專利名稱：使用力/變形感測操作包括觸摸敏感界面的電子設(shè)備的方法及相關(guān)設(shè)備和計算機程序產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電子設(shè)備的用戶界面，且更具體而言涉及用于電子設(shè)備的觸摸敏感用戶界面。
背景技術(shù)：
諸如觸摸敏感屏或觸摸敏感板的觸摸敏感用戶界面(也稱為觸摸敏感面板)可以用于在電子設(shè)備上為用戶提供(多個)界面以鍵入在設(shè)備的操作中使用的命令和/或數(shù)據(jù)。觸摸敏感屏例如可以用在移動無線電話中，尤其是具有PDA(個人數(shù)字助理)特征和其他電話操作相關(guān)特征的蜂窩無線電話中。觸摸敏感屏一般被設(shè)計為響應(yīng)于觸摸屏表面上的手指觸摸、觸摸筆觸摸和/或手指/觸摸筆移動操作。觸摸敏感屏可以在蜂窩電話中常規(guī)使用的物理鍵之外使用、或與物理鍵結(jié)合或代替物理鍵，可以用于實施電話功能和特征。觸摸敏感板可以在計算機(諸如掌上電腦)的鍵盤的空格鍵下方提供，且可以用于接受指針和點擊輸入。換句話說，觸摸敏感板可以用于接受與計算機鼠標接受的輸入等同的用戶輸入。對觸摸敏感屏上的特定點進行觸摸可以激勵在觸摸屏顯示器上的該位置建立或顯示的虛擬按鈕、特征或功能?？梢酝ㄟ^觸摸屏顯示器進行觸摸來操作的典型電話特征包括例如通過觸摸顯示器上顯示的虛擬鍵盤的虛擬鍵而鍵入電話號碼，播出電話或結(jié)束電話，調(diào)出、添加或編輯和瀏覽地址簿，接受用于因特網(wǎng)瀏覽的輸入，和/或諸如文本消息、到全球計算機網(wǎng)絡(luò)的無線連接和/或其他電話功能的其他電話功能。提供增加的功能性的商業(yè)壓力持續(xù)不斷地驅(qū)動著對于甚至更多功能性的用戶界面的需要。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，電子設(shè)備可以包括觸摸敏感用戶界面、接觸檢測器、 力/變形檢測器和控制器。接觸探測器可以被配置成檢測觸摸敏感用戶界面的表面上的接觸的位置，且力/變形檢測器可以被配置成使用電磁輻射檢測觸摸敏感用戶界面的表面上的力/變形?？刂破骺梢择詈系接|摸敏感用戶界面?？刂破骺梢员慌渲贸稍跈z測出的力/ 變形小于閾值時對觸摸屏敏感用戶界面的表面上的接觸進行第一響應(yīng)?？刂破鬟€可以被配置成在檢測出的力/變形大于閾值時對觸摸敏感用戶界面的表面上的接觸進行第二響應(yīng)， 第一響應(yīng)和第二響應(yīng)不同。接觸檢測器可以被配置成檢測在觸摸敏感用戶界面的表面上的觸摸的二維位置， 并且力/變形檢測器可以被配置成使用反射的電磁輻射來檢測力/變形。此外，力/變形檢測器可以被配置成通過檢測觸摸敏感用戶界面的變形來檢測力/變形。力/變形檢測器可以包括被配置成向觸摸敏感用戶界面的一部分發(fā)射電磁輻射的電磁輻射源(諸如發(fā)光二極管或激光二極管)以及被配置成檢測從觸摸敏感用戶界面
5反射的部分電磁輻射的電磁輻射檢測器(諸如光電檢測器或光電晶體管)。電磁輻射源可以被配置成調(diào)制電磁輻射，且電磁輻射檢測器可以被配置成選擇性地檢測經(jīng)調(diào)制的電磁輻射。此外，電磁輻射源可以被配置成發(fā)射諸如紅外(IR)輻射的不可見電磁輻射。此外，電磁輻射源可以被配置成僅在接觸檢測器檢測到接觸之后才發(fā)射電磁輻射。觸摸敏感用戶界面可以包括具有透明基板和與透明基板相鄰的液晶材料的液晶顯示器，且電磁輻射源可以被配置成發(fā)射通過液晶材料的電磁輻射。觸摸敏感用戶界面可以包括具有透明基板和在觸摸敏感用戶界面的有源像素區(qū)域中與透明基板相鄰的液晶材料的液晶顯示器，且電磁輻射源可以被配置成向觸摸敏感用戶界面的有源像素區(qū)域之外的部分發(fā)射電磁輻射。觸摸敏感用戶界面可以包括具有透明基板和在觸摸敏感用戶界面的有源像素區(qū)域中與透明基板相鄰的液晶材料的液晶顯示器，且電磁輻射源可以包括在透明基板的與液晶材料相鄰的表面上的發(fā)光設(shè)備(諸如發(fā)光二極管)。觸摸敏感用戶界面可以包括具有透明基板和在觸摸敏感用戶界面的有源像素區(qū)域中與透明基板相鄰的液晶材料的液晶顯示器，且電磁輻射檢測器可以包括在透明基板的與液晶顯示器相鄰的表面上的光傳感器(諸如光電二極管或光電晶體管)。接觸檢測器可以被配置成使用紅外(IR)接觸感測、聲波接觸檢測、電容接觸檢測和/或電阻接觸檢測其中之一檢測接觸的位置。接觸檢測器可以被配置成檢測在觸摸敏感用戶界面上提供的虛擬按鈕(諸如圖標)處的接觸的位置，控制器可以被配置成對選擇虛擬按鈕進行第一響應(yīng)(諸如改變外觀、大小、顏色、亮度等)，且控制器可以被配置成進行執(zhí)行與虛擬按鈕相關(guān)的功能(諸如運行與虛擬按鈕相關(guān)的應(yīng)用或程序)的第二響應(yīng)。接觸檢測器可以被配置成檢測在觸摸敏感用戶界面上提供的虛擬按鈕(諸如滾動按鈕)處的接觸的位置，控制器可以被配置成提供以第一速率執(zhí)行與虛擬按鈕相關(guān)的功能的第一響應(yīng)，且控制器可以被配置成通過以不同于第一速率的第二速率執(zhí)行與虛擬按鈕相關(guān)的功能提供第二響應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的其他實施方式，操作包括觸摸敏感用戶界面的電子設(shè)備的方法可以包括檢測在觸摸敏感用戶界面的表面上的接觸的(二維)位置?？梢允褂?反射)電磁輻射來檢測觸摸敏感用戶界面的表面的變形/表面上的力。當檢測出的力/變形小于閾值時，可以對觸摸敏感用戶界面的表面上的接觸進行第一響應(yīng)。當檢測出的力/變形大于閾值時，可以對觸摸敏感用戶界面的表面上的接觸進行第二響應(yīng)，第一響應(yīng)和第二響應(yīng)不同。檢測接觸的位置可以包括檢測在觸摸敏感用戶界面的表面上的接觸的二維位置， 且可以使用反射的電磁輻射來檢測力/變形。檢測力/變形可以包括檢測觸摸敏感用戶界面的變形。檢測力/變形可以包括向觸摸敏感用戶界面的一部分發(fā)射電磁輻射以及檢測從觸摸敏感用戶界面反射的部分電磁輻射。電磁輻射可以包括經(jīng)調(diào)制的電磁輻射，且檢測可以包括選擇性地檢測經(jīng)調(diào)制的電磁輻射。另外，電磁輻射可以包括諸如紅外(IR)輻射的不可見電磁輻射。觸摸敏感用戶界面可以包括具有透明基板和與透明基板相鄰的液晶材料的液晶顯示器，且發(fā)射電磁輻射可以包括通過液晶材料發(fā)射電磁輻射。觸摸敏感用戶界面可以包括具有透明基板和在觸摸敏感用戶界面的有源像素區(qū)域中與透明基板相鄰的液晶材料的液晶顯示器，且發(fā)射電磁輻射可以包括向觸摸敏感用戶界面的有源像素區(qū)域之外的部分發(fā)射電磁輻射。觸摸敏感用戶界面可以包括具有透明基板和在觸摸敏感用戶界面的有源像素區(qū)域中與透明基板相鄰的液晶材料的液晶顯示器，且發(fā)射電磁輻射可以包括從位于透明基板的與液晶材料相鄰的表面上的發(fā)光設(shè)備(諸如發(fā)光二極管或激光二極管)發(fā)射電磁輻射。觸摸敏感用戶界面可以包括具有透明基板和在觸摸敏感用戶界面的有源像素區(qū)域中與透明基板相鄰的液晶材料的液晶顯示器，且檢測從觸摸敏感用戶界面反射的部分電磁輻射可以包括使用透明基板的與液晶顯示器相鄰的表面上的光傳感器(諸如光電二極管或光電晶體管)檢測部分電磁輻射。發(fā)射電磁輻射可以包括僅在檢測到接觸之后發(fā)射電磁輻射。檢測觸摸敏感用戶界面的表面上的接觸的位置可以包括使用紅外(IR)接觸感測、聲波接觸檢測、電容接觸檢測和/或電阻接觸檢測其中之一檢測位置。檢測觸摸敏感用戶界面的表面上的接觸的位置可以包括檢測在觸摸敏感用戶界面上提供的虛擬按鈕(諸如圖標)處的接觸的位置，進行第一響應(yīng)可以包括選擇虛擬按鈕(諸如改變外觀、大小、顏色、亮度等)，且提供第二響應(yīng)可以包括執(zhí)行與虛擬按鈕相關(guān)的功能(諸如運行與虛擬按鈕相關(guān)的應(yīng)用或程序)。檢測觸摸敏感用戶界面的表面上的接觸的位置可以包括檢測在觸摸敏感用戶界面上提供的虛擬按鈕 (諸如滾動按鈕)處的接觸的位置，提供第一響應(yīng)可以包括以第一速率執(zhí)行與虛擬按鈕相關(guān)的功能，且提供第二響應(yīng)可以包括以不同于第一速率的第二速率執(zhí)行與虛擬按鈕相關(guān)的功能。


