DE60212490T2

DE60212490T2 - Leuchtendes Touch-Pad

Info

Publication number: DE60212490T2
Application number: DE60212490T
Authority: DE
Inventors: Michael D. Corvallis Derocher
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2001-04-10
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2022-03-23
Also published as: US20020145594A1; EP1251455A3; EP1251455A2; JP4105884B2; JP2002312116A; US20040027341A1; US6822640B2; DE60212490D1; EP1251455B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet von Rechenvorrichtungen und insbesondere auf Eingabevorrichtungen, die bei Rechenvorrichtungen verwendet werden.
In einer Rechenvorrichtung, wie z. B. einem Hand-Computer, Laptop-Computer oder einem ähnlichen Rechenbetriebsmittel, wird ein Tastfeld oft als eine graphische Eingabevorrichtung verwendet, die Benutzereingaben befördert, die die Operationen der Rechenvorrichtung steuern. Typischerweise nutzt das Tastfeld ein zweidimensionales Array kapazitiver oder resistiver Oberflächen, die die Position des Fingers eines Benutzers auf der Oberfläche des Tastfelds bestimmen. Diese Eingaben werden zu einer Tastatursteuerung oder zu einer zentralen Hauptverarbeitungseinheit geleitet. Die Eingaben ermöglichen es, dass Aspekte der Rechenvorrichtung mittels des Tastfelds, das sich auf der Rechenvorrichtung befindet, gesteuert werden können, wobei so eine andere Steuereinrichtung als eine externe graphische Zeigevorrichtung, wie z. B. eine Maus oder eine Rollkugel, bereitgestellt wird.
Es ist oft der Fall, dass der Benutzer einer Rechenvorrichtung ein Tastfeld nutzt, um die Bewegung eines Cursors zu steuern, sowie um andere Aspekte der Anzeige zu steuern, wie z. B. Rollleisten, Zoomen usw. Wenn dies auftritt, kann der Benutzer in Bezug auf den Betriebsmodus des Tastfelds zu einer bestimmten Zeit verwirrt werden. Eine Teillösung wurde angeboten, bei der ein Anzeiger verwendet wird, um zu identifizieren, ob das Tastfeld gerade den Cursor, eine horizontale oder vertikale Rollleiste oder ähnliche Anzeigefunktionen steuert. Die Platzierung des Anzeigers jedoch ermöglicht es dem Benutzer unter Umständen nicht, intuitiv den Betriebsmodus des Tastfelds zu bestimmen.
Deshalb besteht Bedarf nach einem Tastfeld, das Rückkopplung vorlegt, die auf Benutzereingaben anspricht. Dies kann ein intuitiveres Verfahren und System zum Anzeigen für einen Benutzer, ob das Tastfeld zur Verwendung zur Cursorsteuerung oder zur Steuerung anderer Aspekte der Anzeige der Rechenvorrichtung aktiviert wurde oder nicht, schaffen.
In der US-A-5,627,347 und der WO 00/23873 sind Vorrichtungen zum Annehmen einer Bedienereingabe in eine Rechenvorrichtung offenbart.
Die Vorrichtung der US-A-5,627,347 weist einen Digitalisierer auf, der eine dielektrische flache Anzeigetafel, mit der eine Schreibnadel zur Informationseingabe in Kontakt kommt, eine Anzeige, ein Glassubstrat, das auf die Anzeige laminiert ist, und einen Widerstand, der eine vorbestimmte Leitfähigkeit aufweist, der sandwichartig zwischen dem Flachanzeigetafelmedium und dem Glassubstrat angeordnet ist, umfasst. Die Anzeige könnte Informationen, die durch den Benutzer mit der Schreibnadel eingegeben werden, ausgeben. Dieser Stand der Technik wird in dem Vorwort von Anspruch 1 gewürdigt.
Die Vorrichtung der WO 00/23873 weist ein Tastfeld auf, das eine Elektrodenschicht, mit einer isolierenden Schicht unmittelbar darüber, und eine leitfähige Schicht, die die isolierende Schicht bedeckt, umfasst. Das Tastfeld ist empfindlich gegenüber einer Eingabe von entweder einem Finger oder einer Schreibnadel. Die Schichten könnten transparent sein und. die Vorrichtung könnte über einer Anzeige platziert werden, um für einen Benutzer visuelle Rückkopplung zu schaffen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung ist im Anspruch 1 dargelegt. Wichtige Aspekte der Erfindung jedoch sind hierin zusammengefasst.
