CN1678970A - 用户接口 - Google Patents

Abstract

一种电子输入设备(MS)，具有用于接收用户输入的柔性的键盘(14)和限定用于容纳该键盘的空间的外壳(10)。该输入设备具有紧凑状态和展开状态。键盘在紧凑状态采取紧凑立体构形，而在第二状态采取展开立体构形。在紧凑状态，键盘被卷在一个卷轴上。该输入设备还具有可收回、柔性的显示器，该显示器也具有相应的紧凑和展开状态，因此键盘和显示器可以一起卷进和卷出。

Description

用户接口

本发明涉及用户接口，具体地说涉及将用户接口的尺寸最小化。

在过去20年中，开发出了不同类型的小型电子输入设备，特别是用于移动通信的小型电子输入设备。这些设备通常都有一个键区，该键区包括通常用于电话手持设备的一套按钮或标准格式的一个小键盘。

在这样的电子输入设备中，通常提供一个显示器使得用户能看到通过键区或键盘输入的信息和为用户提供其它信息，如接收到的消息、指令或其它信息。电子和电池技术的进步使得可以制造出具有更强功能的更小的设备。这种增强的功能使得用户可以通过更多的途径与这些电子输入设备对话，这样就导致产生了更多的菜单选项。因此，电子输入设备通常要求相对较大的显示器和较多的输入键。现在用户通常在大部分时间内把他们的电子输入设备带在身边。这种增长的移动性总体上将电子输入设备的大小限制在手持式的范围内。此外，由于现在电子输入设备经常被随身携带，所以需要这些设备结实。这样在需要具有大显示器和大键盘以便于使用和需要具有小的便携式电子输入设备之间就发生了矛盾。

为了保持电子输入设备的小尺寸，已知的方法是提供在任何时候一次只显示少数的可用选项和/或信息的浏览菜单，和缩小键盘按键的大小。但是，新型的和更复杂的设备如移动电话和个人数字助理的用户接口通常具有类似于计算机的功能，因此需要能够显示文本(多行)和图形的显示器。通常提供标准格式的键盘。这样的设备的一个例子是诺基亚9000通讯设备。该设备的形式为两部分移动站，包括其中一部分中的完整的标准格式的键盘和另一部分中的具有640×200象素的显示器。这两部分之间通过铰链连接在一起。

现在发明了一种用于电子输入设备的用户接口，该输入设备具有一个输入装置，可以从设备的储藏室中取出来展开成展开状态，也可以收回到储藏室成为收回状态。这样，该数据输入设备的大小就可以方便地缩小以便运输，而输入装置则在储藏室内得到保护。当要使用输入装置时，该电子输入设备可以展开成更大的尺寸。

根据本发明的第一方面，提供了一种电子输入设备，包括：

柔性的输入装置，用于接受用户输入；和

限定用于容纳所述输入装置的空间的外壳；

其特征在于

所述输入设备具有第一状态和第二状态；其中

输入装置在第一状态采取紧凑立体构形，在第二状态采取展开立体构形。

优选地，该输入装置具有带触敏区域的输入表面。

优选地，紧凑状态是非平面的。输入装置的全部或部分可以采取紧凑立体构形。这样，就可以为用户提供较小的输入区域或根本没有输入区域。

优选地，展开立体构形是平面的。输入装置的全部或部分可以采取展开的立体构形。这样，输入装置就为用户提供了输入区域。

上述电子输入设备的大小可以通过例如将输入装置的部分或全部收入外壳之内而方便地缩小，还可以通过例如从外壳中将输入装置的部分或全部放出来而方便地放大，以展现一个方便的大输入装置。

优选地，在第二种构形中，输入装置被弯成卷。可选地，也可以折叠。在一种实施例中，输入装置的结构类似手风琴。

优选地，所述设备包括用于在所述第一和第二构形之间变换所述输入装置的装置。

优选地，所述输入装置是键盘。在一种输入装置为键盘的实施例中，其大小可以显著改变，从而构成一种具有完整键盘功能的小型设备。完整键盘优点是用户可以快速方便地键入文本，而该输入设备可以紧缩成便利的小尺寸，以便用户在旅行时可以方便地带在身上。

优选地，所述输入装置是显示器。优选地，安排该显示器的一部分来显示按键，以便实现软键，键的功能可以通过软件来改变。这样做的优点是将输入和输出装置结合在一起，从而同一个表面既可以用于为用户显示信息，又可以读入用户输入，这样，根本就不必提供单独的显示器了。

