專(zhuān)利名稱(chēng)：手持電子裝置或袖珍電子裝置以及手控輸入設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及手持電子裝置或袖珍電子裝置，例如移動(dòng)電話(huà)，手持計(jì)算機(jī)等，此電子裝置包括顯示單元和在兩個(gè)方向位置敏感的、用于控制此裝置的觸摸表面。本發(fā)明還涉及用于這種手持電子裝置以提供觸摸面的觸摸板型手控輸入設(shè)備。
盡管本發(fā)明尤其已經(jīng)在組合移動(dòng)電話(huà)與萬(wàn)維網(wǎng)瀏覽器方面得到發(fā)展并將結(jié)合組合移動(dòng)電話(huà)與萬(wàn)維網(wǎng)瀏覽器繼續(xù)得到發(fā)展，但是本發(fā)明通?？梢詰?yīng)用于優(yōu)先消除或減少用于輸入文本、控制光標(biāo)、激活功能等的傳統(tǒng)字母數(shù)字鍵盤(pán)數(shù)、單獨(dú)物理功能鍵、鼠標(biāo)、手持指示筆等的所有類(lèi)型的手持電子裝置。
為了消除這些缺陷，已經(jīng)開(kāi)發(fā)的電子裝置至少部分地可以利用觸摸屏和/或觸摸盤(pán)/觸摸板對(duì)其進(jìn)行控制。可以在模擬實(shí)施例或數(shù)字實(shí)施例中使用這些輸入設(shè)備。利用通常被稱(chēng)為“筆”的手指和/或獨(dú)立手持儀器，為了在顯示單元的顯示區(qū)內(nèi)選擇相應(yīng)的點(diǎn)，用戶(hù)可以在觸摸屏或觸摸盤(pán)的觸摸面上選擇點(diǎn)。這樣用戶(hù)可以激活各種功能，例如用于輸入文本、進(jìn)行撥號(hào)、激活功能等的“虛擬”按鈕。手指通過(guò)觸摸面移動(dòng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致光標(biāo)通過(guò)顯示單元的顯示區(qū)相應(yīng)地移動(dòng)。然而，例如，當(dāng)顯示區(qū)上的相應(yīng)區(qū)域被激活時(shí)，不需要存在光標(biāo)而是閃亮虛擬功能鍵。
觸摸屏的特征在于，它是透明的，并且全部或部分地覆蓋顯示單元的顯示區(qū)。用戶(hù)用手指或筆直接按或點(diǎn)擊觸摸面上的虛擬按鈕或顯示單元顯示的區(qū)域，因此不需要可移動(dòng)光標(biāo)。觸摸盤(pán)或觸摸板的特征在于，它與顯示區(qū)不同，并且通常用于在顯示區(qū)范圍內(nèi)控制某種形式的光標(biāo)。
我們知道觸摸屏和觸摸板對(duì)壓力強(qiáng)度敏感，因此通過(guò)足夠強(qiáng)的壓力按觸摸面，用戶(hù)可以激活，即“點(diǎn)擊”選擇的按鈕或功能。
已知的觸摸屏和觸摸板可以在一定程度上克服上述使用字母數(shù)字鍵盤(pán)、物理鍵、鼠標(biāo)以及拇指旋輪的缺點(diǎn)，但是它們會(huì)產(chǎn)生幾個(gè)其它問(wèn)題1.觸摸屏?xí)魅鯃D像的對(duì)比度和清晰度，因?yàn)樗皇┘拥斤@示區(qū)前。此問(wèn)題尤其出現(xiàn)在反射式顯示單元中，因?yàn)樵诜瓷涫斤@示單元中，光線(xiàn)通過(guò)觸摸屏兩次。尤其難以提供具有觸摸屏功能所要求的電導(dǎo)層的玻璃或塑料，而又不破壞觸摸屏的透明度。
2.觸摸屏的另一個(gè)缺點(diǎn)是，用戶(hù)的手指會(huì)遮蔽部分顯示區(qū)。
3.觸摸屏和觸摸板的又一個(gè)缺點(diǎn)是，定位精度有限，因?yàn)橄鄬?duì)于觸摸面，手指的尺寸大。對(duì)于小觸摸面尤其會(huì)產(chǎn)生此缺點(diǎn)。利用獨(dú)立的、細(xì)筆替代手指可以部分地克服此問(wèn)題，但是這樣做的不利之處在于需要用戶(hù)額外部件保持跟蹤。然而，沒(méi)有克服不良對(duì)比度的缺點(diǎn)，而且筆在某種程度上會(huì)遮蔽顯示區(qū)。
4.觸摸屏的另一個(gè)重要缺點(diǎn)是，通過(guò)手指在觸摸面上移動(dòng)，它們會(huì)變臟或被擦傷，這樣會(huì)進(jìn)一步破壞可見(jiàn)性。在觸摸屏的上面單獨(dú)設(shè)置防擦傷層也不能解決問(wèn)題，因?yàn)樗鼤?huì)進(jìn)一步破壞對(duì)比度。
5.壓敏觸摸屏的一般缺點(diǎn)是，觸摸面在其深度方向必須是柔性的，因此顯示區(qū)從整體上對(duì)外部影響變得敏感。
6.觸摸屏或觸摸板通常由互相之間的相對(duì)間距為邊界墊片的兩層構(gòu)成。問(wèn)題在于，構(gòu)成觸摸面的外層被張緊并在被按時(shí)擦傷。當(dāng)邊界墊片之間的間距小時(shí)，特別是接近時(shí)，此問(wèn)題尤其突出。這同樣會(huì)產(chǎn)生壓敏性在觸摸面區(qū)域內(nèi)發(fā)生變化的缺點(diǎn)。
US-A-5 729 219(摩托羅拉有限公司)描述了一種手持尋呼機(jī)，該尋呼機(jī)具有外殼、設(shè)置在外殼前面的顯示單元以及對(duì)著位于殼體的背面、平行于顯示單元顯示區(qū)的平板觸摸面。屏幕與平行觸摸面之間的間距等于殼體的厚度。屏幕和觸摸面的大小相同，而且當(dāng)用戶(hù)手指在盤(pán)上從左向右移動(dòng)時(shí)，光標(biāo)會(huì)在屏幕上相應(yīng)地移動(dòng)，反之亦然。手指在觸摸面上移動(dòng)時(shí)會(huì)導(dǎo)致光標(biāo)在屏幕上移動(dòng)同樣的距離。
