具有激活力动态控制的触摸屏的制作方法
【专利说明】具有激活力动态控制的触摸屏
[0001]交叉引用相关专利申请
本申请涉及到美国专利申请N0.13/550, 277，申请日为2015年01月12日，美国专利申请N0.8,816, 578，公布日为2014年08月26日，及美国专利申请N0.8，723，809，公布日为2014年05月13日。
技术领域
[0002]本发明涉及显示器技术领域，尤其涉及一种激活力动态控制的触摸屏及方法。
【背景技术】
[0003]触摸屏激活力在航空电子触摸屏显示器上是存在一定问题的。在许多情况下，图形用户界面(GUI)按钮选择需要相当高力量以减少无意激活。然而对于手势，很少或根本没有实际的力量是正合适可以允许光滑和容易执行动作。电阻式触摸屏要求适合GUI按钮的相当高的激活力，但是电阻式触摸屏在执行手势上存在一定问题，例如捏、缩放、旋转，因为电阻式触摸屏要求一定大小的触摸屏激活力，这对用户来说在执行手势的同时应用是有难度的。此外，要求零激活力的电容式和光束遮断式触摸屏适合做手势；然而，在航空电子触摸屏显示器的应用上，零激活力对GUI按钮选择来说通常是不可取的，因为它可能导致无意中的GUI选择或激活。
[0004]进一步地，目前电阻式触摸屏的激活力与位置相关。例如，一种目前应用的电阻式触摸屏显示器在靠近边缘位置触摸时，其激活力显著高于靠近触摸屏显示器中间位置的激活力。目前电阻式触摸屏靠近边缘位置如此高要求的激活力对用户而言使得边缘位置的选择更为困难。
【发明内容】
[0005]—方面，本发明公开的实施例涉及一种系统，其包括:触摸屏显示设备的触摸屏传感器、至少一个力传感器、触摸屏显示设备的显示单元、及至少一个处理单元。所述至少一个处理单元被构形用以接收自所述触摸屏传感器获得的接触位置数据，所述接触位置数据包括用户触摸或靠近触摸所述触摸屏显示设备的用户接口表面的位置信息。所述至少一个处理单元也被构形用以接收自所述至少一个力传感器获得的力数据，所述力数据包括由所述至少一个力传感器中的一个或多个传感器检测到的力量信息。所述至少一个处理单元进一步被构形用以至少基于所述接触位置数据和所述力数据执行至少一个操作。
[0006]另一方面，本发明公开的实施例涉及一种方法，包括:接收自触摸屏显示设备的触摸屏传感器获得的接触位置数据，所述接触位置数据包括用户触摸或靠近触摸所述触摸屏显示设备的用户接口表面的位置信息。所述方法还包括接收自力传感器获得的力数据，所述力数据包括由力传感器中检测到的力量的信息。所述方法进一步包括基于所述接触位置数据和力数据执行一操作。
[0007]再一方面，本发明公开的实施例涉及一种方法，包括:提供至少一个处理单元，其被构形用以:接收自触摸屏显示设备的触摸屏传感器获得的接触位置数据，所述接触位置数据包括用户触摸或靠近触摸所述触摸屏显示设备的用户接口表面的位置信息；接收自至少一个力传感器获得的力数据，所述力数据包括由所述至少一个力传感器中的一个或多个传感器检测到的力量的信息；以及基于所述接触位置数据和力数据执行至少一个操作。所述方法还包括提供所述触摸屏传感器。所述方法进一步包括提供所述至少一个力传感器。所述方法此外还包括提供一显示单元。
[0008]另外的实施例在包括权利要求的申请中被描述。应当理解，以上概述及以下详述仅为本发明的示范和解释，并不用以限制本发明，附图被纳入并构成说明书的一部分，与说明书共同解释本发明的实施例，说明本发明的原理。
【附图说明】
[0009]通过参考下列附图，本领域技术人员可更好理解本发明的多个优点:
图1所示为一个实施例中触摸屏显示设备的一部分的横截面图；
图2A描述了一个实施例中触摸屏显示设备的一部分的横截面图；
图2B描述了一个实施例中触摸屏显示设备的一部分的横截面图；
