用於可攜式電子設備的可適配用戶接口和機制的製作方法

2023-05-16 02:38:46

專利名稱：用於可攜式電子設備的可適配用戶接口和機制的製作方法
技術領域：
因此，需要有一種用於提供多個用戶接口的電子設備的改
進用戶接口，其中，每個接口包括特定操作模式所需的按鍵，並在低 照度和明亮兩種條件下表現出良好的可見度。


0007]圖l示出依照本發明的一個實施例的包含具有快門能力動 態鍵盤的電子設備。圖6示出依照本發明的一個實施例的扭曲向列液晶顯示器 的分解視圖。圖16示出依照本發明的一個實施例的電阻開關感測區域。
設備100的前表面105形成整體用戶接口。在鍵盤區106 中，光學快門(在下文中更詳細地描述)提供動態用戶輸入接口。此 動態用戶接口被配置為在鍵盤區106中的用戶接口上呈現可以表現為 按鍵或驅動目標的不同指示符。為了保持高解析度顯示器101不雜亂， 動態用戶接口在除跨越高解析度顯示器101上的區域之外的區域中呈 現這些鍵。從具有覆蓋層202的頂部開始，薄膜片充當設備(100) 的一體化面板構件(unitary fascia member)。對於類似行動電話的電 子設備，"面層"是蓋體或殼體，其可以是或可以不是可拆卸的。雖 然本文的附圖採用行動電話作為示例性電子設備供討論，但對於得到 本公開幫助的本領域技術人員來說很明顯的是本發明不限於此。可以 將本發明的面層用於具有顯示器和鍵盤的任何電子設備。覆蓋層202還可以包括紫外線阻擋物。此類阻擋物可用於 改善高解析度顯示區209的可見度和保護設備(100)的內部部件。可以包括可選電致發光設備205以便向光學快門204的快 門提供背光功能。如本文所使用的，"電致發光"指的是能夠電氣地 形成發光的任何設備，包括發光二極體及等效設備。此類功能可用於 改善鍵盤區在低照度條件下的可見度。在一個實施例中，電致發光設 備205包括夾在承載頂部與底部上的透明電極的透明襯底之間的背光 材料層。所述電極可以被分段並圖案化以與光學快門204的快門相對 應。 一個電極是驅動電極，而另一電極是接地電極。在電極被分段的 情況下，通常將驅動電極圖案化。可以將高解析度顯示器209設置在電致發光設備205附近，該高解析度顯示器209可以具有其自己的照 明系統，並且還可以包括被配置為使光沿著偏振軸偏振的偏振層215。 此外，可以包括填充材料210以完成組裝。為了提供觸覺反饋，可以包括可選觸覺反饋層208。觸覺 反饋層208可以包括被配置為在電阻開關層上的開關檢測到按鍵的驅 動時提供感覺反饋的變換器。在一個實施例中，變換器是被配置為向 用戶接口 200施加強到足以被用戶檢測到的機械"彈出(pop)"的壓 電變換器。因此，觸覺反饋層向用戶提供感覺反饋，從而使得平滑、 基本上為平面的用戶接口 200在不需要單獨的具有popple (起伏)能 力的按鍵從鍵盤突出的情況下像常規鍵盤一樣作出反應。請注意，可以將所述層以多種方式中的任何一種耦合在一 起。耦合機制的一個示例性實施例是通過使用薄層的清透(透明)的 非傳導粘合劑。例如，可以用非傳導、半透明粘合劑將覆蓋層202、電 容性傳感器203、以及分段光學快門204的每個機械地耦合在一起。此 耦合保持整個組件在設備內被適當地對準。接下來，可以看到光學快門204。在一個實施例中，使用 扭曲向列液晶顯示器材料來製造光學快門。將在下文中作為示例性實 施例來討論此材料。然而，對於得到本公開的幫助的本領域技術人員 來說很明顯的是，本發明不限於此。可以同樣地使用其它材料，包括 聚合物分散液晶材料、超級扭曲向列液晶材料、鐵電液晶材料、電控 雙折射材料、光學補償彎曲模式材料、客體-主體材料、以及其它類型 的光調製。在一個實施例中，電致發光設備205包括透反射體層。作 為被配置為反射光並使光透過的半透明材料的透反射體層允許設備 (100)在透反射模式下操作。在透反射模式下，當光學快門204中的 任何快門打開時，入射光通過快門，從透反射體層反射出，並返回到 用戶。此舉使得各種鍵在明亮條件下可見。當電致發光設備205可操 作時——這可以由環境光傳感器來支配，透反射體使來自電致發光設 備的光通過打開的快門。此舉使得各種鍵在低照度條件下可見。
