专利名称：缩放和平移显示屏上的内容的制作方法
技术领域：
本发明涉及数据处理装置。本发明尤其涉及一种用于利用画面平移和缩放控件来操作数据处理装置上的文档的方法和系统。
背景技术：
手持装置越来越多地被用于操作越来越大的数据文件。例如，互联网网页，图，字处理文档，电子表格等等正在显示器比常规桌上型监视器要小的手持装置和其他装置上被更为频繁地使用。这些装置的显示器尺寸较小使得用户交互很麻烦和缓慢，因为需要用户执行许多滚屏操作来浏览整篇文档；即，在任何一个特定时间只能在该小显示屏上看到整个文档的一部分。另外，由于用户可能忘记他们当前正在看的是整个文档的哪个分段，因此很可能在该文档内迷失方向。
类似的问题还存在于常规桌上和膝上型计算机(PC)中，尽管由于常规计算机的显示屏尺寸通常较大而问题没有手持装置那样严重。对于常规桌上和膝上型计算机存在上述问题的几种已知的解决方案。即，当实际数据多于单个显示屏上能显示的数据时，可使用滚动条来上下或左右，或同时上下左右移动窗口内容。然而，滚动条速度慢，还需要用户给出精确的指示和交互。这可能打断用户之前忙于的正常任务流。另外，由于显示器尺寸有限，在小屏装置上滚动所需的精度经常难以实现。
另一种已知的针对常规PC的解决方案是使用用滚轮(roller wheel)或跟踪球改装的鼠标，也称之为轮式鼠标或跟踪点鼠标。微软和IBM的鼠标装置允许通过在鼠标上放置轮子或跟踪球来滚屏。由于同一只手被用来提供指示和滚屏，不能支持缩放，因此这些方法可能效率低下。另外，轮式鼠标由其配置决定只允许垂直滚屏。
还有一些已知的解决方案是针对特定应用的。也就是说，许多应用允许有各种级别的缩放控制。然而，缩放通常是分步出现的，以便存在固定的缩放级别。这些应用不会平滑地放大和缩小文档。当这些应用放大时，尤其是在采取一个大的放大“步幅”时，由于很难判断放大在文档中出现的位置，用户经常迷失方向。缩放的步进通常利用组合框或按键的组合(例如，ctrl+，ctrl-)来实现，这也会打断用户的正常任务流。
一种已知的平滑缩放应用是Pad++，在互联网上的站点http//hci.ucsd.edu/pad++/可以找到这种应用。然而，Pad++软件只允许用户用一只手来同时进行缩放和平移，因为它将缩放和平移操作绑到了计算机鼠标上。这使得控制变得复杂和麻烦，更不用说同时执行了。一只手承担过多的复杂功能，而另一只手却总是闲着。
因此，在现有技术中开发出一种方法和装置，能克服上述的操作的文档和数据文件比数据处理装置上的显示器尺寸大时出现的问题，将是一个进步。
发明内容
在第一实施例中，数据处理装置包括显示屏，能检测用户输入的方向的第一用户输入控件，以及能检测用户输入的方向的第二用户输入控件。当通过第一用户输入控件接收到用户输入时，在响应所检测到的被接收用户输入方向的方向上平移显示屏上的内容。当通过第二用户输入控件接收到用户输入时，响应所检测到的被接收用户输入方向放大或缩小显示屏上的内容。
在第二实施例中，提供一种用于操作在数据处理装置的显示屏上显示的内容的方法。当通过能检测用户输入方向的第一用户输入控件接收到第一用户输入时，在响应所检测到的第一用户输入方向的方向上平移显示屏上的内容。当通过能检测用户输入方向的第二用户输入控件接收到第二用户输入时，响应所检测到的第二用户输入方向放大或缩小显示屏上的内容。
在一些实施例中，用户输入控件包括触摸板。在其他实施例中，用户输入控件包括操纵杆。而在另外的实施例中，用户输入控件包括跟踪球。
在一些实施例中，至少其中一种控件是滚轮。
在一些实施例中，控件位于该装置一侧，而不是显示屏的位置一侧。在其他实施例中，控件大约位于显示屏的完全相对的一侧。
在一些实施例中，控件的位置是，当用两只手握住该装置时，两只手在显示屏的两侧，用户能用其右手操作一个控件，而用其左手操作另一控件。
图1示意了适合于根据本发明的一个实施例实现的装置的正面透视图。
图2示意了图1所示的装置的后视图。
图3示意了适合于根据本发明的一个实施例实现的装置的正视图。
图4示意了图3所示的装置的后视图。
图5是本发明的实施例的框图。
具体实施例方式
本发明提供了一种用于通过在手持装置的背面嵌入两个控件，如触摸板，操作杆等，来操作数据文件的方法和系统。其中一种控件可用于在数据文件内平移(即，上下和/或左右滚屏)，而另一种控件可同时用于放大和缩小在显示屏上显示的数据文件。数据文件包括互联网网页，图，字处理文档，电子表格，PDF文件或任何其他包含要在显示屏上说明和显示的数据的文件。
