人机界面设备
阅读：198发布：2020-05-11
专利汇可以提供人机界面设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种系统包括具有划定区域的表面和设置在表面上的分立区域。分立区域可以各自被配置为接收用户输入。分立区域的至少一部分与划定区域重叠。该系统进一步包括设置在表面下面的传感层。传感层可以被配置成响应于用户输入来传感施加到表面的 力 。，下面是人机界面设备专利的具体信息内容。
1.一种系统，包括：
存储器；
处理器，其可操作地耦合到所述存储器；
键盘，其具有划定区域和沿所述键盘的平面表面设置的多个分立键所述多个分立键被配置为接收用户输入，
其中所述多个分立键的至少一部分与所述划定区域重叠；以及
第一传感层，其设置在所述键盘下面并且可操作地耦合到所述处理器，所述第一传感层被配置成传感施加到所述键盘的力，
其中所述处理器被配置为：
从所述第一传感层识别与所述多个分立键中的一个分立键对应的第一力输入，以及从所述第一传感层识别与第一功能对应的施加到所述划定区域的第二力输入。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个分立键中的每一个由在所述键盘的所述平面表面上的分立标记定义。
3.根据权利要求1所述的系统，其中第一功能包括鼠标功能。
4.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个分立键中的每一个相对于所述键盘的所述平面表面固定。
5.根据权利要求1所述的系统，其中所述多个分立键包括第一键，其中所述第一传感层包括第一传感元件，其中所述第一传感元件配置为检测所述第一键上的力。
6.根据权利要求5所述的系统，其中所述处理器进一步配置为基于从所述第一传感元件接收所述第一力输入来识别与所述第一键对应的字母数字字符。
7.根据权利要求6所述的系统，其中所述第一力输入对应于打字模式，其中所述处理器进一步配置为基于从所述第一传感元件接收所述第二力输入来识别所述第一功能。
8.根据权利要求6所述的系统，其中所述第一传感层包括设置在所述多个分立键中的至少两个分立键之间的第一空隙传感元件，其中所述处理器进一步被配置为基于从所述第一传感元件接收所述第二力输入和从所述第一空隙传感元件接收第三力输入来识别所述第一功能。
9.根据权利要求6所述的系统，进一步包括设置在所述键盘和所述第一传感层下方的第二传感层，所述第二传感层包括与所述第一传感元件和所述第一键大致对齐的第二传感元件，使得所述第二传感元件被配置为识别施加到所述第一键的力，其中所述处理器被配置为基于从所述第一传感元件接收所述第一力输入和从所述第二传感元件接收第四力输入来识别与所述第一键对应的所述字母数字字符。
10.根据权利要求1所述的系统，进一步包括设置在所述键盘和所述第一传感层下方的第二传感层，所述第二传感层包括设置在所述多个分立键中的至少两个分立键之间的第二空隙传感元件，其中所述第二空隙传感元件不与所述多个分立键中的任何一个重叠，其中所述处理器被配置为基于从所述第一传感元件接收所述第一力输入和从所述第二空隙传感元件接收第五力输入来识别所述第一功能。
11.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理器被配置为基于由所述第一传感层检测到的不同的力水平来确定各种功能。
12.根据权利要求1所述的系统，其中所述用户输入包括按压或触摸手势中的至少一个。
13.一种方法，包括：
响应于所述键盘的表面上的用户输入，从键盘的传感层识别第一力输入，所述键盘具有划定区域和沿所述键盘的所述表面设置的多个分立键，其中所述传感层设置在所述键盘的所述表面下方；
基于所述第一力输入来确定第一功能；
使所述第一功能在客户端设备的显示器上执行；
从所述传感层识别施加到所述划定区域的第二力输入；
确定与所述第二力输入对应的第二功能；以及
使所述第二功能在所述客户端设备处执行。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述第一功能涉及在所述客户端设备的所述显示器上呈现字母数字字符，其中使所述第一功能在客户端设备的所述显示器上执行包括使所述字母数字字符呈现在所述客户端设备的所述显示器上。
15.根据权利要求13所述的方法，其中所述第二功能涉及鼠标功能，其中使所述第二功能在所述客户端设备处执行包括使所述客户端设备执行所述鼠标功能。
16.根据权利要求15所述的方法，其中所述鼠标功能包括以下中的至少一个：垂直滚动、水平滚动、单击或单击拖动。
17.根据权利要求13所述的方法，进一步包括：
响应于在所述键盘的所述表面上的所述用户输入，从键盘的所述传感层识别第三力输入，其中所述用户输入同时作为所述第一力输入和所述第三力输入施加；
基于所述第一力输入和所述第三力输入来确定第三功能；以及
使所述第三功能在所述客户端设备处执行。
18.根据权利要求13所述的方法，进一步包括接收配置请求以在所述键盘上设定所述划定区域。
19.一种系统，包括：
存储器；
处理器，其可操作地耦合到所述存储器；
具有划定区域的表面和设置在所述表面上的多个分立区域，所述多个分立区域各自被配置为接收用户输入，其中所述多个分立区域的至少一部分与所述划定区域重叠；以及传感层，其设置在所述表面下面并且可操作地耦合到所述处理器，所述传感层被配置成响应于所述用户输入来传感施加到所述表面的力，
其中所述处理器被配置为：
从所述传感层识别与第一功能对应的第一力输入，
