用於手持設備的控制的簡單低成本取向傳感器的製造方法
2023-10-08 01:05:19 5
用於手持設備的控制的簡單低成本取向傳感器的製造方法
【專利摘要】一種手持電子設備（100；200）具有用戶接口（102）、用於感測設備關於重力的取向的傳感器（104）、以及用於取決於所感測的取向來控制設備的操作的電子電路系統（108）。傳感器具有接觸對象（300），其在重力的控制下，在設備的不同取向中採取關於設備的外殼的不同位置。傳感器具有關於設備靜止安裝的襯底（702）。襯底具有連接到電子電路系統的第一對電氣接觸（704）和連接到電子電路系統的第二對接觸（706）。接觸對象具有面向襯底的表面（402）。如果接觸對象採取第一位置則表面電氣互連第一對接觸，並且如果接觸對象採取第二位置則表面電氣互連第二對接觸。
【專利說明】用於手持設備的控制的簡單低成本取向傳感器
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種手持電子設備，其包括被配置用於使得用戶能夠與手持電子設備交互的用戶接口、被配置用於感測手持電子設備相對於重力的多個取向中的相應一個的取向傳感器；以及操作成取決於所感測的相應取向來控制手持電子設備的操作的電子電路系統。本發明還涉及用於在這樣的設備中使用的取向傳感器。
【背景技術】
[0002]以上配置的手持電子設備從例如題為「Two-sided handheld remote control」並且通過引用併入於此的美國專利申請公開2010/0271231得知。美國專利申請公開2010/0271231公開了一種雙側遙控，其包括用於控制和/或與發送器通信的邏輯設備和檢測雙側遙控的相對側上的兩個按鈕集合的狀態的按鈕檢測器。兩個按鈕集合處於其相應面上的相同位置中使得一個按鈕集合總是向上取向並且具有處於用戶期望的位置中的按鈕的集合。雙側遙控還可以包括可用於導致向下取向面的按鈕上的按鈕按壓被忽略的取向檢測器。美國專利申請公開2010/0271231作為取向檢測器的示例提到:水銀開關、滾動球傳感器、以及取決於取向而以一種或其它方式彎曲的懸臂梁類型傳感器。電容傳感器可以另外用作通過檢測當遙控被握持在手中時由於手的大部分質量抵靠遙控的底部而引起的底偵批頂側更大的電容水平的取向檢測器。
【發明內容】
[0003]如發明人認識到的，已知取向傳感器的缺陷在於以下中的一個或多個:在功能上和物理上將取向傳感器與手持電子設備集成所要求的附加硬體成本、在手持電子設備處安置取向傳感器的相對複雜性、以及已知取向傳感器的可靠性。
[0004]發明人提出一種手持電子設備，其包括被配置用於使得用戶能夠與手持電子設備交互的用戶接口 ；被配置用於感測手持電子設備相對於重力的多個取向中的相應一個的取向傳感器；以及操作成取決於所感測的相應取向來控制手持電子設備的操作的電子電路系統。取向傳感器包括接觸對象。接觸對象操作成在重力的控制下，取決於多個取向中的第一個而採取關於手持電子設備的外殼的第一位置。接觸對象操作成在重力的控制下，取決於多個取向中的第二個而採取關於外殼的第二位置。第一位置不同於第二位置，並且第一取向不同於第二取向。取向傳感器具有襯底，其關於外殼靜止安裝並且容納連接到電子電路系統的第一對第一電氣接觸和連接到電子電路系統的第二對第二電氣接觸。接觸對象具有面向襯底的表面。表面被配置用於如果接觸對象採取第一位置則電氣互連第一對第一電氣接觸並且如果接觸對象採取第二位置則電氣互連第二對第二電氣接觸。
[0005]因此，接觸對象安裝在手持電子設備處以便使接觸對象的表面面向容納兩(或更多)對電氣接觸的襯底。接觸對象被安裝以便在手持電子設備關於重力的不同取向中採取不同位置。在不同位置中，接觸對象的表面互連不同對的電氣接觸。接觸對象因此充當重力控制的導電互連器或開關，其操作成做出或打斷電子電路系統的電路。電路的做出或打斷然後控制手持電子設備的操作。注意，接觸對象的表面面向第一電氣接觸和第二電氣接觸。該配置的結果在於第一電氣接觸和第二電氣接觸可以與電子電路系統一起容納在相同襯底(例如印刷電路板(PCB))處，因而簡化手持電子設備的組裝。
