用于便携式电子设备的可适配用户接口和机制的制作方法

专利名称：用于便携式电子设备的可适配用户接口和机制的制作方法
技术领域：
因此，需要有一种用于提供多个用户接口的电子设备的改
进用户接口，其中，每个接口包括特定操作模式所需的按键，并在低 照度和明亮两种条件下表现出良好的可见度。


0007]图l示出依照本发明的一个实施例的包含具有快门能力动 态键盘的电子设备。图6示出依照本发明的一个实施例的扭曲向列液晶显示器 的分解视图。图16示出依照本发明的一个实施例的电阻开关感测区域。
设备100的前表面105形成整体用户接口。在键盘区106 中，光学快门(在下文中更详细地描述)提供动态用户输入接口。此 动态用户接口被配置为在键盘区106中的用户接口上呈现可以表现为 按键或驱动目标的不同指示符。为了保持高分辨率显示器101不杂乱， 动态用户接口在除跨越高分辨率显示器101上的区域之外的区域中呈 现这些键。从具有覆盖层202的顶部开始，薄膜片充当设备(100) 的一体化面板构件(unitary fascia member)。对于类似移动电话的电 子设备，"面层"是盖体或壳体，其可以是或可以不是可拆卸的。虽 然本文的附图采用移动电话作为示例性电子设备供讨论，但对于得到 本公开帮助的本领域技术人员来说很明显的是本发明不限于此。可以 将本发明的面层用于具有显示器和键盘的任何电子设备。覆盖层202还可以包括紫外线阻挡物。此类阻挡物可用于 改善高分辨率显示区209的可见度和保护设备(100)的内部部件。可以包括可选电致发光设备205以便向光学快门204的快 门提供背光功能。如本文所使用的，"电致发光"指的是能够电气地 形成发光的任何设备，包括发光二极管及等效设备。此类功能可用于 改善键盘区在低照度条件下的可见度。在一个实施例中，电致发光设 备205包括夹在承载顶部与底部上的透明电极的透明衬底之间的背光 材料层。所述电极可以被分段并图案化以与光学快门204的快门相对 应。 一个电极是驱动电极，而另一电极是接地电极。在电极被分段的 情况下，通常将驱动电极图案化。可以将高分辨率显示器209设置在电致发光设备205附近，该高分辨率显示器209可以具有其自己的照 明系统，并且还可以包括被配置为使光沿着偏振轴偏振的偏振层215。 此外，可以包括填充材料210以完成组装。为了提供触觉反馈，可以包括可选触觉反馈层208。触觉 反馈层208可以包括被配置为在电阻开关层上的开关检测到按键的驱 动时提供感觉反馈的变换器。在一个实施例中，变换器是被配置为向 用户接口 200施加强到足以被用户检测到的机械"弹出(pop)"的压 电变换器。因此，触觉反馈层向用户提供感觉反馈，从而使得平滑、 基本上为平面的用户接口 200在不需要单独的具有popple (起伏)能 力的按键从键盘突出的情况下像常规键盘一样作出反应。请注意，可以将所述层以多种方式中的任何一种耦合在一 起。耦合机制的一个示例性实施例是通过使用薄层的清透(透明)的 非传导粘合剂。例如，可以用非传导、半透明粘合剂将覆盖层202、电 容性传感器203、以及分段光学快门204的每个机械地耦合在一起。此 耦合保持整个组件在设备内被适当地对准。接下来，可以看到光学快门204。在一个实施例中，使用 扭曲向列液晶显示器材料来制造光学快门。将在下文中作为示例性实 施例来讨论此材料。然而，对于得到本公开的帮助的本领域技术人员 来说很明显的是，本发明不限于此。可以同样地使用其它材料，包括 聚合物分散液晶材料、超级扭曲向列液晶材料、铁电液晶材料、电控 双折射材料、光学补偿弯曲模式材料、客体-主体材料、以及其它类型 的光调制。在一个实施例中，电致发光设备205包括透反射体层。作 为被配置为反射光并使光透过的半透明材料的透反射体层允许设备 (100)在透反射模式下操作。在透反射模式下，当光学快门204中的 任何快门打开时，入射光通过快门，从透反射体层反射出，并返回到 用户。此举使得各种键在明亮条件下可见。当电致发光设备205可操 作时——这可以由环境光传感器来支配，透反射体使来自电致发光设 备的光通过打开的快门。此举使得各种键在低照度条件下可见。
