专利名称：具有各种键盘的便携式设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及便携式电子设备。更具体地，本发明涉及具有各种键盘的电子设备，这些键盘根据所采用的是哪一个键盘而展示出不同的键排列和显示取向。
背景技术：
对于商务和个人用途来说，诸如移动电话、寻呼机、手持计算机、个人数字助理(PDA)和手持游戏设备的便携式电子设备正在变得日益普及。这些设备的一个优点是它们的便携性，该便携性归因于它们体积小、重量轻、电池供电或无绳操作以及在某些情况下它们的无线通信能力。这些特征允许用户无论在所期望的何时何处都可以利用这些便携式电子设备。
然而，由于这些设备的日益普及，单个用户同时携带多于一个这些设备是常见的。例如，用户可能在他们的皮带上缚有移动电话和双向寻呼机，同时在口袋里携带PDA并且在他们的包里携带游戏设备。如此，用独立的设备完成每种服务或功能给这样的用户造成了问题，其中该用户需要由这些便携式设备提供的多于一种或两种服务/功能。
设计者已经意识到了设备激增的这个问题，并且已经尝试将多个服务或功能合并到单个设备中。以这种方式，用户可以仅需要单个设备，该单个设备具有对应于多个所期望的服务和功能的多个操作模式。然而，将许多操作模式合并到单个设备中的一个缺点是每种服务或功能典型地具有已确定的结构，包括整体形状以及元件的数目和特定类型。例如，移动电话通常包括由12个键组成的电话键盘用于表示数字0-9的每个键、以及用于表示“*”和“#”字符的单独的键。此外，移动电话通常取以其长度在垂直轴延伸的方向使用，从而使得其显示单元位于键盘的上方，并且从而使得在该取向上用户可以阅读显示器的字母数字或图形输出。与此相反，典型地，双向寻呼机包括诸如QWERTY键盘的字母数字键盘，该QWERTY键盘可以包括数目是电话键盘两倍的键。此外，典型地，双向寻呼机具有在使用期间观看的宽度大于长度的显示器。在尝试对服务/功能进行合并时，设计者需要可以将这些已确定的取向和元件组安装在其上的表面区域。这种对表面区域增加的需求与维持具有紧凑和可携带大小的设备的整体目标相矛盾。
因此，期望具有多层功能元件的便携式电子设备，在提供多种功能的同时具有紧凑和可携带的大小。
发明内容
所公开的实施例为电子设备提供了多用途用户接口。根据一方面，所公开的方法包括展开多个输入装置中的一个、检测展开的是该多个输入装置中的哪一个、并且基于所展开的输入装置确定显示器上显示的信息的取向。
根据另一方面，所公开的电子设备包括在第一方向上可移动的第一模块层，可相对移动地连接到第一模块层的第二模块层，以及可相对移动地连接到第二模块层并且可在第二方向上移动的第三模块层。
在随后的描述中部分地提出所公开的实施例的其它方面和优点，并且这些其它方面和优点部分地从描述中显而易见，或者可以通过所公开的实施例的实践来认识它。还可以通过尤其是所附权利要求中指出的手段和组合来实现和获得所公开的实施例的这些方面和优点。
在下文中将结合附图对所公开的实施例进行描述，提供附图用于对所公开的实施例进行说明，而不是要限制所公开的实施例，其中相同的标号代表相同的元件，并且在附图中图1是处于第一或者中立位置的具有多个模块层的电子设备的一个实施例的透视图，该第一或者中立位置对应于第一操作模式；图2是图1的电子设备的透视图，其中上部模块层在第一方向上相对于其余模块层移动，从而激活第二操作模式；图3是图1的电子设备的透视图，其中下部模块层在第二方向上相对于其余模块层移动，从而激活第三操作模式；图4是对应于图2的电子设备的透视图，其包括在上部和中间模块层之间的连接机构的一个实施例；图5是对应于图3的电子设备的透视图，其包括在中间和下部模块层之间的连接机构的一个实施例；以及图6是图4和图5的连接机构的一个实施例的透视图。
具体实施例方式
所公开的实施例包括用于为电子设备提供各种键盘的设备和方法。图1-3说明了一个实施例中的电子设备12，该电子设备12具有多个可移动的互连模块层14、16、18，该可移动的互连模块层14、16、18为电子设备12提供了多种功能性性能。在一个实施例中，例如参考图1，当模块层14、16、18位于第一或中立位置时，电子设备12可以具有诸如游戏模式的第一操作模式，这时可以采用诸如在电子设备12的外表面上的显示单元22和方向键盘24、26的第一组元件20。参考图2，当在第一方向28上相对于第二和第三模块层16、18移动第一模块层14，以便露出诸如在第二模块层16上的电话键盘31和麦克风32的第一组附加元件30时，电子设备12可以具有诸如电话或音频通信模式的第二操作模式。此外，参考图3，当在第二方向34上相对于第一和第二模块层14、16移动第三模块层18，以便露出诸如在第三模块层18上的QWERTY键盘38的第二组附加功能元件36时，电子设备12可以具有诸如寻呼机、PDA或文字通信模式的第三操作模式。
