DE202008000264U1 - Handgehaltene elektronische Vorrichtung - Google Patents

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Abstract

Tragbare elektronische Vorrichtung, aufweisend:
eine erste Oberfläche mit einer daran gekoppelten Anzeigeneinheit;
eine zweite Oberfläche mit einer daran gekoppelten Berührungsoberfläche, wobei die zweite Oberfläche nicht koplanar mit der ersten Oberfläche ist, wobei die Berührungsoberfläche angepasst ist, eine Position auf der Berührungsoberfläche, die von einem Objekt kontaktiert wird, und einer Aktivierungskraft, die auf die Berührungsoberfläche von dem Objekt angewandt wird, zu erfassen; und
Steuermittel zum –
Anzeigen auf der Anzeigeneinheit von erster Information, Steuerelementen und einer Markierung, die die Position des Kontakts auf der Berührungsoberfläche repräsentiert,
Bestimmen, wann die Markierung mit einem der Kontrollelemente räumlich übereinstimmt,
Bestimmen, dass die Aktivierungskraft größer, als ein festgelegter Schwellwert ist, und
Aktivieren einer Funktion, die mit dem einen Steuerelement zusammenhängt.

Description

  • HINTERGRUND
  • Die Erfindung bezieht sich generell auf Benutzereingabe für Computersysteme und insbesondere auf eine berührungs- und kraftempfindliche Rückseitenschnittstelle für tragbare elektronische Vorrichtungen (z. B. tragbare elektronische und Computerplattformen).
  • Eine zunehmend beliebte Form elektronischer Vorrichtungen ist die tragbare Multimediavorrichtung. Beispielhafte Vorrichtungen dieses Typs beinhalten Handflächen oder tragbare Personalcomputer, Tablet Computersysteme, Mobiltelefone, persönliche digitale Assistenten, tragbare Videoabspielgeräte und tragbare Audioabspielgeräte. Ein spezielles Beispiel solch einer Vorrichtung ist der Video iPod von Apple Computer (IPOD ist ein eingetragenes Markenzeichen der Apple Computer, Inc.). In dieser Klasse an Vorrichtungen ist der Anzeigenbildschirm, typischerweise ein Liquid Crystal Display ("LCD") oft zu klein, um von fingerbasierter Berührungseingabe effektiv Gebrauch zu machen. Obwohl eine Berührungsbildschirmschnittstelle in die Anzeige eingebettet oder überlagert werden könnte, kann der Gebrauch selbst eines einzelnen Fingers zur Eingabe einen signifikanten Teil der Anzeige verdecken, oder mehr als ein einziges einsatzfähiges Steuerelement verdecken. Obwohl dieses Problem gelindert werden könnte durch begrenzen des Berührungsbereichs auf einen Teil des Anzeigenbildschirms (z. B. die Anzeigenkante, wo horizontale oder vertikale Bewegung Schiebersteuerungen nachbilden könnte) könnte ein einzelner Finger immer noch einen substantiellen Anteil des nützlichen Anzeigenbereichs verdecken. Zusätzlich ist Anzeigenver schmutzung ein Problem wie bei allen fingerempfindlichen Berührungsbildschirmschnittstellen. Während stiftbasierte Bildschirme verwendet werden können, um das Verdeckungsproblem teilweise zu reduzieren und um Verschmutzung zu verhindern, leiden sie unter einem großen Nachteil verglichen mit fingerbasierten Berührungsbildschirmsystemen, weil sie die Lagerung und Entfernung eines Stiftes benötigen. Zusätzlich benötigt eine Stifteingabe für kleine tragbare Vorrichtungen die Verwendung von zwei Händen: eine zum Halten der Vorrichtung und eine zum Halten und Betätigen des Stiftes.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Ein Verfahren zum Bedienen einer elektronischen Vorrichtung wird bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet Anzeigen erster Information gemäß der Funktion der Vorrichtung auf einem Anzeigenelement auf einer obigen Oberfläche der elektronischen Vorrichtung (z. B. Video, Graphik oder Textinformation), Anzeigen eines oder mehrerer Steuerelemente und eines Cursors auf dem Anzeigenelement (z. B. numerische oder alphanumerische Tasten, Knöpfe, Schieber oder Steuerräder), Anpassen der angezeigten Position des Cursors in Antwort auf ein Objekt, das eine kraftempfindliche Berührungsoberfläche auf der Rückseite der Vorrichtung kontaktiert und Aktivieren oder Ausführen einer Funktion, die mit einem der Steuerelemente zusammenhängt, wenn der Cursor "über" das Steuerelement positioniert wird und eine Kraft auf die kraftempfindliche Berührungsoberfläche an einer Position, die zu dem Cursor korrespondiert, angewandt wird. Die Steuerelemente werden transparent dargestellt, so dass die erste Information nicht komplett durch die Anzeige der Steuerelemente verdeckt wird. Ein Programm, das das Verfahren implementiert, kann in jedem Medium, das lesbar und ausführbar von einem Computerprozessor ist, gespeichert werden.
