专利名称：具有显示器和用于用户界面及控制的周围触摸敏感边框的电子设备的制作方法
技术领域：
本公开的主题涉及一种具有显示器和用于用户界面及控制的周 围触摸敏感边框的电子设备。
背景技术：
现今存在着多种类型的手持电子设备，其中每种设备都使用了某 种用户界面。用户界面通常包括采用显示器、例如液晶显示器(LCD) 形式的输出设备，以及一个或多个输入设备，这些输入设备既可以采 用机械方式启动(例如开关，按钮，按键，拨号盘，摇杆，手柄(joy pad)),也可以采用电子方式启动(例如触摸板或触摸屏)。显示 器通常被配置成显示文本和图形之类的视觉信息，而输入设备则通常 被配置为执行操作，例如发布命令、进行选择或是移动电子设备的光 标或选择器。这其中的每种公知设备都具有尺寸和形状限制、成本、 功能性、复杂度等考虑因素，并且在设计手持电子设备时必须顾及这 些考虑因素。在大多数情况下，用户界面位于手持设备的正面(或是 前表面)，以方便查看显示器和筒化输入设备的操作。
图1A 1F是各种手持电子设备的图示，其中举例来说，这些设 备包括电话10A (图1A) ， PDA 10B (图IB),媒体播放器10C (图 1C )，遥控器10D (图ID )，相机10E (图IE ),以及全球定位系 统(GPS)模块10F (图IF)。在这其中的每一个设备10中，安装 在设备IO的外壳内部并且可以通过外壳中的开口看到的显示器12 — 般位于电子设备10的第一区域中。此外，这其中的每一个设备IO还 包括通常位于与显示器12紧挨着的电子设备10的第二区域中的一个 或多个输入设备14。
更详细地说，电话10A通常包括显示器12，例如字符或图形 显示器，以及输入设备14，例如数字键盘，在某些情况下，该输入设 备可以是导航板(navigation pad) 。 PDA10B通常包括显示器12，例如图形显示器，以及输入设备14,例如基于指示笔的阻抗式触摸屏
(resistive touch screen )和按钮。媒体播放器10C通常包括显示器 12，例如字符或图形显示器，以及输入设备14，例如按钮或滚轮。对 包含显示器和部署在显示器旁边的输入设备的媒体播放器来说，其示 例可以是由Cupertino California的苹果计算机公司制造的iPod⑧媒 体播放器。遥控器IOD通常包括输入设备14，例如数字键盘，并 且该遥控器既可以包括字符显示器12，也可以不包括字符显示器12。 相机10E通常包括显示器12，例如图形显示器，以及输入设备14， 例如按钮。GPS模块10F通常包括显示器12,例如图形显示器， 以及输入设备14，例如按钮，在某些情况下，该输入设备是手柄。
这些现有技术中的设备10A 10F通常是将用户界面与显示器12 和输入设备14结合在一起使用的。在一个示例中，图2A显示了一个 电子设备20，例如便携式媒体播放器。该电子设备20具有依照现有 技术的显示器24和输入设备26。显示器22可以显示用户界面的各种 形式的信息(例如菜单项、存储器中存储的曲目标题等等)。与用户 界面结合使用的显示器24和输入设备26允许用户选择(例如选择曲 目)、操作设备功能(例如播放、停止或暂停曲目等等)，以及执行 其他功能。在该设备20中，输入设备26是"点击式滾轮(click wheel )"， 例3口在Cupertino California的Apple Computer, Inc.制造的iPod⑧々某 体播放器上使用的点击式滚轮。
电子设备20具有包含显示器24和输入设备26的外壳22。输入 设备26通常需要多个组件，例如压力(pressure pad )、印刷电路板、 集成电路等等。相应地，电子设备20的外壳22通常需要扩展或放大 到显示器24的尺寸以上，以使电子设备20可以容纳输入设备26的 组件。因此，在某些情况下，外壳22的尺寸有可能因为输入设备26 所需要的组件而大于外壳容纳显示器24和设备20的任何其他必要组 件(即处理器、存储器、电源等等)所需要的实际尺寸。此外，在用 户拿着设备20时，显示器22和输入设备26的位置通常只适合设备 20的一个方位。在另一个示例中，图2B显示了另一个电子设备30，该设备具有 依照现有技术的显示器34和输入设备36。电子设备30可以是膝上型 计算机或类似设备，输入设备36可以是用于对设备30的控制功能、 例如移动光标、执行选择等等进行控制的触摸板。触摸板36连同键 盘38的常规组件以及其他物理输入装置一起位于设备30的外壳32 上。触摸板36可以归类为"电阻型"或"电容型"。在电阻型类别中， 在触摸板36上涂覆了薄的金属导电层和电阻层。当触摸该触摸板36 时，导电层会通过电阻层进行接触，从而导致电阻发生变化(通常将 其作为电流变化来测量)，该变化则被用于识别触摸板36上发生触 摸事件的位置。在电容型类别中，第一组导电轨迹在触摸板36的第 一方向延伸，并且其与在触摸板36上的第二方向(通常与第一方向 正交)延伸的第二组导电轨迹被电介质绝缘体隔离。通过重叠导电轨 迹形成的网格，可以创建一个能够存储电荷的电容器阵列。在将某个 物体(例如用户的手指)带到触摸板36附近或与之相接触时，处于 该位置的电容器的电容将会改变。然后，这种改变可以用于识别触摸 事件的位置。
在另一个示例中，图2C描述了一个电子设备40，该电子设备具 有依照现有技术且作为输入设备的触摸屏显示器44。电子设备40是 个人数字助理(PDA)或类似设备。触摸屏显示器44位于外壳42上， 并且电子设备40通常具有位于外壳42上的某些物理控制装置46。指 示笔48被用于触摸该触摸屏显示器44的位置，以便执行各种功能。 通常，指示笔48是以类似于鼠标和箭头的方式使用的，而显示器44 则可以显示各种菜单项和其他用户界面特征。如果使用指示笔48来 触摸显示器44上的菜单项，则可以产生弹出式菜单或窗口 45，用户 则可以使用指示笔48在其中进行选择。所述弹出式菜单或窗口 45将 会叠加于正在显示的内容上，并且往往会与之混淆。
近来，传统上分离的手持电子设备开始以有限方式进行组合。举 个例子，电话功能已经与PDA功能结合在了一起。当前遭遇的一个 问题如何对此类设备执行输入。在这些设备中，每一个设备都具有一组用于提供设备输入的特定输入机制或设备。这其中的某些输入机制 对所有设备来说是通用的(例如电源按钮)，但是其他输入机制则未 必如此。不通用的输入机制通常被专门用于特定设备定功能。例如，
PDA通常包括触摸屏和少量专用按钮，手机则通常包括数字键盘以及
至少两个专用按钮。
由此，当前挑战是设计一种只具有有限输入机制但却不会对设备 可以执行的众多可能功能产生不利影响的设备。正如所预期的那样， 如果为电子设备负栽过多的输入机制，那么往往会把用户搞糊涂，并
且还会占用"不动产(real estate )"这种宝贵空间，因此，较为优选的 是不为电子设备负载过多的输入机制。对手持设备来说，由于其尺寸 很小，因此其空间非常奇缺。有时在设备上是没有足够空间来容纳所 有必要按钮和开关等等的。特别地，这种情况在考虑到所有这些设备 全都需要显示并且该显示通常占用其自身大量空间的时候也是存在 的。为了将输入设备数量增加到某个等级之上，设计人员必须减小显 示器的尺寸。但是，这样做往往会给用户造成负面印象，因为用户通 常希望具有尽可能大的显示器。作为替换，为了容纳更多输入设备， 设计人员可以选择增大设备尺寸。但这往往也会给用户造成负面印
象，因为这样徵会使单手搮作非常困难，有时候；如果设备尺寸过大，
那么它将不再被认为是手持设备。
由此，本领域需要一种用于多功能手持设备的改进用户界面。
发明内容
一种电子设备，该设备具有显示器和围绕该显示器的触摸敏感边
框(bezd)。边框区域被指定用于那些用以操作电子设备的控制。与 控制对应的视觉指南被显示在显示器上且与指定给控制的边框区域 相邻。当用户触摸边框区域时，边框产生触摸数据。设备则根据来自 边框的触摸数据关联于哪一个指定区域来确定所选择的控制。然后， 设备启动所确定的控制。该设备还可以具有用于确定设备方位的传感 器。依照该方位，设备可以变更指定给控制的边框区域，并且可以为显示器变更视觉指南的位置，由此，如果设备方位改变，那么它们可 以与已变更的边框区域相匹配。
