安装在手指上的传感器的信息输入的制作方法

专利名称：安装在手指上的传感器的信息输入的制作方法
技术领域：
本发明整体上涉及信息输入，更具体而言，涉及用于将信息输入到电子 设备中的输入装置和方法。
背景技术：
近年来移动计算有了显著的增长。例如移动电话、音频和视频设备和许 多其他电子装置的设备越来越复杂，同时变得小型化用于移动使用。小型化 使得对设备进行信息输入成为问题，由于这些装置通常具有通常难以操作的 小按键。为了解决这些问题，已经试图使移动电话具有声音识别能力并且使 计算设备具有手写识别能力。但是，这些设备还是难以使用，用户输入很f曼。
一些制造商已经制造出可用于移动设备的便携式键盘。但是，这种便携 式键盘通常需要支撑在一表面上，会令用户感觉空间狭窄。 一些用户甚至会 由于在非适于人机工程的位置使用键盘产生健康问题，例如腕管综合症。
需要用于将信息输入电子设备的方法和装置。

发明内容
根据本发明的一个方面，提供一种用于输入信息的装置。所述装置包括 第一传感器，其被可操作地安装在用户的大拇指上；以及多个传感器，其被 可操作地安装在用户的大拇指之外的手指上，使得用户可以移动用户的所述 大拇指和/或所述手指，以在所述第一传感器和所述多个传感器中的至少一个 之间形成接触。所述装置还包括与所述第一传感器和所述多个传感器通信的 接口 ，所述接口可操作地将所述第一传感器和所述多个传感器中的传感器之 间的接触与相应的数据项相关联，并产生表示所述数据项的数据信号。频繁 使用的数据项与位于用户的所述手指上的位置处的所述多个传感器中的传 感器相关联，所述位置允许当形成所述接触时形成人机工程学有利的条件。
所述频繁使用的数据项可与所述多个传感器中的传感器相关联，使得当 所述第一传感器和所述多个传感器中的传感器接触时，用户的所述大拇指和
/或所述手指处于人机工程学有利的位置。
所述频繁使用的数据项可与所述多个传感器中的传感器相关联，使得当 移动用户的所述大拇指和/或所述手指以形成所述接触时，用户的所述大拇指 和/或所述手指跟随人机工程学有利的路径。
所述频繁使用的数据项可与所述多个传感器中的传感器相关联，使得形 成所述接触的过程包括当输入多个频繁使用的数据项时使用户的所述大拇 指和/或所述手指进行最小量的移动。
所述接口可以可操作地安装在用户的手上。
所述装置还可包括保持器，所述保持器适于可操作地套在用户的拇指和 手指上，所述第一传感器和所述多个传感器设置在所述保持器上。 所述接口可安装在所述保持器上。 所述保持器可以包括成型覆盖物。 所述成型覆盖物可以包括手套。
所述多个传感器可以设置在所述保持器上，使得当所述保持器套在用户 的手上时，所述多个传感器中的至少一些定位在用户手指的远侧指骨上，所 述频繁使用的数据项与定位在所述远侧指骨上的所述多个传感器中的传感 器相关联。
所述多个传感器可以设置在所述保持器上，使得当所述保持器套在用户 的手上时，所述多个传感器中的至少一些定位在用户的无名指和中指的中间 指骨上，所述频繁使用的数据项进一步与定位在用户的无名指和中指的所述 中间指骨上的所述多个传感器中的传感器相关联。
所述多个传感器可以设置在所述保持器上，使得当所述保持器套在用户 的手上时，所述多个传感器中的至少一些定位在用户的食指的侧面的远侧和 中间指骨上，所述频繁使用的数据项进一步与定位在用户的食指的所述远侧 和中间指骨上的所述多个传感器中的传感器相关联。
所述多个传感器可以设置在所述保持器上，使得当所述保持器套在用户 的手上时，所述多个传感器中的至少一个定位在用户的所述手指之一的远侧
指骨的指尖附近，由"e"、 "a"、 "n"、 "t"、 "o"和"i，，组成的组中的至少 一个数据项与所述多个传感器中的所述至少 一个相关联。
所述多个传感器可以设置在所述保持器上，使得当所述保持器套在用户 的手上时，所述多个传感器中的至少一个定位在用户的手的手掌侧上并从远 侧指骨的指尖向内间隔开，由s"、 "u"、 "p"、 "c"、 "h"、 'T、" r"、和"w" 组成的组中的至少一个数据项与所述多个传感器中的所述至少一个相关联。。
所述第一传感器可以设置在所述保持器上，使得当所述保持器套在用户 的手上时，所述第一传感器定位在所述用户的大拇指的指尖的附近。
所述第一传感器可以设置在所述保持器上，使得当所述保持器套在用户 的手上时，所述第一传感器围绕所述指尖的周边延伸至少一半。
所述多个传感器可以设置在所述保持器上，使得当所述保持器套在用户 的手上时，所述多个传感器中的至少一个定位在用户的手指之一的侧面上。
所述多个传感器可以是第一组传感器，所述装置还可以包括设置在所述 保持器上成紧密间隔关系的第二组传感器，当所述保持器套在用户的手上时 所述第二组传感器沿着用户的手指之一的侧面定位，所述接口响应于在所述 第二组传感器中的相邻传感器和所述第一传感器之间的连续接触而可操作 地产生重复数据信号。
所述重复数据信号可以是与在所述第二组传感器中的相邻传感器和所 述第一传感器之间的沿着第一方向的连续接触相关联的第一重复数据信号， 所述接口可以可操作地使第二重复数据信号与在所述第二组传感器中的相
邻传感器和所述第一传感器之间的沿着第二方向的连续接触相关联，所述第 二方向与所述第一方向相反。
所述第一重复数据信号和所述第二重复数据信号可以表示能够分别可 操作地使显示上下移动的数据项。
所述装置还可包括模式传感器，所述模式传感器能够可操作地产生由所 述接口接收的模式选择信号，所述接口能够响应于接收所述模式选择信号而 使数据项组中的数据项与所述多个传感器中的相应传感器相关联。
所述数据项组可包括下列项中的至少一个数字数据项；字母数字数据 项；与功能键对应的数据项；以及与动作相关联的数据项。
所述数据项组可包括与计算机程序、语言和电子设备中的至少 一个一起 频繁使用的数据项。
所述装置还可包括保持器，所述保持器适于可操作地套在用户的拇指和 手指上，所述第一传感器和所述多个传感器设置在所述保持器上，当所述保 持器套在用户的手上时，所述数据项组包括与定位在用户的左手和用户的右
手中的至少一个上的所述多个传感器中的传感器相关联的数据项。
所述模式传感器可包括所述多个传感器中的一个，其中，响应于所述第 一传感器和所述多个传感器中的所述一个之间的接触可产生所述模式信号。
所述模式传感器可包括至少一个致动器，其中，响应于用户致动所述致 动器可产生所述模式选择信号。
