獲取的傳感器信號(hào)可檢測(cè)96個(gè)分隔開(kāi)的角位 置。
當(dāng)使用較小傳感器組(例如,8個(gè))時(shí),每個(gè)傳感器均占據(jù)較大面 積,由此該傳感器結(jié)構(gòu)可提供較好的信噪比。但是,在該傳感器結(jié)構(gòu)的情 況下,可作為收集信息來(lái)源的傳感器的數(shù)量較少。另一方面,當(dāng)使用較大 傳感器組(例如,16個(gè))時(shí),每個(gè)傳感器會(huì)覆蓋較小面積,這意味著有較 大數(shù)量的傳感器可用于收集信息,由此該傳感器結(jié)構(gòu)可在對(duì)傳感器信噪比 妥協(xié)的同時(shí)提供較好的感應(yīng)分辨率。因此,對(duì)于任意給定結(jié)構(gòu)的傳感器, 在傳感器尺寸(并因此在數(shù)量)與信噪比之間會(huì)存在一種折衷設(shè)計(jì)方案。
ii在傳感器已經(jīng)產(chǎn)生了較好信噪比的設(shè)計(jì)方案中,可以增大傳感器的數(shù) 量(即,減小每個(gè)傳感器的面積)以收集由傳感器產(chǎn)生的更精細(xì)的分辨率 信息。在傳感器具有較差的信噪比的設(shè)計(jì)方案中,可以減少傳感器的數(shù)量 (即,增大每個(gè)傳感器的面積)以增大由傳感器產(chǎn)生的信噪比。
圖2C示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例用于在極坐標(biāo)系中判定用戶按 壓的徑向精度的方法。如圖2C的示例所示,傳感器被布置在三個(gè)不同區(qū)
域,即萬(wàn)向按鍵的內(nèi)部區(qū)域212,中間區(qū)域210,以及外部區(qū)域202。圖 2C還示出了圓214,其代表用戶觸摸或按壓的區(qū)域,以及形心(centroid) 215,其代表用戶在其上施加力或壓力的圓214的中心。為了判定圓214 按壓了中心按鍵還是左側(cè)按鍵, 一種方法是對(duì)中心按鍵與左側(cè)按鍵之間的 由虛線216代表的閾線(threshold line)進(jìn)行計(jì)算。如圖2C所示的情況, 為了產(chǎn)生左側(cè)按鍵按壓,形心215會(huì)處于閾線216外部。為了產(chǎn)生中心按 鍵按壓,形心215會(huì)處于閾線216內(nèi)部(未示出)。還可以將多條閾線 (未示出)與閾線216 —起使用以提供用戶按鍵的形心215的徑向位置的 不同分辨率。
圖2D示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例用于在極坐標(biāo)系中判定用戶按 壓的角精度的方法。在本示例中,圓218代表用戶觸摸的區(qū)域的附近位 置。為了判定該圓按壓了頂部按鍵還是左側(cè)按鍵, 一種方法是對(duì)由虛線 45°, 135°, 225。以及315。標(biāo)記的四個(gè)象限進(jìn)行識(shí)別。例如,為了產(chǎn)生頂部 按鍵按壓,在逆時(shí)針?lè)较蛏闲涡?19會(huì)落在由45°及135。線標(biāo)記的象限之 間。類似地,左側(cè)按鍵可由135。及225。線之間的區(qū)域界定,底部按鍵可由 225°以及315。線之間的區(qū)域界定,而右側(cè)按鍵可由315°及45。線之間的區(qū) 域界定。在其他實(shí)施例中,可界定不同數(shù)量的區(qū)域以在傳感器結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn) 不同數(shù)量的按鍵。例如,可以使用六個(gè)60。區(qū)域來(lái)沿點(diǎn)撥輪的外環(huán)實(shí)現(xiàn)六 個(gè)按鍵,可以使用八個(gè)45。區(qū)域來(lái)沿點(diǎn)撥輪的外環(huán)實(shí)現(xiàn)八個(gè)按鍵等。
在其他手段中,該方法可進(jìn)一步考慮用戶手指(或觸筆)的位置經(jīng) 歷。例如,如果之前在第一區(qū)域中記錄到用戶手指,則在可確認(rèn)第二區(qū)域 中的按鍵接壓之前,該方法可以要求觸摸傳感器確認(rèn)用戶手指已經(jīng)移動(dòng)至 第二區(qū)域。以此方式,可以避免因突然顫抖或手指打滑引發(fā)的錯(cuò)誤。注意,在圖2C中,可以使用來(lái)自傳感器211, 213及210的信號(hào)來(lái)插 入手指的形心215距極坐標(biāo)系中心的距離。還可使用來(lái)自輔助性鄰近傳感 器(例如來(lái)自中心傳感器212)的信號(hào)。類似地,在圖2D中,可以使用 來(lái)自緊鄰傳感器209, 210及211的信號(hào)來(lái)插入手指的形心219距0°極軸 的角位置??蛇€使用來(lái)自輔助性鄰近傳感器(例如來(lái)自中心傳感器212) 的信號(hào)來(lái)插入形心219的角位置。
在名稱為"Touch Pad for Hand-held Device"的美國(guó)專利號(hào)7,046,230 中描述了基于極坐標(biāo)的觸摸板其他示例,在這里通過(guò)引用將其全部?jī)?nèi)容包 含于本說(shuō)明書中。
圖3A及3B示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例用于在輸入裝置中實(shí)現(xiàn)多 個(gè)按鍵的另一種方法。圖3A示出了萬(wàn)向按鍵,其中外圓300代表萬(wàn)向按 鍵的底表面,而內(nèi)圓301則示出了萬(wàn)向按鍵的頂表面。圖3B示出了利用 布置為兩維柵格的傳感器來(lái)感應(yīng)用戶手指(或觸筆)的方法。在一個(gè)示例 中,兩維柵格可實(shí)現(xiàn)X-Y柵格以判定用戶手指(或觸筆)的位置(或形 心)。
如圖3B所示,可通過(guò)彼此呈直角并形成平面(x-y平面)的兩條軸來(lái) 界定兩維的X-Y柵格。通常將水平軸稱為x軸,并通常將豎直軸稱為y 軸。在三維坐標(biāo)系中,增加通常稱為z軸(未示出)的另一條軸以設(shè)置空 間測(cè)量的三維。當(dāng)用戶加力以按壓萬(wàn)向按鍵時(shí),測(cè)量用戶手指在z軸上的 運(yùn)動(dòng)。軸可以限定為相互正交(彼此成直角)。
軸會(huì)聚的相交點(diǎn)被稱為原點(diǎn)306。 x軸及y軸界定了被稱為x-y平面的 平面。為了在二維坐標(biāo)系上確定具體的點(diǎn),以有序?qū)?x,y)的形式首先 指明x單位(橫坐標(biāo)),接著指明y單位(縱坐標(biāo))。例如,點(diǎn)308可由 有序?qū)?Xl, yi)表示,指明其距原點(diǎn)306的水平距離(Xl)及豎直距離 (yi)。根據(jù)X-Y柵格,可以獲得極坐標(biāo)系的半徑及角度信息。例如,對(duì) 于有序?qū)?Xl, yi),其距原點(diǎn)的徑向距離等于(Xl2 + yi2)的平方根,而 其距0。極軸的角位置(0)等于tan" (yi/Xl)。利用計(jì)算得到的半徑及角 度信息,所描述的用于圖2A-2D中的極坐標(biāo)系的技術(shù)也可應(yīng)用于圖3B所 示的X-Y柵格。圖4A及圖4B示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例用于實(shí)現(xiàn)按鍵組的方
法。圖4A示出了由三個(gè)按鍵402, 404及406構(gòu)成的常規(guī)裝置400,其中 每個(gè)按鍵均被機(jī)械開(kāi)關(guān)(未示出)實(shí)現(xiàn)。圖4B示出了使用傳感器組及僅 一個(gè)開(kāi)關(guān)(例如,萬(wàn)向按鍵)實(shí)現(xiàn)圖4A的三個(gè)按鍵的示例。在圖4B所示 的示例中,可將該裝置設(shè)置成傳感器區(qū)域407, 408及409以感應(yīng)分別與 偽按鍵410, 412及414 (如虛線所示)相對(duì)應(yīng)的用戶輸入。在該手段中, 例如由萬(wàn)向按鍵實(shí)現(xiàn)的一個(gè)開(kāi)關(guān)可位于中心按鍵412的位置。利用與圖 2A-2D的示例類似的原理,三個(gè)傳感器區(qū)域與萬(wàn)向按鍵的結(jié)合能夠模擬圖 4A所示三個(gè)獨(dú)立機(jī)械開(kāi)關(guān)的功能。
圖5A-5C示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例用于在輸入裝置中實(shí)現(xiàn)多個(gè) 按鍵的傳感器結(jié)構(gòu)。圖5A中的示例示出了包括五個(gè)開(kāi)關(guān)501 (其實(shí)現(xiàn)五 個(gè)按鍵,其中觸摸傳感器502布置在包括開(kāi)關(guān)501的區(qū)域的外部)的輸入 裝置的俯視圖。上述傳感器結(jié)構(gòu)解決了圖1C的常規(guī)點(diǎn)撥輪的空間局促問(wèn) 題。在上述設(shè)置中,因?yàn)閭鞲衅鞑辉倥c開(kāi)關(guān)布置在相同區(qū)域中,故在開(kāi)關(guān) 周圍存在更多空間來(lái)傳播產(chǎn)生的信號(hào)。類似地,因?yàn)殚_(kāi)關(guān)不再與傳感器布 置在相同區(qū)域中,故在觸摸傳感器下方存在更多空間來(lái)傳播由觸摸傳感器 產(chǎn)生的信號(hào)。在上述傳感器結(jié)構(gòu)中,傳感器組檢測(cè)用戶手指(或觸筆)的 角位置,并由此提供點(diǎn)撥輪的巻動(dòng)功能。此外,可使用這些傳感器來(lái)檢測(cè) 位置信息(例如,徑向距離),以判定用戶是否按壓了中心按鍵或頂部、 底部、左側(cè)或右側(cè)按鍵。