[0006]在實施例中，接觸對象和多對電氣接觸容納在基本上密封以防諸如灰塵、溼氣等之類的外來物進入的隔室中。
[0007]為了確保取向傳感器的可靠操作，優選地防止外來物幹擾接觸對象在重力的控制下的位置改變，並且防止外來物幹擾接觸對象電氣互連相關電氣接觸對。密封隔室可以通過例如手持電子設備的外殼或者通過外殼內的分離腔實現。
[0008]在另外的實施例中，接觸對象被布置成在樞軸上樞轉。樞軸對外殼靜止，並且接觸對象具有稍離樞軸的重心。
[0009]由於接觸對象的重心稍離樞軸，因而重力將使接觸對象在手持電子設備的取向相對於重力的方向改變時樞轉。樞轉由接觸對象最小化其在重力場中的勢能導致並且受到接觸對象的表面撞擊相關的一對電氣接觸的約束。樞軸可以通過手持電子設備的外殼內的並且從外殼的內壁延伸到襯底的肋條的末端來實現。
[0010]在另外的實施例中，接觸對象形成為具有導電材料的表面的條帶。
[0011]例如,接觸對象可以由金屬條帶(例如銅條帶或招條帶)形成。可替換地，接觸對象由例如塑料條帶形成，其具有將物理接觸相應電氣接觸對的條帶的相應區的導電塗層。樞軸將條帶分成第一臂和第二臂。藉助於設計第一臂和第二臂使得它們具有明顯不相等的質量，接觸對象的重心將稍離樞軸。可以利用不相等的質量創建第一臂和第二臂，例如通過適當地調節它們的相應長度和/或適當輪廓化和/或摺疊。
[0012]在另外的實施例中，手持設備包括用於響應於用戶與用戶接口交互而遠程控制可控裝置(例如消費者電子器具)的遙控設備。
[0013]當遙控設備具有在外殼的相對側處帶有手動可選控制選項的用戶接口的情況下，取向傳感器可以用於激活面向用戶的那側處(即基本上轉向上的那側處)的控制選項的可選擇性並且去激活另一側(即面向下的那側)處的控制選項的可選擇性以便防止當用戶在其操作使用中握持遙控設備並且與之交互時無意中選擇面向下的那側處的控制選項。
[0014]當遙控設備具有僅在外殼的單個特定側處帶有手動可選控制選項的用戶接口的情況下，取向傳感器可以用於如果特定側面向上則激活電子電路系統並且如果特定側面向下則去激活電子電路系統以便降低功耗和/或延長電池壽命。
[0015]除遙控設備之外的手持電子設備也可以受益於如以上所指定的取向傳感器。這樣的其它手持電子設備的示例包括與例如視頻遊戲一起使用的遊戲設備；行動電話或智慧型電話、個人數字助理(PDA)或掌上PC、數位相機等。
[0016]本發明還涉及被配置用於感測相對於重力的多個取向中的相應一個的取向傳感器。取向傳感器具有容納第一對第一電氣接觸和第二對第二電氣接觸的襯底。取向傳感器包括接觸對象。接觸對象操作成在重力的控制下，取決於襯底關於重力的多個取向中的第一個而採取關於襯底的第一位置。接觸對象操作成在重力的控制下，取決於襯底關於重力的多個取向中的第二個而採取關於襯底的第二位置。第一位置不同於第二位置，並且第一取向不同於第二取向。接觸對象具有面向襯底的表面。表面被配置用於如果接觸對象採取第一位置則電氣互連第一對第一電氣接觸並且如果接觸對象採取第二位置則電氣互連第二對第二電氣接觸。
[0017]在取向傳感器的實施例中，接觸對象和多對電氣接觸容納在基本上密封以防外來物(灰塵、溼氣等)進入的隔室中。
[0018]在取向傳感器的另外的實施例中，接觸對象被布置成在樞軸上樞轉。樞軸對襯底靜止。接觸對象具有稍離樞軸的重心。
[0019]在取向傳感器的另外的實施例中，接觸對象形成為具有導電材料的表面的條帶。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]通過示例的方式並且參照附圖進一步詳細解釋本發明，其中:
圖1和2是手持電子設備的框圖；
圖2，3，4，5，6，7和8是圖示本發明的取向傳感器的實施例的圖。
[0021 ] 貫穿各圖，類似或對應特徵由相同參考數字指示。
【具體實施方式】
[0022]圖1是第一手持電子設備100的框圖。第一手持電子設備100包括被配置用於使得用戶能夠與第一手持電子設備100交互的用戶接口(UI) 102。第一手持電子設備100還具有被配置用於感測第一手持電子設備100相對於重力106的不同取向的取向傳感器104，以及操作成取決於如由取向傳感器104感測的第一手持電子設備100的特定取向而控制第一手持電子設備100 (例如UI 102)的操作的電子電路系統108。
