CN1794151B - 具有透过一可移动手持光标器提供可见光的光源的指向装置 - Google Patents

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Abstract

一种包括一基础表面的指向装置。所述指向装置包括一被限定在一手持光标器(puck)运动区域内的所述基础表面上移动的可移动手持光标器。所述指向装置包括一用于识别所述手持光标器的一位置的位置检测器。所述指向装置包括一用于透过所述手持光标器提供可见光的一第一光源。

Description

具有透过一可移动手持光标器提供可见光的光源的指向装置
技术领域
无
背景技术
指向装置通常用于控制一光标或指针在一显示器(如计算机显示器)上的位置。对于台式个人计算机(PC)而言，常用的指向装置为“鼠标”。鼠标为一手持式物件，其在靠近键盘的平面之上移动以控制一光标在所述计算机显示器上的运动。鼠标移动的方向和距离确定所述光标在显示器上移动的方向和距离。
虽然鼠标已为台式PC市场上的指向装置问题提供了令人满意的解决方案，但同样成功的装置不可用于便携式和手持式计算机及其它便携式电子装置。对于便携式电子装置而言，诸如膝上型计算机、蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、数码相机、便携式游戏装置、寻呼机、便携式音乐播放器(例如，MP3播放器)和其它装置，使用一耦接到所述装置的外部指向装置(诸如一机械鼠标或光电鼠标)是不受欢迎的。随身携带额外装备经常是不方便的，且这些便携式电子装置经常在缺乏鼠标可在其上移动的足够大的平面的环境中使用。
当前，有两种解决膝上型计算机市场上的指向装置问题的主要解决方案，其为Synaptics cap acitive TouchPadTM和IBM TrackPointTM。其它公司制造这些装置的具有类似功能的型式。TrackPointTM为通常置于膝上型键盘中心的小按钮。可通过用手指在按钮的顶部施加侧力来以类似于“操纵杆”的方式移动所述按钮。不幸地是，所述按钮仅可少量移动；因此，按钮的位移不能直接映射为光标位置在计算机显示器上的位移。相反，所述按钮位移控制所述光标移动的方向和速度。用户可使用这一类型的速率控制来定位光标的精确度显著小于采用常规鼠标所达到的精确度。这个限制在需要小而准确的移动的任务(如在计算机图形程序中绘图)中尤其明显。
TouchPadTM为一空白矩形垫，其一侧面通常为50-100mm，且通常置于大多数膝上型计算机键盘的前面。所述装置传感手指相对于装置边缘而在矩形表面上的位置。通过测量电容变化来完成这一传感，所述电容变化通过用户将手指放在一种绝缘的、低摩擦的材料之下的一系列电极上而引起。类似于TrackPointTM，TouehPadTM也经受缺乏准确性的问题。测量由用户所引起的电容变化本身就很困难，该用户处在相对于所述电路的未知电位处。此外，用户手指的接触区域相对较大。为了对手指的位置提供精确的测量，所述装置通常确定一些参数，如手指与垫之间的接触区域的中心。不幸地是，接触区域的尺寸和形状随用户施加的压力而变化。因此，所述确定最多具有有限的准确性。实际上，用户不能重复地执行准确的移动。当用户无意用手指或手腕接触了垫时，错误信号也将产生困难。
一些便携式电子装置包括指示器，诸如闪光灯或可听指示器，以向用户提供某一类型的通知，如用户已收到一电子邮件消息或语音邮件消息的通知。例如，有些电话机包括一闪光灯来通知用户所述用户已收到一语音邮件消息。这些指示器通常通过所述装置上(装置的显示屏上)的一独立发光二极管(LED)或通过一音频子系统来提供，且其通常不并入一指向装置中。
发明内容
本发明的一种形式提供一包括一基础表面的指向装置。所述指向装置包括一经限定以在一手持光标器运动区域内的所述基础表面之上移动的可移动手持光标器。所述指向装置包括一用于识别所述手持光标器的一位置的位置检测器。所述指向装置包括一用于透过所述手持光标器提供可见光的第一光源。
