用于用户界面按钮的扩展触敏致动的装置和方法与流程

本发明总体上涉及用于电子设备的用户界面，且更具体地涉及触敏用户界面和对应的接触组件。

背景技术：

便携式电池供电的通信设备在许多环境中是有利的，但在诸如消防救援环境、第一响应环境和关键任务环境的公共安全环境中尤其有利。期望将便携式通信设备的至少一些部分结合到身体可穿戴装置(诸如，带具、背心或肩带)中变得越来越期望，以便于访问某些无线电设备用户界面控制。在将用户界面控制设计到带具、背心或肩带装置中的挑战在于：在某些环境下，触觉反馈和可见度可能变得有问题。例如，身体穿戴的带具、背心或肩带装置的手套穿戴操作可能加剧感测和致动界面问题。因此，对于身体可穿戴带具型装置，以可靠的不引人注目的实现方式来解决用户界面灵敏度的能力将对公共安全市场是非常有利的。

因此，需要一种用于电子设备的触敏用户界面的改进的方法和装置。改进的触敏用户界面方法和装置将特别适用于公共安全无线电设备环境中的身体可穿戴应用，其中，戴手套和不戴手套的操作二者可以互换地发生。

技术实现要素：

简言之，根据各个实施例，本文描述了用于身体穿戴设备的用户界面，其提供对诸如无线电设备的电子设备的远程访问，以提高的灵敏度水平自动地适应不戴手套模式操作和戴手套模式操作两者。

根据一实施例，使用由单个主触摸元件形成的致动按钮来实现改进的戴手套和不戴手套模式检测，单个主触摸元件包括由触敏元件包围的机械致动器按钮。使用该主触摸元件来确定戴手套模式和不戴手套模式操作是基于响应于对按钮的戴手套或不戴手套的手指输入的电容测量。

当确定戴手套模式操作时，进一步提供如下方法，该方法根据戴手套模式灵敏度水平进行设定或调节至少一个或多个辅助触敏控制按钮的灵敏度水平。这个辅助组的触敏控制按钮(或按钮和元件)包括被自动设定有所测量的电容的灵敏度水平的致动按钮，或是通过迭代过程进行调节的以考虑可变参数——诸如不同的用户和手套参数。

根据一些实施例，一旦建立了戴手套模式操作，辅助触摸按钮控制组在灵敏度水平上增加、提供有悬停触觉反馈能力和/或被组合成更大但更少的按钮。

电子设备(特别是预期可互换的不戴手套和戴手套模式操作的电子设备)现在可以结合按钮用户界面，并且提供有由各个实施例提供的增加的灵敏度水平、悬停反馈能力和/或扩展致动区域的优点。

附图说明

附图被结合在说明书中且形成说明书的一部分，并且用于进一步说明包括所要求保护的发明的原理的实施例并解释这些实施例的各个原理和优点，在附图中相同的附图标记在所有的单独视图中表示相同或功能相似的元件。

图1a是根据一些实施例的具有包括单个致动按钮和其他用户界面控制按钮的改进的用户界面的带具的图。

图1b是图1a的局部横截面视图，其示出了根据一些实施例的具有对用户界面的单个触摸按钮控制的不戴手套手指输入的叠层组件。

图1c是图1a的另一横截面视图，其示出了根据一些实施例的具有对用户界面的单个触摸按钮控制的戴手套手指输入的叠层组件。

图2是根据一些实施例的确定戴手套模式或不戴手套模式并调节触敏用户界面控制按钮的灵敏度的方法。

图3a和图3b示出了根据显示器按钮实施例的用于诸如无线电设备的电子设备的用户界面系统，其将不戴手套模式操作与戴手套模式操作进行比较。

图3c示出了根据扩展实施例的与智能手表结合使用的图3a的带具。

图3d示出了根据扩展实施例的与智能电话结合使用的图3a的带具。

图4a是根据一些实施例的用于电子设备的触敏显示型叠层组件的横截面视图。

图4b是根据一些实施例的用于不戴手套模式操作的触敏显示叠层照明操作及对应的被照明用户界面的横截面视图。

图4c是根据一些实施例的用于戴手套模式操作的触敏显示叠层照明操作以及对应的被照明用户界面的横截面视图。

图4d是根据一些实施例的用于电子设备的触敏显示组件的分解图。

图5a是结合集成为根据一些实施例形成和操作的身体可穿戴带具的一部分的双重控制按钮的用户界面。

图5b是用户界面的局部横截面视图，其示出了各个实施例的致动按钮以及根据一些实施例的用机械部件、触觉信号发生器和凸起的标记标识符实现的双重控制按钮。

图5c是根据一些实施例的双重按钮的局部横截面视图，其示出了改进的敏感致动、触觉振动和分化型凹痕。

图6是根据一些实施例的用于在戴手套模式操作期间的附加按钮识别的方法。

本领域技术人员将理解，图中的元件被示出以用于简明清楚的目的，并且不一定按比例绘制。例如，附图中的一些元件的尺寸可能相对于其他元件被放大，以帮助提高对本发明实施例的理解。

已经在附图中通过常规符号适当地表示了装置和方法部件，附图仅示出了与理解本发明的实施例有关的那些具体细节，以便不会使本公开由于对于受益于本文描述的本领域普通技术人员易于理解的细节而变得模糊。

具体实施方式

图1a是集成为根据各个实施例形成和操作的身体可穿戴带具104的一部分的用户界面100。用户界面100提供了一种按钮控制系统，该按钮控制系统提供戴手套和不戴手套的访问，以用于控制远程便携式通信装置，诸如便携式双向无线电设备180。便携式无线电设备180可以结合到带具104内，诸如结合到衣领(虚线)内，或经由外部缆线互连部耦接到带具。根据各个实施例，用户界面100便于戴手套操作以用于通过穿戴带具104的用户远程控制预定的无线电设备功能。

便携式无线电设备180包括控制器/微处理器190以及收发器192和适当的无线电设备电路。根据一些实施例，带具104经由柔性界面106或其它有线缆线互连部电气和机械地耦接到无线电设备180。柔性互连部106有利地在带具104的织物内保持纤细的轮廓。

