电子设备及有触感的触摸屏的制作方法

专利名称：电子设备及有触感的触摸屏的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及来自触摸屏设备的触觉反馈。
背景技术：
电子设备(包括便携式电子设备)已经得到了广泛的使用，并且 可以提供各种功能，例如，包括电话、电子消息以及其他个人信息管
理器(PIM)应用功能。便携式电子设备可以包括多种类型的设备，包 括诸如简单蜂窝电话、智能电话、无线PDA和具有无线802. 11或蓝牙 功能的膝上计算机等的移动台。从诸如Mobitex和DataTAC等仅支持 数据的网络到诸如GSM/GPRS、 CDMA、 EDGE、 UMTS和CDMA2000网络等 支持语音和数据的网络，这些设备运行在多种网络上。
诸如PM或智能电话等设备通常供手持使用并易于携带。通常期 望可携带更小的设备。由于这样的手持设备较小，可用于用户输入和 输出设备的空间有限，因此触摸屏输入/输出设备在这样的手持设备上 是特别有用的。此外，可以根据正在执行的功能和操作，修改触摸屏 输入/输出设备上的屏幕内容。
触摸屏设备由显示器(如液晶显示器)与触摸敏感覆层构成。然 而，这些输入/输出设备存在与用户交互作用和响应有关的固有缺点。 特别是，这样的触摸屏设备不能提供用于明确指示输入的用户期望的 触觉质量，带来了较差的用户体验。例如，音频输出和振动设备不能 提供期望的触觉质量。
因此，期望改进触摸屏设备。

发明内容
根据一个方面，提出了一种触摸屏显示单元。触摸屏显示单元包括底座、连接至底座并且相对于底座可移动的显示设备、覆盖在显 示设备之上用于确定对其的触摸事件的触摸敏感输入表面、以及位于 底座和显示设备之间的多条形状记忆合金线，多条形状记忆合金线中 相应的一条靠近显示设备的四个角中的每一个角，每一条形状记忆合 金线被配置成响应于电流传导而改变形状，以使显示设备相对于底座 移动。触摸事件可以使电流传导通过至少一条形状记忆合金线，所述 至少一个条形状记忆合金线基于触摸事件的位置予以确定，以使显示 设备和触摸敏感输入表面相对于底座移动。
根据另一方面，提出了一种电子设备。电子设备可以包括底座、 触摸屏显示器、多条形状记忆合金线和可操作组件。触摸屏显示器可 以连接至底座并且相对于底座移动，该触摸屏显示器包括显示设备； 和触摸敏感输入表面，覆盖在显示设备之上，并且连接至用于确定对 于触摸敏感输入表面的触摸事件的控制器。形状记忆合金线可以位于 底座和显示设备之间，多条形状记忆合金线中相应的一条靠近显示设 备的四个角中的每一个，每一条形状记忆合金线被配置成响应于电流 传导而改变形状，以使显示设备相对于底座移动。处理器可操作地连 接至控制器、显示设备和形状记忆合金线，用于响应于触摸事件，使 电流传导通过至少一条形状记忆合金线，以使触摸屏显示器相对于底 座移动。所述至少一条形状记忆合金线是基于触摸事件的位置而确定 的，以使显示设备和触摸敏感输入表面相对于底座移动。
根据另一方面，提出了一种控制电子设备的方法。该方法可以包 括接收触摸屏显示器处的触摸输入，确定触摸输入在触摸屏显示器 上的位置，并且响应于触摸输入的接收，使电流传导通过位于电子设 备的底座和触摸屏显示器之间的多条形状记忆合金线中的至少一条。 多条形状记忆合金线中相应的一条靠近触摸屏显示器的四个角中的每 一个。所述至少一条形状记忆合金线是基于触摸输入的位置而确定的， 并且电流传导使所述至少一条形状记忆合金线的形状发生改变，以使 触摸屏显示器相对于底座移动。


参照附图，仅作为示例，对本发明的实施例进行描述，在附图中 图1是根据一个实施例的便携式电子设备的俯视图，为了说明的 目的，以虚轮廓线示出了特定的隐藏特征；
图2是图1所示的便携式电子设备的截面图3是特定组件的方框图，包括图1所示的便携式电子设备的特 定内部组件；
图4A是示出了图3所示的组件的一部分的方框图，包括以压縮
状态示出的形状记忆合金线；
图4B是类似图4A的方框图，以舒展状态示出了形状记忆合金线； 图5是图1所示的便携式电子设备的俯视图，以虚轮廓线示出了
屏幕区域；
图6是图l所示的便携式电子设备的截面图，示出了发生在触摸 屏显示器上的某一点处的触摸事件；
图7是图l所示的便携式电子设备的截面图，示出了发生在触摸 屏显示器上的另一点处的触摸事件；
图8是图l所示的便携式电子设备的截面图，示出了发生在触摸 屏显示器上的又一点处的触摸事件；以及
图9是示出了控制图1所示的电子设备的方法中的步骤的流程图。
具体实施例方式
