專利名稱：具有觸覺產(chǎn)生的參照鍵的觸模板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及觸摸板。更具體地說，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例涉及用于觸摸板的用戶界面。
背景技術(shù)：
大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的鍵盤，諸如數(shù)字型鍵區(qū)或QWERTY (字母數(shù)字型)鍵盤在一個(gè)或多個(gè)鍵上提供了凸起區(qū)域用作參照。在數(shù)字型鍵盤中，諸如凸塊的凸起部分設(shè)置在數(shù)字"5，，鍵的頂面上，以標(biāo)示此特定的按鍵是參照鍵(reference key)。在QWERTY鍵盤中，凸起區(qū)域設(shè)置在"F"和"J"鍵上，以允許用戶易于通過食指定位那些參照鍵。當(dāng)手指置于參照鍵上時(shí)，用戶能夠利用對(duì)其余鍵的位置的先驗(yàn)知識(shí)來操作鍵盤內(nèi)的鍵，而無需低頭看鍵盤。
統(tǒng)稱為觸摸板的觸摸屏、觸摸墊(touch pad)、觸敏監(jiān)視器等作為計(jì)算機(jī)和其他設(shè)備的輸入源已經(jīng)變得越來越受歡迎。觸摸板一般包括通常為夾層結(jié)構(gòu)(sandwich structure )的觸敏輸入板和顯示設(shè)備。當(dāng)手指或觸筆接觸觸摸板的最外面的表面時(shí)，觸摸板感測到觸摸。接觸被轉(zhuǎn)變?yōu)槭种富蛴|筆在板上位置的x和y坐標(biāo)。 一些觸摸板是置于顯示器上的透明覆蓋物(transparent overlay)，而i者如觸摸墊的其他觸摸板是非透明的設(shè)備，它們通常用于控制例如便攜式計(jì)算機(jī)上的光標(biāo)移動(dòng)，或者用作包括手寫輸入或信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)的應(yīng)用中的筆輸入設(shè)備。觸摸板可以安裝在計(jì)算機(jī)、汽車、ATM機(jī)等內(nèi)或其附近。
5然而，觸摸板通常并不具有如上述用于鍵盤的凸起區(qū)域。因此，觸摸板通常不具有物理凸起特征來為用戶提供參照鍵信息。
根據(jù)前述內(nèi)容，需要一種為觸摸板的用戶提供參照鍵的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是一種觸摸板，該觸摸板向用戶提供一個(gè)或多個(gè)參照鍵和非參照鍵的指示。觸摸板感測觸摸，并確定觸摸的位置。如果此位置是參照鍵，則觸摸板產(chǎn)生一種觸覺效果，而如果此位置是非參照鍵，則觸摸板產(chǎn)生不同的觸覺效果。


圖l是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的觸摸板的框圖。
圖2例示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的觸摸板的具有參照鍵"F"和
"J"的QWERTY鍵盤。
圖3例示了根據(jù)本發(fā)明 一個(gè)實(shí)施例的觸摸板的非標(biāo)準(zhǔn)鍵盤部分。圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的由觸摸板所執(zhí)行的用以觸覺地
產(chǎn)生參照鍵的功能的流程圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是一種觸摸板，該觸摸板響應(yīng)于用戶接觸(例如，通過手的手指或通過觸筆形成的接觸)而產(chǎn)生至少兩種不同的力反饋或振動(dòng)觸覺反饋效果(此處統(tǒng)稱為"觸覺效果")。第一種觸覺效果(如，振動(dòng))被提供來允許用戶定位一個(gè)或多個(gè)參照鍵，而第二種觸覺效果被提供來允許用戶定位除了參照鍵之外的鍵的表面區(qū)域。在已經(jīng)為用戶確定了一個(gè)或多個(gè)參照鍵的位置的情況下，其余的鍵可以由第二種觸覺效果來確定以定位周圍鍵表面。這至少部分地利用用戶對(duì)其余鍵的位置的先驗(yàn)知識(shí)來實(shí)現(xiàn)。