устройство ввода для электронного устройства и электронное устройство, имеющее устройство ввода

Формула изобретения

1. Устройство ввода для электронного устройства, причем устройство ввода содержит:

основание;

рамку, соединенную с возможностью поворота с основанием;

роликовый элемент, поддерживаемый с возможностью вращения с помощью рамки;

по меньшей мере, одну кнопку, соединенную с возможностью поворота на стороне основания.

2. Устройство ввода по п.1, в котором, по меньшей мере, одна кнопка включает в себя пару кнопок, причем каждая кнопка расположена на основании около противоположных концов роликового элемента.

3. Устройство ввода по п.1, в котором роликовый элемент включает в себя цилиндрический корпус и часть оси, причем часть оси поддерживают на рамке.

4. Устройство ввода по п.3, которое также содержит:

подложу поддержки схем, расположенную под основанием;

модуль датчика вращения, который воспринимает вращение роликового элемента, причем часть модуля датчика вращения расположена на подложке поддержки схем; и

множество переключателей, расположенных на подложке поддержки схем, причем один из множества переключателей расположен под рамкой, а другой из множества переключателей расположен, по меньшей мере, под одной кнопкой.

5. Устройство ввода по п.4, в котором часть модуля датчика вращения, расположенная на подложке поддержки схем, является датчиком вращения.

6. Устройство ввода по п.5, в котором модуль датчика вращения включает в себя кольцевой магнит, расположенный на части оси роликового элемента, причем кольцевой магнит имеет множество чередующихся полюсов: север и юг.

7. Устройство ввода по п.6, которое также содержит магнит храповика, расположенный между кольцевым магнитом и рамкой, причем магнит храповика сконфигурирован с возможностью предоставления небольшого сопротивления вращению роликового элемента.

8. Устройство ввода по п.4, которое также содержит упругую прокладку, расположенную между подложкой поддержки схем и рамкой.

9. Устройство ввода по п.3, которое также содержит кольцевой магнит, расположенный на части оси роликового элемента, причем кольцевой магнит имеет множество чередующихся полюсов: север и юг.

10. Устройство ввода по п.9, которое также содержит магнит храповика, расположенный между кольцевым магнитом и рамкой, причем магнит храповика сконфигурирован с возможностью предоставления небольшого сопротивления вращению роликового элемента.

11. Электронное устройство, содержащее:

первый корпус;

второй корпус, прикрепленный с возможностью поворота к первому корпусу; и

устройство ввода, расположенное в первом корпусе, причем устройство ввода включает в себя:

основание;

рамку, соединенную с возможностью поворота с основанием;

роликовый элемент, поддерживаемый с возможностью вращения с помощью рамки; и

по меньшей мере, одну кнопку, соединенную с возможностью сворота на стороне рамки.

12. Электронное устройство по п.11, в котором, по меньшей мере, одна кнопка включает в себя пару кнопок, причем каждая кнопка расположена на основании около противоположных концов роликового элемента.

13. Электронное устройство по п.12, в котором роликовый элемент включает в себя цилиндрический корпус и часть оси, причем часть оси поддерживают на рамке.

14. Электронное устройство по п.13, которое также содержит:

подложу поддержки схем, расположенную под основанием; модуль датчика вращения, который воспринимает вращение роликового элемента, причем часть модуля датчика вращения расположена на подложке поддержки схем; и

множество переключателей, расположенных на подложке поддержки схем, причем один из множества переключателей расположен под рамкой, а другой из множества переключателей расположен, по меньшей мере, под одной кнопкой.

15. Электронное устройство по п.14, в котором часть модуля датчика вращения, расположенная на подложке поддержки схем, является датчиком вращения.

16. Электронное устройство по п.15, в котором модуль датчика вращения включает в себя кольцевой магнит, расположенный на части оси роликового элемента, причем кольцевой магнит имеет множество чередующихся полюсов: север и юг.

17. Электронное устройство по п.16, которое также содержит магнит храповика, расположенный между кольцевым магнитом и рамкой, причем магнит храповика сконфигурирован с возможностью предоставления небольшого сопротивления вращению роликового элемента.

