觸摸和力感測裝置和系統(tǒng)以及用于感測觸摸和力的方法
【專利說明】觸摸和力感測裝置和系統(tǒng)以及用于感測觸摸和力的方法
[00011 本申請是于2006年3月3日提交的申請?zhí)枮?00680007124.6的題為"多功能手持設 備"的發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002] 相關申請的交叉引用
[0003] 本申請與以下申請相關并要求它們的優(yōu)先權(quán)：（1)2005年3月4日遞交的題為 "Multi-Functional Hand-Held Device" 的美國臨時專利申請No .60/658,777,以及（2) 2005年3月16日遞交的題為"Multi-Functional Hand-Held Device"的美國臨時專利申請 No. 60/663，345，其中每個申請都通過引用被結(jié)合于此。
[0004] 本申請還與以下申請相關，這些申請都通過引用被結(jié)合于此:2002年7月1日遞交 的題為"Touch Pad for Handheld Device"的美國專利申請Ν〇·10/188，182;(2)2003年 11 月25 日遞交的題為 "Touch Pad for Handheld Device" 的美國專利申請No .10/722,948; (3)2003年8月 18 日遞交的題為 "Movable Touch Pad with Added Functionality" 的美國 專利申請No. 10/643，256; (4)2003年9月2日遞交的題為"Ambidextrous Mouse"的美國專利 申請No .10/654,108; (5)2004年5月6 日遞交的題為 "Multipoint Touch Screen" 的美國專 利申請No. 10/840,862; (6)2004年7月30 日遞交的題為"Gestures for Touch Sensitive Input Devices"的美國專利申請No .10/903,964; (7)2005年1月18日遞交的題為"Mode-based Graphical User Interfaces for Touch Sensitive Input Devices" 的美國專利 申請No. 11/038,590; (8)2005年2月11日遞交的題為"Display Actuator"的美國專利申請 No. 11/057,050;以及(9)2005年4月26日遞交的題為"Hand-Held Electronic Device with Multiple Touch Sensing Devices" 的美國專利申請No. 11/115,539。
【背景技術】
[0005] 現(xiàn)在存在很多種手持電子設備，其中每一種都利用某種用戶接口。用戶接口通常 包括顯示屏(例如液晶顯示屏(IXD))形式的輸出設備和可以機械致動(例如開關、按鈕、鍵、 撥號盤、操縱桿、操縱板)或電力激活(例如觸摸板或觸摸屏）的一個或多個輸入設備。顯示 屏通常被配置用于呈現(xiàn)諸如文本和圖形之類的可視信息，而輸入設備通常被配置用于在電 子設備中執(zhí)行諸如發(fā)布命令、執(zhí)行選擇或者移動光標或選擇器之類的操作。這些公知設備 中的每一個要考慮到諸如大小和形狀限制、成本、功能性、復雜性等方面的因素，這些因素 在設計手持電子設備時必須被考慮到。在大多數(shù)情況下，用戶接口被放置在手持設備的前 面(或前表面)上，以易于查看顯示屏和易于操縱輸入設備。
[0006] 圖1A-1F是各種手持電子設備的圖，其中例如包括電話10A(圖1A)、PDA 10B(圖 1B)、媒體播放器10C(圖1C)、遙控器10D(圖1D)、照相機10E(圖1E)和GPS模塊10F(圖1F)。在 這些設備10中的每一個中，通常在電子設備10的第一區(qū)域放置有顯示屏12,該顯示屏12被 緊固在設備10的外殼內(nèi)部并且可以通過外殼上的開口看見。這些設備中的每一個還包括一 個或多個輸入設備14,這些輸入設備14通常被放置在電子設備10的緊挨著顯示屏12的第二 區(qū)域中。
