本发明的一个目的是提供一种能方便地将字母数字数据输入到便 携式电子设备如PDA中的系统。
本发明的另一个目的是提供一种不需要使用输入笔而能在与小型 电子设备相连的全功能袖珍键盘上完成数据输入的系统。
本发明的另一个目的是提供一种起到与PDA或移动电话相连接的 键盘的作用的电容敏感触摸板系统。
本发明的另一个目的是提供一种用于改进的因特网导航和数据输 入的系统。
本发明的另一个目的是提供一种能方便在万维网上的移动以及与 万维网的交互的专用网络导航装置。
本发明的另一个目的是提供一种使用更容易，并且小于常规键盘的 专用网络导航装置。
本发明的另一个目的是提供一种能方便地通过使用有线或无线技 术与网络连接的专用网络导航装置。
本发明的另一个目的是提供一种至少具有一个能使用户选择预置 网址并提供对预置网址访问的开关的专用网络导航装置。
本发明的另一个目的是提供一种包括有大量数据输入方法的专用 网络导航装置。
本发明的另一个目的是提供一种专用网络导航装置，该专用网络导 航装置包括一个小型键盘，一个单独的触摸板，和一个用于现场传送或 录制语音信息的麦克风。
本发明的另一个目的是使提供的专用网络导航装置包括能识别出 哪个键被用户按下的声音反馈。
本发明的另一个目的是提供一种专用网络导航装置，该专用网络导 航装置能使包括滚动和网页放大和缩小的其他方便的网络导航选项得 以实现。
以上目的都在一个利用手指触摸电容敏感触摸板来操作小型键盘 的系统和方法的具体描述的示例性实施例中得以实现。在一个当前的较 佳实施例中，触摸板被划分为多个预置区，这些预置区被分配了键盘上 所有的各种字符。触摸板键盘相对较小以能使其与信息设备相连接，并 以适用于该装置的通常方式进行操作。
根据本发明的第一方面，能向用户提供声音反馈以使用户知道有个 按键被按下。
根据本发明的第二方面，声音反馈足够明确以能识别出所按的按键 的标识符，例如，通过语音说出按键的名称。
根据本发明的第三个方面，触摸板键盘包括一个布置在触摸板键盘 一侧能快速和方便地实现滚动类型功能的机械轮。
根据本发明的第四个方面，触摸板键盘用于对因特网的数据输入， 以及简化网络导航。
根据本发明的第五个方面，触摸板键盘布置在与计算机或其他网络 浏览器终端连接的手持网络导航和字母数字数据输入装置之中。数据输 入装置包括一个可使用手指的触摸板键盘，以及一个用于完成含有网络 导航和光标控制行为的单独的触摸板表面。
根据本发明的第六个方面，网络导航装置最好包括一个麦克风，以 简化语音信息的录制，或是经因特网的语音数据的发送。
根据本发明的第七个方面，数据输入装置包括至少一个专用开关， 该开关使网络浏览器访问和显示所需网站上的数据。
根据本发明的第八个方面，数据输入装置包括触摸板表面，该触摸 板表面用于完成如网络导航、光标控制、选定或取消目标、网页内的滚 动和网页的缩放等事情。
结合附图和考虑到以下的详细描述，本发明的这些和其他目的、特 征、优点和其他方面对那些熟知本领域技术的人员将会变得更明显。

图1是根据示出的较佳实施例原理制成的触摸板键盘的顶视图；
图2是较佳实施例的触摸板键盘实施的操作流程图；
图3是通过通信端口连接从而能在其间发送数据的PDA和触摸板 键盘；
图4是经电缆将PDA与触摸板键盘连接的另一个实施例；
图5是在触摸板键盘中嵌入一滚动轮以易于对便携式式信息设备 显示屏上的数据进行操作的触摸板键盘；
图6是当有声音反馈时在触摸板键盘电路中的处理过程的逻辑方 框图；
图7是在网络导航和数据输入装置中使用触摸板键盘的另一个实 施例的方框图。

现在参考附图，附图中本发明的各种元件将给出数字标号，以及附 图中对本发明的讨论，使熟知本领域的技术人员能够制造和使用本发 明。应当理解以下的描述仅是对本发明原理的解释，而不应视为是对本 发明随后的权利要求书的限制。
本发明当前的较佳实施例是一个电容敏感触摸板键盘。在触摸板键 盘中所用到的技术来自于Cirque公司的触摸板技术，并应用于Cirque 公司各种线路的计算机触摸板中。触摸板技术基于能在美国专利 5,305,017、5,861,875、5,565,658、5,757,368、和5,767,457中找到的方 法。该技术同样可在申请号是09/603,417于2000年6月22日递交的共 同未决非临时申请的美国专利申请中找到。