根据各个实施例，带具104的用户界面系统100提供了单个致动按钮120以用于确定或建立戴手套模式/不戴手套模式操作。根据各个实施例，第一电容性触敏元件130包围致动按钮120，第一电容性触摸元件基于对按钮120按钮按压将模式操作确定或建立为戴手套模式操作或不戴手套模式操作。响应于由致动按钮120确定出戴手套模式，带具上的所有剩余按钮(其为控制按钮108、110、140)转换成建立戴手套模式操作。

用户界面系统100包括嵌入在带具104内的柔性印刷电路(fpc)板102，该带具可以由织物或其它合适的材料制成，以用于身体可穿戴配置。在fpc板102上布置有多个按钮108、110和120。根据各个实施例，多个用户界面按钮108、110、120中的一个操作为致动按钮120，也被称为主页按钮。根据各个实施例，致动按钮120由单个机械电容性触敏按钮(即，机械按钮120)形成，其中所包围的触摸感测元件或垫130在按压该按钮时被致动。

剩余的按钮108、110操作为并将被称为界面控制按钮108、110。界面控制按钮108和110是触摸垫电容性界面控制按钮。附加的触摸元件140可用于提供滑动(swipe)控制功能触摸元件。可以经由系统100的装置和方法来适应所有实施例。与参考界面控制系统100有时被称为“第一触摸元件”或主触敏致动按钮的致动按钮120相比，界面控制按钮108和110以及触摸元件140可以被称为总体的“辅助触敏控制按钮组”。

响应于确定致动按钮120的戴手套模式，将适当的灵敏度水平分配给控制按钮108、110、140。将基于在发生不匹配时(或当测量电容低于某个不戴手套阈值时)包围致动按钮120的130处测量的戴手套手指电容输入水平(其将是增加的灵敏度水平)来计算待分配给辅助触敏控制按钮的适当量的灵敏度水平。

为了本申请的目的，致动按钮120包括具有导电电容垫的机械按钮。控制按钮108、110、140优选地被实现为电容性触摸元件型按钮，但也可以以电气机械、触摸屏、触摸显示器、gui和机械形状因子实现，只要控制按钮是可以具有分配或调节的电容水平的触摸电容型即可。

在不戴手套操作中，第一控制按钮108和第二控制按钮110为无线电设备180的某些控制提供功能性远程控制访问。可以从无线电设备180访问的几个远程控制功能的示例是即按即说(ptt)无线电设备功能182、静音功能184、音量上调/下调功能186、频道上调/下调功能188和/或多个无线电设备编程控制功能。根据各个实施例，根据各个实施例操作的致动按钮120允许控制按钮108、110和滑动元件140远程控制不戴手套和戴手套模式操作中的一个或多个无线电设备功能。

当切换到戴手套模式操作时，基于有限的空间、低灵敏度水平以及手套的体积和厚度，按钮108和110可能变得难以访问。根据各个实施例，系统100提供维持对带具远程无线电设备功能的功能控制的能力，而不增加带具界面的尺寸。

下面提供了将三(3)个控制按钮组合成一个功能的滑动模式的几个示例，以及使用用于每个按钮108、110、140的各个功能的另一示例。

控制按钮＝118、110和140，其都是触敏的

(滑动)致动按钮120致动戴手套模式。第一触摸感测元件130用于测量对按钮120的戴手套触摸输入的电容，并且控制器计算灵敏度水平所需的任何调节，对于滑动实施例，其可以包括所有功能按钮108、110和140。

根据系统100的第一实施例，在戴手套模式操作期间，所有触敏元件140、108、110可以操作为单个组合滑动按钮。例如，该滑动控制可以在戴手套模式操作期间提供音量上调/下调或频道上调/下调。

例如，如果按钮108、110、140在不戴手套模式期间控制音量上调/下调，然后致动按钮120感测到戴手套模式操作，则控制按钮108、110、140增加其灵敏度水平，从而提供在按钮之间的空间与沿着触摸元件140的边缘之间的整个区域上的滑动能力。因此，控制音量上调/下调功能已被保留在戴手套模式中，其中易于访问且增加灵敏度。

各个功能(108、110和140)戴手套/不戴手套

根据系统100的第二实施例，第一控制按钮108和第二控制按钮110被实现为触摸元件控制按钮。触摸元件140被实现为滑动控制按钮配置中的触摸元件。

在不戴手套操作中，控制按钮108可以是无线电设备静音控制功能，而控制按钮110可以控制远程ptt功能，并且滑动触摸元件140可以控制音量上调/下调。所有控制功能(静音、ptt和音量+/-)从无线电设备180进行远程控制。

根据各个实施例，致动按钮120基于戴手套手指输入来建立戴手套模式操作。响应于手套模式操作的致动，对第一控制按钮108和第二控制按钮110和第三控制元件140的灵敏度水平都由控制器190增加。增加的灵敏度水平可以被默认设定、调节或分配以匹配与致动按钮120的戴手套输入相关联的电容水平。因此，系统100提供戴手套手指输入的自动检测并自动调节控制按钮的灵敏度水平。如果控制按钮108、110、140彼此紧密地定位，则可以将不同的灵敏度水平分配到控制按钮108、110和控制元件140中的每一个。因此例如，可以将ptt分配给控制按钮108，可以将静音控制功能分配给按钮控制110，并且可以将音量上调/下调控制分配给滑动元件140，全部具有所分配的增加的灵敏度水平以用于响应戴手套手指触摸。

如果控制按钮108、110、140彼此紧密地定位，则可以将不同的灵敏度水平分配给控制按钮108、110和控制元件140中的每一个。触觉反馈170还可以用于通过将戴手套手指悬停在按钮上方来帮助识别一个控制特征。通过致动触觉发生器170来模拟控制按钮反馈，以基于控制按钮分配产生反馈振动。

响应于在按压控件108、110或140中的任何一个之前悬停在控制按钮108、110和触摸元件140中的每一个上方，可以感测振动警报形式的触觉反馈，其中，每个按钮具有与其相关联的自身的振动警报。振动警报不需要直接来自按钮区域，而是可以随着用户接近每个单独的按钮区域而产生触觉警报信号170。

因此，已提供使用致动按钮120和触觉反馈170以用于带具104的控制按钮108、110、140，以便以增加的灵敏度和触觉反馈来控制戴手套模式中的诸如ptt、静音和音量上调/下调功能的功能，提高戴手套使用的便利性，从而使误触发最小化。

