用于具有壳体集成功能的电子设备的使能装置及其方法
【技术领域】
[0001]—般地，本发明涉及电子设备和相关的部件。特别地但非排他地，本发明与具有集成功能部件和使能装置的电子设备有关，所述使能装置用于可行地给电子设备提供与所述功能部件相关的功能。
【背景技术】
[0002]在电子设备(诸如计算机，其包括台式机、笔记本电脑和掌上电脑设备)的用户界面(UI)中，简单的开关、按钮和旋钮的使用已经被键盘、小键盘、鼠标控制器、语音识别输入装置、触摸显示器和相关的UI装置(如触摸板)所取代。
[0003]特别地，触摸表面(诸如触摸板和触摸屏)毫无疑问地成为现代智能手机、平板电脑的“实际上的"UI，并且还是许多台式计算机的辅助UI。一般地，触摸显示器可适用于用于实施触摸敏感功能的若干不同技术。在各种其他潜在的选择中，例如，电容、电阻、红外、光学成像(基于照相机的)、受抑全内反射(frustrated total internal ref lect1n, FTIR)、声学和混合解决方案均是可行的。
[0004]很多包括若干触摸敏感表面的电子设备(诸如智能手机)还能够执行若干其他功能，通过安置在设备内的附加部件可以提供所述若干其他功能中的许多功能。例如，通常由这种专用的部件使得实现振动/触觉功能。
[0005]进一步地，在很多情况下，将设备的很多功能部件安置为更靠近设备的物理用户界面(例如，通过将功能部件至少部分地嵌入设备的壳体材料中)是可行的。无论将功能部件布置在设备内的电路板上或嵌入在壳体材料中，多个可用的和可能的部件及部件的组合使得如果要将与功能性部件相关的功能用于设备的优点的话，则经常需要在设备设计的很多等级上进行广泛的配置和集成。在以后的阶段，可证明该方法对设计上的改变来说是不灵活的。
[0006]传统地，该方法已经使用专用控制器和驱动器用于功能部件或通过在主机设备中包括所需的控制器和驱动器而实现同样的功能。取决于功能部件的数量，这还导致对具有大量源自部件的导体的需要，以便连接至主机设备。另外，由这些导体输送的信号的类型可以是广泛变化的。这需要主机或者能够处理这种类型的信号或者需要在将信号引入到主机之前将信号转换为适当的格式。
[0007]传统的方法占用空间、不灵活并且价格昂贵，这对于试图生产顶尖终端产品的设计者和制造者设置了各种限制。功能部件和材料的改进使得设计先进的设备和界面观念成为可能，但是在集成性方面以及有时还在功能性方面，用于实现与这些部件相关的功能的先前解决方案一般表现不佳。
【发明内容】
[0008]本发明实施例的目的是至少缓和现有技术装置(特别是基于触摸的输入装置)中明显的前述缺点中的一个或多个。一般地，该目的通过根据本发明的设备、装置和相应的方法实现。
[0009]根据本发明的示例性实施例，该设备可包括壳体-集成功能部件或特定的壳体材料-集成功能部件(诸如电子部件、电光部件、电声部件、压电部件、电子部件和/或电机部件)或至少包括这样的部件的具有功能的元件。所以，该设备可包括以下部分或由以下部分组成:简单的按钮和2D触摸显示器以及在其他潜在的应用中可替代利用的与3D动作跟踪和位置跟踪有关的技术实施。
[0010]根据本发明的示例性实施例，与本发明有关的可能使用的功能部件包括基于触摸的控制输入传感部件，诸如压变传感部件、电阻传感部件、电容传感部件和光传感部件。光传感部件和压力传感部件(诸如光检测器、照相机(图像传感器)和压力计量仪)可优选地嵌入在围绕触摸区域和/或在触摸区域下面的壳体材料内，所述触摸区域通常使用一些光学上足够透明的材料(诸如玻璃或塑料)构成。除了前述的光/辐射接收部件之外，光传感部件还被辅以或被认为包含嵌入的发光器件(诸如(有机)发光二极管，(O)LED)，所述发光部件被配置为与接收器合作以实施触摸传感功能(诸如基于自由空间(显示器上的光学网格))的触摸屏或基于(F)TIR的触摸屏。例如，可通过将电阻传感部件和电容传感部件嵌入在预期的触摸区域内而使用电阻传感部件和电容传感部件。在一个可行的实施例中，设备的整个壳体可大体上可选地由关于期望波长具有光学上足够透明的材料模制为一件，触摸传感部件(例如，电阻部件或电容部件)可以嵌入壳体内。
[0011]进一步地，与本发明有关，可使用触觉部件和/或振动部件，它们嵌入在壳体材料内，以便能够实现与传感部件的功能性连接。因此对于大体上实时的触摸输入，可布置空间精确、输入位置匹配、触摸反馈。接下来，可响应于一些设备特定动作(诸如进入通信，例如来电话或短消息服务(SMS))而执行振动应用功能。为了给电子设备提供触觉/振动警报或反馈功能，该设备可使用至少一个压电致动器或振动电机。
