專利名稱：觸摸板和包括其的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
與以下說明相一致的裝置和方法涉及用戶輸入設(shè)備，且更具體地，涉及觸摸板和 包括其的電子設(shè)備。
背景技術(shù)：
觸摸板是用于通過感測用戶在其上的接觸來確定來自用戶的輸入信號以及觸摸 板上的位置的用戶輸入設(shè)備的一個示例。用戶可以通過利用他或她的手指、觸筆等接觸或 按壓觸摸板來向觸摸板輸入數(shù)據(jù)或信號。最近，已經(jīng)開發(fā)能夠處理諸如輕拂(flick)、拖放 (drag)、滾動(scroll)、擠壓(pinch)、敲擊并滑動(tap-and-slide)等的連續(xù)輸入或多觸 摸輸入的觸摸板，其中術(shù)語連續(xù)輸入和多觸摸輸入表示當用戶連續(xù)接觸或按壓觸摸板的用 戶觸摸表面時進行的輸入。觸摸板可以實現(xiàn)為用于作為膝上型計算機、上網(wǎng)本等的鼠標的替換的觸摸墊，或 者觸摸板可以代替電子設(shè)備的輸入開關(guān)。同樣，觸摸板可以與顯示器結(jié)合使用。安裝在諸 如液晶顯示器(LCD)、等離子顯示面板(PDP)、陰極射線管(CRT)等的顯示器的屏幕上的觸 摸板被稱為“觸摸屏”。觸摸板可以與顯示器集成以構(gòu)成顯示器的屏幕或者可以額外附著在 顯示器的屏幕上。觸摸板可以替換諸如鍵盤的用戶輸入設(shè)備并且允許簡單的操作。此外，觸摸板能 夠根據(jù)將要執(zhí)行的應(yīng)用的類型、或已經(jīng)執(zhí)行的應(yīng)用的階段給用戶提供各種類型的按鈕。因 此，觸摸板，更具體地，觸摸屏已經(jīng)被廣泛用作諸如移動電話機、個人數(shù)字助理(PDA)、便攜 多媒體播放器(PMP)、數(shù)字照相機、便攜游戲機、MP3播放器等、以及自動柜員機(ATM)、信息 交易機、售票機等的電子裝置的輸入設(shè)備。觸摸板可以根據(jù)感測用戶的輸入的方法分類為電阻型、電容型、鋸(saw)型、紅外 型等。電容型觸摸板通過測量由于接觸或按壓引起的電容的變化來確定用戶是否按壓了觸 摸板以及用戶的按壓位置。然而，電容型觸摸板無法向用戶提供輸入感，即，用戶在輸入時 得到的識別的感覺。為了克服該缺點，已經(jīng)提出在觸摸板下面安裝振動電機的方法。該方 法通過在感測到用戶的按壓時使用振動電機振動整個觸摸板來向用戶提供輸入感。然而， 該方法在感測諸如多觸摸輸入的連續(xù)輸入時無法提供輸入感，而且用戶無法檢查連續(xù)輸入 是否被正確處理，除非他們連續(xù)觀察觸摸屏或顯示器。

發(fā)明內(nèi)容
一個或多個實施例涉及允許用戶在進行連續(xù)輸入時通過他或她的觸覺體驗輸入 感的觸摸板、以及包括該觸摸板的電子設(shè)備。一個或多個實施例還涉及允許用戶在進行連續(xù)輸入時通過他或她的觸覺感受識 別必須終止連續(xù)輸入操作的位置、或連續(xù)輸入的行進路徑上任何對象或任何窗口邊界的存 在的觸摸板、以及包括該觸摸板的電子設(shè)備。根據(jù)實施例的一方面，提供一種觸摸板，包括第一基底、第二基底、電流變流體、傳感器、和控制器。第二基底通過間隙與第一基底隔開，并且包括觸摸表面。電流變流體填 注在第一基底與第二基底之間的間隙中。傳感器感測觸摸表面上的輸入并且確定發(fā)生輸入 的輸入位置，而控制器改變與輸入位置的周邊區(qū)域?qū)?yīng)的位置中電流變流體的黏度。根據(jù)實施例的一方面，提供一種觸摸板，包括第一基底、第二基底、多個驅(qū)動電 極、電流變流體、和控制器。第二基底通過間隙與第一基底隔開，第二基底包括觸摸表面。多 個驅(qū)動電極陣列包括布置在第一基底和第二基底上的驅(qū)動電極以使得驅(qū)動電極形成驅(qū)動 電極對，每個驅(qū)動電極對包括第一基底上的驅(qū)動電極和第二基底上的對應(yīng)的驅(qū)動電極，而 且每個驅(qū)動電極對被配置為當施加驅(qū)動電壓時在第一基底與第二基底之間局部地感應(yīng)電 場。電流變流體填注在第一基底與第二基底之間的間隙中，并且通過由驅(qū)動電極對感應(yīng)的 電場來改變電流變流體的黏度。控制器，當在觸摸表面上感測到來自用戶的連續(xù)輸入時，將 驅(qū)動電壓樣式施加到與感測到連續(xù)輸入的各位置當中的最新輸入位置的至少一個周邊區(qū) 域?qū)?yīng)的位置中的驅(qū)動電極對。根據(jù)實施例的一方面，提供一種包括根據(jù)上述的觸摸板之一的觸摸板的電子設(shè)備。


通過參考附圖的以下詳細描述，以上和/或其它方面將更加明了，其中圖1是示范性觸摸板的框圖；圖2是示出圖1所示的觸摸板的觸摸板主體的配置的分解透視圖；圖3是沿圖2的ΙΙΙ-ΙΙΓ線切割的觸摸板主體的截面圖；圖4是示出驅(qū)動電壓與電流變流體的黏度之間的關(guān)系的曲線圖；圖5A是示出最新輸入位置及其周邊區(qū)域的一個示例；圖5B是示出最新輸入位置及其周邊區(qū)域的另一個示例；圖6A到6D是示出要施加到最新輸入位置的周邊區(qū)域的示范性驅(qū)動電壓樣式的曲 線圖；圖7A說明用于拖放某個對象的示范性連續(xù)輸入；圖7B示出當進行圖7A所示的連續(xù)輸入時施加的示范性驅(qū)動電壓樣式；圖8A說明用于在穿過窗口邊界的同時拖放某個對象的另一個示范性連續(xù)輸入；圖8B示出當進行圖8A所示的連續(xù)輸入時施加的示范性驅(qū)動電壓樣式；圖9A說明用于移動滾動條的另一個示范性連續(xù)輸入；圖9B和9C示出當進行圖9A所示的連續(xù)輸入時施加的示范性驅(qū)動電壓樣式；以及圖10是示出上電極和下電極的另一個示范性布置的觸摸板主體的截面圖。
