專利名稱：混合指向裝置的制作方法
背景技術(shù)：
現(xiàn)代計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)和圖形程序需要指向裝置來(lái)控制計(jì)算機(jī)顯示器上的光標(biāo)的位置。同樣，諸如個(gè)人信息管理器和蜂窩電話之類的手持設(shè)備也受益于包括這種指向裝置。對(duì)于臺(tái)式PC來(lái)說(shuō)，最成功的指向裝置是“鼠標(biāo)”。鼠標(biāo)是手持物體，其在鍵盤附近的平面上移動(dòng)，以控制計(jì)算機(jī)顯示器上的光標(biāo)的移動(dòng)。鼠標(biāo)移動(dòng)經(jīng)過(guò)的方向和距離決定了顯示器上的光標(biāo)移動(dòng)的方向和距離。常規(guī)鼠標(biāo)提供用戶可在很高的精確度下移動(dòng)剛性物體。對(duì)臺(tái)式計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，對(duì)于指向問(wèn)題，鼠標(biāo)提供了令人滿意的解決方法。當(dāng)對(duì)于提供鼠標(biāo)可以移動(dòng)并調(diào)節(jié)屏幕上所希望的光標(biāo)移動(dòng)所經(jīng)過(guò)的路徑來(lái)說(shuō)工作空間并不足夠大時(shí)，用戶僅僅是拿起鼠標(biāo)并使鼠標(biāo)重新置于工作空間的中心。
盡管對(duì)于臺(tái)式PC市場(chǎng)中的指向裝置問(wèn)題，鼠標(biāo)已經(jīng)提供了令人滿意的解決方法，但是類似成功的設(shè)備對(duì)于諸如蜂窩電話之類的手持設(shè)備來(lái)說(shuō)是不可用的。這些設(shè)備在鍵區(qū)或屏幕附近缺少鼠標(biāo)可在其上方移動(dòng)的足夠大的平面。除此之外，需要攜帶分離的指向裝置使得鼠標(biāo)對(duì)于這些應(yīng)用來(lái)說(shuō)變得不太理想。因此，當(dāng)使用這些設(shè)備時(shí)需要一些其它形式的指向裝置。
用在這些環(huán)境中的指向裝置必須解決快速而精確地移動(dòng)光標(biāo)的問(wèn)題。除此之外，該設(shè)備必須以在沒(méi)有詳盡指導(dǎo)的情況下初學(xué)者用戶能夠理解的直觀方式操作。另外，指向裝置必須在有限的工作空間內(nèi)操作，并適合于手持設(shè)備的形狀因素范圍。最后，還必須滿足通常的低成本、低功耗和高可靠性的限制。
在膝上型計(jì)算機(jī)的情況下，對(duì)于市場(chǎng)中的指向裝置問(wèn)題存在兩種主要解決方法，即Synaptics capacitive TouchPadTM和IBMTrackPointTM。其它公司制作具有類似功能性的型式的這些設(shè)備。這兩種設(shè)備都遠(yuǎn)不能滿足上述要求。TrackPointTM是一般放置在膝上型鍵盤的中央的小按鈕。該按鈕可以采用類似于“操縱桿”的方式通過(guò)用手指在按鈕的頂部施加橫向力而移動(dòng)。令人遺憾的是，該按鈕只能移動(dòng)少量；因此，該按鈕的位移不能直接映射成計(jì)算機(jī)顯示器上的光標(biāo)位置的位移。替代地，按鈕位移控制光標(biāo)移動(dòng)的方向和速度。用戶使用這種類型的速度能夠指向光標(biāo)的精確度大大低于利用常規(guī)鼠標(biāo)所獲得的精確度。在需要小的、精確的移動(dòng)的任務(wù)中，例如計(jì)算機(jī)圖形程序中的圖，該限制尤其明顯。除此之外，這種類型的指向裝置不提供按鈕功能性。
TouchPadTM是空白的矩形墊，一側(cè)為50～100mm，一般放置在大多數(shù)膝上型的鍵盤下面。該設(shè)備感測(cè)矩形的表面上手指相對(duì)于該設(shè)備的邊緣的位置。這種感測(cè)通過(guò)測(cè)量由用戶用手觸摸絕緣的、低摩擦力材料之下的一系列電極所引入的電容變化來(lái)完成。
