專利名稱：：橡皮圓盤型指針裝置、指針系統(tǒng)以及指針方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種指針裝置、指針系統(tǒng)以及指針方法，尤其涉及根據(jù)橡皮圓盤的位置信息而在連接于指針裝置的顯示器上快速且準(zhǔn)確地移動光標(biāo)(cursor)的位置的一種橡皮圓盤型(puck-type)指針裝置、指針系統(tǒng)以及指針方法。
背景技術(shù)：
：用來控制顯示器上的光標(biāo)位置的以往的指針裝置包括用于控制光標(biāo)移動以及選擇顯示器上的項目或功能的箭頭鍵(arrowkeys)、功能鍵、鼠標(biāo)(mice)、軌跡球(trackingballs)、搖桿(joysticks)、觸控屏幕(touchscreens)、光筆(lightpens)、輸入板(tablets)以及其它類似裝置。盡管這些以往的指針裝置一般能夠滿足多種應(yīng)用，但對于指針裝置必須在有限工作空間里操作且符合電子裝置(諸如膝上型計算機(jī)(laptopcomputer)、個人數(shù)字助理(personaldigitalassistant，PDA)、有線或無線電話、視頻游戲或其它類似的電子裝置)的形狀因子(formfactor)的情形，以往的指針裝置不能夠提供足夠的光標(biāo)控制速度或準(zhǔn)確度。因此，近年來，橡皮圓盤型指針裝置已被引入到膝上型計算機(jī)和小型(pocketsize)裝置中，以克服其他指針裝置的諸多限制。橡皮圓盤型指針裝置為緊密式盤形(compactdisk-shaped)的裝置，其上裝有旋鈕(knob)，用戶可用手指來操縱此旋鈕在橡皮圓盤的移動區(qū)域(puckfieldofmotion)內(nèi)移動。橡皮圓盤在橡皮圓盤的移動區(qū)域內(nèi)的位置是利用各種電性技術(shù)、電磁技術(shù)以及光學(xué)技術(shù)來進(jìn)行檢測，由此映像(mapped)為顯示器上的光標(biāo)位置。也就是說，當(dāng)用戶用其手指來對橡皮圓盤施加壓力時，橡皮圓盤會在所界定的移動區(qū)域內(nèi)移動。當(dāng)用戶放開此橡皮圓盤時，彈性構(gòu)件(諸如一組彈簧)會使橡皮圓盤返回其在移動區(qū)域內(nèi)的中心位置。橡皮圓盤的位置以及施加在橡皮圓盤上的壓力取決于該裝置中的電極(electrodes)。其位置信息被傳送給主機(jī)裝置，且用來確定顯示器屏幕上的光標(biāo)位置，其中主機(jī)裝置連接于具有橡皮圓盤的指針裝置。該主機(jī)裝置內(nèi)安裝有軟件，此軟件將用戶的手指施壓于橡皮圓盤上時的移動轉(zhuǎn)換成裝置的顯示器上的適當(dāng)?shù)墓鈽?biāo)的動作。圖1是一般的橡皮圓盤型指針裝置10的俯視圖，其由橡皮圓盤11、橡皮圓盤移動區(qū)域19、彈簧13以及橡皮圓盤移動區(qū)域的周邊(side)14構(gòu)成。圖2是指針裝置10沿著圖1所示的線1-2而取得的剖面圖，圖2由橡皮圓盤11、彈簧13、橡皮圓盤移動區(qū)域的周邊14、基底(substrate)17以及用戶的手指16構(gòu)成。下面將參照圖1與圖2來說明一般的橡皮圓盤型指針裝置10的動作。橡皮圓盤11響應(yīng)于施加在該橡皮圓盤11上的橫向力而在橡皮圓盤移動區(qū)域19內(nèi)的基底17的表面12上方移動。此力通常是通過用戶的手指16而施加到橡皮圓盤11。橡皮圓盤11包括壓力檢測機(jī)構(gòu)，用來測量施加在此橡皮圓盤11上的垂直壓力。指針裝置10包括用來測定表面12上的橡皮圓盤11的位置的檢測機(jī)構(gòu)。當(dāng)用戶移開手指16而消除施加于橡皮圓盤11的壓力時，連接橡皮圓盤11與橡皮圓盤移動區(qū)域的周邊14的彈簧13使得橡皮圓盤11返回中心位置。因此，在搖桿模式(joystickmode)(橡皮圓盤11的移動距離決定光標(biāo)移動的速度)中，橡皮圓盤11返回中心位置的動作使光標(biāo)移動的速度減小。另一方面，在鼠標(biāo)模式(mousemode)(橡皮圓盤11的移動距離決定光標(biāo)的移動距離)中，當(dāng)橡皮圓盤11返回中心位置時，光標(biāo)也返回到原始位置。為了解決以上問題，以往的橡皮圓盤型指針裝置使用一種機(jī)械結(jié)構(gòu)或一種壓力傳感器(pressuresensor)，在鼠標(biāo)模式中，當(dāng)橡皮圓盤11返回時，這種機(jī)械結(jié)構(gòu)或壓力傳感器通過檢測為用戶的手指未對橡皮圓盤11施加垂直力來防止光標(biāo)的移動。然而，這種機(jī)械結(jié)構(gòu)的問題在于耐久性(durability)差，且響應(yīng)速度慢。圖3是示出用于說明在橡皮圓盤型指針裝置10中檢測橡皮圓盤的位置的電容性檢測方法的指針裝置10的俯視圖。