CN101689879A - 具有物理告警的电子设备 - Google Patents

Abstract

一种电子设备(100)包括促动元件(106)，该促动元件(106)被配置成响应于设备事件(110)来改变相对于外壳(102)的促动元件(106)的促动元件外形(108)。改变促动元件外形(108)可以包括向远端延伸促动元件(106)或者改变促动元件(106)的形态。例如当电子设备(100)是无线电电话(300)时，设备事件可以包括接收进入的通信(310)。当这样的事件发生时，改变呼叫启动键(306)的促动元件外形(108)。响应于改变促动元件外形(108)，向用户(620)告警进入的通信(310)。可以额外地使用诸如马氏体的形状记忆合金元件、诸如电磁驱动装置(700)的促动元件外形驱动装置、或者诸如凸轮和随动器电机(800)的促动元件外形电机来改变促动元件外形(108)。

Description

具有物理告警的电子设备

技术领域

本发明一般涉及被配置成向用户物理地告警事件已经发生的电子设备，并且更具体地涉及通过促动元件的触觉呈现来改变电子设备的物理形态(form factor)的电子设备。

背景技术

在当今社会中，移动电话及其可听铃声已经变得很普遍。在杂货店、银行、火车或公共汽车中，移动电话的铃声已经成为常见的声音。事实上，移动电话的铃声已经变得非常普遍，以至于在一些场所，诸如电影院及学校，已经开始限制使用可听铃声。

移动电话开发者允许用户选择性地使铃声静音。两个经常实现的特征是静音模式和振动模式。静音模式消除所有的可听铃声，因此防止用户接收任何进入的通信的通知。当移动电话振动而不产生铃声时，振动模式向用户提供物理告警信号。当连接到偏心配重的电机移动时产生振动，因此向用户告警有进入的呼叫或文本消息。

静音模式和振动模式在使用中都具有局限性。例如，如上所述，当电话处于静音模式时，对于进入的通信并没有给出告警。如此一来，用户可能错过重要的电话呼叫或者文本消息。当处于振动模式时，振动可能引起可听噪声，这有时可能破坏关掉可听告警的预期目的。当移动电话位于术制或金属表面上时，可能加重该噪声。例如，当移动电话位于诸如书桌的硬表面上时，移动电话的振动可能导致显著的可听噪声。

因此，需要一种诸如移动电话的电子设备来在当发生诸如进入的电子通信的设备事件时，向用户提供物理的、非可听指示。

附图说明

在附图中，不同视图中相同的附图标记表示相同或功能上相似的元件，并且附图与下面的详细描述一起并入说明书中，并且形成说明书的一部分，用于进一步说明根据本发明的各种实施例并且用于解释根据本发明的各种原理及所有优点。

图1图示了根据本发明的包括促动元件的电子设备的一个实施例，该促动元件被配置成响应于设备事件来改变相对于外壳的促动元件外形。

图2图示了根据本发明的向远端延伸的促动元件的一个实施例。

图3图示了根据本发明的响应于进入的电子通信进行伸缩延伸的促动元件的一个实施例。

图4图示了根据本发明的包括导航键的促动元件的一个实施例。

图5图示了根据本发明的包括可变形覆盖层的电子设备的一个实施例。

图6图示了根据本发明的促动元件外形驱动装置的一个实施例，促动元件外形驱动装置被实现为根据改变相对于外壳的促动元件外形来向远端延伸促动元件。

图7图示了根据本发明的电磁驱动装置的一个实施例，该电磁驱动装置被实现为向远端延伸促动元件。

图8图示了根据本发明的促动元件电机的一个实施例，该促动元件电机被实现为向远端延伸促动元件。

图9图示了根据本发明的改变促动元件的形态的一个实施例。

本领域的技术人员将认识到，附图中的元件是为了简单清晰而进行图示的，并且不必按照比例绘制。例如，附图中的一些元件的尺寸可以相对于其它元件被放大，以有助于促进对本发明实施例的理解。

