CN101529493B - 多功能控制接口 - Google Patents

Abstract

一种用于提供用于控制多个设备功能的用户控制接口的系统和方法。所述系统包括支撑结构、控制区、可按压的交互设备以及控制器。所述控制区被形成在所述支撑结构上。每个控制区包括发光区域。所述可按压的交互设备覆盖各自的控制区。所述控制器被耦联到所述控制区，并根据用户控制接口的一个或多个操作模式控制相应的交互设备中的哪一个发光区域被输出。

Description

多功能控制接口

技术领域

本发明大体上涉及一种用户控制接口，具体地说，本发明涉及一种用于提供控制多个设备功能的接口的系统和方法。 

背景技术

消费电子产品(CE)工业经历了由少数设备提供较多的能力和功能的趋势。例如，个人数字助理(PDA)，虽然最初的设计是用来存储和组织个人信息，而现在则提供一般由其它设备例如语音电话提供的功能。把电话功能集成到PDA上实现了设备整合，并使用户不需要携带PDA和单独的便携式电话。 

不过，这种“组合”或者“多合一”设备的缺点在于，可能需要不同的接口/控制器来操作和控制各个单独的元件或设备。在PDA/电话设备的情况下，需要一个接口来控制PDA的功能，并需要另一个接口来控制电话的功能。这是因为小的CE设备没有用于每个设备的单独的专用控制接口的物理空间。 

解决“接口不动产”问题的一个方法是使用触摸屏，用于显示计算机产生的图形用户接口(GUI)。一个单个的触摸屏可以显示几个不同的接口。典型地，触摸屏接口包括虚拟按钮，其可以通过用户的手指或书写笔按压屏幕上表示按钮的区域而被激活。 

虽然触摸屏提供了很高的效率和灵活性，但许多用户不喜欢使用触摸屏。相反，他们喜欢由硬按钮(例如物理按钮、键式按钮、可按压的按钮等)提供的触觉感觉和响应。之所以如此的一个理由是，物理按钮通常具有用户可以学习而习惯的特殊的感觉。这使得用户能够对控制进行导航和操作，而不需向下看着接口。在“软”按钮的情况下这是不行的。 

不过，每个物理按钮占据设备上的物理空间。由于小的便携式设备的固有的空间限制，不牺牲便携性所需的小的尺寸就不能提供用于每个元件的单独的专用控制接口。相反，这些设备必须使用一个控制接口，并在该控制接口中针对每个物理按钮分配一个以上的功能。例如，在用于控制PDA功能的控制接口上对应于字母“S”的物理按钮也可以作为用于电话操作的按钮“4”而具有双重用途。这种多功能分配借助于对按钮加以适当的标记来表示。但是，分配给按钮的功能越多，则需要在按钮上印制的标记也越多。这可能导致非常“忙碌的观看”和容易引起混淆的按钮布局。 

因此，需要一种通过使用其布局能够减少用户混淆的物理交互设备来提供多功能的用户控制接口的系统和方法。 

发明内容

本发明的一个实施例提供一种用于控制多个设备功能的用户控制接口，包括：支撑结构，控制区，可按压的交互设备以及控制器。所述控制区被形成在所述支撑结构上。每个控制区包括发光区域。所述可按压的交互设备覆盖各自的控制区。所述控制器被耦联到所述控制区，并根据用户控制接口的一个或多个操作模式控制交互设备的相应的一个中的哪一个发光区域被输出。 

本发明的另一个实施例提供了一种用于使用控制多个设备功能的用户控制接口的方法。在第一操作模式期间，照亮第一组可按压的交互设备的第一组开口。在第二操作模式期间，照亮第一组或第二组可按压的交互设备之一的第二组开口。所述第二组开口可以包括第一组开口的全部、一部分或者不包括第一组开口。 

下面参照附图详细说明本发明发的其它特征和优点，以及本发明的各个实施例的结构和操作。应当注意，本发明不限于这里所述的特定实施例。提供这些实施例只是用于说明的目的。根据这里包含的指导，相关领域的技术人员显然可以得到其它的实施例。 