類似TrackPointTM，TouchPadTM也具有缺乏精確性的缺點(diǎn)。主要是難以測(cè)量由用戶引入的電容變化，該用戶相對(duì)于電路處于未知的電位。而且，用戶手指的接觸區(qū)比較大。因此，為了提供手指位置的精確測(cè)量，該設(shè)備必須確定一些參數(shù)，例如手指和墊之間的接觸區(qū)的中心。令人遺憾的是，接觸區(qū)隨著由用戶施加的壓力而在尺寸和形狀方面發(fā)生變化。因此，這種確定最好也只不過(guò)具有有限的精確度。實(shí)際上，用戶不能重復(fù)執(zhí)行精確的移動(dòng)。
當(dāng)用戶無(wú)意中用手指或手腕接觸該墊時(shí)，還存在由于錯(cuò)誤信號(hào)而產(chǎn)生的困難。在一些設(shè)備中，常規(guī)鼠標(biāo)的“點(diǎn)擊”功能通過(guò)在該墊上輕敲來(lái)實(shí)現(xiàn)。結(jié)果，鍵入期間的這種無(wú)意觸發(fā)使光標(biāo)在鍵入操作當(dāng)中跳到新的位置，并且文本插入到該新位置處。
在先前提交的美國(guó)專利申請(qǐng)10,723,957中，教導(dǎo)一種解決了上述許多問(wèn)題的基于圓盤的指向裝置，其在此被引入作為參考。該指向裝置使用圓盤，當(dāng)用戶通過(guò)該用戶的手指對(duì)圓盤施加壓力時(shí)，該圓盤在限定的移動(dòng)區(qū)內(nèi)移動(dòng)。當(dāng)用戶釋放圓盤時(shí)，一組彈簧使該圓盤返回到其在移動(dòng)區(qū)之內(nèi)的中心位置。圓盤的位置和圓盤上的壓力由設(shè)備中的電極決定。位置信息用于將光標(biāo)指向在顯示屏幕上。附屬設(shè)備上的軟件將在用戶手指按在該圓盤上的時(shí)間內(nèi)的圓盤的移動(dòng)轉(zhuǎn)變成設(shè)備的顯示器上的適當(dāng)?shù)墓鈽?biāo)移動(dòng)。當(dāng)用戶釋放圓盤時(shí)，圓盤和光標(biāo)位置之間的耦合被軟件終止，因此當(dāng)圓盤回到中心位置時(shí)，光標(biāo)并不向后移動(dòng)。
雖然對(duì)于膝上型市場(chǎng)中的指向裝置問(wèn)題，上述專利申請(qǐng)中所教導(dǎo)的設(shè)備提供了明顯超過(guò)主要現(xiàn)有技術(shù)解決方法的優(yōu)點(diǎn)，但是當(dāng)與蜂窩電話或其它具有相對(duì)小的屏幕的設(shè)備一起使用時(shí)，該設(shè)備決不是最佳的。在小屏幕上，改變圓盤的位置并接著采用類似于臺(tái)式計(jì)算機(jī)上的鼠標(biāo)移動(dòng)的方式繼續(xù)移動(dòng)的能力是有限值，這是因?yàn)轱@示器中可用的信息量相對(duì)有限，因此可通過(guò)一對(duì)一地將圓盤位置映射給屏幕上的光標(biāo)位置來(lái)充分訪問(wèn)。
另一方面，有限的屏幕尺寸將額外的費(fèi)用置于諸如滾動(dòng)之類的其它操作上。手持設(shè)備例如蜂窩電話的小屏幕可模擬小窗口，通過(guò)該小窗口可看到大得多的桌面。通過(guò)沿各個(gè)方向移動(dòng)該窗口，可將所需的桌面部分指向在該窗口內(nèi)。接著可以通過(guò)在該窗口內(nèi)移動(dòng)光標(biāo)來(lái)選擇該窗口內(nèi)的桌面上的物體。因此，用在這種環(huán)境中的指向裝置將受益于既具有指向功能又具有二維滾動(dòng)功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括具有可移動(dòng)的圓盤和顯示屏幕的指向裝置。圓盤被限制在具有在其上限定的圓盤移動(dòng)區(qū)的圓盤表面上移動(dòng)。圓盤移動(dòng)區(qū)分成指向區(qū)和功能區(qū)?？刂破鳑Q定了圓盤在移動(dòng)區(qū)內(nèi)的位置。