專利名稱：用于手持式裝置的觸摸板的制作方法
技術領域：
本發明一般地涉及具有觸摸板的媒體重放機。更具體地說，本發明涉 及改進的觸摸板。
背景技術：
現在已經存在許多類型的輸入裝置，用以完成消費電子裝置上的操 作。這些操作對應于移動光標和在顯示屏上作出選擇。舉例來說，輸入裝 置可以包括按鈕、開關、鍵盤、鼠標、軌跡球、觸摸板、游戲棒、觸摸屏 等。這些裝置中的每一種都有其優點和缺點，在設計消費電子裝置時都要 考慮。在手持式計算裝置上，輸入裝置一般從按鈕和開關中選擇。按鈕和 開關一般在性質上是機械的，在光標移動(或選擇器)和作出選擇上提供 有限的控制。例如，它們一般專門用來在特定方向上移動光標(例如，箭 頭鍵)或作出特定的選擇(例如回車、刪除、數字等)。在手持式個人數 字助理(PDA)的情況下，輸入裝置傾向于采用觸摸敏感的顯示屏。利用 觸摸屏時，用戶利用鐵筆或手指直接指點屏幕上的對象，在顯示屏上作出 選擇。
在諸如膝上計算機等便攜式計算裝置中，輸入裝置一般是觸摸板。采 用觸摸板，手指沿著觸摸板的表面移動時，輸入裝置(亦即，光標)的運 動對應于用戶手指(或鐵筆)的相對運動。當檢測到在觸摸板表面上的一 次或多次輕敲(tap)時，觸摸板也可以在顯示屏上作出選擇。在某些情況 下，觸摸板的任何部分都可以輕敲，而在另外一些情況下，觸摸板的專用 部分可以輕敲。在諸如臺式計算機等靜止裝置中，輸入裝置一般從鼠標和
軌跡球中選擇。采用鼠標時，輸入裝置的移動對應于用戶沿著表面移動時 鼠標的相對運動。采用軌跡球時，輸入裝置的相對運動對應于用戶轉動球 座內的球時球的相對運動。鼠標和軌跡球一般都包括一個或多個按鈕，用 以在顯示屏上作出選擇。
除了允許輸入指針的運動和選擇外，對于呈現在顯示屏上的用戶圖形 接口 (GUI)，輸入裝置也可以允許用戶在水平或垂直方向上在滾動條上 滾動。例如，鼠標可以包括滾動輪，它可以讓用戶簡單地向前或向后滾動 滾動輪來完成巻屏動作。另外，觸摸板可以提供專用的作用區，當用戶將
其手指在x和y方向線性掃過作用區時，它便完成巻屏。兩個裝置都可以 通過作為GUI—部分的水平和垂直滾動條部分實現巻屏。利用這一技術， 把輸入指針定位在想要的滾動條上，選擇要求的滾動條，通過在y方向上 (向前和向后)移動鼠標或手指，實現垂直巻屏，或在x方向上(向左或向右)實現水平巻屏。
對于觸摸板、鼠標和軌跡球，笛卡爾坐標系用來分別監視手指、鼠標和軌跡球移動時的位置。笛卡爾坐標系一般定義為二維坐標系(x、 y)， 其中點(例如，手指、鼠標或軌跡球的位置)的坐標是它離兩個交叉的往 往是垂直的直線的距離，沿著彼此平行的直線測量的距離。例如，可以監 視鼠標、軌跡球和手指的x、 y位置。然后相應地用所述x、 y位置定位和 移動顯示屏上的輸入指針。
為了把觸摸板做得更精巧，觸摸板一般都有一個或多個傳感器，用以 檢測手指的接近。這些傳感器散布在觸摸板上，每個傳感器代表一個x、 y 位置。在大部分情況下，傳感器排列成列和行的網格。于是，當手指在觸 摸板內跨越傳感器的網格而移動時，便產生控制指針裝置在顯示屏上的 x、 y運動的特定的x、 y位置信號。為了簡明起見，其余的討論將就電容 傳感技術進行。但應指出，其他技術也有類似特征。
電容傳感觸摸板一般包含幾層材料。例如，觸摸板可以包括保護屏、 一個或多個電極層和電路板。保護屏一般覆蓋電極層，而電極層一般位于 電路板的正面。如一般眾所周知的，保護屏是觸摸板上用戶觸摸的部分， 用以實現顯示屏上光標的移動。另一方面，當用戶手指在保護屏上停下或
移動時，電極層用來解釋用戶手指的X、 y位置。電極一般包括多個電 極，它們定位在形成網格陣列的行和列上。行和列一般都以笛卡爾坐標系
為基礎，因而行和列對應于x和y方向。
觸摸板也可以包括電子線路，用以檢測與這些電極相關的信號、例如 檢測電子線路可以是適合于檢測手指移過網格時每一個電極上電容的變 化。檢測電子線路一般位于電路板的背面。例如，檢測電子線路可以包括
專用集成電路(ASIC)，后者配置成可以測量每個電極上的電容量，并根 據每個電極上的電容計算出手指的移動位置。ASIC還可以配置成可以向 計算裝置報告這一信息。
參見圖1,現將更詳細地描述觸摸屏2。觸摸板2 —般有一個小的矩 形區域，后者包括保護屏4和定位在保護屏層4下面的多個電極6。為了 便于討論，已經摘去保護屏層4，以便顯示電極6。每個電極6代表不同 的x， y位置，在一種配置中，隨著手指8接近電極網格6，在手指8和接 近手指8的電極6之間形成微小電容。電路板和檢測電子線路測量電容 量，并產生一個與激活的電極14對應的x、 y輸入信號10。 x、 y輸入信號 IO被送到具有顯示屏14的主機裝置12。 x、 y輸入信號IO用來控制光標 16在顯示屏14上的移動。如圖所示，輸入指針沿著與檢測到的手指的運 動類似的x、 y方向移動。
發明內容
在一個實施例中，本發明涉及一種觸摸板組件。觸摸板組件包括觸摸 板，所述觸摸板具有表面和配置為把所述觸摸板表面映射成傳感器自然坐 標的一個或多個傳感器。觸摸板組件還包括控制器，所述控制器配置為定 義一個或多個與所述觸摸板的表面相關的邏輯裝置單元，從所述一個或多 個傳感器接收與所述傳感器自然坐標相關聯的自然值，把與所述傳感器自 然坐標相關的自然值調整為與所述邏輯裝置單元相關的新值，并把所述新 值報告主機裝置，所述邏輯裝置單元與用戶可以觸發的觸摸板區域相關， 其中，所述控制器配置為將當前一組自然值與先前一組自然值進行比較， 取決于所述當前一組自然值與所述先前一組自然值是否類似來確定所述當
前一組自然值是與噪音事件相關還是與實際事件相關，并且在把所述自然 值調整為新值之前讓所述自然值通過過濾過程。
在另一個實施例中，本發明涉及一種觸摸板組件。所述觸摸板組件包 括觸摸板，所述觸摸板具有表面和配置為把所述觸摸板表面映射成傳感器 自然坐標的一個或多個傳感器。所述觸摸板組件還包括控制器裝置，用以 把所述觸摸板的表面分為邏輯裝置單元、從所述傳感器接收所述傳感器坐 標值、把所述傳感器坐標值調整為一個或多個與所述邏輯裝置單元相關聯 的新值；以及向主機裝置輸出所述一個或多個新值，其中，所述控制器配 置為將當前一組自然值與先前一組自然值進行比較，并取決于所述當前一 組自然值與所述先前一組自然值是否基本類似來確定所述當前一組自然值 是與噪音事件相關還是與實際事件相關。
下面將在附圖中以舉例的方式而不是限制的方式說明本發明，附圖中 類似的標號表示類似的元件，附圖中
圖1是觸摸板和顯示器的簡化示意圖。
圖2是按照本發明一個實施例的計算系統的示意圖。
圖3的按照本發明一個實施例的信號處理的流程圖。
圖4是按照本發明一個實施例的觸摸板處理過程的流程圖。
