CN1330303A - 用于实现用户接口的可佩戴电器及其中的接口控制方法 - Google Patents

用于实现用户接口的可佩戴电器及其中的接口控制方法 Download PDF

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Abstract

一种具有高分辨率显示器同时能够无线地访问来自网络和其他不同设备的信息的可佩戴移动计算设备/电器(例如腕戴手表)。该移动计算设备/电器包括一个利用基于玻璃框的输入机构的用户接口,该基于玻璃框的输入机构所包括的玻璃框环能够转动和被压下以便生成转动事件和轮击事件两者,从而允许不同显示的正文和图形项目进行滚动、选择和输入。

Description

用于实现用户接口的可佩戴 电器及其中的接口控制方法
本发明一般涉及移动计算设备例如个人数字助理(PDA)、蜂窝式电话、传呼机等，更具体地涉及一种能够无线地访问信息及具有配备有基于玻璃框滚动机构的交互式用户接口的可佩戴设备/电器(例如腕戴手表)，它允许通过用户接口将所显示正文单元和图形单元进行滚动、选择和输入。
计算、移动和无线通信技术已经在多种多样的功能强大的用户友好设备例如个人数字助理(PDA)、蜂窝式电话、传呼机之中迅猛发展并登峰造极。当今有可能购买手持PDA例如Palm Pilot那样的掌上计算机，它利用无线通信设备并且将计算、电话/传真和网络化特征融为一体。传统PDA可以用作一个蜂窝式电话、传真发送机和个人秘书(organizer)并且它是基于笔的，要求用触笔输入文本。这样，这些设备包括了手写字体识别特征，并且甚至可能利用对语音输入作出反应的语音识别技术。小设备，例如RIM 950和Motorola Page Writer2000传呼机将小键盘用于输入。
当今工业界在减少尺寸和功率要求两者的同时努力提供增长的类似桌上PC的功能来促进技术进展。最近已经试图将以上所述设备的某些性能组合入腕戴手表中。然而当今只有特殊的可佩戴手表设备才在计时功能之外还能够用作指南针、或全球定位系统(GPS)、或气压计或心律监测仪、个人手持系统(PHS)、传呼机等。这些现有特殊功能手表的缺点是它们之中大多数笨重、多半与因特网或其他PC/网络设备脱离、电池寿命有限和难于使用。这些当今可用的特殊功能腕戴手表所附加地具有的用户接口在能够显示的内容方面极其有限。例如，在数字手表中设置时间的问题上，现在用户只能单独地设置小时和分钟，而且只能在一个方向内增加时间。此外，它们之中大多数具有6至8个能够用于显示6或8个数字/字符的七段LED或LCD，以及只在显示器内的固定位置上具有小量能够显示上午/下午、闹钟开/关等的标示器。现在市场上出现的少量手表具有略为丰富的显示性能。无论如何，这些不同缺点必须解决，否则这些手表没有竞争力来成为畅销产品。移动计算的应用对腕戴手表的设计提出了挑战，因为手表是小设备。也即，要将部件和电源设备例如电池装入这样小的体积内以及手表的显示屏尺寸有限都给设计加上限制，而这些限制必须克服。解决这些问题是值得的，因为手表是一种有吸引力的东西，1)它是全世界很大一部分居民早已习惯的少数设备之一，2)它是差不多任何时间都可以使用的，以及3)它不容易丢失。
因此非常希望提供一种可佩戴设备/电器(一种腕戴手表)，它们能够无线地访问信息及配备有交互式用户接口和高分辨率显示器以便提供各种类似桌上PC的功能。
当今涉及人们计算机交互操作的文献已经指示，在立体音响设备、汽车收音机和电气仪表中转动拨号和拨号型机构的使用比线性滑动器、按钮等更为广泛。现在某些机械类型的手表配备有玻璃框机构，它是一个环，适配于手表的周界并且支持连续转动以便控制手表面显示的各种机械产品，例如提供不同闹钟设置或计时功能。美国专利D409,924号公开了一种手表玻璃框，它具有写于玻璃框上用于指向手表时针或分针的标记/正文。由于玻璃框可以连续地转动并且允许精细定位，它是一种方便的机构。
例如，在以Timex“转动启动”手表为例的当今基于玻璃框的闹钟设置特征中，玻璃框配备有两个分别用于设置闹钟小时和分钟位置的标记。在这一应用场合中，在转动玻璃框时也可转动标记以便机械地例如通过第一标记设置来选择小时值，以及通过第二标记设置来设置分钟值。在这类手表中玻璃框的设置与按钮或开关机械地协同操作和交互操作，它可以拉出和推入以便确认由玻璃框位置所标示的闹钟设置。在另一个例子中，可以使用玻璃框来测量所度过时间或提供剩余时间特征。手表面上玻璃框的一个另外用途是使它配备有对应于世界上各城市位置的标记，以使人们可以将标记置于特定时间设置点，以及实施一种根据当今本地时间来确定该城市(或时间带)中当今时间的特定算法。玻璃框机构的另一个应用场合包括提供用于标示航行方向的指南针标记，例如作出经度/纬度调整。
然而，现在情况是以上所述所有这些玻璃框腕戴手表是机械玻璃框并且无法生成可由微处理器解释的电气信号。
因此附加地非常希望提供一种配备有交互式用户接口和高分辨率显示器的可佩戴电子设备/电器(一种腕戴手表)，用于提供各种类似桌上PC的功能以及进一步实现一种玻璃框控制机构，用于允许通过用户接口将显示的正文和图形进行滚动、选择和输入。
