電子功能設備的操作裝置的製作方法
2023-05-07 20:05:21
專利名稱：電子功能設備的操作裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種如所附權利要求1，4，5，7，9，10，12，13，14和15的前序部分所述的用於電子功能設備的操作裝置。
現今的行動電話，通訊裝置，和其它電子功能設備等已逐漸獲得大量的功能，並在某些情況下具有大的顯示單元(顯示屏)，以使行動電話等適合於新的GSM標準(已知的是WAP)。這些裝置包含著大量的數據和很大的菜單系統，因而需要對輸入和導向進行簡單而有效的控制。本發明的目的是擺脫此類裝置和功能設備現存的大量控制鍵，以實現簡單，合乎邏輯且高效的操作，需要的話還可與顯示單元進行互動。
本發明的目的是例如對本申請人在其較早的挪威專利申請書19985770和19995723中描述的一些解決方案提出某些簡化。另外，本申請還將對本申請人在其較早的挪威專利申請19996001和20004375中的某些具體實施裝置的細節作進一步的說明。
本發明的特徵將在後面所附的權利要求書，以及下面結合附圖所作的說明中公開。
圖1是按本發明第一種具體實施例的操作裝置的原理圖。
圖2是在與該操作裝置聯用的顯示單元上的典型屏幕圖象。
圖3是圖1所示操作裝置的詳圖。
圖4是沿圖3中IV-IV線所取的剖面圖。
圖5是當圖3中操作裝置的控制元件處於第二末端位置時的剖面圖。
圖6是沿圖3中VI-VI線所取的剖面圖。
圖7是本發明的操作裝置的第二種具體實施例。
圖8是圖7所示操作裝置的詳圖。
圖9是沿圖8的IX-IX線所取的剖面圖。
圖10是當圖8中的裝置的控制元件處於第二末端位時的剖面圖。
圖11是沿圖8的XI-XI線所取的剖面圖。
圖12是第三種具體實施例，它是圖7-11所示實施例的一種變型。
圖13是沿圖12的XIII-XIII線所取的剖面圖。
圖14和15分別為顯示屏圖象和與x/y有關的操作矩陣的原始狀態。
圖16示出本發明的操作裝置的第四種具體實施例。
圖17示出本發明的操作裝置的第五種具體實施例。
圖18示出一種典型的屏幕圖象，它可用於如圖17所示的操作裝置。
圖19為圖17所示操作裝置的一種變型。
圖20-24更詳細地表示圖17所示的操作裝置，其中圖20表示圖17和23的剖面XX-XX，圖21表示圖17和23中的剖面XXI-XXI，圖22為圖23中的XXII-XXII剖面，圖23為圖21中的XIII-XIII剖面。
圖24表面沿圖18中的XXIV-XXIV所取的剖面圖。
圖25表示本發明的操作裝置的第六種具體實施例。
圖26表示通過圖25的裝置的水平剖面。
圖27表示圖26的XXVII-XXVII剖面，圖28為圖26的XXVIII-XXVIII剖面。
圖29為本發明的操作裝置的第七種具體實施例。
圖30為圖29的XXX-XXX剖面。
圖31為圖29的XXXI-XXXI剖面。
圖32為圖29的XXXII-XXXII剖面。
圖33是根據圖30中標號XXXIII-XXXIII所示的開關觸點和控制元件滑動觸點的示意圖。
圖34為根據圖29-33所示操作裝置的原理圖。
圖35為根據本發明的操作裝置的第八種具體實施例。
