智能设备的固持器的制作方法

本发明涉及手持智能设备，具体地，涉及与平板电脑或智能手机一起使用的保护性固持器或保护壳。

背景技术：

由于平板电脑以及智能手机的便携性、且允许用户在上面处理用户日常生活许多方面的事务，因此，平板电脑和智能手机在当今社会被广泛使用。平板电脑和智能手机最受欢迎的一个方面是用于游戏，目前存在各种各样的游戏可以以“应用程序(Apps)”的方式被下载，并被用户玩。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于提供用于平板电脑或智能手机的固持器，该固持器可接收玩具的连接，这些玩具可提高用户的游戏体验。

本发明的另一目的在于提供用于平板电脑或智能手机的固持器，该固持器可接收玩具的连接，这些玩具可提高用户的游戏体验。

为了实现前述的目的，本发明提供了一种具有智能设备、玩具以及固持器的装置，该玩具具有基座，基座上具有第一连接件，固持器具有框架部，框架部可牢固地容置和保持智能设备。固持器还具有支撑部，支撑部自框架部延伸，支撑部具有第二连接件，该第二连接件用于连接到基座上的第一连接件。

玩具的基座内提供有电路，这样，玩具的身份标识可从基座传送到支撑部，之后从支撑部传送到智能设备。存储在这些电路中的身份标识以及其他数据可用于启动智能设备上的任务和功能。

根据本发明的另一实施例，可提供与玩具关联的适配器，以向这些任务或 游戏添加功能。

在又一实施例中，本发明还提供了桥接板，该桥接板方便了固持器和玩具以及适配器块之间的通信。每个玩具可具有基座，基座上具有第一连接件，玩具中封装有第一电路。支撑部具有第二连接件，该第二连接件用于连接到玩具基座上的第一连接件，该支撑部进一步包括第二电路，第二电路可与智能设备以及连接到支撑部的玩具的第一电路通信。桥接板具有第三连接件，第三连接件用于连接到玩具基座的第一连接件，桥接板还具有第三电路，第三电路与支撑部的第二电路和连接到支撑部的玩具第一电路通信。

