专利名称：通过检测手指的移动进行数据输入的设备及其输入处理的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种数据输入设备以及使用该数据输入设备的输入反转方法，并且尤
其涉及提供一种使用手指动作检测的数据输入设备，该数据输入设备不要求用于辨别并然 后输入手指输入动作的附加输入装置，从而简化产品设计并实现小型化和纤巧产品，并且 涉及提供一种使用数据输入设备的输入反转方法。
背景技术：
近来，随着信息处理技术的快速发展，例如移动电话和计算机的各种类型的信息 设备呈现高性能并具有多个功能及小体积。 这样的信息设备通常包括用于输入数据的输入设备、用于处理输入数据的数据处 理设备、以及用于输出处理的数据的输出设备。在这些设备中，输入设备的重要性逐渐增 加。 然而，各种当前类型的输入设备具有输入例如字符和指令的各种数据的许多问
题。例如，在个人计算机(PC)或笔记本电脑中使用的例如键盘的输入设备不适于实现小型
的信息设备，因为减小大小存在限制，并且个人数据助理(PDA)中使用的触摸屏方案以及
移动电话中使用的键区方案不方便，因为输入速度低并且经常发生错误输入。 同时，由于上述各种类型的输入设备必须设置具有用于传送手指输入动作的输入
装置，存在的问题是输入设备的构造复杂，这使得产品设计困难，并且由于相关部件部分的
生产和管理导致输入设备的制造成本增加。 另外，由于在输入设备本身上需要用于输入装置的空间，输入设备不适于小型化 和纤巧产品的实现，并且由于从外壳突出的输入装置导致输入设备具有较差的外观。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种使用手指动作检测的数据输入设备，该数据输入 设备不需要用于辨别并然后输入手指输入动作的附加输入装置，并且同时实施高效的数据 输入方法，从而简化产品设计并实现小型化产品和纤巧产品，并且提供一种使用数据输入 设备的输入反转方法。 本发明的另一个目的是提供一种使用手指动作检测的数据输入设备，该数据输入 设备能够向小型电子设备中的具有有限输入数目的传统输入设备提供关于输入的自由度， 从而通过用户的连续和复合动作实施连续输入和各种组合输入，而不增加输入数目或输入 重复，并且最终实现各种和方便的输入效果，并且提供一种使用数据输入设备的输入反转 方法。 一种使用手指动作检测的数据输入设备实现了本发明的上述目的，所述数据输入设 备包括检测单元，提供在形成于用于电子设备的终端的外壳的一侧上的预定输入区域中， 所述检测单元处理第一定向输入、第二定向输入、第三定向输入以及第四定向输入，其中第 一定向输入通过检测放置在输入区域的参考位置的手指在预定径向方向的横向按压而生 成第一定向输入信号，第二定向输入通过检测在手指放置在参考位置的状态下在预定方向的垂直按压而生成第二定向输入信号，第三定向输入通过检测在手指放置在参考位置的状 态下通过在预定方向斜地按压而执行的倾斜按压而生成第三定向输入信号，并且第四定向 输入通过检测在手指放置在参考位置的状态下通过在预定方向倾斜整个手指而执行的倾 斜输入而生成第四定向输入信号；以及控制单元，用于基于第一至第四定向输入信号来确 定手指的横向按压方向、垂直按压方向、倾斜按压方向以及倾斜方向，用于从存储器中提取 指派给对应的输入位置的数据，并用于输入提取的数据；其中通过第一至第四定向输入中 的两个或更多个的组合来输入数据。 检测单元可以包括具有与手指的接触表面相对应的凹入检测区域的第一压电检 测面板，第一压电检测面板提供具有基于位于接触表面的中心的参考位置而以不同间隔顺 序地和径向地设置的多个垂直按压位置和横向按压方向。 可以通过变形防止凹槽来划分垂直按压位置、横向按压方向、和垂直按压位置及 横向按压方向。 检测单元可以包括第二压电检测面板，用于与手指接触，用于检测垂直按压并用 于生成第二定向输入信号；以及第三压电检测面板，提供在第二压电检测面板之下并与第 二压电检测面板接触，并且用于检测在横向按压过程中与第三压电检测面板接触的第二压 电检测面板的推动，并用于生成第一定向信号。 检测单元可以包括第四压电检测面板，用于与手指接触、检测垂直按压并生成第 二定向输入信号；多个垂直突起，从第四压电检测面板向下突起；以及第一移动检测部分， 提供在围绕每个垂直突起的各个横向按压方向中并且用于在横向按压过程中与垂直突起 接触或被按压，并且用于生成第一定向输入信号。 检测单元可以包括第五压电检测面板，提供具有在参考位置处的通孔，并用于检 测垂直按压并生成第二定向输入信号；以及第二移动检测部分，插入在通孔中，提供用于由 手指在每个径向方向倾斜，并且用于在横向按压过程中生成与横向按压对应的第一定向输 入信号。 检测单元可以包括多个第六压电检测部分，以带状形式围绕参考位置而置于不 同间隔，并用于检测垂直按压并生成第二定向输入信号；以及多个第七压电检测部分，置于 第六压电检测部分之间，并且用于具有比第六压电检测部分低的高度从而在垂直按压过程 中第七压电检测部分不被手指按压，用于在横向按压过程中由第六压电检测部分在横向按 压方向受压并用于生成第一定向输入信号。 检测单元可以包括第八压电检测面板，用于与手指接触，用于检测垂直按压并用 于生成第二定向输入信号；以及第三移动检测部分，提供在第八压电检测面板之外并用于 检测在横向按压过程中由于第八压电检测面板的推动而进行的接触并用于生成第一定向 输入信号。 检测单元可以包括第九压电检测面板，用于与手指接触，用于检测垂直按压，并 用于生成第二定向输入信号；以及第四移动检测部分，提供在第九压电检测面板中以对应 于围绕参考位置的各个径向方向，用于检测在横向按压过程中由于第九压电检测面板的推 动而进行的接触并用于生成第一定向输入信号。 检测单元可以被提供作为用于由手指的按压而弹性地变形的压电检测面板；以及 如果由压电检测面板检测到的按压力等于或大于设定值并等于或小于设定值的3倍，则控制单元确定手指已经放置在压电检测面板上，如果由压电检测面板检测到的按压力等于或 大于设定值的3倍并等于小于设定值的7倍，则控制单元确定按压是横向按压，如果由压电 检测面板检测到的按压力等于或大于设定值的7倍，则控制单元确定按压是垂直按压。
检测单元可以还生成中央输入信号，所述中央输入信号通过手指对参考位置的按 压的检测而生成。 基于按压力的强度可以将第一定向输入信号、第二定向输入信号以及中央输入信 号中的至少一个分为两个或更多个多级信号，并且然后生成多级信号。
在放置了手指的检测单元上还可以提供由弹性材料制成的盖部。
盖部还可以提供具有用于防止手指的滑动的滑动防止装置。 每个垂直按压位置还可以提供具有用于在垂直按压过程中集中按压力的按压突 起。 在盖部上还可以提供用于显示每个横向按压方向和每个垂直按压位置的显示装置。 字符可以被指派给各个横向按压方向和各个垂直按压位置，并且，当接收到第一 定向输入信号或第二定向输入信号时，控制单元从存储器单元中提取指派给与第一定向输 入信号或第二定向输入信号对应的横向按压方向或垂直按压位置的字符，并输入提取的字 符。 横向按压使得能够执行鼠标的指针移动功能或操纵杆的游戏角色移动功能，并且
垂直按压使得能够执行鼠标的左右按钮操控功能或操纵杆的角色操控功能。 当操控3D物体时，横向按压使得物体能够被移动，并且垂直按压使得物体能够被
在垂直按压方向旋转。 参考位置被提供为与放置在检测单元上的手指的接触位置一起移动，并且垂直按 压位置与参考位置一起移动。 手指的接触移动使得能够执行鼠标的指针移动功能或操纵杆的游戏角色移动功 能，并且垂直按压使得能够执行鼠标的左右按钮操控功能或操纵杆的游戏角色操控功能。
当操控3D物体时，手指的接触移动使得物体能够被移动，并且垂直按压使得物体 能够被在垂直按压方向旋转。 检测单元还生成中央检测信号，当检测到手指在参考位置的放置时生成所述中央 检测信号，并且当同步生成中央检测信号和第二定向输入信号时，控制单元输入指派给垂 直按压位置的第一数据，并且当仅生成第二定向输入信号时，控制单元输入附加指派给垂 直按压位置的第二数据。 数据输入设备还可以包括键盘显示单元，用于显示指派给各个横向按压方向和各 个垂直按压位置的数据，所述键盘显示单元根据是否已经生成中央检测信号来选择性地显 示第一数据和第二数据。 检测单元还可以包括具有环形形状的旋转检测部分，所述旋转检测部分从参考位 置以预定间隔彼此间隔开，并且当在3D物体的操控过程中围绕参考位置旋转手指时，在2D 平面旋转和移动物体。 —种数据输入设备实现本发明的目的，所述数据输入设备提供在用于电子设备的 终端的外壳内并用于输入各种数据，所述数据输入设备包括检测单元，提供在形成于外壳的一侧上的预定输入区域中，所述检测单元用于包括第一检测部分和第二检测部分，第一 检测部分提供在检测区域内围绕参考位置的多个径向方向中以对应于各个径向方向并且 检测放置在参考位置的手指在各个径向方向的横向按压，第二检测部分提供在基于参考位 置以规律间隔径向设置的多个按压位置中并且检测手指的按压压力；以及控制单元，用于 基于第一检测部分和第二检测部分的检测结果来从存储器单元中提取指派给各个径向方 向和各个按压位置的数据，并用于输入提取的数据。 —种是用手指动作检测的数据输入设备实现本发明的目的，所述数据输入设备提
供在用于电子设备的终端中，包括检测单元，用于包括其上布置有第一检测线的参考板以
及其下布置有与第一检测线对应的第二检测线的移动板，其中当响应于在移动板上的横向
按压而移动时第二检测线与第一检测线接触并生成第一定向输入信号；以及控制单元，用
于基于第一定向输入信号来确定移动板的移动方向和移动距离，用于从存储器单元中提取
指派给移动方向和移动距离的数据，并用于输入提取的数据。
以矩阵形式连续地布置第一和第二检测线。 —条或多条第一和第二检测线仅包括彼此交叉的两条检测线。 检测单元基于第二检测线在第一检测线上的按压来检测在移动板上的垂直按压 并生成第二定向输入信号。 检测单元的参考板和移动板包括多个检测膜，并且当检测膜之间的接触在多级中 增加时基于在移动板上的垂直按压的程度来执行多级垂直按压输入。 检测单元可以连接至具有弹性的返回部，从而检测单元在已经执行横向按压之后 能够返回自己的原始状态。 —种是用手指动作检测的数据输入设备实现本发明的目的，所述数据输入设备提 供在用于电子设备的终端中，包括检测单元，提供具有弹性体，所述弹性体具有以矩阵形 式布置的多条检测线，所述检测单元用于当通过在弹性体上的横向按压和垂直按压而将检 测性彼此接触时响应于横向按压而生成第一定向输入信号并响应于垂直按压而生成第二 定向输入信号；以及控制单元，用于基于第一定向输入信号和第二定向输入信号来确定检 测线和手指间的接触点以及接触线的数目，用于从存储器单元中提取指派给接触点和数目 的数据，并用于输入提取的数据。 在这种情况下，在弹性体的高度方向以规律间隔连续地提供矩阵形式的检测线； 以及当由于横向按压，横向方向的检测线彼此接触时，生成第一定向输入信号，并且当由于 垂直按压，垂直方向的检测线彼此接触时，生成第二定向输入信号。 —种是用手指动作检测的数据输入设备实现本发明的目的，所述数据输入设备提
供在用于电子设备的终端中，包括检测单元，用于响应于按压而被压縮和松弛，用于使用
响应于压縮和松弛而变化的电流值在多个指示位置分别响应于横向按压、垂直按压和倾斜
而生成第一定向输入信号、第二定向输入信号以及第三定向输入信号；以及控制单元，用于
基于第一定向输入信号、第二定向输入信号以及第三定向输入信号来确定电流值的改变，
用于从存储器单元中提取指派给电流值的改变的数据，并用于输入提取的数据。 —种是用手指动作检测的数据输入设备实现本发明的目的，所述数据输入设备提
供具有在用于电子设备的终端中的预定检测区域，包括检测单元，用于检测在检测区域的
参考位置和多个第一指示位置的横向按压和垂直按压，所述参考位置由手指与检测区域的接触或手指在检测区域上的按压而指示，所述多个第一指示位置布置在围绕参考位置的径 向方向并且被指示，以及用于生成与横向按压对应的第一定向输入信号以及与垂直按压对 应的第二定向输入信号；以及控制单元，用于基于第一定向输入信号和第二定向输入信号 来确定手指的横向按压点和垂直按压方向，用于从存储器单元中提取指派给第一定向输入 信号和第二定向输入信号的数据，并用于输入提取的数据。 在这种情况下，参考位置能够被转移，并且与参考位置的转移一起移动第一指示 位置。 参考位置和第一指示位置被置于一个手指能够覆盖的范围内；以及检测单元能够 辨别和检测整个输入模式和部分输入模式，其中在整个输入模式中在手指放置在检测单元 上时在第一指示位置中的一个上执行横向按压输入或垂直按压输入，在部分输入模式中在 第一指示位置中的一个上执行横向按压输入或垂直按压输入。 在这种情况下，检测单元包括检测部分，所述检测部分提供在与第一指示位置对 应的各个位置上并且用于检测手指与第一指示位置的接触。 当手指放置在参考位置和第一指示位置的同时在第一指示位置执行输入时，检测 单元确定手指的接触区域，并且如果接触区域宽于设定区域则确定在整个接触模式执行输 入。 当在设定时间内检测到横向按压和垂直按压两者时，检测单元确定按压是倾斜按
压，并且控制单元对于倾斜按压输入与横向按压和垂直按压的数据不同的数据。 数据输入设备还可以包括由弹性材料制成的输入机构部分，其中在与第一指示位
置对应的点形成突起以有助于在检测单元的第一指示位置上的输入。 —种使用手指动作检测的数据输入设备能够实现本发明的目的，所述数据输入设 备提供在用于电子设备的终端中，包括输入部分，用于通过在径向方向彼此间隔开的多个 第一指示位置上的横向按压、在径向方向彼此间隔开的多个第二指示位置上的垂直按压、 以及在径向方向彼此间隔开的多个第二指示位置上的倾斜按压而弹性地变形；检测部分， 提供在输入部分的横向表面和底表面上，用于检测在输入部分上的横向按压、垂直按压和 倾斜按压，并用于响应于横向按压生成第一定向输入信号、响应于垂直按压生成第二定向 输入信号、以及响应于倾斜按压生成第三定向输入信号；以及控制单元，用于基于第一至第 三定向输入信号来从存储器单元中提取指派给各个输入信号的数据，并用于输入提取的数 据。 在这种情况下，按压突起提供在输入部分的横向和底表面以及输入部分的横向和 底表面之间的斜向表面中的一个或多个中。 同时，为了实现上述目的，在本发明中，需要一种用于检测从输入者连续地或同步 地传送到按钮的各种力的数据(方向和大小)的构造。更详细地，需要移动动作表面、可在 动作表面上设置的检测传感器、与从检测传感器生成的信号兼容的控制模块和信号处理单 元。 如果在本发明中是用触摸板类型输入设备而不是按钮，需要用于检测连续地或同 步地传送到板的各种动力(速度和压力)和压力分布的构造。更详细地，需要用于板的固 定表面、能够置于固定表面上的检测传感器以及与从检测传感器生成的信号兼容的控制模 块和信号处理单元。
