CN1630894A - 电可擦除写表面 - Google Patents

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Abstract

提供一种电可擦除写表面。该写表面包括一个响应于电和机械输入的双稳态显示层(402)。接触垫(412)位于显示层之上或之下。写表面通过显示用户由无源输入笔的输入，简化了写入的复杂字符，提高了准确性。

Description

电可擦除写表面
技术领域
本发明涉及压敏输入装置。尤其是，本发明提供一种机械和电可寻址的写表面，它具有的双稳态显示层一直保持在光学状态直至被电擦除。
背景技术
压敏接触垫通常用在个人数字助理(PADs)和其它便携式电子装置中。压敏接触垫将机械压力，尤其是将输入笔施加的压力转换为电输出。输入笔一般是用于字符输入或菜单选择。很多传统的接触垫不包括描述(也就是说显示)输入笔路径的显示器。因此对于使用者来说很难精确地采用输入笔来输入字符数据。对于复杂字符的输入这尤其是一个问题，例如字符是东方语言的一部分时。在输入数据的准确性下降时，输出电数据的准确性也会下降。
一种显示输入笔描述路径的方法是使用有源输入笔。有源输入笔产生电场或磁场并改变位于接触垫上的显示器的状态。使用有源输入笔的缺陷之一就是有源输入笔不能与其它输入笔相互替换。另一个缺陷就是与无源输入笔相比，有源输入笔所包括的电子元件昂贵。
电可寻址显示器也位于接触垫之上，用于显示输入笔描述的路径。由接触垫检测的信息被发送到显示器驱动电路。显示器驱动电路给有图案的显示电极施加电压，使显示器显示输入笔描述的路径。显示器驱动电路增大了仪器的尺寸，增加了仪器的费用。包括有位于接触垫上的电可寻址显示器的装置的另外一个缺陷就是，为了保证显示器产生的路径与输入笔的真实位置一致，需要进行频繁的和不便的校准步骤。
因此，技术上需要不用有源输入笔或复杂的驱动电路就能显示输入笔路径的压敏输入装置。
发明内容
所公开的系统和方法在技术上满足了以上提到的一个或多个需求，它包括一个机械和电可寻址写表面，该表面具有到电擦除为止一直保持光学状态的双稳态显示层。写表面为用户提供即时反馈，简化了字符的写入。只在显示层复位时才消耗电能，使得双稳态显示层提高了效率。
本发明的第一实施例提供一种写表面。写表面包括具有电和机械敏感型显示材料的、至少具有两种稳定光学状态的显示层。接触垫物理连接到显示层。所制成的接触垫将机械输入转换成电输出。
在另外一个实施例中提供一种与电子装置共同使用的用户界面。用户界面包括光学输出部分和机械输入部分。机械输入部分包括由电和机械敏感型显示材料组成的、至少具有两种稳定视觉状态的显示层。接触垫物理连接到显示层。所制成的接触垫将机械输入转换成电输出。用户界面可以与移动终端一起使用。
在本发明的另一实施例中，提供了一种操作输入装置的方法。输入装置包括至少具有两种稳定光学状态的电和机械敏感型显示层，该显示层物理连接到接触垫。该方法包括(a)在显示层和接触垫上接收一机械输入。响应于(a)改变显示层上的光学状态，在接触垫上，物理输入转换为电输出。
在本发明的另一实施例中，用于实现所述方法的、计算机执行的指令存储在计算机只读介质中。
附图说明
本发明由以下附图中的实施例所解释，但不仅限于实施例，附图中的类似的参考数字指示相似的元件，其中：
图1所示为根据本发明实施例的具有写表面的便携式电子装置；
图2所示为根据本发明实施例的具有写表面的另一便携式电子装置；
图3所示为根据本发明实施例的写表面的操作方法；
图4所示为根据本发明实施例的写表面的结构；
图5所示为根据本发明实施例的具有写表面的电子装置的原理图；
图6所示为根据本发明实施例的具有集成显示器和写表面的装置；
