觸敏裝置的製作方法

2023-07-29 18:45:06

專利名稱：觸敏裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及觸敏裝置。
背景技術：
已知地，對於行動電話和其他這種設備包括觸敏板。

發明內容
這個說明書公開了一種裝置，包括觸敏輸入板，可操作為檢測觸動輸入的位 置；以及壓力墊，被設置為檢測所述觸動輸入引起的力。所述觸敏輸入板可是透明的，以及所述裝置還可包括顯示板，所述顯示板的 顯示表面可通過所述觸敏輸入板可見。所述觸敏輸入板可是電容觸敏板。所述顯示板可是LCD板。所述壓力墊可包括管，所述管與用於檢測所述管中的氣壓的壓力傳感器連 接。所述管的第一端可被封閉，以及所述管的第二端可與所述壓力傳感器密封連接。或者，所述管的第一端可與接近於所述第二端的所述管的一部分密封連接，其 中所述部分包括孔，以及所述第一部分圍繞所述孔被密封。所述管可被配置在所述顯示板的周界部分周圍。所述管可包括軟彈性體。所述壓力傳感器可安裝在印刷電路板上。所述壓力傳感器可與處理器通信，所述處理器可被配置為至少部分地基於檢測 的壓力確定所述觸動輸入引起的力。所述處理器可被配置為，如果檢測的力超過預定閾值，則登記所述觸動輸入。所述觸敏板可與所述處理器通信，以及所述處理器可被配置為確定所述觸動輸 入的位置。所述處理器可被配置為，如果檢測的力超過預定閾值，並且所述觸動輸入的位 置相應於在所述顯示表面上顯示的選項，則登記所述觸動輸入。所述壓力墊可插入在所述觸敏輸入板和所述顯示板之間。所述管可被配置在所述顯示表面的周界部分周圍；所述壓力墊還可包括第一和 第二延伸件，所述第一延伸件在與所述顯示表面垂直的方向從所述管延伸，以及所述第 二延伸件在與所述顯示板表面平行的方向從所述第一延伸件的端部延伸；所述管和所述 第一和第二延伸件形成與所述顯示表面平行的凹槽；以及所述觸敏板的邊緣設置在所述 凹槽中。或者，所述顯示板可插入所述觸敏板和所述壓力墊之間。在所述顯示板和所述 觸敏板之間可插入墊片。
所述壓力墊可包括管，以及所述裝置還可包括觸覺反饋機構，被配置為響應 於所述觸動輸入的力從反饋閾值以下過渡到以上而通過減少所述管內的氣壓來向用戶提 供觸覺反饋。所述觸覺反饋機構可被配置為響應於所述觸動輸入的力從反饋閾值以上過渡到 以下而增加所述管內的氣壓。所述觸覺反饋機構可包括突出件；以及開關；其中所述突出件可被配置為， 由於施加的觸動輸入引起的所述管內的增加的氣壓導致增加的突出，以及所述增加的突 出導致所述氣壓減少，所述開關被配置為，在第一狀態下基本阻止所述突出件的增加的 突出；以及在第二狀態下允許所述突出件的增加的突出；以及其中所述開關被配置為， 響應於由所述突出件在上面施加的力從切換閾值以下過渡到以上而從所述第一狀態切換 至所述第二狀態，其中所述切換閾值相應於所述反饋閾值。所述開關可被配置為，響應於由所述突出件在上面施加的力從切換閾值以上過 渡到以下而從所述第二狀態切換至所述第一狀態。所述突出件可包括隔膜。所述開關包括可圓頂開關。所述觸敏輸入板可包括間隔層，其插入在兩個子層之間；以及其中所述壓 力墊可包括所述間隔層和壓力傳感器，所述壓力傳感器被配置為檢測所述間隔層內的氣壓。所述觸敏輸入板可包括電阻觸敏輸入板，以及所述兩個子層可是導電子層。本說明書還公開一種方法，包括檢測接收的觸動輸入的力；確定所述力是否 大於預定閾值；以及如果所述力大於預定閾值，則登記所述輸入。檢測力可包括檢測壓力墊內的氣壓改變，所述氣壓改變由於接收的觸動輸入 引起。壓力改變可由於接收的觸動輸入引起的壓力墊的壓縮引起。所述方法還可包括確定所述觸動輸入的位置；確定所述觸動輸入的位置是否 相應於可選選項；以及僅如果所述觸動輸入的位置相應於可選選項，並且所述力大於預 定閾值，則登記所述輸入。登記所述輸入可包括至少部分地基於所述可選選項改變顯示。確定所述力是否大於預定閾值可包括確定所述力是否大於一個或多個預定閾 值，從而登記所述輸入可包括還至少部分地基於所述力超過所述一個或多個預定閾值 中的哪個來改變顯示。本說明書還公開一種方法，包括提供顯示板、觸敏板、和管，所述管的第一 端被封閉以及第二端開口；將所述管固定至顯示板；將所述觸敏板固定至所述管或所述 顯示板；通過密封連接將壓力傳感器附連至所述管的所述第二端。將所述管固定至顯示板可包括將所述管的第一外表面固定至所述顯示板的顯 示表面；以及固定所述觸敏板可包括將所述觸敏板固定至所述管的第二外表面，所述 第二外表面與所述第一外表面相對。或者，將所述管固定至顯示板可包括將所述管固定至與所述顯示板的顯示錶 面相對的表面；以及固定所述觸敏板可包括將所述觸敏板固定至所述顯示板的顯示錶
