专利名称：带有可旋转键区和显示屏的电子设备的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及通信设备或便携电子设备，并且具体涉及具有可旋转键区和显示屏的电子设备。
背景技术：
现有技术的例如蜂窝电话的电子设备是公知的。近来，蜂窝电话除了仅仅音频通信之外的采用了很多其它功能。例如，具有允许蜂窝电话与因特网相连接的调制解调器的蜂窝电话已经在市场上出现。这使得用户可以收发电子邮件。
一个典型的蜂窝电话和用户接口具有扬声器、麦克风、显示屏和字符输入设备，例如键区。为接收电子邮件，用户初始化和服务提供商之间的连接并且下载他的电子邮件。随后这个电子邮件显示在蜂窝电话的显示屏上，典型的显示屏长度都大于它的宽度。例如美国专利号6,000,336中描述了这样的移动电话。
与人像视图(portrait view)相反，有时候需要以风景视图(landscapeview)显示图像，例如用于读取电子邮件。现有电子设备可以在电子屏幕上以两种不同方向之一显示信息。参见，例如，美国专利号5,926,364和美国专利号6,000,336。但是，如果信息的显示从人像模式转化为风景模式，典型蜂窝电话的键区没有适当地转换到与所显示信息相关的方向。同样，在任何模式下，相对于显示屏的键区位置并没有总是最好地同时适应于右手和左手用户。
对于本领域普通技术人员，通过结合下述附图的本发明详细描述，本发明的各个方面、特征和优势将更易于理解。
图1-4为根据本发明不同设置下的实施例所展示的蜂窝电话。
图5为根据本发明的优选实施例的蜂窝电话框图。
图6为根据本发明的优选实施例的便携设备分解透视图。
图7为根据本发明的优选实施例的可旋转键区分解视图。
图8-10为根据本发明的一个实施例、描述键区组装的一个例子的部分截面视图。
图11为根据本发明的一个实施例的可替换的键区支持实施例。
图12、13和14为根据本发明的一个实施例、用于检测键区方向的传感器的部分截面视图。
图15根据本发明的一个实施例，描述相对于键区中的键传感器的键的位置。
图16根据本发明、描述相对于键传感器的键的可替换配置(例如圆形突起)。
具体实施例方式
本发明描述了用于确定电子设备的字符输入区域(例如键区，触摸屏等)和显示图像的方向的方法和设备。字符输入区域的方向相对于电子设备的机壳进行传感。电子设备的显示屏上的显示图像根据预先设定的相对于机壳的方向发生方向变化，这作为字符输入区域定向的一个功能。机壳具有物理可旋转的键区和电子可旋转的显示图像。传感器提供表示相对于电子设备机壳的键区的方向的传感器信号。显示驱动在显示屏上形成显示图像。作为键区的一个定向功能，处理器接收传感器信号，同时作为响应来改变显示驱动，利用与机壳相关的方向在显示屏上产生显示图像。
在按键机壳中键区具有大量按键，还有大量按键传感器(例如圆形突起)用来感应按键的活动状态。按键传感器位于接近按键机壳的传感器机壳中。按键传感器可以是电阻传感器、电容传感器和泡沫开关(bubble switch)之一。键区具有至少第一和第二或者可能的第三方向。第二方向是相对于第一方向完全地逆时针旋转90度。第三方向是相对于第一方向完全地顺时针旋转90度。键区同时可以具有第四方向，其相对于第一方向完全地旋转180度。电子设备进一步具有至少一个查询表来重新映射按键和相关的按键传感器。
本发明具有普遍的应用性，同时适用于任何种类的具有可移动键区和电子可移动显示屏的电子设备。本发明的一个实施例在图1中进行描述，为蜂窝电话100。蜂窝电话100具有带有键区102的机壳108以及装配在其上的显示屏104。在图1所示的方向中，显示屏104的高度大于它的宽度，这对于标准蜂窝电话是典型的。然而，蜂窝电话100中键区102是物理可旋转的。
图2中键区102相对于图1中的第一方向逆时针旋转90度到第二方向。作为旋转键区102的响应，文本200现在以风景视图显示在显示屏104上。在图1中，文本100以人像视图显示在显示屏104上。
图3描述了蜂窝电话的第三方向，其中键区102完整地顺时针旋转90度。在这第三方向中，键区102位于显示屏104的右边。文本300现在以与图2中文本200的风景视图相反的风景视图显示。
图4展示了第四种方向，其中蜂窝电话100的键区从图1所示的键区位置旋转180度。这导致了显示屏104位于键区102的下方。在这个方向下，文本400以与图1中人像视图相对的人像视图显示。应该可以理解，本发明可以考虑键区的其它旋转度数，同时显示屏的其它电子可旋转方向也在本发明之内。