应当理解的是，为了简要和清晰地进行说明，在适当的情况下， 附图间的参考数字可能重复，以表明相应的或类似的元件。另外，阐 述了大量特定的细节，以便提供对这里所描述的实施例的透彻理解。 然而，本领域普通技术人员可以理解的是，没有这些特定的细节也可 以实现这里所描述的实施例。另一方面，没有详细描述公知的方法、 过程和组件，以免模糊这里所描述的实施例。同样，该描述不应视作 对这里所描述的实施例的范围的限制。
这里所描述的实施例通常涉及具有显示器的便携式电子设备。便 携式电子设备的示例包括移动或手持、无线通信设备，诸如寻呼机、蜂窝电话、蜂窝智能电话、无线管理器、个人数字助手、支持无线功 能的笔记本计算机等。
便携式电子设备可以是具有高级数据通信功能的双向通信设备， 包括通过收发机站网络与其他便携式电子设备或计算机系统进行通信 的功能。便携式电子设备还可以具有允许语音通信的功能。根据便携 式电子设备所提供的功能，该便携式电子设备可以被称作数据消息收 发设备、双向寻呼机、具有数据消息收发功能的蜂窝电话、无线因特 网装置、或数据通信设备(具有或不具有电话功能)。便携式电子设备 还可以是不具有无线通信功能的便携式设备，如手持电子游戏设备、 数字相册、数码摄像机等。
参照图1至图3，通常由数字20表示便携式电子设备20。便携 式电子设备20包括底座22和触摸屏显示器24，该触摸屏显示器24 连接至底座22并且相对于底座22可移动。触摸屏显示器24包括显示 设备26和触摸敏感输入表面28，该触摸敏感输入表面28覆盖在显示 设备之上并且连接至用于确定对于触摸敏感输入表面28的触摸事件 的控制器30。形状记忆合金32位于底座22和显示设备26之间，并 且被配置成响应于电流传导而改变形状，以使显示设备26相对于底座 22移动。可操作组件包括底座22和触摸屏显示器24之间的处理器40。 处理器40可操作地连接至控制器30、显示设备26和形状记忆合金32， 用于响应于触摸事件，使电流传导通过形状记忆合金32，以使触摸屏 显示器24相对于底座22移动。
现在参照图3，示出了便携式电子设备20的示例性实施例的方框 图。便携式电子设备20包括诸如处理器40等多个组件，该处理器40 控制便携式电子设备20的全部操作。通过通信子系统42执行通信功 能(包括数据和语音通信)。由便携式电子设备20接收的数据可以由 解码器44解压縮和解密，解码器44根据任何适合的解压缩技术(例 如，YK解压缩和其他已知的技术)和加密技术(例如，使用诸如数据 加密标准(DES)、三元组加密、或高级加密标准(AES)等加密技术) 进行操作。通信子系统42从无线网络100接收消息，并且向无线网络 IOO发送消息。在这个便携式电子设备20的示例性实施例中，通信子系统42根据全球移动通信系统(GSM)和通用分组无线业务(GPRS) 标准进行配置。GSM/GPRS无线网络在全世界使用，并且期望这些标准 将最终被增强数据GSM环境(EDGE)和通用移动电信服务(UMTS)所 取代。正在定义新的标准，但可以相信的是，新的标准将与这里描述 的网络行为类似，并且本领域普通技术人员可以理解，这里描述的实 施例倾向于使用在未来开发的任何适合的标准。连接通信子系统42 和无线网络100的无线链路代表一个或多个不同的射频(RF)信道， 根据专门为GSM/GPRS通信而定义的协议进行操作。利用更新的网络协 议，这些信道能够同时支持电路交换语音通信和分组交换数据通信。
尽管在一个典型实施例中，与便携式电子设备20相关联的无线 网络100是GSM/GPRS无线网络，但是在其他实施方式中，可以将其他 无线网络与便携式电子设备20相关联。例如，可以采用的不同类型的 无线网络包括数据中心无线网络、语音中心无线网络、以及可以在 相同的物理基站上支持语音和数据通信的双模式网络。组合双模式网 络包括但不限于码分多址(CDMA)或CDMA1000网络、GSM/GPRS网 络(如上所述)、以及类似EDGE和丽TS的未来第三代(3G)网络。数 据中心网络的一些其他示例包括WiFi 802. 11、MobitexTM和DataTACTM 网络通信系统。语音中心数据网络的示例包括类似GSM的个人通信系 统(PCS)网络和时分多址(TDMA)系统。处理器40还与附加子系统 相互作用，诸如随机存取存储器(RAM) 46、闪速存储器48、具有输 入表面的显示器26、辅助输入/输出(I/O)子系统50、数据端口 52、 扬声器54、麦克风56、短距离通信58以及其他设备子系统60。
便携式电子设备20的一些子系统执行与通信相关的功能，而其 他子系统可以提供"驻留"或设备机载功能。例如，显示设备26和触 摸敏感输入表面28可以用于与通信相关的功能(诸如输入通过网络传 输的文本消息等)和设备驻留功能(诸如计算器或任务列表等)。