附图说明

图1为根据本发明一实施例的固持器的立体图；

图2A-2C示出了可连接到图1中固持器的三个不同玩具；

图3为一分解立体图，示出了图1中的固持器、图2A-2C中的玩具以及一平板电脑；

图4示出组合在一起使用的图3中的固持器、玩具和平板电脑；

图5为根据本发明另一实施例的固持器的分解立体图；

图6A-6C示出了可用于图2A-2C中的玩具的变形方式；

图7为图5示出的系统的示意框图；

图8为一分解立体图，示出了与智能手机一起使用的根据本发明的固持器；

图9为根据本发明另一实施例的固持器的立体图，图中该固持器与平板电脑、玩具以及另一交互显示屏一起使用；

图10A为根据本发明又一实施例的固持器的立体图；

图10B为图10A中固持器的分解立体图，图中该固持器与不同尺寸的平板电脑一起使用；

图10C为一侧面视图，示出了图10A的固持器，图中该固持器与某一尺寸的平板电脑一起被使用；

图10D为一侧面视图，示出了图10C中的固持器，图中该固持器与尺寸比图10C中平板电脑大的平板电脑一起被使用；

图11为根据本发明进一步实施例的固持器的立体图；

图12为根据本发明另一实施例的固持器的立体图，图中该固持器与平板电脑、玩具以及一不同交互显示屏一起被使用；

图13A为一分解立体图，示出了与不同连接件一起使用的图3-4中的固持器和玩具；

图13B为一分解立体图，示出了与另一不同连接件一起使用的图3-4的支撑部和一玩具；

图14示出了支撑在支撑部的凸柱上的一玩具；

图15示出了根据本发明一不同实施例的支撑部；

图16为一玩具的分解底视立体图；

图17为一分解立体图，示出了根据本发明另一实施例的固持器、玩具以及适配器块；

图18为一分解图，示出了根据图17的实施例的一玩具和适配器块；

图19为一分解图，示出了根据图17的实施例的另一玩具和另一适配器块；

图20示出了包括使用桥接板的本发明另一实施例；

图21为图20和22示出的系统的示意框图；

图22A和22B示出了本发明的其它实施例，这些实施例使用了桥接板和另一携带式装置；

图23为图20和22中示出的桥接板的放大图。

具体实施方式

下面将详细描述实施本发明的当前最佳实施方式。该描述并不用于限制，仅用于描述本发明实施例的基本原理。本发明的范围由随附的权利要求最好地定义。

图1-4示出了根据本发明一实施例的固持器10。固持器10具有支撑部12，支撑部可允许多个玩具14a、14b和14c连接到该支撑部上。一交互计算设备(例如，平板电脑16)可以被容置在固持器10内。平板电脑16可以为任何常规的平板电脑，例如，iPAD^TM或其他智能平板电脑。

固持器10具有四边框架部20，该四边框架部被定制成适用于包围常规平板电脑16的尺寸。框架部20可由任何有一定柔韧性的固体材料制成，例如，PVC、橡胶、塑料以及与那些用于传统智能手机保护壳类似的材料。沿着框架部20的内侧设置有凸緣22，以用于将平板16的外壳保留在框架部20的边缘内部。其他技术或机械结构(例如，VELCRO^TM衬垫、系带、卡扣等)也可以用于将平板16的外壳保留在框架部20的边缘内部。

支撑部12可沿着框架部20任一边缘或侧面的任何部分延伸。例如，在图中示出的支撑部12沿着整个边缘或侧面24延伸，然而，支撑部也可以沿着边缘或侧面24的中心部延伸，而不是沿着整个长度延伸。支撑部12也可以沿着另一侧面或边缘延伸。支撑部12定义了一平面上表面26，该上表面具有多个凸柱28。支撑部12及其凸柱28可由与框架部20相同的材料制成，或者也可以由不同的材料制成。优选地，支撑部12的平面远离框架部20的平面并与之成一角度A。优选地，该角度A位于90角到180度之间，这样，支撑部12可以被用于支撑平板16成一角度，以方便观看，使得支撑部12的后边缘30与桌面或其他平面接触。支撑部12也可以与框架部20分离，这样，支撑部12可相对框架部20枢轴转动。

每个玩具14a-14c具有可被支撑在基座26上的特征或物体。通过以类似于乐高积木(LEGO^TM)连接的方式，基座36用于被连接到支撑部12上的凸柱28。具体地，大多数LEGO^TM堆砌块具有两个基本部分：顶部的凸柱以及内部的管筒。砌块的凸柱尺寸稍微比管筒和壁之间的空间大。当砌块被压在一起时，凸柱向外推壁，向内推管筒。砌块的材料为弹性材料，并可以恢复原状，这样，壁和管筒又被凸柱推回来。摩擦力也发挥了作用，它防止两块积木滑开。这种 凸柱和管筒连接系统使用了干涉配合，从而在两个部件之间提供了牢固的、基于摩擦力的连接，而不需要使用额外的紧固件。因此，基座36的底部还将包括管筒以及壁，管筒以及壁通常可在常规LEGO^TM积木中看到。

参考图13A和13B，可使用不同形式的连接件将玩具14a-14c固持到支撑部12上。在图13A中，钢环或磁体78可以被定位在支撑部12内部，磁块76可以被固定在玩具14a-14c的基座36上，这样，玩具14a-14c在使用过程中可通过磁力被支撑在支撑部12上。在图13B中，每个玩具(例如，14a)的基座36可设置有杆或突起90，以用于插入到支撑部12上表面中的开口92中。

图4示出了固持在框架部20内部的平板电脑16以及与上部12连接的玩具14a-14c。在该结构中，用户可以玩涉及这些玩具14a-14c的游戏。例如，用户可以使用平板电脑16对这些玩具14a-14c中的任何一个进行拍照，下载到平板电脑16上的应用程序可以从拍摄的图片中识别出玩具14a-14c，并启动与玩具14a-14c相关的任务(例如，游戏、播放歌曲、朗读故事等)。

