人机接口输入加速系统的制作方法

专利名称：人机接口输入加速系统的制作方法
技术领域：
0001下面的描述涉及用于与电子设备交互的手持输入加速设备， 所述电子设备诸如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、袖珍个人电脑、 智能手机、手持游戏设备、条形码阅读器、MP3播放器以及具有小键 盘或一个或多于一个输入元件的其它类似输入设备，并且下面的描述 也涉及用于手持加速设备的人机接口和输入系统。
背景技术：
0002部分地由于处理能力的价格的降低和同时消费者对更小设 备的需求的增长，电子设备已经变得日益复杂而体积上更小。但是这 些设备趋向于在功能和效用上被用户与设备进行交互以实现数据输入
(例如，文本、数字和功能性输入)和/或设备控制的能力所限制，这 随着设备表面上用于安置输入元件的可用空间的持续变小而愈加困 难，这些输入元件被用来进行数据输入和/或设备控制。
0003此外，随着诸如文本中心程序(例如为电子邮件、即时消息、 短消息(SMS)和彩信(MMS)输入数据)、列表导航程序(例如，一 维或二维导航，例如向下滚动歌曲的长列表来选择歌曲)以及游戏程 序(例如在第一人称驾驶游戏中操纵汽车)等应用的增长，电子设备
(例如蜂窝电话)上的小键盘越来越成为数据输入、玩游戏、从长列 表中选择条目、网页浏览以及启动程序的速度、准确度以及易用性的 瓶颈。
0004例如，很多手持电子设备，特别是蜂窝电话， 一般使用D型 小键盘作为主要手段进行对项目列表(例如歌曲列表)以逐项的方式 上下导航。但是这种逐项滚动在从列表的第一项导航到列表的最后一 项时常常是低效的，特别是如果列表包含数百个项目时。尽管这些电 子设备中的大多数为用户提供了上翻页和下翻页功能，这使得用户可 以一次滚动多个项目，例如， 一些程序可能关联每页10项，但常常这种上翻页和下翻页功能必须通过多次敲击或按压一个或多于一个输入 元件(小键盘通常由这些输入元件组成)来实现。唤醒这种上翻页和 下翻页功能所需的特定敲击数或输入元件数一般由程序开发者的配置 决定，且因此产生了同一个电子设备中的程序之间的不同。甚至同一 个程序可能在不同的手持电子设备中使用不同的用户界面来实现。
0005为了数据输入和设备控制，用于手持电子设备的多种人机接
口和输入系统以及技术已经被开发出来。这些包含与弦输入技术、模
式输入技术和/或快捷键结合使用的微型键盘和小键盘；以及与屏幕键 盘或者小键盘软件或手写识别软件结合使用的触摸屏。此外， 一些手 持电子设备(诸如蜂窝电话)已经在设备自身表面结合微型拇指操纵 杆而替代方向导航小键盘(D-pad)用于游戏。
与弦技术、模式技术和快捷键技术结合使用的键盘或小键盘
0006微型键盘和小键盘与它们的标准的完全尺寸的版本类 似一一亦即，键盘通常具有数字、字母和功能性输入元件的全集或者 大体全集，而小键盘相对于键盘一般具有数字、字母和/或功能性输入 元件的縮减集。这些微型输入设备一般被设计为适应手持电子设备一 个表面的有限空间或者被设计为小型、便携、外部插入的设备。这样， 随着手持电子设备变得更小，为了所需的输入元件的数目适合于电子 设备的一个表面，输入元件的尺寸一般已被縮减。
0007为了数据输入和设备控制，微型键盘和小键盘通常使用两种 输入技术中的一个一一使用一个或多于一个拇指或手指来按压所需的 输入元件或者使用触笔去"触击"所需输入元件(这在输入元件尺寸 较小的时候常常使用)。诸如弦输入技术、模式输入技术和快捷键等多 种技术己经被开发和实现以提高使用微型键盘和小键盘的效率和有效 性。
弦输入技术
0008弦输入技术一般基于这样的原理字母、符号、单词、短语
或概念可以通过输入元件的缩减集来表示。这样，只需要按下输入元 件的縮减组合，即可提高功能并可实现更快捷且更准确的数据输入。弦输入技术可用于任何键盘或小键盘配置或具有一个以上的输入元件 的任何设备，且通常导致相对于传统的键盘或小键盘有更少的输入元 件或更多的功能。 一个使用双手弦输入技术的电子设备的例子是法院 书记员或速记员的打字机。 一种使用小键盘以降低动作数量来完成大
量功能的弦输入技术在专利号为5,973,621、授权给Levy的名为"紧凑 的键输入设备(Compact Keyed Input Device)"的美国专利中进行了描 述，其作为参考合并在此处。
模式输入技术
0009模式输入技术基于这样的概念电子设备的功能(例如蜂窝 电话或PDA的文本消息)可通过按压键盘或小键盘上特定的输入元件
(或元件组合)来进行。 一旦该特定的输入元件被按下，键盘或小键 盘上的全部或部分的输入元件的功能可改变。模式输入技术一般用于 计算器、'蜂窝电话以及PDA。例如，在蜂窝电话中常见一种叫做多头
(multi-tap)的模式输入技术，其中小键盘上的个体输入元件关联多个 符号，例如字符、字母、数字、图标或其它类型的符号，从而减少完 成期望功能所需的输入元件的数量，例如， 一个12个输入元件的小键 盘可以用来表现所有的英文字母和十进制数字。用户可以输入在与特 定输入元件相关的符号集中的所需符号，其通过用拇指、手指或触笔 敲击该特定的输入元件一次或多于一次来输入所需字符。这样，如果 用户需要发送文本消息，用户可以按下一个功能性输入元件(例如模 式键)以使用蜂窝电话的文本消息功能并且然后一次或多于一次敲击 输入元件以选择要输入的相关符号。输入特定符号所需的敲击数量可 根据所选的语言字符集而不同。例如，日语小键盘或键盘一般要求用 于文本输入最少46个字符的集合，而英语或美语键盘和小键盘一般要 求用于文本输入的最少26个字符的集合。这些模式输入技术随着用户 进行更多的文本功能而得以流行，但这些技术会比较麻烦，因为要获 得一些字母或字符，小键盘上的输入元件需要被敲击三次或四次。同 样，在具有小键盘的手持设备(例如蜂窝电话)中，这些模式输入技 术一般依赖于用户的拇指，而拇指一般不如用户的手指灵活。
快捷键0010快捷键一般用在小键盘上且代表单独键或者键的组合，其一
旦按下可预测用户的下一个逻辑行为。 一些实施方式比其它运作得更 好，并且一些程序降低了比其它更好地完成功能所需的击键数量。例 如单词预测软件试图基于用户己输入的一个或多于一个字母以及在给 定语言中的可能性来预测用户想要输入的单词或字符。随着输入的单 词长度或字母或字符的数量，软件猜测正确的可能性增加。在一个在
小键盘上使用快捷键的设备中，用户可依次敲击键2、 2、 8来生成单 词"cat"，并且因为它是最常用的组合，该设备可将该单词第一个显示， 反之，可通过按下同样的键来生成的单词"bat"则因为不常用而不会 在第一个显示。而且，基于单词预测软件的猜测，单词"cat"可在第 二次按下2键之后显示。
0011
一般快捷键也用于日语数据输入，其中用户按照发音输入代 表日语字符(例如，Kanji字符)的读音的字母。基于输入的字母，预 测软件猜测日语字符。为选择字符，用户可按下接受按钮或使用滚动 功能以到达类似语音输入集的下一个字符。
利用屏上键盘或手写识别软件的触摸屏
0012在触摸屏上使用屏上键盘或小键盘软件提供给用户用手指 或拇指在屏幕大小的键盘或按钮上输入数据的能力，这允许在不用触 笔或物理键盘或小键盘附件的情况下更快的数据输入；而在触摸屏上 使用手写识别软件(例如掌上操作系统上的Graffiti )提供给用户使 用触笔直接在触摸屏上输入文本的能力。触摸屏通常比非触摸敏感屏 耗费更多能量并且更贵。这种更高的能量消耗对于一般具有有限电能 资源的手持电子设备是一个问题。此外，触摸屏一般需要用户使用双 手(例如， 一只手用来握紧设备而另一只手用来抓住触笔)，对于手持 电子设备(例如蜂窝电话)的交互和控制来说这通常是不受欢迎的。 手写识别软件已经改进了触笔、手指或拇指输入所固有的缓慢和笨拙， 但是其它缺点仍然存在，例如高耗电、需要使用双手以及缺乏在输入 元件己经存在时告知用户的触觉反馈。而且，识别软件需要训练以合 理地使用，并且就算这样，错误率仍很高。
