觸摸和力感測(cè)裝置和系統(tǒng)以及用于感測(cè)觸摸和力的方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】觸摸和力感測(cè)裝置和系統(tǒng)以及用于感測(cè)觸摸和力的方法
[00011 本申請(qǐng)是于2006年3月3日提交的申請(qǐng)?zhí)枮?00680007124.6的題為"多功能手持設(shè) 備"的發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0003] 本申請(qǐng)與以下申請(qǐng)相關(guān)并要求它們的優(yōu)先權(quán)：（1)2005年3月4日遞交的題為 "Multi-Functional Hand-Held Device" 的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)No .60/658,777,以及（2) 2005年3月16日遞交的題為"Multi-Functional Hand-Held Device"的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng) No. 60/663，345，其中每個(gè)申請(qǐng)都通過(guò)引用被結(jié)合于此。
[0004] 本申請(qǐng)還與以下申請(qǐng)相關(guān)，這些申請(qǐng)都通過(guò)引用被結(jié)合于此:2002年7月1日遞交 的題為"Touch Pad for Handheld Device"的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)Ν〇·10/188，182;(2)2003年 11 月25 日遞交的題為 "Touch Pad for Handheld Device" 的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No .10/722,948; (3)2003年8月 18 日遞交的題為 "Movable Touch Pad with Added Functionality" 的美國(guó) 專(zhuān)利申請(qǐng)No. 10/643，256; (4)2003年9月2日遞交的題為"Ambidextrous Mouse"的美國(guó)專(zhuān)利 申請(qǐng)No .10/654,108; (5)2004年5月6 日遞交的題為 "Multipoint Touch Screen" 的美國(guó)專(zhuān) 利申請(qǐng)No. 10/840,862; (6)2004年7月30 日遞交的題為"Gestures for Touch Sensitive Input Devices"的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No .10/903,964; (7)2005年1月18日遞交的題為"Mode-based Graphical User Interfaces for Touch Sensitive Input Devices" 的美國(guó)專(zhuān)利 申請(qǐng)No. 11/038,590; (8)2005年2月11日遞交的題為"Display Actuator"的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng) No. 11/057,050;以及(9)2005年4月26日遞交的題為"Hand-Held Electronic Device with Multiple Touch Sensing Devices" 的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)No. 11/115,539。
【背景技術(shù)】
[0005] 現(xiàn)在存在很多種手持電子設(shè)備，其中每一種都利用某種用戶(hù)接口。用戶(hù)接口通常 包括顯示屏(例如液晶顯示屏(IXD))形式的輸出設(shè)備和可以機(jī)械致動(dòng)(例如開(kāi)關(guān)、按鈕、鍵、 撥號(hào)盤(pán)、操縱桿、操縱板)或電力激活(例如觸摸板或觸摸屏）的一個(gè)或多個(gè)輸入設(shè)備。顯示 屏通常被配置用于呈現(xiàn)諸如文本和圖形之類(lèi)的可視信息，而輸入設(shè)備通常被配置用于在電 子設(shè)備中執(zhí)行諸如發(fā)布命令、執(zhí)行選擇或者移動(dòng)光標(biāo)或選擇器之類(lèi)的操作。這些公知設(shè)備 中的每一個(gè)要考慮到諸如大小和形狀限制、成本、功能性、復(fù)雜性等方面的因素，這些因素 在設(shè)計(jì)手持電子設(shè)備時(shí)必須被考慮到。在大多數(shù)情況下，用戶(hù)接口被放置在手持設(shè)備的前 面(或前表面)上，以易于查看顯示屏和易于操縱輸入設(shè)備。
