專利名稱：用于將信息輸入便攜式電子設備的方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及輸入設備、電子設備及用于將信息輸入電子設備的方法。
背景技術：
便攜式電子設備使用的激增已經導致大量不同類型的用于將信息輸入便攜式設備的輸入設備的發展。這些輸入設備可以包括鍵盤、接觸板、接觸屏、顯示器、操縱桿、諸如鼠標或者觸筆的定點設備、以及音頻響應單元。這些輸入設備中的某些設計可以是復雜的，需要處理所輸入信息的下面的電子線路也可以這樣。而且，這些輸入設備的使用可要求對具有生理殘障的個體難于達到的靈巧水平。具有這種殘疾的個人能夠從擁有簡化的用于輸入用戶信息的接口受益。
例如，為了激活所述電子設備的功能，用戶可能有必要按下鍵盤的某些鍵，或者激活接觸屏或者接觸板的某些區域。這樣的動作可能要求用戶能看見，并具有一定量的靈巧性，來激活接觸屏或者接觸板的相對小尺寸的鍵或者區域。最好能夠簡單通過利用相對更大的區域接觸電子設備來激活功能。所述接觸能夠是敲擊運動的形式，類似利用觸筆對個人數字助理(PDA)進行的運動。正如在此所使用的那樣，敲擊或者敲擊運動意味著輕輕擊打或者給予輕輕的一擊。這樣的運動能夠限制在一段時間內，并且能夠導致所限制時間段內慣量的相應變化。
這樣的敲擊運動能夠利用適合的傳感器或者檢測器來檢測，并且響應于所檢測的敲擊來執行功能。例如，美國專利No.6,369,794描述了一種安排，其具有運動檢測單元和用于分析所檢測運動的方向、強度和發生次數的運動分析單元。所檢測的運動被用于簡單的開關(開或者關)來激活功能。盡管這種安排能夠確定運動已經發生，但是，它不能夠識別出其中接觸可能已經發生從而導致所述被檢測的運動的區域。識別其中電子設備被接觸或者敲擊的區域的信息，能夠被用來調用或者控制所述設備的更復雜功能，而不要求用戶利用其他更復雜的諸如鍵盤或者接觸屏這樣的單元的輸入設備、來訪問這些特征。
發明內容
因此，披露了一種用于輸入信息到便攜式電子設備的方法和系統。根據示范性實施例，一種輸入設備，包括傳感器，其被配置成用來產生與響應于所述輸入設備的接觸而圍繞所述輸入設備的至少一個軸的慣量變化有關的信號。一處理器被配置成來接收來自所述傳感器的信號，以確定圍繞所述輸入設備的所述至少一個軸的慣量變化是否對應所述輸入設備的敲擊。所述處理器還被配置為，當所述慣量的變化對應所述輸入設備的敲擊時，基于圍繞所述輸入設備的所述至少一個軸的慣量變化的方向，來識別所述輸入設備的接觸區域。
根據另一個示范性實施例，一種系統被描述為用于輸入信息到便攜式電子設備。所述系統包括機殼和輸入設備，該輸入設備包括傳感器，其被配置成用來產生與響應于所述輸入設備的接觸而圍繞所述輸入設備的至少一個軸的慣量變化有關的信號。所述輸入設備還包括處理器，該處理器被配置成來接收來自所述傳感器的信號，以確定圍繞所述輸入設備的所述至少一個軸的慣量變化是否對應所述輸入設備的敲擊。所述處理器還被配置為，當所述慣量的變化對應所述輸入設備的敲擊時，基于圍繞所述輸入設備的所述至少一個軸的慣量變化的方向，來識別所述輸入設備的接觸區域。所述系統包括被耦合到所述輸入設備的電路系統，該電路系統被配置成，基于所述輸入設備的所述被接觸區域的識別，來執行至少一個功能。
根據示范性實施例，用于輸入信息到電子設備的方法包括測量響應輸入設備的接觸圍繞所述輸入設備的至少一個軸的慣量變化。確定圍繞所述輸入設備的至少一個軸的慣量變化是否對應所述輸入設備敲擊。在所述慣量的變化對應所述輸入設備的敲擊時，基于圍繞所述輸入設備的至少一個軸的慣量變化的方向，來識別輸入設備的被接觸區域。
附圖提供了視覺表示，它被用來更全面地描述在此所披露的代表性實施例，并能夠由本領域普通技術人員用來更好地理解它們和它們的內在優點。在這些圖中，類似的參考標號標識對應的組件，并且
圖1A-1D說明用于將信息輸入到電子設備的便攜式電子設備和示范性輸入設備；圖2說明當在設備面的頂部、底部、左部和右部接觸或者敲擊設備時靜止的便攜式電子設備的角速度的圖；圖3說明當在設備面的頂部、底部、左部和右部接觸或者敲擊設備時運動的便攜式電子設備的角速度的圖；圖4說明當在設備面的頂部、底部、左部和右部接觸或者敲擊設備時運動的便攜式電子設備的角加速度的圖；圖5說明能夠利用如圖1A-1D所示的輸入設備輸入從而形成所示字符的示范性敲擊序列；圖6A-6C根據示范性實施例說明用于可拆裝地緊固電子設備的裝置和用于方便電子設備的旋轉的裝置；以及圖7是說明按照示范性實施例的用于將信息輸入便攜式電子設備的方法的流程圖。
具體實施例方式
現在結合各示范性實施例來描述各個方面，包括根據能夠由計算機系統的組件執行的動作序列描述的某些方面。例如，將會認識到，在實施例的每一個中，所述各種動作的執行可以是通過專門的電路或者電路系統(例如，互相連接來執行專門功能的分立和/或集成的邏輯門)，通過由一個或者多個處理器執行的程序指令，或者通過兩者的組合。
