专利名称：在虚拟三维环境中导航的方法和采用这种方法的电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及在电子装置中的虚拟三维环境中导航的方法，其中通过用户手指施加在活动物理构件上来控制所述活动物理构件，本发明还涉及包括用于在虚拟三维环境中导航的活动物理构件的电子装置，所述活动物理构件被设置为由施加到所述活动物理构件的用户表面的用户手指来控制。
背景技术：
本说明书中使用的术语“虚拟三维环境”应理解为例如分级结构的菜单系统，这是诸如计算机、移动电话、PDA(个人数字助理)之类的电子装置中常见的。
在电子装置中的这种虚拟三维环境中导航有不同的方法，包括使用可按压的按键、操纵杆或者显示屏上提供的软键。在例如移动电话中，按照常规，通过使用“是”和“否”键以及一种可包含两个键(上/下或左/右)的滚动键来执行导航。在这个实施例中，需要至少三个、可能有四个键以在虚拟三维环境的层次中侧向和上下导航。这意味着，用于导航的手指必须在这些不同键之间移动。此外，已知采用一种诸如操纵杆之类的活动物理构件用于在虚拟三维环境中导航。所述操纵杆可在同一平面中沿四个不同方向移动，还可被按压。通过在同一平面中沿四个方向中的任一方向移动操纵杆，可以在虚拟三维环境的整个菜单系统中导航，并且通过按压操纵杆把实际命令输入该电子装置。WO 01/28199公开了一种配备这种可沿四个不同方向移动并可按压的操纵杆的电子装置。该电子装置配备了这样的部件，籍此，如果长时间按压操纵杆，则获得第一种功能，如果仅在短时间按压操纵杆，则获得第二种功能。
在US-A-5923327中公开了类似的随按压时间而定的功能，其中要按压的键被结合在显示屏中，用户触摸显示屏，以便在虚拟三维环境中导航。
当在虚拟三维环境中导航时，希望能够在六个互相垂直的方向上导航。如上所述，这可通过提供多个硬键和/或软键来实现，每个键在被按压时代表一个或两个方向上的移动，或者通过允许在多个方向上移动的操纵杆来实现。但是，配备了用于在虚拟三维环境中导航的部件的已知电子装置的缺点在于，为了在命令层次中向上移动，必须按压特定键或操纵杆，可能要持续预置的时间段。
然而，按压某个键或操纵杆以便在虚拟三维环境中向上移动似乎不合逻辑，因为用户手指的移动是沿刚好相反的方向，即向下按压。这个问题在JP-8050532中公开的操纵杆中已得到解决，该操纵杆可沿六个方向移动。通过这种操纵杆，有可能简单地通过把操纵杆向上拉来向上导航。
但是，如果电子装置小，因而用于导航的活动物理构件也小，则这个解决方案不可行，当电子装置是例如移动电话时就是这样的情形。
发明目的因此，本发明的目的是提供一种方法和电子装置，用于通过把手指施加在活动物理构件上而在虚拟三维环境中导航，在该方法和电子装置中克服了上述缺点。
发明概述本发明的目的是这样实现的提供在开篇段落中提到的方法，以便通过从活动物理构件移开手指并在设定的时限内把手指重新施加到活动物理构件上来实现一个方向上的导航。
由此，得到一种在一个方向上导航的新的简单方法，这样，该方法就不需要移动活动物理构件，或者将手指移动到另一个要按压的键上，而只需施加到活动物理构件的手指的特殊移动。
把手指重新施加到活动物理构件的时限可被设置为任何所需的大小。但是，该时限最好是低于数秒，它应当适合大多数电器且大多数用户应当能够在这样的时限内移开和重新施加手指。
按照本发明的方法实现的导航最好是在虚拟三维环境中的命令层次中逐步向上。在虚拟三维环境的层次中向上导航与在手指重新施加到活动物理构件之前抬起或向上移动的手指移动一致。
本发明的目的还通过为开篇段落中提到的电子装置提供一种活动物理构件来实现，所述活动物理构件配备了用于感测手指是否施加在活动物理构件的用户表面的感测部件，该感测部件电连接到计时器，所述计时器被设置成当手指从活动物理构件的用户表面移开时开始计数，当手指重新施加到活动物理构件的用户表面时停止计数，所述电子装置被设置成如果计时器计数低于设定的限制，则在虚拟三维环境中沿一个方向执行导航。通过为活动物理构件提供这种感测部件，适合在虚拟三维环境中执行新的导航方法。
