專利名稱：交互式顯示設(shè)備及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及用于便攜式手持計算設(shè)備的交互式顯示設(shè)備， 具體地，涉及使用布置在計算設(shè)備底側(cè)的數(shù)字轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)的用于手 持計算設(shè)備的交互式顯示系統(tǒng)，其中所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器響應(yīng)于用戶的
手指接觸來驅(qū)動用戶與布置在手持設(shè)備頂側(cè)的顯示屏上顯示的GUI (圖形用戶界面)進(jìn)行交互，由此使得顯示屏不會被用戶手指接觸 底側(cè)的數(shù)字轉(zhuǎn)換器而遮擋。
背景技術(shù)：
諸如觸摸屏顯示器和觸摸面板設(shè)備的交互式顯示設(shè)備通常結(jié)合 計算設(shè)備(諸如，便攜計算機(jī)、蜂窩電話、個人數(shù)字助理(PDA) 以及其他手持便攜式計算設(shè)備)來實(shí)現(xiàn)，以便允許用戶使用顯示屏 來與設(shè)備或者設(shè)備上執(zhí)行的應(yīng)用進(jìn)行交互。通過在預(yù)定區(qū)域接觸(使 用諸如指示筆的指示設(shè)備或者諸如手指接觸的其他接觸方式)覆蓋 顯示屏的觸摸敏感表面，用戶可以與設(shè)備或者應(yīng)用進(jìn)行交互，從而 選擇屏幕上顯示的圖形對象或者輸入文本等。
圖1示意性地示出了具有帶有常規(guī)框架的交互式顯示設(shè)備(100) 的計算設(shè)備(IO)。交互式顯示設(shè)備(IOO)包括安裝在計算設(shè)備 (10)的殼體(130)的前側(cè)表面上的觸摸面板(l20)(或者數(shù)字 轉(zhuǎn)換器)以及顯示單元(110)，其中數(shù)字轉(zhuǎn)換器(120)作為覆蓋 物而堆疊在顯示單元(110)之上。數(shù)字轉(zhuǎn)換器(120)是接觸敏感 層，可以使用一種或者多種已知技術(shù)和結(jié)構(gòu)來對其進(jìn)行設(shè)計，以便 檢測與數(shù)字轉(zhuǎn)換器(120)表面接觸的對象(諸如，指示筆、筆、指 示設(shè)備、人類手指等)的運(yùn)動、觸摸、位置等，并且數(shù)字轉(zhuǎn)換器(120) 生成引起圖形光標(biāo)在顯示單元(120)的屏幕上移動的信號。顯示單
元(110)例如可以是液晶顯示器(LCD)。交互式觸摸屏顯示設(shè)備
與圖形用戶界面一起使用，以便向用戶呈現(xiàn)可以由用戶操作的指示
設(shè)備的指示設(shè)備操縱的文本和控制的描繪，從而提供 一 種稱作如現(xiàn)
有技術(shù)公知的那樣的"直接操縱"用戶界面。為了支持"直接操縱，，
用戶界面，具有如圖1中所繪出的堆疊的、覆蓋的框架交互式的顯
示設(shè)備(100)必須滿足特定的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。
例如，數(shù)字轉(zhuǎn)換器(120)必須設(shè)計成為具有接觸敏感表面，其
中所述4^觸每文感表面的印記(footprint)至少與顯示單元(110)的
顯示屏的印記大小相同(并且對準(zhǔn))。數(shù)字轉(zhuǎn)換器(120)必須使用
透明玻璃或者剛性塑料材料進(jìn)行構(gòu)造，以便可以通過覆蓋的數(shù)字轉(zhuǎn)
換器(120)看到所顯示的圖形、對象等。此外，為了使用圖l的常
規(guī)交互式顯示設(shè)備(100)來實(shí)現(xiàn)"直接操縱"用戶界面，數(shù)字轉(zhuǎn)換
器(120)的物理或者合成分辨率必須足夠大，以便可以以足夠的精
確度來確定在覆蓋的數(shù)字轉(zhuǎn)換器(120)上的用戶接觸關(guān)于直接位于
接觸點(diǎn)之下的顯示屏(110)上的位置的相對位置。實(shí)際上，對于手
指接觸設(shè)計，重要的是提供足夠的分辨率，這允許用戶來準(zhǔn)確地放
置圖形光標(biāo)或者選擇/激活剛好位于用戶接觸點(diǎn)之下的、在屏幕上顯
示的圖形對象或者菜單選項(xiàng)。這種精確檢測對于用于直接操縱用戶
界面的有效的用戶操作是重要的，其中用戶期望能夠與直接位于用
戶感覺到的接觸點(diǎn)下的點(diǎn)之下的圖形對象等進(jìn)行交互。
存在與具有諸如圖l所繪出的堆疊框架的常規(guī)交互式顯示設(shè)備
相關(guān)聯(lián)的限制和缺點(diǎn)，例如，使用直接操縱用戶交互式顯示系統(tǒng)需 要的高分辨率數(shù)字轉(zhuǎn)換器在制造成本和復(fù)雜硬件系統(tǒng)集成、以及高 分辨率數(shù)字轉(zhuǎn)換器所需的軟件的方面，都非常昂貴。此外，對于圖1 的堆疊交互式顯示框架，作為當(dāng)由指示筆或者指尖來操作觸摸屏覆 蓋物(120)時生成的重復(fù)接觸壓力的結(jié)果，顯示單元(110)可能 受到損壞，這可導(dǎo)致顯示器的壽命縮短。
此外，隨著便攜計算設(shè)備制造的屏幕尺寸越來越小和圖形用戶 界面更為緊湊，具有圖1所繪出的堆疊框架的交互式顯示設(shè)備對可
縮放屏幕的尺寸以及用戶界面圖形內(nèi)容造成實(shí)際限制。實(shí)際上，當(dāng) 使用觸摸屏覆蓋物時，當(dāng)操縱用戶的手指或者指示筆來接觸期望的 位置時，用戶的手指和/或指示筆將遮擋顯示器的部分。在這點(diǎn)上， 由于用戶的指尖可以遮蓋大于單個控件或者選擇的區(qū)域，用戶難以 在具有密集封裝的圖形界面的小顯示屏上使用指尖接觸選擇目標(biāo)對 象。這樣，必須將圖形用戶界面設(shè)計為呈現(xiàn)相對較大的交互目標(biāo)， 以便容納用戶手指的相對較大的接觸印記，否則補(bǔ)償作為輸入模式 的人類手指的相對非精確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的示例性實(shí)施方式包括用于手持計算設(shè)備的交互式顯示 系統(tǒng)，所述交互式顯示系統(tǒng)使用布置在計算設(shè)備底側(cè)上的數(shù)字轉(zhuǎn)換 器來實(shí)現(xiàn)，其中，數(shù)字轉(zhuǎn)換器響應(yīng)于用戶手指接觸來驅(qū)動用戶與在
布置在手持設(shè)備的頂側(cè)上的顯示屏上顯示的GUI (圖形用戶界面)
的交互，由此允許顯示屏不會受到用戶手指與數(shù)字轉(zhuǎn)換器的底側(cè)接 觸的遮擋。
本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式是一種計算設(shè)備，包括設(shè)備殼 體，具有第一側(cè)以及與第一側(cè)相對的第二側(cè)；以及交互式顯示系統(tǒng)， 具有顯示器和數(shù)字轉(zhuǎn)換器。顯示器包括布置在設(shè)備殼體的第一側(cè)上 的顯示屏。數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括布置在設(shè)備殼體的第二側(cè)上的接觸表面， 并且數(shù)字轉(zhuǎn)換器被配置為檢測用戶在接觸表面上的接觸點(diǎn)處的接 觸，以驅(qū)動用戶與在顯示屏上顯示的GUI (圖形用戶界面)的交互。
在一個示例性實(shí)施方式中，接觸表面包括多個接觸式傳感器，
列，其中^個^^口點(diǎn)與數(shù);轉(zhuǎn)換器的坐標(biāo)空間中的X-Y坐標(biāo)相對應(yīng)。 顯示屏和數(shù)字轉(zhuǎn)換器的接觸表面具有在面積方面基本相似的印記，
并且在設(shè)備殼體的相對的第 一側(cè)和第二側(cè)上對準(zhǔn)地布置。數(shù)字轉(zhuǎn)換 器的接觸表面上的接觸點(diǎn)的分辨率可以小于顯示器的像素分辨率。 計算設(shè)備進(jìn)一 步包括傳感器電路以及嵌入式處理系統(tǒng)。傳感器
電路感測用戶與數(shù)字轉(zhuǎn)換器的 一 個或者多個接觸式傳感器的接觸， 并且該傳感器電路輸出檢測信號，所述檢測信號指示用戶在數(shù)字轉(zhuǎn) 換器的圖像空間中的 一 個或者多個檢測到的接觸點(diǎn)處的接觸。嵌入 式處理系統(tǒng)處理檢測信號，以將檢測到的接觸點(diǎn)的坐標(biāo)映射到顯示 屏的圖像空間中的一個或者多個對應(yīng)顯示屏坐標(biāo)，并且生成顯示控 制信號，所述顯示控制信號由顯示器處理以使得用戶能夠與在顯示 屏的對應(yīng)區(qū)域中顯示的圖形用戶界面進(jìn)行交互?？梢蕴幚盹@示控制 信號以使得用戶能夠控制所述對應(yīng)顯示屏坐標(biāo)處的在所述顯示屏上 顯示的圖形光標(biāo)，和/或使得用戶能夠選擇在對應(yīng)顯示屏坐標(biāo)處的在 顯示屏上顯示的圖形用戶界面的圖形對象。
在另 一 示例性實(shí)施方式中，計算設(shè)備的數(shù)字轉(zhuǎn)換器可以包括觸 摸面板、多個傳導(dǎo)接觸感測電極以及感測電路。觸摸面板由非傳導(dǎo) 材料形成并且具有相對的第一和第二表面，其中所述第一表面定義 數(shù)字轉(zhuǎn)換器的接觸表面。多個傳導(dǎo)接觸感測電極包括第 一接觸電極 以及一 個或者多個第二接觸電極。第 一接觸電極被安排在數(shù)字轉(zhuǎn)換 器的接觸表面上的離散接觸點(diǎn)處的觸摸面板的第 一表面上。感測電 路通過檢測由用戶與一個或者多個第 一接觸電極類型的電極和至少 一個第二類型的電極同時接觸引發(fā)的電連接來感測用戶與數(shù)字轉(zhuǎn)換
器的接觸表面上的離散接觸點(diǎn)處的一個或者多個第一接觸電極的接 觸。第二接觸電極可以被安排在與第 一接觸電極鄰近的觸摸面板的 第一表面上，和/或布置在設(shè)備殼體的表面上，以便當(dāng)使用計算設(shè)備 時， 一個或者多個第二電極與用戶手部物理地接觸。
感測電路通過檢測第 一接觸電極上的電壓從第 一參考電壓水平 到第二電壓參考水平的變化來感測用戶與第 一接觸電極的接觸，其 中該變化是由于用戶與第 一 接觸電極和第二類型的電極同時接觸而 引發(fā)的電連接所引起的。
第 一接觸電極可以均勻地安排在數(shù)字轉(zhuǎn)換器的接觸表面上的二 維陣列中，安排在數(shù)字轉(zhuǎn)換器的接觸表面上的一個或者多個分離的 線性陣列中，安排在數(shù)字轉(zhuǎn)換器的接觸表面上的一個或者多個分離
的環(huán)形環(huán)中，和/或安排在數(shù)字轉(zhuǎn)換器的接觸表面上的離散接觸點(diǎn)處，
從而一個或者多個第一接觸電極直接對準(zhǔn)在所述設(shè)備殼體的相對的
第一表面上的顯示屏的對應(yīng)區(qū)域中顯示的圖形對象。
