專利名稱：手持電子裝置或袖珍電子裝置以及手控輸入設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及手持電子裝置或袖珍電子裝置，例如移動電話，手持計算機等，此電子裝置包括顯示單元和在兩個方向位置敏感的、用于控制此裝置的觸摸表面。本發(fā)明還涉及用于這種手持電子裝置以提供觸摸面的觸摸板型手控輸入設備。
盡管本發(fā)明尤其已經在組合移動電話與萬維網瀏覽器方面得到發(fā)展并將結合組合移動電話與萬維網瀏覽器繼續(xù)得到發(fā)展，但是本發(fā)明通?？梢詰糜趦?yōu)先消除或減少用于輸入文本、控制光標、激活功能等的傳統(tǒng)字母數字鍵盤數、單獨物理功能鍵、鼠標、手持指示筆等的所有類型的手持電子裝置。
為了消除這些缺陷，已經開發(fā)的電子裝置至少部分地可以利用觸摸屏和/或觸摸盤/觸摸板對其進行控制。可以在模擬實施例或數字實施例中使用這些輸入設備。利用通常被稱為“筆”的手指和/或獨立手持儀器，為了在顯示單元的顯示區(qū)內選擇相應的點，用戶可以在觸摸屏或觸摸盤的觸摸面上選擇點。這樣用戶可以激活各種功能，例如用于輸入文本、進行撥號、激活功能等的“虛擬”按鈕。手指通過觸摸面移動時會導致光標通過顯示單元的顯示區(qū)相應地移動。然而，例如，當顯示區(qū)上的相應區(qū)域被激活時，不需要存在光標而是閃亮虛擬功能鍵。
觸摸屏的特征在于，它是透明的，并且全部或部分地覆蓋顯示單元的顯示區(qū)。用戶用手指或筆直接按或點擊觸摸面上的虛擬按鈕或顯示單元顯示的區(qū)域，因此不需要可移動光標。觸摸盤或觸摸板的特征在于，它與顯示區(qū)不同，并且通常用于在顯示區(qū)范圍內控制某種形式的光標。
我們知道觸摸屏和觸摸板對壓力強度敏感，因此通過足夠強的壓力按觸摸面，用戶可以激活，即“點擊”選擇的按鈕或功能。
已知的觸摸屏和觸摸板可以在一定程度上克服上述使用字母數字鍵盤、物理鍵、鼠標以及拇指旋輪的缺點，但是它們會產生幾個其它問題1.觸摸屏會削弱圖像的對比度和清晰度，因為它被施加到顯示區(qū)前。此問題尤其出現在反射式顯示單元中，因為在反射式顯示單元中，光線通過觸摸屏兩次。尤其難以提供具有觸摸屏功能所要求的電導層的玻璃或塑料，而又不破壞觸摸屏的透明度。
2.觸摸屏的另一個缺點是，用戶的手指會遮蔽部分顯示區(qū)。
3.觸摸屏和觸摸板的又一個缺點是，定位精度有限，因為相對于觸摸面，手指的尺寸大。對于小觸摸面尤其會產生此缺點。利用獨立的、細筆替代手指可以部分地克服此問題，但是這樣做的不利之處在于需要用戶額外部件保持跟蹤。然而，沒有克服不良對比度的缺點，而且筆在某種程度上會遮蔽顯示區(qū)。
4.觸摸屏的另一個重要缺點是，通過手指在觸摸面上移動，它們會變臟或被擦傷，這樣會進一步破壞可見性。在觸摸屏的上面單獨設置防擦傷層也不能解決問題，因為它會進一步破壞對比度。
5.壓敏觸摸屏的一般缺點是，觸摸面在其深度方向必須是柔性的，因此顯示區(qū)從整體上對外部影響變得敏感。
6.觸摸屏或觸摸板通常由互相之間的相對間距為邊界墊片的兩層構成。問題在于，構成觸摸面的外層被張緊并在被按時擦傷。當邊界墊片之間的間距小時，特別是接近時，此問題尤其突出。這同樣會產生壓敏性在觸摸面區(qū)域內發(fā)生變化的缺點。
US-A-5 729 219(摩托羅拉有限公司)描述了一種手持尋呼機，該尋呼機具有外殼、設置在外殼前面的顯示單元以及對著位于殼體的背面、平行于顯示單元顯示區(qū)的平板觸摸面。屏幕與平行觸摸面之間的間距等于殼體的厚度。屏幕和觸摸面的大小相同，而且當用戶手指在盤上從左向右移動時，光標會在屏幕上相應地移動，反之亦然。手指在觸摸面上移動時會導致光標在屏幕上移動同樣的距離。
