CN101243383A - 触控显示装置 - Google Patents

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CN101243383A CNA200680030018XA CN200680030018A CN101243383A CN 101243383 A CN101243383 A CN 101243383A CN A200680030018X A CNA200680030018X A CN A200680030018XA CN 200680030018 A CN200680030018 A CN 200680030018A CN 101243383 A CN101243383 A CN 101243383A
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Abstract

在本发明的一个方面中，提供了一种显示装置。显示装置包括主体，该主体具有通往显示器容纳区域的开口。显示器连接到显示器容纳区域，并在所述开口和显示器之间设置总体透明的接触元件。所述接触元件和所述显示器容纳区域之间至少有两个力敏感元件，每个力敏感元件适于在向所述接触元件施加力时产生信号。控制器接收信号并基于所接收的信号判定用户输入动作。所述力敏感元件适于探测沿不同轴施加的力并产生信号，所述控制器可以利用所述信号判定力是何时施加到所述接触元件的以及是沿着不同轴的哪个施加力的。

Description

触控显示装置
技术领域
本发明涉及显示装置，尤其涉及在显示装置中使用的方法和用户输入系统。
背景技术
显示装置，包括但不限于数字相机、摄像机、手机等，常规上使用装置主体内固定位置处的显示器。或者，已知就像某些类型的摄像机所做的那样，提供在某种类型的外壳内固定的显示器，该类型的外壳连接到显示装置的主体但又可相对于主体移动。这种显示装置的用户通过外部用户输入的控制，例如按钮、操纵杆、拨号、转轮、粗糙面拨号等来控制装置。这样的用户输入控制置于显示器周边附近，或者置于显示装置的其他表面上，例如前面、顶面、底面、背面或侧面上。这些控制装置占据了显示装置的一定量的表面积，因此，显示装置的总体尺寸部分取决于显示器的尺寸，还取决于用来操作显示装置的独立外部控制的数量。
例如，图1示出了数字相机12形式的现有技术显示装置10。在图1的相机中，显示器14固定设置于外壳16上。外壳16上的外部控制20用于控制数字相机12的操作。外部控制20包括开/关按钮22、菜单按钮24、选择按钮26、共享按钮28和导航按钮30。要激活数字相机12，用户按下开/关按钮22。为了组构数字图片，用户通过取景器32观看，或者在数字相机12使用显示器14提供虚拟取景器的情况下，用户观察显示器14上提供的场景图像。当恰当组构完场景时，用户按下快门触发按钮34表示希望拍下图像。为了使用没有专用按钮的数字相机12的某些功能，用户要按下菜单按钮24。作为响应，显示器14给出若干功能的菜单，该功能例如是查看已拍照的图片、删除特定图片等。用户使用导航按钮30在菜单中导航。例如，为用户提供的菜单可以是功能的竖直列表，用户向着向上箭头13或向下箭头15按导航按钮30，直到期望的功能在显示器上得到高亮显示。然后通过按下选择按钮26进行期望功能的选择。
为了选择某些先前已拍照片用于观看，可以使用菜单按钮24、导航按钮30和选择按钮26从菜单中选择查看功能。在选定查看功能时，通过将导航按钮30分别按向向右或向左箭头17和/或19实现图片中的导航。
随着显示装置中所用的技术能力变得更强大且显示器变得不那么昂贵，有一种需要提供具有更大显示器的显示装置的需求。还有一种伴随的需求是希望提供具有更大范围特征功能的显示装置，这又要求有更多种类和/或数量的控制。这些影响的结果是，很多显示装置成比例地变大。不过，还有一种需求是希望这种装置变得更小更轻，以便提供便携性和方便的优点。这些矛盾的需求使得显示装置发展成将显示装置的更大外部表面积用于显示器，因此显示装置只有更小比例的外部表面积可用于放置控制。因此，正在将更少的控制结合到显示装置中，这些控制用于多个(常常是无关的)目的，例如在不同操作模式下将不同的控制用于不同目的。不过，这常常让很多用户搞混。
该问题的另一种解决方案是使用具有触摸屏的特殊类型的显示器。触摸屏显示器具有特殊的透明表面，该表面在手指或触针接触表面时可以感测到，并提供可用于控制装置功能的控制信号。可用的触摸屏有几种，例如电阻式触摸屏和电容式触摸屏，电阻式触摸屏具有在被触摸时改变电阻的电阻器矩阵，而电容式触摸屏具有在被触摸时改变电容的电容器矩阵。
图2示出了其中提供了触摸屏显示器36的现有技术数字相机12。在图2中，触摸屏显示器36固定地置于数字相机12的外壳16上。这种现有技术数字相机12的控制是利用外部控制20和触摸屏显示器36的组合实现的。图2所示的范例数字相机12具有外部控制20，该外部控制20包括开/关按钮22和菜单按钮24。其他控制输入是通过触摸屏36进行的，在该范例中，触摸屏36包括位于触摸屏显示器36表面上的透明片，可用其来感测当手指或触针接触屏幕的一部分时电容的变化。
提供开/关按钮22来激活图2中的现有技术数字相机12。为了组构数字图像，用户通过取景器32观看，或观察触摸屏显示器36上的图景。为了拍照，用户按下快门触发按钮34。为了使用数字相机12中无法使用外部控制20方便用到的特定功能，用户按下菜单按钮24。触摸屏显示器36然后给出若干功能的菜单38，该功能例如是查看已经拍过的照片、删除特定照片等。菜单38是这样的，触摸屏显示器36的特定功能区40-46被引用到特定的功能，并且在触摸屏显示器36的特定功能区40-46中显示与这些功能相关的图形。用户可以在功能区40-46之一中向触摸屏显示器36按下手指或触针来在菜单38中导航。例如，在图2中，以二维功能矩阵的形式向用户提供菜单38，用于可以在和期望功能相关的触摸屏显示器36的部分上按下他们的手指来选择该功能。然后该功能被执行，或者可以显示功能子集供进一步选择。