  • In einem anderen Ausführungsbeispiel stellt die Erfindung eine elektronische Vorrichtung bereit, die in Übereinstimmung mit dem beschriebenen Verfahren bedient werden kann. Beispielhafte elektronische Vorrichtung dieses Typs, die hierin beschrieben und gelehrt werden, beinhalten, sind aber nicht begrenzt auf tragbare Computersysteme, Tablet Computersysteme, persönliche digitale Assistenten, tragbare Videoabspielsysteme, tragbare Audioabspielsysteme und Mobiltelefone.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt eine perspektivische Ansicht von einer tragbaren Multimediavorrichtung aus dem Stand der Technik.
  • 2 zeigt im Querschnitt eine tragbare Multimediavorrichtung in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 3A und 3B zeigen ein Ausführungsbeispiel einer tragbaren Multimediavorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung.
  • 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer tragbaren Multimediavorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung, wobei alphanumerische Eingabensteuerelemente bereitgestellt sind.
  • 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer tragbaren Multimediavorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung, wobei nur Buchstabeneingabesteuerelemente bereitgestellt sind.
  • 6 zeigt in Blockdiagrammformat eine elektronische Vorrichtung in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Die folgende Beschreibung wird präsentiert, um es jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung wie beansprucht herzustellen und zu verwenden und wird im Kontext der unten diskutierten speziellen Beispiele bereitgestellt, Variationen von denen Fachmänner direkt offensichtlich sein werden. Demgemäß haben die hier angefügten Ansprüche nicht die Intention, durch die offenbarten Ausführungsformen begrenzt zu werden, aber sollten den weitesten Bereich zugewiesen be kommen, der mit den Prinzipien und Merkmalen, die hierin offenbart sind, konsistent ist.
  • Kleine tragbare Multimediavorrichtungen, wie z. B. Mobiltelefone und Videoabspieleinheit, teilen ihre Vorderseite typischerweise in einen Ausgabebereich (durch welchen Video- oder Graphikinformation dargestellt wird) und einen Eingabebereich (der ein oder mehrere Steuerelemente, durch welche ein Benutzer die Vorrichtung bedient, aufweist). Eine beispielhafte Vorrichtung aus dem Stand der Technik, die auf diese Weise ausgelegt ist, ist der iPod® von Apple Computer, Inc. Wie in 1 gezeigt, umfasst der Ausgabereich des iPod® 100 ein LCD 105 und der Eingabebereich umfasst ein einziges Multifunktionssteuerelement-Dreh- oder Klickrad 110.
