[发明专利]用户输入装置中的传感器结构

说明书

技术领域

本发明总地涉及用户输入装置。具体而言，本发明涉及用户装置中的 传感器结构。

背景技术

在消费性电子产品中应用了多种输入装置。通过这些输入装置完成的 操作通常涉及在显示屏幕上移动光标并进行选择。一些输入装置包括按 键、开关、键盘、鼠标、轨迹球、触摸板、操纵杆、以及触摸屏等。在设 计消费性电子装置时，上述装置中的每一种都存在需要加以考虑的优点及 缺点。按键及开关本质上总体为机械结构，对光标(或其他选择器)的运 动及进行选择只能提供受限的控制。例如，按键及开关通常只能专用于在 特定方向上移动光标(例如，箭头键)或进行特定选择(例如，确认、删 除、数字等)。在一些手持个人数位助理(PDA)的情况下，输入装置应 用触摸感应显示屏幕。在使用这种屏幕时，用户通过使用触笔或手指直接 点击目标来进行选择。

在诸如膝上电脑的便携计算装置中，输入装置通常为触摸板。利用触 摸板，当手指沿触摸板的表面移动时，输入指针(即，光标)的运动与用 户手指(或触笔)的相对运动对应。当在触摸板的表面上检测到一次或多 次敲击时，触摸板还可在显示屏幕上进行选择。在一些情况下，可以敲击 触摸板的任意部分，而在其他情况，可以敲击触摸板的专用部分。在诸如 桌上电脑的静止装置中，通常在鼠标及轨迹球中选择输入装置。图1A-1C 示出了可用于电子装置的常规点拨轮(click wheel)。图1A示出了包括五 个机械开关102(其实现五个按键)的点拨轮100。图1B示出了位于点拨 轮的顶表面下方的触摸传感器的俯视图。在本示例中，触摸传感器104由 布置为环状结构的八个部分构成。图1C示出了机械开关及触摸传感器两 者。

上述常规点拨轮存在问题其中一个是，随着点拨轮尺寸的减小(这对 于诸如MP3播放器及蜂窝电话的便携电子装置是理想的)，将多个机械开 关装配进入常规点拨轮变得越来越困难。如图1C所示，由箭头106表示 的两个机械开关之间的空间会非常小，制造会很困难且成本高昂。另一方 面，并不希望将机械开关的尺寸减小到小于特定尺寸，这是因为用户会难 以感觉到开关，由此会劣化用户感受。上述常规点拨轮的另一个问题是点 拨轮下方的区域会局促地布置有机械开关及触摸传感器两者。因此，会难 以将信号通过触摸传感器从机械开关传递至处理由机械开关产生的信号的 控制器。上述常规点拨轮的又一问题是其仅提供角度信息而非用户输入的 位置距离。但是，如果用户按压中心开关与四个周边开关其中一者之间的 位置，则常规点拨轮会不能精确地判定用户希望按压两个开关中的哪一 个。

因此，需要一种方法及设备，用于实现用户装置中的多个按键，以解 决常规点拨轮的问题。并且需要改进的传感器结构，以解决常规点拨轮的 问题。

发明内容

本申请公开了用于用户装置的改进传感器结构。其使得诸如蜂窝电话 或MP3播放器的用户装置中的点拨轮能够小型化。具有改进传感器结构的 用户输入装置可包括开关、一个或更多触摸传感器、以及处理器，所述开 关，被设置以检测用户施加的力，所述一个或更多触摸传感器被设置以检 测相对于开关位于外围的用户输入的角位置，处理器被设置以根据用户输 入的压力及角位置来产生信号，所述信号用以执行从多个预定任务中选择 的任务。触摸传感器可包括电容、电阻、表面声波、压力及光学传感器。 机械开关可包括万向按键，万向按键具有万向板、位于万向板下方并可被 设置以响应于用户输入的力而发生形变的柔性构件、以及被布置以支撑柔 性构件及万向板的支撑表面。通常可采用处理器以基于用户施加的力及位 置而产生信号，所述信号表明按键之一正在被按压。

附图说明

在结合附图阅读了对本发明实施例的详细描述之后，将更好地理解本 发明的上述特征及优点，以及其他另外的特征及优点。在附图中使用相同 的标号。

图1A-1C示出了常规点拨轮装置。

图2A-2D示出了根据本发明的一些实施例用于实现输入装置中多个按 键的方法。

图3A及图3B示出了根据本发明的一些实施例用于实现输入装置中多 个按键的另一方法。

图4A及图4B示出了根据本发明的一些实施例用于实现一组按键的方 法。

图5A-5C示出了根据本发明的一些实施例用于实现输入装置中多个按 键的传感器结构。