具有激活力動態(tài)控制的觸摸屏的制作方法
【專利說明】具有激活力動態(tài)控制的觸摸屏
[0001]交叉引用相關專利申請
本申請涉及到美國專利申請N0.13/550, 277，申請日為2015年01月12日，美國專利申請N0.8,816, 578，公布日為2014年08月26日，及美國專利申請N0.8，723，809，公布日為2014年05月13日。
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及顯示器技術領域，尤其涉及一種激活力動態(tài)控制的觸摸屏及方法。
【背景技術】
[0003]觸摸屏激活力在航空電子觸摸屏顯示器上是存在一定問題的。在許多情況下，圖形用戶界面(GUI)按鈕選擇需要相當高力量以減少無意激活。然而對于手勢，很少或根本沒有實際的力量是正合適可以允許光滑和容易執(zhí)行動作。電阻式觸摸屏要求適合GUI按鈕的相當高的激活力，但是電阻式觸摸屏在執(zhí)行手勢上存在一定問題，例如捏、縮放、旋轉，因為電阻式觸摸屏要求一定大小的觸摸屏激活力，這對用戶來說在執(zhí)行手勢的同時應用是有難度的。此外，要求零激活力的電容式和光束遮斷式觸摸屏適合做手勢；然而，在航空電子觸摸屏顯示器的應用上，零激活力對GUI按鈕選擇來說通常是不可取的，因為它可能導致無意中的GUI選擇或激活。
[0004]進一步地，目前電阻式觸摸屏的激活力與位置相關。例如，一種目前應用的電阻式觸摸屏顯示器在靠近邊緣位置觸摸時，其激活力顯著高于靠近觸摸屏顯示器中間位置的激活力。目前電阻式觸摸屏靠近邊緣位置如此高要求的激活力對用戶而言使得邊緣位置的選擇更為困難。

【發(fā)明內容】

[0005]—方面，本發(fā)明公開的實施例涉及一種系統(tǒng)，其包括:觸摸屏顯示設備的觸摸屏傳感器、至少一個力傳感器、觸摸屏顯示設備的顯示單元、及至少一個處理單元。所述至少一個處理單元被構形用以接收自所述觸摸屏傳感器獲得的接觸位置數(shù)據(jù)，所述接觸位置數(shù)據(jù)包括用戶觸摸或靠近觸摸所述觸摸屏顯示設備的用戶接口表面的位置信息。所述至少一個處理單元也被構形用以接收自所述至少一個力傳感器獲得的力數(shù)據(jù)，所述力數(shù)據(jù)包括由所述至少一個力傳感器中的一個或多個傳感器檢測到的力量信息。所述至少一個處理單元進一步被構形用以至少基于所述接觸位置數(shù)據(jù)和所述力數(shù)據(jù)執(zhí)行至少一個操作。
[0006]另一方面，本發(fā)明公開的實施例涉及一種方法，包括:接收自觸摸屏顯示設備的觸摸屏傳感器獲得的接觸位置數(shù)據(jù)，所述接觸位置數(shù)據(jù)包括用戶觸摸或靠近觸摸所述觸摸屏顯示設備的用戶接口表面的位置信息。所述方法還包括接收自力傳感器獲得的力數(shù)據(jù)，所述力數(shù)據(jù)包括由力傳感器中檢測到的力量的信息。所述方法進一步包括基于所述接觸位置數(shù)據(jù)和力數(shù)據(jù)執(zhí)行一操作。
[0007]再一方面，本發(fā)明公開的實施例涉及一種方法，包括:提供至少一個處理單元，其被構形用以:接收自觸摸屏顯示設備的觸摸屏傳感器獲得的接觸位置數(shù)據(jù)，所述接觸位置數(shù)據(jù)包括用戶觸摸或靠近觸摸所述觸摸屏顯示設備的用戶接口表面的位置信息；接收自至少一個力傳感器獲得的力數(shù)據(jù)，所述力數(shù)據(jù)包括由所述至少一個力傳感器中的一個或多個傳感器檢測到的力量的信息；以及基于所述接觸位置數(shù)據(jù)和力數(shù)據(jù)執(zhí)行至少一個操作。所述方法還包括提供所述觸摸屏傳感器。所述方法進一步包括提供所述至少一個力傳感器。所述方法此外還包括提供一顯示單元。
[0008]另外的實施例在包括權利要求的申請中被描述。應當理解，以上概述及以下詳述僅為本發(fā)明的示范和解釋，并不用以限制本發(fā)明，附圖被納入并構成說明書的一部分，與說明書共同解釋本發(fā)明的實施例，說明本發(fā)明的原理。
【附圖說明】