便携式电子设备20可以在完成网络注册和激活过程之后，通过 无线网络100发送和接收通信信号。网络接入与便携式电子设备20 的订户或用户相关联。根据本实施例，为了识别订户，便携式电子设 备20使用插入SIM/RUIM接口 64中的SIM/RUIM卡62 (即，订户身份模块或可拆卸用户身份模块)来与网络通信。SIM卡或RUIM 62是一 种传统"智能卡"，可以用于识别便携式电子设备20的订户，并且使 便携式电子设备20个人化。在本实施例中，没有SIM卡62,便携式 电子设备20不能完全与无线网络100进行通信。通过将SIM卡/RUIM62 插入SIM/RUIM接口 64中，订户可以访问所有预订的服务。这些服务 可以包括网站浏览和消息收发，诸如电子邮件、语音邮件、短消息 服务(SMS)、以及多媒体消息服务(MMS)。更高级的服务可以包括 销售点、现场服务、销售自动化。SIM卡/RUIM 62包括处理器和用于 存储信息的存储器。一旦SIM卡/RUIM62被插入SIM/RUIM接口 64中， SIM卡/RUIM 62便耦合至处理器40。为了识别订户，SIM卡/RUIM 62 可以包括诸如国际移动用户标识号(IMSI)等一些用户参数。使用SIM 卡/RUIM62的优势在于订户不必绑定于任何单一定物理便携式电子 设备。SIM卡/RUIM 62还可以存储针对便携式电子设备的附加订户信 息，包括记事本(或日历)信息和最近通话信息。可选地，用户的身 份信息还可以被编制到闪速存储器48中。
便携式电子设备20是电池供电的设备，并且包括用于容纳一个 或多个可再充电电池68的电池接口 66。至少在一些实施例中，电池 68可以是具有嵌入式微处理器的智能电池。电池接口 66耦合至稳压 器(未示出)，辅助电池68向便携式电子设备20提供电源V+。尽管 当前技术使用电池，但是未来技术(诸如微型燃料电池)也可以向便 携式电子设备20提供电源
便携式电子设备20还包括将在下面详细描述的操作系统70和软 件组件72至82。典型地，由处理器40执行的操作系统70和软件组 件72至82可以存储在诸如闪速存储器48等的永久存储器中，该闪速 存储器48也可以由只读存储器(ROM)或类似的存储器元件(未示出) 代替。本领域普通技术人员应当理解可以将操作系统70和软件组件 72至82中的一部分(诸如设备专用应用或其一部分)临时地载入易 失性存储器(如RAM46)中。还可以包括如本领域技术人员所公知的 其他软件组件。
通常，在制造期间，将包括数据和语音通信应用的、控制基本设备操作的软件应用子集72安装在便携式电子设备20中。其他软件应 用包括消息应用74，可以是允许便携式电子设备20的用户发送和接 收电子消息的任何适合的软件程序。如本领域普通技术人员所公知， 存在多种消息应用74。典型地，将已经由用户发送或接收的消息存储 在便携式电子设备20的闪速存储器48中，或存储在便携式电子设备 20中的一些其他适合的存储元件中。至少在一些实施例中， 一些发送 和接收的消息可以针对设备20远程存储，诸如存储在与便携式电子设 备20通信的关联主机系统的数据存储器中。
软件应用还可以包括，设备状态模块76、个人信息管理程序(PIM) 78、以及其他适合的模块(未示出)。设备状态模块76提供永久性， 即，设备状态模块76确保将重要的设备数据存储在诸如闪速存储器 48等的永久存储器中，从而当便携式电子设备20关闭或断电时，不
会丢失数据。
PIM78包括用于组织和管理用户感兴趣的数据项的功能，例如但 不限于，电子邮件、通讯簿、日历事件、语音邮件、约会和任务项。 PIM应用具有经由无线网络100发送和接收数据项的能力。PIM数据项 可以经由无线网络100与存储在主机系统中和/或与主机系统相关联 的、便携式电子设备订户的相应数据项无缝地整合、同步和更新。这 个功能在便携式电子设备上创建了关于这些项目的镜像主机。当主机 系统是便携式电子设备订户的办公计算机系统时，这一点是特别有利 的。
便携式电子设备20还包括连接模块80、以及信息技术(IT)策 略模块82。连接模块80用于实现便携式电子设备20与无线基础结构 和授权便携式电子设备20与之接口的任何主机系统(如企业系统)进 行通信所需的通信协议。
连接模块80包括一组API，该API组与便携式电子设备20集成， 以允许便携式电子设备20使用与企业系统相关联的任意数目的服务。 连接模块80允许便携式电子设备20建立与主机系统之间的端到端安 全的、认证的通信管道。由连接模块80提供的用于接入的应用子集可 以用于将IT策略命令从主机系统传送至便携式电子设备20。这可以采用无线或有线的方式予以实现。然后，可以将这些指令传送至IT 策略模块82，以修改设备20的配置。可选地，在一些情况中，IT策 略更新还可以通过有线连接来实现。
