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Gebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf Steuerfelder zum Steuern einer Vorrichtung
als Reaktion auf eine Benutzereingabe, insbesondere bezieht sich
die Erfindung auf ein Steuerfeld, welches sowohl berührungsempfindliche
als auch mechanische Eingabemittel aufweist.
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Hintergrund der Erfindung
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Es
gibt einen wachsenden Bedarf an kompakten und benutzerfreundlichen
Steuerfeldern für viele Vorrichtungen, beispielsweise für
Vorrichtungen wie tragbare Medienwiedergabegeräte, Digitalkameras,
Mobiltelefone und so weiter. Diese Vorrichtungen werden immer kleiner
und mit mehr Funktionalität ausgestattet. Um optimalen
Nutzen aus dieser erweiterten Funktionalität zu ziehen,
ist es wichtig, dass das Steuerfeld, welches dem Nutzer dargeboten
wird (d. h. die Nutzerschnittstelle), ergonomisch, einfach und intuitiv
zu benutzen ist, und dem Nutzer schnellen Zugriff auf die Funktionen
der Vorrichtung ermöglicht. Es besteht auch ein Bedarf
für Steuerfelder, welche sowohl ästhetisch ansprechend
als auch robust, aber einfach herzustellen sind.
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Es
ist bekannt, dass Steuerfelder sowohl berührungsempfindliche
Eingabegeräte (z. B. kapazitive Positionssensoren) als
auch mechanische Eingabegeräte (z. B. herkömmliche
Druckknöpfe/-schalter) beinhalten. Zum Beispiel hat der
von Apple Computer Inc. hergestellte „iPod mini" ein berührungsempfindliches
Bildlaufrad, welches eine Anzahl von Schaltern überlagert.
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1A zeigt
schematisch in Aufsicht ein Beispiel dieser Art von Steuerfeld. 1B zeigt schematisch
eine Querschnittsansicht des in 1A gezeigten
Steuerfeldes ent lang AA'. Ein Steuerfeld 2 ist in einer
Wand 4 einer zu steuernden Vorrichtung eingelassen. Das
Steuerfeld beinhaltet einen kapazitiven Positionssensor 6 in
Form eines Ringes und vier herkömmliche Schalter 8.
Diese sind mit einer geeigneten Steuerungsschaltung (nicht gezeigt)
gekoppelt.
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Der
kapazitive Sensor 6 ist auf einer gedruckten Plattform-Schaltungsplatine
(PCB) 10 ausgebildet. Die Plattform-PCB 10 und
der kapazitive Sensor 6 sind von einer äußeren
Schutzschicht 14 bedeckt. Die Plattform-PCB 10 ist
kippbar auf einer zentralen Stütze 12 gelagert,
sodass sie sich innerhalb einer Öffnung in der Wand 4 der
Vorrichtung bewegen kann. Die Stütze 12 ist an
einer Basis-PCB 16 befestigt. Die Basis-PCB 16 und
die Wand 4 sind miteinander fest verbunden. Die Position
eines Fingers eines Nutzers, welcher über dem Sensor 6 berührt, wird
durch die Steuerschaltung bestimmt und kann verwendet werden, um
die Vorrichtung zu steuern.
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Die
Schalter 8 sind auf der Basis-PCB 16 unterhalb
des kapazitiven Sensors 6 aufgebracht. Durch das Aufbringen
der Schalter hinter dem kapazitiven Sensor anstatt woanders auf
der Vorrichtung wird die Grundfläche des Steuerfeldes verringert.
Jeder Schalter 8 umfasst eine verformbare Membran 8B,
welche über einer zentralen Elektrode 8A angebracht
ist. Jede Membran erstreckt sich von der Basis-PCB 16 bis
in eine Höhe, in der sie gerade so die Unterseite der Plattform-PCB 10 berührt.
Schaltvorgänge werden durch das Verformen einer ausgewählten
Membran ausgelöst, sodass sie die zentrale Elektrode 8A kontaktiert.
Dies wird durch ein Herunterdrücken des kapazitiven Sensors über
dem gewünschten Schalter bewerkstelligt. Dies bewirkt, dass
die Plattform-PCB 10 um ihre zentral Stütze 12 kippt
und die Membran des ausgewählten Schalters zusammendrückt,
sodass sie in Kontakt mit ihrer zentralen Elektrode gebracht wird.
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Ein
Nutzer stellt Anweisungen durch geeigneten Gebrauch des kapazitiven
Sensors und der Schalter bereit. Falls beispiels weise die Vorrichtung ein
tragbares Musikwiedergabegerät ist und der Nutzer ein bestimmtes
Musikstück, welches auf der Vorrichtung gespeichert ist,
wiedergeben möchte, könnte der Nutzer einen geeigneten
der Schalter aktivieren, um eine Auflistung der verfügbaren
Stücke anzuzeigen, dann seinen Finger über dem
kapazitiven Sensor bewegen, um durch die verfügbaren Stücke zu
blättern, und schließlich einen anderen der Schalter
drücken, um die Wiedergabe des gewünschten Stückes
zu initiieren. Ein mittlerer Knopf ist häufig auch für
zusätzliche Arten der Eingabe enthalten, um eine Funktion
zu aktivieren, wie es in der US-Patentanmeldungsveröffentlichung
2003/0095096 beschrieben ist.
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Obwohl
das in 1A und 1B gezeigte Steuerfeld 2 eine
kompakte und intuitive Benutzerschnittstelle bereitstellt, hat es
eine Anzahl von Defiziten. Zum Beispiel gibt es eine Lücke 20 zwischen der
Plattform-PCB 10 und der Wand 4. Dies bedeutet,
dass das Innere des Gerätes nicht versiegelt ist. Dementsprechend
können Schmutz und Flüssigkeit in das Gerät
gelangen und Schaden verursachen. Zusätzlich ist die mechanische
Natur des Kippmechanismus gegenüber Abnutzung und möglichem letztlichen
Versagen anfällig. Des Weiteren, da die gesamte Plattform-PCB 10 frei
um ihre Stütze kippen kann, können Schalter aus
Versehen aktiviert werden, beispielsweise durch Drücken
auf halben Wege zwischen ihnen (was im weiteren Verlauf mehr als
einen Schalter aktivieren könnte). Schließlich
erfordert der Mechanismus beachtliche Fingerbewegung, um eine Funktion
zu aktivieren, da der Nutzer nach der Durchführung einer
Blätterbewegung auf der Erfassungsoberfläche dann
einen Schalter zum Drücken auffinden muss, was den Nutzer
veranlasst, seinen Finger zu heben und ihn zu einem der verfügbaren Schalter
zu bewegen. Dieser Vorgang könnte auch zusätzliche
ungewollte Blättervorgänge auslösen,
da der Finger des Nutzers häufig nicht von der Erfassungsoberfläche
in einer rein senkrechten Bewegung abhebt, was in einer unbeabsichtigten
Menüauswahl resultiert.
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Eine
andere Art von Steuerfeld ist in dem Patent
US 7,279,647 des Anmelders beschrieben,
wie in
2A und
2B gezeigt.
2A zeigt
schematisch in Aufsicht ein Steuerfeld
22 zum Steuern einer
Vorrichtung.
2B zeigt schematisch eine Querschnittsansicht
des Steuerfeldes
22 entlang BB'. Das Steuerfeld
22 hat
ein Gesamtmaß an Funktionalität, welches insofern ähnlich
dem des in
1A und
1B gezeigten
Steuerfeldes ist, als es ein PSE
26 in Form eines Ringes
und vier Schalter
28 beinhaltet.
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Das
Steuerfeld 22 umfasst ein PCB-Substrat 36, welches
den kapazitiven Sensor 26 und die Schalter 28 trägt,
ein Oberflächenfeld 24, welches das Substrat 36 überlagert,
und eine äußere schützende flexible Membran 34.
Das Kunststoffoberflächenfeld 24 ist integral
in einer Wand der Vorrichtung gebildet. Der Sensor 26 hat
die Form eines Ringes und umfasst Bereiche 27 von leitfähigem
Material, welches auf dem Substrat 36 aufgebracht ist.
Vier der leitfähigen Bereiche haben kreisförmige
offene Bereiche 31, innerhalb derer sich kein leitfähiges
Material befindet. Diese offenen Bereiche 31 entsprechen
den Positionen der vier Schalter. Innerhalb jedes offenen Bereiches 31 befindet
sich eine zentrale Elektrode 28A, welche als ein geschalteter
Kontakt des entsprechenden Schalters dient. Eine elektrische Verbindung 42 verläuft
von jeder zentralen Elektrode durch das Substrat 36, um
es dem geschalteten Anschluss zu ermöglichen, an eine Erfassungsschaltung
angeschlossen zu werden.
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Das
Steuerfeld 22 ist mit einer positionserfassenden Schaltung
verbunden, welche betreibbar ist, eine Kapazitätsverteilung
innerhalb einer empfindlichen Fläche des Sensors zu bestimmen.
Ein Objekt, wie beispielsweise der Finger eines Nutzers, in der
Nähe des Sensors 26 beeinflusst die Kapazität jeder
der leitfähigen Flächen unterschiedlich, je nach Position
des Objekts innerhalb der empfindlichen Fläche. Messungen
der Kapazität der entsprechenden leitfähigen Flächen
gegen Masse werden vorgenommen, und aus den Änderungen
der Ka pazität, welche durch die Anwesenheit des Objekts
hervorgerufen werden, wird die Position des Objekts auf dem Sensor
bestimmt. Ein Steuersignal, welches diese Position darstellt, wird
an eine Gerätesteuerung übermittelt, welche geeignete
Handlungen vornimmt, um die Vorrichtung zu steuern.
