手持电子设备和用于感测触摸和力的方法
【专利说明】手持电子设备和用于感测触摸和力的方法
[0001] 本申请是于2006年3月3日提交的申请号为200680007124. 6的题为"多功能手 持设备"的发明专利申请的分案申请。
[0002] 相关申请的交叉引用
[0003] 本申请与以下申请相关并要求它们的优先权：（1)2005年3月4日递交的题 为"Multi-Functional Hand-Held Device" 的美国临时专利申请 No. 60/658, 777,以及 (2) 2005年3月16日递交的题为"Multi-Functional Hand-Held Device"的美国临时专利 申请No. 60/663, 345,其中每个申请都通过引用被结合于此。
[0004] 本申请还与以下申请相关，这些申请都通过引用被结合于此：2002年7月1日递 交的题为"Touch Pad for Handheld Device"的美国专利申请 No. 10/188, 182 ; (2) 2003 年 11 月 25 日递交的题为"Touch Pad for Handheld Device"的美国专利申请No. 10/722,948 ; (3) 2003 年 8 月 18 日递交的题为 "Movable Touch Pad with Added Functionality" 的美 国专利申请No. 10/643, 256; (4) 2003年9月2日递交的题为"Ambidextrous Mouse"的美 国专利申请 No. 10/654, 108 ; (5) 2004 年 5 月 6 日递交的题为"Multipoint Touch Screen" 的美国专利申请No. 10/840,862 ;(6)2004年7月30日递交的题为"Gestures for Touch Sensitive Input Devices"的美国专利申请 No. 10/903,964; (7) 2005 年 1 月 18 日递交的 题为"Mode-based Graphical User Interfaces for Touch Sensitive Input Devices'，的 美国专利申请No. 11/038,590; (8) 2005年2月11日递交的题为"Display Actuator"的美 国专利申请No. 11/057,050 ;以及（9) 2005年4月26日递交的题为"Hand-Held Electronic Device with Multiple Touch Sensing Devices" 的美国专利申请 No. 11/115, 539〇
【背景技术】
[0005] 现在存在很多种手持电子设备，其中每一种都利用某种用户接口。用户接口通常 包括显示屏（例如液晶显示屏（LCD))形式的输出设备和可以机械致动（例如开关、按钮、 键、拨号盘、操纵杆、操纵板）或电力激活（例如触摸板或触摸屏）的一个或多个输入设备。 显示屏通常被配置用于呈现诸如文本和图形之类的可视信息，而输入设备通常被配置用于 在电子设备中执行诸如发布命令、执行选择或者移动光标或选择器之类的操作。这些公知 设备中的每一个要考虑到诸如大小和形状限制、成本、功能性、复杂性等方面的因素，这些 因素在设计手持电子设备时必须被考虑到。在大多数情况下，用户接口被放置在手持设备 的前面（或前表面）上，以易于查看显示屏和易于操纵输入设备。
[0006] 图1A-1F是各种手持电子设备的图，其中例如包括电话10A(图1A)、PDA 10B(图 1B)、媒体播放器10C (图1C)、遥控器10D (图1D)、照相机10E (图1E)和GPS模块10F (图 1F)。在这些设备10中的每一个中，通常在电子设备10的第一区域放置有显示屏12,该显 示屏12被紧固在设备10的外壳内部并且可以通过外壳上的开口看见。这些设备中的每一 个还包括一个或多个输入设备14,这些输入设备14通常被放置在电子设备10的紧挨着显 示屏12的第二区域中。