从所述传感层识别与第二功能对应的施加到所述划定区域的第二力输入。
20.根据权利要求19所述的系统，其中所述第一力输入和所述第二力输入与所述多个分立区域中的第一区域相关联，其中所述第一力输入的量级大于所述第二力输入。
人机界面设备
技术领域
[0001] 本公开总体上涉及用于计算设备的人机界面设备。更具体地，本公开的方面针对被配置为与计算设备或计算系统一起使用的人机界面设备或用户输入设备。
背景技术
[0002] 许多计算设备（例如膝上型计算机、笔记本计算机、超极本、平板计算机和个人计算机）供消费者使用或与人机界面设备（HID）集成。这种接口设备被配置用于将用户输入传送给计算设备，并且因此也可以被称为用户接口设备。这种用户界面设备或人机界面设备的示例是键盘、触摸板、鼠标垫、鼠标、操纵杆等。在大多数计算机系统中，每个人机界面设备都是独立的，彼此分开。例如，在典型的家庭计算机系统中，计算机系统包括与鼠标分开的键盘。键盘和鼠标是独立的组件，可执行各自独特的功能。在典型的膝上型计算机或笔记本计算机的另一个示例中，膝上型计算机包括键盘和单独的触摸板或者与其集成。键盘被配置为经由键盘的键接收用户输入，而触摸板被配置为模仿鼠标以响应于用户输入提供鼠标光标功能。与家庭计算机系统一样，在膝上型计算机配置中，触摸板设置在与键盘分开的位置处，通常位于键盘的前方（相对于屏幕）。
[0003] 其中键盘和触摸板位于不同位置的人机界面设备的一个示例产品是Microsoft Touch Cover 2。该产品可以耦合到第二设备，诸如Microsoft Surface，用于为第二设备提供用户输入。因此，由Microsoft Touch Cover 2接收到的用户输入作为输入信号被发送到Microsoft Surface。在Microsoft Touch Cover 2产品中，键盘区域和触摸板区域彼此分开。为了使用鼠标光标或利用鼠标功能，用户需要将他的手从键盘区域移动到触摸板区域。与此产品相关联的一个问题是用户需要将他的手移动一段距离以便从键盘模式切换到鼠标模式。
[0004] 美国专利公开号2014/0078063公开了一种具有手势启动功能的键盘设备。键盘设备包括多个触摸敏感的键。有多个压敏式触摸传感器用于检测键盘的键上的致动。对每个键的致动将与该键相关联的输入信号发送给计算机。另外，用户可以在键上执行手势以便执行不同的功能，诸如快捷方式。然而，用户有必要在至少一个键上提供用户输入以便执行任何功能。如果用户按下分立键之外的区域，则设备将不能检测到用户输入。此外，在该设备中，当用户想要在键上执行手势时，存在用户意外键入键的风险。
[0005] 因此，为了解决或减轻上述问题和/或缺点中的至少一个，需要提供一种人机界面设备，其中相比于诸如上述的传统方法具有至少一些改进的特征。发明内容
[0006] 根据本公开的一个方面，人机界面设备（HID）包括具有划定区域的表面和设置在表面上的分立区域。分立区域可以各自被配置为接收用户输入。分立区域的至少一部分与划定区域重叠。人机界面设备进一步包括设置在表面下面的传感层。传感层可以被配置成响应于用户输入来传感施加到表面的力。附图说明
[0007] 图1示出了人机界面设备（HID）的示例布局；图2示出了示例传感层的框图；
图3A、图3B和图3C示出了另一示例传感层及其各种操作的框图；
图4A和图4B示出了双传感层人机界面设备的示例示意图；
图5示出了处理各种类型的用户输入的示例方法的流程图；
图6A、图6B和图6C示出了键盘上的键区和触摸板区的其它可能的布置；
图7示出了人机界面设备的另一个示例实施方式；以及
图8示出了以计算设备的示例形式的机器的图形表示，在该计算设备中可以执行用于使机器执行本文讨论的任何一个或多个方法的一组指令。
图3A、图3B和图3C示出了另一示例传感层及其各种操作的框图；
图4A和图4B示出了双传感层人机界面设备的示例示意图；
图5示出了处理各种类型的用户输入的示例方法的流程图；
图6A、图6B和图6C示出了键盘上的键区和触摸板区的其它可能的布置；
图7示出了人机界面设备的另一个示例实施方式；以及
图8示出了以计算设备的示例形式的机器的图形表示，在该计算设备中可以执行用于使机器执行本文讨论的任何一个或多个方法的一组指令。
具体实施方式
[0008] 为了简洁和清楚的目的，本公开的实施例的描述针对一种人机界面设备。虽然将结合本文提供的实施例并参考附图描述本公开的各方面，但将理解的是，所描述或图示的实施例不旨在将本公开限制于这些实施例。在以下详细描述中，阐述了具体细节以便提供对本公开的透彻理解。然而，本领域普通技术人员（即本领域技术人员）将认识到，本公开可以在没有具体细节和/或具有由特定实施例的方面的组合所产生的多个细节的情况下实施。在许多实例中，没有详细描述公知的系统、方法、过程和组件，以免不必要地模糊本公开的实施例的方面。
[0009] 这些和其它实施例的一些另外的细节关于附图讨论，其中除非另外描述，其中共同标记的项目指示相似的结构。附图是一些实施例的图解和示意性表示，并不意味着是限制性的，也不一定按比例绘制。在整个附图中，除非另有说明，否则相似的数字通常指相似的结构。
[0010] 以下根据本公开的代表性或示例实施例来描述人机界面设备。
[0011] 图1示出了人机界面设备（HID）100的示例布局。人机界面设备100包括被配置为接收用户输入的键盘105。如在本公开的上下文中所使用的，键盘105被定义为包括具有面板或板的输入设备，其具有被配置为接收用户输入的一组键110。键盘105可以包括划定区域115。