f0077]可以在电致发光设备205的顶上包括具有一种或多种颜色 的可选色彩层313。还可以是兼备透射和反射特性的透反射体的色彩层313可以用来改变来自电致发光设备205的光的颜色。色彩层313可以 替换地由仅具有透射特性的滤色器制成。
0078由于在一个实施例中可以将电致发光设备配置为仅用于 键盘区(106)，所以可以将高分辨率显示器209设置为接近于电致发 光设备。如上所述，在一个实施例中，高分辨率显示器209包括设置 在高分辨率显示器上方的偏振层(215)。此偏振层(215)包括透射 轴，光沿着该透射轴被偏振。在光学快门204是具有顶部和底部偏振 器的扭曲向列液晶设备的情况下，偏振层(215)被配置和定位为使得 偏振层(215)的透射轴基本上平行于光学快门的底部偏振器的透射轴。现在转到图5，其中示出电容性传感器203的可操作视图。 可以看到，例如401、 402等各种电容器电极用于检测键盘区106附近 的对象的接近。各种电引线501将电容性感测设备401、 402连接至控 制电路。电容性电极401、 402充当被配置为检测位于用户接口附近的 对象的接近检测设备。当对象接近或接触设备100时，对象附近的电 容性感测设备之一的电容改变。控制电路检测此变化并警告设备100 内的处理电路。
0083此接近检测可以用于多种功能。如上所述，接近检测可以 用来检测对象沿x和y方向502、 503的位置。这在覆盖层(202)由 诸如玻璃等刚性材料制成时有用。此外，接近检测可以用来使设备100 从第一模式转换为第二模式。举例来说，当设备关闭或处于低功率状 态时，用户可以通过触摸设备100的前表面(105)来唤醒设备。检测 用户手指的接近检测可以促使设备100从低功率状态唤醒。此唤醒可 以包括促使光学快门(204)呈现与默认或前一模式相关的键盘配置。
0084]现在转到图6，其中示出扭曲向列液晶显示设备600的分 解视图。将在一个实施例中用来形成光学快门(204)的设备600称为 "扭曲"，因为其包含以不同的量扭曲和解开以允许光通过的液晶元 件。接下来的是扭曲向列液晶材料603，后面是配置有接地电 极的另一衬底604。然后，使用水平滤光器605来容许或阻挡光。然后， 反射或透反射表面606将光反射回去(在反射模式下)或在透反射模 式下发射光。反射或透反射表面606是可选的，并将取决于特定应用。 当使用扭曲向列液晶设备作为光学快门时，可以不采用反射或透反射 表面606。
0087]在不向电极施加电压的情况下，设备处于第一状态。当施 加电压时，液晶材料以达到卯度的增量扭曲，从而改变发光偏振。此 液晶因此充当由施加于电极的电信号来控制的可控偏振器。被施加于 电极的电压的调节允许改变的电平灰度(levels grey)，以及产生透明 状态或不透明状态。本发明的实施例使用此设备作为展示和隐藏按键 的低分辨率显示器。现在转到图9，其中示出依照本发明的实施例的分段电致 发光设备900的一个实施例。分段电致发光设备900包括被定位为对 应于光学快门(204)的快门的图案化电极901。通过使用图案化电极 901，可以选择性地驱动光区段。换言之，当每个快门被驱动以从不透
明状态转换为半透明状态时，对应的图案化电极及因此的对应的电致 发光单元被驱动以便通过被驱动的区段而投射光。这与具有单个电极
或全面ON状态的电致发光设备相反。通过驱动选择性的图案化电极 901，只驱动对应于打开的快门的那些图案化电极，从而降低设备(100) 的总功率消耗。