圖3由表面50、四個表面電極51至M以及橡皮圓盤的電極構(gòu)成。表面50包括四個電極51至54，四個電極51至M的端子(terminals)以電性方式連接于外部電路，電極51至M以電性方式彼此隔離，且橡皮圓盤包括電極55，此電極55在圖中用虛線示出。為了簡化附圖，這些端子被省略。橡皮圓盤的電極55與各表面電極51至M之間的重疊隨著針對表面電極51至M的橡皮圓盤的位置而變化。在橡皮圓盤的電極陽中與表面電極51至M重疊的部分A至D形成平行板電容器(parallelplatecapacitor)，其電容正比于每個重疊部分A至D的重疊的面積。因此，橡皮圓盤的電極55相對于表面電極51至M的位置可通過測量橡皮圓盤的電極55與表面電極51至M之間的電容來計算。一般而言，指針裝置的動作模式包括搖桿模式與鼠標(biāo)模式。在搖桿模式中，橡皮圓盤的移動距離與方向會造成移動向量的變化，而在鼠標(biāo)模式中，橡皮圓盤的移動距離與方向則會造成移動距離的變化。也就是說，在通過電容變化來檢測橡皮圓盤的移動的結(jié)構(gòu)中，對于搖桿模式而言，當(dāng)橡皮圓盤從中心位置開始移動且在特定位置停止時，光標(biāo)繼續(xù)移動，而當(dāng)光標(biāo)的移動速度比例于橡皮圓盤的移動距離的狀態(tài)下橡皮圓盤返回中心位置時，僅是光標(biāo)的移動速度減小。另一方面，在鼠標(biāo)模式中，當(dāng)用手指移動橡皮圓盤時，光標(biāo)會移動一定的距離，此距離等于橡皮圓盤相對于中心位置的移動距離，然后光標(biāo)停止移動。而當(dāng)手指離開橡皮圓盤，從而使橡皮圓盤返回原始位置時，光標(biāo)也返回原始位置。然而，盡管在可攜式電子裝置產(chǎn)業(yè)中，當(dāng)前的橡皮圓盤型指針裝置比以往的指針裝置更快且更準(zhǔn)確，但是在如圖1所示的橡皮圓盤用彈簧來連接的結(jié)構(gòu)中，對于指針裝置僅使用搖桿模式。因此，為了進(jìn)行快速且準(zhǔn)確的動作，就必須使光標(biāo)移動等同于橡皮圓盤的移動距離的距離，然后當(dāng)橡皮圓盤返回中心位置時，使光標(biāo)停在已經(jīng)移到的位置。圖4是概略地示出以往技術(shù)的橡皮圓盤型指針裝置的方塊圖，在圖4中包括移動檢測單元5與濾波單元15。下面將描述每個方塊的功能。移動檢測單元5接收來自接觸物體的橡皮圓盤的移動信息，以檢測此接觸物體是否接觸到指針裝置以及檢測到接觸之后橡皮圓盤的移動，并且延遲預(yù)定時間之后輸出表示電容值的移動檢測信號m_det。濾波單元15從移動檢測單元5接收延遲預(yù)定時間的移動檢測信號m_det，并對此信號通過濾波而消除噪聲(noise)，輸出橡皮圓盤移動信號mov。圖5是圖4所示的以往技術(shù)的橡皮圓盤型指針裝置的動作波形圖。在圖5中，波形⑴代表四個信道(channels)的經(jīng)延遲的移動檢測信號m_det，波形⑵代表四個信道的橡皮圓盤移動信號mov。這四個信道是因?qū)D3所示的橡皮圓盤的電極55與四個表面電極51至M之間的重疊部分所測得的電容值的差而產(chǎn)生的。當(dāng)接觸物體接觸指針裝置并移動橡皮圓盤時，經(jīng)延遲的移動檢測信號m_det輸出帶噪聲的延遲預(yù)定時間Tl的高位準(zhǔn)(highlevel)的電容值，而在接觸物體離開指針裝置的時點(diǎn)t0到預(yù)定時間Tl過后的時點(diǎn)tl，經(jīng)延遲的移動檢測信號m_det轉(zhuǎn)換為噪聲減少的低位準(zhǔn)(lowlevel)的電容值而輸出。在本說明書中，Tl是濾波單元(圖4的15)的延遲時間。當(dāng)接觸物體接觸指針裝置并移動橡皮圓盤時，橡皮圓盤移動信號mov輸出噪聲被消除的延遲預(yù)定時間Tl的高位準(zhǔn)的電容值，且信號的位準(zhǔn)從時點(diǎn)tl開始逐漸衰減(decay)，時點(diǎn)tl是從接觸物體停止指針裝置的接觸以及移動的時點(diǎn)t0開始經(jīng)過預(yù)定時間Tl之后的時點(diǎn)。然后橡皮圓盤移動信號mov延遲預(yù)定的長的時間T2后轉(zhuǎn)換為噪聲被消除的低位準(zhǔn)的電容值而輸出。下面將參照圖4與圖5來說明以往技術(shù)的橡皮圓盤型指針裝置的動作。例如，假設(shè)用戶利用安裝于膝上型計算機(jī)內(nèi)部的橡皮圓盤型指針裝置來移動監(jiān)視器上的光標(biāo)。當(dāng)用戶用手指來接觸并移動指針裝置中的橡皮圓盤時，該移動檢測單元5從作為接觸物體用戶的手指接收具有一定壓力的接觸與移動，由此檢測出接觸物體已接觸并移動了橡皮圓盤。