具體實施例方式提供以下說明來幫助讀者充分理解這里所述的方法、裝置、和/或系統(tǒng)。因此，本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員不難想到這里所述的方法、裝置、和/或系統(tǒng)的各種變更、修改、和等 價物。而且，為了更加清楚和簡潔，將略去公知功能和構(gòu)造的說明。貫穿附圖和詳細的說明，除非另外說明，相同的附圖引用數(shù)字將被理解為指代相 同的元件、特征、和結(jié)構(gòu)。為了清楚、說明、和方便之故，這些元件的相對尺寸和描繪可以被夸大。根據(jù)以下將描述的實施例的觸摸板是一類通過感測用戶觸摸表面上來自用戶的 連續(xù)接觸或按壓來執(zhí)行指令的用于電子設(shè)備的用戶輸入設(shè)備。指令可以被預(yù)先確定。艮口， 用戶可以通過連續(xù)接觸或按壓觸摸板的用戶觸摸表面來向具有觸摸板的電子設(shè)備輸入期 望的指令。這樣的連續(xù)輸入或多觸摸輸入表示在維持輸入的同時輸入位置(即，用戶觸摸 表面上用戶接觸的位置)連續(xù)移動。即，連續(xù)輸入是其位置沿路徑移動達一定時間間隔的 輸入，而且連續(xù)輸入不同于通過重復(fù)敲擊觸摸板上的某個區(qū)域、連續(xù)接觸或按壓觸摸板上 的某個區(qū)域達預(yù)定的時間段、或不連續(xù)接觸或按壓觸摸板上的某個區(qū)域等產(chǎn)生的輸入。路 徑可以是預(yù)定的，而且該一定的時間也可以是預(yù)定的。而且，對領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然可知， 連續(xù)輸入的行進路徑、距離和速度、這樣的連續(xù)輸入充當何種指令等與當前實施例無關(guān)并 且不限制實施例?？梢詫⒂|摸板安裝在各種類型的電子設(shè)備上作為用戶輸入設(shè)備。具體地，可以利 用觸摸板作為家用/辦公室電器的輸入設(shè)備，以及作為筆記本計算機、上網(wǎng)本等的觸摸墊。 同樣，可以將觸摸板實現(xiàn)為安裝在電子設(shè)備的顯示器上的觸摸屏。例如，可以將觸摸板可以 實現(xiàn)為諸如移動電話機、個人數(shù)字助理(PDA)、便攜多媒體播放器(PMP)、電子書終端、便攜 計算機、自動柜員機(ATM)、信息搜索器、售票機等的電子設(shè)備的觸摸屏。根據(jù)示范性實施例的觸摸板向?qū)嵤┻B續(xù)輸入的用戶提供針對接觸表面的觸覺感 受。即，在接觸或按壓觸摸板的同時移動輸入位置的用戶隨著輸入位置的運動可以感覺到 針對觸摸板的接觸表面的觸覺變化。例如，當在觸摸板上移動輸入位置時，用戶可以通過感 測屏幕針對觸摸板的接觸表面的剛度的增加或減少來感覺觸覺的變化。當前實施例中，利 用在其上和下基底之間插入有電流變(ER)流體的觸摸板，以便增加或減少屏幕針對觸摸 板的接觸表面的剛度。在觸摸板中，當前輸入位置(或感測的最新輸入位置)的周邊區(qū)域 下方的電流變流體的黏度隨著輸入位置移動而改變，這將在稍后描述。圖1是示范性觸摸板100的框圖，圖2是示出圖1所示的觸摸板100的觸摸板主 體Iio的配置的分解透視圖，而圖3是沿圖2的III-III ‘線切割的觸摸板主體110的截面 圖。參考圖1，觸摸板100包括觸摸板主體110、感測單元120和控制器130。觸摸板主 體110是包括在觸摸板100中的物理結(jié)構(gòu)。感測單元120和控制器130可以是感測對觸摸 板主體110的任何輸入以控制觸摸板主體110的驅(qū)動的電路和/或硬件和軟件的組合、或 僅僅是軟件。因此，本說明書中使用的術(shù)語“觸摸板”在狹義上可以僅指示觸摸板主體110， 但是在廣義上也可以指示包括觸摸板主體110、感測單元120和控制器130的全體的整個觸 摸板100。圖1中，根據(jù)其功能將感測單元120和控制器130示出為劃分用于邏輯分類，然而 也可以將它們集成在單個單元中或?qū)崿F(xiàn)為分開的設(shè)備。感測單元120與控制器130之間的 邏輯功能分類是為了便于說明。換句話說，單個集成組件可以執(zhí)行感測單元120和控制器 130的全部功能，或者感測單元120和控制器130的其中一個(例如，感測單元120)的一些 功能可以由另一個(例如，控制器130)執(zhí)行。下文中，將參考圖2和3詳細描述觸摸板主 體110的配置。參考圖2和圖3，觸摸板主體110包括一對基底(S卩，下基底111和上基底112)；在下基底111與上基底112之間填注和密封的電流變流體113 ；以及其中驅(qū)動電極成對布 置的驅(qū)動電極陣列。作為觸摸板主體110的基礎(chǔ)基底的下基底111作為用于在觸摸板主體110中填注 電流變流體113的容器的一側(cè)。當對應(yīng)的觸摸板100(見圖1)被實現(xiàn)為電子設(shè)備的觸摸屏 時，下基底111可以是電子設(shè)備的顯示平面、或額外附著到顯示平面上的基底。