CN107844205B - 触摸输入设备以及包括该触摸输入设备的运载工具 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了触摸输入设备以及包括该触摸输入设备的运载工具。该触摸输入设备包括：触摸部分，被配置成接收来自用户的触摸信号；以及滚轮部分，沿着触摸部分的边缘设置。滚轮部分相对于触摸部分能旋转。

Description

触摸输入设备以及包括该触摸输入设备的运载工具
相关申请的交叉引证
本申请要求于2016年9月19日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2016-0119218的优先权，该申请的全部公开内容通过引证结合于此。
技术领域
本公开的实施方式涉及一种触摸输入设备以及一种包括该触摸输入设备的运载工具，并且更具体而言，涉及这样一种触摸输入设备，该触摸输入设备包括：触摸部分；以及滚轮部分(wheel portion，轮部)，该滚轮部分沿着触摸部分的边缘设置；并且涉及一种包括该触摸输入设备的运载工具。
背景技术
随着电子和通信技术的发展，已经制造了各种电子装置。在目前趋势中，除了用户的操作方便性以外，电子装置的美学设计也日益重要。根据目前趋势，由键盘或键板代表的输入装置的多样化变得越来越重要。
输入装置应用于向用户提供信息的各种显示系统中，例如，便携式终端、膝上型电脑、智能电话、智能平板、智能电视(TV)等。近年来，随着电子装置的发展，使用触摸操作输入命令信号的方法被广泛地使用，胜于使用操作键、转盘等输入命令信号的方法。
触摸输入装置是构成在用户与使用各种显示器的信息和通信装置之间的接口的输入装置，其能够在用户使用输入工具(例如，他的/她的手指或触摸笔)直接接触或接近触摸板或触摸屏幕时，启用在信息和通信装置与用户之间的接口。
由于通过使触摸输入装置与输入工具(例如，手指或触摸笔)接触，用户可以使用触摸输入装置，所以触摸输入装置能够容易地由所有年龄段的男士和女士使用。因此，触摸输入装置应用于各种装置中，例如，自动取款机(ATM)、个人数字助理(PDA)、移动电话等，并且还应用于各种领域，例如，银行、公共办公室、观光、交通指南等。
近年来，正在努力将触摸输入装置应用于与健康或医疗相关的设备和运载工具中。尤其地，由于触摸面板可以与触摸屏幕一起使用或者在显示系统中单独使用，所以越来越多使用触摸面板。而且，近年来，除了使用触摸操作来移动点的功能，还开发了输入手势(gestures，姿势)的功能。
关于使用户能够输入手势的触摸输入装置，还进行了提高手势的识别率的方法的研究。
发明内容
因此，本公开的一个方面在于，提供：一种触摸输入设备，用于向沿着触摸部分的边缘设置的滚轮部分提供物理键功能，以提高用户的方便性并且使用户能够发出各种直观的命令；并且提供一种包括该触摸输入设备的运载工具。
本公开的另一个方面在于，提供：一种触摸输入设备，用于提供物理可旋转的滚轮部分，以向用户提供即时反馈；并且提供一种包括该触摸输入设备的运载工具。
本公开的另一个方面在于，提供：一种触摸输入设备，在用户向触摸部分输入手势时，能够提高操纵感或触摸感；并且提供一种包括该触摸输入设备的运载工具。
本公开的另一个方面在于，提供：一种触摸输入设备，以使用户能够直观并且精确地输入手势，而不将他的/她的眼睛注视在触摸部分和滚轮部分上；并且提供一种包括该触摸输入设备的运载工具。
本公开的其他方面在以下描述中部分地进行陈述，并且部分地将从以下描述中显而易见，或者可以通过本公开的实践了解。
根据本公开的一个方面，一种触摸输入设备包括：触摸部分，被配置成接收来自用户的触摸信号；以及滚轮部分，沿着触摸部分的边缘设置；其中，滚轮部分相对于触摸部分能旋转。
触摸部分可以具有圆形形状，并且滚轮部分可以包围触摸部分的周围(circumferential，圆周)边缘。
触摸部分包括可以凹形结构。
滚轮部分可以包括凸形结构。
触摸部分可以在内部区域比在外部区域更深，或者可以保持为相同的深度。
触摸部分可以包括凹形弯曲表面，该凹形弯曲表面的倾斜度(inclination)朝着凹形弯曲表面的中心逐渐变小。
根据本公开的另一个方面，一种触摸输入设备包括：触摸部分，安装在安装表面上并且被配置成接收来自用户的触摸信号；以及滚轮部分，沿着触摸部分的边缘安装在安装表面上并且相对于触摸部分能旋转。
滚轮部分可以被配置成将被按压。
滚轮部分可以被配置成将被倾斜。
滚轮部分可以由用户施加的压力而被按压或倾斜，使得输入信号。
滚轮部分可以被配置成在上、下、左和右四个方向上或更多方向上被倾斜。
触摸部分可以被配置成相对于滚轮部分将被按压。
滚轮部分和触摸部分可以被配置成通过单个按钮结构而被按压，而防止同时被按压。
滚轮部分可以包括从触摸部分的周围向上延伸的内部区域以及从内部区域的顶部向下延伸的外部区域。
内部区域可以包括朝着触摸部分向下倾斜的倾斜表面。
外部区域可以包括凹形弯曲表面。
滚轮部分可以被配置成接收来自用户的触摸信号，并且滚轮部分和触摸部分独立地接收触摸信号。
滚轮部分可以包括雕刻的或压印的多个刻度(gradations，分级)。
