《用户界面系统的制作方法》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用户界面系统的制作方法（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、用户界面系统的制作方法专利名称：用户界面系统的制作方法用户界面系统相关申请的交叉引用本申请要求于2009年12月21日提交的美国临时申请第61/288，824号的权益，通过引用并入该临时申请的全部内容。本申请是于2009年7月3日提交的并且名称为“User Interface System andMethod (用户界面系统和方法)”的在先申请第12/497，622号的部分继续申请，通过引用并入该在先申请的全部内容。 附图简述图Ia和图Ib分别是优选实施方式的用户界面系统的俯视图和对依据优选实施方式的按钮阵列的操作进行说明的横截面视图。图2a、图2b和图2c分别是优选实施方式的缩回模式、膨胀模
2、式和用户输入模式的横截面视图。图3是优选实施方式的板状物、流体容器、传感器、处理器和显示器的横截面视图。图4a、图4b和图4c分别是根据侧视图和俯视图的被分成层部分和具有流体出的基底部分的第一种变型的板状物以及被分成层部分和具有流体出的基底部分的第二种变型的板状物的横截面视图。图5a和图5b是板状物、流体容器、传感器和改变凹腔中的现有流体的移位装置(displacement device)的横截面视图，其中凹腔分别处于缩回的容量设置和膨胀的容量设置。图6是将额外的流体移位到凹腔中的第一种实施例的板状物、流体容器、传感器和移位装置的示意图。图7是将额外的流体移置到凹腔中的第二种实施例的板状物、流
3、体容器、传感器和移位装置的示意图。图8a和图8b是将额外的流体移位到凹腔中和移出凹腔的第三种实施例的板状物、流体容器、传感器和移位装置的示意图，其中凹腔分别处于缩回的容量设置和膨胀的容量设置。图9、图10、图11和图12分别是按钮变形、滑动器变形、滑动器环变形、导向装置变形和指示杆(pointing stick)变形的俯视图和侧视图。图13是电阻式触摸层的示意表示。图14a、图14b和图14c是第一种优选实施方式的变型的不意表不。图15a和图15b是第二种优选实施方式的变型的不意表不。图16a和图16b是具有流体出口层的第二种优选实施方式的变型的不意表不。图17a和图17b是第三种优选实施方式
4、的变型的示意表示。图18a_18c是第四种优选实施方式的变型的不意表不。优选实施方式的描述以下对本发明的优选实施方式的描述并非意在将本发明限制于这些优选实施方式，而是为了使任何本领域的技术人员能够制造并使用本发明。如图I和图2所示，优选实施方式的用户界面系统100包括板状物102，板状物102限定表面115和流体容器127 ;包含在流体容器127内的一定体积的流体112 ;移位装置130，移位装置130改变流体112的体积以使流体容器127的至少一部分膨胀(因而使表面115的特定区113向外变形)；以及传感器140，传感器140接收由用户提供的使表面115向内变形的输入。如图3所示，用户界面系
5、统还可以包括处理器160，处理器160起到检测用户输入和/或评估由电阻式传感器140接收的用户输入的作用。处理器160优选地连接至传感器140，以接收来自电阻式传感器140的信号。处理器160还可以连接至移位装置130，以将信号发送至移位装置130。用户界面系统100还可以包括显示器150，显示器150连接至板状物102并且适合于将图像输出至用户。在该变型中，处理器160还可以连接至显示器150以控制显示器150。传感器140还可以定位于板状物102和显示器150之间，并且可以选择性地包括位于用户界面系统100内的不同位置中的多个传感器部件。然而，可以使用系统100的部件的任何其他合适的布置。
