专利名称：使用按键锁定的手持通信设备以及锁定其按键的方法
技术领域：
本发明涉及一种手持通信设备，具体但不排他地，具有具备按键锁定功能的触摸感应小键盘，以及涉及一种锁定其按键的方法。
背景技术：
包括那些基于电容检测、体电阻、以及磁场感应的触摸感应技术长期为按键输入所利用，如，在小键盘、键盘、或者离散按键中，广泛地用于诸如电梯、遥控器、以及MP3播放器之类的电气和电子设备和装置中。
然而，触摸小键盘很少用于像无绳电话、移动电话、以及步话机之类的便携通信设备中。触摸小键盘的其中一个特性是几乎为零驱动力，即，无论何时将手指或身体的任何部位放置在按键感应区上，尽管只是瞬时地，但还是收到了按键按压或信号。
触摸小键盘提供了新鲜或简洁的用户感觉，但是易于导致错误触发。尤其对于电容性类型，尽管是故意的或偶然的，但是除了手指之外，身体任何部位的触碰或足够地靠近感应区也将会被难以区分地看作是按键按压。
这个问题对于手持通信设备来说是更加突出的，对于手持通信设备，总是将手持机(handset)握在靠近面部的位置，从而小键盘易于由面部引起错误触发。这是触摸感应按键和机械按压按键普遍存在的问题。
为了将这个缺点最小化，可以降低按键的触摸灵敏度，使得有效的按键按压将需要手指较长时间的触摸；或者在认为按键按压成功之前，调整电容阈值以要求电容或电感中的较大变化。
在一些情况下，使用需要一个或两个物理按键动作的物理按键锁，即按键锁定，以在软件控制下暂时锁定小键盘，从而忽略错误的按键按压。该功能通常称为“锁住(hold)”，并广泛用于便携音频播放器中，例如，通常与机械按压按键结合。
然而，物理/软件按键锁的使用对用户来说是麻烦的，因为不可能立即进行按键操作，这尤其阻碍了在无绳和移动电话中的实现。在锁定小键盘的情况下，为了拨号，用户必须首先对小键盘进行解锁，这通常需要快速连续地按下两个特定按键。尽管在检测到呼入呼叫时将自动重新激活小键盘以允许用户立即应答该呼叫，但是在呼叫的整个过程中，小键盘将变得易于受到错误键入的影响。
对于老年人和残疾人，这个问题更加明显。会由于错过呼叫或未能做出紧急呼叫而引起事故的发生。这是触摸感应小键盘在便携通信设备中不普及的主要原因。
本发明通过提供一种使用按键锁定的新的或改进的手持通信设备、以及一种锁定其按键的方法，以寻求减轻或者至少缓和这样的问题或缺点。
发明内容
根据本发明的第一方案，提供了一种手持通信设备，包括外壳、外壳上的多个按键、外壳上的显示器、外壳中的声音发生器、外壳中的麦克风、以及外壳中容纳、并且与显示器、声音发生器和麦克风相连和合作的电子操作电路，用于执行包括通信功能的各种功能。操作电路包括传感器，用于在相对较短的距离内感知外壳靠近通信设备的人类用户的人体部位；以及控制装置，用于做出响应，在一段时间内去激活其中的至少一个按键，所述时间段实质上与外壳保持在所述距离内等长。
优选地，传感器位于或靠近声音发生器处。
优选地，传感器包括无接触障碍检测器。
在优选实施例中，传感器包括用于发送信号的发射器和用于接收从所述人体部位反射回来的所述信号的接收器，所述接收信号具有指示外壳与所述人体部位间距离的强度。
更加优选地，发射器适于从与声音发生器相关的外壳的听筒实质上向前发射所述信号。
更加优选地，发射器包括红外发射器，以及接收器包括红外接收器。
可选地，发射器包括超声发射器，以及接收器包括超声接收器。
优选地，控制装置适于在传感器感知外壳与所述人体部位的距离在所述距离内时，去激活所述至少一个按键；以及在传感器感知外壳与所述人体部位的距离超出所述距离时，激活所述至少一个按键。
此外，优选地，控制装置适于从传感器感知外壳与所述人体部位的距离在所述距离内的时刻起，经过时延，来去激活所述至少一个按键。
此外，优选地，控制装置适于从传感器感知外壳与所述人体部位的距离超出所述距离的时刻起，经过时延，来激活所述至少一个按键。
