CN102171632B - 具有更多功能性的可动跟踪板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有更多功能性的可动跟踪板，公开了一种输入设备。该输入设备包括可动的触敏跟踪板，该跟踪板能够检测与之接近的对象以产生跟踪控制信号。该输入设备还包括运动指示器，该运动指示器能检测可动跟踪板的运动以产生一个或多个其他控制信号(例如按钮信号)。这些控制信号可以被用来在以可操作方式耦合到该输入设备的电子设备中执行动作。

Description

具有更多功能性的可动跟踪板
技术领域
本发明大体上涉及跟踪板(trackpad)。具体而言，本发明涉及能够进行相对运动以增加跟踪板功能性的跟踪板。
背景技术
目前有许多类型的输入设备用于在消费电子设备中执行操作。这些操作大体上对应于在显示屏幕上移动光标和作出选择。例如，输入设备可以包括按钮、开关、键盘、鼠标、跟踪球、触摸板、游戏杆、触摸屏等。这些设备中的每一者具有优点和缺点，这些优点和缺点在设计消费电子设备的时候被考虑。在手持式计算设备中，输入设备一般选自按钮和开关。按钮和开关一般在性质上是机械式的，并且在光标(或其他选择器)的运动和作出选择方面提供了有限的控制。例如，它们通常专用于沿具体方向(例如箭头按键)移动光标或者作出具体的选择(例如，输入、删除、数字等)。在手持式个人数字助理(PDA)的情形下，输入设备倾向于利用触敏显示屏。在使用触摸屏时，用户通过用触笔或手指直接指向屏幕上的对象，来在显示屏上作出选择。
在便携式计算设备(例如膝上型计算机)中，输入设备通常是跟踪板(也称为触摸板)。通过跟踪板，当用户的手指(或触笔)沿着跟踪板的表面运动时，输入指示器(即光标)的运动对应于手指的相对运动。当在跟踪板的表面上检测到一个或多个敲击(tap)时，跟踪板还可以在显示屏上作出选择。在一些情形下，跟踪板的任何部分都可以被敲击，而在其他情形下，跟踪板的专用部分可以被敲击。在静态设备(例如台式计算机)中，输入设备一般选自鼠标和轨迹球。通过鼠标，随着用户沿表面移动鼠标，输入指示器的运动对应于鼠标的相对运动。通过轨迹球，当用户使球在壳体内旋转时，输入指示器的运动对应于该球的相对运动。鼠标和轨迹球一般包括一个或多个按钮，用于在显示屏上作出选择。
除了能够对于图形用户接口(GUI)使输入指示器运动和选择之外，输入设备还可以使用户能够沿水平和垂直方向在显示屏上卷动(scroll)。例如，鼠标可以包括卷动轮，该轮使用户能够简单地向前或向后使卷动轮滚动来执行卷动动作。另外，跟踪板还可以提供专用的激活区域，当用户使其手指在激活区域中沿x和y方向线性经过时，这些激活区域实现卷动。这两种设备都可以通过作为GUI一部分的水平和垂直卷动条来实现卷动。利用这种技术，通过将输入指示器定位在所需的卷动条上方，选择所需的卷动条，并通过使卷动条运动，来实现卷动；其中使卷动条运动是通过沿y方向(向前和向后)移动鼠标或手指以进行垂直卷动或者沿x方向(向左和向右)移动鼠标或手指以进行水平卷动。
发明内容
本发明大体上涉及跟踪板，该跟踪板能够对接近其的对象进行检测。具体而言，本发明涉及能够进行运动以增加跟踪板功能性的跟踪板。例如，该跟踪板可以是可按压的，以提供更多的按钮功能。
在一种实施例中，本发明涉及一种输入设备，该设备具有跟踪板和跟踪表面。挠性铰链以可枢转方式连接在跟踪板的一端，并被构造成在力被施加到跟踪表面的基本上任何部分时跟踪板都能够从中性位置向激活位置发生位移，同时将跟踪板从激活位置向中性位置偏置。当跟踪板处于激活位置时，跟踪板产生第一控制信号，而当对象相对于跟踪表面运动时，跟踪板产生第二控制信号。
在另一种实施例中，本发明涉及一种计算系统，该系统具有计算设备和输入设备，计算设备能够对数据进行接收、处理和输出；输入设备被构造成向计算设备发送数据以在计算设备中执行动作。输入设备包括可下压的触敏跟踪板以及运动指示器，该跟踪板由挠性铰链耦合到计算设备并被构造成产生跟踪信号，该运动指示器被构造成在跟踪板受到下压时产生按钮信号。
在另一种实施例中，本发明涉及一种输入设备，该设备具有电容性的触敏跟踪板，该跟踪板带有经过刻蚀的玻璃跟踪表面。挠性铰链以可操作的方式连接在跟踪板的一个末端，并被构造成成在力被施加到跟踪表面的基本上任何部分时跟踪板都能够从中性位置向激活位置发生位移，同时将跟踪板从激活位置向中性位置偏置。当跟踪板处于激活位置时，跟踪板产生按钮信号，而当对象相对于跟踪表面运动时，跟踪板产生跟踪信号。
附图说明
附图中以示例方式而非限制方式图示了本发明，在附图中，相同的标号表示相似的元件，其中：
图1是触摸板和显示器的简化示意图；
图2是根据本发明一种实施例的输入设备的立体图；
图3A、图3B、图3C和图3D是根据本发明的一种实施例，具有按钮触摸板的输入设备的简化侧视图；
图4是根据本发明的一种实施例，连接到计算设备的输入设备的简化框图；
图5是根据本发明一种实施例的输入设备的剖视侧视图；
图6是图5的输入设备的另一剖视侧视图；
图7是根据本发明的一种实施例，在膝上型计算机中用作跟踪板的输入设备的立体图；
图8是图7的输入设备的分解图；
图9是加强件的剖视侧视图；
图10是图7的输入设备一部分的仰视图；
图11是图7的输入设备一部分的剖视侧视图；
图12是图7的输入设备一部分的剖视侧视图；
图13是图7的输入设备一部分的剖视侧视图；
图14是图7的输入设备一部分的剖视侧视图；
图15是根据本发明一种实施例的媒体播放器的立体图；
图16是根据本发明一种实施例的移动电话的立体图；
图17是根据本发明的一种实施例，具有与之相连的外围输入设备的台式计算机的立体图；
图18是根据本发明的一种实施例，使用输入设备的遥控器的立体图；
图19是根据本发明一种实施例的遥控器的简化框图；
图20A、图20B、图20C、图20D、图20E和图20F是根据本发明一种实施例具有分区的跟踪板的俯视图；
图21是根据本发明一种实施例具有全像素显示器的跟踪板的俯视图；
图22是根据本发明一种实施例的电子墨水的剖视侧视图；
图23是根据本发明一种实施例的玻璃块的侧视图；
图24A是根据本发明一种实施例的经过刻蚀的玻璃块的侧视图；
图24B是图24A所示玻璃块的俯视放大图；
图25是根据本发明一种实施例的经刻蚀的玻璃块的侧视图；
图26是图25所示玻璃块的表面的俯视图；
图27是图25和图26所示玻璃表面的峰峰比的曲线图；
图28是根据本发明一种实施例的输入设备一部分的剖视侧视图；
图29是根据本发明一种实施例的输入设备一部分的剖视侧视图；
图30是根据本发明一种实施例的输入设备一部分的剖视侧视图；
图31是根据本发明一种实施例的输入设备一部分的剖视侧视图；
图32是根据本发明一种实施例的输入设备的侧视图；
图33是图32的输入设备的仰视图；
图34A是根据本发明一种实施例的输入设备的剖视侧视图；
图34B是根据本发明一种实施例的输入设备的剖视侧视图。
具体实施方式
现在将参考附图中图示的本发明的一些实施例来详细说明本发明。在下面的说明中阐述了大量的具体细节以提供对本发明的完整理解。但是本领域技术人员显然明白，在没有这些具体细节中的一些或全部的情况下，本发明也可以实施。在其他情况下，熟知的处理步骤没有详细描述，以免不必要地混淆本发明。
对于跟踪板、鼠标和轨迹球，笛卡儿坐标系被用来在手指、鼠标和球运动时分别监视它们的位置。笛卡儿坐标系一般定义为二维坐标系(x，y)，点(例如手指、鼠标或球的位置)在该坐标系中的坐标是其离两条交叉线(经常是垂直的直线)的距离，离每条线的距离是沿着与另一条平行的直线而测量的。例如，鼠标、球和手指的x、y位置可以被监视。然后用这些x、y位置来在显示屏上对输入指示器进行相应的定位和运动。
跟踪板一般包括一个或多个传感器，用于检测手指与其的接近度(proximity)。例如，这些传感器可以基于电阻传感、表面声波传感、压力传感、光学传感、电容传感等。这些传感器大致分散在触摸板附近，每个传感器表示x、y位置。在大多数情形下，这些传感器被布置成行和列的网格。从而，当手指在触摸板内的传感器网格上运动时，产生区别性的x和y位置信号，这些信号对指示器设备在显示屏幕上的x、y运动进行控制。为了简要，下面的讨论将约束在电容传感技术的讨论。但是应当注意，其他技术具有类似的特征。
电容传感表面一般包含若干个材料层。例如，电容传感表面可以包括保护性/装饰性的屏蔽(通常是电介质材料)、一个或多个电极层、以及电路板。保护性屏蔽通常覆盖这(一个或多个)电极层，电极层一般布置在电路板的正面。电极层和电路板例如可以是印刷电路板(PCB)。保护屏蔽是电容传感表面的、由用户进行触摸以在显示屏幕上实现光标运动的那部分。另一方面，电极层被用来当用户的手指停在保护屏蔽上或在其上运动时对用户手指的x、y位置进行解释。电极层通常由多个电极组成，这些电极以行列方式定位以形成网格阵列。这些行列一般基于笛卡儿坐标系，因而行和列对应于x和y方向。
电容传感表面还可以包括传感电子器件，用于对与这些电极相关联的信号进行检测。例如，传感电子器件可以适于检测当手指在网格上经过时各个电极处的电容改变。传感电子器件一般位于电路板的背面。例如，传感电子器件可以包括专用集成电路(ASIC)，该ASIC被构造成测量各个电极的电容的量，并根据各个电极的电容来计算手指运动的位置。ASIC还可以被构造成向计算设备报告该信息。
