专利名称：电子装置和控制元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电子装置，尤其但不一定是便携式电子装置的用户界面和相关的控制元件。
已经知道可得到用于存储各种信息的电子装置；这些装置包括如笔记本式计算机、微型手持式计算机和PDA装置(个人数字助理)。这些装置可用于存储日历信息、笔记、地址信息、电话号码或由用户输入的其它这类信息。可在装置的显示屏上观看此信息。信息通常通过键盘而输入到装置中，然而还知道可得到带有触摸敏感的显示屏的装置。
无线通信装置如移动电话的性能正在稳定地增加，并且通常包括如用于存储人们和公司的电话号码的功能。已知的装置包括Nokia_8210，7110和6110移动电话。还知道可得到带有两个用户界面的组合的装置；这些装置包括如移动电话和PDA装置的用户界面。一种这类已知的装置为Nokia_通信器9210。第一用户界面即PDA用户界面例如可用于将各种信息存储在装置中，并建立与因特网的无线连接和接收传真消息。第二用户界面即CMT(蜂窝移动电话)用户界面可用于传统的移动电话功能，例如接听电话和拨打电话号码。上述通信器包括用于两个用户界面的分开的键盘和显示屏，因此PDA用户界面设置成在装置的打开位置中使用，而CMT用户界面设置成在装置的关闭位置中使用。
所述电子装置通常包括一个显示屏，在此处用户可看到通过小键盘或键盘所输入的信息，并且用户可通过此显示屏看到其它信息如所接收到的消息、指令或其它信息。电子和电池技术的发展使得有可能制造出越来越小的装置，同时所带功能的数目和种类也不断增加。功能性的提高使得用户和电子装置之间的交互作用更广泛，这就导致了能用几种菜单选项来访问各种不同的功能。因此，电子装置通常需要相对较大的显示屏和大量的按键来进行输入。现在很普遍的是用户在大多数时间内都携带着电子装置。移动性的提高通常将电子装置的尺寸限制在可手持的大小。由于装置总是被携带，因此装置还必须具有结实的结构。
为了使电子装置的尺寸较小，创建了浏览菜单，这样在任何特定时间可得到的选择和/或信息的数量较少，键盘上的按键大小也得以降低。
在无线通信装置的范围中，已经知道了用于控制装置功能的各种控制元件。这些控制元件例如包括一个或多个位于显示屏附近的按键；在这种情况下，按下按键可选择由按键附近的显示屏上显示的功能指令所指示的控制功能，或者相关的符号。键盘一般包括用于在显示屏上上下移动光标的按键，并通常包括用于左右移动的按键。为此，键盘可包括用于选择光标方向的单个旋转按键或按钮。
从专利EP0463856B1中已知的控制元件为置于移动电话的前面板中的旋转控制滚轮或控制球，其例如可用于浏览菜单结构中的菜单功能。如专利EP0715441A1中所述，用于浏览菜单结构中的菜单功能的可绕其纵向轴线旋转的圆柱形控制滚轮还可与铰链一起位于折叠式移动电话中，其基本上平行于铰链并位于与铰链相同的轴线上。在这种情况下，在控制滚轮的附近设置了单独的控制按钮，用于使用控制滚轮来选择和激活从菜单中选出的菜单功能。从专利US5436954中还可知道，位于铰链中的控制滚轮可沿其纵向轴线的方向移动至少一段较短距离，因此它可以用于移动显示于显示屏上的光标。控制杆、控制销或类似的操纵杆型装置也可适用于移动电话，以提供与控制球相似的光标控制功能。
可从移动电话的上下文中知道的控制元件为如专利EP0755142A2中所介绍的旋转盘型控制滚轮。用户可通过旋转滚轮来导航显示于移动电话显示屏上的电话簿，并通过压下滚轮来选择所需的电话号码。控制滚轮例如还可用于为电话簿形成一串字母数字符号。在这种情况下，沿其两个不同方向旋转控制滚轮可将显示于显示屏上的字符按字母顺序而变化到下一或前一字符，而且可通过压下控制滚轮来选择将添加到字符串中的字符。这可通过控制滚轮朝向装置的运动而激活位于与控制滚轮相连的开关来实现。可通过压下控制滚轮来改变字符。
由于上述已知装置尤其是无线通信装置的尺寸正不断减小，需设置在装置上的大量控制元件的数量及它们的设置就存在着问题，从人机工效学和方便使用的角度来看尤其如此。一个特别的问题是，随着无线通信装置的功能数量和可供选择的种类的增加，需要增加各种控制元件。由于装置的大小和重量正在减小，因此控制元件的大小也必须减小，这进一步损害了使用性。由装置所支撑的应用通常需要越来越大的显示屏的事实提出了另外的使用性问题。一方面需要更大的显示屏和键盘以方便使用，另一方面便携式电子装置必须尽可能地小和轻，这是相互矛盾的。
由于无线通信装置的不同模式和功能的数量正在增加，各种菜单结构的使用也将增加，菜单结构变得更加复杂。在现有技术的装置中的一个特殊问题是在菜单结构中的导航。菜单结构通常包括相互间水平和垂直关联的菜单功能。可通过例如旋转控制滚轮来移动光标，从而沿水平方向来导航菜单结构。可通过压下与上述控制滚轮相关地设置的控制按钮来选择菜单功能。这将激活更高层的另一菜单功能。现有技术的解决方法还使用了光标键(上、下、左、右)以及旋转导航键，当在不同点处压下时其可激活与各个方向上的导航相对应的用户界面控制信号。
