СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ КЛАВИАТУРОЙ УСТРОЙСТВА
METHOD AND DEVICE TO CONTROL KEYBOARD

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ПАТЕНТНЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящая заявка на выдачу патента притязает на приоритет и преимущество предварительной заявки на выдачу патента США № 60/989288, поданной 20 ноября 2007 г. и озаглавленной «Способ и устройство для управления клавиатурой устройства», которая включена в материалы данного документа посредством ссылки. Эта заявка также относится к находящимся в процессе одновременного рассмотрения заявкам, озаглавленным «Способ и устройство для управления поверхностью текстуры оболочки», поданной 4 апреля 2007 г., имеющей № заявки 11/696466, изобретатель Майкл Е. Кейн, принадлежащей настоящему правопреемнику и включенной в своем содержании в данный документ посредством ссылки; «Способ и устройство для управления поверхностью текстуры оболочки на устройстве с использованием сплава с памятью формы», зарегистрированной 4 апреля 2007 г., имеющей № заявки 11/696481, изобретатель Майкл Е. Кейн, принадлежащей текущему правопреемнику и включенной в своем содержании в данный документ посредством ссылки; «Способ и устройство для управления поверхностью текстуры оболочки на устройстве с использованием гидравлического привода управления, зарегистрированной 4 апреля 2007 г., имеющей № заявки 11/696496, изобретатель Майкл Е. Кейн, принадлежащей текущему правопреемнику и включенной в своем содержании в данный документ посредством ссылки; и «Способ и устройство для управления поверхностью текстуры оболочки на устройстве с использованием газа», поданной 4 апреля 2007 г., имеющей № заявки 11/696503, изобретатель Майкл Е. Кейн, принадлежащей настоящему правопреемнику и включенной в своем содержании в данный документ посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Раскрытие относится в целом к портативным электронным устройствам, а более точно - к портативным электронным устройствам, которые используют поверхности с изменяемой текстурой оболочки.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Портативные электронные устройства, такие как портативные компьютеры, беспроводные наладонные устройства, такие как сотовые телефоны, цифровые музыкальные проигрыватели, становятся все более широко распространенными. Клавиатуры, используемые для ввода текста в переносных электронных устройствах, могут быть трудны в эксплуатации с учетом маленького размера клавиш по отношению к пальцу пользователя. Улучшенное удобство пользования для таких устройств может увеличить продажи у продавцов, когда требования пользователей могут руководствоваться различными характеристиками удобства использования и функциями устройства.
Известно предоставление различных удобств пользования, таких как посредством изменения тактильной конфигурации и/или визуального представления портативного электронного устройства посредством изменения отражения излучения света для изменения общего цвета или графики, которая появляется и исчезает. Поверхности электронных устройств, включающих в себя портативные электронные устройства, могут включать, например, внешние поверхности устройства, клавиши активирования, такие как клавиши на клавиатуре или клавиши навигации, тактильные интерфейсы оперирования или любую другую подходящую поверхность.
Также, в качестве одного примера улучшения тактильной конфигурации и/или внешнего вида устройства, было предложено использовать тактильные материалы, такие как в виде электроактивных полимеров, которые изменяют трехмерный вид, также упоминаемые в качестве текстур, на основе приложения напряжения к частям электроактивного полимера. Таким образом, могут быть произведены различные текстуры и формы, чтобы придать устройству различный внешний вид и/или тактильную конфигурацию. Например, если портативное устройство включает в себя такие электроактивные полимеры, как тип внешней оболочки, приложение энергии к устройству может заставлять электроактивный полимер активироваться, так что присутствует трехмерная структура и может ощущаться пользователем устройства. Также было предложено использовать пьезоэлектрические приводы в качестве типа тактильного датчика на наладонном устройстве. В одном примере управляющий ползунок выполнен в виде сгибаемого пьезоэлектрического привода. Также было предложено обеспечить наладонные устройства меню, такими как пьезоэлектрически активируемые тактильные пиктограммы, которые имеют различную тактильную обратную связь пользователя, так что пользователь может, например, переводить телефон в «тихий» режим из активного режима путем ощущения надлежащей управляющей клавиши и получения обратной связи активирования клавиши, как только она активирована. Является желательным предоставить различные способы и устройство для активирования поверхностей текстуры оболочки устройства и для обеспечения различных ощущений пользователя.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Настоящее изобретение и соответствующие преимущества и свойства, предоставляемые им, будут лучшим образом поняты и приняты во внимание при рассмотрении последующего подробного описания изобретения, взятого вместе с последующими чертежами, где подобные ссылочные позиции отображают подобные элементы, на которых:
Фиг.1 - пространственное изображение примера беспроводного наладонного устройства, которое использует поверхность с управляемой текстурой оболочки в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;
Фиг.2 - структурная схема, иллюстрирующая один пример устройства, которое включает логику управления, которая управляет поверхностью с управляемой текстурой оболочки в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;
Фиг.3 - сборочный чертеж части устройства в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;
Фиг.4 - пространственное изображение, иллюстрирующее один пример части структуры механического активирования, которая может быть частью поверхности с управляемой текстурой оболочки в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;
Фиг.5 - пространственное изображение и вид сбоку структуры, показанной на Фиг.4 и части гибкой структуры оболочки в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;
Фиг.6 - вид в разрезе, иллюстрирующий другой пример поверхности с управляемой текстурой оболочки, которая использует механическую структуру активирования в соответствии с вариантом осуществления изобретения;
Фиг.7 является разрезом, как показано на Фиг.6 с активированием текстуры в соответствии с одним раскрытым вариантом осуществления;
Фиг.8 - вид сверху одного примера структуры активирования сплава с памятью формы, которая может быть использована в качестве части поверхности с управляемой текстурой оболочки согласно одному примеру изобретения;
Фиг.9-10a являются разрезами, иллюстрирующими функционирование структуры, показанной на Фиг.8;
Фиг.10b - диаграмма, иллюстрирующая один пример схемы активирования бистабильного сплава с памятью формы согласно одному примеру изобретения;
Фиг.11 - вид сверху, иллюстрирующий часть портативного электронного устройства, которое использует вариант осуществления поверхности с управляемой текстурой оболочки;
Фиг.12-13 являются разрезами части Фиг.11, иллюстрирующими деактивированную и активированную структуру текстуры оболочки в соответствии с одним вариантом осуществления;
Фиг.14 - вид сверху, иллюстрирующий часть портативного электронного устройства, которое использует вариант осуществления поверхности с управляемой текстурой оболочки;
Фиг.15 - пространственное изображение портативного электронного устройства с поверхностью с управляемой текстурой оболочки в соответствии с одним вариантом осуществления;
Фиг.16 - пространственное изображение, иллюстрирующее один пример структуры гибкой оболочки и соответствующей части структуры гидравлического активирования в соответствии с одним примером, изложенным в раскрытии;
Фиг.17 - структурная схема, иллюстрирующая часть портативного электронного устройства в соответствии с одним примером;
Фиг.18a-18b иллюстрируют разрез варианта осуществления, использующего гибкую скользящую панель в соответствии с одним вариантом осуществления изобретения;
Фиг.19-20 иллюстрируют разрезы другого примера разворачиваемой газом структуры активирования и гибкой структуры оболочки в соответствии с одним примером;
Фиг.21-22 иллюстрирует пространственное изображение портативного электронного устройства с деактивированной и активированной поверхностью с управляемой текстурой оболочки;
Фиг.23-25 иллюстрируют пространственное изображение портативного электронного устройства, иллюстрирующее разные части управляемой текстуры оболочки, активируемой и деактивируемой в соответствии с одним примером, раскрытым ниже;
Фиг.26 иллюстрирует функциональную структурную схему одного примера управления поверхности с управляемой текстурой оболочки;
Фиг.27 иллюстрирует один пример клавиатуры с тактильным изменением формы, которая включает в себя поверхность с управляемой текстурой оболочки;
Фиг.28 иллюстрирует другой пример клавиатуры с тактильным изменением формы, которая включает в себя поверхность с управляемой текстурой оболочки;
Фиг.29 иллюстрирует один пример клавиатуры, отображаемой клавиатурой с тактильным изменением формы, когда ввод пользователя не оперирует клавиатурой;
Фиг.30 иллюстрирует один пример изменения визуальных свойств клавиатуры, когда ввод пользователя оперирует клавиатурой;
Фиг.31 иллюстрирует другой пример изменения визуальных свойств клавиатуры, когда ввод пользователя оперирует клавиатурой;
Фиг.32 иллюстрирует один пример клавиатуры с тактильным изменением формы, когда ввод пользователя не оперирует клавиатурой;
Фиг.33 иллюстрирует один пример клавиатуры с тактильным изменением формы, когда ввод пользователя оперирует клавиатурой;
Фиг.34 иллюстрирует другой пример клавиатуры с тактильным изменением формы, когда ввод пользователя оперирует клавиатурой;
Фиг.35 - схема последовательности операций, отображающая элементарные этапы, которые могут быть выполнены для управления поверхностью с управляемой текстурой оболочки, определяющей клавиатуру;
Фиг.36 - схема последовательности операций, изображающая примерные этапы, которые могут быть выполнены для изменения визуальных свойств клавиатуры; и
Фиг.37 - схема последовательности операций, изображающая примерные этапы, которые могут быть выполнены для управления клавиатурой с тактильным изменением формы.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном примере устройство включает в себя управляемую текстуру оболочки, определяющую клавиатуру, датчик и логику управления. Датчик обнаруживает близость указывающего элемента к каждой клавише клавиатуры на основе ввода пользователя. Логика управления регулирует (изменяет) высоту каждой клавиши по отношению к другой клавише клавиатуры в ответ на датчик, который обнаруживает близость указывающего элемента к определенной клавише. В одном примере устройство включает в себя устройство отображения для отображения множества клавиш. Логика управления настраивает визуальные свойства определенной клавиши и соседней клавиши по отношению друг к другу и по отношению к другим клавишам множества клавиш в зависимости от обнаружения датчиком близости указывающего элемента к определенной клавише. Также раскрыт соответствующий способ.
