CN1471688A - 便携式无线通信设备 - Google Patents

Abstract

便携式无线通信设备(1)有一个在其上可以定位一个定位指示器(7)的显示器(6)，还有用户可手动控制该定位指示器(7)在显示器(6)上的定位的装置(8)。该控制设备包含：一个光发射器，适用于通过半透明且防潮的表面照亮一个物体；一个光检测器，适用于检测由于物体移动引起的来自该物体的反射光的变化；还有根据反射光中的变化产生一个用于该定位指示器(7)的定位的控制信号的电路。对手指移动的光检测提供了一个非常容易操作的控制设备，不需要手指施压于该设备，这就避免了对印刷电路板的力。防潮表面保证了该设备不受灰尘和潮湿的影响。

Description

便携式无线通信设备

技术领域

本发明涉及一种便携式无线通信设备，它有一个在其上可以定位一个定位指示器的显示器，还有由用户手动地控制该定位指示器在显示器上的定位的装置。

背景技术

现代的便携式无线通信设备，例如移动电话，正在越来越多地用于在一个显示器上给用户显示信息。此信息可以是例如呼叫信息、接收到的消息、将要从该设备发送的消息，或是从网络比如因特网下载的信息。在很多这样的情形下，能够控制在显示器上的定位指示器(比如一个指针或光标)的定位是必需或方便的。

已知有一些方法控制便携式通信设备的显示器上的光标。很常用的是箭头按键集合，通常是排列为例如菱形结构的两个向上/向下按键和两个向左/向右按键。按其中一个按键便实现光标在对应该按键的方向上移动一步。但是，当该光标必须在显示器上移动较长的距离时，这个方案相对比较费时。而且，四个按键必须有足够的大小，于是它们在通信设备上要占据相当大的面积，并且这对设备越来越小这一日益增长的要求而言是不相宜的。

另一个解决方案是使用一个如JP 8-307 495所给出的操纵杆。这可以使光标移动更快，但是由于一定必须安装操纵杆，使得它从通信设备的表面伸展出来，因此例如在将该设备从口袋里拿出来时，就很容易挂住衣服。这就意味着用户可能松开该设备的手柄，或者操纵杆本身可能折断。

还有一个解决方案在EP 463 856中公开，其建议使用一个拇指轮或拇指球来扫描移动电话的显示器上的菜单。这个方案也占用了该设备相当大的面积。

所有这些方案都包括机械部件，其总是会遭受某种机械磨损，导致可靠性的问题。另一个问题就是灰尘和湿气会进入机械部件中，这样就会加速磨损并破坏接触面。这个问题对于便携式通信设备特别重要，因为它们经常被长时间地放在有灰尘并且潮湿的口袋中，或者甚至在雨天的气候条件下使用。机械的解决方案还有一个缺点就是：为了操作它们，用户必须用一个手指按住按键、操纵杆或拇指球。这些压力产生机械力，很容易传递到设备内的印刷电路板，在那里它们可能造成已焊接的连接断开。

因此，本发明的目的就是提供一种上面所提到类型的便携式无线通信设备，它更适合于在用于便携式通信设备的上面提到的环境中使用，这就意味着这个解决方案不应该对灰尘和潮湿敏感，并且该设备的操作不应该要求手指施压于该设备。

发明内容

根据本发明，其目的是通过这样达到的：该控制设备包含：一个光发射器，适用于通过半透明且防潮的表面照亮一个外部物体；一个光检测器，适用于检测由于上述外部物体移动而引起的从其反射的光线的变化；还有根据反射光的上述变化产生用于上述定位指示器的定位的控制信号的电路。

通过该便携式无线通信设备的半透明且防潮的表面，使用对物体例如手指的移动的光检测，提供了一个非常容易操作的控制设备。该手指只是移过该设备，不需要用手指施压于该设备。这种方法避免了对印刷电路板的力。防潮表面保证该设备不受灰尘和潮湿的影响。

用光控制显示器上的光标已知是涉及计算机的，例如US 5 801 681和EP 942 285，但是尽管这些设备避免使用机械移动部分，但是并不推荐在便携式通信设备比如移动电话中使用，而且没有迹象表明该设备能够解决灰尘和潮湿问题，这些问题对于便携式通信设备不可避免，但和计算机并不相关。而且，光控制显示器上的光标允许用户戴着手套操作该便携式通信设备，这对便携式通信设备是非常有利的，因为它们经常在冬季的时候在室外使用，但是这几乎与计算机无关。