[0006] 圖1A-1F是各種手持電子設(shè)備的圖，其中例如包括電話10A(圖1A)、PDA 10B(圖 1B)、媒體播放器10C(圖1C)、遙控器10D(圖1D)、照相機(jī)10E(圖1E)和GPS模塊10F(圖1F)。在 這些設(shè)備10中的每一個(gè)中，通常在電子設(shè)備10的第一區(qū)域放置有顯示屏12,該顯示屏12被 緊固在設(shè)備10的外殼內(nèi)部并且可以通過(guò)外殼上的開(kāi)口看見(jiàn)。這些設(shè)備中的每一個(gè)還包括一 個(gè)或多個(gè)輸入設(shè)備14,這些輸入設(shè)備14通常被放置在電子設(shè)備10的緊挨著顯示屏12的第二 區(qū)域中。
[0007] 具體而言，電話10A通常包括諸如字符或圖形顯示屏之類(lèi)的顯示屏12和諸如號(hào)碼 板(在某些情況下是導(dǎo)航板)之類(lèi)的輸入設(shè)備1LPDA 10B通常包括諸如圖形顯示屏之類(lèi)的 顯示屏12以及諸如基于鐵筆(stylus)的電阻式觸摸屏和按鈕之類(lèi)的輸入設(shè)備14。媒體播放 器10C通常包括諸如字符或圖形顯示屏之類(lèi)的顯示屏12和諸如按鈕或輪盤(pán)之類(lèi)的輸入設(shè)備 14。由加州Cupert ino的蘋(píng)果電腦公司生產(chǎn)的iPod?媒體播放器是既包括顯示屏也包括與 顯示屏相鄰布置的輸入設(shè)備的媒體播放器的一個(gè)示例。遙控器10D通常包括諸如鍵盤(pán)之類(lèi) 的輸入設(shè)備14并且可能具有（或可能不具有)字符顯示器12。照相機(jī)10E通常包括諸如圖形 顯示屏之類(lèi)的顯示屏12以及諸如按鈕之類(lèi)的輸入設(shè)備14APS模塊10F通常包括諸如圖形顯 示屏之類(lèi)的顯示屏12和諸如按鈕(在某些情況下是操縱板)之類(lèi)的輸入設(shè)備14。
[0008] 最近，傳統(tǒng)上分離的手持電子設(shè)備已經(jīng)開(kāi)始以有限的方式相結(jié)合。例如，電話10A 已經(jīng)與PDA 10B相結(jié)合。已經(jīng)遇到的一個(gè)問(wèn)題是在對(duì)設(shè)備進(jìn)行輸入的方式上。這些設(shè)備中的 每一個(gè)具有一組特定的輸入機(jī)構(gòu)，用于向設(shè)備提供輸入。這些輸入機(jī)構(gòu)中的某些對(duì)所有設(shè) 備而言是通用的（例如電源按鈕），但其他輸入機(jī)構(gòu)不是。不通用的那些輸入機(jī)構(gòu)通常是專(zhuān) 用于該設(shè)備的特定功能的。例如，PDA通常包括四個(gè)專(zhuān)用按鈕，而蜂窩電話通常包括數(shù)字鍵 盤(pán)和至少兩個(gè)專(zhuān)用按鈕。
[0009] 因此，要想設(shè)計(jì)一種具有有限的輸入設(shè)備的合并設(shè)備而不會(huì)不利地影響每個(gè)設(shè)備 的專(zhuān)用輸入是一種挑戰(zhàn)。將會(huì)意識(shí)到，不讓手持設(shè)備過(guò)多地承載大量輸入機(jī)構(gòu)是優(yōu)選的，因 為過(guò)多地承載大量輸入機(jī)構(gòu)易于使用戶(hù)混淆并且占用寶貴的空間，即"不動(dòng)產(chǎn)"。在手持設(shè) 備的情況下，由于其尺寸很小，因此空間是很珍貴的。在某些情況下，設(shè)備上沒(méi)有足夠的空 間用來(lái)容納所有必要的按鈕和開(kāi)關(guān)等。當(dāng)考慮到所有這些設(shè)備都需要一個(gè)顯示屏而顯示屏 通常占用設(shè)備本身上的大量空間時(shí)尤其如此。為了增大輸入設(shè)備的數(shù)目到超過(guò)一定程度， 設(shè)計(jì)者將不得不減小顯示屏的大小。但是，這通常會(huì)給用戶(hù)留下負(fù)面印象，因?yàn)橛脩?hù)通常希 望得到盡可能最大的顯示屏?？商鎿Q地，為了容納更多的輸入設(shè)備，設(shè)計(jì)者可以選擇增大設(shè) 備的大小。這同樣常常會(huì)給用戶(hù)留下負(fù)面印象，因?yàn)檫@將使得單手操作變得很困難，并且在 某種情況下，設(shè)備變得如此之大以至于其不再被看作是手持設(shè)備。