具体实施方式

现在详细描述本发明的实施例。参考附图，在各视图中相同的附图标记表示相同的部件。如这里的描述和权力要求中所使用的，除非上下文另外明确说明，下面的术语在此使用明确关联的含义：“一”的含义包括复数引用，“在…中”的含义包括“在…中”及“在…上”。诸如第一和第二、上面和下面等关系术语可以仅被用于将一个实体或者动作与另外一个实体或者动作进行区分，而不必需要或暗指在这样的实体或动作之间的任何实际的这样的关系或顺序。而且，在此以括号示出的附图标记指示附图中所示出的组件，而非讨论中的组件。例如，在讨论图A时提及的设备(10)可能涉及不是图A的附图中所示的元件10。

参考图1，其中图示的是根据本发明的一个实施例的电子设备100。该电子设备100可以是，但不限于，无线电电话、个人数字助理、寻呼机、计算机、便携式计算机或其它类似的移动通信设备中的任何一个。

除下面计论的元件之外，电子设备100包括用于通信的标准组件。例如，当电子设备100是无线电电话时，电子设备100包括发射机和接收机(或收发机)、控制器、用户接口以及存储器。电子设备100还包括外壳102。在一个实施例中，外壳102覆盖整个电子设备100，并且在该电子设备100的一面上限定至少前表面，该前表面可以是平面或弧形的。

电子设备100在前表面上具有用户接口104。用户接口104被配置成，在通常并入一个或多个诸如促动元件106的用户可促动元件的情况下，提供输入和输出能力来对设备事件做出响应。设备事件可以包括进入的电话呼叫、进入的文本消息、进入的多媒体消息、低电量警告等等。

在一些实施例中，用户接口104可以被延伸超出示出的区域以额外地包括显示105。显示105向用户通知关于电子设备100的当前状态，同时是在一个实施例中的触摸按钮的促动元件106允许用户输入数据并且控制该设备。例如，在接收到文本消息之后，字“新消息”可能出现在显示105上。可以促动一个或多个促动元件106来打开并且查看该消息。

促动元件106具有相对于102的相应的促动元件外形108。促动元件外形108是相对于外壳102的物理形态(form factor)。换一种说法，促动元件外形108是相对于外壳102的物理形状或尺寸的比较。在某种意义上，促动元件外形108的特征在于，相对于外壳102的促动元件106的高度。在另一实施例中，促动元件外形108的特征在于，促动元件106的横截面形状。例如，在一个实施例中，与外壳102平齐地定位促动元件106，因此产生一个促动元件外形。在另一实施例中，促动元件106可以在外壳102以上稍微凸出，因此产生第二促动元件外形。

替代地，促动元件外形的特征在于，促动元件106的表面积、或者促动元件106所覆盖的外壳102的表面积。例如，在一个实施例中，该促动元件106是气球状的，因为促动元件可以鼓起或缩回。在这样的实施例中，促动元件106可以在缩起时以第一表面积来覆盖外壳102，并且在膨胀时可以以第二表面积来覆盖外壳102。

除了各种促动元件形态之外，促动元件106可以另外具有很多物理形式、形状、材质以及成分。具体的形状、材质及成分将取决于电子设备100的类型及其预期应用。

在一个实施例中，促动元件106如其上设置有印刷符号的刚性按钮一样简单，用户通过物理地按压该按钮来执行与印刷符号相关联的功能。相反，在另一实施例中，如在2007年3月9日提交的共同受让的未决的美国利申请序列No.11/684,454中所阐述的，促动元件106可以是包括光闸(optical shutter)器件的接近感应接口。在这样的实施例中，当用户的手指接近促动元件106时，该促动元件执行功能。

促动元件106可以额外地具有促动元件横截面形状107。促动元件横截面形状107可以是，但不局限于，下面形状的任何一个：斜面、矩形、十字、圆形、半圆形、椭圆形、三角形、字母数字字符或者预定的符号。预定的符号形状可以包括表示以下动作的形状：通源、断电、发起呼叫、结束呼叫、照相机模式、视频模式、音量控制以及音乐回放。