本发明的一个目的是提供一种能够无线地访问信息并且配备有交互式用户接口和高分辨率显示器从而提供各种类似桌上PC的功能的可佩戴设备/电器(一种腕戴手表)。
本发明的另一个目的是提供一种具有交互式用户接口的可佩戴设备/电器(一种腕戴手表)，该交互式用户接口所配备的玻璃框控制设备用于允许通过用户接口将显示的正文和图形进行滚动和选择。
在优选实施例中，如此处将要更详细地描述的，滚轮设备包括一个玻璃框，它可以转动和下压以便生成转动事件和轮击事件两者，用于允许滚动、选择和输入正文和图形显示项目。
根据本发明，提供了一种用于动态地控制可佩戴电器中的用户接口功能的系统和方法，该可佩戴电器包括一个用于显示正文和图形项目的高分辨率显示器以及一个具有能够转动和被启动以便执行用户接口功能的玻璃框的基于玻璃框输入设备，所述方法包括以下步骤：通过显示器生成用户接口功能的显示内容和启动它的光标滚动元件的显示；响应于玻璃框的转动而生成信号以便使光标通过显示的图形和正文项目进行滚动；响应于基于玻璃框的输入机构的启动而生成信号以便选择由光标增亮的显示的图形和正文项目；以及接收各信号和通过用户接口来实现各显示项目的滚动、选择和输入。
参照阅读以下说明、所附权利要求书和附图，能够更好地理解本发明的装置和方法的进一步特征、方面和优点，附图中：
图1示意性阐述本发明的可佩戴信息访问腕戴手表设备。
图2是用于阐述实施本发明基于玻璃框的输入机构的腕戴手表设备10的硬件体系结构的详细框图。
图3阐述腕戴手表设备10的软件体系结构200。
图4阐述一个示例性腕戴手表系统显示300，提供用于启动腕戴手表设备中提供的个人信息管理应用程序的可选图标的主菜单。
图5(a)和5(b)阐述用于通过玻璃框控制机构来完成时针和分针闹钟设置功能的示例性腕戴手表设备显示350。
图6(a)和6(b)阐述用于实施玻璃框控制机构的电子腕戴手表设备的相应的前视图和侧视图。
图7阐述示例性腕戴手表系统显示450，用于提供位于圆形环中的字母，以供玻璃框控制机构选择。
图8(a)阐述基于玻璃框的输入机构，它包括用于启动腕戴手表设备中提供的个人信息管理应用程序的可选图标的菜单。
图8(b)阐述图8(a)的基于玻璃框的输入机构，它包括用于启动图标选择的可挤压垫圈。
图1示意地阐述本发明的信息访问可佩戴腕戴手表设备。系统将此处所谓“腕戴手表”10看作一个正常手表，但它能够从用户携带的相伴设备例如PC、移动计算机、其他普及设备中以及通过无线通信机制直接从网络中接收信息。
如图1中所示，腕戴手表设备10是基于模块化概念的，它设计为包括一块最小尺寸的母板或基板20，它利用最新技术，这将更详细地加以描述。具体地，基板20可以实施为不同类型用于实现不同功能的壳25a、...、25c中。例如，基板20可以实施在一个基壳25a中，用于通过触摸屏显示器提供类似掌上计算机的功能；一个无需手操作的移动壳25b，除基本桌上计算机功能之外，用于提供与GPS的通信接口和移动电话通信能力等，同时包括一个触摸屏显示器、滚动/指示设备及话筒和扬声器设备；以及一个扩展功能壳25c，用于提供触摸屏、按钮和对不同设备例如GPS/指南针、温度计、气压计、高度表等的支持。
图2是用于阐述表盘设备10的硬件体系结构的详细框图。如图2中所示，基板20包括一块第一板或主卡50，用于容纳核心处理单元、I/O和存储器。例如，主卡50包括一个CPU 55例如Cirrus LogicCL-EP7211，它是一个埋有单芯片的控制器，用作超低功率应用的CPU，并且配备有处理和加强存储管理特征，具有与100MHz奔腾芯片等效的功能。核心处理单元可以在2.5伏下工作以便使板的尺寸最小，它可以配备有3.68MHz瓷谐振器57，用于生成主频时钟和定时信号。主卡50附加地包括足够的非易失性和易失性存储器，包括例如用于支持系统代码的64Mbit EDO DRAM 58和SRAM/闪烁存储器59。腕戴手表10的一个通信子系统包括一条视线红外数据协会(IrDA)通信接口，它具有安装于卡50上的用于直接与包括IrDA SIR协议编码器在内的CPU55的接口解码器插针连接的低功率IR收发信机模块60。第一卡50附加地包括不同模数转换器(ADC)、存储器刷新逻辑电路和工业标准接口例如小型闪烁接口以使例如其他设备能够附加于腕戴手表10上。可以附加地包括其他接口例如统一串行总线(USB)和I2C等。图2还将主卡阐述为包括电源子系统，该电源子系统包括一个可充电锂聚合物类型电池65和一个用于支持宽动态范围的腕戴手表系统/子系统负载的直流至直流转换器66。