[0007] 具体而言，电话10A通常包括诸如字符或图形显示屏之类的显示屏12和诸如号码 板（在某些情况下是导航板）之类的输入设备14。PDA IOB通常包括诸如图形显示屏之类 的显示屏12以及诸如基于铁笔（stylus)的电阻式触摸屏和按钮之类的输入设备14。媒体 播放器IOC通常包括诸如字符或图形显示屏之类的显示屏12和诸如按钮或轮盘之类的输 入设备14。由加州Cupertino的苹果电脑公司生产的iPod?媒体播放器是既包括显示屏 也包括与显示屏相邻布置的输入设备的媒体播放器的一个示例。遥控器IOD通常包括诸如 键盘之类的输入设备14并且可能具有（或可能不具有）字符显示器12。照相机IOE通常 包括诸如图形显示屏之类的显示屏12以及诸如按钮之类的输入设备14。GPS模块IOF通 常包括诸如图形显示屏之类的显示屏12和诸如按钮（在某些情况下是操纵板）之类的输 入设备14。
[0008] 最近，传统上分离的手持电子设备已经开始以有限的方式相结合。例如，电话IOA 已经与PDA IOB相结合。已经遇到的一个问题是在对设备进行输入的方式上。这些设备中 的每一个具有一组特定的输入机构，用于向设备提供输入。这些输入机构中的某些对所有 设备而言是通用的（例如电源按钮），但其他输入机构不是。不通用的那些输入机构通常是 专用于该设备的特定功能的。例如，PDA通常包括四个专用按钮，而蜂窝电话通常包括数字 键盘和至少两个专用按钮。
[0009] 因此，要想设计一种具有有限的输入设备的合并设备而不会不利地影响每个设备 的专用输入是一种挑战。将会意识到，不让手持设备过多地承载大量输入机构是优选的，因 为过多地承载大量输入机构易于使用户混淆并且占用宝贵的空间，即"不动产"。在手持设 备的情况下，由于其尺寸很小，因此空间是很珍贵的。在某些情况下，设备上没有足够的空 间用来容纳所有必要的按钮和开关等。当考虑到所有这些设备都需要一个显示屏而显示屏 通常占用设备本身上的大量空间时尤其如此。为了增大输入设备的数目到超过一定程度， 设计者将不得不减小显示屏的大小。但是，这通常会给用户留下负面印象，因为用户通常希 望得到尽可能最大的显示屏。可替换地，为了容纳更多的输入设备，设计者可以选择增大设 备的大小。这同样常常会给用户留下负面印象，因为这将使得单手操作变得很困难，并且在 某种情况下，设备变得如此之大以至于其不再被看作是手持设备。
[0010] 因此，本领域中需要一种改进的用户接口，其可以对多功能的手持设备起作用。
【发明内容】
[0011] 这里公开了一种多功能手持设备，其能够基于如何使用设备来配置用户输入。优 选地，该多功能手持设备最多只具有几个物理按钮、键或开关，从而使得其显示屏尺寸可被 显著增大。换言之，通过消除电子设备前表面上的物理按钮、键或开关，可以将更多表面区 域用于较大的显示屏。最终，这种策略将允许基本上全屏幕显示屏。这里使用的"全屏幕显 示屏"是这样一种显示屏，其占满电子设备的表面（例如前表面）或至少在电子设备的表面 上占主要地位。
[0012] 下面将参考图2-28来论述多功能手持设备的各种实施例。但是，本领域技术人员 将意识到，这里针对附图给出的详细描述是示例性的而非穷举的，并且可以对这些实施例 执行很多变化。
【附图说明】
[0013] 通过结合附图参考以下描述，可以最好地理解本发明：
[0014] 图1A-1F是各种电子设备的图。
[0015] 图2是多功能手持设备的简化图。
[0016] 图3是具有有限数目个有限按钮的基本上全屏幕的手持设备的透视图。
[0017] 图4是具有至少一个按钮的手持设备的前视图。
[0018] 图5是被划分成标准区域和控制区域的GUI的图。
[0019] 图6是被划分成标准区域和控制区域的GUI的图。
[0020] 图7是被划分成标准区域和控制区域的GUI的图。
[0021 ] 图8是被划分成标准区域和控制区域的⑶I的图。
[0022] 图9示出用于PDA的示例性⑶I。
[0023] 图10示出用于蜂窝电话的示例性⑶I。
[0024] 图11示出用于媒体播放器的示例性⑶I。
[0025] 图12示出用于视频播放器的示例性⑶I。
