JP6687774B2 - ハウジング統合化機能およびその方法を有する電子デバイスのための可能化装置 - Google Patents

Description

本願発明は、一般に、電子デバイスおよび関連したコンポーネントに関する。特に、しかしながら排他的にではなく、本願発明は、統合化機能コンポーネントおよび、この電子デバイスにその機能コンポーネントに結びついた機能を提供する可能化装置を有する電子デバイスに関する。

デスクトップ、ラップトップおよびパームトップ・デバイスを含むコンピュータなどの電子デバイスのユーザ・インタフェース（ＵＩ）において、単純なスイッチ、ボタンおよびノブの使用は、キーボード、キーパッド、マウスコントロールプログラム、音声認識入力手段、タッチ・ディスプレイおよび、タッチパッドのような関連したＵＩ手段で取って代わられた。

特に、タッチパッドおよびタッチスクリーンなどのタッチ表面は、疑う余地なく、現代のスマートフォン、タブレットの「事実上の」ＵＩ、および、同様に、多くのデスクトップ・コンピュータの補助ＵＩを形成する。タッチ・ディスプレイは、一般に、タッチ・センシティブ機能をインプリメントするためのいくつかの異なる技術に適用することができる。種々の他の可能なオプションの中で、例えば、容量性、抵抗性、赤外線、（カメラ・ベースの）光学イメージング、ＦＴＩＲ（ｆｒｕｓｔｒａｔｅｄ ｔｏｔａｌ ｉｎｔｅｒｎａｌ ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）、音響、および、ハイブリッド解などが、可能である。

スマートフォンなどの、いくつかのタッチ・センシティブ表面を備える多く電子デバイスは、また、いくつかの他の機能を実行する能力がある。その多くが、デバイスに配置された追加的なコンポーネントによって提供されることができる。例えば、振動／触覚機能が、しばしば、そのような専用のコンポーネントで使用可能になっている。

また、多くのケースで、その物理ユーザ・インタフェースにより近くに、たとえば、コンポーネントを少なくとも部分的にデバイスのハウジング材料に埋め込むことによって、デバイスの機能コンポーネントの多くを配置することは可能でありえる。機能コンポーネントが、回路基板の上のデバイスの中に配置されるか、または、ハウジング材料に埋め込まれるかに拘わらず、複数の利用可能およびあり得るコンポーネント、および、それらの組合せは、その機能コンポーネントに結びついた機能を、そのデバイスの優位点に持ってくることは、しばしば、デバイス設計の広範囲の統合化と、多くのレベルの上の集積化を要求するようになる。後のフェーズにおいて、このアプローチは、設計における変更の柔軟性がないことを証明できる。

伝統的に、このアプローチは、機能コンポーネントの専用のコントローラおよびドライバを使用してきた。または、ホスト・デバイスにおいて必要とされたコントローラとドライバを含むことによって同じことを達成してきた。機能コンポーネントの数に依存して、これは、また、ホストのデバイスに接続されるべきコンポーネントから始まる多数の導体を持っていることが必要になる。加えて、これらの導体で搬送される信号のタイプは、大きく変動する。このことは、ホストに対して、この種類の信号が、または、それらをホストに導入する前に適切なフォーマットに変換するべき信号を処理することができることを要求する。

伝統的なアプローチは、スペースを消費し、柔軟性がなく、高価である。これは、超一流の最終製品を生成しようとする設計者および製造者に種々の制限を課す。機能コンポーネントと材料の進歩は、先進のデバイスおよびインタフェース概念を設計することを可能にした。しかし、これらのコンポーネントと結びついた機能を可能にするための以前のソリューションは、統合化、および、時には機能性の観点において、一般に十分に機能しなかった。

本願発明の実施形態の目的は、少なくとも、従来の装置における、特に、タッチ・ベース入力装置のコンテキストにおける前述の欠点の１つ以上を軽減することである。この目的は、一般に、本願発明にしたがう、デバイス、装置、および対応する方法を用いて達成される。

本願発明の例示的な実施形態にしたがって、このデバイスは、ハウジング、または、特に、ハウジング材料、電子、電気光学、電気音響、圧電、電気、および／または、電気機械部品などの統合化機能コンポーネント、または、少なくともそのようなコンポーネントを含む機能を有する要素を備えることができる。このデバイスは、単純なボタンおよび２Ｄタッチ・ディスプレイ、また、並びに、他の可能なアプリケーションの間で、三次元ジェスチャー・トラッキングおよび位置トラッキングと関連して利用される技術的インプリメンテーションの選択肢を、備えるか、構成することができる。

本願発明の例示的な実施形態にしたがって、本願発明に関連して利用することができる機能コンポーネントは、歪み、抵抗、容量などのタッチ・ベースの制御入力感知コンポーネント、および、光学的感知コンポーネントを含む。光検出器、カメラ（画像センサ）および歪みゲージなどの光学的および歪み感知コンポーネントは、好適には、しばしば、ガラスまたはプラスチックなどの、ある光学的に十分に透明な材料を利用して造られたタッチ領域を囲むおよび／または下にあるハウジング材料に埋め込むことができる。光感知コンポーネントは、前述の光／放射線受信コンポーネントに加えて、また、自由空間（ディスプレイの上の光学グリッド）ベース・タッチスクリーン、または、（Ｆ）ＴＩＲベース・タッチスクリーンなどのタッチ感知機能をインプリメントするためにレシーバと協働するように構成された（Ｏ）ＬＥＤ（（有機）発光ダイオード）などの埋め込まれた発光コンポーネントを補うか、または、組み込むように考えることができる。抵抗および容量コンポーネントを、たとえば、意図されたタッチ領域の中に、その感知コンポーネントを埋め込むことにより利用することができる。１つの可能な実施形態において、そのデバイスの全体のハウジングを任意選択的に、所望の波長について光学的に十分に透明な材料の実質的に１つのピースとしてモールドすることができる。ここで、このタッチ感知コンポーネント、例えば抵抗または容量コンポーネント、は、埋め込むことができる。