在本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式中，數(shù)字轉(zhuǎn)換器是安裝至計算 設(shè)備的設(shè)備殼體的單一設(shè)備。在另一示例性實(shí)施方式中，數(shù)字轉(zhuǎn)換 器可以整體地形成為計算設(shè)備的部分，其中觸摸面板是從設(shè)備殼體 的部分形成，其中第 一接觸電極例如是嵌入在設(shè)備殼體的觸摸面板 部分中的傳導(dǎo)螺柱，其中傳導(dǎo)螺柱的末端部分暴露在數(shù)字轉(zhuǎn)換器的 接觸表面上的接觸點(diǎn)處。
通過結(jié)合附圖閱讀，從下文的示例性實(shí)施方式的詳細(xì)描述中， 本發(fā)明的這些以及其他示例性實(shí)施方式、方面、特征以及優(yōu)點(diǎn)將變 得明顯。


圖i是具有常規(guī)交互式顯示系統(tǒng)的計算設(shè)備的橫截面示意圖2A是具有根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的交互式顯示
系統(tǒng)的計算設(shè)備的橫截面示意圖2B是具有根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的交互式顯示系
統(tǒng)的計算設(shè)備的框圖3A和圖3B示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式 的數(shù)字轉(zhuǎn)換器；
圖4是示出根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的接觸式傳感器 電路的示意電路圖5A至圖5B示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方 式的方法，該方法用于將在底側(cè)安裝的低分辨率數(shù)字轉(zhuǎn)換器上的接
觸位置映射至在前側(cè)顯示屏上顯示的圖形對象；
圖6是根據(jù)本發(fā)明的另 一個示例性實(shí)施方式的其中包括旋轉(zhuǎn)式
滑動接觸安排的數(shù)字轉(zhuǎn)換器的示意性圖示；
圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性實(shí)施方式的包括多個線性滑
動接觸的數(shù)字轉(zhuǎn)換器的示意性圖示；
圖8是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的方法的流程圖，所
述方法用于檢測離散的數(shù)字轉(zhuǎn)換器接觸位置并將其映射至顯示屏上
的光標(biāo)位置；
圖9是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的方法的流程圖，所 述方法用于檢測離散的數(shù)字轉(zhuǎn)換器接觸位置并將其映射至顯示屏上 的圖形對象；
圖IO是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的計算設(shè)備的示意性 橫截面視圖，其中將數(shù)字轉(zhuǎn)換器硬件作為塑料設(shè)備殼體的部分進(jìn)行 集成；
圖11是根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方式的計算設(shè)備的示意性 橫截面視圖，其中將數(shù)字轉(zhuǎn)換器硬件作為塑料設(shè)備殼體的部分進(jìn)行 集成；
圖12是根據(jù)本發(fā)明的另 一 示例性實(shí)施方式的計算設(shè)備的示意性 橫截面視圖，其中將數(shù)字轉(zhuǎn)換器硬件作為塑料設(shè)備殼體的部分進(jìn)行 集成；
圖13是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的具有數(shù)字轉(zhuǎn)換器硬 件的計算設(shè)備的示意性橫截面視圖，其中所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器硬件安裝
在設(shè)備殼體的底部表面上；以及
圖14是根據(jù)本發(fā)明的另 一 示例性實(shí)施方式的具有數(shù)字轉(zhuǎn)換器硬 件的計算設(shè)備的示意性橫截面視圖，其中所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器硬件安裝 在設(shè)備殼體的底部表面上。
具體實(shí)施例方式
圖2A和圖2B示意性地示出了具有根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí) 施方式的交互式顯示系統(tǒng)的計算設(shè)備。總體上，圖2A是包括交互式 顯示系統(tǒng)(200)的計算設(shè)備(20)的示意性側(cè)視圖，其中所述交互 式顯示系統(tǒng)(200)具有顯示單元(210)以及布置在計算設(shè)備(20) 的設(shè)備殼體(230 )的相對側(cè)上的觸摸敏感的輸入設(shè)備(220 )(或
者數(shù)字轉(zhuǎn)換器)。圖2A繪出了一個示例性框架，其中顯示單元(210) 布置在設(shè)備殼體(230 )的前側(cè)(230a)上，以及數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220) 布置在與該前側(cè)相對的設(shè)備殼體(230 )的后側(cè)(230b)上。數(shù)字轉(zhuǎn) 換器(220)包括觸摸敏感表面(220a),以及顯示單元(210)包 括顯示屏(210a) , 二者朝向相對的方向。交互式顯示設(shè)備(200 ) 通常被配置為使得用戶可以(經(jīng)由物理的手指接觸)與數(shù)字轉(zhuǎn)換器
(220)底側(cè)的接觸敏感表面(220a)進(jìn)行交互，以便控制光標(biāo)在顯 示屏(210a)上運(yùn)動，和/或指向/選擇在顯示單元(210)的屏幕上 顯示的圖形對象。通過交互式顯示安排/框架，數(shù)字轉(zhuǎn)換器的接觸敏 感表面(220a)不覆蓋顯示單元(210)的顯示屏(210a),如在圖 l中繪出的常規(guī)覆蓋安排。這樣，不會由于用戶與底側(cè)數(shù)字轉(zhuǎn)換器
(220 )的交互(手指接觸)而遮擋頂側(cè)顯示屏(210a)的用戶視圖。 圖2A示出了用于將交互式顯示系統(tǒng)與計算設(shè)備相集成的概念
算設(shè)備中的一個，諸如氣動(pneumonic)設(shè)備(例如，PDA或者 PIM管理設(shè)備)、通信設(shè)備(例如，蜂窩電話)、遠(yuǎn)程控制、或者 需要或期望交互式顯示系統(tǒng)的其他類型的瘦型手持計算設(shè)備。應(yīng)該 理解，術(shù)語"計算設(shè)備，，旨在寬泛地涉及使用嵌入計算系統(tǒng)的一類 設(shè)備的任何成員，以提供其全部或者部分功能性。根據(jù)應(yīng)用，計算 設(shè)備(20)可以具有附加的用戶接口 1/0組件(231),諸如布置在 設(shè)備殼體(230 )的頂側(cè)(230a)上的按鈕、小鍵盤、麥克風(fēng)/揚(yáng)聲器 等。圖2B是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的計算設(shè)備 (20)的硬件和軟件組件的通用系統(tǒng)架構(gòu)的示意性框圖，其可以用 以實(shí)現(xiàn)和控制交互式顯示系統(tǒng)(200 )的操作以及計算設(shè)備(20)的 其他功能，并且用以使得用戶能夠與計算設(shè)備(20)進(jìn)行交互。應(yīng) 該理解，在圖2B中繪出的計算設(shè)備架構(gòu)可以根據(jù)應(yīng)用來變化，計算 設(shè)備(20)可以裝備有各種類型的輸入/輸出(I/O)組件，以及需要 用來支持計算設(shè)備(20)的預(yù)期功能的其他電子和機(jī)械組件。
如圖2B中所繪出，顯示單元(210)通常包括這樣的硬件組件， 所述硬件組件包括形成顯示屏的像素陣列(211)、以及用以控制像
素陣列(211)的操作的顯示驅(qū)動器電路(212),顯示單元(210) 的架構(gòu)和功能根據(jù)所實(shí)現(xiàn)的顯示系統(tǒng)的類型將有所變化。例如，顯 示系統(tǒng)(210)可以例如是LCD (液晶顯示器)、等離子顯示器、焚 光面板顯示器或者LED顯示器，或者例如其他適合的常規(guī)的或者現(xiàn) 有技術(shù)狀態(tài)的顯示器系統(tǒng)。此外，數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220)通常包括接觸 點(diǎn)傳感器(221)的圖案或者陣列以及接觸式傳感器驅(qū)動/檢測電路
(222),其中所述接觸點(diǎn)傳感器(221)的圖案或者陣列形成數(shù)字 轉(zhuǎn)換器(220)的觸摸敏感表面(220a)的部分，而接觸式傳感器驅(qū) 動/檢測電路(222 )用以控制傳感器功能、并且檢測對于數(shù)字轉(zhuǎn)換器
(200)的接觸敏感表面(220a)上的位置的物理接觸的出現(xiàn)和位置。 數(shù)字轉(zhuǎn)換器(200)的各種硬件組件將根據(jù)植入的數(shù)字轉(zhuǎn)換器的類型 而在架構(gòu)和功能方面有所變化。例如，可以使用適用于給定的后側(cè) 應(yīng)用的常規(guī)的或者現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的數(shù)字轉(zhuǎn)換器技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)數(shù)字轉(zhuǎn) 換器(220 ),諸如阻抗性或者電容性觸摸面板技術(shù)以及可以用于感 測手指接觸的其他技術(shù)。此外，根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式， 可以使用各種低成本、低分辨率的數(shù)字轉(zhuǎn)換器設(shè)備框架來實(shí)現(xiàn)數(shù)字 轉(zhuǎn)換器(220)，該數(shù)字轉(zhuǎn)換器設(shè)備框架諸如例如參考圖3A至圖3B、 圖4、以及圖10至圖14進(jìn)一步詳述的那些。
如圖2B中進(jìn)一步繪出，計算設(shè)備(20)可以包括一種或者多種 類型的VO組件(231 )以及相關(guān)聯(lián)的驅(qū)動器電路(232 ),以便控制 設(shè)備功能的操作或者支持與計算設(shè)備(20)所執(zhí)行的一個或者多個 應(yīng)用的交互。計算設(shè)備(20 )包括控制電路(240 ),該控制電路(240 ) 通過通信總線(250)可操作地耦合至各種硬件組件(210) ( 220)