也可以将其他类型的软件应用安装在便携式电子设备20上。这 些软件应用可以是在制造便携式电子设备20之后添加的第三方应用。 第三方应用的示例包括游戏、计算器、实用程序等。
附加的应用可以通过无线网络IOO、辅助I/0子系统50、数据端 口52、短距离通信子系统58、或任何其他的适合设备子系统60中的 至少一个被加载到便携式电子设备20上。这种应用安装的灵活性增加 了便携式电子设备20的功能性，并且可以提供增强的设备机载功能、 通信相关功能、或这二者。例如，安全通信应用可以利用便携式电子 设备20来实现电子商务功能和其他此类金融交易。
数据端口 52使订户能够通过外部设备或软件应用来设置自己的 喜好，并且不用通过无线通信网络就可以提供将信息或软件下载至便 携式电子设备20，从而扩展了便携使电子设备20的能力。例如，可 以使用可选的下载路径，通过直接并因此可靠和可信的连接来提供安 全的设备通信，将加密密钥加载至便携式电子设备20。
数据端口 52可以是能够在便携式电子设备20与其他计算设备之 间进行数据通信的任何合适的端口。数据端口 52可以是串行或并行端 口。在一些情况中，数据端口 52可以是USB端口， USB端口包括用于 数据传输的数据线和可以提供充电电流以对便携式电子设备20的电 池68充电的电源线。
短距离通信子系统58不使用无线网络100，提供便携式电子设备 20和不同的系统或设备之间的通信。例如，子系统58可以包括红外 器件和用于短距离通信的相关电路和组件。短距离通信标准的示例包 括由红外数据协会(IrDA)开发的标准、蓝牙、以及由IEEE开发的 802. 11系列标准。
在使用中，诸如文本消息、电子邮件消息、或网页下载的接收信 号由通信子系统42处理并且输入至处理器40。然后，处理器40处理 接收信号以便向显示器28输出或可选地向辅助I/O子系统50输出。
12例如，订户还可以使用与显示设备26相连接的触摸敏感输入表面28， 并且也可能使用辅助I/O子系统50编辑诸如电子邮件消息的数据项。 辅助1/0子系统50可以包括诸如鼠标、轨迹球、红外指纹检测器、或 具有动态按钮按动功能的摇杆轮等设备。还可以提供键盘，诸如字母 数字键盘和/或电话类型的小键盘。编辑的项目可以经由通信子系统 42在无线网络IOO上发送。
对于语音通信，除了将接收到的信号输出至扬声器54、以及通过 麦克风56产生用于发送的信号以外，便携式电子设备20的总体操作 基本上是类似的。诸如语音消息记录子系统等可选的语音或音频I/O 子系统也可以在便携式电子设备20上实现。尽管语音或音频信号输出 主要通过扬声器54完成，但是显示器28也可以用于提供附加的信息， 诸如呼叫方身份、语音呼叫的持续时间、或其他语音呼叫相关信息。
再次参照图1和图2，外壳包括底座22和框住触摸屏显示器24 并与底座22隔开的框架84。侧壁86延伸至底座22和框架84之间。 根据本实施例，侧壁86通常垂直于底座22和框架84延伸。底座22 包括可移除地附加的板(未示出)，例如，用于插入上述电池68和SIM 卡62。应当理解的是，例如，可以对底座22、侧壁86和框架84注模 成形。使框架84的大小和形状适合框住触摸屏显示器24的暴露窗口 ， 该窗口用于由用户触摸触摸屏显示器24的触摸敏感输入表面28而进 行输入，以及用于显示显示设备26上的输出。触摸屏显示器24通过 形状记忆合金32抵靠在框架84的下侧，如图2中示出，形状记忆合 金32在本实施例中包括4个线圈弹簧。因此，框架84将触摸屏显示 器24保持在外壳内，从而触摸屏显示器24被外壳所约束。然而，触 摸屏显示器24在外壳中是可移动的。所包括的机械限位器85限制触 摸屏显示器24在底座22方向上的移动范围。因此，机械限位器85 限制触摸屏显示器24的移动范围，以便保护底座22和触摸屏显示器 24以及形状记忆合金32之间的可操作组件。在本实施例中，机械限 位器85包括从底座22向上延伸的柱。然而，机械限位器85可以是任 何适合的机械限位器，例如，包括侧壁86上的内突物或位于形状记忆 合金32的线圈弹簧周围的管。应当理解的是，触摸屏显示器24连接至外壳和底座22，并且相对于外壳和底座22是可移动的。可以设想， 触摸屏显示器24的边缘可以包括围绕所述边缘的边缘支撑以提供支 撑，因此边缘支撑与外壳的框架84接触。根据图l中示出的实施例， 框架84通常是矩形的(尽管其他形状也是可能的)。例如，框架84 的角可以是磨圆或倒角的。
