专利名称：减小空间要求的履带轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于手持电子装置的如履带或滚轮的输入生成装置。
背景技术：
如履带轮或滚轮的输入生成装置用于产生与小型电子装置或无线装置的操作相关的输入，这些电子装置或无线装置如个人数字助理(PDA)、移动电话、寻呼机、管理器和其他手持电子和/或无线装置。典型的，履带轮可转动地并经常可被压下地安装在装置内，用于如导航和选择这样的屏幕功能，这种履带轮的一部分从电子装置外壳向外伸出，用户可以接触进行转动和按压。为了实现其最大的便利性和可用性，该滚轮典型的具有最小圆周。手持电子装置通常只有有限的内部空间用于容纳这样的滚轮或履带轮。此外，因为为了增强对用户的便利性，已经减小了这种利用履带轮或滚轮实现在屏幕上导航和/或选择功能的装置尺寸，所以在装置中的滚轮占用的空间总量就变得相对比较大了。在许多实例中，标准尺寸的履带轮或滚轮在装置中占用了太大的空间。简单缩小轮的尺寸当然会减小轮在装置中占用的空间，然而，如果这样做的话，由于不能以方便的方式操作履带轮，将会使用户感受降级。
需要一种可与履带或滚轮相比的输入产生装置，生成与手持电子装置的操作相关的输入，这种装置具有降低的空间要求而同时在对厂家来说成本合算并且使用舒服有效。
发明内容
在本发明的一个例子中，提供了一种输入生成装置，包括芯部，可滑动地与芯部啮合的挠性履带，由此通过挠性履带相对芯部的滑动生成第一输入。依照本发明的另一个例子，该输入生成装置包括第一输入检测器，检测通过挠性履带的滑动生成的第一输入。
在本发明的另一个例子中，该芯部围绕它的整体扩展构成围缘，并且该挠性履带可滑动地啮合在沿着该围缘形成的轨道内，用于在第一方向或其相反的方向运动。
在本发明的另一个例子中，该输入生成装置进一步包括可按压组件，从而通过按压所述可按压组件生成第二输入，及第二输入检测装置检测该第二输入。
在本发明的另一个例子中，提供了一种在具有外壳的手持电子装置中使用的输入生成装置。该输入生成装置包括装在所述外壳内的芯部、可滑动地与芯部啮合的挠性履带，由此通过挠性履带相对于芯部的滑动生成第一输入，芯部和履带的一部分突出在所述外壳外面，从而允许用户接触，该输入生成装置包括第一输入检测组件，用于检测通过履带的滑动生成的第一输入。该输入生成装置可以进一步包括可按压地装在外壳上的可按压组件，当可按压部件被按压时生成第二输入，和用于检测所述第二输入的第二输入检测装置。在本发明的另一个例子中，具有该输入生成装置的手持电子装置可以使用包括显示屏，及可以通过处理器分别连接到显示屏的第一和第二输入检测装置，第一和第二输入在该显示屏上的导航和选择功能。
现在仅通过实例的方式参考附图对本发明的实施例进行描述，其中图1是应用本发明的实施例的移动装置和通信系统的结构图；图2是依照本发明实施例的移动装置的前向或平面视图；图3表示了显示在图2的装置的显示屏上的另一个可视用户接口；图4表示了显示在图3的装置的显示屏上的又一个的可视用户接口；图5是图2的虚线圆V中部分的放大的局部截面视图，表示本发明在静止位置的一个例子；图6是装置沿着图5的线X-X的局部剖视图，表示本发明的输入生成装置的实施例的一部分；图7是相应图5的放大的部分剖视图，表示本发明在按压位置的例子；及图8是输入生成装置控制电路例子的结构图。
在所有附图中使用相同的参考数字编号标注相同的元件和特征部分。
具体实施例方式
图1是应用本发明的实施例的移动装置10的结构图。在一个实施例中，该移动装置10是至少具有数据通信能力还可能具有语音通信能力的手持双向移动通信装置10。在实施例中，该装置具有在因特网上与其他计算机系统通信的能力。在不同的实施例中，移动装置10是数据通信装置、用于数据和语音通信的多模式通信装置、移动电话、PDA(可用于或不可用于无线通信)、单向或双向寻呼机和/或具有键盘或小键盘及在屏幕上进行显示的任何类型的移动电子装置。在当前描述的实施例中，移动装置10配置为在无线网络50中操作。
