传感器阵列和便携式设备的制作方法

专利名称：传感器阵列和便携式设备的制作方法
技术领域：
本实用新型一般地涉及传感器阵列配置。具体而言，本实用新型涉及 允许对目标位置进行精确判定的传感器配置。
體駄
触摸板常用于便携式消费电子设备，例如膝上型计算机。利用触摸 板，当沿着触摸板的表面移动手指时，输入指针(即光标)的移动对应于 用户手指(或者触笔)的相对移动。当在触摸板的表面上检测到一次或多 次敲击时，触摸板还可以在显示屏上进行选择。在某些情况下，触摸板的 任何部分可被敲击，而在其他情况下，触摸板的专用部分可被敲击。
触摸板通常包括一个或多个用于检测手指距离触摸板的邻近度的传感 器。例如，传感器可以基于电阻传感、表面声波传感、压力传感(例如应 变片)、光学传感、电容传感等等。传感器通常被散布在触摸板各处，每
个传感器表示一个x、 y位置。在大多数情况下，按照由行和列组成的网 格形式来布置传感器。因此，当在触摸板中的传感器网格上移动手指时， 唯一的x和y位置信号被生成，这些x和y位置信号控制指点设备在显示 设备上的x、 y移动。为简要起见，余下的讨论将针对对电容传感技术的 讨论。但是应当注意的是，其他技术也具有类似的特征。
参考图1，将对触摸板IO进行更详细的描述。触摸板通常为小型矩形 区域，其包括防护屏12和布置于该防护屏12之下的多个电极14。为了易 于讨论， 一部分防护屏12已被除去以示出电极14。每个电极14表示不同 的x、 y位置。在一种配置中，随着手指16接近电极网格14，电极14检 测到手指16的位置处的微小电容变化。电路板/传感电子器件测量电容并 且产生与活动电极14相对应的x、 y输入信号18，该信号被发送到具有显 示屏22的主机设备20。 x、 y输入信号18被用于控制光标24在显示屏22
上的移动。如图所示，输入指针以与检测到的x、 y手指运动类似的x、 y 方向进行移动。
给定区域中的传感器越小越多，则可以越精确地确定对象(诸如手 指)的位置。
但是，随着传感器变得更小，由将对象在传感器上进行定位而产生的 信号相对于由传感器和传感器系统生成的噪声量也变得更小。这使得传感 器更不精确，并且对可用在覆盖一区域的传感器阵列中的传感器的数目造 成了实际限制。
因此，需要一种改进型传感器阵列配置，它允许对给定区域内的手指 位置进行精确确定。

实用新型内容
本申请的一个目的是提供允许对对象位置进行精确确定的传感器阵列 配置。
这里描述的是可以对对象位置进行更加精确的确定的传感器阵列。传 感器配置可以使用多个传感元件，其中每个传感元件至少有一个尺度(例 如长度或者宽度)与其他至少一些传感元件的尺度不同。多个传感元件可 被以交错方式布置，使得传感元件的前沿和/或尾沿不对齐。这种传感器配 置可以使得对象位置可被以更高精度确定，还可使得给定区域所需的传感 器的数目减少。另外，因为可以需要更少的传感器，所以阵列中的每个传 感器的尺寸可被增大，从而提高阵列中的传感器的信噪比。
传感器阵列配置的实施方式可以包括多个位于不同位置处的具有不同 尺寸的传感器。例如，在可以使用X-Y坐标系统来描述的平面中，可以通 过使传感器的长度和传感器在X方向(这里也被称作纵向)上的位置不同 来得到关于对象位置的一维信息和二维信息。不同长度的传感器可被布置 成使得相邻传感器的前沿和尾沿不对齐，而是在纵向上错开。这样，不是 所有的传感器都与垂直于X方向延伸的给定直线相交。
可以通过确定哪个具体传感器被对象激活来确定与对象在传感器的X 方向上的位置有关的位置信息。因为不同的传感器在X方向上的不同位置
处开始和结束，所以不是所有的邻近传感器都可以延伸至给定x位置。因 此， 一旦识别出被激活的传感器，就可以通过确定哪个x位置横穿了所有 被激活的传感器，来确定对象在x方向上的位置。
传感器的宽度可以足够地窄，使得对象可以同时覆盖并从而同时激活 多个传感器。然后可以通过确定哪个宽度位置横穿了被激活的传感器集 合，来确定对象在宽度方向上的位置。
因此，如果传感器阵列被扩展为覆盖二维区域，则可以通过测量沿传 感器长度方向的位置和测量沿传感器的狭窄宽度方向的位置，来确定手指
