用於輸入信息的裝置的製作方法
2023-10-08 16:14:54 4
專利名稱：用於輸入信息的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種按照權利要求1的前序部分的特徵所述的、用於輸入信息的裝置。
對圖形表面的操作大多不是直接進行，而是通過另一個輸入輔助工具、例如所謂的滑鼠進行。滑鼠相對於表面移動，檢測該運動並轉換為指示單元、例如屏幕上遊標單元(Cursor光標)的移動。例如通過安裝在滑鼠底面的、活動地放置的球體來實現對滑鼠運動的檢測，該球體的運動通過滑鼠內部的機械的或/和光學的傳感器元件來檢測。利用安裝在滑鼠上的按鍵來選擇特定的功能、例如打開文件，例如通過按鍵來點擊對象(文件)。
對於行動裝置來說，不適合使用分離的滑鼠作為控制單元，而適合集成該控制單元。在膝上型電腦的情況下，經常使用位於鍵盤附近的、可旋轉放置的球體(軌跡球)作為控制單元。該軌跡球提供了一種可能性，即通過機械的和/或光學的傳感器接收該軌跡球的運動並作為輸入信號進行處理，以便自由定位或控制遊標單元(光標)。這些傳感器大多位於放置球體的夾具範圍內。
這裡，類似於計算機滑鼠，使用一個或多個附加的按鍵以用於確認功能或諸如此類的，這些按鍵構成為單獨的、空間上與軌跡球分離的按鍵。
其缺點是通過該單獨的布置增大了整個輸入元件的面積或體積。此外在沒有直接的視覺接觸情況下，操作困難，因為用戶必須點擊各個按鍵。例如為了調用功能，還必須操作幾個不同的輸入元件、例如軌跡球和附加的按鍵元件。
因此本發明的任務是給出一種輸入元件，該輸入元件只佔用少量的空間或面積，而且可以簡單地進行操作。
根據本發明，輸入元件被構造為在相應的裝置中不僅可以移動而且還可以變形。通過該輸入元件的移動可以使指示單元上的遊標單元移動。通過該輸入元件的變形來選擇例如點擊用戶界面上的按鈕(Button)的功能。即通過該輸入元件的變形來操縱開關元件，經該開關元件產生相應的控制指令或者將相應的控制指令傳輸到指示單元上。該開關元件例如位於夾具範圍內，通過該夾具固定輸入元件。
使用這種輸入元件是直觀的，因此例如即使在沒有視覺接觸的情況下也可以輸入信息。
在一個有利的擴展方案中，該輸入元件可多次變形，其中不同的變形觸發不同的開關元件以及因此觸發指示單元上的不同功能。
在另一個擴展方案中，該輸入元件被構造為球形，並且優選地具有一個外殼，該外殼填滿了可變形的物質、例如凝膠。
本發明的其他優點和擴展方案將藉助附圖來講述。
其中
圖1a-1c示出了可變形的輸入元件的操作，以及圖2a-2c示出了可攜式設備中輸入元件的布置和操作。
在圖1a中可以看到作為輸入元件的軌跡球10。其位於夾具12中，在該夾具中有例如被構造為觸點的開關元件14。該軌跡球10被構造為可變形的球體。例如通過液態的、凍膠類的物質來實現該軌跡球，該物質被有彈性的薄膜所包圍。因此該軌跡球10可以通過外部的壓力作用輕微地變形。在沒有變形的狀態下，該軌跡球10為球形，因此可以在不同的旋轉方向16上自由滾動，其中該滾動運動例如通過普通的電磁傳感器和/或光學傳感器來檢測，並且被用於指示單元上遊標單元的自由定位。
在圖1b中可以看到在沒有變形的狀態下以及在變形狀態18下的軌跡球10。變形方向20通過一個箭頭來表示。在軌跡球的變形狀態18下，通過軌跡球來控制開關元件14。這時，對該開關元件的控制觸發了指示單元上的特定功能。在此例如涉及開關的選擇，也就是說例如按所謂的按鈕。因此在這種軌跡球10的情況下，可以只用一個輸入元件來實現遊標單元的定位功能(光標定位)和功能選擇(例如按按鈕)。對軌跡球10的操作是直觀的，並且不需要操作鄰近的按鍵來確認功能。因此這種輸入元件尤其適用於與輸入元件沒有視覺接觸的應用情況。
可以任意地布置包圍軌跡球10的薄膜表面，以便例如提高抓著力。
