CN101636710A - 用于便携式电子设备的可适配用户接口和机制 - Google Patents

Abstract

一种多模式电子设备(100)包括用于向用户呈现多个键盘配置之一的具有快门能力的动态键盘。由光学快门(204)呈现每个键盘配置，该光学快门(204)打开或关闭被几何配置为字母数字或设备按键或符号的窗口或快门。在一个实施例中，每个键盘配置限于设备(100)的特定操作模式所需的那些键盘配置。光学快门(204)是在低分辨率按键区中向用户呈现用户驱动目标的低分辨率显示器。随着设备的每个模式的改变，所呈现的对应键盘配置相应地改变。

Description

用于便携式电子设备的可适配用户接口和机制

技术领域

[0001]本发明总体上涉及具有用户接口的电子设备，更特别地涉及具有诸如键盘等可以被配置为向用户呈现多种基于设备模式的键盘配置的用户接口的电子设备。

背景技术

[0002]诸如无线电话等便携式电子设备正在变得越来越流行。根据一些估计，目前在全世界范围内，超过二十亿个移动电话在使用中。由于更多的人开始使用移动设备，设计师和工程师正在创造集成越来越多特征的设备。例如，目前许多移动电话还包括数字照相机功能和文本消息收发功能。有些甚至包括音乐重放功能。

[0003]将新特征和功能与类似移动电话的设备进行集成所关联的一个问题涉及用户接口。传统的移动电话仅包括十二至十五个键。这些键包括标准的12数字电话键盘，以及“发送”键和“结束”键。此类设备有时与新的特征和功能不兼容，因为新的操作模式需要除基本电话按键之外的新的专用按键或输入设备。此外，该设备还可能出于在设备内导航或发起模式的目的而需要附加键。

[0004]对用户接口中需要更多按键的一种解决方案是简单地为设备添加更多按钮。例如，某些设备包括具有四十至五十个按键的全键盘。关于这种解决方案的问题在于包括移动电话在内的许多移动设备正在变得更小和更薄。当在一个位置处聚集许多个按键时，用户操作设备时混乱或困难的可能性增加。更有甚者，在特定模式下，许多键是不需要的。例如，当设备处于照相机模式时，通常不需要数字键1-9来照相。

[0005]与用户接口相关的进一步问题涉及可见度。理想的是在低照度和明亮两种环境下都能看见用户接口。当设备的用户接口挤满许多键时，每个键通常被配置为在允许使用特性可接受的同时尽可能地小。照亮用户接口的典型方式是用背光，其中按键后面的光穿过按键而投射。由于按键变得更小并被更接近地放置在一起，光可以穿过的每个按键的表面面积变得更小。这导致在低照度条件下用户接口的可见度较低。

[0006]因此，需要有一种用于提供多个用户接口的电子设备的改进用户接口，其中，每个接口包括特定操作模式所需的按键，并在低照度和明亮两种条件下表现出良好的可见度。

附图说明

[0007]图1示出依照本发明的一个实施例的包含具有快门能力动态键盘的电子设备。

[0008]图2示出依照本发明的动态键盘接口的一个实施例的分解视图。

[0009]图3示出依照本发明的动态键盘接口的一个实施例的剖视图。

[0010]图4示出依照本发明的电容性传感器的一个实施例。

[0011]图5示出依照本发明的接近传感器的一个实施例。

[0012]图6示出依照本发明的一个实施例的扭曲向列液晶显示器的分解视图。

[0013]图7示出依照本发明的一个实施例的处于不透明状态的光学快门。

[0014]图8示出依照本发明的使样品快门打开或处于半透明状态的示例性分段光学快门。

[0015]图9示出依照本发明的一个实施例的分段电致发光设备。

[0016]图10示出依照本发明的电阻开关层的一个实施例。

[0017]图11示出依照本发明的衬底层的一个实施例。

[0018]图12示出依照本发明的触觉反馈层的一个实施例。

[0019]图13示出依照本发明的动态键盘接口的一个实施例的分解视图。

[0020]图14示出依照本发明的一个实施例的组装动态键盘接口的透视图。

[0021]图15是依照本发明的一个实施例的被插入电子设备中的组装动态键盘接口的透视图。

[0022]图16示出依照本发明的一个实施例的电阻开关感测区域。

[0023]图17示出依照本发明的一个实施例的电容性开关感测区域。

[0024]图18示出依照本发明的一个实施例的使多个快门打开的示例性多模式设备。

[0025]图19示出依照本发明的一个实施例的处于OFF(关闭)或低功率状态的示例性多模式设备。

[0026]图20示出依照本发明的一个实施例的处于导航模式的示例性多模式设备。

[0027]图21示出依照本发明的一个实施例的处于电话模式的示例性多模式设备。

[0028]图22示出依照本发明的一个实施例的处于音乐模式的示例性多模式设备。

[0029]图23示出依照本发明的一个实施例的处于游戏模式的示例性多模式设备。

[0030]图24示出依照本发明的一个实施例的横向取向(landscapeorientation)的处于照相机模式的示例性多模式设备。

[0031]图25示出依照本发明的一个实施例的纵向取向(portraitorientation)的处于照相机模式的示例性多模式设备。

[0032]图26示出依照本发明的一个实施例的处于重放模式的示例性多模式设备。

[0033]图27示出依照本发明的一个实施例的处于视频捕捉模式的示例性多模式设备。

[0034]技术人员应认识到，图中的元素是为简单和明了而示出的，且不一定按比例绘制。例如，图中的某些元素的尺寸可以相对于其它元素而被放大以帮助改善对本发明的实施例的理解。

具体实施方式

[0035]现在详细描述本发明的实施例。参照附图，相同的附图标记在图中自始至终指示相同的部分。在图中已通过常规符号适当地表示了设备部件，仅仅示出与理解本发明的实施例有关的那些特定细节，以免使本公开与对于得到本文说明的帮助的本领域技术人员来说很容易显而易见的细节相混淆。

[0036]如本文的说明中和权利要求书自始至终所使用的，除非上下文清楚地另外规定，否则以下术语采用与本文明确相关的意义：“一”、和“该”的意义包括复数引用，“在...中”的意义包括“在...中”和“在...上”。诸如第一和第二、顶部和底部等关系术语可以仅用于将一个实体或动作与另一个实体或动作区别开，而不一定要求或暗示此类实体或动作之间的任何实际的此类关系或顺序。而且，在本文中用括号示出的参考指示符指示所讨论的图之外的图中所示的部件。例如，在讨论图A的同时论及设备(100)，将指示除图A之外的图中所示的元件100。

[0037]已得到本公开的帮助的本领域技术人员应认识到，本文所描述的本发明的实施例可以由一个或多个常规处理器和唯一存储的固件或软件程序指令组成，所述唯一存储的固件或软件程序指令控制所述一个或多个处理器与某些非处理器电路相结合地实现基于模式的用户接口的某些、大多数、或全部功能。所述非处理器电路可以包括但不限于无线电接收机、无线电发射机、信号驱动器、时钟电路、电源电路、以及用户输入设备。此外，可以预期，本领域的技术人员虽然可能受到例如可用时间、当前技术和经济考虑的激励而进行很多努力和许多设计选择，但是当受到本文公开的构思和原理的指导时将很容易能够用最少的试验产生此类软件或固件指令和程序、以及非处理器电路。

[0038]诸如移动电话等便携式电子设备包括用于接收触摸输入的用户接口。该用户接口包括用于保护该接口的覆盖层，其可以是塑料或玻璃的。在该覆盖层下面设置有电容性传感器层。该电容性传感器层被配置为“接近检测器”以检测接近或触摸用户接口的诸如用户手指的对象的存在。也可以可选地将该电容性传感器层配置为确定对象沿着设备的位置。