参考图1，将更详细地说明触敏跟踪板10。该跟踪板大体上是小的(经常是矩形的)区域，包括保护性/装饰性屏蔽12以及布置在保护屏蔽12下方的多个电极。电极14可以位于电路板上，例如印刷电路板(PCB)上。为了便于讨论，保护屏蔽12的一部分已被移去以示出这些电极14。每个电极14代表不同的x、y位置。在一种构造中，当手指16(或者触笔，未示出)靠近电极阵列14时，手指16与接近该手指16的电极14之间形成微小的电容。电路板/感知电子器件(未示出)测量电容并产生与激活电极14对应的x、y输入信号18，该信号被发送到具有显示屏22的主机设备20(例如计算设备)。x、y输入信号18被用来控制光标24在显示屏22上的运动。如图所示，输入指示器沿与所检测到的x、y手指运动类似的x、y方向运动。图2是根据本发明一种实施例的输入设备30的简化立体图。输入设备30大体上被构造成向电子设备(未示出)发送信息或数据，以在显示屏幕上执行动作(例如通过图形用户接口(GUI))。例如，移动输入指示器、作出选择、提供指令等。输入设备可以通过有线的(例如电缆/连接器)或无线的(例如IR、蓝牙等)连接方式来与该电子设备进行交互。
输入设备30可以是独立的单元，也可以集成到该电子设备中。当在独立单元中时，输入设备通常具有其自己的壳体。当与电子设备集成时，输入设备通常使用电子设备的壳体。在任一情形下，输入设备可以在结构上耦合到该壳体，例如通过螺钉、扣件(snap)、保持器(retainer)、粘合剂等。在一些情形下，输入设备可以以可拆卸方式耦合到电子设备，例如通过对接台(dockingstation)。输入设备所耦合到的电子设备可以对应于任何消费相关的电子产品。例如，该电子设备可以对应于计算机(例如台式计算机、膝上型计算机或PDA)、媒体播放器(例如音乐播放器)、通信设备(例如蜂窝电话)、另一输入设备(例如键盘)等。
如图2所示，输入设备30包括框架32(或支撑结构)和跟踪板34。框架32提供了用于对输入设备的部件进行支撑的结构。外壳形式的框架32还可以封闭或容纳输入设备的部件。这些部件(包括跟踪板34)可以对应于用于对输入设备30进行操作的电部件、光学部件和/或机械部件。
跟踪板34提供直观的接口，该接口被构造成提供一种或多种控制功能，以控制与所辅接的电子设备相关联的各种应用。例如，可以用触摸发起的控制功能来在显示屏上移动对象或执行动作，或者与操作该电子设备相关联地作出选择或发出命令。为了实现触摸发起的控制功能，跟踪板34可以被布置成从在跟踪板34的表面上运动(例如线性地、径向地、角度方向地，等等)的手指(即对象)、从在跟踪板34上的特定位置停留的手指和/或通过在跟踪板34的特定位置上敲击的手指接收输入。可以理解，触摸板34提供了容易的单手操作，即，用户可以用一个或多个手指与该电子设备进行交互。
跟踪板34可以是各种各样的。例如，触摸板34可以是基于笛卡儿坐标系的传统跟踪板，或者，跟踪板34也可以是基于极坐标系的触摸板。基于极坐标的触摸板示例可以在2002年7月1日提交的、题为“TOUCHPADFORHANDHELDDEVICE”、授权给Zadesky等人的美国专利No.7,046,230中找到，该申请的全部内容通过引用方式结合于此。
跟踪板34可以以相对模式或绝对模式使用。在绝对模式中，跟踪板34报告其被触摸之处的绝对坐标。例如在笛卡儿坐标系情形下的x、y，以及极坐标系情形下的(r，θ)。在相对模式下，跟踪板34报告改变的方向和/或距离。例如，左/右、上/下等。在多数情形下，由跟踪板34产生的信号指导显示屏上的运动，该运动沿着与手指在跟踪板34的表面上运动时的手指方向类似的方向。
跟踪板34的形状可以是各种各样的。例如，跟踪板34可以是圆形、椭圆形、正方形、矩形、三角形等。大体上，跟踪板34的外周边限定了跟踪板34的工作边界。在所示的实施例中，跟踪板是矩形的。矩形的跟踪板在膝上型计算机中是常见的。
跟踪板34一般采取刚性平面平台的形式，包括可触摸的外跟踪表面36，该表面用于接纳对跟踪板进行操纵的手指(即对象)。尽管图2中未示出，但是可触摸的外跟踪表面36下方是传感器装置，该装置对于诸如其上的手指的压力和/或运动之类的事情敏感。传感器装置通常包括多个传感器，这些传感器被构造成当手指在其上停留、敲击或经过的时候激活。在最简单的情形下，每当手指被置于传感器上方时，产生电信号。给定时间段内的信号的数目可以表明手指34在跟踪板34上的位置、方向、速度和加速度，即，信号越多，用户移动其手指就越多。在多数情形下，由电子接口对这些信号进行监视，该接口将这些信号的数目、组合以及频率转换成位置、方向、速度和加速度信息。该信息然后可以由电子设备用来在显示屏上执行所需的控制功能。该传感器装置可以是各种各样的。例如，这些传感器可以基于电阻传感、表面声波传感、压力传感(例如应变片)、红外传感、光学传感、扩散信号(dispersivesignal)传感器技术、声脉冲识别、电容传感等。
在所示的实施例中，跟踪板34基于电容传感。基于电容的跟踪板被布置来当用户在跟踪板周围移动对象(例如手指)时检测电容的改变。在多数情形下，电容跟踪板包括保护屏蔽、一个或多个电极层、电路板以及相关的电子器件(包括专用集成电路(ASIC))。保护屏蔽被置于这些电极上方；电极被安装在电路板的顶面上；ASIC被安装在电路板的底面上。保护屏蔽用来保护下方的层，并提供使手指能在其上滑动的表面。该表面大体上是平滑的，使得手指在运动时不会阻滞。保护屏蔽还在手指与电极层之间提供了绝缘层。电极层包括多个在空间上区分开的电极。可以使用任意合适数目的电极。在多数情形下，可能希望增加电极的数目，以提供更高的分辨率，即，可以把更多的信息用于诸如加速度之类的事情。
电容传感是根据电容原理来工作的。可以理解，无论两个导电部件何时彼此接近而不实际接触，它们的电场都会相互作用以形成电容。在上述构造中，第一个导电部件是电极中的一个或多个，而第二个导电部件例如是用户的手指。因此，随着手指靠近触摸板，手指与靠近手指的电极之间形成微小的电容。各个电极中的电容由位于电路板底部(即背面)的ASIC测量。通过对各个电极处的电容改变进行测量，ASIC能够确定当手指在触摸板上移动时手指的位置、方向、速度和加速度。ASIC还可以将该信息以能够由电子设备使用的形式来报告。
根据一种实施例，跟踪板34可相对于框架32运动，以发起另一组信号(而不仅是跟踪信号)。例如，刚性平面平台形式的跟踪板34可以相对于框架32旋转、枢转(pivot)、滑动、平移、弯折和/或其他。跟踪板34可以耦合到框架32，和/或可以以可动方式由框架32约束。例如，跟踪板34可以通过螺钉、轴、铰链接头、滑动器接头、球窝接头、弯折接头、磁铁、衬垫等而耦合到框架32。跟踪板34还可以在框架的空间内浮动(例如万向运动(gimbal))。应当注意，输入设备30还可以另外包括接头的组合形式，例如枢转/平移接头、枢转/弯折接头、枢转/球窝接头、平移/弯折接头等，以增加运动范围(例如增加自由度)。触摸板34被构造成在运动时激活电路，该电路产生一个或多个信号。该电路一般包括一个或多个运动指示器，例如开关、传感器、编码器等。万向跟踪板的示例可以在2003年8月18日提交的题为“MOVABLETOUCHPADWITHADDEDFUNCTIONALITY”的美国专利申请No.10/643,256中找到，该申请的全部内容通过引用方式结合于此。
在所示的实施例中，跟踪板34采取可下压按钮的形式，该按钮执行“拾取(picking)”动作。即，整个跟踪板34的一部分起到一个或多个按钮的作用，使得可以通过在跟踪板34上施压来实施一个或多个额外的按钮功能，而不是在跟踪板上敲击或使用单独的按钮/单独的区域。如图3A和图3B所示，根据本发明的一种实施例，当来自手指38、手掌、手或其他对象的力被施加于跟踪板34时，跟踪板34能够在直立(或中性)位置(图3A)与受压(或激活)位置(图3B)之间运动。该力不应小到使得按钮信号被无意地激活，但是也不应大到使得用户因为需要过大的力而感到不适。跟踪板34通常被偏置(bias)在直立位置，例如通过挠性铰链、弹簧部件或磁铁。当跟踪板34上按压的对象克服了该偏置时，跟踪板34运动到激活位置。如图3C所示，跟踪板34可以在一端处枢转，使得激活位置相对于中性位置略微倾斜。当手指(或其他对象)从跟踪板34撤去时，偏置部件将其向中性位置推回。薄片、振动吸收器、上止机构(upstop)或其他结构(未示出)可以防止跟踪板34在返回的时候超过该中性位置。例如，框架32的一部分可以向外延伸到跟踪板34的一部分上方，以使跟踪板34停在中性位置。这样，如果需要，跟踪表面可以保持与框架23平齐。例如，在膝上型计算机或手持式媒体设备中，可能希望使跟踪板与该计算机或设备的外壳平齐。