為了實(shí)現(xiàn)此目的，本發(fā)明的第一方面提供了一種手持電子裝置或袖珍電子裝置，例如移動(dòng)電話(huà)，這種電子裝置包括顯示單元和在第一方向和第二方向位置敏感、用于控制此電子裝置的觸摸面，這種電子裝置的特征在于，顯示單元的顯示區(qū)占據(jù)了此裝置的大部分正面，并且其特征還在于，在此裝置的側(cè)面設(shè)置觸摸面并在第一方向?qū)⒂|摸面彎曲成凸形的。
在此，術(shù)語(yǔ)“觸摸面”指觸摸盤(pán)(觸摸板型)的表面，用戶(hù)可以將手指通過(guò)它移動(dòng)到要求的位置以例如在顯示單元顯示區(qū)范圍內(nèi)引導(dǎo)光標(biāo)和/或激活顯示在顯示區(qū)上的虛擬鍵等。本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練技術(shù)人員已知觸摸盤(pán)的這些基本功能，因此不需更做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
通常，手指在觸摸面的兩個(gè)方向上移動(dòng)對(duì)應(yīng)于最好平行于手指在觸摸面上的移動(dòng)方向、在互相垂直的兩個(gè)方向在顯示單元的顯示區(qū)上進(jìn)行定位。
根據(jù)本發(fā)明被設(shè)置在裝置的側(cè)面的觸摸面的特定優(yōu)勢(shì)在于，用一只手可以容易地對(duì)此裝置進(jìn)行控制，而此裝置對(duì)用戶(hù)保持自然方式，用戶(hù)可以對(duì)手中的對(duì)象進(jìn)行研究。不僅如此，還可以以有利的方式從人類(lèi)工程學(xué)的觀點(diǎn)出發(fā)對(duì)此裝置進(jìn)行控制。此外，此裝置不會(huì)存在上述描述的已知的觸摸屏問(wèn)題，即不良清晰度、不良對(duì)比度或弄臟，與此同時(shí)，本發(fā)明還解決了顯示區(qū)被用戶(hù)的手指或筆部分擦傷的問(wèn)題。顯示單元可以做得更硬并對(duì)外界影響不敏感。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于，與裝置的尺寸相比，顯示器的尺寸大。這意味著，顯示器可以用于顯示詳細(xì)信息、圖形等，同時(shí)還意味著裝置的尺寸可以相對(duì)較小。
根據(jù)本發(fā)明在第一方向被彎曲成凸形的觸摸面的優(yōu)勢(shì)圖解示于

圖10a和圖10b。根據(jù)本發(fā)明利用兩個(gè)凸形面，而不是象已知技術(shù)(如圖10a所示)那樣利用一個(gè)凸形面(手指肚)和一個(gè)平坦的未彎曲觸摸面，形成手指肚51與彎曲觸摸面52之間的接觸面50(如圖10b所示)。本發(fā)明大大降低了手指肚與觸摸面之間的接觸面，因此即使對(duì)于相對(duì)較窄、細(xì)長(zhǎng)形觸摸面，仍可以在觸摸面的寬度方向?qū)崿F(xiàn)更高的定位精度。
降低手指與觸摸面之間的接觸面的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于，用戶(hù)需要較小的力就可以得到激活觸摸面的每面積單位相同力。從圖10b中顯而易見(jiàn)。
本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于，可以以這樣的方式設(shè)計(jì)觸摸面，即用戶(hù)不需要在觸摸面彎曲的方向(彎曲方向)移動(dòng)其手指如此多。在某些情況下，甚至不必在彎曲方向通過(guò)拱形面移動(dòng)或滑動(dòng)手指，但是只要通過(guò)拱形面“滾動(dòng)”就行。
在根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，以如下方式控制此裝置例如，如果彎曲的觸摸面設(shè)置在裝置的右側(cè)面，并且用戶(hù)用右手手持此裝置，右手手掌對(duì)著裝置的背面，通過(guò)沿著或通過(guò)位于右側(cè)面的彎曲觸摸面移動(dòng)其拇指，用戶(hù)可以操作此裝置。顯然，彎曲觸摸面可以設(shè)置在左側(cè)面，并且可以利用喜歡的手指操作此裝置。如果在裝置的右側(cè)面和左側(cè)面同時(shí)為此裝置設(shè)置彎曲觸摸面，則可以以三維形式對(duì)顯示器上的對(duì)象進(jìn)行控制。例如，可以實(shí)現(xiàn)在三維轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)象。用戶(hù)通過(guò)沿兩個(gè)觸摸面在裝置的縱向移動(dòng)其手指，對(duì)象可以繞著關(guān)于顯示器成直角的軸轉(zhuǎn)來(lái)轉(zhuǎn)去，沿左觸摸面移動(dòng)的手指與沿右觸摸面移動(dòng)的手指相反的方向移動(dòng)。通過(guò)橫向通過(guò)觸摸面并以互相相反方向在觸摸面上移動(dòng)手指，可以以同樣方式使對(duì)象沿裝置的縱向轉(zhuǎn)來(lái)轉(zhuǎn)去。不僅如此，通過(guò)在觸摸面的縱向并以相同方向在右側(cè)面和左側(cè)面移動(dòng)手指，可以使對(duì)象沿裝置的橫向轉(zhuǎn)來(lái)轉(zhuǎn)去。