6、如图Ib和图2所示，流体容器127优选为凹腔125，并且移位装置130优选地影响凹腔125内的流体的体积以使凹腔125膨胀和缩回。流体容器127可以选择性地为通道138或为通道138与凹腔125的组合，如图4a所示。流体容器127还可以包括包含有一定体积的流体112的第二凹腔125b，并且移位装 置130还优选地影响第二凹腔125b内的流体的体积以使第二凹腔125b膨胀和缩回，因而使表面115的第二特定区113变形。移位装置130优选地独立于凹腔125而影响第二凹腔125b内的流体112的体积，但是可以可选择地大体上同时地影响凹腔125和第二凹腔125b两者内的流体112的体积。可选择地，用户
7、界面增强系统100可以包括第二移位装置130，第二移位装置130起到影响第二凹腔125b内的流体112的体积的作用，以使第二凹腔125b膨胀和缩回，因而使所述表面的第二特定区113变形。第二凹腔125b优选地类似或等同于凹腔125，但是可以选择性地为任何其他合适的凹腔类型。优选实施方式的用户界面系统100已被具体设计成被用作电子装置的用户界面，更优选地为以自适应用户界面为特征的电子装置中的用户界面。电子装置，其可以或可以不包括显示器，可以是自动控制台、台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、电视、收音机、台式电话、移动电话、PDA、个人导航装置、个人媒体播放器、照相机、手表、遥控器、鼠标、触控板或键盘
8、。然而，用户界面系统100可以被用作以触觉和/或视觉方式与用户对接的任何适合装置的用户界面。如图2所示，用户界面系统100的表面115优选地保持平坦，直到在特定区113的位置处提供触觉引导。用户界面系统100的表面115还可以在用户输入被需要时变形。此时，移位装置130可以增加流体容器127内(或在凹腔125处)的流体的体积以使特定区113向外变形和/或膨胀，优选地形成按钮状形状。凭借按钮状形状，用户将在对被膨胀的特定区进行操纵时具有触觉引导，并且用户将在把力施加到特定区113上以提供输入时具有触觉反馈。电阻式传感器140优选地感应使特定区113向内变形的力，但是可以选择性地感应使沿着表面11
9、5的任何其他适合的区向内变形的力。然而，可以使用适用于提供触觉引导和/或检测用户输入的用户界面系统100的任何其他布置。如图3所示，用户界面系统100可以是显示图像的显示器150。如以上描述，所述一定体积的流体112和/或电阻式传感器140优选地与板状物102配合，以无实质阻碍地使图像透过板状物102。可选择地，仅当流体容器127处于特定状态时，例如当流体容器127处于缩回状态或当流体容器处于膨胀状态时，所述一定体积的流体112可以与板状物102配合以无实质阻碍地使图像透过板状物102。因为特定区113的变形起到给用户提供触觉引导的作用，所以当触觉引导存在时用户可以不需要来自图像的视觉提示而操
10、作用户界面。然而，所述一定体积的流体112和板状物102可以配合成以任何其他适合的布置来无实质阻碍地使图像透过板状物102。对图像透过的阻碍可以被定义为在到达用户的过程中产生图像的视觉中断的任何图像操作。阻碍可以包括阻挡图像的很大部分、使图像大体上变暗，和/或使图像基本难以理解地失真。优选地不被认为是对图像透过产生阻碍的图像操作可以包括图像失真的同时允许图像基本在视觉上是可以理解的、大体上均匀地给图像着色和/或大体上均匀地放大图像。在第一种变型中，为了减少图像的失真，所述一定体积的流体112和板状物102优选地配合成允许来自显示器的光线从板状物102以大体上与直接从显示器150的角度相同的角度
11、到达用户的眼睛，使得来自显示器的图像通过板状物102被看到，如同其将直接从显示器被看到。在第二种变型中，所述一定体积的流体112和板状物102可以起到大体上一致地折射来自显示器的光线的作用，以维持如用户所看到的图像的不同区之间的大体上相同的相对比例。例如，所述一定体积的流体112和板状物102可以配合地起到大体上放大来自装置10的显示器的图像的作用，因而一致地増加如用户所看到的图像的尺寸或使图像的一部分的尺寸增加以大于另一部分。在第三种变型中，所述一定体积的流体112和板状物102可以配合成不同地折射来自图像的不同部分的光线(即，“扭曲”图像)，以增加图像的某一部分的放大率。例如,流体112和