[0012] 该组键110可能包括可以以层排列的多个键。在至少一个实施例中，该组键110可以包括一组可按的按钮。该组键110还可以包括一组分区，每组对应于特定的键。键盘105可以包括具有指定该组键100的标记的基本上平坦的表面。例如，可以在键盘105的表面上或附近对该组键110进行涂漆、印刷、蚀刻或以其它方式指示。
[0013] 划定区域115可以指的是与传感层相关联的键盘105的区域（如下面进一步描述的）。在划定区域115内提供的用户输入可对应于各种功能。例如，在与划定区域115内的特定字母“A”相关联的特定键上的用户“按下”可对应于正在显示设备上产生以呈现字母“A”的输出信号。在另一个示例中，用户手势（诸如按下并按住不动、轻扫、长按或任何其它类型的手势）可以对应于不同的输出，诸如用于浏览器的“后退”功能、菜单的激活（例如，类似于鼠标的“右键单击”等）。
[0014] 划定区域115和一组键110可以彼此重叠，使得该组键110中的至少一些被设置或定位或位于划定区域115内。键盘105上的每个分立键可以对应于不同的键功能或输出，诸如字母数字字符、“Shift”键、“Ctrl”键等。
[0015] 该组键110中的一个可以包括空格键120。空格键120可以被配置为在一些情况下模拟鼠标功能。例如，空格键120可以包括用户可以提供对应于鼠标功能的输入的一个或多个区域。在一个示例中，空格键120的左端125可以被配置为模拟鼠标左键，并且空格键的右端130可以被配置为模拟鼠标右键。空格键的中心部分135可以保持键盘上的典型空格键的传统功能。
[0016] 人机界面设备100可以进一步包括设置在键盘105的键110下面的传感层。传感层可以包括被配置为检测用户输入的多个传感元件。传感元件例如可以包括压力或力传感元件。如技术人员容易理解的那样，压力与力和面积相关联。因此，对于本领域技术人员显而易见的是，传感层、传感元件以及其它压力相关部件也可以被解释为是力敏感或力传感的。关于图2、图3A、图3B、图3C、图4A和图4B进一步描述传感层。
[0017] 图2示出了示例传感层200的框图。传感层200可以被配置成附接或耦合到键盘的下侧（例如，图1的键盘105）。键盘的下侧可以指键盘的与一组键相对的一侧。
[0018] 传感层200可以包括一个或多个传感元件205。如图所示，传感层200可以包括以三列和四行布置的十二个传感元件205的阵列。传感层200中可以包括任何数量的传感元件205，并且可以采用任何配置。例如，图2示出了十二个等间距的传感元件205。可以设想任何类型的间隔方案。在至少一个实施例中，可以根据键盘的布局来布置传感元件205。例如，传感元件205中的一些或全部可以对应于键盘上的特定键。与特定键对应的传感元件205中的每一个可以被布置为与相应的键大致对齐。在至少一个实施例中，一些传感元件205可能不对应于键盘上的键。这种传感元件205可以被称为空隙传感元件。空隙传感元件可以被配置为接收不旨在激活键盘的特定键的用户输入。
[0019] 传感元件205可以彼此电耦合和/或经由一组引线210电耦合到处理器215。处理器215可以包括片上存储器或者可以耦合到外部数据存储器。处理器215可以经由网络225与客户端设备220进行通信。
[0020] 客户端设备220可以包括基于处理器的计算系统。客户端设备220可以包括存储器、处理器和网络通信能力。客户端设备220可以能够经由网络225传送数据（例如，功能）和接收数据（例如，输出，诸如经由键盘接收的用户输入）以及来返于键盘和/或传感层200的信息。客户端设备220的一些示例可以包括移动电话、智能电话、平板计算机、膝上型计算机、台式计算机、机顶盒、电视机、监视器、显示设备、虚拟现实设备或连接的设备等。
[0021] 网络225可以包括有线网络、无线网络或其任何组合。网络225可以包括任何合适的拓扑，包括星形配置、令牌环配置或其它配置的一个配置或多个配置。网络225可以包括多个设备可以横跨其进行通信的局域网（LAN）、广域网（WAN）（例如，因特网）和/或其它互连的数据路径。在一些实施例中，网络225可以包括对等网络。网络225还可以耦合到或包括电信网络的部分，其可以实现以各种不同的通信协议进行的数据通信。在一些实施例中，网络225包括用于发送和接收包括经由短消息服务（SMS）、多媒体消息服务（MMS）、超文本传输协议（HTTP）、直接数据连接、无线应用协议（WAP）、电子邮件等的数据的BLUETOOTH®通信网络和/或蜂窝通信网络。
[0022] 图3A示出了另一个示例传感层300的框图。传感层300可以包括与图2的传感层200相似的组件。传感层300可以包括一个或多个键控传感元件306和一个或多个空隙传感元件308。一个或多个键控传感元件306和一个或多个空隙传感元件308可以与图2的传感元件
205相同或相似。一个或多个键控传感元件306可以对应于键盘的相应一个或多个键。一个或多个空隙传感元件308可以对应于键盘的键之间的相应区域。为了便于解释，一个或多个键控传感元件306被示出为没有阴影，并且一个或多个空隙传感元件308被示出为具有阴影。
205相同或相似。一个或多个键控传感元件306可以对应于键盘的相应一个或多个键。一个或多个空隙传感元件308可以对应于键盘的键之间的相应区域。为了便于解释，一个或多个键控传感元件306被示出为没有阴影，并且一个或多个空隙传感元件308被示出为具有阴影。
