专利名称：手动输入装置和处理器的制作方法
技术领域：
本发明涉及与手持处理器结合的手动可操作的输入装置，特别是手动地可操作的输入装置回绕该手持的处理器形成保护盖。
背景技术：
便携的电子处理设备的手动可操作输入装置是已知的。例如，可能连接便携的键盘到手持的计算装置，比如以商标“PALM”销售的计算装置。
这种类型的已知键盘实质上结构是坚硬的并且用提供的铰链制成便携。但是，这种类型的安排给总体设备增加相当多的附加体积，因此往往不能在任何时候携带该装置。
手掌装置和其它相似的便携的电子处理装置经常包括一些键盘，比如在屏幕上的键盘，但是作为手掌装置这些便携装置相对小，或者具有受限制的特性。因此，例如，可能使用在移动的蜂窝电话机上的电话类型键盘，例如仅仅使用数字小键盘键入字母数字数据。通常，这是相对地费时的，因为常常要求几次按下按键以便模拟实物尺寸键盘的设备。便于这种类型的装置工作的改进的算法是已知的，但是通常它们远不理想并且与可得到的装备大尺寸的键盘设备比较文本消息的输入相对麻烦。
发明内容
根据本发明，提供用于便携的电子处理设备的手动可操作的输入装置，其定义多个区域，每个区域表示各自的数据项，所述手动可操作的输入装置包括配置用于对机械的交互作用产生响应的多个薄片，其中所述薄片被配置成包裹、环绕着所述手动可操作输入装置以提供保护盖。
在本发明的实施例中，本发明的手动可操作的输入装置是字母数字键盘。在优选实施例中，该键盘包括一个或者多个织品薄片。在另一优选实施例中，该键盘是一个薄膜键盘。
便携的电子处理设备最好是手持装置，诸如移动电话或者比如以商标“PALM”销售的手持处理器。“手持”的意思是在该装置的正常操作期间该装置的操作者可以方便地在他们的手中握住该装置。这应该区别于通常的台式计算机，在正常使用期间，该计算机在工作台上保持不动。另外，它应该区别于诸如膝上型计算机的便携装置，该装置可从一个位置携带到另一个位置，但是在工作期间保持在一表面上不动。这些桌上型的和便携的装置在正常使用期间不能便利地手持。
现在参见附图仅仅通过举例描述本发明，其中图1表示一个携带根据本发明的装置的人；图2示出在包裹形状中的本发明的第一实施例；图3示出在部分展开形状中的图2的装置；图4示出在中间形状中的图2所示的装置；图5是详述自行装配台式组件的图4表示的装置的一后视图；图6是在过渡位置的图5所示的自行装配台式组件的另一后视图；图7是详述在操作的形状中的自行装配台式组件的图5所示的装置的另一后视图；图8是在操作的形状中图2至7中所示的装置的前面透视图；图9是图8所示的织品键盘202的分解透视图；图10详细叙述图9中所示的导电的织品层901和902；图11示出图5的接口电路503的详细的视图；图12A、12B、12C和12D示意地详述可由图11中识别的接口电路进行的压力和位置测量；图13是说明由图11所示的PIC16C711处理器执行的工作方式的流程图；图14是详述在图13所示的由PIC16C711处理器在步骤1301执行的初始化过程的流程图；图15是详述如图13的步骤1302指示的用于收集Z值数据的PIC16C711处理器的配置的另一流程图；图16是详述如图13的步骤1304指示的用于收集X、Y坐标位置数据和Z轴数据的PIC16C711处理器的配置的流程图；图17A和17B表示在按键按下期间织品键盘202的键登记装置的剖面图；图18示出包裹形状的本发明的第二实施例；图19示出具有松开的弹性带1803的图18所示的实施例；图20示出中间形状的本发明的第二实施例；图21示出过渡形状的本发明的第二实施例；图22示出操作形状的第二实施例；图23示出操作形状的本发明的第三实施例；图24示出具有装备着替代的固定装置的键盘的图23所示的装置的另一实施例；图25示出中间形状的图24的装置；图26示出包裹形状的图24和25所示的装置；图27是详述串行接口连接引脚的手持处理器的后视图；图28示出在连接到移动电话机的图24所示的键盘2401；图29示出操作形状的本发明的另一实施例；图30示出包裹形状的图28所示的实施例；图31详述图29和30所示的实施例的手持处理器和织品键盘之间形成的布线；图32是手动可操作的输入装置的替代的薄膜键盘的分解图；图33是图32所示的导电的薄膜层3202和3203的详细的视图；图34详述在图31和32中所示的用于薄膜键盘的工作的改进的接口电路。
具体实施例方式
图1图1示出操作者101从长裤104的口袋103中取出根据本发明的装置102。装置102具有适当的尺寸和形状，以便能够在图1所示的一条长裤的口袋中或者做为选择在诸如手提箱或袋子的其它环境中方便地传送该装置。装置102包括装在保护壳内的手持处理器(未示出)形式的电子处理器装置，该壳形成装置102的外表面。在这个实施例中，由围绕手持的处理器的手动可操作的输入装置形成保护的壳且该壳配置成与手持的处理器组合使用以便输入数据。由手动可操作的输入装置形成的保护壳是柔韧的和耐用的织品，其配置用于保护装入的手持处理器结构的完整性。
图2图2示出包裹形状(configuration)的本发明的装置102的第一实施例的透视图。手持的电子处理器201由手动可操作的输入装置完全地封装，在本实施例中，该输入装置采取织品键盘202的形式。手持的处理器201是由3Com公司制造的PalmRTMVx处理器。
在图2所示的包裹形状中，该织品键盘202形式一个保护的壳，该壳配置用于防止手持的处理器202表面被刮伤，另外，提供减震以防止不利的冲击影响该处理器结构完整性。织品键盘由一个钩件和活套扣件，诸如维可牢搭链(Velcro)(未示出)固定在包裹形状中，将参考图3进一步叙述。
图3图2所示的装置102在图3中以部分展开的形状表示。图3中示出了织品键盘202，其具有处于完全展开位置的第一可进入的侧面部分301。织品键盘202的第一侧面部分301的内表面在它的内表面上有一个钩紧条(hook strip)302，它形成固定维可牢搭链扣件的一部分。也位于织品键盘202的内表面上的为按键登记装置突起物，诸如303和304。该按键登记装置突起物具有印刷在其上的相应的图形图标以便识别按键登记装置对应的功能和/或字母数字输入。
在图3中以部分弯曲的位置表示第二侧面部分305。在第二侧面部分305的外表面上是活套条(loop strip)306，其配置成与在第一侧面部分301内表面上的钩紧条302可松开地啮合，以便使第一和第二侧面部分在图2中所示的包裹形状中固定在一起。
除了织品键盘202的第一和第二侧面部分外，还有一个中心部分(在图3中看不见)，手持的处理器309位于其上。第一和第二侧面部分301和305以及中心部分由以307和308标示的两个弯曲部分限定。在织品键盘202上执行弯曲操作以形成图2中所示的包裹形状期间，该弯曲部分307围绕手持的处理器309的侧边沿着第一轴弯曲，而弯曲部分308沿着手持的处理器309的反向侧边沿着第二轴弯曲。第一和第二轴之间的关系是由手持的处理器309的精确形状决定的，织品键盘202围绕该处理器被包裹。在图3所示的实施例中，手持的处理器309具有两个平行侧边，相应地，部分307和308分别围绕它弯曲的第一和第二轴是以彼此平行关系排列的。
图4图4示出在中间形状使用的装置102。该装置102由操作者的手402支持，该键盘202的第一侧面部分301和第二侧面部分305基本上处于非弯曲位置，手持的处理器309居中地处于该键盘202的两个侧面部分之间的键盘的中心部分。按键登记装置，例如303和304在第一和第二侧面部分301和302的内表面上是可见的。
