CN100480972C - 图形用户界面的多层显示 - Google Patents

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Abstract

一种用于显示器的图形用户界面，使用3-D感测以便操作各种功能。具体而言，代替一种不变地在显示屏上占据空间的菜单，而是当用户的手指处于距离屏幕的某个距离时，菜单才出现。通过在X和/或Y轴方向移动他/她的手指，用户可以从显示的菜单选项中进行选择。该方法和GUI不用区分屏幕的某个部分具有较少的可访问性。相反，菜单响应于用户的动作而立即出现，并且菜单在用户输入的点处出现。

Description

图形用户界面的多层显示
技术领域
本主题发明涉及显示设备，并且尤其涉及显示设备的图形用户界面(GUI)。
GUI在显示设备的显示屏上显示图标，而该显示设备能够使用户通过选择适宜的图标来执行各种功能。
背景技术
GUI需要适合于显示设备的可用屏幕空间。同样，显示设备越小，一般越需要比可用空间更多的空间。这尤其对小型设备来说是正确的，例如多媒体(音频、电视、照片)播放器。对于这种设备通常的应用，有三个要显示的元素，即，内容(概述)、状态信息、以及功能性(复制、移动、观看、旋转等)。
为了节省显示功能性专用的屏幕空间，例如菜单栏，所述菜单栏常常被隐藏。隐藏菜单栏意味着向用户提供将菜单召唤(回)到屏幕上的机制。假定屏幕是触摸屏，基本上有三个用户可用的选项，即，在屏幕的特定部位(通常左上角)上轻叩，在屏幕上轻叩并在屏幕上保持他/她的手指或触笔直到菜单出现，或提供一种硬按钮(具有标签，因为软按钮需要屏幕空间)。
这些选项的每一个都具有缺陷。在屏幕特定部位上的轻叩造成该部分屏幕是较少可访问的结果，因为有时如果产生小错误，则菜单将出现。在屏幕上轻叩并保持手指或触笔，如果用户未足够快地撤回他/她的手指或触笔，为防止菜单出现而需要超时。此超时使得屏幕较少响应。硬按钮需要通常已经很小的设备上的空间，并且需要用户离开屏幕调用菜单，在这之后，他/她必须返回屏幕才能在菜单中进行选择。换言之，菜单出现在与用户调用菜单的地方不同的地方。
此目的在用于有选择地在显示设备的显示屏上显示菜单选项的方法中实现，所述方法包括以下步骤：检测用户手指距离显示屏的距离；在所述距离处于预定阈值距离之内时生成检测信号；确定所述用户的手指相对于所述显示屏的位置；响应于所述检测信号在显示屏的所述确定位置上显示所述菜单；进一步检测所述用户的手指在平行于显示屏的平面内的移动；并使用所述检测的进一步的移动来实现对菜单选项的选择。
此目的在用于有选择地在显示设备的显示屏上显示菜单选项的图形用户界面中实现，所述图形用户界面包括：用于检测用户手指距离显示屏的距离的装置，所述检测装置在所述距离处于预定阈值距离之内时生成检测信号；用于确定所述用户的手指相对于所述显示屏的位置的装置；用于响应于所述检测信号在显示屏的所述确定位置上显示所述菜单的装置；用于进一步检测所述用户的手指在平行于显示屏的平面内的移动的装置；以及用于使用所述检测的进一步的移动来实现对菜单选项的选择的装置。
3D虚拟触摸屏能够例如通过电容感测，测量出用户手指在X、Y和Z坐标上相对于屏幕的位置，而对于这些3D虚拟触摸屏而言，上述方法和GUI使用户能够将菜单召唤(回)到屏幕上。当用户的手指处于距离屏幕的某个距离时，菜单才出现。然后通过在X和/或Y轴方向移动他/她的手指，用户可以从显示的显示菜单选项中进行选择。此方法和GUI不用区分屏幕的某个部分具有较少的可访问性。相反，菜单响应于用户操作而立即出现，并且菜单在用户输入的点处出现。
在具体实施例中，所述方法和GUI包括：仅在所述用户的手指最初进入所述预定阈值距离范围内时生成所述检测信号，以及在所述用户手指开始从所述显示屏撤回时生成所述检测信号。同样，在确定何时显示菜单中，方法和GUI考虑了距离屏幕的距离(范围)以及用户手指的方向。当手指朝屏幕方向移动时，菜单将不会出现。相反，一旦手指移进范围之内，菜单只应当在如果手指接着从屏幕移走时出现。这防止每当用户开始使用时设备菜单就出现。
在另一具体实施例中，方法和GUI的特征在于：所述生成步骤在所述检测步骤检测到检测距离处于至少一个进一步的预定阈值距离之内时生成至少一个进一步的检测信号，并且所述显示步骤响应于所述检测信号在所述确定位置上显示第一菜单，以及响应于所述至少一个进一步的检测信号，在所述确定位置显示至少一个进一步的菜单。同样，当手指到达距离屏幕的某个距离时，该方法和GUI(当手指)在距离屏幕的不同距离处时显示多个包含功能组的平面。具体而言，最常使用的选项显示在最接近于屏幕本身的平面上。
注意，上述和另外的目的与优点将在下文出现，本发明将参照附图加以说明，其中：
