方向輸入裝置和利用方向輸入裝置操作用戶界面的方法
【專利摘要】公開了方向輸入裝置和用于利用方向輸入裝置操作用戶界面的方法。根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的方向輸入裝置包括：板，其在其一個表面上包括標(biāo)記表面或者與該標(biāo)記表面集成，該標(biāo)記表面具有根據(jù)每個標(biāo)記而具有不同代碼的標(biāo)記；光學(xué)單元，其在板的標(biāo)記表面的方向上物理地連接到板，通過光源將光照射到板的標(biāo)記表面上，當(dāng)用戶施加力時，通過傳感器感測從標(biāo)記表面上的預(yù)定標(biāo)記反射的光，以及將光轉(zhuǎn)變成圖像信號；以及連接單元，其用于連接板和光學(xué)單元。
【專利說明】方向輸入裝置和利用方向輸入裝置操作用戶界面的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]下面的描述涉及輸入裝置，更具體地，涉及方向輸入裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]使用輸入裝置，用戶能夠操作電子裝置的屏幕上顯示的對象。例如，用戶可以改變屏幕上顯示的鼠標(biāo)指針的位置或方向。輸入裝置的示例包括鼠標(biāo)、操縱桿、軌跡球、觸摸板、跟蹤板等。鼠標(biāo)是最常用的輸入裝置。然而，當(dāng)使用鼠標(biāo)時，表面是不可或缺的。因此，難以在移動環(huán)境中使用鼠標(biāo)。此外，由于需要大的表面，并且在小桌子上使用鼠標(biāo)是不方便的，因此工作空間應(yīng)該足夠大以自由地使用鼠標(biāo)。
[0003]在移動環(huán)境中，通常使用觸摸板和跟蹤板。這兩個裝置便于使用，但是由于用戶的非故意觸摸會發(fā)生不正確輸入，或者甚至由于發(fā)生靜電可能感測不到正確輸入。出于這些原因，在許多情況下，從事畫圖或詳細(xì)圖表或執(zhí)行需要精確控制的敏感任務(wù)的人偏愛使用鼠標(biāo)而非觸摸。
[0004]使用操縱桿或軌跡球相對易于輸入方向，但不便于控制移動距離，因此，類似于觸摸，其不適用于精確定向的任務(wù)，例如畫圖或執(zhí)行CAD。
[0005]在傳統(tǒng)裝置之中，操縱桿使用機(jī)械操作和簡單傳感器，并且因此適用于詳細(xì)輸入；鼠標(biāo)是不方便的，因為需要平的表面或者需要提升然后放下鼠標(biāo)以延伸移動距離；并且跟蹤板由于手指之間不同程度的摩擦而難以控制使用精確移動。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]技術(shù)問題
[0007]根據(jù)示例性實施方式，提出了輸入裝置和用于利用輸入裝置操作用戶界面的方法，該輸入裝置不同于鼠標(biāo)，不需要表面來輸入和控制方向或距離，并且不受手指摩擦或由于觸摸產(chǎn)生的靜電的影響。
[0008]技術(shù)方案
[0009]在一個總的方面中，提供了一種方向輸入裝置，包括:板單元，其被配置成包括在板單元一側(cè)上形成且具有不同代碼的標(biāo)記的標(biāo)記表面，或者被配置成與標(biāo)記表面集成；光學(xué)單元，其在朝向標(biāo)記表面的方向上物理地連接到板單元，并且被配置成通過光源將光照射到板單元的標(biāo)記表面上，通過使用傳感器來感測從板單元的標(biāo)記表面上的特定標(biāo)記所反射的光，以及將被反射的光轉(zhuǎn)變成圖像信號；以及連接單元，其被配置成連接板單元和光學(xué)單元。