因此，當(dāng)移動檢測單元5輸出具有帶噪聲的高位準(zhǔn)的電容值的移動檢測信號m_det時，濾波單元15接收來自移動檢測單元5的經(jīng)延遲的移動檢測信號m_det，對此信號進(jìn)行低通濾波(low-passfiltering)來消除噪聲，且輸出具有高位準(zhǔn)電容值的延遲預(yù)定時間Tl的橡皮圓盤移動信號mov。主機(jī)裝置接收來自濾波單元15的所述高位準(zhǔn)的橡皮圓盤移動信號mov，以根據(jù)橡皮圓盤的移動方向來移動如監(jiān)視器的顯示器裝置上的光標(biāo)。然后，當(dāng)用戶認(rèn)為無需移動光標(biāo)而將手指在時點(diǎn)t0從橡皮圓盤移開時，移動檢測單元5識別出從用戶的手指施加的壓力迅速減小，并檢測為接觸物體的接觸及移動停止。因此，當(dāng)移動檢測單元5輸出具有噪聲經(jīng)減少的低位準(zhǔn)電容值的移動檢測信號m_det時，濾波單元15從移動檢測單元5接收所述經(jīng)延遲的移動檢測信號m_det，對此信號通過低通濾波來消除噪聲并延遲預(yù)定時間T2的同時衰減該信號，輸出具有低位準(zhǔn)電容值的橡皮圓盤移動信號mov。然而，如圖5中的波形(所示，在指針裝置中接觸物體的接觸及移動停止的臨界時點(diǎn)t0，橡皮圓盤移動信號mov的位準(zhǔn)不能變成低位準(zhǔn)，而是延遲預(yù)定時間T2的同時逐漸衰減。由此，在延遲預(yù)定時間T2之后的時點(diǎn)t2，輸出噪聲經(jīng)消除的低位準(zhǔn)電容值。也就是說，在手指接觸并移動橡皮圓盤的時點(diǎn)，輸出被圖4所示的濾波單元15消除噪聲的高位準(zhǔn)電容值。然而，當(dāng)手指離開橡皮圓盤時，所測量的電容值不會迅速降低，而是依據(jù)預(yù)定斜率來慢慢減小，這是濾波單元15的特性所造成的。此現(xiàn)象是因為手指慢慢離開橡皮圓盤而造成的，也是因為延遲等同于在位于橡皮圓盤底部的諸如圓頂開關(guān)(domeswitch)之類的機(jī)械開關(guān)識別手指的移開時振動(顫動)(chattering)的時間而造成的。此外，如圖5中的波形(1)與波形(2)所示，延遲移動檢測信號m_det與橡皮圓盤移動信號mov的四個電容值之間存在差異的原因在于橡皮圓盤沒有精確地位于四個表面電極51至M的中心。這一現(xiàn)象是因為橡皮圓盤的長期使用導(dǎo)致彈簧劣化而造成的。在此，為了便于描述，假設(shè)彈簧13的使用使得橡皮圓盤返回時間比橡皮圓盤移動時間短。主機(jī)裝置從濾波單元15接收所述低位準(zhǔn)的橡皮圓盤移動信號mov，以不移動監(jiān)視器上的光標(biāo)。因此，以往技術(shù)的橡皮圓盤型指針裝置應(yīng)使用預(yù)定的濾波單元來消除因橡皮圓盤的接觸以及移動而產(chǎn)生的噪聲。然而，即使當(dāng)用戶的手指在移動橡皮圓盤之后離開此橡皮圓盤而使橡皮圓盤返回到原始位置時，指針裝置也不能夠準(zhǔn)確地檢測到橡皮圓盤的接觸與移動停止時的時點(diǎn)to，這是因為需要被濾波單元15延遲的時間Tl以及濾波器輸出的特性所造成的橡皮圓盤移動信號mov衰減所需的時間T2。到目前為止，假設(shè)橡皮圓盤是非固定(floating)的，以使橡皮圓盤的接觸導(dǎo)致增大電容，但是由于橡皮圓盤連接于接地電位(groundpotential)，因此在必然需要光標(biāo)的顫抖的接觸時間內(nèi)，移動檢測信號m_det中的噪聲有可能也會減少。因此，根據(jù)指針裝置中的橡皮圓盤的移動方向與距離來移動的光標(biāo)不會在橡皮圓盤的接觸以及移動停止的時點(diǎn)to處停停止于準(zhǔn)確的位置，而是還在移動。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題本發(fā)明的一個目的是提供一種橡皮圓盤型指針裝置。在此橡皮圓盤型指針裝置中，光標(biāo)移動等同于橡皮圓盤的移動距離的距離，且當(dāng)橡皮圓盤返回中心位置時，光標(biāo)在橡皮圓盤的接觸與移動停止的時點(diǎn)停在準(zhǔn)確的位置。本發(fā)明的另一目的是提供一種指針系統(tǒng)，此指針系統(tǒng)包括能夠達(dá)成上述目的的橡皮圓盤型指針裝置。本發(fā)明的又一目的是提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)上述目的的橡皮圓盤型指針裝置的指針方法。技術(shù)方案用于實現(xiàn)上述目的的依照本發(fā)明的橡皮圓盤型指針裝置包括移動檢測單元，檢測出接觸物體接觸橡皮圓盤而移動的信息，以輸出移動檢測信號；第一濾波單元單元，接收移動檢測信號而輸出通過濾波消除噪聲且延遲第一時間的第一橡皮圓盤移動信號；第二信號處理單元，接收移動檢測信號而輸出通過濾波消除噪聲且延遲第二時間的第二橡皮圓盤移動信號，其中第二時間短于第一時間；橡皮圓盤移動信號傳送單元，響應(yīng)于第二橡皮圓盤移動信號，以根據(jù)移動的信息來傳送或切斷第一橡皮圓盤移動信號。