这里，动作表面指的仅是动作，表示方向和输入力的量至检测传感器的传送，而不 是指移动表面(表示输入者的手指动作的反应)。固定表面也仅指具有固定位置的参考表 面(指的是输入动力和压力分布至表面内的区域中的检测传感器的传送)，而不是指刚性 平表面(表示不论输入者的手指动作如何从不变形)。 更详细地，为了理解动作表面和固定表面，作为例子，动作表面能够包括(刚性) 按钮，该按钮在按钮外壳内略微移动。作为例子，固定表面能够包括(软)板，该板具有固 定的布置结构，例如笔记本的触摸板，并且当用户按压或推动时在该方向略微推动或推下。
同时，为了有效地使用组合了上述构造的输入设备，需要一种装配了适用于应用 设备的使用目的的输入转换数据的输入程序。在当前技术水平下能够充分地获得所有上述 构成元件的单个构造。 另外，为了实现上述目的，本发明提供了一种使用手指动作检测的数据输入设备， 包括检测单元，提供在形成于用于电子设备的终端的外壳的一侧上的预定输入区域中，所 述检测单元处理第一定向输入、第二定向输入、第三定向输入以及第四定向输入，其中在第 一定向输入中，放置在输入区域的参考位置的手指朝向围绕参考位置径向布置的多个第一 指示位置中的任一个而横向地按压，在第二定向输入中，放置在输入区域的参考位置的手 指朝向围绕参考位置径向布置的多个第二指示位置中的任一个而垂直地按压，在第三定向 输入中，放置在输入区域的参考位置的手指朝向围绕参考位置径向布置的多个第三指示位 置中的任一个而斜地按压，并且在第四定向输入中，放置在输入区域的参考位置的手指朝 向围绕参考位置径向布置的多个第四指示位置中的任一个而斜地按压；第一检测部分，用 于检测第一定向输入；第一检测部分，用于检测第二定向输入；第一检测部分，用于检测第 三定向输入；第二检测部分，用于检测第四定向输入；以及控制单元，用于从存储器中提取 指派给已经检测到手指的输入的第一指示位置的第一数据、指派给已经检测到第二定向输 入的第二指示位置的第二数据、指派给已经检测到第三定向输入的第三指示位置的第三数 据、或指派给已经检测到第四定向输入的第四指示位置的第四数据，并用于执行提取的数 据。 这里，尽管第一至第四指示位置可以形成在围绕参考位置的相同位置处，也可以 形成在围绕参考位置的不同位置。另外，尽管围绕参考位置的方向相同，距参考位置的距离 可以不同。 另外，可以通过组合第一至第四定向输入中的两个或更多个来输入数据。 此外，由于在执行任意定向输入的状态下可以在多个指示位置中的任一个执行另
一个输入，可以同时输入指派给各个定向输入的各个数据。 同时，本发明使用的术语定义如下。
1)输入区域"输入区域"指的是能够检测手指的按压或微小移动或者与手指接触的物体的输 入区域(检测区域)，例如触摸面板、触摸板、触摸屏、压力传感器、触觉传感器和光学传感器。 2)横向按压输入"横向按压输入"指的是通过在围绕参考位置的径向方向的多个方向中执行横向 按压而输入指派给其的数据的输入。这里，参考位置可以改变至第一指示位置，第一指示位置在围绕参考位置的径向方向与参考位置间隔开。在这种情况下，"横向按压输入"可以用 于指通过在多个径向方向的第一指示位置处的横向按压而执行的输入指派给其的数据的 输入。 3)垂直按压输入"垂直按压输入"指的是通过在围绕参考位置的径向方向的多个方向中执行垂直 按压而输入指派给其的数据的输入。这里，参考位置可以改变至第一指示位置，第一指示位 置在围绕参考位置的径向方向与参考位置间隔开。在这种情况下，"垂直按压输入"可以用 于指通过在多个径向方向的第一指示位置处的垂直按压而执行的输入指派给其的数据的 输入。 该垂直按压输入指的是在手指与输入区域接触的状态下(在手指的接触部分的 边缘执行垂直按压，手指在多个径向方向中的任一个与输入区域接触)基于通过垂直按压 接触手指的边缘部分得到的接触区域来在预定方向直行垂直按压的动作。在这种情况下， 尽管手指的一部分可以离开输入区域并因此接触区域会改变，但是该动作比起通过有意地 抬起手指的一部分而在输入方向倾斜整个手指的动作较为次要。
在这种情况下，基于接触区域能够确定检测到按压的方向。 此外，基于预设的预定按压方向值来辨别接触和按压彼此。在值等于或大于允许
确定与输入区域接触的手指的预定按压检测值的情况下，或者在提供了按压检测部分以及
接触检测部分并且按压检测部分生成等于或大于预定值的按压方向值的情况下，可以确定
执行了垂直按压。 4)倾斜按压输入"倾斜按压输入"指的是通过在斜向下方向在多个径向方向的参考位置处执行按
压而输入指派给其的数据的输入。这里，"倾斜按压输入"也包括其中执行了斜向上方向输
入而不是斜向下方向输入或者在设定时间内执行了垂直按压和横向按压的输入形式。 对于该倾斜按压输入，如果在等于或大于预定方向值或预定方向值比率的值处同
时生成横向按压和垂直按压，则可以将该按压确定为倾斜按压。可选地，倾斜检测部分还可
以被提供并检测倾斜按压。 5)倾斜输入"倾斜输入"指的是通过执行其中手指在输入方向倾斜(S卩，当从输入区域检测到 在与输入方向相对的方向中的手指的接触部分时，整个手指在输入方向倾斜)的倾斜而输 入指派给其的数据的输入。在这种情况下，可以基于其中手指倾斜并且第一手指接触区域 改变(如果手指在预定方向倾斜，则在与输入方向相对的方向中的接触区域被消除并且输 入方向的接触区域增加)的形式来确定输入方向。可选地，当手指倾斜并消除了接触区域 之后在预定方向检测到垂直(或斜)按压时，可以基于在消除接触区域之前存在的接触区 域位置来确定倾斜输入。
有益效果 因此，根据本发明的数据输入设备和使用数据输入设备的输入转换方法使得能够 使用在参考位置和指示位置处的一个或多个输入动作在窄区域内输入大量数据。另外，它 们不需要通过连续输入动作的重复动作，从而能够防止由于用户的粗心引起的错误操作， 并因此由于能够执行正确的数据输入而具有优势。
另外，根据本发明的数据输入设备和使用数据输入设备的输入转换方法具有的优 势是由于简单的构造和简单的使用方法，它们能够提供便利的数据输入，并且由于它们能 够应用于各种信息设备，它们能够实现信息设备的轻重量和小体积。 另外，根据本发明，用户能够容易地将使用例如手指的可移动体部分执行的复杂 和连续的动作，例如移动、按压和倾斜，转换为大量的数据，并且能够将转换的数据传送到 中央处理单元。 另外，本发明能够容易地替换仅装配具有受限数目的同步输入的大部分小型电子 设备的输入设备。相应地，能够极大地减小基本时间延迟和不便利因素，例如重复输入、再 输入和附加输入，这些是基于计算机的传统小型化电子设备的输入设备固有的因素。
图1是用于安装了根据本发明的数据输入设备的电子设备的终端的立体图；
图2是示出在根据本发明的数据输入设备的第一实施例中检测到的手指的输入 动作的概念图； 图3至图9是根据本发明各个实施例的检测单元的截面图； 图10是示出由于根据本发明的数据输入设备中手指接触点的移动而引起的垂直 按压位置的移动的概念图； 图11是示出将图5和图7的实施例组合到一起的构造的截面图； 图12是示出根据本发明的组合输入的概念图； 图13是从不同角度看过去的图4的实施例的视图； 图14和图15是示出根据本发明各个实施例的检测单元的视图； 图16至23是示出本发明第二实施例的概念图； 图24是示出本发明第二实施例的实施的例子的立体图； 图25是示出本发明第二实施例的实施的概念图； 图26至28是示出根据本发明第二实施例的输入机构部分的视图； 图29是示出本发明第二实施例的使用的概念图； 图30是示出本发明第三实施例的截面图； 图31是示出本发明第四实施例的立体图； 图32和33是示出第四实施例的变型的例子的立体图； 图34是示出本发明的检测单元的位置转移的前视图； 图35是示出本发明的检测单元的输入方法的概念图； 图36示出了安装了根据本发明的按钮类型输入设备的信息终端； 图37和38是概念性地示出施加到动作表面和检测部分用于分离地检测在根据本
发明的按钮类型输入设备的各个区域中的力； 图39是示出对于在图38的动作表面上进行动作而处理输出信号的出现的方法的 流程图； 图40是概念性地示出由于图38的动作表面的移动引起的检测部分的变形的视 图； 图41是实施的例子，其中将图40的处理应用到实际的字符输入；
图42是便携终端，其中安装了使用根据本发明的两个动作表面的在两个方向检测第二力的按钮类型输入设备； 图43是复合信息设备，其中安装了根据本发明的触摸板类型输入设备； 图44是示出处理输入信号的出现用于产生施加到图43的固定表面的动力以及动
作压力分布量； 图45是概念性地示出由于施加到图43的固定表面的动力以及压力分布引起的检测线的变形的视图； 图46是示出在本发明中连续输入的概念的视图；以及 图47至49是示出根据本发明的输入机构部分的例子的立体图。
具体实施例方式
下面参考附图详细描述本发明的实施例。
〈第一实施例〉 根据本发明第一实施例的使用手指动作检测的数据输入设备1包括检测单元30以及控制单元，检测单元30配置用于在电子设备终端100的外壳110的一侧上形成预定输入区域。 检测单元30通过检测放置在输入区域的参考位置S的手指在预定径向方向的横向按压而生成第一定向输入信号，并通过检测在手指放置在参考位置S的状态下在预定方向倾斜的垂直按压而生成第二定向输入信号。另外，检测单元通过检测在围绕输入区域中的参考位置的任一预定径向方向中的倾斜按压而生成第三定向输入信号，并且通过检测在围绕参考位置的任一预定径向方向中的情形而生成第四定向输入信号。
这里，可以提供检测单元来仅检测第一至第四定向输入信号中的一个或多个。艮卩，假设第一定向输入信号是"1"，第二定向输入信号是"2"，第三定向输入信号是"3"并且第四定向输入信号是"4"，检测单元可以配置用于检测输入信号的两种类型("1，2"，"1，3"，"1，4"，"2，3"，"2，4"和"3，4")、输入信号的三种类型("1， 2， 3"， " 1， 3， 4"和"2， 3， 4")、或输入信号的四种类型d，2，3和4)。可以根据要通过检测单元输入的数据数目或检测单元的制造简易性来确定输入信号的类型。例如，如果能够仅使用两种类型的信号来指派要被输入的所有数据，检测单元可以配置用于检测第一定向输入信号和第二定向输入信号。显而易见检测单元可以配置用于检测两种类型信号的其它组合，这在上面已经描述。
可以执行设置以将第一至第四定向输入信号中的两个或更多个组合起来并且输入与指派给各个输入信号的数据不同的新数据。另外，当连续输入第一至第四定向输入信号中的两个或更多个时，可以一起输入指派给各个输入信号的数据。 这里，参考位置S可以设置在输入区域内或者不设置在输入区域内。在这种情况
下，当没有设置参考位置S并且手指或者与手指接触的物体与输入区域接触时，可以检测
手指或物体接触的接触区域并且可以将接触区域的中心设置作为参考位置。 同时，在控制单元内，将第一定向输入信号检测作为横向按压输入，将第二定向输
入信号检测作为垂直按压输入，将第三定向输入信号检测作为倾斜按压输入，并将第四定
向输入信号检测作为倾斜输入。 另外，术语"横向按压输入"指的是手指没有从第一接触点实际上空间移动的输入，而是通过在横向方向(不是精确的横向方向，而是包括近似于横向方向的所有方向)的按压生成第一定向输入信号，如图4(a)所示。 S卩，参考图2 ，横向按压输入PM参考当手指放置在参考位置S (图中的阴影区域指
示与手指接触的表面)时手指在预定横向按压方向按压检测单元30的输入。这里，横向按
压输入的特征是不是通过用手指刮擦检测单元30的顶表面的动作或类似动作来执行横向
按压输入，而是当保持手指和检测单元30之间的接触点时执行横向按压输入。 这里，横向按压方向的数目可以如同需要那样多。例如，当期望输入字符或预定数
据时，横向按压方向的数目可以被限制在预定的数目，如图2所示。可选地，当执行鼠标或
操纵杆功能时，可以提供所有的横向按压方向。 同时，术语"垂直按压输入"指的是配置用于在手指放置在参考位置(即如图13(c)所示手指放置在第一接触点)的状态下通过在预定方向的垂直按压而生成第二定向输入信号的输入。 换句话说，如图2所示，通过在围绕与手指接触的表面(阴影区域)提供预定垂直按压位置的状态中通过在垂直按压位置上垂直地按压手指来执行垂直按压输入PP。
相应地，当在从围绕参考位置的多个径向方向中选择的特定一个中生成垂直按压方向值时，输入用于对应方向的垂直按压数据。 尽管垂直按压位置的数目不受限制，必须在参考位置S附近提供垂直按压位置，从而能够通过手指的倾斜来选择参考位置S和垂直按压位置。 另外，术语"倾斜按压输入"指的是配置用于通过在参考位置的多个径向方向中任一个的斜向下方向中按压而生成第三定向输入信号来输入指派的数据的输入。当以预定方向值或更大方向值或以两者之间的预定方向值比率一起执行横向按压和垂直按压时，可以检测倾斜按压输入。可选地，可以通过另外提供倾斜检测单元来检测倾斜按压输入。
如图13(b)所示，可以通过在手指相对于输入区域倾斜的状态下进行按压来执行倾斜按压输入。 在上述情况下，可以基于按压角度辨别垂直按压输入和倾斜按压输入。相应地，可以通过相同的方向部分生成对应于不同角度的不同的检测值，因此可以通过使用不同的检测值辨别垂直按压输入和倾斜按压输入。可选地，可以提供对应于倾斜按压和垂直按压的各个检测部分，因此当在输入对应的按压输入时与预定按压输入对应的检测部分、或已经生成更高检测值的检测部分生成等于或大于预定检测值的值时，可以辨别垂直按压输入和倾斜按压输入。 同时，倾斜输入指的是通过执行其中手指在输入方向倾斜(S卩，整个手指在输入方向倾斜而在相对方向的手指的接触部分被从输入区域移除)的倾斜而生成第四定向输入信号并且输入指派的数据的输入。在这种情况下，如图4(b)所示，可以基于其中当手指倾斜时初始手指接触区域变化(当手指在预定方向倾斜时，在与输入方向相对的方向中的接触区域被消除并且在输入方向的接触区域增加)的形式来检测输入方向。可选地，在通过手指的倾斜已经消除接触区域之后当在预定方向检测到垂直(或对角)按压时，可以基于在被消除前存在的接触区域的位置来检测倾斜输入。 在这种情况下，下面描述对于每种类型的输入确定每个输入方向的方法。 对于横向按压输入，检测部分可以在两个或更多个预定方向位于输入区域中，从而能够确定横向按压输入的输入方向，并且可以基于检测部分的检测值来确定横向按压的输入方向。 可选地，当用于检测横向按压的检测部分是能够确定横向按压方向的检测部分
时，例如通常用作触觉传感器的力传感器，可以基于其中在横向按压过程中已经生成检测
值的一个或多个横向按压检测部分的检测值来确定横向按压输入方向。 通过上述处理而不管是否设置了参考位置能够确定输入方向。