虽然如图所示包括三层，但是电子设备12可以包括任意多个模块层，每个模块层可以包括与一种或多种操作模式相关的一组或多组功能元件。一种或多种操作模式使得设备12能够作为以下的一种或多种设备使用移动、卫星、无线电话或音频通信设备，游戏设备，个人数字助理(PDA)，寻呼机或文字通信设备，全球定位系统(GPS)，用于控制另一系统的远程控制设备，诸如MP3播放器或数字录音机的音频播放器和/或录音设备，静态或动态视频播放器和/或录像设备，计算器设备等。例如，当作为移动电话使用时，设备12可以包括硬件、软件和/或固件，使用诸如码分多址(CDMA)、宽带码分多址(WCDMA)、用于移动通信的全球系统(GSM)、先进移动电话服务(AMPS)和时分多址(TDMA)的协议发送和/或接收与通信相关的信号。
与设备12的诸如模块层14、16、18的每层相关的一组或多组元件可以包括多种类型的功能元件中的一种或多种。这些组元件包括诸如输入和输出类型机构的外部元件，还包括诸如电路板和电路元件的内部元件，其中电路元件诸如晶体管、芯片、固件、存储器、软件和为设备12的一种或多种操作模式配置的处理单元。例如，如上文所述，第一组元件20(图1)可以包括显示器22，该显示器22包括诸如液晶显示器、发光二极管显示器、触摸屏等的任何类型的文字和/或图形输出单元。方向键盘24、26包括开关键、导航键和其它单个或多个功能键，这些功能键与显示器22上图形移动的控制相关或者与产生输入到设备12的输入信号相关。
第一组元件20还可以包括其它元件，诸如音频扬声器66(图1)，如近场和/或远场扬声器，用于输出音频信号；一个或多个指示灯68、70(图1)，其用指示设备12的状态；操作键72、74(图1)，诸如开/关或挂断键以及呼叫接收/发送键；音量键76，其用于增大或减小诸如近场扬声器66的扬声器的音量；一键通按钮78(图2)，其用于在步话机型电话模式中发送语音信号；录音键80(图2)，其用于激活语音录音功能；扬声器/麦克风输入端82(图2)，其用于容纳远程音频扬声器和/或麦克风连接装置；照相机装置，其用于拍摄静止或视频图片；测试端口，其用于连接诸如射频(RF)信号设备的测试或监控设备，以便装配、修理或测试设备12；红外(IR)收发机，其用于通过IR波发送和/或接收数据；电池组，其用于为设备12提供无绳电源；功率/数据连接器，其用于建立到电源的硬线连接，以便对设备12进行操作和/或对电池组进行充电并且发送和/或接收数据；以及天线装置94(图1)，其用于发送和/或接收与设备12的一种或多种模式相关的通信信号。
类似地，第一组和第二组附加元件30、36可以包括与期望的操作模式相关的诸如任何上文所述元件的其它功能元件。应该注意可以将与设备12相关的元件设置成任意组合、并且设置在任意层上，以便为设备12的每种操作模式获得期望的配置。
在操作中，例如，通过设备12每层的相对位置来控制设备12的各种操作模式。对这些层之间的相对移动进行控制的方法包括可移动地互连各模块层以便允许相对移动，使得与每层相关的各功能元件显露出来。此外，为了提供单独操作模式的单独激活，该设备还包括锁定装置，其防止在预定模式的激活期间在预定层之间的移动。
在一个实施例中，例如，返回参考图1-3，可以通过按设备12外表面上的一个键或一系列预定键来激活电子设备12的第一操作模式。例如，第一操作模式可以对应于游戏模式、PDA模式、照相机模式、GPS模式、计算器模式、数据转移模式和/或电话待机模式中的一种或多种。第一组元件20可以应用在各种组合中，以便获得该模式的期望功能。例如，当在该第一模式中作为游戏设备操作时，可以这样握持设备12，使得其宽度是其最长尺寸，并且用方向键盘24、26控制游戏功能。另外，与激活该模式相关，设备12可以基于所选择的操作模式在预定的方向上显示从显示器22输出的文字和/或图形。因此，例如，相对于电话或PDA模式中的文字/图形，游戏模式中的文字/图形可以转向90度。