本說明書還公開一種裝置，包括觸敏輸入板，可操作為檢測觸動輸入的位 置；觸覺反饋單元，與所述觸敏輸入板通信，所述觸覺反饋單元被配置為向施加所述觸 動輸入的用戶提供觸覺反饋，其中所述觸覺反饋單元包括管；以及觸覺反饋機構，被 配置為響應於所述管內的氣壓從反饋閾值以下過渡到以上而減少所述管內的氣壓。所述觸覺反饋機構可包括突出件；以及開關；其中所述突出件被配置為，由 於施加的觸動輸入引起的所述管內的增加的氣壓導致增加的突出，以及所述增加的突出 導致氣壓減少；所述開關被配置為，在第一狀態下基本阻止所述突出件的增加的突出； 以及在第二狀態下允許所述突出件的增加的突出；以及其中所述開關被配置為，響應於 由所述突出件在上面施加的力從切換閾值以下過渡到以上而從所述第一狀態切換至所述 第二狀態，其中所述切換閾值相應於所述反饋閾值。本說明書還公開一種裝置，包括觸敏輸入板，可操作為檢測觸動輸入的位 置，以及檢測所述觸動輸入引起的力；所述觸敏輸入板包括充氣間隔層，其插入在兩 個固體子層之間，以及所述壓力傳感器被配置為檢測所述間隔層內的氣壓。所述觸敏輸入板是電阻觸敏輸入板，以及其中鄰近於所述間隔層的子層的表面 具有在上面設置的導電材料的塗層。


為了更完整地理解本發明，將參照附圖，通過示例性實例描述本發明實施例， 在附圖中類似標號表示類似元素，其中圖1示出其中可實現本發明的行動電話終端；圖2A示出本發明的第一實施例的放大圖；圖2B示出圖2A的裝置未放大圖；圖2C示出經過觸動輸入的圖2A和2B的裝置；圖3示出圖2A至2C的裝置的端部的平面圖；圖4示出本發明的備選實施例；圖5示出本發明的第二備選實施例；圖6A示出本發明的第三備選實施例；圖6B示出圖6A的裝置的截面圖；圖7示出在本發明的任意實施例的操作中利用的電路實例的示意圖；圖8示出本發明任意實施例的操作的實例的流程圖；圖9示出本發明任意實施例的製造的方法的實例的流程圖；圖10是本發明第四備選實施例的三維示意性切面圖；圖IlA和IlB是可操作為向用戶提供觸覺反饋的觸敏設備的端部的三維示意性 視圖和平面視圖；圖12A和12B是通過觸覺反饋模塊的各個實施例的截面視圖。
具體實施例方式圖1示出具有蓋100和觸敏顯示器102的行動電話終端10的實例，觸敏顯示器 102的可見區域由蓋100中形成的窗口 104限定。電話10還具有揚聲器106和麥克風108。觸敏顯示器102上顯示的是輸入顯示器110、10個數字鍵(0至9) 112、114、116、 118、120、122、124、126、128、130、星號鍵 132、井號鍵 134、呼叫鍵 136、和取消鍵 138。行動電話終端還具有物理鍵140。應理解，行動電話或者可不包括物理鍵，或者可 具有多於一個物理鍵。物理鍵140可具有任意數目個不同功能，其中之一可以是例如關 閉當前正在瀏覽的應用。用戶可通過向上面顯示數字或選項的觸敏顯示器的區域提供觸動輸入來選擇數 字或選項。觸動輸入可通過例如用戶的手指或手寫筆提供。儘管圖1中所示的實施例是行動電話終端10，但是應理解，本發明還適用於其 他設備，例如通信器、PDA設備、多媒體計算機、和可攜式多媒體播放器。圖2A和2B分別是行動電話終端10的觸敏顯示器102的放大和未放大的三維示 意圖。觸敏顯示器102包括顯示板200，其具有矩形顯示表面202。然而，可理解，其 他形狀(例如方形)也可適用。顯示板200可以是LCD顯示屏，其操作和結構是本領域 已知的。然而，應理解，可適用其他適合類型的顯示板來代替。由顯示板顯示的是輸入 顯示器 110、10 個數字鍵 112、114、116、118、120、122、124、126、128、130、星號 鍵132、井號鍵134、呼叫鍵136、和取消鍵138。觸敏顯示器還包括壓力墊204，壓力墊與顯示板200的顯示表面202接觸。壓力 墊204包括管205，具有方形截面。管的截面的規格可以是約ImmX 1mm。應理解，各 種其他截面形狀也可適用。這種適用的形狀包括但不限於，矩形、圓形、雙凹形(即一 般矩形，但具有兩個相對凹邊)、或雙凸形((即一般矩形，但具有兩個相對凸邊)。還 應理解，備選規格也可適用。管205被配置為，管205的第一外表面206與顯示表面202 的周界部分207接觸。顯示表面202的周界部分207是其中不顯示圖像的顯示表面的部 分。由於顯示表面202是矩形以及管205與顯示表面202的周界部分207接觸，所以管 205 一般形成矩形形狀。管205的第二外表面208 —般與顯示表面202的周界對齊。管 205的第一端209被封閉。第二端210與壓力傳感器211密封連接。在管205的第二端 210直接前方的管205的端部分212在顯示表面202的邊緣214以外延伸。或者，管205 的第二端210可與顯示表面202的邊緣214對齊。管205的第一端209鄰接管205的第 三外表面216的一部分，所述部分鄰近於顯示表面202的邊緣214。或者，管205的第一端209可與管205的第三外表面216的一部分密封連接，後 者鄰近於顯示表面202的邊緣214。壓力傳感器211與管205的第二端210密封連接。 