游戏控制0013对于游戏控制，很多上述方法已被使用，但是在大多数手持
电子设备中，用户一般通过使用一些输入元件形式来控制玩游戏，这 些输入元件形式例如微型键盘和/或小键盘，其一般位于设备的前表面。 一些手持电子设备(例如蜂窝电话)上的游戏控制由于设备尺寸的原 因固有地是单手的或最多两个拇指的，而在其它手持电子设备(例如
PDA和传统游戏操纵控制器)上的游戏控制， 一般是双手的。与这些 设备上的游戏控制相关的输入元件一般是数字的，特别是D型小键盘， 虽然模拟输入元件己用于PC和操纵台游戏系统(例如微软的Xbox和 索尼的游戏站2)的游戏控制器上。

发明内容
0014本发明者认识到用于手持电子设备的传统人机接口和输入 系统相对不灵活、麻烦并且使用效率低，除其它原因外，还因为它们 没有利用人手的生物力学的优点，特别是与拇指和手指相对这一点相 关联的优点以及拇指的有益属性(例如动作的大范围和能够给予大而 持续的力量)以及手指的有益属性(例如它们的精细机动控制、空间 记忆和快速移动)。
0015本发明者还认识到被开发以提高数据输入和设备控制的效 率的输入技术(诸如弦技术和模式技术)被传统输入系统中固有的低 效率所限制。例如，与弦输入技术结合使用的微型键盘和小键盘不仅 要求用户记忆很多输入组合并发展出控制缩减了的输入元件数的必要 机动技能以提供相比一般的QWERTY键盘更复杂的功能，而且不有效 地使用或分配输入任务给人手的手指和拇指。此外，与模式输入技术 结合使用的微型键盘和小键盘易于限制用户有效输入数据的能力，这 种能力依赖于输入特定的符号需要的敲击数和用户能够使用拇指或触 笔敲击输入元件以选择特定符号的速度。
0016本发明者还认识到，随着在很多手持电子设备中多媒体性能 (诸如MP3)的出现，需要支持快速而直觉性的滚动和列表导航动作。 例如，很多手持电子设备(特别是蜂窝电话) 一般使用D型小键盘作 为逐项地向上和向下导航项目列表(例如歌曲列表)的主要方法。然 而这种逐项滚动通常在从列表中的第一项到列表中的最后一项的导航中是低效的，特别是列表包含数百个项目的时候。而且，在很多这种 设备中提供的使用户更方便地导航项目的长列表的上翻页和下翻页功 能必须通过多次按键或按下一个或多于一个输入元件来执行。唤醒这 样的上翻页和下翻页功能需要的特定敲击数或输入元件数一般决定于 程序开发者的配置，因此常常在同一个电子设备中的不同程序之间会 有所不同。
0017本发明者还认识到用户在这种设备上控制玩游戏的能力被
很大地限制了。例如，虽然对于个人电脑和操纵台游戏系统的用户已
经可用模拟游戏控制，但在手持电子设备(例如蜂窝电话和PDA)上， 模拟游戏控制还不是广泛可用的。如上所述，运行于游戏平台(诸如 Xbox或游戏工作站2)上的大多数高端游戏涉及到来自于一个或多于 一个输入元件(诸如小型或全尺寸的操纵杆)的模拟或连续输入。相 反，蜂窝电话和PDA仅提供了按钮或按键作为玩游戏的输入元件。此 外，就本发明者所知，并没有用于蜂窝电话的输入元件布局的标准， 或者将输入元件映射到游戏功能的方法。例如，很多情况下，对游戏 开发者来说，大多数蜂窝电话上提供的D型小键盘不可用作游戏的输 入。结果方向性运动输入常常使用小键盘上的数字输入元件来提供， 特别是输入元件"2"、 "8"、 "4"和"6"作为上、下、左、右方向移 动。本发明者认识到这种布局存在一些问题。第一，输入是离散的， 所以无法提供连续的输入，例如在第一人称驾驶游戏中驾驶汽车。在 这种游戏中，现在只能驾驶车辆进行向左、向前或向右的移动，这严 重地限制了游戏体验的质量。第二，方向性移动通过数字输入元件来 提供而D型小键盘上清晰地标识出箭头的键却不使用。这通常需要习 惯并且可能导致用户困惑。第三，数字输入元件一般位于电话表面的 一端，并且因此相对于一般位于数字输入元件上方的D型小键盘舒适 感较差。其结果是玩游戏被限制且不能像在更好的界面情况下被广泛 采用。
0018因此，本发明者开发了一种灵活且有效的人机接口和输入系 统以及技术，其可在多个小型手持附件设备或"输入加速器"设备(例 如钥匙坠或远程控制)上实施。输入加速器设备可使用诸如蓝牙等有线或无线通信协议连接到一个或多于一个传统手持电子设备(即主电
子设备)，诸如移动电话、PDA、袖珍个人电脑、智能手机、MP3播放 器或其它类似的设备等，并且远程控制被连接的主电子设备的所有功 能。所述输入加速器设备可与主电子设备的输入元件联合使用以加速 用户进行诸如文本输入、玩游戏、列表导航和滚动的功能的能力。替 换地，所述输入加速器甚至可以排除直接与被连接的主电子设备的低 效的人机接口和输入系统进行交互的需要。除了远程控制功能，所述 输入加速器设备也可被实施成包括含有无线耳机的各种混合设备。所 述输入加速器设备(无论单手或双手的)也可被实施以利用手所固有 的拇指和手指相对的人体工程学以及在使用传统输入技术从而以一种 适时的、有效的、舒适的、有趣的和直觉的方式完成数据输入、列表 导航、设备控制和游戏控制中已经发展出来的技能。因此，并不期望 针对新买的手持设备有超出一般期望的专门训练。
0019实施此处描述的用于输入加速器设备的人机接口和输入系 统和技术可包含以下特征的多种组合。
0020所述输入加速器设备可包含或可被配置为包含通信信道， 其被配置为与手持主设备交互；输入装配器，其含有多个输入元件， 这些输入元件能够被选择性地映射到一个或多于一个软件程序的功能 以将在手持主设备上的特定输入元件需要被激励的次数(可以是零) 最小化；以及通信地耦连到所述输入装配器和所述通信信道的输入控 制器，所述输入控制器被配置为基于至少一个所述输入元件的激励产 生输入信号以及进一步被配置为将所述输入信号转发到所述通信信道 以传送到手持主设备以控制执行被映射到所述一个或多于一个被激励 的输入元件的软件程序的功能。所述输入加速器设备也可包含用于显 示文本、图像和视频信息的显示器单元。所述输入加速器设备也可包 含用于存储指令的存储器件，例如固件、映射软件和/或软件程序(诸 如文本程序、滚动/导航程序和游戏程序)。所述输入加速器设备还可进 一步包含被配置为解释所述输入信号和执行所述指令的处理器、被配 置为加载指令的主存储器以及被配置为控制与所述处理器相互通信的 总线。0021所述输入装配器可包含前置输入装配器、后置输入装配器和 /或侧置输入装配器。所述输入装配器的输入元件可包含下面的输入元 件种类的一个或多于一个模拟按钮、数字按钮、按键、摇杆、滑块、 旋转拨号盘、触摸板、压力传感器、力敏电阻器、压电电阻传感器、 电容传感器、位置传感器、旋转编码器、线性电位计、方向或D型小 键盘以及小型模拟拇指控制杆。所述通信信道可以是通用串行总线端
口、 IEEE 1394火线端口、串行端口、并行端口、耳机端口和/或数据 端口。所述通信信道也可以是无线数据连接，诸如蓝牙连接、红外连 接以及无线保真(Wi-Fi)连接。
0022在另一个实施方式中，控制多个手持主设备的技术可包含提 供具有多个输入元件的输入加速器设备，激励多个输入元件中的一个； 基于一个或多于一个被映射到所述被激励的输入元件的功能来解释产 生的输入信号；以及执行被映射到所述被激励的单元的一个或多于一 个功能。所述方法也可包含配置所述多个输入元件中的一个映射到一 个或多于一个索引功能，以及结合被映射到一个或多于一个索引功能 的所述输入元件激励在所述多个手持主设备中的一个上的输入元件。
0023这里描述的输入加速器设备和人机接口和输入系统和技术 可提供一个或多于一个以下优点。所述人机接口和输入系统以及相关 技术提供了高性能游戏控制器的功能，这可支持大多数需要的游戏输 入要求，以及可由使用传统的标准QWERTY键盘获得的数据输入的速 度和准确度。同时，所述人机接口、输入系统和相关技术可在不增加 所需击键或者敲击的数量的情况下增加可与给定的输入元件数量相关 联的功能的数量。此外，它使得所述输入元件的大小符合人手的人体 工程学而相比传统的输入系统无须增加学习使用所述输入系统的时 间。