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Jeder
der vier Schalter 28 umfasst eine verformbare leitfähige
Membran 28B, welche über einer entsprechenden
der zentralen Elektroden 28A angeordnet ist. Wenn die Membran 28B sich
in einem entspannten Zustand befindet (d. h. keine Verformungskraft
angewendet wird), berührt sie die zentrale Elektrode 28A nicht
und der Schalter ist in einem offenen Zustand. Die Membranen 28B erstrecken
sich jeweils durch ihre entsprechenden Löcher in dem Oberflächenfeld 24,
sodass sie über es hinausragen. Die flexible schützende
Membran 34 hat die Form eines Rings und ist an dem Oberflächenfeld 24 innerhalb
der Aussparung in seiner oberseitigen Oberfläche befestigt,
sodass sie die herausragenden Membranen überlagert.
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Ein
Schaltungsvorgang wird durch einen Nutzer vorgenommen, wenn er über
der geeigneten Membran 28B drückt, um sie ausreichend
zusammenzudrücken, sodass sie in Kontakt mit ihrer zentralen
Elektrode 28A gebracht wird, wodurch der Schalter in einen
geschlossenen Zustand versetzt wird. Dies wird bewerkstelligt, indem
auf die flexible schützende Membran 34 an geeigneter
Stelle gedrückt wird. Die Schaltung ist ausgelegt, auf
dies mit dem Senden eines geeigneten Steuersignals an die Steuerung
zu antworten, sodass sie geeignete Handlungen vornehmen kann, um
die Vorrichtung zu steuern. Diese Konfiguration hat den Vorteil
gegenüber dem Entwurf von 1A und 1B,
dass die Oberfläche vollständig versiegelt werden
kann. Der Entwurf hat jedoch immer noch den Nachteil, dass der Nutzer
einen Schalter mit einem Finger nach einer Blätterbewegung
aufsuchen muss, was in einem Fehler in der Menüauswahl
münden könnte. Offensichtlich kann der Entwurf
von 2A und 2B auch
einen Mittelschalter unterhalb der Oberfläche 24 einschließen,
falls erwünscht.
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Die
Steuerfelder, welche in 1A und 1B, 2A und 2B veranschaulicht
sind, bestehen je aus vier Schaltern, welche mit der Zeit dem Verschleiß unterworfen
sind und letztlich kaputt gehen. Die Anzahl der Schalter, welche
bereitgestellt werden, bedeutet auch, dass solche Steuerfelder schwieriger
herzustellen sind, da sie zusätzliche Herstellungsschritte
erfordern. Die Leistungsfähigkeit beider Arten wird nachteilig
durch das Erfordernis beeinflusst, dass der Nutzer einen Schalter
lokalisieren muss, um eine Funktion „einzugeben", nachdem
die Blätterauswahl vorgenommen worden ist, was zu zusätzlicher
Fingerbewegung und Fehlern führen kann.
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Andere
Steuerfeldsysteme, die es dem Nutzer ermöglichen, ein Gerät
zu steuern, sind bekannt. Zum Beispiel offenbart die internationale
Patentanmeldung
WO2006029974 ein
System, welches ein Berührfeld und Mittel zum Bestimmen
des Ortes eines Punktes umfasst, an welchem ein Nutzer das Berührfeld
berührt. Das System ist weiterhin ausgelegt, dem Nutzer
ein mechanisches Feedback zu geben, falls eine vom Nutzer auf das
Berührfeld aufgewendete Kraft einen gewissen Wert überschreitet.
Dies wird dadurch erreicht, dass das Berührfeld beweglich innerhalb
eines Rahmens gelagert wird und dass Bewegung auf dem Berührfeld
innerhalb des Rahmens bei Anwendung von Druck nachgewiesen wird.
Irgendeine Anordnung, mit der ein Ort eines Berührpunktes
und ein am Berührpunkt angewendeter Druck korreliert werden
können, offenbart oder legt das System nicht nahe. Da das
Berührfeld des Weiteren physikalisch von dem Rahmen getrennt
ist, bleiben Lücken, welche das Berührfeld und
den Rahmen anfällig gegenüber dem Eindringen von Schmutz
und Flüssigkeit machen.
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US 6,239,790 offenbart einen
Berührfeldaufbau zum Bereitstellen eines Signals für
einen Computer, welches bezeichnend für den Ort des von
einem den Berührfeldaufbau berührenden Objekt
ausgeübten Druckes ist. Der Berührfeldaufbau umfasst X/Y-orts-
und druckempfindliche Schichten, welche von Halbleiter widerstandssensoren
gebildet werden. Obwohl die Anordnung einen Ort und einen Druck, welcher
durch eine Nutzereingabe angewendet wird, ermitteln kann, ist das
System kompliziert. Außerdem befasst sich das System hauptsächlich
mit dem Messen eines durchgängigen Bereiches von Eingabedrücken,
und weil das System unter Verwendung von Halbleitersensoren aufgebaut
ist, ist die Spanne von nachweisbaren Eingabedrücken, die
genau nachgewiesen werden können, beschränkt.
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US2007/0052691 offenbart
eine Eingabevorrichtung, welche ein bewegliches Berührfeld
beinhaltet. Die Vorrichtung beinhaltet Mittel zum Bestimmen eines
Punktes, an dem ein Nutzer das Berührfeld berührt,
und Mittel zum Erzeugen eines Steuersignals, welches den Punkt bezeichnet,
an dem der Nutzer das Berührfeld berührt. Eine
Gruppe von Bewegungsanzeigern weist die Bewegung des beweglichen
Berührfeldes nach, um eine Anzahl von zusätzlichen
Steuersignalen zu erzeugen, welche die Bewegung des Berührfeldes
anzeigen. Obwohl es dieses System ermöglicht, sowohl den
Ort einer Nutzereingabe als auch die Bewegung des Berührfeldes nachzuweisen,
kann es nicht den Nachweis eines individuellen betätigenden
Druckes ermöglichen, welcher einen Nutzereingabedruck oberhalb
eines vorbestimmten Schwellwertes nachweisen kann. Des Weiteren
erfordert das offenbarte System eine Anzahl von Bewegungssensoren,
um die Bewegung des Rahmens nachzuweisen, was zu den Kosten und der
Komplexität des Eingabegerätes im Gesamten beitragen
kann. Da das Berührfeld zusätzlich physikalisch
getrennt von dem Rest des Gerätes ist, bleiben Lücken,
welche das Gerät anfällig gegenüber Eindringen
von Schmutz und Flüssigkeit machen.
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US2004/108995 offenbart
ein System, welches ein in einer Anzeigeeinheit integriertes Berührfeld
beinhaltet. Die Anzeigeeinheit ist an einem mechanischen System
befestigt, welches es ermöglicht, die Anzeigeeinheit relativ
zu einem Rahmen zu bewegen, welcher die Anzeigeeinheit aufnimmt.
Wenn ein Nutzer das Berührfeld berührt, wird der
Ort und der Druck, mit dem das Berührfeld berührt
worden ist, nachgewiesen und die Anzeigeeinheit wird entsprechend
bewegt. Als solches stellt das mechanische System eine Anordnung
zum Bewegen des Schirms in eine Richtung bereit, in der er gedrückt
wird.
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Um
die Defizite der oben erwähnten Dokumente im Stand der
Technik anzusprechen, ist nun ein verbessertes Steuerfeld entwickelt
worden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß einem
ersten Aspekt der Erfindung wird ein Steuerfeld bereitgestellt,
welches ein positionserfassendes Element („PSE"), das mit
einem Positionsschnittstellenschaltkreis („PIC") gekoppelt ist,
welcher betreibbar ist, die Position eines dem PSE zugeführten
Objektes zu bestimmen, und zumindest eine druckerfassende Vorrichtung
(„PSD") unter dem PSE umfasst, wobei das PSD auf an vielfachen
Orten der nutzerbetreibbaren Nutzeroberfläche angelegten
Nutzerdruck antwortet. Der PIC oder die Endanwendung bestimmt die
Art der Druckeingabe des Nutzers; beispielsweise, indem der Druck,
der durch das PSD erfasst wird, als eine „Eingabe"- oder „Tu
es!"-Funktion ausgelegt wird, welche mit einer Nutzerfeedbackanzeige
wie einem Menüpunkt auf einem LCD korreliert ist, ohne
dass die Notwendigkeit besteht, einen Finger zu einer gesonderten
Knopfposition hin zu bewegen oder ihn von dem PSE abzuheben. Der
PIC kann auch diese Korrelation bereitstellen, indem er Kenntnis
von dem Ort des Fingers des Nutzers zum Zeitpunkt einer Erhöhung
des PSD-Druckes hat.
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Daher
kann gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung in
einem Beispiel das Druckereignis, bei dem das Objekt der erfassenden
Oberfläche des PSE mit einem Druck zugeführt wird,
welcher eine Aktivierungsdruckschwelle überschreitet, durch
das PSD selbst dann nachgewiesen werden, wenn das Objekt an irgendeiner
beliebigen Stelle zumindest einem Teil der erfassenden Oberfläche
des PSE zugeführt wird. In einigen Beispie len ist das PSE
verstellbar in Bezug auf das PSD montiert, sodass Druck oberhalb
der Aktivierungsschwelle, welcher durch das Objekt ausgeübt
wird, das Verrücken des positionserfassenden Elementes
auslöst, mit der Wirkung, dass das Druckereignis von dem
druckerfassenden Gerät nachgewiesen werden kann. Ein weiterer
Aspekt der Erfindung beinhaltet eine nutzergesteuerte Vorrichtung,
welche ein Steuerfeld gemäß dem ersten Aspekt
aufweist.