除了上述对菜单结构进行导航外，电子装置的用户界面(UI)必须为用户提供可输入常规字母数字信息的能力。为此，已知的电子装置如典型的无线通信装置包括数字键盘，其带有数字0到9，字符*和#，以及操作电话所需的一些其它按键。
根据本发明的第一方面，提供了一种电子装置，包括用于接收来自用户的输入的控制元件；所述控制元件包括至少一个第一输入装置和一个第二输入装置，带有用于控制元件的特定位置的保护性外壳，其特征在于，第一输入装置为多功能的输入装置，第二输入装置为可在一个平面内旋转的环形输入装置，和所述控制元件具有第一输入模式和第二输入模式；在第一输入模式中，控制元件设置成可响应于下述动作中的至少一项而为装置提供导航信息-第一输入装置的操作-第二输入装置的操作；和在第二输入模式中，控制元件设置成可响应于下述动作中的至少一项而为装置提供字母数字信息-第一输入装置的操作
-第二输入装置的操作。
根据本发明的第二方面，提供了一种用于操作电子装置的方法；在此方法中，在电子装置中采用控制元件来提供输入；所述控制元件包括至少一个第一输入装置和一个第二输入装置，其特征在于，为了使用此装置，激活多功能的第一输入装置，和在一个平面内旋转基本上为环形的第二输入装置，以及控制元件设置成可以第一输入模式进行操作，其中可响应于下述动作中的至少一项而为装置提供导航信息-第一输入装置的操作-第二输入装置的操作，和控制元件设置成可以第二输入模式进行操作，其中可响应于下述动作中的至少一项而为装置提供字母数字信息-第一输入装置的操作-第二输入装置的操作。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于电子装置的控制元件，所述装置包括至少一个可与控制元件相配的保护性外壳，控制元件包括至少一个第一输入装置和一个第二输入装置，其特征在于，第一输入装置为多功能的输入装置，第二输入装置为可在一个平面内旋转的基本上为环形的输入装置，和所述控制元件具有第一输入模式和第二输入模式；在第一输入模式中，控制元件设置成可接收导航信息形式的输入；和在第二输入模式中，控制元件设置成可接收字母数字信息形式的输入。
根据本发明的用于电子装置的控制元件可使相同的控制元件对装置的菜单结构进行导航、激活显示于用户界面显示屏上的光标，以及将字母数字信息从用户传送给装置。在下文中，导航的概念应理解为如上所述地在菜单结构中移动，或者移动和/或激活用户界面中的光标或等效物。本发明采用了一个单一的控制元件，可在第一模式中将导航信息从用户传送给装置，并在第二模式中地字母数字信息从用户传送给装置。在控制元件中设置了开关元件，或者此开关元件与控制元件功能性地相连；采用此开关元件，可通过用户或装置中的软件来改变控制元件的模式。开关元件最好与控制元件设置在一起，使得不需要实际上改变对装置的握持就可操作开关元件。除模式可容易地变化之外，开关元件的环形形状和开关元件围绕着控制元件的控制部件的设置使得此环形元件可用于与控制部件相连，以便为装置产生各种控制序列。还可使用环形开关元件来为用户提供状态信息，例如导航方向和字母数字字符。
本发明适用于其目的是采用对装置的单一握持和较少的控制元件来实现许多控制功能的装置。所述单一握持的特殊优点在于，例如可用一个手指在一个位置就能控制装置。本发明的一个优点在于，所需的控制元件也减少，这就方便了控制元件的设置。在这种情况下，对多个单独的控制元件的需求减少，同时由控制元件所占据的空间减少。与上述现有技术相反，无须单独的控制元件来提供导航信息和字母数字信息。采用本发明的多用途控制元件可以将这两种类型的信息从用户传送给电子装置。
本发明的另一优点在于，通过控制元件，可采用能使控制元件偏转的多种可选运动来控制装置；这些运动包括不同方向上的下压、移动、触摸或旋转。
采用所述可选运动的一个特殊优点在于，除了可控制无线通信装置的其它功能外，用户还可以在菜单结构中快速地导航，激活或取消菜单功能等。根据本发明的一个实施例，可以完全地弃用键盘，并可采用根据本发明的单个控制元件来控制装置，最好是移动电话。
根据本发明的控制元件尤其可用于改变、浏览和选择菜单功能。通过本发明，可以灵活的方式来设置在菜单结构中移到上层和回到下层的特定运动。可采用控制元件来在菜单中控制字母数字字符串的产生和导航。除此之外，根据使用中的应用或菜单结构，用户可从不同的操作序列或控制元件部分中选择最适合此目的或对用户最舒适的一个。
