CN101432681B - 用于使能圆形触摸板的功能的激励和操纵的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种圆形触摸板，或一种其它形状的但其上示出圆形滚动区域轮廓的触摸板，其中功能被定义为圆形触摸板上或圆形滚动区域内的按键；其中所述功能通过下触所述按键而被激励，然后通过绕着圆形触摸板或圆形滚动区域移动指示物来执行所述功能；其中移动使所选中的功能增大选中的参数增大或减小选中的参数。

Description

用于使能圆形触摸板的功能的激励和操纵的系统和方法
发明背景
对相关申请的交叉引用
本文件要求2006年3月30日提交的案卷号为3636.CIRQ.PR、临时号为60/787,554的临时专利申请的优先权，并且通过引用而结合该临时专利申请中包括的全部主题。
技术领域
本发明总体上涉及触摸板和其它数据输入装置，其中使用手指或触针的接触来输入数据、存取数据或另外操作存储在电子装置中的数据。
背景技术
随着便携式电子装置变得更加普遍，高效率地控制它们的需求正变得日益重要。大量的电子装置包括MP3播放器、便携式视频播放器、数码照相机和摄像机、移动电话以及许多不同的便携式娱乐装置。
许多便携式电子装置的一个主要问题在于它们的完整尺寸限制了可能与这些装置通信的方式的数量。一个原因可能是可用空间的量非常有限。例如，需要电话号码小键盘(keypad)的移动电话现在正在替代许多个人数字助理(PDA)。通常，PDA需要用于数据输入的键盘(keyboard)。本发明的发明者与置于电话小键盘下的触摸板的发明和发展有关。将小键盘藏于电话键衬垫(keymat)下使数据输入可用的有限空间得到最大可能的利用。
其他便携式电子装置开发者和用户已经看到使用圆形触摸板带来的好处。圆形触摸板的本性使得能够在单一方向上连续运动。因此，数据列表可在单一方向上滚动而不必停止。数据列表可包括像在一些MP3播放器上普及的歌曲和播放列表。但列表现在可包括联系人目录，比如存储在移动电话上的电话目录。因此，圆形触摸板的应用扩展至超出单一行业或应用的范围。
也应该认识到，数据输入的改进方法不仅在小的便携式电子装置中获得应用，而且在桌面或固定装置上获得应用。
圆形触摸板的一个改进在于能够将按键置于沿着触摸板描绘的圆形路径的特定位置下方。例如，播放、暂停、快进、快退以及其它不连续指令已经置于一些MP3和视频播放器的圆形触摸板下。
相信有其它方式来改进对使用圆形触摸板的便携式电子装置甚至桌面或固定电子装置的数据操作或输入。
为了理解在本发明中使用的触摸板技术，研究此技术的一个实施例是有用的。本发明的一个重要方面是使用通过键帽进行接近感测的电容感测技术。
Figure GSB00000829678700021
公司的触摸板技术适合用于实施此功能。然而，应该记住触摸板技术可以为该特定发明而进一步修改。
CIRQUETM公司触摸板是互电容感测装置，在图1中图示出一个框图示例。在这个触摸板10中，x(12)和y(14)电极以及感测电极16的棚格用于限定触摸板的触摸敏感区18。典型地，当有空间限制时，触摸板10是大约16乘12电极或者8乘6电极的矩形栅格。单个感测电极16与这些x(12)和y(14)(或行和列)电极交织。所有的位置测量都通过感测电极16进行。
Figure GSB00000829678700022
公司触摸板10测量感测线16上的充电不平衡。当触摸板10上面或附近没有指示物时，触摸板电路20处于平衡状态，并且在感测线16上没有充电不平衡。当指示物接近或接触接触表面(触摸板10的感测区18)，所述指示物由于电容耦合而产生不平衡时，电极12、14上产生电容变化。测量的是电容变化，而不是电极12、14上的电容绝对值。触摸板10通过测量充电量来确定电容变化，此充电量必须加到感测线16上，以便重新建立或重新获得感测线上的充电平衡。
如下所述，上述系统用于确定手指在触摸板10上或附近的位置。此示例描述行电极12，并且对于列电极14以相同的方式重复。从行和列电极测量所获得的值确定交集，即在触摸板10上或附近的指示物的质心。
