用于电子设备的用户接口

申请号 CN200680053873.2 申请日 2006-07-11 公开(公告)号 CN101401058A 公开(公告)日 2009-04-01
申请人 索尼爱立信移动通讯股份有限公司; 发明人 T·瓦辛博;
摘要 一种用于 电子 设备的用户输入 接口 ,包含具有多个彼此邻近排列的多个键的 键盘 。每个键包含输入检测器灵敏地检测用户活动,诸如压 力 开关 。每个键中的 传感器 被配置用来响应于感测到的键上用户导致影响的 水 平而生成 信号 ,诸如与键相 接触 或 覆盖 的程度。控制单元然后被配置用来对被用户同时激活的多个键的所生成的信号进行比较,以确定同时激活的键中哪一个是用户想要输入的。
权利要求

1、一种用于电子设备的用户接口,包括:
-多个彼此邻近排列的键,每个键包含输入检测器,灵敏地检测用户激活;
-传感器,配置用于响应于感测到的每个键上用户导致影响的平而生成信 号;
-控制单元,配置用于比较对于被用户同时激活的多个键所生成的信号,并 且基于比较而确定所述多个键中的哪一个是用户选择用来输入的。
2、如权利要求1所述的用户接口,其中,传感器包括在每个键中的触敏元 件以及检测电路,检测电路被配置用于生成取决于感测到的对键的用户导致接触 的水平的信号。
3、如权利要求2所述的用户接口,其中,检测电路被配置用来生成信号, 该信号取决于感测到的触敏元件与和键接触的应用对象之间的阻抗。
4、如权利要求2所述的用户接口,其中,检测电路被配置用来生成信号, 该信号取决于感测到的触敏元件与和键接触的应用对象之间的电容。
5、如权利要求4所述的用户接口,其中,控制单元被配置用来确定用户已 经选择了生成代表最高电容的信号的键。
6、如权利要求2所述的用户接口,其中,检测电路被配置用来生成信号, 该信号取决于感测到的触敏元件与和键接触应用的对象之间的电阻
7、如权利要求6所述的用户接口,其中,控制单元被配置用来确定用户已 经选择了生成代表最低电阻的信号的键。
8、如权利要求1所述的用户接口,其中,传感器包括在每个键中的光敏元 件以及检测电路,检测电路被配置用于生成信号,该信号取决于感测到的光敏元 件的用户导致覆盖的水平。
9、如权利要求8所述的用户接口,其中,控制单元被配置用来确定用户已 经选择了生成代表最大覆盖范围的信号的键。
10、如权利要求8所述的用户接口,其中,传感器进一步包含光源,其中每 个键中的光敏元件被配置用来感测在覆盖光敏元件的表面反射的源自光源的光。
11、如权利要求1所述的用户接口,其中,传感器包括在每个键中的压敏元 件以及检测电路,检测电路被配置用于生成信号,该信号取决于感测到的对键的 用户导致压的水平。
12、如权利要求11所述的用户接口,其中,控制单元被配置用来确定用户 已经选择了生成代表最大压力的信号的键。
13、如权利要求1所述的用户接口,其中,输入检测器包含可通过按压键来 操作的开关以及配置用于检测用户激活的连接至开关的电路。
14、如权利要求1所述的用户接口,其中,输入检测器包含可通过触摸键的 触敏元件来操作的开关以及配置用于检测用户激活的连接至开关的电路。
15、如权利要求1所述的用户接口,其中,控制单元被配置用来确定在多个 键中信号具有极值的那个键为用户选择输入的键。
16、如权利要求1所述的用户接口,其中,控制单元被配置用来将用户输入 信号发送至电子设备,代表被确定为用户选择激活的键。
17、一种用于电子设备的用户接口,包括:
-多个彼此邻近排列的键,每个键包含输入检测器,灵敏地检测用户激活;
-每个键中的触敏元件,被配置用于响应于感测到的每个键和触摸该键的用 户之间接触水平而生成信号;
-控制单元,配置用来比较对于被用户同时激活的多个键所生成的信号,并 且基于比较而确定所述多个键中的哪一个是用户选择用来输入的。
18、一种用于电子设备的用户接口,包括:
-多个彼此邻近排列的键,每个键包含输入检测器,灵敏地检测用户激活;
-每个键中的光敏元件,被配置用于响应于感测到的每个键的用户覆盖的水 平而生成信号;