[0039]在覆盖层下面设置有分段光学快门层，其在一个实施例中是低分辨率扭曲向列液晶显示器，并且该分段光学快门层被配置为向用户呈现多种接口配置。通过打开和关闭具有特定几何结构的“快门”，光学快门层可以沿着设备的键盘区呈现多个基于模式的用户接口或键盘配置。低分辨率显示器中的快门包括能够选择性操作的区段(segment)，其可被配置为在不透明状态和半透明状态之间转换，从而展现和隐藏用户驱动目标。在一个实施例中，用户驱动目标均被几何地配置为字母数字键或预定符号键。预定符号键的示例包括照片捕捉键、呼叫发送键、呼叫结束键、播放键、录制键、暂停键、前进键、以及后退键。

[0040]本发明的实施例提供了一种动态键盘接口，其能够选择性地呈现并可选地主动照亮各种键盘配置以简化设备的整体用户输入。在一个实施例中，键盘配置仅限于用于当前操作模式或用于多种模式之间的导航所需的按键。光学快门层打开快门以便在透反射模式下反射入射光，以便在明亮环境中提供高分辨率键盘，或者借助于电致发光层穿过快门开口而投射光，以便在低照度环境中提供高分辨率键盘。被施加于特定形状的半透明电极的电脉冲使得能够选择性地打开或关闭、即开启或关掉按键图形或图标，以匹配设备的操作模式。

[0041]在一个实施例中，覆盖层包括薄膜塑料层。通过使用此类覆盖层，本发明的实施例实现动态用户接口和无缝工业设计形状因数。在一个实施例中基本为平面的用户接口提供了一种选择性地无障碍的平滑键盘表面。

[0042]在一个实施例中，当光学快门设备处于关闭状态时，其处于不透明状态。因此，光学快门禁止光被发射到设备中或设备外面。这导致在视觉上掩蔽设置在光学快门下面的用户接口的各种层。在不活动状态下，光学快门在设备的面上产生单色表面。在一个实施例中，设备的外部壳体被选择为与处于关闭状态的光学快门的颜色匹配。这样，当光学快门关闭时，用户接口看起来是具有与外壳相同的颜色的空白表面。

[0043]在一个实施例中，不仅在键盘区的顶上设置光学快门，而且还在显示区和对应的高分辨率显示器的顶上设置光学快门。这种特定构造在设备处于OFF或低功率模式时在视觉上隐藏高分辨率显示器。在本发明的用户接口中不需要槽和间隙，因为被配置为感测按键驱动的电学开关层只需要覆盖层的小挠度(deflection)(～40um)。此外，某些力感测技术实际上可能根本不需要挠度-只需要压力的变化。同样地，不需要传统键盘机械圆顶膜片(dome)或“popple(起伏)”，其需要数十毫米的行程以进行驱动。结果得到没有突出或凹陷的平滑无缝用户接口。在一个实施例中，包括触觉反馈机制以便在键被驱动时通知用户。

[0044]在一个实施例中，本发明采用为多个按键共用的按键位置，所述多个按键中的每一个在不同模式下使用。因此，第一按键可以在第一操作模式下出现在特定位置，而第二按键可以在替代操作模式下出现在同一位置。这种“一点多键”能力节省用户接口空间，从而有利于更小的整体设备。多个图标或按键可以位于用户接口区域内，在常规设备中，该用户接口区域将被单个键占用。

[0045]在一个实施例中，电容性传感器层实现导航和接近感测两者。对于包括设备导航或滚动大量列表或菜单的复杂用户输入，可以采用电容性传感器层。此外，可以将电容性传感器层用于接近感测以确定设备何时将被触摸。可以采用此类感测来将设备从空闲模式唤醒。另外，可以使用这种感测来降低功率消耗，可能是通过在设备正在被用作电话且正在被保持在用户头部时使高分辨率显示器处于功率节省模式。

[0046]在一个实施例中，本发明包括便携式电子设备，其中用户接口包括充当电容性触摸传感器的电容性传感器层和充当触摸传感器的电阻开关层，来检测按键驱动。这些传感器层被耦合到光学快门，从而形成动态键盘。

[0047]现在转到图1，其中示出包括像素化显示设备和分段显示设备的便携式电子设备100，所述像素化显示设备的一个实施例是高分辨率显示器101，且所述分段显示设备的一个实施例是低分辨率显示器102。所述分段显示设备被配置为向用户呈现基于模式的动态键盘103的光学快门。除像素化显示设备和分段显示设备之外，图1所示的示例性实施例还包括连续地可接近的导航设备104。导航设备104被设置为相邻于高分辨率显示器101和低分辨率显示器102。特别地，导航设备104被用于在设备100的不同模式之间进行导航。

[0048]在一个实施例中，导航设备104包括滚动设备，该滚动设备在示例性实施例中是圆形-或者有时是环形-滚轮设备。还可以采用除轮子之外的设备，包括条状或其它形状的表面。可以选择性地驱动滚轮以允许用户滚动长列表。举例来说，在设备100包括音乐播放器的情况下，用户能够在滚轮周围滑动手指以浏览各种歌曲。同样地，用户能够使用滚轮来浏览设备的各种模式。

[0049]在图1中被示为高分辨率显示器101的像素化显示设备包括被配置为向用户呈现设备信息的液晶显示器(LCD)。术语“像素化显示设备”在本文中用来指能够通过改变大量像素来向用户呈现文本和图像的设备，所述大量像素在被用户共同地观看时形成所呈现的文本和图像。像素化显示设备的一个实施例是高分辨率显示设备。术语“高分辨率”在本文中用来意指适合于以足以在图形或文本之间轻易地切换的粒度在移动设备上呈现文本、信息、以及图形的显示器。例如，高分辨率显示器将是适合于以联合照相专家组(JPG)格式向用户呈现图像的显示器。此类显示器通常被配置为借助于显示器驱动器来开启和关闭单独的像素以便呈现高分辨率信息。示例包括256像素×128像素反射式或背光式LCD。此类显示设备通常由三星和索尼制造。

[0050]设备100的前表面105形成整体用户接口。在键盘区106中，光学快门(在下文中更详细地描述)提供动态用户输入接口。此动态用户接口被配置为在键盘区106中的用户接口上呈现可以表现为按键或驱动目标的不同指示符。为了保持高分辨率显示器101不杂乱，动态用户接口在除跨越高分辨率显示器101上的区域之外的区域中呈现这些键。

[0051]现在转到图2，其中示出依照本发明的一个实施例的便携式电子设备(100)的动态用户接口200的分解视图。用户接口200包括动态键盘区106和在显示器顶上的显示区201。用户接口200由多个层构成，每个层实现不同的功能。虽然示出了若干层，但是对于得到本公开帮助的本领域技术人员来说很明显的是，对于特定应用，可能并不需要每个层。举例来说，可能并不是所有设备都需要背光(由下述电致发光层提供)。图2的结构是示例性的。

[0052]图2的用户接口200包括以下部件：覆盖层202；电容性传感器203；分段光学快门204；电致发光设备205；电阻开关层206；衬底层207；以及触觉反馈层208。另外，可以包括高分辨率显示器209和填充材料210以完成组装。虽然单独地示出所述层，但对于得到本公开帮助的本领域技术人员来说很明显的是，可以将各种层中的一些组合在一起。例如，可以将覆盖层202和电容性传感器203集成在一起以形成单个层。同样地，可以将触觉反馈层208集成到覆盖层202中等等。

[0053]从具有覆盖层202的顶部开始，薄膜片充当设备(100)的一体化面板构件(unitary fascia member)。对于类似移动电话的电子设备，“面层”是盖体或壳体，其可以是或可以不是可拆卸的。虽然本文的附图采用移动电话作为示例性电子设备供讨论，但对于得到本公开帮助的本领域技术人员来说很明显的是本发明不限于此。可以将本发明的面层用于具有显示器和键盘的任何电子设备。

