通過觸摸板表面上的指示物的起始位置來確定的圓形滾動觸摸板功能的製作方法

2023-07-22 15:34:06 1

專利名稱：通過觸摸板表面上的指示物的起始位置來確定的圓形滾動觸摸板功能的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及觸摸板和其它數據輸入裝置，其中使用手指或觸針 的接觸來輸入數據、存取數據或另外操作存儲在電子裝置中的數據。
背景技術：
隨著可攜式電子裝置變得更加普遍，高效率地控制它們的需求正變得 日益重要。大量的電子裝置包括MP3播放器、可攜式視頻播放器、數碼 照相機和攝^4^、行動電話以及許多不同的可攜式娛樂裝置。
許多可攜式電子裝置的 一個主要問題在於它們的完整尺寸限制了可 能與這些裝置通信的方式的數量。 一個原因可能是可用空間的量非常有 限。例如，需要電話號碼小鍵盤(keypad)的行動電話現在正在替代許多個 人數字助理(PDA)。通常，PDA需要用於數據輸入的鍵盤(keyboard)。 本發明的發明者與置於電話小鍵盤下的觸摸板的發明和^A有關。將小鍵 盤藏於電話鍵襯墊(keymat)下使數據輸入可用的有限空間得到最大可能 的利用。
其他可攜式電子裝置開發者和用戶已經看到使用圓形觸摸板帶來的 好處。圓形觸摸板的本性使得能夠在單一方向上連續運動。因此，數據列 表可在單一方向上滾動而不必停止。數據列表可包括像在一些MP3播放 器上普及的歌曲和播放列表。但列表現在可包括聯繫人目錄，比如存儲在行動電話上的電話目錄。因此，圓形觸摸板的應用擴展至超出單一行業或 應用的範圍。
也應該認識到，數據輸入的改進方法不僅在小的可攜式電子裝置中獲 得應用，而且在桌面或固定裝置上獲得應用。
圓形觸摸板的一個改進在於能夠將按鍵置於沿著觸摸板描繪的圓形 路徑的特定位置下方。例如，播放、暫停、快進、快退以及其它不連續指
令已經置於一些MP3和視頻播放器的圓形觸^^板下。
相信有其它方式來改進對使用圓形觸摸板的可攜式電子裝置甚至桌 面或固定電子裝置的數據操作或輸入。
為了理解在本發明中使用的觸摸板技術，研究此技術的一個實施例是 有用的。本發明的一個重要方面是使用通過鍵帽進行接近感測的電容感測 技術。CIRQUE⑧公司的觸摸板技術適合用於實施此功能。然而，應該記 住觸摸板技術可以為該特定發明而進一步修改。
CIRQUE 公司觸摸板是互電容感測裝置，在圖1中圖示出一個框 圖示例。在這個觸摸板10中，x (12)和y (14)電極以及感測電極16 的柵格用於限定觸摸板的觸摸敏感區18。典型地，當有空間限制時，觸 摸板10是大約16乘12電極或者8乘6電極的矩形柵格。單個感測電極 16與這些x (12)和y (14)(或行和列)電極交織。所有的位置測量都 通過感測電極16進行。
CIRQUE⑧^^司觸摸板10測量感測線16上的充電不平衡。當觸摸板 IO上面或附近沒有指示物時，觸摸板電路20處於平衡狀態，並且在感測 線16上沒有充電不平衡。當指示物接近或接觸接觸表面(觸摸板10的感 測區18),所述指示物由於電容耦合而產生不平衡時，電極12、 14上產 生電容變化。測量的是電容變化，而不是電極12、 14上的電容絕對值。 觸摸板10通過測量充電量來確定電容變化，此充電量必須加到感測線16 上，以便重新建立或重新獲得感測線上的充電平衡。