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Das
PSE kann impedanzbasiert, beispielsweise kapazitiv oder krafterfassend
widerstandsbehaftet („FSR"), oder nicht impedanzbasiert,
wie beispielsweise optische oder akustische Verfahren, sein. Es
ist bevorzugt, dass die Sensorschicht ein kapazitives PSE ist, welches
in der Lage ist, eine Nutzereingabe als entweder einen ein- oder
zweidimensionalen Berührort zu deuten, je nach den Anforderungen
der Anwendung. Sowohl relative als auch absolute Positionsmessungen
durch das PSE sind in verschiedenen Ausführungsformen annehmbar.
Diese Sensorarten sind im Stand der Technik gut bekannt und werden
hier nicht in weiteren Einzelheiten beschrieben.
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Das
PSD kann ein verformbarer Membran- oder Domschalter sein, welcher
einen galvanischen Kontaktschluss beim Zusammendrücken
bereitstellt, welcher durch den Endanwendungsprozessor oder den
PIC ausgelesen werden kann. Günstigerweise kann diese Art
von PSD dem Nutzer ein mechanisches Klick-Feedback nach dem Drücken
geben. Andere Arten von PSD können eingesetzt werden, beispielsweise
ein FSR, ein optischer Unterbrecher, ein piezoelektrischer Kristall
oder ein kapazitiver Schalter, welcher durch Erfassen zweier leitfähiger
Platten, welche sich zum Zeitpunkt des Drückens relativ
zueinander bewegen, betreibbar ist. Solche nicht-galvanischen Arten
von PSD haben den Vorteil von hoher Lebensdauer, da sie nicht unter
Korrosion, Oxidation oder Feuchtigkeitseinwirkungen leiden, welche die
Zuverlässigkeit des PSD beeinflussen können. Falls
das PSD jedoch kein Klick-Feedback für den Nutzer bereitstellt,
kann ein haptisches Gerät verwendet werden, um ein mechanisches
Feedback, wie beispielsweise ein Schütteln oder eine Stoßbewegung
auf die Druckeingabe eines Nutzers an das PSD bereitzustellen.
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Ein „verformbarer
Domschalter" sollte so verstanden werden, dass jegliche Art von
Schalter jeglicher Zusammensetzung ohne Beschränkung gemeint
ist, beispielsweise Metalldomschalter, leitfähige Gummidome,
leitfähige Kunststoffdome, Tastknöpfe, Membranknöpfe
oder andere elektromechanische Schaltgeräte, mit oder ohne
tastbarem Feedback.
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Das
Steuerfeld kann weiterhin ein Substrat oder eine Stütze
umfassen, in der/dem das PSE daran montiert ist. Das PSD kann unterhalb
der Stütze angeordnet sein und ist ausgelegt, zwischen
einem offenen Zustand und einem geschlossenen Zustand durch Drücken
und Druckentlasten des PSE, welches auf der Stütze montiert
ist, zu wechseln.
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Das
Steuerfeld kann weiterhin Mittel zum Halten der Stütze
umfassen, auf der das PSE innerhalb des Steuerfeldes montiert ist.
Das Steuerfeld kann auch Mittel, wie beispielsweise Federmittel, zum
Steuern der Verstellung der Stütze zwischen Positionen
umfassen, in denen der PSD sich in einem offenen Zustand und in
einem geschlossenen Zustand befindet. In einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Mittel zum Halten und Steuern der Verstellung der Stütze
eine Einheit bzw. dieselben.
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Das
Steuerfeld kann ein flexibles oder verformbares Oberflächenfeld
umfassen, welches das PSE überlagert, wobei das PSE ein
PSD über eine mechanische Struktur wie beispielsweise eine
bewegliche Plattform überlagert. Des Weiteren kann das
Steuerfeld zusätzlich eine schützende flexible Membran
umfassen, welche das Oberflächenfeld überlagert.
Dies sorgt für ein Steuerfeld mit einer äußeren
Oberfläche, die in der Tat versiegelt ist, aber trotzdem
noch eine Aktivierung des PSE und des PSD ermöglicht. Eine
Versiegelung kann auch unter Verwendung eines Flansches rund um
den Umfang des beweglichen Teiles des Gerätes herbeigeführt werden.
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Das
PSE kann entlang jedes gewünschten Pfades angeordnet sein,
beispielsweise eines geschlossenen Pfades wie eines Kreises oder
eines offenen Pfades wie einer Linie oder Kurve. Analog kann das
PSD an einer Stelle unter dem PSE wie gewünscht platziert
sein. Des Weiteren kann das Steuerfeld mit zusätzlichen
mechanischen oder berührungsempfindlichen Schaltern außerhalb
der empfindlichen Fläche des PSE ausgestattet sein.
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Das
Steuerfeld der Erfindung kann in der Form eines drehbaren Feldes
(d. h. das PSE ist in einem Kreis oder einer Kurve wie einem Halbkreis
oder einer omegaförmigen Gestalt angeordnet), einer Kippplatte
oder einer Spurplatte (d. h. das PSE ist in einer quadratischen,
rechteckigen, ovalen oder sonstigen geeigneten Form angeordnet)
vorliegen. Ein kapazitiver PSE kann aus einzelnen oder mehrfachen
leitfähigen Elektroden, beispielsweise Kupfer-, Kohlenstoff-
oder Indium-Zinn-Oxid-(ITO)-Elektroden bestehen, welche in vorbestimmter
Weise angeordnet sind. Ein ITO-basierter kapazitiver PSE kann verwendet
werden, um ein durchscheinendes oder durchsichtiges PSE bereitzustellen,
welches von hinten beleuchtet oder vor einer graphischen Anzeige wie
beispielsweise einer LCD- oder LED-Anzeige platziert werden kann.
Daher kann das PSE ausgelegt sein, lichtundurchlässig oder
im Wesentlichen durchsichtig zu sein, ja nach Anwendung des Gerätes,
welches das Steuerfeld beinhaltet.
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In
Ausführungsformen der Erfindung kann das verwendete PSD
auf Einfachwirkung oder Doppelwirkung ausgelegt sein. Falls das
PSD auf Einfachwirkung ausgelegt ist, wird eine Kraft, die ausreichend
ist, um den Zustand des PSD zu ändern, einen angeforderten
Modus oder Funktion (wie beispielsweise „Eingabe" oder „Tu
es!") des Gerätes, welches das Steuerfeld beinhaltet, aktivieren.
Falls das PSD auf Doppelwirkung aus gelegt ist, können beim
Anwenden einer Kraft, die ausreichend ist, um eine erste oder „anfängliche"
Druckeingabe auszulösen, gefolgt von einer zusätzlichen
Kraft oder Druck auf das PSE, um eine zweite oder „abschließende"
Druckeingabe auszulösen, zwei Funktionen oder Stufen in dem
Gerät gesteuert werden. Ein Beispiel wäre es, wenn
ein Nutzer durch Verwenden der Oberfläche des PSE zu einem
Menüpunkt oder einer Funktion blättert, und dann
leicht drückt, um die ersten Druckeingabestufe zu aktivieren,
sodass eine „Vorschau" der ausgewählten Funktion
ausgelöst wird; ein noch stärkerer Nutzerdruck
kann es dann „geschehen lassen". Eine Steuerung kann die
Signale von dem PSD interpretieren, um die Funktion oder den angeforderten
Betriebsmodus, basierend auf der Betriebssoftware, welche in dem
speziellen Gerät verwendet wird, zu bestimmen.
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Das
PSD kann eine Auslenkung während eines Druckereignisses
zulassen, beispielsweise wird ein tastbarer Dom (Kuppel) unter Druck
zusammengedrückt, sodass für ein Klick-Feedbackgefühl
gesorgt wird. Jedoch kann die Erfindung auch nicht-auslenkbare Arten
von PSDs wie beispielsweise FSRs und piezoelektrische Sensoren verwenden; diese
Arten von PSD bieten kein tastbares Klickgefühl, können
aber für einen Mechanismus sorgen, der eine bessere Feldversiegelung
gegenüber Feuchtigkeit und Schmutz bietet. Ein tastbares
Feedback kann in diesen Fällen einen haptischen Wandler
umfassen, welcher über den PIC ansprechbar ist, um dem
Nutzer eine Klick- oder Vibrationsreaktion bereitzustellen.
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Das
Steuerfeld der Erfindung kann in Unterhaltungselektronikgeräte
eingebaut werden, wie beispielsweise Mobiltelefone (Handys), tragbare
Medienwiedergabegeräte (MP3-Spieler), Digitalkameras und
so weiter, um verschiedene Betriebsfunktionen der Geräte
zu steuern. Das Steuerfeld der Erfindung kann auch ein „eigenständiges"
Gerät oder Peripherie für ein Hauptgerät
sein, beispielsweise einen Computer. In solchen Ausführungsformen
ist das periphere Gerät elektronisch mit dem Hauptgerät
drahtlos oder mit Kabel verbunden, um einen Zeiger oder eine andere
Funktion der Anzeige des Hauptgerätes zu steuern. In einer
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Steuerfeld
als eine Maus oder ein anderes Eingabegerät für
einen PC verwendet werden.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung wird ein Steuerfeld zum Steuern einer
Vorrichtung in Reaktion auf Nutzerangaben bereitgestellt, wobei das
Steuerfeld ein positionserfassendes Element mit einer erfassenden
Oberfläche und einen Positionsschnittstellenschaltkreis
umfasst. Der Positionsschnittstellenschaltkreis ist betreibbar,
um eine Position eines Objektes auf der erfassenden Oberfläche zu
bestimmen, wenn das Objekt der erfassenden Oberfläche des
positionserfassenden Elements zugeführt wird. Das Steuerfeld
beinhaltet zumindest eine druckerfassende Vorrichtung. Die druckerfassende
Vorrichtung und die erfassende Oberfläche des positionserfassenden
Elements sind derart angeordnet, dass eine Auslenkung der erfassenden Oberfläche
in Bezug auf die druckerfassende Vorrichtung in Reaktion auf von
dem Objekt ausgeübten Druck durch die druckerfassende Vorrichtung
nachweisbar ist.