在笛卡尔(X-Y)坐标系中的位置。
另外，某些传感器可被以各种模式除去并仍然保持对对象进行空间定 位的能力，因为如果对象被放置成跨越了被除去的传感器，则可以通过减 去对象位于未被除去的一个或多个传感器上的量来估计对象位于被除去的 传感器上的量。这样，可以使用所具有的传感器比规则网格阵列少得多的
阵列来以二维方式测量手指的位置，并且可被用于下述情况利用普通网
格可能会产生过小以致无法有效工作的传感器。
另外，通过以极坐标系统改进传感器阵列，这些解决方案中的任何一 种都可被适用于对沿圆周的角度和从圆心起的半径进行检测。
圆形传感器阵列的实施方式可以包括围绕一轴线纵向地布置的不同长 度的多个传感器。相邻传感器的末端可被布置在距轴线不同距离处。
在一个方面，本实用新型提供了一种传感器阵列，包括不同长度的 多个传感器，其中，所述传感器具有长度方向和宽度方向，并且相邻传感 器的末端在所述传感器的长度方向上错开。
优选地，传感器与相邻传感器之间在所述宽度方向上的距离沿着所述 传感器的长度而变化。
优选地，所述传感器阵列与设备相关联，所述设备被配置为提供与所 述设备相接触的对象的位置。
优选地，所述传感器的宽度被配置为小于与所述设备相接触的对象的 尺度。
优选地，所述传感器的长度被配置为大于与所述设备相接触的对象的
尺度。
优选地，传感器与相邻传感器之间的不同距离被配置为小于与所述设 备相接触的对象的尺度。
优选地，所述对象是手指。
优选地，所述设备被配置为提供所述对象的极坐标位置。 优选地，所述设备被配置为提供所述对象的笛卡尔坐标位置。 优选地，所述传感器被布置为互相平行。 优选地，所述传感器被围绕一轴线纵向地布置。
优选地，所述传感器基于电阻传感、表面声波传感、压力传感、光学 传感或者电容传感。
优选地，所述传感器阵列与设备相关联，所述设备包括媒体播放机、 台式计算机、膝上型计算机、个人数字助理、蜂窝电话或者遥控装置中的 至少一种。
优选地，所述传感器阵列包括圆形传感器阵列。 优选地，所述传感器阵列包括直线形传感器阵列。
在一个方面，本实用新型提供了一种传感器阵列，包括不同长度的 多个传感器，其中，每个所述传感器的长度是每个传感器的第一端与第二 端之间的距离，并且相邻传感器的末端在所述传感器的长度方向上错开。
优选地，所述传感器阵列包括圆形传感器阵列。
优选地，所述传感器阵列包括直线形传感器阵列。
在一个方面，本实用新型提供了一种传感器阵列，包括不同长度的 多个传感器，其中，每个所述传感器的长度是每个传感器的第一端与第二 端之间的距离，相邻传感器的末端在所述传感器的长度方向上错开，并且 传感器与相邻传感器的第一端之间的第一距离大于传感器与相邻传感器的 第二端之间的第二距离。
优选地，所述传感器阵列包括圆形传感器阵列。
优选地，所述传感器阵列包括直线形传感器阵列。
在一个方面，本实用新型提供了一种便携式设备，包括传感器阵 列，该传感器阵列包括不同长度的多个传感器，其中，相邻传感器的末端
在所述传感器的长度方向上错开，所述传感器阵列被配置为生成信号，所
述信号取决于对象相对于所述传感器阵列的位置；以及处理器，所述处理 器被配置为执行取决于所述信号的命令。
优选地，所述传感器阵列包括圆形传感器阵列。
优选地，所述传感器阵列包括直线形传感器阵列。
根据本实用新型的实施例，通过使不同长度的传感器的开始位置和结 束位置相交错，给定区域中提供精确的位置信息所需使用的传感器更少。 另外，因为可以使用更少的传感器，所以可以增大该区域中的每个传感器 的尺寸，以提高阵列中的传感器的信噪比。


图1图示了触摸板和显示装置的一个示例。
图2(a)和2(b)图示了根据本实用新型某些实施方式的电容传感线的替 代示例。
图3(a)和3(b)图示了根据本实用新型某些实施方式的传感器布置的替 代示例，其被配置用来确定对象沿将要测量的一轴的位置。
图4图示了根据本实用新型某些实施方式的传感器布置的一个示例， 其被配置用来确定对象沿将要测量的两轴的位置。
图5图示了根据本实用新型某些实施方式的传感器布置的另一个示 例，其被配置用来确定对象沿将要测量的两轴的位置。
