專利名稱：用于輸入信息的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按照權(quán)利要求1的前序部分的特征所述的、用于輸入信息的裝置。
對圖形表面的操作大多不是直接進(jìn)行，而是通過另一個(gè)輸入輔助工具、例如所謂的鼠標(biāo)進(jìn)行。鼠標(biāo)相對于表面移動(dòng)，檢測該運(yùn)動(dòng)并轉(zhuǎn)換為指示單元、例如屏幕上游標(biāo)單元(Cursor光標(biāo))的移動(dòng)。例如通過安裝在鼠標(biāo)底面的、活動(dòng)地放置的球體來實(shí)現(xiàn)對鼠標(biāo)運(yùn)動(dòng)的檢測，該球體的運(yùn)動(dòng)通過鼠標(biāo)內(nèi)部的機(jī)械的或/和光學(xué)的傳感器元件來檢測。利用安裝在鼠標(biāo)上的按鍵來選擇特定的功能、例如打開文件，例如通過按鍵來點(diǎn)擊對象(文件)。
對于移動(dòng)設(shè)備來說，不適合使用分離的鼠標(biāo)作為控制單元，而適合集成該控制單元。在膝上型電腦的情況下，經(jīng)常使用位于鍵盤附近的、可旋轉(zhuǎn)放置的球體(軌跡球)作為控制單元。該軌跡球提供了一種可能性，即通過機(jī)械的和/或光學(xué)的傳感器接收該軌跡球的運(yùn)動(dòng)并作為輸入信號進(jìn)行處理，以便自由定位或控制游標(biāo)單元(光標(biāo))。這些傳感器大多位于放置球體的夾具范圍內(nèi)。
這里，類似于計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)，使用一個(gè)或多個(gè)附加的按鍵以用于確認(rèn)功能或諸如此類的，這些按鍵構(gòu)成為單獨(dú)的、空間上與軌跡球分離的按鍵。
其缺點(diǎn)是通過該單獨(dú)的布置增大了整個(gè)輸入元件的面積或體積。此外在沒有直接的視覺接觸情況下，操作困難，因?yàn)橛脩舯仨汓c(diǎn)擊各個(gè)按鍵。例如為了調(diào)用功能，還必須操作幾個(gè)不同的輸入元件、例如軌跡球和附加的按鍵元件。
因此本發(fā)明的任務(wù)是給出一種輸入元件，該輸入元件只占用少量的空間或面積，而且可以簡單地進(jìn)行操作。
根據(jù)本發(fā)明，輸入元件被構(gòu)造為在相應(yīng)的裝置中不僅可以移動(dòng)而且還可以變形。通過該輸入元件的移動(dòng)可以使指示單元上的游標(biāo)單元移動(dòng)。通過該輸入元件的變形來選擇例如點(diǎn)擊用戶界面上的按鈕(Button)的功能。即通過該輸入元件的變形來操縱開關(guān)元件，經(jīng)該開關(guān)元件產(chǎn)生相應(yīng)的控制指令或者將相應(yīng)的控制指令傳輸?shù)街甘締卧?。該開關(guān)元件例如位于夾具范圍內(nèi)，通過該夾具固定輸入元件。
使用這種輸入元件是直觀的，因此例如即使在沒有視覺接觸的情況下也可以輸入信息。
在一個(gè)有利的擴(kuò)展方案中，該輸入元件可多次變形，其中不同的變形觸發(fā)不同的開關(guān)元件以及因此觸發(fā)指示單元上的不同功能。
在另一個(gè)擴(kuò)展方案中，該輸入元件被構(gòu)造為球形，并且優(yōu)選地具有一個(gè)外殼，該外殼填滿了可變形的物質(zhì)、例如凝膠。
本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)和擴(kuò)展方案將借助附圖來講述。
其中

圖1a-1c示出了可變形的輸入元件的操作，以及圖2a-2c示出了便攜式設(shè)備中輸入元件的布置和操作。
在圖1a中可以看到作為輸入元件的軌跡球10。其位于夾具12中，在該夾具中有例如被構(gòu)造為觸點(diǎn)的開關(guān)元件14。該軌跡球10被構(gòu)造為可變形的球體。例如通過液態(tài)的、凍膠類的物質(zhì)來實(shí)現(xiàn)該軌跡球，該物質(zhì)被有彈性的薄膜所包圍。因此該軌跡球10可以通過外部的壓力作用輕微地變形。在沒有變形的狀態(tài)下，該軌跡球10為球形，因此可以在不同的旋轉(zhuǎn)方向16上自由滾動(dòng)，其中該滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)例如通過普通的電磁傳感器和/或光學(xué)傳感器來檢測，并且被用于指示單元上游標(biāo)單元的自由定位。
在圖1b中可以看到在沒有變形的狀態(tài)下以及在變形狀態(tài)18下的軌跡球10。變形方向20通過一個(gè)箭頭來表示。在軌跡球的變形狀態(tài)18下，通過軌跡球來控制開關(guān)元件14。這時(shí)，對該開關(guān)元件的控制觸發(fā)了指示單元上的特定功能。在此例如涉及開關(guān)的選擇，也就是說例如按所謂的按鈕。因此在這種軌跡球10的情況下，可以只用一個(gè)輸入元件來實(shí)現(xiàn)游標(biāo)單元的定位功能(光標(biāo)定位)和功能選擇(例如按按鈕)。對軌跡球10的操作是直觀的，并且不需要操作鄰近的按鍵來確認(rèn)功能。因此這種輸入元件尤其適用于與輸入元件沒有視覺接觸的應(yīng)用情況。
可以任意地布置包圍軌跡球10的薄膜表面，以便例如提高抓著力。