開關元件14可以是觸點或微開關元件。此外裝設壓敏元件、例如所謂的FSR傳感器(FSRForce Sensitive Resistor壓敏電阻器)以作為開關元件。由此可以檢測作為模擬值的軌跡球10上的各個壓強，並且該模擬值可被用作為附加的控制信息。這在遊戲中特別有用。為了更好地控制在軌跡球10上施加多大的壓力，還可以通過電磁效應器附加地產生反作用力。因此例如在變形更厲害時，壓力增大，由此用戶可以更精確地估計其目前對軌跡球10施加的壓力。
在圖1c中可以看到在沒有變形和變形狀態下的軌跡球。在壓力方向22上的壓力作用下，軌跡球10在變形方向20上產生變形。與在沒有變形的狀態26下相比，軌跡球在變形狀態18下在平面圖中具有更大的中心周長24，因此用這種方法建立到開關元件14的觸點。
此外，可以通過不同的變形程度來觸發指示單元上的不同功能。為此，在夾具12中安裝了多個開關元件14，根據變形軸20方向上的變形程度單獨地或以組合的形式來操縱該開關元件。
不同的變形也可以通過不同的壓力方向來實現，例如垂直於夾具12的壓力方向20導致軌跡球被「壓扁」，以及與此垂直的壓力方向、即基本平行於夾具表面的壓力方向例如通過夾住軌跡球來實現並且引起「長度變形」。
在圖2中可以看到一個具有輸入元件的裝置的擴展方案，其較好地適用於行動裝置。圖2a中的軌跡球10處於夾具12中，其與形成的手持區域28一起構成輸入裝置30。按人體工程學構成該手持區域28，因此其很好地位於手中，並且如圖2b所示，軌跡球10在壓力方向22上可以很容易地被壓縮。
在圖2c中可以看到輸入裝置30的一個擴展方案，在該輸入裝置中軌跡球10部分裸露。在這種情況下，也可以通過將該輸入裝置30按壓在墊子、例如桌面上來對軌跡球10施加壓力。
當然，本發明並不局限於所舉的例子，而是包含大量的在此沒有描述的其他實施方案。在此，尤其涉及其他例如通過彈性材料或氣體或液態來實現輸入元件的可變形性；還可以規定輸入單元的形狀偏離於球形或不同於球形、例如杆形(Stick)。但是根據給出的信息，技術人員可以很容易地在實踐中實現這些其他的擴展方案。
參考符號列表10軌跡球12夾具14開關元件16旋轉方向18變形狀態下的軌跡球20變形方向22壓力方向24變形狀態下的中心周長26中心周長28手持區域30輸入裝置
權利要求
1.用於控制指示單元的具有輸入元件(10)的裝置(30)，-藉助於所述裝置，所述指示單元上的遊標單元可以移動，以及-所述輸入元件(10)相對於參考面的運動藉助於運動檢測單元來檢測，其特徵在於，-所述輸入元件(10)被構造成是可變形的，以及-在所述輸入元件(10)的變形狀態下，可以操縱開關元件(14)，-通過所述開關元件可以控制所述指示單元上的功能。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，所述輸入元件(10)被放置在夾具(12)中。
3.如權利要求1或2所述的裝置，其特徵在於，所述輸入元件(10)可用至少兩種不同的方式產生變形，並且可以按照變形的方式來操縱不同的開關元件(14)以設置所述指示單元上的不同功能。
4.如上述權利要求之一所述的裝置，其特徵在於，所述輸入元件(10)被布置為球形或橢圓形。
5.如上述權利要求之一所述的裝置，其特徵在於，所述輸入元件(10)具有一個由可變形的材料構成的封閉外殼，在所述外殼中包含可變形的物質。
6.如權利要求5所述的裝置，其特徵在於，所述物質為氣態或液態。
全文摘要
用於控制指示單元的具有輸入元件(10)的裝置(30)，藉助於該裝置，所述指示單元上的遊標單元可以移動，以及所述輸入元件(10)相對於參考面的運動藉助於運動檢測單元來檢測，其特徵在於，所述輸入元件(10)被構造成是可變形的，並且在所述輸入元件(10)的變形狀態下，可以操縱開關元件(14)，通過所述開關元件可以控制所述指示單元上的功能。
文檔編號G06F3/0354GK1623135SQ03802800
公開日2005年6月1日 申請日期2003年1月15日 優先權日2002年1月28日
發明者K·施塔爾伯格, B·霍爾茨奧夫德黑德 申請人:西門子公司