激活和控制触摸板上的滚动的方法

专利名称：激活和控制触摸板上的滚动的方法
技术领域：
本发明总体上涉及触摸板。具体来说，本发明涉及使用触摸板来
控制滚动(scrolling)功能，其包括激活滚动功能以及一旦激活该功 能后实施滚动的不同方法。
背景技术：
随着越来越多的设备应用触摸板来简化数据操作，滚动功能的使 用变得越来越重要。再者，滚动功能的重要性不限于桌面应用。随着 便携式电子设备的日益普及，对其进行有效控制的需求也变得愈加重 要。各种便携式电子设备包括MP3播放器、便携式视频播放器、数 字照相机和摄像机、移动电话，以及许多不同的便携式娱乐设备。然 而即使是如台式电脑的桌面设备都能够利用快速、易于激活并进而使 用的滚动方法。
许多便携式电子设备具有的主要问题之一是它们的特殊尺寸限 制了能够与这些设备进行沟通的方式的数量。 一种理由可能是可以获 得的空间非常有限。例如，需要电话号码键区的移动电话目前正在取 代许多个人数码助理(PDA)。通常，PDA需要用于数据输入的键盘。 本发明的发明人投入于安置在电话键区下面的触摸板的发明与开发。 将键区放在电话键罩纸(keymat)的下面使得可用于数据输入的有限 空间得到了尽可能的利用。
便携式电子设备的其他开发人员和用户已经见到了使用圆形触 摸板的好处。圆形触摸板的特殊性质使得能够在两个不同方向连续移 动。然而，圆形触摸板通常为其它的触摸板功能(比如光标操纵)提 供了较低的实用性。因此，在通常的矩形触摸板上提供改进的滚动功 能将成为优势。考虑个人数码助理(PDA )。 PDA通常必须为使用者提供全键盘,
以便输入字母表的字符。更困难的是必须处理图形界面的问题。PDA、
甚至移动电话正在成为实现除了仅仅存储信息或打电话之外的更多 功能的便携式"计算机"。目前，小型便携式电子设备操作和处理数 据，很像笔记本电脑。此外，当提供用户界面时，图形界面面临一些 独特的挑战。
上述困难不是PDAs和移动电话所特有的。甚至更简易的设备也 在提供越来越多的功能。考虑MP3音频播放器，它使得用户能够列 出例如歌曲的项目，然后遍历列表以便选择歌曲进行播放，能够移动 至播放列表，或者查看不同的背景或特征。
对于以上列出的以及正在开发中的其它便携式电子设备来说，共 同的一个特征是对于快速并容易地移动或滚动整个列表并做出选择 的需求。应当注意到，以上列出的所有这些便携式电子设备都具有或 即将具有放置于设备上某处或设备内部某处的触摸板。这种演化仅是 基于它们所使用的复杂功能和图形界面的自然考虑。然而，目前这些 便携式电子设备缺乏提供更好的激活和控制滚动功能的方法。
因此，提出一种提供快速、简单地激活滚动功能的系统和方法将 会是相对于现有技术的改进。以一种不同于触摸板的通常用法的方式 提供对滚动功能的控制，以实现例如光标控制的其它功能，将会是进 一步的改进。
作为关于触摸板的背景技术，理解用于实施本发明的触摸板技术 的一种具体装置是有用的。因此，提供了对CIRQUE⑧公司的触摸板 技术的简要解释。
CIRQUE⑧公司的触摸板技术是一种互电容传感设备，图1中例 示了一个示例。在该触摸板中，行和列电极网格用于限定该触摸板的 触摸感应区域。通常，当具有空间限制时，触摸板为约16乘12电极 或者8乘6电极的矩形网格。与这些行电极和列电极交错的是一个单传感电极。所有的位置测量通过该传感电极完成。
更具体地说，图1示出了 CIRQUE⑧公司教导的电容敏感触摸板