[0010]在另一總的方面中，提供了一種用于利用方向輸入裝置操作用戶界面的方法，該方法包括:通過板單元的板接收從光源產(chǎn)生的光；響應(yīng)于用戶施加的力，在相對方向上移動板單元的標(biāo)記表面和光學(xué)單元，以在標(biāo)記表面的特定標(biāo)記上反射從光源接收的光；通過光學(xué)單元的傳感器來感測從標(biāo)記表面上的特定標(biāo)記反射的光并且將被反射的光轉(zhuǎn)變成圖像信號；以及通過分析由傳感器轉(zhuǎn)換的圖像信號來計算包括用戶輸入方向和距離信息的輸入?yún)?shù)。
[0011]有利效果
[0012]根據(jù)示例性實施方式，本公開是便攜式的并且便于使用。也就是說，不像鼠標(biāo)那樣需要用于支承的表面，并且板單元和光學(xué)單元集成為一體的配置允許在三維(3D)空間中移動使用。
[0013]此外，本公開能夠?qū)崿F(xiàn)精確輸入。也就是說，不同于觸摸板，本公開能夠根據(jù)輸入信號的大小而精確地響應(yīng)，而不受手指摩擦或由觸摸產(chǎn)生的靜電的影響。
[0014]此外，輸入裝置和空間可以更加緊湊。即使鼠標(biāo)已經(jīng)變得更小，但由于鼠標(biāo)需要足夠的空間來自由移動，因此大于鼠標(biāo)的特定結(jié)構(gòu)的尺寸的區(qū)域是必要的；然而，如果使用本公開，則有可能制造緊湊的方向輸入裝置。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1示出了根據(jù)本公開的示例性實施方式的方向輸入裝置的配置；
[0016]圖2示出了根據(jù)本公開的示例性實施方式的輸入裝置的外觀；
[0017]圖3示出了根據(jù)本公開的另一示例性實施方式的輸入裝置的外觀；
[0018]圖4A至4C示出了根據(jù)本公開的又另一示例性實施方式的輸入裝置的外觀；
[0019]圖5A和5B示出了根據(jù)本公開的各種示例性實施方式的輸入裝置的板單元的外觀；
[0020]圖6示出了根據(jù)本公開的示例性實施方式的、包括處理器的輸入裝置的內(nèi)部配置；
[0021]圖7示出了根據(jù)本公開的示例性實施方式的板單元的標(biāo)記表面的示例；
[0022]圖8A和8B示出了標(biāo)記表面上的有效標(biāo)記的示例和無效標(biāo)記的示例；
[0023]圖9示出了根據(jù)本公開的示例性實施方式的、被設(shè)計成易于讀取標(biāo)記的標(biāo)記表面；
[0024]圖10示出了根據(jù)本公開的示例性實施方式的標(biāo)記表面上的標(biāo)記之間的間隔；以及
[0025]圖11是根據(jù)本公開的示例性實施方式的、用于利用輸入裝置操作用戶界面的方法的流程圖。

【具體實施方式】
[0026]在下文中參照附圖更全面地描述本發(fā)明，在附圖中示出了本發(fā)明的示例性實施方式。在下面的描述中，未詳細(xì)描述眾所周知的功能或構(gòu)造，因為它們將使本發(fā)明在不必要的細(xì)節(jié)上模糊。這里使用的術(shù)語是在考慮了本發(fā)明中的元件的功能的情況下被限定的?？梢愿鶕?jù)用戶和操作者的習(xí)慣或意圖來改變術(shù)語。因此，應(yīng)當(dāng)基于整體背景對術(shù)語進(jìn)行限定。
[0027]圖1示出了根據(jù)本公開的示例性實施方式的方向輸入裝置(在下文中稱為“輸入裝置”)I的配置。
[0028]輸入裝置I是使用戶能夠?qū)﹄娮友b置的屏幕上顯示的對象進(jìn)行操縱的指向裝置。要被顯示的對象包括要被顯示在屏幕上的鼠標(biāo)指針。輸入裝置I可以是便攜形式的、與電子裝置分開的形式或嵌入在便攜式電子裝置中的形式。電子裝置可以通過接收來自輸入裝置(I)的、作為輸入?yún)?shù)的輸入的大小、方向、速度和距離信息來改變屏幕上顯示的對象的方向或位置。電子裝置包括具有顯示功能的所有裝置，例如任何種類的計算機(jī)、個人數(shù)字助理(PDA)、便攜式電子裝置、移動電話、蜂窩型智能電話、筆記本電腦等。
[0029]參照圖1，輸入裝置I包括板單元10、光學(xué)單元12，其中，板單元10包括板100和標(biāo)記表面100a，并且光學(xué)單兀12包括光源120和傳感器122。