圖1是示出了包括根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式的觸摸敏感用戶界面的電子設(shè)備的框圖。圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式的觸摸敏感用戶界面的平面圖。圖3A-3D是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式沿著圖2的剖面線3_3'的可供選擇的觸摸敏感用戶界面的剖面圖。圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式的觸摸敏感用戶界面的平面圖。圖5A-5B是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式沿著圖4的剖面線5_5'的可供選擇的觸摸敏感用戶界面的剖面圖。圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式包括多個電子輻射源/檢測器對的觸摸敏感用戶界面的平面圖。圖7A和7B是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的力/變形檢測器的操作的原理的剖面圖。圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式的觸摸敏感用戶界面的操作的流程圖。
具體實施例方式盡管本發(fā)明可以進行各種修改并具有很多另選形式，但將通過附圖中的示例的方式示出且詳細地描述本發(fā)明的特定實施方式。然而，應(yīng)當理解，并不旨在將本發(fā)明限制為公開的特定形式，恰相反，本發(fā)明將覆蓋落在權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)的所有修改、等同和另選。貫穿附圖的描述，相似的參考標號表示相似的元件。當在本文使用時，除非特別聲明，否則單數(shù)形式“一”、“一個”和“該”旨在也包括復(fù)數(shù)形式。還應(yīng)當理解，當在本說明書中使用時，術(shù)語“包含”和/或“包括”旨在指定陳述的特征、要件、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但是不排除一個或更多其他特征、要件、 步驟、操作、元件、組件和/或其組合的存在或添加。應(yīng)當理解，當稱元件“連接”或“耦合” 到另一元件時，它可以直接連接或耦合到其他元件或可以存在中間元件。再者，當在本文使用時，“連接”或“耦合”包括無線連接或耦合。當在本文使用時，術(shù)語“和/或”包括相關(guān)列舉項目中的一個或更多個的任意和所有組合。除非另外定義，否則本文使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)和科學術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的相同意思。還應(yīng)當理解，除非本文明確地定義，否則諸如在常用字典中定義的術(shù)語應(yīng)當解讀為具有與相關(guān)技術(shù)語境中其意義相一致的意義且不應(yīng)解讀為理想化或過于正式的意義。本發(fā)明可以實現(xiàn)為方法、電子設(shè)備和/或計算機產(chǎn)品。因此，本發(fā)明可以以硬件和 /或軟件(包括固件、常駐軟件、微代碼等)實現(xiàn)。再者，本發(fā)明可以為計算機可用或計算機可讀存儲介質(zhì)上的計算機程序產(chǎn)品的形式，該計算機可用或計算機可讀存儲介質(zhì)實現(xiàn)有在被指令執(zhí)行系統(tǒng)使用或與指令系統(tǒng)結(jié)合使用的計算機可用或計算機可讀程序代碼。在本文檔的語境中，計算機可用或計算機可讀介質(zhì)可以是能夠包含或存儲被指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備使用或與指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備一同使用的程序的任意介質(zhì)。計算機可用或計算機可讀介質(zhì)例如可以是但不限于電子、磁性、光學、電磁、紅外或半導(dǎo)體系統(tǒng)、裝置、設(shè)備或介質(zhì)。計算機可讀介質(zhì)的更具體的示例(非排他性列表)將包括具有一個或更多布線的電學連接、便攜式計算機盤、隨機訪問存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、可擦除可編程只讀存儲器(EPR0M或閃存)以及壓縮光盤只讀存儲器(CD-ROM)。下面參照框圖和操作流程圖描述這些實施方式。應(yīng)當理解，方框中標注的功能/ 行為可以不以操作說明中標注的順序發(fā)生。例如，取決于涉及的功能/行為，連續(xù)示出的兩個方框?qū)嶋H上可以基本同步地執(zhí)行或方框有時可以以相反的順序執(zhí)行。盡管一些圖示包括通信路徑上的箭頭以示出通信的主要方向，應(yīng)當理解通信可以在所示箭頭相反的方向發(fā)生。盡管僅用于說明和解釋目的，在無線通信終端的語境中描述了本發(fā)明的各種實施方式，但本發(fā)明不限于此。應(yīng)當理解，本發(fā)明可以更廣泛地用在任意類別的電子設(shè)備中以識別和響應(yīng)觸摸敏感用戶輸入上的輸入。應(yīng)當理解，盡管本文可能使用術(shù)語第一、第二、第三等用于描述各種元件、組件和/ 或部分，這些元件、組件和/或部分不應(yīng)被這些術(shù)語限制。這些術(shù)語僅用于從其他元件、組件或部分區(qū)分一個元件、組件或部分。因而，下面討論的第一元件、組件或部分可以被命名為第二元件、組件或部分，而不偏離本發(fā)明的教導(dǎo)。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式的包括觸摸敏感用戶界面的電子設(shè)備100的框圖。電子設(shè)備100例如可以是無線通信設(shè)備(諸如蜂窩無線電話)、PDA、音頻/圖片/視頻播放器/記錄器、全球定位(GPQ單元、游戲設(shè)備或包括觸摸敏感屏顯示器的任意其他電子設(shè)備。電子設(shè)備100還可以包括耦合到觸摸敏感用戶界面101的控制器111、耦合到控制器111的無線收發(fā)器115以及耦合到控制器111的存儲器117。另外，鍵盤/鍵區(qū)119、揚聲器121和/或麥克風134也可以耦合到控制器111。當在本文討論時，電子設(shè)備100可以是被配置成提供PDA功能、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接(諸如因特網(wǎng)瀏覽)和/或其他數(shù)據(jù)功能的蜂窩無線電話。
控制器111可以被配置成使用一種或更多種無線通信協(xié)議在無線空氣接口上通過收發(fā)器115和天線125與一個或更多RF收發(fā)器基站和/或其他無線通信設(shè)備通信，所述無線通信協(xié)議例如是全球移動通信標準(GSM)、通用分組無線服務(wù)(GPRS)、增強型數(shù)據(jù)速率GSM演進技術(shù)(EDGE)、綜合數(shù)字增強網(wǎng)絡(luò)(iDEN)、碼分多址(CDMA)、寬帶CDMA、 CDMA2000、通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)、WiMAX和/或HIPERMAN、無線局域網(wǎng)(例如802. 11) 和/或藍牙。控制器111可以被配置成實施諸如常規(guī)蜂窩電話功能的無線通信功能性，包括但不限于音頻/視頻電話呼叫和/或諸如文本/圖片/視頻消息的數(shù)據(jù)消息?？刂破?11還可以被配置成提供各種用戶應(yīng)用，這些用戶應(yīng)用可以包括音樂/圖片/視頻記錄器/播放器應(yīng)用、電子郵件/消息應(yīng)用、日歷/約會應(yīng)用和/或其他用戶應(yīng)用。 音頻/圖片/視頻記錄器/播放器應(yīng)用可以被配置成記錄和回放電子設(shè)備100內(nèi)的傳感器 (例如麥克風123和/或照相機)捕獲的、經(jīng)由無線收發(fā)器115和控制器111下載到電子設(shè)備100中的、經(jīng)由有線連接(例如經(jīng)由USB)下載到電子設(shè)備100中的和/或諸如通過可移動存儲器介質(zhì)安裝在電子設(shè)備100中的音頻、數(shù)字圖片和/或視頻。電子郵件/消息應(yīng)用可以被配置成允許用戶產(chǎn)生電子郵件/消息(例如短消息服務(wù)消息和/或即時消息)以經(jīng)由控制器111和收發(fā)器115傳輸。日歷/約會應(yīng)用可以提供能夠被用戶查看和編輯的日歷和任務(wù)調(diào)度以調(diào)度約會或其他任務(wù)。