如图3A所示，在直立/中性位置，当对象(例如用户的手指)在触摸板的顶面上在x、y平面中运动时，跟踪板34产生跟踪信号。尽管图3A图示了中性位置是直立的，但是中性位置可以处于任何方向。如图3B所示，在下压位置(z方向)，跟踪板34产生一个或多个按钮信号。这些按钮信号可以被用于各种功能型，包括但不限于与对电子设备的操作相关联地作出选择或发出命令。例如，在音乐播放器的情形下，按钮功能可以被关联到打开菜单、播放歌曲、使歌曲快速前进、在菜单中搜索等。在膝上型计算机的情形下，这些按钮功能可以被关联到打开菜单、选择文本、选择图标等。如图3D所示，输入设备30可以被布置成同时既提供跟踪信号又提供按钮信号，即，在沿z方向下压触摸板34的同时沿触摸表面的切线方向(即沿x、y方向)运动。在其他情形下，输入设备30可以被布置成仅在触摸板34被下压时提供按钮信号并在触摸板34直立时提供跟踪信号。
具体而言，跟踪板34被构造成激活一个或多个运动指示器，这些运动指示器能够在跟踪板34移动到激活位置时产生按钮信号。运动指示器通常位于框架32内，并可以耦合到跟踪板34和/或框架32。运动指示器可以是开关和传感器的任意组合。开关一般被构造成提供脉冲式的或二进制的数据，例如激活(on)或解除激活(off)。例如，跟踪板34的下侧部分可以被构造成当用户在跟踪板34上按压时与开关接合(并因而被激活)。另一方面，传感器一般被构造成提供连续数据或模拟数据。例如，传感器可以被构造成当用户在跟踪板34上按压时测量跟踪板34相对于框架的倾斜位置或倾斜量。可以使用任何合适的机械的、电的和/或光的开关或传感器。例如，可以使用触觉(tact)开关、力敏电阻、压力传感器、接近度传感器等。
在一些实施例中，图1-3所示的跟踪板10和30可以是多点触摸跟踪板。多点触摸包含触摸表面(屏幕、台、壁等)和触摸板，以及对多个同时的触摸点进行识别的软件，这与仅识别一个触摸点的标准触摸屏(例如计算机触摸板、ATM)不同。这种效果是通过各种机制来实现的，包括但不限于：电容传感、电阻传感、表面声波传感、热、手指压力、高捕获率相机、红外光、光学捕获、调谐电磁感应、阴影捕获。多点触摸移动电话的一种示例是由Cupertino，CA的AppleInc.生产的iPhone。多点触摸媒体设备的一种示例是由AppleInc.生产的iPodTouch。具有多点触摸跟踪板的膝上型计算机的示例是AppleInc.生产的MacBookAir和MacBookPro。在一些实施例中，本申请中描述的所有输入设备都可以采用多点触摸技术；或者，本申请中描述的输入设备也可以采用单点触摸跟踪板。
图4是根据本发明一种实施例的计算系统39的简化框图。该计算系统大体上包括以可操作方式连接到计算设备42的输入设备40。例如，输入设备40可以大体上对应于图2和图3所示的输入设备30，计算设备42可以对应于膝上型计算机、台式计算机、PDA、媒体播放器、移动电话、智能电话、视频游戏等。如图所示，输入设备40包括可下压的跟踪板44以及一个或多个运动指示器46。跟踪板44被构造成产生跟踪信号，运动指示器46被构造成当跟踪板44被下压时产生按钮信号。尽管跟踪板44可以是各种各样的，但是在该实施例中，跟踪板44包括电容传感器48和控制系统50，该控制系统用于从传感器48获取位置信号并向计算设备42提供这些信号。控制系统50可以包括专用集成电路(ASIC)，该集成电路被构造成监视来自传感器48的信号，计算所监视的信号的位置(笛卡儿位置或角位置)、方向、速度和加速度并向计算设备42的处理器报告该信息。运动指示器46也可以是各种各样的。但是在本实施例中，运动指示器46采取开关的形式，该开关在触摸板44被下压时产生按钮信号。开关46可以对应于机械式、电的和光学类型的开关。在一种具体实现方式中，开关46是机械式开关，包括凸起致动器52，该致动器可以由触摸板44推动以产生按钮信号。例如，该开关可以是触觉开关或触感开关。
跟踪板44和开关46都以可操作方式通过通信接口54耦合到计算设备42。该通信接口在输入设备与电子设备之间提供了用于直接或间接连接的连接点。通信接口54可以是有线的(电线、电缆、连接器)或无线的(例如发送器/接收器)。
计算设备42大体上包括处理器55(例如CPU或微处理器)，该处理器被构造成执行指令并执行与计算设备42相关联的操作。例如，使用例如从存储器取回的指令，处理器可以对计算设备42的各个组件之间的输入和输出数据的接收和操纵进行控制。在多数情形下，处理器55在操作系统或其他软件的控制下执行指令。处理器55可以是单芯片处理器，也可以由多个部件来实现。
计算设备42还包括输入/输出(I/O)控制器56，该控制器以可操作方式耦合到处理器54。I/O控制器56可以与处理器54集成，也可以是如图所示单独的部件。I/O控制器56大体上被构造成对于与一个或多个I/O设备(例如输入设备40)的交互进行控制，这些I/O设备可以耦合到计算设备42。I/O控制器56大体上通过在计算设备42与需要和计算设备42通信的I/O设备之间交换数据来工作。
计算设备42还包括以可操作方式耦合到处理器54的显示控制器58。显示控制器58可以与处理器54集成，也可以是如图所示单独的部件。显示控制58被构造成对显示命令进行处理，以在显示屏60上产生文本和图形。例如，显示屏60可以是单色显示器、彩色图形适配器(CGA)显示器、增强型图形适配器(EGA)显示器、可变图形阵列(VGA)显示器、superVGA显示器、液晶显示器(LCD)(例如有源矩阵式、无源矩阵式等)、阴极射线管(CRT)、等离子显示器、背光发光二极管(LED)LCD显示器等。
在一种实施例(未示出)中，跟踪板44可以包括玻璃表面，该表面不仅用作触敏表面，还用作显示屏；在此情形下，图4所示的显示屏60可以与跟踪板44的玻璃表面集成为一体。这可以有利于具有触敏显示器的计算设备(例如媒体播放器或移动电话)。具有触敏显示器的媒体播放器的一种示例是由Cupertino，CA的AppleInc.生产的iPodTouch。具有触敏显示器的移动电话的一种示例是由Cupertino，CA的AppleInc.生产的iPhone。
在多数情形下，处理器54与操作系统一起工作，执行计算机代码并产生和使用数据。计算机代码和数据可以驻留在程序储存区域62内，该区域以可操作方式耦合到处理器54。程序储存区域62大体上提供了保持正由计算设备42使用的数据的地方。例如，程序储存区域可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器等。计算机代码和数据也可以驻留在可移除程序介质上并在需要的时候被装载或安装到计算设备上。在一种实施例中，程序储存区域62被构造成储存信息，该信息用于控制由输入设备40产生的跟踪信号和按钮信号如何由计算设备42使用。
图5示出了输入设备的一种实施例，该设备大体上由标号70表示，包括连接到框架76的跟踪板72。框架76可以是用于独立输入设备的外壳，也可以是用于另一设备(例如膝上型计算机、台式计算机、手持式媒体设备、PDA、移动电话、智能电话等)的壳体，该设备包容了跟踪板72。跟踪板72包括各种层，这些层包括外触敏跟踪表面74，用于对手指运动进行跟踪。跟踪表面74还可以提供低摩擦的装饰性表面。在一种实施例中，跟踪板72基于电容传感；因此它包括电极层80，电极层80例如可以在PCB上实现。在电容传感的情形下，跟踪表面74是电介质材料。加强件84位于电极层80下方。加强件84图示于图5和图6中，但是在一些实施例中可以略去。加强件84可以用来补偿电极层80固有的挠性。电极层80通过向传感器82发送信号来响应沿着跟踪表面74的手指运动。在电容传感的情形下，电极层80根据手指运动而记录电容的改变，传感器82是电容传感器。这样，跟踪板72包含了触摸传感器装置。传感器82被图示为布置在电极层80的底部，但是在其他实施例中可以位于任何地方。如果像所示的实施例中那样，传感器82位于跟踪板72的可动部分上，则该输入设备可以包含能够随该系统而运动的挠性电连接件(未示出)。
运动指示器78布置在跟踪板72的底部。运动指示器78可以是各种各样的，但是在本实施例中，它采取机械开关的形式，该开关通常布置在跟踪板72与框架76之间。在其他实施例中，运动指示器78可以是传感器，例如电传感器。运动指示器78可以附装到框架76或跟踪板72。在所示的实施例中，运动指示器78被附装到电极层80的底侧。例如，如果电极层80位于PCB上，则运动指示器78可以位于PCB的底部。在另一示例中，运动指示器78可以采取触觉开关的形式，尤其可以是SMT穹顶(dome)开关(针对SMT而封装的穹顶开关)。
在图5中，跟踪板72被示为处于其中性位置，在该位置，运动传感器78不与框架76接触。当用户向跟踪表面74施加向下的压力时，跟踪板72可以向下运动，使运动传感器78记录这种位置改变。在所示的实施例中，运动传感器78(触觉开关)会与框架76接触，在此情形下与固定螺钉88接触。固定螺钉88可以受到人工调节，以改变中性位置与激活位置之间的距离。在一种实施例(未示出)中，固定螺钉88可以在中性位置直接与运动传感器78邻接，使得系统中没有松弛或预行程(pre-travel)。挠性铰链86将跟踪板72与框架76相连。挠性铰链86是弹性材料，该材料在被施加力时弯折，但是施加回复力以将跟踪板72向中性位置推动。在一种实施例中，挠性铰链86可以是薄的弹簧钢。