用于實現(xiàn)上述目的的依照本發(fā)明的橡皮圓盤型指針系統(tǒng)包括橡皮圓盤型指針裝置，檢測出接觸物體接觸橡皮圓盤而接觸移動的信息，并以不同的延遲時間來進(jìn)行濾波，且根據(jù)移動的信息來傳送或切斷第一橡皮圓盤移動信號；主機(jī)裝置，響應(yīng)于第一橡皮圓盤移動信號而計算橡皮圓盤的移動方向與移動距離，以輸出光標(biāo)控制信號；顯示裝置，響應(yīng)于光標(biāo)控制信號而使得光標(biāo)移動等同于橡皮圓盤的移動距離的距離，且當(dāng)橡皮圓盤返回原始位置時，使光標(biāo)在橡皮圓盤停止移動時的準(zhǔn)確的時點(diǎn)停止。用于實現(xiàn)上述目的的依照本發(fā)明的橡皮圓盤型指標(biāo)方法包括移動檢測步驟，檢測出接觸物體接觸橡皮圓盤而移動的信息而輸出移動檢測信號；第一濾波步驟，接收移動檢測信號而輸出通過濾波消除噪聲且延遲第一時間的第一橡皮圓盤移動信號；第二濾波步驟，接收移動檢測信號，以輸出通過濾波消除噪聲且延遲第二時間的第二橡皮圓盤移動信號，其中第二時間短于第一時間；橡皮圓盤移動信號傳送步驟，響應(yīng)于第二橡皮圓盤移動信號，以根據(jù)移動信息來傳送或切斷第一橡皮圓盤移動的信號。有益效果根據(jù)依照本發(fā)明的橡皮圓盤型指針裝置、指針系統(tǒng)以及其指針方法，可以容易地檢測出移動橡皮圓盤之后接觸物體從橡皮圓盤移開而使橡皮圓盤返回原始位置時停止接觸物體對橡皮圓盤的接觸以及停止接觸物體的移動的準(zhǔn)確的時點(diǎn)，從而避免因光標(biāo)繼續(xù)移動而造成的指針裝置的誤動作。圖1是一般的橡皮圓盤型指針裝置10的俯視圖。圖2是沿著圖1所示的指針裝置10中的線1-2而取得的剖面圖。圖3是示出用于說明在橡皮圓盤型指針裝置10中檢測橡皮圓盤的位置的電容性檢測方法的指針裝置10俯視圖。圖4是概略地示出以往技術(shù)的橡皮圓盤型指針裝置的方塊圖。圖5是圖4所示的以往技術(shù)的橡皮圓盤型指針裝置的動作波形圖。圖6是概略地示出依照本發(fā)明的橡皮圓盤型指針裝置的方塊圖。圖7是概略地示出指針系統(tǒng)的方塊示意圖，此指針系統(tǒng)具有圖6所示的依照本發(fā)明的橡皮圓盤型指針裝置。圖8是圖6所示的依照本發(fā)明的橡皮圓盤型指針裝置的動作波形圖。圖9是應(yīng)用本發(fā)明的另一實施例的圖1所示的橡皮圓盤型指針裝置沿著線1-2而取得的剖面圖。具體實施例方式下面將參照附圖來描述依照本發(fā)明的橡皮圓盤型指針裝置、指針系統(tǒng)以及指針方法。圖6是概略地示出依照本發(fā)明的橡皮圓盤型指針裝置100的方塊圖，該圖中包括移動檢測單元120、第一濾波單元140、第二濾波單元160、橡皮圓盤移動判斷單元180以及開關(guān)單元150。下面將描述每個方塊的功能。移動檢測單元120從接觸物體接收橡皮圓盤的接觸及移動，以檢測接觸物體是否接觸橡皮圓盤以及接觸之后橡皮圓盤的移動方向和移動距離，并且輸出表示電容值的移動檢測信號m_det。第一濾波單元140從移動檢測單元120接收延遲了預(yù)定時間的移動檢測信號m_det,以輸出通過濾波而消除噪聲且延遲第一時間的第一橡皮圓盤移動信號movl。第二濾波單元160從移動檢測單元120接收移動檢測信號m_det，以輸出通過濾波而消除噪聲且延遲第二時間的第二橡皮圓盤移動信號mov2，其中第二時間短于第一時間。在此，第一濾波單元140與第二濾波單元160可使用諸如無限脈沖響應(yīng)(infiniteimpulseresponse,IIR)濾波器或有限脈沖響應(yīng)(finiteimpulseresponse,FIR)濾波器之類的數(shù)字濾波器，它們的振幅特性相同，但延遲時間特性不同。一般而言，無限脈沖響應(yīng)濾波器具有長延遲時間，而有限脈沖響應(yīng)濾波器具有短延遲時間，即使是在相同的數(shù)字濾波器中，濾波器的階數(shù)(order)越低，延遲時間就越長，而濾波器的階數(shù)越高，延遲時間就越短。因此，可以舉出第一濾波單元140用二階無限脈沖響應(yīng)濾波器來實現(xiàn)，第二濾波單元160用三階有限脈沖響應(yīng)濾波器來實現(xiàn)的示例。橡皮圓盤移動判斷單元180從第二濾波單元160接收第二橡皮圓盤移動信號mov2,以響應(yīng)于所述第二橡皮圓盤移動信號mov2，根據(jù)接觸物體是否接觸并移動橡皮圓盤來輸出濾波器輸出切斷信號FT_off以切斷第一濾波單元140的輸出。開關(guān)單元150響應(yīng)于從橡皮圓盤移動判斷單元180接收的濾波器輸出切斷信號FT_off而傳送或切斷第一濾波單元140的輸出。在此，開關(guān)單元150可通過軟件來實現(xiàn)，也可通過諸如邏輯電路之類的硬件來實現(xiàn)。