Мобильное электронное устройство, имеющее емкостной датчик с зонами изоляции пониженной видимости, и соответствующий способ

Изобретение относится к области мобильных электронных устройств, имеющих пользовательский интерфейс для приема сенсорного ввода. Технический результат заключается в предоставлении пользователю различных конфигураций кнопок клавиатуры, требующихся пользователю в зависимости от используемого режима работы устройства. Для этого мобильное электронное устройство включает в себя емкостной датчик, имеющий электродный слой с невытравленными участками и вытравленными участками и имеющий зоны изоляции, сформированные на вытравленных участках, и сегментированный оптический затвор, расположенный на стороне емкостного датчика, причем оптический затвор включает в себя жидкокристаллический слой, вставленный между верхним поглощающим поляризатором и нижним поглощающим поляризатором, и включает в себя элемент увеличения отражательной способности, расположенный между жидкокристаллическим слоем и нижним поглощающим слоем. Отражательная способность элемента увеличения отражательной способности выбирается для уменьшения отношения отражательной способности на невытравленных участках к отражательной способности на вытравленных участках, чтобы сделать внешний вид пользовательского интерфейса по существу однородным в выключенном состоянии. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение в целом относится к мобильному электронному устройству, имеющему емкостной датчик с зонами изоляции пониженной видимости.

Уровень техники

Мобильные электронные устройства, такие как сотовые телефоны, карманные компьютеры, MP3-проигрыватели, дорожные компьютеры и тому подобное, являются весьма распространенными вычислительными устройствами. Электронные устройства обеспечивают различные признаки, такие как связь, вычислительные признаки, доступ в сеть Интернет, воспроизведение музыки и видео, просмотр изображений и т.д. Такие электронные устройства часто будут включать в себя устройство отображения, такое как ЖКД (жидкокристаллический дисплей, LCD).

Одна из сложных задач, ассоциированных с интеграцией новых признаков и функциональных возможностей с устройствами, подобным мобильным телефонам, включает в себя пользовательский интерфейс. Традиционные мобильные телефоны включают в себя всего лишь от 12 до 15 кнопок. Такие устройства иногда не совместимы с новыми возможностями и функциями, так как новые режимы работы, требующие новых специализированных кнопок или устройств ввода в дополнение к основным кнопкам телефона. Кроме того, устройства также могут требовать дополнительных кнопок для цели навигации или ввода в действие новых режимов в пределах устройства.

Одно из решений в отношении необходимости большего количества кнопок в пользовательском интерфейсе состоит в том, чтобы просто добавить дополнительные клавиши в устройство. Некоторые устройства, например, включают в себя полные клавиатуры от сорока до пятидесяти кнопок. Проблема при этом решении состоит в том, что многие мобильные устройства, в том числе мобильные телефоны, становятся меньше и тоньше. Когда много кнопок расположено группой в одном местоположении, вероятность путаницы или затруднения пользователя при эксплуатации устройства возрастает. К тому же в конкретном режиме многие из кнопок не нужны. Например, когда устройство находится в режиме камеры, цифровые кнопки 1-9 обычно не нужны для фотографирования.

Обычным образом переуступленные, находящиеся в процессе одновременного рассмотрения заявок на выдачу патентов США под № 11/684454, поданная 9 марта 2007 года, озаглавленная «Multimodal Adaptive User Interface for a Portable Electronic Device», и 11/679228, поданная 27 февраля 2007 года, озаглавленная «Adaptable User Interface and Mechanism for a Portable Electronic Device», включенные в материалы настоящей заявки посредством ссылки во всей своей полноте, раскрывают способ и устройство для предоставления портативного электронного устройства, которое скрывает и отображает различные конфигурации кнопок пользователю посредством оптического затвора. Оптический затвор сконфигурирован с возможностью селективного открывания и закрывания сегментов затвора прикладыванием электрического поля, тем самым скрывая и отображая пользовательские срабатывающие объекты. Определенный выше оптический затвор является емкостным датчиком, сконфигурированным с возможностью обнаружения наличия предмета, такого как палец пользователя, находящегося около или прикасающегося к любому конкретному срабатывающему объекту пользовательского интерфейса в зоне пользовательского интерфейса, видимой пользователю через прозрачное пластиковое покрытие устройства.