所述装置还可包括第二传感器，所述第二传感器可操作地安装在用户的 大拇指的手掌侧上，相对于所述第一传感器成间隔开的关系，所述接口与所 述第二传感器通信，并可操作地使所述第二传感器和所述多个传感器中的传 感器之间的接触与相应的数据项相关联，且产生表示所述数据项的数据信
—弓—
所述第二传感器可包括成型导电带，所述成型导电带的形状便于当形成 所述接触时形成人机工程学有利的条件。
所述第二传感器可包括布置成"T"形的第一和第二导电带。 所述第二传感器可包括布置成十字形的第一和第二导电带。 所述接口可以可操作地使在与特定语言相关的字中频繁序列出现的数 据项与所述多个传感器中的相邻定位的传感器相关联。
所述特定语言可以是英语，以所述序列频繁出现的所述数据项包括项目 "es"、 "er"、 "th"、 "ed"和"ng"的序列中的至少一个。
所述接口可以可操作地使所述第一传感器和所述多个传感器中的两个 相邻定位的传感器之间的接触与数据项相关联，且产生表示所述数据项的数 据信号。
所述数据项可包括"转换"数据项、"控制"数据项、"备用"数据项和 使动作被执行的数据项中的至少一个。
所述接口可以可操作地产生所述数据信号，使得所述数据信号响应于连 续多次接触所述多个传感器中的指定的一个并且然后接触与数据项的有序 序列相关联的传感器，而表示数据项的所述有序序列。
所述第 一传感器可包括第 一电触点，所述多个传感器每个包括相应的电 触点，所述第一传感器和所述多个传感器能够在所述第一电触点与所述相应 的电触点中的至少一个物理接触时形成电路，所述接口响应于感测所述形成 的电路可操作地产生所述数据信号。
所述多个传感器中的至少 一个可包括与所述接口通信的压力传感器，使
得所述接口响应于施加在所述第一传感器与所述压力传感器之间的接触压 力而产生所述数据信号。
所述接口可以可操作地产生用于驱动换能器的信号，以向用户产生触觉 反馈和音频反馈中的一个，所述反馈确认数据信号已经被感测到。
所述装置可包括与所述接口通信的显示器，所述显示器可操作地向用户 显示信息。
所述装置可包括用于将所述数据信号发送到电子设备的发送器。
所述发送器可包括射频发送器，所述射频发送器可操作地发送表示所述 数据信号的射频信号。
根据本发明的另一方面，提供一种电子设备，其被构造成从上述装置可 操作地接收所述数据信号。
所述电子设备可包括移动电话、计算设备、车载设备、音频设备和电子 设备中的一个。
根据本发明的另一方面，提供一种用于输入信息的装置。所述装置包括 第一传感器，其被可操作地安装在用户的大拇指上；以及多个传感器，其被 可操作地安装在用户的大拇指之外的手指上，使得用户可以移动用户的所述 大拇指和/或所述手指，以在所述第一传感器和所述多个传感器中的至少一个 之间形成接触。所述装置还包括用于使所述第一传感器和所述多个传感器之 间的接触与相应的数据项相关联的部件，使得频繁使用的数据项与位于用户 的所述手指上的位置处的所述多个传感器中的传感器相关联，所述位置允许 当形成所述接触时形成人机工程学有利的条件。所述装置还包括用于产生表 示所述数据项的数据信号的部件。
所述装置还可包括用于将所述用于产生所述数据信号的部件安装在用 户的手上的部件。
所述装置可包括用于将所述第一传感器和所述多个传感器安装在用户 的手上的部件，该部件能够套在用户的拇指和手指上。
所述装置可包括用于产生模式选择信号的部件，所述用于关联的部件包 括用于响应于接收所述模式选择信号使数据项组中的数据项与所述多个传 感器中的相应传感器相关联的部件。
所述装置可包括第二传感器，所述第二传感器可操作地安装在用户的大 拇指的手掌侧上，相对于所述第一传感器成间隔开的关系，所述用于关联的
部件能够可操作地使所述第二传感器和所述多个传感器之间的接触与相应 的数据项相关联。
所述第 一传感器可包括第 一 电触点，所述多个传感器每个包括相应的电 触点，所述第一传感器和所述多个传感器能够在所述第一电触点与所述相应 的电触点中的至少一个物理接触时形成电路，所述用于产生所述数据信号的 部件能够响应于感测所述形成的电路可操作地产生所述数据信号。
所述装置可包括用于产生用于驱动换能器的信号的部件，以向用户产生 触觉反馈和音频反馈中的一个，所述反馈确认数据信号已经被感测到。
所述装置可包括用于将所述数据信号发送到电子设备的部件。
所述用于发送的部件可包括用于发送表示所述数据信号的射频信号的 部件。
根据本发明的另一方面，提供一种在一种系统中产生信号的方法，所述
系统包括第一传感器，其被可操作地安装在用户的大拇指上；和多个传感 器，其被可操作地安装在用户的大拇指之外的手指上，使得用户可以移动用 户的所述大拇指和/或所述手指，以在所述第一传感器和所述多个传感器中的 至少一个之间形成接触，所述信号表示所述第一传感器和所述多个传感器中 的至少一个之间形成的接触。所述方法包括使所述第一传感器和所述多个 传感器之间的接触与相应的数据项相关联，使得频繁使用的数据项与位于用 户的所述手指上的位置处的所述多个传感器中的传感器相关联，所述位置允 许当形成所述接触时形成人机工程学有利的条件。所述方法还包括产生表示 所述数据项的数据信号。
所述方法还可包括产生模式选择信号，所述关联步骤包括响应于接收所 述模式选择信号使数据项组中的数据项与所述多个传感器中的相应传感器 相关联。
产生所述数据信号的步骤包括发送表示所述数据信号的射频信号。 本领域技术人员通过参照附图阅读下面对本发明具体实施方式
的描述 将更清楚地了解本发明的其他方面和特征。


附图示出了本发明的实施方式，其中
图1是根据本发明第一实施方式的用于输入信息的装置的透视图2是图1所示的接口的实施方式的示意图； 图3是用于图2所示的接口的壳体的透视图； 图4是根据本发明第二实施方式的用于输入信息的装置的透视图； 图5是根据本发明第三实施方式的用于输入信息的装置的透视图； 图6是数据项和图4所示的传感器的关联关系表； 图7是根据本发明一替代实施方式的数据项和图4所示的传感器的关联 关系表；
图8是根据本发明一替代实施方式的数据项和图4所示的传感器的关联 关系表；和
图9是根据本发明一替代实施方式的数据项和图4所示的传感器的关联 关系表。
具体实施例方式