图2C描述了一个实施例中触摸屏显示设备的一部分的横截面图；
图2D描述了一个实施例中触摸屏显示设备的一部分的横截面图；
图2E描述了一个实施例中触摸屏显示设备的一部分的横截面图；
图3A描述了一个实施例中触摸屏显示设备的一部分的横截面图；
图3B描述了一个实施例中触摸屏显示设备的一部分的横截面图；
图4描述了一个实施例中一个系统的示意图；
图5描述了一个实施例中一典型的数据结构；
图6描述了一个实施例中由触摸屏显示设备显示的一典型图形用户界面(GUI)的示意图；
图7A描述了带有一力传感器的典型触笔；及图7B所不为图7A描述的触笔的不意图。
【具体实施方式】
[0010]现在将详细说明公开的主题，其示于附图中。本发明的范围仅仅通过权利要求限定；包括许多变化、改进和等同替换。为了清楚的目的，实施例中对所涉及的本领域已知的技术材料不进行详细描述，以避免说明书不必要地模糊。
[0011]一些实施例包括触摸屏显示器(举例来说，零压力触摸屏显示器，例如电容式触摸屏显示器或光束遮断式触摸屏显示器)包括触摸屏传感器、显示堆栈、至少一个控制器及多个力传感器。所述多个力传感器可以应用在所述显示堆栈之下、所述显示堆栈之上、所述显示堆栈之中，也可以是另外与所述显示堆栈相关定位，或者包括其结合。这些实施例被构形用以检测和确定触摸位置信息和接触力信息。所述触摸位置信息和接触力信息被用于控制器、处理器、和/或计算装置来执行各种操作。例如，用户按压所述触摸屏显示器上显示的GUI按钮，基于与此输入相关的接触力是否超过与此输入确定性触摸位置相关的激活力阈值，处理单元(举例来说，控制器、处理器或者其它类似的)确定是否接受此输入作为一个选择。基于触摸屏上的位置，所述激活力阈值可能是固定的或者变化的(例如，动态可控的)。换言之，触摸屏显示器靠近边缘位置的激活力低于触摸屏显示器靠近中间位置的激活力。进一步地，处理单元要求特定的最小力量(举例，50克-力(I克-力为地球引力施加在水平面上的I克质量上的力))对于按钮选择，且对于手势则为更小的最小力量(如，5克-力)。此外，所述触摸屏显示器被校准，以便具有有效统一的激活接触力(或任何要求分配的固定的(例如，先已确定的)或者变化的(例如，动态可调的，例如用户自定义程序或动态可调的)激活力)在整个显示表面上；这样有效统一的激活力克服了目前电阻式触摸屏的主要不足之处。一些实施例被构形用以从力传感数据中滤除环境振动(例如，由交通工具，例如飞机或者汽车引起的振动)以便环境振动不被误解为用户的触摸。
[0012]现参考图1，所示为一个实施例中触摸屏显示设备100的一部分的横截面图。所述触摸屏显示设备100可以包括触摸屏传感器101、粘合层102、显示屏103、及至少一个力传感器104 (或者多个力传感器104)。所述触摸屏显示设备100可以包括一个或多个其它部件，例如封面透明基底、其它基底(如塑料或者玻璃基底)、其它粘合层、灯光控制胶片、偏振胶片、缝隙、扩压器、背光源、支撑结构、电磁干扰(EMI)防护罩、斜视规、外壳、通信连接单元(如，电线、电缆、连接器)、连接端口、电源、处理器、电路板(如，印刷电路板(PCB)、控制器、存储器、内存、天线，或其它类似装置。所述触摸屏显示设备100部件中的多个或者全部可以是自始至终连接的。所述触摸屏显示设备100包括或被应用作为头低位倾斜触摸屏显示器、集成的触摸屏显示系统和/或在交通工具(如，汽车或飞机)中类似的。此外，所述触摸屏显示设备100可以被应用作为各种触摸屏显示器中的任一种，例如触摸屏计算装置、智能手机、平板电脑设备、触摸一体机等等。
[0013]所述触摸屏显示设备100被应用为电容式触摸屏显示设备(例如投射电容式(PCT)触摸屏显示设备(例如，交互电容式PCT触摸屏显示设备、自电容式PCT触摸屏显示设备))、电阻式触摸屏显示设备、光束遮断式触摸屏显示设备(如网格红外触摸屏设备)、光学触摸屏显示器，触摸屏显示设备被构形用于检测由于触摸、其变体等在玻璃上产生的压电现象。
