專利名稱：一種用于實現(xiàn)按鍵的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在鍵盤中實現(xiàn)按鍵的裝置和方法。
觸摸屏是鍵盤和顯示部件的一種組合形式；顯示部件通常與讀出矩陣一起安裝，以便檢測按壓在屏幕表面上的手指并顯示出其位置。顯示控制系統(tǒng)被編程以識別按壓在屏幕的某一區(qū)域上的手指，將其作為用戶接口的指令；用戶可以通過觸摸顯示于屏幕上的某一區(qū)域來輸入數(shù)據(jù)。因此，與鍵盤和顯示部件的傳統(tǒng)組合相比，觸摸屏的一個優(yōu)點在于其可以通過采用所謂的軟鍵而在軟件中實現(xiàn)用戶化。在觸摸屏上，用戶接口在某一時候作為游戲控制器，而在另一時候它又可代表中文鍵盤。
與鍵盤和顯示部件的傳統(tǒng)組合相比，觸摸屏的一個缺點在于，觸摸屏無法給用戶一種按下按鍵的感覺。由于其精確性的原因，對用戶來說基于觸覺的鍵盤操作在感覺上較熟悉和可靠。用戶希望按鍵與下方表面存在顯著不同，并希望在按下按鍵時按鍵會向下運動。觸摸屏還會對視力差的人造成問題，這些人無法通過觸覺來區(qū)分相鄰的選擇按鍵。
現(xiàn)在發(fā)明了一種用于實現(xiàn)按鍵的裝置和方法，可以使按鍵及整個用戶接口如觸摸屏一樣實現(xiàn)用戶化，并提供了依靠觸覺來操作按鍵的可能性。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面提供了一種按鍵部件，其特征性地包括第一層，其包括一種體積響應(yīng)于場強的材料，所述場為電場、磁場以及電場和磁場中的一種；以及用于在所述層中所希望的位置處改變場以在此位置處形成按鍵的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面提供了一種按鍵部件，其特征性地包括第一層，其包括一種體積響應(yīng)于場強的材料，所述場為電場、磁場以及電場和磁場中的一種；用于檢測按下的裝置；以及響應(yīng)于所檢測到的按鍵按下而改變所述場以形成按鍵按下的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面提供了一種用于實現(xiàn)按鍵的方法，其特征性地包括改變施加在第一層的某一位置上的場以便在所述位置上形成按鍵，所述第一層包括一種體積響應(yīng)于場強的材料；所述場為電場、磁場以及電場和磁場中的一種。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面提供了一種電子裝置，其特征性地包括第一層，其包括一種體積響應(yīng)于場強的材料，所述場為電場、磁場以及電場和磁場中的一種；以及用于在所述層中所希望的位置處改變場以在此位置處形成按鍵的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面提供了一種制造按鍵部件的制造方法，所述方法特征性地包括將體積響應(yīng)于場強的材料的層與用于改變所述場的裝置相連，所述場為電場、磁場以及電場和磁場中的一種。
本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例采用了體積響應(yīng)于電場強度的材料，即所謂的磁應(yīng)變材料(MSM材料)。也可以通過改變施加在材料上的磁場強度來改變許多這些材料的體積。MSM材料的一個特性是體積的變化與施加在材料上的電場、磁場或者電場和磁場的變化有關(guān)。這種體積響應(yīng)于場強的材料的一個例子是材料Ni2MnGa，其特征公開于國際專利申請WO99/45631；通過采用電場重新定向此材料的雙重結(jié)構(gòu)，材料體積可發(fā)生可逆性變化。在現(xiàn)有技術(shù)中，已公知存在著體積變化不可逆的材料，即材料不會回復到其原始尺寸，即使施加在材料上的電場和/或磁場回到其原始強度時也是如此。這些不可逆的材料中的一種為聚吡咯(Polypyrol)。
