带非按键式输入设备系统的便携式通讯装置 对相关申请的交叉引用
本申请涉及由Akins等人申请的、共同悬而未决的美国专利申请序列号、题为“带排成行的光阐和背光电池的、可以用于一个触摸式屏幕的显示器”(CS 10024-Akins。本申请也涉及在1997年4月14日由Charlier等人申请的、共同悬而未决的美国专利申请序列号08/837,172，题为“具有一个基于触摸式屏幕的用户接口的双向通信装置”。这些相关的申请被转让给本申请的受让人，并且在这里作为一个整体，被引用作为参考。
本发明一般涉及一个通信装置，更确切的说是涉及带非按键式输入设备的一个通信装置。
应用于无线通信的便携式通信设备已经开始了全面的增长。例如，早期的便携式通信设备包括由一单个机壳部分所携带的一个用户接口，这个用户接口集成了一个机械键盘。这个机壳部分上的开口容纳了这个键盘的机械按键和一个显示器。但是，更近一些的便携式通信设备提供了一第二机壳部分，这个第二机壳部分连接到第一机壳部分，并且是可以活动的。第二机壳部分可以被用于保护这个显示器和/或者键盘，而且第二机壳部分本身也有可能提供单独的输入设备。
同时，便携式通信装置也开始提供越来越大的显示屏来达到给用户显示更多信息的目的。当便携式通信装置处于关闭状态时，第二机壳部分可以被用于覆盖至少大显示器地一部分屏幕，由此可以避免在无意中对显示屏所带来伤害。显示屏的一部分可以不被遮盖，这样用户就可以在第二机壳部分覆盖了显示器的剩余部分时，仍然可以看到某些信息。
进一步，人们越来越需要通过便携式通信装置来进行数据输入和进行处理。正象便携式通信装置的功能从单一的双工语音通信扩展到移动因特网接入，移动可视电话和无线电子邮件服务等多种应用，简单方便的处理和访问显示屏上所出现的数据的需求也产生了迅猛的增长。因为第二机壳部分在关闭的时候覆盖了整个的键盘和部分的显示屏，所以使用者将无法在这种状态下用键盘输入信息。为了解决这一问题，一些便携式通信装置设计了部分在关闭状态下仍外露的按键。这些按键可以向使用者提供有限的一些输入。
因此，需要第二机壳部分能够提供一种功能更全的用户输入设备。而且更可取的是，加入这种多能输入设备并不导致便携式通信设备的大小，重量或价格的明显增长。
图1是一第二机壳部分处于一个打开状态的便携式通信装置的外观；
图2是第二机壳部分处于一个关闭状态的、图1所示便携式通信装置的的外观；
图3是其中第二机壳部分具有一个电容传感式非按键输入装置的、图1和图2所显示的便携式通信装置的一部分的一横切面图；
图4是其中第二机壳部分具有一个电阻传感式非按键输入装置的、图1和图2所显示的便携式通信装置的一替代实施方式的一部分的一横切面图；
图5是一第二机壳部分处于一个打开状态的便携式通信装置的一替代实施方式的外观；
图6是一第二机壳部分处于一个关闭状态的便携式通信装置的一替代实施方式的外观。
图1描绘了一个便携式通信装置(100)打开时的情景，而图2描绘的是该便携式通信装置(100)关闭时的情景。
便携式通信装置(100)在提供双工语音通信的同时，也具有移动因特网接入，移动可视电话和无线电子邮件等多种功能。在所显示的实施方式中，便携式通信装置100是一个类似于蜂窝电话的无线通信设备。非按键式的输入设备也可以用于其他的电子产品，例如个人电子记事本，个人电子秘书和交互式电视的输入设备。
便携式通信装置100的一机壳包括一第一机壳部分102和通过枢轴105连接的第二机壳部分104，第一机壳部分102和第二机壳部分104通过这个枢轴105在一个打开位置和一个关闭位置进行旋转变化。在枢轴105的内部，是一个用于检测第二机壳部分104在这个打开位置和这个关闭位置之间进行移动的一个传感开关。该领域的技术人员将很清楚，可以使用其它传感装置，例如使用一个弹簧开关和一个磁铁，来感知第二机壳部分104相对于第一机壳部分102的位置。
一个电路(没有显示)位于便携式通信装置100的内部，来控制便携式通信装置100的各种部件并且这些各种部件的功能。第二机壳部分包括一个翻盖，这个翻盖至少可以覆盖住第一机壳部分102上所承载的多个按钮113中的部分按钮。