圖1所示為一個用於電子功能設備的操作裝置1，需要的話它可以與圖2所示的顯示單元2相互作用，該裝置有一個控制元件3，它是可按下的以啟動一種開關功能，並可在相對於操作裝置外殼4(見圖3)的縱向方向進行步進式運動，控制元件3的運動最好有指示，同時該裝置還具有用來檢測控制元件步進式運動的裝置5-7和8-10。在控制元件3運動路徑的每一邊分別裝有一個第一開關11和一個第二開關12，兩個開關都能在z方向按下。開關11和12分別有開關按扭11』，12』，用來啟動各個開關功能。還有一個第三開關(此處用標號13表示)與控制元件3相連。控制元件3能克服彈簧的作用而壓下，以啟動第三開關。上述第一、第二和第三開關11-13是相互關聯的，以對控制元件3在y方向的各個步進調節提供x方向的三個可能的選擇。控制元件3裝在一個滑塊14內，可以被按下，在滑塊的下面設有一些與開關13相連的滑動觸點，同時滑動觸點(此處以標號13』和13」表示)形成與導電條15，16的接觸。控制元件3通過一對由彈簧加載的凸塊17，18而能進行步進式運動，這對凸塊連續地與操作裝置外殼19上的齒狀部分17』，18』相嚙合。用來檢測控制元件3的步進式運動的裝置可以包括兩個光源，其中每個與一對相應的光接收器6，7和9，10相聯絡。在控制元件的第一位置(如圖3所示)，所有光接收器6，7，9，10都接收不到光。
在下一個步進位置，光源5和接收器6之間將進行光通信；在下一個位置光接收器7將另外接收到光；在另一個位置，光源8和光接收器9之間將再進行光通信；在控制元件3的最後一個位置，光源8和光接收器10之間將再進行光通信。
因而當控制元件3沿其路徑運動時，一個光標20(見圖2)將標出出現在顯示屏2上的相關符號，文字或數字。在圖示的控制元件3位置，將顯示出數字7，8和9的標記20。按下控制元件3啟動開關13，將會選擇例如數字8，而按下開關鈕11』將啟動開關11，從而選擇數字7。對於選擇與開關12相關的數字9也是一樣。
從圖7至11也可以看到如圖1和3-6所示的類似結構。在這些圖中，控制元件用標號21表示，而開關11和12的開關鍵用標號11』和12』表示。然而應當指出，控制元件21本身是圍繞一條軸23被可轉動地支撐在滑塊22內，而且在這種情況下，第三開關13被一個搖臂開關所代替，它具有兩個有效的開關位置，分別用數字24，25表示。為能探測控制元件21圍繞軸23的轉動，以便探測出是開關24還是開關25被啟動，裝上了一些接觸點26。在此情形下，為簡單起見，不用光學方法探測控制元件的步進位置，而代之以一個安裝在底座29(例如一塊印刷電路板)上的導電條27和一列導電點28。
例如，當控制元件21相對於圖11的位置按逆時鐘方向轉動時，開關24將被啟動。如按順時鐘方向轉動，則啟動開關25。在滑塊22上的滑動觸點30和31將分別形成與連續導體27和步進觸點28(見圖10)的接觸。因此總可以相當準確地探測控制元件21的步進位置。
與圖3和5所示的實施裝置一樣，控制元件21的步進位置是由操縱裝置外殼34上的凹槽32，33和一對彈簧另載的梢子35，36來鎖定的，這對梢子與圖3和5中所示的那對梢子17，18的作用是相同的。
圖12和13是圖7-11所示實施例的一種變型。滑塊位置的確定基本上如圖9-11所示的一樣，因此這裡就不再重複說明了。不過要指出，此處以標號37標出的控制元件包括兩部分37』和37」。在這種情況下，不必轉動控制元件37，而只要按下控制元件部分37』就可啟動開關24，或者按下控制元件部分37」啟動開關25，也可以同時按下控制元件的部分37』和37」以同時啟動開關24和25。由此直接看出，如把圖9和11中軸23的安裝孔23』做成橢圓形，則除了向前或向後轉動控制元件以外，還可以通過直接按壓控制元件，來同時啟動兩個開關24和25。從圖12和13所示的實施裝置可知，通過分別啟動開關11，12，24，25或一塊啟動24和25，可以讓操作裝置滑塊22的步進位置具有4或5種選擇。
正如從圖14可見，我們可以從簡單的菜單開始，這時通過轉動控制元件或按壓其一部分或另一部分可以啟動菜單的某些部分。但是，從圖15可以明白，此操作裝置與圖2所表述的相似，基本上是與x/y運動相關的，其中的y運動表示控制元件向前或向後的步進式運動，而x表示在每個控制元件的y位置下在z方向可以有的幾個開關啟動選擇。