對(duì)于薄膜類(lèi)型的實(shí)施例，本發(fā)明的一個(gè)重要優(yōu)勢(shì)在于，某種薄膜彎曲觸摸面可以提供較小阻力被壓下，因?yàn)椴恍枰熘圃煊|摸面的薄膜。因此所需的激活力小于已知觸摸面所需的激活力。在已知的觸摸面上，隨著所需的激活力的增加，更靠近的一個(gè)會(huì)到達(dá)邊，并且這意味著，因?yàn)槭种付亲冃螘?huì)導(dǎo)致精度顯著不可靠(參考圖11b)。還應(yīng)最好減小激活力，因?yàn)樾纬捎|摸面的薄膜或其等效物承受較小的應(yīng)變。這些問(wèn)題意味著，利用已知技術(shù)不可能獲得長(zhǎng)、窄型觸摸面。然而，利用本發(fā)明由于使用較小的接觸壓力，所以這是可能的。
利用彎曲觸摸面的又一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于，與已知的平板觸摸面相反，接觸壓力更線(xiàn)性，即更均勻。線(xiàn)性與其它優(yōu)勢(shì)一道會(huì)增加觸摸面的清晰度并且還可以將保護(hù)層或薄膜設(shè)置在觸摸面的外層，而不會(huì)明顯破壞觸摸面的功能和/或清晰度。如果利用已知的觸摸面，這是不可能的。如果利用已知的薄膜型觸摸面，隨著接觸壓力的增加，更接近的會(huì)到達(dá)側(cè)面，然而利用根據(jù)本發(fā)明的彎曲觸摸面，接觸壓力在彎曲方向大致為常數(shù)。通過(guò)對(duì)分別示出根據(jù)本發(fā)明的輸入設(shè)備和已知薄膜型觸摸板的圖11a和圖11b進(jìn)行比較，本發(fā)明的此優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)。
在優(yōu)選實(shí)施例中，觸摸面的第二方向長(zhǎng)于第一方向(彎曲方向)，特別是觸摸面對(duì)于與第二方向平行的線(xiàn)性幾何軸單彎曲。在這種情況下，通過(guò)在縱向物理延伸觸摸面，可以確定觸摸面在縱向的定位精度。與已知的平板、非彎曲觸摸面比較，縱向的定位精度大致不發(fā)生變化，但是由于顯示器未被遮蔽，所以通過(guò)顯示器的視覺(jué)反饋，即利用光標(biāo)移動(dòng)，實(shí)際上可以提高縱向精度。
根據(jù)特定優(yōu)選實(shí)施例，在裝置的側(cè)面整體設(shè)置彎曲觸摸面。在此實(shí)施例中，觸摸面具有兩條平行的縱向邊，在這兩條平行的縱向邊之間設(shè)置彎曲觸摸面，并且縱向邊還分別與裝置的正面和背面相接。此實(shí)施例的優(yōu)勢(shì)在于，大體上整個(gè)正面可以用作顯示單元并且顯示單元可以最大限度向外延伸到正面的縱向邊。
觸摸面在其縱向比在其橫向優(yōu)先具有更大的延伸。特別是彎曲方向上的觸摸面寬度可以制造得遠(yuǎn)小于顯示單元的顯示區(qū)的寬度。以本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練技術(shù)人員公知的方式，可以獲得手指在觸摸面的移動(dòng)與顯示區(qū)上獲得的移動(dòng)(成正反饋)的要求比值。特別是對(duì)于在觸摸面的橫向方向上的移動(dòng)，此比值可以明顯更大。例如，縱向方向的比值可以是1∶1(絕對(duì)反饋)，這樣在觸摸面的縱向選擇的位置對(duì)應(yīng)于位于觸摸面上與此位置完全相對(duì)的顯示區(qū)的縱向上的位置，因此可以為用戶(hù)提供良好視覺(jué)反饋。這種良好視覺(jué)反饋保證用戶(hù)能夠定位光標(biāo)或在顯示器上選擇一個(gè)區(qū)域，從而以更快、更可靠的方式激活要求的功能。
觸摸面不需要，但是可以接近與顯示器的顯示區(qū)具有相同的長(zhǎng)度。另一方面，觸摸面可以略長(zhǎng)于顯示區(qū)的長(zhǎng)度。
可以在第二方向?qū)⒂|摸面劃分為兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)域或部分?？梢杂山Y(jié)構(gòu)裝置和/或邏輯裝置(即只受軟件控制)進(jìn)行劃分。利用電分離區(qū)域可以實(shí)現(xiàn)由結(jié)構(gòu)裝置進(jìn)行的劃分，可以在具有通用觸摸面的同一個(gè)輸入設(shè)備內(nèi)產(chǎn)生電分離區(qū)域。然而，由結(jié)構(gòu)裝置劃分的兩個(gè)相鄰區(qū)域可以用作一個(gè)邏輯相干區(qū)。利用指出顯示單元觸摸面上的不同壓力面或區(qū)域的軟件可以實(shí)現(xiàn)邏輯分區(qū)。
通常，在觸摸面上一次只能激活一個(gè)位置，或者如果如上所述利用結(jié)構(gòu)裝置將觸摸面劃分為區(qū)域，則一次只能激活各區(qū)域上的一個(gè)位置。
在一個(gè)實(shí)施例中，觸摸面包括上部和下部，當(dāng)用戶(hù)手持裝置時(shí)，只有通常由拇指控制的上部被激活。這樣可以避免用戶(hù)手掌偶然激活觸摸面的下部。例如，通過(guò)按觸摸面下部上的正確縱向位置，觸摸面的下部可以用于直接控制表中的功能按鈕。換句話(huà)說(shuō)，觸摸面的上部可以用于進(jìn)行二維控制，而下部可以用于進(jìn)行一維控制。
可以以已知方式使觸摸面在垂直于觸摸面的方向敏感以激活各種功能，例如可以點(diǎn)擊顯示器上的各種按鈕的特性。實(shí)現(xiàn)此的一種方式是在上述內(nèi)部薄膜內(nèi)引入第三薄膜。通過(guò)一起按下上述外部薄膜和內(nèi)部薄膜可以對(duì)位置進(jìn)行控制。通過(guò)增加壓力可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊功能，這樣內(nèi)部薄膜與第三薄膜接觸。當(dāng)電流接近接觸時(shí)，可以用電方法對(duì)內(nèi)部薄膜與第三薄膜的接觸進(jìn)行記錄。此解決方案對(duì)用戶(hù)提供機(jī)械反饋。為了為用戶(hù)提供正確的壓力感受，各薄膜可以具有不同的韌性。
