CN101228499A - 输入机构得到改善的鼠标 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种输入方法和机构都得到改善的鼠标。这种鼠标配置有一些能产生输入信号的触摸传感区。这些触摸传感区例如可以用来判别单按钮鼠标的左、右点击。这种鼠标还配置有一些能产生输入信号的压力触摸传感区。这些压力传感区例如可以设置在鼠标的侧面上，使得挤压鼠标可以产生输入信号。这种鼠标还配置有能产生输入信号的微动球。这种鼠标还可以配置有在用户激活各个输入装置时提供听觉反馈的扬声器。
Description
技术领域
本发明一般地涉及鼠标。具体地说，本发明涉及包括得到改善的输入机构的鼠标。
背景技术
大多数的计算机系统，例如诸如便携式计算机和台式计算机之类的通用计算机，通过诸如鼠标之类的输入装置接收来自用户的输入。众所周知，鼠标使用户可以在图形用户界面(GUI)内移动输入指针和进行选择。鼠标通常包括跟踪球，它处于鼠标下侧，在鼠标移动时滚动，从而将用户的手的运动变换成计算机系统可用的信号。跟踪球的运动通常与GUI内输入指针的运动相应。也就是说，通过将鼠标放在桌面上移动，用户就可以在同样的方向上移动GUI内的输入指针。或者，也可以用光传感器来跟踪鼠标的运动。
传统的鼠标还包括一个或两个机械按钮，用来选择数据和执行命令。这些机械按钮配置在鼠标的上前部分附近，让用户手指容易触及。有些鼠标中，只有一个单独的机械按钮，处在鼠标的中间，而在另一些鼠标中，有两个机械按钮，分别处在鼠标的左侧和右侧。但不论是哪种情况，机械按钮通常都包括按钮帽，可鼠标的相对固定的上后部分枢轴转动，以便提供机械点击操作。在受到按压时，按钮帽就压到处在按钮帽下的开关上，从而产生按钮事件信号。鼠标可以还包括一个滚动轮。滚动轮使用户可以通过简单地向前或向后滚动该轮而经过文档。滚动轮通常设置在鼠标上前部的左右机械按钮之间。
一体式鼠标是另一种鼠标。与传统的鼠标不同，一体式鼠标不包括任何机械按钮，从而使它比传统的鼠标更为雅致(例如，表面没有断开或线条)。一体式鼠标包括基座和起着按钮作用的形成鼠标的整个顶面的顶部构件。顶部构件相对基座枢轴转动，以便提供点击操作。在大多数情况下，顶部构件可绕向鼠标后部定位的枢轴转动，使得顶部构件可以向前和向下绕枢轴转动。在这样绕枢轴转动时，顶部构件激活一个开关，使鼠标内的微控制器将按钮事件信号发送给主计算机。虽然这种设计比包括机械按钮的传统鼠标更为雅致，但在大多数情况下它仅用作单按钮鼠标，因此在功能上受到限制。苹果计算机公司(Apple Computer Inc.Cupertino，CA)制造的Apple鼠标是一体式鼠标的一个例子。
最近，在一体式鼠标内已经实现了双按钮功能。在这种实现中，顶部构件的枢轴贯穿鼠标的中间。这使顶部构件可以左右摇摆。开关处在左侧和右侧两个位置，以实现左右按钮。也就是说，使顶部构件向右转动可导致右击，而使顶部构件向左转动可导致左击。遗憾的是，中间枢轴使用户按压不了鼠标的中间，此外，在靠近中间枢轴的区域激活按钮所需要的力较大，而在离中间枢轴较远的区域激活按钮所需要的力较小。因此，绕枢轴转动的动作感觉不整齐而且不均匀，给用户以负面的印象。此外，在来回移动鼠标时，可能会发生按钮意外激活，也就是说使鼠标运动的力可能会使鼠标向右或向左翘动。此外，由于形状因素与正向下击的其他鼠标不同，因此点击鼠标对用户来说不直观。
基于上述情况，因此所希望的是能有一种在形状、感觉和功能上都得到改善的鼠标。
发明内容
本发明在一个实施例中提出了一种鼠标。这种鼠标包括外壳和外壳表面上的多个按钮区。这些按钮区表示外壳的一些能检测外壳的表面上在按钮区的区域内发生的触摸事件的区域。
本发明在另一实施例中提出了一种鼠标。这种鼠标包括具有外部构件的鼠标外壳。这种鼠标还包括被配置成检测在外部构件的第一区域处是否存在物体的第一触摸传感器。这种鼠标还包括被配置成检测在外部构件的与第一区域不同的第二区域处是否存在物体的第二触摸传感器。这种鼠标还包括监视第一和第二触摸传感器输出的触摸信号和至少部分根据第一和第二触摸传感器输出的信号报告按钮事件的传
感器管理电路(例如，微控制器或其他集成电路)。
本发明在一个实施例中提出了一种能用作单按钮或多按钮鼠标的可配置鼠标。这种鼠标包括产生激活信号的内部开关。这种鼠标还包括提供点击操作的单个运动构件。运动构件在点击动作期间激活内部开关。这种鼠标还包括在运动构件在第一区域内被触摸时产生第一触摸信号和在运动构件在第二区域内被触摸时产生第二触摸信号的触摸感测装置。内部开关和触摸感测装置的信号表示鼠标的一个或多个按钮事件。
本发明在一个实施例中提出了一种鼠标。这种鼠标包括具有一个或多个压敏区域的外壳。这种鼠标还包括处于每个压敏区域后的压力传感器。压力传感器被配置成测量加到压敏区域上的压力。
本发明在一个实施例中提出了一种鼠标。这种鼠标包括设置在鼠标表面的微动球装置。微动球装置包括在密封壳体内可转动的球。球具有小于10mm的直径。
本发明在一个实施例中提出了一种包括基座和可动顶部构件的一体式鼠标。这种一体式鼠标包括具有处于鼠标右侧的第一翼和处于鼠标左侧的第二翼的底座。这种一体式鼠标还包括与基座连接的可动顶部构件。这种一体式鼠标还包括处于顶部构件前部左侧的第一触摸传感器和处于顶部构件前部右侧的第二触摸传感器。第一触摸传感器在顶部构件的前部左侧被触摸时产生第一触摸信号，而第二触摸传感器在顶部构件前部右侧被触摸时产生第二触摸信号。这种一体式鼠标还包括处于顶部构件前部中央、第一与第二触摸传感器之间的微动球装置。微动球装置包括被配置成在密封壳体内被旋转时产生多向移动信号的球。微动球装置包括被配置成在该球相对密封壳体运动时产生第一激活信号的开关。这种一体式鼠标还包括处于第一翼后的第一压力传感器和处于第二翼后的第二压力传感器。第一压力传感器在增大的压力施加到第一翼上时产生压力信号，而第二压力传感器在增大的压力施加到第二翼上时产生压力信号。这种一体式鼠标还包括被配置成在顶部构件相对底座被按动时产生第二激活信号的内部开关和被配置成在鼠标被沿表面移动时产生跟踪信号的位置传感器。此外，这种一体式鼠标还包括监视所有上述装置的信号和至少部分根据这些信号中的单个或多个信号报告跟踪和多个按钮事件的微控制器。
本发明在另一实施例中提出了一种鼠标。这种鼠标包括被配置成向鼠标用户提供反馈的电子控制反馈系统，使得用户能肯定动作已经导致实际激活鼠标的一个或多个输入机构。
本发明在另一实施例中提出了一种鼠标方法。这种鼠标方法包括监视鼠标表面处的压力。这种方法还包括根据鼠标表面处的压力变化执行操作。
本发明在另一实施例中提出了一种鼠标方法。这种鼠标方法包括监视加到鼠标表面的压力。这种方法还包括确定鼠标是否已经提离表面。这种方法还包括在鼠标没有提离表面的情况下确定是否已经超过第一压力门限和在压力超过第一压力门限时报告按钮事件信号。这种方法还包括在鼠标已经提离表面的情况下确定是否已经超过第二压力门限和在压力超过第二压力门限时报告按钮事件信号。
本发明在另一个实施例中提出了一种鼠标方法。这种鼠标方法包括监视鼠标表面处的压力。这种方法还包括确定是否执行的是挤压手势。这种方法还包括在执行的是挤压手势的情况下根据鼠标表面处的压力按窗口管理程序执行操作。
本发明在另一个实施例中提出了一种鼠标方法。这种鼠标方法包括监视左触摸传感器、右触摸传感器和开关。这种鼠标方法还包括在只是左传感器和开关激活时报告左按钮事件。这种方法还包括在只是右传感器和开关激活时报告右按钮事件。这种方法还包括在右传感器、左传感器和开关激活时报告按钮事件，这个按钮事件是从左按钮事件、右按钮事件、第三按钮事件和同时左右按钮事件中选出的。
本发明在另一个实施例中提出了一种鼠标方法。这种鼠标方法包括检测鼠标表面处的触摸。这种方法还包括判别触摸是轻触摸还是重触摸。这种方法还包括在触摸是轻触摸时执行第一操作。这种方法还包括在触摸是重触摸时执行第二操作。
附图说明
参考以下结合附图所作的说明可以对本发明有全面的了解，在这些附图中：
图1为按照本发明的一个实施例的鼠标的透视图；
图2为按照本发明的一个实施例的鼠标的剖面侧视图；
图3为按照本发明的一个实施例的鼠标的顶部构件的底视图；
图4为按照本发明的一个实施例的鼠标方法；
图5为按照本发明的一个实施例的鼠标方法；
图6为按照本发明的一个实施例的鼠标词汇表；
图7为按照本发明的一个实施例的鼠标的侧视图；
图8为按照本发明的一个实施例的鼠标的剖面正视图；
图9为按照本发明的一个实施例的鼠标的剖面正视图；
图10为按照本发明的一个实施例的鼠标方法；