以与上述关于横向按压输入相同的方式执行检测倾斜按压输入方向。 对于垂直按压输入，当设置了参考位置时，垂直按压方向部分可以位于围绕参考
位置的多个方向。当没有设置参考位置时，可以基于接触区域确定垂直按压输入方向。相
应地，用户通过通过在输入区域的任何位置垂直地按压手指来执行垂直按压输入。 对于倾斜输入，可以基于由于手指倾斜引起的初始接触区域中的改变来确定其输
入方向。相应地，对于倾斜输入，能够不管是否设置了参考位置来确定倾斜输入方向。 检测部分的上述配置以及用于上述定向输入方法的上述信号处理方法仅是例子，
根据本发明的基于手指动作检测第一至第四定向输入(即，横向按压输入，垂直按压输入，
倾斜按压输入和倾斜输入)的更多种类的方法可以是更加多样的。相应地，尽管与本发明
的数据输入设备相同领域的普通技术人员使用本发明没有提及的检测部分的配置以及信
号处理方法，应当考虑到只要本发明中没有提及的检测部分的配置以及信号处理方法能够
被容易地实施以产生与本发明的定向输入机构相同的定向输入结果，检测部分的配置以及
信号处理方法就落入本发明的范围内。 尽管分离地执行横向按压输入，垂直按压输入，倾斜按压输入和倾斜输入，并且因此能够输入指派给对于预定方向的各个输入的数据，能够连续地执行各个输入，并且因而，能够连续地处理指派给各个输入的数据。 这里，下面将更加详细描述连续输入。如果通过在预定方向横向按压手指来执行横向按压输入，推动手指的肉，因此手指的位置变化。在输入区域由软弹性材料制成的情况下，通过输入区域能够更容易出现推现象。相应地，尽管手指和输入区域彼此保持接触，手指的位置空间地移动跨过输入区域，结果是如果在在预定方向执行横向按压的状态下执行垂直按压，连续输入对于预定方向的横向按压和对于预定方向的垂直按压。例如，如果在已经在12点钟方向执行了横向按压的状态下在3点钟方向执行垂直按压，垂直按压的3点钟点与首先执行垂直按压的参考位置不同。即，3点钟点移动一定距离，在该距离上已经执行横向按压。 然而，在本发明中，即使在这种情况下，S卩，即使在已经执行了较前输入之后立即执行较后输入时，识别较后输入，并且因此能够在相同时间执行两个或更多个输入。相应地，即使在已经在预定方向执行了横向按压输入的状态下，能够在任意径向方向执行垂直按压输入、倾斜按压输入或倾斜输入。 当在预定方向执行横向按压输入、垂直按压输入、倾斜按压输入和倾斜输入时，通过基于手指和输入区域之间的接触区域而确定输入方向的参考位置、将较前输入的输入位置设置作为用于较后输入的参考位置、或使得用于较后输入的多个指示位置在较前输入的输入位置之后，能够执行该连续输入。可选地，也能够使用各种方法实施该连续输入。
例如，可以使用横向按压输入被终止的点作为参考位置来确定用于较后输入的指示位置。 下面将参考图46详细描述。这里，在图46中，实际上在检测单元30上指示了参考位置S和围绕参考位置的指示位置P。 首先，当手指首次与检测单元30接触时，将接触区域的中心设置作为参考位置S，并且围绕参考位置生成指示位置P (①)。这里，当在3点钟方向执行横向按压输入时，输入指派给横向按压输入的数据(②)。由于手指已经在3点钟方向移动，基于手指与检测单元30接触的点再次生成参考位置S和指示位置P。 此时，通过在12点钟方向执行垂直按压输入能够连续地输入指派的数据(③)。
同时，检测单元30可以被提供为各种形状。例如，如图1的外壳110的右侧上所示，检测单元30能够具有圆形。如图1的外壳110的左侧上所示，检测单元30能够具有正方形。显而易见，输入区域的区间也能够按照需要被提供为各种形状。
检测单元30能够还生成中央输入信号以检测通过手指对参考位置S的按压。
通过对参考位置S的垂直按压生成中央输入信号。当接收到中央输入信号时，控制单元能够将接收到的中央输入信号处理作为中央输入，从存储器单元提取对应于中央输入的字符、数字、数据或功能指令，并输入它们。 同时，检测单元30还能够生成中央检测信号以检测手指在参考位置S上的放置。
中央检测信号用于确定手指是否与参考位置S接触，并且与中央输入信号相辨别，中央输入信号用于通过按压参考位置S输入指派给参考位置S的数据。
换句话说，当使用手指执行垂直按压输入PP时，可以通过将手指放置在参考位置S上或者在手指与参考位置S间隔开的状态下通过直接按压垂直按压位置来执行垂直按压输入PP。使用中央检测信号可以辨别两种类型的输入动作。 相应地，当同时生成中央检测信号和第二定向输入信号时(即在当手指放置在参考位置S上的状态下执行垂直按压的情况下)，控制单元使得输入第一数据，并且当仅生成第二定向输入信号时(即，在当手指与参考位置S间隔开的状态下执行垂直按压的情况下)，控制单元使得输入第二数据。 这里，可以在显示单元123或检测单元30中的任一个提供用于显示指派给每个横向按压方向和垂直按压位置的数据的键盘显示单元81。当提供中央检测功能时，根据是否生成了中央检测信号可以转换和显示指派给垂直按压位置的数据。 可以以各种形式提供检测单元30。例如，可以以能够由手指按压而被弹性变形的压电检测面板40的形式提供检测单元30。 压电检测面板40允许根据当向压电检测面板40施加外力时的外力的量来改变输出电流或电压的值。例如，可以使用压电传感器作为压电检测面板40，但是压电检测面板40不限于此。S卩，可以使用能够被压縮或松弛的传感器来实施压电检测面板40，并且因此使得当由按压被松弛或压縮时改变电流值，例如，在松弛期间生成(_)值并且在压縮期间生成(+)值。可选地，也可以使用本领域技术人员公知的并且能够检测垂直力和横向力的力传感器。 当使用通过压縮和松弛改变其电流值的传感器实施压电检测面板40时，使用已经生成电流值的位置以及通过检测由于压縮和松弛引起的电流值的改变得到的电流值改变的类型，来确定是否已经在对应位置执行了垂直按压输入PP、横向按压输入PM或倾斜按压输入PS。 换句话说，当如图14(b)所示，在如图14(a)所示的压电检测面板40上执行垂直按压时，在对应垂直按压位置发生电流值的改变。这里，由于在图14(b)中由垂直按压已经压縮了压电检测面板40，生成(+)值，在这种情况下确定已经在垂直按压位置执行了垂直按压输入PP。 另外，当执行横向按压时，如图14(c)所示变形压电检测面板40。这里，压縮压电检测面板40的右侧，因此生成(+)值；松弛压电检测面板40的左侧，因此生成(_)值。相应地，在这种情况下，确定已经在朝向已经生成了 (+)电流值的点执行了横向按压输入PM。
另夕卜，当执行倾斜按压时，倾斜压电检测面板40，如图14(d)所示。因此，压下和压縮压电检测面板40的由此，并且因此生成(+)值；倾斜和松弛压电检测面板40的左侧，并且因此生成(_)值。相应地，在这种情况下，确定已经在朝向已经生成了 (+)电流值的点执行了倾斜按压输入PS。 同时，当以压电检测面板40的形式提供检测单元30时，控制单元，例如，可以基于已经改变输出值的压电检测面板40的位置来确定横向按压方向或垂直按压方向，并且可以基于输出值的改变程度来确定是否已经执行了横向按压或垂直按压。
例如，如果在压电检测面板40中检测到的按压力等于或大于设定值并小于设定值的3倍，控制单元可以确定手指已经放置在压电检测面板40上，如果在压电检测面板40中检测到的按压力等于或大于设定值的3倍并小于设定值的7倍，控制单元可以确定按压是横向按压输入PS，如果在压电检测面板40中检测到的按压力等于或大于设定值的7倍，控制单元可以确定按压是垂直按压输入PP。 换句话说，施加等于或小于设定压力的按压力的输入可以被确定为横向按压，并且施加等于或大于设定压力的按压力的输入可以被确定为垂直按压。换句话说，基于由于横向按压和垂直按压引起的压力值的差异来确定输入。由于在垂直方向的横向按压的按压力小于在垂直方向的垂直按压的按压力，所以使用该方法。
这里，可以按照需要不同地改变多个设定值。 可选地，可以基于已经围绕参考位置S生成了按压力的位置来同步地确定是否已经执行了横向按压或垂直按压以及横向按压方向和垂直按压位置。 例如，如图10(a)所示，当在已经在参考位置S检测到与手指的接触的状态下在径向方向检测到按压力时，控制单元可以确定接触是横向按压输入PS。当在没有在参考位置S检测到与手指的接触的状态下在径向方向检测到按压力时，控制单元可以确定接触是垂直按压输入PP。 这里，根据按压力的强度，可以将一个或多个第一定向输入信号、第二定向输入信
号和中央输入信号分类为两个或更多个多级信号，并然后生成这些信号。 S卩，当接收到相同的第一定向输入信号时，通过细分检测单元30生成的每个信号
值的输出范围，根据输出值的大小将输入信号划分为两个或更多个多级信号，然后输入该
输入信号。 相应地，由于指派给每个横向按压方向或每个垂直按压位置的数据量能够增加多级输入的数目，输入的容量能够被最大化。 同时，如图9所示，检测单元30还包括具有环形形状的旋转检测部分85。旋转检测部分85与参考位置S间隔开预定间隔，并当如后所述操控3D物体时，使得3D物体旋转并且围绕参考位置S在2D平面上移动。 控制单元(未示出)基于第一定向输入信号和第二定向输入信号确定手指的横向按压方向或垂直按压位置，从存储器单元(未示出)提取指派给对应径向方向和对应按压位置的数据，并且输入提取的数据。 通过横向按压或垂直按压输入的数据能够是各种类型。 例如，在例如韩语字符、英语字符、数字和符号被指派给横向按压方向或垂直按压
位置并且控制单元接收第一定向输入信号或第二定向输入信号的情况下，可以从存储器单
元提取指派给横向按压方向或垂直按压位置的对应字符并输入该字符。 在这种情况下，可以按照需要以各种方式布置各个字符。例如，可以通过横向按压
输入辅音字符，可以通过垂直按压输入元音，可以通过横向按压输入韩语字符，并且可以通
过垂直按压输入数字和符号。 另外，通过连续地执行横向按压输入和垂直按压输入几乎可以同时输入指派给横向按压的第一字符和指派给垂直按压的第二字符。详细地，在围绕参考位置的多个横向按压方向的任一个中已经执行横向按压的状态下，可以在围绕参考位置的多个垂直按压位置中的任一个中执行垂直按压输入。换句话说，在多个方向的任一个中已经执行了横向按压和垂直按压的任一个输入的状态下，可以在多个方向的任一个中执行横向按压和垂直按压的另一个输入。相应地，可以连续地和同时地输入基于横向按压和垂直按压的第一字符和第二字符，从而使得能够快速输入。 如上所述，同时执行横向按压和垂直按压。因而，在执行切换至鼠标或操纵杆模式的情况下，可以通过横向按压执行鼠标指针的移动或操纵杆的游戏角色移动功能，可以通过使用鼠标的左右按钮的垂直按压来执行拖拽或文件拖拽，或者当玩游戏时，当通过横向按压移动字符时可以通过垂直按压执行进攻命令。即，在游戏中，可以执行操纵杆的游戏角色操控功能，使得通过同时执行两个或更多个定向输入来移动字符并执行各种命令键。例如，能够执行在使角色奔跑的同时改变视野以及在在射击的同时奔跑。 可选地，在计算机上实施的用于3D物体的图形任务模式中，能够通过横向按压执行3D物体的移动，并且能够通过垂直按压来执行在垂直按压方向旋转物体的功能。
这里，3D物体的旋转指的是在将物体固定到3D坐标的预定位置的状态下，旋转物体而不移动。由旋转检测部分85辨别这样的旋转和在2D平面中的旋转移动。
同时，本发明的输入设备能够通过横向按压和垂直按压的组合输入来输入第三字符，而不是指派给横向按压和垂直按压的字符。例如，在通过在12点钟方向的横向按压输入PM工来输入"")"、并通过在12点钟方向的垂直按压输入PP工来输入"卜"的情况下，通过在12点钟方向的横向按压和垂直按压的组合输入可以输入符号"0"而不是""n，，或"卜"。换句话说，在通过如图12(a)所示在1点钟方向执行横向按压输入PM工的状态下，通过如图12(b)所示在1点钟方向连续执行垂直按压输入PPp能够输入与单个横向按压输入和单个垂直按压输入不同的字符。还应当注意，在已经第一次执行垂直按压输入的状态下，可以执行横向按压输入。在这种情况下，能够输入与连续输入横向按压输入和垂直按压输入的情况下不同的字符。 可以使用各种方法执行这样辨别组合输入和单个输入(横向按压输入或垂直按压输入)，例如在已经执行横向按压的状态下检测到垂直按压处于预定时间值内的情况下 确定待定的输入是组合输入(或反之亦然)的方法，或者基于在横向按压或垂直按压中检 测到的压力值确定是否已经执行了组合输入的方法。 另外，可以分离地提供对应于横向按压的移动部分和对应于垂直按压的按压部 分，从而使得连续输入或组合输入横向按压和垂直按压成为可能。 另外，本发明的输入设备可以提供作为一套或两套。此外，可以提供每个横向按压
和垂直按压以使得多级输入成为可能。另外，可以在执行输入的同时辨别下述情况在使用
中央检测信号已经输入中央检测信号的状态下，执行横向按压或垂直按压的情况，以及在
还没有输入中央检测信号的状态下，执行横向按压和垂直按压彼此的情况。 此外，使用应用两套输入设备的方法、多级输入和中央检测信号，可以按照需要增
加能够输入到根据本发明的输入设备的字符的数目。相应地，在韩语字母表、英语字母表和
平假名之一已经都被布置的状态下，也可以另外指派数字和符号，从而使得快速输入成为可能。 同时，参考位置S可以固定在输入区域的一侧，但是可以根据手指放置在检测单 元30上的接触位置移动，如图10(b)所示。在这种情况下，也可以沿着参考位置S移动垂 直按压位置。 即，尽管移动与压电检测面板40接触的手指并且参考位置从Sl改变至S2，沿着参 考位置S移动垂直按压位置。相应地，可以正好在移动至的参考位置S2执行垂直按压而不 需要为了垂直按压的目的返回原始参考位置S1。 在这种情况下，在鼠标或操纵杆模式下，可以通过手指的接触点的移动执行鼠标 指针的移动或操纵杆的游戏角色的移动，并且可以通过垂直按压执行鼠标的左右按钮操纵 功能或操纵杆的游戏角色操纵功能。 以相似的方式，在用于3D物体的图形工作中，可以通过手指的接触点的移动执行 物体的移动，并可通过垂直按压执行在垂直按压方向旋转物体的功能。 同时，也可以在典型触摸屏幕上实施通过上述检测单元30的横向按压和垂直按 压。 同时，如图7所示，在手指放置在其上的检测单元30上可以另外提供由弹性材料 制成的盖部50。 盖部50提供为围绕检测单元30，并用于防止检测单元30受磨损、受损坏等，并且 防止灰尘、水等进入检测单元30。 这里，在手指和检测单元30之间插入盖部50，但是不辨别横向按压和垂直按压。 相应地，盖部50不执行例如典型输入装置的功能。 盖部50可以紧密地附接到检测单元30，从而它们相对于彼此不能移动。 可以在盖部50上另外提供用于在横向按压过程中防止手指滑动的滑动防止装置51。 可以用多种方式提供滑动防止装置51 。例如，盖部50可以由例如具有大摩擦力的 橡胶的材料制成，并且在盖部50上可以形成突出和凹陷。 同时，如图8(b)所示，在盖部50上可以另外提供用于显示对于每个横向按压输入 PM的横向按压方向和对于每个垂直按压输入PP的垂直按压位置的显示装置55。
