DE102008063354A1

DE102008063354A1 - Selektive Rückweisung von Berührungskontakten in einem Randbereich einer Berührungsoberfläche

Info

Publication number: DE102008063354A1
Application number: DE102008063354A
Authority: DE
Inventors: Wayne Carl San Francisco Westerman
Original assignee: Apple Inc
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2008-01-04
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2009-07-16
Anticipated expiration: 2028-12-31
Also published as: WO2009088672A3; US9891732B2; EP2469381A1; HK1154293A1; US20200371688A1; US10747428B2; JP2017120673A; GB2472339B; AU2008258177B2; US9041663B2; DE102008063354B4; CN103513927B; US20090174679A1; CN106155419A; CA2772544C; CA2647561C; JP5495553B2; AU2008258177A1; CN101482785A; CN103513927A

Abstract

Es wird die selektive Zurückweisung von Berührungskontakten in einem Kantenbereich eines Berührungssensorfeldes offenbart. Zusätzlich kann durch Bereitstellung bestimmter Ausnahmen zur Zurückweisung der Kantenkontakte die Funktionalität des Berührungssensorfeldes maximiert werden. Kontakte in Kantenbändern entlang des Umfangs eines Berührungssensorfeldes können ignoriert werden. Wenn sich allerding ein Kontakt in dem Kantenband jenseits einer Schwellentfernung oder -geschwindigkeit bewegt, kann er als Teil einer Geste erkannt werden. Um verschiedene Fingergrößen zu berücksichtigen, kann die Größe des Kantenbandes, basierend auf der Identifikation des Fingers oder Daumens, modifiziert werden. Des Weiteren, wenn Kontakte in dem Zentralbereich eines Berührungssensorfeldes die Bewegung von Kontakten in dem Kantenband verfolgen, so können die Kontakte in dem Kantenband als Teil einer Geste erkannt werden.

Description

Bezug zu verwandten Anmeldungen
Diese Anmeldung geht auf die vorläufige US-Patentanmeldung Nr. 61/019,220, eingereicht am 4. Januar 2008 und die US-Patentanmeldung Nr. 12/242,772, eingereicht am 30. September 2008 zurück, deren Inhalte hiermit jeweils für alle Zwecke in ihrer Gesamtheit per Verweis aufgenommen werden.
Gebiet der Erfindung
Hier geht es im Allgemeinen um Eingabevorrichtungen für Computersysteme und insbesondere um die selektive Zurückweisung von Berührungskontakten in einem Kantenbereich eines Berührungssensorfeldes.
Hintergrund der Erfindung
Gegenwärtig sind viele Arten von Eingabevorrichtungen zur Ausführung von Operationen in einem Computersystem verfügbar, wie z. B. Knöpfe oder Tasten, Mäuse, Trackbälle, Berührungssensorfelder, Joysticks, Berührungsbildschirme und ähnliches. Insbesondere Berührungsbildschirme werden wegen der Einfachheit und Vielseitigkeit ihres Betriebs sowie wegen ihres abnehmenden Preises immer beliebter. Berührungsbildschirme können ein Berührungssensorfeld aufweisen, das ein durchsichtiges Feld mit einer berührungsempfindlichen Oberflä che sein kann. Das Berührungssensorfeld kann vor einem Anzeigeschirm positioniert sein, so dass die berührungsempfindliche Oberfläche den sichtbaren Bereich des Anzeigebildschirms abdeckt. Berührungsbildschirme können es einem Benutzer ermöglichen, Auswahlen zu treffen und einen Cursor zu bewegen, in dem einfach der Anzeigebildschirm mittels eines Fingers oder Stifts berührt wird. Im Allgemeinen kann der Berührungsbildschirm die Berührung und die Position der Berührung auf dem Anzeigebildschirm erkennen und das Computersystem kann die Berührung interpretieren und danach eine auf dem Berührungsereignis basierende Aktion ausführen.
Berührungssensorfelder können in Form eines Pixelfeldes implementiert sein, das durch eine Mehrzahl von Treiberleitungen (z. B. Zeilen) gebildet ist, die eine Mehrzahl von Messleitungen (z. B. Spalten) überschneiden, wobei die Treiber- und Messleitungen durch ein dielektrisches Material voneinander getrennt sind. Ein Beispiel für solch ein Berührungssensorfeld ist in der anhängigen US-Patentanmeldung Nr. 11/650,049 des Anmelders, mit dem Titel „Double-Sided Touch Sensitive Panel and Flex Circuit Bonding", eingereicht am 3. Januar 2007, beschrieben, deren Inhalt hiermit per Verweis aufgenommen wird.
Allerdings können Finger und Handflächen, die sich unbeabsichtigt in großer Nähe zu einem Berührungssensorfeld befinden, dazu führen, dass unbeabsichtigte Gesten erkannt und verarbeitet werden. Diese versehentlichen Berührungen können oft auftreten, wenn das Berührungssensorfeld separat von aber benachbart zu anderen verwendeten Eingabevorrichtungen, wie z. B. einer konventionellen Tastatur oder mechanischen Knöpfen oder Tasten angeordnet ist. Außerdem können Finger, die z. B. zur Stabilisierung der Hand (aber nicht als Teil der Geste) oder zum Halten der Vorrichtung verwendet werden, zufällig die Kanten des Feldes berühren und detektiert werden, wenn das Berührungssensorfeld selbst verwendet wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Hier geht es um die selektive Zurückweisung von Berührungskontakten (Berührungsereignissen) in einem Kantenbereich eines Berührungssensorfeldes, um unbeabsichtigte Operationen zu minimieren. Zusätzlich kann die Funktionalität des Berührungssensorfeldes maximiert werden, indem bestimmte Ausnahmen in Bezug auf die Zurückweisung von Kantenkontakten ermöglicht werden. In einigen Ausführungsformen können Kontakte in Kantenbändern bzw. -bereichen entlang des Umfangs eines Berührungssensorfeldes einfach ignoriert werden. Allerdings kann es eine Anzahl von Ausnahmen von der Kantenzurückweisung geben. Beispielsweise können Kontakte in sowohl dem zentralen Bereich als auch dem Kantenband bewirken, dass der Kontakt in dem Kantenband unter bestimmten Umständen als Teil einer Geste erkannt wird. In anderen Ausführungsformen kann der Kontakt in dem Kantenband ignoriert werden, wenn er stationär ist. Wenn sich der Kontakt in dem Kantenband jedoch jenseits einer Entfernungs- oder Geschwindigkeitsschwelle bewegt, kann er dann als Teil einer Geste erkannt werden.
Ähnlich können in Trackpad-Ausführungsformen Kontakte in einem unteren Bereich des Trackpads ignoriert werden, wenn sie stationär sind, aber als Teil einer Geste erkannt werden, wenn sie sich bewegen. Um verschiedene Fingergrößen zu berücksichtigen, kann die Größe eines oder mehrerer Bereiche (z. B. des unteren oder des oberen Bereichs) basierend auf einer Identifikation des Fingers oder Daumens modifiziert werden.
Wenn Kontakte im Zentrum oder dem Hauptbereich eines Berührungssensorfeldes die Bewegung von Kontakten in dem Kantenband oder dem unteren Bereich verfolgen, so ist es möglich, dass Kontakte in dem Kantenband oder dem unteren Bereich nicht ignoriert werden, sondern stattdessen als Teil einer Geste erkannt werden. Zusätzlich können Kontakte, die in dem Kantenband oder dem unteren Bereich während der Erkennung von Gesten im Zentrum oder den Hauptbereichen eines Berührungssensorfeldes auftreten, als Teil der Geste oder als Steuerungseingabe zur Implementierung von Operationen wie z. B. Zieharretierung oder Umwandlung von Gesten erkannt werden. In anderen Ausführungsformen können zwei oder mehrere in einem Kantenband detektierte Kontakte als eine Geste interpretiert werden, wenn die Kontakte einen bestimmten vorgegebenen Abstand aufweisen (z. B. haben ihre Schwerpunkte einen Abstand in x-Richtung von zwischen 1–3 cm).
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1a illustriert ein beispielhaftes Berührungssensorfeld, das die Kantenzurückweisung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung implementiert.
1b illustriert ein beispielhaftes Berührungssensorfeld, das eine Ausnahme zur Kantenzurückweisung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung implementiert.
2 illustriert ein beispielhaftes Trackpad, das eine Kantenzurückweisung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung implementiert.
3a illustriert ein beispielhaftes Berührungssensorfeld, das eine Kantenzurückweisung und Ausnahmen von der Kantenzurückweisung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung implementiert.
3b illustriert ein beispielhaftes Berührungssensorfeld, das Kantenzurückweisungsausnahmen basierend auf der Erkennung von zwei Kontakten mit synchronisierten Bewegungen gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung implementiert.
4 illustriert ein beispielhaftes Berührungssensorfeld, das Ausnahmen von der Kantenzurückweisung implementiert, um eine Ziehsperrfunktion gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung bereitzustellen.
5a illustriert ein beispielhaftes Berührungssensorfeld, das Ausnahmen von der Kantenzurückweisung basierend auf Kontakten in einem Kantenbereich und einem Hauptbereich gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung implementiert.
5b illustriert ein beispielhaftes Berührungssensorfeld, das Ausnahmen von der Kantenzurückweisung implementiert, um gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung eine Kneifgeste zu ermöglichen.
5c und 5d illustrieren gemäß Ausführungsformen der Erfindung eine beispielhafte Ausnahme zur Kantenzurückweisung bzw. ein Beispiel für eine Kantenzurückweisung.
6 illustriert ein beispielhaftes Berührungssensorfeld, das eine Kantenzurückweisung mit einer variablen Breite des Kantenbandes gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung verwendet.
7a illustriert ein beispielhaftes Trackpad 700 mit einer integrierten Auswahltaste und Klickbereichen gemäß Ausführungsformen der Erfindung.
7b illustriert eine beispielhafte Erweiterung der Ausführungsform von 7a, in der gemäß Ausführungsformen der Erfindung mehr als zwei Klickbereiche definiert werden können.
8 illustriert ein beispielhaftes Computersystem, das mit einem Berührungssensorfeld betreibbar ist, um Kantenzurückweisung und Ausnahmen von der Kantenzurückweisung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung zu implementieren.
9a illustriert ein beispielhaftes Mobiltelefon, das ein Berührungssensorfeld und ein Computersystem zur Implementierung von Kantenzurückweisung und Ausnahmen von der Kantenzurückweisung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung enthalten kann.
9b illustriert einen beispielhaften digitalen Medienspieler, der ein Berührungssensorfeld und ein Computersystem zur Implementierung von Kantenzurückweisung und Ausnahmen von der Kantenzurückweisung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung enthalten kann.
9c illustriert einen beispielhaften Personalcomputer, der ein Berührungssensorfeld und ein Computersystem zur Implementierung von Kantenzurückweisung und Ausnahmen von der Kantenzurückweisung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung enthalten kann.
10 ist ein vereinfachtes Diagramm eines beispielhaften Berührungsfeldes und einer Anzeige gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung.
11 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Eingabevorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung.
12A, 12B, 12C und 12D sind vereinfachte Seitenansichten einer beispielhaften Eingabevorrichtung mit einem Knopfberührungsfeld gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung.
13 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm einer beispielhaften mit einer Computervorrichtung verbundenen Eingabevorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung.
14 ist eine Seitenansicht, im Querschnitt, einer beispielhaften Eingabevorrichtung gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung.
15 ist eine andere Seitenansicht im Querschnitt einer beispielhaften Eingabevorrichtung nach 12 gemäß einer Ausführungsform dieser Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
In der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, in welchen im Wege der Illustration spezifische Ausführungsformen, in denen die Erfindung ausgeführt werden kann, gezeigt sind. Es versteht sich, dass andere Ausführungsformen verwendet werden können und dass strukturelle Änderungen durchgeführt werden können, ohne vom Umfang der Ausführungsformen dieser Erfindung abzuweichen.