10,包括触摸板电极网格中的行(12)和列(14)(或X和Y)电极 网格。所有对触摸板参数的测量由也放置于该触摸板电极网格之上的
单传感电极16完成，而不是由X或Y电极12、 14完成。测量没有 使用固定的基准点。触摸板传感器电路20从P， N发生器22， 24产 生信号，该信号被以各种模式直接传输至X和Y电极12, 14。因此， 触摸板电极网格上的电极的数量与触摸传感器电路20上的驱动器引 脚的数量一一对应。
触摸板10不依赖于绝对电容测量来确定触摸板表面上手指(或 其它电容性对象)的位置。触摸板10测量传感线16上电荷的失调。 当触摸板10上没有指向对象时，触摸传感器电路20处于平衡状态， 传感线16上没有信号。在电极12, 14上可能有电容性电荷，也可能 没有。CIRQUE⑥公司的方法中，这无关紧要。当由于电容耦合指向 设备产生了失调，组成触摸板电极网格的电极12， 14中的多数会发 生电容的改变。所测量的是电容中的改变，而不是电极12, 14的绝 对电容值。触摸板IO通过测量必须被注入传感线16以重建或重获传 感线上的平衡的电荷数量，来确定电容中的改变。
触摸板10必须为X电极12和为Y电极14处理两次完整的测量 周期(四次完整的测量)，以便确定指向对象(例如手指)的位置。 对于X电极12和Y电极14 二者的步骤如下
首先，利用来自P， N发生器22的第一信号驱动一组电极(即X 电极12的一个选择组)，使用互电容测量设备26实施第一次测量， 以确定最大信号的位置。然而，不可能由这一次测量获知手指是在离 最大信号最近的电极的一侧还是另一侧。
接着，由一个电极移动至该最近的电极的一侧，该组电极再次被 一个信号驱动。换句话说，添加紧邻该组所述一侧的电极，而不再驱动在原始组的相反一侧的电极。
第三，驱动新的一组电极，并进行第二次测量。
最后，使用比较两个被测信号的大小的方程来确定手指的位置。 因此，为了确定手指的位置，触摸板IO测量电容的改变。以上 描述的所有硬件和方法都假设了触摸传感器电路20直接驱动触摸板
10的电极12， 14。因此，对于通常的12x16电极网格触摸板而言， 触摸传感器电路20上一共有28个引脚(12+16=28 )可以用于驱动电 极网格的电极12, 14。
CIRQUE⑧公司的触摸板比16乘12行和列电极网格的灵敏度或 分辨率高得多。通常的分辨率为每英寸采样960次的数量级，或者更 高。精确的分辨率由元件的灵敏度、在相同的行和列上的电极之间的 空间，以及与本发明无实质联系的其它因素来确定。
尽管以上描述的CIRQUE⑧触摸板使用X和Y电极网格和分离的 单传感电极,但该传感电极也可以是通过使用多路技术实现的X或Y 电极。以上每种设计都将使得本发明能够工作。

发明内容
在第一实施方式中，本发明是一种激活和使用触摸板上的滚动功 能的方法，其中，该触摸板必须能够同时检测触摸板表面上的两个手 指，以便首先实施与随后的滚动使用功能分离的滚动激活功能。
结合附图并考虑以下具体说明，本发明的上述和其它目的、特征、 优点和可替换的方式对于本领域的技术人员来说将是明显的。


图l是现有技术的触摸传感器电路和电容敏感触摸板的电极网格 的原理框图2是触摸板表面的顶面正视图，其中例示了各种尺寸和位置的 滚动区域；
图3是触摸板表面的顶面正视图，用于例示以期望的方式产生滚动的手指触地的位置和动作；
图4是触摸板表面的顶面正视图，用于例示以期望的方式产生滚 动的手指触地的位置和动作；
图5是触摸板表面的顶面正视图，用于例示以期望的方式产生滚
动的手指触地的位置和动作；