さらに、触覚および／または振動コンポーネントを、感知コンポーネントとの機能リンクを可能にするようにハウジング材料に埋め込まれた本願発明に関連して利用することができる。したがって、空間的に正確な、入力位置マッチング、触覚フィードバックは、実質的にリアルタイムにタッチ入力されるに関して整えることができる。さらに、振動適用機能は、例えば、電話または、ショート・メッセージ・サービス（ＳＭＳ）等の着信コミュニケーションなど、あるデバイスに特有の動作に応答して、実行することができる。この電子デバイスに触覚／振動アラームまたはフィードバック機能を提供するために、このデバイスは、少なくとも１つの圧電アクチュエーターまたは振動モーターを利用することができる

さらに、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの発光コンポーネントは、感知のコンポーネントとの機能リンクを提供するために、任意選択的に、少なくとも部分的にハウジングに埋め込まれた、および／または、他の動作状態を示す、および／または、電子デバイスまたはそのサブユニットの機能のレベルを異なるようにする、本願発明に関連して利用することができる。発光コンポーネントをインディケータとしての使用することに加えて、このコンポーネントは、本願発明のアプリケーションに対して任意の有利なやり方で、利用することができる。本願発明の教示の例として、発光コンポーネントの機能的リンク・セットおよび容量コンポーネントは、タッチ入力の可視的標示を可能にするために、利用することができる、または、逆に、可視的注意信号を、ユーザに、タッチ入力ベース動作または選択をするように通知するために出力することができる。

さらに、追加的な要素および関連した機能を、ハウジング材料に埋め込むことができる。例えば、フォトダイオードまたは周囲光感知および／または近接感知コンポーネントにおいて適用できる画像センサなどの、追加的な光学感知コンポーネントを、埋め込むことができる。周囲光感知は、周囲照明の観察に基づいてスクリーン輝度を自動的に調節するために利用することができる。そして、近接感知（例えば、赤外線送信器／受信器など）は、たとえば、いかなる物理的接点も持たない近接の物体の存在を検出するために、利用することができる。

種々の他の要素は、また、代替的に、または、追加的に、そのハウジングに組み込むことができる。マイクロフォン等の要素、（例えば、ブルートゥース（登録商標）・チップまたはＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）／近距離無線通信タグまたはトランシーバなどワイヤレス・トランシーバの）通信チップ、有線通信インタフェース、メモリ、および／または、処理ユニットなどのデバイス制御パーツは、その中に埋め込むことができる。

本願発明の例示的な実施形態にしたがって、電子デバイスは、ハウジングまたは「カバー」、所望の目標とする形状にモールドされたハウジング材料、そして、可能化装置と接続した複数の少なくとも本質的に部分的に埋め込まれた機能要素を備える。

本願発明の例示的な実施形態にしたがって、この可能化装置は、複数の機能要素およびこの可能化装置との間での接続を確立するための第１の複数の接続手段、そして、その機能と結びついた機能を利用してホスト・デバイスに接続される１つ以上の第２の接続手段を備える。

第１の複数の接続手段は、コネクタを備える。そこに、１つ以上の機能要素の導体が接続することができる。そのコネクタが提供する利用可能な接続の数は、有利なことに、少なくとも、利用された機能要素によって必要な個々の接続の数である。接続要素に依存して、コネクタ接続に接続された導体によって搬送される信号は、アナログまたはデジタルの、電気的または光学的なものであることができる。

この１つ以上の第２の接続手段は、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＷＬＡＮ）、ブルートゥース（登録商標）、赤外線、および／または、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ポートなどの固定／有線接続のインタフェース、ＬＡＮ（例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標））インタフェース、または、ファイヤワイヤ（Ｆｉｒｅｗｉｒｅ）適合（例えばＩＥＥＥ１３９４）インタフェースを含むことができる。コントローラは、ネットワーク（ＣＡＮ）バス接続、あるいは、ある他の電気または光学的Ｉ／Ｏ接続、あるいは、ワイヤレス・トランシーバ接続である。この接続によって搬送される信号は、関連の接続タイプの同意された構造とプロトコルに従う。

本願発明にしたがう目的を達成するために、さらに、可能化装置のいくつかのタイプがあり得、提供する接続の各々のタイプの接続の数によって分類される。したがって、「一般的な」可能化装置は、利用する機能要素の数に基づいた設計、および、その機能要素に結びついた機能を利用するホスト・デバイスの接続タイプに対して選ぶことができる。言い換えると、可能化装置の提供されたコネクタ接続の数は、その装置に接続して利用することができる個々に接続した機能要素の最大数を規定する。本願発明の目的を達成するためには、導体に接続している可能化装置のすべてのコネクタ接続を有することは必要ではない。すなわち、コネクタ接続の数は、接続していないままにしておくことができる。

コネクタは、機能要素のポーリングまたは割り込みによるＩ／Ｏなど信号伝達を示し、警告する１つ以上の技術を使用ことができる。ここで、その機能要素は、その伝達を開始するものである。このＩ／Ｏは、その可能化装置が、その信号を指定された行先に伝達することができるように、または、その機能要素が、指定された行先にアクセスするための可能化装置信号バスのダイレクト・アクセス技術を想定したコントロールを使用することができるように、プログラムすることができる。

本願発明のさらに例示的な実施形態にしたがって、本願発明による可能化装置は、命令と構成データの格納と検索のためのメモリ、および、格納された命令と構成データにしたがって、１つの既知のフォーマットから別の所定のフォーマットに信号を変換することができる処理手段を備える。

１つ以上の物理メモリ・チップやカードの間で分割することができ、物理的に可能化装置および／またはホスト・デバイスの中に位置するこのメモリは、例えば、可能化装置やコネクタのコントロールおよび動作を可能にするために、コンピュータ・プログラム／アプリケーションの形で必要なコードを含むことができる。このメモリは、例えばＲＯＭ（読取り専用メモリ）またはＲＡＭタイプ（ランダム・アクセス・メモリ）インプリメンテーションを含むことができる。このメモリは、有利に分離できるメモリーカード／スティック、フロッピー（登録商標）・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどの光ディスク、または、デバイスの構成または使用のいずれかの間モジュールに接続することができる固定／脱着可能ハード・ディスクを更に参照することができる。

