專(zhuān)利名稱(chēng)：觸摸屏幕中用于鍵模擬的觸覺(jué)反饋的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及便攜式電子裝置(包含但不限于具有觸摸屏幕顯示器的便攜式電子 裝置)及其控制。
背景技術(shù)：
包含便攜式電子裝置的電子裝置已獲得廣泛使用且可提供包含(例如)電話(huà)、 電子消息收發(fā)及其它個(gè)人信息管理器(PIM)應(yīng)用功能等各種功能。舉例來(lái)說(shuō)，便攜式電 子裝置包含數(shù)種類(lèi)型的移動(dòng)臺(tái)，例如簡(jiǎn)易蜂窩式電話(huà)、智能電話(huà)、無(wú)線(xiàn)個(gè)人數(shù)字助理(PDA) 及具有無(wú)線(xiàn)802. 11或藍(lán)芽能力的膝上型計(jì)算機(jī)。所述裝置運(yùn)行于從例如Mobitex 及 DataTAC 網(wǎng)絡(luò)的僅數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)到例如GSM/GPRS、CDMA、EDGE、UMTS及CDMA2000網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜 語(yǔ)音及數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的多種網(wǎng)絡(luò)上。例如PDA或智能電話(huà)的便攜式電子裝置通常打算用于手持式使用及易于便攜性。 較小的裝置通常可期望具有便攜性。觸敏顯示器(也稱(chēng)為觸摸屏幕顯示器)在小且具有用 于用戶(hù)輸入及輸出的有限空間的手持式裝置上可特別有用。觸敏顯示器上所顯示的信息可 相依于正在執(zhí)行的功能及操作進(jìn)行修改。隨著對(duì)便攜式電子裝置的減小大小的持續(xù)需求， 觸敏顯示器繼續(xù)在大小上減小。因此，期望改良觸敏裝置。


圖1是根據(jù)本發(fā)明在通信網(wǎng)絡(luò)中的便攜式電子裝置的框圖。圖2圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的觸敏顯示器的側(cè)視圖。圖3圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明當(dāng)致動(dòng)器被致動(dòng)時(shí)所顯示的觸敏顯示器的側(cè)視圖。圖4圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明相對(duì)于觸敏顯示器定位的致動(dòng)器及壓力傳感器的位置。圖5圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明相對(duì)于觸敏顯示器定位的四個(gè)致動(dòng)器及四個(gè)壓力傳感
ο圖6圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明針對(duì)所顯示的鍵盤(pán)的每一鍵安置的多個(gè)致動(dòng)器及力傳 感器。圖7圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明顯示于便攜式電子裝置的觸敏顯示器上的鍵盤(pán)。圖8圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明與相關(guān)于觸敏顯示器上所顯示的鍵盤(pán)的鍵的觸覺(jué)反饋 相關(guān)的圖案。圖9圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明觸敏顯示器上所顯示的鍵盤(pán)上的兩個(gè)連續(xù)觸摸位置。
4
圖10圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明在觸敏顯示器上所顯示的鍵盤(pán)的鍵上的觸覺(jué)反饋位置 的圖案。圖11圖解說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一種提供用于觸敏顯示器的觸覺(jué)反饋的方法的流程 圖。
具體實(shí)施例方式圖1中顯示在通信網(wǎng)絡(luò)中的便攜式電子裝置300的框圖。電子裝置100包含控制 電子裝置100的操作(例如，促進(jìn)通信，提供圖形用戶(hù)接口，執(zhí)行程序等)的微處理器338。 通信子系統(tǒng)311執(zhí)行與無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)319的通信發(fā)射及接收。微處理器338進(jìn)一步可與可連接 到裝置100的輔助輸入/輸出(I/O)子系統(tǒng)3 連接。另外，在至少一個(gè)實(shí)施例中，微處理 器338可連接到串行端口(例如，通用串行總線(xiàn)端口)330，此促進(jìn)經(jīng)由串行端口 330與其它 裝置或系統(tǒng)的通信。顯示器322可操作地連接到微處理器338以促進(jìn)向裝置100的操作者 顯示信息。