Hier geht es um die selektive Zurückweisung von Berührungskontakten in einem Kantenbereich eines Berührungssensorfeldes zur Minimierung unbeabsichtigter Operationen. Zusätzlich kann die Funktionalität des Berührungssensorfeldes maximiert werden, indem bestimmte Ausnahmen von der Zurückweisung von Kantenkontakten ermöglicht werden.
1a illustriert ein beispielhaftes Berührungssensorfeld 100, das eine Kantenzurückweisung gemäß Ausführungsformen der Erfindung implementiert. Ein Kantenband 102 (Kontaktzurückweisungsbereich) kann in einem äußeren Grenzbereich des Berührungssensorfeldes 100 erzeugt werden, das einen zentralen Bereich 104 umgibt. Wenn alle Kontakte (z. B. Finger oder Handflächen) im Kantenband 102 detektiert werden, können die Kontakte ignoriert werden. In dem Beispiel aus 1a können die Kontakte ignoriert werden, weil die Berührungsbilder 106 und 108 Schwerpunkte 110 bzw. 112 aufweisen, die im Kantenband 102 liegen.
1b illustriert ein zweites Szenario, das auf einem beispielhaften Berührungssensorfeld 100 gemäß Ausführungsformen der Erfindung auftreten kann. Wenn in dem Beispiel aus 1b ein Kontakt 114 im Zentrumsbereich 104 zusammen mit einem Kontakt 116 im Kantenband 102 detektiert wird, so kann ein Kontakt sowohl im Zentrumsbereich als auch dem Kantenband erkannt werden. Die Erkennung des Kantenkontakts in diesem Szenario gemäß den vorgenannten Krite rien (Zurückweisungs- oder Erkennungskriterien) kann verhindern, dass beabsichtigte Gesten wie z. B. Kneifgesten mit in einem Kantenband startenden Kontakten ignoriert werden.
Wenn allerdings Finger verwendet werden, um eine Operation, wie z. B. das Zeigen in einen zentralen Bereich 104 auszuführen, so kann ein sog. „kleiner Finger" oder ein anderer Finger, der versehentlich in dem Kantenband 102 platziert wird, erkannt werden und eine unbeabsichtigte Geste kann statt der Zeigegeste ausgeführt werden. Daher kann diese in anderen Ausführungsformen der Erfindung ignoriert werden, wenn die Kontakte 114 und 116 sowohl in dem Zentralbereich 104 als auch dem Kantenband 102 detektiert werden und falls der Schwerpunkt 118 des Kantenkontakts 116 sich nicht jenseits eines Schwellwertes (z. B. 1 mm) bewegt. Wenn sich allerdings der Kantenkontakt 116 um mehr als den Schwellwert in eine beliebige Richtung bewegt (selbst wenn kein Finger in dem Zentralbereich detektiert wird), so kann er erkannt werden und zu einem nachverfolgbaren Kontakt werden, der Teil einer Geste sein kann. Diese Erkennung ermöglicht es auch, Nachverfolgungsoperationen innerhalb des Kantenbandes 102 auszuführen.
2 illustriert ein beispielhaftes Berührungssensorfeld in Form eines Trackpads 200, das die Kantenzurückweisung gemäß Ausführungsformen der Erfindung implementiert. In dem Beispiel aus 2 befinden sich in Nachbarschaft des Trackpads 200 eine herkömmliche Leerzeichentaste 202 einer Tastatur und eine mechanische Auswahltaste 204. Die in 2 illustrierten, beispielhaften unbeabsichtigten Berührungen können einen Daumen 206 umfassen, der auf der Leerzeichentaste 202 ruht, der aber auch unbeabsichtigt auf dem Trackpad 200 ruht. Der detektierte Kontakt bei 208 kann ignoriert werden, so dass Klicks oder andere Aktionen nicht irrtümlich erzeugt werden. Außerdem kann der kleine Finger 210 ignoriert werden, der unbeabsichtigt das Berührungstrackpad 200 berührt, und der auf der Auswahltaste 204 ruhende, aber auch über dem unteren Teil des Track pads bei 214 hängende Daumen 212 kann ignoriert werden, um zu verhindern, dass er als Teil einer unbeabsichtigten Kneifgeste erkannt wird.
3a illustriert ein anderes beispielhaftes Berührungssensorfeld 300, das eine Kantenzurückweisung gemäß Ausführungsformen der Erfindung implementiert. In dem Beispiel von 3a kann das Berührungssensorfeld 300 einen unteren Bereich 302 aufweisen, der normalerweise für die Durchführung bestimmter nicht gestenartiger Aktionen reserviert sein kann. Beispielsweise kann Fingertippen in den unteren Bereich 302 als eine „Klick"- oder Auswahlfunktion interpretiert werden. Daher können Kontakte im unteren Bereich 302 normalerweise für alle Zwecke ignoriert werden, außer für diese Funktionen. Nichtsdestotrotz kann es wünschenswert sein, dass unter bestimmten Umständen Kontakte im unteren Bereich 302 als Teil einer Geste erkannt werden. Daher können gemäß einiger Ausführungsformen der Erfindung im Einklang mit Zurückweisungs- oder Erkennungskriterien in einem unteren Bereich auftretende Kontakte 304 ignoriert werden, die als ein Finger (d. h. ein nicht konzentrisches Berührungsbild einer bestimmten Schwellengröße) erkannt werden, wenn der Schwerpunkt 306 stationär ist, aber sie können als Teil einer Geste erkannt werden, wenn der Schwerpunkt nicht stationär ist. Die Identifizierung von Berührungsereignissen ist in dem US-Patent Nr. 6,323,846 mit dem Titel „Method and Apparatus for Integrating Manual Input" offenbart, deren Inhalt in seiner Gesamtheit für alle Zwecke hiermit per Verweis aufgenommen wird. Stationär, wie hier definiert, bedeutet, dass sich der Schwerpunkt um weniger als einen Schwellenwert von einem berechneten Schwerpunkt wegbewegt oder unterhalb einer Geschwindigkeitsschwelle verbleibt. Wenn die Differenz zwischen einer momentanen Position und einem durch einen Tiefpassfilter (LPF) gemittelten Positionswert eine bestimmte Schwelle überschreitet, kann der Schwerpunkt als in Bewegung befindlich und nicht länger stationär betrachtet werden. Unter Verwendung dieser Kriterien können Kontakte mit langsamen Drift- oder Rollbewegungen ignoriert werden, aber schnellere Driftbewegungen können bewirken, dass der Kontakt als Teil einer Geste erkannt wird.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann sich die Größe des unteren Bereichs 302 oder des oberen Bereichs 316 (oder eines beliebigen anderen Kantenbereichs) basierend auf einer Feststellung, dass ein Kontakt durch einen bestimmten Finger erzeugt wurde, dynamisch verändert werden. Wenn beispielsweise ein Daumen im unteren Bereich 302 detektiert wird, dann kann basierend auf dem Radius der Berührungsfläche eine Demarkationslinie 308, die den unteren Bereich definiert, aufwärts bewegt werden, um die Größe des unteren Bereichs zu erhöhen. Wenn allerdings ein Finger in dem unteren Bereich 302 detektiert wird, kann die Demarkationslinie 308 abwärts bewegt werden, um die Größe des unteren Bereichs zu vermindern. Ähnliche Anpassungen können für den oberen Bereich 316 oder beliebige andere Kantenbereiche (z. B. linke oder rechte Seitenbereiche) vorgenommen werden.
Wie oben beschrieben können Kontakte im unteren Bereich 302 als unabhängig vom Hauptbereich 310 als Nichtkontakte behandelt werden, obwohl in einigen Ausführungsformen Kontakte im unteren Bereich detektiert und in Verbindung mit Kontakten in dem Hauptbereich verwendet werden können. Wenn beispielsweise die Kontakte in dem unteren Bereich 302 sich auf eine Weise bewegen, die mit Bewegungen in dem Hauptbereich 310 synchronisiert oder anderweitig assoziiert ist, so können die Kontakte in dem unteren Bereich zusammen mit den Kontakten in dem Hauptbereich als Teil der Geste erkannt werden.
3b illustriert die Erkennung von zwei Kontakten mit synchronisierten Bewegungen gemäß Ausführungsformen der Erfindung. In dem Beispiel aus 3b kann ein Kontakt 304 zusammen mit einem Kontakt 312 als Teil einer Geste erkannt werden, wenn sich die Kontakte 304 und 312 auf eine im Wesentlichen synchrone Weise in Bezug zueinander bewegen. Anderenfalls kann der Kontakt 304 ignoriert werden. Ein „synchrones" Bewegen zweier Kontakte, wie hier definiert, kann eine Bewegung von Schwerpunkten mit ungefähr derselben Geschwindigkeit und/oder Richtung (entweder X- und Y-Komponenten zusammen, oder nur die X- oder nur die Y-Komponenten) umfassen. In anderen Ausführungsformen kann die synchronisierte Bewegung zweier Kontakte ein synchrones Berühren umfassen. Daher können selbst dann zwei Kontakte als Teil einer Geste erkannt werden, obwohl einer der zwei Kontakte innerhalb eines Kantenbandes berührt, wenn er im Wesentlichen zur gleichen Zeit berührt, wie ein Kontakt, der in dem Hauptbereich 310 berührt.
4 illustriert eine andere beispielhafte Ausnahme zur Kantenzurückweisung gemäß Ausführungsformen der Erfindung. In dem Beispiel aus 4 bewegen sich an Position (1) Kontakte 416 und 418, die durch zwei Finger innerhalb eines Hauptbereichs 410 erzeugt werden, nach links als Teil einer beabsichtigten Ziehoperation. An einer Position (2) haben die Kontakte 416 und 418 die am weitesten links liegende Kante des Hauptbereichs 410 erreicht. Wenn die Ziehoperation fortgesetzt werden soll, kann an Position (3) ein Daumen in einem unteren Bereich 402 platziert werden und das Auftreten eines Kontakts 420 bewirken. In dieser Ausführungsform bewirken die zwei vorexistierenden Kontakte 416 und 418, dass der Kontakt 420 als eine sog. „Ziehsperr"-Eigenschaft der Geste erkannt wird, anstatt ignoriert zu werden. Mit der aktivierten Ziehsperre können die zwei Finger temporär von dem Berührungssensorfeld abgehoben werden und erneut an einer Position (4) in Richtung des Schwerpunkts des Hauptbereichs 410 berühren, wo die nach links führende Ziehoperation fortgesetzt werden kann. Es versteht sich, dass diese Kantenzurückweisungsausnahme auch auf andere Gesten im Hauptbereich 410 angewandt werden kann, wo andere Kontakte in dem Hauptbereich, die optional durch Bewegungen begleitet sein können, bewirken können, dass nachfolgende Kontakte im unteren Bereich 402 als Teil einer Geste erkannt werden. Alternativ kann ein nachfolgender Kontakt im unteren Bereich 402 einen Wechsel der im Hauptbereich 410 erkannten Geste bewirken. Beispielsweise kann eine Zeigefunktion im Hauptbereich 410 in eine Ziehfunktion umgewandelt werden, sobald ein Kontakt im unteren Bereich 402 entweder detektiert oder daraus entfernt wird.
5a illustriert eine andere beispielhafte Ausnahme zur Kantenzurückweisung gemäß Ausführungsformen der Erfindung. In 5a können ein stationärer Daumen 524, der in einem unteren Bereich 502 detektiert wird, und ein in einem Hauptbereich 510 detektierter Finger 522 als Start einer Fingerziehgeste erkannt werden und dies weiter, solange sich der Finger bewegt, während der Daumen stationär bleibt.
