DE102014214791A1

DE102014214791A1 - Transparentes taktiles Schichtfeld für Display und Ansteuerungsverfahren desselben

Info

Publication number: DE102014214791A1
Application number: DE102014214791.3A
Authority: DE
Inventors: Gideok Kwon
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2013-12-26
Filing date: 2014-07-28
Publication date: 2015-07-02
Also published as: KR20150076324A; US9454231B2; US20150185844A1; CN104750300B; KR101575319B1; CN104750300A

Abstract

Ein transparentes taktiles Schichtfeld und ein Verfahren zum Betätigen des transparenten taktilen Schichtfeldes sind geliefert. Das transparente taktile Schichtfeld enthält einen ionenleitenden Polymerfilm, auf dem Zinnantimonoxid-Beschichtungen (TAO-Beschichtungen) in einem Matrixtyp senkrecht angeordnet sind, und generiert einen Oberflächentaster durch Anlegen eines elektrischen Signals an jede der TAO-Beschichtungen und Kontrahieren des ionenleitenden Polymerfilms. Insbesondere enthält das transparente taktile Schichtfeld Folgendes: einen Eingabefeldkörper mit einem ionenleitenden Polymerfilm, der zwischen einem Bildschirm und einem Deckfilm angeordnet ist und mit Zinnantimonoxid (TAO) beschichtet ist; eine Spannungsanlegeeinrichtung, die zum Anlegen einer Spannung an die TAO-Beschichtung konfiguriert ist; und einen Berührungsdetektor, der zum Abtasten einer Eingabe, wenn ein Benutzer eine Eingabe in den Deckfilm vornimmt, und Erfassen einer Stelle der Eingabe konfiguriert ist. Folglich kann der Eingabefeldkörper einen dreidimensionalen Effekt durch das angelegte Spannungssignal liefern.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein transparentes taktiles Schichtfeld für ein Display und ein Verfahren zum Betätigen des transparenten taktilen Schichtfeldes. Insbesondere ist das transparente taktile Schichtfeld geliefert, das senkrecht angeordnete Zinnantimonoxid-Beschichtungen (TAO-Beschichtungen; engl. tin antimony Oxide, TAO) in einem Matrixtyp und einen ionenleitenden Polymerfilm enthält. Das transparente taktile Schichtfeld der vorliegenden Erfindung generiert einen Oberflächentaster durch Anlegen eines elektrischen Signals an die TAO-Beschichtungen und Kontrahieren des ionenleitenden Polymerfilms.
HINTERGRUND
In letzter Zeit sind Displayvorrichtungen, die ein Berührungsanzeigefeld zum Eingeben eines Signals auf einem Bildschirm unter Verwendung eines Stiftes, eines Fingers und von Ähnlichem enthalten, ohne eine separate Eingabevorrichtung, wie beispielsweise eine Fernsteuerung und eine Kleintastatur (keypad), weit verbreitet. Das Berührungsanzeigefeld kann in einen druckempfindlichen (Widerstandsfilm-)Typ, einen kapazitiven (Kapazitäts-)Typ und einen Berührungserkennungstyp, von dem eine Abbildungsvorrichtung eine Infrarotbeleuchtung (IR-Beleuchtung) gemäß einem Verfahren zum Erfassen einer Berührung verwendet, klassifiziert werden.
Bei dem druckempfindlichen Berührungsanzeigefeld in der verwandten Technik wird eine gedrückte Stelle (z. B. ein Ort, an dem Druck angelegt wird) durch einen Kurzschluss zwischen einer oberen Elektrode und einer unteren Elektrode durch Drücken des Berührungsanzeigefeldes unter Verwendung eines Fingers und eines Stiftes als Berührungsmittel erfasst. Folglich kann eine akkurate Berührungseingabe erhalten werden. Da eine Mehrfachberührung nicht möglich ist, wenn viele Punkte gleichzeitig berührt werden, kann jedoch ein Fehler bei der Berührungserkennung auftreten und eine Reaktionsgeschwindigkeit langsam sein.
Bei dem kapazitiven Berührungsanzeigefeld in der verwandten Technik wird eine Veränderung einer beliebigen Ladungsmenge erfasst, um die Berührungsstelle durch Berühren des Berührungsanzeigefeldes mit einem Finger und einem exklusiven Stift als Berührungsmittel zu erfassen. Folglich kann die Berührungsgeschwindigkeit verbessert werden und eine Bildschirmschärfe und ein Transmissionsgrad bzw. eine Transmission können größer bzw. höher als bei dem Widerstandsfilm-Berührungsanzeigefeld sein. Aufgrund einer physischen Oberflächenbewegung des Bildschirms kann jedoch eine Signalverzerrung auftreten und folglich kann die akkurate Berührungserkennung nicht erhalten werden. Da die Ladungsmenge der Berührungsstelle nicht verändert werden muss, kann nur ein begrenztes Berührungsmittel verfügbar sein und eine Berührungserkennung durch einen Nagel, einen Handschuh oder Ähnliches nicht erhalten werden.