触摸输入设备可以进一步包括形成在滚轮部分的一部分上并且用于支撑用户手腕的手腕支撑部分，其中，手腕支撑部分被定位成高于触摸部分的触摸表面。
根据本公开的另一个方面，一种运载工具包括触摸输入设备、显示设备、以及控制器，该控制器被配置成根据输入到触摸输入设备的输入信号操作显示设备。
控制器可以将输入到触摸输入设备的手势转换成输入信号，并且传输操作信号，从而在显示设备上显示由输入信号指示的显示操作。
触摸输入设备安装在变速箱(gear box，齿轮箱)中。
附图说明
通过结合附图进行的对实施方式的以下描述，本公开的这些和/或其他方面将变得显而易见并且更加容易理解，其中：
图1是根据本公开的实施方式的触摸输入设备的透视图。
图2是根据本公开的实施方式的触摸输入设备的顶视图，用于描述操纵触摸输入设备的方法。
图3是沿着线A-A截取的图2的触摸输入设备的横截面图。
图4示出了在用户在上下方向做出手势时用户的手指绘制的轨迹。
图5示出了在用户在左右方向做出手势时用户的手指绘制的轨迹。
图6到9是用于描述操纵根据本公开的实施方式的触摸输入设备的方法的示图。
图10是在触摸部分被按压时触摸输入设备的横截面图。
图11是在滚轮部分被按压时触摸输入设备的横截面图。
图12示出根据本公开的第一修改实施方式的触摸部分的横截放大图。
图13示出根据本公开的第二修改实施方式的触摸部分的横截放大图。
图14是根据本公开的实施方式的触摸输入设备安装在其内的健康机器的透视图。
图15是根据本公开的实施方式的触摸输入设备安装在其内的运载工具的内部。
图16是根据本公开的实施方式的触摸输入设备安装在其内的变速箱的透视图。
具体实施方式
在后文中，参考附图，详细描述本公开的实施方式。提供以下实施方式，以向本领域的技术人员传递本公开的技术概念。然而，本公开不限于这些实施方式，并且可以通过另一种形式体现。在图中，可以不显示与描述无关的部分，以便使本公开清楚，而且为了容易理解，或多或少地夸大所显示元件的尺寸。
图1是根据本公开的示例性实施方式的触摸输入设备的透视图。
参考图1，根据本公开的示例性实施方式的触摸输入设备100可以安装在安装表面140上，并且可以包括触摸部分110和滚轮部分120，所述滚轮部分沿着所述触摸部分110的边缘设置，以包围触摸部分110。例如，触摸部分110可以包括圆形平坦表面，并且滚轮部分120可以具有环形形状。
触摸部分110可以接收来自用户的触摸信号。触摸信号可以是简单手势，例如，敲击、拖动、滑动、旋转、滚动以及捏紧，或者可以是字符、数字或另外的符号。
触摸部分110可以是触摸板，以在用户使用指针(例如，他的/她的手指或触摸笔)接触或者接近该触摸板时，生成信号。用户可以在触摸部分110上或之上做出预定的触摸手势，以输入期望的指令或命令。
触摸板可以是包括触摸传感器的触摸膜或触摸片，与其名称无关。而且，触摸板可以是触摸面板，该触摸面板是能够检测在屏幕上进行的触摸操作的显示器。
指针接近触摸板，使得指针在触摸板附近，而不与触摸板接触，以便识别指针的位置，这一触摸操作称为“邻近触摸(proximity touch)”，而指针与触摸板接触，以便识别指针的位置，这一触摸操作称为“接触触摸(contact touch)”。识别邻近触摸的指针的位置可以是指针靠近触摸板以与触摸板垂直的位置。
触摸板可以是电阻型触摸板、光学型触摸板、电容型触摸板、超声波型触摸板、或压力型触摸板。即，触摸板可以是在本领域中已知的各种触摸板中的一种。
滚轮部分120可以包围触摸部分110，并且可以具有圆环或环形的形状。而且，滚轮部分120可以被配置成独立于触摸部分110操作。
滚轮部分120可以是可旋转的。用户可以旋转滚轮部分120，以输入旋转命令。而且，滚轮部分120可以连续旋转。而且，滚轮部分120可以在两个方向旋转。
在滚轮部分120的外侧，可以设置键按钮或触摸按钮130(130a、130b以及130c)。用户可以通过触摸部分110输入各种手势，通过滚轮部分120输入旋转命令，或者使用按钮130选择或取消命令。
根据本公开的实施方式的触摸输入设备100可以包括手腕支撑部分，其位于触摸部分110之下并且支撑用户手腕。手腕支撑部分的支撑表面可以高于触摸部分110的接触表面。因此，在将他的/她的手腕放在手腕支撑部分上的同时，他/她通过他的/她的手指向触摸部分110输入手势时，手腕支撑部分可以防止用户的手腕向上弯曲。因此，在用户反复进行触摸输入时，手腕支撑部分可以保护用户远离肌肉骨骼系统疾病，同时提供良好的操作感。
例如，如图1所示，手腕支撑部分可以通过从安装表面140突出的方式整合到安装表面140内。或者，手腕支撑部分可以是安装在安装表面140上的单独部件。
图2是根据本公开的实施方式的触摸输入设备100的顶视图，用于描述操纵触摸输入设备100的方法。
根据本公开的实施方式的触摸输入设备100可以包括控制器，其被配成识别输入到触摸部分110中的手势信号并且分析手势信号，以向各种装置传递命令。