18. Электронное устройство по п.14, которое также содержит упругую прокладку, расположенную между подложкой поддержки схем и рамкой.

19. Электронное устройство по п.13, которое также содержит кольцевой магнит, расположенный на части оси роликового элемента, причем кольцевой магнит имеет множество чередующихся полюсов: север и юг.

20. Электронное устройство по п.13, в котором первый корпус включает в себя клавиатуру, а второй корпус включает в себя модуль дисплея.

21. Электронное устройство по п.20, в котором подложка

поддержки схем включает в себя множество переключателей, которые соответствуют клавиатуре, и управляют модулем дисплея.

22. Электронное устройство по п.11, в котором второй корпус включает в себя углубленную часть, сконфигурированную с возможностью закрывать устройство ввода в закрытом положении без передачи силы в устройство ввода.

23. Электронное устройство по п.11, в котором первый корпус и второй корпус определяют подвижный терминал.

Приоритет по пунктам:

28.02.2006 по пп.2-6, 9, 11-16, 19-21 и 23;

31.03.2006 по пп.1, 7, 8, 10, 17, 18 и 22.

Описание изобретения к патенту

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к устройству ввода для электронного устройства и электронному устройству, имеющему такое устройство ввода. Более конкретно, устройство ввода включает в себя как роликовый элемент, так и, по меньшей мере, одну кнопку, смежную с роликовым элементом, и электронное устройство включает в себя устройство ввода.

Уровень техники

Многие электрические устройства включают в себя устройство ввода, которое сконфигурировано с возможностью управления некоторым аспектом или функцией электрического устройства. Эти электрические устройства могут быть подвижными терминалами, которые, в свою очередь, представляют собой сотовый телефон, PDA, ПЦА (персональный цифровой ассистент) и тому подобные устройства, которые пользователь может носить с собой, чтобы посылать/принимать различные виды информации, такие как изображения, речь и текстовые сообщения по беспроводной связи, или чтобы принимать различные службы через соединение с предварительно определенным сервером.

Так как подвижный терминал выполняет функцию беспроводной связи, помимо различных других функций в соответствии с требованием пользователя, таких как воспроизвести музыку, видео и сделать фотографические снимки, подвижный терминал часто включает в себя устройство ввода, которое сконфигурировано с возможностью управления одной или более функциями подвижного терминала, и может допускать различные виды ввода.

Например, патент США № 6,333,473, Савада и др., раскрывает устройство ввода, которое является как вращаемым, так и нажимаемым, чтобы выдавать сигналы. В частности, устройство ввода может выдавать пять различных сигналов (два сигнала, основанных на вращении, и три сигнала, основанных на перемещении вниз). Как описано в патенте, устройство ввода включает в себя элемент 24 рамки и два нажимаемых переключателя 22А и 22В. Три сигнала, генерируемые с помощью перемещения вниз, генерируют с помощью отдельного нажатия переключателя 22А, отдельного нажатия переключателя 22В и одновременного нажатия переключателей 22А и 22В. Два сигнала вращения основаны на направлении вращения кнопки 25. Как описано в патенте, когда любой переключатель нажимают независимо, большую часть силы нажатия прикладывают к этому переключателю, однако из-за конфигурации 24 рамки некоторую силу прикладывают к противоположному переключателю.

По существу, переключатели многократно подвергают большей силе, чем необходимо. Кроме того, так как трудно нажимать оба переключателя 22А и 22В одновременно, должна быть обеспечена отдельная функция синхронизации, чтобы определять, желает ли пользователь генерировать третий сигнал, с помощью нажатия обоих переключателей 22А и 22В. В результате потребляют дополнительную мощность, пока ожидают, чтобы обнаружить нажатие обоих переключателей 22А и 22В.

Чтобы обратиться к этой проблеме, может быть предоставлено устройство ввода, как изображено на фиг. 1, которое генерирует два сигнала вращения и один сигнал нажатия. Элемент 200 вращения обеспечен на корпусе 300. Переключатели 400 нажатия обеспечены на любой стороне элемента 200 вращения, однако из-за размера пальцев пользователя переключатели нажатия должны обеспечивать минимальный зазор 210, чтобы гарантировать, что они не нажаты, когда используют элемент 200 вращения.