图1A是具有包括在其中的电容传感器阵列的显示设备的框图；
图1B是示出了图1A的传感器阵列的检测线的图；
图2是示出了从显示屏表面延伸出的检测区的图；
图3A示出了显示屏，其中，在用户手指进入图2的检测带时出现菜单；以及图3B示出了菜单中图标的选择；
图4是示出了距离显示屏表面的不同阈值距离的图；以及
图5A-5C示出了在用户手指经过图4所示的每个阈值距离时出现的各种菜单。
本主题发明使用3-D显示器，即，能够检测指针、触笔或用户手指相对于显示屏表面的水平和垂直位置以及指针、触笔或用户手指距离显示屏表面的距离的显示器。有多种已知类型的3-D显示器，例如使用红外线感测、电容感测等。在公开号US2002/0000977A1的美国专利申请中描述了一种3-D显示器，在此引入作为参考。
如图1A所示，显示屏10具有附加在其上的导电透明导体栅格，其中，水平导体12与垂直导体14电绝缘。电压电源16连接接线板18.1和18.2，施加穿过水平导体12和垂直导体14的不同电压。此布置开发了远离显示屏表面10延伸出的检测区域20，如图1B所示，水平导体12和垂直导体14充当电容器的极片。
例如，当用户的手指进入检测范围20时，电容受到影响，并被X轴检测器22和Y轴检测器24检测到，其中，X轴检测器22连接到垂直导体14，Y轴检测器24连接到水平导体12。传感器控制器26从X检测器22和Y检测器24接收输出信号，并生成X、Y坐标信号和Z距离信号。所述X和Y坐标信号被施加给光标和显示控制器28，显示控制器28然后将控制信号施加给屏上显示(On-Screen Display)控制器30。
如图2所示，光标和显示控制器28建立从显示屏10表面沿Z方向(双向箭头32)延伸的区域A。区域A表示当用户的手指34经过阈值距离36时能够被检测到的区域，在第一实施例中，光标和显示控制器28显示带有菜单图标40(例如，“A”、“B”、“C”、“D”和“E”)的菜单38，如图3A所示。通过在X和/或Y轴方向移动他/她的手指，用户能因此从菜单38选出一个图标40。在图3B中，图标“B”的选择通过用户手指34覆盖图标“B”来示出，并且图标“B”被“加粗”和放大。
在本发明的第二实施例中，代替了光标和显示控制器28在用户手指34进入检测区域A时立即显示菜单38，而是光标和显示控制器28跟踪用户手指34的移动。在最初进入这检测区域A以后，光标和显示控制器28检测何时用户的手指开始从显示屏10撤回。在那时，光标和显示控制器28显示菜单38。可替换地，光标和显示控制器28挂起显示菜单38，直到用户的手指34已经撤回了预定量，以便允许用户执行其他的功能(例如“拖放”)而不出现菜单38。
在本发明的第三个实施例中，如图4所示，光标和显示控制器28除了建立阈值距离36外，还建立第二阈值距离42和第三阈值距离44。现在，与第一实施例一样，当用户的手指34经过阈值距离36时，用户手指被检测到，并且光标和显示控制器28显示带有用户可能选择的菜单图标40′的菜单38′(见图5A)。反之，如果用户继续朝显示屏10推进他/她的手指34，则在经过阈值距离42时，光标和显示控制器28显示带有用户可能选择的菜单图标48的不同菜单46，如图5B所示。再者，如果用户继续朝显示屏10推进他/她的手指34，则在经过阈值距离44时，光标和显示控制器28还显示另一个带有用户可能选择的菜单图标52的不同菜单50，如图5C所示。要注意的是，在图5A-5C中，用户他/她的手指34朝向屏幕10的前进，是通过手指34逐渐增大的大小来说明的。
总的来说，需要有非常靠近屏幕的狭小空间，而用户手指在该狭小空间的出现不应导致菜单显示(即使菜单在用户手指进入该狭小空间之前正在显示)。否则没有用户专门的附加动作，例如在屏幕上点击，菜单将不会消失。该狭小空间如图4所示，为阈值距离45。
虽然已经参照具体实施例描述了本发明，但是应该理解，在不脱离如所附权利要求所述本发明的精神和范围的前提下，将采取许多变化。说明书和附图因此被当作说明性的方式，而非意欲限定所附权利要求的范围。
在解释所附权利要求中，应该理解：
a)词语“包括”并不排除给定权利要求中所列的元件或动作之外的其他元件或动作的存在；
b)放在元件之前的冠词“一”或“一个”并不排除多个这种元件的存在；
c)权利要求中的任何参考标记并不限制它们的范围；
d)多个“装置”可以用实现结构或功能的相同项目或硬件或软件来代表；
e)任何公开的元件可以由硬件部分(例如，包括分离的和集成的电子电路)、软件部分(例如，计算机程序)和硬软件部分及其任何组合组成；
f)硬件部分可以由模拟和数字部分之一或模拟和数字两部分组成；
g)除非另外特别说明，任何公开的设备或其任何部分可以组合在一起，或可以被分成更多的部分；以及
h)除非特别说明，不需要动作的特定顺序。