[0023] 如图所示，传感层300可以包括具有两个键控传感元件306和十个空隙传感元件308的十二个传感元件的阵列。任何数量的键控传感元件306和空隙传感元件308可以被包括在传感层300中。键控传感元件306和空隙传感元件308可以是任何形状或大小，并且可以以任何配置来布置。预期任何类型的间隔方案。在至少一个实施例中，可以根据键盘的布局来布置键控传感元件306和空隙传感元件308。例如，键控传感元件306可以对应于键盘上的特定键。与特定键对应的键控传感元件306中的每一个可以被布置为与相应的键大致对齐。
例如，键“A”具有设置在其下方的传感元件306a，而键“B”具有设置在其下方的传感元件
306b。空隙传感元件308可以布置在键盘的键之间，并且可以被配置为接收不旨在激活键盘的特定键的用户输入。
例如，键“A”具有设置在其下方的传感元件306a，而键“B”具有设置在其下方的传感元件
306b。空隙传感元件308可以布置在键盘的键之间，并且可以被配置为接收不旨在激活键盘的特定键的用户输入。
[0024] 在一个示例中，当用户以足够的力或压力致动键“A”时，键“A”下方的压力传感元件306a可以检测到键“A”上的用户输入。作为响应，处理器215将表示键“A”的输出230信号发送到客户端设备220。处理器215可以是集成的或者是人机界面设备的一部分。类似地，如果用户以足够的力或压力致动键“B”，则键“B”下方的压力传感元件306b可检测到键“B”上的用户输入。作为响应，处理器215将表示键“B”的输出信号230发送到客户端设备220。因此，用户能够通过致动一个或多个分立键来在该“键盘模式”中操作人机界面设备。
[0025] 空隙传感元件308可以包括设置在键盘的分立键之间的压力传感元件。如图1所示，在键盘的划定区域中，在任何分立键之间存在空间区域，并且不是任何分立键的部分。空隙传感元件308可以设置在这些空间区域的下面。因此，键控传感元件306和空隙传感元件308的组合被配置为检测划定区域上的用户输入，包括分立键内部和外部的空间区域。例如，参考图3B和图3C，当用户在键盘的某一点处触摸手指320并且在划定区域的方向330中执行滑动动作（诸如模拟鼠标光标移动）时，传感元件306a和308a检测用户从滑动动作中施加的力或压力。处理器215然后可以将输出信号230发送到客户端设备220以执行鼠标光标移动功能。因此，用户能够通过在划定区域内执行动作来在该“鼠标模式”中操作人机界面设备。
[0026] 参考图4A和图4B，在一些其它实施例中，人机界面设备400可以包括设置在键盘下面的多个传感层。为了便于解释，在图4A和图4B中省略了键盘。传感层可以堆叠在一起或以其它方式布置。如图4A所示，人机界面设备400包括两个传感层。传感层可以包括与图2的传感层200类似的部件。第一或上传感层410可以包括多个分立传感元件405（其可以与图2的传感元件205相同或相似），其中的每一个位于键盘的分立键下面。第二或下部传感层420还可以包括多个分立传感元件425（其可以与图2的传感元件205相同或相似），其中的每一个设置在分立键下面。相应地，在每个分立键下方是一对传感元件。此外，如上所述，在下部传感层420上，可以存在与分立键之间的空间区域相关联的另外一组空隙传感元件。当每个分立键使用单个传感元件时，所施加的压力水平可以用于确定打字模式或手势模式。在一种情况下，用户可能必须通过用户设置菜单预先确定压力水平。不同的用户可能有不同的压力水平偏好。当每个分立键使用传感元件对时，可能不需要所施加的压力水平来确定打字模式或手势模式。预期任何数量的传感层。尽管在图4A中示出了两个或更多个压敏层，但是本领域技术人员显而易见并且容易理解的是，多个传感层可以被合并成单个或单一的物理层，以便保持人机界面设备 400的纤薄或大小以节省空间。
[0027] 再次参考图4A，当用户致动键“A”时，键“A”下面的一对传感元件将检测到键“A”上的用户输入。键“A”需要以足以激活上传感层410和下传感层420二者上的传感元件的力水平或压力水平来致动。作为响应，处理器215可以发送代表键“A”的输出信号230给客户端设备220。类似地，如果用户用足够的力或压力致动键“B”，则键“B”下面的一对压力传感元件将检测到键“B”上的用户输入。作为响应，处理器215可以将代表键“B”的输出信号230发送到客户端设备220。因此，用户能够在该“键盘模式”中通过对一组键致动而采用多个压敏层操作人机界面设备。
[0028] 图4B示出了设置在键盘下面的多个传感层的另一示例人机界面设备 450的实施例。如图4B所示，人机界面设备450包括两个传感层。第一或上传感层460可以包括多个分立传感元件465（其可以与图2的传感元件205相同或相似），其中的每一个设置在键盘的分立键下面。第二或下传感层470还可以包括多个分立的空隙传感元件475（其可以与图3的空隙传感元件308相同或相似），其中的每一个设置在下传感层470上的键“A”和“B”之间。空隙传感元件475可以被配置为检测在划定区域上的用户输入，包括分立键之间的空间区域。例如，当用户横跨划定区域执行滑动动作诸如以模拟鼠标光标移动时，下传感层470上的空隙传感元件475可检测到用户从该滑动动作施加的力或压力。处理器215可以将输出信号230发送到客户端设备220以执行鼠标光标移动功能。因此，用户能够通过在划定区域上或沿划定区域或横跨划定区域提供基于触摸的手势来以该“鼠标模式”操作人机界面设备。
[0029] 在本公开的示例或代表性实施例中，人机界面设备被耦合或连接到客户端设备220以供用户使用或操作。传感层可以包括用于检测键盘上的用户输入的传感元件，并且随后通过处理器215将用户输入作为输出信号发送到客户端设备220以执行各种功能。更具体地，传感元件被配置为检测各种力或压力水平。例如，如果用户以第一压力水平提供用户输入，例如键盘上的轻微触摸，则将发送第一输出信号以在客户端设备220上执行第一功能。