可选地，固持器10可仅作为一玩具固持器使用，以固持玩具14a-14c，并不一定需要将一智能设备放到框架部20中。

图5-7示出了本发明的另一实施例。在图5-6C中，支撑部12可以为一外壳，该外壳内部设置有一电路板50。电路板50可包括一电路，以用于与玩具14a-14c的基座36内部的电路板52上的电路通信。

参考图7，每个玩具14a-14c中的电路板52可包括处理器60、存储器62以及天线64。存储器62可存储识别玩具的代码以及包括玩具特征或细节的数据。可选地，存储器62可包括射频识别(RFID)标签，该标签存储了玩具的标识。类似地，支撑部12中的电路板50可包括处理器70、存储器72以及天线74。存储器72可以存储程序、代码以及其他数据。电路板50还可以包括与天线74连接的RFID阅读器，以用于读电路板52上的RFID标签。

在使用中，当玩具14a-14c已经被连接到支撑部12，处理器60可通过天线64、74与处理器70通信。处理器60可访问存储器62中的代码和数据，并提 供给处理器70。处理器70之后可访问存储器72中的程序和其他数据，并通过其天线74发送合适的信号给平板电脑16。平板电脑16也可以具有处理器80、存储器82以及天线84。来自天线74的信号被平板电脑16通过天线84接收，并被处理器80处理。可选地，如果玩具14a-14c设置有RFID标签，则电路板50上的RFID阅读器可以读标识信号并通过传统蓝牙(BLUETOOTH^TM)技术与平板电脑16通信。平板电脑16接收到的信号可触发一任务(例如，故事、游戏、朗读图书等)，该任务与任务期间平板电脑16上显示的特征或玩具相关联。

例如，当玩具14a已被连接到支撑部12上时，玩具14a将其身份标识发送给支撑部12中的处理器70，处理器70之后将该身份标识发送给平板电脑16中的处理器80。随着下载的应用程序被启动，应用程序将识别玩具14a的身份标识，并在平板电脑16上启动与用户待玩耍的玩具14a关联的一任务(例如，游戏、故事、视频、歌曲等)。此时，处理器80可通过处理器70向处理器60请求额外数据(例如，代码、细节等)，处理器60可访问存储器62，以获取请求的数据，并将数据传送回处理器80。将支持部12中的电路板50作为中介，通过在玩具和运行在平板电脑16上的应用程序之间的来回通信，可以执行各种任务。在任务期间玩具14a可以被显示在平板电脑16上，并在任务期间可以与用户交互。

用户也可以参与，并使任务有更多交互性。例如，如果任务是一个游戏，用户可以使玩具的图像移动，以参与到具体的行为中，或以任何已知的形式参与到游戏中。如果任务是朗读一本书或播放歌曲，用户可以在朗读书籍或播放歌曲过程中通过选择某些选项、或直接在智能设备屏幕上操作玩具图像的位置，使玩具的图像参与到某个行为中或任务中。该操作也可以启动不同的功能。例如，在游戏过程中，如果用户以某一方式操作图像或选择某些控制项，可以启动歌曲播放或朗读书籍。这些任务可以由选择的“应用程序(App)”上的软件和/或存储在任一存储器62或72上的数据或其他信息提供。

尽管本发明在这里是结合平板电脑16进行描述，然而，也可以将这些原理应用到用于智能手机的固持器上。图8示出了固持器10，该固持器10可与智能手机18一起使用。

图9示出另一实施例，其中，示出的固持器10a固持有如图4所示的平板电脑16，玩具14a、14c可移除地连接在固持器10a的支撑部12a上。除了玩具14a和14c，交互显示屏114通过连接板116也可移除地连接在支撑部12a上，其中，连接板116可以为显示屏114的部分。例如，板116可以定义一夹子，以夹住或抓持住支撑部12a，或者板116的底部具有如常规LEGO^TM砌块底部的管筒和壁，以将板116连接到支撑部12a的凸柱上。板116可相对屏幕118成一角度，这样，屏幕118可以以预设角度被支撑在支撑部12a上。平板电脑16和屏幕118被定位的角度可以不同，并可以被调整，以允许用户对两个屏幕(即：屏幕118和平板电脑16上的屏幕)具有最优的视角，这样，用户可以查看这两个屏幕，而不会有来自两个屏幕中任一一个的任何眩光或不期望的反射。显示屏114也可具有与前述电路板52一样的电路板，只是处理器60电连接到屏幕118上，以用于显示图像。这些图像可以与显示在平板电脑16上的图像相同，或与显示在平板电脑16上的图像不同。这样，可允许用户玩交互式游戏或访问信息或数据，允许用户查看(用于游戏的)不同游戏场或场景、图像、现场或来自不同源的数据。