再次参照图2，主卡50没有音频能力但却在扩展组合件(未示出)中配备有辅助卡的PCM音频接口，也即在用于支持PCM音频的扩展壳腕戴手表设计中的卡75或80。具体地，所实施的辅助卡75、80分别包括一个扬声器和话筒组合77、83，其中该话筒用于记录可以由处理器子系统处理的或者存储于存储子系统中以备随后回放的语音输入，以及该扬声器用作用于提供语音输出、产生定制音调和允许与其他收听设备实现语音连接等。如图2中所示，每个扬声器/话筒组合77、83连至相应的脉冲编码调制PCM编解码设备(CODEC)78、84，它们由相应的PCM接口79、89控制而连至CPU55。辅助卡75、80附加地配备有不同通信子系统，它们包括低功率和中间功率射频通信设备，用于支持与移动计算机、移动电话、可携式手持设备的通信线路及与因特网的连通性的无线应用协议(“WAP”)。在一个实施例中，具体的通信子系统包括用于支持蓝牙81的电路或类似小型(small-factor)、低费用无线电辨别电路，例如RF调制解调器76，以及可能包括其他低功率无线电和Flex-寻呼通信线路(未示出)等。例如，如图2中所示，辅助通信卡80实施射频(RF)通信的蓝牙工业标准，然而应该理解，也可同样地实施其他标准例如IEEE 802.11或其他RF协议。此外，这些通信协议的各部分可以在主卡50的处理器中实施以使所需元件数量最少。主卡50上的CPU系统最好利用一个第一通用异步接收机发射机(UART1)设备(未示出)，用于支持RF调制解调器76或者蓝牙81通信功能，并且可能配备有一个第二UART设备(UART2)，用于支持数据下载功能，例如自PC或网络服务器下载。应该理解，可以实施任何类似的数据传输机制或数据交换接口设备以便提供数据下载和RF通信支持功能。
为与设备进行交互操作，腕戴手表系统10配备有触摸屏/板90，它具有适合于标准手表的形状，还配备有滚轮机构，即微动编码器95。触摸屏允许通过用户物理地输入一个潦草书写的“花体字”来直接启动应用程序，其书写方式犹如名为“智能化手表上启动基于潦草字体的应用程序”的共同拥有的共同未决美国专利申请第________号[YOR92000-0234，律师卷号13577]中所描述的，它的全部内容和公开内容可以包括于如同此处全部阐述的参考内容内，并且触摸屏可能通过物理地触摸一定腕戴手表显示区域来启动其他应用程序/操作/事件。在一个实施例中，触摸屏配备有一个四(4)位触摸屏。例如，可以物理地触摸触摸屏的一定区域以便向前和向后浏览腕戴手表显示区域。滚轮机构95可以滚上或滚下(即顺时针或逆时针)以便仿真文本和图形的显示光标滚动功能，并且具体地生成各信号，以便进行A/D转换而由处理器接收从而允许腕戴手表显示光标移动，更具体地允许箭头光标或其他显示的指示器进行移动从而提供约会更新和浏览功能。优选地，当滚轮机构移动量超过预定量例如20E度时，该轮生成一个犹如鼠标设备滚动时生成的信号。如果用户连续地滚动该轮，则该轮每转动20度(此后称为“转动事件”)就生成一个信号，该生成的事件包括一个用于标明该轮是顺时针转动还是逆时针转动的标示。以此方式，处理器跟踪滚轮的方向，因此也即光标在具体显示区域上的移动方向。可以附加地将滚轮机构推或压以便生成一个信号(此后称为“轮击事件”，类似于击键或鼠标点击事件)，用于启动所选应用程序、超连接或菜单项目。在一个实施例中，滚轮设备可以包括一个仪表盘，它可转动或压下以便同时生成转动事件和轮击事件两者，其方式犹如名为“智能化手表的基于仪表盘的输入机构和用户接口”的共同拥有的共同未决美国专利申请第________号[YOR92000-0235，律师卷号13578]中所描述的，它的全部内容和公开内容可以包括于如同此处全部阐述的参考内容内。应该理解，可以实施其他类型的滚动设备来提供光标移动，例如滑动器。此外，可以实施标准按钮以便提供选择功能。
如图2中进一步所示，不同模数转换器(ADC)68支持一个与触摸屏显示屏90的接口，和一个与滚轮机构95的微动编码器或按钮的接口。用于容纳高分辨率(等效于VGA)发射有机发光二极管(OLED)高反差度显示器100的单元98配备有一个接口69。此外，基壳的主卡50与一个蜂鸣器63接口，CPU 55使用其蜂鸣器接口和定时器计数器直接控制该蜂鸣器。为检测手表的姿态，还提供了一个机械四路倾翻传感器72，它包括各机械开关(用于检测倾翻角度)，后者产生可由CPU检测的各信号。此传感器可用于不同目的，例如电源管理、显示控制等。在优选实施例中，附加传感器可以通过接口附加于腕戴手表设备上。各例子包括附加的倾翻和移动(速度、方向)传感器，环境传感器例如热传感器、气压传感器，健康监视传感器例如血压传感器等。因此腕戴手表为传感器提供显示，并且还能够分析自各传感器收集的数据。
更具体地，图2的高反差度显示器100不需要背景光来照亮显示。因此显示器消耗的功率正比于显示器上显示的象素数量。由于各象素优选地包括发光二极管，该显示器在夜间也自动地可见，因此用户不必按动任何按钮来看显示。此外，OLED显示器100可以从广大的不同角度来清楚地观看，这些显示的亮度通过限制向二极管输入的电流量来进行控制。在一个实施例中，OLED芯片100是高分辨率象素可寻址显示器，例如640×480，用于允许在手表面上显示不同文本和图形项目，这类似于计算机屏幕或Palm Pilot_上显示的内容。例如，可以在手表面上画出时针和分针来显示时间。此外，当某些时候希望显示一幅照片时，可以抹去手表面上显示的指针。