與顯示表面202的邊緣214鄰近的管205的第三外表面216的一部分可包括孔，圍繞其對 於管205的第一端209密封。由此形成的管是具有附連到壓力傳感器211的延伸的連續 管。壓力傳感器211被配置為檢測管205中的氣壓。管205可由軟彈性體構成，例 如矽膠。管可具有約0.3mm的壁厚度。同樣，應理解，不同的壁厚度和材料也可適用。觸敏顯示器102還包括觸敏板220。觸敏板220具有第一表面222，這是被配 置為接收觸動輸入的觸敏表面；以及與第一表面222相對的第二表面224。觸敏板220 的第一和第二表面222、224 一般具有與顯示板200的顯示表面202相同的規格。觸敏板 220 一般地與壓力墊204和顯示板200對齊。觸敏板220的第二表面224與管205的第 四外表面225接觸，從而壓力墊204插入在顯示板200和觸敏板220之間。這可在圖2B中清楚看出。觸敏板220由透明材料構成。觸敏板220可以是電容觸敏板，其操作和結 構是本領域已知的。其他類型的觸敏板也可適用。由於觸敏板220的透明性，顯示板200顯示的圖像可通過觸敏板220可見。因 此，當用戶期望選擇鍵時，向與上面顯示期望鍵的顯示表面202的區域相應的觸敏板表 面222的區域提供觸動輸入。這可在圖2C中看出，其中用戶希望選擇「6」鍵122。 由於觸動輸入，在一般與觸敏表面222垂直的方向上在觸敏板220上施加力(由箭頭F表 示)。這個力可通過觸敏板220傳遞至壓力墊204，其使得管205壓縮。管205的這個 壓縮可使得管205的內部空間減少，隨後導致管205中的氣壓改變(增加)。壓力傳感器 211檢測到這個壓力改變。圖3是觸敏顯示器102的端部的平面圖。觸敏板220、管205的端部212和壓力 傳感器211位於蓋100下方。壓力傳感器211是表面安裝設備(SMD)，並且安裝在印刷 電路板(PCB)226上。SMD壓力傳感器在約6mmX6_X3mm的尺寸內當前可用。其 他內部組件也可安裝在PCB 226上，例如主處理器(未示出)和存儲器(未示出)。通 過觸敏板220可見的是通過下方顯示板(不可見)顯示的各個鍵118、120、122、124、 126、 128、 130、 132、 134。圖4示出觸敏顯示器102的第一備選實施例。在這個實施例中，顯示板200的 顯示表面202與觸敏板202的第二表面224對齊並且接觸。管205的第四外表面225與 第二表面228的周界部分(不可見)接觸，與顯示板200的顯示表面202相對。由此， 顯示板200插入在壓力墊204和觸敏板220之間。圖5示出觸敏顯示器102的第二備選實施例。這個實施例具有與圖4的實施例 相同的結構，但是包括顯示墊片230，其插入在顯示板200和觸敏板220之間。圖6A和6B分別示出觸敏顯示器102的第三備選實施例的三維和截面圖。圖6B 是圖6A中標記A的觸敏顯示器的截面的視圖。這個實施例包括顯示板200、觸敏板220 和壓力墊604。在這個實施例中，壓力墊604包括管605，其具有一般方形截面(可在圖 6B中看出)。管605的第一外表面606與顯示板200的顯示表面202的周界部分207接觸。隨 後，管605形成矩形形狀，管605的第二外表面609與顯示表面202的周界對齊。管605 還包括第一延伸件632，從管605的第二外表面608並與之平行地延伸。管還包括第二 延伸件634，與第一延伸件632成直角並與管605的第四外表面621對齊地延伸。管605 的第四外表面621、第一延伸件632和第二延伸件634形成凹槽，所述凹槽平行於顯示錶 面 202。管605的第一端(不可見)被密封，並且第二端610與壓力傳感器611密封連 接。壓力傳感器611可與參照第一和其他備選實施例所述的相同。在管605的第二端 610直接前方的端部分612在顯示表面202的邊緣214以外延伸。或者，管605的第二端 610可與顯示表面202的邊緣214對齊。管605的第一端鄰接管605的第三外表面609的 一部分，所述部分鄰近於顯示表面202的邊緣214。觸敏板220的周界部分236坐落在由管605的第四外表面621、第一延伸件632和 第二延伸件634形成凹槽中，從而第一延伸件632圍繞觸敏板220的所有周界表面636。通過其他實施例，管可包括軟彈性體，例如矽膠，並且可具有0.3mm的壁厚度，以及方形截面可具有約ImmX Imm的規格。如先前所述，應理解，不同材料、截面 形狀、截面規格和壁厚度也可適用。圖7示出與觸敏顯示器102相關的電路的示例性配置。觸敏板220的輸出連接 至主處理器700的第一輸入。壓力傳感器211的輸出連接至主處理器700的第二輸入。 存儲器702與主處理器700雙向連接。顯示板200的輸入連接至主處理器700的輸出。 在存儲器702上存儲由主處理器執行的軟體程序。應理解，儘管在圖7中顯示壓力墊205 插入在顯示板200和觸敏顯示器220之間，但是如果，例如觸敏顯示器如圖4和5所示被 設置，則相關電路可能相同。