本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例另外采用了導電性響應(yīng)于壓力的材料，即所謂的彈性電阻(ER)材料。這些材料的一個特性是材料的導電性變化與施加在材料上的壓力變化有關(guān)。施加在材料的壓力如指壓的位置最好通過與材料相連的導體矩陣來檢測。用于檢測指壓的另一優(yōu)選方法例如為采用機電薄膜(EMFI)材料，其特征如歐洲專利EP775049所示。雖然ER材料的導電性隨施加在材料上的壓力增加而增加，然而EMFI材料從壓力中直接產(chǎn)生電，即EMFI材料在被擠壓或移動時產(chǎn)生電壓。另外，在這些材料中壓力檢測是以稍微不同的方式來完成的；EMFI材料在受壓時直接產(chǎn)生電，這種電可被檢測到且其位置由導體矩陣測定，而對ER材料來說，需要對導體矩陣輸入外部電流，當受壓時電流通過位于導體交點處的ER膜片從一個導體傳送到另一導體。
本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例還利用了由所謂的電子墨水(E-ink)形成的膜片。通過采用電場來控制膜片中的微封裝的彩色單元，從而在E-ink膜片中形成圖像；封裝的一部分包括暗色單元，而另一部分包括淺色單元。通過將這些微封裝轉(zhuǎn)動到不同的位置，可以在膜片上形成暗、淺區(qū)域的不同陰影，如同傳統(tǒng)的黑白電視一樣。例如，在1996年11月11日出版的Financial Times中的文章“數(shù)字墨水帶來各種幻想”中討論了電子紙張。
在一個優(yōu)選實施例中，此裝置和方法用作電子裝置的用戶接口。作為本發(fā)明目的的按鍵所具有的特征是，它能夠在需要時實現(xiàn)用戶化，因此當需求變化時不需要單獨的用戶接口。在根據(jù)本發(fā)明的鍵盤的情況中，例如與語言相關(guān)的設(shè)定可最好在將鍵盤賣給顧客時完成；這就例如覆蓋了鍵盤可支持的語言，如中文、西班牙文或英文。不再需要儲存用于不同語言的不同鍵盤。
作為本發(fā)明目的的按鍵主要以與當前鍵盤中按鍵相同的方式來工作；選擇器通過它們的高度與周圍表面清楚地區(qū)分開。按鍵表面的差異形成了清楚的用戶接口，其中不同選擇器之間的邊界可清楚地區(qū)分開并通過觸摸來檢測。另外，當按下選擇器時，它最好向下運動，這就使得用戶確認按下操作已經(jīng)成功。
作為本發(fā)明目的的按鍵還可用于多種電子裝置的公用控制。包括按鍵的用戶接口可在一個時候作為計算機的鍵盤，在另一時候用作帶有幾個選擇器的游戲控制器，而在第三種時候可用作文本電視機的遙控器。通過數(shù)字集中，可從適應(yīng)情況和環(huán)境的用戶接口中得到的好處在將來還會增加。數(shù)字集中意味著多種不同的電子裝置集成到一個公用裝置中，例如將計算機、移動電話、個人數(shù)字助理(PDA)和照相機集成到單個裝置中。雖然為不同目的而制成的裝置需要不同的用戶接口，而且采用現(xiàn)有技術(shù)的解決方法的話，公用的集成用戶接口需要在不同裝置的用戶接口之間進行大量的交換；這就使得用戶接口不方便且對用戶不友好。然而，采用本發(fā)明的按鍵所實現(xiàn)的用戶接口能夠?qū)⒉煌碾娮友b置集成到一個裝置中，使得所有的裝置均能保持它們各自的用戶接口。這就意味著例如無須通過不適于照相機目的的計算機鍵盤來使用照相機；當從計算機應(yīng)用變化到照相機應(yīng)用時，用戶接口最好可從字處理器的鍵盤變換成例如照相機的用戶接口。
用于作為本發(fā)明目的的按鍵的分層按鍵部件最好通過將體積響應(yīng)于電場或磁場強度的材料層和導電性響應(yīng)于壓力的材料層夾在可控制這些層的電場或磁場矩陣之間來形成，此電場或磁場矩陣由一組電極和/或在使用磁場時由一組線圈構(gòu)成；這些矩陣最好為有源或無源矩陣。除這些層之外，最好在按鍵部件中夾有E-ink層；這就使得可以將顯示部件和按鍵部件集成在一起。在E-ink層及其控制矩陣的下方最好設(shè)置一材料層和控制此材料層的矩陣，此材料層包括體積隨電場或磁場強度的增大而膨脹的材料。在這些層的下方最好設(shè)置ER層，其包括導電性隨壓力增大而增加的材料。在ER層的兩側(cè)設(shè)置了方位相互正交的平行導體場層。最好在底部設(shè)置包括有體積隨電場和/或磁場強度的增大而減小的材料的材料層，以及控制此層的矩陣。