图6图示了根据本实用新型某些实施方式的圆形传感器布置的一个示 例，其可被用于确定对象的极坐标位置。
图7图示了根据本实用新型某些实施方式的媒体播放机立体图的一个 示例。
图8图示了根据本实用新型某些实施方式的膝上型计算机立体图的一 个示例。
图9图示了根据本实用新型某些实施方式的、具有与之相连接的外围 输入设备的台式计算机的立体图的一个示例。
图10图示了根据本实用新型某些实施方式的使用输入设备的遥控装
9
置的立体图的一个示例。
具体实施方式

这里描述的代表性实施方式涉及允许对对象位置进行精确确定的传感 器阵列配置。传感器阵列配置可以使用多个不同长度的传感器，这些传感 器具有交错的开始位置和结束位置。通过使不同长度的传感器的开始位置 和结束位置相交错，给定区域中提供精确的位置信息所需使用的传感器更 少。另外，因为可以使用更少的传感器，所以可以增大该区域中的每个传 感器的尺寸，以提高阵列中的传感器的信噪比。
在对优选实施方式的以下描述中，参考了构成本申请一部分的附图。 应当明白，在不脱离优选实施方式的范围的情况下，可以使用其他实施方 式并且可以进行结构变化。另外，以下描述包括了包含电容性传感器的示 例。应当明白涉及电容传感器之处也可指其他类型的传感器，包括而不限 于电阻传感、表面声波传感、压力传感(例如应变片)、光学传感、电容 传感等。另外，虽然触摸板被描述为可以利用所述传感器配置的设备，但 是应当明白其他传感设备(例如触摸屏)也可以利用这些传感器配置。
图2(a)图示了电容传感线的一个示例。在图2(a)中，圆202图示了作 为对象的手指，该对象的位置正被确定。为了提高用电容传感器204进行 定位的精确度，手指202 —次可以覆盖多于一个传感器204。如果手指一 次仅覆盖一个传感器，则仅可以检测到在传感器上存在手指202。因此， 只能说手指位于完全在传感器所定义的区域之内的某个位置，而无法更加 精确地判定手指202的位置。
如果手指覆盖多于一个传感器，则可以确定覆盖每个传感器的比例。 例如，如果手指的百分之五十正覆盖着每个传感器，则知道手指位于这些 传感器之间的直线上。如果手指的百分之二十五正覆盖一个传感器并且百 分之七十五正覆盖邻近的传感器，则可以知道手指的更大部分位于得到更 高读数的传感器上。这是设置如图2(a)所示的具有锯齿形的传感器204的 原因。锯齿形可以在不使传感器变得更小的情况下，使手指202在更多时 候位于两个传感器204之上。
图2(b)图示了以下示例，其中条形传感器208被分成单独的传感段 206，这些传感段每个大约是手指的一半尺寸。减小传感器的尺寸使手指 能够同时位于多个传感段之上。但是，减小尺寸也使阵列中的传感器的信 噪比减小。因此，可以平衡传感器的大小以应付这些问题。
在图2(b)所示的示例中，两个传感器206被一个手指202所覆盖。可 以测量两个传感器被覆盖的百分比，以确定手指位于两个传感器之间的哪 个位置。这是下述方法的另一个示例，所述方法包括下述步骤将大的条 形传感器分成多个传感段、读取所有的传感段、并确定哪段正被激活以定 位手指位置。
在图2(a)和2(b)中，将要测量的轴200被沿着该轴分成八段204和 206，以便检测沿着该轴的移动。可以检测到在两个传感段204或206上 有手指202，并且可以测量其比例来确定手指202位于沿着将要测量的轴 200的哪个位置。这种确定手指位置的方法可被称为比例测量技术。
图3(a)和3(b)图示了对沿着将要测量的轴300的对象的位置进行测量 的其他示例，轴300延伸到一系列传感带302的长度。图3(a)图示了具有 五个水平传感带行302的示例，这五个水平传感带行302每个被分成两个 传感段304。每个传感带行302包括中断306，中断位置对于每个行302 都不同。除了某些段304被除去之外，图3(b)与图3(a)类似。
与图2(a)和2(b)形成对照，图3(a)没有被沿着将要测量的轴断开的单 个传感条。作为替代，图3(a)具有五个传感带行302，这五个传感带行302 中的每一个都在沿将要测量的轴300的不同位置306处分开。传感带行 302足够窄并且足够接近，使得一个手指202可以同时全部覆盖它们。传 感带行302还足够窄，使得如果手指正在触摸一行中的一个传感段304， 则其也将会触摸临近行中的另一个传感段304。