如图6所示，当用户在跟踪表面74向下推时，挠性铰链86会弯折。弯折件86还将跟踪板72向其中性位置推动，在图5所示的示例性实施例中，该中性位置是水平的。这样，用户能够在跟踪表面74上的几乎任何地方向下压并造成“拾取”，表示运动指示器78将记录这种下压。这与现有的跟踪板相反，现有的跟踪板包含分开的跟踪区和拾取区。能够在跟踪表面74上的任何地方进行拾取可以给用户提供更加直观和愉悦的接口。例如，用户可以通过单一的手指来产生跟踪信号和按钮信号，而不需要曾经将手指从跟踪表面74移开。相反，用分开的跟踪区和按钮区对跟踪板进行操作的用户例如可能用右手来跟踪，并用左手来拾取，或者用食指进行跟踪而拇指进行拾取。
肩部90可以是框架76的延伸部或者是单独的部件，通过与跟踪板72的一部分(例如加强件84)接触来阻止跟踪板72经过其中性位置行进。这样，跟踪表面74可以被保持为与框架76的顶面基本上平齐。可以与肩部90一起包含有振动吸收器或上止机构(未示出)，以对跟踪板72与肩部90之间的接触进行缓冲。
可以理解，通过对跟踪表面74进行按压而产生的拾取可以包括：在屏幕上选择条目、打开文件或文档、执行指令、启动程序、观看菜单等。按钮功能也可以包括使得经过该电子系统进行导航更加容易的功能，例如缩放、卷动、打开不同的菜单、使输入指示器回位(home)、执行与键盘有关的动作(例如输入、删除、插入、上/下翻页等)。
挠性铰链86使得在可能的最小垂直空间中可用的可动跟踪板。实现了最小的垂直空间，这是因为挠性铰链86是薄的并且布置成大体上与跟踪板72的底层平行，因此挠性铰链86不会显著增加跟踪板72的厚度。因此，这种装置易于用在超薄膝上型计算机(或其他超薄设备)中。在这些超薄膝上型计算机应用中，垂直空间极其有限。过去，电子部件的尺寸经常是对于电子设备能够被制造得多么小的限制因素。现在，电子部件越来越微型化，意味着机械部件(例如可动跟踪板)现在可能是关键的尺寸限制部件。根据这样的理解，容易明白为什么线性致动(例如由螺旋弹簧等对可动跟踪板进行支撑)在一些应用中并非理想。此外，使用弹簧还可能不必要地增加制造过程的复杂度(增加零件数目、更高成本、更高的失效率等)。弹簧的另一个缺点在于，在一些实施例中，弹簧可能改变或危害触觉开关的力曲线(profile)。相反，挠性件86可以在跟踪表面74上递送基本上恒定的感觉，并且赋予用户触觉开关力曲线的更加忠实的表示形式。
现在参考图6，根据本发明的一种实施例，当用户在跟踪板72的跟踪表面74上按压时，跟踪板72向下枢转，并激活布置于其下的开关78。开关78在被激活时产生按钮信号，这些信号可以由连接到输入设备70的电子设备使用。挠性件86可以将跟踪板72约束到基本上围绕仅一条轴线运动。这例如可以通过使用多个挠性件来实现，这些挠性件围绕跟踪板72的一侧(例如后侧)的轴线而布置。此外，如果使跟踪板72是刚性的(例如，通过在需要的情况下包含加强件84)，则实现了平整化(leveling)架构。将刚性跟踪板72耦合到挠性铰链86使得跟踪板72能够在偏心地连接时保持水平。
图7和图8示出了根据本发明一种实施例的输入设备100。图7是输入设备100的立体图，被示为与膝上型计算机一起使用。图8是输入设备100中所用的跟踪板101被拆散的分解立体图。
图7中大体上由标号100所示的输入设备是可下压的触敏跟踪板101，其布置在膝上型计算机框架104中。在安装在计算机框架104中时，输入设备100仅有跟踪表面102能够由用户看到，该表面可以与计算机框架104平齐。在所示的实施例中，跟踪表面是玻璃。玻璃提供了低摩擦、耐用、装饰性的电介质表面。在一种实施例中，跟踪表面102由略微雾化的玻璃制成。在其他实施例中，跟踪表面102可以是陶瓷、塑料等。如果输入设备100基于电容传感，则跟踪表面102必须是电介质材料。跟踪表面102的前端(即最接近用户那端)具有中间点201和角部203。跟踪表面102当在最前端201的中间点处被拾取时运动大约0.2mm。由于所示实施例的平整化架构和刚性，跟踪表面102当在前端203的最左或最右角部被拾取时指运动大约0.4mm，使得输入设备100适于与超薄膝上型计算机或需要可下压跟踪板的其他超薄应用一起使用。
由图8可见，墨水106的层位于紧挨玻璃102的下方。墨水106用于装饰性目的，可以将其与计算机框架104的颜色进行颜色匹配。或者，墨水106也可以是与计算机框架104不同的颜色，例如类似颜色的不同差别(shade)或对比色。压力敏感粘合剂(PSA)的层108将玻璃102附装到PCB110的顶面。PSA的第二层112将PCB110的底面附装到加强件114的顶面。
在所示的实施例中，PSA层110和112被示为与相邻的层106、110和114形状匹配的片。可以进行修改，例如在层110和112中切割出孔，以容纳刚性支柱或环氧胶水等，以控制相邻层之间的剪切(shear)。或者，PSA层110和112可以在其周边处被修剪，以给整个边界的胶水留下空间。这些修改形式可以增强相邻的层之间在受到高的剪切负载时的接合性。本申请中作为示例而描述了PSA，但是也可以使用其他方式来附装这些层，例如双面胶带、胶水或粘合剂。
PCB一般具有一些内在的挠性，加强件114基本上校正了这种挠性以给跟踪板101增加刚性。加强件114可以具有切口116a以选择性地减小其重量，或者选择性地调节其刚度。其他切口(例如118a)不仅用来减小重量(或者调节刚度)，而且使PCB110与挠性件120上的传感器之间能够电接触，如下文所述。上方的PSA层112具有相应的切口116b和118b。
大体上，加强件114应当是刚性的、轻的(即低密度)并且薄到足以用在对于空间敏感的应用(例如超薄膝上型计算机、媒体设备、移动电话、智能电话等)中。理想的加强件应该很刚硬、很轻，同时又很刚硬。但是，这三个量(刚度、轻的重量、薄)可以看作折中因素；例如，对于给定的材料，一般在刚度与重量之间存在折中。在所示的实施例中，加强件114由钢制成。钢是一种折中的材料，因为它重量中等，但是非常刚硬。由于其高刚度，由钢构成的加强件114可以被制造得较薄。也可以使用其他金属，例如铝或钛。钛非常轻，但是可能比钢更贵。
在其他实施例中，可以使用包覆(clad)加强件，尤其是由各种金属或其他材料形成的包覆金属性加强件。图9示出了一种示例性包覆金属性加强件115，其由上部钢层119和下部钢层121包围的铝芯117组成。钢具有比铝的内部芯117更高的弹性模量(也称为弹性模数)。弹性模量是向对象或物质施加力时，该对象或物质的弹性(即，非永久性的)形变趋势的数学描述。具有更高弹性模量的材料(例如钢)比具有较低弹性模量(例如铝)的材料更刚硬。这是重要的，因为在某些条件下，加强件的偏转与弹性模量和面积的二次矩的乘积成反比。这意味着与加强件115(加强件115具有铝芯和钢的外部层)相同形状和尺寸但仅由铝制成的加强件会更轻但是没那么刚硬。
包覆效果(即通过使用高模量材料在重量轻的芯上作为外部层来提高刚度)类似于建筑构造中I形梁的情况，但是在I形梁中调整的是二次矩而不是弹性模量。这就是在建筑结构中常常看到具有较高的面积惯性矩的梁(例如I形梁)而不是具有相同面积的其他梁的原因。
在其他实施例中，加强件可以由任何合适的结构材料制成，包括但不限于玻璃、陶瓷、碳化钨、碳纤维复合材料、金属基质复合材料。这些结构材料非常轻薄，使它们理想地在薄的、重量轻的便携式电子设备中用作加强件。
PCB110在顶面上包括电极层(未示出)并在底面上包括运动传感器126。在所示的实施例中，运动传感器126是机械开关(参见图8和图11)。运动传感器126可以是各种各样的。一般可以使用触觉开关。尤其是，可以是裸片的、经过封装的或者经过封闭的金属穹顶开关。当用户在跟踪表面102上向下按压时，挠性铰链122允许跟踪板101发生位移，从而允许运动传感器126接触到固定螺钉128。由于开关126电连接到系统的其他部分(例如安装在PCB110上)，所以每当用户向下按压了足够远以激活传感器126的时候会记录和处理拾取信号。
固定螺钉128可以受到调节以增大或完全消除中性位置处与运动传感器126的任何偏移位移。如图11所示，在中性位置，运动传感器126与固定螺钉128之间可能存在小的偏移。在其他实施例(未示出)中，在中性位置，固定螺钉128可以与开关126直接邻接。
现在将参考图8、图10和图12来讨论挠性件122。在所示的实施例中，两个挠性件122沿跟踪板101的与传感器126相反那侧附装。这种布置将跟踪板101约束成以下述方式运动：大体上围绕由挠性件122的位置所限定的轴线而枢转。挠性件122在实体上分隔开有助于建立平整化架构。但是，如果用户在跟踪表面102上偏离中心处向下按压，则围绕正交的轴线(例如，处于跟踪板表面的中心线上并与由挠性件122的位置所限定的轴线正交的轴线)的一些扭转量也是可能的。这种扭转一部分是来自跟踪板101固有的挠性(即使采用了加强件114)，一部分来自挠性件122的可变弯折。例如可以通过更结实的加强件和/或使用更多的或更刚硬的挠性件来至少部分地补偿这种扭转。如前所述，在所示的实施例中，跟踪表面102在受到偏心按压(例如在图7中的角部203)时运动大约0.4mm，而在其中心线上受到按压(例如在图7中的201处)时运动仅约0.2mm。这种极小的扭转量不会使跟踪板101的性能变差。