[0054]在一个实施例中，覆盖层202是挠性薄膜片。用于制造该挠性薄膜片的适当材料包括清透或半透明的塑料膜，诸如0.4毫米，清透的聚碳酸酯膜。在另一实施例中，覆盖层202由薄片的钢化玻璃(reinforced glass)制造。连续且没有孔或其它小孔或穿孔的覆盖层非常适合于充当设备(100)的连续面层，保持灰尘、碎屑和液体不会侵入设备。虽然覆盖层202是连续的，出于讨论的目的，将通俗地将覆盖层202分成键盘区106和显示区201。键盘区106是将呈现用户驱动目标、按键、以及按钮的覆盖层202的部分，而显示区201是可看见高分辨率显示器209的覆盖层202的部分。

[0055]在一个实施例中，为了提供装饰、文本、图形、及其它视觉指示符，覆盖层202包括设置在背面211上的印刷物。如下文将更详细地描述的，在本发明的一个实施例中，低分辨率显示器、即光学快门层204为设备(100)的前表面(105)提供图形和色彩。然而，即使在此类实施例中，覆盖层上的选择性印刷物可能也是期望的。例如，在覆盖层202的周边周围可以期望有印刷物以覆盖连接各种层的电气迹线(electrical trace)或某些层上的电极。另外，选择分界212的印刷物可能也是理想的。如下文所述，在一个实施例中，当设备关闭时，前表面(105)变成完全空白。可以是非常明亮的小圆形的分界212向用户提供前表面(105)的哪部分是键盘区域106且哪部分是显示区201的指示。

[0056]由于各种原因，在正面213上也可以期望有印刷物。例如，可能期望稀薄组织印刷物或涂盖印刷物以便在设备(100)顶上提供半透明的无光饰面。此类饰面可用于防止来自尖锐对象或指纹的化妆品沾污。然而，通过仅在背面211上印刷，正面213可以保持平滑且有光泽。当在覆盖层202的背面211上执行印刷时，保护设置在设备内部的印刷物免于磨损和擦伤。在显示区201中通常不存在印刷物，因此可以容易地观看高分辨率显示器209。然后，出于上列原因，可以期望在显示区201周围的印刷物。

[0057]覆盖层202还可以包括紫外线阻挡物。此类阻挡物可用于改善高分辨率显示区209的可见度和保护设备(100)的内部部件。

[0058]用户接口200还包括电容性传感器203。通过在衬底上沉积小电容性极板电极而形成的电容性传感器203被配置为检测接近或触摸用户接口200的诸如用户手指的对象的存在。控制电路检测电容性传感器203上的特定极板组合的电容的变化。电容性传感器203可以在一般模式下使用，例如用于检测对象相对于键盘区106或显示区201的大体接近位置。电容性传感器203还可以用于特定模式中，其中可以检测特定的电容器极板对以检测对象沿设备(100)的前表面(105)的长度和宽度的位置。在这种模式下，电容性传感器203可以用来检测诸如用户手指的对象相对于呈现的任何驱动目标的接近位置。

[0059]转到分段光学快门204，此层是被配置为光学快门的分段显示设备。“分段”显示设备在本文中用来意指具有比上述像素化显示设备小的粒度的显示设备。该分段显示设备能够驱动预定的一个或多个区段以便向用户呈现预定文本或符号图形，但不具有足够的粒度以例如轻易地从文本转换为图形。术语“低分辨率”在本文中用来将光学快门204的分段显示设备与高分辨率显示器209区分开。虽然高分辨率显示器209被配置为驱动单独的像素以呈现高分辨率文本或图像，但光学快门204的低分辨率显示器使用设置在光学快门204顶上和下面的电极来打开和关闭“窗口”，从而将窗口从第一、不透明状态变换为第二、半透明状态。光学快门204是“分段的”，因为可以控制单独的窗口或快门。此外，如下文中更详细地描述的，通过在光学快门204的一侧上配置电极，可以将每个快门配置为字母数字标记，其可以包括形成可表示多个可驱动按键的图像的数字、字母、或符号。在一个实施例中，字母数字标记可以包括对应于电话键盘的图形。

[0060]光学快门204被配置为向用户呈现多个键盘配置。在一个实施例中，每个键盘配置对应于设备(100)的特定操作模式。例如，照相机模式可以对应于第一键盘配置，而电话模式可以对应于替代配置。光学快门204通过将分段光学快门204的区段从不透明状态转换为半透明状态来呈现多个键盘配置中的每一个。当半透明时，光可以通过每个快门。当不透明时，没有光通过。结果是每个单独键的展示和隐藏。每个键形成可以由用户来选择的驱动目标。

[0061]可以包括可选电致发光设备205以便向光学快门204的快门提供背光功能。如本文所使用的，“电致发光”指的是能够电气地形成发光的任何设备，包括发光二极管及等效设备。此类功能可用于改善键盘区在低照度条件下的可见度。在一个实施例中，电致发光设备205包括夹在承载顶部与底部上的透明电极的透明衬底之间的背光材料层。所述电极可以被分段并图案化以与光学快门204的快门相对应。一个电极是驱动电极，而另一电极是接地电极。在电极被分段的情况下，通常将驱动电极图案化。可以将高分辨率显示器209设置在电致发光设备205附近，该高分辨率显示器209可以具有其自己的照明系统，并且还可以包括被配置为使光沿着偏振轴偏振的偏振层215。此外，可以包括填充材料210以完成组装。

[0062]电阻开关层206包括被配置为检测与快门动态键盘区中的任何一个或多个驱动目标中的任何一个的接触的力开关阵列。本文中使用的“阵列”指至少一个开关的集合。例如，在覆盖层202是由玻璃制造的情况下，一个开关可能是全部所需要的。然而，当覆盖层202是由薄膜塑料制造时，可以采用多个开关。电阻开关阵列用作力感测层，因为当作出与前表面(105)的接触时，可以检测任何开关的阻抗的改变。开关阵列可以是电阻感测开关、膜片开关、力感测开关中的任何一个，诸如压电开关，或技术的其他等效类型。

[0063]当覆盖层202由塑料薄膜制成时，可以在电阻开关层上包括开关阵列以检测驱动一个键的手指的接近位置。实验结果已经显示，沿着覆盖层的仅仅40um的挠度足以驱动电阻开关之一。当覆盖层202由玻璃制成时，电容性传感器203可以用来检测接近位置，而电阻开关层206上的一个或多个开关可以用来检测刚性覆盖层202的驱动。通过采用控制电路来组合此数据，可以适当地检测被驱动的准确快门。

[0064]提供了衬底层207以承载用于显示器的层的各种控制电路和驱动器。可以是诸如FR4印刷电路板的刚性层或诸如印刷在诸如

等挠性材料上的铜迹线(copper trace)的挠性层的衬底层207包括电气部件、集成电路、处理器、以及相关电路以控制显示器的操作。衬底层207包括耦合到设备(100)内的其他电气部件的连接器214。

[0065]如电阻开关层206的讨论中所述，在一个实施例中，驱动由光学快门204所呈现的一个键所需的仅仅是少量挠度。在覆盖层202由塑料薄膜制成的情况下，塑料的轻微挠度将驱动电阻开关层206上的开关。在覆盖层202由玻璃制成的情况下，整个覆盖层202的轻微挠度将驱动电阻开关层206上的开关。此挠度约为几十微米。这样，用户可能在按下每个键时根本感觉不到任何挠度。

[0066]为了提供触觉反馈，可以包括可选触觉反馈层208。触觉反馈层208可以包括被配置为在电阻开关层上的开关检测到按键的驱动时提供感觉反馈的变换器。在一个实施例中，变换器是被配置为向用户接口200施加强到足以被用户检测到的机械“弹出(pop)”的压电变换器。因此，触觉反馈层向用户提供感觉反馈，从而使得平滑、基本上为平面的用户接口200在不需要单独的具有popple(起伏)能力的按键从键盘突出的情况下像常规键盘一样作出反应。

[0067]现在转到图3，其中示出图2所示的用户接口(200)的侧视图。从剖视图中的侧面可以看到每个层。再次，对于得到本公开的帮助的本领域技术人员来说很明显的是，本发明不限于图3所示的特定结构。如上所述，某些层是可选的，且在某些应用中可以不包括它们。

