專利名稱：用于手機的導(dǎo)航鍵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電話手機的新的和改善的用戶接口(UI)。用于蜂窩或無繩系統(tǒng)的手持電話機的UI不僅僅是支持呼叫處理。在手持電話機近來發(fā)展中，越來越多的新的應(yīng)用已綜合在電話機中，最新一個應(yīng)用是Web(萬維網(wǎng))瀏覽器，例如由Unwired Planet所提供的瀏覽器。
背景技術(shù)：
菜單項之間的導(dǎo)航(navigation)、各個應(yīng)用的處理和應(yīng)用輸入的文本編輯非常難以進行，因為要利用一個上/下滾動鍵完成大多數(shù)通用類型的導(dǎo)航。在按壓此鍵三次時，光標移動三步。以這種方式滾動菜單或電話簿是非常費時間的。
EP 463856B建議利用滾球或拇指輪替代滾動鍵。然而，將從計算機鼠標中已知的滾球用于手持電話機中是困難的?，F(xiàn)在，手持電話機的大小與用于計算機的鼠標裝置大小是可比的。
但是，拇指輪現(xiàn)在已用于小的便攜電話機中，并且這描述在EP679003A中。這個拇指輪設(shè)置在電話機的左上角落上，這個輪非常小，但其直徑仍禁止更加用戶友好的定位。一般地，用戶想只利用一只手來操作電話機，但拇指輪的位置迫使用戶使用兩手來控制，右拇指用于操作前蓋上的鍵，而左拇指用于操作拇指輪。這意味著在用戶正攜帶包或剛好利用另一只手寫時，用戶不能從電話簿中進行呼叫。慣用左手的用戶被迫使用右手控制。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，提供具有前表面的電話手機，此前表面上有顯示器和鍵盤，其中所述鍵盤包括一組用于輸入字母數(shù)字符號的鍵和用于導(dǎo)航顯示器中光標的鍵，所述導(dǎo)航鍵設(shè)置在顯示器與此組字母數(shù)字鍵之間的電話機前表面上，所述導(dǎo)航鍵包括部分地通過電話機前表面中的開口延伸并基本上是具有與用于輸入字母數(shù)字符號的所述組鍵中的鍵寬度相同大小的長度與直徑的圓柱體的滾球。利用根據(jù)本發(fā)明的滾球概念，滾球體具有良好定義的旋轉(zhuǎn)軸，并通過給滾球體提供圓柱體形狀，一部分的微機械裝置可以內(nèi)部設(shè)置在滾球中。
本發(fā)明提供用于電話手機的新的和改善的用戶接口，所述用戶接口包括用于滾動顯示器上菜單項并允許用戶利用一只手控制來實現(xiàn)這種處理的滾球體。
在提供滾球旋轉(zhuǎn)軸使得它與電話機縱軸垂直延伸時，將類似傳統(tǒng)滾動方式一樣地滾動菜單項，但滾動將更快。允許用戶在它接近所要的菜單項時放慢滾動速度。
在安排鍵使得導(dǎo)航鍵被設(shè)置為沿用于輸入字母數(shù)字符號的這組鍵的中心列而擴展時，此導(dǎo)航鍵位于拇指的靜止點中，這是人機工程學上非常好的解決方案。
此電話機具有用于檢測導(dǎo)航鍵滾動和按下的裝置，并且來自檢測裝置的輸出饋送給根據(jù)滾動所產(chǎn)生的信號在顯示在顯示器上的菜單項之間移動光標的控制器，并根據(jù)按壓所生成的信號選擇由光標指出的菜單項。
本發(fā)明還涉及其前表面上有顯示器和鍵盤的電話手機，其中所述鍵盤包括用于在由控制單元控制的顯示器中導(dǎo)航光標的鍵，此導(dǎo)航鍵被提供作為可按壓滾球體，并且控制單元接收表示滾球體滾動的第一輸入信號和表示滾球體按壓的第二輸入信號，以便分別在顯示器中的菜單項之間移動光標和選擇由光標指出的菜單項。根據(jù)本發(fā)明，當手機處于空閑模式中時，處理器在按壓滾球體時在顯示器中顯示可獲得的操作表。因此，有可能將熱鍵或效率軟鍵(power soft key)功能綜合在導(dǎo)航鍵中并通過按壓和滾動這單個導(dǎo)航鍵執(zhí)行許多最通用操作。此效率軟鍵表可以由用戶指定。
導(dǎo)航鍵根據(jù)優(yōu)選實施例是非常小的，即所述導(dǎo)航鍵長度是6-14mm數(shù)量級，并且滾球體的最大直徑是6-12mm數(shù)量級，從而允許導(dǎo)航鍵放置在電話機的前蓋與主印制電路板之間。
根據(jù)本發(fā)明的手機的優(yōu)選實施例，用于根據(jù)其操作提供控制信號的導(dǎo)航鍵結(jié)構(gòu)包括滾球體，用作導(dǎo)航鍵；支架，用于承載所述滾球體；支撐裝置，支撐所述支架，所述支架通過與絞鏈部分合作與支撐裝置絞鏈連接；偏置裝置，用于使支架和支撐裝置在離開所述絞鏈部分的地方相互隔開；以及檢測裝置，用于檢測抵消由所述偏置裝置提供的偏置力的力并用于據(jù)此提供第二控制信號。因此，保證返回運動的按壓運動被很好地限定而沒有由于摩擦力無意鎖定此結(jié)構(gòu)的危險。
此支架還承載與滾球體對準的編碼器裝置，用于檢測所述滾球體的旋轉(zhuǎn)并據(jù)此提供第一控制信號。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，編碼器裝置與裝備在滾球體一個端面上的電可讀圖形(pattern)相互作用，實際上利用部分保護編碼器的滑瓦與所述圖形中電區(qū)域之間的嚙合的外環(huán)來保護端面。