优选地，上述电子输入装置包括：

柔性的输出装置，用于输出信息；和

限定用于容纳所述输出装置的空间的外壳；

其特征在于

所述输入设备具有第一状态和第二状态；其中

输出装置在第一状态采取紧凑立体构形，在第二状态采取展开立体构形。

优选地，所述输出装置为显示器。

该显示器的大小可以方便地改变为高扩展型。这样就提供了一种小型设备，具有充分大的显示器用于在任何时候一次显示大量的信息，如：WWW(万维网)页或e-mail。

优选地，所述输出装置和所述输入装置的安排应使得输入设备具有两种状态，对应于输入装置和输出装置的第一和第二状态。在第一状态，输入装置和输出装置都是紧凑的，而在第二状态，输入装置和输出装置都是展开的。这样就提供了一种便利性，即输入装置和输出装置同时展开或同时收起。

优选地，该电子输入设备包括一个铰链，用于折叠地连接限定用于容纳所述柔性的输出装置的空间的外壳与限定用于容纳所述输入装置的空间的外壳。这样就提供了一种电子输入设备，该输入设备具有相对较大的显示器和相对较大的输入装置，但是可以封装成紧凑构形。这样做在减小用户经常随身携带的电子输入装置的大小方面特别有用。

优选地，该电子输入设备是远程通讯设备。该远程通讯设备可以具有展开立体构形的数据终端模式和紧凑立体构形的电话模式。

优选地，该电子输入设备包括：

两个单元，可以围绕铰链在展开构形与闭合构形之间进行折叠，

位于一个单元内的扬声器，和

位于另一个单元内的麦克风。

该远程通讯设备可以折叠以分离麦克风和扬声器。这样，扬声器可以方便地位于靠近用户耳朵的位置，而麦克风可以方便地位于靠近用户嘴的位置。两个单元可以方便地折叠以减小该电子输入设备的尺寸。

优选地，该电子输入设备还包括：

一个限位器，用于防止设备展开到超过其最大开度角，和

一个装置，用于当设备的构形在紧凑立体构形和展开立体构形之间变化时改变最大开度角。这样，当设备在电话模式使用时和在数据终端模式使用时，可以提供不同的最大开度角。例如，用于数据终端模式时，可以将设备的开度减小到舒适的视角。在电话模式，移动站可以进一步打开，以增加麦克风和喇叭相互之间的距离。

下面参考附图，仅仅以示例的方式对本发明加以阐述。附图中：

图1表示在运输模式时，移动站的前透视图；

图2表示在电话模式时，图1所示移动站的侧面透视图；

图3表示在电话模式时，图1所示移动站的前透视图；

图4表示在数据终端模式时，图1所示移动站的前透视图；

图5表示支撑机构的一种实例；

图6表示图1所示移动站在部分展开模式时的前透视图；

图7表示图6所示移动站沿直线A-A’的剖面图；以及

图8表示图6的放大的细节。

图1表示移动站MS的收回构形，这种构形适合运输和由用户携带在例如口袋中。可以看出，在这种收回，或者叫做折叠构形中，移动站基本上呈圆柱形。该移动站包括4个组件：10、11、12和13，这4个组件具有弯曲的外表面，构成上述的圆柱形。这些组件是：下层储藏组件10、上层储藏组件11、电池组件12和电子器件箱组件13。电池组件12包括电池，用于操作移动站。电子器件箱组件13包括移动站电子器件，使得移动站可以用作移动电话、数据终端或其他工具。

参考图2和3可以看出，组件11和10与组件13和12用铰链18铰接在一起。组件10和12彼此相邻并构成第一铰接实体。组件11和13对应地彼此相邻并构成第二铰接实体。两个铰接实体各自作为一个单元围绕铰链转动。该移动站具有一个锁扣(未示出)用于防止意外打开。可选地，可以提供摩擦装置以完成该功能。

图3表示图1所示移动站在电话模式打开状态时的前透视图。第一和第二实体围绕铰链18彼此经过相对转动，其夹角大约115°。这一角度是移动站用作如下所述的电话或数据终端时的舒适的角度。该打开状态示出了靠近电子器件箱组件13的顶端的电话喇叭20和位于靠近电池组件12的底端的麦克风21。在电池组件12的表面可以看到键区22，该表面对着下层储藏组件10的相应的表面。在本发明的另一实施例中，用户可以采用语音输入而不是按键输入，由有语音识别系统识别输入。