Bei dem Berührungserkennungs-Berührungsanzeigefeld in der verwandten Technik, bei dem die Abbildungsvorrichtung die IR-Beleuchtung verwendet, kann eine größere Transmission und eine größere Genauigkeit als bei dem druckempfindlichen Typ oder dem kapazitiven Typ erhalten werden. Um einen Abbildungsvorrichtungs-Betrachtungswinkel sicherzustellen, kann ferner ein leerer Raum erfordert werden und ein Fehler bei der Berührungserkennung kann durch Lichtstörung, wie beispielsweise Sonnenlicht, auftreten.
Die obigen Informationen, die in diesem Abschnitt offenbart sind, dienen lediglich zur Verbesserung des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und können daher Informationen enthalten, die nicht den Stand der Technik bilden, der jemandem mit gewöhnlichen technischen Fähigkeiten hierzulande bereits bekannt ist.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung liefert ein transparentes taktiles Schichtfeld für ein Display. Das transparente taktile Schichtfeld kann Vorteile des Ermöglichens einer Berührungserkennung unter Verwendung einer physischen Berührung und dadurch Verringern einer Lichtstörung, wie beispielsweise Sonnenlicht, bei herkömmlichen Berührungsfeldern und des gleichzeitigen Generierens eines physischen Tasters auf einer Touchscreenoberfläche während des Beibehaltens einer hohen Auflösung des Displays aufweisen.
Bei einem Aspekt liefert die vorliegende Erfindung ein transparentes taktiles Schichtfeld für ein Display, das Folgendes enthalten kann: einen Eingabefeldkörper mit einem ionenleitenden Polymerfilm, der zwischen einem Bildschirm und einem Deckfilm angeordnet ist; eine Spannungsanlegeeinrichtung, die zum Anlegen einer Spannung an die TAO-Beschichtung konfiguriert ist; und einen Berührungsdetektor, der zum Abtasten einer Eingabe, wenn ein Benutzer eine Eingabe in den Deckfilm vornimmt, und Erfassen eines Ortes der Eingabe konfiguriert ist. Insbesondere kann der ionenleitende Polymerfilm mit zumindest einer oder mehreren Zinnantimonoxidbeschichtungen (TAO-Beschichtungen) beschichtet sein und der Eingabefeldkörper kann einen dreidimensionalen Effekt durch das angelegte Spannungssignal aufweisen.
Der ionenleitende Polymerfilm kann mit einer ersten TAO-Beschichtung und einer zweiten TAO-Beschichtung beschichtet werden. Die erste TAO-Beschichtung kann auf eine Seite (z. B. eine erste Seite) des ionenleitenden Polymerfilms aufgetragen werden, die an den Deckfilm angrenzend ist; die zweite TAO-Beschichtung kann auf die andere Seite (z. B. eine zweite Seite) des ionenleitenden Polymerfilms aufgetragen werden; und die erste TAO-Beschichtung und die zweite TAO-Beschichtung können in einem Matrixtyp senkrecht angeordnet sein. Zudem kann eine dritte TAO-Beschichtung auf den Bildschirm aufgetragen werden.
Die Spannungsanlegeeinrichtung kann zum Anlegen einer Spannung einer ersten Polarität an die erste TAO-Beschichtung und Anlegen einer Spannung einer zweiten Polarität, die sich von der Spannung einer ersten Polarität unterscheidet, an die zweiten TAO-Beschichtung und die dritte TAO-Beschichtung konfiguriert sein. Da eine Polarität positiv und die andere Polarität negativ ist, kann die erste TAO-Beschichtung gestreckt werden und die zweite TAO-Beschichtung kontrahiert werden und daher kann eine konvexe Form des Eingabefeldkörpers gebildet werden und einen dreidimensionalen Effekt aufweisen. Der Berührungsdetektor kann zum Erkennen der Eingabe des Benutzers konfiguriert sein, wenn die zweite TAO-Beschichtung und die dritte TAO-Beschichtung einander berühren, nachdem der Eingabefeldkörper einen dreidimensionalen Effekt aufweist. Wenn der Berührungsdetektor die Eingabe des Benutzers erkennt, kann der Berührungsdetektor zum Erfassen einer X-Achsen-Koordinate in der zweiten TAO-Beschichtung und Erfassen einer Y-Achsen-Koordinate in der dritten TAO-Beschichtung konfiguriert sein, um eine Eingabestelle des Benutzers zu erfassen.
Bei einem anderen Aspekt liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betätigen eines transparenten taktilen Schichtfeldes für ein Display, das einen Bildschirm, durch den ein Bild ausgegeben werden kann, einem Deckfilm, der durch einen Benutzer berührt werden kann, und einen ionenleitenden Polymerfilm enthalten kann, der zwischen dem Bildschirm und dem Deckfilm angeordnet sein kann. Insbesondere kann der ionenleitende Polymerfilm mit einer ersten TAO-Beschichtung auf einer Seite beschichtet sein, die an den Deckfilm angrenzend ist, und mit einer zweiten TAO-Beschichtung auf der anderen Seite beschichtet sein und ferner kann eine dritte TAO-Beschichtung auf den Bildschirm aufgetragen werden. Das Verfahren kann Folgendes enthalten: Anlegen einer Spannung einer vorbestimmten Polarität an jede der ersten, zweiten und dritten TAO-Beschichtung; Abtasten einer Eingabe durch einen Benutzer; und Erfassen eines Eingabeortes, an dem die Benutzereingabe abgetastet wird.