0024在输入加速器设备上实施所述人机接口和输入系统以及技 术能够消除与传统的手持电子设备提供的不灵活、麻烦且低效的输入 系统进行交互的需要。由于所述输入加速器设备能够通过有线或无线 通信协议与多个手持电子设备连接，单个输入加速器设备可弥补多个 传统手持电子设备的缺陷。因此，所述输入加速器设备可消除对传统手持电子设备的翻新或重新设计的需要而直接实施所公开的人机接口 和输入系统及相关技术。此外，所述输入加速器设备可以是小巧而具 备审美价值的流行配件。例如，所述输入加速器设备可被实施为除了 对色彩的广泛选择外还包含体育队的标识或卡通人物。所述输入加速 器设备可以轻易地附加在钥匙链或电话绳或夹在或携带在口袋或钱包 中。
0025结合附图及下面的说明书来阐述一个或多于一个实施方式 的细节。其它特征和优点将从该说明书、附图以及权利要求书中变得明显。


0026图1是手持输入加速器设备的框图，可在其上实施人机接口 和输入系统。
0027图2是手持输入加速器设备的另一个框图，可在其上实施人 机接口和输入系统。
0028图3是人机接口和输入系统的框图。
0029图4是人机接口和输入系统的输入装配器的详细框图。
0030图5a-d分别示出了手持输入加速器设备的前视图、侧视图和 后视图，其中第二输入装配器包含具有多个可配置的活动区域的压力 传感器阵列。
0031图6图示说明了手持输入加速器设备上的第二输入装配器的 替代性实施方式。
0032图7a-d描述了包括远程控制和无线耳机的组合的手持输入 加速器设备的一个实施方式。
0033在各个附图中相同的参考符号代表相同的元件。
具体实施例方式
人手的生物力学
0034人手包括相对的拇指和四指，即拇指可与其它四指在组合关系或者功能关系上相对或相一致。与人的手指相比，人的拇指的特色 是具有更大的移动范围、更强而持久的力量激励以及较差的灵活性。 人的拇指的底关节有三个自由度，诸如左右运动、上下运动以及绕拇
指的长轴的旋转；而手指的底关节有两个自由度，诸如左右运动和上
下运动。这样，拇指通常被认为具有比任何手指更好的运动范围。另 外，因为人的拇指比任何手指都具有较大的激励肌肉，它比手指能提 供更大的承受力。但是同样因为所述较大肌肉，与手指相比人的拇指 在可能施加的越来越精细的机动控制和快速运动方面更容易受伤。因 此，人的手指更适合进行需要精细机动协调或需要定点或快速重复激 励的能力的任务。
手持输入加速器设备硬件简介
0035图1是手持输入加速器设备100的高级框图，在其上可实施 本文描述的人机接口和输入系统及相关输入技术以控制在手持主设备 117中存储和运行的软件程序。输入加速器设备100是与手持主设备 117成对的辅助设备，据此用户可以同时与辅助设备和手持主设备117 进行交互，或者仅对辅助设备而非手持主设备117进行交互。输入加 速器设备IOO与手持主设备117 (诸如蜂窝电话、PDA、袖珍个人电脑 或智能手机或其它类似的设备)通过通信链路111 (诸如蓝牙协议)通 信地耦连。所述蓝牙协议是在2.4GHz波段运行的短距离、低能耗、1 兆比特每秒的无线网络技术，其适合于在个人域网络(piconet)中使 用。个人域网络可具有1个主机和高达7个从机。该主机在偶时隙传 输信号，而从机在奇时隙传送信号。个人域网络中的设备共享一个总 容量为1兆字节每秒的公共通信数据通道。蓝牙设备使用标头和握手 信息触发对话且将彼此连接。
0036通信链路111替代性地可以是使用标准数据端口的有线链 路，诸郊通用串行总线接口、 IEEE 1394火线，或者其它串行或并行端 口连接。此外，通信链路lll可以是其它标准的无线连接，诸如红外、 无线保真(Wi-Fi)或者任何其它无线连接。Wi-Fi指的是IEEE 802.11 协议中的任何类型，包含802.11a/b/g。 Wi-Fi—般为设备到因特网提供 无线连接或提供设备间的无线连接。Wi-Fi在未经许可的2.4 GHz频段运行，其数据率是ll兆比特每秒(802.11b)或者54兆比特每秒(802.11a) 或者含有这两种频段的产品。红外指的是在人眼可感知的范围外的低 频光波。在用于大多数电视遥控系统中时，信息通过红外线波束在设 备间传送。标准红外系统被称为红外数据联盟(IrDA)且被用来以数 字模式连接某些计算机和外围设备。
0037通信链路111将输入加速器设备的通信接口 116和手持主设 备117的通信接口 118相连。输入加速器设备IOO包含与通信接口 116 通信的接口和输入系统114。接口和输入系统114包含输入元件(未示 出)，诸如按键、按钮、压力传感器小键盘、触摸屏、旋转拨号盘、拇 指操纵杆、线性条传感器或与一个或多于一个传感器相关并可由个人 用户的一个或一对拇指或手指操纵的其它致动器。输入元件被选择性 地映射到一个或多于一个存储在主设备100中的软件程序的功能。将 输入元件映射和重映射到一个或多于一个软件程序可通过使用在共同 待决的编号为11/221,412、名称为"一种重映射手持设备的输入元件的 方法 (A Method of Remapping the Input Elements of a Hand-Held Device)"的美国专利申请中公开的一种技术来完成，其全文以参考的 方式合并于此。
在该实施方式中，接口和输入装配器114与四个输入元件一 起实施，但可与更多或更少的输入元件一起实施。在激励输入元件之 后，电信号由输入装配器114生成。所生成的电信号被转换为输入信 号122，这些输入信号通过通信链路111被传输到手持主设备117，该 手持主设备117通过通信接口 118接收输入信号122。输入信号122被 手持主设备117处理以执行被映射到被激励的输入元件的软件功能。 手持主设备117—般具有处理器(未示出)，诸如ARM、 OMAP或其 它用于处理输入信号和在其中存储并运行的软件程序的类似处理器。
0038图2是图示说明输入加速器设备200的框图，在该输入加速 器设备上可实施本文所述的人机接口和输入系统及相关输入技术。在 该实施方式中，使用了可选的硬件组件以装配更强大的辅助设备来处 理从手持主设备117到输入加速器设备200的更多处理任务。输入加 速器设备200可以与手持主设备117结合使用以控制在输入加速器设备200自身上存储并运行的软件程序。例如，在该实施方式中，输入 加速器设备200可具有被存储并运行于其上的重映射软件，诸如在共 同待决的编号为11/221,412的美国专利申请中所述的重映射软件。在 另一个例子中，输入加速器设备200可具有被存储并运行于其上的因 特网浏览程序，其可结合使用手持主设备提供的用于浏览因特网的通 信功能，例如由蜂窝电话提供的蜂窝通信协议(例如CDMA或 GSM/GPRS )。
0039输入加速器设备200与手持主设备117进行无线(或者替代 性的有线)通信。手持主设备117可包含一些与为输入加速器设备200 示出的相同的组件。在该实施方式中，手持主设备117是传统的蜂窝 电话，但是其它类型的手持电子设备可以与输入加速器设备200 —起 使用。输入加速器设备200可包含总线202或者其它用于传送信息的 通信机制，以及处理器204，诸如ARM、 OMAP或其它类似的处理器， 其与总线202耦连以处理信息，诸如一个或多于一个指令的一个或多 于一个序列，其可以是嵌入式软件、固件、或用于控制所述手持主设 备117的软件程序，诸如重映射软件或文本、游戏或滚动程序，或任 何其它的软件程序。