[0026] 图13示出用于游戏机的示例性⑶I。
[0027] 图14示出用于照相机的示例性⑶I。
[0028] 图15示出用于GPS的示例性⑶I。
[0029] 图16示出用于遥控器的示例性⑶I。
[0030] 图17示出用于掌上电脑的示例性⑶I。
[0031] 图18不出用于多功能手持设备的主采单的不例性⑶I。
[0032] 图19是并入了力敏显示屏的手持设备的横截面侧视图。
[0033] 图20示出一种输入设备，其将触感（touch sensing)和力感（force sensing)设 备组合在一起以在被触摸时提供x、y和z分量。
[0034] 图21是将显示屏与触摸屏和力感机构结合在一起的I/O设备的侧视图。
[0035] 图22是输入设备的侧视图。
[0036] 图23是并入了挤压特征（squeeze feature)的手持设备的横截面侧视图。
[0037] 图24是手持电子设备的横截面侧视图。
[0038] 图25是触感方法的框图。
[0039] 图26是触感方法的框图。
[0040] 图27A-27E是代表与音乐播放器相关联的触摸词汇表的一个示例的表。
[0041] 图28是示例性的多功能手持设备的框图。
【具体实施方式】
[0042] I.多功能性
[0043] 电子设备制造商已经发现将分离的手持电子设备组合在一起以形成多功能设备 的优势。通过具有单个多功能设备，用户不用麻烦地携带、购买和维护多个设备。此外，用 户在可被执行的操作方面不受限制，即用户可以利用单个设备执行在其他情况下需要使用 不同设备才能执行的不同操作。
[0044] 这里使用的术语"多功能"被用于限定这样的设备，其在单个设备中具有两个或更 多个传统设备的功能。多功能设备例如可以包括以下设备功能中的两个或更多个：PDA、蜂 窝电话、音乐播放器、视频播放器、游戏机、数码相机、掌上电脑、因特网终端、GPS或遥控器。 对于添加到单个设备的每种新的设备功能，设备的复杂性和尺寸将倾向于增大。因此，对于 手持设备，通常存在在保持小占用空间（footprint)和低复杂性的同时仍旧使得设备的功 能性最大化之间的折衷。
[0045] 在某些情况下，组合设备可能导致冗余的硬件组件，这允许组件被多个不同的设 备功能所使用。在其他情况下，某些硬件组件对每个设备是不同的，因此必须有额外的空间 和连接可用。此外，每个设备功能通常具有其自己的编程或应用软件，因此多功能设备必需 被设计为具有足够的存储器，用于容纳所有不同的软件组件。
[0046] 个人数字助理（PDA)是一种移动手持设备，其提供针对个人和/或商业用途的计 算和信息存储与获取能力。PDA有些功能跟踪姓名、地址、电话号码和约会。它们通常还能 够记事、执行计算、寻呼、发数据消息和电子邮件。PDA还可以包括用于播放简单的游戏、音 乐和其他媒体文件的功能。PDA的示例包括Palm Pilot和Blackberry。
[0047] 像大多数手持设备一样，PDA通常包括显示屏和各种输入设备。输入设备可以包 括铁笔和触摸屏，它们与手写识别程序、键盘、迷你键盘、导航板和/或软功能按钮或固定 功能按钮结合工作。
[0048] 蜂窝电话是允许用户利用蜂窝网络连接到其他电话的移动电话。蜂窝电话通常包 括用于发送和接收电话呼叫的收发器以及控制件（control)，所述控制件例如是用于遍历 显示屏的导航板、用于执行数字输入（在某些情况下是字母输入）的键盘以及软功能按钮 或固定功能按钮。例如，在很多蜂窝电话中，一个固定功能按钮被用于启动呼叫，而另一个 固定功能按钮被用于结束呼叫。
[0049] 媒体播放器具有各种形式。音乐播放器一般被配置用于存储、处理和输出音乐。音 乐播放器可以基于MP3或AAC格式，所述MP3或AAC格式是针对音乐的压缩系统。音乐播放 器通常包括微处理器、存储器、显示屏、音频插孔、数据端口和回放控制件。回放控制件通常 包括诸如菜单、播放/暂停、下一首、上一首、音量增大和音量减小之类的特征（feature)。 视频播放器在大多数方面类似于音乐播放器。在某些情况下，它们可以包括用于容纳可移 动存储介质（例如DVD)的数据存储设备。由