專利名稱：便攜式電子設備以及控制其提供觸覺反饋的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電子設備，包括但不限于觸敏顯示器。
背景技術：
電子設備，包括便攜式電子設備，已得到廣泛使用，并且可以提供多種功能，包括 例如電話、電子消息收發(fā)、以及其他個人信息管理器(PIM)應用功能。便攜式電子設備包括 若干類型的設備，包括諸如普通蜂窩電話、智能電話、無線PDA、以及具有無線802. 11或藍 牙能力的膝上型計算機。 諸如PDA或智能電話之類的便攜式電子設備通常用于手持使用，并且便于攜帶。
對于便攜性而言，通常期望更小的設備。觸敏顯示器，也稱作觸摸屏顯示器，具體可用于手
持設備，手持設備較小并且具有有限空間供用戶輸入和輸出。可以根據(jù)正在執(zhí)行的功能和
操作來修改觸敏顯示器上顯示的信息。 需要對具有觸敏顯示器的設備進行改進。


圖1是根據(jù)本公開的便攜式電子設備的框圖。 圖2A是根據(jù)本公開的便攜式電子設備的示例的正視圖。 圖2B是根據(jù)本公開的便攜式電子設備經(jīng)過圖2中的線202的橫截面的側(cè)視圖。 圖3是示出了根據(jù)本公開的便攜式電子設備的組件的功能框圖。 圖4是根據(jù)本公開的在致動期間壓電致動器兩端的電壓對時間的曲線圖的示例。 圖5是根據(jù)本公開的在調(diào)節(jié)響應設置之前和之后的觸敏顯示器的示例。 圖6是示意了根據(jù)本公開的控制電子設備的方法的流程圖。
具體實施例方式
下面描述一種諸如便攜式電子設備之類的電子設備，以及控制該電子設備的方 法。該方法包括針對電子設備提供可調(diào)節(jié)響應設置；檢測電子設備的觸敏顯示器上的觸 摸事件；以及由致動器通過在上升時間段上增大第一響應力以及在按壓時間段上減小第一 響應力來在觸敏顯示器上施加第一響應力，以基于可調(diào)節(jié)響應設置來模擬諸如穹形開關之 類的開關的致動。 為了說明的簡要和清楚起見，可以在圖中重復附圖標記來指示相應的或相似的元 素。闡述了許多特定細節(jié)，以提供對這里所描述的實施例的全面理解。沒有這些特定細節(jié) 的情況下，也可以實踐這些實施例。在其他示例中，沒有詳細描述公知的方法、過程、以及組 件，以避免這里所描述的實施例含混不清。說明書不被視為限于這里所描述的實施例的范圍。 本公開總體涉及一種電子設備，在這里所描述的實施例中是為便攜式電子設備。 便攜式電子設備的示例包括移動、或手持、的無線通信設備，例如尋呼機、蜂窩電話、蜂窩而智能電話、無線管理器、個人數(shù)字主力助理、支持無線功能的筆記本計算機、等等。便攜式電 子設備還可以是不具有無線通信能力的便攜式電子設備，例如，手持電子游戲設備、數(shù)字相 冊、數(shù)字相機、或其他設備。 圖1中示出了便攜式電子設備100的示例的框圖。便攜式電子設備100包括多個 組件，例如，控制便攜式電子設備100的總體操作的處理器102。通過通信子系統(tǒng)104來執(zhí) 行包括數(shù)據(jù)和語音通信在內(nèi)的通信功能。解碼器106對便攜式電子設備100接收到的數(shù)據(jù) 進行解壓縮和解密。通信子系統(tǒng)104接收來自無線網(wǎng)絡150的消息，以及向無線網(wǎng)絡105 發(fā)送消息。無線網(wǎng)絡150可以是任何類型的無線網(wǎng)絡，包括數(shù)據(jù)無線網(wǎng)絡、語音無線網(wǎng)絡、 以及既支持語音通信又支持數(shù)據(jù)通信的雙模網(wǎng)絡，但不局限于此。電源142，例如，一個或更 多個可再充電的電池或至另一 電源的端口 ，為便攜式電子設備100供電。