(231 ) / ( 232 )?？刂齐娐?240)可以包括一個或者多個計算機(jī)處
理器、微處理器和/或ASIC (專用集成設(shè)備)等，可能需要所述控制
電路(240)來控制顯示系統(tǒng)(210)和數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220 )以及其他
1/0組件(231 )的操作。
計算設(shè)備(20 )包括一個或者多個不同類型的嵌入存儲器(260 )、
(261 )(例如，ROM和/或可編程ROM,諸如FLASH ROM存儲器)， 用于存儲諸如操作系統(tǒng)(270 )的程序代碼/軟件，以操作計算設(shè)備(20 ) 和由計算設(shè)備(20)所主管的軟件應(yīng)用/工具(271 )。各種程序(270) 和(271)可以包括程序代碼，用于經(jīng)由顯示系統(tǒng)(210)來呈現(xiàn)圖 形用戶界面，其允許用戶對計算設(shè)備(20)和/或由計算設(shè)備(20) 執(zhí)行的應(yīng)用(271)的功能性進(jìn)行控制和交互。
此外，計算設(shè)備(20)包括由控制系統(tǒng)(240)所執(zhí)行的軟件和 配置數(shù)據(jù)，以便支持交互式顯示系統(tǒng)(200)。例如，計算設(shè)備(20) 可以包括軟件程序或者方法(272)和(273 ),其允許將數(shù)字轉(zhuǎn)換 器空間中的用戶接觸位置的坐標(biāo)映射至顯示器像素空間中的顯示屏 坐標(biāo)，和/或允許將數(shù)字轉(zhuǎn)換器空間中的用戶接觸位置的坐標(biāo)映射至 在顯示屏上顯示的對應(yīng)圖形元素。通過具體示例的方式，軟件程序
(272)和(273 )可以包括根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的計算機(jī) 實(shí)現(xiàn)方法，諸如由圖8和圖9的流程圖所示出的方法，這將在下文 中進(jìn)一步詳述。
如上所述，圖2A和圖2B示出了用于將交互式顯示系統(tǒng)與手持 計算設(shè)備相集成的概念結(jié)構(gòu)框架，其中數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220)可以使用 任何適合的常規(guī)的或者現(xiàn)有技術(shù)狀態(tài)的數(shù)字轉(zhuǎn)換器技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。然 而應(yīng)該理解，這樣的交互式顯示系統(tǒng)(200)示例性安排，其具有在 顯示系統(tǒng)(210)之后、與該顯示系統(tǒng)(210)定向相反、且布置在 設(shè)備(20)底側(cè)的數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220 )，允許針對各種應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)低 成本的簡化數(shù)字轉(zhuǎn)換器設(shè)計，其中包括直接操縱用戶界面，將在下 文中詳述其示例性實(shí)施方式。例如，由于后側(cè)安裝，數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220) 不必制造為透明以便允許用戶察看屏幕，或者不必具有一個帶有與 顯示屏的印記相匹配的印記以便允許直接操縱用戶界面應(yīng)用的接觸
表面。實(shí)際上，可以選擇后側(cè)數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220)的安裝位置，使其 大致是與頂側(cè)設(shè)備顯示器(210)的安裝位置相對的對應(yīng)位置，從而 當(dāng)用戶操作數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220)時，用戶可以體驗(yàn)以下感覺，通過設(shè) 備(20)的厚度來有效地指向設(shè)備殼體(230 )前側(cè)上的顯示屏(210a) 的位置。
通過具體示例的方式，在圖2A的示例性實(shí)施方式中，示出的數(shù)
字轉(zhuǎn)換器(220 )安裝在計算設(shè)備(20 )的底側(cè)上，其與計算設(shè)備(20 ) 的頂側(cè)的顯示器(210)對準(zhǔn)，其中數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220)和顯示器(210) 可以具有相同或基本相似的印記尺寸。通過此布置，當(dāng)用戶通過手 指接觸數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220)的接觸表面(220a)上的點(diǎn)A而操作數(shù)字 轉(zhuǎn)換器(220)時，在顯示屏(210)上的點(diǎn)B處可以顯示圖形指針 或者光標(biāo)，其中所述點(diǎn)B基本對準(zhǔn)與觸摸面板數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220)上 的指尖接觸點(diǎn)A直接相對的相同位置。然而，在其他示例性實(shí)施方 式中，當(dāng)數(shù)字轉(zhuǎn)換器接觸表面(220a)和顯示屏(210a)的印記不 同和/或并未在設(shè)備殼體(230)的相對側(cè)上直接對準(zhǔn)時，用戶可以確 定在數(shù)字轉(zhuǎn)換器接觸表面(220a)上的手指接觸點(diǎn)和顯示屏(210a) 上的對應(yīng)位置之間的對應(yīng)關(guān)系，如由屏幕上的指針或者光標(biāo)的運(yùn)動 和/或位置所指示。
就這一點(diǎn)，無論顯示屏(210a)和接觸敏感表面(220a)的印記 尺寸是否緊密匹配、以及是否在設(shè)備殼體(230 )的相對的頂側(cè)和底 側(cè)表面對準(zhǔn)，當(dāng)用戶經(jīng)由手指接觸來與數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220)交互時， 在顯示屏(210a)上顯示的可視指針或者光標(biāo)的指向位置將主導(dǎo)在 顯示屏(210a)上的被指向位置的用戶的肌肉運(yùn)動感覺。換言之， 為了直接操縱用戶界面，當(dāng)用戶操縱與底側(cè)數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220)的手 指接觸時，用戶將他/她的視點(diǎn)集中于在頂側(cè)屏幕(210a)上顯示的 光標(biāo)的運(yùn)動，并且由此不會因?yàn)樵诤髠?cè)數(shù)字轉(zhuǎn)換器表面(220a)上 的手指接觸位置與在頂側(cè)顯示屏(210a)上的光標(biāo)/指針位置之間缺 少對應(yīng)關(guān)系/未對準(zhǔn)而迷惑。由此，對于諸如圖2A中所繪出的后側(cè) 數(shù)字轉(zhuǎn)換器安排，可以將數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220)的分辨率制造得顯著低 于顯示器(210)的分辨率。這與圖1的常規(guī)覆蓋設(shè)計相反，在常規(guī) 設(shè)計中，數(shù)字轉(zhuǎn)換器(120)的分辨率應(yīng)該近似或者超過顯示器(110) 的分辨率，以便屏幕光標(biāo)和用戶手指接觸的位置符合有效的、用戶
友好的直接操縱界面應(yīng)用。
例如，圖3A和圖3B示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性 實(shí)施方式的數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220—1 ),該數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220—1 )可以實(shí) 現(xiàn)為圖2A的交互式顯示系統(tǒng)(200)中的底側(cè)數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220)。 出于示出的目的，可以認(rèn)為圖3A是圖2A中的計算設(shè)備(20)的示 意性底視圖，其示出了在設(shè)備殼體(230 )的底側(cè)(230b)上布置的 示例性數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220—1 )。數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220_1)包括其中包含 第一類型電極(21 )以及第二類型電極(22 )的傳導(dǎo)電極陣列(221—1 )， 所述電極形成在數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220—1 )的接觸表面(23)上、嵌入在 該接觸表面中或者暴露于該接觸表面上。在一個示例性實(shí)施方式中， 傳導(dǎo)電極(21 ) 、 (22)繪出為被安排在接觸點(diǎn)電極(22)的2D陣 列中，并且延長了在接觸點(diǎn)電極(22)的每行之間插入的軌道電極 (21)。在示出的實(shí)施方式中，在電極的2D陣列(221—1)中的每 個接觸點(diǎn)電極(22)對應(yīng)于(或者映射至)數(shù)字轉(zhuǎn)換器坐標(biāo)空間中 的2D接觸點(diǎn)陣列的不同X-Y坐標(biāo)。
數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220—1 )被配置為通過感測在接觸點(diǎn)電極(22)和 靠近接觸點(diǎn)電極(22)的至少一個傳導(dǎo)軌道電極(21)的一部分之 間的電連接，來檢測并解i奪用戶在與接觸點(diǎn)電極(22)對應(yīng)的位置 上的接觸，其中當(dāng)用戶的手指同時物理地接觸接觸點(diǎn)電極(22)以 及傳導(dǎo)軌道電極(21)時，引發(fā)該電連接。數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220—1 )操 作以使用感測電路來檢測在接觸敏感表面(23)(如通過接觸點(diǎn)電 極(22)來描述)上的一個或者多個接觸點(diǎn)處的手指接觸，其中所 述感測電路以電方式與接觸點(diǎn)電極(22)以及傳導(dǎo)軌道電極(21) 互連。例如，圖3B示出了在數(shù)字轉(zhuǎn)換器陣列(221—1)中的包括24 個接觸點(diǎn)電極(22)的塊(30),該塊(30)包括在連接到地電壓 VSS的傳導(dǎo)軌道電極(221)之間布置的8x3個接觸點(diǎn)的陣列。在 常規(guī)才喿作期間，接觸點(diǎn)電極(22)可以連接至任意適合的感測電路， 所述感測電路可以感測到這樣的情況，即當(dāng)由于4妻觸點(diǎn)電極(22) 和接地傳導(dǎo)軌道電極(21)之間的物理接觸而使一個或者多個接觸 點(diǎn)電極(22)(從較高電壓水平)被拉低至VSS電壓水平。感測電