触摸屏显示器24由刚性的显示支撑88支撑，以提供对触摸屏显 示器24的结构支撑，并且防止由于弯曲使触摸屏显示器24损坏或折 断。显示支撑88可以由任何适合的材料形成，并且还可以包括诸如印 制电路板等功能性组件。应当理解的是，触摸屏显示器24是包括覆盖 在LCD显示设备26上的触摸敏感输入表面28和其他组件在内的组件 的集合，所述其他组件可以包括诸如背光灯(未示出)等可选组件。
触摸屏显示器24可以是诸如容性触摸屏显示器24等任何适合的 触摸屏显示器，包括显示设备26 (在本实施例中是LCD显示器)和触 摸敏感输入表面28。应当理解的是，触摸敏感输入表面28包括堆叠 起来的多个层。例如，这些层包括基板层、地屏蔽层、电隔离容性触 摸传感器电路层和覆盖镜头。触摸敏感输入表面28的容性触摸传感器 层经由导电引线(由诸如铜或金等任何适合的材料形成)(未示出)连 接至图3中示出的电子控制器30。使用触摸传感器电路层，确定触摸 屏显示器24的触摸敏感输入表面28上的触摸位置，从而确定触摸的 X和Y坐标。每一容性触摸传感器电路层响应于用户的触摸所引起的 每一容性触摸传感器电路层的电场变化，向控制器30提供信号。这些 信号代表X和Y触摸位置中相应的一个。
在使用中，在显示设备26上显示的屏幕包括由便携式电子设备 20的用户选择的选项或命令。每一容性触摸传感器电路层由电流驱动 以提供电场，由于容性耦合，该电场在用户触摸触摸敏感输入表面28 时发生变化。电场的变化向控制器30发出信号，已经发生了触摸，并 且在控制器处确定触摸位置的X和Y坐标。处理器40使用触摸坐标以 确定用户从显示在LCD显示器32上的屏幕中选择的相关选项或命令。 处理器40基于所确定的相关选项或命令执行动作。
触摸屏显示器24并不局限于确定单一静态触摸事件的位置。相反，还可以确定沿着触摸屏显示器24的运动(诸如手指滑动等)。此
外，可以设想，可以确定在触摸屏显示器24上不止一个位置处的触摸， 并且可以确定诸如增加或縮短手指触摸位置之间的距离等运动。每一 类触摸事件和触摸位置(坐标)可以引发处理器40处的不同命令。因 此，触摸屏显示器24提供了用于用户交互的图形用户接口。
如上所述，触摸屏显示器24抵靠框架84而远离底座22。在一个 实施例中，形状记忆合金32向框架84的方向推抵触摸屏显示器24。 然而，应当理解的是，可以通过任何合适的偏置元件或诸如泡沫偏置 元件或其他适合的元件向框架84方向推抵触摸屏显示器24。如图3、 4A和4B中所示，本示例性实施例中的形状记忆合金32包括4条线圈 弹簧形状的线32a、 32b、 32c、 32d。如图1中的虚线所示，4条线 32a、 32b、 32c、 32d中的每一条靠近便携式电子设备20的相应角， 并且通过适合的机械连接件机械地连接至底座22和刚性的显示支撑 88。每条线32a、 32b、 32c、 32d的一端电连接至用于在电路闭合时向 各条线32a、 32b、 32c、 32d提供电流的电池接口 66。每条线32a、 32b、 32c、 32d的另一端电连接至处理器40，处理器40用于控制每一个电 路是否闭合，从而控制流经每条线32a、 32b、 32c、 32d的电流。例如， 线32a、 32b、 32c、 32d可以是记忆合金线(muscle wires)或任何适 合的形状记忆合金32。此外，形状记忆合金32并不限制于4个线圈 弹簧，也可以使用其他合适形状的形状记忆合金32。例如，形状记忆 合金32可以采用薄带状的形状或其他适合的形状。此外，可以使用其 他数量的形状记忆合金32。
本领域普通技术人员应当理解由于从较低温度的马氏体到较高 温度的奥氏体的温度相关马氏体相变，形状记忆合金在不同的温度呈 现出不同的形状。发生相变的温度取决于合金。本实施例中的形状记 忆合金包括可以是记忆合金线的线32a、 32b、 32c、 32d。记忆合金线 是薄的、高度处理的镍钛合金线束，通常被称作镍钛合金(Nitinol) 或Flexinol。线32a、 32b、 32c、 32d具有两种温度相关形状，包括 通过图4A中的数字32a、 32b和32d表示舒展弹簧形状室温状态，以 及通过数字32c (未按比例示出)表示的压缩弹簧形状加热状态。因此，线32a、 32b、 32c、 32d的每个线圈弹簧的长度在加热状态下减小 或收縮。当线温返回到室温时，线32a、 32b、 32c、 32d的线圈弹簧的 长度回到舒展长度。在图4A中，线32c被示出为处于压缩弹簧形状加 热状态，而在图4B中，处于舒展弹簧形状室温状态。