一个天线101是用于发送和接收无线电信号的一个装置。位于第一机壳部分102上的一个显示器110可以完成显示名字，电话号码，发送和接收到的信息，用户输入的指令，滚动菜单和其他的信息。一个麦克风118接收用户的声音，一个扬声器116向这个用户发送音频信号。
多个按键113提供了电话拨号，菜单滚动以及类似与便携式通信装置相关的功能。这些按键113都属于一个键盘膜(没有显示)的一部分，这个键盘膜是夹在形成第一机壳部分102的两层塑料薄膜之间的。一第二多个按键112同样属于这个键盘膜的一部分，并且用作特殊的复杂功能键。这些功能键112完成的是例如接入，和挂断电话以及重拨最后一个电话号码之类的功能。此外，这些第二多个按键112可以用于这样一些功能，例如浏览菜单，滚动所接收的消息，和操纵所显示的互联网信息。
一个非按键式输入装置系统108由第二机壳部分104所承载。这个非按键式输入装置系统108在处于打开状态(图1)和处于关闭状态(图2)时是可以被使用的。
在一个替代实施方式中，非按键式输入装置系统包括在非按键式输入装置系统处于关闭位置时可以被使用的第一非按键式输入装置107(图2)和在非按键式输入装置系统处于打开位置时可以被使用的第二非按键式输入装置109(图1)，以提供将命令输入到便携式通信装置100的一个方法。
当便携式通信装置100处于关闭位置时(图2)，位于枢轴105内部的这个传感器开关向位于便携式通信装置100内部的一个控制器(没有显示)发送一个信号，以指出非按键式输入装置系统108通过第二机壳部分104的第一侧130激活。当便携式通信装置100处于打开位置(图1)时，这个传感器开关向这个控制器发送一个信号，以指出非按键式输入装置系统108通过第二机壳部分104的第二侧131激活的。
在这个替代的实施方式中，当便携式通信装置处于关闭位置(图2)时，第一非按键式输入装置107是激活的。当便携式通信装置100处于打开位置时(图1)，这个传感器开关发送一个信号，以表示第二非按键式输入装置109是激活的。
图3是便携式通信装置100的一部分的一个横切面图。第二机壳部分104被形成以构成一个空腔320，并且这个非按键式输入装置系统108被放置在这个空腔320的内部。在第二侧131上的一部分非按键式输入装置系统108是裸露在外面的。这个非按键式输入装置系统108包括夹在第一电极层312和第二电极层314之间的接地层(groundplane)310。在一个替代的实施方式中，非按键式输入装置系统108被插入注塑形成在第二机壳部分104中，以使非按键式输入装置系统108能够完全被第二机壳部分104所隐蔽保护起来。
在第一电极层312，接地层310，和一电路板302上的电路结构之间形成一个电气连接。这个电气连接是由第一可弯曲电路304做成的。在第二电极层314，接地层310，和电路板302上的电路结构之间形成一个电气连接。这个电气连接是由第二可弯曲电路306做成的。
图3也描述了与电路板302上的电路结构形成电气连接的多个按键113的一部分。枢轴105允许第一机壳部分102和第二机壳部分104可以进行可活动式连接。
从第一侧130对非按键式输入装置系统108进行操作包括将一个人的手指放置在靠近第一电极层312表面的位置，来改变第一电极层312和接地层310之间的互电容。从第二侧131对非按键式输入装置系统108进行操作包括将一个人的手指放置在靠近第二电极层314表面的位置，来改变第二电极层314和接地层310之间的互电容。
根据一个人的手指在位于沿一个电极表面的不同位置时，其互电容发生改变的事实，来决定人的手指相对于非按键式输入装置系统108一侧的位置。非按键式输入装置系统108包括一个电容传感系统，以使在一个手指实际接触到非按键式输入装置系统108以前就检测到这个手指的位置。这是为什么第二机壳部分104能够基本上覆盖第一电极层312和第二电极层314的整个表面的原因。这样，非按键式输入装置系统108包括一个电容传感系统，并且可以使用商标为GLIDEPOINT技术的跟踪板技术来实现，并且可以从位于美国Utah，Salk Lake City的Cirque公司买到。