Среди других преимуществ, устройство перемещает отдельную клавишу ближе к пользователю, что помогает пользователю при выборе определенной клавиши клавиатуры. В дополнение, соседние клавиши перемещаются поближе к пользователю, но не так близко, как определенная клавиша, что помогает пользователю более эффективно перемещаться к соседним клавишам. Более того, если желаемые визуальные свойства требуемой и соседней клавиш изменяются по отношению друг к другу и по отношению к другим клавишам для того, чтобы помочь пользователю выбрать отдельную клавишу и более эффективно оперировать клавиатурой. Другие преимущества будут понятны обычному специалисту в данной области техники.
В одном примере, логика управления регулирует (изменяет) высоту соседней клавиши по отношению к другим клавишам клавиатуры в зависимости от датчика, который обнаруживает близость указывающего элемента к определенной клавише. В одном примере визуальные свойства изменяются, по меньшей мере, одним из яркости, размера, цвета, формы и шрифта.
В одном примере, датчик обнаруживает, нажата ли определенная клавиша на основе ввода пользователя. В одном примере логика управления изменяет высоту первой клавиши и/или второй клавиши, когда первая клавиша была выбрана. В одном примере клавиатура обеспечивает обратную связь пользователю, которая является слышимой и/или тактильной, когда, по меньшей мере, одна клавиша была выбрана.
Фиг.1 иллюстрирует пример портативного электронного устройства 100, показанного в данном примере как ручное (портативное) беспроводное устройство, которое включает в себя подсистему беспроводного телефона для осуществления связи с помощью одной или более подходящих беспроводных сетей, и другую традиционную схему, наряду с устройством 102 отображения для отображения информации пользователю, которое связано с системой беспроводного телефона, как известно в данной области техники. Портативное электронное устройство 100 также включает в себя поверхность 104 с управляемой текстурой оболочки, которая в данном примере покрывает часть корпуса (например, основной корпус) устройства 100, которая формирует часть элемента пользовательского интерфейса, а именно клавиатуры пользователя. Поверхность 104 с управляемой текстурой оболочки также включает в себя другие управляемые поверхности 106 и 108, которые предназначены для эстетических целей и управляются для того, чтобы изменять тактильную конфигурацию элемента отличного от пользовательского интерфейса портативного электронного устройства, такую как другая область внешней части устройства. Как показано в этом конкретном примере, портативное электронное устройство 100 является раскладным телефоном, имеющим складываемую часть 110 корпуса, которая поворачивается вокруг поворотного механизма 112, как известно в данной области техники. Складываемая часть 110 корпуса может также включать по желанию в себя клавиатуру и поверхность с управляемой текстурой оболочки. Поверхность 104 с управляемой текстурой оболочки управляется для изменения тактильной конфигурации части поверхности текстуры оболочки, в данном примере - чтобы поднять соответственные части текстуры оболочки, чтобы предоставить тактильно обнаруживаемую клавиатуру и другие тактильные и/или эстетические свойства. В одном примере поверхность 104 с управляемой текстурой оболочки может быть ровной, например, когда телефон находится в режиме ожидания, однако поверхность 104 с управляемой текстурой оболочки управляется для активирования ее частей для предоставления поднятых клавиш для клавиатуры, когда обнаруживается входящий беспроводной вызов и управляется для того, чтобы стать гладким (деактивированным), когда вызов заканчивается. Другая входящая информация также используется для управления активированием/деактивированием управляемой текстурой оболочки, как описано выше.
Фиг.2 иллюстрирует в виде структурной схемы портативное электронное устройство по Фиг.1 или любое другое подходящее портативное электронное устройство, такое как портативный компьютер, портативное интернет-устройство, портативный цифровой медиаплеер или любое другое подходящее электронное устройство. Как показано, логика 200 управления изменяет тактильную конфигурацию части поверхности 104 с управляемой текстурой оболочки (и/или 106 и 108) посредством создания управляющей информации 204 (например, цифровых или аналоговых сигналов) в ответ на, по меньшей мере, любое из принятого беспроводного сигнала, состояния изменения уровня батареи, такое как состояние низкого уровня батареи, на основе входящего вызова или сообщения, на основе информации от датчика приближения, датчика звука, датчика света или другого датчика окружающей среды, в общем обозначенного как 202, или данных, представляющих пользователя устройства, таких как входной сигнал от микрофона и модуля распознавания голоса, который распознает голос пользователя, или пароля или кода доступа, введенного пользователем, обозначающего конкретного пользователя, или данных, представляющих завершение последовательности аутентификации пользователя, таких как ввод пароля и PIN или любого другого подходящего процесса аутентификации по желанию. Другие данные могут также быть использованы, такие как управляющие данные на основе датчика давления, датчика влажности, датчика удара или датчика вибрации. Изменения состояния могут также использоваться для управления текстурой, такие как, но не ограниченные, мощностью радиосигнала, ориентацией устройства, конфигурацией устройства (например, открытой крышкой, режим телефона против аудиовоспроизведения, против режима камеры), сжиманием пользователем или данные, представляющие изменение состояния программы, выполняемой на устройстве, включая состояние программы, выполняемой на другом устройстве, подключенном с помощью проводного или беспроводного подключения, таком как сервер или другое портативное устройство. Другие входящие данные, представляющие другие входные сигналы, могут включать в себя, например, изменение или управление текстурой на основе входящих SMS, почты или мгновенного сообщения, близость к радиоисточнику, такому как считыватель RFID, устройство с задействованным Bluetooth™, точке доступа WiFi, или отклик от выходного сигнала, такого как метка, связанная с RFID. Другие данные, которые могут быть пригодны для запуска или управления активированием текстуры, могут включать данные, представляющие завершение финансовой операции, завершение запущенного пользователем действия, такого как отправка сообщения, скачивания файла, или ответа, или завершения вызова, на основе истекшего периода времени, на основе расположения устройства по отношению к некоторому другому устройству или абсолютного расположения, такого как местоположение GPS, статуса другого пользователя, такого как присутствие в сети другого пользователя мгновенных сообщений, доступность источника данных, такого как широковещательная телевизионная программа или информация в телепрограмме, на основе состояний игры, такой как игра, в которую играют на устройстве или другом устройстве в сети, на основе, например, других режимов данных, выводимых устройством, таким как ритм музыки, рисунки на экране, действия в игре, освещение клавиатуры, тактильный вывод или других подходящих данных. В качестве примера, логика 200 управления может поднять участки поверхности 104 с управляемой текстурой оболочки, чтобы представить клавиши, в ответ на выходную информацию 206 датчика, такую как обнаружение датчиком 202 присутствия пользователя на основе уровня звука, обнаруженного в комнате, или выходного сигнала на основе количества света в комнате.
Например, если уровень освещенности в комнате уменьшается до требуемого уровня, что обнаруживается датчиком света, датчик 202 выводит выходную информацию 206 датчика и логика 200 управления может активировать поверхность 104 с управляемой текстурой оболочки для предоставления свойства поднятия клавиатуры, так что пользователь может почувствовать поверхность клавиатуры в темной комнате, поскольку там не достаточно света, чтобы видеть клавиатуру. В дополнение, если требуется, источник(и) света, такие как LED, расположенные под поверхностью с управляемой текстурой оболочки, могут также быть освещены под управлением логики управления в ответ на обнаружение датчиком света низкого уровня освещенности вблизи устройства. Также может быть использован датчик звука, например, для управления тем, какие части поверхности с управляемой текстурой оболочки используются в зависимости от, например, количества шума в комнате. В дополнение, логика 200 управления может управлять поверхностями 104, 106 или 108 с управляемой текстурой оболочки для предоставления импульсного действия, или любой другой подходящей тактильной конфигурации, как требуется, на основе выходной информации датчика. Например, устройство на Фиг.1 может иметь поверхность 104 с управляемой текстурой оболочки, сформированную вокруг внешней части устройства, так что когда поверхность текстуры оболочки активируется (например, поднимается) в некоторых частях, устройство получается пульсирующим, наподобие сердцебиения, или может предоставлять последовательное поднятие и опускание определенных частей текстуры оболочки для предоставления требуемого пользователю движения, такого как анимированный шаблон.
Логика 200 управления может быть реализована любым походящим образом, включающим программное обеспечение, выполняемое процессором, которое сохранено в носителе хранения, таком как ROM, RAM или любом другом подходящем носителе хранения, который хранит исполнимые команды, которые при выполнении заставляют один или более процессоров функционировать так, как описано в данном документе. В качестве альтернативы, логика управления, как описано в данном документе, может быть реализована в качестве дискретной логики, включающей, но не ограниченной, конечными автоматами, специализированными интегральными схемами или любым подходящим сочетанием аппаратного обеспечения, программного обеспечения или аппаратно-программного обеспечения.