Bei einem Aspekt der Erfindung spricht ein Tastfeld auf eine Bedienereingabe in eine Rechenvorrichtung an. Die Vorrichtung weist eine erste Schicht auf, die eine durchscheinende Oberfläche umfasst. Ebenso beinhaltet ist eine zweite Schicht, die eine Mehrzahl von Oberflächen nutzt, die unter Verwendung eines durchscheinenden und leitfähigen Materials aufgebaut sind. Die Vorrichtung umfasst ferner eine dritte Schicht, die ein lichtemittierendes Material beinhaltet, das ansprechend auf die Bedienereingabe Licht erzeugt, wobei die dritte Schicht mittels eines isolierenden Materials partitioniert ist, um eine Mehrzahl von Beleuchtungszonen zu bilden. Die Beleuchtungszonen sind in einer zeitabhängigen Weise modulierbar, um sich bewegende Grafiken zu erzeugen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Ein vollständigeres Verständnis der verschiedenen Aspekte der beanspruchten Erfindung kann durch Lesen dieser Beschreibung in Verbindung mit den Figuren erzielt werden, in der sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche Elemente beziehen, wobei:
1 eine Darstellung eines Tastfelds, das in einer Rechenvorrichtung verwendet wird, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
2 eine Ansicht ist, die die Schichten des Tastfelds aus 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
3 eine Ansicht der kapazitiven Oberflächen, die in 2 gezeigt sind, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
4 eine zusammengesetzte Ansicht ist, die die kapazitiven Oberflächen auf sowohl der Oberseite als auch der Unterseite der zweiten Schicht aus 2 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;
5 ein Blockdiagramm des Tastfelds und zugeordneter Elektronik gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
6 eine isometrische Ansicht einer zusätzlichen lichtemittierenden Schicht, die unterhalb der lichtemittierenden Schicht (40) aus 2 positioniert sein kann, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist;
7 eine isometrische Ansicht einer lichtemittierenden Schicht ist, die eine Grafikfähigkeit schafft, die gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebaut ist; und
8 den Finger (8) eines Benutzers, der gerade über ein Tastfeld (7) bewegt wird, während nahegelegene Beleuchtungszonen aktiviert sind, zeigt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Ein beleuchtetes Tastfeld schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anzeigen des Betriebszustands des Tastfelds. Das beleuchtete Tastfeld kann in Verbindung mit herkömmlichen kapazitiven oder resistiven Sensorarrays verwendet werden, die die Position eines Fingers oder Daumens eines Benutzers auf der Oberfläche des Tastfelds berichten.
Neben der Bereitstellung einer Beleuchtung der gesamten Tastfeldoberfläche mittels einer einzelnen lichtemittierenden Schicht können mehrere Schichten zusätzliche Farben, Grafiken und Beleuchtung von Abschnitten bereitstellen, die spezifische Betriebsmodi anzeigen.
1 ist eine Darstellung eines Tastfelds, das in einer Rechenvorrichtung verwendet wird, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In 1 stellt eine Rechenvorrichtung 5 eine Hand-Rechenvorrichtung, einen Laptop-Computer oder ein ähnliches Rechenbetriebsmittel dar. Die Rechenvorrichtung 5 umfasst ein Tastfeld 7, das es einem Finger (8) eines Benutzers ermöglicht, Operationen der Rechenvorrichtung zu steuern. Als ein Beispiel, das die Erfindung nicht einschränken soll, ist das Tastfeld 7 eine glatte zweidimensionale Oberfläche, die zur Positionierung eines graphischen Icons, wie z. B. eines Cursors oder eines Pfeils, innerhalb eines Bereichs einer Anzeigeeinheit, die durch die Rechenvorrichtung 5 gesteuert wird, verwendet wird. So bewegt sich, wenn der Finger 8 eines Benutzers in einer „x"- und „y"-Richtung bewegt wird, wie in 1 gezeigt ist, ein Cursor oder ein anderes graphisches Icon entsprechend auf der zugeordneten Computeranzeige. Zusätzlich stellt ein Schalter 12, der benachbart zu dem Tastfeld 7 angeordnet ist, einen Auswähler dar, der das Tastfeld 7 aktiviert oder deaktiviert. Obwohl das exemplarische Ausführungsbeispiel aus 1 das Tastfeld 7 als hauptsächlich zweidimensional zeigt, verhindert nichts die Verwendung eines Tastfelds, das gekrümmt, kuppelförmig oder gerundet ist, also eine dritte Dimension umfasst.
2 ist eine Ansicht, die die Schichten des Tastfelds aus 1 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. In 2 wurden die Schichten des Tastfelds 7 getrennt, um deren Funktionen zu identifizieren. Eine Abdeckung 10 stellt eine Umgebungsabdichtung dar, die einen Tastsensor 20 und eine lichtemittierende Schicht 40 vor äußeren Umgebungseffekten schützt. Die Abdeckung 10 kann aus einem beliebigen geeigneten durchscheinenden Material aufgebaut sein, das über eine zweidimensionale Oberfläche, wie z. B. dem Tastfeld 7, aufgebracht sein kann. Es ist ebenso wünschenswert, dass das für die Abdeckung 10 verwendete Material isotrop ist und wünschenswerte elektrische Eigenschaften besitzt, wie z. B. geringe relative Durchlässigkeit und geringe elektrische Leitfähigkeit. Diese Eigenschaften stellen sicher, dass elektrische Felder, die von dem Tastsensor 20 (unten beschrieben) ausgehen, durch das Vorliegen der Abdeckung 10 nicht beeinflusst werden.
