本公開涉及具有加熱功能的觸摸屏面板。

背景技術(shù)：

觸摸屏是通常在信息處理系統(tǒng)的電子視覺顯示器的頂部分層的輸入設(shè)備。觸摸屏使得用戶能夠直接與所顯示的內(nèi)容交互，而不使用鼠標(biāo)、觸摸板或任何其它中間設(shè)備。通常，用戶可以通過簡單的或多點(diǎn)觸摸的手勢，通過用特殊的觸控器/觸控筆和/或一個(gè)或多個(gè)手指觸摸屏幕來輸入或控制信息處理系統(tǒng)。一些觸摸屏需要普通或特別涂層的手套才能工作，而其它觸摸屏只需使用特殊的觸控器/觸控筆。用戶可以使用觸摸屏對所顯示的內(nèi)容進(jìn)行反應(yīng)并控制其顯示方式--例如縮放以增加文本大小。

觸摸屏通常使用電阻技術(shù)或電容技術(shù)來感測觸摸?；陔娮杓夹g(shù)的觸摸屏通常采用由薄間隙分開的兩個(gè)透明電阻層。電壓施加到兩層中的一層。當(dāng)頂層被觸摸時(shí)，頂層偏轉(zhuǎn)并且與下層局部連接，從而允許下層檢測觸摸。電容技術(shù)基于使用人體電容作為輸入的電容耦合。電容傳感器檢測任何導(dǎo)電的或具有與空氣不同電介質(zhì)的物體。電容式觸摸屏面板通常由諸如玻璃的絕緣體組成，其涂覆有諸如氧化銦錫(insno)或ito的透明導(dǎo)體。由于人體也是電導(dǎo)體，所以觸摸屏幕的表面會導(dǎo)致屏幕的靜電場的變形，其可以被測量為電容的變化?？梢允褂貌煌募夹g(shù)來確定觸摸的位置，然后將其傳送到控制器進(jìn)行處理。

觸摸屏常見于諸如游戲機(jī)、個(gè)人計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、電子投票機(jī)和智能電話的設(shè)備中。觸摸屏也可以連接到計(jì)算機(jī)，或作為終端連接到網(wǎng)絡(luò)。觸摸屏在諸如個(gè)人數(shù)字助理(pda)和一些書籍(電子書)等數(shù)字設(shè)備的設(shè)計(jì)中也扮演著重要的角色。當(dāng)代車輛也使用觸摸屏來提供車輛的信息娛樂系統(tǒng)的用戶界面。觸摸屏通常使用平板液晶顯示器(lcd)來實(shí)現(xiàn)液晶的光調(diào)制性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開的一個(gè)實(shí)施例是配置為接受輸入觸摸命令的觸摸屏面板。所述觸摸屏面板包括液晶顯示器(lcd)層。所述觸摸屏面板還包括具有接收元件和發(fā)送元件的觸摸傳感器，每個(gè)接收元件和發(fā)送元件均布置在lcd層上。接收元件和發(fā)送元件一同配置為在觸摸檢測模式中經(jīng)由懸停系統(tǒng)來檢測觸摸傳感器的即將觸摸并且檢測觸摸事件。當(dāng)沒有檢測到觸摸傳感器的即將觸摸時(shí)，接收元件和發(fā)送元件中的至少一個(gè)配置為以加熱模式作為加熱元件操作。所得到的加熱元件產(chǎn)生輸入到lcd層的熱能，并且當(dāng)未檢測到觸摸傳感器的即將觸摸時(shí)，加速lcd層對觸摸事件的響應(yīng)。

所述觸摸屏面板可以包括配置為檢測lcd層的溫度的溫度傳感器。在這種情況下，加熱元件還配置為，當(dāng)lcd層的檢測溫度低于預(yù)定值時(shí)，在加熱模式中產(chǎn)生輸入到觸摸傳感器的熱能。