另外，固持器10a可稍微不同于固持器10，不同在于凸緣22可以由底杆120和上翼缘122替代，从而允许平板电脑16的底面抵靠在底杆120上，平板电脑16的上缘夹持或容置在上翼缘122的内部，以将平板电脑16固持在固持器10a中。支撑部12也可以向前延伸(如图10B-10D所示)，这样，支撑部12的前缘可作为上翼缘，以用于固持或支撑平板电脑的一边缘。

图10A示出了本发明另一实施例的另一固持器10b。在这里支撑部为可枢转外壳12b，该可枢转外壳以一角度托起、支撑平板电脑16，但该外壳不具有连接件。作为替代地，该可枢转外壳12b设置有屏幕130。组合的外壳12b和 屏幕130可以与图9中的交互式显示屏114和屏幕118一样，可以包括一电路板52，以将其信号直接发送给平板电脑16的处理器80。这样，该外壳12b和其屏幕130可实现与显示屏114及其屏幕118一样的功能。屏幕130也可以为一触摸屏，这样，用户可通过屏幕130上的图标或符号输入或操作数据。

另外，如图11所示，玩具14a、14b和14c的全息图可由外壳12b产生。外壳12b可以包括一些组件(例如，激光、照相底板以及反射镜)，对于记录和重建/构建玩具14a、14b和14c图像的传统全息图通常是必需的。这些全息图可使用现有技术中的组件和技术进行构建，并在外壳12b中实施。

大多数平板电脑与保护盖一起使用，而传统的保护盖形状和尺寸可能不同。因此，固持器10b的框架20b的尺寸和形状需要能够被调整。参考图10A、10B和11，固持器10b的框架20b还可以被调整，以容置平板电脑16以及具有不同尺寸和形状的保护盖(平板电脑16被固持在保护盖中)。

该框架20b不同于其他实施例的框架20。框架20b可具有两个后板部150、152，引导片154沿着轨道156或中空部150、152内部的空间被定位。部件150、152沿着引导件154在两个位置(如图10A和11中所示)之间移动，即第一位置和第二位置。在第一位置，部件150和152被分离，以使得组合的部件150、152可以支撑一较大的平板电脑16或具有较大保护盖(如图10B所示)的平板电脑16。在第二位置，部件150、152相应抵靠在一起，这样，组合的部件150、152可支撑一较小的平板电脑16。可枢转活板160(如图10A所示)可以在部件152中被提供，这样，活板160可以被枢转，以作为一支撑架，以用于将平板电脑16以一角度支撑在桌面或表面上。框架20b可以利用底杆120b来固持平板电脑16(如图10A-D所示)，或者利用凸緣22b(如图11所示)来固持平板电脑16。

图10B示出了框架20b可与不同尺寸的平板电脑16A、16B一起使用。例如，示出的平板电脑16B具有一保护盖，而平板电脑16A不具有保护盖(或只具有一较小保护盖)。图10C示出了为了容纳较小尺寸的平板电脑16A在部件 150、152之间需要延长的量，而图10D示出了为了容纳较大尺寸的平板电脑16B在部件150、152之间需要延长的(更大的)量。