本发明尤其适用于用作移动电话的无线通信装置的装置，例如这种装置分成二个或更多的部分，包括所谓的外壳部分，固定在用户的腰部且包括天线、电源和RF段的部分，固定在用户的腕部并包括键盘和显示屏的部分，以及耳机部分。这些部分可相互间进行通信，以控制操作和传送信息。位于腕部的部分的尺寸较小，在此情况下，本发明可用于减少键盘上的控制按钮的数量，或者用于提高装置的使用性。在一个优选实施例中，可用根据本发明的单个控制元件来完全地代替固定在腕部上的部分内的键盘。很明显，控制元件还可位于固定在腕部上的部分内，或者位于设置在口袋中的部分内。
在本发明的一个实施例中，控制元件可由单独的控制部件和开关元件形成，它们均具有正常位置和单独的附加位置，在这些位置处它们可被压下或转动。将带有两个单独控制元件的元件结合在一个多用途控制元件中可增加使用控制元件的可能性和采用不同操作序列的装置的使用性，这是因为控制元件可控制附加位置中的不同功能。
在下文中，将通过根据一个优选实施例的无线通信装置的示例来更详细地介绍本发明。本发明还可应用于所附权利要求的体系结构内的其它装置。下面将特别地提及包括CMT用户界面的移动电话，PDA装置，这些(通信器)的组合，便携式计算机或等效装置。
参考图2，根据本发明一个优选实施例的用于无线通信装置1的用户界面的输入和显示装置包括位于外壳部分2的表面上的键盘部分6a和显示部分5。进一步参见图2，装置1还包括设置成与外壳部分2相连的控制元件6。控制元件6例如包括多位置的旋转控制部件6b，其可被手指压下。在图2中，控制元件6位于装置的用户界面的键盘部分3的位置处(与
图1相比)，其基本上位于装置的显示部分5之下，这样，例如在将装置1握在用户手掌的拇指和其它手指之间时就可用拇指来操作控制元件6。根据本发明的控制元件6自然可以位于装置的外壳部分2中的其它位置处。根据本发明的控制元件6的设置的另一选择是设置在装置的外壳侧面上(例如位于标号1的箭头所指的侧面上)，这样，当将装置握在手掌中时就可以自然的方式来操作控制元件6。根据本发明的控制元件6的设置的第三选择是设置在装置的外壳底面上，这样在观看位于装置前壳中的显示部分5时可操作控制元件6。
控制元件6还包括可在外壳部分的平面上旋转的滚动件6c；滚动件可用于将关于控制元件6的操作模式(导航/字母数字)的信息显示给用户。如果控制元件6处于导航模式，滚动件6c的外表面上的显示部分9a可用于显示不同的导航方向，例如八个方向，因此对用户来说可以更容易地正确激活控制部件6b。滚动件6c的内周上的显示部分9b也用于为用户显示导航信息，如图3a所示。用户还可用滚动件6c来激活不同的模式；在这种情况下，滚动件6c用作开关，当其沿箭头8所指方向在外壳部分上以平面似的方式旋转时，可将与模式变化有关的控制信号传送给电子装置的控制单元。如果控制元件处于字母数字模式，那么将在滚动件6c的外表面上为用户显示与所述位置相对应的字母数字字符，如图3b所示。字符的分布最好基于移动电话的所建立的按键形式，其中键盘以三个按键一排来设置，一个数字通常对应于一个特定的控制功能或一个字母数字字符。可能的对应映射如下所述数字键字母数字字符1语音邮件服务2abc3def4ghi5jkl
6mno7pqrs8tuv9wxyz如图3b所示。
滚动件6c还包括支撑部分(图中未示出)，用于将滚动件6c固定在外壳部分2中以使滚动件6c设置成可相对于外壳部分2运动；和传感器部分(图中未示出)，用于检测滚动件6c的运动和将与运动相对应的控制信号最好为电信号传送给装置1。很明显，在图2所示的另一选择中，控制元件6还可位于装置1中外壳2的任何其它表面上，例如位于装置的底壳和侧壳上，从而为较大的显示装置5提供了前壳中的更多空间。
图3a显示了处于第一操作模式的根据本发明的一个优选实施例的多用途控制元件6。在这种情况下，操作模式为导航模式，其可通过沿箭头8的方向顺时针或逆时针旋转控制元件6的滚动件6c来从字母数字模式中激活而得到。可以设置位于滚动件6c和外壳部分2之间的支撑部分(图中未示出)，使得当旋转滚动件6c时，用户会感觉到分级式的阻力，并在滚动件6c的位置变化了一级而且模式改变时，用户能更好地察觉到。典型地说，滚动件6c的一级旋转对应于约22.5度的旋转角度。从导航模式到字母数字模式的过渡是通过将滚动件6c沿任一方向旋转而以类似的方式完成的。在本发明的一个优选实施例中，滚动件6c包括信息显示部分9a和9b，用于在不同的操作模式中将与控制元件的操作模式有关的信息显示给用户。在此实施例中，当处于导航模式时，在位于滚动件6c外周上的显示部分9a上未显示信息，而位于内周上的显示部分9b显示了导航方向(左、右、上、下)。基于所示信息，用户可以根据他想要传送给装置1的导航信息来压下控制部件6b的适当部分。自然地，本发明并不限于四个方向。可通过增加中间方向来实现更精确的实施方式。控制部件6b还包括信息显示部分9c，用于在处于导航模式时显示与各种导航方向有关的信息，如图3a所示，这样在显示部分9c上的与显示于显示部分9b处的四个导航方向相对应的位置上显示了曲形的导航信息元件，以方便进行导航。