CN112136098A - 具有力敏显示器的电子设备 - Google Patents

Abstract

提供了一种电子设备(100)，其中包括显示器(150)和音频执行器(104)。所述电子设备还包括低通滤波器(105)。在所述电子设备中，所述音频执行器与所述显示器连接，所述音频执行器用于根据所述显示器上的按压力产生电压信号。所述低通滤波器用于对所述电压信号进行滤波以产生输出信号。从而，所述音频执行器根据所述显示器上的按压力产生输出电压信号，进而由所述电压信号形成低通信号。所述低通信号可用于确定所述显示器上的按压力，从而在所述电子设备中实现力敏功能，而无需任何其他电子组件，例如力敏显示器。而所述音频执行器可用于生成电压信号，其中，在对所述电压信号进行低通滤波后，所述电压信号可用于感应显示屏上的压力。因此，集成了力敏层在显示器中的压敏显示器也就不需要了。

Description

具有力敏显示器的电子设备

技术领域

本发明涉及一种具有力敏显示器的电子设备。

背景技术

在现有的具有显示器的电子设备中，所述显示器可以是触敏型的，允许通过在所述显示器上的按压力进行输入。现有的触敏显示器具有在显示器中形成的组件，从而允许所述电子设备感测所述显示器上的按压力。显示器上现有的力感测技术的缺点是增加了产品成本。此外，由于需要在显示器中实现附加的力感测层，现有的力敏显示器中包括的组件会致使显示器模块变厚。

因此，需要一种具有力敏显示器的改进版电子设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有力敏显示器的改进版电子设备。

根据本发明，提供了一种电子设备，其中包括显示器和音频执行器。所述电子设备还包括低通滤波器。在所述电子设备中，所述音频执行器与所述显示器连接，所述音频执行器用于根据所述显示器上的按压力产生电压信号。所述低通滤波器用于对所述电压信号进行滤波以产生输出信号。从而，所述音频执行器根据所述显示器上的按压力产生输出电压信号，进而由所述电压信号形成低通信号。所述低通信号可用于确定所述显示器上的按压力，从而在所述电子设备中实现力敏功能，而无需任何其他电子组件，例如力敏显示器。而所述音频执行器可用于生成电压信号，其中，在对所述电压信号进行低通滤波后，所述电压信号可用于感应显示屏上的压力。因此，集成了力感应层在显示器中的压力感应显示器也就不需要了。

根据第一种实施方式，所述电子设备包括：音频信号发生器，与所述音频执行器连接，其中，所述音频执行器用于使所述显示器根据所述音频信号发生器产生的音频信号进行振动。从而，所述电子设备能够通过所述音频执行器和所述显示器进行音频输出。通过这种方式，所述音频执行器可以具有双重功能，既可以使所述显示器振动以产生音频输出，又可以协助电压发生器来将按压力转化为可用来感应所述显示器上按压力的信号。

根据第二种实施方式，所述电子设备包括框架和悬架构件。所述显示器通过所述悬架构件附接到所述框架。从而可以实现所述显示器的悬挂。这可以使所述音频执行器生成的电压信号对所述显示器上的按压力施加的地方不敏感。因此，尤其是在所述显示器相对较小的情况下，例如在智能手机上，所述音频执行器产生的信号差异可能会很大，具体取决于用户是在所述显示器边缘附近施加力还是在所述显示器中间施加力。通过将所述显示器悬挂在框架上，可以缓解这个问题。从而，所述显示器可以进行更线性的运动，以响应所述显示器上的按压力。

根据第三种实施方式，所述电子设备可包括：力检测单元，与所述低通滤波器连接。所述力检测单元可用于根据所述低通滤波器的输出信号来确定是否向所述显示器施加了力。从而，所述电子设备能够根据低通滤波后的信号来检测所述显示器上的按压力。然后，所检测到的低通滤波后的信号可用作输入信号，来控制所述电子设备或从用户读取输入。

根据第四种实施方式，所述力检测单元还用于根据所述低通滤波器的输出信号来确定力施加到所述显示器的时间。从而，所述电子设备能够根据按压力施加到显示屏上的时长来区分不同的按压力输入，使得用户能够通过改变将压力施加到所述显示器的时长来输入不同的控制命令。

根据第五种实施方式，所述力检测单元还用于根据所述低通滤波器的输出信号来确定施加到所述显示器的力的幅度。从而，所述电子设备能够根据按压力施加到显示屏上的幅度来区分不同的按压力输入，使得用户能够通过改变将按压力施加到所述显示器的幅度来输入不同的控制命令。

根据第六种实施方式，所述低通滤波器具有低于所述音频发生器产生的任何频率的通带。因此，可以确保所述低通滤波器只输出由按压力产生的信号。所述音频生成器生成的信号不会用作指示施加到所述显示器上的按压力的信号。

根据第七种实施方式，所述电子设备还可包括位于所述显示器后面的触觉反馈执行器，从而可以向所述电子设备的用户提供触觉反馈。例如，当通过所述显示器输入命令或文本时，所述用户可以从所述触敏显示器获得反馈，从而通过提供反馈来提升正确的输入。例如，这使得输入双命令或根本不输入命令变得更加容易。