-控制单元,配置用来比较对于被用户同时激活的多个键所生成的信号,并 且基于比较而确定所述多个键中的哪一个是用户选择用来输入的。
19、一种用于电子设备的用户接口,包括:
-多个彼此邻近排列的键,每个键包含输入检测器,灵敏地检测用户活动;
-每个键中的压敏元件,被配置用于响应于感测到的键上用户所应用的按压 的水平而生成信号;
-控制单元,配置用来比较对于被用户同时激活的多个键所生成的信号,并 且基于比较而确定所述多个键中的哪一个是用户选择用来输入的。
20、一种用于操作电子设备的用户接口的方法,包括:
-检测对彼此邻近排列的多个键的同时的用户激活;
-响应于感测到的在多个键的每个上用户导致影响的水平而生成信号;
-比较对于被用户同时激活的多个键所生成的信号;
-基于比较而确定所述多个键中的哪一个是用户选择用来输入的。
21、如权利要求20所述的方法,包含步骤:
-比较所生成信号的幅度水平,每个键的幅度水平代表用户与键之间的接触 水平。
22、如权利要求20所述的方法,包含步骤:
-比较所生成信号的幅度水平,每个键的幅度水平代表键上用户的覆盖水平。

说明书全文

发明领域

本发明涉及用于电子设备的用户接口,尤其是是适合于紧凑电子设备,诸如 移动电话、袖珍计算机和电子媒体播放器或者录音机。更为特别地,本发明涉及 对小尺寸输入接口的改进,所述小尺寸输入接口中的键或按钮彼此紧邻地排列, 这样用户经历激活多于一个键或者激活错误键的险。这个问题通过传感器装置 而克服,其中用户对激活键的影响等级被测量并评估,以用于确定哪个键是用户 真正想要输入的。

背景技术

对于诸如计算机、移动电话以及音频/视频设备的具有控制输入能的电子 设备的使用,全球近几十年来得到了显著的发展。传统地,键盘或小键盘被用来 将数据和控制命令键入到所述电子设备上。辅助的输入装置包括操作杆或操作球 以及语音控制系统。从电子设备的数据输出主要由显示装置而提供,在其上图像、 文本和数字都可见。
已经做出大量的努力使得电子设备更为小巧,尤其对于便携式的使用,诸如 移动电话、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、mp3播放器等等。已经从电子 组件的小型化和更有效电池的开发中获得了很多的帮助。在移动通信中,通信系 统已经从模拟进化到数字,与此同时仅仅在二十年内通信终端的尺寸已经从公文 包的大小进化到今天的口袋大小的电话。仍是当今,移动电话已经变得越来越小, 并且尺寸已经成为终端消费者通常所考虑的重要因素。
关于移动电话以及便携式计算机和媒体播放器,终端用户有很多相互矛盾的 需求。基本上,设备应当尽可能地小巧和轻便。此外,还应当提供越来越先进的 功能,具有长时间的电力,并且具有用户友好的接口。然而,电子设备中仅有这 些空间,为了具有竞争力,必须仔细地封装所设计的元件。
近几年来,将触敏设备用作输入设备正迅速地增长。电子设备领域的趋势是 实现更大的显示器来充当数据输出接口,尤其是对于无线传输方案感兴趣,该方 案使得能够发射并呈现视频。此外,所述显示器也通常是触敏的并且充当数据输 入接口,优选地通过笔状的触针(stylus)来操作。触敏输入装置通常不需要再结 合输出装置而被使用,诸如在来自的iPOD MP3播放器中。该特定的现 有技术设备设计为具有环状的输入区域,用于通过移动与表面所接触手指来滚 动菜单。通过将环状表面划分为扇区部分,每个扇区部分都表示滚动功能中的一 个步骤。
触敏输入设备可以是例如通过电容性技术而工作,输入表面的特定部分包含 传导性材料的电极。当用户的手指接触或足够靠近电极时,电极的电容发生变化, 所述变化由电容传感电路所获得。还可以提供电阻的解决方案,使用弹性电极片 悬挂于刚性的电极片之上,并具有中间的结构垫片

发明内容