0040输入加速器设备200也可包含主存储器206，诸如随机存取 存储器(RAM)或其它动态存储设备，该主存储器与总线202耦连以存 储信息和要被处理器204执行的指令。主存储器206也被用来存储临 时变量和在要被处理器204执行的指令的执行过程中的其它中间信息。 输入加速器设备100进一步可包含只读存储器(ROM) 208或耦连到 总线202以存储处理器204的静态信息和指令的其它静态存储设备。 存储设备210可被提供并耦连到总线202以存储处理器204的静态信 息和指令。存储设备210可包括快闪式存储器，诸如EEPROM、紧致 闪存或者其它用于存储设备固件的存储单元。对固件的升级可通过主 设备轻松下载。输入加速器设备200也可包含用于向用户显示信息的 可选显示器212 (诸如液晶显示器(LCD))以及用于传送从个人用户 到处理器204的信息和命令选择的人机接口和输入系统114。来自用户 的命令选择被作为输入信号112从接口和输入系统114传送到总线202以分发到其它组件(诸如所述处理器204)。输入加速器设备200也可 包含与总线202耦连的通信接口 216。
0041通信接口 216提供与手持主设备117、无线服务设备、或无 线服务工作站耦连的双向数据通信211 。双向数据通讯211允许在手持 主设备117和输入加速器设备200之间的交互式数据交换。所述交互 式数据可包含利用蜂窝电话主设备进行会话的语音数据。所述交互式 数据也可包含用于浏览因特网的图形用户界面(GUI)，该图形用户界 面可以在可选显示器212上显示。在该实施方式中，蜂窝电话主设备 用作接收来自于前面提到的因特网的数据的通信管道。通信接口 216 可以是无线链路，诸如蓝牙或为本领域普通技术人员所知的任何其他 无线通信接口。在该无线链路实施方式中，通信接口 216可发送和接 收携带代表多个信息类型的数字数据流的电的、电磁的或光学的信号。
0042输入加速器设备200也可在所述显示单元212上显示图形用 户界面(GUI)以在输入加速器设备200的通信范围内提供一列手持主 设备117。在通信范围内的这列手持主设备117能够使用每个设备的文 本名字、代表每个设备的图标、或者文本名字和代表每个设备的图标 的结合来显示。在输入装配器406、 408、 409 (在下面的图4中详细描 述)中的所述输入元件可以被组合在一起或者单独地被激励以从输入 加速器设备200的通信范围内该列设备中选择所需手持主设备117。
0043上述输入加速器设备100、 200能够通过执行大多数简单的 文本/语音控制功能来消除从用户的口袋、袋子或其它存储位置去除手 持主设备117的需要。输入加速器设备100、 200也可包含设备驱动器
(未示出)以有效控制主手持设备117以及在手持主设备117上的所 有相关软件程序。
人机接口和输入系统综述
0044图3示出了输入加速器设备100或输入加速器设备200的人 机接口和输入系统114的子系统的框图。人机接口和输入系统114在 共同未决的编号为10/699,555、名为"人机接口系统(Human Interface System)"的美国专利申请中被更加详细地描述，所述美国专利申请的 全部作为参考附在此处，该人机接口和输入系统包含与输入控制器316通信的输入装配器305，以响应用户与输入装配器305的交互来解释和 产生输入信号。输入装配器305可包含多个输入装配器(在下面图4 中详述)，每个装配器包含多个输入元件，这些输入元件位于输入加速 器设备100或输入加速器设备200的一个或多于一个表面上。这些输 入元件被选择性地映射到存储在手持主设备117中的软件程序的一个 或多于一个功能，从而当一个输入元件被激励时，映射到被激励的单 元的功能就被执行。
具体地，当输入元件被激励时，产生一个或多于一个电信号 312，其被输入控制器316所接收和解释。可以包含一个或多于一个处 理器的输入控制器316接收一个或多于一个电信号312并将它们转换 为输入信号122，该输入信号122通过连接输入加速器设备100的通信 接口 116和手持主设备117的通信接口 118的通信链路111被传送到手 持主设备117。类似地，输入信号122通过连接输入加速器设备200的 通信接口 216和手持主设备117的通信接口 118的通信链路211被传 送到手持主设备117。在一个实施方式中，手持主设备117使用软件(例 如映射软件)动态地解释输入信号122，以执行映射到被激励的输入元 件的功能。替代地，输入加速器设备200可使用在存储单元210中存 储的软件来解释输入信号122。
0045图4图解说明包含多个输入装配器的输入装配器305的一个 实施方式。输入装配器305包含前置输入装配器406、后置输入装配器 408以及侧置输入装配器409。前置输入装配器406和后置输入装配器 408包含一个或多于一个输入元件。这些输入元件基于输入元件的激励 产生一个或多于一个电信号312。可包含一个或多于一个处理器的输入 控制器316接收一个或多于一个电信号312并且将它们转换为输入信 号122，这些信号表现为适合被手持主设备U7接收和解释的形式。替 换地，输入信号122可被输入加速器设备200上的处理器104解释。
0046手持主设备117接收输入信号122并使用上面提到并会在下 面更加详细地阐述的重映射软件对它解释，该重映射软件可装载在所 述主手持设备上。具体地，从输入加速器设备IOO、 200传输来的输入 信号122通过使用标准通信协议(诸如蓝牙无线协议)的手持主设备117上的通信接口 118接收。所述蓝牙协议允许从输入加速器设备100、 200传输来的输入信号122来控制执行手持主设备117上的嵌入式软 件、固件、或软件程序，诸如文本消息或游戏程序。输入信号122被 手持主设备117接收和使用以将前置输入装配器406、后置输入装配器 408以及侧置输入装配器409内的输入元件映射和重映射到在主手持 设备117上运行的软件程序的一个或多于一个软件功能。
0047例如，如果在手持主设备117上有一个文本程序在运行，则 手持主设备117上的输入控制器(未示出)将手持主设备117上的一 个或多于一个输入元件(例如形成蜂窝电话上的小键盘的输入元件) 映射到一个或多于一个符号，诸如字符、字母、数字、图标、其它类 型的符号，或者不同符号类型的组合，并且将输入加速器设备100、 200 上的前置输入装配器406的一个或多于一个输入元件映射到移位或索 引功能。因此，如果用户想要插入字母"X"，该用户可以按压输入加 速器设备IOO、 200上的第一移位键，然后是手持主设备117上的数字 键"9"。如果用户想要插入字母"Y"，该用户可以按压输入加速器设 备100、 200上的第二移位键，然后是手持主设备117上的数字键"9"。 如果用户想要插入字母"Z"，该用户可以按压输入加速器设备100、 200 上的第三移位键然后是手持主设备117上的数字键"9"。所以，替代 了需要按压手持主设备117上的数字键"9"三次以插入字母"Z"(这 在大多数多头接口上是常见的)用户可以通过一次按压手持主设备117 上的数字键"9"和一次按压输入加速器设备100、 200上的第三移位 键组合来插入相同的字母。
0048同样地，输入加速器设备100、 200上的后置输入装配器408 的一个或多于一个输入元件可以被映射到滚动、导航或光标控制功能。 此外，侧置输入装配器409的一个或多于一个输入元件可被映射为用 于在主手持设备117上执行喜欢的程序(诸如文本、游戏或音乐程序) 的快捷键。如果手持主设备U7在执行游戏程序，则输入信号112可 用来控制玩游戏。也就是说，手持主设备117上的输入控制器(未示 出)可将输入装配器406、 408、 409的输入元件从输入加速器设备100、 200映射到游戏功能。将输入元件映射到给定软件程序的特定输入功能，无论是通过手持主设备117上的输入控制器或处理器响应由输入
加速器设备100、 200传输的输入信号122来完成，均可以被程序开发 者或用户通过下载或其它的编程形式来定制。此外，对输入元件的映 射可针对语言键设置的变化来完成，这可以降低服务多个国家的厂商 制造手持电子设备的成本。
0049替换地，输入加速器设备200的处理器204可执行上述的映 射功能且减轻手持主设备117的一些处理负荷。此外，人机接口和输 入系统114不需要具有输入控制器316，特别是在考虑成本的情况下。 在这些例子中，处理器204可直接接收电信号312并将其解释为合适 的输入信号122，该输入信号通过使用上面提到并要在下面详述的映射 技术来映射。