图11为例示按照本发明的一个实施例的电阻对压力的曲线图；
图12为按照本发明的一个实施例的压力传感电路的框图；
图13为按照本发明的一个实施例的输出表；
图14为按照本发明的一个实施例的鼠标方法；
图15为按照本发明的一个实施例的鼠标的剖面侧视图；
图16为按照本发明的一个实施例的鼠标的框图；
图17为按照本发明的一个实施例的图形用户界面的示意图；
图18为按照本发明的一个实施例的输入控制方法；以及
图19为按照本发明的一个实施例的鼠标的分解透视图。
具体实施方式
本发明涉及输入机构得到改善的鼠标。本发明的一个方面涉及带有能产生输入信号的触摸传感区域的鼠标。这些触摸传感区域例如可以用来判别单按钮鼠标的左、右点击。本发明的另一个方面涉及带有能产生输入信号的压力传感区域的鼠标。这些压力传感区域例如可以设置在鼠标的侧面上，使得挤压鼠标可以产生输入信号。本发明的另一个方面涉及包括微动球的鼠标。微动球可以用来使光标定位或提供控制滚屏或平移的方式。微动球同时可以用来提供按钮事件。
下面结合图2-19对本发明的一些实施例进行说明。然而，熟悉该技术领域的人员很容易看到，在这里对这些附图所作的详细说明是说明性的，因为本发明并不局限于这些有限的实施例。
图1为按照本发明的一个实施例的鼠标20的透视图。鼠标20是向诸如计算机之类的主系统提供用户命令的可动手持输入装置。在大多数情况下，鼠标20被配置成控制诸如光标之类的移动和通过一个或多个点击操作引发命令。鼠标20可以通过有线或无线连接与主系统耦合。在有线连接的情况下，鼠标20可以包括接到主系统上的电缆。在无线连接的情况下，鼠标可以包括射频(RF)链路、红外(IR)光链路、蓝牙链路等，以便不用电缆。
鼠标20通常包括外壳22，外壳22提供了使鼠标20可以顺着表面移动和握持鼠标20使它移动的结构。外壳22还有助于界定鼠标20的形状。也就是说，外壳22的外形体现了鼠标20的物理外观。外形可以是平直的、弯曲的或者兼有两者的。在大多数情况下，外壳的底部构件24具有基本上与诸如桌面之类的平整表面一致的外形。此外，鼠标外壳22的顶部构件26通常具有基本上符合手内表面的外形。
外壳22还提供了包住、容纳和/或支持鼠标20各个组件的结构。虽然没有示出，但这些组件可以与操作鼠标20的电和/或机械组件相应。例如，这些组件可以包括监视鼠标20沿表面的移动和将与移动相应的信号发送给主系统的诸如跟踪球或光学组合之类的位置检测机构。在大多数情况下，这些组件产生的信号使输入指针在显示屏上沿与鼠标20在表面上移动的方向类似的方向移动。例如，在将鼠标20向前或向后移动时，就使输入指针在显示屏上相应垂直地向上或向下移动。此外，在将鼠标20左右移动时，就使输入指针在显示屏上左右移动。
鼠标20可以被配置成常规鼠标或一体式鼠标。如果被配置成常规鼠标，鼠标就包括一个或多个相对外壳22的顶部构件可按动的机械按钮。如果被配置成一体式鼠标，按钮的功能就直接并入鼠标20的外壳22内。例如，顶部构件26可以相对底部构件24绕枢轴转动(而不是外壳上附有一些分开的按钮盖)。但不论是哪种情况，在点击动作期间，鼠标20的可动组件(无论是机械按钮还是顶部构件)被配置成接合设置在外壳内的开关。在接合时，开关就产生可用来在主系统内执行操作的按钮事件信号。
在所示的这个实施例中，鼠标是一体式鼠标。在这个具体实施例中，整个顶部构件26被配置成可以绕处在鼠标20的后部的轴28按动。轴28可以由连接顶部、底部构件26和24的枢轴关节提供。这种配置使顶部构件26的前部在受压时可以向下移动(例如，顶部构件绕轴28摆动)。在向下压时，顶部构件26的内表面压到设置在外壳22内的内部开关上，从而产生按钮事件信号。
为了增加鼠标20的按钮功能(同时限制外壳中的间断或线条)，鼠标20还可以包括多个处在外壳22的表面上的按钮区30。这些按钮区30表示外壳22上的可以触摸或按压以实现不同的按钮功能(有或没有点击操作)的区域。例如，按钮功能可以包括进行选择、打开文件或文档、执行指令、启动程序、查看菜单之类。
按钮区30通常由处于外壳22的外表面下的传感器提供。这些传感器被配置成对诸如手指之类的物体在手指放置在传感器上、按压传感器或摸传感器时的存在情况进行检测。传感器还可以检测所施加的压力的大小。传感器可以设置在外壳22的内表面之下，或者可以嵌入外壳22本身内。例如，传感器可以是触摸传感器和/或压强/压力传感器。
按钮区30的位置可有很大变化。例如，按钮区30可以几乎设置在鼠标20上任何地方，包括鼠标的运动和固定组件，只要用户在操作鼠标20期间可触及(例如鼠标的顶部、左部、右部、前部、后部)。此外，可以使用任意多个按钮区30。而且，按钮区30可以由几乎任何形状形成，大小也可以按照对每个鼠标的具体要求而有所不同。在大多数情况下，按钮区30的大小和形状与使它们容易被用户操作的大小相应(例如，指尖那样大小或再大一些)。按钮区30的大小和形状通常与传感器的工作区相应。
按照本发明的一个实施例，按钮区30中至少有一部分是基于触摸传感的。触摸传感按钮区30A在用户触摸鼠标20的表面时提供输入。可用这些输入信号来引发命令、进行选择或控制显示屏内的移动。触摸由设置在外壳22下或外壳22内的触摸传感器识别。触摸传感器监视发生在外壳22上的触摸，产生表示触摸的信号。触摸传感器例如可以包括一个或多个基于电阻性触摸传感、电容性触摸传感、光学触摸传感、声表面波触摸传感之类的触摸传感器。
在一个实施例中，每个触摸传感按钮区30A都使用电容传感器。电容传感器可以呈现为设置在外壳22的外表面下的电极或线。当手指接近鼠标20的外表面时，在手指与很接近手指的电极/线之间形成很小的电容。每个电极/线处的电容由电容传感电路或鼠标的主微控制器测量。通过检测每个电极/线处的电容变化，微控制器就可以确定在特定的按钮区30A上是否存在手指。
虽然触摸传感按钮区30A可以设置在鼠标上任何地方，但在一个实施例中至少有两个触摸按钮区30A设置在鼠标20的物理按钮上，用来增加物理按钮的功能。例如，触摸按钮区30A可以设置在常规鼠标的机械按钮上或一体式鼠标的顶部构件26上(如所示)。但不论是哪种情况，物理按钮和按压区域内的按钮区30A都产生信号。也就是说，物理按钮的开关在受按压时产生第一信号，而按压区域内的按钮区产生附加信号。开关和传感器所产生的这些信号可以以各种方式单独或组合在一起解释，甚至可以由用户例如使用优选窗口或控制面板设定。
在一个实现中，按钮区30A设置在单个物理按钮的左侧和右侧，使得单个物理按钮可以像常规的左、右机械按钮那样进行操作。左、右按钮区30A帮助确定一个点击操作是左点击操作还是右点击操作。在用户按压单个物理按钮(例如，顶部构件26)的左侧时，产生两个信号，一个由开关产生，另一个由处于左侧的触摸传感器产生。这两个状态可以解释为主按钮事件或者说左点击按钮事件。在用户按压单个物理按钮(例如，顶部构件26)的右侧时，产生两个信号，一个由开关产生，另一个由处于右侧的触摸传感器产生。这两个状态可以解释为次按钮事件或者说右点击按钮事件。
在手指同时按压左右两侧的情况下，产生三个信号，一个由开关产生，一个由处于左侧的触摸传感器产生，而另一个由处于右侧触摸传感器产生。这三个状态可以以各种方式解释。例如，可以将它们解释为主点击事件或者说左按钮点击事件、第三个不同的按钮事件或者甚至交替或同时的左右按钮事件。最后这个例子可能在玩游戏中是有益的，用户通常必须交替左右点击来执行游戏中的一个操作。
在一个实施例中，在手指轻按一个或两个触摸传感器时显示屏上可以提供视觉预览提示。轻按例如可以与手指放在触摸传感器上但按压没有重到足以激活主开关的状况相应。视觉提示告示用户在最后按压(重触摸)主开关时将激活哪个按钮。视觉提示可以例如在触摸次按钮(右按钮)时是菜单图标，而在触摸主按钮(左按钮)时是箭头图标。代之或此外，触摸按钮可以是在被轻按时发亮的可发亮触摸按钮，从而告示用户哪个按钮将被激活。
按照本发明的另一个实施例，按钮区30B至少有一部分是基于压强或压力传感的。压力传感按钮区30B在有压力加到鼠标20的外壳22上时提供输入。可用这些输入信号来引发命令、进行选择或控制显示屏内的移动。在这个实施例中，外壳22通常可以少许弯曲，使得施加在外壳22上的任何压力可以传递给处于外壳22下的压力传感装置。压力传感装置监视加在外壳22上的压力，产生表示压力的信号。压力传感装置例如可以包括一个或多个压力传感器，诸如压敏电阻器、压敏电容器、测压仪、压强片、压电变换器、应变计之类。
