CN101573673B - 用于手持设备的背侧接口 - Google Patents

Abstract

电子设备使用单独的表面用于输入和输出。表面中的一个(例如，底面)包括力敏触摸表面，通过该表面用户提供输入(例如，光标操纵和控制组件选择)。在第二表面(例如，顶面)上，使用显示部件呈现适于设备功能的信息(例如视频信息)、一个或多个控制元件和光标。通过背侧触摸表面的操纵来控制光标。光标标识用户手指在背侧触摸表面上所接触的位置。当光标位于所期望的控制元件上时，用户用他们的手指对力敏触摸表面施加压力来选择或激活与控制元件相关的功能。因此，电子设备可以通过单手操作，其中可以完成光标移动和控制组件选择，而无需抬起其手指。

Description

用于手持设备的背侧接口

技术领域

本发明一般涉及用于计算机系统的用户输入，尤其涉及用于手持电子设备(例如手持电子和计算机平台)的触摸和力敏背侧接口。

背景技术

日益普及的电子设备形式是手持多媒体设备。示例性的这类设备包括手掌式或手持式个人计算机、平板计算机系统、移动电话、个人数字助理、便携式视频播放器和便携式音频播放器。这样一种设备的一个具体示例是来自苹果电脑的视频

(IPOD是美国苹果电脑公司的注册商标)。在这类设备中，显示屏(通常是液晶显示器(“LCD”))通常小得足以有效利用基于手指的触摸输入。尽管触摸屏接口可以嵌入在显示器中或覆盖在显示器上，但是甚至使用一个手指进行输入都可能遮挡显示器的相当大的部分或者覆盖不止一个操作控制元件。虽然通过将触摸区域限制到显示屏的一部分(例如，水平或垂直移动可以模拟滑块控制的显示边沿)中可以缓解这个问题，但是一个手指还是会覆盖相当数量的有用显示区域。另外，与所有手指敏感触摸屏接口相同，显示器脏污是一个问题。尽管基于指示笔的触摸屏可用于部分减小遮挡问题并消除脏污，但是与基于手指的触摸屏系统相比，它们具有一个很大的缺点在于它们需要存储和取出指示笔。另外，对于小型手持设备来说，指示笔输入需要使用两只手：一只手握住设备，而另一只手握住并操纵指示笔。

发明内容

在一种实施例中，本发明提供一种操作电子设备的方法。该方法包括以下步骤：在电子设备的顶面上的显示部件上显示适于该设备的功能的第一信息(例如视频、图形或文本信息)；在显示部件上显示一个或多个控制元件和光标(例如数字或字母键、按钮、滑块和控制滚轮)；响应于物体接触该设备底面上的力敏触摸表面，调整光标的显示位置；以及当光标位于一个控制元件“之上”并且力在对应于光标的位置处被施加到力敏触摸表面时，激活或执行与该控制元件相关联的功能。在一个优选实施例中，透明地显示控制元件，使得控制元件的显示不会完全遮挡第一信息。实现该方法的程序可以被存储在计算机处理器可读取并且可执行的任何介质中。

在另一实施例中，本发明提供一种可以根据所述方法操作的电子设备。在此描述和教导的类型的示例性电子设备包括、但不限于手持计算机系统、平板式计算机系统、个人数字助理、便携式视频播放系统、便携式音频播放系统和移动电话。

附图说明

图1示出了现有技术中的手持多媒体设备的透视图。

图2示出了根据本发明一个实施例的手持多媒体设备的截面图。

图3A和图3B示出了根据本发明的多媒体手持设备的一个实施例。

图4示出了根据本发明的多媒体手持设备的另一实施例，其中提供字母数字输入控制元件。

图5示出了根据本发明的多媒体手持设备的又一实施例，其中提供只有字母的输入控制元件。

图6示出了根据本发明一个实施例的电子设备的框图格式。

具体实施方式

提供以下说明以使得本领域任何技术人员能够进行和使用所要求保护的本发明，并且以下说明被提供在下面所讨论的特定示例的语境中，这些特定示例的变型对于本领域技术人员来说将会是明显的。因此，在此所附的权利要求并非意在由所公开的实施例所限定，而是与它们符合在此公开的原理和特征的最大保护范围一致。