溫度傳感器可以布置在觸摸傳感器上。

如果檢測到觸摸傳感器的即將觸摸或lcd層的溫度處于或高于預(yù)定值，則觸摸傳感器還可以配置為從加熱模式切換到觸摸檢測模式。

觸摸屏面板還可以包括導(dǎo)電元件。在這種情況下，觸摸傳感器可以經(jīng)由導(dǎo)電元件與電源管理集成電路(pmic)電連通，所述電源管理集成電路配置為從電源接收電流并調(diào)節(jié)加熱元件兩端的電壓以產(chǎn)生輸入到lcd層的熱能。

pmic可以響應(yīng)于觸摸傳感器的檢測溫度低于預(yù)定值來選擇性地切換加熱元件，并且響應(yīng)于觸摸傳感器的檢測溫度處于或高于預(yù)定值而關(guān)閉加熱元件。

pmic還可以響應(yīng)于觸摸傳感器的檢測溫度漸進(jìn)地或逐漸地調(diào)制加熱元件兩端的電壓。換句話說，當(dāng)檢測溫度升高到預(yù)定值時(shí)，電壓可以逐漸減小。

lcd層可以涂覆有配置為經(jīng)由導(dǎo)體的電容變化(即，使用電容技術(shù))來檢測觸摸事件的透明導(dǎo)體。

觸摸屏面板可以是用于集成到車輛中的信息娛樂系統(tǒng)的控制和顯示面板。

本公開的另一實(shí)施例是一種控制具有l(wèi)cd層的觸摸屏面板的方法。該方法包括經(jīng)由溫度傳感器檢測lcd層的溫度。類似于第一實(shí)施例，觸摸屏面板包括具有接收元件和發(fā)送元件的觸摸傳感器，每個(gè)接收元件和發(fā)送元件均布置在lcd層上并且一同配置為在觸摸檢測模式中經(jīng)由懸停系統(tǒng)檢測觸摸傳感器的即將觸摸并且檢測觸摸事件。此外，當(dāng)未檢測到觸摸傳感器的即將觸摸時(shí)，接收元件和/或發(fā)送元件配置為通過在加熱模式中產(chǎn)生輸入到lcd層的熱能而作為加熱元件操作。

該方法還包括經(jīng)由懸停系統(tǒng)掃描觸摸傳感器的即將觸摸。該方法還包括經(jīng)由控制器評估是否已經(jīng)經(jīng)由懸停系統(tǒng)檢測到觸摸傳感器的即將觸摸以及l(fā)cd層的檢測溫度是否低于預(yù)定值。該方法還包括經(jīng)由與控制器操作性通信的電源管理集成電路(pmic)從觸摸檢測模式切換到加熱模式。

在加熱模式中，如果未檢測到觸摸傳感器的即將觸摸并且lcd層的評估溫度低于預(yù)定值，則向lcd層產(chǎn)生熱能輸入。該方法還包括在加熱模式中經(jīng)由pmic調(diào)節(jié)加熱元件兩端的電壓，從而產(chǎn)生輸入到lcd層的熱能并加速lcd層對觸摸事件的響應(yīng)。

如果檢測到觸摸屏的即將觸摸或lcd層的溫度處于或高于預(yù)定值，則該方法還可以包括經(jīng)由pmic從加熱模式切換到觸摸檢測模式。

本公開的上述特征和優(yōu)點(diǎn)以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)將從以下結(jié)合附圖和所附權(quán)利要求對用于實(shí)施所描述的公開內(nèi)容的實(shí)施例和最佳模式的詳細(xì)描述而變得顯而易見。

附圖說明

圖1是使用布置在中心疊架上的液晶顯示器(lcd)觸摸屏面板的實(shí)施例作為用于車輛信息娛樂系統(tǒng)的操作者控制界面的車輛內(nèi)部的示意性局部透視圖。

圖2是用于圖1所示的觸摸屏面板的觸摸傳感器的俯視圖的示意性放大圖，其中觸摸傳感器包括接收元件、發(fā)送元件和加熱元件，接收元件、發(fā)送元件和加熱元件均布置在公共lcd層上。