路可以配置為基于接觸點(diǎn)電極(22)的電壓水平來在給定時間感測 每個接觸點(diǎn)電極(22)的二元狀態(tài)(接觸、不接觸)，其中可以通 過陣列(221—1)中的一位信息或者針對給定子隊(duì)列(30)來表示每 個接觸點(diǎn)電極(22)的感測到的狀態(tài)。
圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的接觸式傳感 器電路(40)的示意性電路圖。圖4示出了針對使用圖3A的傳感器 陣列(221—1)實(shí)現(xiàn)的數(shù)字轉(zhuǎn)換器接觸點(diǎn)傳感器陣列(221)來實(shí)現(xiàn) 圖2B的接觸式傳感器驅(qū)動器/檢測器電路(222 )的一個示例性實(shí)施 方式，以便例如感測在數(shù)字轉(zhuǎn)換器陣列的觸摸敏感表面上的接觸點(diǎn) 處的手指接觸。通常，傳感器電路(40)包括多個緩沖器(41 )(例 如，施密特觸發(fā)器)、上拉電阻器Rp以及檢測器電路(42)。每個 緩沖器(41)的輸入連接至數(shù)字轉(zhuǎn)換器陣列(221—1)中的一個對應(yīng) 的接觸(22)。此外，每個緩沖器(41)的輸入通過對應(yīng)的上拉電 阻器Rp連接至第一電源電壓(例如，Vdd)。每個緩沖器(41)的 輸出耦合至檢測器(42)的輸入。傳導(dǎo)軌道電極(21)連接至第二 電源電壓(例如，Vss)。傳感器電^各(40)通常通過^r測以下情況 而進(jìn)行操作，即由于靠近接觸點(diǎn)的用戶接觸而在接觸點(diǎn)電極(22) 和地軌道(21)之間發(fā)生電連接的情況。
具體而言，在用戶手指沒有與給定接觸點(diǎn)電極(22)接觸時， 對應(yīng)緩沖器(41)的輸入將保持處于邏輯"1" (Vdd)。然而，如 圖4中所繪出的，當(dāng)在接觸點(diǎn)(22)和地軌道(21)之間進(jìn)行手指 接觸時，由于由Rp和Rc形成的分壓器電路，在接觸電極(22)和 傳導(dǎo)軌道(21)(例如，圖4中的接觸阻抗RC)之間形成高阻抗 RC電接觸，這使得將對相應(yīng)緩沖器(41)的輸入下拉至低于某些觸 發(fā)電壓閾值。作為結(jié)果，緩沖器(41)的輸出從邏輯"1"狀態(tài)變化 至邏輯"0"狀態(tài)。每個緩沖器(41 )的輸出被輸入至檢測器電路(42 )， 在檢測器電路(42)處對緩沖器(41)的輸出進(jìn)行存儲和處理。檢 測器(42)可以是控制系統(tǒng)(240)或者在圖2B中繪出的控制系統(tǒng) (240)的部分，其具有n位的寄存器，所述寄存器臨時地存儲n位
數(shù)字的字，該字表示在陣列(221_1)中的接觸點(diǎn)傳感器(22)的塊 的接觸狀態(tài)。
例如，在圖3A和圖3B的示例性實(shí)施方式中，其中每個接觸點(diǎn) 電極(22)表示數(shù)字轉(zhuǎn)換器陣列(221—1)中的給定X-Y位置，以及 其中接觸點(diǎn)電極(22)劃分成為陣列(221_1)上的24個接觸的子 塊(30),可以由用于接觸點(diǎn)電極(22)的每個塊(30)的24位數(shù) 字的字來表示接觸點(diǎn)電極(22)的狀態(tài)，其中可以由在n位字中的 對應(yīng)位的邏輯值和位的位置來表示在塊(30)中的給定接觸點(diǎn)電極
(22)的狀態(tài)和位置。
例如，在圖3B的示例性實(shí)施方式中，其中接觸點(diǎn)電極(22)的 陣列分組成為8x3個接觸點(diǎn)的塊(30),可以由24位字中的一位 來表示針對給定塊(30)的每個接觸點(diǎn)電極(22)，其中位的位置
(0…23)指明在子陣列(30)中的接觸點(diǎn)的X-Y位置，而邏輯值表 示接觸點(diǎn)電極(22)的感測到的狀態(tài)。應(yīng)該理解，圖3A和3B僅僅 示出了一個示例性分組，然而，基于處理器的數(shù)據(jù)寬度等，可以利 用n位數(shù)字的字所表示的點(diǎn)的任何期望的數(shù)字n (例如，n為8、 16、 32、 64)以任何期望的設(shè)置(例如，逐行、逐列等)來將數(shù)字轉(zhuǎn)換 器陣列中的接觸點(diǎn)電極(22)進(jìn)行分組?？梢杂蓹z測器系統(tǒng)(42)
(或者操作系統(tǒng)或者應(yīng)用)來讀取和處理針對給定單位單元區(qū)域
(30)的n位字，并將其解碼為對于對應(yīng)顯示屏上的特定區(qū)域的引 用?？紤]到在數(shù)字轉(zhuǎn)換器和顯示器之間的尺寸和縱橫比差異，可以 由適當(dāng)?shù)能浖绦?例如，圖2B中的272、 273 )來確定顯示屏上 的對應(yīng)區(qū)域，以便與顯示器上的最靠近的圖形元素相對應(yīng)。
借助于示例，圖5A和圖5B示意性地示出了才艮據(jù)本發(fā)明的一個 示例性實(shí)施方式的方法，用于將底側(cè)安裝的低分辨率數(shù)字轉(zhuǎn)換器上 的接觸點(diǎn)位置映射至在前側(cè)顯示屏上顯示的圖形對象。具體而言， 圖5A示出了在前側(cè)顯示屏(210_1)上顯示的示例性GUI，其中所 述GUI包括下拉菜單對象(50)以及針對選擇的"EDIT (編輯)" 菜單項(xiàng)的菜單選項(xiàng)(51)。此外，圖5A示出了與前側(cè)GUI元素對準(zhǔn)的接觸點(diǎn)電極(22)的陣列，其中接觸電極(22)可以是圖3A的 示例性數(shù)字轉(zhuǎn)換器陣列(221_1)的部分，所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器陣列 (221—1)布置在計算設(shè)備的后側(cè)之上并與前側(cè)顯示器(210_1)對 準(zhǔn)。圖5A進(jìn)一步示出了在后側(cè)數(shù)字轉(zhuǎn)換器上的手指接觸的位置Fl, 該位置基本在與接觸點(diǎn)電極(22_1 )對準(zhǔn)的"Copy(復(fù)制)，，項(xiàng)(51a) 之下。在此示例中，接觸點(diǎn)(22—l)對準(zhǔn)"Copy"圖形對象。如果 數(shù)字轉(zhuǎn)換器感測電路檢測到這些點(diǎn)(22—1)處的接觸，則映射軟件 將低分辨率的接觸陣列點(diǎn)映射至對準(zhǔn)"Copy"項(xiàng)(51a)的顯示區(qū)域。
此外，圖5B示出了其中指尖接觸已經(jīng)移動至位置F2的狀態(tài)， 其中對接觸點(diǎn)電極(22_2 )進(jìn)行接觸。在此示例中，第二接觸點(diǎn)(22_2 ) 的位置將映射至顯示屏中顯示了 "Paste (粘貼)"項(xiàng)(51b)的區(qū)域。 應(yīng)該注意，在圖5A和圖5B中，"Delete (刪除)"項(xiàng)(51c)沒有 具體地對準(zhǔn)任何底側(cè)接觸點(diǎn)電極(22)。換言之，在圖形表示(51c) 的同構(gòu)邊界內(nèi)不存在數(shù)字轉(zhuǎn)換器的位置。然而，當(dāng)對如圖5中所示 的接觸電極(22_2)和(22—3)進(jìn)行手指接觸時，可以使用映射軟 件來確定用戶意圖選擇"Delete"項(xiàng)(51c)。實(shí)際上，在此環(huán)境中， 如果接觸(22—2 )對準(zhǔn)"Paste"項(xiàng)(51b )并且接觸(22—3 )對準(zhǔn)"Find (查找)，，元素(51 d ),則系統(tǒng)可以確定同時感測到在與位于"Paste" (51b)以及"Find" (51d)之間的圖形對象"Delete" (51c)相 對應(yīng)的點(diǎn)(22—2和22—3 )處的接觸。
應(yīng)該注意，圖3A和圖3B的示意性數(shù)字轉(zhuǎn)換器框架僅僅是具有 2D接觸點(diǎn)陣列的低分辨率數(shù)字轉(zhuǎn)換器的一個示例性實(shí)施方式，其中 接觸點(diǎn)均勻地分布在數(shù)字轉(zhuǎn)換器陣列(221—1)的印記區(qū)域之上，其 中數(shù)字轉(zhuǎn)換器陣列(221—1)的印記與頂側(cè)顯示屏(210—1)的印記 基本相同。圖5A和圖5B示出了具有屏幕上對象的低分辨率數(shù)字轉(zhuǎn) 換器(220—1 )的使用，所述屏幕上對象諸如圖形按鈕或者列表?xiàng)l目， 其可以或可以不與底側(cè)數(shù)字轉(zhuǎn)換器上的接觸點(diǎn)電極(22)的位置直 接對準(zhǔn)。在此實(shí)現(xiàn)中，數(shù)字轉(zhuǎn)換器分辨率不能低于足以在屏幕上對 象之間進(jìn)行區(qū)分的分辨率。例如，如果顯示器(210)具有的顯示屏
的印記足以顯示n x m個對象的陣列，則數(shù)字轉(zhuǎn)換器接觸點(diǎn)的分辨率 應(yīng)該足以提供最小為nxm個離散的數(shù)字轉(zhuǎn)換值。如下文中所述，當(dāng) 數(shù)字轉(zhuǎn)換器的分辨率低于顯示器的分辨率時，可以通過將數(shù)字轉(zhuǎn)換 器的輸入處理為近似值來補(bǔ)償分辨率方面的這些差異。
圖6和圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的其他示例性實(shí)施方式的數(shù)字轉(zhuǎn) 換器框架。具體而言，圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方 式的數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220—2),其中所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220_2)具有包 括多個旋轉(zhuǎn)滑動接觸(61、 62以及63)的接觸陣列(60)。每個旋 轉(zhuǎn)滑動接觸包括內(nèi)部環(huán)形傳導(dǎo)環(huán)電極(21 )以及外部接觸點(diǎn)電極(2 2 ) 的環(huán)。通過這種接觸式傳感器設(shè)置，數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220—2)可以包括 傳感器電路，該存儲器電路不但檢測通過手指接觸(諸如參考圖4 描述)而引發(fā)的內(nèi)部環(huán)形環(huán)電極(21)和接觸電極(22)之間的電 連接，而且還感測在接觸電極(22)和環(huán)電極(21)之間的順序接 觸的方向(逆時針、順時針)。就這一點(diǎn)，可以使用每個旋轉(zhuǎn)滑動 接觸(61)至(63)來增加或者降低某些系統(tǒng)操作參數(shù)的值/水平、 或者在與給定旋轉(zhuǎn)接觸相關(guān)聯(lián)的菜單項(xiàng)列表上來回切換。