附图说明

这里包含的并作为说明书一部分的附图和说明书一道用于说明本发明的一个或多个实施例，还用于解释本发明的原理，并使得相关领域的技术人员能够实施和使用本发明。 

图1、2、3和4表示按照本发明的一个实施例用于用户控制器接口的不同操作模式的交互设备或按钮的不同的说明性的结构； 

图5和图6分别表示按照本发明的一个实施例支撑装置和控制区的透视分解视图； 

图7和图8分别表示按照本发明的一个实施例的交互设备的底视图和顶视图； 

图9表示按照本发明的一个实施例的交互设备的底视图； 

图10和11表示图9中的交互设备的不同的分解视图； 

图12和图13表示按照本发明的一个实施例交互设备被置于可插入装置周围之前和之后的视图； 

图14表示按照本发明的一个实施例用户可控制的接口的分解视图；以及 

图15、16和17表示按照本发明的一个实施例在不同的操作模式下具有接口和显示功能的多功能装置。 

下面参照附图说明本发明。在这些附图中，相同的附图标记可以表示相同或功能相似的元件。此外，附图标记的最左边的数字可以识别其中第一次出现该标记的附图。 

具体实施方式

虽然这里讨论了特定的配置和布置，但应当理解，这只是用于说明的目的。相关领域的技术人员将认识到，也可以使用其它的配置和布置而不脱离本发明的范围和构思。显然，对于相关技术领域的技术人员，本发明也可以应用于各种其它应用中。 

整体接口 

图1、2、3和4表示按照本发明的一个实施例用于用户控制器接 口100的不同操作模式的交互设备102(例如按钮、物理按钮、键式“软”按钮、可按压的按钮等)的不同的照明配置。可以使用户控制器接口100与多功能装置、诸如用于控制还具有语音电话功能的多CE装置的遥控单元相关联，并对其进行控制。 

图1表示处于休息模式下的用于多功能装置的按钮102的布置，其中没有按钮102被照亮。 

图2表示用于操作电视机、电缆盒、机顶盒、音频接收器或其类似设备的被照亮的按钮102的“频道”布置。在一组照明区域内(图2中用附图标记“104-n”(其中n≥1)来表示)在其各自的按钮上(用附图标记“102-n”(其中n≥1)来表示)用户可用的操作被照亮。在这个例子中，照亮区域104-1显示“菜单功能”，表示当按钮102-1被按下时在相关的显示上将出现屏幕上的菜单。类似地，按钮102-2到102-4提供已知的互动观看功能，如在照明区域104-2到104-4中所示。具体地说，在按钮102-2上的照明区域104-2显示用于获得节目信息的“GUIDE”功能；在按钮102-3上的照明区域104-3显示用于退出屏幕或模式的“EXIT”功能；在按钮102-4上的照明区域104-4显示“INFO”功能，用于访问关于由用户正在浏览的节目的信息。按钮102-1到102-4限定方向或“D”垫101，用于导航和选择菜单项。 

按钮102-5到102-13和102-15用于操作而进入数字。按钮102-14用于操作而清除一个条目。按钮102-16用于操作而退出屏幕。按钮102-17和102-19用于操作而上下移动频道。按钮102-18用于操作而使屏幕返回先前的屏幕。所有这些功能在相应的照亮区域104-5到104-19中被照亮。 

应当理解，图3和图4中的每一个表示和图1所示的用户接口100相同的用户接口，其中使用了和图1所使用的按钮编号方案相同的按钮编号方案。为了简明和方便，在图3和图4上未标出附图标记。 

图3表示被照亮以用于“传送”模式的用户接口100，该模式用于控制诸如数字录像机(DVR)的装置的操作。在这种示例性的结构中， 按钮102-2的照亮区域104-2显示“DVR菜单”功能，用于在激活按钮102-2时访问屏幕上的操作菜单，按钮102-4的照亮区域104-4显示“实况电视”功能，用于通过电视机调谐器观看节目。按钮102-5到102-10以及102-12提供控制所记录的内容的浏览(即分别是回绕、播放、快进、前一个/重放、暂停、下一个/跳过、以及停止)的已知功能。按钮102-13和102-15操作以控制音量。按钮102-17和102-19操作以在实况电视期间控制频道移动。按钮102-18操作以返回用户先前所观看的频道。这些功能通过所示的各个照亮区域104-n向用户显示。 

图4表示被照亮用于“电话”模式的用户接口100，该模式用于语音电话操作。在这种配置中，按钮102-1和102-3操作以控制电话的“摘机”和“挂机”，按钮102-5到102-13和102-15的操作对应于标准的电话键盘，按钮102-14和102-16的操作对应于标准电话键盘上的星号(＊)和井号(#)。这些功能通过所示的各个照亮区域104-n向用户显示。 