在合适的实施方案中，该通信设备是一个移动电话，而定位指示器可以是一个光标。

当光发射器发射红外光时，可以保证发射光在该设备的外面是不可见的。这个实施方案通常是优选的，因为用户感兴趣的是功能，而不是如何实现这样一个功能。

作为一个选择，当光发射器发射可见光时，提供了一个对年轻人特别有吸引力的高科技的外表。

当用于产生控制信号的电路进一步适用于产生一个选择信号，用于选择一个在上述显示器上由上述定位指示器的定位所指示的条目时，控制装置也可以通过在显示器上移动定位指示器到一个对应条目来激活例如一个所指示的功能。这和在普通计算机鼠标上使用鼠标按钮相似，但是可以不增加一个单独的按钮而实现该选择。激活可以用例如从该控制装置移开该外部物体，或只是在很短时间中将该物体放置在其上来进行。通过这个方法，一个便携式通信设备上的所有的按键或按钮，或者至少是它们中的一大部分，都可以通过在显示器上显示该按键，然后用本发明的控制装置选择其中的一个来代替。

当控制装置被安排在与上述显示器相邻的显示器的表面上时，得到一个很容易操作的解决方案，因为用户能够同时用光标查看该控制设备和显示器。

附图说明

现在将通过参考附图在下面更详细地描述本发明，其中

图1给出了使用本发明的移动电话，

图2给出了控制设备的实现的一个例子，

图3给出了当没有物体被放在控制设备上时的检测器，

图4给出了有一个手指放在该控制设备的第一位置上的图3中的检测器，以及

图5给出了有一个手指移动到该控制设备的第二位置上的图3中的检测器。

具体实施方案

图1给出了便携式无线通信设备的一个例子，在这种情况下它就是移动电话1，其中可以使用本发明。该电话有一个天线2、一个扩音器3、一个话筒4和多个按键5。按键5用来输入电话号码、消息等。显示器6用来显示信息给该电话的用户。这一信息可以是通过按键5输入的号码或消息，或者可以是该设备通过天线2接收到的信息。这样的信息的一个例子是一个菜单，用户可以从中选择一个特定的条目，而这是通过在显示器6上移动光标或指针7来完成的。

光标7的移动由根据本发明的光标控制设备8来控制。此设备8是一个光控制设备，将在下面进行更详细的描述。该光控制设备包括一个集成在该电话1表面上的半透明窗口。光标7的定位由例如手指在设备8的窗口上的移动来控制。

光控制设备8可以通过多种不同的方法来实现，它们的结构本身是已知的。下面描述了一种实现方法，并由图2示意。

图2给出了移动电话1的前盖11和安排在该前盖中的半透明窗口12。该窗口12可以由任何半透明材料制成，比如玻璃或一种塑料材料，而且它以这种方式安装在该前盖中，使得防止水、湿气或灰尘进入该设备。窗口12的面积对应于图1中给出的控制设备8的轮廓。光源13放置在窗口12后面。典型情况下光源13是发光二极管(LED)或激光二极管，但也可能是其他类型的光源。对发自光源13的光敏感的检测器14也位于窗口12的后面，以及护罩15防止来自光源13的光直接传输到检测器14。另一种选择是，光源13可以是定向类型的，使得没有光在检测器14的方向上发射。

在优选实施方案中，光源13只是在相对窄的波长波段上发光，并且检测器14对这个波长波段的光有良好的敏感性，而对这个波段之外的光的敏感度较低。这就意味着，在没有物体位于窗口12前面的情况下，检测器14将不会检测到任何来自光源13的光，并且它将不会被透过窗口12的该波段外的环境光所干扰。但是，如果一个物体，比如用户的手指16，放到窗口12的前面，则来自光源13的光将被手指反射和散射，如图所示，并且一些反射和散射的光的方向将朝向该检测器14。透镜17将这个光聚焦使得在检测器14上产生手指16和窗口12之间的接触区域的图像。

为了检测手指16在窗口12上的位置，检测器14可以被分成4个分区21、22、23和24，如图3所示，其给出了在手指16放在窗口12上之前(即当没有来自光源13的光被检测器14接收到时)的情况。检测器14的这些分区中的每一个都适用于提供一个电子输出信号，正比于或至少依赖于由此分区接收到的光的量。这些信号被控制电路18接收到。

图4给出了当手指16放在窗口12上且由反射自该手指的光在检测器上产生该手指和窗口表面之间接触区域的图像25时的情况。如图中所见，图像25主要位于检测器的较低部分，因此两个分区23和24接收到的光比分区21和22的多。因此，分区23和24产生的输出信号也比分区21和22高。这种情况可能是手指16放在图2中窗口12的右侧的情况。

