用于多模式命令输入的系统和方法

专利名称：用于多模式命令输入的系统和方法
用于多模式命令输入的系统和方法
背景技术：
用于向娱乐和其他设备发出命令的控制装置(例如遥控器)以及由这些控制装置提供的特点和功能已经为本领域所述熟知。传统上，在这些控制装置上的用户输入装置包括一系列按钮，其中的每个按钮在激活时都可以使得特定命令被传输。在如今的环境中，这些控制装置越来越必须用于与显示的菜单系统互动、浏览网页、操纵指示器以及实施其他可能需要方向性控制输入的类似活动，例如，在屏幕上卷动显示的信息、移动指示器、控制游戏活动或化身、放大或缩小、控制诸如快进或慢动作等的功能，或其他类似的活动(这些活动在下文中统称为“导航”)。虽然特定的导航功能可以使用常规的控制装置输入机构(例如ー组上、下、左和右箭头键)来实施，但是在许多情况下，可以通过提供更好地适用于这种类型的活动的输入机构来改善用户体验。另外，这种输入机构的多功能使用可以通过降低在控制装置上的键或按钮的数量来进ー步改善用户体验
发明内容

以下概括地描述了ー种系统和方法，其提供在控制装置上的改善的用户输入功能。为此，除了本领域熟知的用于接收按钮输入的常规键矩阵之外，控制装置上还可以设置例如电阻或电容式触摸传感器等的输入装置，由此，用户手指产生的运动和/或按压可以被解释为将传输给目标被控装置的导航命令。这些命令可以在目标装置上应用，以便适合于特定应用地控制诸如卷动菜单、屏幕上光标的移动、游戏对象的运动等操作。另外，除了导航功能的执行之外或者不需要用于导航功能的执行时，触摸敏感输入装置可以适于提供例如(并非限定地)在示例性实施例中的数字键区等常规的按键输入操作。对于本发明的目的、优点、特征、特性和关系的更好的理解可以从下面的具体描述和附图中获得，这些描述和附图阐明了示例性实施例且表示了利用本发明的原理可以采用的各个方式。


为了更好理解本发明的各个方面，參考在附图中示出的优选实施例，其中图I示出了可以在其中使用根据本发明的示例性控制装置的示例性系统；图2示出了图I的示例性控制装置的示例性组件的框图；图3示出了图I的示例性控制装置的示例性触摸敏感输入区域的结构和操作；图4示出了图I的示例性控制装置的多个操作模式；图5示出了对用户输入与图4的示例性控制装置的触摸敏感区域的交互的示例性解释；图6以流程图形式示出了执行图5示出的解释的示例性方法；图7示出了可以使用本发明的教导的控制装置和系统的可选实施例。
具体实施方式
现在參考图1，其示出了一示例性的系统，其中，控制装置100配置为控制例如电视102和机顶盒(“STB”) 104等各种可控制的设备。如本领域所知的，控制装置100可以能够使用任何便利的IR、RF、点对点或网络协议传输命令给设备，以使得设备执行操作功能。虽然示出了用于电视102和STB104的情况，可以理解的是，可控制设备可以包括但不需要限于电视、VCR, DVR、DVD播放器、有线或卫星转换机顶盒(“STB”)、放大器、⑶播放器、游戏控制台、家居照明、帷帘、电扇、HVAC (供热通风与空气调节)系统、温度调节装置、个人电脑等。在特定的示例性实施例中，除了本领域熟知的常规 控制功能之外，控制装置100还可以包括输入区域106，以响应用户和该区域的交互而产生从控制装置100传输给ー个或多个设备的导航命令，例如，用于通过发送一系列的命令给机顶盒104而卷动在电视102上的程序引导菜单显示108。另外，在示例性的实施例中，输入区域106还可以适合在某些操作模式下提供类似键区的功能，这些将在下文进ー步详细描述。