5b illustriert noch eine weitere beispielhafte Ausnahme zur Kantenzurückweisung gemäß Ausführungsformen der Erfindung. In 5b können ein Daumen 524, der in einem unteren Bereich detektiert wird, und ein Finger 522, der im Hauptbereich 510 detektiert wird, und die sich simultan aufeinander zu bewegen, als der Start einer Kneifgeste erkannt werden.
5c illustriert eine andere beispielhafte Ausnahme zur Kantenzurückweisung gemäß Ausführungsformen der Erfindung. In 5c können zwei oder mehrere Kontakte 528, die in einem Kantenband (z. B. unterer Bereich 502) detektiert werden, als eine Geste interpretiert werden, wenn die Kontakte einen bestimmten vorgegebenen Abstand aufweisen (z. B. haben die Kontakte Schwerpunkte mit einer Entfernung in x-Richtung zwischen 1–3 cm). Auf diese Weise werden beispielsweise zwei Finger, die ein Scrollen in dem unteren Bereich 502 beginnen (und dann wie bei 530 angegeben, sich nach oben bewegen), sofort die Geste starten, anstatt als Kantengrätsche ignoriert zu werden.
5d illustriert, dass allerdings in bestimmten Bereichen zwei in einem Kantenband auftretende Kontakte ignoriert werden können. In dem Beispiel aus 5d können zwei Kontakte 532 in einem Seitenbereich 526 ignoriert werden, die als Ergebnis einer Handfläche auftreten, die gleich einer zweibeinigen Grätsche die Kante berührt, um das Initiieren ein unbeabsichtigten Scrollens zu vermeiden.
6 illustriert ein beispielhaftes Berührungssensorfeld 600, das eine Kantenzurückweisung mit einer variablen Breite eines Kantenbandes 602 gemäß Ausführungsformen der Erfindung verwendet. In dem Beispiel aus 6 kann die Breite des Kantenbandes 602 von einem Hauptradius eines Kontakts 606 abhängen. Ein großer Hauptradius (oberhalb einer bestimmten Schwelle) eines Kontakts, dessen Schwerpunkt 610 innerhalb des Kantenbandes 602 liegt, kann eine Vergrößerung des Kantenbandes bewirken, um ein verbessertes Ignorieren eines Daumens anstatt, nur einer Fingerspitze zu ermöglichen. Der Betrag oder der Anteil des Hauptradius oberhalb der Schwelle kann verwendet werden, um das Kantenband 602 zu skalieren. Alternativ dazu mag die Breite des Kantenbandes 602 nicht von dem Hauptradius abhängen, sondern stattdessen auf der Identifikation eines bestimmten Fingertyps beruhen. In einigen Ausführungsformen kann das Kantenband 602 mit variabler Breite eine ungleichmäßige Breite aufweisen und kann entlang einer oder mehrerer Kanten des Berührungssensorfeldes breiter sein und entlang einer oder mehrerer anderer Kanten des Berührungssensorfeldes enger. Beispielsweise kann der untere Bereich 602a des Kantenbandes 602 eine Breite aufweisen, die größer ist als die der Seitenbereiche 602b und 602c und des oberen Bereichs 602d.
Die 7a illustriert ein beispielhaftes Trackpad 700 mit einer integrierten Auswahltaste gemäß Ausführungsformen der Erfindung. In dem Beispiel nach 7a kann das Trackpad 700 mechanisch aktiviert werden, indem auf das Trackpad gedrückt wird, um eine „Klick"-Eingabe zu erzeugen, um eine mechanische Aus wahltaste zu implementieren. Trackpads mit integrierten Auswahltasten werden in den nachfolgenden 10–15 beschrieben.
In dem Trackpad 700 aus 7a kann ein ausreichender Druck an einem beliebigen Ort auf der Oberfläche des Trackpads bewirken, dass der Klick erzeugt wird und so hängt der Klick selbst nicht von dem Ort des Klicks ab. Daher kann gemäß Ausführungsformen der Erfindung eine Berührungsmessung auf dem Trackpad 700 verwendet werden, um festzustellen, wie ein Klick interpretiert werden sollte. Wenn ein mechanischer Klick detektiert wird, kann die Interpretation des Klicks und die resultierende initiierte Funktionalität davon abhängen, wo auf dem Trackpad eine Berührung detektiert wurde. In der beispielhaften Ausführungsform von 7a ist das Trackpad 700 in einen primären Klickbereich 702 und einen sekundären Klickbereich 704 partitioniert. Wenn eine Berührung auf dem primären Klickbereich 702 zusammen mit einem mechanischen Klick von dem Trackpad detektiert wird, kann beispielsweise eine Linksklicken-Aktion initiiert werden. Ähnlich, wenn eine Berührung auf dem sekundären Klickbereich 704 zusammen mit einem mechanischen Klick auf dem Trackpad detektiert wird, so kann beispielsweise eine Rechtsklicken-Aktion initiiert werden. Die Partitionierung des Trackpads 700 kann in Firmware implementiert sein.
Das Beispiel aus 7a zeigt gleich große primäre und sekundäre Klickbereiche 702 und 704. Allerdings können in anderen Ausführungsformen die Größen oder Flächen der Klickbereiche ungleich sein, um beabsichtigte Benutzungsmuster zu berücksichtigen und um fehlinterpretierte Klicks zu vermeiden. Beispielsweise kann der sekundäre Klickbereich, weil der sekundäre Klickbereich 704 weniger oft verwendet werden kann als der primäre Klickbereich 702, kleiner ausgeführt werden und/oder in einem Bereich angeordnet werden, der weniger wahrscheinlich angeklickt wird, wie z. B. die untere rechte Ecke des Trackpads 700.
7b illustriert eine beispielhafte Erweiterung der Ausführungsform von 7a, in der mehr als zwei Klickbereiche definiert werden können. In dem Beispiel aus 7b können zusätzlich zu primären und sekundären Klickbereichen 702 und 704 eine Anzahl von Funktionstasten-Klickbereichen 706, 708 und 710 definiert werden. Ein Klick auf das Trackpad 700 zusammen mit einer Berührung in einem beliebigen dieser Bereiche kann eine korrespondierende Aktion auslösen. Fachleute werden verstehen, dass, weil die Partitionen in Firmware implementiert sind, eine beliebige Anzahl von Bereichen in einer beliebigen Anzahl von Konfigurationen ebenso verwendet werden können. In anderen Ausführungsformen können sich diese Bereiche dynamisch im Einklang mit einer bestimmten Benutzung der Computervorrichtung verändern (z. B. abhängig von der ausgeführten Anwendung oder der angezeigten Benutzerschnittstelle).
Ausführungsformen der oben beschriebenen Erfindung können unter Verwendung von Berührungssensorfeldern der Typen implementiert werden, die in der US-Patentanmeldung Nr. 11/650,049 mit dem Titel „Double-Sided Touch Sensitive Panel and Flex Circuit Bonding", eingereicht am 3. Januar 2007, beschrieben sind. Messkanäle der in der US-Patentanmeldung Nr. 11/649,998 mit dem Titel „Proximity and Multi-Touch Sensor Detection and Demodulation", eingereicht am 3. Januar 2007, beschriebenen Typen können verwendet werden, um Berührungs- und Schwebeereignisse zu detektieren. Das sich ergebende Berührungsbild kann weiter verarbeitet werden, um die Orte der Berührungsereignisse, die Identifikation von Fingerkontakten und die Identifikation von Gesten zu bestimmen, wie in der US-Patentanmeldung 11/428,522 mit dem Titel „Identifying Contacts an a Touch Surface", eingereicht am 3. Juli 2006, der US-Patentanmeldung Nr. 11/756, 211 mit dem Titel „Multi-Touch Input Discrimination", eingereicht am 31. Mai 2007 und der US-Anmeldung Nr. 10/903,964 mit dem Titel „Gestures for Touch Sensitive Input Devices", eingereicht am 30. Juli 2004 beschrieben. Alle der vorgehend in diesem Paragraph referenzierten Anmeldungen werden hiermit in ihrer Gesamtheit für alle Zwecke per Verweis aufgenommen.
8 illustriert ein beispielhaftes Computersystem 800, das eine oder mehrere der oben beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung umfassen kann. Das Computersystem 800 kann ein oder mehrere Feldprozessoren 802 und Peripherieeinheiten 804 sowie ein Feldsubsystem 806 aufweisen. Die Peripherieeinheiten 804 können, ohne darauf beschränkt zu sein, Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) oder andere Speichertypen, Überwachungszeitgeber und Ähnliches aufweisen. Das Feldsubsystem 806 kann, ohne darauf beschränkt zu sein, ein oder mehrere Messkanäle 808, Kanalscanlogik 810 und Treiberlogik 814 aufweisen. Die Kanalscanlogik 810 kann auf RAM 812 zugreifen, autonom Daten aus den Messkanälen lesen und eine Steuerung für die Messkanäle bereitstellen. Zusätzlich kann die Kanalscanlogik 810 die Treiberlogik 814 steuern, um Stimulationssignale 816 bei verschiedenen Frequenzen und Phasen zu erzeugen, die selektiv an die Treiberleitungen des Berührungssensorfeldes 824 mit einer durch eine Ladungspumpe 815 bereitgestellten Spannung angelegt werden können. In einigen Ausführungsformen können das Feldsubsystem 806, der Feldprozessor 802 und Peripherieeinheiten 804 in eine einzige anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) integriert sein.
Das Berührungssensorfeld 824 kann ein Medium zur kapazitiven Messung mit einer Mehrzahl von Treiberleitungen und einer Mehrzahl von Messleitungen aufweisen, wenngleich auch andere Messmedien verwendet werden können. Jede Überschneidung, Angrenzung oder Nahezu-Angrenzung von Treiber und Messleitungen kann einen kapazitiven Messknoten darstellen und kann als ein Bildelement (Pixel) 826 betrachtet werden, was insbesondere nützlich ist, wenn das Berührungssensorfeld 824 zur Erfassung eines „Berührungsbildes" betrachtet wird. (In anderen Worten, nachdem das Feldsubsystem 806 an jedem Berührungssensor in dem Berührungssensorfeld festgestellt hat, ob ein Berührungsereignis detektiert wurde, kann das Muster der Berührungssensoren in dem Mehrfachberührungsfeld, an denen ein Berührungsereignis aufgetreten ist, als ein „Berührungsbild" betrach tet werden (z. B. ein Muster von das Feld berührenden Fingern).) Jede Messleitung des Berührungssensorfeldes 824 kann den Messkanal 808 (hier auch als Ereignisdetektions- und Demodulationsschaltung bezeichnet) im Feldsubsystem 806 treiben.
