触摸垫的制作方法

专利名称：触摸垫的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种供便携式电子设备用的触摸垫设备。它尤其适合用于便携式通信装置如便携式电话或无线计算机。
便携式电话一般需要一个键盘，以便用户可以输入信息如要拨的电话号码。然而，随着日益增加的先进数据装置集成到便携式电话中，常常需要提供比简单数字式更先进的键盘。例如，随着日益增加的用移动装置接入互联网，希望提供某种光标控制装置如通过个人计算机(PC)环境中的鼠标或跟踪球提供。
随着数据增加成为可能，并因此数据量的增加可用便携式电话接收，这些电话越来越在数据浏览活动中使用。方便的是提供一个较大的显示器，以便使这些接收的数据能被用户舒适而方便的观看。
更先进的键盘和更大显示器这两项要求直接与消费者对更小便携式电话的需求相冲突。
解决这个问题的一种尝试是由Alcatel和Sharp联合开发的电话。每个公司将这种电话的商标分别命名为OneTouch Com和MC-G1。电话100在

图1中示出，并包括许多通常与便携式电话有关的特点天线110，场声器120，显示器1300，话筒140，和控制键150。这种电话与先有便携式电话的显著不同是没有用于输入电话号码的数字式键盘。
这种功能是通过提供与显示器130集成一体的触摸屏幕得到的。为了进入触摸屏幕，必须将旋转式保护盖160打开(见图2)，以便露出触摸屏幕表面并让用户用一触笔输入命令和数据。
在正常使用中，当盖160闭合时，显示器130可以通过盖中的透明部分看到。然而，为了进入电话机的任何先进功能，盖必需打开，触笔必需从电话机中它的夹子上取下，并且用户必需操作触摸屏幕以便选择它需要的方案。在保护盖处于原位情况下，通过触摸屏幕不可能有输入。
在这种电话机中的触摸屏幕高于电阻性类型。这种触摸屏幕的操作是该技术领域的技术人员众所周知的，因此这里不再作任何详细说明。知道显示器包括一个比较大的玻璃元件就足够了，这是为什么必需要旋转盖160以便保护触摸屏幕和显示器免受偶然损伤的原因。
用这种触摸屏幕系统的一个缺点是当输入数据时，用户自己的手会干扰显示。
按照本发明的第一方面，提供了一种便携式电子设备，该电子设备包括一个主体部分和取触摸垫形式的输入装置，其中触摸垫可在一第一相对位置和一第二相对位置之间活动，在上述第一相对位置处触摸垫用第一方式操作，而在上述第二相对位置处触摸垫用第二方式操作。
按照本发明的第二方面，提供了一种用于输入数据的触摸垫装置，所述触摸垫装置包括两个操作的表面，这两个操作的表面这样安装，以便用户可以将一个操作表面用于数据输入。
便携式电子设备包括一个主体部分，该主体部分优选的是装一个显示元素。显示元素可以是液晶显示(LCD)型显示器，等离子体型显示器，或任何其它合适的显示装置。
便携式电子设备优选的是一种便携式电话。电话可以按照任何一种或一种以上标准操作，如全球移动通讯(GSM)，电子数据收集设备(EDGE)，高速计算机化标准数据(HSCSD)或WCDMA。
触摸垫优选的是制成基本上透明或可透光。照这样，可以将触摸垫设置成叠置在显示器上，因此能让显示器上的指令直接通过触摸作用在显示器合适部分上方的触摸垫上。
触摸垫优选的是可通过用一种铰接机构在两个位置之间活动。可供选择地，可以用一种滑动机构达到同样的效果。
在一优选实施例中，铰接机构设置在设备的底部处，但它可以很方便地设置在设备的顶部处，或设备的任一侧边处。
在打开配置中，它相当于第二位置，触摸垫远离显示器设置。在这种操作方式中，触摸垫可用与普通计算机中的鼠标相同的方式操作。照这样，设备的用户可以通过以相应方式用移动的手指穿过触摸垫来移动光标穿过显示器。
在一个实施例中，触摸垫可以如此安装，以便它始终环绕设备轻按并达到停在设备的后表面上，亦即停在直接与装显示器的表面相对的表面上。照这样，设备的用户可以能只用一只手操作设备。