更具體而言，觸摸敏感用戶界面101可以是包括顯示器103(例如，液晶顯示器、 有機發(fā)光二極管顯示器等)、觸摸檢測器105和力/變形檢測器107的觸摸敏感屏。例如， 接觸檢測器105可以被配置成檢測顯示器103的表面上的接觸(例如，來自手指和/或觸摸筆的接觸)的二維位置，且力/變形檢測器107可以被配置成檢測顯示器103的表面上的接觸的二維位置處的力/變形。更具體而言，接觸檢測器105可以被配置成使用紅外(IR)接觸感測、聲波接觸感測、電容接觸感測和/或電阻接觸感測來檢測顯示器103 的表面上的接觸的二維位置(例如沿著χ軸和y軸)。作為示例，接觸和/或力/變形感測在以下文檔中進行了討論2009年2月10日提交的名為“Sensor，Display Including A Sensor, And Method For Using A Sensor” 的美國專利申請第 12/386，462 號；2009 年 1 月 21 日提交的名為"Piezoresistive Force Sensor Integrated In A Display，，的美國專利申請第12/356，858號；2008年11月11日提交的名為“Methods Of Operating Electronic Devices Using Touch Sensitive Interfaces With Contact And Proximity Detection And Related Devices And Computer Program Products，，的美國專利申請第 12/268，502 號；2008 年 2 月 19 日提交的名為“Identifying And Responding To Multiple Time-Overlapping Touches On A Touch Panel”的美國專利申請第 12/033，405號；2008年 12月 15 日提交的名為"Touch Sensitive Displays With Coplanar Capacitive Touch And Proximity Sensor Pads And Related Touch Panels” 的美國專利申請第 12/334, 871 號； 以及 2008 年 12 月 15 日提交的名為"iTouch Sensitive Displays With Layers Of Sensor Plates Providing Capacitance Based Proximity Senseing and Related Touch Panels" 的美國專利申請第12/334，818號。通過引用將上述專利申請中的每一個的公開的全部內(nèi)容并入本文中。力/變形檢測器107可以被配置成通過檢測觸摸敏感用戶界面101的一部分的變形(例如沿著ζ軸)來檢測力/變形。力/變形檢測器107例如可以檢測在顯示器103的液晶顯示器(LCD)上提供的保護屏的變形、顯示器103的液晶顯示器(LCD)的(多個)基板的變形和/或顯示器103的顯示模塊(例如包括LCD的基板和液晶材料)的變形。力/變形檢測器107可以使用反射的電磁輻射來檢測力/變形。例如，力/變形檢測器107可以包括電磁輻射源(例如發(fā)光二極管(LED)和/或激光二極管)和電磁輻射檢測器(例如，光電二極管和/或光電晶體管)。更具體而言，電磁輻射源可以被配置成向觸摸敏感用戶界面的一部分(例如，保護屏、LCD的(多個)基板和/或包括LCD的兩個基板的整個顯示模塊)發(fā)射電磁輻射，且電磁輻射檢測器可以被配置成檢測從觸摸敏感用戶界面反射的部分電磁輻射。例如在參考文獻Optoacoustics有限公司2009年白勺"Optoacoustics, Sound Solutions From Light Technology, " (SKNNtlt optoacoustics. com/article, php ？ id = 7)中，討論了使用反射光檢測表面的移動，通過引用將其全部內(nèi)容并入本文。因此，接觸檢測器105可以被配置成使用第一感測技術(shù)檢測接觸的位置，且力/變形107可以被配置成使用不同于第一感測技術(shù)的第二感測技術(shù)檢測變形。更具體而言，力/變形檢測器107可以被配置成在接觸檢查器105檢測接觸的位置時檢測力/變形(例如，通過使用反射的電磁輻射測量變形)。更具體而言，不同的變形可以與相同的接觸位置處的不同力相關(guān)，可以針對不同的接觸位置提供變形和力之間不同的關(guān)聯(lián)?？刂破?11可以被配置成在力/變形檢測器107檢測出的力/變形小于閾值時對觸摸敏感用戶界面的顯示器103的表面上的接觸進行第一響應(yīng)，且當檢測出的力/變形大于閾值時對觸摸敏感用戶界面的顯示器103的表面上的接觸進行第二響應(yīng)，第一響應(yīng)和第二響應(yīng)不同。因此，控制器111可以被配置成響應(yīng)于觸摸敏感用戶界面101上的接觸的位置且響應(yīng)于在該位置檢測力/變形來選擇多個不同操作之一，且然后執(zhí)行選擇的操作。如下面更詳細討論，通過檢測接觸的位置和力/變形，取決于在該接觸的位置施加的力/變形， 對于相同的接觸的位置，控制器111可以執(zhí)行不同的操作。舉例而言，接觸檢測器105可以被配置成檢測觸摸敏感用戶界面101上的顯示器 103上提供的虛擬按鈕(例如圖標)處的接觸的位置。控制器111可以被配置成在檢測出的力/變形小于閾值時進行選擇虛擬按鈕的第一響應(yīng)(例如改變虛擬按鈕的外觀、大小、顏色、亮度等)，且控制器111可以被配置成在檢測出的力/變形大于閾值時提供執(zhí)行與虛擬按鈕相關(guān)的功能的第二響應(yīng)(例如，運行與虛擬按鈕相關(guān)的應(yīng)用或程序)。根據(jù)本發(fā)明的其他實施方式，接觸檢測器105可以被配置成檢測觸摸敏感用戶界面101的顯示器103上提供的虛擬按鈕(例如滾動按鈕)處的接觸的位置?？刂破?11可以被配置成在檢測出的力 /變形小于閾值時進行以第一速率執(zhí)行與虛擬按鈕相關(guān)的功能的第一響應(yīng)，且控制器111 可以被配置成通過以不同于第一速率的第二速率執(zhí)行與虛擬按鈕相關(guān)的功能進行第二響應(yīng)。如果虛擬按鈕是滾動按鈕，例如，在顯示器103上示出的滾動按鈕的部分受到相對低的力接觸(導(dǎo)致相對小的變形)時，可以在顯示器103上提供相對慢的滾動，且在顯示器103 上示出滾動按鈕的部分受到相對高的力接觸(導(dǎo)致相對大的變形)時，可以在顯示器103 上提供相對快的滾動。此外，力/變形檢測器107的電磁輻射源可以被配置成調(diào)制電磁輻射(例如，響應(yīng)于來自控制器111的調(diào)制控制信號)，且力/變形檢測器107的電磁輻射檢測器可以被配置成選擇性地檢測經(jīng)調(diào)制的電磁輻射?？刂破?11例如可以被配置成濾除來自檢測器的對應(yīng)于非調(diào)制輻射的信號，使得對應(yīng)于經(jīng)調(diào)制的輻射的信號可以被選擇用于檢測變形/力。因此，可以減小背景光對力/變形檢測器107的干擾。換句話說，通過調(diào)制力/變形檢測器 107使用的電磁輻射，使得力/變形檢測器107使用的電磁輻射與背景電磁輻射(例如，源于日光、室內(nèi)照明等)相區(qū)分，可以減小對力/變形檢測器的干擾，由此增加性能。另外，力/變形檢測器107的電磁輻射源可以被配置成發(fā)射不可見電磁輻射(例如紅外(IR)電磁輻射)。因此，可以減小與顯示器103上提供的可見信息的干擾。換句話說，通過使用不可見電磁輻射操作力/變形檢測器107，顯示器103上提供的可見信息的質(zhì)量不會受到明顯影響。此外，可以通過使力/變形檢測器107的電磁輻射源不連續(xù)工作而減小源于力/ 變形檢測器107的功耗。例如，力/變形檢測器107的電磁輻射源可以被配置成僅在接觸檢測器105首先檢測到接觸之后才發(fā)射電磁輻射，且在接觸檢測器105不再檢測到接觸時就中止發(fā)射。換句話說，力/變形檢測器107可以僅在接觸檢測器105檢測到接觸時發(fā)射輻射。另外地或另選地，根據(jù)定義各脈沖的長度和連續(xù)脈沖之間的關(guān)閉周期的占空比，力/ 變形檢測器107的電磁輻射源可以被配置成以脈沖發(fā)射電磁輻射。通過減小力/變形檢測器107進行發(fā)射的時間量且檢測電磁輻射，可以減小功耗。因此，可以增加電池操作的設(shè)備中的電池壽命。圖2和圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式的顯示器的平面圖。