在图4表示的中间形状中，安排该手持的处理器309以使得屏幕310和诸如311的按键是对操作者101显示的。操作者101通过使用铁笔401与屏幕310交互作用，或者通过按压按键，诸如311可以选择特定的数据项。因此，操作者101可以使用第二只空闲的手403与手持的处理器309交互作用，图4表示使用该铁笔401在手持的处理器的屏幕上选择一个图标。因此，在中间形状，手持的处理器309可以无需使用键盘202地工作。因此，如果操作者仅仅希望单独使用手持的处理器309，则仅需将装置102从包裹形状重新配置为中间形状，正如图4所示的。此外，当操作者101在手持的处理器309上完成必要的操作时，该设备可以方便地重新配置为包裹形状以便携带，通过在手持的处理器309的暴露的表面弯曲第二侧面部分305和随后在手持的处理器309的暴露的表面的其余部分弯曲第一侧面部分301并且将第一侧面部分固定到第二侧面部分来完成这种重新配置。
如果操作者101希望与手持的处理器309结合使用键盘202，则需要将该装置由中间形状重新配置为操作位置。下面参考图5、6和7描述获得这一效果的过程。
图5图5表示在中间位置的键盘202表面上的自行装配台式组件(self-erecting stand assembly)501的后视图。自行装配台式组件501在图4中是看不见的，因为它相邻于键盘202的表面直接放置并且隐藏在手持的处理器309之后。因此，仅仅为说明的目的，手持的处理器在图5中被省略了，以使自行装配台式组件501能够清楚地见到。在中间形状，该自行装配台式组件501相邻于键盘表面直接地设置并且接触中心部分的按键登记装置(未示出)。
自行装配台式组件501包括一个手持的处理器啮合部分502，其被配置成啮合手持的处理器309到组件501上的位置。接口电路503与手持的处理器啮合部分502相邻并且被配置用于与手持的处理器309的相应输入连接件啮合，以使得当该手持的处理器位于自行装配台式组件501上时形成接口电路和手持的处理器309之间的连接。接口电路503通过具有包含在其中的电气连接元件的柔性织品电缆连接到键盘202，并且沿着支承台式组件501的长度布放，形成与组件501的基座508处与键盘的连接。
自行装配支承台式组件的主体包括三个塑料支承部分。第一塑料支承部分505是与手持的处理器啮合部分502形成一体。与第一塑料支承部分505隔开的是第二塑料支承部分506，它与另一第三塑料支承部分507隔开。第三塑料支承部分507在基座508处连接到键盘。支承脚504可绞链转动地连接到第一部分505并且贯穿第三塑料支承部分507的槽509和510。在如图5所示的中间形状，塑料支承部分和支承脚504安排在键盘202表面上平坦的结构中，以便提供在中间和包裹形状中到装置102的最小容积。
图6图6表示过渡形状的另一视图，其中自行装配台式组件501由中间形状滑动到操作的形状。如图所示，手持的处理器309的背面由第一塑料支承部分505和手持处理器啮合部分502支承在自行装配台式组件501上。正如前面提到的那样，当该处理器位于自行装配台式组件501上时，接口电路503电连接到手持的处理器309。自行装配台式组件501在第二塑料支承部分506的任一侧和在第三塑料支承部分507与键盘202之间是柔性的。在这些位置的柔性有利于弯曲柔性织品电缆，该电缆从基座508到接口电路503布放并且将第一、第二和第三塑料支承部分连接在一起。在替代的实施例中，基座508和键盘之间的连接以及第一、第二和第三塑料支承部分是铰链连接的，这有利于这些部分之间适当弯曲。
在过渡形状，端口脚504在通过第三塑料支承部分507中的槽向外延伸。
图7图7示出在操作形状中的自行装配台式组件501。从图6表示的过渡形状继续滑动自行装配台式组件导致第一塑料支承部分505进一步朝着第三塑料支承部分507运动，而支承脚504进一步向外延伸与装置102放置在其上的表面啮合。
在操作的形状中，手持的处理器309支持在与键盘202隔开的升高位置。因此，显示键盘202的中心部分以允许进入整个键盘表面。虽然该织品键盘202实际上是连续形式的，中心部分701可以认为实际上是沿着虚线702表示的第一轴和虚线703表示的第二轴通过弯曲织品键盘从第一侧面部分301和第二侧面部分305分出的，该第一轴和第二分别相应于弯曲部分307和308。
当操作者完成了在操作的形状中使用该装置时，该装置可以通过将该自行装配台式组件折回到中间形状的平面位置而重新配置回到包裹形状。在实施中，这个过程在基座508围绕第三轴折叠该柔性连接电缆，以使手持的处理器位于相邻于该键盘的中心部分701。第二侧面部分围绕手持的处理器的边缘绕着第一轴702弯曲，且第一侧面部分围绕相反表面绕着第二轴703弯曲。第一轴和第二轴基本上垂直于第三轴。第一和第二侧面部分于是固定在包裹形状中。
图8图8示出在操作的形状的装置102的正面透视图。手持的处理器309相对于键盘202居中设置并且由支承脚504支承在相对于键盘202的平面升高的位置。在操作的形状中，该键盘表面上的全部按键是可进入的，以使操作者能够完全进入该键盘。通过操作者的手指施加机械的压力到按键登记装置，例如303或者304，导致字母数字传送或者功能数据输入到手持的处理器309，显示在屏幕310。
在某些工作方式中，手持的处理器在它的LCD显示屏幕310上显示一个键盘，并且例如可以通过在屏幕310上人工操作铁笔410选择各个按键，如图4表示的中间位置所示。键盘202的目的实际上是替换该显示的键盘的功能，从而允许操作者通过直接应用他们的手指，以实质上类似于操作标准的人工键盘的方式使用键盘。用这种方式，可以更迅速地并且以通常操作者和用户更熟悉的方式输入字母数字数据。
该键盘202另一重要特征也表示在图8。按键登记装置，例如303和304是以在键盘202的表面上隔开的配置中安排的相对小的截去顶端的圆锥体凸出。这种构造是优选的，因为按键登记装置必须充分地小并且充分地隔开，以防止在弯曲织品键盘时出现按键的不适当的压下。关于这点，很明显当弯曲时大体积的按键登记装置被压在一起并且可能需要施加更大的力以便形成弯曲，并且需要坚固的固定装置以保持形成包裹形状的键盘。因此，作为一个整体配置该键盘以使在弯曲期间按键的压下量最小，以便能够轻易地形成弯曲。
参考图2至8描述的实施例的最后的重要特征是在整个弯曲操作期间手持的处理器装置保持连接到该键盘(即在正常使用期间它可以永久地连接)并且避免在重新配置过程期间连接和断开处理器的任何要求。
图9图9示出说明图8的键盘构成层的分解透视图。织品键盘202包括十个单独的构成层，包括第一导电层901和第二导电层902。两个导电织品层901和902都具有涂覆纤维织成的或者编织在一起的导电碳，以便每个导电层能够在沿着单独的层的平面的任何方向传导电流。
第一导电层901具有分别沿着织品键盘的左边缘和右边缘形成电接点的导电轨迹(track)911和912。导电轨迹可以从用导电金属比如银或者镍涂覆的织品制作。这种类型的材料容易买到并且广范地用于屏蔽设备免受电磁干扰。该轨迹使用导电的粘合剂固定到导电层901和902。
该轨迹911和912与薄片织品901和902比较是高导电的。因此，可以在检测器的左右边缘之间的第一导电层901上(即X轴方向)施加电压梯度。第二导电层902具有分别沿着织品层的上下边缘提供电接触的导电轨迹913和914。因此，可以在第二导电织品层902上以垂直于在第一导电层901上施加的电压(即在导电层902上的电压是Y轴方向)的方向施加电压。
织品键盘的最上层是连续的织品层903，其上表面上印刷有相应于该键盘的字母数字按键的图形表示。该图形表示最好是丝网印刷在该织品层，并且在优选的构造过程期间，一旦已经装配了该织品键盘就进行字母数字的图形表示的印刷。此外，该织品层903最好由可拉伸的和可热成型的织品制造，以便允许操作该织品接受该超过中心(over centre)模压层904的突起。
在这个实施例中，该超过中心模压层904是连续的硅橡胶薄片，在它的上表面上具有按键登记装置。从上表面层904伸出的该按键登记装置模压是特别地模压的，以便与最上织品层903中示出的字母数字图形表示对准。