在本发明的第一实施例中，感测部件包括IR(红外)二极管和IR检测器，它们以这样的方式设置，使得当手指施加到或接近活动物理构件的用户表面时，来自IR二极管的IR光被手指反射到IR检测器。当希望通过按照本发明的方法执行导航时，手指必须移开，并在短时间内重新施加到活动物理构件的用户表面。手指必须移开到一定距离，在该距离处，IR光不再被手指反射。
IR二极管和IR检测器最好定位在活动物理构件的基座上，两个光导从活动物理构件的基座延伸到活动物理构件的用户表面。由此，活动物理构件可做得比如果IR二极管和IR检测器都结合在活动物理构件中时小一些。
在本发明的第二实施例中，感测部件包括设置在活动物理构件的用户表面的微开关，当手指施加于活动物理构件的用户表面时，该微开关被按压。通过利用与活动物理构件的用户表面相连的微开关，容易记录手指是否施加到用户表面。
在第三实施例中，感测部件包括在活动物理构件的用户表面的两个导电区，这两个导电区设置成当手指施加于用户表面时电短路。这样，容易记录手指是否施加到用户表面。
虚拟三维环境最好是包括以分级方式组织的菜单系统，所实现的导航方向是在虚拟三维环境中的命令层次中逐步向上。通过提供在虚拟三维环境中逐步向上的所实现的导航，使之与手指的移动相一致，当手指从活动物理构件的用户表面移开时通常也是向上。
所述电子装置最好配备适合图形显示菜单系统的至少一部分的显示器，使得用户在虚拟三维环境中导航时得到帮助。
在电子装置的优选实施例中，活动物理构件是可在不同方向移动的操纵杆。
本发明特别适合小型电子装置，比如象移动电话之类的移动通信装置。
应当强调的是，本说明书中使用的术语“包括”是用来指明所述特征、整数、步骤或元件的存在，但是不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、元件或其组合的存在或添加。
下面将参照附图来详细描述本发明，附图中图1示出按照本发明配备活动物理构件的电子装置；图2示出按照本发明的电子装置中设置的活动物理构件的第一实施例；图3示出按照本发明的电子装置中设置的活动物理构件的第二本发明实施例的详细说明图1示出移动电话1形式的电子装置，它包括外壳2，其中带有用于按键3、显示器4、麦克风5和扬声器6的开口。所有这些元件是本领域中众所周知的，不是本发明的组成部分。
此外，移动电话1配备了活动物理构件7，在所示实施例中，活动物理构件7具有操纵杆的功能，用于在移动电话1中提供的虚拟三维环境中导航，并以图形方式显示于显示器4中。活动物理构件7配备了用户表面8，并且设置成可在如双箭头P1和P2所示的四个不同方向移动，最好是通过关于在活动物理构件7下端的某点翘起来实现。活动物理构件7在这些方向中的任一方向的移动导致在虚拟三维环境中执行某个导航步骤。所执行的导航步骤可取决于移动电话1的状态以及虚拟三维环境中的实际位置。活动物理构件7还设置成可按压，以便在虚拟三维环境中的任何选定位置上激活请求。
根据本发明，活动物理构件7还配备了感测部件，用于感测手指等是否施加于用户表面8。感测部件与移动电话1中设置的处理器中的计时器连接，并且如果处理器记录了手指从活动物理构件7的用户表面8移开并在设定的时限内重新施加于活动物理构件7的用户表面8，则执行虚拟三维环境中的预定导航步骤。在优选实施例中，所实现的导航步骤是在虚拟三维环境中向上移动或者向后移动。通过由手指从活动物理构件7的用户表面8移开并在设定的时限内重新施加于活动物理构件7的用户表面8的动作而引起这种导航步骤，手指的移动(向上)与虚拟三维环境中所需的移动方向完全一致。如果需要的话，所述动作当然也可引起其它导航步骤。
图2简要地示出活动物理构件7的第一实施例。活动物理构件7是杆状的，并且以这里不再详述的公知方式连接到电子装置、比如图1所示的移动电话1。电子装置领域的技术人员可容易地提供这种连接。
如上文参照图1所提到的，活动物理构件7配备了用户表面8，手指9可施加在用户表面8，用户表面8设置成可在双箭头P1和P2的方向上翘起。还可沿箭头P3的方向按压活动物理构件7。以这种方式设置的活动物理构件7是本领域中众所周知的。