圖3A-3D 是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式沿著圖2的剖面線3-3'的可供選擇的顯示器結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖5A-5D是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式沿著圖4的剖面線5-5'的可供選擇的顯示器結(jié)構(gòu)的剖面圖。如圖2所示，圖1的顯示器103可以包括有源顯示區(qū)域201和環(huán)繞有源顯示區(qū)域 201的無源顯示區(qū)域203。力/變形檢測器107可以包括安裝在有源顯示區(qū)域201后面的電磁輻射源205 (例如IRLED和/或頂激光二極管)和電磁檢測器207 (例如，光電二極管和/或光電晶體管)。如下面參照圖3A-3D更詳細地討論，顯示器103可以是包括第一和第二透明IXD基板(其間具有液晶材料)的液晶顯示器。另外，IXD基板之一可以包括用于控制有源顯示區(qū)域201中的各個像素的柵格形式的導(dǎo)體矩陣。使用無源矩陣顯示器，可以提供沒有有源元件(即，沒有晶體管)的導(dǎo)體柵格，而使用有源陣列顯示器，可以提供具有用于有源顯示區(qū)域的各像素的有源元件(例如，薄膜晶體管)的導(dǎo)體柵格。電磁輻射源 205和電磁檢測器207因而可以使用反射的電磁輻射以測量顯示器101的表面上的變形來檢測施加到顯示器101的表面的力(和/或所得變形)。如圖3A所示，可以在液晶顯示器303a和電子設(shè)備的外部之間提供保護層301a，且可以在保護層301a上提供(多個)接觸敏感元件/層30 以檢測保護層301a上的接觸的二維位置。另外，反射層307a可以被配置成在透射液晶顯示器303a產(chǎn)生的可見光的同時選擇性地反射電磁輻射源20 (例如發(fā)光二極管、激光二極管等)發(fā)射的電磁輻射(例如不可見電磁輻射)。另外，可以提供背光327a以使用可見光照射液晶顯示器303a。盡管反射層307a被示出為在保護層301a的內(nèi)表面上，但可以在保護層301a的外表面上提供反射層307a。此外，例如，如果保護層301a提供適當?shù)姆瓷湫阅?，則反射層307a 可以省略。液晶顯示器303a可以包括透明基板311a和317a以及其間的液晶材料315a。此
11外，液晶顯示器303a可以包括用于控制透明基板311a的與液晶材料31 相鄰的表面上的有源顯示區(qū)域201中的各個像素的柵格形式的導(dǎo)體陣列(有源或無源)。此外，可以在透明基板311a的與液晶材料31 相鄰的表面上提供電磁輻射源20 和電磁輻射檢測器207a。 因此，在液晶顯示器303a的組裝期間，導(dǎo)體陣列(用于控制顯示像素)、電磁輻射源20 和電磁輻射檢測器207a可以一同制作在透明基板311a的相同表面上。根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，在基板311a的有源顯示區(qū)域上提供輻射源20 和 /或輻射檢測器207a，這可能會犧牲顯示器的一個或更多像素來提供輻射源20 和/或輻射檢測器207a。換句話說，輻射源20 和/或輻射檢測器207a可以被顯示器的像素環(huán)繞。 根據(jù)本發(fā)明的其他實施方式，可以在基板31 Ia的無源顯示區(qū)域上(即，在有源顯示區(qū)域外) 提供輻射源20 和/或輻射檢測器207a，使得不需要犧牲像素。另外，諸如其上具有電子器件321a(例如集成的電子器件、離散的電子器件等)的印刷電路板319a的電子組件可以提供控制器111、收發(fā)器115和/或存儲器117的功能。 諸如鍵盤/鍵區(qū)119、揚聲器121、麥克風123等的其他組件可以在印刷電路板319a上提供和/或電學耦合到印刷電路板319a。另外，電聯(lián)接器32 和337a可以提供印刷電路板 319a和透明基板311a之間以及印刷電路板319a和(多個)接觸敏感元件/層30 之間的電學耦合。因此，(多個)接觸敏感元件/層30 和控制器111 一起可以提供被配置成檢測觸摸敏感用戶界面101上的接觸的二維位置的接觸檢測器。另外，電磁輻射源20 和電磁輻射檢測器207以及控制器111 一起可以提供被配置成檢測觸摸敏感用戶界面101的表面處的力/變形的力/變形檢測器。電磁輻射源20 (例如發(fā)光二極管、激光二極管等)可以被配置成響應(yīng)于從控制器111接收的控制信號產(chǎn)生經(jīng)調(diào)制的不可見電磁輻射(例如頂輻射)。不可見電磁輻射可以從反射層307a反射到電磁輻射檢測器207a(例如光電二極管、光電晶體管等)?？刂破?111可以被配置成基于從電磁輻射檢測器207a接收的信號，確定反射層307a的位置/變形/移動，且控制器111可以被配置成基于確定出的位置/變形/移動，確定施加到保護層 301a的力/變形。圖3A的結(jié)構(gòu)因而被配置成基于保護層301a相對于液晶顯示器303a的基板311a的位置/變形/移動而檢測力/變形。如圖:3B所示，可以在液晶顯示器30 和電子設(shè)備的外部之間提供保護層301b，且可以在保護層301b上提供(多個)接觸敏感元件/層30 以檢測保護層301b上的接觸的二維位置。另外，反射層307b可以被配置成在透射液晶顯示器30 產(chǎn)生的可見光的同時選擇性地反射電磁輻射源309b (例如發(fā)光二極管、激光二極管等)發(fā)射的電磁輻射(例如不可見電磁輻射)。另外，可以提供背光327b以使用可見光照射液晶顯示器30北。盡管反射層307b被示出為在保護層301b的內(nèi)表面上，但可以在保護層301b的外表面上提供反射層307b。此外，例如，如果保護層301b提供適當?shù)姆瓷湫阅?，則反射層307b 可以省略。液晶顯示器303b可以包括透明基板311b和317b以及其間的液晶材料315b。此外，液晶顯示器30 可以包括用于控制透明基板311b的與液晶材料31 相鄰的表面上的有源顯示區(qū)域201中的各個像素的柵格形式的導(dǎo)體陣列(有源或無源)。在圖:3B中，可以在印刷電路板319b上提供電磁輻射源20 和電磁輻射檢測器207b，且來自輻射源20 的輻射可以透射通過基板311b和317b以及液晶材料315b，然后被層307b反射。
另外，諸如其上具有電子器件321b (例如集成電子器件、離散電子器件等)的印刷電路板319b的電子組件可以提供控制器111、收發(fā)器115和/或存儲器117的功能。諸如鍵盤/鍵區(qū)119、揚聲器121、麥克風123等其他組件可以在印刷電路板319b上提供和/或電學耦合到印刷電路板319b。另外，電聯(lián)接器32 和337b可以提供印刷電路板319b和透明基板311b之間以及印刷電路板319b和(多個)接觸敏感元件/層30 之間的電學耦合。因此，(多個)接觸敏感元件/層30 和控制器111 一起可以提供被配置成檢測觸摸敏感用戶界面101上的接觸的二維位置的接觸檢測器。另外，電磁輻射源20 和電磁輻射檢測器207b以及控制器111 一起可以提供被配置成檢測觸摸敏感用戶界面的表面處的力 /變形的力/變形檢測器。電磁輻射源20 (例如發(fā)光二極管、激光二極管等)可以被配置成響應(yīng)于從自控制器111接收的控制信號產(chǎn)生經(jīng)調(diào)制的不可見電磁輻射(例如頂輻射)。不可見電磁輻射可以從反射層307b反射到電磁輻射檢測器207b (例如光電二極管、光電晶體管等)?？刂破?11可以被配置成基于從電磁輻射檢測器207b接收的信號，確定反射層307b的位置/ 變形/移動，且控制器111可以被配置成基于確定出的位置/變形/移動，確定施加到保護層301b的力/變形。圖;3B的結(jié)構(gòu)因而被配置成基于保護層301b相對于印刷電路板319b 的位置/變形/移動而檢測力/變形。如圖3C所示，與保護層隔開的空間可以省略，且可以直接在液晶顯示器303c上提供(多個)接觸敏感元件/層305c以檢測其上的接觸的二維位置。液晶顯示器303c可以包括透明基板311c和317c以及其間的液晶材料315c。此外，液晶顯示器303c可以包括用于控制透明基板311c的與液晶材料315c相鄰的表面上的有源顯示區(qū)域201中的各個像素的柵格形式的導(dǎo)體陣列(有源或無源)。反射層307c可以被配置成在透射液晶顯示器303c 產(chǎn)生的可見光的同時選擇性地反射電磁輻射源309c (例如發(fā)光二極管、激光二極管等)發(fā)射的電磁輻射(例如不可見電磁輻射)。此外，可以在透明基板311c的與液晶材料315c相鄰的表面上提供電磁輻射源205c和電磁輻射檢測器207c。因此，在液晶顯示器303c的組裝期間，導(dǎo)體陣列(用于控制顯示像素)、電磁輻射源205c和電磁輻射檢測器207c可以一同制作在透明基板311c的相同表面上。另外，可以提供背光327c以使用可見光照射液晶顯示器303c。盡管反射層307c被示出為在透明基板317c的內(nèi)表面上，但可以在基板317c的外表面上提供反射層307c。此外，例如，如果基板317c提供適當?shù)姆瓷湫阅?，則反射層307c