圖5是按照本發明一個實施例的觸摸板處理過程的流程圖。
圖6是按照本發明一個實施例的通信協議的示意圖。
圖7是按照本發明一個實施例的消息格式的示意圖。
圖8是按照本發明一個實施例的媒體重放機的透視圖。
圖9是按照本發明一個實施例的媒體重放機的正視圖。
圖10是按照本發明一個實施例的媒體重放機的正視圖。
圖11A-11D是使用中的按照本發明一個實施例的媒體重放機的頂視圖。
圖12是按照本發明一個實施例的環形電容觸摸板部分分解的透視圖。
圖13是按照本發明另一個實施例的觸摸板傳感裝置的頂視圖。
圖14是按照本發明另一個實施例的的觸摸板傳感裝置的頂視圖。
圖15是按照本發明另一個實施例的的觸摸板傳感裝置的頂視圖。
具體實施例方式
現將參照圖解說明于附圖中的幾個推薦的實施例詳細地描述本發明。 在以下的描述中，為了使本發明能被徹底理解，提出幾個具體的細節。但 顯然，對于本專業技術人員，沒有這些具體細節中的某一些或全部，也可 以實施本發明。在某些示例中，為了避免不必要地使本發明變得模糊不 清，對于眾所周知的處理步驟沒有作詳細的描述。
圖2是按照本發明一個實施例的計算系統20的示意P。計算系統20 至少包括用戶界面22和主機裝置24。用戶界面22配置成可以提供用于在 主機裝置24上執行動作的控制信息。舉例來說，動作可以包括作出選 擇、打開文件或文檔、執行指令、啟動程序、觀看菜單等。動作還可以移 動主機裝置24顯示屏上諸如指針或光標等對象。盡管在圖2中未示出， 但用戶界面22可以與主機裝置結合在一起(在同一機殼內)或者它可以 是單獨的組件(裝在不同的機殼內)。
用戶界面22包括一個或多個觸摸按鈕34、觸摸板36和控制器38。 用戶把他們的手指放在觸摸按鈕34上時，觸摸按鈕34產生按鈕數據。另 一方面，用戶把他們的手指(或物體)放在觸摸板36上時，觸摸板產生 位置數據。控制器38配置成可以從觸摸按鈕34采集按鈕數據，以及從觸 摸板36采集位置數據。控制器還配置成可以向主機裝置24輸出與按鈕數 據和/或位置數據相關的控制數據。在一個實施例中，只有當位置數據改變 時，控制器38才輸出與觸摸板相關的數據。可以包括原始數據(按鈕， 位置)或它們的某些形式的控制數據可以在主機裝置24上用來實現控制 功能。舉例來說，控制數據可以用來移動主機裝置24顯示器30上的對 象，或在主機裝置24上作出選擇，或者發出命令。
觸摸按鈕34和觸摸板36 —般包括一個或多個能夠產生按鈕和位置數 據的傳感器。觸摸按鈕34和觸摸板36的傳感器可以是分開的元件，或者他們可以一起分成一組，作為傳感裝置的一部分，亦即分成觸摸按鈕34用的傳感器和觸摸板36用傳感器。觸摸按鈕34的傳感器產生與按鈕狀態相關的信號(激活，非激活)。例如，按鈕狀態可以包括物體位于所述觸按鈕上時的激活狀態和其他時間的去激活狀態(反之亦然)。觸摸板36 的傳感器配置成可以產生與觸摸板36附近的物體的絕對位置相關的信 號。在某些情況下，觸摸板36的傳感器把觸摸平面映射成自然或物理的 傳感器坐標40。傳感器自然坐標40可以基于笛卡爾坐標或極坐標(如圖 所示)。采用笛卡爾坐標時，傳感器的自然坐標40 —般對應于x、 y坐 標。采用極坐標(如圖所示)時，傳感器的自然坐標一般對應于半徑和角 度坐標(r、 e )。舉例來說，傳感器可以基于電阻感測、表面聲波感測、 壓力感測(例如，應變片)、光學感測、電容感測等。
在一個實施例中，用戶界面22包括基于電容感測的傳感裝置。因 此，用戶界面22設置成可以檢測手指移動、輕敲或停留在觸摸按鈕334 或觸摸板36上時電容量的改變。電容式觸摸組件由不同的層形成，至少 包括一組標簽、 一組電極(傳感器)和印刷電路板(PCB)。電極定位在 PCB上，而標簽在電極上面的位置上。標簽用來保護電極，并提供一個在 其上接納手指的表面。標簽還在手指和電極之間提供絕緣。人們會意識 到，通過檢測電容量的變化，控制器38可以確定每一個觸摸按鈕34的狀 態和手指在觸摸板36上的位置。在大部分情況下，控制器38設置在PCB 的反面上。舉例來說，控制器38可以對應于專用集成電路(ASIC)，而 它可以在存儲于ASIC中的固件的控制下操作。
參見控制器38，控制器38配置成可以監視觸摸按鈕34和觸摸板36 的傳感器，并決定向主機裝置24報告什么信息。所述決定可以包括過濾 和/或轉換過程。可以實現過濾過程，以便減少繁忙數據流，使主機裝置 24不被多余的或不重要的數據過載。舉例來說，當在彼此非常接近的傳感 器自然坐標40上產生多個信號時可能形成繁忙數據流。應當指出，處理 繁忙數據流往往需要大量電力，因此它對諸如使用電量有限的電池的媒體 重放機等便攜式裝置可能起一種災難性的作用。 一般說來，過濾過程棄除多余的信號，使它們到不了主機裝置24。在一種實現方案中，控制器38
配置成只在檢測到信號明顯改變時才輸出控制信號。顯著的改變相當于在 用戶決定要移動她/他的手指到一個新的位置時的那些明顯的變化，而不是 用戶的手指就停留在一點上，而由于手指的平衡略微移動(來回觸發)。 過濾過程可以通過作為專用集成電路一部分的固件來實現。
另一方面，實現轉換過程，來調整原始數據，使之變為另一種形式的因數，將其發送或報告主機裝置24。就是說，控制器38可以把原始數據轉換為其他類型的數據。其他類型的數據可以具有與原始數據類似或不同的單位。在觸摸板的情況下，控制器38可以把位置信號轉換為其他類型 的位置信號。例如，控制器38可以把絕對位置數據轉換為相對位置數 據。應當指出，絕對位置數據是指手指在觸摸板上就坐標系測量的位置， 而相對位置是指手指相對于以前的位置的位置變化。控制器38也可以把 多個絕對位置轉換為單個絕對坐標，把極坐標變換為笛卡爾坐標和/或把笛 卡爾坐標轉換為極坐標。控制器38還可以把位置數據轉換為按鈕數據。 例如，當一個物體輕敲觸摸板一個預定位置時，或者當物體以預定的方式 在觸摸板上移動(例如，手勢)時，控制器可以產生按鈕控制信號。
轉換還可以包括把控制信號放入主機裝置24可以理解的格式。舉例 來說，控制器38可以遵循預定的通信協議。如一般眾所周知的，通信協 議是一組用以在兩個裝置之間，諸如用戶界面22和主機裝置24之間交換 數據的規則和程序。通信協議一般以數據塊或分組的形式發送信息，數據 塊或分組包含要發送的數據、把分組引導到目的地所需的數據和用于糾正 在傳輸過程中出現的差錯的數據。控制器支持用于與主機裝置交換數據的 不同通信協議，包括但不限于PS/2、 Serial、 ADB等。在一個具體的實施 例中，采用Serial協議。