Емкостной датчик может включать в себя слой оксидов олова и индия (ITO), избирательно вытравленный для создания областей ITO, которые электрически изолированы друг от друга. Области, где ITO был вытравлен, известны как «зоны изоляции». Одна из проблем с таким устройством состоит в том, что области ITO отражают значительно большее количество света, чем зоны изоляции. Когда устройство находится в выключенном состоянии, может подразумеваться, что оно должно создавать однородный черный или серый внешний вид. Например, слой ITO может быть нанесен на черный или серый фон для создания черного или серого внешнего вида. Несмотря на то что большая часть света, пропущенного через емкостной датчик, может поглощаться черным фоном, дополнительный свет, который отражен от областей ITO, может быть сильно заметным в противоположность черному фону, который видим через зоны изоляции, делая заметной структуру ITO. Было обнаружено, что области ITO типично могут иметь в четыре раза большую отражательную способность, чем зоны изоляции.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Мобильное электронное устройство и соответствующий способ имеют пользовательский интерфейс для приема сенсорного ввода. Мобильное электронное устройство включает в себя емкостной датчик, имеющий электродный слой с невытравленными участками и вытравленными участками и имеющий зоны изоляции, сформированные на вытравленных участках, и сегментированный оптический затвор, расположенный на стороне емкостного датчика, оптический затвор включает в себя жидкокристаллический слой, вставленный между верхним поглощающим поляризатором и нижним поглощающим поляризатором, и включает в себя элемент увеличения отражательной способности, расположенный между жидкокристаллическим слоем и нижним поглощающим слоем. Отражательная способность элемента увеличения отражательной способности выбирается для уменьшения отношения отражательной способности на невытравленных участках к отражательной способности на вытравленных участках, чтобы сделать внешний вид пользовательского интерфейса по существу однородным в выключенном состоянии.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для того чтобы описать способ, которым могут быть получены преимущества и признаки изобретения, более конкретное описание изобретения, кратко описанного выше, будет представлено ссылкой на отдельные варианты его осуществления, которые проиллюстрированы на прилагаемых чертежах. С пониманием, что эти чертежи изображают всего лишь типичные варианты осуществления изобретения и поэтому не должны считаться ограничивающими его объем, изобретение будет описано и пояснено с дополнительной специфичностью и детализацией посредством использования прилагаемых чертежей, на которых:

фиг.1 иллюстрирует примерную схему мобильного электронного устройства в соответствии с возможным вариантом осуществления изобретения;

фиг.2 иллюстрирует схему примерного мобильного электронного устройства в соответствии с возможным вариантом осуществления изобретения;

фиг.3 иллюстрирует примерную структурную схему примерного мобильного электронного устройства в соответствии с возможным вариантом осуществления изобретения; и

фиг.4 - примерная блок-схема последовательности операций способа, иллюстрирующая способ производства согласно вариантам осуществления изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Дополнительные признаки и преимущества изобретения будут изложены в описании, которое следует, и будут частично очевидны из описания или могут быть изучены при осуществлении изобретения на практике. Признаки и преимущества изобретения могут быть реализованы и получены посредством инструментов и комбинаций, подробно указанных в прилагаемой формуле изобретения. Эти и другие признаки настоящего изобретения станут полнее очевидными из последующего описания и прилагаемой формулы изобретения или могут быть изучены посредством осуществления изобретения на практике, как изложено в материалах настоящей заявки.

Различные варианты осуществления изобретения подробно описаны ниже. Несмотря на то что обсуждены некоторые реализации, должно быть понятно, что это сделано исключительно для целей иллюстрации. Специалист в соответствующей области техники будет осознавать, что другие компоненты и конфигурации могут использоваться не выходя из сущности и объема изобретения.

Изобретение содержит многообразие вариантов осуществления, таких как способ и устройство, и другие варианты осуществления, которые относятся к базовым концепциям изобретения. Изобретение может включать в себя трансформирующуюся клавиатуру, которая выполняет скрывание и открывание функций посредством открывания и закрывания затворов в элементе оптического затвора. Элемент оптического затвора действует в качестве сегментированного электрооптического устройства по той причине, что он избирательно изменяет ось поляризации света, проходящего через клавиатуру. Когда электрооптическое устройство используется в соединении со слоями поляризации света, изменение оси поляризации заставляет предопределенные затворы открываться или закрываться, изменяя внешний вид, видимый пользователю.