因而，本发明提供了一种由硬按钮构成的单一的用户接口，这些硬按钮可以通过选择性照亮而被自动地配置，用于控制以多种模式操作的多功能装置，这些模式包括但不限于：休息模式、频道模式、传送模式和电话模式。前面的说明仅仅是说明性的，功能控制以及模式的数量和类型和应用有关，因而在本实施例中仅仅是示例性的。 

示例性的控制区 

图5和图6分别表示包括本发明的用户接口100的按钮的特定结构元件的透视分解视图。每个按钮具有一个设置在支撑层510上的组件512，所述支撑层是由接口100控制的多功能装置的一部分。按照本发明的一个实施例，每个按钮包括一个或多个单色或多色光源、例如发光二极管(LED)514的排列，这些光源被安装在位于支撑层510上的不透明的柱/间隔块516内。除了物理地容纳LED之外，柱/间隔块516还阻止从LED发出的光沿横向发射。可以使用其它类型的光源或光导管或其类似物代替LED。在每个LED专用于照亮多功 能装置的一个功能的情况下，分配给一个按钮的LED514的数量可以对应于由多功能装置执行的功能/操作模式的数量。作为替代，可以使用光导管把一个LED的光传递到多个照亮区域，以减少所需的LED的数量。 

此外，对于每个按钮，开关518被置于用于对多功能装置的下方电路(未示出)提供电连接的支撑层510上。因而，当按钮102被按下时，其启动各自的开关518，从而发起对应于在该按钮102的照亮区域104中显示的功能的操作。精确的功能将取决于在启动时多功能装置的操作模式。 

按照本发明的按钮的第一实施例 

图7和图8分别表示硬帽或硬盖702的底视图和顶视图，其是包括按照本发明的一个实施例的用户接口100的按钮的一个附加元件。每个硬帽702包括一个表面壁720，四个侧壁722、724、726和728，以及至少一个分隔壁730(虽然图7中示出了两个分隔壁730和732)。分隔壁730和732形成内部部分或空腔736、738、740和742。相对于至少一个分隔壁730或732设置有延伸部或凸起部734，其延伸超过分隔壁730和732的底面。在一个例子中，延伸部734是穿过分隔壁730和732而与表面壁720耦联的一个柱，而在另一个例子中，延伸部734被耦联到所述分隔壁中的一个分隔壁730或732。 

按照本发明，硬帽702被安装在图5和图6所示的LED开关组件512的上方，使得(i)硬帽702的每个部分或空腔736、738、740和742容纳光源514和对应的柱/间隔块516，以及(ii)硬帽702的延伸部734与开关518相接触。由侧壁722、724、726、728、730及732构成的部分或空腔736、738、740和742还用于阻止从硬帽702的部分或空腔736、738、740和742中之一内的被点亮的光源514发出的光进入另一个部分或空腔。 

硬帽702可被模制成型，使其形状具有在表面壁720中形成的特定开口744、748和750。例如，在图7所示的硬帽702的部分736中，开口744被模制成单词“MENU”的形状。在硬帽702的部分740中的 开口748被模制成数字“1”的形状，并且在部分742中的开口750被模制成用于“播放”操作的箭头符号。在本实施例中，硬帽702在部分738的区域中的表面壁720中没有模制的开口。应当注意，代替复杂的开口，开口744、746和750也可以由物理地插入到按钮702的表面壁720中的透明/半透明的标签所覆盖。 

薄膜层752被耦联到或者被形成在每个按钮702的表面壁720的上表面上。当在下方的对应的光源514不发光时，可由半透明材料制成的层752在视觉上隐藏开口或标签744，746和750。当用户接口100未被使用、即处于休息模式时，层752使得用户接口100的每个按钮具有扁平的、光滑的和空白表面的外观(见图1)。在其它模式、如频道、输送和电话模式期间，当光源514发光时，层752允许来自下方的光源514的光(图5和图6)通过，从而向用户显示对应的开口或标签744，746或750。 

按照本发明的按钮的第二实施例 

下面参照图12和13说明本发明的按钮的替代结构。如图12所示，零件962包括4个从底层510伸出的四个空心支架或元件1154、1156、1158和1160。零件962由具有柔韧性的半透明散光材料制成。 

图13表示被设计用于装配在零件962上方的按钮帽902。按钮帽902由硬的半透明材料制成，用作零件962的外壳。 

图9表示按照本发明的一个实施例的被插入到按钮帽902中的零件962的底视图。图10表示包括按钮帽902和零件962的按钮的分解视图。 

如图10所示，零件962包括多个具有空腔1066的元件或支架1055。类似地，按钮帽902具有空腔1036到1042。零件960被插入到按钮帽902中，使得支架1055被接纳在按钮帽902的各自的或对应的部分1036到1042中。图9表示在零件962和按钮帽902正确地匹配之后的情况。柱934被表示为从零件962的底面伸出，从而其和底层510上的下方开关518相互作用。 