Die erste TAO-Beschichtung und die zweite TAO-Beschichtung können in einem Matrixtyp senkrecht angeordnet sein. Eine Spannung einer ersten Polarität kann an die erste TAO-Beschichtung angelegt werden und eine Spannung einer zweiten Polarität, die sich von der Spannung einer ersten Polarität unterscheidet, kann an die zweite TAO-Beschichtung und dritte TAO-Beschichtung angelegt werden. Da eine Polarität positiv sein kann und die andere Polarität negativ ist, kann die erste TAO-Beschichtung gestreckt werden, die zweite TAO-Beschichtung kontrahiert werden und eine konvexe Form des Eingabefeldkörpers gebildet werden und einen dreidimensionalen Effekt aufweisen.
Das Anlegen der Spannung einer vorbestimmten Polarität an jede der ersten, zweiten und dritten TAO-Beschichtung kann durchgeführt werden, wenn ein dreidimensionales Startsignal des Eingabefeldkörpers empfangen wird. Das Abtasten der Eingabe kann das Erkennen der Eingabe des Benutzers enthalten, wenn die zweite TAO-Beschichtung und die dritte TAO-Beschichtung einander berühren. Bei dem Erfassen des Eingabeortes, an dem die Eingabe des Benutzers abgetastet wird, kann eine X-Achsen-Koordinate in der zweiten TAO-Beschichtung erfasst werden und eine Y-Achsen-Koordinate in der dritten TAO-Beschichtung erfasst werden, um den Eingabeort des Benutzers zu erfassen.
Wie oben beschrieben wurde, können nach verschiedenen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Installation und Nutzbarkeit aufgrund eines kompakten Feldmoduls verbesserten werden. Insbesondere kann ein Fahrer, wenn der Touchsceen mit dem transparenten taktilen Schichtfeld der vorliegenden Erfindung in einem Fahrzeug verwendet wird, den Touchscreen durch eine physische Berührung betätigen und das Risiko von Verkehrsunfällen kann aufgrund einer Zunahme eines Verhältnisses der Beobachtung der Vorderseite verringert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die oben erwähnten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen eindeutiger verständlich.
1 veranschaulicht eine beispielhafte Konfiguration eines transparenten taktilen Schichtfeldes für ein Display nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 veranschaulicht eine beispielhafte Querschnittsansicht eines Körpers des transparenten taktilen Schichtfeldes für ein Display nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 veranschaulicht eine beispielhafte Draufsicht des Körpers des transparenten taktilen Schichtfeldes für ein Display nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4 veranschaulicht ein beispielhaftes Pixel 117 eines beispielhaften transparenten taktilen Schichtfeldes für ein Display nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 veranschaulicht eine Perspektivansicht eines beispielhaften transparenten taktilen Schichtfeldes für ein Display und einen beispielhaften Betriebsmodus desselben nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 veranschaulicht ein beispielhaftes Arbeitsprinzip eines beispielhaften transparenten taktilen Schichtfeldes für ein Display nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
7 ist ein Ablaufplan, der ein beispielhaftes Verfahren zum Betätigen eines beispielhaften transparenten taktilen Schichtfeldes für ein Display nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
Die in den 1–7 dargelegten Bezugsnummern enthalten den Bezug auf die folgenden Elemente, die nachstehend weiter erörtert werden:
Bezugszeichenliste

100: Transparentes taktiles Schichtfeld
110: Eingabefeldkörper
111: Bildschirm
112: Ionenleitender Polymerfilm
113: Deckfilm
114: Erste transparente TAO-Beschichtung
115: Zweite transparente TAO-Beschichtung
116: Dritte transparente TAO-Beschichtung
117: Pixel
118: Ion
120: Spannungsanlegeeinrichtung
130: Berührungsdetektor

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die hierin verwendete Terminologie dient nur zum Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und soll die Erfindung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine” und „der/die/das” auch die Pluralformen enthalten, sofern der Kontext dies nicht anderweitig klar erkennen lässt. Es wird zudem klar sein, dass die Ausdrücke „weist auf” und/oder „aufweisend”, wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorhandensein der genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder den Zusatz von einem/einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie hierin verwendet, enthält der Ausdruck „und/oder” jedes beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der assoziierten, aufgelisteten Elemente.
Sofern nicht speziell angegeben oder aus dem Kontext offensichtlich, ist der Ausdruck „ca.”, wie hierin verwendet, als innerhalb eines Bereiches einer normalen Toleranz in der Technik, beispielsweise innerhalb von 2 Standardabweichungen des Mittelwertes, zu verstehen. „Ca.” kann als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05% oder 0,01% des genannten Wertes verstanden werden. Wenn nicht anderweitig aus dem Kontext klar, sind alle hierin gelieferten numerischen Werte durch den Ausdruck „ca.” modifiziert.
