CN105607772A - 触摸输入装置以及包括该装置的车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供触摸输入装置和包括该装置的车辆。该触摸输入装置包括触摸单元，用户能够将触摸手势输入至该触摸单元，其中触摸单元具有凹入形状，并且从边缘部分朝向中央部分逐渐地变深。

Description

触摸输入装置以及包括该装置的车辆
技术领域
本公开的实施方式涉及输入装置以及包括该装置的车辆，并且更具体地说，涉及能输入手势的触摸输入装置以及包括该装置的车辆。
背景技术
随着电信技术的发展，制造了各种电子装置，并且当前存在的趋势是将这些电子装置的设计连同其对于用户的操作便利性一起强调。这样的趋势导致了仅通过键盘或键板为代表的输入装置的多样化。
输入装置用于各种类型的提供信息给用户的显示系统中，诸如便携式终端、笔记本电脑、智能手机、智能平板电脑和智能电视。最近，随着电子装置的发展，除了使用操作键、转盘(dial)等输入方法，使用触摸输入指示信号的方法也被使用了。
触摸输入装置是在信息通信装置(该装置采用各种显示器)与用户之间构成界面的输入装置，并且当用户直接触摸或利用输入工具(诸如他们的手指或触摸笔)接近触摸板或触摸屏幕时能够在信息通信装置与用户之间建立联系。
由于任何人可以简单地利用输入工具(诸如他的或她的手指或触摸笔)接触触摸输入装置来容易地使用触摸输入装置，所以触摸输入装置应用于各种装置(诸如自动取款机(ATM)、个人数字助理(PDA)和蜂窝电话)中，并且还应用于许多领域(诸如银行、政府以及旅游和交通信息)中。
近来，正在做出努力以将触摸输入装置应用到健康或医疗产品和车辆中。具体地，触摸面板可以和触摸屏幕一起使用或者分别地在显示系统中使用，由此提高其利用率。另外，除了利用触摸来移动点的功能之外，正在以各种方式开发输入手势的功能。
在用于输入手势的触摸输入装置方面，正在不断做出努力以提高手势的识别率。
发明内容
因此，本公开的一个方面是提供这样一种触摸输入装置和包括该触摸输入装置的车辆：当用户输入手势时，该触摸输入装置提供改进的操控或触摸感觉。
本公开的另一个方面是提供这样一种触摸输入装置和包括该触摸输入装置的车辆：即使当用户不看触摸输入单元时，用户也可以直观地且精确地输入手势至该触摸输入装置。
在随后的描述中，将部分地阐述本公开的另外方面，并且在某种程度上，这些另外方面从描述中将是显而易见的，或者可以通过本公开的实践来了解。
根据本公开的一个方面，触摸输入装置包括触摸单元，用户能够将触摸手势输入至该触摸单元，其中该触摸单元具有凹入形状，并且从边缘部分朝向中央部分逐渐地变深或者具有均匀的深度。
触摸单元可具有弯曲的凹入形状，该弯曲的凹入形状的斜率朝向中央部分变得平缓。
触摸单元在中央部分处可具有最大深度。
触摸单元可包括部分球形形状。
触摸单元可包括具有不同斜率或曲率的中央部分和边缘部分。
中央部分可能是平面表面(planarsurface)，并且围绕中央部分的边缘部分可朝向中央部分变深。
触摸单元和中央部分可具有圆形形状。
中央部分和边缘部分可接收单独的触摸信号。
触摸单元可具有椭圆形(oval，卵形)形状，并且触摸单元中的最低区域可定位成在任一方向上与触摸单元的中央偏离。
触摸单元可包括：定位在中央处的手势输入单元；以及沿着手势输入单元的边缘定位的滑动输入单元(swipinginputunit)，并且手势输入单元和滑动输入单元可接收单独的触摸信号。
手势输入单元可具有圆形形状，并且滑动输入单元可围绕手势输入单元的周缘。
滑动输入单元可朝向手势输入单元向下倾斜。
滑动输入单元的斜率可能比手势输入单元在邻接滑动输入单元处的切线斜率更大。
手势输入单元和滑动输入单元可形成于一体中。
滑动输入单元可包括通过雕刻或压印形成的多个层次(gradation)。
触摸单元可能能够进行按压操作。
触摸单元可能能够进行倾斜操作。
触摸单元可通过用户所施加的压力而受压或倾斜，以接收信号。
手势输入单元可能能够在四个方向(即，上、下、左和右)或者更多的方向上进行倾斜操作。
触摸输入装置可能还包括用于执行指定功能的按钮输入工具。
按钮输入工具可包括：触摸按钮，用于通过用户的触摸来执行指定功能；以及加压按钮，用于在该加压按钮的位置被用户所施加的外力改变时执行指定功能。
触摸输入装置可还包括手腕支撑工具，该手腕支撑工具定位在触摸单元的一侧上以支撑用户的手腕，并且高于触摸单元的触摸表面而突出。
根据本公开的另一个方面，一种触摸输入装置包括：触摸单元，能够接收用户的触摸手势；以及边缘单元，构造为围绕触摸单元，其中，触摸单元包括比触摸单元与边缘单元之间的界线更低的部分，并且从边缘部分朝向中央部分逐渐地变深或者具有均匀的深度。
触摸单元的触摸表面可定位成低于触摸单元与边缘单元之间的界线。
触摸单元可包括弯曲部分，该弯曲部分具有弯曲的凹入形状。
弯曲部分的边缘部分可具有比中央部分更大的曲率。
触摸单元可包括具有不同斜率或曲率的中央部分和边缘部分，并且边缘部分可包括朝向中央部分向下倾斜的倾斜部分(slopeportion)。
触摸单元可具有圆形形状，触摸单元的中央部分可具有弯曲的凹入形状，并且边缘部分可沿着中央部分的边缘朝向中央部分向下倾斜。
边缘部分可包括通过雕刻或压印形成的多个层次。
边缘单元可包括：触摸按钮，用于通过用户的触摸来执行指定功能；以及加压按钮，用于在该加压按钮的位置被用户所施加的外力改变时执行指定功能。
触摸单元可具有圆形形状，并且触摸单元的直径可选自于从50mm至80mm的范围内。
触摸单元的深度与直径比可选自于从0.04至0.1的范围内。
根据本公开的另一个方面，一种车辆包括：触摸输入装置、显示装置以及控制单元，该控制单元被构造成根据输入至触摸输入装置的输入信号来操作显示装置。
显示装置可以包含在下列中的至少一种中：音频系统、音频/视频导航(AVN)系统、仪表板以及平视显示(HUD)装置。
控制单元可将输入至触摸输入装置的手势转换为输入信号，并且发送操作信号以在显示装置上显示由输入信号指示的操作。