实现信息显示部分的可能方法是采用发光二极管(LED)，因此根据所处模式，带有所需形状的光图案的LED可以通过由透明表面材料制成的部分9a到9c而被激活并显示给用户。用于实施的另一选择是在滚动件6c或控制部件6b中设置由透明材料制成的具有所需形状的部分，在所述元件6b和6c之下激活未带特定光图案的LED，使得可将与透明开口相对应的信息传送给用户。实施的第三可能的方法是用显示材料完全地覆盖所需的元件，例如滚动件6c和控制部件6b，使得元件表面可如同小型显示元件一样地操作，并可用于根据所处模式来为用户显示所需信息。图3a所示的按键6a并不必用于实际地选择方向，而是可用于为导航提供附加值，例如通过从计算机中已知的鼠标激活功能。可由用户或应用来定义用于不同按键的不同功能。在本发明的一个可能的实施例中，可将滚动件6c的旋转限制在两个不同的位置，并在滚动件6c的下部形成可覆盖键盘部分6a的薄片，这样当装置1处于导航模式时，薄片就覆盖了键盘部分6a，阻止接近键盘部分6a，并且当装置1处于字母数字模式时，薄片就从键盘部分6a处移开，允许用户接近按键。
在根据图3b的实施例中，在字母数字模式中，用户通过沿箭头8所指的任一方向旋转滚动件6c来改变模式。结果，如图6所示的可监测滚动件位置的传感器装置18可将关于模式变化的信息传送给装置1。传感器装置18将在下文中结合图6来进行讨论。在激活字母数字模式后，滚动件6c外周上的信息显示部分9a显示了数字“1-4”和“6-9”，以及在这些数字下的字母和特殊字符，如图3b所示。采用控制部件6b中的显示部分9c可显示数字“5”。数字“0”、字符“*”和“#”以及一些其它的特殊字符位于与键盘部分6a中的字符相对应的按键中，通过位于键盘部分6a的透明表面之下的LED可将相应的信息显示给用户，其方式为如同上述用于部分9a到9c相似的方式。在字母数字模式中，通过压下旋转控制部件6b中逻辑地位于与显示于滚动件6c外周上所需数字或字符信息相对应的控制部件6b外周上的位置，可以输入数字和/或字符。通过压下基本上处于中间的控制部件6b可以输入数字“5”和与之对应的字符。除了激活滚动件外周上的显示部分9a之外，还可激活控制部件6b上的显示部分9c的字母数字部分，并且停用导航部分。在此实施例中，在显示部分9c上将显示出数字“5”和字符“jkl”，在导航模式中可见的曲形导航信息元件将从视图中消失。显示于滚动件内周上的显示部分9b上的导航方向也类似地停用。在本发明的一个可能的实施例中，可通过LCD显示结构来代替LED而为用户显示信息。
在本发明的一个替代性实施例中，用户不用压下旋转控制部件6b而是压下滚动件6c；还可设置可监测滚动件6c位置的传感器装置18，以传送关于压力位置的信息。用户将压下滚动件6c中逻辑地位于与显示于滚动件6c上的所需导航方向、数字或字符信息相对应的位置。
图4a显示了从上方看去的应用到装置中的根据本发明第一优选实施例的控制元件6的简化结构。对于本领域的技术人员来说支撑部分的详细结构是已知的，例如可从上述现有技术中的控制滚轮中已知，因此在此说明书中无须详细地介绍它们的操作。在下文中将结合图4b和5来介绍传感器部分的结构。根据操作模式，可为用户显示与模式有关的信息，在图4a所示的实施例中，采用LED来显示信息。可通过激活LED来控制控制元件6上的各种信息元件的可视性。当滚动件6c旋转到图4a所示的位置时，可认为装置处于字母数字模式，将激活位于滚动件6c外周上的LED42a-h、位于控制部件上的LED41e和位于键盘部分上的LED43a-c。当旋转滚动件6c使得装置变化到导航模式时，属于字母数字模式的所述LED 42a-h、41e和43a-c将被停用(切断)，而在导航模式中所需的LED40a-d和41a-d将被激活(接通)。图中还显示了从上方看去的位于控制部件6b之下的操纵件44。操纵件用于感应控制部件的运动。由于存在操纵件44，控制部件6b中的LED41e位于控制部件6b上稍稍偏心的位置处。在图4a中，为了更清楚LED的设置，所示的LED就象它们位于控制元件6的表面一样，虽然实际上它们位于控制元件6之下并且用户只可看见可被LED激活的光图案。图4a还显示了可提供关于滚动件6c位置的信息的元件44a-b；在本发明的一个实施例中，这些元件为光敏LED。当不透光的滚动件6c如图4a所示地覆盖了光敏LED44a时，LED44a将与“关闭”状态相对应的控制信号传送给装置。当光敏LED未被滚动件6c覆盖时，如同图4a中LED44b的情况一样，那么LED44b将与“打开”状态相对应的控制信号传送给装置。根据这些“关闭/打开”控制信号，装置的控制单元可改变显示给用户的状态信息。还可通过一个光敏LED来确定滚动件6c的位置，然而可采用两个LED来更可靠地确定状态。用于确定位置的其它可能的实施方式包括用于确定由用户选择的模式的机械开关结构(图中未示出)。
