CN1934616A - 利用二维指示装置产生一维信号的方法和设备 - Google Patents

Abstract

响应由触摸板或其它输入装置产生的二维输入，提供适于滚动或其它用户界面功能的一维信号。如果这些二维输入展现出主要沿顺时针方向的轨迹，那么确定这些二维输入的当前手性(102)具有第一意义，如果这些二维输入展现出主要沿逆时针方向的轨迹，那么确定这些二维输入的当前手性(102)具有第二意义。利用作为由这些二维输入所反映的距离的函数的大小和基于上述当前手性的符号来累加一维变量(104)。然后，可以在适当时从累加一维变量提取计算系统的一维输入。该方法可以是模式法，从而允许该相同指示装置用于二维和一维输入。

Description

利用二维指示装置产生一维信号的方法和设备

相关申请的交叉引用

本申请要求2004年1月29日提交的申请号为60/540534的美国临时申请的权益，通过引用将该临时申请的内容结合于本文。

技术领域

本发明涉及利用二维指示装置来产生诸如滚动信息之类的一维数据。

背景技术

图形用户界面(GUI)已经变成人与个人计算机交互的标准范例。GUI包含用于显示图形元素的屏幕以及用于指示和选择这些元素的指示装置。最标准的GUI图形元素之一是滚动条。滚动条用于使大文档的特定部分出现在显示屏上，因为显示屏太小而无法一次性看到整个文档。几乎所有用于导航文档的程序都包含垂直滚动条，并且大多数都包含水平滚动条。

尽管滚动条已经变成用于导航大文档的标准机构，但是使用它们需要很大的注意力和灵敏度。并且因为滚动是如此普遍执行的功能，所以较新的系统都已经结合了用于影响滚动的方案，而无需与滚动条视觉互动。用于减轻滚动任务的最广泛开发的装置是滚轮式鼠标。滚轮式鼠标加强了标准计算机鼠标的指示功能，它通常在左、右按钮之间安装棘轮。最流行的GUI系统将利用由该滚轮的旋转所产生的信号来垂直地滚动具有当前键盘焦点的文档或位于显示器光标下的文档。

当然，通常的鼠标滚轮的一个问题是，它只支持垂直滚动。该方案的另一个问题是，在通常的配置中，滚轮只可以缓慢地旋转，以便使它可在边上用于滚动较大距离。最后，因为便携式系统通常包含除鼠标之外的指示装置，所以需要更通用的滚动加速机制。

已经做出各种尝试来利用触摸板式装置执行滚动功能。例如，一种技术使用触摸板分别利用板的右边和底部处专用于垂直和水平滚动的区域来执行指示和“虚拟”滚动功能。当手指落在这些滚动区域之一中并且停留在该区域内时，特殊软件产生滚动信息，而不是正常的指示信息。指示功能通过将手指移出该滚动区域来恢复，期间可以也可以不从板拿起手指。编号为5943052的美国专利描述了在触摸板装置上执行的滚动的示范性实施。

触摸板虚拟滚动是一个解决垂直和水平滚动问题的相当自然的方法，但是它通常具有与滚轮式鼠标相同的问题，因为滚动大距离时可能不能胜任。一种缓和这个问题的方法称为滑行法，它试图补救这个问题。通常，用户通过发起滚动，然后在平行于滚动区域的手指速度仍较高的同时使手指离开板，从而启动滑行特征。当滑行启动时，触摸板子系统通常产生连续的滚动信号流，该信号流可通过再次触摸该板而中断。编号为5943052的美国专利还示出了示范性滑行实施。

尽管滑行可用于相当快速地滚动长距离，但是许多实施可能需要相当大的灵敏度来有效地利用。另外，每个用户通常调整滑行速率以便与他们的个人喜好相匹配，并且任何这样的喜好可能只适用于某些文档类型。

另一滚动技术利用笔式触摸板的一部分作为“轻推转盘”，其中利用转盘中心周围的笔运动来产生滚动信号。通常，滚动信号的产生速率与笔在转盘中心周围运动时笔所对着的角速率成比例。另一改进允许包角计算中所用的中心点移动，从而遵循自由形式的圆形笔运动。

相对于在文档内移动大距离的鼠标滚轮或触摸板虚拟滚动，轻推转盘滚动可以算是一个重大改进。但是，轻推转盘的想法在概念上与线性滚动条的想法截然不同，因此培训初级用户来使用它并非易事。轻推转盘专利中所述的特定实施例将触摸板放在显示屏上，使得轻推转盘可以显示在板下方。