[0030]板100、光源120和傳感器122在光學(xué)上連接。在本文中，光學(xué)連接指示了允許僅利用空氣使光通過光導(dǎo)構(gòu)件/介質(zhì)、物理通道或其組合而到達(dá)特定目標(biāo)的任意連接。
[0031]光源120照射光，并且照射光可以包括可見光或不可見或者可見光和不可見兩者?？梢姽獾囊粋€示例是紅外光。光源120可以是發(fā)光二極管(LED)的形式。從光源120照射的光到達(dá)板100，并且一些照射光可能被反射。此時，在由輸入對象例如用戶的指尖或手掌移動的板100之下，在固定位置處的、可從板100拆卸的傳感器122可以接收從板的標(biāo)記表面10a反射的光。
[0032]如圖1所示，在板100的底部，標(biāo)記表面10a具有根據(jù)每個標(biāo)記而具有不同代碼的標(biāo)記。例如，對于每個標(biāo)記的不同代碼，例如3X3或4X4，被印刷在標(biāo)記表面10a上。代碼可以類似于二維(2D)條形碼的形式。由于每個標(biāo)記具有不同代碼，因而使得傳感器122能夠通過讀取特定標(biāo)記的代碼來識別標(biāo)記表面10a上的當(dāng)前標(biāo)記的位置，并且因此利用當(dāng)前標(biāo)記的識別位置來識別當(dāng)前標(biāo)記表面和光學(xué)單元12之間的相對位置。利用半導(dǎo)體蝕刻設(shè)備等，可以將標(biāo)記表面10a上形成的代碼印刷在特定狹窄區(qū)域中。也就是說，代碼被印刷在非常狹窄的區(qū)域中，這允許對輕微移動的精確響應(yīng)。當(dāng)然，標(biāo)記的尺寸與相機(jī)的分辨率相關(guān)聯(lián)。如果分辨率高，則即使每個代碼的尺寸可能大或代碼的數(shù)量可能小，精確控制也是可能的。參照圖7至圖10描述具有不同代碼的標(biāo)記的標(biāo)記表面10a的示例。
[0033]根據(jù)示例性實施方式，通過用戶輸入而移動的光學(xué)單元12被固定在板100的標(biāo)記表面10a上。因此，標(biāo)記表面10a根據(jù)由來自用戶指尖或手掌的用戶輸入所施加的力而對著光學(xué)單元12的移動方向移動。根據(jù)另一示例實施方式，標(biāo)記表面10a可以被固定，并且光學(xué)艙12可以被配置成移動。在這種情況下，響應(yīng)于由用戶指尖或手掌施加的用戶輸入的力，光學(xué)單元12在相對于標(biāo)記表面10a的相反方向上移動。
[0034]響應(yīng)于用戶輸入，在標(biāo)記表面10a上形成的所有標(biāo)記之中的特定標(biāo)記將從光源120接收的光反射到傳感器122。沒有標(biāo)記表面100a，由于手指摩擦，根據(jù)手指觸摸移動的輸入控制可能是不精確的和不一致的。此外，在長移動距離的情況下，需要手指重復(fù)觸摸。然而，在使用如本公開描述的標(biāo)記表面10a的情況下，可以識別標(biāo)記表面10a的當(dāng)前相對位置，因而有可能識別相對于光學(xué)單元12移動的輸入且控制標(biāo)記表面10a以與相對于特定方向移動的矢量的大小相對應(yīng)的速度而保持移動，由此重復(fù)觸摸不是必需的。
[0035]傳感器122感測從板100的標(biāo)記表面10a反射的光:也就是說，傳感器122感測從標(biāo)記表面10a上的特定標(biāo)記反射的光并且將被反射的光轉(zhuǎn)變成電子信號。傳感器122可以是圖像傳感器或相機(jī)。
[0036]根據(jù)本公開的另一示例實施方式，在光源120和板100之間以及在板100和傳感器122之間還可以包括透鏡。光源120和板100之間的透鏡收集光源120中產(chǎn)生的光，并且透鏡收集從板100反射的光并且將被反射的光轉(zhuǎn)移到傳感器122。