装置10包括用于与无线网络50通信的通信子系统11。对通信领域中的技术人员来说很显然通信子系统11的特定设计将依赖于该装置要进行操作的通信网络。在实施例中，无线移动网络50是一个无线分组数据网络，对移动装置10提供无线覆盖，但是它可能是任何其他类型的无线网络。
装置10包括控制该装置的全部操作的微处理器38。微处理器38与通信子系统11交互，并且还进一步与装置子系统交互，这些装置子系统如显示器22、闪存24、随机访问存储器(RAM)26、辅助输入/输出(I/O)子系统28、输入生成装置44、串行端口30、键盘或小键盘32、扬声器34、麦克风36、短距离通信子系统40、和通常如42所指示的任何其他装置子系统。
在图1中所示的一些子系统执行通信相关功能，而其他一些子系统可以提供“常设”或在装置上的功能。特别的，一些如键盘32和显示器22的子系统，可以用于两种通信相关功能，如输入在通信网络传送的文本信息及如计算器或任务列表这样的装置设功能。
在一个实施例中，微处理器38使用的操作系统软件54和多种软件应用程序58被存储在如闪存24或类似存储单元这样的永久存储器中。本领域技术人员应该认识到，操作系统54、专用装置应用程序58、或其中的一部分可以临时加载到如RAM26这样的易失性存储器。我们还设想收到的通信信号也可以存储在RAM26。
微处理器38在除了它的操作系统功能之外，还可以能够在装置上执行软件应用程序58。在制造期间在装置10上安装控制基本装置操作的一组预定应用58，例如至少包括数据和语音通信应用程序。更多的应用程序也可以通过网络50、辅助I/O子系统28、串行端口30、短距离通信子系统40或任何其他的适当子系统42加载到装置10，并且也可以由用户安装在RAM26中或非易失性存储器中供微处理器38执行。
在数据通信模式中，如下载的文本消息或网页这样的接收信号将由通信子系统11处理，并输入到微处理器38，微处理器38最好进一步处理接收信号以输出到显示器22或可选的输出到辅助I/O装置28。装置10的用户也可以使用与显示器22相连接的键盘32及可能是辅助I/O装置28来撰写如邮件消息这样的数据项。这种写成的数据项然后可以通过通信子系统11在通信网络上传送。
参考图2，在使用本发明的手持装置的例子中，移动装置10的组件和子系统被容纳在刚性外壳62中，外壳62配置为在使用装置10时由一只手或两只手掌握。在多种实施例中，移动装置10足够小到适合放在标准钱包中或在上衣衣袋中。在图2的实施例中，键盘32在装置10的正面63的左边和右边之间对称放置。键盘32包括用于用户输入可显示字符的字符输入按钮或键，如大小基本相同的文字数字按钮或键64。键盘32还包括非文字数字命令或控制按钮，如空格键66、CAP键68和CTRL键69。在图2的实施例中，在装置10正面上的键被安置在在用户手指支撑装置10的背面的同时用户拇指可以操作的位置。在一个实施例中，文字数字键64和空格键66被安排在QWERTY-style或Dvorak-style键盘中，这种键盘的多个文字数字键64排列在横过外壳62的正面63的多行中。可选的键盘布局和配置使用在装置10的其他实施例中。
如所讨论的，本发明的实施例可以结合手持装置使用，例如手持装置10。应该理解，本发明可以相似于这里所描述的方式在任何手持电子装置中使用，如个人数字助理(PDA)、移动电话、寻呼机、管理器和其他手持电子和/或无线装置。