轉換過程可以包括把自然坐標40的至少一部分一起分組，以便形成 一個或多個虛擬作用區42。例如，控制器38可以把觸摸板36的表面分成 虛擬作用區42A-D，把傳感器自然坐標40轉換為與虛擬作用區42A-D相 關的新值。新值可以具有與自然數據類似或不同的單位。新值一般存儲在 控制器38內，隨后送到主機裝置24。 一般說來，當大部分信號來自位于 特定虛擬作用區的傳感器自然坐標40時，控制器38輸出與特定的虛擬作用區42相關聯的控制信號。
虛擬作用區42 —般代表比傳感器自然坐標40本身更大的邏輯數值范 圍，亦即虛擬作用區42代表可以更便于用戶激活(幅度較大)的觸摸板 36的區域。傳感器自然坐標40對虛擬作用區42之比可以在1024:1到約 1:1之間，更具體是8:1。例如，觸摸板可以包括128個基于1024個傳感 器自然坐標的虛擬作用區。
虛擬作用區42可以在大范圍內變化。例如，它們可以代表觸摸板36 上幅度比傳感器自然坐標40大的絕對位置。例如，觸摸板36可以分成比 利用傳感器自然坐標40原本可達到的帶條更大的帶條。在一種實現方案 中，虛擬作用區42分布在觸摸板36上0至95個角度位置的范圍內。在 12點鐘位置上角度位置為0，沿著時針方向轉一圈回到12點鐘位置角度 位置進到95。
虛擬作用區42還可以代表觸摸板上可以由用戶激活的區域，用以實 現諸如按鈕或運動功能等特定的控制功能。在按鈕功能方面，虛擬作用區 42可以相當于按鈕區域，起類似觸摸按鈕的作用。在運動功能方面，每一 個虛擬作用區42可以對應于不同的運動方向，起諸如類似箭頭鍵的作 用。例如，虛擬作用區42A可以代表向上運動，虛擬作用區42B可以代表 向下運動，虛擬作用區42C可以代表向左運動，虛擬作用區42D可以代表 向右運動。應當指出，這種類型的觸摸板配置可以啟動游戲棒執行程序、 二維菜單選擇、光圖像全景拍攝等。
盡管沒有示出，但控制器38還可以包括存儲元件。存儲元件可以存 儲控制用戶界面22不同方面的觸摸板程序。例如，觸摸板程序可以包含 虛擬作用區輪廓，描述在觸摸板周圍相對于傳感器自然坐標虛擬作用區如 何分布以及根據所選的傳感器自然坐標的自然值和對應于選定的傳感器自 然坐標的虛擬作用區，輸出哪種類型的值。
在一種具體的觸摸板操作中，控制器38從觸摸板36接收位置數據。 然后控制器38讓數據通過過濾過程。過濾過程一般包括判斷數據是基于 噪音事件，還是實際事件。噪音事件與諸如當用戶手指簡單地停留在一點
上并由于手指平衡而輕微運動時等的不明顯的事件相關。實際事件與諸如
當用戶決定移動他/她的手指到觸摸板上一個新的位置時的明顯事件相關。 可以濾除噪音事件，而讓實際事件通過控制器38。
對于實際事件，控制器38判斷是否要調整位置數據。若否，則向主 機裝置24報告所述位置數據。若是，則把所述位置數據轉換成其他形式 的因數，包括但不限于其他位置數據或按鈕數據。例如，把傳感器坐標的 自然值轉換為與所選的虛擬作用區相關的新值。轉換之后，控制器38把 轉換后的數據報告主機裝置24。舉例來說，控制器38可以把新值送往執 行在主機裝置24上運行的主要應用程序的主系統處理器。
參見主機裝置24，主機裝置24 —般包括控制電路26。控制電路26 配置成可以執行指令并執行與主機裝置24相關的操作。例如，控制電路 26可以控制計算系統20組件之間輸入和輸出數據的接收和處理。主機裝 置24還包括保持開關28，用以激活或去激活主機裝置24和用戶界面22 之間的通信。主機裝置還可以包括顯示器30，后者配置成可以通過控制電 路26發來的顯示指令在顯示屏32上產生諸如正文和圖形虛擬信息。舉例 來說，視覺信息可以采取圖形用戶界面(GUI)的形式。盡管沒有示出， 但主機裝置還包括一個或多個揚聲器或連接到耳機/揚聲器的插孔。
控制電路可以在很大范圍內改變。控制電路可以包括一個或多個處理 器27，它們與操作系統一起工作，以便執行計算機代碼，并產生和使用數 據。處理器27可以是單芯片處理器或者用多個組件實現。計算機代碼和 數據可以駐留在數據存儲器內，后者工作時連接到處理器。數據存儲器一 般是提供位置來保存計算機系統20使用的數據。舉例來說，數據存儲器 可以包括只讀存儲器(ROM)、隨機訪問存儲器(RAM)、硬盤驅動器 等。盡管沒有示出，但控制電路還可以包括工作時與處理器連接的輸入/輸 出控制器。輸入/輸出控制器一般通過在主機裝置24和想要與主機裝置24 通信的1/0裝置(例如，觸摸板)之間交換數據來操作。控制電路一般還 包括顯示控制器，它與處理器在工作時連接。顯示控制器配置成可以處理 顯示命令，以便在主機24裝置的顯示屏32上產生正文和圖像。輸入/輸出 控制器和顯示控制器可以與處理器結合在一起，或者可以是單獨的組件。
應該指出，控制電路26可以配置成完成和控制器38相同的功能。例
如，控制電路26可以對從控制器38接收的數據進行轉換過程。轉換可以
對原始數據或對已經轉換過的數據進行。
圖3是按照本發明一個實施例的信號處理50的流程圖。舉例來說， 信號處理50可以由圖2所示的計算機系統完成。信號處理50 —般在方框 52開始，其中在用戶界面22上產生用戶輸入。用戶輸入一般基于由觸摸 按鈕和觸摸板的傳感裝置產生的信號。用戶輸入可以包括原始數據。用戶 輸入還可以對轉換后的數據進行過濾。
在方框52之后，處理進入方框54，其中向主機裝置的控制電路報告 用戶輸入。用戶輸入可以包含按鈕和位置數據兩者，或者它可以包含按鈕 數據或位置數據。用戶輸入一般報告何時出現變化，并且更具體地說，何 時在用戶界面作出要求的改變(過濾后)。例如，當按鈕狀態改變時，可 以報告按鈕數據，并在手指位置改變時，報告位置數據。
在方框54之后，處理進到方框56，在這里根據用戶輸入在主機裝置 內執行動作。動作一般受主機裝置控制電路控制。動作可以包括作出選 擇、打開文擋、執行指令、啟動一個程序、觀看菜單等。動作還可以包括 使主機裝置24顯示屏上的指針或光標等對象移動。
圖4是按照本發明一個實施例的觸摸板處理過程60的流程圖。觸摸 板處理過程60 —般開始于方框62，在這里在圖形用戶界面上至少顯示一 個控制對象。控制對象可以是光標活動桿、圖像等。舉例來說，可以在主 機裝置24的顯示器30上顯示GUI。 GUI —般在主機裝置24的處理器控制 之下。
在方框62之后，處理過程進到方框64，在這里接收參照角度或半徑 的輸入。舉例來說，參照角度或半徑的輸入可以由用戶界面22產生，并 由主機裝置24的處理器接收。參照角度或半徑的輸入可以是由傳感裝置 形成的原始數據，或在控制器處形成的轉換數據。另外，可以對原始數據 或轉換后的數據進行過濾，以便減少繁忙數據流。
在方框64之后，觸摸板處理過程進到方框66，在這里根據參照角度 或半徑的輸入改變控制對象。例如，在足球游戲中，諸如足球游戲者等的 控制對象運動的方向由第一方向改變為第二方向或者在照片薄中使亮條移