當(dāng)電子裝置100裝備有鍵盤(pán)332(其可以為物理或虛擬(S卩，所顯示的))時(shí)，鍵 盤(pán)332可操作地連接到微處理器338。電子裝置100可包含揚(yáng)聲器334及麥克風(fēng)336，此可 有利地可操作地連接到微處理器。另外，振動(dòng)器132(其可為振動(dòng)器電動(dòng)機(jī))可操作地連接 到微處理器338以在電子裝置100中產(chǎn)生振動(dòng)。其它類(lèi)似組件可提供于所述裝置上或所述 裝置內(nèi)且任選地可操作地連接到微處理器338。其它通信子系統(tǒng)340及其它通信裝置子系 統(tǒng)342通常指示為功能上與微處理器338連接。通信子系統(tǒng)340的實(shí)例為短程通信系統(tǒng)， 例如BLUETOOTH 通信模塊或WI-FI 通信模塊(符合IEEE 802. Ilb的通信模塊)及 相關(guān)聯(lián)電路和組件。另外，微處理器338執(zhí)行操作系統(tǒng)功能且執(zhí)行電子裝置100上的程序 或軟件應(yīng)用程序。在一些實(shí)施例中，并非所有上述組件均包含在電子裝置100中。輔助I/ 0子系統(tǒng)3 可呈現(xiàn)一個(gè)或一個(gè)以上不同導(dǎo)航工具(多向或單向)、例如鍵盤(pán)的外部顯示裝 置及其它能夠提供輸入或接收來(lái)自電子裝置100的輸出的子系統(tǒng)。電子裝置100裝備有用以實(shí)現(xiàn)各種程序的操作的組件，如圖1中所示。如圖1的實(shí) 施例中所示，存儲(chǔ)器3M提供對(duì)操作系統(tǒng)357、裝置程序358、數(shù)據(jù)等的存儲(chǔ)。操作系統(tǒng)357 通常經(jīng)配置以管理也存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器324中且可在處理器338上執(zhí)行的其它程序358。操作 系統(tǒng)357處置由程序358通過(guò)預(yù)先界定程序358接口所作出的對(duì)服務(wù)的請(qǐng)求。更特定來(lái)說(shuō)， 操作系統(tǒng)357通常確定多個(gè)程序358在處理器338上執(zhí)行的次序及分配給每一程序358的 執(zhí)行時(shí)間，管理存儲(chǔ)器3M在多個(gè)程序358之間的共享、處置到其它裝置子系統(tǒng)342的輸入 及自其它裝置子系統(tǒng)342的輸出等。另外，操作者可通過(guò)用戶(hù)界面(通常包含鍵盤(pán)332及 顯示屏幕322)與操作系統(tǒng)357直接互動(dòng)。操作系統(tǒng)357、程序358、數(shù)據(jù)及其它信息可存儲(chǔ) 在存儲(chǔ)器324、RAM 326、只讀存儲(chǔ)器(ROM)或另一適合存儲(chǔ)元件(未顯示)中。還可存儲(chǔ) 地址簿352、個(gè)人信息管理器(PIM) 3M及其它信息356?？墒闺娮友b置100能夠用于在語(yǔ)音、數(shù)據(jù)或語(yǔ)音及數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)內(nèi)的雙向通信。 訂戶(hù)身份模塊(SIM)或可拆卸用戶(hù)身份模塊(RUIM)可用來(lái)授權(quán)與通信網(wǎng)絡(luò)319的通信。電 子裝置100內(nèi)的SIM/RUIM接口 344將SIM/RUIM卡介接到微處理器338且促進(jìn)SIM/RUIM 卡(未顯示)的拆卸或插入。SIM/RUIM卡具有存儲(chǔ)器特征且擁有密鑰配置351及其它信息 353，例如識(shí)別及訂戶(hù)相關(guān)信息。電子裝置100裝備有用于將信號(hào)發(fā)射到通信網(wǎng)絡(luò)319的天 線(xiàn)318及用于從通信網(wǎng)絡(luò)319接收通信的另一天線(xiàn)316。另一選擇為，可利用單個(gè)天線(xiàn)(未顯示)來(lái)發(fā)射及接收信號(hào)。通信子系統(tǒng)311包含發(fā)射器314及接收器312、一個(gè)或一個(gè)以上 天線(xiàn)316、318、本機(jī)振蕩器(LO) 313及處理模塊320，例如數(shù)字信號(hào)處理器(DSP) 320。電子裝置100包含觸敏顯示器118，其包含一個(gè)或一個(gè)以上觸摸位置傳感器110、 上覆層114及顯示器322，例如液晶顯示器(IXD)或發(fā)光二極管(LED)顯示器，例如圖2及 圖3中所示。觸摸位置傳感器110可以為電容式、電阻式、紅外線(xiàn)、表面聲波(SAW)或其它 類(lèi)型觸敏傳感器且可集成到上覆層114中。上覆層114或覆蓋層可由層壓玻璃、塑料或其 它適合材料構(gòu)成且有利地為半透明或透明的。觸摸或觸摸接觸可由觸敏顯示器118檢測(cè)且 由處理器338處理(例如)以確定所述觸摸的位置。觸摸位置數(shù)據(jù)可包含接觸區(qū)域的中心 或整個(gè)接觸區(qū)域以用于進(jìn)一步處理?？