当然，角度不一定要正好115°，而是可以任意选择。该角度或者可以任意调节，或者可以以确定的步长调节。移动站只有两个角度是固定的：在完全关闭状态，其角度为0°，和在打开状态，其中角度一般在90°-270°的范围内，优选地小于180°。可选地，可以有第三个固定角度，以便如下面所述在电话模式和数据终端模式采用不同的角度。

图4表示图1所示的移动站在展开的数据终端构形时的透视图。构成第一和第二铰接实体的组件对，即组件10和12以及组件11和13分别通过柔性的键盘14和柔性的显示器15彼此相连。上层储藏组件11提供显示器15可以卷入其中的储藏室，下层储藏组件10提供键盘14可以卷入其中的储藏室。键盘14和显示器15都被安排卷入它们各自的储藏室，以便移动站的构形适合运输或用作电话。这一点可以通过使用任何适当的装置，如：带弹簧的或电动的卷轴。在电动卷绕的情况下，电池可以用在键盘14底下延伸的软导线连接到下层储藏组件10中的一个微型电机。组件13和12有把手，用户可以抓住该把手将各个组件对10和12以及11和13中的组件彼此拉开。当这些组件对分开之后，键盘14和显示器15就被从它们的储藏室中拉出来，并且部分或全部展开。键盘14和显示器15电气耦合到电子器件箱组件13中的电子器件。该设备还包括扁平软电缆(未示出)，通过铰链18将电池、键区和键盘14耦合到电子器件箱组件13中的电子器件。这样，电子器件就可以驱动显示器15并接受键盘14的输入。

因为键盘14和显示器15是柔性的，且可以卷绕，所以它们不需要被折叠。可选地，键盘14和显示器15可以以手风琴似的形式折叠存放在各自的储藏室内，这样的话，需要适当的机械将其收回。

在展开状态，键盘14和显示器15在其最长边的方向上相互平行，但它们不必在同一个平面上。

在本发明的一种实施例中，键盘14是触摸屏装置，用于检测手指的触摸或为此专门提供的触摸笔17的触摸。在该实施例中，笔17位于下层储藏组件10的一端内。将笔17放在键盘14卷绕在其上的轴上或靠近该轴的地方比较方便。这样，当键盘14卷起来的时候，笔17在卷的里边。键盘14由EMFi膜制成，本领域的技术人员对此是熟知的。键盘14上面有一套印刷按键，用于指示用户按哪里。在另一实施例中，键盘上的按键不是印刷的，而是键盘可以显示要按的虚拟键16，即软键。采用软键使得能够动态映射，从而增强了键盘的可变性，这样键盘可以适应在不同的环境下接受不同类型的输入。例如，该移动站可以显示靠近某些按键的快捷键(如CTRL A)的图标。这些图标在不同的应用中的习惯可能不同。在另一实施例中，不提供键盘，而是提供触摸屏，该触摸屏可以用作画图应用的画图表面，或用作普通的输入设备。例如，该触摸屏可以用来扩展显示区域，以提供文档或图像的扩展视图。

显示器15是象纸一样的显示组件。这样的显示组件的制造商包括：E-ink inc.& Massachusetts Institute of Technology和Rank Xerox公司。Rank Xerox描述了一种象纸一样的显示器，叫做“gyricon”：“gyricon片是一种透明塑料薄膜，其中随机分布着成百万个小珠子，类似于调色剂颗粒。每个珠子包含在一个充满油的空穴内，在该空穴内可以自由旋转。这些珠子是双色的(bichromal)，两个半球的颜色相反(如：黑色和白色)，并且被充电，从而呈现为电偶极子。受施加于gyricon片表面上的电压的影响，这些珠子会旋转，将一种颜色的侧面或另一种颜色的侧面呈现给观察者。可以以面向位的方式给gyricon片的表面施加一个电压样本，以产生图像，如文本和图片。该图像将一直存在，直到施加新的电压样本，以产生新的图像。”...“对于要求更快和直接电子更新的应用，gyricon材料可以用一种简单的电极结构封装在表面上，并且更象传统的显示器一样被使用。”在以下网址可以找到对的描述：http://www.parc.xerox.com/dhl/projects/epaper/。

与第二铰接实体相比，第一铰接实体相对较厚重，所以，当移动站打开时，第一铰接实体可以平铺在一个平面上。即使当第二铰接实体与第一铰接实体之间的角度大于90°时，这样做也是适用的。这样，在数据终端模式时，移动站可以自己支撑。因此，移动站可以放在桌面上而不会翻倒。通过将重的部分，如电池，安排在电池组件12内可以达到这种稳定性。此外，可以通过将电池组件12内的大部分重量安排得远离铰链18，而将电子器件箱组件13内的大部分重量安排得靠近铰链18来达到这种稳定性。