诸如移动电话和视频重放单元之类的小型多媒体手持设备通常将它们的前表面分成输出区(通过其来呈现视频或图形信息)和输入区(包括用户通过其来操作该设备的一个或多个控制部件)。以此方式布置的一种示例性现有技术中的设备是来自苹果电脑公司的如图1所示，

100的输出区包括LCD 105，而输入区包括单个多功能控制部件-旋转或点击轮110。

相反，根据本发明的多媒体设备使用单独的装置表面用于输入和输出。更具体地说，力敏触摸表面被提供在设备的第一表面或背侧表面上，用户通过其来提供输入(例如光标操纵和控制元件选择/激活)。在第二表面或前侧表面上，使用显示部件来呈现一个或多个控制元件以及通过背侧触摸表面的操纵来控制的光标。当设备被激活或置于适合的操作状态时，控制元件(例如软按键和菜单)被显示在显示部件上。软按键可以是不透明的或者是透明的(从而不会遮挡先前显示的信息，诸如视频呈现、画面、图形或文本信息)。显示的光标标识用户将其手指放在背侧触摸表面上的何处。当光标位于期望的控制元件/软按键之上(即，部分重叠在显示元件上)时，用户通过用其手指向力敏触摸表面施加压力来选择或激活控制元件。因此，本发明提供了一种用一只手来操作手持电子设备的装置，其中可以实现光标移动和控制元件选择/激活，而无需抬起人的手指。

参考图2，根据本发明一个实施例的多媒体手持设备200的截面图包括设备外壳205、具有显示部件215的顶面210以及具有力敏触摸表面225的底面220。如这里所使用的，力敏触摸表面是适于同时检测一个或多个物体(例如手指)触摸它的位置以及那些物体施加到该表面的力的表面。在上面段落中所确定的文档中描述了基于电容的力敏触摸表面的示例性实施例。示例性显示组件包括LCD面板。

参考图3A，根据本发明一个实施例的手持多媒体设备300在设备的力敏触摸表面225上(在底面220上)并入了点击滚轮305的功能。点击滚轮305可以通过例如蚀刻轮廓或凸起轮廓而表现在触摸表面225上。参考图3B，当用户激活点击滚轮305时，显示导航菜单310和点击滚轮315。另外还显示光标320，其相对于点击滚轮315显示靠着背侧触摸表面的用户手指的位置。在示出的实施例中，导航菜单310和点击滚轮315被透明地呈现(由图3B中的虚线表示)，使得在用户激活了背侧控制时用户可以继续查看正显示的任何信息。一旦用户通过在力敏触摸表面225上滑动其手指到期望的位置(例如，点击滚轮315上的“暂停”控制元件位置)操纵光标320，用户所需要做的就是用该手指向力敏触摸表面施加压力来激活期望的动作。因此，用户可以移动所显示的光标并且做出选择(又称为“鼠标点击”)而无需将其手指抬离表面225。依此方式，多媒体设备300可由用户用一只手来控制。

在另一实施例中，诸如设备300之类的多媒体手持设备可以提供一个以上的单控制元件。在这种类型的实施例中，每个控制元件(例如，按钮、按键、滑块或点击滚轮)可以在背侧触摸表面225上具有蚀刻的相应物，其中每一个都如期望的那样被显示(根据在哪里检测到用户手指而每次显示一个，或者每次显示全部)。在又一实施例中，控制元件轮廓不被蚀刻或者以其他方式表示在背侧触摸表面225上。

