電子設備的有觸感觸控螢幕的製作方法

2023-07-21 21:53:51 3

專利名稱：電子設備的有觸感觸控螢幕的製作方法
技術領域：
本發明總體上涉及針對可攜式電子設備的輸入和輸出設備。
背景技術：
可攜式電子設備已經得到了廣泛的使用，並且可以提供各種功
能，例如，包括電話、電子消息收發以及其他個人信息管理器(PIM) 應用功能。可攜式電子設備可以包括多種類型的設備，包括諸如簡單 的蜂窩電話、智慧型電話、無線PDA和具有無線802.11或藍牙功能的 膝上計算機的移動臺。從諸如Mobitex和DataTAC等僅支持數據的網 絡到諸如GSM/GPRS、 CDMA、 EDGE、 UMTS和CDMA2000網絡等 支持語音和數據的網絡，這些設備運行在多種網絡上。
諸如PDA或智慧型電話等設備通常供手持使用並易於攜帶。通常 期望可攜帶更小的設備。由於這樣的手持設備較小，可用於用戶輸入 和輸出設備的空間有限，因此觸控螢幕輸入/輸出設備在這樣的手持設備 上是特別有用的。此外，可以根據正在執行的功能和操作，修改觸摸 屏輸入/輸出設備上的屏幕內容。
觸控螢幕輸入/輸出設備由顯示器(如液晶顯示器)和觸敏覆層的構 成。這些輸入/輸出設備存在與用戶交互作用和響應有關的固有缺點。 特別是，這樣的觸控螢幕設備不能提供用於明確指示輸入的用戶期望的 觸覺反饋，帶來了較差的用戶體驗。
因此，期望改進輸入/輸出設備。

發明內容
根據一個方面，提供了一種電子設備，包括底座、觸控螢幕顯示 器、開關對、以及可操作組件。觸控螢幕顯示器連接至底座、相對於底 座可移動，並包括顯示設備和覆蓋在顯示設備上的觸敏輸入表面。開關對位於底座和觸控螢幕顯示器之間，並配置為響應於在觸控螢幕顯示器 的觸敏輸入表面上任何地方施加力，致動幵關中的一個，並且響應於 在觸控螢幕顯示器的觸敏輸入表面上的施加多個力，致動兩個開關。可 操作組件包括連接至觸敏輸入表面的控制器和連接至控制器和顯示器 的處理器。
根據另一方面，觸控螢幕顯示器可以包括用於向顯示設備和觸敏輸 入表面提供機械支撐的顯示支撐，顯示設備觸敏輸入表面放置在顯示 支撐上。
根據另一方面，致動器可以放置在觸控螢幕顯示器和底座之間，並 在開關對之間延伸，響應於觸控螢幕顯示器的觸敏輸入表面上施加的力， 致動一個開關，並且響應於施加在觸控螢幕顯示器的觸敏輸入表面上的 多個力，致動兩個開關。顯示支撐可以包括至少一個突起，該突起向 著底座延伸，用於接觸致動器，以致動開關。同樣，致動器可以包括 向著顯示支撐延伸的突起，用於接觸觸控螢幕顯示支撐以致動開關。致 動器可以是在開關對之間延伸的橫梁。
根據另一方面，可以在底座和觸控螢幕顯示器之間提供限位器，以 限制顯示器向著底座方向的移動。限位器可以包括從底座突起、靠近 觸控螢幕顯示器的外邊緣的臺階。限位器可以限制顯示器的移動距離， 以允許在向觸控螢幕顯示器施加單個力時允許成功致動單個開關，並且 當保持第一力的同時向觸控螢幕顯示器施加第二力時還允許致動第二開 關。
根據另一方面，開關對可以位於從底座延伸的支臂上。支臂可以 是柔性的，開關對中的一個可以位於比開關對中的另一個更靠近觸摸 屏顯示器的位置。
根據又一方面，開關被定位為開關對中的一個可以位於開關對中 的另一個和觸控螢幕顯示器之間。致動開關對中的一個所需的最小力小 於致動開關對中的另一所需的最小力。
根據另一方面，開關中的一個可以位於比開關中的另一個更靠近 觸控螢幕顯示器的位置，並且開關中的一個包括超程，以允許致動後的 進一步按壓。根據又一方面，開關可以是穹頂型開關。
根據一個方面，提供一種觸控螢幕顯示器，包括底座、連接至底座 並相對於底座可移動的顯示設備、覆蓋在顯示設備上的觸敏輸入表面、 以及開關對，該開關對位於底座和顯示設備之間，被配置為響應於在 觸控螢幕顯示器的觸敏輸入表面上任何位置施加力，致動開關中的一個， 並且響應於在觸控螢幕顯示器的觸敏輸入表面上施加多個力，致動兩個 開關。


參照附圖，僅作為示例，對本發明的實施例進行描述，在附圖中 圖l是根據一個實施例的可攜式電子設備的俯視圖，為了說明的 目的，以虛輪廓線示出了特定的隱藏特徵；
圖2是圖1可攜式電子設備的簡化的截面圖(未按比例示出)；
圖3是特定組件的方框圖，包括圖l可攜式電子設備的特定內部組
件；
圖4是圖1可攜式電子設備的簡化的截面圖(未按比例示出)，示 出了施加至觸控螢幕顯示器上的點的力；
圖5是圖1可攜式電子設備的簡化的截面圖(未按比例示出)，示
出了施加至觸控螢幕顯示器上的位置的力；
圖6是圖1可攜式電子設備的簡化的截面圖(未按比例示出)，示
出了施加至觸控螢幕顯示器上另一位置的力；
圖7是根據另一實施例的可攜式電子設備的簡化的截面圖(未按 比例示出)；
圖8是根據另一實施例的可攜式電子設備的簡化的截面圖(未按 比例示出)；
圖9是根據又一實施例的可攜式電子設備的簡化的截面圖(未按 比例示出)；
圖10是根據又一實施例的可攜式電子設備的簡化的截面圖(未按 比例示出)；以及
圖11是圖10可攜式電子設備的簡化的截面圖(未按比例示出)，示出了施加至觸控螢幕顯示器上的位置的力。
具體實施例方式