触摸输入装置可安装于变速箱中。
附图说明
结合附图，从对实施方式的以下描述中，本公开的这些和/或其他方面将变得显而易见并且更容易理解，附图中：
图1是根据本公开的第一实施方式的触摸输入装置的立体图；
图2是示出根据本公开的第一实施方式的触摸输入装置的操作的平面图；
图3是沿着图2的线A-A截取的横截面视图；
图4是示出了当用户在上下方向上输入手势时手指踪迹的简图；
图5是示出了当用户在左右方向上输入手势时手指踪迹的简图；
图6是根据本公开的第一实施方式的触摸输入装置的第一变形实施方式的横截面视图；
图7是根据本公开的第一实施方式的触摸输入装置的第二变形实施方式的横截面视图；
图8是根据本公开的第一实施方式的触摸输入装置的第三变形实施方式的平面图；
图9是沿着图8的线B-B截取的横截面视图；
图10是根据本公开的第二实施方式的触摸输入装置的立体图；
图11是根据本公开的第二实施方式的触摸输入装置的平面图；
图12是沿着图11的线C-C截取的横截面视图；
图13至图15示出了根据本公开的第二实施方式的触摸输入装置的操作，其中图13是示出手势输入的平面图，图14是示出滑动输入的平面图，和图15是示出按压输入的平面图；
图16是根据本公开的第二实施方式的触摸输入装置的第一变形实施方式的触摸单元的横截面视图；
图17是根据本公开的第二实施方式的触摸输入装置的第二变形实施方式的触摸单元的横截面视图；
图18是图17的放大图；
图19是在运动机中安装了根据本公开的第二实施方式的触摸输入装置的立体图；
图20示出了车辆的内部图，其中安装了根据本公开的第二实施方式的触摸输入装置；以及
图21是变速箱的立体图，其中安装了根据本公开的第二实施方式的触摸输入装置。
具体实施方式
现在将更加详细地参考本公开的实施方式，在附图中示出这些实施方式中的实例，其中相同的参考标号自始至终代表相同的元件。
图1是根据本公开的第一实施方式的触摸输入装置100的立体图。
根据本公开的第一实施方式的触摸输入装置100包括安装在安装表面130上的触摸单元110。
触摸单元110可设置为用于接收用户的触摸信号的固定区域。例如，正如附图中示出的，触摸单元110可具有圆形的平面形状。可替换地，触摸单元110可以具有各种各样的平面形状，包括椭圆形。
触摸单元110可能是触摸板，当用户利用指示器(诸如手指或触摸笔)接触或靠近触摸板时，信号输入至触摸板。用户可通过输入预定的触摸手势至触摸单元110，而输入所期望的指令或者命令。
触摸板可包括触摸膜、触摸片等(尽管其名字是这样的，但是其包括触摸传感器)。另外，触摸板可包括触摸面板，该触摸面板是具有可触摸屏幕的显示装置。
同时，当点接近触摸板但是不与触摸板接触时，指示器的位置被识别的情况认为是接近触摸，而当指示器与触摸板接触时，位置被识别的情况认识是接触触摸。这里，接近触摸的位置可以是这样的位置：当指示器靠近触摸板时，垂直地对应于触摸板的指示器位置。
可以使用电阻式触摸板、光学触摸板、电容式触摸板、超声波触摸板或压力触摸板作为触摸板。换句话说，可以使用各种公知的触摸板。
触摸单元110可安装在边缘单元120内部。
边缘单元120表示触摸单元110周围的部分，并且可设置为与触摸单元110分开的单独构件。另外，边缘单元120可与安装表面130形成于一体中，或者可以是设置在安装表面130与触摸单元110之间的单独构件。可以省略边缘单元120，并且在这种情况下，触摸单元110可直接安装在安装表面130内部。
在边缘单元120中，键按钮或触摸按钮121可被定位在触摸单元110周围。换句话说，用户可输入手势至触摸单元110上，或者使用按钮121(其设置在触摸单元110周围的边缘单元120中)输入信号。
根据本公开的第一实施方式的触摸输入装置100可以还包括手腕支撑工具131，该手腕支撑工具位于触摸单元110下方以支撑用户的手腕。这里，手腕支撑工具131的支撑表面可放置得比触摸单元110的触摸表面更高。当用户利用他的或她的手指输入手势至触摸单元110同时手腕通过手腕支撑工具131支撑时，这预防了用户的手腕向上弯曲。因此，能够预防肌与骨骼疾病，这种疾病其可能在重复的触摸输入过程中发生，并且能够提供舒适的操控。
例如，如该附图所示，手腕支撑工具131可与安装表面130形成于一体中，以从安装表面130突出。可替换地，手腕支撑工具131可以是设置在安装表面130上的单独构件。
图2是示出根据本公开的第一实施方式的触摸输入装置100的操作的平面图。
根据本公开的第一实施方式的触摸输入装置100可包括控制单元，该控制单元识别输入到触摸单元110的手势信号，并且可分析该手势信号以将命令发送给各个装置。
根据在触摸单元110上移动的指示器的位置，控制单元可在显示单元(未示出)上移动光标或菜单。换句话说，当指示器向下移动时，控制单元可能以相同的方向移动在显示单元中示出的光标，或者可将预备选择的菜单从上级菜单移动至下级菜单。
另外，控制单元可分析指示器的踪迹，将踪迹与预定的手势匹配，并且执行限定于匹配手势中的命令。当指示器做轻拂(flicking)、滚动、旋转(spinning)或轻敲(tap)动作时，用户可输入手势。除了这种方法，用户可使用各种触摸输入方法来输入手势。
这里，轻拂表示指示器在一个方向上移动而与触摸单元110接触并然后离开接触的一种触摸输入方法，滚动表示指示器绘制圆弧(该圆弧定中心于触摸单元110的中央处)的一种触摸输入方法，旋转表示指示器绘制圆形(其定中心于触摸单元110的中央处)的一种触摸输入方法，而轻敲表示指示器轻敲触摸单元110的一种触摸输入方法。
用户还可以使用多指示器输入方法来输入手势。多指示器输入方法表示在两个指示器同时地或按顺序地与触摸单元110接触时输入手势的方法。例如，在两个手指与触摸单元110接触时输入手势是可能的。通过使用多指示器输入方法，提供可以由用户输入的各种命令或指令是可能的。