例如，實(shí)現(xiàn)激活顯示在顯示器上的功能的另一種方式是定義當(dāng)觸摸面承受的壓力被釋放時(shí)進(jìn)行激活或“點(diǎn)擊”。
有幾種已知方式可以實(shí)現(xiàn)對(duì)觸摸面上的按下位置的坐標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)/確定。例如，已知技術(shù)利用電阻方法、電容方法以及基于表面波的方法。最可取的方法是優(yōu)先采用薄膜形成觸摸面的方法。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種觸摸板型手控輸入設(shè)備，該手控輸入設(shè)備包括觸摸面，在第一方向和第二方向位置敏感并且用戶(hù)可以在此觸摸面上移動(dòng)手指；用于檢測(cè)手指在觸摸面上的位置的裝置，其中觸摸面是對(duì)平行于所述第二方向的線(xiàn)性幾何軸的凸形單彎曲面，此輸入設(shè)備的特征在于，利用有兩條邊平行于所述線(xiàn)性幾何軸的彈性外部薄膜的外層形成觸摸面，并且在顯示設(shè)備上這樣固定彈性外部薄膜，即如果假定反抗的直接結(jié)果是形成平板，則它被拉伸成凸形、單彎曲的彈性面。
本發(fā)明此方面的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是，可以將外部薄膜生產(chǎn)或機(jī)械加工成平板型成品薄膜。然后，可以將成品薄膜固定到手控輸入設(shè)備并且在此時(shí)獲得其彎曲形狀。根據(jù)制造平板輸入設(shè)備薄膜的已知方法，可以用相對(duì)簡(jiǎn)單的方法加工薄膜。例如，如果需要，則可以通過(guò)印刷過(guò)程對(duì)薄膜設(shè)置適當(dāng)成形的層和導(dǎo)體。
觸摸面的第二方向優(yōu)先長(zhǎng)于其第一方向。輸入設(shè)備還可以包括設(shè)置在內(nèi)部與外部薄膜隔離的彎曲內(nèi)部薄膜。可以通過(guò)拱形基底設(shè)置內(nèi)部薄膜，并且優(yōu)先地被固定到此基底。為了獲得必要間距，外部薄膜的曲率應(yīng)比外部薄膜被按下的表面(例如彎曲內(nèi)部薄膜的外側(cè))的曲率大。例如，這可以通過(guò)制造橫向稍寬的外部薄膜并將薄膜的縱向側(cè)與觸摸面的縱向邊固定到一起實(shí)現(xiàn)。為了保持薄膜間的間距，外部薄膜應(yīng)有彈性地離開(kāi)內(nèi)部薄膜，用戶(hù)用手指壓觸摸面時(shí)可以減小此間距。薄膜之間的間距自然還會(huì)受到特別是邊緣處的適當(dāng)墊圈的影響。
外部薄膜和內(nèi)部薄膜可以由同一種薄膜制造，這種薄膜被設(shè)置了必要層和導(dǎo)體并沿折疊線(xiàn)折疊以形成內(nèi)部薄膜和外部薄膜。
利用根據(jù)本發(fā)明的彎曲觸摸面的輸入設(shè)備在有限區(qū)域上可以實(shí)現(xiàn)窄觸摸面。利用傳統(tǒng)平板觸摸盤(pán)，這是不可能實(shí)現(xiàn)的。傳統(tǒng)平板觸摸盤(pán)的墊圈部件要求距離墊圈部件2mm的間距防止接觸觸摸盤(pán)，因?yàn)閭鹘y(tǒng)觸摸盤(pán)通過(guò)將外部薄膜拉伸到內(nèi)部薄膜進(jìn)行激活。如果沒(méi)有此安全間距，就存在外部薄膜被變形和/或變得與墊圈分離的危險(xiǎn)。這樣就浪費(fèi)了部分有效區(qū)域，即這部分區(qū)域被墊圈部件(在一個(gè)方向至少2+2mm)和2+2mm的安全裕度(參考圖11b)占用了。例如，如果要制造窄至12mm的觸摸盤(pán)，則8mm的無(wú)效區(qū)域自然不可接受。在根據(jù)本發(fā)明的輸入設(shè)備中可以克服此問(wèn)題，因?yàn)椴话l(fā)生拉伸。
此外，傳統(tǒng)觸摸盤(pán)不能被彎曲成凸形又能保持它們的功能，因?yàn)榈酵獠勘∧さ木嚯x可能不恰當(dāng)。
因此，根據(jù)本發(fā)明，可以生產(chǎn)小型、手持電子裝置，例如移動(dòng)電話(huà)，在小型、手持電子裝置中，相對(duì)較窄的側(cè)面可以用于以人類(lèi)工程學(xué)的方式輸入文本、數(shù)字、例如光標(biāo)、二維對(duì)象或三維對(duì)象的二維圖像的移動(dòng)和控制功能。此外，還提供了一種裝置，此裝置的大多數(shù)正面可以被用作顯示區(qū)，而顯示區(qū)不會(huì)被遮蔽，一只手的手指可以以自然方式握持裝置，并用同一只手的手指控制此裝置。這是可能的，因?yàn)檩斎霐?shù)據(jù)時(shí)不需要操作裝置正面上的單獨(dú)鍵盤(pán)或物理按鈕。而在此裝置的窄側(cè)面，對(duì)根據(jù)本發(fā)明的裝置設(shè)置一個(gè)或多個(gè)壓敏觸摸面。此外，還提供了設(shè)置沿顯示器的全長(zhǎng)延伸的、這樣接近顯示器以致在觸摸面與顯示器之間可以獲得極好的視覺(jué)反饋的、又不會(huì)明顯影響此裝置的大小的觸摸面的可能性。例如，這意味著，在屏幕上可以顯示虛擬鍵，并且可以快速、方便地利用觸摸面對(duì)按鍵過(guò)程進(jìn)行控制。
如果將觸摸面整體設(shè)置到此裝置的側(cè)面，則觸摸面的寬度就不能比裝置的厚度大，裝置的厚度大約是12mm或更小。觸摸面的長(zhǎng)度通常沒(méi)有極限，因?yàn)榭梢岳醚b置的全部長(zhǎng)度。用手指壓，尤其是用拇指壓僅12mm寬的窄、平、長(zhǎng)方形平面不能提供可接受的精度，并且需要非常大的力。然而，根據(jù)本發(fā)明利用在其橫向具有凸形的觸摸面可以解決此問(wèn)題。
