CN1938669A - 通过弯曲控制视觉显示 - Google Patents

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Abstract

提供一种方法和装置，用于通过对显示面板12施加一个弯曲力18来控制显示面板12上的视觉显示16。检测弯曲力18，并且根据弯曲力18与视觉显示16之间的一个预定关系修改视觉显示16。弯曲力18可以在显示面板12上产生一个转矩，检测该转矩并使用该转矩用于根据所检测的转矩与视觉显示16之间的一个预定关系来修改视觉显示16。

Description

通过弯曲控制视觉显示
本发明涉及具有用于显示视觉显示的显示面板的便携式电子设备，并且更具体地涉及通过对显示面板施加弯曲力来控制视觉显示。
现代电子设备，例如计算机或个人数字助理(PDA)，包括相对薄的显示面板，用于查看由电子设备产生的视觉显示。例如，在一些计算机中，显示面板可以从计算机上移除，用作板状(tablet like)输入/输出设备和显示器。一些计算机甚至制造成板状的形式，包括中央处理单元(CPU)和触敏屏，能够使用输入笔在触敏屏上书写来向计算机输入图和文本。板状显示面板有时包括传统控制设备，例如按钮、操纵杆、指轮、和触摸垫，用于控制显示在显示面板上的图像、输入数据和移动作为视觉显示一部分的光标。
在部分这些电子设备中，显示面板是柔性的，并且当不使用时能够卷进一个细长的棒状管壳中。这种方案披露在Fujieda等人的美国专利申请公开文本US2002/0070910A1、Zhang等人的PCT公开文本WO/01/50232、以及Johnson等人的PCT公开文本WO98/03962中。
薄、板状显示面板创造了以目前没有使用的方式有利的和直观的控制显示在显示面板上的图像、输入数据和移动作为视觉显示一部分的光标的机会。
本发明提供一种方法和装置，通过对显示面板施加弯曲力来控制显示面板上的视觉显示。
在本发明的一种形式中，检测弯曲力并且根据弯曲力与视觉显示之间的预定关系修改视觉显示。弯曲力可以在显示面板上产生一个转矩，检测并利用该转矩，根据所检测的转矩与视觉显示之间的预定关系修改视觉显示。
显示面板还可以包括一个控制装置，用于修改弯曲力与视觉显示之间的预定关系。相反的，显示面板还可以包括一个控制装置，用于接收一个输入，根据施加到控制装置的输入与视觉显示之间的预定关系来修改视觉显示，并且可以根据施加到显示面板的弯曲力来修改施加到控制装置的输入与视觉显示之间的预定关系。
显示面板可以具有基本刚性的结构。显示面板能够可选择的以包括壳体和可装载显示屏(stowable display screen)的形式设置，可装载显示屏可以卷起到壳体中并装载在壳体中，壳体沿着可装载显示屏的一个边缘伸展并连接到可装载显示屏的一个边缘。
视觉显示可以包括一个可移动的光标，该光标根据弯曲力与视觉显示之间的预定关系进行移动。根据弯曲力与视觉显示之间的预定关系，可以卷动视觉显示。视觉显示可以包括页上移/下移模式，其中根据弯曲力与视觉显示之间的预定关系使视觉显示进行页上移/下移。
根据本发明，应用控制显示的弯曲力，导致以一种方式进行控制，该方式更为直观，并且与人们习惯于快速浏览一篇多页印刷文档的多个页面的过程相似。本发明还提供一种用于以一种比现有薄面板显示更能经受检验的方式控制显示面板上的视觉显示的方法和装置，在拥挤的环境中进行操作，例如市郊火车，或当人站立或行走过程中使用根据本发明的显示面板时。
结合附图阅读下面的示例实施例的详细说明，本发明的前述和其他特征及优点将更为显而易见。所述详细的说明和附图仅是说明本发明，而不是对其进行限制，本发明的范围由所附权利要求书及其等效范围进行限制。