此外，第一组元件20可以同时工作在多于一种模式中，例如，在电话待机模式中，当接收到电话呼叫时可以通过诸如显示器22、指示灯68、70和扬声器66中的一个或多个生成输出。通过随后在第一方向28上滑动上部模块层14或者通过按下呼叫接听键74来接受呼叫，用户可以将设备12改变成电话模式。在PDA模式中，用户可以从显示器22浏览数据并且使用任意键或按钮来产生输入。此外，显示器22可以是允许附加输入的触摸屏显示器。在照相机模式中，用户可以操作该照相机来拍摄静止图片或视频，该照相机还可以允许用户录制任何通过麦克风32(图2)接收的并且与图片或视频相关的音频信号。此外，在数据传送模式中，设备12可以通过测试端口、IR收发器和功率/数据连接器中的一个或多个来对数据进行接收或发送。
在一个实施例中，用户通过在第一方向28上(垂直或向上)移动(例如滑动)上部模块层14并且露出电话键盘31，激活诸如电话模式(图2)的第二操作模式。在该激活步骤期间，锁定系统防止在其余层之间的额外相对移动，这些额外相对移动与激活额外操作模式相关。在电话模式中，设备12中的硬件、软件和/或固件对该模式的激活进行识别，并且确定显示器22的输出的取向，使其排列在与电话键盘31相结合的方向上使用，例如排列在纵向。此外，设备12激活与该模式的功能相关的、诸如用于发送和接收无线信号的通信硬件和软件的预定内部电路。用户可以通过对麦克风32讲话并且通过听扬声器66来进行通信。此外，可以通过在电话键盘31和发送键74上按键、或者通过使用方向键盘24或26来完成与电话相关的附加功能。例如，通过将上部模块层14移动(例如滑动)回中立位置(图1)或者通过按挂断键72，可以关闭该模式。
参考图3，用户通过在第二方向34上(水平或侧向)移动(例如滑动)下部模块层18从而露出QWERTY键盘38来激活寻呼机或双向文字通信模式。在该激活步骤期间，锁定系统防止在其余层之间的额外相对移动，这些额外相对移动与激活额外操作模式相关。在该模式中，设备12中的硬件、软件和/或固件对该模式的激活进行识别，并且确定显示器22的输出的取向，使其排列在与QWERTY键盘38相结合的方向上使用，例如排列在横向。此外，设备12激活与该模式的功能相关的、诸如用于发送和接收无线信号的通信硬件和软件的预定内部电路。例如，用户可以通过阅读由显示器22输出的所接收到的文字消息、或者通过从键盘38输入字符并且经由发送键74发送到另一个设备，来进行通信。例如，通过将下部模块层18移动(例如滑动)回中立位置或者通过按挂断键72，可以关闭该模式，。
感测键盘移动的一种方式是通过使用霍耳效应传感器。霍耳效应传感器关于非常接近该传感器的磁场的运动产生电压。该设备检测该电压，并且将该电压用作键盘展开的标志。使用霍耳效应传感器的好处是可靠并且随着使用没有机械元件的磨损。
多种应用可以在设备12中同时运行。通常，在显示器22上所显示的信息的取向可以具有与键盘展开方向相关的主要长宽比。可以存在用于每个键盘展开方向的次要长宽比。长宽比控制包括用户控制和各种应用控制。下表示出了这些关系中的一部分
在关闭状态(图1)，在显示器22上所显示的信息可以按照用户、应用或二者的指定以横向或纵向显示。在电话状态(图2)中，可以主要通过可在纵向上与电话键排列一起操作的应用来控制显示器22上信息的取向，作为可选该应用也可以在横向上与电话键排列一起操作。在QWERTY状态(图3)中，可以主要通过可与QWERTY键排列一起操作并且在横向上显示的应用来控制显示器22上信息的方向，作为可选该应用也可以在纵向上显示。在一个实施例中，为控制显示器22上信息的方向并因此实现一个多用途用户接口，用户可以通过位于显示器22旁的机械拨动开关来选择期望的取向。
用户可以以各种方式将信息输入设备中。用户可以通过触敏显示器和/或语音识别方法为设备12提供输入。这些各种输入手段或用户接口中的一些可以用于改变显示器22上信息的方向。
图4和图5说明了连接或滑动机构50、52、54、56，其可以构成锁定系统的一部分或者为锁定系统提供帮助。一种或多种连接机构50、52、54、56可以用于可移动地连接模块层14、16、18，从而获得各种相对移动。例如，在一个实施例中，连接机构50、52可移动地连接上部和中间模块层14、16，用于在第一方向28上进行相对移动，同时连接机构54、56可移动地连接中间和下部模块层16、18，用于在第二方向34上进行相对移动。在该例子中，连接机构54、56可以通过在上部模块层14在第一方向28上相对移动期间，防止中间和低部模块层16、18之间在第一方向28上的相对移动，来辅助锁定系统。