显示装置55可以显示横向按压方向和垂直按压方向并显示数据，例如指派给横 向按压方向或垂直按压方向的字符和数字。 另外，可以在每个垂直按压位置另外提供用于在垂直按压过程中集中按压力的按 压突起53。按压突起53局部地集中由横向按压输入PM或垂直按压输入PP过程中的按压 力导致的弹性变形，从而增加输出值的改变。结果，压电检测面板40可以有效地检测横向 按压输入PM和垂直按压输入PP。 下面，将参考附图描述本发明的详细实施例。 图3是示出根据本发明实施例的检测单元30的截面图。 参考附图，检测单元30包括具有与手指的接触表面的形状相对应的凹入输入区 域的第一压电检测面板41。 参考图3 (a)，在多个垂直按压位置或多个横向按压方向以规律间隔顺序地与参考 位置S间隔开的状态下，其中参考位置S位于手指的接触表面的中心，在第一压电检测面板 41的径向方向布置垂直按压位置或横向按压方向。 即，用于检测手指的垂直按压输入PP的垂直按压位置置于参考位置S位于的第一 压电检测面板41的中心之外，并且用于检测横向按压输入PM的横向按压方向置于垂直按 压位置之外。 换句话说，第一压电检测面板41根据手指的接触表面的形状凹入，从而横向按压 方向置于在横向方向中手指按压的位置并且垂直按压位置置于手指倾斜和向下按压的位置。 在这种情况下，变形防止凹槽57可以分开和划分垂直按压位置、横向按压方向或 垂直按压位置以及横向按压方向。 同时，如图7(b)所示，可以提供第一压电检测面板41的平面形状。 同时，如图3(b)所示，可以根据具有凹入形状的外壳110中的各个横向按压方向
和各个垂直按压位置划分和提供第一压电检测面板41 (41a，41b和41c)。 这里，附图标记41a表示用于检测横向按压输入PM的第一压电检测面板41 ，41b
表示用于检测垂直按压输入PP的第一压电检测面板41 ，并且41c表示用于检测朝向参考位
置S的中央按压压力PC的第一压电检测面板41。 图4是根据本发明另一个实施例的检测单元30的截面图。 参考附图，检测单元30可以包括检测垂直按压并生成第二定向输入信号的第二 压电检测面板42 、提供在第二压电检测面板42之下并与第二压电检测面板42接触、配置用 于检测在横向按压过程中进行接触的第二压电检测面板42的推动并生成第一定向输入信 号的第三压电检测面板43。 S卩，通过位于上侧的第二压电检测面板42检测垂直按压输入PP，并且通过在第三 压电检测面板43中的推动检测横向按压输入PM，通过手指的按压力使第三压电检测面板 43与第二压电检测面板42接触。 图5是根据本发明又一个实施例的检测单元30的截面图。 参考附图，检测单元30可以包括第四压电检测面板44，与手指接触并配置用于 检测垂直按压输入PP并生成第二定向输入信号；多个垂直突起37，从第四压电检测面板44 向下突出；以及第一移动检测部分31，提供在围绕各个垂直突起37的各个横向按压方向中并且配置用于在横向按压输入PM的过程中与垂直突起37接触或被按压并且生成第一定向 输入信号。 手指放置在第四压电检测面板44上，并且第四压电检测面板44提供用于检测垂 直检测输入PP。 垂直突起37从第四压电检测面板44向下突出，并且当第四压电检测面板44在横 向按压输入PM的过程中被按压力推动时在横向方向移动。垂直突起37与第一移动检测部 分31接触或被按压并且检测横向按压输入PM。 垂直突起37与第一移动检测部分31可以仅提供在参考位置S处，或者多个垂直 突起37与第一移动检测部分31可以分布在整个输入区域中。 在后一情况中，即使在移动参考位置S的情况下，能够在各种位置执行横向按压 输入PM。 图6是根据本发明又一实施例的检测单元30的截面图。 参考附图，检测单元30可以包括第五压电检测面板45，具有在参考位置S处的 通孔38并配置用于检测垂直按压输入PP并生成第二定向输入信号；以及第二移动检测部 分32，插入在通孔38中，提供用于由手指在各个径向方向倾斜，并且配置用于在横向按压 输入PM的过程中生成对应的第一定向输入信号。 在第二移动检测部分32中，检测横向按压输入PM的方法不限于此。例如，当第二 移动检测部分32通过按压力被倾斜时，第二移动检测部分32可以通过其一个下侧的松弛 或压縮来检测横向按压方向，并且检测与第五压电检测面板45的接触或当通过按压力被 倾斜时的按压力。 图7是根据本发明另一实施例的检测单元30的截面图。 参考图7(a)，检测单元30包括第六压电检测部分46和第七压电检测单元47。
如图7(b)所示，第六压电检测部分46可以以带状形式围绕参考位置S而置于不 同间隔。每个第六压电检测部分46检测垂直按压输入PP，并生成第二定向输入信号。
第七压电检测部分47置于各个第六压电检测部分46之间，并且具有比第六压电 检测部分46低的高度，使得在垂直按压输入PP的过程中不被按压。第七压电检测部分47 在横向按压输入PM过程中由第六压电检测部分46在横向按压方向受压，并生成第一定向 输入信号。 这里，第七压电检测部分47的高度可以各种方式变化。然而，优选地，尽管垂直按 压输入PP按压第六压电检测部分46，第七压电检测部分47的高度低于能够防止手指或盖 部50的按压力被传送的高度。 同时，在横向按压输入PM的过程中，由位于参考位置S的第六压电检测部分46 将按压力传送到第七压电检测部分47，从而生成在对应的横向按压方向的第一定向输入信 号。 同时，如图7(c)所示，导电弹性部65置于第六压电检测部分46和第七压电检测 部分47之间。 在这种情况下，每个第六压电检测部分46和第七压电检测部分47的一端被通过 导电弹性部65电连接到控制单元，并且每个第六压电检测部分46和第七压电检测部分47 的另一端被通过电路板115上提供的终端电连接到控制单元。
同时，图11示出了将图5所示的实施例和图7所示的实施例组合到一起的构造。 垂直突起37a通过在横向按压输入PM过程中在左方向按压的第七压电检测部分47a来生 成第一定向输入信号。垂直突起37b通过在横向按压输入PM过程中在右方向按压的第七 压电检测部分47b来生成第一定向输入信号。相似地，垂直突起37c在横向按压输入PM过 程中在向前方向(垂直突起37c穿过表面的方向)生成第一定向输入信号，并且垂直突起 37d在向后方向(垂直突起37c向上穿过表面的方向)生成第一定向输入信号。
图8是根据本发明又一实施例的检测单元30的截面图。 参考附图，检测单元30包括第八压电检测面板48，与手指接触并配置用于检测 垂直按压输入PP并生成第二定向输入信号；第三移动检测部分33，提供在第八压电检测面 板48之外并配置用于检测在横向按压输入PM过程中由于第八压电检测面板48的推动而 进行的接触并生成第一定向输入信号。 这里，如图8(b)所示，在第三移动检测部分33能够提供垂直按压位置，但是可以 与在横向按压方向中相同的方式在第八压电检测面板48中提供垂直按压位置。
同时，在垂直按压输入PP的情况下能够与显示装置55集成地提供按压突起53，并 且在横向按压输入PM的情况下在第八压电检测面板48和第三移动检测部分33之间提供 按压突起53。 同时，图8(c)和(d)示出了在第八压电检测面板48的下面提供的终端61的形状。 终端61可以提供为多种类型。如(c)所示，终端61可以提供为格状矩阵形式，并且基于已 经输出了电流值或电压值的位置的X和Y坐标来确定横向按压或垂直按压位置。如(d)所 示，可以在输入区域的各个位置分布多个终端61。
图9是根据本发明又一实施例的检测单元30的截面图。 参考附图，检测单元30包括第九压电检测面板49，与手指接触并配置用于检测 垂直按压输入PP并生成第二定向输入信号；第四移动检测部分，基于参考位置S根据各个 径向方向提供在第九压电检测面板49中并配置用于检测在横向按压输入PM过程中由于第 九压电检测面板49的推动而进行的接触并生成第一定向输入信号。 第四移动检测部分34可以例如提供在第九压电检测面板49中并检测在横向按压 输入PM过程中由于第九压电检测面板49的推动而带来的横向按压力。
第四移动检测部分34在数目上可以是各种各样的。例如，如图9所示，第四移动 检测部分34可以分别提供在横向按压方向。 图15是根据本发明又一实施例的检测单元30的平面图。 参考附图，如图15(a)所示，检测单元30通过在垂直按压位置的垂直按压输入PP 生成第一定向输入信号，并且通过在横向按压位置的横向按压输入PM生成第二定向输入 信号。此时，当以环状形式提供在弹性部65之外的横向按压检测单元66被按压并同时检 测单元30的弹性部65由于按压力而变形时，执行横向按压输入PM。 此外，可以在检测垂直按压输入PP的检测单元(未示出)上提供弹性部65，但是 弹性部65可以具有这样的结构弹性部本身检测垂直按压输入PP。 同时，如图15(b)所示，检测单元可以包括提供在弹性部65的下部或弹性部65内 的检测单元67。在这种情况下，在检测单元30中，弹性部65由于垂直按压位置的垂直按压 输入PP而变形，并且这样的变形由检测部分67检测，从而执行垂直按压输入PP。
另外，由于在横向按压方向的横向按压输入PM使得弹性部65变形，并且这样的变 形由检测部分67检测，从而执行横向按压输入PM。
〈第二实施例〉 根据本发明第二实施例的数据输入设备提供在用于电子设备的终端的预定输入 区域中，并且包括检测单元30和控制单元(未示出)。 更详细地，检测单元30检测参考位置S以及围绕参考位置S放置和显示的在多个 第一指示位置P处的横向按压输入PM和垂直按压输入PP，其中在输入区域中显示通过手 指在输入区域中的接触或按压而显示参考位置S，并且检测单元30生成与横向按压输入PM 对应的第一定向输入信号以及与垂直按压输入PP对应的第二定向输入信号。
这里，通过手指的接触或按压在输入区域显示参考位置S，但是可以在参考位置S 显示在输入区域的状态下提供参考位置S。 此外，检测单元30可以采用例如触摸板、触摸屏或压电检测面板的检测装置。另 外，在触摸板或触摸屏仅检测接触或横向按压的情况下，可以与触摸板或触摸屏一起使用 压电检测面板。 可以在整个输入模式(见图16(b))和部分输入模式(见图16(c))中执行向检测
单元30的数据输入，在整个输入模式中，在手指放置在检测单元30的状态下(见图16 (a))
在第一指示位置P中的一个上执行横向按压输入PM和垂直按压输入PP，在部分输入模式
中，在第一指示位置P中的一个上执行横向按压输入PM和垂直按压输入PP。 这里，可以通过检测与检测单元30的接触区域并确定接触区域是否小于预定区
域来辨别整个输入模式和部分输入模式。 更详细地，当手指与检测单元30的几乎整个表面接触时，如图17 (a)所示，可以确 定是整个输入模式，并且当手指仅与检测单元30的部分接触时，如图17(b)所示，可以确定 是部分输入模式。这里，辨别整个输入模式和部分输入模式的接触区域的界限并不特定受 限。即，可以根据检测单元30的大小、置于检测单元30中的第一指示位置P的数目等确定 接触区域的界限。例如，可以根据与检测单元30的接触区域是30%或更多来辨别整个输入 模式和部分输入模式。 另外，在检测单元30形成在输入区域中并且构造了检测手指在检测单元上的第 一指示位置的接触的检测部分67的情况下，如图17(c)所示，可以通过在检测部分67中检 测放置在检测单元30上的手指的接触来执行整个输入模式和部分输入模式。例如，当在两 个或更多个检测部分67检测到手指的接触时，可以确定是整个输入模式。
如上所述，如果辨别出整个输入模式和部分输入模式，能够辨别在整个输入模式 中的每个第一指示位置P处的横向按压和垂直按压带来的输入以及在部分如数模式中的 每个第一指示位置P处的横向按压和垂直按压带来的输入。相应地，如果由于在检测单元 30中有4个第一指示位置而在部分输入模式中可以输入总共8个数据，通过整个输入模式 可以输入8个不同的数据，从而加倍数据输入能力。 同时，当通过倾斜按压进行倾斜按压输入PS时，检测单元30可以生成第三定向输 入信号。即，当在设定时间范围内同时检测到在检测单元30上的横向按压和垂直按压时， 检测单元30可以生成与倾斜按压输入PS对应的第三定向输入信号，并且控制单元可以处 理与横向按压输入PM以及垂直按压输入PP不同的第三数据。
例如，在如图18所示将"^，，指派给1点钟方向的第一指示位置处的横向按压(图 18的①)并且将"丄，，指派给1点钟方向的第一指示位置处的垂直按压(图18的②)的情 况下，在1点钟方向的第一指示位置处可以将"n，，而不是"L，，或"丄，，指派给倾斜按压(图 18的③)。 可以以各种方式执行该倾斜按压输入PS，如图19所示。换句话说，通过在执行横 向按压的状态下执行垂直按压可以执行该倾斜输入PS，如图19(a)所示，并且通过在执行 垂直按压的状态下执行横向按压可以执行该倾斜输入PS，如图19(b)所示。另外，可以通过 在斜向下方向增加压力可以执行该倾斜按压输入PS，如图19(b)所示，并且通过在斜向上 方向降低第一施加的压力可以执行该倾斜按压输入PS，如图19(d)所示。
此时，如果以被向上推的方式执行该倾斜输入，如图19(d)所示，在推的方向将生 成压縮并且将生成压縮压力值，并且在相对于推动方向的方向将生成松弛值并且将生成斜 向上倾斜。可选地，如图19(d)所示，可以提供能够检测向上推的向上检测单元35以检测 斜向上倾斜。 压电检测面板或类似等可以检测用于倾斜按压输入PS的压力改变。优选地，检测
单元30由弹性材料制成，从而可以容易地执行各种倾斜按压输入(PS)操作。 通过示例的方式描述通过该横向按压、垂直按压和倾斜按压进行的数据输入。 在图18所示的检测单元中，在1点钟方向的第一指示位置处的横向按压输入(PM，
图18的①)输入"1_",在1点钟方向的第一指示位置处的垂直按压输入(PP，图18的②)输
入"丄，，,并且在1点钟方向的第一指示位置处的倾斜按压输入(PS，图18的③)输入"xc"。