由于电子设备变得越来越小巧,在输入接口上用于提供多个键的可用空间变 得越来越小。在本发明的上下文中,用户接口的键意为能够由用户所激活的单独 区域或元件。这样,键可以是设计用来通过按压或简单的触摸而激活以输入的单 个元件。可替换地,键可以是触敏表面的特定区域,其中在特定区域所检测到的 触摸登记为键的激活。
紧凑电子设备领域中的一个趋势是减少键的数量。尤其是在例如mp3播放器 的例子中。然而,对于某些类型的电子设备,仍是期望用户输入接口能够具有多 个键。典型的情况是需要频繁输入文字和数字符号的电子设备,例如出于撰写文 档、发消息、互联网浏览和发电子邮件的目的。标准的移动电话用户接口包括 12个键,包含0-9,*和#。此外,每个键支持输入符号的可选择集,其中字母 ABC使用数字2键来输入,等等。由于显示器趋于不断增大地覆盖终端区域,剩 余的用于输入键的区域在不断减小,这也就意味着键的大小和/或键之间的距离 也在不断减小。由此增大了没有按压或者以其它方式激活想要键的风险。此外, 一些紧凑电子设备甚至包含更多的键,诸如全QWERTY键盘,或者类似的修正版 本。键大小以及键之间的空间则更为严峻。
由此,本发明的一个目标是提供用于电子设备的用户接口,诸如移动电话、 PDA、膝上型计算机和媒体播放器,其最小化了用户激活错误键的风险。
根据第一方面,该目标通过用于电子设备的用户接口而完成,包括:
-多个彼此邻近排列的键,每个键包含输入检测器,灵敏地检测用户激活;
-传感器,配置用于响应于每个键上感测到的用户导致影响的平而生成信 号;
-控制单元,配置用于比较由用户同时激活的多个键所生成的信号,并且基 于比较而确定所述多个键中的哪一个是用户选择用来输入的。
在一个实施方式中,传感器包括在每个键中的触敏元件以及检测电路,检测 电路配置用于生成取决于感测到的对键的用户导致接触的水平的信号。
在一个实施方式中,检测电路被配置用来生成信号,该信号取决于触敏元件 与和键接触应用的对象之间感测的阻抗。
在一个实施方式中,检测电路被配置用来生成信号,该信号取决于触敏元件 与和键接触应用的对象之间感测的电容。
在一个实施方式中,控制单元被配置用来确定用户已经选择了生成代表最高 电容的信号的键。
在一个实施方式中,检测电路被配置用来生成信号,该信号取决于触敏元件 与和键接触应用的对象之间感测的电阻。
在一个实施方式中,控制单元被配置用来确定用户已经选择了生成代表最低 电阻的信号的键。
在一个实施方式中,传感器包括在每个键中的光敏元件以及检测电路,检测 电路配置用于生成信号,该信号取决于感测到的光敏元件的用户导致的覆盖水 平。
在一个实施方式中,控制单元被配置用来确定用户已经选择了生成代表最大 覆盖范围的信号的键。
在一个实施方式中,传感器进一步包含光源,其中每个键中的光敏元件被配 置用来感测在覆盖光敏元件的表面上反射的源自光源的光。
在一个实施方式中,传感器包括在每个键中的压敏元件以及检测电路,检测 电路配置用于生成信号,该信号取决于感测到的对键的用户导致压力的水平。
在一个实施方式中,控制单元被配置用来确定用户已经选择了生成代表最大 压力的信号的键。
在一个实施方式中,输入检测器包含可通过按压键来操作的开关以及配置用 于检测用户激活的连接至开关的电路。
在一个实施方式中,输入检测器包含可通过触摸键的触敏元件来操作的开关 以及配置用于检测用户激活的连接至开关的电路。
在一个实施方式中,控制单元被配置用来确定在多个键中信号具有极值的那 个键为用户选择输入的键。
在一个实施方式中,控制单元被配置用来将用户输入信号发送至电子设备, 代表被确定为用户选择激活的键。
根据第二方面,本发明涉及电子设备的接口,包括:
-多个彼此邻近排列的键,每个键包含输入检测器,灵敏地检测用户激活;
-每个键中的触敏元件,被配置用于响应于感测到的每个键和触摸该键的用 户之间接触的水平而生成信号;
-控制单元,配置用来比较由用户同时激活的多个键所生成的信号,并且基 于比较而确定所述多个键中的哪一个是用户选择用来输入的。
根据第三方面,本发明涉及电子设备的接口,包括:
-多个彼此邻近排列的键,每个键包含输入检测器,灵敏地检测用户激活;