采用根據(jù)本發(fā)明的方法，可以通過采用適當?shù)目刂凭仃噥碓龃笫┘釉诎ㄓ畜w積隨電場和/或磁場強度的增加而膨脹的材料的層上的電場或磁場強度而使選擇器從周圍表面上突出，從而使按鍵可以被操作。選擇器的按下最好采用包圍ER層的方位正交的導體層之間的穩(wěn)定電壓并以ER層中的導電性局部增大的形式來檢測和定位。按鍵的向下運動可通過增大施加在體積隨電場和/或磁場強度的增大而減小的材料的層上的檢測到ER層中的導電性局部增大的位置處的電場和/或磁場強度來實現(xiàn)。作為結(jié)果，所述材料層將在按鍵按下的位置處被壓縮，這就意味著按鍵可以向下運動，給予用戶按鍵已經(jīng)成功地被按下的感覺。相應(yīng)地，隨ER層的導電性回到正常，在檢測到ER層中的導電性局部增大的位置處，施加在體積隨電場和/或磁場強度的增加而降低的材料的層上的電場和/或磁場強度也會回到其正常值。作為結(jié)果，所述材料層的厚度將回到其原始值，這就使得按鍵回到其原始位置。
作為本發(fā)明目的的按鍵的一個優(yōu)點在于，其具有可安裝到各種場所的非常寬廣的適用性。由于基于按鍵的用戶接口在電場切斷時具有平整的表面，因此它可優(yōu)選地裝入到例如桌面、墻壁或家具中。材料還可有效地用于涂覆到監(jiān)視器表面、移動電話或另一電子裝置上。由于相同部件可用于更大程度地實現(xiàn)各種軟件控制的任務(wù)，因此，此方法的優(yōu)點包括由各種裝置集成在一起所帶來的節(jié)省了部件的使用。
通過采用作為本發(fā)明目的的按鍵裝置，采用上述配置可優(yōu)選地實現(xiàn)電子制圖板。在制圖板的應(yīng)用中，至少一部分按鍵部件留作平制圖表面，在此表面上最好可通過用例如適當?shù)墓P或手指按壓表面來制圖。表面上的壓力可在ER層中有效地檢測到，通過增大施加在包括有體積隨電場和/或磁場強度的增加而膨脹的材料的層上的電場和/或磁場強度，可將此表面在壓力位置處抬起，因此產(chǎn)生了一個三維區(qū)域。還可以根據(jù)按鍵按下的幅度或持續(xù)時間來優(yōu)選確定所抬起的表面的高度，這可以用于通過改變表面的輸出高度來提高直觀性。如果不需要三維表示而是一個制圖區(qū)域就足夠的話，就可以通過控制E-ink層中的成像來有效地實現(xiàn)。這最好在可控制E-ink層的矩陣中來實現(xiàn)，例如通過使表面在觸摸點處變暗并保持背景光，或者與此相反。如果需要的話，觸摸點的暗度最好還可以根據(jù)如觸摸的強度或持續(xù)時間來調(diào)節(jié)。
通過采用作為本發(fā)明目的的裝置，還可以優(yōu)選地為視力差的人提供用戶接口。這最好可以通過從用戶接口表面上抬起區(qū)域或字母來實現(xiàn)，視力差的用戶可以通過手指的觸覺來察覺。它也可最好通過采用可控制施加在體積隨電場強度的增加而增大的材料層上的電場強度的應(yīng)用來實現(xiàn)，從而在用戶接口表面的區(qū)域中表示所需信息。
甚至可以采用作為本發(fā)明目的的裝置來產(chǎn)生聲音。
最好通過快速改變施加在體積響應(yīng)于電場和/或磁場強度的材料層上的電場和/或磁場強度來快速移動作為本發(fā)明目的的如喇叭錐體的分層材料部件的表面，從而實現(xiàn)聲音產(chǎn)生功能。作為本發(fā)明目的的裝置還可用于實現(xiàn)減噪發(fā)生器。
在下文中將通過參考附圖來詳細地討論本發(fā)明。在圖中

圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的分層按鍵部件，圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的分層按鍵部件的操作原理，圖3顯示了根據(jù)本發(fā)明的裝置的框圖，圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實施例的流程圖。
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的分層按鍵部件。根據(jù)本發(fā)明的按鍵部件10包括E-ink材料構(gòu)成的頂層11，其可用于通過將微封裝的像素適當?shù)胤胖迷贓-ink層中而在按鍵部件的表面上顯示圖案如文本。形成E-ink層11中的圖像的微封裝像素由電場矩陣12控制，其由一組電極形成。在本發(fā)明裝置中顯示圖像和文本的另一方法可以是基于塑料的柔性液晶顯示器(LCD)。目前，這些柔性的、所謂的膽甾醇型LCD顯示器已經(jīng)可以進行彎曲和滾卷。還可以設(shè)想，即使現(xiàn)在無法實現(xiàn)的話，也可以在不久就實現(xiàn)其延展性；這就意味著膽甾醇型LCD顯示器可用作實現(xiàn)本發(fā)明裝置中的顯示器的另一方法。