相应地，通过连续执行它们可以输入字符"^"。 这里，不仅通过执行输入的位置，而且通过输入的压力值和输入之间的间隔来辨 别每个输入。 在基于压力值的该辨别中，当第一指示位置P的压力值是30或更小时，可以确定 是横向按压输入PM，当第一指示位置P的压力值是50或更大时，可以确定是垂直按压输入 PP。相应地，如果在执行横向按压输入PM的状态下将压力值增加20，变成垂直按压输入PP， 从而可以理解连续地执行横向按压输入PM和垂直按压输入PP。 另外，尽管在执行横向按压输入PM的状态下增加50(即与垂直按压对应的压力 值)，可以理解连续地执行横向按压输入PM和垂直按压输入PP。 这里，如果连续执行的横向按压输入(PM，见图20(a))和垂直按压输入(PP，见图 20(b))在预定时间范围内被连续执行，如图20所示，可以确定是倾斜按压输入PS而不是 横向按压输入和垂直按压输入。即，倾斜按压输入PS是将横向按压和垂直按压组合在一 起的类型。在设定时间范围内执行横向按压和垂直按压的情况下，确定是倾斜按压输入而 不是横向按压输入和垂直按压输入，可以输入与横向按压输入的数据("L"，即图18的1 点钟方向输入)或垂直按压输入的数据("1"，即图18的1点钟方向输入)不同的数据 ("n"，即图18的1点钟方向输入)。 此外，可以组合并输出横向按压输入PM、垂直按压输入PP和倾斜按压输入PS。换 句话说，横向按压输入PM和倾斜按压输入PS可以被组合并输入作为新数据，如图21 (a)所 示，并且倾斜按压输入PS和垂直按压输入PP可以被组合并输入作为新数据，如图21 (b)所 示。另外，横向按压输入PM和垂直按压输入PP可以被组合并输入作为新数据，如图21 (c)所示，并且横向按压输入PM、垂直按压输入PP和倾斜按压输入PS可以被组合并输入作为新 数据，如图21(d)所示。 另外，在检测单元30中，第二指示位置P2可以置于径向方向的每个第一指示位置 P1处。这里，指派给每个第二指示位置P2中的横向按压和垂直按压的数据也可以通过横向 按压和垂直按压在第二指示位置P2输入。 如上所述，围绕参考位置S布置第一指示位置PI和第二指示位置P2，从而使得更 多的各种输入成为可能。换句话说，可以执行对于整个检测单元30的在第一指示位置(PI) 方向的动作带来的输入，如图22(a)所示，可以执行在每个第一指示位置P1的横向按压输 入和垂直按压输入，如图22 (b)所述，并且，尽管未示出，可以执行在每个第一指示位置PI 处的倾斜按压输入。另外，如图22(c)所示，与对每个第一指示位置P1的横向按压输入一 起也可以执行从每个第一指示位置PI至每个第二指示位置P2的横向按压输入。
另外，如图22(d)所示，也可以执行对每个第一指示位置P1的垂直按压输入以及 从每个第一指示位置P1至每个第二指示位置P2的横向按压输入。另外，如图22(e)所示， 也可以执行对每个第一指示位置P1的横向按压输入以及从每个第一指示位置P1至圆柱方 向的横向按压输入。 另外，如图23(a)至(c)所示，可以用各种形式执行在各个第一指示位置PI处的 横向按压输入。换句话说，在每个第一指示位置可以通过横向按压执行横向按压输入，如图 23(a)所示，可以执行从每个第一指示位置至径向方向的向内或向外方向的横向按压输入， 如图23(b)所示，并且可以执行从每个第一指示位置至圆柱面方向的横向按压输入，如图 23(c)所示。 通过检测生成按压的点并确定与该点对应的第一指示位置PI和第二指示位置P2 来执行是否在预定第一指示位置PI和预定第二指示位置P2进行输入的确定，因为有的垂 直按压在横向按压输入过程中生成。 此外，为了帮助在第一指示位置PI和第二指示位置P2的各种输入，弹性部65可 以在每个第一指示位置PI或每个第二指示位置P2形成为突起。 例如，透明的弹性部65可以形成在触摸屏上，从而弹性部65以预定形式从触摸屏 上突起，如图24所示，从而改善手指按压的传送或手指的操控性能。 另外，在例如触摸屏的输入区域，在参考位置S可以提供具有圆形形状的弹性部 65，并且具有环形形状的、在围绕参考位置S的径向方向彼此间隔开的弹性部65可以被提 供为突起，如图25所示。在这种情况下，对于参考位置可以进行横向按压输入PM，并且对于 在环形弹性部65中提供的第一指示位置可以进行横向按压输入PM和垂直按压输入PP。
另外，也可以在普通触摸屏上实施上述各种输入。即，能够检测横向按压和垂直按 压的检测部分被提供在触摸屏的下面从而可以执行每个输入。 可选地，可以在本身能够检测横向按压和垂直按压的触摸屏上执行输入。由于能 够检测横向按压和垂直按压的触摸屏对于本领域技术人员是公知的，这里省略通过触摸屏 实施横向按压和垂直按压的方法的详细描述。 同时，本实施例中的检测单元30被构造为包括一个手指范围内的参考位置和第 一指示位置，从而能够通过输入机构部分87容易地执行在每个指示位置的输入。S卩，如图 26所示，可以通过由弹性材料制成的输入机构部分87更加平滑地将在预定第一指示位置的横向按压和垂直按压传送到检测单元。 另外，如图27(a)所示，该输入机构部分87可以被形成为片形形式，并且突起87a 可以被形成在与片形形式中的每个第一指示位置对应的部分形成，从而帮助在每个第一指 示位置的输入。该输入机构部分87不限于圆形形状，而是可以提供为与检测单元30的形 状对应的形状。即，在将检测单元30的检测部提供为环形形状的情况下，如图27(b)所示， 输入机构部分87也可以具有环形形状。 同时，输入机构部分87具有片形形状，如图28(a)所示，并且可以具有与在图 28(a)的相对侧上的每个第一指示位置相对应的突起87a。这有助于当使用放置在输入机 构部分87上的手指执行在每个第一指示位置处的输入时相对于每个输入机构部分87的精 细输入。 此外，输入机构部分87不限于圆形形状，而是根据检测单元30的检测部分的形状 可以具有环形形状，如图28(b)所示。 这里，尽管图27和28所示的突起87都形成在输入机构部分87的径向4个位置 处，它们可以形成在径向8个位置处以对应于例如图12、18、21和25中的8个第一指示位
置。 另外，输入机构部分87可以形成为由带子87b悬挂，如图47所示。这里，输入机 构部分87可以包括与显示单元123的接触点123a对应的突起87a。 另外，输入机构部分87可以提供为可以滑动朝向显示单元123的滑动条的形式， 如图48b所示，并且可以提供为折叠式的类型，在该折叠式的类型中输入机构部分87可以 以折叠成的翻盖形式与显示单元123接触，如图49b所示。这里，图48和49也可以包括与 显示单元123的接触点123a对应的突起87a。 另外，在图29所示的各种输入类型中，相同的数据组可以指派给相对于图29(a) 中的参考位置S的4中类型的横向按压输入PM以及在每个第一指示位置Pl的4中类型的 横向按压输入PM。如上所述，如果相同的数据组被指派给相对于图25所示的检测单元30 的参考位置以及第一指示位置，在参考位置的预定方向执行横向按压输入PM之后可以立 即在邻近第一指示位置处执行横向按压输入PM，从而使得快速数据输入成为可能。
以相似的方式，在图29(b)中，相同的数据组可以指派给检测单元30中的参考位 置S和第一指示位置Pl，如图22 (d)所示，从而使得快速数据输入成为可能。此外，图29 (c) 示出了这样的情况相同的数据组被指派给每个第一指示位置P1并且使用如山所述的相 同方法执行数据输入。 同时，在根据本发明的检测单元中，每个指示位置置于一个手指能够覆盖的范围 内。因此，在一个指示位置的垂直按压输入PP或横向按压输入PM之后，可以快速执行在另 一个指示位置的垂直按压输入PP或横向按压输入PM。即在如图35(a)所示在阴影部分上 放置手指的状态下在5点钟方向的指示位置处执行垂直按压输入PP3之后，可以立即执行 在10点钟方向的指示位置处的横向按压输入PM7。 另外，如图35(b)所示，在即使是图25使出的检测单元中的阴影部分上放置手指 的状态下执行相对于5点钟方向的指示位置的垂直按压输入PP3之后，可以在10点钟方向 的指示位置处执行横向按压输入PM7。 另外，如果在如上所述的触摸屏上的预定位置处放置手指，激活字符输入模式，从而可以在触摸屏上实施检测单元30。此时，围绕手指快速显示键盘并且可以执行数据输入。 当手指从触摸屏离开时，键盘可以消失。 此外，在手指与检测单元接触的状态下，其预定位置被激活的检测单元30可以移 动到输入区域的另一个位置，如图34所示。基于参考位置执行这样的位置改变，并且当参 考位置移动时，第一参考位置与径向方向的参考位置间隔开。 另外，尽管在本实施了中示出第一指示位置包括4个方向或8个方向，第一指示位 置不限于上述例子。第一指示位置可以包括5个方向、6个方向、7个方向或9个或更多方 向。 可以各种形式使用上述连续输入。例如，根据横向按压的强度可以增强或减弱移 动鼠标指针。另外，可以通过垂直按压(或倾斜按压)执行鼠标的左右按钮功能或上下滚 动功能。另外，根据本发明，在放置了手指的状态中，在执行一个输入的状态中执行另一个 输入。相应地，通过同时执行横向按压和垂直按压(或倾斜按压)可以执行拖拽或文件拖 拽。 可选地，当玩游戏时，本发明使得能够进行操纵杆的游戏角色操控功能，例如移动 角色时使用各种指令键。 可选地，横向按压使得鼠标指针能够被移动，并且通过按压检测单元的参考位置 可以执行鼠标的左按钮功能。 然而，如果仅通过如上所述的横向按压或垂直按压来移动鼠标指针，指针的移动 性受限，并且因此在桌上电脑的游戏过程中难于快速地操控鼠标指针。即，如果与在便携 设备中的手指动作对称地移动鼠标指针，可以响应与手指动作快速地和精细地移动鼠标指 针。然而，类似于桌上电脑中的情况，由于便携设备的空间受限，难于实施鼠标指针操控方 法。 相应地，如果组合使用垂直按压和横向按压(能够向响应与彼此而移动的手指和 鼠标指针的接触移动施加压力)，当鼠标指针响应与手指动作快速和精细地移动耐能够更 好地控制鼠标指针的速度。结果，在例如便携设备的空间的窄空间中可以有效地控制鼠标 指针的移动。 另外，为了更加快速地控制鼠标指针，优选地手指移动的类型是接触移动。然而， 如果手指的接触的位置移动，手指从垂直按压区域偏移，从而使得难于同时执行接触移动 和垂直按压输入。相应地，在本实施例的接触状态中移动手指的情况下，如果可以根据手指 的移动位置改变检测单元的位置，尽管手指移动至接触状态的任何位置，总是可以执行垂 直按压输入。 如上所述，本发明的数据输入设备使得能够根据即使在窄输入区域中的手指的接 触移动位置来快速地移动鼠标指针，并且使得可以在径向方向直行在多个径向方向的垂直 按压的检测单元能够根据手指的接触移动位置而移动。相应地，本发明的数据输入设备比 传统鼠标的左右按钮能够执行更多的指令。 例如，当玩游戏时，本发明的数据输入设备可以通过横向按压来移动游戏角色并 且通过垂直按压来执行进攻指令。即，本发明的数据输入设备可以执行功能，例如通过连续 地执行两个或更多个输入时改变视野并且在射击时使角色奔跑。 相应地，可以更加快速和精细地移动游戏角色，并且可以与角色的移动一起执行多个指令。相应地，本发明通过在便携设备中的角色操控方法呈现重大的优秀效果。
另外，在计算机上实施的用于3D物体的图形任务模式中，可以通过横向按压执行 3D物体的移动，并且也可以通过垂直按压或倾斜按压来执行在垂直按压方向或倾斜按压方 向旋转物体的功能。 另外，也可以同时使用两个或更多个输入来执行格式输入。特别地，在字符输入 中，可以同时输入指派给不同输入的字符，从而使得能够进行更快速的字符输入。例如，可 以通过图18中的连续的①、②、③的一个动作输入"^",而不是通过单个①、②、③，从而使 得能够进行更加容易和快速的输入。
〈第三实施例> 接下来，描述根据本发明的数据输入设备的实施例。 如图30所示的根据本实施例的数据输入设备包括输入部分71、检测部分73以及 控制单元(未示出)。输入部分71由可以弹性变形的材料制成，并且因此通过在输入部分 提供的第一指示位置处的横向按压、垂直按压和倾斜按压而弹性变形并按压检测部分73。
此外，跨过输入部分71的横向表面和底表面提供检测部分73，检测部分73分别检 测在输入部分71上的横向按压、垂直按压和倾斜按压，并对于横向按压生成第一定向输入 信号、对于垂直按压生成第二定向输入信号、并且对于倾斜按压生成第三定向输入信号。
详细地，输入部分71包括横向表面、底表面以及横向表面和底表面之间的斜向表 面。检测部分73包括与输入部分71的横向表面、底表面以及斜向表面对应的表面。这里， 检测部分73提供具有横向按压检测部分73a、垂直按压检测部分73b以及倾斜按压检测部 分73c，其中横向按压检测部分73a用于检测在输入部分71的横向表面上的按压，垂直按压 检测部分73b用于检测在输入部分71的底表面上的按压，倾斜按压检测部分73c用于检测 在输入部分71的斜向表面上的按压。 另外，输入部分71可以具有提供在横向表面上的横向按压突起71a、提供在底表
面上的垂直按压突起71b、以及提供在斜向表面上的倾斜按压突起71c，从而确定地将按压
传送到横向按压检测部分73a、垂直按压检测部分73b以及倾斜按压检测部分73c。 如上所述，在本实施例中，输入部分71和检测部分73提供具有用于与横向按压和
垂直按压分离地输入和检测倾斜按压的构造。辨别当输入之间发生干扰时的各个输入的方
法是确定在检测部分上执行了输入，该检测部分经历了检测部分73a、73b和73c中的最大
按压力。 例如，尽管当在输入部分71上执行横向按压输入PM时向倾斜按压检测部分73c 施加一些按压力，该按压力被检测作为横向按压输入PM，因为在横向按压检测部分73a检 测到大部分按压力。 另外，尽管当在输入部分执行倾斜按压输入PS时横向按压检测部分73a和垂直按 压检测部分73b也检测到一些按压力，该按压力被检测作为倾斜按压输入PS，因为倾斜按 压检测部分73c检测到比按压力更大的按压力。 如上所述，关于被单独检测到的横向按压输入PM、垂直按压输入PP以及倾斜按压 输入PS生成第一至第三定向输入信号。控制单元从存储器中提取基于第一至第三定向输 入信号指派给各个输入信号的数据并输入和处理提取的数据。 即使在这种情况下，当在设定时间范围内连续执行的横向按压输入PM、垂直按压输入PP以及倾斜按压输入PS时，可以确定是组合输入，从而可以输入与各个输入的数据不 同的数据。〈第四实施例〉 下面描述根据本发明的数据输入设备的第四实施例。 如图31所示的根据本实施例的数据输入设备包括具有多条检测线的检测单元以 及控制单元。检测单元包括具有布置在其上的第一检测线75a的参考板75以及具有布置 在其下的第二检测线77a的移动板77，其中第二检测线77a对应于第一检测线75a。在该 图中，尽管第二检测线77a被示为布置在移动板77的顶面上，该表示是出于方便理解的目 的。第二检测线77a实际上布置在移动板77的底面上。 在这种情况下，如图31(a)所示，在一个方向平行布置各个检测线75a和77a。此 夕卜，当手指与移动板77接触时，移动板77可以相对于参考板75在垂直于检测线75a和77a 的方向移动。如果如上所述当手指与移动板77接触时由手指执行横向按压，移动板77相 对于参考板75移动，并且因此首次彼此接触的第一检测线77a和第二检测线75b之间的接 触位置改变。 g卩，在第n条第一检测线75a与第n条第二检测线77a首次接触或面向彼此的情 况下，当由横向按压移动移动板77时，第n条第二检测线77a与第(n+x)条第一检测线75a 接触。此时，"x"是例如1 、2或3的自然数，并且当x值增加时，这表示移动板已经移动了 许多。相应地，如果根据在移动板77上的横向按压的强度来输入指派给第一检测线75a的 数据，其中第n条第二检测线77a与第一检测线75a接触，则使得能够进行多级横向按压输 入。 换句话说，如图31(b)和(c)所示，移动板77的运动量可以根据横向按压力而改 变，并且相应地可以进行各种数据输入。 另外，第一检测线75a和第二检测线77a彼此接触或彼此分离。这里，如果在手指 与移动板77接触之后执行垂直按压，当第二检测线77a按压第一检测线75a时执行垂直按 压输入P。 在这种情况下，连接至不同输入端口的多张检测膜可以彼此叠加在移动板77上、 叠加在参考板75上或叠加在移动板77和参考板75之间，从而根据垂直按压的轻度可以在 多级增加垂直按压。此外，绝缘膜可以另外提供在各个检测膜之间，例如隔膜PCB方法。