除了上述配置外，活动物理构件7还配备了感测部件，用于感测手指是否施加于活动物理构件7的用户表面8。在图2所示的第一实施例中，感测部件包括设置在活动物理构件7的基座12上的IR(红外)二极管10和IR检测器。活动物理构件7配备了第一光导13和第二光导14，它们均从活动物理构件7的基座12延伸到活动物理构件7的用户表面8。IR二极管10发出如箭头L所示的IR光，IR光经由光导13被引导至用户表面8。如果手指9施加于用户表面8或者接近用户表面8，如图2所示，则来自光导13的IR光L被手指9反射并经由光导14传送到IR检测器11。就这个实施例来说，术语“手指9施加于用户表面8”表示手指9能反射IR光L的任何位置，即手指9与用户表面8物理接触的情况以及手指9位于用户表面8附近的情况。
现在，如果手指9从用户表面8或从其附近移开，则IR光L不再被反射，这被记录在电子装置中。如果手指9在设定的时限内重新施加于用户表面8，由此再次记录了IR光L的反射，则执行三维环境中的预期导航。如果手指9不重新施加于用户表面8，则不执行导航。
如图2中示意说明的，IR检测器11连接到计时器15，计时器15又连接到电子装置中设置的处理器16。计时器15经编程，从而在手指9从活动物理构件7的用户表面8或从其附近移开时开始计数，并且在手指9重新施加于用户表面8时停止。处理器16记录该计数，而且如果该计数在所设定的限制内，即，如果手指9已在设定的时限内重新施加于用户表面8或其附近，则执行虚拟三维环境中的某种预定导航。
计时器15最好是以处理器内的软件来提供，但是也可以是分立电子元件。显示器4连接到处理器16并且以图形来显示所执行的导航。
图3中示出按照本发明的电子装置中设置的活动物理构件7’的第二实施例。这个活动物理构件7’也可沿双箭头P1和P2的方向移动以及沿箭头P3的方向按压。活动物理构件7’配备了作为微开关17的一部分的用户表面8’，只要手指9施加于活动物理构件7’的用户表面8’，微开关17就接入电路。微开关17非常灵敏，当手指9施加于用户表面8’时，微开关17总是会接入电路。
这个活动物理构件7’还连接到计时器15，当手指9从用户表面8’移开时，即当微开关17被放开时，计时器15开始计数，当手指9重新施加于用户表面8’，即当微开关17再次接入电路时，计时器15停止计数。计时器15、处理器16和显示器4的关系和结构如上文中参照图2所述。
图4中示出按照本发明的电子装置中设置的活动物理构件7”的第三实施例。这种活动物理构件7”也可沿双箭头P1和P2的方向移动以及沿箭头P3的方向按压。活动物理构件7”配备了设有两个导电片18、19的用户表面8”，当手指9施加于用户表面8”时，这两个导电片被短路。这种电阻和/或电容耦合是一种公知技术，其中可以简单而可靠的方式来检测手指9向用户表面8”的施加。
这种活动物理构件7”也连接到计时器15，当手指9从用户表面8”移开时，即当两个导电片18、19不再被短路时，计时器15开始计数，当手指9重新施加于用户表面8”，即当两个导电片18、19被再次短路时，计时器15停止计数。计时器15、处理器16和显示器4的关系和结构如上文中参照图2所述。
下面参照图5来描述按照本发明的电子装置所执行的过程，图5中示出说明此过程的流程图。
该过程中的初始步骤是检测手指9是否施加到活动物理构件7、7’、7”的用户表面8、8’、8”。当手指9施加到用户表面8、8’、8”时，必须检测手指是否从活动物理构件7、7’、7”的用户表面8、8’、8”移开，因为这可能指示要执行按照本发明的在三维环境中的导航。当检测到手指9从用户表面8、8’、8”移开时，计时器15开始计数。如果手指9未在设定的时限内重新施加于用户表面8、8’、8”，则计时器停止计数，而且不执行导航。在这种情况下，所述过程可重新开始，检测手指9是否施加于活动物理构件7、7’、7”的用户表面8、8’、8”。
但是，如果手指在设定的时限内重新施加于活动物理构件7、7’、7”的用户表面8、8’、8”，则计时器停止计数，并且执行按照本发明的导航。
可以按照需要来设置时限，在该时限内手指9必须重新施加于活动物理构件7、7’、7”的用户表面8、8’、8”，以便获得所需的导航。但是，时限最好是低于数秒，可以设置为例如0.5秒。
如果手指9在设定的时限内重新施加于活动物理构件7、7’、7”的用户表面8、8’、8”，则按照本发明的电子装置将此情况记录为需要执行相关导航。如果手指9未在设定的时限内重新施加，则电子装置将不把手指9的移开当作希望导航来处理，而只是当作手指从活动物理构件7、7’、7”的用户表面8、8’、8”移开，并且不会执行导航步骤。