具体实施方式
图1所示为根据本发明实施例的如移动终端100这样的便携式电子装置。移动终端100包括一个向用户显示信息的光学输出部分102。光学输出部分102可以采用液晶显示器或按照惯例与便携式电子装置一起使用的任何其它传统的平板显示器。移动终端100的用户可以利用机械输入部分104和/或键盘部分108输入信息。机械输入部分104可以包括一个具有双稳态显示层的机械和电可寻址写表面。Doane等人的美国专利No.6104448公开了一种可用于制造显示层的、典型的机械和电可寻址的显示材料。双稳态显示层以重叠关系机械连接和定位到接触垫。键盘108可以包括多个字母数字键、功能键或其它在便携式电子装置中常见的键。在输入数据时，用户可以采用机械输入部分104或键盘108。因为与在先技术中的装置相比，其机械输入部分104所具有的准确性不断提高，用户发现采用机械输入部分104输入大量字符很方便。由此，用键盘108代表的字符的数目可以减少，并且移动终端的整体尺寸就会减小。
有经验的技术人员会发现，包括该写表面的本发明的那一方面可用在不同的电子装置中。例如，图2示出了一个人数字助理200，它具有包括双稳态显示层的机械和电可寻址写表面202。而且，个人数字助理200表示出，在一些实施例中，所公开的写表面可以并入不包括键盘的装置中。在本发明的其它实施例中，包括有双稳态显示层的机械和电可寻址写表面可用于制造便笺本或白色书写板。
移动终端100和个人数字助理200的操作方法的一个举例如图3所示。图3示出了一种装置，它提示用户输入一字符。在第一状态302，该装置电擦除写表面300a内容里的任何信息，并在显示器300b上向用户显示信息。如以下描述，可通过在双稳态显示层上施加电场或磁场来擦除写表面300b。在第二状态304，用户用输入笔310在写表面300a上写入字符308。响应于由输入笔310施加的机械压力，写表面300a上显示输入字符。不用任何其它机械或电输入，双稳态显示层就能显示字符。即，写表面300b的状态是稳定的。装置可以采用手写识别模块来识别在写表面300a上写入的字符。
装置最后的状态306，示出了装置已经识别出写入的字符，在显示器300b上显示字符，并擦除写表面300a。对于开发者和用户来说，双稳态显示层很灵活性，允许写表面300a被大量多次擦除。例如，通过手写识别模块在识别字符后、在预定时间段后、在用户的一个命令后或在其它任何时间，写表面300a都可被擦除。
图4所示为根据本发明实施例的写表面。显示层402位于两个基片404和406之间。显示层402包括至少具有两种稳定光学状态的电和机械敏感型显示材料。当显示层响应于输入的电场和机械输入(例如压力源)而改变光学状态时，显示材料是电和机械敏感型的。因为这里所使用的显示材料，当其光学状态是稳定的，且不施加激励源至少几秒种时，显示材料都保持在光学状态。光学状态包括透明的、阻塞的和反射的状态。具有至少两种稳定光学状态的电和机械型敏感显示材料的例子包括：胆甾型液晶材料、扭曲向列型液晶材料和悬浮颗粒显示材料。显示层402可包括分散在整个显示层中的聚合物，来辅助稳定光学状态。
如图4所示的显示层402的实施例包括胆甾型液晶材料。区域408包括的胆甾型液晶材料具有以任意角排列的螺旋轴。当螺旋轴以任意角排列时，材料处于透明的光学状态。区域410，相应于被输入笔428机械激励的区域，包括有胆甾型液晶材料，它具有的螺旋轴基本垂直于基片404和406。区域410的材料反射预定波长的输入光。在技术中熟知的，反射光的光波长λ由λ＝np所决定，这里n＝液晶材料的折射系数，p＝液晶材料的节距长度。
基片404是透明并具有挠性的材料，例如玻璃或塑料。在实施例中，基片406也是透明和具有挠性的。实施例中的形成在基片404、406之上的接触垫不必是挠性的。