以上概述的目的并不是为了概括本公开的每一个可能实施例或 每一个方面。
通过参考下文中结合附图而被理解的具体实施例详述，可以最大
限度地理解本公开主题的先前概述、优选实施例以及其他方面，其中 图1A 1F是依照现有技术的各种电子设备的图示。 图2A描述的是具有依照现有技术的显示器和用户控制装置的电
子设备。
图2B描述的是具有依照现有技术的显示器和触摸板的电子设备。
图2C描述的是具有依照现有技术的触摸屏显示器的电子设备。 图3A是根据本公开的某些教导并且按钮数量有限的基本全屏的
手持设备的透视图。
图3B是具有至少一个按钮的图3A的手持设备的前视图。
图3C是用于图3A的电子设备且被分为标准区域和控制区域的
图形用户界面的图示。
图3D描述的是用于图3A的电子设备的例示媒体播放器界面。 图4描述的是具有根据本公开的某些教导的显示器和触摸敏感
边框的电子设备的实施例。
图5示意性描述了图4的电子设备的组件。
图6以流程图的形式描述了用于操作触摸敏感边框的处理。
图7以流程图的形式描述了用于操作电子设备的处理。
图8以流程图的形式描述了用于操作具有方位传感器的电子设
备的处理。
图9A 9B描述的是处于两个不同方位且具有方位传感器的电子设备。图IO描述的是能够不理会某些类型的触摸数椐的电子设备的实施例。
图11描述的是具有围绕显示器的触摸敏感边框以及具有引入设 备外壳不同侧面的附加触摸敏感板的电子设备的实施例。
图12描述的是用于根据本公开的电子设备的某些其他可能的边 框排列。
图13A描述的是根据本公开的某些教导并具有多个导电村垫 (conductive pad )、控制模块和传感器的触摸敏感边框的实施例。
图13B描迷的是用于图13A的触摸敏感边框的控制模块部分的 电路图。
图14描述的是根据本公开的某些教导并具有受力检测和定位层 (location layer )的触4莫敏感边框的实施例。
图15-19描述的是根据本公开的某些教导并具有触摸敏感边框 和用户界面的多媒体设备的实施例。
虽然本公开的主题易于实行各种修改和变更形式，但是本公开的 实施例是在附图中举例描述的，并且在这里将会详细描述这些实施 例。这些附图和书面描述并没有对本发明的概念进行任何限制。相反， 通过提供附图和书面描迷，可以借由参考35 U.S.C§112所需要的特定 实施例来向本领域技术人员例证本发明的概念。
具体实施例方式
共同未决的美国专利申请11/367,749公开了能够根据如何使用 设备来配置用户输入的电子设备，其中该申请在这里全部引入作为参 考。这些电子设备可以是多功能手持设备。该电子设备具有不需要(或 者至多只需要少量)物理按钮、按键或开关的用户界面，由此可以极 大增加电子设备的显示器尺寸。优选地，该电子设备从电子设备前表 面中除去了此类物理按钮、按键或开关，由此可以将附加表面区域用 于电子设备上的更大显示器。最终，该策略允许电子设备容纳几乎全 屏的显示器。这里使用的全屏显示器是一种耗费电子设备表面(例如前表面)或者至少主要部分的显示器。
图3A是具有外壳52和基本全屏的显示器60的多功能手持设备 50的透视图。为了适应全屏显示器60，较为优选的是使用有限数量 的物理按钮来配置多功能手持设备50。由于所提供的物理按钮数量有 限，因此，手持设备50的显示器60优选使用触摸屏作为电子设备50 的主要输入机制。显示器60的触摸屏是一个透明触摸感测机构，该 触摸屏位于显示器60之上，或者被引入到显示器60之中。通常，触 摸屏显示器60是结合显示器60上显示的图形用户界面(GUI)来工 作的。例如，GUI可以在显示器60上呈现屏幕按钮(on-screen button ) 或用户控制，并且触摸屏显示器60可以检测用户何时按下屏幕按钮 (例如将其手指或指示笔放在屏幕按钮之上)。在下文中将会更详细 地描述触摸屏显示器60以及电子设备50的GUI的特性。
手持设备50可以被构造成只具有功能交叉(cross-functional) 的物理按钮，换言之，专用于单个设备功能的按钮是不存在的。这类 按钮可以包括电源按钮和锁定开关。在另一个实施例中，手持设备50 可以根本不包括任何物理按钮。在某些实施例中，物理按钮仅限于手 持设备50的侧面56和后表面58。在其他实施例中，手持设备50的 物理按钮〗又限于侧面56的上部和下部5由此在可供用户以物理方式 拿着设备50的侧面56的区域(也就是把持区域(holding region )) 中是没有按钮的。在其他实施例中，物理按钮可以位于前表面54上， 但是也可以只位于显示器60周围的边框55。在某些实施例中，按钮 可以只位于设备50的顶部和底部表面57。
如图3A的实施例所示，在外壳52的前表面54上没有物理按钮， 由此，前表面54几乎全都可以用于显示器60。此外，由于侧表面56 被用于抓紧设备50，因此，较为优选的是让侧表面56上没有按钮， 以便防止用户在拿着设备50的同时无意中按下按钮的偶然行为。虽 然通常不会使用顶部和底部表面57来持有设备50，但是这些表面57 并不是用于经常启动的按钮的理想位置，这是因为在使用单手操作设 备50的时候，这些按钮是很难触及的。取而代之的是，顶表面57可以保留用于动作有限的按钮以及功能交叉的通用按钮，例如电源和锁
定开关。此外，顶部和底部表面57还很适合放置I/O和通信端口。 例如，顶表面57可以包括耳机/麦克风插孔和天线，底部表面57则可 以包括电源和数据端口。
在某些情况下，较为理想的是让按钮躲开用户握着的手而将其安 置在侧表面56的上部或下部区域。当设备50的外壳52超出用户握 着的手的标准宽度时，这种处理是非常合适的。如图3B所示，手持 设备50包括位于外壳52右侧表面54上的上部区域中的按钮53。由 于按钮53位于上部区域中，因此，它往往会躲开握着的手，由此基 本消除了意外激活现象。在一个实施例中，上部按钮53可以被配置 成切换多功能i殳备50的功能。例如，通过按下按钮53，可以激活新 设备功能并停用当前设备功能。虽然使用了术语"按钮"，但是应该了 解，按钮53还可以对应于拨号盘、滚轮、开关等等。
如上所述，触摸屏显示器60通常是结合显示器50上显示的GUI 来工作的。GUI在触摸屏显示器60上显示用户控制，该用户控制转 而对应在与所显示的用户控制相对应的触摸屏显示器60的区域中执 行的用户触摸。整个触摸屏显示器60或者仅仅其一部分可以用于显 示用户控制。举个例子> 参考图3C，用于图中的电子i殳备50的 GUI 70在触摸屏显示器60上被分成标准区域72和控制区域74。标 准区域72代表的是在使用电子设备50时通常会在显示器60上显示 的内容。换言之，与设备50相关联的任何标准GUI屏幕都会显示在 标准区域72中。例如，当设备50执行PDA功能时，在标准区域72 中可以显示主菜单(具有一组图标的窗口 )、日历、地址薄或行事历 (date book)。
另一方面，控制区域76以虛拟方式代表那些通常被实际安置在 特定类型的电子设备上的物理控制76。换言之，控制区域74中显示 的虛拟控制76实际模拟的是特定类型设备的物理控制。例如，当设 备50执行PDA功能时，控制区域74可以包括关于手写识别区域、 导航板以及标准功能按钮的虚拟表示。标准和控制区域72和74可以位于显示器60的任何位置(顶部、底部、侧面、中心等等)。举个 例子，如图3C所示，控制区域72和74可以采用彼此垂直相对的方 式安置(一个位于另一个顶部)在显示器60上。
在另一个示例中，图3D是在操作音乐播放器功能时可以与电子 设备50结合使用的GU 180的图示。同样，GUI80被分为标准区域 82和控制区域84。位于控制区域84内部的是虚拟滚动滚轮(scroll wheel) 86和五个虛拟按钮88。关于虚拟滚动滚轮85的附加细节是 在2005年1月 18日提交的名为"Mode陽Based Graphical User Interfaces for Touch Sensitive Input Devices"的美国专利申请 11/038,590中提供的，其中该申请在这里引入作为参考。
在图3A 3D的实施例中，电子设备50包括触摸屏显示器60。 在附加实施例中，依照本公开某些教导的电子设备50可以将在电子 设备50自身的外壳中包括一个或多个触摸敏感表面(未显示)。这 些触摸敏感表面(未显示)既可以提供用于追踪触摸输入的较大表面， 也可以提供用于执行专用功能的小型专用区域，例如触摸按钮。此外， 所述一个或多个触摸敏感表面还可以用于补充或替换图3A 3D的实