Es ist klar, dass der Ausdruck „Fahrzeug” oder „Fahrzeug-” oder ein anderer ähnlicher Ausdruck, der hierin verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen enthält, wie beispielsweise Personenkraftwagen, die Geländefahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene Geschäftswagen enthalten, Wasserfahrzeuge, die eine Vielzahl von Booten und Schiffen enthalten, Luftfahrzeuge und Ähnliches, und Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-In-Hybridelektrofahrzeuge, Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und andere Fahrzeuge mit alternativen Brennstoffen enthält (z. B. Brennstoffe, die aus anderen Rohstoffen als Erdöl gewonnen werden). Wie hierin bezeichnet, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehr Leistungsquellen aufweist, wie beispielsweise sowohl benzinbetriebene als auch elektrisch betriebene Fahrzeuge.
zwar wird eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben eine Vielzahl von Einheiten zum Durchführen des beispielhaften Prozesses zu verwenden, aber es ist klar, dass die beispielhaften Prozesse auch durch ein Modul oder eine Vielzahl von Modulen durchgeführt werden können. zudem ist klar, dass sich der Ausdruck Steuerung auf eine Hardwarevorrichtung bezieht, die einen Speicher und einen Prozessor enthält. Der Speicher ist zum Speichern der Module vorgesehen und der Prozessor ist insbesondere zum Ausführen der Module zum Durchführen von einem oder mehreren Prozessen vorgesehen, die weiter unten beschrieben werden.
Zudem kann die Steuerlogik der vorliegenden Erfindung als nicht-transitorische computerlesbare Medien auf einem computerlesbaren Datenträger ausgeführt werden, der ausführbare Programmbefehle enthält, die durch einen Prozessor, eine Steuerung oder Ähnliches ausgeführt werden. Beispiele computerlesbarer Datenträger enthalten Festwertspeicher, Direktzugriffsspeicher, Compact-Disc-Festwertspeicher (CD-ROMs), Magnetbänder, Disketten, Flash-Laufwerke, Chipkarten und optische Datenspeichervorrichtungen, sind aber nicht darauf beschränkt. Das computerlesbare Aufnahmemedium kann auch in netzwerkgekoppelten Computersystemen verteilt sein, so dass das computerlesbare Medium auf verteilte Weise gespeichert und ausgeführt wird, z. B. durch einen Telematikserver oder ein Controller Area Network (CAN).
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen vollständiger beschrieben werden, in denen beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind. Wie wohl jemand mit technischen Fähigkeiten erkennt, können die beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen auf viele verschiedene Weisen modifiziert werden ganz ohne von dem Wesen oder Bereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
überall in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen, die folgen, kann, wenn beschrieben wird, dass ein Element mit einem anderen Element „gekoppelt” ist, das Element mit dem anderen Element „direkt gekoppelt” sein oder mit dem anderen Element durch ein drittes Element „elektrisch gekoppelt” sein. überall in der Beschreibung bezeichnen ähnliche Bezugsnummern ähnliche Elemente. Um die vorliegende Erfindung zu verdeutlichen, werden Teile, die nicht mit der Beschreibung in Zusammenhang stehen, ausgelassen werden. Verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben werden.
1 veranschaulicht eine Konfiguration eines beispielhaften transparenten taktilen Schichtfeldes für ein Display nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann ein transparentes taktiles Schichtfeld 100 einen Eingabefeldkörper 110, eine Spannungsanlegeeinrichtung 120 und einen Berührungsdetektor 130 enthalten. Der Eingabefeldkörper 110 kann sich auf eine physische Struktur beziehen, die das transparente taktile Schichtfeld 100 konfiguriert. Zudem können die Spannungsanlegeeinrichtung 120 und der Berührungsdetektor 130 eine elektrische Schaltung und/oder Hardware/Software sein, die konfiguriert sein können, um den Eingabefeldkörper 110 durch Erfassen einer Eingabe auf dem Eingabefeldkörper 110 zu betätigen.
Bei bestimmten beispielhaften Ausführungsformen kann sowohl die Spannungsanlegeeinrichtung 120 als auch der Berührungsdetektor 130 integriert sein, um implementiert zu werden, oder getrennt sein, um einzeln als logische Klassifizierung gemäß einer Funktion derselben implementiert zu werden. Ferner kann die logische Funktionsklassifizierung der Spannungsanlegeeinrichtung 120 und des Berührungsdetektors 130 zur Einfachheit der Beschreibung enthalten sein, wobei ein integrierter Bestandteil alle Funktionen durchführen kann, die durch die Spannungsanlegeeinrichtung 120 und den Berührungsdetektor 130 durchgeführt werden, oder einige Funktionen, die in einem Bestandteil durchgeführt werden, in anderen Bestandteilen durchgeführt werden können ohne von dem Wesen derselben abzuweichen. Nachstehend wird eine Struktur und eine physische Betätigung des Eingabefeldkörpers 110 beschrieben werden.
In 2 ist eine Querschnittsansicht geliefert, die ein beispielhaftes transparentes taktiles Schichtfeld nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In 3 ist eine Draufsicht geliefert, die ein beispielhaftes transparentes taktiles Schichtfeld veranschaulicht. Ferner veranschaulicht 4 eine vergrößerte Ansicht eines beispielhaften Pixels 117 eines beispielhaften transparenten taktilen Schichtfeldes nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bei einer beispielhaften Ausführungsform kann der Eingabefeldkörper 110 Folgendes enthalten: einen Bildschirm 111; eine dritte transparente Zinnantimonoxid-Beschichtung (TAO-Beschichtung) 116, die auf die Oberseite des Bildschirms aufgetragen werden kann; einen ionenleitenden Polymerfilm 112; eine erste transparente TAO-Beschichtung 114, die auf die Oberseite des ionenleitenden Polymerfilms 112 aufgetragen ist; eine zweite transparente TAO-Beschichtung 115, die auf die Unterseite des ionenleitenden Polymerfilms 112 aufgetragen ist; und einen Deckfilm 113.