为了查看已经用图2的现有技术数字相机12拍过的照片，如上所述按下菜单按钮24。然后用户可以按压与查看照片功能相关的触摸屏显示器36的功能区。然后通过按压向前或向后箭头功能区(未示出，可以在触摸屏显示器36上给出)实现在所要查看照片之间的导航。
于是，触摸屏显示器36通过减少外部控制的数量节省了显示装置上的空间，从而允许触摸屏显示器36占据显示装置更大比例的外部表面。不过，在显示装置中使用触摸屏显示器有一些缺点。例如，对于很多显示装置而言触摸屏显示器36的成本较高，而且这种触摸屏常常易受偶然碰触的损伤，导致这种显示器磨损并远在数字相机12或其中安装有该显示器的其他显示装置的使用寿命到期之前出现故障。此外，手指反复与触摸屏接触可能会在显示器上留下令人不悦的指纹图案，如果不冒着损伤触摸屏显示器36的风险就难以清除该图案。最后，很多这种屏幕特别易受静电放电和其他环境污染物的损伤。
因此，希望有这样一种方式，其使用显示装置的外部表面的该部分来感测用户输入动作并响应于该动作产生信号用于控制显示装置，从而能够使显示器外部的控制数量最小化，同时仍在低成本设计中以鲁棒的界面提供方便的用户输入方案。
发明内容
在本发明的一个方面中，提供了一种显示装置。所述显示装置包括：具有通至显示器容纳区域的开口的主体；连接到所述显示器容纳区域内的所述主体的显示器；以及位于所述开口和所述显示器之间的总体透明的接触元件，从而通过所述接触元件观看由所述显示器显示的图像的至少一部分。所述接触元件和所述显示器容纳区域之间至少有两个力敏感元件，每个力敏感元件适于在向所述接触元件施加力时产生信号。控制器接收信号并基于所接收的信号判定用户输入动作。所述力敏感元件适于探测沿不同轴施加的力并产生信号，所述控制器可以利用所述信号判定力是何时施加到所述接触元件的以及是沿着不同轴的哪个施加力的。
在本发明的另一方面中，显示装置包括：主体，其具有内部有显示器的显示器区域；连接到所述主体的总体透明的接触元件，用于在中间位置和两个独立的施力位置之间运动，在施加力的时候可以在所述显示器容纳区域内将所述接触元件移动到所述施力位置，将所述接触元件设置成通过其观看由所述显示器显示的图像。在所述接触元件和所述显示器容纳区域之间为多个力敏感元件。每个力敏感元件都适于感测所述接触元件移动到所述施力位置的任一个中的运动；并且控制器基于所述接触元件施加到所述力敏感元件的力判定用户输入动作。其中所述接触元件运动到所述两个独立施力位置之一需要沿着与所述接触元件运动到所述两个施力位置的另一个不同的轴移动所述显示器。
在本发明的又一方面中，显示装置包括：具有显示器容纳区域的主体；连接到所述显示器容纳区域内的所述主体的显示器；位于和所述显示器相关的所述显示器容纳区域中的多个力感测元件，以感测沿至少两个独立的轴施加到所述显示器的力；以及用于基于感测到的施加到所述显示器的力判定用户输入动作的控制器。
根据本发明的另一方面，提供了一种操作显示装置的方法，所述显示装置具有位于主体上的显示器容纳区域内的接触元件。根据该方法，至少沿两个不同的可能运动轴由所述接触元件依靠将所述接触元件保持到所述显示器容纳区域的结构感测所施加的力；并基于感测到的施加到所述接触元件的力判定用户输入动作。
附图说明
图1为利用相机背面上的显示器的现有技术数字相机的背面透视图；
图2为利用所附显示器表面上的触敏屏的现有技术数字相机的背面透视图；
图3为示出了本发明的显示装置的一个实施例的方框图；
图4示出了顶侧、背侧、右侧透视图，示出了图3的显示装置的一个可能实施例的外视图；
图5为图3和4的实施例的后视图，绘示了用户通过显示器看到的图景；
图6示出了与图5所示相同的视图，不过还以虚线形式示出了力敏感元件的放置；
图7为图6的截面图；
图8为用于选择操作模式的图3-7的显示装置的后视图；
图9为用于缩放选择设置中的图3-7的显示装置的后视图；
图10为选择操作模式期间图3-7的显示装置的后视图；
图11-14示出了显示装置的另一实施例；
图15和16示出了显示装置的另一实施例；以及
图17-18示出了显示装置的另一实施例；以及
图19-20示出了显示装置的另一实施例。
具体实施方式
图3示出了包括数字相机102的显示装置100的一个实施例的方框图。图4示出了图3的显示装置100的顶侧、后侧和右侧透视图。如图3和4所示，显示装置100包括主体110，主体110具有顶侧112、右侧114、后侧116、左侧118和底部120，包含任选的图像俘获系统122，该图像俘获系统具有透镜系统123、图像传感器124、信号处理器126、任选的显示器驱动器128和显示器129。在工作期间，来自场景的光被透镜系统123聚焦，以在图像传感器124上形成图像。透镜系统123可以具有一个或多个元件。透镜系统123可以是固定焦点型或可以是人工或自动可调的。透镜系统123任选地使用透镜驱动器125，透镜驱动器例如具有马达装置，以自动移动透镜元件，从而提供可变的缩放或焦点。可以为透镜系统123使用其他已知的装置。
由透镜系统123聚焦到图像传感器124上的来自场景的光被转换成代表场景图像的图像信号。图像传感器124可以包括电荷耦合器件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器、或任何本领域普通技术人员公知的其他任何电子图像传感器。图像信号可以是数字或模拟形式的。