图5是描述本发明的一般框图。处理器500与建立通信的蜂窝电话中的其它单元，以及例如扬声器和麦克风(未示出)等标准单元相连接。本发明的上下文中，处理器500从键区502接收信号。传感器504为处理器500提供表示键区旋转方向的传感器信号。处理器500用至少一个查询表506为键区502的不同方向对按键相对于按键传感器进行重新映射。然后处理器500利用适当的显示驱动508形成显示屏510上的显示图像。使用用于在显示屏上旋转图像的显示驱动508在本领域是公知的。
参见图6和7，蜂窝电话100的一个例子包括顶盖601，键区组件611，印刷电路板603和基座605或后盖。顶盖601包括安装于圆形开口609的圆形旋转键区座607。键区组件611包括键区盘615，键区膜608，和键区支持606。键区支持606支持例如泡状聚酯键区薄膜的键区膜608，其具有大量按键610。键区盘615包括开孔618来容纳按键610。
参见图8和9，基座603包括带有按键传感器636的突起薄片阵列662，适当地排列，当按键610被按下时与压下的按键相接触来激发键传感器636的操作。这样的突起薄片阵列可以是如本领域所公知的聚酯泡沫薄膜结构。应该容易理解，可以应用其它类型的按键传感器636，例如电阻或电容传感器。这些在本领域中也是公知的。
因而，字符输入区域包括具有键区支持606，键区盘615和位于键区支持和键区盘之间的键区薄膜608的可旋转键区组件。键区支持606包括多个在本实施例中从键区支持外边缘突出并且等距离排列在键区支持606周围的突起。在这个例子当中，多个突起分布在大约相距90度的位置。在这个例子当中，多个突起与键区支持606共面。然而，应该认识到，可以应用任何合适的配置。
键区薄膜608包括对应于铸造为键区盘615一部分的调整片(tab)634的对应开槽632。另外，键区支持606包括对应于键区610、在键区薄膜608之上的开孔637，以允许每个按键的底面可以接触到对应的圆形突出薄片阵列662上的圆形突出。
如果需要，键区盘615同样可能包括手指扳手650来允许用户把他们的拇指或其它手指放置到可旋转盘组件当中从而比较容易地转动键区。因此，键区盘615包括手指扳手650。可以认识到，作为扳手的替换，如果需要也可能利用一个突起面。
图8-10可以用来描述调整片634，可旋转的键区座607和键区组件611的其它结构。如图8所示，位于顶盖机壳前的圆形开口609由形成可旋转键区座607的表面确定。可旋转键区座607支持键区盘615的外部边缘底面800。突起802或前机壳底面上的突起与调整片634中的凹陷804相啮合。因而，调整片支持键区盘615，为键区盘提供方向定位，控制键区盘615以及组件和前机壳，并且通过突起802和凹槽804与前机壳相连。调整片634包括容纳前机壳的凹槽。
图9展示了具有穿过孔637的突起900的按键610，使按键按动时，它接触到位于圆形突起薄膜阵列662上的键区传感器636。
图10展示了可旋转键区组件，其具有通过凹槽中突起连接于前机壳的键区盘上的调整片634。另外，展示了调整片634中的位于调整片背面、用来接纳突起630的狭缝1000。同时也展示了允许适当空缺以使调整片能够很好地和突起630相结合的凹槽632。
为了检测键区方向，可以利用不同的方法。例如，用户可能在键区旋转之后按可旋转键区组件上(或者在触摸屏上)的一个或两个按键，随后机载处理器根据这一个或两个按键确定键区处在哪个方向。一个合适的图形用户界面可以在显示屏上显示给用户来告知用户什么时候来按这一个或两个按键来进行适当的初始化操作。在可替换的实例中，感应可旋转键区方向可以通过指导用户利用显示屏上的图形用户界面按动不能旋转的按键(例如固定功能键，比如按键106)来完成，例如，根据当前方向多次按下该键。例如，用户可以按动按键106来表示键区旋转了180度而按下另外一个功能键来表示旋转了90度。可替换地，可以按下相同的功能键，例如，多次按键表示可旋转键区的方向已经确定。如下所述，可以利用传感器产生传感信号来描述可旋转键区组件的方向。本领域普通技术人员应该可以认识到另外的技术。
根据本发明的一个实施例，键区组件611在蜂窝电话100的前机壳601中可物理旋转。在可替换的实施例中，可以利用触摸屏代替键区组件。在这个实施例中，按键被表示为触摸屏上的区域。它们是相对屏幕上的图像方向视觉可旋转的。