應當理解的是，為了說明的簡要和清晰起見，在適當的情況下， 附圖間的參考數字可能重複，以表明相應的或類似的元件。另外，闡 述了大量特定的細節，以便提供對這裡所描述的實施例的透徹理解。 然而，本領域普通技術人員應當理解的是，沒有這些特定的細節也可 以實現這裡所描述的實施例。另一方面，沒有詳細描述公知的方法、 過程和組件，以免模糊這裡所描述的實施例。同樣，該描述不應視作 對這裡所描述的實施例的範圍的限制。應當理解的是，示例性視圖，
特別是那些在圖2和4到11中示出的視圖是未按比例示出的，並且出於 解釋和理解的目的提供這些視圖。
這裡描述的實施例通常涉及具有顯示器的可攜式電子設備。便攜 式電子設備的示例包括移動或手持無線通信設備，諸如尋呼機、蜂窩 電話、蜂窩智慧型電話、無線管理器、個人數字助手、支持無線功能的 筆記本計算機等。
可攜式電子設備可以是具有高級數據通信功能的雙向通信設備， 包括通過收發機站的網絡與其他可攜式電子設備或計算機系統進行通 信的功能。可攜式電子設備還可以具有允許語音通信的功能。根據便 攜式電子設備所提供的功能，該可攜式電子設備可以被稱作數據消息 收發設備、雙向尋呼機、具有數據消息收發功能的蜂窩電話、無線因 特網裝置、或數據通信設備(具有或不具有電話功能)。可攜式電子設 備還可以是不具有無線通信功能的可攜式設備，如手持電子遊戲設備、 數字相冊、數碼攝像機等。
參照圖1至圖3，通常由數字20表示在本實施例中是可攜式電子設 備的電子設備。可攜式電子設備20包括底座22、觸控螢幕顯示器24、開 關對26、 28、和可操作組件(圖3所示)，該觸控螢幕顯示器24連接至底 座22、相對於底座22可移動，並且包括顯示設備和覆蓋在顯示設備30 上的觸敏輸入表面32。開關26、 28位於底座22和觸控螢幕顯示器24之間， 並被配置為響應於在觸控螢幕顯示器24的觸敏輸入表面32上任何地方施加力，致動開關中的一個，並且響應於在觸控螢幕顯示器24的觸敏輸入 表面32上施加多個力，致動兩個開關。可操作組件包括，連接至觸敏 輸入表面32的控制器34、以及連接至控制器34和觸控螢幕顯示器24的處 理器40。
現在參照圖3 ，示出了可攜式電子設備20的示例性實施例的方框 圖。可攜式電子設備20包括諸如處理器40的多個組件，該處理器40 控制可攜式電子設備20的全部操作。通過通信子系統42執行通信功 能(包括數據和語音通信)。可攜式電子設備20接收的數據可以由解 碼器44解壓縮和解密，解碼器44根據任何適合的解壓縮技術(例如， YK解壓縮和其他已知的技術)和加密技術(例如，使用諸如數據加 密標準(DES)、三元組加密、或高級加密標準(AES)等加密技術) 進行操作。通信子系統42從無線網絡1000接收消息，並且向無線網 絡1000發送消息。在該可攜式電子設備20的示例性實施例中，通信 子系統42根據全球移動通信系統(GSM)和通用分組無線業務(GPRS) 標準進行配置。GSM/GPRS無線網絡在全世界使用，並且期望這些標 準將最終被增強數據GSM環境(EDGE)和通用移動電信服務(UMTS) 所取代。正在定義新的標準，但可以相信的是，新的標準將與這裡描 述的網絡行為類似，並且本領域普通技術人員可以理解，這裡描述的 實施例傾向於使用在未來開發的任何適合的標準。連接通信子系統42 和無線網絡100的無線鏈路代表一個或多個不同的射頻(RF)信道， 根據專門為GSM/GPRS通信而定義的協議進行操作。利用更新的網絡 協議，這些信道能夠同時支持電路交換語音通信和分組交換數據通信。
儘管在一個典型實施例中，與可攜式電子設備20相關聯的無線 網絡1000是GSM/GPRS無線網絡，但是在其他實施方式中，可以將 其他無線網絡與可攜式電子設備20相關聯。例如，可以採用的不同類 型的無線網絡，包括數據中心無線網絡、語音中心無線網絡、以及 可以在相同的物理基站上同時支持語音和數據通信的雙模式網絡。組 合雙模式網絡包括但不限於碼分多址(CDMA)或CDMAIOOO網絡、 GSM/GPRS網絡(如上所述)、以及類似EDGE和UMTS的未來第三 代(3G)網絡。數據中心網絡的一些其他示例包括WiFi 802.11、MobitexTM和DataTACTM網絡通信系統。語音中心數據網絡的示例包 括類似GSM的個人通信系統(PCS)網絡和時分多址(TDMA)系統。 處理器40還與附加子系統相互作用，諸如隨機存取存儲器(RAM) 46、閃速存儲器48、具有輸入表面的顯示設備30、輔助輸入/輸出(I/O) 子系統50、數據埠 52、揚聲器54、麥克風56、短距離通信58以及 其他設備子系統60。
可攜式電子設備20的一些子系統執行與通信相關的功能，而其 他子系統可以提供"駐留"或設備機載功能。例如，顯示器30和輸入 表面可以用於與通信相關的功能(諸如輸入通過網絡1000傳輸的文本 消息等)和設備駐留功能(諸如計算器或任務列表等)。