图1是根据本发明的便携式电子设备的第一实施例的透视图，所述便携式电子设备包括相对刚性的显示面板；
图2是根据本发明的便携式电子设备的第二实施例的透视图，所述便携式电子设备包括一个具有柔性显示屏的显示面板，所述柔性显示屏可以卷起并存放在一个连接到该显示屏的壳体内；
图3是图2的便携式电子设备的局部透视图，示出了围绕一滚柱卷起的柔性显示屏；和
图4～8是根据本发明施加到显示面板的弯曲力的图示，为了说明的目的而扩大了所产生的偏转。
贯穿本发明实施例的后续说明，在附图中基本相同或相似的组件和特征以相同的附图标记标识。为了简明，在本领域技术人员根据先前出现的实施例的描述、通过对比表示不同实施例的附图会容易理解替换的实施例的情况下，一旦关于一个实施例描述了本发明的一个元件或功能，对于在结构和/或功能上与先前描述的元件基本上相同或相近似的元件的说明和功能将不再重复。
图1以便携式电子设备10的形式示出了本发明的第一实施例，便携式电子设备10包括显示面板12、用于在显示面板12上产生视觉显示16的处理器14、以及根据一个或多个如箭头18所示施加到显示面板12上的弯曲力来控制显示面板12上的视觉显示16的装置。
在本实施例中，用于控制视觉显示16的装置包括显示面板12、检测器20和控制器22，检测器20可操作的连接到显示面板12，用于检测施加到显示面板12的弯曲力18。控制器22可操作的连接到检测器20和显示面板12，用于接收来自检测器20的信号，该信号指示施加到显示面板12的弯曲力18，控制器22还用于根据所检测的弯曲力18与视觉显示12之间的预定关系来修改视觉显示16。
如这里所使用的，术语弯曲力表示一个施加到显示面板12上的力，该力将趋于在显示面板12内产生弯曲或变形响应，无论是否察觉到显示面板12的弯曲或变形是否实际发生。本发明弯曲力18可以施加或不施加到支持视觉显示12的显示面板12的显示屏24，并试图表示一个力，该力不同于过去施加到显示面板的触敏显示屏的这种类型的力，过去施加到显示面板的触敏显示屏的这种类型的力用于起动嵌入或虚拟按钮或驱动制图功能的输入笔。例如，弯曲力18可以施加到构成显示面板12的显示屏24的外边缘的框架26。
一个或多个弯曲力18也可以以在显示面板12上产生转矩的方式施加到视觉显示12。在本发明的一些实施例中，检测器20检测这个转矩并根据所检测的转矩与视觉显示16之间的预定关系修改视觉显示。
所检测的弯曲力18或转矩与视觉显示16之间的预定关系优选的包括一种规定，用于将视觉显示16不仅作为所检测的弯曲力18或转矩的存在的函数进行修改，而且作为所检测的弯曲力18或转矩的大小的函数进行修改。例如，当显示面板12上的弯曲力18或转矩增大或减小时，视觉显示的修改速率或程度最好也将成比例的增大或减小。
示例实施例的视觉显示16包括可移动光标28。在一种操作模式中，示例实施例的控制器22通过根据所检测的弯曲力18或由弯曲力18所产生的转矩与视觉显示16之间的预定关系而移动光标28，来修改视觉显示16。
在示例实施例的另一种操作模式中，视觉显示16是可滚动的，并且控制器22通过根据所检测的弯曲力18或所检测的转矩与视觉显示16之间的预定关系而滚动视觉显示16，来修改视觉显示16。示例实施例的视觉显示12还包括页上移/下移模式，其中控制器通过根据所检测的弯曲力18或转矩与视觉显示16之间的预定关系而页上移/下移，来修改视觉显示16。