參考图2，为了用于命令一个或多个设备的功能操作，控制装置100可以根据特定应用的需要包括:与ROM存储器204耦合的处理器200 ;RAM存储器202 ;键矩阵216(例如，硬键、诸如覆盖在液晶(LCD)上的触摸敏感表面的软键、和/或场致发光(EL)显示器)；诸如电容或电阻式触摸传感器的卷动和/或导航功能输入装置218 ;传输电路和/或收发电路210 (例如，IR和/或RF);非易失性读/写存储器206 ;提供视觉反馈给用户的装置220(例如，ー个或多个LED显示器、和/或类似物)；提供听觉反馈给用户的装置222 (例如，扬声器、压电蜂鸣器等)；电源208 ;诸如串行接ロ、USB端ロ、调制解调器、Zigbee, WiFi或蓝牙收发器等的输入/输出端ロ 224 ; —个或多个用于从背后照亮触摸板218和/或键矩阵216区域的装置226 ;和带有相关的晶体或谐振器214的时钟与计时器逻辑电路212。如本领域的技术人员理解的，存储器202，204，206中的一部分或者全部可以包括旨在被处理器200执行以控制遥控器100的操作的可执行指令(统称为“程序内存”)和用于向操作软件说明在传输命令信号给可控制设备时使用的必要的控制协议和命令值的数据(统称为“命令数据”)。在这种方式中，处理器200可以被编程为控制控制器100中的各种电子组件，以便例如，监视键矩阵216，使信号传输等。可以额外提供例如EEPR0M、电池备份RAM、FLASH、智能卡、存储棒等非易失性读/写存储器206，以便在必要时存储安装数据和參数。虽然存储器204被示例和描述为ROM存储器，存储器204也可以包括任何类型的可读媒介，诸如ROM、FLASH、EEPROM等。优选地，存储器204和206为非易失性的或电池备份的，以使得在电池更换后不需重新加载数据。另外，存储器202，204和206可以采取芯片、硬盘、磁盘、光盘和/或类似物的形式。更进一歩地，应该理解的是，示出的存储装置的一部分或全部可以在物理上结合(例如，单个FLASH存储器可以从逻辑上分区为不同的部分，以分别支持存储器204和206的功能)和/或可以在物理上与微处理器200 (所谓的“微控制器”)集成在同一 IC芯片中，，它们像这样在图2中分别示出，仅仅是为了清楚起见。为了使控制装置100执行动作，控制装置100可以适于响应事件，诸如感应到的用户和键矩阵216、触摸板218的交互等。响应于事件，在程序存储器(下文称作“操作程序”)中的合适指令可以被执行。例如，当在控制装置100上激活功能键时，控制装置100可以从存储在存储器202，204，206中的命令数据中取回对应于激活的功能键和(当需要吋)当前设备模式的命令值和控制协议，并将使用取回的命令数据，以便向选定的目标设备(例如STB104)传输具有可被该设备识别的格式的命令，由此控制该设备的ー个或多个功能操作。应该理解的是，操作程序不仅可以用于使命令和/或数据传输给该设备，也可以执行本地操作。非限制性的，可以由控制装置100执行的本地操作可以包括显示信息/数据、喜爱的频道设定、宏键设定、功能键再定位等。本地操作的例子可以在专利号为5，481，256，5，959，751 和 6，014，092 的美国专利中找到。在一些实施例中，控制装置100可以为通用类型，其设有包括用于控制各种设备的多种命令代码和协议的库。在这些例子中，为了选择和被控制的特定设备关联的命令数据组(以下称为“设置程序“)，可以使数据进入到用于通过其品牌和/或型号和/或类型来识别每个选定的目标设备的控制装置100中。数据可以典型地通过那些也用于使命令传输给设备的键、优选地标注有数字的键来进入。这种数据允许控制装置100在命令数据库中识别合适的命令数据组，该命令数据组用于传输具有适合于这种被识别的设备的格式的可识别的命令。数据命令库可以代表多个不同类型和制造商的可控制设备、多个相同类型但不同制造商的设备、多个相同制造商但不同类型或型号的设备等、或适于给定实施例的它们的任何组合。