如下所述，上述系統用於確定手指在觸摸板10上或附近的位置。此 示例描述行電極12,並且對於列電極14以相同的方式重複。從行和列電 極測量所獲得的值確定交集，即在觸摸板10上或附近的指示物的質心。
在第一步中，第一組行電極12由來自P、 N發生器22的第一信號驅 動，並且不同的^目鄰的第二組行電極由來自P、 N發生器的第二信號驅 動。觸摸板電路20利用互電容測量裝置26從感測線16獲取值，該值指示哪一行電極與指示物最接近。但是，在某個微控制器28控制下的觸摸 板電路20還不能確定指示物位於行電極的哪一邊，觸摸板電路20也不能 確定指示物離該電極有多遠。因此，系統使要驅動的電極組12移位一個 電極。換句話說，在該組一側的電極#^入，而該組相對側的電極不再被 驅動。新的組然後由P、 N發生器22驅動，並且進行感測線16的第二次 測量。
從這兩次測量，可能確定指示物位於行電極的哪一側，以及有多遠。 然後通過使用對測量的兩個信號的數值進行比較的方程來實現指示物位 置確定。
CIRQUE⑧公司觸摸板的靈敏度或解析度比16乘12的行列電極柵格 所具備的靈敏度或解析度高很多。解析度通常約為每英寸960測量次數， 或更大。確切的解析度由組件的靈敏度、同樣行和列上的電極12、 14之
間的距離以;sjit本發明不重要的其它因素來確定。
對於利用P、 N發生器24的Y或列電極14重複上述過程。
雖然以上描述的CIRQUE⑧觸摸板使用X和Y電極12、 14的柵格以 及單獨且單個的感測電極16,但是通過復用，感測電極實際上可以是X 或Y電極12、 14。這兩種設計中任何一種設計都能使本發明起作用。

發明內容
在第一實施例中，本發明是一種圓形觸摸板，或一種其它形狀的但其 上示出圓形滾動區域輪廓的觸摸板，其中功能定義為在圓形觸摸板上或在 圓形滾動區域內的按鍵；其中所述功能通過下觸所述按鍵來激勵，然後通 過繞著圓形觸^板或圓形滾動區域移動指示物來執行所述功能；其中移動 使選中的功能增大選中的M或減小選中的^lt。
從以下結合附圖的詳細描述考慮，本發明的這些和其它目的、特徵、 優點以及可選方面對本領域的技術人員將是明顯的。


圖l是如傳統技術所教導的、適合用於本發明的觸摸板的框圖。
圖2是置於物理的或虛擬的圓形觸摸板上的覆蓋層(overlay)的頂 視圖，示出其上由下觸激勵的指定功能。圖3是置於物理的或虛擬的圓形觸^^L上的另一覆蓋層的頂視圖，示 出其上由下觸激勵的指定功能。
圖4是置於物理的或虛擬的圓形觸^^Ji的又一覆蓋層的頂視圖，示 出其上由下觸激勵的指定功能。
具體實施例方式
現在參考附圖，其中將為本發明的各種元素給出標號，並且其中將討 論本發明以使本領域的技術人員能夠製造和使用本發明。應當i人為以下描 述只是示範了本發明的原理，而不應當被視為限制了隨後的權利要求。
可將圓形觸摸板描述成虛擬的或物理的。虛擬的圓形觸^^是具有感 測器區的觸摸板，所述感測器區具有非圓形的邊界，但是在其上具有通過 用於對圓形觸摸板的功能進行編程的固件或其它方式來限定的圓形區域。 例如，觸摸板電路能夠確定在圓形路徑內何時發生移動。例如，通過在觸 摸板的表面上施加覆蓋層，使得圓形路徑為用戶所知。