施例中论述的触摸屏显示器60。
触摸敏感表面可以位于外壳52的任何表面、外壳52的任何侧面、 外壳52的任何侧面上的任何部分、或是外壳52的表面上的专用位置。 例如，触摸敏感表面可以位于外壳52的侧面56或后表面58，甚至可 以位于外壳52的前表面54的边框(55;图3A 3B )。在所有这些情 况中，外壳52中的很大一部分前表面54将被节约用于显示器60，由 此可以最大化手持电子设备50的观看区域。
外壳52的触摸敏感表面可以采用安置在外壳52内的一个或多个 触摸面板(touch panel)的形式。作为补充或替换，这些触摸敏感表 面可以直接由外壳52提供。换言之，触摸敏感表面的触摸感测组件 可以集成、包含或部署在外壳52下方，由此外壳52自身即可感测触 摸，并且形成触摸敏感表面的一部分(而不是使用单独的触摸面板)。 与触摸屏相似，该触摸敏感表面识别触摸以及所述触摸在该表面上的位置。电子设备50具有电路(未显示)，该电路可以包括控制器或 类似装置，并且该电路将会解译触摸行为，此后则根据触摸事件来执 行动作。触摸敏感表面可以釆用与触摸屏相似的方式构造，但是该表 面不必是基本透明的。例如，用于电子设备50的触摸敏感表面通常 可以对应于触摸敏感外壳，该触摸敏感外壳的细节是在2005年4月 26日提交的名为"Hand-Held Electronic Device with Multiple Touch Sensing Devices"的美国专利申请11,115,539中描述的，其中该申请在 这里全部引入作为参考。
如果显示器60包含了电子设备50的外壳52的几乎整个前表面 54,那么将会具有这里描述的若干个优点。此外，如果在外壳52的 不同位置具有允许用户控制电子设备50的一个或多个触摸敏感表面， 那么还可以提供这里论述的若干个优点。如上所述， 一个或多个触摸 敏感表面可以位于边框55(也就是围绕显示器60的外壳52的一部分 前表面54)。转到图4，该图描述的依照本发明某些教导且具有触摸 敏感边框120的电子设备100的实施例。如下文更详细描述的那样， 触摸敏感边框120用于电子设备100的用户界面和控制，并且是结合 在设备100上工作的图形用户界面来使用的。
电子设备100包括外壳102和显示器110。外壳102支撑显示器 110,并且该显示器可以是本领域中已知且用于电子设备的任何常规 显示器。关于显示器100的某些常规示例包括液晶显示器(LCD)、 电致发光显示器和触摸屏显示器。此外，外壳102还支撑基本围绕显 示器110的周边安置的触摸敏感边框120。(在本实施例中，边框120 基本围绕显示器110的周边，由此边框120基本充当了显示器110的 框架)。电子设备100的外壳102还包括提供多种操作和特征的电子 组件，例如存储器存取、通信、声音、电力等等。此外，电子i殳备100 还容纳用于控制显示器110和边框120的操作的电子组件(以下将会 详细描述)。
在一个示例中，电子设备100可以是具有用于存储数字图片和用 于在显示器110上查看的图片框。在另一个示例中，电子设备100可以是具有显示器110、触摸敏感边框120并且没有外壳52上的大多数 或所有按钮或是类似物理控制装置的数字媒体设备。在其他示例中， 电子设备100可以是电子游戏机、个人数字助理、多媒体设备、蜂窝 电话、便携式视频播放器、便携式导航设备等等。
边框120是触敏的并被用于响应于用户在边框120上进行的触摸 事件而从用户获取触摸数据。电子设备100使用由边框120获取的触 摸数据来执行与用户界面相关的各种操作和功能以及设备100的用户 控制。例如利用边框120获取的触摸数据可以控制用设备100显示东 西、播放的文件、音量、显示器100的设置等等。
可以使用多种技术并借助触摸敏感边框120来获取触摸数据。在 一个实施例中，至少有一部分边框120包含能够为用户在边框120的 不同位置上同时产生的多个触摸事件产生触摸数据的多点触摸输入 表面。例如，外壳120可以包括电容传感器阵列和数据获取电路，以 便检测用户何时触摸边框120上的区域或位置。所述电容传感器阵列 和数据获取电路可以类似于在2004年9月24日提交的名为"Raw Data Track Pad Device and System，，的美国专利申请10/949,060中公 开的电路，其中该申请在这里全部引入作为参考。对边框120来说， 以下将会参考图5和6来描迷其实施例例示。在操作过程中可以使用 边框120的多点触摸输入表面来产生触摸数据，该触摸数据可以作为 以下更详细论述的触摸手势来被识别。
在另一个实施例中，至少一部分边框120包括多个电阻或电容传 感器，以及用于分析用户触摸边框120所产生的电阻或电容值的集成 电路。对边框120来说，以下将会参考图13A和13B来描述其实施例 例示。在另一个实施例中，至少一部分边框120包含如在2006年3 月30曰提交的名为"Force Imaging Input Device and System,，的美国 专利申请11/278,080中公开的受力检测层，其中该申请在这里全部引 入作为参考。以下将会参考图14来论述边框120的实施例例示。
在设备100的操作过程中，边框120的区域或位置被指定给了设 备100的各种用户控制。在一个实施例中，指定到边框120的区域的特定用户控制可以直接在边框120的本体上用图形、字词等等来指示。 在该实施例中，具有安在边框120上的、直接指示的用户控制可以是 固定的，并且可以是那些在用户以任何可能模式操作设备100或是操 作设备IOO的功能的时候通常使用的用户控制。在另一个实施例中， 指定到边框120的区域的特定用户控制未必具有直接在边框120的本 体上显现的任何视觉指示。取而代之的是，指定的用户控制可以位于 用户可能知道或是预料得到的边框120上的逻辑或预定位置。
在另一个实施例中，电子设备100具有用户界面软件或是用于在 显示器110上显示图标、菜单项、图片或字词(在这里将其称为"视 觉指南")180的应用。这些视觉指南180对应于指定到边框120的 区域或位置的用户控制，并且在与边框120上的指定区域相邻的显示 器110上显示。例如，图4的—见觉指南180包括"Menu"(菜单)、 "Power"(电源)、"Left"(左)、"Select"(选择)、"Right"(右) 等等。应该理解的是，图4描述的视觉指南180及其排列只是例示性 的。在这里还可以提供更多或更少的视觉指南180，并且视觉指南180 的大小可以大于或小于图4描述的尺寸。
如图4所示，视觉指南180优选位于显示器110的周边附近，由 此显示器HO中的主要部分可以专门用于显示内容或类似信息。优选 地，如图4所示，视觉指南180是重叠在显示器IIO显示的视觉数据 (例如内容、文本、图片、视频等等)上的。在电子设备100工作的 同时，该视觉指南180可以始终显示在显示器IIO上。作为替换，在 操作过程中，在大多数情形下不必显示视觉指南180，并且可以只在 用户触摸了边框120的预定部分、产生了某些用户配置偏好或是移动 i殳备100之后才显示该纟见觉指南180。
在操作过程中，用户可以触摸边框120上的指定区域(例如勾勒 出的区域-121)，以便启动电子设备100的用户控制。关于可能的用 户控制的某些示例包括菜单操作、光标操作和数据输入操作。在显 示器110上操作的用户界面软件在与指定用于执行用户控制的边框 120的区域121相邻的位置中显示视觉指南180，由此用户可以知道指定给相邻视觉指南180所指示的相应用户控制的边框120的通用区 域。依照上下文或正在显示的内容，指定区域121可以在边框120周 围被任意安置，并且其大小可以任意调整。可指定的不同区域121的 数量取决于显示器110和边框120的大小，并且还取决于为触摸敏感 边框129使用何种类型的触摸敏感传感器。在一个示例中，边框120 的一侧长度约为4 5英寸，并且它可以容纳大约IOO个指定给用户控 制的不同区域。