在第一步中，第一组行电极12由来自P、N发生器22的第一信号驱动，并且不同的但相邻的第二组行电极由来自P、N发生器的第二信号驱动。触摸板电路20利用互电容测量装置26从感测线16获取值，该值指示哪一行电极与指示物最接近。但是，在某个微控制器28控制下的触摸板电路20还不能确定指示物位于行电极的哪一边，触摸板电路20也不能确定指示物离该电极有多远。因此，系统使要驱动的电极组12移位一个电极。换句话说，在该组一侧的电极被加入，而该组相对侧的电极不再被驱动。新的组然后由P、N发生器22驱动，并且进行感测线16的第二次测量。
从这两次测量，可能确定指示物位于行电极的哪一侧，以及有多远。然后通过使用对测量的两个信号的数值进行比较的方程来实现指示物位置确定。
公司触摸板的灵敏度或分辨率比16乘12的行列电极栅格所具备的灵敏度或分辨率高很多。分辨率通常约为每英寸960测量次数，或更大。确切的分辨率由组件的灵敏度、同样行和列上的电极12、14之间的距离以及对本发明不重要的其它因素来确定。
对于利用P、N发生器24的Y或列电极14重复上述过程。
虽然以上描述的
Figure GSB00000829678700032
触摸板使用X和Y电极12、14的栅格以及单独且单个的感测电极16，但是通过复用，感测电极实际上可以是X或Y电极12、14。这两种设计中任何一种设计都能使本发明起作用。
发明内容
在第一实施例中，本发明是一种圆形触摸板，或一种其它形状的但其上示出圆形滚动区域轮廓的触摸板，其中功能定义为在圆形触摸板上或在圆形滚动区域内的按键；其中所述功能通过下触所述按键来激励，然后通过绕着圆形触摸板或圆形滚动区域移动指示物来执行所述功能；其中移动使选中的功能增大选中的参数或减小选中的参数。
根据本发明的一个方面，提供了一种系统，用于通过下触和绕着由圆形触摸板限定的路径的非直线移动来使能功能的激励和操纵，所述系统包括：圆形触摸板；触摸板电路，用于检测指示物在所述圆形触摸板上的下触；以及与所述触摸板电路相关联的固件，其中所述固件定义当所述指示物在至少一个预定位置下触所述圆形触摸板时将要被激励的至少一个功能，其中，所述触摸板电路还用于跟踪所述指示物在所述圆形触摸板上的移动，所述指示物的移动改变所述至少一个功能的值。
根据本发明的另一方面，提供了一种方法，用于通过下触和绕着由圆形触摸板限定的路径的非直线移动来激励和操纵功能，所述方法包括步骤：(1)提供圆形触摸板、用于检测指示物在所述圆形触摸板上的下触的触摸板电路、以及与所述触摸板电路相关联的固件，其中所述固件定义当所述指示物在至少一个预定位置下触所述圆形触摸板时将要被激励的至少一个功能；(2)在至少一个预定位置接触所述圆形触摸板，从而激励与所述至少一个预定位置相关联的至少一个功能；以及(3)绕着由所述圆形触摸板限定的路径移动所述指示物，从而改变所述至少一个功能的值。
根据本发明的另一方面，提供了一种方法，用于通过下触和绕着由触摸板限定的路径的移动来激励和操纵功能，所述方法包括以下步骤：(1)提供触摸板、用于检测指示物在所述触摸板上的下触的触摸板电路、以及与所述触摸板电路相关联的固件，其中所述固件定义当所述指示物在至少一个预定位置下触所述触摸板时将要被激励的至少一个功能；(2)在至少一个预定位置接触所述触摸板，从而激励与所述至少一个预定位置相关联的至少一个功能；以及(3)绕着由所述触摸板限定的路径移动所述指示物，从而改变所述至少一个功能的值。
从以下结合附图的详细描述考虑，本发明的这些和其它目的、特征、优点以及可选方面对本领域的技术人员将是明显的。
附图说明
图1是如传统技术所教导的、适合用于本发明的触摸板的框图。
图2是置于物理的或虚拟的圆形触摸板上的覆盖层(overlay)的顶视图，示出其上由下触激励的指定功能。
图3是置于物理的或虚拟的圆形触摸板上的另一覆盖层的顶视图，示出其上由下触激励的指定功能。
图4是置于物理的或虚拟的圆形触摸板上的又一覆盖层的顶视图，示出其上由下触激励的指定功能。
具体实施方式
现在参考附图，其中将为本发明的各种元素给出标号，并且其中将讨论本发明以使本领域的技术人员能够制造和使用本发明。应当认为以下描述只是示范了本发明的原理，而不应当被视为限制了随后的权利要求。
可将圆形触摸板描述成虚拟的或物理的。虚拟的圆形触摸板是具有感测器区的触摸板，所述感测器区具有非圆形的边界，但是在其上具有通过用于对圆形触摸板的功能进行编程的固件或其它方式来限定的圆形区域。例如，触摸板电路能够确定在圆形路径内何时发生移动。例如，通过在触摸板的表面上施加覆盖层，使得圆形路径为用户所知。