根据本发明，可在控制元件6的控制部件6b的中央设置用于附加功能的单独按钮。在导航模式中，所述按钮可用作激活按钮，用于在菜单结构中激活特定功能或向前/向后移动。根据本发明，在字母数字模式中，所述按钮用作数字键“5”。
图4b显示了从侧面看去的应用到装置中的根据本发明第一优选实施例的控制元件6的简化结构。在装置的印制电路板45上安装了LED 40a-d，41a-d，42a-h和43a-c(图中未示出)。所述LED根据来自光敏LED 44a-b的可确定滚动件6c的位置的控制信号而被激活。在LED之上设置了可产生可被用户看到的光图案的层46。此层包含由透明材料制成的字符图案，来自下方LED的光通过此图案可将所需的字符反射给用户。另一实施方式是对层46的其它部分采用透明材料，而只对字符图案采用不透明材料。结合图3a和3b进行讨论的上述显示部分9a-c由层46形成。在本发明的一个实施例中，可采用操纵件44来感应在各种操作模式中的控制部件6b的运动。操纵件紧固在控制部件6b上，并可将特定方向上的控制部件6b的用户激活转换成电控制信号，此信号将被传送给装置的控制单元。例如，操纵件44可在本发明所需的八个方向和与字母数字模式中数字“5”相对应的按键下压功能之间进行区分。如图4b所示，操纵件44可位于装置的层46或印制电路板45上。由于此操纵件在现有技术中是已知的，因此在此说明书中不必对其进行详细的介绍。
图5显示了从侧面看去的应用到装置中的根据本发明第二优选实施例的控制元件6的简化结构。在此实施例中，可采用键膜51和键帽50而不是采用上述操纵件结构来感应控制部件6b上的压力。在装置的印制电路板50上设置了键帽45，其与控制部件6b的激活点相对应。例如当用户在数字“6”处压下控制部件6b时，控制部件6b之下的键膜51将压力传送给键帽50；当键帽向下运动时，它可与印制电路板45的表面上的开关元件电接触，并将与用户下压动作有关的信息被传送给装置的控制单元。可只采用键膜51或键帽50来构建简单的实施方式；在前一种情况下，与印制电路板45接触的键膜51的表面形成电接触，在后一种情况下，控制部件6b的底面将直接压下键帽50，使得形成电接触。通过将键帽50只设在数字“5”、“2”、“6”、“8”和“4”处，并结合这些键帽即两个键帽50的同时激活来读取其余的数字，就可减少此实施方式中的键帽的数量；例如，当同时压下数字“6”和“8”时，装置的控制单元可得到用户已经压下数字“9”的信息。同样在此实施例中，可采用LED来确定滚动件6c的位置、照亮控制元件6并显示键盘信息，正如图4a-b所示示例那样。图5显示了用于显示键盘信息的光敏LED44b和两个LED42f和42b的可能位置。
图6显示了根据本发明一个优选实施例的无线通信装置的控制装置12-20的简化框图。无线通信装置1除其它元件外还包括控制单元20、存储装置12、显示装置5和输入装置14。除控制元件6之外，输入装置14例如还对应于设置在无线通信装置1中的其它按键。框图还显示了声音装置15，例如耳机15a和麦克风15b，以及例如可进行麦克风信号的模数转换和信号到耳机15a的数模转换的音频模块15c。声音装置15可包括另外的耳机15d和另外的麦克风15e，其例如可用于装置1的不同外壳部分。存储装置12包括尤其是用于存储在操作装置1的过程中所需的信息的RAM(随机存取存储器)，以及尤其是用于存储程序的ROM(只读存储器)。
控制单元20例如包括MCU(微控制器单元)和可编程逻辑电路(ASIC，即专用集成电路)，它还可与控制块19或可控制无线通信装置1的类似功能块相连，例如装置1的接收和发射功能模块、输入/输出功能模块和RF功能模块。
控制单元20还与控制元件6、尤其是其传感器装置18相连，传感器装置18为控制单元20提供控制信号16。参见图4b，根据本发明的控制元件6中的传感器装置18包括用于感应控制部件6b的用户激活的装置，例如操纵件44。操纵件固定在控制部件6b上，可将特定方向上的控制部件6b的用户激活转换成电控制信号。参见图5，传感器装置18还可包括键膜51和/或键帽50。进一步参见图4a-b和图5，根据本发明的控制元件6中的传感器装置18还包括光敏LED44a和44b，其可感应滚动件6c的运动，并将其转换成电控制信号16。滚动件6c的传感器装置还可包括滚轮(在前面的图中未示出)，其可通过摩擦力而被压在滚动件6c上并在滚动件6c的控制下旋转。控制信号16最好包括例如与控制元件6中的键盘部分6a、控制部件6b或滚动件6c的激活有关的信息。采用本发明的装置1还可包括可动的外壳部分，例如滑动外壳结构、可通过铰链折叠的折叠式结构，或两部分的通信器型装置结构(例如Nokia通信器9210)。在这些实施环境中，装置1可包括单独的开关元件17，用于将与所述可动外壳结构的位置有关的信息传送给控制单元20。如果根据本发明的控制元件6例如位于可打开的通信器型装置的外壳表面上的CMT(蜂窝移动电话)用户界面中，那么当装置处于打开位置并采用PDA(个人数字助理)的用户界面时，可根据来自开关元件17的信号而停用控制元件6，或者可为控制元件6定义在装置的关闭位置中使用的其它可选功能。