Das Computersystem 800 kann auch einen Hostprozessor 828 zum Empfang von Ausgaben des Feldprozessors 802 und zur Durchführung von auf den Ausgaben basierenden Aktionen aufweisen, die ohne darauf beschränkt zu sein, die Bewegung eines Objektes wie eines Cursors oder eines Zeigers, ein Scrollen oder Schwenken, ein Anpassen der Steuerungseinstellungen, das Öffnen einer Datei oder eines Dokuments, das Betrachten eines Menüs, das Treffen einer Auswahl, das Ausführen von Befehlen, den Betrieb eines an die Hostvorrichtung gekoppelten Peripheriegerätes, das Annehmen eines Telefonanrufs, das Tätigen eines Telefonanrufs, das Beenden eines Telefonanrufs, das Verändern der Lautstärke oder der Audioeinstellung, das Speichern von mit Telefonkommunikation verbundenen Informationen wie z. B. Adressen, oft gewählten Nummern, empfangenen Anrufen, versäumten Anrufen, das Einloggen auf einem Computer oder in ein Computernetzwerk, eine Zugangsgenehmigung für autorisierte Personen zu beschränkten Bereichen des Computers oder Computernetzwerks, das Laden eines mit der bevorzugten Anordnung auf dem Computerdesktop assoziierten Benutzerprofils, das Zulassen des Zugangs zu Webinhalten, das Starten eines bestimmten Programms, das Verschlüsseln oder Decodieren einer Nachricht und/oder ähnliches umfassen können. Der Hostprozessor 828 kann auch zusätzliche Funktionen ausführen, die sich nicht auf Feldverarbeitung beziehen und kann an einen Programmspeicher 832 und an eine Anzeigevorrichtung 830 wie z. B. eine LCD-Anzeige zur Bereitstellung einer Benutzerschnittstelle, UI, für einen Benutzer der Vorrichtung gekoppelt sein. Die Anzeigevorrichtung 830 kann zusammen mit einem Berührungssensorfeld 824 einen Berührungsbildschirm 818 bilden, wenn sie teilweise oder gänzlich unter den Berührungssensor fällt, angeordnet ist oder teilweise oder gänzlich mit dem Berührungssensorfeld integriert ist.
Es ist zu bemerken, dass eine oder mehrere der oben beschriebenen Funktionen durch in einem Speicher (z. B. eine der Peripherieeinheiten 804 in 8) abgelegten Firmware ausgeführt werden können, die auf dem Feldprozessor 802 ablaufen kann, oder im Programmspeicher 832 abgelegt sein und auf dem Hostprozessor 828 ablaufen kann. Die Firmware kann ebenso innerhalb eines beliebigen computerlesbaren Mediums gespeichert und/oder transportiert werden, das zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem Befehlsausführungssystem, -gerät oder -vorrichtung vorgesehen ist, wie z. B. ein computerbasiertes System, ein einen Prozessor umfassendes System, oder ein anderes System, das die Befehle aus dem Befehlsausführungssystem, -gerät, oder -vorrichtung holen kann und die Befehle ausführen kann. Im Zusammenhang mit diesem Dokument kann ein „computerlesbares Speichermedium" ein beliebiges Speichermedium sein, das das Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit dem Befehlsausführungssystem, -gerät oder -vorrichtung enthalten oder dieses speichern kann. Das computerlesbare Speichermedium kann, ohne darauf beschränkt zu sein, ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches, Infrarot- oder Halbleitersystembasiertes System, Gerät oder Vorrichtung, eine tragbare Computerdiskette (magnetisch), ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) (magnetisch), einen Nurlesespeicher (ROM) (magnetisch), einen löschbaren, einen lösch- und programmierbaren Nurlesespeicher (EPROM) (magnetisch), eine tragbare optische Disk wie z. B. eine CD, CD-R, CD-RW, DVD, DVD-R, oder DVD-RW oder Flashspeicher wie z. B. kompakte Flashkarten, gesicherte digitale Karten, USB-Speichervorrichtungen, Speichersticks und ähnliches umfassen.
Die Firmware kann auch in einem beliebigen Transportmedium zur Verwendung durch oder in Verbindung mit einem Befehlsausführungssystem, -gerät oder -vorrichtung verbreitet werden, wie z. B. einem computerbasierten System, einem einen Prozessor umfassenden System oder einem anderen System, dass die Befehle aus dem Befehlsausführungssystem, -gerät oder -vorrichtung holen und die Be fehle ausführen kann. Im Kontext mit diesem Dokument kann ein „Transportmedium" ein beliebiges Medium sein, das das Programm zur Verwendung durch oder in Verbindung mit dem Befehlsausführungssystem, -gerät oder -vorrichtung kommunizieren, verbreiten oder transportieren kann. Das lesbare Transportmedium kann, ohne darauf beschränkt zu sein, ein elektronisches, magnetisches, optisches, elektromagnetisches oder infrarot-basiertes, drahtgebundenes oder drahtloses Verbreitungsmedium umfassen.
9a illustriert ein beispielhaftes Mobiltelefon 936, das ein Berührungssensorfeld 924 und ein Computersystem 942 zur Implementierung der oben beschriebenen Kantenzurückweisung und der Kantenzurückweisungsausnahmen gemäß Ausführungsformen der Erfindung enthalten kann. 9b illustriert einen beispielhaften digitalen Medienspieler 940, der ein Berührungssensorfeld 924 und ein Computersystem 942 zur Implementierung der oben beschriebenen Kantenzurückweisung und der Kantenzurückweisungsausnahmen gemäß Ausführungsformen der Erfindung enthalten kann. 9c illustriert einen beispielhaften Personalcomputer 944, der ein Berührungssensorfeld (Trackpad) 924 und ein Computersystem 942 zur Implementierung der oben beschriebenen Kantenzurückweisung und der Kantenzurückweisungsausnahmen gemäß Ausführungsformen der Erfindung enthalten kann. Das Mobiltelefon, der Medienspieler und der Personalcomputer aus den 9a, 9b und 9c können vorteilhaft von der Kantenzurückweisung und den Kantenzurückweisungsausnahmen wie oben beschrieben profitieren, weil eine Implementierung dieser Merkmale unbeabsichtigte Operationen minimieren kann, während eine maximale Funktionalität ermöglicht wird.
Wie oben beschrieben beziehen sich einige Ausführungsformen der Erfindung auf Trackpads mit integrierten Auswahltasten. Ein Beispiel für ein Trackpad mit einer integrierten Auswahltaste wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die 10–15 beschrieben. Es versteht sich allerdings, dass andere Trackpads oder Eingabevor richtungen mit integrierten Auswahltasten ebenso in den Umfang der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung fallen.
10 ist ein vereinfachtes Diagramm eines beispielhaften Berührungsfeldes und einer Anzeige gemäß Ausführungsformen der Erfindung. In dem Beispiel aus 10 kann ein berührungsempfindliches Trackpad 10 eine kleine (rechteckige) Fläche sein, die einen Schutz-/kosmetischen Schirm 12 und eine Mehrzahl von unterhalb des Schutzschildes 12 angeordneten Elektroden 14 aufweist. Die Elektroden 14 können auf einer Leiterkarte, beispielsweise einer gedruckten Leiterkarte (PCB) angeordnet sein. Zum Zwecke einer leichteren Erläuterung, wurde ein Teil des Schutzschildes 12 weggelassen, um die Elektroden 14 zu zeigen. Verschiedene Elektroden 14 oder Kombinationen daraus können verschiedene x-, y-Positionen repräsentieren. In einer Konfiguration kann ein Finger 16 (oder alternativ ein Stift, nicht gezeigt), der sich dem Elektrodenraster 14 nähert, eine Kapazität mit einer oder mehreren Elektroden in der Nähe des Fingers bilden oder kann existierende Kapazitäten zwischen einer oder mehreren dieser Elektroden verändern. Die Leiterkarte/Messelektronik (nicht gezeigt) misst solche Kapazitätsänderungen und erzeugt ein Eingabesignal 18, welches an eine Hostvorrichtung 20 (z. B. eine Computervorrichtung) mit einem Anzeigebildschirm 22 gesendet wird. Das Eingabesignal 18 wird verwendet, um die Bewegung eines Cursors 24 auf einem Anzeigebildschirm 22 zu steuern. Wie gezeigt, bewegt sich der Eingabezeiger in einer x-, y-Richtung ähnlich der detektierten x-, y-Fingerbewegung.
11 ist eine vereinfachte Perspektivansicht einer beispielhaften Eingabevorrichtung gemäß Ausführungsformen der Erfindung. Die Eingabevorrichtung 30 ist im Allgemeinen konfiguriert, um Informationen oder Daten an eine elektronische Vorrichtung (nicht gezeigt) zu senden, um eine Aktion auf einem Anzeigebildschirm (z. B. über eine graphische Benutzerschnittstelle (GUI)) – beispielsweise das Bewegen eines Eingabezeigers, das Treffen einer Auswahl, das Bereitstellen von Befehlen, usw. – auszuführen. Die Eingabevorrichtung kann mit der elektro nischen Vorrichtung über eine drahtgebundene (z. B. Kabel/Verbinder) oder drahtlose Verbindung (z. B. IR, Bluetooth, usw.) interagieren.
Die Eingabevorrichtung 30 kann eine allein stehende Einheit sein oder sie kann in die elektronische Vorrichtung integriert sein. In einer allein stehenden Einheit hat die Eingabevorrichtung typischerweise ihr eigenes Gehäuse. Wenn sie mit einer elektronischen Vorrichtung integriert ist, verwendet die Eingabevorrichtung typischerweise das Gehäuse der elektronischen Vorrichtung. In beiden Fällen kann die Eingabevorrichtung strukturell an das Gehäuse gekoppelt sein, wie beispielsweise durch Schrauben, Schnapper, Zurückhalter, Klebeverbindungen und ähnliches. In einigen Fällen kann die Eingabevorrichtung lösbar an die elektronische Vorrichtung gekoppelt sein, wie z. B. durch eine Andockstation. Die elektronische Vorrichtung, an die die Eingabevorrichtung gekoppelt ist, kann zu einem beliebigen verbraucherbezogenen elektronischen Produkt korrespondieren. Beispielsweise kann die elektronische Vorrichtung zu einem Computer wie z. B einem Desktopcomputer, eine Laptopcomputer oder PDA, einem Medienspieler wie z. B. einem Musikspieler, einer Kommunikationsvorrichtung wie z. B. einem Mobiltelefon, einer anderen Eingabevorrichtung wie z. B. einer Tastatur und ähnlichem korrespondieren.
Wie in 11 gezeigt, weist die Eingabevorrichtung 30 einen Rahmen 32 (oder Trägerstruktur) und ein Trackpad 34 auf. Der Rahmen 32 stellt eine Struktur zum Tragen der Komponenten der Eingabevorrichtung bereit. Der Rahmen 32 in der Form eines Gehäuses kann auch die Komponenten der Eingabevorrichtung umschließen oder enthalten. Die Komponenten, die das Trackpad 34 umfassen, können zu elektrischen, optischen und/oder mechanischen Komponenten zum Betrieb der Eingabevorrichtung 30 korrespondieren.
Das Trackpad 34 stellt eine intuitive Schnittstelle bereit, die konfiguriert ist, um eine oder mehrere Steuerfunktionen zur Steuerung verschiedener mit der elektronischen Vorrichtung, an die es angebracht ist, assoziierten Anwendungen bereitzustellen. Beispielsweise kann die berührungsinitiierte Steuerungsfunktion verwendet werden, um ein Objekt zu bewegen oder ein Aktion auf dem Anzeigebildschirm auszuführen oder um Auswahlen zu treffen oder Befehle abzusetzen, die mit dem Betrieb der elektronischen Vorrichtung assoziiert sind. Um die berührungsinitiierte Steuerungsfunktion zu implementieren, kann das Trackpad 34 angeordnet sein, um Eingaben von einem Finger (oder Objekt) zu empfangen, der sich über die Oberfläche des Trackpads 34 bewegt (z. B. linear, radial, winkelförmig, usw.), von einem eine bestimmte Position auf dem Trackpad 34 haltenden Finger und/oder durch das Tippen eines Fingers an einer bestimmten Position auf dem Trackpad 34. Es sei bemerkt, dass das Berührungsfeld 34 einen einfachen einhändigen Betrieb ermöglicht, d. h., es lässt einen Benutzer mit der elektronischen Vorrichtung mit einem oder mehreren Fingern interagieren.
Das Trackpad 34 kann weit variiert werden. Beispielsweise kann das Berührungsfeld 34 ein konventionelles Trackpad basierend auf dem kartesischen Koordinatensystem sein, oder das Trackpad 34 kann ein Berührungsfeld sein, dass auf einem Polarkoordinatensystem beruht. Ein Beispiel eines Berührungsfeldes, das auf Polarkoordinaten beruht, kann im US-Patent Nr. 7,046,230 von Zadesky et al, mit dem Titel „TOUCH PAD FOR HANDHELD DEVICE", eingereicht am 1. Juli 2002, gefunden werden, welches hiermit in seiner Gesamtheit für alle Zwecke per Verweis aufgenommen wird.