相反地，物理的圓形觸^^板i殳計成感測器區在物理上形成為環形或圓 形的感測器區。如前面所說明的，虛擬的或物理的圓形觸摸板對於以非直 線方式滾動列表是很有用的，具有能夠在任何方向連續移動的優點。然而， 在現有技術中有這樣的情況通過繞著圓形觸摸板所限定的路徑的移動來 執行的功能已經通過一些其它方式被選擇。
例如，當滾動列表時，已經選中了列表並且指示物沿著圓形觸摸板的 任何移動都會引起列表向上或向下滾動。在其它情況下，另一個輸入裝置 可用於切換數據輪的功能。對於傳統技術重要的是未通過接觸圓形觸摸板 來選中功能。所執行的唯一功能是在列表內移動，或者增大或減小特定值， 其然後,皮轉換成移動。
通過對圓形觸摸板增加新功能，本發明採取了不同的方法。本發明使 功能的選擇能夠通過指示物在圓形觸摸板表面的特定位置的下觸動作來 執行。可通過固件來定義能夠通過下觸來激勵的功能。換句話說，圓形觸 摸板上的特定位置可被編程為與不同功能相關聯。這些功能可任意指定。 單個功能或多個功能可被指定給圓形觸摸板。
為了使用戶能夠明白必須接觸圓形觸摸板的哪一位置來激勵功能，可 以想像覆蓋層將置於圓形觸摸板的表面上。可選地，功能可直接列印在觸 摸M面上。在另一個可選的實施例中，可以例如在顯示屏上面放置一種光學透明的圓形觸^^板。這個示例稍後將詳細J兌明。
可以想像相同或不同類型的功能可通過在不同位置下觸圃形觸摸板
來激勵。例如，在MP3播放器上，下觸第一位置可使得能夠滾動藝術家 列表。下觸第二位置也可使能滾動，但滾動不同的列表，比如也存儲在 MP3 ^^L器上的播放列表。這兩個功能都是滾動。然而，本發明和現有 技術的不同在於對列表的訪問僅由在特定位置下觸圓形觸摸板的動作來
然而，滾動列表只是能夠通過下觸圓形觸摸板來激勵的功能的一個示 例。可以想像其它功能也可以被激勵。可被激勵的功能的一些示例包括但 不應該認為局限於音量調節、調節均衡器、調節亮度、調節對比度、調節 快進或快退、在各種條目中向前或向後跳、放大或縮小、向上或向下移動 視圖、向上或向下選擇頻道、向上或向下移動屏幕、在可選條目比如在遊 戲中的工具或武器中前進或後退、以及向前和向後瀏覽網頁。
本發明的另一個方面是可被激勵的功能也可以動態地分配給圓形觸 摸板的表面。例如，考慮置於顯示屏之上或之下的透明的圓形觸摸板。可 以想像顯示屏可被編程為顯示具有功能的覆蓋層，所述功能可通過下觸所 顯示的動態分配的掩建來激勵。因此，圓形觸摸板上的同一位置可在第一 模式中激勵音量控制。然後用戶能夠轉換到第二操作模式。在第二操作模 式中，曾顯示音量按鍵的位置不再顯示"音量"按鍵，而是現在顯示"縮放" 按鍵。在該第二模式中，下觸縮放,將使縮放功能被執行，而不是音量 功能。
因此，在第一模式中，圓形觸摸板的觸摸板電路將在音量M被下觸 時使音量能夠被調節，而當裝置在第二模式中操作時改變為使縮放能夠被 調節，並且音量掩睫變成在同一位置上顯示縮放掩建。
一個能夠配置成利用本發明的^更攜式電子裝置包括行動電話。用戶能 夠根據哪個列表被激勵而滾動存儲在行動電話存儲器內的各種列表。這些 列表可能用於存儲在行動電話內的圖片、存儲姓名目錄、接收電話目錄、 呼叫號碼目錄、地址薄、約會簿等等。
