专利名称：定向输入设备和显示方位控制的制作方法
技术领域：
本发明的各方面涉及计算机处理和信息处理。更具体地，本发明的各方面涉及与对应显示的方位关联的定向输入设备，以及涉及更改显示屏的图像方位。本发明可应用于具有多个方位模式的显示器的计算设备以及应用于诸如鼠标滚轮或触控板的定向输入设备。
背景技术：
一般的计算机系统，特别是使用诸如Microsoft WINDOWS的图形用户接口(GUI)系统的计算机系统被最优化用于接受来自一个或多个离散输入设备的用户输入，该输入设备诸如用于输入文本的键盘和诸如具有一个或多个按钮用于驱动用户接口的鼠标的定位设备。普遍存在的键盘和鼠标接口提供了用于文档、电子表格、数据库字段、图画、照片等的快速创建和修改。
某些计算机系统允许用户使用例如笔针在屏幕上书写。例如，Microsoft READER应用允许用户以使用标准的笔和纸非常相同的方式往文档中添加电子墨水。大部分的手持计算设备，普遍地称为个人数字助理(PDA)也允许用户在屏幕上书写。这些计算设备中的很多被设计成支持在两个相互之间旋转90度的方位模式之间切换电子显示，两个方位模式诸如纵向模式和横向模式。
除了从笔针接收输入之外，这些笔针输入系统中的某些系统被设计成使用诸如键盘或鼠标的辅助输入设备或不使用诸如键盘或鼠标的辅助输入设备。这些辅助输入设备可包括诸如滚轮的定向输入设备，该滚轮用于以直线方向滚动显示的图像。然而，这样的定向输入设备在两个显示方位上工作的能力有限。它们一般被安排用于诸如纵向模式的默认的显示方位，并不在可供选择的显示模式内运行良好。
这些双模式显示系统的显示方位通过软键或通过适当菜单命令的选择来切换。然而，这些已知的切换机制非常复杂或不提供给用户在显示方位之间切换的快速和方便的方式。此外，这些系统缺乏容易标识显示的当前方位状态的指示器。而是，它们依赖于用户对显示图像的识别来确定它当前的方位。
发明内容
本发明的各方面涉及以上提到的一个或多个问题，从而提供用于具有多个显示方位的计算机系统的定向输入设备和显示方位控制的更好的整合。本发明的各种方面包括基于定向输入设备的方位变化自动导致显示方位变化的定向输入设备。本发明其他的方面包括表明显示方位状态的可移动定向输入设备。其他方面包括可提供相关功能的指示器、物理特性和传感器。
其他方面包括用于把显示屏上的图像的方位从第一方位切换到第二方位的方位。在其他方面，用于执行公开的方法的计算机可执行指令被存储在计算机可读介质上。这些和其他方面在关于附图和相关的描述中所涉及。
图1显示了支持本发明一个或多个方面的通用计算机。
图2A是根据本发明的各方面具有第一显示方位的基于笔针的计算机的俯视图。
图2B是具有第二显示方位的图2A的基于笔针的计算机的俯视图。
图3A是图2A和2B的基于笔针的计算机的定向输入设备的特写图。
图3B是图3A的定向输入设备的滚轮部件的示意透视图。
图3C是图3A的定向输入设备的示意正视图。
图3D到3F是图3A的定向输入设备的示意顶视图，示出了根据本发明的各方面的定向输入设备从第一方位到第二方位的移动。
图4显示了根据本发明的各方面用于把显示屏上的图像的方位从第一方位切换到第二方位的过程。
图5A是根据本发明的各方面的指纹扫描仪输入设备的透视图，示出了被从默认位置移开的压板装置。
图5B是包括图5A的指纹扫描仪输入设备的定向输入设备的另一实施例的俯视图。
图6是根据本发明的各方面的定向输入设备的又一个实施例的俯视图。
图7是根据本发明的各方面的定向输入设备的其他一个实施例的俯视图。
具体实施例方式
本发明的各方面涉及切换显示方位并涉及与其关联的定向输入设备。
本文档被划分成几个部分以帮助读者。这些部分包括以下部分术语，通用计算环境，定向输入设备方位和显示方位控制，以及定向输入设备。
术语定向输入设备一种用于接收用户输入以使用诸如MicrosoftWINDOWS的图形用户接口(GUI)系统来以实质上的直线方向修改显示的输入设备。该输入设备可接收用户输入来以各种直线方向修改显示。显示的修改可包括诸如通过滚动文档、以选择的直线方向移动显示器上的光标，以及以选择的直线方向平移显示在显示器上的被选择的项，来以用户选择的直线方向扫描显示在显示器上的显示内容。定向输入设备可包括滚轮、跟踪球、扫描传感器和触控板。
文档任何具有可视表示和内容的电子文件。文档可包括网页、文字处理文档、记录页或记录本、电子表格、可视演示、数据库记录、图像文件、以及其中的组合。
透光部分或完全地透明允许光被自由地或漫射地传输。
方位指示器用于显示计算装置的显示方位情况的设备。
扫描在显示内容内移动以显示在显示器上放不下的内容部分。
滚动以实质上的直线方向在显示内容内扫描。
系统状态计算设备暂时的情况、属性、配置或信息内容。系统状态可包括休眠配置、错误情况、低电力情况、显示方位情况、或通过人类接触表面或近程传感器进行的人类接触。
通用计算环境图1示出了可被用于实现本发明的各个方面的说明性的常规通用数字计算环境的示意图。在图1中，计算机100包括处理单元110、系统存储器100、以及把多个包括系统存储器的系统组件耦合到处理单元110的系统总线130。系统总线130可以是几种总线结构类型中的任何一种，包括存储总线或存储控制器、外围总线和使用各种总线体系结构的任一种的局域总线。系统存储器120包括只读存储器(ROM)140和随机存取存储器(RAM)150。