当电流通过任意或所有线圈弹簧形状的线32进行传导时，相应 的线受热，并发生相变，变化为如图4A中的线32c所示的压縮弹簧形 状加热状态。由于电流传导(由箭头Io表示)，图4A中的线32c称作 被激活，引起了向压缩弹簧形状加热状态的变化。当电流流动停止时， 线32c冷却并且返回到原始相，因此返回到图4B中示出的舒展弹簧形 状室温状态。本领域普通技术人员应当理解，将线从室温激活所需的 电流取决于合金种类和线的直径。 一种适合的形状记忆合金是记忆合 金线。根据一个示例性实施例，线32a、 32b、 32c、 32d是直径在0. 04mm 到lmm范围内的记忆合金线，将这些线形成为线圈直径在2mm到10mm 范围内的线圈弹簧。如上所述，形状记忆合金并不局限于线圈弹簧， 也可以使用其他形状的形状记忆合金。例如，薄带状或其他适合的形 状，当电流通过时，变化为压縮状态，当电流停止时，返回到舒展状 态。
如上所述，在控制器30处确定用户在触摸屏显示器24上的触摸 的X和Y坐标，并且处理器40使用触摸坐标，以确定由用户选择的相 关选项或命令。处理器40还使用触摸的坐标来确定要通过闭合电路以 使电流流动来激活4条线32a、 32b、 32c、 32d中的哪一条或哪些，以 使该线发生从舒展弹簧形状室温状态到压縮弹簧形状加热状态的形状 变化。4条线32a、 32b、 32c、 32d中被激活的那一条或那些取决于用
户触摸的位置。
在一个实施例中，如图5中的虚轮廓线所示，触摸敏感输入表面 28实际上被划分成5个区域90、 91、 92、 93、 94。应当理解的是，这 些划分区域并未显示在触摸屏显示器24上。例如，当确定用户触摸的 X和Y坐标落在图5的视图中、便携式电子设备20的触摸屏显示器24 的左上角的区域90中时，处理器40闭合电路使电流通过线32a，线 32a被激活，发生从舒展弹簧状态室温状态到压縮弹簧形状加热状态的形状变化。由于连接在底座22和触摸屏显示器24之间的线32a縮 短了，因此上述形状变化使触摸屏显示器24发生移动。
然而，如果确定X和Y坐标落在图5的视图中、便携式电子设备 20的触摸屏显示器24的右上角的区域91中，则处理器40闭合电路 使电流通过线32b，接近图5的视图中的便携式电子设备20的右上角 的线32b被激活，发生从舒展弹簧状态室温状态到压縮弹簧形状加热 状态的形状变化。由于连接在底座22和触摸屏显示器24之间的线32b 缩短了，因此上述形状变化使触摸屏显示器24发生移动。
当确定X和Y坐标落在图5的视图中、便携式电子设备20的触 摸屏显示器24的右下角的区域92中时，处理器40闭合电路使电流通 过线32c，接近图5的视图中的便携式电子设备20的右下角的线32c 被激活，发生从舒展弹簧状态室温状态到压縮弹簧形状加热状态的形 状变化。由于连接在底座22和触摸屏显示器24之间的线32c縮短了 ， 因此上述形状变化使触摸屏显示器24发生移动。
当确定X和Y坐标落在图5的视图中、便携式电子设备20的触 摸屏显示器24的左下角的区域93中时，处理器40闭合电路使电流通 过线32d，接近图5的视图中的便携式电子设备20的左下角的线32d 被激活，发生从舒展弹簧状态室温状态到压縮弹簧形状加热状态的形 状变化。由于连接在底座22和触摸屏显示器24之间的线32d縮短了 ， 因此上述形状变化使触摸屏显示器24发生移动。
当确定X和Y坐标落在图5的视图中、包括便携式电子设备20 的触摸屏显示器24的中心区域在内的区域92中时，处理器40闭合针 对4条线32a、 32b、 32c、 32d中的每一条的电路，使电流通过线32a、 32b、 32c、 32d，所有的4条线都被激活，发生从舒展弹簧状态室温状 态到压縮弹簧形状加热状态的形状变化。由于连接在底座22和触摸屏 显示器24之间的每条线32a、 32b、 32c、 32d都縮短了，因此上述形 状变化使触摸屏显示器24发生移动。
现在，参照图6至8和9，描述控制电子设备20以使触摸屏显示 器24相对于便携式电子设备20的底座移动的方法。首先，参照图6， 根据一个实施例，示出了便携式电子设备20的一部分的侧向截面图。
17在本示例中，用户通过按照箭头"A"的方向按压，在触摸屏显示器 24的区域91 (图5)处，触摸触摸敏感输入表面28 (步骤110)。在 控制器30处确定触摸敏感输入表面28上的触摸位置的X和Y坐标， 并且将触摸坐标提供给处理器40 (步骤112)。处理器40使用触摸坐 标确定用户基于触摸位置而选择的相关选项或命令(步骤114)，并且 相应地执行适当的动作(步骤116)。处理器40还使用触摸坐标确定 相关线32b (要激活线32)(步骤118)，然后闭合包括线32b的电路 以使电流流动，线32b发生从舒展弹簧状态室温状态到压縮弹簧形状 加热状态的形状变化(步骤120)。如图6所示，由于线圈弹簧形状线 32b的长度变化，触摸屏显示器24发生移动。应当理解的是，附图并 非按比例示出的，而且为了说明的目的，夸张了触摸屏显示器24的移 动。如图所示，在本示例中，触摸屏显示器24枢轴转动，以向用户提 供触觉响应。