压力传感器可以贴到外壳22的下表面上或者贴到设置在外壳22内的结构平台上。在有压力加到外壳22上(挤压或推压外壳)时，压力通过外壳22传递给处于外壳22下的压力传感器。也就是说，外壳22少许弯曲，但仍然足以被夹在外壳22与内部结构平台之间的压力传感器检测到。
在一个具体实现中，压力传感按钮区30B设置在外壳22的顶部构件26或底部构件24的相对的侧面上。外壳22的这些侧面对于执行挤压手势来说是理想的部位。这是因为用户手指通常放在鼠标20的一侧而拇指放在鼠标20的另一侧，因此手就很容易用捏的动作来挤压这两侧。挤压手势可以单独使用或者与按钮点击同时使用。例如，挤压手势可用来启动诸如缩放、平移、大小调整、音量控制之类的控制功能，挤压是对操作本身的物理比喻。
挤压手势也可以与常规的按钮点击结合使用，以修改按钮点击或产生其他控制功能。例如，挤压手势可以与标准的GUI功能一起使用，使得增大的压力解释为标准的GUI功能的更强的级别(例如，标准GUI功能的特征基于压力的强度)。例如，标准GUI功能的速度可以与施加到鼠标侧面上的压力有关(例如，随着压力的增大滚屏加快，而随着压力的减小滚屏减慢)。
由于激活挤压手势如此便利，因此在设计挤压功能部件时必须特别小心，使得在平常使用期间不会意外激活，即需要能区分轻的和重的挤压。例如，挤压功能部件可以用诸如压敏电阻器(FSR)或压敏电容器(FSC)实现。FSR呈现为电阻随着施加到它的有效表面上的压力的增大而减小，而FSC呈现为电容随着施加到它的有效表面上的压力的增大而增大。可用比较电路在压力达到预置压力门限时输出高电平信号来表明激活。
在一个实现中，用挤压手势(按压鼠标侧面)来控制诸如苹果计算机公司(Apple Computer Inc.of Cupertino，CA)的产品Expose′之类的窗口管理程序的一个或多个功能。窗口管理程序被配置成帮助导航或缓解窗口的杂乱(由于有许多打开的窗口和/或应用而难以查找文档或查看桌面的状态)。
特别是，Expose′具有三个不同的工作状态可以用挤压手势控制。第一模式是所有窗口平铺、缩放和全部显示。在工作在这个模式时，所有打开的窗口平铺和缩放成使得在显示屏上同时可以看到所有打开的窗口。也就是说，挤压鼠标20的侧面立即就平铺所有打开的窗口，将它们缩小和整齐地排列成使用户可以查看每个窗口内的内容。缩放量或缩放率可以取决于施加到鼠标20的侧面上的压力的大小。第二模式是应用窗口或加亮当前应用。这个模式起着与第一模式类似的作用，只是它只对特定的应用起作用。例如，挤压鼠标20的侧面可以立即平铺特定应用的各个打开的窗口而使所有其他打开的应用淡到某个灰度。第三模式是桌面或全部隐藏。在这个模式，所有打开的窗口都移到显示屏的边缘，从而打开桌面。也就是说，挤压鼠标20的侧面可以隐藏所有打开的窗口，使用户立即接入他们的桌面。
按照本发明的另一个实施例，鼠标20包括一个微动球32。微动球32被配置成用来代替常规的滚动轮。与滚动轮不同，微动球32能在多个方向上转动，因此与跟踪球类似可以产生多方向的信号。然而与跟踪球不同的是，微动球32含有小得多的密封在壳体内的球。球较小便于用一个手指进行操作，而由于球密封在壳体内，因此这种技术不容易蒙上污物和灰尘(例如，不必将球取出进行清洗)。此外，微动球32使用非接触磁配置的球和霍尔IC，而不是象在跟踪球内那样使用机械编码器。当球被转动时，霍尔IC检测转动的球的磁场，产生表示球转动情况的信号。在有些情况下，微动球32甚至可以包含一个在球被压下时激活的弹簧驱动开关。它可以用作鼠标的第三按钮。
优选的是，该微动球小于10mm，具体地说在5mm左右到8mm左右之间，更为优选的是在7.1mm左右。较小球便于用单个手指驱动(不同于较大的跟踪球用一个手指难以操纵)，省下了鼠标的可用表面供按钮区用(不同于大的跟踪球要占用很大部分的可用表面面积)，看着更为舒适(不象跟踪球那样唐突)，而且不占用鼠标外壳内的大量空间(不同于跟踪球)。
例如，微动球32可以是Panasonic Corporation of North America生产的WJN系列微动球开关。EVQWJN系列的微动球特别是包括一个开关，而外形尺寸为10.7mm×9.3mm×6mm，带有一个5.5mm的球。
微动球32的位置有许多部位可选。在大多数情况下，安排成在手把握鼠标20时手指容易进行操作的位置。在一个具体实施例中，微动球32设置在鼠标20的前部中央。例如，微动球32可以固定在鼠标20的外壳22上处在常规鼠标的左侧与右侧机械按钮之间，或者固定在一体式鼠标的可动顶部构件26上左侧与右侧触摸按钮区30A之间。或者，微动球32也可以设置在鼠标20的侧面上。
在一个实施例中，微动球32包括一个开关。微动球开关与一体式鼠标20的主开关配合使用，实现第三按钮。例如，如果将微动球32的开关和主开关一起激活，就可产生第三按钮信号。如果一个激活而另一个去活，则不产生第三按钮信号。一般来说，为了使第三按钮激活，用户必须提供足以将微动球32和顶部构件26压下使得顶部构件26接合设置在鼠标20内的主开关的压力。
在一个实施例中，微动球32可以在壳体内沿各个方向自由旋转，被配置成提供鼠标20的滚屏或平移功能，使得用户可以垂直(上下)和水平(左右)移动GUI，以便在显示屏上可以看到更多的数据。例如，微动球32可以被配置成在被朝鼠标前方转动时使GUI垂直向上移动，在被朝鼠标20后方转动时使GUI垂直向下移动，在被朝鼠标20的右侧转动时使GUI水平向右移动，而在被朝鼠标20的左侧转动时使GUI水平向左移动。
在另一个实施例中，微动球32产生的信号中至少有一些用来进行滚屏/平移而剩下的一些用来产生按钮事件。例如，在使微动球32上下转动时可以实现垂直滚屏，在使微动球向右转动时可以实现右键事件或第四按钮，而在使微动球向左转动时可以实现左按钮事件或第五按钮。也就是说，停用水平滚屏/平移，以便启用附加的按钮功能，而仍保持垂直滚屏/平移功能。
按照本发明的另一个实施例，由于输入装置(按钮和微动球)在激活时可以没有声音反馈(例如，没有机械爪)，因此鼠标还可以包括一个内置扬声器，在这些器件中的至少一些被激活时提供听得到的点击响声。听得到的点击响声对于各个输入机构可以是不同的，也可以使用相同的点击响声。如可以看到的那样，声音反馈增强了鼠标的实用性，因为用户能肯定他的动作已导致真正激活输入机构。在操作期间，鼠标的微控制器在从输入机构接收到适当输入时就向扬声器发送驱动信号，从而扬声器响应驱动信号输出一个或多个“卡搭声”。
下面将结合图2和3详细说明一体式鼠标100的一个实施例。一体式鼠标100例如可以与图1所示的鼠标相应。
如图2所示，一体式鼠标100包括塑料顶壳102，它可以相对塑料底座104绕枢轴转动。枢轴点106通常设置在鼠标100的后部。这使顶壳102的前部在受到按压时可以向下朝底座104运动(例如，顶壳绕枢轴点摆动)。在塑料顶壳102前部被压下时，激活主开关108，使得鼠标100内的微控制器向主计算机发送按钮压下事件。这种一体式鼠标的实施例可以在美国专利No.6,373,470中看到，该专利在这里列作参考予以引用。
为了提供附加输入，鼠标100还包括一些配置在顶壳102上各个适当位置处的电容传感器112。这些电容传感器112被配置成检测手的一些部分，具体地说是一个或多个手指，接触到鼠标100的表面上哪些部位。由于电容传感器112可以透过几毫米厚的塑料表面检测手指，因此电容传感器112可以嵌入塑料顶壳102内或者固定在塑料顶壳102的下面(如图所示)。
电容传感器112有许多可选。在一个实施例中，传感器112呈现为导电电极113，这些电极与监视各个电极113处的电容的电容传感电路耦合。电容传感电路例如可以是鼠标100的微控制器的一个分开的或整合的组件。导电电极113可以是任何薄的金属片。例如，电极113可以体现为诸如粘在顶壳102的内表面上的诸如铜箔带之类的金属箔、涂在顶壳102的内表面上的导电漆或油墨(例如，带有银油墨的PET)、粘合或用胶带贴在顶壳102的内表面上的带有铜印迹的柔性印刷电路(FPC)、模压入顶壳102内的线或带，等等。
可以修改导电电极113的大小和形状，以增大电极113的灵敏度。例如，可以减小这些电极113的总表面积。通过减小表面面积，可以使电极的静态电容(没有被触摸时的电容)比电极的注入电容(被触摸时的电容)小许多，因此可以增大灵敏度。也就是说，灵敏度通过将静态电容与注入电容之间的比值保持为比较大得以提高。电极的静态电容可以被配置成使得注入电容为静态电容的2到5倍左右，特别是为静态电容的3到4倍左右。在一个具体例子中，静态电容设计成在注入电容为15到20皮法左右之间时为5皮法。