圖3示出圖1所示的移動(dòng)電話(huà)的內(nèi)部框架或結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；圖4示出圖3所示的框架的俯視圖；圖5示出通過(guò)圖4所示的輸入設(shè)備的斷面圖；圖6示出圖5所示的輸入設(shè)備的部分放大圖；圖7示出生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的輸入設(shè)備的生產(chǎn)方法；圖8示出生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的第二輸入設(shè)備的生產(chǎn)方法；圖9示出圖7和圖8所示的輸入設(shè)備的、未按比例描繪的示意斷面圖；圖10圖解示出根據(jù)本發(fā)明功能的一個(gè)方面；圖11圖解示出根據(jù)本發(fā)明功能的第二方面；圖12示出用于說(shuō)明如何固定輸入設(shè)備實(shí)例的移動(dòng)電話(huà)的俯視圖。
優(yōu)選實(shí)施例的說(shuō)明圖1和圖2所示的組合的移動(dòng)電話(huà)/萬(wàn)維網(wǎng)瀏覽器具有正面2、背面3、兩個(gè)相對(duì)側(cè)面4、5、底面6以及頂面7。設(shè)置在移動(dòng)電話(huà)1內(nèi)部的通信裝置包括天線(xiàn)8、麥克風(fēng)9、揚(yáng)聲器10以及電子收發(fā)信機(jī)電路(未示出)。電子收發(fā)信機(jī)電路可以是傳統(tǒng)類(lèi)型的收發(fā)信機(jī)電路，因此不做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。將具有長(zhǎng)方形顯示區(qū)12的顯示單元設(shè)置在正面2上，并將電池室13設(shè)置在背面3。與傳統(tǒng)移動(dòng)電話(huà)不同，顯示單元的顯示區(qū)12幾乎占據(jù)了整個(gè)正面2。只有顯示區(qū)12上、下的兩個(gè)小區(qū)域分別供揚(yáng)聲器10和麥克風(fēng)9占用。移動(dòng)電話(huà)/萬(wàn)維網(wǎng)瀏覽器1還包括各種功能必需的電子電路(未示出)，例如處理器、顯示器驅(qū)動(dòng)單元、存儲(chǔ)電路等，它們?yōu)楸炯夹g(shù)領(lǐng)域內(nèi)的熟練技術(shù)人員所公知，因此不做詳細(xì)說(shuō)明。圖2還示出位于背面3上的攝像機(jī)14，它不是本發(fā)明所需的，因此不做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
為移動(dòng)電話(huà)1設(shè)置兩個(gè)用手指控制的、分別沿側(cè)面4和側(cè)面5延伸的、用于控制移動(dòng)電話(huà)1及其顯示單元的、“觸摸板”型細(xì)長(zhǎng)輸入設(shè)備20、21。此實(shí)施例包括兩個(gè)輸入設(shè)備，但是更簡(jiǎn)單的實(shí)施例可以?xún)H具有一個(gè)輸入設(shè)備，優(yōu)先具有位于右側(cè)面4上、用右手拇指控制的輸入設(shè)備。
此實(shí)施例中的移動(dòng)電話(huà)1的特征在于，沒(méi)有物理鍵、拇指旋輪等形式的其它輸入設(shè)備。利用輸入設(shè)備20、21，對(duì)用戶(hù)來(lái)講，可以實(shí)現(xiàn)所有激活過(guò)程和控制過(guò)程。
現(xiàn)在將對(duì)右側(cè)輸入設(shè)備20的基本設(shè)計(jì)進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)右側(cè)輸入設(shè)備20的設(shè)計(jì)與對(duì)左側(cè)輸入設(shè)備21的設(shè)計(jì)大致相同。如圖5和圖6所示，從內(nèi)部觀察，輸入設(shè)備20包括下列3個(gè)基本部件(i)細(xì)長(zhǎng)基底22，具有拱形面23和背面24；(ii)內(nèi)部薄膜25以及(iii)外部薄膜26。可以在外部薄膜的外部成型彎曲觸摸面，但是在優(yōu)選實(shí)施例中，它被如下所述的柔性外殼覆蓋。圖3和圖4示出具有輸入設(shè)備、而沒(méi)有外殼或電池的移動(dòng)電話(huà)1的內(nèi)部框架11。
根據(jù)圖3和圖4所示的實(shí)施例，在移動(dòng)電話(huà)的側(cè)面4和側(cè)面5這樣設(shè)置輸入設(shè)備20和輸入設(shè)備21，即輸入設(shè)備20和輸入設(shè)備21的表面對(duì)著正面2的法線(xiàn)的90度方向。這意味著此方向?qū)?yīng)于輸入設(shè)備20和輸入設(shè)備21的縱向邊之間延伸的平面的法線(xiàn)。圖12示出一個(gè)變換實(shí)施例，在此變換實(shí)施例中，這樣旋轉(zhuǎn)輸入設(shè)備20、輸入設(shè)備21的表面的主向，即它與正面2的法線(xiàn)大致成45度角。
在一個(gè)實(shí)施例中，輸入設(shè)備的縱向邊分別與移動(dòng)電話(huà)的正面2和背面3相接。在另一個(gè)可能實(shí)施例中，一個(gè)所述縱向邊與移動(dòng)電話(huà)的正面和背面相接，而另一個(gè)縱向邊與移動(dòng)電話(huà)的一個(gè)側(cè)面4、5相接。在又一個(gè)可能實(shí)施例中，兩個(gè)所述縱向邊均與移動(dòng)電話(huà)的一個(gè)側(cè)面4、5相接。