在第一导电层901和第二导电层902之间有五层。第一掩模层905和第二掩模层906分别接触导电层901和902的内心的表面。该掩模层905和906两者都由具有在织品的一个表面上施加的聚亚安酯涂覆的叠层的柔性抗撕裂织品构成。以替代的实施例中，掩模层905和906是单独的聚亚安酯的薄片而没有任何织品成分。
一系列圆孔915穿过该掩模层905和906。定位每个孔以使得与层904相应的按键登记装置模压916对准。在使用该键盘期间，这些掩模层防止在中心导电层907和任一个外部导电层901及902之间发生电接触，除非在相应于按键的位置。因此，在这些按键之间的位置上意外按压该键盘不影响该键盘的操作。
位于掩模层905和906之间的是绝缘网丝层908和909。该绝缘层908和909是纤维之间以相对宽的间隔织造或者编织而成以使导电层分开，同时当施加机械压力时允许在导电层之间进行传导。这些绝缘层的存在保证整个构造可以折叠和具有柔性或者绕物体缠绕，而不会导致两个导电层产生电接触并由此产生错误的接触识别。
位于绝缘网丝层908和909之间的是中心导电层907，其被配置成从第一导电织品层901向第二导电层902(即在Z轴方向)传导电流，同时防止流经该薄片的平面(即在X和Y轴方向)的横向电流。
中心导电层907是通过编织二十四分特(decitex)丝线的多元酯纱线构成的，该丝线具有在其中扭绞的单股导电丝线，以便该导电丝线在完成的编织产品中看上去是相对地随机的。另外，中心导电层907具有垂直于该装置平面的电导率(在Z轴)，随着压力增加该导电导率增大，从而在机械的交互作用期间促进这些层之间的传导。
最后的织品层917形成在该织品键盘的下表面，在本实施例中，当装置102处于包裹形状时还形成外表面。这层最好是配置用于对织品键盘的内部封装层提供保护的耐用织品。在替代的实施例中，层917的下表面与橡胶衬片层叠以便提供该键盘和该键盘放置的任何表面之间的高摩擦系数。
形成织品键盘的十个层通过围绕各构成织品层的周围边缘提供的粘合剂机械地固定在一起。
图10A图10A更详细地示出第一导电织品层901。两个导电轨迹911和912形成与织品层901的导电纤维的电接触。导电轨迹911的接触部分1011接触织品层901的左边缘。导电轨迹911的传导部分1021以管道的形式进入柔性电缆1017并且通过绝缘条1001防止接触导电织品层901，绝缘条1001沿着织品层901的上边缘布放，正如图10A中的阴影区域所示的。
类似地，导电轨迹912沿着织品层901的右边缘在接触部分1021上接触导电的织品。传导部分1022延伸进入柔性电缆1017并且通过绝缘条1001防止接触导电织品层901，绝缘条1001沿织品层901的上边缘布放。这使电压能够加在导电轨迹911和912之间以便在X轴方向提供电压梯度。
图10B图10B更详细地示出第二导电层902。通过两个导电轨迹913和914与织品层902形成电连接。导电轨迹913通过接触部分1013形成与导电织品901的上边缘的电接触。导电轨迹913的传导部分1023在绝缘条1002上伸展并且进入柔性电缆1017，绝缘条1002沿着织品层的上边缘伸展。导电轨迹914通过它的接触部分1014形成与织品薄片902的底部边缘的电连接。导电轨迹914的传导部分1024沿着织品薄片的右边缘和织品薄片的上边缘伸展并且进入柔性织品电缆1017。导电轨迹914的传导部分1024通过层902的绝缘条1002和1003与织品层电绝缘，其中绝缘条1002沿着该上边缘伸展，而绝缘条1003沿着右边缘伸展。
因此，电压可以施加在导电轨迹913和914之间，以便在导电织品层902上沿Y轴方向自顶部到底部提供电压梯度。
在这个实施例中，到织品键盘仅仅可能有四个连接，两个连接连到织品层901的导电轨迹911和912，两个连接连到织品层902的导电轨迹913和914。
图11位于自行装配台式组件501的手持处理器啮合部分的接口电路1103在图11中详细描述。该接口电路包括外围设备接口控制器(PIC)1102，它连接到串行通信输出端1103和电连接端1104，1105，1106和1107，这些电气连接端被配置分别用于提供和接收到导电轨迹911、912、914和913的必要的电压。PIC是由手持的处理器装置供电的，当使用PalmRTMVx处理器时，该电压在3.7至4伏范围内。以下在本说明书中是指4伏。
PIC1102是PIC16C711类型的可编程控制器。PIC1102在程序的控制下工作，该程序控制键盘的参数，配置接口电路1103用于测量该参数。试验的参数将参考图12至16进一步讨论。
在PIC1102的控制之下，可以通过PIC的引脚1、2、10、11、12和13提供必要的输出电压给电连接端1104，1105，1106和1107。该PIC包括一个模数转换器，用于处理在引脚17和18接收的模拟电压。输入引脚17和18分别接收高阻抗缓冲器1108和1109的输出。缓冲器1108和1109是TL062类型的半单位增益(half of unity gain)运算放大器，并且提供传感器输出电压和PIC1102输入端口之间的高阻抗缓冲器。
到引脚1和2的连接分别通过电阻器1110和1111。电阻器1110和1111是在施加典型的机械交互作用压力，即按键时根据从固定在一个织品层901的导电轨迹到固定在第二织品层902的导电轨迹测量的键盘的电阻选择的。电阻器1110和1111的10K欧姆值是典型的。
PIC1102具有在引脚15和16上连接的以4MHz振荡的外部晶体振荡器(未示出)。正4伏提供给引脚14，而地连接到引脚5。引脚4(内部复位输入)通过100欧姆的串联电阻器保持在正4伏。
编程PIC1102以便提供和接收到导电层901和902的导电轨迹911、912、914和913的必要电压。通过这个装置，接口电路能够确定以Z表示的施加给键盘的压力的测量值，如果这个值充分地大，则接口电路将这个值翻译为按压键。当检测到按压键时，接口电路执行施加压力的X和Y位置的测量。进一步配置PIC以提供关于检测到的按压键位置或者没有按压键的数据给输出串行端口1103。
图12A，12B，12C和12D由接口电路1103进行的测量的概述由图12A，12B，12C和12D示出。外部的导电层902和901示意地由电位计1201和1202表示，而在施加力的位置处的外部的层之间的导电的路径的电阻以可变电阻器1203表示。
在图12A中表示第一测量。4伏电压施加在连接器1104上，同时连接器1105保持切断。连接器1107通过已知值的电阻器1111连接到地。因此，电流从连接器1104流过以电位计1202的第一部分1205表示的层901的第一部分，流过由具有电阻Rv的可变电阻器1203表示的导电路径，流过由电位计1201的第一部分1206表示的层902的第一部分和流过已知的电阻器1111。测量在连接器1107处出现的电压V1，由于这个电压等于在电阻器1111两端的电压降，所以V1与从连接器1104流过的电流成正比。
在图12B中示出第二测量。4伏电压施加到连接器1106，而连接器1107是断开的。连接器1105通过已知电阻的电阻器1110连接到地。测量在电阻器1110两端的电压降V2。电压V2正比于流过由电位计1201的第二部分1208表示的层902的第二部分、流过由具有电阻Rv的可变电阻器1203表示的导电路径、流过由电位计1202的第二部分1209表示的层901的第二部分和电阻器1110的电流。
电位计1201的第一部分1206和第二部分1208的电阻之和大约等于在层902的接触部分1013和1014之间的电阻，因此在测量期间基本上是恒定的，因为它们迅速地连续出现。类似地，电位计1202的第一部分1205和第二部分1209的电阻之和大约等于在层901上的接触部分911和912之间的电阻，并且在测量期间也是基本上恒定的。因此，外部的层之间的导电路径的电阻Rv和测量的电压V1和V2之间存在关系1210，即外部的层之间的电阻Rv与电压V1的倒数和电压V2的倒数之和成比例。