各种触摸输入方法包括任意的预定手势的输入以及数字、字符、符号等手势的输入。例如，用户可通过绘制韩语字母表的辅音和元音、英语字母表的字母、阿拉伯数字、四则基本算术运算符号等将命令输入至触摸单元110上。当用户直接输入所期望的字符、数字等至触摸单元110而不是在显示单元上选择它时，可以减少输入时间，并且可以提供更直观的界面。
触摸单元110可能能够进行按压操作或倾斜操作。用户通过向触摸单元110施加压力而按压或倾斜一部分触摸单元110，由此可输入作为结果的执行信号。这里，按压操作包括以平行于安装表面的方式按压触摸单元110的情况和以向一侧倾斜的方式按压触摸单元110的情况。另外，当触摸单元110是弹性的时，仅按压一部分触摸单元110是可能的。
例如，触摸单元110可从其中央部分d5在至少一个方向(d1至d4)上倾斜。换句话说，正如图2中所示，触摸单元110可在向前、向左、向后和向右的方向(d1至d4)上倾斜。更不用说，根据实施方式，触摸单元110可能在比这些方向更多的方向上倾斜。另外，当触摸单元110的中央部分d5受压时，则触摸单元110可能是以与安装表面平行的方式受压。
用户可通过向触摸输入装置100施加压力来按压或倾斜触摸输入装置100，由此输入预定的指令或命令。例如，用户可通过按压触摸单元110的中央部分d5来选择菜单等，以及可通过按压触摸单元110的上部部分d1向上移动光标。
此外，触摸输入装置100还可能包括按钮输入工具121。按钮输入工具121定位于触摸单元110周围。例如，按钮输入工具121可安装在边缘单元120中。用户可操作按钮121而不需要在输入手势时移动手的位置，由此可迅速给出操作命令。
按钮输入工具121包括触摸按钮和物理按钮。虽然触摸按钮仅通过指示器的触摸来接收信号，但是物理按钮通过外部物理力来改变形状以接收信号。例如，物理按钮可能包括可点击按钮和可倾斜按钮。
在附图中，示出了五个按钮121(121a、121b、121c、121d和121e)。例如，这些按钮121可能包括用于移动至主菜单的主按钮121a，用于从当前屏幕移动至前一个屏幕的后退按钮121d，用于移动至选项菜单的选项按钮121e，以及两个快捷按钮121b和121c。快捷按钮121b和121c旨在指定用户经常使用的菜单或装置并直接移动至该菜单或装置。
同时，尽管在附图中未示出，但是触摸输入装置100可能具有嵌入其中的各种操作相关的部件。在触摸输入装置100中，可能包括用于使触摸单元110在上述的四个方向d1至d4上受压或倾斜的结构。在附图中没有示出这样的结构，但是利用通常在相关技术领域中使用的技术来实施这样的结构是不难的。
另外，在触摸输入装置100中，可安装各种半导体芯片、印刷电路板(PCB)等。半导体芯片可安装在印刷电路板上。半导体芯片可处理信息或存储数据。半导体芯片可分析预定的电信号(该电信号是根据施加至触摸输入装置100的外力产生的)、通过触摸单元110识别的手势或设置在触摸输入装置100中的按钮121的操纵，根据分析内容产生预定控制信号，并且然后将生成的预定控制信号传输至另一个装置的控制单元、显示单元等。
图3是沿着图2的线A-A截取的横截面视图。
触摸单元110还包括比触摸单元110与边缘单元120(或安装表面130)之间的界线更低的部分。换句话说，触摸单元110的触摸表面可能定位成低于触摸单元110与边缘单元120之间的界线。例如，触摸单元110可从触摸单元110与边缘单元120之间的界线向下倾斜，或者定位成与界线具有阶梯差。作为实例，在图3中示出的根据本公开的第一实施方式的触摸单元110包括弯曲表面单元，该弯曲表面单元具有弯曲的凹入形状。
同时，该附图示出了触摸单元110是从触摸单元110与边缘单元120之间的界线连续地向下倾斜，而没有阶梯。然而与此不同的是，触摸单元110可从触摸单元110与边缘单元120之间的界线以阶梯差的形式向下倾斜。
因为触摸单元110包括比触摸单元110与边缘单元120之间的界线更低的部分，所以用户可以通过触摸的感觉来识别触摸单元110的区域和界线。当在触摸单元110的中央部分处做出手势时，可增加识别率。另外，即使输入类似的手势，当手势在不同的位置输入时，也存在手势将被识别为不同命令的危险。具体地，在用户输入手势而没有看触摸区域的情况下，存在问题。如果用户可以通过触摸的感觉直观地识别触摸区域和界线，当他或她输入手势同时看显示单元或全神贯注于外部情况时，这对于用户在精确的位置处输入手势是有利的。因此，提高了手势的输入精度。
触摸单元110可具有凹入形状。这里，凹入形状表示凹进的或降低的形状，并且可能包括具有斜面或阶梯差的凹陷形状以及凹陷圆形形状。
另外，触摸单元110可具有弯曲的凹入形状。例如，根据第一实施方式在附图中示出的触摸单元110设置为具有固定曲率的弯曲的凹入表面。换句话说，触摸单元110可包括球体的部分内表面的形状。如果触摸单元110的曲率是固定的，那么当用户将手势输入至触摸单元110时，能够使外来操控最小化。
此外，触摸单元110可具有凹入形状，并且可从边缘部分朝向中央部分逐渐地变深或具有均匀的深度。换句话说，触摸单元110可能不包括凸出表面。这是因为当触摸单元110包括凸出表面时，通过用户自然做出的手势的踪迹和触摸表面的曲率会改变，而那些改变可能妨碍精确的触摸输入。图1中示出的触摸单元110在中央C1处具有最大深度，并且从边缘部分朝向中央C1深度以固定曲率增加。
同时，上述的凸出表面表示的是触摸单元110的触摸区域中的整个凸出区域，而不是局部区域中的凸出点。因此，根据本公开的实施方式的触摸单元110包括突起，诸如在中央处形成的小隆起物，从而用户能够从触摸单元110中的隆起物、同心圆的细小皱褶等来识别中央部分的位置。
或者，触摸单元110的弯曲表面可具有不同的曲率。例如，触摸单元110可具有弯曲的凹入形状，该凹入形状的斜率朝向中央部分变得平缓。换句话说，靠近中央部分的区域的曲率小(其表示大的曲率半径)，而远离中央部分的区域(也就是边缘部分)的曲率可能大(其表示小的曲率半径)。以这种方式，通过使得触摸单元110的中央部分的曲率小于边缘部分的曲率，有可能方便利用指示器向中央部分输入手势。另外，因为边缘部分的曲率大于中央部分的曲率，所以用户可通过触摸边缘部分而感测曲率，由此轻松地识别中央部分，甚至无需看触摸单元110。