包含如在启动期间帮助在个人计算机100内各元件之间传送信息的基本例行程序的基本输入/输出系统160(BIOS)，通常存储在ROM 140中。个人计算机100还可以包括从硬盘(未示出)读出或写入硬盘(未示出)的硬盘驱动器170、从可移动磁盘190读出或写入可移动磁盘190的磁盘驱动器180、以及从诸如CD ROM或其它光学介质的可移动光盘192读出或写入可移动光盘192的光盘驱动器191。硬盘驱动器170、磁盘驱动器180、以及光盘驱动器191分别通过硬盘驱动器接口192、磁盘驱动器接口193、以及光盘驱动器接口194与系统总线130连接。驱动器及其它们相关的计算机可读介质为个人计算机100提供了计算机可读指令、数据结构、程序模块和其它数据的非易失性存储。本领域的技术人员可以理解的是诸如磁带、闪存卡、数字视频磁盘、Bernoulli盒、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)等可由计算机访问的其他类型的可存储数据的计算机可读介质也可被用于典型计算机系统内。
多个程序模块可被存储在硬盘170、磁盘190、光盘192、ROM 140或RAM 150上，程序模块包括操作系统195、一个或多个应用程序196、其他程序模块197和程序数据198。用户可通过诸如键盘101和定位设备或其他输入设备102的输入设备输入命令和信息至个人计算机100中。其他输入设备(未示出)包括定向输入设备、麦克风、操纵杆、游戏垫、圆盘式卫星天线、扫描仪等等。这些和其他输入设备通常由被耦合到系统总线的串行端口接口106连接到处理单元110，但也可由其他接口接连，诸如并行端口、游戏端口或通用串行总线(USB)。然而此外，这些设备可通过适当的接口(未示出)被直接耦合到系统总线130。监视器107或其它类型显示设备也可以通过诸如视频适配器108的接口连接到系统总线130。除了监视器，个人计算机一般包括诸如扬声器和打印机的其他外围输出设备(未示出)。
在一实施例中，笔数字转换器165和附带的笔或笔针166被提供以数字化地捕捉手写输入。虽然笔数字转换器165和串行端口接口106之间的直接连接被显示，但是实际上，笔数字转换器165可直接地耦合到处理单元110，通过任何包括无线的技术耦合到并行端口或其他接口以及系统总线130。并且，笔166可具有与之关联的摄像机和用于无线地由摄像机捕获的发送图像信息至与总线130交互的接口的收发器。此外，笔可具有除了摄像机或代替摄像机的用于确定电子墨水的笔画的其他感应系统，包括加速计、磁力计、以及回转仪。
此外，虽然数字转换器165被显示为在监视器107之外，数字转换器165的可用输入区域可以与监视器107的显示区域一样大小并重叠。依然或者，数字转换器165可被整合至监视器107，或可作为覆盖或附加到监视器107的单独的设备而存在。
个人计算机100可以在网络化的环境中运行，该环境使用与一台或多台诸如远程计算机109的远程计算机的逻辑连接。远程计算机109可以是服务器、路由器、网络个人计算机、对等设备或其它普通网络节点，通常包括以上描述的和个人计算机100相关的多个或全部元件，尽管在图1中只示出了存储器存储设备111。在图1中描绘的逻辑连接包括局域网(LAN)112和广域网(WAN)113。这样的网络环境在办公室、企业范围的计算机网络、内联网和因特网中是普遍的。
当在LAN网络环境中使用时，个人计算机100通过网络接口或适配器114连接到本地网络112。当在WAN网络环境中使用时，个人计算机100通常包括调制解调器115或通过诸如因特网的广域网113建立通信的其他装置。调制解调器115可以是内置的或外置的，通过串行端口接口106连接到系统总线130。在一网络化的环境中，所描述的和个人计算机100相关的程序模块或其中的各个部分可以存储在远程存储器存储设备内。此外，系统可包括有线和/或无线能力。例如，网络接口114可包括蓝牙、SWLan、和/或IEEE 802.11类的组合能力。可以理解的是其他无线通信协议可结合这些协议或代替这些协议而被使用。
可以理解的是所示的网络连接是示例性的，也可以使用在计算机间建立通信链路的其他装置。假定任何各种公知的诸如TCP/IP、以太网、FTP、HTTP等的协议的存在，并且系统可在客户机-服务器配置内操作以允许用户从基于Web的服务器中检索网页。各种传统的Web浏览器中的任何一种可被用以显示和处理网页上的数据。
图2A示出了可根据本发明的多个方面而被使用的说明性平板PC201。在图1的系统内的任何或所有特性、子系统以及功能可被包括在图2A的计算机内。平板PC 201包括外壳220和在其上可显示多个窗口的大的显示表面202，例如，数字平板显示器，较佳地为液晶显示器(LCD)屏幕。在图2A显示的例子中，被显示的单窗口显示文本文档208、垂直滚动条210、水平滚动条212、头部菜单214、以及工具条216。如所示，文本文档208以诸如纵向模式的第一方位显示。