[0010] 因此，本領(lǐng)域中需要一種改進(jìn)的用戶(hù)接口，其可以對(duì)多功能的手持設(shè)備起作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 這里公開(kāi)了一種多功能手持設(shè)備，其能夠基于如何使用設(shè)備來(lái)配置用戶(hù)輸入。優(yōu) 選地，該多功能手持設(shè)備最多只具有幾個(gè)物理按鈕、鍵或開(kāi)關(guān)，從而使得其顯示屏尺寸可被 顯著增大。換言之，通過(guò)消除電子設(shè)備前表面上的物理按鈕、鍵或開(kāi)關(guān)，可以將更多表面區(qū) 域用于較大的顯示屏。最終，這種策略將允許基本上全屏幕顯示屏。這里使用的"全屏幕顯 示屏"是這樣一種顯示屏，其占滿(mǎn)電子設(shè)備的表面(例如前表面)或至少在電子設(shè)備的表面 上占主要地位。
[0012] 下面將參考圖2-28來(lái)論述多功能手持設(shè)備的各種實(shí)施例。但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員 將意識(shí)到，這里針對(duì)附圖給出的詳細(xì)描述是示例性的而非窮舉的，并且可以對(duì)這些實(shí)施例 執(zhí)行很多變化。
【附圖說(shuō)明】
[0013 ]通過(guò)結(jié)合附圖參考以下描述，可以最好地理解本發(fā)明：
[0014] 圖1A-1F是各種電子設(shè)備的圖。
[0015] 圖2是多功能手持設(shè)備的簡(jiǎn)化圖。
[0016] 圖3是具有有限數(shù)目個(gè)有限按鈕的基本上全屏幕的手持設(shè)備的透視圖。
[0017]圖4是具有至少一個(gè)按鈕的手持設(shè)備的前視圖。
[0018]圖5是被劃分成標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域和控制區(qū)域的GUI的圖。
[0019]圖6是被劃分成標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域和控制區(qū)域的⑶I的圖。
[0020]圖7是被劃分成標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域和控制區(qū)域的GUI的圖。
[0021 ]圖8是被劃分成標(biāo)準(zhǔn)區(qū)域和控制區(qū)域的GUI的圖。
[0022] 圖9示出用于PDA的示例性⑶I。
[0023] 圖10示出用于蜂窩電話的示例性⑶I。
[0024] 圖11示出用于媒體播放器的示例性GUI。
[0025]圖12示出用于視頻播放器的示例性GUI。
[0026] 圖13示出用于游戲機(jī)的示例性GUI。
[0027] 圖14示出用于照相機(jī)的示例性⑶I。
[0028] 圖15示出用于GPS的示例性⑶I。
[0029]圖16示出用于遙控器的示例性GUI。
[0030] 圖17示出用于掌上電腦的示例性GUI。
[0031] 圖18示出用于多功能手持設(shè)備的主菜單的示例性GUI。
[0032] 圖19是并入了力敏顯示屏的手持設(shè)備的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0033] 圖20示出一種輸入設(shè)備，其將觸感(touch sensing)和力感(force sensing)設(shè)備 組合在一起以在被觸摸時(shí)提供x、y和z分量。
[0034] 圖21是將顯示屏與觸摸屏和力感機(jī)構(gòu)結(jié)合在一起的I/O設(shè)備的側(cè)視圖。
[0035]圖22是輸入設(shè)備的側(cè)視圖。
[0036]圖23是并入了擠壓特征（squeeze feature)的手持設(shè)備的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0037]圖24是手持電子設(shè)備的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0038]圖25是觸感方法的框圖。
[0039]圖26是觸感方法的框圖。
[0040] 圖27A-27E是代表與音樂(lè)播放器相關(guān)聯(lián)的觸摸詞匯表的一個(gè)示例的表。
[0041] 圖28是示例性的多功能手持設(shè)備的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042] I.多功能性