在圖1至圖4所示的實(shí)施例中，基底22接近127mm長(zhǎng)、13.5mm寬，這些尺寸適合裝置的側(cè)面4的尺寸。曲面23的曲率半徑接近1cm。在此實(shí)施例中，利用厚度為0.05mm的PET塑料薄膜制造內(nèi)部薄膜25和外部薄膜26，但是也可以使用其它材料和厚度。內(nèi)部薄膜25的區(qū)域與基底22的曲面23的大小一樣，并利用諸如自粘膠帶的粘合劑層27將內(nèi)部薄膜25的區(qū)域固定到基底的曲面23。以適當(dāng)方式將基底22的平坦背面24安裝到側(cè)面4。在變換實(shí)施例中，而是將基底23與圖3和圖4所示的框架11集成在一起，即與框架11構(gòu)建成一片。
利用絕緣漆28與粘合劑的帶狀層，在兩個(gè)長(zhǎng)邊29，將外部背面26與內(nèi)部背面25電絕緣。外部薄膜26比內(nèi)部薄膜稍寬(在本實(shí)施例情況下接近13.9mm)，這樣通過(guò)將外部薄膜26固定到編號(hào)29表示的縱向邊，有理由認(rèn)為它比內(nèi)部薄膜25具有更尖銳的彎曲部分。其結(jié)果是，從內(nèi)部薄膜25向上提升外部薄膜26，并在內(nèi)部薄膜與外部薄膜之間形成在中部位置P1約為0.25mm，在邊緣位置P2形成約為0.05mm的小間隙Δ。因此，不需要任何隔離墊圈部件就可以實(shí)現(xiàn)此間隙Δ。由于外部薄膜26具有彈性，所以在用戶(hù)臨時(shí)放手指的位置，間隙Δ會(huì)暫時(shí)消失。為了接觸內(nèi)部薄膜25，不需要拉伸外部薄膜26。只有絕緣肩28上方的區(qū)域是觸摸面的無(wú)效區(qū)域。由于外部薄膜26具有彈性，所以當(dāng)用戶(hù)釋放手指壓力時(shí)，間隙Δ就復(fù)原。
如果用電阻記錄輸入設(shè)備的觸摸面上的按下位置的坐標(biāo)，則在此實(shí)施例中，用已知方式為內(nèi)部薄膜25和外部薄膜26設(shè)置電阻層，在電阻層互相相對(duì)的兩側(cè)設(shè)置電極，例如，電阻層是圖形混合的。
現(xiàn)在將對(duì)輸入設(shè)備20和輸入設(shè)備21的生產(chǎn)方法進(jìn)行說(shuō)明。首先合并參考圖7和圖9，它們圖解示出移動(dòng)電話(huà)的左輸入設(shè)備20的生產(chǎn)過(guò)程。圖9所示的斷面圖在水平方向進(jìn)行了大比例縮小而在垂直方向進(jìn)行了放大。當(dāng)裝置1處于水平位置時(shí)，即在用作萬(wàn)維網(wǎng)瀏覽器期間，希望主要使用左輸入設(shè)備20。因此，正如以下進(jìn)一步說(shuō)明的那樣，左輸入設(shè)備20作為一個(gè)單輸入設(shè)備足以并且不需要象右輸入設(shè)備那樣在其縱向劃分為兩個(gè)區(qū)域。
圖7的上部示出為了成型內(nèi)部薄膜25和外部薄膜26要求沿縱向折疊軸L折疊的相干薄膜。在成品輸入設(shè)備21中，內(nèi)部薄膜和外部薄膜在折疊線(xiàn)L處相接(參考圖6)，外部薄膜26在對(duì)邊稍許伸出到內(nèi)部薄膜之外。通常，不需要內(nèi)部薄膜25與外部薄膜26相接，而是可以包括兩個(gè)分離薄膜。圖7的下部示出直接施加到例如非折疊的薄膜25、26上的銀質(zhì)印刷線(xiàn)路與電極圖形30。圖形30包括兩個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的x電極31，互相平行地設(shè)置在外部薄膜26上；以及兩個(gè)相對(duì)較短的y電極32，互相平行地設(shè)置在內(nèi)部薄膜25上，x電極31和y電極32分別用于確定用戶(hù)用手指按的點(diǎn)的x位置和y位置。通過(guò)導(dǎo)體將電極31和電極32連接到連接端33。將兩層Dupont 5018G絕緣漆層34、35噴涂到圖形30上。然后，將兩層電阻圖形36、37施加到兩層Dupont 5018G絕緣漆層34、35。將兩層電阻圖形36、37分別電連接到電極31和電極32，如圖9所示，并將它們互相絕緣。它們的寬度明顯比圖9所示的寬度寬并與觸摸面在橫向的延伸對(duì)應(yīng)。當(dāng)施加圖形層36和圖形層37時(shí)，它們將分別與電極31和電極32實(shí)現(xiàn)直接電連接，如圖9中的細(xì)線(xiàn)圖解所示。最后，將絕緣層28施加到圖形層36和圖形層37以使它們?cè)诒∧ふ郫B的縱向邊互相保持絕緣。
然后，沿折疊軸L折疊具有涂層和線(xiàn)路圖形的薄膜25、26，這樣部分薄膜26就重疊在另一部分薄膜25上從而形成成品輸入設(shè)備20，準(zhǔn)備通過(guò)連接端33連接到驅(qū)動(dòng)電子電路。在所示的此實(shí)施例中，利用細(xì)狹縫60和在折疊期間作為“鉸接機(jī)構(gòu)”并將兩個(gè)薄膜連接在一起的中間連接機(jī)構(gòu)61，沿折疊軸L設(shè)置各薄膜。沿外部連接機(jī)構(gòu)62布置線(xiàn)路圖形30。
上述結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于，象汽車(chē)道那樣互相隔開(kāi)、在電極和導(dǎo)體上方設(shè)置電阻層36、電阻層37，這樣可以顯著節(jié)省空間。不需要單獨(dú)墊圈，此結(jié)構(gòu)作為整體成本效率高并且有利于生產(chǎn)。