通过使用笔针204，用户可在数字显示表面202上选择、突出、和/或书写。合适的数字显示表面202的例子包括诸如Mutoh或Wacom笔数字转换器的电磁笔数字转换器。也可使用其他类型的例如光学数字转换器的笔数字转换器。平板PC 201解释由笔针204做出的姿态以处理数据、输入文本、创建图画、和/或执行常规的诸如电子表格、文字处理程序等的计算机应用任务。笔针204可配置有一个或多个按钮或其他特征以增加它的选择能力。在一实施例中，笔针204可被实现为“铅笔”或“钢笔”，其中一端构成书写部分而另一端构成“橡皮”端，当在显示器上被移动时，“橡皮”端表明被擦除的显示部分。区域205显示了允许用户确定笔针204已经接触显示表面202的位置的反馈区域或接触区域。此外，用户自己的手指可以是笔针204并可用于选择或指示在触敏或近程敏感的显示器上显示的图像的部分。所以，在此使用的术语“用户输入设备”是要具有广泛的定义并包含多种诸如笔针204的公知输入设备上的变化。
其他类型的输入设备，诸如鼠标、跟踪球、滚轮、指纹阅读器、触控板、扫描传感器等也可用于平板PC 201。这些设备中的一个或多个可整合在平板PC 201中和/或单独地存在。例如，图2A显示了放置在靠近平板PC的角的集成滚轮设备218。滚动设备218的滚轮可导致文本文档208的文本上下滚动，可通过垂直滚动条210所追踪。此外，滚轮218可以是以垂直于滚轮的滚动方向的方向横向地倾斜的多方向滚轮。因此，滚轮218的横向倾斜可导致文本文档208的文本横向地滚动，如由水平滚动条212所追踪的那样。
在多个实施例中，系统提供墨水平台作为一组COM(组件对象模型)服务，应用程序可使用该服务以捕获、处理、和存储墨水。服务使应用程序能读和使用墨水公开的表示写墨水。墨水平台也可包括标记语言，该标记语言包括类似可扩展标记语言(XML)的语言。此外，系统可使用DCOM作为另一实施例。可被使用的其他实施例包括来自微软公司的Win32编程模型和.NET编程模型。
定向输入设备和显示方位控制图2A和2B显示的平板PC 201包括可在多个方位间变化的定向输入设备218。用户可改变输入设备218的方位以使输入设备可提供匹配所需显示方位的定向输入。在一配置中，如果用户改变定向输入设备218的方位，显示202自动地更改它的方位以匹配输入设备更改的方位。允许显示器和相关的定向输入设备更改他们的方位给用户查看在计算设备上的显示以及与那些显示在多个显示方位的良好交互提供了灵活性。因此，对于平板PC 201，信息显示202可由用户以所需模式(例如，纵向或横向)定位，并且定向输入设备218可被相应地定向以允许有效使用输入设备来导航信息显示。虽然在此主要讨论了已知为纵向和横向的显示模式，可以理解的是也可提供多种并且不同的显示方位。类似地，可以理解的是可提供多个定向输入方位以匹配多种显示模式。
在平板PC 201上的显示202具有不平衡的纵横比以使取决于它的显示方位，它的宽度大于它的长度，或反之。由于很多图像、文档和信息显示的宽度比长度大，显示202的不平衡纵横比可用于对以横向模式显示它们而言是有利的。其他图像、文档和信息显示的长度比宽度大，在显示202上以纵向模式显示是有利的。这对于其他适应于本发明实施方面的电子系统而言也是正确的，该电子系统包括个人数字助理(PDA)、移动计算机和个人计算机。平板PC 201支持在纵向模式和横向模式之间切换以适应于显示的信息的特征。这对于平板PC 201而言是有利的，如对于通过笔针204根据各种特性以一个方位或另一方位输入信息而言是有利的，该各种特性诸如被输入信息的类型。对于其他可实现本发明的各方面的计算系统，允许诸如使用在PDA、可移动导航设备、移动电话等的小显示器更改它们的方位也是有益的。在这样的小显示器上，在模式之间切换可改善各种类型的信息的显示。为了改善信息显示的导航，平板PC 201以及其他适合于结合本发明的发明使用的系统可包括诸如滚轮设备的可支持滚动信息显示的定向输入设备218。
使用定向输入设备218的滚动显示202对于一般匹配定向输入的输入方向的显示方位是非常有用的。然而，这样的滚动对于不匹配定向输入的显示方位而言是不合适的。例如，以平行于相应显示器高的平面滚动的滚轮对于在显示在显示器上的文档内的垂直导航是非常有用的。例如，当文档被定向于纵向模式时，图2A的滚轮设备218对于在文本文档208的文本内垂直的滚动是有用的。然而，如果显示被转动90度以横向模式显示而不更改滚轮设备218的方位，那么滚轮对于在文档208的转动的文本内的水平滚动不是非常有用。因此，不能适应于显示方位的更改的定向输入设备在一显示方位内可以是非常有用，但是可能对于第二显示方位只有一点点用处。
图2B示出了平板PC 201的配置，其中显示器已经从图2A的第一方位(例如，纵向模式)更改到第二方位(例如，横向模式)。在横向显示模式中，图2B显示的滚轮设备218对于根据垂直滚动条210在文本文档208内的垂直滚动是有用的。然而，在图2A显示的显示方位位置内，如图2B内定向的滚动设备218只具有用于水平地滚动文档208的纵向的有限的用处。
即使滚轮设备218能够接收输入用于以垂直于直线方向(例如，纵横滚轮设备)修改显示，这也是如此，由于第二输入方向一般不像主输入方向那样合适于提供定向控制指令。例如，纵横滚轮设备可提供用于在轮的滚动平面内移动显示器的更好的定向控制，而不是用于在轮的倾斜平面(横向方向)内移动显示器。