當(dāng)圓盤處于指向區(qū)時(shí)，顯示屏幕顯示二維場(chǎng)景和光標(biāo)，該光標(biāo)采用被圓盤的位置控制的方式在場(chǎng)景內(nèi)移動(dòng)。當(dāng)圓盤處于功能區(qū)時(shí)，控制器使場(chǎng)景改變。在一個(gè)實(shí)施例中，可變形的障礙物阻止圓盤移入功能區(qū)。該阻止通過(guò)用戶沿平行于表面的方向?qū)A盤施加附加力來(lái)克服。在一個(gè)實(shí)施例中，可變形的障礙物在移動(dòng)區(qū)的邊緣上包括設(shè)置在圓盤和不可變形的障礙物之間的彈性元件。在一個(gè)實(shí)施例中，可變形的障礙物包括彈簧。
在一個(gè)實(shí)施例中，場(chǎng)景代表如同通過(guò)在表面上方可移動(dòng)的窗口所看到的一部分表面的視圖。當(dāng)圓盤移入功能區(qū)時(shí)，控制器使該表面被如此看到的該部分改變到表面的鄰近部分。在一個(gè)實(shí)施例中，窗口以依賴于圓盤在功能區(qū)中的位置的速度移動(dòng)。


圖1是指向裝置10的頂視圖。
圖2是圖1所示的指向裝置10穿過(guò)線2-2的截面圖。
圖3是圖1所示的表面12的一部分的頂視圖，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中圓盤在其上方移動(dòng)。
圖4是電極51-55的等效電路的示意圖。
圖5是圓盤70的截面圖，其采用了可結(jié)合在圓盤中的圓頂形點(diǎn)擊器(clicker)。
圖6A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的手持設(shè)備的示意圖。
圖6B是圖6A所示的相應(yīng)桌面和觀察窗的頂視圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的指向裝置100的截面圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的指向裝置120的截面圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖1和2，可更容易地理解本發(fā)明提供其優(yōu)點(diǎn)的方式，其示出根據(jù)上述專利申請(qǐng)所教導(dǎo)的發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的指向裝置10。圖1是指向裝置10的頂視圖，以及圖2是圖1所示的指向裝置10穿過(guò)線2-2的截面圖。指向裝置10包括圓盤11，該圓盤響應(yīng)于施加給圓盤11的橫向力在圓盤移動(dòng)區(qū)19內(nèi)的襯底15的表面12上方移動(dòng)。該力通常借助用戶的手指施加到圓盤11上。圓盤11包括測(cè)量施加給圓盤11的垂直壓力的壓力傳感機(jī)構(gòu)。當(dāng)感測(cè)到的壓力超過(guò)預(yù)定閾值時(shí)，光標(biāo)跟蹤功能被激活，并且光標(biāo)沿由圓盤的移動(dòng)所決定的方向和距離在屏幕上移動(dòng)。除此之外，指向裝置10包括用于確定圓盤11在表面12上的位置的感測(cè)機(jī)構(gòu)。
當(dāng)用戶通過(guò)移開用戶的手指16來(lái)釋放圓盤11時(shí)，圓盤11借助在13處所示的彈簧返回到其中心位置，該彈簧將圓盤連接到圓盤移動(dòng)區(qū)的一側(cè)14。由于在其返回期間用戶的手指并沒(méi)有對(duì)圓盤11施加垂直力，因此與該返回動(dòng)作有關(guān)的位置改變并不被報(bào)告給主機(jī)設(shè)備。即，光標(biāo)保持在其先前的位置處。這提供了方便的“重新置于中心”的能力，這通常通過(guò)將鼠標(biāo)提起并將鼠標(biāo)放回到移動(dòng)區(qū)的中心來(lái)實(shí)現(xiàn)。在膝上型計(jì)算機(jī)、手持設(shè)備和其它其中限制了移動(dòng)區(qū)的微型應(yīng)用中，重新置于中心尤其地必要。