根據(jù)本發(fā)明的分層按鍵部件最好還包括體積響應(yīng)于電場和/或磁場強度的材料層13，層13的目的是將按鍵部件表面的一定區(qū)域從其周圍區(qū)域中抬起，從而指示例如可用作選擇器的此表面的一部分區(qū)域。按鍵部件的所述層13最好為體積隨電場和/或磁場強度的增大而增大并且隨此場強的減小而減小的材料。雖然在此圖中按鍵部件的所述層13已經(jīng)優(yōu)選地設(shè)置在E-ink層之下，但也可將此層設(shè)置在不同于直接位于E-ink層之下的其它優(yōu)選位置處。包括有體積響應(yīng)于場強的材料的層由電場和/或磁場矩陣14來控制，矩陣14由一組電極和/或線圈形成。矩陣14最好為現(xiàn)有技術(shù)中已知的無源或有源矩陣。在矩陣給定位置處的電場和/或磁場的增大會使得相應(yīng)位置處的體積響應(yīng)于場強的材料層的體積也增大。
根據(jù)本發(fā)明的分層按鍵最好還包括材料層16，其包括導電性響應(yīng)于壓力的材料，即所謂的ER層16(ER即彈性電阻)。ER層可優(yōu)選地用于檢測壓力和/或觸摸，并確定壓力和/或觸摸在分層按鍵部件10的表面上的位置。壓力檢測是根據(jù)這樣的事實來進行的，即在壓力增加的情況下，當包圍ER層的導體層15，17之間的電壓保持恒定時，這些導體層之間的電流將增大。導體層15，17最好設(shè)置成使得在一層中的全部導體相互平行，而且包圍ER層的導體層15和17中的導體相互正交。這種設(shè)置所帶來的優(yōu)點是，可采用矩陣似的兩層導體結(jié)構(gòu)通過檢測水平和垂直導體的電流增加來找出由按鍵按下所引起的ER層16中導電性局部增大的位置。
當控制矩陣中的電場強度增大時，體積響應(yīng)于電場強度的材料會發(fā)生體積增大；另一方面，當壓力施加在此材料上時，材料也能產(chǎn)生與控制矩陣中的電場相反的電場?；诖颂匦?，最好在可控制體積響應(yīng)于電場強度的材料層13的電場矩陣14中進行按下按鍵的檢測。因此，可以通過安裝在可控制層13的電場矩陣14中的電場傳感器，或者通過在表面上涂覆現(xiàn)有技術(shù)中已知的觸摸敏感材料，從而檢測按鍵的按下。這意味著根據(jù)本發(fā)明的分層按鍵還可以在沒有ER層的情況下操作，因此，這種不帶有ER層的按鍵部件也在本根據(jù)本發(fā)明的分層按鍵還包括體積響應(yīng)于電場和/或磁場強度的材料層18，其體積隨場強的減小而增大，隨場強的增大而減小。通過采用層18，可以在抬起的選擇器如由層13形成的按鍵受壓時使其向下運動。這是通過首先如上所述地檢測壓力并確定壓力的位置、然后從導電性增加中有效地確定壓力的大小來實現(xiàn)的。最好可通過推導出壓力和導電性之間的比率，并在導電性的變化已知時采用此比率來計算壓力，從而確定壓力的大小。當按鍵按下的位置和大小已知時，在所檢測到的按鍵按下的位置處，施加在體積響應(yīng)于所述場強的材料層18上的電場和/或磁場強度增加，其增加量與按鍵按下的幅度成比例；這就會使層18中的材料被壓縮，所抬起的選擇器向下運動到由場強增加而在所述位置形成的坑中。層18由矩陣19控制，其包括一組電極和/或線圈以產(chǎn)生將施加在此層上的電場和/或磁場。
由于可以采用上述層的不同層順序或不同的層組合、或者采用具有相同性能但包括不同材料最好是能產(chǎn)生相同功能的不同材料的層來實現(xiàn)本發(fā)明的按鍵部件，因此這些按鍵部件也屬于本發(fā)明的分層按鍵部件的范圍內(nèi)。
圖2顯示了根據(jù)本發(fā)明的分層按鍵部件的操作原理。根據(jù)本發(fā)明的分層按鍵部件最好包括上述E-ink層11，以及可控制層11以在按鍵部件的表面21上顯示信息的電場矩陣12。通過在可控制層13的場矩陣14中按鍵應(yīng)該從表面上突出的位置處增大施加在上述層13上的電場和/或磁場的強度，可以最好地實現(xiàn)按鍵20的向上運動以及從表面21中突出；此場矩陣為電場和/或磁場矩陣。場強的增加使得體積響應(yīng)于場強的層13中的材料的體積增大，從而在可控制層13的場矩陣14中場強增大的位置處形成了按鍵部件的隆起。