一般的，根据使用的位置传感器的类型，电阻Rv取决于施加压力的区域或者区域和力的函数，正如由关系式1211表示的。因此，从电压测量V1和V2确定度量，它取决于施加到该键盘的力。
在图12C中示出第三测量。4伏电压施加到连接器1105，而连接器1104是接地的，因此在层901两端产生电位梯度。电压测量是在连接器1107处进行的。由于接口电路使用高阻抗缓冲器1108，所以确定了在施加力的位置在层902上出现的电压。这个电压V3正比于从接触部分911到施加力的中心的距离，并且表示它的X轴位置。
在图12D中示出第四测量。4伏电压施加到连接器1107，而连接器1106是接地的。测量的电压是在连接器1105出现的电压V4。电压V4正比于从接触部分414到施加力的中心的距离并且表示它的Y轴位置。因此，电压V3和V4提供关于在传感器上施加的力的二维位置的信息，即电压V3和V4表示代表按压键的施加力的位置的中心的X和Y值。
图13
在图11的外围设备接口电路内工作的程序在图13的流程图中概述。在步骤1301初始化硬件，这个过程稍后参见图14详细叙述。在步骤1302，电路103测量电压V1和V2的值并且计算交互作用的Z值。稍后参见图15叙述步骤1302的细节。在步骤1303，询问关于Z数据是否大于预定值。如果这个问题的回答为否，则程序返回到步骤1302。因此该电路测量Z值，直到检测到大于预定值的Z值。如果在步骤1303该问题的回答为是，则该电路测量电压V1、V2、V3和V4，并且在步骤1304计算Z值。稍后参见图16更详细地叙述步骤1304。在步骤1305，询问关于计算的Z值是否仍然高于该预定值。如果回答为是，则在步骤1306再询问关于是否已经获得足够的采样值的问题。典型地，使用在3到10组的采样值，当要求快速响应时间时，使用较低数量组的采样值。如果在步骤1306该问题的回答为否，则该程序返回至步骤1304并且进行另一组测量。当在步骤1306该问题的回答为是，或者在步骤1305当该问题的回答为否时，则该程序计算电压V3和V4的采样值的平均值和已经收集的Z值的平均值。因此，在寻找平均值之前该程序测量预定数量的电压，或者如果Z值下降到低于一预定值，则立即计算该平均值。通过使用许多采样值的平均值，电源电磁干扰或者其它这样的环境噪声的影响可能最小。
找到一个“平均”值，例如X值的简单计算是找到存储的值V3的最大值和最小值的中间值，即通过将V3的最大存储值与V3的最小存储值相加并将该结果除以二查找“平滑的”X值。
为了进一步改进准确度，从平均计算中排除与它们紧前面的和紧后面的值相差数值大的X、Y和Z的值。另外，消除市电电源干扰的已知的方法可以应用于从传感器接收的信号。
在步骤1308，在串行通信输出端1601输出代表X和Y位置坐标的V3和V4的平均值以及Z数据的平均值。然后程序返回到步骤1302并且查找另外的机械交互作用的指示。
图14
在图14中进一步详细地示出图13的步骤1301。在初始化步骤1301中，步骤1401清除中断，然后在步骤1402建立引脚17和18作为模数转换器输入。可以配置PIC16C711的微端口作为低阻抗输出或者高阻抗输入。当在高阻抗输入模式时，引脚17和18可以被编程以便通过内部的多路复用器连接到模数转换器。在步骤1403，配置作为输入或者输出的端口处于它们的初始状态。在步骤1404，清除所有的系统变量并且禁止所有的中断。
图15在图15中进一步详细地示出图13的步骤1302。在步骤1302中，在步骤1501，重新配置相应于引脚2和10的端口作为输出端口，并且在步骤1502，引脚2置为零，同时引脚10置为正4伏。因此连接器1107通过电阻器1111接地并且4伏电压施加到连接器1104。在步骤1503，提供时延(在具有3.5K欧姆的外部层电阻的二百四十毫米×九十毫米的传感器中典型地为二百微秒)，以便允许在步骤1504测量和存储引脚17的电压之前稳定电压。于是测量并且存储在连接器1107处出现的电压V1。
在步骤1505，重新配置引脚2和10为高阻抗输入，同时重新配置引脚1和12作为低阻抗输出。在步骤1506，引脚1和12上的电压分别设置为零和正4伏。于是，连接器1105通过电阻器1110接地，同时提供4伏电压给连接器1106。在步骤1508测量和存储引脚18的电压之前，在步骤1507提供等于在步骤1503的适当的时延。因此，测量出现在连接器1105处的电压并且作为电压V2存储。在步骤1509，从存储的电压V1和V2计算Z值，然后存储。在步骤1510重新配置引脚1和12回到它们的高阻抗输入的初始状态。
图16在图16中进一步详细地示出图13的步骤1304。在步骤1304中，在步骤1601以与步骤1302中相同的方式收集Z值。在步骤1602，重新配置引脚1和2为高阻抗输入，并且重新配置引脚10和11作为低阻抗输出。在步骤1603，引脚10置为零和引脚11置为正4伏。因此，提供4伏电压给连接器1105，同时连接器1104接地。然后在步骤1604提供一个延迟(在二百四十毫米×九十毫米的设备中典型地为二百微秒)，以便允许在步骤1505测量引脚17的电压之前稳定传感器中的电压。因此，测量在连接器1107出现的电压V3，它提供施加力的X位置的指示。
在步骤1606，重新配置引脚10和11作为高阻抗输入，并且重新配置引脚12和13作为低阻抗输出。在步骤1607，在引脚12上的电压则置为零，而在引脚13上的电压置为4伏。因此，提供4伏电压给连接器1107，同时连接器1106接地。类似于在步骤1604，在步骤1609测量引脚18出现的电压之前，在步骤1608提供一时延。因此，测量在连接器1105处出现的电压V4，它提供施加力的Y位置的指示。然后重新配置引脚12和13回到它们的高阻抗输入的初始状态。
因此，通过参见图13至16描述的方法，该接口电路能够进行电压测量V3和V4，该电压提供施加给织品传感器的力的位置指示，并且测量电压V1和V2，它们与通过传感器的电流成比例并且提供关于该施加力的第二特征的信息。该第二特征可以是施加力的压力或者该力和区域大小的组合。此外，该电路组合电压V1和V2以便确定表示第二特征的Z值。
该电路503提供表示施加的力的X和Y位置以及Z值的输出数据。但是，在替代的实施例中，该接口电路提供相应于测量的电压V1、V2、V3和V4的输出数据。
图17A和17B在图17A和17B中示出在按键按下之后导电层901和902形成电接触的过程。在通过按键登记装置303的截面中示出了织品键盘202。图17A表示没有机械交互作用时按键303的实例。按键登记装置303模压入硅橡胶的超过中心模压层904。位于该超过中心模压层904下面的是顺序出现的第一导电织品层901，第一掩模层905，第一绝缘网丝层908，中心导电层907，第二绝缘网丝层909，第二掩模层906，第二导电织品层902和下部织品层917。与该超过中心模压层904的上表面接触的是上部织品层903。按键登记装置303所对应的字母，数字或者功能的图形表示印刷在织品层903的上表面，直接地与按键登记装置突起303的中心重合。按键登记装置突起303的下表面具有一个接点突起1702，该突起朝着导电层901延伸。
在图17A中表示操作者的手指1701，形成与按键登记装置突起2601的上表面初始的接触。压力由手指1701施加到按键登记装置突起303，引起该按键登记装置朝着第一导电层901向下的方向弯曲。正如图17B表示的，接点突起1702机械地按压第一导电层901与第一网丝层908、中心导电层907，第二网丝层909和第二导电织品层902。从图17B可以看到，按键登记装置303和相关的接点突起1702被特别地对准，以便促进机械交互作用通过第一和第二掩模层905和906中的孔将各导电层在区域1703近靠在一起。还应该注意，操作者手指按下按键登记装置和产生的弯曲部分1704及1705提供触觉反馈给操作者的手指，指示已经按下在织品键盘上适当的按键。