現在將參照圖8描述觸敏顯示器102的操作及其相關電路。依據用戶選擇的模 式，例如撥號模式，主處理器700向顯示板200輸出信號，指示顯示板顯示特定圖像。如 參照圖1所述，圖像可包括鍵板的表示，包括多個鍵112、114、116、118、120、122、 124、126、128、130、132、134、136、138，以及輸入顯示器110。此時，觸敏顯示器 102等待觸動輸入Si。當在觸敏板220處接收S2觸動輸入時，由觸敏板220生成信號， 並發送至處理器700。然後，處理器700執行在存儲器702上存儲的第一程序，以至少部 分地基於從觸敏板220接收的信號確定S3在觸敏板220上觸動輸入的位置。觸動輸入提供的力導致管205的壓縮。如上所述，管205的壓縮導致管內氣壓 的增加。這個增加由壓力傳感器211檢測到，並且經由電信號傳送至處理器700。在接 收了這個電信號之後，處理器700執行在存儲器702上存儲的第二程序，以至少部分地基 於管205內的氣壓增加確定S4由於觸動輸入在觸敏板220上施加的力。在下一步驟S5，處理器700執行在存儲器702上存儲的第三程序，以確定在觸 敏板220上觸動輸入的位置是否相應於在上面正顯示鍵的顯示板200的區域。處理器700 還執行在存儲器702上存儲的第四程序，以確定在先前步驟S4中確定的力是否大於預定 閾值。預定閾值可以是，但不特定限於，在IN和5N之間的值，並且可通過製造者定義 或可以是用戶定義的。如果不滿足條件中的任一個(即，觸動輸入的位置相應於在上面 正顯示鍵的顯示板200的區域，以及計算的力超過預定閾值)，則不通過處理器700登記 輸入，並且處理器700返回等待觸動輸入。然而，如果滿足兩個條件，則處理器700指 示顯示板200在輸入顯示器110上顯示與所選鍵相應的數字或符號。例如，如果用戶向 與上面顯示「6」的顯示板200的區域122相應的觸敏板上的位置提供具有足夠力的觸動 輸入，則處理器700將指示顯示板200在顯示板的輸入顯示區域110中顯示「6」。在登 記的輸入之後，處理器700返回等待觸動輸入。或者，可存在多於一個預定閾值，從而所選鍵取決於超過的閾值而具有不同功 能。例如，如果在與上面顯示「6」的顯示板200的區域122相應的觸敏板上的位置中 檢測到具有大於第一閾值(例如2N)但小於第二閾值(例如5N)的力的觸動輸入，則處理 器700可指示顯示板200在顯示板的輸入顯示區域110中顯示「6」。然而，如果在相同 位置中檢測到具有大於第二閾值的力的觸動輸入，則處理器700可指示顯示板顯示例如 與顯示屏的所選區域相應的預定「快撥」電話號碼(例如在第6 「快撥」槽中存儲)。關於在行動電話上撥打電話號碼描述了操作方法。在這種情形下，對於裝置來 說必須確定觸動輸入的位置。然而，應理解，可存在觸動輸入的位置不重要的某些情 形。這可發生在例如，用戶正在觀看視頻以及他們希望調出菜單時。在這種情形下，用戶可向顯示屏上的任意位置提供觸動輸入。因此，在這種情況下，操作方法可能不包括 觸動輸入的位置的確定，或位置是否相應於可選選項的確定。現在將參照圖9描述觸敏顯示器102的實施例的組裝的方法。在第一步驟M1，提供觸敏板220、顯示板200和管205 ； 605。管205的第一端 209被密封，並且第二端210; 610未封上。在第二步驟M2，管205 ； 605固定至顯示板 200。依據製造的實施例，管205，605的第一外表面206可固定至顯示表面202的周界部 分207 (如圖2和6的實施例)，或者管205; 605的第三外表面221 ； 621可固定至顯示 板200的第二表面228的周界部分(如圖4和5的實施例)。在下一步驟M3，固定觸敏 板220。同樣，依據製造的實施例，固定觸敏板220的位置可改變。可將觸敏板220的 第二表面224固定至管205 ； 605的第三表面221 ； 621 (如圖2和6的實施例)。或者， 觸敏板220的第二表面224可直接(如圖4的實施例)或經由顯示墊片230 (如圖5的實 施例)固定至顯示板200的顯示表面202。最後，當正確放置了顯示板200、管205; 605 和觸敏板220時，壓力傳感器211; 611與管210; 610的第二端密封連接地附連M4。在組裝了觸敏顯示器102之後，壓力傳感器211可連接至處理器700。此時，可 指示處理器700執行在存儲器702上存儲的重量(tare)程序。重量程序使得處理器登記 參考壓力值(通過在存儲器702上存儲參考壓力值或其他方式)。當不向觸敏顯示器102 提供觸動輸入時，參考壓力值是由壓力傳感器211檢測的壓力值。然後，在第二程序的 執行期間，處理器700利用這個參考壓力值確定觸動輸入引起的力。然而，由於設備溫度、周圍溫度和氣壓的改變，當不提供觸動輸入時，由壓力 傳感器211檢測的壓力可改變。