可利用本發明的其它裝置包括遠程控制裝置、個人數字助理(PDA)、 個人遊戲機、照相機、攝像機、甚至膝上型電腦。電腦可使用本發明來幫 助瀏覽菜單。當使用例如由於瞬時存取而需要許多非線性控制的CAD(計 算機輔助設計)軟體時，可以提高生產率，節省擊鍵或菜單選擇次數。提供圖2作為可置於虛擬的或物理的圓形觸摸板上的圓形觸摸^ 蓋層10的示例。在此圖中，在固件中定義的^A縮放112、滾動114 以及平移(pan) 116。這些功能在瀏覽網頁、圖片以及其它視覺數據時4吏 用。因此，這樣的覆蓋層110可用在數位相機上來瀏覽圖片或用在桌面電 腦上來瀏覽網頁或圖片。
提供圖3作為可置於虛擬的或物理的圓形觸摸板上的圓形觸摸M 蓋層110的示例。在此圖中，在固件中定義的M是音量120、音調122、 選擇124以及查找(在歌曲中向後或向前移動)126。這樣的覆蓋層在 MP3播放器或桌面電腦或膝上型電腦中用於媒體播放器的控制器中可能 是有用的。
提供圖4作為可置於虛擬的或物理的圓形觸摸板上的圓形觸摸^ 蓋層110的示例。在此圖中，在固件中定義的^A圖片130、音量132、 聯繫人134、消息136以及CID (呼叫標識)138。這樣的覆蓋層可用於 PDA、行動電話以及桌面或膝上型電腦。
另一個示例是比如用於電視、DVD播放器、數字錄#4^ (DVR)或 機頂盒的遙控器。機頂盒和DVR正變得越來越特徵豐富，這對瀏覽這些 特徵或搜索大M^莫的列表提出了巨大的挑戰。本發明甚至可以合併到用於 比如立體聲系統、DVD播放器、電視、汽車等許多裝置的接口內。
也應該提及，雖然在此描述了圓形觸摸板,但是其它形狀也是可能的。 觸摸板的形狀可以是橢圓形、矩形、正方形、8字形圖案或任何想要的多 邊形形狀。
應理解，上述布置只是說明本發明的原理的應用。本領域的技術人員 可在不背離本發明的精神和範圍的情況下設計各種修改和替選布置。所附 的權利要求旨在覆蓋這些修改和布置。
權利要求
1. 一種系統，用於通過下觸和繞著由圓形觸摸板限定的路徑的非直線移動來使能功能的激勵和操縱，所述系統包括圓形觸摸板；觸摸板電路，用於檢測指示物在所述圓形觸摸板上的下觸；以及與所述觸摸板電路相關聯的固件，其中所述固件定義當所述指示物在至少一個預定位置下觸所述圓形觸摸板時將要被激勵的至少一個功能。
2. 根據權利要求1所述的系統，其中所述圓形觸摸板是物理的圓形 觸:^板，具有以圓形布置來形成的感測器。
3. 根據權利要求1所述的系統，其中所述圃形觸摸板是虛擬的圃形 觸^^1，具有以非圃形布置來排列的感測器。
4. 根據權利要求1所述的系統，其中所述系統還包括置於所述圓形 觸摸板的表面上的覆蓋層，所^蓋層示出圓形區的輪廓，所述圃形區用 於以所述指示物在所述觸摸板上來回移動，並且其中所i^蓋層提供所述 至少一個預定位置的視覺顯示，在所述至少一個預定位置下觸將激勵所述 至少一個功能。
5. 根據權利要求1所述的系統，其中所述系統還包括顯示屏，其中 所述圓形觸;^板置於所述顯示屏上面，並且其中所述圓形觸摸板是光學透 明的，使得所述顯示屏可透過所述光學透明的圓形觸^^L看見。
6. 根據權利要求5所述的系統，其中所述顯示屏還包括顯示在所述 顯示屏上的圖像，其中所述圖像起覆蓋層的等同物的作用，其中所述顯示 屏提供所述至少 一個預定位置的視覺顯示，在所述至少 一個預定位置下觸 將激勵所述至少 一個功能。
7. 根據權利要求6所述的系統，其中所述顯示屏還包括動態圖像覆 蓋層，其中不同的圖像使所述顯示屏能夠顯示不同的覆蓋層。