為了實現此目的，本發(fā)明的第一方面提供了一種手持電子裝置或袖珍電子裝置，例如移動電話，這種電子裝置包括顯示單元和在第一方向和第二方向位置敏感、用于控制此電子裝置的觸摸面，這種電子裝置的特征在于，顯示單元的顯示區(qū)占據了此裝置的大部分正面，并且其特征還在于，在此裝置的側面設置觸摸面并在第一方向將觸摸面彎曲成凸形的。
在此，術語“觸摸面”指觸摸盤(觸摸板型)的表面，用戶可以將手指通過它移動到要求的位置以例如在顯示單元顯示區(qū)范圍內引導光標和/或激活顯示在顯示區(qū)上的虛擬鍵等。本技術領域內的熟練技術人員已知觸摸盤的這些基本功能，因此不需更做進一步詳細說明。
通常，手指在觸摸面的兩個方向上移動對應于最好平行于手指在觸摸面上的移動方向、在互相垂直的兩個方向在顯示單元的顯示區(qū)上進行定位。
根據本發(fā)明被設置在裝置的側面的觸摸面的特定優(yōu)勢在于，用一只手可以容易地對此裝置進行控制，而此裝置對用戶保持自然方式，用戶可以對手中的對象進行研究。不僅如此，還可以以有利的方式從人類工程學的觀點出發(fā)對此裝置進行控制。此外，此裝置不會存在上述描述的已知的觸摸屏問題，即不良清晰度、不良對比度或弄臟，與此同時，本發(fā)明還解決了顯示區(qū)被用戶的手指或筆部分擦傷的問題。顯示單元可以做得更硬并對外界影響不敏感。
本發(fā)明的另一個優(yōu)勢在于，與裝置的尺寸相比，顯示器的尺寸大。這意味著，顯示器可以用于顯示詳細信息、圖形等，同時還意味著裝置的尺寸可以相對較小。
根據本發(fā)明在第一方向被彎曲成凸形的觸摸面的優(yōu)勢圖解示于

圖10a和圖10b。根據本發(fā)明利用兩個凸形面，而不是象已知技術(如圖10a所示)那樣利用一個凸形面(手指肚)和一個平坦的未彎曲觸摸面，形成手指肚51與彎曲觸摸面52之間的接觸面50(如圖10b所示)。本發(fā)明大大降低了手指肚與觸摸面之間的接觸面，因此即使對于相對較窄、細長形觸摸面，仍可以在觸摸面的寬度方向實現更高的定位精度。
降低手指與觸摸面之間的接觸面的另一個優(yōu)勢在于，用戶需要較小的力就可以得到激活觸摸面的每面積單位相同力。從圖10b中顯而易見。
本發(fā)明的另一個優(yōu)勢在于，可以以這樣的方式設計觸摸面，即用戶不需要在觸摸面彎曲的方向(彎曲方向)移動其手指如此多。在某些情況下，甚至不必在彎曲方向通過拱形面移動或滑動手指，但是只要通過拱形面“滾動”就行。
在根據本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，以如下方式控制此裝置例如，如果彎曲的觸摸面設置在裝置的右側面，并且用戶用右手手持此裝置，右手手掌對著裝置的背面，通過沿著或通過位于右側面的彎曲觸摸面移動其拇指，用戶可以操作此裝置。顯然，彎曲觸摸面可以設置在左側面，并且可以利用喜歡的手指操作此裝置。如果在裝置的右側面和左側面同時為此裝置設置彎曲觸摸面，則可以以三維形式對顯示器上的對象進行控制。例如，可以實現在三維轉動對象。用戶通過沿兩個觸摸面在裝置的縱向移動其手指，對象可以繞著關于顯示器成直角的軸轉來轉去，沿左觸摸面移動的手指與沿右觸摸面移動的手指相反的方向移動。通過橫向通過觸摸面并以互相相反方向在觸摸面上移動手指，可以以同樣方式使對象沿裝置的縱向轉來轉去。不僅如此，通過在觸摸面的縱向并以相同方向在右側面和左側面移動手指，可以使對象沿裝置的橫向轉來轉去。
對于薄膜類型的實施例，本發(fā)明的一個重要優(yōu)勢在于，某種薄膜彎曲觸摸面可以提供較小阻力被壓下，因為不需要拉伸制造觸摸面的薄膜。因此所需的激活力小于已知觸摸面所需的激活力。在已知的觸摸面上，隨著所需的激活力的增加，更靠近的一個會到達邊，并且這意味著，因為手指肚變形會導致精度顯著不可靠(參考圖11b)。還應最好減小激活力，因為形成觸摸面的薄膜或其等效物承受較小的應變。這些問題意味著，利用已知技術不可能獲得長、窄型觸摸面。然而，利用本發(fā)明由于使用較小的接觸壓力，所以這是可能的。