[0068]请注意，可以将所述层以多种方式中的任何一种耦合在一起。耦合机制的一个示例性实施例是通过使用薄层的清透(透明)的非传导粘合剂。例如，可以用非传导、半透明粘合剂将覆盖层202、电容性传感器203、以及分段光学快门204的每个机械地耦合在一起。此耦合保持整个组件在设备内被适当地对准。

[0069]当从顶部看时，用户首先看到可以是薄膜塑料或玻璃层的覆盖层202。在使用玻璃的情况下，常常优选钢化玻璃来为用户接口(200)提供附加可靠性。可以通过诸如化学或热处理工艺等强化工艺来加强玻璃。如上所述，覆盖层可以包括设置在其上的印刷物。

[0070]接下来，可以看到电容性传感器203。电容性传感器203包括电极层301和衬底层302两者。可以是刚性或柔软的衬底层302(例如硅树脂层)承载形成电容性传感器的电极极板。可以以单一配置或成对地使用所述电极。可以使用包括两个、四个、或六个电极的电极组的另外替代电极对来形成电容性传感器。可以通过在衬底层302顶上以期望的电容器极板图案印刷固体铟锡氧化物(In sub.2O.sub.3-SnO.sub.2)(ITO)来形成下文将更详细地描述的电极层301。在电极构造中还可以利用其它材料，包括图案化传导油墨。

[0071]接下来，可以看到光学快门204。在一个实施例中，使用扭曲向列液晶显示器材料来制造光学快门。将在下文中作为示例性实施例来讨论此材料。然而，对于得到本公开的帮助的本领域技术人员来说很明显的是，本发明不限于此。可以同样地使用其它材料，包括聚合物分散液晶材料、超级扭曲向列液晶材料、铁电液晶材料、电控双折射材料、光学补偿弯曲模式材料、客体-主体材料、以及其它类型的光调制。

[0072]光学快门204由夹在两个电极304、305与两个衬底306、307之间的扭曲向列液晶显示器材料303制成。电极304、305和衬底306、307优选地是透明的，使得光可以自由地通过每一个。衬底306、307可以由塑料或玻璃制造。在一个实施例中，使用附着于衬底306的铟锡氧化物来构造上电极304。使用附着于下衬底307的铟锡氧化物层来构造下电极305。在一个实施例中，所述图案是表示设备的按键或用户驱动目标的字母数字键或符号的那些图案。当其适合于特定设计或应用时，可以将两个电极304、305图案化；然而，当两个电极304、305均被图案化时，用户可见度可能受到影响。图案化电极(多个)305经由图案化电气迹线而连接到控制电路308。控制电路308向图案化电极(多个)305施加场，而另一电极304充当地。电场的方向对于光学快门204来说不重要，因此任何一个电极都可以充当地。

[0073]如下文将更详细地描述的，施加的电场改变扭曲向列液晶显示器材料的光透射特性。电场可以促使每个图案化电极305下面的部分从第一状态转换为第二状态。举例来说，第一状态可以是不透明的，而第二状态是半透明的。图案化电极305的图案限定光学快门中的每个快门的图像。举例来说，可以通过将一个电极图案化为框(box)(即按键的边界)来将快门图案化为电话的“9键”，并将另一电极图案化为“9wxyz”字符。因此，快门充当可以打开或关闭以展示或隐藏图像的“窗口”。

[0074]光学快门204还可以包括设置在光学快门顶上和下面的一个或多个偏振层。这些偏振层用于在下文将示出的扭曲向列液晶设备中，使光沿着偏振轴偏振。

[0075]电致发光设备205包括夹在承载单一或图案化氧化铟锡电极(多个)311的透明衬底310与接地电极312之间的电致发光材料层309。在一个实施例中，电致发光设备205的图案化电极311与光学快门204的各种快门对准。在此类实施例中，接地电极312可以包括印刷在电致发光材料309的底面上的固体传导油墨层；然而，如果需要，可以将接地电极312图案化或将其承载在透明或不透明衬底上。一个电极层301被连接到控制电路308。类似于光学快门204，任何一个电极层311、312都可以充当地。

[0076]在一个实施例中，电致发光设备205包括透反射体层。作为被配置为反射光并使光透过的半透明材料的透反射体层允许设备(100)在透反射模式下操作。在透反射模式下，当光学快门204中的任何快门打开时，入射光通过快门，从透反射体层反射出，并返回到用户。此举使得各种键在明亮条件下可见。当电致发光设备205可操作时——这可以由环境光传感器来支配，透反射体使来自电致发光设备的光通过打开的快门。此举使得各种键在低照度条件下可见。

[0077]可以在电致发光设备205的顶上包括具有一种或多种颜色的可选色彩层313。还可以是兼备透射和反射特性的透反射体的色彩层313可以用来改变来自电致发光设备205的光的颜色。色彩层313可以替换地由仅具有透射特性的滤色器制成。

[0078]由于在一个实施例中可以将电致发光设备配置为仅用于键盘区(106)，所以可以将高分辨率显示器209设置为接近于电致发光设备。如上所述，在一个实施例中，高分辨率显示器209包括设置在高分辨率显示器上方的偏振层(215)。此偏振层(215)包括透射轴，光沿着该透射轴被偏振。在光学快门204是具有顶部和底部偏振器的扭曲向列液晶设备的情况下，偏振层(215)被配置和定位为使得偏振层(215)的透射轴基本上平行于光学快门的底部偏振器的透射轴。

[0079]在一个实施例中，高分辨率显示器209被至少部分地设置在光学快门204下面。在此类实施例中，光学快门204在显示区(201)下面通过，从而覆盖高分辨率显示器209的至少一部分。因此，当高分辨率显示区209上方的快门关闭时，高分辨率显示器209被完全隐藏。此举在设备(100)关闭时为整个设备(100)提供“空白”面。在电致发光设备205下面的是电阻开关层206、衬底层207、以及具有其变换器315的触觉反馈层208。

[0080]现在转到图4，其中示出电容性传感器203的更详细视图。电容性传感器203包括沿着衬底306而设置的多个电容性感测设备401、402、403、404。可以将电容性感测设备401、402、403、404设置在键盘区(106)下面和显示区(201)周围。每个电容性感测设备401、402、403、404被配置为结合相关控制电路(未示出)来检测与便携式电子设备(100)极度接近或“接触”的对象。

[0081]如上所述，在一个实施例中，通过在衬底306的顶上设置铟锡氧化物来形成电容性感测设备401、402、403、404。铟锡氧化物是氧化铟和氧化锡的混合物。其为透明且传导的，并能够经由印刷工艺而被沉积在薄层中。铟锡氧化物由于其电传导特性和光学透明度的组合而非常适合于本发明。可以通过电子束蒸发、物理气相沉积、或其它各种溅射沉积技术将电容性感测设备401、402、403、404沉积在衬底上。

[0082]现在转到图5，其中示出电容性传感器203的可操作视图。可以看到，例如401、402等各种电容器电极用于检测键盘区106附近的对象的接近。各种电引线501将电容性感测设备401、402连接至控制电路。电容性电极401、402充当被配置为检测位于用户接口附近的对象的接近检测设备。当对象接近或接触设备100时，对象附近的电容性感测设备之一的电容改变。控制电路检测此变化并警告设备100内的处理电路。

[0083]此接近检测可以用于多种功能。如上所述，接近检测可以用来检测对象沿x和y方向502、503的位置。这在覆盖层(202)由诸如玻璃等刚性材料制成时有用。此外，接近检测可以用来使设备100从第一模式转换为第二模式。举例来说，当设备关闭或处于低功率状态时，用户可以通过触摸设备100的前表面(105)来唤醒设备。检测用户手指的接近检测可以促使设备100从低功率状态唤醒。此唤醒可以包括促使光学快门(204)呈现与默认或前一模式相关的键盘配置。