圖3是圖1-圖2所示的觸摸傳感器的電路圖，描繪了激活的觸摸檢測模式。

圖4是圖1-圖2所示的觸摸傳感器的電路圖，描繪了激活的加熱模式。

圖5是控制圖1-圖4所示的觸摸屏面板的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

參考附圖，其中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件，圖1示出了車輛10，其包括限定車輛內(nèi)部或乘客車廂14的車身12。從圖1可以看出，乘客車廂14包括前排座椅16-1和16-2(諸如用于車輛操作員和乘客)、儀表板18和車輛方向盤20。乘客車廂14還包括中心控制臺或疊架22，其通常在前排座椅16-1和16-2之間的車輛內(nèi)部的中心提供用于各種控制和存儲的空間。

如圖所示，中心疊架22包括液晶顯示器(lcd)觸摸屏面板24，其配置為中央控制器和用于車輛的音頻、氣候控制、導(dǎo)航和其它舒適和便利系統(tǒng)(又稱車輛信息娛樂系統(tǒng))的顯示面板。通常，lcd觸摸屏面板24被集成到車輛內(nèi)部14中，并且配置作為在用于信息處理或計(jì)算系統(tǒng)的電子視覺顯示器的頂部分層的控制和顯示面板。雖然本公開將集中在用于接受車輛10的乘客車廂14環(huán)境中的輸入觸摸命令的lcd觸摸屏面板24上，但是lcd觸摸屏面板可以用于從移動(dòng)通信設(shè)備到個(gè)人電腦的各種應(yīng)用中。

如圖所示，lcd觸摸屏面板24與電源管理集成電路(pmic)26電通信。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，pmic可用于實(shí)現(xiàn)與電力需求相關(guān)的各種功能，即，配置為用作將系統(tǒng)從一個(gè)邏輯狀態(tài)切換入和切換出另一個(gè)邏輯狀態(tài)的多路復(fù)用器。通常，pmic可以具有以下功能中的一個(gè)或多個(gè)：dc-dc轉(zhuǎn)換，電池充電，電源選擇，選擇，電壓縮放，功率排序以及其它功能。pmic26可以布置在中心疊架22中并且配置為從電源或能量存儲設(shè)備28(諸如可以是12v電源的電池)接收電流。能量存儲設(shè)備28可以布置在車身12的任何地方。如圖所示，電子控制器30電連接到pmic26和能量存儲設(shè)備28中的每一個(gè)。

控制器30配置為(即，被構(gòu)造和編程為)調(diào)節(jié)lcd觸摸屏面板24和pmic26?？刂破?0可以配置為中央處理單元(cpu)，其配置為調(diào)節(jié)車輛10車載的各種系統(tǒng)(諸如車輛動(dòng)力系(未示出)或?qū)Ｓ每刂破?的操作。為了適當(dāng)?shù)乜刂苐cd觸摸屏面板24和pmic26的操作，控制器30包括存儲器，其中至少一些存儲器是有形的和非暫時(shí)性的。存儲器可以是參與提供計(jì)算機(jī)可讀數(shù)據(jù)或處理指令的任何可記錄介質(zhì)。這種介質(zhì)可以采取許多形式，包括但不限于非易失性介質(zhì)和易失性介質(zhì)。

用于控制器30的非易失性介質(zhì)可以包括例如光盤或磁盤以及其它持久性存儲器。易失性介質(zhì)可以包括例如可以構(gòu)成主存儲器的動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲器(dram)。這樣的指令可以由一個(gè)或多個(gè)傳輸介質(zhì)(包括同軸電纜、銅線和光纖，包括耦合到計(jì)算機(jī)處理器的系統(tǒng)總線的導(dǎo)線)傳輸?？刂破?0的存儲器還可以包括輔助存儲卡、硬盤、磁帶、任何其它磁性介質(zhì)、cd-rom、dvd、任何其它光學(xué)介質(zhì)等。控制器30可配置或配備有其它所需計(jì)算機(jī)硬件，諸如高速時(shí)鐘、必需的模數(shù)(a/d)和/或數(shù)模(d/a)電路、任何必要的輸入/輸出電路和設(shè)備(i/o)以及適當(dāng)?shù)男盘栒{(diào)制和/或緩沖電路?？刂破?0所需的或由此可訪問的任何算法可被存儲在存儲器中并且被自動(dòng)執(zhí)行以提供所需的功能。