在过去，区分控制功能按钮的能力将是困难的，特别是在带具上，可能需要多次按压，或过度增加的灵敏度水平将容易导致误触发。然而，根据各个实施例，致动按钮120允许远程控制功能的改进的用户界面。机械按钮的物理“按压区域”被保持在戴手套模式中(即，物理按压区域不受干扰)，从而误键按压被最小化并且有利地保持按钮和带具的原始形状因子。一旦建立戴手套模式操作，则在戴手套操作中对每个按钮108、110、140触发增加的灵敏度水平以及预定振动警报。振动警报可以通过悬停在按钮上、确定要按压的适当按钮并按压该按钮而触发。致动按钮120的使用允许所有三个控制按钮108、110和140在手套模式操作中保持功能性的各个实施例。

图1b是根据各个实施例的致动按钮120和部分控制按钮的局部横截面视图。根据一些实施例，致动按钮120被示为具有控制按钮108、110的叠层组件150。

根据各个实施例，叠层组件150包括具有上表面114和下表面116的柔性可印刷电路102。致动按钮120被设置在上表面114上。致动按钮120是机械按钮，诸如金属波普尔(popple)圆顶。第一触摸元件130包围致动按钮120且被设置在fpc104上。触摸元件130响应于按压机械按钮120来感测触摸(具有或不具有手套)的电容，以区别致动按钮是被手指按压还是被戴手套手指按压，并且当确定出戴手套手指时，进行基于测量电容所需的任何适当的灵敏度调节。在戴手套模式中的测量电容将基于手套的厚度和类型而变化，并因此不同的灵敏度补偿或调节将应用于第二触敏控制按钮(108、110、140)。

加强元件112可以耦接到致动按钮120和触摸元件130下方的下表面116，从而增加按钮按压的触觉反馈。在操作中，被按压的机械按钮120将致动电容性触摸感测电路以感测触摸的电容，以确定对第二触摸元件的适当的灵敏度调节。当发生匹配预设值(或不低于不戴手套操作阈值)时，建立不戴手套模式操作。如果测量电容与不戴手套电容水平不匹配，则将触发戴手套模式，并将根据测量电容来调节辅助触敏控制按钮元件(108和110)的灵敏度。

图1c是根据一些实施例的根据戴手套手指输入的单个致动按钮120的叠层组件的局部横截面视图。在该实施例中，叠层保持与图1b中柔性可打印电路102、致动按钮120、第一触摸元件130和辅助触敏控制按钮108、110(140未示出)相同。

对于待建立的戴手套模式操作设定，触摸元件130响应于被戴手套手指按压而感测戴手套触摸的电容水平。将这个戴手套电容值与已保存到存储器的不戴手套设定的预设值进行比较。预设值也可以是默认值。由于不戴手套手指输入和戴手套手指输入的值不匹配，所以控制器190将基于由致动按钮120的相关触摸元件130测量的电容来计算用于控制按钮108和110的灵敏度水平的适当的灵敏度调节。

一旦手套输入接近，则将触发应用到触摸元件140的增加的灵敏度。然而，不是在控制按钮108或110处触发功能，而是将产生表示正接近哪个按钮108或110的触觉反馈。一旦用户按压期望识别的按钮，则将触发按钮108或按钮110的功能。

因此，由实施例提供的改进的用户界面100允许通过身体穿戴带具104来远程控制无线电设备180，其通过使用根据各个实施例形成和操作的改进的致动按钮120来适应戴手套和不戴手套的使用。通过简单地以单次按压来按压致动按钮120，可以容易地实现不戴手套模式到戴手套模式之间的转换，以避免多次按键按压。只需要致动按钮120的单次致动按压来进入戴手套或不戴手套模式，从而避免多次按键按压。换句话说，在用戴手套输入按压致动按钮120之后，作为控制功能108、110、140操作的所有辅助触敏控制按钮将被转换成戴手套模式(或者响应于不戴手套输入而转换回不戴手套模式)。基于该实施例，这些控制按钮可以是如前文所述的单独控制功能，诸如，ptt108、静音110和音量上调/下调140。因此，根据该实施例，一个或多个辅助触敏控制按钮提供用于访问便携式通信设备的一个或多个远程戴手套控制。

迄今呈现的实施例进一步示出了对于具有多于一个按钮控制功能的实施例的触觉反馈的益处是可用的，例如对于108、110和104的单独功能。手套模式操作允许用户悬停在按钮上方以接收从位于带具上的源产生的触觉反馈，以便在按钮之间进行区别。用户基于与该按钮控制相关联的振动警报来识别期望的按钮。响应于用户感测到预定的振动信号，用户基于该识别按压按钮。因此，各个实施例的另一个优点是通过应用触觉反馈来避免按钮的误触发以正确地识别各个控制按钮，诸如，108是ptt功能，110是静音功能，且140是音量上调/下调功能。

图2是根据一些实施例的调节用户界面的灵敏度水平以用于控制不戴手套和戴手套模式操作的方法200。方法200使得用户界面100的致动按钮120能够控制用户界面100的控制按钮108、110、140的灵敏度水平，该用户界面100耦接到无线电设备180并对无线电设备180提供远程可访问性和控制。

方法200始于触发202带具104上的致动按钮120。致动按钮120包括机械致动按钮，诸如，具有图1的触摸感测元件130的机械致动按钮120。如前文所述，致动按钮120具有与其相关联的第一电容性触敏元件130，其响应于被触发而被致动。响应于被触发的第一或主触摸感测元件130为由触摸元件108、140、110形成的辅助触摸控制按钮提供输入。如先前所讨论的，辅助触敏控制按钮可以是具有与其相关联的触敏传感器的机械触摸元件，或其他类型的电容性触敏元件。

参考方法200，在202处通过戴手套手指按压或不戴手套手指按压致动按钮启用触发。响应于在202处触发致动按钮，在204处致动与致动按钮相关联的第一电容性触摸元件，并且在206处测量电容值。

在方法200的一些实施例中，然后可以将在206处测量的电容直接(参考旁路208)用作输入，以为216处的辅助触敏控制按钮(108，110，140)计算并分配适当的灵敏度水平，从而增加灵敏度水平。换句话说，即使在不戴手套模式中，来自不同人的不同尺寸的不同手指可能需要不同优化的灵敏度水平，并因此可以基于测量电容值来调节和优化辅助触敏控制按钮(108，110，140)的灵敏度。在208处仅使用测量电容值有利地避免使用设定任何比较值、阈值，并且有利地提供“实时”连续的最优调节，而不是离散步长调节。