Unterhalb der Abdeckung 10 liegt der Tastsensor 20, der kapazitive oder resistive Oberflächen beinhaltet, die verwendet werden, um den Ort des Fingers eines Benutzers, wie z. B. des Fingers 8 des Benutzers, über der Abdeckung 10 zu identifizieren. Bei einem Beispiel umfasst der Tastsensor 20 kapazitive Oberflächen 22, die in der „x"-Achse mittels „x"-Achse-Eingänge 24 gekoppelt sind. Ebenso gemäß herkömmlichen Entwurfstechniken umfasst die Unterseite des Tastsensor 20 (nicht gezeigt) ähnliche kapazitive Oberflächen, sowie „y"-Achse-Eingänge. Vorzugsweise werden die kapazitiven Oberflächen 22 und die „x"-Achse-Eingänge 24 sowie die ähnlichen kapazitiven Oberflächen und „y"-Achse-Eingänge, die auf der Rückseite des Tastsensors 20 vorhanden sind (nicht gezeigt), mittels einer leitfähigen Tinte hergestellt, die auf ein flexibles und durchscheinendes Substrat aufgetragen wird. Ferner ist es höchst wünschenswert, dass alle kapazitiven Oberflächen sowie „x"- und „y"-Achse-Eingänge unter Verwendung eines transparenten Leiters, wie z. B. Indium-Zinn-Oxid, hergestellt sind.
Bei einem weiteren Beispiel, das nicht in 2 gezeigt ist, wird ein resistives Sensorarray verwendet, um die Position eines Fingers oder Daumens eines Benutzers, der Druck auf die Oberfläche der Abdeckung 10 ausübt, zu erfassen. Bei diesem Beispiel bestimmt ein Array resistiver Oberflächen den Ort eines Fingers oder Daumens des Benut zers durch Messen des Widerstandswerts durch einzelne und benachbarte resistive Elemente eines Widerstandsarrays. Für dieses Beispiel ist es ebenso wünschenswert, dass die Leiter, die zur Implementierung des Widerstandsarrays verwendet werden, sowie die erforderlichen Leiter aus einem transparenten Material, wie z. B. Indium-Zinn-Oxid, sind.
Unterhalb des Tastsensors 20 liegt die lichtemittierende Schicht 40, die eine Beleuchtung des Tastsensors 20 sowie der Abdeckung 10 von der Unterseite des Tastsensors bereitstellt. So ist zumindest ein Abschnitt des durch die lichtemittierende Schicht 40 erzeugten Lichts für einen Benutzer von oberhalb der Oberfläche der Abdeckung 10 sichtbar. Bei einem Beispiel, das die Prinzipien der Erfindung nicht einschränken soll, arbeitet die lichtemittierende Schicht 40 mittels Elektrolumineszenz. Bei diesem Beispiel legt eine Wechselstromquelle 65 eine Spannung an eine leitfähige Schicht 44 an. Diese Wechselstromspannung regt ein lichtemittierendes Material 46 an, wodurch bewirkt wird, dass das Material Licht einer vorbestimmten Wellenlänge abstrahlt. Eine leitfähige Schicht 42, oberhalb des lichtemittierenden Materials 46, ist schnittstellenmäßig mittels einer Masse 70 mit einer Signalmasse gekoppelt.
3 ist eine Ansicht der kapazitiven Oberflächen (22), die in 2 gezeigt sind, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In 3 sind die kapazitiven Oberflächen 22 miteinander mittels „x"-Achse-Eingänge 24 verbunden. Obwohl kapazitive Oberflächen 22 in 3 als rautenförmig gezeigt sind, verhindert nichts die Verwendung anderer Formen, wie z. B. von Kreisen oder Rechtecken, um die Eigenkapazität jeder der kapazitiven Oberflächen 22 zu optimieren, sowie die gegenseitigen Kapazitäten, die zwischen einem Element der kapazitiven Oberflächen 22 und den anderen der kapazitiven Oberflächen 22 vorliegen. Wie zuvor erwähnt wurde, wird vorweggenommen, dass die kapazitiven Oberflächen 22 sowie „x"-Achse-Eingänge 24 mittels leitfähiger Tinte, die durch Siebdruck auf ein flexibles und durchscheinendes Substrat aufgetragen wird, aufgebracht sind. Es ist jedoch höchst wünschenswert, dass alle leitfähigen Bestandteile des Tastsensors aus 3 unter Verwendung eines transparenten Leiters, wie z. B. Indium-Zinn-Oxid, hergestellt sind.