В одном примере поверхность 104, 106 и 108 с управляемой текстурой оболочки может включать в себя структуру механического активирования, которая подсоединена к «гибкой» структуре оболочки, которая перемещается в ответ на перемещение структуры механического активирования, структуру гидравлического активирования, которая подсоединена к гибкой структуре оболочки, которая перемещается в ответ на перемещение жидкости в структуре гидравлического активирования, и структуру активирования расширяемым газом, которая подсоединена к гибкой структуре оболочки, которая перемещается в ответ на перемещение газа в структуре активирования расширяемым газом, и структуру активирования со сплавом с памятью формы, которая подсоединена к гибкой структуре оболочки, которая перемещается в ответ на перемещение металлического сплава в структуре активирования со сплавом с памятью формы, или любое подходящее их сочетание.
Фиг.3-7 иллюстрируют различные примеры структуры механического активирования, которая используется для перемещения гибкой структуры оболочки в ответ на перемещение структуры механического активирования. Обращаясь к Фиг.3, показано портативное электронное устройство 300, которое может быть любым подходящим портативным электронным устройством по желанию. Конкретные детали устройства зависят от требуемого применения. В данном примере портативное электронное устройство включает в себя корпус 302 с углубленной областью 304, которая принимает одну или более перемещаемых структур 306 или 308 со скосами. Структура 306 со скосами, как показано здесь, включает в себя одну пластину, которая имеет множество элементов 310 скосов, которые подняты по отношению к пластине. Пластина перемещается скользящим образом в углубленной области 304 и может скользить туда и обратно в углубленной области. Как будет понятно, любая подходящая конфигурация может быть использована для предоставления функции скольжения. Пластинка перемещается приводом 312, таким как эксцентрик, или мотор, или любое их сочетание, или любой дугой подходящей структурой. Поверхность с управляемой текстурой оболочки включает гибкую структуру 320 оболочки, которая в этом примере включает отформованные элементы текстуры, которые могут иметь любой подходящий цвет, показанный в данном примере в качестве выемок текстуры, в общем показанных как 322 в конфигурации клавиатуры. Выемки 322 текстуры отформованы как выемка в нижней части гибкой структуры 320 оболочки и поднимаются соответствующими скосами 310 в структуре 306 со скосами, когда структура со скосами двигается. Следовательно, выемки 322 текстуры поднимаются под управлением привода 312. Гибкая структура оболочки покрывает скосы и может быть прикреплена к корпусу или другой структуре по желанию. Будет понятно, что один скос может быть использован для перемещения нескольких элементов текстуры и что скосы могут также быть любой подходящей конфигурации (включающей форму и размер). Гибкая структура 320 оболочки может быть изготовлена из любого подходящего гибкого материала, включающего, но не ограниченного полиуретаном, резиной или силиконом. Она может быть подходящим образом присоединена к верхней части корпуса устройства 300 с помощью клея или любого другого подходящего механизма. Гибкая структура 320 оболочки, как показано, имеет часть, которая покрывает структуру 306 с подвижными скосами. Когда структура 306 с подвижными скосами толкает отформованные выемки, она изменяет тактильную конфигурацию поверхности с управляемой текстурой оболочки таким образом, что пользователь будет ощущать места под скосами на гибкой структуре 320 оболочки. Как показано, могут присутствовать датчики 324 касания, показанные в качестве емкостных датчиков, расположенные на структуре 306 со скосами в местах между скосами, если требуется, или наверху скосов, если требуется, которые при прикосновении пользователем генерируют сигнал, который в данном конкретном примере интерпретируется логикой управления устройства 300 как приведение в действие клавиши. Будет понятно, что датчики 324 касания могут быть любым подходящим датчиком и могут быть расположены по желанию в любом подходящем месте в устройстве. Выемки 322 текстуры могут быть, например, утоньшенными частями, которые отформованы в задней поверхности гибкой структуры 320 оболочки. Тем не менее, может быть использована любая подходящая конфигурация. В данном примере гибкая структура 320 оболочки включает слой гибкого материала, который имеет множество определенных изменяемых элементов 322 структуры, каждый из которых имеет часть, сконфигурированную для того, чтобы выдвигаться структурой 306 с подвижными откосами. Емкостной датчик служит в качестве разновидности датчика 324 прикосновения.
Фиг.4 иллюстрирует альтернативный к одиночной пластине на Фиг.3 вариант осуществления. В данном примере мобильная (подвижная) структура 308 со скосами с множеством сегментов включает в себя множество направляющих 402, 404, 406 и кулачковую структуру 408, которая механически входит в контакт, например, с краями множества направляющих для перемещения, по меньшей мере, одной из множества направляющих в ответ на, в одном примере, механическое перемещение части устройства. Например, если устройство имеет раскладной тип конструкции корпуса, перемещение створок корпуса вызывает поворот вращающегося кулачка 408 через соответствующую механическую связь. В качестве альтернативы, мотор может быть управляем для приведения в действие множества направляющих 402, 404, 406 прямо или непрямо через вращающийся кулачок 408. Например, мотор может быть подсоединен для вращения кулачка 408 на основе электрического сигнала управления и логики управления.
Как показано структура 308 направляющих включает в себя множество отдельных скользящих элементов 402, 404 и 408 со скосами, каждый из которых включает множество скосов 310. Как показано также, кулачковая структура 408, которая показана как перемещающая вращающим способом, может также иметь структуру для перемещения не вращательным способом, таким как способ скольжения, если требуется, или любым другим подходящим способом. Кулачковая структура включает элементы 410 управления скосами, которые, в данном примере, выступают из кулачковой структуры для соприкосновения с краем каждого из соответствующих отдельных скользящих элементов 402, 404 и 406 со скосами. Элементы 410 управления скосами расположены для того, чтобы вызывать движение множества скользящих элементов со скосами в ответ на перемещение кулачковой структуры 408. Приведение в действие множества скользящих элементов 402-406 со скосами может быть выполнено в ответ на информацию, изложенную выше, такую как основанную на принятом беспроводном сигнале, состоянии изменения уровня батареи, таком как состоянии перезарядки (активировать оболочку), низкого уровня (деактивировать оболочку), входящем вызове, или на основе любого другого подходящего состояния. По существу набор отдельных скользящих панелей расположен ниже гибкой структуры 320 оболочки и активируется в данном примере кулачковой структурой. Рисунок элементов 420 управления скосами определяет, в какой последовательности активируются скользящие панели. Как было отмечено, кулачковая структура может приводиться посредством мотора или интегрироваться в устройство, так что шарнир устройства раскладного типа, которое может быть найдено, например, в мобильном телефоне, может активировать кулачок напрямую, так что открытие створки корпуса вызывает поднятие частей гибкой текстуры оболочки для предоставления клавиатуры. Также будет принято во внимание, что описанная структура механической активации может перемещать части гибкой структуры 320 оболочки для обеспечения, например, поднятия частей, которые не связаны с интерфейсом пользователя и могут перемещаться для обеспечения любой желаемой тактильной конфигурации.
Фиг.5 демонстрирует вид в разрезе поверхности 500 с управляемой текстурой оболочки, сходной с показанной на Фиг.4, но в данном примере гибкая структура оболочки 320 может также включать в себя выступы 502, которые интегрально отформованы с выемками 322 текстуры для того, чтобы помочь поднятию центральной части выемок 322 текстуры, если требуется. Как показано также, гибкая структура 320 оболочки также рассматривается включающей структуру 504 пластины, которая включает отверстия 506, соответствующие каждому требуемому элементу текстуры. Отверстия 506 принимают выступы 502, сконфигурированные для соприкосновения с подвижной структурой 308 со скосами. Как показано, при перемещении подвижной структуры 308 со скосами, она поднимает или опускает части гибкой структуры 320 оболочки в ответ на перемещение кулачковой структуры 408. В данном примере отдельные скользящие элементы 402 и 406 были смещены для поднятия частей структуры 320 гибкой оболочки в то время, как отдельный скользящий элемент 404 не был перемещен и поэтому гибкая структура оболочки является гладкой в соответствующих местах. Как было отмечено выше, если устройство включает в себя перемещаемые части корпуса, такие как конструкция створок оболочки или любая другая подходящая конфигурация, перемещаемая часть корпуса могут быть механически присоединены к кулачковой структуре 408, так что механическое перемещение части корпуса вызывает перемещение кулачковой структуры. В качестве альтернативы, кулачковая структура может быть, по желанию, управляема электронным способом независимо от любой перемещаемой части корпуса. Например, мотор может быть соединен для соприкосновения с кулачковой структурой и перемещения кулачковой структуры в ответ на электронный сигнал управления для перемещения одного или более из множества скосов в требуемое положение.
Как было описано, скользящая перемещаемая структура 308, 404-406 со скосами с клиновидными свойствами (например, скосами), движется горизонтально для того, чтобы заставить выступы (например, штырьки) отформованные в задней части гибкой структуры оболочки, перемещаться вверх и тем самым заставляет части гибкой структуры оболочки, соответствующие выемкам текстуры подниматься и тем самым создавать требуемый рисунок текстуры. Как отмечено выше, датчик прикосновения, такой как емкостной датчик, может также быть использован для обнаружения прикосновения пальца пользователя к гибкой структуре оболочки. Обнаружение может быть использовано в качестве входного сигнала для активирования механизма текстуры или для выполнения другой функции, которая может соответствовать нажатию клавиши. В дополнение механические переключатели, такие как куполообразные переключатели, известные в данной области техники, могут быть помещены под частями подвижной структуры со скосами для того, чтобы позволить пользователю нажимать и тем самым активировать один или более переключателей.