在本领域所熟知的常规实践中，用于识别合适的命令数据组的这种数据可以采用数字设置代码的形式(例如，从打印的具有对应代码数字的制造商名字和/或型号 的列表获得、从支持网站获得等)。本领域已知的可选的设置程序包括扫描条形码、顺序传输不同格式的预定命令直到检测到目标设备的响应、与网站交互直至将命令数据和/或设置代码下载到控制装置上等。由于这些用于设置控制装置以命令特定家用设备的操作的方法是公知的，此处不再对这些方法更加详细地描述。然而，与设置程序有关的其他信息，读者可以參考例如具有相同受让人的美国专利4，959，810,5, 614，906或者6，225，938，这些专利的全部内容通过弓I用结合在本文中。根据本发明的教导，控制装置100可以包括用于接收将被翻译成导航命令的用户触摸输入的输入装置。在一示例性实施例中，输入装置218可以采用多电极电容性触摸传感器的形式。以这种形式，输入装置218可以接收在任一轴线上的手指滑动手势以翻译为在X或Y方向上的导航步骤命令，并接收在例如基点和中心区域处的手指按压以翻译为例如和常规键区的四个箭头键和选择键等同的离散命令，这些将在下文进ー步详细描述。參考图3，将详细讨论示例性导航输入装置218的结构，该导航输入装置218可以包括示例性控制装置100的区域106。这种输入装置可以包括前述的多电极电容性触摸传感器302和关联的丙烯酸键帽304，其定位在一组常规的硅胶键区按钮310，311，312，313(下文称为“浮动触摸感应器”)上。可以如本领域公知的那样包括一部分键矩阵216的按钮310至313和硅胶键区306可以由印刷电路板308支撑，并且可以用于保持被升高并与形成在控制装置100的上部壳体316上的相关开ロ平齐的触摸输入组件302，304。在一示例性实施例中，覆盖触摸传感器302的丙烯酸键帽304可以包括提示输入装置106的功能的标记，该标记可以被浮雕或雕刻320或印刷318在键帽表面上。在某些实施例中，额外的标记也可以出现在丙烯酸键帽304上，该额外的标记可以在某些操作模式期间被照亮或者以其他方式被突出，这将在下文进ー步详细描述。在第一种输入模式中，使用者可以使手指滑过触摸表面(例如键帽304)的表面以使导航命令输出，例如，如在共同未决的美国专利申请12/552，761中所描述的那样，该专利申请具有相同的受让人并且其全部内容通过引用结合在本文中。可以使用任何方便的传输协议(如本领域所知的，IR或RF)将这些产生自手指滑动手势的导航步骤命令报告给目标设备。通常，这些报告可以包括代表输入手势的方向和速度的信息。由于示例性手势的解释和报告技术已包含在上述引用的’ 761申请中，为了简明起见，这些内容将不再在此重复。
在可以与手指滑动输入结合或分开使用的第二种输入模式中，用户可以在触摸表面(例如丙烯酸键帽304)上的任何地方向下按压322。如所示出的，这会导致在下面的硅胶按钮310至313中的ー个或多个被压缩，例如，图3中示出的按钮310’。如在常规的键区中那样，该按钮的压缩可以使得该按钮下方的传导接触区域完成在印刷电路板308上为此目的设置的电路，即，使得按键事件由控制装置100的操作程序检测到。然而，在这种情况下，硅胶按钮310至313中的任何一个或多个按钮的激活都可以由控制装置100的操作程序简单地翻译为该触摸板输入区域106已经接收到手指按压这一通用的信号。然后，该事件的实际意义和将发出的命令可以基于触摸传感器302在电路完成时所报告的用户手指的位置通过控制装置100的操作程序来确定。通过进ー步的示例，如果在该示例中采用常规的仅基于硅胶按钮310至313状态的按键解码并且在位置324处实施用户手指按压，可以理解的是，与按钮310和313之中任一个或者两个有关的电路可以以任何次序以及在相互间隔很短的时间内被単独或共同地完成，这可能导致进行激活的手指的精确位置不确定。