在根据本公开的第一实施方式的触摸输入装置100中，触摸单元110包括弯曲的凹入表面，从而当输入手势时，用户的触摸(或操控)的感觉可能会改善。当一个人做动作(诸如移动手指的动作同时固定他的或她的手腕，或者利用伸出的手指旋转或扭转手腕的动作)时，触摸单元110的弯曲表面可类似于指尖的踪迹。
与通常使用的平面触摸单元相比，根据本公开的实施方式包括弯曲的凹入表面的触摸单元110是符合人体工程学的。换句话说，可以改善用户的触摸操控，并且也可以减少手腕等的疲劳。此外，与将手势输入至平面触摸单元的情况相比，可以提高输入的精度。
触摸单元110可具有圆形形状。当触摸单元110具有圆形形状时，很容易形成弯曲的凹入表面。另外，由于触摸单元110具有圆形形状，所以用户可通过触摸的感觉感测触摸单元110的圆形触摸区域，由此可以容易地输入圆形手势，诸如滚动或旋转。
此外，当触摸单元110具有弯曲的凹入表面时，用户可直观地知道他的或她的手指出现在触摸单元110中的位置。因为触摸单元110设置为弯曲表面，斜率根据触摸单元110中的点而变化。因此，基于通过手指感觉到的斜率，用户可以直观地知道他的或她的手指出现在触摸单元110中的位置。
当用户输入手势至触摸单元110同时他的或她的眼睛注视于一个地点而不是注视于触摸单元110时，这样的特性有助于用户输入所期望的手势并且通过提供他的或她的手指出现在触摸单元110中的位置的反馈来提高手势的输入精度。例如，当掠过他的或她的手指，用户感觉到触摸单元110的斜率是平坦的时，用户可直观地知道他或她正在触摸着触摸单元110的中央部分，并且通过利用他的或她的手指感测触摸单元110的斜率的方向来直观地知道手指定位于中央部分的哪一侧。
同时，触摸单元110的直径和深度可在符合人体工程学的设计范围内确定。例如，触摸单元110的直径可在50mm至80mm的范围内选择。考虑到成年人的平均手指长度，手指可以自然地移动一次同时对应的手腕固定的范围可能在80mm内选择。当触摸单元110的直径超过80mm时，用于沿着触摸单元110的边缘绘制圆形的用户的手的动作变得不自然，并且超出必要地将使用相应的手腕。
另一方面，当触摸单元110的直径小于50mm时，可能减小触摸区域的面积，并且可能损失所能输入手势的多样性。另外，因为手势是在小区域中做出，所以会增加手势的输入误差。
当触摸单元110具有凹陷的大致圆形的形状(例如，部分球形表面)时，触摸单元110的深度与直径比可能在0.04至0.1的范围内选择。用直径除触摸单元110的深度所获得的值表示触摸单元110的弯曲表面的弯曲程度。换句话说，具有相同直径的触摸单元110的深度与直径比越大，触摸单元110的形状变得越凹。换句话说，深度与直径比越小，触摸单元110的形状变得越平坦。
当触摸单元110的深度与直径比大于0.1时，凹入形状的曲率变大，并且一旦触摸，用户会感觉不舒服。对于触摸单元110的凹入形状，优选地是具有通过用户的指尖在用户的自然手指动作中绘制的曲线的曲率。然而，如果深度与直径比超过0.1，当用户沿着触摸单元110移动他的或她的手指时，会感觉到人工操控。另外，当用户无意中自然地移动他的或她的手指时，指尖可从触摸单元110离开。在这种情况下，手势的触摸中断了，并发生识别错误。
另一方面，当触摸单元110的深度与直径比小于0.04时，与平面触摸单元相比，难以使用户感觉到操控的差异。
同时，在触摸单元110(其设置为弯曲的表面)中使用的触摸板可使用光学方法识别触摸。例如，红外(IR)发光二极管(LED)和光电二极管阵列可布置在触摸单元110的后侧上。红外发光二极管和光电二极管获得通过手指反射的红外图像，并且控制单元从所获得的图像中提取触摸点。
图4是示出了当用户在上下方向上输入手势时手指踪迹的简图，以及图5是示出了当用户在左右方向上输入手势时手指踪迹的简图。
根据本公开的实施方式的触摸单元110包括弯曲的凹入表面。这里，触摸单元110的曲率可以确定成使得当输入手势时用户感到舒适。参照图4，当在上下方向上移动手指时，用户可能仅通过手指的自然动作来输入手势，而无需移动或弯曲除了手指的关节以外的其他关节。同样地，参照图5，当在左右方向上移动手指时，用户可能仅通过手指和手腕的自然动作来输入手势，而无需过度地扭转手腕。以这种方式，根据本公开的实施方式的触摸单元110的形状符合人体工程学设计，从而即使长期使用，用户也很少感到疲劳，并且可以避免可能在手腕和其他关节处引起的骨骼不适。
根据本公开的实施方式的触摸单元110可包括具有不同斜率或曲率的中央部分和边缘部分。当触摸单元110设置为平坦表面或倾斜表面时，触摸单元110具有斜率，以及当触摸单元110设置为弯曲表面时，触摸单元110具有曲率。图6和图7示出了不同变形的实施方式。
图6是根据本公开的第一实施方式的触摸输入装置的第一变形实施方式100-1的横截面视图。
尽管在附图中未示出，第一变形实施方式100-1的触摸单元110-1可具有圆形形状(参照图2)。触摸单元110-1的中央部分111可具有平坦表面，并且边缘部分112可具有弯曲的凹入表面。这里，中央部分111与边缘部分112之间的界线B1还可具有圆形形状。
当边缘部分112与中央部分111的宽度比多样化时，触摸单元110-1可能带来不同的效果。例如，当中央部分111的宽度相对大而边缘部分112的宽度相对小时，设置为平坦表面的中央部分111可用作输入字符等手势的空间，而设置为弯曲表面的边缘部分112可用作输入圆形手势(诸如滚动或旋转)的空间。
另一方面，当中央部分111的宽度相对小而边缘部分112的宽度相对大时，设置为弯曲表面的边缘部分112可用作输入手势的空间，而设置为平坦表面的中央部分111可用作使得用户注意触摸单元110-1的中央的标志。
同时，输入至中央部分111和边缘部分112的触摸信号可彼此区分。例如，中央部分111的触摸信号可表示为用于子菜单的信号，而边缘部分的触摸信号可表示为用于菜单的信号。