Claims (10)

1.一种用于有选择地在显示设备的显示屏(10)上显示选项菜单(38)的显示设备的图形用户界面设备，所述图形用户界面设备包括：
用于检测用户的手指(34)距离显示屏(10)的距离(Z)的第一检测装置(22，24，26)，所述第一检测装置(22，24，26)在所述距离(Z)处于第一预定阈值距离(36)之内时生成第一检测信号；
用于确定所述用户的手指(34)相对于所述显示屏(10)的位置的装置(22，24，26)；
用于响应于所述第一检测信号在所述显示屏(10)的所述确定位置上显示第一菜单(38)的装置(28，30)；
用于检测所述用户手指(34)在平行于显示屏(10)的平面内的移动的第二检测装置(22，24，26)；以及
用于使用所述检测的移动来实现对第一菜单(38)选项(40)的选择的装置(28)，
其中，所述第一检测装置(22，24，26)仅在所述用户的手指(34)最初进入所述第一预定阈值距离(36)范围之内
且是在所述用户的手指(34)开始从所述显示屏(10)撤回时生成所述第一检测信号。
2.如权利要求1所述的图形用户界面设备，其中，所述第一检测装置(22，24，26)在所述用户的手指(34)撤回超过预定量时生成所述第一检测信号。
3.如权利要求1所述的图形用户界面设备，其中，所述第一检测装置(22，24，26)在所述检测距离(Z)处于至少一个第二预定的阈值距离(42)之内时生成至少一个第二检测信号，并且其中，所述显示装置(28，30)响应于所述第一检测信号在所述确定位置显示所述第一菜单(38)，以及响应于所述至少一个第二检测信号在所述确定的位置显示至少一个第二菜单(46)。
4.如权利要求3所述的图形用户界面设备，其中，所述第一菜单(38′)包含基本选项(40′)，并且所述至少一个第二菜单(46)包含用户最常使用的菜单选项(48)。
5.如权利要求1所述的图形用户界面设备，其中，所述第一检测装置(22，24，26)在所述用户的手指(34)处于距离显示屏第三预定阈值距离(44)之内时生成第三检测信号，所述第三预定阈值距离(44)小于所述第一预定阈值距离(36)，所述显示装置(28，30)响应于所述第三检测信号停止所述第一菜单(38)的显示。
6.一种用于有选择地在显示设备的显示屏(10)上显示选项菜单(38)的方法，所述方法包括以下步骤：
用于检测用户的手指(34)距离显示屏(10)的距离(Z)的第一检测步骤(22，24，26)；
在所述距离(Z)处于第一预定阈值距离(36)之内时生成第一检测信号；
确定(22，24，26)所述用户的手指(34)相对于所述显示屏(10)的位置；
响应于所述第一检测信号，在所述显示屏(10)的所述确定位置上显示(28，30)第一菜单(38)；
用于检测(22，24，26)所述用户手指(34)在平行于显示屏(10)的平面内的移动的第二检测步骤；以及
使用所述检测的移动，来实现对第一菜单(38)选项(40)的选择，
其中，所述生成步骤仅在所述用户的手指(34)最初进入所述第一预定阈值距离(36)范围之内
且在所述用户的手指(34)开始从所述显示屏(10)撤回时生成所述第一检测信号。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述生成步骤在所述用户的手指(34)撤回超过预定量时生成所述第一检测信号。
8.如权利要求6所述的方法，其中，所述生成步骤在所述第一检测(22，24，26)步骤检测到检测距离处于至少一个第二预定阈值距离(42)之内时生成至少一个第二检测信号，并且其中，所述显示(28，30)步骤响应于所述第一检测信号在所述确定位置显示所述第一菜单(38)，以及响应于所述至少一个第二检测信号在所述确定位置显示至少一个第二菜单(46)。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述第一菜单(38′)包含基本菜单选项(40′)，并且所述至少一个第二菜单(46)包含用户最常使用的菜单选项(48)。
10.如权利要求6所述的方法，其中，所述第一检测(22，24，26)步骤在所述用户的手指(34)处于距离显示屏第三预定阈值距离(44)之内时生成第三检测信号，所述第三预定阈值距离(44)小于所述第一预定阈值距离(36)，所述显示(28，30)步骤响应于所述第三检测信号停止所述第一菜单(38)的显示。
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