Слои поляризации света поглощают свет, поляризованный вдоль оси поляризации, и пропускают свет, поляризованный вдоль второй оси поляризации. Несмотря на то что некоторое небольшое количество света, поляризованного вдоль первой оси, может отражаться, большая часть света поглощается поляризатором. Эти поляризаторы поэтому обычно являются серыми или черными по внешнему виду при поглощении света. Таким образом, когда все оптические затворы закрыты, поверхность устройства может иметь серый или черный внешний вид, и было бы выгодно, если бы этот внешний вид был однородным. Настоящее изобретение обеспечивает по существу однородный внешний вид для поверхности мобильных электронных устройств, как дополнительно описано ниже.

Фиг.1 иллюстрирует примерную схему мобильного электронного устройства 100 в соответствии с возможным вариантом осуществления изобретения. Мобильное электронное устройство может включать в себя дисплей 101 высокого разрешения и сегментированный электрооптический дисплей 102. Сегментированный электрооптический дисплей 102 сконфигурирован в качестве оптического затвора, чтобы представлять основанную на режиме динамическую клавиатуру 103 пользователю. Основанная на режиме динамическая клавиатура 103 может отображать одну из множества конфигураций клавиатуры и ассоциирована с текущим режимом работы электронного устройства 100. Основанная на режиме динамическая клавиатура 103 и ее конфигурация клавиатуры могут включать в себя только те кнопки, которые необходимы для навигации в конкретном режиме работы устройства.

В дополнение к дисплею 101 высокого разрешения и сегментированному электрооптическому дисплею 102 примерное электронное устройство 100, показанное на фиг.1, также может включать в себя устройство 104 навигации. Устройство 104 навигации может использоваться для избирательной навигации между различными режимами устройства. Устройство 104 навигации также может использоваться в качестве органа управления для каждого режима работы. Устройство 104 навигации может быть непрерывно доступным пользователю. В качестве альтернативы устройство навигации может избирательно скрываться и отображаться сегментированным электрооптическим дисплеем 102. Устройство 104 навигации, в варианте осуществления по фиг.1, расположено в области 106 клавиатуры электронного устройства 100. Это геометрическое местоположение предоставляет устройству 104 навигации возможность быть большим и легкодоступным.

Дисплей 101 высокого разрешения может содержать жидкокристаллический дисплей (ЖКД), сконфигурированный для предоставления информации об устройстве пользователю. Термин «дисплей 101 высокого разрешения» в материалах настоящей заявки используется для ссылки на устройство, которое может представлять текст и изображения пользователю посредством изменения большого количества пикселей, которые, когда совместно просматриваются пользователем, формируют представленный текст или изображение. Термин «высокое разрешение» в материалах настоящей заявки используется, чтобы означать дисплей, пригодный для представления текста, информации и графики на мобильном устройстве с достаточной глубиной детализации, с тем чтобы легко переключаться между графикой или текстом. Например, дисплей высокого разрешения был бы пригодным для представления изображения пользователю в формате Объединенной группы экспертов по машинной обработке фотографических изображений (JPEG). Такие дисплеи обычно сконфигурированы для включения и выключения отдельных пикселей посредством формирователя отображения для представления информации с высоким разрешением. Примеры включают в себя отражательный ЖКД или ЖКД с подсветкой 256-пикселей на 128 пикселей, хотя может использоваться ЖКД любого размера.

Передняя поверхность 105 электронного устройства 100 формирует полный пользовательский интерфейс. В области 106 клавиатуры сегментированный электрооптический дисплей 102 предоставляет динамический интерфейс пользовательского ввода. Этот динамический пользовательский интерфейс сконфигурирован для представления разных индикаторов, которые могут появляться в качестве срабатывающих объектов, например, по всему пользовательскому интерфейсу в области 106 клавиатуры.