開關(guān)元件14可以是觸點(diǎn)或微開關(guān)元件。此外裝設(shè)壓敏元件、例如所謂的FSR傳感器(FSRForce Sensitive Resistor壓敏電阻器)以作為開關(guān)元件。由此可以檢測作為模擬值的軌跡球10上的各個(gè)壓強(qiáng)，并且該模擬值可被用作為附加的控制信息。這在游戲中特別有用。為了更好地控制在軌跡球10上施加多大的壓力，還可以通過電磁效應(yīng)器附加地產(chǎn)生反作用力。因此例如在變形更厲害時(shí)，壓力增大，由此用戶可以更精確地估計(jì)其目前對軌跡球10施加的壓力。
在圖1c中可以看到在沒有變形和變形狀態(tài)下的軌跡球。在壓力方向22上的壓力作用下，軌跡球10在變形方向20上產(chǎn)生變形。與在沒有變形的狀態(tài)26下相比，軌跡球在變形狀態(tài)18下在平面圖中具有更大的中心周長24，因此用這種方法建立到開關(guān)元件14的觸點(diǎn)。
此外，可以通過不同的變形程度來觸發(fā)指示單元上的不同功能。為此，在夾具12中安裝了多個(gè)開關(guān)元件14，根據(jù)變形軸20方向上的變形程度單獨(dú)地或以組合的形式來操縱該開關(guān)元件。
不同的變形也可以通過不同的壓力方向來實(shí)現(xiàn)，例如垂直于夾具12的壓力方向20導(dǎo)致軌跡球被“壓扁”，以及與此垂直的壓力方向、即基本平行于夾具表面的壓力方向例如通過夾住軌跡球來實(shí)現(xiàn)并且引起“長度變形”。
在圖2中可以看到一個(gè)具有輸入元件的裝置的擴(kuò)展方案，其較好地適用于移動(dòng)設(shè)備。圖2a中的軌跡球10處于夾具12中，其與形成的手持區(qū)域28一起構(gòu)成輸入裝置30。按人體工程學(xué)構(gòu)成該手持區(qū)域28，因此其很好地位于手中，并且如圖2b所示，軌跡球10在壓力方向22上可以很容易地被壓縮。
在圖2c中可以看到輸入裝置30的一個(gè)擴(kuò)展方案，在該輸入裝置中軌跡球10部分裸露。在這種情況下，也可以通過將該輸入裝置30按壓在墊子、例如桌面上來對軌跡球10施加壓力。
當(dāng)然，本發(fā)明并不局限于所舉的例子，而是包含大量的在此沒有描述的其他實(shí)施方案。在此，尤其涉及其他例如通過彈性材料或氣體或液態(tài)來實(shí)現(xiàn)輸入元件的可變形性；還可以規(guī)定輸入單元的形狀偏離于球形或不同于球形、例如桿形(Stick)。但是根據(jù)給出的信息，技術(shù)人員可以很容易地在實(shí)踐中實(shí)現(xiàn)這些其他的擴(kuò)展方案。
參考符號列表10軌跡球12夾具14開關(guān)元件16旋轉(zhuǎn)方向18變形狀態(tài)下的軌跡球20變形方向22壓力方向24變形狀態(tài)下的中心周長26中心周長28手持區(qū)域30輸入裝置
權(quán)利要求
1.用于控制指示單元的具有輸入元件(10)的裝置(30)，-借助于所述裝置，所述指示單元上的游標(biāo)單元可以移動(dòng)，以及-所述輸入元件(10)相對于參考面的運(yùn)動(dòng)借助于運(yùn)動(dòng)檢測單元來檢測，其特征在于，-所述輸入元件(10)被構(gòu)造成是可變形的，以及-在所述輸入元件(10)的變形狀態(tài)下，可以操縱開關(guān)元件(14)，-通過所述開關(guān)元件可以控制所述指示單元上的功能。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述輸入元件(10)被放置在夾具(12)中。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述輸入元件(10)可用至少兩種不同的方式產(chǎn)生變形，并且可以按照變形的方式來操縱不同的開關(guān)元件(14)以設(shè)置所述指示單元上的不同功能。
4.如上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，所述輸入元件(10)被布置為球形或橢圓形。
5.如上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，所述輸入元件(10)具有一個(gè)由可變形的材料構(gòu)成的封閉外殼，在所述外殼中包含可變形的物質(zhì)。
6.如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，所述物質(zhì)為氣態(tài)或液態(tài)。
全文摘要
用于控制指示單元的具有輸入元件(10)的裝置(30)，借助于該裝置，所述指示單元上的游標(biāo)單元可以移動(dòng)，以及所述輸入元件(10)相對于參考面的運(yùn)動(dòng)借助于運(yùn)動(dòng)檢測單元來檢測，其特征在于，所述輸入元件(10)被構(gòu)造成是可變形的，并且在所述輸入元件(10)的變形狀態(tài)下，可以操縱開關(guān)元件(14)，通過所述開關(guān)元件可以控制所述指示單元上的功能。
文檔編號G06F3/0354GK1623135SQ03802800
公開日2005年6月1日 申請日期2003年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年1月28日
發(fā)明者K·施塔爾伯格, B·霍爾茨奧夫德黑德 申請人:西門子公司