挠性件122具有顶部挠性部分130和底部挠性加强件部分132。挠性部分130可以由薄的弹性材料制成，例如薄的弹簧钢。当挠性部件受到弯折应力时，可能发生失稳，使其自身呈现翘曲(buckling)。为了缓解这种失稳，挠性部件130具有槽134，这些槽134的方向大体上平行于它们最可能围绕其受到弯折的轴线。这些挠性加强件132在它们被附装到框架104的区域中对挠性件122进行加强。在所示的实施例中，每个挠性件122具有三个紧固件136，这些紧固件以螺纹方式穿过挠性部件130中的孔136a以及加强件114中的孔136b。在所示的实施例中，每个挠性件122还具有另外两个后紧固件138，这些后紧固件以螺纹方式穿过挠性件122中的孔138a以及框架104中的孔138b以将挠性件122紧固到框架104。尽管示出了三个紧固件136和两个后紧固件138，但是紧固件的类型和数目可以改变。
如图8和图13所示，两个上止机构140位于加强件114的延伸部146上方以及框架104的延伸部或肩部下方。这种布置防止了跟踪板101在下压周期之后回调超过中性位置，使跟踪表面102保持与框架104的表面基本平齐。PSA144可以用来将上止机构140附装到框架104。或者，PSA144可以用来将上止机构140附装到加强件114。在下压周期之后，挠性件122将跟踪板101向中性位置推回。在所示的实施例中，加强件114的延伸部146与位于框架104下方的上止机构140接触。上止机构140用作温和的振动吸收器，防止加强件114实际接触框架104(这种接触可能是基本上刚性的)。用于上止机构140的合适材料包括塑料、泡沫、橡胶、双轴定向的聚对苯二甲酸乙二醇酯(boPET)聚酯膜(该膜以Mylar的注册商标为人所知)等等。通过吸收当跟踪板101弹向中性位置时加强件114与框架104之间的冲击，上止机构140能够选择性地抑制下压周期之后不期望的噪音。上止机构140提供了振动吸收以及将跟踪板101的运动上限限制成与中性位置相符这两种功能，该中性位置可以与框架104基本上平齐。尽管示出了两个上止机构140，但也可以使用更多或更少数目。
挠性件120可以在图8和图14中清楚地看到。由于跟踪板101是可动的，所以挠性件120必须能够在跟踪板101运动的时候随之行进。这是通过设置挠性电连接件150来实现的，该连接件在计算机连接件152与传感器连接件154之间延伸，计算机连接件被构造成与容纳了输入设备100的电子设备(例如膝上型计算机)进行通信，而传感器连接件被构造成与PCB110通信。集成电路156位于挠性件120的顶面上。集成电路156从PCB110上的电极层接收数据并对该数据进行处理，以形成电容传感器的核心，提供了诸如对用户的手指与跟踪表面102接触的时候进行读取的功能，并用于确定手指运动。对基于PCB的传感器的讨论是示例而不是限制。非PCB的传感器(例如经过压印的金属片、挠性电路(例如聚酰亚胺)、印刷在衬底(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬底)上的导电墨水、玻璃上的氧化铟锡(ITO)等也可以用在本发明中。装饰性的标签124从下方覆盖了挠性件120。从图10的下方看到组装好的输入设备100。
尽管未示出，但是输入设备100可以受到背光照明。例如，PCB110上可以在任一侧分布有发光二极管(LED)，以使得用户能够在低亮度下更容易地看到输入设备100。
本申请中所述的输入设备可以被集成到电子设备中，也可以是单独的独立设备。集成到膝上型计算机中的输入设备的一种示例图示于图7中并在上文中进行了讨论；图15示出了集成到媒体播放器202中的输入设备200，而图16示出了集成到移动电话中的输入设备207。另一方面，图17和图18示出了作为独立单元的输入设备200的一些实现方式。在图17中，输入设备200是与台式计算机206相连的外围设备。在图18中，输入设备200是以无线方式与对接台208相连的遥控器，媒体播放器210对接在对接台中。但是应当注意，遥控器200也可以被构造成与媒体播放器210(或其他电子设备)直接进行交互，从而消除对于对接台的需要。用于媒体播放器的对接台(本发明可以与之一起使用)的一种示例可以在2003年4月25日提交的题为“MEDIAPLAYERSYSTEM”的美国专利申请No.10/423,490中找到，该申请的全部内容通过引用方式结合于此。应当注意，这些具体实施例不是限制性的，可以使用许多其他的设备和构造。
参考图15，将更详细地讨论媒体播放器202。术语“媒体播放器”泛指专用于对媒体(例如音频、视频或其他图像)进行处理的计算设备，例如音乐播放器、游戏机、视频播放器、视频记录机、相机等。在一些情形下，媒体播放器包含单一的功能性(例如专用于播放音乐的媒体播放器)，但在其他情形下，媒体播放器包含多种功能性(例如播放音乐、显示视频、储存图片等的媒体播放器)。在任一情形下，这些设备一般都是便携的，从而使用户无论旅行到哪里都能够听音乐、玩游戏或看视频、记录视频或拍摄图片。
在一种实施例中，媒体播放器是手持式设备，其尺寸适于被防止在用户的口袋中。通过调整成口袋尺寸，用户不必直接携带该设备，因此该设备能够被带到用户旅行到的几乎任何地方(例如，用户不受到携带大而笨重的设备(例如膝上型计算机或笔记本计算机)的限制)。例如，在音乐播放器的情形下，用户可以在健身房中锻炼的同时使用该设备。在相机的情形下，用户可以在爬山的同时使用该设备。在游戏机的情形下，用户可以在汽车中旅行的情形下使用该设备。此外，该设备还可以由用户的手来操作，不需要基准表面(例如桌面)。在所示的实施例中，媒体播放器202是口袋尺寸的手持式MP3音乐播放器，该播放器使用户能够储存大量音乐集(例如在一些情形下高达40,000首CD质量的歌曲)。例如，该MP3音乐播放器可以对应于由Cupertino，Calif.的AppleInc.制造的iPod系列MP3播放器中的一种。尽管主要用于储存和播放音乐和/或视频，但是本申请中所示的MP3音乐播放器也可以包括附加的功能性，例如储存日历和电话列表、储存和玩游戏、储存照片等。事实上，在一些情形下，他可以用作极其便于运输的储存设备。
如图15所示，媒体播放器202包括外壳222，外壳在内部包封了各种电部件(包括集成电路芯片和其他电路)以提供用于媒体播放器202的计算操作。另外，外壳222还限定了媒体播放器202的形状或形式。即，外壳222的轮廓可以体现媒体播放器202的外部实体外观。容纳在外壳222内的集成电路芯片和其他电路可以包括微处理器(例如CPU)、存储器(例如ROM、RAM)、电源(例如电池)、电路板、硬盘驱动器、其他存储器(例如闪存)和/或各种输入/输出(I/O)支持电路。这些电部件也可以包括用于输入或输出音乐或声音的部件，例如麦克风、放大器和数字信号处理器(DSP)。这些电部件还可以包括用于捕获图像的部件，例如图像传感器(例如电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS))或光学器件(例如透镜、分光器、滤波器)。
在所示的实施例中，媒体播放器202包括硬盘驱动器，从而赋予了媒体播放器海量存储能力。例如，160GB的硬盘驱动器可以储存高达40,000首歌曲，约200小时的视频或高达25,000张照片。相反，基于闪存的媒体播放器平均储存最多128MB(或约两个小时)的音乐。硬盘驱动器容量可以有很大不同(例如8、16、80、160GB等)。除了硬盘驱动器外，本申请中所示的媒体播放器202还包括电池，例如可充电的锂离子电池。这些类型的电池能够给媒体播放器提供约30小时的连续音乐播放时间，或5小时的视频播放时间。
媒体播放器202还包括显示屏224和有关的电路。显示屏224被用来向用户显示图形用户接口以及其他信息(例如文本、对象、图形)。例如，显示屏224可以是液晶显示器(LCD)。在一种具体实施例中，显示屏对应于320乘以240像素的高分辨率LCD显示器，由LED背光来在白天以及低亮度条件下赋予清晰的可视性。如图所示，显示屏224通过外壳222中的开口225并通过布置在开口225前方的透明壁226而对媒体播放器202的用户可见。尽管是透明的，但透明壁226也可以被看作外壳222的一部分，因为它有助于限定媒体播放器202的形状或形式。
媒体播放器202还包括触摸板200，例如前文所述的任何一种。触摸板200大体上由可触摸的外表面231组成，该表面用于接收用于在触摸板230上进行操纵的手指。在所示的实施例中，触摸板200是圆形的，但是其形状可以是各种各样的，例如矩形、正方形等。尽管图15中未示出，但是可触摸的外表面231下方是传感器装置。该传感器装置包括多个传感器，这些传感器被构造成当手指在它们上方停留、敲击或经过时激活。在最简单的情形下，每当手指被置于传感器上方时，产生电信号。给定时间段内的信号的数目可以表明手指在触摸板上的位置、方向、速度和加速度，即，信号越多，用户移动其手指就越多。在多数情形下，由电子接口对这些信号进行监视，该接口将这些信号的数目、组合以及频率转换成位置、方向、速度和加速度信息。该信息然后可以由媒体播放器202用来在显示屏224上执行所需的控制功能。例如，通过将手指围绕触摸板200盘旋，用户可以容易地卷动通过歌曲列表。
除了上述以外，触摸板还可以包括可动按钮，该按钮被构造成提供一个或多个专用的控制功能，以与对媒体播放器202的操作相关联地作出选择或发出命令。例如，在MP3音乐播放器的情形下，这些按钮功能可以被关联到打开菜单、播放歌曲、使歌曲快速前进、在菜单中搜索、作出选择等。在多数情形下，这些按钮功能是通过机械式点击动作来实现的。
