具有多个接触敏感区域的输入装置.pdf

一种输入装置，包括：用于支撑用户的手的壳体；以及安装在壳体中的用于提供位移信号的位移传感器。该输入装置还包括：能够操作用以接纳用户的第一指头的壳体的第一部分；以及被布置在第一部分中并且能够操作用以检测第一指头沿着第一部分的移动的第一固态接触传感器。该输入装置还包括：能够操作用以接纳用户的第二指头的壳体上的第二部分；以及被布置在第二部分中并且能够操作用以检测第二指头沿着第二部分的移动的第二固态接触传感器。

权利要求书一种输入装置，包括：
用于支撑用户的手的壳体；
安装在所述壳体中的用于提供位移信号的位移传感器；
能够操作用以接纳所述用户的第一指头的所述壳体的第一部分；
被布置在所述第一部分中并且能够操作用以检测所述第一指头沿着所述第一部分的移动的第一固态接触传感器；
能够操作用以接纳所述用户的第二指头的所述壳体上的第二部分；以及
被布置在所述第二部分中并且能够操作用以检测所述第二指头沿着所述第二部分的移动的第二固态接触传感器。
根据权利要求1所述的输入装置，其中，所述第一固态接触传感器和所述第二固态接触传感器中的至少一个包括二维接触板。
根据权利要求1所述的输入装置，其中，所述第一固态接触传感器和所述第二固态接触传感器电连接到单个控制器。
根据权利要求1所述的输入装置，其中，所述第一部分的特征在于至少一个维度上的弯曲部，并且所述第一固态接触传感器在操作期间邻近所述用户的拇指。
根据权利要求4所述的输入装置，其中，所述第一部分具有基本上正交于所述至少一个维度的第二维度上的弯曲部。
根据权利要求5所述的输入装置，其中，所述第一固态接触传感器在操作期间能够操作用以检测所述用户的所述拇指的圆周运动。
根据权利要求1所述的输入装置，其中，所述第二部分的特征在于至少一个维度上的弯曲部，并且所述第二固态接触传感器在操作期间邻近所述用户的手指。
根据权利要求7所述的输入装置，其中，所述至少一个维度上的弯曲部是凸的，并且所述第二固态接触传感器包括线性传感器。
根据权利要求1所述的输入装置，其中，所述位移传感器包括光学传感器。
一种输入装置，包括：
用于支撑用户的手的壳体；
安装在所述壳体中的用于提供位移信号的位移传感器；
包括第一表面并且能够操作用以接纳所述用户的第一指头的所述壳体的第一部分；
被布置在所述第一部分中并且能够操作用以检测所述第一指头沿着所述第一部分的移动的第一固态接触传感器；
包括第二表面并且能够操作用以接纳所述用户的第二指头的所述壳体上的第二部分，其中，所述第一表面和所述第二表面不共面；以及
被布置在所述第二部分中并且能够操作用以检测所述第二指头沿着所述第二部分的移动的第二固态接触传感器。
根据权利要求10所述的输入装置，其中，所述第一表面由具有有限半径的第一弯曲部限定，并且所述第二表面由具有有限半径的第二弯曲部限定。
根据权利要求10所述的输入装置，其中，所述第一表面处于第一平面内，并且所述第二表面处于与所述第一平面不共面的第二平面内。
根据权利要求12所述的输入装置，其中，所述第一平面相对于所述输入装置的中心以第一角度定向，并且所述第二平面相对于所述输入装置的中心以第二角度定向，所述第二角度具有与所述第一角度相反的符号。
根据权利要求10所述的输入装置，其中，所述第一固态接触传感器和所述第二固态接触传感器中的至少一个包括二维接触板。
根据权利要求10所述的输入装置，其中，所述第一固态接触传感器和所述第二固态接触传感器电连接到单个控制器。
根据权利要求10所述的输入装置，其中，所述第一表面的特征在于至少一个维度上的弯曲部，并且所述第一固态接触传感器在操作期间邻近所述用户的拇指。
根据权利要求16所述的输入装置，其中，所述第一表面具有基本上正交于所述至少一个维度的第二维度上的弯曲部。
根据权利要求10所述的输入装置，其中，所述第二表面的特征在于至少一个维度上的弯曲部，并且所述第二固态接触传感器在操作期间邻近所述用户的手指。
根据权利要求18所述的输入装置，其中，所述至少一个维度上的弯曲部是凸的，并且所述第二固态接触传感器包括线性传感器。
根据权利要求10所述的输入装置，其中，所述第一表面和所述第二表面被布置在距所述壳体的底部的不同距离处。
一种装置，包括：
适于支撑用户的手的壳体；
能够操作用以监视所述壳体在至少两个维度上的运动的传感器；
被布置在所述壳体中并且在操作期间邻近所述用户的手的第一指头的第一接触传感器；以及
被布置在所述壳体中并且在操作期间邻近所述用户的手的第二指头的第二接触传感器。
根据权利要求21所述的装置，其中，所述第一接触传感器包括二维接触传感器，并且所述第一指头包括所述用户的拇指。
根据权利要求22所述的装置，其中，所述第一接触传感器包括圆周传感器。
根据权利要求21所述的装置，其中，所述第二接触传感器包括二维接触传感器，并且所述第二指头包括所述用户的食指。
根据权利要求24所述的装置，还包括被布置在所述壳体中并且在操作期间邻近所述用户的手的第三指头的第三接触传感器，其中，所述第三接触传感器包括二维接触传感器并且所述第三指头包括所述用户的中指。
根据权利要求21所述的装置，还包括电连接到所述第一接触传感器和所述第二接触传感器的控制器，所述控制器能够操作用以：
向所述第一接触传感器和所述第二接触传感器提供公共驱动信号；以及
从所述第一接触传感器和所述第二接触传感器接收独立的反馈信号。
一种非暂时性计算机可读存储介质，包括有形地包含在所述计算机可读存储介质上的多个计算机可读指令，所述多个指令当被数据处理器执行时规定输入装置的操作，所述多个指令包括：
使得所述数据处理器将所述输入装置置于被动操作模式的指令；
使得所述数据处理器监视所述输入装置的位移传感器以提供运动值的指令；
使得所述数据处理器监视所述输入装置的多个接触板以提供多个接触值的指令；
使得所述数据处理器监视所述输入装置的接近传感器以提供接近值的指令；
使得所述数据处理器确定所述接近值的增大的指令；以及
使得所述数据处理器将所述输入装置置于主动操作模式的指令。
根据权利要求27所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述接近值的增大与用户的手的至少一部分朝着所述输入装置的运动关联。
根据权利要求27所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，多个驱动线与所述多个接触板关联，其中，所述多个驱动线能够操作用以向所述接近传感器提供输入信号。
根据权利要求29所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，将所述输入装置置于被动操作模式包括将所述多个驱动线置于高阻抗模式。
根据权利要求27所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中，所述被动操作模式的特征在于第一帧率，并且所述主动操作模式的特征在于高于所述第一帧率的第二帧率。
根据权利要求27所述的非暂时性计算机可读存储介质，还包括：在所述主动操作模式下：
确定所述运动值基本上为零；
确定所述多个接触值中的至少一个为非零；以及
之后，传送与所述多个接触值中的所述至少一个关联的命令。
根据权利要求27所述的非暂时性计算机可读存储介质，还包括：在所述主动操作模式下：
确定所述运动值为非零；
确定所述多个接触值中的至少一个为非零；以及
之后，传送与所述多个接触值中的所述至少一个关联的位移命令和光标移动命令。

说明书具有多个接触敏感区域的输入装置
对相关申请的交叉引用
下列合格的美国专利申请（包括本发明）是同时提交的，其他申请的全部公开通过引用并入本申请，用于所有目的：
申请号13/296,006、2011年11月14日提交，标题为“具有多个接触敏感区域的输入装置”；
申请号13/296,025、2011年11月14日提交，标题为“用于多区域输入装置的控制系统”；
申请号13/296,043、2011年11月14日提交，标题为“操作多区域输入装置的方法”；以及
申请号13/296,051、2011年11月14日提交，标题为“用于多区域输入装置中的电力节约的方法和系统”。
技术领域
背景技术
许多计算机鼠标包括能够被用户手指旋转的滚子或滚轮。典型地，这种滚子用于滚动。罗技公司（Logitech）拥有的美国专利No.6,157,369提出了一个示例，该专利的背景技术部分描述了其他示例。滚子的一些缺点是，其是机械元件，因而由于其易受到污物和震动而遭受机械故障。另外，其尺寸使得其很难并入一些规格（诸如非常小剖面的鼠标）中。
描述滚子或滚轮的其他专利包括美国专利No.5,530,455和No.5,473,344。专利No.5,530,455还描述了用鼠标驱动器软件确定滚动速度，以及取决于该速度在行滚动与页面滚动之间切换。
尽管对指点装置进行了改进，但是本领域中需要与输入装置相关的改进方法和系统。
发明内容
本发明通常涉及计算机控制装置。本发明尤其涉及具有多个固态接触敏感区域的输入装置。仅仅作为示例，本发明已经应用于具有多个接触板的计算机鼠标，使得能有增强的手势。该方法和技术能够应用于各种其他控制系统，包括操纵杆、显像控制器等。
根据本发明的实施例，提供了指点装置。所述指点装置包括：用于支撑用户的手的壳体以及安装在所述壳体中的用于提供指点信号的指点传感器。所述指点装置还包括：所述壳体的第一部分，能够操作用以接纳所述用户的第一指头；以及第一固态接触传感器，被布置在所述第一部分中并且能够操作用以检测所述第一指头沿着所述第一部分的移动。所述指点装置还包括：所述壳体上的第二部分，能够操作用以接纳所述用户的第二指头；以及第二固态接触传感器，被布置在所述第二部分中并且能够操作用以检测所述第二指头沿着所述第二部分的移动。