可攜式電子設備20可以在完成網絡註冊和激活過程之後，通過 無線網絡1000發送和接收通信信號。網絡接入與可攜式電子設備20 的訂戶或用戶相關聯。根據本實施例，為了識別訂戶，可攜式電子設 備20使用插入SIM/RUIM接口 64中的SIM/RUIM卡62 (即，訂戶 身份模塊或可拆卸用戶身份模塊)來與網絡通信。SIM卡或RUIM62 是一種傳統"智慧卡"，可以用於識別可攜式電子設備20的訂戶，並 且使可攜式電子設備20個人化。在本實施例中，沒有SIM卡62，便 攜式電子設備20不能完全與無線網絡1000進行通信。通過將SIM卡 /RUIM 62插入SIM/RUIM接口 64中，訂戶可以訪問所有預訂的服務。 這些服務可以包括web瀏覽和諸如電子郵件、語音郵件之類的消息 收發；短消息服務(SMS);以及多媒體消息收發服務(MMS)。更高 級的服務可以包括銷售點、現場服務、銷售自動化。SIM卡/RUIM62 包括處理器和用於存儲信息的存儲器。 一旦SIM卡/RUIM 62被插入 SIM/RUIM接口 64中，SIM卡/RUIM 62便耦合至處理器40。為了識 別訂戶，SIM卡/RUIM62可以包括諸如國際移動用戶標識號(IMSI) 等一些用戶參數。使用SIM卡/RUIM 62的優勢在於訂戶不必綁定 於任何單一物理可攜式電子設備。SIM卡/RUIM 62還可以存儲針對便 攜式電子設備的附加訂戶信息，包括記事本(或日曆)信息和最近通 話信息。可選地，用戶的身份信息還可以被編制到閃速存儲器48中。
可攜式電子設備20是電池供電的設備，並且包括用於容納一個或多個可再充電電池68的電池接口 66。至少在一些實施例中，電池 68可以是具有嵌入式微處理器的智能電池。電池接口 66耦合至穩壓 器(未示出)，輔助電池68向可攜式電子設備20提供電源V+。儘管 當前技術使用電池，但是未來技術(諸如微型燃料電池)也可以向便 攜式電子設備20提供電源。
可攜式電子設備20還包括將在下面詳細描述的作業系統70和軟 件組件72至82。典型地，由處理器40執行的作業系統70和軟體組 件72至82可以存儲在諸如閃速存儲器48等的永久存儲器中，該閃速 存儲器48也可以由只讀存儲器(ROM)或類似的存儲器元件(未示 出)代替。本領域普通技術人員應當理解可以將作業系統70和軟體 組件72至82中的一部分(諸如設備專用應用或其一部分)臨時地載 入易失性存儲器(如RAM 46)中。還可以包括如本領域技術人員所 公知的其他軟體組件。
通常，在製造期間，將包括數據和語音通信應用的、控制基本設 備操作的軟體應用子集72安裝在可攜式電子設備20中。其他軟體應 用包括消息應用74，可以是允許可攜式電子設備20的用戶發送和接 收電子消息的任何適合的軟體程序。如本領域普通技術人員所公知， 存在多種消息應用74。典型地，將已經由用戶發送或接收的消息存儲 在可攜式電子設備20的閃速存儲器48中，或存儲在可攜式電子設備 20中的一些其他適合的存儲元件中。至少在一些實施例中， 一些發送 和接收的消息可以針對設備20遠程存儲，諸如存儲在與可攜式電子設 備20通信的關聯主機系統的數據存儲器中。
軟體應用還可以包括，設備狀態模塊76、個人信息管理程序(PIM) 78、以及其他適合的模塊(未示出)。設備狀態模塊76提供永久性， 即，設備狀態模塊76確保將重要的設備數據存儲在諸如閃速存儲器 48等的永久存儲器中，從而當可攜式電子設備20關閉或斷電時，不 會丟失數據。
PIM 78包括用於組織和管理用戶感興趣的數據項的功能，例如但 不限於，電子郵件、通訊簿、日曆事件、語音郵件、約會和任務項。 PIM應用具有經由無線網絡1000發送和接收數據項的能力。PIM數據項可以經由無線網絡1000與存儲在主機系統中和/或與主機系統相
關聯的、可攜式電子設備訂戶的相應數據項無縫地整合、同步和更新。 這個功能在可攜式電子設備上創建了關於這些項目的鏡像主機。當主 機系統是可攜式電子設備訂戶的辦公計算機系統時，這一點是特別有 利的。
可攜式電子設備20還包括連接模塊80、以及信息技術(IT)策 略模塊82。連接模塊80用於實現可攜式電子設備20與無線基礎結構 和授權可攜式電子設備20與之接口的任何主機系統(如企業系統)進 行通信所需的通信協議。
連接模塊80包括一組API，該API組與可攜式電子設備20集成， 以允許可攜式電子設備20使用與企業系統相關聯的任意數目的服務。 連接模塊80允許可攜式電子設備20建立與主機系統之間的端到端安 全的、認證的通信管道。由連接模塊80提供的用於接入的應用子集可 以用於將IT策略命令從主機系統傳送至可攜式電子設備20。這可以 採用無線或有線的方式予以實現。然後，可以將這些指令傳送至IT 策略模塊82，以修改設備20的配置。可選地，在一些情況中，IT策 略更新還可以通過有線連接來實現。
也可以將其他類型的軟體應用安裝在可攜式電子設備20上。這 些軟體應用可以是在製造可攜式電子設備20之後添加的第三方應用。 第三方應用的示例包括遊戲、計算器、實用程序等。
附加的應用可以通過無線網絡1000、輔助I/O子系統50、數據端 口52、短距離通信子系統58、或任何其他的適合設備子系統60中的 至少一個被加載到可攜式電子設備20上。這種應用安裝的靈活性增加 了可攜式電子設備20的功能性，並且可以提供增強的設備機載功能、 通信相關功能、或這二者。例如，安全通信應用可以利用可攜式電子 設備20來實現電子商務功能和其他此類金融交易。
數據埠 52使訂戶能夠通過外部設備或軟體應用來設置自己的 喜好，並且不用通過無線通信網絡就可以提供將信息或軟體下載至便 攜式電子設備20，從而擴展了便攜使電子設備20的能力。例如，可
以使用可選的下載路徑，通過直接並因此可靠和可信的連接來提供安全的設備通信，將加密密鑰加載至可攜式電子設備20。
數據埠 52可以是能夠在可攜式電子設備20與其他計算設備之 間進行數據通信的任何合適的埠。數據埠 52可以是串行或並行端 口。在一些情況中，數據埠 52可以是USB埠， USB埠包括用 於數據傳輸的數據線和可以提供充電電流以對可攜式電子設備20的 電池68充電的電源線。