在另一个实施例中，电子设备100能够旋转，并且具有用于确定 设备100方位的方位传感器(orientation sensor)(在下文中将会更 详细论述)。依照感测到的方位，可以变更或者重新安置边框120上 那些指定给用户控制的边框120上的区域121，以1更与i殳备110的当 前方位相匹配。同样，在设备100上操作的用户界面软件可以改变视 觉指南180的位置，以便与边框120上指定给用户控制的区域121的 当前位置相匹配。
既然在图4中已经如上描述了与电子设备100、显示器110以及 用于用户界面和控制的边框120相关的细节，现在我们将转到关于本 公开中的电子设备组件的更详细论述上。
参考图5,该图示意性描述了仿照本公开某些教导的电子设备 200的实施例组件。在图5中并未示出电子设备200的某些组件，但 是这些组件对本领域技术人员来说是显而易见的。例如，电子设备200 可以包括外壳以及常规组件，如电源电路、中央处理器、存储器等等。 举个例子，在常规组件示例中，存储器可以存储数据、软件等等，并 且可以包括随机存取存储器、只读存储器或者同时包括这二者。
电子设备200包括外壳(未示出)、显示器210、显示电路212、 电容传感器阵列220、数据获取电路230以及处理电路240。显示器 210位于外壳(未示出)之上并具有周边。电容传感器阵列220同样 位于外壳(未示出)上，并且基本位于显示器210的周边的周围，由 此电容传感器阵列220形成显示器210的边框的一部分。数据获取电 路230与电容传感器阵列220耦合，并且被用于从阵列220获取触摸数据。处理电路240与数据获取电路230以及显示器210相耦合。
如下文中更详细说明的那样，处理电路240被配置成从数据获取 电路230获取触摸数据，确定所获取的触摸数据是否调用至少一个用 户控制，并且根据所确定的用户控制来启动电子设备200的至少一个 操作。处理电路240包括处理器250,并且包括一个或多个在处理器 250上操作的软件/固件组件。这些组件包括显示器驱动器251、传感 器驱动器253以及系统和/或用户应用260。
应用260具有一个或多个用户控制262，并且用户可以通过触摸 电容传感器阵列220的一个或多个区域来调用这些用户控制，以便改 变或控制电子设备200的操作。为了确定所调用的用户控制262,处 理电路240将电容传感器阵列220中的一个或多个区域221指定给应 用260的一个或多个用户控制262。然后，当用户触摸电容传感器阵 列220上的一个或多个区域221时，数据获取电路230将触摸数据提 供给处理电路240。优选地，电容传感器阵列220和数据获取电路230 能够产生触摸数据，该触摸数据描述的是边框220上的一个以上的同 时触摸区域221，由此，当用户只触摸一个区域、同时触摸一个以上 的区域、或者在阵列20上做出触摸图案或手势时，触摸数据可以覆 盖所有时刻。
接下来，处理电路240将所获取的触摸数据与一个或多个指定区 域相比较，并且确定用户调用了哪一个用户控制262。通过将所获取 的触摸数据与指定区域221相比较，可以调用不同等级的处理。在一 个处理等级中，处理电路240将所获取的触摸数据在阵列220上发生 的位置(例如行和列)与指定给用户控制的区域221相比较。举个例 子，如果所获取的触摸数据是在符合要求的时段中在指定区域221中 发生的，或者是在区域221的平均范围上发生的，那么处理电路240 将会确定已经调用了相应的用户控制。
在其他等级的处理中，所获取的触摸数据既可以包括在阵列220 上被触摸的一个或多个位置(例如行和列)，也可以包括在某个时间 间隔上获取的触摸数据，还可以包括触摸数据随时间发生的变化，并且可以包括其他"累积"形式的触摸数据。在该等级的处理中，处理电
路240从触摸数据中识别"触摸手势"，并且确定该"触摸手势"调用了 哪一个控制。关于"触摸手势"的一些示例包括在阵列220中的某个 位置执行的单次"轻敲(tap)"，在阵列220上基本相同的位置相隔预 定时间间隔执行的两下或多下顺序轻敲，在阵列220的两个或多个位 置上基本同时发生的触摸事件，用户在阵列220表面用一个或多个手 指实施的滑动触摸，在阵列220的一个位置上与阵列220的其他位置 上的滑动或轻敲触摸相结合的持续触摸，以及上述手势的其他组合。
为了识别这种"触摸手势"，阵列220的一个或多个区域221与控 制262相关联，以及包含在这些区域221上实施的一下或多下触摸的 触摸手势同样与控制262相关联。该触摸手势可以是单次短暂轻敲、 持续触摸、两下或多下顺序轻敲、手指扫掠(sweep)、以及其他任 何可能的触摸排列。然后，为了确定是否已调用了控制262，处理电 路240确定触摸数据是否包括这些与控制262相关联的区域，并且从 触摸数据中确定在这些区域221上是否发生了与控制262相关联的触 摸手势。
从关于电容传感器阵列220的论述转过来，处理电路240还通过 显示电路2i2以可操作的方式连接到显示器210。该显示器驱动器251 被用于配置视觉数据(例如内容、屏幕、用户界面元件、视觉指南等 等)，并且向显示电路212发送或呈现视觉数据。优选地，电子设备 200沿着显示器210的周边来呈现一个或多个视觉指南280。此外， 所述一个或多个视觉指南280优选是在显示器210上与指定给一个或 多个用户控制262的电容传感器阵列220的相应区域221相邻的位置 上显示的，其中所述一个或多个用户控制与所述一个或多个视觉指南 280相关联。
有鉴于以上关于电子设备200的概述，我们现在转到关于本实施 例的电子设备200的组件的更详细记述。电容传感器阵列220包括电 容传感器的多个行和列，并且阵列220既可以是对称的，也可以是不 对称的。阵列220的行和列是围绕显示器210的周边安置的。阵列220耦合的多路复用器 ("MUX")电路。特别地，两个乘法器电路232-1和232-2 (将其称 为MUX-1和MUX-2电路)与传感器阵列220的行耦合。传感器阵列 220中的每一行都可以通过MUX-1电路232-l电耦合到基准电压Vcc, 并且可以通过MUX-2电路232-2耦合到存储电容器236。虽然没有详 细示出，但是传感器阵列220的每一列都可以使用列MUX电路234 并且采用类似方式耦合到基准电压Vcc和存储电容器。由此，如果用 户触摸传感器阵列220的某个位置或区域221,则可以改变在阵列220 中受到影响的行和列上测得的电容。
在操作过程中，MUX电路232和234负责以一种可控〃顷序方式 将传感器阵列220的连续部件(例如行、列或单个像素——也就是处 于行与列的交叉点的元件)耦合并激励到存储电容器236，并且向扫 描电路238表明测量周期已经开始。当存储电容器236上的电荷达到 规定值或阈值时，扫描电路238记录对存储电容器236执行充电而达 到规定阈值所需要的时间。由此，扫描电路238会提供一个数值，该 数值直接指示了传感器阵列220中的选定元件的电容。
传感器驱动器240从获取电路230获取测量得到的电容。接下来， 传感器驱动器240对测量得到的电容数椐进行处理，并且配置电容数 据的行和列位置所指定的相应控制、命令、操作或其他功能。依照当 前操作的应用、内容等等，系统应用260和/或用户应用262将会实施 相应的用户控制262。这些实施活动有可能影响当前正在显示器210 上显示的内容。由此，显示器驱动器214可以响应于所实施的控制262 来操作与显示器210耦合的显示电路212。例如，在显示器210上可 以响应于所实施的用户控制262而呈现一个新菜单。
如图5所示，电子设备200还可以包括与处理电路240耦合的一 个或多个传感器270。所述一个或多个传感器270可以包括水银开关、 加速传感器、倾角传感器、电子罗盘、光传感器、运动传感器或方位 传感器。在一个实施例中，方位传感器270是一个与在螺旋遥控器 (gyro remote)中使用或者在硬盘驱动器中用以检测自由下落的加速度计相类似的3G加速度计。这个加速度计270检测重力，并且产生 可以指示显示器210的哪一个边缘处于"朝上"、"朝下"、"朝北"或其 他方向的方位数据。与加速度计270耦合的处理电路240从获取自传 感器270的方位数据中确定电子设备200的方位。然后，所确定的方 位可以用于指定或变更阵列220上的区域221的位置，以便与设备200 的方位相匹配。此外，所确定的方位随后可以用于指定或变更视觉指 南280在显示器210上的位置，以便与阵列220上的新指定区域221 相匹配。另外，所确定的方位还可用于旋转或者倒转显示器210上显 示的内容，以便与设备200的方位相匹配。在下文中将会参考图8和 9A 9B来描述与电子设备200如何使用方位数据相关的细节。