Так как электронные устройства и, в частности, подвижные терминалы становятся тоньше, зазор между компонентами является очень важным. В результате устройство ввода, изображенное на фиг.1, оставляет непроизводительно использованное пространство.

Сущность изобретения

В соответствии с принципами этого изобретения, предоставлено устройство ввода для электронного устройства, которое включает в себя основание, рамку, соединенную с возможностью поворота с основанием, роликовый элемент, поддерживаемый с возможностью вращения с помощью рамки, и, по меньшей мере, одну кнопку, соединенную с возможностью поворота на стороне основания.

В другом аспекте, по меньшей мере, одна кнопка включает в себя пару кнопок и каждая кнопка расположена на основании около противоположных концов роликового элемента.

В другом аспекте роликовый элемент включает в себя цилиндрический корпус и часть оси. Часть оси поддерживают на рамке.

В другом аспекте устройство ввода включает в себя подложку поддержки схем, расположенную под основанием, модуль датчика вращения, который воспринимает вращение роликового элемента, причем часть модуля датчика вращения расположена на подложке поддержки схем, и множество переключателей, расположенных на подложке поддержки схем, причем один из множества переключателей расположен под рамкой, а другой из множества переключателей расположен, по меньшей мере, под одной кнопкой. Часть модуля датчика вращения, расположенная на подложке поддержки схем, может быть датчиком вращения. Модуль датчика вращения также может включать в себя кольцевой магнит, расположенный на части оси элемента ролика, и кольцевой магнит может иметь множество чередующихся полюсов: север и юг.

В еще одном аспекте устройство ввода может включать в себя магнит храповика, расположенный между кольцевым магнитом и рамкой. Магнит храповика сконфигурирован с возможностью предоставления небольшого сопротивления вращению роликового элемента.

В другом аспекте устройство ввода может включать в себя упругую прокладку, расположенную между подложкой поддержки схем и рамкой.

Также в соответствии с принципами изобретения предоставлено электронное устройство, которое включает в себя первый корпус, второй корпус, прикрепленный с возможностью поворота к первому корпусу, и устройство ввода, расположенное в первом корпусе. Устройство ввода включает в себя основание, рамку, соединенную с возможностью поворота с основанием, роликовый элемент, поддерживаемый с возможностью вращения с помощью рамки, и, по меньшей мере, одну кнопку, соединенную с возможностью поворота на стороне рамки. Электронное устройство может быть подвижным терминалом.

В другом аспекте первый корпус может включать в себя клавиатуру, а второй корпус может включать в себя модуль дисплея. Кроме того, подложка поддержки схем может включать в себя множество переключателей, которые соответствуют клавиатуре, и могут управлять модулем дисплея.

В другом аспекте второй корпус может включать в себя углубленную часть, сконфигурированную с возможностью закрывать устройство ввода в закрытом положении без передачи силы в устройство ввода.

Дополнительные аспекты, входящие в объем настоящего изобретения, станут более понятными из подробного описания, приведенного далее. Однако следует понимать, что подробное описание и специфичные примеры, несмотря на то, что указывают предпочтительные варианты осуществления изобретения, приведены только в качестве иллюстрации, так как различные изменения и модификации в рамках объема и сущности изобретения будут понятны специалистам в данной области техники из подробного описания.

Краткое описание чертежей

Настоящее изобретение станет более понятным из подробного описания, приведенного ниже, и сопровождающих чертежей, которые приведены только в качестве иллюстрации, и, следовательно, не являются ограничивающими настоящее изобретения, и на которых

фиг. 1 изображает устройство ввода в соответствии с традиционным уровнем техники;

фиг. 2 изображает разобранный вид в перспективе устройства ввода в соответствии с примерным вариантом осуществления настоящего изобретения;

фиг. 3А изображает частичный вид устройства ввода фиг. 2 в собранном устройстве, а фиг. 3В изображает схему магнитного устройства, обеспеченного в устройстве ввода фиг. 2;

фиг. 4 изображает устройство ввода фиг. 2 в собранном устройстве;

фиг. 5 изображает разобранный вид в перспективе подвижного терминала, включающего в себя устройство ввода фиг. 2; и

фиг. 6 изображает вид в перспективе подвижного терминала фиг. 5 в собранном устройстве.