短距離通信子系統58不使用無線網絡100，提供可攜式電子設備 20和不同的系統或設備之間的通信。例如，子系統58可以包括紅外 器件和用於短距離通信的相關電路和組件。短距離通信標準的示例包 括由紅外數據協會(IrDA)開發的標準、藍牙、以及由IEEE開發的 802.11系列標準。
在使用中，諸如文本消息、電子郵件消息、或網頁下載的接收信 號由通信子系統42處理並且輸入至處理器40。然後，處理器40處理 接收信號以便向顯示器30輸出或可選地向輔助I/O子系統50輸出。 例如，訂戶還可以使用與顯示器30相連接的輸入表面32，並且也可 能使用輔助I/O子系統50編輯諸如電子郵件消息的數據項。輔助I/O 子系統50可以包括諸如滑鼠、軌跡球、紅外指紋檢測器、或具有動態 按鈕按動功能的搖杆輪等設備。還可以提供鍵盤，諸如字母數字鍵盤 和/或電話類型的小鍵盤。編輯的項目可以經由通信子系統42在無線 網絡1000上發送。
對於語音通信，除了將接收到的信號輸出至揚聲器54、以及通過 麥克風56產生用於發送的信號以外，可攜式電子設備20的總體操作 基本上是類似的。諸如語音消息記錄子系統等可選的語音或音頻I/O 子系統也可以在可攜式電子設備20上實現。儘管語音或音頻信號輸出 主要通過揚聲器54完成，但是顯示器30也可以用於提供附加的信息， 諸如呼叫方身份、語音呼叫的持續時間、或其他語音呼叫相關信息。
再次參照圖1和圖2，底座22是外殼84的一部分，外殼84還包 括與底座22隔開並框住觸控螢幕顯示器24的框架86。側壁88在底座 22和框架86之間延伸。外殼84包括顯示器限位器(stop) 89，從底 座22向觸控螢幕顯示器24延伸並從側牆88向內超著底座22延伸、用於限制觸控螢幕顯示器24朝著底座22的移動量。因此，顯示器限位器 89由從底座22突起的臺階(step)形成。然而，應當理解的是，顯示 器限位器89可以是用於限制觸控螢幕顯示器24的移動的任何適合的限 位器。根據本實施例，側壁88通常垂直於底座22和框架86而延伸。 底座22包括可移除地附加的板(未示出)，例如，用於插入和移除上 述電池68和SIM/RUIM卡62。應當理解的是，例如，底座22、側壁 88、框架84和顯示器限位器89是可以注模成形(injection molded) 的。使框架84的大小和形狀適合框住外露觸控螢幕顯示器24的窗口 ， 該窗口用於通過用戶觸摸觸控螢幕顯示器24的輸入表面32而進行輸入， 以及用於顯示顯示設備30上的輸出。如圖2所示，將觸控螢幕顯示器 24朝著框架86偏置，框架86將觸控螢幕顯示器24保持在外殼84內。 因此，觸控螢幕顯示器24是在外殼84內是可移動的，並受外殼84的約 束。可以設想，觸控螢幕顯示器24的邊緣可以由圍繞所述邊緣的邊緣支 撐而支撐，因此觸控螢幕顯示器被偏置，以使邊緣支撐與外殼84的框架 86接觸。根據圖1中示出的實施例，框架86通常是矩形的(儘管其 他形狀也是可能的)。例如，框架86的角可以是倒圓的(roimded)。
觸控螢幕顯示器24由剛性的顯示支撐90支撐，以提供對觸控螢幕顯 示器24的結構支撐，並且防止由於彎曲使觸控螢幕顯示器24損壞或折 斷。顯示支撐90可以由任何適合的材料形成，並且還可以包括諸如印 制電路板等功能性組件。應當理解的是，觸控螢幕顯示器24是包括覆蓋 在LCD顯示設備30上的觸敏輸入表面32和其他組件在內的組件的集 合，所述其他組件可以包括諸如背光燈(未示出)等可選組件。通過 偏置元件92將觸控螢幕顯示器24朝著框架86偏置而遠離外殼84的底 座22，從而觸控螢幕顯示器24的邊緣與框架86的底側接觸。根據本實 施例，四個偏置元件92位於底座22和觸控螢幕顯示器24之間，每一個 偏置元件92位於觸控螢幕顯示器24的相應的角附近。偏置元件92由諸 如泡沫等任何合適的材料製成，通過向觸控螢幕顯示器24施加適當的 力，允許觸控螢幕顯示器24在外殼84內移動。偏置元件92不限於泡沫， 可以實現為任何適合的偏置元件，例如， 一個或多個板簧、 一個或多 個巻簧、橡膠、凝膠等。應當理解的是，也可以使用其它數目的偏置元件92，事實上，例如，偏置元件可以是圍繞並靠近觸控螢幕顯示器24 的周邊的連續元件。偏置元件提供類似彈簧的力，以將觸控螢幕顯示器 24偏置遠離底座22而朝向框架86。此外，可以通過開關26、 28而不 是採用偏置元件92，來偏置觸摸顯示器24。