示例实施例的显示面板12包括一个或多个控制装置，例如传统的触摸垫29、以及按钮、滚轮、或操纵杆30，用于选择显示面板12的一种特定的操作模式和/或用于修改在弯曲力18或转矩与视觉显示16之间的预定关系。相反，在其他实施例中，控制装置29、30可以作为接收一个输入的基本装置，用于根据施加到控制装置29、30的所述输入与视觉显示12之间的预定关系修改视觉显示16，同时控制器22根据施加到显示面板12的弯曲力18或转矩来修改施加到控制装置29、30的所述输入与视觉显示16之间的预定关系。
虽然在图1中示意性示出了位于显示面板12外的处理器14、控制器22和检测器20，但是考虑将这些元件14、22、20做成显示面板12的一部分通常是有益的。然而，在一些实施例中，例如具有可分离屏幕的计算机，可分离屏幕例如通过无线连接、红外连接、或连接电缆连接到中央处理单元，例如，期望其具有远离显示面板12、至少部分的设置于中央处理单元内的处理器14、控制器22和检测器20。
图2示出了便携式电子设备10的第二实施例，便携式电子设备10大体与第一实施例相同，除了第二实施例中的显示面板12包括一个可装载显示屏32，可装载显示屏32可以卷起到壳体34中并装载在壳体34中，壳体34沿着可装载显示屏32的左边缘(如图所示)伸展并连接到可装载显示屏32的左边缘。
如图3所示，可装载显示屏32可以包括一个轴或滚柱36，滚柱36连接到可装载显示屏32，用于当可装载显示屏32卷起到壳体34中时接收显示屏32。当显示屏32卷进到壳体34中或卷出壳体34时，滚柱36围绕轴38旋转。在视觉显示包括一个滚柱36的情况下，检测器20可以包括传感器40，传感器40可操作的连接到滚柱36，用于检测由施加到显示面板12的弯曲力18或转矩在滚柱36上产生的反应，同时控制器22根据所检测的在滚柱36上的反应与视觉显示16之间的预定关系来修改视觉显示16。
图4～8示出了弯曲力18能够施加到显示面板12的多种方式的多个实施例。在这些例子中，如图1和图2所示，力18沿着一个或多个如图1和图2所示的直角坐标轴x、y、z施加到矩形显示面板12。为了说明的目的，使用x和y轴对轴进行定向，x和y轴位于由显示屏24的观看平面所限定的平面中，并且z轴在x和y轴的交点处垂直穿过由显示屏24的观看平面所限定的平面。在图1和图2以及图4到图8的例子中，x轴在显示屏24的右边缘与显示屏24的左边缘之间是水平定向的，显示屏24的右边缘从显示屏24的右上角A向右下角B伸展，显示屏24的左边缘从显示屏24的下左手角C向上左手角D伸展。一个人右手抓住显示面板12的右边缘A-B，左手抓住显示屏24的左边缘C-D，一般会沿着z轴观看视觉显示16。然而，本领域技术人员应当理解，根据本发明显示面板12可以具有非矩形形状，带有角或不带角，并且可以使用一种坐标系，其不同于在图1和图2、图4到图8中以说明为目的而描述的坐标系。图1和图2的显示面板12例如也可以旋转90度操作进行定向，从而沿着显示面板12的顶边和底边抓住显示面板12。
应当注意，为了说明的目的，显著扩大了在图4到图8中所示的、由弯曲力18导致的偏转。在本发明的范围内，对于具有柔性显示屏的本发明实施例，虽然一般期望显示面板12实际可以弯曲到图4～8所示的程度，但是在本发明的多个实施例中由施加弯曲力18或转矩所导致的显示装置的实际偏转将忽略不计。
图4示出了承受扭转转矩的显示面板12，所述扭转转矩由施加在斜对角A和C处的一对弯曲力产生。例如，如果人用其右手和左手分别抓住显示面板12的右侧和左侧边缘A-B、C-D，以如下方式扭转其手腕就可以发生这种情况：对显示面板12的右边缘施加一个转矩，使其趋于将右上角A绕x轴向下转动、并且将右下角B绕x轴向上转动，与此同时对显示面板12的左边缘施加一个转矩，使其将趋于将左下角C绕x轴向下转动、并且将左上角D绕x轴向上转动。这样的扭转扭距是有益的，例如作为一种直观动作，用于在穿显示屏24的一个方向上移动光标28，同时通过在相反的方向上使用扭转转矩以在一个相反的方向上移动光标24。