圖7是概略地示出指針系統(tǒng)的方塊圖，此指針系統(tǒng)包括圖6所示的依照本發(fā)明的橡皮圓盤型指針裝置。該指針系統(tǒng)包括橡皮圓盤型指針裝置100、主機(jī)裝置200以及顯示裝置300。下面將描述每個方塊的功能。橡皮圓盤型指針裝置100檢測接觸物體接觸并移動橡皮圓盤的信息，并通過改變延遲時間來對此信息進(jìn)行濾波，以及根據(jù)移動的信息來傳送或切斷第一橡皮圓盤移動信號。主機(jī)裝置200響應(yīng)于第一橡皮圓盤移動信號而計算橡皮圓盤的移動方向和移動距離，并輸出光標(biāo)控制信號c_cur。顯示裝置300響應(yīng)于光標(biāo)控制信號c_cur而使光標(biāo)移動等同于橡皮圓盤的移動距離的距離，且當(dāng)橡皮圓盤返回原始位置時，使光標(biāo)在橡皮圓盤停止移動時的準(zhǔn)確的時點(diǎn)停止。到目前為止，光標(biāo)的移動距離假設(shè)與橡皮圓盤的移動距離一致，但是當(dāng)然也可適用與橡皮圓盤的移動速度有關(guān)的數(shù)學(xué)因素。這與鼠標(biāo)驅(qū)動程序中的應(yīng)用相似。數(shù)學(xué)函數(shù)的一個范例是光標(biāo)距離隨著橡皮圓盤的移動距離而成比例地增加。圖8是圖6所示的依照本發(fā)明的橡皮圓盤型指針裝置的動作波形圖。在圖8中，波形(1)代表四個信道的延遲移動檢測信號m_det，波形(代表四個信道的第一橡皮圓盤移動信號movl，以及波形C3)代表四個信道的第二橡皮圓盤移動信號mov2。這四個信道是因圖3所示的橡皮圓盤的電極55與表面電極51至M之間的重疊部分所測得的電容值的差而引起的。當(dāng)接觸物體接觸并移動橡皮圓盤時，移動檢測信號m_det輸出的帶噪聲的延遲預(yù)定時間的高位準(zhǔn)的電容值，而在接觸物體停止接觸并移動橡皮圓盤的時點(diǎn)經(jīng)過預(yù)定時間的時點(diǎn)t0期間，移動檢測信號m_det轉(zhuǎn)換為噪聲經(jīng)減少的低位準(zhǔn)的電容值而輸出。當(dāng)接觸物體接觸并移動橡皮圓盤時，第一橡皮圓盤移動信號movl輸出為噪聲經(jīng)消除的延遲預(yù)定時間Tl的高位準(zhǔn)的電容值。而在接觸物體停止接觸并移動橡皮圓盤的時點(diǎn)tl到經(jīng)過預(yù)定時間T2的時點(diǎn)t2期間，位準(zhǔn)逐漸衰減(decay)，并在延遲預(yù)定長的時間T2之后，第一橡皮圓盤移動信號movl轉(zhuǎn)換為噪聲經(jīng)消除的低位準(zhǔn)的電容值而輸出。在此，Tl是第一濾波單元(圖6的140)的延遲時間。當(dāng)接觸物體接觸并移動橡皮圓盤時，在延遲預(yù)定時間T3之后，第二橡皮圓盤移動信號mov2輸出為噪聲經(jīng)消除的高位準(zhǔn)的電容值。在接觸物體停止接觸并移動橡皮圓盤之后(t0)的延遲預(yù)定時間T3的時點(diǎn)，位準(zhǔn)迅速衰減，從而延遲預(yù)定的較短的時間T4之后，第二橡皮圓盤移動信號mov2轉(zhuǎn)換為過濾掉噪聲的低位準(zhǔn)的電容值而輸出。在此，T3是第二濾波單元(圖6的160)的延遲時間。下面將參照圖6至圖8來描述依照本發(fā)明的橡皮圓盤型指針裝置的動作。例如，假設(shè)用戶利用內(nèi)置于膝上型計算機(jī)的橡皮圓盤型指針裝置來移動監(jiān)視器上的光標(biāo)。當(dāng)用戶用其手指來接觸并移動指針裝置中的橡皮圓盤時，移動檢測單元120將用戶的手指當(dāng)作接觸物體而從中接收具有預(yù)定壓力的接觸以及移動，由此檢測出接觸物體已接觸并移動了橡皮圓盤。由此，移動檢測單元120輸出具有帶噪聲的高位準(zhǔn)電容值的四個信道的移動檢測信號m_det。在此，假設(shè)橡皮圓盤11是非固定(floating)的，所以當(dāng)用戶接觸此橡皮圓盤時，橡皮圓盤與表面之間的距離減小。四個信道的移動檢測信號m_det是將圖3所示的四個表面電極51至M的電容的輸出作為四個接觸信道而輸出的波形。當(dāng)接觸物體接觸并移動橡皮圓盤時，移動檢測信號m_det輸出帶噪聲的高位準(zhǔn)的電容值。當(dāng)用戶的手指離開橡皮圓盤時，通過橡皮圓盤的電極55與表面電極51至M來檢測到的電容值立即全部減小而輸出幾乎無噪聲的低位準(zhǔn)的電容值。第一濾波單元140從移動檢測單元120接收延遲所述預(yù)定時間Tl的移動檢測信號!11_(1討，并對此信號進(jìn)行低通濾波來消除噪聲，且輸出具有高位準(zhǔn)的電容值的延遲第一時間Tl的第一橡皮圓盤移動信號movl。