筛鶕?jù)接觸構(gòu)件檢測(cè)觸摸，例如用戶(hù)的身體部分(例 如手指或大拇指)或其它物體(例如，記錄筆、自來(lái)水筆或其它指針)，此相依于觸摸位置傳 感器的性質(zhì)。便攜式電子裝置100處理從位置傳感器110接收的接觸位置信息且確定上覆層 114上的一個(gè)接觸位置或另一選擇為兩個(gè)或兩個(gè)以上同時(shí)觸摸接觸位置。舉例來(lái)說(shuō)，兩個(gè)同 時(shí)接觸位置可發(fā)生在使用兩個(gè)手指或大拇指來(lái)將數(shù)據(jù)輸入到便攜式電子裝置100中時(shí)。當(dāng)電子裝置100包含一個(gè)或一個(gè)以上壓力傳感器140時(shí)，壓力傳感器140可將數(shù) 據(jù)提供到便攜式電子裝置100以確定兩個(gè)所檢測(cè)到的同時(shí)觸摸中的哪一者具有較大的接 觸壓力。此確定可用來(lái)選擇哪一個(gè)觸摸支配與該觸摸相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)、功能或命令的選擇。觸 摸的時(shí)間也可用作確定哪一個(gè)觸摸控制選擇的因素。還顯示一個(gè)或一個(gè)以上致動(dòng)器或開(kāi)關(guān)130及一個(gè)或一個(gè)以上壓力傳感器140結(jié)合 觸敏顯示器118安置。盡管顯示觸摸位置傳感器110位于顯示器322上面，但觸摸位置傳 感器110也可位于顯示器322下面。致動(dòng)器130可附加到承托、支撐件或基底202，其可包 含印刷電路板(PCB)。另一選擇為，致動(dòng)器130可附加到致動(dòng)器130與基底202之間的中間 板或安裝結(jié)構(gòu)。壓力傳感器140可安裝在顯示器322下面且可任選地附加到致動(dòng)器130。壓力傳 感器140可任選地安裝在上覆層114下面。壓力傳感器140可任選地與致動(dòng)器130呈并列 配置放置。舉例來(lái)說(shuō)，壓力傳感器140可鄰近致動(dòng)器130放置而非放置在其上面?？衫?促進(jìn)對(duì)施加到表面的力的測(cè)量或檢測(cè)的其它位置。壓力傳感器140促進(jìn)產(chǎn)生由微處理器338處理的接觸壓力數(shù)據(jù)。壓力傳感器140 可為應(yīng)變計(jì)、壓阻裝置、微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)裝置、可變電容裝置、壓敏電阻器、基于電感的 壓力傳感器、霍爾效應(yīng)壓力傳感器等。壓力傳感器140檢測(cè)且測(cè)量通過(guò)與上覆層114的接 觸施加到觸敏顯示器118的壓力或所述壓力的變化?？扇芜x地利用力傳感器代替壓力傳感器。力傳感器的實(shí)例包含但不限于力敏電阻 器、應(yīng)變計(jì)或壓電裝置。致動(dòng)器130可由多個(gè)壓電裝置構(gòu)成。致動(dòng)器130可為相依于所施 加的電壓/電流、所施加的力或所述兩者膨脹及收縮的壓電裝置。在圖2及3中分別顯示 處于膨脹狀態(tài)及處于收縮狀態(tài)中的壓電裝置的實(shí)例。致動(dòng)器130可有利地用來(lái)提供觸覺(jué)反 饋，如可通過(guò)與觸敏顯示器的上覆層114的接觸所感覺(jué)到的一樣，如下文所述。當(dāng)致動(dòng)器130為壓電致動(dòng)器(例如壓電(piezo)盤(pán))時(shí)，每一盤(pán)因電荷/電壓的 積累而收縮或彎曲。通過(guò)上覆層114施加在每一壓電盤(pán)上的力也使壓電盤(pán)彎曲。在缺少 施加到上覆層114的外部力且壓電盤(pán)上缺少電荷的情形下，壓電盤(pán)因機(jī)械預(yù)加載而稍微彎曲。施加到觸敏顯示器118的力在致動(dòng)壓電盤(pán)之前致使壓電盤(pán)的彎曲增加且壓電盤(pán)對(duì)觸敏 顯示器118施加彈簧力。壓電盤(pán)可位于基底202與顯示器322之間，以使得壓電盤(pán)的充電 在朝向上覆層114、遠(yuǎn)離基底202的方向上施加力。當(dāng)壓電盤(pán)充電時(shí)，其縮小，從而致使壓電 盤(pán)在觸敏顯示器118上施加與外部所施加力相對(duì)的另一力?？烧{(diào)節(jié)壓電盤(pán)上的電荷以控制 由壓電盤(pán)所施加的力及上覆層114的所產(chǎn)生移動(dòng)及/或其上所產(chǎn)生力。通過(guò)改變所施加電 壓或電流來(lái)調(diào)節(jié)所述電荷。增加壓電盤(pán)上的電荷使壓電盤(pán)收縮，從而導(dǎo)致上覆層114上與 外部所施加力相對(duì)的力。壓電盤(pán)上的電壓也可通過(guò)受控的電流放電來(lái)移除，從而致使壓電 盤(pán)316膨脹，進(jìn)而釋放由電荷所導(dǎo)致的力且降低壓電盤(pán)施加于觸摸屏幕顯示器118上的力。觸敏顯示器118可以類(lèi)似于物理鍵的方式提供觸覺(jué)反饋，借此模擬物理鍵的下陷 及釋放。由壓力傳感器140提供的因觸摸接觸所致的壓力數(shù)據(jù)可至少部分地促進(jìn)此類(lèi)反 饋。