控制器可以根据在触摸部分110上移动的指针的位置，在显示器(未示出)上移动光标或菜单。即，在指针从顶部移动到底部时，控制器可以使出现在显示器上的光标在相同的方向移动，或者将预先选择的菜单从上部菜单移动到下部菜单。
而且，控制器可以分析指针的运动轨迹，以使运动轨迹对应于预先定义的手势，并且执行为预先定义的手势限定的命令。在指针拖动、划动(flicks)、滚动、转动、旋转、或敲击时，可以输入手势。而且，用户可以使用各种触摸输入方法输入手势。
拖动或划动表示这样的触摸输入方法，其中，指针在一个方向与触摸部分110接触地移动，然后离开触摸部分110，滚动表示这样的触摸输入方法，其中，指针相对于触摸部分110的中心绘制圆弧，转动或旋转表示这样的触摸输入方法，其中，指针相对于触摸部分110的中心绘制圆圈，并且敲击表示这样的触摸输入方法，其中，指针敲击触摸部分110。
而且，用户可以使用多指针输入方法输入手势。多指针输入方法表示在两个指针与触摸部分110同时或依次接触的状态中输入手势的方法。例如，用户可以输入手势，同时使用他的/她的两个手指触摸该触摸部分110。多指针输入方法可以使用户可以输入的命令或指令多样化。
各种触摸输入方法可以包括输入任意承诺的手势的方法，并且包括输入如下手势的方法：例如，数字、字符或符号。例如，通过在触摸部分110上绘制韩语的辅音/元音、字母表、阿拉伯数字或算术运算符，用户可以输入命令。用户可以绘制他/她希望在触摸部分110上输入的字符或数字，而非从显示器中选择字符或数字，从而减少输入时间并且提供更直观的接口。
触摸部分110可以被配置成允许按压操作或倾斜操作。用户可以在触摸部分110上施加压力，以按压或倾斜触摸部分110的一部分，从而输入预定的执行信号。按压操作可以包括均匀按压触摸部分110的情况以及倾斜按压触摸部分110的情况。而且，如果触摸部分110是柔性的，则可以按压触摸部分110的一部分。
例如，触摸部分110可以相对于与触摸表面垂直的方向在至少一个方向d1到d4倾斜。例如，如图2所示，触摸部分110可以在前/后/左/右方向d1到d4倾斜。而且，根据另一个实施方式，触摸部分110可以在更多不同的方向倾斜。如果用户按压触摸部分110的中心区域d5，则可以均匀按压触摸部分110。
用户可以向触摸输入设备100施加压力，以按压或倾斜触摸输入设备100，从而输入预定的指令或命令。例如，用户可以按压触摸部分110的中心区域d5，以选择菜单等，并且按压触摸部分110的上部区域d1，以向上移动光标。
同时，可以将按压或倾斜触摸部分110的操作以相同的方式应用到滚轮部分120。
而且，触摸输入设备100可以进一步包括按钮输入部分130。按钮输入部分130可以设置在滚轮部分120周围，例如，在滚轮部分120之上。而且，由于按钮输入部分130位于触摸部分110或滚轮部分120附近，所以通过从输入手势的他的/她的手部仅仅移动他的/她的手指，用户可以操作按钮输入部分130，从而快速发出操作命令。
按钮输入部分130可以包括触摸按钮和物理按钮。在指针触摸该按钮时，触摸按钮可以生成信号，并且在通过物理外力改变其形状时，物理按钮可以生成信号。物理按钮可以包括例如可点击按钮和可倾斜按钮。
在图2中，显示了3个按钮130a、130b以及130c。例如，按钮130a、130b以及130c可以包括用于移动到主页菜单的主页按钮130a、用于从当前屏幕移动到先前屏幕的返回按钮130b以及用于移动到选择菜单的选择按钮130c。而且，可以进一步提供用于直接移动到预定菜单的快捷按钮。快捷按钮可以用于直接移动到由用户指定的经常使用的菜单或装置。
虽然在图中未示出，但是触摸输入设备100可以安装与在其内的操作相关的各种元件。在触摸输入设备100的内部，可以安装能够在上述5个方向d1到d5按压或倾斜触摸部分110或滚轮部分120的结构。虽然在图中未示出该结构，但是能够使用在相关领域中通常使用的技术容易实现。
而且，在触摸输入设备100的内部，可以安装各种半导体芯片和印刷电路板(PCB)。半导体芯片可以安装在PCB上。半导体芯片可以执行信息处理或储存数据。半导体芯片可以解析根据触摸部分110识别的手势和按压操作、滚轮部分120识别的旋转和按压操作、或者按压在触摸输入设备100内提供的按钮输入部分130的操作生成的预定电信号，根据解析的结果，生成预定的控制信号，然后将预定的控制信号传输给另一个设备的显示器或控制器。
图3是沿着线A-A截取的图2的触摸输入设备100的横截面图。
参考图3，触摸部分110可以与滚轮部分120分开，并且滚轮部分120可以与安装表面140分开。因此，可以相对于滚轮部分120相对按压触摸部分110，并且可以相对于触摸部分110和安装表面140按压滚轮部分120。
触摸部分110可以包括低于与滚轮部分120的边界线的区域。即，触摸部分110的触摸表面可以低于在触摸部分110与滚轮部分120之间的边界线。例如，触摸部分110可以从与滚轮部分120的边界线向下倾斜，或者可以相对于与滚轮部分120的边界线具有台阶。例如，如图3所示，根据本公开的实施方式的触摸部分110可以包括形成为凹形弯曲表面的形状的弯曲表面区域。