Das Trackpad 34 kann in einem relativen oder einem absoluten Modus verwendet werden. Im absoluten Modus gibt das Trackpad 34 die absoluten Koordinaten an, an denen es berührt wird (z. B. x, y im Falle des kartesischen Koordinatensystems oder (r, θ) im Falle des Polarkoordinatensystems. Im relativen Modus gibt das Trackpad 34 die Richtung und/oder Distanz der Änderung an (beispielsweise links/rechts, hoch/runter, und ähnliches). In den meisten Fällen bewirken die durch das Trackpad 34 erzeugten Signale eine direkte Bewegung auf dem Anzeigebildschirm in einer Richtung, die der Richtung des Fingers ähnlich ist, wenn dieser über die Oberfläche des Trackpads 34 bewegt wird.
Die Form des Trackpads 34 kann weit variiert werden. Beispielsweise kann das Trackpad 34 kreisförmig, oval, quadratisch, rechteckig, dreieckig und ähnliches sein. Im Allgemeinen definiert der äußere Umfang des Trackpads 34 die Arbeitsgrenze des Trackpads 34. In der illustrierten Ausführungsform ist das Trackpad rechteckig. Rechteckige Trackpads sind auf Laptopcomputern üblich. Kreisförmige Trackpads erlauben es einem Benutzer, kontinuierlich einen Finger auf freie Weise kreisen zu lassen, d. h. man kann den Finger ohne Unterbrechung um 360 Grad kreisen lassen. Des Weiteren kann der Benutzer seinen oder ihren Finger tangential von allen Seiten drehen, und ihm so einen erweiterten Bereich von Fingerpositionen schaffen. Beide diese Merkmale können hilfreich sein, wenn eine Scrollfunktion ausgeführt wird, wodurch kreisförmige Trackpads vorteilhaft mit tragbaren Medienspielern (z. B. iPod-Medienspielern, die durch Apple Inc., aus Cupertino, CA hergestellt werden) verwendet werden. Des Weiteren korrespondiert die Größe des Trackpads 34 im Allgemeinen zu einer Größe (z. B. die Größe einer Fingerspitze oder größer), die es erlaubt, das es auf einfache Weise durch einen Benutzer bedient werden kann.
Das Trackpad 34, das im allgemeinen die Form einer steifen planaren Plattform annimmt, enthält eine berührbare äußere Trackoberfläche 36, um einen Finger (oder ein Objekt) zur Bedienung auf dem Trackpad zu empfangen. Wenngleich nicht in 11 gezeigt, befindet sich unterhalb der berührbaren äußeren Trackoberfläche 36 eine Sensoranordnung, die für solche Dinge wie Druck und/oder Bewegung eines Fingers darauf empfindlich ist. Die Sensoranordnung weist typischerweise eine Mehrzahl von Sensoren auf, die konfiguriert sind, um aktiviert zu werden, wenn der Finger auf ihnen sitzt, auftippt oder sich über sie hinwegbe wegt. Im einfachsten Fall wird ein elektrisches Signal jedes Mal erzeugt, wenn ein Finger über einem Sensor positioniert wird. Die Anzahl der Signale in einem gegebenen Zeitrahmen kann den Ort, die Richtung, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Fingers auf dem Trackpad 34 angeben, d. h. je mehr Signale auftreten umso mehr hat der Benutzer seinen Finger bewegt. In den meisten Fällen werden die Signale durch eine elektronische Schnittstelle verfolgt, die die Anzahl, Kombination und Frequenz der Signale in Positions-, Richtungs-, Geschwindigkeits- und Beschleunigungsinformationen umwandelt. Die Information kann durch die elektronische Vorrichtung verwendet werden, um die gewünschte Steuerungsfunktion auf dem Anzeigebildschirm auszuführen. Die Sensoranordnung kann weit variiert werden. Beispielsweise können die Sensoren auf Widerstandsmessung, dem Messen von akustischen Oberflächenwellen, Druckmessung (z. B. Dehnungsmessstreifen), Infrarot-Messung, optischen Messungen, dispersiver Signaltechnik, akustischer Pulserkennung, Kapazitätsmessung und ähnlichem beruhen.
In der illustrierten Ausführungsform beruht das Trackpad 34 auf kapazitiver Messung. Wie allgemein wohlbekannt, ist ein kapazitätsbasiertes Trackpad eingerichtet, um Kapazitätsänderungen zu detektieren, wenn der Benutzer ein Objekt wie z. B. einen Finger entlang des Trackpads bewegt. In den meisten Fällen weist das kapazitive Trackpad ein Schutzschild, ein oder mehrere Elektrodenschichten, eine Leiterkarte und assoziierte Elektronik einschließlich einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) auf. Der Schutzschild ist über den Elektroden angeordnet; die Elektroden sind auf der oberen Fläche der Leiterkarte angebracht; und der ASIC ist auf der unteren Fläche der Leiterkarte angebracht. Der Schutzschild dient dazu, die unteren Schichten zu schützen und eine Oberfläche bereitzustellen, um es einem Finger zu ermöglichen, darauf zu gleiten. Die Oberfläche ist im Allgemeinen glatt, so dass der Finger nicht haftet, wenn er bewegt wird. Der Schutzschild stellt auch eine Isolationsschicht zwischen dem Finger und den Elektrodenschichten bereit. Die Elektrodenschicht weist eine Mehrzahl von räum lich getrennten Elektroden auf. Jede beliebige passende Anzahl von Elektroden kann verwendet werden. In den meisten Fällen wäre es wünschenswert, die Anzahl der Elektroden zu erhöhen, um so eine höhere Auflösung zu ermöglichen, d. h. mehr Information kann für Dinge wie z. B. Beschleunigung verwendet werden.
Kapazitive Messung funktioniert gemäß den Prinzipien von Kapazitäten. Es sei bemerkt, dass, wann immer zwei elektrisch leitende Elemente einander nahe kommen, ohne sich tatsächlich zu berühren, ihre elektrischen Felder interagieren, um eine Kapazität zu bilden. In der oben erläuterten Konfiguration ist das erste elektrisch leitende Element eine oder mehrere der Elektroden und das zweite elektrische leitende Element ist beispielsweise der Finger des Benutzers. Entsprechend bildet sich, wenn der Finger sich dem Berührungsfeld nähert, eine kleine Kapazität zwischen dem Finger und den Elektroden in der unmittelbaren Nähe des Fingers aus. Die Kapazität in jeder der Elektroden wird durch einen ASIC gemessen, der auf der Rückseite der Leiterkarte angeordnet ist. Durch Detektieren von Kapazitätsänderungen an jeder der Elektroden, kann der ASIC den Ort, die Richtung, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Fingers bestimmen, wenn dieser über das Berührungsfeld bewegt wird. Der ASIC kann diese Information auch in einer Form melden, die durch die elektronische Vorrichtung verwendet werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Trackpad 34 bzgl. des Rahmens 32 beweglich, um so einen anderen Satz von Signalen zu initiieren (andere als nur Tracksignale). Beispielsweise kann das Trackpad 34 in der Form der steifen planaren Plattform in Bezug auf den Rahmen 32 rotieren, kippen, gleiten, sich verschieben, sich biegen und/oder ähnliches. Das Trackpad 34 kann an den Rahmen 32 gekoppelt sein und/oder es kann beweglich durch den Rahmen 32 eingeschränkt sein. Beispielsweise kann das Trackpad 34 an den Rahmen 32 durch Schrauben, Achsen, Stiftverbindungen, Schieberverbindungen, Kugelgelenke, Biegegelenke, Magnete, Kissen und/oder ähnliches gekoppelt sein. Das Trackpad 34 kann auch innerhalb eines Raumes des Rahmens schweben (z. B. kardanische Aufhängung). Es ist zu bemerken, dass die Eingabevorrichtung 30 zusätzlich eine Kombination von Verbindungen, wie z. B. eine Kipp-/Schiebeverbindung, Kipp-Biegungsverbindung, Kipp-/Kugelgelenkverbindung, Verschiebe-Biegungsverbindung und ähnliches umfassen kann, um den Bewegungsbereich zu vergrößern (z. B. die Freiheitsgrade erhöhen). Wenn es bewegt wird, ist das Berührungsfeld 34 konfiguriert, eine Schaltung zu aktivieren, die ein oder mehrere Signale erzeugt. Die Schaltung weist im Allgemeinen ein oder mehrere Bewegungsindikatoren wie z. B. Schalter, Sensoren, Kodierer und ähnliches auf. Ein Beispiel für ein kardanisch aufgehängtes Trackpad kann in der Patentanmeldung mit der Nr. 10/643,256 mit dem Titel „MOVABLE TOUCH PAD WITH ADDED FUNCTIONALITY", eingereicht am 18. August 2003, gefunden werden, welche hiermit in ihrer Gesamtheit ITir alle Zwecke per Verweis aufgenommen wird.
In der illustrierten Ausführungsform nimmt das Trackpad 34 die Form einer druckbaren Taste an, die eine „Auswahl"-Aktion ausführt. Das heißt, ein Teil des gesamten Trackpads 34 agiert wie eine einzige Taste oder mehrere Tasten, so das eine oder mehrer zusätzliche Tastenfunktionen durch Drücken auf das Trackpad 34 anstatt durch das Tippen auf das Trackpad oder die Verwendung einer separaten Taste/separaten Zone implementiert werden können. Wie in den 12A und 12B gezeigt, ist das Trackpad 34 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung in der Lage, sich zwischen einer oberen (oder neutralen) Position (12A) und einer gedrückten (oder aktivierten) Position (12B) zu bewegen, wenn von einem Finger 38, einer Handfläche, einer Hand, oder einem anderen Objekt eine Kraft auf das Trackpad 34 ausgeübt wird. Die Kraft sollte nicht so gering sein, dass sie eine zufällige Aktivierung des Tastensignals ermöglicht, aber auch nicht so groß, dass durch das Erfordernis eines unangemessenen Druckes beim Benutzer ein Unbehagen erzeugt wird. Das Trackpad 34 ist typischerweise in die obere Position vorgespannt, wie z. B. durch ein Biegegelenk, ein Federelement oder Magnete. Das Trackpad 34 bewegt sich in die aktivierte Position, wenn die Vorspannung durch ein auf das Trackpad 34 drückendes Objekt überwunden wird. Wie in 12C gezeigt, kann das Trackpad 34 an einem Ende so geschwenkt werden, dass die aktivierte Position in Bezug auf die neutrale Position leicht geneigt ist. Wenn der Finger (oder das andere Objekt) von dem Trackpad 34 entfernt wird, zwingt es das Vorspannungselement zurück in die neutrale Position. Eine Abstandsscheibe oder eine andere Struktur (nicht gezeigt), kann verhindern, dass sich das Trackpad 34 beim Zurückkehren über die neutrale Position hinaus bewegt. Beispielsweise kann sich ein Teil des Rahmens 32 nach außen über einen Teil des Trackpads 34 erstrecken, um so das Trackpad 34 in der neutralen Position zu stoppen. Auf diese Weise kann die Trackpad-Oberfläche, wenn gewünscht, flüchtig mit dem Rahmen gehalten werden. Beispielsweise kann es bei Laptopcomputern oder handgehaltenen Medienvorrichtungen wünschenswert sein, dass das Trackpad mit dem Gehäuse des Computers oder der Vorrichtung fluchtet.