舉例來(lái)說(shuō)，如果利用一牛頓的力作為選擇鍵所必需的力，那么可將閾值設(shè)定為在一牛頓 下進(jìn)行選擇?？梢愿鞣N不同布局或配置定位致動(dòng)器130及壓力傳感器140。舉例來(lái)說(shuō)，在圖4及 圖5中顯示四個(gè)致動(dòng)器130及四個(gè)壓力傳感器140安置在上覆層114的角落附近。顯示致 動(dòng)器130及壓力傳感器140相對(duì)于彼此同心地定位。致動(dòng)器130及壓力傳感器140不必按 比例顯示，且可夸大或最小化一些特性以關(guān)注各種組件的特定細(xì)節(jié)?？衫靡粋€(gè)或一個(gè)以 上致動(dòng)器130及一個(gè)或一個(gè)以上壓力傳感器140。每一致動(dòng)器130不需要與壓力傳感器140 配對(duì)。舉例來(lái)說(shuō)，兩個(gè)壓力傳感器140可安置在對(duì)置角落附近，而兩個(gè)致動(dòng)器130安置在另 外兩個(gè)角落中。許多致動(dòng)器130可安置在其中鍵或按鈕常常顯示的位置中。舉例來(lái)說(shuō)，致 動(dòng)器130可相對(duì)于虛擬鍵盤(pán)332的每一所顯示鍵安置，例如圖6中所示。兩個(gè)或兩個(gè)以上 鍵可共享致動(dòng)器130。在所示實(shí)例中，顯示兩個(gè)壓力傳感器140在虛擬鍵的最下面一行的對(duì) 置端處，且另兩個(gè)壓力傳感器140定位在上覆層114的其中顯示應(yīng)用程序接口或其它信息 的對(duì)置部分處。在圖7中顯示實(shí)例性電子裝置100。圖中所描繪的實(shí)施例僅顯示實(shí)例，且所屬領(lǐng)域 的技術(shù)人員應(yīng)了解對(duì)于使電子裝置100在特定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中操作所必需的額外元件及修改。 盡管電子裝置100包括手持式通信裝置，但電子裝置100可包括手持式無(wú)線(xiàn)通信裝置、個(gè) 人數(shù)字助理(PDA)、膝上型計(jì)算機(jī)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、其它通信裝置或其它便攜式通信裝置。本文中所利用的術(shù)語(yǔ)“鍵”包含為顯示于觸敏顯示器上的圖像的虛擬或所顯示鍵 或按鈕。鍵可與字符(例如，字母、數(shù)字、空格及標(biāo)點(diǎn)符號(hào))及/或功能(例如，上檔、控制、 字母、數(shù)字、符號(hào)、變檔、刪除、返回、回車(chē)、電力等)及/或表示動(dòng)作或操作的符號(hào)(例如，用 于媒體播放器的播放、停止及暫停、用于web瀏覽器的前一項(xiàng)及后一項(xiàng)等)相關(guān)聯(lián)。因此， 盡管本文所提供的實(shí)例是在鍵盤(pán)的鍵的背景下提供，但術(shù)語(yǔ)“鍵”并不限于來(lái)自鍵盤(pán)的鍵。便攜式電子裝置100可包含利用文本或數(shù)據(jù)輸入程序或子例程的程序，例如，舉 例來(lái)說(shuō)記事本、任務(wù)簿、地址簿、電子郵件及文本消息程序。在圖7中顯示電子郵件程序的 電子郵件編輯器區(qū)段。所述電子郵件編輯器促進(jìn)新的電子郵件消息的形成。所顯示的電子 郵件編輯器包含提供新的電子郵件消息的形成、搜索前一電子郵件消息及關(guān)閉電子郵件編 輯器的選項(xiàng)的虛擬鍵。可提供其它選項(xiàng)，但為簡(jiǎn)單起見(jiàn)未顯示。為幫助文本輸入，所顯示鍵盤(pán)332包含多個(gè)鍵圖像702，其在顯示器322上構(gòu)成物理鍵的虛擬表示，如圖7中所示。也可包含一個(gè)或一個(gè)以上物理鍵(未顯示)且可結(jié)合虛 擬鍵利用所述物理鍵。每一鍵圖像702包含外邊界或框704。每一鍵與至少一個(gè)動(dòng)作相關(guān) 聯(lián)，例如字符、命令或功能的輸入。舉例來(lái)說(shuō)，字符包含字母、符號(hào)、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)、標(biāo)記、圖標(biāo)、 圖片及空格。所圖解說(shuō)明的鍵盤(pán)332具有除其它功能(例如使替代鍵用于顯示的大寫(xiě)及符 號(hào)鍵)之外的呈簡(jiǎn)化QWERTY鍵盤(pán)布局布置的字母及數(shù)字字符。還顯示刪除及回車(chē)鍵。在 其它實(shí)施例中，可提供完整QWERTY、QWERTZ、AZERTY、Dvorak或其它布局。當(dāng)在物理鍵盤(pán)上打字時(shí)，用戶(hù)具有觀(guān)看及觸摸鍵兩者的益處。用戶(hù)可學(xué)習(xí)在不看 鍵盤(pán)的情形下打字，舉例來(lái)說(shuō)，通過(guò)感覺(jué)物理鍵的邊緣。當(dāng)顯示虛擬鍵盤(pán)時(shí)，鍵圖像702本 身不提供觸覺(jué)感覺(jué)或反饋。本發(fā)明描述借以在觸敏顯示器118上提供觸覺(jué)感覺(jué)以幫助信息輸入(例如文本或 數(shù)據(jù)輸入)的解決方案。