图7是根据本公开的第一实施方式的触摸输入装置的第二变形实施方式100-2的横截面视图。
在第二变形实施方式100-2的触摸单元110-2中，中央部分113可具有弯曲的凹入表面，并且边缘部分114可具有平坦表面。这里，中央部分113与边缘部分114之间的界线B2可具有圆形形状。
同时，中央部分111和113以及边缘部分112和114可具有不同于图6和图7示出的变形实施方式的那些形状的各种形状。中央部分111和113以及边缘部分112和114可以分成两个或更多个阶梯。
图8是根据本公开的第一实施方式的触摸输入装置的第三变形实施方式100-3的平面图，并且图9是沿着图8的线B-B截取的横截面视图。
根据第三变形实施方式100-3的触摸单元110-3可具有椭圆形形状。例如，正如图8中所示，上下方向上的内直径可比宽度方向上的内直径大。
触摸单元110-3中的最低点C2可定位成在任一方向上与中央偏离。例如，正如图9中所示，最低点C2可定位成在较低的方向上偏离。
图10是根据本公开的第二实施方式的触摸输入装置200的立体图。
根据本公开的第二实施方式的触摸输入装置200包括可通过用户触摸以接收手势的触摸单元210和220以及围绕触摸单元210和220的边缘单元230。
触摸单元210和220可具有定位在中央部分处的手势输出单元210和沿着手势输入单元210定位的滑动输入(swipinginput)单元220。滑动输入单元220表示可输入滑动手势的部分，并且滑动表示输入手势而不将指示器脱离触摸板的动作。
触摸单元210和220可以是触摸板，当用户利用指示器(诸如手指或触摸笔)接触或靠近触摸板时，信号输入到该触摸板。用户可通过输入预定的触摸手势至触摸单元210或220来输入所期望的指令或命令。
触摸板可包括触摸膜、触摸片等，尽管其名字是这样的，但是其包括触摸传感器。另外，触摸板可包括触摸面板，该触摸面板是具有可触摸屏幕的显示装置。
同时，当点接近触摸板但是不与触摸板接触时，指示器的位置被识别的情况认为是接近触摸，而当指示器与触摸板接触时，位置被识别的情况认为是接触触摸。这里，接近触摸的位置可以是这样的位置：当指示器靠近触摸板时，垂直地对应于触摸板的指示器位置。
可以使用电阻式触摸板、光学触摸板、电容触摸板、超声波触摸板或压力触摸板作为触摸板。换句话说，可以使用各种公知的触摸板。
边缘单元230表示围绕触摸单元210和220的部分，并且可设置为与触摸单元210和220分开的单独构件。在边缘单元230中，加压按钮232a和232b以及触摸按钮231a、231b和231c可围绕触摸单元210和220定位。换句话说，用户可在触摸单元210或220上输入手势，或使用设置在触摸单元210和220周围的边缘单元230中的按钮输入工具231和232输入信号。
触摸输入装置200还可包括手腕支撑工具241，该手腕支撑工具位于触摸单元210和220下方以支撑用户的手腕。这里，手腕支撑工具241可比触摸单元210和220的触摸表面定位得更高。当用户利用他的或她的手指输入手势至触摸单元210或220同时手腕通过手腕支撑工具241支撑时，预防了用户手腕的弯曲。因此，能够预防用户中的肌与骨骼疾病并且提供舒适的操控。
图11是根据本公开的第二实施方式的触摸输入装置200的平面图，以及图12是沿着图11的线C-C截取的横截面视图。
触摸单元210和220可包括比触摸单元210和220与边缘单元230之间的界线更低的部分。换句话说，触摸单元210和220的触摸表面可比边缘单元230定位得更低。例如，触摸单元210和220可从触摸单元210和220与边缘单元230之间的界线向下倾斜，或者定位成与界线具有阶梯差。
另外，因为触摸单元210和220比触摸单元210和220与边缘单元230之间的界线定位得更低，所以用户可通过触摸的感觉来识别触摸单元210和220的区域和界线。当在触摸单元210或220的中间区域处做出手势时，可增加识别率。另外，即使输入类似的手势，当手势在触摸单元210或220中的不同位置输入时，也存在控制单元将手势识别为不同命令的危险。具体地，在用户输入手势而没有看触摸区域的情况下，存在问题。如果用户可以通过触摸的感觉直观地识别触摸区域和界线，当他或她输入手势同时看显示单元或全神贯注于外部情况时，这对于用户在精确的位置处输入手势是有利的。因此，提高了手势的输入精度。
触摸单元210和220可具有在中央处定位的手势输入单元210和沿着手势输入单元210的边缘向下倾斜的滑动输入单元220。当触摸单元210和220具有圆形形状时，手势输入单元210可具有球体的部分内表面的形状，并且滑动输入单元220可能是围绕手势输入单元210圆周的倾斜表面。
用户可沿着具有圆形形状的滑动输入单元220输入滑动手势。例如，用户可沿着滑动输入单元220顺时针或逆时针方向输入滑动手势。在手势输入单元210中的圆形手势动作(诸如滚动或旋转)以及从左向右摩擦手势输入单元210的手势动作是一些滑动手势，但是本公开的实施方式中的滑动手势指的是输入至滑动输入单元220的手势。
当开始点和结束点改变时，输入至滑动输入单元220的滑动手势可识别为不同的手势。换句话说，在手势输入单元210的左侧上输入至滑动输入单元220的滑动手势和在手势输入单元210的右侧上输入至滑动输入单元220的滑动手势可导致不同的操作。另外，即使当用户利用他的或她的手指接触一个点来输入滑动手势时，如果手势的结束点改变了，也就是，如果用户拿开手指的位置改变了，则手势可识别为不同的手势。
另外，轻敲手势可输入至滑动输入单元220。换句话说，根据用户在滑动输入单元220中轻敲的位置，可输入不同的命令或指令。
滑动输入单元220可包括多个层次221。层次221可在视觉上或触觉上通知用户相对位置。例如，层次221可通过雕刻或压印来形成。各个层次221可布置在规则的间隔处。因此，用户可直观地知道在滑动动作期间用户手指通过层次221的数量，由此可精确地调整滑动手势的长度。