图6是触摸板表面的顶面正视图，用于例示以期望的方式产生滚 动的手指触地的位置和动作；
图7是触摸板表面的顶面正视图，用于例示以期望的方式产生滚 动的手指触地的位置和动作；
图8是触摸板表面的顶面正视图，用于例示以期望的方式产生滚 动的手指触地的位置和动作；
图9是两个相邻线性触摸板的顶面正视图10是触摸板表面的顶面正视图，用于例示以期望的方式产生滚 动的手指触地的位置和动作。
具体实施例方式
现在将对附图进行说明，以使本领域的技术人员能够实施和使用 本发明，附图中对本发明的各种元件给出数字标记并将讨论本发明。 可以理解以下的说明仅为本发明原理的举例，不应视为对所附权利要 求的限制。
为了描述本发明的重要概念，图2示出了触摸板10的表面。在该 图中，所例示的各个滚动区域50、 52、 54、 56, 58位于触摸板10上的 各个任意选择的位置。滚动区域的位置并非对本发明的一个限制因 素，因为其位置可以为触摸板表面上的任意地方。另一个重要概念是， 滚动区域的形状和大小也可以由设计者来确定，设计者仅限于对触摸 板10中的可用区域进行设计。因此，将第一滚动区域50表示为触摸板 IO的右侧的垂直矩形。其为现有的滚动区域的常用形状和位置。
通常基于各种因素对一个或多个滚动区域的大小、形状和位置进行选择。这些因素包括触摸板本身的总体形状、要实施的滚动功能的 类型，以及可能用于实施滚动功能的指向对象(比如手指)的最直观 的动作。
出于例示的目的，在图2的触摸板10上也示出了一些其他的滚动 区域。这些滚动区域并不表示滚动区域仅有的大小、形状和位置，而 只是可行示例的举例，不应当被认为是一种限制。
已经对第一滚动区域50进行了描述。所示出的第二滚动区域52 为触摸板10的角落中的三角形。所示出的第三滚动区域54为触摸板10 的左上角的圆形。所示的第四滚动区域56为触摸板10的中心的正方 形。所示的最后一个滚动区域58为位于触摸板10的底部中心的垂直矩 形。因此这些不同的形状、大小和位置说明滚动区域的尺寸和位置是 任意的。
对于为什么依赖于另一个特定滚动区域来选择一个特定滚动区 域的形状、大小和尺寸，可以有许多理由。例如，当要被从头至尾滚 动的一个或多个列表釆用纵向设计时，可以使用滚动区域50。因此， 滚动区域50的垂直矩形形状为该列表提供了直观的界面。
类似地，列表可以釆用横向设计。因此，更好的方式是为这样的 列表选择滚动区域58的水平矩形形状作为更直观的界面。 一种可替代 的实施方式是圆形滚动区域，该圆形滚动区域可以有一个不实施任何 滚动功能的中心区域，也可以没有。
提供图3作为本发明的第一实施方式。在这个第一实施方式中， 任意地选择滚动区域50作为将使用的滚动区域的形状和位置。将第一 位置60指定为内部有数字"1"的圆形，由此指定第一指向对象的触 地点位置。在这个实施方式中，在滚动区域50内的位置60处的触地激 活滚动功能。然而，并非如现有技术中通常所教导的，必须在滚动区 域50内上下移动该指向对象，该第一指向对象仍然在位置60，而第二 指向对象在触摸板10上位于滚动区域50之外的任意位置触地，例如，在由其中设置了数字"2"的圆形62所指定的位置。然后移动该第二
指向对象，例如，如箭头68所示的以垂直的方式在触摸板上上下移动，
以使得在显示于未示出的显示屏上的列表中产生滚动。
应当注意到，该第二指向对象为了产生滚动而需要进行的运动可
以从垂直运动改变为任何所期望的运动。例如，该运动可以为水平的