利用彎曲觸摸面的又一個優(yōu)勢在于，與已知的平板觸摸面相反，接觸壓力更線性，即更均勻。線性與其它優(yōu)勢一道會增加觸摸面的清晰度并且還可以將保護層或薄膜設置在觸摸面的外層，而不會明顯破壞觸摸面的功能和/或清晰度。如果利用已知的觸摸面，這是不可能的。如果利用已知的薄膜型觸摸面，隨著接觸壓力的增加，更接近的會到達側面，然而利用根據本發(fā)明的彎曲觸摸面，接觸壓力在彎曲方向大致為常數。通過對分別示出根據本發(fā)明的輸入設備和已知薄膜型觸摸板的圖11a和圖11b進行比較，本發(fā)明的此優(yōu)勢顯而易見。
在優(yōu)選實施例中，觸摸面的第二方向長于第一方向(彎曲方向)，特別是觸摸面對于與第二方向平行的線性幾何軸單彎曲。在這種情況下，通過在縱向物理延伸觸摸面，可以確定觸摸面在縱向的定位精度。與已知的平板、非彎曲觸摸面比較，縱向的定位精度大致不發(fā)生變化，但是由于顯示器未被遮蔽，所以通過顯示器的視覺反饋，即利用光標移動，實際上可以提高縱向精度。
根據特定優(yōu)選實施例，在裝置的側面整體設置彎曲觸摸面。在此實施例中，觸摸面具有兩條平行的縱向邊，在這兩條平行的縱向邊之間設置彎曲觸摸面，并且縱向邊還分別與裝置的正面和背面相接。此實施例的優(yōu)勢在于，大體上整個正面可以用作顯示單元并且顯示單元可以最大限度向外延伸到正面的縱向邊。
觸摸面在其縱向比在其橫向優(yōu)先具有更大的延伸。特別是彎曲方向上的觸摸面寬度可以制造得遠小于顯示單元的顯示區(qū)的寬度。以本技術領域內的熟練技術人員公知的方式，可以獲得手指在觸摸面的移動與顯示區(qū)上獲得的移動(成正反饋)的要求比值。特別是對于在觸摸面的橫向方向上的移動，此比值可以明顯更大。例如，縱向方向的比值可以是1∶1(絕對反饋)，這樣在觸摸面的縱向選擇的位置對應于位于觸摸面上與此位置完全相對的顯示區(qū)的縱向上的位置，因此可以為用戶提供良好視覺反饋。這種良好視覺反饋保證用戶能夠定位光標或在顯示器上選擇一個區(qū)域，從而以更快、更可靠的方式激活要求的功能。
觸摸面不需要，但是可以接近與顯示器的顯示區(qū)具有相同的長度。另一方面，觸摸面可以略長于顯示區(qū)的長度。
可以在第二方向將觸摸面劃分為兩個或更多個區(qū)域或部分。可以由結構裝置和/或邏輯裝置(即只受軟件控制)進行劃分。利用電分離區(qū)域可以實現由結構裝置進行的劃分，可以在具有通用觸摸面的同一個輸入設備內產生電分離區(qū)域。然而，由結構裝置劃分的兩個相鄰區(qū)域可以用作一個邏輯相干區(qū)。利用指出顯示單元觸摸面上的不同壓力面或區(qū)域的軟件可以實現邏輯分區(qū)。
通常，在觸摸面上一次只能激活一個位置，或者如果如上所述利用結構裝置將觸摸面劃分為區(qū)域，則一次只能激活各區(qū)域上的一個位置。
在一個實施例中，觸摸面包括上部和下部，當用戶手持裝置時，只有通常由拇指控制的上部被激活。這樣可以避免用戶手掌偶然激活觸摸面的下部。例如，通過按觸摸面下部上的正確縱向位置，觸摸面的下部可以用于直接控制表中的功能按鈕。換句話說，觸摸面的上部可以用于進行二維控制，而下部可以用于進行一維控制。
可以以已知方式使觸摸面在垂直于觸摸面的方向敏感以激活各種功能，例如可以點擊顯示器上的各種按鈕的特性。實現此的一種方式是在上述內部薄膜內引入第三薄膜。通過一起按下上述外部薄膜和內部薄膜可以對位置進行控制。通過增加壓力可以實現點擊功能，這樣內部薄膜與第三薄膜接觸。當電流接近接觸時，可以用電方法對內部薄膜與第三薄膜的接觸進行記錄。此解決方案對用戶提供機械反饋。為了為用戶提供正確的壓力感受，各薄膜可以具有不同的韌性。