机械交互作用强迫第一导电层901和第二导电层902紧密接触的结果是施加给任一层的电压将导致电流从一个层流动到另一层并且能够进行电测量以及确定机械交互作用的位置坐标，正如先前叙述的。位置坐标数据通过接口电路提供给手持的处理器。该手持的处理器随后使在机械交互作用的点获得的X和Y位置坐标数据与一系列的查找表相关联，以便可以确定对应于按键按下的相应数据输入功能。
关于这点，掩模层905和906限制该区域，在该区域内机械交互作用可能导致在第一和第二导电层901和902之间流动电流。因此，当按下一个按键并且随后在不是按键登记装置的键盘上的一点没有意外的机械交互作用时，输出将仅仅发送给该手持的处理器。因此，掩模层905和906防止与有预先选择的按键登记装置的位置附近的位置相关联的不明确的X和Y位置坐标数据的传送，并且响应在围绕按键登记装置的区域内的意外交互作用产生与来自查找表的输入数据的关联。
图18，19和图20图18示出包裹形状的装置102的另一实施例。诸如由Palm公司制造的PalmRTMVX处理器的手持的处理器201由织品键盘202包围着。本实施例的织品键盘202由在该织品键盘形成的弯曲，即沿着第一轴形成的第一弯曲1805和沿着第二轴形成在1806上的第二弯曲分成三个分开的部分。在本实施例中，第一和第二轴基本上彼此平行地排列。
第一侧面部分1801接触手持处理器装置201的背面以形成后保护盖。第一侧面部分1801通过弯曲1805延伸到中心部分1802。该中心部分1802再通过弯曲1806延伸到第二侧面部分1804，其在包裹形状中接触手持的处理器装置201的前表面。因此，包裹形状中通过覆盖该装置的后面第一侧面部分以及形成前面保护盖的中心和第二侧面部分围绕手持的处理器装置201形成保护盖。前面保护盖和后面保护盖通过弹性带1803固定在适当的位置。
在不环绕该装置102中的第一阶段是通过在装置102的顶部上滑动弹性带以松开该弹性带，正如图19所示的。
一旦弹性带1803已经松开，由中心部分1802和第二侧面部分1804形成的前盖可以折叠起来以便显示手持的处理器装置309的前表面。该装置的这一构造称为中间形状，正如图20所示。手持的处理器装置309的前表面起着操作者接口的作用，操作者通过它使用铁笔401在屏幕310上选择图标可以与该装置交互作用，如图20所示，或者做为选择可以使用接口按键诸如311选择另外的功能。
正如在前面的实施例中，在中间形状该手持的处理器309方便地支承在操作者的手402上。因此，如果操作者仅仅希望单独使用手持的处理器(即，而且不使用织品键盘202)，仅仅需要把装置102打开到中间形状，其中该装置可以方便地握住在一只手中，空闲的另一只手与手持的处理器装置的用户接口交互作用。
图21做为选择，如果操作者101希望与手持的处理器装置309结合使用该织品键盘，则需要重新配置该装置为操作的形状。为了重新配置该装置为操作的形状，该装置102的前盖可以沿着第二弯曲1806如图21所示的那样展开，以便显露位于中心和第二侧面部分的内表面上的该键盘的按键。在这个过渡状态，正如图21所示的，展开中心部分1802和第二侧面部分1804并且准备好作为键盘使用。第一侧面部分1801保持隐藏在手持的处理器装置309后面。
为了完成将该设备重新配置为操作的形状，正如图21所示，手持的处理器装置309从第一侧面部分移走，在此它是可松开地固定的，并且连接到居中地位于中心部分1802的上边缘的接口电路连接端口2101。
图22在图22中以操作的形状示出该装置。以这种构造中，整个键盘表面(即第一侧面部分1801，中心部分1802和第二侧面部分1804)是可进入的，因此操作者可以按下在键盘表面上出现的任何按键。环形条2201和2202位于键盘202的第一部分的内表面上。配置这些环形条与固定在手持的处理器装置309的后部表面的相应的钩紧带啮合以便可松开地将该处理器装置固定在该键盘上，正如在前面的图18至21中所示的。
在操作的形状中，手持的处理器装置309支持在居中的和相对于键盘202升高的位置的表面上。该处理器装置309由支持脚(未示出)支承在升高的位置中。键盘202通过接口电路和手持的处理器装置309的串行输入端口连接到手持的处理器装置，正如前面叙述的。因此，操作者可以按下键盘202表面上的按键以便输入相应的字母数字数据到手持的处理器装置309并且在屏幕310上观看数据输入。
当操作者已经完成使用键盘202，手持的处理器装置可以从键盘断开并且通过它的后部表面重新附加到第一侧面部分1801。该处理器装置309通过在该处理器装置309后面的钩紧带和位于织品键盘202的表面上的相应的环形带2201及2202之间的啮合固定到这个位置。然后在1806处折叠第二侧面部分1804以便覆盖键盘的中心部分1802。在这个位置，该装置已经重新配置为中间位置，正如参考图20叙述的。然后在1805处折叠中心部分1802以形成手持的处理器装置309的前盖。该装置102如此形成的前后盖通过弹性带1803以包裹形状顺次固定在一起。
图23在图23中以操作的形状示出本发明的另一实施例。正如参考前面的两个实施例所叙述的，图23所示的织品键盘2302通过接口电路2303，柔性织品电缆2305和在手持的处理器的后面底部末端401(未示出)提供的串行接口连接到手持的处理器装置309。在这个实施例中，手持的处理器309是由Palm公司制造的PalmRTMIII处理器。连接带2305提供键盘和手持的处理器之间的机械连接。正如先前叙述的，接口电路以参考图11至16叙述的方式给织品键盘2302供电并且确定从织品键盘的输出。要求对键盘操作做微小的修改，假定从手持的处理器获得的键盘操作的电源在该实施例中为3.3伏，前面的实施例其工作在从PalmRTMVx处理器获得的3.7至4伏的电压下。
在操作的形状中，操作者可接触到键盘2302的字母数字字符，通过按压按键产生的数据输入通过手持的处理器309的屏幕310显示给操作者。
本实施例的键盘2302与先前叙述的实施例的键盘的区别在于没有硅橡胶模压按键登记装置层904。因此，如图23所示的实施例按键不具有从键盘的任何升高。这具有优点键盘2302比键盘202厚度减少了，这允许生产包裹形状更紧凑的装置并且弯曲时较少发生位阻现象。但是也具有缺点在压下按键时没有触觉的反馈，并且由于省略了硅橡胶模压按键登记装置层，一些保护的减震能力可能丧失。因此，在替代的实施例中，织品键盘2302包括硅橡胶模压按键登记层，诸如层904。
机械压力施加到键盘2302产生由接口电路2303识别机械交互作用的位置，如先前叙述的。但是，在这个实施例中，它使用PalmRTMIII处理器作为手持的处理器309，该位置数据与查找表相关联并且与PIC处理器1102中的特定的字母数字数据输入有关。然后字符表示发送给手持的处理器309。因此，由接口电路2303而不是手持的处理器309执行查找相关的操作。
除了识别相应于按下键的特定的位置外，它还可能识别手势，诸如手指以特定的方向扫过键盘。当检测这类动态运动时，接口电路2203捕捉这个运动并且将这个运动再转换为可能传送给手持的处理器309的特定形式的数据。在本实施例中，例如，这类手势可用于从小写字母键盘切换为大写字母键盘。做为选择，利用连接到诸如移动电话之类的装置的键盘，手势移动可以向移动电话指示将建立呼叫，这等效于在大部分市场上可买到的移动电话上按压发送按键。
除了用作为键盘外，键盘2302还可能执行另外的功能，类似于通过使用鼠标或者触摸平板等等可得到的功能。在这个工作方式下，不是识别单独的区域，而是检测在该装置的表面上的运动并且作为位置或者矢量信息传递给手持的处理器309。可以建立该装置内的区域用于模式选择。做为选择，特定的手势的移动，诸如垂直的击打可用来表示各工作方式之间的切换。