00931分段电致发光设备卯O还可以包括与之耦合的反射或透反 射层902。例如，可以在分段电致发光设备900的顶部设置反射层902。 这样，分段电致发光设备900可以在发光设备不活动时在反射模式下 操作，并在发光设备活动时在透反射模式下操作。除如前所述地将电 致发光材料用于分段电致发光设备900之外，还可以使用其它材料， 包括发光二极管阵列、等离子面板、真空荧光面板、有机或高分子发 光二极管面板、或其它光源材料。
〖0094现在转到图IO，其中示出依照本发明的实施例的电阻开关层206。电阻开关层206操作为电阻感测层以检测用户何时驱动由光学 快门(204)呈现的一个键。在图10的视图中，可以看到电阻开关的 阵列1001。在一个实施例中，设置在覆盖层(202)、电容性传感器(203)、 光学快门(204)和电致发光设备(205)下面的开关层206包括只在 键盘区106下面的电阻开关。
0095现在转到图11，其中示出依照本发明的衬底层207的一个 实施例。衬底层207包括具有其上设置有铜迹线的挠性衬底1101。铜 迹线将电路1102电气地耦合到挠性衬底1101。电气迹线延伸至可以连 接到设备内的其它电路或部件的连接器214。在一个实施例中，被组合 以形成电路衬底组件的挠性衬底1101和电路1102包括电气地耦合到 电致发光设备(205)、光学快门(204)、电容性传感器(203)、以 及电阻开关层(206)的控制电路。此控制电路用来控制这些设备的操 作。举例来说，使用电致发光设备(205)，可以将控制电路配置为选 择性地驱动电致发光设备的一个或多个区段，从而促使至少一个区段 从第一、非照明状态转变至第二、照明状态。现在转到图12，其中示出依照本发明的触觉反馈层208 的一个实施例。如上所述，在一个实施例中，设备的平滑前表面(105) 不包括突出的popple (起伏)型按钮。因此，当驱动按键时，不存在 供用户在物理上按压的任何东西。为了模拟popple (起伏)型按钮的 响应，本发明的一个实施例包括触觉反馈层208。触觉反馈层208包括 向用户传递指示按键已被成功驱动的反馈感觉的变换器315。在一个实 施例中，触觉反馈层208被设置在电阻开关层(206)下面。填充材料210还已被定位为邻近于空位1401以帮助组件 在电子设备(100)内的适当对准。可以将被耦合到衬底层207的连接 器214耦合到电子设备(100)，从而将用户接口设备1400电气地连 接至电子设备(100)内的其它电路。现在转到图19，其中示出当处于OFF模式时的示例性多 模式设备1800。图19的视图还可以在示例性多模式设备1800处于低 功率或睡眠模式时出现。当光学快门(204)覆盖键盘区和显示器两者 时，示例性多模式设备1800的接口表面1901在设备处于此状态时将 是空白的。发生这种情况是因为每个快门被关闭(即处于不透明状态)， 从而禁止按键或高分辨率显示器中的任何一个的可见。因此，低分辨 率按键区为空白，如同高分辨率显示区一样。.在一个实施例中，示例 性多模式设备1800包括具有颜色的壳体1902。壳体1902的颜色被选 择为相对于快门关闭时的接口表面1901的颜色的补色或基本与其类 似，因此，处于OFF或低功率模式的设备平滑、均匀且具有单色或补 色。
00115由于处于关闭模式或低功率模式的设备可以具有完全空 白的接口表面1901，在一个实施例中，这有助于包括键盘区的标记， 以便用户大致了解在接口 1901上对应于移动设备的不同操作模式的不 同键盘配置将出现在何处。在示例性多模式设备1800中，通过跨越接 口表面1901的基本上为平面的表面而出现的小表面分界1903来提供 这些标记。可以通过在覆盖层(202)上印刷非传导油墨而应用的表面 分界1903可以如图19所示地布置成列和行。具体地说，在一个实施 例中，将表面分界1903布置成三列和四行。当低分辨率显示器光学开门(204)通过经由低分辨率显示器的选择性驱动来将一个或多个快门