上述專利申請(qǐng)教導(dǎo)了用于測(cè)量由用戶施加在圓盤上的壓力的多個(gè)機(jī)構(gòu)，因此這里將不再詳細(xì)討論這些機(jī)構(gòu)。對(duì)于該討論來(lái)說(shuō)，足以值得注意的是，可以采用具有可相對(duì)于底表面垂直移動(dòng)的頂表面的圓盤。頂表面通過(guò)彈簧機(jī)構(gòu)保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。?dāng)用戶對(duì)頂表面施加壓力時(shí)，頂表面朝向底表面移動(dòng)了取決于施加的壓力的適當(dāng)?shù)牧?。圓盤的頂和底表面之間的距離利用多個(gè)方法之一來(lái)測(cè)量。例如，圓盤的頂和底表面可包括形成平行板電容器的導(dǎo)電層。該電容器的電容取決于這些板之間的距離，因此電容的測(cè)量提供了由用戶施加的壓力的測(cè)量。
在一個(gè)實(shí)施例中的感測(cè)圓盤位置的方式在上述專利申請(qǐng)中被詳細(xì)描述，因此這里將不再詳細(xì)討論。對(duì)于該討論來(lái)說(shuō)，將假定可采用電容傳感方案來(lái)確定圓盤的位置。這種方案在圖3中示出，其是圖1所示的表面12的一部分的頂視圖，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中圓盤在其上方移動(dòng)。表面50包括在51-54處所示的四個(gè)電極，其具有與外部電路連接的端子。為了簡(jiǎn)化附圖，省略了這些端子。圓盤具有包括在附圖中用虛線示出的電極55的底表面。電極51-55彼此電隔離。例如，電極55可用介電層覆蓋，其提供所需的絕緣，同時(shí)還允許電極55在其它電極上方滑動(dòng)。這些電極實(shí)際上可被構(gòu)圖在襯底的背面，其表面在50處示出。這降低了這些電極和圓盤電極之間的電容，但是可能對(duì)于幾毫米或更小的襯底厚度是實(shí)用的。電極55與電極51-54中的每一個(gè)之間的交疊取決于圓盤相對(duì)于電極51-54的位置。分別用A-D表示電極55和電極51-54之間的交疊。
現(xiàn)在參考圖4，其是電極51-55的等效電路的示意圖。電極55的與電極51交疊的部分形成了具有與交疊A成比例的電容的平行板電容器。類似地，電極55的與電極52交疊的部分形成了具有與交疊B成比例的電容的平行板電容器，等等。由于所有電容器共享電極55的部分，因此等效電路包括四個(gè)與共用電極相連的電容器。該電極是電極55。因此，通過(guò)測(cè)量電極55與電極51-54中的每一個(gè)之間的電容，可確定電極55相對(duì)于電極51-54的位置。該確定可由控制器59來(lái)執(zhí)行，其可以是指向裝置的一部分或主機(jī)設(shè)備的一部分，指向裝置形成該主機(jī)設(shè)備的一部分。
為了實(shí)現(xiàn)用于選擇當(dāng)前光標(biāo)位置處的項(xiàng)的“點(diǎn)擊”，圓頂形點(diǎn)擊器可結(jié)合到圓盤中?，F(xiàn)在參考圖5，其是采用這種點(diǎn)擊器的圓盤70的截面圖。圓盤70具有底電極73，其電容用于確定如上所述的圓盤在移動(dòng)區(qū)中的位置。圓盤70還包括頂電極74，當(dāng)用戶按壓該電極時(shí)，該頂電極74被壓下。頂電極74是被安裝用以在用戶不按壓電極時(shí)將強(qiáng)制該電極在72處所示的穩(wěn)定槽(detent)上的彈簧。在圖5所示的實(shí)施例中，多個(gè)彈簧71提供該功能。電極73和74之間的距離可通過(guò)測(cè)量這些電極之間的電容來(lái)確定。當(dāng)用戶輕輕按壓電極74時(shí)，該電極向下移動(dòng)直到它到達(dá)點(diǎn)擊器75的頂部為止。如果用戶用比由點(diǎn)擊器75和彈簧71的物理特性所決定的某一閾值力更大的力按壓電極74時(shí)，點(diǎn)擊器75將突然成為圓頂被倒轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。這將減輕電極74上向上的力，并且電極74將更靠近電極75移動(dòng)。該新的位置可通過(guò)測(cè)量電極74和75之間的電容來(lái)感測(cè)。