當(dāng)在觸敏顯示器118的預(yù)定區(qū)域中檢測(cè)到觸摸時(shí)，致動(dòng)器130提 供觸覺(jué)反饋。所述反饋可包含振動(dòng)、脈沖或由一個(gè)或一個(gè)以上致動(dòng)器130引起的其它感覺(jué)， 所述反饋可在觸敏顯示器118的外表面上被感覺(jué)到。舉例來(lái)說(shuō)，可產(chǎn)生在超聲頻率范圍內(nèi) 的振動(dòng)，以使得用戶(hù)感覺(jué)表面特性或紋理，例如邊緣、凸塊、隆脊、肋狀物、溝槽或摩擦。當(dāng)利 用超聲頻率振動(dòng)時(shí)，用戶(hù)可感覺(jué)表面特性或紋理而非感覺(jué)個(gè)別振動(dòng)或脈沖。可將此提供觸 覺(jué)反饋描述為當(dāng)檢測(cè)到觸摸時(shí)誘發(fā)調(diào)制觸敏顯示器118的上覆層114。已知使用超聲頻率 振動(dòng)。盡管本文中使用術(shù)語(yǔ)振動(dòng)，但認(rèn)為產(chǎn)生類(lèi)似的觸覺(jué)上可區(qū)分表面的其它類(lèi)型調(diào)制也 在本發(fā)明的范圍內(nèi)。可在顯示虛擬鍵盤(pán)332(例如圖中所示)的程序期間應(yīng)用本文所述的觸覺(jué)反饋。可 以此方式應(yīng)用觸覺(jué)反饋以當(dāng)在虛擬鍵盤(pán)332的鍵圖像702中的一者或一者以上的邊界處或 附近檢測(cè)到觸摸時(shí)通過(guò)提供觸覺(jué)反饋來(lái)模擬物理鍵的外邊緣。當(dāng)針對(duì)虛擬鍵盤(pán)332的每一 鍵提供觸覺(jué)反饋時(shí)，形成圍繞鍵的外邊緣的圖案802且所述圖案還可包含鍵之間的區(qū)域， 例如圖8中所示。當(dāng)在觸敏顯示器118上檢測(cè)到觸摸時(shí)，(例如)通過(guò)觸摸位置傳感器110 結(jié)合微處理器338來(lái)確定觸摸的位置。當(dāng)確定觸摸位于圖案802的陰影區(qū)域中時(shí)，舉例來(lái) 說(shuō)，通過(guò)微處理器338對(duì)致動(dòng)器130的控制提供觸覺(jué)反饋，盡管圖案802不可見(jiàn)，但圖案802 可重疊一個(gè)或一個(gè)以上鍵圖像702的一部分，以使得可感覺(jué)觸覺(jué)反饋在被觸摸的鍵的邊界 704內(nèi)部。任選地，圖案802可經(jīng)設(shè)定遠(yuǎn)離鍵的可見(jiàn)邊界704，因此某種程度上可感覺(jué)觸覺(jué) 反饋在邊界704外部。圖9中顯示編輯期間的電子郵件消息。假設(shè)正輸入字“meeting”，且用戶(hù)已完成輸 入“meeting”中的第二個(gè)“e”，用戶(hù)的手指從“1ER”鍵移動(dòng)到“2TY”鍵以輸入“t”。如果便 攜式電子裝置100檢測(cè)到觸摸位置在圖案802的區(qū)域中，那么提供觸覺(jué)反饋。此類(lèi)檢測(cè)可發(fā) 生(例如)在當(dāng)接觸觸敏顯示器118時(shí)定位在“1ER”鍵圖像702上面的手指移動(dòng)到“2TY” 鍵圖像702時(shí)。舉例來(lái)說(shuō)，用戶(hù)可利用從圖9中的第一觸摸接觸區(qū)域902通過(guò)圖案802的 區(qū)域且到達(dá)第二觸摸接觸區(qū)域904的滑動(dòng)接觸，也稱(chēng)為揮擊。另一選擇為，所述觸摸可由從 第一接觸區(qū)域902到第二接觸區(qū)域904的多個(gè)接觸(其中的一者或一者以上位于圖案802 的區(qū)域中)構(gòu)成，且因此致使產(chǎn)生觸覺(jué)反饋。觸覺(jué)反饋可為簡(jiǎn)單的，例如對(duì)手指或其它接觸構(gòu)件的力的振動(dòng)或脈沖。另一選擇 為，由便攜式電子裝置100提供的觸覺(jué)反饋可致使用戶(hù)在兩個(gè)鍵的邊界之間(例如其中顯 示圖案802之處)感覺(jué)到凸塊、邊緣、隆脊或溝槽。因此，觸覺(jué)反饋可在其中形成圖案802的區(qū)域中模擬物理邊緣、隆脊或溝槽。舉例來(lái)說(shuō)，用戶(hù)可在鍵圖像702之間感覺(jué)到單個(gè)凸塊 或隆脊，或兩個(gè)相異的凸塊或隆脊，每一個(gè)鍵邊界一個(gè)。在另一實(shí)例中，用戶(hù)可在鍵圖像702 之間感覺(jué)到單個(gè)溝槽，或兩個(gè)相異的溝槽，每一個(gè)鍵邊界一個(gè)。通過(guò)調(diào)制致動(dòng)器130輸出， 可提供不同的紋理、特性或感覺(jué)作為觸覺(jué)反饋。所述觸覺(jué)反饋可基于(例如)與物理鍵相 關(guān)聯(lián)的力位移曲線(xiàn)?？删植康?即，在檢測(cè)到觸摸之處)提供或可橫跨大部分或全部上覆 層114提供反饋。當(dāng)檢測(cè)到多個(gè)同時(shí)觸摸時(shí)，可在每一所檢測(cè)到的觸摸位置處局部地提供 不同反饋。另一選擇為，可在接觸構(gòu)件在鍵圖像702的中心或中間上或附近時(shí)提供觸覺(jué)反 饋，例如用來(lái)輔助用戶(hù)放置食指的存在于QWERTY鍵盤(pán)上的“f”及“k”鍵上的定位器。