處理器102與其他設備交互，例如，隨機存取存儲器(RAM) 108、存儲器110、具有操 作連接至電子控制器116的觸敏覆蓋層114并且與電子控制器116 —起構成觸敏顯示器 118的顯示器112、一個或更多個致動器120、一個或更多個力傳感器122、輔助輸入/輸出 (I/O)子系統(tǒng)124、數(shù)據(jù)端口 126、揚聲器128、麥克風130、短距離通信132、以及其他設備子 系統(tǒng)134。通過觸敏覆蓋層114來執(zhí)行與圖形用戶界面的用戶交互。處理器102經(jīng)由電子 控制器116與觸敏覆蓋層114交互。由處理器102在觸敏顯示器118上顯示可以顯示或呈 現(xiàn)在便攜式電子設備上的信息，例如文本、字符、符號、圖像、圖標以及其他項目。處理器102 還與加速度計136交互，加速度計136可以用于檢測重力或由重力引起的反作用力的方向。
為了標識針對網(wǎng)絡接入的訂戶，便攜式電子設備100使用訂戶身份模塊或可移除 用戶身份模塊(SIM/RUM)卡138來與諸如無線網(wǎng)絡150之類的網(wǎng)絡進行通信。備選地，可 以將用戶識別信息編程到存儲器110中。 便攜式電子設備100還包括操作系統(tǒng)146和軟件程序或組件148，操作系統(tǒng)146和 軟件程序或組件148由處理器102執(zhí)行，并且典型地存儲在諸如存儲器110之類的永久性 可更新存儲裝置中?？梢酝ㄟ^無線網(wǎng)絡150、輔助1/0子系統(tǒng)124、數(shù)據(jù)端口 126、短距離通 信子系統(tǒng)132、或任何其他合適的子系統(tǒng)134將附加的應用或程序加載到便攜式電子設備 100上。 由通信子系統(tǒng)104來處理接收到的信號，例如，文本消息、電子郵件消息、或網(wǎng)頁 下載，并將該消息信號輸入至處理器102。處理器102對接收到的信號進行處理，以輸出至 顯示器112和/或輔助I/O子系統(tǒng)124。訂戶可以產(chǎn)生可以通過通信子系統(tǒng)104在無線網(wǎng) 絡150上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)項，例如電子郵件消息。對于語音通信，便攜式電子設備100的總體操 作是類似的。揚聲器128輸出從電信號轉(zhuǎn)換成的可聽信息，麥克風130將可聽信息轉(zhuǎn)換成 電信號以進行處理。 觸敏顯示器118可以是任何合適的觸敏顯示器，例如，本領域已知的電容、電阻、
紅外、或表面聲波(SAW)觸敏顯示器。電容觸敏顯示器包括顯示器112和電容觸敏覆蓋層
114。覆蓋層114可以是包括堆疊的多個層的集合，多個層包括例如基板、LCD顯示器112、
接地屏蔽層、阻擋層、被基板或其他阻擋物隔開的一個或更多個電容觸摸傳感器層、以及保
護層。電容觸摸傳感器層可以是任何合適的材料，如圖案化的銦錫氧化物(ITO)。 —個或更多個觸摸，也稱作觸摸接觸或觸摸事件，可以由觸敏顯示器118來檢測，
并由控制器116來處理，例如以便確定觸摸的位置。觸摸位置數(shù)據(jù)可以包括用于進一步處理的單個接觸點(例如在接觸區(qū)域中央或靠近接觸區(qū)域中央的點)或整個接觸區(qū)域。在觸 敏顯示器118上檢測到的觸摸位置可以包括x和y分量，例如，從觸敏顯示器118的角度來 看分別是水平和垂直的。例如，x分量可以利用從一個觸摸傳感器層產(chǎn)生的信號來確定，y 分量可以利用從另一觸敏傳感器層產(chǎn)生的信號來確定。根據(jù)觸敏顯示器118的特性，響應 于檢測到合適的對象，如手指、拇指、或諸如觸針、鋼筆、或其他指示器之類的其他項目，來 向控制器116提供信號?？梢猿霈F(xiàn)并檢測到多于一個同時的接觸位置。
這里所使用的手勢是觸摸，觸摸的位置沿著觸敏顯示器138移動。觸摸在起始點 開始，并沿著路徑同時保持觸摸接觸。手勢可以在距離或持續(xù)時間上是長的或短的，或者在 距離和持續(xù)時間上都是長的或短的。手勢還可以由觸敏顯示器118檢測到。