可以將下基 底111配置為使得當在下基底111與上基底112之間施加一定吸引力或排斥力時不會變 形。即，下基底111可以由剛性或堅固材料制成。例如，下基底111可以由透明玻璃制成。 然而，存在其中下基底111由并非硬材料的材料制成較為有利的情況。例如，如果觸摸板主 體110被附連到硬顯示器，則下基底111可以由透明聚合物膜制成。上基底112的上表面是用戶接觸以輸入信號的用戶觸摸表面。上基底112在對其 施加預(yù)定力時可以變形。例如，當用戶利用手指、觸筆等接觸或按壓用戶接觸表面時，上基 底112可以變形。為了這樣的變形，上基底112可以由透明的、可變形的聚合物膜等制成。 可用于上基底112的聚合物的類型不受限制。上基底112與下基底111隔開預(yù)定的距離， 從而在上基底112和下基底111之間形成具有預(yù)定厚度的間隙?？梢钥紤]驅(qū)動電壓、觸摸 板主體110的寬度、每個驅(qū)動電極對114的截面面積等來適當?shù)卦O(shè)置間隙的厚度。將電流變流體113置于下基底111與上基底112之間的間隙中?？梢岳醚叵禄?底111和上基底112之一或二者的相對的邊緣部分涂敷的密封劑116來密封電流變流體 113。電流變流體113是其中精細粒子11 在電絕緣流體113a中散布的懸浮液。電流變 流體113的黏度在對其施加電場時最大可以改變100000倍，而且由于這樣的黏度變化是可 逆的，當電場消失時黏度回到其原始水平。電流變流體113可以是透明流體，諸如硅油、煤礦油、石蠟(PCB)等。然而，電流變 流體113可以是具有對于溫度改變的低黏度改變、高燃點、低凝固點等的類似屬性、并且黏 度作為對其施加的電場的函數(shù)而改變的任何其他材料。電流變流體113中包含的粒子11 可以是非常精細、透明的粒子，具有最大大約50 μ m的尺寸。粒子11 可以是諸如鋁硅酸 鹽、聚苯胺、聚吡咯、富勒烯的聚合物或諸如陶瓷等的任何其他類型的絕緣材料。在一些應(yīng) 用中也可以使用非透明的ERF。而且，可以以散布的方式在上和下基底112和111之間的間隙中提供隔板 (spacer) 115。隔板115是由其尺寸小于大約幾十微米的小的透明粒子制成的彈性元件，并 且隨機分布于電流變流體113中。圖2所示的隔板115在尺寸上被夸大，而且被展示為如 同按照規(guī)則的間隔散布的彈性隔板115的布置也是便于說明的示范，而在實際上隔板115 更傾向于隨機散布。用于形成隔板115的材料不受限制，例如，隔板115可以由人造橡膠 (elastomer)制成。隔板115用于給上基底112提供恢復(fù)力并且在結(jié)構(gòu)上支撐上基底112。 即，隔板115作為上和下基底之間的彈性元件工作，并且允許所述基底在點擊操作之后的 非常短的時間內(nèi)恢復(fù)原始薄膜形狀，這將在稍后描述。隔板最好在觸摸板中自始至終隔開， 但是也可以使用其他類型的分布樣式，只要隔板可以提供恢復(fù)力和結(jié)構(gòu)支撐。如上面討論 的，分布也可以是隨機的。例如，在觸摸板的邊緣，薄膜張力比中央部分的強。因此，在邊緣 區(qū)域中有可能使用較少的隔板。即，隔板分布也可以依賴于觸摸板中的位置而改變。圖4是示出要施加到驅(qū)動電極對114的驅(qū)動電壓與電流變流體113的黏度之間的 關(guān)系的曲線圖。當驅(qū)動觸摸板100時產(chǎn)生的剪切速率可以在大約5 (1/s)到大約3000(l/s)的范圍內(nèi)。圖4中，該范圍由“流體流動區(qū)域”表示。圖4示出當將lkV/mm的驅(qū)動電壓施加到 驅(qū)動電極對114時(即，當將IkV的驅(qū)動電壓施加到驅(qū)動電極對114時，其中在每個電極對 中驅(qū)動電極彼此隔開Imm的距離)、以及當不再將驅(qū)動電壓施加到驅(qū)動電極對114時(OkV/ mm)兩種類型的電流變流體(一種(ER(I))是廣泛商用的電流變流體而另一種(ERQ))是 所謂的“Pani-Clay 15% ”，然而，這些僅僅是示范)的黏度的變化。圖4中可見，與不對其 施加驅(qū)動電壓時相比，對驅(qū)動電極對114施加驅(qū)動電壓增加了電流變流體113的黏度。具 體地，在100(l/s)的剪切速率處，對于兩種流體(ER(I))和(ERO))當施加驅(qū)動電壓時電 流變流體113的黏度比不施加驅(qū)動電壓時電流變流體113的黏度高數(shù)十或數(shù)百倍。而且，圖4中可見，對驅(qū)動電極對114施加不同電平的驅(qū)動電壓使得電流變流體 113的黏度改變。這是因為電流變流體113的黏度與驅(qū)動電壓成比例。另外，電流變流體 113的黏度的增加增加了剪切壓力。因此，用戶在接觸或按壓具有高黏度的電流變流體113 時將具有來自電流變流體113的較大排斥力。由于觸摸板100的該屬性，當對觸摸板100 施加按壓力時將使得用戶體驗多種多樣的觸覺感受。將驅(qū)動電極對114布置在下基底111和上基底112上以使得置于下基底111上的 驅(qū)動電極與置于上基底112上的電極成對。如圖3的區(qū)域I中所示，當將偏置電壓(S卩，驅(qū) 動電壓)施加到預(yù)定驅(qū)動電極對114時，在驅(qū)動電極對114所處的上下基底112和111之 間的間隙中局部地產(chǎn)生電場。