图10C和10D还示出了角度A1、A2，以允许平板电脑16被支撑在固持器10b中。这些角度A1、A2可以被选择以优化平板电脑16屏幕的视角。角度A1为支撑部12b前缘和部件150之间的角度，而角度A2为底杆120和部件152之间的角度。优选地，角度A1、A2少于90度，并可以被调整以当平板电脑通过活板160被支撑在桌面上时，向平板电脑16的屏幕提供最优的视角。关于这方面，底杆120具有一深度D1，底杆120的深度D1与支撑部12b延伸的前缘的深度D2一起作用，以允许不同尺寸的平板电脑被可调整地支撑。具体地，深度D1允许不同厚度的平板电脑16A、16B被适配(可对照图10C、10D)。另外，支撑部12b的前缘则用于夹住或固持平板电脑16A或16B的上缘，深度D2必须延伸足够的距离。例如，图10D示出了一较厚的平板电脑16B，其上边缘与支撑部12b前缘的前部接触，平板电脑16B的下边缘与靠近弓形端123的底杆120前部接触。

图12示出了可用于图9中实施例的一变化方式。在这里，独立的显示屏114为一显示屏114c，该显示屏114c与框架20c以及支撑部120c被整合在一起。具体地，用于显示屏114c的外壳枢转地连接在框架20c上，并枢转地连接在支撑部12c上，这样，显示屏114c将框架20c以一角度连接到支撑部12c。在这种方式中，两个屏幕(114c以及平板电脑16上的屏幕)相互之间可枢转，以向这两个屏幕相互之间提供最优的视角。

图14-16示出了本发明的另一实施例，其中，位于支撑部12顶部的凸柱28可被组织成凸柱28组或簇。具体地，凸柱可以被组织为五个凸柱组28a、28b、28c、28d以及28e，每个组排列为nXn阵列(例如，如图15所示，16个凸柱的4X4阵列)。间隔128将邻近的凸柱组28a、28b、28c、28d以及28e分开。这些组28a、28b、28c、28d以及28e可帮助用户或游戏者将玩具14a定位在支撑部12顶部的正确区域或范围内。这种定位在需要将多个玩具定位在支撑部 12上的实施例中非常重要。例如，每个玩具(14a以及其他玩具)可在其基座36内部设置有RFID芯片126。RFID芯片126可包括玩具14a的身份标识，可使用现有信号传输技术将身份标识传送给支撑部12内部电路板50上的多个天线。例如，定位在凸柱组28a下面的天线可检测定位在凸柱组28a上玩具的身份标识，定位在凸柱组28b下面的另一天线可检测定位在凸柱组28b上另一玩具的身份标识，等等。另外，间隔128在相邻玩具之间提供了某种类型的空间，这样，侵占超过凸柱28组的空间的玩具手臂或其他部分不会侵占到由另一凸柱组定义的另一区域中。最后，提供独立不连接的凸柱组可允许最大数量的玩具能够被组织或定位在支撑部12上。

图17-19示出了本发明的另一实施例，其中，适配器块可以被用于向玩具添加功能。具体地，如图17、18所示，玩具14a可与适配器块202一起使用。适配器块202可以以简单块的的最简单方式被实施，该简单块封装有RFID芯片204。块202的上表面可设置连接件(例如，凸柱206)，这样，玩具14a的基座36可以被可移除地连接到块202的上表面。另外，块202的底面可具有连接件，以用于连接到支撑部12上的凸柱28上。在使用中，每个适配器块202的RFID芯片204可包括身份标识，该身份标识可通过现有技术中已知的RFID通信技术被电路板50检测到。电路板50上的处理器70可检测到块202和玩具14a(玩具14a可具有自身的RFID芯片，该RFID芯片可将玩具14a的身份标识传送到处理器70)的身份标识，之后，在游戏或平板电脑16上的任务被执行期间，将来自块202的功能应用到玩具14a上。这些功能可包括不同的任务、不同的能力(例如，具有其他武器或特性的特征)、可访问不同位置或关系的能力。

如图17、19所示，适配器块可以以其他物体的形式被实施，例如，类似推土机的车210。RFID芯片212可封装在车210中，以将其身份标识传送给处理器70。车210也可以具有连接件214(例如，凸柱)，以用于可移除地连接玩具14c。在该实施例中，不同块202和210可以与不同玩具14a、14c一起使用， 以提供多种不同娱乐选择。