例えば、マイクロプロセッサ、ＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）、マイクロ・コントローラ、または、任意選択的に、複数の協働するまたは平行の（サブ）ユニットを備え、物理的に、可能化装置の中に、および／または、少なくとも部分的には、ホスト・デバイスの中に位置する、プログラム可能論理チップなどの少なくとも１つの処理／制御ユニットなど、この処理手段は、命令の実際の実行および、上述のようにメモリに格納することができる構成データの処理のために、必要でありえる。

この可能化装置は、トランシーバとして動作し、ホスト・デバイスから受信した信号を宛先の機能要素に要素の互換性を持つ信号フォーマットで送信し、および／または、機能要素から受信した信号をホスト・デバイスに向かって、適用接続タイプの合意された構造とプロトコルで送信し、また、その可能化装置は、任意選択的に、少なくとも部分的に信号バス・プロバイダーとして機能することができる。ここで、インテリジェント機能要素またはホストは、可能化装置が提供する信号バスの上の制御を引き受けることができる。

接続の各々のタイプの提供される接続の数は、可能化装置のカテゴリーに対して知られているので、その装置は、すぐに適切なプレセット命令および構成データを提供することができる。特定の使用ケースにおけるその装置の構成の可能な変更または追加は、したがって、バッチで、好適にはレディーメードの構成セットを使用して容易に作成することができる。したがって、ケース・バイ・ケースの手動の構成、および、専用のコントローラを使用する設計実現またはホスト・デバイスにおけるソフトウェア調整を、避けることができる。また、構成のエラーを起こしやすいアプローチを、テストされて承認されたプレセットおよび構成セットを使用するによって、避けることができる。

本願発明の例示的な実施形態にしたがって、１つ以上の埋め込まれた要素は、例えば、ハウジング材料の埋め込みの前あるいはその間に、ベース材料（基板）の上に提供することができる。任意選択的に、その可能化装置は、少なくとも部分的には、例えば、ハウジング材料の埋め込みの前あるいはその間に、ベース材料（基板）の上に提供することができる。そのベース材料は、任意選択的にプラスチック、シリコン、ラバー、またはこれらの混合物を含む柔軟な基板であることができる。このベース材料は、フィルムまたはシートなどの薄い下敷であることができる。このベース材料は、単一ピース、または、モールド・プロセスの前かその間にまとめられるたいくつかのピースから成ることができるこのベース材料は、そのベース材料の内部に電気伝導度を提供するように、および／または、その電子デバイスにおける他のパーツから、および／または、それに電気を提供するように構成することができ、したがって、このベース材料は、電子回路、導体、その他のエレクトロニクスを収容するために、多くの凹部、空洞またはホールを含むことができる。また、このエレクトロニクスは、基板の上で、例えば、選択されたプリント技術を利用することによって、または、例えば接着剤で、その基板に、例えばＳＭＴ（表面実装技術）やフリップチップ・エンティティなどの既製のエンティティとして取り付けることによってなど、提供することができる。

更に、補足または代替として、ハウジングは、射出成形などオーバーモールドによって製造されるハウジング材料および任意選択的に可能化モジュールに埋め込まれる要素は、少なくとも部分的には、好適な場所のモールド・フレームに直接配置することができる。あるいは、その要素と任意選択的に可能化モジュールは、少なくとも部分的には、ベース・コンポーネントに最初に提供することでき、そして、次に、モールド・フレームの内部に配置される。種々の実施形態で、その要素と任意選択的に可能化モジュールは、少なくとも部分的には、ベース・コンポーネントに部分的に提供することでき、そして、部分的に直接モールド・フレームの内部に提供することができる。

他の可能なベース材料またはハウジング材料製造方法は、例えば、インモールド・ラベリング（ＩＭＬ）およびインモールド・デコレーション（ＩＭＤ）を含む。さらにまた、このベース材料は、射出成形または例えば、熱形成することによるＩＭＬの前に、好適なおよび／または予め定められた形状に予め形成されることができる。

本願発明の更なる態様、および、前述の埋め込みアプローチにしたがって、その可能化装置は、単一パッケージ・アーキテクチャであることができる。ここで、この好適な実施形態は、システム・オン・チップ（Ｓｏｃ）上のシステム、または、パッケージ統合化装置上のシステムを含む。精密なリソグラフィーを通して、現在の材料、そして、より大きなチップ、そして、高いクロック周波数のウエハ、手頃なコストでの多機能集積化が、可能になる。単一チップ上で複数の機能を実行するデュアル・コアおよびマルチ・コア・プロセッサを有することは、普通である。

大きくて複雑なシングル・チップ上ですべてまたは大部分のシステム・ニーズを集積する代わりに、より小さい、高収率のチップを、マルチチップ・モジュール（ＭＣＭ）として大きなチップのようにふるまうように再構成することができる。前記モジュールは、何十ものチップを相互接続することによって、高信号速度のための小さい、水平のフォーム・ファクタにおいて、ＳｏＣｓへの代替のアプローチを提供することができる。

多くの形式のモバイル・デバイスは、信号処理、フラッシュ・メモリ、および、片手に持ち、消費者物価で売られるシステムにおける無線通信に対して、これまで以上の探求をすることを強く要求している。本願発明の更なる態様にしたがって、ベア・チップまたはパッケージ・チップのいずれかの三次元チップ・スタッキングなどＩＣおよびコンポーネント・パッケージングを、使用することができる。その埋め込みアプローチを有する本願発明は、チップ・ツー・チップ、パッケージングから要求された相互接続に対する可能解を実現する。これは、この種のアーキテクチャ、そして、既存のソリューションの弱点にとって重要である。この種のアプローチは、システム・イン・パッケージ（ＳｉＰ）でありえる。ＳｉＰは、前の時代の高性能コンピュータの水平ＭＣＭとは対照的に、垂直ＭＣＭである。