Фиг.2 иллюстрирует вид сбоку динамического пользовательского интерфейса 200, который может формировать примерное электронное устройство 100 в соответствии с вариантами осуществления изобретения. Пользовательский интерфейс 200 может включать в себя несколько слоев. Несмотря на то что показано несколько слоев, не все и каждые слои могут быть необходимыми для каждого приложения, а показанная структура является примерной. Кроме того, дополнительные не показанные слои также могли бы быть включены в пользовательский интерфейс по необходимости, такие как слои подложки и электродные слои.

Пользовательский интерфейс 200 включает в себя сегментированный оптический затвор 202, емкостной датчик 204 и слой 206 покрытия. Оптический затвор 202 включает в себя нижний поляризатор 208, слой 210 DBEF, поляризатор 212 низкой E, жидкокристаллический материал 214 и верхний поляризатор 216. Нижний поляризатор 208 и верхний поляризатор 216 могут быть поглощающими поляризаторами. Оптический затвор также может включать в себя шаблонный электрод (не показан), показывающий кнопки или символы, и приложение электрического поля может избирательно заставлять изменяться свойства пропускания жидкокристаллического материала, таким образом вызывая избирательное открывание и закрывание окон оптического затвора, чтобы отображать кнопки по необходимости. Например, режим музыкального проигрывателя может соответствовать первой конфигурации, а режим телефона может соответствовать альтернативной конфигурации. Жидкокристаллический материал 214 может быть материалом скрученного нематического жидкого кристалла (TNLC), хотя могут использоваться другие типы жидкокристаллического материала. Слой 206 покрытия может быть тонкой пластиковой пленкой, стеклом или другими подходящим материалом.

Емкостной датчик 204 сконфигурирован для обнаружения присутствия предмета, такого как палец пользователя, находящегося около или прикасающегося к пользовательскому интерфейсу 200. Обнаруживается изменение емкости возле области, к которой прикасаются, и таким образом может обнаруживаться выбор пользователем срабатывающих объектов, таких как кнопка на клавиатуре. Емкостной датчик может быть сформирован из электродного слоя 218 и связывающего слоя 220. Электродный слой 218 может быть оксидами олова и индия (ITO), например, которые вытравлены для создания областей ITO, которые электрически изолированы друг от друга. Области, где ITO был вытравлен, являются «зонами изоляции», как показано в центре на фиг.2, между двумя участками электродных слоев 218. Связывающий слой сформирован под электродным слоем 218 и между участками электродного слоя 218 в зонах изоляции.

Электродный слой 218 и любая лежащая в основе подложка может быть наслоена на черный или серый цвет, чтобы придавать черный или серый внешний вид устройству, когда оно в выключенном состоянии. Однако электродный слой 218 отражает по существу большее количество света, чем зоны изоляции, что могло бы приводить к нежелательному видимому контрасту между зонами ITO и зонами изоляции. Варианты осуществления настоящего изобретения по существу устраняют этот видимый контраст благодаря использованию отражающего поляризатора 210. Отражающий поляризатор 210 может быть DBEF (двойной пленкой усиления яркости), такой как Vikuiti DBEF 3M. Отражающий поляризатор 210 пропускает свет первой поляризации и отражает свет другой поляризации.

Поляризатор 212 низкой E является поляризатором низкой эффективности. Поляризатор низкой E является поглощающим поляризатором с низкой эффективностью поляризации относительно таковой у поляризатора полного поглощения, где эффективность поляризации определяется в качестве количества поляризованного света, пропускаемого в направлении максимального пропускания поляризованного света поляризатора, деленного на количество поляризованного света, пропускаемого в направлении минимального пропускания поляризованного света поляризатора, когда источник неполяризованного света проецируется через поляризатор. Поляризатор низкой E может использоваться для корректировки внешнего вида пользовательского интерфейса. В частности, без использования поляризатора 212 низкой E отражающий поляризатор 210 может придавать серебристый или глянцеватый внешний вид пользовательскому интерфейсу. Может быть желательным иметь пользовательский интерфейс, который имеет серый внешний вид, который может быть придан включением поляризатора 212 низкой E. Уровень серого может регулироваться выбором поляризатора низкой E с надлежащей эффективностью. Варианты осуществления изобретения могут использоваться с отражающим поляризатором 210 без использования поляризатора 212 низкой E или могут использоваться как с отражающим поляризатором 210, так и с поляризатором 212 низкого E. Когда используются оба, отражающий поляризатор 210 и поляризатор низкой E, можно выбирать отражающий поляризатор с надлежащей величиной отражательной способностью и выбирать поляризатор низкой E с эффективностью для придания желательного внешнего вида.