现在，参照图7，类似于图6、示出了便携式电子设备20的一部 分的侧向截面图。然而，在本示例中，用户通过按照箭头"B"的方向 按压，在触摸屏显示器24的区域93 (图5)处，触摸触摸敏感输入表 面28 (步骤110)。在控制器30处确定触摸敏感输入表面28上的触摸 位置的X和Y坐标，并且将触摸坐标提供给处理器40 (步骤112)。处 理器40使用触摸坐标确定用户选择的相关选项或命令(步骤114)， 并且基于在步骤114处确定的选项或命令，执行适当的动作(步骤 116)。处理器40还使用触摸坐标确定要激活的相关线32d(步骤118)， 然后闭合包括线32b的电路以使电流流动，线32d发生从舒展弹簧状 态室温状态到压缩弹簧形状加热状态的形状变化(步骤120)。如图7 所示，由于线圈弹簧形状线32d的长度变化，触摸屏显示器24发生移 动。同样，应当理解的是，附图并非按比例示出的，而且为了说明的 目的，夸张了触摸屏显示器24的移动。同样，在本示例中，触摸屏显 示器24枢轴转动，以向用户提供触觉响应。
现在参照图8，类似于图6和7，示出了便携式电子设备20的一 部分的侧向截面图。在本示例中，用户通过按照箭头"C"的方向按压， 在触摸屏显示器24的区域94 (图5)处，触摸触摸敏感输入表面28(步骤110)。在控制器30处确定触摸敏感输入表面28上的触摸位置 的X和Y坐标，并且同样将触摸坐标提供给处理器40 (步骤112)，以 确定用户选择的相关选项或命令(步骤114)，并且基于在步骤114处 确定的选项或命令，执行适当的动作(步骤116)。处理器40还使用 触摸坐标确定相关线圈弹簧线32a、 32b、 32c、 32d (步骤118)，然后 闭合分别包括相应线圈弹簧形状线32a、 32b、 32c、 32d在内的每一个 电路以使电流通过线32a、 32b、 32c、 32d中的每一条，线32a、 32b、 32c、 32d发生从舒展弹簧状态室温状态到压缩弹簧形状加热状态的形 状变化(步骤120)。如图8所示，由于线圈弹簧形状线32a、 32b、 32c、 32d的长度变化，触摸屏显示器24发生移动。同样，应当理解的是， 附图并非按比例示出的，而且为了说明的目的，夸张了触摸屏显示器 24的移动。在本示例中，4条线32a、 32b、 32c、 32d中的每一条縮短， 并且触摸屏显示器24通常平行于底座22移动，而不发生枢轴转动。
利用由线32a、 32b、 32c、 32d中的一条或多条的相变所引起的、 触摸屏显示器24相对于底座22的移动，在用户与图形用户界面交互 期间，向用户提供触觉响应。
如上所述，触摸屏显示器24可以是任何适合的触摸屏显示器， 而不限于容性触摸屏显示器。本领域普通技术人员应当理解，例如， 触摸屏显示器可以是阻性触摸屏显示器或任何其他适合的触摸屏显示 器。
如上所述，触摸屏显示器24并不局限于确定单一静态触摸事件 的位置。相反，还可以确定沿着触摸屏显示器24的运动(诸如手指滑 动等)。此外，可以设想的是，可以确定在触摸屏显示器24上不止一 处位置处的触摸，并且还可以确定诸如增加或缩短手指触摸位置之间 的距离等运动。利用不止一处的触摸位置，可以使用不止一组的X和 Y坐标来确定要激活哪一条或哪些线圈形线32a、 32b、 32c、 32d。因 此，可以激活多条线32a、 32b、 32c、 32d，但不激活全部的4条线32a、 32b、 32c、 32d。例如，可以激活位于具有公共边的两个角附近的两条 线32a、 32b、 32c、 32d，以使触摸屏显示器24枢轴转动。此外，改 变触摸位置或移动可以引起从激活一条或全部线圈形线32a、 32b、32c、 32d到激活另一条或全部线圈形线32a、 32b、 32c、 32d的激活 改变。尽管在图5所示的实施例中，触摸屏显示器24中示出了 5个区 域，但是应当理解的是，这些示出的区域仅是示例性的目的，也可以 采用其他区域。例如，可以确定X和Y坐标，然后激活4条线32a、 32b、 32c、 32d中最近的一条或多条。此外，区域的形状可以与示出 的不同。此外，可以使用不同数量的线，并且线可以位于底座22和触 摸屏显示器24之间的不同位置。
在上述实施例中，触摸屏显示器24由通过侧壁86固定至底座22 的框架84框住。可以设想的是，底座22可以通过柔软侧壁而非刚性 侧壁固定至触摸屏显示器24。这类柔软侧壁可以由任何适合的弹性体 制成。