本發(fā)明還涉及導(dǎo)航鍵結(jié)構(gòu)，此導(dǎo)航鍵結(jié)構(gòu)根據(jù)結(jié)構(gòu)中用作導(dǎo)航鍵的滾球體的操作提供控制信號。此結(jié)構(gòu)還包括支架，用于承載所述滾球體；支撐裝置，用于支撐所述支架，所述支架利用絞鏈部分的配合與支撐裝置絞鏈連接。還提供有一個偏置裝置，用于使支架和支撐裝置在離開所述絞鏈部分的地方相互隔開。提供有一個檢測裝置，用于檢測抵消所述偏置裝置提供的偏置力的力并用于據(jù)此提供控制信號。從而，保證返回運動的按壓運動很好地被限定而沒有由于摩擦力無意鎖住結(jié)構(gòu)的危險。由于導(dǎo)航鍵結(jié)構(gòu)的構(gòu)造，總尺寸可能是如此小，以致導(dǎo)航鍵可以集成在現(xiàn)有的電話機UI設(shè)計中，使用戶容易并顯著改善對電話機功能的訪問。
將滾球體安排在支架的轉(zhuǎn)軸部分上旋轉(zhuǎn)，所述轉(zhuǎn)軸部分保持在兩個板狀的端部分之間，所述端部分還利用沿轉(zhuǎn)軸部分延伸的至少一個射束形狀的腳部分來加以連接。因此，支架通過絞鏈連接與前蓋/印制電路板(支撐裝置)連接，并且滾球與支架作樞軸連接。因此，使用兩個樞軸運動，而一般的技術(shù)狀態(tài)使用一個樞軸運動和一個線性運動。旋轉(zhuǎn)的兩軸可以有益地是平行的。
兩個板狀端部分和所述至少一個射束形狀的腳部分給支架提供剛性結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，此支架包括與轉(zhuǎn)軸部分平行的兩個腳部分，并且此支架的絞鏈部分從所述腳部分之一向外延伸。
滾球體形成為具有用于容納所述轉(zhuǎn)軸部分的通孔的圓柱體。內(nèi)部地，滾球部件通孔的直徑在用于給滾球體提供包容凸輪形狀盤部件的腔體部件一端擴展，以便與固定到所述轉(zhuǎn)軸部分的彈簧部件協(xié)作，從而限定在滾球體轉(zhuǎn)動期間可允許的許多分散位置。凸輪形狀盤部件用作腔體的端壁并具有用于轉(zhuǎn)軸部分的中心開口。
支架還承載一個與滾球體對準的編碼器裝置，用于檢測所述滾球體的旋轉(zhuǎn)并用于據(jù)此提供一個控制信號。此編碼器裝置與可由此編碼器裝置讀出的圖形相互作用，而所述圖形提供在盤狀部件的外表面上。
根據(jù)本發(fā)明的編碼器單元適于在具有作為滾球體提供的導(dǎo)航鍵的電話手機中使用。此滾球體具有可由編碼器單元讀出的圖形，并允許所述滾球體采納預(yù)定數(shù)量的有效狀態(tài)。在檢測到所述滾球體狀態(tài)變化時，編碼器單元有效地檢查所檢測的狀態(tài)變化是否有效。有益地，這通過逐個連續(xù)測試滑瓦與圖形之間接觸來完成，所述測試通過給滑瓦之一加上一個信號并檢測在另一滑瓦上的響應(yīng)來進行。因此，滑瓦之間的接觸可以進行測試并與包括有效狀態(tài)的表進行比較。
根據(jù)本發(fā)明，滾球設(shè)置在顯示器和一組字母數(shù)字鍵之間并用作蜂窩或無繩電話機的顯示器中光標的導(dǎo)航鍵，其中通過電話機前蓋延伸的所述滾球部分的大小對應(yīng)此組字母數(shù)字鍵的各鍵的一般尺寸。
本發(fā)明還提供了一種根據(jù)編碼器單元的使用檢測用于導(dǎo)航鍵的滾球體的旋轉(zhuǎn)的方法，該編碼器單元具有多個在導(dǎo)電和非導(dǎo)電區(qū)的圖形上滑動的滑瓦，所述滾球體被允許采取預(yù)定數(shù)量的有效狀態(tài)，該方法包括檢測所述滾球體的狀態(tài)改變；通過依次逐個檢測滑瓦與圖形之間的接觸驗證檢測的狀態(tài)改變是否有效；以及通過給滑瓦之一加上一個信號并檢測在其他滑瓦上的響應(yīng)來執(zhí)行所述檢測。
本發(fā)明還提供了一種電子導(dǎo)航鍵部件，用于根據(jù)導(dǎo)航鍵滾球體的操作提供控制信號，該導(dǎo)航鍵部件包括具有一個框的支架，通過鉸鏈部分的共同作用沿著一個鉸鏈軸被支撐；所述滾球體通過與鉸鏈軸平行的支架被可旋轉(zhuǎn)地支撐；一個在滾球體的一端具有一個接觸圖形的編碼器和在面向該接觸圖像的一部分支架上的固定接觸裝置；以及形成在支架的底面的導(dǎo)線襯底上的一個檢測器，用于檢測支架圍繞鉸鏈軸的運動。


圖1示意地表示具有根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)航鍵的手持電話機；圖2示意地表示用于與蜂窩或無繩網(wǎng)絡(luò)通信的電話機的主要部分；
圖3表示根據(jù)本發(fā)明的滾球結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實施例；圖4表示從下面觀察的圖3所示的滾球結(jié)構(gòu)；圖5表示圖3所示的滾球結(jié)構(gòu)分解圖；圖6示意地并以剖面圖形式表示圖1所示的包括根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)航鍵的電話機部分；圖7示意地表示根據(jù)本發(fā)明的編碼器原理的電路圖；圖8表示在轉(zhuǎn)動滾球時圖7的開關(guān)如何打開與關(guān)閉；圖9是表示根據(jù)本發(fā)明用于有效地控制狀態(tài)變化的中斷處理程序的流程圖；圖10表示根據(jù)本發(fā)明的電話機的空閑模式顯示和效率軟鍵菜單顯示；和圖11表示根據(jù)本發(fā)明的電話機模式的原理圖。
具體實施例方式