图3阐述腕戴手表设备10的软件体系结构200。在它的最低层，腕戴手表系统运行操作系统210，例如LINUX 2.2.1，这允许多个用户层和核心层线程运行并且支持多任务和多用户操作。为每个输入/输出子系统配备设备驱动程序，这些设备驱动程序处理低层设备相关代码和接口以使高层应用编程接口(API)能够实施于它们之上。为每个输入/输出子系统配备的设备驱动程序包括一个串联I/O系统驱动程序212、IrDA系统驱动程序214、RF调制解调器子系统驱动程序216、蓝牙系统驱动程序218、闪烁存储器220、触摸屏子系统驱动程序222、LCD子系统驱动程序224、OLED子系统驱动程序226、滚轮子系统驱动程序228和倾翻传感器设备驱动程序229。在这些设备驱动程序之上提供了客户-服务器图形子系统230、存储子系统管理程序240和同步化子系统管理程序250，用于在应用程序、屏幕的更新操作等之间接收和发送I/O事件。应用程序编写人员可以使用图形库以便显示定制的屏幕。提供一个用户接口管理程序255以便处理自用户输入设备例如滚轮、仪表盘(即微动编码器)和触摸屏接收的用于合适的应用程序的事件。提供一个通信子系统管理程序260以便处理来自通信信道的事件并且传送各事件至相关的应用程序从而设置条件来进行数据传输。根据本发明的原理，提供一个同步化管理程序250以便使腕戴手表设备与其他设备之间的数据传输同步化。具体地，它自通信信道接收事件并且与相关的应用程序一起操作以便将发送的数据解码以及为接收数据的应用程序更新数据。一个例子是对日历事件的更新。提供一个全系统电源管理程序270以便监视和控制设备上的功率消耗，并且与其他子系统例如操作系统调度程序通信以便优化设备的电池寿命。例如电源管理程序270测量电池中剩余电能，估计运行应用程序所需电能，然后当电池电能开始消失时建议关闭哪个子系统。
如图3中进一步所示，腕戴手表设备10配备有在基本图形、通信和同步化子系统之上的腕戴手表壳应用软件275。所支持的一个关键应用程序是微浏览器，它允许访问WAP支持的网站，并且接收基于万维网的使用例如XML标准的无线标记语言(“WML”)编写的通信内容。WML具体地设计为优化因特网文本数据以便在有限带宽的无线网络上传送至小设备屏幕上，并且具体地设计为支持具有有限输入机制的漫游。其他支持的应用程序包括个人信息管理(PIM)应用软件280。图4阐述一个示例性系统显示300，它提供的一个主菜单302包括用于启动以下PIM应用程序的可选图标：一个用于启动目的在于显示/维护“准备做”表格的应用程序的图标310，一个用于启动目的在于显示/维护日历和约会的应用程序的图标312，一个用于启动目的在于检索/存储/显示电子邮件消息的应用程序的图标314，一个用于启动目的在于检索/存储/显示数字照片和位映射图像的应用程序的图标316，一个用于启动目的在于检索/存储/显示电话表的应用程序的图标318，一个用于启动目的在于设置增亮显示的时间和闹钟的应用程序的图标320，一个用于启动目的在于检索/存储/显示连环画图像例如Dilbert_United Feature Syndicate，Inc.的应用程序的图标322，以及一个用于启动目的在于提供停表和度过时间特征的应用程序的图标324。图5阐述第二示例性系统显示400，它提供的一个主菜单402包括用于启动其他PIM应用程序的可选图标的菜单环：一个用于启动目的在于自万维网中检索股票行情同时显示/维护在显示器上增亮显示的股票电子指示器的应用程序的图标410，一个用于启动目的在于检索/存储/显示腕戴手表显示工具的应用程序的图标412，一个用于启动目的在于检索/存储/显示对不同闹钟的设置的应用程序的图标414，一个用于启动目的在于检索/存储/显示世界时间地区信息的应用程序的图标416，一个用于启动目的在于设置手表面时钟的应用程序的图标418，一个用于启动目的在于检索/存储/显示游戏的应用程序的图标420，一个用于启动目的在于提供安全特征的应用程序的图标422，以及一个用于启动目的在于存储和显示用户密码、关键位置和其他敏感数据和需要记忆的主题事物的应用程序的图标424。包括各设备间交互应用软件，以便允许手表显示器成为其他设备例如位于隐蔽位置(例如口袋)处的GPS，或墙上的温度调节器等设备的显示器。因此，此应用软件通过在其他设备处检索/显示自腕戴手表发送来的数据及传送回信息而允许在其他设备和腕戴手表之间进行通信。作为另一个例子，当属于某人的蜂窝式电话铃响时，可以在腕戴手表显示器上显示呼叫方ID信息。通常多个人员聚集在一个房间内并且在皮包内或皮带上携带他们的网络电话，当在房间内听到振铃声时，很难判断哪一个网络电话在响。结果是房间内每个人都从他们的皮包中或皮带上取出他/她的网络电话以便检查是否他/她的电话在响。腕戴手表设备的呼叫方Id显示特征特别有利，因为每个佩戴者只需简单地瞥一下手表就能立即知道振铃的电话是否属于他/她，此外，判断出谁是呼叫方就能便于决定他/她是否应该回答电话。在又一个例子中，此应用软件可以允许在另一个设备例如PDA、PC和其他公有观看设备上观看来自腕戴手表存储子系统240的数据。在优选实施例中，中间件例如Tcl/Tk、Javascript、Perl或类似内容等可以在操作系统之上运行及在便于在腕戴手表设备10上快速开发这些应用程序的图形和通信管理程序API之上运行。