参照图1,根据本发明第一实施方式的用于输入信息的装置整体用100 表示。装置100包括能够可操作地安装在用户的大拇指104上的第一传感器 102和能够可操作地安装在用户的除大拇指之外的手指108上的多个传感器 106,使得用户可移动其大拇指和/或手指，以在第一传感器与多个传感器中 的至少一个之间形成接触。装置IOO还包括与第一传感器102和多个传感器 106通信的接口 110。接口 110能够可操作地将第一传感器102与多个传感 器106的传感器之间的接触和相应的数据项相关联。接口 IIO还包括用于产 生表示数据项的数据信号的输出112,使得频繁使用的数据项与位于用户的 大拇指之外的手指上的位置处的多个传感器106关联，所述位置允许当形成 接触时形成人机工程学有利的条件。
数据项可包括数字、标点符号、或者字母数字数据字符，或者对应于功 能键(设置在扩展的计算机键盘上的键F1-F12是功能键的例子)的代码。 数据项还可包括符号(例如"@"、 "#"和"5")或者可以产生某些动作例 如计算机上的"回车"键，或者移动电话上的"发送"键。表示数据项的数 据信号可以被编码，编码被相关联的设备接收和编译，该设备然后响应于接 收编码进行某种动作。
参照图2，示出了接口 110的实施方式120。该接口 120包括编码器121, 其包括多个输入122,每个输入对应于用户手指108上的多个传感器106中
的一个。编码器121还包括至少一个输入124,用于从用户大拇指104上的 传感器102接收信号。在一些实施方式中，第二传感器(图1中未示出)可 设置在用户的大拇指上，其中输入124还可包括用于从第二传感器接收信号 的第二输入。编码器121还包括用于接收用来配置编码器的配置指令和数据 的输入125。
回到图1,在一种实施方式中，传感器106和104每个都包括导电电触 点，每个导电电触点通过导线114连"l妄到相应一个输入122和124上。
再回到图2，编码器121响应于用户使传感器物理接触时在传感器106 之一和第一传感器102之间感测到形成的电路，而在输出123产生信号。在 输出123的信号包括独特识别出用户使传感器106中的哪一个与传感器102 接触的代码。
在一种实施方式中，接口 120包括换能器131,编码器121包括用于响 应于每次感测到传感器106之一与传感器102接触而产生信号的输出133。 输出133处的信号与换能器131通信，给用户提供音频或者触觉反馈。例如， 换能器131可产生"嘟嘟"或"滴答"声音。可选择地，换能器可定位在用 户的手附近，并且可产生振动或者其他可由用户感知的扰动。音频或者触觉 反馈用于使用户确认已经感测到了数据项。
接口 120还包括映射126,其具有用于从编码器121的输出123接收信 号的输入128和用于产生数据信号的输出130。映射126还包括用于接收模 式选择信号的输入132和用于接收用来配置映射的配置指令和数据的输入 134。映射还包括存储器127,例如非易失性的闪存，用于存储一个或多个关 联关系表129。映射126可操作地根据存储器127中的关联关系表129使第 一传感器102和传感器106之间的接触与数据项相关联，并产生表示数据项 的数据信号。
接口 120还包括无线收发器140，其具有用于从映射126的输出130接 收数据信号的输入142。无线收发器140还包括天线144，用于产生表示数 据信号的射频信号并用于从设备150接收表示配置数据和指令的射频信号。 无线收发器140还包括用于向映射126的输入134提供配置指令和数据的输 出148,以及用于向编码器121的输入125提供配置指令和数据的输出146。
无线收发器140可选地包括与用于将信息显示给用户的显示器149例如 液晶显示器(LCD)通信的输出145。
接口 120与设备150无线通信。设备150可以是电子设备，包括但不限
于移动电话、手持式计算设备例如个人数字助理(PDA)、膝上型电脑或桌
上型电脑、车载设备例如汽车用立体声收音机、音频设备例如MP3播放器
以及视频设备例如DVD播放器。设备150包括无线收发器152,其包括天
线154,用于从无线收发器140接收表示数据信号的射频信号，并用于向无
线收发器140发送表示配置数据和指令的射频信号。设备150还包括与无线
收发器152通信的输入接口 153,用于从该无线收发器接收数据信号。在一
种实施方式中，输入接口 153可包括键盘端口或者通用串行总线(USB)端 cr 。
在其他实施方式中，设备150和接口 120之间的通信可以不涉及通过该 设备发送到装置上的配置数据和指令，在这种情况下接口 120可包括无线发 送器，而不是无线收发器140，并且设备150可包括无线接收器，而不是无 线收发器152。
在一种实施方式中，无线收发器142和152实施为Bluetooth⑧无线设备。 可选择地，无线收发器142和152可以实施为通用串行总线(USB )无线收 发器，其使用超宽频带通信以减小无线设备的功率损耗。在其他实施方式中， 无线发送器140和152可以被省略，通过到设备152的有线连接来替代，例 如通用串行总线(USB)电缆和USB接口。
在其他实施方式中，设备150可包括红外端口，用于从红外发送器接收 用户输入，无线收发器140和152可以实施为红外设备，其通过发送和接收 编码的红外光信号进行通信。
参照图3，在一种实施方式中，接口 120安装在壳体160中，该壳体还 包括电池室164用于收纳向编码器121、映射126和无线收发器140提供电 源的电池(未示出)。在该实施方式中，壳体160和传感器102和106安装 在成型覆盖物上例如整体表示为162的手套162上，使得当手套戴在用于手 上时，壳体位于用户手的背部，传感器位于用户大拇指104和手指108上的 人机工程学有利的位置。可选地，手套162也可包括安装在手套上的显示器 149，使得当手套戴在用户手上时，显示器位于手的背部。手套162例如可 由可透气且可伸长的材料制成。该材料可以是透明的或者半透明的，或者可 以是网眼织物，使其更轻。手套162还包括将传感器102和106连接到接口 120的导线114。导线114可包括柔性导电轨迹线，其可以在手套162内部
和外部路由。或者，壳体160和传感器102和106可安装在适于套在用户手 上的其他成型覆盖物上。
在另一种实施方式中，壳体160可包括充电端口 (未示出)，用于接收 从外部供应到壳体的电能，并用于提供电能以对电池再充电。