本发明的输入生成装置44的一个例子包括芯部100，该芯部100通过托架102(示意表示)可按压地安装在外壳内，托架102本身也安装在外壳中，并且电路板104垂直。在图2和5中所示，在静止状态中芯部100从外壳62内向外偏移。芯部100构成为扁平半圆形，从而形成沿着其整体延伸芯部的围缘106。在图2和5到7中所示的实施例中，在围缘106内形成轨道108。挠性履带110可滑动地啮合在所述轨道内，用于在箭头112表示的第一方向和由箭头114表示的相反方向上运动。该挠性履带可以是一个如图中所示的单独挠性片，或多个串联的履带段(未示出)。当用户要求相对芯部滑动的履带时，该履带由适当的有弹力的和挠性材料构成，如塑胶、合成橡胶等，以便产生一种与典型履带轮可比的感觉。该履带可以包括支撑面，使用户迫使履带滑动更容易。
挠性履带相对于芯部滑动生成第一输入。该输入生成装置44包括第一输入检测装置，如作为例子的转动编码器116，它可以检测由挠性履带的滑动生成的第一输入。该转动编码器116可以采用多种形式，作为非限制性的例子，它可以包括用于检测履带110相对于芯部100滑动的机械、光学和/或磁传感器。在操作中，用户可以迫使履带相对于芯部的围缘106在第一方向(箭头112)和相反方向(箭头114)芯部滑动，从而生成由输入检测装置检测的输入，输入检测装置如作为例子的转动编码器116。如在图2、5和7中可以看出，围缘106的弯曲部分118扩展到外壳的外围，其平坦部分120安置在外壳中。
在图中所示的例子中，该输入生成装置包括可按压组件，如弹簧按钮122，其安装在托架102上的外壳62中，并随后与电路板104形成电连接。在图2、5和7所示的实施例中，芯部100由托架102支持用于滑动，托架102设置在电路板104上。安置芯部100和托架102以便芯部100可以在箭头124表示的方向压住可按压组件按下，可按压组件如弹簧按钮122。弹簧按钮122包括触觉开关123。如图7所示，按压压住弹簧按钮的芯部100，生成由第二输入检测装置检测的第二输入，第二输入检测装置如触觉开关123。在本发明的实施例中，按压压住具有触觉开关123的弹簧按钮122的芯部100可以提供类似嘀嗒声的触觉反馈提供给用户。弹簧按钮122促使芯部返回到它的静止位置，如图2和5中所示。
应该理解，触觉开关和按钮122可以安置在芯部的下面或上面，芯部在触觉开关方向的按压会引起触觉开关检测由芯部按压生成的输入。为了保存空间，在一个替换实施中，按钮和触觉开关可以位于芯部的周边。在另一个替换实施例中，芯部被安置在托架上，但不是可滑动地与之啮合，并且弹簧按钮被直接安置在芯部上以便用户可以直接按压该弹簧按钮从而触动触觉开关。
应该理解，如基于光或磁的传感器的其它类型的运动检测器可以用来代替触觉开关，用于感应如按钮122的可按压组件的按压。进一步应该理解，一个或多个可按压组件，如以弹簧按钮122(包括感觉开关123或其它类型的按压运动传感器)为例，它们可以被安置在芯部自身上，被安置以使用户可以直接按压从而生成和检测输入。
在本发明的替换例子中，芯部可以直接啮合一个安置在外壳内的压敏开关，如在托架102上，当按压芯部100压住它时它可以检测压力。作为替换，压力开关可以被包含在芯部中，来检测那里的压力。
在实施例中，弯曲部分118延伸到外壳62的外面，在圆周上可与一个标准尺寸的滚轮相当。因为芯部的外形是半圆形的，所以芯部100在手持装置10的外壳中占用的空间比标准滚轮小。应该理解，尽管附图所示的实施例芯部是形状是半圆形，但是芯部可以是任何合适的外形。例如，芯部在外壳62中的部分可以是凹的或相对延伸到外壳外面的部分来说曲率较小或任何其他可以减少在手持装置10的外壳62中所占用空间的形状。
如在图中可以看到的，在实施例中，该输入装置安置在外壳62的侧边上，其芯部一部分可由用户芯部接触，用于迫使履带在方向112和114上滑动，及用于在方向124按压芯部。应该理解，输入生成装置44可以安置在任何合适的空间，只要芯部100和履带102的一部分可以接触以用于迫使履带滑动和按压芯部或可按压组件来生成各个输入。输入生成装置位置的一个替换例子可以是在外壳的正面、键盘下面。