附图说明
图1A为一根据本发明的一个实施例说明一指向装置的俯视图的图式。
图1B为一根据本发明的一个实施例说明图1A中所示的指向装置的沿剖面线1B-1B的横截面图的图式。
图2为一根据本发明的一个实施例说明所述手持光标器在其上移动的图1A中所示表面一部分的俯视图的图式。
图3为一根据本发明的一个实施例说明一用于图2中所示电极的等效电路的图式。
图4为一根据本发明的一个实施例说明具有一指向装置的便携式电子装置的俯视图的图式。
图5A为一根据本发明的另一个实施例说明一指向装置的俯视图的图式。
图5B为一根据本发明的一个实施例说明图5A中所示的指向装置的沿剖面线5B-5B的横截面图的图式。
图6A为一根据本发明的另一个实施例说明一指向装置的俯视图的图式。
图6B为一根据本发明的一个实施例说明图6A中所示的指向装置的沿剖面线6B-6B的横截面图的图式。
具体实施方式
在以下详细描述中，参考形成本文的一部分且其中通过说明的方式显示了其中可实践本发明的特定实施例的随附图式。在这点上，参考所描述图式的方位来使用方向性术语，如“顶部”、“底部”、“前面”、“背面”等等。因为可将本发明实施例的组件定位于很多不同的方位中，所以方向性术语仅用于说明的目的且决非为限制性的。应了解，在不脱离本发明的范畴的情况下，可利用其它实施例并进行结构或逻辑的改变。因此，以下详细描述不欲为限制性意义，且本发明的范围由附加权利要求书界定。
图1A为一根据本发明的一个实施例说明一指向装置10的俯视图的图式。图1B为一根据本发明的一个实施例说明图1A中所示的指向装置10沿剖面线1B-1B的横截面图的图式。如图1A和图1B所示，指向装置10包括一手持光标器11，其响应施加给手持光标器11的侧力而在圆形手持光标器运动区域19内的基板15的表面12之上移动。所述力通常通过一用户的手指、指尖、拇指、拇指尖或多根手指施加到手持光标器11。手持光标器11包括一测量施加到手持光标器11的垂直压力的压力传感机构。此外，指向装置10包括一用于确定手持光标器11在表面12上的位置的传感机构。
当用户将一大于预定阈值的垂直力施加到手持光标器11时，手持光标器11在表面12上的任何位置变化被报告给一主机设备，指向装置10形成所述主机设备的一部分。这一位置变化用来将主机设备的显示器上的光标移动某一幅度和方向，所述幅度和方向取决于将垂直力施加到手持光标器11时手持光标器11的运动幅度和方向。
当用户通过移走用户的手指16来释放手持光标器11时，手持光标器11通过弹簧13返回到其中心位置，弹簧13将手持光标器11连接到手持光标器运动区域19的一侧14。由于在手持光标器11返回期间，用户的手指16不对手持光标器11施加垂直力，因此未将与返回运动相关联的位置变化报告给主机装置。即，所述光标保持在其当前位置。这提供了一方便的“回到中心”的能力，此在一鼠标上通常通过提起鼠标并将其重新置于运动区域的中心来实现。回到中心在膝上型计算机、手持装置和运动区域受限制的其它微型应用中尤其重要。
在本发明的一优选实施例中，手持光标器11中的压力传感器传感两个预定的压力级别。第一级别用于致动对上文所述显示器上的光标的追踪。第二级别用于实施与常规鼠标相关联的“点击”功能。因此，用户可通过增加施加到手持光标器11的压力来点击光标的当前位置。也可实施机械点击来为“点击”阈值提供触觉反馈。
如在图1A和图1B中所示，指向装置10也包括一位于所述手持光标器11内部的光源17。在一个实施例中，光源17包括一个或一个以上发光二极管(LED)。在本发明的一种形式中，光源17包括复数个LED，其中每个LED发射不同颜色的光。光源17透过手持光标器11的顶面发射可见光，从而使手持光标器11发光或看似发光。在一个实施例中，指向装置10经配置以使当用户接触手持光标器11时手持光标器11发光。在本发明的一种形式中，手持光标器11发光以向一用户提供某一类型的通知，例如用户已收到一电子邮件消息或语音邮件消息的通知、入局呼叫或其它入局通信的通知、电池电量低的通知或其它通知。在一个实施例中，指向装置10经配置以通过使手持光标器11闪光、以不同速率闪光或发射不同颜色的可见光而用手持光标器11提供各种不同的通知。在一个实施例中，手持光标器11提供的每一类型的可视指示对应于一特殊类型的通知。例如，在本发明的一种形式中，手持光标器11快速连续闪光两次，暂停一短暂时间，并接着快速连续闪光两次等等，以指示用户具有两条语音邮件消息或电子邮件消息。以下参考图3-6更详细地描述本发明的实施例所提供的照亮。