位於觸控螢幕顯示器和外殼84的底座22之間的還有開關對26、28。 在本實施例中，開關26、 28是穹頂型(dome-type)開關，然而，開 關26、 28可以是任何適合的機械開關。開關26、 28被橫向隔開，其 中一個開關26的位置比另一個開關28更靠近觸控螢幕顯示器24中心處 的凸起100。如圖所示，開關26位於靠近觸控螢幕顯示器24中心的位 置，而另一開關28位於距離中心較遠的位置。通過位於開關26、 28 和觸控螢幕顯示器24之間的致動器94，按壓(或致動)開關26、 28。 致動器94包括橫梁(beam) 95和一對隔開的突起96、 98，每一個突 起在橫梁95的各端向著底座延伸，直至與彼此隔開的開關26、 28中 的相應的一個接觸。應當理解的是，致動器94在與觸控螢幕顯示器24 的中心不等距的開關26、 28之間延伸，因此致動器94相對於觸控螢幕 顯示器24並非在中心位置。凸起100從顯示支撐90 (從大體位於觸 摸屏顯示中心的點)開始向著底座22延伸直至與致動器94接觸。由 於凸起100從觸控螢幕顯示器24中心開始延伸，並與相對於觸控螢幕顯示 器24並非處於中心的致動器94接觸，因此凸起100在與橫梁95長度 中心間隔開來的一點處與致動器IOO接觸。因此，由用戶按壓觸控螢幕 顯示器24所導致的觸控螢幕顯示器的移動，引起致動器94的移動，從 而致動(按壓)至少一個開關26、 28。用戶按壓觸控螢幕顯示器24上 的第一位置，引起觸控螢幕顯示器24的移動以及最靠近觸控螢幕顯示器 24中心的那個開關26的致動。由於觸控螢幕顯示器24的邊緣在用戶按 壓的觸控螢幕顯示器24 —側與顯示器限位器鄰接，因此觸控螢幕顯示器的 移動受到顯示器限位器89的限制。在仍然按壓觸控螢幕顯示器24上的 第一位置的同時，用戶在觸控螢幕顯示器24上的第二位置處按壓，引起 觸控螢幕顯示器24的進一步移動和另一開關24的致動。同樣，觸控螢幕 顯示器24的移動受到顯示器限位器89的限制。在本實施例中，凸起 100是從顯示支撐90開始延伸的倒圓的凸起。然而，應當理解的是，凸起100可以是任何適合的形狀，並可以作為致動器94的一部分而形 成，此時凸起100突起96、 98的背側從橫梁95開始延伸，以與顯示 支撐90接觸，而不是在顯示支撐90上形成。
因此，在用戶與可攜式電子設備20的用戶界面進行交互期間， 用戶在觸控螢幕顯示器24的觸摸表面32上的任何地方的第一位置處施 加力，引起對開關26的按壓，從而向用戶提供明確的觸感反饋。此外， 用戶在保持在觸控螢幕顯示器的第一位置處施加力的同時向觸控螢幕顯示 器24的第二位置處施加力，引起對另一開關28的按壓，從而向用戶 提供明確的觸感反饋。因此，如圖5所示，開關26、 28均被按壓。
參照圖3，上述包括處理器40和其它組件的組件容納在外殼84 中，以提供可攜式電子設備22的功能性。
如上所述，觸控螢幕顯示器24包括顯示設備30和覆蓋在顯示設備 30上的觸敏輸入表面32，以向用戶輸入提供圖形用戶界面。當用戶觸 摸觸控螢幕顯示器24或沿著觸控螢幕顯示器24滑動手指時，觸控螢幕顯示 器24產生信號，引起在處理器40處的命令發起。觸控螢幕顯示器24 為用戶交互提供圖形用戶界面。因此，顯示設備30通過與觸控螢幕顯示 器24的觸敏輸入表面的用戶交互，提供可選的或可操作的圖形表示。
由於用戶施加足夠的力致動一個開關26或用戶施加足夠的力致 動兩個開關26、 28，可以產生輸入至處理器40其他信號，開關26、 28可以提供其他輸入。來自機械開關26、 28致動的其他信號可以引 起在處理器40處的命令發起，無論是來自機械開關26、 28的信號和 來自觸敏輸入表面32的信號中的一種信號還是兩者組合。因此，在處 理器40處發起的命令可以是由用戶交互引起的、來自觸摸觸敏輸入表 面32的信號的結果、或是來自觸摸觸敏輸入表面的信號與來自一個或 兩個機械開關26、 28的信號的組合的結果。例如，用戶交互可以是用 戶觸摸觸控螢幕顯示器24或用戶沿著觸控螢幕顯示器24滑動手指。手指 沿著觸控螢幕顯示器24的不同滑動動作還可以引起在處理器40處發起 不同的命令。
還應當理解的是，可攜式電子設備20的用戶可以通過與觸控螢幕 顯示器24的交互在處理器40處發起命令，而不需要致動開關26以及由此致動開關28。例如，用戶可以觸摸觸控螢幕顯示器24或沿著觸摸 屏顯示器24滑動手指，以產生信號和發起命令，而不用施加足夠的力 以按壓開關26。
現在參照圖4到6，描述觸控螢幕顯示器24在可攜式電子設備20 的外殼84內的移動。首先參照圖4，示出了根據一個示例性實施例的 可攜式電子設備的簡化的截面圖，例如，其中沿箭頭"A"的方向， 用戶的手指在觸控螢幕顯示器24的觸敏輸入表面32上按壓，以對觸摸 屏顯示器上的位置施加力。如圖所示，用戶在觸控螢幕顯示器24上按壓， 引起觸控螢幕顯示器24的樞軸轉動，從而在可攜式電子設備20 —側(在 該側上向觸控螢幕顯示器24施加力)上的偏置元件92A比可攜式電子 設備20中心的另一側上的偏置元件92B被壓縮得更多。從圖中應當 理解的是，當在觸控螢幕顯示器24上施加力時，觸控螢幕顯示器24沿著 可攜式電子設備20另一側的邊緣樞軸轉動而抵靠框架86的下側。在 圖4的示例中，當向觸控螢幕顯示器24的右手側施加力時，在可攜式電 子設備右手側的偏置元件92A比在可攜式電子設備20左手側示出的 偏置元件92B被壓縮得更多。觸控螢幕顯示器24向著底座22的移動受 到顯示器限位器89的限制。
如圖4所示，當通過向觸控螢幕顯示器24施加足夠的力而引起觸 摸屏顯示器24移動時，引起從顯示支撐90突起的凸起100的移動， 並引起致動器94的移動，造成致動器94和突起96的移動，從而按壓 開關26。因此致動了開關26。