用戶的知識(shí)可以基于周圍鍵的標(biāo)準(zhǔn)布局，例如就普通的數(shù)字型鍵區(qū)或QWERTY鍵盤而言?？商娲?，用戶的知識(shí)可以基于用戶已經(jīng)了解特定設(shè)備的周圍鍵的位置。因此，鍵盤/鍵區(qū)/或其他能夠從觸覺上感知的觸摸板可以被使用而并不要求用戶連續(xù)不斷地看著表面。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的觸摸板10的框圖。觸摸板系統(tǒng)10包括置于視頻屏幕18上的透明的觸敏表面15。觸敏表面15被設(shè)計(jì)和構(gòu)造為感測用戶手指、觸筆或其他物體的觸摸，并向觸覺控制器20提供觸摸位置信號(hào)，如x和y坐標(biāo)。觸敏表面15例如可通過電容感測、壓力感測或其他方法而對(duì)壓力和/或熱是敏感的。視頻屏幕18產(chǎn)生可以被用戶通過觸敏表面15觀看到的鍵以及其他特征和圖形物體。
控制器20包括處理器和用于存儲(chǔ)由處理器執(zhí)行的指令的存儲(chǔ)器?？刂破?0響應(yīng)于接收到觸摸位置而產(chǎn)生兩個(gè)或更多個(gè)觸覺效果，且可以是還執(zhí)行其他功能的通用控制器/計(jì)算機(jī)?？刂破?0可以處于與觸敏表面15和視頻屏幕18分開的位置，或者控制器20可以集成在這些部件內(nèi)。
觸摸板10還包括位于觸敏表面15的每一個(gè)角處的致動(dòng)器25 —28。致動(dòng)器25 - 28響應(yīng)于從觸覺控制器20接收到的信號(hào)而產(chǎn)生觸覺效果。在一個(gè)實(shí)施例中，觸覺效果是振動(dòng)的形式，并且可通過改變振動(dòng)幅度、頻率和時(shí)長而產(chǎn)生不同的振動(dòng)效果。致動(dòng)器25-28可以包括一個(gè)或多個(gè)施力機(jī)構(gòu)，這些機(jī)構(gòu)能夠(如，經(jīng)由觸敏表面15)向觸摸板10的用戶施加振動(dòng)觸覺力。此力可以被傳遞，如以由旋轉(zhuǎn)質(zhì)量塊(rotating mass)、壓電設(shè)備或其他類型的振動(dòng)致動(dòng)器引起的振動(dòng)運(yùn)動(dòng)的形式傳遞。雖然在圖l中，致動(dòng)器25- 28位于觸敏表面15的角處，但是在其他實(shí)施例中， 一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器可以用于產(chǎn)生觸覺效果，且一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器可以位于觸摸板10的其他區(qū)域中。
在圖1所示的實(shí)施例中，觸摸板IO是數(shù)字型鍵區(qū)，且鍵#5(32)是參照鍵。然而，在其他實(shí)施例中，觸摸板10可以是字母數(shù)字型的QWERTY鍵盤，或可以具有非常規(guī)的鍵布局。在其他實(shí)施例中，除了字母數(shù)字鍵之外，可以使用其他任何圖形物體，只要至少一個(gè)圖形物體能起到與觸摸板10的屏幕上顯示的其他圖形物體有關(guān)的參照物 或鍵的作用即可。通過編程，圖1的視頻屏幕18允許顯示鍵或圖形 物體的振動(dòng)。然而，在其他實(shí)施例中，諸如鍵區(qū)，系統(tǒng)10不包括視 頻屏幕18,而且可以使用其他的在觸敏板15上顯示鍵的方法，如通 過絲網(wǎng)法(silk screening )或其他永久性的圖形顯示方法在觸敏板15 上顯示鍵。
圖1的觸摸板10的鍵的布局具有數(shù)字0-9，其他鍵"* "和"# " 被構(gòu)造為在如電話和計(jì)算機(jī)鍵區(qū)之類的大多數(shù)數(shù)字型鍵區(qū)中所存在 的標(biāo)準(zhǔn)布局。控制器20被構(gòu)造成將第一觸覺信號(hào)指配給一個(gè)或多個(gè) 參照鍵，且當(dāng)觸敏表面15感測用戶的手指觸摸參照鍵(32)(即， 圖1的實(shí)施例中的"5"鍵)時(shí)，使致動(dòng)器25- 28產(chǎn)生與第一觸覺信號(hào) 相關(guān)的觸覺效果。