Раскрытие изобретения

Теперь будет сделана подробная ссылка на примерный вариант осуществления настоящего изобретения, которое проиллюстрировано на сопровождающих чертежах. Далее устройство ввода и электронное устройство, включающее в себя устройство ввода, в соответствии с настоящим изобретением будут объяснены более подробно. Кроме того, несмотря на то, что настоящее изобретение объяснено со ссылкой на подвижный терминал складывающегося типа, оно также является подходящим для других подвижных терминалов, включая подвижные терминалы пластинчатого типа, поворотного типа и раздвижного типа, а также других электронных устройств.

Как видно на фиг.2 - 4, устройство 100 ввода включает в себя часть 110 корпуса, сконфигурированную с возможностью поддерживать с возможностью поворота и вращения роликовый элемент 120 и с возможностью поддерживать с возможностью поворота пару кнопок 130. Предпочтительно верхней поверхности 133 каждой кнопки 130 придана форма с возможностью иметь тот же самый радиус кривизны, что и роликовый элемент, чтобы обеспечить плавный и непрерывный вид. Понятно, что может быть обеспечена только одна кнопка. Элемент 140 обнаружения сигнала расположен внизу корпуса 110 и сконфигурирован с возможностью обнаружения вращательного движения и/или силы нажатия посредством модуля 150 датчика вращения и множества переключателей 143, соответственно, как будет описано более подробно ниже.

Часть 110 корпуса включает в себя основание 113 и рамку 111, прикрепленную с возможностью поворота к основанию 113, таким образом, что рамка 111 поддерживает роликовый элемент 120 и дает возможность роликовому элементу быть нажимаемым вниз относительно основания 113. В частности, роликовый элемент 120 включает в себя цилиндрический корпус 121 и части 123 оси, которые поддерживают в рамке 111 с помощью элементов 111а опоры. Понятно, что части 123 оси могли бы быть единой осью с цилиндрическим корпусом 121, прикрепленным к оси, или каждая часть оси могла бы быть прикреплена на концах цилиндрического корпуса 121, или могла бы быть сформирована как единое целое с ним. Рамка 111 также включает в себя нижнюю поверхность 111b, которой придана форма, чтобы дать возможность элементу ролика вращаться в рамке 111. Пара частей 111с выреза сформирована в нижней поверхности 111b, чтобы избежать причинения вреда модулю 150 датчика вращения.

База 113 определяет открытую область 113а, которая дает возможность роликовому элементу 120 частично распространяться через основание 113, в то же время быть поддерживаемым с помощью рамки 111. Арочные части 113b сформированы на противоположных сторонах основания и служат для того, чтобы закреплять ось 123 роликового элемента между основанием 113 и рамкой 111, и определяют местоположение оси I-I вращения для устройства 100 ввода. Часть 113d установки основания обеспечена на одном краю рамки 113 таким образом, что рамка 113 может быть установлена в элемент 140 обнаружения сигнала. Более конкретно, рамка прикреплена к подложке 141 поддержки схем элемента 140 обнаружения сигнала. Наконец, опоры 113с кнопок сформированы на основании 113, чтобы соединять кнопки 130 с основанием через соединительные отверстия 131, сформированные в кнопках 130.

Устройство ввода 100 генерирует сигнал, когда роликовый элемент 120 вращают или нажимают вниз по направлению к элементу 140 обнаружения сигнала. Конкретно, модуль 150 датчика вращения обнаруживает прямое и обратное вращение роликового элемента 120 в рамке 113 и преобразует это вращение в сигнал. Один из переключателей 143 расположен внизу роликового элемента 120, таким образом, что перемещение вниз роликового элемента 120 заставляет рамку 111 контактировать с переключателем 143. Затем нажатый переключатель передает сигнал.