优选的是，所用的触摸垫类型是一种电容性触摸垫。本发明的优点是可以通过用其它类型的触摸垫尤其是电阻性触摸垫实现。
为了将触摸垫安装在不同形状和配置的主体上，触摸垫可以配置成是非平面的，比如弯曲的。触摸垫还可以配置成采取一定范围的不同形状。普通的触摸垫是矩形，但对本发明的触摸垫没有这样的限制。
有利的是，在第二位置中，触摸垫如此安装，以便它具有两个露出的表面，所述两个表面一般是彼此相对。每个表面都可供用户用于数据输入。在一个实施例中，用户可以用触摸垫的任一表面输入数据。这可以是因为个人爱好问题，或者受用户的右手灵活性影响。
在一个可供选择的有利实施例中，可以用触摸垫的两个表面同时输入数据。照这样，用户可以用一个第一表面输入一种类型数据，和用第二表面输入第二种类型数据。设备中的一个控制器线路能够把第一表面上和第二表面上的数据输入区别开来。
为了更好地理解本发明，和理解如何可以使效果相同，现在将参照附图，只作为例子说明本发明，其中图1示出利用一种电阻型触摸屏幕的先有技术电话机；图2示出图1的电话机保护益的操作；图3示出按照本发明一个实施例所述处于闭合配置的便携式电话；图4示出按照本发明一个实施例所述处于打开配置的便携式电话；图5示出图3的电话具有一个可供选择的显示配置；图6示出图3和图4的电话中触摸垫构造的部件分解图；图3示出按照本发明一个实施例所述的便携式电话。它有一些部件和图1的先有技术电话一样，并且在合适的地方采用相同的标号。
图3示出电话处于闭合的配置，把它与图4所示同一电话的打开配置进行比较。
在闭合配置中，显示器可以在盖260后面，通过一个基本上透明的窗口270看到。窗口270实际上是一个触摸垫，并且对用户通过用户手指的输入很敏感。
这个特定实施例的触摸垫不需要触笔，因为它依靠与前述先有技术电话不同的操作方式。这个实施例利用一种电容性触摸垫，而不是电阻性触摸屏幕。这种触摸垫的操作方式对技术人员将是众所周知，但为了完整起见现在提供一个简要。
电压加到触触垫的角上。传导电极与触摸垫交叉。并跨过触摸垫形成一个均匀的电压场。如果用户用他的手指触摸上述垫，则电压场受干扰。这种干扰造成电流从触摸垫的每个边缘流出，电流大小与手指距边缘的距离成正比。通过监测各电流流动，控制器电路可以计算出手指的X-Y坐标，并进一步影响这个信息。
在图3的闭合配置中，设有触摸垫270的盖260被叠置在显示器230在。触摸垫尽管基本上是透明的或是可透光的，但不是理想的光发射器，因此经受一定量的显示降质。然而，对大多数场合，尤其是在后照光显示情况下，用户不应经历显示的数据清晰度的问题。
在图3所示的实例显示中，用户能直接从触摸垫中进入某些键功能。在这个实例中，这些功能是呼叫，电文或网。为了进入这些功能的其中任何一个，用户简单地需要触摸显示器上所指出区域上方的触摸垫。例如，如果用户决定进行电话呼叫，则地简单地触摸“呼叫”(CALL)图像上方的触摸垫，并且他将用如图5所示的另外屏幕表示。
图5中的电话视图示出一种类似正规电话键盘的屏幕，并包括和标准的便携式电话一样的数字键0-9，*和#键。为了拨一规定的号码，用户简单地触摸每个相应数字上方的触摸垫。触摸垫控制器解释涉及电流的数据，因此可以计算出触摸垫的哪个区域已经启动，及因此显示器上哪个数字已被用户输入。
为了向用户指出一个键按压已得到认可，显示器可以配置成简短地闪光或转变所选定数字的颜色。此外，或可供选择地，可以发出简短的可听音。
对于用作正规的电话，触摸垫的这种应用是十分合格的。然而，当以一种富含图像的方式如玩游戏，或一种数据方式如利用万维网(www)或互联网使用电话时，对用户来说用他自己的手使显示模糊不清例如当控制游戏的字符，或者启动所接触的网页中链路时，将是不方便的。
在这种活动情况下一个附带的问题可能是彩色液晶显示(LCD)显示器的较低亮度级将由于通过摸垫而进一步衰减。
这些问题可以通过将电话安排成如图4所示相对打开的配置减轻。在这种配置中，盖260已经通过在电话底部的铰接式连接移离显示器。这种配置使用户能直接看到显示器230。