图1是利用Cirque公司电容敏感触摸板技术的触摸板键盘10的顶 视图。触摸板键盘之上布置了一个键盘布局12(网格线)。注意到键盘 覆盖层12仅对用户有用，其实际上不向触摸板电路提供信息。电容敏 感触摸板背后的技术仅是在使触摸板键盘10检测和确定手指在触摸板 表面上的位置时才重要。因此，触摸板能确定定点设备的出现，如手指， 以及之后对准以确定手指位置。
图2是发生在触摸板电路中的相关处理过程的流程图。该流程图将 说明当前较佳实施例的功能。第一个步骤100用来检测触摸板键盘10 上的目标的出现。之后下个步骤102用来对目标的具体坐标定位或对准。 通过使用触摸板电路的不同软件和硬件完成目标位置精度的确定。但 是，应当知道本发明必须达到的精度仅是能足以确定目标位于哪个区域 而不是确定该目标在该区域内的什么地方接触。
一旦触摸板键盘10确定了目标在哪里与触摸板表面接触，有必要 在步骤104中确定对应于所确定位置的区域。因此，必须有个数据库来 定义触摸板键盘10上每个区域的边界。
该区域对应于具体的键盘按键。因此下个步骤106确定触摸板键盘 上的哪个按键对应于所接触的区域。之后有必要在步骤108中确定对应 于该按键的信号。显然，信号可能是对所使用的具体电子设备是独一无 二的。之后在步骤110中该信号被发送到电子设备中。
步骤106和108涉及转化过程。换句话说，来自一个信源的信息在 下一步骤中被用来识别信息。这些转化过程典型地通过数据库来完成。 在当前的较佳实施例中，数据库可以是一个查阅表。因此，查阅表被编 程为对应于所需键盘覆盖层12显示的区域。一旦确定了对应区域，触 摸板电路生成适当的信号。
该适当的信号可以是电子设备被设计接收的对应于所触摸的区域 或按键的任何信号。例如，某个信号对应字母“A”，而不同的信号对 应字母“B”。因此，触摸板电路包括一个生成适当信号的信号发生器。
早已指出触摸板键盘10从物理上和逻辑上被划分为不同的区域或 范围。换句话说，触摸板键盘12包括一个在触摸板表面上作为物理分 区的键盘覆盖层12。每个区域典型地定义了一个单键。但是，模式键可 以改变其他区域生成的字符。
利用软件或固件来确定手指或其他指示装置在哪里与触摸板键盘 接触。这是区域的逻辑划分。换句话说，触摸板感应手指在触摸板表面 上触摸的任何地方，但按查阅表或其他数据库结构所定义的将触摸板表 面划分为不同的区域。因为区域是在软件或固件中定义的，因此如果需 要不同的键盘格式或覆盖层时，可方便地修改这些区域。
应该注意的是图1中的键盘覆盖层12仅是对任何可能布局的一个 例子。例如，键盘布局12可以对应于一个完全的QWERTY键盘。然 而，应当注意，大多数的便携式电子设备是不能识别QWERTY键盘上 出现的所有按键的，例如功能键或ALT键。这是因为，这些按键对便 携式电子设备的功能是多余的。大多数便携式电子设备仅关注基本字母 数字数据的输入，例如字母表和数字0到9。其甚至不需要提供小写字 母和大写字母。尽管如此，本发明当前的较佳实施例能提供对应于 QWERTY键盘上的所有按键的信号。
限制键盘布局12上可使用的区域数目的一个充分的理由是触摸板 键盘10的尺寸大小。触摸板键盘10的宽度和长度尺寸可以改变，但其 典型的尺寸是信用卡大小。根据这样的尺寸，以及根据最好不使用输入 笔这一事实，实际应用限制了可布置在触摸板表面上的按键数目。因此， 模式键对改变对应区域的定义是有用的。应当注意，典型的触摸板键盘 10的厚度相对很薄，例如3-5mm。但是，如果有需要也可改变厚度。
已经指出本发明触摸板键盘10较佳的应用是将其与一个电子设备 一起使用。例如，考虑使用PALMPILOT(TM)或其他的PDA。本发 明的优点在于提出了一种在使用中无须将PALMPILOT(TM)放下的 键盘。因此，可以在拿着PDA的同时能使用该键盘。
图3是触摸板键盘10与PDA 20一起使用的说明。PDA有一个布 置在下缘的通信端口22。在触摸板键盘10的上缘上有一个可兼容的通 信端口24。当这两个通信端口连接到一起时，触摸板键盘10应相对PDA 20相对固定以使该组合更容易在一只手中被抓牢。而另一只手可以空出 来按所需的按键。
