具有触摸屏和数字触觉像素的手持装置的制造方法
【专利说明】具有触摸屏和数字触觉像素的手持装置
[0001]本申请是申请号为200980103175.2、发明名称为“具有触摸屏和数字触觉像素的手持装置”的专利申请的分案申请。
[0002]优先权声明
[0003]本申请要求在2008年I月21日提交的共同受让的美国专利申请12/017298的优先权，其全部披露通过引用被合并于此文。
技术领域
[0004]本发明的实施例涉及手持装置并且更尤其涉及使用触摸屏的手持装置。
【背景技术】
[0005]触摸屏是显示器，它也具有在显示区域内检测触摸的位置的能力。这允许显示器被用作输入装置，移除了作为原始输入装置的用于与显示的内容交互的键盘和/或鼠标。这种显示器可以被连接到计算机上，或者作为终端连接到网络。触摸屏也已经促成了个人数字助理(PDA)、卫星导航和移动电话装置的设计上的最近的变化，让这些装置更加便于使用。
[0006]自从Samuel C.Hurst博士在1971年的电子触摸界面的发明，触摸屏已成为平常物品。它们在零售业(retail setting)、销售系统网点、自动取款机(ATM)和PDA中已经较为常见，其中在PDA中，有时候会使用指示笔来操作图形用户界面(GUI)和输入数据。智能手机、PDA、便携式游戏控制台和许多类型的信息设备的流行驱动了对触摸屏的需求和认可。
[0007]现有的触摸屏被配置成接收机械输入并提供可视输出。但是，现有的触摸屏没有被配置成提供可视输出和机械输出两者。
[0008]在这样的情况下，提出了本发明的实施例。
【附图说明】
[0009]通过结合附图仔细参阅以下详细说明，本发明的教导可以容易地被理解，其中:
[0010]图1A是根据本发明的实施例的手持装置的框图。
[0011]图1B是根据本发明的实施例的手持装置的三维图。
[0012]图1C是根据本发明另一替代实施例的手持装置的三维图。
[0013]图1D是根据本发明另一替代实施例的手持装置的三维图。
[0014]图1E是是根据本发明另一替代实施例的手持装置的侧视图。
[0015]图2是示出在图1A-1E中示出的类型的手持装置的操作的流程图。
[0016]图3是示出在根据本发明的实施例的手持装置中将触觉阵列的部分作为命令按键使用的三维图。
[0017]图4是示出在根据本发明的实施例的手持装置中将触觉阵列的部分作为滚轮使用的三维图。
[0018]图5示出在根据本发明的实施例的手持装置中使用触觉阵列的部分来指示滚动末端的三维图。
[0019]图6A-6B是示出在根据本发明的实施例的手持装置中将触觉阵列的部分作为水平指示器使用的三维图。
[0020]图7是根据本发明的替代实施例的电子装置的三维图。
【具体实施方式】
[0021]尽管以下详细说明为了阐述的目的包含了许多特定的细节，但是任何一个本领域的技术人员将理解对以下细节的许多变化和替代在本发明的范围内。因此，以下描述的本发明的示例实施例的提出不失一般性并且限制本发明所要的权利。
[0022]根据本发明的实施例，在图1A中示出的手持电子装置100包括容器101，在容器101的主表面上形成有触摸屏102。容器可以有足够小的尺寸使得它可以被用户手持。具有一个或多个数字触觉像素104的阵列可以位于靠近触摸屏102边缘的位置。装置可以包括控制器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触摸屏102的处理器106。在一些实施例中，如果要实现并行处理的话，装置100可以包括多个处理器106。装置100可以被配置成用作游戏装置、电话、便携式媒体播放器、电子邮箱装置、网页浏览器装置以及类似的装置。