此外，优选地，控制装置适于从传感器感知外壳与所述人体部位的距离超出所述距离的时刻起，经过另一相对较长时延，来激活所述至少一个按键。
优选地，上述通信设备具有“通话”操作模式，传感器仅在“通话”模式中可操作。
更加优选地，“通话”模式是其中操作电路与外部电话线连接的操作模式。
此外，更加优选地，通过按键按压以应答呼叫和按键按压以进行呼叫中的其中一个来发起“通话”模式，以及通过从外部电话线中断开操作电路来终止“通话”模式。
有利地，控制装置包括在所述时间段到期之前，终止所述至少一个按键的所述去激活的越权控制(override)。
更加有利地，通过连续地按压外壳上的指定按键来执行越权控制。
根据本发明的第二方案，提供了一种控制手持通信设备的外壳上多个按键的方法，该设备也显示器、声音发生器、以及麦克风，该方法包括以下步骤
设置用于感知的传感器，以及在相对较短距离内感知外壳靠近通信设备的人类用户的人体部位；以及响应于传感器感知外壳，在一段时间内去激活其中至少一个按键，所述时间段实质上与外壳保持在所述距离内等长。
优选地，该方法包括将传感器放置在或靠近声音发生器处。
优选地，该方法包括使用无接触障碍检测器作为传感器。
在优选实施例中，设置传感器的步骤包括设置发射器作为传感器用于发送的一部分，以及发射信号；以及设置接收器作为传感器用于接收的另一部分，以及接收从人体部位反射回来的所述信号，接收信号具有指示外壳与人体部位间距离的强度。
更加优选地，该方法包括安排发射器以从与声音发生器相关的外壳听筒实质上向前发射所述信号。
更加优选地，该方法包括使用红外发射器作为发射器，以及使用红外接收器作为接收器。
可选地，该方法包括使用超声发射器作为发射器，以及使用超声接收器作为接收器。
优选地，去激活其中至少一个按键的步骤包括在传感器感知外壳与人体部位的距离在所述距离内时，去激活所述至少一个按键；以及在传感器感知外壳与人体部位的距离超出所述距离时，激活所述至少一个按键。
此外，优选地，去激活其中至少一个按键的步骤包括从传感器感知外壳与人体部位的距离在所述距离内的时刻起，经过时延，来去激活所述至少一个按键。
此外，优选地，去激活其中至少一个按键的步骤包括从传感器感知外壳与人体部位的距离超出所述距离的时刻起，经过时延，来激活所述至少一个按键。
此外，优选地，去激活其中至少一个按键的步骤包括从传感器感知外壳与人体部位的距离超出所述距离的时刻起，经过另一相对较长时延，来激活所述至少一个按键。
在优选实施例中，设置传感器的步骤包括仅在通信设备的“通话”操作模式中操作传感器。
更加优选地，该方法包括通过将通信设备的操作电路与外部电话线连接，在“通话”模式中操作通信设备。
此外，更加优选地，通过按键按压以应答呼叫和按键按压以进行呼叫中的其中一个来发起“通话”模式，以及通过从外部电话线中断开操作电路来终止“通话”模式。
有利地，该方法包括提供越权控制以在所述时间段到期之前，终止去激活其中至少一个按键的步骤。
更加有利地，该方法包括通过连续地按压外壳上的指定按键来执行越权控制。
现在将参照附图，仅作为示例，对本发明进行更加具体地描述，其中图1是根据本发明、执行按键锁定方法的手持通信设备实施例的内部正视图，该设备具有小键盘和传感器；图2是图1的通信设备的内部侧视图；图3是与本主题发明相关的图1通信设备各个组件的示意性功能方框图；图4是示出了图1的通信设备的小键盘的按键锁定方法的示意性流程图；图5是示出了怎样解锁小键盘的示意性流程图。
具体实施例方式
参照附图，示出了执行使本发明具体化的按键锁定方法的手持通信设备，该设备采用具有手持机100和基座(base station)101的无绳电话的形式。这里，将手持机100称为电话100，以便于引用，具有长方形的机壳110，用于容纳电子操作电路200。外壳110的正面具有触摸感应数字小键盘120和LCD显示器130，以及在外壳的上端(听筒111)和下端(话筒112)内还分别具有扬声器(声音发生器)140和麦克风150，以上所有都与操作电路200连接并合作用于操作。