例如，實現激活顯示在顯示器上的功能的另一種方式是定義當觸摸面承受的壓力被釋放時進行激活或“點擊”。
有幾種已知方式可以實現對觸摸面上的按下位置的坐標進行檢測/確定。例如，已知技術利用電阻方法、電容方法以及基于表面波的方法。最可取的方法是優(yōu)先采用薄膜形成觸摸面的方法。
根據本發(fā)明的第二方面，提供了一種觸摸板型手控輸入設備，該手控輸入設備包括觸摸面，在第一方向和第二方向位置敏感并且用戶可以在此觸摸面上移動手指；用于檢測手指在觸摸面上的位置的裝置，其中觸摸面是對平行于所述第二方向的線性幾何軸的凸形單彎曲面，此輸入設備的特征在于，利用有兩條邊平行于所述線性幾何軸的彈性外部薄膜的外層形成觸摸面，并且在顯示設備上這樣固定彈性外部薄膜，即如果假定反抗的直接結果是形成平板，則它被拉伸成凸形、單彎曲的彈性面。
本發(fā)明此方面的一個優(yōu)勢是，可以將外部薄膜生產或機械加工成平板型成品薄膜。然后，可以將成品薄膜固定到手控輸入設備并且在此時獲得其彎曲形狀。根據制造平板輸入設備薄膜的已知方法，可以用相對簡單的方法加工薄膜。例如，如果需要，則可以通過印刷過程對薄膜設置適當成形的層和導體。
觸摸面的第二方向優(yōu)先長于其第一方向。輸入設備還可以包括設置在內部與外部薄膜隔離的彎曲內部薄膜?？梢酝ㄟ^拱形基底設置內部薄膜，并且優(yōu)先地被固定到此基底。為了獲得必要間距，外部薄膜的曲率應比外部薄膜被按下的表面(例如彎曲內部薄膜的外側)的曲率大。例如，這可以通過制造橫向稍寬的外部薄膜并將薄膜的縱向側與觸摸面的縱向邊固定到一起實現。為了保持薄膜間的間距，外部薄膜應有彈性地離開內部薄膜，用戶用手指壓觸摸面時可以減小此間距。薄膜之間的間距自然還會受到特別是邊緣處的適當墊圈的影響。
外部薄膜和內部薄膜可以由同一種薄膜制造，這種薄膜被設置了必要層和導體并沿折疊線折疊以形成內部薄膜和外部薄膜。
利用根據本發(fā)明的彎曲觸摸面的輸入設備在有限區(qū)域上可以實現窄觸摸面。利用傳統(tǒng)平板觸摸盤，這是不可能實現的。傳統(tǒng)平板觸摸盤的墊圈部件要求距離墊圈部件2mm的間距防止接觸觸摸盤，因為傳統(tǒng)觸摸盤通過將外部薄膜拉伸到內部薄膜進行激活。如果沒有此安全間距，就存在外部薄膜被變形和/或變得與墊圈分離的危險。這樣就浪費了部分有效區(qū)域，即這部分區(qū)域被墊圈部件(在一個方向至少2+2mm)和2+2mm的安全裕度(參考圖11b)占用了。例如，如果要制造窄至12mm的觸摸盤，則8mm的無效區(qū)域自然不可接受。在根據本發(fā)明的輸入設備中可以克服此問題，因為不發(fā)生拉伸。
此外，傳統(tǒng)觸摸盤不能被彎曲成凸形又能保持它們的功能，因為到外部薄膜的距離可能不恰當。
因此，根據本發(fā)明，可以生產小型、手持電子裝置，例如移動電話，在小型、手持電子裝置中，相對較窄的側面可以用于以人類工程學的方式輸入文本、數字、例如光標、二維對象或三維對象的二維圖像的移動和控制功能。此外，還提供了一種裝置，此裝置的大多數正面可以被用作顯示區(qū)，而顯示區(qū)不會被遮蔽，一只手的手指可以以自然方式握持裝置，并用同一只手的手指控制此裝置。這是可能的，因為輸入數據時不需要操作裝置正面上的單獨鍵盤或物理按鈕。而在此裝置的窄側面，對根據本發(fā)明的裝置設置一個或多個壓敏觸摸面。此外，還提供了設置沿顯示器的全長延伸的、這樣接近顯示器以致在觸摸面與顯示器之間可以獲得極好的視覺反饋的、又不會明顯影響此裝置的大小的觸摸面的可能性。例如，這意味著，在屏幕上可以顯示虛擬鍵，并且可以快速、方便地利用觸摸面對按鍵過程進行控制。