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In
einem Beispiel ist der Positionsschnittstellenschaltkreis betreibbar,
um eines oder mehrere einer Vielzahl von nutzerangegebenen Signalen
durch Korrelation des Ortes des Objektes auf der erfassenden Oberfläche
mit einem von der druckerfassenden Vorrichtung nachgewiesenen Druck
zu ermitteln. Die erfassende Oberfläche kann eine Vielzahl
von vorbestimmten Orten enthalten, welche virtuelle Knöpfe darstellen
können, sodass durch das Bestimmen, ob das Objekt sich
an einem der Vielzahl von vorbestimmten Orten auf der erfassenden
Oberfläche des positionserfassenden Elements befindet,
der Positionsschnittstellenschaltkreis das nutzerangegebene Signal
durch Korrelation des Ortes des Objektes an einer der vorbestimmten
Orte mit dem nachgewiesenen Druck ermitteln kann, wobei jeder der
vorbestimmten Orte einem der Vielzahl der nutzerangegebenen Signale
entspricht.
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Verschiedene
weitere Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in
den beigefügten Ansprüchen definiert, welche eine
nutzergesteuerte Vorrichtung, ein Verfahren zum Steuern einer Vorrichtung
und ein Verfahren zum Ermitteln eines einer Vielzahl von nutzerangegebenen
Signalen beinhalten.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Zum
besseren Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie
selbige in die Tat umgesetzt werden kann, wird nun beispielhafter
Bezug auf die begleitenden Zeichnungen genommen, worin gleiche Teile
die gleichen alphanumerischen Bezugszeichen tragen und in denen:
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1A schematisch
eine Aufsicht eines bekannten Steuerfeldes zeigt;
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1B schematisch
eine Schnittsansicht durch das in 1A gezeigte
Steuerfeld zeigt;
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2A schematisch
eine Aufsicht eines bekannten Steuerfeldes zeigt;
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2B schematisch
eine Schnittsansicht durch das in 2A gezeigte
Steuerfeld zeigt;
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3 und 4 schematisch
Schnittsansichten eines Steuerfeldes gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung zeigen;
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5 schematisch
eine Aufsicht von Teilen des in 3 und 4 gezeigten
Steuerfeldes zeigt;
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6, 7 und 8 schematisch Schnittsansichten
eines Steuerfeldes gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung bei angelegtem Druck zeigen;
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9 schematisch
in Schnittsansicht ein Steuerfeld mit einer versiegelten oberseitigen
Oberfläche unter Druck zeigt;
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10 schematisch
in Schnittsansicht ein Steuerfeld mit einer versiegelten unterseitigen
Oberfläche zeigt;
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11 schematisch
in Schnittsansicht das Steuerfeld von 10 unter
Druck zeigt und zusätzlich ein Verbindungsverfahren zeigt;
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12 schematisch
in Schnittsansicht ein Steuerfeld mit mechanischen Anzeigepunkten
zeigt;
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13 das
Steuerfeld von 12 in Aufsicht zeigt;
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14A bis 14D Aufsichten
des Steuerfeldes mit unterschiedlichen Umrissformen, Koordinatensysteme
zum Betrieb und die Verwendung von virtuellen Knöpfen zeigen;
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15A, 15B und 15C in Schnittsansicht eine Form von dualer Druckerfassung
bei verschiedenen Kompressionszuständen zeigen;
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16A und 16B eine
alternative kompaktere Form des Aufbaus des Steuerfeldes mit zwei Konfigurationen
von elektrischen Verbindungen und zwei Verfahren der Druckübertragung
auf einen Drucksensor zeigen;
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17A schematisch in Schnittsansicht ein Steuerfeld
zeigt, welches auf Dünnheit optimiert ist und über
einer optionalen graphischen Anzeige platziert ist;
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17B in Aufsicht den Umriss des PSE von 17A zeigt;
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18 ein
Diagramm des Druckes auf den Drucksensor in Abhängigkeit
von der lateralen Entfernung von dem Ort des Sensors zeigt;
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19 eine
elektrische Blockdarstellung des Gerätes zeigt; und
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20a eine veranschaulichende Darstellung eines
tragbaren PCs ist, welcher angepasst wurde, sodass er einen Drucksensor
gemäß der vorliegenden Technik beinhaltet, wobei
Beispieltasten auf dem Tastenfeld des PCs gezeigt werden; 20b ist ein entsprechendes Beispiel, welches einen
unterschiedlichen Satz Tasten zeigt; 20c ist
ein weiteres entsprechendes Beispiel, welches einen unterschiedlichen
Satz Tasten zeigt; und 20d bietet ein
veranschaulichendes Beispiel, in dem eine berührungsempfindliche
Steuerplatte des Steuerfeldes des PCs unter Verwendung eines Berührungssensors
gemäß der vorliegenden Technik ausgestattet ist.
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Beschreibung von Beispielausführungsformen
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3 zeigt schematisch in Schnittsansicht ein
Steuerfeld 50 zum Steuern eines Gerätes, beispielsweise
eines tragbaren Musikwiedergabegerätes, Mobiltelefons oder
irgendeines anderen Apparates, gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung. Ein PSE 60 von jeglicher betreibbaren physikalischen
Basis (wie beispielsweise eine Kapazitäts- oder andere
Form von Impedanzmessung, optisch, akustisch, piezoelektrisch etc.)
liegt unter einer Nutzeroberfläche 62, wobei besagte
Oberfläche zur Berührung und zum Drücken
durch einen Nutzer gestaltet ist. Eine steife Trägerplatte 58 wird
von nachgiebigem Material 64 gestützt, welches
unter Druck zwischen 58 und PCB 52, auf dem der
Aufbau gestützt wird, zusammengedrückt wird. Elektrische,
optische oder akustische Verbindungen zu 60 sind nicht
gezeigt. Eine hubbegrenzende Fortsatzkante oder Pfosten 59 erstreckt
sich unterhalb des Aufbaus, um Schaden an dem Aufbau durch Überdruck
zu verhindern. Ein PSD 54 wird durch Fortsatz 61 zusammengedrückt,
der als Kraftbündler dient, wenn der Nutzer 100 irgendwo
entlang der Oberfläche 62 Kraft ausübt.
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Eine
optionale Versiegelung 55 stellt eine Feuchtigkeits- und
Staubbarriere für den Aufbau bereit; andere Formen der
Versiegelung werden in späteren Figuren gezeigt.
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In
der Praxis kann das PSD 54 jedes druckerfassende Gerät
wie beispielsweise ein FSR sein, oder wie in 4 gezeigt,
ein verformbarer Domschalter 65. Falls 65 für
ein plötzliches Biegen unter Druck sorgt, wird der Nutzer 100 eine
deutliche „Klick"-Reaktion fühlen und sogar hören,
welche durch Pfosten 61 zu der Steueroberfläche 62 hinauf wandert,
wo sie eine wohltuende Anzeige von Druckfeedback herbeiführt.
In der Tat ist herausgefunden worden, dass die Oberfläche
des Aufbaus selbst als eine Art von Lautsprechermembran wirkt, wodurch der
Klang des Klicks an den Nutzer in einer scheinbar verstärkten
Form weitergegeben wird. Falls das PSD geringfügigen oder
keinen intrinsischen Hub (Bewegungsweg) aufweist und keine tastbare
und/oder hörbare Feedbackreaktion aus eigener Kraft erzeugen kann,
dann kann ein optionales haptisches Gerät 51, wie
beispielsweise ein Solenoid, ein Lautsprecher, ein piezoelektrischer
Wandler oder eine andere Vorrichtung mit beweglicher Masse durch
den PIC ausgelöst werden, um für ein solches mechanisches und/oder
akustisches Feedback für den Nutzer zu sorgen.
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Der
Schalterdom 65 kann wie gezeigt von galvanischer Art sein,
dessen Ausgabe dem PIC 76 (19) oder
direkt der Logik des Apparates 82, mit dem der Apparat 50 verbunden
ist, eingespeist wird.
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Ein
zusammendrückbares Material 64 übt eine
rücktreibende Kraft auf den Aufbau aus und widersteht daher
geringfügig dem Fingerdruck des Nutzers. Das Material 64 kann
ein Ring aus Material um den gesamten Aufbau 64a (5)
sein oder kann mehrere vereinzelte Säulen aus Material 64b an
einer oder mehreren Stellen sein. Falls mit vereinzelten Säulen
aus Material ausgestaltet, können die Säulen auch
Federn aus Metall oder Kunststoff sein. Falls ein federartiger Tastdom
für PSD 54 verwendet wird, wie in 65,
dann mag zusätzliches Material 64a oder 64b nicht
erforderlich sein, da die Federkraft von dem PSD (beispielsweise
dem Dom) selbst bereitgestellt wird. In einigen Fällen
könnte das Federmaterial noch erforderlich sein, um die
Kraft eines Doms 65 zu unterstützen, beispielsweise
falls der Umfang der Oberfläche 62 groß ist
oder eine große Masse hat, welche zusätzliche
nachgiebige Stützung braucht, oder falls das PSD andernfalls
nicht genügend Federkraft von sich aus hat.