参照图l和2描述接口 120的操作。参照图1,用于通过使大拇指104 上的传感器102与手指上的传感器106之一接触而选择所需的待输入数据 项。这在编码器121的输入122之一和输入124之一之间形成电路。编码器 121激活每个输入122并且当特定的电路形成时进行感测，这能够显示传感 器106中的特定一个已经被激活。编码器然后产生编有代码的信号，其表示 输出123处的所选择的一个传感器106。
当用户在传感器106之一和传感器102之间形成电路时，通常在表面之 间有小量的振动，这导致电路被重复形成，然后短时间断开。这种波动称为 "弹跳"，编码器121包括滤波器(未示出)，用于防止电路弹跳，使得接触 视为单个数据项。设备150可选地产生用于配置滤波器的配置指令和数据， 其被收发器152发送到收发器140，并被接收在输入125处。其他配置指令 和数据也可^皮接收在编码器121的输入125处，例如对应于普通4建盘配置参 数例如打字重复率等的配置数据。
由编码器121在输出123处产生的信号独特地识别传感器106中已经被 选捧的一个，但是不一定将该传感器与特定的数据项相关联。在该实施方式 中，通过在输入128从编码器121的输出123接收信号的映射126进行该关 联。在输出123产生的信号被表示哪个传感器106已经被接触的数据编码。 映射126在存储在存储器127的关联关系表查找与该传感器对应的关联的数 据项。有利的是，通过使某些传感器与特定数据项非永久地关联，这些传感 器可以重新配置以用于不同的应用或者设备。
当在输入134处接收配置指令信号，之后表示将与特定传感器106关联 的数据项的数据信号被接收时，映射126中的关联关系表129被配置。数据 信号被接收在映射126的输入134处，关联数据存储在存储器127的关联关 系表129中。在该实施方式中，存储器足够大以存储多个关联关系表129， 映射126响应于输入132处的模式选择信号来选择多个关联关系表129之一 来激活。传感器106之一可被配置成使得当由第一传感器102接触时产生模 式选择信号。或者，该装置可包括与映射126通信的如图3所示的模式选择
致动器开关168,其可由用户激活以使映射选择一个关联关系表或模式。
在另一种实施方式中，通过激活多个模式选择器开关(未示出)中的一 个来产生模式选择信号，每个模式选择器开关对应于多个关联关系表129之 一。有利的是，模式选择信号允许用户方便地在不同模式之间切换，这适合 于特定的电子设备、特定的活动、或者在电子设备上运行的特定软件程序。 映射126在输出130处产生数据信号，其被无线收发器140在输入142 处接收。该无线收发器在天线144产生表示数据信号的射频信号。该射频信 号被收发器152的天线154接收，该数据信号从该射频信号恢复，并^皮发送 到输入接口 153。
当设置显示器149时，其可被配置成显示从设备150通过无线电线路接 收的信息。显示器149可简单地响应数据项或者可显示由设备150提供的其 他信息。
参照图4，在本发明的第二实施方式中，用户的左手180和右手182#皮 用来输入信息。在该实施方式中，第一手套184适于套在用户的左手180上， 第二手套186适于套在用户的右手182上。手套184和186包括成型覆盖物， 其与用户的食指188、中指190、无名指192和小拇指194相适应。手套184 和186每个分别还包括与用户的大拇指196相适应的覆盖物。
每个手套184和186包括安装在手套上的第一传感器198，当安装在用 户手上时，第一传感器分别被定位在用户的大拇指196的指尖上。同样，第 二传感器200分别与用户的大拇指196的指尖向内间隔开。
每个手套184和186还包括安装在手套上的多个手指传感器210,当安 装在用户的手上时，这些传感器定位在用户的手指188-194上。多个手指传 感器210包括手指传感器201-207。为了清楚起见，用户手180和182上的 手指传感器、大拇指传感器、用户的手指以及用户手指的指骨对于每个手指 编号相同。
多个手指传感器210包括定位在手套184和186上的传感器201，其 与远侧指骨212相邻；定位在手套上的传感器202,其从用户的远侧指骨向 内间隔开；定位在手套上的传感器203，其位于中间指骨214上；以及定位 在手套上的传感器204，其位于近端指骨216上，所有这些传感器位于用户 的手180和182的手掌侧。多个手指传感器210还包括定位在手套184和 186上的传感器205,其位于用户的手180和182的远侧指骨212的侧面上；
定位在手套上的传感器206,其位于用户的手180和182的中指骨214的侧 面上；以及定位在手套上的传感器207,其位于用户的手180和182的近端 指骨216的侧面上。
在该实施方式中，多个手指传感器210包括导电电触点。第一传感器198 每个都包括导电带，当手套184和186套在用户手上时，导电带围绕用户的 大拇指196的指尖的周边延伸一半。第二传感器200包括十字形的导电区域。 可选择的，第二传感器200可以成型为"T"形。有利地，成型的第一和第 二传感器198和120当使多个传感器201-207与第一和第二传感器接触时有 利于形成人机工程学有利的条件。每个传感器201-207连接到编码器121的 输入122中的一个上，如图2所示。第一和第二传感器198和120每个连接 到编码器121的输入124中的一个上。在该实施方式中，手套184和186每 个包括安装在手套上的接口壳体220,使得当手套戴在用户上时，壳体定位 在用户的手的背部，如图3所示。
在用户的手指188-194的每个上的传感器201和传感器202定位成使得 容易实现用户的大拇指196和/或手指的运动将第一传感器198与传感器 2012和202接触，而不会使用户感到不适。因此，映射126被构造成使得最 频繁使用的数据项与在第一传感器198和用户每个手指上的传感器201和 202之间的接触关联，从而当这些传感器接触和当移动用户大拇指和/或手指 进行传感器之间的接触时，允许形成有利于人机工程学的条件。
类似地，用户的手指的每个上的传感器201被人机工程学有利地定位用 于与传感器200接触。因此，映射126被配置成使得更频繁使用的数据项与 第二传感器200和用户手指的每个上的传感器201之间的接触相关联。多个 传感器210的每个可因此根据它们是否被第一传感器198或者第二传感器 200接触与两个不同的数据项相关联。