過多幅圖像。改變一般由主機裝置的處理器實現。
圖5是按照本發明一個實施例的觸摸板處理過程70的流程圖。舉例來說，觸摸板處理過程可以由圖2所示的控制器執行。另外，它可以與圖 3和4所示的方框52/54和62相關聯。觸摸板處理過程70 —般從方框72 開始，在這里接收當前用戶位置。當前用戶位置對應于當前用戶的手指在 觸摸板上的位置。例如，控制器可以檢測到每一個傳感器自然坐標上傳感 器電平的變化，并在此后根據每一個傳感器自然坐標上傳感器電平的變化 判斷用戶手指在觸摸板上的當前位置。
在方框72之后，處理流程進到方框74，在這里判斷用戶當前位置是 否離開用戶上一次的位置一個閾值，亦即把用戶位置與上一次的用戶位置 比較。在某些情況下，把用戶當前位置與上一次用戶的位置比較，以便確 定用戶位置的差值，亦即在當前和上一次讀數之間出現多大的運動。若當 前用戶位置在閾值范圍內，則已經發生了不希望有的改變，處理流程返回 方框72。若當前位置處于閾值之外，則己經作出要求的改變，處理過程進 到方框76，舉例來說，
不希望有的改變[當前用戶位置-上一次用戶位置]<閾值
要求的改變[當前用戶位置-上一次用戶位置]》閾值
在一個實施例中，閾值可以定義為向主機裝置主系統處理器報告用戶 手指位置發生變化所需的傳感器電平數。在一個具體的實現方案中，閾值約等于3。閾值可以由下式確定
閾值(T) =C* (傳感器自然坐標分辨率/邏輯裝置單元分辨率)。
其中，傳感器自然坐標分辨率定義對于特定平面坐標系，傳感器能夠檢測到的不同位置的最大數目；邏輯裝置單元分辨率定義對于所述特定的 平面坐標系，傳遞到主機裝置的主系統處理器的數值的數目；而系數C定 義形成一個邏輯裝置單元的傳感器自然坐標簇(Cluster)之間的寬度邊界 面積。
系數C 一般由主機裝置的主系統處理器啟動用戶事件所需的靈敏度確 定。它把閾值的數值訂制為傳感器工藝的物理極限和預期的用戶手指事件 的噪音。數值越大往往濾除更多的事件，因而降低靈敏度。系統設計者通
過試驗幾個閾值來取得精確的C值，以便達到用戶手指位置的靈敏度和穩 定性之間的最優平衡。系數C一般是0和0.5之間的數值。應當指出，當傳感器自然坐標分辨率約1024、邏輯裝置單元分辨率約為128并且所述系數 約為0.25時，閾值(T)約為2。
在方框76，根據與特定邏輯裝置單元相關的改變后的傳感器自然坐標 產生與特定的邏輯裝置單元相關的新值。在大多數情況下，把傳感器自然 坐標形式的帶條的原始數目分成更多的邏輯裝置單元(亦即，虛擬作用 區)形式的邏輯帶條數目。
在方框76之后，處理流程進到方框78，在這里更新上一次用戶位 置。就是說，把上一次的當前位置改變為當前位置。在隨后的處理中，現 在當前位置起上一次用戶位置的作用。
在方框78之后，處理流程進到方框8Q，在這里發送消息。在大多數 情況下，當前位置和上一次用戶位置之間的差值大于閾值時發送消息。消 息一般包括與選定的邏輯裝置單元相關的新值。舉例來說，觸摸板可以向 主機裝置的主系統處理器發送消息。當主系統處理器接收到消息時，所述 消息可以用來在主機裝置上作出調整，亦即以特定的方式移動控制對象。
圖6是按照本發明一個實施例的通信協議82的示意圖。舉例來說， 通信協議可以由圖2用戶界面和主機裝置使用。在一個特定的實施例中， 用戶界面22具有一條受控制電路26控制的專用的輸入ACTIVE (激活) 線。ACTIVE線的信號狀態可以設置為LOW (低)或HIGH (高)。保持 開關28可以用來改變ACTIVE線的信號狀態(例如，當保持開關處于第 一位置或第二位置時)。如圖6所示，當ACTIVE設置為HIGH時，用戶 界面22向控制電路26發送同步消息，它描述按鈕和觸摸板的狀態(例 如，Button (按鈕)狀態和Touch Pad)觸摸板位置)。在一個實施例中， 只有在Button狀態和/或Touch Pad狀態改變時才發送新的同步消息。例 如，當觸摸板位置已經在要求的限度內改變時。當ACTIVE信號設置為 LOW時，用戶界面22不向控制電路26發送同步消息。當ACTIVE信號 從LOW變HIGH時，用戶界面22發送按鈕狀態和觸摸板位置消息。在啟 動時用以對狀態進行初始化。當ACTIVE信號由HIGH切換為LOW時，
用戶界面22不向控制電路26發送同步消息。在一個實施例中，用戶界面 22配置成，若從上一條消息發送之后按鈕狀態和觸摸板位置都發生變化，
則發送兩個數據字節的消息，而若只有按鈕狀態或觸摸板位置發生變化， 則發送一個數據字節的消息。
圖7是按照本發明一個實施例的消息格式86的示意圖。舉例來說， 消息格式86可以對應于圖6所描述的同步消息。消息格式86可以形成兩 字節或一字節消息。每一個數據字節都配置成8位消息。消息的最高位是 事件類型(l位)，各低位為事件值(7位)。
事件值是事件類型特有的。在圖7中，事件類型位被設置為EO，事件 值標記為D0-D6。正如在示意圖所指出的，事件類型可以是觸摸板位置變 化El或當按鈕被觸摸時按鈕狀態變化EO，或按鈕狀態沒有改變時為El。 事件值可以對應于諸如向前找尋(D4)、向后找尋(D3)、播放和暫停 (D2)、提供菜單(Dl)和作出選擇(DO)等不同的按鈕事件。事件值 還可以對應于觸摸板事件，諸如觸摸板位置(D5)。例如，在定義極坐標 中邏輯坐標0-127,事件值可以對應于0-127范圍角度位置中觸摸板的絕對 位置，其中0是12點鐘，32是3點鐘，64是6點鐘，96是9點鐘等順時 鐘方向旋轉。事件值還可以對應于反轉(D6)。反轉是不使用的位，可以 用來擴展API。
圖8是按照本發明一個實施例的媒體重放機100的透視圖。舉例來 說，媒體重放機IOO—般可以對應于圖2所示的主機裝置。術語"媒體重 放機" 一般指專門用來處理諸如音頻、視頻或其他圖像的計算裝置，例 如，音樂重放機、游戲機、視頻重放機、視頻錄像機、攝像機等。在某些 情況下，媒體重放機包含單一的功能(例如，專門用來播放音樂的媒體重 放機，而在其他情況下，媒體重放機包含多種功能(例如，播放音樂、播 放視頻。存儲圖像等的媒體重放機)。無論在那種情況下，這些裝置一般 都是便攜式的，所以允許用戶在旅游時聽音樂、玩游戲或播放視頻、視頻 記錄或拍照片。
在一個實施例中，媒體重放機IOO是手持式裝置，尺寸剛好放入用戶 的衣袋。采用衣袋的尺寸，用戶不必直接攜帶所述裝置，因此無論用戶走