Устройство 100 ввода также генерирует сигнал, когда нажат один из переключателей 143, расположенных под соответствующей кнопкой 130. Как упомянуто выше, каждая из кнопок 130 соединена с возможностью поворота с основанием 113 через пару опор 113с кнопок. Опоры 113с кнопок, соответствующие каждой кнопке 130, определяют ось II-II поворота, вокруг которой поворачивается соответствующая кнопка 130, 133.

Упругая прокладка 145 расположена между рамкой 111 корпуса 100 и элементом 140 обнаружения сигнала. Упругая прокладка может быть сформирована из резины, силикона или другого упругого материала и помогает в защите элемента 140 обнаружения сигнала. Как изображено на фиг. 2, упругая прокладка включает в себя множество поднятых поверхностей, которые соответствуют переключателям 143, и другие элементы, сформированные на подложке 141 поддержки схем.

Подложка 141 поддержки схем предпочтительно является тонким элементом. Каждый из множества переключателей 143 предпочтительно является купольным переключателем.

Как изображено на фиг. 2, модуль 150 датчика вращения включает в себя кольцевой магнит 151 и датчик 153, такой как датчик Холла переменного тока, который сконфигурирован с возможностью обнаружения вращения кольцевого магнита 151. В частности, кольцевой магнит 151 расположен на каждой из частей 123 оси. Как изображено на фиг. 3В, кольцевой магнит включает в себя множество чередующихся полюсов: север и юг. Датчик Холла переменного тока может обнаруживать вращение роликового элемента 120 через вращение кольцевого магнита и может выводить сигнал на основании вращения.

Модуль 150 датчика вращения также может включать в себя магнит 155 храповика, который обеспечивает ощущение щелканья для пользователя. Как изображено на фиг. 3А и фиг. 3В, магнит 155 храповика поддерживают с помощью рамки 111, и он расположен под кольцевым магнитом 151. В конкретном изображенном варианте осуществления магнит храповика имеет северный полюс, расположенный выше южного полюса и обращенный к кольцевому магниту таким образом, что вращение роликового элемента чередует полюса кольцевого магнита около магнита 155 храповика. Это вызывает ощущение щелканья для пользователя, так как роликовый элемент 120 предпочитает находиться в состоянии, в котором полюса кольцевого магнита 151 дополняют полюса магнита храповика. В результате, если роликовый элемент останавливают в положении, в котором северный полюс в кольцевом магните обращен к северному полюсу в магните храповика, роликовый элемент побуждают двигаться вперед и назад до тех пор, пока полюса кольцевого магнита 151 не будут дополнять полюса магнита 155 храповика.

Кроме обеспечения ощущения щелканья, магнит храповика помогает замедлять вращение роликового элемента с помощью обеспечения небольшого сопротивления вращению роликового элемента 120. Иначе говоря, роликовый элемент 120 не может свободно продолжать вращение после того, как приложена вращательная сила.

Собранное устройство 100 ввода изображено на фиг. 4. Как замечено выше, цилиндрический корпус 121 распространяется через базу 113, которая прикреплена к подложке 141 поддержки схем посредством части 113d установки основания и является вращаемой вокруг оси I-I вращения. Кнопки 130 закрывают концы основания и являются поворачиваемыми вокруг оси II-II, определенной с помощью опор 113с кнопок. Как печатная подложка 141 схем, так и упругая прокладка 145 являются частично видимыми. Очевидно, что устройство 100 ввода может без труда принимать вращательную силу, приложенную к цилиндрическому корпусу 121, и этот цилиндрический корпус может вращаться в основании 113. Таким образом, может быть предоставлено компактное устройство ввода, в котором минимизировано количество непроизводительно использованного пространства.