在图中，触摸部分110可以向下倾斜，相对于与滚轮部分120的边界线没有任何台阶。然而，触摸部分110可以向下倾斜，相对于与滚轮部分120的边界线具有向下台阶。
由于触摸部分110包括低于与滚轮部分120的边界线的区域，所以用户可以通过他的/她的触觉识别触摸部分110的区域和边界线。如果在触摸部分110的中心区域上做出手势，则可以通过高识别率识别手势。而且，在不同的位置输入相似的手势时，手势可以识别为不同的命令。在用户在不看着触摸表面的情况下输入手势时，可能发生问题。在看着显示器或将他的/她的注意力集中在外部情况上的同时他/他输入手势时，如果用户可以通过他的/她的触觉凭直觉识别触摸表面和边界线，则用户将能够在精确的位置容易输入手势。因此，可以提高手势的输入精度。
触摸部分110可以包括凹形结构。凹形结构可以是雕刻或凹陷结构。而且，凹形结构可以包括圆形凹陷结构、倾斜的凹陷结构、以及阶梯式凹陷结构。
而且，触摸部分110可以包括凹形弯曲结构。例如，如图中所示，触摸部分110可以设置为具有预定曲率的凹形弯曲表面。即，触摸部分110可以具有球体的一部分内表面的形状。如果触摸部分110具有恒定的曲率，则在用户向触摸部分110输入手势时用户感觉到的差异感可以最小化。
而且，触摸部分110可以包括凹形结构，该凹形结构从外部区域朝着内部区域逐渐更深，或者保持在相同的深度。即，触摸部分110可以没有凸形表面。如果触摸部分110包括凸形表面，则用户可以沿着其流畅地绘制手势的轨迹会变得与接触表面的曲线不同，这干扰了用户的精确触摸输入。如图1所示，触摸部分110的中心可以是最深的，并且触摸部分110的曲率可以从外部区域朝着中心以预定速率逐渐变小。
上述凸形表面不表示形成在触摸部分110的一部分触摸表面上的凸形区域，而是表示对应于触摸部分110的整个触摸表面的凸形区域。因此，根据本公开的实施方式的触摸部分110可以包括在中心处的小的突出部分，使得用户可以通过他的/她的触觉识别中心的位置，或者可以包括具有同心圆形状的薄折痕突出部分。
而且，触摸部分110的弯曲表面可以根据区域具有不同的曲率。例如，触摸部分110可以具有凹形弯曲表面，该表面的倾斜度朝着中心区域变得逐渐平缓。即，触摸部分110的中心区域可以具有相对较小的曲率(小曲率半径)，并且触摸部分110的外部区域可以具有相对较大的曲率(大曲率半径)。这样，由于触摸部分110的中心区域的曲率小于触摸部分110的外部区域的曲率，所以用户可以使用指针容易将手势输入到中心部分。而且，由于触摸部分的外部区域的曲率大于中心区域的曲率，所以虽然他/她不看着触摸部分110，但是通过触摸外部区域，用户可以感测曲率，从而容易识别中心区域的位置。
在根据本公开的实施方式的触摸输入设备100中，由于触摸部分110包括凹形弯曲表面，所以在将手势输入触摸部分110中时，用户可以感到良好的触摸感(或者良好的操纵感)。触摸部分110的弯曲表面可以类似地对应于在用户固定他的/她的手腕同时移动他的/她的手指时或者在张开他的/她的手指的同时他/她旋转或弯曲他的/她的手腕时发生的用户指尖的运动绘制的轨迹。
根据本公开的实施方式，与平坦的触摸部分相比，包括凹形弯曲表面的触摸部分110是符合人机工程学的。即，触摸部分110可以减少应用于用户手腕等中的疲劳，同时改善用户的触摸感。而且，与将手势输入平坦的触摸部分的情况相比，触摸部分110可以提高输入的精度。
而且，触摸部分110可以形成为圆形形状。如果触摸部分110形成为圆形形状，则容易形成凹形弯曲表面。而且，如果触摸部分110形成为圆形形状，则用户可以通过他的/她的触觉感测具有圆形形状的触摸区域，以便能够容易输入圆形手势操作，例如，滚动或转动。
而且，由于触摸部分110被设置为凹形弯曲表面，所以用户可以凭直觉识别他的/她的手指位于触摸部分110上的位置。由于触摸部分110被设置为弯曲表面，所以触摸部分110的倾斜度可以根据区域而改变。因此，用户可以通过经过他的/她的手指感觉到的倾斜感，凭直觉识别他的/她的手指位于触摸部分110上的位置。
在用户将他的/她的眼睛固定在除了触摸部分110以外的任何其他地方上的同时将手势输入到触摸部分110中时，该特征可以提供关于用户的手指位于触摸部分110上的位置的反馈，以便帮助用户输入期望的手势，从而提高手势输入的精度。例如，在用户通过他的/她的手指感觉到的倾斜度而感觉到触摸部分110是平坦的时，用户可以凭直觉确定他的/她的手指正在触摸该触摸部分110的中心区域。而且，在用户识别他的/她的手指感觉到的触摸部分110的倾斜方向时，用户可以凭直觉确定他的/她的手指相对于触摸部分110的中心区域所在的方向。
同时，可以在人机工程学设计的范围内确定触摸部分110的直径和深度。例如，可以在从50mm到80mm的范围内选择触摸部分110的直径。原因在于，鉴于成年人手指的平均长度，在手腕固定时手指可以立即自然移动到的范围是大约80mm。如果触摸部分110的直径超过80mm，在沿着触摸部分110的边缘绘制圆圈时，则用户需要不自然地移动他的/她的手部，并且多于必要地使用他的/她的手腕。