0050所述共同未决的编号为11/221,412的美国专利申请描述了最 佳地为具有普通需求(例如游戏、文本输入、音乐以及滚动)的特定 种类应用程序和/或为特定用户选择性地映射和重映射输入元件到手持 电子设备上的技术。这些技术也可用于映射和重映射此处公开的输入 加速器设备IOO、 200和/或手持主设备117的输入元件。替换地，输入 加速器设备100、 200可简单地响应输入元件的用户操纵来将输入信号 122传送到手持主设备117，其中在手持主设备117上执行的应用软件 相应地解释输入信号。
0051在一个实施方式中，用于重映射手持电子设备的技术包含
接收一个软件程序或一类软件程序的配置设定，这些配置设定可包含 与至少一个功能相关联的至少一个物理输入元件；基于这些配置设定
修改映射功能；以及在软件程序操作过程中激励(例如按压或者激励) 物理输入元件之后执行与物理输入元件相关的功能。对物理输入元件 的激励可来自于输入加速器设备的三个输入装配器406、 408、 409和/ 或主手持设备的输入装配器。如上所述，使用标准的无线通信协议(诸 如蓝牙)，由输入加速器设备100、 200的输入装配器的物理激励所产 生的信号被传送到手持主设备117以控制特定软件或软件程序的执行。 并且作为对由输入加速器设备传送来的信号执行特定软件或软件程序 的响应，映射和重映射过程被执行。所述映射功能可包括键盘设备驱动器、设备布局或者键盘设备驱动器的转换层，以及这些或者其它映 射功能的组合。
0052在所述映射功能包括设备布局的实施方式中，基于激活物理
输入元件而执行与物理输入元件相关的功能的步骤可包含将扫描码 写入到缓冲器；从缓冲器取回扫描码；使用修改后的设备布局将所取 回的扫描码转换为虚拟输入元件码；使用扫描码和虚拟输入元件码调 用键盘事件；以及执行与键盘事件相关的功能，这就是与物理输入元 件相关的功能。
0053在所述映射功能包括转换层的实施方式中，基于激活物理输 入元件而执行与物理输入元件相关的功能的步骤可包含将扫描码写 入到缓冲器；从缓冲器取回扫描码；将扫描码转换为最初虚拟输入元 件码；使用键盘驱动器的修改后的转换层将最初虚拟输入元件码转换 为新输入元件码；使用扫描码和新输入元件码调用键盘事件；以及执 行与键盘事件相关的功能，这就是与物理输入元件相关的功能。
0054在另一个实施方式中，重配置或者重映射一个软件程序或一 类软件程序的方法可包含将在输入加速器设备上布置的一个或多于 一个物理输入元件与至少第一可执行功能相关联；以及促使映射功能 的修改以形成一个或多于一个物理输入元件与第二可执行功能之间的 关联或者一个或多于一个物理输入元件与第一可执行功能之间的关 联，从而第一可执行功能被配置为在所述软件程序或在一类软件程序 中的软件程序运行期间对一个或多于一个物理输入元件激活之后启 动。第二可执行功能一般是当一个或多于一个物理输入元件被按压或 激活时在默认状态下要被执行的软件程序所提供的一般默认功能。
0055在另一个实施方式中，可以提供可用于与一个或多于一个物 理输入元件相关联的图形用户界面识别功能。所述图形用户界面也可 识别软件程序，用户可选择该软件程序以实施他的物理输入元件到功 能的关联。在一个例子中，所述图形用户界面可包含输入元件图标(其 对应于物理输入元件)以及功能图标(其对应于可执行功能)。然后用 户可指定功能与物理输入元件相关联。
手持输入加速器设备实施方式0056图5a-d分别图解说明人机接口和输入系统可在其上实施的 手持输入加速器设备500的前视图、侧视图、后视图以及"手持"视 图。在一个实施方式中，输入加速器设备500被实施为远程控制设备， 该远程控制设备包含四个平面或等值面前表面502、后表面508、左 侧表面504以及右侧表面306。然而，在其它实施方式中，输入加速器 设备500可具有更多或更少的平面和/或等值面。输入加速器设备500 可以是小型独立的无线附属设备，其通过有线的或无线的通讯协议(诸 如蓝牙无线协议)与各种手持设备(诸如蜂窝电话、PDA、袖珍个人 电脑、智能手机、膝上型电脑或者其它类似的设备)进行通信。
0057如图5a所示，在前表面502上，相互邻接地布置有显示器 (未示出)(如LCD)以及前置输入装配器526。替换地，显示器可在 单独的装配器上，例如PDA和带有旋转固定屏幕或者翻盖手机配置的 蜂窝电话的显示屏。此外，前置输入装配器526可布置在多于一个表 面上。前置输入装配器526可包含四个输入装配器510、 512、 514和 516，然而可提供任何数量的可被用户的拇指或者手指所激励的输入元 件。输入元件510、 512、 514和516可被映射到如移位键或者索引键 的功能，诸如Shiftl (510)、 Shift2 (512)、 Shift3 (514)以及Shift4 (516)，以便于在与主电阻设备上的输入元件(如蜂窝电话或PDA上 的小键盘)相关联的符号(如字符、字母和/或数字)之间进行移位或 索引。例如，在主电子设备(如蜂窝电话)上一般提供小键盘，其具 有"7PQRS"键或输入元件。通过使用输入加速器设备500，这些符号 一一P、Q、R和S — 一中的任何一个都可通过敲击合适的输入元件510、 512、 514和516并且敲击主电子设备上的"7PQRS"键而被输入。也 就是说，例如"P"字符，可通过按压输入元件510(其被映射为Shiftl) 和按压主电子设备上的"7PQRS"键在主电子设备上输入。类似地， Shift2输入元件512可以与"7PQRS"键一起按压以产生"Q"字符。 Shift3输入元件514可以与"7PQRS"键一起按压以产生"R"字符。 依赖于可在软件中配置的用户偏好，在不按shift键的情况下按压"7" 键可产生数字"7"或者"P"字符。Shift4输入元件516可与"7PQRS" 键一起按压以产生"S"字符。这样就消除了对主设备上同一个键进行 多次(例如三次)敲击以输入例如"S"字符的需要。上述的多移位或索引输入元件的实施方式可极大地提高多种主手持设备用户的文本输 入的舒适度、准确度和速度。
0058如图5b所示，后置输入装配器528可布置在后表面308上。 在该实施方式中，前置输入装配器526 (图6a)与后置输入装配器528 相对布置以利用人的拇指和手指的相对关系。替换地，用户可翻转输 入加速器设备以通过他的拇指代替他的手指来使用后置输入装配器。 后置输入装配器528可包含两个传感器阵列，这些传感器阵列在软件 中被配置为代表根据程序对应于不同的可编程功能的一个或多于一个 描绘的活动区域。这些传感器阵列可包含环状弯曲传感器阵列518和 条状线性传感器阵列520。弯曲的传感器阵列518可被实施为沿拇指
(或手指)的自然的自由运动进行横向扫描以映射水平光标运动。此 外，线性传感器阵列520可使用拇指(或手指)进行垂直扫描以映射 垂直光标运动或控制长选择列表中的滚动条。该实施方式中的弯曲传 感器阵列518和线性传感器阵列520可包含致动器(如弹性材料)，该
致动器被附着在力敏电阻器阵列、电容板或电容阵列，或者可提供与 传感器阵列上的多个活动区域的压力读数相应的多种输出的其它类似 的压敏器件或栅格。在压力传感器阵列518、 520的另一个配置中，传 感器阵列518、 520的整个表面可被散布在小矩形非活动区域之间的矩 形活动区域所覆盖以获得任何所需数量的活动区域。压力传感器阵列 518、 52'0的其它配置可基于所需程序的要求而实现。
0059替换地，后置输入装配器528可以没有传感器并且在前输入 表面502上的输入元件可在软件中进行编程以使得用户上下敲打线性 传感器阵列520以在列表选择中造成垂直滚动动作。该实施方式有利 于用户有效且有力地导航通过长列表而不需要在后面附加任何传感 器。此外，前输入表面502或后输入表面508可选择性地通过左右和 上下方向的模拟输入提供对微型拇指操纵杆的使用。该拇指操纵杆可 提供模拟信号以控制移动电话主设备117上的游戏。