图24在图24中示出手持的处理器309连接到类似于键盘2302结构的键盘2401，但是具有在包裹形状中固定键盘的替代装置。然而键盘2302装备有维可牢搭链带，键盘2401具有按压螺栓。
在本实施例中，从操作的形状到包裹形状环绕手持的处理器309的方法表示在图24、25和26。在图24中，手持的处理器309和键盘2401互相安排得使用户可在键盘上打字的同时观察它的屏幕显示器310，屏幕显示器310相对于键盘2401位于中心并且支承在相对于该键盘平面高出的位置。但是，当不再需要使用处理装置309时，它被包裹在织品键盘2401中，形成手持的处理器309的保护盖。该键盘装备有按压螺栓2410至2413，扣紧它们以便把键盘固定在围绕手持的处理器309的适当的位置。
手持的处理器309首先通过弯曲柔性织品电缆2305被包裹在键盘中，以便该手持的处理器309如箭头2415所示围绕由虚线2416指示的第一轴向前旋转。在本实施例中，弯曲柔性织品电缆2305，以使得手持的处理器309的前面2417靠着键盘的上表面的中心部分2420放置，正如在图25中所示的。在替代的实施例中，柔性织品电缆以铰链机构代替，以便在提供键盘2401和处理装置309之间的电子数据连接的同时允许类似的折叠。
图25和26因此，图25示出在中间位置的包裹过程的第一阶段之后的织品键盘2401和处理装置309，它还示出连接带通过适当的连接器2501连接到手持的处理器309。提供一个侧边2502，它利用铰链连接到连接器2501。示出该侧边在它的工作位置并且用于为手持的处理器309提供支架，以使LCD屏幕更容易观看。
为了重新配置该装置为包裹形状，侧边2502被折叠，以使它实质上平行于手持的处理器的后面。键盘2510的第一侧面部分则围绕由虚线2421示出的第二轴弯曲并且以直角弯曲到轴2416，以使该键盘的第一侧面部分2510靠着手持的处理器309的后表面2521放置。然后该键盘围绕第三轴2422折叠，基本上平行于第二轴2421，以使键盘的第二侧面部分2511靠着手持的处理器309的后表面2521的最右部分放置。因此手持的处理器309包裹在该键盘中，正如图26所示，然后扣紧按压螺栓2412和2413到2411和2410上以便保持该键盘在适当的位置。
因此键盘2401可以以操作的形状安排，正如图24所示，并且正如图26所示的，通过绕着第一轴2416折叠连接装置来转动手持的处理器309，然后围绕第二轴2421和第三轴2422折叠该键盘，可以重新将该键盘配置为包裹形状，第二轴2421和第三轴2422与第一轴是不平行的。
图27在图27中示出手持的处理器309(由Palm公司制造的PalmRTMIII处理器)的后视图。手持的处理器309的后面包括称为引脚，诸如引脚2702，2703和2710的十个电连接点。引脚2702通过手持的处理器内的三百三十欧姆的电阻器提供3.3伏电压给接口电路。从手持的处理器观察，引脚2703是接收数据连接点，因此来自接口电路2303的数据提供给这个引脚。信号地由引脚2710提供并且在这个特别的应用，其余引脚未使用。
图28该键盘可与要求或者认为是希望数据输入的任何便携装置一起使用。另一例子表示在图28中，其中一个柔性的键盘2401通过适当的接口2803固定在移动蜂窝电话机2801上。典型地，移动蜂窝电话机的通信接口响应本领域熟知的AT命令。但是，接口设备2803的特定的实施要求修改，从而容易连接到特定的移动电话机种类并且可以从移动电话机公司要求信息，以便完全保证适当的链路而不使担保无效。
类似于电话机2801的移动电话机正逐渐用于传输文本消息，这可以使用第二代GSM标准通过SMS过程实现。文本通信通过WAP技术和第三代移动电话机的应用进一步增强。因此，当电话机用于电子邮件或者Web浏览时，这类键盘变得特别吸引人。因此，相对小的电话机可以给出基本上类似于更复杂型号，诸如Nokia Communicator9000所提供的功能。
图29图29示出操作形状的本发明的另一实施例。键盘2901的结构与先前参考图24叙述的键盘2401是相同的。如前所述，该键盘的表面图解地分成多个区域，每个区域与特定的字母、数字或者类似的键盘按键功能相关，诸如2902所指示的字母W。键盘2901固定到手持的处理器装置309，在这个例子中，它是由Palm公司制造的Palm IIIe。该键盘通过夹紧在手持装置的外壳的两半之间该键盘的短的部分固定到手持装置309。
图29所示的结构的优点是键盘永久地连接到电子处理装置，因此操作者进行操作时始终可使用，对于可得到的人工键盘它是优选的。另外，在传送时，键盘的容积增加非常小，因此可永久地提供而不会招致不希望的附加的重量和容积。此外，在运输期间使得形成键盘2901的薄片回绕该装置309，从而与该装置309相关的附加的容积最小，同时提供一个保护盖。
在图29所示的操作形状中，操作者可以使用在织品键盘表面所有的按键。但是，当不使用时，诸如在运输期间，织品键盘2901可以重新配置为包裹形状，正如在图30中所示。织品键盘首先在手持的处理器309的表面上伸展，围绕该装置的第一边缘，通过该装置的后面并且围绕该装置相对的第二边缘。
图30利用钩环和环形扣件，诸如由部件3001和3002组成的维可牢搭链或者相似的连接物牢固地将织品薄片固定在适当的位置。
图31织品键盘2901和处理装置309之间形成的电连接在图31中示出。为了说明起见，仅仅示出了该织品键盘的第一导电层901和902以及中心导电层907。但是必须理解，该装置有利地包括九层，正如先前参考图23叙述的，或者在替代的实施例中包括参考图9叙述的十层。
正如先前叙述的，第一导电层901具有固定于其上的第一和第二导电轨迹911和912，也正如先前叙述的，第二导电层902具有固定在其上的第三导轨迹913和第四导电轨迹914。中心导电层907先前参考图9已经叙述了。正如先前在图12至17中描述的，检测该机械交互作用的位置。
测量在键盘表面机械交互作用的X和Y坐标的过程分两部分操作并且基本上类似于在手持的处理器装置309内执行的操作。因此，对于接口键盘2901与处理装置309来说这提供了相对简单的方式。
显示器310包括具有施加在其上表面的导电涂层的玻璃薄片3121。然后这保持与在它的下表面具有导电涂层的透明的塑料薄片3122平行。两薄片3121和3122非常接近地排列在一起，这样，施加在上薄片3122上的最小的机械压力导致在两薄片之间产生电接触。然后使用基本上类似于为了确定在织品键盘2901上接点的位置所执行的过程来确定机械接触点的位置。因此，在图31所示的形状中，开发了提供用于确定在实际的手持的处理器显示器310上的机械交互作用的位置的电子设备，以便为该织品键盘2901提供类似的机械检测过程。因此这两个并联连接，使得手持的处理器309的电子设备通过织品键盘2901进行正常接收信号工作，这基本上类似于从内部显示器310接收的信号。
在导电轨迹911和912之间在X方向上的导电薄片901的电阻典型地为5K57欧姆。类似地，在导电轨迹913和914之间Y方向上的薄片902的电阻典型地为1K36欧姆。在用于显示在手持处理器显示器310上显示键盘的特定的软件中，屏幕上的键盘基本上被定位在该显示器的中心，正如虚线3123表示的。因此，从该织品键盘2901接收的信号要求偏移，以便提供字母数字字符的区域映射(map)在区域3123中显示的类似的字母数字字符的位置。这是通过提供附加的电阻器3131、3132、3133和3134实现的。典型地，对于先前叙述的薄片电阻，电阻器3131和3132具有2K欧姆的电阻值，而电阻器3133和3134具有220欧姆的电阻值。手持的处理器的附加的处理电路没有以任何方式修改，通常是以方框3150表示。