图2A和2B内的滚轮设备的方位是可更改的以响应于所需显示模式方位。因此，图2A的滚轮设备218被定向以匹配由显示在显示器上的垂直滚动条210所指示的垂直滚动方向。类似地，图2B的滚轮设备218被定向以匹配由显示在显示器上的垂直滚动条210指示的水平滚动方向，其被定向于大约从图2A的显示器转动90度。如以下进一步描述的，滚轮设备218可以是被用以控制平板PC 201上的方位显示模式的切换的控制设备。因此，在把滚轮设备218的方位从第一位置更改到第二位置的单步骤内，用户可与定向控制218的方位一起切换显示方位。
图4显示了用于根据本发明的各方面，把诸如平板PC 201的显示202的显示器上的图像的方位从第一方位(例如，纵向模式)切换到第二方位(例如，横向模式)的过程。假设如一个例子，用户正在以图2A所示的纵向模式使用平板PC 201并希望更改显示方位和定向控制218的定向输入方位用于以图2B所示的横向模式使用。根据图4示出的过程410和图2A和2B示出的平板PC 201，平板PC执行步骤412以在显示屏上以第一方位显示文档。用户可通过滚动滚轮设备的滚轮来滚动显示在显示屏上的文档。在步骤414，平板PC从滚轮设备中接收指令以根据滚动的方向、滚动速度、和用户应用到轮的滚动量来滚动文档。在步骤416，平板PC通过如滚轮设备指向的那样响应于指令滚动显示的文档(例如，垂直地滚动文档)。
为了更改显示方位和定向控制方位，用户转动滚轮设备约90度。同样，在步骤418，平板PC感应定向输入设备从第一位置到第二位置的移动。响应于感应滚轮设备的移动，在步骤420，平板PC以横向模式显示文档，该横向模式与纵向模式之间大约90度。在新的方位中，如果用户滚动滚轮设备的滚轮，那么图2B显示的文档将相对于文档向上或向下移动。
在其他配置中，定向输入设备可具有多个转动方位，诸如0度到180度之间的方位或0度到360度之间的方位，而显示对这些方位具有匹配方位。在其他配置中，定向输入设备可从第一位置转动到一个或多个从第一位置定向的大约5度到175度的第二位置，显示具有相应地定向的位置。这些第二位置可包括0度到180度之间的阶梯式的方位，诸如相互之间相隔5度的位置。
在又一个配置中，定向输入设备的操作可响应于显示方位的更改而更改。例如，用户可通过使用屏幕上的命令、快捷键、或其他机制更改显示202的方位180度。定向输入设备的操作可在逻辑上响应于显示方位的更改而更改，以使定向输入被相应地更改。例如，如果定向输入设备包括滚轮，那么当它在第一显示方位时以第一方向滚动滚轮可向上滚动或平移显示。当显示器被更改到第二显示方位时，诸如被放置到离第一显示方位大约180度，以第一方向滚动滚轮可向下滚动显示而不是继续向上滚动显示。如此，在没有更改定向控制设备的物理方位的情况下，它的功能方位可被更改。
定向输入设备图3A-3F显示了可被用作平板PC 201上的输入设备的滚轮输入设备318。如图3A所示的，滚轮设备318可被结构化地与平板PC 201整合在一起并且实质上可被放置在它的显示器外壳220内。它可放置于接近显示器外壳220的角，这可允许它被用于纵向和横向方位容易地定位。例如，在图2A和2B的例子中，在两个方位，滚轮设备218都被定位于平板PC的左边。这个配置可允许用右手的人用他们的右手使用笔针204而使用他们的左手滚动滚轮。
滚轮设备318被符合人体工程学地定位在所需抓握位置并且它可被配置以促进用户使用大拇指或他们的抓握手的其他手指操作滚轮。滚轮设备318也可被转移或被重新定位(未显示)以匹配用户具体的配置。多个滚轮设备可被定位在一台平板PC的不同位置以提供给用户持有平板PC和滚动显示、或提供适合使用左手和使用右手的个人的平板PC配置的选择。在这样多滚轮实施例(未显示)中，用户可选择能控制显示方位的“活动”滚轮设备。此外，在这样多滚轮实施例中，用户可仅仅“激活”具有所需定向输入和相应的显示方位的滚轮设备而不是更改定向输入设备的方位。例如，用户可通过激活横向定向的滚轮设备从纵向显示方位切换到横向显示方位，这可自动地停用先前使用的纵向定位的滚轮设备。单独的滚路设备可通过传感器中感应人们与设备的接触的接触传感器或近程传感器来激活。
返回图3A-3F的实施例，显示在图3A的滚轮设备318包括可转动的滚轮320、用于与手指或大拇指接口的接触表面322、以及转盘324。接触表面322贯穿显示器外壳220内的开口326以使它一般可与显示器外壳的平面持平或嵌入在显示器外壳的平面下。接触表面一般具有手指或大拇指大小的凹槽形状，该凹槽形状靠近显示器外壳的表面从它的周边向下倾斜。使接触表面凹陷可防止滚轮无意地启动或移动，这可被放置在凹陷的凹槽内以使它的顶面靠近或在显示器外壳的表面220之下。接触表面的凹槽形状可对平板PC的用户建议大拇指或手指的放置位置并且能协助用户通过感触它来定位滚轮设备。转盘324贯穿显示器外壳220的一边内的开孔以允许用户通过做出诸如通过沿着外壳的边缘滑动手指的与转盘的滑动接触来转动滚轮设备。转盘被附加到转台326，该转台可转动地在外壳220内安装滚动设备318。
图3B是显示转台326和滚轮部分的功能组件的滚轮部件318的示意透视图，以及图3C是它的示意正视图。在图3B中滚轮320以较小的大小显示以帮助说明其他组件。可以理解的是可使用各种滚轮部件，诸如具有单轴的滚轮部件，以及可使用多种其他诸如扫描传感器的定向输入设备。