可以省略。另外，諸如其上具有電子器件321c (例如集成電子器件、離散電子器件等)的印刷電路板319c的電子組件可以提供控制器111、收發(fā)器115和/或存儲器117的功能。諸如鍵盤/鍵區(qū)119、揚聲器121、麥克風123等其他組件可以在印刷電路板319c上提供和/或電學耦合到印刷電路板319c。另外，電聯(lián)接器325c和337c可以提供印刷電路板319c和透明基板311c之間以及印刷電路板319c和(多個)接觸敏感元件/層305c之間的電學耦合。因此，(多個)接觸敏感元件/層305c和控制器111 一起可以提供被配置成檢測觸摸敏感用戶界面101上的接觸的二維位置的接觸檢測器。另外，電磁輻射源205c和電磁輻射檢測器207c以及控制器111 一起可以提供被配置成檢測觸摸敏感用戶界面101的表面處的力/變形的力/變形檢測器。
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電磁輻射源205c (例如發(fā)光二極管、激光二極管等)可以被配置成響應(yīng)于從控制器111接收的控制信號產(chǎn)生經(jīng)調(diào)制的不可見電磁輻射(例如頂輻射)。不可見電磁輻射可以從反射層307c反射到電磁輻射檢測器207c(例如光電二極管、光電晶體管等)。基于從電磁輻射檢測器207c接收的信號，控制器111可以被配置成確定反射層307c的位置/ 變形/移動，且控制器111可以被配置成基于確定出的位置/變形/移動，確定施加到保護層301c的力/變形。圖3C的結(jié)構(gòu)因而被配置成基于基板317c相對于液晶顯示器303c的基板311c的位置/變形/移動而檢測力/變形。根據(jù)本發(fā)明的其他實施方式，可以在印刷電路板319c上提供輻射源和檢測器205c和207c，使得來自源205c的輻射透射通過基板 311c，然后反射回檢測器207c。以舉例的方式，將輻射源和檢測器205c和207c的位置示出在基板311c的有源顯示區(qū)域201中。然而，可以在不同位置，諸如基板311c的無源區(qū)域203中提供源205c和和檢測器207c。根據(jù)另外的其他實施方式，可以在印刷電路板319c上提供源和檢測器205c 和207c，從反射層307c進行反射。根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，可以在基板311c的有源顯示區(qū)域上提供輻射源 205c和/或輻射檢測器207c，這可能會犧牲顯示器的一個或更多像素來提供輻射源20 和/或輻射檢測器207a。換句話說，輻射源205c和/或輻射檢測器207c可能被顯示器的像素環(huán)繞。根據(jù)本發(fā)明的其他實施方式，可以在基板311c的無源顯示區(qū)域上(即，在有源顯示區(qū)域外)提供輻射源205c和/或輻射檢測器207c，使得不需要犧牲像素。如圖3D所示，可以省略隔開保護層的空間，且可以直接在液晶顯示器303d上提供 (多個)接觸敏感元件/層305d以檢測液晶顯示器303d上的接觸的二維位置。液晶顯示器303d可以包括透明基板311d和317d以及其間的液晶材料315d。此外，液晶顯示器303d 可以包括用于控制透明基板311d的與液晶材料315d相鄰的表面上的有源顯示區(qū)域201中的各個像素的柵格形式的導(dǎo)體陣列(有源或無源)。反射層307d可以被配置成在透射液晶顯示器303d產(chǎn)生的可見光的同時選擇性地反射電磁輻射源309d(例如發(fā)光二極管、激光二極管等)發(fā)射的電磁輻射(例如不可見電磁輻射)。另外，可以提供背光327d以使用可見光照射液晶顯示器303d。在圖3D中，可以在印刷電路板319d上提供電磁輻射源205d和電磁輻射檢測器 207d,且來自輻射源205d的輻射可以反射離開反射層307d。盡管反射層307d被示出為在透明基板31 Id的外表面上，但可以在基板31 Id的內(nèi)表面上或基板317d上提供反射層307d。 此外，例如，如果基板311d和/或基板317d提供適當?shù)姆瓷湫阅?，則可以省略反射層307d。另外，諸如其上具有電子器件321d(例如集成電子器件、離散的電子器件等)的印刷電路板319d的電子組件可以提供控制器111、收發(fā)器115和/或存儲器117的功能性。 諸如鍵盤/鍵區(qū)119、揚聲器121、麥克風123等其他組件可以在印刷電路板319d上提供和 /或電學耦合到印刷電路板319d。另外，電聯(lián)接器325d和337d可以提供印刷電路板319d 和透明基板311d之間以及印刷電路板319d和(多個)接觸敏感元件/層305d之間的電學耦合。因此，(多個)接觸敏感元件/層305d和控制器111 一起可以提供被配置成檢測觸摸敏感用戶界面101上的接觸的二維位置的接觸檢測器。另外，電磁輻射源205d和電磁輻射檢測器207d以及控制器111 一起可以提供被配置成檢測觸摸敏感用戶界面101的表面處的力/變形的力/變形檢測器。
電磁輻射源205d(例如發(fā)光二極管、激光二極管等)可以被配置成響應(yīng)于從控制器111接收的控制信號產(chǎn)生經(jīng)調(diào)制的不可見電磁輻射(例如頂輻射)。不可見電磁輻射可從反射層307d反射到電磁輻射檢測器207d(例如光電二極管、光電晶體管等)。控制器 111可以被配置成基于從電磁輻射檢測器207d接收的信號，確定反射層307d的位置/變形/移動，且控制器111可以被配置成基于確定出的位置/變形/移動，確定施加到顯示器 103的力/變形。圖3D的結(jié)構(gòu)因而被配置成基于基板311d和/或基板317d相對于印刷電路板319d的位置/變形/移動而檢測力/變形。以舉例的方式，輻射源和檢測器205d和207d的位置被示出在基板311d的有源顯示區(qū)域201中。然而，可以在印刷電路板319d的其它位置，諸如無源區(qū)域203中，提供源和檢測器205d和207d。如圖4所示，圖1的顯示器103可以包括有源顯示區(qū)域401和環(huán)繞有源顯示區(qū)域 401的無源顯示區(qū)域403。力/變形檢測器107可以包括安裝在無源顯示區(qū)域403后面的電磁輻射源405 (例如IRLED和/或頂激光二極管)和電磁檢測器407 (例如，光電二極管和/或光電晶體管)。如下面參照圖5A-5B更詳細地討論，顯示器103可以是包括第一和第二透明LCD基板(其間具有液晶材料)的液晶顯示器。另外，LCD基板之一可以包括用于控制有源顯示區(qū)域401中的各個像素的柵格形式的導(dǎo)體矩陣。使用無源矩陣顯示器，可以提供沒有有源元件(即，沒有晶體管)的導(dǎo)體柵格，而使用有源陣列顯示器，可以提供具有用于有源顯示區(qū)域的各像素的有源元件(例如，薄膜晶體管)的導(dǎo)體柵格。電磁輻射源 405和電磁檢測器407因而可以用于通過使用反射的電磁輻射來測量顯示器101的表面上的所得變形來檢測施加到顯示器101的表面的力和/或變形。如圖5A所示，可以在液晶顯示器503a和電子設(shè)備的外部之間提供保護層501a，且可以在保護層501a上提供(多個)接觸敏感元件/層50 以檢測保護層501a上的接觸的二維位置。另外，反射層507a可以被配置成在透射液晶顯示器503a產(chǎn)生的可見光的同時選擇性地反射電磁輻射源509a(例如發(fā)光二極管、激光二極管等)發(fā)射的電磁輻射(例如不可見電磁輻射)。另外，可以在印刷電路板519a上提供背光以使用可見光照射液晶顯不器503ao盡管反射層507a被示出在保護層501a的內(nèi)表面上，但可以在保護層501a的外表面上提供反射層507a。此外，例如，如果保護層501a提供適當?shù)姆瓷湫阅?，則反射層507a 可以省略。液晶顯示器503a可以包括透明基板511a和517a以及其間的液晶材料515a。此外，液晶顯示器503a可以包括用于控制透明基板511a的與液晶材料51 相鄰的表面上的有源顯示區(qū)域401中的各個像素的柵格形式的導(dǎo)體陣列(有源或無源)。在圖5A中，可以在印刷電路板519a上提供電磁輻射源40 和電磁輻射檢測器407a，且來自輻射源40 的輻射可以從層507a反射到檢測器407a。另外，諸如其上具有電子器件521a(例如集成的電子器件、離散的電子器件等)的印刷電路板519b的電子組件可以提供控制器111、收發(fā)器115和/或存儲器117的功能。 