例如，旋轉(zhuǎn)滑動接觸(61) 、 (62)和(63)可以用作獨(dú)立的 控制，以便選擇性地分別調(diào)整頂側(cè)顯示屏的亮度、對比度和色調(diào)設(shè) 置，其中手指接觸環(huán)繞一個給定的旋轉(zhuǎn)接觸(60)的順時針旋轉(zhuǎn)將 增加相關(guān)聯(lián)的顯示器設(shè)置的水平，以及其中手指接觸的逆時針旋轉(zhuǎn) 將降低該水平。例如，旋轉(zhuǎn)接觸61、 62和63可以是獨(dú)立的控制， 以便分別選擇和調(diào)整頂側(cè)顯示屏的顯示設(shè)置——亮度、對比度和色 調(diào)設(shè)置，其中順時針接觸旋轉(zhuǎn)增加設(shè)置水平，而逆時針接觸旋轉(zhuǎn)降 低設(shè)置水平。在其他實(shí)施方式中，旋轉(zhuǎn)滑動接觸(61) 、 (62)和 (63)可以用作獨(dú)立的控制，以便選擇特定菜單項(xiàng)，例如，字母、 數(shù)字、符號等，以及基于接觸旋轉(zhuǎn)的方向在每個菜單項(xiàng)的項(xiàng)目列表 上來回滾動。例如，在消息傳遞應(yīng)用或者電子郵件應(yīng)用中，用戶能 夠通過使用旋轉(zhuǎn)滑動(61)選擇英語字符(A-Z)的菜單選項(xiàng)來編寫 消息，以及在可用字母的列表之中滾動而按序選擇字母來編寫消息。 此外，圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的數(shù)字轉(zhuǎn)
換器(220—3 ),其中該數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220—3 )具有包括多個線性滑 動接觸(71、 72)的接觸陣列(70)。每個線性接觸滑動包括插入 在一對延長的傳導(dǎo)軌道電極(21)之間的接觸點(diǎn)電極(22)的線性 陣列。通過此接觸式傳感器安排，數(shù)字轉(zhuǎn)換器(220J)可以包括傳 感器電路，該傳感器電路不但檢測由手指接觸(諸如上文參考圖4 描述的)而引發(fā)的延長的傳導(dǎo)軌道(21)和接觸電極(22)之間的 電連接，而且還感測在接觸(22)和軌道電才及(21)之間的順序接 觸的方向(左、右)。就這一點(diǎn)，可以使用每個線性滑動接觸(71) 和(72)來增加或者降低某些系統(tǒng)操作參數(shù)的值/水平、或者在與諸 如在上文中參考圖6所述的給定旋轉(zhuǎn)接觸相關(guān)聯(lián)的菜單項(xiàng)列表上來 回切換。
例如，如在圖7中具體描述，線性滑動接觸(71)和(72)可 以用作單獨(dú)的控制以分別選擇字母和數(shù)字菜單項(xiàng)，以及基于接觸檢
測的方向來在每個菜單項(xiàng)的項(xiàng)目列表上來回滾動。例如，在消息傳 遞應(yīng)用或者電子郵件應(yīng)用中，用戶能夠通過使用線性滑動(71)選 擇英語字符(A-Z)的菜單選項(xiàng)來編寫消息，以及在可用字母的列表 之中滾動而按序選擇字母來編寫消息。線性滑動(71)可以包括針 對每個字符的接觸點(diǎn)電極(22 ),從而可以通過觸摸對應(yīng)的接觸(22 ) 來直接選擇期望的字母。類似地，線性滑動(72)可以用以選擇針 對數(shù)字(0-9)的菜單選項(xiàng)，并且在可用數(shù)字字符的列表之中滾動以 連續(xù)地選擇數(shù)字來編寫消息。線性滑動(72)可以包括針對每個可 用數(shù)字字符的接觸點(diǎn)電極(2 2 )，從而可以通過觸摸對應(yīng)的接觸(2 2 )
來直接選擇期望的數(shù)字。
應(yīng)該理解，圖6和圖7的數(shù)字轉(zhuǎn)換器并非必須布置在與顯示屏 相對的計算設(shè)備的底側(cè)。實(shí)際上，示例性數(shù)字轉(zhuǎn)換器設(shè)備(220—2 ) 和(220—3 )可以布置在屏幕顯示器附近的計算設(shè)備的前側(cè)上，其中 旋轉(zhuǎn)滑動控制(60)和/或線性滑動控制(70)實(shí)現(xiàn)為專用控制，以 便如上所述那樣選擇菜單項(xiàng)或者控制系統(tǒng)設(shè)置。在這樣的實(shí)施方式
中，滑動控制(60)和(70)不必對準(zhǔn)頂側(cè)顯示的GUI對象而安裝 在底側(cè)，這是由于用戶將預(yù)先具有對應(yīng)的控制功能的知識。就這一 點(diǎn)，圖6和圖7的示例性滑動控制框架提供了低成本的數(shù)字轉(zhuǎn)換器 方案，該方案可以在各種應(yīng)用和設(shè)備架構(gòu)中作為控制開關(guān)來使用。
換言之，圖6和圖7的數(shù)字轉(zhuǎn)換器可以在后側(cè)實(shí)現(xiàn)，但不必對 準(zhǔn)圖形對象，或者可以安裝在前側(cè)或者計算設(shè)備的側(cè)部，以便提供 低成本數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸入控制?；瑒涌刂?60)和(70)可以是布置 在計算設(shè)備底側(cè)上的數(shù)字轉(zhuǎn)換器設(shè)備的部分，其中滑動控制被安排 為與在頂側(cè)顯示屏上顯示的圖形用戶界面對象的具體安排相對應(yīng)。
應(yīng)該理解，根據(jù)本發(fā)明的 一個示例性實(shí)施方式的低成本數(shù)字轉(zhuǎn) 換器設(shè)備可以利用不同的架構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。例如，由于數(shù)字轉(zhuǎn)換器不 是位于在顯示器和用戶之間，所以數(shù)字轉(zhuǎn)換器不必是平坦的。紋理 可以對用戶體驗(yàn)具有反饋貢獻(xiàn)。數(shù)字轉(zhuǎn)換器傳感器的接觸電極(21) 和(22)可以略微高于觸摸表面以對用戶提供觸覺反饋。此外，地 軌道電極可以位于計算設(shè)備的其他表面區(qū)域，并且不鄰近于數(shù)字轉(zhuǎn) 換器的接觸表面上的接觸點(diǎn)電極來布置。
例如，可以將一個或者多個傳導(dǎo)地電極有策略地;改置在計算設(shè) 備的頂側(cè)表面、側(cè)表面和/或底側(cè)表面上，與數(shù)字轉(zhuǎn)換器觸摸表面分 開而獨(dú)立布置，從而通過持有計算設(shè)備而使用戶手部與地軌道接觸。 以此方式，當(dāng)用戶對數(shù)字轉(zhuǎn)換器上的接觸點(diǎn)電極(22)進(jìn)行手指接 觸時，通過用戶的手與地軌道和一個或者多個接觸點(diǎn)電極(22)同 時接觸而產(chǎn)生電連接。
如上所述，存在各種方法來將數(shù)字轉(zhuǎn)換器上的接觸位置映射至 顯示屏的對應(yīng)區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式，考慮到數(shù) 字轉(zhuǎn)換器接觸位置以及顯示屏的像素之間在分辨率方面的差異和/或 頂側(cè)顯示屏和底側(cè)數(shù)字轉(zhuǎn)換器的定向方面的差異，來設(shè)計在數(shù)字轉(zhuǎn) 換器和顯示器坐標(biāo)之間的映射方法。更具體地，關(guān)于分辨率方面的 差異，用于將接觸位置映射至顯示屏位置的方法通過將數(shù)字轉(zhuǎn)換器
輸入處理為近似值(例如，吸附至目標(biāo)或者具有對目標(biāo)的"引力")，
來補(bǔ)償在接觸點(diǎn)的較粗粒度以及顯示像素的較細(xì)粒度之間的差異。 例如，可以將數(shù)字轉(zhuǎn)換器坐標(biāo)對修改為等于最近的對應(yīng)顯示屏像素 坐標(biāo)對。可以將數(shù)字轉(zhuǎn)換器坐標(biāo)對修改為等于與指向位置相對應(yīng)的 最近的圖形用戶界面對象中的坐標(biāo)對。在低分辨率數(shù)字轉(zhuǎn)換器接觸 位置和顯示屏像素或者圖形對象之間的映射可以是表格式的或者算 法式的。
此外，對于定向方面的差異，當(dāng)針對根據(jù)本發(fā)明的交互式顯示 系統(tǒng)在底側(cè)實(shí)現(xiàn)常規(guī)現(xiàn)有數(shù)字轉(zhuǎn)換器硬件時，其包括映射例程以轉(zhuǎn)
換水平輸出(horizontal output)的值來匹配顯示器。換言之，當(dāng)數(shù) 字轉(zhuǎn)換器陣列的右側(cè)與顯示屏的左側(cè)相對應(yīng)時，必須調(diào)整常規(guī)數(shù)字 轉(zhuǎn)換器的輸出以補(bǔ)償這種定向方面的差異。例如，在圖2A的示意性 實(shí)施方式中，隨著用戶的指尖從數(shù)字轉(zhuǎn)換器角度從左向右移動，顯 示器上的圖形指針將從顯示器角度從右至左移動。垂直坐標(biāo)不必進(jìn) 行反轉(zhuǎn)，因?yàn)閺臄?shù)字轉(zhuǎn)換器的角度和顯示器的角度看，垂直運(yùn)動的 方向(上、下)是相同的。
現(xiàn)在，將參考圖8和圖9的示例性方法來討論用于映射數(shù)字轉(zhuǎn) 換器和顯示器坐標(biāo)以及使得能夠進(jìn)行用戶交互的示例性方法。圖8 是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的流程圖，其示出了用于檢測離散 數(shù)字轉(zhuǎn)換器接觸位置并將其映射至顯示屏上的光標(biāo)位置的方法。具 體而言，圖8的流程圖示出了將數(shù)字轉(zhuǎn)換器接觸位置映射至顯示屏 的像素的示例性處理。圖9是示出了根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施 方式的方法的流程圖，該方法用于檢觀'j離散數(shù)字轉(zhuǎn)換器接觸位置并 將其映射至圖形對象(例如，文件、圖標(biāo)等)?？梢允褂貌⒉桓鶕?jù) 何種應(yīng)用被激活而變化的算法處理來實(shí)現(xiàn)將數(shù)字轉(zhuǎn)換器接觸位置映 射至顯示屏像素的示例性處理，而使用表查找和管理方法來實(shí)現(xiàn)將 數(shù)字轉(zhuǎn)換器位置映射至圖形對象的示例性處理，在所述表查找和管 理方法中，映射基于當(dāng)前顯示的圖形對象(特征)的變化來進(jìn)行動 態(tài)地改變。