信号处理器126接收来自图像传感器124的图像信号并将每个图像信号转换成数字数据形式的数字图像。在图示的实施例中，信号处理器126具有模拟到数字转换能力。或者，可以在图像传感器124和信号处理器126之间设置独立的模拟到数字转换器(未示出)以将图像信号转换成数字形式。在后一实施例中，信号处理器126可以包括数字信号处理器，其适于将来自这种模拟到数字转换器的数字数据转换成数字图像。该数字图像可以包括一个或多个静止图像、多个静止图像和/或明显运动的图像流(例如视频片段)。在数字图像数据包括明显运动的图像流时，数字图像数据可以包括以交织或交错图像形式、静止图像序列和/或其他数字视频领域的技术人员所知的形式存储的图像数据。信号处理器126在形成数字图像时可以向图像信号施加各种图像处理算法。这些算法可以包括但不限于颜色和曝光平衡、内插和压缩。
控制器132控制着成像操作期间显示装置100的工作，显示装置100包括但不限于图像俘获系统122、显示器129和存储器140。控制器132响应于从用户输入系统134接收的信号、从信号处理器126接收的数据以及从任选传感器136接收的数据和/或从通信模块149接收的信号，令图像传感器124、任选的透镜驱动器125、信号处理器126、显示器129和存储器140俘获、处理、存储和/或显示图像。控制器132可以包括诸如可编程通用微处理器、专用微处理器或微控制器的微处理器、分立元件装置或可用于控制显示装置100的操作的任何其他系统。
控制器132与用户输入系统134协作容许显示装置100与用户交互。用户输入系统134可以包括任何形式的换能器或能够从用户接收输入并将该输入转换成控制器132在操作显示装置100期间可用的形式的任何其他装置。例如，用户输入系统134可以包括控制，例如触摸屏输入、触摸板输入、4路开关、6路开关、8路开关、触针系统、轨迹球系统、操纵杆系统、音频识别系统、姿态识别系统或其他这种系统。
在图3和4所示的实施例中，用户输入系统134包括俘获按钮142和开关144，俘获按钮142向控制器132发送触发信号，表示希望俘获图像。当用户希望用相机102拍照时，用户按下开关144，其发送激活控制器132的信号。然后用户可以通过光学取景器系统138，或通过观看显示器129上显示的场景图像，框取要拍照的场景。当根据用户愿望框取了要拍的场景后，用户可以按下俘获按钮142以俘获图像。
传感器136是任选的，可以包括光传感器、位置传感器和本领域公知的可用于探测显示装置100周围环境中的状态并将该信息转换成控制器132在控制显示装置100工作期间可用的形式的其他传感器。传感器136可以包括，例如测距仪，这种类型的测距仪可用于探测场景中的条件，例如距对象的距离。传感器136还可以包括生物测量传感器，该生物测量传感器适于探测用户的特征，用于安全和感人成像的目的。
在探测到触发条件时，控制器132使得形成图像信号和对应的数字图像。典型地，当用户按下俘获按钮142时发生触发条件。不过，控制器132可以判定在特定时间存在触发条件或在按下俘获按钮142之后特定时间存在触发条件。或者，控制器132可以判定在任选传感器136探测到某些环境条件(例如红外光脉冲)时存在触发条件。
控制器132还可用于产生与每副图像相关的元数据。元数据是与数字图像或数字图像的一部分相关的数据，但在图像数据本身中未必能观察到元数据。就此而言，控制器132可以接收来自信号处理器126、相机用户输入系统134和其他传感器136的信号，并且任选地基于这种信号产生元数据。元数据可以包括但不限于诸如俘获图像的时间、日期和地点的信息、图像传感器124的类型、模式设置信息、集成时间信息、构成俘获归档图像的过程的特征的拍摄镜头单元设置信息以及显示装置100用于形成归档图像的过程、方法和算法。元数据还可以包括但不限于由控制器132确定的或存储在显示装置100中的任何存储器中的任何其他信息，例如标识显示装置100的信息和/或用于对元数据相关的数字图像进行着色或其他处理的指令。元数据还可以包括在提供数字图像时将特定消息并入数字图像的指令。这样的消息可以是在给出或提供数字图像时要提供的文本消息。元数据还可以包括音频信号。元数据还可以包括数字图像数据。元数据还可以包括输入到显示装置100中的任何其他信息。控制器132还将典型地适于使用、处理、编辑和存储由不是由显示装置100俘获的图像提供的元数据。
数字图像和任选的元数据可以以压缩形式存储。例如，在数字图像包括一系列静止图像的情况下，例如使用JPEG(联合摄影专家组)ISO10918-1(ITU-T.81)标准可以将静止图像存储成压缩形式。利用由JapanElectronics and Information Technology Industries Association JEITACP-3451出版的Exchangeable Image File Format 2.2版中定义的所谓“Exif″图象格式存储该JPEG压缩图像数据。类似地，可以使用其他压缩系统，例如MPEG-4(运动图像专家组)或Apple QuicktimeTM标准来存储视频形式的数字图像。可以使用其他图像压缩和存储形式。
可以在诸如存储器140的存储器中存储数字图像和元数据。存储器140可以包括常规存储器器件，包括固态、磁、光或其他数据存储器件。存储器140可以固定在显示装置100中或者其可以是可拆除的。数字图像和元数据也可以存储在显示装置100之外的远程存储器系统147中，例如个人计算机、计算机网络或其他成像系统中。
在图3和4所示的实施例中，显示装置100具有用于和远程存储器系统通信的通信模块149。通信模块149例如可以是光学、射频或其他换能器，其通过光信号、射频信号或其他形式的信号将图像和其他数据转换成可以被传输到远程成像系统的形式。通信模块149也可用于从主计算机或网络(未示出)接收数字图像和其他信息。控制器132也可以从通信模块149接收的信号接收信息和指令，该信号包括但不限于来自诸如远程触发按钮(未示出)的遥控装置(未示出)的信号，并且控制器132可以根据这样的信号操作显示装置100。如图1所示，通信模块149可以是显示装置100的集成组件，或者它可以是附着于显示装置的组件，例如可以插入显示装置中实现通信功能的卡。这种卡的一个范例是Kodak WI-FI卡，其利用Institute of Electrical and Electronic Engineers802.11(b)标准实现通信并由美国纽约Rochester的Eastman KodakCompany销售。