用户食指188和小拇指194侧面上的传感器205也^皮人机工程学有利地 定位成适于由第一传感器198接触。因此，映射126被配置成使得频繁使用 的数据项与第一传感器198和用户食指188和小拇指194侧面上的传感器 205之间的接触相关联。
多个传感器210的一些可能非常难以与第一传感器198和/或第二传感器 200接触。例如，大多数用户发现使第二传感器200与传感器203和204中 的任意一个接触是相当不舒服的，因此这些传感器不认为是人机工程学有利
地定位，因此仅可用于不频繁使用的数据项或者根本不使用。
有利的是，在使人机工程学有利的定位的传感器与频繁使用的数据项关
联过程中，当输入信息时手的运动被保持到最小，由此减小用户疲劳并使得
用户能够高速输入信息。
在其他实施方式中，可以使用其他形式的传感器，例如压敏传感器、触
觉传感器、热传感器或电容传感器等。
参照图5，根据本发明的第三实施方式整体用301表示。在该实施方式 中，用于右手182或者左手(图5仅示出了右手)被用来模仿轮式鼠标或者 其他类似输入设备上的轮的操作。用户的手182由手套300覆盖，手套300 包含第一组传感器，第一组传感器包括安装在手套的手掌侧上的传感器 302;以及安装在手套上的传感器307,使得当手套戴在用户手上时，传感器 307设置在用户手指的侧面上。手套300还包括第一传感器304。传感器302、 307和304以与如上面参照图4描述的多个传感器210和第一传感器198类 似的方式操作。
手套300还包括安装在手套侧面上的第二组传感器306，使得当手套戴 在用户手上时，这些传感器被设置在用户的食指308上，位于传感器307中 间。多个传感器306定位成紧密间隔的关系，每个传感器包括导电电触点， 该电触点与图2所示的编码器121的输入122中的一个通信。在该实施方式 中，每个传感器306的面积小于传感器307的面积。
在该实施方式中，通过沿着用户食指308的侧面滑动第一传感器304， 由此连续地使相邻的第二组传感器306与第一传感器接触，第二组传感器 306用来实现与轮式鼠标上的轮类似的功能。编码器121和126被配置成响 应于每个连续接触产生重复的数据信号。当第二组传感器306中的相邻传感 器的连续接触被检测到时，编码器121被配置成忽略用户食指308上的传感 器307的接触。
可选择地，编码器121可被配置成当由第一传感器304沿着第一方向接 触时产生第一重复数据信号，当由第一传感器沿着与第一方向相反的第二方 向接触时产生笫二重复数据信号。第一和第二重复数据信号提供^f莫拟轮式鼠 标上的轮的操作的信号。这种重复数据信号可以被用来使在相关联的设备中 的显示上下移动或从项目列表中选择项目。
参照图5，在一种实施方式中，手套300可以标记有符号或者字母320，
显示传感器302和数据项之间的特定关联关系。有利地，符号或者字母可以 施加到透明覆盖物322上，例如乙烯树脂或者乳胶手套，其可被套在手套300 上，使得用户可以临时观察传感器和数据项之间的关联关系，同时学习如何 使用装置301。在第一传感器和多个传感器包括电触点的实施方式中，透明 覆盖物需要相应定位的孔以为这些电触点提供通路。
下面描述该装置的操作模式，其可通过改变提供给图2所示的映射126 的输入132的模式选择信号来激活。
双手输入模式
参照图4和图6描述用于使用用户双手180和182输入信息到相关联的 设备的实施方式。参照图6，表示为250的表，示出了数据项与用于和第一 传感器198接触的传感器201-207的一种可能关联关系。例如，左手的大拇 指196上的第一传感器198和无名指上的手指传感器201之间的接触产生数 据项"a"。右手的大拇指196上的第一传感器198和食指上的手指传感器202 之间的接触产生数据项"c"。类似地，表示为252的表，示出了数据项与用 于和第二传感器200接触的传感器201-207的一种可能关联关系。
有利地，对于图6中的关联关系，当输入英语的文本字符时，大约57 %的文本字符共同包括数据项"空格(space )"、 "e"、 "a"、 "n"、 "t"、 "o" 和"i"，因此与第一传感器198和指尖附近的手指传感器201之间的接触关 联。大约25%的文本字符共同包括数据项"r"、 "s"、 "u"、 "p"、 "c"、 "h"、
'T，、" r"、和"w"，因此与第一传感器198和从指尖向内间隔定位的手指 传感器202之间的接触关联。还有10%的文本字符共同包括数据项"退格
(Backspace)", "d"、 "f，、 "g"、"回车(Enter )"、 "m"、 "y"和"b",其与 第二传感器200和指尖附近的手指传感器201之间的接触关联。还有1%的 文本字符共同包括数据项"k"和'V'，其与第一传感器198和用户指尖的 侧面附近的手指传感器205中的某些传感器之间的接触关联。
因此，在该实施方式中，可通过使被人机工程学有利地定位在用户手指 的远侧指骨上的第一传感器198或者第二传感器2000与传感器201、 202和 205之一接触来输入大致93 %的数据项。其他更不频繁使用的数据项可与更 不人机工程学有利地定位的传感器关联。总之，多个传感器210中的任意传 感器和第一传感器198或第二传感器200的接触的人机工程学方面可以根据
用户略作改变。例如，对于玩器械例如吉他(其以手指进行笨拙的运动为条
件)的用户，会发现多个传感器210中更不人机工程学有利定位的传感器是
容易接触的，而具有轻度关节炎的用户可能会觉得这些传感器不可能接触。
此外，通过是接触第二传感器200和手指传感器207，该装置可以放置 在"转换(shift)"模式下，由此可以获得大写字符和交替的字符(例如，对 于左手上的传感器203,"句号(Peroid)/ "使得接口 110在非转换模式下 产生句号，在转换模式下产生"？")。
有利地，对于图6中的关联关系，频繁序列出现在与特定语言有关的字 中的数据项可以与相邻定位的传感器关联。例如，"e"和"s"与左手的中 指上的传感器201和202相关联。类似地，"e"和"r"分别与用户左手中指 上的传感器201和食指上的传感器202相关联。另外，"t"和"h"与用户右 手中指上的传感器201和202相关联。数据项"n"和"g"两者都与用户右 手小拇指上的传感器201相关联，并且通过首先使传感器201与第一传感器 198接触然后使传感器201与第二传感器200接触而被选择。数据项"e"和 "d"两者都与用户右手中指上的传感器201相关联，并且通过首先使传感 器201与第一传感器198接触然后使传感器201与第二传感器200接触而被 选择。有利地，这些和其他频繁使用的数据项可以在上述相邻定位的传感器 之间在单次滑动中输入。