0060如图5a-c所示，侧置输入装配器529可被布置在左侧表面 504和/或右侧表面506上。输入加速器300的左侧表面504和右侧表 面506可实施为包含附加的输入或选择元件522、 524、 526、 528，其可被用于映射到其它类型的蜂窝电话功能，这使用上述的和在共同未
决的编号为11/221,412的美国专利申请中的重映射技术来实现。侧置 输入装配器529的输入或选择元件也可实施为在模式之间有效切换。 例如，按下输入或选择元件522、 524、 526、 528中的一个可以作为快 捷键，由此激活喜欢的程序，诸如短消息服务(SMS)、即时消息(IM) 或音乐。按下选择元件中的一个也可以作为快捷键来激活蜂窝电话功 能，诸如电话号码査找和选择、拨打电话号码以及呼叫接听。两个输 入或选择元件522、 524可为惯用左手的用户实施而其它两个选择元件 526、 528为惯用右手的用户实施。
0061可以理解的是，该实施方式和任何其它实施方式中的前置输 入装配器526的输入元件510、 512、 514、 516，侧置输入装配器529 的侧置输入元件522、 524、 526、 528以及后置输入装配器528的后置 输入元件518、 510可以是模拟的和/或数字的按钮、按键、弧形摇杆(其 可以是一个或多于一个位置按钮或模拟操纵杆类按钮)、滚动条、刻度 盘或与压力传感器(如力敏电阻器、压电电阻传感器以及电容传感器)、 位置传感器(如旋转编码器、线性电位器等)、微型模拟拇指操纵杆或 其它传感器或其组合结合使用的触摸板。
0062图6图解说明了后置输入装配器408的替代性实施方式。输 入元件610实施为传统的旋转刻度盘(例如黑莓(Blackberry)拇指轮)， 其可被用于控制水平的或垂直的光标、滚轴和/或导航运动。在其它实 施方式中，上述的其它传感器可根据用户年龄和要覆盖的程序种类而 使用。
0063图7a-d图解说明作为无线耳机的手持输入加速器设备的实 施方式。如图7a所示，耳机700可实施为包含在前表面730上作为输 入元件710的拇指轮，该拇指轮允许用户左右滚动。前表面730也可 包含多个输入元件722、 724，其与输入元件720组成前置输入装配器。 前置输入元件722、 724可与输入元件710 —起被激励以在左右滚动的 时候执行对象选择。
0064如图7b所示，耳机700的后表面760表示后置输入装配器 的一个实施方式。后表面760可包含线性传感器阵列720以便于垂直滚动、从长列表中选择以及导航操作。四个表面上的输入元件和活动 区域可以与以上所述的那些本质上类似。
0065图7b和7c图解说明左侧表面740和右侧表面750，在其上 布置耳机700的侧置输入装配器，耳机700可被配置为包含至少四个 侧面选择单元712、 714、 716、 718以便于在模式和文本输入之间进行 移位和索引。这些选择单元可被映射为多种功能(如拨号和回叫)的 快捷键。两个选择单元712、 714可为惯用左手的用户实施而另两个选 择单元716、 718为惯用右手的用户实施。
0066图7d描述了被用作远程控制的耳机700。也就是说，通过将 远程控制输入集成到耳机700中，用户可以仅使用提供多种功能的耳 机700远程地执行一个或多于一个主手持电子设备的所有功能。当在 主设备(例如蜂窝电话)上说话或者收听音乐时，耳机700可用作通 过扬声器(未示出)和麦克风(未示出)接收和传送音频信号的常规 耳机。当输入文本时，耳机700可握在单手或双手上并且用来加速文 本输入。当执行主设备上的程序的时候，拇指轮710和传感器阵列720 可被用于导航和滚动通过长列表和图标阵列。因此，具有集成远程控 制的耳机700可被实施以操作主设备(如蜂窝电话)而无须从其存储 位置(例如用户的口袋、夹克、背包或钱包)移出该主设备。
0067此外，本文描述的输入加速器设备可实施为与多个"从动" 或主设备通信连接的"主控"设备。用户可以轻易地仅仅通过从布置 在输入加速器设备上的屏幕或LC可显示的主设备列表中选择所需主 设备而从一个主机设备轻易地切换到另一个。例如，用户可以选择性 地控制主设备(如蜂窝电话)以使用输入加速器设备回叫电话。当使 用耳机700与主叫者谈话时，用户可以让呼叫者等待而通过选择性控 制另一个主设备例如PDA在该PDA中寻找电子邮件地址。在取回电 子邮件地址后，用户可通过选择性切换回受控的蜂窝电话而回到电话 会谈中。
0068在任何上述的实施方式中，可实施主动和/或被动的触觉反 馈。为提供被动触觉反馈，第一和/或第二输入装配器的输入元件可与 可触稳定装置(例如圆顶帽或圆顶弹簧)组合，从而用户可通过他的手指或拇指在触觉上感知输入元件的激活和/或去激活。在其他的一个 实施方式中，其中，可触稳定装置可位于输入元件的致动器和传感器 组件之间。为提供主动触觉反馈， 一个或多于一个振动单元或产力单 元可安装在手持电子设备上并被激活以向用户提供敲击或索引级或其 它信息。所述振动单元可以是在马达轴上附有偏心物的电马达、螺线 管、可变磁阻设备、扬声器或任何其它可以提供触觉反馈的振动器。 产力单元可以是非震动模式的螺线管、马达、非震动致动器或者任何 其它能够产生力的致动器。可为每个输入元件提供振动单元和/或产力 单元。在这种情况下，振动单元和/或产力单元可安装在输入元件之下， 从而当振动单元和/或产力单元被激活时，振动单元和/或产力单元可根 据要被传达的信息将电子设备的表面推出到不同的水平或位置。因此， 在使用压力传感器板或触摸板作为输入元件的实施方式中，可配置分 级的阵列以指示在触摸板或压力传感器板上的越来越高的索引位置 级。振动单元和/或产力单元也可用来提供触觉反馈以指示目标的瞬间 到达，例如游戏程序中的目标锁定。触觉反馈也可通过致动器(如螺 线管)实现，这些致动器电子地改变输入元件的硬度或者推动用户的 手或手指以指示软件程序中感兴趣的事件。
0069此处描述的计算方面可在模拟或数字电子电路中被实施，或 在计算机硬件、固件、软件或其组合中被实施。在适当的情况下，这 些系统和技术的方面可以在确实嵌入在机器可读存储设备中的计算机
程序产品中被实施以通过可编程处理器执行；并且方法步骤可通过执 行指令程序的可编程处理器来执行，该可编程处理器通过操作输入数 据并产生输出来实现功能。
0070上面描述的系统和技术可利用拇指和手指的生物力学，即使 用相对的功能、手指的精细机动控制以及拇指提供的更大运动范围和 更强的激励。通过协同使用手指和拇指，完成给定功能所需的敲击数 目和时间被降低，精确度被提高，并且人手固有的自然编排取代了其 它系统需要的训练。
0071已经描述了多个实施方式。其它实施方式可包含不同的或附 加的特征。例如，可以实现前置、后置、侧置输入装配器的一个或多于一个输入元件的其它配置。此外，本文描述的输入加速器设备可以 具有多于或少于六个平面或等值面。而且，输入装配器中的输入元件 的数目不受上面的实施方式中的输入元件数目的限制。此外，输入装 配器的一个或多于一个输入元件可以是为本领域技术人员所知的任何 输入或选择类型，诸如按键、按钮、触摸板、其它类型的板、弧形摇 杆、滚动条、拨号盘、接触传感器或与任何传感器相关联的其它致动 器。与致动器相关联的每个传感器可以包含数字的瞬间开/关的开关或 模拟传感器，诸如压力传感器(例如力敏电阻器、压电薄膜传感器以 及电容传感器)或者位置传感器(诸如旋转或线性电位器或编码器) 或普通技术人员所知的其它模拟传感器，或者加速度计或陀螺仪。这 些输入装配器可包含不同类型输入或选择单元的组合，其可以安装在 图示的配置中或嵌入到设备中以允许控制整体设备的运动。
0072此外，混合的辅助输入加速设备的其它实施方式是可能的。