根据本发明的实施例，在此描述的促动元件106被配置成，响应于设备事件110来改变相对于外壳102的促动元件外形108。该促动元件外形108的改变可以以多种方式来发生。例如，在一个实施例中，可以通过从外壳102向远端延伸促动元件106来改变促动元件外形108。下面将进一步详细讨论改变促动元件外形108的替选实施例。然而，在每个实施例中，在改变促动元件外形108之后，促动元件保持促动元件的促动状态112。

促动元件的促动状态112是与促动元件106相关联的控制状态。例如，在改变促动元件106的促动元件外形108之前，该促动元件106是电源按钮时，在改变该促动元件外形108之后，该促动元件106将仍然是电源按钮。类似地，在移动电话的情况下，当在改变促动元件106的促动元件外形108之前，促动元件106是“9WXY”按钮时，在改变促动元件外形108之后，该促动元件106将仍然是“9WXY”按钮。

简单地参考图2，其中图示的是促动元件206的一个实施例，促动元件206在保持其促动元件状态的同时，响应于设备事件来改变相对于电子设备200的外壳202的其促动元件外形208。在图2中，电子设备200具有初始地处于与外壳202的相对平齐关系的促动元件206。促动元件206能够控制至少一个设备功能。该功能的控制限定了促动元件的促动元件促动状态。

响应于诸如进入的呼叫或者电子邮件的设备事件210，一个实施例中的促动元件206从外壳202向远端延伸预定的距离，例如半英寸，因此改变促动元件外形208。在该延伸之后，促动元件206仍然能够控制原始设备功能，并且因此保持其促动元件的促动状态。

图2中所示的说明性实施例是从“糖块(candy bar)”型电子设备的侧面向远端延伸的促动元件206。然而，对于拥有本公开的权益的本领域的普通技术人员将非常清楚本发明并不局限于此。例如，在一个实施例中，电子设备包括铰接的“倒装式”外壳。在这样的实施例中，促动元件可以被设置在铰接的外壳的一半的内侧上。如此一来，当闭合铰接的外壳时，促动元件处于初始的促动元件外形。响应于设备事件，促动元件可以从饺接的外壳向远端延伸，因此改变促动元件外形并且分离饺接的外壳的两个半部。闭合饺接的外壳的两个半部下压了促动元件，并且使其返回到初始促动元件外形。

返回到图1，在一个实施例中，如上简单提到的，设备事件110是需要用户采取行动或作出决定的事件。例如，当设备事件110是进入的电话呼叫时，可以要求用户接受或者忽略该呼叫。设备事件的示例包括：进入的呼叫、进入的文本消息、进入的多媒体消息、正在进行中的呼叫、个人局域网或其它数据传输服务的可用性、蜂窝信道或提供商的改变、定时器的终止、日程表报警事件或者低电量警告。

在一个实施例中，用户接口104包括多个促动元件114。多个促动元件114的每一个都被配置成控制对应的设备功能，诸如输入或删除键入的字符。设备功能可以是用户可定义的。此外，响应于设备事件而改变其促动元件外形108的促动元件106也可以是用户可定义的。例如，因为当查看显示105时，用户的手指可以容易接触到多个促动元件114中的一个，所以可以将该多个促动元件114中的一个配置为“应答呼叫”按钮。然而，当电子设备100在用户的口袋中时，可能不容易“感觉”到该促动元件的促动元件外形的改变。为了克服这个问题，当接收进入的电话时，用户可以选择另一个促动元件来改变外形。此外，可以选择多个促动元件来响应于设备事件而改变其促动元件外形。例如，可以选择三个促动元件来响应于进入的电话呼叫，在不同的时间改变它们各自的促动元件外形，因此产生“波浪形”效果。

在一个实施例中，促动元件外形108的改变促使用户进行多个响应中的至少一个。然后，用户可以对促动元件106进行促动来用信号发送响应。例如，现在参考图3，其中图示的是能够进行电子通信的无线电电话300。感兴趣的促动元件是被配置成应答进入的呼叫的呼叫启动键306。呼叫启动键306被配置成响应于进入的通信310来改变相对于外壳302的其促动元件外形308。当接收进入的通信310时，呼叫启动键306从外壳302伸缩地进行延伸，因此改变其促动元件外形308。因此促使用户通过按压或者以其他方式促动电话启动键306来应答进入的通信310。在一个实施例中，改变促动元件外形308的机制是由压电式微电机驱动的内嵌的滑片。