因此，传感器的宽度可被选择为小于要确定位置的对象的直径，例如 小于一般手指的直径。另外， 一个或多个传感器的长度也可被选择为大于 要确定位置的对象的直径。
在图3(a)中，传感带行302中的顶端行包括两个传感段302，即左侧 的较短传感段和右侧的较长传感段。手指202覆盖较长的传感段。传感带
行302中的第二行包括右侧的较短传感段和左侧的较长传感段。手指202 覆盖较短的传感段。传感带行302中的第三行包括左侧的较短传感段和右 侧的较长传感段。手指202覆盖较长的传感段。传感带行302中的第四行 包括右侧的较短传感段和左侧的较长传感段。手指202覆盖较长的传感 段。等等。
在图3(a)中，因为传感器阵列的布局是已知的，所以可以通过确定手 指位于如上所述的哪个传感段304上来确定手指202的位置。具体而言， 将要测量的轴300上只有一个这样的位置手指202可以覆盖先前描述的 那一系列段304。根据传感带中的中断306的数目和位置，还可以另外使 用比例测量技术来更加精确地确定手指202的位置。
在图3(b)所示的示例中，在左侧和右侧，以交替方式隔一个传感段 304除去一个传感段304。这意谓着传感段304与邻近传感段304之间的距 离将随着传感段的长度而变化。
如上所述，由于行的尺寸、窄度和位置， 一个手指202可以一次覆盖 所有五个水平带行302。因此，可以通过考虑图3(b)中的每个传感行302 中的剩余传感段来确定手指202的位置。
另外，如果手指202不在具体的传感段304上，则可以判定手指202 可能存在于没有传感段的区域中。例如，在图3(b)中，手指202被检测为 位于第一和第三传感行302中的传感段304上、但是不在第二传感行302 中的传感段304上。因此，可以确定手指202还位于传感段的第二行302 中的右侧空间上。可以对每个水平行302进行类似的分析。在图3(b)中， 图示区域中只有五个传感段304，这与图2(a)和2(b)的相同区域中所示的 八个传感段304形成对比。图3(b)所示的示例因此可使传感段304的数目 被减少。
图4图示了下述示例，其中图3(a)所示的结构已被垂直扩展。在图4 中，可以根据结合图2(a)描述的方法来测量手指沿将要测量的垂直轴406 的垂直位置。更具体而言，每个传感行402可以充当沿下述电容传感线的 传感器，所述电容传感线沿着将要测量的垂直轴406延伸。因为传感行 402很细，所以将要测量的垂直轴406的单位长度内有大量传感行402。
根据结合图2(a)描述的方法，这样提供了沿将要测量的垂直轴406的高分 辨率位置传感。
由于沿将要测量的水平轴408的传感段404中的中断式图案，结合图 3(a)描述的、用于沿着将要测量的轴300进行测量的测量技术可被用于沿 着将要测量的水平轴408进行测量。因此，同一组传感段404可被用于确 定手指202沿将要测量的垂直轴406和将要测量的水平轴408两者的位 置。
沿着两个轴进行测量的其他方法可以利用小型方传感器(例如为手指 一半尺寸)组成的较大网格，也可以利用两层传感器，例如基板正面的垂 直组和基板背面的水平组。这些方法中的每一种都利用结合图2(a)描述的 测量技术来沿垂直和水平轴两者进行测量。
图5图示了下述示例，其中图3(b)所示的结构已被垂直扩展。在图5 所示的示例中，能够使用图4所示传感器数目的一半来确定手指202的水 平和垂直位置。
具体而言，和图4一样，每个传感行502可以充当沿下述电容传感线 的传感器，所述电容传感线沿将要测量的垂直轴506延伸。因为传感行 502很细，所以将要测量的垂直轴506的单位长度内有大量传感行502。 根据结合图2(a)描述的方法，这样可以提供沿将要测量的垂直轴506的高 分辨率位置传感。如果手指202位于传感行中的间隙位置510之上，则可 以通过确定位于间隙510上方和下方的传感段是否被手指202激活来确定 这种情况。如果手指202既位于间隙510上方又位于其下方，则其也位于 间隙510之上。