人们已经携带了现有的附属设备，这些附属设备配备有附加传感器以 对主设备提供附加的输入信号以实现输入加速。在钱包中、皮夹中或 钥匙链上携带的设备是理想的，因为这些设备己经有另一个主要功能， 且通过这些设备提供输入加速可得到聚合加速器装置，其在无须增加 人们需要携带的物品的情况下实质提高用户体验。如同独立的远程控 制实施方式，这些聚合输入加速器设备可无线地通过蓝牙协议或无线 地通过准视线红外连接与主设备进行通信。替代地，聚合输入加速器 设备可通过主设备上己有的连接器(诸如耳机插口或上述多个数据端 口中的一个)物理地插入到主设备中。
0073在另一个实施方式中，所述辅助输入加速器设备可以是带有 远程无钥登录设备的车钥匙，这是多数人在他们的钥匙链中携带的常 见设备。远程无钥登录设备已经具有按钮、射频(RF)链路以及板上 处理器，以将安全信息从远程无钥登录设备传输到主车辆来打开门、 窗或行李箱；改变气候控制设定；或者远程控制任何其它的车辆功能。 大多数远程无钥登录设备也是尺寸小且形体舒适的。包含按钮、触摸 板或者连续传感器条的一个或多于一个输入装配器可被集成到远程无 钥登录装置中以将它转换成为混合设备，该混合设备可以起到主设备的输入加速器设备的功能。混合远程无钥登录输入加速器设备可通过
蓝牙协议、长程射频(RF)协议或者红外协议与主设备通信。
0074在再一个实施方式中，所述辅助输入加速器设备可以是远程 车库开门器。虽然这些远程开门器一般被夹在汽车的遮阳板上，但它 们也可以尺寸更小而被携带在钥匙链上。这些设备可以轻易地增强而 具有适合用作主设备的输入加速器设备的按钮和传感器。
0075在一个实施方式中，所述辅助输入加速器设备可以是可编程 射频识别(RFID)钥匙坠。现在很多工人通过RFID钥匙坠进入他们 的安全工作区。这样的钥匙坠中的电路可和按钮、传感器阵列和无线 通信协议一起被封装到输入加速器中以用作主设备的辅助输入加速器 设备。
0076在另一个实施方式中，所述辅助输入加速器设备可以是智能 卡。在欧洲和亚洲，基于类似于RFID钥匙坠的技术的无接触、无线的 智能卡越来越多地被用于各种商业事务中。例如，在哥伦比亚特区地 铁系统中，每个终点站都可以使用智能卡，人们只须通过在接地的接 收器前摇晃他们含有预付款的智能卡的钱包就能够交付乘坐地铁的费 用。这样的智能卡可以合并到携带在钥匙链上的输入加速器设备中。 因此，智能卡输入加速器可以用于增强与主设备的交互作用，以及作 为在日常生活中身份识别和付款的主要模式。
0077在再一个实施方式中，所述辅助输入加速器设备可以是通用 远程控制设备。口袋大小的带有软键的通用远程控制设备可被配置为 控制所有的标准家庭娱乐设备，诸如电视、DVD播放器、家用录像系 统(VHS)播放器以及声音系统，以及蜂窝电话等主设备。通用远程 控制设备可以或者使用同样的红外链路与家庭娱乐设备和蜂窝电话通 信，或者使用另一个无线协议如蓝牙协议与蜂窝电话通信。
0078在又一个实施方式中，所述辅助输入加速器设备可以是合并 输入加速器设备的功能的数字腕表。数字腕表，特别是跑表或锻炼表， 一般具有数字显示屏和用于跟踪来回时间、心率和其它重要生物统计 数据的多个按钮。它们通常还具有比一般腕表更大的表面区域。这些 手表可以很容易地通过可选的附加传感器阵列被编程和翻新以用作主设备的输入加速器。
0079在一个实施方式中，所述辅助输入加速器设备可以是MP3 设备，诸如iPod。虽然在移动平台上传递多媒体内容变得普遍，现在 仍然有很多人携带独立的MP3播放器来听音乐。iPod或其它MP3播 放器己经组合了传感器和按钮，其可轻易地增强以用作与主设备(诸 如蜂窝电话)交互的输入加速器设备。MP3播放器可以使用现有的或 添加的无线协议(例如蓝牙)与主设备连接。
0080在一个实施方式中，所述辅助输入加速器设备可以是极限无 线聚合远程控制设备。上述的实施方式中的若干个或者全部可以合并 为一个单独的聚合输入加速器设备。该设备的形状可以是挂在钥匙链 上的钥匙坠、戴在手腕上的腕表或者便携的其它小型形状。该极限聚 合远程控制设备可执行包含控制具有短程或长程无线链路的附加设备 在内的所有下述功能。该极限聚合远程控制设备可作为蜂窝电话的含 有按键和可选传感器阵列的输入加速器；带有长程RF电路的远程无钥 登录设备；远程车库开门器；具有短程无源RF电路的RFID钥匙坠； 用于身份识别和商业的具有短程无源RF电路的智能卡；用于家庭娱乐 系统的通用远程控制设备；和/或任何人们想要合并进去的其它辅助功 能。
0081此外，提供数据输入、设备控制或游戏控制的方法可以以不 同的顺序执行而仍获得所需的结果。因此，其它的实施方式在所附的 权利要求的范围内。
权利要求
1. 一种用于控制手持主设备的输入加速器设备，所述输入加速器 设备包括通信信道，其被配置为与所述手持主设备交互；输入装配器，其包括多个输入元件，每个输入元件被配置为被选择性地映射到软件程序的一个或多于一个功能以最小化所述手持主设 备的至少一个输入元件所需的激励；以及输入控制器，其与所述输入装配器和所述通信信道通信地耦连， 所述输入控制器被配置为基于至少一个所述多个输入元件的激励产生 输入信号，并且被进一步配置为转发所述输入信号到所述通信信道以 传输到所述手持主设备来控制执行被映射到被激励的输入元件的软件 程序的所述一个或多于一个功能。
2. 根据权利要求1所述的输入加速器设备，其中所述输入装配器进一步包括前置输入装配器，其包括所述多个输入元件的至少第一个，所述 多个输入元件的所述第一个位于前表面；以及后置输入装配器，其具有所述多个输入元件的至少第二个，所述 多个输入元件的所述第二个位于后表面。
3. 根据权利要求1所述的输入加速器设备进一步包括显示器单元。
4. 根据权利要求1所述的输入加速器设备进一步包括存储设备， 其被配置为存储一个或多于一个指令。
5. 根据权利要求4所述的输入加速器设备，其中所述一个或多于 一个指令包括文本程序、映射软件、固件、游戏程序或滚动程序中的 至少一个。
6. 根据权利要求4所述的输入加速器设备，其进一步包括处理器，其被配置为解释所述输入信号并且执行所述一个或多于一个指令；主存储器，其被配置为加载被所述处理器执行的所述一个或多于一个指令；以及总线，其被配置为控制与所述处理器相互通信。
7. 根据权利要求2所述的输入加速器设备，其中所述输入装配器 进一步包括侧置输入装配器，该侧置输入装配器包括所述多个输入元 件的至少第三个，所述多个输入元件的所述第三个位于侧表面。
8. 根据权利要求7所述的输入加速器设备，其中至少一个输入元 件包括模拟按钮、数字按钮、按键、摇杆、滑块、拨号盘、触摸板、 压力传感器、力敏电阻器、压电电阻传感器、电容传感器、位置传感 器、旋转编码器、线性电位器、D型小键盘或小型模拟拇指控制杆中 的至少一个。
9. 根据权利要求1所述的输入加速器设备，其中所述通信信道包 括有线数据连接，该有线数据连接包含通用串行总线端口、 IEEE 1394 火线端口、串行端口、并行端口、耳机端口或者数据端口中的至少一 个
10..根据权利要求1所述的输入加速器设备，其中所述通信信道进 一步包括无线数据连接，该无线数据连接包含蓝牙连接、红外连接或 无线保真Wi-Fi连接中的至少一个。
11. 根据权利要求1所述的输入加速器设备，其进一步包括次级控 制部件，其被配置为执行一个或多于一个次级设备的功能，该次级设 备包含耳机、车库开门器、汽车无钥登录单元、智能卡、可编程射频 识别RFID钥匙坠、通用远程控制单元、数字腕表或MP3播放器中的 至少一个。
12. 根据权利要求7所述的输入加速器设备，其中所述前置输入装配器、所述后置输入装配器和所述侧置输入装配器进一步被配置为最 优化用户的相对的拇指和手指的生物力学效果。
13. 根据权利要求7所述的输入加速器设备，其中所述前置输入装配器、所述侧置输入装配器和所述后置输入装配器中的至少一个进一 步被配置为加速文本输入。
14. 根据权利要求7所述的输入加速器设备，其中所述前置输入装 配器、所述侧置输入装配器和所述后置输入装配器中的至少一个进一 步被配置为加速滚动、光标控制或导航控制中的至少一个。
