用于便携式电子设备的交互式开关装置的制作方法

专利名称：用于便携式电子设备的交互式开关装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于由电池或蓄电池供电的便携式电子设备的交互式开关装置，其通过不让设备不必要地运行来节能，并避免由于误接通非希望的功能而浪费能量。
该装置也能在转换前改变时间，以便使初学的使用者有足够的时间在便携式电子设备上执行操作，而不用冒任何无意接通的风险。
背景技术：
对于长时便携式或非便携式电子设备(如计算机、便携式计算器或手表)来说，装有定时装置用于在确定的不使用周期后切断电源，例如在最后一次键盘操作后，已经是已知的。在某些情况下，对时间延迟编程是可能的，预先编程的定时装置在该时间延迟后切断电源，该延迟在整个操作序列期间保持不变。
为了减少能量消耗，例如在电子手表中，也可以作用于插在电源与时间处理显示装置之间的电源电路来实现，如美国专利4,428,040公开的。
在手表中也设计了无数的电路和/或装置用于将时间计数(待用模态)与显示(活动模态)分离，这需要更多的能量。最简单的装置包括一个按钮，使用者在需要读取时间时只要按下即可。美国专利6,320,822公开了另一种装置，其中当电子设备不再被使用者佩带时，将自动完成设备进入待用模态，其给出的例子是手表，手表的发电机/探测器由摆锤驱动。
在现有技术的这些装置中，可以发现在使用者学习更快地执行至少两个连续的操作时，或相反地在另一使用者要更慢地执行该操作的情况中，没有在电子设备和使用者之间提供交互以在接通最节能的待用模态之前改变时间延迟。当设备在最后一次操作后保持可操作太长一段时间时，对于防止非希望的功能被无意地接通也没有提供安全保证。

发明内容
于是，本发明涉及一种用于节省电子设备的电源提供的能量的装置，其通过在可变的时间延迟后关闭数据输入或时间显示装置来实现，其中从初始预配置或存储的值的时间延迟取决于使用者的熟练程度。于是，在熟练使用者执行了一个操作序列后，对于下一个操作序列来说，在切断之前允许进行操作的时间会减少。反过来，执行操作序列不熟练的使用者，或执行操作序列偶然变得不熟练的使用者，对于下一个操作序列，会在切断之前有稍长的允许时间。以下用“超时(Time Out)”，或简称为TO，表示在操作切断之前，在一个操作的开始和结束之间的最大允许时间。
如果数据输入装置是触摸型的装置，即当其是由用手指触摸激活的传感器构成时，“操作的持续期间”是指在使用者从一个传感器上提起手指的时刻与该使用者将手指放在另一个传感器上的时刻之间消逝的时间，以及该使用者将其手指放在不被计算的传感器上的时间。
当然，可以依靠集成了根据本发明的装置的电子设备来定义不同的“操作的持续期间”。例如，与上文所描述的相反，可以认为所述“持续期间”中的时间是使用者在执行确定操作时间TM的动作之前保持传感器是活动的持续时间。
在以下的描述中，于是根据上述的一个或其它定义，或其它在本领域技术人员掌握之内的定义，TM表示“操作时间”。以下将在两个操作之间消逝的时间用TC表示，并在下一个操作的操作时间TM的开始存储。为了更好地理解本发明，在一个操作序列中的两个连续的操作之间存储的最长时间用TX(最大时间(Time Max))表示，安全时间用TS表示，其基本作用将在下文中说明。
于是，本发明涉及一种用于由电池或蓄电池供电的便携式电子设备(如手表)的交互式开关装置，包括数据输入装置，例如以键盘或触摸字母数字屏的形式，以及与用于显示所述数据的装置连接的控制装置。本发明的特征在于，所述装置还包括插在数据输入装置和控制装置之间的处理单元。所述处理单元包括用于存储参考时间特别是超时TO的存储器；与存储TC和TM时间的时基连接的计数器以及比较器，其中比较器包括第一比较单元，其一方面作用于开/关装置，以在TC＞TO时，通过控制装置切断数据输入装置和显示装置的电源，另一方面，在一个操作序列的结尾改变存储器的某些参考时间，这些参考时间是执行操作的速度的函数。