图32在图32中示出正如先前叙述的织品键盘202，2401和2801的替代的实施例。在这个实施例中，键盘3201是薄膜键盘并且在图32中以分解透视图表示以便说明各个构成层。
最上层是硅橡胶模压层904，与先前参考图9叙述的相同。该层是与耐用的织品层，诸如层903(参考图9叙述的)层压在上表面，在其上印刷相应于单独的按键的图形图标。在替代的实施例中，最上层是与耐用的柔性塑料薄膜，诸如聚酯或者聚氯乙烯薄膜层压的，在其上印刷相应于每个按键的图形。
薄膜键盘3201包括第一导电薄膜膜片3202和第二导电薄膜膜片3203。另外，间隔薄膜层3204设置在第一导电薄膜层3202和第二导电的薄膜层3203之间。
第一导电薄膜层3202是MylarRTM(聚对苯二甲酸乙二酯)膜片。在膜片3202的下面印刷碳精电极(从填充银的油墨形成)诸如3210，形成第一导电薄膜的导电性。这些电极连接到接口电路，该电路通过导电轨迹，诸如3211提供电压给该电极，诸如3210。每个电极被特别地对准，以便与层904上的按键登记装置一致。例如，电极3210对应于“CAPS LOCK”按键3240的中心。
第二导电薄膜层3203也由印刷在上表面的具有填充银的油墨电极如3220的MylarRTM薄膜构成，它形成第二导电的薄膜层的导电性。印刷在层3203上表面上的每个电极与在层3202上相应的电极以及在层904上的相应的按键登记装置对准。例如，在层3203上的电极3220与在层3202上的电极3210以及在层904上的“CAPS LOCK”按键3240特别要对准。
隔板层3204是具有孔的非导电的MylarRTM薄膜薄片，诸如位于与印刷在层3202和3203的表面上电极重合的位置上的3230。例如，孔3230特别地与在层3202上的电极3210和在层3203上的电极3220对准。
隔板层3204防止在层3202和3203的电极之间发生电接触，除非通过按压层904上的按键已经发生机械交互作用。例如，当按下“CAPSLOCK”按键3240时，引起电极3210朝着电极3220通过隔板层3204中的孔3230按压。在原理上，按键登记装置3240参考图17A和17B叙述的与按键登记装置303起相同作用。
因此，如果通过导电轨迹3211提供电压给电极3210，按下“CAPSLOCK”按键将形成层3202的电极3210和层3203的电极3220之间的电接触。因此，在层3203的导电轨迹3221中可检测到电压输出。由于当电压施加给导电轨迹3211时，按下“CAPS LOCK”按键是唯一的可在导电轨迹3221中产生电压输出的按键，于是，通过检测这个电压输出，接口电路能够使该输出与形成的相应的电连接相关联。这个数据或者与接口电路中的查找表相关联以便按照按键按下分配相关的“CAPS LOCK”功能输出，或者在形成的连接的输出及检测到的输出之后在手持的处理器中执行查找表相关联的操作。
在替代的实施例中，薄膜层3202、3203和3204是用替代的塑料材料，诸如聚酯或者聚氯乙烯制造的。
图33图33更详细地示出导电薄膜层3202。该层3202具有导电电极，诸如3210，用于该键盘的每个按键和伸长的间隔棒，在这个实施例中，具有六个相应的电极，正如3320指示的。电压通过导电轨迹3211和3301至3313施加给电极，它们通常排列成分别用于限定十四列。导电轨迹3211和3301至3313延伸以形成与该接口电路的连接(未示出)。接口电路可以独立地与每个导电轨迹形成连接，正如稍后参考图34将要叙述的。
图33中还示出第二导电薄膜层3201。印刷在薄膜层3203表面上的每个导电电极，比如3220通过五个导电轨迹3221和3330至3334中之一连接。与第一导电层3202相反，第二薄膜层3203的导电轨迹实际上连接该电极以便限定五行的系列，该行近似垂直于由在层3202上的导电轨迹限定的列延伸。因此，当按下一个按键时，仅仅在电压施加至在层3202上限定的特定的列之后在特定的行中产生输出。例如，如果电压提供给导电轨迹3303(它延伸以便形成到相应于间隔棒按键的六个电极，正如由3320指示的连接)，并且按下该间隔棒按键，在层3203的导电轨迹3330中可检测到电压输出。按下间隔棒按键是唯一的按键，当电压提供给导电轨迹3303时，将在导电轨迹3330中产生输出。
该电极和导电轨迹可以有许多替代的形状以便实质上实现与图33中所示的相同功能。在替代的实施例的一个这样的例子中，导电的行和列实际上印刷在相同的薄膜层上，从而在对应于按键登记装置的给定位置，特定的行和列的印刷的电极终止，以便用在按键区域彼此相邻的电极提供开路。但是在这个实施例中，固定在每个按键登记装置下面的是导电材料，诸如碳的“小球”(pill)，当按下该按键时，接触和桥接相应的列和行终端之间的间隙以形成闭合电路。以类似于参考图31和32描述的类似的方式，响应提供给特定的列的电压在特定的行中检测的输出电压将表示特定的按键按下。
图34为了能够检测在该键盘的区域内的按键按下，接口电路安排为图34所示。接口设备包含检测处理器3401，压力/位置检测电路3402，开关电路3403，具有电连接输入元件3405的多路复用开关电路3404，输入插座3406和用于连接到手持装置309的输出插座3407。
定义薄膜层3303上的五行的五个导电轨迹中的每个轨迹具有在其上形成的单独的连接，并且定义薄膜层3302的列的十四个导电轨迹中的每个轨迹具有在其上形成的连接。因此，在接口电路和键盘之间形成十九个连接。对应于每个连接的导线各自地馈送到多路复用开关电路3404的输入元件3405。
如果按下键盘上的按键，接口电路提供识别机械交互作用的位置的输出。通过压力/位置检测电路3402把电压施加到该键盘，该电路本质上与图11所示的电路是相同的。图11所示的电路形成四个连接，在本实施例的接口电路中它们连接到多路复用开关3404。在这个实施例中，仅仅利用图11所示电路的两个连接。例如，电压通过连接1104施加给层3302的导电轨迹，而连接1107连接到层3303的导电轨迹以便检测任何输出电压。多路复用开关电路在检测处理器的控制下确定在任何给定时间形成的连接的精确的安排。在第一工作方式，多路复用开关电路在施加电压给层3302的每个导电列之后进行每行的顺序扫描。
如果响应按键按下通过连接器1107检测输出，压力/位置检测电路产生一个输出，该输出通过开关电路3405传送给检测处理器3401，在该检测处理器3401处该输出与所形成的精确连接相关联，并且对应于形成的连接的位置信息和接收的输出通过开关电路3405以及输出插座3407传送给手持的处理器。在本实施例中，这些数据与查找表相关联以确定相应的字母数字或者与按下的按键相关联的功能输入。
在替代的实施例中，为了减少要求的操作数量以便确定那一个按键已经按下，并因此增加检测按键按下的速度，在检测处理器3401的控制下处于初始状态中的多路复用开关3404连接压力/位置检测电路3402到层3203上所有的五个导电轨迹并且连接第二连接到层3202的所有十四个导电轨迹。形成到压力/位置检测电路3402的总共两个连接。在观看这些端子时，如果出现开路，则在字母数字键盘没有发生机械交互作用。做为选择，如果识别出了闭合电路，这表明存在机械交互作用并且提供一个输出到开关电路3403，该开关电路3403随后将这个信息传送到检测处理器3401和输出插座3407。
在检测机械交互作用时，多路复用开关3404在检测处理器3401的控制下保持压力/位置检测电路3402到层3202的连接，并形成从压力/位置检测电路3203到层3202的最左边的七个导电轨迹3211和3301至3306的单个连接。压力/位置检测电路3402再次检测闭合电路或者开路的存在；闭合电路表明在字母数字键盘最左边一半的一个或者多个按键按下。代表开路或者闭合电路的输出提供给开关电路3403，其随后将这个信息传送给检测处理器3401和输出插座3407。