回到206，在其他实施例中，将在206处的测量电容值在210处与保存在存储器(诸如，无线电设备180的控制器部分190的存储器)中的不戴手套条件相关联的预设值进行比较。

方法200继续在212处确定是否存在表示不戴手套条件的匹配，并且当表示这种匹配时，在214处建立不戴手套模式中的操作。到目前为止，方法200已经测量了从致动按钮的第一触摸元件接收的电容值输入，并且启用从不戴手套模式到戴手套模式的自动切换，或者反之亦然。用于戴手套模式操作的该测量电容值向前发展的随后使用，使得各个实施例能够通过组合按钮实现增加的触摸按钮灵敏度和增加的显示触摸按钮灵敏度。

当在212处的确定表示与用于不戴手套模式的预设值不匹配时，则在216处将所调节的灵敏度水平自动分配给第二电容性触敏控制按钮，从而建立戴手套模式条件。

根据各个实施例，机械按钮和显示器按钮实施例都通过实施方法200向前发展覆盖。

对于机械致动按钮操作，参考回图1，在第一电容性触敏元件130(戴手套的情况)处测量的电容被分配给辅助触敏控制按钮108、110和140。因此，戴手套手指可以按压按钮108或110或140中的一个来启用相应的控制功能。根据一些实施例，提供给第二触敏控制按钮108、110、140的增加的灵敏度允许每个按钮响应于被按压而更容易被触发。

另外，仍参考方法200，对于如在217处所确定的常规触摸式按钮，可以可选地在218处打开振动警报，以在需要时提供改进的按钮区分和识别。图1a的触觉反馈170响应于在218处感测在每个相应按钮上方的预定区域上的手指悬停而产生振动信号。用户将能够区别用于每个不同的控制按钮108、110、140的不同的振动警报，由此允许用户在220处识别和按压期望的按钮。使用振动按钮识别有利地允许更多的按钮在可见度可能受限的环境中保持功能性。

移动到方法200的触敏显示器按钮操作，初始步骤202-214是相同的，然而，致动按钮是显示型致动按钮，其具有与其相关联的第一电容性触敏元件(与机械按钮相反)。

在216处，在第一电容性触敏元件(戴手套的情况)处测量的电容用于计算待分配给第二触敏控制按钮的适当灵敏度，从而增加灵敏度水平。然而，根据触敏显示器按钮实施例，第二触敏控制按钮呈多个触敏显示器按钮的形式。

根据显示型实施例，如217所确定的并且如将在后面的图中示出和描述的，这些控制按钮在222处组合成更少且更大的按钮。根据显示型实施例，戴手套手指然后可以有利地悬停以用于触觉反馈，并在更少但更大的按钮上进行触摸以致动，以便在226处致动不同的控制功能。

这里，再次可以在224处可选地添加并打开振动警报，以在需要时提供改进的按钮识别区分。响应于在224处感测悬停在每个相应的放大按钮的显示区域上的手指，可以触发振动信号。用户将能够区别用于每个不同控制按钮的不同振动警报，由此允许用户在226处正确识别并按压期望的按钮。

应用于机械或触摸按钮控制按钮实施例的方法200的优点包括在戴手套模式操作期间保持按钮的物理“按压区域”，同时增加分配给第二触敏控制按钮的灵敏度水平，以便于戴手套模式操作。用于戴手套模式操作的灵敏度水平的分配增加允许添加触觉功能，其进一步允许悬停在各个按钮上以感测各个振动警报。这些振动警报有利地识别各个控制按钮。由此，用户可以基于所感测到的振动来识别要按下哪个控制按钮。触觉反馈的另一益处在于，在控制按钮的触摸按压致动期间，振动继续向用户提供触觉反馈，这进一步使控制按钮的误触发最小化。

将结合以下描述进一步描述应用于显示器按钮实施例的方法200的优点。简言之，显示器按钮实施例的优点包括增加的灵敏度水平和更大的按钮。触觉反馈也有利地在触摸致动期间提供触觉反馈。

图3a和图3b示出了根据显示器、屏幕或原图用户界面(gui)按钮实施例的用于将不戴手套模式操作中的操作与戴手套模式操作进行比较的电子设备的用户界面系统300。在屏幕型实施例中，致动按钮302由位于半透明屏幕下方的电容性触摸元件形成，电容性触摸能够通过屏幕测量。触摸按钮用户界面300可以位于带具304或其他的带、背心或身体可穿戴物品上，并且远程地耦接到诸如便携式无线电设备的电子设备，或直接形成为电子设备自身的一部分，诸如智能手表或便携式无线电设备。触摸按钮用户界面300有利地促进访问和控制电子设备的各种用户界面控制的能力，其可以由于设备和/或环境条件(诸如，烟雾和巨响)的阻碍而导致在视觉上难以看到、感觉、感测或得到。电子设备可以是例如在微处理器控制下的便携式电池操作的通信设备，诸如图1a的公共安全双向无线电设备180。

图310示出了触摸致动按钮302(也称为主页按钮)的不戴手套手指输入355，该致动按钮302具有与其相关联的第一电容性触敏元件。测量与第一电容元件相关联的电容，并且可以使用连续灵敏度优化来进行如先前在方法200中所讨论的确定和分配，从而直接提供按钮的触敏矩阵而不经过比较和匹配过程。可替代地，测量与第一电容元件相关联的电容，并且可以如先前在方法200中所描述地与先前保存到存储器的预设的不戴戴手套模式值进行比较。

表示不戴手套条件的匹配导致多个小的离散按钮，诸如形成[2×8]矩阵306的小触摸按钮的第一矩阵。在该实施例中，按钮306的第一矩阵提供八个小的触摸按钮，用指示符c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7和c8表示。

如视图320所示，不戴手套模式操作提供可通过用手指触摸显示器来访问的离散按钮。通过手指触摸相应的按钮来启用每个按钮。与戴手套操作相比，按钮将以较低灵敏度水平被致动。

根据戴手套手指实施例，从致动按钮302的第一触摸元件接收的电容值输入使得当测量电容值与用于不戴手套操作的预设值不匹配时，能够从不戴手套模式自动切换到戴手套模式。根据图3的实施例，响应于戴手套手指对致动按钮的输入，多个更小的触件自动组合，以形成用于戴手套模式操作的第一和第二更大的触摸按钮元件。