操作电路200结合了微处理器控制单元或MCU 210，其中，对MCU210进行编程以实现一般控制，以及执行诸如语音通信和地址/电话簿之类的标准电话功能。本领域普遍所知的是，操作电路200中具有标准电话电路组件，如音频编解码器210和RF模块202。基座101例如包括RF模块102和音频编解码器/线路接口103，用于与外部电话线或网络20连接。
操作电路200包括由光耦合器300提供的无接触障碍检测器/传感器，用于在使用期间在相对较短的如1cm至3cm的距离内、尤其如在所述实施例中3cm的距离内感知电话外壳110靠近或与人类用户身体部位(具体地，握住电话100的用户的头部)接触。
光耦合器300实际上由一对合作的发射器310和接收器320来形成，发射器310和接收器320结合在一起并且位于或靠近扬声器140或听筒111处。发射器310和接收器320均与MCU 210连接(其中，发射器310经由串联的电阻器311与MCU 210相连)，用于在MCU 210的程序控制下进行操作。
在操作中，发射器310通常向前方发送红外信号，即，从电话听筒111的前侧以适合的角度发送，以便在使用电话100期间，在从用户的头部，或者具体地，听筒111靠着或靠近的他/她的耳朵(即，3cm内)反射回来时，在接收器320附近接收。响应于接收器320检测到反射回来的信号，或者通常只要检测到信号，MCU 210将去激活或锁定小键盘120。
发射器310中的耗用电流由MCU 210中的管脚211所控制，该管脚211打开发射器310的选通电极，以使电流流入发射器310。漏电流由电阻器311和发射器310的动态阻抗来支配。使用电阻器311来调整漏电流，以调整发射器310的输出功率，以使得接收器320以及MCU 210能够区分从短于或等于3cm和长于3cm之间的距离中反射回来的发射器红外信号的强度(能量)。
将接收器320的输出传送至MCU 210的8位ADC管脚212以将MCU210的输出电压数字化，通过与代表3cm间隔的特定阈值作比较，来确定反射回来的距离或间隔是否大于3cm。如果该间隔大于3cm，则接收器输出电压将低于该阈值，因此MCU 210将不发出任何软件中断来锁定小键盘210。另一方面，如果间隔下降至或低于3cm，接收器输出将上升至或大于该阈值，在这种情况下，MCU 210锁定小键盘120。
电话100具有“通话”模式(或“摘机”模式)，通过按键按压以应答呼入呼叫、或者拨号以进行呼出呼叫来发起“通话”模式，以及通过从外部电话线或网络中断开操作电路200来终止“通话”模式。“通话”模式是这样的操作模式，其中，操作电路与外部电话线连接，即在线。将仅在“通话”模式中激活或开启发射器310和接收器320来进入检测用户的脸/耳朵的操作。其它操作模式包括“待机”和“菜单”模式，其中，障碍传感器/检测器300空闲或不起作用。
参照图4，在电话100的“通话”模式期间，对MCU 210进行编程以规律性地检查接收器320的输出电压(步骤40)，来判断该输出电压是否超出阈值(步骤41)。在否定的情况下，将MCU 210中的计数器(计时器)复位至零(步骤42)，并重复操作。在肯定的情况下，MCU 210启动计数器(步骤43)，并且监视输出电压保持高于阈值期间的时间长度。
如果通过计数器计时，高输出电压持续了300ms或更久(步骤44)，则这将被看作是在3cm内有效地检测到用户的脸/耳朵，从而MCU 210将发出按键锁定命令(步骤45)来锁定小键盘120，而不管随后的所有按键请求，除非在外壳110上持续地或连续地按压指定按键，如“5”按键。一旦进入按键锁定模式，MCU 210将监视按键解锁(步骤46)。
参照图5，在按键锁定模式期间，MCU 210规律性地检查接收器320的输出电压(步骤50)，来判断输出电压是否下降至阈值以下或间隔超过3cm(步骤51)。在否定的情况下，将相同的或另一计数器复位至零(步骤52)，并重复操作。在肯定的情况下，MCU 210启动计数器(步骤53)，并且监视输出电压保持低于阈值期间的时间长度。