同样地，考虑ー下省去了硅按钮且触摸输入板固定地安装在控制装置外壳中的可选实施例，在这种情况下，控制装置操作程序的解码功能可能需要区别手指敲打动作和手指滑动动作的开始或结束。因此，可以理解的是，在示出的示例性实施例中，手指按压检测和手指位置检测有利地以上面描述的方式分开执行，这可以获得更加耐用和可靠的全面检测机构。此外，提供键区元素作为这种浮动触摸传感器的一部分也可以获得改进的用户触觉反馈。控制装置100的某些实施例可以支持触摸输入区域106的多种操作模式。通过示例，參考图4，在一示例性实施例中，控制装置100的触摸输入区域106的操作可以是用户能在导航模式和数字输入模式之间进行转换的，例如，在例证性示例中，通过标注有“ 1-2-3”的“数字”触发按钮402进行转换。当在导航模式中时，用户手指在触摸输入区域106上敲击和按压可以通过控制装置100的操作程序解释为要求发出前述的导航命令。但是，当通过按钮402的激活被触发进入数字输入模式时，控制装置100的操作程序对触摸区域输入的解释可以改变为代表十二键数字输入板，且只识别手指按压输入。在一些实施例中，可以改变触摸输入板106，特别是丙烯酸键帽304的外观，以便以信号向用户通知这种操作模式，如404所示。这种外观的改变可以例如通过蚀刻在丙烯酸键帽304的表面上的数字标记激光的背光的照明来实现。照明可以通过以下方式获得指向键帽304的边缘的ー个或多个LED，即，使用丙烯酸材料作为光管；使用安装在电容式触摸传感器302的表面上的一个或多个LED的常规的背后照明；或任何适于特定实施例的其他方式。非限制性的，这种照明界面的示例记载在共同转让的、公开的申请No. 2006/0283697中。现在參考图5，当示例性的控制装置100在正常(S卩，导航)模式中运行时，一旦激活与导航板106关联的键区按键310至313中的ー个或多个，控制装置100的操作程序可以得到当前的手指位置坐标“X” 502和“Y” 504并将这些值翻译为命令请求，基于该命令请求确定X，Y坐标落入了五个区域506中的哪ー个。通过示例，在显示的位置512处的手指按压可以解释为发生在区域508中，该区域在该示例中对应于“左箭头”导航标记514以及发送给目标装置的对应的导航命令。相反，在示例性实施例中，当示例性的控制装置100由干“ 1-2-3”按钮402的激活而在数字输入模式中运行时，得到的X，Y坐标可以由控制装置100的操作程序根据十二区域模式520进行解释，每个区域现在对应于数字“0”至“9”以及“输入”和“分隔符”功能中的ー个。通过进一歩的示例，当在这种模式下运行时，控制装置100的操作程序可以将在位置512’处的手指按压解释为对应于数字“4”以及发送给目标设备的对应的数字命令。通过更加详细的示例，图6的流程图结合表I和2展示了用于处理和解释可以由控制装置100的操作程序实施的用户交互的示例性方法。參考图6，当控制装置100的操作程序检测到键矩阵输入600时，可以首先在步骤602确定激活的键是否是“1-2-3”数字输入触发按钮402。如果是，接下来可以在步骤604确定控制装置是否已经在数字输入模式下运行。如果否，在步骤606，数字模式操作状态被设置为“真”和如上文所描述那样被照亮的数字标记404。但是，如果装置已经在数字输入模式下运行，那么按钮402的激活可以解释为请求退出这个模式并返回到导航操作模式，这在步骤608执行。