参考图4，其中图示的是包括促动元件406的电子设备400的另一个实施例，该促动元件406被配置成响应于设备事件410来改变其相对于外壳402的其促动元件外形408。在一个实施例中，可以促使用户进行对设备事件410的多个响应401中的一个。为了方便选择，将促动元件406配置为导航键407。导航键407适用于在适合于响应401的多个选项之间进行导航。在一个实施例中，导航键407包括能够从适合于响应401的多个选项中进行选择的导航轮412。在一个实施例中，通过向下按压导航键407来促动导航键407，以选择适合于响应401的多个选项中的一个。

尽管从外壳向远端延伸促动元件是用于改变促动元件外形的一种机制，但是也可以存在其它机制。现在参考图5，其中图示的是一种这样的替选机制。可变形覆盖层502被配置成覆盖外壳102全部或至少一部分。在图5中，外壳102包括可变形的覆盖层502。该可变形的覆盖层502可能在材质、厚度、材料、成分和光学特性方面有所不同。在一个实施例中，可变形覆盖层502是诸如橡胶的柔性材料的薄的半透明层，被配置成在允许可见度的同时覆盖促动元件106。在另一个实施例中，可变形覆盖层502是不透明材料，使得看不到促动元件106，直到改变其促动元件外形108。

在设备事件110之后，促动元件106改变促动元件外形108，因此使可变形覆盖层502变形。在一个实施例中，可变形覆盖层502位于与外壳102平行的平面504上。当改变促动元件外形108时，可变形覆盖层502变形，因此产生与平面504不共面的形状。

许多促动元件外形驱动装置、机制和引擎能够改变促动元件外形(108)，如在图2、图3和图5中所图示。例如，在一个实施例中，通过压电式驱动装置来实现促动元件(106)的向远端的延伸。还可以使用其它驱动装置，包括电磁驱动装置、静电驱动装置、形状记忆合金驱动装置、电流变驱动装置以及电活性聚合物驱动装置。对于拥有本公开的权益的本领域的普通技术人员显而易见的是，还可以使用其它设备来改变促动元件外形(108)。

参考图6，其中图示的是促动元件外形驱动装置的一个实施例，该促动元件外形驱动装置被实现为改变相对于外壳602的促动元件外形608。促动元件外形驱动装置包括形状记忆合金弹簧604。在一些实施例中，诸如在图6中说明性地示出的一个，促动元件外形驱动装置是双稳态的。因为它被配置成在改变促动元件外形608之后进入低功率模式，所以它是“双稳态的”。形状记忆合金弹簧604是具有两个稳定状态的双稳态促动元件。两个稳定状态是压缩的形状记忆合金弹簧(低功率模式)和拉伸的形状记忆合金弹簧(促动模式)。

图6的示例性形状记忆合金弹簧604由马氏体制成，并且在步骤609处被置于第一外形状态中。在一个实施例中，当形状记忆合金弹簧604处于第一外形状态中时，因为不会一直需要能量来维持第一外形状态，所以它处于低功率模式中。在步骤612，响应于设备事件610，形状记忆合金弹簧604由驱动装置来加热，使得马氏体改变为记忆的奥氏体阶段，因此拉长了形状记忆合金弹簧604。拉长形状记忆合金弹簧604在促动元件606上产生了向外的力，因此在步骤614处使其进入第二外形状态。当在步骤616进行冷却时，形状记忆合金弹簧604返回到第一外形状态。在步骤618，用户620下压促动元件606，并且发射与促动元件606相关联的电信号。

注意，存在与本发明实施例一起使用的形状记忆合金驱动装置的很其它外实施例。在一个实施例中，形状记忆合金驱动装置包括泵。该泵进一步包括汽缸、活塞、形状记忆合金元件、弹簧以及带有电子终端的端盖。该端盖与汽缸紧紧地密封。形状记忆合金元件在一端与活塞接合，并且在另一端与端盖连接。当将电压供应到电子终端时，形状记忆合金元件被加热。在达到临界温度之后，形状记忆合金元件改变长度。这将活塞从汽缸中的一个位置移动到另外一个位置。汽缸的移动产生力，泵可以使用该力来改变促动元件外形(108)。在移除电压之后，形状记忆合金元件冷却并且恢复其原始长度。因此，活塞返回到初始端位置。