在一个实施例中，通过从电极113中除去一些部分来减小电极的表面面积。例如，电极113可以被配置成具有一些随机或对称地分布在电极113内的孔或空缺114(例如，呈瑞士干酪状的多孔件)。或者，电极113也可以用一些行和列的金属线编织或连接而成，各行各列之间都留有空隙(例如，呈链状或网状)。
此外或代之，可以减小电极113的厚度，以便提高电极113的灵敏度。在使用铜箔时，厚度可以例如在0.2到0.4mm左右之间。
参见图3，图中示出了顶壳102的下面，鼠标100包括两个空间分开的分别处在鼠标100对侧的电容传感电极113。第一电极113A处于顶壳102的前部左侧，而第二电极113B处于顶壳102的前部右侧。也就是说，第一电极113A处在鼠标100的中心线116的左边，而第二电极113B处在鼠标100的中心线116的右边。
由于将电极113配置在鼠标前部的左、右位置处，因此一体式鼠标100就可象一个常规的2按钮鼠标那样进行操作。主开关和左传感器112A产生的信号表示主按钮事件，而主开关和右传感器112B产生的信号表示次按钮事件。为了激活主按钮(左点击)，用户将他的手指放在顶壳102左侧的左电极113A上，按压顶壳102，直到顶壳102激活主开关108。类似地，为了激活次按钮(右点击)，用户将他的手指放在顶壳102右侧的右电极113B上，通过按压顶壳102激活主开关108。这种配置的一个优点是激活左右按钮所需的力是相同的。
应该理解，按钮检测算法需要两个需检测的信号以确定激活的是主按钮还是次按钮。对于主按钮检测来说，左传感器112A和主开关激活。对于次按钮检测来说，右传感器112B和主开关激活。如果左右传感器和主开关都激活，就可以执行几个不同的功能。在有些情况下，用户可能想要同时激活主、次按钮(在玩需要这样使用按钮的游戏时)。在其他一些情况下，用户可能希望鼠标将两个传感器和主开关(同时)激活解释为主按钮激活。在又一些情况下，用户可能希望鼠标将两个传感器和主开关同时激活解释为第三按钮激活。
或者，也可以根据需要通过软件重新配置主、次按钮的位置，以适应惯用左手或惯用右手的人的需要，即惯用右手的人通常喜欢主按钮处在左侧，而惯用左手的人通常喜欢主按钮处在右侧。
代之或此外，传感器可以与开关独立操作。例如，鼠标可以被配置成在触摸传感器受到不会激活开关的轻触摸时产生一些输入。轻触摸左触摸传感器可以产生第二左按钮事件，而轻触摸右触摸传感器可以产生第二右按钮事件，在这种情况下，可以用开关来区别轻触摸和重触摸。
主系统内可以提供一个控制面板，让用户选择应怎样解释传感器开关。
在大多数情况下，以上所提到的电容传感方法基于电极处由于手指放到传感器上而引起的电容改变。人体基本上是一个电容器，在手指触摸电极时形成到人所站的地面或身体的接触地面的任何部分的返回通路，从而使电极电容增大。由于存在人可能没有回到鼠标计算机系统的地面通路的情况，例如坐在塑料椅子上将脚翘起时，因此电容传感器设计成在鼠标的接触区域，例如鼠标前部，每侧都配有一对电容电极。由于每侧至少有两个电极，“浮动的手指”就在它们之间提供了电容耦合，因此导致电容改变。也就是说，浮动的手指形成两个电极之间的耦合，这将增加电极的电容，于是可以将此解释为存在手指。
图4为按照本发明的一个实施例的鼠标方法200。可以在图2和3中所示的鼠标上执行这种鼠标方法。鼠标方法200开始于方框202，确定左传感器是否激活。如果左传感器激活，方法进至方框204，确定主开关是否激活。如果主开关激活，方法进至方框206，报告左按钮事件。
如果左传感器或主开关没有激活，方法进至方框208，确定右传感器是否激活。如果右传感器激活，方法进至方框210，确定主开关是否激活。如果主开关激活，方法进至方框212，报告右按钮事件。
如果右传感器或主开关没有激活，方法进至方框214，确定左、右传感器是否同时激活。如果传感器同时激活，方法进至方框216，确定主开关是否激活。如果主开关激活，方法进至方框218，方框218需要具有几个取决于用户的可能结果。这些结果可以是用户可以通过控制面板进行选择的。
在一个实施例中，方框218只包括报告一个左按钮或右按钮事件。在另一个实施例中，方框218包括报告左、右按钮两个事件(同时或交替)。在又一个实施例中，方框218可以包括报告第三按钮事件。如果左、右传感器或主开关没有激活，方法返回开始，再来一遍。
图5为按照本发明的一个实施例的鼠标方法230。这种方法与图4的方法类似地，只是在确定没有点击的情况下只根据不同接触报告附加的按钮事件。例如，如果左传感器激活而右传感器和主开关没有激活，方法进至方框232，报告第一轻触摸按钮事件。如果右传感器激活而左传感器和主开关没有激活，方法进至方框234，报告第二轻触摸按钮事件。如果左传感器和右传感器激活而主开关没有激活，方法进至方框236，报告第三轻触摸按钮事件。
图6为根据图4和5所示的方法得出的鼠标词汇表240的一个例子。如图所示，表240包括主开关、左传感器和右传感器产生的信号以及在不同的信号激活或去活时报告的内容。
下面将结合图7和8详细说明一体式鼠标300的一个实施例。一体式鼠标300例如可以与图1所示的鼠标相应。与图2和3中所示的一体式鼠标类似地，图7和8所示的一体式鼠标包括外壳302，它具有相对底座306可绕枢轴转动以激活一个内部开关(未示出)的顶部构件304。
外壳302还包括设置在鼠标300两侧的翼308。翼308是底座306的延伸，与顶部构件304分开。翼308延伸到底座306之上嵌入顶部构件304的侧面，通常与顶部构件304的外表面齐平。虽然在有些情况下翼308可以凹入或凸出顶部构件304的外表面。翼308允许用户用他的手指和拇指握住鼠标300，使鼠标300可以在一个表面上移动而顶部构件304不会翘动。翼308还允许用户在提起和移动鼠标300时使内部开关(在顶部构件下)保持闭合。这种操作通常用于用户需要将光标跨越显示屏移动而允许移动鼠标300的工作区很小的情况。这种操作有时称为“提拖”操作。
由于在把握鼠标300时手指和拇指通常处于翼308处或很接近翼308，因此翼308是实现一个或多个输入功能的理想位置。用户可以按压一个或两个翼308，以便产生不同的输入。实际上，翼按钮可以起着与以上所提到的触摸按钮类似的作用。在一个实施例中，每个翼在受到按压时产生一个独立的输入。在另一个实施例中，按压一个或两个翼产生同样的控制信号。后一种安排可以适应几乎任何手位置，包括传统地处在鼠标的两侧或者非传统地处在诸如传统位置的横向或只是鼠标的一侧。
在一个实施例中，输入功能是用压力传感器310特别是压敏电阻器或压敏电容器实现的，压力传感器310设置在翼308背后，在翼308被按压时产生按照翼308受到的压力改变的数据。可以用这数据(例如，电阻、电容等的改变)通过控制回路产生诸如接通/断开或激活/去活之类的二元控制输入。这可以在达到预定的压力门限时实现。或者，可以用这数据产生按照所施加的压力改变的可变控制输入。但不论是哪种情况，鼠标300通常包括监视压力传感器310的输出和产生表示这输出的信号的微控制器312。
如图8所示，翼308延伸到超出底座306的表面，因此它们起着在受到按压时能向内弯曲(少许弯曲)的挠曲件的作用。此外，传感器310设置在翼308的内表面与处在外壳302内的桥台314之间。桥台314例如可以是直接或间接固定在底座306上的刚性塑料件。传感器310可以浮在桥台314与翼308之间，或者传感器310可以固定在翼308上或桥台314上(如图所示)。
在例如通过捏的手势将力加到翼308上时，翼308就向内弯曲压到贴着桥台314的平坦表面的传感器310上。FSR呈现为随着压力的增大而减小的电阻，而FSC呈现为随着压力的增大而增大的电容。从那里产生的数据可以用来形成基于加到翼308上的压力的控制输入。
在将这个输入功能部件用作二元输入装置时，微控制器312被配置成根据FSR的具体电阻或FSC的具体电容产生诸如接通/断开之类的二元输入。在FSR的情况下，如果电阻下降到低于一定的值，微控制器312就可以将挤压视为一个按钮事件。在FSR的情况下，如果电容上升到高于某个值，微控制器312就可以将挤压视为一个按钮事件。在有些情况下，可用比较电路在压力达到预置压力门限时输出高电平信号来表明按钮激活。实际上，鼠标300可以包括两个激活压力门限，一个用于普通操作而一个用于提拖操作。
在这个输入功能部件用作可变输入装置时，微控制器312被配置成产生按照FSR的电阻或FSC的电容改变的可变输入。
在一个具体实施例中，压力传感器310与FSC相应。FSC的成本效益比FSR的高，在鼠标包括挤压功能部件和前面所说明的电容性触摸传感器(图2和3)的情况下，可以用同一个电容传感电路来监视电容性触摸传感器和电容压力传感器的电容。