圖1A-1D說明便攜式電子設備100和用于輸入信息到所述電子設備100的示范性輸入設備112、114。圖1A描述了具有數字鍵區102和顯示器104的便攜式電話(或者翻轉式電話(flip-phone))100。電話100能夠包括諸如接觸板、接觸屏或者其他類似類型設備的輸入區106。所述輸入區能夠被配置成圍繞諸如所示的軸118、112的至少一個軸旋轉。便攜式電話100還可包括作為電話100的音頻響應單元的部分的揚聲器108和麥克風110。圖1B和1C描述了翻轉式電話100的機殼部分124的截面視圖，并說明了依據兩個示范實施例的輸入設備112、114。
每個輸入設備112、114包括傳感器116，其被配置成用來產生與響應于設備100的接觸而圍繞輸入設備112、114的至少一個軸118的慣量變化有關的信號。傳感器116可以包括陀螺儀、加速計、多軸陀螺儀、以及多軸加速計的至少一個作為例子。可能使用能夠在設備100上敲擊或者產生表示敲擊的位置的信號的任何設備。如上所述，敲擊或者敲擊運動可以包括輕輕撞擊物體或者給所述物體輕輕一擊。這樣的運動可限于一段時間內，并且可導致可由適合的傳感器116檢測的、在所限制的時間段的對應慣量變化。術語“敲擊(tap)”或者“敲擊(tapping)”僅僅是說明性的，并且旨在包括可由傳感器116檢測的對物體的任何撞擊。
當例如在圖1B中用戶例如通過敲擊軸118的右方來接觸至少一個軸118的右方的靜止電話100的機殼124的區域時，電話100將繞軸118順時針方向旋轉。電話100的這種慣量變化可用傳感器116，作為例如角速度或者角加速度的變化來測量，并且可由與慣量變化有關的傳感器116產生信號。類似地，在如圖1C所示的安排中，用戶可例如通過敲擊軸118的右方，接觸至少一個軸118的右方的可旋轉的輸入區域106的部分，輸入區域106將繞軸118順時針旋轉。輸入區域106的這種慣量變化可用傳感器116，作為例如角速度或者角加速度的變化來測量，并且可由與慣量變化有關的傳感器116產生信號。
圖2說明了當在電話100的面的頂部(上)、底部(下)、左部和右部接觸或者敲擊電話的機殼124時靜止電話100的角速度的各圖。在各圖中的實線表示當電話100的面繞軸左或右轉時，即，當電話作為敲擊的結果繞軸118旋轉時的角速度ωy。虛線表示當電話100的面繞軸上和下轉時，即，當電話作為敲擊的結果繞軸122旋轉時的角速度ωx。在圖中用圓圈所示的“峰”表示在“敲擊”電話的時刻的角速度。敲擊動作可產生由電話100的傳感器116測量的角速度的急劇變化，所述變化可持續僅僅限制的時間段。可利用附在軸118、122的交叉處附近的電話機殼124的多軸陀螺儀116來測量所述角速度。這樣一種多軸陀螺儀116可產生與所測量的角速度相對應的信號。
如果在敲擊的同時移動電話100，例如，作為用戶行走或者駕駛車輛同時所述敲擊發生的結果，這些不經意的運動可混淆(corrupt)或者屏蔽可用來識別正在敲擊電話100的時刻的角速度的急劇變化。圖3說明當在電話100的面的頂部、底部、左部和右部接觸或者敲擊電話的機殼124時移動電話100的角速度的各圖。從所述圖可看出，由電話的移動引起的“背景噪聲”混淆或者屏蔽了表示正在敲擊電話100的時刻的尖峰。
只要電話100的移動維持相對恒定，如可以是當用戶帶著電話100行走或者駕駛時的情形，那么可確定電話100的角加速度，以更容易地識別敲擊所述電話的時刻。圖4說明當在電話100的面的頂部、底部、左部和右部接觸或者敲擊電話100時，移動的便攜式電話100的角加速度的各圖。在各圖中的實線表示當電話100的面繞軸左或右轉時，即，當電話作為敲擊的結果繞軸118旋轉時的角加速度αy。虛線表示當電話100的面繞軸上和下轉時，即，當電話作為敲擊的結果繞軸122旋轉時的角加速度αx。在圖中用圓圈所示的“峰”表示在“敲擊”電話的時刻的角加速度。從圖中可以看出，和電話100的幾乎恒定的移動的近似零的角加速度相比，相對高頻率敲擊，表明在圖中其本身為限制時間段的變化角加速度的尖峰。
例如，可利用附在軸118、122的交叉處附近的電話機殼124的多軸加速度計116來測量所述角加速度。這樣一種多軸加速度計116可產生與所測量的角加速度相對應的信號。或者，可對例如利用多軸陀螺儀116所測量的角速度微分，來生成電話100的角加速度。再者，多軸陀螺儀116可被附在軸118、122的交叉處附近的電話機殼124上。
回到圖1，輸入設備112、114還包括諸如信號處理器、多用途處理器或者中央處理單元(或CPU)的處理器120，被配置成接收來自傳感器116的信號。將處理器120配置成從所述傳感器接收信號，以確定圍繞輸入設備的至少一個軸118的慣量變化是否對應輸入設備112、114的敲擊。如圖1D所示，處理器120可以包括耦合到傳感器116的慣量變化測量單元126。可將慣量變化測量單元126配置成確定繞至少一個軸118的輸入設備112、114的角加速度的幅度是否超過對限制的時間段的臨界加速度值。在一個實施例中，例如，如果將所述臨界值配置為對大約0.1秒為大約3rad/s2(弧度/秒2)，則在圖4中所示的角加速度的幅度將被確定為在所限制的時間段超過了所述臨界值，表明已經敲擊了電話100。