[0084]现在转到图6，其中示出扭曲向列液晶显示设备600的分解视图。将在一个实施例中用来形成光学快门(204)的设备600称为“扭曲”，因为其包含以不同的量扭曲和解开以允许光通过的液晶元件。

[0085]在设备的一侧设置有第一偏振器601以使入射光偏振。具有以变化形状印刷的铟锡氧化物电极(如前所述)的衬底602被设置为相邻于该偏振器。可以以对应于与电子设备(100)的按键相关联的字母数字键或符号的形状来设置该电极。

[0086]接下来的是扭曲向列液晶材料603，后面是配置有接地电极的另一衬底604。然后，使用水平滤光器605来容许或阻挡光。然后，反射或透反射表面606将光反射回去(在反射模式下)或在透反射模式下发射光。反射或透反射表面606是可选的，并将取决于特定应用。当使用扭曲向列液晶设备作为光学快门时，可以不采用反射或透反射表面606。

[0087]在不向电极施加电压的情况下，设备处于第一状态。当施加电压时，液晶材料以达到90度的增量扭曲，从而改变发光偏振。此液晶因此充当由施加于电极的电信号来控制的可控偏振器。被施加于电极的电压的调节允许改变的电平灰度(levels grey)，以及产生透明状态或不透明状态。本发明的实施例使用此设备作为展示和隐藏按键的低分辨率显示器。

[0088]现在转到图7，其中示出处于不透明状态的光学快门204。不允许入射光701通过光学快门，因为液晶材料相对于偏振器扭曲，以便阻挡光的通过。

[0089]现在转到图8，其中示出各个示例性快门801、802、803、804已经从不透明状态转换为半透明状态时的光学快门204。可以设置在衬底层207上的控制电路被配置为可能是基于设备(100)的当前操作模式选择性地驱动至少一个快门或单元，以便使快门从第一单元状态转变为第二单元状态。

[0090]充当光学快门204内的区段的每个快门对应于按键或特定窗口(诸如高分辨率显示器(209)上方的窗口)，使得当驱动每个区段时，键变得对用户可见。入射光701通过快门801、802、803、804，从而使得快门的形状可见。举例来说，在设备(100)包括电致发光设备205的情况下，来自电致发光设备的光可以在快门801、802、803、804打开时通过快门801、802、803、804而投射。这将是透射模式下的操作。可以将电致发光设备(205)配置为仅在低环境照度条件下操作。在设备(100)包括透反射体层的情况下，光可以通过每个快门801、802、803、804，从透反射体层反射出，并返回通过每个快门801、802、803、804。这是透反射模式下的操作。

[0091]图8的示例性快门801、802、803、804已被几何配置为便携式电子设备的特定按键符号。这些按键和符号仅仅是示例性的，因为对于得到本公开的帮助的本领域技术人员来说很明显的是，可以有许多不同的形状和尺寸。每个快门801、802、803、804通过从第一(不透明)状态转换为第二(透明)状态来形成用户驱动目标。

[0092]现在转到图9，其中示出依照本发明的实施例的分段电致发光设备900的一个实施例。分段电致发光设备900包括被定位为对应于光学快门(204)的快门的图案化电极901。通过使用图案化电极901，可以选择性地驱动光区段。换言之，当每个快门被驱动以从不透明状态转换为半透明状态时，对应的图案化电极及因此的对应的电致发光单元被驱动以便通过被驱动的区段而投射光。这与具有单个电极或全面ON状态的电致发光设备相反。通过驱动选择性的图案化电极901，只驱动对应于打开的快门的那些图案化电极，从而降低设备(100)的总功率消耗。

[0093]分段电致发光设备900还可以包括与之耦合的反射或透反射层902。例如，可以在分段电致发光设备900的顶部设置反射层902。这样，分段电致发光设备900可以在发光设备不活动时在反射模式下操作，并在发光设备活动时在透反射模式下操作。除如前所述地将电致发光材料用于分段电致发光设备900之外，还可以使用其它材料，包括发光二极管阵列、等离子面板、真空荧光面板、有机或高分子发光二极管面板、或其它光源材料。

[0094]现在转到图10，其中示出依照本发明的实施例的电阻开关层206。电阻开关层206操作为电阻感测层以检测用户何时驱动由光学快门(204)呈现的一个键。在图10的视图中，可以看到电阻开关的阵列1001。在一个实施例中，设置在覆盖层(202)、电容性传感器(203)、光学快门(204)和电致发光设备(205)下面的开关层206包括只在键盘区106下面的电阻开关。

[0095]现在转到图11，其中示出依照本发明的衬底层207的一个实施例。衬底层207包括具有其上设置有铜迹线的挠性衬底1101。铜迹线将电路1102电气地耦合到挠性衬底1101。电气迹线延伸至可以连接到设备内的其它电路或部件的连接器214。在一个实施例中，被组合以形成电路衬底组件的挠性衬底1101和电路1102包括电气地耦合到电致发光设备(205)、光学快门(204)、电容性传感器(203)、以及电阻开关层(206)的控制电路。此控制电路用来控制这些设备的操作。举例来说，使用电致发光设备(205)，可以将控制电路配置为选择性地驱动电致发光设备的一个或多个区段，从而促使至少一个区段从第一、非照明状态转变至第二、照明状态。

[0096]现在转到图12，其中示出依照本发明的触觉反馈层208的一个实施例。如上所述，在一个实施例中，设备的平滑前表面(105)不包括突出的popple(起伏)型按钮。因此，当驱动按键时，不存在供用户在物理上按压的任何东西。为了模拟popple(起伏)型按钮的响应，本发明的一个实施例包括触觉反馈层208。触觉反馈层208包括向用户传递指示按键已被成功驱动的反馈感觉的变换器315。在一个实施例中，触觉反馈层208被设置在电阻开关层(206)下面。

[0097]可以以多种方式之一来制造触觉反馈层208。触觉反馈层208的一个示例性实施例是其中金属板1201具有与之耦合的至少一个压电变换器315的触觉反馈层。耦合到电容性传感器(203)或电阻开关层(206)之一的控制电路用来驱动变换器315。当从电容性传感器(203)或电阻开关层接收到按键信号时，控制电路驱动变换器315。此驱动促使金属板1201移动或轻微挠曲，从而向用户提供触觉反馈。

[0098]现在转到图13，其中示出依照本发明的实施例的用户接口1300的替代实施例的分解视图。可能具有设置在其上的非传导油墨的选择性印刷物的覆盖层1302位于用户接口1300顶上(可以使用的非传导油墨的替换是通过非传导真空金属化工艺而沉积的材料)。在覆盖层1302下面设置有操作为接近检测器的电容性传感器1303。在电容性传感器1303下面设置有其上设置有图案化电极1309的低分辨率显示器1304。在电容性传感器1303下面设置有背光设备1305，其具有与低分辨率显示器1304的电极1309对应的选择性电极1308。在背光设备1305下面设置有力电阻阵列1306。可以用清透的非传导粘合剂将每个元件耦合至下一个元件以形成用户接口组件。

[0099]现在转到图14，其中示出依照本发明的实施例的组装用户接口设备1400。从该后面透视图看，可以看到某些底部部件。可以看到空位1401邻近于衬底层207。此空位用于在用户接口设备1400被耦合到电子设备(100)时容纳高分辨率显示器(209)。请注意，在将用户接口设备1400耦合至电子设备(100)之前，可以可选地将高分辨率显示器(209)直接耦合至用户接口设备1400。然而，通过首先将高分辨率显示器(209)连接至电子设备可以更容易地促进高分辨率显示器(209)的对准。

[00100]填充材料210还已被定位为邻近于空位1401以帮助组件在电子设备(100)内的适当对准。可以将被耦合到衬底层207的连接器214耦合到电子设备(100)，从而将用户接口设备1400电气地连接至电子设备(100)内的其它电路。