图5实线中示出了承受弯曲转矩的显示面板12，所述弯曲转矩由一对弯曲力18产生，该对弯曲力18均沿着显示面板12的右侧和左侧边缘A-B、C-D向下方施加。例如，如果人用其右手和左手分别抓住显示面板12的右侧和左侧边缘A-B、C-D，以如下方式扭转其手腕就可以发生这种情况：对显示面板12的右边缘施加一个转矩，使其趋于在关于y轴相反的方向上将右侧和左侧边缘A-B、C-D向下移动，导致显示面板的中间相对于边缘A-B、C-D趋于朝向观看视觉显示的人向上凸状弯曲。这样的弯曲扭距是有益的，例如作为一种直观动作，用于引起在显示屏24上的视觉显示16的向前卷动或翻页的修改，同时在相反方向上的弯曲转矩产生视觉显示16的向后卷动或翻页的修改。应当理解，这种起动卷动或翻页功能的弯曲转矩会在很大程度上包括相同的手和手腕的动作，所述相同的手和手腕的动作包括在向前或向后翻阅装订的印刷书籍或文件中，因而对于使用显示板12的人来说会是非常直观的。
图6到图8示出了在多个方向上施加到显示面板12的弯曲力18，所述多个方向一般位于由x和y轴限定的平面内。
在图6中，平行于x轴作用的方向相对的弯曲力18，以如下方式施加到显示面板12的右上角和左上角A、D：趋于相对于显示面板12的下边缘B-C压缩显示面板12的上边缘A-D。虽然用这样的施加设置不产生转矩，但是力18由检测器20检测并用于以期望的方式修改视觉显示16。这样施加弯曲力18例如可以用于直观的触发一种放大功能，同时通过在显示面板12的下角B、C处施加相似的定向弯曲力18，用于直观的触发一种缩小功能。可选择的，可以仅仅反转如图6所示的弯曲力18的方向，使得弯曲力18相互相对地受拉，以直观的触发一种缩小功能。
在图7中，平行于x轴作用的方向相对的弯曲力18，以如下方式施加到显示面板12的左上角D和右下角B：产生一个平面转矩，趋于使显示面板12偏转为一个平行四边形形状。由施加弯曲力18所产生平面转矩直观的类似于绕z轴旋转显示面板，并且例如可以用于使视觉显示16在显示屏24上转动。这样的平面转矩在感觉上也直观的类似于对转向轮施加转向力，或能够用于使光标28在视觉显示16的一个方向或其他方向上移动。
图8示出了通常沿着x轴作用的相对的弯曲力18的施加，而不是如图6及如上所述的平行于x轴施加弯曲力18的情况。弯曲力的这样施加可以用于直观的触发关于图6的如上所述的相同功能，或由于这种感觉与合上书非常相似，所以其可能作为用于关闭文档的一个直观的命令。
应当理解，本发明任一实施例中的检测器20可以包括任一适当类型的力或转矩检测元件，例如应变计、测力传感器、压电器件、霍耳效应传感器等等，其嵌入在显示面板12内，或连接到显示面板12的元件，例如上述图2和3所示的第二示例实施例的滚柱36。优选的，这些力和转矩传感元件与检测器一起除能够识别所施加的力或转矩的存在之外，能够鉴别所施加的力或转矩的大小。
在本发明的一些构成中，对显示面板12的弯曲力18的施加可以导致在显示面板12上产生一个净转矩，净转矩包括一个或多个如上所述的扭转转矩分量、弯曲转矩分量、平面转矩分量，并且可以进一步包括其他转矩或弯曲力分量。应当理解，在本发明的一些实施例中，显示面板12将识别这些分离的转矩和弯曲力分量，并根据一个或多个所识别的分离分量之间的预定关系修改视觉显示16。还应当理解，预定关系可以包括各种各样的所识别分量的优先化，或者显示面板12可以允许人使用该显示面板12来选择或排除一个或多个识别的分量，作为要用于修改视觉显示16的输入。例如，在图1和图2所示的电子装置10的示例实施例中，能够使用控制装置29、30进行这种选择而选定一种特定的操作模式。