信号处理器126任选地也使用图像信号或数字图像来形成评价图像，其具有对应于所拍摄图像数据的外观并适于在显示器129上提供。这允许显示装置100的用户观看可在显示装置100上得到的数字图像。例如，由图像俘获系统122俘获的图像，或者被存储在诸如存储器140的存储器中的图像，或者通过通信模块149接收的图像。显示器129例如可以包括彩色液晶显示器(LCD)、又名有机电致发光显示器(OELD)的有机发光显示器(OLED)或其他类型的视频显示器。
信号处理器126和控制器132还协作产生其他图像，例如文本、图形、图符及其他信息，用于在显示器129上显示，这可以实现控制器132和显示装置100的用户之间的交互式通信，显示器129向显示装置100的用户提供信息，显示装置100的用户利用用户输入系统134向显示装置100交互式地提供信息。显示装置100也可以具有其他显示器，例如分段LCD或LED显示器(未示出)，它们也能够允许信号处理器126和/或控制器132向用户提供信息。这种能力用于各种用途，例如建立工作模式、输入控制设置、用户优选项以及向显示装置100的用户提供警报和指令。还可以向显示装置100中引入其他系统，例如用于产生音频信号、振动、触觉反馈及其他形式信号的已知系统和致动器，用于向显示装置100的用户提供信息、反馈和警报。
通常，显示器129的成像分辨率比图像传感器124低。因此，在形成适于在显示器129上显示的评价图像时，信号处理器126减小图像信号或数字图像的分辨率。可以使用下降抽样及其他用于降低总体成像分辨率的常规方法。例如，可以采用再抽样技术，例如共同转让的、1990年3月15日由Kuchta等人提交的美国专利No.5164831“Electronic StillCamera Providing Multi-Format Storage Of Full And Reduced ResolutionImages”中描述的技术。可以任选地将评价图像存储在诸如存储器140的存储器中。可以调节评价图像以将其提供到可用于驱动显示器129的任选显示器驱动器128。或者，可以将评价图像转换成能够被信号处理器126以直接导致显示器129显示评价图像的形式传输的信号。在已经完成该目的的情况下，可以省略显示器驱动器128。
显示装置100利用图像传感器124及其他上述图像俘获系统的组件俘获数字图像。可用于俘获数字图像的成像操作包括俘获过程，还可任选地包括合成过程和核实过程。
在任选的合成过程中，控制器132令信号处理器126与图像传感器124协作以俘获数字图像并在显示器129上提供对应的评价图像。在图1和2所示的实施例中，在俘获按钮142移动到半压下位置时，控制器132输入图像合成相位。不过，可以使用用于确定何时输入合成相位的其他方法。合成期间呈现的图像可以帮助用户组构用于数字图像俘获的景物。
响应于控制器132判定存在触发条件而执行俘获过程，在图1和2的实施例中，在俘获按钮142移动到完全按下状态时产生触发信号，在控制器132探测到触发信号时控制器132判定存在触发条件。在俘获过程期间，控制器132发送俘获信号，令信号处理器126从图像传感器124获得图像信号并处理图像信号以形成包括数字图像的数字图象数据。任选地，由信号处理器126根据图像信号形成对应于数字图像的评价图像以在显示器129上显示。在一个备选实施例中，信号处理器126将每个图像信号转换成数字图像，然后从数字图像导出评价图像。
在核实过程中，将相应的评价图像提供给显示器129并显示一段时间。这使得用户能够核实该数字图像具有较佳的外观。
显示装置100也可以用除了图像俘获之外的方式接收数字图像。例如，当这种图像被记录在可拆除存储器上时可以将数字图像转移到显示装置100。或者，可以通过通信模块149接收数字图像。例如，在通信模块149适于通过蜂窝电话网络通信的情况下，通信模块149可以与蜂窝电话号码或其他识别号码相关联，例如，蜂窝电话网络的另一个用户，如配备有数字相机的电话用户可以用该号码与显示装置100建立通信链路并发送可以被通信模块149接收到的图像。因此，显示装置100可以有很多方式接收图像，因此显示装置100是否具有图像俘获系统并不重要，只要存在如上所述的用于将图像导入显示装置100的其他装置即可。
在图3和4的实施例中，用户输入系统134还包括在主体110后侧116贴近开口131设置的接触元件130。接触元件130包括容许观察到来自显示器129的光并能够接收用户施加的力且将这样的力的至少一部分传输到其他结构的任何结构。在将要参考图3-16讨论的实施例中，接触元件130包括显示器129的至少一部分，在图17-20的实施例中，接触元件130包括独立的结构，通过该结构可以观察到显示器129显示的图像。接触元件130可以是刚性的、半刚性的或柔性的。
图5为图4中所示的相机102的后视图，绘示了用户因想要拍照而观察或查看已经拍下的照片的图景的图像145。
图6示出了图3-5的显示装置的相同视图，不过以虚线形式示出了置于显示器129下方的力敏感元件150、152、154和156，而图7示出了图6的实施例的截面图。如图6和7所示，接触元件130包括设置在弹性铰链146上的显示器129。弹性铰链146允许显示器129在显示器容纳区域148中在一定位置范围内运动。
图6中还示出了将显示器129连接到显示器容纳区域148的力敏感元件150、152、154和156的布置。力敏感元件150、152、154和156未必会被用户看到，在图6中以虚线示出。力敏感元件150、152、154和156每个都适于感测力的施加。在该实施例中，在沿着图6和7中被示为轴A1、A2、A3和A4的轴施加力的时候，每个力敏感元件150、152、154、156会进行感测。