如果手指16移动到图2的左侧，图4中的图像25就会对应地在检测器14上向上移动。这就意味着分区23和24接收的光量减少，而分区21和22接收的则相应增加。从分区输出的信号也会出现相似的变化，并且该控制电路18将检测到该变化并将它变换为控制信号，其可直接用于控制光标7在显示器6上的向上移动，即在图1中向着天线2的方向。图5给出了在手指如所描述的移动之后接触区域的图像26。

如果手指16改而在图2中向着进入纸面的方向移动，则图4中的图像25将向右移动，由分区22和23接收的光量将会增加而分区21和24接收的将会相应减小。对于相应的输出信号也将是这种情况，并且控制电路18产生的控制信号将会使光标在显示器6上向右移动。

这样手指16在窗口12表面上的移动就会导致控制信号的产生，其用来相应于手指的移动来移动光标7。这就给出了一个方便且直接的方法来控制在移动电话显示器上光标的移动，并且同时该防潮窗口12保证湿气和灰尘不能进入该设备。

当光标7已经移动到该显示器上的某个位置，其指示了一个特定条目对应于例如电话的一个特定功能时，这个条目可以用一个单独的选择按钮来选择。这个按钮可以是一个普通的机械按钮，或者它可以是一个与窗口12相同类型的单独的窗口，那里手指的移动就激活光标7所指示的条目。或者，该选择也可以由手指在窗口12本身上的移动来完成。举个例子，通过将手指放在窗口上然后过很短的时间后再移走它，或者在光标已经移动到希望的位置后只是很快地将手指从该窗口移开，就可以完成。

通过这种方法，移动电话上所有的按键或按钮，或者至少它们的大部分，可以通过在显示器上显示按键，然后，首先借助于放在窗口上的手指而移动光标到适当的定位，之后选择所指示的按键，从而选择其中的一个。

为了避免当移动电话放在例如口袋中的时候，由于衣服相对窗口12的移动而引起的光标控制设备8的无意操作的风险，控制电路18可被安排成只在电话本身处于活动模式时才是活动的。另一个办法是，一个单独的按钮可被用来切换该光标控制设备8的开和关，这样该用户可以在需要该设备时激活该设备，而接着在使用之后停用它。

光源13可以是红外类型的，这可以保证发出的光在窗口12外是不可见的。这个实施方案一般是优选的，因为用户感兴趣的是功能而并不是如何实现功能。另一方面，使用可见波段的光的实施方案将会给该通信设备提供高科技的外表，这对年轻人尤其有吸引力。

在上面描述的实施方案中，窗口12的大小大于手指16和窗口之间的接触面积。但是，应该注意的是，在实际的实施方案中，更小的窗口也是足够的。检测器14并不需要接触区域的完整图像来检测其移动。在这种情况下，分区多于四个的检测器就有优势。举个例子，可以使用通常在电视摄像机中用作传感器的那一类检测器。

使用对反射自手指的光的相干检测且利用直接从光源传来的参考光来检测手指的移动的检测器也可以使用。

尽管已经描述并给出了本发明的优选实施方案，但本发明并不受限于此，而是也可以在下面的权利要求所定义的主题范围内通过其他方式实现。

Claims (7)

1.一种便携式无线通信设备(1)具有：

·一个显示器(6)其上可以定位一个定位指示器(7)，和

·由用户手动控制该显示器(6)上该定位指示器(7)的定位的装置(8)，

其特征在于该控制装置包含

·一个光发射器(13)适用于通过一半透明且防潮的表面(12)照射一外部物体(16)，

·一个光检测器(14)适用于检测由于该外部物体(16)的运动而从该物体反射的光的变化，和

·用于产生控制信号的电路(18)，该控制信号用于根据反射光中的上述变化而定位该定位指示器(7)。

2.根据权利要求1的通信设备，其特征在于该设备(1)是一个移动电话。

3.根据权利要求1或者2的通信设备，其特征在于定位指示器(7)是一个光标。

4.根据权利要求1至3中任何一条的通信设备，其特征在于该光发射器(13)发射红外光。

5.根据权利要求1至3中任何一条的通信设备，其特征在于该光发射器(13)发射可见光。

6.根据权利要求1至5中任何一条的通信设备，其特征在于用于产生控制信号的电路(18)进一步适用于产生一个选择信号，用于通过该定位指示器(7)的定位而选择在该显示器(6)上所指示的条目。

7.根据权利要求1至6中任何一条的通信设备，其特征在于控制装置(8)被安排在靠近该显示器(6)的该设备的表面。

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