  • Im Gegensatz dazu verwendet eine Multimediavorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung getrennte Vorrichtungsoberflächen zur Eingabe und Ausgabe. Genauer wird eine kraftempfindliche Berührungsoberfläche auf einer ersten oder Rückseitenoberfläche der Vorrichtung bereitgestellt, durch welche ein Benutzer Eingaben (z. B. Cursorbedienung oder Steuerelementwahl/-aktivierung) bereitstellt. Auf einer zweiten oder Vorderseitenoberfläche wird ein Anzeigenelement verwendet, um ein oder mehrere Steuerelemente und einen Cursor, der durch Bedienung der Rückseitenberührungsoberfläche gesteuert wird, darzustellen. Wenn die Vorrichtung aktiviert wird, oder in einen Betriebszustand versetzt wird, werden, wo es angebracht ist, Steuerelemente (z. B. Softtasten oder Menüs) auf der Anzeigenelement angezeigt. Die Softtasten können undurchsichtig oder transparent sein, um nicht vorher angezeigte Information, wie z. B. eine Videodarstellung, ein Bild, eine Graphik oder Textinformation, zu verdecken). Der angezeigte Cursor identifiziert, wo der Benutzer seine Finger auf der rückseitigen Berührungsoberfläche hat. Wenn der Cursor über dem gewünschten Steuerelement/Softtaste positioniert ist (d. h. räumlich auf dem Anzeigenelement überlappen), wählt oder aktiviert der Benutzer das Steuerelement, durch anwenden von Druck auf die kraftempfindliche Berührungsoberfläche mit seinem Finger. Demgemäß stellt die Erfindung ein Mittel bereit, eine tragbare elektronische Vorrichtung mit einer Hand zu bedienen, wobei Cursorbewegung und Wahl/Aktivierung von Steuerelementen ohne Abheben seines Fingers ausgeführt werden kann.
  • Bezug nehmend auf 2, eine Querschnittsansicht, der tragbaren Multimediavorrichtung 200 beinhaltet in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung Vorrichtungsgehäuse 205, obige Oberfläche 210 mit Anzeigenelement 215 und untere Oberfläche 220 mit kraftempfindlicher Berührungsoberfläche 225. Wie hierin benutzt ist eine kraftempfindliche Berührungsoberfläche eine Oberfläche, die eingerichtet ist, gleichzeitig zu erfassen, wo sie eine oder mehrere Objekte berühren, (z. B. Finger) und die Kraft, die diese Objekte auf die Oberfläche anwenden.
  • Bezug nehmend auf 3A schließt tragbare Multimediavorrichtung 300 in Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die Funktionalität eines Klickrades 305 auf der kraftempfindlichen Berührungsoberfläche der Vorrichtung 225 (auf unterer Oberfläche 220) ein. Klickrad 305 kann auf der Berührungsoberfläche 225 repräsentiert sein durch, z. B. einen geätzten oder hervorgehobenen Umriss. Bezug nehmend auf 3B, wenn der Benutzer Klickrad 305 aktiviert, werden Navigationsmenü 310 und Klickrad 315 angezeigt. Auch Cursor 320 wird angezeigt, der die Position des Fingers des Benutzers gegen die rückseitige Berührungsoberfläche relativ zu Klickrad 315 anzeigt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden Navigationsmenü 310 und Klickrad 315 transparent wiedergegeben (dargestellt durch gestrichelte Linien in 3B), so dass der Benutzer jede Information, die zurzeit als die Rückseitensteuerung aktiviert wurde, angezeigt wurde, weiter betrachten kann. Wenn der Benutzer erst einmal Cursor 320 bedient durch Gleiten seines Fingers über kraftempfindliche Oberfläche 225 zu der gewünschten Position (z. B. die "Pause" Steuerelementposition auf Klickrad 315) ist alles, was der Benutzer tun muss, um die gewünschte Aktion zu aktivieren, Druck mit dem Finger auf die kraftempfindliche Berührungsoberfläche auszuüben. Damit kann ein Benutzer den angezeigten Cursor bewegen und eine Wahl treffen (auch bekannt als "Mouse-Klick"), ohne seinen Finger von Oberfläche 225 zu heben. Auf diese Weise kann die Multimediavorrichtung 300 durch den Benutzer mit einer einzigen Hand gesteuert werden.