相反，如果触摸部分110的直径小于50mm，则触摸区域可以减小，使得用户可以难以做出各种手势。而且，由于在窄区域内绘制手势，所以可能容易产生手势输入错误。
而且，如果触摸部分110形成为球形表面的形状，则可以在0.04到0.1的范围内选择触摸部分110的深度/直径值。通过将触摸部分110的深度除以触摸部分110的直径所获得的值表示弯曲表面的弯曲度。即，在触摸部分110为恒定直径时，随着深度/直径值越大，触摸部分110可以具有更凹形的形状。相反，在触摸部分110为恒定直径时，随着深度/直径值越小，触摸部分110可以具有更平坦的形状。
如果触摸部分110的深度/直径值大于0.1，则凹形表面的曲率可以增大，造成用户的触摸感退化。因此，在用户在触摸部分110上自然移动他的/她的手指时，凹形表面的曲率可以优选地与用户的指尖绘制的曲线的曲率相同。然而，如果深度/直径值超过0.1，则在用户沿着触摸部分110移动他的/她的手指时，用户可能感到不自然操作感。而且，在用户在触摸部分110上自然且无意识地移动他的/她的手指时，用户的手指可以脱离触摸部分110。在这种情况下，能到使手势中断，使得可能产生识别错误。
相反，如果触摸部分110的深度/直径值小于0.04，则与在平坦触摸单元上绘制手势的情况相比，用户不能获得操作感的差异。
同时，在形成为弯曲表面的形状的触摸部分110内所使用的触摸板可以使用光学方法识别触摸操作。例如，在触摸部分110的背面，可以设置红外线发光二极管(IR LED)以及光电二极管阵列。IR LED和光电二极管阵列可以获取由手指反射的IR图像，并且控制器可以从所获取的图像中提取触摸点。
图4示出了在用户在上下方向做出手势时用户的手指绘制的轨迹，并且图5示出了在用户在左右方向做出手势时用户的手指绘制的轨迹。
根据本公开的实施方式的触摸部分110可以包括凹形弯曲表面。触摸部分110的曲率可以决定为合适的值，使得在触摸部分110上做出手势时，用户可以获得舒适的操作感。参考图4，在用户在上下方向移动他的/她的手指时，用户可以通过自然移动他的/她的手指来做出手势，而不移动或弯曲除了手指以外的任何关节。同样，参考图5，在用户在左右方向移动他的/她的手指时，用户可以通过自然移动他的/她的手指和手腕来做出手势，而不过度扭曲他的/她的手指和手腕。这样，由于人机工程学地设计触摸部分110，所以在长时间使用触摸部分110时，用户可以感到低疲劳，同时保护用户远离可能在他的/她的手腕或关节中生成的肌肉骨骼疾病。
在后文中，详细描述滚轮部分120。
滚轮部分120可以包括在触摸部分110外侧的凸形结构。滚轮部分120可以包括从触摸部分110向上延伸的内部区域121以及从滚轮部分120的脊状物向下延伸的外部区域122。
内部区域121可以包括多个刻度121a。刻度121a可以沿着触摸部分110的周围通过等距间隔形成为圆圈形状。用户可以通过刻度121a在视觉上检查滚轮部分120的旋转程度。
刻度121a可以是雕刻的或压印的。在这种情况下，刻度121a可以用作增大在用户手指上的摩擦力的因素，以在用户执行旋转操作时，防止用户的手指打滑。
而且，内部区域121可以被配置成识别触摸输入。即，通过沿着内部区域121滑动或者在内部区域121上敲击，用户可以输入命令。
刻度121a可以是雕刻的或压印的，如上所述。在这种情况下，在不看着刻度121a的情况下，用户可以通过他的/她的触觉凭直觉识别他的/她的手指移动到的角度。
外部区域122可以包括多个捕获部分122a。捕获部分122a可以沿着触摸部分110的周围通过等距间隔形成为圆圈形状。用户可以通过捕获部分122a在视觉上检查滚轮部分120的旋转程度。
而且，捕获部分122a可以是雕刻的或压印的。在这种情况下，捕获部分122a可以用作增大在用户手指上的摩擦力的因素，以在用户执行旋转操作时，防止用户的手指打滑。
而且，外部区域122可以被配置成识别触摸输入。即，通过沿着外部区域122滑动或者在外部区域122上敲击，用户可以输入命令。
捕获部分122a可以是雕刻的或压印的，如上所述。在这种情况下，在不看着捕获部分122a的情况下，用户可以通过他的/她的触觉凭直觉识别他的/她的手指移动到的角度。
内部区域121可以形成为倾斜表面。如果触摸部分110形成为凹形弯曲表面，并且内部区域121形成为向上倾斜的表面，则用户可以通过他的/她的触觉识别在触摸部分110与内部区域121之间的倾斜度的差异，以凭直觉区分触摸部分110与滚轮部分120。
外部区域122可以形成为凹形弯曲表面。在这种情况下，可以在与手指的凸形弯曲表面的曲率相似的范围内，选择凹形弯曲表面的曲率。因此，在用户用他的/她的手指紧密接触外部区域122，以旋转滚轮部分120时，手指与外部区域122的接触区域可以增大。这样，在用户执行旋转操作时，通过增大手指与外部区域122的接触区域，能够增大操纵感，同时防止手指打滑。
图6到9是用于描述操纵根据本公开的实施方式的触摸输入设备100的方法的示图。图6是用于描述输入拖动操作的方法的触摸输入设备100的顶视图，图7是用于描述输入触摸和旋转操作的方法的触摸输入设备100的顶视图，图8是用于描述输入物理旋转操作的方法的触摸输入设备100的顶视图，并且图9是用于描述输入敲击操作的方法的触摸输入设备100的顶视图。