Wie in 12A gezeigt, erzeugt das Trackpad 34 in der oberen/neutralen Position Tracksignale, wenn ein Objekt wie z. B. ein Finger eines Benutzers über die obere Oberfläche des Berührungsfeldes in der x-, y-Ebene bewegt wird. Obwohl 12A die neutrale Position als die obere darstellt, kann die neutrale Position in jeder Orientierung vorliegen. Wie in 12B gezeigt, erzeugt das Trackpad 34 in der gedrückten Position (z-Richtung) ein oder mehrere Tastensignale. Die Tastensignale können für verschiedene Funktionalitäten verwendet werden, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, des Treffens von Auswahlen oder des Absetzens von mit dem Betrieb einer elektronischen Vorrichtung assoziierten Befehlen. Beispielsweise können im Falle eines Musikspielers die Tastenfunktionen mit dem Öffnen eines Menüs, dem Abspielen eines Liedes, dem schnellen Vorlauf für ein Lied, dem Durchsuchen eines Menüs und ähnlichem assoziiert sein. Im Falle eines Laptopcomputers können die Tastenfunktionen mit dem Öffnen eines Menüs, dem Auswählen von Text, dem Auswählen eines Icons und ähnlichem assoziiert sein. Wie in 12D gezeigt, kann die Eingabevorrichtung 30 eingerichtet sein, sowohl die Tracksignale als auch die Tastensignale zu liefern, d. h. gleichzeitig das Berührungsfeld 34 in der z-Richtung zu drücken, während eine Tangentialbewegung der Trackoberfläche (z. B. in den x-, y-Richtungen) auftritt. In anderen Fällen kann die Eingabevorrichtung 30 so eingerichtet sein, dass nur ein Tastensignal geliefert wird, wenn das Berührungsfeld 34 gedrückt wird und ein Tracksignal, wenn sich das Berührungsfeld 34 im oberen Zustand befindet.
Um dies näher auszuführen, das Trackpad 34 ist eingerichtet, um ein oder mehrere Bewegungsindikatoren zu aktivieren, die in der Lage sind, das Tastensignal zu erzeugen, wenn das Trackpad 34 in die Aktivierungsposition bewegt wird. Die Bewegungsindikatoren sind typischerweise im Rahmen 32 angeordnet und können an das Trackpad 34 und/oder den Rahmen 32 gekoppelt sein. Die Bewegungsindikatoren können eine beliebige Kombination aus Schaltern und Sensoren sein. Schalter sind im Allgemeinen konfiguriert, um pulsartige oder binäre Daten wie z. B. Aktivieren (ein) oder Deaktivieren (aus) zu liefern. Beispielsweise kann ein Teil der Unterseite des Trackpads 34 konfiguriert sein, um einen Schalter zu kontaktieren oder ihn zu betätigen (und somit zu aktivieren), wenn der Benutzer auf das Trackpad 34 drückt. Die Sensoren andererseits sind im Allgemeinen konfiguriert, um kontinuierliche oder analoge Daten zu liefern. Beispielsweise kann der Sensor konfiguriert sein, um die Position oder den Neigungsgrad des Berührungsfeldes 34 in Bezug auf den Rahmen zu messen, wenn ein Benutzer auf das Trackpad 34 drückt. Jeder passende mechanische, elektrische und/oder optische Schalter oder Sensor kann verwendet werden. Beispielsweise können Schalter mit taktiler Rückmeldung, kraftempfindliche Widerstände, Drucksensoren, Näherungssensoren und ähnliches verwendet werden.
Die in den 10–12 gezeigten Trackpads 10 und 30 können in einigen Ausführungsformen Mehrfach-Berührungstrackpads sein. Mehrfach-Berührung besteht aus einer Berührungsoberfläche (Schirm, Tisch, Wand, usw.) oder einem Berüh rungsfeld, sowie aus Software, die mehrere gleichzeitige Berührungspunkte erkennt, im Gegensatz zu dem Standardberührungsbildschirm (z. B. Computerberührungsfeld, Bankautomat), der nur einen Berührungspunkt erkennt. Dieser Effekt wird durch eine Vielzahl von Mitteln erreicht, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, durch kapazitive Messung, Widerstandsmessung, Messung von akustischen Oberflächenwellen, Wärme, Fingerdruck, Kameras mit hohen Bildraten, Infrarot-Licht, optische Erfassung, abgestimmte elektromagnetische Induktion, und Schattenerfassung. Ein Beispiel für ein Mehrfachberührungs-Mobiltelefon ist das iPhone, das von Apple Inc. aus Cupertino, CA, hergestellt wird. Ein Beispiel für eine Mehrfachberührungs-Medienvorrichtung ist der iPod Touch, der durch Apple Inc. hergestellt wird. Beispiele für Laptopcomputer mit Mehrfachberührungs-Trackpads sind das MacBook Air und das MacBook Pro, die durch Apple Inc. hergestellt werden. Alle diese hier beschriebenen Eingabevorrichtungen können in einigen Ausführungsformen Mehrfachberührungstechnologie verwenden; alternativ können die hier beschriebenen Eingabevorrichtungen einfache Berührungstrackpads verwenden.
13 ist ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Computersystems 39 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Computersystem weist im Allgemeinen eine Eingabevorrichtung 40 auf, die operativ mit einer Computervorrichtung 42 verbunden ist. Beispielsweise kann die Eingabevorrichtung 40 im Allgemeinen zu der in den 11 und 12 gezeigten Eingabevorrichtung 30 korrespondieren und die Computervorrichtung 42 kann zu einem Laptopcomputer, Desktopcomputer, PDA, Medienspieler, Mobiltelefon, Smart-Phone, Videospiel oder ähnlichem korrespondieren. Wie gezeigt, weist die Eingabevorrichtung 40 ein niederdrückbares Trackpad 44 und ein oder mehrere Bewegungsindikatoren 46 auf. Das Trackpad 44 ist konfiguriert, um Tracksignale zu erzeugen und der Bewegungsindikator 46 ist konfiguriert, um ein Tastensignal zu erzeugen, wenn das Trackpad 44 niedergedrückt wird. Wenngleich das Trackpad 44 weit variiert werden kann, enthält das Trackpad 44 in dieser Ausführungsform Kapazi tätssensoren 48 und ein Steuerungssystem 50 zur Erfassung der Positionssignale der Sensoren 48 und zur Lieferung der Signale an die Computervorrichtung 42. Das Steuerungssystem 50 kann eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) aufweisen, die konfiguriert ist, um die Signale der Sensoren 48 zu verfolgen, den Ort (kartesisch oder in Form von Winkeln), die Richtung, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des verfolgten Signals zu berechnen und diese Information an einen Prozessor der Computervorrichtung 42 zu melden. Der Bewegungsindikator 46 kann ebenso weit variiert werden. In dieser Ausführungsform allerdings nimmt der Bewegungsindikator 46 die Form eines Schalters an, der ein Tastensignal erzeugt, wenn das Trackpad 44 niedergedrückt wird. Der Schalter 46 kann zu einem mechanischen, elektrischen oder optischen Schalter korrespondieren. In einer besonderen Ausführungsform ist der Schalter 46 ein Schalter mechanischer Art, der einen vorsstehenden Aktuator 52 aufweist, der durch das Trackpad 44 niedergedrückt werden kann, um das Tastensignal zu erzeugen. Beispielsweise kann der Schalter ein Schalter mit taktiler Rückmeldung oder eine taktile Kuppel sein.
Sowohl das Trackpad 44 als auch der Schalter 46 sind operativ mit der Computervorrichtung 42 durch eine Kommunikationsschnittstelle 54 verbunden. Die Kommunikationsschnittstelle stellt einen Verbindungspunkt für eine direkte oder indirekte Verbindung zwischen der Eingabevorrichtung und der elektronischen Vorrichtung bereit. Die Kommunikationsschnittstelle 54 kann drahtgebunden (Drähte, Kabel, Verbinder) oder drahtlos (z. B. Sender/Empfänger) ausgeführt sein.
Die Computervorrichtung 42 weist im Allgemeinen einen Prozessor 55 (z. B. CPU oder Mikroprozessor) auf, der konfiguriert ist, um Befehle auszuführen und mit der Computervorrichtung 42 assoziierte Operationen auszuführen. Beispielsweise kann der Prozessor unter Verwendung von beispielsweise aus einem Speicher geholten Befehlen den Empfang und die Verarbeitung von Eingabe- und Ausgabedaten zwischen Komponenten der Computervorrichtung 42 steuern. In den meisten Fällen führt der Prozessor 55 Befehle unter der Steuerung eines Betriebssystems oder anderer Software aus. Der Prozessor 55 kann ein Einzelchipprozessor sein oder kann mit mehreren Komponenten implementiert sein.
Die Computervorrichtung 42 weist auch eine Eingabe-/Ausgabe(I/O)-Steuerung 56 auf, die operativ an den Prozessor 54 gekoppelt ist. Die I/O-Steuerung 56 kann mit dem Prozessor 54 integriert sein oder kann eine separate Komponente sein, wie gezeigt. Die I/O-Steuerung 56 ist im Allgemeinen konfiguriert, um Interaktionen mit einer oder mehreren I/O-Vorrichtungen zu steuern, die an die Computervorrichtung 42 gekoppelt sein können, beispielsweise die Eingabevorrichtung 40. Die I/O-Steuerung 56 operiert im Allgemeinen durch Austausch von Daten zwischen der Computervorrichtung 42 und I/O-Vorrichtungen, die mit der Computervorrichtung 42 zu kommunizieren wünschen.
Die Computervorrichtung 42 weist auch eine Anzeigesteuerung 58 auf, die operativ an den Prozessor 54 gekoppelt ist. Die Anzeigesteuerung 58 kann mit dem Prozessor 54 integriert sein, oder sie kann eine separate Komponente sein, wie gezeigt. Die Anzeigesteuerung 58 ist konfiguriert, um Anzeigebefehle zu verarbeiten um Text und Graphik auf einem Anzeigebildschirm 60 zu erzeugen. Beispielsweise kann der Anzeigebildschirm 60 eine monochrome Anzeige, eine Color-Graphics-Adapter (CGA)-Anzeige, eine Enhanced-Graphics-Adapter (EGA)-Anzeige, eine Variable-Graphics-Array (VGA)-Anzeige, eine Super-VGA-Anzeige, eine Flüssigkristallanzeige (LCD) (beispielsweise Aktivmatrix, Passivmatrix und ähnliches), eine Kathodenstrahlröhre (CRT), Plasmaanzeigen, LCD-Anzeigen mit Leuchtdioden (LED) – Hintergrundbeleuchtung oder ähnliches sein.
In einer Ausführungsform (nicht gezeigt), kann das Trackpad 44 eine Glasoberfläche aufweisen, die nicht nur als berührungsempfindliche Oberfläche fungiert, sondern auch als ein Anzeigebildschirm; in diesem Fall wäre der in 13 ge zeigte Anzeigebildschirm 60 mit der Glasoberfläche des Trackpads 44 integriert. Dieses könnte in Computervorrichtungen (z. B. Medienspieler oder Mobiltelefone) mit berührungsempfindlichen Anzeigen nützlich sein. Ein Beispiel für einen Medienspieler mit einer berührungsempfindlichen Anzeigevorrichtung ist der iPod Touch, der durch Apple Inc. aus Cupertino, CA, hergestellt wird. Ein Beispiel für ein Mobiltelefon mit einer berührungsempfindlichen Anzeigevorrichtung ist das iPhone, das durch Apple Inc. aus Cupertino, CA, hergestellt wird.