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的電話機的優(yōu)選實施例，并將看到一般以1表示的電話機包括具有鍵盤2、顯示器3、開/關(guān)按鈕4、耳機5和話筒6的用戶接口。根據(jù)優(yōu)選實施例的電話機1適于通過蜂窩網(wǎng)絡(luò)進行通信，但也能指定用于無繩網(wǎng)絡(luò)。鍵盤2具有第一組鍵7作為字母數(shù)字鍵，利用這組鍵用戶能輸入電話號碼、寫入文本消息(SMS)、寫入(與電話號碼有關(guān)的)名字等。12個字母數(shù)字鍵7的每個鍵分別具有數(shù)字“0-9”或符號“#”與“*”。在字母模式中，每個鍵與多個字母和文本編輯中使用的具體符號有關(guān)。
鍵盤2還包括兩個軟鍵8，兩個呼叫處理鍵9、導(dǎo)航鍵10、在字母模式與數(shù)字模式之間轉(zhuǎn)換的鍵11以及清除鍵12。
兩個軟鍵8具有對應(yīng)從電話機Nokia 2110、Nokia 8110和Nokia3810中知道的功能，軟鍵的功能取決于電話機的狀態(tài)和菜單中使用導(dǎo)航鍵的導(dǎo)航。軟鍵8的目前功能表示在剛好在鍵8上面的顯示器3中的各個分開區(qū)域中。
根據(jù)優(yōu)選實施例的兩個呼叫處理鍵9用于建立呼叫或會議呼叫、終止呼叫或拒絕來話呼叫。清除鍵12例如可用于利用短暫按壓抹除最后輸入的數(shù)字或字母，但較長時間的按壓將抹除整個號碼或字。鍵11在文本編輯模式中在字母模式和數(shù)字模式之間進行轉(zhuǎn)換。
導(dǎo)航鍵10位于顯示器3與這組字母數(shù)字鍵7之間電話機前表面中央。因此，用戶能利用其拇指控制這個鍵，這是設(shè)置要求精確馬達運動的輸入鍵的最佳位置。許多有經(jīng)驗的電話用戶習慣于一只手處理，他們將電話機放在手的指尖和手掌之間。因此，拇指能自由地輸入信息。
導(dǎo)航鍵10包括部分地通過電話機前蓋21中開口延伸的滾球體20(見圖5)，并且所述滾球體20基本上是具有與此組字母數(shù)字鍵7中的鍵寬度相同尺寸的長度與直徑的圓柱體。在提供滾球體20的旋轉(zhuǎn)軸，使得它與電話機1的縱軸垂直地延伸時，滾球體20的滾動將在對應(yīng)拇指運動的上/下方向上在顯示器中移動光標。此導(dǎo)航鍵結(jié)構(gòu)還具有微型開關(guān)，用于檢測滾球體20的按壓，從而提供表示已選擇顯示器中所指出的菜單項的選擇信號給處理器17。
在導(dǎo)航鍵10安排為字母數(shù)字鍵7的中心列的擴展時，能由慣用左和右手用戶最佳地選取導(dǎo)航鍵。
圖2示意地表示便攜式電話機優(yōu)選實施例的最重要部分，所述部分對于理解本發(fā)明是重要的。本發(fā)明的電話機優(yōu)選實施例適于與GSM網(wǎng)絡(luò)連接使用，但本發(fā)明當然也可以與其他的諸如蜂窩網(wǎng)和各種形式的無繩電話系統(tǒng)的電話網(wǎng)絡(luò)連接使用。話筒6記錄用戶的語音，并且由此形成的模擬信號在語音在音頻編譯碼器單元14中進行編碼之前在A/D變換器15中進行A/D變換。所編碼的語音信號傳送給物理層處理器17，處理器17例如支持GSM終端軟件。處理器17也形成此設(shè)備的包括存儲器(RAM、ROM)、顯示器3和鍵盤2(以及SIM、數(shù)據(jù)、電源等)的外圍單元接口。處理器17通過基帶變換器18和信道均衡器16與RF部分19通信。音頻編譯碼器單元14語音解碼通過D/A變換器13從處理器17傳送給耳機5的信號。單元13-18通常集成在或是市場上可買到的或是具體設(shè)計的芯片(ASIC)組的芯片組中。
在優(yōu)選實施例中以自身知道的方式用作控制器單元的處理器17連到用戶接口。因此，處理器監(jiān)視電話機中的活動并對此進行響應(yīng)來控制顯示器3。
因此，處理器17檢測狀態(tài)變化事件的出現(xiàn)并改變電話機的狀態(tài)和如此的顯示文本。狀態(tài)改變事件可以由用戶在他啟動包括導(dǎo)航鍵10的鍵盤時引起，并且這種類型的事件稱為輸入事件或用戶事件。但是，與電話機通信的網(wǎng)絡(luò)也可以引起狀態(tài)變化事件，這類事件和其他的用戶不能控制的事件稱為非用戶事件。非用戶事件包括呼叫建立期間的狀態(tài)變化、電池電壓的變化、天線條件的變化、有關(guān)SMS接收的消息等。
滾球根據(jù)本發(fā)明的滾球替代通常由申請人用于在上下方向中移動顯示器中光標的滾動鍵。用戶可以轉(zhuǎn)動根據(jù)本發(fā)明的滾球以便使光標移過顯示器上許多列出的菜單項，并按壓滾球來選擇一個顯示的菜單項。
根據(jù)優(yōu)選實施例，滾球體每次轉(zhuǎn)動將有12個位置，這12個位置中每個位置在機械上是嚴格規(guī)定的，并且用戶為了來到下一個分開位置將不得不加上某一數(shù)量級別(例如，大于1N)的滾動力。在優(yōu)選實施例中，滾球的外圓柱表面具有12個軸向間隙以提供更好的嚙合。
在按壓滾球時，所要求的壓力應(yīng)足以在滾動期間避免無意的選擇。所要求的選擇力可以是所要求的滾動力的三倍(例如，超過3N)。
圖6表示根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)航鍵結(jié)構(gòu)如何設(shè)置在手持電話機中。此導(dǎo)航鍵結(jié)構(gòu)包括用作導(dǎo)航鍵的滾球體20和用于承載滾球體20的支架23。支架23包括承載作為絞鏈部分的短轉(zhuǎn)軸28的梁29、梁30和承載滾球體20的轉(zhuǎn)軸24。兩個梁29、30與轉(zhuǎn)軸24平行并利用每端上的軸承31相互連接。