触摸板虚拟滚动是大多数现今的便携式计算机中所存在的GUI滚动条和专用触摸板之间的良好的概念映射。尽管轻推转盘提供了一些优于现有触摸板滚动实施的益处，但是轻推转盘在概念上与线性滚动条截然不同，因而对于初级用户来说可能需要很大的适应性。因此，需要一种用于产生滚动信号的方法和系统，它在概念上与线性滚动条兼容，但又提供改进的灵敏度和动态范围。此外，结合附图和前述的技术领域和背景技术，通过随后的详细描述和所附权利要求，其它所需特征和特性将变得显而易见。

发明内容

提供利用二维计算机指示装置来产生诸如滚动信号之类的一维输入的方法和系统。根据各种示范性实施例，响应由触摸板或其它输入装置产生的二维输入，提供适合于计算装置上的滚动或其它用户界面功能的一维信号。如果这些二维输入展现出主要沿顺时针方向的轨迹，那么确定这些二维输入的当前手性具有第一意义，如果这些二维输入展现出主要沿逆时针方向的轨迹，那么确定这些二维输入的当前手性具有第二意义。利用作为由二维输入所反映的距离的函数的大小和基于当前手性的符号来累加一维变量。然后，可以在适当时从累加的一维变量中提取计算系统的一维输入。本文所述的方法可以是模式法，从而允许相同的指示装置用于二维和一维输入。下文将详细描述各种示范性实施例的备选和另外的特征。

附图说明

下文将结合以下附图描述本发明的示范性实施例，其中，类似数字表示类似元件，并且：

图1示出用于将二维指示信息转化为一维滚动信息的示范性技术。

图2示出用于通过手性锁定的近似方位来维持手性路径的当前手性的示范性技术。

图3是用于维持手性状态的示范性技术的流程图。

图4是用于反转近似方位的方向的示范性技术的流程图。

图5是示出用于使近似方位只沿与手性状态对准的方向进动的示范性技术的流程图。

图6是示出用于根据近似手性路径长度累加分数滚动信息的示范性技术的流程图。

图7是用于从分数滚动信息提取整数滚动单位的示范性技术的流程图。

图8是示出用于非线性扩展所提取的滚动单位的动态范围的示范性技术的流程图。

图9是示出用于将两个指示维度的相对变化转换为滚动单位的示范性整体流程的流程图。

图10示出用于从滚动中分离指示的示范性辨别签名。

图11是示出采用滚动可试验性接受的方式利用指示仪器的初始位置的示范性技术的流程图。

图12是示出利用指示仪器的初始速度和轨迹来从滚动意图辨别指示意图的示范性技术的流程图。

图13示出监控指示数据并判定该数据是用于指示还是用于滚动的示范性整体流程。

具体实施方式

以下详细描述的性质只是示范性的，不希望它限制本发明或本发明的应用和用途。另外，不希望受到前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中所介绍的任何明示或暗示的理论的限制。

在一个示范性实施例中，一旦进入一维模式，主要左转的二维路径便产生具有某一极性的一维信号。主要右转的二维路径则产生具有相反极性的一维信号。通过突然转向，或者通过沿与当前优选方向相反的方向足够地转动，可以使极性反转。所产生的一维信号的大小适当地与所行进的二维路径的长度成比例。

还描述了各种进入一维输入模式的方法。一种示范性方法是最初在与指示装置的最右边缘相邻的区域内接近该指示装置并且在该装置上的初始运动平行于该边缘时进入垂直滚动模式。另一种方法是在与装置的最底部边缘相邻的区域内进行类似的接近和平行运动的情况下进入水平滚动模式。另一改进方法只有在平行运动的初始速度小于阈速度时才进入水平滚动模式。

当与计算机触摸板一起使用时，本文所述的各种技术可以概念化为线性滚动的延伸。通过在与触摸板的周边相邻的区域内线性运动，可以实现滚动短距离。从周边出发，并且沿曲线路径运动，则实现了长距离滚动。可以将本文所述的各种概念、技术、系统和结构结合到任何类型的指示或其它输入装置中，包括任何类型的触摸板或其它能够感测实际或相对位置、接近性、运动、加速度或其它位置信息的装置。下面将更全面地描述各种示范性实施例的这些和其它方面。

当图形用户界面在一个维度上受到限制而在另一个维度上未受限制时，滚动变得尤其重要。常见的情形是，受到限制的维度通常整个地显示在计算机显示器上，而未受限制的维度则只有某一部分在相同的视场内。因为许多语言是按照从左到右的顺序读取的，所以垂直维度比水平维度更通常是未受限制的。例如，文档编辑程序可以按照一页接一页垂直布置的连续页的顺序呈现文档。

滚动功能的常规作用是允许在行和页的这个线性空间内进行快速导航。因为文档可能包含好几百页，而每一页包含好几十行，并且在任何给定时间内，可能只能看见其中的一部分，所以滚动功能的一个极需特征是大动态范围。换句话说，良好的滚动机制需要能够通过微调控制来滚动小距离，同时能够相当快速地覆盖大距离。