Der Bildschirm 111 kann ein Basissubstrat des Eingabefeldkörpers 110 sein, und wenn derselbe als Touchscreen einer elektronischen Vorrichtung fungiert, kann der Bildschirm 111 eine Bildanzeigefläche der elektronischen Vorrichtung oder ein Substrat sein, das zusätzlich auf der Bildanzeigefläche angebracht wird. Der Bildschirm 111 kann nicht verformt werden, selbst wenn eine vorbestimmte Anziehung oder Abstoßung zwischen den oberen ionenleitenden Polymerfilmen 112 wirkt. Folglich kann der Bildschirm 111 aus einem im Wesentlichen harten Material bestehen und beispielsweise ein Glassubstrat aus einem transparenten Glas sein. Die dritte transparente TAO-Beschichtung 116, die auf die Oberseite des Bildschirms 111 aufgetragen ist, kann eine TAO-Beschichtung (z. B. leitende Platte) und ein flexibles und transparentes Material sein. Die dritte transparente TAO-Beschichtung 116 kann mit der Spannungsanlegeeinrichtung 120 verbunden sein und durch die Spannungsanlegeeinrichtung 120 mit einer Spannung versorgt werden. Ferner kann die dritte transparente TAO-Beschichtung 116 mit dem Berührungsdetektor 130 verbunden sein, um eine Koordinate eines Berührungspunktes zu erhalten.
Bei bestimmten beispielhaften Ausführungsformen kann der ionenleitende Polymerfilm 112 aus einem ionen-elektronenaktiven Polymer (ion-electron active polymer), wie beispielsweise ein ionisches Polymergel, bestehen. Zudem kann das ionen-elektronenaktive Polymer ein ionomeres Polymer oder ein elektrisch aktives Polymer, wie beispielsweise Kohlenstoffnanoröhre, sein. Folglich kann der ionenleitende Polymerfilm 112 ein ionen-elektronenaktives Polymer oder das elektrisch aktive Polymer sein.
Die erste transparente TAO-Beschichtung 114 kann auf eine Seite des ionenleitenden Polymerfilms 112 aufgetragen werden, die an den Deckfilm 113 angrenzend ist, und die zweite transparente TAO-Beschichtung 115 kann auf die andere Seite desselben aufgetragen werden. Die erste transparente TAO-Beschichtung 114 und die zweite transparente TAO-Beschichtung 115 können TAO-Beschichtungen wie die dritte transparente TAO-Beschichtung 116 sein. Zudem kann die erste transparente TAO-Beschichtung 114 oder die zweite transparente TAO-Beschichtung 115 mit jeder Spannungsanlegeeinrichtung 120 verbunden sein und durch die Spannungsanlegeeinrichtung 120 mit einer Spannung versorgt werden. Ferner können die erste transparente TAO-Beschichtung 114 und die zweite transparente TAO-Beschichtung 115 mit dem Berührungsdetektor 130 verbunden sein und die zweite transparente TAO-Beschichtung kann eine X-Achsen-Koordinate bilden.
Wie in 3 veranschaulicht, können die erste transparente TAO-Beschichtung 114, die zweite transparente TAO-Beschichtung 115 und die dritte transparente TAO-Beschichtung 116 in einem Matrixtyp über nahezu eine gesamte Oberfläche oder in einer Teilfläche des Eingabefeldkörpers 110 angeordnet sein. Folglich können an jedem Kreuzungspunkt einer Vielzahl von zweiten transparenten TAO-Beschichtungen 115 und einer Vielzahl von dritten transparenten TAO-Beschichtungen 116 mit dem ionenleitenden Polymerfilm 112 zwischen denselben eine Vielzahl von Pixel 117, die in einem Matrixtyp angeordnet sind, in 4 definiert sein.
Die in dem Matrixtyp angeordneten Pixel 117 können X-Achsen- und Y-Achsen-Koordinaten durch die zweite transparente TAO-Beschichtung 115 und die dritte transparente TAO-Beschichtung 116 bilden, die mit dem Berührungsdetektor 130 verbunden sein können. Folglich können die Pixel 117 mit einer schaltbaren aktiven Vorrichtung in dem Berührungsdetektor 130 einzeln verbunden sein und das Abtasten gemäß einem abgetasteten Signal unter Verwendung der Konfiguration einzeln durchgeführt werden. Der Deckfilm 113 kann eine Benutzerkontaktfläche sein, die der Benutzer berühren kann (z. B. drücken oder Druck anlegen), wenn derselbe eine Eingabe durchführt. Zudem kann der Deckfilm 113 aus einem transparenten und verformbaren Polymerfilm und Ähnlichem bestehen, um leichter verformt zu werden, wenn der Benutzer den Benutzer-Deckfilm 113 unter Verwendung eines Fingers oder von Ähnlichem berührt oder drückt. Beispiele eines Polymers können nicht besonders beschränkt sein.