滾球體20的一部分通過電話機前蓋21的關(guān)閉裝配孔(無觸點)延伸。前蓋21的后側(cè)邊具有兩個夾臂27，夾臂27具有用于安裝短轉(zhuǎn)軸28的凹口34，從而作為一個限定支架23的絞鏈軸的支撐裝置。夾臂27用作電話機前蓋21與印制電路板(PCB)25之間的隔離部件。后者構(gòu)成用于夾臂27的凹口34提供的軸承的鎖住部件，夾臂27之間的距離稍小于轉(zhuǎn)軸體24的長度以避免支架23的軸偏移。
彈簧26作為偏置裝置提供以使支架23朝著電話機前蓋21遠離印制電路板25。前蓋21具有兩個止動腳32，這兩個止動腳32與面背向絞鏈28、34的支架部分30的上表面配合，支架部分30的下表面與微動開關(guān)33配合。在微動開關(guān)33上接觸面與止動腳32之間的距離稍大于(與約為15-20mm的結(jié)構(gòu)總寬度相比，優(yōu)選為約0.5mm)相應(yīng)支架部分的厚度。彈簧26使支架23朝向止動腳32，當用戶利用大于彈簧力的力(例如，對應(yīng)約300g的3N)按壓滾球時，支架將促使微動開關(guān)33據(jù)此給出輸出信號。微動開關(guān)33用作檢測抵消由彈簧26提供的偏壓的力的檢測裝置。
當按壓滾球體20時，整個導(dǎo)航鍵結(jié)構(gòu)圍繞由夾持裝置28、34限定的絞鏈軸擺動。
根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)航鍵結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實施例表示在圖3-5中。圖5表示導(dǎo)航鍵結(jié)構(gòu)的各個部分。支架23的主體利用注模加工方式形成為一個整體并包括具有中心孔38的板狀端部作為軸承31。從軸承31延伸的一個梁29具有支撐短轉(zhuǎn)軸28的凸塊37，梁29的端面具有槽43，并且在槽43底部的中心部分具有鎖定凹口。在結(jié)構(gòu)裝配期間，在鎖定凹口中永久安裝金屬鎖定部件45上的刺榫舌(barbed tongue)44。
從軸承31延伸的另一個梁30在端面上具有鎖定銷36，所述鎖定銷36在此結(jié)構(gòu)裝配期間通過鎖定孔46安裝在鎖定部件上。在裝配時，銷36進行加熱和變形以使鎖定部件45永久鎖定到支架23上。
轉(zhuǎn)軸24的一端47具有逐步減小的直徑。此端47的尖端在裝配時適于裝在孔38中。轉(zhuǎn)軸端47的第一肩部嚙合軸承31，并且第二肩部嚙合滾球體20內(nèi)部阻止?jié)L球體20相對轉(zhuǎn)軸24的軸偏移的相應(yīng)部分。
轉(zhuǎn)軸24的另一端具有鎖定部分40，在此鎖定部分40上裝配金屬盤48，盤48具有兩個半圓槽49，從而使此盤的外環(huán)具有彈性。在盤48的沖壓期間，在此外環(huán)上裝有按鈕50。
緊靠鎖定部分40具有圓柱部分41，在圓柱部分41上放置板狀塑料部件51。板狀部件51具有嚙合轉(zhuǎn)軸24的圓柱體部分41的中心襯套52、具有面朝金屬盤48的波狀凸輪部分54的外襯套53和具有導(dǎo)電區(qū)56與非導(dǎo)電區(qū)55的圖形的盤部分。在優(yōu)選實施例中，這些區(qū)作為一個被劃分為8個成角度的部分(60°的導(dǎo)電部分56和30°的非導(dǎo)電部分55等等)的環(huán)狀區(qū)域來提供。導(dǎo)電部分56利用盤的中心部分互連。
金屬圖形56是用于滾球的編碼器的一部分，并且板狀塑料部件51和金屬盤48裝配在滾球體20的腔體57中，其中四個同軸梁58相對滾球20固定部件51。
編碼器單元59具有圓盤部件60，此圓盤部件60用作滾球體20中的內(nèi)腔57的端壁，此內(nèi)腔57容納凸輪狀盤部件51、彈簧部件48和轉(zhuǎn)軸24。編碼器單元59包括主體65和末端部分62。
這兩個部分通過注模加工而裝備有三個金屬帶64作為彈性連接器。從盤部件60起，這三個金屬帶64的每一個的一端當作滑瓦，用作與導(dǎo)電區(qū)56的圖形電連接的編碼器末端。從盤部件側(cè)邊起，三個金屬帶64穿過主體65到達對邊壁并進入末端部分62。帶64的中心部分當作主體65與末端部分62之間的彈簧。金屬帶64的其他端當作類似連接器的球柵板陣列(圖4)中的末端部分，通過朝向印制電路板25上相應(yīng)的墊片按壓末端部分62可獲得該連接。
雖然未示出，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將明白對應(yīng)夾臂27的適當凸塊如何從前蓋21的內(nèi)表面中延伸并使末端部分62朝向印制電路板25。從而允許主體65在按壓滾球時移動約0.3-0.5mm而不影響連接。
將從描述中理解編碼器能檢測何時已轉(zhuǎn)動滾球體20。編碼器單元59還包括與鎖定孔46對準的鎖定孔61和具有對應(yīng)轉(zhuǎn)軸24的鎖定部分42截面輪廓的轉(zhuǎn)軸孔63。
在已裝配滾球體20各部分時，給此部件的某一部分加上軸向力。因此，刺榫舌44推進槽43中，并且鎖定銷36、39進行塑性變形以避免滾球體20的解體。這能從圖3看出。從圖4中可看出彈簧26根據(jù)優(yōu)選實施例用作固定在啟動微型開關(guān)33的梁30中的彈性金屬帶。如所看出的，彈簧26設(shè)置在保護微型開關(guān)33的兩個間隔部件66之間的軌道中。
編碼器根據(jù)優(yōu)選實施例，三個末端沿分段圖形55、56內(nèi)的圓圈移動。利用末端之間隔開的大小為30°+/-90°的倍數(shù)的角度，滾球20每完整轉(zhuǎn)動一次將給出30°寬度的12個狀態(tài)。按鈕50和波狀凸輪部件54必須設(shè)計為使得加在彈性環(huán)上的力在30°間隔的中心部分是最小的，滾球從而可以在對應(yīng)12個狀態(tài)的12個分開位置的中心獲得不穩(wěn)定平衡。