携帯電話など既存のモバイル・デバイスにおいて、典型的には、システム・コンポーネントの１０％程度が、ＩＣから成り立っている。残りの９０％は、受動素子、ボード、および、相互接続である。この問題は、さらに、本願発明、そして、システム・オン・パッケージ（ＳｏＰ）アプローチによるその好適な実施形態の対象にすることができる。ミリ・スケールのディスクリート・コンポーネントをマイクロにあるいはナノ・スケールの埋め込み薄膜コンポーネントにすることによって、ＳｏＰを、システム集積問題を対象にする。このように、システム・サイズを減らす。

知的な開発されたシステム・パッケージングは、電子システムの出現しているニーズにおいて重大な問題である。８０年代のメインフレームコンピュータは、ＭＣＭの利益を受けていた。ハイエンド・ネットワーキング、信号処理、および、デジタル・コミュニケーションは、ＳｏＣの恩恵を受けている。これは、テクノロジーの集積化、そして、例えば、マイクロプロセッサ、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣＳ）、および、アナログ／ミックス信号回路など他のドライバ・クラスからのデザイン要素を通して以前の製品クラスの集合を表している。携帯電話とハンドセットとは、ＳｉＰｓソリューションの恩恵を受けている。これらの恩恵は、ユーザＩＰ集積化、ＩＰ再使用、ミックス・アナログ／デジタル設計、低設計リスク、大規模メモリの集積化、減少したプロセス複雑さ、低開発コスト、および、より短い市場に出るまでの時間を含む。ＳｉＰは、ＳｏＣｓ、および、水平または垂直統合化技術を用いたディスクリート・コンポーネントを含むＩＣをまとめる。

パッケージ基板の上に薄膜コンポーネントを集積化することによって、高需要デバイスに対する多機能携帯構造のコンテキストにおいて、本願発明の可能化装置のためのさらに効果的なアプローチとして、ＳｏＰは、本願発明のコンテキストにおいて、さらに可能な実施形態プラットホームである。待ち時間の影響は、かなり最小化されることができ、キャパシタ、フィルタ、アンテナ、および、高Ｑ誘導子などのＲＦのコンポーネントは、シリコンの上でよりも、パッケージ基板の上で、よりよく作ることができる。高速、基板レベル、光相互接続を一般の導体にとって代わり、電子ＩＣの抵抗、クロストーク問題の両方に対処するパッケージにおいて使用することができる。また、導波路、格子、検出器、そして、カプラは、すべて、ＳｏＰ基板に埋め込むことができる。バイオエレクトロニクスおよび集積化電子回路、そして、バイオ・センシング素子などのバイオ電子システム、コントロール／フィードバック・エレクトロニクス、ディスプレイ、および、集積化アンテナなどＲＦ／無線コンポーネント、ＳｏＰプラットホームにおけるＲＦＩＤは、このテクノロジーを、本願発明が関係するシステムに対して可能にする。

本願発明の更なる実施形態にしたがって、本願発明による可能化装置は、単一パッケージ（ＳＰ）を用いて実現することができる。前述のアプローチのいずれも、複数の機能要素およびホスト・デバイスの間での接続と通信の手段を含む。この通信は、双方向性マルチプル・アナログおよび／またはデジタル信号通信、および、前記の信号の処理を含む。また、前記のＳＰは、オプションのＡ／Ｄ変換後の前述の信号の処理のためのハードウェアと命令セットを含むことができる。本願発明の目的は、機能要素の構造、および、本願発明の目的に関する可能化装置の要素を集積化し、うまく埋め込むことである。

本願発明の１つの態様にしたがって、複数の機能要素および前記の機能要素に結びついた機能を利用するホスト・デバイスの相互接続を許容するための方法は、−ネットワークを確立するステップであって、このネットワークで、各々コネクタ接続を有する前記の複数の機能要素と、ホスト・デバイスとが、選択的に通信することができる、ステップと、−プログラム規則を使用している受信信号を処理するステップと、−前記コネクタの前記ソース接続および／またはやデスティネーション接続を識別することによって前記処理された信号を送信するステップと、を含む。

本願発明の例示的な実施形態にしたがって、この方法は、本願発明にしたがう、電子デバイスの実施形態の上で実行されるように構成される。

本願電子デバイスの種々の実施形態に関する前述の考慮点は、関連したハウジングまたは方法の実施形態に、必要な変更を加えて、柔軟に適用することができる。そして、逆もまた同じ。これは、当業者であれば理解できることである。

前述の考察のように、本願発明の異なる態様の利用は、各々の特定の実施形態に依存する複数の問題から生じる。複数の異なる機能および容易な接続性を提供するために、本願発明にしたがう電子デバイスを生成するための製造コストは、手頃な簡単に入手できる材料、要素およびプロセス技術のかなり広範囲な使用によって低く保つことができる。入手可能なハウジング／電子デバイスは、ハンドヘルド・のモバイル・デバイスおよびゲーム機から、より大規模なアプリケーションまでスケーラブルである。可能なプロセス技術は、また、単なるプロトタイピング・シナリオに加えて、デバイスの迅速な産業的スケール製造を提供する。

このデバイスは、周囲のコンポーネントおよび設計に対して少しの修正でほとんどの使用シナリオに適合するように、薄く、軽く、節電を保つことができる。得られた集積化レベルは、高いものである。このデバイス構造、埋め込まれた要素、および、接続は、達成されるコンパクト構造を考えると、外的なインパクトに対して頑強につくることができる。これは、デバイスの適用要素および接続に対して、より良い保護を提供する。

それでも、ハウジング構造と接続とは、特に、例えば、産業オートメーション／エレクトロニクス制御装置を含む種々の産業的アプリケーションによく適合する。例えば、湿ったおよび／または埃っぽい空気の敵対的な使用環境からの、密封したダストを寄せ付けない隔離を提供することができるからである。

好適には、ツール（例えばスナップ嵌め）なしで実行可能であるハウジングの可能な置換性に関して、多くの関連した利益が、考えられる。デバイスのハウジングは、ある使用のために特別仕立てでありえ、関連した埋め込み機能要素およびホスト・デバイスへの接続代替を備えることができる。新規の使用および破損の際、カバーは、柔軟に埋め込まれた同様なまたは異なる機能要素を有する新規のものに変化することができる。すべての可能性がある要素が、同じハウジングに含まれなければならないわけではない。そのことは、個々のハウジングをより単純に、より軽く、より小さく、また、より入手し易くする、