移动到视图330，离散触摸元件被示出为响应于戴手套手指360对致动按钮302的输入而组合并形成为两个更大的触摸元件322、324。更大的原图在显示器上点亮，以形成新的更大的按钮边界。视图330示出了由于更小的离散按钮被组合而在显示器上点亮的更大的原图，以形成两个新的更大的按钮边界，在此示例中，其将转换为两个[2×2]矩阵326。其他矩阵尺寸和组合是可能的，并且这些仅是为了示例目的而示出和描述的。预先确定识别哪个用户界面控制(例如c1或c2...或c8)被转变成戴手套操作。此外，可以组合更小触摸元件的附加分组和组合以形成更大的触摸元件，以易于手套模式操作。因此，在戴手套手指的着放尺寸方面，扩大的用户界面尺寸提供有增大的灵敏度水平，而不增加设备的外边界的总物理尺寸。

根据视图340所示的实施例，对致动按钮302的戴手套手指输入360产生两个更大的按钮322、324。根据另一实施例，在戴手套模式中操作的两个按钮322、324被分配高灵敏度水平。根据更进一步的实施例，用戴手套手指360悬停在按钮上将触发高灵敏度水平并提供触觉反馈以识别按钮。这种触觉反馈可以呈当戴手套手指进入控制按钮的预定空间内并悬停在按钮上时触发的振动警报的形式。振动水平已被设定成通过在悬停在按钮上时的手套来感测。另外，每个控制按钮具有与其相关联的其自身所分配的振动警报。通过用戴手套手指360触摸期望的按钮来致动控制按钮。根据触摸屏实施例，可以通过由致动按钮302感测到的电容来确定和校准用于针对致动控制按钮的触摸而触发悬停触觉反馈的感测电容水平。根据屏幕主页按钮实施例，在致动按钮302处的触摸传感器能够确定被认为是“触摸”的电容以及哪个电容被认为是“悬停”。由致动按钮302感测的电容是在低于用于“悬停”电容范围的电容值的范围内触摸时的电容。

图3c示出了根据扩展实施例的与智能手表370一起使用的带具304。除了无线电设备180之外，触摸屏带具304可以进一步扩展到与带具304一起工作的另一可穿戴协作设备，诸如智能手表设备370。智能手表370可以与带具304蓝牙配对，并且带具304上的致动按钮302可以在不戴手套模式中启用离散的电容性触摸感测按钮c1、c2、c5、c6。

根据智能手表实施例，按压带具304的致动按钮302，在触摸元件302处测量触摸的电容，然后将该电容用于配置带具304触摸元件以及智能手表370的灵敏度。如果超过阈值并确定为戴手套操作，则可以组合带具304和智能手表370二者上的按钮。换句话说，带具304的致动按钮302用于“通知”智能手表370用户处于戴手套模式，并由此智能手表370应被配置成戴手套用户界面模式。

作为示例，响应于致动按钮302触发在带具304处的戴手套模式操作，位于手表设备370上的第二触敏元件c1、c2、c5、c6将在手表显示器上被“组合”(例如，4个按钮组合成一个功能控制按钮378)。与四个单独的按钮相比，单个按钮378的灵敏度水平将会增加。在该实例中，单个箭头按钮378被示出为具有增加的灵敏度水平。戴手套手指可以悬停在单个箭头按钮上并触摸单个箭头按钮以致动该特定功能。将手表370添加到带具系统304可以用于增加“更大“按钮的对用户可用的量，并且还将用于戴手套模式的特定功能放在特定期望位置，作为带具和手表的整个系统的一部分。

图3d示出了根据扩展实施例的与个人通信设备或智能电话380结合使用的带具304。根据本实施例，触摸屏带具扩展了无线电设备功能，诸如来自图1的无线电设备180，以使可穿戴协作设备与带具304(诸如智能电话380)一起工作。触摸屏显示模块可以结合到协作个人通信器中。智能电话380可以与带具304蓝牙配对，带具304经由柔性部(flex)106接线到无线电设备180，并且带具304上的致动按钮302可以以不戴手套模式启用离散的电容性触敏按钮c1、c2、c5、c6。

在另一替代实施例中，智能电话可以使用与根据各个实施例形成和操作的触摸感测元件集成的主页致动按钮388，以使智能电话能够确定其是在戴手套模式中被致动还是在不戴手套模式中被致动，然后相应地配置灵敏度水平和按钮。由此，通过用户界面100作为无线电设备180的协作设备工作的智能电话可以从系统中移除并且使用改进的装置和方法独立地操作，以用于改进触敏致动，从而对于期望从不戴手套变为戴手套操作的环境提供增加的控制按钮灵敏度和扩展的控制按钮可用性。

响应于致动按钮302触发在带具处的戴手套模式操作，位于智能电话380上的第二触摸元件c1、c2、c5、c6将在智能电话显示器上被“组合”(例如，4个按钮组合成1个箭头按钮)，并且与四个单独的按钮相比，单个按钮的灵敏度水平将增加。在该示例中，单个箭头按钮被示出为具有增加的灵敏度，戴手套手指可以悬停在单个箭头按钮上或触摸单个箭头按钮以致动特定功能。将智能电话添加到带具系统可用于增加“更大”按钮的对用户可用的可用量，并且还将用于戴手套模式的特定功能放在特定的期望位置，作为带具和个人智能电话的整体系统的一部分。

可替代的，个人通信设备380上的致动按钮388可以用于感测戴手套和不戴手套的输入，并且个人通信设备可以通过蓝牙与无线电设备(诸如，图1的戴在用户腰带上的无线电设备180)进行无线通信。个人通信设备380响应于不戴手套和戴手套的输入而可以在触摸/离散屏幕按钮与更大的组合悬停屏幕按钮之间切换。

因此，对于致动按钮和多个控制按钮都由触摸感测元件组成(没有任何机械按钮)的各个实施例，则控制按钮将具有与其相关联的增加的灵敏度水平：悬停灵敏度水平(用于控制按钮识别)和触摸灵敏度水平(用于启用控制按钮的致动)。也可以如前文所述地调节这些水平。