在點(diǎn)撥輪較小(例如小于約20毫米)的情況下,整個(gè)點(diǎn)撥輪會(huì)被用 戶手指覆蓋,由此導(dǎo)致很難檢測(cè)用戶手指的環(huán)形巻動(dòng)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)將觸摸傳 感器布置在切口 (cutout)區(qū)域的外部,該傳感器結(jié)構(gòu)給予用戶更多的空 間進(jìn)行巻動(dòng),由此改進(jìn)了輸入裝置的用戶體驗(yàn)。
圖5B示出了利用萬(wàn)向按鍵實(shí)現(xiàn)的點(diǎn)撥輪裝置的俯視圖,其中觸摸傳 感器502布置在包括機(jī)械開(kāi)關(guān)的區(qū)域的外部。與圖5A類似,該傳感器結(jié) 構(gòu)解決了圖1C的常規(guī)點(diǎn)撥輪的空間局促問(wèn)題。在上述設(shè)置中,萬(wàn)向按鍵 503與觸摸傳感器502的結(jié)合可實(shí)現(xiàn)之前結(jié)合圖2A-2D, 3A及3B描述的 多個(gè)機(jī)械開(kāi)關(guān)的功能。圖5C中增加了可選的補(bǔ)充傳感器組504以改進(jìn)由傳感器502檢測(cè)的位置及角度信息的精度。
圖6A-6C示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例在輸入裝置中實(shí)現(xiàn)萬(wàn)向按鍵 的實(shí)現(xiàn)示例。輸入裝置600可包括安裝在萬(wàn)向板605上的觸摸板604。利 用頂板602可將萬(wàn)向板保持在殼體內(nèi)的空間601中。萬(wàn)向板604可布置在 柔性構(gòu)件608的頂部上。
萬(wàn)向板605的運(yùn)動(dòng)會(huì)驅(qū)動(dòng)一個(gè)或更多運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器。例如,可圍繞萬(wàn)向 板605布置或在其上布置一個(gè)或更多運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器,這些檢測(cè)器可被萬(wàn)向板 605的傾斜或其他希望的運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)。柔性構(gòu)件608可以是運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器的一 部分,例如表面安裝的拱頂開(kāi)關(guān)。
可將柔性構(gòu)件608形成為泡狀,其可提供彈力以推動(dòng)萬(wàn)向板與框架 602的頂壁匹配接合并遠(yuǎn)離柔性構(gòu)件608的支撐表面。翼片606可從萬(wàn)向 板606的側(cè)向突出并在頂板602下方延伸。
可允許萬(wàn)向板605在切口 601中浮動(dòng)。切口 601的形狀大致可與萬(wàn)向 板604的形狀相符合。由此,上述單元可大致通過(guò)頂板602的側(cè)壁603沿 x軸及y軸被限制,并通過(guò)頂板602與萬(wàn)向板604上的翼片606的接合而 沿z軸被限制。因此萬(wàn)向板604能夠在空間601內(nèi)運(yùn)動(dòng),同時(shí)通過(guò)頂板 602的壁可避免運(yùn)動(dòng)到完全脫離空間601。
參考圖6B及6C,根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,用戶在萬(wàn)向板604上對(duì)希望的按 鍵功能位置進(jìn)行按壓。如圖6B所示,如果用戶按壓萬(wàn)向板604的一側(cè), 則萬(wàn)向板傾斜,由此導(dǎo)致柔性構(gòu)件608發(fā)生不對(duì)稱的形變。翼片606及支 撐表面610可限制萬(wàn)向板的傾斜量。萬(wàn)向板可以以圍繞萬(wàn)向板360度的模 式繞軸線傾斜。可以布置一個(gè)或更多運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器以監(jiān)控萬(wàn)向板的運(yùn)動(dòng)。
圖6C示出了如果用戶壓下萬(wàn)向板604的中心,則萬(wàn)向板在殼體內(nèi)向 下運(yùn)動(dòng)而不會(huì)傾斜,由此使得柔性構(gòu)件608發(fā)生對(duì)稱形變。然而,萬(wàn)向板 仍然被頂板602的壁限制在殼體內(nèi)。
安裝在萬(wàn)向板604上的觸摸板605在萬(wàn)向板604被按壓時(shí)提供用戶手 指位置。輸入裝置使用該位置信息來(lái)判定用戶希望何種按鍵功能。例如, 如圖IO所示,可將界面劃分為不同的按鍵區(qū)。在此情況下,可以使用對(duì) 萬(wàn)向板604的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控的單一運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器的驅(qū)動(dòng)來(lái)提供若干個(gè)按鍵命
15令。例如,由觸摸板605上的萬(wàn)向板604產(chǎn)生的第一信號(hào)可產(chǎn)生表明用戶
手指在萬(wàn)向板上的位置的第一信號(hào)。然后可使用諸如拱頂開(kāi)關(guān)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè) 器來(lái)產(chǎn)生表明萬(wàn)向板已經(jīng)運(yùn)動(dòng)(例如受到下壓)的第二信號(hào)。
如圖9所示,包括萬(wàn)向板及觸摸板的輸入裝置可以是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)439 的一部分。通信接口 454可向包括處理器457的計(jì)算裝置442提供分別由 觸摸板及運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器提供的第一及第二信號(hào)。然后處理器可判定哪個(gè)命令 與第一及第二信號(hào)的結(jié)合相關(guān)。以此方式,通過(guò)在觸摸板上在不同位置按 壓來(lái)對(duì)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器進(jìn)行的驅(qū)動(dòng)可對(duì)應(yīng)于不同動(dòng)作,并可以使用單一運(yùn)動(dòng)檢 測(cè)器來(lái)提供圍繞萬(wàn)向板604布置的多個(gè)按鍵的功能。
如圖6A-6C所示使用觸摸板605及萬(wàn)向板604的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于可以通 過(guò)單一運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器來(lái)模擬多個(gè)按鍵功能。相較于使用不同運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器以產(chǎn) 生各個(gè)按鍵命令的裝置,可以使用該方法來(lái)產(chǎn)生具有較少部件的裝置。
在萬(wàn)向板下方布置單一運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器還可改進(jìn)輸入裝置的觸感。在用戶 按壓的萬(wàn)向板的任意部分上,裝置的用戶將僅感覺(jué)到單一的點(diǎn)撥 (click)。使多個(gè)機(jī)械開(kāi)關(guān)型運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器位于萬(wàn)向板下方會(huì)帶來(lái)"壓碎 (crunching)"感,其中當(dāng)用戶壓下萬(wàn)向板時(shí)其感覺(jué)到一系列多個(gè)點(diǎn)撥。 圖7A-7C示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的輸入裝置的其他實(shí)現(xiàn)示 例。在圖7A-7C所示的示例中,通過(guò)用戶按壓圍繞點(diǎn)撥輪624的任何位置 可驅(qū)動(dòng)第一拱頂開(kāi)關(guān)622,通過(guò)按壓中心按鍵628可驅(qū)動(dòng)第二拱頂開(kāi)關(guān) 626。
圖7A-7C示出了圍繞中心按鍵628 (其布置在點(diǎn)撥輪中心)的點(diǎn)撥輪 624的剖視圖。點(diǎn)撥輪624包括觸摸板625。設(shè)置點(diǎn)撥輪624以相對(duì)于框架 630進(jìn)行萬(wàn)向運(yùn)動(dòng)以為點(diǎn)撥輪624上的任何位置來(lái)提供點(diǎn)撥動(dòng)作。
點(diǎn)撥輪624被限制在設(shè)置于框架630內(nèi)的空間632中。點(diǎn)撥輪624能 夠在空間632內(nèi)運(yùn)動(dòng),同時(shí)通過(guò)框架630的壁仍然可防止其運(yùn)動(dòng)到完全脫 離空間632??臻g632的形狀大致與點(diǎn)撥輪624的形狀相符合。因此,該 單元通過(guò)框架630的側(cè)壁634被沿x軸及y軸大致限制,并通過(guò)框架630 的頂壁636及底壁640被沿z軸大致限制。在側(cè)壁與平臺(tái)之間設(shè)置較小間 隙,以允許觸摸板繞其軸線萬(wàn)向運(yùn)動(dòng)360度而沒(méi)有阻礙(例如,微量的竄動(dòng))。在一些情況下,平臺(tái)可包括沿X軸及y軸延伸的翼片,以防止沿Z 軸旋轉(zhuǎn)。
可將中心按鍵628布置在點(diǎn)撥輪624中的空間642內(nèi)??赏ㄟ^(guò)點(diǎn)撥輪 624的側(cè)壁644沿x軸及y軸、并通過(guò)點(diǎn)撥輪624的翼片646以及底壁640 沿z軸將中心按鍵628限制在空間642內(nèi),當(dāng)中心按鍵628被按壓時(shí),底 壁640與腿部647連接。