致動器120可以包括提供觸覺反饋的一個或更多個壓電(piezo)致動器。圖2A 是便攜式電子設備100的示例的正視圖。在圖2A所示的示例中，致動器120包括四個壓電 致動器120，每個位于靠近觸敏顯示器118的拐角處。圖2B是便攜式電子設備100經(jīng)過圖 2A中的線202的橫截面?zhèn)纫晥D。在便攜式電子設備100內(nèi)支撐每個壓電致動器120，使得 壓電致動器120的收縮對觸敏顯示器118施加與外部施加到顯示器118的力相反的力。每 個壓電致動器120包括壓電設備，例如附著到諸如金屬基板之類的基板208的壓電陶瓷盤 206。有利地，至少部分可撓曲并且包括例如硬橡膠在內(nèi)的元件210可以位于壓電盤206與 觸敏顯示器118之間。元件210實質(zhì)上并不抑制施加到或施加在觸敏顯示器118上的力。 在圖2A所示的示例中，使用四個可選的力傳感器122，每個力傳感器122位于元件210與 基板208之間。在由于PZT盤206處電量的累積而導致壓電盤206在直徑上收縮時，或者 響應于施加到觸敏顯示器118的外力，基板208彎曲?？梢酝ㄟ^改變所施加的電壓或電流 來調(diào)節(jié)電量，從而控制壓電致動器120施加到觸敏顯示器118上的力?？梢杂墒芸氐姆烹?電流來移除壓電致動器120上的電量，這使得壓電盤206在直徑方向上伸展，從而減小了壓 電致動器120施加在觸敏顯示器118上的力。在沒有向覆蓋層114施加外力，并且壓電盤 206上沒有電量的情況下，壓電盤120可以由于機械的預加載而略微彎曲。
圖3示出了便攜式電子設備100的組件的功能框圖。在本示例中，每個力傳感器 122連接至控制器302，控制器302包括放大器和模擬至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)。力傳感器122 可以是電路中的力感電阻器，其中電阻響應于所施加的力而改變。隨著觸敏顯示器118上 的作用力的增大，電阻減小。該變化是經(jīng)由控制器116針對每個力傳感器而確定的?；?每個力傳感器122處的力的值來確定觸摸的作用力。 壓電致動器120連接至與控制器302通信的壓電驅(qū)動器304?？刂破?02還與便 攜式電子設備10的主處理器102通信，并且可以接收信號，并將信號提供至主處理器102。 可選地，壓電驅(qū)動器304可以在控制器302與壓電盤312之間的驅(qū)動電路中實現(xiàn)?？刂破?302控制壓電驅(qū)動器304，壓電驅(qū)動器304控制至壓電盤206的電流，并從而控制觸敏顯示 器118上的電量以及由壓電致動器120施加的力?？梢詫嵸|(zhì)上等同且同時地控制每個壓電 盤206?？蛇x地，可以單獨地控制每個壓電盤206。可以控制壓電盤206經(jīng)由觸敏顯示器 118提供觸覺反饋，例如以模擬諸如可以用作鍵盤的物理鍵的一部分的開關的開關(例如， 穹形開關、彈簧開關、或任何其他類型的可以模擬的開關)的按壓或致動。其他類型的觸覺 反饋是經(jīng)由這樣的控制而提供的。這樣的觸覺反饋是響應于觸敏顯示器的按壓和釋放而提 供的。當外部施加在觸敏顯示器118上的力超過按壓閾值時，可以調(diào)節(jié)或改變壓電致動器120處的電量，例如，調(diào)節(jié)該電量以在觸敏顯示器上施加力，從而模擬開關的按壓或致動，例 如穹形開關的塌陷。當觸敏顯示器118上的作用力減小到第二閾值以下時，在壓電致動器 120的致動之后，可以控制壓電致動器120處的電量，以便由壓電致動器120在觸敏顯示器 118上施加力，以模擬諸如穹形開關之類的開關的釋放。第二閾值低于按壓閾值。
在圖4中示出了針對觸敏顯示器118的按壓和釋放的壓電盤206兩端的電壓的曲 線圖。示出了壓電盤206之一兩端的所示電壓對時間，電壓與電量有關。在402處，施加在 觸敏顯示器118上的外力超過第一閾值，在點402、406之間調(diào)節(jié)或改變(例如，調(diào)整)壓電 盤206處的電量，以使電量在一段時間上上升，該時間段足以使得用戶檢測不到該力。在點 404、406之間，在相對于上升的時間段而言短得多的時間段上移除壓電盤206上的電量，以 模擬開關的按壓，例如，穹形開關的塌陷。當觸敏顯示器118上的外部作用力減小到釋放閾 值以下時，在點408、410之間調(diào)節(jié)或改變(例如，調(diào)整)壓電盤206處的電量，以便由壓電 致動器120在觸敏顯示器118上施加力，由此在相對短的時間段上增大電量，以模擬諸如穹 形開關之類的開關的釋放。在點410、412之間，移除壓電盤206上的電量，以便在較長的時 間段上減小壓電致動器120所施加的力。 