另外，如图17所示，电池220可以被插入到支撑部12中的电池盒222中，以向电路板50以及任何辅助屏幕(例如，屏幕130、114c)提供电力。

因此，本发明提供了多用途固持器，该固持器可与平板电脑或智能手机一起使用，以允许玩具被支撑在固持器上以用于操作或执行可与平板电脑或智能手机互动的其他任务。这样，通过改进显示在平板电脑或智能手机上的游戏或任务，可提高平板或智能手机的娱乐性和实用性。固持器也可以用于成一角度地支撑平板电脑，从而便于观看平板电脑。

前述示出和描述的支撑部12直接与固持器10连接，且支撑12具有限定的尺寸和空间，以用于容纳玩具14和适配器块202。因此，本发明提供了可用于容纳额外玩具14和适配器块202的桥接板。例如，图20和23示出了桥接板300，该桥接板可用于固持多个适配器块202和玩具14。板300可与支撑部12具有相同的结构，然而，板300可被制成任何尺寸或形状。因此，提供的板300可足够大，以容纳期望多的玩具14和适配器块202。例如，整个组的许多玩具14(例如，如图20所示，每个玩具具有不同身份标识和游戏特征)可以被提供给游戏中的用户使用，该游戏为用户正在由固持器10固持的智能设备上操作的游戏。作为另一示例，图20中示出的板300可以为棋盘，而玩具14可以为棋子。

桥接板300相对于固持器10可位于任何地方。例如，板300可放在家中，而固持器随用户一起在一间房中，或甚至在更远的位置(例如，另一间房或在学校里)。板300直接与支撑部12通信，这样，平板电脑16可通过支撑部12与板300通信。参考图21，板300具有电路350，该电路也可包括处理器370、存储器372以及天线374。存储器372可以存储程序、代码以及其他数据。电路板350还可包括与天线374连接的RFID阅读器，以用于阅读放置在板300上的玩具14的电路板52上的RFID标签。如图21所示，板300可通过天线74、374与支撑部12通信，该通信可通过无线连接方式实现，例如，wifi、蓝牙、 卫星、电话连接等。因此，板300不需要紧靠支撑部12。

通过如图20、21所示的结构，用户实际上可以使用与平板电脑16一起使用的支撑部12上的玩具14、且同时使用或操作位于远距离处的板300上的玩具14进行游戏。用户所有的需求则是无线通信连接。

另外，板300允许用户访问游戏，在该游戏中，玩具14可包括与特定玩具14关联的附件或其他组件。这些附件可以与其他玩具14一样以相同的方式被实施，并与板300和/或支撑部12一起使用。同样，这也可以增加用户可用的游戏的多样性。

图22A示出了作为接口的板300和另一设备310，其中，设备310包括屏幕320。除了板300还与另一设备310连接以进行通信之外，固持器10及其平板电脑16也可以通过与图20-21所示的相同前述方式与板300连接。设备310可以为另一平板电脑或智能设备、与一屏幕连接的计算机(例如，笔记本)、或仅为用于显示游戏进展的屏幕，其中，该游戏为正在使用固持器10中的平板电脑16上的玩具14进行操作的游戏。板300可以通过无线或有线连接被连接到设备310。设备310可以位于与板300相同的位置处，或远离板300，这样，固持器10、板300以及设备310可位于三个不同的独立远距离处。该实施例允许用户以许多不同的方式享受他/她的游戏。例如，如果设备310为屏幕，用户可以查看大屏幕320上的游戏，同时，在平板电脑16上玩游戏。另外，参考图22B，如果设备310为另一(具有支撑部12的)固持器10，则用户可将板300作为一桥接器，与使用关联其他固持器的另一平板电脑16的另一用户一起玩游戏。在另一游戏操作中，设备310可以为包括存储器的一不同计算机，其中，该存储器存储有与一个或多个玩具14关联的额外信息或功能，这样，板300可用于访问用户在玩的游戏主题的玩具14的远程信息或功能。

虽然前述描述参考了本发明的特定实施例，然而，应理解可以有其他变化实施方式，这些方式都不会脱离本发明的原理。随附的权利要求用于覆盖这些位于本发明真正范围和原理的实施方式。