如果通过计数器计时，低输出电压持续了一秒(1,000ms)或更久(步骤54)，则这将作为电话100已离开用户的脸/耳朵的指示。然后，MCU程序将发出按键解锁命令(步骤55)来重新激活小键盘120，从而终止按键锁定模式。按键锁定模式将在用户断开连线之后立即终止。
因此，执行滞后循环来引入时延(即，300ms和1,000ms)，以避免电话100在边界或过渡情况下，不必要地跳入或跳出按键锁定模式、或者在按键锁定与按键解锁模式之间跳动。
最易受到影响的时间是“通话”模式，在此期间，任何错误按键解译都将给电话用户带来最大的影响和麻烦体验。因此，当电话100处于“通话”模式中时，当且仅当检测到电话100与用户的脸或身体非常接近、即3cm内的情况下锁定电话100，否则，即使电话100非常靠近用户、即在预定的3cm的最小距离内，也不会锁定小键盘120。
在“挂机”或“待机”模式期间，电话100等待呼入呼叫，或者用户可以浏览电话设置。在该模式中，不应锁定小键盘120，以允许用户自由地使用电话100，具体地，以允许用户立即应答可能会在任何时间到来的呼叫(通过按压按键)。
当用户通过电话菜单或者直接的按键功能来浏览电话设置时，通常会在用户前面用手握住电话100。在这种条件下，由于用户将知道有意或偶然的任何按键按压，所以他/她将能够做出适当的反应或后续处理，出于此因，则不需要按键锁定。
在“通话”或“摘机”模式期间，与“挂机”模式相反，具体地，在接收呼入呼叫或拨出电话号码时，用户将在连接了或正在连接线路时，立即将电话100放置在靠近他/她耳朵的位置。这是触摸感应小键盘120(或机械按压按键)易于受到错误触发的时间段。耳朵、下巴、或者脸部的任何其它部位、或者甚至手指，将不可避免地被放置在靠近小键盘120的位置。如这里所述，按键锁定方法或功能对于避免任何通信中断是有用的。
然而，由于用户可能会需要例如为电话银行键入号码，或者通过按下“#”按键，来为远程自动应答系统发送信号音命令，所以不能总是在“通话”模式期间锁定电话100。在这样的使用期间，通常会在用户前面握住电话100，而听筒不需要在3cm的阈值距离内面对任何物体，因此，在这种条件下，不应锁定或解锁小键盘120。
复位功能用于解锁小键盘120，以保护在电话100不应被锁定键盘时锁定键盘、即不在预定条件下的任何错误条件。手动越权控制能够用于在键盘锁定模式到期之前，按需在任何时间释放小键盘120。通过按压“5”按键超过三秒来执行该功能，随之MCU 210将发出按键解锁信号以重新激活小键盘120，从而立即终止按键锁定模式，直到下一次进入“通话”模式。
“5”按键位于小键盘120中间，因而与大多数其它按键相比，比较不可能被无意识地按下，以及还需要保持按压超过三秒，所以将不可能偶然地调用手动按键解锁功能。此外，“5”按键通常在按键体上具有小凸起以易于识别，尤其对于老年人或盲人。
尽管键盘120具有触摸感应类型，但是本主题发明可以应用于其操作需要小外力和/或浅按压，因而易于受影响的其它类型的按键或按钮，诸如电容按键、橡胶按键和机械轻压按键。小键盘120的特定按键可以保持活跃，用于在按键锁定模式中操作，例如，临时使用的音量按键和菜单/上/下按键。
本主题发明的上述按键锁定特征和方法在不折衷或不破坏小键盘的键入灵敏度的情况下避免了错误的键入。
设想诸如移动电话和步话机之类的其它种类手持或便携通信设备可以使用本发明。可以理解，由障碍传感器300发送的信号(即，如所描述的红外信号)的本质不是关键的，而是可以改变的。例如，超声信号可以用作对象检测的替换，或者可以使用电容感应技术作为替换。
在使用超声的情况下，由相应的超声发射器发射的信号由人体部位(如，耳朵)反射，然后由相应的超声接收器检测，以及自发射信号时刻起检测信号的时延指示了移动电话距离人体部位的距离。