  • In einem anderen Ausführungsbeispiel kann eine tragbare Multimediavorrichtung, wie z. B. Vorrichtung 300 mehr als ein einziges Steuerelement bereitstellen. In Ausführungsbeispielen dieses Typs kann jedes Steuerelement (z. B. Knopf, Taste, Schieber oder Klickrad) ein geätztes Gegenstück auf der rückseitigen Berührungsoberfläche 225 aufweisen, wobei jedes wie gewünscht dargestellt wird (eines nach dem anderen abhängig davon, wo der Finger des Benutzers erfasst wird, oder alle auf einmal). In einem weiteren Ausführungsbeispiel sind Steuerelementumrisse nicht geätzt oder anderweitig angedeutet auf rückseitiger Berührungsoberfläche 225.
  • Während die Schnittstelle von 3A und 3B effektiv sein kann zum Wählen von Elementen von einer Liste, ist sie zur alphanumerischen Eingabe nicht so angenehm. Demgemäß können ein oder mehrere Steuerelemente angezeigt werden, wenn die rückseitige, kraftempfindliche Berührungsoberfläche der Vorrichtung aktiviert wird (siehe unten erwähnte Diskussion). Bezug nehmend auf 4 in einem Ausführungsbeispiel, die für eine Vorrichtung geeignet ist, die Mobiltelefonfähigkeiten einschließt, zeigt Vorrichtung 400 Zahlensofttasten 405 auf Anzeigenbildschirm 205 an, der auf Vorderseite 210 angeordnet ist. Der Benutzer kann einen oder mehrere der dargestellten Knöpfe wählen oder aktivieren, durch bewegen seines Fingers (seiner Finger) über rückseitige, kraftempfindliche Berührungsoberfläche 225, um Cursor 410 über (d. h. räumlich übereinstimmend mit) dem gewünschten Knopf zu positionieren. Eine Wahl kann getroffen werden durch anwenden von Druck auf die Rückseite der Vorrichtung, wie oben diskutiert. Für den Komfort des Benutzers können vorher gewählte Zahlen 415 angezeigt werden.
  • Bezug nehmend auf 5 in einem weiteren Ausführungsbeispiel in Übereinstimmung mit der Erfindung zeigt Vorrichtung 500 Buchstabensofttasten 505 auf Anzeigenelement 215 auf Vorderoberfläche 210 an. Durch Wählen verschiedener Tasten 505 kann der Benutzer Zeichenfolgen (z. B. Folge 510) eingeben. Wie zuvor positioniert der Benutzer Cursor 515 durch Bewegung seiner Finger über der rückseitigen, kraftempfindlichen Berührungsoberfläche der Vorrichtung. Knopfwahl wird durch Anwendung von Druck auf die rückseitige Berührungsoberfläche ausgeführt. Wie gezeigt, zeigt Vorrichtung 500 Buchstabenknöpfe 505 transparent an, so dass der Benutzer fortfahren kann, Informationen, die "unter" ihnen angezeigt werden können, zu betrachten. Natürlich können Knöpfe 505 undurchsichtig sein.
  • In noch einem weiteren Ausführungsbeispiel kann eine tragbare Multimediavorrichtung mit einer rückseitigen, kraftempfindlichen Berührungsoberfläche zwei oder mehr der oben beschriebenen Oberflächen verwenden. Zum Beispiel könnte in einem ersten Modus (z. B. ein Musikabspielmodus) eine Klickradoberfläche, die oben unter Bezug auf 3A und 3B beschrieben wurde, zu verwendet werden (mit oder ohne Rückseitenoberflächenätzen). In einem anderen Modus (z. B. einem Telefonmodus) könnte die Oberfläche, die oben unter Bezug auf 4 beschrieben wurde, implementiert sein. In einem weiteren Modus (z. B. Texteingabe, E-Mail oder Sofortmitteilungsmodi) kann die Buchstabenoberfläche, die in Zusammenhang mit 5 beschrieben wurde, verwendet werden. Andere Oberflächen werden dem Fachmann, der von dieser Offenbarung profitiert, offensichtlich sein.