[0037]圖2示出了根據(jù)本公開的示例性實施方式的輸入裝置的外觀。
[0038]參照圖2，輸入裝置I包括板單元10和光學(xué)單元12以及連接單元14，板單元10包括具有標(biāo)記表面的板100，光學(xué)單元12包括光源120、傳感器122、透鏡130和140。
[0039]輸入裝置Ia可以做成便攜形式。例如，輸入裝置Ia可以做成桿形式，就像圖2中所示的原子筆類型。在這種情況下，如果用戶壓力被施加在標(biāo)記表面10a的底部處形成的板單元10上，例如，如果板100相對于中心點水平和豎直移動，或者如果壓力被施加，則可以開始輸入過程。同時，輸入裝置Ia是原子筆形式，但是僅是示例性的，并且輸入裝置Ia可以是各種形式。
[0040]如圖2所示，板單元10和光學(xué)單元12在物理上集成，但是能夠以一個方向上固定的移動而彼此相對水平和豎直移動。光學(xué)單元12的光源120和傳感器122可以被固定在朝向板單元10的標(biāo)記表面10a的方向上，而板單元10的標(biāo)記表面10a和板100可以面向光學(xué)單元12以根據(jù)用戶輸入移動。替選地，板10可以被固定，而光學(xué)單元12可以被配置成移動。
[0041]連接板單元10和光學(xué)單元12的連接單元14可以例如是用于操縱桿或按鈕的連接構(gòu)件。連接單元14可以被配置成具有兩個軸以能夠水平和豎直移動，或者可以被配置成允許在平面中移動。
[0042]根據(jù)示例性實施方式，板單元10可以是按鈕或瓶帽的形式。板單元10可以在特定方向例如水平或豎直方向上移動，或者不管特定方向而自由旋轉(zhuǎn)。
[0043]如圖2所示，板單元10包括具有用戶可以觸摸的外表面的殼。此外，板單元10包括殼內(nèi)部的板100。板100包括面對光學(xué)單兀12的標(biāo)記表面100a，標(biāo)記表面10a具有根據(jù)標(biāo)記的不同代碼的標(biāo)記。板100的標(biāo)記表面10a通過在與通過用戶觸摸所施加的力的方向相同或相反的方向上移動的標(biāo)記表面10a上的特定標(biāo)記，來將接收的光反射到傳感器 122。
[0044]由于板單元10的一個表面上形成的標(biāo)記表面10a或光學(xué)單元12被配置成移動，因此有可能計算不只是標(biāo)記表面10a的相對移動方向，還計算其相對位置。也就是說，通過響應(yīng)于用戶輸入而計算相對于標(biāo)記表面10a的中心發(fā)生的移動的方向和大小，有可能導(dǎo)致矢量輸入例如基于鼠標(biāo)的矢量輸入的發(fā)生。手指觸摸只允許通過將圖像與先前圖像和后續(xù)圖像相比較來測量圖像的移動方向，并且手指觸摸的移動由于摩擦而不是平滑的；然而，利用具有印刷在其中的標(biāo)記的板單元10不只是允許識別移動方向，例如操縱桿的方向，還允許精確地計算從起始點起的距離和相對位置，并且使用戶輸入更加平滑。
[0045]圖3示出了根據(jù)本公開的另一示例的輸入裝置Ib的外觀。
[0046]圖3中輸入裝置Ib和圖1中輸入裝置Ia之間的不同在于圖3中的輸入裝置Ib的標(biāo)記表面10a位于連接單元14之下而不是之上。例如，如圖3所示，標(biāo)記表面10a形成在充當(dāng)軸的連接單元14之下。在這種情況下，沒有什么會干擾傳感器122獲取圖像，并且能夠使板單元10更加容易移動。連接單元14可以被配置成具有兩個軸以能夠水平和豎直移動，或者可以被配置成能夠在平面中移動。
[0047]根據(jù)本公開的另一示例性實施方式，輸入裝置Ib包括恢復(fù)組件16?；謴?fù)組件16可以形成在板單元16的板100和連接單元14之間。在用戶沒有施加力的情況下，恢復(fù)組件16運轉(zhuǎn)以將板單元10和光學(xué)單元12的相對位置恢復(fù)至起始點，并且恢復(fù)組件16可以是彈簧等。起始點可以理想地是標(biāo)記表面的中心；然而，由于恢復(fù)組件16的松散性，可能難以將起始點調(diào)節(jié)到標(biāo)記表面的正中心，因此，當(dāng)用戶不施加力時，有可能總是將相對位置重置為起始點。