第二濾波單元160從移動檢測單元120接收所述移動檢測信號m_det，并對此信號進(jìn)行低通濾波來消除噪聲，且輸出具有高位準(zhǔn)電容值的延遲第二時間T3的第二橡皮圓盤移動信號mov2o橡皮圓盤移動判斷單元180從第二濾波單元160接收高位準(zhǔn)的第二橡皮圓盤移動信號mov2，判斷為用戶的手指正在接觸并移動，由此輸出低位準(zhǔn)的濾波單元輸出切斷信號FT_off,以傳送第一濾波單元140的輸出。開關(guān)單元150從橡皮圓盤移動判斷單元180接收低位準(zhǔn)的濾波單元輸出切斷信號FT_off，并響應(yīng)于該濾波器輸出切斷信號FT_off而傳送第一濾波單元140的輸出。主機(jī)裝置從開關(guān)單元150接收高位準(zhǔn)的第一橡皮圓盤移動信號movl，由此根據(jù)橡皮圓盤的移動方向與移動距離來移動諸如監(jiān)視器之類的顯示裝置上的光標(biāo)。然后，因無需移動光標(biāo)而用戶從橡皮圓盤移開手指時，移動檢測單元120識別出來自于用戶手指的壓力迅速降低，并檢測出接觸物體的接觸與移動已停止，由此將具有帶噪聲的低位準(zhǔn)電容值的四個信道的移動檢測信號m_det延遲預(yù)定時間Tl而輸出。第一濾波單元140從移動檢測單元120接收延遲所述預(yù)定時間Tl的移動檢測信號!11_(1討，并對此信號進(jìn)行低通濾波來消除噪聲，且延遲第一時間T2的同時使該信號衰減，以輸出具有低位準(zhǔn)電容值的第一橡皮圓盤移動信號movl。第二濾波單元160從移動檢測單元120接收所述移動檢測信號m_det，并對此信號進(jìn)行低通濾波，且延遲短于第一時間T2的第二時間T3的同時使該信號衰減，由此消除噪聲，并延遲預(yù)定時間T4之后輸出具有低位準(zhǔn)的電容值的第二橡皮圓盤移動信號mov2。此時，如圖8中的波形(3)所示，在接觸物體停止接觸并移動橡皮圓盤的臨界時點(diǎn)t0延遲預(yù)定時間T3之后，第二橡皮圓盤移動信號mov2的位準(zhǔn)迅速衰減，所以在延遲第二時間T4之后，輸出消除了噪聲的低位準(zhǔn)的電容值的第二橡皮圓盤移動信號mov2，其中第二時間T4短于第一時間T2。橡皮圓盤移動判斷單元180從第二濾波單元160接收低位準(zhǔn)的第二橡皮圓盤移動信號mov2，判斷為停止了用戶手指的接觸以及移動，由此輸出高位準(zhǔn)的濾波器輸出切斷信號FT_off，以切斷第一濾波單元140的輸出。在此，應(yīng)當(dāng)在預(yù)定時間Tl以下的時間判斷手指的接觸以及移動停止。開關(guān)單元150響應(yīng)于從橡皮圓盤移動判斷單元180接收的高位準(zhǔn)的濾波器輸出切斷信號FT_off而切斷第一濾波單元140的輸出。由于主機(jī)裝置不能從開關(guān)單元150接收第一橡皮圓盤移動信號movl，所以主機(jī)裝置使顯示裝置上的光標(biāo)不再移動。為了更好地理解本發(fā)明，以上通過假設(shè)使用高阻抗或非固定的導(dǎo)電橡皮圓盤來進(jìn)行了描述，不過橡皮圓盤與接地電壓連接的結(jié)構(gòu)設(shè)置為在橡皮圓盤與表面電極51至M之間填充彈性材料，或者設(shè)置為通過外界壓力來改變橡皮圓盤與表面電極51至M之間的距離，如此一來，當(dāng)手指離開橡皮圓盤時，所有的電容值都減小。也就是說，即使對于橡皮圓盤的底部安置諸如圓頂開關(guān)之類的機(jī)械開關(guān)的結(jié)構(gòu)，橡皮圓盤與表面電極51至M之間的距離也要經(jīng)過一段時間才能穩(wěn)定在預(yù)定的值上。而且當(dāng)圓頂開關(guān)檢測到用戶的手指離開橡皮圓盤時造成的振動(顫動)(chattering)所產(chǎn)生的噪聲應(yīng)使用第二濾波單元160來消除。圖9是應(yīng)用本發(fā)明的另一實施例的圖1所示的橡皮圓盤型指針裝置10沿著線1-2而取得的剖面圖，其包括橡皮圓盤11、彈簧13、橡皮圓盤移動區(qū)域的周邊14、表面電極53及討、第一基底17、圓頂(dome)開關(guān)18以及第二基底20。下面將參照圖6與圖9來描述依照本發(fā)明的另一實施例的橡皮圓盤型指針裝置10的動作。橡皮圓盤11響應(yīng)于施加在自身的橫向力，在橡皮圓盤移動區(qū)域19內(nèi)的基底17的表面12上方移動。并且，用戶移開其手指16釋放施加在橡皮圓盤11上的壓力，此時，如圖1所示的一般的橡皮圓盤型指針裝置10的動作一樣，連接橡皮圓盤與橡皮圓盤移動區(qū)域的11周邊14的彈簧13使得橡皮圓盤11返回中心位置。然而，依照本發(fā)明的另一實施例的橡皮圓盤型指針裝置10具有這樣的特性特征當(dāng)從圓頂開關(guān)18施加的輸入信號是模擬值(analogvalue)時，圖6所示的第二濾波單元160用峰值檢測器(peakdetector)來實現(xiàn)；而當(dāng)從圓頂開關(guān)18施加的輸入信號是數(shù)字值時，第二濾波單元160則用能夠?qū)⒃撝道鄯e多次的累積器(accumulator)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。