存储器包括4个区域。第一区域存储安全时间TS，安全时间TS是一个固定值并在生产电子设备时存储，但使用者可通过操作外部控制构件来改变它，或者能够在一个操作序列的结尾重新计算安全时间TS为最后一个TOM值的百分比，TOM将在下文定义。
第二区域由移位寄存器TOM构成，其值在一个操作序列的结尾记录在最后一行中，是存储在第三区域的TX值。在一个操作序列的结尾，新的用于下一个操作序列的超时TO存储在第四区域中，所述新的超时TO是安全时间TS与寄存器TOM中存储的值的算术平均的和，可表示成TO＝TOM+TS。
于是看来，本发明的特征在于，当TOM增加时，一个操作序列的固定的TS值使得新的操作序列的超时TO比以前的超时TO大。
在优选的应用中，根据本发明的交互式开关装置集成在电子手表中，显示装置(如通过指针的模拟显示或液晶数字显示)由表盘承载，数据输入装置由玻璃盖承载的包括具有透明电极的触摸键的屏幕构成。如果键是电容或电阻触摸型的键或是由压敏触头构成，则这些键也可以集成在玻璃框、外壳或表带上。


通过阅读作为根据本发明的交互式开关装置的示例性和非限制性应用例的手表的描述，并参照附图，可看到本发明的其它特征和优点，其中图1示出了具有触摸控制和时间阅读功能的手表；图1b示出了一种手表-计算器；
图2示出了一种实现交互式开关装置的框图；图3示出了图2实现装置的流程图，是当开始后没有执行操作时的情况；图4示出了与图3相同的流程图，是当执行一个操作时的情况；图5示出了与图3相同的流程图，是当执行多个操作时的情况。
具体实施例方式
图1示出了作为例子的具有触摸控制和时间阅读功能的手表，其在美国专利5,559,761和6,052,339中详细描述了。该手表主要包括外壳3，其内装有由电池或蓄电池22供电的手表机芯(未示出)，通过排列在表盘9上的指针4、6显示时间指示12。该表的特点是在其玻璃盖7上有数据输入装置10，该数据输入装置10由排列在玻璃盖周围超过12个时间指数的具有透明电极的触摸键8，和可能的另一个位于玻璃盖中央的触摸键8a构成。同样地，键8无论是否是触摸型的，都可分布在玻璃框上或在中间部分。为了在开启(如通过在冠状按钮5上施加动作)后能使用时间功能，如读取当前时间或调整闹钟时间，必须通过在传感器8上移过手指以执行操作序列，以便通过指针4、6可见地传递信息、或者如果是用于视觉有损害的人的手表，则以手指和/或手腕可认知的编码振动形式传递信息。
显然，一方面，对于执行一个连一个的操作，所有的使用者不会是同样的熟练，另一方面，他们也能通过学习而越来越快，或者相反地，新的使用者可以执行的“性能”更少，这意味着不能在本装置中针对所有情况设置切断之前的满意的标准时间期间，尤其是在希望节能时。
前述内容也适用于图1b所示的手表-计算器，其中显示装置12是由数字液晶屏构成，数据输入装置10由包括16个电容或电阻型的触摸键8的字母数字键盘构成。键盘甚至能包括大量用于书写信息的键，例如在欧洲专利1 235 122中公开的。键盘也能集成在玻璃框、外壳或表带上，如在美国专利6,590,835和欧洲专利1 248 165中公开的。在所有这些情况中，对另一个键确定一个键8的在先或标准的操作时间是更困难的，除非建立一个非常长的预切断，如在台式计算器的情况下。
于是，为了节能或防止误操作，数据输入装置10和显示装置12的电源必须在“合理的”时间延迟内被切断，即，既不能太长也不能太短，以便不中断一个操作序列，以下该延迟叫做“超时”，简写为“TO”，该延迟从一个人到另一个人是可变的，并且对于同一个人该延迟是可逐渐变化的。
于是，根据本发明的装置旨在自动调整该“超时”，并以交互的方式切断数据输入装置10和显示装置12的电源，现在参考图2所示的框图进行说明。
除了上述数据输入装置10和显示装置12外，本装置还包括用于控制显示装置12的控制装置14和插在所述控制装置14和数据输入装置10之间的处理单元16。