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5 zeigt
schematisch eine Aufsicht des Steuerfeldes 50 aus der Sicht
des Nutzers (von oben). Insbesondere zusammendrückbares
Material 64a wird in dieser Sicht als ein Ring aus Material
unter der Steueroberfläche oder als Säulen 64b gezeigt.
Eine Nutzereingabe kann über die gesamte Oberfläche
innerhalb 62 bewirkt werden, wobei bekannte PSE-Verfahren
wie oben beschrieben verwendet werden. Druck zur Betätigung
des PSD 54 kann überall innerhalb Oberfläche 62 ausgeübt
werden, da der Mechanismus mechanisch von dem Rest des Feldes 56 isoliert
ist. Aufgrund der Hebelwirkung der Oberfläche wie in 6 und 8 gezeigt
ist die Kraft, die erforderlich ist um das PSD zu aktivieren, nicht
an allen Stellen gleich, wobei sie vielmehr um bis zu einen Faktor 2 größer über
der Oberfläche über der Mitte im Falle der 4 ist.
Genauso kann die Druckhubauslenkung durch einen Finger nahe den
Kanten doppelt so groß wie in der Mitte sein, um das PSD
zu betätigen. Dies wird später im Zusammenhang
mit 18 beschrieben.
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In
Bezug auf 6 sehen wir die Auswirkung von
Nutzerdruck, welcher auf die Steueroberfläche 62 auf
den Aufbau nahe einer Kante, abseits der Mitte des PSD 54,
ausgeübt wird. Falls dieser Druck wie gezeigt ausgeübt
wird, kippt die Oberfläche 62 zu einer Seite wie
gezeigt hinab, was es dem Pfosten 61 ermöglicht,
das PSD 54 zusammenzudrücken. Der Punkt 70 ist
der Schwenkpunkt der Bewegung, da er auf der fernliegenden Kante
des beweglichen Mechanismus an der Schnittstelle zwischen dem steifen Element 58 und
dem umgebenden Feld 56 liegt. 7 zeigt
die Auswirkung, wenn der Druck auf die Mitte der Oberfläche 62 direkt über
dem PSD 54 ausgeübt wird. Hier bewegt sich die
gesamte Oberfläche wie gezeigt hinab, sodass sie Kraft
auf das PSD 54 ohne speziellen Schwenkpunkt ausübt.
Daher ist es klar, dass es mit einem einzelnen PSD möglich
ist, eine erfassende Oberfläche zu schaffen, die sowohl ein
großes PSE mit Aktivierungsdruckvariationen von nur 2:1
hat. In Tests ist diese Aktivierungsdruckvariation merklich, aber
nicht störend. 8 zeigt die gleiche Wirkung
wie in 6, aber mit einem tastbaren Domschalter 65,
welcher auf einer Kontaktoberfläche 66 zusammengedrückt
wird, um einen elektrisch auslesbaren Kontaktschluss zu erzeugen.
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Dom 65 und
Kontakt 66 können optional von kapazitiver Art
sein, wobei die Oberfläche von Kontakt 66 oder
die untere Oberfläche von Dom 65 mit einem dielektrischen
Material bedeckt ist, sodass auf keine galvanische Verbindung vertraut
wird. Eine Sensorschaltung ist nötig, um diese Änderung
in der Kapazität auszulesen; einmaligerweise hat diese
Art von Schalter eine extrem lange Lebensdauer, da sich die Kontaktoberflächen
nicht verschlechtern können, weil es keinen galvanischen
Kontakt gibt. Falls der PIC von kapazitiver Ausleseart ist und das
PSE eine kapazitive Schicht ist, ist das Hinzufügen eines
einzelnen kapazitiven Erfassungskanals für einen kapazitiven
PSD eine einfache, kostengünstige Vorgehensweise. Falls
die Änderung in der Kapazität aufgrund des Zusammenbruchs
solch eines Doms groß ist, dann kann das Auslesen der kapazitiven
Spitze auch dadurch bewerkstelligt werden, dass dieses Signal in
einen bestehenden Kanal des PIC eingespeist wird, der verwendet
wird, um einen der PSE-Kanäle auszulesen.
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9 zeigt
die Verwendung einer versiegelnden Membranoberfläche 72,
welche an der oberseitigen Oberfläche angebracht ist, statt
eines Versiegelungsflansches 55. Solch eine Oberfläche
kann ebenso für die Dekorschicht verwendet werden, wobei 72 an
die Oberflächen 56 und 62 derart angeklebt ist,
dass etwas Bewegungsfreiheit für den Bewegungsmechanismus
des Gerätes wie gezeigt ermöglicht wird. Falls
die Bewegung des Gerätes unter Druck geringfügig
ist, dann sollte mit der Zeit und im Gebrauch das Biegen von 72 keine
dauerhafte Verformung hervorrufen. Dies trifft speziell auf PSD-Arten
zu, die mit nicht viel Auslenkung unter Druck verbunden sind, wie
beispielsweise Piezo- oder FSR-Wandler, wo die erforderliche Biegung
von Membran 72 minimal sein würde.
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10 zeigt
das. Versiegeln der Vorrichtung, was unter dem Feld 56 dadurch
bewerkstelligt wird, dass das PSE 60 selbst als Siegel
verwendet wird, welches angehaftet wird, indem eine haftende Schicht
(nicht gezeigt) verwendet wird. In diesem Fall kann das PSE 60 nicht
nur durch die Erfassungszone unter der Mechanismusoberfläche 62 verlaufen,
sondern auch durch Bereiche unter dem Feld 56, beispielsweise,
um Fingerbewegung entlang eines breiteren Feldes mit einer einzigen
erfassenden Schicht 60 zu erfassen. Solch eine Konfiguration
ist insbesondere nützlich, wenn die gesamte Steueroberfläche
inklusive der Bereiche 62 und Teile von 56 über einer
graphischen Anzeige 74 liegen. In solch einem Fall können
das PSE und alle seine Stützstrukturen und Oberflächen 62 und 58 aus
einem klaren Material gefertigt sein, um Lichtdurchfall der Anzeige
zu ermöglichen. Auf diese Weise kann eine druckempfindliche
Eingabeoberfläche mit graphischen Symbolen interaktiv gemacht
werden, welche beispielsweise auf einem LCD oder einer anderen Art
einer optischen Anzeige angezeigt werden, was den Nutzer dazu bringt,
die Oberfläche 62 auf interaktivere Weise mit
der gesteuerten Vorrichtung einzusetzen. Materialien für 60 können
einen klaren PET-Film mit Beschichtungen aus ITO oder PEDOT für
die erfassenden Oberflächenbereiche beinhalten, was in
der Branche gut bekannt ist. PSE 60 kann von der Sorte einer
Einzel- oder Mehrfachschicht sein, wie dem Fachmann je nach Natur
der erforderlichen Erfassungswirkung und der Raffinesse des PIC
offensichtlich sein wird.
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Wie
in 11 gezeigt kann ein PSE 60 ausgelegt
sein, sich unter auf die Oberfläche 62 ausgeübtem
Druck leicht auf nahezu die gleiche Art zu verbiegen wie sich die
Schicht 72 von oben verbiegen kann. Zusätzlich
ist in 11 der Endabschnitt 78 von
PSE 60 und ein Verbinder 80 auf dem PCB 52 gezeigt,
welcher sich gleichermaßen unter Verbiegen hervorgerufen
durch Finger 100 biegt. Nicht in 10 und 11 gezeigt
ist die Verwendung von Hubbegrenzern 59 oder nachgiebigem
Federmaterial 64. Es sollte für den Fachmann offensichtlich
sein, diese Dinge in Verbindung mit jedem der Schaubilder dieser
Offenbarung je nach speziellen Bedürfnissen der tatsächlichen
Ausgestaltung zu verwenden.
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Ein
Problem mit den Ausgestaltungen von 3 bis 11 wie
gezeigt ist, dass wenn sie als Kreise ausgestaltet sind, der Mechanismus
dazu neigen kann, sich im Einsatz bei einer Blät ter- oder Wischbewegung
von Finger 100 auf der Nutzeroberfläche zu verwinden
oder zu drehen. Um dem entgegenzuwirken, sind in 12 und 13 Rückhaltemittel
bzw. Arretierungen 90 gezeigt, welche bewirken, dass eine
kreisförmige Form am Platz gehalten wird, um ungewollte
Rotation zu vermeiden. Diese Arretierungen sind vorzugsweise der
Sicht verborgen. Sie werden leicht durch Streifen aus dem Material
der Trägerplatte 58 gebildet, die in Aussparungen passen,
welche in der Oberfläche 56 auf der Innenseite
des Feldes geformt werden. Es sollte für den Fachmann offensichtlich
sein, solche Arretierungen im Zusammenhang mit jedem der Schaubilder
dieser Offenbarung je nach speziellen Bedürfnissen der
tatsächlichen Ausgestaltung zu verwenden.
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14A bis 14D zeigen
ohne Einschränkung verschiedene Oberflächenformen
des Gerätes. In 14A ist
eine klassische kreisförmige Form gezeigt. Darauf ausgeführte
Nutzervorgänge können entweder kreisförmig 94 (d.
h. „iPod-mäßig") oder kartesisch 96 sein.
Wie mit jeder nutzerblätternden Schnittstellenvorrichtung
kann jede Art der Bewegung wie beispielsweise Gesten, Blättervorgänge, absolute
Erfassung, relative Zeigebewegungen, Tippen und Doppeltippen, Tippen
und Blättern etc. auf der Oberfläche ohne jede
Einschränkung verwendet werden. Falls das PSE sich über
das Gerät hinaus erstreckt, wie in 10 und 11 gezeigt,
können solche Bewegungen sich sogar auf Flächen
außerhalb des Umfangs von Oberfläche 62 erstrecken.