此外，第一和第二检测线75a和77a可以不布置在规律间隔，而是不规律地布置， 从而当参考板75和移动板77彼此跨过时，少量检测线彼此接触。
图32是示出根据本发明第四实施例的变型的例子的立体图。 如图32(a)所示，在本变型例子中，第一检测线75a和第二检测线77a被布置为矩 阵形式。相应地，可以基于第一和第二检测线75a和77a之间的接触检测在径向方向的移 动板77上的横向按压。当横向按压的按压力增加时，当第二检测线77a从第一检测线75a 偏离的程度增加时可以输入新的数据，该第一检测线75a是第二检测线77a首次对应的线。
此外，移动板77c中提供的第二检测线77a可以仅具有图32(b)所示的交叉形状。 即使第二检测线77a仅具有如上所述的交叉形状，如图32(a)所示，可以使用方法检测第二 检测线77由于横向按压而关于移动板77的偏离。 另外，优选地在移动板77中提供具有弹性的返回部(未示出)，从而移动板77在由于横向按压而移动之后返回到自己的初始状态。 图33是示出根据本发明第四实施例的变型的另一个例子的立体图。 在本变型例子中，检测单元30由弹性体制成。在弹性体中，多条检测线78被布置
成矩阵形式，从而当由于横向按压和垂直按压使得检测线78彼此接触时，生成由于横向按
压的第一定向输入信号以及由于垂直按压的第二定向输入信号。 更详细地，检测单元30由弹性体制成，从而由于检测单元30上的横向按压使得施 加了横向按压的弹性体的一侧被压縮并且另一侧被松弛。这里，以矩阵形式在弹性体中提 供多条检测线78，从而当检测线78之间的间隔由于弹性体的压縮而变窄时，相邻检测线彼 此接触。相应地，通过在横向按压过程中检测线78被压縮的点处的检测线78的接触可以 确定横向按压方向，并且通过接触检测线78的数目可以确定压縮的程度。
这里，当弹性体的压縮进行时彼此接触的检测线78的数目增加。相应地，可以基 于检测线78的增加的数目确定压縮程度，并且可以基于接触检测线78的数目执行多级输 入。 另外，可以在垂直方向以规律间隔将在横向方向以举证形式布置的检测线78彼 此堆叠。相应地，如果在弹性体上执行垂直按压，当在垂直方向上彼此堆叠的检测线78彼 此接触时可以执行在已经执行了垂直按压的点上的垂直按压输入PP。
即使在这种情况下，根据垂直按压的程度改变接触检测线78的数目。换句话说， 当垂直按压的按压力增加时，接触检测线78的数目增加。相应地，基于接触检测线78的数 目也可以在多级执行垂直按压输入。 另外，能够检测横向按压和垂直按压或倾斜(斜向上、斜向下按压)按压的检测单 元的类型不限于上述实施例。能够检测手指动作(横向按压和垂直按压)的检测单元，例 如使用力传感器的触觉传感器，已经更加主动地被开发和商业化。例如基于检测单元的数 目、检测到的位置(径向向北或东方向)、以及检测值的差异(当检测值小于预定检测值时 检测到横向力，并且当检测值大于预定检测值时检测到垂直力)，使用手指在围绕参考位置 的径向方向中的多个方向进行横向按压和垂直按压或倾斜而输入预定数据的方法被视为 属于本发明的范围，其中检测单元例如是能够检测手指的横向按压和垂直按压(检测4面 垂直压力或两面横向线压力)的检测传感器。
〈第五实施例和第六实施例的基本概念〉 为了容易理解根据第五实施例和第六实施例的数据输入设备，需要概念地定义输 入者的输入动作、输入设备的输入部分运动、以及用于解除(dissolve)和检测输入部分运 动的检测信息。 将描述例如图37所示的最简单的按钮类型输入结构。 在图37中，与第一动作表面对应的阴影部分是按钮的表面或具有对应的运动轨
道的输入表面。输入者可以将他的手指放置在包括第一动作表面的按钮上，并且可以在第
一力的方向横向地推动按钮，或者可以在斜向方向推动按钮，例如在第三力的方向。 这里，当解除第三力时，第三力可以被分为与第一动作表面平行的第一力以及与
第一动作表面垂直的第二力，或者可以被分为与第一和第二力类似的两个或更多个力。 如果输入者受限横向地推动按钮然后向下按压按钮或试图快速地按压按钮，输入
者可以在斜向方向按压按钮。
这里，第一动作表面的横向运动(这里"第一"理解为表示相关实体放置在与第一
力相同的平面中，但是不理解为表示必须存在第二和第三动作表面。相似地，下面示出的第
一固定表面也应当被理解为放置在与第一动力相同的平面)可以被检测为例如由于在具
有环形带状形式的第一检测部中的接触、按压或接触按压引起的变形的形式，该接触、按压
或接触按压置于第一动作表面周围。或者，可以将其检测作为电信号的对应变化。 可以用相同的方式对第二力的情况应用该检测结构。不论第二力存在与否，在第
一动作表面之下放置的第二检测部分中可以基于与第一检测部分相似的检测原理来检测
第二力的强度和动作位置。 图38示出了图37中的最简单的输入结构的小改进。如该图所示，围绕第一动作 表面IO放置其中布置了多个第一检测元件111的第一检测部分ll，并且在第一检测部分 11之下，在具有碟形形状的第二检测部分12中放置了多个第二检测元件121，以与第一动 作表面10相似的形式将第二检测部分12布置为平行于第一检测部分11。
第一检测部分可以使用围绕第一动作表面布置的多个第一检测元件来检测第一 力的向量(方向和大小)，并且由于用于第二检测元件的布置的受限方法，不管第二检测元 件是包括一个元件或多个元件，第二检测部分不检测第二力的方向，其中第二力穿过第一 动作表面。 然而，如果多个第二检测元件被紧密布置，在第一动作表面内的第二力的动作位 置可以被容易地确定。 也可以看出在第一检测部分靠近第二检测部分的空间中，第三检测部分13被进 一步设置为圆环形状。 如果输入者采取动作来使用指尖横向地推动按钮并且然后向下按压按钮，可以将 该动作理解为平行地向第一动作表面施加第一力1并且然后在穿过第一动作表面的方向 向第一动作表面施加第二力2。 如果当按压手指时使手指倾斜，第二力的动作位置从2通过2'改变至2"(这里按 压力的大小(力向量的长度)将微小地变化)。 在手指与按钮接触(这可以理解为第三力)并且然后再次倾斜按钮的状态下能够 非常快速和高效地执行按压安通并同时横向推动按钮的动作。然而，第一检测部分和第二 检测部分能够从该简单连续操作提取非常大量的输入数据。 例如，如果第一力的方向被设定为8个方向，S卩北、南、东和西、东南、西南、西北和 东北，第二力的改变的位置被设定为4个部分，S卩北部分、南部分、东部分和西部分，并且设 定等于或大于第二力的特定参考值的操作(对应于该操作的特别按压操作)，从上述简单 操作中能够提取8*4*2 = 64中输入数据。 这里，第三检测部分13的作用是多样的。例如，当用户施加大的第三力时，第三检 测部分13能够辅助第一检测部分和第二检测部分来有效地将第三力划分为第一力和第二 力，或者当在第三力的方向进行击打力(可以考虑击打类型的触摸以进行敲击)时第三检 测部分13可以是能够接收这样的击打力的检测部分。 在图示的第四力4中，第三检测部分13的作用更加重要。第四力对应于按钮被用 作按压类型拔号的情况。即，当执行横向推动按钮、按压按钮并同时再次向前推动按钮、或 向前推动按钮并同时按压按钮的复合操作时，如果第三检测部分13被设定使得能够检测按钮的旋转，则第一检测部分能够更清楚和多样地检测第一动作表面10的平行方向运动。 现在将描述例如图45 (a) 、 (b)和(c)中描述的触摸板类型输入结构。 图45的第一固定表面10使用与图38的第一动作表面10相同的附图标记的原
因是两个表面基本上具有相同的作用。换句话说，动作表面传送当表面的外部形状移动时
输入者的力以及方向，而固定表面传送当表面的内部变形时输入者的动力以及压力分布位置。 这里，动作表面能够移动的范围限于布置了动作表面的空间(例如，图42的按钮
外壳15的宽和高)，并且能够根据检测部分的检测类型移动到一定程度或者不移动。 相似地，固定表面能够被变形的范围限于布置了固定表面的整个表面的宽和厚，
并且能够根据置于固定表面下面的检测层的检测类型被变形一定程度或者几乎不变形。 在图45(a)中，可以将固定表面10设定为能够检测手指的动力。 动力是向量，即物体的质量和速度的乘积。动力具有kgm/s的单位并且是指示物
体的质量、速度和运动方向的信息。 如果手指横向滑动并同时轻微地按压固定表面10，手指的速度增加并且检测到朝 向方向的动力。 然而，如果手指横向地推动固定表面10并同时用力地按压固定表面IO，但是不在
固定表面io上滑动，当固定表面首次变形时检测到朝向方向的动力，但是由于手指的速度
是0 (手指没有移动)而检测不到动力。 然而，在这种情况下，当手指用力按压时在固定表面检测到压力分布区域。特别 地，当固定表面被容易地变形时，压力分布区域能够与手指的重量成正比地进一步增加。
嵌入垂直布置的检测线141、 142的至少一个检测层14能够检测这样的动力和压 力分布。 从图45(b)能够看出当在第一力的方向推动手指并同时手指与固定表面接触时， 移动输入区域，在该输入区域中由于置于固定表面上的被检测的表面(尤其是检测层)的 变形，检测线的布置变得密集。相应地，响应于其移动而使得电流密度增加的输入区域的移 动能够被检测并且转换为输入数据。 图45(c)示出了手指与固定表面接触并且然后被按压同时被倾斜的情况。此时， 检测线被进一步向下按压，并且因此按压的部分变宽。 能够看出在手指的倾斜方向(2 — 2' — 2")改变压力分布位置。相应地，其电流 密度降低的输入区域142的移动能够被检测并且被转换为输入数据。
〈第五实施例> 图36示出了安装了根基本发明的按钮类型输入设备的信息终端。 尽管在图中，在容纳第一动作表面并且形成在信息终端的主体的一侧上的外壳15
中安装了具有按钮形状的第一动作表面IO，不需要将第一动作表面10安装在信息终端的
主体中。 例如，当信息终端是安装在车辆中的导航设备时，第一动作表面10和内置外壳15 可以被安装在车辆的方向盘中并且然后联结至导航设备。 在大多数车辆导航设备中，当在触摸屏上显示的键区中输入初始字母时，顺序地 显示由初始字母完成的完整音节以及相关菜单。
然而，当通过使用第一力1、第二力2以及如图所示位置已经被改变的第二力2'顺 序操作按钮类型第一动作表面10来执行输入时，响应于输入而操作的光标、键、或菜单50 被移动和选择。 图40示出了从输入者的手指的前侧看过去的该操作。 图40是概念性地示出由于图36和38的动作表面的移动引起的检测部分的变形 的形状的视图。在该图中，每个第一至第三检测部分包括多面压电元件，该元件能够被弹性 地变形和恢复。压电元件能够被构造为多面体形式，使用第一至第三力的至少一个动作方 向作为检测部分中的参考坐标。 尽管在下面的第六实施例中将会描述，每个第一至第三检测部分采用通过堆叠至 少两个检测层而变形的检测元件而不是多面压电元件，在该检测层中布置了多个弹性地可 变形和可恢复的电流电阻线，并且每个第一至第三检测部分能够具有检测层，该检测层具 有的形式是其中布置了与由至少两个第一至第三力的动作方向形成的平面平行的检测线。
参考图40，能够直观地看出，当输入者的手指轻轻地放置时，第一检测元件111、 第二检测元件121以及第三检测部分13不被压縮、延伸或剪切变形，但是手指仅接触三个 开/关检测元件122的中央元件，从而仅来自中央开/关元件的信号被发送到控制模块。
然后，当输入者的手指在第一力的方向移动时，第一动作表面IO被横向地移动。 此时，第一检测元件111在移动当下被压縮和变形，但是在与移动方向相对的方向被延伸 和变形。 在这种情况下，第二检测元件121在移动方向被剪切变形，但是按照需要与第三 检测部分3接触。 接下来，当使用第二力将手指朝向手指甲断按压时，第二检测元件121的对应部 分(在图中的手指的手指甲端部分)被压縮和变形。 最后，当朝向手指甲端动作的第二力被再次倾斜并且使用该力执行按压时，第二 力的位置被改变(2 — 2' — 2")。这使得第一检测元件和第二检测元件同时被另外地部分 变形。 如果检测元件的系列变形阶段被以检测信号形式发送到控制模块，控制模块基于 预设控制步骤将通过控制处理控制的输入信号(包括开/关)、输入阶段的辨别、输入顺序 的确定以及输入的确定发送至信号处理单元。 输入者的按钮操控被划分为第一力、第二力和第三力，并且然后将参考图39描述 其中第一至第三力被转换为输入信号的步骤。 图39是示出对于施加到动作表面的总和的动作力生成输入信号的处理的流程 图，使得在例如图36所示的设备中，输入者的输入动作被划分为用于沿按钮平面推动按钮 的第一力、用于按压或推动并且然后倾斜按钮的第二力以及具有第一力和第二力的组合形 式的第三力。 在图中，分别对应于第一至第三力的检测部分的检测元件检测第一至第三力。这 里，在输入者将他的手指放置在按钮上的情况下，使用附加的开/关检测部分能够检测到。 可选地，考虑到第二检测部分进行的检测量的改变量随时间变化不显著的事实，开/关控 制模块可以分析来自第二检测部分的在特定时间段中被检测的信号量并且生成开/关信 号而不依赖于开/关检测部分。
在图中，输入顺序确定控制模块执行下述功能如果在已经预先设定的输入需求 环境被设定为在第一力之后的第二力的输入格式的情况下由于输入者的错误而首先施加 第二力，当将第一力和第二力组合到一起的第三力用作或用于暂时地停止第二力的施加并 等待第一力时，提供更高优先级以使第三检测部分的信号与第一检测部分和第二检测部分 的信号相区分。 在图中，在当第一至第三力通过复杂连续操作而动作时基于部分将已经预先设定 的输入需求环境设定为中间输入格式的情况下，输入阶段辨别控制模块用于基于当由于输 入者的错误而同时施加几个力时任一输入信号的暂时改变量来确定剩余输入信号的输入 开始/输入结束/重新输入结束。 同时，在输入阶段辨别控制模块的阶段之后的阶段，进一步连接了输入决定控制 模块，用于基于在预定时间段内与第一至第三检测部分的检测量相对应的任一输入信号的 平均信号量来确定剩余输入信号的阻塞/释放。 上述控制模块对上述检测部分生成的检测信号执行连续或不连续/同时或顺序/ 组合或解除处理，并将结果信号发送到与各个检测部分相对应的第一至第三控制模块。第 一至第三控制模块将发送的信号转换为输入信号并然后将信号发送到信号处理单元。