在一个实现中，FSC包括由一个或多个应变垫片隔开的平行导电片。在传感器受压时，这些片之间的距离减小，从而使电容增大，经电容传感电路读出后向鼠标的微控制器报告。
如图9所示，翼308的内表面可以包括在翼308受到向内的压力时压传感器310的顶杆或小块320而不是具有如图8所示的平坦表面。顶杆320从内表面凸出，有助于将压力从翼308传递给传感器310，从而强化了对传感器310的操作。或者，顶杆320也可以配置在桥台314的平坦表面上。
虽然没有示出，但在有些情况下为了保证这些输入功能部件在受挤压时正常工作，可能需要有填片填入在传感器310与翼308之间或在传感器310与桥台314之间的空隙。
图10为按照本发明的一个实施例的鼠标方法400。鼠标方法400通常开始于方框402，对鼠标侧面处的压力进行监视。这可以使用图7和8中所示的结构实现。
方框402后，方法进至方框404，确定鼠标是否已经提离桌子(例如，提拖操作)。这可以通过轮询来自鼠标的光学跟踪传感器的表面质量(SQUAL)值来实现。光学跟踪传感器使用通过光学截获相继的表面图像测量位置的改变从而用数学确定改变的方向和大小的光学导航技术。传感器提供SQUAL值，它是对传感器所看得见的表面上的一些特征的度量。在鼠标处在工作面上时，传感器看到工作面的特征，因此返回非零的SQUAL值。在鼠标提离桌子时，传感器看不到工作面上的任何特征，因此返回为零的SQUAL值。
如果鼠标没有提离桌子，方法400进至方框406，确定是否已超过第一压力门限。第一压力门限设置为比在正常使用期间把握鼠标的侧面所需的力大的压力。如可以看到的那样，使用力通常比与挤压关联的压力小许多。如果第一压力门限已经超过，方法进至方框408，产生按钮事件。如果第一压力门限没有超过，方法返回方框402。
再来看方框404，如果确定鼠标已提离桌子，方法就进至方框410，确定是否已超过第二压力门限。第二压力门限设置为比在提离操作期间握住鼠标所需的力大的压力。如可以看到的那样，提起力通常要比上面所说明的第一压力大许多。如果第二压力门限已经超过，方法进至方框412，产生按钮事件。如果第二压力门限没有超过，方法返回方框402。
使用光学跟踪传感器的实现，在施加到鼠标的侧面上的压力大于第一压力和SQUAL值非零时，表示用户在正常使用期间对鼠标的侧面执行挤压手势，从而应该产生按钮事件。在施加到翼上的力大于第二压力和SQUAL值为零时，表示用户在提拖操作期间对鼠标的侧面执行挤压手势，从而应该产生按钮事件。
图11为按照本发明的一个实施例的FSR的电阻对压力的特性图420。图中示出了几个压力门限。F1为在普通使用期间鼠标侧面处的压力。F2大于F1，为在鼠标处在工作面上时激活挤压按钮所需的压力。F3大于F2，为在执行提拖操作时鼠标侧面处的压力。F4大于F3，为在提拖操作期间激活挤压按钮所需的压力。
图12为按照本发明的一个实施例的比较电路430的原理图。比较电路430被配置成在达到低压力F2和高压力F4门限时输出“高电平”信号。比较电路430包括两个比较器U1和U2(432和434)，都连接到FSR 436上。比较器432和434的触发电压设置为与低压力门限U1和高压力门限U2相应的电压。在达到压力门限时，比较电路430输出“高电平”信号。这信号馈送给还监视来自光学跟踪传感器的SQUAL信号的微控制器。在接收到适当的信号时，微控制器向主系统输出按钮事件信号。在有些情况下，U1和U2的触发电压可以用微控制器内的数模转换器DAC调整。这样，用户和/或主系统可以将压力门限调整到能更适合用户的情况。
图13为按照本发明的一个实施例确定按钮激活的真值表440。如图所示，表中列出了离桌检测信号、高压力F4信号、低压力F2信号和按钮激活情况。
图14为按照本发明的一个实施例的GUI操作方法500。方法开始于方框502，监视鼠标表面处的压力。这例如可以由上面所说明的压力传感按钮执行。在一个具体实施例中，监视鼠标的一个侧面处的压力，特别是鼠标的两个侧面处的压力。侧面处的压力可以由于执行挤压手势而增大。挤压手势例如可以定义为对在至少两个手指之间的鼠标执行的挤压动作。
方框502后，方法500进至方框504，确定是否对鼠标的表面执行了挤压手势。例如，确定是否已经达到预定压力门限。
方框504后，方法进至方框506，在窗口管理程序(或者其他程序)中根据鼠标表面处的压力执行操作。这操作有许多可选。在一个实现中，操作包括平铺和缩小所有打开的窗口，使得在显示屏内可以同时看到所有打开的窗口。在另一个实现中，操作包括平铺和缩小与一个特定的应用关联的所有打开的窗口而从前台去掉剩下的窗口(例如，使它们变灰)。在又一个实现中，操作包括将所有打开的窗口移到显示屏边缘，从而使用户可以立即使用桌面。
可以根据所监视的压力采取操作执行的方式。在有些情况下，缩放率基于施加在鼠标的表面上的压力。例如，缩放率可以随着压力的增大而增大(反之亦然)。在其他一些情况下，平铺的大小可以基于施加在鼠标的表面上的压力。例如，增大压力可以导致产生较小的平铺窗口(反之亦然)。
下面将结合图15详细说明一体式鼠标550的一个实施例。一体式鼠标550例如可以与图1所示的鼠标相应。与图2和3中所示的一体式鼠标类似地，图15所示的一体式鼠标包括外壳552，它具有相对底座556可绕枢轴转动以激活一个内部开关(未示出)的顶部构件554。如图15所示，微动球560处在密封壳体562内，而密封壳体562安装在顶部构件554的内表面上。顶部构件554包括接纳微动球560的开口或孔564，微动球560从密封壳体562伸出，超出顶部构件554的顶面，使得用户在握住鼠标时可以很容易转动它。由于微动球560小于指尖，因此微动球560很容易用单个手指操作而不用改变手的位置。此外，包括密封壳体的微动球在鼠标550内不占据多大空间。
图16为按照本发明的一个实施例的计算系统450。系统450包括鼠标452和诸如台式计算机、膝上型计算机、手持式计算机之类的计算机454。例如，计算机454可以与任何基于Apple或PC的计算机相应。计算机454通常包括被配置成执行指令和实现与计算机系统450关联的操作。例如，使用例如从存储器检索得的指令，处理器456可以对在计算系统450的各个组件之间输入、输出的数据的接收和操作进行控制。处理器456可以是单芯片处理器，也可以用多个组件实现。
在大多数情况下，处理器456与操作系统一起工作，执行计算机代码以及产生和使用数据。计算机代码和数据可以驻留在工作上与处理器456耦合的程序存储装置458内。程序存储装置458通常提供保存计算机系统450要使用的数据的场所。例如，程序存储装置458可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、硬盘驱动器之类。计算机代码和数据还可以保存在可移动的程序媒体上，在必要时加载或安装到计算机系统上。可移动的程序媒体包括例如CD-ROM、PC-CARD、软盘、磁带和网络组件。
计算机454还包括工作上与处理器456耦合的输入/输出(I/O)控制器460。I/O控制器460可以与处理器456集成在一起，也可以如图所示是一个独立的组件。I/O控制器460通常被配置成对与一个或多个可以与计算机454耦合的I/O装置(例如，鼠标452)的相互作用进行控制。I/O控制器460通常通过在计算机454与希望与计算机454通信的I/O装置之间交换数据进行工作。I/O装置与计算机454通常通过数据链路462进行通信。数据链路462可以是单向链路或双向链路。在有些情况下，I/O装置可以通过有线连接接到I/O控制器160上。在其他一些情况下，I/O装置可以通过无线连接接到I/O控制器160上。例如，数据链路162可以与PS/2、USB、IR、RF、蓝牙之类相应。
计算机454还包括工作上与处理器456耦合的显示控制器464。显示控制器464可以与处理器456集成在一起，也可以如图所示是一个独立的组件。显示控制器464被配置成处理显示指令，以在显示设备466上产生文本和图形。显示设备466可以与计算机集成在一起，也可以是计算机454的一个独立的组件。例如，显示设备可以是单色显示器、彩色图形适配(CGA)显示器、增强型图形适配(EGA)显示器、可变图形阵列(VGA)显示器、超级VGA显示器、液晶显示器(例如，有源矩阵、无源矩阵之类)、阴极射线管(CRT)、等离子体显示器之类。
