具有觸摸屏和數(shù)字觸覺像素的手持裝置的制造方法
【專利說明】具有觸摸屏和數(shù)字觸覺像素的手持裝置
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)?zhí)枮?00980103175.2、發(fā)明名稱為“具有觸摸屏和數(shù)字觸覺像素的手持裝置”的專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
[0002]優(yōu)先權(quán)聲明
[0003]本申請(qǐng)要求在2008年I月21日提交的共同受讓的美國專利申請(qǐng)12/017298的優(yōu)先權(quán)，其全部披露通過引用被合并于此文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004]本發(fā)明的實(shí)施例涉及手持裝置并且更尤其涉及使用觸摸屏的手持裝置。
【背景技術(shù)】
[0005]觸摸屏是顯示器，它也具有在顯示區(qū)域內(nèi)檢測(cè)觸摸的位置的能力。這允許顯示器被用作輸入裝置，移除了作為原始輸入裝置的用于與顯示的內(nèi)容交互的鍵盤和/或鼠標(biāo)。這種顯示器可以被連接到計(jì)算機(jī)上，或者作為終端連接到網(wǎng)絡(luò)。觸摸屏也已經(jīng)促成了個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、衛(wèi)星導(dǎo)航和移動(dòng)電話裝置的設(shè)計(jì)上的最近的變化，讓這些裝置更加便于使用。
[0006]自從Samuel C.Hurst博士在1971年的電子觸摸界面的發(fā)明，觸摸屏已成為平常物品。它們?cè)诹闶蹣I(yè)(retail setting)、銷售系統(tǒng)網(wǎng)點(diǎn)、自動(dòng)取款機(jī)(ATM)和PDA中已經(jīng)較為常見，其中在PDA中，有時(shí)候會(huì)使用指示筆來操作圖形用戶界面(GUI)和輸入數(shù)據(jù)。智能手機(jī)、PDA、便攜式游戲控制臺(tái)和許多類型的信息設(shè)備的流行驅(qū)動(dòng)了對(duì)觸摸屏的需求和認(rèn)可。
[0007]現(xiàn)有的觸摸屏被配置成接收機(jī)械輸入并提供可視輸出。但是，現(xiàn)有的觸摸屏沒有被配置成提供可視輸出和機(jī)械輸出兩者。
[0008]在這樣的情況下，提出了本發(fā)明的實(shí)施例。
【附圖說明】
[0009]通過結(jié)合附圖仔細(xì)參閱以下詳細(xì)說明，本發(fā)明的教導(dǎo)可以容易地被理解，其中:
[0010]圖1A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的手持裝置的框圖。
[0011]圖1B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的手持裝置的三維圖。
[0012]圖1C是根據(jù)本發(fā)明另一替代實(shí)施例的手持裝置的三維圖。
[0013]圖1D是根據(jù)本發(fā)明另一替代實(shí)施例的手持裝置的三維圖。
[0014]圖1E是是根據(jù)本發(fā)明另一替代實(shí)施例的手持裝置的側(cè)視圖。
[0015]圖2是示出在圖1A-1E中示出的類型的手持裝置的操作的流程圖。
[0016]圖3是示出在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的手持裝置中將觸覺陣列的部分作為命令按鍵使用的三維圖。
[0017]圖4是示出在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的手持裝置中將觸覺陣列的部分作為滾輪使用的三維圖。
[0018]圖5示出在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的手持裝置中使用觸覺陣列的部分來指示滾動(dòng)末端的三維圖。
[0019]圖6A-6B是示出在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的手持裝置中將觸覺陣列的部分作為水平指示器使用的三維圖。
[0020]圖7是根據(jù)本發(fā)明的替代實(shí)施例的電子裝置的三維圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]盡管以下詳細(xì)說明為了闡述的目的包含了許多特定的細(xì)節(jié)，但是任何一個(gè)本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解對(duì)以下細(xì)節(jié)的許多變化和替代在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，以下描述的本發(fā)明的示例實(shí)施例的提出不失一般性并且限制本發(fā)明所要的權(quán)利。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在圖1A中示出的手持電子裝置100包括容器101，在容器101的主表面上形成有觸摸屏102。容器可以有足夠小的尺寸使得它可以被用戶手持。具有一個(gè)或多個(gè)數(shù)字觸覺像素104的陣列可以位于靠近觸摸屏102邊緣的位置。裝置可以包括控制器103，控制器103的部件可以位于容器101之中。控制器103包括可操作地耦合到觸摸屏102的處理器106。在一些實(shí)施例中，如果要實(shí)現(xiàn)并行處理的話，裝置100可以包括多個(gè)處理器106。裝置100可以被配置成用作游戲裝置、電話、便攜式媒體播放器、電子郵箱裝置、網(wǎng)頁瀏覽器裝置以及類似的裝置。