另外，由于沿将要测量的水平轴508的传感段504中的中断式图案， 因此结合图3(b)描述的用于沿将要测量的轴300进行测量的测量技术可被 用于沿将要测量的水平轴508进行测量。因此，同一组传感段504可被用 于确定手指202沿将要测量的垂直轴506和将要测量的水平轴508 二者的
利用不对齐的传感器中断来减少位置检测所用传感器数目的概念不限 于水平条或者水平带。相同的概念可被用于极坐标模式或者二维或三维的
其他模式。例如，该概念可被对应到对下列形状中至少一种的内部或者外 部进行检测环形、柱形、圆锥形、截锥形(截去尖端的圆锥)、球形、 半球形、部分球形，或者各种其他几何形状。
在极坐标配置中，多个传感器环可被用于使用极坐标来确定手指的位 置。例如，传感器布局可以包括传感器同心环。然后可以确定手指正覆盖 哪个环、围绕该环的角度，并且可以使用比例测量技术来确定两环之间的 位置。
但是，如果传感器被以同心环方式布置，则随着朝圆心移动，楔形传 感段的尺寸会减小。随着每个传感段变得更小并且传感区域减小，每个传 感器所能够产生的信号量也会减少(即基于使手指位于传感器上所得的电 容读数减小)。随着信号量变得更小，信噪比也变得更低。这种布置的内 部环中的传感段的传感区域因此会具有过低的信噪比，低至它们无法精确 地测量手指位置。
图6图示了圆形图案的另一种传感器配置的一个示例，其可被用于利
用更少的段来精确地确定极坐标位置。图6所示的示例可被视作图5所示 示例的极坐标表现形式。在图6中，图5中将要测量的垂直轴对应于绕圆 的角度0。在图6中，图5中将要测量的水平轴对应于距离圆心的半径r 或者幅度(如果看作起始于圆心的向量)。为了易于说明，相对于图5所 示的传感段504的数目，图6所示的传感段604和606的数目己被减少。
在图6中，某些传感段606延伸至传感器阵列600的中心，并且某些 传感段604不延伸至传感器阵列600的中心。传感元件604和606的组合 可被用于精确地确定位于传感器阵列600上的对象(该情况下为手指 202)的极坐标位置。只要传感段的宽度小于手指202的宽度，手指202 一次将覆盖多于一个传感器604和606。
可以使用该配置来确定手指202的角度0。因为段604和606被以不 同角度0布置在圆上，所以可以通过确定手指202所激活的传感器604和 606的角度0来确定手指202的角度0。
也可以使用该配置来确定手指202的径向位置。因为只有段606延伸 至传感器阵列600的中心，所以如果只有传感段606被激活，则手指202
位于下述半径处该半径小于段604所在的半径。如果除了传感段606之 外传感段604也被激活，则手指202位于传感器604所在的半径处。
图6所示的布局减少了传感器数并且允许对对象进行精确的极坐标方 式定位。另外，该配置允许使用更小的极坐标传感器阵列配置。
在图6所示示例的另一种实施方式中，可以产生不带中心的配置。例 如，可以使楔形变得更短，使得它们不会到达中心。这样允许将另一个输 入设备(例如按钮)放置在传感器阵列的中心。
如先前所提到，这里所述的传感器阵列可被集成到作为输入设备的电 子设备中，或者，它们也可被用于其他传感类型的设备。图7和图8示出 了被集成到电子设备中的触摸板传感器阵列的一些实现方式。在图7中， 触摸板700被集成到媒体播放机702中。在图8中，触摸板800被集成到 膝上型计算机802中。另一方面，图9和图IO示出了用于外围设备中的触 摸板传感器阵列的一些实现方式。在图9中，触摸板900被包括在连接到 台式计算机904的外围设备902中。在图10中，触摸板1000被结合在遥 控装置1002中，遥控装置1002以无线方式连接到扩展坞站(docking station) 1004，媒体播放机1006坞接在该扩展坞站1004中。但是应当注 意的是，遥控装置也可被配置为直接与媒体播放机(或者其他电子设备) 进行交互，从而无需坞站。用于媒体播放机的坞站的一个示例可以在2003 年4月25日提交的名为"MEDIA PLAYER SYSTEM"的序列号为 10/423,490的美国专利申请中找到，上述申请通过引用而结合于此。应当 注意的是，这些具体实施方式