数字输入模式
下面参照图4和图7描述用于输入数字信息的实施方式。在该实施方式 中，使用用户的左手180输入数字信息中的数字1-9,使用用户的右手输入 通常位于数字键区上的其他数据项。可以从上述双手输入模式通过接触第一 传感器198和用户左手食指上的手指传感器207来激活数字输入模式。
在数字输入模式中，接触第二传感器200和用户右手食指上的手指传感 器207能够激活功能键模式，其中除了 "F11"和"F12"之外，每个数字键 变成相应的功能键(即，"1"变成"F1"、 "5"变成"F5"等)，其关联关 系如图7所示。
接触第二传感器200和用户左手中指上的手指传感器207能够使用户返 回到上述双手输入模式的实施方式中描述的模式。 单手输入模式
下面参照图4和图8描述单手输入模式的实施方式，该实施方式示出了 用于仅使用用户的左手180和右手中的一只手将信息输入到相关联的设备 中。在图8中，示出了用于用户的左手和右手中的每个的关联关系，但是应 当理解，用于可以根据用户的偏好可以选择使用左手或者右手。
在单手输入模式下，不适通常在键盘上能够找到的所有字符都能够获 得。单手输入模式特别适于输入信息到用于通信应用例如电子邮件的相关联 的设备中。
单手输入模式可以访问如图7所示的数字输入模式，其通过接触第一传 感器198和食指上的手指传感器207而被激活。
在该实施方式中，"转换"模式可以通过在第一传感器198和相邻的两 个手指210之间同时接触获得。例如，食指188和中指190上的传感器201 可以与将装置放置在转换模式下相关联。其他数据项例如控制(ctrl)键和 备用(alt)键可以与位于相邻的手指上的其他传感器相关联，例如中指190 和无名指192上的传感器201，以及无名指192和小拇指194上的传感器201。
一些数据项需要按有序序列输入三个^T建的结合，例如"控制(ctrl)-备 用(alt)-删除(del)",其可能难以用单手输入(甚至用双手输入)。在该实 施方式中，编码器121被配置成响应于食指188上的传感器207三次快速接 连接触第二传感器200,而接收有序序列。映射126包括对应于数据项的有 效结合的输入，该映射产生对应于随后由用户输入的三个数据项的所需结合 的数据信号。
拨号模式
下面参照图4和图9描述用于对相关联的设备例如移动电话输入拨号信 息的实施方式。在该实施方式中，用户左手180用于输入，但是可以使用任 一只手。拨号模式类似于上述数字输入模式的实施方式，但是具有额外的数 据项例如通常在移动电话上存在的"发送"和"结束"，其与食指传感器207 和小拇指传感器204相关联。其他数据项可以分别与左手的食指和中指上的 手指传感器201相关联，这是可操作的，以激活移动电话快速拨号和声音邮 件操作模式。
尽管描述和示出了本发明的特定实施方式，但是这些实施方式应该认为 是本发明的示例，不应理解为对本发明的限制，本发明由权利要求书限定。
权利要求
1.一种用于输入信息的装置，所述装置包括第一传感器，其被可操作地安装在用户的大拇指上；多个传感器，其被可操作地安装在用户的大拇指之外的手指上，使得用户可以移动用户的所述大拇指和/或所述手指，以在所述第一传感器和所述多个传感器中的至少一个之间形成接触；以及与所述第一传感器和所述多个传感器通信的接口，所述接口可操作地将所述第一传感器和所述多个传感器中的传感器之间的接触与相应的数据项相关联，并产生表示所述数据项的数据信号，使得频繁使用的数据项与位于用户的所述手指上的位置处的所述多个传感器中的传感器相关联，所述位置允许当形成所述接触时形成人机工程学有利的条件。
2. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述频繁使用的数据项与 所述多个传感器中的传感器相关联，使得当所述第 一传感器和所述多个传感 器中的传感器接触时，用户的所述大拇指和/或所述手指处于人机工程学有利 的位置。
3. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述频繁使用的数据项与 所述多个传感器中的传感器相关联，使得当移动用户的所述大拇指和/或所述 手指以形成所述接触时，用户的所述大拇指和/或所述手指跟随人机工程学有 利的3各径。
4. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述频繁使用的数据项 与所述多个传感器中的传感器相关联，使得形成所述接触的过程包括当输入 多个频繁使用的数据项时使用户的所述大拇指和/或所述手指进行最小量的 移动。
5. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接口可操作地安装 在用户的手上。
6. 根据权利要求1所述的装置，还包括保持器，所述保持器适于可操 作地套在用户的拇指和手指上，所述第一传感器和所述多个传感器设置在所 述保持器上。
7. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述接口安装在所述保 持器上。
8. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述保持器包括成型覆 盖物。
9. 根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述成型覆盖物包括手套。
10. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述多个传感器设置在 所述保持器上，使得当所述保持器套在用户的手上时，所述多个传感器中的 至少一些定位在用户手指的远侧指骨上，所述频繁使用的数据项与定位在所 述远侧指骨上的所述多个传感器中的传感器相关联。
11. 根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述多个传感器设置 在所述保持器上，使得当所述保持器套在用户的手上时，所述多个传感器中 的至少一些定位在用户的无名指和中指的中间指骨上，所述频繁使用的数据 项进一步与定位在用户的无名指和中指的所述中间指骨上的所述多个传感 器中的传感器相关联。