按照上述方式濾波后的值與橡皮圓盤移動判斷單元180中設(shè)定的臨界(threshold)值相比較。在本實施例中，第二濾波單元160與橡皮圓盤移動判斷單元180的延遲時間被設(shè)定為小于第一濾波單元140的延遲時間。根據(jù)依照本發(fā)明的橡皮圓盤型指針裝置、指針系統(tǒng)以及指針方法，當(dāng)用戶的手指接觸并移動橡皮圓盤時，光標(biāo)會移動等同于橡皮圓盤的移動距離的距離，而當(dāng)橡皮圓盤隨著用戶的手指從橡皮圓盤上移開而返回中心位置時，使該接觸信號衰減時所需的時間相比以往縮短。因此，可以容易地檢測出停止接觸物體接觸并移動橡皮圓盤的準(zhǔn)確的時點(diǎn)to。故而可啟動鼠標(biāo)模式，在此模式中，光標(biāo)能夠在橡皮圓盤的接觸與移動停止的時點(diǎn)to停在準(zhǔn)確的位置。為了便于理解本發(fā)明，以上的指針裝置、指針系統(tǒng)以及指針方法的動作是針對接觸與移動的檢測來描述的。然而，依照本發(fā)明的橡皮圓盤型指針裝置、指針系統(tǒng)以及指針方法理所當(dāng)然地也可應(yīng)用于接近檢測單元(proximitydetector)，此接近檢測器是基于檢測接近來檢測鄰近對象的接近，以確定鄰近對象是否接近橡皮圓盤，且輸出表示電容值的近接檢測信號。此外，以上動作是以橡皮圓盤與底部的表面電極之間有彈性材料的情形為基準(zhǔn)來描述的，然而，依照本發(fā)明的橡皮圓盤型指針裝置、指針系統(tǒng)以及指針方法理所當(dāng)然地也可應(yīng)用于“橡皮圓盤與底部的表面電極之間的距離是固定的”這種情形，這是因為在底部的表面電極產(chǎn)生手指所引起的周圍噪聲是相同的，從而發(fā)生類似的現(xiàn)象。并且，以上是針對通過電容變化來檢測橡皮圓盤的移動的情形。然而，依照本發(fā)明的橡皮圓盤型指針裝置、指針系統(tǒng)以及指針方法理所當(dāng)然地也可應(yīng)用于通過測量磁場的結(jié)構(gòu)或射頻(radiofrequency)耦合(coupling)的電場來測量的結(jié)構(gòu)等各種結(jié)構(gòu)中。雖然本發(fā)明已以實施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
中具有通常知識者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可對本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變更。權(quán)利要求1.一種橡皮圓盤型指針裝置，其特征在于包括移動檢測單元，檢測出接觸物體接觸橡皮圓盤而移動的信息，以輸出移動檢測信號；第一信號處理單元，接收所述移動檢測信號而輸出通過濾波消除噪聲且延遲第一時間的第一橡皮圓盤移動信號；第二信號處理單元，接收所述移動檢測信號而輸出通過濾波消除噪聲且延遲第二時間的第二橡皮圓盤移動信號，其中所述第二時間短于所述第一時間；橡皮圓盤移動信號傳送單元，響應(yīng)于所述第二橡皮圓盤移動信號，以根據(jù)所述移動的信息來傳送或切斷所述第一橡皮圓盤移動信號。2.如權(quán)利要求1所述的橡皮圓盤型指針裝置，其特征在于所述橡皮圓盤移動信號傳送單元包括橡皮圓盤移動判斷單元，響應(yīng)于所述第二橡皮圓盤移動信號，當(dāng)傳送所述第一橡皮圓盤移動信號時，輸出高位準(zhǔn)的所述濾波器輸出切斷信號，而當(dāng)切斷所述第一橡皮圓盤移動信號時，則輸出低位準(zhǔn)的所述濾波器輸出切斷信號；開關(guān)單元，響應(yīng)于所述濾波器輸出切斷信號而傳送或切斷所述第一橡皮圓盤移動信號。3.如權(quán)利要求1所述的橡皮圓盤型指針裝置，其特征在于所述第一信號處理單元與所述第二信號處理單元使用振幅特性相同的數(shù)字濾波器。4.如權(quán)利要求1所述的橡皮圓盤型指針裝置，其特征在于所述移動檢測單元是接近檢測單元，所述接近檢測單元檢測鄰近對象是否靠近所述橡皮圓盤，以輸出表示所述電容值的近接檢測信號。5.一種橡皮圓盤型指針系統(tǒng)，其特征在于包括橡皮圓盤型指針裝置，檢測出接觸物體接觸橡皮圓盤而移動的信息，并以不同的延遲時間來進(jìn)行濾波，且根據(jù)所述移動的信息來傳送或切斷第一橡皮圓盤移動信號；主機(jī)裝置，響應(yīng)于所述第一橡皮圓盤移動信號而計算所述橡皮圓盤的移動方向與移動距離，以輸出光標(biāo)控制信號；顯示裝置，響應(yīng)于所述光標(biāo)控制信號而使得所述光標(biāo)移動等同于所述橡皮圓盤的移動距離的距離，且當(dāng)所述橡皮圓盤返回原始位置時，使所述光標(biāo)在所述橡皮圓盤停止移動時的準(zhǔn)確的時點(diǎn)停止。