根據(jù)本發(fā)明的按鍵部件還包括上述的ER層16以及導體相互正交地設(shè)置的周邊導體層15和17，形成了一個通過ER層的矩陣狀結(jié)構(gòu)。由增大施加在層13上的電場而產(chǎn)生的按鍵壓力能以不同層中導體交點上的按鍵位置處的圍繞ER層的導體層中的導體之間的導電性增加的形式而檢測到。如上所述，按鍵壓力最好還可通過能檢測電場的傳感器直接從層13中檢測到，或者用例如觸摸敏感層代替ER層及其周圍的導體層來檢測。
根據(jù)本發(fā)明的按鍵部件還包括體積隨電場和/或磁場強度的增大而減小的材料的層18，以及可控制層18的場矩陣19，場矩陣最好為電場矩陣和/或磁場矩陣。通過增大場矩陣19中施加在層18上的場強，層18可以向下運動，從而可為上面的層騰出向下運動的空間。因此，在受壓時由層13所形成的按鍵的向下運動可通過增加按鍵受壓的位置處的層18中的場強來形成。用于檢測壓力的裝置如ER層16或觸摸敏感層與可控制層18的場矩陣功能性地相連，將場強應(yīng)該增大的壓力位置從檢測裝置傳送到場矩陣19中。
圖3顯示了代表本發(fā)明一個實施例的裝置的框圖。裝置包括按鍵部件部分10和裝置控制部分30。按鍵部件部分最好包括如上所述的以下部件第一材料層11和可控制第一材料層的第一場矩陣12，此矩陣最好為電場矩陣；第二材料層13和可控制第二材料層的第二場矩陣14，此矩陣最好為電場矩陣和/或磁場矩陣；第三材料層18和可控制第三材料層的第三場矩陣19，此矩陣最好為電場矩陣和/或磁場矩陣。
按鍵部件部分的場矩陣12，14，19最好與可控制場矩陣的裝置控制部分30中用于改變場的裝置32相連，這些用于改變場的裝置為施加在場矩陣上的電壓和電流的控制器，以及電壓/電流源。用于改變場的裝置32最好又由與之相連的裝置控制單元MCU(主控制器)31來控制。裝置控制單元如微處理器被存儲在存儲單元34中的軟件所編程，從而可通過控制按鍵部件10的體積變化來控制裝置的操作；這可以通過采用用于改變場的裝置32來改變由場矩陣14和19施加在層13和18上的場強而實現(xiàn)。除此之外，裝置控制部分30包括用于檢測按鍵按下的裝置33；此裝置可作為ER層15、觸摸敏感層或者各種基于傳感器的層的解決方法來有效地實現(xiàn)。
圖3顯示了裝置控制部分30的物理框圖(下方)和裝置控制部分30的功能框圖40(上方)。功能框圖包括由存儲在存儲單元34中的軟件所實現(xiàn)的功能，以控制用戶接口42、形成用戶接口41和識別功能43。上述用于形成用戶接口的應(yīng)用最好可在按鍵部件是形成一個或多個鍵，從存儲單元中恢復用于按鍵部件的場矩陣中的局部場的值；然后這些值被輸入到用于改變場的裝置中。這就使得按鍵部件的體積發(fā)生局部變化，例如使按鍵從按鍵部件的表面上突出。上述用于識別功能的應(yīng)用與檢測壓力的裝置相連，當檢測到按鍵部件的按下時，就可從這些裝置中得到響應(yīng)。對于這個按鍵按下的坐標，用于識別功能的應(yīng)用將從存儲部分中恢復用戶接口或操作系統(tǒng)的功能；如果此坐標已經(jīng)被分配了用戶接口中的一個功能，那么操作將根據(jù)此功能而繼續(xù)。如果此坐標未被分配用戶接口中的任何功能，那么在此位置處的按鍵按下將被忽略。上述用戶接口控制應(yīng)用負責用戶接口的整體操作，因此與操作系統(tǒng)相對應(yīng)。
圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明方法的一個優(yōu)選實施例的流程圖。此方法包括在一定位置處改變場，所述場是施加在體積響應(yīng)于所述場的強度的第一材料層13上的場，其為電場、磁場以及電場和磁場中的一種，從而在適當層的那個位置上增大材料的體積，并在所述位置處使一個按鍵從按鍵部件10的表面上突出(階段51)。在這里的上下文中，電場的改變除其強度變化外還包括了電場的產(chǎn)生；對磁場的改變來說也是如此。
按鍵或按鍵部件上的壓力最好由用于檢測壓力的裝置33來檢測，壓力的位置最好存儲在存儲單元34中(階段52)。上述用于檢測壓力的裝置33包括例如ER材料層、觸摸敏感的材料層，或者包括一組壓力檢測傳感器的材料層。