Фиг.6-7 иллюстрируют другой пример структуры механического активирования, которая использует перемещаемую структуру со скосами и гибкую структуру оболочки. В данном примере выступы 502 (Фиг.5) использовать не нужно. Вместо этого клиновидный элемент 600 включает в себя закрепленную часть 602 и подвижную клинообразную часть 604, которая поворачивается по отношению к закрепленной части 602. Каждый клинообразный элемент 600, который включает закрепленную часть 602 и подвижную клинообразную часть 604, может быть закреплен в устройстве в фиксированном положении под гибкой структурой оболочки 320 и выше скользящего скоса или подвижной структуры 606 со скосами. При горизонтальном перемещении подвижной структуры 606 со скосами поворачиваемые клинообразные элементы 604 перемещаются частями 608 со скосами подвижной структуры 606 со скосами, так что они приходят в соприкосновение с требуемыми частями гибкой структуры 320 оболочки. Среди других преимуществ эта структура может предоставлять уменьшенное трение и износ между скользящими элементами и выступами, отформованными в гибкой структуре оболочки. Другие преимущества будут понятны обычному специалисту в данной области техники. Тем не менее, может быть использована любая требуемая гибкая структура оболочки и структура со скосами. Перемещение структуры со скосами вызывает перемещение клинообразных элементов и перемещение гибкой структуры оболочки для обеспечения изменения в тактильной конфигурации. Как было показано, зафиксированная часть 602 подложки служит в качестве подложки для гибкой структуры 320 подложки и помещена между гибкой структурой 320 подложки и подвижной структурой 606 со скосами. Датчик 324 прикосновения поддерживается подложкой и расположен между, по меньшей мере, двумя подвижными частями (например, 322) гибкой структуры оболочки. Будет понятно, что датчики 324 касания могут быть подходящим образом расположены в любом месте в зависимости от требуемой функциональности портативного электронного устройства.
Фиг.8-10 иллюстрируют пример структуры 800 активирования со сплавом с памятью формы и соответствующую гибкую структуру 320 оболочки, которая перемещается в ответ на перемещение металлического сплава 812 в структуре 800 активирования со сплавом с памятью формы в соответствии с одним вариантом осуществления. Фиг.8 является видом сверху, иллюстрирующим множество поворачивающихся элементов 802-808, которые поворотным образом соединены с базой 810. Множество поворачивающихся элементов 802-808 поворачиваются вдоль точек поворота в общем обозначенных в 814 под действием, в данном примере, удлинения и укорачивания сплава 812 с памятью форм, такого как нитиноловая проволока, или любой другой подходящий сплав с памятью формы. В одном примере один сегмент сплава 812 с памятью формы может быть подсоединен к поворачивающимся элементам 802-808 и к базовой части, как схематично проиллюстрировано в виде точек 816 соединения. Будет понятно, тем не менее, что любое подходящее расположение соединения или техника соединения может быть использована для прикрепления одного или более сегментов сплава с памятью формы к одному или более поворачивающимся элементам. Также будет понятно, что форма поворачивающихся элементов, их длина и материал могут изменяться в зависимости от конкретного применения. Один пример, только для целей иллюстрации, а не ограничения, может включать в себя использование полипропилена или нейлона. Также откидная область или расположение поворотного механизма 814 могут быть, по желанию, сделаны тоньше.
Как показано, источник 820 напряжения или тока выборочно применяется, посредством открытия и закрытия переключателя 822 посредством подходящей логики 200 управления. В дополнение, или альтернативно, отдельный сегмент сплава с памятью формы может быть использован независимо для каждого поворачивающегося элемента 802-808, так что каждый поворачивающийся элемент может управляться независимо логикой управления. Тем не менее, для целей объяснения, обсуждение будет допускать, что используется единственный элемент из сплава с памятью формы для перемещения всех поворотных элементов 802-808 одновременно. В любом варианте осуществления, когда ток пропускается через сплав с памятью формы, он укорачивается, заставляя поворачивающиеся элементы 802-808 подниматься в направлении гибкой оболочки. Как таковая, база 810 может быть подходящим образом смонтирована горизонтально, например, под гибкой структурой оболочки, и расположена так, что поворачивающиеся элементы 802-808 подходящим образом совпадают с требуемыми частями гибкой структуры оболочки для перемещения (например, поднятия или опускания) частей гибкой структуры оболочки. Как отмечено, различные или отдельные провода могут быть подключены к различным поворотным элементам для того, чтобы выборочно обеспечить то, какие элементы текстуры активируются. В дополнение, различные величины электрического тока могут быть приложены к отдельным проводам для того, чтобы индивидуально управлять тем, как сильно каждый поворотный элемент поднимается в направлении гибкой оболочки. В данном примере поверхность с управляемой текстурой оболочки включает в себя структуру активирования текстуры оболочки, которая включает в себя множество поворачивающихся элементов 802-808, имеющих сплав с памятью формы (либо единственный, либо множественные его элементы), соединенных с текстурой оболочки для воздействия перемещением поворачивающихся элементов в направлении структуры гибкой оболочки, которая движется в ответ на перемещение множества поворачивающихся элементов. Перемещение поворачивающихся элементов изменяет тактильную конфигурацию части поверхности с управляемой текстурой оболочки, с которой имеют контакт поворачивающиеся элементы. Логика 200 управления активирует, например, переключатель 822, или множество других переключателей для предоставления подходящего тока для управления перемещением поворотных элементов посредством приложения тока к элементу 812 с памятью формы. По желанию, источник тока или напряжения может быть предоставлен для каждого отдельного поворотного элемента и может быть выборочно включен/выключен для управления перемещением каждого поворотного элемента, как требуется. Любая другая подходящая конфигурация может также использоваться. Также, гибкая оболочка над откидными элементами будет в целом действовать для предоставления восстанавливающей силы, которая возвращает элементы в плоское состояние, когда ток через SMA выключен.
Фиг.9-10 показывают разрез поворачивающегося элемента с Фиг.8 и дополнительно включает иллюстрацию структуры 320 гибкой оболочки и дополнительно показывает поворачивающийся элемент 808 в активированном состоянии (Фиг.10), где структура гибкой оболочки поднята, и в неактивном состоянии, где структура гибкой оболочки ровная (Фиг.9). По существу в данном примере гибкая структура 320 оболочки имеет выемки, соответствующие требуемым свойствам текстуры, которые отформованы в обратной ее поверхности или под ее поверхностью, и прикреплена к части корпуса или части другой подструктуры в устройстве, как было отмечено выше. Последовательность поворачивающихся элементов 802-808 под структурой гибкой оболочки соединена в одном примере через один отрезок сплава с памятью формы, так что в нейтральном положении поворачивающийся элемент лежит ровно. Когда электрический ток протекает через сплав с памятью формы, его длина сокращается, например, на примерно 5% или любую другую длину в зависимости от типа сплава с памятью формы и величины приложенного электрического тока, и заставляет поворачивающиеся элементы подниматься и толкать структуру гибкой оболочки, вызывая появление выпуклости. Когда электрический ток больше не прикладывается, структура гибкой оболочки и лежащий под ней поворотный элемент возвращается в нейтральное положение вследствие натяжения в гибкой оболочке.