[0007] 具體而言，電話10A通常包括諸如字符或圖形顯示屏之類的顯示屏12和諸如號碼 板(在某些情況下是導航板)之類的輸入設備1LPDA 10B通常包括諸如圖形顯示屏之類的 顯示屏12以及諸如基于鐵筆(stylus)的電阻式觸摸屏和按鈕之類的輸入設備14。媒體播放 器10C通常包括諸如字符或圖形顯示屏之類的顯示屏12和諸如按鈕或輪盤之類的輸入設備 14。由加州Cupert ino的蘋果電腦公司生產(chǎn)的iPod?媒體播放器是既包括顯示屏也包括與 顯示屏相鄰布置的輸入設備的媒體播放器的一個示例。遙控器10D通常包括諸如鍵盤之類 的輸入設備14并且可能具有（或可能不具有)字符顯示器12。照相機10E通常包括諸如圖形 顯示屏之類的顯示屏12以及諸如按鈕之類的輸入設備14APS模塊10F通常包括諸如圖形顯 示屏之類的顯示屏12和諸如按鈕(在某些情況下是操縱板)之類的輸入設備14。
[0008] 最近，傳統(tǒng)上分離的手持電子設備已經(jīng)開始以有限的方式相結(jié)合。例如，電話10A 已經(jīng)與PDA 10B相結(jié)合。已經(jīng)遇到的一個問題是在對設備進行輸入的方式上。這些設備中的 每一個具有一組特定的輸入機構(gòu)，用于向設備提供輸入。這些輸入機構(gòu)中的某些對所有設 備而言是通用的（例如電源按鈕），但其他輸入機構(gòu)不是。不通用的那些輸入機構(gòu)通常是專 用于該設備的特定功能的。例如，PDA通常包括四個專用按鈕，而蜂窩電話通常包括數(shù)字鍵 盤和至少兩個專用按鈕。
[0009] 因此，要想設計一種具有有限的輸入設備的合并設備而不會不利地影響每個設備 的專用輸入是一種挑戰(zhàn)。將會意識到，不讓手持設備過多地承載大量輸入機構(gòu)是優(yōu)選的，因 為過多地承載大量輸入機構(gòu)易于使用戶混淆并且占用寶貴的空間，即"不動產(chǎn)"。在手持設 備的情況下，由于其尺寸很小，因此空間是很珍貴的。在某些情況下，設備上沒有足夠的空 間用來容納所有必要的按鈕和開關等。當考慮到所有這些設備都需要一個顯示屏而顯示屏 通常占用設備本身上的大量空間時尤其如此。為了增大輸入設備的數(shù)目到超過一定程度， 設計者將不得不減小顯示屏的大小。但是，這通常會給用戶留下負面印象，因為用戶通常希 望得到盡可能最大的顯示屏。可替換地，為了容納更多的輸入設備，設計者可以選擇增大設 備的大小。這同樣常常會給用戶留下負面印象，因為這將使得單手操作變得很困難，并且在 某種情況下，設備變得如此之大以至于其不再被看作是手持設備。
[0010] 因此，本領域中需要一種改進的用戶接口，其可以對多功能的手持設備起作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 這里公開了一種多功能手持設備，其能夠基于如何使用設備來配置用戶輸入。優(yōu) 選地，該多功能手持設備最多只具有幾個物理按鈕、鍵或開關，從而使得其顯示屏尺寸可被 顯著增大。換言之，通過消除電子設備前表面上的物理按鈕、鍵或開關，可以將更多表面區(qū) 域用于較大的顯示屏。最終，這種策略將允許基本上全屏幕顯示屏。這里使用的"全屏幕顯 示屏"是這樣一種顯示屏，其占滿電子設備的表面(例如前表面)或至少在電子設備的表面 上占主要地位。
[0012] 下面將參考圖2-28來論述多功能手持設備的各種實施例。但是，本領域技術人員 將意識到，這里針對附圖給出的詳細描述是示例性的而非窮舉的，并且可以對這些實施例 執(zhí)行很多變化。
【附圖說明】
[0013 ]通過結(jié)合附圖參考以下描述，可以最好地理解本發(fā)明：
[0014] 圖1A-1F是各種電子設備的圖。
[0015] 圖2是多功能手持設備的簡化圖。
[0016] 圖3是具有有限數(shù)目個有限按鈕的基本上全屏幕的手持設備的透視圖。
[0017]圖4是具有至少一個按鈕的手持設備的前視圖。
[0018]圖5是被劃分成標準區(qū)域和控制區(qū)域的GUI的圖。
[0019]圖6是被劃分成標準區(qū)域和控制區(qū)域的⑶I的圖。
[0020]圖7是被劃分成標準區(qū)域和控制區(qū)域的GUI的圖。
[0021 ]圖8是被劃分成標準區(qū)域和控制區(qū)域的GUI的圖。
[0022] 圖9示出用于PDA的示例性⑶I。
[0023] 圖10示出用于蜂窩電話的示例性⑶I。
[0024] 圖11示出用于媒體播放器的示例性GUI。
[0025]圖12示出用于視頻播放器的示例性GUI。
[0026] 圖13示出用于游戲機的示例性GUI。
[0027] 圖14示出用于照相機的示例性⑶I。
[0028] 圖15示出用于GPS的示例性⑶I。
[0029]圖16示出用于遙控器的示例性GUI。
[0030] 圖17示出用于掌上電腦的示例性GUI。
[0031] 圖18示出用于多功能手持設備的主菜單的示例性GUI。