图4a是包括根据一些实施例形成和操作的触摸屏敏感按钮组件的电子设备400的横截面视图。叠层组件代表可用于图3a-d的触摸按钮用户界面的组件。

半透明壳体部分404、设置成抵靠半透明壳体404的掩模原图424以及根据组合按钮方法形成和操作的触敏按钮组件480。触敏按钮组件480包括基板，诸如印刷电路板(pcb)402，其具有布置在pcb上的多个触敏元件420。设置了内部导光膜层406和外部导光膜层408。在内部导光膜层406和外部导光膜层408内示出的空心圆被设置为指示器，在指示器处，照明可以从每个导光膜层(导光膜层406或导光膜层408)行进通过到掩模原图层404，以用于不戴手套操作和戴手套操作的不同操作模式，如将结合图4b和4c所描述的。

虽然这些是第一和第二堆叠的导光膜层，但内部膜层406为更小的不戴手套模式按钮提供对掩模原图424的照明。根据实施例，更宽的跨越膜层408为更大的戴手套组合键提供照明。内部导光膜层406覆盖多个触敏元件420。内部导光膜层406可以通过第一粘合元件421耦接到pcb402。外部导光膜层408覆盖内部导光膜层406、多个触敏元件420，并且还通过比第一粘合元件更高的第二粘合元件421耦接到pcb。

可以作为一对led的一部分的内部led426被设置在pcb402上，内部led具有设置在其上的部分掩模425，内部led位于内部导光膜层406的外部并且在外部导光膜层408下方，并且内部led426位于半透明壳体404的掩模原图423下方。例如，每个按钮触摸元件可以具有由边界轮廓包围的其自身的字符或符号。

可以作为一对led的一部分的外部led428被设置在pcb402上，外部led428具有设置在其上的外部部分掩模427。外部led428位于内部导光膜层406和外部导光膜层408二者的外部。外部led428位于掩模原图424下方，掩模原图424被设置成抵靠半透明壳体404并在其下方。

可以添加附加掩模429以防止原图的渗滤，如果渗滤通过外部导光膜层408到内部导光膜层406，则可能会发生原图的渗滤。

图4b是根据一些实施例的触敏屏幕按钮组件440以及在不戴手套模式中照明的用户界面445的对应俯视图的一部分的横截面视图。在该视图中，设置在pcb402上的内部led426被点亮423。这里，内部led426也被设置在pcb402上，内部led被部分地掩蔽425，内部led位于内部导光膜层406的外部并且在外部导光膜层408下方并且还在掩模原图424下方，掩模原图424被设置成抵靠半透明壳体404。

在不戴手套模式操作中，内部导光膜层406被点亮，并且照明442和照明446穿过掩模原图424，形成具有自身的字符或符号的多个小按钮。通过具有照明路径442、444的掩模原图424的照明通过半透明壳体404示出为多个按钮，诸如俯视图445中所示的按钮c1和c5。这些按钮对应于图3中的按钮312和314。通过具有照明路径的掩模原图424的照明通过半透明壳体404示出，这是因为多个按钮可用于为电子设备提供附加的或更少的按钮。多个触摸元件按钮为用于不戴手套模式操作的电子设备提供用户界面。

根据各个实施例，响应于对半透明壳体部分402的戴手套输入，电子设备的控制器将感测与预设电容的不匹配，并且将通过组合按钮来调节灵敏度，诸如返回图2的步骤222。

图4c是根据一些实施例的触摸屏敏感按钮组件450和在戴手套模式中照明的用户界面455的对应俯视图的一部分的横截面视图。在该视图中，设置在pcb402上的外部led428被点亮431。外部led428被部分地掩蔽427，并且外部led位于内部导光膜层和外部导光膜层408两者的外部，并且外部led至少部分地位于半透明壳体部分的掩模原图下方。在横截面450中，led428被照明，在454处通过掩模原图提供照明，其通过半透明壳体404示出为符号或字符454(诸如，箭头)，如俯视图455中所见。在452处通过掩模原图的照明通过半透明壳体404示出为边界454，如在俯视图455中可见。在该示例中，掩模原图424提供了所照明的边界452，其描绘了用于箭头454的边界。边界452内的箭头454表示电子设备的电子控制功能用户界面。边界452内的箭头454与图3中的按钮322对应。因此，由图4c提供的叠层和操作表示用于电子设备的电子控制功能用户界面。

为不戴手套模式(图4b)照明的横截面组件视图和所照明的戴手套模式操作(图4c)提供了用于扩展的触敏致动发生的转变的视觉指示。更少且更大的按钮的用户更容易使用户在视觉上变化的环境下进行控制。如前文所述，即使在非常差的可见度条件下，也可以使用根据各个实施例形成的更大按钮的增加的灵敏度水平(诸如，添加触觉反馈)的使用，以便于当按钮已经位于远处时定位该按钮。

根据一些实施例，部分掩模的内部led426照明掩模原图404的第一预定原图442、444以用于电子设备的不戴手套模式操作，并且外部led428照明掩模原图404的第二预定原图452、454以用于电子设备的戴手套模式操作。掩模原图404由内部led426自动照明以用于不戴手套模式操作，并且掩模原图404响应于对半透明壳体404的戴手套的输入而自动切换并为戴手套模式操作进行照明。

图4d是根据一些实施例的用于电子设备的触摸屏敏感按钮组件的分解图460。分解视图460示出了根据触摸元件实施例形成的半透明壳体404、掩模原图424和触摸按钮系统480。根据触摸元件按钮实施例，印刷电路板(pcb)402被示出为具有设置在其上的多个触敏元件422。在这种情况下，存在四个触敏元件422，每个按钮c1、c2、c5和c6(表示四个按钮)对应一个触敏元件，诸如回到图3所示。这四个触敏电容元件通过对半透明壳体404的输入来感测触摸不戴手套触摸。当对半透明壳体404的输入不满足与不戴手套模式相关联的预设电容性触摸水平时，触敏电容元件422作为单个组合按钮操作，其具有由边界322照明和界定的不同图形。

值得注意的是，箭头符号326不具有单个对应的触敏元件，这是因为根据实施例的箭头符号被设置为通过在戴手套模式操作中的四个触敏元件422的组合所形成的单个更大按钮。在不戴手套操作期间，内部led426在内部导光膜406上照明并向上穿过外部导光膜408。外部led428在戴手套操作期间仅通过外部导光膜408和掩模原图照射。在该示例中，掩模原图424提供照明边界452，其描绘了用于功能箭头326的边界322。箭头326表示电子设备的电子控制功能。