-每个键中的光敏元件,被配置用于响应于感测到的每个键的用户覆盖水平 而生成信号;
-控制单元,配置用来比较由用户同时激活的多个键所生成的信号,并且基 于比较而确定所述多个键中的哪一个是用户选择用来输入的。
根据第四方面,本发明涉及电子设备的接口,包括:
-多个彼此邻近排列的键,每个键包含输入检测器,灵敏地检测用户激活;
-每个键中的压敏元件,被配置用于响应于感测到的键上用户所应用的按压 的水平而生成信号;
-控制单元,配置用来比较由用户同时激活的多个键所生成的信号,并且基 于比较而确定所述多个键中的哪一个是用户选择用来输入的。
根据第五方面,本发明涉及用于操作电子设备用户接口的方法,包括:
-检测对彼此邻近排列的多个键的同时的用户激活;
-响应于感测到的在多个键的每一个上用户导致影响的水平而生成信号;
-比较由用户同时激活的多个键所生成的信号;
-基于比较而确定所述多个键中的哪一个是用户选择用来输入的。
在一个实施方式中,所述方法包括步骤:
-比较所生成信号的幅度水平,每个键的幅度水平代表用户与键之间的接触 水平。
在一个实施方式中,所述方法包括步骤:
-比较所生成信号的幅度水平,每个键的幅度水平代表键上用户的覆盖水平。
附图简要描述
将参考优选实施方式更为详细地描述本发明,该优选实施方式仅通过示例的 方式给出以及在附图中图示,其中:
图1示意性图示了移动电话形式的电子设备,包含多个键的输入接口被排列 于其上,用于用户通过按压或触摸而输入;
图2示意性图示了构成电子设备用户接口的键盘的一部分,并且示意性指示 了多个键如何受到用户的影响;
图3示意性图示了图2中所图示的每个键响应于用户影响水平所生成的信 号;
图4示意性图示了输入接口键的实施方式,包含传感器,配置用来电子地或 光学地感测键上的用户导致影响的水平;
图5示意性图示了可选择的实施方式,其中每个键包含多个传感器元件,每 个都能感测用户导致影响的存在;
图6示意性图示了用户接口键的光学解决方案,被配置用于通过确定遮蔽键 的程度而感测用户导致影响的水平;
图7示意性图示了用户接口键的另一个光学解决方案,被配置用于感测来自 相对或邻近于键保持的用户或其它对象的反射光的水平;
图8示意性图示了输入接口键的实施方式,包含开关,可通过按压键而操作 用于检测用户的输入激活,以及光学传感器,用于检测键上用户导致影响的程度;
图9示意性图示了输入接口键的实施方式,包含开关,可通过触摸键的触敏 元件而操作用于检测用户的输入激活,其中触敏元件还响应于感测键上用户导致 影响的程度;
图10示意性图示了输入接口键的实施方式,包含开关,可通过按压键而操 作用于检测用户的输入激活,以及压力传感器,用于检测键上用户导致影响的程 度。
优选实施方式的详细描述
本发明涉及电子设备输入接口的领域,诸如数据通信和处理设备、无线电通 信终端、数字照相机、可携式摄像机、游戏控制板和媒体播放器。本公开中所提 及的电子设备包含了所有设计用来与无线电站进行无线电通信的移动设备,其中 无线电站还可以是移动终端或者例如是固定的基站。从而,术语终端包含了数据 通信设备,诸如移动电话、寻呼机、发报器、电子组织器、智能电话、PDA(个 人数字助理)和DECT终端(数字增强无绳电话)。本发明还可应用于计算机,例 如膝上型计算机,其也被包含在此处所使用的电子设备中。尽管本发明尤其适合 于便携式设备,其中低重量和小尺寸是相关的参数,本发明还可以同样很好地被 包含于固定的设备,诸如桌上电脑、有线电话、高保真设备等等。此外,还应当 强调的是在本说明书以及所附的权利要求中所使用的术语包含或包括是指包含 特征、元件或步骤,而绝不能解释为排除那些清楚规定的特征、元件或步骤之外 的其它特征、元件或步骤的存在。
现在将参考附图描述优选实施方式。