[0032] 圖19是并入了力敏顯示屏的手持設備的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0033] 圖20示出一種輸入設備，其將觸感(touch sensing)和力感(force sensing)設備 組合在一起以在被觸摸時提供x、y和z分量。
[0034] 圖21是將顯示屏與觸摸屏和力感機構(gòu)結(jié)合在一起的I/O設備的側(cè)視圖。
[0035]圖22是輸入設備的側(cè)視圖。
[0036]圖23是并入了擠壓特征（squeeze feature)的手持設備的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0037]圖24是手持電子設備的橫截面?zhèn)纫晥D。
[0038]圖25是觸感方法的框圖。
[0039]圖26是觸感方法的框圖。
[0040] 圖27A-27E是代表與音樂播放器相關聯(lián)的觸摸詞匯表的一個示例的表。
[0041] 圖28是示例性的多功能手持設備的框圖。
【具體實施方式】
[0042] I.多功能性
[0043]電子設備制造商已經(jīng)發(fā)現(xiàn)將分離的手持電子設備組合在一起以形成多功能設備 的優(yōu)勢。通過具有單個多功能設備，用戶不用麻煩地攜帶、購買和維護多個設備。此外，用戶 在可被執(zhí)行的操作方面不受限制，即用戶可以利用單個設備執(zhí)行在其他情況下需要使用不 同設備才能執(zhí)行的不同操作。
[0044]這里使用的術語"多功能"被用于限定這樣的設備，其在單個設備中具有兩個或更 多個傳統(tǒng)設備的功能。多功能設備例如可以包括以下設備功能中的兩個或更多個:PDA、蜂 窩電話、音樂播放器、視頻播放器、游戲機、數(shù)碼相機、掌上電腦、因特網(wǎng)終端、GPS或遙控器。 對于添加到單個設備的每種新的設備功能，設備的復雜性和尺寸將傾向于增大。因此，對于 手持設備，通常存在在保持小占用空間（footprint)和低復雜性的同時仍舊使得設備的功 能性最大化之間的折衷。
[0045]在某些情況下，組合設備可能導致冗余的硬件組件，這允許組件被多個不同的設 備功能所使用。在其他情況下，某些硬件組件對每個設備是不同的，因此必須有額外的空間 和連接可用。此外，每個設備功能通常具有其自己的編程或應用軟件，因此多功能設備必需 被設計為具有足夠的存儲器，用于容納所有不同的軟件組件。
[0046]個人數(shù)字助理(PDA)是一種移動手持設備，其提供針對個人和/或商業(yè)用途的計算 和信息存儲與獲取能力。PDA有些功能跟蹤姓名、地址、電話號碼和約會。它們通常還能夠記 事、執(zhí)行計算、尋呼、發(fā)數(shù)據(jù)消息和電子郵件。PDA還可以包括用于播放簡單的游戲、音樂和 其他媒體文件的功能。PDA的示例包括Palm Pi lot和Blackberry。
[0047] 像大多數(shù)手持設備一樣，PDA通常包括顯示屏和各種輸入設備。輸入設備可以包括 鐵筆和觸摸屏，它們與手寫識別程序、鍵盤、迷你鍵盤、導航板和/或軟功能按鈕或固定功能 按鈕結(jié)合工作。
[0048] 蜂窩電話是允許用戶利用蜂窩網(wǎng)絡連接到其他電話的移動電話。蜂窩電話通常包 括用于發(fā)送和接收電話呼叫的收發(fā)器以及控制件（control)，所述控制件例如是用于遍歷 顯示屏的導航板、用于執(zhí)行數(shù)字輸入(在某些情況下是字母輸入)的鍵盤以及軟功能按鈕或 固定功能按鈕。例如，在很多蜂窩電話中，一個固定功能按鈕被用于啟動呼叫，而另一個固 定功能按鈕被用于結(jié)束呼叫。
[0049]媒體播放器具有各種形式。音樂播放器一般被配置用于存儲、處理和輸出音樂。音 樂播放器可以基于MP3或AAC格式，所述MP3或AAC格式是針對音樂的壓縮系統(tǒng)。音樂播放器 通常包括微處理器、存儲器、顯示屏、音頻插孔、數(shù)據(jù)端口和回放控制件?；胤趴刂萍ǔ０?括諸如菜單、播放/暫停、下一首、上一首、音量增大和音量減小之類的特征(feature)。視頻 播放器在大多數(shù)方面類似于音樂播放器。在某些情況下，它們可以包括用于容納可移動存 儲介質(zhì)（例如DVD)的數(shù)據(jù)存儲設備。由加州Cup er t i η 〇的蘋果電腦公司生產(chǎn)的i Pod?媒體 播放器是媒體播放器的一個示例。
[0050] 掌上電腦是類似于膝上電腦的通用計算機，但是具有更小的外形規(guī)格（form factor)。掌上電腦通常包括顯示屏和全