图5a是集成为根据一些实施例形成和操作的身体可穿戴带具504的一部分的用户界面500。带具504结合根据戴手套模式实施例形成和操作的用于改进触摸灵敏度的双重按钮用户界面，并且还包括根据一些实施例的用于改进按钮识别的触觉反馈570。带具504包括第一控制按钮520和第二触敏控制按钮540，每个按钮均由相应的触摸元件530和550包围。第一控制按钮520由触摸元件530包围，并且第二触敏控制按钮540由触摸元件550包围。双重控制按钮520、540可以例如控制用于无线电设备180的远程编程功能。根据一些实施例，双重控制按钮520、540被实现为机械控制按钮，其由相应触摸元件530、540所包围的波普尔形状形成。

根据各个实施例，带具504的用户界面系统500提供用于建立戴手套模式操作的单个致动按钮120。根据各个实施例，第一电容性触敏元件130包围致动按钮120，第一电容性触摸元件将模式操作确定或建立为戴手套模式操作，其与基于如前文描述的对按钮120的按钮按压以及电容测量的不戴手套模式操作相反。响应于手套使用的确定，控制按钮520、540和相应触摸元件530、550的灵敏度水平被自动设定为高电容水平。设定为控制触摸元件530、550的高电容水平可以被设定为在致动按钮120处的戴手套模式操作的确定期间采用的电容性测量水平。

对于全机械按钮实施例的不戴手套模式，不需要使用触摸感测，并因此控制按钮520、540的触摸元件530、550不被设定为感测任何水平并且不起作用。仅机械控制按钮520、540操作成控制该不戴手套模式实施例中的无线电设备功能。

带具504还包括触觉信号发生器570，该触觉信号发生器570被集成在带具504中并且耦接到控制器190，以用于响应于用户的戴手套手指接近按钮520或540中的一个而以振动警报的形式提供触觉反馈信号。触觉信号发生器570响应于戴手套手指悬停在多个控制按钮520或540中的一个的预定范围内而产生独特的振动信号。除了高灵敏度水平之外，优选地添加触觉警报，尽管这不是必需的。

根据触觉实施例，一旦建立了戴手套模式，触觉信号就提供振动警报，其允许用户在按钮之间进行区分。振动警报在按钮是或变得难以看到的环境(诸如，公共安全人员遇到的烟雾或黑暗环境)中特别有用。

图5b是根据一些实施例的双重控制按钮用户界面的局部横截面视图，该双重控制按钮用户界面包括在戴手套模式操作中提供附加按钮识别的机械标记555、556。标记555、556可以包括嵌入、添加或缝合到带具504(例如集成在织物或材料内)的凸块、凹痕或品牌，以提供用于按钮520或540的适当按钮致动的进一步识别、对准和区分。

应当理解，这种凸起或嵌入的标识符标记适用于带具的织物或某些类型的壳体覆盖控制按钮的实施例。在例如仅使用触摸屏按钮元件的实施例中，诸如图3aa-3d描述和示出的那些，掩模原图需要保持可见的照明，并因此任何凸起或凹入的标记应该保持在边界的外部。

参考回图5b，该视图示出了两个可编程控制按钮520、540以及设置在基板(诸如，柔性印刷电路板(fpc)板502)上的相应的对应触摸元件530、550的横截面。加强件512可以用在每个按钮下方的fpc502上，以用于在需要时改进触觉反馈。触觉元件570被设置在fpc板502上并且电耦接到触敏元件520和540。根据各个实施例，对致动按钮120的戴手套手指输入的检测可以导致在元件530、550处的高水平的灵敏度。

图5c是表征了根据一些实施例的具有增加的灵敏度致动、触觉振动和分化型凹痕的双重控制按钮520、540的戴手套模式操作的部分横截面视图。在图5c中，已建立了戴手套模式操作。在操作中，当戴手套手指560开始在带具500的按钮之间操纵时，触觉反馈元件670产生诸如振动信号的触觉反馈信号572，以向戴手套用户提供关于正在接近哪个按钮的警报。例如，两个短脉冲振动572可以表示控制按钮520，而三个更长的振动警报可以表示正在接近控制按钮540。通过简单地接近控制按钮520或540，将产生表示最近的按钮的身份的触觉信号。随着戴手套手指接近正确的按钮，振动警报可以增加频率。

因此，对于全机械按钮实施例，触摸元件530和550将自动打开以用于具有高灵敏度水平的戴手套模式中的悬停目的，对于致动控制按钮的致动进行相同的设定。对于不戴手套的模式，不需要触摸感测。

另外，机械凹痕555、556提供了在戴手套模式操作期间用于适当按钮致动的进一步识别、对准和区分。可以通过手套感觉到这些凹痕，并且进一步触发来自触觉元件570的触觉反馈。当用户确信已经找到了正确的按钮时，可以通过按压按钮来致动按钮。对于使用电容性触摸显示器或触摸屏型按钮的实施例，将不使用物理凹痕，这是因为原图应该保持可见。

根据触觉实施例，一旦建立了戴手套模式，触觉信号就为用户提供了经由振动警报来区分按钮的方式，其在按钮为或变得难以看见的环境中特别有用。

图6是根据一些实施例的在戴手套模式操作期间用于按钮的拓展按钮接触致动的方法600。方法600总结有以下步骤：在602处致动戴手套模式操作，诸如用戴手套手指按压按钮以进行电容测量，如图2的方法中所描述的。一旦在602处建立了戴手套模式，就在604处通过在606处用戴手套手指接近一个按钮(诸如，图5的具有触摸元件530的第一按钮520或具有触摸元件550的第二触敏控制按钮540)来致动触摸元件。在608处基于戴手套手指正在接近的按钮产生触觉反馈信号。该确定可以由监测第一触摸元件540和第二触摸元件550的电容的电子设备的控制器进行。一旦位于期望的按钮，就在610处以按钮按压的形式进行确认。

在方法600中总结的触觉反馈的添加可以被结合到机械控制按钮实施例和常规触摸电容性控制按钮实施例中。此外，对于已经增加感测的实施例的触觉反馈的添加提供了特别有利的用户界面，这是因为增加的灵敏度水平和触觉反馈的组合提供了在戴手套使用中的增强的用户体验。更有利的是，当将触觉反馈结合到显示器/屏幕型环境(其中，按钮与增加的灵敏度水平相组合)中时，对便携式无线电设备提供远程访问的所得到的用户界面将与过去戴手套使用有关的问题(诸如，不能触发和误触发)最小化。