提供 觸覺(jué)反饋的區(qū)域的圖案1002位于遠(yuǎn)離邊緣之處，例如在虛擬鍵盤(pán)332的每一所顯示鍵的中 心附近，如圖10中所示。觸覺(jué)反饋可經(jīng)提供以模擬隆脊或凸塊，但另一選擇為可以沿上覆 層114的表面的額外摩擦的形式提供。盡管顯示圖案1002在鍵中的每一者上，但圖案1002 可提供在少于鍵盤(pán)332的所有鍵的鍵上。圖案1002還可延伸到“New'VSearch”及“Close” 按鈕(未顯示)上。也可利用反饋位置的兩個(gè)圖案802、1002的組合。舉例來(lái)說(shuō)，可結(jié)合為 與一個(gè)或一個(gè)以上鍵相關(guān)聯(lián)的子組內(nèi)部圖案1002的一個(gè)或一個(gè)以上定位器利用鍵間圖案 802。舉例來(lái)說(shuō)，圖案1002的個(gè)別定位器可以為“5GH”鍵或“8BN”鍵；“2TY”及“0-SPACE” 鍵；或“2TY”、“5GH”、“8BN”及“0SPACE”鍵，列舉若干選項(xiàng)。此圖案1002可由比圖10中所 示反饋區(qū)域小的反饋區(qū)域構(gòu)成，且所述區(qū)域可位于每一所顯示鍵的一個(gè)邊緣附近或沿著每 一所顯示鍵的一個(gè)邊緣，例如從用戶(hù)的角度來(lái)說(shuō)每一所顯示鍵的底部或頂部。代替所顯示 的水平區(qū)域或除所述水平區(qū)域之外，圖案1002可由如用戶(hù)所觀(guān)看的垂直區(qū)域構(gòu)成。圖案 1002的個(gè)別組成可具有不同形狀，例如一個(gè)或一個(gè)以上凸塊、方形、圓形、三角形等。此觸覺(jué)反饋提供促進(jìn)用戶(hù)在不看鍵圖像702的情形下進(jìn)行輸入的數(shù)據(jù)輸入。舉例 來(lái)說(shuō)，用戶(hù)手指的掃掠、揮擊或滑動(dòng)接觸(稱(chēng)為揮擊或姿勢(shì))開(kāi)始于“QW”鍵圖像702且結(jié) 束于“CAPS-0P”鍵圖像702，針對(duì)與5個(gè)鍵相關(guān)聯(lián)的邊界704處的四個(gè)鍵變化中的每一者提 供觸覺(jué)反饋。類(lèi)似地，用戶(hù)可從“QW”鍵通過(guò)在水平方向上檢測(cè)反饋兩次且在垂直方向上檢 測(cè)三次來(lái)尋找“0-SPACE”鍵，其中水平及垂直僅是指用戶(hù)對(duì)上覆層114的觀(guān)看角度。壓力傳感器140及或觸摸位置傳感器110可用來(lái)確定指示掃掠、揮擊或滑動(dòng)接觸 的觸摸位置數(shù)據(jù)。此類(lèi)信息可用于從兩個(gè)或兩個(gè)以上所檢測(cè)到的同時(shí)觸摸位置中進(jìn)行選 擇。例如，可利用此確定來(lái)選擇用于提供觸覺(jué)反饋的觸摸位置。舉例來(lái)說(shuō)，觸摸接觸的壓力 可用來(lái)確定在檢測(cè)到滑動(dòng)、揮擊或掃掠接觸時(shí)將要追蹤哪一個(gè)同時(shí)接觸位置。在圖11中顯示圖解說(shuō)明一種提供用于觸敏顯示器的觸覺(jué)反饋的方法的流程圖。 便攜式電子裝置100執(zhí)行所述流程圖的過(guò)程且可利用其處理器338來(lái)運(yùn)行軟件從而執(zhí)行一 些或所有步驟，如此項(xiàng)技術(shù)中所已知。所述軟件可為(例如)所顯示存儲(chǔ)在圖1中的存儲(chǔ) 器324中的觸敏顯示程序359的一部分。除了執(zhí)行圖11的流程圖之外，觸敏顯示程序359 還可在顯示器322上顯示信息，提供圖形用戶(hù)接口，確定觸摸相對(duì)于應(yīng)用信息的位置，與致 動(dòng)器130及壓力傳感器140介接等。在觸敏顯示器118上顯示1102 —個(gè)或一個(gè)以上鍵，例如鍵盤(pán)的鍵。當(dāng)在觸敏顯示 器118上檢測(cè)到1104觸摸時(shí)，處理器338或其它裝置確定所述觸摸的位置是否在反饋區(qū)域 內(nèi)，例如圖8的外部圖案802或圖10的內(nèi)部圖案1002。當(dāng)所述位置在圖案802、1002中的一者或一者以上的預(yù)定區(qū)域中的一者內(nèi)時(shí)(在1106處)，提供1108模擬物理鍵的特性的 觸覺(jué)反饋。物理鍵的特性可(如上文所述)為表面特性或紋理，例如邊緣、凸塊、隆脊、肋狀 物、溝槽或摩擦。因此，舉例來(lái)說(shuō)，可如上文所述模擬邊緣、紋理或物理鍵的物理定位器。當(dāng) 所述位置不在圖案802、1002的預(yù)定區(qū)域中的一者內(nèi)時(shí)，所述過(guò)程繼續(xù)步驟1104。盡管所述解說(shuō)明電子郵件編輯器程序，但本發(fā)明可應(yīng)用于其它文本或數(shù)據(jù)輸 入應(yīng)用程序或其它其中在觸敏顯示器118上顯示可選項(xiàng)的應(yīng)用程序。盡管關(guān)于所顯示鍵描述上文實(shí)施例，但可結(jié)合顯示器118上的其它圖像或項(xiàng)提供 由一個(gè)或一個(gè)以上致動(dòng)器130所提供的觸覺(jué)反饋。