然而，如果用户以第二压力水平提供用户输入，例如键盘上较重或较强的触摸，则第二输出信号将被发送以在客户端设备220上执行第二功能。通过扩展，如果用户以第三压力水平提供用户输入，例如键盘上的更重或更强的触摸，则第三输出信号将被发送以在客户端设备
220上执行第三功能。这有利地允许用户通过改变用户输入的压力水平或力水平来在键盘上的特定位置处提供多个用户输入，从而允许客户端设备220基于用户输入的压力水平执行多个功能。
然而，如果用户以第二压力水平提供用户输入，例如键盘上较重或较强的触摸，则第二输出信号将被发送以在客户端设备220上执行第二功能。通过扩展，如果用户以第三压力水平提供用户输入，例如键盘上的更重或更强的触摸，则第三输出信号将被发送以在客户端设备
220上执行第三功能。这有利地允许用户通过改变用户输入的压力水平或力水平来在键盘上的特定位置处提供多个用户输入，从而允许客户端设备220基于用户输入的压力水平执行多个功能。
[0030] 为了便于解释，传感层包括与分立键相关联或对应的传感元件（即，“A”和“B”）。另外，存在与分立键之间的空间区域相关联或对应的空隙传感元件。在“键盘模式”或“打字模式”中，用户在分立键上打字或按压以在客户端设备220上执行打字功能。通常，当用户在键盘上打字时，施加在每个分立键上的力或压力稍重或稍强，即以上面提到的第二压力水平。因此，以第二压力水平在分立键上的用户输入将使与分立键相关联的传感元件检测到用户输入。处理器215然后将发送输出信号230以在客户端设备220上执行打字功能。在“鼠标模式”中，用户沿着键盘的划定区域或横跨键盘的划定区域施加用户输入，诸如以模仿鼠标光标移动。这可能类似于使用传统触摸板来模仿鼠标光标移动的用户。在这种情况下，在这种移动期间施加在划定区域上的力或压力可以是轻的，例如以上面提到的第一压力水平。因此，以第一压力水平横跨划定区域的用户输入可能使在划定区域下面的传感元件检测到用户输入。处理器215可以发送输出信号230以在客户端设备220上执行鼠标功能。横跨划定区域（用于执行鼠标功能）的用户输入也可以延伸穿过或以其它方式接触分立键（如图1中的布局所示）。因此，与分立键相关联的传感元件可以被配置为检测这种用户输入。更具体地，在传感层上，与分立键相关联的传感元件可以检测用于执行鼠标功能的第一压力水平（例如，轻微触摸）处的用户输入，并且还可以检测用于执行打字功能的第二压力水平处（例如较重的触摸）的用户输入。
[0031] 在如图4A和图4B所示的实施例中，上传感层410可以包括与分立键（即，“A”和“B”）相关联或对应的多个传感元件405。下传感层420可以包括与分立键相关联或对应的多个传感元件425。下传感层420另外可以包括与分立键之间的空间区域相关联或对应的空隙传感元件475。在“键盘模式”或“打字模式”中，第二压力水平的分立键上的用户输入可使与分立键相关联的传感元件检测到用户输入。第二压力水平是较重或较强的触摸中的一个，其可以接合或激活上和下传感层处的压敏元件。处理器215然后可以发送用于在计算设备上执行打字功能的输出信号230。在“鼠标模式”中，在这种移动期间施加在键盘的划定区域上的力或压力可以是轻的，例如以上面提到的第一压力水平。横跨划定区域的用户输入（用于执行鼠标功能）也可以移动穿过或以其它方式接触分立键（如图1中的布局所示）。因此，与分立键相关联的传感元件（例如，上传感层上的传感元件）可以被配置为检测这种用户输入。然而，如图4B所示，上传感层460在分立键之间的空间区域处缺少传感元件。这种传感元件存在于下传感层470处。因此，当用户在第一压力水平（例如，轻微触摸）处横跨划定区域执行或模仿鼠标动作时，在上和下传感层二者处的不同传感元件可以被接合或激活，从而使处理器215在客户端设备220上发送用于执行鼠标功能的输出信号230。因此，在该实施例中，划定区域下面的上和下传感元件（包括分立键之间的空间区域）可以在用于执行鼠标功能的第一压力水平或范围（例如，轻微触摸）处检测用户输入。此外，与分立键相关联的上和下传感元件可以在用于执行打字功能的第二压力水平（例如，较重的触摸）处检测用户输入。
[0032] 本领域技术人员将容易理解的是，实现不同数量的传感层和不同数量和/或位置的传感元件的其它实施例是可能的。因此，人机界面设备有利地允许用户通过改变用户输入的压力水平和用户输入的位置来在客户端设备220上执行不同的功能。例如，在键“A”上较重的触摸或按压使与键“A”相关联的传感元件检测向下的力。具体地，传感元件包括用于检测向下的力的竖直压力位移传感器，由此在计算设备上执行打字功能或动作。在键“A”和“B”之间较轻触摸或移动，或横跨划定区域上的通道的水平或横向移动（用于模拟鼠标光标移动）使通道下面的传感元件检测水平或横向移动。具体地，传感元件包括用于检测水平或横向移动的横向压力位移传感器，从而在客户端设备220上执行鼠标功能。不同的力或压力水平的可能检测的组合以及划定区域上的用户输入的位置或移动有利地允许在客户端设备220上执行不同的用户交互和不同的功能。
[0033] 因此，可以通过在键盘的划定区域上施加轻微触摸用户输入来执行鼠标功能，而可以通过在分立键上施加较重的触摸用户输入来执行打字功能。差压水平有利地防止或降低了用户在分立按键上意外打字的风险，同时模拟横跨划定区域的鼠标光标移动，其与一些分立键重叠。换句话说，由于人机界面设备检测不同功能的多个压力水平的能力，故障风险大大降低。