如前文所述的附加协作设备(诸如，智能电话和智能手表)可以利用各个实施例的致动按钮和电容测量，以进一步实现单个用户对设备的协作和戴手套控制。

因此，各个实施例已经提供了由触摸控制系统形成的用户界面。该系统有利地提供具有自动检测戴手套或不戴手套手指输入的能力的致动按钮形式的主触摸元件。辅助控制按钮的灵敏度水平被自动设定和/或响应于此进行调节(增加)。通过添加触觉反馈和悬停进一步提供了控制按钮识别。

界面的各个实施例已经提供了：

-具有常规触摸式控制按钮的机械触敏致动按钮；

-用于致动按钮和所有控制按钮的全触摸屏型实施例；

-全机械触敏致动按钮和控制按钮。

实施例提供了作为机械按钮的致动按钮和作为常规触摸式控制按钮的剩余控制按钮，其中，建立戴手套模式操作包括建立悬停的灵敏度水平并致动控制按钮。在实施例的混合中，基于戴手套致动按钮灵敏度测量，针对悬停灵敏度水平和控制按钮启用灵敏度水平自动调节灵敏度水平。控制按钮识别由悬停和触觉反馈提供。

实施例还提供了一种全触摸感测元件型界面(没有任何机械按钮)，其中，针对悬停水平和控制致动水平自动调节灵敏度水平，其中，通过悬停和触觉反馈提供控制按钮识别。对于屏幕型实施例，控制按钮可以在相同空间内组合成更大但更少的屏幕按钮。

实施例还提供了所有机械按钮实施例，触摸元件被自动打开以用于具有高灵敏度水平的戴手套模式的悬停目的，设定到该高灵敏度水平以用于致动触摸元件。因此，振动警报便于识别在戴手套操作中的按钮。全机械按钮实施例的不戴手套模式不需要触摸感测。

由各个实施例提供的触摸界面系统非常适于身体可穿戴设备，诸如用于可见性可能受限的公共安全环境的带具无线电设备界面。非常直观的用户界面便于戴手套模式操作和按钮的管理。由于触摸灵敏度不需要一直被致动，而是仅在由戴手套手指输入启用时致动，所以显著最小化了触摸元件上的误触发，并且能够节省电池寿命。

在前文的说明书中，已经描述了具体实施例。然而，本领域普通技术人员可以理解，在不脱离如所附权利要求书所阐述的本发明的范围的情况下，可以进行各种修改和改变。因此，说明书和附图被认为是说明性的而不是限制性的，并且所有这些修改旨在包括在本教导的范围内。

益处、优点、问题的解决方案以及可能导致任何益处、优点或解决方案发生或变得更加显着的任何要素不应被解释为任何或所有权利要求的关键的、必需的或基本的特征或要素。本发明仅由所附权利要求限定，其包括在本申请的未决期间作出的任何修改以及所发布的权利要求的所有等同物。

此外，在本文中，诸如第一和第二、顶部和底部等的关系术语可以仅用于将一个实体或动作与另一实体或动作区分开，而不一定或暗示任何实际的这种关系或这些实体或动作之间的顺序。“包括”、“包含”、“具有”、“有”、“含有”、“含”或其任何其他变型旨在涵盖非排他性包含，使得包括、具有、包含、含有一列要素的过程、方法、物品或装置不仅包括那些要素，而且可以包括对于这样的过程、方法、物品或装置未明确列出的或固有的其他要素。由“包括...”、“具有...”、“包含...”，“含有...”限定的要素并不排除(没有更多限制)在包括、具有、包含、含有该要素的该过程、方法、物品或装置中存在额外相同的要素。术语“一个”和“一”定义为一个或多个，除非本文另有明确说明。术语“基本上”、“大致”、“大约”、“约”或其任何其它版本被定义为接近于本领域普通技术人员所理解的，并且在一个非限制性实施例中该术语被定义为在10％以内，在另一个实施例中为5％以内，在另一个实施例中为1％以内，在另一个实施例中为0.5％以内。如本文所使用的术语“耦接”被定义为连接，尽管不一定是直接的且不一定是机械的。以某一方式“配置”的设备或结构至少以这种方式进行配置，但也可以未列出的方式进行配置。

应当理解，一些实施例可以包括一个或多个通用或专用处理器(或“处理设备”)，诸如微处理器、数字信号处理器、定制处理器和现场可编程门阵列(fpga)以及独特的存储程序指令(包括软件和固件)，其控制一个或多个处理器结合某些非处理器电路来实现本文描述的方法和/或装置的一些、大多数或全部功能。可替代地，一些或全部功能可以由不具有所存储的程序指令的状态机或者在一个或多个专用集成电路(asic)中实现，其中，每个功能或某些功能的某些组合被实现为定制逻辑。当然，可以使用两种方法的组合。

此外，实施例可以实现为计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质具有存储在其上的计算机可读代码，以用于对计算机(例如，包括处理器)进行编程，以执行本文描述和要求保护的方法。这种计算机可读存储介质的示例包括但不限于硬盘、cd-rom、光学存储设备、磁性存储设备、rom(只读存储器)、prom(可编程只读存储器)、eprom(可擦除可编程只读存储器)、eeprom(电可擦除可编程只读存储器)和闪存。此外，预期普通技术人员尽管可能有重大的努力和由例如可用时间、当前技术和经济考虑因素启示的许多设计选择，但当由本文公开的概念和原理指导时将能够容易地以最少实验产生这样的软件指令和程序以及ic。

本公开的摘要用于使读者快速确定技术公开的性质。将理解的是，提交的摘要不会用于解释或限制权利要求的范围或含义。另外，在前面的具体实施方式中可以看出，为了简化本公开的目的，在各个实施例中将各个特征分组在一起。这种公开的方法不应被解释为反映所要求保护的实施例要求比每个权利要求中明确叙述的更多特征的意图。相反，如所附权利要求所反映的，本发明主题在于少于单个所公开实施例的所有特征。因此，所附权利要求被结合到具体实施方式中，其中，每个权利要求独立地作为单独要求保护的主题。