4 ist eine zusammengesetzte Ansicht, die die kapazitiven Oberflächen auf sowohl der Oberseite als auch der Unterseite des Tastsensors 20 aus 2 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. In 4 ist das Substrat, auf dem die kapazitiven Oberflächen 22 „x"-Achse-Eingänge, sowie „y"-Achse-Eingänge 26 befestigt sind, als transparent gezeigt, was es erlaubt, dass die kapazitiven Oberflächen 22, die auf sowohl der Vorderseite als auch der Rückseite der zweiten Schicht 20 vorhanden sind, sichtbar sind. Obwohl ein transparentes Substratmaterial angenommen wurde, verhindert nichts die Verwendung eines Substrats, das lediglich durchscheinend ist, wodurch eine bestimmte Verzerrung von Licht, das von der Rückseite zu der Vorderseite des Substrats läuft, erlaubt wird.
5 ist ein Blockdiagramm des Tastfelds und zugeordneter Elektronik gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In 5 zeigt eine Endansicht des Tastfelds 7 eine Abdeckung 10, einen Tastsensor 20, eine lichtemittierende Schicht 40 sowie dazwischenliegende Schichten. Die Abdeckung 10 ist als oberhalb des Tastsensors 20 angeordnet gezeigt. Die kapazitiven Oberflächen 22 sind als schnittstellenmäßig miteinander entlang der „x"-Achse mittels „x"-Achse-Eingänge 24 verbunden gezeigt. Obwohl das Tastfeld 7 aus 5 nur „x"-Achse-Eingänge identifiziert, hätte eine Endansicht aus einem anderen Aspekt verwendet werden können, ohne die kreativen Prinzipien der Erfindung zu gefährden. So können die „x"-Achse-Eingänge durch die „y"-Achse-Eingänge in 5 ersetzt werden. In jedem Fall ist jede der kapazitiven Oberflächen 22 im Wesentlichen elektrisch von den anderen getrennt, und von den leitfähigen Schichten 42 und 44 mittels isolierender Materialien 28 und 30, die oberhalb bzw. unterhalb der kapazitiven Oberflächen positioniert sind.
Gemäß herkömmlichen Techniken ist die Mehrzahl von „x"-Achse-Eingängen 24 als schnittstellenmäßig mit einer Tastfeldsensorsteuerung 32 verbunden gezeigt. Vorzugsweise ermittelt die Tastfeldsensorsteuerung 32 den Ort eines Fingers eines Benutzers, wie z. B. des Fingers 8 des Benutzers aus 1, auf dem Tastfeld 7 durch ein Kombinieren der „x"-Achse-Eingänge 24 und „y"-Achse-Eingänge 26. Die Ausgabe der Tastfeldsensorsteuerung 32 wird zu einer Tastatursteuerung 34 befördert, die den Ort des Cursors oder eines anderen graphischen Anzeigers zu einer Haupt-CPU 36 befördert. Die Haupt-CPU 36 wiederum platziert den Cursor oder ein anderes graphisches Icon an einen entsprechenden Ort auf der Anzeige 38.
Obwohl dies in 5 als Drahtleitungssignalpfade zwischen der Tastfeldsensorsteuerung 32, der Tastatursteuerung 34, der Haupt-CPU 36 und der Anzeige 38 beinhaltend gezeigt ist, verhindert nichts die Verwendung drahtloser Verbindungen zwischen diesen Elementen des Tastfelds 7. Diese Verbindungen können mittels Bluetooth oder anderer drahtloser Technologie mit ähnlicher Fähigkeit implementiert sein.
Die Tastfeldsensorsteuerung 32 besitzt vorzugsweise eine zusätzliche Fähigkeit, das Tastfeld zu betreiben, um entweder eine vertikal ausgerichtete Rollleiste zu steuern oder eine horizontal ausgerichtete Rollleiste zu steuern, was ein Schwenken oder Bewegen des Felds der Anzeige innerhalb eines größeren Sichtfeldes ermöglicht. Ferner kann die Tastfeldsensorsteuerung 32 auch verwendet werden, um das Tastfeld zu betreiben, um die Vergrößerung (d. h. Zoom) des Bereichs eines Dokuments, Bilds oder einer anderen Datei, die gerade auf der Anzeige 38 angezeigt wird, zu steuern. Eine Steuerung dieser zusätzlichen Funktionen kann mittels eines durch einen Benutzer gesteuerten Schalters oder einer anderen Eingabe in die Tastfeldsensorsteuerung 32 gemäß herkömmlichen Techniken aktiviert werden. Ferner kann die Tastfeldsensorsteuerung 32, die gemeinsam mit der Haupt-CPU 36 arbeitet, auch verwendet werden, um eine Softwareanwendung zu starten, die auf der CPU 36 läuft. So kann die Tastfeldsensorsteuerung 32 als eine Universal-Eingabevorrichtung wirken, die in der Lage ist, Betriebsmodi der zugeordneten Rechenvorrichtung zu steuern, sowie Aspekte von Cursor und anderen graphischen Icons auf der Anzeige 38 zu steuern.