圖5所示的點(diǎn)擊器由圓頂形薄片材料構(gòu)成，其具有當(dāng)圓頂被壓下到預(yù)定高度以下時(shí)突然改變的高度。狀態(tài)的改變伴隨有對(duì)電極74向上施加的力的改變。這為用戶提供類似于當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)所獲得的那種感覺(jué)。對(duì)該應(yīng)用來(lái)說(shuō)，術(shù)語(yǔ)“點(diǎn)擊器”被限定為包括響應(yīng)于對(duì)其施加的力而改變其尺寸之一的任何機(jī)械設(shè)備，其中尺寸改變是施加的力的非線性函數(shù)。優(yōu)選級(jí)別的點(diǎn)擊器具有雙穩(wěn)態(tài)尺寸，當(dāng)施加到點(diǎn)擊器的力大于第一閾值力時(shí)其在這些狀態(tài)之間突然轉(zhuǎn)換，并且當(dāng)施加的力降到第二閾值以下時(shí)回到其初始狀態(tài)。
依據(jù)類比可以更容易地理解本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，其中大桌面的內(nèi)容通過(guò)定位在桌面頂部上方的小觀察窗來(lái)訪問(wèn)?，F(xiàn)在參考圖6A和6B。圖6A是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的手持設(shè)備88的示意圖。圖6B是相應(yīng)桌面61和觀察窗62的頂視圖。
觀察窗62對(duì)應(yīng)于手持設(shè)備上的顯示器。桌面61在觀察窗62下面的部分在手持設(shè)備的顯示器上顯示給用戶。在圖6B所示的實(shí)例中，桌面包含在64-66處示出的多個(gè)物體。在觀察窗下面的那些物體可在顯示器上看到。因此，手持設(shè)備88的用戶可以看到物體66和物體64在手持設(shè)備88的屏幕87上的范圍內(nèi)的部分。然而，用戶不能看到物體65，除非用戶將觀察窗62重新定位在物體65上方。
手持設(shè)備88包括指向裝置80，其可采用類似于以上相對(duì)于圖1-5所示的設(shè)備討論的方式操作。具體地說(shuō)，指向裝置80包括在移動(dòng)區(qū)82內(nèi)移動(dòng)的圓盤81。圓盤81在移動(dòng)區(qū)82內(nèi)的位置由控制器83感測(cè)，并用于控制光標(biāo)63的位置和窗口62在桌面61的邊界內(nèi)的位置。還假定圓盤81包括壓力傳感機(jī)構(gòu)，例如上述由控制器83監(jiān)控的那種。當(dāng)用戶通過(guò)按壓圓盤81使用該壓力機(jī)構(gòu)時(shí)，控制器注意光標(biāo)63的位置，并利用該位置來(lái)執(zhí)行預(yù)定動(dòng)作，例如選擇光標(biāo)下面的物體。該壓力機(jī)構(gòu)還可以包括如上所述的點(diǎn)擊器以便為用戶提供反饋。
當(dāng)圓盤81處于移動(dòng)區(qū)82的區(qū)域84之內(nèi)時(shí)，控制器使光標(biāo)63在觀察屏幕87內(nèi)移動(dòng)。光標(biāo)63在觀察屏幕87內(nèi)的位置通過(guò)圓盤81在區(qū)域84內(nèi)的位置來(lái)確定?？刂破?3包括一對(duì)一的映射，其為圓盤81在區(qū)域84中的每一個(gè)位置指定了光標(biāo)63的位置。該映射優(yōu)選是線性的。