尽管用户通常更喜欢将滚动操作与计算机的指示装置关联在一起，但是典型的滚动动态范围要求和通常与指示装置相关联的在固定尺寸的二维显示器领域周围移动关注点或光标的二维任务很不一致。当然，通常可用的指示装置经过优化用于指示任务。专门化是如此地明确，以致滚动任务通常由诸如鼠标滚轮之类的单独的硬件包含，这只是与主要指示功能相关联的接近性。

考虑到通常公认指示任务比滚动任务有更多的细微差别，所以该二分法稍微有点令人惊讶。将二维指示装置应用于滚动的问题的根本所在是，要在固定尺寸的二维指示空间和基本无限的一维滚动空间之间建立直观映射。对此考虑的一种方法是，将潜在无限的滚动空间“折叠”，使得它在固定尺寸的二维空间范围内。或者往回考虑，展开经折叠的二维路径，并将它沿单个维度放置。

理想地，该二维到一维的映射只需局部信息，例如最近偏移的距离和方向。合适的局部映射可适用于诸如触摸板之类的绝对模式装置以及诸如鼠标之类的相对模式装置。同样理想地，映射应当尽可能通用，以便接受各种各样的二维路径。具体来说，理想映射应当接受线性和圆形路径，因为普遍认为线性运动对于小偏移是自然的，并且普遍认为圆周运动对于行进较长距离有效。下一段落中的手性路径映射是满足这两个参数的自然方法。

手性路径

手性路径是经过二维空间的离散路径，其中沿该路径的每一段都标有两种可能手性中的一种手性。段的手性由主要或“优选”的转向指定。为了使来自有机化学的术语适用于本文，左旋(L)段通常是左转序列的一部分。右旋(D)段通常主要右转。例如，如果圆形路径沿逆时针方向(CCW)移动，那么它的段为L；或者如果圆形路径沿顺时针方向移动，那么它的段为D。

一旦标注了手性路径的各段，那么比较直接简单的是将该路径映射到一维输出变量上。手性用于确定输出的符号，而行进距离用于确定大小。按照惯例，L段产生正输出，而D路径产生负输出，但是其它实施例也可使用相反的和/或任何其它的方案。从输入路径长度推导出输出大小允许将二维指示装置的整个动态范围有效地运用于任何相关的一维任务。

图1示出具有二十四个输入段S1-S24的示例手性路径100。图中顶部的行中列出了每个段S1-S24的手性标记102A-X。图中底部画出了示范性映射的一维输出变量104A-X。图中将每个输出变量104A-X的大小示为与相应输入段S1-S24的长度成比例，而其符号由输入段的手性102A-X决定。注意，尽管图1中所示的二维路径100主要从右到左前进，但是相应的手性标记102和输出图104则从左到右给出。

路径段标注

确定既对一维用户输入任务有效又自然舒适且直观的手性路径标记是一个关键的挑战。为了效率的原因，需要突然的二维反向来可靠地产生手性反转和相应的输出变量符号改变。例如，图1中的段S11和S12之间发生的突然反转使得当前手性102从“左旋”变成“右旋”(见102K对102L)，并且使得输出变量104的符号发生相应改变(如104K对104L所示)。但是，还需要不是如此突然的反转不会产生手性反转，使得可以实现由有限的二维空间产生基本“无限的”输出变量的所需目标。这些竞争要求以及通常匹配实际输入与预计动作的用户不精确和由指示装置本身的缺陷所引入的额外的异常行为使得用户意图与纯粹的局部轨迹信息的完美匹配成问题。

幸运的是，多数一维用户界面任务都可接受小的局部手性追踪不精确度。但是，用户通常期望，沿特定方向的持续进动必须可靠地使手性标记102与优选的转向对准。任何瞬态的手性未对准都应当相对快速地被校正，同时在未对准过程中有最小的输出大小104。

通过近似方位追踪进行手性估计

现参照图2，示出一种用于产生手性标记102的方法，该方法成功地满足竞争要求，同时保持计算上的简单，它是基于对路径100的相对较粗的近似方位206的局部追踪。在该方案中，允许所保留的近似方位基于当前有利的手性只呈现某些随后的值或“桶(bucket)”。因此，近似方位沿当前有利的手性的方向从一个桶到另一个相邻桶的进动为随后的处理保留了当前的手性标记。

可以利用相同的基本机制，通过允许近似方位只沿着当前优选的手性的方向进动，来校正潜在的局部手性不精确性。通过利用该手性锁定，跨越两个很大程度上相反的桶但沿着与当前手性相反的方向发生实质脱轨而进入介入桶的轨迹段的序列也发出手性反转的信号。本质上，任何导致手性锁定的近似方位发生突然变化的轨迹都是使手性标记的当前极性反转的信号。即，当路径100的实际方位206朝着与当前手性不一致的方向进动时，随后的手性208“被锁定”为最后的一致值。