將處理器120還配置為，當慣量的變化對應輸入設備112、114的敲擊時，基于圍繞輸入設備112、114的至少一個軸118的慣量變化的方向，來識別出輸入設備112、114的接觸區域。例如，處理器120可包括耦合到慣量變化測量單元126的極性確定單元128，其被配置成確定超過在所限制的時間段的臨界加速度值的角加速度的極性。處理器120還可包括耦合到極性確定單元128的位置確定單元130，其被配置成當角加速度的極性為正時將輸入設備112、114的第一區域識別為被接觸區域，而當所述角加速度為負時，將輸入設備112、114的第二區域識別為被接觸區域。
例如，從敲擊圖1B所示的電話100的底部或者右部而得出的在圖4所示的角加速度曲線，產生正的角加速度。極性確定單元128可確定角加速度是正的，然后將此信息轉發到位置確定單元130，其可識別出電話100的底部或者右部為所接觸的第一區域。同樣，從敲擊圖1B所示的電話100的頂部或者左部而得出的在圖4所示的角加速度曲線，產生負的角加速度。極性確定單元128可確定角加速度是負的，然后將此信息轉發到位置確定單元130，其可識別出電話100的頂部或者左部為所接觸的第二區域。輸入設備112的第一和第二區域可由至少一個軸118分開。圖1B示出了由軸118分開的電話的第一或右以及第二或左的部分。
如上簡述的，可將傳感器116配置成，例如利用多軸陀螺儀或者多軸加速度計116，來產生與圍繞輸入設備112的兩個垂直軸118、112的慣量的變化相關的信號。利用這樣一種安排，慣量變化測量單元126可被配置成，確定圍繞垂直軸118、112的每一個的輸入設備112、114的角加速度的至少一個幅度、是否超過在限制的時間段的臨界加速度值。極性確定單元128可被配置成，確定對所限制時間段超過臨界加速度值的所述角加速度的每一個的極性。
將位置確定單元130配置成，根據如由極性確定單元128所確定的、圍繞垂直軸118、122的每一個的角加速度的變化方向，識別輸入設備112、114的接觸的區域。例如，敲擊如圖1B所示的電話100的右下部，可導致如圖4所示的角加速度曲線，其表明角加速度的兩個正變化。可將位置確定單元130配置成，當兩個角加速度的極性是正的時，將輸入設備112的右下部識別為所接觸的第一區域。同樣，敲擊如圖1B所示的電話100的左上部，可導致如圖4所示的角加速度曲線，其表明角加速度的兩個負變化。可將位置確定單元130配置成，當兩個角加速度的極性是正的時，將輸入設備112的左上部識別為所接觸的第二區域。
位置確定單元130可被配置成，當圍繞第一個垂直軸的角加速度的極性是正的且圍繞第二個垂直軸的角加速度是負的時，將所述設備的第三區域識別為接觸的區域。作為例子，考慮從敲擊電話100的右上部得出的在圖4所示的角加速度曲線。圍繞垂直軸的第一個118的角加速度是正的，而圍繞垂直軸的第二個122的角加速度是負的。
位置確定單元130也可被配置成，當圍繞第一個垂直軸的角加速度的極性是負的且圍繞第二個垂直軸的角加速度是正的時，將所述設備的第四區域識別為接觸的區域。作為例子，考慮從敲擊電話100的左下部得出的在圖4所示的角加速度曲線。圍繞垂直軸的第一個118的角加速度是負的，而圍繞垂直軸的第二個122的角加速度是正的。
由垂直軸118、122的每一個的部分可將輸入設備112的每一個區域(右下、左上、右上和左下)分界。應該理解，傳感器116例如多軸加速度計116的方向，可從電話的面偏置，從而得出偏置垂直軸118′，122′。而這些偏置垂直軸又可分別分割與輸入設備112、114的右、左、上和下相對應的輸入設備112、114的新的接觸區。
按照示范性實施例，位置確定單元130也可被配置成，當角加速度中僅僅只有一個超過對所限制的時間段的臨界加速度值時，將所述設備的區域中的一個的邊界區域識別為所接觸的區域。例如，再次考慮如圖1B所示的安排，其中，傳感器116可以被配置成產生與圍繞輸入設備112的兩個垂直軸118、122的慣量變化有關的信號。如果用戶基本上敲擊輸入設備112的右邊界附近或者中心附近，那么僅僅圍繞軸118的角加速度將超過對所限制時間段的臨界加速度值。圍繞軸122的角加速度將會很少或者沒有，因為在所述例子中，用戶已經基本上在軸122上敲擊輸入設備112。通過圍繞垂直軸118、122的每一個的慣量矩可確定邊界區域的范圍。最好，將傳感器安排在電話100的輸入區域106或者機殼124的中心附近。
如上所述，傳感器116可被配置成產生與圍繞至少一個軸118的輸入設備112、114的角速度有關的信號。如果由電話100的移動導致的背景噪聲難解決的話，可將處理器120配置成對所述角速度微分，以確定圍繞至少一個軸118的設備112的角加速度。所述傳感器也可被配置成產生與圍繞至少一個軸118的輸入設備112、114的角加速度有關的信號。此外，也可將濾波器(未示出)耦合在傳感器116和處理器120之間，以便在處理器確定圍繞所述設備的至少一個軸的慣量變化是否對應所述輸入設備的敲擊之前，對由處理器120接收的所述信號進行濾波。例如，所述濾波器可以是阻尼電路，其被配置為對可破壞角速度或者角加速度測量的振蕩進行抑制。
在另一個示范性實施例中，電子設備100包括耦合到輸入設備112、114的電路系統(circuitry)，其可基于對輸入設備112、114的接觸區域的識別執行至少一個功能。所述電路系統可以包括用于存儲可由用于執行所述功能的處理器120來執行的程序指令的存儲器(未示出)。