當(dāng)用戶將圓盤81移到區(qū)域84之外的位置時(shí)，圓盤位置和光標(biāo)63的位置之間的耦合被斷開。在該區(qū)域中，使窗口62沿由圓盤81的位置決定的方向移動(dòng)。例如，控制器83可被編程來(lái)執(zhí)行滾動(dòng)功能，其中當(dāng)圓盤移動(dòng)到位置86時(shí)，窗口62在桌面上沿在68處示出的方向移動(dòng)。在該實(shí)施例中，窗口將繼續(xù)沿該方向移動(dòng)直到用戶將圓盤81移回到區(qū)域84中為止。在一個(gè)實(shí)施例中，窗口以預(yù)定的恒定速度移動(dòng)。在另一個(gè)實(shí)施例中，該速度作為圓盤和壁89之間的距離的函數(shù)而增加。類似地，如果圓盤移動(dòng)到位置85，則窗口62將沿箭頭67所示的方向移動(dòng)，等等。當(dāng)圓盤處于視域82的相應(yīng)角內(nèi)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)窗口的對(duì)角線移動(dòng)。
由于由指向裝置實(shí)現(xiàn)的功能在圓盤移到區(qū)域84之外時(shí)突然改變，因此降低用戶無(wú)意中改變功能的可能性的機(jī)構(gòu)是所希望的?，F(xiàn)在參考圖7，其是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的指向裝置100的截面圖。指向裝置100包括圓盤101，該圓盤在由邊界壁102所限定的移動(dòng)區(qū)內(nèi)移動(dòng)。為了簡(jiǎn)化附圖，省略了感測(cè)圓盤在表面103上方的位置的電極。
移動(dòng)區(qū)分成兩個(gè)區(qū)域在105處示出的區(qū)域和在104處示出的圍繞區(qū)域105的環(huán)形區(qū)域。移動(dòng)區(qū)最靠近壁102的區(qū)域用來(lái)選擇諸如上述滾動(dòng)操作之類的功能。移動(dòng)區(qū)中心的區(qū)域105用于常規(guī)的指向操作，其中光標(biāo)被映射到由該區(qū)域中的圓盤位置所決定的位置。為了防止用戶無(wú)意中將圓盤移到區(qū)域104中，可變形的邊界放置在區(qū)域104和105的接合處，其用彈簧106和107示意地示出。為了將圓盤移到區(qū)域104中，用戶必須在圓盤101上施加足夠的橫向壓力以壓縮彈簧，以至圓盤可進(jìn)入?yún)^(qū)域104中。在普通指向模式中，由用戶施加用以移動(dòng)圓盤的橫向力比壓縮彈簧所需的橫向力小得多，因此，如果不是有意識(shí)地用力，用戶不太可能切換指向功能。
雖然上述實(shí)施例利用附著于壁102的彈簧來(lái)改變必須施加給圓盤以將圓盤移入?yún)^(qū)域104的橫向力，但是可以利用其它機(jī)構(gòu)?，F(xiàn)在參考圖8，其是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的指向裝置120的截面圖。圓盤112包括例如泡沫橡膠的彈性材料的環(huán)形物110，其必須被壓縮以將圓盤移入?yún)^(qū)域104。
以上參考圖1和2所討論的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)利用了恢復(fù)彈簧，例如彈簧13，從而在用戶將他或她的手指離開圓盤時(shí)使圓盤重新置于中心。除此之外，這些彈簧在指向裝置被顛倒時(shí)防止圓盤離開移動(dòng)區(qū)。