如上所述，本发明针对于使用在电子腕戴手表上的玻璃框控制设备。如图6(a)中所示，玻璃框400包括一个环405，它适配于手表410的周界并且支持连续转动。由于玻璃框400可以连续地转动并且允许精细定位，它是一种方便的机构。玻璃框的转动能生成各电气信号，它们由A/D转换器进行处理并且发送至CPU以供进一步处理(图2)。这些信号用于测量玻璃框已经转动过多少以及在哪个方向内转动(今后称为“转动事件”)。也可确定玻璃框的转动速率。如图6(b)中手表侧视图所示，玻璃框400通过可压缩环状支撑环425安装于环状板420之上以便转动，一组中间弹簧430用于允许玻璃框在手腕方向下压。这一向下移动能生成另一个电气信号(今后称为“轮击事件”)，它可以传送至CPU以标示例如腕戴手表显示器上的正文或图形的选择或者一个事件或应用程序的激活。应该理解，这一向下移动必须施加于所有弹簧上以免生成例如当只压下一个弹簧时的虚假点击事件。各弹簧430可以或是机械的，或是由气体或液体充填的活塞，它们具有足够刚度以使玻璃框在正常转动时不受压。在选代实施例中，环状板420本身可以在由箭头“A”所标示的方向内上拉以便提供一个点击事件例如图标选择。以此方式，当转动玻璃框时，可以避免对弹簧的不恰当压力和摩擦。如图6(a)中将要显示的，在玻璃框上可以有数个物理标记或图标407-409，以便当这些图标沿着特定环状位置排列例如位于12点位置或6点位置时可以赋予具体意义。
在优选实施例中，可以或者顺时针地或者逆时针地操纵玻璃框机构以便与显示的光标或其他电子选择器交互操作，它所连续地生成的转动事件(电子信号)由CPU解释以便用于在所有象素可寻址的腕戴手表设备显示器上对光标移动进行控制和滚动，例如将光标自一个图标移至前一个或下一个图标(例如显示于图4中的应用程序快捷图标)，自正文的一个项目移至另一个以及反过来，以及自显示器的一个区域移至另一个区域。例如，玻璃框可用于通过在腕戴手表显示区域内容纳不下的正文长页进行滚动。此外，当光标位于所需位置或显示器上的选择位置时，可以激活玻璃框(即压下)以便生成一个轮击事件即电子信号，用于选择一个光标增亮的图标，例如启动PIM应用程序、设置闹钟时间、提供用户日历/约会浏览功能或者将显示内容从提供用户的日历改变为提供例如用户配偶的日历或用户子女的日历等。在另一个实施例中，玻璃框可以配备有“超时”机制，用于例如在玻璃框已经移至一个光标以便增亮显示的图标以及在玻璃框移动后过去预定时间间隔例如5秒钟的无操作时间之后自动地启动对该增亮的图标的选择。图6(b)阐述由玻璃框设备生成的与玻璃框设备的转动、方向和启动相关联的信号425a-425c，以供A/D转换器和CPU接收而用于显示滚动、应用程序选择/启动和显示光标控制。
在另一个应用场合中，用户可能需要在手表上完成的一个任务是将时针和分针设置至具体值；例如将闹钟设置为具体时间。图5(a)和5(b)阐述一个用于提供闹钟设置特征的腕戴手表用户接口350，它描述于名为“智能化手表的闹钟接口”的共同拥有的共同未决美国专利申请第________号[YOR92000-0223，律师卷号13573]中，它的全部内容和公开内容可以包括于如同此处全部阐述的参考内容内。如图5(a)和5(b)中所示，提供了腕戴手表显示器350，它所包括的手表面351具有分别对应于时针370和分针372的标示器360、362，用于根据本发明来控制基于玻璃框的输入机构而设置以小时和分钟表示的闹钟指示时间。可以实施一种动态速度控制机构，用于允许例如通过基于玻璃框的输入机构来实现闹钟设置时间的精细和粗糙设置，它的根据是名为“动态地控制可佩戴电器的用户接口所使用的滚轮速度的方法和装置”的共同拥有的共同未决美国专利申请第________号[YOR92000-0238，律师卷号13572]的公开内容，它的全部内容和公开内容可以包括于如同此处全部阐述的参考内容内。
在如上所述的及在图8(a)中所阐述的另一个实施例中，玻璃框输入设备400的环405本身可以配备有用于表示应用程序的固定图标标记，例如图4中阐述的菜单环302中所公开的各应用程序。可以将玻璃框图标对准一个固定的小时值，然后压下玻璃框以便启动具体的应用程序，而不是从高分辨率图形显示器中选择光标。作为示例性应用程序，可通过如下操作使用玻璃框机构来设置闹钟为某个具体时间：将玻璃框上的闹钟应用程序图标对准需要闹钟响铃的时间，然后启动玻璃框选择机制。使用以上所述的共同未决美国专利申请第________号[YOR92000-0223，律师卷号13573]中描述的方式，可以附加地设置一个相对闹钟，在离开当今时间的35分钟内使闹钟响铃。这可以通过将玻璃框上的另一个图标与所希望时针位置进行匹配及启动玻璃框选择机制来加以完成。在选代的实施例中，玻璃框405本身可能包括一个象素可寻址显示器，而腕戴手表生成一个应用程序图标环，该图标环能够随着腕戴手表设备显示器上所展示的具体应用程序不同而变化。因此当通过显示器选择一个用户应用程序例如“设置闹钟”时，该玻璃框405显示器能够展示其他图标，包括设置绝对闹钟时间、设置相对闹钟时间、设置静音时间间隔等以供用户选择。在图8(b)中阐述的又一个选代实施例中，玻璃框输入机构400可以配备有一个位于玻璃框板周围的可挤压垫圈409，它可在固定的图标标记的位置处被挤压或压下，以便无论图标是通过设备显示器显示的还是通过玻璃框本身显示的都能启动一个具体的应用程序。