現在結合圖20-24對圖16和17作較詳細的描述。
圖16表示一個控制元件38，它可相對於操作裝置外殼旋轉，而且可以通過按壓此控制元件38以啟動一個開關功能。此外，在控制元件旋轉方向運動路徑的每一邊各設有一第一開關39和一第二開關40，它們分別由按壓開關鈕39』，40』來啟動。
關於控制元件38，設有一個與其旋轉相關的探測器(包括一個光源41和一個光接收器42)，當控制元件旋轉時，利用打在控制元件內的相繼的孔43來檢測光線是否通過。如果控制元件38被按下，第三個開關44，45就被啟動(此開關在一個優選實施例中包括一個光源44和一個光接收器45)，如果克服彈簧46的作用將控制元件38按下，則光源44和光接收器45之間的光通路被斷開。當然，也可以不用光源44和光接收器45，而在正對著控制元件38的下方(也即在光源41和光接收器42之間)安置一個機電開關。
圖22更詳細地說明了控制元件的按壓。為了確保控制元件38作步進式運動，在此元件上設有許多位於一個圓環上的凹孔47，一個由彈簧加壓的鋼球相繼與這些孔相接合。因此，控制元件的使用者可以很肯定地感到它是在作步進式運動。雖然也可以採用諸如機電開關等其它方案，但採用光電方式(如圖20-23所示的光源和光接收器)在實用上更為優越。
分別由標號39，40和44，45表示的開關功能各代表第一，第二和第三開關，它們共同給操作裝置提供對控制元件38各個步進位置的三種可能選擇。
圖17中的控制元件的軸向尺寸相當大。圖中用49表示控制元件，分別操作第一和第二開關的開關按鈕50』，51』表示。從圖還可看出，和圖16中的實施裝置一樣，開關按鈕是設在控制元件的每一邊，與其運動平面相平行。當如圖24那樣按壓開關按鈕50』和51』時，它們將操縱開關50，51。除此之外，控制元件49的工作模式與圖20-23所描述的相同，因而沒必要再作說明。還可看出，在此圖中控制元件49的透光孔也是用標號43來表示，並與一對檢測器對41，42相互配合使用。在圖21中可以看到，控制元件38可繞軸38』旋轉，同樣控制元件49可繞軸49』旋轉。另外，在圖17和24所示的實施裝置中，開關50，51和一個第三開關(它與包括光源44和光接收器45的開關相似)將給操作裝置提供對控制元件49各個步進位置的三種可能選擇。
圖19示出另一種變型，其中用標號49』表示的控制元件沿y方向在菜單或類似物內運動。控制元件不一定需要有開關功能，而可以由開關按鈕49」(它控制一個第三開關49」)來起到開關作用，同時由按鈕50和51分別控制第一和第三開關50」，51」。因此，控制元件49』將提供y方向運動，而開關按鈕將控制從每一個步進y位置的四種可能選擇中選擇x位置。
圖25-28表示另一個操作裝置，其中有一個相對於操作裝置外殼52可動且可按壓的控制元件53，它採用傳動帶的形式，控制元件的運動最好能指示出來，同時該裝置有一個裝置(最好是光電裝置)用來檢測控制元件的步進式運動。在與控制元件運動方向平行的每一邊各有一個第一開關54和一個第二開關55，它們分別由開關按鈕54』和55』啟動。
控制元件53的降低運動是由第三開關56來檢測的。構成控制元件的帶連續地繞著兩個輥子57和58運轉。第四個開關採用一個光源59和一個光接收器60的形式，由它來檢測控制元件53的步進式運動，輥子57和58的旋轉就是由控制元件引起的。輥子57(帶53繞著它轉動)上開有許多沿軸向延伸的孔61，因此一旦輥子57旋轉，通過這些孔61的光線和遮斷的光線將相繼被第四開關59，60檢測到。為確保帶式控制元件53能按步進式運動，在一個輥子58上最好設有一些凹陷處62，一個由彈簧加載的接合球63相繼與這些凹陷接合。輥子57和58可繞各自的軸57』和58』轉動。