[0034] 在本公开的各种实施例中，人机界面设备可以被配置为在计算设备上执行专门的功能，其中这些功能是使用键盘上的特定或预定手势来激活的。因此，除了用于执行鼠标功能之外，人机界面设备的键盘上的其它用户输入或移动可以被配置为执行其它功能（例如，快捷方式、特殊功能、快捷键）。手势的示例是在连续的左右方向中（诸如从键“A”到键“D”，并且反之亦然）横跨划定区域的移动。本领域技术人员将容易明白划定区域上的用户手势的其它组合。这些用户手势可以被配置为在客户端设备220上执行特定功能，诸如键组合或宏。特殊功能的示例是Ctrl-Alt-Del。并非可能需要使用2只手同时按下所有3个键，用户可以简单地用一只手在划定区域上进行用户手势来执行相同的功能。
[0035] 此外，划定区域的某些部分可以被映射以在客户端设备220上执行特定功能。例如，如上面参考图1，空格键的左端125可以被配置为模拟鼠标左键以及空格键的右端130可以被配置为模拟鼠标右键。
[0036] 单个分立键可进一步被配置以在客户端设备220上执行不同的功能或触发不同的事件，这取决于施加在其上的压力水平。例如，键“A”可以被配置为具有基于3个压力级的3个功能。以第一压力水平在键“A”上的用户输入执行在计算设备上的功能“A1”；在第二压力水平处的用户输入执行功能“A2”；以及在第三压力水平处的用户输入执行功能“A3”。用于单个分立键的其它数量的功能级别可以被编程或配置。对于每个功能所需要的压力水平可以是预定的或由用户配置以满足他的偏好。例如，相比于较大大小的用户，较小大小的用户可以始终对其用户输入给出较轻的触摸。在用于压敏元件的压力水平相同的灵敏度设置处，较小大小的用户可以用在键“A”上他的通常用户输入强度激活功能“A1”，而较大大小的用户可以用在键“A”上他的通常用户输入强度激活功能“A2”。然而，较小大小和较大大小的用户二者旨在激活功能“A1”。因此，有利的是，用户配置人机界面设备，具体地是压力级别的灵敏度，以便迎合或归一化为不同个体的输入强度的基线。
[0037] 多个分立键也可以被配置在组合中使用，以便执行多个功能或触发计算设备上的不同的事件。例如，在键“A”和“B”上的用户输入同时执行一个功能；并且键“A”和“B”上的用户输入连续地执行另一功能。其它不同的键组合对于本领域技术人员将是显而易见的。图1示出了可被配置用于在客户端设备220上执行不同功能的多个分立键。因此，具有不同压力水平的不同键组合的互补有利地允许用户基于人机界面设备上的用户输入的位置和压力水平来在客户端设备220上执行各种功能。
[0038] 因此，人机界面设备被配置成在“打字模式”、“鼠标模式”或“手势模式”中可操作。通过在人机界面设备上执行各种用户输入，用户可在不同的操作模式中操作人机界面设备并且在操作模式之间无缝切换。具体地，用户可以在键盘（划定区域）的相同区域上执行打字和鼠标功能，而无需他的手横跨一段距离偏移，正如传统的膝上型计算机。此外，由于在分立键之间的空间区域处空隙传感元件的存在，手势可以在键盘上执行，并且特别是在键盘上的任意位置，而不限于越过分立键。
[0039] 图5示出了由处理器215执行的处理各种类型的用户输入或事件和人机界面设备的操作模式的示例方法的流程图。例如，处理器215处理用户输入，例如点击或保持一个键，所施加的力或压力的水平的形式，以及手势是否在人机界面设备上进行。当任何分立键被按下或激活为用户事件触发（用户事件502），该处理器可以在框504处确定是否激活打字模式或手势模式。为确定是否激活打字模式或手势模式，例如，在分立键上更高的力或压力可对应于如用户设置定义的手势模式，并且在分立键上的下部的力或压力可对应于打字模式。当激活打字模式时（在框504处为“是”），处理逻辑可以在框522处基于哪个分立键被按下而将键码发送到显示设备。显示设备进而可显示与键码对应的字符。
[0040] 当不激活打字模式（在框504处为“否”），处理逻辑可在框506处确定用户事件502是否对应于手势。如果选择了手势模式，则处理逻辑可确定是否激活鼠标模式或真手势模式（例如，诸如2-触摸捏和缩放）。当用户事件502对应于预定义手势时（在框506处为“是”），处理逻辑可在框508处识别手势。处理逻辑可使基于手势的功能执行。
[0041] 当用户事件502不对应于预定义手势时（在框506处为“否”），则处理逻辑可在框510处确定用户事件502是否对应于点击。当用户事件502不对应于预定义点击时（在框510处为“否”），处理逻辑可确定在框512处用户事件502对应于鼠标移动。处理逻辑可以执行与鼠标移动对应的功能。
[0042] 当用户事件502对应于预定义点击时（在框510处为“是”），处理逻辑可在框514处确定用户事件502是否是低力输入。当用户事件502对应于低力输入时（在框510处为“是”），处理逻辑可在框516处确定用户事件502是鼠标单击。处理逻辑可执行与鼠标移动对应的功能。
[0043] 当用户事件502不对应于低力输入时（在框510处为“否”），在框518处处理逻辑可进入打字模式。处理逻辑可在框522处基于按下哪个分立键来发送键码给显示设备。在至少一个实施例中，处理逻辑可以接收预定义输入（例如，重击）以在模式之间（例如，在手势模式和打字模式之间）改变。