如果將觸摸面整體設置到此裝置的側面，則觸摸面的寬度就不能比裝置的厚度大，裝置的厚度大約是12mm或更小。觸摸面的長度通常沒有極限，因為可以利用裝置的全部長度。用手指壓，尤其是用拇指壓僅12mm寬的窄、平、長方形平面不能提供可接受的精度，并且需要非常大的力。然而，根據本發(fā)明利用在其橫向具有凸形的觸摸面可以解決此問題。
圖3示出圖1所示的移動電話的內部框架或結構的側視圖；圖4示出圖3所示的框架的俯視圖；圖5示出通過圖4所示的輸入設備的斷面圖；圖6示出圖5所示的輸入設備的部分放大圖；圖7示出生產根據本發(fā)明的輸入設備的生產方法；圖8示出生產根據本發(fā)明的第二輸入設備的生產方法；圖9示出圖7和圖8所示的輸入設備的、未按比例描繪的示意斷面圖；圖10圖解示出根據本發(fā)明功能的一個方面；圖11圖解示出根據本發(fā)明功能的第二方面；圖12示出用于說明如何固定輸入設備實例的移動電話的俯視圖。
優(yōu)選實施例的說明圖1和圖2所示的組合的移動電話/萬維網瀏覽器具有正面2、背面3、兩個相對側面4、5、底面6以及頂面7。設置在移動電話1內部的通信裝置包括天線8、麥克風9、揚聲器10以及電子收發(fā)信機電路(未示出)。電子收發(fā)信機電路可以是傳統(tǒng)類型的收發(fā)信機電路，因此不做進一步詳細說明。將具有長方形顯示區(qū)12的顯示單元設置在正面2上，并將電池室13設置在背面3。與傳統(tǒng)移動電話不同，顯示單元的顯示區(qū)12幾乎占據了整個正面2。只有顯示區(qū)12上、下的兩個小區(qū)域分別供揚聲器10和麥克風9占用。移動電話/萬維網瀏覽器1還包括各種功能必需的電子電路(未示出)，例如處理器、顯示器驅動單元、存儲電路等，它們?yōu)楸炯夹g領域內的熟練技術人員所公知，因此不做詳細說明。圖2還示出位于背面3上的攝像機14，它不是本發(fā)明所需的，因此不做進一步詳細說明。
為移動電話1設置兩個用手指控制的、分別沿側面4和側面5延伸的、用于控制移動電話1及其顯示單元的、“觸摸板”型細長輸入設備20、21。此實施例包括兩個輸入設備，但是更簡單的實施例可以僅具有一個輸入設備，優(yōu)先具有位于右側面4上、用右手拇指控制的輸入設備。
此實施例中的移動電話1的特征在于，沒有物理鍵、拇指旋輪等形式的其它輸入設備。利用輸入設備20、21，對用戶來講，可以實現所有激活過程和控制過程。
現在將對右側輸入設備20的基本設計進行說明。對右側輸入設備20的設計與對左側輸入設備21的設計大致相同。如圖5和圖6所示，從內部觀察，輸入設備20包括下列3個基本部件(i)細長基底22，具有拱形面23和背面24；(ii)內部薄膜25以及(iii)外部薄膜26?？梢栽谕獠勘∧さ耐獠砍尚蛷澢|摸面，但是在優(yōu)選實施例中，它被如下所述的柔性外殼覆蓋。圖3和圖4示出具有輸入設備、而沒有外殼或電池的移動電話1的內部框架11。
根據圖3和圖4所示的實施例，在移動電話的側面4和側面5這樣設置輸入設備20和輸入設備21，即輸入設備20和輸入設備21的表面對著正面2的法線的90度方向。這意味著此方向對應于輸入設備20和輸入設備21的縱向邊之間延伸的平面的法線。圖12示出一個變換實施例，在此變換實施例中，這樣旋轉輸入設備20、輸入設備21的表面的主向，即它與正面2的法線大致成45度角。
在一個實施例中，輸入設備的縱向邊分別與移動電話的正面2和背面3相接。在另一個可能實施例中，一個所述縱向邊與移動電話的正面和背面相接，而另一個縱向邊與移動電話的一個側面4、5相接。在又一個可能實施例中，兩個所述縱向邊均與移動電話的一個側面4、5相接。