[0023]触摸屏102可以基于任何合适的触摸屏技术，诸如电阻性(resistive)、表面声波(SAW)、电容性、红外线、变形测量器、光学成像、分散信号技术、声波脉冲识别、衰减全内反射或者基于磁致伸缩技术的图形平板来定位指示笔的尖端。作为示例，电阻触摸屏面板可以由若干层构成，这些层包括由薄空铅隔开的两层薄的金属导电层和电阻层。当某一物体触摸这种类型的触摸面板时，这些层在某一点被连接。面板然后作出类似于分压器的具有相关输出的电动作。这造成了电流的变化，该变化被记录为触摸事件，其可以被发送到处理器106进行处理。
[0024]表面声波技术使用通过触摸屏面板的超声波。当面板被触摸时，声波的一部分被吸收。这种超声波的变化记录触摸事件的位置并且将该信息发送到控制器进行处理。
[0025]电容性触摸屏面板可以被涂覆将持续的电流传导经过传感器的材料，例如铟锡氧化物。因此，传感器显示了在水平和垂直轴上精确控制的存储的电子场。当电容性触摸屏的“正常”电容场(它的参考状态)被外部施加的电场(例如，来自用户的手指)改变时，在面板的每个角的电路测量作为结果发生的参考场的特性的“失真”并且发送关于该事件的信息到处理器106进行数学处理。
[0026]红外线触摸屏面板可以采用两种不同的方法学中的一种。一种方法使用热引导的表面电阻的变化。另一方法是检测屏幕表面附近的调制的光束的中断的垂直和水平的IR传感器的阵列。
[0027]在变形测量器配置下，屏幕用弹簧安装在四个角上并且变形测量器被用于确定当屏幕被触摸时的偏斜。这种技术还可以测量屏幕102沿着Z轴的移动。
[0028]在基于光学成像的触摸屏技术中，两个或多个图像传感器可以围绕屏幕的边缘(主要是角落)被放置。红外线背光灯可以被放置于在屏幕的其它侧上的摄像机的视野内。触摸作为阴影而显示出并且每一对摄像机可以随后被用于三角测量以定位该触摸。
[0029]分散信号技术可以使用传感器来检测由于触摸而产生的玻璃中的机械能。然后复杂算法解释这种信息并且提供精确的触摸位置。
[0030]基于声波脉冲识别的触摸屏可以使用位于屏幕的某些位置的多于两个的压电换能器来将触摸(振动)的机械能转换成电子信号。然后这种信号可以被转换成音频文件，然后与预先存在的关于屏幕上每个位置的音频特性比较。
[0031]基于衰减全内反射的触摸屏使用全内反射的原理使用光来填充折射介质。当手指或者其它软的物体压向表面时，内部反射光路径被中断，造成光反射出介质并且因此对于在介质后的摄像机可视。
[0032]再一次参考图1A，每一个触觉像素104包括耦合到制动器107和传感器109的可制动部分105。制动器107和传感器109被耦合到处理器106。制动器107被配置成响应于来自处理器106的指令制动，并且当压力被施加到可制动部分105时传感器109被配置成产生信号作为到由处理器106执行的一个或多个程序的输入。制动器107可以是任何合适的电机制动器。合适的制动器的例子包括压电制动器、MEMS制动器和磁性线圈制动器。传感器109可以是任何合适的传感器，例如，电容测量传感器、压电传感器、电阻传感器、变形传感器以及类似的装置。在一些情况下，诸如压电装置的特定情况，相同的装置可以被用于制动器107和传感器109。
[0033]可制动部分105可以由制动器107在第一和第二位置之间制动。可制动部分105的触觉在第一和第二位置是不同的。例如，如在图1A中的小图示出的，可制动部分105在第一位置可以与容器101的表面齐平或凹进容器101的表面之下，并且在第二位置可以升出至表面以上。作为示例，可制动部分105可以从齐平改变至凸起，或反之亦然，或者从齐平改变至凹进，或反之亦然。优选地，可制动部分足够地宽并且凸起足够的量从而它可以被用户手指感觉到。将相邻的触觉像素隔开足够远使得它们可以被区分也是合乎需要的。作为示例，大约0.5毫米的凸起和大约2.5毫米的内部点间隔足以用于感觉和区分形成凸点单元的升起的点。
[0034]对于数字触觉像素104有许多种不同可能的配置。作为示例，并且不失一般性，一个或多个数字触觉像素可以沿着触摸屏102的周边在与图1