如圖8所示，除了在其縱向?qū)⑵鋮^(qū)域劃分為上部21-1和下部21-2之外，右輸入設(shè)備21的生產(chǎn)方式完全相同。上部21-1和下部21-2分別利用兩個(gè)x電極31和兩個(gè)y電極32。在其它方面制造方法相同。這樣接線(xiàn)劃分可以，當(dāng)右手拇指正在控制上部21-1時(shí)，如果希望避免無(wú)意中被右手手掌激活下部21-2，則可以利用適當(dāng)軟件關(guān)閉下部21-2。
由于實(shí)現(xiàn)輸入設(shè)備20、輸入設(shè)備21的定位功能的方法被公知，因此不做詳細(xì)說(shuō)明。利用交替具有適當(dāng)頻率的必要驅(qū)動(dòng)電路，可以對(duì)電阻層36、電阻層37施加電壓。當(dāng)用戶(hù)在特定點(diǎn)一起壓圖形層36、圖形層37時(shí)，通過(guò)對(duì)暫時(shí)未承受電壓的層進(jìn)行高阻測(cè)量，可以在兩個(gè)方向確定此點(diǎn)的位置。這種位置確定過(guò)程用于控制顯示單元11，例如對(duì)顯示在顯示單元11上的光標(biāo)進(jìn)行控制、選擇顯示在顯示單元11上的虛擬按鈕等。輸入設(shè)備20、21的功能尤其可以進(jìn)行控制應(yīng)用。
這種布置最好對(duì)壓力大小敏感，這可以通過(guò)利用電阻方法確定電阻層36與電阻層37之間按下的有效接觸面積來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)接觸壓力增大時(shí)，接觸面積會(huì)增加，因?yàn)槭种赴l(fā)生變形。這時(shí)過(guò)渡電阻會(huì)降低，并可以實(shí)現(xiàn)對(duì)壓力有多強(qiáng)進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)在x方向和y方向選擇了正確位置時(shí)，這樣就可以激活各種功能。如上所述，通過(guò)在內(nèi)部薄膜內(nèi)應(yīng)用第三薄膜，還可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)擊功能。
在上述實(shí)施例的替換實(shí)施例中，可以利用陣列系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)輸入設(shè)備20、輸入設(shè)備21，該陣列系統(tǒng)包括一組互相交叉的導(dǎo)體，例如在一個(gè)薄膜上設(shè)置列而在另一個(gè)薄膜上設(shè)置行。利用掃描過(guò)程可以容易地確定按下位置。
如上所述，可以使顯示單元對(duì)振動(dòng)不敏感，因?yàn)椴恍枰嵝杂|摸面覆蓋顯示區(qū)12。為了使裝置更好地承受外部影響，例如潮氣和風(fēng)吹，除了顯示區(qū)12和電池蓋13之外，裝置的框架11可以被適當(dāng)防水和/或減震材料覆蓋，例如彈性材料外殼。此外殼尤其要覆蓋輸入設(shè)備20、輸入設(shè)備21，并且必須具有柔性從而不影響其功能?？梢詾榇送鈿さ谋砻嬖O(shè)置在輸入設(shè)備20、輸入設(shè)備21的觸摸面的上方可以用身體可以感受到的圖形，例如圖1和圖2所示的縱向筋。還可以將這種圖形直接設(shè)置在外部薄膜26的外部。此外殼還可以與覆蓋顯示區(qū)12的透明防護(hù)薄膜或防護(hù)板集成到一起。如果此透明表面被擦傷，則可以通過(guò)用集成在一起的、透明防護(hù)薄膜或板替換此外殼，容易地替換此透明表面。
權(quán)利要求
1.一種手持電子裝置或袖珍電子裝置(1)，例如移動(dòng)電話(huà)，該電子裝置(1)包括顯示單元和在用于控制電子裝置的第一方向和第二方向?qū)ξ恢妹舾械挠|摸面(20、21)，其特征在于，顯示單元具有占據(jù)了裝置(1)的大部分正面(2)的顯示區(qū)(12)，其特征還在于，在裝置(1)的側(cè)面(4、5)設(shè)置觸摸面(20、21)，并將觸摸面(20、21)在第一方向彎曲成凸形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中觸摸面(20、21)的第二方向長(zhǎng)于第一方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中觸摸面(20、21)是關(guān)于平行于第二方向的線(xiàn)性幾何軸單彎曲的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之任一所述的裝置，其中在裝置(1)的側(cè)面(4、5)設(shè)置整個(gè)觸摸面(20、21)，并且觸摸面(20、21)具有兩條平行縱向邊，在這兩條平行縱向邊之間布置彎曲觸摸面(21、20)，并且這兩條縱向邊分別與裝置(1)的正面(2)和背面(3)相接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3之任一所述的裝置，其中在裝置(1)的側(cè)面(4、5)設(shè)置整個(gè)觸摸面(20、21)，并且觸摸面(20、21)具有兩條平行縱向邊，在這兩條平行縱向邊之間布置彎曲觸摸面(21、20)，并且其中至少所述縱向邊之一與裝置(1)的側(cè)面(4、5)相接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3之任一所述的裝置，其中在裝置(1)的側(cè)面(4、5)設(shè)置彎曲觸摸面(20、21)，并將少部分彎曲觸摸面(20、21)設(shè)置到裝置(1)的正面(2)。