本发明还可用于采用控制元件6的不同操作序列来控制装置1的几项功能。同时，显示部分5可显示操作序列的效果和装置1的状态。按键下压是指在位于控制部件6b中央处的按键上的下压，在整个控制部件6b上的下压，或者在键盘部分6a中的一个按键上的下压。根据本发明的按键下压的一个可能的实施方式是在设置滚动件6c中除了旋转之外，还应考虑到按键下压的效果。在这种情况下，用户可只采用滚动件来产生按键下压/旋转序列。用于控制装置1的操作序列例如包括包括可在接通(“电源接通”状态)或断开(“电源切断”状态)之间切换装置的长按键下压的序列；或者当电话响起时顺时针和逆时针旋转而运动到附加位置以接电话(“发送”状态)的序列；或者当电话响起时或在通话期间运动到附加位置并顺时针旋转以结束通话(“结束”状态)的序列；或者在装置1的正常状态下，运动到附加位置并顺时针旋转以锁定键盘的序列；顺时针和逆时针旋转而运动到附加位置以切换到“菜单”状态的序列；或运动到附加位置并顺时针旋转以从“菜单”状态切换到正常状态(以及回到菜单结构)的序列。可通过按键下压来旋转和选择数字，从而将PIN码(个人识别码)输入到装置1中，或者在字母数字模式中通过压下控制部件的特定点并以其中PIN码构成了特定操作序列的方式来进行输入。最好，用户例如可采用单独的功能来定义操作序列和将其存储到装置1中。
如上所述，装置1包括一个或多个操作序列，其包括至少一个滚动件6c的运动，以及至少一个基本上紧接于其后的控制元件6的其它运动。操作序列的一个示例是在顺时针旋转之后的逆时针旋转。为了便于产生序列，滚动件6c可设置成使其在未接触滚动件6c时例如可通过弹簧作用而使其自动地返回到其正常位置。各运动相互间以基本上紧接的次序相随地进行。可采用装置1的控制单元中的定时器和预设时间限值来监测序列的执行情况。可以使用用于选择操作模式(字母数字/导航)的弹簧操作的滚动件6c，这样装置1的控制单元20可监测来自可感应滚动件6c的位置的传感器装置18如光敏LED44a-44b的控制信号，根据控制信号来改变操作模式，即使弹簧总是使滚动件6c回到其正常状态也是如此。
根据本发明的一个优选实施例，可以操作控制元件6，使得通过将键盘部分6a或控制部件6b中的按键保持在压下位置即移动后的位置，同时使滚动件6c从其正常位置中旋转，就可以上下导航装置1的菜单结构。在下文中，在序列产生或菜单结构导航的上下文中的键盘部分6a或控制部件6b的所述按键下压是指一个序列按键下压。在此说明书中，释放尤其是指使控制元件6回到其正常状态。通过将滚动件6c设置成例如可通过弹簧作用而自动地释放，可以简化控制元件6的使用，并且减少操作错误的数量。
可通过将控制部件6b保持在压下位置来切换装置1，使得装置1切换到可确认接通的状态中。在此之后，装置1切换到这样一个状态，其中构成基本菜单功能的信息以及作为附加信息的电话网络供应商的标志均可显示于显示屏上。为了浏览和选择菜单功能，此序列按键下压应保持有效。显示屏5上的光标例如可通过加亮来激活和显示当前的菜单功能。当序列按键下压保持有效时，可通过旋转滚动件6c来将光标从一个菜单功能移动到另一菜单功能，并且显示出可得的菜单功能。
在光标处于适当的菜单功能处时通过释放滚动件6c来选择“菜单”功能，显示屏5将接着显示包括了基础层的菜单功能和下一层上的菜单功能如“电话设定”菜单功能的信息。此时可通过进行序列按键下压并使其保持有效来访问基础层的菜单功能，这将使装置回到初始状态，或在显示屏上除“电话设定”菜单功能外还显示出基础层的菜单功能。根据本发明，通过使序列按键保持下压并旋转滚动件6c来向后导航菜单结构，这例如可以首先将“振铃音量”菜单功能改变到“电话设定”菜单功能，然后再改变到基础层。另外，通过将滚动件旋转到附加位置，可以向前导航菜单结构，沿用于“振铃音量”菜单功能的路线返回；此路线也存储在装置的存储装置中。此路线可通过单个控制元件6和对装置的单一夹持来向后和向前地进行导航。自然地，回到更高层的导航只能设置成到达原先通过在路线上做出选择而达到的菜单功能。
如果用户希望移动到路线上的另一菜单功能，那么可以通过利用旋转到附加位置而导航到“电话设定”菜单功能并释放控制元件6来访问原有情况中的“背光开/关”菜单功能。在此之后，可利用旋转来在显示屏上浏览“振铃音量”和“背光开/关”菜单功能，而且可通过序列按键下压来选择“背光开/关”菜单功能。在此之后，显示屏可显示“开”和“关”，且带有例如可指示当前选择的闪动光标。