兩個(gè)拱頂開(kāi)關(guān)622及626被布置在中心按鍵628下方。這兩個(gè)拱頂開(kāi) 關(guān)提供了機(jī)械彈性動(dòng)作中心按鍵628及點(diǎn)撥輪624。加強(qiáng)件648被布置在 兩個(gè)拱頂開(kāi)關(guān)之間。加強(qiáng)件648延伸通過(guò)腿部647中的孔并位于點(diǎn)撥輪 624下方。在此情況下,加強(qiáng)件648可將拱頂開(kāi)關(guān)622及626的彈力傳遞 至點(diǎn)撥輪624,將可將用戶施加至點(diǎn)撥輪624的力傳遞至拱頂開(kāi)關(guān)622。
圖7B示出當(dāng)用戶按壓點(diǎn)撥輪624時(shí)如何做到僅驅(qū)動(dòng)點(diǎn)撥輪拱頂開(kāi)關(guān) 622。當(dāng)用戶在點(diǎn)撥輪624上任何位置按壓時(shí),其在區(qū)域632內(nèi)萬(wàn)向運(yùn) 動(dòng),且由用戶施加的力通過(guò)加強(qiáng)件648及底壁640被傳遞至倒置拱頂開(kāi)關(guān) 622。底壁640可包括小塊650,用于將點(diǎn)撥的力傳遞至拱頂開(kāi)關(guān)622的中 心。因?yàn)榕c點(diǎn)撥輪624 —起樞轉(zhuǎn),故中心按鍵拱頂開(kāi)關(guān)626不會(huì)驅(qū)動(dòng)。在 其與點(diǎn)撥輪一起樞轉(zhuǎn)時(shí),中心按鍵628與其下方的瞬變拱頂之間的間隙大 致保持相同。
圖7C示出了當(dāng)按壓中心按鍵628時(shí)如何做到僅驅(qū)動(dòng)中心拱頂開(kāi)關(guān)。 腳部647可防止中心按鍵628超過(guò)上拱頂626的行程。為了確保僅驅(qū)動(dòng)上 拱頂626,下拱頂622的驅(qū)動(dòng)力可高于上拱頂626的驅(qū)動(dòng)力。中心按鍵 628可包括小塊652以將點(diǎn)撥的力傳遞至上拱頂626的中心。
對(duì)于參考圖6A-6C描述的結(jié)構(gòu),可以與拱頂開(kāi)關(guān)622的驅(qū)動(dòng)所得的信 號(hào)一起使用來(lái)自形成點(diǎn)撥輪624 —部分的觸摸板625的信號(hào),來(lái)模擬圍繞 點(diǎn)撥輪624安裝在不同區(qū)域中的數(shù)個(gè)按鍵。該結(jié)構(gòu)可允許使用單獨(dú)的中心 按鍵。這在點(diǎn)撥輪624中使用僅能感應(yīng)角位置的觸摸板時(shí)特別有用。當(dāng)僅 測(cè)量角位置時(shí),因?yàn)椴荒軠y(cè)量用戶手指相對(duì)于點(diǎn)撥輪的中心的位置,故不 能模擬中心按鍵。
盡管未示出,但在一些情況下可以背光照明觸摸板。例如,電路板可在任意一側(cè)布置發(fā)光二極管(LED)以標(biāo)志按鍵區(qū)、提供額外反饋等。
圖8A-8C示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的輸入裝置的操作。在圖 8A所示的示例中,輸入裝置430可被大致設(shè)置為向電子裝置發(fā)送信息或數(shù) 據(jù)以在顯示屏幕上執(zhí)行操作(例如,通過(guò)圖形用戶界面)??蓤?zhí)行的操作 的示例包括移動(dòng)輸入指針、進(jìn)行選擇以及提供命令等。輸入裝置可通過(guò)有 線連接(例如,線纜/連接器)或無(wú)線連接(例如,IR、藍(lán)牙等)與電子裝 置交互。輸入裝置430可以是獨(dú)立單元或可以集成在電子裝置內(nèi)。作為獨(dú) 立單元,輸入裝置可具有其自身的外殼。當(dāng)集成在電子裝置內(nèi)時(shí),輸入裝 置通常可使用電子裝置的外殼。在任何情況下,輸入裝置均可例如通過(guò)螺 絲、搭鉤、保持件以及粘合劑等在結(jié)構(gòu)上連接至外殼。在一些情況下,輸 入裝置例如可通過(guò)系泊(docking)部位以可移除方式連接至電子裝置。連 接有輸入裝置的電子裝置可與任何消費(fèi)性電子產(chǎn)品對(duì)應(yīng)。例如,電子裝置 可與諸如桌上計(jì)算機(jī)、膝上計(jì)算機(jī)或PDA的計(jì)算機(jī)、諸如音樂(lè)播放器的 媒體播放器、諸如蜂窩電話的通信裝置、以及諸如鍵盤的其他輸入裝置等 相對(duì)應(yīng)。
如圖8A所示,在本實(shí)施例中,輸入裝置430可包括框架432 (即支撐 結(jié)構(gòu))及觸摸板434??蚣?32可提供用于支撐輸入裝置部件的結(jié)構(gòu)。呈 殼體形式的框架432還可封閉或容納輸入裝置的部件。包括觸摸板434的 部件可與用于操作輸入裝置430的電、光及/或機(jī)械部件相對(duì)應(yīng)。
觸摸板434可提供與觸摸板接觸或與其接近的目標(biāo)的位置信息。可以 與由運(yùn)動(dòng)指示器提供的信息一起使用上述信息以產(chǎn)生與觸摸板的運(yùn)動(dòng)相關(guān) 的單一命令??梢允褂糜|摸板自身作為輸入裝置,例如,可以使用觸摸板 以移動(dòng)目標(biāo)或巻動(dòng)通過(guò)裝置上的項(xiàng)目列表。
觸摸板434可有很多改變。例如,其可以是基于笛卡兒坐標(biāo)系的常規(guī) 觸摸板,或者其可以是基于極坐標(biāo)系的觸摸板。可在名稱為"TOUCH PAD FOR HANDHELD DEVICE"的美國(guó)專利號(hào)7,046,230中找到基于極坐 標(biāo)的觸摸板的示例,通過(guò)引用將其全部?jī)?nèi)容包含于本說(shuō)明書中。此外,可 以至少兩種不同模式來(lái)使用觸摸板434,其可被稱為相對(duì)模式及/或絕對(duì)模 式。在絕對(duì)模式中,觸摸板434例如可報(bào)告被觸摸的位置的絕對(duì)坐標(biāo)。例
18如,其在標(biāo)準(zhǔn)笛卡兒坐標(biāo)系的情況下可以是"X"及"y"坐標(biāo),或在極坐
標(biāo)系的情況下可以是(r, 0)。在相對(duì)模式中,觸摸板434可報(bào)告改變的方 向及/或距離,例如,左/右、以及上/下等。在大多數(shù)情況下,當(dāng)手指移動(dòng) 通過(guò)觸摸板434的表面時(shí),由觸摸板434產(chǎn)生的信號(hào)可在顯示屏幕上指引 與手指移動(dòng)方向類似的方向。
觸摸板434的形狀可有很多改變。例如,其可以是圓、橢圓、方形、 矩形、以及三角形等。大致上,外周可界定觸摸板434的工作邊界。在示 出的實(shí)施例中,觸摸板為圓形。圓形觸摸板可允許用戶以自由的方式環(huán)繞 手指,即,可以不停地以360度旋轉(zhuǎn)來(lái)旋轉(zhuǎn)手指。這種運(yùn)動(dòng)形式例如可產(chǎn) 生顯示在顯示屏幕上的歌曲列表的遞增或加速巻動(dòng)。此外,用戶可從全部 側(cè)面切向地旋轉(zhuǎn)其手指,由此提供更大的手指位置范圍。上述兩種特征可 在執(zhí)行巻動(dòng)功能時(shí)有幫助。此外,觸摸板434的尺寸大致與允許其容易地 被用戶操作的尺寸(例如,手指末端的尺寸或更大的尺寸)相對(duì)應(yīng)。
可大致取剛性平面平臺(tái)形式的觸摸板434包括可觸摸外表面436用于 接收手指(或物體)以操作觸摸板。盡管在圖8A中未示出,不過(guò)傳感器 結(jié)構(gòu)在可觸摸外表面436下方,其可以對(duì)諸如其上的手指的壓力及運(yùn)動(dòng)產(chǎn) 生感應(yīng)。傳感器結(jié)構(gòu)通??砂ǘ鄠€(gè)傳感器,其可被設(shè)置以在手指在其上 布置、敲擊或通過(guò)時(shí)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在最簡(jiǎn)單的情況下,在手指每次布置在傳 感器上時(shí)可產(chǎn)生電信號(hào)。在給定期限中的信號(hào)數(shù)量可表明手指在觸摸板 434上的位置、方向、速度及加速度,g口,信號(hào)越多,用戶移動(dòng)其手指越 多。在大多數(shù)情況下,可以通過(guò)電子接口來(lái)監(jiān)控信號(hào),電子接口可將信號(hào) 的數(shù)量、組合及頻率轉(zhuǎn)換為位置、方向、速度及加速度信息。電子裝置然 后可以利用這些信息來(lái)在顯示屏幕上執(zhí)行希望的控制功能。傳感器結(jié)構(gòu)可 以有很多改變。舉例而言,傳感器可以基于阻抗感應(yīng)、表面聲波感應(yīng)、壓 力感應(yīng)(例如,應(yīng)變片)、光感應(yīng)、以及電容感應(yīng)等。
在示出的實(shí)施例中,觸摸板434可基于電容感應(yīng)??梢栽O(shè)置基于電容 感應(yīng)的觸摸板以在用戶繞觸摸板移動(dòng)諸如手指的物體時(shí)檢測(cè)電容的改變。 在大多數(shù)情況下,電容觸摸板可包括保護(hù)罩、 一個(gè)或更多電極層、電路板 以及包括專用集成電路(ASIC)的關(guān)聯(lián)電子器件。保護(hù)罩可布置在電極上方;電極可安裝在電路板的頂表面上;而ASIC可安裝在電路板的底表面 上。保護(hù)罩可用于保護(hù)下層并提供用于允許手指在其上滑動(dòng)的表面。該表 面可大致光滑,由此手指在運(yùn)動(dòng)時(shí)不會(huì)被受阻。保護(hù)罩還可提供手指與電 極層之間的絕緣層。電極層可包括多個(gè)空間上分離的電極??梢允褂萌我?合適數(shù)量的電極。隨著電極數(shù)量的增大,觸摸板的分辨率也隨之增大。