在圖1至圖4所示的實施例中，基底22接近127mm長、13.5mm寬，這些尺寸適合裝置的側面4的尺寸。曲面23的曲率半徑接近1cm。在此實施例中，利用厚度為0.05mm的PET塑料薄膜制造內部薄膜25和外部薄膜26，但是也可以使用其它材料和厚度。內部薄膜25的區(qū)域與基底22的曲面23的大小一樣，并利用諸如自粘膠帶的粘合劑層27將內部薄膜25的區(qū)域固定到基底的曲面23。以適當方式將基底22的平坦背面24安裝到側面4。在變換實施例中，而是將基底23與圖3和圖4所示的框架11集成在一起，即與框架11構建成一片。
利用絕緣漆28與粘合劑的帶狀層，在兩個長邊29，將外部背面26與內部背面25電絕緣。外部薄膜26比內部薄膜稍寬(在本實施例情況下接近13.9mm)，這樣通過將外部薄膜26固定到編號29表示的縱向邊，有理由認為它比內部薄膜25具有更尖銳的彎曲部分。其結果是，從內部薄膜25向上提升外部薄膜26，并在內部薄膜與外部薄膜之間形成在中部位置P1約為0.25mm，在邊緣位置P2形成約為0.05mm的小間隙Δ。因此，不需要任何隔離墊圈部件就可以實現此間隙Δ。由于外部薄膜26具有彈性，所以在用戶臨時放手指的位置，間隙Δ會暫時消失。為了接觸內部薄膜25，不需要拉伸外部薄膜26。只有絕緣肩28上方的區(qū)域是觸摸面的無效區(qū)域。由于外部薄膜26具有彈性，所以當用戶釋放手指壓力時，間隙Δ就復原。
如果用電阻記錄輸入設備的觸摸面上的按下位置的坐標，則在此實施例中，用已知方式為內部薄膜25和外部薄膜26設置電阻層，在電阻層互相相對的兩側設置電極，例如，電阻層是圖形混合的。
現在將對輸入設備20和輸入設備21的生產方法進行說明。首先合并參考圖7和圖9，它們圖解示出移動電話的左輸入設備20的生產過程。圖9所示的斷面圖在水平方向進行了大比例縮小而在垂直方向進行了放大。當裝置1處于水平位置時，即在用作萬維網瀏覽器期間，希望主要使用左輸入設備20。因此，正如以下進一步說明的那樣，左輸入設備20作為一個單輸入設備足以并且不需要象右輸入設備那樣在其縱向劃分為兩個區(qū)域。
圖7的上部示出為了成型內部薄膜25和外部薄膜26要求沿縱向折疊軸L折疊的相干薄膜。在成品輸入設備21中，內部薄膜和外部薄膜在折疊線L處相接(參考圖6)，外部薄膜26在對邊稍許伸出到內部薄膜之外。通常，不需要內部薄膜25與外部薄膜26相接，而是可以包括兩個分離薄膜。圖7的下部示出直接施加到例如非折疊的薄膜25、26上的銀質印刷線路與電極圖形30。圖形30包括兩個相對較長的x電極31，互相平行地設置在外部薄膜26上；以及兩個相對較短的y電極32，互相平行地設置在內部薄膜25上，x電極31和y電極32分別用于確定用戶用手指按的點的x位置和y位置。通過導體將電極31和電極32連接到連接端33。將兩層Dupont 5018G絕緣漆層34、35噴涂到圖形30上。然后，將兩層電阻圖形36、37施加到兩層Dupont 5018G絕緣漆層34、35。將兩層電阻圖形36、37分別電連接到電極31和電極32，如圖9所示，并將它們互相絕緣。它們的寬度明顯比圖9所示的寬度寬并與觸摸面在橫向的延伸對應。當施加圖形層36和圖形層37時，它們將分別與電極31和電極32實現直接電連接，如圖9中的細線圖解所示。最后，將絕緣層28施加到圖形層36和圖形層37以使它們在薄膜折疊的縱向邊互相保持絕緣。
然后，沿折疊軸L折疊具有涂層和線路圖形的薄膜25、26，這樣部分薄膜26就重疊在另一部分薄膜25上從而形成成品輸入設備20，準備通過連接端33連接到驅動電子電路。在所示的此實施例中，利用細狹縫60和在折疊期間作為“鉸接機構”并將兩個薄膜連接在一起的中間連接機構61，沿折疊軸L設置各薄膜。沿外部連接機構62布置線路圖形30。
上述結構的優(yōu)勢在于，象汽車道那樣互相隔開、在電極和導體上方設置電阻層36、電阻層37，這樣可以顯著節(jié)省空間。不需要單獨墊圈，此結構作為整體成本效率高并且有利于生產。