力敏感元件150、152、154和156可以是按钮开关，或者可以包括任何能够感测施加到其上的力并能够产生信号或者可以导致产生可检测信号的结构或组件。在下文中讨论了力敏感元件的各种示范性实施例，不过，可用于本发明的力敏感元件不限于这些示范性实施例。
当用户希望进入除拍照之外的相机功能时，用户可以在一个或多个力敏感元件150、152、154、156上方在显示器129上按压。例如，为了进入主菜单，用户可以在中央按压显示器129，沿轴A1、A2、A3和A4的每个施加向下的力，使得全部四个力敏感元件150-156同时被按下。控制器132会把全部四个力敏感元件150-156一次都被按下识别为要显示主菜单。
图8示出了所显示的主菜单158的范例，其具有功能区，包括缩放调节功能区160、景物模式功能区162、俘获模式功能区164和查看模式功能区166。为了改变图像俘获系统的缩放比例，用户可以沿着轴A1向缩放调节功能区160压下显示器129，这又按下了力敏感元件150，力敏感元件150向控制器132发送信号，让控制器132改变到图9所示的另一屏幕显示。或者，如图10所示，竖直设置主菜单158，从而用户可以在显示器129的顶边或底边按压，以按下在这些区域中相关联的上方两个力敏感元件150和152，或下方两个力敏感元件154和156，使得高亮显示光标168分别向上或向下移动。或者，可以通过分别按压显示器129的右上角或右下角，从而按下这些区域中的力敏感元件152和156，由此向上或向下移动高亮显示光标168。一旦缩放功能得以高亮显示，用户可以通过按下显示器129使得所有四个力敏感元件150、152、154、156同时被按下来选择缩放功能。
在选定缩放功能之后，显示图9所示的缩放控制菜单169，其具有缩放增大功能区170和缩放减小功能区172。现在可以通过按压显示器129的上部或下部从而按下一个或多个力敏感元件150、152、154或156来执行缩放调节。为了缩小，用户按在显示器129的下部上，于是按下一个或多个力敏感元件154和156。为了放大，用户可以按在显示器129的上部上，于是按下力敏感元件150和152之一或二者。
为了查看已经拍好的照片，相机102的用户可以返回到主菜单158并通过按压显示器129的另一部分来选择查看功能。然后用户可以通过按压显示器129的左右侧或者按压显示器129的特定部分，在照片中转换。
在选定了期望的功能之后，用户可以通过执行一个或多个显示器129的预编程按压来返回到主菜单158。一旦显示了主菜单158，用户可以向着力敏感元件154有选择地按在显示器129上，令力敏感元件154向控制器132发送信号，令控制器132进入图像俘获模式。
为了防止错误地读取至少持续最小时间量的力敏感元件152、154、156和158的按压，例如，控制器132可以适于仅将所感测到的2到300毫秒之间的按压识别为控制信号。或者，控制器132可以要求向每个力敏感元件施加预定量的力。此外，可以向控制程序中加入时间延迟，以便读出是只有一个开关被按下，还是超过一个开关被按下。该时间延迟例如可以是仅仅几毫秒或几百毫秒，由设计者决定。
在图示的实施例中，弹性铰链146被显示为一层可弹性变形的材料，例如海绵橡胶材料。弹性铰链146帮助接触元件130(例如显示器129)在施加力之后返回到平面或其他默认取向。弹性铰链146可以包括海绵橡胶材料，除了设置力敏感元件和支点(如果使用的话)的区域外，该材料覆盖显示器129下方的全部区域。海绵橡胶材料可以被粘附到显示器容纳区域148以及显示器129上。
或者，弹性铰链146可以由除海绵橡胶之外的某种弹性材料(例如弹性体)制成。可以使用其他将接触元件130(例如显示器129)附着到显示装置100的结构，只要弹性铰链146继续对施加到显示器129的压力提供弹性响应即可。例如，在一个实施例中，可以通过组合活动支撑和力敏感元件150、152、154和156来提供弹性铰链146，该活动支撑例如是枢轴(未示出)，其允许显示器129在一定位置范围内运动，而力敏感元件150、152、154和156适于在作用力将显示器129移动到该范围内的其他位置后弹性地将显示器129从范围内的位置偏置到中间位置。
现在回到图6和7，任选的支点157被图示为置于显示器129中心下方。在用户调节显示器129以确定期望的相机功能时，支点157为用户提供更为明确的触觉体验，从而发挥辅助作用。支点157可以采取各种其他形式，包括弹性材料层、球/窝连接或各种可能机械连接中的任一种。在各实施例中，在选择支点157的时候需要小心，以确保在向显示器129施加力时，力将会得到管控，从而外加力不会损伤到显示器129或力敏感元件150-156。
图11和12示出了本发明的另一实施例，其中通过力敏感元件180、182、184、186、188、190、192、194感测力，这些力敏感元件在显示器129和显示器容纳区域148之间设置于显示器129的周边上并通过相机主体110的交叠部分196、弹性体橡胶垫圈、隐藏结构、处理或其他覆盖措施的任一种而隐藏起来不为用户看到。为了选择功能，在向上的方向181、向下的方向183、向右方向185、向左方向187或对角线方向，例如191、193、195、197上沿平面B推挤显示器129。在发生这种情况时，向各力敏感元件180、182、184、186、188、190、192、194施加力，令这些力敏感元件产生可以被控制器132感测到的信号。控制器132可以使用这些信号来确定已经施加了力以及该力施加在轴C1、C2、C3或C4的哪一个上。如在该实施例中图11和12中所示，显示器129具有升高的手指结合区189，以帮助用户沿某方向(例如向上方向181)推挤显示器并降低手指与显示器129接触的程度，从而不会在显示器129上留下不必要的指纹。