[00101]如可以从图14的视图中看到的那样，触觉反馈层208已被减小至耦合到衬底层207的小板。这种尺寸减小向耦合到衬底层207的电气部件提供增加的保护。触觉反馈层208上的变换器315能够移动触觉反馈层208至足以使用户感觉到对按键驱动的响应。

[00102]现在转到图15，其中示出被耦合到电子设备100的用户接口设备1400。通过此分解视图，可以看到高分辨率显示器209，其可以具有设置在其上的清透的非传导粘合剂层。高分辨率显示器209位于图14所示的空位(1401)内。连接器214配合在电子设备的连接插座1501内，从而允许用户接口设备1400与电子设备100的其它部件和电路之间的电气连接。

[00103]现在转到图16，其中示出依照本发明的一个实施例的具有用户接口的完整电子设备100。通过图16的视图，示出电阻开关层(206)被配置为感测按键驱动的区域1601。图16的电子设备100采用挠性薄塑料作为覆盖层(202)。这样，电阻开关层(206)被配置为感测仅沿着键盘区106的按键驱动。请注意，如果覆盖层(202)使用玻璃作为制造材料，则电阻开关层(206)能够仅检测一般按键驱动。在此类实施例中，内部控制电路将依赖电容性传感器(203)来确定用户的手指的位置。

[00104]图17示出依照本发明的一个实施例的其中电容性传感器(203)为活动的区域1701。在图17的实施例中，设备100的整个前表面105被配置为对电容性传感器(203)的接近检测进行响应。其包括导航轮1702下面的区域，该区域可以被用作用于选择设备100的替代模式的按键。可以由电容性传感器(203)来感测与显示区201、键盘区1703、以及导航区1704中的每一个的接近。有时将图17的键盘区1703称为设备100的“低分辨率按键区”。

[00105]通过跨越设备100的前表面105而设置其中电容性传感器(203)为活动的区域1701，可以将电容性传感器配置为在对象开始极度接近(或接触)便携式电子设备100的前表面时驱动光学快门(204)。当这种情况发生时，可以将耦合到电容性传感器和光学快门(204)中的每一个的控制电路配置为在分段光学快门设备处于不透明状态且电容性感测设备检测到对象时，促使光学快门(204)中的至少一个区段或窗口转换为半透明状态。

[00106]这种转换可以用来指示从低功率模式的变化，或用来沿着键盘区1703呈现多个键盘配置之一。如上所述，当设备100处于空闲模式时，在电容性传感器(203)检测到在设备100的预定距离内的对象时，设备100的空闲模式可以变为活动模式。在一个示例性实施例中，此预定距离小于5毫米。

[00107]既然已经描述了依照本发明的实施例的电子设备100的结构和操作，以下附图将转到用示例性多功能设备的各种模式来呈现各种键盘配置时的设备的功能。在一个实施例中，此类示例性多功能设备包括高分辨率显示器和分段光学快门设备。分段光学快门设备被配置为向用户呈现至少一个键盘配置。所呈现的键盘配置对应于设备的特定操作模式，并仅包括操作该特定模式所需的那些键。虽然分段光学快门设备可以仅横过键盘区，但在示例性实施例中，分段光学快门设备横过键盘区和高分辨率显示器两者。分段光学快门设备还被配置为选择性地从不透明状态转换为半透明状态。具体地说，分段光学快门被配置为通过将键盘区中的一个或多个区段从不透明状态转换为半透明状态而沿着键盘区向用户呈现多个键盘配置中的至少一个。

[00108]虽然本发明的实施例可以应用于许多不同设备中的任何一个，但示例性设备将包括以下操作模式：无线电话模式、导航模式、游戏模式、音乐播放器模式、视频播放器模式、图片显示模式、文本捕捉模式、图片捕捉模式、或视频捕捉模式。对于得到本公开的帮助的本领域技术人员来说很显然的是，可以使用其它模式、这些模式的子集、以及这些模式的子集的替代组合。所述模式仅仅是示例性的。

[00109]本发明的实施例的一个益处是可以将多个输入设备和模式集成到单个紧凑的物理空间中。包括电容性传感器(203)和电阻感测层(206)的与由分段光学快门(204)和电致发光设备(205)提供的“秘密”发光特征组合的触摸感测部件用于产生为设备(100)的各种模式下的情况专用任务而优化的多模式输入机制。

[00110]举例来说，在一种模式下，可以照亮并使用导航诸如音乐合集的歌曲标题等长数据列表的控制机构。在另一种模式下，可以照亮并使用提供电话拨打和文本消息收发输入所需的键。更一般地，本发明的实施例可以用通过隐藏和展示替代键盘配置、从而消除不必要的视觉信息，来帮助用户完成任务。

[00111]现在转到图18，其中示出示例性多模式设备1800，其具有处于ON状态的多个按键1801，这意指对应的快门是打开的。事实上，对于示例性多模式设备1800，图18的视图示出处于开启状态下的所有按键。此视图示出哪些按键可用。这些按键的子集将在随后的图和模式中使用。每个按键被几何地构造为示例性多模式设备1800的字母数字或设备按键符号。

[00112]在一个示例性实施例中，高分辨率显示器1809和键盘区1806被导航设备1802断开。在图18的实施例中，导航设备1802包括至少一个滚轮1803或等效设备和至少一个选择键1804。如上所述，覆盖层(202)可以平滑且有光泽。在某些应用中，可能期望向用户提供导航设备1802的触觉指示。这是有用的，因为导航设备1802可以是可在多种模式下操作的大量使用的控制机构。可以通过在覆盖层(202)顶上沉积可以是玻璃或塑料的附加材料层来实现此触觉引导。以导航设备1802的形状沉积的此附加层通过在使用导航设备1802时为用户的手指提供触觉引导来向用户提供导航设备1802的凸起“可感知”标记。

[00113]可以以多种方式来使用导航设备1802。此外，导航设备1802可以采用许多形状和形式。例如，导航设备1802可以包括至少一个方向箭头1805。可以沿着导航轮设置这些箭头。可以包括四个或更多箭头以提供多方向导航能力。导航设备1802可以用来诸如通过允许纵向模式(相对于高分辨率显示器的取向)与横向模式之间的选择来在操作模式之间进行选择。请注意，虽然本文所讨论的示例性设备具有在设备处于垂直位置时看起来宽度比长度大的高分辨率显示器，术语“纵向”应该用来指在垂直地观看设备时，即高度大于宽度时的高分辨率显示器的取向，且术语“横向”应该用来指在水平地观看设备时的高分辨率显示器的取向。

[00114]现在转到图19，其中示出当处于OFF模式时的示例性多模式设备1800。图19的视图还可以在示例性多模式设备1800处于低功率或睡眠模式时出现。当光学快门(204)覆盖键盘区和显示器两者时，示例性多模式设备1800的接口表面1901在设备处于此状态时将是空白的。发生这种情况是因为每个快门被关闭(即处于不透明状态)，从而禁止按键或高分辨率显示器中的任何一个的可见。因此，低分辨率按键区为空白，如同高分辨率显示区一样。在一个实施例中，示例性多模式设备1800包括具有颜色的壳体1902。壳体1902的颜色被选择为相对于快门关闭时的接口表面1901的颜色的补色或基本与其类似，因此，处于OFF或低功率模式的设备平滑、均匀且具有单色或补色。

[00115]由于处于关闭模式或低功率模式的设备可以具有完全空白的接口表面1901，在一个实施例中，这有助于包括键盘区的标记，以便用户大致了解在接口1901上对应于移动设备的不同操作模式的不同键盘配置将出现在何处。在示例性多模式设备1800中，通过跨越接口表面1901的基本上为平面的表面而出现的小表面分界1903来提供这些标记。可以通过在覆盖层(202)上印刷非传导油墨而应用的表面分界1903可以如图19所示地布置成列和行。具体地说，在一个实施例中，将表面分界1903布置成三列和四行。当低分辨率显示器光学开门(204)通过经由低分辨率显示器的选择性驱动来将一个或多个快门转换为打开状态而产生特定组的用户驱动目标时，在表面分界1903之间动态地呈现各种按键指示符。