用于使序列按键下压保持有效的时间周期还可用于区分装置1的功能；在这种情况下，例如当按下按键时，装置1将等待旋转一段时间，只有在一段预定时间之后装置1才自动地回到基础层。这就允许用户可利用按键下压的持续时间或在旋转前按键下压的持续时间来在装置1上指示所需的功能。装置1的控制单元20例如可通过定时器来监测动作的延迟和控制元件的操作序列。根据从传感器装置18中接收到的信号16，在控制单元20下进行操作的控制程序可控制显示部分，以便显示信息。关于装置1的状态、菜单结构和菜单功能的信息存储在装置1中，根据从控制元件6中接收到的控制信号，控制程序可选择将显示的信息，并控制装置的其它操作。
如果用户希望关掉装置1，可如下所述地访问适当的菜单功能。在保持序列按键下压有效的同时，可旋转滚动件6c来访问“背光开/关”菜单功能。此返回还指示装置1的控制元件此功能被取消。滚动件可顺时针或逆时针旋转。可通过继续保持序列按键下压有效和旋转滚动件来访问所需的菜单功能。可通过释放控制元件6来选择带有“电话设定”菜单功能的水平层。此时可通过旋转滚动件来浏览此层上的菜单功能，并通过点击控制部件6b来选择所需的“电源断开(/接通)”菜单功能。装置1可能需要用于切断电源功能的确认，这也可由点击来确认。
下面是对在用于形成字母数字字符串的装置1的模式中使用控制元件6的详细介绍。可通过旋转滚动件6c来将图2所示装置的控制元件切换到字母数字输入模式。实现此模式的一个可能方法是当滚动件6c沿顺时针或逆时针旋转时，装置的操作模式就从导航模式变化到字母数字输入模式的“123”子模式，这样用户就可采用控制部件6b来输入从1到9的数字。同一方向的滚动件的另一旋转可将装置切换到“abc”模式，这样用户可采用控制部件6b来输入从a到z的小写字母。滚动件6c的第三旋转可将装置切换回“123”模式，同一方向的滚动件6c的第四旋转将装置切换到“ABC”模式，这样用户可采用控制部件6b来输入从A到Z的大写字母。自然地，本发明也可用于装置的其它操作模式，用于将一个模式切换到另一模式的序列并不限于上述序列，而是可在独立权利要求的范围内进行变化。
在下文中将讨论装置1的锁定功能。当装置1被锁住时，显示屏显示属于锁定状态的信息。在此状态下无法使用键盘部分6a或其它控制元件6，在装置1中只有一些经过选择的功能可使用。可通过浏览适当的菜单功能并选择此功能来锁定装置。根据本发明的用于激活锁定功能的另一选择是定义一个特定的控制元件序列，其可包括使用控制元件6的不同部分，即键盘部分6a、控制部件6b和滚动件6c。可能的序列可以是滚动件的一次顺时针旋转和之后的一次逆时针旋转，以及在一定时限内如3秒内压下控制部件。可采用控制元件6的各个部分并利用类似序列来打开锁定，或者可采用控制元件6来访问装置菜单中的适当解锁功能。
当锁定激活时，来电呼叫会自动地启动能选择用于接电话的“回答”菜单功能或“挂断”菜单功能的模式。可通过旋转滚动件6c或压下控制部件6b来实现功能的浏览，或者通过压下控制部件6b或键盘部分6a来选择所需的功能。在进行通话期间，可通过旋转滚动件6c或下压控制元件6的控制部件6b来调节装置1中的扬声器15d或15a的音量，并可通过点击控制部件6b或键盘部分6a来终止通话。
本发明与现有技术的实施方式相比具有一些优点。本发明例如可应用于移动电话、掌上型计算机和小型膝上型计算机。或者，它可用于电子游戏以及家用和办公用电子装置的用户界面中，例如高保真器材或汽车立体声音响，以及用于飞机上的多媒体装置中。
本说明书借助于示例说明了本发明的实施方式和实施例。本领域的技术人员可以理解，在不脱离本发明的范围的前提下，可以对上述实施例进行许多修改。所提出的实施例应被认为是示例性的而不是限制性的。因此，实施和使用本发明的可能性只由所附权利要求来限制。因此，由包括等效物在内的权利要求所决定的实现本发明的各种方式也属于本发明的范围。
权利要求
1.一种电子装置(1)，包括用于接收来自用户的输入的控制元件(6)；所述控制元件(6)包括至少一个第一输入装置(6b)和一个第二输入装置(6c)，带有用于所述控制元件(6)的特定位置的保护性外壳(2)，其特征在于，所述第一输入装置(6b)为多功能的输入装置，所述第二输入装置(6c)为可在一个平面内旋转的基本上为环形的输入装置，和所述控制元件(6)具有第一输入模式和第二输入模式；在所述第一输入模式中，所述控制元件(6)设置成可响应于下述动作中的至少一项而为所述装置提供导航信息-所述第一输入装置的操作-所述第二输入装置的操作；和在所述第二输入模式中，所述控制元件(6)设置成可响应于下述动作中的至少一项而为所述装置提供字母数字信息-在所述第一输入装置上除几个可能的下压位置之外的特定位置上的下压，-在所述第二输入装置上除几个可能的下压位置之外的特定位置上的下压，其中所述控制元件设置成可响应于特定位置上的下压而为所述装置提供特定的字母数字信息。
2.根据权利要求1所述的电子装置(1)，其特征在于，在所述第一输入模式中，所述控制元件(6)设置成可响应于下述动作中的至少一项而为所述装置提供导航信息-在所述第一输入装置上除几个可能的下压位置之外的特定位置上的下压，-在所述第二输入装置上除几个可能的下压位置之外的特定位置上的下压，其中所述控制元件设置成可响应于特定位置上的下压而执行特定的导航功能。