参考图2可更容易地了解一检测手持光标器11在底层表面12上的位置的位置检测器的一个实施例。图2为一根据本发明的一个实施例说明所述手持光标器11在其上移动的图1A中所示表面12一部分50的俯视图的图式。表面50包括四个具有连接到一外部电路的终端的电极51-54。为简化图式，已省略了这些终端。手持光标器11具有一包括一在图式剖视图中所示的电极55的底面。电极51-55彼此电绝缘。例如，可以一层提供绝缘的电介质覆盖电极55，同时仍允许电极55在其它电极51-54之上滑动。电极55与电极51-54的每一个之间的重叠取决于手持光标器11相对于电极51-54的位置。图2中分别通过字母A-D来识别电极55与电极51-54之间的重叠。
图3为一根据本发明的一个实施例说明一用于图2中所示电极51-55的等效电路的图式。图3中电极55与电极51-54重叠的部分分别通过电极55A-55D来表示。电极55与电极51重叠的部分形成一具有一与重叠A成比例的电容的平行板电容器。类似地，电极55与电极52重叠的部分形成一具有一与重叠B成比例的电容的平行板电容器等等。由于所有电容器共用部分电极55，因此所述等效电路由连接到58所示的共同电极的四个电容器组成。此电极58对应于图2中的电极55。通过测量电极55与电极51-54中的每一个之间的电容，可确定电极55(和相应的手持光标器11)相对于电极51-54的位置。在一个实施例中，由一控制器59进行这一位置确定，所述控制器59可为指向装置10的一部分或指向装置10形成其一部分的主机装置的一部分。在一个实施例中，控制器59经由输入/输出线61而输出二维位置信息，其识别手持光标器11的当前位置。
在手持光标器运动区域19基本上大于手持光标器11的直径的实施例中，可将多于四个电极置于基板15上。如上所述，这些电容的每一个与手持光标器11之间的电容测量值可用于确定所述手持光标器的位置。
在本发明的一种形式中，除计算手持光标器11的位置之外，控制器59也经由光源控制线60向光源17(图1A-1B)传输光控制信号。光控制信号控制手持光标器11的照明。在一个实施例中，控制线60包括一接地线和一电源线，其各自耦接到所述弹簧13(图1A-1B)中的一个。在这一实施例中，耦接到控制线60的两个弹簧13是导电的，并电耦接到光源17。在此实施例中，通过控制器59改变电源线上的信号以改变通过弹簧13而向光源17供应的驱动信号，并相应地改变由光源17输出的光的强度，包括选择性地打开和关闭光源17。在一个实施例中，控制器59经配置以基于所述指向装置10的状态(例如，基于指向装置10的当前操作模式)(作为时间的函数)或基于手持光标器11的当前位置而改变由光源17透过手持光标器11输出的光的强度和/或颜色。
所述领域的技术人员应了解，可在硬件、软件、固件或其任何组合中实施控制器59所执行的功能。所述实施可经由微处理器、可编程逻辑装置或状态机来完成。本发明的组件可存在于一个或一个以上计算机可读媒体上的软件中。将本文所使用的术语计算机可读媒体界定为包括任何类型的易失性或非易失性存储器，如软盘、硬盘、CD-ROM、快闪存储器、只读存储器(ROM)和随机存取存储器。