如图3B显示的，用于纵横滚轮318的功能组件包括是可围绕主坐标轴转动的滚轮320并且允许通过在主平面内倾斜的边到边的可绕轴转动的移动，滚轮320在该主平面内驻留和转动。部件318包括滚轮320、可转动轴330、以及凸轴/球窝接合332。可转动轴330的对端可被安装在具有圆柱形轴承面的支撑块332和334内。由于通过球窝接合332所连接，应用到滚轮320的旋转力导致轴与滚轮一起并且相对它的外壳转动，以及应用到滚轮的水平的可绕轴转动的力导致它相对轴330水平地绕轴转动。球窝接合332被安装在轴330上以使球窝接合与轴一起转动。
可倾斜的滚轮部件318还包括转动感应系统334、倾斜感应系统336、以及替换的倾斜偏移系统338。感应可转动滚轮320的转动的转动感应系统334包括圆盘编码器(Disk encoder)340和单独的光学配对元件342和344。编码器340被固定地安装在滚轮轴330上。编码器轴的外围包括彼此隔开的阻光元件，诸如有角度隔开的、沿半径方向扩展的叶片346。光学配对元件中的一个是光源342以及另一个是光传感器344。滚轮320的转动将转动轴330以及安装在其上的编码器340。彼此隔开的阻光元件346周期性地阻挡光路以提供光脉冲作为周期性阻挡光路的叶片。当编码器滚轮转动时，来自光源的光可选择地(1)通过开口传输和(2)由编码器滚轮的材料所阻挡。通过开口传输的光脉冲可由光传感器所检测。响应于光脉冲，光传感器通过电缆360发送指示滚轮转动的信号到主计算机，从而引起相对于显示屏的图像的滚动。此外，感应的脉冲的频率相应于滚轮正在转动的速度。相应地，滚轮一般的转动速度与图像滚动的速度相关。
如图3B进一步显示的，倾斜感应系统336包括至少一个确定滚轮320何时被倾斜的传感器321，这通常由应用到贯穿接触表面322内的开口326的滚轮320部分的横向力所发生。滚轮部件318也包括诸如用于解释来自传感器321的输出、把输出转换成电子信号以及发送电子信号到主计算机的控制器(未示出)的电路。控制器可以是公知的组件或能执行这些功能的组件的组合。在一实施例中，控制器包括连接到传感器321的微处理器，该微处理器对主计算机生成指示何时滚轮320正在被横向移动的信号。
用于倾斜感应系统336的可供选择的实施例是图3C显示的倾斜偏移系统338。倾斜偏移系统338包括接收在滚轮320的边上的滚轮320的较低部分的托架350，该托架在接触凹槽322内的缝隙352的对面。托架350包括在滚轮320顶部的对边上的对侧壁354。侧壁可由诸如0.1毫米的小间隙356所分隔。当滚轮320被倾斜时，它将移动一点并且然后啮合在托架350边上的侧壁354，滚轮320在该托架350内已经被倾斜。该小间隙356使足够的倾斜响应成为可能，而不导致当它沿着轴330转动时在滚轮上的拖曳。托架354可根据滚轮320的移动通过直线地滑动来移动。当托架的移动被感应时，适当的信号被发送到微处理器以导致显示的文档的横向滚动。托架350被耦合到滑动电位计358，该滑动电位计又被安装到转台326。滑动电位计358感应位移量并且相应地提供电阻值。托架350可通过滑动电位计或其他偏移机制向中央位置偏移以促进滚轮返回到它的中立水平位置。
对图3C的滑动托架装置，诸如接触开关的离散接触传感器362可在滚轮320和托架350的对面被提供。接触开关362感应何时滚轮320已经被倾斜到表明该滚轮320已经倾斜的预定位置。在另一个本发明的装置中，没有描述的，通过托架350的滑动移动来检测滚轮320的倾斜移动的传感器包括变形测量器、测力板、以及压力传感器以确定托架的横向位移。
总之，滚动设备感应系统中的每个传感器被可操作地连接到微处理器用于生成控制图像相对于显示屏的位置的电子信号。生成的信号控制显示的图像沿着X轴和/或Y轴滚动，以响应导致滚轮320横向转动和/或倾斜的力。信号以与应用的力一致的方向和大小的方式，也就是说，左或右，来滚动图像。其他实施例可包括感应向下应用到滚轮320的感应力的力传感器，该力传感器可指示用户正在点击或指示选择。
如图3C显示，转台326被以适当的方式可转动地安装在外壳220内。例如，转台轴364可被接收至已知的套管和支撑装置(未显示)中用于支持转动轴，该转动轴可被安装以支持外壳220内的结构用于允许转台的转动。在另一个例子中，转台364可被连接到可选择的电动机365，该电动机响应于显示方位的更改或响应于更改显示方位的命令而机械地旋转转台。电缆360被连接到转台，这允许滚轮部件与平板PC的组件适当的通信，诸如提供倾斜和滚动信息、接收电力、以及接收诸如用于附加到滚轮部件的灯366的照明指令的指令。如随后结合图7所讨论的，本发明的各方面包括照明定向输入设备以提供定向指示器以识别控制位置和/或提供系统状态信息。灯366可结合那些本发明的各方面所使用。