如果在檢測到按鍵按下后在壓力位置處存在按鍵或其它的選擇器，在檢測到壓力的位置處的場強會發(fā)生有效的變化，所述場是施加在體積響應(yīng)于所述場強的第二材料層18上的電場、磁場或者電場和磁場中的一種，從而在適當層的那個位置上減小材料的體積，使得按鍵在壓力下向下運動(階段53)。如果在壓力位置處不存在按鍵或其它的選擇器，此位置不會在壓力作用下而有效地向下運動。
在壓力位置處存在按鍵或其它類型的選擇器的情況下，將采用功能識別應(yīng)用而從存儲單元中恢復與此位置相對應(yīng)的用戶接口功能；操作將根據(jù)與壓力位置相對應(yīng)的功能而繼續(xù)(階段54)。
當壓力結(jié)束時，施加在第二材料層上的場將回到其原始狀態(tài)；按鍵也將回到其原始狀態(tài)，系統(tǒng)等待按鍵或按鍵部件的新的按下。
此文章通過示例介紹了本發(fā)明的實施及實施例。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明不限于上述實施例的細節(jié)，在不脫離本發(fā)明的特征的前提下，本發(fā)明還可以另一方式來實現(xiàn)。所示實施例應(yīng)被認為是說明性的而非限制性的。因此，實施和使用本發(fā)明的可能性只由所附權(quán)利要求來限制，包括等效實施方式在內(nèi)的由權(quán)利要求決定的實施本發(fā)明的各種方法也屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種按鍵部件，其特征在于，所述按鍵部件包括包括有體積響應(yīng)于場強的材料的第一層(13)，所述場為電場、磁場以及電場和磁場中的一種；和用于在所述層中所希望的位置處改變所述場以在所述位置處形成按鍵的裝置(32)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的按鍵部件，其特征在于，所述層(13)包括體積隨施加在所述層上的所述場的強度增大而增加的材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的按鍵部件，其特征在于，所述按鍵部件還包括用于在所述第一層(13)中產(chǎn)生所述場的場矩陣(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的按鍵部件，其特征在于，通過采用所述場矩陣(14)來增大施加在所述第一層上的所述場在所述第一層(13)中的指定位置處的強度，使得所述按鍵部件的一個區(qū)域在所述位置處從表面上突出，從而形成了所述按鍵。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的按鍵部件，其特征在于，所述場矩陣(14)包括一組電極。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的按鍵部件，其特征在于，所述場矩陣(14)包括一組導體。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的按鍵部件，其特征在于，所述場矩陣(14)包括一組線圈。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的按鍵部件，其特征在于，所述按鍵部件還包括具有電控墨水(E-ink)的第二層(11)以及用于電控制所述第二層以顯示文本或圖像的裝置(12)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的按鍵部件，其特征在于，所述用于控制的裝置(12)包括一組電極。
10.一種按鍵部件，其特征在于，所述按鍵部件包括包括有體積響應(yīng)于場強的材料的第一層(18)，所述場為電場、磁場以及電場和磁場中的一種；用于檢測按鍵按下的裝置(33)；和用于改變所述場以響應(yīng)于所檢測到的按下而使按鍵向下運動的裝置(32)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的按鍵部件，其特征在于，所述層(18)包括體積隨施加在所述層上的所述場的強度增大而減小的材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的按鍵部件，其特征在于，所述按鍵部件還包括用于在所述第一層(18)中產(chǎn)生所述場的場矩陣(19)。