В другом варианте осуществления, показанном на Фиг.10b, вторая последовательность поворачивающихся элементов 1002 как часть структуры петли блокировки может быть введена под первую последовательность поворотных элементов 806, 808 для того, чтобы действовать в качестве замков. Когда первая последовательность откидных элементов 806, 808 активируется, вторая последовательность поворачивающихся элементов 1002 располагается так, чтобы проваливаться в зазоры 1000, созданные перемещением первого набора поворачивающихся элементов, тем самым блокируя их в поднятом положении, или просто расположиться под первыми поворачивающимися элементами. Будет понятно, что любое другое местоположение может также быть использовано, или что любая другая техника может быть использована. Когда электрический ток, приложенный к соответствующему элементу 812 из сплава с памятью формы, который перемещает первый набор откидных элементов 808, останавливается, действие блокировки второго набора откидных элементов 1002 удерживает первые поворачивающиеся элементы 806, 808 на месте посредством сдвигающего элемента 1006, тянущего элементы 1002 под элементы 808. Посредством приложения тока к элементу 1004 со сплавом с памятью формы, соединенному со вторым набором поворачивающихся элементов 1002, первый набор поворачивающихся элементов 806, 808 должен быть разблокирован и тем самым позволит первой последовательности поворачивающихся элементов возвращаться в нейтральное положение вследствие натяжения в гибкой оболочке. Это предоставляет тип схемы активации с бистабильным сплавом с памятью формы. Как показано, конец сдвигающего элемента 1006, такого как пружина, закреплен к части корпуса или любой другой подходящей структуры, а другой конец приведен в контакт с частью поворачивающегося второго набора элементов 1002. Поворачивающийся второй набор элементов может быть изготовлен из любой подходящей структуры, такой как пластик, который подходящим образом сгибается вокруг точек поворота, показанных как 1008. Как показано, часть поворачивающихся элементов 1002 также прикреплены к структуре устройства для предотвращения перемещения ее конца. Сходным образом, элемент 1004 из сплава с памятью формы, связанный с каждым блокирующим элементом 1002, также имеет часть, соединенную с элементом 1002, так же как и закрепленную структуру. Блокирующий элемент качается, как показано, в данном примере в плоскости Фиг.10b, например, для блокирования откидного элемента 808 от опускания в плоскость листа, как показано. По существу, блокирующая деталь двигается в плоскости поверхности для блокировки откидных элементов. Это противоположно, например, выдвижению из плоскости в противоположном направлении откидного элемента, которое может также быть выполнено по желанию. Толщина общей реализации, тем не менее, может быть меньше, если блокирующий элемент должен перемещаться в плоскости фигуры, как показано. В данном примере откидные элементы 808 поднимаются из плоскости, когда активируются элементом SMA или приводом (не показан) и блокируются блокирующим элементом, перемещающимся в плоскости фигуры, как показано. Будет понятно, что хотя показан одиночный блокирующий элемент 1002, что подходящее множество блокирующих элементов может быть размещено для любого соответствующего поворачивающегося откидного элемента 808. В дополнение, будет понятно, что в данном примере конфигурация, как показана, предоставляет состояние пассивной блокировки и активного разблокирования. Тем не менее, будет понятно, что посредством изменения направления элемента сдвига и формы элемента 1006 и 1004 с памятью формы соответственно, что может быть использована структура с активной блокировкой и пассивным разблокированием. Следовательно, один или более поворачивающихся элементов служат в качестве структуры блокировки точки поворота, изготовленной из сплава с памятью формы, того же типа, например, что был отмечен выше. Структура блокировки точки поворота соединена с логикой 200 управления и управляется, чтобы быть расположенной так, чтобы блокировать поворачивающиеся элементы в требуемом положении. Структура блокировки точки поворота может быть в качестве альтернативы расположена, чтобы пассивно блокировать поворачивающиеся элементы в требуемом положении, и затем освобождать их, когда требуется. По существу, логика управления управляет вторым сплавом с памятью формы для деактивирования структуры блокировки шарнира для разблокирования множества откидных элементов в ответ на пассивное активирование структуры блокировки шарнира.
Способ активирования структуры с управляемой текстурой оболочки включает, например, управление первым сплавом с памятью формы для активирования множества поворачивающихся элементов. В ответ на активирование структура блокировки точки поворота будет естественно действовать для блокировки поворачивающихся элементов в первом положении. Способ включает деактивирование первого сплава с памятью формы в ответ на активирование структуры блокировки точки поворота. Это позволяет снять ток на первый поворачивающийся элемент и заблокировать его на месте. Способ может также затем включать в себя разблокирование откидных элементов, например, посредством активирования первого сплава с памятью формы, и затем управления вторым сплавом с памятью формы для разблокирования структуры блокирования шарниров посредством приложения тока к приводу из сплава с памятью формы, который перемещает структуру блокирования для разблокирования поворачивающихся элементов из положения, в котором они подняты.
Фиг.11 иллюстрирует часть портативного электронного устройства, которое использует вариант осуществления поверхности с управляемой текстурой оболочки, и в данном примере, часть электронного устройства показана как являющаяся клавиатурой. В данном примере поверхность с управляемой текстурой оболочки включает структуру активирования поверхности текстуры оболочки, которая вызывает изменение в тактильной конфигурации структуры гибкой оболочки в ответ на перемещение жидкости под структурой гибкой оболочки. Фиг.12-13 являются видами в разрезе части Фиг.11 и будут описаны совместно с Фиг.11. Гибкая структура 1100 оболочки, сходная с описанной выше в отношении, например, Фиг.3 и в других местах, включает камеры для жидкости или выемки 1102, соответствующие деталям требуемой текстуры, которые отформованы в обратной поверхности гибкой структуры оболочки. Как также было показано выше, толщина стенки выемок может быть тоньше, чем другие части гибкой текстуры оболочки для того, чтобы обеспечить меньшее сопротивление распространению жидкости. Структура 1100 гибкой оболочки присоединена, например, к поверхности корпуса портативного электронного устройства для того, чтобы сформировать подходящую изоляцию вокруг различных камер 1102 с жидкостью. Поддерживающая подложка 1104, которая может быть корпусом устройства или отдельной подложкой в устройстве, включает в себя сформированные в ней каналы 1106 для жидкости, которые размещены так, чтобы было сообщение жидкости с камерами 1102 с жидкостью. Будет понятно, что любая другая подходящая структура первых каналов 1106 может быть использована, включая отдельные каналы, которые позволяют активировать любое подходящее место текстуры в зависимости от требуемого применения.
Как показано на Фиг.12-13, например, когда жидкость удаляется из каналов 1106, структура 1100 гибкой оболочки становится плоской или в неактивном состоянии, а когда подходящее количество жидкости перемещается в различные камеры, структура гибкой оболочки активируется в соответствующих местах для обеспечения трехмерного рисунка на внешней поверхности портативного электронного устройства. Как показано, каналы 1106 гидродинамически связаны с одним или более коллекторами 1108, которые могут быть отформованы в поверхности корпуса или подложки 1104 или могут быть отдельной структурой по желанию. Отдельные поршневые насосы (не показаны) могут быть гидродинамическим способом соединены с каждым впускным отверстием для обеспечения различного давления жидкости для каждого коллектора 1108, или один из насосов может быть гидродинамическим способом соединен с каждым впускным отверстием 1110 для обеспечения одного давления жидкости. Коллекторы 1108, как описано, являются гидродинамически связанными с одним или более резервуарами жидкости через один или более насос. Логика 200 управления отправляет соответствующую информацию управления для того, чтобы заставить поршневые насосы переместить жидкость из внутреннего резервуара (не показан) в устройстве через коллектор, и в каналы, и, следовательно, камеры, отформованные в задней поверхности структуры 1100 гибкой оболочки. В некоторых вариантах осуществления давление жидкости может различаться для каждого коллектора 1108 для того, чтобы поднять соответствующие жидкостные камеры 1102 на различную относительную высоту. Структура гидравлического активирования включает в себя в данном примере подложку 1104, которая включает один или более каналов 1106 для жидкости, и структура 1100 гибкой оболочки подходящим образом прикреплена к подложке напрямую или через любые подходящие промежуточные структуры. Структура 1100 гибкой оболочки включает в себя множество выемок для жидкости, также показанных как 1102, соответствующих деталям текстуры. Выемки 1102 для жидкости находятся в гидродинамической связи с каналами 1106 для жидкости для того, чтобы позволить добавить или убрать жидкость из камеры для активирования или деактивирования соответствующей детали текстуры. В одном примере, как отмечено выше, насосы для жидкости могут управляться с помощью логики управления. В другом варианте осуществления насосы могут приводиться в действие перемещением перемещаемой части корпуса, таким как перемещение створки корпуса, таким образом, что, например, поворачивающее движение части корпуса заставляет жидкость закачиваться в камеры для жидкости. В одном примере насос управляется обратным потоком жидкости, когда раскладная часть закрывается. По существу, может существовать насос для жидкости, приводимый в действие для перемещения жидкости в протоки для жидкости (или вне протоков) и перемещаемую часть корпуса, которая соединена с насосом для жидкости, так что механическое перемещение части корпуса заставляет насос для жидкости закачивать жидкость в, по меньшей мере, один проток для жидкости. Перемещение перемещаемой части корпуса в другом направлении может служить для удаления жидкости из одной или более соответствующих камер и возвращать ее во внутренний резервуар.
Фиг.14 иллюстрирует другой вариант осуществления структуры гидравлической активации и структуры гибкой оболочки, что в данном примере, показывает каналы 1400 для жидкости с дополнительными каналами 1402 для жидкости соединенными со специальными камерами, которые отформованы в задней поверхности структуры 1100 гибкой оболочки. Структура гибкой оболочки включает в себя множество деталей, где перемещение каждой из деталей управляется независимо. Каналы 1400 для жидкости находятся в гидродинамической связи с коллектором 1404, в то время как другие камеры 1401 находятся в гидродинамической связи с коллектором 1406. Как также показано, подходящие впускные отверстия 1408 и 1410 насоса показаны как находящиеся в гидродинамической связи с насосами (не показаны). Таким способом каждый насос обеспечивает различное давление жидкости каждому впускному отверстию 1408, 1410 насоса для того, чтобы поднять соответствующие камеры 1102 для жидкости на различную высоту. В дополнение, источники 1412 и 1414 света расположены вблизи соответствующих коллекторов 1404 и 1406 для того, чтобы служить в качестве источника света (такого как один или более цветных светодиодов), и прозрачная жидкость может использоваться для того, чтобы действовать в качестве световода для направления света от внутренних источников света, например, к просвечивающимся гибким частям структуры гибкой оболочки. В качестве альтернативы жидкость сама по себе может быть окрашена для того, чтобы сделать поднятые элементы текстуры визуально отличимыми посредством изменения в цвете из-за содержащейся в них цветной жидкости. Любое другое подходящее сочетание может также быть использовано, если требуется. Источники света могут подходящим образом контролироваться для включения и выключения, по желанию, на основании входящего вызова, запрограммированной пользователем последовательности, активироваться мелодией звонка или могут управляться любым другим подходящим способом логикой управления.
Фиг.15 иллюстрирует один пример портативного электронного устройства 1500 с появлением трехмерного рисунка с активированием пяти тактильных поверхностей. Неактивные части 1502 показаны как гладкие в данном конкретном примере.