如圖2所示，lcd觸摸屏面板24包括lcd層24a和觸摸傳感器32，觸摸傳感器32可配置為布置在lcd層上的透明導(dǎo)體。觸摸傳感器32具有接收電極或接收元件34和發(fā)送電極或發(fā)送元件36(下面將要詳細(xì)描述)，它們一同形成電容式觸摸感測所需的關(guān)鍵元件。換句話說，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的，lcd觸摸屏面板24可以采用電容技術(shù)。根據(jù)本公開，接收元件34和發(fā)送元件36配置為在它們之間建立互電容以在觸摸檢測模式中檢測觸摸傳感器32的觸摸事件38，即觸覺輸入命令。因此，觸摸傳感器32的接收元件34和發(fā)送元件36均布置在公共lcd層24a上。接收元件34和發(fā)送元件36一同還包括懸停系統(tǒng)40，其配置為掃描并檢測觸摸傳感器32的即將觸摸42(通過操作者手的幻影輪廓示出)，如本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的。

由接收元件34和發(fā)送元件36建立的互電容的變化是由于例如人手指的存在而發(fā)生的，并且表示觸摸事件38。當(dāng)這樣的手指接近接收元件34和發(fā)送元件36或在接收元件34和發(fā)送元件36附近懸停時(shí)互電容也改變，并且此懸停事件可用于表示觸摸傳感器32即刻或即將來臨的物理觸摸42?？刂破?0配置為檢測觸摸傳感器32的互電容的變化，并且作為響應(yīng)來調(diào)節(jié)lcd觸摸屏面板24。接收元件34和發(fā)送元件36可以由單獨(dú)的承載襯底支撐，該承載襯底又將被固定(例如層壓或膠合)到透明襯底46(諸如玻璃或塑料)?？商娲兀邮赵?4和發(fā)送元件36可以由透明襯底46直接承載或支撐。

通常，液晶由向列相的棒狀分子組成，相鄰分子的長軸大致彼此對準(zhǔn)。這種各向異性結(jié)構(gòu)通常由稱為“導(dǎo)向器”的無量綱單位矢量描述，引入“導(dǎo)向器”以表示在任何特定點(diǎn)相鄰處的分子的優(yōu)選取向的方向?？梢允褂秒妶龊痛艌鰜硪龑?dǎo)導(dǎo)向器的變化。場的大小以及分子對準(zhǔn)的速度可以是液晶系統(tǒng)的具體應(yīng)用的關(guān)鍵特征。在液晶設(shè)備中可以使用特殊的表面處理，以強(qiáng)制導(dǎo)向器的特定取向。

液晶系統(tǒng)導(dǎo)向器沿著外部場對準(zhǔn)的能力是由構(gòu)成分子的電性質(zhì)引起的。當(dāng)分子的一端具有凈正電荷而另一端具有凈負(fù)電荷時(shí)，產(chǎn)生永久電偶極子。當(dāng)外部電場施加到液晶時(shí)，偶極子分子自身傾向于沿著場的方向取向。然而，低溫環(huán)境可能導(dǎo)致液晶系統(tǒng)的亮度損失和響應(yīng)時(shí)間顯著降低。在惡劣的零下環(huán)境中，液晶系統(tǒng)可能會完全停止工作。