Zusätzlich können virtuelle Knöpfe 92 auf
Oberfläche 62 gebildet werden, die unter Verwendung
eines Druckprozesses graphisch markiert oder unter Verwendung einer
Anzeigevorrichtung 74 unterhalb des Mechanismus, wie in 10,
gebildet werden. Im Gebrauch können Stellen 92 erst
leicht von einem Nutzer berührt werden, um eine erste Reaktion
der Anwendung hervorzurufen, d. h. ein „Vorab-Drücken", wonach
der Nutzer an der selben Stelle drücken kann, um eine Anwendungseingabe über
PSD 54/65 zu veranlassen, um es beispielsweise „geschehen
zu lassen" oder „einzugeben".
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Knopforte 92 können
virtuell sein, in dem Sinne, dass sie nicht wirklichen Knöpfen
oder irgendeinem anderen Mechanismus entsprechen, sondern einfach über
die Koordinateninformationen platziert sind, welche von dem PSE 60 und
der verarbeitenden PIC-Logik 76 (19) bereitgestellt
werden. Alternativ könnten die Knöpfe 92 tatsächliche getrennte
Erfassungsflächen sein, welche von kapazitiven Elektroden
oder FSR-Material oder optischer Erfassung gebildet werden, welche
naturgemäß fest sind. In der Tat muss das PSE 60 nicht
beliebige Koordinaten berichten, wie zumeist in dieser Offenbarung
angenommen; die Verwendung von getrennten Erfassungsflächen
ohne Koordinatenbericht ist eine gangbare und einfache Alternative
in einer Vielzahl von Anwendungen, welche dazu dienen kann, Kosten
zu senken. Daher können Flächen 92 entweder fest
sein oder ausgewertet werden, bleiben aber im Rahmen und Schutzbereich
der Erfindung.
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14B zeigt eine rechteckige Erfassungsfläche,
welche auch getrennte Knöpfe, virtuelle Knöpfe,
gewinkelte Eingaben, kartesische Eingaben oder jede Kombination
berichten kann, wie es der Fall in 14A sein
würde.
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14C zeigt eine lineare oder eindimensionale Erfassungsoberfläche 62,
welche zeigt, dass die Oberfläche 62 nicht auf
zweidimensionale Oberflächen beschränkt ist. Diese
Konfiguration ist in der Branche als ein „Schieber" bekannt,
aber in der Praxis kann die Oberfläche für entweder
Tipp- oder Schiebebewegungen genutzt werden. Wieder können
virtuelle oder getrennte Knöpfe 92 darauf je nach Anwendungserfordernissen
gebildet werden. Das Gerät von 14C kann
als eine Scheibe von 14B angesehen werden und als
solches kann der ihm zugrunde liegende Mechanismus der gleiche wie
die anderen sein.
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14D zeigt, dass die Erfassungsoberfläche 62 in
der Tat vollkommen beliebig in der Form sein kann und nicht auf
pure geometrische Muster beschränkt ist. Solch beliebige
Formen sind in bestimmten beschränkten Anwendungen oder
für Kinderspielzeuge nützlich. Wieder können
Knöpfe darauf wie oben beschrieben gebildet werden.
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Generell
haben ein oder mehrere positionserfassende Elemente empfindliche
Flächen entlang jeglichem Pfad, ob geschlossen oder offen
oder es können zweidimensionale Flächen benutzt
werden. Des Weiteren muss das Steuerfeld nicht flach sein, sondern
kann eine Kontur aufweisen, beispielsweise in der Form einer einfachen
oder komplexen Kurve, um eine geformte äußere
Oberfläche zu schaffen, um beispielsweise den Linien eines
zu steuernden Gerätes zu folgen.
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15A bis 15C zeigen
die Verwendungen eines zweistufigen Nutzerdruckvorganges. Solch
ein Vorgang ist in digitalen Fotokameras („DSC") gut bekannt,
wo ein Vorabdrucken verwendet wird, um eine Fokus- und Einstellstufe
auszulösen, und dann ein noch stärkerer Druck
verwendet wird, um die Bildaufnahme auszulösen. Solch zweistufiger
mechanischer Vorgang kann recht nützlich in der Erfindung
sein, da er verwendet werden kann, um mehr Steuerung zu bieten oder
mehr Informationen an den Nutzer weiterzuleiten, bevor ein endgültiger „Tu
es!"- oder „Eingabe"-Druck des Mechanismus erfolgt. Eine
Art dies auszugestalten geschieht mit einer Doppeldom-Struktur wie
gezeigt. Ein erster leichter Druck (d. h. Berührung), welcher
in 15A durch Finger 100 ausgeübt
wird, ruft eine Reaktion allein von PSE 60 hervor. Ein
zweiter stärkerer Druck, welcher in 15B ausgeübt
wird, bewirkt einen Zusammenbruch des äußeren
Doms 65 in den inneren Dom 68, wodurch ein Kontakt
entsteht, der eine erste Anwendungshandlung auslöst (wie
beispielsweise „Voransicht" oder „Fokus"). Ein
noch stärkerer Druck, der in 15C gezeigt
ist, bewirkt einen Zusammenbruch auch des inneren Doms, dessen Nachweis durch
den PIC oder die Anwendung das Geschehen der „Tu es!"-
oder „Eingabe"-Funktion hervorruft.
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Eine
zweite Weise diese Art des Vorgangs auszugestalten ist die Verwendung
des Mechanismus von 3. Hier ist das
PSD ein FSR oder eine ähnliche nicht-mechanische Erfassungsvorrichtung, welche
eine analoge Ausgabe hat. Der PIC kann zwei oder mehr Stufen von
Druck recht leicht aus der elektrischen Reaktion auf den ausgeübten
Druck deuten. Der PIC oder die Anwendung kann daraufhin die Art
von Reaktionen, welche oben beschrieben sind, als Reaktion auf diese
Druckstufen ausführen, und da das PSE in 3 nicht
notwendigerweise ein tastbares Feedback bereitstellt, kann ein optionales haptisches
Gerät 51 eingesetzt werden, um die erwünschte
tastbare Klick-Reaktion hervorzurufen, wenn es von dem PIC oder
der Anwendung veranlasst wird.
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16A zeigt noch eine weitere mechanische Konfiguration,
welche einfacher als die der vorhergehenden Figuren wie beispielsweise 3 ist. Dieser Mechanismus verwendet nur
eine steife Platte 81, um die Nutzeroberfläche
(obwohl sie mit einer Membran 72 bedeckt werden könnte
wie in 9 gezeigt) zu bilden und eine darunter liegende PSE-Schicht 60.
Der Fortsatz 61 übt eine punktgebündelte
Kraft auf PSD 54/65 wie gezeigt aus. Entweder
ein PCB-Substrat 52 oder eine graphische Anzeige 74,
wie in 10 gezeigt, können
unter dem Aufbau verwendet werden. Ein Ende 78 verbindet das
PSE mit einem Verbinder 80; alternativ können diese
Verbindungen über leitfähige zusammendrückbare,
geeignet platzierte Säulen 67 hergestellt werden.
Dieses Schaubild kann offensichtlich mit zusammendrückbarem
Material 64 und Hubbegrenzern 59 kombiniert werden.
Jedoch kann diese spezielle Aufbauausgestaltung extrem dünn
gefertigt werden, und daher könnte es sein, dass die unteren
Eckkanten von 81 beim Drücken einfach die Oberfläche
von 52/74 kontaktieren könnten, um ihren
Hub zu begrenzen.
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16B zeigt eine geringfügige Abänderung
von 16A, wobei der druckbündelnde
Fortsatz 61, welcher als an der Platte 81 befestigt
gezeigt ist, beseitigt ist. Stattdessen hat das PSD 54/65 seinen
eigenen Druckbündler 71, der dazu dient, den Druck
auf das PSD zu fokussieren, während er gleichzeitig auch
als Hebelpunkt für die Bewegung von Teil 81 dient.
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17A und 17B zeigen
eine bevorzugte Ausführungsform, worin das PSE 60a an
der Unterseite der erfassenden Oberfläche 81 anhaftet. Um
einen breiteren Anwendungsbereich für das PSE zu schaffen,
ist das PSE auf Bereiche außerhalb der Oberfläche 81, 60b ausgedehnt.
Falls das PSE durchsichtig (d. h. aus ITO- oder PEDOT-beschichtetem
klaren PET-Film hergestellt) ist, dann kann eine Anzeige 74 verwendet
werden, wo normalerweise ein PCB 52 wäre. Um die
kostengünstigste und einfachste Konstruktion der Vorrichtung
zu ermöglichen, ist das PSD 54 durch Befestigen
an dem PSE und nicht an einer Oberfläche von 52 oder 74 eingebaut, wobei
Ansatz 71 wie gezeigt kopfüber gelegen ist, um
den Druck erforderlichenfalls angemessen zu verteilen; falls das
PSD 54 klein im Durchmesser ist, könnte Ansatz 71 nicht
einmal benötigt werden. Verbindungen mit dem PSD 54 sind
daher in der Erfassungsschicht 60a beinhaltet. Ein Ende 78 führt
von dem PSE zu einem Verbinder 80. Ein optionales haptisches
Gerät 51 kann für ein Feedback verwendet werden,
insbesondere falls das PSD 54 wenig oder kein tastbares
oder akustisches Feedback bereitstellt.