相反地，物理的圆形触摸板设计成感测器区在物理上形成为环形或圆形的感测器区。如前面所说明的，虚拟的或物理的圆形触摸板对于以非直线方式滚动列表是很有用的，具有能够在任何方向连续移动的优点。然而，在现有技术中有这样的情况：通过绕着圆形触摸板所限定的路径的移动来执行的功能已经通过一些其它方式被选择。
例如，当滚动列表时，已经选中了列表并且指示物沿着圆形触摸板的任何移动都会引起列表向上或向下滚动。在其它情况下，另一个输入装置可用于切换数据轮的功能。对于传统技术重要的是未通过接触圆形触摸板来选中功能。所执行的唯一功能是在列表内移动，或者增大或减小特定值，其然后被转换成移动。
通过对圆形触摸板增加新功能，本发明采取了不同的方法。本发明使功能的选择能够通过指示物在圆形触摸板表面的特定位置的下触动作来执行。可通过固件来定义能够通过下触来激励的功能。换句话说，圆形触摸板上的特定位置可被编程为与不同功能相关联。这些功能可任意指定。单个功能或多个功能可被指定给圆形触摸板。
为了使用户能够明白必须接触圆形触摸板的哪一位置来激励功能，可以想象覆盖层将置于圆形触摸板的表面上。可选地，功能可直接打印在触摸板表面上。在另一个可选的实施例中，可以例如在显示屏上面放置一种光学透明的圆形触摸板。这个示例稍后将详细说明。
可以想象相同或不同类型的功能可通过在不同位置下触圆形触摸板来激励。例如，在MP3播放器上，下触第一位置可使得能够滚动艺术家列表。下触第二位置也可使能滚动，但滚动不同的列表，比如也存储在MP3播放器上的播放列表。这两个功能都是滚动。然而，本发明和现有技术的不同在于对列表的访问仅由在特定位置下触圆形触摸板的动作来激励。
然而，滚动列表只是能够通过下触圆形触摸板来激励的功能的一个示例。可以想象其它功能也可以被激励。可被激励的功能的一些示例包括但不应该认为局限于音量调节、调节均衡器、调节亮度、调节对比度、调节快进或快退、在各种条目中向前或向后跳、放大或缩小、向上或向下移动视图、向上或向下选择频道、向上或向下移动屏幕、在可选条目比如在游戏中的工具或武器中前进或后退、以及向前和向后浏览网页。
本发明的另一个方面是可被激励的功能也可以动态地分配给圆形触摸板的表面。例如，考虑置于显示屏之上或之下的透明的圆形触摸板。可以想象显示屏可被编程为显示具有功能的覆盖层，所述功能可通过下触所显示的动态分配的按键来激励。因此，圆形触摸板上的同一位置可在第一模式中激励音量控制。然后用户能够转换到第二操作模式。在第二操作模式中，曾显示音量按键的位置不再显示“音量”按键，而是现在显示“缩放”按键。在该第二模式中，下触缩放按键将使缩放功能被执行，而不是音量功能。
因此，在第一模式中，圆形触摸板的触摸板电路将在音量按键被下触时使音量能够被调节，而当装置在第二模式中操作时改变为使缩放能够被调节，并且音量按键变成在同一位置上显示缩放按键。
一个能够配置成利用本发明的便携式电子装置包括移动电话。用户能够根据哪个列表被激励而滚动存储在移动电话存储器内的各种列表。这些列表可能用于存储在移动电话内的图片、存储姓名目录、接收电话目录、呼叫号码目录、地址薄、约会簿等等。
可利用本发明的其它装置包括远程控制装置、个人数字助理(PDA)、个人游戏机、照相机、摄像机、甚至膝上型电脑。电脑可使用本发明来帮助浏览菜单。当使用例如由于瞬时存取而需要许多非线性控制的CAD(计算机辅助设计)软件时，可以提高生产率，节省击键或菜单选择次数。
提供图2作为可置于虚拟的或物理的圆形触摸板上的圆形触摸板覆盖层10的示例。在此图中，在固件中定义的按键是缩放112、滚动114以及平移(pan)116。这些功能在浏览网页、图片以及其它视觉数据时使用。因此，这样的覆盖层110可用在数码相机上来浏览图片或用在桌面电脑上来浏览网页或图片。
提供图3作为可置于虚拟的或物理的圆形触摸板上的圆形触摸板覆盖层110的示例。在此图中，在固件中定义的按键是音量120、音调122、选择124以及查找(在歌曲中向后或向前移动)126。这样的覆盖层在MP3播放器或桌面电脑或膝上型电脑中用于媒体播放器的控制器中可能是有用的。
提供图4作为可置于虚拟的或物理的圆形触摸板上的圆形触摸板覆盖层110的示例。在此图中，在固件中定义的按键是图片130、音量132、联系人134、消息136以及CID(呼叫标识)138。这样的覆盖层可用于PDA、移动电话以及桌面或膝上型电脑。