处理单元16构成了本装置的核心，其包括三个基本器件，即存储器11、从数据输入装置10接收信号的计数器18和由两个级联的单元23和25组成的比较器21。在图2中，还示出了向计数器18传输时间信号的时基20，连接到时基20和本装置的开关24的电池或蓄电池22。
存储器11包括4个具有完全不同功能的互连的区域13、15、17和19。
第一区域13用于在生产本装置期间存储安全时间TS，该安全时间TS构成了用于改变从一个操作序列到另一个操作序列的超时的关键因素。该TS值可以是生产标准，其不能由使用者改变。也可以设想通过外部控制构件(用冠状按钮5表示)执行合适的操作，或者根据本装置的其它特性期间重新计算该值来改变TS值。作为例子，以下取TS＝2秒，虽然也可以有其它选择。
第二区域15由一个移位寄存器构成，其中在第一操作序列的开始，在所有行上记录相同的时间或期间。作为例子，以下假设在一个操作序列的开始，寄存器15包括10行，每一行对应10秒，即对应10秒的平均值，叫做“平均超时(Mean Time Out)”，或简写为TOM。在本例中，可以看出TS表示为TOM的20％。
在几个操作序列之后，记录在每一行中的值将被改变，并且记录在最后一行的值，即在每个操作序列的结尾引入的值，对应比较器21的第二单元25确定的时间或期间“Time Max(最大时间)”，简写为TX，其是最后一个操作序列的最长操作时间TM的函数。明显地，在一个操作序列的开始，TX的值为0。在操作序列上确定的TX的值存储在第三区域17中，以在操作的结尾传输到区域15。
最后，存储器包括第四区域19，用于为下一个操作序列计算超时，其等于安全时间TS与平均超时TOM的和，即参考作为例子给定的值，TO＝2s+10s＝12秒。
于是，如果考虑操作序列中的一个操作，则计数器18向比较器21的第一单元23传送时间或期间TC，其与超时TO进行比较。如果TC大于或等于TO，则向ON/OFF开关24传送信号，通过控制装置14切断数据输入装置10和显示装置12的电源。反过来，如果TC＜TO，这意味着操作小于允许超时，对应的TM值将在比较器21的第二单元25中与TX值比较。在优选的实施例中，当TM大于TX时，TM成为新的TX值用于下一操作。反过来，如果TM小于TX，则TX值不变。
在操作序列的结尾，即当TC大于TO时，将TX引入移位寄存器15，并删除最早的值。然后，如前所述，用移位寄存器15中存储的所有值的算术平均来计算新的平均超时TOM值，然后将安全时间TS的值加入所述平均值中以确定新的用于下一操作序列的超时。
可能会发生这样的情况，例如一个超时TO为5秒的熟练使用者把手表借给一个初学使用者，该初学使用者无法用如此短的超时TO连续执行他希望进行的操作。除了本发明的现在的装置之外，冠状按钮5的特定操作也能将值重新初始化为第一次使用时移位寄存器15中存储的值，即在本例中，每行10秒，允许超时返回到初始值(即12秒)。寄存器15的行也可以通过另一个未示出的控制构件来自由增加或减少以选择另一个平均超时TOM和初始超时TO。
现在参考图3、4和5所示的流程图，下文将说明超时TO是如何适应使用者的熟练程度的。各例子更加详细地示出了根据本发明所述装置用于图1所示的具有触摸控制和时间阅读功能的手表的操作，初始超时是TO＝TS+TOM＝2s+10s＝12s。
例1.开始没有操作(图3)步骤a对应开始，在步骤b，在操作序列的开始恢复最大时间TX为TX＝0。在步骤c，本装置等候第一操作序列的开始，倒计时从一开始就消逝的TC时间，在步骤d与超时TO比较。当TC大于TO即12秒时，发生切断并通过环路B1到达操作序列的结尾。由于没有存储操作时间TM，因此，在存储器内的值不变，用于下一操作序列的超时仍然是12秒。
例2-开始和单个操作(图4)例如，一个视觉受损害的人希望通过按一个简单的触摸键来检查他的手表闹钟的状态，例如按表盘中央的键8a，该触摸键构成了该功能的控制构件。这样，这个操作不能使操作时间TM被定义。参考图4，由于目前的TC时间不大于超时TO，在步骤d，本装置等候操作动作的结束直到手指再次提起。如果在步骤f没有后续的动作，则步骤g检查超时TO是否已过。环路B2简单地示出了该检查是在环路中执行。如果步骤g确定超时TO已过，则步骤k确定已经执行了单个动作，并返回到操作环路B1的结束，与前面的例子一样，参数存储器中保持不变。