In den meisten Fällen arbeitet der Prozessor 54 mit einem Betriebssystem zusammen, um Computercode auszuführen und um Daten zu produzieren und zu verwenden. Der Computercode und die Daten können innerhalb eines Programmspeicherbereichs 62 vorliegen, der operativ an den Prozessor 54 gekoppelt ist. Der Programmspeicherbereich 62 stellt im Allgemeinen einen Platz bereit, um Daten zu halten, die durch die Computervorrichtung 42 verwendet werden. Beispielsweise kann der Programmspeicherbereich Nurlesespeicher (ROM), Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM), ein Festplattenlaufwerk und/oder ähnliches umfassen. Der Computercode und die Daten können auch auf einem entfernbaren Programmmedium vorliegen und bei Bedarf in die Computervorrichtung geladen oder darin installiert werden. In einer Ausführungsform ist der Programmspeicherbereich 62 konfiguriert, um Informationen zu speichern, zur Steuerung der Art und Weise, wie die Track- und Tastensignale, die durch die Eingabevorrichtung 40 erzeugt werden, durch die Computervorrichtung 42 verwendet werden.
14 zeigt eine Ausführungsform einer Eingabevorrichtung, in allgemeiner Form bei 70 gezeigt, die ein Trackpad 72 umfasst, das mit einem Rahmen 76 verbunden ist. Der Rahmen 76 kann ein Gehäuse für eine allein stehende Eingabevorrichtung sein, oder er kann ein Gehäuse für eine andere Vorrichtung sein, die das Trackpad 72 beinhaltet, beispielsweise ein Laptopcomputer, Desktopcomputer, eine handgehaltene Medienvorrichtung, ein PDA, ein Mobiltelefon, ein Smart-Telefon usw. Das Trackpad 72 weist verschiedene Schichten einschließlich einer äußeren berührungsempfindlichen Trackoberfläche 74 zum Verfolgen von Fingerbewegungen auf. Die Trackoberfläche 74 kann auch eine kosmetische Oberfläche mit geringer Reibung bereitstellen. In einer Ausführungsform beruht das Trackpad 72 auf kapazitiver Messung; daher enthält es eine Elektrodenschicht 80, die beispielsweise auf einem PCB implementiert sein kann. Im Falle von kapazitiver Messung, ist die Trackoberfläche 74 ein dielektrisches Material. Ein Versteifer 84 ist unterhalb der Elektrodenschicht 80 angeordnet. Der Versteifer 84 ist in den 14 und 15 gezeigt, kann aber in einigen Ausführungsformen entfallen. Der Versteifer 84 kann verwendet werden, um die inhärente Flexibilität der Elektrodenschicht 80 zu kompensieren. Die Elektrodenschicht 80 reagiert auf Fingerbewegungen entlang der Trackoberfläche 74 durch das Senden von Signalen an einen Sensor 82. Im Falle kapazitiver Messung registriert die Elektrodenschicht 80 Kapazitätsänderungen basierend auf Fingerbewegungen und der Sensor 82 ist ein kapazitiver Sensor. Auf diese Weise enthält das Trackpad 72 eine Berührungssensoranordnung. Der Sensor 82 ist auf der Unterseite der Elektrodenschicht 80 angeordnet gezeigt, aber er kann in anderen Ausführungsformen woanders angeordnet sein. Wenn, wie in der illustrierten Ausführungsform der Sensor 82 auf einem beweglichen Teil des Trackpads 72 angeordnet ist, so kann die Eingabevorrichtung eine flexible elektrische Verbindung (nicht gezeigt) aufweisen, die in der Lage ist, sich mit dem System zu bewegen.
Ein Bewegungsindikator 78 ist auf der Unterseite des Trackpads 72 angeordnet. Der Bewegungsindikator 78 kann weit variiert werden, allerdings nimmt er in dieser Ausführungsform die Form eines mechanischen Schalters an, der typischerweise zwischen dem Trackpad 72 und dem Rahmen 76 angeordnet ist. In anderen Ausführungsformen kann der Bewegungsindikator 78 ein Sensor sein, beispielsweise ein elektrischer Sensor. Der Bewegungsindikator 78 kann an dem Rahmen 76 oder dem Trackpad 72 angebracht sein. In der illustrierten Ausführungsform ist der Bewegungsindikator 78 an der Unterseite der Elektrodenschicht 80 angebracht. Wenn beispielsweise die Elektrodenschicht 80 auf einem PCB angeordnet ist, kann der Bewegungsindikator 78 auf der Unterseite des PCB angeordnet sein. In einem anderen Beispiel kann der Bewegungsindikator 78 die Form eines Schalters mit taktiler Rückmeldung annehmen und kann insbesondere ein SMT-Kuppelschalter (Kuppelschalter mit SMT-fähigem Gehäuse) sein.
Das Trackpad 72 ist in 14 in seiner neutralen Position gezeigt, wo der Bewegungssensor 78 nicht mit dem Rahmen 76 in Kontakt steht. Wenn ein Benutzer einen nach unten gerichteten Druck auf die Trackoberfläche 74 ausübt, bewegt sich das Trackpad 72 abwärts und bewirkt, dass der Bewegungssensor 78 diese Positionsänderung registriert. In der illustrierten Ausführungsform würde der Bewegungssensor 78 (ein Schalter mit taktiler Rückmeldung) entweder den Rahmen 76 oder in diesem Fall die Stellschraube 88 kontaktieren. Die Stellschraube 88 kann manuell eingestellt werden, um den Abstand zwischen der neutralen und der aktivierten Position zu ändern. In einer Ausführungsform (nicht gezeigt) kann die Stellschraube 88 direkt an den Bewegungssensor 78 in der neutralen Position angrenzen, so dass es in dem System keinen Schlupf oder Vorlauf gibt. Ein Biegegelenk 86 verbindet das Trackpad 72 mit dem Rahmen 76. Das Biegegelenk 86 ist ein elastisches Material, dass sich verbiegt, wenn eine Kraft darauf angewendet wird, das aber eine rücktreibende Kraft ausübt, um das Trackpad 72 in Richtung der neutralen Position zurückzudrücken. In einer Ausführungsform kann das Biegegelenk 86 aus dünnem Federstahl sein.
Wie in 15 gezeigt, wird sich das Biegegelenk 86 biegen, wenn ein Benutzer auf die Trackoberfläche 74 nach unten drückt. Das Biegegelenk 86 drückt das Trackpad 72 auch in Richtung seiner neutralen Position zurück, die in der in 14 illustrierten Ausführungsform horizontal verläuft. Auf diese Weise kann ein Benutzer virtuell an einem beliebigen Ort der Trackoberfläche 74 niederdrücken und eine „Auswahl" bewirken, was bedeutet, dass der Bewegungsindikator 78 dieses Niederdrücken registriert. Dies steht im Gegensatz zu früheren Trackpads, die separate Trackzonen und Auswahlzonen aufweisen. In der Lage zu sein, über all auf der Trackoberfläche 74 eine Auswahl zu treffen, wird dem Benutzer eine intuitivere und angenehmere Schnittstelle zur Verfügung stellen. Beispielsweise kann ein Benutzer mit einem einzigen Finger Track- und Tastensignale erzeugen, ohne jemals den Finger von der Trackoberfläche 74 entfernen zu müssen. Im Gegensatz dazu kann ein Benutzer, der ein Trackpad mit separaten Track- und Auswahlzonen verwendet, zum Beispiel eine rechte Hand zum Tracken und eine linke Hand zur Auswahl oder einen Zeigefinger zum Tracken und einen Daumen zur Auswahl verwenden.
Eine Schulter 90, die eine Verlängerung des Rahmens 76 oder ein diskretes Element sein kann, blockiert das Trackpad 72 so, dass es sich nicht über seine neutrale Position hinaus bewegen kann, indem es einen Teil des Trackpads 72, beispielsweise den Versteifer 84, kontaktiert. Auf diese Weise kann die Trackoberfläche 74 im Wesentlichen bündig mit einer oberen Oberfläche des Rahmens 76 gehalten werden. Es kann ein Stoßdämpfer oder Aufwärtsstopp (nicht gezeigt) im Zusammenhang mit der Schulter 90 vorgesehen sein, um Kontakte zwischen dem Trackpad 72 und der Schulter 90 abzudämpfen.
Es sei bemerkt, dass die durch das Drücken auf die Trackoberfläche 74 erzeugte Auswahl die Auswahl eines Elements auf dem Bildschirm, das Öffnen einer Datei oder eines Dokuments, die Ausführung von Befehlen, das Starten eines Programms, das Betrachten eines Menüs und/oder ähnliches umfassen kann. Die Tastenfunktionen können ebenfalls Funktionen umfassen, die das Navigieren durch das elektronische System erleichtern, wie beispielsweise Zoom, Scrollen, das Öffnen verschiedener Menüs, das Setzen des Eingabezeigers in die Ausgangsposition, das Durchführen von Tastatur-bezogenen Aktionen wie z. B. Eingabe, Löschen, Einfügen, Seite hoch/runter und ähnliches.
Das Biegegelenk 86 ermöglicht ein bewegliches Trackpad in einem minimal möglichen vertikalen Raum. Ein minimaler vertikaler Raum wird erreicht, da das Biegegelenk 86 dünn ist und im Allgemeinen parallel zu einer unteren Schicht des Trackpads 72 angeordnet ist; entsprechend trägt das Biegegelenk 86 nicht wesentlich zur Dicke des Trackpads 72 bei. Daher kann diese Anordnung in ultradünnen Laptopcomputern verwendet werden. In solchen ultradünnen Laptopcomputerapplikationen ist vertikaler Raum extrem eingeschränkt. In der Vergangenheit war die Größe der elektrischen Komponenten oft der limitierende Faktor dafür, wie klein elektrische Geräte gemacht werden konnten. Heutzutage werden elektrische Komponenten zunehmend miniaturisiert, was bedeutet, dass mechanische Komponenten (z. B. bewegliche Trackpads) nun die kritischen die Größe limitierenden Komponenten sein können. Mit dieser Erkenntnis ist es einfach zu verstehen, warum lineare Betätigung (z. B. die Unterstützung eines beweglichen Trackpads durch Spiralfedern oder ähnliches) in einigen Applikationen nicht ideal ist. Des Weiteren kann die Verwendung von Federn dem Herstellungsprozess eine unnötige Komplexität hinzufügen (erhöhte Teilezahl, höhere Kosten, höhere Fehlerraten, usw. ...). Ein anderer Nachteil von Federn liegt darin, dass in einigen Ausführungsformen Federn das taktile Schalterkraftprofil maskieren oder verschlechtern können. Im Gegensatz dazu kann das Biegegelenk 86 ein im Wesentlichen konsistentes Gefühl über die Trackoberfläche 74 hinweg bewirken und dem Benutzer eine getreuere Darstellung des taktilen Schalterkraftprofils liefern.
Nun wird auf 15 Bezug genommen, wo gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wenn ein Benutzer auf die Trackoberfläche 74 des Trackpads 72 drückt, das Trackpad 72 nach unten schwenkt und den darunter angeordneten Schalter 78 aktiviert. Wenn der Schalter 78 aktiviert wird, erzeugt er Tastensignale, die durch eine mit der Eingabevorrichtung 70 verbundene elektronische Vorrichtung verwendet werden können. Das Biegegelenk 86 kann das Trackpad 72 so einschränken, dass es im Wesentlichen nur um eine Achse bewegt werden kann. Dieses kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass mehrere entlang einer Achse auf einer Seite, z. B. auf der Rückseite, des Trackpads 72 angeordnete Biegegelenke verwendet werden. Wenn außerdem das Trackpad 72 steif ausgefünhrt wird (z. B. durch Aufnahme eines Versteifers 84, soweit erforderlich), so wird eine ausgeglichene Architektur erreicht. In anderen Worten, das Biegegelenk 86 drückt das Trackpad 72 in seine neutrale Position und erlaubt außerdem eine Bewegung um im Wesentlichen nur eine Achse, d. h., die Achse entlang der das Biegegelenk 86 mit dem Rahmen 76 verbunden ist.