如上所述，這種類型的現(xiàn)有技術(shù)指向裝置提供了圓盤位置和光標(biāo)位置之間的遞增映射，其提供了在屏幕上光標(biāo)位置的精密控制。與臺(tái)式和膝上型計(jì)算機(jī)不同，許多手持設(shè)備所使用的屏幕區(qū)域相對(duì)小。因此，圓盤在移動(dòng)區(qū)中移動(dòng)的精確度足以提供對(duì)屏幕上的光標(biāo)的足夠控制。在這些實(shí)施例中，不需要以上參考圖1和2所示的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例所討論的恢復(fù)彈簧，因?yàn)閳A盤位置提供了相對(duì)于屏幕上的光標(biāo)位置的一對(duì)一的映射，因此，當(dāng)圓盤到達(dá)區(qū)域105的邊界時(shí)，用戶不必使圓盤重新置于中心來(lái)繼續(xù)跨越屏幕移動(dòng)光標(biāo)。然而，仍可實(shí)行利用恢復(fù)彈簧的實(shí)施例，這是因?yàn)檫@些彈簧為用戶提供了關(guān)于圓盤在移動(dòng)區(qū)的位置的物理反饋。
除去恢復(fù)彈簧降低了指向裝置成本，并增加了指向裝置的可靠性。因此，假如提供了用于將圓盤限制在移動(dòng)區(qū)的替換機(jī)構(gòu)，則缺少這些彈簧的實(shí)施例是優(yōu)選的。除此之外，阻止碎片進(jìn)入移動(dòng)區(qū)的實(shí)施例也是所希望的，因?yàn)檫@種碎片會(huì)阻止圓盤在移動(dòng)區(qū)的表面上方的平滑移動(dòng)。圖8所示的覆蓋物115和密封環(huán)116阻止了碎片進(jìn)入移動(dòng)區(qū)。
在其中恢復(fù)彈簧不再可用于將信號(hào)導(dǎo)入圓盤或從其中導(dǎo)出的實(shí)施例中，必須提供替換的信號(hào)路徑。為此可使用例如電纜117的彈性導(dǎo)體組?；蛘?，可在圓盤112的表面上提供導(dǎo)電跡線，其通過(guò)適當(dāng)?shù)摹肮纹?wiper)”與覆蓋物115上相應(yīng)的跡線連接。例如，該刮器可包括在密封環(huán)116中。
在上述實(shí)施例中，移動(dòng)區(qū)分成指向區(qū)105和功能區(qū)104。在指向區(qū)中，圓盤的位置決定了設(shè)備的顯示屏幕上的光標(biāo)的位置。當(dāng)圓盤處于功能區(qū)時(shí)，屏幕顯示滾動(dòng)以呈現(xiàn)虛擬桌面的其它區(qū)域。然而，可在功能區(qū)中實(shí)現(xiàn)其它功能。例如，當(dāng)圓盤移入這些區(qū)域之一時(shí)，特定菜單可顯示在手持設(shè)備的屏幕上。接著可使用光標(biāo)從這些菜單中進(jìn)行選擇。原則上，在功能區(qū)中可實(shí)現(xiàn)改變與光標(biāo)位置相對(duì)的被顯示資料的任何功能。
在本發(fā)明的上述實(shí)施例中，圓盤被限制在矩形移動(dòng)區(qū)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，移動(dòng)區(qū)可具有任意的邊界形狀。例如，移動(dòng)區(qū)可以是圓形或橢圓形。
根據(jù)前面描述和附圖，本發(fā)明的多種修改對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將變得顯而易見。因此，本發(fā)明僅由以下權(quán)利要求的范圍來(lái)限定。
權(quán)利要求
1.一種指向裝置，包括具有在其上限定的圓盤移動(dòng)區(qū)的第一表面，所述圓盤移動(dòng)區(qū)分成指向區(qū)和功能區(qū)；在所述第一表面上移動(dòng)的可移動(dòng)圓盤；確定所述圓盤在所述移動(dòng)區(qū)內(nèi)的位置的控制器；和顯示二維場(chǎng)景和光標(biāo)的顯示屏幕，當(dāng)所述圓盤處于所述指向區(qū)中時(shí)，該光標(biāo)采用被所述圓盤的所述位置進(jìn)行控制的方式在所述場(chǎng)景內(nèi)移動(dòng)，其中當(dāng)所述圓盤處于所述功能區(qū)時(shí)，所述控制器使所述場(chǎng)景改變。
2.權(quán)利要求1的指向裝置，進(jìn)一步包括用于阻止所述圓盤移動(dòng)到所述功能區(qū)中的可變形的障礙物，所述阻止通過(guò)用戶沿平行于所述第一表面的方向?qū)λ鰣A盤施加力來(lái)克服。