Wie in Bezug auf 2 erwähnt wurde, ist die lichtemittierende Schicht 40 aus 5 mittels einer Elektrolumineszenzschicht ausgeführt, die mittels einer Wechselstromquelle 65 angeregt wird. Eine Steuerung über die Kopplung des Wechselstroms aus der Quelle 65 wird mittels eines Schalters 12 bereitgestellt, der sich wünschenswerterweise auf der Oberfläche der Rechenvorrichtung 5 befindet. Vorzugsweise sind die leitfähigen Schichten 42 sowie die kapazitiven Oberflächen 22 und „x"-Achse-Eingänge 24 aus einem transparenten Material aufgebaut. Die Verwendung eines transparenten Materials (z. B. Indium-Zinn-Oxid) ermöglicht es, dass Licht, das mittels der lichtemittierenden Schicht 40 erzeugt wird, von einem Ort oberhalb der Abdeckung 10 sichtbar ist.
Die Farbe von Licht, das durch die lichtemittierende Vorrichtung 40 erzeugt wird, wird vorzugsweise mittels eines Farbstoffs oder Metalloxids, das in dem lichtemittierenden Material 46 vorhanden ist, gesteuert. Alternativ kann ein lichtemittierendes Material, das Licht in einem schmalen Farbbereich emittiert, wie z. B. grün, blau oder gelb, gemischt werden, um ein effektives weißes Licht zu erzeugen. Zusätzlich kann ein Farbstoff einer bestimmten Farbe zu dem lichtemittierenden Material 46 zugegeben werden, um eine unterschiedliche Farbe zu erzeugen. In dem Fall z. B., dass das lichtemittierende Material 46 blaues Licht emittiert, würde das Hinzufügen eines roten Farbstoffs bewir ken, dass die lichtemittierende Schicht 40 Licht einer Magentafarbe erzeugt.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel wird die lichtemittierende Schicht 40 durch eine organische lichtemittierende Diode (OLED) ersetzt, die ein kleines Molekül, Polymer oder einen anderen Typ eines amorphen organischen Materials anstelle des lichtemittierenden Materials 46 verwendet. Für den Fall einer Kleinmolekül-OLED wird ein organisches Material in einer Pulverform in einem Vakuum sublimiert, um die Diode zu bilden. Für den Fall der Polymermaterial-OLED wird das organische Polymer auf eine Oberfläche geschleudert, um die Diode zu bilden. Für diese Ausführungsbeispiele wird eine Wechselstromquelle 65 durch eine Gleichstromquelle vorzugsweise in dem Bereich von zwei bis acht Volt ersetzt, könnte jedoch auch ganze 16 Volt hoch sein.
Bei einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel kann der Tastsensor 20 durch eine beliebige durchscheinende oder transparente Einrichtung zum Bestimmen der Position eines Fingers oder Daumens eines Benutzers nahe der Oberseite des Tastsensors 20 ersetzt werden. Zusätzlich kann die lichtemittierende Schicht 40 durch eine beliebige Einrichtung zum Beleuchten der Einrichtung zum Bestimmen der Position eines Fingers eines Benutzers ersetzt werden. Ferner können zusätzliche lichtemittierende Schichten verwendet werden, um zusätzliche Farben zu erzeugen, die eine graphische Zeigevorrichtung, wie z. B. das Tastfeld 7, von der Unterseite der Zeigevorrichtung beleuchten.
6 ist eine isometrische Ansicht einer zusätzlichen lichtemittierenden Schicht, die unterhalb der lichtemittierenden Schicht 40 aus 2 positioniert werden kann, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. In 6 wurde ein isolierendes Material 180, das auch ein dielektrisches Material, wie z. B. Barium-Titanat, sein kann, auf die zusätzliche lichtemittierende Schicht aufge bracht, um drei separate Beleuchtungszonen zu schaffen. Vorzugsweise wird jede Beleuchtungszone mittels einer separaten Ausgabe aus der Beleuchtungssteuerung 168 gesteuert. Ferner liefern Signalmassen 170, 171 und 172 die notwendige relative Masse für jedes Wechsel- oder Gleichstromsignal, das mittels einer Lichtemissionssteuerung 168 an die drei Beleuchtungszonen angelegt wird. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden Schaltereingänge 160 und die Beleuchtungssteuerung 168 verwendet, um die Anregung jeder der drei Zonen, die in 6 gezeigt sind, zu steuern.