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Je
nach verfügbaren Materialien, kann das PSD 54 selbst
auch durchsichtig hergestellt werden, oder so gering im Durchmesser
sein, dass die Sicht auf eine Anzeige 74 nicht erheblich
gestört wird. Falls das PSE von kapazitiver Erfassungsart
ist, dann kann das PSD auch kapazitiv sein, und auf dem Zusammendrücken
von zwei leitfähigen Platten zueinander hin durch eine
Zusammendrückzone, welche lediglich ein kleine Luftblase
oder ein kleines Stück Schaum, möglicherweise
optisch klar, sein kann, basieren. Das PSE 60a kann leichter
biegbar gemacht werden, indem ein ringförmiger Ring daraus
ausgeschnitten wird, wie in 17B bei 87 gezeigt.
Bereich 88 ist ein elektrischer und mechanischer Befestigungspunkt für
den Film 60a bis 60b, sodass er leicht mit Standardlaminierungsverfahren
an die Oberflächen 81 und 56 angebracht
werden kann. Der Bereich 88 muss biegsam sein, sodass er
nicht durch wiederholtes Biegen von Nutzereingaben kaputt geht.
Während der Bereich 88 in 17B als
ein ebener, flacher Verbindungsbereich gezeigt ist, ist es Mechanik-Entwicklern
wohl bekannt, solch einen Bereich 88 unter Verwendung eines
Zick-Zack-Pfades oder eines mäandernden lateralen Pfades
herzustellen, um die effektive Pfadlänge zu vergrößern,
und so die Spannung auf die Fläche zu verringern. Um den Aufbau
zu erleichtern, können solche Bereiche 88 in zwei,
drei, vier oder mehr Stellen in der Umgebung von 60a verwendet
werden, um den Film während des Schrittes des Anhaftens
an dem Feld 56 und der Oberfläche 81 am
Platz zu halten. Ein Versiegeln kann, wenn erwünscht, auf
eine Vielfalt von Arten bewerkstelligt werden, wovon einige oben
erläutert worden sind, wie beispielsweise die Verwendung
eines Flansches. Schließlich ist die Hubbegrenzerfunktion von 3 als in die Kantenleiste des Feldes 56 und der
Oberfläche 81 eingebaut gezeigt, sodass sie während
des Zusammenbaus zusammenschnappen können, aber eine geeignete
mechanische Hubbegrenzung beim Gebrauch bereitstellen. Diese Konstruktion
kann einen Anti-Dreh-Mechanismus wie beispielsweise 90 an
einem oder mehreren Punkt rund um den Umfang beinhalten, falls die
Oberfläche tatsächlich wie gezeigt rund ist.
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Es
sollte dem Fachmann klar sein, dass eine große Vielfalt
an Kombinationen der vorangegangenen mechanischen Zeichnungselemente
möglich ist, je nach den Erfordernissen des Entwurfs und
der Geschicklichkeit des jeweiligen Entwicklers. Jedes der Elemente,
welche in jeder Figur gezeigt werden, können mit anderen
Figuren, welche hierin beschrieben sind, kombiniert werden, um zu
speziellen Lösungen zu gelangen, jedoch sollten alle derartigen
Kombination als im Rahmen und im Schutzbereich der Erfindung gelegen
angesehen werden.
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18 zeigt
die Reaktion eines analogen PSD, wenn es mittig unter Oberfläche 62 oder 81 platziert
ist, ohne die Hilfe von zusätzlichen nachgiebigen Stützstrukturen,
wie beispielsweise Material 64 (3).
Diese Kurve zeigt den Betrag an berichtetem Druck in Abhängigkeit
von einem tatsächlich von einem Nutzer ausgeübten
Druck eines gewissen festen Betrages, wenn er von links nach rechts über
die Oberfläche der Vorrichtung angewendet wird. An dem
Punkt direkt über dem PSD, d. h. der Stelle, welche mit „Mitte"
bezeichnet ist, ist der berichtete Druck „F". Jedoch ist
an den Rändern (bezeichnet mit „links" und „rechts")
aufgrund des mechanischen Vorteils des Mechanismus, wenn er kippt,
der berichtete Druck 2F. Was dies für den Nutzer bedeutet,
ist, dass es doppelt so schwierig ist, ein PSD in der Mitte zu aktivieren,
als es an den Rändern ist. Wie oben beschrieben ist diese
Druckvariation innerhalb annehmbarer Standards für die
meisten Nutzer, sie kann aber wie folgt verbessert werden.
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Die
Verwendung eines analog antwortenden PSDs (wie beispielsweise ein
FSR) stellt eine Möglichkeit bereit, diese Druckantwort
durch dynamisches Setzen der Druckaktivierungsschwelle zu linearisieren,
je nachdem, wo auf der Oberfläche 62 der Druck
ausgeübt wird. Glücklicherweise kann die genaue
Stelle des Drucks gekannt werden, da das PSE 60 und der
PIC 76 den Fingerort relativ zu dem Ort des PSD „wissen"
können und daher die Druckschwelle einstellen können,
welche erforderlich ist, um die End-Funktion zu aktivieren. In diesem
Fall sieht die Kompensationskurve, welche in Abhängigkeit
von der Entfernung von dem PSD angewendet wird, genauso aus wie
die durchgezogene Linie 85, das heißt, zur Aktivierung
an den Rändern ist ein um den Faktor 2 höherer
Druck erforderlich als in der Mitte. Das haptische Gerät 51 kann
verwendet werden, um die erforderliche tastbare und/oder akustische Reaktion
für den Nutzer bereitzustellen, wenn diese Schwelle überschritten
ist.
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In
vielen Anwendungen ist ein FSR oder ein anderes ähnliches
Material für das PSD erwünscht, da solche Materialien
schablonengedruckt werden können und nur einige Mikrometer
dick sind, im Gegensatz zu Tast- oder Domschaltern, die mechanisch dicker
sind. In Mobiltelefonen beispielsweise wäre dies ein beachtlicher
Vorteil und könnte nicht einmal mehr kosten (obwohl ein
haptisches Gerät, welches vermutlich mit einem FSR erforderlich
ist, zusätzliche Kosten bereitet).
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19 zeigt
ein Schaubild in Blockform der gesamten Schaltungen der Anwendung.
PSE 60 umfasst eine erfassende Schicht, welche ohne Einschränkung
auf kartesische, polare, gewinkelte, radiale, lineare, relative,
gestische, getippte oder absolute Eingaben reagiert, und/oder eine
oder mehrere getrennte Berührflächen. Ein PSD 54/65 umfasst
einen druckerfassenden Wandler, welcher entweder eine diskrete oder
analoge Ausgabe haben kann und welcher ohne Einschränkung
aus jedem zusammendrückbaren Material in jeder Form hergestellt
sein kann, welches in vorhersagbarer Weise auf einen ausgeübten
Druck reagiert. Ein optionales haptisches Gerät 51 kann
eine akustische oder Bewegungsreaktion unter der Steuerung von entweder dem
PIC oder der Anwendung bereitstellen und kann ohne Einschränkung
einen Solenoid, Lautsprecher, Piezoelement, Motor oder einen anderen
Wandler beweglicher Masse umfassen, der auf eine angelegte Energiequelle
reagiert. Eine optionale Anzeige 74 kann graphische Anzeigen
für den Nutzer bereitstellen und kann, wenn sie unter der
Vorrichtung platziert ist, verwendet werden, um es dem Nutzer zu
ermöglichen, mit der Erfindung in einer beliebigeren Art
zu Wechselwirken. Ein PIC 76 wird verwendet, um zumindest
das PSE und möglicherweise auch das PSD zur Auswertung
auszulesen und an die Anwendungssteuerung 82 zu übergeben.
Während 19 eine feste Konfiguration
zeigt, wird der Fachmann verstehen, dass andere Verdrahtungen ebenso
möglich sind. Zum Beispiel kann der PIC innerhalb der Steuerung 82 (gestrichelt
gezeigt 83) zusammengefasst sein. Elemente 54/65 können
von der Steuerung 82 statt über den PIC 76 ausgelesen
werden und das haptische Gerät 51 kann von der
Steuerung 82 statt über den PIC 76 gesteuert
werden.
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Es
wird auch verständlich sein, dass jede Form von Kapazitätsmessungsschaltung
eingesetzt werden kann, falls solche verwendet wird um das PSE
60 auszulesen.
Eine bevorzugte Kapazitätsmessungsschaltung ist von der
ladungsübertragenden Art, wie sie in dem
US-Patent 6,466,036 des Anmelders
beschrieben ist. Diese Art der Schaltung sorgt für eine
verlässliche und robuste Messung der typischen Kapazitäten,
welche in einer gegebenen Ausgestaltung der Erfindung erwartet werden
können. Jedoch sind viele andere kapazitive Schaltungsarten
ebenso einsetzbar und beeinflussen nicht den Schutzbereich oder
den Rahmen der Erfindung.
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Letztlich
sei bemerkt, dass obwohl der Begriff „Berührung"
häufig in der obigen Beschreibung benutzt wird, ein PSE
ausreichend empfindlich sein kann, dass es in der Lage ist, den
Ort eines in der Nähe befindlichen Fingers (oder eines
anderen Objektes wie eines Stiftes) ohne die Notwendigkeit eines
physikalischen Kontaktes erfassen kann. Der Begriff „Berührung",
wie er hierin verwendet wird, sollte daher demgemäß ausgelegt
werden.
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Weitere
Beispielanwendungen der vorliegenden Technik kann man sich vorstellen.