在另一个实施例中，可能需要在PDA 20的放置位置和触摸板键盘 10之间保留一定的距离。因此，图4是通过电缆30连接通信端口22 和24的说明。电缆30的长度可以改变。
在另一个实施例中，可以认识到键盘可以更好地完成电子设备的其 他一些功能。例如，滚动是希望的特征，特别是工作在一个窄屏幕上时。 PDA20甚至可以有专门用于这个功能的按键。然而，难于为这些按键找 到位置，并且肯定不能放在触摸板键盘10上。因此，图5示出了含有 滚动轮42的触摸板键盘40的一部分。滚动轮42布置在触摸板键盘40 里，但从触摸板键盘中露出一个边缘以使用户上下滚动滚动轮。其边缘 应开槽以保证与手指或拇指的良好接触。
在另一个实施例中，触摸板键盘的尺寸非常小，以至于有些人不能 马上确定他们是否真的触摸了所需的按键，特别是如果所附着的PDA 上的显示屏难于看见的时候。因此，可能给用户提供一种声音反馈。声 音反馈可以采取对所按的按键或区域的名字发音的形式。音量可以较低 但要能听到。声音反馈的实现需要在触摸板电路上增加新东西，包括扬 声器和存储芯片，存储芯片包括了每个区域所要播放的数字化的声音。
图6是发生声音反馈所必须的触摸板电路元件的逻辑方框图。触摸 板电路逻辑图50包括电路52用于检测目标和确定目标位置，查表处理 54用于确定对应于目标位置的按键，查表处理56用于确定对应于按键 的信号，以及发送处理58。然而，一旦按键被确定，该信息能被送入到 处理60用于确定存储器中存储的声音消息。之后，声音信息被送至麦 克风62中发出声音。
在另一个实施例中，想象有可能将触摸板键盘与PDA或其他电子 设备始终连接。例如，触摸板键盘可以放置在一个盖子的下面，当电子 设备不用时该盖子通常向下折叠位于显示屏上面。因为触摸板键盘的宽 度比其长度宽，有必要将触摸板键盘改变方向以适合位于盖子下面。
图7示出了另一个本发明可选实施例，一个通过有线或无线链路与 作为网络浏览器终端72操作的计算机或其他装置连接的数据输入装置 70。计算机或网络浏览器终端72依次与因特网74和万维网(网络)连 接。应当注意，网络浏览器终端72也可以是与因特网74连接的电视。
在详细解释数据输入装置70以前，应当知道网络提供了对多个网 页组成的网站的访问。因特网访问也意味着用户可经因特网74采用其 他方便的通信形式，如电子邮件，语音电子邮件，以及现场语音和声音 通信。
通过所公开的本发明的布局和功能，本发明期望提出一种更方便的 数据输入和网络导航的方法。例如，这种布局有助于通过沿边缘或底部 提供的抓取面在一只手中抓住或拿着装置，而用另一只手使用数据输入 表面。用户可以坐在椅子里，远离标准尺寸的键盘，很容易地在因特网 74上冲浪。通过提供的小型触摸板键盘76，用户不需要探身过去输入 任何字母数字数据。全功能键盘76以触敏表面的形式来提供，例如， Cirque(TM)公司的触摸板。触敏表面最好是一个具有定义了键盘按 键的覆盖模板的电容敏感表面。覆盖层能够较例如LCD显示器生成更 好的图形。
应当明白，覆盖层或触敏表面能向用户提供触觉反馈。例如，覆盖 层上隆起的部分能区别各不同的按键。另外，不同的按键能具有不同的 纹理。然而，所有的纹理和隆起表面都可以不要以使覆盖层能与触摸板 表面保持平整而使触摸板摸起来平滑。
触敏表面提供了与在表面上的手指或输入笔位置有关的信息。该信 息被翻译以使对应于触敏表面上那个位置上的按键能被输入到计算机 或网络浏览器终端72中。例如，触敏表面能给按键提供计算机或网络 浏览器终端72期望看到的ASCII码。
与触摸板键盘70相结合的是向用户生成有关所按的所有按键标识 符的反馈的能力。该信息对用户是有益的，因为减小了触摸板键盘70 的尺寸。用户仅知道一个按键被按下是不够的，因为用来精确按键的手 指可能未对准所需的按键。因此，本发明该实施例对每个按键提供了一 个唯一的言词形式的声音反馈。
例如，如果用户按空格键，数据输入装置会使数据输入装置向扬声 器发送一个信号，从而几乎在同时使扬声器播放单词空格(“SPACE”)。 扬声器可位于计算机或网络浏览器终端72中，或甚至是数据输入装置 70本身。重要的是用户会听到对应于键盘上所按的按键的数字化语音表 达。以这种方式，用户就不会对哪个按键是刚被用户按的感到迷惑。