图2示出利用四个与罗盘对准的近似方位(“N”、“S”、“E”和“W”)来进行近似方位手性标记的实例。示范性轨迹在图的右边附近向北开始。在图的顶部从左到右给出了相应的近似方位和手性标记。尽管为方便起见，该实例利用四个指定的桶来表示四个基本方向，但是备选实施例也可利用任何数量的桶或类别，这些桶或类别可以按照任何方式排列或引用。

图2中的初始路径段S1沿逆时针方向(或“左旋”，由“L”表示)，例如对应于从触摸板的最右边缘开始的垂直滚动。随着路径方向从北到西、到南、到东、再到北前进，如图中的第一行所示的近似方位也随着它进动。在段S11和S12之间发生突然的转向(北到南)，由此产生如上所述的相应手性102反转和输出变号。因为从段S12开始，优选手性现在变成沿顺时针方向(或“右旋”，由“D”表示)，所以近似方位现在从南到西、到北、再到西进动。但是，因为锁定的方位208将不沿L方向进动，所以它不会作从北到西的最后进动。之所以发生这种锁定是因为，虽然向北到向西的运动不是如上所述的突然“反转”，但是它与当前优选的“D”手性不一致。当近似方位接着前进到段S23处的S时，锁定的方位208(仍为N)在208W处进行完全的反转，从而使手性102发生改变，并使输出变量104变号。总之，在没有发生实质脱轨而进入介入桶(例如从北向南)的情况下，近似方位206在两个很大程度上相反的桶之间的前进适宜地指示突然的轨迹反转，而锁定的方位208在相反桶之间的前进则适宜地指示逐渐的轨迹反转和手性102的相应变化。

四象限手性感测

图3示出如上所述的示范性四个近似方向手性感测方法的流程图。该方法(“手性感测”)采用自位置传感器或类似装置获得的最后一个运动报告以后沿x和y方向行进的距离作为它的输入。取决于当前的近似方位，检查沿方位桶的方向的行进分量。如果该分量与当前的近似方位足够相反，那么反转当前的手性和方位桶。否则，如果行进方向与在手性上相邻的近似方位的对准度足够大于它与当前的近似方位的对准度，那么允许近似方位进动。注意，比较顺序允许近似方位反转当前手性的方向，或允许近似方位沿当前手性的方向进动。不允许沿与当前手性相反的方向进动。下表1和表2中将更全面地描述如图3所示的各种处理参数(如“Q”、“I”)。

图4示出与图3中的手性感测函数兼容的示范性“反转”函数。该反转函数在适当时反转当前的手性和近似方位。首先，反转手性状态变量c的符号。接着，用与当前方向相反的行进方向更新包含当前的近似方位的状态变量h。

图5类似地示出与如图3所示的手性感测函数兼容的示范性“前进”函数。图5中的前进函数使当前的近似方位沿着当前手性的方向进动。首先，利用当前的方位桶来从它的任一相邻桶中进行选择。接着，利用当前的手性来选择朝向优选进动方向的相邻桶。

图3-5示出用于基于由从位置传感器或类似装置获得的运动报告导出的信息来确定当前手性的一种示范性技术。但是，各种等效实施例也可利用各种不同的例行程序来实施类似的概念。

输出变量累加

因为手性映射的输出变量所跨越的空间可能很大，所以期望用于产生它的机制能覆盖宽动态范围。因为通常的二维指示装置已经具有宽动态范围，所以期望从所行进的输入距离推导出输出变量大小。实现此目的的一种简单方法是将输入运动报告的大小加到输出累加量中。所用的特定大小函数无关紧要。欧几里德和直线测量可得到类似结果。

改进简单的距离测量的方案利用的是用于手性符号管理的已知近似方位。基本的想法是，所累加的距离应当偏向沿当前的近似方位的方向行进的距离。实现此目的的一个简单方法是累加当前的近似方位和当前的输入路径段的点积。

点积改进标准距离函数的方法有两种。第一，如果手性与用户的意图暂时不对准，那么累加点积有助于使不对准期间的输出变量的大小最小化。例如，图2上的段S21-S23对应于主要向西的运动206。但是，之前的运动已经产生右旋手性锁定208，从而即使在运动很大程度上倾向于向西时，也会防止近似方位超过北进动。因为向北的近似方位向量与主要向西的路径段产生相对较小的点积，所以在方向从北变为南的间隔期间所累加的输出得以最小化。偶然地，该间隔通常对应于用户意图不明确的时期。

点积的第二个益处是适用于诸如触摸板之类的有相对较大噪音的输入装置。当用户在一瞬间停留在单个位置时，二维输入增量Δ可以因为环境扰乱或测量设备的缺陷而只在零附近波动。因为点积是带符号的量，所以由输入噪音引起的偏移在输出累加量中求和时往往会删去。