并非限制，许多其他设备和配置可被使用。
参考图7，媒体播放机702将被更加详细的讨论。术语"媒体播放 机"通常指的是可专用于处理诸如音频、视频或者其他图像这样的媒体的 计算设备，例如音乐播放机、游戏机、视频游戏机、录像机、摄像机等。 在某些情况下，媒体播放机包含单一的功能(例如专用于播放音乐的媒体 播放机)，而在其他情况下，媒体播放机包含多项功能(例如播放音乐、 显示视频、存储图像等的媒体播放机)。在任一种情况下，这些设备通常 是便携的，以使得用户无论在哪里旅行都可以听音乐、玩游戏或者播放视 频、记录视频或者拍摄照片。
在一种实施方式中，媒体播放机是按照放入用户口袋的尺寸制造的手 持设备。通过具有袖珍尺寸，用户无需直接携带该设备并因而无论在哪里 旅行都可以带着该设备(例如用户不像膝上型计算机或者笔记本计算机的 情况下那样受到携带巨大并且经常是沉重的设备的限制)。例如，在音乐 播放机的情况下，用户可以在在体育馆锻炼的同时使用该设备。在摄像机 的情况下，用户可以在爬山的同时使用该设备。在游戏机的情况下，用户 可以在汽车中履行的同时使用该设备。另外，可由用户的手来操作该设
备。无需参考面(例如桌面)。在图示的实施方式中，媒体播放机702是 袖珍的手持MP3音乐播放机，其允许用户存储大量音乐(例如，在某些情 况下多达4,000首CD质量的歌曲)。例如，MP3播放机可以对应于由加 利福尼亚州库珀蒂诺的苹果电脑有限公司制造的iPod⑧牌MP3播放机。这 里所示的MP3音乐播放机虽然主要用于存储和播放音乐，但是其还可以包 括另外的功能，例如存储日历和电话列表、存储游戏和玩游戏、存储照片 等等。事实上，在某些情况下，其可以充当高度便携的存储设备。
如图7所示，媒体播放机702包括外壳722，该外壳在内部包含各种 电组件(包括集成电路芯片和其他电路)以便为媒体播放机702提供计算 操作。另外，外壳722还可以限定媒体播放机702的形状或者形式。就是 说，外壳722的轮廓可以体现媒体播放机702的实体外观。包含在外壳 722内的集成电路芯片和其他电路可以包括微处理器(例如CPU)、存储 器(例如ROM、 RAM)、电源(例如电池)、电路板、硬盘驱动器、其 他存储器(例如闪存)和/或各种输入/输出(I/O)支持电路。电组件还可 以包括用于输入或者输出音乐或者声音的组件，例如麦克风、放大器以及 数字信号处理器(DSP)。电组件还可以包括用于捕捉图像的组件，例如 图像传感器(例如电荷耦合器件(CCD)或者互补金属氧化物半导体 (CMOS))或者光学器件(例如透镜、分光器、滤光器)。
在图示的实施方式中，媒体播放机702包括硬盘驱动器以便给予媒体 播放机海量存储能力。例如， 一部20GB硬盘驱动器可以存储多达4000首 歌曲或者大约266小时的音乐。相比之下，基于闪存的媒体播放机平均存 储上至128MB或者大约两个小时的音乐。硬盘驱动器的容量可以是各式
各样的(例如5、 10、 20GB等)。这里所示的媒体播放机702除了硬盘驱 动器之外还可以包括电池，例如可充电锂聚合物电池。这种类型的电池能 够为媒体播放机提供大约IO小时的连续播放时间。
媒体播放机702还包括显示屏724和相关电路。显示屏724被用于向 用户显示图形用户界面以及其他信息(例如文本、对象、图形)。例如， 显示屏724可以是液晶显示装置(LCD)。在一个具体实施方式
中，显示 屏对应于160乘128像素的高分辨率显示装置，具有白色LED背光以在日 光以及低照度情况下提供清晰的可视性。如图所示，显示屏724通过外壳 722中的开口 725并且通过布置在开口 725正面的透明壁而对媒体播放机 702的用户可见。虽然透明壁726是透明的，但是其可被看作外壳722的 一部分，因为其帮助限定了媒体播放机702的形状或者形式。