另一个示例是比如用于电视、DVD播放器、数字录像机(DVR)或机顶盒的遥控器。机顶盒和DVR正变得越来越特征丰富，这对浏览这些特征或搜索大规模的列表提出了巨大的挑战。本发明甚至可以合并到用于比如立体声系统、DVD播放器、电视、汽车等许多装置的接口内。
也应该提及，虽然在此描述了圆形触摸板，但是其它形状也是可能的。触摸板的形状可以是椭圆形、矩形、正方形、8字形图案或任何想要的多边形形状。
应理解，上述布置只是说明本发明的原理的应用。本领域的技术人员可在不背离本发明的精神和范围的情况下设计各种修改和替选布置。所附的权利要求旨在覆盖这些修改和布置。

Claims (26)

1.一种系统，用于通过下触和绕着由圆形触摸板限定的路径的非直线移动来使能功能的激励和操纵，所述系统包括：
圆形触摸板；
触摸板电路，用于检测指示物在所述圆形触摸板上的下触；以及
与所述触摸板电路相关联的固件，其中所述固件定义当所述指示物在至少一个预定位置下触所述圆形触摸板时将要被激励的至少一个功能，
其中，所述触摸板电路还用于跟踪所述指示物在所述圆形触摸板上的移动，所述指示物的移动改变所述至少一个功能的值。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述圆形触摸板是物理的圆形触摸板，具有以圆形布置来形成的感测器。
3.根据权利要求1所述的系统，其中所述圆形触摸板是虚拟的圆形触摸板，具有以非圆形布置来排列的感测器。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统还包括置于所述圆形触摸板的表面上的覆盖层，所述覆盖层示出圆形区的轮廓，所述圆形区用于以所述指示物在所述触摸板上来回移动，并且其中所述覆盖层提供所述至少一个预定位置的视觉显示，在所述至少一个预定位置下触将激励所述至少一个功能。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统还包括显示屏，其中所述圆形触摸板置于所述显示屏上面，并且其中所述圆形触摸板是光学透明的，使得所述显示屏可透过所述光学透明的圆形触摸板看见。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述显示屏还包括显示在所述显示屏上的图像，其中所述图像起覆盖层的等同物的作用，其中所述显示屏提供所述至少一个预定位置的视觉显示，在所述至少一个预定位置下触将激励所述至少一个功能。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述显示屏还包括动态图像覆盖层，其中不同的图像使所述显示屏能够显示不同的覆盖层。
8.根据权利要求1所述的系统，其中所述系统还包括可从所述圆形触摸板接收输入的装置，所述装置从包括MP3播放器、移动电话、远程控制装置、个人数字助理(PDA)、个人游戏机、照相机、摄像机以及膝上型电脑的一组装置中选择。
9.根据权利要求1所述的系统，其中将要被激励的所述至少一个功能从包括调节音量、调节均衡器、调节亮度、调节对比度、调节快进或快退、在各种条目中向前或向后跳、在显示器上放大或缩小、在显示器上向上或向下移动视图、向上或向下选择频道、向上或向下移动屏幕、在可选条目比如在游戏中的工具或武器中前进或后退、以及向前或向后浏览网页的一组功能中选择。
10.一种方法，用于通过下触和绕着由圆形触摸板限定的路径的非直线移动来激励和操纵功能，所述方法包括步骤：
(1)提供圆形触摸板、用于检测指示物在所述圆形触摸板上的下触的触摸板电路、以及与所述触摸板电路相关联的固件，其中所述固件定义当所述指示物在至少一个预定位置下触所述圆形触摸板时将要被激励的至少一个功能；
(2)在至少一个预定位置接触所述圆形触摸板，从而激励与所述至少一个预定位置相关联的至少一个功能；以及
(3)绕着由所述圆形触摸板限定的路径移动所述指示物，从而改变所述至少一个功能的值。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述方法还包括提供物理的圆形触摸板的步骤，所述物理的圆形触摸板具有以圆形布置来形成的感测器。