图6示出了拖动或划动手势，其中，指针从左边移动到右边。用户可以在触摸部分110上做出拖动手势，以输入预定的命令。
图7示出了在用户通过触摸和旋转滚轮部分120的内部区域121来输出触摸和旋转操作时的状态。如果滚轮部分120的内部区域121被配置成识别触摸输入，则用户可以摩擦内部区域121，以输入预定的命令。而且，如果外部区域122被配置成识别触摸输入，则用户可以摩擦外部区域122，以输入预定的命令。
而且，用户输入的旋转命令可以取决于指针开始接触的开始位置和指针离开的结束位置。
图8示出了在用户按压滚轮部分120的外部区域122的同时旋转滚轮部分120时的状态。用户可以在物理上旋转滚轮部分120，以输入预定的命令。或者，在按压内部区域121的同时，用户可以旋转滚轮部分120。
而且，滚轮部分120可以在预定角度向用户提供反馈。例如，每当滚轮部分120旋转预定角度时，滚轮部分120可以点击，以提供反馈。而且，每当滚轮部分120旋转预定角度时，滚轮部分120可以振动。
图9示出了在用户按压触摸部分110的左边区域时的状态。用户可以触摸或者在物理上按压触摸部分110，以输入操作命令。
图10是在触摸部分110被按压时触摸输入设备100的横截面图，并且图11是在滚轮部分120被按压时触摸输入设备100的横截面图。
参考图10，触摸部分110可以被配置成被按压。触摸部分110可以均匀地被按压，或者可以倾斜地被部分地按压。例如，触摸部分110可以在上/下/左/右方向倾斜地被按压，并且可以根据触摸部分110倾斜的方向输入不同的命令。
参考图11，滚轮部分120可以被配置成被按压。滚轮部分120可以均匀地被按压，或者可以倾斜地被部分地按压。例如，滚轮部分120可以在上/下/左/右方向倾斜地被按压，并且可以根据滚轮部分120倾斜的方向输入不同的命令。
而且，触摸部分110和滚轮部分120可以共享单个按压结构(例如，按钮)，而防止同时被按压。因此，能够防止在用户错误地同时按压触摸部分110和滚轮部分120时可能生成的执行错误。而且，如果触摸部分110和滚轮部分120共享单个按压结构，则可以降低制造成本。
在后文中，将描述滚轮部分120的使用实例。
在搜索显示器的列表时，用户可以旋转滚轮部分120，以将焦点移动为位于期望的目标上，然后，按压滚轮部分120，以选择该目标。
而且，用户可以在顺时针方向旋转滚轮部分120，以放大地图，或者在逆时针方向旋转滚轮部分120，以缩小地图。
而且，在显示主页屏幕时，用户可以旋转滚轮部分120，以移动到期望菜单，然后，按压滚轮部分120，以选择期望的菜单。
而且，用户可以在无线电模式中旋转滚轮部分120，以调整无线电的频率。
图12示出根据本公开的第一修改实施方式的触摸部分110-1的横截面放大图。
根据本公开的第一修改实施方式的触摸部分110-1可以设置为具有平坦中心区域111和弯曲外部区域112的凹形弯曲表面。在中心区域111与外部区域112之间的边界线B可以在平坦表面上形成圆圈。
通过调整中心区域111的宽度与外部区域112的宽度的比率，触摸部分110-1可以提供不同的效果。例如，如果中心区域111的宽度比外部区域112的宽度相对更宽，则平坦的中心区域111可以用作输入手势(例如，字符等)的空间，并且弯曲的外部区域112可以用作输入圆形手势(例如，滚动、转动等)的空间。
相反，如果外部区域112的宽度比中心区域111的宽度相对更宽，则弯曲的外部区域112可以用作输入手势的空间，并且中心区域111可以用作指示器，用于使用户能够识别触摸部分110-1的中心。
输入到中心部分111中的触摸信号可以与输入到外部区域112的触摸信号不同。例如，输入到中心部分111中的触摸信号可以是下部菜单的信号，而输入到外部区域112的触摸信号可以是上部菜单的信号。
图13示出根据本公开的第二修改实施方式的触摸部分110-2的横截面放大图。
根据本公开的第二修改实施方式的触摸部分110-2可以设置为平坦表面。虽然触摸部分110-2设置为平坦表面，但是滚轮部分120的内部区域121可以是凹形弯曲的，使得可以提供上述效果。
图14是根据本公开的实施方式的触摸输入设备100安装在其内的健康机器10的透视图。
根据本公开的实施方式的触摸输入设备100可以安装在健康机器10内。健康机器10可以是医疗设备。健康机器10可以包括：主体251，用户可以站在该主体上；显示器250；第一连接部分252，其被配置成将显示器250连接到主体251；触摸输入设备100；以及第二连接部分253，其被配置成将触摸输入设备100连接到主体251。
主体251可以测量各种身体状态信息，包括用户的高度。而且，显示器250可以显示各种图像信息，包括已测的身体状态信息等。而且，用户可以在看着显示器250的同时操纵触摸输入设备100。
触摸输入设备100可以安装在运载工具20内(见图15)。
运载工具20可以是用于将物体(例如，人、东西、动物等)从出发点输送到目的地的各种机器中的一种。运载工具20可以包括在道路或轨道上行驶的车、在海上或河上航行的船舶，以及利用空气的效应在空中飞行的飞机。