仅作为示例给出本发明，本领域的技术人员可以在不偏离如所附权利要求中指定的本发明范围的情况下，对所描述的实施例做出各种其它改进和/或改变。
权利要求
1.一种手持通信设备，包括外壳；所述外壳上的多个按键；所述外壳上的显示器；所述外壳中的声音发生器；所述外壳中的麦克风；以及电子操作电路，容纳于所述外壳中，并且与所述显示器、声音发生器和麦克风相连并合作，用于执行包括通信功能的各种功能；其特征在于，所述操作电路包括传感器，用于在相对较短的距离内感知所述外壳靠近所述通信设备的人类用户的人体部位；以及控制装置，用于做出响应，在一段时间内去激活其中的至少一个按键，所述时间段实质上与所述外壳保持在所述距离内等长。
2.如权利要求1所述的通信设备，其特征在于，所述传感器位于或靠近所述声音发生器处。
3.如权利要求1所述的通信设备，其特征在于，所述传感器包括无接触障碍检测器。
4.如权利要求1至3之一所述的通信设备，其特征在于，所述传感器包括用于发送信号的发射器和用于接收从所述人体部位反射回来的所述信号的接收器，所述接收信号具有指示外壳与所述人体部位间距离的强度。
5.如权利要求4所述的通信设备，其特征在于，所述发射器适于从与所述声音发生器相关的所述外壳的听筒实质上向前发射所述信号。
6.如权利要求4所述的通信设备，其特征在于，所述发射器包括红外发射器，以及所述接收器包括红外接收器。
7.如权利要求4所述的通信设备，其特征在于，所述发射器包括超声发射器，以及所述接收器包括超声接收器。
8.如权利要求1至3之一所述的通信设备，其特征在于，所述控制装置适于在所述传感器感知所述外壳与所述人体部位的距离在所述距离内时，去激活所述至少一个按键；以及在所述传感器感知所述外壳与所述人体部位的距离超出所述距离时，激活所述至少一个按键。
9.如权利要求8所述的通信设备，其特征在于，所述控制装置适于从所述传感器感知所述外壳与所述人体部位的距离在所述距离内的时刻起，经过时延，来去激活所述至少一个按键。
10.如权利要求8所述的通信设备，其特征在于，所述控制装置适于从所述传感器感知所述外壳与所述人体部位的距离超出所述距离的时刻起，经过时延，来激活所述至少一个按键。
11.如权利要求9所述的通信设备，其特征在于，所述控制装置适于从所述传感器感知所述外壳与所述人体部位的距离超出所述距离的时刻起，经过另一相对较长时延，来激活所述至少一个按键。
12.如权利要求1至3之一所述的通信设备，其特征在于，所述通信设备具有“通话”操作模式，以及所述传感器仅在所述“通话”模式中可操作。
13.如权利要求12所述的通信设备，其特征在于，所述“通话”模式是其中所述操作电路与外部电话线连接的操作模式。
14.如权利要求13所述的通信设备，其特征在于，通过按键按压以应答呼叫和按键按压以进行呼叫中的其中一个来发起所述“通话”模式，以及通过从外部电话线中断开所述操作电路来终止“通话”模式。
15.如权利要求1至3之一所述的通信设备，其特征在于，所述控制装置包括越权控制，用于在所述时间段到期之前终止所述至少一个按键的所述去激活。
16.如权利要求15所述的通信设备，其特征在于，通过连续地按压外壳上的指定按键来执行所述越权控制。
17.一种控制手持通信设备外壳上的多个按键的方法，所述设备还包括显示器、声音发生器、以及麦克风，所述方法包括以下步骤设置用于感应的传感器，以及在相对较短距离内感知所述外壳靠近所述通信设备的人类用户的人体部位；以及响应于所述传感器感知所述外壳，在一段时间内去激活其中至少一个按键，所述时间段实质上与所述外壳保持在所述距离内等长。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法包括将所述传感器放置在或靠近所述声音发生器处。
19.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述方法包括使用无接触障碍检测器作为所述传感器。