在另 一个实施例中， 一个或多个传感器270可以包括一个或多个 环境光传感器，以便检测设备200周围的环境光的等级。优选地，出 于冗余度考虑，设备200包括至少包括两个此类环境光传感器270。 相应地，根据检测到的环境光的等级，电子设备200可以自动调整显 示器210的对比度和/或亮度。在另一个实施例中， 一个或多个传感器 270可以包括运动传感器，例如无源热释传感器(passive pyroelectric sensor)。该运动传感器270可被用于检测电子设备200从静止状态 开始的运动，由此，响应于所述移动，it备200可以"唤醒"(例如开 启或者脱离待机模式)，或者可以在显示器210上显示先前隐藏的视 觉指南280。
参考图6，该图以流程图形式描述了用于操作电子设备的处理 300，其中该电子设备具有图5中用于触摸敏感边框的电容传感器阵 列220。为了更好理解，在后续论述中同时提供了用于图5組件的元 件标号。在操作过程中，在指定时段，MUX-1电路232-1会将传感器 阵列220的第一行耦合到基准电压Vcc (方框302 )，然后从Vcc上 隔离或断连该行(方框304)。接下来，MUX-2电路232-2在指定时 段或者在存储电容器236上的电压达到规定阈值之前将同 一行耦合到 存储电容器236 (方框306 )。
在MUX-2电路232-2将选定的传感器行耦合到存储电容器236的同时，确定存储电容器的电压是否达到规定阈值(方框308)。如 果是的话(也就是方框308的"是"分支)，那么扫描电路238记录一 个数值，该数值与其用以对存储电容器236充电并达到指定阈值的时 间相对应(方框310 )。在MUX-2电路232-2将选定的传感器行耦合 到存储电容器236的时间期间，如果存储电容器的电压未达到规定阈 值(也就是方框308中的"否"分支)，则重复执行方框302-308的操 作。
一旦获取了与选定行的电容相对应的数值(方框310)，则进行 检查以确定在传感器阵列220中是否存在需要被采样的附加行。如果 还有需要釆样的行，那么在方框314，处理300将会转到下一行，并 且重复执行方框302-308的操作。如果在方框312中确定已经依照方 框302 308而对传感器阵列220中的所有行执行了采样，则使用类似 的采样处理来获取传感器阵列220中每一列的电容值(方框316)。 一旦已经处理了所有行和所有列，则重复执行整个处理300，该处理 可以在预定间隔上进行(方框318)。
参考图7,该图以流程图形式描述了用于操作图5的电子设备的 处理400。为了更好理解，在后续论述中同时提供了用于图5组件的 元件标号。在操作过程中，触摸敏感边框阵列220上的区域221被指 定给电子设备的用户控制(方框402 )。在指定区域221的过程中， 电容传感器阵列220的某个部分的连续行和列与电子设备200的用户 控制相关联。该电子设备200还产生用于用户控制的视觉指南(方框 404 ),并且在显示器210上与对应于视觉指南280的触摸敏感边框 220的指定区域221相邻的位置显示视觉指南280(方框406)。例如， 视觉指南280优选是沿着显示器210周边显示的，并且其显示位置与 电容传感器阵列220的相应的行和列相邻，而所述电容传感器阵列则 与电子设备200的用户控制相关联。以此方式，显示器210的主要部 分都可以用于显示内容。
然后，电子设备200使用这里公开的技术并且借助电容传感器阵 列220来获取触摸数据(方框408)。基本形式的触摸数据包括触摸了电容传感器阵列220的哪些行和列(也就是超出电容阁值)的信息。 电子设备200对所获取的触摸数据执行各种形式的处理。例如，通过 处理触摸数据，可以确定所述行和列有多长时间达到阈值电容，并且 可以确定所述行和列从超出阈值的初始周期开始有多长时间低于阈 值电容，此外还可以确定其他形式的信息。此外，为了方便处理，触 摸数据还可以集中在阵列220的预定时间间隔和部分中。另外，可以 存储在第一时刻获取的触摸数据，并且在以后将其与在后续时刻获取 的触摸数据相比较，以便确定数据随时间发生的变化，其中举例来说， 所述变化是由用户在阵列220上的触摸移动引起的。对得益于本公开 的本领域技术人员来说，这些以及其他形式的触摸数据处理都是显而
易见的。
然后，在优选使用以上概述的技术处理了触摸数据之后，电子设 备200会将来自触摸数据的信息与阵列220上的与设备200的用户控 制相关联的指示相比较(方框410)。从所述比较中，电子设备200 确定被用户已经触摸的阵列220的指定区域221调用了哪个用户控制 (方框412)。然后，电子设备200启动所确定的用户控制，以便影 响设备200的处理(方框414)。 一旦实施用户控制，则有必要更新 显示器210以及指定的用户控制(方框416).如果可以使用相同视 觉指南280以及指定的用户控制，那么该处理将会返回到方框408， 由此使用阵列220来获取任何新的触摸数据。但是，如果因为所显示 内容改变或是设备操作上下文改变而需要新的视觉指南280以及指定 的用户控制，那么该处理返回到方框402,以Y更在阵列220上为用户 控制指定新的区域，并且继续执行后续步骤。
本领域技术人员将会理解，围绕在设备200的显示器210周边的 触摸敏感阵列220可以用于以某些与如何使用常规触摸板相类似的方 式来实施各种用户控制。在一个筒单示例中，方框410中的信息可以 指示用户在阵列220上进行的"轻敲"。该"轻敲"(也就是手指在"很 短"持续时间里触摸阵列220 )可以在阵列220的指定区域221执行。 电子设备200确定所述"轻敲"所调用的区域221被指定成对设备200上正显示的内容执行"向前翻页"控制。该"轻敲"的持续时间可以指示
"向前翻页"控制的量或程度。响应于用户控制，电子设备200使正在 显示器210上显示的内容依照用户要求向前翻页。
如上文中简要描述的那样，图5的电子设备200可以包括一个或 多个传感器270，其中该传感器可以包括加速度计或其他方位传感器。 参考图8，该图以流程图形式描述了用于操作具有方位传感器270的 图5电子设备的处理430。为了更好理解，在后续论述中同时提供了 用于图5组件的元件标号。首先，电子设备200从传感器270获取方 位数据(方框432 )。该电子设备200既可以以周期性间隔获取方位 数据，也可以在操作过程中的某些点上获取方位数据。然后，电子设 备200确定设备的方位是否改变(方框434 )。如果没有改变，则处 理500可以结束。
在方框434，如果方位改变，那么电子设备200确定方位如何改 变，并且改变用户控制的触摸边框的指定区域(方框436)。特别地， 处理电路240改变将电容传感器阵列220的一个或多个区域221指定 到一个或多个用户控制262的方式，以使所述指示方式更好地匹配于 设备200的新方位。此外，如果显示器210正显示边框220的相应区 域22i的视觉指南2S0，那么电子设备200还会改变视觉指南280在 显示器210上的位置，以使其与在阵列220上的用户控制的新指定区 域221相匹配(方框438 )。然后，处理430可以结束，直至其在电 子设备200的操作过程中被再次调用。
举个例子，图9A示出了在显示器460上具有内容的电子设备 450。该设备450是矩形的，并且可以按照"纵向"或"横向"方位而被 定向。相应地，显示器460可以在任何方位显示图片或其他内容。在 某些情况下，所显示内容的方位未必与设备450当前的取向方式相匹 配。用户可以;旋转或改变"i殳备450的方位，例如4吏其成为图9B所示 方位。方位传感器490被用于确定新的方位(即旋转90度)，并且 设备450的处理电路(未示出)确定应该改变在边框470上为电子设 备450的某些用户控制指定的区域471。相应地，处理电路改变边框470的指定区域471，以使其更好地匹配于新感测到的设备450的方 位。此外，由于电子设备50可以显示与边框470的指定区域471相 关的视觉指南480,因此，处理电路还会改变视觉指南480在显示器 460上的位置，以使其新位置与边框470的指定区域471的新位置相 匹配。