Die Anordnung aus 6 erlaubt eine unabhängige Steuerung über Licht, das von jeder der drei Beleuchtungszonen, die in der Figur gezeigt sind, erzeugt wird. Einer der Schaltereingänge 160 z. B. kann verwendet werden, um sichtbares Licht durch die Beleuchtungszone 146 hindurch zu erzeugen, wobei so Licht an einen kleinen Abschnitt des Tastfelds 7 geliefert wird. Mittels einer geeigneten Ausrichtung der zusätzlichen lichtemittierenden Schicht aus 6 innerhalb des Tastfelds 7 kann einer der Schaltereingänge 160 verwendet werden, um einen relativ kleinen Abschnitt der rechten Seite des Tastfelds zu beleuchten. Bei Betrieb in Verbindung mit der Tastfeldsensorsteuerung 32 aus 5 kann dieses Beleuchtungsschema verwendet werden, um anzuzeigen, dass das Tastfeld gerade verwendet wird, um eine Rollleiste zu steuern, die auf einer zugeordneten Computeranzeige sichtbar ist. Ähnlich kann, wenn die lichtemittierende Schicht aus 6 Licht erzeugt, das durch die Beleuchtungszone 142 hindurch sichtbar ist, dieses Beleuchtungsschema verwendet werden, um anzuzeigen, dass das Tastfeld 7 gerade verwendet wird, um eine horizontale Rollleiste zu steuern. Ferner kann die Beleuchtung beider Beleuchtungszonen 142 und 146 verwendet werden, um anzuzeigen, dass das Tastfeld 7 gerade verwendet wird, um die Ansicht der Anzeige innerhalb eines größeren Bereichs zu bewegen oder zu schwenken. Schließlich kann die Beleuchtung der Beleuchtungszonen 144, 142 und 146 verwendet werden, um den Normalbetrieb des Tastfelds anzuzeigen.
7 ist eine isometrische Ansicht einer lichtemittierenden Schicht, die eine Grafikfähigkeit bereitstellt, die gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgebaut ist. Die lichtemittierende Schicht aus 7 wurde partitioniert, um zahlreiche Beleuchtungszonen bereitzustellen, die jeweils separat mittels einer Beleuchtungssteuerung 268 gesteuert werden können. Bei dem Ausführungsbeispiel aus 7 umfasst jede Beleuchtungszone ein lichtemittierendes Material 246, das dem lichtemittierenden Material 46 der 2 und 5 ähnelt. Zu Einfachheitszwecken ist die Beleuchtungssteuerung 268 als mit der Unterseite einiger ausgewählter Beleuchtungszonen 240 gekoppelt gezeigt, obwohl es bevorzugt wird, dass die Steuerung mit jeder Zone gekoppelt ist, um eine Anregung der Unterseite jeder Zone zu erlauben. In einer ähnlichen Weise sind Signalmassen 270 als mit einigen ausgewählten der Oberseiten von Beleuchtungszonen 240 gekoppelt gezeigt; es wird jedoch bevorzugt, dass eine der Signalmassen 270 mit jeder der Oberseiten der Beleuchtungszonen 240 gekoppelt ist.
In 7 wurde isolierendes Material 280 auf die Zwischenräume aufgebracht, die zwischen benachbarten von Beleuchtungszonen 240 vorliegen. Dieses isolierende Material erlaubt die unabhängige Erzeugung von Licht von jeder von Beleuchtungszonen 240, da die Beleuchtungssteuerung 268 Anregungssignale von der Spannungsquelle 265 moduliert. Mittels der selektiven Aktivierung bestimmter Beleuchtungszonen 240 kann die Elektrolumineszenzschicht aus 7 verwendet werden, um Grafiken mit einer Auflösung zu erzeugen, die im Einklang mit der Größe und Anzahl von Beleuchtungszonen 240 steht. Ferner kann die Aktivierung und Deaktivierung der Beleuchtungszonen 240 in einer zeitabhängigen Weise moduliert werden, um sich bewegende Grafiken zu erzeugen.
Wenn Ausgänge der Tastfeldsensorsteuerung 32 schnittstellenmäßig mit der Beleuchtungssteuerung 268 verbunden sind, können Informationen in Bezug auf die Position eines Fingers eines Benutzers (wie z. B. des Fingers 8 des Benutzers aus 1) zu der Steuerung 268 befördert werden. Als ein Ergebnis eines Ermittelns des Orts des Fingers des Benutzers können die entsprechenden Beleuchtungszonen aus 7 selektiv entsprechend aktiviert und deaktiviert werden, wie in 8 gezeigt ist.