諸如鍵盤/鍵區(qū)119、揚聲器121、麥克風123等其他組件可以在印刷電路板519a上提供和 /或電學耦合到印刷電路板519a。另外，電聯(lián)接器52 和537a可以提供印刷電路板519a 和透明基板511a之間以及印刷電路板519a和(多個)接觸敏感元件/層50 之間的電學耦合。因此，(多個)接觸敏感元件/層50 和控制器111 一起可以提供被配置成檢測觸摸敏感用戶界面101上的接觸的二維位置的接觸檢測器。另外，電磁輻射源40 和電磁輻射檢測器407a以及控制器111 一起可以提供被配置成檢測觸摸敏感用戶界面101的表面上的力/變形的力/變形檢測器。電磁輻射源40 (例如發(fā)光二極管、激光二極管等)可以被配置成響應(yīng)于從控制器111接收的控制信號產(chǎn)生經(jīng)調(diào)制的不可見電磁輻射(例如頂輻射)。不可見電磁輻射可以從反射層507a反射到電磁輻射檢測器407a(例如光電二極管、光電晶體管等)。控制器111可以被配置成基于從電磁輻射檢測器407a接收的信號，確定反射層507a的位置/ 變形/移動，且控制器111可以被配置成基于確定出的位置/變形/移動，確定施加到保護層501a的力/變形。圖5A的結(jié)構(gòu)因而可以被配置成基于保護層501a相對于印刷電路板 519a的位置/變形/移動而檢測力/變形。如圖5B所示，可以在液晶顯示器50 和電子設(shè)備的外部之間提供保護層501b，且可以在保護層501b上提供(多個)接觸敏感元件/層50 以檢測保護層501b上的接觸的二維位置。另外，反射層507b可以被配置成在透射液晶顯示器50 產(chǎn)生的可見光的同時反射電磁輻射源509b (例如發(fā)光二極管、激光二極管等)發(fā)射的電磁輻射(例如不可見電磁輻射)。另外，可以在印刷電路板519b上提供背光以使用可見光照射液晶顯示器503b。盡管反射層507b被示出為在保護層301a的內(nèi)表面上，但可以在保護層501b的外表面上提供反射層507b。此外，例如，如果保護層501b提供適當?shù)姆瓷湫阅埽瑒t可以省略反射層507b。液晶顯示器503b可以包括透明基板511b和517b以及其間的液晶材料515b。此外，液晶顯示器50 可以包括用于控制透明基板511b的與液晶材料51 相鄰的表面上的有源顯示區(qū)域401中的各個像素的柵格形式的導(dǎo)體陣列(有源或無源)。此外，可以在透明基板511b的與液晶材料51 相鄰的表面上在無源顯示區(qū)域403中提供電磁輻射源40 和電磁輻射檢測器407b。因此，在液晶顯示器50 的組裝期間，導(dǎo)體陣列(用于控制顯示像素)、電磁輻射源40 和電磁輻射檢測器407b可以一同制作在透明基板511b的相同表面上。另外，諸如其上具有電子器件521b(例如集成的電子器件、離散的電子器件等)的印刷電路板519b的電子組件可以提供控制器111、收發(fā)器115和/或存儲器117的功能。 諸如鍵盤/鍵區(qū)119、揚聲器121、麥克風123等其他組件可以在印刷電路板519b上提供和 /或電學耦合到印刷電路板519b。另外，電聯(lián)接器52 和537b可以提供印刷電路板519b 和透明基板511b之間以及印刷電路板519b和(多個)接觸敏感元件/層50 之間的電學耦合。因此，(多個)接觸敏感元件/層50 和控制器111 一起可以提供被配置成檢測觸摸敏感用戶界面101上的接觸的二維位置的接觸檢測器。另外，電磁輻射源40 和電磁輻射檢測器407b以及控制器111 一起可以提供被配置成檢測觸摸敏感用戶界面101的表面上的接觸的力/變形的力/變形檢測器。電磁輻射源40 (例如發(fā)光二極管、激光二極管等)可以被配置成響應(yīng)于從控制器111接收的控制信號產(chǎn)生經(jīng)調(diào)制的不可見電磁輻射(例如頂輻射)。不可見電磁輻射可以從反射層507b反射到電磁輻射檢測器407b (例如光電二極管、光電晶體管等)。控制器111可以被配置成基于從電磁輻射檢測器407b接收的信號，確定反射層507b的位置/變形/移動，且控制器111可以被配置成基于確定出的位置/變形/移動，確定施加到保護層501b的力/變形。圖5B的結(jié)構(gòu)因而可以被配置成基于保護層501b相對于無源顯示區(qū)域403中液晶顯示器50 的基板511b的位置/變形/移動而檢測力/變形。如上所述，可以使用反射的電磁輻射的變化以確定因施加的力產(chǎn)生的變形來檢測施加到觸摸敏感用戶界面101的力/變形。因為施加到用戶界面的不同部分的相同力可能導(dǎo)致反射輻射的區(qū)域處的不同的變形，控制器111可以被配置成根據(jù)顯示器上的接觸的二維位置(使用接觸檢測器確定)不同地關(guān)聯(lián)反射。例如，如果輻射源和檢測器被配置成反應(yīng)測量出的在觸摸敏感用戶界面101的中心部分的反射，則與施加在觸摸敏感用戶界面101 的外圍部分的力相比，施加在觸摸敏感用戶界面101的中心部分的相同的力例如可以導(dǎo)致檢測出更大的變形。例如，查找表可以針對觸摸敏感用戶界面的不同x-y坐標提供反射與力/變形的不同關(guān)系。通過首先(例如使用接觸檢測器105和控制器111)檢測接觸的位置(例如x-y坐標)，控制器111可以使用這種查找表將(使用力/變形檢測器119產(chǎn)生和檢測出的)反射與特定接觸位置關(guān)聯(lián)，以更精確地確定接觸位置處的力/變形。另外地或另選地，可以在觸摸敏感用戶界面101上提供多個輻射源/檢測器對以改善力/變形檢測的精度。此外，多個輻射檢測器可以被配置成從單個輻射源接收多個反射以改善力/變形檢測，和/或單個輻射檢測器可以被配置成從多個輻射源接收反射。如圖6所示，例如可以提供多對電磁輻射源(6051，6052，60\，6(^4和6055)和電磁輻射檢測器(6071，6072，6073，6074和6075)以檢測觸摸敏感用戶界面101的不同位置的變形。如上面參照圖3A-3D所討論的，例如可以提供內(nèi)部源和檢測器對(60 和6072)，且如上面參照圖5A-5B所討論，可以提供外圍源和檢測器對(605i和6071;6053和6073，6054和 6074，以及60 和6075)。盡管外圍源和檢測器對被示出在無源顯示區(qū)域603中，可以在有源顯示區(qū)域601中提供外圍源和檢測器對。因此，對于本發(fā)明的一些實施方式，可以選擇源 /檢測器對其中之一以基于與接觸位置的臨近程度確定變形/力。根據(jù)本發(fā)明的其它實施方式，可以使用多個源/檢測器對來確定變形/力。圖7A和7B是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施方式的力/變形檢測器的操作的原理的剖面圖。具體地，觸摸敏感用戶界面101的層801 (諸如圖3A的保護層301a、圖;3B的保護層 301b、圖3C的基板317c、圖3D的基板31 Id、圖5A的保護層501a或圖5B的保護層501b)可以安裝在/安裝到相對剛性的結(jié)構(gòu)803(諸如設(shè)備的外殼)上。此外，電磁輻射源705(諸如圖3A-3D和圖5A-5B的電磁輻射源205a、205b、205c、205d、405a和/或405b)和電磁輻射檢測器707(諸如圖3A-3D和圖5A-5B的電磁輻射檢測器207a、207b、207c、207d、407a和 /或407b)可以安裝在相對于層801基本剛性/固定的基板819 (諸如印刷電路板或液晶顯示器的透明基板)上。另外，可以在柔性層801上提供(多個)接觸敏感元件/層805(諸如圖3A-3D和圖5A-5B的多個接觸敏感元件/層305a、305b、305c、305d、50 和/或505b) 提供以檢測柔性層801上的接觸的二維位置。盡管在圖7A和7B中沒有示出，可以在柔性層801上提供分立的反射層(諸如圖3A-3D和圖5A-5B的反射層307a、307b、307c、307d、 507a 和 / 或 507b)。當手指/觸摸筆806進行相對低的力接觸時，(多個)接觸敏感元件/層805 (與控制器111 一起)可以檢測層801上的接觸的二維位置，且如圖7A所示層801可能出現(xiàn)相對小的變形或沒有變形。當檢測到接觸時，控制器111可以進行源自電磁輻射源705的電磁輻射的傳送，使得電磁輻射從層801反射回來，朝向電磁輻射檢測器707。檢測器707響應(yīng)于反射的輻射產(chǎn)生的信號與接觸的二維位置一起可以被控制器111處理以確定層801的變形/力。基于接觸的二維位置和施加到層801的相對低的力，控制器111可以提供第一響應(yīng)。當手指/觸摸筆806進行相對高的力接觸時，(多個)接觸敏感元件/層805 (與控制器111 一起)可以檢測到層801上的接觸的二維位置，且如圖7B所示可以發(fā)生層801 的更明顯的變形。