f0077]可以在電致發光設備205的頂上包括具有一種或多種顏色 的可選色彩層313。還可以是兼備透射和反射特性的透反射體的色彩層313可以用來改變來自電致發光設備205的光的顏色。色彩層313可以 替換地由僅具有透射特性的濾色器製成。
0078由於在一個實施例中可以將電致發光設備配置為僅用於 鍵盤區(106)，所以可以將高解析度顯示器209設置為接近於電致發 光設備。如上所述，在一個實施例中，高解析度顯示器209包括設置 在高解析度顯示器上方的偏振層(215)。此偏振層(215)包括透射 軸，光沿著該透射軸被偏振。在光學快門204是具有頂部和底部偏振 器的扭曲向列液晶設備的情況下，偏振層(215)被配置和定位為使得 偏振層(215)的透射軸基本上平行於光學快門的底部偏振器的透射軸。現在轉到圖5，其中示出電容性傳感器203的可操作視圖。 可以看到，例如401、 402等各種電容器電極用於檢測鍵盤區106附近 的對象的接近。各種電引線501將電容性感測設備401、 402連接至控 制電路。電容性電極401、 402充當被配置為檢測位於用戶接口附近的 對象的接近檢測設備。當對象接近或接觸設備100時，對象附近的電 容性感測設備之一的電容改變。控制電路檢測此變化並警告設備100 內的處理電路。
0083此接近檢測可以用於多種功能。如上所述，接近檢測可以 用來檢測對象沿x和y方向502、 503的位置。這在覆蓋層(202)由 諸如玻璃等剛性材料製成時有用。此外，接近檢測可以用來使設備100 從第一模式轉換為第二模式。舉例來說，當設備關閉或處於低功率狀 態時，用戶可以通過觸摸設備100的前表面(105)來喚醒設備。檢測 用戶手指的接近檢測可以促使設備100從低功率狀態喚醒。此喚醒可 以包括促使光學快門(204)呈現與默認或前一模式相關的鍵盤配置。
0084]現在轉到圖6，其中示出扭曲向列液晶顯示設備600的分 解視圖。將在一個實施例中用來形成光學快門(204)的設備600稱為 "扭曲"，因為其包含以不同的量扭曲和解開以允許光通過的液晶元 件。接下來的是扭曲向列液晶材料603，後面是配置有接地電 極的另一襯底604。然後，使用水平濾光器605來容許或阻擋光。然後， 反射或透反射表面606將光反射回去(在反射模式下)或在透反射模 式下發射光。反射或透反射表面606是可選的，並將取決於特定應用。 當使用扭曲向列液晶設備作為光學快門時，可以不採用反射或透反射 表面606。
0087]在不向電極施加電壓的情況下，設備處於第一狀態。當施 加電壓時，液晶材料以達到卯度的增量扭曲，從而改變發光偏振。此 液晶因此充當由施加於電極的電信號來控制的可控偏振器。被施加於 電極的電壓的調節允許改變的電平灰度(levels grey)，以及產生透明 狀態或不透明狀態。本發明的實施例使用此設備作為展示和隱藏按鍵 的低解析度顯示器。現在轉到圖9，其中示出依照本發明的實施例的分段電致 發光設備900的一個實施例。分段電致發光設備900包括被定位為對 應於光學快門(204)的快門的圖案化電極901。通過使用圖案化電極 901，可以選擇性地驅動光區段。換言之，當每個快門被驅動以從不透
明狀態轉換為半透明狀態時，對應的圖案化電極及因此的對應的電致 發光單元被驅動以便通過被驅動的區段而投射光。這與具有單個電極
或全面ON狀態的電致發光設備相反。通過驅動選擇性的圖案化電極 901，只驅動對應於打開的快門的那些圖案化電極，從而降低設備(100) 的總功率消耗。