另一方面，鼠标452通常包括被配置成从不同的输入机构获取数据和向计算机454的处理器456提供所获取的数据的微控制器474。在一个实施例中，微控制器474被配置成向处理器456发送原始数据，因此由处理器456处理原始数据。例如，处理器456从微控制器474接收到数据后，确定在计算机系统452内需怎样使用数据。在另一个实施例中，微控制器474被配置成本身处理原始数据。也就是说，微控制器474从输入机构读取脉冲，将它们转换为计算机454可以理解的数据。例如，微控制器474可以将数据置成HID(人类界面装置)格式。
微控制器474可以体现为一个或多个被配置成监视来自输入机构的信号、处理所监视的信号和向处理器报告这信息(例如，x、y、按钮、左、右等)的专用集成电路(ASIC)。例如，这可以用固件实现。
鼠标452还包括工作上与微控制器474耦合的位置传感器470。位置传感器470被配置成在鼠标452沿表面移动时产生跟踪信号。跟踪信号可以用来控制显示屏466上的指针或光标的移动。跟踪信号可以与直角坐标系(x和y)或极坐标系(r，θ)关联。例如，位置传感器470可以与传统的跟踪球或光学组合相应。
鼠标452还包括工作上与微控制器474耦合的主开关476。主开关476被配置成在鼠标执行点击操作时，例如在一体式设计中顶壳相对底座被按动时，产生按钮事件。
鼠标452还可以包括工作上与微控制器474耦合的触摸传感器478。触摸传感器478被配置成在手放置在鼠标452上时产生触摸信号。这信号可以用来判别左、右点击操作。触摸传感器例如可以与上面所说明的类似地配置。
鼠标452还可以包括工作上与微控制器474耦合的压力传感器480。压力传感器480被配置成在手对鼠标452施加压力时产生压力信号。这信号可以用来引发按钮事件。压力传感器例如可以与上面所说明的类似地配置。
此外，鼠标452还可以包括工作上与微控制器474耦合的微动球482。微动球482被配置成在壳体内被转动时产生多向跟踪信号。微动球482还可以被配置成在被按压时产生按钮事件。微动球例如可以与上面所说明的类似地配置。
由于触摸传感器478、压力传感器480和微动球482在激活时不能提供任何反馈(例如，没有机械爪)，因此鼠标452还可以包括被配置成向鼠标452用户提供反馈的反馈系统484，使得用户能肯定他的动作已导致真正激活输入机构，例如上面所说明的的一个或多个输入机构(例如，触摸传感器478、压力传感器480、微动球482等)。工作上与微控制器474耦合的反馈系统484包括一个或多个反馈产生器486，包括听觉反馈装置486A、触觉反馈装置486B和/或视觉反馈装置486C。这些不同的反馈产生器486在有输入时向用户提供不同类型的反馈。听觉装置486A提供声音，触觉装置486B提供触觉压力，而视觉装置486C提供视觉刺激。可以是所有输入装置在动作时使用单个反馈产生器或多个反馈产生器，或者也可以是每个输入装置有各自的一个或多个反馈产生器。也就是说，每个输入装置可以包括各自专用的反馈产生器。
在听觉反馈产生器486A的情况下，鼠标452可以包括内置扬声器或蜂鸣器，诸如压电扬声器或压电蜂鸣器之类。这些装置被配置成在用户执行操作时，例如在用户触摸其中一个触摸传感器478、挤压压力传感器480或转动微动球482时，输出卡搭声。这个特色增强了用户的感受，使得这些输入装置各个都很象机械输入装置。
在一个实施例中，鼠标452包括单个产生卡搭声或其他有关声响的扬声器。这个扬声器可以安装在鼠标452的外壳内的印刷电路板上，与至少微动球482连接，而在有些情况下与压力传感器480连接。如可以看到的那样，触摸传感器478通常不需要卡搭声，因为卡搭声已经由主开关476提供。然而应该指出的是，在轻触摸(主开关没有激活)也产生输入的情况下可以由扬声器提供卡搭声或其他声响。扬声器可以被配置成为每个输入装置输出同样的卡搭声，或者扬声器可以被配置成为每个输入装置输出不同的声响。例如，可以使用卡搭声、时钟声和嘟嘟声。不同的声响可以是用户可选择的。
在操作期间，微控制器474在从输入装置接收到适当输入时就向扬声器发送驱动信号，从而扬声器响应驱动信号输出一个或多个声响。对于按钮的情况，通常提供单个卡搭声，虽然可以在按下时提供卡搭声而在提起时可以提供时钟声。在有些情况下，反馈可以取决于加到压力传感器480上的压力的大小。例如，可以在达到某个压力门限时提供卡搭声，或者卡搭声的音量或音调可以按照压力的大小改变。对于微动球482的情况，在球在转动时连续提供卡搭声。通常对于每个读数(即，以给定转动量(360度)计的点数)一个卡搭声。卡搭声的速率通常在转动的速度增大时增大，而在转动的速度减小或放慢时减小。这样，卡搭声为用户提供了速率与球转动的速度有关的听觉反馈。
此外或代之，鼠标452可以包括触觉机构486B。触觉学是使没有任何触觉的软装置成为触觉敏感和进行控制的学科。触觉实质上使用户可以触感信息，即响应用户操作将通过鼠标外壳发送受控振动。触觉机构486B可以包括马达、振动器、电磁铁，它们都能提供呈现为受控振动或震动的压力反馈。在本例中，触觉机构486B可以用来增强驱动鼠标452的例如包括微动球482、压力传感器480、触摸传感器478的输入装置之一的感觉。例如，触觉机构486B可以被配置成在用户触摸触摸传感器(软的或硬的)、按压压力传感器480或转动微动球482时产生冲激振动。这个特定的功能增强了用户的感受，使输入装置更象机械装置。
触觉机构486B可以设置在鼠标452的中央或局部。如果局部性设置，鼠标452可以在每个输入装置处包括一个触觉机构486B，以便在用户操作的区域提供压力反馈。普遍认为，振动越接近用户操作处，触觉效果就越好。例如，鼠标452可以在外壳下每个输入装置的区域内包括一个触觉机构。
在有些情况下，听觉和触觉反馈可以由同一个装置提供。例如，可以使用触觉卡搭声产生器。触觉卡搭声产生器通常包括使顶杆轻敲鼠标外壳内的肋条的电磁线圈。这种轻敲提供了呈现为振动的触觉和与卡搭声类似的轻敲声响。
此外或代之，鼠标452可以包括被配置成在鼠标452的表面上提供视觉信息的视觉反馈产生器486C。如同上面所说明的反馈产生器，视觉反馈产生器486C对于鼠标452可以是单个，或者在每个输入装置处设置一个。例如，视觉反馈产生器486C可以是诸如发光二极管(LED)之类的发光器件，在发生例如用户触摸触摸传感器(软的或硬的)、按压压力传感器480或转动微动球482的事件时发亮。发亮可以是静态的或动态的。如果是动态的，发亮可以是亮度增大、减小的闪烁或循环，在有些情况下甚至可以变色，以便提供更为详细的有关正在监视的事件的信息。例如，亮度可以取决于加到压力传感器480上的压力的大小。
发光器件可以是传统的指示灯，它包括处在LED前部的插在鼠标外壳的开口内的小塑料插头，因此使它处在鼠标外壳的表面上。LED也可以本身就安放在鼠标外壳的开口内而不使用插头。或者，发光器件可以被配置成不打断鼠标外壳的表面。在这种配置中，光源完全设置在鼠标外壳内，被配置成照亮一部分鼠标外壳，从而使外壳改变它的外观，即改变它的颜色。照亮表面的例子可以参见美国专利No：10/075,964、10/773,897和10/075,520，这些专利在这里都列为参考予以引用。或者，视觉反馈产生器486C可以体现为电子油墨或其他颜色改变表面。
在一个实施例中，鼠标452在例如左、右触摸按钮和两侧压力按钮的触摸区域内在发生触摸时提供视觉反馈。在用户按压左触摸按钮时，鼠标的左侧触摸表面区域改变颜色，从而告示用户，已经选择左按钮事件，而在用户按压右触摸按钮时，鼠标的右侧触摸表面区域改变颜色，从而告示用户，已经选择右按钮事件。对于压力按钮的翼，在它们被用户按压时可以同样实现。在有些情况下，翼甚至可以根据在挤压事件期间加到翼上的压力的大小改变颜色的浓淡。
每个反馈产生器可以单独或与其他反馈产生器配合使用。例如，在一起使用时，响应挤压鼠标侧面上的压力按钮，扬声器486A可以提供呈现为卡搭声的听觉反馈，触觉机构486B可以提供呈现为振动的压力反馈，以及视觉反馈机构486C可以提供呈现为发亮的视觉刺激，以警告用户已经形成一个输入。同样，反馈可以在中央位置或每个压力按钮部位提供。
虽然以上将反馈系统主要描述为响应鼠标输入装置的激活提供反馈，但应指出的是它们也可以响应主系统内所发生的提供反馈。例如，在滚屏事件期间，主系统可以在用户已经到达诸如在显示屏上查看的内容的顶部或边沿之类的边界时向鼠标发送一个声响命令。微控制器响应这个声响命令将驱动信号发送给扬声器，扬声器就响应驱动信号产生声响。这个声响通知用户他到达了边界。
还应该指出的是，反馈可以由主系统而不是鼠标提供。例如，主系统可以包括在使用鼠标按纽时提供卡搭声的扬声器或者可以在使用鼠标按纽时视觉上告示用户的显示器。