通過檢測金屬帶64之間的相對連接，處理器17能檢測滾球體20的運動。在滾動滾球時，金屬帶64通過盤狀部件51外表面上的導(dǎo)電與非導(dǎo)電區(qū)域55、56的圖形依次互連。
如從圖8中所看出的，金屬帶64的滑瓦76-78(接觸彈簧)均沿圓形路徑75滑動。根據(jù)優(yōu)選實施例，三條路徑是一致的。圖8還示出三個滑瓦76-78如何具有對應(yīng)60°的相對角度間隔。三個滑瓦之一不通過導(dǎo)電區(qū)56連到另外兩個滑瓦。利用每次完整轉(zhuǎn)動的12個狀態(tài)，一個狀態(tài)作為一個30°部分提供。例如76與78的第一與第二滑瓦之間的角度間隔必須是30°(對應(yīng)不同部分的接觸)加上N×90°(一個完整轉(zhuǎn)動對應(yīng)四個均包含三個狀態(tài)的相同循環(huán))，并且這里角度間隔是120°。第一與第三滑瓦76、77之間的角間隔必須是60°(對應(yīng)也不同于第二滑瓦部分的不同部分中的接觸)加上M×90°，并且這里角度間隔是60°。
根據(jù)此，表1中的圖形表示從編碼器的開關(guān)SA、SB與SC中所期望的讀數(shù)，開關(guān)在相應(yīng)的滑瓦76-78接觸非導(dǎo)電區(qū)55時是斷開的，而在滑瓦76-78接觸導(dǎo)電區(qū)56時是閉合的。

表1根據(jù)本發(fā)明，處理器17主動檢查讀出的圖形是否有效，由于在按壓整個滾球部件20、23時滾球可能輕微轉(zhuǎn)動，所以這檢查是必要的。由于整個結(jié)構(gòu)的尺寸，這可能引起滑瓦76-78之一移到灰埃顆粒上，而因此失去連接。如果未檢測到這種情況，這可以使菜單中的光標72在選擇之前只向上或下移動一步，這將導(dǎo)致錯誤應(yīng)用的啟動。
為了避免這樣的錯誤檢測，根據(jù)本發(fā)明的處理器17啟動基本軟件程序來確定滾球的位置。處理器17經(jīng)ASIC100連到編碼器。ASIC100包括三個相同的電路，一個電路用于一個編碼器開關(guān)SA、SB或SC。這每一個電路均包含用于驅(qū)動相應(yīng)滑瓦76-78邏輯高或低的驅(qū)動部分102。負載電路101將電壓電平提升為合適的電平，并且放大器103將滑瓦的輸出放大以便進一步進行處理。三個ASIC銷經(jīng)各自的RC電路(濾波器)連到開關(guān)SA、SB與SC。
當處理器17通過輸出VA、VB和VC的變化檢測到滾球轉(zhuǎn)動時，它啟動中斷處理程序(步驟110)。在步驟111，利用驅(qū)動電路102驅(qū)動ASIC100所有三個銷為高，并且驅(qū)動對應(yīng)開關(guān)SA中滑瓦的銷為低。隨后讀出其他兩個銷的邏輯狀態(tài)。在步驟112與113，進行與步驟111相同的程序，所不同的是，在依次將對應(yīng)開關(guān)SB與SC中的滑瓦的銷驅(qū)動為低之后讀出其他兩個狀態(tài)。
在表1中的部分4-6中，開關(guān)SA、SB與SC的滑瓦依次與非導(dǎo)電區(qū)55接觸，并因此中斷處理程序?qū)⒔o出表2的讀出結(jié)果。

表2從表2將看出，滑瓦76-78在連到非導(dǎo)電區(qū)55時驅(qū)動為低不影響其他銷的邏輯狀態(tài)。當兩個銷經(jīng)導(dǎo)電區(qū)56互相連接時，驅(qū)動這兩個銷之一為低將使另一個銷也為低。
在上述實施例中，對應(yīng)表2的部分4-6的三個圖形僅是三個有效圖形。在步驟114中，處理器17檢查利用步驟111-113的讀出所確定的圖形是否是有效圖形，如果不是，處理器17則在步驟115識別已啟動程序的轉(zhuǎn)動為錯誤告警并認為滾球沒有被轉(zhuǎn)動。隨后，處理器17在步驟118中開始等待轉(zhuǎn)動檢測以便再次啟動程序。
如果在步驟114中此圖形識別為有效圖形，則處理器17在步驟117中將此圖形與舊狀態(tài)的圖形進行比較以確定是向上還是向下方向轉(zhuǎn)動滾球。根據(jù)這個識別新狀態(tài)，并且處理器17相應(yīng)地在顯示器中移動光標72。隨后處理器17在步驟118開始等待轉(zhuǎn)動檢測以便再次啟動程序。
非有效圖形認為是故障情況并且不用于光標導(dǎo)航。與此不同，處理器17等待下一個有效讀出并隨后將此用于光標導(dǎo)航。通過按壓整個滾球部件來執(zhí)行證實或選擇，并且這將導(dǎo)致啟動電話機鍵盤部件中的鍵(微型開關(guān)33)。
根據(jù)電話機的優(yōu)選實施例，滾球體20的最大旋轉(zhuǎn)速率期望是每秒約20個狀態(tài)變化。
滾球的功能除了電話機的菜單和電話簿中的導(dǎo)航之外，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的滾球還可處理為包含用戶定義的選項和用戶喜歡的選項的第三軟鍵(效率軟鍵)。效率軟鍵能定義為滿足用戶的特定要求，例如定義效率軟鍵是簡易撥號鍵、輸入某一菜單、觸發(fā)振鈴開/關(guān)等應(yīng)該是可能的。與從Nokia 2110、Nokia 8110和Nokia 3810中了解的應(yīng)用的一般使用的UI概念相比，效率軟鍵將替代上/下滾動鍵并用作中心軟鍵。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，效率軟鍵僅出現(xiàn)在空閑模式中，這表示不出現(xiàn)在菜單、存儲器等中。因此，此效率軟鍵在對話-或語音或數(shù)據(jù)期間不是可利用的。