また、タッチ・ベース入力は、本願発明の手段により正確な、位置特定触覚フィードバックと巧妙にリンクすることができる。

「．．．の数」という表現は、ここでは、１から始まっている任意の正整数を指すことができる。「複数の」という表現は、２から始まっている任意の正整数を指すことができる。

本願発明の異なる実施形態は、また、付随する独立請求項において開示される。

次に、本願発明のこの実施形態は、添付の図面を参照して、より詳細にレビューされる。ここで、
図１は、本願発明の１つの実施形態にしたがって、電子デバイスの例示的な構成を図示する。 図２は、本願発明の１つの実施形態にしたがって、複数の機能要素とホスト・デバイスとの相互接続を可能にする方法のフローチャートを図示する。

図１を参照すると、本願発明の１つの実施形態のシステム・ブロック図が、図示される。電子デバイス１００や可能化装置は、開示されたものに加えて、種々の追加的なコンポーネントを含むことができる。当業者の読者は理解するように、開示されたコンポーネントの構成は、また、各々の用途シナリオの要求に依存して、明示的に表されたものと異なることができる。ここで、本願発明を、利用することができる。

ベース材料を、機能要素１０２、コネクタ１０６、コントローラ１１０、および、Ｉ／Ｏ装置１０４、１０６、１０８、１１２、または、そこに取り付けられる／提供されるそれらの部分のサポート表面を提供するために使用することができ、これは、デバイス１００のハウジングにおいて、さらに要素を埋め込むのを容易にする。図１において、機能コンポーネント１０２や他の記述された機能を有する要素は、可能化装置の要素とは対照的に、多機能カバー１０２として参照することができる。垂直の点線は、例として、デバイス１００ハウジング構造における可能性があるレベル、また、種々のコンポーネントの埋め込みの実現を表わす。垂直の点線の間の各々の面積は、構成コンポーネント１０２の例示的な分割、および、可能化装置と電子デバイス１００の部分を表示する。この装置のパーツやデバイス１００を定義する領域の各々は、ベース材料やハウジング構造に少なくとも部分的に埋め込まれていることができる。当業者は、また、開示された実施形態は、図示する目的のためにだけ造られたものであり、そして、ここにチェックされる革新的な支点は、さらに、組込形コンポーネント１０２、１０４、１０６、１０８、１１０、１１２の所望の数、レベル、分布そして配分を達成するために、前記した装置とデバイス１００のありうる分割をカバーするという事実を理解する。

本願実施形態において、その可能化装置は、基本的に別々のコネクタ１０６およびコントローラ１１０ユニットに分割され、使用される機能コンポーネント１０２の量にしたがって、適切な数の第１の接続手段１０４、および、ホスト・デバイス１ １４または、他の機能要素を、電子デバイス１００と接続するための単純な第２の接続手段１１２を有する、あるコネクタ１０６と共に、ベース材料の上に配置される。コネクタ１０６とコントローラ１１０とは、本質的には、いかなる既知の可能な接続１０８とでも集積または接続される。加えて、例えば、別のデバイス、ホスト・デバイス１１４または他の機能要素を用いた可能化装置の構成は、コントローラ１１０に対して行うことができる。これは、第２の接続手段１１２を用いて電子デバイス１００に本質的に収容される。そして、それは、たとえば、異なるホスト・デバイス（ホストＣＰＵ）１１４や他の機能要素などその機能要素１０２や可能化装置を用いて電子デバイス１００を構成することを可能にする。

ベース材料は、例えば、回路基板、任意選択的にプラスチック、シリコン、ゴムまたはこれらの混成を含むフレキシブル基板を任意選択的に確立することができる。このベース材料は、したがって、フィルムまたはシートなどの薄い下敷であることができる。ベース・コンポーネントは、単一ピース、または、モールド・プロセスの前かその間にまとめられるたいくつかのピースから成ることができる。ベース材料はベース材料の内部で電気伝導度を提供する、および／または電子デバイス１００の中で、他の部分から、および／または、それに電気を提供するように構成することができる。したがって、ベース材料は、基板内に、電子回路、導体、その他の種々の光エレクトロニクスを収容するために、多くの凹部、空洞またはホールを含むことができる。代替的に、そのエレクトロニクスや機能要素１０２は、基板の上で、例えば、選択されたプリント技術を利用することによって、または、例えば接着剤で、その基板に、例えばＳＭＴ（表面実装技術）やフリップチップ・エンティティなどの既製のエンティティとしてアタッチすることによって提供することができる。

いくつかの実施形態において、このベース材料は、ポリイミド（ＰＩ）を含むことができる。ポリイミドは、フレキシブルな、好適には透明な、ベース要素、または「基板」を造るために利用することができる。

いくつかの実施形態において、Ｆ−４材料は、ベース材料として利用することができる。例えば、プリント回路基板（ＰＣＢ）を形成することができる。

機能要素１０２は、タッチ感知および触覚型／振動アラーム、または、フィードバック機能提供コンポーネントを含むことができる。また、それらは、例えば、音響入力（マイクロフォン）デバイス、出力デバイス（ビーパー／ブザー、拡声器）、可視光または非可視光（ＬＥＤ等）、ＡＬＳデバイス、ＰＳデバイス、処理デバイス（マイクロプロセッサ、マイクロ・コントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ））および／またはメモリ・チップ、または、種々のまだ述べていないセンサに加えてプログラマブル・ロジック・チップを含むことができる。実際に、無数の技術をインプリメントすることができる。

図１で示される実施形態で、ベース材料が、たとえば、カバー構造の中、または、上にタッチ領域を囲み、そうして定義するように設計されている場合、機能要素１０２を、例えば歪みおよび／または光感知コンポーネントを備えるように選ぶことができる。機能要素１０２の配置または数は、制限的でなく、アプリケーションおよび使用された技術にかなり依存する。これは、当業者には明らかである。例えば、機能要素１０２は、図１のカバー構造の周辺で均一に、または、タッチ領域の角などの重要な場所に、より選択的に分布することができる。