基于玻璃框的输入机构的用途的附加例子包括：
1)正文/字符输入模式-例如可以将一个明显标记或标点放置于玻璃框上预定位置处，然后启动玻璃框选择机制来输入一个数字例如“1”。类似地，可以输入“0”和“9”之间的任何数字。腕戴手表系统最好配备有模式控制设置，用于允许基于玻璃框地输入不同字母或字符条目。因此例如图7中所阐述的，可以生成腕戴手表设备显示器450以便在圆形环455或矩形网格上提供字母形式的所有字符。玻璃框输入设备最好能转动以便增亮460准备输入的所需字母以及启动玻璃框选择机制来输入所需的增亮字符或字母。然后该系统进入一个用于接收下一个准备输入的字母的模式。这一机制对于例如在PIM地址簿或约会簿应用程序中输入名字和电话号是有价值的。
2)正文/信息检索模式-在PIM地址簿或约会簿应用程序中可以例如进入一个模式，以便使用所描述的基于玻璃框控制机制来输入字母从而寻找电话号。例如，当选择字母时，可以在高分辨率屏幕显示器450上显示以该字母起始的先前输入和存储的名字。而在另一个模式中，将一个固定标记放置于玻璃框上预定小时位置处并且启动玻璃框选择机制，这有可能启动该小时内所有约会的详细显示。因此用户能够容易地转动该玻璃框来确定随后小时时间间隔内的约会。此正文/信息检索模式可以附加地扩展为包括月的概念，因为一年内有12个月，而它们正好对应于手表上的12个小时的位置。
3)变焦距模式-可以例如通过滚动至变焦距模式选择图标(未示出)并且选择它而将玻璃框置于变焦距模式中。当在变焦距模式中时，将玻璃框在一个方向内进一步转动时将使正在显示的字母尺寸增大，而在另一个方向内转动玻璃框时将使正在显示的字母尺寸减小。在此模式中随后启动玻璃框选择机制时将会使玻璃框退出变焦距模式并且返回至正常操作模式。
4)密码保护模式-可以在应用程序中使用玻璃框以便允许对存于腕戴手表设备中的数据实行安全访问，例如详细地描述于名为“在高分辨率触摸屏显示器中使用空间和时间变动的密码保护”的共同拥有的共同未决美国专利申请第________号[YOR92000-0237，律师卷号13571]中，它的全部内容和公开内容可以包括于如同此处全部阐述的参考内容内。
5)保险箱-可以在应用程序中使用玻璃框以便允许对存于腕戴手表设备中的数据实行安全访问，其方式类似于“主”锁保险箱概念，其中将一个旋钮顺时针地转动至一个具体位置，然后逆时针地转动至另一个具体位置，最后顺时针地转动至又一个位置。在此实施例中，可以将玻璃框类似于“主”锁保险箱那样地转动以便访问存于手表存储器内的“保险箱”内容。
6)对其他设备的模拟控制-玻璃框连同无线线路一起可以用于控制其他设备的操作。一个例子是使用玻璃框通过屏上TV导视进行滚动或者改变频道。另一个例子是远程地控制灯光亮度、在恒温器上设置温度、在音乐设备上调节音量等。
虽然结合本发明的阐述性的优选实施例具体地显示和描述了本发明，但本领域熟练技术人员知道可以在不背离本发明的实质和范围的情况下在形式和细节上作出以上和其他变动，本发明的实质和范围只应由所附权利要求书的范围所限定。

Claims (42)

1.一种用于实现用户接口的可佩戴电器，所述可佩戴电器包括：
一个高分辨率象素可寻址显示器，用于显示正文和图形项目，其中至少一个项目包括一个光标单元；
一个基于玻璃框的输入机构，包括一个能够操纵以便生成用于表示玻璃框转动事件和轮击事件的各信号的玻璃框环，所述玻璃框转动事件对应于用户为使所述光标单元通过所述显示器滚动而对玻璃框环的操纵，以及所述轮击事件对应于用户对由所述光标增亮的显示的项目的启动；及
一个控制设备，用于接收所述信号和通过所述用户接口允许使显示的项目滚动、选择和输入。
2.如权利要求1中所要求的可佩戴电器，其中所述用于表示转动事件的信号还允许通过所述显示器的各区域滚动。
3.如权利要求1中所要求的可佩戴电器，其中所述用于表示转动事件的信号还允许通过在接口显示区域内容纳不下的显示的正文长页进行滚动。
4.如权利要求1中所要求的可佩戴电器，其中所述生成的用于表示转动事件的信号还包括一个用于表示所述玻璃框转动方向的信号。
5.如权利要求1中所要求的可佩戴电器，其中显示的项目包括一个用于表示能够在所述电器中运行的应用程序的图形图标。
6.如权利要求5中所要求的可佩戴电器，其中所述玻璃框环包括：一个或多个对应于能够在所述电器中运行的应用程序的固定图标，所述玻璃框环被操纵以便将固定图标对准预定位置并且启动所述所选应用程序的所述对准的固定图标。
7.如权利要求5中所要求的可佩戴电器，其中所述玻璃框环包括：一个显示机构，用于表示一个或多个对应于能够在所述电器中运行的应用程序的图形图标，所述控制设备根据在所述用户接口显示器中所选应用程序来启动所述玻璃框环显示器中的所述一个或多个图形图标的显示。
8.如权利要求5中所要求的可佩戴电器，其中所述控制设备包括用于将所述电器放置于正文/字符输入模式中的机制，所述机制允许显示准备输入的正文和字符，从而操纵所述基于玻璃框的输入机构以便将所需正文/字符增亮和将它启动以便输入所需增亮的正文/字符。