在電話機的空閑模式中，按壓滾球20用于選取所謂的“滾球菜單”?！皾L球菜單”是“效率軟鍵”或所謂的“熱鍵”的改善，并且根據(jù)優(yōu)選實施例，“滾球菜單”包含重要功能以及許多用戶定義的喜好項。
“滾球菜單”因而具有一些主要優(yōu)點。首先，“滾球菜單”僅利用滾球提供非常容易的選取重撥表、電話簿和菜單功能。而且，允許用戶個人化其電話機，這表示提供易于選取的表，例如包含其喜好的菜單、Web地址、姓名入口或用戶友好選取話音撥號。
而且，“滾球菜單”使用戶更易理解滾球20包含選取話音撥號，正因如此，它能使加上和刪除喜好項目更簡易并因此使菜單更具動態(tài)性。
當根據(jù)本發(fā)明的蜂窩電話機處于空閑模式中時，顯示器3可以有益地和圖10的上部分那樣顯示。顯示中的較上行包含預(yù)先定義的圖標，表示電話機的某些條件，例如信封表示電話機已收到還未讀的SMS消息。其他圖標可以表示語音郵件的接收、字母數(shù)字鍵的狀態(tài)、數(shù)據(jù)傳輸?shù)?。時間顯示在右上角落。
顯示器有兩個垂直狀態(tài)條，左邊的表示信號強度，而右邊的表示電池電平。目前網(wǎng)絡(luò)操作者的姓名或標識顯示在顯示器的中心部分。在顯示器的底部，兩個區(qū)域68顯示軟鍵8的目前功能，并且在這兩個區(qū)域68之間的單獨圖標69表示按壓導(dǎo)航鍵10選取效率鍵功能。
當效率軟鍵功能設(shè)置在正好在顯示器3下面的滾球?qū)Ш芥I10中時，用戶利用圖標69得到導(dǎo)航鍵10包含已知的效率鍵功能的極好指示。具有滾動和選擇功能的滾球用作效率軟鍵給用戶僅利用一個按鈕來處理大部分活動的一個極好機會。滾球用作正好在顯示器下面的導(dǎo)航鍵使電話機具有單手使用的非常好的質(zhì)量。
應(yīng)注意，效率軟鍵圖標69和功能僅出現(xiàn)在空閑模式中，而導(dǎo)航鍵10在其他模式中用于導(dǎo)航和選擇目的。
在按下導(dǎo)航鍵10之后，電話機進入效率軟鍵模式，并顯示包含用戶喜好項的用戶定義表70，此表名為“喜好項(favorites)”，并且該表名顯示在表的上部。表中第一項由光標72標記，能通過滾動導(dǎo)航鍵10移動光標72，并且可以通過按壓同一鍵10選擇所指出的項。
用戶能滾動該表并通過按壓滾球選擇某一項?！安藛巍表椀倪x擇將例如輸入正常菜單結(jié)構(gòu)。效率軟鍵定義至電話簿中或菜單中操作的鏈路或捷徑。
效率軟鍵菜單可以包含一些用戶定義的喜好項，并且可以有益地包含三個另外的項“重撥”、“電話簿”和“菜單”。
重撥此項允許用戶重撥最后撥打的號碼和/或查看整個重撥表。在使重撥項高亮時，用戶有幾個選擇。通過按壓發(fā)送鍵9或長時間按壓(例如長于0.8秒)導(dǎo)航鍵10，立即重撥最后撥打的號碼。
通過短促按壓導(dǎo)航鍵10，將輸入整個重撥表。從這開始，用戶能利用導(dǎo)航鍵10滾動重撥表，并隨后按壓發(fā)送鍵9或長時間按壓導(dǎo)航鍵10來發(fā)送呼叫。
在效率軟鍵菜單中提供重撥功能，這是因為希望利用簡單的單手選這個非?；镜墓δ堋?br> 電話簿利用導(dǎo)航鍵10選擇這個效率軟鍵菜單項將以與在空閑模式中(見圖10，第一圖)按壓“名稱”軟鍵8相同的方式選取正常姓名表(電話簿)。利用“電話簿”僅通過操作導(dǎo)航鍵10使姓名表/電話簿中的姓名/電話號碼高亮并且建立至高亮的姓名/電話號碼的呼叫是可能的。
菜單利用導(dǎo)航鍵10選擇這個效率軟鍵菜單項將以與在空閑模式中(見圖10，第一圖)按壓“菜單”軟鍵8相同的方式輸入正常菜單結(jié)構(gòu)。
這個“電話簿”項和“菜單”項在這進行復(fù)制以允許用戶利用導(dǎo)航鍵10執(zhí)行任何操作。
簡易撥號簡易撥號項作為缺省不具有任何功能，而在用戶選擇此項時對于用戶定義特定號碼進行呼叫，這是用戶友好和明顯的方式。只要未定義簡易撥號項，此項將在效率軟鍵菜單中顯示為“(簡易撥號)”，如圖10中所示的。
當利用光標使簡易撥號號碼高亮但還未定義簡易撥號號碼時，可以有益地定義而不是選擇左軟鍵上的第一選項。
滾球菜單的左軟鍵上的選項在效率軟鍵菜單中，左軟鍵9稱為“選項”，選擇選項鍵時，選項鍵選取一張表，并且這張表允許用戶對高亮的效率軟鍵菜單項進行處理操作，而且它允許用戶將新的喜好/書簽項加到效率軟鍵菜單中。選項表是標準選擇表，并在下面描述不同的選項。
選擇/呼叫效率軟鍵菜單中左軟鍵9上的第一選項取決于在滾球菜單中當前哪個項被高亮。如果例如“菜單”、“電話簿”或另一可選擇項被高亮，則第一選項是“選擇”。如果具體號碼或“重撥”項被高亮，則第一選項將是“呼叫”加上喜好項此項允許用戶加上一個他自己的喜好項到效率軟鍵菜單上，所加的喜好項將加在效率軟鍵菜單中當前高亮的項后面。
重新定義此項允許用戶重新定義當前效率軟鍵菜單項為另一項，這基本上以與將新的喜好項加到效率軟鍵菜單相同的方式進行處理，除了所選擇的項將替代當前高亮項這點不同之外。
當選擇“重新定義”時，當前高亮的效率軟鍵菜單項類型在喜好項選擇表中將建議為缺省值。這表示，如果例如用戶重新定義簡易撥號號碼，則缺省的高亮喜好項選擇類型將是“簡易撥號”。
移到頂部此項允許用戶制定效率軟鍵菜單順序。當選擇“移到頂”項時，當前高亮的效率軟鍵菜單項將移到效率軟鍵菜單的最頂部。