尽管图3A和图3B的接口可以有效地从列表中选择项目，但是对于字母数字输入来说还是不方便的。因此，在本发明的另一实施例中，当设备的背侧力敏触摸表面被激活时，可以显示一个或多个控制元件(参见以下讨论)。参考图4，在适于具有移动电话功能的设备的一个实施例中，设备400在位于前表面210上的显示屏215上显示数字软按键405。用户可以通过在背侧力敏触摸表面225上移动其一个或多个手指以将光标410定位在所期望的按钮之上(即空间上与其重合)来选择或激活所显示按钮中的一个或多个。可以通过如上所讨论对设备的背侧施加压力来进行选择。为了用户的方便，可以显示先前选择的数字415。

参考图5，在根据本发明的又一实施例中，设备500在前表面210上的显示部件215上显示字母软按键505。通过选择各按键505，用户可以输入字符串(例如，字符串510)。如前所述，用户通过其手指在设备的背侧力敏触摸表面上的移动来定位光标515，通过对背侧触摸表面施加压力进行按钮选择。如图所示，设备500透明地显示字母按钮505，使得用户可以继续查看可能显示在按钮“下面”的信息。当然，按钮505可以是不透明的。

在再一实施例中，具有背侧力敏触摸表面的多媒体手持设备可以使用上述界面中的两个或多个。例如，在第一模式(例如音乐播放模式)中，可以采用结合图3A和图3B所描述的点击滚轮界面(具有或没有背侧表面蚀刻)。在另一模式(例如，电话模式)中，可以实现结合图4所描述的界面。在再一模式(例如，文本输入、电子邮件或即时消息模式)中，可以使用结合图5所描述的字母界面。得益于本公开，其他界面对于本领域技术人员来说将会是明显的。

在有些实施例中，控制元件和/或菜单的显示可以由特定的用户动作来触发。例如，通过用户将其手指在背侧触摸表面225上由蚀刻的控制元件(例如，点击滚轮305)所限定的区域内保持指定的时间段(例如1秒)。用于触发适合于模式的用户界面的激活的其他用户动作可以是仅仅将一个或多个手指靠着背侧力敏触摸表面保持指定的时间段并且至少具有最小指定力度(例如，“轻”握或戳)。

可替代地，设备200操作状态的变化可以引起相同的结果。例如，当设备200从第一状态转换到第二状态时，可以显示合适的控制元件或菜单。示例性操作状态包括，但不限于开启、关闭、锁定、电话模式、视频播放模式、音频播放模式、日历模式、电子邮件模式、地址簿模式和图像拍摄模式。因此，一个用户动作可以导致显示不同的控制元件(或根本不显示控制元件)，这取决于设备的当前操作状态。

参考图6，手持多媒体设备200的一个示例性实现方式包括力敏触摸表面控制器600、处理器605、存储器610和显示部件控制器615。控制器600提供必要的驱动和感测电路以获得来自力敏触摸表面225的位置和力信息。在一种典型实现方式中，触摸表面225由二维阵列布置的多个感测元件组成。每个感测元件(又称为“像素”)生成指示传感器元件处电场扰动(针对电容传感器)、力(针对压力传感器)或光耦合(针对光学传感器)的输出信号。在给定时刻的像素值全体代表“接近图像”。触摸表面控制器600把该数据提供给处理器605或存储器610。处理器605又处理接近图像信息来把触摸表面225上用户手指移动与所显示的信息相关联。存储器610可以包括以下类型的存储介质中的一个或多个：磁盘、光盘和半导体存储装置，诸如静态和动态随机存取存储器(RAM)、电可编程只读存储器(“EPROM”)、电可擦除可编程只读存储器(“EEPROM”)、可编程门阵列和闪存装置。显示控制器615负责产生对于实际显示信息所必需的显示部件信号。