"往返"运动、对角线运动，或者甚至环形运动。 为了控制列表的滚动，两个指向对象例如手指可能需要被同时在
触摸板10的表面进行检测，而且要跟踪第二手指的移动，意识到这一 点非常重要。因此滚动区域50仅仅用于当手指处于在滚动区域内与触 摸板10接触的状态时激活滚动功能的目的。
在一个可选实施方式中，第一手指可以从滚动区域50移出，且滚 动功能将持续生效直至第二手指从触摸板10移出。只要第二手指与触 摸板10保持接触，第二手指的移动将导致滚动的发生。
在一个可选实施方式中，可以将第二手指从触摸板10上抬起，然 后再次向下放回，以继续实施滚动。停止滚动功能可能需要在滚动区 域50中的第二次敲击或者当第二手指从触摸板移出时通过计数器来 停止该滚动功能。
提供图4作为本发明的一个可选实施方式。在图4中，第一手指与 被指定为内部具有数字"1"的圆形的位置64接触，以由此指定第一 指向对象的触地点位置。在位置64处的触地激活滚动功能。现在第二 指向对象在触摸板10上位于滚动区域50之外的任何位置触地，例如， 在被指定为其中设置数字"2"的圆形的位置66处触地。然而，并非 必须移动位置66处的第二指向对象，该第二指向对象保持静止。滚动 可以在不必移动该第二指向对象的情况下发生。滚动在该第二指向对 象触地后的指定时间开始。例如，在滚动开始之前可以存在半秒的短 暂延迟。滚动的方向通过，例如，触摸板10上的触地点位置来确定。 例如，如果第二指向对象触地于触摸板10的上半部74，则滚动为向上的方向。同样，如果第二手指触地于触摸板10的下半部76，则滚动为 向下的方向。
滚动的速度可以由第一或第二指向对象的位置而改变。例如，指 向对象离触摸板10的垂直中心线越远，则滚动的速度越大。那么将该 手指靠近垂直中心线移动将降低滚动速度。因此，滚动的方向也可以 通过穿过触摸板10的垂直中心线来改变。
请注意在本实施方式中，由第二指向对象的位置来确定滚动的方
向。或者，可以由相对于触摸板10的上半部74和下半部76的第一指向 对象的触地点位置来确定滚动的方向。
也应当理解，水平中心线可以被用来代替该垂直中心线或与该垂 直中心线结合使用。
图5例示了另一个可选实施方式。在图5中，第一手指与被指定为 内部具有数字"1"的圆形的位置70接触，以由此指定第一指向对象 的触地点位置。注意到触地在滚动区域50之外。因此，第一手指的触
地可以被解释为简单地表示将要产生一些功能，例如光标控制。因此， 需要滚动区域50内的第二手指的触地以激活滚动功能。在这个实施方 式中，第二手指必须在滚动区域50中上下移动以产生滚动。将第二次 触地的位置表示为位置72,且由其中设置了数字"2"的圆形来指定。 图6描述了另一个可选方式。在图6中，第一手指与被指定为内部 具有数字"1"的圆形的位置80接触，以由此指定第一手指的触地点 位置。在滚动区域50之外再次触地。需要滚动区域50内的第二手指的 触地以激活滚动功能。将第二手指表示为在被指定为内部具有数字 "2"的圆形的位置82处触地。然而，相对于图5中所示的第二手指所 需的移动，在本实施方式中，第二手指仅需在触摸板10的上半部74 或下半部76触地以使滚动在特定的方向发生。
在图7的可选方式中，不论滚动区域50位于何处，第二手指的触 地仅需在滚动区域50的上半部或下半部进行，以由此控制滚动的方向，而不论该手指位于触摸板10本身的什么位置。换句话说，该滚动 区域可以完全在触摸板10的上半部74之内。因此，滚动区域50的上下 半部与行程的方向相关。