而且，假如是小尺寸的触摸板键盘，用户可能不会抬头看显示器被 敲入了什么字，而是相反向下看键盘。因此，用户无须停下来去阅读什 么字是刚被敲入的就能立即知道是否有按键被按错。用户能甚至无须停 下不看数据输入装置70就能退后一格删掉不正确的字符，之后再重新 敲入正确的字符。
那些熟知现有技术的技术人员理解还可以有其他的方法来实现这 种所需的声音反馈。例如，计算机72可用软件驱动器来编程。驱动器 截取代表刚按的按键的ASCII码，并执行使代表所按按键的数字化语音 在扬声器中输出的子程序。
在触敏表面与专用触摸板键盘合并在一起的是一个单独的触摸板 78。触摸板78同样也可以是已能提供所需要网络导航特征的Cirque (TM)牌的触摸板。这些特征包括如光标控制，网页间的前后移动的 网络导航，目标的选取和取消，目标的拖放，网页内的滚动，网页的放 大和缩小。
应当注意以上所描述的特征是对网络导航所常用的或期望的特征。 然而，因特网74并且特别是网络是动态的。因此，应清楚地指出触摸 板78是可编程的以包括其他所需的导航特征。在目前，本发明的触摸 板包括一个布置在触摸板最右手侧的滚动区，用于在页面内上下滚动， 在触摸板顶端的滚动区用于在网页间前进或后退，布置在触摸板底部的 滚动区用于在页面内左右滚动，在触摸板的最左手侧的滚动区用于放大 和缩小。分别在触摸板78上敲击一次或两次以激活单击和双击。通过 简单地触摸触摸板78并然后移动手指使光标移动。
在另一个实施例中，应当认识到触摸板78能起到记录签名的作用， 或甚至起到数字化输入板的作用。通过提供一个单独的触摸板表面，本 发明使用户避免了对在一个单独的触敏表面上同时有键盘和触摸板的 混淆。在优选实施例中，触摸板键盘76放在触摸板78的上面，但显然 这种结构在其他的实施例中可以改变。
因为本发明同时包括了键盘76和单独的触摸板78，因此至计算机 或网络浏览器终端72的数据流需要包括两种类型的信息。那些熟知本 领域技术的技术人员应知道触摸板键盘76和触摸板78中的数据能被例 如，采用分组方案发送。每个分组标识数据源，以使分组被发送到适当 的输入端。
还应当注意，优选实施例仅需一只手来拿数据输入装置70。优选 地，按触摸板键盘76上的按键和使用触摸板78不会引起数据输入装置 摆动或造成数据输入困难。这是因为该实施例中包括了一个与装置下侧 面上的垂直轴对齐的手柄。因此，数据输入装置70在使用时不需要用 来放置的膝盖或桌面。另外，手柄也能有角度或制成水平，这取决于用 户的偏好。
在这个实施例中，数据输入装置70也包括至少一个用于快速访问 所选择的网站的开关。换句话说，根据开关的激活使网络浏览器终端72 显示网站。
开关也是可编程的以能够只需简单地触摸或按下开关就能转到任 何所需的网站。开关也可用临时的覆盖层模板标记，或使用其他更长久 的标记方法。
在另一个实施例中，可以预见用来捕获压敏纸上的签名从而提供该 行为的有形记录。应当设想本发明能在其他的网络上以及使用，除那些 由网络或因特网74提供的以外其他协议而能正确运行。
还应假定用于网络导航的触摸板78响应于手指或输入笔，并且象 任何类型的触摸板一样起作用。触摸板最好采用基于电容的技术，电磁 技术，超声波，光学，电阻膜，或其他手指或输入笔响应装置。开关或 多个开关和键盘较佳地基于机械开关，膜开关，橡胶拱顶开关或任何其 他适当的开关激活技术。
数据输入装置70和网络浏览器终端72之间的通信链路可能包括有 线、无线、红外、射频、超声波等。网络浏览器终端应被认为包括有计 算机游戏控制台，WEBTV，带数字机顶盒的电视等。
计算机或网络浏览器终端72和网络之间的连接应当包括电话调制 解调器，有线电视调制解调器，DSL，蜂窝电话，光纤电缆，RF卫星 调制解调器，T1，T3，以太网，双绞线电缆等。
较佳实施例的另一个特点是数据输入装置70是可配置的。数据输 入装置70可使用与装置一起发送的配置设置进行配置。另外，用户可 以访问在网站上能得到的预配置设置。因此，数据输入装置70，计算机 或网络浏览器终端72可将设置存储在非易失性存储器中，如快闪存储 器或存储在硬盘中。
应当理解以上描述的结构仅是用来对本发明原理应用的说明。在不 脱离本发明的精神和范围的情况下，熟知本领域技术的技术人员可做出 多个修改和替换方案。所附权利要求书覆盖了此类修改和方案。