图11表示在插入到按钮帽902中之前位于按钮帽902下方的零 件962的一个不同的透视图。和具有在帽的表面壁1120中模制的开口的图7和图8所示的按钮帽相比，图11中的按钮帽902没有开口或其它的标签或标记。而是，如图11所示，在零件962的支架1055的各个表面1154、1158和1160上形成有标签1144、1148和1150。在一个例子中，利用负成像技术(例如丝印)对每个支架1055的各个顶面1154到1160加上标签1144到1150，使得标签本身保持半透明而周围区域由黑色覆盖。 

图14表示按照本发明的一个实施例的用户可控制的接口的一部分的分解视图。在这个例子中，零件962装配在底层510上的LED开关组件512的上方，使得在零件962的每个支架1055中的每个空腔1066中接纳各自的光源514和间隔块516的对。结果，每个LED 514位于零件962的支架1055的各个空腔1066内。零件962然后被插入到硬帽902中，使得零件962的每个支架1055被接纳在硬帽902的对应的空腔1036到1042中。因而，硬帽902的延伸部分934穿过零件962中的开口964，并和底层510上的开关518对准并接触。当按钮被按下时，延伸部分934和开关518相互作用，开关518具有与底层510下方的电路层(未示出)的连接。 

在一个例子中，当LED 514不发光时(见图1)，标签1144、1148和1150是用户通过按钮帽902看不到的。然而，当一个LED 514发光时，其发出的光通过各自的一个标签1144、1148和1150并通过按钮帽902行进，从而使该标签显示给用户(例如见图2、3和4)。例如，图12表示具有“播放”箭头标签1150的零件962的支架1160，其被下面的光源照亮。由被照亮的播放标签1150发出的光穿过由半透明材料制成的按钮帽902而成为可见的，如图13所示。 

图15、16和17表示以多种操作模式工作的具有接口1500和显示器1572的多功能装置1570。接口1500是包括按照本发明的硬按钮的阵列的键盘。在图15中，装置1570的接口1500按照用于控制DVR的“输送”操作模式被表示为亮的。在图16中，装置1670的接口1600按照用于控制TV的“频道”操作模式被表示为亮的。在图17中，装置 1770的接口1770按照用于控制电话的“电话”操作模式被表示为亮的。 

此外，装置1570的显示器1572可以显示菜单和与装置1570的操作模式有关的其它信息。例如，在输送模式中，显示器1572可以显示与观看者的互动有关的命令的菜单，例如“手指向上”、“手指向下”。在频道模式下，显示器1672可以显示与所喜爱的频道的选择有关的命令的菜单。在电话模式下，显示器1772可以显示与所存储的电话号码有关的命令的菜单。 

装置1570是一个可以在其上利用本发明的按钮接口1500的示例性平台。本发明可以在其中需要控制多个装置功能的任何其它平台上使用。此外，本发明可用于计算机键盘中，用于提供可定制的键，用于多种语言(例如西里尔语、阿拉伯语或希腊语的符号)，或者用于操作特殊的应用或程序(用于照片编辑或图形设计的符号)。 

按照本发明的一个或多个例子和/或实施例，一种装置使用硬的、键式的或物理的按钮，其中的每一个配备有不同的操作标签，这些标签只有当按照待实现的装置功能由该装置选择性地照亮时才是对于用户可见。 

在一个例子中，遥控器1570、1670或1770(下面都用1570表示)的操作模式可以使用处理器、数字信号处理器、微处理器或其类似装置(未示出)进行控制。这可以基于下面的软件、固件或者这两者的结合。例如，通过显示器1572、用户控制器接口1500或者遥控装置1570的某个其它的方面中的任何一个，用户输入关于所希望的操作模式的信息。在收到这个信息时，处理器向各个控制区512发送信号。该信号用于控制在那个特定的操作模式下在每个相应的控制区512中哪个光源514发光。 

在另一个例子中，遥控装置1570的下面功能可以使用处理器进行控制。例如参见图14，当按下可按压的交互设备902时，延伸部分934接触开关518。开关518产生被发送给处理器的信号。处理器通过下面的软件、固件或者这两者的结合而发起基于当前操作模式和与各自的开关518相关的操作。 