現在參照圖5，例如，用戶在仍然沿箭頭"A"的方向在觸控螢幕 顯示器24的觸敏輸入表面32上按壓第一個手指的同時，沿箭頭"B" 的方向在觸控螢幕顯示器24的觸敏輸入表面32上按壓第二個手指，以 施加第二力，。如圖所示，用戶在觸控螢幕顯示器24上按壓，引起觸摸 屏顯示器24的樞軸轉動，從而進一步壓縮在可攜式電子設備20另一 側上的偏置元件92B。從圖中應當理解的是，利用第二力的施加，觸 摸屏顯示器24沿著邊緣樞軸轉動而抵靠可攜式電子設備20的被施加 力的一側的顯示器限位器89。在圖5的示例中，當觸控螢幕顯示器24 樞軸轉動而抵靠可攜式電子設備20右手側的顯示器限位器89時，在可攜式電子設備20左手側的偏置元件92B被進一步壓縮。同樣，觸 摸屏顯示器24向著底座22的移動受到顯示器限位器89的限制。
如圖5所示，當通過向觸控螢幕顯示器24施加足夠的力而引起的 觸控螢幕顯示器24的移動時，從顯示支撐90突起的凸起100被移動並 引起致動器94的移動，造成突起98按壓開關28。因此，也致動了開 關28。如圖所示，開關26、 28均被按壓。應當理解的是，當第一力 "A"也引起觸控螢幕顯示器24的進一步移動，造成按壓開關28時， 不需要在觸控螢幕顯示器24中心的另一側上施加第二力"B"作為觸摸 屏顯示器24同一側上的第二力來按壓開關28。應當理解的是，如圖4 和6所示，當觸控螢幕顯示器24的一側移動了最大距離d時，觸控螢幕顯 示器24的中心以及凸起100移動的距離為d/2,造成按壓開關26。當 施加兩個力使觸控螢幕顯示器24的兩側都移動最大距離d時，觸控螢幕顯 示器24的中心和凸起100移動距離d，造成按壓開關26、 28。
現在參照圖6，示出了根據示例可攜式電子設備的簡化的截面圖， 例如，其中沿箭頭"B"的方向，用戶在觸控螢幕顯示器24的觸敏輸入 表面32上按壓手指，以施加力。如圖所示，用戶在觸控螢幕顯示器24 上按壓，引起觸控螢幕顯示器24的樞軸轉動，從而在可攜式電子設備 20的一側(向觸控螢幕顯示器24施加力的那一側)的偏置元件92B比 可攜式電子設備20的另一側的偏置元件92A被壓縮得更多。從圖中 應當理解的是，當在觸控螢幕顯示器24 —側施加力時，觸控螢幕顯示器 24沿著邊緣樞軸轉動而抵靠可攜式電子設備20另一側的框架86下 側。在圖6的示例中，由於向觸控螢幕顯示器24的左手側施加力，因此 在可攜式電子設備左手側的偏置元件92B比在可攜式電子設備20右 手側示出的偏置元件92A被壓縮得更多。觸控螢幕顯示器24向著底座 22的移動受到顯示器限位器89的限制。
如圖6所示，當向觸控螢幕顯示器24施加足夠的力而引起觸控螢幕顯 示器24的移動時，從顯示支撐90突起的凸起100被移動並引起致動器94 的移動，通過突起96造成按壓開關26，因此致動開關26。
例如，通過用戶在觸控螢幕顯示器24上按壓第二個手指以施加第二 力，引起觸控螢幕顯示器24的樞軸轉動，從而，由於觸控螢幕顯示器24沿著邊緣樞軸轉動而抵靠可攜式電子設備20的被施加力的一側的顯示器
限位器89，可攜式電子設備20另一側的偏置元件92A被壓縮。例如， 如圖5所示，當施加足夠的力引起觸控螢幕顯示器24移動時，凸起100的 移動引起致動器94的移動，通過突起98造成按壓開關28。因此，致動 開關28。同樣，按壓了兩個開關26、 28。
應當理解的是，例如，用戶從觸控螢幕顯示器24抬起兩個手指中的 一個以移除一個施加的力，造成觸控螢幕顯示器24樞軸轉動至圖4或圖6 所示的位置，這取決於對觸控螢幕顯示器24的哪一側保持施加的力。距 離觸控螢幕顯示器24中心最遠的開關28也返回至原始位置。因此，當在 觸控螢幕顯示器24上移除兩個力中的一個時，幵關28返回至原始位置。 還應當理解的是，例如，用戶從觸控螢幕顯示器24同時抬起兩個手指以 移除兩個施加的力，造成觸控螢幕顯示器24返回至圖2所示的位置，圖2 中觸控螢幕顯示器24被偏置遠離底座22而與框架86接觸。開關26、 28也 均返回至圖2所示的原始位置。
因此，例如，當虛擬鍵盤顯示在可攜式電子設備20的觸控螢幕顯示 器24上時，用戶可以使用例如拇指以類似於用拇指在可攜式電子設備 的機械鍵盤上鍵入的方式，通過在觸控螢幕顯示器24上按壓來選擇字符。 當在觸摸顯示器24上顯示的虛擬鍵盤上鍵入時，開關26、 28向用戶提
供期望的有觸感的反饋。例如，當鍵入多個字符時，利用拇指按壓觸 摸屏顯示器24，以選擇字符，這可以在從觸控螢幕顯示器24上的先前字
符選擇處抬起另一拇指之前發生。因此，在兩個拇指同時接觸並按壓 觸控螢幕顯示器24期間，存在時間上的重疊。當按壓觸控螢幕顯示器以選 擇字符時，即使仍舊觸控螢幕顯示器由於選擇先前的字符而受到按壓， 開關對26、 28也向用戶提供有觸感的反饋。此外，當從觸控螢幕顯示器 24抬起一個或兩個拇指時，也可以提供有觸感的反饋。
現在參照圖7，描述本發明的另一實施例。根據本實施例，兩個 隔開的、 一般為矩形的凸起102從顯示支撐90向底座22方向延伸。開關 對106、 108位於靠近觸控螢幕顯示器24中心的位置。凸起從觸控螢幕顯示 器的中心延伸，並與一個開關108接觸。另一開關106與凸起102間隔開 來，從而觸控螢幕顯示器24的移動引起在致動開關106之前致動開關108，並且開關106的致動需要觸控螢幕顯示器24中心更大的移動。開關108允 許在致動後的超程，從而觸控螢幕顯示器24可以進一步移動以致動開關 106。開關106、 108可以是任何適合類型的機械開關。因此，在本實施 例中不存在致動器。取而代之的是，從顯示支撐90延伸的凸起102接觸 並致動開關106、 108。因此，例如，當通過用戶按壓在觸控螢幕顯示器 上而施加力時，觸控螢幕顯示器24移動並且凸起102按壓開關108。此外， 當在仍然施加第一力的同時向觸控螢幕顯示器24施加第二力時，觸控螢幕 顯示器24樞軸轉動而抵靠顯示器限位器89，凸起102按壓另一開關106。 因此，開關106、 108均被按壓。