[0048]圖4A至4C示出了根據(jù)本公開的又另一示例性實施方式的輸入裝置Ic的外觀。
[0049]參照圖4A至4C，輸入裝置Ic可以是鼠標(biāo)形式。圖4A示出了輸入裝置Ic的頂表面，圖4B和圖4C示出了根據(jù)各種示例性實施方式的輸入裝置Ic的側(cè)面。
[0050]如圖4A所示，板單元10還可以包括形成在其頂表面上的按鈕。也就是說，類似于鼠標(biāo)，在板單元10的頂表面上可以添加左和右按鈕。在另一示例中，板單元10本身可以被設(shè)計成可點擊按鈕的形式。
[0051]同時，如圖4B所示，光學(xué)單元12可以形成且固定在板單元10的標(biāo)記表面10a之下，使得板單元10可以根據(jù)用戶輸入而移動。在這種情況下，板單元10可以包括在其頂表面上形成的、用戶可點擊的左按鈕和右按鈕，或者可以是可點擊按鈕的形式。替選地，如圖4C所示，光學(xué)單元12可以形成并且固定在板單元10的標(biāo)記表面10a之上，使得光學(xué)單元12可以根據(jù)用戶輸入而移動。
[0052]圖5A和5B示出了根據(jù)本公開的各種示例性實施方式的輸入裝置I的板單元10的外觀。
[0053]根據(jù)示例性實施方式，如圖5A所示，板單元10可以是具有凸外表面的操縱桿的形式，或者如圖5B所示，可以是具有凹外表面的按鈕的形式。在按鈕類型的情況下，如果有壓力，則板單元10可以開始接收用戶輸入，并且如果標(biāo)記表面上的壓力被減輕或者如果標(biāo)記表面移動到起始點，則板單元10可以停止接收用戶輸入。按鈕上的壓力可以被設(shè)置成用作鼠標(biāo)的點擊按鈕以確定是否接收用戶輸入，或者可以是能夠用作接收開始/結(jié)束信號和鼠標(biāo)按鈕二者的兩檔式按鈕。
[0054]圖6示出了根據(jù)本公開的示例性實施方式的、包括處理器150的輸入裝置I的內(nèi)部配置。
[0055]參照圖6，輸入裝置I包括板100、光源120、傳感器122和處理器150。
[0056]參照上述附圖描述了板100、光源120和傳感器122的配置，因此，提供主要關(guān)于處理器150的以下描述。
[0057]處理器150控制光源120照射光。此外，處理器150通過分析從傳感器122獲取的圖像信號以及計算在光被照射時板100的標(biāo)記表面上的標(biāo)記的位置，來計算板100的當(dāng)前相對位置。此外，處理器150計算板100的先前獲取的相對位置和板100的當(dāng)前相對位置之間的差，并且基于從先前獲取的相對位置移動到當(dāng)前相對位置所需的時間來計算移動速度。然后，處理器150通過使用所計算的相對位置和移動速度來確定輸入?yún)?shù)，該輸入?yún)?shù)包括輸入的大小、速度和方向矢量。
[0058]使用通過用戶輸入而相對移動的板100的標(biāo)記表面，處理器150可以計算輸入矢量值:標(biāo)記的位置離起始點越遠(yuǎn)，可以恒定發(fā)生的輸入越塊，其中，輸入等同于快速移動鼠標(biāo)；并且標(biāo)記的位置離起始點越近，可以發(fā)生的輸入越慢，其中，輸入等用于鼠標(biāo)在相應(yīng)矢量方向上緩慢移動。也就是說，在沒有恒定移動或者重復(fù)提升和放下鼠標(biāo)的操作等以延伸移動距離的情況下，本公開允許通過在一個方向上的移動而在相應(yīng)方向上恒定輸入，這與使用操縱桿時的方式相同。
[0059]本公開的輸入裝置I和操縱桿之間的差異在于輸入裝置I能夠根據(jù)位置而精確地控制矢量值的大小或移動速度。雖然在操縱桿的情況下有可能利用壓力傳感器或移動距離來輸入大小，但是其比使用如本公開中描述的光學(xué)特性更不精確。此外，輸入裝置I可以根據(jù)從先前圖像移動(即其坐標(biāo)已經(jīng)改變)的標(biāo)記表面的速度來確定方向矢量的輸入速度或大小。也就是說，輸入裝置I可以基于從起始點到標(biāo)記表面的當(dāng)前坐標(biāo)的移動速度以及標(biāo)記表面離起始點的距離的函數(shù)值，來計算相應(yīng)方向的輸入矢量(例如，鼠標(biāo)的移動速度)。