图1示出了适合于根据本发明一方面实现的手持装置101的正视图。装置101可以是任何类型的计算装置，包含但不局限于，膝上型计算机，个人数字助理(PDA)，图形输入板计算机，专用计算装置，移动电话等等。手持装置101包括显示屏103和控制键105，107，109和111。显示屏103可用于这种装置一般使用显示屏所达到的任何目的。
图2是手持装置101的后视图。当显示屏103被用于操作数据文件时，可以激活控件201和203。第一控件201可用于放大和缩小，而第二控件203可用于平移。显然，它们的功能可以相反。控件201和203可以是各种已知控件类型中的任何一种，包括但不局限于触摸板，操纵杆，滚轮，跟踪球等等，这些都是在现有技术中已知的。可以使用允许用户在显示屏上两维滚屏或放大和缩小的任何控件。为示意起见，图2所示的在此作为例子的控件为触摸板。
控件201可以由用户操作来对显示屏103上当前显示的文档进行放大和缩小。当用户将其手指置于缩放板201上并四处移动时，显示器上的图像放大和缩小。缩放可平滑出现，各个缩放级别之间区别极小，或可以以较大的步幅进行缩放。平滑缩放法是缩放步幅不固定，但缩放比可以是最大和最小值之间的任何一个永久或临时值。如果最大和最小值是临时的，与互联网或其他网络相连的诸如终端制造商服务器的若干网络实体可以定义这个值。最小和最大值也可以是内容应用的一部分。这些值也可以在内容交付之前或期间进行接收。缩放增量也可通过现有技术上已知的首选屏幕由用户任意设置。
水平和/或垂直输入可用于对显示屏进行缩放。这也可以是用户确定的选项，或可以预先确定。平滑缩放在现有技术中是已知的，可以使用上面提到的Pad++软件，或使用专用集成电路进行缩放，如位于加利福尼亚圣何塞的奥罗拉(Aurora)系统公司生产的ASI 320/321。
例如，如果用户在缩放控件201上从左向右移动手指，显示可放大。如果用户从右向左移动手指，则显示可缩小。或者，输入移动的方向可与所产生的缩放方向相反。另外，垂直上下移动也可用于缩放。如果用户在控件201以向下运动移动手指，则显示可放大。如果用户在控件201以向上运动移动手指，则显示可缩小。也可以实现相反效果。最后，还可能同时使用水平和垂直输入来进行缩放。例如，如果用户在控件201以向上或从左向右运动移动手指，则显示可放大，而如果用户在控件201以向下或从右向左运动移动手指，则显示可缩小。这些方向也可以反向。
利用缩放板201，用户可将文档缩得很小以一次看到整个信息空间。即，在显示屏103上可以看到整个数据文件。这有助于用户看到整个文档的结构或布局。而且，用户可放得很大以看到该文档的更为复杂的细节。显然，在这两个极端之间的任何一种情况都是可能的。在理想情况下，应使用平滑缩放(即，缩放级别之间的区别极小)。平滑缩放有助于用户跟踪到文档的结构和布局，以及该文档在显示屏上的相对位置。另外，平滑缩放为用户接口增加了一个模拟的第三维度，即深度。在一个实施例中，用户接口内容可以是三维的，即，对象可以被放置在信息空间的不同“深度”。随着用户将三维内容放大，在缩小时看不到的(或甚至暗示的)新内容随着用户放大出现在显示屏上。或者，内容可以保持三维，在这里，内容只是随着用户的放大而变大。
在内容为三维的实施例中，内容可以定义成，指定内容只出现在显示在预定的缩放级别范围内时。因此，内容的不同片断在各种缩放级别被看到后又消失，从而提供模拟的三维效应。
第二触摸板203可用于平移。由于用缩放，平移增量可以是平滑或步进的，这可由用户任意确定，或如同上面对缩放描述的那样。可以将缺省平移设置为平滑。当用户在平移触摸板203上四处移动手指时，显示屏上的内容响应用户移动其手指的方向而平移。也就是说，可以将该装置设置为在与用户的手指相同或相反的方向移动显示屏内容。这可由用户确定，或在装置内预置。这种导航技术为用户提供了一个直觉接口，因为触摸板可以位于显示器后部。因此，用户可以与该显示器交互，就好像她正在用她的手指移动物理对象一样。
文档经常要比显示屏的高度长，而且比显示屏的宽度宽。在这种情况下，平移可出现在两个维度，水平和垂直(或这两个维度的任何组合)。尤其是用户已经将文档放大的情况。在这种情况下，用户可以同时在水平和垂直方向上平移显示。在一个实施例中，用户输入在控制板203上的水平分量在水平方向上平移显示。同样地，用户输入在控制板203的垂直分量在垂直方向上平移显示。显然，如果该文档只比显示屏宽而不比显示屏长，则只会出现水平平移。同样地，如果该文档比显示屏长但不宽，则只会出现垂直平移。