一对电极414和416可用于向显示层402施加电场或磁场。上电极414可由透明的材料，如铟-锡氧化物制成。下电极416也可由透明的材料制成。在反射实施例中(未示出)，电极416可由反射材料，如银或铝制成。在反射实施例中，也可替代地包括附加的反射层。电极414和416可以是薄片电极，它用于向整个显示层施加场，而不必是施加到可寻址每个象素的图形化电极。当然也可采用图形化电极，同时图形化电极可用作寻址。
色素层418可附着到基片406上。色素层418可采用黑色层或彩色材料。在一实施例中，色素层418具有与显示层402所反射光的颜色匹配的颜色。接触垫420可连接到基片406之下或基片404之上。接触垫420可采用传统的电极栅格，它将机械输入转换为电输出。接触垫412由机械输入产生电输出，并将电输出信号发送到处理器422。当然，当接触垫412位于基片404之上时，接触垫420可以是透明和挠性的。
现将描述如图4所示的写表面的操作方法。复位模块424向显示层施加电场。电场的施加引起胆甾型液晶材料显示层402的螺旋轴以任意角度排列，并呈现为透明状态。例如光线426穿过透明材料，并由色素层418反射。光线426离开色素层418并返向用户方传输。当在显示层402上施加压力时，如用输入笔428在基片404上按压，机械压力引起胆甾型液晶材料的被压下部分的螺旋轴基本垂直于基片404和406排列。具有螺旋轴基本垂直于基片404和406的显示层402的区域反射以上所述波长的光。
由输入笔428施加的机械压力去除后，显示层402的光学状态保持稳定。复位模块424施加电场或磁场，整个显示层可复位至透明状态。
有经验的技术人员会发现在实现本发明方面也可采用其它显示材料和装置。例如，写表面可具有稳定的光阻塞和透明状态。而且，相应于电激励或机械激励而选择性的旋转光的显示材料可用于连接一个或多个线性偏光器。在不脱离本发明主旨的前提下也可加入其它传统的层和膜。
图5所示为具有该写表面的移动终端、个人数字助理、或其它电子装置的原理图。双稳态显示层502以上述方式机械连接到接触垫504。接触垫504电连接至处理器506。处理器506连接到用于存储计算机执行指令或其它数据的存储模块508。在实施例中，存储模块508存储手写识别模块，用于由处理器506使用来识别写在接触垫504上的字符。键盘510和/或其它传统的输入装置，例如麦克风或点击设备，也可与处理器506连接。处理器506也可用于控制显示驱动器512，显示驱动器512用于控制显示器514的状态。显示器514可以相当于图1所示的显示器102。双稳态显示层502可由连接到处理器506的驱动电路516控制。有经验的技术人员会发现驱动电路512和驱动电路516之间的区别。尤其是，驱动电路516可以更简单，并包括更少的元件，因为双稳态显示层502不需要图形化电极。在实施例中，驱动电路516的输出包括两个终端，它们连接到双稳态显示层502的两个电极。
虽然本发明关于特殊例子已进行了描述，这些例子包括目前实施本发明的最佳模式，但是那些有经验的技术人员还会认识到以上所述的系统和技术的很多改变和置换落入本发明的主旨和范围之内。例如，图6所示为一种包括集成显示器602和写表面604的装置。显示器602可用于以传统方式为用户显示信息。写表面604可按以上所述的操作。显示器602和写表面604可共享共同的上基片606、下基片608、色素层610和显示层612。显示器602利用电极608a和608b。电极608a和608b以传统方式构图以寻址每个象素。与电极608a和608b形成对比，电极610a和610b可以是用于复位整个写表面部分的薄片电极。写表面604包括位于基片606之上或基片608之下的接触垫614。