[00116]现在转到图20，其中示出已从图19的OFF或低功率模式变为导航模式的示例性多模式设备1800。可以以多种方式之一将示例性多模式设备1800从OFF或低功率模式转换为替代模式。如上所述，第一种方法是使用户驱动接近传感器。下文更详细地描述的第二方法是源自外部事件。当从OFF或低功率模式进行转换时，示例性多模式设备1800将分段光学快门设备的至少一个显示区段唤醒并转换至半透明状态。这种情况在示例性多模式设备处于ON状态时发生。一种键盘配置和高分辨率显示器变得对于用户可见。

[00117]在图20的导航模式下，示例性多模式设备1800呈现导航键盘配置2001。在导航模式下，用户可能在全球定位系统的辅助下使用该设备来确定现在的位置并获得到另一位置的方向。与导航模式相关联的键盘配置2001仅限于此特定模式所需的按钮。对用于到另一模式的导航和用于滚动与导航模式相关联的不同视图，导航设备1802出现。

[00118]现在转到图21，其中示出电话模式或其中电子设备是移动设备的无线电话模式。在用于语音通信的电话模式下，示例性多模式设备1800已经转换，使得由设置在基本上为平面的用户接口表面2101下面的光学快门沿着基本上为平面的用户接口表面2101动态地呈现不同的指示符。具体地，示例性多模式设备1800已经转换，使得在除高分辨率显示器被设置在基本上为平面的用户接口表面2101下面的显示区之外的区域中打开的快门已呈现传统电话键盘2102。传统电话键盘2102包括数字键1-9和0，以及发送和接收键。以相对于高分辨率显示器209的纵向配置来呈现传统电话键盘2102。

[00119]断开基本上为平面的用户接口表面2101的导航设备1802仍然可接近。特别地，可以将其用于滚动地址簿列表或导航至其它模式。

[00120]利用电容性传感器(203)的电话模式下的值得注意的一个特定特征是功率节省选项。当设备处于电话模式、或语音通信模式时且示例性多模式设备1800被保持在用户头部时，电容性传感器(203)可以检测用户的脸在基本上为平面的用户接口表面2101附近的存在。在此类情况下，在从耦合到电容性传感器(203)的控制电路接收到信号时，高分辨率显示器209转换为低功率模式，这可以包括关断高分辨率显示器209。这种情况在接近传感器检测到在高分辨率显示器209的预定距离内的诸如用户的脸等对象时发生。此特征降低总功率消耗，从而延长示例性多模式设备1800内的电池的寿命。

[00121]如上所述，可以以多种方式来改变设备的当前操作模式。这包括触摸设备或进入接近检测器的预定距离内。改变模式的替代方法源于外部事件。例如，当设备处于诸如游戏或图片捕捉模式等替代模式且接收到来自远程源的进来的呼叫时，示例性多模式设备1800可以自动地转换到电话模式，以便用户可以接受进来的呼叫。来自远程源的其它外部事件包括进来的文本消息、进来的多媒体消息、或进来的数据传输。在一个实施例中，这些事件中的每一个均可以促使设备从一种模式转换至另一种模式。

[00122]此外，可以通过设备事件来改变示例性多模式设备1800的活动模式。此类事件包括驱动可以设置在设备侧边上的专用按钮2103。其它设备事件可以包括低电池量、设备错误、或低存储量警告，其中的每一个可以促使设备转换操作模式。

[00123]现在转到图22，其中示出处于音乐重放模式的示例性多模式设备1800。在设备的一个实施例中，该设备被配置为存储并重放音乐或视频。在此类模式下，低分辨率光学快门(204)被配置为沿着用户接口2202呈现对应于音乐模式的驱动目标2201。此类驱动目标2201可以至少包括快进按钮2203、倒回按钮2204、播放按钮2205和暂停按钮2206。

[00124]在设备的一个实施例中，可以以相对于高分辨率显示器209的多种取向来呈现这些音乐模式按钮。由于高分辨率显示器的尺度可以不是正方形，所以在横向地保持设备的横向模式下观看某些图像可能更理想。为了适应此类情况，在一个实施例中，可以在相对于高分辨率显示器的纵向模式、即设备被设置在直立位置上的模式下呈现快进按钮2203、倒回按钮2204、播放按钮2205、以及暂停按钮2206。替换地，可以以用于高分辨率显示器209的横向模式的横穿第一取向而对准的第二取向、即横向取向来呈现快进按钮2203、倒回按钮2204、播放按钮2205、以及暂停按钮2206。

[00125]现在转到图23，其中示出处于游戏模式的示例性多模式设备1800。在游戏模式下，可以以相对于高分辨率显示器209的纵向取向来呈现键盘配置2301。在游戏模式下，所需要的仅仅是基本的按键组，包括与导航设备1802相关联的方向键、可以设置在设备的底部处的两个或三个游戏动作键2302。

[00126]现在转到图24，其中示出处于照相或视频捕捉模式、亦称照相机模式的示例性多模式设备1800。在照相机模式下，在相对于高分辨率显示器209的横向模式下呈现特定键盘配置2401。在横向取向中，以相对于图21-23的键盘配置取向为横向的取向来呈现选择照相机操作键2404。在图片显示在高分辨率显示器上的同时，可以位于示例性多模式设备1800的后表面上的照相机进行照相。

[00127]请注意，设备的活动模式或键盘配置也可以随着设备的物理取向而改变。该设备可以配置有被设计为检测重力的方向的加速计。因此，当设备从纵向取向旋转至横向取向时，键盘配置可以相应地自动地从纵向取向旋转至横向取向。可以在图25中看到此类旋转，因为照相机键2405已经旋转至横穿图24所示的横向取向的纵向取向。如所示，图25的操作模式对应于设备的纵向模式，而图24的操作模式对应于设备的横向模式。

[00128]现在转到图26，其中示出处于横向模式的示例性多模式设备1800的音乐或视频重放模式。将此图与图21相比较，可以看到快进按钮2203、倒回按钮2204、播放按钮2205和暂停按钮2206现在的取向横穿图21的取向。

[00129]现在转到图27，其中示出示例性多模式设备1800的又一种模式。在示出视频捕捉模式的图27中，已经将视频捕捉控制键2701取向为根据设备的物理取向的横向模式。在此类配置中，可以在照相机(未示出)捕捉视频镜头的同时使用高分辨率显示器作为取景器。

[00130]如已经示出和描述的那样，本发明的实施例包括具有用户接口的便携式电子设备，所述用户接口包括高分辨率显示器和低分辨率显示器，该低分辨率显示器被配置为在用户接口的键盘区中呈现与多个设备操作模式相关联的多个键盘配置中的任何一个。该设备的实施例包括邻近于高分辨率显示器和低分辨率显示器而设置的导航接口。该导航接口适合于在设备的多个操作模式之间进行导航。

[00131]当低分辨率显示器具有处于不透明状态的区段时，禁止光通过各个快门或窗口。低分辨率显示器被配置为基于设备的操作模式而使多个区段中的每个从不透明状态转换至半透明状态。当这种情况发生时，低分辨率显示器促使一个或多个驱动目标或按键沿着用户接口出现。每个设备驱动目标对应于设备的活动模式，并且在一个实施例中，每个设备驱动目标配置仅限于设备的活动模式所需的那些驱动目标配置。请注意，在驱动目标仅限于所提供的那些驱动目标的此类实施例中，还可以将设备配置为使得用户互操作(包括动态键盘的触摸)在被应用到除与设备的活动模式相关的区域之外的区域时被忽略。本发明的实施例使得能够在设备的紧凑键盘区内呈现多种键盘配置，从而提高使用的容易性并降低用户的认知负担。