第一电极层312和第二电极层314在工厂就被设置成可以工作在可变位置模式或者一个固定位置模式。在可变位置工作模式下，在一个电极层的表面上没有固定/指定输入点，以使输入范围是连续的。这个工作模式与一个触摸板“鼠标”的操作类似。在固定位置工作模式下，在这个表面上有指定输入点来仿真一个键盘的键或者“软”键。在第二机壳部分104的表面上的标记或者在非按键式输入装置系统108表面上的标记指出指定输入点或者区域。
这样，设置非按键式输入装置系统108工作模式的灵活性提供了便携式通信装置100的许多不同实施方式。例如，便携式通信装置100可以通过将非按键式输入装置系统108用作从第一层130进行使用的一个键盘，来在一个关闭状态下用作一个蜂窝电话。在打开位置时，便携式通信装置100可以通过将非按键式输入装置系统108用作从第二层131进行使用的一个可变位置鼠标，来用作一个无线互联网万维网浏览器进行工作。该领域的技术人员很清楚，可以使用非按键式输入装置系统108的可变工作模式和固定工作模式的其它组合。
在一个替代实施方式中，第二机壳部分104承载仅可以从第二机壳部分的第一侧130进行操作的一个非按键式输入装置系统。这样，非按键式输入装置系统108包括当第二机壳部分处于关闭状态时，可以被使用的一单个非按键式输入装置。所以，电容传感系统包括单个的电极，在关闭位置中，单个非按键式输入装置是可以使用的，来提供将命令输入到电子装置的一个方法。
图4是便携式通信装置100的一个替代实施方式的一部分的一个横切面图。第一非按键式输入装置107，也称作第一触摸键盘，安装在第二机壳部分104的第一侧130上。第二非按键式输入装置109，也称作第二触摸键盘，被安装在第二机壳部分104的第二侧131上。
通过使用第一可弯曲电路304，在第一非按键式输入装置107和电路板302上的电路结构形成一个电气连接。通过使用第二可弯曲电路306，在第二非按键式输入装置109和电路板302上的电路结构形成一个电气连接。
图4也描述了与电路板302上的电路结构形成电气连接的多个按键113的一部分。枢轴105允许第一机壳部分102和第二机壳部分104进行连接，并且其连接是可以活动的。
第一非按键式输入装置107和第二非按键式输入装置109是触摸传感式的。例如，触摸第一非按键式输入装置107表面上的一个特定区域可以改变在第一非按键式输入装置107该部分上的一个阻值，由此表示一个特定的输入。这样，根据沿第一非按键式输入装置107和第二非按键式输入装置109表面不同位置上阻值的变化来判断人手指的位置。第一非按键式输入装置107和第二非按键式输入装置109可以包括一个阻值传感系统，一个膜开关，一个压力传感系统，例如一个压电系统，或者可以使用其它类型的技术来实现。
第一显示系统405可以连接到第一非按键式输入装置107，和第二显示系统407连接到第二非按键式输入装置109。显示系统包括表面标记。替代地，显示系统可以包括用于显示信息和标记的多层激活层。在一起递交的申请序列号为、题为“带排成行的光阐和背光电池的、可以用于一个触摸式屏幕的显示器”中所公开的一个这样的多层显示系统。
第一非按键式输入装置107和第二非按键式输入装置109均具有在可变位置和固定位置工作模式下可以进行工作的灵活性。例如，这个用户可以用电子的方法将第一非按键式输入装置107在可变位置和固定位置工作模式之间进行切换。当这个用户希望这个便携式通信装置100在关闭位置时作为一个蜂窝电话进行工作时，第一非按键式输入装置107可以被设置成固定位置工作模式来仿真一个键盘进行电话号码的拨号。如果这个用户希望在便携式通信装置100仍然处于关闭位置的同时滚动消息或者信息菜单，第一非按键式输入装置107可以被设置成可变位置工作模式，并且可以作为一个触摸板鼠标进行工作。类似地，第二非按键式输入装置109可以在工作模式之间进行切换，以用作各种功能。
这样，第一非按键式输入装置107和第二非按键式输入装置109的工作的灵活性提供了几个便携式通信装置100的工作模式。例如，用户通过将第一非按键式输入装置107在作为一个鼠标和作为一个键盘的工作模式之间进行切换，便携式通信装置100在关闭的位置时可以作为一个蜂窝电话进行工作。用户通过将第二非按键式输入装置109在作为一个鼠标和作为一个键盘的工作模式之间进行切换，便携式通信装置100在打开的位置时可以作为交互式电视的一个控制器进行工作。便携式通信装置100也可以被设置成工作在一个手写体识别模式下，其中第一非按键式输入装置107和第二非按键式输入装置109可以被用作输入手写字符，符号，或者姿势。该领域的技术人员很清楚，可以采用其它工作模式和组合。