所述功能可以包括控制通過揚聲器108播放的音量。所述功能也可以包括滾過在顯示器104上所顯示的菜單。所述功能也包括滾過在電話100的顯示器104或者輸入區域106上顯示的列表項。此外，所述功能可以包括選擇包括在可顯示在顯示器104或者輸入區域106上的列表中的項目或者菜單項目。而且，所述功能也可以包括在顯示器104上顯示字符或者符號。電子設備100也可以包括輸入反饋單元(未示出)，其被配置成，提供識別基于輸入設備的被接觸區域的識別而執行的至少一個功能的音頻響應。所述音頻響應可經由揚聲器108來提供。這可以是有用的特征，因為在敲擊后執行的基于環境的功能在調用時對用戶可以是未知的。
根據另一個示范性實施例，處理器120可被配置成在一個時間幀內檢測與輸入設備112、114的多個敲擊相對應的圍繞所述輸入設備112、114的至少一個軸118的多個慣量變化。包括在電子設備100中的所述電路系統可被配置成，基于與在所述時間幀內所檢測到的多個敲擊相對應的已識別出的接觸區域的次序，執行至少一個功能。例如，所述至少一個功能可以包括激活“熱鍵”，來直接導航到和執行包括在多級中更低菜單級的功能，菜單驅動的用戶界面。
根據另一個示范性實施例，所述至少一個功能可以包括識別與在時間幀內所檢測的多個敲擊相對應的已識別的被接觸區域的次序相關聯的字符。圖5說明可利用輸入設備112、114輸入來形成所示字符的示范性敲擊序列。用戶可在用任何給定的時間幀(例如3秒)所示的接近區域連續地敲擊輸入設備112、114。包括慣量變化測量單元126、極性確定單元128和位置確定單元130的處理器120，可利用如上所述的技術確定被接觸區域的識別。與被識別的接觸區域的次序相關聯的適當字符可接著被顯示在顯示器104上，或者輸入區域106中。
如上所述，結合如圖1B所示的示范性實施例，可以將傳感器116附在電子設備100的機殼124上。傳感器116最好附在如圖所示的機殼124的中心附近。利用這樣一種安排，電子設備的任何部分可用作輸入設備的被接觸區域。根據示范性實施例，所述被接觸區域包括機殼的至少一個表面，最好是與電子設備100的正面相對應的表面。
當整個電子設備可用作輸入設備的被接觸區域時，包括用于可拆裝地緊固所述機殼到剛性表面的裝置和用于方便繞至少一個軸旋轉所述電子設備的裝置，可以是有用的。例如，在圖6A和6B中，示出如下安排其中，萬向節600可拆裝地附著到電子設備100的機殼124和剛性表面602。剛性表面600可以是汽車內諸如儀表盤或者儀器組(instrument cluster)的表面。萬向節600允許設備基本上以任意方向繞垂直軸118、112旋轉。在各圖中示出了簡單的可分離的“球窩接頭(ball-joint)”安排，但是，本領域技術人員將理解其他設計可被采用。圖6A說明繞軸122的設備的運動，而圖6B說明繞軸118的運動。所述安排也便于繞兩個垂直軸118、122的復合運動。
圖6C說明用于可拆裝地緊固所述機殼的裝置和用于方便電子設備旋轉的裝置，還可以包括在機殼124上安排的多個可變形襯墊(spacer)604，以便為可拆裝地緊固機殼124到剛性表面602提供摩擦F。所述襯墊在機殼124和剛性表面602之間提供間隔D，以便于所述電子設備繞至少一個軸118旋轉。
根據另一個示范性實施例，可將所述傳感器附著到機殼的可分開旋轉的部分，其被配置為繞至少一個軸118旋轉。例如，圖1B示出了其中將傳感器116附著到機殼124的可分開旋轉的部分116的安排。附著部分116以便繞所述至少一個軸118可旋轉。輸入設備114的被接觸區域包括可分離旋轉的部分116，使得用戶可在可旋轉部分116敲擊，從而激活電子設備100的功能。可旋轉部分116可對應諸如接觸板或者接觸屏的輸入區域。
盡管在此只作為便攜式電話描述了所述電子設備，本領域技術人員應該懂得，設備100也可以是PDA或者電子游戲機。而且，輸入設備112、114的被接觸區域可以包括在諸如鍵區、接觸板、接觸屏和設備的顯示器的電子設備的至少一個其它部分中。除了輸入設備112、114外，所述電子設備可以包括諸如鍵盤、接觸板、接觸屏、顯示器、操縱桿、鼠標和音頻響應單元的其它輸入設備。處理器120可以被配置成基于口頭命令、在一個時間幀中多次敲擊輸入設備、手動開關和接近開關(proximity switch)中的至少一個來禁止輸入設備。
圖7描述了解釋用于輸入信息到便攜式電子設備的示范性方法的流程圖。所述方法可使用如上所述的示范性安排來實現，所以請讀者參見用于解釋例子的那些部分。所述方法開始于塊702，測量響應輸入設備的接觸的圍繞所述輸入設備的至少一個軸的慣量變化。在塊704中，確定圍繞所述輸入設備的至少一個軸的慣量變化是否對應輸入設備的敲擊。在塊706，當慣量的變化對應輸入設備的敲擊時，輸入設備的被接觸區域基于圍繞所述輸入設備的至少一個軸的慣量變化的方向來識別。