[00132]在前述说明书中，已经描述了本发明的特定实施例。然而，本领域的技术人员认识到，在不脱离如随附权利要求中所阐述的本发明的范围的情况下，可以进行各种修改和改变。因此，虽然已示出并描述了本发明的优选实施例，但很明显，本发明不限于此。在不脱离随附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，本领域的技术人员将想到许多修改、改变、变更、替换、以及等价物。因此，例如，应认为本说明书和附图是说明性而非限制性的，并且所有此类修改意图包括在本发明的范围内。

Claims (44)

1.一种具有用户接口的电子设备，包括被耦合到具有光学快门能力的动态键盘的电容性触摸传感器和力传感器。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述具有光学快门能力的动态键盘包括第一显示区，该第一显示区包括被配置为在不透明状态与半透明状态之间转换的能够选择性操作的区段。

3.根据权利要求2所述的电子设备，其中，所述第一显示区包括分段显示设备。

4.根据权利要求2所述的电子设备，其中，每个所述能够选择性操作的区段被几何配置为下述之一：字母数字键、预定符号键、或其组合。

5.根据权利要求2所述的电子设备，还包括设置在所述第一显示区下面的透反射体层。

6.根据权利要求5所述的电子设备，还包括电致发光设备。

7.根据权利要求6所述的电子设备，其中，所述电致发光设备包括被配置为与所述能够选择性操作的区段对准的多个能够选择性发光的区段。

8.根据权利要求2所述的电子设备，还包括被设置为接近于所述具有光学快门能力的动态键盘的第二显示区。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其中，所述第一显示区包括分段显示设备，进一步，其中，所述第二显示区包括像素化显示设备。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其中，所述分段显示设备至少部分地覆盖所述像素化显示设备。

11.根据权利要求10所述的电子设备，其中，所述像素化显示设备包括液晶设备，该液晶设备具有第一光偏振器和第二可控光偏振器，该第二可控光偏振器被配置为选择性地改变从中通过的光。

12.根据权利要求11所述的电子设备，还包括设置在所述液晶设备上方的偏振层，其中，所述偏振层的透射轴基本上平行于所述第一光偏振器的透射轴。

13.一种电子设备，包括用于接收触摸输入的用户接口，所述用户接口包括：覆盖层、被设置在所述覆盖层下面的电容性传感器层、以及分段光学快门层，该分段光学快门层被配置为呈现被设置在所述覆盖层下面的多种接口配置。

14.根据权利要求13所述的电子设备，还包括被设置在所述覆盖层下面的电阻感测层，该电阻感测层被配置为检测与所述用户接口的接触。

15.根据权利要求14所述的电子设备，其中，所述电阻感测层被设置在所述分段光学快门层下面，并且所述分段光学快门层被设置在所述电容性传感器层下面。

16.根据权利要求14所述的电子设备，还包括被设置在所述分段光学快门层下面的电致发光设备。

17.根据权利要求16所述的电子设备，其中，所述电致发光设备包括分段电致发光单元层。

18.根据权利要求17所述的电子设备，还包括电路衬底组件，该电路衬底组件被电气地耦合到所述电容性传感器层、所述分段光学快门层或所述电阻感测层中的至少一个。

19.根据权利要求18所述的电子设备，其中，所述电路衬底组件包括控制电路，该控制电路被电气地耦合到所述分段电致发光单元层，其中，所述控制电路被配置为选择性地驱动所述分段电致发光单元层的至少一个区段，从而促使所述至少一个区段从第一状态转变为第二状态。

20.根据权利要求19所述的电子设备，其中，所述第一状态包括不透明状态且所述第二状态包括半透明状态。

21.根据权利要求17所述的电子设备，还包括被电气地耦合到所述分段电致发光单元层的电路衬底组件，其中，被耦合到所述电路衬底组件的控制电路被配置为选择性地驱动至少一个单元从第一单元状态转变为第二单元状态。

22.根据权利要求21所述的电子设备，其中，所述第二单元状态包括照明状态。

23.根据权利要求13所述的电子设备，其中，所述覆盖层由薄膜塑料或玻璃之一制造。

24.根据权利要求23所述的电子设备，其中，所述覆盖层具有选择性地设置在其上的非传导油墨印刷物。

25.根据权利要求13所述的电子设备，其中，所述覆盖层包括显示区和用户接口区。

26.根据权利要求25所述的电子设备，其中，所述电容性传感器层包括被设置在所述显示区周围的多个电容性感测设备。

27.根据权利要求26所述的电子设备，还包括被设置在所述覆盖层下面的电阻感测层，其中，所述电阻感测层被设置在所述用户接口区之下。

28.根据权利要求13所述的电子设备，其中，用非传导半透明粘合剂将所述覆盖层、所述电容性传感器层以及所述分段光学快门层机械地耦合在一起。

29.根据权利要求13所述的电子设备，其中，所述分段光学快门层包括低分辨率液晶显示器。

30.根据权利要求29所述的电子设备，其中，所述低分辨率液晶显示器包括扭曲向列液晶显示器。

31.根据权利要求13所述的电子设备，其中，所述分段光学快门层包括多个区段，所述多个区段中的每个对应于所述电子设备的按键，使得当所述多个区段中的所述每一个被驱动时，所述按键变得对于用户可见。

32.根据权利要求31所述的电子设备，其中，所述多个区段中的所述每一个被几何配置为所述电子设备的特定按键符号。

33.根据权利要求31所述的电子设备，还包括电致发光单元层，该电致发光单元层包括与所述多个区段对准的多个电致发光单元，其中，当所述多个区段中的每一个被驱动时，对应的电致发光单元被驱动，以便通过所述多个区段中的每一个而投射光。

34.根据权利要求14所述的电子设备，还包括被设置在所述电阻感测层下面的触觉反馈层。

35.根据权利要求34所述的电子设备，其中，所述触觉反馈层包括金属板，该金属板具有与之耦合的至少一个压电变换器，还包括控制电路，该控制电路耦合到每个所述电阻感测层和所述至少一个压电变换器，使得在所述控制电路接收到来自所述电阻感测层的按键信号时，所述控制电路被配置为驱动所述至少一个压电变换器。

36.一种具有用户接口的电子设备，所述用户接口包括动态键盘区，所述动态键盘区包括：

分段光学快门，被配置为通过使所述分段光学快门的区段从不透明状态转换为半透明状态来呈现多个键盘配置，每个键盘配置包括多个驱动目标；

电容性传感器，被配置为检测对象相对于所述动态键盘区之一或所述多个驱动目标中任何驱动目标的接近位置；以及

力开关阵列，被配置为检测与所述动态键盘区之一中任何动态键盘区或所述多个驱动目标中任何驱动目标的接触。

37.根据权利要求36所述的电子设备，其中，所述多个键盘配置对应于所述电子设备的多个操作模式。

38.根据权利要求37所述的电子设备，其中，所述多个模式包括下述之一：无线电话模式、导航模式、游戏模式、音乐播放器模式、视频播放器模式、图片显示模式、文本捕捉模式、图片捕捉模式、或视频捕捉模式。

39.根据权利要求36所述的电子设备，还包括被设置在所述分段光学快门下面的发光设备，其中，所述发光设备被配置为在透射模式下通过所述分段光学快门的至少一个区段而投射光。

40.根据权利要求39所述的电子设备，其中，所述发光设备还包括与之耦合的反射层，以便在所述发光设备不活动时在反射模式下操作，并在所述发光设备活动时在透反射模式下操作。

41.根据权利要求36所述的电子设备，其中，所述用户接口还包括显示区和导航区。

42.根据权利要求41所述的电子设备，还包括被设置在所述用户接口顶上的覆盖层，其中，所述覆盖层包括所述导航区的触觉分界。

43.根据权利要求41所述的电子设备，还包括被设置在所述显示区下面的高分辨率显示器，其中，所述分段光学快门覆盖所述高分辨率显示器的至少一部分。

44.根据权利要求37所述的电子设备，其中，所述区段中的每一个被几何地构造为所述电子设备的字母数字或设备按键符号。

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