连接机构50、52、54、56可以包括各种类型的磁连接器和机械连接器。在一个实施例中，参考图6，例如，连接机构50或52或54或56包括载体主体58，其可移动地连接到滑轨60上，沿着滑轨的长度方向移动。可以通过诸如机械或化学紧固将载体主体58固定在一个模块层14、16、18上，同时可以以类似的方式将滑轨60固定在邻近模块层上，以提供层之间的期望相对移动。参考图4和图5，与连接机构50、52相关的滑轨具有平行于第一方向28延伸的长度，同时与连接机构54、56相关的滑轨具有平行于第二方向34延伸的长度。如此，每个载体主体58可以沿着每个滑轨的长度方向在相反的方向上移动。如此，在该实施例中，与连接机构50、52、54、56相关的各个滑轨和载体主体分别提供了上部和中间模块层14、16的相对移动以及基本与之垂直的中间和下部模块层16、18的相对移动。虽然在该实施例中将连接部件50、52、54、56表示为双向滑动连接器，但是值得注意的是，这些连接部件可以提供在多于一个平面内沿着多于一个轴的移动，并且该移动可以包括直线和/或旋转滑动或翻盖运动。此外，连接机构50、52、54、56可以包括金属、塑料、复合材料和陶瓷，并且它们可以与每个模块层14、16、18形成为一体，或者可以通过机械或化学方法分别附着构成。
因此，所描述的实施例提供了用于为电子设备提供各种键盘的设备和方法，其根据采用何种键盘，允许不同的键盘排列和显示取向。虽然已经对各种所公开的实施例进行了说明和描述，将清楚该文档的主旨不仅仅限于这些实施例。对于本领域的技术人员来说，诸多修改、变换、变化、替换和等价将是显而易见的，并且不脱离权利要求中所描述的公开实施例的精神和范围。
权利要求
1.一种用于为电子设备提供多用途用户接口的方法，所述设备包括显示器和多个输入装置，每个输入装置可在不同方向上展开，所述方法包括展开多个输入装置中的一个；检测展开的是所述多个输入装置中的哪一个；以及基于所述展开的输入装置来确定所述显示器上显示的信息的取向。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述输入装置包括键盘。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述键盘是电话键盘。
4.根据权利要求2所述的方法，其中所述键盘是PDA键盘。
5.根据权利要求2所述的方法，其中所述键盘是游戏键盘。
6.根据权利要求2所述的方法，其中所述键盘是多媒体键盘。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述确定取向包括将信息的取向确定在横向上。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述确定取向包括将信息的取向确定在纵向上。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述展开包括在垂直方向上滑动所述输入装置。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述展开包括在水平方向上滑动所述输入装置。
11.一种电子设备，包括在第一方向上可移动的第一模块层；可相对移动地连接到所述第一模块层的第二模块层；以及可相对移动地连接到所述第二模块层并且可在第二方向上移动的第三模块层。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述第一模块层包括第一组功能元件、所述第二模块层包括第二组功能元件、并且所述第三模块层包括第三组功能元件，并且其中，所述设备包括利用所述第一组功能元件的第一操作模式、利用所述第二组功能元件的第二操作模式、以及利用所述第三组功能元件的第三操作模式，其中，基于所述第一模块层、所述第二模块层、以及所述第三模块层的预定的相对位置来激活每种操作模式。
13.根据权利要求12所述的设备，其中，从包括音频通信模式、文字通信模式、个人数字助理模式和游戏模式、全球定位系统(GPS)模式、远程控制设备模式、音频播放器或录音机模式、静态或动态视频播放器或录像机设备、以及计算器模式的模式组中选择所述第一操作模式、所述第二操作模式、以及所述第三种操作模式。