[0060]本公開的輸入裝置I和觸摸板的不同在于這一事實，不像觸摸板那樣，輸入裝置I能夠根據(jù)輸入信號的大小精確地響應(yīng)，而不受由手指摩擦引起的靜電和觸摸的影響。
[0061]圖7示出了根據(jù)本公開的示例性實施方式的板單元10的標(biāo)記表面的示例，圖8A和8B示出了標(biāo)記表面上的有效標(biāo)記的示例和無效標(biāo)記的示例。
[0062]參照圖7，根據(jù)示例性實施方式，標(biāo)記表面10a可以包括3X3的標(biāo)記。如圖7所不，不同圖案的標(biāo)記以行和列對齊的方式被布置在標(biāo)記表面10a上。
[0063]在這種情況下，如圖8A所示，標(biāo)記圖案被設(shè)計成在到X軸和Y軸上的投影中的不具有任何空單元格。也就是說，其被編碼成使得對于構(gòu)成標(biāo)記表面上的標(biāo)記的單元格而言沒有空行或空列。在本文中，空指示了二進(jìn)制代碼值“O”。在3X3的標(biāo)記的情況下，通過考慮這樣的約束，要產(chǎn)生的代碼的數(shù)量是32。也就是說，如果使用二進(jìn)制代碼，則代碼的數(shù)量是29，因此，128個代碼圖案是可能的；然而，如果一個或更多個空行或空列不被計數(shù)，如圖SB所示，則代碼圖案的數(shù)量是32。也就是說，標(biāo)記圖案被設(shè)計，如圖8A所示，在行或列中沒有任何空格，如圖8B所示。
[0064]然后，當(dāng)分析由傳感器獲取的圖像信號時，有可能簡單地通過到X軸或Y軸上的投影而容易地識別有效標(biāo)記的位置。有效標(biāo)記的位置指示了任何X軸或Y軸上沒有三個連續(xù)空投影存在的區(qū)域，並且在找到的區(qū)域中容易讀取標(biāo)記。
[0065]同時，在本說明書中使用二進(jìn)制值，但是如果使用亮度或色彩值，則代碼可以被設(shè)計的更復(fù)雜。根據(jù)傳感器的性能和特性，各種設(shè)計是可能的。亮度值可以被用作相對值之差或絕對值，或者可以通過在一個標(biāo)記中限定若干級別來被使用。
[0066]圖9示出了根據(jù)本公開的示例性實施方式的、被設(shè)計成使標(biāo)記易于讀取的標(biāo)記表面，且圖10示出了標(biāo)記之間的間隔。
[0067]參照圖6、圖9和圖10，標(biāo)記表面10a被設(shè)計成允許傳感器122接收從標(biāo)記表面10a上的至少一個標(biāo)記反射的光。例如，如果每個標(biāo)記是3X 3并且每兩個標(biāo)記之間的間隔是兩個單元格，如圖10所示，則傳感器122需要被設(shè)計成大于7 X 7，這與附圖標(biāo)記510的尺寸相同。然后，對應(yīng)于圖9中的附圖標(biāo)記500的陰影線區(qū)域可以是范圍，在該范圍中，傳感器122的中心的坐標(biāo)允許移動，也就是說，是可測量的移動范圍。
[0068]為了讀出3X3的標(biāo)記，需要設(shè)計7X7的傳感器122的分辨率。當(dāng)然，高分辨率需要完全覆蓋相應(yīng)的區(qū)域，但為了讀取3X3的標(biāo)記，通過考慮邊界上的任何誤差來設(shè)計可區(qū)別的最小分辨率。例如，負(fù)責(zé)一個單元格的像素的尺寸至少為3X3是適當(dāng)?shù)模⑶移谕麄鞲衅鞯南袼爻叽缡?7X3) X (7X3) = 441或更大。在這種情況下，精度可以體現(xiàn)為具有30行X3列=90的格。當(dāng)然，如果更小程度的輸入精度是合適的，則各種修改是可能的，包括減小標(biāo)記尺寸。