12、板状物102可以配合成给图像提供鱼眼型放大，以大体上增加图像的某一部分的能见度。在第一、第二和第三种变型中，所述一定体积的流体112和板状物102优选地各自具有大体上相同的折射率，以在光线透过板状物102时大体上維持光线从显示器成个折射角。可选择地，所述一定体积的流体112和板状物102的折射率可以是大体上不同的，但是流体112和板状物102优选地配合成減少用户对不同折射角的检测。例如，所述一定体积的流体112可以大体上占据板状物102的厚度和/或宽度的相当小的百分比，以使流体112中折射角的变化大体上不可被用户检测。在第二种实施例中，通道138和/或凹腔125的壁可以被布置成例如通过将壁以相
13、对于板状物102成特定角度定位而补偿流体112和板状物102之间的折射率上的差异。板状物102和流体112两者均优选为大体上透明的，以减少图像的顔色和/或强度上的变化。类似地，板状物102和流体112两者均优选地包括大体上类似的光吸收特性、双折射特性和/或色度特性。然而，任何其他适合的半透明度特性、透明度特性、吸收特性、折射特性和/或任何其他适合的光透射特性可以被用于板状物102和流体112。类似地，任何其他适合的方法可以被用于减少对图像的透过的阻碍。I.板状物如图I和图2所示，优选实施方式的板状物102起到提供以触觉方式与用户对接的表面115的作用和至少部分地限定流体容器127的作用。如以上
14、描述，流体容器127优选为凹腔125 (如图Ib和图2所示)，但是可以选择性地为通道138或为凹腔125与通道138的组合(如图4a所示)。表面115优选为连续的，以使当手指横跨表面115击打时用户将感觉不到任何中断或接縫。可选择地，表面115可以包括帮助用户将个区区别于另个区的特征。表面115还优选为平面的。表面115优选地被布置在平坦的平面中，但是可以选择性地被布置在弯曲的平面中或第一平面上且然后被环绕到大体上垂直于第一平面的第二平面，或任何其他适合的布置。表面115可以选择性地包括块状物、隆起物、凹陷部分、纹理，或可以是任何其他适合的类型或几何形状的表面。表面115还起到基于凹腔125的
15、膨胀而变形的作用，以及优选地起到基于凹腔125的缩回而“放松”或“解除变形”返回至正常的平面状态的作用。在第一种型式中，板状物102包含有弹性的第一部分和相对非弹性的第二部分。在第二种型式中，板状物102在第一部分中有相对大的弹性且在第二部分中有相对小的弾性，以及在相对大的弾性部分中通过被膨胀的凹腔125而变形。在第一、第二种型式中，第一部分和第二部分可以被定位为横跨板状物102的长度和宽度。可选择地，第一部分和第二部分可以沿着板状物102的厚度被定位。在第三种型式中，板状物102 般是均匀地有弹性的。在第四种型式中 ，板状物102包括智能材料或由智能材料制成，智能材料例如为镍钛(通常被称作“
16、镍钛诺”)，其具有选择性的形状和/或可变的弹性或形状记忆聚合物，形状记忆聚合物可能例如通过紫外线光或任何其他适合类型的激活而被激活，以具有选择性的形状和/或可变的弹性。板状物102优选为光学透明的，但是可以选择性地为半透明的或不透明的。除了透明性之外，板状物102还优选地具有以下特性高透射性、低雾度、宽视角、基于显示器的最小量的背反射(back reflectance)(如果显示器被包括在用户界面系统100内)、在外界和/或日光条件下的最小或低的眩光、抗划性、耐化学性、耐污性、相对平滑(不发粘)的触摸、无渗气、和/或当暴露于紫外线时相对低的降解率。材料还可以包括在例如利用形状记忆聚合物的变型中的装置的使用期间变化的特性；在下述环境中的装置的使用期间变化的特性，即该环境包括可以合意地改变形状记忆聚合物特性的一定波长的光线。例如，材料的某些部分在暴露于紫外线时可以改变弾性。在第二种实施例中，材料可以改变形状。在本实施例中，流体容器127内的所述一定体积的流体112优选地大体上符合材料的改变的形状。这样可以允许光线无实质阻碍地透过流体112和材料。然而，可以