9.如权利要求8中所要求的可佩戴电器，其中所述正文/字符输入模式机制自动地将所述电器放置于一个用于在输入一个第一字符之后接收下一个准备输入的正文/字符的模式中。
10.如权利要求5中所要求的可佩戴电器，其中所述控制设备包括用于将所述电器放置于正文/信息检索模式中的机制，所述机制允许显示字母字符，从而操纵所述基于玻璃框的输入机构以便选择一个字母字符和将它启动以便显示先前输入的与该所选字符相关联的信息。
11.如权利要求6中所要求的可佩戴电器，其中所述电器中的一个包括一个用于输入和存储属于与用户相关的事件的日期和时间的约会簿应用程序，所述基于玻璃框的输入机构通过将一个图标放置于玻璃框环上的小时位置来允许浏览包括于所述约会簿内的约会名字和激活所述基于玻璃框的输入机构以便启动属于该所选小时间隔内的所有事件的详细显示。
12.如权利要求11中所要求的可佩戴电器，其中所述基于玻璃框的输入机构可以随后转动以便将所述图标放置于随后的小时位置从而启动随后小时间隔内的各事件的显示。
13.如权利要求1中所要求的可佩戴电器，其中所述基于玻璃框的输入机构还包括一个围绕所述基于玻璃框的输入机构的垫圈设备，它响应于用户交互操作而通过所述用户接口启动一个应用程序或选择和输入显示的项目。
14.如权利要求5中所要求的可佩戴电器，其中所述控制设备包括用于通过选择一个变焦距模式图形项目而将所述电器放置于变焦距模式中的机制，其中玻璃框环在第一方向内的转动实现正在显示的字母尺寸的增大，而玻璃框环在第二方向内的转动实现正在显示的字母尺寸的减小。
15.一种用于在可佩戴电器中控制用户接口功能的方法，所述可佩戴电器包括一个用于显示正文和图形项目的高分辨率显示器和一个具有能够转动和启动以便执行用户接口功能的玻璃框环的基于玻璃框的输入机构，所述方法包括以下步骤：
通过所述显示器生成所述用户接口功能的显示及启动其光标滚动单元的显示；
响应于所述玻璃框的转动而生成信号以使所述光标通过显示的图形和正文项目进行滚动；
响应于所述基于玻璃框的输入机构的启动而生成信号以便选择由所述光标所增亮的显示的图形和正文项目；及
通过所述用户接口接收所述信号和实现显示的项目的滚动、选择和输入。
16.如权利要求15中所要求的用于控制可佩戴电器中用户接口功能的方法，其中所述滚动包括响应于收到的信号而使显示内容通过所述显示器的各区域进行滚动。
17.如权利要求15中所要求的用于控制可佩戴电器中用户接口功能的方法，其中所述滚动包括响应于收到的信号而通过在接口显示区域内容纳不下的显示的正文长页进行滚动。
18.如权利要求15中所要求的用于控制可佩戴电器中用户接口功能的方法，其中所述响应于所述玻璃框环的转动而生成各信号的步骤包括生成用于表示所述玻璃框转动方向的各信号。
19.如权利要求15中所要求的用于控制可佩戴电器中用户接口功能的方法，其中所述显示的项目包括用于表示在所述电器中运行的应用程序的各图标。
20.如权利要求19中所要求的用于控制可佩戴电器中用户接口功能的方法，其中所述玻璃框环包括：一个或多个对应于能够在所述电器中运行的应用程序的固定图标，所述方法还包括以下步骤：接收用于将固定图标对准预定位置的各信号以及启动所述所选应用程序的所述对准的固定图标以便启动所述应用程序。
21.如权利要求19中所要求的用于控制可佩戴电器中用户接口功能的方法，其中所述玻璃框环包括：一个显示机构，用于表示一个或多个对应于能够在所述电器中运行的应用程序的图形图标，所述方法还包括以下步骤：根据在所述用户接口显示中的所选应用程序来启动所述玻璃框环显示器中的所述一个或多个图形图标的显示。
22.如权利要求19中所要求的用于控制可佩戴电器中用户接口功能的方法，其中所述电器放置于正文/信息输入模式中，所述方法包括以下步骤：
当在所述正文/字符输入模式中时，接收用于启动正文和字符的显示的信号；及
接收与由基于玻璃框设备对准备输入的所需正文/字符的选择相关的各信号和启动所述基于玻璃框设备以便输入所需增亮正文/字符。
23.如权利要求22中所要求的用于控制可佩戴电器中用户接口功能的方法，其中当处于所述正文/字符输入模式中时，该步骤自动地将所述电器放置于一个用于在输入一个第一字符之后接收下一个准备输入的正文/字符的模式中。
24.如权利要求19中所要求的用于控制可佩戴电器中用户接口功能的方法，其中所述电器放置于正文/信息检索模式中，所述方法包括以下步骤：
启动字母字符的显示；及
接收与由基于玻璃框设备对字母字符的选择相关的各信号和启动所述基于玻璃框设备以便显示先前输入的与所选字符相关联的信息。
25.如权利要求20中所要求的用于控制可佩戴电器中用户接口功能的方法，其中所述显示的项目包括用于表示在所述电器中运行的应用程序的图标，所述应用程序中的一个包括一个用于输入和存储属于与用户相关的事件的日期和时间以及用于浏览包括于所述约会簿中的约会名字的约会簿应用程序，所述方法包括以下步骤：
将玻璃框环上的一个图标定位于小时位置处；及
启动所述基于玻璃框的输入机构以便启动所有属于该所选小时间隔的事件的详细显示。