[0044] 根据本公开的一个方面，提供了一种用于计算设备的人机界面设备。人机界面设备包括：具有划定区域和用于在其上用户输入的一组分立键的键盘，至少一些分立键和划定区域在键盘的一部分处重叠；以及设置在键盘下面的压敏层，该压敏层具有用于从键盘上的用户输入检测多个压力水平的一组压力传感元件。键盘上的用户输入激活用于在计算设备上执行功能的压力传感元件；并且计算设备上可执行的功能基于由压力传感元件检测到的压力水平。
[0045] 在一个实施例中，用户输入包括在键盘上的键按压和手势中的至少一个。在一个实施例中，人机界面设备基于以第一压力水平的用户输入执行第一功能；并且人机界面设备基于以第二压力水平的用户输入执行第二功能。在一个实施例中，第一功能是鼠标功能并且第二功能是打字功能。在一个实施例中，至少一个分立键可配置成具有多个功能，使得每个功能对应于分立键上的用户输入的压力水平。在一个实施例中，压敏层被配置为用于在键盘上检测同时的用户输入。在一个实施例中，压敏元件可配置为用于调节由此检测到的压力水平的灵敏度。在一个实施例中，划定区域可配置为被布置在键盘的其它部分处。在一个实施例中，键盘是配置为省略划定区域。在一个实施例中，人机界面设备包括用于发送输入信号到计算设备的微控制器。
[0046] 人机界面设备的优点是，人机界面设备的物理拓扑实现用户输入的不同的和多种压力水平的检测，从而导致用户输入的组合用于在计算设备上执行不同的功能。不同的压力水平的检测因此使得不同的手势选择用于执行不同的功能。
[0047] 根据本公开的人机界面设备因此在上文中公开。借助于仅非限制性示例，结合相同的标号表示相同的部件的附图，本公开的各种特征、方面和优点将从本公开的实施例的以下详细描述中变得更清楚。
[0048] 在操作模式之间的切换上，如果默认模式是“键盘模式”或“打字模式”，则用户可以通过使用键盘上的手势切换到另一个模式（例如，“鼠标模式”或“触摸板模式”）。水平或横向手势例如可能会使传感元件，特别是横向压力位移传感器，检测手势的横向压力位移。响应于该检测，处理器215可在用户旨在使用人机界面设备作为传统鼠标时处理检测，从而使人机界面设备从“键盘模式”切换到“鼠标模式”。在另一方面，用户可以通过在键盘的至少一个分立键上点击或者打字动作切换回“键盘模式”。点击或打字动作使传感元件，特别是垂直压力位移传感器，检测分立键的垂直压力位移。响应于该检测，处理器215可在用户旨在使用人机界面设备作为传统键盘时处理检测，从而使人机界面设备切换到“键盘模式”。
[0049] 在至少一个实施例中，人机界面设备包括具有多个分立键和划定区域的键盘。分立键可以被统称为键区，并且划定区域可以称为触摸板区。在图1所示的示例中，触摸板区重叠相当大部分的键区的。来自键区中的一些分立键可设置在触摸板的外部，例如，“CapsLock”、“Shift”和“Tab”的键。这些键通常位于键盘的外围，并且可以不干扰触摸板区的操作。键区被配置成检测在分立键中的每一个上的用户输入，并且触摸板区被配置成检测以鼠标动作或手势的形式的用户输入。在一些实施例中，键盘被配置为检测分立的用户输入，例如键可一次被按压一个。在其它实施例中，键盘被配置为检测同步分立的用户输入，例如，多个键可以在同一时间被按压。多个键中的按压示例同时包括使用如“Shift”、“Alt”键和“Ctrl”键的备用功能。同时在多个按键上的用户输入还可以允许用户创建更多的自定义组合和手势，从而在客户端设备220上执行更多类型的功能。
[0050] 在图1中示出键盘上的键区和触摸板区的布置的示例。键区和触摸板区的其它布置是可能的，如对本领域技术人员显而易见的。人机界面设备的键盘可由用户配置为改变布置。
[0051] 图6A、图6B和图6C示出了键盘上的键区和触摸板区的其它可能布置。此外，用户可以配置在同一键盘上的多个触摸板区域，诸如在键盘的左右两侧上具有触摸板区。这可能允许用户灵巧更有效地使用触摸板区和鼠标功能。触摸板区还可以被配置为奇数的形状，以适应用户的偏好，或用于避免常用键。通过布置在触摸板区上方或重叠不太常用的键，键盘上的空间被更加有效地利用。另外，对于谁喜欢纯粹以“打字模式”使用人机界面设备的用户，触摸板区可以被配置为“无区”，也就是说，在键盘上没有触摸板区。人机界面设备可以包括用于用户选择性地改变键盘的触摸板区的大小的功能。例如，用户可输入触摸板区大小模式，在该触摸板区大小模式期间用户可以选择或取消选择触摸板区的部分，以增加或减少触摸板区的大小。在至少一个实施例中，用户可以使用手指或手写笔“画”触摸板区。因此，该人机界面设备可以接收输入，以选择性地设定触摸板区的大小。存在键盘上的键区和触摸板区的其它组合和布置，如对本领域技术人员显而易见的。
[0052] 因此，根据本公开实施例的人机界面设备是集成传统小键盘、键盘，鼠标垫，以及触摸板的功能的复合或混合输入设备。通过使用在被配置为检测多个压力水平的人机界面设备和传感元件上的各种形式的用户输入，人机界面设备有利地使各种操作模式之间无缝激活和过渡。各种操作模式包括用于键打字的“键盘模式”，用于鼠标相关功能的“鼠标模式”，和用于在人机界面设备上检测用户手势的“手势模式”。用户可以基于施加在人机界面设备上的用户输入和力或压力的形式有效地控制不同的操作模式和功能。变化和修改可在人机界面设备上进行，如本领域技术人员所理解的。例如，在键盘上提供用户输入时，可以将键盘配置为向用户提供触觉反馈。可替代地，键盘可以与照明元件被穿孔用于在键盘上提供照明。
[0053] 人机界面设备可以被实现或集成在各种产品或在现有产品，诸如机动车辆中的触摸板和/或键盘，诸如如图7所示的。可替代地，人机界面设备可以被实现为独立的产品或便携式产品，其集成在单个的复合或混合输入设备的键盘和触摸板的功能。