到那里，幾乎都可以隨身攜帶所述裝置(例如，用戶不受攜帶大型的往往 是苯重的裝置，諸如膝上或筆記本電腦所限制)。例如，在音樂重放機的 情況下，用戶可以在體育館里玩得精疲力盡時使用所述裝置，在攝像機的 情況下，用戶可以爬山的同時使用所述裝置。另外，所述裝置可以由用戶 的手來操作不必諸如桌面等基準平面(這在圖6中表現得更詳細)。在舉例說明的實施例中，媒體重放機100是衣袋尺寸的手持式MP3音樂重放 機，它允許用戶存儲大量的音樂(例如，在某些情況下，多達4,000首CD 質量的歌曲)。舉例來說，MP3音樂重放機可以相當于美國加利福尼亞州 庫珀蒂諾市的Apple Computer公司制造的iPod MP3重放機。盡管首先用 來存儲和播放音樂。這里所表示的MP3音樂重放機還可以包括諸如存儲日 歷和電話本、存儲和播放游戲、存儲照片等其他功能。事實上，在某些情 況下，它起高度便攜的存儲裝置的作用。
如圖8所示，媒體重放機100包括外殼102，它把向媒體重放機提供 計算操作的各種電氣組件(包括集成電路芯片和其他電路)包裝在其中。 另外，外殼還可以限定媒體重放機的形狀或形式。就是說，外殼的輪廓可 以體現媒體重放機100外在的物理表觀。包含于外殼內的集成電路芯片和 其他電路可以包括微處理器(例如，CPU)、存儲器(例如，ROM， RAM)、電源(例如，電池)、電路板、硬盤驅動器、其他存儲器(例 如，閃速存儲器)和/或各種輸入/輸出(I/O)支持電路。電子組件還可以 包括輸入和輸出音樂或聲音的組件，例如，微音器、放大器和數字信號處 理器(DSP)。電子組件還可以包括諸如圖像傳感器(例如，電荷耦合器 件(CCD)或互補氧化物半導體(CMOS)或光學元件(例如，透鏡、分 光鏡、濾光鏡)等捕獲圖像的組件。
在舉例說明的實施例中，媒體重放機100包括硬盤驅動器，以此為媒 體重放機提供海量存儲能力。例如，20GB硬盤驅動器可以存儲多達4000 首歌曲或約266小時的音樂。反之，基于閃速存儲器的媒體重放機平均存 儲能力為128MB，或約兩小時的音樂。硬盤驅動器能力可以在很大的范圍 內變化(例如，5、 10、 20MB等)。除硬盤驅動器之外，這里所示的媒體 重放機100還包括諸如可充電鋰聚合物電池等電池。這些類型的電池可以
為媒體重放機100提供約1Q小時的連續播放時間。
媒體重放機100還包括顯示屏1Q4和相關電路。顯示屏104用來向顯 示圖形用戶界面以及其他信息(例如，正文、物體、圖形)。舉例來說， 顯示屏104可以是液晶顯示器(LCD)。在一個具體的實施例中，顯示屏 104對應于160*128象素高分辨率顯示，帶有LED白背光，可以在白天以 及低光線狀態下給出清晰的可見度。如圖所示，媒體重放機100的用戶可 以通過外殼102上開孔1Q5看到顯示屏104。
媒體重放機100還包括觸摸板110。觸摸板是一種直觀的接口，提供 輕易的單手操作，亦即用戶可以用一個或多個手指與媒體重放機進行交 互。觸摸板110配置成可以提供一個或多個控制功能，用以控制與媒體重 放機100相關的應用。例如，觸摸啟動的控制功能可以用來移動顯示屏 104上的對象，或者作出選擇，或發出與媒體重放機100操作相關的命 令。為了實現觸摸啟動的控制功能，可以把觸摸板IIO設置成根據手指在 觸摸板UO表面上移動、根據手指停留在觸摸板上的特定位置和/或用手指 輕敲觸摸板的特定位置來接收輸入。
觸摸板110 —般包括可觸摸的外表面111，用以接受用來操縱觸摸板 110的手指。在可觸摸的外表面111的下面是傳感器裝置112。傳感器裝 置112包括一個或多個傳感器，配置成當手指停留、輕敲或在它們上面通 過時被激活。傳感器裝置112可以基于笛卡爾坐標系、極坐標系或某些其 他坐標系。在最簡單的情況下，每次手指定位在傳感器裝置112的檢測坐 標上時產生電信號。給定時間幀信號的數目可以指示手指在觸摸板上的位 置、方向、速度和加速度，亦即信號越多，用戶移動他/她的手指的次數越 多。在大部分情況下，信號由控制裝置監視，它把信號的數目、組合和頻 率變換為位置、方向、速度和加速度信息，并把這些信息報告給媒體重放 機的主系統處理器。然后可以由媒體重放機100使用這些信息在顯示屏 104上完成要求的控制功能。
在一個實施例中，觸摸板110的表面分成幾個獨立的圍繞觸摸板110 的周邊設置的空間上區分開的作用區113A-D。作用區一般代表比傳感器 本身更大的用戶輸入邏輯范圍。 一般說來，當大部分信號來自定位在特定
作用區內的檢測坐標時，觸摸板110輸出與特定作用區113相關的控制信 號。就是說，當物體接近一個區域113時，在一個或多個檢測坐標上產生 位置信號。由一個或多個檢測坐標產生的位置信號可以用來通知媒體重放 機100,物體是在觸摸板110上的特定區域內。
作用區可以是按鈕區域或位置區域。作為按鈕區域，當物體放在按鈕 區域上面時，產生按鈕控制信號。按鈕控制信號可以用來在媒體重放機中 作出選擇、打開文件、執行指令、啟動程序、觀看菜單。作為位置區域， 當物體放在位置區域時，產生位置控制信號。位置信號可以用來控制媒體 重放機顯示屏上物體的運動。作用區的分布可以用把自然坐標變換為執行 區域形式的虛擬表達的觸摸板平移軟件或固件控制。觸摸板平移軟件可以 由媒體重放機的觸摸板的控制組件或主系統處理器運行。在大多數情況 下，在把采集的信號送往媒體重放機的主系統處理器之前，控制組件把采 集的信號變換為代表所述區域的信號。
位置控制信號可以與笛卡爾坐標系(x和y)相關或與極坐標系(r、 e)相關。此外，位置信號可以以絕對或相對的方式提供。在絕對方式 下，采用觸摸板上被觸摸處的絕對坐標。例如，笛卡爾坐標系的情況下的 x、 y，或在極坐標系情況下的(r、 e )。在相對方式下，采用手指相對于 手指以前位置的位置變化。觸摸板本身可以配置成可以在笛卡爾絕對方 式、笛卡爾相對方式、極坐標絕對方式或極坐標相對方式下操作。所述方 式由媒體重放機的觸摸板本身或其他組件控制。
無論在哪種情況下，用戶都可以選擇他們想用哪一種方式操作媒體重 放機，或者運行在媒體重放機上的應用程序可以自動設置媒體重放機的方 式。例如，游戲應用程序可以通知媒體重放機系統在絕對方式下操作，使 得觸摸板可以起游戲棒作用，或者，清單應用可以通知媒體重放機系統在 相對方式下操作，使得觸摸板可以起滾動條作用。
在一個實施例中，區域113中的每一個都代表規定觸摸板110平面上 區域113的角度位置的不同極坐標角。舉例來說，區域113可以是以90度 增量定位整個包圍觸摸板110，或者以某個較小的增量，例如，2度增量 包圍整個觸摸板。在一個實施例中，觸摸板110可以把傳感器坐標的形式