转盘324被显示附加到转台326以允许用户按所希望的转动滚轮部件318。用户可通过做出与贯穿平板PC外壳220的边缘区域上的开槽的转盘部分的滑动接触来转动转盘。滚轮部件的转动可在两个稳定的位置之间，这两个位置可被相互定向大约90度。其他方位是可能的，诸如从第一位置被定向大约180度的第三稳定位置、被放置于从第一方位大约5度和85度之间的第四方位、和其他方位位置。电触点可在一个或两个端位置做出，这被报告至系统以使它能自动地更改信息显示的方位。例如，在转盘324上的电触点372可完成结合附加到外壳220的电触点374的电路，这能指示滚轮部件被以被识别的稳定位置中的一个所定向。其他位置传感器也可被用以监控滚轮部件的方位，诸如安装在外壳220内或安装在滚轮部件上的近程传感器(未示出)或磁传感器(未示出)，该传感器感应在滚轮部件上相应的设备的接近。滚轮部件可通过安装在外壳220的缓和器376保持在稳定的位置，当它被定位在相应的稳定位置中的一个时，该缓和器啮合在转盘324上的凹陷处。其他用于在预先设定的方位内偏移和/或保持滚轮部件318的机制也可被使用，诸如当接近稳定位置时相互啮合的阻挡突起(未显示)。
如图3D-3F显示的，在这些两个位置之间的滚轮部件318的转动可通过集中中心力机制所帮助，该机制诸如弹簧阻尼器380，用于如图3C中显示的连接器368。转动滚轮部件大约45度导致它“集中中心”并且因此在它的本身上继续转动剩余的45度。弹簧阻尼器380使用具有阻尼器384的压缩弹簧以把滚轮部件318向稳定位置中的一个位置偏移。阻尼器384是不对称的阻尼器，在不衰减弹簧382的压缩下它衰减压缩弹簧382的伸展。如此，阻尼器384在滚轮部件的转动的剩余部分期间，减缓它的转动，这可减少迅速到它新的位置的可能。阻尼器384是不对称的以使它不阻止转盘324的用户转动。弹簧阻尼器380可结合或不结合固定机制所使用，该固定机制用于保留部件318在稳定的位置，诸如缓和器376、或转动限幅器。不使用这些机制，弹簧阻尼器380可被适合于作为固定机制和/或转动限幅器。它可通过在它的伸展性上定义的限制来被用作转动限幅器。它也可通过提供足够大的力以把部件318偏移到稳定位置中的一个和减少从稳定位置的无意转动的可能性的伸展力来被用作固定机制。
现在参考图5A和5B，显示了定向控制设备518。设备518类似于定向控制设备218和318，除了它包括诸如指纹扫描仪的具有滑动台板520的光学扫描仪518。在滑动台板下是光学扫描头(未示出)，该光学扫描头捕获放置在台板窗口522顶部的人手指的生物计量图像作为一系列扫描线。计算机系统可监控台板520的监控平移以感应定向输入并且光学扫描头可感应用户手指的存在。如此，光学扫描仪518可被适合用作用于与平板PC、个人计算机、PDA或其他具有多个显示方位的设备的使用的定向控制设备。图5B显示了以和滚轮设备318类似的方式安装在转台上以及平板PC外壳220内的可滑动光学扫描仪。可滑动光学扫描仪518可被按所希望的转动以允许滑动方位相应于显示方位、和/或响应于显示方位的更改。
图6A和6B显示了类似设备218、318和518的定向控制设备618，除了定向输入设备的方位不为了更改显示方位或以更改定向输入方位而更改。而是，指示器620可在响应于显示方位的定向输入方位之间移动。定向指示器的移动导致显示方位被相应地移动，但是输入传感器本身的方位没有更改。这是由于输入传感器622能以多个方向接收输入。然而，定向指示器指导用户以某种方向提供输入或限制用户一般沿着指示器620的直线方向输入。
定向控制设备618包括触控板622和/或扫描板622，这些设备在本技术领域是已知用于感应用户接触和在板上的移动的。由于板622可感应多个方向的移动，它不需要被转动以更改在其中感应的输入的方向。然而，在板上限制用户输入为具体方向是所需的，诸如用于接收滚动输入。例如，把小的触控或扫描板622安装在外壳220以提供滚动功能比安装滚轮设备更简单和/或便宜。如此，定向控制设备618包括可转动盖子624，该盖子遮盖板622的部分以使实质上用户只可使用定向输入。可转动盖子624可选择性地包括指示器620以显示定向输入的方位；然而，板622暴露的定向部分626仅仅指示定向输入的方位。可转动盖子624可被附加到类似于转台324的转台用于允许用户转动盖子。盖子的转动以类似于先前讨论的实施例的方式更改显示方位。在另一个实施例中，板622可被移动地安装以与转台一起转动。
图7显示了类似于先前讨论的定向控制设备的定向控制设备718。然而，定向控制设备718包括照明的方位指示器720，该指示器照明以显示出显示和定向控制的当前方位。此外，控制设备718的盖子722可由透光材料制成，该透光材料诸如允许来自灯(例如，图3C的灯366)的光自由地通过或通过盖子漫射的聚碳酸酯。
盖子722、指示器720和/或其他标记可被照明以标识各种系统状态。例如，当系统打开以及完全可操作时盖子722可通过诸如绿灯的第一颜色的灯所照明。当系统在诸如低电池情况的某种情况下，可被第二颜色灯(例如，红色)所照明。灯也可响应于某种用户活动所照明。例如，当系统检测到在盖子附近的手指或大拇指时，盖子可照明。盖子和/或指示器也可以其他方式指示系统状态，诸如通过在错误情况期间闪烁。
本发明的各方面已经根据其中说明的实施例所描述。通过查阅本公开，本领域的普通技术人员可理解的是在附加的权利要求书的范围和精神内可具有多个其他实施例、修改和变化。尤其，可以理解的是本发明的各方面可结合多种计算设备所实现，包括个人计算机、移动设备、PDA、以及移动终端。此外，可以理解的是本发明的各方面可结合单机定向控制所使用，该单机定向控制在功能上与计算设备相关，诸如具有可从鼠标上的第一方位移动到第二方位的滚轮输入的鼠标，或诸如具有可在方位之间移动的整合的定向控制设备的键盘。