5 veranschaulicht eine Perspektivansicht eines beispielhaften transparenten taktilen Schichtfeldes für ein Display und einen beispielhaften Betriebsmodus desselben nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 5 kann die Spannungsanlegeeinrichtung 120 des transparenten taktilen Schichtfeldes 100 nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zum Generieren eines dreidimensionalen Startsignals des Eingabefeldkörpers 110 konfiguriert sein. Das dreidimensionale Startsignal kann durch ein Steuersignal generiert werden, das von der Außenseite angelegt wird.
Die Spannungsanlegeeinrichtung 120 kann durch eine Steuerung ausgeführt werden, um eine Spannung an jede der ersten transparenten TAO-Beschichtung 114, der zweiten transparenten TAO-Beschichtung 115 und der dritten transparenten TAO-Beschichtung 116 des Eingabefeldkörpers 110 gemäß dem dreidimensionalen Startsignal anzulegen. Folglich kann der Eingabefeldkörper 110 einen dreidimensionalen Effekt in einem Pixel aufweisen, an das die Spannung angelegt wird. Die Spannungsanlegeeinrichtung 120 kann auch zum Anlegen einer Spannung einer ersten Polarität an die erste transparente TAO-Beschichtung 114 und Anlegen einer Spannung einer zweiten Polarität, die sich von der Spannung einer ersten Polarität unterscheidet, an die zweite transparente TAO-Beschichtung 115 und die dritte transparente TAO-Beschichtung 116 konfiguriert sein, um einen dreidimensionalen Effekt des ionenleitenden Polymerfilms 112 gemäß dem dreidimensionalen Startsignal zu liefern.
Insbesondere kann die Spannungsanlegeeinrichtung 120 zum Anlegen einer positiven Spannung an die erste transparente TAO-Beschichtung 114 und Anlegen einer negativen Spannung an die zweite transparente TAO-Beschichtung 115 bzw. dritte transparente TAO-Beschichtung 116 konfiguriert sein. Folglich können eine Anziehung zwischen der ersten transparenten TAO-Beschichtung 114 und der zweiten transparenten TAO-Beschichtung 115 und eine Abstoßung zwischen der zweiten transparenten TAO-Beschichtung 115 und der dritten transparenten TAO-Beschichtung 116 beibehalten werden.
6 veranschaulicht ein beispielhaftes Arbeitsprinzip des transparenten taktilen Schichtfeldes nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 6 veranschaulicht, können sich, wenn die positive Spannung an die erste transparente TAO-Beschichtung 114 an beiden Enden des ionenleitenden Polymerfilms 112 angelegt wird bzw. die negative Spannung an die zweite transparente TAO-Beschichtung 115 angelegt wird, freie Ionen 118 in dem ionenleitenden Polymerfilm 112 in Richtung der ersten transparenten TAO-Beschichtung 114 bewegen. Folglich kann die erste transparente TAO-Beschichtung 114 gestreckt werden und die zweite transparente TAO-Beschichtung 115 kontrahiert werden.
Da die negative Spannung an die dritte transparente TAO-Beschichtung 116 angelegt werden kann, die an dem Bildschirm 111 fixiert ist, um die Abstoßung mit der zweiten transparenten TAO-Beschichtung 115 beizubehalten, kann ferner eine konvexe Form des ionenleitenden Polymerfilms 112 nach oben ausgebildet werden. Folglich kann der Eingabefeldkörper 110 einen dreidimensionalen Effekt als eine Benutzerschnittstellen-Tasterform in dem Pixel aufweisen, an das die Spannung angelegt wird. Zudem kann der Berührungsdetektor 130 zum Erfassen eines Berührungspunktes konfiguriert sein, wenn ein Finger des Benutzers den dreidimensionalen physischen Taster durch eine Druckkraft einer vorbestimmten Intensität oder größer drückt (z. B. wenn ein an den Taster angelegter Druck ein vorbestimmter Druck oder größer ist). Wenn der dreidimensionale physische Taster durch eine Kraft einer vorbestimmten Intensität oder größer gedrückt wird, kann ein zwischen dem ionenleitenden Polymerfilm 112 und dem Bildschirm 111 gebildeter Raum verringert werden und die zweite transparente TAO-Beschichtung 115 kann die dritte transparente TAO-Beschichtung 116 berühren. Insbesondere kann der Berührungsdetektor zum Bestimmen, ob die Eingabe von dem Benutzer auf der entsprechenden Koordinate besteht, konfiguriert sein.