图1图示了移动通信终端10形式的电子设备,诸如移动电话。终端10包含 外壳11、包含小键盘或键盘12和显示器13的用户接口。典型地,终端10还包 括包含麦克风和扬声器的音频接口、无线电收发电路、天线、电池和用于无线电 通信的包含关联软件和数据存储器微处理器系统,所有都包含在外壳11内部。 如所指的终端的特定功能和设计对于本发明不是很重要,因此不再更为详细地描 述。图1中的终端具有标准输入接口,包含数字0-9,*和#以及包含导航工具的 多个控制键。如图1所示的输入接口中的键布局可能非常密集,在每两个相邻的 键之间只有很少或者没有空间。以下更为详细描述的发明有利地整合在图1的用 户接口中。然而,下述描述注重于在电子设备中广泛使用的传统打字机类型的键 盘,作为图1所示的普通字母数字小键盘的可选择替代,或者作为附加小键盘, 诸如在索尼爱立信P910i中。电子设备10的输入接口被配置用来通过适用手指 14或者例如触针(未示出)而操作。
标准打字机类型键盘或QWERTY键盘,键可以以直线行和列排列,或者键的 每一行相对于下一行略微移动。图2图示了多个键,所述键在QWERTY键盘通常 所包含的多个键之内。此外,椭圆形的线条示意性地图示出放置于键盘键的用户 指尖。现在由于与键大小和键之间的空间相比的指尖相对大小,多于一个的键将 被触摸或至少被覆盖。根据本发明,键盘的每个键包含输入检测器灵敏地来检测 用户激活。输入检测器可以是例如开关,可以根据已制定的技术通过按压而操作。 可选择地,输入检测器可以包含触敏元件,其可以是电容性或电阻性的。在这种 情形下,对于登记输入所必需的激活仅仅是接触,或者在电阻触敏元件的情形下 是轻微按压。除输入检测器之外,每个键包含或者使用传感器,配置用来响应于 感测到的每个键上的用户导致影响的水平而生成信号。如下面将描述的,该传感 器功能可以采用与输入检测器相同的检测器,或者是独立传感器元件或多个元 件。尽管在输入检测器和传感器之间存在功能性差异。然而输入检测器登记激活 或无激活,除了没有影响之外,传感器被设计用来登记每个键上至少两个影响的 水平。在一些实施方式中,如下面将描述的,传感器适合于在0到100%的水平 之间以连续度量或步进式度量感测用户对每个键的覆盖水平或者接触水平。在另 一个实施方式中,应用于键的压力水平由传感器来测量。
因此,本发明的输入接口检测多个键上的输入,并且还被配置于检测用户影 响键的程度,在所述键上已检测到输入。这在图3中的示例性图表中图示了,其 对应于图2的场景。每列代表从每个键所生成的信号水平,标注有对应符号 E,R,S,D,F,X和C。如图2中可见,用户已经几乎覆盖键D的全部区域,除了键 F之外的相邻键的一部分。包含在键D中的传感器操作以响应于键D的覆盖程度 而生成具有特性的信号。在图3中,从键D中的传感器所生成的信号具有代表键 D的区域的覆盖水平的幅度,其接近于虚线所指示的100%覆盖水平。然而,当用 户按压键D,键S和X也被意外按下。可以对每个键所感测的影响的水平由此也 对于检测到输入的键S和X感测。从这两个键所生成的相应信号也如图3所示, 其中信号的幅度代表所讨论的键,以及对应于键所覆盖的区域部分。仅是为了指 示覆盖感测机制的功能,对于图2中图示的所有键指示影响的水平。然而,仅涉 及确定已检测到输入的键的影响水平,其是在图3中已标注出的那些。
基于所生成的代表检测到输入的键之上的影响水平的信号,在控制单元中进 行比较,控制单元典型地是运行应用软件程序的微处理器系统。控制单元被配置 用来比较由用户同时激活的键所生成的信号,在这里是S,D和X,从而确定哪一 个是用户选择的输入。
在优选实施方式中,所生成的信号具有最大幅度的那个键被确定为是由用户 想要激活的键。控制单元然后被配置为将仅代表键D输入的信号传送至输入控制 单元。通过本发明,键盘上多于一个键的意外同时激活由此被过滤和分析,这样 仅有一个键的输入被确定。
应当注意的是,根据本发明配置的接口中的键,例如如图1或2中图示的, 并不需要是物理分离的键。在可选择实施方式中,表示如图2所示的键的区域也 可以是触敏显示器上的显示区域。此外,触敏元件也可以采用在具有分离键的实 施方式中,用于检测输入或者感测键上的影响程度,或两者皆是。