[0023]第一手持電子設備100包括例如用於通過紅外或RF控制可控裝置的遙控設備。這樣的遠程可控裝置的示例有電視機、DVD播放器、音響、空調系統、家庭照明系統等。在另一示例(未示出)中，第一手持電子設備包括例如智慧型電話，或者數位相機，或者諸如個人數字助理(PDA)之類的掌上個人計算機。與Π 102的交互然後使得用戶能夠激活由第一手持電子設備100提供的功能性中的具體一個。
[0024]UI 102容納根據人體工程學成形、根據人體工程學設計大小和根據人體工程學布置的用戶可選特徵(例如按鈕、鍵、滑塊、撥號盤等，未示出)。與用戶可選特徵中的特定一個的交互使得用戶能夠選擇和啟動手持電子設備100的特定類型的操作。
[0025]在第一手持電子設備100的操作使用中，用戶對第一手持電子設備100進行取向以便能夠面向Π 102。該取向使得用戶能夠識別可用的用戶可選特徵並且選擇用戶可選特徵中的一個或多個特定特徵。因此，第一手持電子設備100相對於用戶的取向確定手持電子設備100的哪一個表面轉向用戶。為了能夠與Π 102交互，用戶將典型地對手持電子設備100進行取向以便使Π 102相對於重力106的方向面向上，或者基本上面向上。結果，手持電子設備100相對於重力106的方向的取向可以被視為表不手持電子設備100關於用戶的取向。
[0026]取向傳感器104被配置用於感測第一手持電子設備100相對於重力106的方向的取向。第一手持電子設備100的取向傳感器104例如使得能夠在第一手持電子設備100的UI 102面向上或基本上面向上(即或多或少與重力106的方向反平行)時接通電子電路系統108並且在第一手持電子設備100的Π 102基本上面向下時(即在重力106的方向上)關斷電子電路系統108。電子電路系統108的接通可以例如通過將電子電路系統108連接到諸如一個或多個電池(電化學電池)之類的板載電源(未示出)來實現。電子電路系統108的關斷可以例如通過將電子電路系統108從板載電源斷開來實現。
[0027]圖2是第二手持電子設備200的框圖。第二手持電子設備200的Π 102包括容納在第二手持電子設備200的表面處的第一 UI部分210和容納在第二手持電子設備200的相對表面處的第二 Π部分212。UI 102可以在第二手持電子設備200的一個或多個其它表面處包括附加UI部分(未不出)。UI 102的這種空間劃分對於充分利用第二手持電子設備200處可用的表面區域以用於容納根據人體工程學成形、根據人體工程學設計大小和根據人體工程學布置的按鈕、鍵、滑塊、撥號盤和使得用戶能夠選擇與手持電子設備200的交互類型的其它手動操作特徵而言可能變得必要。形狀、大小和空間布置的人體工程學性質確定用戶利用其能夠與第二手持電子設備200的UI 102交互的簡易性並且取決於例如典型用戶的食指尖的典型尺寸。這典型地喻示了 Π 102中的手動操作特徵(例如按鈕或鍵)的尺寸優選地不小於下限，並且結果，UI 102的每單位表面積的手動操作特徵的數目優選地不大於上限。在第二手持電子設備200的兩個或更多表面之中分布Π 102的手動操作特徵使得能夠以人體工程學可接受的方式在手持電子設備處容納比僅單個表面可用時可能的更多的用戶可選手動操作特徵。
[0028]第二手持電子設備200相對於用戶的取向確定第二手持電子設備200的哪一個表面轉向用戶。為了能夠與第一 Π部分210和第二 Π部分212中的相關一個交互，用戶將典型地對第二手持電子設備200進行取向以便使相關Π部分面向上或基本上面向上，即與重力106的方向基本上反平行。結果，第二手持電子設備200相對於重力106的方向的取向表示第一 Π部分210和第二 Π部分212中的哪一個朝向用戶取向。取向傳感器104然後可以用於如果第一 UI部分210面向上(即基本上在與重力106的方向反平行的方向上)則激活第一 Π部分210並且去激活第二 Π部分212，並且如果第二 Π部分212面向上(SP基本上在與重力106的方向反平行的方向上)則激活第二 UI部分212並且去激活第一 UI部分210。