例如，图9A中的"左"控制480所在的区域471A将会保留在图 9B所示的设备450的相同侧454。然而，"左"控制480优选位于设备 450的新的底部边缘456，由此将会处于更服从于用户的位置。这样 一来，旧区域471A将不再指定给"左"控制。取而代之的是，边框470 上的新区域421B被指定给"左"控制480，并且用于"左"控制的视觉指 南480沿着新的底部边缘456显示在显示器470上的恰当位置，以便 与新的指定区域471B相匹配。
在图9A 9B的示例中，来自方位传感器490的方位数据将被用 来改变用户控制的指定区域471以及视觉指南480的位置。在其他实 施例中，所显示内容的方位可以规定用于设备450的用户控制的指定 区域471以及视觉指南480的位置。例如，在图9A 9B中，电子设备 450的显示器460是矩形的，并且可以用于在"纵向"或"横向"方位中 显示内容。然后，依照要在显示器460上显示的特定内容(例如图像、 屏幕、用户界面或图片)所期望或需要的方位，电子设备450可以根 据内容的"纵向，，或"横向，，方位来改变用户控制的指定区域471以及视 觉指南480的位置。换句话说，当设备450预备显示特定内容时，电 子设备450可以确定该内容的特定方位。然后，当设备450切换成在 显示器460上显示新内容时，如果新显示内容的方位不同于先前显示 内容的方位，那么电子设备450会改变用户控制的指定区域471以及 视觉指南480的位置。由此，用户可以很自然地旋转设备450，以便 更好地在新显示内容的优选方位(例如"纵向"或"横向")查看新显示 的内容，并且视觉指南480和指定区域471与内容方位相匹配。
转到图10，本公开的电子设备500还可以被配置成辨别或者忽 略在边框520上产生的某些形式的触摸数据。例如，电子设备500的外壳502可以被设计成基本围绕显示器510以及周围边框520来进行 安装。由此，当用户拿着电子设备500时，用户手接触的部分(例如 用户手指或拇指之一)有可能会与边框520的部分522持续接触。在 这种情况下，较为理想的是使电子设备500忽略在边框520上执行的 这类持续接触。设备500的处理电路(未示出)可以存储用于追踪触 摸数据在边框520的部分上的发生时间的信息，和/或用于追踪有多少 相邻的指定区域已经重复触摸数据的信息。然后，在经过预定时限之 后，当确定用户暗指的用户控制时，处理电路可以开始忽略边框520 的部分522中的持续接触数据。此外，处理电路还可以为用户控制指 定边框520上的新位置，其中所述新位置是边框520上被忽略部分522 的一部分。在本示例中，用于边框520左侧上的"向前翻页"和"向后 翻页"用户控制的区域524和526已经移动到被忽略部分522之外的 新位置。同样，与"向前翻页"和"向后翻页"用户控制相关联的视觉指 南512也被移动到与新指定区域524和526相邻的新位置。
在本公开的先前实施例中，本公开的触摸敏感边框被调整成基本 围绕显示器的整个周边。在图11所示的一个替换方案中，电子设备 530的实施例可以具有与先前一样围绕显示器540的触摸敏感边框 550。此外，电子设备530还可以具有在设备530的外壳532的不同 侧面引入的一个或多个附加触^莫敏感衬垫(touch sensitive pad)或表 面560。这些附加触摸敏感衬垫560可以用于检测用户触摸所述衬垫 560所产生的位置，和/或可以用于检测用户按压衬垫560所产生的力。 附加触摸敏感衬垫560可以位于外壳532的边缘，并且可以位于外壳 530的背面上。
任何指定给这些附加触摸敏感村垫560的区域562的用户控制都 可以被预先配置，并且可以在操作过程中不发生变化。以此方式，用 户可以知道各种衬垫560的功能，并且可以4吏用区域562来控制i殳备 530的特征，而不需要显示器540上的任何视觉指南。作为替换，用 户能够使用设备530的设置和配置操作来为这些附加触摸敏感衬垫 560指定任何用户控制。在别的替换方案中，用于这些附加衬垫560的区域562的用户控制可以由电子设备530在操作过程中以与这里为 边框550上的区域552公开的相同方式而被指定和重新指定。例如， 与可以指定给边框550的区域552类似，一t垫560上的区域562可以 指定给用户控制，并且视觉指南542可以围绕与相应区域562相邻的 显示器540的周边来进行显示，其中所述显示方式与在边框550的指 定区域552相邻的位置显示视觉指南542的方式相同。
举例来说，在图11中，边框550上的区域552可以-故指定成调 整值，并且相邻侧面衬垫560的区域562可以被指定成选择显示器540 的各种属性。由于设备530可以是手持的，因此，用户可以使用拿着 设备530的手来触摸侧面衬垫560上的某个区域562，以便从各种属 性中进行选择，然后，用户可以使用另一只手的手指来触摸边框550 上的区域552，以便调整选定属性值。侧面衬垫560既可以是用于追 踪触摸输入的较大表面，也可以包括多个小的专用表面，例如触摸按 钮，以便执行专用功能。在另一个替换实施例中，附加村垫560还可 以感应受力，由此需要用户施加预定量的力或压力来调用与3于垫560 的触摸区域562相关联的用户控制。
在图12所示的附加替换方案中，依照本公开的触摸敏感边框5卯 可以排列在围绕电子设备570的显示器的至少一部分的外壳572中。 通常，边框590可以包括位于外壳572中与显示器580的一个或多个 侧面相邻的一个或多个离散触摸敏感表面。举个例子，在设备570A 上，边框590具有多个离散触摸敏感表面，这些触摸敏感表面位于外 壳572中且与显示器580的每一个侧面相邻。在设备570B上，举例 来说，边框590具有第一触摸敏感表面，该表面位于外壳572中且与 显示器580的三个侧面相邻，此外，边框590还具有第二触摸敏感表 面，该表面位于外壳572中且与显示器580的一个侧面相邻。在设备 570C上，举例来说，边框590具有第一和第二触摸敏感表面，这些 触摸敏感表面位于外壳572中且与显示器580的相反侧面相邻。这些 以及其他替换排列同样可以用于依照本公开的触摸敏感边框。
在图5的实施例中，电子设备200的触摸敏感边框被描述成具有与数据获取电路230 —起使用的电容传感器阵列220。然而，如上文 中间接提到的那样，用于依照本公开的电子设备的触摸敏感边框可以 包括其他形式的触摸敏感电路。参考图13A，该图描述的是用于电子 设备600的触摸敏感边框620的另一个实施例。出于说明的目的，在 图13A中只描述了触摸敏感边框620的一部分，并且在这里并未示出 电子设备600的外壳、显示器以及其他组件。在本实施例中，触摸敏 感边框620包括环形或框架形状的印刷电路板(PCB) 622,该印刷 电路板定义了一个安置电子设备的显示器组件(未示出)的内部开口 624。在PCB622上形成多个导电衬垫626，每一个村垫626都会依照 下文论述的细节而被电阻元件(未示出)互联。在本实例中，PCB622 的尺寸约为8xl0英寸，并且在其周边可以形成大约100个衬垫626。
触摸敏感边框620还包括容纳在电子设备中的控制模块630，出 于说明的目的，在这里是相对于PCB 622来显示该模块的。控制模块 630通过连接(未示出)与PCB 622的衬垫626相连。该控制模块630 具有多个组件，其中包括红外传感器、通信电路、加速度计/倾角传感 器以及其他组件。适当的红外传感器是RE200B热电无源红外传感器。 适当的加速度计/倾角传感器则是KXP84 IC 。
电子i殳备600还可以具有多个环境光传感器604以及多个红外 (IR)模块606，出于说明的目的，这些模块在这里同样是相对于控 制模块630来显示的。适当的环境光传感器是ISL29001光数字传感 器。环境光传感器604可以安置在电子设备的外壳之上以及显示器之 后的不同位置。该环境光传感器604检测显示器附近的环境光的等级， 以使电子设备能对显示器的对比度、亮度或背光进行相应调整。