[0054] 图8示出了以计算设备800的示例形式的机器的图形表示，在该计算设备800内可执行用于使机器执行本文讨论的方法中的任何一个或多个的一组指令。计算设备800可包括移动电话、智能电话、笔记本计算机、机架式服务器、路由器计算机、服务器计算机、个人计算机、大型计算机、膝上型计算机、平板计算机、台式计算机等，在该计算机内可执行用于使机器执行本文讨论的方法中的任何一个或多个的一组指令。在替代实施例中，机器可以在LAN、内部网、外联网，或因特网中连接（例如，联网）到其它机器。该机器可以在客户端-服务器网络环境中以服务器机器的的容量操作。机器可以包括个人计算机（PC）、机顶盒（STB）、服务器、网络路由器、交换机或桥接器，或能够执行指定由该机器采取的动作的一组指令（顺序的或以其它方式）的任何机器。此外，虽然仅示出了单个机器，但是术语“机器”可还包括单独地或联合地执行一组（或多组）指令以执行本文讨论的方法中的任何一个或多个的机器的任何集合。
[0055] 示例计算设备800包括处理设备（例如，处理器）802、主存储器804（例如，只读存储器（ROM）、闪存、动态随机存取存储器（DRAM），诸如同步DRAM（SDRAM））、静态存储器806（例如，闪存、静态随机存取存储器（SRAM））和数据存储设备816，它们经由总线808彼此通信。
[0056] 处理设备802表示一个或多个通用处理设备，诸如微处理器、中央处理单元等。更特别地，处理设备802可包括复杂指令集计算（CISC）微处理器、精简指令集计算（RISC）微处理器、超长指令字（VLIW）微处理器，或实现其它指令集的处理器，或实现指令集组合的处理器。该处理设备802还可以包括一个或多个专用处理设备，诸如专用集成电路（ASIC）、现场可编程门阵列（FPGA）、数字信号处理器（DSP）、网络处理器等。处理设备802被配置为执行指令826，用于执行本文所讨论的操作和步骤。
[0057] 计算设备800可以进一步包括可以与网络818通信的网络接口设备822。计算设备800还可以包括显示设备810（例如，液晶显示器（LCD）或阴极射线管（CRT））、字母数字输入设备812（例如，键盘）、光标控制设备814（例如，鼠标）和信号生成设备820（例如，扬声器）。
在一个实施方式中，显示设备810、字母数字输入设备812以及光标控制设备814可以被组合成单个的部件或设备（例如，LCD触摸屏）。
在一个实施方式中，显示设备810、字母数字输入设备812以及光标控制设备814可以被组合成单个的部件或设备（例如，LCD触摸屏）。
[0058] 数据存储设备816可以包括计算机可读存储介质824，其上存储体现本文所描述的方法或功能中的任何一个或多个的一组或多组指令826。指令826还可以在由计算设备800的执行期间完全地或至少部分地驻留在主存储器804内和/或处理设备802内，主存储器804和处理设备802还构成计算机可读介质。指令可以进一步经由网络接口设备822通过网络818发送或接收。
[0059] 虽然在示例实施例中示出了计算机可读存储介质826为单个介质，但是术语“计算机可读存储介质”可以包括存储一组或多组指令的单个介质或多个介质（例如，集中式或分布式数据库和/或相关联的缓存和服务器）。术语“计算机可读存储介质”还可以包括能够存储、编码或由机器携带一组指令以供执行并且使机器执行本公开的方法中的任何一个或多个的任何介质。术语“计算机可读存储介质”可以被理解为包括，但不限于，固态存储器、光介质和磁介质。
[0060] 在本公开中，对特定元件的描述或特定图中的特定元件编号的考虑或使用，或在相应的描述性材料中对其的引用可以涵盖在另一个图中标识的相同、等同或类似的元件或元件编号或与之相关联的描述性材料。在图或相关联的文本中“/”的使用被理解为是指“和/或”，除非另有说明。本文的特定数值或值范围应理解为包括或者是近似的数值或数值范围的叙述，例如在+/-20％，+/-15％+/-10％，+/-5％，或+/-0％之内。相对于本文所涉及的尺寸或数值比较或等价叙述，参考术语“大致”、“大约”或“基本上”应理解为落入代表或示例比较或指定或目标值或值范围的+/-20％，+/-15％，+/-10％，±5％，+/-0％之内；并且参考术语“基本上”应理解为落入代表性或示例比较或指定或目标值或值范围的+/-10％，+/-5％，+/-2％，+/-1％，或+/-0％之内。
[0061] 如本文所使用的，根据已知的数学定义（例如，以与数学推理的介绍中描述的方式相对应的方式：数字、集合和函数）,术语“组”对应于或被定义为数学上表现出至少1的基数的元素的非空有限组织（即，如本文所定义的组可以对应于单位、单数或单个元素集合或多元素集合，剑桥大学出版社（1998）Peter J. Eccles的“第11章：有限集的属性”（例如如在第140页上指示））。在一般情况下，一组的元素可以包括或者可以是系统、装置、设备、结构、对象、过程、物理参数，或取决于一组所考虑的类型的值。
[0062] 在前面的详细描述中，相对于人类界面设备，本公开的实施例参照提供的数字描述。各种实施例在本文的描述并不旨在调出或仅限于本公开内容的具体或特定的陈述，而仅仅是为了说明本公开的非限制性实施例。本公开用于解决与现有技术相关的至少一些上述问题和焦点。尽管本文中仅公开了本公开的一些实施例，但是根据本公开对于本领域普通技术人员将显而易见的，在不脱离本公开的范围的情况下，各种改变和/或修改可对所公开的实施例做出。
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