如果激活的键不是“1-2-3”按钮，在步骤610，控制装置100的操作程序可以接着确定激活的键是否是与触摸传感器组件302，204关联的组310至313中的ー个。如果不是，键输入可以代表常规按钮，例如“音量増加”406，并在步骤612被处理。由于这种常规的键解码和命令输出为本领域所熟知，为了简明起见，控制装置100和相关操作程序的这个方面将不再在此处进一歩讨论。但是，如果控制装置100的操作程序确定激活的键是组310至313中的一个或多个，在步骤614，用户的进行激活的手指的位置的“X”和“Y”坐标可以从触摸传感器302确定。接着，为了建立应用于这些值的解释，在步骤616，控制装置100的操作程序可以确定当前触摸板输入是否被解释为数字输入或导航输入。如果导航输入为当前操作模式，那么在步骤618，可以根据图5示出的五区域模式506对报告的X，Y坐标进行解释。示例性而非限定性的，如果X和Y坐标都被报告为以触摸板302的左下角为原点0，0的0至15范围内的线性值，那么可以应用下面表I提出的示例性算法以将报告的坐标数据转化为五个区域中的一个并由此确定请求的设备导航命令功能。
I"报告的X值
0-4 T 5-10 「 11 い
「 (Y-11)>X:上 f Y>X:上 11 - IS __上_域(Y-11)<X:左右
----
^ 5-10左选择右
tkY>X:左Y>(X-11):右
0-4 _ 下 _
Y<X:下Y<(X-11):下表I例如，參考表I的底端行，即，当报告的Y坐标在0-4的范围中时如果X在0-4的范围中，那么
如果Y大于X，命令等干“左箭头”否则如果Y小于X，命令等干“下箭头”否则如果X在5-10的范围中，那么命令等于“下箭头”否则如果X在11-15的范围中，那么如果Y大于(X-11 )，命令等干“右箭头”
否则如果Y小于(X-11 )，命令等于“下箭头”。如从表I的检验中明显可见的，类似的算法可以对称地应用于X和Y的其他可能的范围，以将这些值转化为图5的五区域式样506中的位置，并相应地产生命令传输。但是，如果控制装置100的操作程序在步骤616确定数字(即数字键)输入为当前操作模式，那么在步骤620，可以根据图5示出的十二区域模式520对报告的X，Y坐标进行解释。假设与在前面示例中提出的范围相同的坐标值范围，可以应用如下表2代表的算法，以将报告的坐标数据转化为十二个区域中的ー个并由此确定请求的设备数字键区命令功倉^:。
权利要求
1.一种控制装置，包括 具有开ロ的外壳；和 设置在所述开口中的、包括定位在多个开关之上的可移动的触摸敏感面板的输入装置， 其中，所述控制装置通过传输信号给ー设备而响应所述触摸敏感面板的运动引起的使所述多个开关中的至少ー个激活，所述触摸敏感面板的运动是由触摸敏感表面上的输入位置处的输入产生的，所述信号反映了所述触摸感应表面上的所述输入位置。
2.根据权利要求I所述的控制装置，其中，所述信号包括控制所述设备的功能操作的命令。
3.根据权利要求2所述的控制装置，其中，所述触摸敏感面板定义有多个表面触摸区域，且所述命令对应于包含所述触摸敏感面板上的所述输入位置的所述多个表面触摸区域中的ー个区域。
4.根据权利要求3所述的控制装置，其中，根据所述控制装置的多个操作模式中的一个运行的操作模式定义所述触摸敏感面板的所述多个表面触摸区域。
5.根据权利要求I所述的控制装置，其中，所述信号包括代表在所述触摸敏感表面上的所述输入位置的坐标的数据。
6.根据权利要求I所述的控制装置，其中，所述触摸敏感面板包括设置在多电极电容性触摸传感器之上的键帽。
7.根据权利要求6所述的控制装置，其中，所述多个开关包括支撑在印刷电路板上的硅胶键区按钮。
8.根据权利要求I所述的控制装置，其中，所述键帽显示了多个用户交互元素。
9.根据权利要求8所述的控制装置，其中，所述触摸敏感面板定义有多个表面触摸区域，每个表面触摸区域都各自对应于所述多个用户交互元素中的ー个元素。