8 zeigt einen Finger (8) eines Benutzers, der gerade über ein Tastfeld (7) bewegt wird, während nahegelegene Beleuchtungszonen aktiviert sind. In 8 bewegt sich der Finger 8 des Benutzers in der y-Richtung in Richtung des Rückabschnitts 6 der Rechenvorrichtung 5. Dann der Finger des Benutzers bewegt wird, sind Beleuchtungszonen, wie z. B. Beleuchtungszonen 240 aus 7, als lichterzeugend gezeigt, wobei so für den Benutzer eine visuelle Rückkopplung in Bezug auf die Position seines Fingers über dem Tastfeld 7 bereitgestellt wird. Wenn der Benutzer ein Deaktivieren des Tastfeld 7 auswählt, erzeugen die Beleuchtungszonen kein Licht mehr, wobei so dem Benutzer angezeigt wird, dass das Tastfeld nicht mehr aktiv ist. Wünschenswerterweise kann der Benutzer das Nachleuchten der beleuchteten Zonen mittels einer Wechselwirkung mit einem Aufbauprogramm, das durch die Rechenvorrichtung 5 ausgeführt wird, beeinflussen. Dies erlaubt es, dass die Beleuchtungszonen für einen variablen Zeitraum beleuchtet werden können, nachdem der Finger des Benutzers über das Tastfeld läuft.
Das umgekehrte des Beleuchtungsschemas aus 8 ist ebenso möglich. Entsprechend wird, wenn ein Benutzer auswählt, das Tastfeldbeleuchtungsschema umzudrehen, das Feld allgemein mit Ausnahme des Bereichs, der nahe an dem gegenwärtigen Ort des Fingers des Benutzers ist, beleuchtet. Wünschenswerterweise kann der Benutzer das Nachleuchten der beleuchteten Zonen mittels einer Aufbauseite beeinflussen, wobei so erlaubt wird, dass die Zonen für einen variablen Zeitraum, nachdem der Finger eines Benutzers über das Tastfeld läuft, ausgelöscht werden können.
Bei einem Ausführungsbeispiel, das eine OLED umfasst, um die Funktion der lichtemittierenden Schicht 40 zu realisieren, können die Beleuchtungszonen 240 mit viel größerer Auflösung als in 7 gezeigt hergestellt werden. Diese Erhöhung der Auflösung, kombiniert mit dem korrekten Nachleuchten bei der Beleuchtung der Beleuchtungszonen 240 bringt die Fähigkeit für einen Benutzer mit sich, ein komplexes Zeichen, das mittels des Tastfelds eingegeben wird, anzusehen. So kann, wenn das Tastfeld 7 verwendet wird, um ein alphabetisches, pictographisches oder ein anderes Symbolzeichen einzugeben, eine Spur des eingegebenen Zeichens auf dem Tastfeld beleuchtet bleiben.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, das die Verwendung einer OLED umfasst, wird ein Tastfeld, das das Erscheinungsbild darstellt und die Funktionen der durch einen Benutzer definierbaren oder „Soft"-Tasten (F1–F12 auf vielen Standardtastaturen) durchführt, verwendet, um diese Tasten zu vergrößern oder zu ersetzen. So können Anwendungen, die eine Eingabe von diesen Tasten erfordern, dem Benutzer die Gelegenheit verleihen, das Tastfeld zu nutzen, um diese Informationen einzugeben. Ferner können weitere Anwendungen, die gelegentlich ein Fenster darstellen, das den Benutzer über eine spezifische erforderliche Aktion benachrichtigt, diese Informationen mittels des Tastfelds vorlegen. Das Tastfeld kann dann verwendet werden, um die erforderliche Eingabe zu empfangen, wobei so für den Benutzer eine weitere Einrichtung zum Eingeben der erforderlichen Informationen bereitgestellt wird.
Es lohnt die Anmerkung, dass aufgrund der durchscheinenden Natur der verschiedenen Schichten, die beim Aufbauen des Tastfelds 7 verwendet werden, weitere Schichten wie erwünscht hinzugefügt werden können. Diese Schichten können verwendet werden, um zusätzliche Farben über die zuvor erwähnten hinaus einzuführen. Diese Schichten können es dem Benutzer auch erlauben, die Anzeige kundenspezifisch zu erstellen, wie z. B. Auswählen einer rotlichtemittierenden Farbe, um anzuzeigen, dass das Tastfeld deaktiviert wurde, und Auswählen von grün, um anzuzeigen, dass das Tastfeld aktiv ist. Zusätzlich muss nicht jede Schicht die gesamte Fläche des Tastfelds umfassen. So kann eine bestimmte Schicht auf eine Seite des Feldes eingeschränkt werden und beleuchtet werden, wenn das Feld verwendet wird, um eine vertikale Rollleiste zu steuern. Eine weitere Schicht kann auf die Unterseite des Tastfelds (in der Richtung des Rückabschnitts 6 der Rechenvorrichtung aus 8) beschränkt werden, um eine Rückkopplung bereitzustellen, wenn das Tastfeld gerade verwendet wird, um eine horizontale Rollleiste zu steuern. Schließlich kann noch eine weitere Schicht hinzugefügt werden, um ein Symbol, wie z. B. ein Warenzeichen, Logo oder eine andere Aussage, darzustellen, die die Identität des Herstellers des Tastfelds oder der Rechenvorrichtung trägt.