[0023]觸摸屏102可以基于任何合適的觸摸屏技術(shù)，諸如電阻性(resistive)、表面聲波(SAW)、電容性、紅外線、變形測(cè)量器、光學(xué)成像、分散信號(hào)技術(shù)、聲波脈沖識(shí)別、衰減全內(nèi)反射或者基于磁致伸縮技術(shù)的圖形平板來定位指示筆的尖端。作為示例，電阻觸摸屏面板可以由若干層構(gòu)成，這些層包括由薄空鉛隔開的兩層薄的金屬導(dǎo)電層和電阻層。當(dāng)某一物體觸摸這種類型的觸摸面板時(shí)，這些層在某一點(diǎn)被連接。面板然后作出類似于分壓器的具有相關(guān)輸出的電動(dòng)作。這造成了電流的變化，該變化被記錄為觸摸事件，其可以被發(fā)送到處理器106進(jìn)行處理。
[0024]表面聲波技術(shù)使用通過觸摸屏面板的超聲波。當(dāng)面板被觸摸時(shí)，聲波的一部分被吸收。這種超聲波的變化記錄觸摸事件的位置并且將該信息發(fā)送到控制器進(jìn)行處理。
[0025]電容性觸摸屏面板可以被涂覆將持續(xù)的電流傳導(dǎo)經(jīng)過傳感器的材料，例如銦錫氧化物。因此，傳感器顯示了在水平和垂直軸上精確控制的存儲(chǔ)的電子場(chǎng)。當(dāng)電容性觸摸屏的“正?！彪娙輬?chǎng)(它的參考狀態(tài))被外部施加的電場(chǎng)(例如，來自用戶的手指)改變時(shí)，在面板的每個(gè)角的電路測(cè)量作為結(jié)果發(fā)生的參考場(chǎng)的特性的“失真”并且發(fā)送關(guān)于該事件的信息到處理器106進(jìn)行數(shù)學(xué)處理。
[0026]紅外線觸摸屏面板可以采用兩種不同的方法學(xué)中的一種。一種方法使用熱引導(dǎo)的表面電阻的變化。另一方法是檢測(cè)屏幕表面附近的調(diào)制的光束的中斷的垂直和水平的IR傳感器的陣列。
[0027]在變形測(cè)量器配置下，屏幕用彈簧安裝在四個(gè)角上并且變形測(cè)量器被用于確定當(dāng)屏幕被觸摸時(shí)的偏斜。這種技術(shù)還可以測(cè)量屏幕102沿著Z軸的移動(dòng)。
[0028]在基于光學(xué)成像的觸摸屏技術(shù)中，兩個(gè)或多個(gè)圖像傳感器可以圍繞屏幕的邊緣(主要是角落)被放置。紅外線背光燈可以被放置于在屏幕的其它側(cè)上的攝像機(jī)的視野內(nèi)。觸摸作為陰影而顯示出并且每一對(duì)攝像機(jī)可以隨后被用于三角測(cè)量以定位該觸摸。
[0029]分散信號(hào)技術(shù)可以使用傳感器來檢測(cè)由于觸摸而產(chǎn)生的玻璃中的機(jī)械能。然后復(fù)雜算法解釋這種信息并且提供精確的觸摸位置。
[0030]基于聲波脈沖識(shí)別的觸摸屏可以使用位于屏幕的某些位置的多于兩個(gè)的壓電換能器來將觸摸(振動(dòng))的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電子信號(hào)。然后這種信號(hào)可以被轉(zhuǎn)換成音頻文件，然后與預(yù)先存在的關(guān)于屏幕上每個(gè)位置的音頻特性比較。
[0031]基于衰減全內(nèi)反射的觸摸屏使用全內(nèi)反射的原理使用光來填充折射介質(zhì)。當(dāng)手指或者其它軟的物體壓向表面時(shí)，內(nèi)部反射光路徑被中斷，造成光反射出介質(zhì)并且因此對(duì)于在介質(zhì)后的攝像機(jī)可視。
[0032]再一次參考圖1A，每一個(gè)觸覺像素104包括耦合到制動(dòng)器107和傳感器109的可制動(dòng)部分105。制動(dòng)器107和傳感器109被耦合到處理器106。制動(dòng)器107被配置成響應(yīng)于來自處理器106的指令制動(dòng)，并且當(dāng)壓力被施加到可制動(dòng)部分105時(shí)傳感器109被配置成產(chǎn)生信號(hào)作為到由處理器106執(zhí)行的一個(gè)或多個(gè)程序的輸入。制動(dòng)器107可以是任何合適的電機(jī)制動(dòng)器。合適的制動(dòng)器的例子包括壓電制動(dòng)器、MEMS制動(dòng)器和磁性線圈制動(dòng)器。傳感器109可以是任何合適的傳感器，例如，電容測(cè)量傳感器、壓電傳感器、電阻傳感器、變形傳感器以及類似的裝置。在一些情況下，諸如壓電裝置的特定情況，相同的裝置可以被用于制動(dòng)器107和傳感器109。
[0033]可制動(dòng)部分105可以由制動(dòng)器107在第一和第二位置之間制動(dòng)?？芍苿?dòng)部分105的觸覺在第一和第二位置是不同的。例如，如在圖1A中的小圖示出的，可制動(dòng)部分105在第一位置可以與容器101的表面齊平或凹進(jìn)容器101的表面之下，并且在第二位置可以升出至表面以上。作為示例，可制動(dòng)部分105可以從齊平改變至凸起，或反之亦然，或者從齊平改變至凹進(jìn)，或反之亦然。優(yōu)選地，可制動(dòng)部分足夠地寬并且凸起足夠的量從而它可以被用戶手指感覺到。將相鄰的觸覺像素隔開足夠遠(yuǎn)使得它們可以被區(qū)分也是合乎需要的。作為示例，大約0.5毫米的凸起和大約2.5毫米的內(nèi)部點(diǎn)間隔足以用于感覺和區(qū)分形成凸點(diǎn)單元的升起的點(diǎn)。
[0034]對(duì)于數(shù)字觸覺像素104有許多種不同可能的配置。作為示例，并且不失一般性，一個(gè)或多個(gè)數(shù)字觸覺像素可以沿著觸摸屏102的周邊在與圖1