Wie oben beschrieben wurde, können die zweite transparente TAO-Beschichtung 115 und die dritte transparente TAO-Beschichtung 116 in dem Matrixtyp gebildet sein und das Pixel 117 an dem Kreuzungspunkt derselben gebildet sein. Da die negative Spannung an sowohl die zweite transparente TAO-Beschichtung 115 als auch die dritte transparente TAO-Beschichtung 116 angelegt werden kann, kann, wenn die zweite transparente TAO-Beschichtung 115 und die dritte transparente TAO-Beschichtung 116 einander berühren, ein Kapazitätswert in dem Pixel 117 an dem Kontaktpunkt verändert werden. Folglich kann der Berührungsdetektor 130 zum Erfassen einer Veränderung des Kapazitätswertes des Pixels 117 basierend auf der durch die Spannungsanlegeeinrichtung 120 angelegten Spannung und Erfassen einer X-Achsen-Koordinatenposition des Pixels 117 in der zweiten transparenten TAO-Beschichtung 115 bzw. einer Y-Achsen-Koordinatenposition in der dritten transparenten TAO-Beschichtung 116 konfiguriert sein.
Danach kann der Berührungsdetektor 130 durch eine Steuerung ausgeführt werden, um eine Steuerfunktion durchzuführen, die dem physischen Taster entspricht, der durch den Benutzer ausgewählt wurde, und ein dreidimensionales Endsignal zu der Spannungsanlegeeinrichtung 120 zu übertragen. Mit anderen Worten kann der Benutzer den physischen Taster des dreidimensionalen Eingabefeldkörpers 110 durch Fühlbarkeit fühlen und gleichzeitig ein erwünschtes Menü des transparenten taktilen Schichtfeldes 100 auswählen, um die Schnittstelle zu betätigen.
Nachstehend wird ein Verfahren zum Betätigen eines transparenten taktilen Schichtfeldes nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bezug auf 7 detailliert beschrieben werden. 7 veranschaulicht ein beispielhaftes Verfahren zum Betätigen eines beispielhaften transparenten taktilen Schichtfeldes nach einer anderen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bei dem Ansteuerungsverfahren des transparenten taktilen Schichtfeldes nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Spannungsanlegeeinrichtung 120 zum Starten durch Empfangen eines dreidimensionalen Startsignals des Eingabefeldkörpers 110 konfiguriert sein (S100). Das dreidimensionale Startsignal kann durch ein Bildsignal, das von dem Bildschirm ausgegeben wird, oder ein Steuersignal generiert werden, das von außen angelegt wird. Bei dem Schritt S100 kann die Spannungsanlegeeinrichtung 120, wenn die Spannungsanlegeeinrichtung 120 das dreidimensionale Startsignal des Eingabefeldkörpers 110 empfängt, um einen dreidimensionalen Effekt in dem Eingabefeldkörper 110 als eine Tasterform zu liefern, zum Anlegen einer Spannung an den Eingabefeldkörper 110 konfiguriert sein (S110). Die Spannungsanlegeeinrichtung 120 kann zum Anlegen einer positiven Spannung an die erste transparente TAO-Beschichtung 114, einer negativen Spannung an die zweite transparente TAO-Beschichtung 115 bzw. einer negativen Spannung an die dritte transparente TAO-Beschichtung 116 konfiguriert sein.
Bei dem Schritt S110 kann der Berührungsdetektor 130 zum Erfassen einer Eingabe des Benutzers konfiguriert sein (S120), wenn der Eingabefeldkörper 110 einen dreidimensionalen Effekt als die Tasterform aufweist. Zudem kann die Eingabe des Benutzers eine Kraft einer vorbestimmten Intensität oder größer sein, durch die ein Finger des Benutzers oder ein Eingabestift den dreidimensionalen physischen Taster drückt (z. B. Druck anlegt). Bei dem Schritt S120 kann der Berührungsdetektor 130 zum Erfassen eines Eingabeortes des Benutzers konfiguriert sein (S130), wenn die Eingabe des Benutzers erfasst wird. Da die zweite transparente TAO-Beschichtung 115 und die dritte transparente TAO-Beschichtung 116 in dem Matrixtyp gebildet sein können, kann die Eingabestelle des Benutzers zum Erfassen der X-Achsen-Koordinate in der zweiten transparenten TAO-Beschichtung 115 bzw. der Y-Achsen-Koordinate in der dritten transparenten TAO-Beschichtung 116 konfiguriert sein, um den Punkt des Eingabeortes zu erfassen. Wenn der Berührungsdetektor 130 die Eingabestelle des Benutzers erfasst, kann der Betriebsmodus des transparenten taktilen Schichtfeldes nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beendet werden.
Zwar wurde diese Erfindung in Verbindung damit beschrieben, was derzeit als beispielhafte Ausführungsformen gilt, aber es sollte klar sein, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist. Im Gegenteil soll dieselbe verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen decken, die innerhalb des Wesens und Bereiches der beiliegenden Ansprüche enthalten sind.

Claims

Transparentes taktiles Schichtfeld für ein Display, aufweisend: einen Eingabefeldkörper mit einem ionenleitenden Polymerfilm, der zwischen einem Bildschirm und einem Deckfilm angeordnet ist; eine Spannungsanlegeeinrichtung, die zum Anlegen einer Spannung an die TAO-Beschichtung konfiguriert ist; und einen Berührungsdetektor, der zum Abtasten einer Eingabe, wenn Druck an den Deckfilm angelegt wird, und Erfassen eines Ortes der Eingabe konfiguriert ist; wobei der ionenleitende Polymerfilm mit zumindest einer oder mehreren Zinnantimonoxid-Beschichtungen (TAO-Beschichtungen) beschichtet ist, wobei der Eingabefeldkörper einen dreidimensionalen Effekt durch das angelegte Spannungssignal aufweist.