参考图7，其中图示的是包括电磁驱动装置700的促动元件外形驱动装置的一个实施例。电磁驱动装置700包括固定枢轴701、具有第一电荷的第一电磁体702、具有第一电荷的第二电磁体704以及促动元件706。第一电磁体702和第二电磁体704以固定距离被连接到固定枢轴701和促动元件706。

在初始地都具有第一电荷的情况下，第一电磁体702和第二电磁体704互相排斥，因此产生在固定枢轴701和促动元件706之间的第一距离708。响应于设备事件710，对电磁体的一个给予与其初始所具有的电荷相反的电荷。在现在具有相反电荷的情况下，第一电磁体702和第二电磁体704互相吸引。该吸引导致促动元件706从固定枢轴701向远端向外地延伸到第二距离712。

在一个实施例中，由促动元件外形电机实现促动元件(106)的远端延伸。促动元件电机可以包括，但不限于，凸轮和随动器电机、涡轮电机、枢轴和回位电机(retraction motor)或者波纹管器件(bellowsdevice)。简单地参考图8，其中图示的是包括凸轮和随动器电机800的促动元件外形电机的一个实施例。图示了凸轮802和随动器804。在第一位置808处，随动器804位于凸轮802的固有圆弧面上，并且随动器800与促动元件806接触。

响应于设备事件810，凸轮802旋转到第二位置812。在第二位置处，随动器804位于凸轮802固有的长椭圆形表面上，因此向远端延伸随动器并且进面延伸促动元件806。在一个实施例中，当到达第二位置812时，凸轮802旋转回第一位置808，因而也将随动器804返回到其原始位置。在一个实施例中，随动器804包括弹簧，该弹簧被配置成保持随动器804与凸轮802一直接触。即使随动器已经返回到其初始位置，促动元件806也可以保持在促动的位置。当用户下压促动元件806时，促动元件806可以返回到其初始位置。

参考图9，其中图示的是促动元件906的一个实施例，该促动元件被配置成通过改变促动元件形态来改变促动元件外形。在图9中，通过改变其促动元件形态来改变促动元件外形包括操纵促动元件906的表面特性。存在用于操纵促动元件906的表面特性很多方法，包括应用热、应用电荷、或者膨胀促动元件906。

在一个实施例中，改变促动元件形态涉及出现在促动元件906的表面上的凸起符号902。例如，促动元件可以包括具有模制在气球状表面中的播放按钮符号的气球状和/或弹性表面。在初始状态，促动按钮被抽气，因而防止播放按钮符号可见。响应于设备事件，空气被充入促动按钮，并且气球状表面膨胀。播放按钮符号扩张过促动按钮的周围，并且变得可见。

在一个实施例中，凸起符号902包括多个凸起块904。实现多个凸起块的实施例的一个示例是利用双稳态材料作为促动元件906的表面的方法。如前所述，这样的方法的一个示例涉及用马氏体的层覆盖促动元件906。将位于类似于描述功能的符号的分组中的多个微米凹陷印刻在马氏体促动元件906的表面上。使用称为“平面化”的机械抛光的平化技术被用来打平马氏体表面，使得凹陷不可见。响应于设备事件910，当马氏体变成奥氏体时，马氏体被加热到临界温度。当成为奥氏体时，该多个凹陷成为在促动元件906的表面上的多个凸起块904。当奥氏体被冷却为马氏体时，在一个实施例中，当用户下压促动按钮906时，多个凸起块904消失。