然后由检测处理器命令多路复用开关电路断开到层3202的七个最左边的导电轨迹的连接，并且形成从压力/位置检测电路3402分别到其余七个导电轨迹3307至3313的连接。再一次检测开路或者闭合电路并且该信息中继到检测电路3401。在这个阶段闭合电路表明在QWERTY键盘框的最右边一半的一个或者多个按键按下。
由检测处理器保持到压力/位置检测电路3402的连接，同时该压力/位置检测电路提供代表机械交互作用的输出。当不再指示机械交互作用时，该检测处理器使多路复用开关返回到初始状态。
做为选择，如果检测到有关最左边的七个导电轨迹3211，3301至3306中的一个或者多个按键按下，则检测处理器3401执行对半检索以识别出现机械交互作用处的导电行和列交点。该电路通过消除过程实现这种识别。例如，如果有关导电轨迹3307至3313的列中没有检测到按键按下，则对于这些列没有必要进一步搜索。但是，如果在有关导电轨迹3211和3301至3306的最左边的七个导电列中检测到按键按下，则多路复用开关3404在检测处理器3401的控制下形成从压力/位置检测电路3402到层3202的开头四个导电轨迹3211和3301至3303的连接，并且进一步连接到层3203的五个导电轨迹。压力/位置检测电路3402检测开路或者闭合电路的存在，并且提供指示性输出给检测处理器3401。然后多路复用开关3404形成从压力/位置检测电路3402到接下来的三个附加部分3304至3306的连接，同时保持到层3203的五个导电轨迹的连接。该压力/位置检测电路3402检测开路或者闭合电路的存在，并且提供指示性输出给检测处理器3401。
因此，控制电路识别是否仅仅四列的两组中的一组或者两组按键按下。如果仅仅识别出两组的一组与按键按下有关，则仅仅询问这个组，而另一组从进一步的搜索中去除。但是如果识别两个组都与按键按下有关，则需要进一步询问两个组。
以这种方式继续对半检索的过程，直到识别出与按键按下相关的单个列。接着进行类似的过程以便确定哪一行包含按下的按键。这是通过将位置检测设备连接到层3202的所有的十四个导电轨迹，以及进行第二连接将该设备连接到层3203的不同数量的导电轨迹执行的。确定了行和列以后，检测处理器3401通过开关3403提供指示位置的输出给输出插座3407。然后检测处理器将多路复用开关复位到它的初始状态，为检测下次的机械交互作用作准备。
参考图32至33叙述的薄膜键盘的实施例可以代替在所有的先前叙述的实施例中的织品键盘。因此，该薄膜键盘可以按照任何先前叙述的形状折叠。
权利要求
1.用于便携的电子处理设备的手动可操作的输入装置，其定义多个区域，每个区域表示各个数据项，所述手动可操作的输入装置包括被配置用于产生对机械的交互作用的响应的多个薄片，其中所述薄片被配置成环绕着所述设备包裹以提供保护盖。
2.根据权利要求1的装置，其中所述输入装置是键盘。
3.根据权利要求1或者2的装置，其中所述处理设备是手持的计算机，移动电话机或者便携的音频设备。
4.根据根据权利要求1至3中任一个权利要求的装置，其中所述装置通过连接装置连接到所述电子处理器设备。
5.根据权利要求4的装置，其中所述连接装置还包括一个接口电路，该接口电路被配置成将电压加到所述薄片中的一片或者多片并且传送位置数据给所述电子处理设备。
6.根据权利要求7的装置，其中所述电子处理设备被编程用于使所述位置信息与查找表相关联，该查找表用于将从所述接口电路接收的位置信息转换为字母数字文本形式的表示。
7.根据权利要求4至6中任一个权利要求的装置，其中所述连接装置被配置成在弯曲操作期间保持与它连接的所述电子处理设备。
8.根据权利要求4至7中任一个权利要求的手动可操作的输入装置和便携的电子处理设备的组合，其中用于将所述装置连接到所述处理设备的所述连接装置是可折叠的，以便允许所述处理设备和所述装置互相设置为操作形状，在该操作形状中所述处理设备被支承在从所述输入装置间隔开的位置，并且使该处理设备和所述装置被重新配置为包裹形状，其中所述设备通过以下步骤由所述输入装置包围围绕第一轴折叠所述连接装置到中间位置，其中在所述装置的表面上接收所述处理器设备；和围绕与所述第一轴不平行的第二和第三轴弯曲所述装置。
9.根据权利要求8的手动可操作的输入装置和便携的电子处理设备的组合，其中所述处理器在折叠操作期间保持连接到所述连接装置。
10.根据权利要求8或者9的手动可操作的输入装置和便携的电子处理设备的组合，其中所述第二和第三轴以彼此基本上平行的关系设置。
11.根据权利要求8至10中任一个权利要求的手动可操作的输入装置和便携的电子处理设备的组合，其中所述第二和所述第三弯曲轴将该检测器划分为中心部分、第一侧面基本上平坦的部分和第二侧面基本上平坦的部分。
12.根据权利要求11的手动可操作的输入装置和便携的电子处理设备的组合，其中在中间位置时，由所述中心部分接收所述电子处理器设备，且所述第一侧面部分绕所述电子处理器的第一边缘沿着所述第二轴弯曲，以及所述第二部分绕所述电子处理器的第二边缘沿着所述第三轴延伸以形成所述包裹形状。
13.根据权利要求12的手动可操作的输入装置和便携的电子处理设备的组合，其中所述装置的所述第一和第二侧面部分由固定装置以包裹形状固定。
14.根据权利要求13的手动可操作的输入装置和便携的电子处理设备的组合，其中所述固定装置是线环和挂钩装置，诸如维可牢搭链。
15.根据根据权利要求8至14中任一个权利要求的手动可操作的输入装置和便携的电子处理设备的组合，其中在所述中间位置，所述处理器独立于所述输入装置操作。
16.根据根据权利要求11至15中任一个权利要求的手动可操作的输入装置和便携的电子处理设备的组合，其中所述设备是以所述操作形状支承在自行装配支承机构上。
17.根据权利要求16的手动可操作的输入装置和便携的电子处理设备的组合，其中所述机构包括具有包含在其中的电连接元件的柔性织品电缆和支承塑料的部分。
18.根据权利要求17的手动可操作的输入装置和便携的电子处理设备的组合，其中所述支承塑料的部分以铰链连接以使所述支承容易自行装配。
19.根据权利要求18的手动可操作的输入装置和便携的电子处理设备的组合，其中所述塑料部分周围所述塑料电缆铰链连接。
20.根据权利要求1至7中任一个权利要求的手动可操作的输入装置和便携的电子处理设备的组合，其中所述装置是永久地固定在所述处理器设备的一个边缘并且被配置成允许两者以操作形状互相设置，其中所述输入装置从所述处理器的所述边缘延伸，并且被重新配置为包裹形状，其中所述输入装置绕所述处理器设备包裹。
21.根据权利要求2至25中任一个权利要求的手动可操作的输入装置和便携的电子处理设备的组合，其中所述输入装置是由织品构成的。
22.根据权利要求2至25中任一个权利要求的手动可操作的输入装置和便携的电子处理设备的组合，其中所述输入装置包括薄膜键盘。
23.根据权利要求2至25的任一个权利要求的手动可操作的输入装置和便携的电子处理设备的组合，其中所述键盘表面被配置成使键盘容易弯曲。
24.用于便携电子处理设备的手动可操作的输入装置，其定义多个区域，每个区域表示各个数据项，所述手动可操作的输入装置包括至少一个织品薄片和至少一个薄膜薄片，所述薄片被配置成响应机械交互作用产生一个输出，其中所述薄片被配置成绕着所述设备包裹以便提供保护盖。
全文摘要
本发明涉及用于便携的电子处理设备(102),诸如移动电话机或者手持的处理器的手动可操作的输入装置(202)。该装置定义多个区域(303,304),每个区域表示各个数据项并且包括多个薄片,该薄片被配置成对机械交互作用产生响应。此外,该薄片被配置成绕着该设备包裹以提供一个保护盖。
文档编号G06F15/02GK1423769SQ0180731
公开日2003年6月11日 申请日期2001年3月30日 优先权日2000年3月30日
发明者戴维·李·桑德巴赫, 斯图亚特·马克·沃丁顿, 克里斯托弗·查普曼 申请人:艾莱克森有限公司