[0009]通過參考下列附圖，本領域技術人員可更好理解本發(fā)明的多個優(yōu)點:
圖1所示為一個實施例中觸摸屏顯示設備的一部分的橫截面圖；
圖2A描述了一個實施例中觸摸屏顯示設備的一部分的橫截面圖；
圖2B描述了一個實施例中觸摸屏顯示設備的一部分的橫截面圖；
圖2C描述了一個實施例中觸摸屏顯示設備的一部分的橫截面圖；
圖2D描述了一個實施例中觸摸屏顯示設備的一部分的橫截面圖；
圖2E描述了一個實施例中觸摸屏顯示設備的一部分的橫截面圖；
圖3A描述了一個實施例中觸摸屏顯示設備的一部分的橫截面圖；
圖3B描述了一個實施例中觸摸屏顯示設備的一部分的橫截面圖；
圖4描述了一個實施例中一個系統(tǒng)的示意圖；
圖5描述了一個實施例中一典型的數(shù)據(jù)結構；
圖6描述了一個實施例中由觸摸屏顯示設備顯示的一典型圖形用戶界面(GUI)的示意圖；
圖7A描述了帶有一力傳感器的典型觸筆；及圖7B所不為圖7A描述的觸筆的不意圖。
【具體實施方式】
[0010]現(xiàn)在將詳細說明公開的主題，其示于附圖中。本發(fā)明的范圍僅僅通過權利要求限定；包括許多變化、改進和等同替換。為了清楚的目的，實施例中對所涉及的本領域已知的技術材料不進行詳細描述，以避免說明書不必要地模糊。
[0011]一些實施例包括觸摸屏顯示器(舉例來說，零壓力觸摸屏顯示器，例如電容式觸摸屏顯示器或光束遮斷式觸摸屏顯示器)包括觸摸屏傳感器、顯示堆棧、至少一個控制器及多個力傳感器。所述多個力傳感器可以應用在所述顯示堆棧之下、所述顯示堆棧之上、所述顯示堆棧之中，也可以是另外與所述顯示堆棧相關定位，或者包括其結合。這些實施例被構形用以檢測和確定觸摸位置信息和接觸力信息。所述觸摸位置信息和接觸力信息被用于控制器、處理器、和/或計算裝置來執(zhí)行各種操作。例如，用戶按壓所述觸摸屏顯示器上顯示的GUI按鈕，基于與此輸入相關的接觸力是否超過與此輸入確定性觸摸位置相關的激活力閾值，處理單元(舉例來說，控制器、處理器或者其它類似的)確定是否接受此輸入作為一個選擇?；谟|摸屏上的位置，所述激活力閾值可能是固定的或者變化的(例如，動態(tài)可控的)。換言之，觸摸屏顯示器靠近邊緣位置的激活力低于觸摸屏顯示器靠近中間位置的激活力。進一步地，處理單元要求特定的最小力量(舉例，50克-力(I克-力為地球引力施加在水平面上的I克質量上的力))對于按鈕選擇，且對于手勢則為更小的最小力量(如，5克-力)。此外，所述觸摸屏顯示器被校準，以便具有有效統(tǒng)一的激活接觸力(或任何要求分配的固定的(例如，先已確定的)或者變化的(例如，動態(tài)可調的，例如用戶自定義程序或動態(tài)可調的)激活力)在整個顯示表面上；這樣有效統(tǒng)一的激活力克服了目前電阻式觸摸屏的主要不足之處。一些實施例被構形用以從力傳感數(shù)據(jù)中濾除環(huán)境振動(例如，由交通工具，例如飛機或者汽車引起的振動)以便環(huán)境振動不被誤解為用戶的觸摸。
[0012]現(xiàn)參考圖1，所示為一個實施例中觸摸屏顯示設備100的一部分的橫截面圖。所述觸摸屏顯示設備100可以包括觸摸屏傳感器101、粘合層102、顯示屏103、及至少一個力傳感器104 (或者多個力傳感器104)。所述觸摸屏顯示設備100可以包括一個或多個其它部件，例如封面透明基底、其它基底(如塑料或者玻璃基底)、其它粘合層、燈光控制膠片、偏振膠片、縫隙、擴壓器、背光源、支撐結構、電磁干擾(EMI)防護罩、斜視規(guī)、外殼、通信連接單元(如，電線、電纜、連接器)、連接端口、電源、處理器、電路板(如，印刷電路板(PCB)、控制器、存儲器、內存、天線，或其它類似裝置。所述觸摸屏顯示設備100部件中的多個或者全部可以是自始至終連接的。所述觸摸屏顯示設備100包括或被應用作為頭低位傾斜觸摸屏顯示器、集成的觸摸屏顯示系統(tǒng)和/或在交通工具(如，汽車或飛機)中類似的。此外，所述觸摸屏顯示設備100可以被應用作為各種觸摸屏顯示器中的任一種，例如觸摸屏計算裝置、智能手機、平板電腦設備、觸摸一體機等等。