14.根据权利要求13所述的设备，其中，当所述第一模块层在所述第一方向上相对于所述第二模块层移动时，暴露出所述第二组功能元件，从而定义所述第二操作模式。
15.根据权利要求13所述的设备，其中，当所述第三模块层在所述第二方向上相对于所述第二模块层移动时，暴露出所述第三组功能元件，从而定义所述第三操作模式。
16.根据权利要求11所述的设备，还包括连接所述第一模块层和所述第二模块层的第一连接器，其中，所述第一连接器至少允许与所述第一方向基本平行的直线移动。
17.根据权利要求16所述的设备，还包括连接所述第二模块层和所述第三模块层的第二连接器，其中，所述第二连接器允许与所述第二方向基本平行的直线移动。
18.根据权利要求11所述的设备，其中，所述第一方向与所述第二方向基本垂直。
19.根据权利要求11所述的设备，还包括具有分别用于接收和发送无线信号的输入端和输出端的通信模块。
20.根据权利要求11所述的设备，还包括用于将信息显示给用户的显示器。
21.根据权利要求20所述的设备，其中，当所述第一模块层在所述第一方向上相对于所述第二模块层移动时，所述信息具有第一取向，并且当所述第三模块层在所述第二方向上相对于所述第二模块层移动时，所述信息具有第二取向。
22.根据权利要求11所述的设备，其中，所述第二模块层还包括第一输入机构，当所述第一模块层在所述第一方向上相对于所述第二模块层移动时，暴露出所述第一输入机构；并且其中，所述第三模块层还包括第二输入机构，当所述第三模块层在所述第二方向上相对于所述第二模块层移动时，暴露出所述第二输入机构。
23.根据权利要求22所述的设备，还包括用于将信息显示给用户的显示器，其中，当暴露出所述第一输入机构时，所述信息具有第一取向；当暴露出所述第二输入机构时，所述信息具有第二取向。
24.一种便携式电子设备，包括第一元件层，其可在第一方向上移动；第二元件层，其具有第一组功能元件，所述第二元件层可相对移动地连接到所述第一元件层，使得所述第一元件层在所述第一方向上的移动暴露出所述第一组功能元件并且激活第一操作模式；以及第三元件层，其具有第二组功能元件，所述第三元件层可移动地连接到所述第一元件层和所述第二元件层之一，所述第三元件层可在第二方向上相对于所述第二元件层移动，以便暴露出第二组功能元件并且激活第二操作模式。
25.一种用于控制电子设备的可移动层之间的相对移动的方法，包括将第一模块层可移动地连接到具有第一功能元件的第二模块层，使得所述第一模块层在第一方向上的相对移动暴露出所述第一功能元件；以及将第二模块层可移动地连接到具有第二功能元件的第三模块层，使得所述第三模块层在第二方向上的相对移动暴露出所述第二功能元件；在所述第一模块层在所述第一方向上移动期间，防止所述第三模块层在所述第二方向上移动。
26.根据权利要求25所述的方法，还包括在所述第三模块层在所述第二方向上移动期间，防止所述第一模块层在所述第一方向上移动。
27.一种用于为电子设备提供多用途用户接口的方法，包括暴露出在第二模块层上的第一组功能元件，所述第二模块层可移动地连接到第一模块层，其中，所述第一组功能元件与所述电子设备的第一操作模式相关；以及暴露出在第三模块层上的第二组功能元件，所述第三模块层可移动地连接到所述第二模块层，其中，所述第二组功能元件与所述电子设备的第二操作模式相关。
28.根据权利要求27所述的方法，还包括根据所述电子设备的操作模式，以预定的取向显示信息。
全文摘要
所公开的实施例提供了用于为电子设备提供各种键盘的设备和方法。在一个实施例中，该设备包括显示器和多个输入装置，每个输入装置可在不同方向上展开。该方法包括展开多个输入装置中的一个、检测展开的是该多个输入装置中的哪一个、以及基于所展开的输入装置确定显示器上显示的信息的取向。在一个实施例中，该设备包括第一模块层和第二模块层，其中第一模块层可在第一方向上移动，第二模块层可相对移动地连接到第一模块层。此外，第三模块层可相对移动地连接到第二模块层并且可在第二方向上移动。
文档编号H04M1/02GK101036100SQ200480040641
公开日2007年9月12日 申请日期2004年11月19日 优先权日2003年11月19日
发明者保罗·E·雅各布斯, 史蒂文·默根特勒, 加德·沙阿南, 西奥多·R·桑托斯, 杰弗里·斯旺森, 安德鲁·G·莱曼, 戴维·拉森 申请人:高通股份有限公司