移动站还可以包括位于键盘14和显示器15下面的一个支架。该支架支撑展开状态时的移动站。该支架可以展开也可以收起。该支架还可以支撑键盘14和显示器15的背面，使得移动站在不平的表面上或在用户手中也可以使用。在任何情况下，不管是不是提供支架，都可以安排只有响应用户启动，才卷绕键盘14和显示器15，这样，移动站就可以被置于桌面或类似的平面上，并保持展开状态。

图5表示用来支撑键盘的支架的一种实例。该支架包括三套折叠支撑条52。每一套有四个支撑条，每个支撑条的两端有枢轴56，可围绕枢轴转动。每一套支撑条52保持与其它套中的对应条平行的构形。支撑条52将电池组件12和下层储藏组件10机械地连接在一起。当移动站展开或收起时，中间条58强制每一套中对应的支撑条保持平行。在一种实施例中，支撑条52包括导体材料，可以用来构成键盘和电池组件10和12之间的电气耦合。此外，这些套中的一套可以支撑耦合这些组件的电导线。类似的支架装置可以用来支撑显示器15。

图6表示移动站在部分展开状态时的前透视图。电池组件12和电子器件箱组件13具有限位机构。该限位机构利用在上层储藏组件11上提供的锁扣62。

图7表示图6所示移动站沿直线A-A’的剖面图。该实施例具有3个固定的展开角。在面对上层储藏组件11的一个壁上，电子器件箱组件13在其侧面下端靠近铰链18的地方有一个凹口74。该凹口的形状为大约45°的扇形。电子器件箱铰接的一端构成该扇形的直边或半径。

电池组件12具有面对下层储藏组件10的壁。该壁具有延伸的凸缘72。该凸缘基本上是电池组件12的壁超出端点的延伸。从侧面看，该凸缘为扇形。该凸缘具有一段从电池组件下表面延伸出来的弧，该弧延伸过大约60°的角度，在连接该弧和电池组件上表面的直边处终止。这样，凸缘的窄的顶点就对着铰链。该凸缘按比例与与凹口对准，以便当围绕铰链打开移动站时，进入凹口。在确定的第一开度角，凸缘充满整个凹口，且前缘73与端面77相接触。

为了提供两个不同的开度角，提供了限位器76。该限位器是电子器件箱组件13的壁的延伸。该限位器与该壁平行并且在凹口74之上伸出几毫米。限位器和凸缘都对准电子器件箱组件13和电池组件12的外表面。换句话说，限位器76和凸缘72在同一个平面内。凸缘有两种状态：松弛状态和弯曲状态。在弯曲状态，凸缘稍微向侧面弯曲。凹口足够深，所以当凸缘在弯曲状态时，在限位器背后有空间让凸缘滑过。

有三个接合表面。凸缘72有第一接合表面73，即前缘。该表面防止移动站进一步打开，超过某一开度角。凹口74有内壁(其扇形第二直边的壁)，定义了第二接合表面77，该表面限定第一开度角。第一开度角定义当移动站用作电话时的最大开度角。限位器76提供第三接合表面，该表面大致面对电子器件箱的铰接端。当移动站用作数据终端，即在展开构形时，锁扣62远离凸缘，凸缘沿着电池和电子器件箱组件侧壁的平面移动，并在某一点与限位器啮合。

下面参考图6、7和8描述限位机构的操作。凸缘72具有松弛状态，在该状态，锁扣62没有压在凸缘72上。这一点示于图6。在该状态，当凸缘与限位器76啮合时，就不能再进一步打开，这样就限定了数据终端的最大开度角。此外，凸缘还有一种压缩状态，在该状态，锁扣62将凸缘72压入凹口。这种操作发生在移动站被设置为电话模式时，即上层储藏组件11与电子器件箱组件13并列时。在该紧凑状态，第一接合表面73和凸缘可以避开限位器76，凸缘可以从空隙间滑过。这样，移动站就可以一直打开至凸缘完全进入凹口74，即一直打开至第一接合表面73与凹口的第三接合表面77啮合为止。当接合表面相接触时，电池组件12和电子器件箱组件13就不能再进一步打开。

与现有技术相比，本发明有几个优点。根据本发明的移动站在其运输模式的大小只是其全部大小的一小部分。此外，该移动站还有一种中间构形，使得它可以用作电话。本发明可以用于移动电话、个人数字助理和小型膝上电脑，以提供合适尺寸的屏幕。可选地，该移动站还可以用于展览中的交互式广告画、电子游戏、各种家用和商用电子设备如高传真立体组合的用户接口、汽车音响系统、以及例如在飞机上用的多媒体设备。