本领域技术人员将认识到，虽然本发明在这里是关于某些特定实施例进行描述的，但是多种其他变化和实施例是可能的。例如，应当理解，本发明可以与具有传感器或控制装置30的显示面板12一起使用，传感器或控制装置30用于检测例如施加到显示面板12的动作、热或声音的刺激。还应当理解，本发明还可以结合许多功能模式而使用，例如自动格式化视觉显示16以仅设置在可装载显示屏32的展开部分。因此，本发明的范围不是限制到上述特定的示例实施例。这里将包含在等效含义和范围内的所有变化和修改。

Claims (27)

1、一种方法，用于通过对显示面板12施加一个弯曲力18来控制显示面板12上的一个视觉显示16。
2、如权利要求1所述的方法，进一步包括检测弯曲力18，并且根据弯曲力18与视觉显示16之间的一个预定关系来修改视觉显示16。
3、如权利要求2所述的方法，其中显示面板12包括一个控制装置30，控制装置30用于修改弯曲力18与视觉显示16之间的预定关系，并且该方法进一步包括修改在弯曲力18与视觉显示16之间的预定关系。
4、如权利要求2所述的方法，其中显示面板12包括一个控制装置30，控制装置30用于接收一个输入，用于根据施加到控制装置30的输入与视觉显示16之间的一个预定关系来修改视觉显示16，并且该方法进一步包括根据施加到显示面板16的弯曲力18来修改施加到控制装置30的输入与视觉显示16之间的预定关系。
5、如权利要求1所述的方法，进一步包括：
通过施加弯曲力18，在显示面板12上产生一个转矩；
检测该转矩；并且
根据所检测的转矩与视觉显示16之间的预定关系来修改视觉显示16。
6、如权利要求5所述的方法，其中所述转矩包括一个扭转转矩分量，并且该方法进一步包括检测所述扭转转矩分量，并且根据所检测的扭转转矩分量与视觉显示16之间的一个预定关系来修改视觉显示16。
7、如权利要求5所述的方法，其中所述转矩包括一个弯曲转矩分量，并且该方法进一步包括检测所述弯曲转矩分量，并且根据所检测的弯曲转矩分量与视觉显示16之间的一个预定关系来修改视觉显示16。
8、如权利要求5所述的方法，其中所述转矩包括一个平面转矩分量，并且该方法进一步包括检测所述平面转矩分量，并且根据所检测的平面转矩分量与视觉显示16之间的一个预定关系来修改视觉显示16。
9、如权利要求1所述的方法，其中显示面板12包括一个壳体34和一个可装载显示屏32，可装载显示屏32可以卷起到壳体34中并装载在壳体34中，壳体34沿着可装载显示屏32的一个边缘伸展并连接到这个边缘，并且该方法进一步包括对可装载显示屏32施加弯曲力18。
10、如权利要求8所述的方法，其中显示面板12包括一个滚柱36，滚柱36连接到可装载显示屏32，用于当可装载显示屏32卷起到壳体34中时接收可装载显示屏32，并且该方法进一步包括：
检测由对显示面板12施加的弯曲力18而在滚柱36上产生的一个反应；和
根据在滚柱36上所检测的反应与视觉显示16之间的一个预定关系来修改视觉显示16。
11、如权利要求10所述的方法，其中由对显示面板12施加的弯曲力18而在滚柱36上产生的所述反应是在滚柱36上的一个转矩。
12、一种装置，用于根据对显示面板12施加一个弯曲力18来控制显示面板12上的一个视觉显示16，该装置包括：
显示面板12；和
一个检测器20，可操作的连接到显示面板12，用于检测施加到显示面板12的弯曲力18。
13、如权利要求12所述的装置，进一步包括一个控制器22，控制器22可操作的连接到检测器20和显示面板12，用于接收来自检测器20的所检测的弯曲力18，并且用于根据所检测的弯曲力18与视觉显示16之间的一个预定关系来修改视觉显示。