20.如权利要求17至19之一所述的方法，其特征在于，所述设置传感器的步骤包括设置发射器作为所述传感器用于发送的一部分，以及发射信号；以及设置接收器作为所述传感器用于接收的另一部分，以及接收从所述人体部位反射回来的所述信号，所述接收信号具有指示外壳与人体部位间距离的强度。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法包括安排所述发射器以从与声音发生器相关的外壳听筒实质上向前发射所述信号。
22.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法包括使用红外发射器作为所述发射器，以及使用红外接收器作为所述接收器。
23.如权利要求20所述的方法，其特征在于，所述方法包括使用超声发射器作为所述发射器，以及使用超声接收器作为所述接收器。
24.如权利要求17至19之一所述的方法，其特征在于，所述去激活其中至少一个按键的步骤包括在所述传感器感知所述外壳与所述人体部位的距离在所述距离内时，去激活所述至少一个按键；以及在所述传感器感知所述外壳与所述人体部位的距离超出所述距离时，激活所述至少一个按键。
25.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述去激活其中至少一个按键的步骤包括从所述传感器感知所述外壳与所述人体部位的距离在所述距离内的时刻起，经过时延，来去激活所述至少一个按键。
26.如权利要求24所述的方法，其特征在于，所述去激活其中至少一个按键的步骤包括从所述传感器感知所述外壳与所述人体部位的距离超出所述距离的时刻起，经过时延，来激活所述至少一个按键。
27.如权利要求25所述的方法，其特征在于，所述去激活其中至少一个按键的步骤包括从所述传感器感知所述外壳与所述人体部位的距离超出所述距离的时刻起，经过另一相对较长时延，来激活所述至少一个按键。
28.如权利要求17至19之一所述的方法，其特征在于，所述设置传感器的步骤包括仅在通信设备的“通话”操作模式中操作所述传感器。
29.如权利要求28所述的方法，其特征在于，所述方法包括通过将所述通信设备的操作电路与外部电话线连接，在所述“通话”模式中操作所述通信设备。
30.如权利要求29所述的方法，其特征在于，所述方法包括通过按键按压以应答呼叫和按键按压以进行呼叫中的其中一个来发起“通话”模式，以及通过从外部电话线中断开操作电路来终止“通话”模式。
31.如权利要求17至19之一所述的方法，其特征在于，所述方法包括提供越权控制以在所述时间段到期之前，终止去激活其中至少一个按键的步骤。
32.如权利要求31所述的方法，其特征在于，所述方法包括通过连续地按压外壳上的指定按键来执行所述越权控制。
全文摘要
一种手持通信设备(100)包括外壳(110)、多个按键(120)、显示器(130)、扬声器(140)、麦克风(150)、以及与显示器(130)、扬声器(140)和麦克风(150)连接并合作的电子操作电路(200)，用于执行包括通信功能的各种功能。操作电路(200)包括传感器(300)，用于在相对较短距离内感知外壳(110)靠近通信设备(100)人类用户的人体部位(10)；以及控制装置(210)，用于做出响应，在一段时间内去激活按键(120)，所述时间段实质上与外壳(110)保持在所述距离内等长。本发明还提供了一种控制上述按键(120)的方法，包括在所述距离内感知外壳(110)靠近身体部位(10)，以及响应于传感器(300)感知外壳(110)，在所述时间段内去激活按键(120)。
文档编号H04M1/02GK1917683SQ200610110840
公开日2007年2月21日 申请日期2006年8月15日 优先权日2005年8月15日
发明者陈炜文 申请人:万威通讯科技有限公司