因此，為了解決這樣引起的任意潛在問題，處理器700 可被編程以執行重量程序，從而規則地重設參考壓力值。重量程序的執行的規則性可通 過製造商定義，或可通過用戶定義。觸敏顯示器模仿正常鍵板，因為為了登記輸入，必須施加足夠的力。這意味 著，為了用戶選擇在平面上顯示的選項，需要有意的按壓行為，因此減少由於錯誤觸動 輸入產生的錯誤輸入的機會(這可發生在例如行動電話終端在用戶口袋或包裡時)。觸敏顯示器中的壓力墊的提供增加了對於具有規格差異的組件的顯示(以及其 中含有的設備)的容限度。這是因為，由於其軟彈性體特徵，所以管可壓縮，其形狀 適於補償規格差異。此外，在不連接壓力傳感器時，因此不密封管，直到組裝了其他組 件，這些規格差異不影響管中的氣壓。因此，在觸動輸入之前，壓力傳感器將檢測到相 同壓力(約latm.)，而不管任意規格差異。圖10是根據備選實施例的觸敏顯示器1000的實例的三維示意性切面圖。圖10的觸敏顯示器1000包括電阻觸敏板1002和顯示板1003。電阻觸敏板1002 包括用銦錫氧化物(ITO) 1006塗覆的玻璃襯底層1004，這是透明的導電材料。同樣用 ITO 1008塗覆的柔性聚酯纖維(PET)薄膜層1007懸在墊片1010上的玻璃襯底層1004 上，其設置在玻璃襯底層1004的周界周圍。透明間隔點1012分離兩個導電錶面，即玻璃 襯底層1004和PET薄膜層1007的ITO塗覆表面1006、1008。墊片1010和間隔點1012 用以形成導電錶面之間的氣隙1014。在PET薄膜層1007上設置硬塗層1016。硬塗層 1016使得PET薄膜層1007的表面更加耐磨。在墊片1010中形成從墊片1010的外表面1011到墊片1010的內表面1013的孔(未示出)。管1020的第一端1018與圍繞孔的墊片1010的外表面1011的區域密閉連 接。與管1020的第二端1022密閉連接的是壓力傳感器1024。墊片1010密閉地密封在 ITO塗覆1006的玻璃襯底層1004和ITO塗覆1008的PET層1007。由此，氣隙1014和 管1020中的氣不能夠漏出。壓力傳感器1024可操作為檢測氣隙1014和管1020中的氣壓。根據備選實施例，壓力傳感器1024可與孔直接連通。如此的實施例不包括孔和 壓力傳感器1024之間的管1020。顯示板1003位於觸敏板1002下方。在顯示板1003上顯示的圖像對於用戶可通 過觸敏板1002可見。顯示板1003可以是LCD顯示屏，其操作和結構是本領域已知的。 然而，應理解，可使用其他適合類型的顯示板代替。可理解，觸敏板可包括附加層(未示出)，例如極化層。電阻觸敏板1002可操作為通過以下方式檢測觸動輸入。當觸動輸入發生在硬塗 層1016的外表面上時，觸動輸入的相關力使得PET薄膜層1007朝向玻璃襯底層1004彎 曲。這引起兩個ITO層1006、1008之間的分離改變，因此引起這兩個層之間的電阻改 變。電子電路(未示出)在兩個方向沿著邊緣測量電阻，並計算觸動輸入的位置。朝向玻璃襯底的PET薄膜層1007的彎曲還使得氣隙1014中的氣量減少。由此， 觸動輸入還使得氣隙1014中的氣壓增加。由壓力傳感器1024檢測到這個壓力改變。基 於隨後從壓力傳感器1024接收的信號，處理器(未示出)可操作為確定施加的觸動輸入 的力。由此，將用於檢測觸動輸入引起的力的壓力墊與觸敏板1002物理集成。根據這 個實施例，壓力墊通過觸敏板1002的氣隙1014、和壓力傳感器1024構成。壓力墊可選 地可包括氣隙1014和壓力傳感器1024之間的管1020。因此，根據這些實施例，不需要 附加壓力墊。可理解，參照圖8所述的方法也可使用如參照圖10所述的實施例執行。可理解，參照圖10所述的實施例可具有如參照圖7所述的相關電路。可理解，可根據圖10的實施例修改任意類型的觸敏板(其可製造為包括氣隙， 從而施加的觸動輸入導致氣隙中的氣壓增加)，以允許基於檢測的氣隙中的氣壓測量觸動 輸入的力。根據各個備選實施例，觸敏設備1102可操作為向在觸敏板1106的第一、或上表 面1104施加觸動輸入的用戶提供觸覺反饋。圖IlA和IlB分別是可操作為向用戶提供觸覺反饋的觸敏設備1102的實例的端 部的三維示意性視圖和平面視圖。觸敏設備1102包括觸敏板1106、壓力墊1108、和顯 示板1110。觸敏板1106和顯示板1110可與參照以上實施例所述的那些相同。壓力墊1108基本與參照圖2至5所述的示例性實施例相同。或者，壓力墊1108 可基本與參照圖6A和6B所述的示例性實施例相同。圖IlA和IlB的壓力墊1108還包括支管1112。支管1112的第一端1114圍繞 壓力墊1108的端部1118中形成的孔(未示出)密閉連通。由此，氣能夠從端部1118自 由流向支管1112。與支管1112的第二端1120密閉連接的觸覺反饋模塊1122。觸覺反饋模塊1122 可操作為向在觸敏板1106的上表面1104施加觸動輸入的用戶提供觸覺反饋。