如圖8所示，除了在其縱向將其區(qū)域劃分為上部21-1和下部21-2之外，右輸入設備21的生產方式完全相同。上部21-1和下部21-2分別利用兩個x電極31和兩個y電極32。在其它方面制造方法相同。這樣接線劃分可以，當右手拇指正在控制上部21-1時，如果希望避免無意中被右手手掌激活下部21-2，則可以利用適當軟件關閉下部21-2。
由于實現輸入設備20、輸入設備21的定位功能的方法被公知，因此不做詳細說明。利用交替具有適當頻率的必要驅動電路，可以對電阻層36、電阻層37施加電壓。當用戶在特定點一起壓圖形層36、圖形層37時，通過對暫時未承受電壓的層進行高阻測量，可以在兩個方向確定此點的位置。這種位置確定過程用于控制顯示單元11，例如對顯示在顯示單元11上的光標進行控制、選擇顯示在顯示單元11上的虛擬按鈕等。輸入設備20、21的功能尤其可以進行控制應用。
這種布置最好對壓力大小敏感，這可以通過利用電阻方法確定電阻層36與電阻層37之間按下的有效接觸面積來實現。當接觸壓力增大時，接觸面積會增加，因為手指發(fā)生變形。這時過渡電阻會降低，并可以實現對壓力有多強進行測量。當在x方向和y方向選擇了正確位置時，這樣就可以激活各種功能。如上所述，通過在內部薄膜內應用第三薄膜，還可以實現點擊功能。
在上述實施例的替換實施例中，可以利用陣列系統(tǒng)實現輸入設備20、輸入設備21，該陣列系統(tǒng)包括一組互相交叉的導體，例如在一個薄膜上設置列而在另一個薄膜上設置行。利用掃描過程可以容易地確定按下位置。
如上所述，可以使顯示單元對振動不敏感，因為不需要柔性觸摸面覆蓋顯示區(qū)12。為了使裝置更好地承受外部影響，例如潮氣和風吹，除了顯示區(qū)12和電池蓋13之外，裝置的框架11可以被適當防水和/或減震材料覆蓋，例如彈性材料外殼。此外殼尤其要覆蓋輸入設備20、輸入設備21，并且必須具有柔性從而不影響其功能?？梢詾榇送鈿さ谋砻嬖O置在輸入設備20、輸入設備21的觸摸面的上方可以用身體可以感受到的圖形，例如圖1和圖2所示的縱向筋。還可以將這種圖形直接設置在外部薄膜26的外部。此外殼還可以與覆蓋顯示區(qū)12的透明防護薄膜或防護板集成到一起。如果此透明表面被擦傷，則可以通過用集成在一起的、透明防護薄膜或板替換此外殼，容易地替換此透明表面。
權利要求
1.一種手持電子裝置或袖珍電子裝置(1)，例如移動電話，該電子裝置(1)包括顯示單元和在用于控制電子裝置的第一方向和第二方向對位置敏感的觸摸面(20、21)，其特征在于，顯示單元具有占據了裝置(1)的大部分正面(2)的顯示區(qū)(12)，其特征還在于，在裝置(1)的側面(4、5)設置觸摸面(20、21)，并將觸摸面(20、21)在第一方向彎曲成凸形。
2.根據權利要求1所述的裝置，其中觸摸面(20、21)的第二方向長于第一方向。
3.根據權利要求1或2所述的裝置，其中觸摸面(20、21)是關于平行于第二方向的線性幾何軸單彎曲的。
4.根據權利要求1至3之任一所述的裝置，其中在裝置(1)的側面(4、5)設置整個觸摸面(20、21)，并且觸摸面(20、21)具有兩條平行縱向邊，在這兩條平行縱向邊之間布置彎曲觸摸面(21、20)，并且這兩條縱向邊分別與裝置(1)的正面(2)和背面(3)相接。
5.根據權利要求1至3之任一所述的裝置，其中在裝置(1)的側面(4、5)設置整個觸摸面(20、21)，并且觸摸面(20、21)具有兩條平行縱向邊，在這兩條平行縱向邊之間布置彎曲觸摸面(21、20)，并且其中至少所述縱向邊之一與裝置(1)的側面(4、5)相接。
6.根據權利要求1至3之任一所述的裝置，其中在裝置(1)的側面(4、5)設置彎曲觸摸面(20、21)，并將少部分彎曲觸摸面(20、21)設置到裝置(1)的正面(2)。