虽然这里所描述的实施例涉及便携式电子设备的特定实现方式， 但是应当理解的是，对于这些实施例的修改和改变在本发明的范围和 范畴内。例如，便携式电子设备的许多特征的大小和形状可以不同， 但仍旧提供相同的功能。本领域普通技术人员可以想到许多其他修改 和改变。所有的这样的修改和改变都在本发明的范畴和范围内。
权利要求
1. 一种触摸屏显示单元，包括底座；显示设备，连接至底座并且相对于底座可移动；触摸敏感输入表面，覆盖在显示设备之上，用于确定对其的触摸事件；以及多条形状记忆合金线，位于底座和显示设备之间，多条形状记忆合金线中相应的一条靠近显示设备的四个角中的每一个，每一条形状记忆合金线被配置成响应于电流传导而改变形状，以使显示设备相对于底座移动，其中，触摸事件使电流传导通过至少一条形状记忆合金线，所述至少一条形状记忆合金线基于触摸事件的位置予以确定，以使显示设备和触摸敏感输入表面相对于底座移动。
2. 根据权利要求1的触摸屏显示单元，其中，每一条形状记忆 合金线被配置成响应于通过其上的电流传导而收縮。
3. 根据权利要求1的触摸屏显示单元，包括用于确定触摸事 件的位置的控制器。
4. 根据权利要求1的触摸屏显示单元，其中，形状记忆合金线 包括记忆合金线。
5. 根据权利要求1的触摸屏显示单元，其中，显示单元被配置 成响应于位于接近触摸敏感输入表面的中心的触摸事件的位置，使 电流通过靠近显示设备的四个角中的每一个角的、多条记忆合金线中 的每一条传导。
6. 根据权利要求1的触摸屏显示单元，其中，每一条记忆合金 线均是线圈弹簧形状的。
7. 根据权利要求1的触摸屏显示单元，包括框架，通过中间 侧壁与底座隔开，并且将显示设备和触摸敏感输入表面框住。
8. —种电子设备，包括触摸屏显示单元，包括底座；显示设备，连接至底座并相对于 底座可移动；触摸敏感输入表面，覆盖在显示设备之上，用于确定对 其的触摸事件；多条形状记忆合金线，位于底座和显示设备之间，多 条形状记忆合金线中相应的一条靠近显示设备的四个角中的每一个， 每一条形状记忆合金线被配置成响应于电流传导而改变形状，以使显 示设备相对于底座移动；以及控制器，用于确定触摸事件的位置，以 及可操作组件，包括处理器，在底座和显示设备之间，并且可操 作地连接至控制器、显示设备和形状记忆合金线，用于响应于触摸事 件，使电流传导通过至少一条形状记忆合金线，所述至少一条形状记 忆合金线基于触摸事件的位置予以确定，以使显示设备和触摸敏感输 入表面相对于底座移动。
9. 根据权利要求8的电子设备，包括机械限位器，用于限制 显示设备在底座方向上的移动范围。
10. —种控制电子设备的方法，包括 接收触摸屏显示器处的触摸输入； 确定触摸输入在触摸屏显示器上的位置；以及 响应于触摸输入的接收，使电流传导通过位于电子设备的底座和触摸屏显示器之间的多条形状记忆合金线中的至少一条，多条形状记 忆合金线中相应的一条靠近触摸屏显示器的四个角中的每一个，所述 至少一条形状记忆合金线基于触摸输入的位置予以确定，并且电流传 导使至少一条形状记忆合金线的形状发生变化，以使触摸屏显示器相 对于底座运动。
11. 一种计算机可读介质，包括计算机可执行指令，当由电子 设备的处理器执行所述计算机可执行指令时，使所述计算设备执行以 下操作接收触摸屏显示器处的触摸输入，确定触摸输入在触摸屏显 示器上的位置，以及响应于触摸输入的接收，使电流传导通过位于电 子设备的底座和触摸屏显示器之间的多条形状记忆合金线中的至少一 条，多条形状记忆合金线中相应的一条靠近触摸屏显示器的四个角中 的每一个，所述至少一条形状记忆合金线基于触摸输入的位置予以确定，并且电流传导使至少一条形状记忆合金线的形状发生变化，以使 触摸屏显示器相对于底座运动。
全文摘要
一种电子设备，包括底座、触摸屏显示器、形状记忆合金和可操作组件。触摸屏显示器连接至底座并相对于底座可移动，触摸屏显示器包括显示设备；以及触摸敏感输入表面，覆盖在显示设备之上，并且连接至用于确定对于触摸敏感输入表面的触摸事件的控制器。形状记忆合金位于底座和显示设备之间，并且被配置成响应于电流传导而改变形状，以使显示设备相对于底座移动。可操作组件包括底座和触摸屏显示器之间的处理器。处理器可操作地连接至控制器、显示设备和形状记忆合金，用于响应于触摸事件，使电流传导通过形状记忆合金，以使显示器相对于底座移动。
文档编号G06F3/041GK101424974SQ200810170800
公开日2009年5月6日 申请日期2008年10月31日 优先权日2007年11月2日
发明者爱德华·胡伊, 罗伯特·娄利斯, 马仲明 申请人:捷讯研究有限公司