本申请借助于实例描述了本发明的实现方式和实施方案。对本领域的技术人员来说，显然本发明不限于上述实施方案中的细节，本发明还可以以另一种方案实施，而不会偏离本发明的特征。此处，采用最复杂的实施方案作为实例对本发明进行了描述，但是，本发明当然还可以在仅仅包括可收缩键盘，而不包括具有显示性能和移动电话功能等的设备中实现。因此，上述的实施方案应当看作是示例性的，而不是限制性的。因此，实现和使用本发明的可能性只是由附加的权利要求来限定。因此，如权利要求所确定的本发明的各种实现方式，包括等效的实现方式，也属于本发明的范畴。

Claims (18)

1.一种电子输入设备(MS)，包括：

一种柔性的输入装置(14)，用于接受用户输入；和

一种外壳(10)，用于限定容纳所述输入装置的空间；

其特征在于

所述输入设备具有第一状态(图3)和第二状态(图4)；其中

输入装置在第一状态采取紧凑立体构形，而在第二状态采取展开立体构形。

2.根据权利要求1的电子输入设备(MS)，其中输入装置(14)有一个包含触敏区域的输入表面。

3.根据权利要求1或2的电子输入设备(MS)，其中展开立体构形是平面的。

4.根据前面任一项权利要求的电子输入设备(MS)，其中紧凑立体构形是非平面的。

5.根据前面任一项权利要求的电子输入设备(MS)，其中在紧凑立体构形，输入装置(14)被卷成卷。

6.根据前面任一项权利要求的电子输入设备(MS)，包括用于在所述第一和第二状态之间改变所述输入装置(14)的装置。

7.根据前面任一项权利要求的电子输入设备(MS)，其中所述输入装置是键盘(14)。

8.根据前面任一项权利要求的电子输入设备(MS)，其中所述输入装置(14)还是显示器。

9.根据前面任一项权利要求的电子输入设备(MS)，包括：

一种柔性的输出装置(15)，用于输出信息；和

一种外壳(11)，用于限定容纳所述输出装置的空间；

其特征在于

所述输出设备具有第一状态和第二状态；其中

输出装置在第一状态采取紧凑立体构形，而在第二状态采取展开立体构形。

10.根据权利要求9的电子输入设备(MS)，其中所述输出装置是显示器(15)。

11.根据权利要求9或10的电子输入设备(MS)，其中所述输出装置设计为与所述输入装置平行，因此，输入设备具有与输入装置和输出装置的第一和第二状态对应的两种状态。

12.根据权利要求9-11中任一项的电子输入设备(MS)，包括：

铰链(18)，用于可折叠地连接限定容纳所述输出设备的空间的外壳(11)和限定容纳所述输入设备的空间的外壳(10)。

13.根据前面任一项权利要求的电子输入设备(MS)，其中电子输入设备是远程通讯设备。

14.根据权利要求13的电子输入设备(MS)，包括：

两个组件(10和12，11和13)，可以围绕铰链(18)在一种打开构形与一种闭合构形之间折叠；

位于一个组件中的喇叭(20)；和

位于另一个组件中的麦克风(21)，这样，就可以打开电子输入设备，以分开麦克风和喇叭。

15.根据权利要求14的电子输入设备(MS)，包括：

限位器(76)，用于防止打开输入设备的两个组件(10和12，11和13)时超过最大开度角；和

一种装置，用于改变当设备的构形在紧凑立体构形与展开立体构形之间变化时的最大开度角。

16.一种用于制造电子输入设备(MS)的方法，包括以下步骤：

在电子输入设备上做出一个外壳，用于限定容纳柔性的输入装置的空间；和

至少部分地将紧凑立体构形的柔性的输入装置插入所述空间。

17.一种用于制造电子输入设备(MS)的方法，包括以下步骤：

在电子输入设备上做出一个外壳，用于限定容纳柔性的输入装置的空间；

将柔性的输入装置的形状改变为紧凑立体构形；以及

至少部分地将柔性的输入装置插入所述空间。

18.电子输入设备呈现用户接口的方法，包括以下步骤：

在电子输入设备的外壳内存放紧凑立体构形的柔性的输入装置；

将柔性的输入装置从外壳中展出来，成为展开立体构形，用于接受用户输入；以及

再次将柔性的输入装置收回到外壳内部的紧凑立体构形。

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