結(jié)果，在I區(qū)域中，電流變流體113的黏度增加。同時，在圖 3的區(qū)域II中，由于沒有偏置電壓施加到對應(yīng)的驅(qū)動電極對114，因而在驅(qū)動電極對114所 處的上下基底112和111之間的間隙中不產(chǎn)生電場，從而，在II區(qū)域中，電流變流體113的 黏度不變。注意到，圖3中當從側(cè)部觀看時(也參見圖2、示出單個上電極114b和多個下 電極lHa。然而，該布置僅僅是示范。也可以在上下兩側(cè)提供電極的MXN陣列，使得每個 單獨的電極對(上和下)能夠單獨尋址和控制(參見圖10)。驅(qū)動電極對114可以以陣列的形式在整個觸摸板主體110上布置或以矩陣的形式 布置。在以陣列的形式布置驅(qū)動電極對114的情況下，可以將驅(qū)動電壓施加到驅(qū)動電極對 114的單個組合以便僅向選擇的驅(qū)動電極對提供驅(qū)動電壓。另外，改變將對其施加驅(qū)動電壓 的驅(qū)動電極對114的組合、或改變要施加到驅(qū)動電極對114的驅(qū)動電壓可以給進行連續(xù)輸 入的用戶提供多種多樣的觸覺感受，這將在稍后描述。圖2示出以矩陣形式布置的驅(qū)動電極的示例，其中將多個下電極圖案11 平行布 置在下基底111的上表面上，并將多個上電極圖案114b平行布置在上基底112的下表面 上。下電極圖案IHa沿第一方向延伸，而上電極圖案114b沿與第一方向正交的第二方向 延伸。從而，在下電極圖案IHa和上電極圖案114b的交叉處，限定驅(qū)動電極對114，它們 貫穿觸摸板主體110的整個區(qū)域以陣列的形式布置。與此不同，可以在上基底112和下基 底111的整個表面上以陣列形式布置各自被形成為點的上和下電極。該情況下，上和下驅(qū) 動電極可以各自是允許開關(guān)的有源器件。驅(qū)動電壓可以是驅(qū)動觸摸板100以改變電流變流體113的黏度的功率源。驅(qū)動電 壓可以從具有觸摸板100的電子設(shè)備的電源提供。將對其施加驅(qū)動電壓的驅(qū)動電極對114 的位置和/或驅(qū)動電壓的電平由觸摸板100的控制器130(參見圖1)控制。圖3說明的示 例中，僅僅向置于區(qū)域I中的驅(qū)動電極對施加驅(qū)動電壓而不向置于區(qū)域II中的驅(qū)動電極對 施加驅(qū)動電壓。僅向特定驅(qū)動電極對施加驅(qū)動電壓和調(diào)整要施加到驅(qū)動電極對的驅(qū)動電壓的方法與當前實施例的技術(shù)特征沒有直接關(guān)系，其詳細說明將被略去。以上描述的觸摸板100可以配置用于在觸摸板100的用戶觸摸表面上產(chǎn)生輸入按 鈕，并且當用戶按壓一個輸入按鈕又沒有進行連續(xù)輸入時向用戶提供類似于按壓機械按鈕 時感受的點擊的感覺。例如，通過適當?shù)剡x擇將要對其施加驅(qū)動電壓的區(qū)域(或驅(qū)動電極 對114的組合)以及僅對選擇的區(qū)域施加驅(qū)動電壓，可以在用戶觸摸表面上以一定形式定 義輸入按鈕以使得用戶可以不同地辨識具有高的電流變流體113的黏度的區(qū)域(即，對其 施加驅(qū)動電壓的驅(qū)動電極對的區(qū)域，如圖3的I區(qū)域)與具有低的電流變流體113的黏度 的區(qū)域(即，對其不施加驅(qū)動電壓的驅(qū)動電極對的區(qū)域，如圖3的II區(qū)域)。該一定形式 可以預(yù)先確定。之后，當感測到用戶對某個輸入按鈕的輸入時，如果用戶的輸入的時間段維 持超過閾時間，則釋放施加的驅(qū)動電壓，從而向用戶提供點擊的感覺。該定義輸入按鈕和提 供點擊的感覺的方法已經(jīng)在本申請人于2009年5月17日提交的題為“Touch Panel and Electronic Device Including the Same” 的美國申請 No. 12/780，996 中詳細描述，從而 這里省去其詳細說明。這里通過引用將2009年5月17日提交的題為“Touch Panel and Electronic Device Including the Same” 的美國申請 No. 12/780，996 公開的全部并入本 說明書。再次參考圖1，感測單元120確定是否發(fā)生對于觸摸板100的用戶輸入，并且在感 測到用戶的輸入時計算發(fā)生用戶輸入的輸入位置。感測單元120檢測用戶的輸入的方法不 被限制。例如，感測單元120可以通過檢測上基底112(見圖幻的用戶觸摸表面上的某個 位置處電容的變化(由用戶對該位置的接觸造成)來感測用戶的輸入和輸入位置。將關(guān)于 由感測單元120計算的輸入位置的信息輸出到控制器130?？刂破?30操作以基于輸入位置信息來改變感知的輸入位置的至少一個周邊區(qū) 域的下方的電流變流體113的黏度。然而，輸入位置的周邊區(qū)域以外的其他區(qū)域的下方的 電流變流體113的黏度也可以改變。例如，也可以改變除了當前輸入位置外的全部區(qū)域的 下方的電流變流體113的黏度。電流變流體113的黏度可以依賴于對其施加的電場的強度而改變(見圖4)?？刂?器130可以通過控制將要施加到各個驅(qū)動電極對114的驅(qū)動電壓來改變電流變流體113的 黏度?？刂破?30可以選擇與將要施加驅(qū)動電壓的驅(qū)動電極對對應(yīng)的位置(例如，圖3的 區(qū)域I)，以控制電流變流體113的黏度將要改變的位置?？