12.根据权利要求10所述的方法，其中所述方法还包括提供虚拟的圆形触摸板的步骤，所述虚拟的圆形触摸板具有以非圆形布置来排列的感测器。
13.根据权利要求10所述的方法，其中所述方法还包括提供置于所述圆形触摸板的表面上的覆盖层的步骤，所述覆盖层示出圆形区的轮廓，所述圆形区用于以所述指示物在所述触摸板上来回移动，并且其中所述覆盖层提供所述至少一个预定位置的视觉显示，在所述至少一个预定位置下触将激励所述至少一个功能。
14.根据权利要求10所述的方法，其中所述方法还包括提供显示屏的步骤，其中所述圆形触摸板置于所述显示屏上面，并且其中所述圆形触摸板是光学透明的，使得所述显示屏可透过所述光学透明的圆形触摸板看见。
15.根据权利要求10所述的方法，其中所述方法还包括提供显示在所述显示屏上的图像的步骤，其中所述图像起覆盖层的等同物的作用，其中所述显示屏提供所述至少一个预定位置的视觉显示，在所述至少一个预定位置下触将激励所述至少一个功能。
16.根据权利要求10所述的方法，其中所述方法还包括提供动态图像覆盖层的步骤，其中不同的图像使所述显示屏能够显示不同的覆盖层。
17.根据权利要求10所述的方法，其中所述方法还包括以下步骤：从包括MP3播放器、移动电话、远程控制装置、个人数字助理(PDA)、个人游戏机、照相机、摄像机以及膝上型电脑的一组装置中选择可从所述圆形触摸板接收输入的装置。
18.根据权利要求10所述的方法，其中所述方法还包括以下步骤：从包括调节音量、调节均衡器、调节亮度、调节对比度、调节快进或快退、在各种条目中向前或向后跳、在显示器上放大或缩小、在显示器上向上或向下移动视图、向上或向下选择频道、向上或向下移动屏幕、在可选条目比如在游戏中的工具或武器中前进或后退、以及向前或向后浏览网页的一组功能中选择将要被激励的所述至少一个功能。
19.一种方法，用于通过下触和绕着由触摸板限定的路径的移动来激励和操纵功能，所述方法包括以下步骤：
(1)提供触摸板、用于检测指示物在所述触摸板上的下触的触摸板电路、以及与所述触摸板电路相关联的固件，其中所述固件定义当所述指示物在至少一个预定位置下触所述触摸板时将要被激励的至少一个功能；
(2)在至少一个预定位置接触所述触摸板，从而激励与所述至少一个预定位置相关联的至少一个功能；以及
(3)绕着由所述触摸板限定的路径移动所述指示物，从而改变所述至少一个功能的值。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述方法还包括从包括椭圆形、矩形、正方形、8字形图案或任何其它多边形形状的一组触摸板中选择触摸板的步骤。
21.根据权利要求19所述的方法，其中所述方法还包括提供置于所述触摸板的表面上的覆盖层的步骤，所述覆盖层示出用于以所述指示物在所述触摸板上来回移动的区的轮廓，并且其中所述覆盖层提供所述至少一个预定位置的视觉显示，在所述至少一个预定位置下触将激励所述至少一个功能。
22.根据权利要求19所述的方法，其中所述方法还包括提供显示屏的步骤，其中所述触摸板置于所述显示屏上面，并且其中所述触摸板是光学透明的，使得所述显示屏可透过所述光学透明触摸板看见。
23.根据权利要求19所述的方法，其中所述方法还包括提供显示在所述显示屏上的图像的步骤，其中所述图像起覆盖层的等同物的作用，其中所述显示屏提供所述至少一个预定位置的视觉显示，在所述至少一个预定位置下触将激励所述至少一个功能。
24.根据权利要求19所述的方法，其中所述方法还包括提供动态图像覆盖层的步骤，其中不同的图像使所述显示屏能够显示不同的覆盖层。
25.根据权利要求19所述的方法，其中所述方法还包括以下步骤：从包括MP3播放器、移动电话、远程控制装置、个人数字助理(PDA)、个人游戏机、照相机、摄像机以及膝上型电脑的一组装置中选择可从所述触摸板接收输入的装置。
26.根据权利要求19所述的方法，其中所述方法还包括以下步骤：从包括调节音量、调节均衡器、调节亮度、调节对比度、调节快进或快退、在各种条目中向前或向后跳、在显示器上放大或缩小、在显示器上向上或向下移动视图、向上或向下选择频道、向上或向下移动屏幕、在可选条目比如在游戏中的工具或武器中前进或后退、以及向前或向后浏览网页的一组功能中选择将要被激励的所述至少一个功能。
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