可以观察到，根据处理单元16的另一种排列，开始可以考虑为第一操作动作，其对应下面的例3。
例3-开始和几个操作的序列(图5)例如，一个使用者希望通过触摸键设置手表的时间，通过将手指放在触摸键上以移动时针，然后对分针做同样的操作，但做了几次尝试，即出了几次差错。
参考图5，可以看出在步骤f中有定义操作之间的停顿时间TM的动作，TM通过环路B3在步骤i与最大时间TX比较。如果TM＞TX，则所述TM值变为新的TX值。反过来，如果TM＜TX，则TX值不变。只要TM值在每个新操作都计算，环路B3都将继续。在操作序列的结尾，移位寄存器考虑该TX值并删除所述寄存器中存储的其它最早的值。一个新的平均超时TOM在步骤l中计算，并确定新的超时TO，在下面用例4和5说明，仍然在初始超时为12秒的假设内，假定有3个操作序列，例4涉及有经验的使用者，然后，例5涉及初学使用者。
例4-有经验的使用者有经验的使用者执行第一操作序列，以TX为5秒到达操作的结尾，第二操作序列的TX2为8秒，第三操作序列的TX3为4秒，可使移位寄存器用表1表示。

值5在第一操作序列之后存储在最后一行中。在第二操作序列之后，最后一行记录值8，在第三操作序列之后，值4占据了最后一行。
对后面的操作序列，新的平均超时TOM将是TOM＝87/10＝8.7秒，当安全时间TS＝2秒是不可改变的固定值时，超时TO将降低到TO＝8.7+2＝10.7秒。
然而，如果新的安全时间TS值以TOM的百分比(20％)重新计算，则新的超时TO值是TO＝8.7+0.2×8.7＝10.44秒。
例5-初学使用者在3个操作序列之后，初学使用者获得TX1＝11秒，TX2＝11秒和TX3＝12秒，即寄存器的最后三行的值是11秒、11秒、12秒。
对于下一操作序列，新的平均超时TOM将是TOM＝104/10＝10.4秒，则超时TO将分别升高到TO＝12.4秒和12.48秒。
例4和例5中给出的值是示例性的，因为很明显能观察到通过有较大数量的操作序列或寄存器15中有较小的行数，超时TO围绕其初始值会有较大的变化。这样，在例4中，如果寄存器只有5行，则新的超时将分别返回到9.4秒和8.88秒。
本装置的其它变形可以由本领域技术人员得到，而不超出本发明的范围。
权利要求
1.用于由电池或蓄电池(22)供电的便携式电子设备(1)的交互式开关装置，包括-数据输入装置(10)，使得使用者能够通过连续的操作选择数据或功能；-显示装置(12)，设置为提供代表与执行的操作对应的数据的信息；-控制装置(14)，与所述显示装置(12)连接并设置为能提供代表所述数据的指令，其特征在于，所述开关装置进一步包括插在数据输入装置(10)与控制装置(14)之间的处理单元(16)，所述处理单元(16)包括存储器(11)，用于存储参考时间或期间，特别是在一个操作的开始和结束之间允许的最大时间或期间，称为“超时”，简写为“TO”；计数器(18)，与用于存储在两个操作之间消逝的时间“TC”和两个操作之间总的消逝时间“TM”的时基(20)连接；以及比较器(21)，包括第一单元(23)，其作用于ON/OFF开关(24)，以在TC＞TO时，通过控制装置(14)切断数据输入装置(10)和显示装置(12)的电源，并且使得存储器(11)中的某些参考时间或期间被不断改变并位于操作序列的结尾。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述存储器(11)包括用于存储安全时间“TS”的第一区域(13)；由移位寄存器构成的第二区域(15)；第三区域(17)，用于存储“Time Max”，简写为“TX”，TX是在比较器(21)的第二单元(25)中通过与最后一个TM比较而确定的值，所述TX值在操作序列的结尾存储在移位寄存器(15)的最后一行中；以及第四区域(19)，用于计算和存储下一操作序列的超时TO，TO的值对应TO＝TOM+TS。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，安全时间TS是所述装置在其生产期间特有的值，并且不能改变。