根据本发明的另一实施例，提供了光标控制外围装置。所述光标控制外围装置包括：适于支撑用户的手的壳体以及能够操作用以监视所述壳体在两个维度上的运动的传感器。所述光标控制外围装置还包括：第一接触板，被布置在所述壳体中并且在操作期间邻近所述用户的手的第一指头，以及第二接触板，被布置在所述壳体中并且在操作期间邻近所述用户的手的第二指头。
根据本发明的另一实施例，提供了操作具有指点传感器、多个接触板和接近传感器的计算机鼠标的方法。所述方法包括：将计算机鼠标置于被动操作模式；以及监视所述指点传感器以提供运动值。所述方法还包括：监视所述多个接触板以提供多个接触值；以及监视所述接近传感器以提供接近值。所述方法还包括：确定与用户的手的至少一部分朝着计算机鼠标运动关联的接近值的增大；以及将计算机鼠标置于主动操作模式。
根据本发明的又一实施例，提供了非暂时性计算机可读存储介质，其具有有形地包含在所述计算机可读存储介质上的多个计算机可读指令，所述多个指令当被数据处理器执行时提供具有指点传感器、多个接触板和接近传感器的计算机鼠标的操作。所述多个指令包括：使得所述数据处理器将计算机鼠标置于被动操作模式的指令；以及使得所述数据处理器监视所述指点传感器以提供运动值的指令。所述多个指令还包括：使得所述数据处理器监视所述多个接触板以提供多个接触值的指令；以及使得所述数据处理器监视所述接近传感器以提供接近值的指令。所述多个指令还包括：使得所述数据处理器确定与用户的手的至少一部分朝着计算机鼠标运动关联的接近值的增大的指令；以及使得所述数据处理器将计算机鼠标置于主动操作模式的指令。
根据本发明的实施例，提供了输入装置。所述输入装置包括：用于支撑用户的手的壳体；以及位移传感器，安装在所述壳体中，用于提供位移信号。所述输入装置还包括：所述壳体的第一部分，能够操作用以接纳所述用户的第一指头；以及第一固态接触传感器，被布置在所述第一部分中并且能够操作用以检测所述第一指头沿着所述第一部分的移动。所述输入装置还包括：所述壳体上的第二部分，能够操作用以接纳所述用户的第二指头；以及第二固态接触传感器，被布置在所述第二部分中并且能够操作用以检测所述第二指头沿着所述第二部分的移动。
根据本发明的另一实施例，提供了输入装置。所述输入装置包括：用于支撑用户的手的壳体；以及位移传感器，安装在所述壳体中，用于提供位移信号。所述输入装置还包括；所述壳体的第一部分，具有第一表面并且能够操作用以接纳所述用户的第一指头；以及第一固态接触传感器，被布置在所述第一部分中并且能够操作用以检测所述第一指头沿着所述第一部分的移动。所述输入装置还包括：所述壳体上的第二部分，具有第二表面并且能够操作用以接纳所述用户的第二指头，其中所述第一表面和所述第二表面不共面；以及第二固态接触传感器，被布置在所述第二部分中并且能够操作用以检测所述第二指头沿着所述第二部分的移动。
根据本发明的又一实施例，提供了一种装置。所述装置包括：适于支撑用户的手的壳体以及能够操作用以监视所述壳体在至少两个维度上的运动的传感器。所述装置还包括：第一接触传感器，被布置在所述壳体中并且在操作期间邻近所述用户的手的第一指头；以及第二接触传感器，被布置在所述壳体中并且在操作期间邻近所述用户的手的第二指头。
根据本发明的具体实施例，提供了非暂时性计算机可读存储介质，其具有有形地包含在所述计算机可读存储介质上的多个计算机可读指令，所述多个指令当被数据处理器执行时规定输入装置的操作。所述多个指令包括：使得所述数据处理器将所述输入装置置于被动操作模式的指令；以及使得所述数据处理器监视所述输入装置的位移传感器以提供运动值的指令。所述多个指令还包括：使得所述数据处理器监视所述输入装置的多个接触板以提供多个接触值的指令；以及使得所述数据处理器监视所述输入装置的接近传感器以提供接近值的指令。所述多个指令还包括：使得所述数据处理器确定所述接近值的增大的指令；以及使得所述数据处理器将计算机鼠标置于主动操作模式的指令。
根据本发明的可选实施例，提供了接触传感器系统。所述接触传感器系统包括具有第一连接器和第二连接器的接触控制器以及多个传感器区域。所述接触传感器系统还包括：多个驱动线，连接到所述接触控制器的所述第一连接器以及所述多个传感器区域；以及多组传感线，连接到所述接触控制器的所述第二连接器。所述多组传感线中的每一组连接到所述多个传感器区域中的一个。
根据本发明的另一可选实施例，提供了输入装置。所述输入装置包括：适于支撑用户的手的壳体以及能够操作用以监视所述壳体在两个维度上的运动的传感器。所述输入装置还包括：第一接触板，被布置在所述壳体中；以及第二接触板，被布置在所述壳体中。所述输入装置还包括：微处理器，电连接到所述第一接触板和所述第二接触板；以及多个驱动线，连接到所述微处理器，并且在所述第一接触板和所述第二接触板上延伸。此外，所述输入装置包括连接到所述微处理器的多组传感线。所述多组传感线中的第一组电连接到所述第一接触板，所述多组传感线中的第二组电连接到所述第二接触板。
根据本发明的又一可选实施例，提供了一种方法。所述方法包括：使用多个驱动线向多个传感器区域中的每一个提供一组公共驱动信号；以及在接触控制器处使用多组传感线中的第一组传感线从所述多个传感器区域中的第一传感器区域接收第一组传感信号。所述方法还包括在所述接触控制器处使用所述多组传感线中的第二组传感线从所述多个传感器区域中的第二传感器区域接收第二组传感信号。
根据本发明的具体实施例，提供了结合主机装置操作输入装置的方法。所述方法包括：确定所述输入装置处于静止状态；以及从所述输入装置的第一传感区域接收第一信号。所述方法还包括：基于确定了所述输入装置处于静止状态以及基于所述第一信号来确定输入命令；以及将与所述输入命令关联的信号从所述输入装置传送到所述主机装置。
根据本发明的另一具体实施例，提供了一种方法。所述方法包括：提供具有运动传感器和多个二维接触板的输入装置；以及确定所述输入装置处于静止状态。所述方法还包括从所述多个二维接触板中的一个接收第一接触信号。所述第一接触信号与顺时针或逆时针旋转中的至少一个关联。所述方法还包括从所述多个二维接触板中的另一个接收第二接触信号。所述第二接触信号与水平滚动运动关联。此外，所述方法包括将与前进动作或后退动作中的至少一个关联的控制信号传送到电子装置。
根据本发明的又一具体实施例，提供了一种方法。所述方法包括：将输入装置置于被动操作模式；以及周期性地监视所述输入装置的位移传感器。所述方法还包括：从所述位移传感器接收位移指示；以及将所述输入装置置于主动操作模式，所述主动操作模式的特征在于电力消耗水平。所述方法还包括：确定自接收到所述位移指示起经过了预定时间段；以及将所述输入装置置于第二主动操作模式，所述第二主动操作模式的特征在于低于所述电力消耗水平的第二电力消耗水平。此外，所述方法包括：周期性地监视多个接触传感器中的一个或多个；从所述多个接触传感器中的所述一个或多个接收输入指示；以及将所述输入装置置于所述主动操作模式。
根据本发明的另一实施例，提供了一种方法。所述方法包括：将装置置于第一操作状态，第一操作状态的特征在于第一运动帧率和第一接触帧率；从传感器接收指示所述装置的运动的信号；以及将所述装置置于第二操作状态，第二操作状态的特征在于高于第一运动帧率的第二运动帧率。所述方法还包括：确定自从传感器接收到指示所述装置的运动的信号起经过了预定时间段；以及将所述装置置于所述第一操作状态。所述方法还包括：从传感器接收指示所述装置的接触的信号；以及将所述装置置于第三操作状态，第三操作状态的特征在于高于第一接触帧率的第二接触帧率。
根据本发明的又一实施例，提供了一种方法。所述方法还包括：将装置置于第一操作状态，第一操作状态的特征在于第一运动帧率和第一接触帧率，接收指示所述装置的接触传感器的激活的第一信号；以及将所述装置置于第二操作状态，第二操作状态的特征在于高于第一接触帧率的第二接触帧率。所述方法还包括：确定自接收到所述第一信号起经过了预定时间段；以及将所述装置置于所述第一操作状态。所述方法还包括：接收指示所述装置的运动的第二信号；以及将所述装置置于第三操作状态，第三操作状态的特征在于高于第一运动帧率的第二运动帧率。
根据本发明的特定实施例，提供了一种方法。所述方法包括：提供具有运动传感器、多个接触板和接近传感器的输入装置；将所述输入装置置于被动操作模式；以及监视所述运动传感器以提供运动值。所述方法还包括：监视所述多个接触板以提供多个接触值；以及监视所述接近传感器以提供接近值。所述方法还包括：确定所述接近值的增大；以及将所述输入装置置于主动操作模式。
通过本发明比常规技术实现了诸多益处。例如，本发明实施例提供了光标控制外围装置，诸如计算机鼠标，其比常规设计提供了增大的功能性。此外，本发明实施例提供了降低电力消耗和增大电池寿命的方法和系统。仅仅作为示例，使用此处描述的多个接触板提供了自然和直观的多手指手势。将结合以下文本和附图更详细地描述本发明的这些和其他实施例连同其许多优点和特征。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的具有固态传感器槽的鼠标的立体图。
图2是图1的鼠标的侧视图。
图3是本发明实施例中的用于水平和竖直滚动的十字形槽的示意图。
图4是示出在本发明一个实施例中指点传感器设备结合固态滚子以及扬声器的示意图。
图5A‑5C示出了根据本发明实施例的不同电极排列。
图5D是用于图5A所示的电极排列的传感器输出的波形图。
图6是本发明一个实施例中的电容检测电路的方框图。
图7A和图7B是示出电容传感的操作的方框图。
图8是示出具有下箝电路的电容传感电路的电路图。
图9是示出图8的电路的操作的时序图。
图10是示出具有上箝电路的电容传感电路的电路图。
图11是示出图10的电路的操作的时序图。
图12是具有上箝和下箝能力的电容传感电路的示意图。
图13、图14和图15是示出图12的电路的操作的时序图。
图16是根据本发明实施例的电容传感电路的示意图。
图17是示出电力供应频率的周期内成对取样的时序图。
图18是具有单端式锯齿形电极的可选传感器的示意图。