图6是一种适合于累加近似方位点积的技术的流程图。因为可以将近似方位定义成轴向对准，所以可以通过简单地选择适当的输入分量来形成点积。利用当前的近似方位来选择要使用哪个输入分量和符号。在累加过程中，也可以应用基本的增益系数G。注意，累加值的符号取决于当前手性和累加输入分量的符号。

整数输出单位提取

对于许多输入装置来说，如果最小可分辨输入运动将产生单个输出运动单位，那么输出速度将远远高于实际实践中可用的速度。对于这些装置来说，有用的是累加分数输出单位，直到如整数单位变得可用时为止。当它们变得可用时，从输出累加量提取整数单位用以传送给滚动后端，并且保留剩余分数。

图7示出一种适合从分数累加量提取整数单位的技术的流程图。检查累加量的符号，以确定它包含多少整数单位。如果为正，那么提取累加量除以分数分母后的商的向下取整(floor)。如果为负，那么提取商的向上取整(ceiling)。将累加量减去所提取部分与分数除数的乘积，留下分数余数。备选实施例也可以利用其它技术来从累加量提取一维信号。

非线性输出弹道学(ballistics)

一种用于扩展变量的动态范围的技术是非线性扩展。非线性映射函数将一定范围的输入值映射到更大范围的输出值。图8示出了经设计用于整数输入的指数非线性映射函数。如果输入为零，那么输出也为零。否则，输出是输入的符号和基数的输入大小减1次方的乘积。当应用于与用户输入元素的运动相关联的变量时，非线性扩展函数有时又称为弹道学函数。该特定的弹道学函数潜在地很易扩展，并且可以在必须导航很大的输出空间时使用。但是对于不同实施，弹道学函数可以大不相同，并且并非在所有实施例中都需要。

手性滚动的示范性实施例

图9示出用于根据膝上型计算机的触摸板或其它装置上的输入运动产生适合于滚动的一维输出变量的示范性方法900。首先，手性感测函数902建立由上述一维输出104指示的滚动方向。然后，通过累加函数904累加分数输出单位，接着利用提取函数906提取整数输出单位。最后，弹道学函数908将输出变量的动态范围扩展到适于滚动的范围。

手性感测函数902、累加函数904、提取函数906和弹道学函数908是利用上文图3-8中所述的技术执行的。或者，函数902-908中的一些或所有函数可以利用备选或另外的技术来实施。下面的这些表显示了用于表示方法900的一个实施例中所用的各种状态的示范性变量。

状态变量	描述
		c	当前手性：L，D
h	当前的近似方位：N，W，S，E
		a	累加输出变量
s	累加输出变量的整数部分
		b	用于滚动的经弹道学调整的输出变量

                表1

参数	描述	示范值
			I	方位前进噪音参数	2
Q	方位反转噪音参数	2
			G	输出分数累加量增益	768
M	输出累加量的分数基数	65536
			B	指数输出变量弹道学的基数	2

                表2

表1汇总了图9中的方法900的各个子函数所保留的状态变量。表2示出了当该方法与从SYNAPTICS INC.of San Jose，California购得的CPAD牌触摸板产品一起使用时各个自由参数的示范值，虽然这些参数在备选实施例中可以大不相同。尽管图9涉及沿单方向的滚动，但实际上，相同的方法可以用于产生垂直和水平滚动单位。在以下段落中将描述用于确定将滚动哪个轴的示范性方法。

模式意图

通常将把相同的硬件时分多路复用到多个概念上独立的任务的装置称为模式装置。模式装置所需的每个任务是通过首先进入单独的操作模式实现的。经执行以进入特定模式的一组操作称为模式进入签名。

设计模式签名的一个关键问题是，要自然且可靠地分离由该装置执行的不同功能。自然的模式签名是指从进入特定模式平稳地掺合到执行与该模式相关联的任务的模式签名。可靠的模式签名是指从不或很少与另一模式中的正常活动弄混的模式签名。

因为通常会从若干可用操作模式中优选出单个操作模式，所以通常为优选操作分配相当平凡的模式进入签名。即，通常为最常用的模式分配对用户来说相对容易执行的模式进入签名。优选的操作模式称为主模式(home mode)，而它的模式进入签名则称为归位签名(homing signature)。如同任何模式进入签名，期望归位签名自然且可靠。

触摸板滚动的模式签名

一个极其可靠的触摸板归位签名是从触摸板拿开手指或指示笔。当与手性滚动技术配对时，该签名尤其自然。每次接近触摸板时，指示都是默认操作。一旦进入滚动模式，该模式便适当地持续，直到手指离开触摸板为止。