在该实施例的一个应用中，可以用显示器129输入图像旋转模式并可以将显示器129旋转到直观地表示旋转所拍图像的希望。如图13和14所示，评价图像表示所俘获的图像。如从图13和14所看到的，图像是相对于相机102以某一角度拍摄的。为了校正这种状态，可以如图所示将用户的拇指或手指201和203放在手指结合区189和199上，并同样如图所示用其在显示器129上施力。显示器129上的压力迫使显示器129稍微旋转，这种旋转的显示器205如图13中的虚线所示。显示器129周边附近的力敏感元件182、184、186、188、190、192、194感测到这种推挤并相应地向控制器132发送信号，令控制器132和/或信号处理器126旋转所显示的图像。这种旋转的程度可以基于图像分析自动决定，或者可以是沿施加到显示器129上的力所示的方向预定程度的图像旋转。或者，旋转程度和旋转方向可以由施加到显示器129上的力的量或持续时间来决定。于是，如图14所示形成了旋转的图像。在另一实施例中，力敏感元件可以在显示器129下方，而且如在前述实施例中所示需要被按下来得以激活，而某些力敏感元件可以被分配为用于感测促使旋转的力，且用户将得到指示为了期望的旋转方向需要按压哪里。
力敏感元件150、152、154、156和182、184、186、188、190、192、194可以采取各种形式。在某些实施例中，力敏感元件150、152、154、156和182、184、186、188、190、192、194可以包括能够响应于施加于其上的压力发生弹性膨胀、收缩或其他形变，并且在形状变化时改变可由控制器132探测的特性的任何材料。例如，通过改变电容、电阻、表面电导率或通过产生电压或电流信号。
或者，力敏感元件可以通过最小形变感测力，从而可以向显示器129施加力而基本不导致显示器129的实质性移动，而是将力传递到力敏感元件，导致力敏感元件产生可以由控制器132探测并用于判断施力情况的信号。这里同样地，可以使用响应于力仅挠曲小量但却产生可被控制器132探测到的信号的材料或结构。例如，这种类型的力敏感元件可以包括压电晶体或导电板结构，该导电板结构可以响应于接近程度的小变化提供大的电容差异，这种小变化例如可以通过向由可被外加力挤压的电介质隔开的平行导体施加力来产生。
可以理解，在本发明的某些实施例中，提供诸如显示器129的接触元件130，该接触元件130可以在容纳区148中运动，其中不必保持显示器129和力感测元件之间的接触就可以感测到这种运动的程度，这样做是有用的。把显示器129安装在弹性铰链146上，该弹性铰链146将显示器129偏置到中间位置并在向显示器施加力的时候阻止显示器129运动，并提供一个或多个位置传感器，在显示器129已经从中间位置沿着两个可探测运动轴的至少一个运动到激活位置时，每个位置传感器都适于进行探测，这样就实现了这种力敏感元件布置。由于不克服由弹性铰链146施加的偏置力就不能移动显示器129，因此这种组合能够探测到施加到显示器129的力。有多种传感器能用于这一目的，包括光学、电学开关或机电开关。该方法的主要优点在于，不必提供本身就适于感测施力的传感器。相反，在该实施例中，是这种传感器和弹性铰链146的组合在抵抗力的施加，从而实现一个或多个能够感测到向显示器129施力的力敏感元件。
图15和16示出了这种类型的一个实施例。在图15和16中，以位置传感器200、202和204的布置形式提供力敏感元件，位置传感器探测包括所谓“霍耳效应”传感器的显示器129的边缘或其他部分的接近度的改变。霍耳效应是一种电磁现象的名称，该现象描述了在变化磁场中的电路中电压和电流之间关系发生的变化。根据霍耳效应，如果垂直于导体施加磁场，那么在电导体中与电流方向相交会产生电压(霍耳电压)。如果垂直施加到导体上的磁场强度发生变化，那么与导体中电流方向相交产生的电压将会变化。这种电压的变化可以被探测到并用于各种位置感测用途。
在图15和16所示的实施例中，每个位置传感器200、202和204包括三个元件：相应的含铁材料区206、208和210、相应的霍耳效应传感器212、214、216以及相应的磁体218、220和222。
在显示器129克服弹性构件(未示出)提供的偏置从图15所示的原始位置移动到图16所示的施力位置时，含铁材料区208和210分别从传感器214和216以及磁体220和222移开。这改变了含铁材料区208和210以及相应磁体220和222之间的磁场强度。磁场强度的这种减小被霍耳效应传感器214和216感测到，传感器向显示装置100的控制器132提供信号，利用该信号，控制器132可以判定已经向显示器129施加了力230，并且可以确定是沿着从磁体220推挤开含铁材料区208并从磁体220推挤开含铁材料区210的轴施力的。
在上述实施例中，接触元件130被示为显示器129的形式，显示装置100的用户可以物理接触显示器129以便提供用户输入。这有利地提供了如下能力：为显示装置100提供多种虚拟用户输入控制，在用户输入动作期间为用户提供动态反馈，或者使显示装置100的成本最小化。不过，可能会有不希望向显示器129施力的应用，例如在存在这种外加力可能损伤显示器129的风险或这种外加力会导致显示器129工作在令人不愉快的方式下的情况下。因此，图17-20示出了本发明的备选实施例，其中无需直接向显示器129施加力就可以提供虚拟用户输入控制和动态反馈。
在图17和18的实施例中，在开口131和显示器129之间在显示器容纳区域148之内提供一般透明的接触元件130，使得通过接触元件130观看显示器129显示的图像的至少一部分。在该实施例中，力敏感元件150-154位于接触元件130和显示器容纳区域148之间。在向接触元件130施加力时，力敏感元件150-154适于产生信号。如图17和18所示，在接触元件130和显示器129之间提供了间隔S，允许接触元件130运动或挠曲，而不会导致接触元件130与显示器129接触。在该实施例中，接触元件130由弹性材料形成，或者使其具有弹性抵抗施加到接触元件130的力的形状，从而也充当弹性铰链146的作用。任选地，可以将其他结构用于该目的。