電容感應(yīng)可根據(jù)電容原理來(lái)工作。應(yīng)當(dāng)理解的是, 一旦兩個(gè)導(dǎo)電構(gòu)件 彼此接近而未實(shí)際接觸時(shí),兩者的電場(chǎng)會(huì)相互作用從而形成電容。在上述 設(shè)置中,第一導(dǎo)電構(gòu)件可以是一個(gè)或更多電極,而第二導(dǎo)電構(gòu)件可以是用 戶手指。因此,當(dāng)手指接近觸摸板時(shí),在手指與極為接近手指的電極之間 會(huì)形成微小的電容。每個(gè)電極中的電容都可由位于電路板后側(cè)上的ASIC 測(cè)量。通過(guò)檢測(cè)各個(gè)電極的電容的改變,ASIC在手指移動(dòng)通過(guò)觸摸板時(shí) 可判定手指的位置、方向、速度以及加速度。ASIC還可以電子裝置可使 用的形式報(bào)告該信息。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例,觸摸板434可相對(duì)于框架432運(yùn)動(dòng)??捎僧a(chǎn)生另一 控制信號(hào)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器來(lái)檢測(cè)上述運(yùn)動(dòng)。舉例而言,呈剛性平面平臺(tái)形式 的觸摸板434可相對(duì)于框架432旋轉(zhuǎn)、樞轉(zhuǎn)、滑動(dòng)、平移并/或彎曲等。觸 摸板434可連接至框架432,且/或其可由框架432以可運(yùn)動(dòng)形式限制。舉 例而言,觸摸板434可通過(guò)軸、銷接合、滑座接合、球及座接合、彎曲接 合、磁體及/或襯墊等連接至框架432。觸摸板434也可以在框架的空間內(nèi) 浮動(dòng)(例如,萬(wàn)向運(yùn)動(dòng))。注意,輸入裝置430還可額外包括諸如樞轉(zhuǎn)/平 移接合、樞轉(zhuǎn)/彎曲接合、樞轉(zhuǎn)/球及座接合、以及平移/彎曲接合等接合的 組合以增大運(yùn)動(dòng)的范圍(例如,增大自由度)。
當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí),可以設(shè)置觸摸板434以驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)或更多信號(hào)的運(yùn)動(dòng)檢 測(cè)器電路。電路可大致包括諸如開(kāi)關(guān)、傳感器、以及編碼器等一個(gè)或更多 運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器。
在示出的實(shí)施例中,觸摸板434可以是可按壓平臺(tái)的一部分。觸摸板 起按鍵的作用,并執(zhí)行一個(gè)或更多機(jī)械點(diǎn)撥動(dòng)作??赏ㄟ^(guò)在不同位置按壓 觸摸板434來(lái)訪問(wèn)裝置的多項(xiàng)功能。運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器發(fā)出信號(hào)表示觸摸板434 已經(jīng)被按壓,而觸摸板434發(fā)出信號(hào)表示平臺(tái)上已經(jīng)被觸摸的位置。通過(guò)結(jié)合運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器信號(hào)及觸摸板信號(hào)兩者,觸摸板434起多個(gè)按鍵的作用,
由此在不同位置按壓觸摸板對(duì)應(yīng)于不同按鍵。如圖8B及圖8C所示,根據(jù) 一個(gè)實(shí)施例,當(dāng)來(lái)自手指438、手掌、手或其他物體的一定的力施加至觸 摸板434時(shí),觸摸板434能夠在直立位置(圖8B)與按壓位置(圖8C) 之間運(yùn)動(dòng)。觸摸板434例如通過(guò)彈性構(gòu)件通常被彈性偏壓在直立位置。當(dāng) 因物體按壓在觸摸板434上而克服了彈性偏壓時(shí),觸摸板434運(yùn)動(dòng)至按壓 位置。
如圖8B所示,當(dāng)諸如用戶手指的物體在x, y平面中于觸摸板的頂表 面上運(yùn)動(dòng)時(shí),觸摸板434產(chǎn)生跟蹤信號(hào)。如圖8C所示,在按壓位置(z方 向),觸摸板434產(chǎn)生兩項(xiàng)位置信息而運(yùn)動(dòng)指示器產(chǎn)生表明觸摸板434已 經(jīng)運(yùn)動(dòng)的信號(hào)。結(jié)合位置信息與運(yùn)動(dòng)指示以形成按鍵命令。不同的按鍵命 令可與在不同位置按壓觸摸板434相對(duì)應(yīng)??梢詾楦鞣N不同功能使用不同 按鍵命令,這些功能包括(但不限于)與操作電子裝置關(guān)聯(lián)地進(jìn)行選擇或 發(fā)出命令。舉例而言,在音樂(lè)播放器的情況下,按鍵命令可與打開(kāi)菜單、 播放歌曲、快進(jìn)歌曲、以及在菜單中搜索等相關(guān)聯(lián)。
為了說(shuō)明,可以設(shè)置觸摸板434以驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器,其與觸摸板位置 信息一起可在觸摸板434運(yùn)動(dòng)至按壓位置時(shí)形成按鍵命令。通??蓪⑦\(yùn)動(dòng) 檢測(cè)器設(shè)置在框架432內(nèi),并可與觸摸板434及/或框架432連接。運(yùn)動(dòng)檢 測(cè)器可以是開(kāi)關(guān)及傳感器的任意組合。通常設(shè)置開(kāi)關(guān)以提供諸如驅(qū)動(dòng) (on)或未驅(qū)動(dòng)(off)的脈沖(即二進(jìn)制)數(shù)據(jù)。舉例而言,可以將觸摸 板434的下側(cè)部分設(shè)置成在用戶在觸摸板434上按壓時(shí)與開(kāi)關(guān)接觸或配合
(由此進(jìn)行驅(qū)動(dòng))。另一方面,通常設(shè)置傳感器以提供連續(xù)或模擬數(shù)據(jù)。 舉例而言,可以設(shè)置傳感器以在用戶在觸摸板434上按壓時(shí)測(cè)量觸摸板 434相對(duì)于框架的位置或傾斜量。可以使用任意合適的機(jī)械、電及/或光開(kāi) 關(guān)或傳感器。例如,可以使用觸覺(jué)開(kāi)關(guān)、力感應(yīng)電阻器、壓力傳感器、以 及接近度傳感器等。在一些情況下,可以通過(guò)包括彈性作用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器 來(lái)提供彈性偏壓以將觸摸板434設(shè)置在直立位置。
圖9示出了計(jì)算系統(tǒng)439的簡(jiǎn)化框圖的示例。計(jì)算系統(tǒng)可大致包括可 工作地連接至計(jì)算裝置442的輸入裝置440。舉例而言,輸入裝置440可
21大致與圖1、圖2A及圖2B所示的輸入裝置430對(duì)應(yīng),而計(jì)算裝置442可 與計(jì)算機(jī)、PDA、或媒體播放器等對(duì)應(yīng)。如圖所示,輸入裝置440包括可 按壓觸摸板444以及一個(gè)或更多運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器446。在觸摸板被按壓時(shí),可 以設(shè)置觸摸板444以產(chǎn)生跟蹤信號(hào),并設(shè)置運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器446以產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)信 號(hào)。盡管觸摸板444可有很多改變,但在本實(shí)施例中,觸摸板444可包括 電容傳感器448以及控制系統(tǒng)450,用于從傳感器448獲取位置信號(hào)并將 該信號(hào)供應(yīng)至計(jì)算裝置442??刂葡到y(tǒng)450可包括可被設(shè)置以監(jiān)控來(lái)自傳 感器448的信號(hào)的專用集成電路(ASIC),以計(jì)算被監(jiān)控信號(hào)的角位置、 方向、速度以及加速度,并向計(jì)算裝置442的處理器報(bào)告上述信息。運(yùn)動(dòng) 檢測(cè)器446也可有很多改變。但是,在本實(shí)施例中,運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器446可取 在觸摸板444被按壓時(shí)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)信號(hào)的開(kāi)關(guān)的形式。開(kāi)關(guān)446可對(duì)應(yīng)于機(jī) 械、電或光類型開(kāi)關(guān)。在一個(gè)具體應(yīng)用中,開(kāi)關(guān)446是機(jī)械類型開(kāi)關(guān),其 包括突伸致動(dòng)器452,可被觸摸板444按壓以產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)信號(hào)。舉例而言, 開(kāi)關(guān)可以是觸覺(jué)或拱頂開(kāi)關(guān)。
觸摸板444及開(kāi)關(guān)446兩者通過(guò)通信界面454可操作地連接至計(jì)算裝 置442。通信界面提供在輸入裝置與電子裝置之間用于直接或間接連接的 連接點(diǎn)。通信界面454可以是有線(電線、電纜、連接器)或是無(wú)線(例 如,發(fā)送器/接收器)的。