現(xiàn)在，將參考圖8來進(jìn)一步詳述根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施 方式的用于檢測離散的數(shù)字轉(zhuǎn)換器接觸位置并將其映射至像素的示 例性處理。當(dāng)用戶操縱計算設(shè)備并且接觸數(shù)字轉(zhuǎn)換器的觸摸敏感表 面時，數(shù)字轉(zhuǎn)換器傳感器電路操作為使用例如上文參考圖4描述的 方法來檢測手指在觸摸敏感表面上的一個或者多個接觸位置處的接
觸(步驟80),并且確定數(shù)字轉(zhuǎn)換器的參考框架中的接觸位置的坐 標(biāo)(Xn, Yn)(步驟81)。當(dāng)沒有生成用戶選擇事件(在步驟82 中結(jié)果為否)并且用戶繼續(xù)與數(shù)字轉(zhuǎn)換器(在步驟83中結(jié)果為是) 接觸時，繼續(xù)跟蹤接觸位置。用戶選擇事件可以是選擇信號，該選 擇信號是通過按下設(shè)備按鈕或者敲擊帶有指示對象的數(shù)字轉(zhuǎn)換器、 或者其他選擇機(jī)制來生成的?？梢酝ㄟ^按下標(biāo)準(zhǔn)按鈕(未示出)或 者通過諸如敲擊數(shù)字轉(zhuǎn)換器或者從數(shù)字轉(zhuǎn)換器抬起指尖的其他操作 來執(zhí)行選擇(例如，將聚焦移動至指針下的選項(xiàng))。應(yīng)該理解，用 于激活所指示應(yīng)用的方法依賴于設(shè)備設(shè)計者創(chuàng)建的設(shè)計選擇和特定 結(jié)構(gòu)。
當(dāng)檢測到用戶選擇事件時(在步驟82中結(jié)果為是)，處理接觸 位置的當(dāng)前坐標(biāo)以將接觸位置映射至顯示屏位置。例如，在一個示 例性實(shí)施方式中，此處理最初可以包括將數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出位置(Xn， Yn)的Xn坐標(biāo)進(jìn)行反轉(zhuǎn)，以便正確地報告顯示屏相對表面上被指 向的位置?？梢匀缦滦薷腦n坐標(biāo)。假設(shè)顯示屏和數(shù)字轉(zhuǎn)換器的寬度 為X個像素，并且顯示像素的最左列具有的X坐標(biāo)為0,而數(shù)字轉(zhuǎn) 換器的最右列(從用戶的角度)具有的X坐標(biāo)為0。由此，在數(shù)字 轉(zhuǎn)換器上所指示位置的Xn坐標(biāo)與最靠近"顯示器的寬度減去由數(shù)字 轉(zhuǎn)換器指示的縮放的X值，，的像素相對應(yīng)。可以基于以下等式l來 修改Xn坐標(biāo)，以補(bǔ)償在顯示器角度和觸摸面板中的數(shù)字轉(zhuǎn)換器角度 之間的差異。
Xn'=Xmax-Xn 等式1
在此，Xn'是修改后的像素x坐標(biāo)值，Xmax是最大像素x坐標(biāo) 值，以及Xn是縮放后的由數(shù)字轉(zhuǎn)換器給出的x坐標(biāo)值?？s放因子是 MAX (像素—x—值)/MAX (數(shù)字轉(zhuǎn)換器_乂_值)。假設(shè)縮放因子為1,
則當(dāng)數(shù)字轉(zhuǎn)換器檢測到例如(4， 1)的坐標(biāo)值并且Xmax是10時， 則修改后的坐標(biāo)值是(6, 1 )。
在反轉(zhuǎn)處理之后，通過顯示設(shè)備驅(qū)動器或者操作系統(tǒng)來處理修 改后的坐標(biāo)對(Xn', Yn)(步驟85),其中修改后的數(shù)字轉(zhuǎn)換器 坐標(biāo)被映射至顯示屏上的位置，并且在顯示器上軟件生成的指針進(jìn) 行移動以指示用戶正在指向的位置。光標(biāo)將移動，以指示用戶正在 指向的圖形用戶界面對象。通過吸附至目標(biāo)或者對目標(biāo)的"引力" 來將數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸入處理為近似值，來補(bǔ)償在用戶指示的粗粒度數(shù) 字轉(zhuǎn)換和細(xì)粒度顯示器之間的差異。
當(dāng)用戶保持對數(shù)字轉(zhuǎn)換器接觸(步驟86)時，數(shù)字轉(zhuǎn)換器將繼 續(xù)確定數(shù)字轉(zhuǎn)換器空間的接觸位置的當(dāng)前坐標(biāo)(步驟81)，并且處 理數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出(步驟84和85 )以將顯示光標(biāo)移動至顯示屏上的 對應(yīng)位置。如果斷開與數(shù)字轉(zhuǎn)換器的接觸(步驟86),則用于確定 位置的例程終止，如果恢復(fù)接觸，則在步驟80處重新激活該用于確 定位置的例程。
現(xiàn)在，將參考圖9來進(jìn)一步詳細(xì)討論根據(jù)示例性實(shí)施方式的用 于檢測離散的數(shù)字轉(zhuǎn)換器接觸位置并將其映射至圖形對象的示例'性 處理。當(dāng)檢測到與數(shù)字轉(zhuǎn)換器的接觸時(步驟90),通過將接觸點(diǎn) 值讀入數(shù)字緩沖器(步驟91)而確定數(shù)字轉(zhuǎn)換器的參考框架中的坐 標(biāo)。如果沒有檢測到用戶選擇事件(步驟92)并且沒有斷開接觸(步 驟93),則繼續(xù)處理以確定接觸點(diǎn)坐標(biāo)。如果檢測到選擇事件(步 驟92)，則確定在與選擇位置代碼對應(yīng)的位置中的圖形元素的句柄 (步驟94)。具體而言，假定已經(jīng)選擇了數(shù)字轉(zhuǎn)換器上的點(diǎn)，則執(zhí) 行處理，在該處理中，將數(shù)字轉(zhuǎn)換器坐標(biāo)空間重疊在窗口組件位置 映射之上，以便確定哪個圖形組件最靠近給定接觸點(diǎn)。在切換字激 活位中列出數(shù)字轉(zhuǎn)換器輸出的接觸點(diǎn)。在映射窗口組件之后，切換 字激活位用于對重疊映射解參考(dereference)，以找到用戶正在尋 址的圖形元素。然后，將句柄值發(fā)送至設(shè)備的操作系統(tǒng)(步驟95)。 如果斷開與數(shù)字轉(zhuǎn)換器的接觸(步驟96),則終止確定接觸位置的 例程，并且當(dāng)恢復(fù)接觸時重新激活該例程(步驟90)。否則，控制流程繼續(xù)(步驟91)，以確定與當(dāng)前接觸位置相對應(yīng)的下一坐標(biāo)對。 應(yīng)該理解，參考圖8和圖9討論的示例性方法僅僅是不同方法
以便使得用戶能夠與在顯示屏上顯示的圖形用戶界面交互。在不脫 離本發(fā)明的范圍和精神的情況下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以容易地 想象出其他軟件或者硬件裝置，可以應(yīng)用所述軟件或者硬件裝置將 所測量的數(shù)字轉(zhuǎn)換器值和屏幕坐標(biāo)系統(tǒng)之間的關(guān)系進(jìn)行關(guān)聯(lián)、或者 將圖形對象映射至對應(yīng)的所測量數(shù)字轉(zhuǎn)換器值。
應(yīng)該理解，根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的交互式顯示系統(tǒng)允 許低成本的數(shù)字轉(zhuǎn)換器方案，所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器方案的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)可 以獨(dú)立于這樣的顯示器類型，該顯示器類型具有的結(jié)構(gòu)特征和安排 不可能具有如圖l所示的堆疊式顯示系統(tǒng)。圖10至圖14示意性地 示出了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的用于將數(shù)字轉(zhuǎn)換器硬件與計 算設(shè)備相結(jié)合的各種方法。具體而言，圖IO至圖12是根據(jù)本發(fā)明 的示例性實(shí)施方式的計算設(shè)備的示意性橫截面?zhèn)纫晥D，其中數(shù)字轉(zhuǎn) 換器硬件和傳感器組件整體地形成為設(shè)備殼體的部分。圖13和圖14 是根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式示意性圖示，其中示出了用于將獨(dú) 立形成的數(shù)字轉(zhuǎn)換器設(shè)備與計算設(shè)備相集成的方法。
更具體地，圖IO是計算設(shè)備(300_1)的示意性橫截面視圖， 其中數(shù)字轉(zhuǎn)換器硬件作為塑料設(shè)備殼體(310)的部分而集成。圖10 示出了設(shè)備殼體(310)的底部(311),其中多個傳導(dǎo)電極(320) 嵌入在底部面板(311 )的內(nèi)部(311a)和外部(311b)表面之間延 伸的塑料設(shè)備殼體(110)的底部(311),其中傳導(dǎo)電極(320)的 末端部分(322 )在設(shè)備殼體(310)的外部底部表面(310b)上暴 露。傳導(dǎo)電極(320)可以是通孔螺柱(viastud),該螺柱定義安排 在2D陣列或者其他配置(諸如，上文所述的接觸點(diǎn)電極(22))中 的離散接觸點(diǎn)電極。此外，傳導(dǎo)電極(322)可以是如上所述的用作 地軌道參考的延長的傳導(dǎo)電極結(jié)構(gòu)的部分。
內(nèi)部底部表面(310a)上暴露的螺柱(320 )的相對末端被暴露， 以使得經(jīng)由焊球連接(324)與電路板(326 )電連接，所述電路板 例如布置在i殳備殼體(310)的內(nèi)部底部表面(311a)上。應(yīng)該理解， 可以使用引腳或其他常規(guī)公知手段來代替焊球而與電路板(326 )連 接。電路板(326 )可以是PCB或者PWB或者有機(jī)制造基板、柔性 基板等，其具有多層線纜結(jié)構(gòu)，以提供從嵌入電極(320 )到安裝在 電路板(326 )上或者連接至電路板(326 )的傳感器檢測電路、參 考電壓供給終端等提供電連接。電路板(326 )可以具有安裝在其上 的其他IC芯片或者電路元件，諸如與計算設(shè)備相關(guān)聯(lián)的嵌入式存儲 器芯片和微處理器等。
在圖IO的示例性實(shí)施方式中，可以使用任何適當(dāng)?shù)膫鲗?dǎo)材料來 形成電極(322 )，其中由于暴露的末端接觸點(diǎn)(322 )暴露于人類 接觸以及其他環(huán)境條件(例如，水)，所以所述傳導(dǎo)材料對潛在的 侵蝕具有抵抗性?？梢允褂靡阎夹g(shù)來將傳導(dǎo)電極(320 )整體地形 成于塑料設(shè)備殼體(310)的底部表面(311 )之中。在圖10的示例 性實(shí)施方式中，設(shè)備殼體(310)的底部表面(311b)用作數(shù)字轉(zhuǎn)換 器的接觸敏感表面，以及傳感器接觸陣列的布局可以針對計算設(shè)備 的期望應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化。