  • Die Anzeige von Steuerelementen und/oder einem Menü kann durch eine spezielle Benutzeraktion hervorgerufen werden, zum Beispiel durch den Benutzer, der seinen Finger auf rückseitige Berührungsoberfläche 225 innerhalb des Bereichs, der von einem geätzten Steuerelement (z. B. Klickrad 305) definiert ist, für eine spezifizierte Zeitdauer (z. B. eine Sekunde). Eine andere Benutzeraktion, um Aktivierung einer modusgemäßen Benutzerschnittstelle hervorzurufen, wäre einfach einen oder mehrere Finger gegen die rückseitige kraftempfindliche Berührungsoberfläche für eine festgelegte Zeitdauer und mit zumindest einer minimal festgelegten Kraft (z. B. ein "leichtes" Zupacken oder Anschlagen) zu halten.
  • Alternativ kann ein Wechsel eines Betriebszustands der Vorrichtung 200 dasselbe Resultat hervorrufen. Zum Beispiel kann ein geeignetes Steuerelement oder Menü angezeigt werden, wenn Vorrichtung 200 von einem ersten Zustand in einen zweiten Zustand übergeht. Beispielhafte Betriebszustände beinhalten, aber sind nicht beschränkt auf – ein, aus, gesperrt, Telefonmodus, Videoabspielmodus, Audioabspielmodus, Kalendermodus, E-Mailmodus, Adressbuchmodus und Bildaufnahmemodus. Damit kann eine einzige Benutzeraktion veranlassen, dass verschiedene Steuerelemente angezeigt werden (oder überhaupt keine Steuerelemente), abhängig von dem aktuellen Betriebszustand der Vorrichtung.
  • Bezug nehmend auf 6, eine beispielhafte Implementierung von tragbarer Multimediavorrichtung 200 beinhaltet kraftempfindliches Berührungsoberflächensteuervorrichtung 600, Prozessor 605, Speicher 610 und Anzeigenelementsteuervorrichtung 615. Steuervorrichtung 600 stellt die notwendigen Treiber und Sensorschaltkreise bereit, um Position und Kraftinformationen von kraftempfindlicher Berührungsoberfläche 225 zu erhalten. In einer typischen Implementierung weist Berührungsoberfläche 225 eine Anzahl an Sensorelementen auf, die in einem zweidimensionalen Feld angeordnet sind. Jedes Sensorelement (auch bekannt als "Pixel") erzeugt ein Ausgabesignal, das auf elektrische Feldstörungen (für kapazitive Sensoren), Kraft (für Drucksensoren) oder optische Kopplung (für optische Sensoren) an dem Sensorelement hinweisen kann. Die Gesamtheit der Pixelwerte zu einer gegebenen Zeit repräsentiert ein "Nahbereichbild". Berührungsoberflächensteuervorrichtung 600 stellt diese Daten Prozessor 605 oder Speicher 610 bereit. Prozessor 605 wiederum verarbeitet die Nahbereichbildinformation, um die Fingerbewegung des Benutzers über Berührungsoberfläche 225 mit der angezeigten Information zusammen zu bringen. Speicher 610 kann einen oder mehrere der folgenden Typen an Speichermedien aufweisen: Magnetische Platten; Optische Medien; und Halbleiterspeichervorrichtungen, wie z. B. statische und dynamische Random Access Memory (RAM), Electrically Programmable Read-Only Memory ("EPROM"), Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory ("EEPROM"), Programmable Gate Arrays und flash devices. Anzeigensteuervorrichtung 615 ist verantwortlich zum Erzeugen der Anzeigenelementsignale, die notwendig sind, Information tatsächlich anzuzeigen.