作为实例，根据在滑动手势期间用户手指经过的层次221的数量，显示单元中示出的光标可移动。当各种选择字符连续地置于显示单元中时，通过用户的手指做出滑动动作每次经过一个层次221时的一个空格，待选择的字符可移动至一侧。
根据本公开的实施方式的滑动输入单元220的斜率可能比滑动输入单元220与手势输入单元210之间的界线处的手势输入单元210的切线斜率更大。当输入手势至手势输入单元210上时，用户可从手势输入单元210与滑动输入单元220之间的斜率差来直观地识别手势输入单元210的触摸区域。
当在手势输入单元210上输入手势时，可能不识别在滑动输入单元220上的触摸。因此，即使当用户手指侵入滑动输入单元220的区域同时输入手势至手势输入单元210上时，输入至手势输入单元210上的手势和输入至滑动输入单元220上的手势可能不重叠。
手势输入单元210和滑动输入单元220可形成于一体中。可提供单独的触摸传感器或一个触摸传感器用于手势输入单元210和滑动输入单元220。当提供一个触摸传感器用于手势输入单元210和滑动输入单元220时，控制单元可通过区分手势输入单元210的触摸区域和滑动输入单元220的触摸区域来区分手势输入单元210的手势输入信号和滑动输入单元220的手势输入信号。
触摸输入装置200可能还包括按钮输入工具231和232。按钮输入工具231和232可定位于触摸单元210和220周围。在输入手势时，用户可操作按钮输入工具231和232而不改变他的或她的手的位置，由此可迅速地给出操作命令。
按钮输入工具231和232可包括：触摸按钮231a、231b和231c，用于通过用户的触摸来执行指定功能；以及加压按钮232a和232b，在加压按钮232a和232b的位置被用户所施加的外力改变时，加压按钮用于执行指定功能。当使用触摸按钮231a、231b和231c时，在按钮输入工具231和232中可设置触摸传感器。
加压按钮232a和232b可设置成通过外力向上或向下滑动(在离开表面的方向上)或在进入表面的方向上滑动。在后一种情况下，用户可通过拉动或推动加压按钮232a或232b来输入信号。另外，加压按钮232a和232b可操作以使通过推动或拉动加压按钮232a或232b来输入不同信号。
在附图中，示出了五个按钮231a、231b、231c、232a以及232b。例如，按钮输入工具231和232可包括用于移动至主菜单的主按钮231a，用于从当前屏幕移动至前一个屏幕的后退按钮231b，用于移动至选项菜单的选项按钮231c，以及两个快捷按钮232a和232b。快捷按钮232a和232b旨在指定用户经常使用的菜单或装置并直接移动至该菜单或装置。
作为根据本公开的实施方式的按钮输入工具231和232，触摸按钮231a、231b和231c定位在上部部分和两侧部分中，并且加压按钮232a和232b定位在触摸按钮231a和231b之间以及触摸按钮231a和231c之间。以这种方式，加压按钮232a和232b定位在邻近的触摸按钮231a、231b和231c之间，由此可能防止用户操作触摸按钮231a、231b或231c的错误，尽管是他自己或她自己操作。
图13至图15示出了根据本公开的第二实施方式的触摸输入装置200的操作。图13是示出手势输入的平面图，图14是示出滑动输入的平面图，以及图15是示出按压输入的平面图。
参照图13，用户可通过在手势输入单元210上做出手势来输入操作命令。图13示出了将指示器从左移动到右的轻拂手势。另外，参照图14，用户可通过摩擦滑动输入单元220来输入操作命令。图14示出了将指示器与滑动输入单元220的左侧接触并且沿着滑动输入单元220将指示器移动至上侧的滑动手势。另外，参照图15，用户可通过按压手势输入单元210来输入操作命令。图15示出了按压手势输入单元210右侧的动作。
图16是根据本公开的第二实施方式的触摸输入装置的第一变形实施方式200-1的触摸单元211和220的横截面视图。
参照图16，作为根据第一变形实施方式的触摸单元211和220，手势输入单元211可具有平面形状，并且滑动输入单元220可能是向下倾斜的。因为手势输入单元211定位成比触摸单元211和220与触摸单元211和220的外部之间的界线更低，所以用户可直观地识别触摸区域。
另外，提供了滑动输入单元220，从而用户容易地输入滑动手势。
图17是根据本公开的第二实施方式的触摸输入装置的第二变形实施方式200-2的触摸单元212和222的横截面视图，而图18是图17的放大图。参照图17，作为根据本公开的第二变形实施方式的触摸单元212和222，手势输入单元212和滑动输入单元222形成为连续的弯曲表面。这里，滑动输入单元222的曲率比手势输入单元212的曲率更大。即使不看触摸单元212和222，通过感觉曲率的急剧变化，用户可区分滑动输入单元222和手势输入单元212。同时，在手势输入单元212与滑动输入单元222之间的界线B3处，内部方向的切线斜率和外部方向的切线斜率彼此不同。
图19是在运动机10中安装了根据本公开的第二实施方式的触摸输入装置200的立体图。
根据本公开的实施方式的触摸输入装置200可安装在运动机10中。这里，运动机10可包括医疗装置。运动机10可包括：用户可站在其上面的本体单元251、显示单元250、连接本体单元251与显示单元250的第一连接单元252、触摸输入装置200以及连接触摸输入装置200与本体单元251的第二连接单元253。
本体单元251可测量各种物理信息，包括一个人的体重。显示单元250可显示各种信息的图像，包括测量的物理信息。用户可操纵触摸输入装置200同时观察显示单元250。
根据本公开的实施方式的触摸单元装置200可安装在车辆20中。
这里，车辆20表示将被运载的目标(诸如人、物体或动物)从起点运输到目的地的各种机械。车辆20可包括在道路或铁路上行驶的车、在海或河上移动的船、利用空气的作用在空中飞行的飞机等等。
另外，随着至少一个车轮的旋转，在道路或铁路上行驶的车可在预定的方向上移动，并且可包括，例如，三轮或四轮车、建筑机械、两轮车、电动自行车、以及在铁路上行驶的火车。