转换为打开状态而产生特定组的用户驱动目标时，在表面分界1903之
间动态地呈现各种按键指示符。在图20的导航模式下，示例性多模式设备1800呈现导航 键盘配置2001。在导航模式下，用户可能在全球定位系统的辅助下使 用该设备来确定现在的位置并获得到另一位置的方向。与导航模式相 关联的键盘配置2001仅限于此特定模式所需的按钮。对用于到另一模 式的导航和用于滚动与导航模式相关联的不同视图，导航设备1802出 现。此外，可以通过设备事件来改变示例性多模式设备1800 的活动模式。此类事件包括驱动可以设置在设备侧边上的专用按钮 2103。其它设备事件可以包括低电池量、设备错误、或低存储量警告， 其中的每一个可以促使设备转换操作模式。
00123j现在转到图22，其中示出处于音乐重放模式的示例性多模 式设备1800。在设备的一个实施例中，该设备被配置为存储并重放音乐或视频。在此类模式下，低分辨率光学快门(204)被配置为沿着用
户接口 2202呈现对应于音乐模式的驱动目标2201。此类驱动目标2201 可以至少包括快进按钮2203、倒回按钮2204、播放按钮2205和暂停 按钮2206。
[00124在设备的一个实施例中，可以以相对于高分辨率显示器 209的多种取向来呈现这些音乐模式按钮。由于高分辨率显示器的尺度 可以不是正方形，所以在横向地保持设备的横向模式下观看某些图像 可能更理想。为了适应此类情况，在一个实施例中，可以在相对于高 分辨率显示器的纵向模式、即设备被设置在直立位置上的模式下呈现 快进按钮2203、倒回按钮2204、播放按钮2205、以及暂停按钮2206。 替换地，可以以用于高分辨率显示器209的横向模式的横穿第一取向 而对准的第二取向、即横向取向来呈现快进按钮2203、倒回按钮2204、 播放按钮2205、以及暂停按钮2206。
00125j现在转到图23，其中示出处于游戏模式的示例性多模式设 备1800。在游戏模式下，可以以相对于高分辨率显示器209的纵向取 向来呈现键盘配置2301。在游戏模式下，所需要的仅仅是基本的按键 组，包括与导航设备1802相关联的方向键、可以设置在设备的底部处 的两个或三个游戏动作键2302。
00126I现在转到图24，其中示出处于照相或视频捕捉模式、亦称 照相机模式的示例性多模式设备1800。在照相机模式下，在相对于高 分辨率显示器209的横向模式下呈现特定键盘配置2401。在横向取向 中，以相对于图21-23的键盘配置取向为横向的取向来呈现选择照相机 操作键2404。在图片显示在高分辨率显示器上的同时，可以位于示例 性多模式设备1800的后表面上的照相机进行照相。
[00127j请注意，设备的活动模式或键盘配置也可以随着设备的物 理取向而改变。该设备可以配置有被设计为检测重力的方向的加速计。因此，当设备从纵向取向旋转至横向取向时，键盘配置可以相应地自 动地从纵向取向旋转至横向取向。可以在图25中看到此类旋转，因为
照相机键2405已经旋转至横穿图24所示的横向取向的纵向取向。如 所示，图25的操作模式对应于设备的纵向模式，而图24的操作模式 对应于设备的横向模式。
[00128现在转到图26，其中示出处于横向模式的示例性多模式设 备1800的音乐或视频重放模式。将此图与图21相比较，可以看到快 进按钮2203、倒回按钮2204、播放按钮2205和暂停按钮2206现在的 取向横穿图21的取向。
00129I现在转到图27，其中示出示例性多模式设备1800的又一 种模式。在示出视频捕捉模式的图27中，己经将视频捕捉控制键2701 取向为根据设备的物理取向的横向模式。在此类配置中，可以在照相 机(未示出)捕捉视频镜头的同时使用高分辨率显示器作为取景器。