當向觸敏板1106的上表面1104施加觸動輸入時，觸動輸入的力通過觸敏板1106 傳遞至壓力墊1108。在壓力墊1108上的力的施加使得壓力墊1108變形，以及壓力墊 1108內的氣壓增加。觸覺反饋模塊1122可操作為，響應於壓力墊1108內的氣壓從預定 反饋閾值以下過渡到以上，將壓力墊1108內的氣壓突然減少預定量。預定反饋閾值可與 向觸敏板1106的上表面1104施加的範圍(例如2N至5N)內的力相應。在壓力墊1108內減少的氣壓造成對觸動輸入發生的力引起的變形的更少的阻 力。由此，在氣壓的突然減少之後，壓力墊1108突然變得更加容易變形。由此，在氣 壓的突然減少之後，觸動輸入的力使得壓力墊1108在施加的觸動輸入的力的方向突然壓 縮。用戶體驗到這種變形為在從用戶手指或手寫筆等基本遠離的方向突然移動觸敏板 1106。觸覺反饋模塊1122還可操作為，響應於壓力墊1108內的氣壓從預定反饋閾值以 上過渡到以下，而將壓力墊1108內的氣壓突然增加預定量。在壓力墊1108內增加的氣壓引起對於變形增加的阻力。由此，在氣壓的突然增 加之後，壓力墊1108突然變得較少壓縮。用戶體驗到這種變形為在基本朝向用戶手指或 手寫筆等的方向突然移動觸敏板1108。響應於觸動輸入的力過渡到反饋閾值以上從用戶的手指突然遠離移動觸敏面板 1106的規定模仿了由用戶按下鍵板或鍵盤的按鈕或鍵的行為。當觸動輸入的力返回到反 饋閾值以下朝向用戶的手指突然移動的規定模仿了由用戶釋放鍵板或鍵盤的按鈕或鍵的 行為。他們還向用戶提供了他們成功錄入一個輸入的清楚觸覺指示。這樣，提高了用戶 操作觸敏顯示器1102的體驗。圖12A和12B是通過觸覺反饋模塊1122的各個實施例的實例的截面視圖。觸覺反饋模塊1122包括延伸部分1202和開關部分1204。延伸部分1202與壓力 墊1108的支管1112的第二端1120密封連通。延伸部分1202包括模製體部分1206。模製體部分1206包括第一開口 1208，在 模製體部分1206的第一端1210中。第一開口 1208被定形，以便以密閉連通方式容納支 管1112的第二端1120。第二開口 1212位於模製體部分1206的第二端1214。第二開口 1212是圓形。然而，可理解，第二開口 1212可具有不同形狀。模製體部分1206可物 理集成到在其中結合觸敏顯示器1102的設備的殼體中。與模製體部分1206的第二開口 1212密閉連通的是隔膜1216。氣體不能夠經由觸覺反饋模塊1122從壓力墊1108漏出或 進入其中。在初始狀態下，隔膜1216為基本平坦。在初始狀態下，隔膜1216基本垂直於 模製體部分1206的第二開口 1212的直徑。隔膜由半柔性材料構成。所述材料是非多孔 的，從而液體不能夠通過。當壓力墊中的壓力由於施加的觸動輸入增加時，隔膜1216被 配置為在從主體部分1206基本遠離的方向擴張。隔膜1216是彈性的。由此，當壓力墊 1108中的氣壓隨後減少時，薄膜返回其初始狀態。觸覺反饋模塊1122的開關部分1204包括圓頂開關1218和基礎部分1220。圓 頂開關1218安裝在基礎部分1220上。基礎部分1220可安裝在PCB 1123上。或者，基 礎部分1220可通過容納觸敏顯示設備的設備的殼體的一部分構成。或者，基礎部分可由 PCB 1123 構成。
圓頂開關1218具有兩個狀態初始狀態和激活狀態。在圖12A中，圓頂開關 1218處於其初始狀態。在初始狀態下，圓頂開關1218基本是圓頂形。在初始狀態下， 圓頂開關1218的輸入部分1222與基礎部分1220相隔一定距離。通過在基本朝向基礎部 分1220的方向上向輸入部分1222施加超過切換閾值的力來實現從初始狀態到激活狀態的 轉換。在激活狀態下，如圖12B所示，圓頂開關1218由於發生力而壓扁。在激活狀態 下，輸入部分122與基礎部分1220接觸，或幾乎接觸。圓頂開關1218的輸入部分1222與隔膜1216通信。在其初始狀態下，圓頂開關 1218阻止隔膜1216的擴張。在其激活狀態下，圓頂開關1218允許隔膜1216擴張一定 量。當向觸敏層1106施加的觸動輸入在圓頂開關1218上引起隔膜1216施加的擴張力超 過圓頂開關1218的切換閾值時，圓頂開關1218從其初始狀態轉換至其激活狀態。在圖12A中，沒有向觸敏板1106的外表面1104施加觸動輸入，或正施加的觸動 輸入使得圓頂開關1218上的力在切換閾值以下。當用戶施加使得擴張力在切換閾值以下 的觸動輸入時，圓頂開關1218阻止隔膜1216的任意主要擴張。在圖12B中，施加的觸動輸入的力使得隔膜1216施加的力從圓頂開關1218的切 換閾值以下過渡到以上。因此，圓頂開關1218壓扁，從而切換至其激活狀態。由此，圓 頂開關1218的輸入部分1222突然離開隔膜1216而朝向基礎部分1220移動。