在图13B中描述了包含图13A的控制模块630的一部分的组件 632的示意图。在该部分中，组件632包括可以从Quantum Research Group有限公司得到的QTMO交互电路634。 QT510 IC634连接在这 里示意性示出的衬垫元件620的三个近似等距点636A、 B和C上。 QT510 IC 634和衬垫元件620的操作和排列与可以从Quantum Research Group有限公司得到的QWheeFM的操作和排列相类似。但是，在至少一个例外情况中，QWheelTM具有18个衬垫，这些衬垫形 成一个同心轮，并且在每一个衬垫间都安置了一个大约15K的电阻 器，其总电阻约为270K。相比之下，衬垫部件620的当前实施例具 有大约100个衬垫，这些衬垫是作为设备显示器的框架形成的。这100 个衬垫由大约100个电阻器互联。每一个电阻器都具有大约2.67k的 电阻，由此衬垫元件620总共具有270k的总电阻。
在附加实施例中，本公开中的IC634和衬垫元件620的操作和排 列可以孑吏用在名为"A Method of Increasing Spatial Resolution of Touch Sensitive Devices"的美国专利申请公开2006/0032680中公开的 技术，以便扩展检测到的衬垫部件620的灵敏度，其中该申请在这里 全部引入作为参考。
在图13A所示的实施例中，衬垫626是在PCB 622上形成的。 在图13C所示的替换实施例中，衬垫628可以在用于电子设备600的 显示器610的表面上形成层。例如，可以使用与掺杂了氧化锡的氧化 铟相关的技术(在这里将其称为ITO技术)来将衬垫626作为透明导 电薄层沉积在显示器620的表面上。由此，设备600的触摸敏感边框 实际是显示器610的周边，并且外壳602实际是被显示器610耗费的。 此外，具冇多个衬垫652的触摸敏感滚轮650也可以^象在显示器610 上那样使用ITO技术来沉积，以便提供电子设备600的附加用户控制。 在图14中描述了电子设备700的一个实施例，其中该电子设备 具有能够执行受力和位置检测的触摸敏感边框720。触摸敏感边框720 的一部分以详细剖面图的形式被示出。在本实施例中，边框720包括 与位置检测器相结合的受力检测器，由此边框720可以同时提供位置 和受力检测。边框720包括装饰图层730、基底740、电介质弹性层 (dielectric spring layer) 750、以及基层或支持层760。基底740具 有位于"顶部"侧面的多个导电驱动通道742，并且具有位于"底部"侧 的多个导电感测通道744。电介质弹性层750在层750的两面具有交 替或空间偏移的凸起结构752。基层760具有多个导电驱动通道762。 基底742上的驱动通道742铺设在第一方向上，以便形成行，这与基层760上的驱动通道762是一样的。基底740底面上的感测通道744 则铺设在第二方向，以便形成列。
为了感测位置，设备700使用了在上文中参考图5的电容传感器 阵列描述的很多技术。例如，在操作过程中，设备700的数据获取电 路(未示出)在第一时段驱动多个驱动通道742 (—次一个)。在该 同一时段，查询基底740的另一侧上的感测通道744,以便获取代表 了针对装饰图层730的一个或多个接触位置的数据。举个例子，如果 用户将手指放在基底740的顶部和底部的驱动通道742和感测通道 744的不同行和列附近，那么由数据获取电路进行处理时，用户手指 会改变其电容关系。
为了感测受力，设备700的电路在第二时段中驱动基层760上的 驱动通道762 (—次一下)。在该同一时间里，基底740底面上的感 测通道744将被再次查询，以便获取代表了用户触摸所施加给装饰图 层732上的力的力量或强度的数据。例如，当用户手指在装饰图层730 上施力时，弹性层750变形，由此移动基底740底部上的感测通道744 接近基层760顶部上的驱动通道762。然后，所得到的互电容变化将
被用于产生用以指示所施加的力的力量或强度的数据。与本实施例中 的层和其他方面相关的附加细节是在被引入的美国专利申请
11/278,080中公开的。
通过使用受力和位置检测，本实施例的边框720可以提供附加用 户界面和控制。例如，图7的用户手指被显示成正在触摸指定给"向 后翻页"操作的边框720的区域721 (如相邻的视觉指南780所示)。 该电子设备700使用边框720上的感测位置来确定用户触摸调用的是 哪一个控制。此外，用户触摸所施加的力是使用边框700的受力检测 特征部件来获取的。例如，所感测的力可以用来确定用以执行"向后 翻页"操作的期望速度或程度。
有鉴于本公开中的所有先前论述，我们现在转到电子设备的一个 实施例，其中该实施例引入了如上所述的一个或多个方面和特征。在 图15 19中，其中分多个操作和使用阶段描述了根据本公开的特定教导的、具有外壳802、显示器810、触摸敏感边框820以及用户界面 900的多媒体设备800的实施例。图15~19中的多媒体设备800是例 示性的。应该理解的是，在后续论述中提供的用户界面900、可用特 征和功能、用户控制、屏幕、边框820的指定以及各种其他细节是可 以根据实施方式以及期望结果来改变的。
在图15中显示了用户界面900的菜单屏幕，并且该菜单屏幕列 举了可以在设备800上使用的各种功能或特征卯2 (例如音乐、图片、 视频等等)。在操作过程中的任何时刻，与电池符号906相邻的边框 820的区域822都可以被触摸，以便访问设备800的电源设置，而无 需使用户访问菜单屏幕900上的设置功能902。边框820 —侧上的多 个区域824被指定成选择可用功能或特征902之一，并且在与指定区 域824相邻的边框820的周边上提供视觉指南904。如果用户触摸边 框820的这些区域824之一，那么用户会访问用户界面卯0中用于选 定功能或特征902的后续屏幕。应该指出的是，外壳802的侧面可以 包括位于外壳802 —侧上的触摸敏感衬垫(与图11的衬垫560相似)， 并且可以采用类似方式指定这些侧面衬垫的区域(例如图11的区域 562 )。
在图16中，用户从先前菜单中访问照片特征部件，由此显示器 810显示列举了各种可用照片912的照片屏幕910。位于边框820左 侧的区域826被指定成向上滚动和向下滚动照片912的列表，并且在 与区域826相邻的显示器810的周边提供视觉滚动指南916。位于边 框820右侧的多个区域被指定成选择打开选定照片912，并且在与这 些区域828相邻的位置提供每一个照片912的视觉指南914。在边框 820上，位于上拐角且与屏幕910上的关闭窗口图标914相邻的区域 830被指定成关闭当前屏幕910，以便返回图15的菜单屏幕。
在图17A中，显示器810显示的是具有选定照片(例如日出) 的屏幕920。在右下角，边框830的切换(toggle)区域831;故指定成 访问和显示那些以下参考图17C描述的附加用户控制。视觉指南921 是在显示器810上邻近该切换区域831的位置提供的。边框820上的第一区域832被指定成移动到这些可用照片中的前一张照片，并且第 二区域834被指定成移动到下一张照片。相应的视觉指南922是在边 框820上与这些区域832和834相邻的位置显示的。在边框820的相 邻侧面，附加区域836和838可以被指定给多个操作中的任何一个， 例如缩放、对比度、亮度、向后翻页、滚动等等。在本实施例中并未 将视觉指南显示成与这些区域836和838相邻，由此，显示器810的 主要部分都不会被用户界面元件阻拦，并且屏幕920可以主要显示内 容(也就是日出照片)。对于指定到这些区域836和838的用户控制 来说，这些用户控制可以已经为用户所知或者易于被用户清楚了解。
如图17A所示，设备800是矩形的，并且是在垂直(也就是"纵 向，，)方位显示的。用户可以旋转设备800，以使其具有如图17B所 示的水平(即"横向，，)方位。如先前所述，设备800可以具有加速度 计或倾角计之类的方位传感器(未示出)，并且可以确定设备800的 方位。在图17B中，设备800确定的是水平或横向方位。依照该确定 结果，设备800调整屏幕920的方位，由此在横向方位中在显示器810 上显示图片，此外它还调整指定给各种用户控制的边框820上的所有 区域的位置。