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的按鍵部件，其特征在于，所述用于檢測壓力的裝置被設(shè)置成可檢測壓力及其在所述按鍵部件上的位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的按鍵部件，其特征在于，所述場矩陣(19)被設(shè)置成作為檢測到壓力的響應(yīng)而增大施加在所述第一層(18)上的所述場在所述壓力的位置處的強度，從而使按鍵向下運動。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的按鍵部件，其特征在于，所述場矩陣(14)包括一組電極。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的按鍵部件，其特征在于，所述場矩陣(14)包括一組導體。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的按鍵部件，其特征在于，所述場矩陣(14)包括一組線圈。
18.根據(jù)權(quán)利要求10所述的按鍵部件，其特征在于，所述按鍵部件還包括具有電控墨水(E-ink)的第二層(11)以及用于電控制所述第二層以顯示文本或圖像的裝置(12)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的按鍵部件，其特征在于，用于控制的所述控制裝置(12)包括一組電極。
20.根據(jù)權(quán)利要求10所述的按鍵部件，其特征在于，所述用于檢測按鍵按下的裝置(33)包括下述中的一種觸摸敏感的材料的層、導電性響應(yīng)于壓力的材料的層(16)、包括有一組壓力檢測傳感器的層。
21.一種用于形成按鍵的方法，其特征在于，在所述方法中，在指定位置處改變(53)施加在包括體積響應(yīng)于場強的材料的第一層(13)上的場，從而在所述位置處形成按鍵；所述場是電場、磁場以及電場和磁場中的一種。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述層(13)包括體積隨施加在所述層上的所述場的強度增大而增加的材料；因此為了形成按鍵，應(yīng)增大施加在所述第一層上的所述場的強度。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述方法還包括檢測所述按鍵的按下，改變施加在體積響應(yīng)于所述場的強度的材料的第二層(18)上的所述場，從而使所述按鍵向下運動。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，所述第二層(18)包括體積隨施加在所述層上的所述場的強度增大而減小的材料；因此為了形成按鍵的向下運動，應(yīng)增大施加在所述第二層上的所述場的強度。
25.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，所述方法還包括使施加在體積響應(yīng)于所述場的強度的材料的第二層(18)上的所述場在所述壓力位置處回復到其原始狀態(tài)，從而使所述按鍵回復到其原始狀態(tài)。
26.一種電子裝置，其特征在于，所述裝置包括包括有體積響應(yīng)于場強的材料的層(13)，所述場為電場、磁場以及電場和磁場中的一種；以及用于在所述層中所希望的位置處改變所述場以在所述位置處形成按鍵的裝置(32)。
27.一種用于制造按鍵部件的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括將包括有體積響應(yīng)于場強的材料的層與用于改變所述場的裝置相連，所述場為電場、磁場以及電場和磁場中的一種。
全文摘要
一種實現(xiàn)按鍵的裝置和方法，其中在指定位置處改變(53)施加在包括有體積響應(yīng)于場強的材料的層上的場，從而在所述位置處形成按鍵；所述場是電場、磁場以及電場和磁場中的一種。
文檔編號G06F3/0488GK1430745SQ01809448
公開日2003年7月16日 申請日期2001年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月15日
發(fā)明者R·塔卡拉, A·庫亞拉 申請人:諾基亞有限公司