触摸板200相对于外壳222的位置可以是各种各样的。例如，触摸板200可以被置于外壳222的任何外部表面(例如顶部、侧面、正面或背面)上，所述外部表面是在媒体播放器202的操纵过程中用户可访问(accessible)的。在多数情形下，触摸板200的触敏表面231完全暴露给用户。在所示的实施例中，触摸板200位于外壳222的下部正面区域。此外，触摸板230可以凹陷到外壳222的表面以下、与该表面平齐或者延伸到该表面以上。在所示的实施例中，触摸板200的触敏表面231基本上与外壳222的外部表面平齐。
触摸板200的形状也可以是各种各样的。尽管被图示为圆形，但是触摸板也可以是环形、矩形、三角形等。
媒体播放器202还可以包括保持开关234。保持开关234被构造成把触摸板和/或与之相关联的按钮激活或解除激活。这一般被用来防止通过触摸板和/或按钮作出的不期望的命令，例如当媒体播放器被放在用户的口袋中时。在被解除激活时，来自这些按钮和/或触摸板的信号不被发送，或被媒体播放器丢弃。在被激活时，来自这些按钮和/或触摸板的信号被发送，并因而被媒体播放器接收和处理。
此外，媒体播放器202还包括一个或多个耳机插孔236以及一个或多个数据端口238。耳机插孔236能够接收与耳机相关联的耳机连接器，所述耳机被构造成听取正由媒体设备202输出的声音。另一方面，数据端口238能够接收数据连接器/线缆组件，该数据连接器/线缆组件被构造来向主机设备(例如通用计算机(例如台式计算机、便携式计算机))发送和从该主机设备接收数据。例如，数据端口238可以用来向媒体设备202上载或从其下载音频、视频和其他图像。例如，数据端口可以用来将歌曲和播放列表、音频书、电子书、照片等下载到媒体播放器的储存机构中。
数据端口238可以是各种各样的。例如，数据端口可以是PS/2端口、串行端口、并行端口、USB端口、Firewire端口等。在一些情形下，数据端口238可以是射频(RF)链路或光学红外(IR)链路，以消除对于线缆的需要。尽管图12中未示出，但是媒体播放器202还可以包括电源端口，该端口接收被构造成向媒体播放器202递送电能的电能连接器/线缆组件。在一些情形下，端口238可以既用作数据端口也用作电能端口。在所示的实施例中，数据端口238是Firewire端口，既具有数据能力也具有电能能力。
尽管只示出了一个数据端口，但是应当注意这不是限制性的，可以在媒体播放器中包含多个数据端口。类似地，数据端口可以包括多种数据功能性，即，把多种数据端口的功能性集成到单一的数据端口中。此外还应当注意，保持开关、耳机插孔和数据端口在外壳上的位置可以是各种各样的。即，它们不限于图15所示的位置。它们可以位于外壳上的几乎任意位置(例如正面、背面、侧面、顶部、底部)，或者甚至在某些实施例中不存在。例如，数据端口可以位于外壳的底面而不是所示的顶面。
再参考图16，将更详细地讨论移动电话207。电话207可以是智能电话。移动电话207包括框架209和触敏屏幕211。触敏屏幕211可以是多点触摸屏幕，与由Cupertino，CA的AppleInc.生产的iPhone上所用的屏幕类似，通过使该屏幕211能够在受到按压时相对于框架209位移而使之可点击。这样，可以给电话207包含与本发明的前述可按压输入设备类似的按钮功能性。在一些实施例中，可以将触觉和/或听觉反馈与按钮功能相结合。例如，在屏幕211上向下按压不仅激活某些功能，而且还产生可听到的点击声音。点击声音可以以机械方式产生(例如由机械开关本身)和/或可以以电的方式产生(例如通过扬声器，每当用户向下按压足够远的时候该扬声器被激活)。此外，还可以产生触觉反馈，例如通过主动地点击机械开关或者每当检测到拾取的时候触发振动来产生机械反馈。尽管参考移动电话207进行了具体讨论，但是触觉和/或听觉反馈可以与本申请中讨论的任何实施例的按钮功能相结合(例如膝上型计算机跟踪板、媒体播放器跟踪板或屏幕、遥控器跟踪板等)。
在另一种实施例(未示出)中，移动电话可以包含与触敏的可下压跟踪板(例如本申请中此前描述的跟踪板)相结合的非触敏屏幕(即传统的屏幕)。在这种实施例中，屏幕用作显示器，而跟踪板例如可以使显示器上的光标运动并可以包含按钮功能。换言之，可以在移动电话上把可下压的跟踪板与单独的屏幕结合使用，而不是对屏幕本身进行下压，如参考图16所讨论的实施例的情形一样。
转向图19，示出了根据本发明另一种实施例，包含了输入设备282的遥控器280的简化框图。例如，输入设备282可以对应于此前所述的本发明的输入设备。输入设备282包括触摸板284和开关286。触摸板284和开关286以可操作方式耦合到无线发送器288，该发送器被构造成通过无线通信链路而发送信息，使得具有接收能力的电子设备可以通过该无线通信链路而接收该信息。无线发送器288可以是各种各样的。例如，它可以基于诸如FM、RF、蓝牙、802.11UWB(超宽带)、红外(IR)、磁性链路(感应)等无线技术。在所示的实施例中，无线发送器288基于IR。IR泛指通过红外辐射来传输数据的无线技术。这样，无线发送器288一般包括IR控制器290。IR控制器290采集从触摸板284和开关286报告的信息，并将该信息转换成红外辐射，例如使用发光二极管292。
如前所述，本发明的跟踪表面可以由玻璃制成。除了提供低摩擦、耐用、装饰性的表面，玻璃还提供了半透明表面(例如塑料、陶瓷层)所没有提供的选择能力。例如，在一种实施例中，例如可以用光、纹理化的玻璃或者它们的组合将跟踪板101分成分开的区。每区可以具有不同的功能。例如，一个区可以是跟踪区(可以使光标运动)，而另一个区可以是拾取区(可以受到下压以激活按钮功能)。
图20A-图20E示出了对于跟踪板300的示例性分区选择。图20A示出了由玻璃制成的、具有单一的区302的透明或半透明的跟踪板300，即整个跟踪表面可下压以激活按钮功能。图20B示出了具有上部跟踪表面304和一个拾取区306的跟踪板300。将跟踪表面304与拾取区306分开的线308可以由具有LED侧面照明装置的纹理化玻璃表面、具有LED侧面照明装置的IR墨水、电致发光、磁性墨水、双色绞线等形成。图20C示出了具有两个拾取区310和312的一种可替换实施例。这些区可以与单独的按钮功能(例如“左点击”和“右点击”)相关联。图20D示出了向左偏置的两个跟踪区，即左侧的拾取区314比右侧的拾取区316更大。图20E示出了向右偏置的两个跟踪区，即左侧的拾取区318比右侧的拾取区320小。图20F示出了三个拾取区322。图20所示的这些分开的选择能力是以示例方式而不是限制方式给出的。
在一种实施例中，跟踪区和拾取区是用户可选择的。例如，用户可以关闭(一条或多条)划分线，使得跟踪板像图20A所示那样对应于能够在其跟踪表面上任何位置进行拾取的跟踪板，该跟踪板现在以与图7所示实施例类似的方式工作。如果用户后来希望具有左侧和右侧拾取区的更加传统的跟踪板，则他可以将跟踪板配置成像图20C所示那样，跟踪板的功能性随之改变。
如图21所示，除了在跟踪板上显示划分线以外，具有玻璃(或者其他的透明或半透明)跟踪表面326的跟踪板324甚至还能用作全像素显示器。在一种实施例中，跟踪表面326可以是有源矩阵显示器，例如使用电子纸张/电子墨水、LCD、薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)等。
Eink是由Cambridge，MA的EInkCorporation开发的一种类型的电子纸张的注册商标。Eink的主要组件是数以百万计的微小的微胶囊(microcapsule)327，这些微胶囊大致是人类头发的直径。在图22所示的一种实施例中，每个微胶囊容纳了悬浮在清澈流体332中的、充有正电的白色颗粒328和充有负电的黑色颗粒330。当施加负电场334时，白色颗粒运动到微胶囊的顶部，对于读者变得可见。这使得表面看起来在该点呈现白色。同时，相反的电场336将黑色颗粒拉向微胶囊的底部，它们在该处隐藏。通过将该过程逆转，黑色颗粒出现在胶囊的顶部，现在使得表面在该点看起来呈现黑色。顶部338和/或底部340电极是透明的，使得用户能够看到带颜色的颗粒。
为了形成EInk电子显示器，该墨水被印刷到一片塑料膜上，该膜被层叠在电路层上。该电路形成了像素图案，该图案能够由显示驱动器进行控制。这些微胶囊悬浮在液体的“载体介质”中，使得它们能够用已有的屏幕印刷处理来打印到几乎任何表面上，包括玻璃、塑料、纤维、甚至纸张。一种示例性的Eink显示器是在2004年2月由PolymerVisionLtd.公开的。该显示器是基于有机物的四分之一VGA(QVGA)(即320×240像素)有源矩阵显示器，具有五英寸的对角线，85dpi的分辨率以及2cm的弯折半径。该显示器把包含基于该聚合物电子器件的像素驱动、25微米厚的有源矩阵背板与200微米的反射式EInk前面板相结合。
如前所述，在本发明的一些实施例中，玻璃表面可以被用作跟踪表面。理想地，这样的玻璃表面应当具有低摩擦系数，应当具有高度透明的清澈度，而不应是容易堆积污渍、容易刮擦或者给皮肤造成磨损，最后还应该在机械上是结实的，以经受成千上万次跟踪板按压周期。