一旦借助于第 一觸覺效果定位了 "5"鍵位置，用戶就可以移動(dòng)到 "2"鍵位置，這^f皮稱為向上移動(dòng)，或者移動(dòng)到"8"鍵位置，這被稱為向 下移動(dòng)，或者移動(dòng)到其他鍵。這是通過組合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化鍵盤布局的先 驗(yàn)知識(shí)(如，依靠記憶)，以及通過使用第二觸覺效果以向用戶指示 觸摸到了諸如"2，，或"8"鍵的非參照鍵而得以實(shí)現(xiàn)。
在具有數(shù)字型鍵區(qū)的圖1的實(shí)施例中，指定為參照數(shù)字32的接 觸區(qū)域能夠從觸覺上被感知，以使觸摸鍵32就會(huì)對(duì)用戶產(chǎn)生獨(dú)特的 觸覺響應(yīng)。此獨(dú)特的觸覺響應(yīng)提醒用戶已經(jīng)觸摸到了參照鍵。在一個(gè) 實(shí)施例中，除了獨(dú)特的觸感外，或可替代地，還可以提供音頻聲音。
此外，當(dāng)用戶在觸摸屏IO上的不同的鍵之間行進(jìn)時(shí)，控制器20 將向致動(dòng)器25 - 28提供不同的觸覺信號(hào)，當(dāng)用戶觸摸到非參照鍵(鍵 0-4、 6-9、 "*"和"#")時(shí)，這將向用戶輸出不同的觸感。因此， 每次用戶接觸一個(gè)或多個(gè)非參照鍵(即1-4、 6-0以及*/# )時(shí)， 將會(huì)感受到第二觸覺效果。在一個(gè)實(shí)施例中，在滑動(dòng)接觸屏幕的過程 中，在非數(shù)字區(qū)域部分的區(qū)域內(nèi)，將不會(huì)產(chǎn)生觸覺效果。
第二觸覺效果的產(chǎn)生允許用戶定位參照鍵32以及確定用戶何時(shí) 定位在除了參照鍵之外的任何其他鍵上。因此， 一旦用戶定位參照鍵32，用戶可以向上滑動(dòng)他/她的手指并滑出邊界，而一旦手指離開參照 鍵32的邊界，用戶將不會(huì)再感受到任何觸覺效果。 一旦用戶的手指 進(jìn)入諸如"2，，鍵的非參照鍵的邊界，用戶將隨即感受到第二觸覺效果。 這樣，只需兩種不同的觸覺效果，用戶就可以行進(jìn)并選擇任何期望的 鍵，而無需視覺引導(dǎo)。
在其他實(shí)施例中，通過控制器20和致動(dòng)器25 - 28可以產(chǎn)生第三 觸覺效果、第四觸覺效果等等，以給用戶提供更多的信息。例如，如 果按下鍵，那么可以產(chǎn)生第三觸覺效果。如果接觸壓力維持在該鍵上， 那么就可以產(chǎn)生第四觸覺效果。第三觸覺可以確認(rèn)此選擇，而第四觸 覺可以多次將同樣的值添加到輸入設(shè)備或者執(zhí)行一些其他功能。可替 代地，去除和重新接觸相同的數(shù)字鍵可以允許向輸入設(shè)備多次輸入相 同的值。而且，在其他實(shí)施例中，手指在觸摸屏幕15上的滑動(dòng)可以 產(chǎn)生第五觸覺效果，且當(dāng)手指碰到其中一個(gè)鍵的邊緣時(shí)，可以產(chǎn)生第 六觸覺效果。
如所公開的，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例可以致力于觸摸屏幕上顯示的 字母數(shù)字型鍵盤上的多個(gè)參照鍵。在一個(gè)實(shí)施例中，產(chǎn)生了兩種觸覺 效果(即，帶給用戶的兩種不同的感受)用于標(biāo)準(zhǔn)QWERTY鍵盤。 圖2例示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的觸摸板的具有參照鍵"F"和"J"的 QWERTY鍵盤40。 "F"和"J"鍵(即，界定每一個(gè)鍵的表面區(qū)域)向 用戶提供有第一觸覺效果，且與其余的字母數(shù)字鍵以及其他鍵的接觸 將產(chǎn)生第二觸覺效果。這樣，用戶可以定位中心鍵(neutral key) (F&J)，其他所有鍵可以由該中心鍵確定。字母鍵、數(shù)字鍵、功能 鍵(F1-F12)、移位鍵、控制鍵、刪除鍵、插入鍵、tab鍵、caps lock 鍵、esc鍵等等的位置可以全都用這兩種觸覺效果和用戶關(guān)于鍵盤布 局的先驗(yàn)知識(shí)來定位。
圖3例示了根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的觸摸板的非標(biāo)準(zhǔn)鍵盤部分 50。非"標(biāo)準(zhǔn)"的鍵盤，此處指控制復(fù)印機(jī)的觸摸板，可以變得"標(biāo)準(zhǔn) 化"，這是因?yàn)橥ㄟ^應(yīng)用而獲得了鍵位置的記憶，且一個(gè)或多個(gè)鍵可 以被指定為參照鍵。