媒体播放机702还包括触摸板700，该触摸板包括传感器阵列，例如 先前描述的那些传感器阵列中的任何一种。触摸板700通常由可触摸外表 面731组成，该外表面731用于接收在触摸板上进行操纵的手指。虽然未 在图7中示出，但是位于可触摸外表面731之下的是传感器阵列装置。传 感器装置包括多个传感器，这些传感器可被配置为当手指在其上搁置、敲 击或者经过时激活。在最简单的情况下，每当手指被放置在传感器上，电 信号就被产生。给定时间范围内的信号的数目可以指示手指在触摸板上的 位置、方向、速度和加速度，就是说，信号越多，则用户移动其手指越 多。在多数情况下，由电子接口对信号进行监视，该电子接口将信号的数 目、组合和频率转换为位置、方向、速度和加速度信息。该信息然后可被 媒体播放机702用来在显示屏724上执行期望的控制功能。例如，用户可 以通过围绕触摸板700旋转手指来容易地巻动通过歌曲列表。
触摸板除了上述之外还可以包括一个或多个可移动的按钮区A-D以及 中央按钮E。按钮区被配置为提供一项或者多项专用控制功能，用于进行 选择或者发出与操作媒体播放机702相关联的命令。例如，在MP3音乐播 放机的情况下，按钮功能可与打开菜单、播放歌曲、快进歌曲、搜索菜 单、进行选择等相关联。在多数情况下，按钮功能是经由机械点击动作实 现的。触摸板700相对于外壳722的位置可以是各式各样的。例如，触摸板 700可被布置在外壳722中的、在媒体播放机702的操纵期间可由用户访 问的任何外表面处(例如顶面、侧面、正面或者背面)。在多数情况下， 触摸板700的触摸传感表面731被完全暴露给用户。在图7所示的实施方 式中，触摸板700位于外壳722的正面下部区域中。另外，触摸板700可 被凹进在外壳722的表面之下、与其齐平或者扩展到其之上。在图7所示 的实施方式中，触摸板700的触摸传感表面731与外壳722的外表面基本 齐平。
触摸板700的外形也可以是各式各样的。触摸板虽然被示出为圆形， 但是其也可以是方形、矩形、三角形等等。更具体而言，触摸板是环形 的，即形似或者构成一环形。这样，触摸板的内周和外周限定了触摸板的 工作边界。
媒体播放机702还可以包括保持开关734。保持开关734被配置为激 活或者停用触摸板和/或与之相关连的按钮。这么做通常是为了防止触摸板 和/或按钮例如在媒体播放机被存放在用户口袋内时产生不希望的命令。当 被停用时，来自按钮和/或触摸板的信号不被发送或者被媒体播放机忽略。 当被激活时，来自按钮和/或触摸板的信号被发送并因此被媒体播放机接收 并处理。
另外，媒体播放机702还可以包括一个或多个耳机插孔736和一个或 多个数据端口 738。耳机插孔736能够接收耳机连接器，耳机连接器与配 置为收听媒体设备702所输出的声音的耳机相关联。另一方面，数据端口 738能够接收数据连接器/电缆组件，所述数据连接器/电缆组件被配置为向 诸如通用计算机(例如台式计算机、便携式计算机)这样的主机设备发送 数据并从其接收数据。例如，数据端口 738可被用于向媒体设备702上传 音频、视频或者其他图像并从媒体设备702下载音频、视频或者其他图 像。例如，数据端口可被用于将歌曲、播放列表、音频书、电子书、照片 等等下载到媒体播放机的存储机构中。
数据端口 738可以是各式各样的。例如，数据端口可以是PS/2端口、 串行端口、并行端口、 USB端口、火线端口和/或类似的端口。在某些情
况下，数据端口 738可以是射频(RF)链路或者光学红外(IR)链路以便 无需电缆。虽然未在图7中示出，但是媒体播放机702还可以包括电源端 口，该电源端口接收电源连接器/电缆组件，所述电源连接器/电缆组件被 配置为向媒体播放机供给电力。在某些情况下，数据端口 738既可以充当 数据端口又可以充当电源端口。在图示的实施方式中，数据端口 738是兼
具数据和电力两种能力的火线端口 。
虽然只有一个数据端口被示出，但是应该注意到这并非限制，而且多 个数据端口可被结合到媒体播放器中。类似地，数据端口可以包括多项数 据功能，即将多种数据端口的功能集成到单个数据端口中。另外，应该注 意到保持开关、耳机插孔和数据端口在外壳上的位置可以是各式各样的。 就是说，它们不限于图7所示的位置。它们可以被布置在外壳上的几乎任 何地方(例如正面、背面、侧面、顶部或者底部)。例如，数据端口可被 布置在外壳的顶面而非如图所示的底面。