权利要求
1.一种用于以多种方位显示图像的系统，包括以第一方位创建可呈现的图像的处理器；以第一方位显示图像的显示器；以及定向输入设备，所述定向输入设备可在与第一显示方位关联的第一位置和与第二显示方位关联的第二位置之间移动。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，如果定向输入设备从第一位置移动到第二位置，那么处理器以第二方位创建可呈现的图像，并且显示器以第二方位显示图像。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，如果显示器更改为以第二方位显示图像，那么定向输入设备的定向功能从与第一图像方位关联的第一定向功能更改到与第二图像方位关联的第二定向功能。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第二方位大约离第一方位180度，并且第二定向功能大约离第一定向功能180度。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定向输入设备包括转台，所述转台允许定向输入设备从第一位置转动到第二位置。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述定向输入设备包括电动机，所述电动机机械地把定向输入设备从第一位置转动到第二位置。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述定向输入设备包括滚轮，所述滚轮在第一位置和第二位置之间转动。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述定向输入设备包括促进转台保留在第一位置的偏移元件，并且如果转台转离第一位置而转向第二位置，那么促进转台继续转至第二位置。
9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述偏移元件包括压缩弹簧和阻尼器。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定向输入设备包括静态输入传感器和在第一位置和第二位置之间移动的可移动方位指示器。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述静态输入传感器包括触控板和扫描传感器中的一个。
12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述方位指示器包括标识定向输入设备的主控制方向的指示器。
13.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述方位指示器包括光源。
14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述光源照明标识定向输入设备的主控制方向的指示器。
15.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述方位指示器包括透光接触表面，并且光源照明该接触表面。
16.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述光源根据系统的状态照明。
17.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定向输入设备包括指纹阅读器、触控板、扫描传感器和滚轮中的一个。
18.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定向输入设备包括接触表面和接触传感器。
19.根据权利要求18所述的系统，其特征在于，所述接触传感器包括近程传感器和触摸传感器中的一个。
20.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一图像方位是在离第二图像方位大约0度到大约180度之间。
21.根据权利要求20所述的系统，其特征在于，所述第一图像方位是在离第二图像方位大约0度到大约90度之间。
22.根据权利要求20所述的系统，其特征在于，所述第一图像方位离第二图像方位90度。
23.一种定向输入设备，用于相对于显示屏滚动图像，以及用于指示显示图像的方位，可移动控制包括定向输入传感器，所述定向输入传感器感应用于以相对于显示屏的第一方向扫描图像的用户指令；以及定向指示器，所述定向指示器提供图像方位和扫描图像的扫描方向的可视指示，所述定向指示器在第一位置和第二位置之间是可移动的，第一位置与显示图像的第一方位关联并且第二位置与显示图像的第二方位关联。
24.根据权利要求23所述的定向输入设备，其特征在于，进一步包括允许定向指示器从第一位置转动到第二位置的转台。
25.根据权利要求24所述的定向输入设备，其特征在于，进一步包括朝向第一位置和第二位置中的一个偏移定向指示器的偏移机制。