已经参照电子装置中设置的活动物理构件的三个实施例描述了本发明。但是，活动物理构件的其它实施例只要允许检测手指是否施加于活动物理构件的用户表面，就是可行的。
权利要求
1.一种在电子装置(1)中的虚拟三维环境中导航的方法，其中通过把用户的手指(9)施加于活动物理构件(7；7’；7”)来控制所述活动物理构件(7；7’；7”)，其特征在于，通过所述手指(9)从所述活动物理构件(7；7’；7”)移开并在设定的时限内重新施加于所述活动物理构件(7；7’；7”)来实现一个方向上的导航。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定的时限低于数秒。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述实现的导航是在虚拟三维环境中的命令层次中逐步向上。
4.一种电子装置，它包括用于在虚拟三维环境中导航的活动物理构件(7；7’；7”)，所述活动物理构件(7；7’；7”)设置成通过把用户的手指(9)施加于所述活动物理构件(7；7’；7”)的用户表面(8；8’；8”)而受控制，其特征在于，所述活动物理构件(7；7’；7”)配备了用于感测手指(9)是否施加在所述活动物理构件(7；7’；7”)的所述用户表面(8；8’；8”)的感测部件，所述感测部件电连接到计时器(15)，所述计时器(15)被设置成当所述手指(9)从所述活动物理构件(7；7’；7”)的所述用户表面(8；8’；8”)移开时开始计数，当所述手指(9)重新施加到所述活动物理构件(7；7’；7”)的所述用户表面(8；8’；8”)时停止计数，所述电子装置被设置成如果所述计时器计数低于设定的限制，则在虚拟三维环境中沿一个方向执行导航。
5.如权利要求4所述的电子装置，其特征在于，所述感测部件包括IR(红外)二极管(10)和IR检测器(11)，它们以这样的方式设置，使得当所述手指(9)施加到或接近所述活动物理构件(7)的所述用户表面(8)时，来自所述IR二极管(10)的IR光被所述手指(9)反射到所述IR检测器(11)。
6.如权利要求5所述的电子装置，其特征在于，所述IR二极管(10)和所述IR检测器定位在所述活动物理构件(7)的基座上，以及两个光导从所述活动物理构件的所述基座延伸到所述活动物理构件(7)的所述用户表面(8)。
7.如权利要求4所述的电子装置，其特征在于，所述感测部件包括设置在所述活动物理构件(7’)的所述用户表面(8’)的微开关(17)，当手指施加于所述活动物理构件(7’)的所述用户表面(8’)时，所述微开关(17)被按压。
8.如权利要求4所述的电子装置，其特征在于，所述感测部件包括在所述活动物理构件(7”)的所述用户表面(8”)的两个导电区(18，19)，所述两个导电区(18，19)设置成当手指(9)施加于所述用户表面(8”)时电短路。
9.如权利要求4-8中任一项所述的电子装置，其特征在于，所述虚拟三维环境包括以分级方式组织的菜单系统，以及所实现的导航方向是在所述虚拟三维环境中的命令层次中逐步向上。
10.如权利要求9所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置(1)配备了适合图形显示所述菜单系统的至少一部分的显示器(4)。
11.如权利要求4-10中任一项所述的电子装置，其特征在于，所述活动物理构件(7；7’；7”)是操纵杆。
12.如权利要求4-11中任一项所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置(1)是诸如移动电话之类的移动通信装置。
全文摘要
一种用于在电子装置中的虚拟三维环境中导航的方法和电子装置。通过把用户的手指施加于活动物理构件的用户表面来控制所述活动物理构件，通过手指从用户表面移开并在设定的时限内重新施加于用户表面来实现一个方向上的导航。活动物理构件配备了用于感测手指是否施加在用户表面的感测部件，所述感测部件电连接到计时器，计时器设置成当手指从用户表面移开时开始计数，当手指重新施加到用户表面时停止计数。
文档编号G09G5/00GK1656440SQ03812232
公开日2005年8月17日 申请日期2003年3月4日 优先权日2002年4月3日
发明者L·尼尔松, T·贝里 申请人:索尼爱立信移动通讯股份有限公司