通过提供可以独立操作的控件，该装置可以响应用户输入同时执行缩放和平移。这使得用户能更有效地控制缩放操作。例如，当用一只手对文档放大时，用户通过在向着正进行缩放的显示部分的方向上平移，可利用另一只手来正确地“操纵”文档。这在放大时尤为有用，在这里用户由于对文档的不正确部分放大而很容易迷失方向。
上述的双控件系统特别适合于手持计算装置。通过使用本发明的双控件系统，由于用户可更容易操作显示器上的信息以找到她的寻找目标，因此很容易在小显示屏上显示大量信息。另外，通过将双控件置于该装置一侧，而不是显示屏所放置的一侧，显示屏可做得比其他情况下大，因为它在手持装置上不与双控件争夺空间。
虽然图1和2示意了手持装置的一个实施例，但也可以存在其他实施例。例如，图1和2中的双控件201和203示意位于手持装置相对于显示屏的一侧，以便使用其手指的用户可在用两只手一边一只地握住该装置时操作控件201和203。这种配置使得用户对该装置的使用效率高且符合人机工程。
或者，如图3所示，控件201和203也可分别位于显示屏的两侧，但与显示屏一样位于装置的同一侧，以便用户可用其大拇指操作控件201和203。在这个实施例中，如图4所示，控制键105、107、109和111或它们的任何一个子集或超集，可以任意地被放置在装置的相对一侧或任何其他适当位置，以便用户在用两手一边一只地握住装置时能用其手指操作控制键。
如上所述，控件201和203可包括滚轮，跟踪球，操纵杆，控制键(如+，-或多级+和-键)或上述可选控件的任何组合取代触摸板，如图3所示。在图3中，缩放控件201为滚轮，而平移控件203为跟踪球。也可以使用任何其他已知类型的用户输入装置，以便能允许用户输入滚屏和/或平移指令给该装置。
图5示意了根据本发明一个实施例的装置101的框图。装置101包括处理器503，显示单元103，显示存储器507，发射/接收电路509，缩放电路511，缩放输入控件201，平移电路513，平移输入控件203，步进电路515，步幅控件517以及工作存储器519。处理器503控制装置101的整体操作。发射/接收电路509用于往返外部数据源发送和接收数据。显示存储器507控制在显示单元103上显示的内容。工作存储器519存储执行根据本发明的平移和缩放所需的任何软件和数据。工作存储器519可包括易失存储器，非易失存储器或这两种存储器的组合。缩放输入控件201和平移输入控件203可包括上面提到的输入控件中的任何一种，如触摸板，滚轮，跟踪球，操纵杆，键盘按键，等等。
缩放输入控件201从用户接收输入并将该用户输入发送给缩放电路511。缩放电路511通过将缩放信息发送给显示存储器507响应接收的输入修改显示103的缩放级别。平移输入控件203从用户接收输入并将该用户输入发送给平移电路513。平移电路513通过发送平移信息给显示存储器507响应接收的输入平移显示器103上的内容。
步幅控件517从用户接收输入并将该用户输入发送给步进电路515。步进电路515响应接收的输入修改缩放或平移步幅增量，并发送经修改的步幅增量信息给缩放电路511或平移电路513。步幅控件517可包括两个独立的控件，一个用于缩放步幅级别，一个用于平移步幅级别。或者，步幅控件517可以通过显示屏上的优先菜单用软件实现，以便除了缩放触摸板201和平移触摸板203，用户在装置101上不需要其他物理控件来操作缩放步幅级别和平移步幅级别。
允许装置101执行上述的平移和缩放的指令可以作为计算机可读指令存储在诸如ROM、RAM、硬盘、可移动存储器等计算机可读装置上。或者，这些指令可以内嵌到装置101内的硬件和/或固件中。可以根据现有技术中已知的平移和缩放技术执行平移和缩放。
虽然已经关于包含执行本发明的当前优选模式的特定例子描述了本发明，但本领域的技术人员理解，上述系统和技术有各种变化和置换，都落入所附权利要求书陈述的本发明的精神和范围之内。
权利要求
1.一种手持装置，包括外壳；显示屏；所述外壳上的第一用户输入控件，其中所述第一用户输入控件检测第一用户输入的方向，以及所述外壳上的第二用户输入控件，其中所述第二用户输入控件检测第二用户输入的方向；其中，当通过所述第一用户输入控件接收到用户输入时，在响应所检测到的第一被接收用户输入方向的方向上平移所述显示屏上的内容，以及其中，当通过所述第二用户输入控件接收到用户输入时，响应于所检测到的第二被接收用户输入的方向放大或缩小所述显示屏上的内容。