對(duì)于計(jì)算裝置442,其大致包括處理器457 (例如,CPU或微處理 器),其被設(shè)置以執(zhí)行命令并完成與計(jì)算裝置442關(guān)聯(lián)的操作。例如,利 用從存貯器獲取的命令,處理器可控制對(duì)計(jì)算裝置442的組件之間的輸入 及輸出數(shù)據(jù)的接收及操作??稍O(shè)置處理器457以接收來(lái)自開(kāi)關(guān)446及觸摸 板444兩者的輸入,并可形成取決于上述輸入兩者的信號(hào)/命令。在很多情 況下,處理器457可在操作系統(tǒng)或其他軟件的控制下執(zhí)行命令。處理器 457可以是單芯片處理器,或者也可以多個(gè)組件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
計(jì)算裝置442還包括可操作地連接至處理器457的輸入/輸出(I/O) 控制器456。
(I/O)控制器456可與處理器457集成,或如圖所示其可以 是獨(dú)立組件。可大致設(shè)置I/O控制器456以控制與一個(gè)或更多可與計(jì)算裝 置442連接的I/0裝置(例如輸入裝置440)的相互作用。1/0控制器456可大致通過(guò)在計(jì)算裝置442與要與計(jì)算裝置442連通的I/O裝置之間交換 數(shù)據(jù)來(lái)工作。
計(jì)算裝置442還包括可操作地與處理器457連接的顯示控制器458。 顯示控制器458可與處理器457集成,或如圖所示其可以是獨(dú)立組件。可 以設(shè)置顯示控制器458以處理顯示命令以在顯示屏幕460上產(chǎn)生文本及圖 形。舉例而言,顯示屏幕460可以是單色顯示器、彩色圖形適配器 (CGA)顯示器、增強(qiáng)型圖形適配器(EGA)顯示器、可變圖形陣列 (VGA)顯示器、super VGA顯示器、液晶顯示器(例如,主動(dòng)矩陣、以 及被動(dòng)矩陣等)、陰極射線管(CRT)、以及等離子顯示器等。在示出的 實(shí)施例中,顯示裝置與液晶顯示器(LCD)對(duì)應(yīng)。
在很多情況下,處理器457與操作系統(tǒng)一起工作以執(zhí)行計(jì)算機(jī)編碼并 產(chǎn)生使用數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)編碼及數(shù)據(jù)可存儲(chǔ)在與處理器457可操作地連接的 程序存儲(chǔ)區(qū)域462中。程序存儲(chǔ)區(qū)域462可大致提供空間來(lái)保持可由計(jì)算 裝置442使用的數(shù)據(jù)。舉例而言,程序存儲(chǔ)區(qū)域可包括只讀存貯器 (ROM)、隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)、以及/或硬盤驅(qū)動(dòng)器等。計(jì)算機(jī)編碼及 數(shù)據(jù)還可存儲(chǔ)在可移除程序介質(zhì)上并在需要時(shí)裝載或安裝在計(jì)算裝置上。 在一個(gè)實(shí)施例中,可設(shè)置程序存儲(chǔ)區(qū)域462以存儲(chǔ)信息,以對(duì)由輸入裝置 產(chǎn)生的跟蹤及運(yùn)動(dòng)信號(hào)被計(jì)算裝置442結(jié)合使用以產(chǎn)生單一按鍵命令的方 式進(jìn)行控制。
圖10示出了輸入裝置470的簡(jiǎn)化立體圖。類似于圖8B及圖8C的實(shí) 施例所示的輸入裝置,該輸入裝置470將一個(gè)或更多按鍵的功能直接結(jié)合 在觸摸板472中,即,觸摸板類似于按鍵工作。但是,在本實(shí)施例中,可 將觸摸板472劃分為多個(gè)獨(dú)立且空間上分離的按鍵區(qū)474。按鍵區(qū)474可 表示觸摸板472可由用戶移動(dòng)以實(shí)現(xiàn)不同按鍵功能的區(qū)域。虛線可表示觸 摸板472構(gòu)成單獨(dú)按鍵區(qū)的區(qū)域。例如,可以使用兩個(gè)或更多(四個(gè)、八 個(gè)等)的任意數(shù)量的按鍵區(qū)。在示出的實(shí)施例中,觸摸板472包括四個(gè)按 鍵區(qū)474 (即,.區(qū)A-D)。
應(yīng)當(dāng)理解,通過(guò)在各個(gè)按鍵區(qū)上按壓而產(chǎn)生的按鍵功能可包括在屏幕 上選擇項(xiàng)目、打開(kāi)文檔或文件、執(zhí)行命令、啟動(dòng)程序、并/或查看菜單等。按鍵功能可包括使得更容易通過(guò)電子系統(tǒng)來(lái)導(dǎo)航的功能,例如,縮放、巻 動(dòng)、打開(kāi)不同菜單、使輸入指針歸位、執(zhí)行鍵盤相關(guān)動(dòng)作,例如確認(rèn)、刪 除、插入、以及向上/向下翻頁(yè)等。在音樂(lè)播放器的情況下,可以使用一個(gè) 按鍵區(qū)以訪問(wèn)顯示屏幕上的菜單,可以使用第二按鍵區(qū)以向前搜索歌曲列 表或快進(jìn)通過(guò)當(dāng)前播放歌曲,可以使用第三按鍵區(qū)以向后搜索歌曲列表或 快退通過(guò)當(dāng)前播放歌曲,并且可以使用第四按鍵區(qū)以暫?;蛲V拐诓シ?的歌曲。
為了說(shuō)明,觸摸板472能夠相對(duì)于框架476運(yùn)動(dòng),由此產(chǎn)生點(diǎn)撥動(dòng) 作??捎蓡我唤M件形成框架476,或其可以是組裝部件的組合。點(diǎn)撥動(dòng)作 可以驅(qū)動(dòng)包含在框架476內(nèi)的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器??梢栽O(shè)置運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器以在點(diǎn)撥 動(dòng)作期間感應(yīng)按鍵區(qū)的運(yùn)動(dòng),并向電子裝置發(fā)送與運(yùn)動(dòng)對(duì)應(yīng)的信號(hào)。舉例 而言,運(yùn)動(dòng)檢測(cè)器可以是開(kāi)關(guān)、及/或傳感器等。
此外,可以設(shè)置觸摸板472以在發(fā)生點(diǎn)撥動(dòng)作時(shí)發(fā)送關(guān)于哪個(gè)按鍵區(qū) 正在動(dòng)作的位置信息。該位置信息可允許裝置在觸摸板相對(duì)于框架運(yùn)動(dòng)時(shí) 判定哪個(gè)按鍵區(qū)正在被驅(qū)動(dòng)。
可通過(guò)各種旋轉(zhuǎn)、樞轉(zhuǎn)、平移、以及彎曲等來(lái)提供各個(gè)按鍵區(qū)474的 運(yùn)動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中,可以設(shè)置觸摸板472以相對(duì)于框架476萬(wàn)向運(yùn) 動(dòng)。通過(guò)萬(wàn)向運(yùn)動(dòng),大致意味著觸摸板472能夠在空間中相對(duì)于框架476 浮動(dòng),同時(shí)仍然受其限制。萬(wàn)向運(yùn)動(dòng)可允許觸摸板472相對(duì)于殼體以單一 或多個(gè)自由度(DOF)運(yùn)動(dòng),例如,在x, y及/或z方向的運(yùn)動(dòng)以及/或圍 繞x, y及/或z軸旋轉(zhuǎn)(,z)。
圖11A-11D示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例點(diǎn)撥輪裝置的應(yīng)用。如上 所述,這里所述的輸入裝置可集成在電子裝置中或者可以是獨(dú)立裝置。圖 7及圖8示出了集成在電子裝置中的輸入裝置700的一些應(yīng)用示例。在圖 IIA中,可將輸入裝置700結(jié)合在媒體播放器702中。在圖11B中,可將 輸入裝置700結(jié)合在膝上電腦704中。另一方面,圖11C及圖11D示出了 輸入裝置700作為單獨(dú)單元的應(yīng)用示例。在圖11C中,輸入裝置700是外 圍設(shè)備,其連接至桌上電腦706。在圖IID中,輸入裝置700可以是無(wú)線 連接至系泊部位708的遙控器,其中媒體播放器710對(duì)接在其中。但是,
24應(yīng)當(dāng)注意,也可以設(shè)置遙控器以直接與媒體播放器(或其他電子裝置)相
互作用,由此消除對(duì)系泊部位的需求??梢栽诿Q為"MEDIA PLAYER SYSTEM"、于2003年4月25日遞交的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)10/423,490 找到用于媒體播放器的系泊部位的示例,通過(guò)引用將其全部?jī)?nèi)容包含于本 說(shuō)明書中。應(yīng)當(dāng)注意,這些具體實(shí)施例并不是限制性的,并可使用很多其 他裝置及結(jié)構(gòu)。
再參考圖IIA,將更詳細(xì)描述媒體播放器702。術(shù)語(yǔ)"媒體播放器" 泛指可用于處理媒體(例如,音頻、視頻或其他影像)的計(jì)算裝置,例如 音樂(lè)播放器、游戲機(jī)、視頻播放器、視頻記錄器、以及攝像機(jī)等。在一些 情況下,媒體播放器具有單一功能(例如,專用于播放音樂(lè)的媒體播放 器),而在其他情況下,媒體播放器具有多種功能(例如,播放音樂(lè)、顯 示視頻、以及存儲(chǔ)相片等的媒體播放器)。在任意情況下,這些裝置一般 可以為便攜式,以允許無(wú)論用戶身在何處都可收聽(tīng)音樂(lè)、玩游戲或播放視 頻、記錄視頻或拍攝相片。