[0012]进一步地，与本发明有关，可使用发光部件(诸如发光二极管(light emittingd1des, LEDs))，可选地，所述发光部件至少部分嵌入壳体内，以提供与传感部件的功能性连接和/或指示其他操作状态和/或区分电子设备或电子设备的子单元的功能的水平。除了使用发光部件作为指示器之外，可以以任何对本发明的应用有利的方式使用所述部件。作为本发明的教导的示例，可以使用发光部件和电容部件的功能性连接集，以能够实现触摸输入的可见指示，或反之亦然，即，可输出可见注意信号以通知用户做出基于触摸输入的行为或选择。
[0013]进一步地，附加元件和相关功能部件可嵌入在壳体材料中。例如，可以嵌入能适用在环境光传感部件和/或近程传感部件中的附加光传感部件(诸如光电二极管或图像传感器)。例如，可使用环境光传感以基于对环境光的观测而自动调节屏幕的亮度，并且可使用近程传感(例如，红外发送器/接收器)在没有任何物理接触的情况下检测附近物体的存在。
[0014]各种其他元件还可替代地或附加地集成在壳体内。例如麦克风、通信芯片(例如，无线收发器，诸如蓝牙芯片或无线电频率确认/近场通信标签或收发器)、有线通信接口、存储器和/或设备控制部分(诸如处理单元)等元件可嵌入在壳体内。
[0015]根据本发明的示例性实施例，电子设备包括壳体(或“覆盖件(cover) ”)和多个至少基本上部分嵌入的功能元件，壳体材料模制成期望的目标形状，功能元件与使能装置相连。
[0016]根据本发明的示例性实施例，使能装置包括多个第一连接装置和一个或多个第二连接装置，所述第一连接装置建立多个功能元件与所述使能装置之间的连接，所述第二连接装置连接至主机设备，该主机设备使用与功能部件相关的功能。
[0017]多个第一连接装置包括连接器，一个或多个功能元件的导体可连接至所述连接器的连接。有利地，所述连接器提供的可用的连接的数量至少为所使用的功能元件所需的独立连接的数量。取决于连接的元件，连接至连接器连接的导体所输送的信号可以是模拟信号或数字信号，电信号或光信号。
[0018]一个或多个第二连接装置可包括无线局域网(WLAN)、蓝牙、红外和/或用于固定/有线连接的接口，诸如通用串行总线(Universal Serial Bus, USB)端口、LAN(例如，以太网)接口或火线兼容(例如，IEEE1394)接口、控制器局域网(CAN)总线连接或一些其它的电或光I/O连接或无线收发器连接。由这样的连接输送的信号遵从相关连接类型的约定结构和协议。
[0019]为了实现根据本发明的目的，进一步地，可以具有几种类型的使能装置，所述使能装置根据每种类型的连接提供的连接的数量分类。因此，可选择“通用”使能装置，以用于基于使用的功能元件的数量和使用与功能元件相关的功能的主机设备的连接的类型的设计?；痪浠八?，提供的使能装置的连接器连接的数量限定了可以使用的与该使能装置连接的独立连接的功能元件的最大数量。为了实现本发明的目的，不需要将使能装置的所有连接器连接连接至导体，即，若干连接器连接可能保持未连接。
[0020]连接器可利用一种或多种技术以指示和报警信号传输(诸如功能元件的轮询)或在功能元件发起传输时中断驱动I/o。I/O可被编程，以使得使能装置可将信号传输至指定目的地，或使得功能元件可利用直接访问技术(该直接访问技术取得对使能装置的信号总线的控制)来访问指定目的地。
[0021]根据本发明的进一步示例性实施例，根据本发明的使能装置包括存储器以及处理装置，所述存储器用于指令及配置数据的存储和检索，所述处理装置能够根据存储的指令和配置数据将信号从一种已知格式转换为另一种预定格式。
[0022]存储器可在一个或多个物理存储器芯片和/或卡之间分配，物理上位于使能装置和/或主机设备内，存储器可包括必要的代码(例如，以计算机程序/应用的形式)，所述代码用于实现使能装置和/或连接器的控制和操作。存储器可包括例如R0M(只读存储器)或RAM(随机访问存储器)类型的实现方式。存储器可进一步涉及方便地可拆卸的存储器卡/条、软盘、光盘(诸如CD-ROM)或固定/可移动的硬盘驱动器，在设备的配置或使用期间，其可连接至?？?。
[0023]可选地，处理装置(例如，至少一个处理/控制单元(诸如微处理器、DSP(数字信号处理器)、微控制器或(一个或多个)可编程逻辑芯片))包括多个合作单元或并行(子)单元，物理上位于使能装置内和/或至少部分位于主机设备内，可需要所述处理装置以用于指令的实际执行和如上所述可能存储在存储