图20示出了车辆20的内部图，其中安装了根据本公开的第二实施方式的触摸输入装置200，而图21是变速箱300的立体图，其中安装了根据本公开的第二实施方式的触摸输入装置200。
参照图20，车辆20可包括：驾驶员等坐在上面的座椅21、变速箱300、仪表板24(包括中央托板22)、方向盘23等。
在中央托板22中，可安装空调系统310、时钟312、音频系统313、音频/视频导航(AVN)系统314等。
空调系统310通过调节车辆20中的温度、湿度、空气质量和空气流使得车辆20的内部舒适。空调系统310可包括至少一个出口311，该出口安装在中央托板22中并且旨在排出空气。用于控制空调系统310等的按钮、转盘等可安装在中央托板22中。用户(诸如驾驶员)可使用布置在中央托板22中的按钮来控制空调系统310。
时钟312可设置为邻近用于控制空调系统310的按钮或转盘。
音频系统313包括操作面板，在该操作面板中设置有多个用于执行音频系统313的功能的按钮。音频系统313可提供用于提供广播功能的广播模式以及用于播放存储于各种存储媒体中的音频文件的媒体模式。
AVN系统314可嵌入至中央托板22中或形成为从仪表板24突出。根据用户的操纵，AVN系统314可全面地执行音频功能、视频功能和导航功能。AVN系统314可包括：输入单元315，用来接收用于AVN系统314的用户命令；以及显示单元316，用于显示相关音频功能的屏幕、相关视频功能的屏幕或相关导航功能的屏幕。同时，可从音频系统313中省略对AVN系统314和音频系统313均是共同的元件。
方向盘23是用于调节车辆20的行驶方向的装置。方向盘23可包括：由驾驶员把持的轮缘321；以及轮辐322，该轮辐连接到车辆20的转向系统并且连接轮缘321与用于转向的旋转轴线的轮毂。根据实施方式，用于控制车辆20中的各种装置(例如，音频系统313)的操作装置323可形成于轮辐322中。
仪表板24可能还包括仪器面板324以及用于存储各种物品的手套箱等等，该仪器面板通知驾驶员各种车辆信息，诸如车辆速度、行驶距离、每分钟发动机转数(RPM)、润滑剂总量、冷却剂温度以及行驶期间的各种警告。
通常可能在驾驶员座椅与前排乘客座椅之间安装变速箱300，并且可能安装操作装置，驾驶员在驾驶车辆20时需要操作该操作装置。
参照图21，在变速箱300中，可安装用于改变车辆20的速度的换挡杆301、用于控制车辆20的功能执行的显示单元302以及用于操作车辆20中的各种装置的按钮303。另外，可安装根据本公开的第二实施方式的触摸输入装置200。
根据本公开的实施方式的触摸输入装置200可安装在变速箱300中，从而驾驶员可以在驾驶期间保持他或她的眼睛向前看并同时操纵触摸输入装置200。例如，触摸输入装置200可定位于换挡杆301下方。可替换地，触摸输入装置200可安装于中央托板22中、前排乘客座椅中或者车辆的其他座椅或区域中。
触摸输入装置200可连接到车辆20中的显示装置，从而在显示装置上显示的各种图标等可被选择或执行。车辆20中的显示装置可能安装于音频系统313、AVN系统314、仪器面板324等中。另外，显示单元302必要时可安装于变速箱300中。显示装置可连接到平视显示(HUD)装置、后视镜等。
例如，触摸输入装置200可移动在显示装置上显示的光标或执行图标。图标可包括主菜单、选择菜单、设置菜单等。另外，通过触摸输入装置200，操作导航装置、设置车辆20的运行状态或操作车辆20的外围装置是可能的。
如从上面描述明显看出，根据本公开的实施方式的触摸输入装置的触摸输入单元包括凹入的(凹进的或降低的)形状，由此当用户输入手势时，可以提供触摸的改进操控和触感。另外，因为触摸输入单元的形状是符合人体工程学设计的，所以即使当用户使用该触摸输入装置很长一段时间，避免对他的或她的手腕的关节或他的或她的手背部的伤害是可能的。
因为触摸输入单元被形成为低于周围，所以用户可以直观地知道触摸区域而无需看触摸输入单元，从而能够提高手势识别率。
因为触摸输入单元包括弯曲的凹入表面，所以即使当用户使用该触摸输入装置而不看触摸输入单元时，也就是当观察显示器或向前看时，用户能够基于手指感受到的斜率直观地知道他的或她的手指在触摸输入单元中所处的区域。
因此，用户能够在看显示单元而不看触摸输入单元时，容易地输入手势，并且能够输入精确的手势至正确的位置，从而能够提高手势识别率。
具体地，如果根据本公开的实施方式的触摸输入装置应用到车辆，那么当驾驶员在驾驶时操纵导航系统、音频系统等时，驾驶员能够输入正确手势同时保持他的或她的眼睛向前。
滑动输入单元能够设置在手势输入单元周围，以充当物理性地旋转的转盘的角色。另外，滑动输入单元能够识别各种触摸手势，从而能够执行各种功能，这些功能被改进而超出了转盘功能。
在滑动输入单元上形成有层次，这些层次能够通过触摸的感觉而被感受到，从而用户能够直观地知道滑动角度(或距离)。因此，通过根据滑动角度(或距离)而能够输入不同的信号，从而能够改善操纵的自由度，并且能够提高输入准确度。
手势输入单元和滑动输入单元的斜率被制成彼此不同的，从而用户能够通过触摸直观地区分手势输入单元和滑动输入单元。
触摸输入单元在几个方向上被按压并且根据按压方向执行不同的功能，从而能够快速执行指令。
尽管已经示出和描述了本公开的一些实施方式，但是本领域技术人员将理解的是，在不背离本公开的原则和精神的情况下，可以在这些实施方式中做出改变，本公开的范围限定于权利要求及其等同物中。

Claims (37)

1.一种触摸输入装置，包括触摸单元，用户能够将触摸手势输入至所述触摸单元，
其中，所述触摸单元具有凹入形状，并且从边缘部分朝向中央部分逐渐地变深。
2.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其中，所述触摸单元具有弯曲的凹入形状，所述弯曲的凹入形状的斜率朝向所述中央部分变得平缓。