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一所述的裝置，其中顯示區(qū)(12)在對(duì)應(yīng)于在觸摸面(20、21)的第一方向進(jìn)行定位的方向上的延伸大于觸摸面(20、21)在第一方向的延伸。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一所述的裝置，其中顯示區(qū)(12)在對(duì)應(yīng)于在觸摸面(20、21)的第二方向進(jìn)行定位的方向上的延伸大致等于觸摸面(20、21)在第二方向的延伸。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一所述的裝置，其中觸摸面(21)在第二方向至少被劃分為具有單獨(dú)位置確定的兩部分觸摸面(21-1、21-2)。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一所述的裝置，其中彎曲觸摸面(1)包括第一彎曲觸摸面(21)，并且裝置(1)具有第二彎曲觸摸面(20)，并且其中在裝置(1)的相對(duì)兩個(gè)側(cè)面(4、5)設(shè)置第一彎曲觸摸面(21)和第二彎曲觸摸面(20)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中彎曲觸摸面(21、20)是關(guān)于與所述第二方向平行的線(xiàn)性幾何軸的凸形單彎曲面，并且其中利用有兩邊與所述線(xiàn)性幾何軸平行的彈性外部薄膜(26)的外側(cè)成形觸摸面(21、20)，并且在這兩邊這樣固定彈性外部薄膜(26)，使得作為其努力呈現(xiàn)平板形狀的直接結(jié)果，它被拉伸成凸形、單彎曲的彈性面。
12.一種手控輸入設(shè)備(20、21)，該手控輸入設(shè)備包括觸摸面，在第一方向和第二方向?qū)ξ恢妹舾胁⑶矣脩?hù)可以在此觸摸面上移動(dòng)手指；用于檢測(cè)手指在觸摸面(20、21)上的所述兩個(gè)方向上的位置的裝置(25、26、30、36、37)，其中觸摸面(21、20)是關(guān)于平行于所述第二方向的線(xiàn)性幾何軸的凸形單彎曲面，其特征在于，利用有兩條邊平行于所述線(xiàn)性幾何軸的彈性外部薄膜(26)的外層形成觸摸面(21、20)，并且在這兩邊這樣固定彈性外部薄膜，使得作為其努力呈現(xiàn)平板形狀的直接結(jié)果，它被拉伸成凸形、單彎曲的彈性面。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的輸入設(shè)備，其中觸摸面(20、21)在第二方向長(zhǎng)于第一方向。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的輸入設(shè)備，其中觸摸面(20、21)是關(guān)于平行于所述第二方向的線(xiàn)性幾何軸的單彎曲面。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至14所述的輸入設(shè)備，該輸入設(shè)備還包括設(shè)置在外部薄膜(26)內(nèi)并與外部薄膜(26)隔離的彎曲內(nèi)部薄膜(25)。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的輸入設(shè)備，其中外部薄膜(26)的曲率大于內(nèi)部薄膜(25)的曲率。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的輸入設(shè)備，其中外部薄膜(26)在橫向的延伸大于內(nèi)部薄膜(25)在橫向的延伸，這樣當(dāng)薄膜(25、26)被固定到沿其對(duì)側(cè)的縱向邊形成的凸形上時(shí)，就與內(nèi)部薄膜(25)之間產(chǎn)生相對(duì)間距。
全文摘要
本發(fā)明涉及手持電阻裝置或袖珍電子裝置(1),例如移動(dòng)電話(huà),該電子裝置(1)包括在用于控制電子裝置(1)的第一方向和第二方向位置敏感的顯示單元與觸摸面(20、21)。顯示單元具有占據(jù)了裝置(1)的大部分正面(2)的顯示區(qū)12。在裝置(1)的側(cè)面(4、5)設(shè)置觸摸面(20、21),并將觸摸面(20、21)在第一方向彎曲成凸形。本發(fā)明還涉及具有這樣彎曲的觸摸面的輸入設(shè)備。本發(fā)明可以方便用戶(hù)用一只手控制裝置(1),而又不遮蔽顯示區(qū)(12)。還可以以人類(lèi)工程學(xué)的正確方式對(duì)裝置(1)進(jìn)行控制。不僅如此,本發(fā)明可以不使用鍵盤(pán)或類(lèi)似的輸入設(shè)備對(duì)裝置(1)進(jìn)行控制。本發(fā)明還可以對(duì)光標(biāo)或?qū)ο筮M(jìn)行二維操作或三維操作。本發(fā)明還可以制造這樣窄的二維觸摸面(20、21),即它適于被設(shè)置到裝置(1)的側(cè)面(4、5)。
文檔編號(hào)G06F3/0488GK1343330SQ0080492
公開(kāi)日2002年4月3日 申請(qǐng)日期2000年3月10日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月12日
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