传统的玻璃结构的一个缺点是它们不同时具备所有这些属性，例如，传统的玻璃可能很清澈，但是具有高摩擦系数。低摩擦对于跟踪板是重要的(例如膝上型计算机的跟踪板)，因为克服玻璃与例如用户手指之间的过度摩擦力可能造成用户不适，或者可能在可下压跟踪板的情形下造成不当的拾取。优选的玻璃表面是如丝绸一样光滑并且在光学上极其清澈的。
已知各种方法来处理玻璃，例如包括：喷砂、激光刻蚀、珩磨和化学刻蚀。这些传统的方法一般被应用于原始玻璃块。原始玻璃的表面可能对于肉眼看起来是光滑的，但是其光滑度实际上增大了摩擦系数，因为手指(或其他表面)在很大比例的表面积上与玻璃直接接触。为了校正这种情况，有时候对光滑表面344应用处理(例如刻蚀等)，以降低摩擦或改变玻璃的光学特性。对玻璃进行刻蚀产生了微观的鼓包或峰，从而降低了原始玻璃的光滑度；这通过使手指与玻璃发生接触的表面积减小而降低了摩擦系数。换言之，在经过刻蚀的玻璃块上摩擦的手指必须克服与经过刻蚀的玻璃表面上的鼓包或峰直接接触相关联的摩擦力，但是手指在这些鼓包或峰之间的区域(实际上只是空气)将经历小得多的摩擦。
产生经过处理的玻璃的最终块(例如用于LCD中)通常是在一个步骤中完成的。例如，原始玻璃受到化学刻蚀。但是，这种单一步骤的方法不能获得具有上述全部所需属性的玻璃表面。例如，玻璃表面可能具有低的摩擦，但是常常与较低的清晰度或者较低的抗污渍性能相关联。在多个步骤中对玻璃进行处理的努力(例如在机械磨蚀之后进行化学后处理)此前也没有成功；在多个步骤中生产的玻璃表面受限于与在单一步骤中生产的玻璃表面相同的缺点。
在本发明中，原始玻璃可以以两步法受到处理，以生产大大改善的玻璃。
在第一步，以机械方式或化学方式对原始玻璃块342进行处理，以产生具有细微起伏(finepitch)的“种子表面”。对种子表面进行调整以具有非常细微的起伏(即非常粗糙的表面)会使得随后能进行液体抛光(即在第二步中)，以产生具有全部所需属性的最终玻璃表面。种子表面可以在图24A中看到，其中，经过处理的玻璃具有带鼓包的表面346，该表面由峰峰比348和幅度350来表征。这是种子表面。细微起伏的种子表面(例如346)会具有很低的透射率(透射光对入射光的比率)，在30％的量级。
对玻璃进行处理的第一步可以用化学处理来执行，例如使用与惰性载体混合的氟化氢铵(ammoniumBiFlouride)膏体。这种化学刻蚀膏体被涂敷到该表面并留在那里一段时间，例如30分钟。图24B示出了第一步骤完成时的种子表面346。所示的种子表面具有1,000倍的放大率。图24B底部的标尺是10μm。
在第二步，将种子表面暴露于包含辅助酸(secondaryacid)的氢氟酸(HF)溶液。这是一种湿法处理，意味着HF可以被喷溅到种子表面上，或者种子表面可以被浸入HF中。在一种实施例中，该溶液由HF和盐酸组成，即HF+HCl。在另一种实施例中，该溶液由HF和硫酸组成，即HF+H2SO4。在这些实施例中的任一种中，酸溶液可以与水混合。HF的浓度越高，处理就发生得越快，但是最终结果是一样的。在一种实施例中，该溶液可以由大约5％的HF与大约10％的HCl和大约85％的H2O组成。主要的酸是HF，而辅助酸(HCl或H2SO4)用来从玻璃表面除去残余物以使HF与玻璃反应。HF与第一步过程中产生的种子表面346反应，并改变其表面形貌，这接着改变了玻璃的有关特性(例如透射率、摩擦系数)。所得的最终玻璃表面356示于图25。表面356具有与种子表面的幅度350大体上相等的幅度352，但是峰峰比354比种子表面346的峰峰比348大体上高一个数量级(例如八至十二倍)。测试已经表明幅度与这些有关的玻璃特性并不显著相关；峰峰比是主导特性。换言之，改变最终玻璃表面的幅度并不会影响有关的玻璃特性，而独立地改变峰峰比却极大地影响了这些有关特性。
在从上方看去时，如图26(放大了1000倍)那样，最终表面356具有矩阵式的“草皮块(divot)”358，类似于已经由圆头锤随机地击打过的金属表面。所得的玻璃具有全部那些所需属性(低摩擦、清澈、耐用、抗污渍等)，并且具有“生动”和“闪光”的外观。这种玻璃的透射率在90％量级。
最终表面356是低摩擦表面。表面的摩擦系数μ是从该表面上的物体的法向力FN与摩擦力FF的比率，该摩擦力是必须被克服以使该物体相对于表面运动的力，即μ＝FN/FF。摩擦力被进一步分为静摩擦和动摩擦。静摩擦FS是当两个物体并非正在相对于彼此运动的时候必须克服的力，而动摩擦FD是处于相对运动中的两个物体之间的摩擦力。静摩擦通常高于动摩擦，即，当物体与另一表面之间最初处于静止时要使物体相对于该表面运动，通常要花费更大的力，而使该物体保持运动需要的力较小。静摩擦系数μS和动摩擦系数μD因此被定义为μS＝FN/FS和μD＝FN/FD。
为了表现最终表面356那样的表面的摩擦质量，用法向力对1英寸直径的氯丁橡胶盘(该盘具有用320号砂纸进行了粗糙化的表面)加载并沿356那样的各种表面样品进行拉动。对于各种样品执行了测试，氯丁橡胶盘被以50mm/min或500mm/min的速度拉动，并以71.4克或295.9克加载。在一些测试期间用鲨烯对该表面进行了润滑，而在其他测试期间没有进行润滑。表1总结了测试数据：
表1：摩擦数据
图27示出了在玻璃处理工艺的第二步中产生的峰峰比随着时间的变化函数。峰峰比在临界时间Tcrit360之前迅速增大，并在该点处基本上以渐近线方式前进。这在制造玻璃中是重要的，因为第二步的处理窗口很大。换言之，第二步化学处理工艺对于时间不敏感；可以对玻璃施加该处理并保持较短的时间(接近Tcrit360)，也可以进行长得多的时间而仍然得到较为一致的峰峰比。这意味着时间不一定要受到仔细的控制。因此减少或消除了下述缺陷零件：这些零件如果峰峰比不正确，就需要被废弃。尽管峰峰比在峰峰比曲线的渐近线部分保持基本恒定，但是在该处理过程中，玻璃的总体厚度持续减少，因为HF使玻璃变薄。
在一种可替换的处理中，第一步可以采用机械处理来代替上述化学处理。例如，可以用精细的砂纸(例如氧化铈)对玻璃进行处理，然后进行机械珩磨。但是在一些情形中，这样可能产生微小的碎裂和/或给最终玻璃造成较低的四点抗弯强度。如上所述，玻璃应当是结实的，以在用于跟踪板时经受成千上万次拾取周期；因此如上所述，化学处理可能比机械珩磨更为优选。
本发明的两步处理可以对大片玻璃执行，随后切割成所需的形状(例如矩形)。或者，原始玻璃可以先被切割成所需的形状，然后受到处理。将玻璃切割成较小的形状可能在玻璃中引入缺陷(例如小的碎片)，化学处理能够随后遮盖这些缺陷；因此在一些实施例中，希望在对原始玻璃进行处理之前进行切割。
如图28所示，在一种可替换实施例中，PCB110可以用作该挠性铰链。这具有所需零件更少的优点。在该实施例中，跟踪表面102和加强件114围绕PCB110，除了附装到计算机框架104的悬臂部分105之外。这样，形成了间隙106，用作该挠性铰链。当用户在跟踪表面102上向下按压时，跟踪板会随着悬臂式PCB110在106的区域中的弯折而围绕106枢转。当来自用户的按压被撤去时，PCB110将推动跟踪板回到中性位置，该位置在所示的实施例中被示为水平。在另一实施例(未示出)中，间隙106可以被除去。
图29示出了另一种实施例，其中，挠性铰链完全由加强件114制成。在该实施例中，加强件114具有悬臂式末端107，该末端比加强件114的主体更薄。末端107在计算机框架104的开口109中附装到框架104。当用户在跟踪表面102上向下按压时，跟踪板会随着末端107沿间隙106的弯折而枢转。当来自用户的压力被撤去时，加强件114的末端107将推动跟踪板回到中性位置，该位置在所示的实施例中被示为水平。
图30示出了由包覆加强件123制成的挠性铰链。与上文参考图9所述的包覆加强件115一样，包覆加强件123例如具有由上部钢层127和下部钢层129包围的铝芯125。但是，与包覆加强件115不同，上部层127具有悬臂延伸部131，该延伸部在计算机框架104的开口109中附装到框架104。当用户在跟踪表面102上向下按压时，跟踪板将随着延伸部131沿间隙106的弯折而枢转。当来自用户的压力被撤去时，延伸部131将推动跟踪板回到中性位置，该位置在所示的实施例中被示为水平。如果不是上部层127具有悬臂延伸部131，也可以是芯125或下部钢层129具有悬臂延伸部(未示出)以连接到框架104并用作挠性铰链。在包覆加强件中也可以使用除了铝和钢之外的材料，只要这些材料是刚硬(即高弹性模量)、薄并且低密度(即重量轻)。
现在转向图31，示出了另一种实施例，其中，加强件133与计算机框架104一体。当用户在跟踪表面102上向下按压时，跟踪板将随着加强件133的弯折而枢转。当来自用户的压力被撤去时，加强件133会推动跟踪板回到中性位置，该位置在所示的实施例中被示为水平。在该实施例中，加强件133和外壳可以例如由铝制成。