電子デバイス１００に触覚／振動アラームまたはフィードバック機能を提供する適用された触覚／振動コンポーネントは、少なくとも１つの圧電アクチュエーターまたは振動モーターを備えることができる。ハウジングとの効果的な集積化は、ユーザへの効果的な触覚フィードバックを確実にする。

複数の触覚／振動コンポーネントの集積化で、触覚フィードバックは、特別仕立てで、より正確であることができる。この触覚コンポーネントは、システマティックな（マトリックス等）、たとえば、均一に全ての表面をおおうか、均一にタッチ面を周回する潜在的に対称なフォーメーションで構成することができる。タッチ感知コンポーネントと接続したフォーメーションは、ユーザに、優れたユーザ体験を提供する地域特有フィードバックを提供することができる。例えば、全体の表面が均一に（例えば、周辺で、少なくとも機能的に）触覚コンポーネントによってカバーされ、そして、ユーザが特定のポイントに圧力を加えた（例えば、指またはスタイラスによるタッチ・ベース使用など）とき、最も近い触覚コンポーネントが、関連する振動／触覚フィードバックを与え、これゆえに、一般的に、単なる振動／触覚フィードバックではなく、位置的に正確な、目標とされたフィードバックをユーザに提供することによって応答するように構成することができる。これは、例えば、ユーザが、複数ポイント介してタッチ表面に同時にコンタクトするような場合に、マルチ・タッチ・アプリケーションにおいて、特に有益でありえる。

さらに、本願の実施形態の電子デバイス１００は、ホスト・デバイス１１４を接続するために使用されるコンポーネントおよび可能化装置、または、電子デバイス１００および関連する機能を利用する他の機能要素にしたがって、好適な機能を備える。

いくつかの他の例示的な実施形態にしたがって、ベース材料は、機能要素１０２に対するサポートを提供するために、使用することができ、一方、Ｉ／Ｏコネクタ１０６やコントローラ１１０は、ベース材料の外側にあることができる。ホスト・デバイス１１４や機能要素１０２は、任意選択的に、少なくとも部分的には、上記のコントローラ１１０により提供される信号バスの上でのコントロールを引き受けるためにダイレクト・アクセスを使用することができる。コネクタ１０６は、ホスト１１４Ｉ／Ｏタイプ、および、機能要素１０２の数とタイプとに適合するコネクタのカテゴリーから選択することができる。

一緒にカバー構造を定義しているベース材料コンポーネントまたはモールド・ハウジングのいずれの形状やサイズは、どんな特定の形でも制限的でなく、このように広範囲にわたるアプリケーションに適合するように製造することができる。

適切な要素１０２および他のコンポーネント／エレクトロニクスを決定する際に、個々のコンポーネントおよび材料選択が一緒に動き、そして、全体的な装置の選択された製造プロセスが生き残ることに、特に注意しなければならない。これは、自然に、たとえば、製造工程対要素データシートに基づいて、あるいは，生成されたプロトタイプを分析することによって、好適には前もってチェックされる。

前述のベース材料は、所望の形状とサイズに製造される。

タッチ感知コンポーネントおよび触覚型や振動コンポーネントなど異なる機能を有する好適な機能要素１０２が、前述のベース材料に取り付けられる。上でリストされた補足要素およびエレクトロニクスは、また、その材料の上に追加することができる。代替的に、要素１０２やエレクトロニクスを基板の中に提供することができる。コンポーネント、要素およびエレクトロニクスは、そのように、「多機能カバー」構造を備えることができる。これは、前述のベース材料に取り付けられる、または、ベース材料に直接取り付けることができる。

例えば、シートまたはフィルムなどの少なくとも１つの基板層を、導体などのエレクトロニクスおよび所望のコントロール回路に最初に提供することができる。関連チップおよび他のエンティティは、基板の上に、フリップチップ・ボンディング装置により提供することができる、または、例えば、インクジェット・プリンタを利用して造ることができる。

要素１０２およびエレクトロニクスは、例えば、エポキシ接着剤などの接着剤で、目標基板に取り付けることができる。（電気的コンタクトを可能にするために）導電性の、および、（単なる固定のために）非導電性接着剤の両方とも利用することができる。そのようなコンポーネントは、好適には、射出成形プロセスなどの利用されたハウジング・コンポーネント確立プロセスの圧力と温度に耐えるように選択される。

したがって、適切なプリント技術が、また、利用される。例えば、コンポーネントを、インクジェット・プリンタまたは他の適用可能デバイスで、基板に印刷することができる。

一般的に、印刷されたエレクトロニクスを提供するために可能である技術は、スクリーン印刷、ロータリー・スクリーン印刷、グラビア印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷、タンポ印刷、（ＰＷＢ−基板、プリント基板におけるような）エッチング、転写ラミネート、薄膜デポジション、その他を含むことができる。たとえば、伝導性ペーストのコンテキストにおいて、銀ベースＰＴＦ（ポリマー厚膜）ペーストを、基板の上に所望の回路設計をスクリーン印刷するために利用することができる。また、例えば、銅またはカーボン・ベースＰＴＦペーストを、使用することができる。代替的に、銅／アルミニウム層を、エッチングによって得ることができる。更なる代替として、導電性ＬＴＣＣ（低温同時焼成セラミックス）またはＨＴＣＣ（高温焼成セラミック多層基板）ペーストを、基板の上へ焼結することができる。また、銀／金ベース・ナノ粒子インクを、導体を生成するために使用することができる。

ペースト／インクは、好適には、印刷技術および基板材料に関連して選択される。異なるプリント技術がたとえば、使用されたインク／ペーストから異なる流動学的特性を要求するからである。また、異なる印刷技術は、時間ユニット毎にインク／ペーストの様々な総計を提供し、それは、しばしば、達成できる誘電率の数値に影響する。