的1024個物理位置變換為位置區域形式的更大的0至127的邏輯范圍。應 該理解，觸摸板110內部精度(1024個位置)比在顯示屏上進行運動所需 的準確度(128個位置)大得多。觸摸板110相對于外殼102的位置可以 在很寬的范圍內改變。例如，觸摸板110可以放置在用戶在操作媒體重放 機100時可以觸及的外殼102的任何外表面(例如，頂面、側面、正面和 背面)上。在大多數情況下，觸摸板110的觸摸傳感表面111對用戶是完 全暴露的。在舉例說明的實施例中，觸摸板IIO位于外殼102較低的正面 區域上。另外，觸摸板IIO可以是凹進的，倒棱的或延伸在外殼102的表 面上。在舉例說明的實施例中，觸摸板110的觸摸敏感表面111基本上與 外殼102的外表面齊平。
觸摸板110的形狀也可以在很大范圍內變化。例如，觸摸板110可以 呈圓形、矩形、三角形等。 一般，成形的觸摸板的外圍限定觸摸板的工作 邊界。在舉例說明的實施例中，觸摸板110呈圓形。這種特定的形狀能很 好配合極坐標工作。更具體地說，觸摸板呈環形，形狀類似圓環，或形成 圓環。呈環形時，所成形的觸摸板的內和外圓周限定了觸摸板的工作邊 界。
除上述以外，媒體重放機100還可以包括一個或多個按鈕114。按鈕 114配置成可以為作出選擇或發出與媒體重放機100操作相關的命令而提 供一個或多個專用的控制功能。舉例來說，在MP3音樂重放機的情況下， 按鈕功能可以與打開菜單、播放歌曲、歌曲快進、在菜單中尋找等相關。 按鈕114可以是機械無噪聲(Clicking)按鈕和/或觸摸按鈕。在舉例說明 的實施例中，按鈕可以是觸摸按鈕，接收從位于觸摸按鈕上面的手指的輸 入。類似于觸摸板110，觸摸按鈕114 一般包括可觸摸的外表面，用以接 納手指和布置在可觸摸外表面下面的傳感器裝置。舉例來說，觸摸按鈕和 觸摸板一般可以對應于圖1中所示的觸摸按鈕和觸摸板。
觸摸按鈕114相對于觸摸板110的位置可以在很寬的范圍內變化。例 如，它們可以彼此鄰近，或隔開。在舉例說明的實施例中，按鈕114設置 在觸摸板IIO上面排成一條直線，以及在環形觸摸板IIO的中心。舉例來 說，多個按鈕114可以包括菜單按鈕、播放/停止按鈕、快尋按鈕、反向查
尋按鈕等。
另外，媒體重放機100還可以包括保持開關115。保持開關115配置 成可以激活或去激活觸摸板和/或按鈕。這一般例如當媒體重放機裝在用戶 衣袋里時，用來防止由觸摸板和/或按鈕發出不希望出現的命令。激活時， 來自按鈕和/或觸摸板的信號被發送，因此媒體重放機進行接收和處理。
另外，媒體重放機100還可以包括一個或多個耳機插孔116和一個或 多個數據端口 118。耳機插孔116能夠接納與耳機相關的耳機插頭，配置 成可以聆聽媒體重放機100輸出的聲音。另一方面，數據端口 118可以接 納數據插頭/電纜組件，配置成可以向諸如通用計算機(例如，臺式計算 機、便攜式計算機)等主機發送和從主機接收數據。舉例來說，數據端口 118可以用來為媒體重放機100更新或下載音頻、視頻和其他圖像。例 如，數據端口可以用來把歌曲和播放清單、音頻書籍、電子書籍、照片等 下載到媒體重放機的存儲機構中。
數據端口 118可以在很大范圍內改變。例如，數據端口可以是PS/2端 口、串行端口、并行端口、 USB端口、 FireWire端口等。在某些情況下， 數據端口 118可以是射頻(RF)鏈接或光學紫外線鏈接，因而不需要電 纜。盡管圖2中沒有示出，媒體重放機100還可以包括電源端口，接納電 源接頭/電纜組件，配置成可以向媒體重放機100提供電力。在某些情況 下，數據端口 118可以同時用作數據和電源端口。在舉例說明的實施例 中，數據端口 118是FireWire端口，具有數據和電源的能力。
盡管只描述了一個數據端口，但應指出，對數據端口的數目沒有限 制，可以在媒體重放機上配置多個數據端口。類似地，數據端口可以具有 多重數據功能，亦即把多個數據端口功能集成在單一個數據端口。此外， 應該指出，保持開關、耳機插孔和數據端口在外殼上的位置可以在很大范 圍內改變。就是說，它們不限于圖2所示的位置。它們幾乎可以定位在外 殼上的任何位置(例如，正面、背面、側面、頂面，底面)。例如，數據 端口可以定位在外殼的底面，而不在所示的頂面。
參見圖9，現將更詳細地描述觸摸板110。在這個具體的實施例中， 觸摸板工作在絕對方式下。就是說，觸摸板報告被觸摸的絕對坐標。如圖所示，觸摸板110包括一個或多個區域124。區域124代表觸摸板110可 以被用戶激活完成一個或多個動作或顯示屏104上運動的區域。
區域124的分布可以在很大范圍內變化。例如，區域124可以定位在 觸摸板110上幾乎任何位置。區域124的位置可以取決于觸摸板110的坐 標系。例如，極坐標系時，區域124可以具有一個或多個徑向或角度位 置。在舉例說明的實施例中，區域124定位在極坐標系多個角度位置上。 另外，區域124幾乎可以由任何形狀形成，無論是簡單的(例如，正方 形、圓形、橢圓形、三角形、矩形、多邊形等)或者復雜的(例如，隨機 形狀)，多個按鈕區域124的形狀可以是相同的形狀或者它們具有不同的 形狀。另外，區域124的尺寸可以根據每一個裝置特定的需要改變。在某 .些情況下，區域124的尺寸對應于允許它們容易由用戶操作的尺寸(例如，手指尖的尺寸或更大)。在其他情況下，區域124的尺寸小，以便改進觸摸板110的分辨率，此外，可以用若干個區域124。在舉例說明的實施例中，示出了 4個區域124A-D。但應指出，這并非限制，其數目可以 根據每一種觸摸板的特定需要改變。例如，圖5示出帶有16個按鈕區域 124A-P的媒體重放機100。
區域124的數目一般取決于位于觸摸板110內的傳感器坐標的數目， 和觸摸板要求的分辨率。傳感器配置成可以檢測用戶在區域124上的動 作，并把對應于用戶在區域124上動作的信號發送到電子系統。舉例來 說，傳感器可以是電容傳感器，它檢測與手指緊密接觸時的電容量。傳感 器裝置一般根據每一種裝置的特定需要改變。在一個具體的實施例中，觸摸板IIO包括1024個傳感器坐標， 一起工作形成128個區域。
參見圖9和10，區域124當被激活時用來產生屏幕上的運動126。屏 幕上運動的控制信號由觸摸板電子線路激發，或由媒體重放機的主系統處 理器激發。輕敲或觸摸所述區，顯示器上的物體便可以移動。例如，每一 個區124都可以配置成代表顯示屏104上特定的運動。在舉例說明的實施 例中，每一個區124代表運動的一個特定方向。所述方向可以在很大范圍內變化，但在舉例說明的實施例中，所述方向一般對應于角度方向(例如，類似于鍵盤上的箭頭鍵)。
參見圖9，例如，觸摸板110可以分成幾個獨立的空間上分開的區域
124A-D，其中每一個區域分別對應于運動方向126A-D (如箭頭所示)。 區域124A被激活時，實現屏幕上的運動126A (向右)。區域124B被激 活時，實現屏幕上的運動126B (向上)。區域124C被激活時，實現屏幕 上的運動126C (向左)。區域124D被激活時，實現屏幕上的運動126D (向下)。應當指出，這些實施例非常適合于游戲棒執行程序、二維菜單 選擇、光圖像全景拍攝等。