14、如权利要求13所述的装置，其中显示面板12包括一个控制装置30，控制装置30用于修改弯曲力18与视觉显示16之间的预定关系。
15、如权利要求13所述的装置，其中显示面板12包括一个控制装置30，控制装置30用于接收一个输入，用于根据施加到控制装置30的输入与视觉显示16之间的一个预定关系来修改视觉显示16，并且控制器22根据施加到显示面板12的弯曲力18来修改施加到控制装置30的输入与视觉显示16之间的预定关系。
16、如权利要求14所述的装置，其中：
对显示面板12施加弯曲力18，在显示面板12上产生一个转矩；和
控制器22根据该转矩与视觉显示16之间的一个预定关系来修改视觉显示16。
17、如权利要求16所述的装置，其中所述转矩包括一个扭转转矩分量，并且控制器22根据扭转转矩分量与视觉显示16之间的一个预定关系来修改视觉显示16。
18、如权利要求16所述的装置，其中所述转矩包括一个弯曲转矩分量，并且控制器22根据弯曲转矩分量与视觉显示16之间的一个预定关系来修改视觉显示16。
19、如权利要求16所述的装置，其中所述转矩包括一个平面转矩分量，并且控制器22根据平面转矩分量与视觉显示16之间的一个预定关系来修改视觉显示16。
20、如权利要求12所述的装置，其中显示面板12包括：
一个壳体34；和
一个可装载显示屏32，可装载显示屏32可以卷起到壳体34中并装载在壳体34中；
壳体34，沿着可装载显示屏32的一个边缘伸展并连接到这个边缘。
21、如权利要求20所述的装置，其中：
显示面板12包括一个滚柱36，滚柱36连接到可装载显示屏32，用于当可装载显示屏32卷起到壳体34中时接收可装载显示屏32；
检测器20，可操作的连接到滚柱36，用于检测由对显示面板12施加的弯曲力18而在滚柱36上产生的一个反应；和
控制器22，根据在滚柱36上所检测的反应与视觉显示16之间的一个预定关系来修改视觉显示16。
22、如权利要求21所述的装置，其中由对显示面板12施加的弯曲力18而在滚柱36上产生的弯曲力18的反应是在滚柱36上的一个转矩。
23、一种便携式电子装置10，包括：
一个显示面板12；
一个处理器14，用于在显示面板12上产生视觉显示16；和
一个用于控制视觉显示16的装置，用于通过施加到显示面板12上的一个弯曲力18来控制显示面板12上的视觉显示16；
所述用于控制视觉显示16的装置包括显示面板和一个检测器20，检测器20可操作的连接到显示面板12，用于检测施加到显示面板12的弯曲力18。
24、如权利要求23所述的便携式电子装置10，进一步包括一个控制器22，控制器22可操作的连接到检测器20和显示面板12，用于接收来自检测器20的所检测的弯曲力18，并且用于根据所检测的弯曲力18与视觉显示16之间的一个预定关系来修改视觉显示16。
25、如权利要求24所述的便携式电子装置10，其中
所述视觉显示16包括一个可移动光标18；和
控制器22根据所检测的弯曲力18与视觉显示16之间的一个预定关系，通过移动光标18，来修改视觉显示16。
26、如权利要求24所述的便携式电子装置10，其中
所述视觉显示16是可卷动的；和
控制器22根据所检测的弯曲力18与视觉显示16之间的一个预定关系，通过卷动视觉显示16，来修改视觉显示16。
27、如权利要求24所述的便携式电子装置10，其中
所述视觉显示16包括一种页上移/下移模式；和
控制器22根据所检测的弯曲力18与视觉显示16之间的一个预定关系，通过页上移/下移，来修改视觉显示16。
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