從圖27可看出，帶53是在一個帶支座64上滑動的。當帶53被壓向下時，帶支座64也同時被向下壓，因而啟動由底座部件65支持的開關56，也可以選擇把底座部件做成實際的操作裝置外殼52的一部分。
也可以利用彈簧加載的球63等形成一個第四開關，以代替光源59和光接收器60，來檢測帶的步進式運動，並進而檢測輥子57的步進旋轉。
圖29-34為操作裝置的另一種實施例，此操作裝置有一個滑塊66，它具有的控制元件67可相對於操作裝置外殼68作縱向運動，滑塊和控制元件的運動最好可顯示出來，在操作裝置的底座部分68』安置了許多接觸點69和一個接觸條70，它們分別與滑塊66下面的滑動觸點69』和70』有電接觸。在滑塊運動路徑的每一邊各有一個第一開關71和一個第二開關72，它們分別由開關按鈕71」和72」啟動。
在與控制元件67相連的滑塊66上設有一個第三開關73，如啟動此開關可按壓控制元件67。開關的一個觸點可設在上述底座部件68』上，並用標號73』表示。開始時，由上述第一，第二和第三開關為操作裝置提供三種可能的選擇。
如果滑塊66克服第一彈簧74的作用而被推向圖34中75所示的位置，滑動觸點69』將與觸點69」接觸(見圖33)。倘若利用控制元件67使滑塊66克服彈簧76的作用而被推向相反的方向，則滑動觸點69』將與觸點69」」相接觸，然後滑塊將移至圖34所示的位置77。在正常位置(中心位置)，滑動觸點69』將與觸點69相接觸。因此，滑塊在滑動觸點69』與觸點69」，69，69」」之一的接觸點上的運動就指示滑塊的位置，而電流路徑是通過匯流條70和滑動觸點70』形成的。與開關71和72相連的接觸面71」和72」可以處在底座部件68』上。在如圖35所示的另一種操作裝置實施例中，裝有一組與功能有關的開關按鈕78-82，這些按鈕可在z方向按壓，以啟動相應的開關。開關78，79，80分別形成x方向的第一，第二，第三開關。第四開關81，第二開關79和第五開關82一起形成y方向的開關陣列。第一，第二和第三開關是彼此關聯的，以便對一個通過啟動第四和第五開關81，82中的某一個來確定的y方向選定位置提供三種可能的x方向的選擇。操作裝置外殼在圖中以標號83表示。
權利要求
1.一種用於電子功能設備的操作裝置，其可以選擇與一個顯示單元相互作用，該操作裝置具有一個可被按下的控制元件，以啟動一種開關功能，控制元件的步進式運動可以是相對於操作裝置的外殼的縱向運動或者轉動，控制元件的運動最好能被指示出來，該裝置具有用於檢測控制元件步進式運動的裝置，其特徵在於在控制元件運動路徑的每一側各設有第一和第二開關，它們都能在z方向被按下；設有與控制元件相連的第三開關，控制元件設置成可以按下以啟動第三開關；所述第一、第二和第三開關是互相關聯的，以為控制元件在y方向的每個步進位置提供沿x方向的三種可能選擇。
2.如權利要求1所述的操作裝置，其特徵在於控制元件可樞轉，以使第三開關可用作一個具有兩個有效開關位置的搖臂開關，和/或用作一個具有一個有效開關位置的按壓開關。
3.如權利要求1所述的操作裝置，其特徵在於控制元件被分為兩部分，並適於啟動第三開關的第一開關部分和第二開關部分，這些開關部分是彼此獨立的，或者兩者都設置成可以啟動它們相應的開關功能。