如图8中所例示，可选地，可以简单地由发生于触摸板10的任意
位置的两次单独的触地来激活滚动功能。因此，不存在用于激活滚动
或控制滚动方向或速度的位于触摸板10上的任何位置的特定滚动区 域。被任意选择以在位置84和86触地的该第一或第二手指的移动将被 用于激活和控制滚动功能。
可选地并且也在图8中例示出了，仅仅由触摸板上同时发生的对 两个指向对象的检测以及触摸板10的上半部或下半部中第一或第二 手指的位置，将导致滚动的动作发生。例如，只要第一指向对象位于 一半部分且第二指向对象位于另一半部分，滚动就将被激活。
在如图9所示的另一可选实施方式中，两个单独的触摸板90、 92 彼此相邻放置。触摸板90、 92可以为通用的触摸板，但是优选为线性 触摸板。在本实施方式中，线性触摸板仅沿着触摸板的纵向轴检测手 指或其它指向对象的位置和运动。第 一线性触摸板90专用于控制粗略 滚动运动，第二线性触摸板92专用于控制精细滚动运动。在一个实施 方式中，每个线性触摸板90、 92具有专用的功能。因此，没有必要使 用两个手指来进行粗略滚动控制和精细滚动控制。通过在滚动区域中 的触地来选择合适的触摸板，然后通过移动，或者通过将指向对象距 离触摸板90、 92的垂直中心线一定距离放置来实施滚动。
可替换地，仅仅当手指触摸线性触摸板90、 92二者触摸板时，这 两个触摸板才被激活。然后，手指在第一线性触摸板90上的移动导致 粗略滚动运动，而手指在第二线性触摸板92上的移动导致精细滚动运 动。对于特定触摸板，微动和粗动被任意指定，且可以根据需要来切 换。
在如图10所示的另一可选实施方式中，两个手指触摸触摸板的表面，但不是同时触摸。当两个手指都在触摸板io上被检测到时，滚动
模式被激活。为了实施粗略滚动运动，将移动一个手指，为了实施精 细滚动运动，移动另一手指。
例如，以粗略的方式向下滚动将通过在位置102以向下运动的方 式移动第一手指穿过触摸板10来完成。同样，以粗略的方式向上滚动 将通过以向上运动的方式移动第一手指穿过触摸板10来完成。在一个 实施方式中，也可能抬起第一手指进行重新放置以作进一步的滚动。 直至两个手指都从触摸板表面移出，该触摸板才脱离滚动模式。
为了实施精细滚动运动，当第一手指在触摸板io上保持静止时， 移动在被指定为104的位置处的第二手指。
可替换地，在如图10所示的两个手指在位置102和104处触地，且 触摸板已经进入了滚动模式之后，可以利用仅仅一个手指的移动来实 施粗略滚动运动。当期望精细滚动运动时，则将两个手指一起移动。 可替换地，可以移动两个手指以进行粗略滚动控制，单独一个手指的 移动可用于精细滚动控制。然而，更有可能的是，有必要在粗略滚动 控制过程中抬起一个手指进行重新放置。例如，如果提供暂停时段， 可能必须要抬起两个手指。只要在暂停时段到期之前使用者将两个手 指放回到触摸板，则正在使用的滚动控制就将继续，而不被打断。
可以理解，以上描述的方式仅仅是对本发明原理的应用的示例性 描述。在不偏离本发明的精神和范围的情况下本领域的技术人员可以 设计多种修改和替换方式。所附的权利要求旨在覆盖此类修改和实施 方式。
对相关申请的交叉引用
本申请要求在2006年12月19曰提交的、待审案件号为 3805.CIRQ.PR、序列号为60/870， 718的临时专利申请的优先权，并通 过引用在此并入其中所包括的所有主题。
权利要求