Transparentes taktiles Schichtfeld für ein Display nach Anspruch 1, wobei der ionenleitende Polymerfilm mit zumindest einer ersten TAO-Beschichtung und einer zweiten TAO-Beschichtung beschichtet ist; die erste TAO-Beschichtung auf eine Seite des ionenleitenden Polymerfilms aufgetragen ist, die an den Deckfilm angrenzend ist; die zweite TAO-Beschichtung auf die andere Seite des ionenleitenden Polymerfilms aufgetragen ist; und wobei die erste TAO-Beschichtung und die zweite TAO-Beschichtung in einem Matrixtyp senkrecht angeordnet sind.
Transparentes taktiles Schichtfeld für ein Display nach Anspruch 2, wobei eine dritte TAO-Beschichtung auf den Bildschirm aufgetragen ist.
Transparentes taktiles Schichtfeld für ein Display nach Anspruch 3, wobei die Spannungsanlegeeinrichtung zum Anlegen einer Spannung einer ersten Polarität an die erste TAO-Beschichtung und Anlegen einer Spannung einer zweiten Polarität, die eine andere Polarität als die Spannung einer ersten Polarität aufweist, an die zweite TAO-Beschichtung und dritte TAO-Beschichtung konfiguriert ist.
Transparentes taktiles Schichtfeld für ein Display nach Anspruch 4, wobei die erste TAO-Beschichtung gestreckt wird und die zweite TAO-Beschichtung kontrahiert wird, wobei eine konvexe Form des Eingabefeldkörpers gebildet wird, um einen dreidimensionalen Effekt zu liefern.
Transparentes taktiles Schichtfeld für ein Display nach Anspruch 3, wobei der Berührungsdetektor zum Erkennen der Eingabe eines Benutzers konfiguriert ist, wenn die zweite TAO-Beschichtung und die dritte TAO-Beschichtung einander berühren, nachdem der Eingabefeldkörper einen dreidimensionalen Effekt aufweist.
Transparentes taktiles Schichtfeld für ein Display nach Anspruch 6, wobei der Berührungsdetektor, wenn der Berührungsdetektor die Eingabe erkennt, zum Erfassen einer X-Achsen-Koordinate in der zweiten TAO-Beschichtung und Erfassen einer Y-Achsen-Koordinate in der dritten TAO-Beschichtung konfiguriert ist, um eine Eingabestelle des Benutzers zu erfassen.
Transparentes taktiles Schichtfeld für ein Display nach Anspruch 1, wobei der ionenleitende Polymerfilm aus einem ionen-elektronenaktiven Polymer besteht.
Transparentes taktiles Schichtfeld für ein Display nach Anspruch 1, wobei der ionenleitende Polymerfilm eine Kohlenstoffnanoröhre enthält.
Verfahren zum Betätigen eines transparenten taktilen Schichtfeldes für ein Display, das einen Bildschirm, der ein Bild ausgibt, einen Deckfilm, den ein Benutzer berührt, und einen ionenleitenden Polymerfilm enthält, der zwischen dem Bildschirm und dem Deckfilm angeordnet ist, wobei der ionenleitende Polymerfilm mit einer ersten TAO-Beschichtung auf einer Seite, die an den Deckfilm angrenzend ist, und mit einer zweiten TAO-Beschichtung auf der anderen Seite beschichtet ist und eine dritte TAO-Beschichtung auf den Bildschirm aufgetragen ist, aufweisend: Anlegen einer Spannung einer vorbestimmten Polarität an jede der ersten, zweiten und dritten TAO-Beschichtung; Abtasten einer Benutzereingabe; und Erfassen eines Eingabeortes, an dem die Benutzereingabe abgetastet wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei die erste TAO-Beschichtung und die zweite TAO-Beschichtung in einem Matrixtyp senkrecht angeordnet sind.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei eine Spannung einer ersten Polarität an die erste TAO-Beschichtung angelegt wird und eine Spannung einer zweiten Polarität, die sich von der Spannung einer ersten Polarität unterscheidet, an die zweite TAO-Beschichtung und die dritte TAO-Beschichtung angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, wobei die erste TAO-Beschichtung gestreckt wird und die zweite TAO-Beschichtung kontrahiert wird und eine konvexe Form des Eingabefeldkörpers gebildet wird, um einen dreidimensionalen Effekt zu liefern.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Anlegen der Spannung einer vorbestimmten Polarität an jede der ersten, zweiten und dritten TAO-Beschichtung durchgeführt wird, wenn ein dreidimensionales Startsignal des Eingabefeldkörpers empfangen wird.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Abtasten der Benutzereingabe das Erkennen der Eingabe des Benutzers enthält, wenn die zweite TAO-Beschichtung und die dritte TAO-Beschichtung einander berühren.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei bei der Erfassung der Eingabestelle, an der die Eingabe des Benutzers abgetastet wird, eine X-Achsen-Koordinate in der zweiten TAO-Beschichtung und eine Y-Achsen-Koordinate in der dritten TAO-Beschichtung erfasst werden, um die Eingabestelle des Benutzers zu erfassen.