图4示意性图示了包含传感器的键40。如所提及的,尽管键40被图示为典 型的物理按钮键,传感器实际上可以构成较大触敏表面的定义的表面区域。在图 4的实施方式中,传感器包含键40上表面的触敏元件41,耦合至检测电路(未 示出)。检测电路被配置用来生成信号,该信号取决于感测到的到键的用户导致 接触的水平。接触可以使用指尖而实现,或者通过使用触针。然而,当使用触针 时,其通常很少有意外击中多于一个键的情形,由此图4的实施方式描述的是由 用户的指尖所激活。图4中的虚线部分代表影响的部分,即元件41的触摸部分。 在一个实施方式中,检测电路被配置用来生成信号,所述信号取决于触敏元件 41和与用来与键接触的对象(在这种情况下是指尖)之间感测到的阻抗。实际 中,有很多不同的方式来创建触敏性。然而图4示出了一个实施方式,其中传感 器所感测的电容与元件41的触摸部分的表面区域成比例。由此,触摸的区域越 大,由检测电路所生成的信号越强。可选择地,相反的关系也存在,当触摸的区 域增加时信号减小。这纯粹是电子电路设计的问题,而这个选择与本发明无关。 另一个实施方式可以采用电阻触敏元件41,例如包含两个靠近的悬浮薄片,带 有垂直的导线,被放置为一旦压下元件41则彼此在不同的点接触。在两个薄片 之间所建立的连接然后例如被合并以添加到流过薄片的总电流,该电流由检测电 路所测量。
图5示出了可选择实施方式的键50,包括传感器。传感器在键50的上表面 上包含触敏元件51,耦合至检测电路(未示出)。然而,在这个实施方式中,触 敏元件51包含多个像素片段52,能够独立地感测例如用户指尖、触针或其它 对象的接触。在这个实施方式的优选版本中,每个片段52具有二进制模式函数, 意味着其要么感测到接触要么没有感测到接触。然而,通过合并每个片段52的 状态信息,检测电路被配置为生成具有一个水平的信号,所述水平取决于感测到 与键接触的片段的数量。虚线的片段代表感测到接触的片段,即元件51的触摸 的部分。如上,触摸的灵敏性可以是电容性的或电阻性的,且所生成的信号具有 随感测到接触的片段52的数量增大或减小的水平。
图6图示了本发明的实施方式,其中用于感测键上用户导致的影响的传感器 是光传感器。每个光传感器包含每个键中的光敏元件以及检测电路,检测电路被 配置为生成信号,所述信号取决于感测到的光敏元件的用户导致覆盖的水平。图 中示意性地图示了了三个相邻的键61-63。诸如指尖的用户控制对象64在键盘 之上保持,主要是中间的键62上,也有一点在左边的键61上。在每个键之下是 分离的光传感器65-67,诸如大量的光电二极管(photo diode)。键的支撑表面 68同样也被示出。在这个实施方式中,使得每个键对进入的光敏感,如图中的 箭头所示例。在优选实施方式中,光传感器是窄带传感器,这样它们对预定的波 长范围敏感,优选地在可见光的区域。由此键由对于所选择的波长范围透明的材 料制成。然而,对象64为光传感器遮蔽了进入的光,光由连接至传感器66的光 敏元件的检测电路所读取。另一方面,传感器65和67仍然暴露在光之下,由此 将产生不同的信号水平。该附图当然是高度示意性的,在实际中光传感器将不仅 感测到如箭头所示的以直进入的光。这意味着,对象64的遮蔽因子实际上并 不是如图中所示的二进制。替代地,图6中的场景将导致光传感器66的检测电 路生成最低的信号水平,但是至少能够感测到从环境所散射的一些光。传感器 65将将接收更多的光,对于键61由此将生成比键62更高水平的信号。然而, 键63被最少覆盖或遮蔽,传感器67的检测电路将由此生成最高的信号。如果当 如图6中的对象64所表示的用户旨在激活键62,还同时激活了键61,可能还激 活了键63,由光传感器65-67的检测电路所生成的信号将指示键62是用户最有 可能想要输入的键。来自不同传感器65-67的信号之间的比较由控制单元69所 执行,然后其将仅代表键62的输入的信号传送至输入控制电路(未示出)。