在一个替代的实施方式中，第二机壳部分104仅装有从第二机壳部分的第一侧130可以进行工作的一非按键式输入装置107。这样，非按键式输入装置107包括一个阻值传感系统，并且可以在关闭位置下进行使用，以提供将命令输入到电子装置的一个方法。
图5描述了处于打开位置下的便携式通信装置500的一个替代实施方式，图6描述了处于关闭位置下的便携式通信装置500。便携式通信装置100仍然可以提供双向语音通信，并且可以执行数据传送功能，例如因特网互连性，电子邮件，和传真能力。另外，但是，替代实施方式的便携式通信装置500可以载有能够显示大量信息的一个显示器510。除了一个蜂窝电话，便携式通信装置500可以包括装置，例如一个个人管理器(personal organizer)，一个个人数字助理，或者交互式电视的输入设备。
便携式通信装置500的一机壳包括第一机壳部分502和通过枢轴505连接的第二机壳部分504，第一机壳部分502和第二机壳部分504通过这个枢轴505在一个打开位置和一个关闭位置进行旋转变化。在便携式通信装置内部的一个传感系统检测第二机壳部分504相对于第一机壳部分502的位置。一个电路(没有显示)位于便携式通信装置500的内部，来控制便携式通信装置500的各种部件并且这些各种部件的功能。
天线501是用于发送和接收无线电信号的一个装置。位于第一机壳部分502上的显示器510可以完成例如显示文本和视频信息的功能。一个麦克风518接收用户的声音和用户的声音输入，一个扬声器516向这个用户发送音频信号。
一个非按键式输入装置508被第二机壳部分504所携带。非按键式输入装置508在关闭位置下(图6)和在打开位置下(图5)是可以使用的。
第二机壳部分504包括一个翻盖，这个翻盖至少能够部分覆盖被第一机壳部分502所携带的多个键盘590。多个键盘590被用于这样的功能，例如切换非按键式输入装置508的操作和输入命令。多个键盘590作为一个键盘膜(没有显示)的部分被包括，并且被夹在形成第一机壳部分502的两个塑料片之间。
在一个优选实施方式中，非按键式输入装置系统508的结构，操作和功能基本上与图1，2，和3中所显示的非按键式输入装置系统108的结构，操作和功能相同，它采用了一个电容传感系统。与图1，2和3中所显示的非按键式输入装置系统108相同，非按键式输入装置系统508包括可以从第一侧530和第二侧531进行使用的一单个装置。当便携式通信装置500处于关闭位置时，这个传感系统(没有显示)向便携式通信装置500内部的一个控制器(没有显示)发送一个信号，以指示，非按键式输入装置系统508通过从第二机壳部分104的第一侧530激活。当便携式通信装置500处于打开位置时，非按键式输入装置系统508通过从第二机壳部分504的第二侧531激活。
替代的，便携式通信装置500包括可以在关闭位置下使用的第一非按键式输入装置507(图6)和可以在打开位置下使用的第二非按键式输入装置509(图5)(分别类似于图1，2的第一和第二非按键式输入装置107和109)。当便携式通信装置500处于关闭位置时，第一非按键式输入装置507是激活的。当便携式通信装置500处于打开位置时，第二非按键式输入装置509是激活的。
该非按键输入装置系统和非按键输入装置大大地提供了便携式通信装置的使用率。当第二机壳部分处于关闭位置时，可以优化第二机壳部分表面区域的使用。具有两个机壳部分的一个蜂窝电话可以被用于保护一个显示器和/或者键盘，并且在关闭位置下仍然可以使用蜂窝电话的大部分能力。所公开的、能够在一可变位置模式和固定位置模式下操作非按键式输入装置和系统的能力增加了蜂窝电话设计的灵活性。用户将输入装置从固定位置模式切换到可变位置工作模式的能力允许一个更直观的，有效的，和灵活的用户接口。
虽然上面已经描述了非按键式输入装置系统和非按键式输入装置的特定实施方式，但是该领域的技术人员可以采用其它实施方式。采用非按键式输入装置系统和非按键式输入装置的电子设备仅应限制于后附的权利要求书。