可以通過要素來調(diào)節(jié)觸覺反饋，例如，因子包括模擬開關按壓(例如穹形開關的 塌陷)的時間、模擬開關(例如穹形開關)釋放的時間、閾值、釋放閾值、壓電盤206上的最 大電量、以及這些要素的任意組合。在圖5中示出了在調(diào)節(jié)響應設置之前和之后的觸敏顯 示器118的示例。例如，可以經(jīng)由顯示在便攜式電子設備100的觸敏顯示器118上的設置 子菜單，并通過接收輸入以經(jīng)由觸敏顯示器選擇可調(diào)節(jié)響應設置，來調(diào)節(jié)響應設置。在本示 例中，在觸敏顯示器118上以滑片502的形式顯示單一設置，以調(diào)節(jié)"硬電擊"與"軟電擊" 之間的觸覺反饋?？梢酝ㄟ^在起始點開始、沿著滑片502、并沿著滑片路徑、同時保持觸摸接 觸的手勢來進行調(diào)節(jié)。在本示例中，該手勢在起始點504開始，并沿著箭頭506的路徑到結 束點508。在本示例中，通過改變按壓閾值和釋放閾值來調(diào)節(jié)觸覺反饋，沿著滑片的每個位 置與針對按壓閾值和釋放閾值的不同設置相對應。因此，按壓閾值和釋放閾值基于滑片設 置來設置。圖5所示的手勢減小了閾值，以便能夠利用較小的外部作用力來發(fā)起上升以及 對開關按壓(例如，穹形開關的塌陷)的模擬。還減小了釋放閾值，以便能夠利用較小的外 部作用力來發(fā)起對開關的釋放的模擬(例如，穹形開關的釋放)。可以利用其他手勢和顯 示機制來輸入可調(diào)節(jié)響應設置。還可以結合滑片或其他選擇機制來提供例如標記為"試一 試"顯示按鈕，使得用戶可以按壓該按鈕。 可選地，可以結合按壓閾值和釋放閾值來調(diào)節(jié)其他要素。例如，用于對壓電盤206 放電以例如模擬開關按壓(例如，穹形開關的塌陷)的時間可以通過增大時間或減小時間 來調(diào)節(jié)。與較長的時間相比，較短的時間提供較快的按壓模擬，并且可以被感知為較深的開 關按壓。類似地，用于使壓電盤206帶電以模擬開關釋放的時間可以通過增大時間或減小 時間來調(diào)節(jié)。與較長的時間段相比，較短的時間段提供較快的釋放模擬并且可以被感知為 從較深開關按壓恢復?？梢愿鶕?jù)對按壓閾值和釋放閾值的調(diào)節(jié)來單獨地調(diào)節(jié)這些要素，例 如圖5所示滑片之類的單一調(diào)整可以控制要素的組合。 圖6中示出了控制諸如便攜式電子設備之類的電子設備的方法。有利地，該方法 由處理器102和控制器116來執(zhí)行，處理器102和控制器116執(zhí)行來自計算機可讀介質(zhì)的 存儲的指令。當檢測到觸摸時602，確定觸敏顯示器118上觸摸的位置。確定觸覺響應設置604。如果確定606觸敏顯示器118上觸摸的力超過按壓閾值，則通過控制壓電致動器120 處的電量來提供608觸覺反饋，以模擬開關的按壓，例如穹形開關的塌陷。當確定610觸敏 顯示器118上的觸摸的力減小到釋放閾值以下時，通過控制壓電致動器120處的電量來提 供612觸覺反饋，以模擬諸如穹形開關之類的開關的釋放。
—種方法包括確定針對電子設備的可調(diào)節(jié)響應設置；檢測電子設備的觸敏顯示 器上的觸摸事件；以及由致動器通過在上升時間段上增大第一力以及在按壓時間段上減小 第一力來在觸敏顯示器上施加第一力，以基于可調(diào)節(jié)響應設置來模擬開關的致動。
—種具有計算機可讀代碼的計算機可讀介質(zhì)，該計算機可讀代碼可由便攜式電子 設備的至少一個處理器執(zhí)行，以執(zhí)行上述方法。 —種電子設備，包括觸敏顯示器，被配置為提供可調(diào)節(jié)響應設置以及檢測觸摸； 以及致動器，被配置為通過在上升時間段上增大力以及在按壓時間段上減小力來在觸敏顯 示器上施加力，以基于可調(diào)節(jié)響應設置來模擬開關的致動。 可以通過對要素進行控制來調(diào)節(jié)觸覺反饋，要素例如是模擬諸如穹形開關的塌陷 之類的按壓的時間、模擬釋放的時間、按壓閾值、釋放閾值、壓電盤206上的最大電量、以及 這些要素的任意組合。這便于使用觸敏顯示器在輸入期間選擇期望的響應。這種對觸覺反 饋的控制還便于進行調(diào)整，以在便攜式電子設備的生存周期上補償力傳感器和壓電致動器 中的變化。 在不背離本公開的精神或基本特性的前提下，可以以其他特定的形式來實現(xiàn)本公 開。所描述的實施例在所有方面都僅是說明性的，而非限制性的。因此，本公開的范圍由所 附權利要求指示，而不是前述說明。在權利要求的等價物的含義和范圍之內(nèi)的所有改變都 將包含在權利要求的范圍之內(nèi)。