结论 

虽然上面描述了本发明的不同实施例，但是应当理解的是，这些实施例仅仅是作为例子提出的，而不作为限制。显然，对于相关领域的技术人员，可以对形式和细节进行各种改变，而不脱离本发明的构思和范围。因而，本发明的宽度和范围不限于上述任何示例的实施例，而只应当根据下面的权利要求及其等同物进行限定。 

应当理解，上面的详细的说明部分，而不是概述和摘要部分，旨在用于解释权利要求。概述和摘要部分可以提出发明人所提出的本发明的一个或多个而并非全部的示例性实施例，因而并非以任何形式限制本发明和所附的权利要求。 

Claims (17)

1.一种用于控制多个设备功能的用户控制接口，包括：

在支撑结构上形成的控制区，每个控制区都包括对应的发光区域；

耦联到控制区并且被配置为根据用户控制接口的一个或多个操作模式控制从多个可按压的交互设备中对应的可按压的交互设备输出哪一个发光区域的控制器；以及

所述可按压的交互设备，覆盖控制区中对应的控制区，每个可按压的交互设备包括，

表面壁；

在表面壁上的薄膜层；

被垂直地耦联到表面壁的第一到第四侧壁；

至少一个分隔壁，被垂直地耦联到表面壁并被耦联在第一到第四侧壁中的至少两个侧壁之间；以及

相对于所述至少一个分隔壁延伸的延伸部分，所述延伸部分和控制区中对应的一个控制区相互作用。

2.如权利要求1所述的用户控制接口，其中所述发光区域包括单色或多色的光源、发光二极管或光导管中之一。

3.如权利要求1所述的用户控制接口，其中所述支撑结构包括用于将控制器和控制区耦联起来的电路。

4.如权利要求1所述的用户控制接口，其中可按压的交互设备是物理按钮。

5.如权利要求1所述的用户控制接口，其中一个或多个操作模式包括休息模式、频道模式、输送模式和电话模式至少其一。

6.如权利要求1所述的用户控制接口，其中控制区包括当可按压的交互设备中对应的一个可按压的交互设备被按下时被激活的开关，并且其中该开关的激活根据一个或多个操作模式中的希望的模式发起操作。

7.如权利要求1所述的用户控制接口，其中可按压的交互设备基本上消除了发光区域的横向输出。

8.如权利要求1所述的用户控制接口，其中当操作模式是休息模式时，可按压的交互设备基本上消除了发光区域的输出。

9.如权利要求1所述的用户控制接口，还包括：

被耦联到控制器的显示装置，所述显示装置在所述一个或多个操作模式中每个对应的操作模式期间显示信息。

10.如权利要求1所述的用户控制接口，其中可按压的交互设备是半透明的。

11.如权利要求1所述的用户控制接口，其中，对于每个可按压的交互设备：

表面壁包括其形状对应于一个或多个操作模式中的每一个并与发光区域中对应的发光区域对准的开口；以及

所述至少一个分隔壁形成光导，使得只有发光区域中对应的一个发光区域照亮开口中对应的一个开口。

12.如权利要求11所述的用户控制接口，其中，对于每个可按压的交互设备，表面壁中的开口只在一个或多个操作模式的非休息模式期间是可见的。

13.如权利要求1所述的用户控制接口，还包括：

被接纳在可按压的交互设备内并与对应的发光区域对准的可插入的装置，

其中可插入的装置包括对应于多个空腔的多个可插入部分，所述空腔是通过把所述至少一个分隔壁耦联在第一到第四侧壁中的所述至少两个侧壁之间而形成的。

14.如权利要求13所述的用户控制接口，其中每个可插入部分的顶面包括其形状对应于一个或多个操作模式中的每一个的开口。

15.如权利要求14所述的用户控制接口，其中开口只在一个或多个操作模式的非休息模式期间是可见的。

16.一种用于使用如权利要求1所述的用于控制多个设备功能的用户控制接口的方法，包括：

在第一操作模式期间，照亮第一组可按压的交互设备的第一组开口；以及

在第二操作模式期间，照亮第一组或第二组可按压的交互设备之一的第二组开口，其中所述第二组开口包括不包括在第一组开口中的至少一个开口。

17.如权利要求16所述的方法，还包括：

在一个或多个对应的随后的操作模式期间，照亮一个或多个附加的开口组，每个附加的开口组对应于第一组、第二组或附加的可按压的交互设备组之一，其中所述一个或多个附加的开口组包括所述第一组开口和所述第二组开口中的至少一组开口的全部或部分。

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