8. 根據權利要求1所述的系統，其中所述系統還包括可從所述圓形 觸摸板接收輸入的裝置，所述裝置從包括MP3播放器、行動電話、遠程 控制裝置、個人數字助理(PDA)、個人遊戲機、照相機、攝^^以及膝 上型電腦的 一組裝置中選擇。
9. 根據權利要求1所述的系統，其中將要被激勵的所述至少一個功能從包括調節音量、調節均衡器、調節亮度、調節對比度、調節快進或快 退、在各種條目中向前或向後跳、在顯示器上放大或縮小、在顯示器上向 上或向下移動視圖、向上或向下選擇頻道、向上或向下移動屏幕、在可選 條目比如在遊戲中的工具或武器中前進或後退、以及向前或向後瀏覽網頁 的一組功能中選擇。
10. —種方法，用於通過下觸和繞著由圓形觸摸板限定的路徑的非 直線移動來激勵和操縱功能，所述方法包括步驟(1) 提供圃形觸摸板、用於檢測指示物在所述圓形觸摸板上的下觸 的觸摸板電路、以及與所述觸摸板電路相關聯的固件，其中所述固件定義 當所述指示物在至少一個預定位置下觸所述圓形觸摸板時將要被激勵的 至少一個功能；以及(2) 在至少一個預定位置接觸所述圓形觸摸板，從而激勵與所述至 少 一個預定位置相關聯的至少 一個功能。
11. 根據權利要求10所述的方法，其中所述方法還包括提供物理的 圓形觸^板的步驟，所述物理的圓形觸^^L具有以圓形布置來形成的感測 器。
12. 根據權利要求10所述的方法，其中所述方法還包括提供虛擬的 圓形觸:^板的步驟，所述虛擬的圓形觸4莫板具有以非圓形布置來排列的感 測器。
13. 根據權利要求10所述的方法，其中所述方法還包括提供置於所 述圓形觸摸板的表面上的覆蓋層的步驟，所ii^蓋層示出圓形區的輪廓， 所述圓形區用於以所述指示物在所述觸摸板上來回移動，並且其中所^ 蓋層提供所述至少一個預定位置的視覺顯示，在所述至少一個預定位置下 觸將激勵所述至少一個功能。
14. 根據權利要求10所述的方法，其中所述方法還包括提供顯示屏 的步驟，其中所述圓形觸4莫板置於所述顯示屏上面，並且其中所述圃形觸 摸板是光學透明的，使得所述顯示屏可透過所述光學透明的圓形觸摸板看 見。
15. 根據權利要求10所述的方法，其中所述方法還包括提供顯示在 所述顯示屏上的圖像的步驟，其中所述圖像^蓋層的等同物的作用，其 中所述顯示屏提供所述至少一個預定位置的視覺顯示，在所述至少一個預 定位置下觸將激勵所述至少一個功能。
16. 根據權利要求10所述的方法，其中所述方法還包括提供動態圖^A蓋層的步驟，其中不同的圖像使所述顯示屏能夠顯示不同的覆蓋層。
17. 根據權利要求10所述的方法，其中所述方法還包括以下步驟 從包括MP3播放器、行動電話、遠程控制裝置、個人數字助理(PDA)、個人遊戲機、照相機、攝^4^以;sj^上型電腦的一組裝置中選擇可從所述圓形觸^^1接收輸入的裝置。
18. 根據權利要求10所述的方法，其中所述方法還包括以下步驟 從包括調節音量、調節均衡器、調節亮度、調節對比度、調節快進或快退、 在各種條目中向前或向後跳、在顯示器上放大或縮小、在顯示器上向上或 向下移動視圖、向上或向下選擇頻道、向上或向下移動屏幕、在可選條目 比如在遊戲中的工具或武器中前進或後退、以及向前或向後瀏覽網頁的一 組功能中選擇將要被激勵的所述至少 一個功能。