現在參照圖8，示出了本發明的又一實施例。在參照圖9描述的實 施例中，在底座22和觸控螢幕顯示器24之間不存在致動器。根據本發明， 兩個間隔開來的、 一般為矩形的凸起IIO、 112從顯示支撐90向底座22 方向延伸。應當理解的是，除了兩個矩形凸起，也可以是單個凸起從 顯示支撐卯開始延伸。兩個間隔開來的開關U4、 116沿著固定至底座 22的柔性支臂118而設置，並以一定角度向上朝著觸控螢幕顯示器24延 伸。兩個隔開的開關U4、 116位於沿著柔性支臂118的位置處，以分別 通過凸起IIO、 112來被致動。例如，當通過用戶按壓觸控螢幕顯示器24 而施加力時，觸控螢幕顯示器24移動，凸起112按壓開關116。當在仍然 施加第一力的同時向觸控螢幕顯示器24施加第二力時，由於觸控螢幕顯示 器24樞軸轉動而抵靠顯示器限位器89，觸控螢幕顯示器24進一步移動， 並且支臂118彎曲，從而另一凸出110接觸並按壓另一開關114。因此， 開關114、 116均被按壓。例如，當通過用戶從觸控螢幕顯示器24上抬起 手指而移除施加的力時，觸控螢幕顯示器24返回至原始位置，柔性支臂 118和開關114、 116 (在本發明中是穹頂型開關)返回至圖8所示的位 置。
現在參照圖9，示出本發明的又一實施例。在參照圖8和9描述的 實施例中，在底座22和觸控螢幕顯示器之間不存在致動器。取而代之的 是，在本實施例中，存在兩個開關120、 122，第一開關120堆疊在第二 開關122上。第二開關122位於底座22上並需要施加比致動第一開關120 更大的力才能被致動。單個凸起124從顯示支撐90向底座22方向延伸，並且與第一開關120接觸。例如，當通過用戶按壓觸控螢幕顯示器24而施 加力時，觸控螢幕顯示器24移動，凸起112移動，造成按壓第一開關120。 由於第二開關122需要施加更大的力來按壓，因此第一開關120被按壓 而不是第二開關122。當在仍然施加第一力的同時向觸控螢幕顯示器24 施加第二力時，由於觸控螢幕顯示器24樞軸轉動而抵靠顯示器限位器89， 觸控螢幕顯示器24進一步移動，並且凸起124進一步移動，造成按壓第二 開關122。因此，開關122、 124均被按壓。當通過用戶從觸控螢幕顯示器 24上抬起手指而移除施加的力時，觸控螢幕顯示器24返回至原始位置(觸 摸屏顯示器24向框架86偏置而遠離底座22)。開關114、 116 (在本發明 中是穹頂型開關)也返回至圖9所示的位置。
為了示例目的提供上述實施例。在仍舊執行相同功能的同時，所 描述的許多特徵可以改變。現在參照圖10和11，示出了可攜式電子 設備的另一實施例，其中，底座22通過在底座22和觸控螢幕顯示器24 之間延伸並連接至這二者的柔性側壁126，連接至觸控螢幕顯示器24。
同樣，底座22包括可移除地附加的板(未示出)，例如，用於插 入和移除上述電池68和SIM卡62。柔性側壁126可以由任何適合的 柔性材料製成，例如，任何適合的彈性體。同樣應當理解的是，觸摸 屏顯示器24是包括由例如邊緣支撐和剛性顯示支撐90支撐的組件裝 配集合，包括覆蓋在LCD顯示設備30上的觸敏輸入表面32和其他組 件，所述其他組件可以包括諸如背光(未示出)等可選組件。同樣， 觸控螢幕顯示器24由剛性的顯示支撐90支撐，以提供對觸控螢幕顯示器 24的結構支撐，並且防止由於彎曲使觸控螢幕顯示器24損壞或折斷。 例如，柔性側壁126通過與顯示支撐卯的機械互鎖(interlock)和與 底座22的機械互鎖，連接在觸控螢幕顯示器24和底座22之間。例如， 在觸控螢幕顯示器24的裝配期間，可以通過機械地陷套住(trapping) 柔性側壁126，來形成與顯示支撐90的機械互鎖，或過鑄模(overmoki) 形成這樣的機械互鎖。如在所述的實施例中，觸控螢幕顯示器24相對於 底座22可移動。在示出的示例性實施例中，機械顯示支撐90包括類 似於參照圖2所示的實施例的上述凸起的凸起100。此外，當向觸摸 屏顯示器24施加力(例如，按照圖11中所示箭頭"C"的方向的示例性力)時，凸起接觸具有用於按壓相應的開關26、 28的突起96、 98的致動器94。
在本實施例中，柔性側壁126是連續的並圍繞觸控螢幕顯示器24的 周邊延伸，用於為容納在底座22和觸控螢幕顯示器24之間的組件提供防 塵罩。當向屏幕施加力時，側壁126彎曲以允許通過致動器94按壓機械 開關26、 28，並且還起到使觸控螢幕顯示器24偏置到不能致動開關26、 28的位置。顯示器限位器128位於底座22上，以限制觸控螢幕顯示器24 在底座22方向上移動的距離。應當理解的是，在仍舊提供相同功能的 情況下，顯示器限位器128可以採用許多不同的形式。
機械開關26、 28、致動器94、突出96、 98和凸起100的功能類似 於參照圖2到6所述的功能。