图7图示了可选择实施方式,同样利用了光传感器。再次,每个光传感器包 含在每个键中的光敏元件以及检测电路,检测电路被配置为生成信号,所述信号 取决于感测到的光敏元件的用户导致覆盖的水平。然而在这个实施方式中还包含 了光源。排列在每个键中的传感器的光敏元件被配置为感测从光源而来并在覆盖 光敏元件的表面之上反射的光。由此,光传感器优选地对光源所发射的波长敏感。 此外,键由对于所选择的波长范围透明的材料制成。波长或波长范围可以是可见 光、紫外线或红外线。图中示出了三个相邻的键71-73。诸如指尖的用户控制对 象74保持在键盘之上,主要是在中间的键72上。在每个键之下是分离的光传感 器75-77,诸如大量的光电二极管。键的支撑表面78携带有光源70,被配置为 从用户输入放射出光。光可以用作用户输入的背景光,光源70可以是例如聚合 物发光二极管PLED或者有机发光二极管OLED。PLED或OLED是在近几年都有很 大的发展的背光、照明和显示技术,其包含聚合体薄层,优选地是不掺杂的共轭 聚合体,被夹在阴极阳极之间。当暴露于电下时,聚合物层放射光。当电子 e-和孔穴h+通过由DC驱动单元所提供的偏置电压而分别从阴极和阳极注入到一 个或多个分子聚合物层时,两种类型的载体彼此朝对方移动,并且它们的一部分 重组以形成光放射。来自光源70的光以所有的角度放射,而并非以图中出于简 化目的而用箭头所指示的直角。当对象74如指示的被保持,从光源70发出的光 将在对象74的表面上反射,而且某个数量的反射光将击中传感器76的光敏元件, 由此感测键72上的用户导致影响。理论上,撞击在对象74上的光也可以反射至 传感器75和77。然而,视场(FOV)限制机制优选地并入到每个光传感器75-77 中,这样只有在预定的FOV中的光能被检测到。所述限制机制可以简单地为圆柱 管、光敏元件被置于管底。圆柱壁将阻止角度超过FOV的光抵达光敏元件。另一 个选择是,将透镜放置于光敏元件之上。不考虑特定的方案,光传感器75-77 被配置以感测光,尤其是由放置在键71-73之上或靠近于键71-73的对象所反射 的光。反射对象74的位置,即覆盖各自键的程度,确定了反射回传感器75-77 的光的数量。进入的光越多,由检测电路所生成的信号越高,所述检测电路连接 至所讨论的传感器的光敏元件。在图7所示的例子中,对于中间的键72生成最 强的信号,对于键71是较弱的信号,对于键73是更弱信号或者完全没有信号。 来自环境光源或太阳或是通过键的表层的反射,有一些光基本上总能被检测到。 由此,优选地,用于检测真实的用户导致影响的限函数被包含在检测电路中。 如果,当图7中对象74所表示的用户想要激活键72,还同时激活了键71和可 能还激活了键73,由连接至光传感器75-77的检测电路所生成的信号将指示键 72是用户最有可能想要输入的那一个。控制单元79由此将仅代表键72输入的 信号传送至输入控制电路(未示出)。
在另一个可选择实施方式中,未示出,每个键可以包含多个与图5的触敏元 件相对应的光敏元件。
图4-7的实施方式仅参考传感器的功能而描述,所述传感器用于检测用户导 致影响的水平或程度,但是不检测用户的激活。图8-10图示了三个不同的实施 方式,并且示出了用户输入检测功能和感测用户导致影响的水平的功能这两者。 图8-10的图表仅是示意性的,但是有助于理解相同或不同的灵敏性元件如何能 够用于感测影响水平的输入检测器和传感器。
图8示出了根据本发明实施方式而配置的用户输入接口的键81。键81是按 钮类型的键,通过弹簧82而示意性地示出,被偏置以分离接触元件83、84。键 的顶端部分85可以关于例如承载在PCB上的支持部分移位。顶端部分85对于预 定波长范围的光透明,如箭头所示,并承载有光敏元件86。出于同样的简化目 的,公共电路单元87被图示为包含用于执行发明所需要的不同电路,尽管他们 在实际中可能是分离的电路。首先,输入检测器电路被包含在电路单元87中, 能够检测接触元件83、84之间的接触,由此灵敏地检测用户激活。与光敏元件 86相耦合的检测电路也包含在电路单元87中,一起构成传感器,被配置用来响 应于在键81上感测到的用户导致影响的水平而生成信号。