可将根据本发明的一个实施例的指向装置实施为取代常规鼠标的独立指向装置。本发明的实施例也尤其良好地适用于有关膝上型计算机或具有用于一指向装置的有限空间的其它主机设备的实施例。图4为一根据本发明的一个实施例说明具有一指向装置10的便携式电子装置70的俯视图的图式。在图4所示的实施例中，便携式电子装置70为膝上型计算机。在其它实施例中，装置70可为具有一显示屏的任何类型的便携式电子装置，包括蜂窝式电话、个人数字助理(PDA)、数码相机、便携式游戏装置、寻呼机、便携式音乐播放器或其它装置。为简化图4，图式中已省略了装置70的显示器。在所说明的实施例中，指向装置10位于邻近装置70的键盘72处。在这一实施例中，所述指向装置10与所述装置70之间的连接提供于所述指向装置下。
在一个实施例中，装置70经配置以基于所述装置70的状态(例如，基于装置70的当前操作模式)或作为时间的函数而改变由指向装置10的光源17(图1A-1B)输出的光的强度和/或颜色。在本发明的一种形式中，装置70为一蜂窝式电话，其经配置以当装置70的音量为静音时使所述光源17充当一信号器。在此实施例的一种形式中，装置70经配置来使光源17闪烁以通知用户有来电，而不是提供一如响铃的可听信号来通知用户有来电。在另一个实施例中，装置70经配置以提供一可听信号和一可视信号(即，经由光源17)来通知用户有来电。
图5A为一根据本发明的另一个实施例说明一指向装置100的俯视图的图式。图5B为一根据本发明的一个实施例说明图5A中所示的指向装置100的沿剖面线5B-5B的横截面图的图式。在所说明的实施例中，以与指向装置10(图1A-1B)基本相同的方式配置指向装置100，但指向装置100的手持光标器11不包括一光源。相反，指向装置100包括四个位于运动区域19外围周围的光源102A-102D。每个光源102A-102D位于邻近所述弹簧13处。在本发明的一种形式中，弹簧13由塑料形成，且被配置为导光管以将可见光从光源102A-102D导向到手持光标器11。在本发明的另一形式中，将光纤线附着到或插入透过(inserted through)弹簧13以将光从光源102A-102D导向到手持光标器11。
在一个实施例中，光源102A-102D为LED。在本发明的一种形式中，每个光源102A-102D输出不同颜色的可见光。弹簧13将由光源102A-102D发射的光导向到手持光标器11。提供到手持光标器11的光透过手持光标器11的顶面输出，从而使手持光标器11被照亮或看似发光。在一个实施例中，指向装置100经配置以使得当一用户接触手持光标器11时手持光标器11被照亮。在本发明的一种形式中，照亮手持光标器11以向用户提供某一类型的通知，如用户已收到一电子邮件消息或语音邮件消息的通知、来电呼叫通知或其它通知。尽管为所说明的实施例显示了四个光源102A-102D，但在其它实施例中，可使用多于或少于四个光源。以一类似方式，可代替图1A中所示的一个光源17而将多个光源包括于手持光标器11中。
图6A为一根据本发明的另一个实施例说明一指向装置110的俯视图的图式。图6B为一根据本发明的一个实施例说明图6A中所示的指向装置110的沿剖面线6B-6B的横截面图的图式。在所说明的实施例中，以与指向装置10(图1A-1B)基本相同的方式配置指向装置110，但指向装置110的手持光标器11不包括一光源，且所述弹簧13被可滑动盖环(bezel)112覆盖。盖环112经配置以与手持光标器11一起移动。
指向装置110包括位于基板15中或邻近基板15的光源114。在一个实施例中，光源114为一LED。在一个实施例中，如箭头116所指示，光源114以一基本水平的方向透过基板15发射可见光。在本发明的一种形式中，基板15包括一粗糙顶面12。如箭头118所指示，所述粗糙顶面12致使由光源114发射的一些光以一向上的方向朝着手持光标器11和盖环112偏转。在一个实施例中，手持光标器11的一部分或全部是透明的或基本透明的，且被引向手持光标器11的光透射穿过手持光标器11的顶面，从而使手持光标器11发光或看似发光。在本发明的一种形式中，被引向盖环112的光受到盖环112阻挡，使得仅有由指向装置110发射的可见光为透过手持光标器11提供的光。在本发明的另一形式中，不使用盖环112，或盖环112是透明的，且透过手持光标器11和手持光标器11周围的区域提供可见光。在本发明的另一形式中，在所述手持光标器11内部提供一诸如光源17(图1A-1B)的第一光源以用于照亮手持光标器11，且在基板15中提供一诸如光源114的第二光源以用于照亮所述手持光标器11周围的区域。