梢曰诮^對準則來控制驅(qū)動電 壓，或者相對于先前施加的驅(qū)動電壓來控制驅(qū)動電壓。觸摸板100可以向進行連續(xù)輸入(諸如針對用戶觸摸表面滑動或跟蹤運動)的用 戶提供各種觸覺感受。為此，控制器130可以基于由感測單元120計算的輸入位置來確定當 前輸入是否是連續(xù)輸入。例如，當由感測單元120感測的輸入坐標隨時間連續(xù)改變時，控制 器130可以將對應(yīng)的輸入當作連續(xù)輸入。該時間可以是預(yù)定的時間。然而，當前實施例不 局限于該示例。例如，也可以這樣，感測單元120確定來自用戶的輸入是否是連續(xù)輸入，以 及當確定該輸入是連續(xù)輸入時，將確定的結(jié)果連同關(guān)于輸入位置的信息傳送到控制器130。連續(xù)輸入是其輸入位置在一定時間段上連續(xù)改變的輸入，而且連續(xù)輸入的行進路 徑、或?qū)⒂蛇@樣的連續(xù)輸入執(zhí)行的指令的類型不受限制。例如，連續(xù)輸入的行進路徑可以沿 水平方向、沿垂直方向、沿對角線方向、沿鋸齒形方向、以向外并返回(out and back)的方 式等。同樣，當進行諸如一次使用兩個手指的“擠壓”操作的輸入操作時、或當輸入操作與諸如“敲擊”操作的另一操作組合時，如果輸入操作隨時間改變則可以將該輸入操作看作連續(xù) 輸入。同樣，除了其中連續(xù)輸入通過預(yù)定的手勢被識別為預(yù)定的指令的情況外，還有其中連 續(xù)輸入被識別為與顯示的屏幕關(guān)聯(lián)的預(yù)定的指令的情況。例如，拖放顯示的對象之一(例 如，文件)、上下和/或左右移動滾動條、上下和/或左右移動播放時間調(diào)整條或音量調(diào)整條 等可以是連續(xù)輸入的示例。當確定發(fā)生連續(xù)輸入時，控制器130控制電流變流體113的黏度。更具體地，控制 器130操作以局部改變當前輸入位置(即，發(fā)生連續(xù)輸入的各輸入位置當中的最新輸入位 置)的周邊區(qū)域下方的電流變流體的黏度?！白钚螺斎胛恢玫闹苓厖^(qū)域”無需局限于在連續(xù) 輸入的預(yù)測行進方向(例如，其中連續(xù)輸入已經(jīng)朝向以到達最新的輸入位置的方向)上的 周邊區(qū)域。這是因為連續(xù)輸入的行進路徑可以被用戶任意改變。因此，“最新輸入位置的周邊區(qū)域”可以是在最新輸入位置的全部方向上相鄰的區(qū) 域，如圖5所示。當連續(xù)輸入的路徑受限于某個直線部分(例如，與顯示屏幕關(guān)聯(lián))時，如 滾動條、播放時間調(diào)整條或音量調(diào)整條，如圖5B所示，“最新輸入位置的周邊區(qū)域”可以是在 前后方向上與最新輸入位置相鄰的區(qū)域。即，“最新輸入位置的周邊區(qū)域”可以是沿著滾動 條、播放時間調(diào)整條、音量調(diào)整條等與當前輸入位置相鄰的區(qū)域。例如，圖5B中，與其中具 有圓形的方框相鄰的區(qū)域在圖中沿水平方向改變。為了局部改變最新輸入位置的周邊區(qū)域 下方的電流變流體113的黏度，控制器130可以控制驅(qū)動電極對的陣列當中將要對其施加 驅(qū)動電壓的驅(qū)動電極對的位置，或者可以控制將要施加到對應(yīng)的驅(qū)動電極對的驅(qū)動電壓， 這已經(jīng)在上面描述。如果將具有與被施加到最新或當前輸入位置的驅(qū)動電壓不同的電平的驅(qū)動電壓 施加到與最新或當前輸入位置的周邊區(qū)域?qū)?yīng)的驅(qū)動電極對，則進行連續(xù)輸入的用戶可以 隨時間具有不同的觸覺感受(例如，排斥力的不同的力度)。為此，可以將具有與被施加到 最新輸入位置的驅(qū)動電壓可比較的電平的驅(qū)動電壓施加到最新輸入位置的周邊區(qū)域。該情 況下，驅(qū)動電壓可以僅在來自用戶的輸入被確定為連續(xù)輸入的時間段期間被施加、或僅在 輸入位置連續(xù)改變的時間段期間被施加。在其中連續(xù)輸入被維持的時間段期間，將具有與 被施加到最新輸入位置的驅(qū)動電壓可比較的電平的驅(qū)動電壓連續(xù)施加到最新輸入位置的 周邊區(qū)域。圖6A到6D是示出要施加到最新輸入位置的周邊區(qū)域的示范性驅(qū)動電壓樣式的曲 線圖。圖6A到6D中，垂直軸表示相對于連續(xù)輸入的行進距離的施加到最新輸入位置的周 邊區(qū)域的驅(qū)動電壓的電平。由于電流變流體的黏度與驅(qū)動電壓成比例，驅(qū)動電壓的增加或 減少會增加或減少電流變流體的黏度。同樣，電流變流體的黏度的增加或減少會增加或減 少用戶能夠感受的剛性感受。由于連續(xù)輸入的輸入位置隨時間改變，周邊區(qū)域的位置也隨 時間改變。即，隨著當前輸入位置移動，當前輸入位置的周邊區(qū)域也沿著連續(xù)輸入的行進路 徑移動。根據(jù)圖6A中說明的驅(qū)動電壓樣式，驅(qū)動電壓與連續(xù)輸入的行進距離成比例地增 加。驅(qū)動電壓可以線性增加(如直線表示的)或可以逐級增加(如階梯狀虛線表示的)。 初始施加的驅(qū)動電壓的電平和增加的驅(qū)動電壓的斜率不受限制。增加的驅(qū)動電壓的斜率無 需恒定，并且可以依賴于連續(xù)輸入的行進距離或顯示屏幕的內(nèi)容(例如，對象、窗口邊界等 的存在)而改變。