在一个实施例中，程序存储块458被配置成存储控制来自鼠标452的信息的鼠标程序。代之或此外，鼠标程序或其变型可以存储在鼠标452本身(例如，固件)内。鼠标程序可以含有一些解释鼠标内所产生的信号的表。在一个实现中，这些表可以由用户通过用作检查和/或自定义鼠标的操作的控制面板的控制菜单访问，即用户可以迅速和方便地检查设置和改变设置。一旦作了改变，经修改的设置将自动保存起来，用来控制以后的鼠标处理。例如，用户可以设置主、次按钮的位置，以供右手或左手使用。用户可以设置左/右手指按压是主按钮激活、第三按钮激活或左右按钮同时激活。此外，用户可以在单按钮鼠标和多按钮鼠标之间进行选择。如果选择的是单按钮鼠标，来自左、右传感器的信号就可以不起作用。如果选择的是多按钮鼠标，来自左、右传感器的信号将按照鼠标程序内的设置解释。能选择鼠标类型的一个优点是，一个鼠标可以被多个具有不同偏好的用户使用，即鼠标是用户可配置的。
图17为按照本发明的一个实施例的图形用户界面(GUI)650的示意图。GUI 650表示选择诸如Expose′之类的窗口管理程序的哪些事件由哪些鼠标按纽控制的视觉显示面板。通过GUI 650，用户可以迅速和方便地检查与窗口管理事件关联的鼠标设置和改变鼠标设置。
如图所示，GUI 650包括限定具有所含内容的窗口或域654的窗框652。内容包括不同的窗口管理选项656和将不同的鼠标按纽与窗口管理选项656连接的鼠标菜单658。鼠标菜单658含有所有的按钮可能性，包括重按压左和右按钮、微动球按钮和挤压按钮。按钮菜单可以还包括轻按压左和右按钮、转动左和右微动球按钮和/或左和右挤压按钮，这取决于鼠标的配置。按钮在启用时命令主系统在所启用的鼠标按纽激活时控制不同的所列功能。例如，如果在桌面鼠标菜单中启用挤压按钮，每当挤压按钮激活时就实现桌面功能，即将所有打开的窗口移到显示屏边缘。在有些情况下，可以为单个窗口管理功能启用多个按钮。
在有些情况下，GUI 650可以还包括仪表板选项660和将一个或多个鼠标按纽与仪表板连接的鼠标菜单662。仪表板是包括一些将诸如即时气象预报、股票行情、黄页目录、航班、体育得分等信息带给用户的可自定义小窗口(微应用程序)的控制面板。在所启用的鼠标按纽激活时，仪表板出现，而在鼠标按纽去活时，仪表板消失。用户点击一个按钮就能从因特网接收最新和及时的信息，而在释放按钮时使它立刻消失。
图18为按照本发明的一个实施例的输入控制方法700。这种输入控制方法例如可以用图2和3或图7和8所示的结构执行。方法700通常开始于方框702，检测触摸。触摸例如可以根据鼠标的左或右触摸传感器或者根据左和右触摸传感器检测。在检测到触摸时，方法700进至方框704，确定触摸是轻触摸还是重触摸。在触摸传感器激活而主开关没有激活时可以确定是轻触摸。在触摸传感器与主开关一起激活时可以确定是重触摸。
如果确定触摸是轻触摸，方法700进至方框706，提供视觉反馈，告示用户在轻触摸改变为重触摸时将激活哪个按钮。视觉反馈可以出现在鼠标上和/或在主系统的显示屏上。例如，如果这种轻轻地将他的手指放在右按钮或者说次按钮上，反馈产生器可以使右按钮变色和/或主系统的显示屏可以提供呈现为图标的视觉提示，例如为一个菜单。此外，如果用户轻轻地将他的手指放在左按钮或者说主按钮上，反馈产生器可以使左按钮变色和/或主系统的显示屏可以提供呈现为图标的视觉提示，例如为一个箭头。
如果确定触摸是重触摸，方法700进至方框708，执行按钮操作。例如，如果左按钮传感器与主开关一起激活，就报告一个左按钮事件，而如果右按钮传感器与主开关一起激活，就报告一个右按钮事件。
图19为按照本发明的一个实施例的一体式鼠标750的分解透视图。一体式鼠标750包括外壳752，鼠标的各个内部组件都包括在外壳752内。由于鼠标是一体式鼠标，因此外壳752包括顶部构件754和底座756。
如图所示，底座756包括一对相对的枢轴758，用来容纳设置在顶部构件754的内表面上的枢轴销，从而使顶部构件754可以相对底座756绕枢轴转动。底座756还包括一对相对的柔性翼760。虽然翼760可以集成在底座756上，但在所示的这个实施例中翼760是固定或安装到底座756上的。例如，翼760可以扣入底座756上的安装件。或者，翼760也可以是焊到底座756上的。为了在鼠标装配后在鼠标750的外部形成连续的表面，顶部构件754包括一对容纳向上延伸的翼760的凹口762。凹口762具有与翼760的外形相合的内形。
设置在顶部构件754和底座756内的有安装在底座756上的印刷电路板764。印刷电路板764含有鼠标750的各个控制电路，包括诸如鼠标微控制器和电容传感电路之类的集成电路。印刷电路板764还含有检测顶部构件754被向下朝底座756按压的开关766。开关766设置在鼠标750的与枢轴相对的前侧，例如可以是一个机械接触开关。印刷电路板764和/或底座756还可以支持跟踪鼠标移动的光传感器768。光传感器768通常通过底座756上的开口进行工作。印刷电路板和/或底座还可以支持结构单元770，结构单元770含有诸如安装在支持桥台774的在柔性翼760的位置处的侧面上的电容压力传感器772之类的元件。结构单元770可以还包括有助于将顶部构件754偏置和支持成相对底座756挺起的弹簧片775。
鼠标750还包括通过支座778安装到顶部构件754的内表面上的微动球装置776。支座778可以例如用螺钉拧到顶部构件754上，以便保证微动球装置776相对顶部构件754上的孔780处在适当位置。孔780使微动球装置776的球782凸出顶部构件754的顶面。孔780通常处在顶部构件754的前部中央，使得球782在手放置在鼠标750上时容易被手指驱动。
虽然没有示出，鼠标750还包括一对配置在顶部构件754的内表面上微动球装置776的两侧的电容传感器。每个电容传感器可以有一个或多个粘到顶部构件754的前部内表面上的电极。
鼠标750可以还包括扣入顶部构件754的处在底座756的边缘周围的罩环或下圈786。
虽然以上就若干优选实施例对本发明作了说明，但在本发明的范围内可以有各种修改、置换和等效实施方案。例如，按钮的确定/检测不局限于使用电容传感器，也可以使用其他传感器或开关。例如可以用圆顶开关或膜片开关来代替电容传感器。此外，也可以使用压力传感器。在任何情况下，激活方法保持不变，即需要新的器件和主开关被激活，以便将按钮按下事件发送给主计算机。还应注意的是，有许多可供选择的方案可实现本发明的方法和设备。因此，以下所附权利要求书应理解为包括在本发明的精神实质和范围内的所有这样的修改、置换和等效实施方案。
Claims (59)
1.一种鼠标，包括：
外壳；
多个在外壳表面上的按钮区，这些按钮区表示外壳的一些能检测外壳的表面上在这些按钮区的区域内发生的触摸事件的区域。
2.如在权利要求1-2中所述的鼠标，其中所述按钮区中至少有一部分是基于触摸传感的。
3.如在权利要求2中所述的鼠标，其中所述鼠标包括多个设置在外壳的表面下的触摸传感器，触摸传感器的工作区形成按钮区。
4.如在权利要求3中所述的鼠标，其中所述触摸传感器是呈现为一些电极的电容性触摸传感器，每个电极的电容由电容传感电路测量，以便确定什么时候外壳的表面上在按钮区的区域内发生触摸事件。
5.如在权利要求1中所述的鼠标，其中所述按钮区中至少有一部分是基于压力传感的。
6.如在权利要求5中所述的鼠标，其中所述外壳在按钮区的区域内的可少许弯曲，使得施加到按钮区上的压力可以传递给在所述按钮区的区域内设置在外壳下的压力传感器。
7.如在权利要求6中所述的鼠标，其中所述压力传感器与压敏电阻器或压敏电容器相应。
8.如在权利要求1中所述的鼠标，其中所述按钮区至少有一部分是基于触摸传感和压力传感的。
9.一种鼠标，包括：
具有外部构件的鼠标外壳；
被配置成检测在外部构件的第一区域处是否存在物体的第一触摸传感器；
被配置成检测在外部构件的与第一区域不同的第二区域处是否存在物体的第二触摸传感器；以及
监视第一和第二触摸传感器输出的信号和至少部分根据第一和第二触摸传感器产生的信号报告按钮事件的传感器管理电路。
10.如在权利要求9中所述的鼠标，其中所述外部构件是能执行点击操作的物理按钮。
11.如在权利要求10中所述的鼠标，其中所述第一区域是物理按钮的左侧，而所述第二区域是物理按钮的右侧。
12.如在权利要求10中所述的鼠标，其中：
在第一区域处检测到物体而在第二区域处没有检测到物体时报告第一按钮事件信号；以及
在第二区域处检测到物体而在第一区域处没有检测到物体时报告第二按钮事件信号。
13.如在权利要求10-12中所述的鼠标，还包括：