根据第八种实施方式，至少有两个音频执行器。通过提供多个音频执行器，可以使用来自不同音频执行器的不同输出信号来确定在所述显示器上施加压力的位置。可以确定按压力位置的精度根据所提供的音频执行器的数量而发生变化。通常，使用的音频执行器数量越多，确定施加按压力位置的精度就越高。

有利的是，所述电子设备可以为手机。

本发明还扩展到一种用于使用上述设备来检测显示器上的按压力的方法，并且扩展到用于实现所述方法的计算机程序产品。

附图说明

现结合附图通过示例来更详细地描述本发明，其中：

图1示出了具有与音频执行器连接的显示器的电子设备；

图2示出了电子设备的截面侧视图；

图3示出了处理由连接到音频执行器的显示器上的按压力产生的信号的流程图。

具体实施方式

结合附图，下文将详细描述本发明，其中示出了本发明的某些实施例。然而，本发明可以以许多不同的形式来实施，并且此处不应解释为限于所阐述的实施例，而是说，这些实施例通过示例的方式提供。因此本公开将是深入的且完整的，并将向本领域技术人员充分传达本发明的范围。在整个说明书中，相似的数字指代相似的元件。

为了提供能够提供触敏输入的易于实现且具有成本效益的显示器，当对显示器施加力时，与显示器连接的音频执行器可用于提供电压信号。

如已经实现了的，音频显示器，即用作音频辐射膜的显示器，在显示器后面会有一些机电转换器组件从而引起机械振动，用于通过所述显示器传输音频。所述转换器也称为音频执行器，将交流电AC音频信号转换为机械振动，从而形成通过所述显示器传输的声学音频信号。通常，这种音频执行器由电动(线圈+磁体)元件或压电元件形成。所述音频执行器也在其他方向工作，即所述音频执行器会将显示器上的机械力转换为电信号。通过与用作膜的显示器连接的音频执行器的这种特性，可以在电子设备中实现触敏显示器，而无需使用包括显示器中集成的组件的常规触敏显示器。当电子设备中配置有音频显示器时，这将尤为有用。在这种情况下，由于用于实现音频显示器的基本组件已经就位，因此不需要任何昂贵的附加组件。因此，不需要额外的力检测部件。通过检测音频执行器对显示器施加的力所生成的电压信号，可以检测到施加到显示器上的力。

图1中示出了在电子设备100中的示例性实施方式中所使用的多个组件。所述电子设备100包括：音频编解码器101，用于生成信号，其中所述信号通过所述电子设备100的音频显示器输出。所述音频编解码器101所生成的信号可以通过数模D/A转换器102和功率放大器103输出到音频执行器104。所述音频执行器与显示器150连接。所述显示器150充当膜片，从而随着从所述音频执行器104接收的信号震动。

所述音频执行器104还可以被连接到，从而响应于所述显示器150上的力而输出信号。然后，所述音频执行器104的输出可以被连接到所述显示器150上的力所产生的信号的输出。在一些实施例中，来自所述音频执行器104的信号被提供给力检测单元，其中，所述力检测单元也称为检测器106。所述检测器106可用于根据由与所述显示器150连接的所述音频执行器所生成的信号来确定所述显示器150上的按压力。根据一个实施例，来自所述音频执行器104的信号在被提供给所述检测器106之前需要经过低通滤波器105。来自所述音频致动器104的信号在到达所述检测器106之前经过低通滤波器105，因此驱动所述显示器作为音频显示器的信号不会被解释为所述显示器上的按压力。但是，在没有音频显示器的实施例中，这样的低通滤波器105通常不需要使用。所述低通滤波器可以具有高达约10Hz的通带或任何其他频率，有效滤除产生的来驱动所述音频显示器的任何信号。其他滤波器配置也可能仅滤除由按压力产生的信号。例如，具有合适通带的通带滤波器滤除所述显示器150上按压力所产生的信号。因此，所述音频执行器通常只有一对连接器(正负)。通常，来自所述放大器103的音频驱动信号和基于按压力所接收到的电压信号将一起施加在同样的电连接线上。由于音频电信号和电压信号通常处于不同的频率范围，因此可以滤除执行器交流电压，从而将音频信号与手指按压所产生的电压分离。音频信号频率范围通常约为20—20000Hz。例如，通常手指按压时间约为0.25秒，等于4Hz频率。因此，与手指按压相关的频率可能与通常的音频信号频率相差多个数量级，因此可以通过相对简单的过滤器结构来将音频信号与按压力电压信号分开。

当使用时，所述电子设备100既可以通过所述音频显示器150生成音频输出A1，也可以接收机械按压力输入F1。任何类型的音频执行器都可以使用，例如电动(磁体+线圈)执行器、压电执行器或电活性聚合物执行器。它们最初都是设计用于将交流电信号转换为机械振动A1，但它们也可以继续往后工作，将机械指压运动F1转换为电压。