驅(qū)動電壓的增加會增加當前輸入位置的周邊區(qū)域下方的電流變流體的黏度，因此用戶能夠感受的剛性感受也增加。參考圖6B，驅(qū)動電壓隨著連續(xù)輸入的行進距離增加而減少。這里，驅(qū)動電壓可以線 性減少(直線)或逐級減少(虛線)。同樣，初始施加的驅(qū)動電壓的電平和減少的驅(qū)動電壓 的斜率不受限制。而且，減少的驅(qū)動電壓的斜率無需恒定，并且可以依賴于連續(xù)輸入的行進 距離或顯示屏幕的內(nèi)容(例如，對象、窗口邊界等的存在)而改變。由于驅(qū)動電壓的增加或 減少會增加或減少當前輸入位置的周邊區(qū)域下方的電流變流體的黏度，故用戶可以相應(yīng)地 體驗更大或更小的排斥力。參考圖6C，驅(qū)動電壓沿著連續(xù)輸入的行進距離交替地上升和下降。這里，驅(qū)動電壓 可以如正弦波一樣連續(xù)地上升和下降或如脈沖波一樣不連續(xù)地上升和下降。這樣的正弦波 或脈沖波的幅度或周期可以是恒定的而不管連續(xù)輸入的行進距離，或者依靠于連續(xù)輸入的 行進距離而改變。驅(qū)動電壓的交替上升和下降交替地增加和減少當前輸入位置的周邊區(qū)域 下方的電流變流體的黏度，使得用戶可以相應(yīng)地體驗交替地更大或更小的排斥力。參考圖6D，驅(qū)動電壓維持恒定而不管連續(xù)輸入的行進距離?？梢詫Ⅱ?qū)動電壓設(shè)置 為觸摸板在其中能夠正常操作的最小電壓(MIN)或最大電壓(MAX)，或作為最小驅(qū)動電壓 (MIN)與最大驅(qū)動電壓(MAX)之間的任意電壓。如此，在維持驅(qū)動電壓恒定的情況下，電流 變流體的黏度也維持恒定，從而用戶可以在進行連續(xù)輸入的同時體驗恒定的排斥力。圖6A到6D所示的驅(qū)動電壓樣式可以單獨應(yīng)用于連續(xù)輸入，或者所述驅(qū)動電壓樣 式的兩個或多個可以組合并應(yīng)用于連續(xù)輸入。每個驅(qū)動電壓樣式的幅度、增加或減少的斜 率、周期和/或振幅可以改變。同樣，驅(qū)動電壓樣式可以對具有觸摸板的電子設(shè)備預(yù)先設(shè) 置，或由進行預(yù)定的連續(xù)輸入的用戶任意地設(shè)置。在后者情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯然 可知，可以依賴于連續(xù)輸入的類型和/或由連續(xù)輸入執(zhí)行的指令的類型來選擇驅(qū)動電壓樣 式。通過利用上述的觸摸板100，可以向用戶提供根據(jù)連續(xù)輸入的類型的各種觸覺感 受或排斥力變化。具體地，如果將觸摸板100實現(xiàn)為觸摸屏，則可以考慮觸摸屏的顯示器上 顯示的對象的種類、窗口邊界的存在或缺失、或?qū)⒁ㄟ^連續(xù)輸入執(zhí)行的指令的類型等而 向用戶提供各種觸覺感受。通過這樣的各種觸覺感受，用戶可以僅僅通過觸覺感受識別連 續(xù)輸入是否被正確地執(zhí)行而不需觀看顯示的屏幕。下文中，將詳細描述提供關(guān)于連續(xù)輸入 的類型的各種觸覺感受的示例。圖7A說明用于拖放特定對象的示范性連續(xù)輸入，而圖7B示出當進行圖7A所示 的連續(xù)輸入時施加的示范性驅(qū)動電壓樣式。參考圖7A，用戶輸入用于將屏幕上顯示的圖標 (例如，某個文件)從其初始位置210拖放到目標位置220的指令。參考圖7B，在用戶拖動 圖標的同時030)，施加到當前輸入位置(即，最新輸入位置)的周邊區(qū)域的驅(qū)動電壓處于 脈沖波形式。當以脈沖波形式施加驅(qū)動電壓時，周邊區(qū)域下方的電流變流體的黏度沿著當 前輸入位置的移動交替地增加和減少。結(jié)果，用他或她的手指滑過屏幕的用戶觸摸表面的 用戶可以體驗屏幕的剛性的交替增加和減少。施加脈沖波形式的驅(qū)動電壓可以重復(fù)直到圖標210到達目標位置220為止。替換 地，如圖7A和7B說明的，也可以這樣，以交替增加和減少的脈沖形式施加驅(qū)動電壓直到圖 標210到達靠近目標位置220的第一位置240為止，而在第一位置240之后，驅(qū)動電壓繼續(xù) 逐漸增加。當驅(qū)動電壓繼續(xù)增加時，用戶可以感到在第一位置240之后屏幕的剛度的持續(xù)增加，從而通過他或她的觸覺感受認識到當前輸入位置正接近目標位置220。在當前輸入位 置到達目標位置220之后進行放操作時，可以施加最高驅(qū)動電壓以通知用戶全部輸入的完 成(拖放)。圖8A說明用于在穿過窗口邊界的同時拖放某個對象的另一個示范性連續(xù)輸入， 而圖8B示出當進行圖8A所示的連續(xù)輸入時施加的示范性驅(qū)動電壓樣式。參考圖8A，用戶 輸入用于在穿過窗口邊界350的同時將屏幕上顯示的圖標(例如，某個文件)從其初始位 置310拖放到處于窗口屏幕中的目標位置320的指令。然后，參考圖8B，在用戶在穿過窗口 邊界350之前沿著線330拖動圖標310的同時，沒有驅(qū)動電壓或低電平的驅(qū)動電壓被施加 到當前輸入位置(最新輸入位置)的周邊區(qū)域。然后，在圖標穿過窗口邊界350時以及在 圖標已經(jīng)穿過窗口邊界350進入目標位置320之后，將相對較高電平的驅(qū)動電壓340施加 到當前輸入位置的周邊區(qū)域。該情況下，用戶在開始進行連續(xù)輸入時可以感受屏幕上很少 的排斥力或非常小的排斥力，而且隨后在物品310已經(jīng)穿過窗口邊界350之后在屏幕上感 受到非常大的排斥力。