[0043]電子設(shè)備制造商已經(jīng)發(fā)現(xiàn)將分離的手持電子設(shè)備組合在一起以形成多功能設(shè)備 的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)具有單個(gè)多功能設(shè)備，用戶(hù)不用麻煩地?cái)y帶、購(gòu)買(mǎi)和維護(hù)多個(gè)設(shè)備。此外，用戶(hù) 在可被執(zhí)行的操作方面不受限制，即用戶(hù)可以利用單個(gè)設(shè)備執(zhí)行在其他情況下需要使用不 同設(shè)備才能執(zhí)行的不同操作。
[0044]這里使用的術(shù)語(yǔ)"多功能"被用于限定這樣的設(shè)備，其在單個(gè)設(shè)備中具有兩個(gè)或更 多個(gè)傳統(tǒng)設(shè)備的功能。多功能設(shè)備例如可以包括以下設(shè)備功能中的兩個(gè)或更多個(gè):PDA、蜂 窩電話、音樂(lè)播放器、視頻播放器、游戲機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、掌上電腦、因特網(wǎng)終端、GPS或遙控器。 對(duì)于添加到單個(gè)設(shè)備的每種新的設(shè)備功能，設(shè)備的復(fù)雜性和尺寸將傾向于增大。因此，對(duì)于 手持設(shè)備，通常存在在保持小占用空間（footprint)和低復(fù)雜性的同時(shí)仍舊使得設(shè)備的功 能性最大化之間的折衷。
[0045]在某些情況下，組合設(shè)備可能導(dǎo)致冗余的硬件組件，這允許組件被多個(gè)不同的設(shè) 備功能所使用。在其他情況下，某些硬件組件對(duì)每個(gè)設(shè)備是不同的，因此必須有額外的空間 和連接可用。此外，每個(gè)設(shè)備功能通常具有其自己的編程或應(yīng)用軟件，因此多功能設(shè)備必需 被設(shè)計(jì)為具有足夠的存儲(chǔ)器，用于容納所有不同的軟件組件。
[0046]個(gè)人數(shù)字助理(PDA)是一種移動(dòng)手持設(shè)備，其提供針對(duì)個(gè)人和/或商業(yè)用途的計(jì)算 和信息存儲(chǔ)與獲取能力。PDA有些功能跟蹤姓名、地址、電話號(hào)碼和約會(huì)。它們通常還能夠記 事、執(zhí)行計(jì)算、尋呼、發(fā)數(shù)據(jù)消息和電子郵件。PDA還可以包括用于播放簡(jiǎn)單的游戲、音樂(lè)和 其他媒體文件的功能。PDA的示例包括Palm Pi lot和Blackberry。
[0047] 像大多數(shù)手持設(shè)備一樣，PDA通常包括顯示屏和各種輸入設(shè)備。輸入設(shè)備可以包括 鐵筆和觸摸屏，它們與手寫(xiě)識(shí)別程序、鍵盤(pán)、迷你鍵盤(pán)、導(dǎo)航板和/或軟功能按鈕或固定功能 按鈕結(jié)合工作。
[0048] 蜂窩電話是允許用戶(hù)利用蜂窩網(wǎng)絡(luò)連接到其他電話的移動(dòng)電話。蜂窩電話通常包 括用于發(fā)送和接收電話呼叫的收發(fā)器以及控制件（control)，所述控制件例如是用于遍歷 顯示屏的導(dǎo)航板、用于執(zhí)行數(shù)字輸入(在某些情況下是字母輸入)的鍵盤(pán)以及軟功能按鈕或 固定功能按鈕。例如，在很多蜂窩電話中，一個(gè)固定功能按鈕被用于啟動(dòng)呼叫，而另一個(gè)固 定功能按鈕被用于結(jié)束呼叫。
[0049]媒體播放器具有各種形式。音樂(lè)播放器一般被配置用于存儲(chǔ)、處理和輸出音樂(lè)。音 樂(lè)播放器可以基于MP3或AAC格式，所述MP3或AAC格式是針對(duì)音樂(lè)的壓縮系統(tǒng)。音樂(lè)播放器 通常包括微處理器、存儲(chǔ)器、顯示屏、音頻插孔、數(shù)據(jù)端口和回放控制件。回放控制件通常包 括諸如菜單、播放/暫停、下一首、上一首、音量增大和音量減小之類(lèi)的特征(feature)。視頻 播放器在大多數(shù)方面類(lèi)似于音樂(lè)播放器。在某些情況下，它們可以包括用于容納可移動(dòng)存 儲(chǔ)介質(zhì)（例如DVD)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備。由加州Cup er t i η 〇的蘋(píng)果電腦公司生產(chǎn)的i Pod?媒體 播放器是媒體播放器的一個(gè)示例。
[0050] 掌上電腦是類(lèi)似于膝上電腦的通用計(jì)算機(jī)，但是具有更小的外形規(guī)格（form factor)。掌上電腦通常包括顯示屏和全