19. 一種方法，用於通過下觸和繞著由觸摸板限定的路徑的移動來 激勵和操縱功能，所述方法包括以下步驟(1) 提供觸摸板、用於檢測指示物在所述觸摸板上的下觸的觸4莫板 電路、以及與所述觸摸板電路相關聯的固件，其中所述固件定義當所述指 示物在至少一個預定位置下觸所述觸摸板時將要,皮激勵的至少一個功能； 以及(2) 在至少一個預定位置接觸所述觸摸板，從而激勵與所述至少一 個預定位置相關聯的至少 一個功能。
20. 根據權利要求19所述的方法，其中所述方法還包括從包括橢圓 形、矩形、正方形、8字形圖案或任何其它多邊形形狀的一組觸摸板中選 擇觸摸板的步驟。
21. 根據權利要求19所述的方法，其中所述方法還包括提供置於所 述觸摸板的表面上的覆蓋層的步驟，所逸霞蓋層示出用於以所述指示物在 所述觸摸板上來回移動的區的輪廓，並且其中所^蓋層提供所述至少一 個預定位置的視覺顯示，在所述至少一個預定位置下觸將激勵所述至少一 個功能。
22. 根據權利要求19所述的方法，其中所述方法還包括提供顯示屏 的步驟，其中所述觸^^板置於所述顯示屏上面，並且其中所述觸摸板是光 學透明的，使得所述顯示屏可透過所述光學透明觸摸板看見。
23. 根據權利要求19所述的方法，其中所述方法還包括提供顯示在所述顯示屏上的圖像的步驟，其中所述圖像^A蓋層的等同物的作用，其 中所述顯示屏提供所述至少一個預定位置的視覺顯示，在所述至少一個預 定位置下觸將激勵所述至少 一個功能。
24. 根據權利要求 19 所述的方法，其中所述 方法還包括提供動態圖像覆蓋層的步驟，其中不同的圖傳4吏所述顯示屏能 夠顯示不同的覆蓋層。
25. 根據權利要求19所述的方法，其中所述方法還包括以下步驟 從包括MP3播放器、行動電話、遠程控制裝置、個人數字助理(PDA)、 個人遊戲機、照相機、攝^J^L以;SJ^上型電腦的一組裝置中選擇可從所述 觸摸板接收輸入的裝置。
26. 根據權利要求19所述的方法，其中所述方法還包括以下步驟 從包括調節音量、調節均衡器、調節亮度、調節對比度、調節快進或快退、 在各種條目中向前或向後跳、在顯示器上放大或縮小、在顯示器上向上或 向下移動視圖、向上或向下選擇頻道、向上或向下移動屏幕、在可選條目 比如在遊戲中的工具或武器中前進或後退、以及向前或向後瀏覽網頁的一 組功能中選擇將要被激勵的所述至少 一個功能。
27. —種系統，用於通過下觸和繞著由觸摸板限定的路徑的移動來 4吏能功能的激勵和操縱，所述系統包括觸摸板；觸摸板電路，用於檢測指示物在所述觸摸板上的下觸；以及與所述觸摸板電路相關聯的固件，其中所述固件定義當所述指示物在 至少 一個預定位置下觸所述觸摸板時將要被激勵的至少 一個功能。
全文摘要
一種圓形觸摸板，或一種其它形狀的但其上示出圓形滾動區域輪廓的觸摸板，其中功能被定義為圓形觸摸板上或圓形滾動區域內的按鍵；其中所述功能通過下觸所述按鍵而被激勵，然後通過繞著圓形觸摸板或圓形滾動區域移動指示物來執行所述功能；其中移動使所選中的功能增大選中的參數增大或減小選中的參數。
文檔編號G06F3/041GK101432681SQ200780015637
公開日2009年5月13日 申請日期2007年3月29日 優先權日2006年3月30日
發明者賈裡德·G·比特韋 申請人:塞奎公司