图19是用于图18的实施例的等效电路。
图20是图18的手指在电极上时的局部截面图。
图21A‑C是示出图18的电路的操作的时序图。
图22是示出用于图18电路的相位调制的使用的时序图。
图23是示出图18的实施例使用正交结构的示意图。
图24是根据本发明实施例的具有多个接触传感器的指点装置的简化立体图；
图25A是根据本发明实施例的具有两个接触板的指点装置的简化平面图；
图25B‑D示出了图25A所示的指点装置关联的功能；
图26是根据本发明实施例的具有横向接触板的指点装置的一部分的简化立体图；
图27A是根据本发明实施例的具有滚动滚轮的指点装置的简化平面图；
图27B是图27A所示的指点装置的简化立体图；
图28A是示出根据本发明实施例的具有多个接触区域的指点装置的简化图；
图28B示出了根据本发明实施例的手势表，描述了基于各种输入所获得的结果；
图29是示出根据本发明实施例的操作光标控制外围装置的方法的简化流程图；
图30A是根据本发明实施例的具有多个接触区域的指点装置的立体图；
图30B是图30A所示的指点装置的截面图；
图31是示出根据本发明实施例的接触控制器系统的元件的简化示意图；
图32A是根据本发明实施例的接触传感器系统的元件的简化示意图；
图32B是根据本发明实施例的柔性印刷电路的一部分的简化平面图；
图33是示出根据本发明实施例的多个接触传感器和接触控制器的简化示意图；以及
图34A‑34D是示出根据本发明实施例的状态机的状态图。
具体实施方式
本发明的固态滚子允许该滚子置于任何形状的壳体上。可以使用槽或其他凸形形状。可选地，可以使用凹形形状。凹形形状可以用来将传感器布置在鼠标的侧面上，用于由拇指激活。此处描述的固态设计允许传感器被放置于任何形状的表面上，诸如在两个方向上具有弯曲部的表面。因而，其能简化追踪鼠标或其他指点装置的外形。这允许指点装置基于美学或人体工程学原因而设计，能够添加固态滚子而不需进行形状的改变。
本发明涵盖了各种形状实施方式。具有与手匹配的弯曲部的弯曲槽产生了支撑表面，该支撑表面低于两个相邻表面。这降低了滚动的手指上的应变。可选地，三个中间手指的指尖搁置在均具有类似高度的支撑表面上，但是滚动的手指的指尖在滚动及离开其原始搁置位置时，通过进入位于两个相邻手指限定的平面内的凹槽中的支撑表面，将在该平面下方的轨道上行进。例如，滚动手指的指尖顺着这样的轨道：手指绕其中间关节旋转所限定的轨道。
图1是具有按钮12、14的鼠标10的立体图。在按钮之间是凸形区域或槽16，其能够接纳用户的手指。在槽的底部是电极18、20、22。能够检测用户手指的从前至后或者从后至前的移动（以后将描述），适合的滚动或其他信号能够发送到主计算机。可选地，能够使用除了所示电极之外的其他固态传感器。例如，光发射器能够安装在槽的一个侧面上，检测器安装在其他侧面上，槽是透明或半透明的。
图2是图1的鼠标10的侧视图。虚线中所示的是槽16底部的外形。如所看见的，该底部顺着这样的弯曲部：在前部开始于特定水平，变得更深，然后朝着鼠标的后部变得更窄。在一个实施例中，该弯曲部追踪当手放在鼠标上时典型用户手指绕第二指关节挠曲的弧度。第二指关节是远离手指的指尖的第二指关节。在一个实施例该弯曲部还考虑了第一指关节的稍微挠曲，但是2/3以上的挠曲移动（指示该弧度的形状）来自于第二指关节。在一个实施例中，槽的弧度匹配食指的弯曲。该弧度消除了需要用户向上提升手指来激活滚子。可选地，该弧度能够稍陡，从而还需要稍微提升手指，但是提升的程度低于在表面上没有槽的机械滚子或固态接触板所需的程度。
图3是示出双槽布置的示意图，其中竖直槽36设置用于上下滚动移动，而水平槽38与其交叉，用于水平滚动移动。能够使用电极诸如电极37和39来检测手指在这两个方向的移动。
在其他实施方式中，手指搁置在槽中，槽足够宽以收纳手指，但是为了在检测方向上引导手指，槽不会太宽。位置检测是借助于槽侧面中的一个上的光源阵列或单个分配光源以及位于另一侧面上的光检测器阵列实现的。通过直接面对手指的那个检测器中的响应降低，或通过组合所有检测器的响应以及用插值法确定其最小值，来检测手指存在于槽中。可选地，能够使用光检测器的二值响应：绝对二值响应（“光在给定阈值之上或之下，包括滞后”），或相对于相邻检测器的相对二值响应（“光比相邻光大/小了给定因子，包括滞后”）。与先前的电极实施方式中类似地，能够基于具有正确的相对相移的“开‑关”和“关‑开”转变时序来计算运动。
图4是示出包含本发明的鼠标10的一些内部部件的图。在示出的实施例中，槽16在一个侧面上具有发光二极管（多个）40，在另一侧面上具有多元件式光电检测器42。通过多元件式光电检测器能够独立地检测光何时冲击其的不同元件，能够追踪手指通过半透明或透明的槽壁的移动。发光二极管由微控制器44控制，控制器44还监视检测器信号。
该微控制器还与手指通过槽16的移动同步而向扬声器46提供控制信号，扬声器46用于提供反馈声音，诸如喀喇声。通过在鼠标中包括扬声器46，发送信号至计算机以及使计算机通过连接到计算机的扬声器产生声音时的等待时间被避免。这向用户提供了更现实的实时反馈。通过微处理器使用适合的方波输出至扬声器，能够简单地产生期望的喀喇声，适合的方波输出是一系列简单的高低输出电平。该最简单的实施方式是单个高/低或低/高转变。
图4还示出了典型鼠标的其他标准部件，包括球48。抵着球48的是滚子50和52，滚子50和52分别联接槽轮54和56。槽轮分别经过发射器/检测器对58和60之间。可选地，能够使用其他指点传感器，诸如从Agilent或其他厂商那里可获得的光学传感器。最后，图4示出了复联开关62，它们能被鼠标上的按钮激活。与主计算机的通信能够通过串行接口64进行，或者利用无线传输。
图5A是图1的槽16的顶视图，示出了两个电极实施例。示出了由1、2标示的两个电极。在该实施例中，能够检测手指与电极的电容耦合。通过检测首先接触哪个电极，能够确定手指沿着哪个方向移动。这能够用来在计算机上沿着合适方向滚动或缩小或放大。还可以使用手指移动的其他可选使用。
图5B示出了可选实施例，使用呈重复构型的多个电极。如图所示，第一和第四电极连接在一起作为电极1。第二和第五电极是标号2，第三和第六电极是标号3。该布置提供了更高的精确度，同时限制了电极的数量，因而限制了与传感器上的电极连接所需的接线量。
图5C示出了又一实施例，其中多个电极连接到仅两个电线以形成连接的电极1、2。如图所示，电极在竖直方向上交叠，使得用户的手指在离开电极号1之前将接触电极号2。手指的移动产生两个正交信号，根据这些信号，根据移相的符号来确定方向。在美国专利No.5,680,157中能够找到这种正交检波的更详细的说明。在特定电极上检测到的电压的变化量示出了移动方向，并且能够支持以更精细调节的方式确定手指在何处，尤其是在其他实施例中将在电极之间的区域中。但是，发明人已经发现图5A的实施例是最简单的，足以用于许多应用。
图5D示出了由于接触图5A的电极1和电极2所产生的示例波形。例如，该波形可以是以下图6中的比较器34的输出。第一脉冲13示出了手指接触第一电极，上升沿对应于手指首先接触电极时，下降沿对应于手指离开电极时。脉冲15也是如此，对应于第二电极。应注意的是，存在一些重叠，根据首先接触哪个电极（可替换地或额外地，手指最后离开哪个电极），能够确定手指移动的方向。脉冲17和19示出了手指在其他方向上移动。脉冲21和23示出了手指在移动之后停留在第二电极上，这能够用来提供在相同方向上的连续滚动。
在上述实施例中，用于传感的专用表面典型地位于滚轮所在的地方，尽管能够想到其他位置，例如拇指搁置位置之下。在一个实施方式中，许多敏感电极插入或模制在敏感表面上。尽管电极的最小数量是两个，但是为了适应更大的敏感区域能够使用更多的数量。在一个实施方式中，指示用户期望滚动的手指移动通过电极中开‑关以及关‑开转变的适当序列来被检测到，全部具有与在表面上的物理位置一致的相对相移。另外，通过测量电极转变的速率能够加强速度约束，从而例如在提高可靠性的同时允许舍弃非常慢的滚动，或允许在大速度的移动下施加大的文档滚动。电极形状和间距匹配手指尺寸，用于舒适性和检测稳定性。
连接具有周期N的电极产生了一空间周期性敏感结构，允许该电子器件降低N量级的因子，因而在相同成本下允许更大敏感表面。典型地，N是3至4，但是如果在每个电极对之间预见了间隙并且如果电极对内存在空间重叠程度，则N的值是2也是可行的。
图6是连接到每个电极的电容检测电路的方框图。在示出的示例中，电极1连接到传感电容器24以及上拉/下拉电阻26。实践中，该电容器可以简单的是接线与电极间的间隙。能够以许多方式产生该间隙。聚酯（杜邦公司用于聚酯箔的商标）片能够用作接线连接和电极之间的电介质。这提供了更好特性的电介质，其具有更好特性的厚度，楔在导体的端子和电极之间，使得可很好地确定产生的电容，而不管制造期间的不同公差。能够使用柔性印刷电路板，其柔性衬底本身引起电极和接线之间的间隙（即电介质）。在一个实施例中，间隙为大约50微米，尽管取决于电介质等所使用的间隙能够在很多程度上变化。在一个实施例中，电线在被切割后简单地不被剥皮，使得其绝缘从头至尾是完整的。然后将其插入电极中的孔中，该孔与绝缘部的外径具有相同直径。或者电极可以由两个件构成，两个件绕绝缘电线组装使得绝缘电线被电极围绕。这以非材料成本制成了柱形或管形电容器，其中电线套是电介质。
[0001]上箝电路28和下箝电路30分别允许节点连接到供应电压或地面。这些箝位电路在控制器32的控制之下。因而该控制器能够下箝电压，然后测量电容器充电所用的时间。可选地，电压能够被上箝，然后在释放箝之后，能够测量电容器上的电压放完所用的时间。电容器上的电压被提供作为至比较器34的一个输入，该输入与电压阈值比较并且提供至控制器32的输出。以下将更详细描述电路的操作及其背后的理论。除了使用分立部件之外，其他实施方式也是可行的，诸如特殊应用集成电路（ASIC）或具有内置比较器的微控制器的标准I/O，或者甚至使用其输入缓冲器中的一个的固有电压阈值水平。