在按钮执行点击操作时产生激活信号的内部开关，其中所述传感器管理电路监视激活信号和至少部分根据第一和第二触摸传感器产生的信号和内部开关产生的激活信号报告按钮事件。
14.如在权利要求13中所述的鼠标，其中：
在第一区域处检测到物体和内部开关产生激活信号时报告第一按钮事件信号；以及
在第二区域处检测到物体和内部开关产生激活信号时报告第二按钮事件信号。
15.如在权利要求14中所述的鼠标，其中：
在第一区域处检测到物体和内部开关没有产生激活信号时报告第三按钮事件信号，以及
在第二区域处检测到物体和内部开关没有产生激活信号时报告第四按钮事件信号。
16.如在权利要求14中所述的鼠标，其中所述第一和第二触摸传感器同时检测到一个或多个物体时报告第三按钮事件。
17.如在权利要求14中所述的鼠标，其中所述第一和第二触摸传感器同时检测到一个或多个物体时报告第一按钮事件。
18.如在权利要求9中所述的鼠标，其中所述第一和第二触摸传感器是电容传感器。
19.一种能用作单按钮或多按钮鼠标的可配置鼠标，所述鼠标包括：
产生激活信号的内部开关；
提供点击操作的单个运动构件，所述运动构件在点击操作期间激活内部开关；
在运动构件在第一区域内被触摸时产生第一触摸信号和在运动构件在第二区域内被触摸时产生第二触摸信号的触摸感测装置，
其中所述内部开关和触摸感测装置的信号表示鼠标的一个或多个按钮事件。
20.如在权利要求19中所述的可配置鼠标，其中所述触摸感测装置包括被配置成检测运动构件的右侧是否存在触摸的右触摸传感器和被配置成检测在运动构件的左侧是否存在触摸的左触摸传感器。
21.如在权利要求19中所述的可配置鼠标，其中所述触摸感测装置产生的触摸信号在鼠标用作单按钮鼠标时不起作用，而在鼠标用作多按钮鼠标时用来确定点击操作的用意。
22.如在权利要求19中所述的可配置鼠标，其中所述第一区域处于运动构件的左侧，而所述第二区域处于运动构件的右侧。
23.如在权利要求19中所述的可配置鼠标，其中：
在第一触摸信号和激活信号是所产生的仅有信号时报告左按钮事件；以及
在第二触摸信号和激活信号是所报告的仅有信号时报告右按钮事件。
24.如在权利要求19中所述的可配置鼠标，其中所述触摸感测装置包括一些设置在运动构件内或运动构件下的电容传感器。
25.如在权利要求34中所述的可配置鼠标，其中所述电容传感器体现为一些空间分开的设置在运动构件的相对侧的导电电极，第一电极配置在运动构件的前部左侧，第二电极配置在运动构件的前部右侧。
26.如在权利要求19-26中所述的可配置鼠标，其中所述鼠标是一体式鼠标，而所述运动构件是一体式鼠标的顶部构件。
27.一种鼠标，包括：
具有一个或多个压敏区域的外壳；
处于每个压敏区域后的压力传感器，压力传感器被配置成测量施加到压敏区域上的压力。
28.如在权利要求27中所述的鼠标，其中所述压敏区域处于外壳的侧面上，相互相对。
29.如在权利要求27中所述的鼠标，其中所述压力传感器是压敏电阻器或压敏电容器。
30.如在权利要求27-29中所述的鼠标，其中所述鼠标是一体式鼠标，包括相对底座构件可绕枢轴转动的顶部构件，底座构件包括处于鼠标两侧的翼，翼形成鼠标的压敏区域。
31.如在权利要求27-29中所述的鼠标，其中所述压力传感器是压敏电容器，压敏电容器处于翼与鼠标内的桥台之间。
32.一种鼠标，包括：
设置在鼠标的表面的微动球装置，微动球装置包括在密封壳体内可转动的球，球具有小于10mm的直径。
33.如在权利要求32中所述的鼠标，其中所述微动球使用无接触磁配置球和霍尔集成电路。
34.如在权利要求32中所述的鼠标，其中所述微动球装置包括在球被下推入密封壳体内时产生激活信号的球开关。
35.如在权利要求34中所述的鼠标，还包括在鼠标的组件执行点击操作时产生激活信号的内部鼠标开关，其中在球开关和内部鼠标开关都产生激活信号时产生按钮事件信号。
36.如在权利要求32中所述的鼠标，其中在球被向左转动时产生第一按钮事件信号，而在球被向右转动时产生第二按钮事件信号。
37.如在权利要求32中所述的鼠标，其中在球被水平旋转时执行水平滚动而在球被垂直旋转时执行垂直滚动。
38.如在权利要求32中所述的鼠标，还包括在球被转动时提供听觉卡搭声的扬声器。
39.如在权利要求32-38中所述的鼠标，其中所述球具有在5mm左右到8mm左右之间的直径。
40.一种包括底座和可动顶部构件的一体式鼠标，所述一体式鼠标包括：
包括处于鼠标右侧的第一翼和处于鼠标左侧的第二翼的底座；
与底座连接的可动顶部构件；
处于顶部构件前部左侧的第一触摸传感器，第一触摸传感器在顶部构件的前部左侧被触摸时产生第一触摸信号；
处于顶部构件前部右侧的第二触摸传感器，第二触摸传感器在顶部构件的前部右侧被触摸时产生第二触摸信号；
处于顶部构件前部中央、第一与第二触摸传感器之间的微动球装置，微动球装置包括被配置成在密封壳体内被转动时产生多向移动信号的球，微动球装置包括被配置成在顶部构件相对底座被按动时产生第一激活信号的开关；
处于第一翼后的第一压力传感器，第一压力传感器在增大的压力施加到第一翼上时产生压力信号；
处于第二翼后的第二压力传感器，第二压力传感器在增大的压力施加到第二翼上时产生压力信号；
被配置成在顶部构件相对底座被按动时产生第二激活信号的内部开关；
被配置成在鼠标被沿表面移动时产生跟踪信号的位置传感器；以及
监视所有上述装置的信号和至少部分根据这些信号中的单个或多个信号报告跟踪和多个按钮事件的微控制器。
41.如在权利要求40中所述的一体式鼠标，其中所述触摸传感器是电容性触摸传感器，所述压力传感器是压敏电容器，而所述电容性触摸传感器的电容和压敏电容器的电容用同一个电容传感电路监视。
42.如在权利要求40中所述的一体式鼠标，还包括被配置成向鼠标用户提供反馈、使得用户能肯定操作已经导致实际激活了鼠标的一个或多个输入机构的板上反馈系统。
43.如在权利要求42中所述的一体式鼠标，其中所述一体式鼠标包括一个或多个听觉反馈产生器、触觉产生器和视觉反馈产生器。
44.一种鼠标，包括：
被配置成向鼠标用户提供反馈的电子控制反馈系统，使得用户能肯定操作已经导致实际激活了鼠标的一个或多个输入机构。
45.如在权利要求44中所述的鼠标，其中所述反馈系统包括听觉反馈产生器。
46.如在权利要求45中所述的鼠标，其中所述听觉反馈产生器是被配置成在用户用至少一个输入机构执行操作时输出卡搭声的压电扬声器。
47.如在权利要求44中所述的鼠标，其中所述反馈系统包括被配置成在用户用至少一个输入机构执行操作时输出振动的触觉机构。
48.如在权利要求44中所述的鼠标，其中所述反馈系统包括被配置成在用户用至少一个输入机构执行操作时在鼠标上输出视觉刺激的视觉反馈产生器。
49.如在权利要求48中所述的鼠标，其中所述视觉反馈系统基于发亮或电子油墨。
50.如在权利要求44中所述的鼠标，其中所述输入机构是从触摸传感器、压力传感器和微动球中选出的。
51.一种鼠标方法，包括：
监视鼠标表面处的压力；以及
根据鼠标表面处的压力的改变执行操作。
52.权利要求51的方法，其中所述操作包括平铺和缩小显示屏内所有打开的窗口。
53.权利要求51的方法，其中所述操作包括平铺和缩小显示屏内与一个特定的应用关联的所有打开的窗口。
54.权利要求51的方法，其中所述操作包括将所有打开的窗口移动到显示屏的边缘。
55.权利要求51-54的方法，其中所述压力的改变是由于挤压鼠标的侧面引起的。
56.一种鼠标方法，包括：
监视鼠标表面处的压力；
确定鼠标是否已经提离表面；
如果鼠标没有提离表面，确定是否已经超过第一压力门限，在压力超过第一压力门限时报告按钮事件信号；
如果鼠标已经提离表面，确定是否已经超过第二压力门限，在压力超过第二压力门限时报告按钮事件信号。
57.一种鼠标方法，包括：
监视鼠标表面上的压力；
确定是否执行的是挤压手势；以及
如果执行的是挤压手势，根据鼠标表面处的压力按窗口管理程序执行操作。
58.一种鼠标方法，包括：
监视左触摸传感器；
监视右触摸传感器；
监视开关；
在只是左传感器和开关激活时报告左按钮事件；
在只是右传感器和开关激活时报告右按钮事件；
在右传感器、左传感器和开关激活时报告按钮事件，所述按钮事件是从左按钮事件、右按钮事件、第三按钮事件和同时左右按钮事件中选出的。
59.一种鼠标方法，包括：
检测鼠标表面处的触摸；
判别触摸是轻触摸还是重触摸；
在触摸是轻触摸时执行第一操作；以及
在触摸是重触摸时执行第二操作。
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