6.如權(quán)利要求5所述的橡皮圓盤型指針系統(tǒng)，其特征在于所述橡皮圓盤型指針裝置包括移動檢測單元，檢測出接觸物體接觸所述橡皮圓盤而移動的信息，以輸出移動檢測信號；第一信號處理單元，接收所述移動檢測信號而輸出通過濾波消除噪聲且延遲第一時間的第一橡皮圓盤移動信號；第二信號處理單元，接收所述移動檢測信號而輸出通過濾波消除噪聲且延遲第二時間的第二橡皮圓盤移動信號，其中所述第二時間短于所述第一時間；橡皮圓盤移動信號傳送單元，響應(yīng)于所述第二橡皮圓盤移動信號，以根據(jù)所述移動的信息來傳送或切斷所述第一橡皮圓盤移動信號。7.如權(quán)利要求6所述的橡皮圓盤型指針系統(tǒng)，其特征在于所述橡皮圓盤移動信號傳送單元包括橡皮圓盤移動判斷單元，響應(yīng)于所述第二橡皮圓盤移動信號，當(dāng)傳送所述第一橡皮圓盤移動信號時，輸出高位準(zhǔn)的所述濾波器輸出切斷信號，而當(dāng)切斷所述第一橡皮圓盤移動信號時，則輸出低位準(zhǔn)的所述濾波器輸出切斷信號；開關(guān)單元，響應(yīng)于所述濾波器輸出切斷信號而傳送或切斷所述第一橡皮圓盤移動信號。8.如權(quán)利要求6所述的橡皮圓盤型指針系統(tǒng)，其特征在于所述第一信號處理單元與所述第二信號處理單元使用振幅特性相同的數(shù)字濾波器。9.如權(quán)利要求6所述的橡皮圓盤型指針系統(tǒng)，其特征在于所述移動檢測單元是接近檢測單元，所述接近檢測單元檢測鄰近對象是否靠近所述橡皮圓盤，以輸出表示所述電容值的近接檢測信號。10.如權(quán)利要求5所述的橡皮圓盤型指針系統(tǒng)，其特征在于當(dāng)施加高位準(zhǔn)的所述第一橡皮圓盤移動信號時，所述主機(jī)裝置根據(jù)所述橡皮圓盤的移動方向與移動距離來移動所述光標(biāo)，而當(dāng)施加低位準(zhǔn)的所述第一橡皮圓盤移動信號時，所述主機(jī)裝置則不移動所述光標(biāo)而使所述光標(biāo)停止。11.一種橡皮圓盤型指標(biāo)方法，其特征在于包括移動檢測步驟，檢測出接觸物體接觸橡皮圓盤而而移動的信息，以輸出移動檢測信號；第一信號處理步驟，接收所述移動檢測信號而輸出通過濾波消除噪聲且延遲第一時間的第一橡皮圓盤移動信號；第二信號處理步驟，接收所述移動檢測信號而輸出通過濾波消除噪聲且延遲第二時間的第二橡皮圓盤移動信號，其中所述第二時間短于所述第一時間；橡皮圓盤移動信號傳送步驟，響應(yīng)于所述第二橡皮圓盤移動信號，以根據(jù)所述移動的信息來傳送或切斷所述第一橡皮圓盤移動信號。12.如權(quán)利要求11所述的橡皮圓盤型指標(biāo)方法，其特征在于所述橡皮圓盤移動信號傳送步驟包括橡皮圓盤移動判斷步驟，響應(yīng)于所述第二橡皮圓盤移動信號，當(dāng)傳送所述第一橡皮圓盤移動信號時，輸出高位準(zhǔn)的所述濾波器輸出切斷信號，而當(dāng)切斷所述第一橡皮圓盤移動信號時，則輸出低位準(zhǔn)的所述濾波器輸出切斷信號；開關(guān)步驟，響應(yīng)于所述濾波器輸出切斷信號而傳送或切斷所述第一橡皮圓盤移動信號。13.如權(quán)利要求11所述的橡皮圓盤型指標(biāo)方法，其特征在于所述移動檢測步驟是接近檢測步驟，檢測鄰近對象是否靠近所述橡皮圓盤，以輸出表示所述電容值的接近檢測信號。14.如權(quán)利要求11所述橡皮圓盤型指標(biāo)方法，其特征在于在所述第一信號處理步驟與所述第二信號處理步驟中，使用振幅特性相同的數(shù)字濾波器。全文摘要本發(fā)明公開一種橡皮圓盤型指針裝置、指針系統(tǒng)以及指針方法。該裝置的特征在于包括移動檢測單元，檢測接觸物體接觸橡皮圓盤而移動的信息，以輸出移動檢測信號；第一信號處理單元，接收移動檢測信號而輸出通過濾波消除噪聲且延遲第一時間的第一橡皮圓盤移動信號；第二信號處理單元，接收移動檢測信號而輸出通過濾波消除噪聲且延遲第二時間的第二橡皮圓盤移動信號，其中第二時間短于第一時間；橡皮圓盤移動信號傳送單元，響應(yīng)于第二橡皮圓盤移動信號，以根據(jù)移動的信息來傳送或切斷第一橡皮圓盤移動信號。根據(jù)本發(fā)明，可以容易地檢測出移動橡皮圓盤之后接觸物體從橡皮圓盤移開而使橡皮圓盤返回原始位置時停止接觸物體對橡皮圓盤的接觸以及停止接觸物體的移動的準(zhǔn)確的時點(diǎn)，從而避免因光標(biāo)繼續(xù)移動而造成的指針裝置的誤動作。文檔編號G06F3/033GK102227700SQ200980147938公開日2011年10月26日申請日期2009年3月16日優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日發(fā)明者李芳遠(yuǎn),鄭鎮(zhèn)禹,金龍煥申請人:艾勒博科技股份有限公司