圖11A-11D表示圖8的按照本發明一個實施例可以由用戶130使用的 媒體重放機100。在這個實施例中，媒體重放機100單手操作定位，其中 媒體重放機IOO拿在用戶的手136中，而同時由同一手136的大拇指138 操縱按鈕和觸摸板110。舉例來說，用所述手136的手掌140和最右的手 指141 (或若用左手則用最左的手指)握住媒體重放機100的兩側，而同 時用戶的大拇指138激活觸摸板110。如圖所示，觸摸板110的整個頂面 用戶的大拇指138均可伸到。參見圖IIA，大拇指138放在(或輕敲)按 鈕區域124A時，實現屏幕上向右的運動。參見圖IIB，大拇指138放在 按鈕區域124B時，實現屏幕上的向上的運動。參見圖IIC，大拇指138 放在按鈕區域124C時，實現屏幕上向左的運動。參見圖11D，大拇指138 放在按鈕區域124D時，實現屏幕上向下的運動。
應該指出，圖IIA-D的配置并非限制，媒體重放機可以用各種各樣的 方法握持。例如，在一個替代的實施例中，媒體裝置可以舒服地單手握 持，而同時用另一只手舒服地尋找位置。這種配置一般允許用戶輕易地用 一個或多個手指激活觸摸板。例如，第一只手的大拇指和最右的手指(或 若用左手則最左的手指)握住媒體重放機的兩側，而同時相反一只手的手 指用來激活觸摸板。用戶的手指可以夠到觸摸板的整個頂面。
圖12是按照本發明一個實施例部分分解的環形電容式觸摸板150的 透視圖。環形電容式觸摸板150設置成檢測用戶讓諸如手指等物體移動、 輕敲或停在觸摸板150上時電容量的變化。環形電容式觸摸板150包括不 同的層，包括至少一個標簽層152、電極層154和電路板156。標簽層152 設置在電極層154的上面，而電極層又設置在電路板156的上面。至少標
簽152和電極層154是環形的，使得它們形成一個同心圓，亦即它們具有 內圓周和外圓周。電路板156—般是圓片，其外圓周與標簽152的外圓周 及電極層154—致。但應指出，在某些情況下電路板156可以是環形的， 或者標簽152和電極層154是圓形的。
標簽層152用來保護底層，并提供允許手指在上面活動的表面。所述 表面一般是平滑的，使得手指在移動時不粘在上面。標簽層152還在手指 和電極層154之間提供絕緣層。電極層154包括多個空間分開的電極 158，其位置基于極坐標系。例如，在電路板156上電極158按角度和徑 向定位，使得每一個電極158定義一個獨特的角度和/或徑向位置。可以采 用任何適當數目的電極158。在大多數情況下，最好增加電極158的數 目，提供更高的分辨率，亦即，更多的信息可以用于諸如加速度等。在舉 例說明的實施例中，電極層154分成多個扇形條的電極158。扇形條的電 極158可以一起分組，形成一個或多個獨特的按鈕區域159。在一種實現 中，電極層154包括約1024個扇形條的電極，它們一起工作，形成128個 扇形條按鈕區域159。
一起配置時，觸摸板150提供按照電容的原理工作的觸摸敏感的表 面。應當指出，無論何時，兩個導電部件彼此靠近而不實際接觸時，它們 的電場相互作用，形成電容。在所述配置中，第一導電部件是一個或多個 電極158，而第二個導電部件是用戶的手指。相應地，當手指靠近觸摸板 150時，手指和所述手指靠近的電極158之間形成一個小的電容。用位于 電路板156背面的控制電路測量每一個電極的電容量。檢測每一個電極 158電容量的變化，控制電路160可以檢測出手指橫跨觸摸板150運動時 的角度和/或徑向位置、方向、速度和加速度。控制電路160還可以以可供 諸如媒體重放機等計算裝置使用的形式報告所述信息。舉例來說，控制電 路可以包括ASIC (專用集成電路)。
參見圖13，現將按照一個實施例討論徑向觸摸板178 (而不是圖12 所示的角度觸摸板)。觸摸板178可以分成幾個獨立的空間分開的按鈕區 域180，從觸摸板178中心182到觸摸板178的圓周184徑向定位。任何 數目的徑向區域均可采用。在一個實施例中，每一個徑向區域180都代表
觸摸板178平面上的徑向位置。舉例來說，區域180可以以5mm增量隔 開。與上述相似，每一個按鈕區域180都有一個或多個電極186定位于其 中，用以檢測諸如手指等物體的存在。在舉例說明的實施例中，多個徑向 電極186結合起來形成每一個按鈕區域180。
參見圖14，現將按照一個實施例討論一種角度/徑向結合的觸摸板 188。觸摸板188可以分成幾個獨立的、空間分開的按鈕區域190，各按鈕 區域190既圍繞觸摸板188的周邊按角度定位，又從觸摸板188的中心到 觸摸板188的外圍在徑向上定位。任何數目的組合區域均可采用。在一個 實施例中，每一個組合的按鈕區域190都既代表觸摸板188平面上的角度 定位，又代表徑向定位。舉例來說，這些區域按2度和5mm增量定位。 與上述類似，每一個組合區域190都具有一個或多個電極192定位于其 中，用以檢測諸如手指等物體的存在。在舉例說明的實施例中，多個角度/ 徑向電極192組合，形成每一個按鈕區域190。
另外，為了提供更高的分辨率，可以采用更復雜的角度/徑向電極配 置。例如，如圖15所示，觸摸板200可以包括角度和徑向電極202，這樣 分裂電極202，使得各連續的區域都不準確重合。在這個實施例中，觸摸 板200具有環形的形狀，電極202從中心起到到圓周遵循圍繞觸摸板200 螺旋軌跡。電極202可以一起分組，形成一個或多個特定的按鈕區域 204。
應該指出，盡管這里的觸摸板全都顯示為圓形，但它們也可以采取其 他形狀，諸如曲線形(例如，橢圓形、環形等)、直線形(例如，六角 形、五角形、八角形、矩形、正方形等)或曲線和直線的組合(例如，穹 形)。
上面描述的本發明的各個方面可以單獨使用，或者以各種方式組合。 本發明最好結合硬件和軟件實現，但也可以用硬件或軟件實現。本發明還 可以實現為計算機可讀的介質上的計算機可讀代碼。計算機可讀介質是可 以存儲以后可以被計算機系統讀取的數據的任何數據存儲裝置。計算機可 讀介質的示例包括只讀存儲器、隨機存取存儲器、CD-ROM、 DVD、磁 帶、光學數據存儲裝置和載波。計算機可讀介質還可以是分布在網絡連接
的計算機系統，使得計算機可讀代碼以分布的方式存儲和執行。