1、一种激活和使用针对显示屏上显示的列表的滚动功能的方法，所述方法包括步骤(1)检测第一指向对象在滚动区域内在触摸板上的触地，由此激活滚动功能；(2)当所述第一指向对象仍然在所述滚动区域内与所述触摸板相接触时，检测所述触摸板上不在所述滚动区域内的第二指向对象；以及(3)拖动所述第二指向对象，由此产生显示屏上的列表内的滚动。
2、 一种激活和使用针对显示屏上显示的列表的滚动功能的方法， 所述方法包括步骤(1)检测第一指向对象在滚动区域内在触摸板上的触地，由此 激活滚动功能；(2 )当所述第一指向对象仍然在所述滚动区域内与所述触摸板相接触时，检测所述触摸板上不在所述滚动区域内的第二指向对象；以及(3 )确定所述第二指向对象位于所述触摸板的垂直中心线以上还是以下；以及(4 )当将所述第二指向对象放置于所述触摸板的垂直中心线以上时，在显示屏中显示的列表内向上滚动，当将所述第二指向对象被 放置于所述触摸板的垂直中心线以下时，在显示屏中显示的所述列表 内向下滚动。
3、 如权利要求2所限定的方法，其中，所述方法还包括控制滚 动速度的步骤，所述方法包括滚动整个所述列表的步骤，作为所述第 二指向对象与所述垂直中心线之间距离的函数，其中，所述第二指向 对象离所述垂直中心线越远，滚动越快。
4、 如权利要求3所限定的方法，其中，所述方法还包括控制滚 动方向的步骤，所述方法包括滚动整个所述列表的步骤，作为位于所 述垂直中心线以上或以下的函数，其中，当所述第二指向对象位于所 述垂直中心线以上时滚动向上移动，当所述第二指向对象位于所述垂 直中心线以下时滚动向下移动。
5、 一种激活和使用针对显示屏上显示的列表的滚动功能的方法，所述方法包括步骤(1) 检测第一指向对象在滚动区域之外触摸板上的触地；(2) 当所述第一指向对象仍然与所述触摸板接触时，检测第二指向对象在所述滚动区域内在所述触摸板上的触地；以及(3) 在所述滚动区域内拖动所述第二指向对象，由此产生显示屏上的列表内的滚动。
6、 一种激活和使用针对显示屏上显示的列表的滚动功能的方法， 所述方法包括步骤(1) 检测第一指向对象在滚动区域之外触摸板上的触地；(2) 当所述第一指向对象仍然与所述触摸板接触时，检测第二指向对象在所述滚动区域内在所述触摸板上的触地；(3 )确定所述第二指向对象是位于所述触摸板的垂直中心线以上还是以下；以及(4 )当将所述第二指向对象放置于所述触摸板的所述垂直中心线以上时，在显示屏中显示的列表内向上滚动，当将所述第二指向对 象放置于所述触摸板的所述垂直中心线以下时，在显示屏中显示的所述列表内向下滚动。
7、 如权利要求6所限定的方法，其中所述方法还包括控制滚动速度的步骤，所述方法包括滚动整个所述列表的步骤，作为所述第二 指向对象与所述垂直中心线之间距离的函数，其中，所述第二指向对象离所述垂直中心线越远，滚动越快。
8、如权利要求7所限定的方法，其中所述方法还包括控制滚动 方向的步骤，所述方法包括滚动整个所述列表的步骤，作为位于所述 垂直中心线以上或以下的函数，其中，当所述第二指向对象位于所述 垂直中心线以上时滚动向上移动，当所述第二指向对象位于所述垂直 中心线以下时滚动向下移动。
全文摘要
本发明公开了一种激活和使用触摸板上的滚动功能的方法，其中，该触摸板必须能够同时检测触摸板表面上的两个手指，以便首先实施与随后的滚动使用功能分离的滚动激活功能。
文档编号G06F17/00GK101595472SQ200780047248
公开日2009年12月2日 申请日期2007年12月19日 优先权日2006年12月19日
发明者东·T·塞克斯白, 理查德·D·乌利 申请人:瑟克公司