Wenngleich Ausführungsformen dieser Erfindung in vollem Umfang unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben wurden, ist zu bemerken, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen für den Fachmann offensichtlich werden. Solche Änderungen und Modifikationen sind so zu verstehen, dass sie im Umfang der Ausführungsformen dieser Erfindung wie durch die angehängten Ansprüche definiert, enthalten sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- US 6323846 [0037]
- US 7046230 [0064]

Claims

Verfahren zum selektiven Zurückweisen von Kontakten auf einem Berührungssensorfeld, umfassend: festlegen von einem oder mehreren Bereichen auf dem Berührungssensorfeld als Kontaktzurückweisungsbereiche; und selektives Zurückweisen oder erkennen eines ersten Kontaktes, der innerhalb des einen oder der mehreren Kontaktzurückweisungsbereiche detektiert wird gemäß Zurückweisungs- oder Erkennungskriterien.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Erkennen des ersten Kontakts, wenn ebenso ein zweiter Kontakt innerhalb eines Hauptbereichs des Berührungssensorfeldes detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Erkennen des ersten Kontakts, wenn ein zweiter Kontakt auch innerhalb eines Hauptbereichs des Berührungssensorfeldes detektiert wird und wenn der erste Kontakt mit einer Bewegung detektiert wird, die eine bestimmte Schwelle überschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Erkennen des ersten Kontakts nur in dem Fall, dass der erste Kontakt als ein Teil einer oder als eine gesamte bestimmte Geste erkannt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Variieren der Größe des Kontaktzurückweisungsbereiches gemäß einer Identifikation eines Fingers oder Daumens als Ursache des ersten Kontakts.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Erkennen des ersten Kontakts nur in dem Fall, dass auch ein zweiter Kontakt innerhalb eines Hauptbereichs des Berührungssensorfeldes detektiert wird und dass der erste und der zweite Kontakt eine im Wesentlichen synchrone Bewegung aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Erkennen des ersten Kontakts als ein Teil einer Geste, wenn ein oder mehrere zweite Kontakte innerhalb eines Hauptbereichs des Berührungssensorfelds als Teil der Geste detektiert werden.
Verfahren nach Anspruch 7, weiterhin umfassend das Erkennen des einen oder der mehreren zweiten Kontakte als Teil einer Ziehgeste und des ersten Kontakts als eine Ziehsperrkomponente der Ziehgeste.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Erkennen des ersten Kontakts als ein Wechsel einer ersten Geste, wenn ein oder mehrere zweite Kontakte, die die erste Geste ausführen, innerhalb eines Hauptbereichs des Berührungssensorfeldes detektiert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Variieren einer Größe des Kontaktzurückweisungsbereichs gemäß eines berechneten Parameters des ersten Kontakts.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Bestimmen eines Kontaktzurückweisungsbereichs entlang eines Umfangs des Berührungssensorfeldes.
Verfahren nach Anspruch 11, weiterhin umfassend das Zuweisen verschiedener Breiten für die Kontaktzurückweisungsbereiche entlang verschiedener Kanten des Berührungssensorfeldes.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Erkennen des ersten Kontakts, wenn auch ein zweiter Kontakt innerhalb eines bestimmten vorgegebenen Bereich der Entfernung vom ersten Kontakt detektiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend das Erkennen des ersten Kontakts, wenn auch ein zweiter Kontakt in einem Hauptbereich des Berührungssensorfeldes detektiert wird und wenn der erste und der zweite Kontakt im Wesentlichen zur selben Zeit berühren.
Computerlesbares Speichermedium, das Programmcode zur selektiven Zurückweisung von Kontakten auf einem Berührungssensorfeld speichert, wobei der Programmcode die Ausführung eines Verfahrens bewirkt, das umfasst: selektives Zurückweisen oder Erkennen eines ersten Kontakts, der in einem oder mehreren festgelegten Kontaktzurückweisungsbereichen auf dem Berührungssensorfeld detektiert wird, gemäß Zurückweisungs- oder Erkennungskriterien; wobei der eine oder die mehreren Kontaktzurückweisungsbereiche entlang einer oder mehrerer Kanten des Berührungssensorfeldes angeordnet sind.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 15, wobei der Programmcode weiterhin zur Erkennung des ersten Kontakts dient, wenn auch ein zweiter Kontakt innerhalb eines Hauptbereichs des Berührungssensorfeldes detektiert wird.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 15, wobei der Programmcode auch zur Erkennung des ersten Kontakts dient, wenn auch ein zweiter Kontakt innerhalb eines Hauptbereichs des Berührungssensorfeldes detektiert wird und wenn der erste Kontakt als eine eine bestimmte Schwelle überschreitende Bewegung aufweisend detektiert wird.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 15, wobei der Programmcode des Weiteren dazu dient, den ersten Kontakt nur dann zu erkennen, wenn der erste Kontakt als ein Teil einer oder als eine gesamte bestimmte Geste erkannt wird.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 15, wobei der Programmcode des Weiteren dazu dient, eine Größe des Kontaktzurückweisungsbereichs gemäß einer Identifikation eines Fingers oder Daumens als eine Ursache des ersten Kontakts zu variieren.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 15, wobei der Programmcode des Weiteren dazu dient, den ersten Kontakt zu erkennen, wenn auch ein zweiter Kontakt innerhalb eines Hauptbereichs des Berührungssensorfeldes detektiert wird und wenn die ersten und zweiten Kontakte im Wesentlichen synchrone Bewegungen aufweisen.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 15, wobei der Programmcode des Weiteren dazu dient, den ersten Kontakt als Teil einer Geste zu erkennen, wenn ein oder mehrere zweite Kontakte innerhalb eines Hauptbereichs des Berührungssensorfeldes als Teil der Geste detektiert werden.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 21, wobei der Programmcode des Weiteren dazu dient, den einen oder die mehreren zweiten Kontakte als Teil einer Ziehgeste und den ersten Kontakt als eine Ziehsperrkomponente der Ziehgeste zu erkennen.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 15, wobei der Programmcode des Weiteren dazu dient, den ersten Kontakt als den Wechsel einer ersten Geste zu erkennen, wenn ein oder mehrere zweite Kontakte, die die erste Geste ausführen, innerhalb eines Hauptbereichs des Berührungssensorfeldes detektiert werden.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 15, wobei der Programmcode des Weiteren dazu dient, eine Größe des Kontaktzurückweisungsbereichs gemäß eines berechneten Parameters des ersten Kontakts zu variieren.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 15, wobei der Programmcode des Weiteren dazu dient, Kontaktzurückweisungsbereiche entlang eines Umfangs des Berührungssensorfeldes zu bestimmen.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 25, wobei der Programmcode des Weiteren dazu dient, dem Kontaktzurückweisungsbereich entlang verschiedener Kanten des Berührungssensorfeldes verschiedene Breiten zuzuordnen.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 15, wobei der Programmcode des Weiteren dazu dient, den ersten Kontakt zu erkennen, wenn auch ein zweiter Kontakt innerhalb eines bestimmten vorgegebenen Abstandsbereichs von dem ersten Kontakt detektiert wird.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 15, wobei der Programmcode des Weiteren dazu dient, den ersten Kontakt zu erkennen, wenn auch ein zweiter Kontakt innerhalb eines Hauptbereichs des Berührungssensorfeldes erkannt wird und wenn die ersten und zweiten Kontakte im Wesentlichen zur selben Zeit berühren.
Mobiltelefon, aufweisend ein computerlesbares Speichermedium, das Programmcode speichert zur selektiven Zurückweisung von Kontakten auf einem Berührungssensorfeld, wobei der Programmcode die Ausführung eines Verfahrens bewirkt, das umfasst: selektives Zurückweisen oder Erkennen eines ersten Kontakts, der in einem oder mehreren festgelegten Kontaktzurückweisungsbereichen auf dem Berührungssensorfeld detektiert wird, gemäß Zurückweisungs- oder Erkennungskriterien; wobei der eine oder die mehreren Kontaktzurückweisungsbereiche entlang einer oder mehrerer Kanten des Berührungssensorfeldes angeordnet sind.
Medienspieler, aufweisend ein computerlesbares Speichermedium, das Programmcode zur selektiven Zurückweisung von Kontakten auf einem Berührungsfeld aufweist, wobei der Programmcode die Ausführung eines Verfahrens bewirkt, das umfasst: selektives Zurückweisen oder Erkennen eines ersten Kontaktes, der in einem oder mehreren festgelegten Kontaktzurückweisungsbereichen auf dem Berührungssensorfeld detektiert wird, gemäß Zurückweisungs- oder Erkennungskriterien; wobei der eine oder die mehreren Kontaktzurückweisungsbereiche entlang einer oder mehrerer Kanten des Berührungssensorfeldes angeordnet sind.
Personalcomputer, aufweisend ein computerlesbares Speichermedium, das Programmcode zur selektiven Zurückweisung von Kontakten auf einem Berührungsfeld aufweist, wobei der Programmcode die Ausführung eines Verfahrens bewirkt, das umfasst: selektives Zurückweisen oder Erkennen eines ersten Kontaktes, der in einem oder mehreren festgelegten Kontaktzurückweisungsbereichen auf dem Berührungssensorfeld detektiert wird, gemäß Zurückweisungs- oder Erkennungskriterien; wobei der eine oder die mehreren Kontaktzurückweisungsbereiche entlang einer oder mehrerer Kanten des Berührungssensorfeldes angeordnet sind.
Verfahren zur Interpretierung von Kontakten auf einem Berührungssensorfeld, umfassend: Festlegen eines oder mehrerer Bereiche auf dem Berührungssensorfeld als Klickbereiche; Detektieren eines mechanischen Klicks auf dem Berührungssensorfeld; Detektieren einer Berührung in einem bestimmten Klickbereich ungefähr gleichzeitig mit der Detektierung des mechanischen Klicks; und Interpretieren der Berührung gemäß des bestimmten Klickbereichs.
Verfahren nach Anspruch 32, weiterhin umfassend das Zuweisen einer Fläche des einen oder der mehreren Klickbereiche gemäß Tastenverwendungsmustern.
Verfahren nach Anspruch 32, weiterhin umfassend das Zuweisen eines Ortes des einen oder der mehreren der Klickbereiche gemäß Tastenverwendungsmustern.
Verfahren nach Anspruch 32, weiterhin umfassend ein dynamisches Bestimmen des einen oder der mehreren Klickbereiche gemäß der aktuellen Vorrichtungsverwendung.
Computerlesbares Speichermedium, das Programmcode zur Interpretation von Kontakten auf einem Berührungssensorfeld speichert, wobei der Programmcode die Ausführung eines Verfahrens bewirkt, das umfasst: Detektieren eines mechanischen Klicks von einem Berührungssensorfeld, das in der Lage ist, den mechanischen Klick durch Anwendung von Druck an einem beliebigen Ort auf dem Berührungssensorfeld zu erzeugen; und Interpretieren einer in einem bestimmten Klickbereich auf dem Berührungssensorfeld detektierten Berührung gemäß dem bestimmten Klickbereich zu etwa derselben Zeit, zu der der mechanische Klick auf das Berührungssensorfeld detektiert wird.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 36, wobei der Programmcode des Weiteren dazu dient, eine Fläche eines oder mehrerer Klickbereiche gemäß Tastenverwendungsmustern zuzuweisen.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 36, wobei der Programmcode des Weiteren dazu dient, einen Ort auf einem oder mehreren der Klickbereiche gemäß eines Tastenverwendungsmusters zuzuordnen.
Computerlesbares Speichermedium nach Anspruch 36, wobei der Programmcode des Weiteren dazu dient, dynamisch die einen oder mehreren Klickbereiche gemäß einer aktuellen Geräteverwendung zu bestimmen.