Сила нажатия или вращательная сила может быть приложена к цилиндрическому корпусу 121 и к кнопкам 130, таким образом, что цилиндрический корпус 121 и кнопки 130 входят в контакт с элементом 140 обнаружения сигнала. Каждый из сигналов, сгенерированных с помощью переключателей 143 и модуля 150 обнаружения вращения, может быть использован, чтобы вызывать различные действия совместно с подвижным терминалом. Например, вращательное движение роликового элемента 120 может быть использовано как функция прокрутки, чтобы осуществлять прокрутку вверх и вниз, в то время как движение нажатия на кнопки может быть использовано, чтобы осуществлять прокрутку влево и вправо. Имеется много разных функций, которые могут быть связаны с работой устройства 100 ввода.

Подвижный терминал складывающегося типа, имеющий первый корпус 160 и второй корпус 170, прикрепленный с возможностью поворота к первому корпусу 160, изображен на фиг.5 и фиг.6. С конкретной ссылкой на фиг.5 устройство ввода, подобное устройству ввода, описанному выше, включено в первый корпус 160.

Первый корпус 160 включает в себя верхнюю часть 161 и нижнюю часть 162. Верхняя часть 161 включает в себя клавиатуру 163 и отверстие 161а, через которое могут проходить роликовый элемент 120 и кнопки 130. Подложка 141 поддержки схем заменена на подложку 141' поддержки схем и дополнительные переключатели 143', которые соответствуют клавиатуре 163. Подложка 141' поддержки схем обеспечивает управление различными компонентами подвижного терминала, а также обеспечивает функциональные возможности устройства ввода, как описано выше для подложки 141 поддержки схем. Устройство ввода включает в себя часть 113d установки основания и прикреплено к подложке 141' поддержки схем посредством установочного отверстия 141'a. Упругая прокладка 145 расположена на подложке 141' поддержки схем.

Как изображено на фиг. 6, роликовый элемент 120 и кнопки открыты через отверстие 161а в первом корпусе, когда второй корпус 170 находится в открытом положении. Первый корпус 161 также дает возможность вводить информацию с помощью клавиатуры 163. Микрофон 164 также обеспечен в первой части 161. Верхняя часть 161 также включает в себя расширенные части 167, которые взаимодействуют со вторым корпусом, чтобы обеспечить возможность поворота второго корпуса 170.

Нижняя часть 162 первого корпуса 160 также может включать в себя отделение 165 батареи для подачи питания в подвижный терминал.

Второй корпус 170 включает в себя модуль 171 дисплея и громкоговоритель 173. Углубленная часть 175 также сформирована во втором корпусе 170, и она приспособлена закрывать роликовый элемент 120 и кнопки 150 без приложения к ним силы нажатия. Модуль 171 дисплея взаимодействует с подложкой 141' поддержки схем, чтобы дать возможность пользователю управлять дисплеем посредством роликового элемента 120 и кнопок 130, а также клавиатуры 163. Как изображено на фиг. 6, выбор меню может быть выполнен с помощью перемещения влево и вправо с использованием кнопок 130, чтобы выбирать пункт с 1 по 5, и прокрутки вверх и вниз с использованием роликового элемента 120 в выбранном пункте 2. Кроме того, роликовый элемент может быть использован в качестве клавиши ввода с помощью нажатия роликового элемента 120 вниз, чтобы выбрать подпункт b. Как замечено выше, имеется много разных функций, которые могут быть назначены роликовому элементу 120 и кнопкам 130, и не предполагается, что приведенные выше примеры являются исчерпывающими.

Таким образом, настоящее изобретение предоставляет следующие эффекты и преимущества.

Во-первых, так как роликовый элемент расположен на поворачиваемой рамке, которая, в свою очередь, установлена в основании, и кнопки установлены на основании, может быть предоставлено более компактное устройство ввода.

Во-вторых, из-за универсальности устройства ввода оно может быть использовано, чтобы управлять многими разными компонентами подвижного терминала, такими как камера, видеоплеер или другие дополнительные компоненты, без наличия отдельных кнопок, установленных для каждой функции разных компонентов.

Изобретение может быть изменено многими способами. Такие изменения не должны быть рассмотрены как выход за рамки объема и сущности изобретения, и предполагается, что все такие модификации, как было бы понятно специалисту в данной области техники, включены в рамки объема, определенного следующей формулой изобретения.