在一个实施例中，用于微控制器中的I/O接脚的驱动器能够用作上箝或下箝电路。微控制器的输入缓冲器能够用作比较器。这种设计可能不同样精确，但可能是足够精确的，并且会降低部件的数量并因此降低成本。比较器能够是执行比较功能的任何电路，具有适当配置的放大器。比较器不需要具有两个输入，但能够使用用于阈值的内节点。
图7A和图7B示出了本发明的电容检测实施例的概念操作。电容传感器通常旨在当物体靠近给定距离时检测物体的存在，即当接地的一个电极的电容或传感电路系统的两个电极之间的互电容达到给定值（阈值）时。
该工作原理在要实施接触传感功能时实用性会变差。将需要更谨慎地调节阈值，使得在手指触摸传感器的表面的同时达到阈值。因此能够采用更容易的方法，其中手指的接触导致电容量的清除步骤，这更容易检测，可以无需任何调节。
本发明的一个实施例的方面包括构建如图7A和图7B所示的电流型传感器，其中手指接触内置传感电容器66的一个电枢，由此通过串联的现存的人体对地电容68（接触由“开关”72所示，表示由用户的手指接触）将其拉至地。假定内置电容器比起人体与地耦合（其范围从100pF至500pF）具有极低电容，则当用户触摸其外部电枢时，接触能够由电容传感电路系统70容易地检测，呈该内置电容器突然“显现”的形式。在剩余时间，当没有东西触摸电流型传感区域时，该内置电容器保持对于剩余电子元件来说其是“看不见的”。应注意的是，传感电容器优选尽可能靠近传感电极，使得在电介质电容器和电极之间不存在显著的寄生电容，否则会使得传感电容器“始终可见”因而会破坏接触传感功能。在一个实施例中，“电介质”电容器66简单的是从电极到包含传感器电路70的电路板的连接内的间隙。
存在若干方式来制造电容传感电路系统70，从最简单和便宜的RC充电或放电时间测量，到最复杂的调谐振荡器或滤波器系统。一个简单实施例使用自激RC振荡器，C是传感电容器，微控制器重复计数在给定时窗内出现的振荡周期。“所计数的周期数量下降了至少给定值”意味着手指已经放置在电极上，而累积计数值的最小增大被解释为手指已经从电极移开。不需要调节；仅是要根据用作传感元件的电容器的值来设定计数值的最小差。
另一实施例中不是依赖于RC指数充电，而是使用电流源代替电阻以给出线性电压斜坡。在线性电压斜坡的情况下，双斜式补偿方案会是有效的（见下文讨论）。线性斜坡允许补偿大扰动，并且允许距开始电压的阈值距离更具灵活性。
另一实施例使用便宜的方案，尽管其令人遗憾地遭受不良的噪声免疫性，尤其是抵御市电供应的噪声免疫性，其可能大量存在于我们想检测的人体中。这些低频率信号不能通过100pF至最大500pF的人体对地电容很好地排到地面。因而我们优选尽可能地去除低频噪声干扰，这将在下文描述。
为了能够实施这些去噪，我们使用了微控制器，因而最终呈现了最简化的方案，其与最复杂的方案一样有效但是更便宜。
基本上，为了确定手指是否存在，嵌入算法将RC放电时间与基准时间阈值进行比较。C是固有寄生电容和传感电容的总和，而R是驱动传感线的上拉或下拉电阻。时间阈值是每当检测到手指放在传感器上或从传感器移开之后被自动重调节的，从而补偿寄生电容（其不随着手指存在与否而变化）。仅时间差‑‑我们想要检测的电容的最小差的函数（4pF或更多）‑‑难以编码。因而该系统不需要出场调节。
图8示出了本发明的电容传感器70实施例中使用的原理。图8示出了图7和图7B的各元件，电流接触开关72是接触电极76和手指78。传感器70包括与比较器82的输入节点81串联的光学保护电阻器80。节点81经由开关84被箝至地而用于初始化。当开关84打开时，节点81通过上拉电阻86被充电。该充电是在由电阻86以及电容器66和68连同图示的寄生电容器的时间常数确定的时间内进行的。除了寄生电容器74，还示出了寄生电容器88。比较器82的第二输入处的阈值被设定为供应电压Vcc的2/3。图8还示出了分别在地面和节点81之间以及在Vcc和节点81之间的保护二极管。取决于实施例能够使用其他阈值。1/3和2/3仅是示意性的。如果阈值是高于和低于低和高供应电压的相同量，可以实现用于充放电的相同时间段。但是，阈值能够与供应电压是不同量，仅是需要考虑充放电时间的不同来进行调节。
图9示出了用于非手指条件和手指条件的时序图。箝84首先闭合以使电压下降而接地或为零。当该箝在时间90打开时，节点81在时间T0内充电到阈值的2/3。然后节点81在时间92再次接地，该开关在时间94再次打开94。在该时点，手指放在上面，增大了电容以及将到达阈值所需的时间延长到T0+dTf。
图10示出了类似电路，但是取而代之的是示出了至比较器的输入节点从高电压降低到阈值以下所需的时间量。此处阈值是供应电压Vcc的1/3。在该示例中，节点被箝至供应电压，然后允许通过电阻R2放电而接地。另外，该电路系统基本类似图8所示的，包括使用分别在地面和节点81之间以及在Vcc和节点81之间的保护二极管。
图11示出了无手指的情况下和有手指的情况下的时序图，再次示出了手指放在传感器上时，需要更长时间来对电容放电。
图12基本上示出了图8和图10的两种方法的组合。因为比较器101的输出将比先前循环高或低，所以将该输出用作是通过电阻103上拉（逻辑1输出）或者通过电阻103下拉（逻辑0输出）的源。而且，相同输出能够被反馈以使用电阻R3、R4和R5设定阈值。使用相同电阻，将阈值设定为用于逻辑1输出是0.66Vcc，用于逻辑0输出是0.33Vcc。
图12的布置（以下在图16更详细示出）使用了两个箝，允许电容器交替从地起充电，或者从供应电压起放电。通过使用这二者，能够减少干涉，诸如来自电力供应频率的干扰，下文将解释。
图13示出了无手指时的电容器充放电循环（100），以及手指放在接触电极上时的充放电循环（102）。在无手指的情况下，比较器的输入节点被箝至地，而下方箝在时间104的时点打开。电容充电直到其在时间106的时点越过上阈值，从而触发比较器输出。随后，在时间108的时点，节点被上箝，然后在时间110的时点，该箝打开以提供放电循环。在时间112，越过下阈值，从而再次触发比较器输出。然后在时间114的时点，电压再次被下箝到零，该循环重复。在由曲线102图示的第二循环期间，手指放在上面，时间是不同的，导致更长的充电时间和更长的放电时间。在一个实施例中，循环102在循环100之后2毫秒。尽管T0示出的是用于上升和下降（充电和放电）时间来说是相同的，但这不是必需的。
图14示出了当电极上无手指时的曲线116，类似曲线100。曲线118示出了手指在上面，还增加有由dTm表示的噪声干涉。因而，如图所示，充电时间将是T0+dTf dTm，其中T0是无手指时的时间，dTf是手指引起的额外时间，dTm是噪声干涉。在放电循环期间，各部件是相同的，除了在该例子中干扰是附加项。因而，通过结合这两个以及使用总和结果，将消除噪声。如果与电网频率的周期相比从上升到下降斜坡的延迟是短的，那么在上升和下降斜坡上，干扰将是相同的。
图15示出了另一示例，再次示出了无手指时的曲线120，以及手指在上面时的曲线122。在该例子中，噪声在电容充电期间是附加的，而在电容放电期间是没有的，在这两个结合时可以具有相同的消除效果。
图16是示出电容传感电路的电路图，诸如图4和图12中的框图形式。图16具有两个输入130和131。这些输入对应两个单独的电极，每个电极连接有它们自己的电容器。输入130连接到比较器132的一个输入，而输入131连接到比较器134的输入。每个比较器提供输出至微控制器32。每个比较器的另一输入连接到用于设置阈值的电阻电路。所述阈值是使用来自比较器的输出的反馈设定的。因而，当比较器的输出是1时，将阈值设定为比供应电压低1/3或者在0.66的水平。当比较器的输出是0时（输出由最后一次转变确定），反馈将阈值置于比地高1/3或者0.33。
转到第一输入130，其初始被线136上的微控制器32的输出通过电阻器138和晶体管140下箝。该输出线136连接到用于电极131的类似下方箝。当下方箝释放时，连接到输入130的电容器将通过上拉电阻器142充电，其中线144上的高水平值作为控制器32的输出。使用类似上拉电阻用于输入131的电路。在超过阈值并且比较器切换之后，下一循环这样开始：输入130通过线146上的控制信号、通过电阻器148至晶体管150被上箝，这将输入节点130上箝。该控制线146控制用于连接输入131的电路的上箝晶体管。
图17示出了本发明该实施例的第二方面，其与电网的频率循环相比通过如何进行测量而进一步了降低干扰，如图所示。添加了连续（双斜式）时间测量，并且对其进行成组评估使得通过自然消减效应进一步削弱了电网的剩余影响。
为了实现这一点，以尽可能接近电网周期（或其周期的平凡倍数）的速率来执行评估，在期间执行偶数个周期性时间测量。当对这些单独的时间测量进行周期性求和或取平均时，电网影响在添加时会在样品之间成对被稍微削弱。图17示出了该原理，用于在电网周期期间以均等时间分配进行的八次测量的情况。
因而，例如，测量对1和5可以组合以用于测量值，而不是简单地仅看1或5。因为5处于与样品1的正部分对应的电网频率循环的负部分，所以该组合应当使来自干扰电力供应的贡献为零。类似地，通过挑取样本2和6、3和7或4和8，还可消除由电网造成的干扰。该干扰尤其会被人体拾起，并且反应在由手指接触产生的电容中。
平均电网周期取为18ms（EU20ms，US16.67ms）。其覆盖了9个样本，但是一个样本是下次评估period的第一个，因此八个样本（四对）应该持续15.75ms。因而，在每个电网周期进行八次测量的情况下，取样期间是2.25ms。
对于评估率，为了提高传感元件的反应时间，其可以快于1/电网周期。只要每次评估覆盖了电网周期，这可以良好地每电网周期执行多于一次，事实上，这能够很好地进行，直到每当执行新测量（滑动窗口原理）。