根據示范性實施例，確定圍繞所述輸入設備的至少一個軸的慣量變化是否對應輸入設備的敲擊可包括確定圍繞所述至少一個軸的輸入設備的角加速度的幅度是否超過對限制時間段的臨界加速度值。例如，圖4說明當在電話100的面的上部、下部、左部和右部接觸或者敲擊電話100時，運動的便攜式電話100的角加速度的圖。從所述圖可以看出，和電話100的幾乎恒定的移動的近似零的角加速度相比，相對高頻率敲擊，表明在圖中其本身為限制的時間段的變化角加速度的尖峰。如果將所述臨界值配置為對大約0.1秒為大約3rad/s2，則在圖4中所示的角加速度的幅度將被確定為超過在所限制的時間段的所述臨界加速度，表明已經敲擊了電話100。
在另一個示范性實施例中，識別輸入設備的被接觸區域可以包括確定超過對限制時間段的臨界加速度值的角加速度的極性。當所述角加速度的極性為正時，可將輸入設備的第一區域識別為被接觸的區域。類似地，當所述角加速度為負時，可將輸入設備的第二區域識別為被接觸區域。輸入設備的所述第一和第二區域可以由至少一個軸來分界。
例如，在圖4中所示的角加速度曲線表明敲擊電話100的下部或者右部，每個都可以導致正的角加速度。當確定角加速度的極性為正時，可以將此信息用于識別設備100的下部或者右部，作為所述第一被接觸區域。同樣，在圖4所示的角加速度曲線表明敲擊電話100的上部或者左部都可導致負的角加速度。當確定角加速度的極性為負時，可以應用該信息將設備100的上部或者左部識別為第二被接觸區域。輸入設備112的所述第一和第二區域可以由至少一個軸118來分界。例如，由軸118分隔在圖1B所示的電話100的所述第一或者右方以及所述第二或左方部分。
按照另一個示范性實施例，可以測量響應輸入設備的接觸的、圍繞輸入設備的兩個垂直軸的慣量變化。利用這種安排，確定圍繞所述輸入設備的至少一個軸的所述慣量變化是否對應輸入設備的敲擊可以包括確定圍繞垂直軸的每一個的輸入設備的角加速度的至少一個幅度是否超過在限制時間段的臨界加速度值。在相關的實施例中，可以確定超過對所限制的時間段的臨界加速度值的角加速度的每一個的極性。
一旦可以確定超過對限制的時間段的臨界加速度值的角加速度的每一個的極性，則可使用該極性信息來識別所述設備的所述被接觸區域。當兩個角加速度的極性都為正時，可以將所述輸入設備的第一區域識別為所述被接觸區域。當兩個角加速度的極性都為負時，可以將所述設備的第二區域識別為所述被接觸區域。當圍繞垂直軸的第一個的角加速度的極性是正而圍繞垂直軸的第二個的角加速度是負時，可以將所述設備的第三區域識別為所述被接觸區域。而且，當圍繞垂直軸的第一個的角加速度的極性是負而圍繞垂直軸的第二個的角加速度是正時，可以將所述設備的第四區域識別為所述被接觸區域。所述輸入設備的每個區域可以由所述垂直軸的每一個的部分分界。
例如，在結合圖1所描述的安排中，位置確定單元130可以被配置為基于圍繞垂直軸118的每一個的角加速度的變化方向，來識別輸入設備112、114的被接觸區域。如上所述，敲擊如圖1B所示的電話100的所述右下部，可以導致如圖4所示的角加速度曲線，其表明角加速度的兩個正變化。可以將位置確定單元130配置為，當兩個角加速度的所述極性是正時，將所述輸入設備112的所述右下部識別為被接觸的第一區域。同樣，敲擊如圖1B所示的電話100的所述左上部，可以導致如圖4所示的角加速度曲線，其表明角加速度的兩個負變化。可以將位置確定單元130配置為，當兩個角加速度的所述極性是正時，將所述輸入設備112的所述左上部識別為被接觸的第二區域。
也可以將位置確定單元130配置為，當圍繞垂直軸的第一個的角加速度的極性是正而圍繞垂直軸的第二個的角加速度是負時，將所述設備的第三區域識別為所述被接觸區域。作為例子，考慮如圖4所示的從敲擊電話100的右上部得出的所述角加速度曲線。圍繞垂直軸的第一個118的角加速度是正的而圍繞垂直軸的第二個122的角加速度是負的。
也可以將位置確定單元130配置為，當圍繞第一垂直軸的角加速度的極性是負而圍繞第二垂直軸的角加速度是正時，將所述設備的第四區域識別為所述被接觸區域。例如，考慮如圖4所示的從敲擊電話100的左下部得出的所述角加速度曲線。圍繞垂直軸的第一個118的角加速度是負的而圍繞垂直軸的第二個122的角加速度是正的。
根據另一個示范性實施例，識別所述設備的所述被接觸區域可以包括當僅僅只有各個角加速度中的一個超過對限制的時間段的臨界加速度值時，將所述設備的區域中的一個的邊界區域識別為所述被接觸區域。
例如，再一次考慮如圖1B所示的安排，其中，可以將傳感器116配置為產生與圍繞所述輸入設備112的兩個垂直軸118、122的慣量的變化有關的信號。如果用戶基本上敲擊在輸入設備112的右邊界附近和中心附近，則僅僅圍繞所述軸118的所述角加速度會超過對所限制時間段的臨界加速度值。很少或者沒有圍繞軸122的角加速度，因為在此例子中，用戶基本上已經在軸122上敲擊所述輸入設備122。通過圍繞垂直軸118、122的每一個的慣量矩可確定邊界區域的范圍。最好，將傳感器安排在機殼124的中心或者電話100的輸入區域106附近。
在另一個實施例中，可以圍繞所述至少一個軸測量所述輸入設備的角速度，并接著對其微分，以確定圍繞所述至少一個軸的設備的角加速度。或者，例如，可以利用多軸加速度計116直接測量圍繞所述至少一個軸的輸入設備的角加速度。