图10示出适合与矩形触摸板1000一起使用的示范性水平和垂直滚动进入签名。在该图中，滚动进入签名的第一部分是着陆区，即最初接近板的区域。签名的第二部分是初始运动方向。第三部分是初始运动速度。

在图10中，板周边1005和画在内部的相邻实线勾划出了示范着陆区1002和1004。带有箭头的实线指示表示为向量的潜在初始运动方向。每个向量的箭头长度指示初始速度，而箭头方向指示运动方向。在如图10所示的实施例中，在滚动进入签名内，只有一些初始运动方向和速度有效。图10中将对滚动有效的向量示为向量1006、1010、1012和1016。将默认为指示意图的向量分组为向量1008和1014。图10示出一个实施例，并且备选实施例可以大不相同。

对于垂直滚动来说，自然的着陆区1002靠近最右边的周边1005，因为这个位置恰好映射到计算机显示器上的滚动条的默认位置。指示垂直滚动的自然的初始运动方向平行于右边缘，如同向量1006和1010。因为这种事件组合很少用于指示，所以通常不必限制垂直滚动进入签名的初始速度。因此，在图10中，在各种实施例中，可以将所有适当定向的初始运动向量1006和1010标记为容许，而不管初始速度如何。类似地，可以将其它向量1008(例如，离开周边1005指向的向量)标记为不容许。

对于水平滚动来说，自然的着陆区1004在最底部的周边1005处，而自然的初始运动方向平行于该边缘。因为平行于板的底边的快速运动通常与指示意图相关联，所以可靠的水平进入签名也可包括初始速度限制。例如，在图10中，对于滚动来说，只容许较短且适当定向的向量(如向量1012和1016)。指示较大初始速度的较长向量可能与指示相关联，因此包含在不容许向量1014内。

触摸板模式签名检测

图11示出用于检查来自绝对模式触摸板的输入流并提取模式进入签名的示范性技术。取决于状态变量的值，为指示或滚动调度一个位置报告。首先，通过诸如图9中的Scroll()方法来传递为滚动调度的报告，以便将可用的二维位置信息转变为适合于滚动的一维变量。图11中的Point()、ScrollHorizontal()和ScrollVertical()方法表示示范性模式调度例行程序，它们分别可以利用任何常规的用于实现指示、水平滚动和垂直滚动的例行程序来实施。

图11中的状态变量m适当地由Land()和Discriminate()方法管理，这些方法的实例分别如图12和图13所示。Land()负责监控手指最初接近触摸板的位置。Discriminate()负责检查初始运动方向和初始运动速度。最初，m处于P状态，这对应于为指示调度输入报告。

图12中的Land()方法的第一个任务是确定板上是否存在手指。如果触摸板所报告的z值低于手指存在阈值F，那么m回复到P状态(如果m已经不在该P状态)。如果板上的手指处于垂直或水平滚动着陆区中的任何一个着陆区，那么检查存储在状态变量1中的之前的z值，以便确定手指到达事件是否已经发生。如果最后的报告指示没有手指，而当前的报告指示有手指，那么m转换到试验性滚动状态T。

只有当m处于指示最初已经接近滚动着陆区的T状态时才调用图13中的Discriminate()方法。取决于最初接近的区，分析该区中的初始速度是否与该区对准。这是通过将平行于该区的速度分量和垂直于该区的分量进行比较实现的。如果平行分量的大小大于垂直分量和对准因子A的乘积，那么判断初始速度充分平行于该区。将上述比较中所用的这个垂直分量加符号，从而判断任何朝向板周边大于朝向板中心的初始运动充分平行于该区。

如果最初接近的是垂直滚动区，并且判断该垂直滚动区内的初始速度充分平行于该区，那么m直接转换为垂直滚动状态V。但是，对于将要检测的水平滚动签名，首先将初始速度与最大速度S进行比较。如果该比较成功，那么m转换为水平滚动状态H。如果任何滚动容许测试都失败，那么m转换回到P。

状态变量	描述
		l	之前的z值
m	模式状态变量：P，T，H，V

               表3

表3中汇总了模式签名检测函数所保留的状态变量。表4示出当签名与上述CPAD牌装置一起使用时的各个自由参数的示范值，但是备选实施例也可以使用不同的值。表4所示的手指阈值是由处于绝对模式时的CPAD装置报告的任意单位。着陆区标准也是由该装置报告的任意单位。用任意触摸板单位/秒来表示速度。

参数	描述	示范值
			F	Z手指阈值	30
LH	水平着陆区	y＜1592
			LV	垂直着陆区	x＞5270
A	轴对准因子	2
			S	水平滚动的最大初始速度	1360