3.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其中，所述触摸单元在所述中央部分处具有最大深度。
4.根据权利要求2所述的触摸输入装置，其中，所述触摸单元包括部分球形形状。
5.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其中，所述触摸单元包括的所述中央部分和所述边缘部分具有不同斜率或曲率。
6.根据权利要求5所述的触摸输入装置，其中，所述中央部分是平面表面，并且围绕所述中央部分的所述边缘部分朝向所述中央部分变深。
7.根据权利要求6所述的触摸输入装置，其中，所述触摸单元和所述中央部分具有圆形形状。
8.根据权利要求5所述的触摸输入装置，其中，所述中央部分和所述边缘部分接收单独的触摸信号。
9.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其中，所述触摸单元具有椭圆形形状，并且所述触摸单元中的最低区域定位成在任一方向上与所述触摸单元的中央偏离。
10.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其中，所述触摸单元包括：
定位在中央处的手势输入单元；以及
沿着所述手势输入单元的边缘定位的滑动输入单元，其中所述手势输入单元和所述滑动输入单元接收单独的触摸信号。
11.根据权利要求10所述的触摸输入装置，其中，所述手势输入单元具有圆形形状，并且所述滑动输入单元围绕所述手势输入单元的周缘。
12.根据权利要求11所述的触摸输入装置，其中，所述滑动输入单元朝向所述手势输入单元向下倾斜。
13.根据权利要求12所述的触摸输入装置，其中，所述滑动输入单元的斜率大于所述手势输入单元在邻接所述滑动输入单元处的切线斜率。
14.根据权利要求10所述的触摸输入装置，其中，所述手势输入单元和所述滑动输入单元形成于一体中。
15.根据权利要求10所述的触摸输入装置，其中，所述滑动输入单元包括通过雕刻或压印形成的多个层次。
16.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其中，所述触摸单元能够进行按压操作。
17.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其中，所述触摸单元能够进行倾斜操作。
18.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其中，所述触摸单元通过用户所施加的压力而受压或倾斜以接收信号。
19.根据权利要求10所述的触摸输入装置，其中，所述手势输入单元能够在四个方向上进行倾斜操作，所述四个方向即上、下、左和右方向。
20.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其中，所述触摸输入装置还包括用于执行指定功能的按钮输入工具。
21.根据权利要求20所述的触摸输入装置，其中，所述按钮输入工具包括：
触摸按钮，用于通过用户的触摸来执行指定功能；以及
加压按钮，用于在所述加压按钮的位置被用户所施加的外力改变时执行指定功能。
22.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其中，所述触摸输入装置还包括手腕支撑工具，所述手腕支撑工具定位在所述触摸单元的一侧上以支撑用户的手腕，并且所述手腕支撑工具高于所述触摸单元的触摸表面而突出。
23.根据权利要求1所述的触摸输入装置，其中，所述触摸单元具有均匀的深度。
24.一种触摸输入装置，包括：
触摸单元，能够接收用户的触摸手势；以及
边缘单元，构造成围绕所述触摸单元，
其中，所述触摸单元包括比所述触摸单元与所述边缘单元之间的界线更低的部分，并且所述触摸单元从边缘部分朝向中央部分逐渐地变深。
25.根据权利要求24所述的触摸输入装置，其中，所述触摸单元的触摸表面定位成低于所述触摸单元与所述边缘单元之间的所述界线。
26.根据权利要求24所述的触摸输入装置，其中，所述触摸单元包括弯曲部分，所述弯曲部分具有弯曲的凹入形状。
27.根据权利要求26所述的触摸输入装置，其中，所述弯曲部分的边缘部分具有比中央部分更大的曲率。
28.根据权利要求24所述的触摸输入装置，其中，所述触摸单元包括的所述中央部分和所述边缘部分具有不同斜率或曲率，并且所述边缘部分包括朝向所述中央部分向下倾斜的倾斜部分。
29.根据权利要求24所述的触摸输入装置，其中，所述触摸单元具有圆形形状，
所述触摸单元的所述中央部分具有弯曲的凹入形状，并且
所述边缘部分沿着所述中央部分的边缘朝向所述中央部分向下倾斜。
30.根据权利要求29所述的触摸输入装置，其中，所述边缘部分包括通过雕刻或压印形成的多个层次。
31.根据权利要求24所述的触摸输入装置，其中，所述边缘单元包括：
触摸按钮，用于通过用户的触摸来执行指定功能；以及
加压按钮，用于在所述加压按钮的位置被用户所施加的外力改变时执行指定功能。
32.根据权利要求24所述的触摸输入装置，其中，所述触摸单元具有圆形形状，并且所述触摸单元的直径选自于从50mm至80mm的范围内。
33.根据权利要求32所述的触摸输入装置，其中，所述触摸单元的深度与直径比选自于从0.04至0.1的范围内。
34.一种车辆，包括：
根据权利要求24所述的触摸输入装置；
显示装置；以及
控制单元，所述控制单元用于根据输入至所述触摸输入装置的输入信号来操作所述显示装置。
35.根据权利要求34所述的车辆，其中，所述显示装置包含在下列中的至少一种中：音频系统、音频/视频导航系统、仪表板以及平视显示装置。
36.根据权利要求34所述的车辆，其中，所述控制单元将输入至所述触摸输入装置的手势转换为所述输入信号，并且发送操作信号以在所述显示装置上显示由所述输入信号指示的操作。
37.根据权利要求34所述的车辆，其中，所述触摸输入装置安装于变速箱中。
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