在道路或轨道上行驶的车可以通过旋转至少一个车轮在预定的方向移动。车的实例可以包括三轮或四轮车、建筑设备、双轮车、摩托车、自行车以及在轨道上运行的列出。
图15示出根据本公开的实施方式的触摸输入设备100安装在其内的运载工具20的内部，并且图16是根据本公开的实施方式的触摸输入设备100安装在其内的变速箱300的透视图。
参考图15，运载工具20可以包括驾驶员等人坐在其上的座椅21以及在其内安装变速箱300、中央托板22、方向盘23等的仪表板24。
在中央托板22中，可以安装空调310、时钟312、音频系统313、音频视频导航(AVN)系统314等。
空调310可以调节在运载工具20内部的温度、湿度、空气质量以及空气流量，以保持运载工具20内部令人愉悦。空调310可以安装在中央托板22中，并且可以包括至少一个通风口311，用于排放空气。在中央托板22中，可以提供至少一个按钮或转盘，用于控制空调310等。用户(例如，驾驶员)可以使用位于中央托板22上的按钮来控制空调310。
时钟312可以位于用于控制空调310按钮或转盘周围。
音频系统313可以包括操作面板，在操作面板上设置有用于执行音频系统313的功能的多个按钮。音频系统313可以提供用于提供无线电功能的无线电模式以及用于再现储存在各种储存介质内的音频文件的媒体模式。
AVN系统314可以嵌入运载工具22的中央托板22内，或者可以从仪表板24中突出。AVN系统314可以根据用户的操纵整体执行音频功能、视频功能以及导航功能。AVN系统314可以包括：输入单元315，用于接收与AVN系统314相关的用户命令；以及显示器316，用于显示与音频功能相关的屏幕、与视频功能相关的屏幕、或者与导航功能相关的屏幕。同时，只要音频系统313的功能与AVN系统314的功能相同，就可以省略音频系统313。
用于改变运载工具20的行驶方向的方向盘23可以包括：轮缘321，由驾驶员把持；以及辐条322，其连接至运载工具20的转向设备并且将轮缘321连接到用于转向的旋转轴的轮毂。根据实施方式，用于控制在运载工具20中的各种系统(例如，音频系统313)的控制器323可以安装在辐条322上。
而且，仪表板24可以进一步包括：仪器面板324，用于在驾驶期间通知驾驶员行驶速度、里程、发动机的每分钟转数(RPM)、油量、冷却水的温度以及各种警告等；以及手套箱，用于储存各种东西。
变速箱300可以位于在运载工具20内部的驾驶员座椅与乘客座椅之间，并且在变速箱300内可以安装驾驶员在驾驶期间需要操纵的控制器。
参考图16，在变速箱300内，可以安装用于转变运载工具20的挡位的变速杆301、用于控制执行运载工具20的功能的显示器302以及用于执行安装在运载工具20内的各种设备的按钮303。而且，在变速箱300内，可以安装根据本公开的实施方式的触摸输入设备100。
根据本公开的实施方式的触摸输入设备100可以安装在变速箱300内，使得驾驶员可以在驾驶期间操纵触摸输入设备100，同时保持眼睛向前。例如，触摸输入设备100可以位于变速杆301之下。同时，触摸输入设备100可以安装在中央托板22内、乘客座椅内或者后座内。
触摸输入设备100可以电连接至安装在运载工具20内的显示器，以允许用户选择和执行在显示器上显示的各种图标。安装在运载工具20内的显示器可以包括音频系统313、AVN系统314或仪器面板324。而且，显示器302必要时可以安装在变速箱300中。而且，显示器302可以电连接至平视显示器(HUD)或后视镜。
例如，触摸输入设备100可以使在显示器上显示的光标移动，或者使在显示器上显示的图标执行。图标可以包括主菜单、选择菜单、设置菜单等。而且，触摸输入设备100可以用于操作导航系统，设置运载工具20的驾驶条件，或者执行运载工具20的外围设备。
在根据本公开的实施方式的触摸输入设备中，通过沿着触摸部分的边缘设置滚轮部分，能够将命令多样化并且提供操纵的方便性。
而且，与触摸部分和滚轮部分仅仅作为触摸输入装置操作，而不物理上操作的情况相比，这能够提高方便性和操纵感。
而且，通过将滚轮部分配置成在物理上可旋转，可以使用户能够感到模拟敏感度，同时根据角度向用户提供分段的一维感和分段感，从而根据旋转提供即时反馈。
而且，如果滚轮部分仅能执行旋转操作，则用户应在旋转操作之后移动他的/她的手指到触摸部分以发出选择或释放命令，为了去除这种不方便性，滚轮部分可以被配置成受按压，使得用户可以按压滚轮部分，以完成选择或释放命令，而无需在旋转操作之后移动他的/她的手指。因此，能够减少用户的物理不方便性并且简化操纵方法，从而帮助用户的直观识别。
而且，在典型旋钮型系统的情况下，分段操作是不可避免的，以使其旋转一整圈或更多，然而，通过使用设置在平坦表面上的滚轮部分，用户可以执行连续操纵，与旋转角无关。
而且，由于触摸部分包括凹形(或雕刻的或凹陷的)结构，所以在输入手势时，用户可以获得良好的操作感和触摸感。而且，由于人机工程学地设计触摸部分，所以在用户长时间使用触摸输入设备时，触摸输入设备可以不损害用户手腕的关节或用户的手背。