4.一種用於電子功能設備的操作裝置，其可以選擇與和一個顯示單元相互作用，它具有一組設於操作裝置外殼上的與功能有關的開關按鈕，一個或幾個按鈕的操作最好能被指示出來，其特徵在於設有五個在z方向可以按下的開關按鈕；一個第一開關，一個第二開關，和一個第三開關被沿x方向布置，一個第四開關、所述第二開關和一個第五開關形成沿y方向的一個開關陣列；所述第一，第二和第三開關是互相關聯的，以對一個沿y方向的選定位置提供三個可能的x方向的選擇，沿y方向的選定位置是通過啟動第四和第五開關中的某一個來確定的。
5.一種電子功能設備的操作裝置，其可以選擇與一個顯示單元相互作用，該裝置具有一個帶有控制元件的滑塊，滑塊可相對於操作裝置外殼縱向運動，滑塊的運動最好能被指示出來，而且該裝置具有用於檢測滑塊步進式運動的裝置，其特徵在於在滑塊運動路徑的每一側分別設有第一和第二開關；沿滑塊運動路徑提供幾組光源和光接收器，滑塊的運動將光源和光接收器之間的光通路阻斷或打開；在與控制元件相連的滑塊上設有一第三開關，控制元件可按下以啟動第三開關；所述第一，第二和第三開關為操作裝置在滑塊的各個步進位置提供三種可能的選擇。
6.如權利要求5所述的操作裝置，其特徵在於在滑塊的下面設置了幾個滑動觸點，它們與外殼中相應的接觸條相接觸。
7.一種用於電子功能設備的操作裝置，其可以選擇與一個顯示單元相互作用，該裝置具有一個帶有控制元件的滑塊，此滑塊可相對於操作裝置外殼作縱向運動，滑塊的運動最好能被指示出來，而且該裝置具有檢測滑塊步進式運動的裝置，其特徵在於在滑塊運動路徑的每一側分別設有第一和第二開關；在所述外殼內沿著滑塊運動路徑設有一個接觸條及一些與之平行的接觸點，在滑塊作步進式運動時滑塊上面的一個相應滑動觸點與接觸條和相繼的接觸點形成接觸；在與控制元件相連的滑塊上處設有第三和第四開關，啟動控制元件則可啟動第三和第四開關中的一個或者兩個；第一，第二，第三和第四開關為操作裝置在滑塊的各個步進位置提供四種或五種可能的選擇。
8.如權利要求7所述的操作裝置，其特徵在於所述第三和第四開關可以在滑塊的相應的一個步進位置與外殼中的觸點相接觸；所述第三和第四開關還通過一個所述滑動觸點與接觸條形成接觸。
9.一種用於電子功能設備的操作裝置，其可以選擇與一個顯示單元相互作用，該裝置具有一個輪狀、輥狀或圓柱狀的控制元件，它能相對於操作裝置外殼轉動和按下，控制元件的旋轉運動最好能指示出來，而且該裝置具有用來檢測控制元件步進式運動的光電裝置，其特徵在於在滑塊運動路徑的每一側分別設有一個第一和第二開關；控制元件被按下的運動適於由包括電光源和光接收器的第三開關檢測，而控制元件的向下運動則將光源和光接收器之間的光路阻斷。一個採用光源和光接收器形式的第四開關檢測控制元件的步進式旋轉運動；所述第一，第二和第三開關為操作裝置在控制元件的各個步進位置提供三種可能的選擇。
10.一種用於電子功能設備的操作裝置，其可以選擇與一個顯示單元相互作用，該裝置具有一個呈傳送帶形式的控制元件，此控制元件可相對於操作裝置外殼運動和可按下，控制元件的運動最好能被顯示出來，該裝置具有用來檢測滑塊步進式運動的光電裝置，其特徵在於在滑塊運動路徑的每一側分別設有第一和第二開關；控制元件的被按下的運動適於由第三開關來檢測；採用光源和光接收器形式的第四開關檢測控制元件的步進式運動，傳送帶繞其運行的輥子之一設有許多軸向延伸的孔，因而隨著輥子的旋轉能相繼檢測到光通路和被阻斷的光通路；第一，第二和第三開關為操作裝置在控制元件的各個步進位置提供三種可能的選擇。
11.如權利要求10所述的操作裝置，其特徵在於帶繞其運行的輥子中的一個或另一個具有幾個凹陷處，用來與彈簧加載球作可脫開的接合，以指示帶的步進式運動。