00931分段電致發光設備卯O還可以包括與之耦合的反射或透反 射層902。例如，可以在分段電致發光設備900的頂部設置反射層902。 這樣，分段電致發光設備900可以在發光設備不活動時在反射模式下 操作，並在發光設備活動時在透反射模式下操作。除如前所述地將電 致發光材料用於分段電致發光設備900之外，還可以使用其它材料， 包括發光二極體陣列、等離子面板、真空螢光面板、有機或高分子發 光二極體面板、或其它光源材料。
〖0094現在轉到圖IO，其中示出依照本發明的實施例的電阻開關層206。電阻開關層206操作為電阻感測層以檢測用戶何時驅動由光學 快門(204)呈現的一個鍵。在圖10的視圖中，可以看到電阻開關的 陣列1001。在一個實施例中，設置在覆蓋層(202)、電容性傳感器(203)、 光學快門(204)和電致發光設備(205)下面的開關層206包括只在 鍵盤區106下面的電阻開關。
0095現在轉到圖11，其中示出依照本發明的襯底層207的一個 實施例。襯底層207包括具有其上設置有銅跡線的撓性襯底1101。銅 跡線將電路1102電氣地耦合到撓性襯底1101。電氣跡線延伸至可以連 接到設備內的其它電路或部件的連接器214。在一個實施例中，被組合 以形成電路襯底組件的撓性襯底1101和電路1102包括電氣地耦合到 電致發光設備(205)、光學快門(204)、電容性傳感器(203)、以 及電阻開關層(206)的控制電路。此控制電路用來控制這些設備的操 作。舉例來說，使用電致發光設備(205)，可以將控制電路配置為選 擇性地驅動電致發光設備的一個或多個區段，從而促使至少一個區段 從第一、非照明狀態轉變至第二、照明狀態。現在轉到圖12，其中示出依照本發明的觸覺反饋層208 的一個實施例。如上所述，在一個實施例中，設備的平滑前表面(105) 不包括突出的popple (起伏)型按鈕。因此，當驅動按鍵時，不存在 供用戶在物理上按壓的任何東西。為了模擬popple (起伏)型按鈕的 響應，本發明的一個實施例包括觸覺反饋層208。觸覺反饋層208包括 向用戶傳遞指示按鍵已被成功驅動的反饋感覺的變換器315。在一個實 施例中，觸覺反饋層208被設置在電阻開關層(206)下面。填充材料210還已被定位為鄰近於空位1401以幫助組件 在電子設備(100)內的適當對準。可以將被耦合到襯底層207的連接 器214耦合到電子設備(100)，從而將用戶接口設備1400電氣地連 接至電子設備(100)內的其它電路。現在轉到圖19，其中示出當處於OFF模式時的示例性多 模式設備1800。圖19的視圖還可以在示例性多模式設備1800處於低 功率或睡眠模式時出現。當光學快門(204)覆蓋鍵盤區和顯示器兩者 時，示例性多模式設備1800的接口表面1901在設備處於此狀態時將 是空白的。發生這種情況是因為每個快門被關閉(即處於不透明狀態)， 從而禁止按鍵或高解析度顯示器中的任何一個的可見。因此，低分辨 率按鍵區為空白，如同高解析度顯示區一樣。.在一個實施例中，示例 性多模式設備1800包括具有顏色的殼體1902。殼體1902的顏色被選 擇為相對於快門關閉時的接口表面1901的顏色的補色或基本與其類 似，因此，處於OFF或低功率模式的設備平滑、均勻且具有單色或補 色。
00115由於處於關閉模式或低功率模式的設備可以具有完全空 白的接口表面1901，在一個實施例中，這有助於包括鍵盤區的標記， 以便用戶大致了解在接口 1901上對應於行動裝置的不同操作模式的不 同鍵盤配置將出現在何處。在示例性多模式設備1800中，通過跨越接 口表面1901的基本上為平面的表面而出現的小表面分界1903來提供 這些標記。可以通過在覆蓋層(202)上印刷非傳導油墨而應用的表面 分界1903可以如圖19所示地布置成列和行。具體地說，在一個實施 例中，將表面分界1903布置成三列和四行。當低解析度顯示器光學開門(204)通過經由低解析度顯示器的選擇性驅動來將一個或多個快門