如果用户选择右下角的切换区域831 ，那么屏幕920显示附加用 户控制。举个例子，在图17C中先前已经选择了切换区域831，由此 在与该区域相邻的位置提供新视觉指南925。此外，边框820上的多 个区域840被指定给多个用户控制，并且这些用户控制具有在显示器 810上显示且与边框820相邻的视觉指南928。在本实例中，可以用 于查看照片的用户控制包括对比度、亮度、缩放和移动。用户可以在 这些区域840上进行选择，以便访问相应的控制。然后，在激活了相 应的控制时(通过高亮显示相应的视觉指南928或者在用户继续触摸 相应区域840的同时)，用户可以^使用边框820的其他部分上的一个 或多个区域842和844来调整选定控制的值或设置。这些区域842和 844具有相邻视觉指南926,这些视觉指南显示的是使用这些区域来 调整值。通过重新选择右下角中的切换区域831,用户可以从屏幕920上移除用于用户控制的视觉指南926和928。
在图18中，在设备800的显示器810上显示了用于列举曲目的 例示屏幕930。在边框820右侧且与用于所列举曲目的视觉指南934 相邻的位置，多个区域864可被用于选择、高亮显示或者打开相应曲 目。位于边框820左侧且与滚动指南934相邻的区域864可以用于在 屏幕930上滚动曲目列表。如果用户选择或者高亮显示所列举曲目之 一，那么用户可以选择区域850，以便播放/暂停曲目或区域852、 654， 从而从选定曲目开始向前或向后追踪。这些区域850、 85、 854具有 相应视觉指南935。此外，用户还可以选择将选定曲目添加到播放列 表中，或者可以通过从具有视觉指南932的附加区域860和862中进 行选择来选择查看不同播放列表。依照显示器810的可用区域数量， 在屏幕930上可以显示一个或多个用户控制938 (例如音量)，并且 可以将边框820的一个或多个未使用区域868指定给一个或多个用户 控制938。
在图19中，在设备800的显示器810上显示了一个例示的"正在 播放"屏幕940。屏幕940显示的是当前正在设备800上播放的曲目的 信息。与先前一样，边框820上的区域850被指定成播放/暂停用户控 制，区域S52和S54则分别被指定成播放/暂停前一音轨和后一音轨。 在边框820侧面与对应于不同用户控制的不同视觉指南942相邻的位 置提供多个区域870和872(例如曲目时间栏、均衡器选择以及音量)。 在一种可能方案中，用户可以通过轻敲或按住控制的相邻视觉指南 942的任何一侧上的区域来选择改变这些用户控制中的任何一个控制 的设置或值，以便增加或降低所述设置或值。在另一种可能情况中， 用户可以通过轻敲或按住控制的相邻视觉指南942的任何一侧上的区 域870或872来选择或者高亮显示用户控制之一，然后，用户可以在 紧挨着用于可调整性的视觉指南944的边框820的附加区域874上滑 动，以便增加或降低设置或值。
如图15 19的例示多媒体设备800所示，依照本公开某些教导的 触摸敏感边框820和用户界面900可以获取和处理各种形式的触摸数据。例如，触摸敏感边框820可以用于感测用户做出的触摸手势，例 如触摸和拖曳操作。通过使用触摸手势，用户可以执行多种用户控制， 例如移动正在显示的图像的一些部分(例如向前翻页或向后翻页)， 通过移动光标来拖放所显示的视觉元素(例如在目录窗口中移动文件 夹(holder)或文件)，向上和向下滚动屏幕，跳过相册或图像序列 中的图像，调整用户控制的设置或值，或者执行类似的操作。此外， 由于触摸敏感边框820还可以被配置成检测受力，因此，用户施加于 边框820的指定区域的压力可以用于确定用户控制的设置、调整或值 的量、程度或等级。
此外，依照本公开的触摸敏感边框820还可以用于同时获取与多 个用户控制相对应的触^莫数据。例如，边框820的用户控制可以:帔配 置或使边框820的一侧借助用户的触摸和拖曳动作来控制亮度，而边 框820的另一侧则借助用户的触摸和拖曳动作来控制对比度。由此， 通过使用边框820的这两个侧面，用户可以在边框820的两侧使用触 摸和拖曳动作来同时调整显示器810的对比度和亮度。对得益于本公 开的本领域技术人员来说，这些和其他可能性及组合将是显而易见 的。
上文中关于优选和其他实施例的描述显示了电子设备的若千种 不同配置。某些特征、细节和配置是结合每一个实施例公开的。但是， 本领域技术人员将会理解(1)即使没有结合特定实施例来具体论 述这些特征、细节和配置，所述特征、细节和配置也可以与各种不同 实施例结合使用，以及(2)本公开预料到了这里^^开的特征、细节 和配置的各种组合。特别地，上文中关于优选和其他实施例的描述并 不是为了限制或约束申请人设想的发明概念的范围或适用性。作为公 开这里包含的发明概念的交换，申请人希望得到附加权利要求所提供 的所有专利权。由此，附加权利要求旨在包含最大程度地包含落入后 续权利要求或其等价物范围的所有修改和变更。
权利要求
1.一种操作电子设备的方法，该方法包括检测在所述电子设备的电容型触摸敏感表面上的触摸，其中所述电容型触摸敏感表面至少包括第一区域和位于该第一区域附近的第二区域，所述第一区域包括显示器而第二区域不包括显示器，其中所述触摸由在所述电容型触摸敏感表面的第二区域下面的一个或多个电容型触摸传感器来检测；以及响应于检测到触摸，而启动所述电子设备上的操作。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中，检测到的触摸包括一个 或多个触摸姿态。
3. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述一个或多个触摸姿 态包括一个或多个轻敲。
4. 根据权利要求2所述的方法，其中，所述一个或多个触摸姿 态包括至少一个滑动触摸。
5. —种物件，包括其上存储有指令的存储介质，所述指令在 由包括触摸敏感表面的专用电子设备执行时，被执行的指令使得能够 检测到至少在该电子设备的触摸敏感表面的笫二区域中的触摸；其中 所述触摸敏感表面至少包括第 一 区域和位于该第 一 区域附近的第二 区域，所述第一区域包括显示器而第二区域不包括显示器，其中所述 触摸由在该电容型触摸敏感表面的第二区域下面的一个或多个电容 型触摸传感器来检测；以及被执行的指令使得响应于检测到触摸而由 所述专用电子设备执行操作。
6. 根据权利要求5所述的物件，其中，检测到的触摸包括一个 或多个触摸姿态。
7. 根据权利要求6所述的物件，其中，所述一个或多个触摸姿 态包括一个或多个轻敲。
8. 根据权利要求6所述的物件，其中，所述一个或多个触摸姿 态包括至少一个滑动触摸。
9. 一种装置，包括包括电容型触摸敏感表面的电子设备，所述电容型触摸敏感表面 至少包括第一区域和位于该第一区域附近的第二区域，所述第一区域 包括显示器而第二区域不包括显示器；所述电子设备能够利用在第二 区域下面的一个或多个电容型触摸传感器来检测触摸，并且能够响应 于检测到触摸而启动操作。
10. 根据权利要求9所述的装置，其中，所述电子设备还能够检 测包括一个或多个触摸姿态的触摸。
11. 根据权利要求10所述的装置，其中，所述一个或多个触摸 姿态包括一个或多个轻敲。
12. 根据权利要求10所述的装置，其中，所述一个或多个触摸 姿态包括至少一个滑动触摸。
全文摘要
一种电子设备，该设备具有显示器和围绕该显示器的触摸敏感边框。边框区域被指定用于那些用以操作电子设备的控制。与控制对应的视觉指南被显示在显示器上且与指定给控制的边框区域相邻。当用户触摸边框区域时，边框产生触摸数据。设备则根据来自边框的触摸数据关联于哪一个指定区域来确定所选择的控制。然后，设备启动所确定的控制。该设备还可以具有用于确定设备方位的传感器。依照该方位，设备可以变更指定给控制的边框区域，并且可以为显示器变更视觉指南的位置，以使其与已变更的边框区域相匹配。
文档编号G06F3/048GK101609383SQ20091014014
公开日2009年12月23日 申请日期2007年2月21日 优先权日2006年3月3日
发明者D·克尔, N·金, P·赫斯特, S·P·豪泰灵 申请人:苹果公司