如果在顯示屏幕322上顯示山脈的圖像， 那么觸覺(jué)反饋可如上文所述使用觸摸位置數(shù)據(jù)模擬顯示器上山脈的圖像中所顯示的紋理。 為了模擬所顯示山脈的隆脊及峽谷，可基于關(guān)于所顯示的山脈圖像的接觸位置提供上覆層 114上的觸覺(jué)反饋?？苫谄渌@示的圖像產(chǎn)生觸覺(jué)圖像模擬，例如花、沙灘或懸崖的紋 理?？蓪?duì)于其它程序提供此類(lèi)觸覺(jué)反饋，例如互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器、電子郵件程序、消息收發(fā)程序 及其中觸覺(jué)感受可對(duì)用戶(hù)有幫助的其它程序。基于此發(fā)明的額外實(shí)施例可易于由所屬領(lǐng)域 的技術(shù)人員辨識(shí)。便攜式電子裝置包括經(jīng)布置及構(gòu)造以檢測(cè)觸摸的觸敏顯示器，及經(jīng)布置及構(gòu)造以 在觸敏顯示器上顯示鍵的圖像且當(dāng)所述觸摸位于與所述鍵相關(guān)聯(lián)的預(yù)定區(qū)域中時(shí)提供模 擬物理鍵的特性的觸覺(jué)反饋的微處理器及存儲(chǔ)器。所述預(yù)定區(qū)域可以在鍵的圖像的邊界附 近或外部。所述預(yù)定區(qū)域可在鍵的圖像的邊界內(nèi)部。所述特性可為鍵的邊緣。所述特性可 為安置在鍵上的定位器。可在觸敏顯示器上顯示多個(gè)鍵且所述預(yù)定區(qū)域可由與所述多個(gè)鍵 中的每一者相關(guān)聯(lián)的多個(gè)區(qū)域構(gòu)成。至少一個(gè)致動(dòng)器可為提供觸覺(jué)反饋的壓電致動(dòng)器。在 超聲頻率范圍中振動(dòng)的至少一個(gè)致動(dòng)器可提供觸覺(jué)反饋。觸覺(jué)反饋可模擬邊緣、凸塊、隆脊 及溝槽中的至少一者。至少一個(gè)壓力傳感器可提供與所檢測(cè)到的觸摸相關(guān)聯(lián)的壓力數(shù)據(jù)。一種方法包括在觸敏顯示器上顯示鍵的圖像；檢測(cè)所述觸敏顯示器上的第一位置 處的觸摸；及當(dāng)所述第一位置位于與所述鍵相關(guān)的預(yù)定區(qū)域中時(shí)，提供模擬物理鍵的特性 的觸覺(jué)反饋。所述觸覺(jué)反饋可模擬物理鍵的邊緣。所述觸覺(jué)反饋可模擬安置在物理鍵上的定位 器。致動(dòng)器可在超聲頻率范圍中振動(dòng)以提供觸覺(jué)反饋。所述觸覺(jué)反饋可模擬邊緣、凸塊、隆 脊及溝槽中的至少一者。壓力數(shù)據(jù)可用來(lái)在兩個(gè)同時(shí)觸摸位置之間進(jìn)行選擇以提供觸覺(jué)反 饋。預(yù)定區(qū)域可在鍵的圖像的邊界附近或所述邊界處。所述預(yù)定區(qū)域可在鍵的圖像的邊界 內(nèi)部。多個(gè)鍵可顯示在觸敏顯示器上且預(yù)定區(qū)域可由與所述多個(gè)鍵中的每一者相關(guān)聯(lián)的多 個(gè)區(qū)域構(gòu)成。計(jì)算機(jī)可讀媒體可具有體現(xiàn)于其中的計(jì)算機(jī)可讀代碼，所述計(jì)算機(jī)可讀代碼 可由便攜式電子裝置的處理器執(zhí)行以執(zhí)行所述方法?？稍谟|敏顯示器上鍵的圖像的邊界處及/或附近提供觸覺(jué)反饋，此可包含鍵的圖 像之間的區(qū)域。另一選擇為，觸覺(jué)反饋可經(jīng)提供在鍵的圖像內(nèi)部，即在鍵的中心區(qū)域處或附 近。此類(lèi)觸覺(jué)反饋可模擬物理鍵的邊緣、鍵之間的隆脊或溝槽或鍵上的定位隆脊，其使接觸 構(gòu)件在所顯示鍵上的保持更成功。因此，用戶(hù)可在觸敏顯示器上更快速地及/或更準(zhǔn)確地 打字。觸覺(jué)反饋可在不提供物理結(jié)構(gòu)的情形下模擬物理結(jié)構(gòu)。虛擬鍵盤(pán)可經(jīng)呈現(xiàn)呈不同定 向、具有不同數(shù)目個(gè)鍵、成不同大小，且成各種布局(例如肖像或風(fēng)景畫(huà))，而不受顯示器上 固定位置中的物理結(jié)構(gòu)(例如隆脊或溝槽)限制。
本發(fā)明可實(shí)施為其它具體形式而并不背離其精神或?qū)嵸|(zhì)特性。所述實(shí)施例在每一 方面上均應(yīng)視為僅為說(shuō)明性而無(wú)限定性。因此，本發(fā)明的范圍由以上權(quán)利要求書(shū)而非由上 文說(shuō)明來(lái)指示。