一般的に、本願発明の実施形態において、ハウジングにおける前述の要素１０２およびエレクトロニクスのインストール深さと並んで確立したハウジングの厚みは、その表面の部分（全体的な電子デバイス１００の内部あるいは外部表面）を形成するように、あるいは、ハウジングの中に完全に埋め込まれるまたは「隠される」ように、アプリケーションにしたがって、変化することができる。これは、全体的に、前述の埋め込まれた要素１０２のメンテナンス能力と保護のカスタマイズと並んで、造られたデバイス１００の強度、弾力性、透明度、その他のカスタマイズを可能にする。要素１０２を完全にハウジングに埋め込むことは、典型的には、より良い保護を提供する。任意選択的に、要素１０２を表面に残しておくことは、より少ない保護となるが、前述の要素１０２のメンテナンスまたは置き換えを容易にする。アプリケーションに依存して、特定の要素は、他の要素が部分的に埋め込まれるだけであるとき、完全に埋め込むことができる。

有利なフレキシブルな材料の使用は、好適には、ロール・ツー・ロール方法により、少なくともいくつかの方法項目を実行することを可能にする。これは、例えば、輸送とストレージを考慮すると、時間的、コスト的、およびスペース的にさえ、追加的な利益を提供することができる。ロール・ツー・ロールまたは「リール・ツー・リール」方法において、光学および／または電気の所望のコンポーネントは、連続的な「ロール」基板の上に配置することができる。これは、長く、また、広くの両方であることができ、工程の間、単一または複数のソース・ロールから行先ロールへ、一定の、またはダイナミックな速度で進む。このように、基板は、後で別々に切断される複数の製品を備えることができる。

ロール・ツー・ロール製造は、有利なことに、また、本願発明にしたがう製品の迅速で費用効果がよい製造を可能にする。ロール・ツー・ロール・プロセスの間に、いくつかの材料層は、「動作中に自動で（ｏｎ ｔｈｅ ｆｌｙ）」一緒に接合することができる。そして、エレクトロニクスのような前述のコンポーネントは、実際の接合の瞬間に先立って、そのときに、または、その後に、それらの上に造ることができる。ソース層および結果として生じる帯状の集合体エンティティは、さらにプロセスの間に、種々の処置を受けることができる。層の厚さ（「フィルム」のようなより薄い層はロール・ツー・ロール処理を容易にする際に通常好適である）および、任意選択的に、また、他のプロパティは、好適な範囲で、ロール・ツー・ロール処理を可能にするように選択されなければならない。

デバイス１００は、任意選択的に、ホスト・デバイス１１４として、モバイル端末、ＰＤＡ（パーソナル携帯情報機器）、産業または他のアプリケーションのための制御装置、特殊または多目的コンピュータ（デスクトップ／ラップトップ／パームトップ）、音楽またはマルチメディア・プレーヤー、その他を含む、または、構成することができる。当業者には明白であるように、デバイス１００の種々の要素を、同一のハウジングに、直接集積する、または、少なくとも、例えば、有線または無線の相互接続など、機能接続を提供することができる。

装置で含まれる１つの可能な（強制的でなければ）コンポーネントは、メモリである。これは、１つ以上の物理メモリ・チップおよび／またはカードの間で分割することができ、装置のコントロールと動作を可能にするために、例えば、コンピュータ・プログラム／アプリケーションの形式で必要なコードを含むことができる。このメモリは、例えば、ＲＯＭ（読取り専用メモリ）またはＲＡＭ−タイプ（ランダム・アクセス・メモリ）インプリメンテーションを含むことができる。このメモリは、有利に分離できるメモリーカード／スティック、フロッピー（登録商標）・ディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどの光ディスク、または、固定／脱着可能ハード・ディスクを更に参照することができる。例えば、マイクロプロセッサ、ＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）、マイクロ・コントローラまたはプログラマブル・ロジック・チップなどの少なくとも１つの処理／制御ユニットなど、処理コンポーネントは、任意選択的に、複数の協働するまたは平行の（サブ）ユニットを備え、上述のようにメモリ格納することができるアプリケーション・コードの実際の実行のために必要でありえる。

ディスプレイおよびキー、ボタン、ノブ、音声制御インタフェース、スライダー、ロッカ・スイッチ、その他の可能な従来のコントロール入力手段は、デバイス１００のユーザに、ディスプレイ・表示パネルに接続したデータ視覚化手段およびコントロール入力手段を提供することができる。それでも、いくつかのタッチ感知コンポーネントは、好適には、本願発明にしたがう、タッチ・ベースＵＩをインプリメントするために利用される。

触覚型や振動コンポーネントは、好適には、本願発明にしたがう、触覚型／振動アラームまたはフィードバック機能を有する電子デバイス１００を提供するために利用される。

データ・インタフェース、例えば、ワイヤレス・トランシーバ（ＧＳＭ（Ｇｌｏｂａｌ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｂｉｌｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）、ＵＭＴＳ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｍｏｂｉｌｅ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＷＬＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ブルートゥース、赤外線、その他）、および／または、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ポート、ＬＡＮ（例えば、イーサネット（登録商標））インタフェース、または、ファイヤワイヤ適合（例えばＩＥＥＥ１３９４）インタフェースなどの固定／有線コネクションのインタフェースは、典型的には、他のデバイスとの通信のために要求される。

デバイス１００は、カメラ、マイクロフォン、ＬＥＤ、前述のように、デバイス１００に所望の機能を提供するための周囲光感知および／または近接感知コンポーネントなどの種々の代替的または補助的要素を含むことができる。更なる機能をデバイス１００に追加することができ、そして、前述の機能を各々の特定の実施形態に依存して修正することができることは自明である。

本願発明の１つの態様にしたがって、図２は、複数の機能要素、および前述の機能要素に結びついた機能を利用するホスト・デバイスの相互接続を可能にする方法をフローチャートとして図示する。