                    表4

利用上述概念和技术，可以适当地将从位置传感器或其它装置获得的二维输入转变为适合于指引滚动或其它用户界面特征的有意义的一维信号。尽管上面的详细描述介绍了至少一个示范性实施例，但应了解，还存在大量的变型。还应了解，这个或这些示范性实施例只是实例，不希望它们以任何方式限制本发明的范围、适用性或配置。更确切地说，上面的详细描述将为本领域的技术人员提供用于实施这个或这些示范性实施例的便利的路线图。应理解，在不背离所附权利要求和其法律均等物中所述的本发明的范围的前提下，可以对各要素的功能和排列做出各种改变。

Claims (42)

1.一种用于将一组二维输入转化为计算系统的一组一维输入的方法，其中所述二维输入中的每个二维输入均基本对应于距离和轨迹，所述方法包括以下步骤：

确定所述一组二维输入的当前手性，其中，如果所述一组二维输入展现出主要沿顺时针方向的轨迹，那么所述当前手性具有第一意义，如果所述一组二维输入展现出主要沿逆时针方向的轨迹，那么所述当前手性具有第二意义；

累加一维变量，所述一维变量具有是所述一组二维输入的距离的函数的大小以及基于所述当前手性的符号；以及

提取累加的一维变量的至少一部分作为所述计算系统的所述一组一维输入的至少其中之一。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定步骤包括以下步骤：如果所述轨迹基本不变，那么维持所述当前手性的意义。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定步骤包括：如果所述轨迹基本反转，那么反转所述当前手性的意义。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定步骤包括：如果所述轨迹突然反转，那么反转所述当前手性的意义。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定步骤包括：将所述二维输入的当前轨迹分类为基本沿多个方向中的一个方向。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述多个方向中的每个方向均与所述多个方向中的一个相反方向相关联。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述确定步骤还包括：监控所述当前轨迹，以识别所述当前轨迹从沿着所述多个方向中的一个方向转换为所述多个方向中的相反方向，并且对此作出响应而反转所述当前手性。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述确定步骤还包括：当所述轨迹依照所述当前手性继续时，从所述多个方向中的第一方向前进到所述多个方向中的第二方向。

9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述确定步骤还包括：当所述轨迹沿着与所述当前手性不一致的方向继续时，维持根据所述多个方向的锁定方向。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述确定步骤还包括：当所述轨迹转换为所述锁定方向的相反方向时，反转所述当前手性。

11.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述函数包括应用增益。

12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取步骤包括：取所述累加的一维变量的整数部分作为所述一维输入。

13.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取步骤还包括：对所提取部分应用弹道学函数，从而扩展所述计算系统的所述一维输入的动态范围。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述弹道学函数是非线性函数。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述非线性函数包括指数函数。

16.如权利要求1所述的方法，还包括进入二维到一维转换模式的步骤。

17.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一组二维输入中的每个二维输入都是从具有感测区域的指示装置中接收的，所述感测区域具有周边。

18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述进入步骤包括以下步骤：

在贴近所述感测区域的周边的区域内识别对指示装置的接近；以及

识别在所述接近之后的初始运动，其中所述初始运动沿着基本平行于所述周边的方向在所述感测区域的至少一部分上进动。

19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述进入步骤还包括：验证所述平行于所述周边的初始运动的初始速度低于阈值。

20.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述进入步骤包括以下步骤：响应在贴近所述感测区域的周边的第一区域内检测到初始接近和初始运动，提供所述计算系统的第一用户界面相关功能。

21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述进入步骤还包括以下步骤：响应在贴近所述感测区域的周边的第二区域内检测到所述初始接近和初始运动，提供所述计算系统的第二用户界面相关功能。

22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述第一区域贴近所述感测区域的右边缘，并且所述第一用户界面相关功能是垂直滚动，并且其中所述第二区域贴近所述感测区域的底边缘，并且所述第二用户界面相关功能是水平滚动。

23.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述进入步骤还包括以下步骤：响应在所述第二区域内检测到初始接近和以受限初始速度进行的初始运动，提供所述计算系统的所述第二用户界面相关功能。

24.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述指示装置是触摸传感器。

25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述触摸传感器是触摸板。

26.一种用于将一组二维输入转化为计算系统的一组一维输入的装置，其中每个二维输入均基本对应于距离和轨迹，所述装置包括：

用于确定所述一组二维输入的当前手性的部件，其中，如果所述一组二维输入展现出主要沿顺时针方向的轨迹，那么所述当前手性具有第一意义，如果所述一组二维输入展现出主要沿逆时针方向的轨迹，那么所述当前手性具有第二意义；