12.一種電子功能設備的操作裝置，其可以選擇與一個顯示單元相互作用，該裝置具有採用傳送帶形式的控制元件，帶可以相對於操作裝置外殼運動和按下，控制元件的運動最好能夠顯示出來，所述裝置具有用來檢測滑塊的步進式運動的光電裝置，其特徵在於在滑塊運動路徑的每一側分別設有第一和第二開關；所述控制元件的被按下的運動適於由一個第三開關來檢測；由一個帶彈簧加載球的第四開關來檢測控制元件的步進式運動，帶繞其運行的輥子中的一個設有多個凹陷處，凹陷用來操縱開關的位置，同時球與各個凹陷處的可脫開的接合形成帶的步進式運動的一個指示；所述第一，第二和第三開關為操作裝置在控制元件的各個步進位置提供三種可能的選擇。
13.一種用於電子功能設備的操作裝置，其可以選擇與一個顯示單元相互，該裝置具有一個帶有控制元件的滑塊，滑塊可相對於操作裝置外殼作縱向運動，滑塊的運動最好能夠顯示出來，該裝置具有用於檢測滑塊運動的裝置，其特徵在於在滑塊運動路徑的每一側分別設有第一和第二開關；在殼體內沿著滑塊的運動路徑設有一個接觸條和與之平行的多個接觸點，當滑塊相對於其中心位置向前和向後運動時，滑塊上的各個滑動觸點與接觸條和後續各接觸點形成接觸；在與控制元件相連的滑塊上設有一個第三開關，用來通過按壓控制元件來啟動此開關；所述第一，第二和第三開關為操作裝置在滑塊的各步進位置提供三種可能的選擇。
14.一種用於電子功能設備的操作裝置，其可以選擇與一個顯示單元相互作用，該裝置具有一個可按下的控制元件以啟動一種開關功能，且控制元件最好可相對於操作裝置外殼旋轉，控制元件的運動最好能夠顯示出來，該裝置具有檢測控制元件的步進式運動的裝置，其特徵在於在控制元件運動路徑的方向分別設有第一，第二和第三開關，它們在z方向都可按下；所述第一，第二和第三開關是互相關聯的，以便為控制元件在y方向的各步進位置提供在x方向的三種可能選擇。
15.一種用於電子功能設備的操作裝置，其可以選擇與一個顯示單元相互作用，該裝置具有一個呈帶狀、輥狀或圓柱狀的控制元件，控制元件能相對於操作裝置外殼旋轉並且可以選擇為相對於操作裝置外殼可按下，控制元件的旋轉最好能夠顯示出來，該裝置具有用於檢測控制元件步進式旋轉運動的光電裝置，其特徵在於沿與控制元件的運動方向垂直的控制部分分別設有第一，第二和第三開關；第四開關檢測控制元件的步進式運動；所述第一，第二和第三開關在控制元件的各步進位置為操作裝置提供三種可能的選擇。
16.如權利要求15所述的操作裝置，其中控制元件採用傳送帶形式，其特徵在於第四開關採用光源和光接收器的形式，用來檢測控制元件的步進式運動，其中帶繞著其運行的輥子中的一個設有多個軸向延伸的孔，使得當輥子旋轉時，就能相繼檢測到光通路和阻斷的光通路。
17.如權利要求16所述的操作裝置，其特徵在於帶繞著其運行的某個輥子設有一些凹陷處或帶彈簧加載球的可脫開的接合，用來指示帶的步進式運動。
18.如權利要求15所述的操作裝置，其特徵在於第四開關具有一個彈簧加載球，用來有效地檢測控制元件的步進式運動，帶繞著其運行的輥子之一設有多個凹陷處，用來操縱開關的位置，同時當球和各凹陷產生可釋放連接時會給出帶的步進式運動的指示。
全文摘要
一種用於電子功能設備的操作裝置，可以選擇與一個顯示單元相互作用，該裝置具有一個可以按下的控制元件以啟動一種開關功能，且其步進運動可以是相對於操作裝置外殼的縱向運動或轉動，控制元件的運動最好能夠指示出來，該裝置具有用於檢測控制元件的步進式運動的裝置。在控制元件運動路徑的每一側分別設置了第一和第二開關，它們在z方向都可按下。設置了與控制元件相連的第三開關，控制元件配置成可按下以啟動第三開關。所述第一，第二和第三開關是相互關聯的，以為控制元件在y方向的各個步進位置提供沿x方向的三種可能的選擇。
文檔編號G06F3/0362GK1415086SQ00818176
公開日2003年4月30日 申請日期2000年11月7日 優先權日1999年11月11日
發明者齊亞德·貝達尼 申請人:齊亞德·貝達尼