Claims (31)

1、一种写表面，该写表面包括：
包括电和机械敏感型显示材料的显示层，该显示层至少具有两种稳定的光学状态；
物理连接到显示层的接触垫，该接触垫被配置成将机械输入转换为电输出。
2、根据权利要求1所述的写表面，其中显示材料包括液晶材料。
3、根据权利要求2所述的写表面，其中液晶材料由胆甾型液晶材料组成。
4、根据权利要求2所述的写表面，其中液晶材料由扭曲向列型液晶材料组成。
5、根据权利要求2所述的写表面，其中显示层包括分散在整个液晶材料中的聚合物。
6、根据权利要求1所述的写表面，进一步包括一设置在显示层之上的挠性基片。
7、根据权利要求6所述的写表面，进一步包括一设置在挠性基片和显示层第一侧面之间的透明电极。
8、根据权利要求7所述的写表面，进一步包括一设置在显示层第二侧面之下的反射层。
9、根据权利要求8所述的写表面，其中反射层包括一电极。
10、根据权利要求1所述的写表面，其中显示材料包括悬浮颗粒材料。
11、根据权利要求1所述的写表面，进一步包括一连接到显示层的驱动模块，该模块被配置成施加场来复位显示材料的状态。
12、根据权利要求11所述的写表面，其中该场包括电场。
13、根据权利要求11所述的写表面，其中该场包括磁场。
14、根据权利要求1所述的写表面，其中显示层以与接触垫重叠的关系定位。
15、根据权利要求1所述的写表面，进一步包括一电连接至接触垫的输出显示器。
16、根据权利要求15所述的写表面，其中输出显示器包括显示材料。
17、一种压敏输入装置，包括权利要求1所述的写表面。
18、根据权利要求17所述的压敏输入装置，进一步包括一键盘。
19、一种与电子装置一起使用的用户界面，该用户界面包括：
一光学输出部分；以及
一机械输入部分，包括：
包括电和机械敏感型显示材料的显示层，该显示层至少具有两种稳定的光学状态；以及
物理连接到显示层的接触垫，该接触垫被配置成将机械输入转换为电输出。
20、根据权利要求19所述的用户界面，进一步包括：具有压力敏感键的键盘。
21、根据权利要求19所述的用户界面，其中光学输出部分包括电连接至接触垫的显示器。
22、一种移动终端，包括：
一输出显示器；以及
一机械输入装置，包括：
包括电和机械敏感型显示材料的显示层，该显示层至少具有两种稳定的光学状态；以及
物理连接到显示层的接触垫，该接触垫被配置成将机械输入转换为电输出。
23、根据权利要求22所述的移动终端，其中输出显示器与机械输入装置集成在一起。
24、根据权利要求23所述的移动终端，其中输出显示器包括显示层的至少一部分。
25、根据权利要求22所述的移动终端，其中显示材料包括液晶材料。
26、根据权利要求25所述的移动终端，其中液晶材料包括胆甾型液晶材料。
27、根据权利要求25所述的移动终端，其中液晶材料包括扭曲向列型液晶材料。
28、根据权利要求22所述的移动终端，进一步包括一连接到接触垫的字符识别模块。
29、一种操作输入装置的方法，该输入装置具有电和机械敏感型显示层，该显示层至少具有两种稳定的光学状态，并物理连接到接触垫，该方法包括：
(a)接收显示层和接触垫上的机械输入；
(b)响应于(a)改变显示层的光学状态；
(c)在接触垫上，响应于(a)将物理输入转换为电输出。
30、根据权利要求29的方法，进一步包括：
(d)在显示层上施加场，使显示层的状态复位。
31、根据权利要求29的方法，进一步包括：
(d)将电输出发送至字符识别模块；
(e)在字符识别模块中产生一字符；以及
(f)响应于(e)产生的字符，发送电信号至输出显示器。
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