4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，安全时间TS是所述装置在其生产期间特有的值，并且能够通过操作外部控制构件(5)或定义新的TS为最后一个平均超时TOM的百分比来改变。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，在一个操作序列期间，当TM的值大于最后一个TX的值时，TM变成新的TX的值。
6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，在一个操作序列期间，TM保持比TX的值小，所述TX的值保持不变。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，进一步包括外部控制构件(5)，无论在先执行的操作序列的数量如何，其都可以使得超时TO恢复初始值或变得更大或更小。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，TO由所述控制构件(5)通过改变存储在存储器(11)的移位寄存器(15)的每一行中的值来改变。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述数据输入装置(10)由包括数字或字母数字键(8)的键盘构成。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述键(8)是触摸、电容或电阻型的。
11.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述键(8)由压敏触头构成。
12.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述显示装置(12)由指针(4，6)构成。
13.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述显示装置(12)由液晶数字显示器构成。
14.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述显示装置(12)由所述装置传送的振动或编码振动串构成，以向使用者表示信息。
15.根据权利要求1至14任一个所述的装置，其特征在于，所述便携式电子设备(1)是手表，包括外壳(3)、表盘(9)、玻璃盖(7)和用于在数据输入装置(10)不活动时显示当前时间的时基(18)；其中显示装置(12)由表盘(9)承载，数据输入装置(10)由具有透明电极的触摸屏构成，所述触摸屏由玻璃盖(7)承载，或由集成在玻璃框或外壳或表带上的键构成。
全文摘要
本装置包括数据输入装置(10)、与用于显示所述数据的装置(12)连接的控制装置(14)。本发明的特征在于进一步包括插在数据输入装置(10)与控制装置(14)之间的处理单元(16)。处理单元(16)包括存储器(11)，用于存储参考时间特别是Time Out；计数器(18)，用于存储从操作一开始就消逝的时间TC和在两个操作之间消逝的时间TM；以及比较器(21)，包括第一比较单元(23)，其一方面作用于ON/OFF开关(24)以在TC＞TO时通过控制装置(14)切断电源，另一方面又使TO作为存储器的某些参考时间和执行操作的速度的函数，能在操作序列的结尾改变。
文档编号G04G21/00GK1612076SQ20041008681
公开日2005年5月4日 申请日期2004年10月28日 优先权日2003年10月31日
发明者E·J·弗伦克尔, J-C·库安特尔 申请人:阿苏拉布股份有限公司