电话装备有一个开关或传感器，以便检测盖是打开还是闭合，因此解译来自触摸垫的输入。开关可以隐藏在铰接机构中，或者可以用一个位于盖顶部处远离铰接件的简单磁铁和弹簧开关。
在这种配置中，触摸垫270安排成可通过它的主表面操作，所述主表面与图3的闭合配置中露出的表面相对。在上述闭合配置中，触摸垫的前表面可以为用户接近，并且它能用那种方式输入数据。在这种配置中，触摸垫的反面可以为用户接近，并直接位于显示器下面。
在这种操作方式中，没有电文可以通过触摸垫看到以便给用户导向。因此最适合于这种操作方式的数据输入类型类似于通过使用带PC的鼠标可达到的数据输入类型，亦即用户可以通过移动在触摸垫表面的手指，能够操纵显示器230上的光标或其它图形元素如游戏人物。
在图4所示的实例中，电话起着玩视频游戏的作用。在这种方式中，如果用户必需操作由显示器(如在图3中)区域所限定的控制部分，则它将很不方便，因为他的手使游戏动作模糊不清。在这种情况下，优选的是用远离显示器设置的控制部分控制动作。这在图4的配置中是可能的。
在一进一步增强中，能够这样操作触摸垫，以使触摸垫的每个主表面可以操作以便独立地接收用户的输入。正如已经说过的，触摸垫的两个表面安排成接收用户输入。然而，在第一种方式中，只有一个表面露出。在第二种方式中，两个表面都露出并且可供用户输入使用。在这种方式中，两个表面中每个表面的输入之间未形成区别。用户可以平等的从触摸垫的两个面中的一个来进行该机的控制操作。因此，某些用户可能发现用第一表面更容易输入数据，而某些人能发现用相反的表面更容易输入数据。
还在进一步增强中，能够解译从两个操作表面的其中那个表面得到用户输入，因此能同时使用两个表面来控制装置操作的不同方面。这可以通过不仅检测由于电容性场中扰动而产生的电流，而且检测触摸垫内电流的方向做到。这提供了第一和第二表面是否已用于用户输入的指示。从这种输入方法得到好处的一个应用实例是用电话装置来观察从一远端来源下载的地图。若用触摸垫的一个表面，用户能围绕图扫视或卷动以便定位感兴趣的点。若用触摸垫的相反表面，用户能放大和缩小以便观察细节的变动水平。
作为上述实施例一个可供选择的实施例，可以提供两个分开的触摸垫部件，这两个触摸垫部件被一个绝缘板分开。每个触摸垫然后与触摸部件的各自操作表面相对应，并可以独立解译。
图6示出触摸垫270的构造详图。它包括一个功能膜300，所述功能膜300封装在两个保护层280，290之间。功能膜包括一种软塑料材料如聚酯，并在它的一个或一个以上表面上装备一种导电基体。基体可以适当地用一种导电材料如氧化铟锡提供，上述导电材料能够用这种方式很精细地淀积在膜的表面上，以便膜的导光能力损失尽可能少。可以用溅射涂层来淀积导电材料。
基体用导线310通电连接到电话主体中的控制器上。
保护层是刚性透明塑料。它们如此定位，以便将功能膜300夹在它们之间，同时只让导线310露出。为了保证封装完全，将保护层制成比功能膜更长和更宽，以便可以围绕整个触摸垫270的外部边缘提供一种合适的接合。合适的接合可以用超声焊接或用一种粘合剂化合物来达到。
一种可供选择的制造方法利用注塑技术来封装聚酯膜。
一旦完成，并集成到盖260中，就将触摸垫密封以防水分或粉尘的环境损害。
在所示实施例中，触摸垫270制成弯曲形状，和因此为用户提供一种更满意的外观。
在若干可供选择的实施例中，可以制造一种没有直边或规则边缘的触摸垫。传统的触摸垫是矩形形状，但更复杂的形状如椭圆形也是可能的。
在一可供选择的实施例中，触摸垫可以配置成几乎能旋转整个360°，并因此靠在电话的后表面上。在这种配置中，触摸垫定位成基本上与电话后表面上的显示器相反。在某些应用中，尤其是在单手式使用时，这可以给用户输入提供更大的方便。
总之，电话可以在大部分时间里保持处于闭合的配置。耐用的触摸垫保护更灵敏的显示器，而同时仍然看到显示，并能利用电话的大多数功能。