Фиг.16 иллюстрирует альтернативный вариант осуществления, где структура 1600 гибкой оболочки включает в себя отформованные выемками рисунки 1602 в нижней части ее для введения в них жидкости. Жесткая подложка 1604 включает в себя соответствующим способом расположенные каналы 1606 для жидкости, которые находятся в гидродинамической связи с одним или более коллекторами 1608, а также включают в себя впускное отверстие насоса. Коллектор 1608 присоединен к левой стороне правой подложки 1604 и находится в гидродинамической связи с каналами 1606 через отверстия 1610. Каждый из микроканалов включает в себя, например, отверстия 1610, позволяющие жидкости проходить от коллектора в канал 1606, как описано выше. Один или более насосов также используется, как упомянуто выше, для поднятия и опускания рисунка 1602 посредством пропускания жидкости внутрь или из канала 1606. По существу, в данном примере, если рисунок 1602 помещен, например, на обратную сторону сотового телефона или на лицевую сторону сотового телефона, внешняя оболочка сотового телефона может быть активирована для того, чтобы придать трехмерную текстуру, которая может подходящим образом активироваться и декативироваться по желанию. Каналы 1606 могут быть размещены на существенно небольшом расстоянии, так что они предоставляют любой подходящий рисунок текстуры, который должен быть активирован. Также будет понятно, что текстура оболочки может иметь один или более слои покрытия для защиты текстуры оболочки от повреждения ультрафиолетовым излучением, от физических царапин или других потенциальных опасностей.
Фиг.17 является структурной схемой, иллюстрирующей один пример структуры 1700 для управления примерами поверхности с гидравлически управляемой текстурой оболочки, упомянутой выше. Устройство может включать в себя один или более насосов 1702 для жидкости, которые подают жидкость 1704 к и от поверхности с управляемой текстурой оболочки. Логика управления, в одном примере, показанная как 200, предоставляет подходящую информацию 1708 управления в виде аналоговых или цифровых сигналов, например, для управления одним или более насосами 1702 для жидкости для подачи жидкости 1704 управляемым образом для активирования и деактивирования одной или более частей гибкой оболочки для предоставления требуемой трехмерной тактильной конфигурации. Как отмечено ранее, каждый насос 1702 может управляться для предоставления различного давления жидкости в каждой камере 1102 жидкости для поднятия камер на различную относительную высоту. Также будет понятно, что вместо жидкости может быть использован сжатый газ.
Фиг.18a-18b иллюстрируют другой вариант осуществления, где вместо скользящей структуры со скосами (показанной, например, на Фиг.6-7) множество откидных элементов 1830, которые имеют закрепленную часть 1832, присоединены к структуре 320 гибкой оболочки через посредство подходящего клея или через посредство любого другого подходящего механизма присоединения. Каждый из откидных элементов 1830 также имеет подвижную часть 1834. Структура 320 гибкой оболочки включает штырьки 1836, которые, например, длиннее, чем показанные на Фиг.6.
Устройство дополнительно включает в себя подложку 1840, такую как, например, печатная плата, которая присоединена к нему, куполообразные выключатели 1842, как известно в данной области техники. Куполообразные выключатели 1842 расположены так, чтобы выравниваться по штырькам. Гибкий скользящий элемент 1846 расположен между подложкой 1840 и закрепленной частью 1832 под поверхностью 320 гибкой оболочки. Гибкий скользящий элемент 1846 может быть изготовлен, например, из нейлонового или пропиленового листа, или другого подходящего гибкого материала, который допускает перемещение перемещаемой части откидного элемента 1834 для того, чтобы быть перемещенным к куполообразному переключателю 1842. Отверстия 1850 в гибком скользящем элементе 1846 позволяют перемещаемым частям откидных элементов 1834 поворачиваться вниз в направлении подложки 1840, как показано на Фиг.18a. Может быть видно, что когда гибкий скользящий элемент 1846 находится в положении, показанном на Фиг.18a, конец подвижной части откидного элемента 1834 может быть сконструирован так, чтобы приходить в контакт с подложкой 1840, так что нажатие гибкой подложки не будет активировать куполообразный переключатель 1842.
Как показано на Фиг.18b, скользящий элемент 1846 перемещается, как описано выше, на основе любой другой подходящей структуры для активирования и в данном случае, поднимает части структуры 320 гибкой оболочки. Тем не менее, поскольку материал является сжимаемым, когда пользователь нажимает на верхнюю поверхность структуры 320 гибкой оболочки, штырек заставляет перемещающуюся часть 1834 нажимать вниз на гибкий материал гибкого скользящего элемента 1846 и опускать куполообразный переключатель 1842. По существу, в данном варианте осуществления пользователь может активировать куполообразный переключатель, только когда гибкая текстура оболочки активирована. Будет понятно, что геометрия подвижной части откидного элемента 1834 может также быть сконструирована так, что куполообразный переключатель может быть активирован посредством нажатия на гибкую оболочку 320, находится ли оболочка в активированном или неактивном состоянии (Фиг.18b и 18a, соответственно). Среди других преимуществ этот вариант осуществления может позволять отпечатывать гибкий скользящий элемент 1846 вместо, например, формовки, а также использует в сочетании традиционные купольные переключатели, тем самым, обеспечивая потенциально более дешевую конструкцию. Откидные элементы 1830 могут быть изготовлены из любого подходящего материала, такого как нейлон, полипропиленовый лист или любого другого подходящего материала по желанию. Как также было отмечено ниже, гибкий скользящий элемент может быть сконфигурирован как скользящий элемент, который скользит вдоль направляющих, сформированных в корпусе или другой структуре, или может быть сконфигурирован любым другим подходящим способом по желанию.
Фиг.19-20 иллюстрируют другой пример структуры поверхности с управляемой текстурой оболочки, которая использует структуру активирования с расширяющимся газом для поднятия и опускания требуемых частей структуры гибкой оболочки для предоставления управляемой тактильной поверхности портативного электронного устройства. Как показано на Фиг.18, структура активирования поверхности текстуры оболочки включает в себя структуру активирования с расширяющимся газом, которая включает содержащийся в ней газ, такой как воздух или вещество, такое как фреон или спирт, которое переходит из жидкости в газ при определенной температуре и давлении, и структуру 1804 гибкой оболочки, такой как описанного выше типа. Структура активирования с расширяющимся газом включает в себя камеру 1800 для газа, которая термически соединена с нагревательным элементом 1808, таким как электрическое сопротивление, или любой другой подходящей структурой, который может быть включен или выключен логикой управления как требуется для того, чтобы нагреть газ 1802 в камере 1800 и заставить газ расшириться. Расширение газа 1802 заставляет газ расширяться и заполнять камеру 1800 структуры 1804 гибкой оболочки. Когда нагревательный элемент 1808 выключается, газ остывает, и камера 1800 сжимается для помещения структуры гибкой оболочки в неактивное состояние. По существу, структура 1804 гибкой оболочки, как также было описано выше, включает выемки, соответствующие требуемым деталям структуры, где выемки или камеры отформованы в обратной поверхности или нижней поверхности структуры 1804 гибкой оболочки. Структура 1804 гибкой оболочки присоединена к подложке 1814, как описано выше, которая может быть частью корпуса устройства или любой другой структуры. Он прикреплен для того, чтобы предоставлять изолированную среду, так что газ 1802 в камере 1800 не может утечь из камеры 1800. Когда электрический ток запускается по нагревательному элементу 1808, увеличенная температура заставляет захваченный в выемках газ расширяться, тем самым, поднимая выемку или внешнюю поверхность над камерой 1810. Структура гибкой оболочки включает расширяемые части (например, выемки), которые определяют множество газовых камер. Каждая из газовых камер включает в себя управляемый нагревательный элемент, который может быть активирован вместе или по отдельности.
Подложка 1814 включает в себя нагревательный(е) элемент(ы) 1808, соответствующие каждому соответствующему элементу структуры. В дополнение, как отмечено выше, любой из примеров, описанных в данном документе, может включать один или более датчиков 202 касания, которые могут быть использованы любым подходящим способом. Фиг.19 показывает деактивированное состояние гибкой текстуры оболочки и Фиг.20 показывает активированное состояние структуры 1804 гибкой оболочки.
Фиг.21-22 схематически иллюстрируют один пример поверхности с управляемой текстурой оболочки 2102 с определенным рисунком 2102, который может быть активирован и деактивирован с использованием одной или более вышеописанных структур активирования на основе любого подходящего состояния. В данном примере тактильная конфигурация или рисунок 2102 может просто быть расположен на внешней поверхности портативного электронного устройства 2106 и не должен быть частью интерфейса пользователя, но вместо этого предоставляет пользователю уникальные визуальные и тактильные ощущения.
Фиг.23-25 иллюстрируют еще один пример управления поверхностью 2300 с управляемой текстурой оболочки (показанной здесь как множество звездочек) типа, описанного выше, где различные части 2302-2306 активируются в различные моменты времени логикой управления для предоставления внешнего вида или тактильного ощущения перемещающегося объекта. В этом примере «сердечко» на рисунке активируется в различные моменты времени. Также анимирование текстуры, такие как вариации в текстуре поверхности в течение времени, могут быть использованы для оживления персонажа или детали. Будет понятно, что вышеприведенное описание и примеры предназначены просто для только иллюстративных целей и что могут быть использованы любые подходящие конфигурации, конструкции или структуры по желанию.