機械開關26、 28和相對於底座22可移動的觸控螢幕顯示器24向用戶 提供期望的有觸感的反饋。如上所述，當選擇觸控螢幕顯示器24上的多 個虛擬按鈕的序列時，例如，通過拇指選擇一個按鈕而按壓觸控螢幕顯 示器24，這可以在從觸控螢幕顯示器24上的先前按鈕選擇處抬起另一拇 指之前發生。因此，在兩個拇指接觸並按壓觸控螢幕顯示器24期間，存 在時間上的重疊。當按壓觸控螢幕顯示器以選擇按鈕時，即使仍然按壓 觸控螢幕顯示器24以選擇先前的按鈕時，開關對26、 28也向用戶提供有 觸感的反饋。此外，當從觸控螢幕顯示器24抬起一個或兩個手指時，可 以提供有觸感反饋。
雖然這裡所描述的實施例針對可攜式電子設備的特定實現方式， 但是應當理解的是，對於這些實施例的修改和改變在本發明的範圍和 範疇之內，例如，在提供相同功能的同時，可攜式電子設備的許多特 徵的大小和形狀可以不同。此外，如參照圖8所述，除了柔性支臂之外， 也可以採用柔性致動器或柔性凸起。本領域的普通技術人員可以想到 許多其他修改和改變。相信所有這些修改和改變在本發明的範疇和範 圍之內。
權利要求
1、一種觸控螢幕顯示器，包括底座；顯示設備，連接至底座並相對於底座可移動；觸敏輸入表面，覆蓋在顯示設備上；以及第一和第二開關，設置在底座和顯示設備之間，被配置為響應於在觸敏輸入表面上任何位置施加力而引起顯示設備的移動，在致動第二開關之前致動第一開關；響應於在觸敏輸入表面上的第一位置處施加第一力而引起第一樞軸轉動動作，致動第一開關；以及響應於在施加第一力期間在觸敏輸入表面上的第二位置處施加第二力而引起第二樞軸轉動動作，致動第二開關。
2、 根據權利要求l的觸控螢幕顯示器，包括顯示支撐，用於向顯 示設備和觸敏輸入表面提供機械支撐，顯示設備和觸敏輸入表面設置 在顯示支撐上。
3、 根據權利要求2的觸控螢幕顯示器，包括致動器，設置在顯示 設備和底座之間並在第一和第二開關之間延伸，用於響應於在觸敏輸 入表面上第一位置處施加第一力，致動第一開關，以及響應於在施加 第一力期間在觸敏輸入表面上第二位置處施加第二力，致動第一和第 二開關。
4、 根據權利要求3的觸控螢幕顯示器，其中，致動器包括在第一和第二開關之間延伸的橫梁。
5、 根據權利要求3的觸控螢幕顯示器，其中，第一開關比第二開關 更靠近所述顯示設備的中心。
6、 根據權利要求3的觸控螢幕顯示器，其中，顯示支撐包括至少 一個突起，靠近顯示支撐的中心，並朝著底座延伸以接觸用於致動第 一和第二開關的致動器。
7、 根據權利要求3的觸控螢幕顯示器，其中，致動器包括突起，朝著顯示支撐延伸以與顯示支撐接觸，並靠近顯示支撐的中心，以致動第一和第二開關。
8、 根據權利要求l的觸控螢幕顯示器，包括位於底座和顯示設備之 間的顯示器限位器，用於限制顯示設備朝著底座的運動。
9、 根據權利要求8的觸控螢幕顯示器，其中，顯示器限位器包括 從底座突起的臺階，靠近顯示設備的外邊緣。
10、 根據權利要求l的觸控螢幕顯示器，其中，第一和第二開關安 裝在從底座延伸的支臂上。
11、 根據權利要求10的觸控螢幕顯示器，其中，支臂是柔性的。
12、 根據權利要求10的觸控螢幕顯示器，其中，支臂被配置為使所 述第一開關比第二開關更靠近所述顯示設備。
13、 根據權利要求l的觸控螢幕顯示器，其中，第一和第二開關被 定位為使第一和第二開關之一放置在第一和第二開關的另一個與顯示 設備之間。
14、 根據權利要求13的觸控螢幕顯示器，其中，致動第一開關所需 的最小力小於致動第二開關所需的最小力。
15、 根據權利要求l的觸控螢幕顯示器，其中，第一開關比第二開 關更靠近所述顯示設備。
16、 根據權利要求15的觸控螢幕顯示器，其中，第一開關包括超程，以允許致動後的進一步按壓。
17、 根據權利要求l的觸控螢幕顯示器，其中，第一和第二開關是 機械開關。
18、 根據權利要求17的觸控螢幕顯示器，其中，第一和第二開關是 穹頂型開關。
19、 根據權利要求l的觸控螢幕顯示器，包括至少一個偏置元件， 用於將顯示設備偏置遠離第一和第二開關。
20、 根據權利要求l的觸控螢幕顯示器，其中，響應於第一和第二 開關中的任一個的致動，產生電信號，並且在處理器處接收所述電信 號，作為除來自顯示設備的輸入之外的另一輸入。
21、 根據權利要求l的觸控螢幕顯示器，包括側壁；以及框架， 所述框架框住顯示設備，並通過側壁連接至底座。
22、 根據權利要求l的觸控螢幕顯示器，包括在底座和顯示設備之間延伸的柔性側壁。
23、 根據權利要求22的觸控螢幕顯示器，其中，柔性側壁是連續的 並圍繞顯示設備的周邊延伸。
24、 一種電子設備，包括如前述權利要求中任一項所述的觸摸 屏顯示器；可操作組件，包括連接至觸敏輸入表面的控制器和連接至 控制器的處理器；以及顯示設備。
全文摘要
一種電子設備，包括底座、觸控螢幕顯示器、開關對、以及可操作組件。觸控螢幕顯示器連接至底座、相對於底座可移動，並包括顯示設備和覆蓋在顯示設備上的觸敏輸入表面。開關對位於底座和觸控螢幕顯示器之間，並配置為響應於在觸控螢幕顯示器的觸敏輸入表面上任何地方施加力，致動開關中的一個，並且響應於在觸控螢幕顯示器的觸敏輸入表面上的施加多個力，致動兩個開關。可操作組件包括連接至觸敏輸入表面的控制器和連接至控制器和顯示器的處理器。
文檔編號H01H13/02GK101436099SQ200810178248
公開日2009年5月20日 申請日期2008年11月17日 優先權日2007年11月16日
發明者米哈爾·拉薩裡德斯, 詹森·格裡芬, 諾曼·拉杜斯 申請人:捷訊研究有限公司