通過對幾個菜單項重復(fù)進行這個，用戶能制定效率軟鍵菜單。
除去此項允許用戶從效率軟鍵菜單中除去菜單項。優(yōu)選地，請求用戶證實此除去。用戶也能除去效率軟鍵菜單中的“標準”項，例如“重撥”，并在需要時再將它們加上。
更名“更名”項也允許用戶定制效率軟鍵菜單。這利用正常文本編輯窗口進行處理，將以前的名字作為缺省，編輯程序?qū)⒁斎氲淖畲笪谋鞠拗茷槠聊粚挾?。用戶當然也能將效率軟鍵菜單中的“標準”項更名，例如將“重撥”項更名。
指定喜好項給效率軟鍵菜單。
允許用戶加上他自己個人喜好特征、號碼和書簽的某一數(shù)字(例如，20)到效率軟鍵菜單。利用目前顯示器尺寸，例如能顯示四項，并且通過滾動導(dǎo)航鍵10可選取其余數(shù)量的操作。如所提到的，一旦已輸入菜單，則利用左“選項”軟鍵9執(zhí)行效率軟鍵菜單表的編輯。通過按壓右“退出”軟鍵9退出菜單。
在表3中給出一些相關(guān)菜單的示例。

表3一般地，菜單和電話簿中可能的一切能輸入都可作為效率軟鍵菜單中的菜單項。人們可以認為效率軟鍵是電話機菜單中已知的操作的多級樹形結(jié)構(gòu)中頻繁使用操作的一級表示。
電話機的模式當電話機處于空閑模式中時，電話機的基本活動是監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)活動和電話機自己的UI。在空閑模式(圖11中的120)中，電話機可以顯示圖10的空閑模式顯示。
當用戶開始啟動字母數(shù)字鍵7時，電話機進入呼叫處理模式122中，在此模式中電話機能根據(jù)所輸入的號碼建立呼叫。
如果用戶在空閑模式中按壓右軟鍵8，電話機將進入標準菜單模式123中，在此模式中電話機中所有可利用的應(yīng)用在樹形結(jié)構(gòu)中將是可利用的。這些應(yīng)用可包括消息(包括例如SMS消息和電子郵件)、呼叫寄存器(包括來話與去話呼叫及丟失的呼叫)、選取計算器與游戲、選取呼叫轉(zhuǎn)移設(shè)置、時鐘與電話機設(shè)置以及選取電話簿。
通過按壓左軟鍵8，用戶可以輸入電話簿模式124，此模式124通過標準菜單模式123也是可利用的。一般地，用戶能在模式122、123與124之間跳躍，以便例如將(在呼叫處理模式122中輸入的)電話號碼存入電話簿(模式124)來最后發(fā)送SMS消息(模式123)。這三個模式可通過按壓清除鍵11來跳過，使電話機返回到空閑模式120。
當用戶在空閑模式120中按壓導(dǎo)航鍵10(滾球)時，電話機進入效率軟鍵模式121，在此模式121中用戶可以輸入在電話簿或菜單中電話機中可獲得的許多應(yīng)用或僅僅是處理呼叫。效率軟鍵菜單70是至電話機的復(fù)雜菜單結(jié)構(gòu)中可獲得的應(yīng)用的用戶定義的捷徑表，菜單項的數(shù)量也由用戶指定。
權(quán)利要求
1.一種具有前表面的電話手機，此前表面上有顯示器和鍵盤，其中所述鍵盤包括由控制單元控制的用于導(dǎo)航顯示器中光標的鍵，所述導(dǎo)航鍵被設(shè)置成可按壓的滾球體，所述控制單元接收表示滾球體滾動的第一輸入信號和表示滾球體受按壓的第二輸入信號，用于分別在顯示器的項目之間移動光標和選擇由光標指示的項目；所述處理器在手機處于空閑模式時在按壓滾球體之后在顯示器中顯示可利用操作的表；包含在顯示表中的項可由用戶指定；以及用戶可將可從電話機的標準菜單結(jié)構(gòu)中獲得的操作和應(yīng)用復(fù)制到用戶定義的表中。
2.用于根據(jù)其操作提供控制信號的一種導(dǎo)航鍵結(jié)構(gòu)，并包括滾球體，起導(dǎo)航鍵作用；支架，用于支撐所述滾球體；所述支架由支撐裝置支撐；所述支架通過與絞鏈部分配合相對支撐裝置進行絞鏈連接；偏置裝置，用于使支架和支撐裝置在遠離所述絞鏈部分的地方相互隔開；檢測裝置，用于檢測一個抵消由所述偏置裝置提供的偏置力的力并用于據(jù)此提供控制信號；其中支架包括保持在兩個板狀端部分之間的轉(zhuǎn)軸部分，安排所述滾球體可在所述轉(zhuǎn)軸部分上旋轉(zhuǎn)，并且所述端部分還利用至少一個沿轉(zhuǎn)軸部分延伸的波束狀腳部分進行連接，提供支架的一個剛性結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的導(dǎo)航鍵結(jié)構(gòu)，其特征在于其中滾球形狀為具有用于以樞軸方式容納所述轉(zhuǎn)軸部分的通孔的圓柱體。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的導(dǎo)航鍵結(jié)構(gòu)，其特征在于其中滾球體具有用于與固定到所述轉(zhuǎn)軸部分的彈簧部件配合工作的凸輪形狀的盤部件，從而限定在滾球體轉(zhuǎn)動期間可允許的多個分開的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的導(dǎo)航鍵結(jié)構(gòu)，其特征在于其中滾球部件通孔的直徑在此部件的一端延伸以便在容納所述凸輪形狀的盤部件與所述彈簧部件的滾球體中提供一個內(nèi)腔。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的導(dǎo)航鍵結(jié)構(gòu)，其特征在于其中所述凸輪形狀盤部件裝在滾球部件的通孔中并作為所述腔的端壁，所述盤部件具有用于轉(zhuǎn)軸部分的中心開口。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的導(dǎo)航鍵結(jié)構(gòu)，其特征在于其中支架還支撐與滾球體對準的編碼器裝置，此編碼器裝置用于檢測所述滾球體的旋轉(zhuǎn)并用于據(jù)此提供控制信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的導(dǎo)航鍵結(jié)構(gòu)，其特征在于其中盤狀部件的外表面具有可由編碼器裝置讀出的圖形。