图18‑23示出了根据本发明的用于传感手指电容的电极的另一实施例。图18示出了三个电极160、162和164。电极160和164提供有作为手指位置的函数的正和负信号（相位反向的信号），利用这些信号，电极166能够传感每一个的更多或更少作为手指位置的函数。传感是在连接到电极162的节点166上进行的。电极164在一个侧面具有锯齿，从而形成了调制电极。在图18的示例中，该锯齿是在一侧的。
图19示出了等效电路图，具有两个电容器172和174，它们的值会由于手指位置而变化。通过测量进入传感节点的电流或注入电荷，能够用180。移位的正和负信号来确定电容的不平衡。参考图20，示出了截面图，手指171分别利用电容C1、C2和C3通至电极160，162和164。电极在衬底173上并且被电介质175覆盖。所示的电容组合以形成电容172和174，如图19的公式所示。图20中的点线177示出了电极164由于其锯齿形状产生的可变宽度。
图21A‑C示出了作为X（手指的移动距离）的函数的Cpo和Cneg的模型。当手指局部覆盖线性电极时的有效耦合量取决于手指的尺寸。如果手指尺寸是W的倍数，则将无法检测到周期T的完全地周期调制。为了避免这种很少见的效应，锯齿的调制M（X）是经相位调制的信号，具有理想的随机调制或非常低的频率，诸如图22中的经相位调制的信号176。能够同步或以其他方法测量传感电流。通过检测零交叉、峰值（最大或最小），用T的移动（或T的经相位调制的值）指示手指的移动是可行的。
能够使用诸如图23所示的正交结构来确定符号的检测或手指移动方向。通过对传感信号进行正交解码，sense_P和sense_Q信号能够得到移动方向。在图23的示例中，外侧电极间的间距小于4mm，T=1mm，板是30mm，宽度4mm，能够获得1%的分辨率。sense_P和sense_Q以时分次序被交替地激励和读取，以便抑制与另一相位（Q，分别地，P）激励和耦合。
在另一实施方式中，单维电阻板用作敏感区，其使用例如力敏感电阻互联技术。通过计算出电流注入节点和板两端的接触点之间的电阻，能够获得手指的位置和手指的压力。位置改变（这是可编程的）给定的相对量将触发文档向上或向下滚动n行。手指压力信息还能够用于其他功能，诸如滚动因子、缩放因子或其他。例如，高压力下的移动将导致大的文档滚动，而小压力下的移动将使文档非常慢地滚动。
在最后的实施方式中，使用光学检测来检测手指移动。手指接触透明的窗口，同时被光源照射。由于受抑内全反射可获得高对比度指纹；然后指纹被成像到线性光敏阵列上。基准（初始）指纹图像和当前测量的指纹图像之间的交叉相关可指示自从摄取基准图像起发生的移动量。当登记了足够移动时，当前测量的指纹图像用作用于下次交叉相关计算的基准图像。可选地，光阵列/校正系统能够被位置传感装置（psd）替代，位置传感装置是传送光点在线性阵列上面的位置的部件。在该最后的实施方式中，光点简单地是手指的被光源照射并且被成像到psd（位置传感装置）上的那部分。
在所有的系统中，固态滚子加强有反馈。通过将织物或周期轮廓嵌到敏感区域上来获得触觉反馈。嵌入的织物/轮廓具有的幅度和空间频率范围匹配手指以典型滚动速度移动时的3D触觉感知（3D指的是空间感知和时间‑‑也即，移动‑‑感知）。通过每当移动使得文档滚动一行或多行时产生一个或多个“喀喇”声来获得触觉反馈。通过鼠标本身中的扬声器来提供声音，从而避免请求计算机产生声音时涉及的延迟。通过简单地将控制器的输出连接到扬声器能够产生声音，每个上升或下降沿产生喀喇声。
类似地，通过每当登记滚动移动时打开LED或其他光源来施加视频反馈。在一个实施例中，在指点装置中使用的用于装饰目的光能够闪动以指示给用户通知。一个示例可以是用户在计算机系统外部（诸如通过因特网）监视的事件，指点装置中的闪光提示用户。
最后，在实施振动/力反馈鼠标（诸如罗技公司的iFeel鼠标）的单元中，能够为每次滚动移动施加振动/力反馈，典型地呈短持续时间的振动/力脉冲的形式。
在一个实施例中，通过指点装置中的控制器来测量手指从一个电极到另一电极的转变速度。取决于该速度，控制器能够发送报告至主计算机中的鼠标驱动器，指示1、2、3或4转变。因而，例如，这两个电极之间的快速移动能够引起4行滚动。通过在鼠标中而不是在驱动器软件中进行该确定，仅需要两个电极之间的单次转变来确定速度，而不是多次转变。这允许对期望滚动速度的更快响应时间，还允许用鼠标上的仅两个电极来实施上述功能。
通过使用本发明的滚动重复特征，能够避免当滚动大文档时产生的疲劳。在限定滚动方向和幅度的初始滚动之后，简单地通过让手指搁置在移动最后位置而移动结束时不抬起手指，就能够激活滚动重复。典型地，滚动重复功能是在手指停留在该位置的半秒延迟之后激活的。滚动重复的延迟和速率都能够编程以适应用户口味。此外，对于提供手指压力指示的实施方式‑‑fsr板或压力测量电极接触传感，在用户手指压力的控制下，能够根据用户期望连续改变滚动重复速率，直到滚动的手指释放。在一个实施例中，滚动重复功能在指点装置中的控制器中实施。当检测到由手指搁置在电极上多于阈值时间量导致的滚动移动时，控制器将连续向计算机提供滚动报告。
滚子的上述所有固态实施方式改善了电流滚子滚轮，因为它们提供了对污物和震动的更好的稳健性。一些实施方式还提供了非常紧凑的子系统，允许新的规格和人体工程学形状。设计敏感表面使得在允许低应变的轨道上面引导手指，因而允许滚动功能的延长使用。通过以手指压力控制的速度来激活滚动重复功能，还能够降低疲劳。
本发明实施例提供了光标控制外围装置（例如，指点装置，诸如还称为鼠标），其包括多个接触区域。在本说明书中，鼠标用作光标控制外围装置的示例，但是使用术语“鼠标”不旨在限制本公开的范围，应该理解的是，这些示例还可应用于更广范围的光标控制外围装置。在一个实施方式中，每个接触区域包括构建成互电容测量结构的驱动线和传感线阵列。在接触区域之间能够共用驱动线，从而允许单个多接触控制器控制多个或所有接触区域。根据一些实施例，使用多个接触区域实施电力管理设计，其中基于接触和运动传感器（包括例如额外的接近检测器）所检测到的活动来激活/去激活接触和运动传感。本发明实施例提供了使用常规技术无法获得的益处，包括添加了鼠标上的接触功能性和手势（例如，利用一个、两个、三个或多个手指和/或用户的拇指或手掌），而没有牺牲一个或多个机械特征，诸如手指雕刻面（典型地用于用户舒适）。在一些实施方式中，接触传感器（还称为接触板）用在鼠标上的每个手指之下。在其他实施例中，多个手指与多个接触传感器中的一个关联。
如本说明书通篇充分描述的，多个传感器面板（例如，呈一个或多个印刷电路板和/或一个或多个柔性印刷电路的形式）与每个键板以及拇指搁置区域之下关联。因而，本发明实施例提供了在单个指点装置上的多个接触区域。图24是根据本发明实施例的具有多个接触传感器的指点装置的简化立体图。如图24所示，在示出的鼠标上利用了四个不同接触板。应该理解的是，本发明实施例不限于四个接触板，而是能够利用比图24所示的四个更少或更多数量的接触板。参考图24，一个接触板关联食指（例如，定位在食指下方），一个接触板关联中指，一个接触板关联拇指，以及第四接触板关联用户的手的手掌。
根据一些实施例，多个（例如，四个）接触板各自连接到专用处理装置（例如，安装在印刷电路板上的IC芯片）。在这些实施例中，与多个接触板的每个关联的处理装置独立工作，并且检测其关联的接触板或传感器区域的运动。在其他实施例中，使用更少数量的处理装置，一个或多个接触板共用处理装置。在特定实施例中，使用单个处理装置或IC芯片检测手指/拇指在多个接触板上的运动。在该实施例中，每个接触板或传感器区域连接到具有接触控制器IC的测量用印刷电路板（PCB）或柔性印刷电路（FPC）。在一些实施方式中，接触传感器中的一个和测量板能够包含在单个板（例如，PCB或FPC）中。这些示例不旨在限制本发明实施例，其他实施方式即M个接触传感器与N个处理装置通信且N小于m也包含在本发明的范围内。因而，本发明实施例利用单个多接触IC来测量多个接触区域。在一个实施例中，如下文充分描述的，每个接触区域的驱动线连接到控制器IC的相同驱动输出，因而被共用。
在特定实施例中，接触控制器IC是使用互电容测量结构（还称为投射式电容接触控制器）的多接触控制器IC。互电容测量这样获得：a）行电极是被布置在一个维度（例如“行”）上并且连接到控制器IC“驱动”输出接脚的并行线电极。驱动线由一系列脉冲驱动，典型地是对每个驱动线连接施以脉冲；b）传感线是被布置在其他维度（例如“列”）上的电极，并且连接到IC“传感”电极。传感电极连接到IC传感输入接脚，在此处测量互电容所注入的电路，因而间接测量互电容。对于投射电容式接触传感器，信号来自于改变行和列之间的电容耦合，也即，实际改变进入传感线（在该示例中由列示出）中的被测电流。
图31是示出根据本发明实施例的接触控制器系统的元件的简化示意图。如图31所示，将单个控制器3110与多个驱动和传感线相结合地用于单个区域接触传感器3112。因而，图31所示的实施例用于单个接触区域，而其他实施例是提供用于多个接触区域。接触控制器3110是能够经由通信线3116与微控制器3114通信的集成电路。能够利用若干通信协议中的一个，包括SPI或I2C。
接触控制器3110能够操作用以通过驱动线总线来驱动多个驱动线以及通过传感线总线来驱动传感多个传感线。连接器3120用来将驱动线总线连接到接触传感器3112，连接器3122用来将传感线总线连接到接触控制器。在图31所示的互电容构造中，接触控制器的输出发送至每行（即，图示实施例中为三行）。通过在行上产生驱动信号，能够通过节点处的驱动和传感之间的互电容来同时传感传感线上的信号。
参考图31，微控制器3114与电力供应3130、一个或多个按钮3132和3134、由射频收发器3140和天线3142所示的无线通信系统通信。此外，利用光学传感器3150来检测鼠标的运动。