在一個(gè)實(shí)施例中,媒體播放器可以是大小適于放置在用戶口袋中的手 持裝置。通過(guò)形成為口袋大小,用戶無(wú)需直接握持該裝置,因此幾乎無(wú)論 用戶在任何位置時(shí)都可攜帶該裝置(例如,用戶不受握持體積大的、通常 較笨重的裝置的限制,如在膝上電腦或筆記本電腦的情況下。)例如,在 音樂(lè)播放器的情況下,用戶可使用上述裝置同時(shí)在體育館健身。在攝像機(jī) 的情況下,用戶可使用上述裝置同時(shí)爬山。在游戲機(jī)的情況下,用戶可使 用上述裝置同時(shí)在車輛中旅行。此外,可通過(guò)用戶的手操作上述裝置。無(wú) 需諸如桌面這樣的基準(zhǔn)面。在示出的實(shí)施例中,媒體播放器702可以是口 袋大小的手持式MP3音樂(lè)播放器,其允許用戶存儲(chǔ)大量的收集的音樂(lè)(例 如,在一些情況下高達(dá)4,000首CD質(zhì)量的歌曲)。舉例而言,MP3音樂(lè) 播放器可對(duì)應(yīng)于加利福尼亞Cupertino的Apple Computer, Inc.制造的iPod 牌MP3播放器。盡管主要用于存儲(chǔ)并播放音樂(lè),但這里所示的MP3音樂(lè) 播放器還可具有諸如存儲(chǔ)日歷及電話列表、存儲(chǔ)并播放游戲、以及存儲(chǔ)相 片等額外功能。事實(shí)上,在一些情況下,其可用作高便攜性存儲(chǔ)裝置。
如圖IIA所示,媒體播放器702包括殼體722,殼體722將各種電組件(包括集成電路芯片以及其他電路)封閉在內(nèi)部以為媒體播放器702提
供計(jì)算操作。此外,殼體722還可界定媒體播放器702的形狀或樣式。 即,殼體722的輪廓會(huì)體現(xiàn)媒體播放器702的實(shí)體外觀。包含在殼體722 中的集成電路芯片以及其他電路可包括微處理器(例如CPU)、存貯器 (例如,ROM、 RAM)、電源(例如電池)、電路板、硬盤驅(qū)動(dòng)器、其 他存貯器(例如閃存)以及/或各種輸入/輸出(I/O)支持電路。電子組件 還可包括諸如話筒的用于輸入或輸出音樂(lè)或聲音的組件、放大器以及數(shù)字 信號(hào)處理器(DSP)。電子組件還可包括諸如影像傳感器(例如,電荷耦 合器件(CCD)或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS))或光學(xué)器件(例 如,透鏡、分光器、濾光器)的用于捕捉圖像的組件。
在示出的實(shí)施例中,媒體播放器702例如可包括給予媒體播放器超大 存儲(chǔ)容量的硬盤驅(qū)動(dòng)器。例如,20GB硬盤驅(qū)動(dòng)器可存儲(chǔ)高達(dá)4000首歌 曲,即約266小時(shí)音樂(lè)。相較而言,基于閃存的媒體播放器平均可存儲(chǔ)高 達(dá)2GB (即約兩小時(shí))的音樂(lè)。硬盤驅(qū)動(dòng)器容量可有很多改變(例如, 10、 20GB等)。除了硬盤驅(qū)動(dòng)器之外,這里所示的媒體播放器702還可 包括蓄電池,例如可充電鋰聚合物蓄電池。這些類型的蓄電池能夠?yàn)槊襟w 播放器提供約IO小時(shí)的連續(xù)播放時(shí)長(zhǎng)。
媒體播放器702還可具有顯示屏幕724以及相關(guān)電路。可以使用顯示 屏幕724以向用戶顯示圖形用戶界面以及其他信息(例如,文本、對(duì)象、 圖形)。舉例而言,顯示屏幕724可以是液晶顯示器(LCD)。在一個(gè)具 體實(shí)施例中,顯示屏幕可對(duì)應(yīng)于160乘128象素高分辨率顯示器,由白光 LED背光在白天以及低光照條件下提供清晰的可見(jiàn)性。如圖所示,媒體播 放器702的用戶可通過(guò)殼體722中的開(kāi)口 725并通過(guò)可布置在開(kāi)口 725前 方的透明壁726看到顯示屏幕724。盡管是透明的,但因?yàn)槠溆兄诮缍?媒體播放器702的形狀及樣式,故可將透明壁726視為殼體722的一部 分。
媒體播放器702還可包括諸如上述任意類型的觸摸板700。觸摸板 700可大致由用于接收手指在觸摸板730上操作的可觸摸外表面731構(gòu) 成。盡管在圖11A中未示出,但在可觸摸外表面731下方有傳感器結(jié)構(gòu)。
26傳感器結(jié)構(gòu)可包括多個(gè)傳感器,這些傳感器被設(shè)置成在手指在其上放置、 敲擊或通過(guò)時(shí)被驅(qū)動(dòng)。在最簡(jiǎn)單的情況下,在手指每次放置在傳感器上時(shí) 可產(chǎn)生電信號(hào)。在給定期限中的信號(hào)數(shù)量可表明手指在觸摸板上的位置、 方向、速度及加速度,即,信號(hào)越多,用戶移動(dòng)其手指越多。在大多數(shù)情 況下,可以通過(guò)電子接口來(lái)監(jiān)控信號(hào),電子接口可將信號(hào)的數(shù)量、組合及
頻率轉(zhuǎn)換為位置、方向、速度及加速度信息。媒體播放器702然后可以利 用這些信息來(lái)在顯示屏幕724上執(zhí)行希望的控制功能。例如,通過(guò)繞觸摸 板700旋轉(zhuǎn)手指,用戶可容易地巻動(dòng)歌曲列表。
除了以上設(shè)置,觸摸板還可包括一個(gè)或更多可移動(dòng)按鍵區(qū)A-D以及中 心按鍵E。設(shè)置按鍵區(qū)以提供一個(gè)或更多專用控制功能以關(guān)聯(lián)于對(duì)媒體播 放器702的操作進(jìn)行選擇或發(fā)出命令。舉例而言,在MP3播放器的情況 下,按鍵功能可關(guān)聯(lián)于打開(kāi)菜單、播放歌曲、快進(jìn)歌曲、搜索菜單、以及 進(jìn)行選擇等。在很多情況下,通過(guò)機(jī)械點(diǎn)撥動(dòng)作來(lái)實(shí)現(xiàn)按鍵功能。
觸摸板700相對(duì)于殼體722的位置可以有很多改變。例如,可將觸摸 板700布置在用戶在操作媒體播放器702期間可接近的殼體722任意(例 如,頂、側(cè)、前或后)外表面。在很多情況下,觸摸板700的觸摸感應(yīng)表 面731完全暴露至用戶。在圖IIA所示的實(shí)施例中,將觸摸板700布置在 殼體722的下方正面區(qū)域中。此外,觸摸板700可相對(duì)于殼體722的表面 凹入、平齊或突起。在圖IIA示出的實(shí)施例中,觸摸板700的觸摸感應(yīng)表 面731可大致與殼體722的外表面齊平。
觸摸板700的形狀也可有很多改變。盡管示出為圓形,但觸摸板還可 以是方形、矩形、及三角形等。具體而言,觸摸板為環(huán)狀,即成形為類似 環(huán)狀或形成環(huán)狀。由此,觸摸板的內(nèi)外周界定了觸摸板的工作邊界。
媒體播放器702還可包括保持開(kāi)關(guān)734。可設(shè)置保持開(kāi)關(guān)734以驅(qū)動(dòng) 或不驅(qū)動(dòng)觸摸板及/或與其關(guān)聯(lián)的按鍵。這樣做通常用于例如在媒體播放器 放置在用戶口袋中時(shí)防止觸摸板及/或按鍵造成不期望的命令。當(dāng)置于不驅(qū) 動(dòng)狀態(tài)時(shí),媒體播放器不會(huì)發(fā)送(即忽略)來(lái)自按鍵及/或觸摸板的信號(hào)。 當(dāng)置于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)時(shí),來(lái)自按鍵及/或觸摸板的信號(hào)可被發(fā)送并由媒體播放器 接收并處理。此外,媒體播放器702還可包括一個(gè)或更多耳機(jī)插孔736以及一個(gè)或更多數(shù)據(jù)端口 738。耳機(jī)插孔736能夠接收關(guān)聯(lián)于耳機(jī)(設(shè)置用于收聽(tīng)由媒體播放器702輸出的聲音)的耳機(jī)連接器。另一方面,數(shù)據(jù)端口 738能夠接收數(shù)據(jù)連接器/線纜組件,該組件被設(shè)置用于向/從諸如通用計(jì)算機(jī)(例如,桌上電腦、便攜電腦)的主機(jī)發(fā)送并接收數(shù)據(jù)。舉例而言,可以使用數(shù)據(jù)端口 738向/從媒體播放器702上載或下載音頻、視頻以及其他圖像。例如,可以使用數(shù)據(jù)端口將歌曲及播放列表、音頻書、電子書、以及相片等下載至媒體播放器的存儲(chǔ)機(jī)構(gòu)中。
數(shù)據(jù)端口 738可以有很多改變。例如,數(shù)據(jù)端口可以是PS/2端口、串行端口、并行端口、 USB端口、以及/或Firewire端口等。在一些情況下,數(shù)據(jù)端口 738可以是射頻(RF)連接或光學(xué)紅外(IR)連接,以消除對(duì)線纜的需求。盡管在圖11A中未示出,但媒體播放器702還可包括電源端口,其接收電力連接器/線纜組件,該組件被設(shè)置用于將電力輸送至媒體播放器702。在一些情況下,數(shù)據(jù)端口 738可起數(shù)據(jù)端口及電源端口兩者的作用。在示出的實(shí)施例中,數(shù)據(jù)端口 738是兼具數(shù)據(jù)及電源兩種性能的Firewire端口 。盡管僅示出了一個(gè)數(shù)據(jù)端口,但應(yīng)當(dāng)理解這并非限制,可將多個(gè)數(shù)據(jù)端口結(jié)合在媒體播放器中。類似地,數(shù)據(jù)端口可具有多種數(shù)據(jù)功能,艮口,將多種數(shù)據(jù)端口的功能集成在單一數(shù)據(jù)端口中。此外,應(yīng)當(dāng)理解,保持開(kāi)關(guān)、耳機(jī)插孔以及數(shù)據(jù)端口在殼體上的位置可以有很多改變。即,其并不限于圖IIA所示的位置。幾乎可以將其布置在殼體上任意位置(例如,正面,背面,側(cè)面,頂部,底部)。例如,可將數(shù)據(jù)端口布置在殼體的頂表面上而非圖示的底表面上。
圖12A及圖12B示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例在媒體播放器中對(duì)輸入裝置的安裝。舉例而言,輸入裝置750可對(duì)應(yīng)于前述任何一種類型,且媒體播放器752可對(duì)應(yīng)于圖IIA中所示的類型。如圖所示,輸入裝置750可包括殼體754及觸摸板組件756。媒體播放器752可包括外殼,即殼體758。外殼758的正面壁760可包括開(kāi)口 762,當(dāng)將輸入裝置750引入媒體播放器752時(shí),開(kāi)口 762允許操作觸摸板組件756。前壁760的內(nèi)側(cè)可包括槽,即槽道764,用于接收媒體播放器752的外殼758內(nèi)的輸入裝置750??梢栽O(shè)置槽764以接收輸入裝置750的殼體754的邊緣,由此輸入裝置750可滑動(dòng)至外殼758內(nèi)其希望的位置。槽具有與殼體754的形狀大致相符合的形狀。在組裝期間,將觸摸板組件756的電路板766與開(kāi)口 762對(duì)準(zhǔn),并將裝飾盤768及按鍵罩770安裝在電路板766的頂面上。如圖所示,裝飾盤768具有大致與開(kāi)口 762相符合的形狀??赏ㄟ^(guò)諸如螺絲、卡鉤、粘合劑、壓配合機(jī)構(gòu)、以及擠入肋等將輸入裝置保持在槽中。