图32和图33示出了根据本发明的另一种输入设备135。在该实施例中，输入设备135具有跟踪表面137、电极(或PCB)层139以及加强件141。加强件141部分地延伸到计算机框架145的腔143中。活板(trap)147附装到框架145的下侧。活板147具有X-Y对准支柱151，该支柱延伸到加强件141中的槽口153中。X-Y对准支柱151配装在槽口153中，并防止加强件141在其自身的平面中运动。壁阶(offset)155沿活板147的前边缘(即枢转边缘)157以及槽口153与加强件141的最大厚度之间的区域159延伸。当用户在跟踪表面137上向下按压时，加强件141围绕枢转边缘157旋转。壁阶155和加强件厚度过渡区159的存在使得输入设备135能够向下单向旋转。单向旋转有利于将输入设备135保持在框架145的内部，以及在图32所示的正常状态下将跟踪表面137保持与框架145的外部平齐。
可以理解，本申请中描述的各种挠性铰链不会显著增加可下压跟踪板的厚度。因此，本发明的任一挠性铰链尤其适于用在超薄应用(膝上型计算机、媒体设备、移动电话、游戏机等)中。
在上述各种跟踪板中，当用户不在按压跟踪板以激活按钮功能时，各种挠性铰链固有的挠性被用来将跟踪板推回其中性位置。换言之，上述跟踪板是通过固有的挠性来向中性位置受到偏置。也可以使用磁力来将跟踪板向中性位置偏置。磁力可以作为唯一的偏置机构，也可以用来增强由于固有的挠性而已有的偏置。换言之，可以将磁铁用在前文讨论的任意输入设备上，以增强由所描述的各种挠性铰链所提供的偏置。
在上述各种跟踪板中，机械式穹顶开关用作主要回复部件，在用户不在按压跟踪板以激活按钮功能的时候将跟踪板向其中性位置推回。上述各种挠性铰链的固有挠性也将跟踪板向其中性位置推回。机械式穹顶还负责向用户提供对于拾取事件的触觉反馈。也可以使用磁力来使跟踪板向中性位置偏置和/或向用户提供触觉反馈。磁力可以是唯一的偏置和触觉机构，也可以用来增强由于挠性铰链固有的挠性以及机械式穹顶开关而已有的偏置和触感。换言之，可以将磁铁用在前文讨论的任意输入设备上，以增强向中性位置的偏置和触感。
转向图34A，示出了使用磁力的输入设备161。输入设备161具有跟踪板163，跟踪板具有跟踪表面165。与本申请中讨论的其他跟踪板一样，跟踪板163具有传感器装置以检测和处理跟踪表面165上的手指运动。例如，跟踪板163可以采用电容传感。为此，跟踪板163具有电极层167(可以在PCB上)用于电容传感。在所示的实施例中，跟踪板163具有拾取区169，该区与跟踪表面165分开。在此情形下，用户使其手指相对于跟踪表面165运动，以执行跟踪操作(例如使光标运动)，但是对拾取区169进行下压以激活按钮功能性。
在图34A中，输入设备161被示为处于中性位置。磁铁179与凸缘177之间的磁性吸引力使拾取区169向着中性位置偏置，并使得当用户对拾取区169进行下压时能够运动到激活位置(以激活按钮功能)。按钮组件171由平整化板173、挠性附件175、凸缘177和拾取区169组成。平整化板173由较为刚硬的材料(例如钢)构成，该材料最好是薄的并且重量轻。平整化板173由挠性附件175连接到跟踪板163，挠性附件例如可以是由螺钉附装的薄钢片。挠性附件175能够弯折，与参考图8、10、12所述的挠性铰链122类似。在另一种实施方式中，挠性附件175可以是枢转销组件。当在拾取区169按压时，按钮组件171在挠性附件175处枢转或以铰链方式旋转，使得运动传感器(未示出)激活。运动传感器可以是电容传感器、接近度传感器、霍尔效应传感器、光学传感器、机械薄膜或多个传感器。在图34B中，输入设备161被示为处于激活位置。
磁铁179可以被置于任何地方，但在所示的实施例中，凸缘177位于平整化板173的末端并位于磁铁179正下方，磁铁179与由挠性附件175限定的枢转点相对。凸缘177可以是铁磁性金属或者能够受到磁性吸引的其他材料。磁铁179例如可以是永久磁铁或电磁铁。在所示的实施例中，磁铁179固定地连接到输入设备161的外壳(未示出)。在另一实施例中，磁铁179可以固定到包含输入设备161的电子设备的外壳(未示出)。在此情形下，当用户对拾取区179的按压克服了磁铁179与凸缘177之间的磁力吸引时，磁铁179不会运动，而是凸缘177可以随着平整化板173运动。在另一实施例(未示出)中，磁铁可以随着平整化板173运动，而金属部分保持固定；换言之，磁铁179和凸缘177可以与图34所示的情形相反。在这样的实施例中，凸缘177可以是与壳体(未示出)分开的部件，也可以与壳体集成为一体。磁铁179与凸缘177之间的磁力可以受到控制以获得所需的点击感受，例如通过使用更强和更弱的永久磁铁、通过改变磁铁179和/或凸缘177的尺寸或间隔、或者通过使用可调的电磁铁。
尽管图34将输入设备161示为具有与拾取区169分开的跟踪表面165，但是磁性偏置也可以用在具有可下压跟踪表面的跟踪板上，例如上文所述那些。换言之，磁铁可以用来将可下压的跟踪板向其中性位置偏置。例如，磁铁可以用于图7所示的跟踪板100，或者图28-32所示的各种挠性铰链。
尽管已经通过多种实施例的形式说明了本发明，但是在本发明的范围内可以有替换形式、转置形式和等同形式。还应当注意，存在许多的替换途径来实现本发明的方法和设备。因此应当认为，所附权利要求应当被解释为涵盖了落在本发明真实精神和范围内的所有这些替换、转置和等同形式。

Claims (20)

1.一种输入设备，包括：
框架；
触敏跟踪板，该跟踪板具有跟踪表面，该跟踪板以可枢转方式连接到所述框架；和
挠性铰链，该铰链以可枢转方式将所述跟踪板连接到所述框架，使得所述跟踪板能够相对于所述框架而运动，其中，所述挠性铰链是在所述框架与所述跟踪板的仅仅一侧之间延伸的弹性板，
其中，所述挠性铰链的一端连接到所述跟踪板的所述一侧，而相反的悬臂式末端从所述框架延伸，
其中，所述挠性铰链将所述跟踪板约束成基本上只围绕由所述挠性铰链限定的一条轴线运动，
其中，所述挠性铰链被构造成使得在力被施加到所述跟踪表面的基本上任何部分时所述跟踪板能够从中性位置向活动位置发生位移，并使得能够将所述跟踪板从所述活动位置向所述中性位置偏置，
其中所述挠性铰链被配置为在所述跟踪板处于中性位置时是平面的，
其中，当所述跟踪板处于所述活动位置时，所述跟踪板产生第一控制信号，而当对象相对于所述跟踪表面运动时，所述跟踪板产生第二控制信号。
2.如权利要求1所述的输入设备，其中，所述第一控制信号是按钮信号，所述第二控制信号是跟踪信号。
3.如权利要求1所述的输入设备，其中，所述悬臂式末端与所述框架是一体的。
4.如权利要求1所述的输入设备，其中，所述悬臂式末端在所述框架的开口中附装到所述框架。
5.如权利要求1所述的输入设备，还包括运动指示器，该运动指示器对所述跟踪板的运动进行感测，其中，所述运动指示器在所述跟踪板的、与连接到所述挠性铰链那侧相反的一侧布置在所述跟踪板的底部，所述第一控制信号基于由所述运动指示器所感测的所述跟踪板的运动而生成。
6.如权利要求5所述的输入设备，其中，所述运动指示器是触觉开关，当所述跟踪板处于所述活动位置时，该触觉开关受到下压。
7.如权利要求1所述的输入设备，其中，所述跟踪板包括触摸传感器装置，该触摸传感器装置被构造成对所述对象进行感测，所述第二控制信号基于所述对象相对于所述跟踪表面的位置，所述触摸传感器装置包括电容性传感器。
8.如权利要求7所述的输入设备，其中，所述触摸传感器装置是分层的堆叠件，包括布置于电极层上方的所述跟踪表面；
其中，所述电极层电连接到集成电路，所述集成电路被构造成随着所述跟踪板而在所述中性位置与所述活动位置之间位移。
9.如权利要求8所述的输入设备，其中，所述电极层具有悬臂式末端，该末端形成所述挠性铰链的所述悬臂式末端。
10.如权利要求8所述的输入设备，其中，所述跟踪表面由电介质材料制成。
11.如权利要求8所述的输入设备，还包括连接到所述电极层的加强件，其中，所述加强件具有悬臂式末端，该末端形成所述挠性铰链的所述悬臂式末端。
12.如权利要求1所述的输入设备，其中，所述框架具有肩部，该肩部被构造成：当所述跟踪板处于所述中性位置时，保持所述跟踪表面与所述框架的相邻表面基本平齐，其中，所述输入设备还包括连接到所述肩部的振动吸收器。
13.如权利要求1所述的输入设备，其中，所述中性位置与所述活动位置之间的距离是可调的。
14.如权利要求10所述的输入设备，其中，所述跟踪板被描绘成多个区域，其中，所述区域是用户可选择的，并包括跟踪区域和拾取区域。
15.如权利要求14所述的输入设备，还包括用于将所述区域分开的装置，其中，用于将所述区域分开的装置由具有发光二极管侧面照明装置的纹理化玻璃表面、具有发光二极管侧面照明装置的红外墨水、电致发光部件、磁性墨水或双色绞线形成。
16.如权利要求10所述的输入设备，其中，所述跟踪表面是有源矩阵显示器。
17.如权利要求1所述的输入设备，其中，所述挠性铰链包括多个挠性铰链，这些挠性铰链的一端连接到所述跟踪板的所述一侧，而相反的悬臂式末端从所述框架延伸。
18.如权利要求1所述的输入设备，还包括磁体，该磁体连接到所述跟踪板，以将所述跟踪板向所述中性位置偏置。
19.一种计算系统，包括：
计算设备，该设备能够对数据进行接收、处理和输出；以及
根据权利要求1-18中任一项所述的输入设备，该设备被构造成向所述计算设备发送数据以在所述计算设备中执行动作。
20.如权利要求19所述的计算系统，其中，所述计算设备是移动电话或媒体播放器。
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