Abschließend stellt ein beleuchtetes Tastfeld, das eine Rückkopplung auf Benutzereingaben darstellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Anzeigen des Betriebszustands des Tastfelds bereit. Das beleuchtete Tastfeld kann in Verbindung mit herkömmlichen kapazitiven oder resistiven Sensorarrays verwendet werden, die die Position eines Fingers oder Daumes eines Benutzers auf der Oberfläche des Tastfelds berichten. Neben der Bereitstellung einer Beleuchtung der gesamten Tastfeldoberfläche mittels einer einzelnen lichtemittierenden Schicht können mehrere Schichten zusätzliche Farben, Grafiken und Beleuchtung von Abschnitten, die spezifische Betriebsmodi anzeigen, bereitstellen.
Die vorstehende Beschreibung der spezifischen Ausführungsbeispiele enthüllt so vollständig die allgemeine Natur der Erfindung, die andere durch Anwendung gegenwärtigen Wissens ohne weiteres modifizieren und/oder für verschiedene Anwendungen anpassen können, wie z. B. spezifische Ausführungs beispiele, ohne von dem allgemeinen Konzept abzuweichen, und deshalb sollen derartige Anpassungen und Modifizierungen innerhalb der Bedeutung und des Bereichs von Äquivalenten der offenbarten Ausführungsbeispiele umfasst sein.
Es wird darauf verwiesen, dass die hierin eingesetzte Ausdrucksweise oder Terminologie der Beschreibung dient und nicht als Einschränkung.

Claims

Eine Vorrichtung zum Annehmen einer Bedienereingabe in eine Rechenvorrichtung (5), die folgende Merkmale aufweist: eine erste Schicht, die eine durchscheinende Abdeckung (10) umfasst; eine zweite Schicht, die eine Mehrzahl von Oberflächen (22) umfasst, wobei die Oberflächen entweder eine kapazitive oder resistive Oberfläche sind und unter Verwendung eines durchscheinenden und leitfähigen Materials aufgebaut sind; und eine dritte Schicht, die ein lichtemittierendes Material (46) umfasst, das ansprechend auf die Bedienereingabe Licht erzeugt, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Schicht mittels eines isolierenden Materials (280) partitioniert ist, um eine Mehrzahl von separat steuerbaren Beleuchtungszonen (240) zu bilden, wobei die Beleuchtungszonen (240) in einer zeitabhängigen Weise modulierbar sind, um sich bewegende Grafiken zu erzeugen.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Bedienereingabe entweder ein Finger (8) oder Daumen eines Benutzers ist, der an einem Ort nahe einer Seite der ersten Schicht positioniert ist, wobei die Seite gegenüber von der zweiten Schicht ist, wobei die Bedienereingabe verwendet wird, um einen Aspekt einer Computeranzeige (38) zu steuern, die durch die Rechenvorrichtung (5) gesteuert wird.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 2, bei der die Mehrzahl von Oberflächen (22) durch ein Ansprechen auf Verände rungen an einer Kapazität zwischen benachbarten der Mehrzahl von Oberflächen (22) funktionieren.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, die ferner eine vierte Schicht aufweist, die Licht einer unterschiedlichen Farbe als Licht erzeugt, das durch die dritte Schicht erzeugt wird.
Die Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Rechenvorrichtung (5) ansprechend auf die Bedienereingabe eine Softwareanwendung startet, die auf der Rechenvorrichtung (5) läuft.
Die Vorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, bei der das lichtemittierende Material (46) Licht erzeugt, das für einen Zeitraum fortdauert, nachdem entweder ein Finger (8) oder Daumen eines Benutzers an einem Ort auf der Oberseite der ersten Schicht positioniert wurde, wobei das Licht nur in einem Bereich nahe an dem Ort erzeugt wird.
Die Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der das lichtemittierende Material (46) Licht erzeugt, das für einen Zeitraum fortdauert, nachdem entweder ein Finger (8) oder Daumen des Benutzers an einem Ort auf der Oberseite der ersten Schicht positioniert wurde, wobei das Licht in anderen Bereichen als einem Bereich nahe an dem Ort erzeugt wird.