12. 根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述多个传感器设置 在所述保持器上，使得当所述保持器套在用户的手上时，所述多个传感器中 的至少一些定位在用户的食指的侧面的远侧和中间指骨上，所述频繁使用的 数据项进一步与定位在用户的食指的所述远侧和中间指骨上的所述多个传 感器中的传感器相关联。
13. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述多个传感器设置在 所述保持器上，使得当所述保持器套在用户的手上时，所述多个传感器中的 至少一个定位在用户的所述手指之一的远侧指骨的指尖附近，由"e"、 "a"、"n"、 "t"、 "o"和"i"组成的组中的至少一个数据项与所述多个传感器中 的所述至少一个相关联。
14. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述多个传感器设置在 所述保持器上，使得当所述保持器套在用户的手上时，所述多个传感器中的 至少一个定位在用户的手的手掌侧上并从远侧指骨的指尖向内间隔开，由 s"、 "u"、 "p"、 "c"、 "h"、 'T、" r"、和"w，，组成的组中的至少一个数据项 与所述多个传感器中的所述至少一个相关联。。
15. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一传感器设置在 所述保持器上，使得当所述保持器套在用户的手上时，所述第一传感器定位 在用户的所述大拇指的指尖的附近。
16. 根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述第一传感器设置在 所述保持器上，使得当所述保持器套在用户的手上时，所述第一传感器围绕 所述指尖的周边延伸至少 一半。
17. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述多个传感器设置在 所述保持器上，使得当所述保持器套在用户的手上时，所述多个传感器中的 至少一个定位在用户的手指之一的侧面上。
18. 根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述多个传感器包括第 一组传感器和设置在所述保持器上成紧密间隔关系的第二组传感器，当所述 保持器套在用户的手上时所述第二组传感器沿着用户的手指之一的侧面定 位，所述接口响应于在所述第二组传感器中的相邻传感器和所述第一传感器 之间的连续接触而可操作地产生重复数据信号。
19. 根据权利要求18所述的装置，其特征在于，所述重复数据信号包括 与在所述第二组传感器中的相邻传感器和所述第一传感器之间的沿着第一 方向的连续接触相关联的第一重复数据信号，所述接口可操作地使第二重复 数据信号与在所述第二组传感器中的相邻传感器和所述第一传感器之间的 沿着第二方向的连续接触相关联，其中，所述第二方向与所述第一方向相反。
20. 根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述第一重复数据信 号和所述第二重复数据信号表示能够分别可操作地使显示上下移动的数据 项。
21. 根据权利要求l所述的装置，还包括模式传感器，所述模式传感器 能够可操作地产生由所述接口接收的模式选择信号，所述接口能够响应于接 收所述模式选择信号而使数据项组中的数据项与所述多个传感器中的相应 传感器相关联。
22. 根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述数据项组包括下 列项中的至少一个数字数据项； 字母数字数据项；与功能键对应的数据项；以及 与动作相关联的数据项。
23. 根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述数据项组包括与 计算机程序、语言和电子设备中的至少一个一起频繁使用的数据项。
24. 根据权利要求21所述的装置，还包括保持器，所述保持器适于可 操作地套在用户的拇指和手指上，所述第一传感器和所述多个传感器设置在 所述保持器上，当所述保持器套在用户的手上时，所述数据项组包括与定位 在用户的左手和用户的右手中的至少一个上的所述多个传感器中的传感器 相关联的数据项。
25. 根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述模式传感器包括 所述多个传感器中的一个，其中，响应于所述第一传感器和所述多个传感器 中的所述一个之间的接触产生所述模式信号。
26. 根据权利要求21所述的装置，其特征在于，所述模式传感器包括 至少一个致动器，其中，响应于用户致动所述致动器而产生所述模式选择信 号。
27. 根据权利要求1所述的装置，还包括第二传感器，所述第二传感器 可操作地安装在用户的大拇指的手掌侧上，相对于所述第一传感器成间隔开 的关系，所述接口与所述第二传感器通信，并可操作地使所述第二传感器和 所述多个传感器中的传感器之间的接触与相应的数据项相关联，且产生表示 所述数据项的数据信号。
28. 根据权利要求27所述的装置，其特征在于，所述第二传感器包括 成型导电带，所述成型导电带的形状便于当形成所述接触时形成人机工程学 有利的条件。
29. 根据权利要求27所述的装置，其特征在于，所述第二传感器包括 布置成"T"形的第一和第二导电带。
30. 根据权利要求27所述的装置，其特征在于，所述第二传感器包括 布置成十字形的第一和第二导电带。
31. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接口可操作地使在 与特定语言相关的字中频繁序列出现的数据项与所述多个传感器中的相邻 定位的传感器相关联。
32. 根据权利要求31所述的装置，其特征在于，所述特定语言包括英 语，以所述序列频繁出现的所述数据项包括项目"es"、 "er"、 "th"、 "ed，， 和"ng"的序列中的至少一个。
33. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接口可操作地使所 述第一传感器和所述多个传感器中的两个相邻定位的传感器之间的接触与 数据项相关联，且产生表示所述数据项的数据信号。
34. 根据权利要求33所述的装置，其特征在于，所述数据项包括"转 换"数据项、"控制"数据项、"备用"数据项和使动作被执行的数据项中的 至少一个。
35. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接口可操作地产生 所述数据信号，使得所述数据信号响应于连续多次接触所述多个传感器中的 指定的一个并且然后接触与数据项的有序序列相关联的传感器，而表示数据 项的所述有序序列。
36. 根据权利要求l所述的装置，其特征在于，所述第一传感器包括第 一电触点，所述多个传感器每个包括相应的电触点，所述第一传感器和所述 多个传感器能够在所述第一电触点与所述相应的电触点中的至少一个物理 接触时形成电路，所述接口响应于感测到所述形成的电路可操作地产生所述 数据信号。
37. 根据权利要求l所述的装置，其特征在于，所述多个传感器中的至 少一个包括与所述接口通信的压力传感器，使得所述接口响应于施加在所述 第 一传感器与所述压力传感器之间的接触压力而产生所述数据信号。
38. 根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述接口可操作地产生 用于驱动换能器的信号，以向用户产生触觉反馈和音频反馈中的一个，所述 反馈确认数据信号已经被感测到。
39. 根据权利要求1所述的装置，还包括与所述接口通信的显示器，所 述显示器可操作地向用户显示信息。
40. 根据权利要求1所述的装置，还包括用于将所述数据信号发送到电 子设备的发送器。
41. 根据权利要求40所述的装置，其特征在于，所述发送器包括射频 发送器，所述射频发送器可操作地发送表示所述数据信号的射频信号。
42. —种电子设备，其被构造成从权利要求1所述的装置可操作地接收 所述数据信号。
43. 根据权利要求42所述的装置，其特征在于，所述电子设备包括移 动电话、计算设备、车载设备、音频设备和电子设备中的一个。
44. 一种用于输入信息的装置，所述装置包括 第一传感器，其被可操作地安装在用户的大拇指上； 多个传感器，其被可操作地安装在用户的大拇指之外的手指上，使得用 户可以移动用户的所述大拇指和/或所述手指，以在所述第一传感器和所述多个传感器中的至少一个之间形成接触；以及用于使所述第一传感器和所述多个传感器之间的接触与相应的数据项 相关联的部件，使得频繁使用的数据项与位于用户的所述手指上的位置处的 所述多个传感器中的传感器相关联，所述位置允许当形成所述接触时形成人 机工程学有利的条件；以及用于产生表示所述数据项的数据信号的部件。
45. 根据权利要求44所述的装置，还包括用于将所述用于产生所述数 据信号的部件安装在用户的手上的部件。
46. 根据权利要求44所述的装置，还包括用于将所述第一传感器和所 述多个传感器安装在用户的手上的部件，该部件能够套在用户的拇指和手指 上。
47. 根据权利要求44所述的装置，还包括用于产生模式选择信号的部 件，所述用于关联的部件包括用于响应于接收所述模式选择信号使数据项组 中的数据项与所述多个传感器中的相应传感器相关联的部件。
48. 根据权利要求44所述的装置，还包括第二传感器，所述第二传感 器可操作地安装在用户的大拇指的手掌侧上，相对于所述第一传感器成间隔 开的关系，所述用于关联的部件能够可操作地使所述第二传感器和所述多个 传感器之间的接触与相应的数据项相关联。
49. 根据权利要求44所述的装置，其特征在于，所述第一传感器包括 第一电触点，所述多个传感器每个包括相应的电触点，所述第一传感器和所 述多个传感器能够在所述第一电触点与所述相应的电触点中的至少一个物 理接触时形成电路，所述用于产生所述数据信号的部件能够响应于感测到所 述形成的电路可操作地产生所述数据信号。
50. 根据权利要求44所述的装置，还包括用于产生用于驱动换能器的 信号的部件，以向用户产生触觉反馈和音频反馈中的一个，所述反馈确认数 据信号已经被感测到。
51. 根据权利要求44所述的装置，还包括用于将所述数据信号发送到 电子设备的部件。
52. 根据权利要求51所述的装置，其特征在于，所述用于发送的部件 包括用于发送表示所述数据信号的射频信号的部件。
53. 在一种系统中产生信号的方法，所述系统包括第一传感器，其被 可操作地安装在用户的大拇指上；和多个传感器，其被可操作地安装在用户 的大拇指之外的手指上，使得用户可以移动用户的所述大拇指和/或所述手 指，以在所述第一传感器和所述多个传感器中的至少一个之间形成接触，所 述信号表示所述第一传感器和所述多个传感器中的至少一个之间形成的接 触，所述方法包括使所述第一传感器和所述多个传感器之间的接触与相应的数据项相关 联，使得频繁使用的数据项与位于用户的所述手指上的位置处的所述多个传 感器中的传感器相关联，所述位置允许当形成所述接触时形成人机工程学有 利的条件；以及产生表示所述数据项的数据信号。
54. 根据权利要求53所述的方法，还包括产生模式选择信号，所述关 联步骤包括响应于接收所述模式选择信号使数据项组中的数据项与所述多 个传感器中的相应传感器相关联。
55. 根据权利要求53所述的方法，其特征在于，产生所述数据信号的 步骤包括发送表示所述数据信号的射频信号。
全文摘要
公开了一种用于输入信息的装置。所述装置包括第一传感器，其被可操作地安装在用户的大拇指上；和多个传感器，其被可操作地安装在用户的大拇指之外的手指上，使得用户可以移动用户的所述大拇指和/或所述手指，以在所述第一传感器和所述多个传感器中的至少一个之间形成接触。所述装置还包括与所述第一传感器和所述多个传感器通信的接口，所述接口可操作地将所述第一传感器和所述多个传感器中的传感器之间的接触与相应的数据项相关联，并产生表示所述数据项的数据信号。频繁使用的数据项与位于用户的所述手指上的位置处的所述多个传感器中的传感器相关联，所述位置允许当形成所述接触时形成人机工程学有利的条件。
文档编号H03M11/00GK101351764SQ200680050356
公开日2009年1月21日 申请日期2006年12月5日 优先权日2006年1月4日
发明者布伦特·迈克尔·贝尔, 莱斯利·霍华德·梅斯默 申请人:艾恩威尔创造公司