所有歸屬于權(quán)利要求書(shū)的等價(jià)內(nèi)容的意義及范圍內(nèi)的改變均將涵蓋在權(quán)利 要求書(shū)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種便攜式電子裝置，其包括 觸敏顯示器，其經(jīng)布置及構(gòu)造以檢測(cè)觸摸； 微處理器及存儲(chǔ)器，其經(jīng)布置及構(gòu)造以 在所述觸敏顯示器上顯示鍵的圖像；當(dāng)所述觸摸位于與所述鍵相關(guān)聯(lián)的預(yù)定區(qū)域中時(shí)，提供模擬物理鍵的特性的觸覺(jué)反饋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式電子裝置，其中所述預(yù)定區(qū)域在所述鍵的所述圖像的 邊界附近或外部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式電子裝置，其中所述預(yù)定區(qū)域在所述鍵的所述圖像的 邊界內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式電子裝置，其中所述特性為鍵的邊緣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式電子裝置，其中所述特性為安置在鍵上的定位器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式電子裝置，其中多個(gè)鍵顯示在所述觸敏顯示器上且所 述預(yù)定區(qū)域由與所述多個(gè)鍵中的每一者相關(guān)聯(lián)的多個(gè)區(qū)域構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的便攜式電子裝置，其中至少一個(gè)致動(dòng)器為提供所述觸覺(jué)反饋 的壓電致動(dòng)器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式電子裝置，其進(jìn)一步包括在超聲頻率范圍中振動(dòng)以提 供觸覺(jué)反饋的至少一個(gè)致動(dòng)器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的便攜式電子裝置，其中所述觸覺(jué)反饋模擬邊緣、凸塊、隆脊及 溝槽中的至少一者。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的便攜式電子裝置，其進(jìn)一步包括提供與所檢測(cè)到的觸摸相 關(guān)聯(lián)的壓力數(shù)據(jù)的至少一個(gè)壓力傳感器。
11.一種方法，其包括以下步驟 在觸敏顯示器上顯示鍵的圖像；檢測(cè)所述觸敏顯示器上的第一位置處的觸摸；當(dāng)所述第一位置位于與所述鍵相關(guān)的預(yù)定區(qū)域中時(shí)，提供模擬物理鍵的特性的觸覺(jué)反饋。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述觸覺(jué)反饋模擬物理鍵的邊緣。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述觸覺(jué)反饋模擬安置在物理鍵上的定位器。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其進(jìn)一步包括使致動(dòng)器在超聲頻率范圍中振動(dòng)以提 供觸覺(jué)反饋。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述觸覺(jué)反饋模擬邊緣、凸塊、隆脊及溝槽中的至少一者。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其進(jìn)一步包括利用壓力數(shù)據(jù)來(lái)在兩個(gè)同時(shí)觸摸位置 之間進(jìn)行選擇以提供觸覺(jué)反饋。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述預(yù)定區(qū)域在所述鍵的所述圖像的邊界附近 或其處。
18.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述預(yù)定區(qū)域在所述鍵的所述圖像的邊界內(nèi)部。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中在所述觸敏顯示器上顯示多個(gè)鍵且所述預(yù)定區(qū) 域由與所述多個(gè)鍵中的每一者相關(guān)聯(lián)的多個(gè)區(qū)域構(gòu)成。
20.一種計(jì)算機(jī)可讀媒體，其具有可由便攜式電子裝置的至少一個(gè)處理器執(zhí)行以執(zhí)行 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法的計(jì)算機(jī)可讀代碼。
全文摘要
一種方法包含在觸敏顯示器上顯示鍵的圖像及檢測(cè)所述觸敏顯示器上的第一位置處的觸摸。當(dāng)所述第一位置位于與所述鍵相關(guān)的預(yù)定區(qū)域中時(shí)，提供模擬物理鍵的特性的觸覺(jué)反饋。所述觸敏顯示器可以是便攜式電子裝置的一部分。
文檔編號(hào)G06F15/02GK102099768SQ200980128165
公開(kāi)日2011年6月15日 申請(qǐng)日期2009年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月23日
發(fā)明者佩里·福貝爾, 愛(ài)德華·輝, 阿內(nèi)特·韋伯, 馬仲明 申請(qǐng)人:進(jìn)益研究公司