为了证明本发明的强大实用性并帮助容易地理解本发明呈现的输入概念，将描述 图41示出的字符输入的实际实施的例子。 如上所述，为了使用当前商用移动手机键来生成在文本消息发送中的一个韩语音 节"連"，需要按压键5次(在三星移动手机的情况下)。然而，在这种情况下，能够通过按压 键5次来输入音节，因为在对应的键按钮的第一输入位置布置了字符"，，，和"o"。例如，在
音节"習"的情况下，增加了一个辅音一次键按压，并且键被按压7次。 另外，在当按压键5次或7次时使用一个手指的情况下，手指必须另外移动4次。 相应地，在该移动中发生大量的时间损失、不便利以及输入错误。 在图41中，当输入者在手指放置在按钮上略作等待时，打开输入单元并且显示元
音菜单。 当输入者通过在左上方向推动按钮而选择[~>]时，显示[~>]并同时显示用于下一
步骤的单个元音菜单。 在没有选择单个元音的情况下，当按压按钮一次时，显示用于下一步骤的双元音 菜单。 这里，当通过在右上方向倾斜按钮(而不是推动按钮)而选择[丄H]时，显示[卫H]并
同时显示用于下一步骤的元音基础菜单。 最后，当通过向右侧推动按钮而选择[o]时，显示[理]并同时完成音节。
在图41的整个输入处理中，能够看到敏感地响应于手指的运动的第一动作表面 10/第一检测部分11/第二检测部分12/第三检测部分13的相对位置。
除了第一开步骤之外执行的键已经被按压的次数是4。然而，应当注意手指甚至没 有离开按钮一次。重复输入处理的最重要的问题是手指必须频繁地离开按钮并然后移动。
相应地，当键被按压5次时，传统的音节输入要求4个实质的输入周期(手指移动 的次数)，而对于本发明的输入例子来说只要一个实质的输入周期就足够了 。
这里，与手指形状一致的自然移动以及第一力和第二力的连续输入是否彼此匹配都是问题。 这些问题通过具有两个第一动作表面IO并且其中安装了用于检测两个方向中的第二力的按钮类型输入设备的便携终端而解决，这在图42中示出。 在图中，第一动作表面IO包括布置在不同角度的至少两个相邻动作表面，并且手指的两个关节分别放置在相邻的动作表面。 在单平面形状的按钮中，不易在向上推动用户的手指时按压按钮的下部。然而，在如图42所示构造的按钮中，在向上推动手指时能够使用手指的第二关节来按压按钮的下部。 这表示能够基于第一力的所有结果关于下一个第二力的菜单在整个径向空间中设置菜单。〈第六实施例> 图43示出了触摸板类型输入设备，而不是第五实施例的按钮类型输入设备，这是应用了本发明的复合信息设备。 如图第五实施例中所述的，在图中可以使用具有现有电话形状的复合信息设备作为最有吸引力的例子，在该复合信息设备中第一固定表面io置于车辆的方向盘的轮缘表面并且屏幕以HUD (平视显示器)形式突起至前窗口 。 在图中，当输入者将手指放置在第一固定表面IO上来在右上方向推动第一固定表面10时，光标50在屏幕上拖拽图标。接下来，当输入者通过竖立自己的手指并用竖立的手指垂直地按压压力分布区域来改变第一固定表面上的压力分布区域时，光标完成拖拽并选择拖拽的图标。 接下来，当输入者在倾斜手指时用手指侧按压第一固定表面时，光标在手指倾斜的方向移动所选的图标。 如果再次进行概念地定义，这可以被表示为下面的处理通过检测在与第一固定表面平行的第一方向中聚集的第一动力来生成第一输入信号，通过检测在与第一固定表面垂直的第二方向动作的第二压力来生成第二输入信号，并且通过检测第二压力的改变的分布位置来生成与第二压力的改变的分布位置对应的第三输入信号。 显而易见，也可以增加以相同方式同时施加第一动力和第二压力(击打接触)来生成对应的第四输入信号的处理。 上述连续操作与传统触摸板的最重要的差异在于如果输入者倾斜自己的手指而不竖立手指，光标保持移动状态，这表示使用本发明的输入设备能够自然地覆盖传统触摸板不能覆盖的宽屏幕上的移动，例如鼠标指针的移动。 相应地，在使用第五实施例的按钮以及第六实施例的触摸板(提供在方向盘上)在例如驾驶中观看宽地突起至车辆的前窗口的现实屏幕的同时，输入者能够享受与桌上电脑几乎相同的计算环境。 图44介绍了示出生成和处理输入信号用于产生施加到图43的固定表面的动力以及动作压力分布的工作流程图。 图44中检测信号的处理过程与第五实施例的图39中的全部相似。如上使用图45的处理的描述，设定第一检测部分使得第一检测部分检测第一动力而不是第一力，并且设定第二检测部分使得第二检测部分检测第二压力分布而不是第二力。
然而，与按钮类型第一动力表面不同，不知道手指将放置在第一固定表面的何处。相应地，当手指通过原样放置而保持不动预定时间或更长，增加执行开/关的控制步骤而不是使用附加的开/关检测部分将更高效。 该功能可以包括用于检测由第二检测部分检测到的第二压力随时间的累积改变量的开/关检测部分、以及用于根据开/关检测部分的检测量生成对于第一检测部分或第二检测部分的开/关信号的开/关控制模块。 同时，在第一动作表面的情况下，分离布置的第一和第二检测部分能够分布检测横向推动运动以及向下按压运动，从而降低各个检测信号之间的干扰。然而，在根据本实施例布置了可变形检测线的第一固定表面类型结构中，在横向推动运动(通过按压)和简单按压运动或推动和倾斜运动之间发生大量干扰。 为了适当地分辨彼此，可以增加第一和第二控制模块，用于生成与由于各个运动引起的检测量相对应的输入信号，并且 可以增加校正控制模块，用于从第一控制模块生成的输入信号的暂时改变量生成第二压力的校正的输入信号以及从第二控制模块生成的输入信号的暂时改变量生成第一动力的校正的输入信号。 然后，在控制执行步骤，以与第五实施例相同的方式，可以增加输入阶段辨别控制模块，用于基于第二控制模块生成的输入信号量与预设输入信号确定标准的比较结果来确定由第一和第二以及校正控制模块生成的输入信号的输入开始/输入结束/重新输入开始/重新输入结束，以及 可以增加输入确定控制模块，该输入确定控制模块连接至第一和第二以及校正控制模块并配置用于基于对于预定时间段内与第一和第二检测部分的检测量相对应的任一输入信号的平均信号量来确定剩余输入信号的阻塞/释放。本发明不限于上述实施例并且具有广泛的应用。在不偏离在所附的权利要求中规定的本发明主旨的前提下能够以各种方式变型和实施本发明。
权利要求
一种使用手指动作检测的数据输入设备，包括检测单元，提供在形成于用于电子设备的终端的外壳的一侧上的预定输入区域中，所述检测单元处理第一定向输入、第二定向输入、第三定向输入以及第四定向输入，其中第一定向输入通过检测放置在输入区域的参考位置的手指在预定径向方向的横向按压而生成第一定向输入信号，第二定向输入通过检测在手指放置在参考位置的状态下在预定方向的垂直按压而生成第二定向输入信号，第三定向输入通过检测在手指放置在参考位置的状态下通过在预定方向斜地按压而执行的倾斜按压而生成第三定向输入信号，并且第四定向输入通过检测在手指放置在参考位置的状态下通过在预定方向倾斜整个手指而执行的倾斜输入而生成第四定向输入信号；以及控制单元，用于基于第一至第四定向输入信号来确定手指的横向按压方向、垂直按压方向、倾斜按压方向以及倾斜方向，用于从存储器中提取指派给对应的输入位置的数据，并用于输入提取的数据；其中通过第一至第四定向输入中的两个或更多个的组合来输入数据。
2. 根据权利要求1所述的数据输入设备，其中，检测单元包括具有与手指的接触表面 相对应的凹入检测区域的第一压电检测面板，第一压电检测面板具有基于位于接触表面的 中心的参考位置而以不同间隔顺序地并径向地设置的多个垂直按压位置和横向按压方向。
3. 根据权利要求2所述的数据输入设备，其中，通过变形防止凹槽来划分垂直按压位 置、横向按压方向、和垂直按压位置及横向按压方向。
4. 根据权利要求1所述的数据输入设备，其中，检测单元包括第二压电检测面板，用于与手指接触，用于检测垂直按压并用于生成第二定向输入信 号；以及第三压电检测面板，提供在第二压电检测面板之下并与第二压电检测面板接触，并且 用于检测在横向按压过程中与第三压电检测面板接触的第二压电检测面板的推动，并用于 生成第一定向信号。
5. 根据权利要求1所述的数据输入设备，其中，检测单元包括 第四压电检测面板，用于与手指接触、检测垂直按压并生成第二定向输入信号； 多个垂直突起，从第四压电检测面板向下突起；以及第一移动检测部分，提供在围绕每个垂直突起的各个横向按压方向中并且用于在横向 按压过程中与垂直突起接触或被按压，并且用于生成第一定向输入信号。
6. 根据权利要求1所述的数据输入设备，其中，检测单元包括第五压电检测面板，提供具有在参考位置处的通孔，并用于检测垂直按压并生成第二 定向输入信号；以及第二移动检测部分，插入在通孔中，提供用于由手指在每个径向方向倾斜，并且用于在 横向按压过程中生成与横向按压对应的第一定向输入信号。
7. 根据权利要求1所述的数据输入设备，其中，检测单元包括多个第六压电检测部分，以带状形式围绕参考位置并相距不同间隔，并用于检测垂直 按压并生成第二定向输入信号；以及多个第七压电检测部分，置于第六压电检测部分之间，并且用于具有比第六压电检测 部分低的高度从而在垂直按压过程中第七压电检测部分不被手指按压，用于在横向按压过程中由第六压电检测部分在横向按压方向受压并用于生成第一定向输入信号。
8. 根据权利要求1所述的数据输入设备，其中，检测单元包括第八压电检测面板，用于与手指接触，用于检测垂直按压并用于生成第二定向输入信 号；以及第三移动检测部分，提供在第八压电检测面板之外并用于检测在横向按压过程中由于 第八压电检测面板的推动而进行的接触并用于生成第一定向输入信号。
9. 根据权利要求1所述的数据输入设备，其中，检测单元包括第九压电检测面板，用于与手指接触，用于检测垂直按压，并用于生成第二定向输入信 号；以及第四移动检测部分，提供在第九压电检测面板中以对应于围绕参考位置的各个径向方 向，用于检测在横向按压过程中由于第九压电检测面板的推动而进行的接触并用于生成第 一定向输入信号。
10. 根据权利要求1所述的数据输入设备，其中，检测单元还包括 检测部，具有环形形状，置于垂直按压位置之外以检测横向按压。
11. 根据权利要求1所述的数据输入设备，其中检测单元被提供作为用于由手指的按压而弹性地变形的压电检测面板；以及 如果由压电检测面板检测到的按压力等于或大于设定值并等于或小于设定值的3倍， 则控制单元确定手指已经放置在压电检测面板上，如果由压电检测面板检测到的按压力等 于或大于设定值的3倍并等于小于设定值的7倍，则控制单元确定按压是横向按压，如果 由压电检测面板检测到的按压力等于或大于设定值的7倍，则控制单元确定按压是垂直按 压。
12. 根据权利要求l所述的数据输入设备，其中，检测单元还生成中央输入信号，所述 中央输入信号通过手指对参考位置的按压的检测而生成。
13. 根据权利要求1至12中任一项所述的数据输入设备，其中基于按压力的强度将第 一定向输入信号、第二定向输入信号以及中央输入信号中的至少一个被分为两个或更多个 多级信号，并且然后生成所述多级信号。
14. 根据权利要求l至ll中任一项所述的数据输入设备，其中，在放置了手指的检测单 元上还提供了由弹性材料制成的盖部。
15. 根据权利要求14所述的数据输入设备，其中，盖部还提供具有用于防止手指的滑 动的滑动防止装置。
16. 根据权利要求l至ll中任一项所述的数据输入设备，其中，每个垂直按压位置还提 供具有用于在垂直按压过程中集中按压力的按压突起。
17. 根据权利要求14所述的数据输入设备，其中，在盖部上还提供了用于显示每个横 向按压方向和每个垂直按压位置的显示装置。
18. 根据权利要求l至ll中任一项所述的数据输入设备，其中，字符被指派给各个横向 按压方向和各个垂直按压位置，并且，当接收到第一定向输入信号或第二定向输入信号时， 控制单元从存储器单元中提取指派给与第一定向输入信号或第二定向输入信号对应的横 向按压方向或垂直按压位置的字符，并输入提取的字符。
19. 根据权利要求1至11中任一项所述的数据输入设备，其中，横向按压使得能够执行鼠标的指针移动功能或操纵杆的游戏角色移动功能，并且垂直按压使得能够执行鼠标的左 右按钮操控功能或操纵杆的角色操控功能。
20. 根据权利要求1至11中任一项所述的数据输入设备，其中，当操控3D物体时，横向 按压使得物体能够被移动，并且垂直按压使得物体能够被在垂直按压方向旋转。
21. 根据权利要求1所述的数据输入设备，其中，参考位置被提供为与放置在检测单元 上的手指的接触位置一起移动，并且垂直按压位置与参考位置一起移动。
22. 根据权利要求21所述的数据输入设备，其中，手指的接触移动使得能够执行鼠标 的指针移动功能或操纵杆的游戏角色移动功能，并且垂直按压使得能够执行鼠标的左右按 钮操控功能或操纵杆的游戏角色操控功能。
23. 根据权利要求22所述的数据输入设备，其中，当操控3D物体时，手指的接触移动使 得物体能够被移动，并且垂直按压使得物体能够被在垂直按压方向旋转。
24. 根据权利要求1或21所述的数据输入设备，其中，检测单元还生成中央检测信号，当检测到手指在参考位置的放置时生成所述中央检测 信号，并且当同时生成中央检测信号和第二定向输入信号时，控制单元输入指派给垂直按压位置 的第一数据，并且当仅生成第二定向输入信号时，控制单元输入附加指派给垂直按压位置 的第二数据。
25. 根据权利要求24所述的数据输入设备，还包括键盘显示单元，用于显示指派给各 个横向按压方向和各个垂直按压位置的数据，所述键盘显示单元根据是否已经生成中央检 测信号来选择性地显示第一数据和第二数据。
26. 根据权利要求1或21所述的数据输入设备，其中，检测单元还包括具有环形形状的 旋转检测部分，所述旋转检测部分从参考位置以预定间隔彼此间隔开，并且当在3D物体的 操控过程中围绕参考位置旋转手指时，在2D平面旋转和移动物体。
27. 根据权利要求l所述的数据输入设备，其中，当连续输入横向按压和垂直按压时， 将该按压确定为组合输入，并且因此输入与指派给横向按压或垂直按压的字符不同的第三 字符。
28. 根据权利要求27所述的数据输入设备，其中，当在设定时间值内连续执行横向按 压和垂直按压时，将该按压确定为组合输入。
29. 根据权利要求27所述的数据输入设备，其中，当在设定压力值范围内执行横向按 压和垂直按压时，将该按压确定为组合输入。