[0014]所述触摸屏传感器101被构形用以检测在所述触摸屏显示设备100上的触摸或者靠近触摸(如手指或设备(如，手写笔或手套)接近所述触摸屏显示设备100的用户接口表面)。例如，所述触摸屏显示设备100为电容式触摸屏显示设备时，所述触摸屏传感器101包括沉积在绝缘基体上(如玻璃)的透明导体层(如铟锡氧化物(ΙΤ0))，当所述触摸屏传感器101的表面在触摸或者几乎触及时，其结果在可测量的电容变化范围。进一步地，所述触摸屏显示设备100为光束遮断式触摸屏显示设备，所述触摸屏传感器101包括几对光束发射器(如发光二极管(LEDs))及传感器(如光电探测器)的阵列(如X-Y网格)，被构形用以在触摸或几乎触及所述触摸屏显示设备100的用户接口表面发生时，检测光束或波束图型的中断。所述触摸屏传感器被构形用以输出数据(例如，接触力信息作为电气性能上的信号或者变化)给处理器(例如，处理器430，如图4中所示)或者其它计算设备(例如，计算设备470，如图4中所示)。
[0015]所述粘合层102包括设置在所述显示屏103与所述触摸屏传感器101之间的透明粘合剂。所述粘合层102将所述显示屏103结合到所述触摸屏传感器101的基底上。在一些实施例中，所述粘合层102可以省略掉。进一步地，所述触摸屏显示设备100包括位于所述显示屏103与所述触摸屏传感器101之间或之外的各种其它单元或层；其它单元包括偏振器、导波管、透明或不透明基底(如，透明或不透明玻璃或者塑料基底)、公开披露的其它部件，诸如此类。此外，图1中示出了所述显示屏103及所述触摸屏传感器101作为分开的单元，在其它实施例中，所述触摸屏传感器101及所述显示屏103被应用作为单独的单元或者应用于单独的基底中；例如，显示单元被应用于基底中，所述基底中也包括压电式触控传感器。一些实施例包括其它粘合层，例如粘合层将所述显示屏103结合到基底上(例如位于发射显示单元之下的透明玻璃或塑料基底或者位于发射显示单元之下的透明或不透明基底)。
[0016]所述显示屏103被应用作为显示单元被构形用以发射或传递图像用以呈现给用户。所述显示屏103被应用作为发射显示单元、发射性显示单元、及其它形式的显示单元。例如，当显示屏被应用作为发射显示单元，所述显示屏103被应用作为液晶显示器(LCD)单元。例如，当显示屏被应用作为发射性显示单元，所述显示屏103被应用作为有机发光二极管(OLED)显示单元，例如主动矩阵OLEDs (AMOLEDs)、无源矩阵OLEDs (PMOLEDs)、发光电化学电池(LECs)等诸如此类。
[0017]所述力传感器104中的每一个传感器被构形用以检测作用于(例如，当用户触摸所述触摸屏显示设备100的用户接口表面时被用户应用)所述力传感器104上力(例如，压力)的量。在一些实施例中，所述力传感器104被应用作为导电聚合物力传感器、压电式力传感器、其它适配的力传感器或其结合。每一个所述力传感器104被构形用以输出数据(例如，接触力信息作为电气性能上的信号或者变化)给控制器(例如，力传感器控制器420，如图4中所示)、处理器(例如，处理器430，如图4中所示)或者另外的计算装置(例如，计算装置470，如图4中所示)。在一些实施例中，所述力传感器104是不透明的，而在其它一些实施例中所述力传感器104是透明的或者为透明的力传感器和不透明的力传感器的结合。如图1中实施例描述的，力传感器被放置于所述显示屏103下方并沿着所述显示屏103的边缘位置。在其它一些实施例中，所述力传感器104可以被应用在任一各种合适的位置和/或结构中。例如，所