虽然已经参考附图充分描述了各种示例性实施方式，但是将注意到， 对其的各种改变和修改对于本领域的技术人员是显而易见的。应当明白这 些改变和修改包括在所附权利要求书所限定的主题的范围内。
相关申请的交叉引用
本实用新型要求于2006年11月13日提交的申请号为60/858,404的美 国临时申请No.60/858，404的权益。
权利要求1. 一种传感器阵列，包括不同长度的多个传感器，其中，所述传感器具有长度方向和宽度方向，并且相邻传感器的末端在所述传感器的长度方向上错开。
2. 如权利要求1所述的传感器阵列，其中，传感器与相邻传感器之间 在所述宽度方向上的距离沿着所述传感器的长度而变化。
3. 如权利要求1所述的传感器阵列，其中，所述传感器阵列与设备相 关联，所述设备被配置为提供与所述设备相接触的对象的位置。
4. 如权利要求3所述的传感器阵列，其中，所述传感器的宽度被配置 为小于与所述设备相接触的对象的尺度。
5. 如权利要求3所述的传感器阵列，其中，所述传感器的长度被配置 为大于与所述设备相接触的对象的尺度。
6. 如权利要求3所述的传感器阵列，其中，传感器与相邻传感器之间 的不同距离被配置为小于与所述设备相接触的对象的尺度。
7. 如权利要求3所述的传感器阵列，其中，所述对象是手指。
8. 如权利要求3所述的传感器阵列，其中，所述设备被配置为提供所 述对象的极坐标位置。
9. 如权利要求3所述的传感器阵列，其中，所述设备被配置为提供所 述对象的笛卡尔坐标位置。
10. 如权利要求1所述的传感器阵列，其中，所述传感器被布置为互 相平行。
11. 如权利要求1所述的传感器阵列，其中，所述传感器被围绕一轴 线纵向地布置。
12. 如权利要求1所述的传感器阵列，其中，所述传感器基于电阻传 感、表面声波传感、压力传感、光学传感或者电容传感。
13. 如权利要求1所述的传感器阵列，其中，所述传感器阵列与设备 相关联，所述设备包括媒体播放机、台式计算机、膝上型计算机、个人数 字助理、蜂窝电话或者遥控装置中的至少一种。
14. 如权利要求1所述的传感器阵列，其中，所述传感器阵列包括圆 形传感器阵列。
15. 如权利要求1所述的传感器阵列，其中，所述传感器阵列包括直 线形传感器阵列。
16. —种传感器阵列，包括不同长度的多个传感器，其中，每个所述传感器的长度是每个传感器的第一端与第二端之间的 距离，并且相邻传感器的末端在所述传感器的长度方向上错开。
17. 如权利要求16所述的传感器阵列，其中，所述传感器阵列包括圆 形传感器阵列。
18. 如权利要求16所述的传感器阵列，其中，所述传感器阵列包括直线形传感器阵列。
19. 一种传感器阵列，包括不同长度的多个传感器，其中，每个所述传感器的长度是每个传感器的第一端与第二端之间的 距离，相邻传感器的末端在所述传感器的长度方向上错开，并且 传感器与相邻传感器的第一端之间的第一距离大于传感器与相邻传感 器的第二端之间的第二距离。
20. 如权利要求19所述的传感器阵列，其中，所述传感器阵列包括圆 形传感器阵列。
21. 如权利要求19所述的传感器阵列，其中，所述传感器阵列包括直 线形传感器阵列。
22. —种便携式设备，包括传感器阵列，该传感器阵列包括不同长度的多个传感器，其中，相邻 传感器的末端在所述传感器的长度方向上错开，所述传感器阵列被配置为 生成信号，所述信号取决于对象相对于所述传感器阵列的位置；以及处理器，所述处理器被配置为执行取决于所述信号的命令。
23. 如权利要求22所述的便携式设备，其中，所述传感器阵列包括圆形传感器阵列。
24. 如权利要求22所述的便携式设备，其中，所述传感器阵列包括直 线形传感器阵列。
专利摘要本实用新型涉及传感器阵列和便携式设备，并公开了允许对对象的位置进行精确确定的传感器阵列配置。传感器阵列配置利用多个不同长度的传感器，这些传感器具有错开的开始和结束位置。通过使不同长度传感器的开始和接收位置错开，给定区域中只需要利用更少的传感器即可提供精确的位置信息。
文档编号G06F3/041GK201203861SQ20072019596
公开日2009年3月4日 申请日期2007年11月13日 优先权日2006年11月13日
发明者史蒂文·博林格尔 申请人:苹果公司