Zum Beispiel könnte ein Berührungssensor gemäß jedem
der oben beschriebenen Beispiele verwendet werden, um einen Teil
eines berührungsempfindlichen Steuerfeldes für
einen Personalcomputer oder einen tragbaren Personalcomputer auszugestalten
oder zu bilden. Ein Beispiel eines tragbaren Personalcomputers 120 oder
eines Notebook-PCs ist in 20a, 20b, 20c und 20d gezeigt. Ein Berührungssensor gemäß der
vorliegenden Technik könnte verwendet werden, um einen
Teil oder die Gesamtheit eines Eingabesteuerfeldes des Notebook-PCs 120 zu
bilden. In 20a, 20b, 20c und 20d ist
der Notebook-PC 120 gezeigt, welcher eine Anzeigevorrichtung 122 beinhaltet,
die an einer Basis 124 befestigt ist, welche ei nen Prozessor
und andere Komponenten enthält, die üblicherweise
mit einem PC verbunden sind. Wie in 20a gezeigt beinhaltet
ein Eingabesteuerfeld 126 ein „QWERTY"-Tastenfeld
128 und ein berührungsempfindliches Mauspad 130.
Wie der obigen Erläuterung zu entnehmen ist, könnten
verschiedene Teile oder die Gesamtheit des Tastenfeldes 128 und/oder
das berührungsempfindliche Mauspad 130 unter Verwendung eines
Berührungssensors oder Sensoren gemäß der vorliegenden
Technik ausgestaltet werden. 20a, 20b, 20c und 20d veranschaulichen verschiedene Beispiele.
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Wie
in 20a gezeigt, ist eine besondere Tastengruppierung 132 als
eine Explosionsdarstellung 134 gezeigt. Die Tastengruppierung
beinhaltet die V-, B-, N-Tasten 136 und die Leertaste 138 des QWERTY-Tastenfeldes 128.
Die Tastengruppierung könnte als Teil eines Berührungssensors
gemäß der vorliegenden Technik ausgestaltet sein. Ähnlich
dazu stellt 20b eine Explosionsdarstellung
einer unterschiedlichen Beispieltastengruppierung 140 bereit,
welche Pfeil- und Hochstelltasten beinhaltet, und 20c stellt eine Explosionsdarstellung einer unterschiedlichen
Beispieltastengruppierung 142 bereit, welche die Eingabetaste
des Tastenfeldes 128 beinhaltet. Als solches kann ein Nutzer
blättern oder navigieren, um eine XY-Position auf einer
erfassenden Oberfläche des PSE und ein Ereignis zu bestimmen,
welches nachgewiesen wird, wenn Druck auf das PSE ausgeübt
wird, um den PSD zu veranlassen, eine gewünschte Taste
auszuwählen. Jede Taste der Tastenanordnung 132, 140, 142 bildet
daher einen virtuellen Knopf.
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20d zeigt ein Beispiel, in dem das berührungsempfindlichen
Pad 150 unter Verwendung eines Berührungssensors
gemäß der vorliegenden Technik ausgestaltet ist.
Der Nutzer kann die Bewegung eines Zeigers oder einer Positionsmarke
auf dem Anzeigeschirm 122 steuern, indem er einen Finger
einer erfassenden Oberfläche eines PSE zuführt, welches
ein Teil des berührungsempfindlichen Pads 150 bildet.
Wenn eine gewünschte Position erreicht ist, kann der Nutzer
eine bestimmte Funktion auslösen, welche auf dem Anzeigeschirm 122 entsprechend
jener erreichten Position bezeichnet wird, indem er auf die erfassende
Oberfläche drückt, um ein Druckereignis zu melden,
welches von dem PSD nachgewiesen wird. Somit kann der Nutzer navigieren
und eine Funktion auswählen, ohne den Finger von der erfassenden
Oberfläche abheben zu müssen.
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Verschiedene
Aspekte und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden in den beigefügten Ansprüchen
festgelegt. Weitere Aspekte der vorliegenden Erfindung können
ein Steuerfeld, welches ein positionserfassendes Element, welches
mit einem Positionsschnittstellenschaltkreis gekoppelt ist, das
betreibbar ist, die Position eines Objektes zu bestimmen, welches
dem positionserfassenden Element zugeführt wird, und zumindest
eine druckerfassende. Vorrichtung unterhalb des positionserfassenden
Elements umfassen, wobei die druckerfassende Vorrichtung auf Nutzerdruck
reagiert, welcher an mehrfachen Stellen der nutzerbetreibbaren Nutzeroberfläche
ausgeübt wird. Das Steuerfeld kann auch eine oder mehrere
mechanische oder berührungsempfindliche Schalter beinhalten,
welche außerhalb der erfassenden Oberfläche des
positionserfassenden Elements angebracht sind.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Ermitteln eines einer Vielzahl von durch einen Nutzer angezeigten
Signalen bereitgestellt. Das Verfahren beginnt mit einem Prozessschritt
des Bestimmens einer Position eines Objekts (100) auf einer
erfassenden Oberfläche eines positionserfassenden Elements (60),
dann dem Erfassen von auf eine druckerfassende Vorrichtung ausgeübtem
Druck in Reaktion auf eine Auslenkung des positionserfassenden Elements,
welche von Druck hervorgerufen wird, welcher auf die erfassende
Oberfläche des positionserfassenden Elements (60)
durch das Objekt (100) bei der bestimmten Position ausgeübt
wird, und dem Ermitteln von einem einer Vielzahl von durch den Nutzer
angezeigten Signalen durch das Korrelieren der Po sition des Objekts
auf der erfassenden Oberfläche mit dem Druck, welcher von
der druckerfassenden Vorrichtung nachgewiesen worden ist, wonach
der Prozess endet. Der Schritt des Bestimmens der Position des Objektes
(100) auf der erfassenden Oberfläche eines positionserfassenden
Elements (60) beinhaltet ein Bestimmen, ob das Objekt bei
einem einer Vielzahl von vorbestimmten Orten auf der erfassenden
Oberfläche ist, und das Ermitteln des durch den Nutzer
angezeigten Signals beinhaltet das Korrelieren der Position des
Objektes bei einem der vorbestimmten Orte mit dem nachgewiesenen
Druck, wobei jeder der vorbestimmten Orte mit einem der Vielzahl
der durch den Nutzer angezeigten Signale übereinstimmt.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum
Steuern eines Gerätes in Reaktion auf eines einer Vielzahl
von durch einen Nutzer angezeigten Signalen bereitgestellt, wobei
das Verfahren umfasst:
Bestimmen einer Position eines Objektes
(100) auf einer erfassenden Oberfläche eines positionserfassenden
Elements (60),
Erfassen von Druck, welcher auf eine
druckerfassende Vorrichtung ausgeübt wird, in Reaktion
auf eine Auslenkung des positionserfassenden Elements, welche durch
Druck hervorgerufen wird, welcher auf die erfassende Oberfläche
des positionserfassenden Elements (60) durch das Objekt
(100) bei der bestimmten Position ausgeübt wird,
Ermitteln
eines der Vielzahl von durch den Nutzer angezeigten Signale durch
Korrelieren der Position des Objektes auf der erfassenden Oberfläche
mit dem Druck, welcher durch die druckerfassende Vorrichtung nachgewiesen
worden ist, und
Steuern des Gerätes gemäß dem
durch den Nutzer angezeigten Signal.
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Optional
kann das Verfahren auch das Erzeugen eines visuellen Zeichens, welches
die Steuerung des Gerätes gemäß dem durch
den Nutzer angezeigten Signal darstellt, auf einer Anzeige beinhalten.
Das Verfahren kann auch das Erzeugen eines hapti schen Signals in
Reaktion auf das Ermitteln des durch den Nutzer angezeigten Signals
beinhalten. In anderen Beispielen kann das Verfahren das Bestimmen
der Position des Objektes (100) auf der erfassenden Oberfläche
eines positionserfassenden Elements (60) beinhalten, einschließlich
des Bestimmens, ob sich das Objekt bei einem einer Vielzahl von
vorbestimmten Orten auf der erfassenden Oberfläche befindet,
und das Ermitteln des durch den Nutzer angezeigten Signals beinhaltet
ein Korrelieren der Position des Objektes bei einem der vorbestimmten
Orte mit dem nachgewiesenen Druck, wobei jeder der vorbestimmten
Orte einem der durch den Nutzer angezeigten Signale entspricht.
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Ein
anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt eine Vorrichtung
zum Steuern eines Gerätes in Reaktion auf eines einer Vielzahl
von durch einen Nutzer angezeigten Signale bereit, wobei die Vorrichtung
beinhaltet:
Mittel zum Bestimmen einer Position eines Objektes (100)
auf einer erfassenden Oberfläche eines positionserfassenden
Elements (60),
Mittel zum Erfassen von Druck, welcher
auf eine druckerfassende Vorrichtung ausgeübt wird, in
Reaktion auf eine Auslenkung des positionserfassenden Elements,
welche durch Druck hervorgerufen wird, welcher auf die erfassende
Oberfläche des positionserfassenden Elements (60)
durch das Objekt (100) bei der bestimmten Position ausgeübt
wird,
Mittel zum Ermitteln eines der Vielzahl der durch den Nutzer
angezeigten Signale durch Korrelieren der Position des Objektes
auf der erfassenden Oberfläche mit dem Druck, welcher von
der druckerfassenden Vorrichtung nachgewiesen worden ist, und
Mittel
zum Steuern des Gerätes gemäß dem durch den
Nutzer angezeigten Signal.
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Verschiedene
Abänderungen können an den Ausführungsformen
der Erfindung, welche hier vorstehend beschrieben worden sind, vorgenommen werden,
ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - US 7279647 [0009]
- - WO 2006029974 [0015]
- - US 6239790 [0016]
- - US 2007/0052691 [0017]
- - US 2004/108995 [0018]
- - US 6466036 [0086]