2.根据权利要求1的装置，其中所述显示屏位于所述装置的前部，而所述第一和第二用户输入控件位于所述装置的后部。
3.根据权利要求1的装置，其中所述控件包括触摸板。
4.根据权利要求1的装置，其中所述控件包括跟踪球。
5.根据权利要求1的装置，其中所述控件的至少一种包括滚轮。
6.根据权利要求1的装置，其中所述控件包括操纵杆。
7.根据权利要求1的装置，其中所述控件包括键盘按键。
8.根据权利要求1的装置，其中所述第一和第二控件均位于这样一个位置，即当用户用两只手，每只手分别位于所述显示屏的两侧握住所述装置时，使得用户能用其右手操作一个控件，而用其左手操作另一个控件。
9.根据权利要求1的装置，其中所述控件与所述显示屏一样位于所述装置的同一面，而且位于所述显示屏的近似相对一侧。
10.一种用于操作在手持装置的显示屏上显示的内容的方法，包括步骤(i)当通过能检测用户输入方向的第一用户输入控件接收到第一用户输入时，在响应所检测到的第一用户输入方向的方向上平移显示屏上的内容，以及(ii)当通过能检测用户输入方向的第二用户输入控件接收到第二用户输入时，响应于所检测到的第二用户输入方向放大或缩小显示屏上的内容，其中所述第一和第二用户输入控件位于所述装置的外壳上。
11.根据权利要求1的方法，其中所述显示屏位于所述装置的前部，而所述第一和第二用户输入控件位于所述装置的后部。
12.根据权利要求10的方法，其中所述控件包括触摸板。
13.根据权利要求10的方法，其中所述控件包括跟踪球。
14.根据权利要求10的方法，其中所述控件的至少一种包括滚轮。
15.根据权利要求10的方法，其中所述控件包括操纵杆。
16.根据权利要求10的方法，其中所述控件包括键盘按键。
17.根据权利要求10的方法，其中所述第一和第二控件均位于这样一个位置，即当用户用两只手，每只手分别位于所述显示屏的两侧握住所述装置时，使得用户能用其右手操作一个控件，而用其左手操作另一个控件。
18.根据权利要求1的方法，其中所述显示屏位于所述装置的前部，而所述第一和第二用户输入控件位于所述装置的后部。
19.一种手持装置，包括外壳；位于所述外壳的前部的显示屏；与所述外壳的后部连接的第一触摸板；以及与所述外壳的后部连接的第二触摸板；其中，当通过所述第一触摸板接收到第一用户输入时，响应所述接收的第一用户输入的水平分量在水平方向上平移所述显示屏上的内容，以及响应所述接收的第一用户输入的垂直分量在垂直方向上平移所述显示屏上的内容，其中，当通过所述第二触摸板接收到第二用户输入时，响应所述接收的第二用户输入的水平分量和垂直分量的至少一个缩放所述显示屏上的内容。
20.一种装置，包括处理器；与所述处理器通信连接的显示存储器；与所述显示存储器通信连接的显示单元；与所述显示存储器通信连接的缩放电路；与所述缩放电路通信连接的缩放触摸板，其中所述缩放触摸板从用户接收缩放输入并将所述缩放输入发送给所述缩放电路；与所述显示存储器通信连接的平移电路；以及与所述平移电路通信连接的平移触摸板，其中所述平移触摸板从用户接收平移输入并将所述平移输入发送给所述平移电路，其中所述缩放电路响应所述接收的缩放输入来发送缩放信息给所述显示存储器，而所述平移电路响应所述接收的平移输入来发送平移信息给所述显示存储器；以及其中所述显示存储器响应所述接收到的缩放信息来缩放所述显示单元上的内容，而所述显示存储器响应所述接收到的平移信息来平移所述显示单元上的内容。
全文摘要
本发明公开一种用于操作显示屏(103)上显示的内容的方法和系统。一种数据处理装置有两个附属的用户输入控件(201，203)，如触摸板，操纵杆等等。其中一个控件可用于平移(即，上下和/或左右滚屏)显示屏上的内容，而另一个控件可同时用于放大和缩小显示屏(103)上显示的内容。缩放和平移增量级别根据用户喜好可以是平滑的或步进的，以帮助导航显示屏(103)上显示的内容。
文档编号G06F1/16GK1549998SQ02817111
公开日2004年11月24日 申请日期2002年9月3日 优先权日2001年9月4日
发明者米卡·西尔弗伯格, 米卡 西尔弗伯格, 帕纽·科隆宁, 科隆宁, S 迈肯兹, 伊恩·S·迈肯兹 申请人:诺基亚公司