圖11是根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實(shí)施方式的計算設(shè)備(300_2) 的示意性橫截面視圖，其中數(shù)字轉(zhuǎn)換器硬件集成為塑料設(shè)備殼體 (310)的部分。除了在設(shè)備殼體(310)的底部(322)中的傳導(dǎo)電 極(320 )的末端部分(322)穿過底部表面(311b)而突出以外， 圖11的示例性計算設(shè)備實(shí)施方式與圖IO的類似，而在圖10中，傳 導(dǎo)電極的末端部分(322)與底部表面(311b)齊平。在圖11的示 例性實(shí)施方式中，數(shù)字轉(zhuǎn)換器傳感器的接觸電極(322 )略微地高于 接觸表面(311b),以便向用戶提供觸覺的反饋。這種觸覺反饋對 于旋轉(zhuǎn)和線性滑動接觸電極尤其有用，其中所述旋轉(zhuǎn)和線性滑動接 觸電極用于專用目的并且可以不布置在與頂側(cè)GUI元素對準(zhǔn)位置處 的底側(cè)接觸表面上。在這些以及其他環(huán)境中，觸覺反饋允許用戶在
觀看頂側(cè)屏幕的同時容易地定位和操縱滑動接觸控制。
圖12是根據(jù)本發(fā)明的另 一 個示例性實(shí)施方式的計算設(shè)備 (300一3)的示意性橫截面視圖，其中數(shù)字轉(zhuǎn)換器硬件集成為塑料設(shè)
備殼體(310)的部分。除了其中形成電極(320)陣列的底部表面 (311b)凹陷于外圍底部表面(311c)區(qū)域之下以外，圖12的示例 性計算設(shè)備實(shí)施方式與圖11中的類似，其中傳導(dǎo)電極(320 )的末 端部分(322 )穿過設(shè)備殼體(310)的底部部分(311 )的底部表面 (311b)而突出。在此示例性實(shí)施方式中，底部表面(311b)部分 凹陷至底部外圍表面(311c)部分下某一深度，從而例如當(dāng)將計算 設(shè)備(300—3 )放置在某些臟的或者粗糙表面上時，電極(320 )的 突出接觸末端(322 )不遭受可能的損害。此外，凹陷的接觸表面區(qū) 域(311b)對用戶提供某些形式的觸覺反饋，以便容易地確定接觸 式傳感器陣列的外部邊緣。
在本發(fā)明的其他示例性實(shí)施方式中，數(shù)字轉(zhuǎn)換器設(shè)備可以獨(dú)立 地形成硬件組件，該硬件組件在后側(cè)安裝至計算設(shè)備并且使用如圖 13和圖14中所示的方法和架構(gòu)來進(jìn)行集成。例如，圖13是計算設(shè) 備(400—1 )的示意性橫截面視圖，其中數(shù)字轉(zhuǎn)換器硬件安裝在設(shè)備 殼體(410)的底部部分(411 )的底部表面(411b)之上。圖13示 出了安裝至設(shè)備殼體(410)的底部表面(411b)的數(shù)字轉(zhuǎn)換器設(shè)備 (424),其中多個傳導(dǎo)接觸電極(422)暴露在數(shù)字轉(zhuǎn)換器(424) 的底部接觸表面上，并且電路板(426)安裝在計算設(shè)備殼體(410) 內(nèi)部的底部內(nèi)部表面(411a)上。
數(shù)字轉(zhuǎn)換器設(shè)備(424)可以包括具有多層互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部電路 板(例如，PCB、 PWB)，其包括形成4妻觸點(diǎn)電極和地軌道電4及的 布線和螺柱。數(shù)字轉(zhuǎn)換器電路板可以裝入數(shù)字轉(zhuǎn)換器殼體，其中數(shù) 字轉(zhuǎn)換器電路板的底部被暴露，以便提供其上固定安排有接觸電極 的接觸敏感表面，并且其中傳感器/檢測器電路可能在頂側(cè)安裝于數(shù) 字轉(zhuǎn)換器電路板上，其中這些電路經(jīng)由電路板中的多層布線網(wǎng)絡(luò)來 與接觸電極陣列互連。此外，可以使用任何適合的硬件接口，來將
數(shù)字轉(zhuǎn)換器(424)電連接至嵌入的控制電路和布置在設(shè)備殼體(411 ) 內(nèi)部的電路板(426)上的處理器。
圖14是根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實(shí)施方式的計算設(shè)備(400_2) 的示意性橫截面視圖。除了數(shù)字轉(zhuǎn)換器設(shè)備(424)布置在設(shè)備殼體 (410)的底部(411)的凹陷部分之中以外，圖14的示例性計算設(shè) 備(400—2 )與圖13的類似。在此示例性實(shí)施方式中，底部表面(411b ) 部分凹陷至底部外圍表面(411c)部分下的某一深度，從而在當(dāng)放 下計算設(shè)備(400_2)時，數(shù)字轉(zhuǎn)換器(424)不遭受可能的損害。
在本發(fā)明的其他示例性實(shí)施方式中，在圖13和圖14中繪出的 數(shù)字轉(zhuǎn)換器設(shè)備(424)可以是印刷電路板，所述印刷電路板具有印 刷在基板的 一側(cè)之上的接觸點(diǎn)電極和地軌道電極圖案，這些電極連 接至穿過基板延伸的通孔并且電連接至基板第二側(cè)上的布線圖案。 通過合適的接口連接，印刷線纜可以電連接至內(nèi)部電路板(426)上 安裝的布線和電組件(例如，傳感器/檢測器電路)。
盡管在此已經(jīng)參考附圖描述了本發(fā)明的示意性實(shí)施方式，應(yīng)該 理解，本發(fā)明并不局限于這些精確的實(shí)施方式，在不脫離本發(fā)明的 范圍和精神的情況下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在此可以做出各種其他 的變化和修改。旨在將所有這些變化和修改包括于所附權(quán)利要求書 定義的本發(fā)明的范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種計算設(shè)備，包括設(shè)備殼體，包括第一側(cè)以及與所述第一側(cè)相對的第二側(cè)；以及交互式顯示系統(tǒng)，包括顯示器以及數(shù)字轉(zhuǎn)換器，其中所述顯示器包括布置在所述設(shè)備殼體的所述第一側(cè)上的顯示屏，其中所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括布置在所述設(shè)備殼體的所述第二側(cè)上的接觸表面，以及其中所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器被配置為檢測用戶在所述接觸表面上的接觸點(diǎn)處的接觸，以驅(qū)動用戶與在所述顯示屏上顯示的GUI(圖形用戶界面)的交互。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述接觸表面包括多個接 觸式傳感器，所述多個接觸式傳感器定義所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器的接觸表 面上的二維接觸點(diǎn)陣列，其中每個接觸點(diǎn)與所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器的坐標(biāo) 空間中的X-Y坐標(biāo)相對應(yīng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述顯示屏的印記和所述 數(shù)字轉(zhuǎn)換器的接觸表面的印記在面積方面基本類似，并且在所述設(shè) 備殼體的相對的第一側(cè)和第二側(cè)上對準(zhǔn)地布置。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器的接觸表 面上的接觸點(diǎn)的分辨率小于所述顯示器的像素分辨率。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的設(shè)備，包括傳感器電路，所述傳感器電路感測用戶與所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器的一個 或者多個接觸式傳感器的接觸，并且所述傳感器電路輸出檢測信號， 所述檢測信號指示用戶在所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器的圖像空間中的一個或者 多個4全測到的接觸點(diǎn)處的4妄觸；嵌入式處理系統(tǒng)，所述嵌入式處理系統(tǒng)處理所述檢測信號以將所 述檢測到的接觸點(diǎn)的坐標(biāo)映射到在所述顯示屏的圖像空間中的 一 個 或者多個對應(yīng)顯示屏坐標(biāo)，并且生成顯示控制信號，所述顯示控制 信號由所述顯示器處理以使得用戶能夠與在所述顯示屏的對應(yīng)區(qū)域 中顯示的圖形用戶界面進(jìn)行交互。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中處理所述顯示控制信號以 使得用戶能夠控制在所述顯示屏上以對應(yīng)的顯示屏坐標(biāo)顯示的圖形光標(biāo)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中處理所述顯示控制信號以 使得用戶能夠選擇在所述對應(yīng)顯示屏坐標(biāo)處的在所述顯示屏上顯示 的所述圖形用戶界面的圖形對象。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中通過選擇在包括所述對應(yīng) 顯示屏坐標(biāo)的顯示屏的區(qū)域中顯示的圖形用戶界面的圖形對象來實(shí) 現(xiàn)用戶對圖形對象的選擇。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中通過選擇在最靠近所述對 應(yīng)顯示屏坐標(biāo)的顯示屏的區(qū)域中顯示的圖形用戶界面的圖形對象來 實(shí)現(xiàn)用戶對圖形對象的選擇。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器包括 觸摸面板，所述觸摸面板由非傳導(dǎo)材料形成并且具有第一和第二相對的表面，其中所述第一表面定義所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器的接觸表面；多個傳導(dǎo)接觸感測電極，包括多個第一接觸電極以及一個或者多 個第二接觸電極，其中所述第 一接觸電極被安排在所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器 的接觸表面上的離散接觸點(diǎn)處的觸摸面板的第 一表面上；感測電路，其通過檢測由用戶與所述一個或者多個第 一接觸電極 類型的電極和至少一個第二類型的電極同時接觸引發(fā)的電連接，來 感測用戶與所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器的接觸表面上的離散接觸點(diǎn)處的一個或 者多個第一接觸電極的接觸。
11. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的設(shè)備，其中所述一個或者多個第二 接觸電極被安排在與所述第 一接觸電極鄰近的觸摸面板的第 一表面 上。
12. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的設(shè)備，其中所述一個或者多個第二 接觸電極布置在所述設(shè)備殼體的表面上，以便當(dāng)使用所述計算設(shè)備 時， 一個或者多個第二電極與用戶的手部物理地接觸。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中感測電路通過檢測所述 第一接觸電極上的電壓從第一參考電壓水平到第二電壓參考水平的 變化來感測用戶與第 一接觸電極的接觸，其中所述變化是由于用戶 與所述第 一接觸電極和第二類型的電極同時接觸而引發(fā)的電連接所 引起的。
14. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的設(shè)備，其中所述第一接觸電極均勻 地安排在所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器的所述接觸表面上的二維陣列中。
15. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述第一接觸電極被安 排在所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器的所述接觸表面上的一個或者多個分離的線性 陣列中。
16. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述第一接觸電極被安 排在所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器的所述接觸表面上的一個或者多個分離的環(huán)形 環(huán)中。
17. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其中所述第一接觸電極被安 排在所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器的所述接觸表面上的離散接觸點(diǎn)處，從而所述一個或者多個第一接觸電極直接對準(zhǔn)在所述設(shè)備殼體的相對的第一 表面上的顯示屏的對應(yīng)區(qū)域中顯示的圖形對象。
18. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的設(shè)備，其中所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器是安裝 至所述設(shè)備殼體的單一設(shè)備。
19. 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的設(shè)備，其中所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器整體地 形成為所述計算設(shè)備的部分，其中所述觸摸面板從所述設(shè)備殼體的 部分形成。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述第一接觸電極是嵌 入所述設(shè)備殼體的觸摸面板部分的傳導(dǎo)螺柱，其中所述傳導(dǎo)螺柱的 末端部分暴露在所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器的所述接觸表面上的接觸點(diǎn)處。
21. —種數(shù)字轉(zhuǎn)換器設(shè)備，包括數(shù)字轉(zhuǎn)換器殼體，包括多個接觸感測電極，所述多個接觸感測電 極被安排在所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器殼體的至少一個表面上定義的觸摸敏感表面區(qū)域中，其中多個傳導(dǎo)接觸感測電極包括多個第 一接觸電極以 及一個或者多個第二接觸電極，其中所述第一接觸電極被安排在所 述觸摸敏感表面區(qū)域之上的離散接觸點(diǎn)處的觸摸面板的第 一表面 上，以及其中所述第二接觸電極被安排在與所述第 一接觸電極鄰近的觸摸敏感表面區(qū)域之上；以及感測電路，布置在所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器殼體中并且與所述第一和第二 接觸電極電連接，其中所述感測電路通過檢測由用戶與 一 個或者多 個第 一接觸電極類型的電極以及至少 一個第二類型的電極同時接觸 而引發(fā)的電連接，來感測用戶與所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器的觸摸敏感表面上 的離散接觸點(diǎn)處的 一個或者多個第 一接觸電極的接觸。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中通過檢測所述第一接觸 電極上的電壓從第一參考電壓水平到第二電壓參考水平的變化來感 測用戶與第 一接觸電極的接觸，其中所述變化是由于用戶與所述第 一接觸電極和第二接觸電極同時接觸而引發(fā)的電連接所引起的。
23. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述第一接觸電極均勻 地安排在所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器的所述觸摸敏感表面區(qū)域之上的二維陣列 中。
24. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述第一接觸電極被安排在一個或者多個獨(dú)立的線性陣列中，以及其中所述第二接觸電極 是布置在第一接觸電極的每個線性陣列的相對側(cè)上的延伸的軌道電極。
25. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其中所述第一接觸電極被布 置在一個或者多個獨(dú)立的環(huán)形環(huán)中，并且其中所述第二接觸電極是 以第 一 接觸電極的環(huán)形環(huán)中的 一 個對應(yīng)環(huán)形環(huán)為中心布置的連續(xù)環(huán) 狀軌道。
26. —種用于實(shí)現(xiàn)計算設(shè)備的圖形用戶界面的方法，包括 在布置在所述計算設(shè)備的第一側(cè)上的顯示屏上顯示圖形用戶界面；檢測用戶在數(shù)字轉(zhuǎn)換器的接觸表面上的一個或者多個接觸位置 處的接觸，所述接觸表面布置在所述計算設(shè)備的與所述第一側(cè)相對的第二側(cè)上；確定與一個或者多個檢測到的接觸位置相對應(yīng)的顯示屏的區(qū)域； 以及控制用戶與在所述顯示屏的對應(yīng)區(qū)域中顯示的圖形用戶界面的 部分的交互。
27. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中檢測用戶在一個或者多 個接觸位置處的接觸，包括檢測由并發(fā)的用戶接觸在第 一接觸電極 和第二接觸電極之間引發(fā)的電連接，其中所述第 一接觸電極布置在所述接觸點(diǎn)和第二接觸電極處。
28. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中確定與所述一個或者多 個檢測到的接觸位置相對應(yīng)的顯示屏的區(qū)域包括確定所述檢須'J ^ 'J的接觸位置在數(shù)字轉(zhuǎn)換器空間中的數(shù)字轉(zhuǎn)換器 坐標(biāo)；將所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器坐標(biāo)映射到所述顯示屏的圖像空間中的顯示 坐標(biāo)，中將i字轉(zhuǎn)換器^標(biāo)映射至顯示器坐標(biāo)包括通過將所述》數(shù)字轉(zhuǎn)換、 器坐標(biāo)作為近似值處理來補(bǔ)償所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器與顯示器之間的不同 分辨率。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，其中映射包括確定數(shù)字轉(zhuǎn)換器坐標(biāo)對，所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器坐標(biāo)對包括所述數(shù)字轉(zhuǎn) 換器的所述坐標(biāo)空間中的x和y坐標(biāo)；轉(zhuǎn)換所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器坐標(biāo)對的x坐標(biāo)以補(bǔ)償所述顯示屏和所述 數(shù)字轉(zhuǎn)換器的定向中的差異。
30. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中控制用戶與在所述顯示 屏的對應(yīng)區(qū)域中顯示的所述圖形用戶界面的部分的交互包括在所 述顯示屏的區(qū)域中顯示圖形光標(biāo)。
31. 根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中控制用戶與在所述顯示 屏的對應(yīng)區(qū)域中顯示的所述圖形用戶界面的部分的交互包括選擇 對準(zhǔn)或最接近與所述數(shù)字轉(zhuǎn)換器上的檢測到的接觸位置相對應(yīng)的顯 示屏坐標(biāo)的圖形對象。
全文摘要
公開了一種包括數(shù)字轉(zhuǎn)換器以及顯示器的計算設(shè)備，其中數(shù)字轉(zhuǎn)換器和顯示器安裝在設(shè)備的相對表面上。例如，諸如便攜手持設(shè)備的計算設(shè)備包括安裝在設(shè)備前表面上的顯示器，以及數(shù)字轉(zhuǎn)換器安裝在設(shè)備的后表面上，其中數(shù)字轉(zhuǎn)換器接收將要在顯示器上顯示的指示動作，以及其中將數(shù)字轉(zhuǎn)換器表面上的位置映射至顯示器表面上的位置，從而在不遮擋用戶觀看屏幕的情況下，用戶可以容易地在屏幕上指示位置或者對象。本發(fā)明涉及交互式顯示設(shè)備及其方法。
文檔編號G06F3/041GK101354620SQ20081013192
公開日2009年1月28日 申請日期2008年6月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月26日
發(fā)明者L·D·科默福德 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司