如上所述，觸摸板組件可以通過串行接口與主機裝置通信。現將描述 串行接口的一個示例。串行接口包括至少4個信號，包括時鐘、ATN，DATA-IN禾B DATA-OUT。時鐘和DATA-OUT由觸摸板組件驅動。ATN 和DATA-IN由主機裝置驅動。在大多數情況下，由觸摸板組件啟動分組 傳輸，由觸摸板提供時鐘并在對觸摸板方便的時間完成。主機裝置依靠觸 摸板組件來啟動傳輸。觸摸板組件在檢測到按鈕狀態或觸摸板位置改變， 或者若它檢測到ATN信號建立并保持建立狀態直至它想要發送的分組傳 輸完之后，傳輸一個分組。觸摸板組件監視ATN信號，并若它看到ATN 建立則啟動傳輸。
一般有幾種定義的觸摸板組件可以傳輸的分組類型。在這個示例中， 至少有兩種類型的分組非請求分組和響應ATN信號而發送的分組。觸摸板組件發送非請求分組，除非主機裝置專門要求發送另一種類型的分 組。在非請求分組的情況下，任何時候只要它檢測到按鈕狀態或觸摸板位 置發生變化，就定期發送非請求分組。在請求分組的情況下，觸摸板組件 一般對主機的請求只發送一個分組，然后轉回非請求分組。非請求分組一 般在它們之間有一個延遲，而響應分組可以響應ATN信號任何時間均可 發送。
盡管已經就幾個推薦的實施例描述了本發明，但是還有各種落在本發明范 圍內的改變、置換和等效物。例如，盡管本發明已經用MP3應用重放機為 例作了描述，但應明白，本發明的某些特征也可以應用于諸如視頻錄像 機、攝像機等其他類型的媒體重放機。另外，這里描述的MP3應用重放機 不限于MP3應用格式。其他音頻格式，諸如MP3 VBR (可變位速率)， AIFF和WAV格式均可采用。另外，本發明的某些方面不限于手持式裝 置。例如，觸摸板也可以用于諸如便攜式計算機、個人數字助理 (PDA)、蜂窩電話等。觸摸板也可以用于連接到臺式或便攜式計算機的 獨立輸入裝置。還應指出，有許多替代方式可以實現本發明的方法和設 備。例如，盡管描述觸摸板時是用手指觸發的，但應指出，在某些情況 下，其他物體也可以用來觸發。例如，在觸摸板的某些配置中可以采用鐵
筆或其他物體。因此后附權利要求書擬包括落在本發明的精神和范圍內的 所有這樣的變化、置換和等效物。
權利要求
1.一種觸摸板組件，它包括觸摸板，它具有表面和配置為把所述觸摸板表面映射成傳感器自然坐標的一個或多個傳感器；以及控制器，其配置為定義一個或多個與所述觸摸板的表面相關的邏輯裝置單元，從所述一個或多個傳感器接收與所述傳感器自然坐標相關聯的自然值，把與所述傳感器自然坐標相關的自然值調整為與所述邏輯裝置單元相關的新值，并把所述新值報告主機裝置，所述邏輯裝置單元與用戶可以觸發的觸摸板區域相關，其中，所述控制器配置為將當前一組自然值與先前一組自然值進行比較，取決于所述當前一組自然值與所述先前一組自然值是否類似來確定所述當前一組自然值是與噪音事件相關還是與實際事件相關，并且在把所述自然值調整為新值之前讓所述自然值通過過濾過程。
2.如權利要求1所述的觸摸板組件，其特征在于所述過濾過程包括 判斷所述自然值是與噪音事件還是實際事件相關。
3.如權利要求1所述的觸摸板組件，其特征在于所述控制器配置為 濾除所述噪音事件而允許所述實際事件通過。
4. 如權利要求1所述的觸摸板組件，其特征在于所述控制器配置為 判斷當前自然值和先前接收的自然值之間的差異是否超過預定閾值，并且 配置為只有在所述當前自然值和先前接收的自然值之間的差異超過預定閾 值時才報告新值。
5. 如權利要求1所述的觸摸板組件，其特征在于所述傳感器自然坐 fe包括笛卡爾坐標。
6. 如權利要求1所述的觸摸板組件，其特征在于所述傳感器自然坐 標包括極坐標。
7. 如權利要求1所述的觸摸板組件，其特征在于所述邏輯裝置單元 包括笛卡爾坐標。 .
8. 如權利要求1所述的觸摸板組件，其特征在于所述邏輯裝置單元包括極坐標。
9. 如權利要求1所述的觸摸板組件，其特征在于以絕對方式報告所 述邏輯裝置單元的新值。 '
10. 如權利要求1所述的觸摸板組件，其特征在于以相對方式報告 所述邏輯裝置單元的新值。
11. 如權利要求1所述的觸摸板組件，其特征在于以笛卡爾絕對方 式、笛卡爾相對方式、極坐標絕對方式或極坐標相對方式報告所述邏輯裝 置單元的新值。
12. 如權利要求1所述的觸摸板組件，其特征在于所述邏輯裝置單 元的新值實現所述主機裝置中的特定控制功能。
13.如權利要求1所述的觸摸板組件，其特征在于所述邏輯裝置單 元包括圍繞所述觸摸板表面分布的角度極坐標單元。
14.如權利要求1所述的觸摸板組件，其特征在于所述傳感器自然 坐標與所述邏輯裝置單元定義1024: l至8: l之間的比值。
15.如權利要求1所述的觸摸板組件，其特征在于包括具有一個或多 個傳感器的一個或多個觸摸按鈕，其中，所述控制器配置為從所述一個或 多個傳感器接收自然值，根據所述自然值判斷按鈕狀態，并把所述按鈕狀 態報告主機裝置，所述主機裝置利用所述按鈕狀態實現所述主機裝置中的 按鈕功能。
16.如權利要求14所述的觸摸板組件，其特征在于所述控制器只有 在按鈕狀態發生了變化時才向所述主機裝置報告。
17.如權利要求1所述的觸摸板組件，其特征在于所述邏輯裝置單 元中的每一個與所述主機裝置顯示屏上不同的運動方向相關。
18.如權利要求1所述的觸摸板組件，其特征在于所述主機裝置包 括媒體重放機，其配置為對媒體進行存儲和播放中的至少一種，所述媒體 包括音頻、視頻和圖像中的至少一種，所述媒體重放機包括配置為支持所述觸摸板組件的外殼；配置為顯示正文和圖形中的至少一種的顯示器； 以及CPU，所述CPU配置為從所述控制器接收所述邏輯裝置單元的新值 并根據所述新值向媒體重放機的其他組件發出命令，所述命令至少使得能夠移動顯示器上的對象。
19.一種觸摸板組件，它包括觸摸板，它具有表面和配置為把所述觸摸板表面映射成傳感器自然坐 標的一個或多個傳感器；以及控制器裝置，用以把所述觸摸板的表面分為邏輯裝置單元、從所述傳 感器接收所述傳感器坐標值、把所述傳感器坐標值調整為一個或多個與所 述邏輯裝置單元相關聯的新值；以及向主機裝置輸出所述一個或多個新值，其中，所述控制器配置為將當前一組自然值與先前一組自然值進行比 較，并取決于所述當前一組自然值與所述先前一組自然值是否基本類似來 確定所述當前一組自然值是與噪音事件相關還是與實際事件相關。
全文摘要
本發明公開了一種觸摸板系統。所述系統包括把觸摸板映射成傳感器的自然坐標。所述系統還包括當事件在觸摸板上出現時產生傳感器自然坐標的自然值。所述系統還包括根據出現在觸摸板上的事件類型對傳感器的自然坐標的自然值進行過濾。所述系統還包括當所需的事件在觸摸板上出現時，根據傳感器自然坐標的自然值產生控制信號。
文檔編號G09G5/00GK101201715SQ20081000006
公開日2008年6月18日 申請日期2004年11月24日 優先權日2003年11月25日
發明者G·巴-內厄姆, G·馬里奧特, S·博林格爾 申請人:蘋果電腦公司