在实施例中，与IC关联的传感线的总数量在多个接触传感器之间分配。例如，9个驱动线和16个传感线能够连接到接触控制器IC，用来控制四个接触传感器（例如，图24所示的四个接触区域）：每个接触传感器连接9个驱动线（共用），每个接触传感器连接4个传感线（不共用）。在电极之间的节距是5mm的情况下，每个接触区域将是45mmx20mm。在一些实施例中，取决于用户要求和/或实施方式细节（例如，左键板可以提供2D平移功能性，因此为了实现该期望功能性左键板将较宽），在接触区域之间可改变电极节距。能够利用其他实施方式，根据特殊应用可变化驱动和传感线的数量。应该注意的是，尽管上述示例中接触区域是矩形的，但这不是本发明必须的，其他几何形状也包含在本发明的范围内。例如，能够使用矩形接触传感器的子集，或者接触传感器能够将驱动和/或传感线的数量作为位置的函数来修改以提供其他任意几何结构的形状，包括椭圆、三角形等。
本发明的另一方面提供了管理电力以增大电池寿命的方法和系统。当不使用时，应该使用最小电力以监视活动的缺乏，并且当检测到活动时恢复。为此目的，取决于特定系统设计能够提供若干不同实施。提供下列选项作为示例，但不旨在限制本发明的范围。在具有光学传感器的指点装置（例如，具有多个接触板和光学传感器的鼠标，其也称为指点传感器）中，能够实施该方法和系统，其中两个传感器类型中的一个响应于活动的缺乏置于低电力模式。与利用触摸唤醒方法的常规系统不同，本发明实施例利用的是检测至少一个手指在多个接触板中的一个上的运动或指点装置的运动来唤醒该装置。作为示例，当手指定位得邻近接触板而鼠标静止时，鼠标处于低电力模式。当用户开始以滚动运动移动其手指横过接触板时，装置中的微控制器检测手指移动，并且通过检测手指位置的该变化，微控制器将触发接触板微控制器转变至主动或高电力模式，在该模式下鼠标典型地以更高响应频率或帧率（frame rate）操作。
在第一实施例中，使用电容式接近传感器，其能够独立于接触控制器或包括在接触控制器中。当手指接近接触板时，接近传感器能够检测手指的接近。接近传感器非常适当用于电力管理，因为它们能够以非常低的操作电流检测手指的接近，在手指或用户的手的其他部分接近时仍转变至主动模式（即，唤醒）。与电容式接近传感器关联的元件能够是完整的单独系统，使用其自己的电极来传感手/手指的接近，或者这些元件能够使用处于双目的模式的驱动线（典型地是输出线）作为接近传感器的输入。在该实施方式中，通过接触控制器本质上释放驱动线于驱动线的输出未激活的睡眠模式，能够将驱动线置于高阻抗模式。当驱动线处于高阻抗模式时，能够使用IC作为连接到未激活驱动线的接近传感器，使得这些驱动线于是将变成接近传感器的电极（还称为传感线），处于它们的双目的功能性。
应该注意的是，此处讨论的电力管理技术不仅能够应用于具有多个接触区域的鼠标，而且还能够应用于仅具有单个多维度接触区域的鼠标。因而，电力管理技术不局限于多个接触区域指点装置，而是还能够应用于具有单个接触区域的鼠标。作为示例，能够实施使用手掌传感器，使用单个多维度接触区域。本领域的普通技术人员将认识到许多变型、修改和变化。
在一些操作模式下，电容式接触传感器利用包括基线表的电容表，该表提供了电容，电容作为由驱动和传感线的交叉形成的各个节点的位置的函数。该电容表能够视为是作为位置的函数的电容的图像。在睡眠模式下，帧率被降低。在帧时间的末尾，例如，400ms处，产生新电容表，并与基线表比较。检测电容表中的变化，并且使用输入以增大帧率，从而导致从睡眠模式转变至主动模式。
在另一实施例中，使用运动传感器来提供用于模式转变的输入，如果已经检测到运动，指点装置仅在接触时才激活（即，仅基于运动传感来管理接触电力）。在该示例中，接触传感器能够在检测到鼠标的运动之前保持于睡眠模式（例如，低操作帧率）。如图31所示，运动传感器示出为鼠标光学传感器。如此处描述的，运动传感器能够与接触传感器一起利用以提供宽范围的功能性。
根据本发明第三实施例，多个接触传感器中的每一个和运动传感器（一个或多个）被独立管理以提供用于模式转变的输入。根据第四实施例，使用接触传感器中的一个或多个（例如，邻近用户的手掌的接触传感器）来启动从睡眠模式到主动模式的转变。通过仅关注一个或多个接触传感器（例如，手掌），使得系统能降低要在其上执行检测的表面区域，因而限制了电力消耗。在一些实施例中，接触区域的所有或一部分构造为仅支撑单个接触点。在该些实施例，单维或线性接触区域的特征在于这样的几何结构：使得它们不构造为使得两个手指能搁置在单个手指搁置表面上。对于这些实施例，手势是由每个接触区域传感器测量到的多个线性移动或多维（例如，2D）移动的组合。例如在图28A中示出了与这种线性和多维移动相关的额外说明，其中拇指使用2D接触板进行2D移动，手指使用线性接触板进行线性移动。
图30A是根据本发明实施例的具有多个接触区域的指点装置的立体图。如图30A所示，多个传感器区域3010、3012和3014设置在指点装置的表面。在一些实施例中，传感器区域或接触区域制造有雕刻面或勺状特征以提供手指舒适性。图30所示的接触区域的定位是适用于从用户的手指和/或拇指接收输入。
图30B是图30A所示的指点装置的截面图。该截面图示出了接触区域中的一个或多个被布置在指点装置的上表面上。尽管图30B仅示出两个接触区域3010和3012，但这不旨在限制本发明的范围。壳体3020的底部提供了支撑表面用于安装包括印刷电路板3024的数个系统元件。依次，印刷电路板提供了支撑表面用于安装包括接触控制器3026和一个或多个连接器3022和3028的其他系统元件。在图示的实施例中，连接器3022能够操作用以提供驱动信号至接触区域，连接器3028能够操作从接触区域以接收传感信号。参考图31提供有关驱动和传感线的额外说明。
图32A是根据本发明实施例的接触传感器系统的各元件的简化示意图。与图31相比，图32所示的实施例包括连接到接触控制器的多个接触区域。因而，利用本发明的多个接触板实施在诸如鼠标的指点装置中的该实施例，能够提供使用单个接触板不能获得的特征。传感器区域3010、3012和3014（先前在图30中作为接触板示出）连接到接触控制器3110，使用用于驱动线的第一连接器3120以及用于传感线的第二连接器3122。可选地，在例如通过限定2个不重叠的块来最小化从驱动线至传感线以及远离接触区域本身的电容耦合的条件下，驱动线和传感线能够共用相同的连接器。传感器区域3010、3012和3014被布置在柔性印刷电路（FPC）上。在所示实施例中，存在三个传感器区域之间共用的三个驱动线以及九个传感线（每个传感器区域是三个传感线）。当然，取决于特殊应用能够改变驱动和传感线的特定数量。FPC提供了不同接触传感器的机械隔离和独立，使得它们如图30A所示能关联手的不同指头。因而不同传感器区域能够接收用于每个手指的独立输入。
对本领域的技术人员显而易见的是，仅仅通过图示提供了区域的数量和定位方式。在一个实施方式中，例如利用八个驱动线，各驱动线之间的间距为5mm，为每个手指提供了4cm的行进距离。根据特殊应用能够使用其他间距和线数量。
图32B是根据本发明实施例的柔性印刷电路的一部分的简化平面图。截面视图示出了FPC的三个传感器区域。用来接触印刷电路板的引线示出为用于驱动线的三个引线和用于传感线的九个引线。驱动引线将配合入连接器3120，传感引线将配合入连接器3122。该截面视图示出了如何能够去除较大FPC面板的一些部分以去除在传送信号时不使用的或其他在装置中不使用的材料。该截面轮廓图能够使得各传感器区域独立操作而同时共用公共驱动线，例如图30A中的左右按钮。
图33是示出根据本发明实施例的多个接触传感器和接触控制器的简化示意图。如图33所示，使用了两个柔性印刷电路。不是将各多个接触区域布置在单个FPC上，而是将每个独立接触区域移动到设置有其自己的接触控制器的独立FPC上。本发明实施例能够包括具有多个接触区域的FPC，具有单个接触区域的FPC，它们的组合等等。在一些实施例中，多个传感器区域使用共用接触控制器，在其他实施例中，单个接触控制器用于一传感器区域。本领域的普通技术人员将认识到许多变型、修改和变化。
图25A是根据本发明实施例的具有两个接触板的指点装置的简化平面图。参考图25A，在指点装置2500的操作期间，第一接触板2510设置得邻近用户食指下方的区域，在操作期间，第二接触板2520设置得邻近用户拇指下方的区域。食指和拇指的中心位置分别由圈住的“X”2512、2522指示。在一个实施例中，滚动功能性是通过在接触板2510上前后滑动食指来提供的。因而，如图25A所示，设置在鼠标的大致居中部分处的常规滚动滚轮被接触板2510提供的“固态滚动滚轮”功能性所替代。
作为使用食指和接触板2510进行滚动的替换，还能够使用拇指在接触板2520上面在对准鼠标长度的方向或其他适当方向（例如，对准鼠标宽度）上滑动来执行滚动。根据本发明各实施例，能够使用操作地与鼠标相互作用的软件程序来限定装置的操作，这使得用户能限定由手指/拇指/手掌以及手的各种运动实现的功能。
本发明的实施例能够利用布置在鼠标的不同部分（例如，位于不同平面）上的两个或多个接触传感器。如图25A所示，接触板2510位于鼠标的顶表面上，距鼠标底部第一高度。接触板2520位于鼠标的下/侧表面上，所处的距离比顶表面更靠近鼠标底部。因而，两个接触板距鼠标的底部表面处于不同高度处。在其他实施例中，接触板可以是平坦的，但是所述平面相对于水平或竖直以不同角度定向，并且距公共表面（例如，底部表面）处于不同高度。仅作为示例，在鼠标的左侧面上的一个接触板能够朝着左侧向下成角度，而在鼠标的右侧面上的第二接触板能够朝着右侧向下成角度。参考图26，两个接触板能够在2630、2640处定位在滚子的任一侧，两个接触板的平面不共面，而是相对于滚子所位于的鼠标的中心倾斜。