9圖4是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的由觸摸板IO執(zhí)行的用以觸覺地 產(chǎn)生參照鍵的功能的流程圖。在一個(gè)實(shí)施例中，圖4的功能由存儲(chǔ)在 存儲(chǔ)器中的軟件來實(shí)施且由處理器來執(zhí)行。在其他實(shí)施例中，此功能 可以唯一由硬件執(zhí)^f亍，或者通過硬件和軟件的任意組合來執(zhí)行。而且， 在其他實(shí)施例中，觸摸板可以不是平的，而是彎曲的，或具有其他形 狀，且觸摸可以通過除了諸如薄膜按鍵開關(guān)(dome switch )、膜片之 類的觸敏表面之外的方法來感測。
感測用戶的手指觸摸或接觸到觸敏表面15上的鍵或其他物體 (102)。對(duì)非觸敏表面來說，可以按壓鍵。
確定感測到的觸摸的位置(如，x和y坐標(biāo)，或確定用于非觸敏 實(shí)施例的鍵按壓)(104)。
確定來自步驟104的感測到的觸摸的位置是否在與參照鍵相關(guān) 的指定區(qū)域內(nèi)(106)。例如，在圖1的實(shí)施例中，此位置與參照鍵 32重合嗎？
如果感測到的位置在指定的參照鍵區(qū)域內(nèi)，那么將第一觸覺效果 信號(hào)輸出到一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器(112)。
如果感測到的位置不在指定的參照鍵區(qū)域內(nèi)，那么確定所感測到 的位置是否在除了參照鍵之外的其他觸覺鍵區(qū)域內(nèi)(108)。如果在 的話，將第二觸覺效果信號(hào)輸出到一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器(110)。如果 不在的話，觸摸系統(tǒng)10不輸出觸覺效果。
如所公開的，本發(fā)明的實(shí)施例能從觸覺上感知觸摸板上的一個(gè)或 多個(gè)參照鍵和非參照鍵。這允許用戶定位參照鍵以及隨后定位非參照 鍵，而不要求與觸摸板視覺接觸。因此，視覺受損的用戶將更容易利 用觸摸板，以及不能夠方便觀看觸摸板的用戶，如觸摸板實(shí)施在車輛 中且期望用戶保持觀看道路而不是觀看接觸板的情況。
在此具體地例示和/或描述了本發(fā)明的若干實(shí)施例。然而，應(yīng)該 理解，本發(fā)明的各種修改和變化由上述教導(dǎo)所覆蓋，且落入所附權(quán)利 要求的范圍內(nèi)，而并不會(huì)偏離本發(fā)明的主旨和預(yù)期范圍。
例如，雖然在上述實(shí)施例中公開了振動(dòng)的觸覺效果，但是可以使 用涉及力、振動(dòng)和/或運(yùn)動(dòng)(如，可變形表面)的任意類型的觸覺效果。
權(quán)利要求
1. 一種操作觸摸板的方法，該方法包括感測在所述觸摸板上的接觸；確定所述接觸的位置；如果所述位置是所述觸摸板上的參照鍵，則產(chǎn)生第一觸覺效果；以及如果所述位置是所述觸摸板上的非參照鍵，則產(chǎn)生第二觸覺效果。
2. 如權(quán)利要求l所述的方法，其中所述觸摸板包括標(biāo)準(zhǔn)化鍵盤。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述觸摸板包括多個(gè)鍵，所 述方法還包括如果所述位置是所述觸摸板的除了所述多個(gè)鍵之外的部分，則產(chǎn) 生第三觸覺效果。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述第一觸覺效果和所述第 二觸覺效果是振動(dòng)觸覺效果。
5. 如權(quán)利要求l所述的方法，該方法還包括 如果所述接觸指示所述觸摸板上的滑動(dòng)接觸，則產(chǎn)生笫三觸覺效果。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中確定位置的所述步驟包括確 定所述接觸的位置的x和y坐標(biāo)。
7. 如權(quán)利要求2所述的方法，該方法還包括根據(jù)所述第二觸覺 效果和關(guān)于所述標(biāo)準(zhǔn)化鍵盤的知識(shí)來確定對(duì)非參照鍵的識(shí)別。