图19和20示出了该类型的另一实施例，在构造和操作方面该实施例与以上参考图11和12所述的实施例类似。这里，由置于接触元件130和显示器容纳区域148之间的接触元件130周边上的力敏感元件180、182、184、186、188、190、192、194感测力。在该实施例中，任选地通过主体110的交叠部分196、弹性体橡胶垫圈、隐藏结构、处理或其他覆盖措施的任一种隐藏力敏感元件180、182、184、186、188、190、192、194以免用户看到。为了选择功能，在向上的方向181、向下的方向183、向右方向185、向左方向187或对角线方向，例如191、193、195、197上沿平面B推挤接触元件130。在发生这种情况时，向各力敏感元件180、182、184、186、188、190、192、194施加力，令这些力敏感元件产生可以被控制器132感测到的信号。控制器132可以使用这些信号来确定已经施加了力以及该力施加在轴C1、C2、C3或C4的哪一个上。如在该实施例中图19和20中所示，接触元件130具有升高的手指结合区189，以帮助用户沿某方向(例如向上方向181)推挤显示器并降低手指与显示器129接触的程度，从而不会在接触元件130上留下不必要的指纹。
此外，要理解的是，上述压敏元件的实施例的任一个都可以适于提供表示施加到显示器的力的量的信号，在这种实施例中，控制器132可以适于使用这种信号用于各种目的。例如，在一个方面中，控制器132可以以施加到显示器的力的量确定的速率或程度执行特定功能。例如，如果显示装置100(例如相机102)的用户希望查看一组图像，用户(例如)可以从主菜单158选择图像查看功能，这可以使控制器132在显示器129上显示一个或多个图像。用户可以通过沿轴施加显示器129，在所显示的图像之间滚动。当用户这么做的时候，控制器132可以监测在任何给定时间施加的力的量，并可以与外加力的量成比例地调节在显示器上滚动图像的速率。该速率可以与所施加的力的量线性相关，可以通过其他非线性关系与所施加力的量相关。
部件列表
10  现有技术显示装置
12  数字相机
13  向上箭头
14  显示器
15  向下箭头
16  外壳
17  向右箭头
19  向左箭头
20  外部控制
22  开/关按钮
24  菜单按钮
26  选择按钮
28  共享按钮
30  导航按钮
32  取景器
34  快门触发按钮
36  触摸屏显示器
38  菜单
40  功能区
42  功能区
44  功能区
46  功能区
100  显示装置
102  相机
110  主体
112  顶侧
114  右侧
116  背侧
118  左侧
120  底部
122  图像俘获系统
123  透镜系统
124  图像传感器
125  透镜驱动器
126  信号处理器
128  显示器驱动器
129  显示器
130  接触元件
131  开口
132  控制器
134  用户输入系统
136  传感器
138  取景器系统
140  存储器
142  俘获按钮
144  开关
145  图像
146  弹性铰链
147  远程存储器
148  显示器容纳区域
149  通信模块
150  力敏感元件
152  力敏感元件
154  力敏感元件
156  力敏感元件
157  支点
158  主菜单
160  缩放调节功能区
162  景物模式功能区
164  俘获模式功能区
166  查看模式功能区
168  高亮显示光标
169  缩放控制菜单
170  放大功能区
172  缩小功能区
180  力敏感元件
181  向上方向
182  力敏感元件
183  向下方向
184  力敏感元件
185  向右方向
186  力敏感元件
187  向左方向
188  力敏感元件
189  手指结合区域
190  力敏感元件
191  对角线方向
192  力敏感元件
193  对角线方向
194  力敏感元件
195  对角线方向
196  交叠部分
197  对角线方向
199  手指结合区域
200  位置传感器
201  拇指或手指
202  位置传感器
203  拇指或手指
204  位置传感器
205  旋转的显示器
206  含铁材料区
208  含铁材料区
210  含铁材料区
212  霍耳效应传感器
214  霍耳效应传感器
216  霍耳效应传感器
218  磁体
220  磁体
222  磁体
230  力
A1  轴
A2  轴
A3  轴
A4  轴
B  平面
C1  轴
C2  轴
C3  轴
C4  轴
S  间隔

Claims (26)

1.一种显示装置，包括：
具有通至显示器容纳区域的开口的主体；
结合到所述显示器容纳区域的显示器；
位于所述开口和所述显示器之间的总体透明的接触元件，从而通过所述接触元件观看由所述显示器显示的图像的至少一部分；
所述接触元件和所述显示器容纳区域之间的至少两个力敏感元件，每个力敏感元件适于在向所述接触元件施加力时产生信号；
控制器，用于接收所述信号并基于所接收的信号判定用户输入动作；并且
其中所述力敏感元件适于探测沿不同轴施加的力并产生信号，所述控制器可以利用所述信号判定力是何时施加到所述接触元件的以及是沿着不同轴的哪个施加力的。
2.根据权利要求1所述的显示器，其中通过所述力敏感元件将所述接触元件连接到所述主体上，且其中所述力敏感元件适于以已知的与施加到所述接触元件的力的量的程度之间的关系发生弹性形变并产生表示这种弹性形变的程度的信号，所述信号由所述控制器探测，用于确定所述用户输入动作。