當檢測到接觸時，控制器111可以進行源自電磁輻射源705的電磁輻射的傳送，使得電磁輻射從層801反射回來，朝向電磁輻射檢測器707。檢測器707響應(yīng)于反射的輻射產(chǎn)生的信號以及接觸的二維位置一起可以被控制器111處理以確定層801的變形 /力?；诮佑|的二維位置和施加到層801的相對高的力，控制器111可以提供不同于第一響應(yīng)的第二響應(yīng)。層801的變形因而可以正比于手指/觸摸筆806施加的力，且反射到輻射檢測器 707的電磁輻射的強度可以正比于層801的變形。因此，輻射檢測器707產(chǎn)生的信號可以正比于反射到其上的電磁輻射的強度，該強度可以正比于層801的變形，該變形可以正比于施加到層801的力?？刂破?11因而能夠使用輻射檢測器707產(chǎn)生的信號確定施加到層 801的力，該信號可以與層801上的接觸的二維位置相關(guān)。圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式的觸摸敏感用戶界面的操作的流程圖。 在方框831和833，在檢測到接觸之前，控制器111可以維持輻射源705關(guān)閉，從而減小功耗。當檢測到來自手指/觸摸筆806的接觸時，在方框835，(多個)接觸敏感元件/層 805(與控制器111 一起)可以確定層801上的接觸的二維位置，且在方框837，控制器111 可以進行來自電磁輻射源705的電磁輻射的傳送。如上面所討論，來自電磁輻射源705的輻射可以被脈沖化以進一步減小功耗、被調(diào)制以減小(例如，與背景光/輻射和/或來自顯示器103產(chǎn)生的光/輻射的)干擾，和/或是不可見的(例如頂輻射)以減小對顯示器103 的干擾。在方框839，反射的輻射可以被輻射檢測器707檢測，且在方框841，檢測器707響應(yīng)于反射的輻射產(chǎn)生的信號可以與接觸的二維位置一起被處理器111處理以確定層801上的變形/力?；诮佑|的二維位置以及施加到層801的相對低的力，在方框843，控制器111 可以進行響應(yīng)，且在方框845，中止來自于輻射源705的輻射。上面通過舉例的方式討論了電磁輻射源包括發(fā)光設(shè)備(例如二極管和/或激光二極管)，并且上面通過舉例的方式討論了電磁輻射檢測器包括光傳感器(例如光電二極管和/或光電晶體管)。然而，輻射源和/或檢測器可以包括不同/附加的元件。例如，根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式的輻射源可以包括光纖以增強向?qū)?01傳送的電磁輻射的方向性。 類似地，根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式的輻射源可以包括光纖以增加對從層801反射的電磁輻射的變化的敏感度。盡管上面通過舉例的方式討論了觸摸敏感顯示器，但根據(jù)本發(fā)明的實施方式可以使用接觸和力/變形檢測器實現(xiàn)觸摸敏感板(例如，在掌上/筆記本電腦上使用的用于產(chǎn)生計算機鼠標輸入的板)。在圖3AJB和5A的結(jié)構(gòu)中，例如，液晶顯示器303a、30 和503a 可以省略，且保護層301a、301b和501a可以是不透明的。因為沒有顯示器且因為保護層 30la、30Ib和501a可以是不透明的，電磁輻射源20fe、205b和40 可以發(fā)射可見和/或不可見光，和/或可以減小來自背景光的干擾。如上面參照圖3A-3D、5A_5B和7A-7B所討論的，電磁輻射源(例如，電磁輻射源 205a-d,405a-d和/或70 和電磁輻射檢測器(例如電磁輻射檢測器207a-d、407a-b和/ 或707)可以均位于相對靜止的表面(例如，基板311a、印刷電路板319b、基板319c、印刷電路板319d、印刷電路板519a、基板511b和/或表面819)上，承受力/變形的表面(例如，層 301a、層 307a、層 301b、層 307b、層 307c、基板 317c、層 307d、基板 311d、層 501a、層 507a、層 501b和/或?qū)?01b)進行反射。根據(jù)本發(fā)明的其他實施方式，電磁輻射源(例如，電磁輻射源20fe-d、405a-d和/或70 和電磁輻射檢測器(例如電磁輻射檢測器207a-d、407a-b 和/或707)可以均位于承受力/變形的表面(例如，層30la、層307a、層30lb、層307b、層 307c、基板317c、層307d、基板311d、層501a、層507a、層501b和/或?qū)?01b)上，且從相對靜止的表面(例如，基板311a、印刷電路板319b、基板319c、印刷電路板319d、印刷電路板519a、基板511b和/或表面819)進行反射。根據(jù)本發(fā)明的另外的其他實施方式，電磁輻射源(例如，電磁輻射源20fe-d、405a-b和/或70 或電磁輻射檢測器(例如電磁輻射檢測器207a-d、407a-b和/或707)之一可以位于承受力/變形的表面(例如，層30la、層 307a、層 301b、層 307b、層 307c、基板 317c、層 307d、基板 311d、層 501a、層 507a、層 501b 和 /或?qū)?01b)上，電磁輻射源或電磁輻射檢測器中的另一個位于相對靜止的表面(例如，基板311 a、印刷電路板319b、基板319c、印刷電路板319d、印刷電路板519a、基板51 Ib和/或表面819)上，使得不需要反射。此外，終端100的移動可能導(dǎo)致力(由于加速)被施加到可移動表面(例如，層 301a、層 307a、層 301b、層 307b、層 307c、基板 317c、層 307d、基板 311d、層 501a、層 507a、層 501b和/或?qū)?01b)，使得可移動表面相對于靜止表面(例如，基板311a、印刷電路板319b、 基板319c、印刷電路板319d、印刷電路板519a、基板511b和/或表面819)變形。終端100 的移動因而在導(dǎo)致力/變形檢測期間的擾動/干擾。根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，終端100 可以包括耦合到控制器111的加速計以檢測終端100的移動/加速?？刂破?11因而可以在確定施加到觸摸敏感用戶界面101的力/變形時使用加速計的輸出來過濾終端100的移動。換句話說，控制器111可以在確定施加到觸摸敏感用戶界面101的力/變形時減去終端101的移動/加速的影響。為了開發(fā)方便，上面討論的用于實施設(shè)備和/或系統(tǒng)的操作的計算機程序代碼可以以諸如Java、C和/或C++的高級編程語言編寫。另外，用于實施本發(fā)明的實施方式的操作的計算機程序代碼還可以以諸如但不限于解釋語言的其他編程語言編寫。一些模塊或例行程序可以以匯編語言或甚至微代碼編寫以增強性能和/或存儲器利用率。還應(yīng)當意識到，任意或所有程序模塊的功能性還可以使用離散的硬件組件、一個或更多專用集成電路 (ASIC)、或編程的數(shù)字信號處理器或微控制器實現(xiàn)。上面已經(jīng)針對方法、移動終端、電子設(shè)備、數(shù)字處理系統(tǒng)和/或計算機程序產(chǎn)品的流程圖和/或框圖說明描述了本發(fā)明的一些實施方式。這些流程圖和/或框圖還示出了根據(jù)本發(fā)明的各個實施方式處理用戶輸入的示例性操作。應(yīng)當理解，所示的流程圖和/或框圖的各個方框以及所示流程圖和/或框圖中的方框的組合可以通過計算機程序指令和/或硬件操作實現(xiàn)。這些計算機程序指令可以提供到通用目的計算機、專用目的計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器以產(chǎn)生一種機器，使得經(jīng)由計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器執(zhí)行的指令創(chuàng)建用于執(zhí)行流程圖和/或框圖方框或多個方框中指定的功能的方式。這些計算機程序指令還可以存儲在計算機可用或計算機可讀存儲器中，該計算機可用或計算機可讀存儲器可以引導(dǎo)計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置以特定方式工作，使得存儲在計算機可用或計算機可讀存儲器中的指令產(chǎn)生一種制品，該制品包括實現(xiàn)流程圖和/或框圖方框或多個方框中指定的功能的指令。計算機程序指令還可以裝載到計算機或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置以在計算機或其他可編程裝置上執(zhí)行一系列操作步驟以產(chǎn)生計算機實現(xiàn)的過程，使得在計算機或其他可編程裝置上執(zhí)行的指令提供用于實現(xiàn)流程圖和/或框圖方框中指定的功能的步驟。在附圖和說明書中，公開了本發(fā)明的實施方式，且盡管采用了特定的術(shù)語，它們僅以一般和描述性意思使用且不用于限制目的，本發(fā)明的范圍由下面的權(quán)利要求給出。