圖13示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例結(jié)合了輸入裝置的遙控器的簡(jiǎn)化框圖。舉例而言,輸入裝置782可對(duì)應(yīng)于任意類型的上述輸入裝置。在該具體實(shí)施例中,輸入裝置782可對(duì)應(yīng)于圖6A-6C以及圖7A-7C所示的輸入裝置,因此輸入裝置包括觸摸板784以及多個(gè)開(kāi)關(guān)786。觸摸板784以及開(kāi)關(guān)786可以可操作地連接至無(wú)線發(fā)射器788??梢栽O(shè)置無(wú)線發(fā)射器788以通過(guò)無(wú)線通信連接發(fā)送信息,使得具有接收能力的電子裝置可通過(guò)無(wú)線通信連接接收信息。無(wú)線發(fā)射器788可以有很多改變。例如,其可以基于諸如FM、 RF、藍(lán)牙、802.11 UWB (超寬帶)、IR、以及/或磁連接(感應(yīng))等無(wú)線技術(shù)。在示出的實(shí)施例中,無(wú)線發(fā)射器788基于IR。 IR可泛指通過(guò)紅外輻射傳輸數(shù)據(jù)的無(wú)線技術(shù)。因此,無(wú)線發(fā)射器788可大致包括IR控制器790。 IR控制器790可獲得由觸摸板784及開(kāi)關(guān)786報(bào)告的信息,并可例如利用發(fā)光二極管792將上述信息轉(zhuǎn)換為紅外線。
將理解上述清楚的描述已經(jīng)參考不同功能單元及處理器說(shuō)明了本發(fā)明的實(shí)施例。但是,應(yīng)當(dāng)理解的是,不脫離本發(fā)明,可以在不同的功能單元或處理器之間適當(dāng)?shù)胤峙涔δ堋@?,所示由?dú)立的處理器或控制器完成的功能可由單一處理器或控制器來(lái)完成。因此,對(duì)具體功能單元的描述應(yīng)被視為對(duì)用于提供所述功能的適當(dāng)裝置的描述,而非表示嚴(yán)格意義的邏輯上或?qū)嶓w上的結(jié)構(gòu)或設(shè)置。
本發(fā)明可以任何適當(dāng)?shù)男问絹?lái)實(shí)現(xiàn),包括硬件、軟件、固件、或其任意組合。本發(fā)明也可以部分地以在一個(gè)或更多數(shù)據(jù)處理器及/或數(shù)字信號(hào)處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的實(shí)施例的元件及組件可以任何適當(dāng)?shù)男问皆趯?shí)體上、功能上及邏輯上實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上,可在單一單元、多個(gè)單元、或作為其他功能單元的一部分來(lái)實(shí)現(xiàn)上述功能。因此,本發(fā)明可在單一單元中實(shí)現(xiàn),或者在不同單元及處理器之間進(jìn)行實(shí)體方面及功能方面的分配。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解可使用對(duì)所揭示實(shí)施例的各種可行的改變及組合,同時(shí)仍然采用相同的基本機(jī)理及方法。已經(jīng)參考具體實(shí)施例進(jìn)行了以說(shuō)明為目的的上述描述。但是,上述說(shuō)明性描述并不意在進(jìn)行窮盡性舉例,或者并不限于所揭示的具體形式的描述。著眼于上述教導(dǎo)可進(jìn)行很多改變及修改。上述實(shí)施例的選擇和描述是為了說(shuō)明本發(fā)明及其實(shí)際應(yīng)用的原則,并使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠以適于所需具體應(yīng)用的各種改變來(lái)最優(yōu)地利用本發(fā)明及各種實(shí)施例。
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權(quán)利要求
1.一種裝置,包括至少一個(gè)觸摸傳感器,其被設(shè)置以檢測(cè)與第一用戶輸入關(guān)聯(lián)的角位置;與多個(gè)輸入功能關(guān)聯(lián)的多個(gè)開(kāi)關(guān),每個(gè)開(kāi)關(guān)被設(shè)置以檢測(cè)第二用戶輸入,其中,所述至少一個(gè)觸摸傳感器被布置在相對(duì)于所述多個(gè)開(kāi)關(guān)的外圍,以及處理器,其被設(shè)置以根據(jù)所述第一用戶輸入及所述第二用戶輸入來(lái)產(chǎn)生信號(hào),所述信號(hào)與執(zhí)行任務(wù)相關(guān)聯(lián)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其中,所述至少一個(gè)觸摸傳感器包括電容傳感器、電阻傳感器、表面聲波傳感器、壓力傳感器、以及光學(xué)傳感 器中至少一者。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其中,所述第一用戶輸入關(guān)聯(lián)于指點(diǎn) 功能,而所述第二用戶輸入關(guān)聯(lián)于選擇功能。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其中,所述信號(hào)關(guān)聯(lián)于用于執(zhí)行所述 輸入功能之一的命令。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其中,所述處理器包括中央處理單 元、數(shù)字信號(hào)處理器、專用集成電路、以及現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中至少一 者。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其中,所述多個(gè)輸入功能包括菜單、 前進(jìn)、后退、播放、停止、暫停、以及選擇功能。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置,其中,所述多個(gè)輸入功能包括由位于 所述裝置的頂部、底部、左側(cè)、右側(cè)、以及中心位置的按鍵所界定的功 能。
8. —種裝置,包括開(kāi)關(guān),其被設(shè)置以檢測(cè)由用戶施加的輸入;至少一個(gè)觸摸傳感器,其被設(shè)置以檢測(cè)與用戶輸入關(guān)聯(lián)的角位置,其 中,所述至少一個(gè)觸摸傳感器被布置在相對(duì)于所述開(kāi)關(guān)的外圍;以及處理器,其被設(shè)置以根據(jù)由所述開(kāi)關(guān)檢測(cè)到的輸入以及所述角位置來(lái) 產(chǎn)生信號(hào),所述信號(hào)用于執(zhí)行從多個(gè)任務(wù)中選擇的任務(wù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置,其中,所述開(kāi)關(guān)包括 萬(wàn)向板;柔性構(gòu)件,其中所述柔性構(gòu)件位于所述萬(wàn)向板下方,并被設(shè)置以響應(yīng) 于由所述用戶施加的輸入而發(fā)生形變;以及支撐表面,其被布置以支撐所述柔性構(gòu)件以及所述萬(wàn)向板。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置,其中,在由所述用戶施加的輸入位于所述萬(wàn)向板中心附近時(shí),所述柔性構(gòu)件 發(fā)生對(duì)稱形變,并且在由所述用戶施加的輸入位于所述萬(wàn)向板的側(cè)部附近時(shí),所述柔性構(gòu) 件發(fā)生不對(duì)稱的形變。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置,其中,所述處理器包括中央處理單元、數(shù)字信號(hào)處理器、專用集成電路、以及現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中至少一 者。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置,其中,所述多個(gè)任務(wù)包括菜單、前 進(jìn)、后退、播放、停止、暫停、以及選擇任務(wù)。
13. —種裝置,包括開(kāi)關(guān),其被設(shè)置以檢測(cè)由用戶施加的輸入; 第一組觸摸傳感器,其相對(duì)于所述開(kāi)關(guān)以圓周形式定位; 第二組觸摸傳感器,其位于所述開(kāi)關(guān)的頂表面下方,其中,所述第一組觸摸傳感器及所述第二組觸摸傳感器被設(shè)置以檢測(cè)所述用戶輸入的位置,以及處理器,其被設(shè)置以根據(jù)由所述用戶施加的輸入以及所述用戶輸入的 位置來(lái)產(chǎn)生信號(hào),所述信號(hào)用于執(zhí)行從多個(gè)任務(wù)中選擇的任務(wù)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置,其中,所述開(kāi)關(guān)包括 中心按鍵,其被布置在第一拱頂開(kāi)關(guān)的頂部; 環(huán)狀點(diǎn)撥輪,其連接至所述中心按鍵;加強(qiáng)件,其被布置在所述第一拱頂開(kāi)關(guān)以及所述環(huán)狀點(diǎn)撥輪下方;第二拱頂開(kāi)關(guān),其被布置以支撐所述加強(qiáng)件并位于所述第一拱頂開(kāi)關(guān) 下方;以及萬(wàn)向板,其連接至所述第二拱頂開(kāi)關(guān)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置,其中,所述第一組觸摸傳感器及所 述第二組觸摸傳感器包括電容傳感器、電阻傳感器、表面聲波傳感器、壓 力傳感器、以及光學(xué)傳感器中至少一者。
16. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置,其中,所述處理器包括中央處理單 元、數(shù)字信號(hào)處理器、專用集成電路、以及現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列中至少一 者。
17. —種用于對(duì)裝置進(jìn)行操作的方法,包括用開(kāi)關(guān)來(lái)檢測(cè)由用戶施加的輸入,用至少一個(gè)觸摸傳感器來(lái)檢測(cè)用戶輸入的角位置,其中,所述至少一 個(gè)觸摸傳感器相對(duì)于所述開(kāi)關(guān)布置在外圍,并且根據(jù)所述由用戶施加的輸入以及所述用戶輸入的角位置來(lái)產(chǎn)生信號(hào), 所述信號(hào)用于執(zhí)行從多個(gè)任務(wù)中選擇的任務(wù)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法,其中,檢測(cè)用戶輸入的角位置的步驟包括利用極坐標(biāo)系來(lái)確定所述用戶輸入的位置,其中,所述用戶輸入的所 述角位置由離基準(zhǔn)點(diǎn)的角位置來(lái)表示。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法,其中,檢測(cè)用戶輸入的角位置的步驟還包括利用X-Y柵格來(lái)確定所述用戶輸入的位置,其中,所述用戶輸入的所述角位置由離基準(zhǔn)點(diǎn)的水平距離及豎直距離來(lái)表示。
20. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法,其中,檢測(cè)用戶輸入的角位置的步驟還包括將所述觸摸傳感器布置在多個(gè)角區(qū)域中, 對(duì)識(shí)別所述多個(gè)角區(qū)域的一個(gè)或更多閾值界限進(jìn)行計(jì)算,并且 利用所述閾線來(lái)確定所述用戶輸入在所述角區(qū)域之一中的位置。
21. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法,其中,檢測(cè)由用戶施加的輸入的步驟包括利用萬(wàn)向板、柔性構(gòu)件、以及支撐表面來(lái)確定由所述用戶施加的力, 并且其中,在由所述用戶施加的力位于所述萬(wàn)向板中心附近時(shí),所述柔性 構(gòu)件發(fā)生對(duì)稱形變,在由所述用戶施加的力位于所述萬(wàn)向板的側(cè)部附近 時(shí),所述柔性構(gòu)件發(fā)生不對(duì)稱的形變。
22. —種用于對(duì)裝置進(jìn)行操作的方法,包括用至少一個(gè)觸摸傳感器來(lái)檢測(cè)與第一用戶輸入關(guān)聯(lián)的角位置, 在從多個(gè)開(kāi)關(guān)中選擇的開(kāi)關(guān)處檢測(cè)來(lái)自第二用戶輸入的輸入,其中, 所述至少一個(gè)觸摸傳感器被布置在相對(duì)于所述多個(gè)開(kāi)關(guān)的外圍,以及根據(jù)所述第一用戶輸入及所述第二用戶輸入來(lái)產(chǎn)生用于執(zhí)行任務(wù)的信號(hào)
23. —種裝置,包括至少與第一用戶輸入關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)開(kāi)關(guān),與多個(gè)第二用戶輸入關(guān)聯(lián)的多個(gè)傳感器,所述多個(gè)傳感器被設(shè)置以檢 測(cè)與第二用戶輸入關(guān)聯(lián)的角位置和距離中的至少一者,處理器,其被設(shè)置以產(chǎn)生信號(hào),所述信號(hào)用于執(zhí)行至少與所述第一用 戶輸入相關(guān)聯(lián)的任務(wù),所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)以及所述多個(gè)傳感器被相互布置成能夠模擬與多個(gè) 開(kāi)關(guān)相關(guān)聯(lián)的功能。
24. —種裝置,包括與多個(gè)第一用戶輸入關(guān)聯(lián)的多個(gè)開(kāi)關(guān);與多個(gè)第二用戶輸入關(guān)聯(lián)的多個(gè)傳感器,所述多個(gè)傳感器被設(shè)置以檢 測(cè)與第二用戶輸入關(guān)聯(lián)的角位置和距離中的至少一者,處理器,其被設(shè)置以產(chǎn)生信號(hào),所述信號(hào)用于執(zhí)行至少與所述第一用 戶輸入關(guān)聯(lián)的任務(wù);所述多個(gè)開(kāi)關(guān)以及所述多個(gè)傳感器被相互布置成能夠使得所述多個(gè)第 一用戶輸入中的每一者與所述多個(gè)開(kāi)關(guān)中的每一者精確關(guān)聯(lián)。
25. —種方法,包括給具有表面的裝置設(shè)置至少與第一用戶輸入關(guān)聯(lián)的至少一個(gè)開(kāi)關(guān),所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)與所述裝置表面上的第一區(qū)域關(guān)聯(lián),給所述具有表面的裝置設(shè)置至少與第二用戶輸入關(guān)聯(lián)的多個(gè)傳感器, 所述多個(gè)傳感器與所述裝置表面上的第二區(qū)域關(guān)聯(lián),將所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)及所述多個(gè)傳感器相對(duì)于所述裝置表面以下述方 式布置所述方式使得能夠模擬與多個(gè)開(kāi)關(guān)關(guān)聯(lián)的功能而所述裝置表面上 所需的空間不大于所述第一區(qū)域及所述第二區(qū)域,以及對(duì)與所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)及所述多個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的信號(hào)進(jìn)行處理。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的方法,其中,所述第一區(qū)域的至少一部分 與所述第二區(qū)域的至少一部分具有相同邊界。
27. —種方法,包括給具有表面的裝置設(shè)置至少與第一用戶輸入關(guān)聯(lián)的多個(gè)開(kāi)關(guān),所述多 個(gè)開(kāi)關(guān)與所述裝置表面上的第一區(qū)域關(guān)聯(lián),給所述具有表面的裝置設(shè)置至少與第二用戶輸入關(guān)聯(lián)的多個(gè)傳感器, 所述多個(gè)傳感器與所述裝置表面上的第二區(qū)域關(guān)聯(lián),將所述多個(gè)開(kāi)關(guān)及所述多個(gè)傳感器相對(duì)于所述裝置表面以下述方式布 置所述方式使得能夠?qū)⑺龆鄠€(gè)第一用戶輸入中每一者與所述多個(gè)開(kāi)關(guān) 中每一者之間進(jìn)行精確關(guān)聯(lián),而所述裝置表面上所需的空間不大于所述第 一區(qū)域及所述第二區(qū)域,以及對(duì)與所述至少一個(gè)開(kāi)關(guān)及所述多個(gè)傳感器關(guān)聯(lián)的信號(hào)進(jìn)行處理。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法,其中,所述第一區(qū)域的至少一部分與所述第二區(qū)域的至少一部分具有相同邊界。
全文摘要
本申請(qǐng)涉及用戶輸入裝置中的傳感器結(jié)構(gòu),并公開(kāi)了與用戶裝置中的改進(jìn)傳感器結(jié)構(gòu)有關(guān)的方法及裝置。具有改進(jìn)傳感器結(jié)構(gòu)的裝置實(shí)施方式包括開(kāi)關(guān)、一個(gè)或更多觸摸傳感器、以及處理器,所述開(kāi)關(guān)被設(shè)置以檢測(cè)用戶施加的力,所述一個(gè)或更多觸摸傳感器被設(shè)置以檢測(cè)相對(duì)于開(kāi)關(guān)位于外圍的用戶輸入的角位置,所述處理器被設(shè)置以根據(jù)用戶輸入的力及角位置來(lái)產(chǎn)生信號(hào),所述信號(hào)用以執(zhí)行從多個(gè)預(yù)定任務(wù)中選擇的任務(wù)。
文檔編號(hào)G06F3/033GK101641663SQ200780038246
公開(kāi)日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2008年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月18日
發(fā)明者克里斯托弗·D·普萊斯特, 弗萊徹爾·羅斯可普, 理查德·H·丁赫 申請(qǐng)人:蘋果公司
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