在本发明的一种形式中，光源114包括位于基板15中或周围的不同位置处的复数个LED，其中每个LED发射不同颜色的光。在一个实施例中，指向装置110经配置以使当用户接触手持光标器11时手持光标器11被照亮。在本发明的一种形式中，照亮手持光标器11以向用户提供某一类型的通知，如用户已收到一电子邮件消息或语音邮件消息的通知、来电呼叫通知或其它通知。
本发明的实施例中所提供的照明提供了很多益处，包括帮助用户在黑暗中或在微光条件下定位和/或操作一指向装置(或所述指向装置为其一部分的装置)，和向用户通信各种通知和状态信息。指向装置所提供的照明的特征或特性，如颜色、强度和照明图案，可创造与众不同的可视外观，从而帮助个人立即认出属于个人的装置，或帮助公司区别其产品与其它公司的产品。
尽管本文已说明和描述了特定的实施例，但是所述领域的技术人员应了解，在不脱离本发明的范围的情况下，各种替代和/或等同实施例可取代所示和所描述的特定实施例。这一应用欲涵盖本文所论述的特定实施例的任何修改或变化。因此，希望本发明仅受权利要求书和其等同物的限制。

Claims (13)

1.一种指向装置，其包含：
一基础表面；
一被限定在一手持光标器(puck)运动区域内的所述基础表面上移动的可移动手持光标器；
一用于识别所述手持光标器的一位置的位置检测器；
一用于将所述手持光标器返回到所述手持光标器运动区域中的一预定区域的恢复机构；和
一用于透过所述手持光标器提供可见光的第一光源，
其中，所述第一光源透过所述基础表面并透过所述手持光标器提供可见光，所述恢复机构包括连接到所述手持光标器的弹簧，所述弹簧由塑料形成并被配置为导光管以将光从所述第一光源导向所述手持光标器。
2.根据权利要求1所述的指向装置，其中所述第一光源包含至少一个LED。
3.根据权利要求1所述的指向装置，其中所述弹簧向所述第一光源传送光控制信号。
4.根据权利要求1所述的指向装置，且进一步包含一用于透过所述基础表面提供可见光的第二光源。
5.根据权利要求1所述的指向装置，其中所述指向装置经配置以当一用户接触所述手持光标器时打开所述第一光源。
6.根据权利要求1所述的指向装置，其中所述第一光源经配置以提供多种颜色的可见光。
7.根据权利要求1所述的指向装置，其中所述第一光源透过所述手持光标器提供可见光以向一用户提供一通知。
8.根据权利要求7所述的指向装置，其中所述通知为一电池电量低的通知、一入局通信通知和一收到消息通知中的至少一个。
9.根据权利要求7所述的指向装置，其中所述指向装置经配置以基于所述指向装置的一当前状态改变由所述第一光源提供的所述光的一特性。
10.根据权利要求9所述的指向装置，其中所述光的所述特性包括一所述光的闪烁图案、一所述光的强度和一所述光的颜色中的至少一个。
11.根据权利要求9所述的指向装置，其中所述指向装置的所述当前状态包括所述指向装置的一当前操作模式和所述手持光标器的一当前位置中的至少一个。
12.一种便携式电子装置，其包含：
一用于显示一可移动指针的显示屏；
一用于控制所述可移动指针的一位置的设备，所述设备包含：
一基础表面；
一被限定在一运动区域内的所述基础表面上移动的可移动手持光标器；
一用于识别所述手持光标器的一位置的位置检测器；
一用于将所述手持光标器返回到所述手持光标器运动区域中的一预定区域的恢复机构；和
一用于透过所述手持光标器提供可见光的光源，
其中，所述第一光源透过所述基础表面并透过所述手持光标器提供可见光，所述恢复机构包括连接到所述手持光标器的弹簧，所述弹簧由塑料形成并被配置为导光管以将光从所述第一光源导向所述手持光标器。
13.根据权利要求12所述的装置，
其中电源通过所述弹簧提供到所述光源。
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