為了抵消lcd觸摸屏面板24在較低的環(huán)境溫度下可能經(jīng)受的響應(yīng)和亮度缺陷，接收元件34和發(fā)送元件36中的至少一個(gè)配置為作為用于觸摸傳感器32的加熱元件(一般性地由數(shù)字48表示)操作。當(dāng)作為加熱元件48操作時(shí)，接收元件34和/或發(fā)送元件36產(chǎn)生輸入到lcd層24a的液晶材料的熱能。所得到的加熱元件48可以配置為作為將電力轉(zhuǎn)換成熱能的電阻器。

為了激活接收元件34和/或發(fā)送元件36中的主題加熱功能，可以在lcd層24a上布置導(dǎo)電元件50，如圖2-圖4所示。具體地，導(dǎo)電元件50可以作為導(dǎo)線連接、跡線或印模施加到lcd層24a，以建立接收元件34和發(fā)送元件36中的一個(gè)或兩個(gè)與pmic26以及能量存儲設(shè)備28的可切換的電連接。其結(jié)果是，可以一同或單獨(dú)地使用接收元件34和發(fā)送元件36來產(chǎn)生期望的加熱功能。從圖2可以看出，接收元件34、發(fā)送元件36和導(dǎo)電元件50均位于公共lcd層24a上。根據(jù)本公開，所得到的加熱元件48配置為以可選擇或可切換的加熱模式產(chǎn)生輸入到lcd層24a的液晶材料的熱能。pmic26可以配置為在觸摸傳感器32的觸摸檢測模式和加熱模式之間切換，即選擇性地且交替地激活和停用觸摸檢測模式和加熱模式。

當(dāng)接收元件34和/或發(fā)送元件36在主題加熱模式中操作時(shí)，有效的加熱元件48配置為增加lcd層24a的液晶材料的溫度。lcd層24a的這種升高的溫度旨在縮短或最小化lcd層24a的液晶材料對觸摸事件38的響應(yīng)時(shí)間。換句話說，可以通過加熱元件48提高lcd層24a的溫度以加速lcd層24a的響應(yīng)，特別是在降低的環(huán)境溫度下，諸如接近和低于冰層形成的溫度下更是如此。根據(jù)本公開，當(dāng)經(jīng)由懸停系統(tǒng)40未檢測到觸摸傳感器32的即將觸摸42時(shí)，接收元件34和/或發(fā)送元件36在加熱模式中(即作為加熱元件48)操作。

如圖2-圖4所示，加熱元件48可以與溫度傳感器52(例如熱敏電阻)操作性地連通。溫度傳感器52配置為檢測lcd觸摸屏面板24的溫度，更具體地，檢測lcd層24a的溫度。溫度傳感器52可以布置在中心疊架22上并且集成到靠近lcd層24a(如圖1所示)的lcd觸摸屏面板24中，或直接附接到lcd層(如圖2所示)。當(dāng)與溫度傳感器52一同使用時(shí)，當(dāng)lcd觸摸屏面板24或更直接地，lcd層24a的檢測溫度低于預(yù)定值54時(shí)，加熱元件48可以在加熱模式中激活以產(chǎn)生輸入到lcd層24a的熱能。預(yù)定值54可以設(shè)定在40華氏度(大約4攝氏度)，并且被編程到控制器30中以便隨后調(diào)節(jié)pmic26，并且其結(jié)果是激活加熱元件48。

如果經(jīng)由懸停系統(tǒng)40檢測到觸摸傳感器的即將觸摸42或lcd觸摸屏面板24的溫度處于或高于預(yù)定值54時(shí)，則觸摸傳感器32還可配置為從加熱模式切換到觸摸檢測模式。這樣，可以經(jīng)由控制器30調(diào)節(jié)pmic26，以響應(yīng)于lcd觸摸屏面板24相對于預(yù)定值54的檢測溫度來選擇性地開啟和關(guān)閉加熱元件48。具體地，pmic26可以配置為響應(yīng)于lcd觸摸屏面板24的檢測溫度低于預(yù)定值54而選擇性地開啟加熱元件48，并且響應(yīng)于觸摸屏面板的檢測溫度處于或高于預(yù)定值而關(guān)閉加熱元件。此外，pmic26還可以響應(yīng)于lcd觸摸屏面板24的檢測溫度漸進(jìn)或逐漸地調(diào)制加熱元件48兩端的電壓。換句話說，pmic26可以隨著lcd觸摸屏面板24的檢測溫度的增加使得接收元件34和/或發(fā)送元件36兩端的電壓逐漸減小并逐步消失。