30. —种数据输入设备，提供在用于电子设备的终端的外壳内并用于输入各种数据，所 述数据输入设备包括检测单元，提供在形成于外壳的一侧上的预定输入区域中，所述检测单元包括第一检 测部分和第二检测部分，第一检测部分提供在检测区域内围绕参考位置的多个径向方向中 以对应于各个径向方向并且检测放置在参考位置的手指在各个径向方向的横向按压，第二 检测部分提供在基于参考位置以规律间隔径向设置的多个按压位置中并且检测手指的按 压压力；以及控制单元，用于基于第一检测部分和第二检测部分的检测结果来从存储器单元中提取 指派给各个径向方向和各个按压位置的数据，并用于输入提取的数据。
31. —种使用手指动作检测的数据输入设备，所述数据输入设备提供在用于电子设备 的终端中，包括检测单元，包括其上布置有第一检测线的参考板以及其下布置有与第一检测线对应的 第二检测线的移动板，其中当响应于在移动板上的横向按压而移动时第二检测线与第一检 测线接触并生成第一定向输入信号；以及控制单元，用于基于第一定向输入信号来确定移动板的移动方向和移动距离，用于从 存储器单元中提取指派给移动方向和移动距离的数据，并用于输入提取的数据。
32. 根据权利要求31所述的数据输入设备，其中，以矩阵形式连续地布置第一和第二 检测线。
33. 根据权利要求32所述的数据输入设备，其中， 一条或多条第一和第二检测线仅包 括彼此交叉的两条检测线。
34. 根据权利要求31所述的数据输入设备，其中，检测单元基于第二检测线在第一检 测线上的按压来检测在移动板上的垂直按压并生成第二定向输入信号。
35. 根据权利要求34所述的数据输入设备，其中，检测单元的参考板和移动板包括多 个检测膜，并且当检测膜之间的接触在多级中增加时基于在移动板上的垂直按压的程度来 执行多级垂直按压输入。
36. 根据权利要求31所述的数据输入设备，其中，检测单元连接至具有弹性的返回部， 从而检测单元在已经执行横向按压之后能够返回自己的原始状态。
37. —种使用手指动作检测的数据输入设备，所述数据输入设备提供在用于电子设备 的终端中，包括检测单元，提供有弹性体，所述弹性体具有以矩阵形式布置的多条检测线，所述检测单 元用于当通过在弹性体上的横向按压和垂直按压而将检测性彼此接触时响应于横向按压 而生成第一定向输入信号并响应于垂直按压而生成第二定向输入信号；以及控制单元，用于基于第一定向输入信号和第二定向输入信号来确定检测线和手指间的 接触点以及接触线的数目，用于从存储器单元中提取指派给接触点和数目的数据，并用于 输入提取的数据。
38. 根据权利要求37所述的数据输入设备，其中 在弹性体的高度方向以规律间隔连续地提供矩阵形式的检测线；以及 当由于横向按压，横向方向的检测线彼此接触时，生成第一定向输入信号，并且当由于垂直按压，垂直方向的检测线彼此接触时，生成第二定向输入信号。
39. —种使用手指动作检测的数据输入设备，所述数据输入设备提供在用于电子设备 的终端中，包括检测单元，用于响应于按压而被压縮和松弛，用于使用响应于压縮和松弛而变化的电 流值在多个指示位置分别响应于横向按压、垂直按压和倾斜而生成第一定向输入信号、第 二定向输入信号以及第三定向输入信号；以及控制单元，用于基于第一定向输入信号、第二定向输入信号以及第三定向输入信号来 确定电流值的改变，用于从存储器单元中提取指派给电流值的改变的数据，并用于输入提 取的数据。
40. —种使用手指动作检测的数据输入设备，所述数据输入设备提供具有在用于电子设备的终端中的预定检测区域，包括检测单元，用于检测在检测区域的参考位置和多个第一指示位置的横向按压和垂直按 压，所述参考位置由手指与检测区域的接触或手指在检测区域上的按压而指示，所述多个 第一指示位置布置在围绕参考位置的径向方向并且被指示，以及用于生成与横向按压对应 的第一定向输入信号以及与垂直按压对应的第二定向输入信号；以及控制单元，用于基于第一定向输入信号和第二定向输入信号来确定手指的横向按压点 和垂直按压方向，用于从存储器单元中提取指派给第一定向输入信号和第二定向输入信号 的数据，并用于输入提取的数据。
41. 根据权利要求40所述的数据输入设备，其中，参考位置能够被转移，并且与参考位 置的转移一起移动第一指示位置。
42. 根据权利要求40所述的数据输入设备，其中 参考位置和第一指示位置被置于一个手指能够覆盖的范围内；以及检测单元能够辨别和检测整个输入模式和部分输入模式，其中在整个输入模式中在手 指放置在检测单元上时在第一指示位置中的一个上执行横向按压输入或垂直按压输入，在 部分输入模式中在第一指示位置中的一个上执行横向按压输入或垂直按压输入。
43. 根据权利要求42所述的数据输入设备，其中，检测单元还包括检测部分，所述检测 部分提供在与第一指示位置对应的各个位置上并且用于检测手指与第一指示位置的接触。
44. 根据权利要求42所述的数据输入设备，其中，当手指放置在参考位置和第一指示 位置的同时在第一指示位置执行输入时，检测单元确定手指的接触区域，并且如果接触区 域宽于设定区域则确定在整个接触模式执行输入。
45. 根据权利要求40所述的数据输入设备，其中，当在设定时间内检测到横向按压和 垂直按压两者时，检测单元确定按压是倾斜按压，并且控制单元对于倾斜按压输入与横向 按压和垂直按压的数据不同的数据。
46. 根据权利要求40所述的数据输入设备，还包括由弹性材料制成的输入机构部分， 其中在与第一指示位置对应的点形成突起以有助于在检测单元的第一指示位置上的输入。
47. —种使用手指动作检测的数据输入设备，所述数据输入设备提供在用于电子设备 的终端中，包括输入部分，用于通过在径向方向彼此间隔开的多个第一指示位置上的横向按压、在径 向方向彼此间隔开的多个第二指示位置上的垂直按压、以及在径向方向彼此间隔开的多个 第二指示位置上的倾斜按压而弹性地变形；检测部分，提供在输入部分的横向表面和底表面上，用于检测在输入部分上的横向按 压、垂直按压和倾斜按压，并用于响应于横向按压生成第一定向输入信号、响应于垂直按压 生成第二定向输入信号、以及响应于倾斜按压生成第三定向输入信号；以及控制单元，用于基于第一至第三定向输入信号来从存储器单元中提取指派给各个输入 信号的数据，并用于输入提取的数据。
48. 根据权利要求47所述的数据输入设备，其中，按压突起提供在输入部分的横向和 底表面的一个或多个中以及输入部分的横向和底表面之间的斜向表面中。
49. 一种输入设备，包括第一检测部分，用于检测在平行于第一动作表面的第一方向中动作的第一力的向量；第二检测部分，用于检测在垂直于第一动作表面的第二方向中动作的第二力的标量以 及在第二力的第一动作表面上的动作位置；以及第一和第二控制模块，用于生成分别与第一和第二检测部分的检测量对应的输入信号。
50. 根据权利要求49所述的输入设备，还包括至少一个第三检测部分，用于检测在不与第一动作表面和第二动作表面平行的第三方 向中动作的第三力；以及第三控制模块，用于生成与第三检测部分的检测量相对应的输入信号。
51. 根据权利要求49所述的输入设备，还包括开/关检测部分，用于检测由第二检测部分检测到的第二力随时间的累积改变量；以及开/关控制模块，用于响应于开/关检测部分的检测量而生成对于第一检测部分或第 二检测部分的开/关信号。
52. 根据权利要求50所述的输入设备，还包括连接至第一至第三控制模块的输入阶段辨别控制模块，用于基于与第一至第三检测部 分的检测量对应的任一输入信号的暂时改变量来确定剩余输入信号的输入开始/输入结 束/重新输入开始/重新输入结束。
53. 根据权利要求50所述的输入设备，还包括连接至第一至第三控制模块的输入确定控制模块，用于基于对于特定时间段内与第一 至第三检测部分的检测量相对应的任一输入信号的平均量来确定剩余输入信号的阻塞/ 释放。
54. 根据权利要求50所述的输入设备，还包括输入顺序确定控制模块，用于连续生成输入信号，当由于第四方向的第四力引起第四 力的力分量同时在第一至第三检测部分上动作时第一至第三控制模块以预设顺序同时生 成所述输入信号。
55. 根据权利要求49所述的输入设备，其中，第一动作表面包括在不同角度的至少两 个相邻动作表面，并且手指的两个关节能够置于相邻动作表面上。
56. 根据权利要求49所述的输入设备，其中，第一至第三检测部分包括能够被弹性地 变形和恢复的多面压电元件，并且压电元件是多面体，其中第一至第三力的至少一个动作 方向被用作检测部分中的参考坐标。
57. 根据权利要求49所述的输入设备，其中，每个第一至第三检测部分包括通过堆叠 至少两个检测表面而形成的检测元件，在每个检测表面中布置了能够被弹性地变形和恢复 的多条电流电阻线，并且检测单元被布置为平行于检测单元中由第一至第三力的至少两个 动作方向形成的平面。
58. —种输入转换方法，包括第一步骤，检测在平行于第一动作表面的第一方向中动作的第一力，并生成与第一力 对应的第一输入信号；第二步骤，检测在垂直于第一动作表面的第二方向中动作的第二力，并生成与第二力 对应的第二输入信号；以及第三步骤，检测在第二步骤后第二力的改变的动作位置，并生成与改变的动作位置对 应的第三输入信号。
59. 根据权利要求58所述的输入转换方法，还包括输入顺序确定步骤，不管第一至第三步骤的顺序而根据预设条件来改变生成第一至第 三输入信号的顺序。
60. 根据权利要求58所述的输入转换方法，还包括 第四步骤，通过同时执行第一和第二步骤来生成对应的第四输入信号。
61. 根据权利要求58所述的输入转换方法，还包括输入确定步骤，根据预设条件取消在一个或两个第一至第三步骤中的输入信号的发 生，所述输入确定步骤在任一第一至第三步骤之后。
62. —种输入设备，包括第一检测部分，用于检测在与第一固定表面平行的第一方向中动作的第一动力； 第二检测部分，用于检测在与第一固定表面垂直的第二方向中动作的第二压力以及在 第二压力的第一固定表面上的分布位置；第一和第二控制模块，用于生成与第一和第二检测部分的检测量对应的输入信号；以及校正控制模块，用于基于从第一控制模块生成的输入信号的暂时改变量来生成已经校 正了第二压力的输入信号，以及基于从第二控制模块生成的输入信号的暂时改变量来生成 已经校正了第一动力的输入信号。
63. 根据权利要求62所述的输入设备，还包括开/关检测单元，用于检测由第二检测部分检测到的第二压力随时间的累积改变量；以及开/关控制模块，用于基于开/关检测部分的检测量而生成对于第一检测部分或第二 检测部分的开/关信号。
64. 根据权利要求62所述的输入设备，还包括输入阶段辨别控制模块，用于基于通过比较第二控制模块生成的输入信号与用于基于 确定标准确定输入信号量的预设标准而获得的结果来确定由第一和第二以及校正控制模 块生成的输入信号的输入开始/输入结束/重新输入开始/重新输入结束。
65. 根据权利要求62所述的输入设备，还包括连接至第一和第二校正控制模块的输入确定控制模块，用于基于对于特定时间段内与 第一和第二检测部分的检测量相对应的任一输入信号的平均信号量来确定剩余输入信号 的阻塞/释放。
66. —种输入转换方法，包括第一步骤，检测在平行于第一动作表面的第一方向中累积的第一动力，并生成与第一 动力对应的第一输入信号；第二步骤，检测在垂直于第一动作表面的第二方向中动作的第二压力，并生成与第二 压力对应的第二输入信号；以及第三步骤，检测在第二步骤后第二压力的改变的分布位置，并生成与改变的分布位置 对应的第三输入信号。
67. 根据权利要求66所述的输入转换方法，还包括 第四步骤，通过同时执行第一和第二步骤来生成对应的第四输入信号。
68. 根据权利要求66所述的输入转换方法，还包括输入顺序确定步骤，不管第一至第三步骤的顺序而根据预设条件来改变生成第一至第 三输入信号的顺序。
69. 根据权利要求66所述的输入转换方法，还包括输入确定步骤，根据预设条件取消在一个或两个第一至第三步骤中的输入信号的发 生，所述输入确定步骤在任一第一至第三步骤之后。
70. —种使用手指动作检测的数据输入设备，包括检测单元，提供在形成于用于电子设备的终端的外壳的一侧上的预定输入区域中，所 述检测单元处理第一定向输入、第二定向输入、第三定向输入以及第四定向输入，其中在第 一定向输入中，放置在输入区域的参考位置的手指朝向围绕参考位置径向布置的多个第一 指示位置中的任一个而横向地按压，在第二定向输入中，放置在输入区域的参考位置的手 指朝向围绕参考位置径向布置的多个第二指示位置中的任一个而垂直地按压，在第三定向 输入中，放置在输入区域的参考位置的手指朝向围绕参考位置径向布置的多个第三指示位 置中的任一个而斜地按压，并且在第四定向输入中，放置在输入区域的参考位置的手指朝 向围绕参考位置径向布置的多个第四指示位置中的任一个而斜地按压；第一检测部分，用于检测第一定向输入；第一检测部分，用于检测第二定向输入；第一检测部分，用于检测第三定向输入；第二检测部分，用于检测第四定向输入；以及控制单元，用于从存储器中提取指派给已经检测到手指的输入的第一指示位置的第一 数据、指派给已经检测到第二定向输入的第二指示位置的第二数据、指派给已经检测到第 三定向输入的第三指示位置的第三数据、或指派给已经检测到第四定向输入的第四指示位 置的第四数据，并用于执行提取的数据。
71. 根据权利要求70所述的数据输入设备，其中，通过第一至第四定向输入中的两个 或更多个的组合来输入数据。
72. 根据权利要求71所述的数据输入设备，其中，当已经指示任一定向输入时，在所述 多个指示位置的任一个处能够执行另一个定向输入，从而使得指派给各个定向输入的各个 数据能够被共同输入。
全文摘要
公开了一种数据输入设备和使用数据输入设备的输入转换方法。数据输入设备包括检测单元，提供在形成于用于电子设备的终端的外壳的一侧上的预定输入区域中，所述检测单元处理第一定向输入、第二定向输入、第三定向输入以及第四定向输入，其中第一定向输入通过检测放置在输入区域的参考位置的手指在预定径向方向的横向按压而生成第一定向输入信号，第二定向输入通过检测在手指放置在参考位置的状态下在预定方向的垂直按压而生成第二定向输入信号，第三定向输入通过检测在手指放置在参考位置的状态下通过在预定方向斜地按压而执行的倾斜按压而生成第三定向输入信号，并且第四定向输入通过检测在手指放置在参考位置的状态下通过在预定方向倾斜整个手指而执行的倾斜输入而生成第四定向输入信号；以及控制单元，用于基于第一至第四定向输入信号来确定手指的横向按压方向、垂直按压方向、倾斜按压方向以及倾斜方向，用于从存储器中提取指派给对应的输入位置的数据，并用于输入提取的数据；其中通过第一至第四定向输入中的两个或更多个的组合来输入数据。
文档编号G06F3/03GK101730875SQ200880023889
公开日2010年6月9日 申请日期2008年7月11日 优先权日2007年7月11日
发明者吴谊镇 申请人:吴谊镇