[0029]圖3，4，5，6，7和8圖示了取向傳感器104的簡單、低成本實施例。根據圖示的實施例的取向傳感器104包括接觸對象300。接觸對象300具有圖3中示出的第一表面302和圖4中示出的第二表面402。接觸對象300在該實施例中整個都由導電材料(例如諸如銅、鋁或鋼等之類的金屬)製成。該實施例的接觸對象300可以以價廉的方式從金屬片製成，所述金屬片被按壓成如所示出的具有將起到互連電子電路系統108的襯底702上的第一對第一接觸704的作用的第一凹陷404並且具有將起到互連第二對第二接觸706的作用的第二凹陷406的形狀，如圖7和8中所示。接觸對象300在基本上垂直於由第一凹陷404相對於接觸對象300的位置限定的第一線(未示出)並且基本上垂直於由第二凹陷406相對於接觸對象300的位置限定的第二線(未示出)的方向上具有狹縫304。在接觸對象300的操作使用中，狹縫304與第一肋條502嚙合，參見圖5，6，7和8。第一肋條502關於第一手持電子設備100或第二手持電子設備200的外殼(未不出)靜止安裝。第一肋條502服務於在重力的影響下引導接觸對象300的移動，如以下將進一步解釋的那樣。輪廓化接觸對象300以便同樣與第二肋條504哨合,參見圖5，6, 7和8。第二肋條504同樣關於第一手持電子設備100或第二手持電子設備200的外殼(未不出)靜止安裝。第二肋條504服務於將接觸對象300在第二肋條504與容納第一對接觸704和第二對接觸706的襯底702之間保持就位，從而允許接觸對象300在重力的影響下樞轉並且被第一肋條502引導。
[0030]如從圖7清楚的，如果襯底702在重力場中定位於接觸對象300上方，則接觸對象300採取第一位置，其中接觸對象300橋接第一對電氣接觸704。並且如從圖8清楚的，如果襯底702在重力場中定位於接觸對象300下方，則接觸對象300採取第二位置，其中接觸對象300橋接第二對電氣接觸706。襯底702與手持電子設備100或200的外殼靜止安裝。如圖3，4，5，6，7和8中圖示的，接觸對象300基本上具有均勻厚度和均勻寬度。接觸對象300的第一臂是容納第一凹陷404以便在圖7的第一位置中電氣互連第一對接觸704的臂。同樣地，接觸對象300的第二臂是容納第二凹陷406以便在圖8的第二位置中電氣互連第二對接觸706的另一臂。接觸對象300在由第二肋條504的末端和襯底702限定的軸上樞轉。第一臂明顯短於第二臂，結果接觸對象300的重心駐留在第二臂中的某處。接觸對象300上的重力施加在接觸對象300的重心處。反作用力由襯底702或第二肋條504施加在位於樞軸上的接觸對象300處的一個或多個位置上。所得扭矩將總是使較長臂在重力場中採取比較短臂更低的位置。結果，與靜止的第一對接觸704和靜止的第二對接觸706結合的樞轉接觸對象300可以用作取向傳感器104。
[0031]如以上討論的，電子電路系統108取決於由取向傳感器104感測的相應取向來控制第一手持電子設備100或第二手持電子設備200的操作。在取向傳感器104的簡單、低成本實施例中，接觸對象300取決於所採取的取向而一次橋接第一對接觸704和第二對接觸706中的單——個。優選地，所採取的特定取向的確定不要求接觸對象300連續地電氣橋接第一對接觸704和第二對接觸706中的相關聯的一個。也就是說，電子電路系統108優選地被配置成如果第一對接觸704和第二對接觸706中的相關一個已經被橋接了至少預定長度的時間段則確定已經採取特定取向。類似地，電子電路系統108優選地被配置成如果接觸對象300暫時停止橋接與特定取向相關聯的第一對接觸704和第二對接觸706中的特定一個則確定特定取向尚未改變。這樣的原因在於握持第一手持電子設備100或第二手持電子設備200的用戶可能只是臨時移動第一手持電子設備100或第二手持電子設備200。作為移動的結果，接觸對象300可能臨時從與特定取向相關聯的第一對接觸704和第二對接觸706中的特定一個斷開連接。