本願発明によるデバイスにおいて、関連するネットワークが確立され（２０２）、そのネットワーク上で、各々がコネクタ接続を有する前述の複数の機能要素とホスト・デバイスとが、選択的に通信することができる。また、確立したネットワークの手段により信号を受信すると、前述の選択的な通信に応答して、前述の信号が処理され（２０４）、その処理された信号を送信する（２０６）。信号のその処理は、関連する信号のソース接続や行先接続を識別することを可能にする。更にまた、信号のその処理は、ソース接続、行先接続、および／または、適用可能プログラム規則にしたがって、信号の任意の変換、適応化、編集その他をも含むことができる。したがって、信号の伝送が、ソース接続、行先接続、および／または、適用可能プログラム規則により決定されることは明白である。

本願発明の範囲は、一緒に添付された請求項およびその等価物によって決定される。当業者は、また、開示された実施形態は、図示的な目的のためにだけ造られたものであり、ここにチェックされる革新的な支点は、さらに、実施形態、実施形態の組合せ、本願発明の各々の特定の使用ケースにより良く適合するバリエーションおよび均等物をカバーするという事実を理解する。たとえば、タッチ・ディスプレイの代わりに、提案されたソリューションをタッチパッドまたは、強制的なディスプレイ関連機能なしのいくつかの他のタッチ／ジェスチャー入力装置をインプリメントするために適用することができる。更に、タッチ・ベース・コントロール入力感知コンポーネントまたは触覚型／振動コンポーネントの代わりに、第１および第２の要素は、それぞれ、上記されたものなどの機能要素のいくつかの他のタイプを含むことができる。

Claims (12)

1. ハウジングまたは「カバー」を備える電子デバイス（１００）であって、前記ハウジングが、少なくとも１つの基板を備え、
   前記ハウジングの材料は、所望の目標とする形状にモールドされ、少なくとも部分的に、複数の機能要素（１０２）とシステム・イン・パッケージまたは１つのシステム・オン・チップが前記少なくとも１つの基板の上に埋め込まれ、前記少なくとも１つの基板は、前記ハウジングの材料がその上にモールドされる前に、選択された形状に熱形成によって予め形成され、前記システム・イン・パッケージまたは１つのシステム・オン・チップは可能化装置として実現されており、
   前記可能化装置は、
   前記複数の機能要素（１０２）と前記可能化装置との間の接続を確立するための第１の複数の接続手段（１０４）を有する第１のコネクタと、
   前記機能要素（１０２）に結びついた機能を利用して、ホスト・デバイス（１１４）に接続するための１つ以上の第２の接続手段（１１２）を有する第２のコネクタと、
   命令の格納および検索のためのメモリと、
   格納された命令にしたがって、１つの既知のフォーマットから別の所定のフォーマットに信号を変換することができる処理手段と、
   を備える、電子デバイス（１００）。
2. 前記機能要素（１０２）および前記可能化装置は、同一のベース材料の上にあり、該ベース材料は、任意選択的に、前記基板の少なくとも層または部分を確立する、請求項１に記載のデバイス（１００）。
3. 前記第１のコネクタおよび前記第２のコネクタは、前記メモリおよび処理手段を備えるコネクタ・デバイスである、請求項１または２に記載のデバイス（１００）。
4. 前記複数の機能要素（１０２）は、張力性、抵抗性、容量性および光感知コンポーネント、圧電アクチュエーター、振動モーター、発光コンポーネント、マイクロフォン、スピーカデータ・処理デバイス、メモリ・チップ、通信チップ、近接センサ、および、周囲光センサ（ａｍｂｉｅｎｔ ｌｉｇｈｔ ｓｅｎｓｏｒ）からなるグループから選択された少なくとも２つのコンポーネントを備える、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のデバイス（１００）。
5. 前記複数の機能要素（１０２）に結びついた前記機能は、触知性フィードバック、触覚フィードバック、振動、コミュニケーション、可視信号出力、サウンド出力、サウンド入力、データ処理、データ・ストレージ、近接感知、および、周囲光感知からなるグループから選択された少なくとも１つの機能を備える、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のデバイス（１００）。
6. 前記第１の複数の接続手段（１０４）は、各々が、アナログまたはデジタル信号を搬送する導体に接続されるように準備された少なくとも２つの接続端子を備える、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のデバイス（１００）。
7. 前記第１の複数の接続手段（１０４）の数は、前記複数の機能要素（１０２）の数以上である、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のデバイス（１００）。
8. 前記１つ以上の第２の接続手段１１２は、ＷＬＡＮインタフェース、ブルートゥース（登録商標）・インタフェース、赤外線インタフェース、ＵＳＢポート・インタフェース、ＬＡＮ（例えば、イーサネット（登録商標））インタフェース、ファイヤワイヤ（Ｆｉｒｅｗｉｒｅ）適合（例えばＩＥＥＥ１３９４）インタフェース、ＣＡＮバス接続インタフェースからなるグループから選択された少なくとも１つのインタフェースを備える、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のデバイス（１００）。
9. 前記命令は、第１の複数の接続手段（１０４）の第１の予め選択されたグループ、および、１つ以上の第２の接続手段（１１２）の第２の予め選択されたグループを表す予めセットされた命令を含む、請求項１ないし８のいずれか１項に記載のデバイス（１００）。
10. 前記メモリは、少なくとも部分的に、ホスト・デバイス（１１４）構成の範囲内でメモリを構成し、前記１つ以上の第２の接続手段１１２を介して前記可能化装置に接続される、請求項１ないし９のいずれか１項に記載のデバイス（１００）。
11. 前記処理手段は、少なくとも部分的に、ホスト・デバイス（１１４）構成の範囲内で処理手段を構成し、前記１つ以上の第２の接続手段（１１２）を介して前記可能化装置に接続される、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のデバイス（１００）。
12. 前記複数の機能要素と、前記機能要素と結びついた機能を利用している前記ホスト・デバイスとの相互接続を可能にするために請求項１に記載の可能化装置が行う方法であって、
    該方法は、
    ネットワークを確立するステップであって、該ネットワークで、各々コネクタ接続を有する前記複数の機能要素と、ホスト・デバイスとが、選択的に通信することができる、ステップと、
    プログラム規則を使用している受信信号を処理するステップと、
    前記コネクタのソース接続および／またはデスティネーション接続を識別することによって前記処理された信号を送信するステップと、
    を含む、方法。

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