7.根據上述權利要求之任一所述的裝置，其中顯示區(qū)(12)在對應于在觸摸面(20、21)的第一方向進行定位的方向上的延伸大于觸摸面(20、21)在第一方向的延伸。
8.根據上述權利要求之任一所述的裝置，其中顯示區(qū)(12)在對應于在觸摸面(20、21)的第二方向進行定位的方向上的延伸大致等于觸摸面(20、21)在第二方向的延伸。
9.根據上述權利要求之任一所述的裝置，其中觸摸面(21)在第二方向至少被劃分為具有單獨位置確定的兩部分觸摸面(21-1、21-2)。
10.根據上述權利要求之任一所述的裝置，其中彎曲觸摸面(1)包括第一彎曲觸摸面(21)，并且裝置(1)具有第二彎曲觸摸面(20)，并且其中在裝置(1)的相對兩個側面(4、5)設置第一彎曲觸摸面(21)和第二彎曲觸摸面(20)。
11.根據權利要求1所述的裝置，其中彎曲觸摸面(21、20)是關于與所述第二方向平行的線性幾何軸的凸形單彎曲面，并且其中利用有兩邊與所述線性幾何軸平行的彈性外部薄膜(26)的外側成形觸摸面(21、20)，并且在這兩邊這樣固定彈性外部薄膜(26)，使得作為其努力呈現平板形狀的直接結果，它被拉伸成凸形、單彎曲的彈性面。
12.一種手控輸入設備(20、21)，該手控輸入設備包括觸摸面，在第一方向和第二方向對位置敏感并且用戶可以在此觸摸面上移動手指；用于檢測手指在觸摸面(20、21)上的所述兩個方向上的位置的裝置(25、26、30、36、37)，其中觸摸面(21、20)是關于平行于所述第二方向的線性幾何軸的凸形單彎曲面，其特征在于，利用有兩條邊平行于所述線性幾何軸的彈性外部薄膜(26)的外層形成觸摸面(21、20)，并且在這兩邊這樣固定彈性外部薄膜，使得作為其努力呈現平板形狀的直接結果，它被拉伸成凸形、單彎曲的彈性面。
13.根據權利要求12所述的輸入設備，其中觸摸面(20、21)在第二方向長于第一方向。
14.根據權利要求12或13所述的輸入設備，其中觸摸面(20、21)是關于平行于所述第二方向的線性幾何軸的單彎曲面。
15.根據權利要求12至14所述的輸入設備，該輸入設備還包括設置在外部薄膜(26)內并與外部薄膜(26)隔離的彎曲內部薄膜(25)。
16.根據權利要求15所述的輸入設備，其中外部薄膜(26)的曲率大于內部薄膜(25)的曲率。
17.根據權利要求15或16所述的輸入設備，其中外部薄膜(26)在橫向的延伸大于內部薄膜(25)在橫向的延伸，這樣當薄膜(25、26)被固定到沿其對側的縱向邊形成的凸形上時，就與內部薄膜(25)之間產生相對間距。
全文摘要
本發(fā)明涉及手持電阻裝置或袖珍電子裝置(1),例如移動電話,該電子裝置(1)包括在用于控制電子裝置(1)的第一方向和第二方向位置敏感的顯示單元與觸摸面(20、21)。顯示單元具有占據了裝置(1)的大部分正面(2)的顯示區(qū)12。在裝置(1)的側面(4、5)設置觸摸面(20、21),并將觸摸面(20、21)在第一方向彎曲成凸形。本發(fā)明還涉及具有這樣彎曲的觸摸面的輸入設備。本發(fā)明可以方便用戶用一只手控制裝置(1),而又不遮蔽顯示區(qū)(12)。還可以以人類工程學的正確方式對裝置(1)進行控制。不僅如此,本發(fā)明可以不使用鍵盤或類似的輸入設備對裝置(1)進行控制。本發(fā)明還可以對光標或對象進行二維操作或三維操作。本發(fā)明還可以制造這樣窄的二維觸摸面(20、21),即它適于被設置到裝置(1)的側面(4、5)。
文檔編號G06F3/0488GK1343330SQ0080492
公開日2002年4月3日 申請日期2000年3月10日 優(yōu)先權日1999年3月12日
發(fā)明者珀·思沃森 申請人:斯派克特羅尼克股份公司