15..根据权利要求7所述的输入加速器设备，其中所述前置输入装 配器、所述侧置输入装配器和所述后置输入装配器中的至少一个进一 步被配置为加速玩游戏。
16. —种配置输入加速器设备的方法，所述方法包括 在一个或多于一个表面上布置输入装配器，该输入装配器包括多个输入元件，这些输入元件被配置为通过对所述输入元件的操纵来接 收人的输入，其中至少一个所述输入元件进一步被配置为被选择性地 映射到存储在手持主设备上的软件程序的一个或多于一个功能以最小 化所述手持主设备上至少一个输入元件需要的激励。提供通信信道，该通信信道被配置为连接到所述手持主设备；以及使用输入控制器连接所述输入装配器到所述通信信道，所述输入 控制器被配置为基于至少一个所述多个输入元件的激励产生输入信 号，并且进一步被配置为转发所述输入信号到所述通信信道以传输到 所述手持主设备来控制执行被映射到被激励的输入元件的所述软件程 序的所述一个或多于一个功能。
17. 根据权利要求16所述的方法，其中在一个或多于一个表面上 布置所述输入装配器进一步包括在第一表面布置第一输入装配器，个输入元件中的至少第一个；以及在第二表面布置第二输入装配器， 个输入元件中的至少第二个。权利要求书第4/7页 该第一输入装配器包括所述多该第二输入装配器包括所述多
18. 根据权利要求17所述的方法，其中在一个或多于一个表面上 布置所述输入装配器进一步包括在第三表面上布置第三输入装配器， 该第三输入装配器包括所述多个输入元件中的至少第三个。
19. 根据权利要求18所述的方法，其中在一个或多于一个表面上 布置所述输入装配器进一步包括以最优化人的相对的拇指和手指的生 物力学效果的配置来布置所述第一装配器、所述第二装配器以及所述 第三装配器。
20. 根据权利要求16所述的方法，其中提供通信信道进一步包括 提供有线数据连接，该有线数据连接包含通用串行总线端口、 IEEE 1394火线端口、串行端口、并行端口、耳机端口或数据端口中的至少一个。
21. 根据权利要求16所述的方法，其中提供通信信道进一步包括 提供无线数据连接，该无线数据连接包含蓝牙连接、红外连接或无线 保真Wi-Fi连接中的至少一个。
22. 根据权利要求18所述的方法，其中在一个或多于一个表面上 布置所述输入元件进一步包括以提供对一个或多于一个次级设备的控 制功能的配置来布置所述第一输入装配器、所述第二输入装配器以及 所述第三输入装配器，该次级设备包括耳机、车库开门器、汽车无钥 登录单元、智能卡、可编程射频识别RFID钥匙坠、通用远程控制单元、 数字腕表或MP3播放器中的至少一个。
23. 根据权利要求18所述的方法，其中在一个或多于一个表面上 布置所述输入元件进一步包括布置所述第一输入装配器、所述第二输入装配器以及所述第三输入装配器，这些输入装配器包含模拟按钮、 数字按钮、按键、摇杆、滑块、拨号盘、触摸板、压力传感器、力敏 电阻器、压电电阻传感器、电容传感器、位置传感器、旋转编码器、线性电位器、D型小键盘或小型模拟拇指操纵杆中的至少一个。
24. 根据权利要求18所述的方法，其中在一个或多于一个表面上 布置所述输入元件进一步包括配置所述第一输入装配器、所述第二输 入装配器以及所述第三输入装配器中的至少一个以加速文本输入
25. 根据权利要求18所述的方法，其中在一个或多于一个表面上 布置所述输入元件进一步包括配置所述第一输入装配器、所述第二输 入装配器以及所述第三输入装配器中的至少一个以加速滚动、光标控 制或导航控制中的至少一个。
26. 根据权利要求18所述的方法，其中在一个或多于一个表面上 布置所述输入元件进一步包括配置所述第一输入装配器、所述第二输 入装配器以及所述第三输入装配器中的至少一个以加速玩游戏。
27. —种控制多个手持主设备的方法，所述方法包括 提供输入加速器设备，该加速器设备包括通信信道，其被配置为与所述多个手持主设备交互； .包含多个输入元件的输入装配器，每个输入元件被配置为被 选择性地映射到软件程序的一个或多于一个功能以最小化所述多个手 持主设备中的一个的输入元件所需的激励的数目；以及通信地耦连到所述输入装配器和所述通信信道的输入控制 器，所述输入控制器被配置为基于所述多个输入元件中的一个的激励 而产生输入信号，并且进一步被配置为将所述输入信号转发到所述通 信信道以传输到所述手持主设备来控制执行被映射到被激励的输入元 件的所述软件程序的所述一个或多于一个功能； 激励所述多个输入元件中的一个；基于被映射到被激励的输入元件的所述一个或多于一个功能来解释所产生的输入信号；以及执行被映射到被激励的元件的所述一个或多于一个功能。
28. 根据权利要求27所述的方法，其中所述输入装配器进一步包括第一输入装配器，其包括所述多个输入元件中的至少第一个，所 述多个输入元件中的所述第一个位于第一表面；以及第二输入装配器，其包括所述多个输入元件中的至少第二个，所 述多个输入元件中的所述第二个位于第二表面。
29. 根据权利要求28所述的方法，其中所述输入装配器进一步包 括第三输入装配器，该第三输入装配器包括所述多个输入元件的至少 第三个，所述多个输入元件的所述第三个位于第三表面。
30. 根据权利要求29所述的方法，其中所述第一输入装配器、所 述第二输入装配器以及所述第三输入装配器进一步被配置为最优化用 户相对的拇指和手指的生物力学效果。
31. 根据权利要求27所述的方法，其中所述通信信道进一步包括 有线数据连接，该有线数据连接包括通用串行总线端口、 IEEE 1394火 线端口、串行端口、并行端口、耳机端口或数据端口中的至少一个。
32. 根据权利要求27所述的方法，其中所述通信信道进一步包括 无线数据连接，该无线数据连接包括蓝牙连接、红外连接、或无线保 真Wi-Fi连接中的至少一个。
33. 根据权利要求27所述的方法，其中所述多个主设备包括蜂窝 电话、个人数字助理、智能电话、膝上型电脑、车库开门器、汽车无 钥登陆单元、智能卡、可编程射频识别RFID钥匙坠、通用远程控制单 元、数字腕表、光盘播放器或MP3播放器中的至少一个。
34. 根据权利要求29所述的方法，其中至少一个所述输入元件包括模拟按钮、数字按钮、按键、摇杆、滑块、拨号盘、触摸板、压力 传感器、力敏电阻器、压电电阻传感器、电容传感器、位置传感器、 旋转编码器、线性电位器、D型小键盘或小型模拟拇指操纵杆中的至 少一个。
35. 根据权利要求29所述的方法，其中所述第一输入装配器、所 述第二输入装配器或所述第三输入装配器中的至少一个进一步被配置 为加速文本输入。
36. 根据权利要求29所述的方法，其中所述第一输入装配器、所 述第二输入装配器或所述第三输入装配器中的至少一个进一步被配置 为加速滚动、光标控制或导航控制中的至少一个。
37. 根据权利要求29所述的方法，其中所述第一输入装配器、所 述第二输入装配器或所述第三输入装配器中的至少一个进一步被配置 为加速玩游戏。
38. 根据权利要求35所述的方法，其进一步包括 配置所述多个输入元件中的所述第二个以使其被映射到一个或多于一个索引功能；以及激励所述多个手持主设备中的一个上的输入元件同时激励所述多 个输入元件中的所述第二个。
全文摘要
一种人机接口和输入系统被实施于输入加速器设备上以远程控制手持主电子设备，诸如蜂窝电话、个人数字助理(PDA)、袖珍个人电脑、智能手机等。所述输入加速器设备能控制主设备的一些或所有的功能以消除直接与所述主设备交互的需要。通过在一个表面上包含一个或多于一个可被用户的(多个)拇指或手指操纵的、软件可配置的输入元件，以及在另一个表面上包含一个或多于一个可被用户的(多个)手指操纵的、软件可配置的选择元件，所述输入加速器设备可被配置为使用户相对的拇指和手指的生物力学效果最优化。所述输入加速器设备可以是结合无线耳机和设备控制特征的混合设备。
文档编号G06F3/033GK101313270SQ200680043924
公开日2008年11月26日 申请日期2006年10月10日 优先权日2005年10月11日
发明者B·马库斯, E·陈, L·惠勒, R·波多罗夫 申请人:泽蒙特有限公司