[0069]圖11示出了根據(jù)本公開的示例性實施方式的、用于利用輸入裝置I操作用戶界面的方法的流程圖。
[0070]參照圖6和圖11，輸入裝置I的板100接收從光源120產(chǎn)生的光。然后，響應(yīng)于用戶輸入的發(fā)生，板100的標(biāo)記表面和光學(xué)單元在相對方向上移動以在810中在特定標(biāo)記上反射從光源接收的光。然后，在820中，傳感器122感測從標(biāo)記表面上的特定標(biāo)記反射的光并且將被反射的光轉(zhuǎn)變成圖像信號。
[0071]然后，在830中，處理器150通過分析由傳感器122轉(zhuǎn)換的圖像信號來確定輸入?yún)?shù)，該輸入?yún)?shù)包括用戶輸入的大小、方向、速度和距離信息。根據(jù)示例性實施方式，處理器150通過分析從傳感器122獲取的圖像信號和計算已經(jīng)在板100上反射光的標(biāo)記的位置，來計算板100的當(dāng)前相對位置，并且然后基于板100的先前獲取的相對位置和當(dāng)前相對位置之間的差以及從兩個位置移動所需的時間，來計算移動速度。此外，處理器150通過使用所計算的相對位置和移動速度來確定輸入的大小、速度和方向矢量。
[0072]同時，根據(jù)本公開的另一示例性實施方式，一旦標(biāo)記表面被按壓，就開始接收用戶輸入，并且如果標(biāo)記表面上的壓力減輕或者如果在執(zhí)行上述過程之后標(biāo)記表面移動到起始點，則停止接收用戶輸入。
[0073]對本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言明顯的是，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在本發(fā)明中可以進(jìn)行各種修改和變型。因此，其意味著本發(fā)明覆蓋了本發(fā)明的修改和變型，假定該修改和變型是在所附權(quán)利要求及其等同物的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種方向輸入裝置，包括: 板單元，其被配置成包括在所述板單元的一側(cè)上形成且具有不同代碼的標(biāo)記的標(biāo)記表面，或者被配置成與所述標(biāo)記表面集成； 光學(xué)單元，其在朝向所述標(biāo)記表面的方向上物理地連接到所述板單元，并且被配置成通過光源將光照射到所述板單元的標(biāo)記表面上，通過使用傳感器來感測從所述板單元的標(biāo)記表面上的特定標(biāo)記所反射的光，以及將被反射的光轉(zhuǎn)變成圖像信號；以及 連接單元，其被配置成連接所述板單元和所述光學(xué)單元。
2.如權(quán)利要求1所述的方向輸入裝置， 其中，所述光學(xué)單元形成在所述板單元的所述標(biāo)記表面之下，以及 其中，當(dāng)所述光學(xué)單元被固定時，所述板單元的標(biāo)記表面響應(yīng)于用戶施加到所述板單元的力而在相對于所述光學(xué)單元的相反方向上移動。
3.如權(quán)利要求2所述的方向輸入裝置，其中，所述板單元包括形成在所述板單元之上的按鈕以允許用戶點擊，或者所述板單元是用于用戶的可點擊按鈕的形式。
4.如權(quán)利要求1所述的方向輸入裝置，其中，所述光學(xué)單元形成在所述板單元的標(biāo)記表面之上，并且當(dāng)所述板單元被固定時，所述光學(xué)單元響應(yīng)于用戶施加到所述光學(xué)單元的力而在相對于所述板單元的標(biāo)記表面的相反方向上移動。
5.如權(quán)利要求1所述的方向輸入裝置，其中，所述板單元的標(biāo)記表面被置于所述連接單元之下以從所述傳感器獲取圖像。
6.如權(quán)利要求5所述的方向輸入裝置，其中，所述連接單元還被配置成包括兩個軸以能夠水平和豎直移動。