如上所论述的，如图中所示，这里的发明可以在包括显示屏72的手持电子装置10中使用。如下面要描述的，第一和第二输入检测装置，如转动编码器116和触觉开关123可以通过处理器分别连接到显示屏，履带的滑动指导导航功能而可按压组件的按压指导在所述屏幕上的选择功能。
参考图1，设在装置10上的软件应用程序或模块的之一是输入解释器60，它把通过微处理器38从键盘32和输入生成装置44收到的多种输入映射到相关字符和控制代码上并提供这种代码给操作系统54和/或软件应用程序58。在多种实施例中，输入解释器的功能可以部分或全部集成到操作系统54和/或其它软件应用程序58中。
再次参考图2，装置10的显示系统22包括显示屏72，垂直安置在键盘32和装置正面顶边之间，水平对称安置在装置正面63的左边和右边之间。在多种非限制性的替换实施例中，显示屏72可以设置在一个外壳中，该外壳可以通过枢轴安装到覆盖键盘的壳体上，或该键盘可以在外壳实例62中被划分为两部分，其显示屏位于在键盘部分之间。
装置10配置为在操作系统54和软件应用程序58的控制下以不同用户输入模式操作。例如，图2示出了一个用于菜单项选择模式的可视用户接口74，在该模式中可以显示多个菜单项76，如应用程序或文件夹图标76(1)到76(n)(在这里概括称为76)，其中每个都是可选择的以链接到或启动相关应用程序或打开相关文件夹。根据本发明的实施例，当装置10在菜单项目选择模式中操作时，用户可以通过迫使履带110在箭头112所指方向或相反方向114滑动来移动屏幕上的位置指示符78通过菜单项76，位置指示符通常称为插入记号或指针。当菜单项目是加亮区或通过屏幕指示符78聚焦时，在方向124按压芯部100，引起弹簧按钮122和触觉开关的按压，从而导致选择聚焦项目。在菜单项目选择模式中，在由箭头112指示的方向朝向装置的顶端边缘滑动履带110，会使屏幕上的指示符78移动穿过菜单项目76，并且在箭头114指示的相反方向朝装置底部边缘滑动会使屏幕上的指示符78移动穿过菜单项目76。在如图2所示的可选菜单项目显示多行的用户接口中，向后滚动穿过项目，通常包括在一行中从左到右穿过项目移动屏幕指示符78。可以实现自动换行效果，因为当到达一行中最左端项时完成自动换行，屏幕指示符78然后移动到前一行的最右端项。向前转动有相反的效果。如上所述的，可以利用多于一个的可按压组件。例如，一对可按压按钮，每个可以由用户接触以对其按压。在这种特性的实例应用中，这对按钮中的按钮可以选择性地按压以用于屏幕指示符78的导航。例如，按压第一按钮来向后滚动穿过菜单项目和按压另一个按钮向前滚动。
我们应该意识到，可选菜单项目可以在显示屏72上以许多不同形式来显示。例如，图3显示了菜单项目选择模式用户接口84的另一个例子，其中的可选菜单项76是以垂直列表排列的邮件消息项目，其中的每个可以由屏幕指示符78聚焦及然后选择以链接到相关邮件消息的完全显示。除了屏幕上的指示符只是上下移动穿过垂直列表而不是水平移动之外，使用输入生成装置44移动屏幕指示符78穿过在接口84中给出的菜单项目垂直列表，和选择聚焦的菜单项，类似于上面对照接口74所述的导航通过和选择菜单项导航，。迫使履带110在由箭头114指示的方向“向下”滑动致使向前滚动穿过列表项，和履带110在由箭头112指示的方向“向上”滑动致使向后滚动穿过列表项。