3.權(quán)利要求2的指向裝置，其中所述可變形的障礙物包括在所述移動(dòng)區(qū)的外圍上設(shè)置在所述圓盤和所述非可變形的障礙物之間的彈性元件。
4.權(quán)利要求3的指向裝置，其中所述彈性元件是與所述圓盤的壁接合的橡膠層。
5.權(quán)利要求3的指向裝置，其中所述可變形的障礙物包括彈簧。
6.權(quán)利要求1的指向裝置，其中所述場(chǎng)景代表如同通過(guò)在所述表面上方可移動(dòng)的窗口所看到的一部分表面的視圖，并且其中所述控制器使被這樣觀察到的所述表面的所述部分改變到所述表面的鄰近部分。
7.權(quán)利要求6的指向裝置，其中所述鄰近部分依賴于所述圓盤在所述功能區(qū)中的所述位置。
8.權(quán)利要求6的指向裝置，其中所述窗口以依賴于所述圓盤在所述功能區(qū)中的所述位置的速度移動(dòng)。
9.權(quán)利要求1的指向裝置，其中所述指向裝置進(jìn)一步包括防止材料從所述移動(dòng)區(qū)外部移動(dòng)到所述移動(dòng)區(qū)內(nèi)部的覆蓋物。
10.一種用于將數(shù)據(jù)輸入到其上具有顯示屏幕的設(shè)備中的方法，所述方法包括提供在表面上的移動(dòng)區(qū)內(nèi)移動(dòng)的可移動(dòng)圓盤；將所述移動(dòng)區(qū)分成指向區(qū)和功能區(qū)；提供被限制在所述第一表面上移動(dòng)的可移動(dòng)圓盤；顯示二維場(chǎng)景和光標(biāo)，當(dāng)所述圓盤處于所述指向區(qū)時(shí)，該光標(biāo)采用被所述圓盤的所述位置進(jìn)行控制的方式在所述場(chǎng)景內(nèi)移動(dòng)；以及響應(yīng)于移動(dòng)到所述功能區(qū)中的所述圓盤來(lái)改變所述場(chǎng)景。
11.權(quán)利要求10的方法，進(jìn)一步包括需要不同幅度的力以使所述圓盤在所述功能區(qū)中而非所述指向區(qū)中移動(dòng)。
12.權(quán)利要求10的方法，其中所述場(chǎng)景代表如同通過(guò)在所述表面上方可移動(dòng)的窗口所看到的一部分表面的視圖，并且其中被這樣觀察到的所述表面的所述部分改變到所述表面的鄰近部分。
13.權(quán)利要求12的方法，其中所述鄰近部分依賴于所述圓盤在所述功能區(qū)中的所述位置。
14.權(quán)利要求12的方法，其中所述窗口以依賴于所述圓盤在所述功能區(qū)中的所述位置的速度移動(dòng)。
全文摘要
公開了一種具有可移動(dòng)的圓盤和顯示屏幕的輸入設(shè)備。該圓盤被限制在具有其上限定的圓盤移動(dòng)區(qū)的圓盤表面上移動(dòng)。該圓盤移動(dòng)區(qū)分成指向區(qū)和功能區(qū)?？刂破鞔_定圓盤在移動(dòng)區(qū)內(nèi)的位置。顯示屏幕顯示二維場(chǎng)景和光標(biāo)，當(dāng)圓盤處于指向區(qū)時(shí)，該光標(biāo)采用被圓盤的位置控制的方式在場(chǎng)景內(nèi)移動(dòng)。當(dāng)圓盤處于功能區(qū)時(shí)，控制器使場(chǎng)景改變。阻止圓盤移入功能區(qū)的可變形的障礙物可用于防止無(wú)意中改變顯示場(chǎng)景。該阻止通過(guò)用戶沿平行于表面的方向?qū)A盤施加附加力來(lái)克服。
文檔編號(hào)G06F3/038GK1892555SQ20061000935
公開日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2006年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月28日
發(fā)明者T·薩徹, J·哈利, J·N·霍倫霍斯特, F·馬塔 申請(qǐng)人:阿瓦戈科技通用Ip(新加坡)股份有限公司