Фиг.3 - график, иллюстрирующий % отражательной способности в зонах изоляции по сравнению с зонами ITO в конфигурации A, которая является структурой по фиг.2, без отражающего поляризатора 210 и поляризатора 212 низкой E, и конфигурации B, которая является структурой по фиг.2, с отражающим поляризатором 210 и поляризатором 212 низкой E. В конфигурации A отражательная способность в % в зонах ITO является отражательной способностью в приблизительно 2%, наряду с тем, что в зонах изоляции отражающая способность в % имеет значение приблизительно 0,5%. Это имеет следствием контраст между зонами ITO и зонами изоляции 2/0,5, или 4:1, который создает нежелательный видимый контраст во внешнем виде между зонами ITO и зонами изоляции.

В конфигурации B, которая является структурой по фиг.2 с отражающим поляризатором 210 и поляризатором 212 низкой E, отражательная способность в % поднята как в зонах изоляции, так и зонах ITO приблизительно на 25%. Это дает в результате отражательную способность в % в зонах ITO приблизительно 27%, а в зонах изоляции приблизительно 25,5%, которая создает контрастность 27/25,5, 1,05:1. Это имеет следствием по существу невидимый контраст между зонами изоляции и зонами ITO, приводя к по существу однородному серому или черному внешнему виду.

Фиг.4 иллюстрирует примерную блок-схему последовательности операций способа производства мобильного электронного устройства согласно вариантам осуществления изобретения. На 4100 способ начинается. На 4200 размещается емкостной датчик, имеющий электродный слой с невытравленными участками и вытравленными участками и имеющий зоны изоляции, сформированные на вытравленных участках.

На 4300 сегментированный оптический затвор размещается на стороне емкостного датчика. Оптический затвор включает в себя жидкокристаллический слой, вставленный между верхним поглощающим поляризатором и нижним поглощающим поляризатором, и включает в себя элемент увеличения отражательной способности, расположенный между жидкокристаллическим слоем и верхним поглощающим поляризатором.

На 4400 выбирается отражательная способность элемента увеличения отражательной способности для уменьшения отношения отражательной способности на невытравленных участках к отражательной способности на вытравленных участках, чтобы сделать внешний вид пользовательского интерфейса по существу однородным в выключенном состоянии. На 4500 последовательность операций заканчивается.

Хотя приведенное выше описание может содержать в себе специфические подробности, они не должны интерпретироваться в качестве ограничивающих формулу изобретения каким бы то ни было образом. Другие конфигурации описанных вариантов осуществления изобретения являются частью объема этого изобретения. Соответственно, изобретение скорее должны определять только прилагаемая формула изобретения и ее юридические эквиваленты, нежели какие бы то ни было приведенные отдельные примеры.

1. Мобильное электронное устройство, имеющее пользовательский интерфейс для приема сенсорного ввода, содержащее:
емкостной датчик, имеющий электродный слой с невытравленными участками и вытравленными участками и имеющий зоны изоляции, сформированные на вытравленных участках; и
сегментированный оптический затвор, расположенный на стороне емкостного датчика, причем оптический затвор включает в себя жидкокристаллический слой, вставленный между верхним поглощающим поляризатором и нижним поглощающим поляризатором и включающий в себя элемент увеличения отражательной способности, расположенный между жидкокристаллическим слоем и нижним поглощающим поляризатором,
в котором отражательная способность элемента увеличения отражательной способности выбирается для уменьшения отношения отражательной способности на невытравленных участках к отражательной способности на вытравленных участках, чтобы сделать внешний вид пользовательского интерфейса, по существу, однородным в выключенном состоянии.

2. Мобильное электронное устройство по п.1, в котором элемент увеличения отражательной способности является отражающим поляризатором.

3. Мобильное электронное устройство по п.2, в котором отражающий поляризатор является поляризатором с двойной пленкой усиления яркости (DBEF).

4. Мобильное электронное устройство по п.1, дополнительно содержащее поляризатор низкой эффективности, расположенный между жидкокристаллическим слоем и элементом увеличения отражательной способности.