所述电子设备可以处理接收到的按压力，以检测所述电子设备的各种输入信号，如下文所述。

图2是电子设备100的侧面截面图。所述电子设备100可以具有框架108。显示器150可以附接到框架109。根据一些实施例，显示器150通过悬挂构件108附接到框架上，从而实现所述显示器的悬挂。这可以使音频执行器生成的电压信号对所述显示器上的按压力施加的地方不敏感。例如，如果所述显示器相对较小，例如在智能手机上，所述音频执行器产生的信号差异可能会很大，这取决于用户是在所述显示器边缘附近施加力还是在所述显示器中间施加力。通过将所述显示器150悬挂在框架109上，所述显示器可以进行更线性的运动，以响应按压力。

在一些实施例中，有多个音频执行器，即，至少有两个音频执行器。通过提供多个音频执行器，可以使用来自不同音频执行器的不同输出信号来确定在所述显示器上施加压力的位置。可以确定按压力位置的精度根据所提供的音频执行器的数量而发生变化。通常，使用的音频执行器数量越多，确定施加按压力位置的精度就越高。例如，可以使用两个音频执行器。当举着手机靠近耳朵时，只使用上半部执行器来产生接近耳朵的功能。通过驱动两个音频执行器，可以实现免提扬声器模式。当有两个音频执行器时，可以分别检测显示器上半部分和下半部分的手指按压力。在其他实现方式中，也可以提供其他音频执行器。例如，有四个音频执行器，可以使用显示器每个角。当检测多个音频执行器而不是一个音频执行器的电压信号时，还可以从更宽的显示区域更精确地检测到力。

如上，低通滤波器和力检测单元等不同组件作为单独的块进行呈现。在某些实现中，这些组件可以集成到用于监控音频执行器位移的音频执行器系统中。当音频显示器包括用于感应执行器相对于中心/静止位置的位移的系统时，音频执行器位移的监控可以使用同样的音频显示系统功能体作为音频显示器。

图3中示出了当机械力施加到与音频执行器104连接的显示器150上时电子设备100执行的一些步骤的流程图。首先，在步骤301中，输出来自所述音频执行器104的信号。接下来，在步骤303中，通过低通滤波器105对该输出信号进行低通滤波。经过所述低通滤波器105的信号被检测器106接收，所述检测器接收的信号用来检测步骤305中的显示器上的按压力。在一些实施例中，在步骤307中，根据经过所述低通滤波器的输出信号来确定向所述显示器施加力的时间。在一些实施例中，在步骤309中，根据经过所述低通滤波器的输出信号来确定施加到所述显示器的力的幅度。通过确定输入信号的时间和幅度，电子设备能够区分来自用户的不同类型的输入。在电子设备中有多个(即至少两个)音频执行器的情况下，在步骤311中，根据来自至少两个音频执行器的输出信号来确定在显示器上施加力的位置。

所检测到的信号可以在以后的处理中用来确定用户按压所述显示器150所产生的输入命令或其他的一些输入。使用本文所述的设备，可以实现力感应而无需在显示器中内置其他的压力传感器。这将节省产品成本并减小产品尺寸。

Claims (12)

1.一种电子设备，其特征在于，包括：

显示器；

音频执行器；

低通滤波器；

其中，

所述音频执行器与所述显示器连接，其中，所述音频执行器用于根据所述显示器上的按压力产生电压信号；

所述低通滤波器用于对所述电压信号进行滤波以产生输出信号。

2.根据权利要求1所述的电子设备，其特征在于，还包括：音频信号发生器，与所述音频执行器连接，其中，所述音频执行器用于使所述显示器根据所述音频信号发生器产生的音频信号进行振动。

3.根据权利要求1和2中的任意一项所述的电子设备，其特征在于，还包括框架和悬架构件，其中，所述显示器通过所述悬架构件附接到所述框架。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的电子设备，其特征在于，还包括：力检测单元，与所述低通滤波器连接，其中，所述力检测单元用于根据所述低通滤波器的输出信号来确定是否向所述显示器施加了力。

5.根据权利要求4所述的电子设备，其特征在于，所述力检测单元还用于根据所述低通滤波器的输出信号来确定力施加到所述显示器的时间。

6.根据权利要求4和5中任意一项所述的电子设备，其特征在于，所述力检测单元还用于根据所述低通滤波器的输出信号来确定施加到所述显示器的力的幅度。

7.根据权利要求2至6中任意一项所述的电子设备，其特征在于，所述低通滤波器具有低于所述音频发生器产生的任何频率的通带。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备是手机。

9.根据权利要求1至8中任意一项所述的电子设备，其特征在于，还包括位于所述显示器后面的触觉反馈执行器。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的电子设备，其特征在于，至少有两个音频执行器。

11.一种检测电子设备的显示器上的按压力的方法，其特征在于，包括以下步骤：

对来自与显示器连接的音频执行器的信号进行低通滤波；

根据低通滤波后的信号检测所述显示器上的按压力。

12.一种计算机程序产品，包括计算机指令，其特征在于，当所述计算机指令在计算机上执行时，所述计算机执行根据权利要求11所述的方法。

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