图11展示了局部透视图中的键区700的扳手机制的实施例，它表示按照箭头900所指的方向旋转。当键区700旋转到预先设定的方向之一时，机壳702上的扳手704放置在键区700的底面708上的凹槽706中来锁定键区位置。容易理解，可以应用大量其它物理结构来影响旋转和电子设备中键区的结合。
图12展示了一个与机壳702相关、检测键区700方向的传感器1000的实施例。升高的区域1002与键区700的底面708相结合。根据到预定方向的旋转，升高区域1002与传感器1000(如图12所示的开关)相连接以在线1004上产生传感器信号。
图13展示了可替换的传感器1100，它是一个发光二极管(LED)以及通过连接到键区700底面708上的金属反射器1102感应键区700方向的光敏二极管。图14展示了另一个可替换的传感器1200，它是一个通过连接到键区700底面708上的磁铁1202激活的磁感应读开关(magnetic read switch)。如图5的描述，传感器504发送传感器信号到处理器500，随后它选择适当的显示驱动508以相对于键区502的物理方向以正确方面形成显示屏510上的图像。
电子设备或者蜂窝电话100中，如图1-4所描述的，键区可以是一个组件，其中的按键和按键传感器一起旋转。这需要在键区和蜂窝电话其它电路之间提供柔性电缆。然而，图15示出了节省空间的系统，其中按键机壳1300相对于固定传感器机壳1302旋转。也就是说，按键1304相对于键传感器1306改变位置或方向。图15还展示了向传感器1310指示按键机壳1300方向的传感器元件1308。当按键机壳1300旋转90度时，按键1304与不同的按键传感器1306对齐。这样，在操作中，处理器500必须把按键传感器1306重新映射到按键1304的新方向。在本发明中，通过在如图5所示的单元506中查表而完成映射。查找表的使用在现有技术中是公知的。在本发明的范围之内还包括利用其它已知方法来将按键传感器指定给键区按键。
图16描述了具有按键阵列1402的键区机壳1400，它大小为三个按键宽度、四个按键长度。对于键区1400以中心点1404旋转，必须提供如图16所示的传感器阵列1406。在这个实施例中，利用了两组传感器(通过实心点描述一组，圆圈描述另外一组)。选择按键传感器组并且根据键区1400的可旋转方向将按键传感器组映射到按键1402。大量相关于按键1402和按键传感器1406的键区1400的其它结构也包括在本发明范畴之内。
如上所述，感应字符输入区域方向可以通过下面方法中任何一种完成通过从GUI接口的输入(例如利用笔或手指指示所需字符输入区域方向的触摸屏和的用户；)、通过圆形突起薄片阵列、通过固定按键(例如功能键或其它不能旋转的按键)以及通过传感器，来感应键区方向。
现有技术中，如果显示屏发生从人像视图到风景视图的转换并且电子设备或者蜂窝电话转到它的侧面，键区将出现在相对于按键结构错误的方向。进一步地，如果蜂窝电话的方向为键区在图像的左边，那么对于左手用户来说使用起来是比较困难的。进一步地，在与人像视图中相反的风景视图中显示要显示的图像是必要的，例如用于阅读电子邮件。然而，现有技术设备不能完全满足目前用户的需要。当前现有技术的蜂窝电话和其它电子设备关于人像和风景视图以及相关键区的方向方面有很多不足之处。
本发明并不限制于所述装置的特殊细节，可以考虑其它的修改和应用。在不背离这里所涉及的本发明的精神和范围的前提下，可以对上述装置和方法做出某些其它改变。因此，可以这样认为，上述描述的主旨应该被理解为是说明性的，而没有限制意味。
权利要求
1.一种为电子设备确定字符输入区域和显示图像的方向的方法，包括感应输入区域相对于电子设备机壳的方向；和作为输入区域定向的一个功能，设置电子设备的显示屏上的显示图像相对于机壳的方向。
2.如权利要求1所述的方法，其中，感应输入区域方向包括通过来自GUI接口的输入、通过圆形突起薄片阵列、固定按键和传感器中的至少一种来感应方向。
3.如权利要求1所述的方法，其中，通过确定物理可旋转的输入区域的方向来感应输入区域的方向，通过电子旋转显示图像方向来设置显示图像方向。
4.如权利要求1所述的方法，其中，通过感应键区方向来感应输入区域方向。
5.如权利要求4所述的方法，其中，基于相对于按键传感器的查找表对按键进行重新映射。
6.如权利要求1所述的方法，其中，改变电子设备中形成图像的显示驱动，作为感应输入区域方向的响应。