在確定慣量變化是否對應所述輸入設備的敲擊之前，可以對圍繞所述輸入設備的至少一個軸的所測量的慣量變化進行濾波。例如，也可將濾波器(未示出)耦合在如圖1B所示的傳感器116和處理器120之間，以便在處理器確定所述慣量變化是否對應所述輸入設備的敲擊之前，對由處理器120接收的所述信號進行濾波。所述濾波器可以是阻尼電路，其被配置為對可破壞角速度或者角加速度測量的振蕩進行抑制。
根據另一個示范性實施例，可以基于對所述輸入設備的所述被接觸區域的識別執行至少一個功能。所述至少一個功能可以包括控制揚聲器108的音量，滾過在顯示器104上可顯示的菜單，滾過在電話100的輸入區域106或者顯示器104上可顯示的項目列表，選擇這樣一種菜單或者包括在這樣的列表中的項目，或者在顯示器104上顯示字符或者符號。可以提供音頻反饋，表明基于所述輸入設備的被接觸區域的識別執行了至少一個功能。
在另一個示范性實施例中，在一個時間幀內可檢測與輸入設備的多個敲擊相對應的、圍繞所述輸入設備的至少一個軸的多個慣量變化。執行至少一個功能可基于與在所述時間幀內所檢測到的多個敲擊相對應的已識別的接觸區域的次序。在相關的實施例中，執行至少一個功能可以包括識別與在時間幀內所檢測的多個敲擊相對應的已識別的被接觸區域的次序相關聯的字符。
例如，圖5說明可利用輸入設備112、114輸入來形成所示字符的示范性的敲擊序列。用戶可在用任何給定的時間幀(例如3秒)所示的附近區域連續地敲擊輸入設備112、114。所述處理器120可利用如上所述的技術確定被接觸區域的識別，并接著在顯示器104或者在輸入區域106中顯示與被識別的接觸區域的次序相關聯的適當字符。
在另一個示范性實施例中，基于口頭命令、在一個時間幀中多次接觸輸入設備、激活所述輸入設備的手動開關和激活所述輸入設備的接近開關中的至少一個，來禁止輸入設備。
如圖7所解釋的計算機程序的可執行指令，用于輸入信息到便攜式電子設備，可以任何計算機可讀介質實施，所述計算機可讀介質可用于或者相關于指令執行系統、裝置或者設備，諸如基于計算機的系統，包含處理器的系統或者可從所述指令執行系統、裝置或者設備中獲取指令并執行所述指令的其它系統。
作為在此使用的“計算機可讀介質”，可以是任何裝置，其中可包含、存儲、通信、傳播或者傳送用于或者相關于所述指令執行系統、裝置或者設備的所述程序。計算機可讀介質例如，可以是但不限于是電的、磁的、光學的、電磁的、紅外線的或者半導體的系統、裝置、設備或者傳播媒介、或者可移除的存儲設備。計算機可讀介質的更具體的例子(非窮舉列表)可包括如下具有一個或者多個線的電連接、便攜式計算機盤、隨機訪問存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPROM或者快閃存儲器)、光纖以及便攜式致密盤只讀存儲器(CDROM)。
本領域普通技術人員應該懂得，在此所描述的概念和技術在不脫離其必要特征的情況下，可用各種特殊的形式來體現。無論從哪方面來看，目前所披露的實施例視為解釋性的，而不是限定性的。本發明的范圍由所附權利要求而不是前面的描述來指出，并且旨在包含在其等價的意義和范圍內的全部變化。
權利要求
1.一種輸入設備，包括傳感器，其被配置成用來產生與響應于所述輸入設備的接觸而圍繞所述輸入設備的至少一個軸的慣量變化有關的信號；以及處理器，其被配置成來接收來自所述傳感器的信號，以確定圍繞所述輸入設備的所述至少一個軸的慣量變化是否對應所述輸入設備的敲擊，所述處理器還被配置為，當所述慣量的變化對應所述輸入設備的敲擊時，基于圍繞所述輸入設備的所述至少一個軸的慣量變化的方向，來識別所述輸入設備的接觸區域。
2.如權利要求1所述的輸入設備，其中，所述處理器包括慣量變化測量單元，其被配置成來確定繞所述至少一個軸的輸入設備的角加速度的幅度是否超過對限制的時間段的臨界加速度值。
3.如權利要求2所述的輸入設備，其中，所述處理器包括極性確定單元，其被配置成來確定超過對限制的時間段的臨界加速度值的角加速度的極性；以及位置確定單元，其被配置成當角加速度的極性為正時將所述輸入設備的第一區域識別為被接觸區域，而當所述角加速度為負時，將所述輸入設備的第二區域識別為被接觸區域，其中所述輸入設備的所述第一和第二區域由所述至少一個軸分界。
4.如權利要求1所述的輸入設備，其中，所述傳感器被配置成來產生與圍繞所述輸入設備的兩個垂直軸的慣量變化有關的信號。
5.如權利要求4所述的輸入設備，其中，所述處理器包括慣量變化測量單元，其被配置成來確定，圍繞所述垂直軸的每一個的所述輸入設備的角加速度的至少一個幅度是否超過在限制的時間段的臨界加速度值。
6.如權利要求5所述的輸入設備，其中，所述處理器包括極性確定單元，其被配置成來確定，超過對限制的時間段的臨界加速度值的所述角加速度的每一個的極性；以及位置確定單元，其被配置成，在兩個角加速度的所述極性是正的時，將所述輸入設備的第一區域識別為所述被接觸區域，在兩個角加速度的所述極性是負的時，將所述設備的第二區域識別為所述被接觸區域，在圍繞所述垂直軸的第一個的角加速度的極性是正的且圍繞所述垂直軸的第二個的角加速度是負的時，將所述設備的第三區域識別為所述被接觸區域，在圍繞所述第一個垂直軸的角加速度的極性是負的且圍繞所述第二個垂直軸的角加速度是正的時，將所述設備的第四區域識別為所述被接觸區域，其中，所述輸入設備的每一個區域由所述垂直軸的每一個的部分分界。