10.根据权利要求9所述的控制装置，其中，根据所述控制装置的多个操作模式中的一个运行的操作模式定义所述键帽显示的所述多个用户交互元素。
11.一种控制装置，包括 具有开ロ的外壳；和 设置在所述开口中的、包括定位在多个开关之上的具有多个定义的表面触摸区域的可移动的触摸敏感面板的输入装置， 其中，所述控制装置通过传输信号给ー设备而响应所述触摸敏感面板的运动引起的使所述多个开关中的至少ー个激活，所述触摸敏感面板的运动是由触摸敏感表面上的输入位置处的输入产生的，所述信号反映了确定为包括所述触摸敏感表面上的所述输入位置的所述多个定义的表面触摸区域中的ー个区域。
12.根据权利要求11所述的控制装置，其中，所述信号包括控制所述设备的功能操作的命令。
13.根据权利要求11所述的控制装置，其中，根据所述控制装置的多个操作模式中的一个运行的操作模式定义所述触摸敏感面板的所述多个表面触摸区域。
14.根据权利要求11所述的控制装置，其中，所述触摸敏感面板包括设置在多电极电容性触摸传感器之上的键帽。
15.根据权利要求14所述的控制装置，其中，所述键帽显示了多个用户交互元素。
16.根据权利要求15所述的控制装置，其中，所述触摸敏感面板定义有多个表面触摸区域，每个表面触摸区域都各自对应于所述多个用户交互元素中的ー个元素。
17.根据权利要求16所述的控制装置，其中，根据所述控制装置的多个操作模式中的一个运行的操作模式定义所述键帽显示的所述多个用户交互元素。
18.ー种使用控制装置的方法，所述控制装置包括具有开ロ的外壳和设置在所述开ロ中的、包括定位在多个开关之上的可移动的触摸敏感面板的输入装置，以传输信号给ー设备，所述方法包括 由所述控制装置感应所述触摸敏感面板的运动引起的使所述多个开关中至少ー个激活，所述触摸敏感面板的运动是由所述触摸敏感表面上的输入位置处的输入产生的；和 响应所感应到的所述多个开关中的至少ー个被激活，使所述控制装置传输所述信号给所述设备，其中，所述信号反映了所述触摸敏感表面上的所述输入位置。
19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述信号包括控制所述设备的功能操作的命令。
20.根据权利要求19所述的方法，包括定义所述触摸敏感面板的多个表面触摸区域，由此所述命令对应于包括所述触摸敏感面板上的所述输入位置的所述多个表面触摸区域中的ー个区域。
21.根据权利要求20所述的方法，包括根据所述控制装置的多个操作模式中的ー个运行的操作模式定义所述触摸敏感面板的所述多个表面触摸区域。
22.根据权利要求18所述的方法，其中，所述信号包括代表在所述触摸敏感表面上的所述输入位置的坐标的数据。
23.根据权利要求18所述的方法，其中，所述触摸敏感面板包括设置在多电极电容性触摸传感器之上的键帽，并且所述方法包括使用所述键帽显示多个用户交互元素。
24.根据权利要求23所述的方法，包括定义所述触摸敏感面板的多个表面触摸区域，每个表面触摸区域都各自对应于所述多个用户交互元素中的ー个元素。
25.根据权利要求24所述的方法，包括使用所述控制装置的多个操作模式中的ー个运行的操作模式来确定要显示的所述多个用户交互元素。
全文摘要
本发明公开了具有定位在多个开关之上的可移动的触摸敏感面板的控制装置。当控制装置感应到多个开关中的至少一个由触摸敏感表面上的输入位置处的输入导致的触摸敏感面板的运动而激活时，控制装置通过传输信号给一设备而进行响应，其中，该信号反映了在触摸敏感表面上的输入位置。
文档编号G06F3/041GK102667686SQ201080058528
公开日2012年9月12日 申请日期2010年12月21日 优先权日2009年12月22日
发明者帕梅拉·E·科莱斯, 杰弗里·克哈奈克, 阿沙姆·哈塔姆贝基 申请人:环球电子有限公司