当用户希望进入网页，既游戏，或以非传统的电话方式操作电话时，可以将触模垫移动远离显示器，并用远离显示器的触摸垫输入用户的数据。照这样，给用户提供了对触摸垫的不受阻碍的观察，既利用没有触摸垫干预的直接观察，也利用能使手指保持远离显示器。
根据上述说明，对技术人员来说很显然，在本发明的范围内可以进行各种变更。尤其是，把触摸垫描述为与电话主体铰接式连接，同时使它能远离显示器轻按成打开配置。本发明的另一实施例具有远离显示器滑动成打开配置的触摸器。在所述的无论是轻按还是滑动的实施例中，触摸垫都可活动到显示器下面的位置中，同等地可以这样制造一种装置，以使触摸垫轻按或滑动到显示器的其中一侧或另一侧或两侧上。
所讨论的具体实例采用了一种电容性触摸垫。技术人员应该理解，本发明的好处可以通过使用电阻性触摸垫实现，并且本发明未考虑受限于电容性触摸垫。
本发明包括本文清楚地或其任何概括所公开的任何新颖特点或这些特点的组合，而不管它是否与所申请的发明有关或是否减轻任何或全部所提供出的问题。
权利要求
1.便携式电子设备，包括一个主体部分和取触摸垫形式的输入装置，其中触摸垫可在一第一相对于位置和一第二相对位置之间活动，在上述第一相对位置处，触摸垫以第一种方式操作，而在上述第二相对位置处，触摸垫以第二种方式操作。
2.如权利要求1所述的便携式电子设备，其中主体部分包括一个显示器。
3.如权利要求1或2所述的便携式电子设备，其中触摸垫制成基本上可透光。
4.如权利要求2或3所述的便携式电子设备，其中在第一位置中触摸垫叠置在显示器上。
5.如上述权利要求其中之一所安装的便携式电子设备，其中触摸垫可通过一个铰接机构在第一位置和第二位置之间活动。
6.如权利要求5所述的便携式电子设备，其中铰接机构沿着设备的一侧安装。
7.如权利要求2-6其中之一所述的便携式电子设备，其中在第一方式中，为用户输入安排的触摸垫的分立区域对应于在显示器规定区域处的显示项目。
8.如权利要求2-7其中之一所述的便携式电子设备，其中在第二方式中，触摸垫安装成接收用户输入，以便把穿越触摸垫的相对运动变换成显示器上的被显示元素的相应相对运动。
9.如上述权利要求其中之一所述的便携式电子设备，其中第一位置和第二位置对应触摸垫的相应运动极限。
10.如上述权利要求其中之一所述的便携式电子设备，其中第二位置与以下述方式定位的触摸垫对应，此方式使得触摸垫和显示器占据设备的相对表面。
11.如上述权利要求其中之一所述的便携式电子设备，其中触摸垫是一种电容性触摸垫。
12.如上述权利要求其中之一所述的便携式电子设备，其中触摸垫制成非平面式的。
13.如上述权利要求其中之一所述的便携式电子设备，其中触摸垫制成矩形。
14.按照上述权利要求其中之一所述的便携式电子设备，其中在第二位置中，触摸垫的两个表面露出供用户输入。
15.按照权利要求14所述的便携式电子设备，其中触摸垫的每个表面可独立于另一表面操作来产生用户输入。
16.按照权利要求14所述的便携式电子设备，其中触摸垫的两个表面可同时操作来产生用户输入。
17.如上述权利要求其中之一所述的电子设备，其中该设备是电话。
18.用于输入数据的触摸垫设备，包括两个操作表面，这两个表面安排成使用户可以用一个操作表面进行数据输入。
19.如权利要求18所述的触摸垫设备，其中数据可以独立地从两个操作表面中任一个输入。
20.如权利要求18所述的触摸垫设备，其中数据可以同时从两个操作表面二者输入。
全文摘要
公开了一种便携式电子设备。设备具有一个主体部分和取触摸垫形式的输入装置。触摸垫可在一第一相对位置和一第二相对位置之间活动，在上述第一位置处触摸垫用第一方式操作，而在上述第二位置处触摸垫用第二方式操作。触摸垫能从它的操作表面的其中一个表面或两个表面接收数据，因此提供更大的灵活性。
文档编号G06F3/048GK1479891SQ0082010
公开日2004年3月3日 申请日期2000年10月24日 优先权日2000年10月24日
发明者A·比克, A 比克 申请人:诺基亚有限公司