3.根据权利要求1所述的电子装置(1)，其特征在于，在所述第一输入模式中，所述控制元件(6)设置成可响应于下述动作而执行特定的导航功能朝向顺时针或逆时针方向保持所述环形的第二输入装置受压，或者朝向顺时针或逆时针方向滚动所述环形的第二输入装置，和释放所述环形的第二输入装置。
4.根据权利要求1所述的电子装置(1)，其特征在于，此外，所述控制元件(6)还包括由一个或多个按键形成的第三输入装置(6a)。
5.根据权利要求1或4所述的电子装置(1)，其特征在于，所述第一输入装置(6b)设置成可接收来自用户的输入信息，和所述第二输入装置(6c)设置成可接收来自用户的模式转换信息，用于在所述第一和第二输入模式之间进行切换。
6.根据权利要求1或4所述的电子装置(1)，其特征在于，所述第三输入装置(6a)设置成可接收来自用户的输入信息，和所述第二输入装置(6c)设置成可接收来自用户的模式转换信息，用于在所述第一和第二输入模式之间进行切换。
7.根据权利要求1所述的电子装置(1)，其特征在于，所述多功能的第一输入装置(6b)设置成可接收来自用户的下压、触摸或运动。
8.根据权利要求4所述的电子装置(1)，其特征在于，所述第一输入装置(6b)位于所述装置的保护性外壳(2)上的所述环形的第二输入装置(6c)的内部，和所述第三输入装置(6a)位于所述装置的保护性外壳(2)上的所述第二输入装置(6c)之下。
9.根据权利要求1所述的电子装置(1)，其特征在于，所述控制元件(6)包括用于为用户显示关于所述输入模式的信息的装置(40a-d，41a-e，42a-h)。
10.根据权利要求1所述的电子装置(1)，其特征在于，在所述第一输入模式中，由所述装置(40a-d，41a-e，42a-h)显示的信息包括通过所述控制元件(6)来选择的导航方向，在所述第二输入模式中，由所述装置(40a-d，41a-e，42a-h)显示的信息包括通过所述控制元件(6)来选择的字母数字字符，
11.根据上述权利要求任一项所述的电子装置(1)，其特征在于，所述装置(1)设置成可采用所述控制元件(6)的一个或多个操作序列来进行控制，所述操作序列包括一组基本上顺序紧连的第一运动和第二运动。
12.根据权利要求11所述的电子装置(1)，其特征在于，所述第一运动是所述多功能的第一输入装置(6b)的运动，和所述第二运动是所述可在一个平面内旋转的第二输入装置(6c)的运动。
13.一种使用电子装置的方法，所述方法包括在所述电子装置(1)中，采用控制元件(6)来进行输入；所述控制元件(6)包括至少一个第一输入装置(6b)和一个第二输入装置(6c)，其特征在于，为了使用所述装置，激活所述多功能的第一输入装置(6b)，和在一个平面内旋转所述基本上为环形的第二输入装置(6c)，以及所述控制元件(6)设置成可在第一输入模式中操作，其中可响应于下述动作中的至少一项而为所述装置提供导航信息-所述第一输入装置(6b)的操作-所述第二输入装置(6c)的操作；和所述控制元件(6)设置成可在第二输入模式中操作，其中可响应于下述动作中的至少一项而为所述装置提供字母数字信息-所述第一输入装置(6b)的操作-所述第二输入装置(6c)的操作。
14.一种用于电子装置的控制元件(6)，所述装置(1)包括至少一个可适应于所述控制元件(6)的保护性外壳(2)，所述控制元件(6)包括至少一个第一输入装置(6b)和一个第二输入装置(6c)，其特征在于，所述第一输入装置(6b)为多功能的输入装置，所述第二输入装置(6c)为可在一个平面内旋转的基本上为环形的输入装置，和所述控制元件(6)具有第一输入模式和第二输入模式；在所述第一输入模式中，所述控制元件(6)设置成可接收导航信息形式的输入；和在所述第二输入模式中，所述控制元件(6)设置成可接收字母数字信息形式的输入。
全文摘要
一种电子装置(1)，包括一个可接收用户输入的控制元件(6)，所述控制元件(6)包括至少一个第一输入装置(6b)和一个第二输入装置(6c)，以及带有用于控制元件(6)的特定位置的保护性外壳(2)。第一输入装置(6b)基本上为平面形状，而第二输入装置(6c)基本上为环形；控制元件(6)具有第一输入模式和第二输入模式；在第一输入模式中，控制元件(6)设置成可接收导航信息形式的输入；而在第二输入模式中，控制元件(6)设置成可接收字母数字信息形式的输入。所述装置(1)设置成可由控制元件(6)所接收到的信息来进行控制。
文档编号G06F3/0362GK1430448SQ0216053
公开日2003年7月16日 申请日期2002年12月30日 优先权日2001年12月31日
发明者I·胡斯加夫维尔, P·约翰森 申请人:诺基亚有限公司