5. Мобильное электронное устройство по п.4, в котором эффективность поляризатора низкой эффективности выбрана, чтобы придавать требуемый серый внешний вид пользовательскому интерфейсу.

6. Мобильное электронное устройство по п.1, в котором жидкокристаллический слой является слоем скрученных нематических жидких кристаллов.

7. Мобильное электронное устройство по п.1, в котором мобильное электронное устройство является одним из мобильного телефона, сотового телефона, беспроводной радиостанции, портативного компьютера, дорожного компьютера, МР3-проигрывателя и спутникового радиоприемника.

8. Способ изготовления мобильного электронного устройства, содержащего пользовательский интерфейс для приема сенсорного ввода, содержащий этапы, на которых:
размещают емкостной датчик, имеющий электродный слой с невытравленными участками и вытравленными участками и имеющий зоны изоляции, сформированные на вытравленных участках;
размещают сегментированный оптический затвор на стороне емкостного датчика, причем оптический затвор включает в себя жидкокристаллический слой, вставленный между верхним поглощающим поляризатором и нижним поглощающим поляризатором и включающий в себя элемент увеличения отражательной способности, расположенный между жидкокристаллическим слоем и нижним поглощающим поляризатором; и
выбирают отражательную способность элемента увеличения отражательной способности для уменьшения отношения отражательной способности на невытравленных участках к отражательной способности на вытравленных участках, чтобы сделать внешний вид пользовательского интерфейса, по существу, однородным в выключенном состоянии.

9. Способ по п.8, в котором элемент увеличения отражательной способности является отражающим поляризатором.

10. Способ по п.9, в котором отражающий поляризатор является поляризатором с двойной пленкой усиления яркости (DBEF).

11. Способ по п.8, дополнительно содержащий этап, на котором размещают поляризатор низкой эффективности между жидкокристаллическим слоем и элементом увеличения отражательной способности.

12. Способ по п.11, в котором эффективность поляризатора низкой эффективности выбрана, чтобы придавать требуемый серый внешний вид пользовательскому интерфейсу.

13. Способ по п.8, в котором жидкокристаллический слой является слоем скрученных нематических жидких кристаллов.

14. Способ по п.8, в котором мобильное электронное устройство является одним из мобильного телефона, сотового телефона, беспроводной радиостанции, портативного компьютера, дорожного компьютера, МР3-проигрывателя и спутникового радиоприемника.

15. Устройство, имеющее пользовательский интерфейс для приема сенсорного ввода, содержащее:
емкостной датчик, имеющий электродный слой с невытравленными участками и вытравленными участками и имеющий зоны изоляции, сформированные на вытравленных участках; и
верхний поглощающий поляризатор, расположенный на стороне емкостного датчика;
жидкокристаллический слой, расположенный на стороне верхнего поглощающего поляризатора напротив емкостного датчика;
элемент увеличения отражательной способности, расположенный на стороне жидкокристаллического слоя напротив верхнего поглощающего поляризатора; и
нижний поглощающий поляризатор, расположенный на стороне элемента увеличения отражательной способности напротив жидкокристаллического слоя; и
в котором отражательная способность элемента увеличения отражательной способности выбирается для уменьшения отношения отражательной способности на невытравленных участках к отражательной способности на вытравленных участках, чтобы сделать внешний вид пользовательского интерфейса, по существу, однородным в выключенном состоянии.

16. Устройство по п.15, в котором элемент увеличения отражательной способности является отражающим поляризатором.

17. Устройство по п.16, в котором отражающий поляризатор является поляризатором с двойной пленкой усиления яркости (DBEF).

18. Устройство по п.15, дополнительно содержащее поляризатор низкой эффективности, расположенный между жидкокристаллическим слоем и элементом увеличения отражательной способности.

19. Устройство п.18, в котором эффективность поляризатора низкой эффективности выбрана, чтобы придавать требуемый серый внешний вид пользовательскому интерфейсу.

20. Устройство по п.15, при этом устройство является одним из мобильного телефона, сотового телефона, беспроводной радиостанции, портативного компьютера, дорожного компьютера, МР3-проигрывателя и спутникового радиоприемника.