7.如權利要求6所述的輸入設備，其中，所述位置確定單元被配置成，在所述角加速度中僅僅只有一個超過對限制的時間段的所述臨界加速度值時，將所述設備的區域中的一個的邊界區域識別為所述被接觸區域。
8.如權利要求1所述的輸入設備，其中，所述傳感器被配置成來產生與圍繞所述至少一個軸的所述輸入設備的角速度有關的信號。
9.如權利要求8所述的輸入設備，其中，將所述處理器配置為來對所述角速度微分，以確定圍繞所述至少一個軸的所述設備的角加速度。
10.如權利要求1所述的輸入設備，其中，將所述傳感器配置成來產生與圍繞所述至少一個軸的所述輸入設備的角加速度有關的信號。
11.如權利要求1所述的輸入設備，其中，所述傳感器包括陀螺儀、加速度計、多軸陀螺儀和多軸加速度計中的至少一個。
12.如權利要求1所述的輸入設備，包括耦合在所述傳感器和所述處理器之間的濾波器，所述濾波器被配置成，在所述處理器確定圍繞所述輸入設備的至少一個軸的慣量變化是否對應所述輸入設備的敲擊之前，對由所述處理器接收的所述信號進行濾波。
13.一種電子設備，包括機殼；根據權利要求1所述的輸入設備；以及電路系統，其被耦合到所述輸入設備，并被配置成，基于所述輸入設備的所述被接觸區域的識別，來執行至少一個功能。
14.如權利要求13所述的電子設備，其中，所述傳感器被附著到所述電子設備的機殼，并且所述輸入設備的所述被接觸區域包括所述機殼的至少一個表面。
15.如權利要求14所述的電子設備，包括用于可拆裝地緊固所述機殼到剛性表面的裝置；以及用于方便所述電子設備繞所述至少一個軸旋轉的裝置。
16.如權利要求15所述的電子設備，其中，用于可拆裝地緊固所述機殼到剛性表面的裝置和用于方便所述電子設備旋轉的裝置包括以下至少一個可拆裝地附著到所述機殼的萬向節；以及多個可變形的襯墊，其安排在所述機殼上，以便提供摩擦，用于可拆裝地緊固所述機殼到所述剛性表面，所述襯墊在所述機殼和所述剛性表面之間提供分隔，以方便所述電子設備繞所述至少一個軸旋轉。
17.如權利要求13所述的電子設備，其中，將所述傳感器附著到所述機殼的可分開旋轉的部分，其被配置為來繞所述至少一個軸旋轉，并且所述輸入設備的被接觸區域包括可分開旋轉部分。
18.如權利要求13所述的電子設備，其中，所述電子設備是便攜式電話、個人數字助理(PDA)和電子游戲機中的至少一個。
19.如權利要求13所述的電子設備，其中，所述至少一個功能包括控制音量、滾過菜單、滾過項目列表，選擇菜單或者包括在列表中的項目，以及顯示字符或者符號。
20.如權利要求13所述的電子設備，包括輸入反饋單元，其被配置成提供音頻響應，用于識別基于所述輸入設備的被接觸區域的識別所執行的至少一個功能。
21.如權利要求13所述的電子設備，其中，所述處理器被配置成在一個時間幀內檢測與所述輸入設備的多個敲擊相對應的、圍繞所述設備的至少一個軸的多個慣量變化，其中耦合到所述輸入設備的所述電路系統被配置成，基于與在所述時間幀內所檢測到的多個敲擊相對應的識別出的被接觸區域的次序，來執行所述至少一個功能。
22.如權利要求21所述的電子設備，其中，所述至少一個功能包括識別與在所述時間幀內所檢測的多個敲擊相對應的識別的被接觸區域的次序相關聯的字符。
23.如權利要求13所述的電子設備，其中，所述輸入設備的被接觸區域包括所述設備的鍵區、觸摸板、觸摸屏和顯示器中的至少一個。
24.如權利要求13所述的電子設備，包括從由下列組件組成的組中所選擇的至少一個其它的輸入設備鍵盤、觸摸板、觸摸屏、顯示器、操縱桿、鼠標以及音頻響應單元。
25.如權利要求13所述的電子設備，其中，所述處理器被配置成基于口頭命令、在一個時間幀中多次敲擊輸入設備、手動開關和接近開關中的至少一個來禁止所述輸入設備。
26.一種用于輸入信息到電子設備的方法，包括測量響應輸入設備的接觸圍繞所述輸入設備的至少一個軸的慣量變化；確定圍繞所述輸入設備的至少一個軸的慣量變化是否對應所述輸入設備敲擊；以及在所述慣量的變化對應所述輸入設備的敲擊時，基于圍繞所述輸入設備的至少一個軸的慣量變化的方向，來識別輸入設備的被接觸區域。
27.如權利要求26所述的方法，其中，確定圍繞所述輸入設備的至少一個軸的慣量變化是否對應所述輸入設備的敲擊包括確定圍繞所述至少一個軸的所述輸入設備的角加速度的幅度是否超過在限制的時間段的臨界加速度值。
28.如權利要求27所述的方法，其中，識別所述輸入設備的被接觸區域包括確定超過對被限制時間段的臨界加速度值的角加速度的極性；以及在所述角加速度的極性為正時，將所述輸入設備的第一區域識別為被接觸的區域，并且，在所述角加速度為負時，將所述輸入設備的第二區域識別為被接觸區域，其中，所述輸入設備的所述第一和第二區域由所述至少一個軸分界。
29.如權利要求26所述的方法，包括測量對應于輸入設備的所述接觸的、圍繞所述輸入設備的兩個垂直軸的慣量變化。
30.如權利要求29所述的方法，其中，確定圍繞所述輸入設備的至少一個軸的所述慣量變化是否對應輸入設備的敲擊包括確定圍繞所述垂直軸的每一個的所述輸入設備的角加速度的至少一個幅度是否超過在限制的時間段的臨界加速度值。