Фиг.26 иллюстрирует функциональную структурную схему устройства 2600, такого как беспроводной телефон, портативный компьютер, портативное интернет-устройство, портативный медиапроигрыватель, персональный цифровой секретарь, или любое другое подходящее портативное электронное устройство. Устройство 2600 включает в себя логику 200 управления, которая оперативным образом соединена с датчиком 2602 и с клавиатурой 2604 с тактильным изменением формы. Клавиатура 2604 с тактильным изменением формы включает в себя поверхность 2606 с управляемой текстурой оболочки. Датчик 2602 включает в себя один или более датчиков, таких как емкостные датчики, датчики сопротивления, датчики давления и/или любые другие подходящие сенсорные датчики. В этом примере поверхность 2606 с управляемой текстурой определяет клавиатуру 2610, имеющую множество клавиш 2612. Клавиатура 2610 может быть любой подходящей клавиатурой, такой как алфавитно-цифровая клавиатура, QWERTY клавиатура, или любая другая подходящая клавиатура, имеющая множество клавиш. Клавиатура 2610 может быть отпечатана на поверхности 2606 с управляемой текстурой оболочки или другим способом отображаться любым подходящим образом.
Во время функционирования пользователь может оперировать клавиатурой 2610 пальцем, пером и/или любым другим подходящим указательным элементом. Датчик 2602 обнаруживает близость указательного элемента к отдельной клавише клавиатуры 2610 (например, клавиши, которую пользователь хочет выбрать) на основе пользовательского ввода, такого как присутствие пальца, пера и/или любого другого указательного элемента. Логика 200 управления управляет поверхностью 2606 с управляемой текстурой оболочки в ответ на обнаружение датчиком 2602 близости указательного элемента к отдельной клавише. Более точно, логика 200 управления управляет поверхностью 2606 с управляемой текстурой оболочки для изменения высоты, по меньшей мере, части поверхности 2606 с управляемой текстурой оболочки, которая соответствует отдельной клавише. В данном способе определенная клавиша может перемещаться ближе к указывающему элементу, что может помочь пользователю при выборе определенной клавиши клавиатуры 2610. В некоторых вариантах осуществления определенная клавиша может включать в себя нажатую часть (например, лунку) для того, чтобы помочь пользователю при выборе определенной клавиши указательным элементом.
В дополнение, в некоторых вариантах осуществления логика 200 управления управляет поверхностью 2606 с управляемой текстурой оболочки для изменения высоты, по меньшей мере, второй части поверхности 2606 с управляемой текстурой оболочки, соответствующей, по меньшей мере, одной клавише клавиатуры 2610, которая является соседней к отдельной клавише в ответ на обнаружение датчиком 2602 близости указательного элемента к отдельной клавише. Вторая часть, соответствующая соседней клавише, и часть, соответствующая отдельной клавише, могут иметь различную высоту по отношению друг к другу. Например, в некоторых вариантах осуществления, часть, соответствующая отдельной клавише, может выступать выше, чем вторая часть, которая соответствует соседней клавише. Таким способом, соседние клавиши перемещаются поближе к пользователю, но не так близко, как определенная клавиша, что помогает пользователю при более эффективной навигации к соседним клавишам. В дополнение, в некоторых вариантах осуществления вторая часть, соответствующая соседней клавише, может выступать выше, чем часть, соответствующая отдельной клавише, создавая углубление для того, чтобы помочь пользователю при выборе определенной клавиши указательным элементом.
В некоторых вариантах осуществления логика 200 управления может управлять клавиатурой 2604 с тактильным изменением формы для изменения желаемых визуальных свойств по отношению друг к другу и другим клавишам клавиатуры. Примерные визуальные свойства, которые могут быть изменены, включают яркость, размер, цвет, форму, шрифт и/или любое другое визуальное свойство. Например, определенная клавиша может быть визуально увеличена по отношению к соседней клавише, которая может быть визуально увеличена по отношению к другим клавишам клавиатуры 2610.
Датчик 2602 может обнаруживать оперирование пользователем клавиатурой 2610 и выбор пользователем определенной клавиши на основании изменения характеристик в клавиатуре 2604 с тактильным изменением формы. Изменение характеристик может быть любым подходящим изменением в клавиатуре 2604 с тактильным изменением формы, таким как изменение емкости, изменение сопротивления, изменение силы прилагаемой пользователем и/или изменение любой другой подходящей характеристики. В некоторых вариантах осуществления датчик 2602 обнаруживает выбранную клавишу, когда изменение характеристики больше, чем предопределенное пороговое значение и обнаруживает отдельную клавишу, когда изменение характеристики меньше, чем предопределенное пороговое значение.
В некоторых вариантах осуществления клавиатура 2604 с тактильным изменением формы может предоставлять обратную связь пользователю, такую как слышимую обратную связь, тактильную обратную связь и/или любую другую подходящую обратную связь пользователя, когда пользователь выбирает отдельную клавишу. Например, клавиатура 2604 с тактильным изменением формы может включать в себя куполообразные переключатели 1842 для обеспечения обратной связи пользователя.
Когда пользователь выбирает отдельную клавишу, логика 200 управления управляет поверхностью 2606 с управляемой текстурой оболочки для понижения (или повышения в некоторых вариантах изобретения) выступающей (или углубленной) части поверхности 2606 с управляемой текстурой оболочки, соответствующей отдельной и/или соседней клавише. В дополнение, в некоторых изобретениях логика 200 управления изменяет визуальные свойства клавиатуры 2604 с тактильным изменением формы, когда пользователь выбирает отдельную клавишу.
Фиг.27 иллюстрирует один пример клавиатуры 2604 с тактильным изменением формы. В данном примере клавиатура 2604 с тактильным изменением формы включает в себя поверхность 2606 с управляемой текстурой оболочки, датчик 2602 и устройство 2700 отображения для отображения клавиатуры 2610. Как показано, поверхность 2626 с управляемой текстурой оболочки покрывает устройство 2700 отображения клавиатуры в данном примере. В дополнение, как упомянуто выше, клавиатура 2604 с тактильным изменением формы может включать в себя куполообразные переключатели 1842 для предоставления обратной связи пользователя, когда определенная клавиша выбрана.
Логика 200 управления управляет, по меньшей мере, частью 2702 поверхности 2606 с управляемой текстурой оболочки для выступления (например, поднятия) и/или опускания в ответ на обнаружение датчиком близости указывающего устройства к отдельной клавише 2704 и/или выбора определенной клавиши 2704. Например, если пользователь оперирует клавиатурой 2610 с помощью указательного элемента, часть 2702 поверхности 2606 с управляемой текстурой оболочки, соответствующая отдельной клавише 2704, выступает (или углубляется в некоторых вариантах осуществления). Тем не менее, если пользователь выбирает отдельную клавишу 2704, часть 2702 поверхности 2606 с управляемой текстурой оболочки, которая выступает (или углублена), может понизиться (или подняться).
В некоторых вариантах осуществления логика 200 управления изменяет визуальные свойства клавиатуры 2610. Например, если пользователь оперирует клавиатурой 2610 указательным элементом, визуальные свойства определенной клавиши 2704 и соседних клавиш 2706 изменяются по отношению друг к другу и по отношению к другим клавишам 2708 клавиатуры 2610. В дополнение, если пользователь выбирает отдельную клавишу 2704 указательным элементом, визуальные свойства выбранной клавиши и/или соседних клавиш могут быть дополнительно изменены.
Фиг.28 иллюстрирует другой пример клавиатуры 2604 с тактильным изменением формы. В данном примере клавиатура 2604 с тактильным изменением формы включает в себя поверхность 2606 с управляемой текстурой оболочки, датчик 2602 и гибкое устройство 2750 отображения для отображения клавиатуры 2610. Гибкое устройство 2750 отображения может быть любым известным гибким устройством отображения, таким как электрофоретический дисплей или любое другое подходящее устройство отображения. Как показано, поверхность 2606 с управляемой текстурой оболочки покрывает гибкое устройство 2750 отображения клавиатуры в данном примере. В дополнение, клавиатура 2604 с тактильным изменением формы может включать в себя купольные переключатели 1842 для предоставления обратной связи пользователя, когда определенная клавиша выбрана.
Логика 200 управления управляет, по меньшей мере, частью 2752 поверхности 2606 с управляемой текстурой оболочки для выступания (например, поднятия) и/или опускания в ответ на обнаружение датчиком близости указывающего устройства к отдельной клавише 2754 и/или выбора определенной клавиши 2754. Например, если пользователь оперирует клавиатурой 2610 с помощью указательного элемента, часть 2752 поверхности 2606 с управляемой текстурой оболочки, соответствующая отдельной клавише 2754, выступает (или углубляется в некоторых вариантах осуществления). Тем не менее, если пользователь выбирает отдельную клавишу 2754 указательным элементом, часть 2752 поверхности 2606 с управляемой текстурой оболочки, которая выступает (или углублена), может понизиться (или подняться). Выступающая часть 2752 заставляет гибкое устройство 2750 отображения выступать в соответствующем местоположении 2756. В дополнение, логика 200 управления может также изменять визуальные свойства клавиатуры 2610.
Фиг.29-31 иллюстрируют примеры логики 200 управления, изменяющей визуальные характеристики клавиатуры 2610. Фиг.29 иллюстрируют один пример клавиатуры 2610, отображаемой посредством устройства 2700 отображения, когда пользователь не оперирует клавиатурой 2610.