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權(quán)利要求
1.一種電子設(shè)備，所述電子設(shè)備包括觸摸敏感用戶界面；接觸檢測器，所述接觸檢測器被配置成檢測所述觸摸敏感用戶界面的表面上的接觸的位置；力/變形檢測器，所述力/變形檢測器被配置成使用電磁輻射檢測所述觸摸敏感用戶界面的表面上的力/所述觸摸敏感用戶界面的表面的變形；以及控制器，所述控制器被耦合到所述觸摸敏感用戶界面，其中所述控制器被配置成在檢測出的力/變形小于閾值時提供對所述觸摸敏感用戶界面的表面上的所述接觸的第一響應(yīng)，且在檢測出的力/變形大于所述閾值時，提供對所述觸摸敏感用戶界面的表面上的接觸的第二響應(yīng)，所述第一響應(yīng)和所述第二響應(yīng)不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中所述力/變形檢測器被配置成通過檢測所述觸摸敏感用戶界面的變形來檢測所述力/變形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中所述力/變形檢測器包括電磁輻射源，所述電磁輻射源被配置成向所述觸摸敏感用戶界面的一部分發(fā)射所述電磁輻射；以及電磁輻射檢測器，所述電磁輻射檢測器被配置成檢測從所述觸摸敏感用戶界面反射的所述電磁輻射的一部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電子設(shè)備，其中所述電磁輻射源被配置成調(diào)制所述電磁輻射，且其中所述電磁輻射檢測器被配置成選擇性地檢測經(jīng)調(diào)制的電磁輻射。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的電子設(shè)備，其中所述電磁輻射源被配置成發(fā)射不可見電磁輻射。
6.根據(jù)權(quán)利要求3到5中任一項所述的電子設(shè)備，其中所述觸摸敏感用戶界面包括液晶顯示器，所述液晶顯示器包括透明基板和與所述透明基板相鄰的液晶材料，且其中所述電磁輻射源被配置成發(fā)射通過所述液晶材料的電磁輻射。
7.根據(jù)權(quán)利要求3到6中任一項所述的電子設(shè)備，其中所述觸摸敏感用戶界面包括液晶顯示器，所述液晶顯示器包括透明基板和在所述觸摸敏感用戶界面的有源像素區(qū)域中與所述透明基板相鄰的液晶材料，且其中所述電磁輻射源被配置成向所述觸摸敏感用戶界面的所述有源像素區(qū)域之外的部分發(fā)射所述電磁輻射。
8.根據(jù)權(quán)利要求3到7中的任一項所述的電子設(shè)備，其中所述觸摸敏感用戶界面包括液晶顯示器，所述液晶顯示器包括透明基板和在所述觸摸敏感用戶界面的有源像素區(qū)域中與所述透明基板相鄰的液晶材料，且其中所述電磁輻射源包括在所述透明基板的與所述液晶材料相鄰的表面上的發(fā)光設(shè)備，其中所述電磁輻射檢測器包括在所述透明基板的與所述液晶材料相鄰的表面上的光傳感器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子設(shè)備，其中所述發(fā)光設(shè)備和/或所述光傳感器中的至少一個位于所述透明基板的有源顯示區(qū)域上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項所述的電子設(shè)備，其中所述接觸檢測器被配置成使用紅外(IR)接觸感測、聲波接觸檢測、電容接觸檢測和/或電阻接觸檢測其中之一檢測接觸的位置。
11.一種操作包括觸摸敏感用戶界面的電子設(shè)備的方法，所述方法包括檢測所述觸摸敏感用戶界面的表面上的接觸的位置；使用電磁輻射檢測所述觸摸敏感用戶界面的表面上的力/所述觸摸敏感用戶界面的表面的變形；當檢測出的力/變形小于閾值時，提供對所述觸摸敏感用戶界面的表面上的接觸的第一響應(yīng)；以及當檢測出的力/變形大于所述閾值時，提供對所述觸摸敏感用戶界面的表面上的所述接觸的第二響應(yīng)，所述第一響應(yīng)和所述第二響應(yīng)不同。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中檢測所述力/變形包括檢測所述觸摸敏感用戶界面的變形。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的方法，其中檢測所述力/變形包括向所述觸摸敏感用戶界面的一部分發(fā)射電磁輻射并檢測從所述觸摸敏感用戶界面反射的電磁輻射的一部分。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述電磁輻射包括經(jīng)調(diào)制的電磁輻射，且其中檢測包括選擇性地檢測經(jīng)調(diào)制的電磁輻射。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其中所述電磁輻射包括不可見電磁輻射。
16.根據(jù)權(quán)利要求13到15中任一項所述的方法，其中所述觸摸敏感用戶界面包括液晶顯示器，所述液晶顯示器包括透明基板和與所述透明基板相鄰的液晶材料，且其中發(fā)射電磁輻射包括發(fā)射通過所述液晶材料的電磁輻射。
17.根據(jù)權(quán)利要求13到16中任一項所述的方法，其中所述觸摸敏感用戶界面包括液晶顯示器，所述液晶顯示器包括透明基板和在所述觸摸敏感用戶界面的有源像素區(qū)域中與所述透明基板相鄰的液晶材料，且其中發(fā)射電磁輻射包括向所述觸摸敏感用戶界面的所述有源像素區(qū)域之外的部分發(fā)射所述電磁輻射。
18.根據(jù)權(quán)利要求13到17中任一項所述的方法，其中所述觸摸敏感用戶界面包括液晶顯示器，所述液晶顯示器包括透明基板和在所述觸摸敏感用戶界面的有源像素區(qū)域中與所述透明基板相鄰的液晶材料，其中發(fā)射所述電磁輻射包括從位于所述透明基板的與所述液晶材料相鄰的表面上的發(fā)光設(shè)備發(fā)射電磁輻射，且其中檢測從所述觸摸敏感用戶界面反射的部分電磁輻射包括使用在所述透明基板的與所述液晶顯示器相鄰的表面上的光傳感器檢測所述電磁輻射的一部分。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述發(fā)光設(shè)備和/或所述光傳感器其中至少一個位于所述透明基板的有源顯示區(qū)域上。
20.一種計算機產(chǎn)品，所述計算機產(chǎn)品被配置成在包括觸摸敏感用戶界面的電子設(shè)備中操作，所述計算機程序產(chǎn)品包括計算機可用存儲介質(zhì)，所述計算機可用存儲介質(zhì)中實施有計算機可讀程序代碼，所述計算機可讀程序代碼包括被配置成檢測所述觸摸敏感用戶界面的表面上的接觸的位置的計算機可讀程序代碼；被如下配置的計算機可讀程序代碼使用電磁輻射檢測所述觸摸敏感用戶界面的表面上的力/變形；被配置成在檢測出的力/變形小于閾值時對所述觸摸屏敏感用戶界面的表面上的接觸進行第一響應(yīng)的計算機可讀程序代碼；以及被配置成在所述觸摸敏感用戶界面的表面上檢測出的力/變形大于所述閾值時對所述觸摸敏感用戶界面的表面上的接觸進行第二響應(yīng)的計算機可讀程序代碼，其中所述第一響應(yīng)和所述第二響應(yīng)不同。
全文摘要
一種電子設(shè)備可以包括觸摸敏感用戶界面和配置成檢測觸摸敏感用戶界面的表面上的接觸的位置的接觸檢測器。力檢測器可以配置成使用電磁輻射檢測觸摸敏感用戶界面的表面/表面上的力/變形。控制器可以耦合到觸摸敏感用戶界面?？刂破骺梢耘渲贸稍跈z測的力/變形小于閾值時提供對觸摸屏敏感用戶界面的表面上的接觸的第一響應(yīng)?？刂破鬟€可以配置成在檢測的力/變形大于閾值時提供對觸摸敏感用戶界面的表面上的接觸的第二響應(yīng)，第一響應(yīng)和第二響應(yīng)不同。還公開了相關(guān)方法。
文檔編號G06F3/041GK102414646SQ200980159048
公開日2012年4月11日 申請日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月1日
發(fā)明者貢納·克林霍爾特 申請人:索尼愛立信移動通訊有限公司