  • Verschiedene Änderungen in den Materialien, Komponenten, Schaltkreiselemententechniken, die hier beschrieben sind, sind möglich, ohne von dem Bereich der folgenden Ansprüche abzuweichen. Zum Beispiel die beispielhafte, tragbare Multimediavorrichtung 300 beschrieben, ein geätztes Steuerelement auf ihrer rückseitigen Berührungsoberfläche aufzuweisen. Dies ist nicht notwendig. Weiter können Multimediavorrichtungen in Übereinstimmung mit der Erfindung physikalische Knöpfe/Schalter zusätzlich zu einer kraftempfindlichen Berührungsoberfläche (z. B. Leistungs-, Still- und Resetknöpfe) aufweisen. Zusätzlich kann Prozessor 605 ein einzelner Computerprozessor, ein Prozessor für spezielle Aufgaben (z. B. ein digitaler Signalprozessor oder "DSP"), eine Vielzahl an Prozessoren, die durch eine Kommunikationsverbindung oder eine zugeschnittene State Maschine verbunden sind, aufweisen. Zugeschnittene State Maschines können in einer Hardwarevorrichtung, wie z. B. einem integrierten Schaltkreis ausgeführt sein, darunter, aber nicht beschränkt auf Application Specific Integrated Circuits ("ASICs") oder Field Programmable Gate Array („FPGAs"). Prozessor 605 kann auch Programmanweisungen ausführen, die in Speicher 610 gespeichert sind, um hier beschriebenen Aktionen auszuführen.

Claims (13)

  1. Tragbare elektronische Vorrichtung, aufweisend: eine erste Oberfläche mit einer daran gekoppelten Anzeigeneinheit; eine zweite Oberfläche mit einer daran gekoppelten Berührungsoberfläche, wobei die zweite Oberfläche nicht koplanar mit der ersten Oberfläche ist, wobei die Berührungsoberfläche angepasst ist, eine Position auf der Berührungsoberfläche, die von einem Objekt kontaktiert wird, und einer Aktivierungskraft, die auf die Berührungsoberfläche von dem Objekt angewandt wird, zu erfassen; und Steuermittel zum – Anzeigen auf der Anzeigeneinheit von erster Information, Steuerelementen und einer Markierung, die die Position des Kontakts auf der Berührungsoberfläche repräsentiert, Bestimmen, wann die Markierung mit einem der Kontrollelemente räumlich übereinstimmt, Bestimmen, dass die Aktivierungskraft größer, als ein festgelegter Schwellwert ist, und Aktivieren einer Funktion, die mit dem einen Steuerelement zusammenhängt.
  2. Tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung ein Mobiltelefon aufweist.
  3. Tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung eine Videoabspielvorrichtung aufweist.
  4. Tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung eine Audioabspielvorrichtung aufweist.
  5. Tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung einen persönlichen digitalen Assistenten aufweist.
  6. Tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die erste Information einen oder mehrere der folgenden Typen an Informationen aufweist: Video, Graphik oder Text.
  7. Tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die erste Information undurchsichtig dargestellt ist.
  8. Tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerelemente eines oder mehrere von einem Knopf, einer Zahlentaste, einer Buchstabentaste, einem Schieber, einem Klickrad und einem Menü aufweisen.
  9. Tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein oder mehrere der Steuerelemente transparent sind.
  10. Tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter aufweisend einen oder mehrere physikalische Knöpfe, die mit einer Oberfläche der Vorrichtung verbunden sind.
  11. Tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei einer von dem einen oder mehreren physikalischen Knöpfen einen Leistungsknopf aufweist, der angepasst ist, die Anzeigeneinheit auszuschalten.
  12. Tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Mittel zum Anzeigen aktiviert werden, nachdem ein Kontakt mit der zweiten O berfläche gemacht worden ist und im Wesentlichen an einer Stelle für eine festgelegte Zeitdauer gehalten worden ist.
  13. Tragbare elektronische Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter aufweisend wenigstens einen geätzten Knopf auf der zweiten Oberfläche, wobei zumindest ein geätzter Knopf zu einem angezeigten Steuerelement korrespondiert.
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