7.如權(quán)利要求1所述的方向輸入裝置，還包括: 恢復(fù)單元，其被配置成在用戶沒有施加力的情況下將所述板單元和所述光學(xué)單元的相對位置恢復(fù)為起始點。
8.如權(quán)利要求1所述的方向輸入裝置，其中，所述方向輸入裝置是鼠標(biāo)的形式。
9.如權(quán)利要求1所述的方向輸入裝置，其中，所述方向輸入裝置是具有按鈕的原子筆的形式，所述按鈕能夠被用戶按壓或能夠水平和豎直移動。
10.如權(quán)利要求1所述的方向輸入裝置，其中，所述板單元被編碼成使得關(guān)于構(gòu)成所述板單元的標(biāo)記表面上的標(biāo)記的單元格而沒有空行或空列。
11.如權(quán)利要求1所述的方向輸入裝置，其中，所述板單元的標(biāo)記表面上的標(biāo)記通過使用二進(jìn)制值、亮度值或色彩值中的至少之一來被編碼。
12.如權(quán)利要求1所述的方向輸入裝置，還包括: 處理器，其被配置成通過分析從所述光學(xué)單元的傳感器獲取的圖像信號以及在板圖像中讀取對光進(jìn)行反射的至少一個標(biāo)記和所述標(biāo)記的位置來計算所述板單元的當(dāng)前相對位置，并且被配置成通過使用從預(yù)定起始點到所述當(dāng)前相對位置的矢量值來計算包括輸入的大小、速度和方向矢量的輸入?yún)?shù)。
13.如權(quán)利要求12所述的方向輸入裝置，其中，所述處理器還被配置成: 基于所述板單元的先前獲取的相對位置和所述板單元的當(dāng)前相對位置之間的差異以及從這兩個位置移動所需的時間，來計算移動速度；以及 通過使用所述板單元的相對位置中的差異和所述移動速度來計算所述輸入的大小、速度和方向矢量。
14.一種用于利方向輸入裝置操作用戶界面的方法，所述方法包括: 通過板單元的板接收從光源產(chǎn)生的光； 響應(yīng)于用戶的力被施加，所述板單元的標(biāo)記表面和光學(xué)單元在相對方向上移動，以在所述標(biāo)記表面的特定標(biāo)記上反射從所述光源接收的光； 通過所述光學(xué)單元的傳感器，感測從所述標(biāo)記表面上的特定標(biāo)記反射的光并且將被反射的光轉(zhuǎn)變成圖像信號；以及 通過分析由所述傳感器轉(zhuǎn)換的圖像信號來計算包括用戶輸入方向和距離信息的輸入?yún)?shù)。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述輸入?yún)?shù)的計算包括: 通過分析所述圖像信號以及讀取板上的標(biāo)記的位置和對光進(jìn)行反射的所述標(biāo)記來計算所述板單元的當(dāng)前相對位置；以及 通過使用從預(yù)定起始點到所述板單元的當(dāng)前相對位置的矢量值來計算包括輸入的大小、速度和方向矢量的輸入?yún)?shù)。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述輸入?yún)?shù)的計算包括: 基于所述板單元的先前獲取的相對位置和當(dāng)前相對位置之間的差異以及從這兩個位置移動所需的時間，來計算移動速度；以及 通過使用所述板單元的相對位置中的所述差異和所述移動速度，來計算所述輸入的大小、速度和方向矢量。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括: 在所述標(biāo)記表面被按壓的情況下，開始用戶輸入事件；以及 在所述標(biāo)記表面上的壓力減輕或所述標(biāo)記表面移動到起始點的情況下，停止所述用戶輸入事件。
【文檔編號】G06F3/042GK104508603SQ201380037924
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2013年4月23日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月17日
【發(fā)明者】金湖然 申請人:值軟株式會社