在不脱离所附权利要求的范围的情况下，在此描述的材料、部件、电路组件技术的各种变化是可能的。例如，示例性多媒体手持设备300已被描述为在其背侧触摸表面上包括蚀刻的控制元件。这并不是必须的。另外，根据本发明的多媒体设备除了力敏触摸表面之外还可以包括物理按钮/开关(例如，电源、静音和复位按钮)。另外，处理器605可以是单计算机处理器、专用处理器(例如，数字信号处理器或“DSP”)、由通信链路耦接的多个处理器或定制设计的状态机。定制设计的状态机可以被实现在硬件装置中，诸如集成电路中，包括但不限于专用集成电路(“ASIC”)或现场可编程门阵列(“FPGA”)。处理器605还可以执行存储在存储器610中的程序指令来执行在此所述的动作。

Claims (45)

1.一种用于操作手持电子设备的方法，包括：

在所述手持电子设备的第一表面上的显示部件上显示第一控制元件和光标；

检测接触的移动，所述接触对应于物体接触所述手持电子设备的第二表面上的触摸表面，第二表面是不同于第一表面的表面，其中检测所述移动包括：在所述物体向所述触摸表面施加比指定阈值小的力量时检测所述移动；

响应于所述接触的所述移动，调整所述光标的显示位置，所述调整包括将所述光标的显示位置从与第一控制元件不重合的显示位置调整到与第一控制元件重合的显示位置；

检测所述物体是否向所述触摸表面施加了激活力，所述激活力是大于所述指定阈值的力；以及

响应于在所述光标的显示位置与第一控制元件重合时检测到所述物体将所述激活力施加到所述触摸表面，激活与第一控制元件相关的功能。

2.如权利要求1所述的方法，其中第一控制元件包括下列之一：按钮、滑块、旋转轮、数字输入键、字母输入键和字母数字输入键。

3.如权利要求1所述的方法，其中第一控制元件包括：半透明的第一控制元件。

4.如权利要求3所述的方法，还包括：

在显示部件上显示第一信息，其中显示半透明的第一控制元件包括：显示半透明的第一控制元件以使得所述第一信息仍然至少部分地能透过所述半透明的第一控制元件被看见。

5.如权利要求1所述的方法，其中第一控制元件包括：不透明的第一控制元件。

6.如权利要求1所述的方法，其中第一控制元件包括所显示的菜单项，其中该菜单项标识所述与第一控制元件相关的功能。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述光标是半透明的光标。

8.如权利要求1所述的方法，还包括：

选择与所述手持电子设备的操作模式相关联的指定状态，其中所述第一控制元件和所述光标在选择了该指定状态之后被显示。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述操作模式包括电话模式。

10.如权利要求8所述的方法，其中所述操作模式包括字母数字数据键入模式。

11.如权利要求8所述的方法，其中所述操作模式包括基于字符的输入模式。

12.如权利要求1所述的方法，其中所述手持电子设备包括移动电话。

13.如权利要求1所述的方法，其中所述手持电子设备包括手持计算机系统。

14.如权利要求1所述的方法，其中所述手持电子设备包括个人数字助理。

15.如权利要求1所述的方法，其中所述手持电子设备包括视频显示单元。

16.如权利要求1所述的方法，其中所述手持电子设备包括数字音乐设备。

17.一种手持电子设备，包括：

第一表面，具有与其耦接的显示部件；

第二表面，具有与其耦接的触摸表面，其中所述第二表面与所述第一表面不共面，所述触摸表面适于检测接触的移动，所述接触对应于物体接触所述触摸表面，并且所述触摸表面适于检测所述物体是否向所述触摸表面施加了激活力，所述激活力是由所述物体施加到所述触摸表面的大于指定阈值的力，并且其中检测所述移动包括：当所述力小于所述指定阈值时检测所述移动；以及

控制器，该控制器在所述显示部件上显示控制元件和标记，基于所述接触的移动而移动所述标记，确定所述标记何时在空间上与所述控制元件中的一个控制元件重合，以及激活与所述一个控制元件相关联的功能，其中所述功能的激活是基于当所述标记在空间上与所述一个控制元件重合时检测到所述物体施加了所述激活力。