3.根据权利要求1所述的显示器，其中通过所述力敏感元件将所述接触元件连接到所述主体上，且其中至少一个所述力敏感元件适于以已知的与施加到所述接触元件的力的量的程度之间的关系发生弹性形变并产生表示这种弹性形变的程度的信号，所述信号由所述控制器探测，用于确定所述用户输入动作。
4.根据权利要求1所述的显示装置，其中将所述接触元件连接到所述显示器容纳区域内的所述主体上以相对于所述显示器容纳区域运动，且所述力敏感元件通过感测所述接触元件响应于这种力而发生的运动感测施加到所述接触元件的力。
5.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述接触元件连接到所述显示器容纳区域内的所述主体上，以相对于所述容纳区域运动，且所述力敏感元件适于探测施加到所述显示器、导致任何力敏感元件发生不超过2mm弹性形变的力。
6.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述接触元件连接到所述主体上，用于在所述显示器容纳区域中相对于所述主体运动，所述运动为相对于所述主体绕枢轴运动、滑动和直线运动的至少一种。
7.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述接触元件连接到所述主体上用于在所述显示器容纳区域中进行旋转运动，且其中所述力敏感元件适于探测施加到所述接触元件从而促使发生所述旋转运动的力。
8.根据权利要求7所述的显示装置，其中所述控制器适于基于来自所述力敏感元件的信号旋转所述显示器上显示的图像的外观。
9.根据权利要求7所述的显示装置，其中至少一个所述力敏感元件包括二元换能器、多重位置传感器、连续可变换能器、霍耳效应传感器、电容性感测换能器、电阻性感测换能器或磁性感测换能器。
10.根据权利要求1所述的显示装置，其中力敏感元件提供与外加力的量成比例变化的信号，且其中所述控制器适于判读来自所述力敏感元件的信号的成比例变化，以确定执行功能的期望速率或功能被执行到的程度。
11.根据权利要求1所述的显示装置，还包括图像俘获系统，其中所述控制器适于判读所感测到的施加到所述接触元件的力，以确定用于俘获图像的至少一个图像俘获设置。
12.根据权利要求1所述的显示装置，其中每个力敏感元件将所述接触元件连接到所述显示器容纳区域，使得每个敏感元件感测沿至少一个不同轴施加的力。
13.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述接触元件适于接收促成所述接触元件的旋转位移的施力，且其中所述力敏感元件适于探测表示促成所述接触元件的所述旋转运动的力并产生表示所探测的力的所述信号，且其中所述控制器使用所述信号判定请求旋转的用户输入动作已经做出。
14.根据权利要求1所述的显示装置，其中所述接触元件包括所述显示器。
15.一种显示装置，包括：
主体，其具有内部有显示器的显示器容纳区域；
连接到所述主体的总体透明的接触元件，用于在中间位置和两个独立的施力位置之间运动，在施加力的时候可以在所述显示器容纳区域内将所述接触元件移动到所述施力位置，将所述接触元件设置成通过其观看由所述显示器显示的图像；
所述接触元件和所述显示器容纳区域之间的多个力敏感元件，每个力敏感元件适于感测所述接触元件移动到所述施力位置的任一个中的运动；以及
控制器，用于基于所述接触元件施加到所述力敏感元件的力判定用户输入动作，
其中所述接触元件运动到所述两个独立施力位置之一需要沿着与所述接触元件运动到所述两个施力位置的另一个不同的轴移动所述显示器。
16.根据权利要求15所述的显示装置，其中所述接触元件在所述显示器容纳区域内，且所述显示器区域提供相对于其绕枢轴运动、旋转、滑动和直线运动的至少一种。
17.根据权利要求15所述的显示装置，其中所述显示装置还包括其中具有图像内容的存储器，且所述控制器适于判读感测到的所述显示器相对于所述主体的运动，以确定使用所述存储器中的图像内容。
18.根据权利要求15所述的显示装置，还包括通信电路，适于发送信号，用于和外部电子器件通信，且其中所述控制器适于判读感测到的施加到所述显示器的力，以确定要发送到外部器件的信号。
19.根据权利要求15所述的显示装置，还包括通信电路，适于实现和外部电子器件的无线通信，且其中所述控制器适于判读感测到的所述显示器相对于所述主体的运动，以确定要发送到外部器件的信号。
20.根据权利要求15所述的显示装置，其中至少一个力敏感元件还适于探测施加到所述显示器以相对于所述主体移动所述显示器的压强的量。
21.根据权利要求15所述的显示装置，其中所述显示器至少部分是柔性的。
22.一种显示装置，包括：
具有显示器容纳区域的主体；
连接到所述显示器容纳区域内的所述主体的显示器；
位于和所述显示器相关的所述显示器容纳区域中的多个力感测元件，以感测沿至少两个独立的轴施加到所述显示器的力；以及
用于基于感测到的施加到所述显示器的力判定用户输入动作的控制器。
23.根据权利要求22所述的显示装置，其中力敏感元件提供信号，所述控制器从所述信号可以判定沿轴施加的力的方向。
24.根据权利要求23所述的显示装置，其中所述至少两个独立的轴包括两个平行但分开的轴，且其中所述控制器适于在沿所述平行轴以相反方向施加力时判定表示旋转用户输入的用户输入信号。
25.一种用于操作显示装置的方法，所述显示装置具有位于主体上的显示器容纳区域中的接触元件，所述方法包括如下步骤：
至少沿两个不同的可能运动轴由所述接触元件依靠将所述接触元件保持到所述显示器容纳区域的结构感测所施加的力；以及
基于感测到的施加到所述显示器的力判定用户输入动作。
26.根据权利要求25所述的方法，其中不接触所述显示器而感测所述接触元件的运动。
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