用于累加一维变量的部件，所述一维变量具有是所述一组二维输入的距离的函数的大小以及基于所述当前手性的符号；以及

用于提取累加的一维变量的至少一部分作为所述计算系统的所述一组一维输入的至少其中之一的部件。

27.一种利用具有周边的触摸传感器来指示用于计算系统的滚动功能的方法，所述方法包括以下步骤：

在贴近所述周边的区域内检测对所述触摸传感器的初始接近以及在基本平行于所述周边的方向上沿着所述触摸板的至少一部分的第一运动；以及

响应随后沿着从所述周边出发的方向在所述触摸传感器上运动一段距离，指引在所述计算系统上的滚动量，其中所述滚动量根据所述距离的函数确定。

28.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述距离基于在随后的运动过程中在所述触摸传感器上移动的路径的至少一部分的长度。

29.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所述第一运动的速度低于阈速度。

30.如权利要求27所述的方法，其特征在于，响应在贴近所述周边的第一区域内的所述第一运动，提供第一滚动功能。

31.如权利要求27所述的方法，其特征在于，响应在贴近所述周边的第一区域内的所述第一运动，提供第一滚动功能，并且其中响应在贴近所述周边的第二区域内的所述第一运动，提供第二滚动功能。

32.如权利要求27所述的方法，其特征在于，响应在贴近所述周边的第一区域内的所述第一运动，提供第一滚动功能，并且其中响应在贴近所述周边的第二区域内以受限的初始速度进行的所述第一运动，提供第二滚动功能。

33.如权利要求32所述的方法，其特征在于，所述第一区域对应于所述触摸板的右边缘，并且所述第一滚动功能是垂直滚动，并且其中所述第二区域对应于所述触摸板的底边缘，并且所述第二滚动功能是水平滚动。

34.如权利要求27所述的方法，其特征在于，所执行的所述滚动具有根据在所述触摸板上的所述运动的手性的函数确定的方向。

35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，当所述触摸板上的所述随后运动主要沿顺时针方向时，所述手性具有第一意义，并且当所述触摸板上的所述随后运动主要沿逆时针方向时，所述手性具有第二意义。

36.一种用于将电子装置的二维输入转化为一维输入的方法，所述方法包括以下步骤：

确定所述二维输入的近似二维方位；

根据所述近似二维方位的变化的函数计算所述二维输入的当前手性，其中，所述当前手性具有多个意义中的一个意义，所述多个意义至少包括第一意义和第二意义，每个意义均具有相关的角方向和相关的相反角方向；

响应所述二维输入的同期方向，允许所述近似二维方位沿着与所述当前手性相关联的角方向进动，同时防止所述近似方位沿着与所述当前手性相关联的相反角方向进动；

当二维运动的所述同期方向与所述近似方位基本相反时，反转所述近似二维方位和所述当前手性；

累加一维输出变量，所述一维输出变量根据所述二维输入沿所述近似方位的方向所行进的距离而增大，并且根据所述二维输入沿与所述近似方位相反的方向所行进的距离而减小；

如果所述当前手性具有第一意义，那么将第一符号赋予所述累加输出变量，并且如果所述当前手性具有相反的意义，那么将第二符号赋予所述累加输出变量；以及

周期性提取所述累加一维输出变量的一部分，并将所述提取部分传送给所述计算系统作为所述一维输入。

37.一种响应用户手指在触摸传感器上的运动而在计算系统上提供滚动功能的方法，所述方法包括以下步骤：

最初在靠近所述触摸传感器的周边的区域内触摸所述触摸传感器；

随后沿着所述触摸板的所述周边移动所述手指；

沿着从所述周边出发的方向提供所述手指在所述触摸传感器上的随后运动，其中，在所述计算系统上产生的滚动量根据所述随后运动中运动的距离的函数确定。

38.如权利要求37所述的方法，其特征在于，如果所述用户手指在所述触摸传感器上的所述运动主要沿顺时针方向，那么在所述计算系统上产生的滚动的方向为一个方向，并且如果所述用户手指的所述运动主要沿逆时针方向，那么在所述计算系统上产生的滚动的方向为相反方向。

39.一种响应二维输入路径提供用于计算系统的一组一维输入的装置，所述装置包括：

触摸传感器，经配置用于提供一组二维输入，所述二维输入中的每个二维输入均对应于具有方位和方向的二维输入路径的段；以及

处理器，经配置用于：接收所述一组二维输入；确定所述一组二维输入的当前手性；累加一维变量，所述一维变量具有是所述二维输入的距离的函数的大小以及基于所述当前手性的符号；以及提取累加的一维变量的至少一部分作为所述计算系统的所述一组一维输入的至少其中之一。

40.如权利要求39所述的装置，其特征在于，如果所述二维路径展现出主要沿顺时针方向的轨迹，那么所述当前手性具有第一意义，并且如果所述二维路径展现出主要沿逆时针方向的轨迹，那么所述当前手性具有第二意义。

41.如权利要求39所述的装置，其特征在于，所述触摸传感器是触摸板。

42.如权利要求39所述的装置，其特征在于，所述触摸传感器是电容式触摸传感器。

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