26.如权利要求25中所要求的用于控制可佩戴电器中用户接口功能的方法，还包括以下步骤：响应于接收用于将所述图标放置于随后小时位置的信号的接收而启动随后小时间隔内的各事件的显示。
27.如权利要求19中所要求的用于控制可佩戴电器中用户接口功能的方法，其中所述基于玻璃框的输入机构还包括一个围绕所述基于玻璃框的输入机构的垫圈设备，所述方法包括：
响应于用户与所述垫圈设备输入的交互操作而生成各信号；及
响应于所述生成而通过所述用户接口启动一个应用程序或选择和输入显示的项目。
28.如权利要求26中所要求的用于控制可佩戴电器中用户接口功能的方法，其中将所述电器放置于变焦距模式中，所述方法包括：
响应于基于玻璃框输入设备在第一方向内的转动而增大正在显示的字母尺寸；及
响应于基于玻璃框输入设备在第二方向内的转动而减小正在显示的字母尺寸。
29.一种机器可读的程序存储设备，实际地实施一种机器可执行指令的程序，完成用于控制可佩戴电器中的用户接口功能的方法步骤，所述可佩戴电器包括一个用于显示正文和图形项目的高分辨率显示器以及一个具有能够转动和被启动以便执行用户接口功能的玻璃框环的基于玻璃框输入设备，所述方法步骤包括以下步骤：
通过所述显示器生成所述用户接口功能的显示及启动其光标滚动单元的显示；
响应于所述玻璃框的转动而生成信号以使所述光标通过显示的图形和正文项目进行滚动；
响应于所述基于玻璃框的输入机构的启动而生成信号以便选择由所述光标所增亮的显示的图形和正文项目；及
通过所述用户接口接收所述信号和实现显示的项目的滚动、选择和输入。
30.如权利要求29中所要求的机器可读程序存储设备，其中所述滚动包括响应于收到的信号而使显示的内容通过所述显示器的各区域进行滚动。
31.如权利要求29中所要求的机器可读程序存储设备，其中所述滚动包括响应于收到的信号而通过在接口显示区域内容纳不下的显示的正文长页进行滚动。
32.如权利要求29中所要求的机器可读程序存储设备，其中所述响应于所述玻璃框环的转动而生成各信号的步骤包括生成用于表示所述玻璃框转动方向的各信号。
33.如权利要求29中所要求的机器可读程序存储设备，其中所述显示的项目包括用于表示在所述电器中运行的应用程序的各图标。
34.如权利要求33中所要求的机器可读程序存储设备，其中所述玻璃框环包括：一个或多个对应于能够在所述电器中运行的应用程序的固定图标，所述方法还包括以下步骤：接收用于将固定图标对准预定位置的信号以及启动所述所选应用程序的所述对准的固定图标以便启动所述应用程序。
35.如权利要求33中所要求的机器可读程序存储设备，其中所述玻璃框环包括：一个显示机构，用于表示一个或多个对应于能够在所述电器中运行的应用程序的图形图标，所述方法还包括以下步骤：根据在所述用户接口显示中所选的应用程序来启动所述玻璃框显示器中的所述一个或多个图形图标的显示。
36.如权利要求33中所要求的机器可读程序存储设备，其中所述电器放置于正文/字符输入模式中，所述方法包括以下步骤：
当在所述正文/字符输入模式中时，接收用于启动正文和字符的显示的信号；及
接收与由基于玻璃框设备对准备输入的所需正文/字符的选择相关的各信号和启动所述基于玻璃框设备以便输入的所需增亮正文/字符。
37.如权利要求36中所要求的机器可读程序存储设备，其中当处于所述正文/字符输入模式中时，该步骤自动地将所述电器放置于一个用于在输入一个第一字符之后接收下一个准备输入的正文/字符的模式中。
38.如权利要求33中所要求的机器可读程序存储设备，其中所述电器放置于正文/信息检索模式中，所述方法包括以下步骤：
启动字母字符的显示；及
接收与由基于玻璃框设备对字母字符的选择相关的各信号和启动所述基于玻璃框设备以便显示先前输入的所选字符相关联的信息。
39.如权利要求34中所要求的机器可读程序存储设备，其中所述显示的项目包括用于表示在所述电器中运行的应用程序的图标，所述应用程序中的一个包括一个用于输入和存储属于与用户相关的事件的日期和时间以及用于浏览包括于所述约会簿中的约会名字的约会簿应用程序，所述方法包括以下步骤：
将玻璃框环上的一个图标定位于小时位置处；及
启动所述基于玻璃框的输入机构以便启动属于该所选小时间隔内的所有事件的详细显示。
40.如权利要求39中所要求的机器可读程序存储设备，其中所述基于玻璃框输入设备包括位于预定位置处的一个或多个图标，所述接收与将信号滚动以便允许浏览约会名字相关的信号的步骤还包括以下步骤：
当图标处于所需小时位置时启动所述基于玻璃框输入设备；及
启动属于与所述所选小时位置相关联的时间间隔内的所有事件的详细显示。
41.如权利要求40中所要求的机器可读程序存储设备，还包括以下步骤：响应于将所述图标放置于随后的小时位置的信号的接收而启动随后小时间隔内的各事件的显示。
42.如权利要求40中所要求的机器可读程序存储设备，其中将所述电器放置于变焦距模式中，所述方法包括：
响应于基于玻璃框输入设备在第一方向内的转动而增大正在显示的字母尺寸；及
响应于基于玻璃框输入设备在第二方向内的转动而减小正在显示的字母尺寸。
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