9.用于具有導(dǎo)航鍵的電話手機中的編碼器單元，該導(dǎo)航鍵包括一個滾球體，所述編碼器單元根據(jù)滾球體的旋轉(zhuǎn)提供一個輸出，所述滾球體具有導(dǎo)電和非導(dǎo)電區(qū)的圖形；編碼器單元具有多個在滾球體轉(zhuǎn)動時可在圖形上滑動的滑瓦；所述滾球體被允許采取預(yù)定數(shù)量的有效狀態(tài)，其中在檢測到所述滾球體狀態(tài)變化之后，編碼器單元主動檢查所檢測的狀態(tài)變化是否有效，其中檢查是否有效包括依次逐個檢測滑瓦與圖形之間的接觸，所述檢測通過給滑瓦之一加上一個信號并檢測在其他滑瓦上的響應(yīng)來執(zhí)行。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的編碼器單元，其特征在于其中在滾球體上設(shè)置的圖形被形成為絕緣表面上的金屬區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的編碼器單元，其特征在于其中編碼器單元具有三個滑瓦。
12.一種根據(jù)編碼器單元的使用檢測用于導(dǎo)航鍵的滾球體的旋轉(zhuǎn)的方法，該編碼器單元具有多個在導(dǎo)電和非導(dǎo)電區(qū)的圖形上滑動的滑瓦，所述滾球體被允許采取預(yù)定數(shù)量的有效狀態(tài)，該方法包括檢測所述滾球體的狀態(tài)改變；通過依次逐個檢測滑瓦與圖形之間的接觸驗證檢測的狀態(tài)改變是否有效；以及通過給滑瓦之一加上一個信號并檢測在其他滑瓦上的響應(yīng)來執(zhí)行所述檢測。
13.一種電子導(dǎo)航鍵部件，用于根據(jù)導(dǎo)航鍵滾球體的操作提供控制信號，該導(dǎo)航鍵部件包括具有一個框的支架，通過鉸鏈部分的共同作用沿著一個鉸鏈軸被支撐；所述滾球體通過與鉸鏈軸平行的支架被可旋轉(zhuǎn)地支撐；一個在滾球體的一端具有一個接觸圖形的編碼器和在面向該接觸圖像的一部分支架上的固定接觸裝置；以及形成在支架的底面的導(dǎo)線襯底上的一個檢測器，用于檢測支架圍繞鉸鏈軸的運動。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的電子導(dǎo)航鍵部件，其特征在于所述框由在其一個腳處具有鉸鏈軸的U形部件和與所述腳的端部相連的一個板形成部件組合而成，在所述板形成部件上設(shè)置有編碼器的固定接觸裝置。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的電子導(dǎo)航鍵部件，其特征在于在支架的底面和一個支撐部件之間設(shè)置有一個偏置裝置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的電子導(dǎo)航鍵部件，其特征在于所述偏置裝置由一種彈性金屬材料制成，并且該偏置裝置形成從一個屏蔽板到支撐部件上的接地電路的導(dǎo)電通路，所述屏蔽板作為在滾球體的外表面和編碼器的導(dǎo)電部分之間的一個屏蔽件。
17.根據(jù)權(quán)利要求13的電子導(dǎo)航鍵部件，其特征在于所述檢測器是一個壓敏微型開關(guān)。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的電子導(dǎo)航鍵部件，其特征在于滾球體被允許采用預(yù)定數(shù)目的有效位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求13的電子導(dǎo)航鍵部件，其特征在于還包括一個接觸塊，該接觸塊與編碼器的一個固定接觸部分形成一個整體，并包括一決薄金屬板制成的連接板，用于建立到支撐部件的導(dǎo)電通路。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的電子導(dǎo)航鍵部件，其特征在于接觸塊的底面上的接觸部分受到所用裝置的蓋部分的壓力，以便與支撐部件上的接觸部分相連。
21.根據(jù)權(quán)利要求13的電子導(dǎo)航鍵部件，其特征在于滾球體的兩端被蓋部分覆蓋，所述蓋部分與所用裝置的前蓋的操作面形成一個整體。
全文摘要
一種電話手機包括具有顯示器與鍵盤的前表面。此鍵盤包括一組用于輸入字母數(shù)字符號的鍵和一個用于導(dǎo)航顯示器中光標的鍵。此導(dǎo)航鍵設(shè)置在電話機前表面中顯示器與此組字母數(shù)字鍵之間，并且該導(dǎo)航鍵包括部分地通過電話機前表面中的開口延伸的滾球體，此滾球體基本上是一個具有與用于輸入字母數(shù)字符號的所述鍵組中鍵的寬度相同大小的長度與直徑的圓柱體。
文檔編號H04M1/02GK1516425SQ0312232
公開日2004年7月28日 申請日期1998年9月3日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月4日
發(fā)明者F·諾沃, M·R·克里斯藤森, S·卡爾森, C·克拉夫特, F 諾沃, 克里斯藤森, 蛺 申請人:諾基亞流動電話有限公司