圖5示出了控制lcd觸摸屏面板24的方法60，lcd觸摸屏面板24包括具有接收元件34和發(fā)送元件36的觸摸傳感器32，每個(gè)接收元件34和發(fā)送元件36均位于公共lcd層24a上并且可以作為加熱元件48操作，如上文參考圖1-圖4所述。方法60在方框62中啟動(dòng)，經(jīng)由與溫度傳感器52可操作地通信的控制器30檢測lcd觸摸屏面板24的溫度。方框62可能需要接收和處理來自溫度傳感器52的輸出信號，控制器30可以容易地將該輸出信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的溫度，如本領(lǐng)域已知的。在方框62之后，方法60進(jìn)行到方框64，在方框64中方法60包括經(jīng)由懸停系統(tǒng)40掃描lcd觸摸屏面板24的即將觸摸42。在方框64之后，該方法前進(jìn)到方框66。

在方框66中，該方法包括經(jīng)由控制器30評估是否已經(jīng)經(jīng)由懸停系統(tǒng)40檢測到觸摸傳感器32的即將觸摸42，以及l(fā)cd觸摸屏面板24的檢測溫度是否低于預(yù)定值54。如果在方框66中確定經(jīng)由懸停系統(tǒng)40未檢測到觸摸傳感器32的即將觸摸42，并且lcd觸摸屏面板24的檢測溫度低于預(yù)定值54，則該方法進(jìn)行到方框68。在方框68中，該方法包括經(jīng)由pmic26從觸摸檢測模式切換到加熱模式，其中可以經(jīng)由加熱元件48(即經(jīng)由接收元件34和/或發(fā)送元件36)向lcd層24a產(chǎn)生熱能輸入。在方框68之后，該方法前進(jìn)到方框70。

在方框70中，該方法包括在加熱模式中經(jīng)由pmic26調(diào)節(jié)加熱元件48兩端的電壓，從而產(chǎn)生輸入到lcd層24a的熱能，并縮短lcd層對觸摸事件38的響應(yīng)時(shí)間。在方框70之后，該方法可以進(jìn)行到方框72，其中該方法包括響應(yīng)于lcd觸摸屏面板24的檢測溫度經(jīng)由pmic26逐漸地調(diào)制加熱元件48兩端的電壓。在另一方面，如果在方框66中確定經(jīng)由懸停系統(tǒng)40已經(jīng)檢測到觸摸傳感器32的即將觸摸42和/或lcd觸摸屏面板的檢測溫度不低于預(yù)定值54，則該方法可以進(jìn)行到方框74。在方框74中，該方法包括從加熱模式切換到觸摸檢測模式。在方框70、72或74中的任一方框之后，該方法可循環(huán)回到方框62。

詳細(xì)說明和附圖或圖形是對本公開的支持和描述，但是本公開的范圍僅由權(quán)利要求來限定。雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了用于實(shí)施所請求保護(hù)的公開的一些最佳模式和其它實(shí)施例，但是存在用于實(shí)踐所附權(quán)利要求中限定的公開內(nèi)容的各種替代設(shè)計(jì)和實(shí)施例。此外，附圖中所示的實(shí)施例或本說明書中提到的各種實(shí)施例的特征不一定被理解為彼此獨(dú)立的實(shí)施例。相反，可以將實(shí)施例的一個(gè)示例中描述的每個(gè)特征與來自其它實(shí)施例的一個(gè)或多個(gè)其它期望特征組合，從而產(chǎn)生未以文字或參考附圖描述的其它實(shí)施例。因此，這樣的其它實(shí)施例落在所附權(quán)利要求的范圍的框架內(nèi)。