從而，由于排斥力的不同，用戶可以利用他或她的觸覺感受來識別當 前輸入位置是否已經(jīng)穿過窗口邊界350。圖8B所示的驅(qū)動電壓的逐級變化僅僅是示范，不 同的驅(qū)動電壓樣式(例如，脈沖波、正弦波等)可以應(yīng)用于連續(xù)輸入。另外，可以施加與圖 8B所示相反的電壓樣式以使得用戶體驗到圖標310 “落入”目標區(qū)域320。圖9A示出連續(xù)輸入的另一個示例，而圖9B和9C示出當進行圖9A所示的連續(xù)輸 入時施加的示范性驅(qū)動電壓樣式。參考圖9B，在用戶上下移動滾動條的同時施加到當前輸 入位置(最新輸入位置)的周邊區(qū)域的驅(qū)動電壓為脈沖波形式，其中驅(qū)動電壓的幅度可以 基于滾動條的位置預(yù)先設(shè)置。當以脈沖波形式施加驅(qū)動電壓時，當前輸入位置的周邊區(qū)域 下方的電流變流體的黏度沿著當前輸入位置的移動交替地增加和減少。結(jié)果，針對沿著滾 動條滑動的用戶的手指的排斥力相應(yīng)地增加和減少，從而用戶可以具有類似于當滾動鼠標 的滾輪時感受的觸覺感受。該情況下，由于用戶可以根據(jù)感測的脈沖的數(shù)量識別連續(xù)輸入 的行進距離，故可以僅僅通過觸覺感受來準確地調(diào)整滾動條的滾動。參考圖9C，當用戶上或下移動滾動條時，施加到當前輸入位置(最新輸入位置) 的周邊區(qū)域的驅(qū)動電壓連續(xù)增加，其中可以基于滾動條的起始位置預(yù)先設(shè)置驅(qū)動電壓的幅 度。例如，如圖9C所示，當前輸入位置從滾動條的起始位置移動得越遠，施加的驅(qū)動電壓越 高。該情況下，當移動滾動條到接近于起始位置的位置時，用戶可以感受針對屏幕的較小的 排斥力并體驗低速滾動，而當移動滾動條遠離起始位置時，可以感受到針對屏幕的較大的 排斥力并產(chǎn)生快速滾動的體驗。因此，可以僅僅通過使用觸覺感受來調(diào)整滾動速度。通過應(yīng)用或修改上述的實施例，可以使用觸摸板100獲得各種效果。雖然上面僅 僅探討各種樣式的幾個示例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員不難理解，通過使用屏幕上的各種表 示并相應(yīng)地操控該驅(qū)動電壓，實際上可以實現(xiàn)任何的樣式。如上所述，觸摸板100在進行連 續(xù)輸入時向用戶提供各種觸覺感受，以使得用戶能夠直觀地識別終止連續(xù)輸入的時機，而 且還防止其進行任何錯誤的輸入。另外，當在觸摸板100的區(qū)域中滾動時，用戶可以具有類 似于在滾動鼠標的滾輪時感受的觸覺感受，以便能夠識別精確的滾動位置并準確地調(diào)整滾 動。另外，在用戶進行特殊的連續(xù)輸入(例如，在用戶接觸表面上滑動手指)以翻動電子書 終端上顯示的頁面等的情況下，觸摸板100可以調(diào)整排斥力以向用戶提供類似于在翻動真 實頁面時感受的阻力。
上面已經(jīng)描述了多個示例。然而，不難理解可以做出各種修改。例如，如果按照不 同的順序執(zhí)行所述的技術(shù)、和/或如果以不同的方式組合所述的系統(tǒng)、架構(gòu)、設(shè)備、或電路 中的組件和/或由其他組件或其等價物取代或增補，則可以獲得合適的結(jié)果。因此，其他實 施方式在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。通過利用根據(jù)上述實施例的觸摸板，可以向進行連續(xù)輸入的用戶提供輸入感或觸 覺感受。另外，可以防止在觸摸板上進行連續(xù)輸入的用戶進行錯誤的輸入，因為用戶可以通 過觸覺感受識別連續(xù)輸入必須終止的位置、或連續(xù)輸入的行進路徑上任何對象或任何窗口 邊界的存在。對相關(guān)申請的交叉引用本發(fā)明要求于2010年1月7日提交的韓國專利申請No. 10-2010-1443的優(yōu)先權(quán)， 其公開的全部內(nèi)容通過引入合并于此。
權(quán)利要求
1.一種觸摸板，包括第一基底；第二基底，其通過間隙與第一基底隔開，第二基底包括觸摸表面；電流變流體，其填注在第一基底與第二基底之間的間隙中；傳感器，其感測觸摸表面上的輸入并且確定發(fā)生輸入的輸入位置；以及控制器，其改變與輸入位置的周邊區(qū)域?qū)?yīng)的位置中電流變流體的黏度。
2.如權(quán)利要求1所述的觸摸板，其中控制器基于輸入位置確定輸入是否是連續(xù)輸入， 而且，當確定輸入為連續(xù)輸入時，改變與由傳感器確定的各輸入位置當中的最新輸入位置 的周邊區(qū)域?qū)?yīng)的位置中電流變流體的黏度。
3.如權(quán)利要求2所述的觸摸板，其中控制器根據(jù)從以下方法當中選擇的至少一個方法 改變在與輸入位置的周邊區(qū)域?qū)?yīng)的位置中電流變流體的黏度，其中，第一方法沿著連續(xù) 輸入的行進路徑增加電流變流體的黏度，第二方法沿著連續(xù)輸入的行進路徑減少電流變流 體的黏度，第三方法維持電流變流體的黏度而不管連續(xù)輸入的行進路徑，以及第四方法沿 著連續(xù)輸入的行進路徑交替地增加和減少電流變流體的黏度。