隔膜1216 突然擴張，以填充圓頂開關1218的輸入部分1222騰出的空間。隔膜1216的突然擴張使得壓力墊1108內氣體的容積突然增加。因此，壓力墊 1108內的氣壓突然減少。如上所述，用戶將體驗為觸敏板1106從他們的手指或手寫筆等 突然遠離移動。當觸動輸入引起的力減少時，由隔膜1216施加的擴張力也減少。當圓頂開關 1218的輸入部分1222上由隔膜1216施加的擴張力從圓頂開關1218的切換閾值以上過渡 到以下時，圓頂開關從其激活狀態轉換至其初始狀態。這個轉換引起由圓頂開關1218在 隔膜1216上施加力。所述力使得隔膜1216突然返回，或基本返回至其初始未擴張狀態。 而這隨後引起壓力墊1108內氣體容積的突然減少，因此氣壓增加。如上所述，這種壓力 的突然增加導致觸敏板1108朝向用戶的手指的略微移動。可理解，其他配置也可適用於觸覺反饋模塊1122中。例如，隔膜1216可由如 下設置的剛性延伸件替換響應於壓力墊1108內的氣壓增加而從模製體部分1206可伸 縮地延伸，從而減少壓力墊1108內的氣壓。還可理解，可使用任意適合類型的圓頂開關 1218。在備選實施例中，觸覺反饋模塊1122與壓力傳感器1124電通信。在這種實施例 中，觸覺反饋模塊包括電控制的觸覺反饋機構，被配置為響應於從壓力傳感器1124接收 用以指示壓力墊1108內的氣壓從反饋閾值以下過渡到以上的信號，突然減少壓力墊1108 內的壓力。電控制的觸覺反饋模塊1122還被控制為，響應於從壓力傳感器1124接收用 以指示壓力墊1108內的氣壓從反饋閾值以上過渡到以下的信號，突然增加壓力墊1108內 的氣壓。根據以上段落中描述的實施例，觸覺反饋模塊1122可包括夾具裝置。夾具裝置 可被配置為，響應於從壓力傳感器接收的信號而壓縮和解壓縮支部，從而減少和增加壓 力墊內的氣體容積。在如此的實施例中，關閉支管的第二端1120。
根據觸覺反饋模塊1122和壓力傳感器1124電通信的備選實施例，電控制的觸覺 反饋模塊1122可包括活塞，其被配置為響應於從壓力傳感器1124接收的信號而增加和減 少壓力墊1108內的氣體的容積。可理解，根據某些實施例，壓力墊1108可包括參照圖11和12所述的觸覺反饋 模塊1122，而不包括用於確定壓力墊1108內的壓力的壓力傳感器1124。如果需要，可 使用其他適合裝置代替地確定施加的觸動輸入引起的力。根據備選實施例，不包括顯示板。這種實施例可用在例如觸摸板等中。應了解，以上實施例不應理解為限制。在閱讀了本申請之後，其他變型和修改 將對於本領域普通技術人員是清楚的。此外，本申請的公開應理解為包括這裡顯式或隱 式公開的任意新穎性特徵或特徵的任意新穎性組合或其任意概括，以及本申請和在從中 導出的任意申請的審查期間，可構成新權利要求，以覆蓋任意這些特徵和/這些特徵的 組合。
權利要求
1.一種裝置，包括觸敏輸入板，可操作為檢測觸動輸入的位置；以及壓力墊，被 設置為檢測所述觸動輸入引起的力。
2.如權利要求1所述的裝置，其中所述觸敏輸入板是透明的，以及所述裝置還包括 顯示板，所述顯示板的顯示表面可通過所述觸敏輸入板可見。
3.如權利要求2所述的裝置，其中所述壓力墊包括管，所述管與壓力傳感器通 信；所述壓力傳感器被配置為檢測所述管中的氣壓。
4.如權利要求3所述的裝置，其中所述壓力傳感器與處理器通信，所述處理器被配置 為至少部分地基於檢測的壓力確定所述觸動輸入引起的力。
5.如權利要求4所述的裝置，其中所述處理器被配置為，如果檢測的力超過預定閾 值，則登記所述觸動輸入。
6.如權利要求4所述的裝置，其中所述觸敏板與所述處理器通信，以及所述處理器被 配置為確定所述觸動輸入的位置。
7.如權利要求6所述的裝置，其中所述處理器被配置為，如果檢測的力超過預定閾 值，並且所述觸動輸入的位置相應於在所述顯示表面上顯示的選項，則登記所述觸動輸 入。
8.如權利要求2至7中任一項所述的裝置，其中所述壓力墊插入在所述觸敏輸入板和 所述顯示板之間。
9.如權利要求2至7中任一項所述的裝置，其中所述顯示板插入在所述觸敏板和所述 壓力墊之間。
10.如權利要求3所述的裝置，其中所述管被配置在所述顯示板的周界部分周圍。
11.如權利要求3至7中任一項所述的裝置，其中所述管被配置在所述顯示表面的周界部分周圍；所述壓力墊還包括第一和第二延伸件，所述第一延伸件在與所述顯示表面垂直的方 向從所述管延伸，以及所述第二延伸件在與所述顯示板表面平行的方向從所述第一延伸 件的端部延伸；所述管和所述第一和第二延伸件形成與所述顯示表面平行的凹槽；以及所述觸敏板的邊緣設置在所述凹槽中。
12.如權利要求3所述的裝置，其中所述管包括軟彈性體。
13.如任意先前權利要求所述的裝置，其中所述壓力墊包括管，以及其中所述裝置還 包括觸覺反饋機構，被配置為響應於所述管內的氣壓從反饋閾值以下過渡到以上，通 過減少所述管內的氣壓來向用戶提供觸覺反饋。