图25B‑D示出了可与图25A所示的指点装置关联的功能。参考图25B，放大或拉伸功能性是通过以下方式提供的：食指沿着接触板2510在第一方向上滑动以及拇指沿着接触板2520在与第一方向大致反向的第二方向上滑动，使得拇指和食指之间的间距增大。缩小或捏缩（pinch）功能性是通过以下方式提供的：食指沿着接触板2510在第一方向上滑动以及拇指沿着接触板252在通常与第一方向反向的第二方向上滑动，使得拇指和食指之间的间距减小。
参考图25C，滚动功能性是通过以下方式提供的：食指沿着接触板2510在大致对准鼠标长度方向上滑动，而拇指在接触板2520上静止。水平平移功能性是通过以下方式提供的：食指沿着接触板2510在大致对准鼠标宽度方向上滑动，而拇指在接触板2520上静止。在其他实施例中，食指/拇指的运动能够互换以实现类似功能性。此外，尽管在这些示例中使用了食指的运动，但是也能够利用其他手指来实现类似功能性。本领域的普通技术人员将认识到许多变型、修改和变化。
参考图25D，顺时针旋转功能性是通过以下方式提供的：食指沿着接触板2510在大致顺时针方向滑上动，同时拇指沿着接触板2520在大致顺时针方向上滑动。逆时针旋转是通过以下行为提供的：食指沿着接触板2510在大致逆时针方向滑上动，同时拇指沿着接触板2520在大致逆时针方向上滑动。在拇指或食指中的一个旋转期间保持另一指头静止能够以降低的速率提供旋转功能性，从而提供更高分辨率的旋转控制。
图26是根据本发明实施例的包括横向接触板的指点装置的一部分的简化立体图。参考图26，两个接触区域2610、2620沿着指点装置260的前周部设置。在实施例中，接触区域2610、2620是正凸起特征以提供触觉功能性，使得用户能接纳用户的手指已经到达侧向电容传感器的触觉指示。由运动箭头2612和2622所指示的沿着接触区域2610、2620的运动提供侧向电容传感。因而，使用该实施方式能够检测与手指的指尖关联的左右手势。
一组负凸起区2630、2640设置得邻近接触区域2610、2620，在操作期间位于手指下方靠近手掌的位置。对于本领域的技术人员显而易见的是，使用图26所示的实施例，与手指的多个关节关联的分离的运动是可行的。如图26所示，接触区域2610、2620是靠近指点装置2600的前表面的薄区。负凸起区2630、2640提供了在第一阶段操作期间用于手指指尖的搁置区域。因而，点击负凸起区2630、2640能够导致左右点击。因而，鼠标的形状提供了在第一阶段操作期间用于手指指尖的自然搁置位置。应该注意的是，在一些实施例中，负凸起区2630、2640能够包括接触区域以提供额外功能性。在第二阶段操作中，一个或者两个手指指尖移动至接触区域2610和/或2620上面的位置以实现在侧向接触板上面的侧向运动，由此取决于特殊应用提供滚动/平移功能性。在一些实施方式中，一个手指在接触区域中的一个上面运动同时另一手指在另一接触区域上面静止，这能够提供了一个或多个功能性。本领域的普通技术人员将认识到许多变型、修改和变化。
图27A是根据本发明实施例的具有滚轮的指点装置的简化平面图。参考图27A，指点装置2700包括：一组第一接触传感器2710、2712，在操作期间邻近用户的食指和中指，由区B示出；以及第二接触传感器2720，在操作期间邻近用户的拇指，由区A示出。尽管第一组接触传感器2710、2712图示为两个接触传感器，但是在一些实施例中该功能性能够合并成单个接触传感器。因而，使用图27A所示的实施例，能够检测类滚轮运动。这些圆周运动接触传感器2710/2712、2720根据特定设计能够是矩形阵列或环形阵列。能够使用手势分析来检测用于使用矩形或正方形网格的实施方式的圆周运动。在其他实施例中能够使用圆形的圆周滑动器。
在图27A所示的实施方式中，手指滚轮设置在鼠标的顶壳上的区B中。能够使用手指指尖来实现沿着接触板的圆周运动，以及能够使用手指指尖来进行滚动、平移、增大或减小量，或其他适当行为。手势检测以及当执行手势检测时执行的动作是能够分离的。例如，能够通过手指在第一组接触板上旋转实施屏幕上的竖直滚动，能够通过拇指旋转实施听得见的滚动（量改变）。因而，本发明实施例不限于滚动和平移，而是使用本发明实施例能够实现其他滑动器控制，包括量、缩放、旋转或任何其他粒度控制。
图27B是图27A所示的指点装置的简化立体图。如图27B所示，滑顺表面设置用于拇指，使得拇指容易在滑顺表面2750上面移动，塑胶表面2760设置在拇指和手指区之间以提供抓握。在图27B中，示出了倾斜的拇指区，尽管该区在图27A中为了清楚的目的示出为扁平的。对本领域的技术人员显而易见的是，拇指以下的表面提供了具有接触板功能性的区。在图27B示出的实施例中，设置了表面装饰材料（MSD），其可以包括金属或其他材料，尽管这对于本发明的实施例不是必需的。因而，本发明实施例提供了区域来搁置拇指，使得有类似接触板的感觉。
图28A是示出根据本发明实施例的具有多个接触区域的指点装置的简化图。参考图28A，指点装置2800包括设置在用户拇指的位置处的区域2810。区域2810能够与图27A所示的第二接触传感器2720共用公共特征。使用滚动滚轮2810能够检测拇指的圆周以及线性移动。用于区域2810的电容传感器由虚线2818示出。此外，指点装置2800（还称为鼠标或柠檬垂落状鼠标）还包括用于食指的正凸起2820以及用于中指的正凸起2830，以及位于这些正凸起下面的由虚线2822、2832示出的电容接触板。正凸起2820、2830能够与图26所示的接触区域2610、2620共用公共特征。指点装置2800的柠檬垂落状形状提供了适于检测手指手势的额外表面区域，特征为在指点装置的邻近用户手腕的部分处变窄的形状。
图28B示出了手势表，描述了根据本发明实施例基于各种输入获得的结果。本发明实施例利用了能够测量沿着两个维度（例如，多维度接触板）移动的接触板以及多接触接触板（例如，能够检测和测量单个接触板上的多个手指的接触板）。作为示例，接触板能够检测手指指尖，并且不会被位于接触板上的其他关节干扰，由此仅追踪手指指尖。如以下更全面描述的，多接触接触板使得本发明实施例提供了宽范围的手势功能性。图28B所示的手势不旨在限制本发明的范围，而仅仅是示范性的，其他手势也包含在本发明的范围内。因而，各个本发明实施例支持下列手势，还可以限定许多更多的手势。
参考图28B，列描述：鼠标的运动（x,y移动）；图28A的区域1（即，邻近拇指的区域2810）中执行的动作；图28A的区域2（即，邻近食指的正凸起2820）中执行的动作；图28A的区域3（即，邻近中指的正凸起2830）中执行的动作；这些手势的组合产生的结果。
行1示出了鼠标静止，拇指滚动或旋转以及手指静止，以产生竖直滚动运动。行2示出了鼠标静止，拇指滚动或旋转，中指静止，食指点击。行3示出了鼠标静止，拇指静止，食指或中指侧向运动同时另一手指静止，以产生水平平移运动，还称作水平滚动。行4示出了鼠标静止，拇指静止以及食指和中指均侧向运动，以产生双速度水平平移运动。
行5示出了鼠标静止，拇指顺时针旋转（弧形动作），食指和中指均侧向向右运动，以产生“前进/下一个”结果。拇指逆时针旋转（弧形动作），食指和中指均侧向向左运动，同时鼠标静止，以产生“后退/上一个”结果。行6示出了鼠标静止，拇指逆时针旋转，食指或中指侧向向右运动，同时另一手指静止，以产生缩小结果。拇指顺时针旋转，食指或中指侧向向左运动，同时另一手指静止，以产生缩小结果。行7示出了鼠标沿着竖直或水平方向中的一个或两个方向运动，拇指静止，食指点击以及中指静止，以产生使窗口向下滑动的平移运动，有时由“手”标志表示。
利用本发明实施例，结合鼠标的运动的手指和拇指的其他运动能够组合以产生各种结果。提供了下列非限制性示例。利用1D或2D接触传感器，能够使用食指独立运动用于滚动，平移或2D平移。能够使用中指的独立运动用于在使用中指完成右点击之后进行清单滚动。这还能够用来激活文本菜单。能够使用食指和中指的上或下关节运动用于放大或缩小。典型地，这将通过在相同方向上以类似速度移动两个手指来实施。食指和中指的上或下关节运动（但是基本反向）能够用来产生旋转。拇指的上下或左右滑动能够用来产生上一个/下一个、后退/前进、上页/下页或其他类似结果。三个指头组合的运动（例如，拇指+食指+中指）能够用来展开或集中。作为示例，这种多指头运动能够用来管理多个应用，并且将期望的应用置于显示器前面，类似于Windows操作系统中使用ALT‑TAB。
利用本发明实施例，提供了多手指手势。仅仅作为示例，本发明实施例支持和提供的一些手势包括：一个手指追踪用于光标运动，两个手指追踪用于滚动，三个手指滑动用于前进后退动作，多手指运动用于重新布置窗口（尤其是在多任务环境下）等。
在一些实施例中，提供了四个手指的手势。这些四个手指的手势的示例包括：四个手指拉伸以减小窗口尺寸，四个手指缩放以增大窗口尺寸，四个手指拉伸“滑动”以减小/最小化窗口，四个手指缩放“滑动”以最大化窗口（一些Windows操作系统支持），四个手指在两个维度（例如，x和y）上移动以移动光标在屏幕上的位置，四个手指侧向滑动以将窗口贴到屏幕的左/右侧（一些Windows操作系统支持）等。这些手势仅仅是示范性的，不限制本发明的范围。
在一些实施例中，驱动器嵌入射频接收器中，驱动器在插入计算机中时以与USB闪存装置类似的方式加载。在这些实施方式中，驱动器能够执行手势识别或能够模拟数字转换器（即，虚拟驱动器）以提供例如缩放实施。在其他实施例中，此处讨论的电力管理技术通过以下方法来补充：在没有检测到运动时，指点装置进入睡觉模式，在该睡觉模式下，内置接触控制器使用监督模式，在该监督模式下微控制器待命操作或者以运行模式操作，从而核实电容测量中的运动或图像变化。此外，一些实施例提供了用于利用测量力或压力的力或压力传感器以及电容传感器的方法和系统。这些实施例提供了增大的功能性，因为压力传感器能够提供在确定哪个手指（例如，左或右）以单次机械点击来点击时有用的信息。在又一实施例中，接触传感器的边缘区域用作利于滑动器控制的区域，从而允许例如量控制功能性或其他基于滑动器的控制。而且，一些实施例使用直接布置在塑料上的电极，从而提高了系统可靠性以及降低了系统成本。本发明实施例使得能够使用多接触传感器，其允许多个接触接触区域用于分开的多个指头或单个指头（例如，单个手指）。一些实施方式利用电容传感器，其中节点的节距足够小以区分手指的各部分并且仅追踪手指指尖，指尖可被视为是距离手掌最远的接触点。