轉換為打開狀態而產生特定組的用戶驅動目標時，在表面分界1903之
間動態地呈現各種按鍵指示符。在圖20的導航模式下，示例性多模式設備1800呈現導航 鍵盤配置2001。在導航模式下，用戶可能在全球定位系統的輔助下使 用該設備來確定現在的位置並獲得到另一位置的方向。與導航模式相 關聯的鍵盤配置2001僅限於此特定模式所需的按鈕。對用於到另一模 式的導航和用於滾動與導航模式相關聯的不同視圖，導航設備1802出 現。此外，可以通過設備事件來改變示例性多模式設備1800 的活動模式。此類事件包括驅動可以設置在設備側邊上的專用按鈕 2103。其它設備事件可以包括低電池量、設備錯誤、或低存儲量警告， 其中的每一個可以促使設備轉換操作模式。
00123j現在轉到圖22，其中示出處於音樂重放模式的示例性多模 式設備1800。在設備的一個實施例中，該設備被配置為存儲並重放音樂或視頻。在此類模式下，低解析度光學快門(204)被配置為沿著用
戶接口 2202呈現對應於音樂模式的驅動目標2201。此類驅動目標2201 可以至少包括快進按鈕2203、倒回按鈕2204、播放按鈕2205和暫停 按鈕2206。
[00124在設備的一個實施例中，可以以相對於高解析度顯示器 209的多種取向來呈現這些音樂模式按鈕。由於高解析度顯示器的尺度 可以不是正方形，所以在橫向地保持設備的橫向模式下觀看某些圖像 可能更理想。為了適應此類情況，在一個實施例中，可以在相對於高 解析度顯示器的縱向模式、即設備被設置在直立位置上的模式下呈現 快進按鈕2203、倒回按鈕2204、播放按鈕2205、以及暫停按鈕2206。 替換地，可以以用於高解析度顯示器209的橫向模式的橫穿第一取向 而對準的第二取向、即橫向取向來呈現快進按鈕2203、倒回按鈕2204、 播放按鈕2205、以及暫停按鈕2206。
00125j現在轉到圖23，其中示出處於遊戲模式的示例性多模式設 備1800。在遊戲模式下，可以以相對於高解析度顯示器209的縱向取 向來呈現鍵盤配置2301。在遊戲模式下，所需要的僅僅是基本的按鍵 組，包括與導航設備1802相關聯的方向鍵、可以設置在設備的底部處 的兩個或三個遊戲動作鍵2302。
00126I現在轉到圖24，其中示出處於照相或視頻捕捉模式、亦稱 照相機模式的示例性多模式設備1800。在照相機模式下，在相對於高 解析度顯示器209的橫向模式下呈現特定鍵盤配置2401。在橫向取向 中，以相對於圖21-23的鍵盤配置取向為橫向的取向來呈現選擇照相機 操作鍵2404。在圖片顯示在高解析度顯示器上的同時，可以位於示例 性多模式設備1800的後表面上的照相機進行照相。
[00127j請注意，設備的活動模式或鍵盤配置也可以隨著設備的物 理取向而改變。該設備可以配置有被設計為檢測重力的方向的加速計。因此，當設備從縱向取向旋轉至橫向取向時，鍵盤配置可以相應地自 動地從縱向取向旋轉至橫向取向。可以在圖25中看到此類旋轉，因為
照相機鍵2405已經旋轉至橫穿圖24所示的橫向取向的縱向取向。如 所示，圖25的操作模式對應於設備的縱向模式，而圖24的操作模式 對應於設備的橫向模式。
[00128現在轉到圖26，其中示出處於橫向模式的示例性多模式設 備1800的音樂或視頻重放模式。將此圖與圖21相比較，可以看到快 進按鈕2203、倒回按鈕2204、播放按鈕2205和暫停按鈕2206現在的 取向橫穿圖21的取向。
00129I現在轉到圖27，其中示出示例性多模式設備1800的又一 種模式。在示出視頻捕捉模式的圖27中，己經將視頻捕捉控制鍵2701 取向為根據設備的物理取向的橫向模式。在此類配置中，可以在照相 機(未示出)捕捉視頻鏡頭的同時使用高解析度顯示器作為取景器。