[00130j如已经示出和描述的那样，本发明的实施例包括具有用户 接口的便携式电子设备，所述用户接口包括高分辨率显示器和低分辨 率显示器，该低分辨率显示器被配置为在用户接口的键盘区中呈现与 多个设备操作模式相关联的多个键盘配置中的任何一个。该设备的实 施例包括邻近于高分辨率显示器和低分辨率显示器而设置的导航接 口。该导航接口适合于在设备的多个操作模式之间进行导航。
[00131当低分辨率显示器具有处于不透明状态的区段时，禁止光
通过各个快门或窗口。低分辨率显示器被配置为基于设备的操作模式 而使多个区段中的每个从不透明状态转换至半透明状态。当这种情况 发生时，低分辨率显示器促使一个或多个驱动目标或按键沿着用户接 口出现。每个设备驱动目标对应于设备的活动模式，并且在一个实施 例中，每个设备驱动目标配置仅限于设备的活动模式所需的那些驱动 目标配置。请注意，在驱动目标仅限于所提供的那些驱动目标的此类
32实施例中，还可以将设备配置为使得用户互操作(包括动态键盘的触 摸)在被应用到除与设备的活动模式相关的区域之外的区域时被忽略。 本发明的实施例使得能够在设备的紧凑键盘区内呈现多种键盘配置， 从而提高使用的容易性并降低用户的认知负担。
[00132在前述说明书中，已经描述了本发明的特定实施例。然而， 本领域的技术人员认识到，在不脱离如随附权利要求中所阐述的本发 明的范围的情况下，可以进行各种修改和改变。因此，虽然已示出并 描述了本发明的优选实施例，但很明显，本发明不限于此。在不脱离 随附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，本领域的技术 人员将想到许多修改、改变、变更、替换、以及等价物。因此，例如， 应认为本说明书和附图是说明性而非限制性的，并且所有此类修改意 图包括在本发明的范围内。
权利要求
1.一种具有用户接口的移动设备，包括前表面，该前表面包括滚动设备；显示器，用于向用户呈现信息；动态用户输入接口，被配置为在除所述显示器之外的区域中跨越所述用户接口而呈现不同的指示符；以及电容性传感器，被配置为检测接近所述不同的指示符的对象。
2. 根据权利要求l所述的移动设备，其中，所述用户接口包括分 段光学快门，该分段光学快门是选择性可控的，以便跨越所述显示器 而呈现与所述移动设备的不同操作模式相对应的不同键盘配置。
3. 根据权利要求l所述的移动设备，其中，所述滚动设备包括滚轮。
4. 根据权利要求3所述的移动设备，其中，所述滚轮包括触觉引 导件。
5. 根据权利要求1所述的移动设备，其中，所述滚动设备被配置 为允许在所述移动设备的操作模式之间进行选择。
6. 根据权利要求5所述的移动设备，其中，所述操作模式包括下 述之一无线电话模式、导航模式、游戏模式、音乐播放器模式、视 频播放器模式、图片显示模式、文本捕捉模式、图片捕捉模式或视频 捕捉模式。
7. 根据权利要求l所述的移动设备，其中，所述前表面包括显示 区、动态键盘区和导航区。
8.根据权利要求7所述的移动设备，其中，所述滚动设备被设置 在所述导航区内。
全文摘要
一种多模式电子设备(100)包括用于向用户呈现多个键盘配置之一的具有快门能力的动态键盘。由光学快门(204)呈现每个键盘配置，该光学快门(204)打开或关闭被几何配置为字母数字或设备按键或符号的窗口或快门。在一个实施例中，每个键盘配置限于设备(100)的特定操作模式所需的那些键盘配置。光学快门(204)是在低分辨率按键区中向用户呈现用户驱动目标的低分辨率显示器。随着设备的每个模式的改变，所呈现的对应键盘配置相应地改变。
文档编号G06F3/033GK101622590SQ200880006372
公开日2010年1月6日 申请日期2008年2月5日 优先权日2007年2月27日
发明者R·道奇·D·达斡尔曼, 亚当·K·赛巴特, 保罗·N·包求, 史蒂文·C·埃默特, 庄志明, 戴维·B·克兰菲尔, 肯·K·富 申请人:摩托罗拉公司