本领域的技术人员将理解的是，尽管根据电容传感器和/或接近检测器讨论了一些实施方式，但是本发明的各种实施例可以使用其他类型的技术（例如，电阻技术、光学技术及其组合等）来传感接触接近或其他适当输入。本领域的普通技术人员将认识到许多变型、修改和变化。
图29是示出根据本发明实施例的操作光标控制外围装置的方法的简化流程图。所述方法应用于操作具有指点传感器、多个接触板和接近传感器的计算机鼠标。方法2900包括：将计算机鼠标置于被动操作模式（2910）；以及监视指点传感器以提供运动值（2912）。作为示例，被动操作模式能够特征在于第一操作帧率。
所述方法还包括：监视多个接触板以提供多个接触值（2914）；以及监视所述接近传感器以提供接近值（2916）。所述方法还包括确定与用户的手的至少一部分朝着计算机鼠标运动关联的接近值的增大（2918）；以及将计算机鼠标置于主动操作模式（2920）。作为示例，主动操作模式能够特征在于高于第一帧率的第二帧率。
在实施例中，多个驱动线关联多个接触板，实施多个驱动线能够操作用以向接近传感器提供输入信号。在该实施例中，将计算机鼠标置于被动操作模式能够包括将多个驱动线置于高阻抗模式。在主动操作模式，所述方法能够额外包括：确定运动值基本上为零，确定多个接触值中的至少一个为非零，之后传送与多个接触值中的至少一个关联的手指移动命令。
应该理解的是，图29所示的具体步骤提供了根据本发明实施例的操作光标控制外围装置的特定方法。根据可选实施例还可以执行其他顺序的步骤。例如，本发明可选实施例可以以不同顺序执行上述步骤。而且，图29所示的各个步骤可以包括多个子步骤，根据各个步骤，子步骤可以以各种顺序执行。此外，取决于特殊应用可以增加或去除额外步骤。本领域的普通技术人员将认识到许多变型、修改和变化。
图34A‑34D是示出根据本发明实施例的状态机的状态图。图34A是用于鼠标位移传感的状态图，提供了降低电力消耗的益处。每个状态示出了光学传感器或接触传感器的操作模式。作为示例，每个光学传感器（鼠标位移传感）能够处于跑动（RUN）模式、走动（WALK）模式或睡眠（SLEEP）模式。这三种示出的模式仅仅作为示例提供，从而示出具有不同电力消耗的各模式，但是本发明实施例不仅限于这三种模式，而是根据特殊应用能够利用更少或更多数量的模式。在睡眠模式下，鼠标在预定时间内不使用，帧率是低速率。在接收到DISP_ACTIVE信号时，用于位移传感系统的状态改变到跑动模式，跑动模式的特征在于比睡眠模式（例如，2Hz）具有更高帧率（例如，每秒1,000帧）和更高电力消耗。DISP_ACTIVE是当测量位移时位移传感器（光学鼠标传感器）3150触发的事件。位移传感器还可以称为是位移控制器。在整个说明书中可以使用位移、运动、移动以及其他类似术语来描述输入装置在一个或多个方向上的传感运动。尽管一些实施例涉及三维坐标系统中的位移，但是术语“位移”能够被理解为包括旋转，诸如绕轴线俯仰、偏航、滚动。本领域的普通技术人员将认识到许多变型、修改和变化。
如果鼠标的运动停止了预定时间，则实施位移活动的超时（timeout）以将鼠标转变至走动模式，走动模式的特征在于电力消耗水平在睡眠模式和跑动模式之间。作为示例，用于位移传感系统的帧率能够是20Hz。超时（DISP_ACTIVE）将位移传感系统转变至走动模式。如果在第二预定时间之后持续不活动，则将产生另一超时事件，将状态转变至睡眠模式。如果在超时之前传感到移动（DISP_ACTIVE），则状态将转变回跑动模式，跑动模式与从睡眠模式向跑动模式的转变相比具有减少的等待时间。
图34B是用于鼠标接触传感的状态图。类似图34A，示出了走动和跑动模式，以及作为可选的睡眠模式。在接收到指示接触传感器已经激活的TOUCH_ACTIVE信号时，状态改变至具有下一个更高活动水平的模式。还使用超时将接触传感器系统恢复至低水平电力消耗。因为位移传感和接触传感是分离开的（即，独立的状态机），所以能够追踪不同类型的活动。例如，如果用户的手在桌面上静止而仅手指移动，则位移模式能够维持在低电力消耗模式，同时接触传感系统移动至更高电力模式。因而，电力管理能够包括这样的两个状态机，一个状态机管理仅基于位移活动管理，另一个状态机仅基于接触活动管理。TOUCH_ACTIVE是当手指接地时触发的事件，或者在特定实施例中，是当手指已经移动时触发的事件。
图34C是根据本发明实施例的用于位移和接触传感的组合状态机的状态图。如图34C所示，用于位移传感和接触传感的状态是比使用独立的状态机具有更少状态的组合状态机。第一状态是‑‑‑‑‑位移：走动（Disp：WALK）以及接触：走动（TOUCH：WALK），其中位移传感器和接触传感器均处于走动模式。在这些走动模式，位移传感器和接触传感器均以中间范围的电力消耗操作，例如，帧率是20Hz。如果检测到手指的运动，则将接收到TOUCH_ACTIVE信号，从而导致转变至右侧的低状态‑‑‑‑‑位移：走动（Disp：WALK）以及接触：跑动（TOUCH：RUN），其中位移传感器继续以中间电力模式操作，接触传感器转入更高帧率操作模式。
在特定实施例中，能够使用与接触传感器关联的数据来修正或控制或以其他方式提供与运动传感器的电力状态相关的有用输入。作为示例，如果检测到接触活动，则运动传感器可以（例如，从睡眠状态）转变至走动状态，因为很可能鼠标随后会移动至用户接触鼠标。此外，能够使用与接近传感器关联的数据来相关接触传感器和/或运动传感器的电力状态。本领域的普通技术人员将认识到许多变型、修改和变化。
如果鼠标移位，则接收到DISP_ACTIVE，并且转变至左侧的低状态‑‑‑‑‑位移：跑动（Disp：RUN）以及接触：走动（TOUCH：WALK），其中位移传感器处于跑动模式并且接触传感器处于走动模式。因此，每当位移传感器处于跑动模式，就将接触控制器变成走动模式，从而当用户移动鼠标时以更长的接触等待时间为代价来降低系统电力消耗。可选地，能够增加位移传感器处于跑动模式而接触传感器也处于跑动模式的额外状态。本领域的普通技术人员将认识到许多变型、修改和变化。TOUCH_ACTIVE或DISP_ACTIVE的超时将位移传感器和接触传感器均恢复至图34B所示的走动操作模式。
图34D是用于利用状态机组合的另一实施例的状态图。该实施例每当鼠标移动时实施低接触延迟，可能以大系统电力消耗为代价。从位移和接触传感器均处于走动模式开始，DISP_ACTIVE将引起转变至‑‑‑‑‑位移：跑动（Disp：Run）以及接触：跑动（TOUCH：RUN）。从这些传感器均为走动模式起TOUCH_ACTIVE将引起转变至‑‑‑‑‑位移：走动（Disp：WALK）以及接触：跑动（TOUCH：RUN）。从该状态起，DISP_ACTIVE将引起转变至‑‑‑‑‑位移：跑动（Disp：Run）以及接触：跑动（TOUCH：RUN）。用于DISP_ACTIVE和TOUCH_ACTIVE的超时将引起图示的转变。
下列伪代码描述了基于由上述状态机呈现的接触区域上的手指位置改变来定义TOUCH_ACTIVE。仅当手指位于接触区域时执行该伪代码。


以上伪代码使得能了解接触系统是如何基于检测TOUCH_ACTIVE或TOUCH_ACTIVE的超时从走动模式转变至跑动模式。该处理开始于手指着落而接触系统处于走动模式，在走动模式，基于手指在接触区域上的X和Y绝对位置来限定锚位。在该实施例中，锚位是你的手指位于地或状态转变的瞬间时的位置。在该初始化阶段将阈值限定为用于接触传感的较大值，因为接触系统处于走动模式。以2ms占空比执行监视以确定是否发生手指运动（finger_motion_interrupt==TRUE）。尽管伪代码中示出的是2ms，但是这不是本发明实施例所必须的，能够利用其他占空比。
确定当锚位的运动大于阈值时接触传感器已经接收到输入。这在伪代码中标注为TOUCH_ACTIVE。一旦检测到该接触条件，则将阈值降低到更小值并且将状态置于跑动模式。寄存器帧率能够编程以提供接触控制器的更强功能性。在跑动模式，接触控制器以快帧率操作，其消耗更多电力但是提供了更多响应性。计时器值被清零以限定用于进入跑动模式的开始时间。
核实没有超时，如果跑动模式存在超时，则通过将阈值重设成其较大值将接触传感器置回走动模式。因而，使用手指在接触传感器上的运动以及超时，提供了具有更高和更低电力消耗的模式。本领域的普通技术人员将认识到许多变型、修改和变化。
在特定实施例中，一个或多个接触屏可以布置在鼠标上。作为示例，此处讨论的接触传感器可以与接触屏是一体的，或者定位在接触屏上方、下方，和/或定位至接触屏的侧面，接触屏能够操作用以同时接收输入和显示图像和视频输出。在一些实施例中，布置在鼠标上的接触屏可以与此处讨论的命令（例如，滚动、平移等）关联，这些命令能够由用户通过接触控制执行。如本说明书通篇描述的，通过接触屏接收的各种命令可以是用户能够配置的。本领域的普通技术人员将认识到许多变型、修改和变化。
正如本领域的技术人员理解的那样，本发明可以实施为其他具体形式，这不会超出其实质特征。例如，指点装置可以连接到电视、游戏控制台或其他装置，电视、游戏控制台或其他装置将落入此处使用的“计算机”的定义内。因此，前述说明是示意性的，不是限制本发明的范围，本发明的范围由随附的权利要求限定。还应该了解的是，此处描述的示例和实施例仅是示意性的目的，本领域的技术人员根据其可以有各种变化或改变，它们包含在本申请的实质和精神内以及随附的权利要求的范围内。