4.如權(quán)利要求3所述的觸摸板，其中控制器相對于與最新輸入位置對應(yīng)的位置中電流 變流體的黏度改變與最新輸入位置的周邊區(qū)域?qū)?yīng)的位置中電流變流體的黏度。
5.如權(quán)利要求3所述的觸摸板，其中控制器用于改變電流變流體的黏度的至少一個方 法由用戶選擇。
6.如權(quán)利要求1所述的觸摸板，進一步包括多個驅(qū)動電極陣列，其中在第一基底和第 二基底上布置驅(qū)動電極以使得驅(qū)動電極形成驅(qū)動電極對，每個驅(qū)動電極對包括第一基底上 的驅(qū)動電極和第二基底上的對應(yīng)的驅(qū)動電極，其中控制器控制將要通過對應(yīng)的驅(qū)動電極對施加驅(qū)動電壓的位置、以及將要施加到該 驅(qū)動電極對的驅(qū)動電壓的幅度。
7.一種觸摸板，包括第一基底；第二基底，其通過間隙與第一基底隔開，第二基底包括觸摸表面；多個驅(qū)動電極陣列，其中在第一基底和第二基底上布置驅(qū)動電極以使得驅(qū)動電極形 成驅(qū)動電極對，每個驅(qū)動電極對包括第一基底上的驅(qū)動電極和第二基底上的對應(yīng)的驅(qū)動電 極，而且每個驅(qū)動電極對被配置為當施加驅(qū)動電壓時在第一基底與第二基底之間局部地感 應(yīng)電場；電流變流體，其填注在第一基底與第二基底之間的間隙中，其中通過由驅(qū)動電極對感 應(yīng)的電場來改變電流變流體的黏度；以及控制器，當在觸摸表面上感測到來自用戶的連續(xù)輸入時，將驅(qū)動電壓樣式施加到與感 測到連續(xù)輸入的各位置當中的最新輸入位置的至少一個周邊區(qū)域?qū)?yīng)的位置中的驅(qū)動電 極對。
8.如權(quán)利要求7所述的觸摸板，其中該驅(qū)動電壓樣式是從以下樣式中選擇的至少一個 樣式，其中，第一樣式中驅(qū)動電壓沿著連續(xù)輸入的行進路徑增加，第二樣式中驅(qū)動電壓沿著 連續(xù)輸入的行進路徑減少，第三樣式中維持驅(qū)動電壓而不管連續(xù)輸入的行進路徑，以及第 四樣式中驅(qū)動電壓沿著連續(xù)輸入的行進路徑交替地增加和減少。
9.如權(quán)利要求8所述的觸摸板，其中控制器通過改變將要施加到與最新輸入位置的周 邊區(qū)域?qū)?yīng)的位置中的驅(qū)動電極對的驅(qū)動電壓的幅度來增加或減少驅(qū)動電壓。
10.如權(quán)利要求8所述的觸摸板，其中該驅(qū)動電壓樣式能夠由用戶選擇。
11.如權(quán)利要求8所述的觸摸板，其中第四樣式被配置為沿著連續(xù)輸入的行進路徑根 據(jù)正弦波形式或根據(jù)脈沖波形式改變驅(qū)動電壓以增加和減少。
12.如權(quán)利要求11所述的觸摸板，其中正弦波或脈沖波的幅度和頻率中的至少一個是 可變的。
13.如權(quán)利要求7所述的觸摸板，其中將該觸摸板合并在電子設(shè)備的顯示器中作為觸 摸屏，而且控制器基于從最新輸入位置到觸摸屏上顯示的對象的距離來控制施加到與最新輸入 位置的周邊區(qū)域?qū)?yīng)的位置處的驅(qū)動電極對的驅(qū)動電壓的幅度，該對象位于觸摸屏上遠離 最新輸入位置一定距離。
14.如權(quán)利要求13所述的觸摸板，其中，隨著對象與最新輸入位置之間的距離減少，控 制器控制驅(qū)動電壓的幅度增加，正好在最新輸入位置到達對象之前達到最大幅度。
15.如權(quán)利要求7所述的觸摸板，其中將該觸摸板合并在電子設(shè)備的顯示器中作為觸 摸屏，而且控制器基于從最新輸入位置到觸摸屏上顯示的窗口邊界的距離來控制施加到與周邊 區(qū)域?qū)?yīng)的位置處的驅(qū)動電極對的驅(qū)動電壓的幅度，該窗口邊界位于觸摸屏上遠離最新輸 入位置一定距離。
16.如權(quán)利要求15所述的觸摸板，其中，隨著窗口邊界與最新輸入位置之間的距離減 少，控制器控制驅(qū)動電壓的幅度增加或減少，正好在最新輸入位置到達窗口邊界之前分別 達到最大值或最小值。
17.如權(quán)利要求7所述的觸摸板，其中將該觸摸板合并在電子設(shè)備的顯示器中作為觸 摸屏，其中在觸摸屏上顯示滾動條，并且連續(xù)輸入是用于移動滾動條。
18.如權(quán)利要求17所述的觸摸板，其中施加到驅(qū)動電極對的驅(qū)動電壓具有脈沖波形 式，并且控制器基于觸摸屏上滾動條能夠移動的范圍控制驅(qū)動電壓的幅度。
19.一種電子設(shè)備，具有如權(quán)利要求1所述的觸摸板作為用戶輸入接口。
20.一種電子設(shè)備，具有如權(quán)利要求7所述的觸摸板作為用戶輸入接口。
全文摘要
提供一種觸摸板和包括其的電子設(shè)備。該觸摸板包括第一基底、第二基底、電流變流體、傳感器、和控制器。第二基底通過間隙與第一基底隔開并且包括觸摸表面。電流變流體填注在第一基底與第二基底之間的間隙中。傳感器感測觸摸表面上的輸入并且確定發(fā)生輸入的輸入位置，而且控制器改變與輸入位置的周邊區(qū)域?qū)?yīng)的位置中電流變流體的黏度。
文檔編號G06F3/01GK102122215SQ20101060983
公開日2011年7月13日 申請日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月7日
發(fā)明者樸晟爀, 林成澤 申請人:三星電子株式會社