图8是关于输入生成装置44的转动编码器116的典型逻辑电路46的例子。该图仅是用于举例的目的，作为本领域技术人员应该理解，用于输入生成装置44的逻辑电路不仅限于该例。输入生成装置114的转动编码器116生成正交信号相位A1021和相位B1022，它们由D双稳态多谐振荡器1031和1032处理以把信号1041W_UP和1042W_DN给微处理器38。信号1041和1042分别表示用户向上滑动履带(在图2和5的箭头112的方向)和向下滑动履带(在图2和5的箭头114的方向)。如上所提示的，输入生成装置44具有可测量滑动和可按压输入运动。触觉开关123给微处理器38提供输入信号，表示用户按压如按钮122这样的可按压组件，这是通过在箭头124所指方向上沿着托架102按压芯部100而按压按钮所引起的芯部。
上述本发明的实施例仅是举例。本领域技术人员在不偏离所附权利要求所限定的本发明的范围的情况下，可以对这些具体实施里进行变更、修改和变化。
权利要求
1.一种输入生成装置，其特征在于包括芯部，和可滑动地与芯部啮合的挠性履带，由此通过挠性履带相对于芯部的滑动生成第一输入。
2.如权利要求1所述的输入生成装置，其特征在于进一步包括第一输入检测装置，用于检测由挠性履带的滑动生成的第一输入。
3.如权利要求2所述的输入生成装置，其特征在于所述输入检测装置是检测履带滑动的转动编码器。
4.如权利要求1至3之一所述的输入生成装置，其特征在于围绕整个所述芯部形成了围缘，所述挠性履带与所述围缘可滑动地啮合，用于在第一方向和相反方向的运动。
5.如权利要求4所述的输入生成装置，其特征在于在所述围缘形成轨道，所述挠性履带与所述轨道可滑动地啮合。
6.如前面权利要求之一所述的输入生成装置，其特征在于所述芯部是扁平半圆形的。
7.如权利要求4至6之一所述的输入生成装置，其特征在于所述挠性履带是围绕所述围缘延伸的单独挠性片。
8.如前面权利要求之一所述的输入生成装置，其特征在于所述挠性履带包括多个相互串联连接的履带段。
9.如前面权利要求之一所述的输入生成装置，其特征在于所述输入生成装置进一步包括可按压组件，由此通过按压所述可按压组件生成第二输入。
10.如权利要求9所述的输入生成装置，其特征在于该可按压组件包括弹簧按钮。
11.如权利要求9或10所述的输入生成装置，其特征在于进一步包括用于检测第二输入的第二输入检测装置。
12.如权利要求11所述的输入生成装置，其特征在于所述第二输入检测装置是触觉开关，当可按压组件被按压时检测输入。
13.如权利要求12所述的输入生成装置，其特征在于所述触觉开关在按压时提供类似嘀嗒声的触觉反馈给用户。
14.如权利要求12或13所述的输入生成装置，其特征在于所述芯部与托架滑动啮合地安装，所述可按压组件被设置以便迫使芯部沿着托架滑动，使芯部啮合并按压可按压组件，并触发触觉开关。
15.一种手持电子装置，其特征在于包括外壳，和如权利要求1至14之一所述的输入生成装置，所述芯部安置在所述外壳中，以便芯部和履带的一部分突出所述到外壳外，从而允许用户接触所述芯部和履带的一部分。
16.如权利要求15的手持电子装置，其特征在于围缘的弯曲部分包括延伸到所述外壳外面的芯部。
17.如权利要求15或16的手持电子装置，其特征在于进一步包括显示屏，所述第一和第二输入检测装置通过微处理器连接到显示屏，所述第一和第二输入分别在所述显示屏上指导导航功能和选择功能。
全文摘要
一种用于手持电子装置的输入生成装置，该手持电子装置具有外壳，外壳包括扁平半圆形的芯部，从而形成围绕所述芯部延伸形成的围及与该侧围缘边可滑动地啮合的履带。围缘外壳的弯曲部分延伸到外壳外面，从而允许用户接触。通过挠性履带相对芯部的滑动生成第一输入。第一输入检测装置，如转动编码器开关检测履带的滑动。该芯部可按压地安置在外壳中，当芯部被按压时生成第二输入。第二输入检测装置，如触觉开关检测芯部的按压。
文档编号G06F3/0338GK1661521SQ200510065620
公开日2005年8月31日 申请日期2005年2月25日 优先权日2004年2月27日
发明者史蒂文·格林, 保罗·希克 申请人:捷讯研究有限公司