7.一种具有机壳的便携电子设备，包括布置在机壳上的输入区域；布置在机壳上的具有显示图像的显示屏；用于提供表示输入区域相对于机壳方向的传感器信号的传感器；和用于响应传感器信号而相对于输入区域方向改变显示屏上显示图像方向并且作为输入区域定向的一个功能的显示系统。
8.如权利要求7所述的设备，其中，所述字符输入区域是可旋转的；所述显示图像是电子可旋转的。
9.如权利要求7所述的设备，其中，所述字符输入区域包括触摸屏，其中按键是视觉上可旋转的。
10.如权利要求7所述的设备，其中，所述输入区域是键区。
11.如权利要求7所述的设备，其中，所述输入区域包括可旋转的具有键区支持、键区盘和位于键区支持和键区盘之间的键区薄膜的键区组件。
12.如权利要求11所述的设备，其中，所述键区支持包括多个突起，所述键区薄膜包括相应的开槽，所述键区盘包括对应于所述开槽和多个突起的多个调整片。
13.如权利要求12所述的设备，其中，每个所述多个调整片包括用于容纳键区支持突起的缝隙和可旋转地与设备的盖表面啮合的座表面。
14.如权利要求7所述的设备，其中，所述输入区域包括至少第一、第二和可能的第三方向，所述第二方向从所述第一方向逆时针完整地旋转90度，所述第三方向从所述第一方向顺时针完整地旋转90度。
15.如权利要求14所述的设备，其中，所述字符输入区域具有从所述第一方向完整地旋转180度的第四方向。
16.如权利要求7所述的设备，其中，所述电子设备进一步包括至少一个用于对按键相对于按键传感器进行重新映射的查找表。
17.如权利要求8所述的设备，其中，所述电子设备进一步包括用于在显示屏上形成显示图像的显示驱动，和处理器，所述处理器作为字符输入区域定向的一个函数，用于接收传感器信号并且作为响应改变电子设备中的显示驱动以形成显示屏上的显示图像。
18.一种便携电子设备，包括物理可旋转的键区；具有显示图像的显示屏；用于提供表示键区相对于电子设备方向的传感器信号的传感器；用于形成显示屏上显示图像的显示驱动；和作为键区定向的一个功能，用于接收传感器信号并且作为响应通过方向改变用于形成显示屏上显示图像的显示驱动的处理器。
19.如权利要求18所述的设备，其中，所述键区具有嵌入到按键机壳的多个按键，和可以感应按键动作的多个按键传感器，所述按键传感器位于传感器机壳上。
20.如权利要求19所述的设备，其中，所述按键传感器是电阻传感器、电容传感器和泡沫开关之一。
21.如权利要求18所述的设备，其中，所述键区具有至少第一、第二和可能的第三方向，所述第二方向从所述第一方向逆时针完整地旋转90度，所述第三方向从所述第一方向顺时针完整地旋转90度。
22.如权利要求21所述的设备，其中，所述键区具有从所述第一方向完整地旋转180度的第四方向。
23.如权利要求18所述的设备，其中所述电子设备进一步包括至少一个用于按键相对于按键传感器重新映射的查找表。
24.一种便携电子设备，包括机壳；转动安置在所述机壳上的键区，所述键区可转动地在至少第一和第二位置之间放置；安置在所述机壳上的显示屏；当所述键区在所述第一位置时所述显示屏具有第一显示设置；当所述键区在所述第二位置时所述显示屏具有第二显示设置。
25.如权利要求24所述的设备，其中，所述键区在所述第一和第二位置之间转动第一角度，所述第一显示设置相对于所述第二显示设置转动第二角度，所述第一角度和所述第二角度相同。
全文摘要
本发明公开一种用于确定电子设备(100)的字符输入区域键区(102)和显示图像(110)的方向的方法和设备。检测字符输入区域(102)相对于电子设备(100)机壳(108)的方向。作为字符输入区域(102)的一个定向功能，电子设备(100)显示屏(104)上的显示图像(110)可以把它的方向变化到预设的相对于机壳(108)的方向。机壳(108)具有物理可旋转的键区(102)和电子可旋转的显示图像(110)。传感器提供传感器信号表示键区相对于电子设备(100)机壳(108)的方向。显示驱动(508)在显示屏(104)上形成显示图像(110)。作为键区(102)的一个定向功能，处理器接收传感器信号并且作为响应利用相对于机壳(108)的方向改变显示驱动(508)来在显示屏(104)上产生显示图像(110)。
文档编号G06F1/16GK1547839SQ02816781
公开日2004年11月17日 申请日期2002年8月6日 优先权日2001年8月29日
发明者托尼·N·克富雷, 托尼 N 克富雷, H 邓, 米尼·H·邓, D 阿郎, 迈克尔·D·阿郎, F 罗宾, 约翰·F·罗宾 申请人:摩托罗拉公司