而且，由于触摸部分低于相邻部分，所以用户可以凭直觉识别触摸区域，而不看着触摸部分，从而提高手势的识别率。
而且，由于触摸部分包括凹形弯曲表面，所以在使用触摸输入设备(甚至不将他的/她的眼睛注视在触摸输入设备上)时，即，在看着显示器或者保持他的/她的眼睛向前的同时，通过用户的手指感觉到的倾斜感，用户可以凭直觉识别用户的手指位于触摸部分上的位置。
因此，用户可以容易输入手势，同时看着显示器，无需看着触摸输入设备，而且，用户可以在精确的位置输入精确的手势，从而提高手势的识别率。
尤其地，如果根据本公开的实施方式的触摸输入设备应用于运载工具中，则在用户在驾驶期间操纵导航系统或音频系统时，该触摸输入设备可以使驾驶员能够输入精确的手势，同时保持他的/她的眼睛向前。
而且，通过在滚轮部分上形成刻度，使得用户可以通过他的/她的触感识别刻度，用户可以凭直觉识别旋转角。因此，可以根据旋转角输入不同的信号，从而在提高输入的精度的同时，提高操纵的自由度。
而且，通过区分触摸部分的倾斜度和滚轮部分的倾斜度，用户可以通过触摸凭直觉区分触摸部分与滚轮部分。
而且，触摸部分可以被配置成在不同的方向受按压，使得可以根据按压触摸部分的方向，执行不同的功能，从而快速执行命令。
虽然已经示出和描述了本公开的示例性实施方式，但是本领域的技术人员要理解的是，在不背离在权利要求及其等同物中限定其范围的本公开的原理和精神的情况下，可以在这些实施方式中做出变化。

Claims (19)

1.一种触摸输入设备，包括：
触摸部分，被配置成接收来自用户的触摸信号并且所述触摸部分包括凹形结构；
滚轮部分，沿着所述触摸部分的边缘设置并且相对于所述触摸部分是在物理上能旋转的；以及
多个按钮输入部分，这些按钮输入部分设置在所述滚轮部分周围，并且这些按钮输入部分被配置为允许用户输入选择或取消命令；
其中，所述滚轮部分包括从所述触摸部分的周围向上延伸的内部区域以及从所述内部区域的顶部向下延伸的外部区域，
其中，所述触摸部分具有球形表面，并且所述触摸部分的深度/直径值配置为在0.04到0.1的范围内选择。
2.根据权利要求1所述的触摸输入设备，其中，所述触摸部分具有圆形形状，并且
所述滚轮部分包围所述触摸部分的周围边缘。
3.根据权利要求1所述的触摸输入设备，其中，所述滚轮部分包括凸形结构。
4.根据权利要求1所述的触摸输入设备，其中，所述触摸部分在内部区域比在外部区域更深，或者保持为相同的深度。
5.根据权利要求1所述的触摸输入设备，其中，所述触摸部分包括凹形弯曲表面，所述凹形弯曲表面的倾斜度朝着所述凹形弯曲表面的中心逐渐变小。
6.根据权利要求1所述的触摸输入设备，其中，所述内部区域包括朝着所述触摸部分向下倾斜的倾斜表面。
7.根据权利要求1所述的触摸输入设备，其中，所述外部区域包括凹形弯曲表面。
8.根据权利要求1所述的触摸输入设备，其中，所述滚轮部分被配置成接收来自用户的触摸信号，并且
所述触摸部分和所述滚轮部分独立地接收触摸信号。
9.根据权利要求1所述的触摸输入设备，其中，所述滚轮部分包括雕刻的或压印的多个刻度。
10.根据权利要求1所述的触摸输入设备，进一步包括形成在所述滚轮部分的一部分上并且用于支撑用户手腕的手腕支撑部分，其中，所述手腕支撑部分被定位成高于所述触摸部分的触摸表面。
11.一种触摸输入设备，包括：
触摸部分，安装在安装表面上并且被配置成接收来自用户的触摸信号；
滚轮部分，沿着所述触摸部分的边缘安装在所述安装表面上并且相对于所述触摸部分是在物理上能旋转的；以及
多个按钮输入部分，这些按钮输入部分设置在所述滚轮部分周围，并且这些按钮输入部分被配置为允许用户输入选择或取消命令；
其中，所述滚轮部分包括从所述触摸部分的周围向上延伸的内部区域以及从所述内部区域的顶部向下延伸的外部区域，
其中，所述触摸部分具有球形表面，并且所述触摸部分的深度/直径值配置为在0.04到0.1的范围内选择。
12.根据权利要求11所述的触摸输入设备，其中，所述滚轮部分被配置成将被按压。
13.根据权利要求12所述的触摸输入设备，其中，所述滚轮部分被配置成将被倾斜。
14.根据权利要求11所述的触摸输入设备，其中，所述滚轮部分由用户施加的压力而被按压或倾斜，以输入信号。
15.根据权利要求12所述的触摸输入设备，其中，所述触摸部分被配置成相对于所述滚轮部分将被按压。
16.根据权利要求15所述的触摸输入设备，其中，所述滚轮部分和所述触摸部分被配置成将通过单个按钮结构而被按压，而防止同时被按压。
17.一种运载工具，包括根据权利要求1所述的触摸输入设备、显示设备以及控制器，所述控制器被配置成根据输入到所述触摸输入设备的输入信号来操作所述显示设备。
18.根据权利要求17所述的运载工具，其中，所述控制器将输入到所述触摸输入设备的手势转换成输入信号，并且传输操作信号，从而在所述显示设备上显示由所述输入信号指示的显示操作。
19.根据权利要求18所述的运载工具，其中，所述触摸输入设备安装在变速箱中。
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