Фиг.30 иллюстрирует один пример логики 200 управления, изменяющей визуальные свойства клавиатуры 2610. В данном примере, датчик 2602 обнаруживает близость указывающего элемента к определенной клавише 2800 на основе ввода пользователя. Логика 200 управления управляет устройством 2700 отображения для изменения визуальных свойств клавиатуры 2610 в ответ на обнаружение датчиком 2602 определенной клавиши 2800. Более точно, устройство 2700 отображения изменяет визуальные свойства определенной клавиши 2800 по отношению к соседним клавишам 2802. В дополнение, устройство 2700 отображения изменяет визуальные свойства соседних клавиш 2802 по отношению к другим клавишам 2804 клавиатуры 2610. Хотя не проиллюстрировано в данном примере, другие соседние клавиши 2806 могут также быть визуально изменены.
В данном примере устройство 2700 отображения увеличивает отдельную клавишу 2800 и соседние клавиши 2802. Более конкретно, устройство отображения увеличивает отдельную клавишу 2800, чтобы она стала больше, чем соседние клавиши 2802, и увеличивает соседние клавиши 2802, чтобы они стали больше, чем другие клавиши. Хотя изменяемые визуальные свойства являются размером в данном примере, опытный специалист в данной области техники признает, что могут быть изменены другие визуальные свойства, такие как яркость, цвет, шрифт или другие подходящие визуальные свойства.
Фиг.31 иллюстрирует другой пример логики 200 управления, изменяющей визуальные свойства клавиатуры 2610. В данном примере, датчик 2602 обнаруживает близость указывающего элемента к определенной клавише 2808 на основе ввода пользователя. Датчик 2602 управляет устройством 2700 отображения для изменения визуальных свойств клавиатуры 2610 в ответ на обнаружение датчиком 2602 определенной клавиши 2808. Более точно, устройство 2700 отображения изменяет визуальные свойства определенной клавиши 2808 по отношению к соседним клавишам 2810. В дополнение, устройство 2700 отображения изменяет визуальные свойства соседних клавиш 2810 по отношению к другим клавишам 2812 клавиатуры 2610. Хотя не проиллюстрировано в данном примере, другие соседние клавиши 2814 могут также быть визуально изменены.
В данном примере устройство 2700 отображения увеличивает отдельную клавишу 2808 и соседние клавиши 2810. Более конкретно, устройство отображения увеличивает отдельную клавишу 2808, чтобы она стала больше, чем соседние клавиши 2810, и увеличивает соседние клавиши 2810, чтобы они стали больше, чем другие клавиши. Хотя изменяемые визуальные свойства являются размером в данном примере, опытный специалист в данной области техники признает, что могут быть изменены другие визуальные свойства, такие как яркость, цвет, шрифт или другие подходящие визуальные свойства.
Фиг.32-34 иллюстрируют примеры логики 200 управления, управляющей визуальными свойствами клавиатуры 2610. Фиг.32 иллюстрирует один пример клавиатуры 2604 с тактильным изменением формы, когда указательный элемент 2900 не оперирует клавиатурой 2610.
Фиг.33 иллюстрирует один пример логики 200 управления, управляющей поверхностью 2606 с управляемой текстурой оболочки клавиатуры 2604 с тактильным изменением формы. В данном примере, датчик 2602 обнаруживает близость указывающего элемента 2900 к отдельной клавише 2902 на основе ввода пользователя. Логика 200 управления управляет поверхностью 2606 с управляемой текстурой оболочки в ответ на обнаружение датчиком 2602 определенной клавиши 2902. Более точно, логика 200 управления управляет, по меньшей мере, частью поверхности 2606 с управляемой текстурой оболочки соответствующей отдельной клавише 2902 для того, чтобы она выступала (или углублялась в некоторых вариантах осуществления). В дополнение, в данном примере, логика 200 управления управляет, по меньшей мере, второй частью управляемой текстуры 2606 оболочки, соответствующей соседним клавишам 2904 для того, чтобы они выступали (или углублялись). Хотя возможны другие конфигурации, определенная клавиша 2902 выступает выше, чем соседние клавиши 2904, и соседние клавиши 2904 выступают выше, чем другие клавиши 2906 клавиатуры 2604 с тактильным изменением формы в данном примере.
Фиг.34 иллюстрирует другой пример логики 200 управления, управляющей поверхностью 2606 с управляемой текстурой оболочки клавиатуры 2604 с тактильным изменением формы. В данном примере, датчик 2602 обнаруживает близость указывающего элемента 2900 к отдельной клавише 2908 на основе ввода пользователя. Логика 200 управления управляет, по меньшей мере, частью поверхности 2606 с управляемой текстурой оболочки, соответствующей отдельной клавише 2908 для того, чтобы она выступала (или углублялась). В дополнение, в данном примере логика 200 управления управляет, по меньшей мере, второй частью управляемой текстуры 2606 оболочки, соответствующей соседним клавишам 2910 для того, чтобы они выступали (или углублялись). Хотя возможны другие конфигурации, определенная клавиша 2908 выступает выше, чем соседние клавиши 2910 и соседние клавиши 2910 выступают выше, чем другие клавиши 2912 клавиатуры 2604 с тактильным изменением формы в данном примере.
Обращаясь теперь к Фиг.35, примерные этапы, которые могут быть выполнены для управления поверхностью 2606 с управляемой текстурой оболочки, определяющей клавиатуру 2610, в общем устанавливается на этапе 3000. Процесс начинается на этапе 3002, когда устройство 2600 включается. На этапе 3004 датчик 2602 обнаруживает, приближается ли указательное устройство 2900 к отдельной клавише (например, клавише, которую хочет выбрать пользователь). Если датчик 2602 не обнаруживает, что указательное устройство 2900 приближается к отдельной клавише, процесс возвращается на этап 3004. Тем не менее, если датчик 2602 обнаруживает, что указательное устройство 2900 приближается к отдельной клавише, логика 200 управления управляет, по меньшей мере, одной клавишей клавиатуры 2610 для того, чтобы она выступала (или углублялась) в ответ на обнаружение датчиком 2602 указательного элемента 2900, приблизившегося к отдельной клавише на этапе 3006. Процесс заканчивается на этапе 3008.
Обращаясь теперь к Фиг.36, примерные этапы, которые могут быть выполнены для изменения визуальных характеристик клавиатуры 2610, в целом устанавливаются на этапе 3100. Процесс начинается на этапе 3102, когда устройство 2600 включается. На этапе 3104 устройство 2700 отображения отображает клавиатуру 2610. На этапе 3106 датчик 2602 определяет, является ли указывающий элемент 2900 приближенным к отдельной клавише. Если датчик 2602 не обнаруживает, что указывающий элемент 2900 приближен к отдельной клавише (например, клавише, которую пользователь хочет выбрать), процесс возвращается на этап 3106. Тем не менее, если датчик 2602 обнаруживает, что указывающий элемент 2900 приближен к отдельной клавише, логика 200 управления изменяет визуальные свойства первой клавиши и соседней второй клавиши по отношению друг другу и по отношению к другим клавишам клавиатуры 2610 в ответ на обнаружение датчиком 2602 близости указывающего элемента 2900 к отдельной клавише на этапе 3108. Процесс заканчивается на этапе 3110.
Обращаясь теперь к Фиг.37, примерные этапы, которые могут быть выполнены для управления клавиатурой 2604 с тактильным изменением формы, в целом устанавливаются на этапе 3200. Процесс начинается на этапе 3202, когда устройство 2600 включается. На этапе 3204 устройство 2700 отображения отображает клавиатуру 2610. На этапе 3206 датчик 2602 определяет, является ли указывающий элемент 2900 приближенным к отдельной клавише клавиатуры 2610. Если датчик 2602 не обнаруживает, что указывающий элемент 2900 приближен к отдельной клавише, процесс возвращается на этап 3206. Тем не менее, если датчик 2602 обнаруживает, что указывающий элемент 2900 приближен к отдельной клавише, логика 200 управления управляет поверхностью 2606 с управляемой текстурой оболочки для того, чтобы выступала первая и соседняя вторая клавиша в ответ на обнаружение близости указывающего элемента 2900 к отдельной клавише на этапе 3208. На этапе 3210 логика 200 управления изменяет визуальные характеристики первой и второй клавиши по отношению друг к другу и по отношению к другим клавишам клавиатуры 2610. Процесс заканчивается на этапе 3212.
Среди других преимуществ, портативное электронное устройство включает в себя клавиатуру с тактильным изменением формы для перемещения определенной клавиши ближе к вводу пользователя, такому как палец или перо, что помогает пользователю при выборе определенной клавиши клавиатуры. В дополнение, соседние клавиши перемещаются ближе к вводу пользователя, но не так близко, как определенная клавиша, что помогает пользователю для более эффективного перемещения к соседним клавишам. Более того, требуемые визуальные свойства требуемой и соседней клавиш изменяются по отношению друг к другу и по отношению к другим клавишам для того, чтобы помочь пользователю при выборе определенной клавиши и более эффективного оперирования клавиатурой. Другие преимущества будут понятны обычному специалисту в данной области техники.
Вышеприведенное подробное описание изобретения и примеры, описанные в данном документе, были представлены для целей иллюстрации и описания. В то время как принципы изобретения были описаны выше в связи с определенным устройством, совершенно понятно, что данное описание делается только в качестве примера, а не ограничения объема изобретения.