31.如權利要求30所述的方法，其中，識別所述設備的被接觸區域包括確定超過對限制的時間段的臨界加速度值的所述角加速度的每一個的極性；以及在兩個角加速度的所述極性是正的時，將所述輸入設備的第一區域識別為所述被接觸區域，在兩個角加速度的所述極性是負的時，將所述設備的第二區域識別為所述被接觸區域，在圍繞所述垂直軸的第一個的角加速度的極性是正的且圍繞所述垂直軸的第二個的角加速度是負的時，將所述設備的第三區域識別為所述被接觸區域，在圍繞所述第一個垂直軸的角加速度的極性是負的且圍繞所述第二個垂直軸的角加速度是正的時，將所述設備的第四區域識別為所述被接觸區域，其中，所述輸入設備的每一個區域由所述垂直軸的每一個的部分分界。
32.如權利要求31所述的方法，其中，識別所述設備的被接觸區域包括在所述角加速度中僅僅只有一個超過對限制的時間段的所述臨界加速度值時，將所述設備的區域中的一個的邊界區域識別為所述被接觸區域。
33.如權利要求26所述的方法，包括測量圍繞所述至少一個軸的所述輸入設備的角速度；以及對所述角速度微分，以確定圍繞所述至少一個軸的所述設備的角加速度。
34.如權利要求26所述的方法，包括測量圍繞所述至少一個軸的所述輸入設備的角加速度。
35.如權利要求26所述的方法，包括在確定所述慣量變化是否對應所述輸入設備的敲擊之前，對圍繞所述輸入設備的所述至少一個軸的所測量的慣量變化進行濾波。
36.如權利要求26所述的方法，包括基于所述輸入設備的所述被接觸區域的識別，執行至少一個功能。
37.如權利要求36所述的方法，其中，執行所述至少一個功能包括控制音量、滾過菜單、滾過項目列表，選擇菜單或者包括在列表中的項目，以及顯示字符或者符號的至少一個。
38.如權利要求36所述的方法，包括提供表示基于所述輸入設備的被接觸區域的識別執行所述至少一個功能的音頻反饋。
39.如權利要求36所述的方法，包括在一個時間幀內檢測與所述輸入設備的多個敲擊相對應的、圍繞所述設備的至少一個軸的多個慣量變化，其中耦合到所述輸入設備的所述電路系統被配置成，基于與在所述時間幀內所檢測到的多個敲擊相對應的、識別出的被接觸區域的次序，來執行所述至少一個功能。
40.如權利要求39所述的方法，其中，執行所述至少一個功能包括識別與在所述時間幀內所檢測的多個敲擊相對應的、識別的被接觸區域的次序相關聯的字符。
41.如權利要求26所述的方法，包括基于口頭命令、在一個時間幀中多次敲擊輸入設備、激活輸入設備的手動開關和激活輸入設備的接近開關中的至少一個，禁止所述輸入設備。
42.一種計算機可讀介質，其包含用于輸入信息到電子設備的計算機程序，其中，所述計算機程序包括可執行指令，用于測量響應輸入設備的接觸圍繞所述輸入設備的至少一個軸的慣量變化；確定圍繞所述輸入設備的至少一個軸的慣量變化是否對應所述輸入設備敲擊；以及在所述慣量的變化對應所述輸入設備的敲擊時，基于圍繞所述輸入設備的至少一個軸的慣量變化的方向，來識別輸入設備的被接觸區域。
43.如權利要求42所述的計算機可讀介質，其中，所述計算機程序包括可執行指令，用于確定圍繞所述垂直軸中的每一個的所述輸入設備的角加速度的至少一個幅度是否超過在限制的時間段的臨界加速度值。
44.如權利要求43所述的計算機可讀介質，其中，所述計算機程序包括可執行指令，用于確定超過對限制的時間段的臨界加速度值的所述角加速度的每一個的極性；以及在兩個角加速度的所述極性是正的時，將所述輸入設備的第一區域識別為所述被接觸區域，在兩個角加速度的所述極性是負的時，將所述設備的第二區域識別為所述被接觸區域，在圍繞所述垂直軸的第一個的角加速度的極性是正的且圍繞所述垂直軸的第二個的角加速度是負的時，將所述設備的第三區域識別為所述被接觸區域，在圍繞所述第一個垂直軸的角加速度的極性是負的且圍繞所述第二個垂直軸的角加速度是正的時，將所述設備的第四區域識別為所述被接觸區域，其中，所述輸入設備的每一個區域由所述垂直軸的每一個的部分分界。
45.如權利要求44所述的計算機可讀介質，其中，所述計算機程序包括可執行指令，用于在所述角加速度中僅僅只有一個超過對限制的時間段的所述臨界加速度值時，將所述設備的區域中的一個的邊界區域識別為所述被接觸區域。
全文摘要
一種輸入設備，包括傳感器，其被配置成用來產生與響應于所述輸入設備的接觸而圍繞所述輸入設備的至少一個軸的慣量變化有關的信號。一處理器被配置成來接收來自所述傳感器的信號，以確定圍繞所述輸入設備的所述至少一個軸的慣量變化是否對應所述輸入設備的敲擊。所述處理器還被配置為，當所述慣量的變化對應所述輸入設備的敲擊時，基于圍繞所述輸入設備的所述至少一個軸的慣量變化的方向，來識別所述輸入設備的接觸區域。
文檔編號G01L1/00GK1694044SQ20051006961
公開日2005年11月9日 申請日期2005年4月29日 優先權日2004年4月29日
發明者方遠喆, 金東潤, 吳鐘九, 趙俊基, 姜京浩, 趙誠貞, 崔恩碩, 張旭 申請人:三星電子株式會社
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