导线88将电路单元 87连接至控制单元89,还连接至公共键盘的其它键。导线88可以是并行导线, 包含一个连接器导线用于发射指示所检测输入的信号,以及一个所生成的信号以 反映感测到的用户导致影响的水平。可选择地,导线88可以是单个导线,用于 与控制单元89串行通信。控制单元89被配置用于比较对于检测到同时由用户激 活的多个键而生成的信号,以及基于比较而确定所述多个键中的哪一个是用户选 择的输入。典型地,所确定的用户选择的键是根据预定的准则登记了最大或最小 信号水平值的键。如果光敏元件86被配置为感测遮蔽键的程度,最小信号值典 型地代表用户所选择的键。另一方面,如果光源也在键81之下被包括,如图7 所示,最大信号水平典型地代表用户所选择的键。
图9示出了用户输入接口的键91,根据本发明的另一个实施方式而配置。 键91是触敏类型的键,带有支持结构,例如PCB。键91通过不可移位的键表面 而示意性示出,触敏元件92被放置在其上。如所提及的,触敏元件92可以被配 置为通过借助于包含在电路单元93内部的电路以登记电容或电阻的改变而检测 输入。此外,触敏元件92还用于传感器,传感器配置用于响应于在键91上所感 测到的用户导致影响的水平而生成信号。出于这个目的,电路单元93还包含耦 合至触敏元件92的检测电路。可以参考图4和图5的描述而设计传感器的功能, 以用于响应于感测到的用户导致影响的水平而生成信号。导线94将电路单元93 连接至控制单元95,还连接至公共键盘的其它键。控制单元95被配置以比较对 于检测到同时被用户激活的多个键而生成的信号,以及基于比较而确定所述多个 键中的哪一个是用户选择的输入。典型地,所确定的用户选择的键是根据预定的 准则登记了最大或最小信号水平值的键。
图10示出了根据本发明的另一个实施方式而配置的用户输入接口的键101。 键101是按钮类型的键,通过弹簧102而示意性地示出,被偏置以分离接触元件 103、104。键的顶端部分105可以关于例如承载在PCB上的支持部分移位。输入 检测器电路被包含在电路单元107中,能够检测接触元件103、104之间的接触, 由此灵敏地检测用户激活。压力感测元件106也承载在顶端部分105,或者可选 择地在支持部分中。压力感测元件106被配置以检测在键101的顶端部分105 所应用的压力,以及可以例如包含压电元件。与压敏元件106相耦合的检测电路 也包含在电路单元107中,一起构成传感器,传感器配置用来响应于在键101 上感测到的用户导致影响的水平而生成信号。导线108将电路单元107连接至控 制单元109,还连接至公共键盘的其它键。对于参考图8所描述的实施方式,导 线88可以是串行导线或并行导线。控制单元109被配置以比较对于检测到同时 被用户激活的多个键而生成的信号,以及基于比较而确定所述多个键中的哪一个 是用户选择的输入。典型地,所确定的用户选择的键是根据预定的准则登记了最 大或最小信号水平值的键。
图8-10所示的实施方式旨在图示实现本发明的三个合理方式,此刻图9的 实施方式看来是代表执行本发明的最佳模式。然而,应到认识到,对于使用触敏 或电接触来检测输入以及使用光解决方案、触敏电容或电阻解决方案或压力感测 解决方案来感测键上的用户导致影响的水平这两者都描述了不同的配置以及操 作方法。此外,所提出的任何用于检测输入的解决方案可以与所提出的任何用于 感测用户导致影响的水平的解决方案相组合,以创建解决方案用于克服在仅有一 个键要被激活的情况下,同时的键激活这一问题。
前面已经描述了本发明的原理、优选实施方式以及操作模式。然而,本发明 不应当被解释为局限于上述讨论的特定实施方式,上述特定实施方式应当被认为 是示例性的,而非限制性的,并且可以预期本领域技术人员可以对这些实施方式 作出多种变化而不脱离如所附的权利要求所限定的本发明的保护范围。
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