26.根据权利要求25所述的定向输入设备，其特征在于，所述定向输入传感器包括具有滚轮的滚轮设备，并且所述定向指示器包括滚轮的可见部分。
27.根据权利要求26所述的定向输入设备，其特征在于，进一步包括实质上放置在滚轮周围的凹槽，其中滚轮贯穿凹槽的底部以使滚轮的上部被放置在凹槽底部之上并且滚轮的底部被放置在凹槽底部之下。
28.根据权利要求23所述的定向输入设备，其特征在于，所述定向指示器包括标识定向输入设备的主控制方向的指示器。
29.一种用于把显示屏上的图像的方位从第一方位切换到第二方位的方法，所述方法包括在显示屏上以第一方位显示图像；从定向输入设备接收第一扫描指令，所述第一扫描指令包括从顶部位置到底部位置扫描显示在图像中的内容的指令；响应于接收扫描指令以相对于内容和相对于显示器的第一方向扫描内容；感应定向输入设备从第一位置到第二位置的移动；以及响应于感应定向输入设备从第一方位的移动，在显示屏上的第二方位显示图像。
30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，还包括从定向输入设备接收第二扫描指令，所述第二扫描指令包括从顶部位置到底部位置扫描内容的指令；以及响应于接收扫描指令，以第二方向扫描内容，第二方向与相对于内容的第一方向实质上相同。
31.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，对于在第二方位显示图像的步骤，第二方位为从第一方位转动大约90度。
32.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，对于在第二方位显示图像的步骤，第二方位为从第一方位转动大约180度。
33.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，还包括照明定向输入设备。
34.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，所述照明的步骤包括感应系统状态和基于系统状态选择第一照明条件。
35.一种具有存储在其上的程序的计算机可读介质，所述程序用于把在显示屏上的图像方位从第一方位切换到第二方位，并且包括以下步骤在显示屏上的第一方位显示图像；从定向输入设备接收第一扫描指令，所述第一扫描指令包括从顶部位置到底部位置扫描显示在图像中的内容的指令；响应于接收扫描指令以相对于内容和相对于显示器的第一方向扫描内容；感应定向输入设备从第一位置到第二位置的移动；以及响应于感应定向输入设备的移动在显示屏上的第二方位显示图像，所述第二方位从第一方位转动大于10度。
36.根据权利要求35所述的计算机可读介质，其特征在于，还包括从定向输入设备接收第二扫描指令，所述第二扫描指令包括从顶部位置到底部位置扫描内容的指令；以及响应于接收扫描指令以第二方向扫描内容，实质上第二方向与相对于内容的第一方向相同，所述第二方向从相对于显示器的第一方向转动大于10度。
37.根据权利要求35所述的计算机可读介质，其特征在于，对于在第二方位显示图像的步骤，第二方位从第一方位转动大约90度。
38.根据权利要求35所述的计算机可读介质，其特征在于，对于在第二方位显示图像的步骤，第二方位从第一方位转动大约180度。
39.根据权利要求35所述的计算机可读介质，其特征在于，还包括照明定向输入设备的步骤。
40.根据权利要求39所述的计算机可读介质，其特征在于，所述照明的步骤包括感应系统状态和基于系统状态从多个照明情况中选择第一照明情况。
41.一种用于以多个方位显示图像的系统，包括以第一方位创建可呈现的图像的处理器；以第一方位显示图像的显示器；以及定向输入设备，所述定向输入设备可在与第一显示方位关联的第一位置和与第二显示方位关联的第二位置之间移动，所述第一显示方位被放置在离第二显示方位90度，所述定向输入设备包括允许定向输入设备从第一位置转动到第二位置的转台；以及感应用于以相对于显示器第一方向扫描图像的用户指令的定向输入传感器；以及定向指示器，所述定向指示器提供图像方位和扫描图像的扫描方向的可视指示，所述定向指示器在第一位置和第二位置之间是可移动的，所述第一位置与显示图像的第一方位关联，并且所述第二放置与显示图像的第二方位关联；其中，如果定向输入设备从第一位置移动到第二位置，那么处理器以第二方位创建可呈现的图像，以及显示器以第二方位显示图像。
全文摘要
一计算机系统包括以第一方位创建可呈现图像的处理器、以第一方位显示图像的显示器、以及具有可在与第一图像方位关联的第一位置和与第二图像方位关联的第二位置之间移动的方位指示器的定向输入设备。方位指示器可提供显示在显示器上的图像的方位的可视指示。方位指示器可在与第一图像方位关联的第一位置和与第二图像方位关联的第二位置之间移动。响应于方位指示器从第一位置移动到第二位置，处理器可以第二方位创建可呈现图像并且显示器可以第二方位显示图像。
文档编号G06F3/041GK1831741SQ20051012880
公开日2006年9月13日 申请日期2005年11月30日 优先权日2004年11月30日
发明者L·B·基利 申请人:微软公司