在前述的说明书中，已经描述了本发明的特定实施例。然而，本领域的普通技术人员认识到，在不背离如以下权利要求中所阐述的本发明的范围的前提下，可以进行各种修改和改变。因此，尽管已经图示并且描述了本发明的优选实施例，但是很清楚的是，本发明并不局限于此。在不背离由以下权利要求所限定的本发明精神和范围的前提下，对于本领域的技术人员来说，可以出现很多修改、改变、变体以及等价物。因此，本说明书以及附图被认为是说明性的，而非限制性的意思，并且希望所有这样的改变都被包括在本发明的范围内。

Claims (19)

1.一种电子设备，包括：具有用户接口的外壳，所述用户接口具有用于控制至少一个设备功能的促动元件，其中，所述促动元件被配置成，在保持促动元件的促动状态的同时，响应于设备事件来改变相对于所述外壳的促动元件外形。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述用户接口包括多个促动元件，其中，被配置成改变所述促动元件外形的促动元件是多个促动元件中的一个，并且为用户可定义。

3.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述外壳包括可变形覆盖层，所述可变形覆盖层覆盖所述外壳的至少一部分，其中，被配置成改变所述促动元件外形的促动元件被置于所述可变形覆盖层以下，以便于在改变所述促动元件外形时使所述可变形覆盖层变形。

4.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述促动元件外形中的改变促使用户进行多个响应中的至少一个。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其中，所述电子设备包括无线电电话，其中，所述促动元件包括呼叫启动键，进一步地，其中，所述设备事件包括进入的电子通信。

6.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述促动元件包括双稳态促动元件，所述双稳态促动元件被配置成在改变所述促动元件外形之后进入低功率模式。

7.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述促动元件能够进行用户促动，以在改变所述促动元件外形之前利在改变所述促动元件外形之后都控制所述至少一个设备功能。

8.根据权利要求1所述的电子设备，其中，在所述促动元件外形中的改变包括增加的从所述外壳向远端的延伸。

9.根据权利要求8所述的电子设备，其中，所述增加的从所述外壳向远端的延伸包括从所述外壳的伸缩延伸。

10.根据权利要求8所述的电子设备，进一步包括：耦合到所述促动元件的促动元件外形驱动装置，其中，所述促动元件外形驱动装置是压电式驱动装置、电磁驱动装置、静电驱动装置、形状记忆合金驱动装置、电流变驱动装置、或者电活性聚合物驱动装置中的一个。

11.根据权利要求8所述的电子设备，进一步包括：耦合到所述促动元件的促动元件外形电机，其中，所述促动元件外形电机是凸轮和随动器电机、涡轮电机、枢轴和回位电机、或者波纹管器件中的一个。

12.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述外壳包括铰接式外壳，所述铰接式外壳被配置使得在所述促动元件改变所述促动元件外形时，闭合所述铰接式外壳导致所述促动元件返回到初始促动元件外形。

13.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述促动元件被配置成通过改变促动元件形态来改变所述促动元件外形。

14.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述电子设备包括无线电电话，进一步地，其中，所述设备事件是进入的电话呼叫、进入的文本信息、进入的多媒体消息、低电量警告、或者日程表报警事件中的一个。

15.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述促动元件包括：导航键，所述导航键用于在适用于对所述设备事件做出响应的多个选项之间进行导航。

16.根据权利要求1所述的电子设备，其中，所述促动元件包括促动元件横截面形状，所述促动元件横截面形状是斜面、矩形、十字、圆形、半圆形、三角形、椭圆形、字母数字字符形状、或者预定的符号形状中的一个。

17.一种无线电电话，包括：外壳和多个用户促动元件，其中，至少一个用户促动元被配置成，响应于设备事件来将相对于所述外壳的促动元件外形从第一外形改变成第二外形，从而改变所述无线电电话的形态，以便于提供所述设备事件已经发生的物理通知。

18.根据权利要求17所述的无线电电话，进一步包括：环境传感器，其中，当所述环境传感器处于第一状态时，所述至少一个用户促动元件包括第一用户促动元件，其中，当所述环境传感器处于第二状态时，所述至少一个用户促动元件包括第二用户促动元件，其中，所述第一用户促动元件和所述第一用户促动元件不同。

19.根据权利要求17所述的无线电电话，其中，所述第二外形包括所述至少一个用户促动元件从所述第一外形的凸起。

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