權利要求
一種方法，包括確定針對電子設備的可調(diào)節(jié)響應設置；檢測電子設備的觸敏顯示器上的觸摸事件；以及由致動器通過在上升時間段上增大第一力以及在按壓時間段上減小第一力來在觸敏顯示器上施加第一力，以基于可調(diào)節(jié)響應設置來模擬開關的致動。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，所述按壓時間段是基于可調(diào)節(jié)響應設置而設置的。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，包括在施加第一響應力之前，確定施加到觸敏顯示器 的外力的值。
4. 根據(jù)權利要求1所述的方法，包括將施加到觸敏顯示器的力的值與閾值相比較，其 中，第一力的施加是響應于確定所施加的力超過閾值而執(zhí)行的。
5. 根據(jù)權利要求4所述的方法，其中，閾值是基于可調(diào)節(jié)響應設置而設置的。
6. 根據(jù)權利要求1所述的方法，包括由致動器通過在釋放時間段上增大第二力以及 在下降時間段上減小第二力來施加第二力。
7. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其中，釋放時間段是基于可調(diào)節(jié)響應設置而設置的。
8. 根據(jù)權利要求1所述的方法，包括在施加第一力之后確定施加到觸敏顯示器的外 力的值。
9. 根據(jù)權利要求8所述的方法，包括將該值與第二閾值進行比較，其中，第二力的施 加是響應于確定力的值降低到第二閾值以下而執(zhí)行的。
10. 根據(jù)權利要求9所述的方法，其中，第二閾值是基于可調(diào)節(jié)響應設置而設置的
11. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，上升時間段比按壓時間段長，以基于可調(diào)節(jié)響 應設置來模擬開關的致動。
12. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，確定可調(diào)節(jié)響應設置包括接收輸入，以經(jīng)由觸 敏顯示器來選擇可調(diào)節(jié)響應設置。
13. —種具有計算機可讀代碼的計算機可讀介質(zhì)，所述計算機可讀代碼能夠由便攜式電子設備的至少一個處理器來執(zhí)行，以執(zhí)行根據(jù)權利要求1所述的方法。
14. 一種便攜式電子設備，包括觸敏顯示器，被配置為提供可調(diào)節(jié)響應設置以及檢測觸摸；以及致動器，被配置為通過在上升時間段上增大力以及在按壓時間段上減小力來在觸敏顯 示器上施加力，以基于可調(diào)節(jié)響應設置來模擬開關的致動。
15. 根據(jù)權利要求14所述的便攜式電子設備，包括處理器，被配置為通過經(jīng)由觸敏 顯示器接收輸入以選擇可調(diào)節(jié)響應設置，來確定可調(diào)節(jié)響應設置。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種方法，包括確定針對電子設備的可調(diào)節(jié)響應設置；檢測電子設備的觸敏顯示器上的觸摸事件；以及由致動器通過在上升時間段上增大第一力以及在按壓時間段上減小第一力來在觸敏顯示器上施加第一力，以基于可調(diào)節(jié)響應設置來模擬開關的致動。
文檔編號G06F3/041GK101763193SQ20091026227
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月22日 優(yōu)先權日2008年12月23日
發(fā)明者托德·羅伯特·佩爾切尼, 阿奈特·瑞恩·韋伯 申請人:捷訊研究有限公司