[00130j如已經示出和描述的那樣，本發明的實施例包括具有用戶 接口的可攜式電子設備，所述用戶接口包括高解析度顯示器和低分辨 率顯示器，該低解析度顯示器被配置為在用戶接口的鍵盤區中呈現與 多個設備操作模式相關聯的多個鍵盤配置中的任何一個。該設備的實 施例包括鄰近於高解析度顯示器和低解析度顯示器而設置的導航接 口。該導航接口適合於在設備的多個操作模式之間進行導航。
[00131當低解析度顯示器具有處於不透明狀態的區段時，禁止光
通過各個快門或窗口。低解析度顯示器被配置為基於設備的操作模式 而使多個區段中的每個從不透明狀態轉換至半透明狀態。當這種情況 發生時，低解析度顯示器促使一個或多個驅動目標或按鍵沿著用戶接 口出現。每個設備驅動目標對應於設備的活動模式，並且在一個實施 例中，每個設備驅動目標配置僅限於設備的活動模式所需的那些驅動 目標配置。請注意，在驅動目標僅限於所提供的那些驅動目標的此類
32實施例中，還可以將設備配置為使得用戶互操作(包括動態鍵盤的觸 摸)在被應用到除與設備的活動模式相關的區域之外的區域時被忽略。 本發明的實施例使得能夠在設備的緊湊鍵盤區內呈現多種鍵盤配置， 從而提高使用的容易性並降低用戶的認知負擔。
[00132在前述說明書中，已經描述了本發明的特定實施例。然而， 本領域的技術人員認識到，在不脫離如隨附權利要求中所闡述的本發 明的範圍的情況下，可以進行各種修改和改變。因此，雖然已示出並 描述了本發明的優選實施例，但很明顯，本發明不限於此。在不脫離 隨附權利要求所限定的本發明的精神和範圍的情況下，本領域的技術 人員將想到許多修改、改變、變更、替換、以及等價物。因此，例如， 應認為本說明書和附圖是說明性而非限制性的，並且所有此類修改意 圖包括在本發明的範圍內。
權利要求
1.一種具有用戶接口的行動裝置，包括前表面，該前表面包括滾動設備；顯示器，用於向用戶呈現信息；動態用戶輸入接口，被配置為在除所述顯示器之外的區域中跨越所述用戶接口而呈現不同的指示符；以及電容性傳感器，被配置為檢測接近所述不同的指示符的對象。
2. 根據權利要求l所述的行動裝置，其中，所述用戶接口包括分 段光學快門，該分段光學快門是選擇性可控的，以便跨越所述顯示器 而呈現與所述行動裝置的不同操作模式相對應的不同鍵盤配置。
3. 根據權利要求l所述的行動裝置，其中，所述滾動設備包括滾輪。
4. 根據權利要求3所述的行動裝置，其中，所述滾輪包括觸覺引 導件。
5. 根據權利要求1所述的行動裝置，其中，所述滾動設備被配置 為允許在所述行動裝置的操作模式之間進行選擇。
6. 根據權利要求5所述的行動裝置，其中，所述操作模式包括下 述之一無線電話模式、導航模式、遊戲模式、音樂播放器模式、視 頻播放器模式、圖片顯示模式、文本捕捉模式、圖片捕捉模式或視頻 捕捉模式。
7. 根據權利要求l所述的行動裝置，其中，所述前表面包括顯示 區、動態鍵盤區和導航區。
8.根據權利要求7所述的行動裝置，其中，所述滾動設備被設置 在所述導航區內。
全文摘要
一種多模式電子設備(100)包括用於向用戶呈現多個鍵盤配置之一的具有快門能力的動態鍵盤。由光學快門(204)呈現每個鍵盤配置，該光學快門(204)打開或關閉被幾何配置為字母數字或設備按鍵或符號的窗口或快門。在一個實施例中，每個鍵盤配置限於設備(100)的特定操作模式所需的那些鍵盤配置。光學快門(204)是在低解析度按鍵區中向用戶呈現用戶驅動目標的低解析度顯示器。隨著設備的每個模式的改變，所呈現的對應鍵盤配置相應地改變。
文檔編號G06F3/033GK101622590SQ200880006372
公開日2010年1月6日 申請日期2008年2月5日 優先權日2007年2月27日
發明者R·道奇·D·達斡爾曼, 亞當·K·賽巴特, 保羅·N·包求, 史蒂文·C·埃默特, 莊志明, 戴維·B·克蘭菲爾, 肯·K·富 申請人:摩託羅拉公司