14.如權利要求13所述的裝置，其中所述觸覺反饋機構被配置為響應於所述管內的氣 壓從反饋閾值以上過渡到以下，增加所述管內的氣壓。
15.如權利要求13或權利要求14所述的裝置，其中所述觸覺反饋機構包括突出件；以及開關；其中所述突出件被配置為由於施加的觸動輸入引起的所述管內的增加的氣壓導致增加的 突出，以及所述增加的突出導致氣壓減少；所述開關被配置為，在第一狀態下基本阻止 所述突出件的增加的突出，以及在第二狀態下允許所述突出件的增加的突出；以及其中所述開關被配置為，響應於由所述突出件在上面施加的力從切換閾值以下過渡到以上而從所述第一狀態切換至所述第二狀態，其中所述切換閾值相應於所述反饋閾值。
16.如權利要求15所述的裝置，其中所述開關被配置為，響應於由所述突出件在上面 施加的力從切換閾值以上過渡到以下而從所述第二狀態切換至所述第一狀態。
17.如權利要求1所述的裝置，其中所述觸敏輸入板包括間隔層，其插入在兩個子 層之間；以及其中所述壓力板包括所述間隔層和壓力傳感器，所述壓力傳感器被配置為 檢測所述間隔層內的氣壓。
18.如權利要求17所述的裝置，其中所述觸敏輸入板包括電阻觸敏輸入板，以及其中 鄰近於所述間隔層的子層的表面具有在其面設置的導電材料的塗層。
19.一種方法，包括檢測接收的觸動輸入的力；確定所述力是否大於預定閾值；以及如果所述力大於預定閾值，則登記所述輸入。
20.如權利要求19所述的方法，其中檢測力包括檢測壓力墊內的氣體的壓力改 變，所述壓力改變是由於接收的觸動輸入引起。
21.如權利要求19或權利要求20所述的方法，還包括確定所述觸動輸入的位置；確定所述觸動輸入的位置是否相應於可選選項；以及僅如果所述觸動輸入的位置相應於可選選項，並且所述力大於預定閾值，則登記所 述輸入。
22.如權利要求19至21中任一項所述的方法，其中登記所述輸入包括至少部分地 基於所述可選選項改變顯示。
23.如權利要求19至22中任一項所述的方法，其中確定所述力是否大於預定閾值包 括確定所述力是否大於一個或多個預定閾值。
24.如權利要求23所述的方法，其中登記所述輸入包括至少部分地基於所述力超 過所述一個或多個預定閾值中的哪個來改變顯示。
25.機器可讀指令，當由計算機裝置執行時，所述機器可讀指令控制計算機裝置執行 權利要求19至24中任一項的方法。
26.計算機可讀介質，在上面存儲有機器可讀指令，當由計算機裝置執行時，所述機 器可讀指令控制計算機裝置執行權利要求19至24中任一項的方法。
27.—種方法，包括提供顯示板、觸敏板、和管，所述管的第一端被封閉以及第二端開口；將所述管固定至顯示板；將所述觸敏板固定至所述管或所述顯示板；通過密封連接將壓力傳感器附連至所述管的第二端。
28.如權利要求27所述的方法，其中將所述管固定至顯示板包括將所述管的第一 外表面固定至所述顯示板的顯示表面。
29.如權利要求28所述的方法，其中固定所述觸敏板包括將所述觸敏板固定至所 述管的第二外表面，所述第二外表面與所述第一外表面相對。
30.如權利要求27所述的方法，其中將所述管固定至顯示板包括將所述管固定至與顯示板的顯示表面相對的表面。
31.如權利要求30所述的方法，其中固定所述觸敏板包括將所述觸敏板固定至所 述顯示板的顯示表面。
32.—種裝置，包括觸敏輸入板，可操作為檢測觸動輸入的位置；觸覺反饋單元， 與所述觸敏輸入板通信，所述觸覺反饋單元被配置為向施加所述觸動輸入的用戶提供觸 覺反饋，其中所述觸覺反饋單元包括管；以及觸覺反饋機構，被配置為響應於所述管內的氣壓從反饋閾值以下過渡到以上，減少 所述管內的氣壓。
33.如權利要求32所述的裝置，其中所述觸覺反饋機構包括突出件；開關；其中所述突出件被配置為，由於施加的觸動輸入引起的所述管內的增加的氣壓導致增加 的突出，以及所述增加的突出導致氣壓減少；所述開關被配置為，在第一狀態下基本阻止所述突出件的增加的突出，以及在第二 狀態下允許所述突出件的增加的突出；以及其中所述開關被配置為，響應於由所述突出件在上面施加的力從切換閾值以下過渡到以 上而從所述第一狀態切換至所述第二狀態，其中所述切換閾值相應於所述反饋閾值。
34.—種裝置，包括觸敏輸入板，可操作為檢測觸動輸入的位置，以及檢測由所述 觸動輸入引起的力；所述觸敏輸入板包括充氣間隔層，其插入在兩個固體子層之間， 以及所述壓力傳感器被配置為檢測所述間隔層內的氣壓。
35.如權利要求34所述的裝置，其中所述觸敏輸入板是電阻觸敏輸入板，以及其中鄰 近於所述間隔層的子層的表面具有在上面設置的導電材料的塗層。
全文摘要
一種裝置，包括觸敏輸入板，可操作為檢測觸動輸入的位置；以及壓力墊，被設置為檢測所述觸動輸入引起的力。
文檔編號H01H35/24GK102016769SQ200980114582
公開日2011年4月13日 申請日期2009年4月21日 優先權日2008年4月25日
發明者O·施洛德魯斯, V·皮耶蒂凱寧 申請人:諾基亞公司