這可能甚至使得移動導致第一對接觸704和第二對接觸706中的另一個暫時被電氣橋接。在缺失任何進一步規定的情況下，電子電路系統108然後可以確定取向已經改變，結果觸發第一手持電子設備100或第二手持電子設備200的操作模式中的改變。因此，當電子電路系統108檢測到第一對接觸704和第二對接觸706中的相關一個的電氣橋接被終止時，如果從第一對接觸704和第二對接觸706中的相關一個的斷開連接持續至少預定長度的時間段和/或如果第一對接觸704和第二對接觸706中的另一個之間的互連持續至少另一預定長度的另一時間段，則電子電路系統108將改變第一手持電子設備100或第二手持電子設備200的操作模式。
[0032]典型地，手持電子設備(例如遙控設備或智慧型電話)具有除非設備完全關閉否則保持部分開啟的板載主控制器單元(MCU)。如果MCU保持部分開啟，則任何用戶輸入(例如用戶接口中的鍵的按壓)的激活可以被監視，並且可以因此實施激活的處理。第一手持電子設備100或第二手持電子設備200所採取的取向的確定可以因此由形成電子電路系統108的一部分的MCU實施。
【權利要求】
1.一種手持電子設備(100 ;200),包括: 被配置用於使得用戶能夠與手持電子設備交互的用戶接口(102)； 被配置用於感測手持電子設備相對於重力(106)的多個取向中的相應一個的取向傳感器(104);以及 操作成取決於所感測的相應取向來控制手持電子設備的操作的電子電路系統(108); 其中: 取向傳感器包括接觸對象(300)； 接觸對象操作成在重力的控制下，取決於所述多個取向中的第一個而採取關於手持電子設備的外殼的第一位置； 接觸對象操作成在重力的控制下，取決於所述多個取向中的第二個而採取關於外殼的第二位置； 第一位置不同於第二位置； 第一取向不同於第二取向； 取向傳感器具有關於外殼靜止安裝並且容納連接到電子電路系統的第一對第一電氣接觸(704)和連接到電子電路系統的第二對第二電氣接觸(706)的襯底(702)； 接觸對象具有面向襯底的表面(402);並且 所述表面被配置用於如果接觸對象採取第一位置則電氣互連第一對第一電氣接觸並且如果接觸對象採取第二位置則電氣互連第二對第二電氣接觸。
2.權利要求1的手持設備，其中接觸對象和多對電氣接觸容納在基本上密封以防外來物進入的隔室中。
3.權利要求1的手持電子設備，其中: 接觸對象被布置成在樞軸上樞轉； 樞軸對外殼靜止；並且 接觸對象具有稍離樞軸的重心。
4.權利要求1的手持電子設備，其中接觸對象形成為具有導電材料的表面的條帶。
5.權利要求1的手持設備，包括用於響應於用戶與用戶接口交互而遠程控制可控裝置的遙控設備。
6.一種被配置用於感測相對於重力的多個取向中的相應一個的取向傳感器(104)，其中: 取向傳感器具有容納第一對第一電氣接觸(704)和第二對第二電氣接觸(706 )的襯底(702)； 取向傳感器包括接觸對象(300)； 接觸對象操作成在重力的控制下，取決於襯底關於重力的多個取向中的第一個而採取關於襯底的第一位置； 接觸對象操作成在重力的控制下，取決於襯底關於重力的多個取向中的第二個而採取關於襯底的第二位置； 第一位置不同於第二位置； 第一取向不同於第二取向； 接觸對象具有面向襯底的表面(402);並且 所述表面被配置用於如果接觸對象採取第一位置則電氣互連第一對第一電氣接觸並且如果接觸對象採取第二位置則電氣互連第二對第二電氣接觸。
7.權利要求6的取向傳感器，其中接觸對象和多對電氣接觸容納在基本上密封以防外來物進入的隔室中。
8.權利要求6的取向傳感器，其中: 接觸對象被布置成在樞軸上樞轉； 樞軸對襯底靜止；並且 接觸對象具有稍離樞軸的重心。
9.權利要求6的取向傳感器，其中接觸對象形成為具有導電材料的表面的條帶。
【文檔編號】G08C17/00GK104412308SQ201380033426
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2013年6月19日 優先權日:2012年6月28日
【發明者】E.K.特奧, H.K.譚 申請人:皇家飛利浦有限公司