8. —種觸摸板，該觸摸板包括 觸敏表面，其具有表示鍵盤的多個(gè)圖形物體； 致動(dòng)器，其耦接到所述觸敏表面；以及控制器，其耦接到所述致動(dòng)器；其中所述鍵盤具有參照鍵和非參照鍵，且所述控制器被構(gòu)造為， 當(dāng)接觸所述參照鍵時(shí)產(chǎn)生第 一觸覺信號(hào)，而當(dāng)接觸所述非參照鍵時(shí)產(chǎn)生第二觸覺信號(hào)。
9. 如權(quán)利要求8所述的觸摸板，其中所述致動(dòng)器響應(yīng)于所述第 一觸覺信號(hào)而產(chǎn)生第一觸覺效果，響應(yīng)于所述第二觸覺信號(hào)而產(chǎn)生第 二觸覺效果。
10. 如權(quán)利要求8所述的觸摸板，該觸摸板還包括耦接到所述觸 敏表面的用于產(chǎn)生所述圖形物體的視頻屏幕。
11. 如權(quán)利要求8所述的觸摸板，其中所述鍵盤是標(biāo)準(zhǔn)化的 QWERTY鍵盤。
12. 如權(quán)利要求8所述的觸摸板，其中所述鍵盤是標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)字 型鍵區(qū)。
13. 如權(quán)利要求8所述的觸摸板，其中所述致動(dòng)器包括振動(dòng)產(chǎn)生設(shè)備。
14. 一種計(jì)算機(jī)可讀媒介，其具有存儲(chǔ)在其上的指令，當(dāng)處理器 執(zhí)行指令時(shí)，使得所述處理器執(zhí)行以下操作感測觸摸板上的接觸； 確定所述接觸的位置；如果所述位置是所述觸摸板上的參照鍵，則產(chǎn)生第一觸覺效果；以及如果所述位置是所述觸摸板上的非參照鍵，則產(chǎn)生第二觸覺效果。
15. 如權(quán)利要求14所述的計(jì)算機(jī)可讀媒介，其中所述觸摸板包 括標(biāo)準(zhǔn)化鍵盤。
16. 如權(quán)利要求14所述的計(jì)算機(jī)可讀媒介，其中所述觸摸板包 括多個(gè)鍵，所述指令還使所述處理器執(zhí)行下面的操作如果所述位置是所述觸摸板的除了所述多個(gè)鍵之外的部分，則產(chǎn) 生第三觸覺效果。
17. 如權(quán)利要求14所述的計(jì)算機(jī)可讀媒介，其中所述第一觸覺 效果和所述第二觸覺效果是振動(dòng)觸覺效果。
18. 如權(quán)利要求14所述的計(jì)算機(jī)可讀媒介，所述指令還使所述處理器執(zhí)行以下操作如果所述接觸指示所述觸摸板上的滑動(dòng)接觸，則產(chǎn)生第三觸覺效果。
19. 一種與觸摸板的用戶交互的方法，該方法包括 確定用戶是否已經(jīng)選擇了所述觸摸板上的參照鍵；以及如果已經(jīng)選擇了所述參照鍵，則在所述觸摸板上產(chǎn)生第一觸覺效果。
20. 如權(quán)利要求19所述的方法，該方法還包括 確定所述用戶是否已經(jīng)選擇了所述觸摸板上的非參照鍵；以及 如果已經(jīng)選擇了所述非參照鍵，則在所述觸摸板上產(chǎn)生第二觸覺效果。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述第一觸覺效果和所述 第二觸覺效果是振動(dòng)觸覺效果。
22. 如權(quán)利要求20所述的方法，其中所述觸摸板包括標(biāo)準(zhǔn)化鍵盤。
23. 如權(quán)利要求22所述的方法，該方法還包括根據(jù)所述第二觸 覺效果和關(guān)于所述標(biāo)準(zhǔn)化鍵盤的知識(shí)來確定對(duì)非參照鍵的識(shí)別。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種向用戶指示參照鍵和非參照鍵的觸摸板。所述觸摸板感測觸摸，并確定觸摸的位置。如果此位置是參照鍵，則觸摸板產(chǎn)生一種觸覺效果，而如果此位置是非參照鍵，則觸摸板產(chǎn)生不同的觸覺效果。
文檔編號(hào)G06F3/01GK101467118SQ200780021573
公開日2009年6月24日 申請(qǐng)日期2007年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年4月10日
發(fā)明者克里斯多佛·拉姆斯泰恩 申請(qǐng)人:英默森公司