18.如权利要求17所述的手持电子设备，其中所述设备包括移动电话。

19.如权利要求17所述的手持电子设备，其中所述设备包括视频重放设备。

20.如权利要求17所述的手持电子设备，其中所述设备包括音频重放设备。

21.如权利要求17所述的手持电子设备，其中所述设备包括个人数字助理。

22.如权利要求17所述的手持电子设备，其中所述控制器还在所述显示部件上显示第一信息，所述第一信息包括以下类型的信息中的一个或多个：视频、图形和文本。

23.如权利要求22所述的手持电子设备，其中所述第一信息被显示成不透明。

24.如权利要求17所述的手持电子设备，其中所述控制元件包括以下中的一个或多个：按钮、数字键、字母键、滑块、点击滚轮和菜单。

25.如权利要求17所述的手持电子设备，其中所述控制元件中的一个或多个是透明的。

26.如权利要求17所述的手持电子设备，还包括耦接到所述设备的表面的一个或多个物理按钮。

27.如权利要求26所述的手持电子设备，其中所述一个或多个物理按钮中的一个物理按钮包括适于关闭所述显示部件的电源按钮。

28.如权利要求17所述的手持电子设备，其中在所述接触已经在一个位置保持了指定时间段之后，激活所述显示。

29.如权利要求17所述的手持电子设备，还包括在所述第二表面上的至少一个蚀刻的按钮，其中所述至少一个蚀刻的按钮对应于显示的控制元件。

30.一种用于操作手持电子设备的装置，包括：

用于在所述手持电子设备的第一表面上的显示部件上显示第一控制元件和光标的模块；

用于检测接触的移动的模块，所述接触对应于接触在所述手持电子设备的第二表面上的触摸表面的物体，第二表面是不同于第一表面的表面，其中检测所述移动包括：在所述物体向所述触摸表面施加比指定阈值小的力量时检测所述移动；

用于响应于接触的所述移动，调整所述光标的显示位置的模块，所述调整包括将所述光标的显示位置从与第一控制元件不重合的显示位置调整到与第一控制元件重合的显示位置；

用于检测所述物体是否向所述触摸表面施加了激活力的模块，所述激活力是大于所述指定阈值的力；以及

用于响应于在所述光标的显示位置与第一控制元件重合时检测到所述物体将所述激活力施加到所述触摸表面时，激活与第一控制元件相关的功能的模块。

31.如权利要求30所述的装置，其中第一控制元件包括下列之一：按钮、滑块、旋转轮、数字输入键、字母输入键和字母数字输入键。

32.如权利要求30所述的装置，其中第一控制元件包括：半透明的第一控制元件。

33.如权利要求32所述的装置，还包括：

用于在显示部件上显示第一信息的模块，其中显示半透明的第一控制元件包括：显示半透明的第一控制元件以使得所述第一信息仍然至少部分地能透过所述半透明的第一控制元件被看见。

34.如权利要求30所述的装置，其中第一控制元件包括：不透明的第一控制元件。

35.如权利要求30所述的装置，其中第一控制元件包括所显示的菜单项，其中该菜单项标识所述与第一控制元件相关的功能。

36.如权利要求30所述的装置，其中所述光标是半透明的光标。

37.如权利要求30所述的装置，还包括：

用于选择与所述手持电子设备的操作模式相关联的指定状态的模块，其中所述第一控制元件和所述光标在选择了该指定状态之后被显示。

38.如权利要求37所述的装置，其中所述操作模式包括电话模式。

39.如权利要求37所述的装置，其中所述操作模式包括字母数字数据键入模式。

40.如权利要求37所述的装置，其中所述操作模式包括基于字符的输入模式。

41.如权利要求30所述的装置，其中所述手持电子设备包括移动电话。

42.如权利要求30所述的装置，其中所述手持电子设备包括手持计算机系统。

43.如权利要求30所述的装置，其中所述手持电子设备包括个人数字助理。

44.如权利要求30所述的装置，其中所述手持电子设备包括视频显示单元。

45.如权利要求30所述的装置，其中所述手持电子设备包括数字音乐设备。

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