[0013]所述觸摸屏顯示設備100被應用為電容式觸摸屏顯示設備(例如投射電容式(PCT)觸摸屏顯示設備(例如，交互電容式PCT觸摸屏顯示設備、自電容式PCT觸摸屏顯示設備))、電阻式觸摸屏顯示設備、光束遮斷式觸摸屏顯示設備(如網(wǎng)格紅外觸摸屏設備)、光學觸摸屏顯示器，觸摸屏顯示設備被構形用于檢測由于觸摸、其變體等在玻璃上產(chǎn)生的壓電現(xiàn)象。
[0014]所述觸摸屏傳感器101被構形用以檢測在所述觸摸屏顯示設備100上的觸摸或者靠近觸摸(如手指或設備(如，手寫筆或手套)接近所述觸摸屏顯示設備100的用戶接口表面)。例如，所述觸摸屏顯示設備100為電容式觸摸屏顯示設備時，所述觸摸屏傳感器101包括沉積在絕緣基體上(如玻璃)的透明導體層(如銦錫氧化物(ΙΤ0))，當所述觸摸屏傳感器101的表面在觸摸或者幾乎觸及時，其結果在可測量的電容變化范圍。進一步地，所述觸摸屏顯示設備100為光束遮斷式觸摸屏顯示設備，所述觸摸屏傳感器101包括幾對光束發(fā)射器(如發(fā)光二極管(LEDs))及傳感器(如光電探測器)的陣列(如X-Y網(wǎng)格)，被構形用以在觸摸或幾乎觸及所述觸摸屏顯示設備100的用戶接口表面發(fā)生時，檢測光束或波束圖型的中斷。所述觸摸屏傳感器被構形用以輸出數(shù)據(jù)(例如，接觸力信息作為電氣性能上的信號或者變化)給處理器(例如，處理器430，如圖4中所示)或者其它計算設備(例如，計算設備470，如圖4中所示)。
[0015]所述粘合層102包括設置在所述顯示屏103與所述觸摸屏傳感器101之間的透明粘合劑。所述粘合層102將所述顯示屏103結合到所述觸摸屏傳感器101的基底上。在一些實施例中，所述粘合層102可以省略掉。進一步地，所述觸摸屏顯示設備100包括位于所述顯示屏103與所述觸摸屏傳感器101之間或之外的各種其它單元或層；其它單元包括偏振器、導波管、透明或不透明基底(如，透明或不透明玻璃或者塑料基底)、公開披露的其它部件，諸如此類。此外，圖1中示出了所述顯示屏103及所述觸摸屏傳感器101作為分開的單元，在其它實施例中，所述觸摸屏傳感器101及所述顯示屏103被應用作為單獨的單元或者應用于單獨的基底中；例如，顯示單元被應用于基底中，所述基底中也包括壓電式觸控傳感器。一些實施例包括其它粘合層，例如粘合層將所述顯示屏103結合到基底上(例如位于發(fā)射顯示單元之下的透明玻璃或塑料基底或者位于發(fā)射顯示單元之下的透明或不透明基底)。
[0016]所述顯示屏103被應用作為顯示單元被構形用以發(fā)射或傳遞圖像用以呈現(xiàn)給用戶。所述顯示屏103被應用作為發(fā)射顯示單元、發(fā)射性顯示單元、及其它形式的顯示單元。例如，當顯示屏被應用作為發(fā)射顯示單元，所述顯示屏103被應用作為液晶顯示器(LCD)單元。例如，當顯示屏被應用作為發(fā)射性顯示單元，所述顯示屏103被應用作為有機發(fā)光二極管(OLED)顯示單元，例如主動矩陣OLEDs (AMOLEDs)、無源矩陣OLEDs (PMOLEDs)、發(fā)光電化學電池(LECs)等諸如此類。
[0017]所述力傳感器104中的每一個傳感器被構形用以檢測作用于(例如，當用戶觸摸所述觸摸屏顯示設備100的用戶接口表面時被用戶應用)所述力傳感器104上力(例如，壓力)的量。在一些實施例中，所述力傳感器104被應用作為導電聚合物力傳感器、壓電式力傳感器、其它適配的力傳感器或其結合。每一個所述力傳感器104被構形用以輸出數(shù)據(jù)(例如，接觸力信息作為電氣性能上的信號或者變化)給控制器(例如，力傳感器控制器420，如圖4中所示)、處理器(例如，處理器430，如圖4中所示)或者另外的計算裝置(例如，計算裝置470，如圖4中所示)。在一些實施例中，所述力傳感器104是不透明的，而在其它一些實施例中所述力傳感器104是透明的或者為透明的力傳感器和不透明的力傳感器的結合。如圖1中實施例描述的，力傳感器被放置于所述顯示屏103下方并沿著所述顯示屏103的邊緣位置。在其它一些實施例中，所述力傳感器104可以被應用在任一各種合適的位置和/或結構中。例如，所