電子設備的觸摸屏上的虛擬按鍵的物理存在的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明總體涉及電子設備的用戶界面，并且更具體地涉及電子設備的觸摸屏上的虛擬按鍵的物理存在。
【背景技術】
[0002]現代電子設備中觸摸屏已經變得十分普遍。日益普及的一個原因是軟件生成諸如按鈕、菜單圖標和滑塊的虛擬控件的能力。硬件制造商可以在觸摸屏上創建虛擬按鍵，而不是創建可能磨損的昂貴的物理按鍵。因此，電子設備的接口包括許多虛擬按鍵而不是物理按鍵。在像智能電話和汽車中的儀表板之類的多種電子設備上可以找到這些虛擬按鍵。用戶在平面屏幕上與計算機生成的虛擬按鍵交互，在該平面屏幕上虛擬按鍵不具有第三維度中的實際存在。虛擬按鍵具有長度和寬度，但是沒有實際的深度。
[0003]用戶界面設計師通常運用著色來表示可點擊的虛擬按鍵的陰影。用戶學習與虛擬按鍵及面板交互。如果用戶界面是內部一致的，虛擬按鈕中的每一個虛擬按鈕的位置是一致的并且用戶可以點擊這個位置而不必直接地尋找它的精確位置。此時，身體的本體感覺，諸如使用鼠標的手的位置或者點擊智能電話上的按鈕的手指的位置，被很好地學習使得用戶避免看著目標或者有意識地定位光標。一旦這種情況發生，用戶被稱為產生了對于用戶界面的感覺。
[0004]觸摸屏具有一個優點，該優點是它們可以充當顯示用戶界面的顯示器和允許用戶界面被操縱的控件兩者。在觸摸屏之前，顯示器是非交互式的監視器并且控件是諸如鍵盤之類的輸入設備。觸摸屏的缺點是它們的表面是完全平的因而它們不提供觸覺反饋。傳統的物理控件，諸如鋼琴鍵盤或者汽車收音機的不同形狀的物理旋鈕，通過用戶的觸摸提供三維表面的感覺。當用戶的手指觸摸三維的音量控制和調諧旋鈕或者按下鍵盤上的按鍵時，用戶的手指有感覺。例如，在沒有傳統的鍵盤的情況下，用戶必須使用他們的眼睛一一他們將不能運用他們在平面屏幕上觸摸的感覺，并且作為結果，當他們使用他們的眼睛來掃描收音機或者鍵盤的表面時，他們必須將其注意力從道路或者從樂譜轉移。觸覺反饋的缺乏使得用戶將更多時間花費在看控件上而不是集中于他們主要的任務，比如駕駛汽車或者閱讀樂譜。
【發明內容】
[0005]本發明的實施例提供一種裝置，該裝置提供了電子設備的觸摸屏上的虛擬按鍵的物理存在。該裝置包括在觸摸屏的平面之上的第一層。該第一層包括第一管狀通道和第二管狀通道的網格。第一管狀通道基本上正交于第二管狀通道。該裝置進一步包括在第一層之上的第二層，并且第二層包括實體柱。實體柱被放置在第一管狀通道和第二管狀通道的交匯處。第一管狀通道中的各管狀通道和第二管狀通道中的各管狀通道能夠在基本上正交于平面的方向上增加維度。當第一管狀通道中的至少一個子集和第二管狀通道中的至少一個子集在基本上正交于平面的方向上增加維度時，實體柱的至少一個子集在基本上正交于平面的方向上凸起以便形成虛擬按鍵的物理存在，從而形成顯示器上的三維的觸覺。
【附圖說明】
[0006]圖1示出了根據本發明的一個實施例的圖示裝置的用于電子設備的觸摸屏上的虛擬按鍵的物理存在的層的示圖。
[0007]圖2示出了根據本發明的一個實施例的圖示在電子設備的觸摸屏之上的層中mXn個重疊通道的網格的示圖。
[0008]圖3示出了根據本發明的一個實施例的圖示如圖2所示的凸起區域的橫截面的示圖。
[0009]圖4示出了根據本發明的一個實施例的圖示用于在電子設備的傳統屏幕上提供三維的觸覺的裝置的層的示圖。
【具體實施方式】
[0010]參考附圖在以下實施例中詳細地描述本發明。本發明的各種實施例的前述描述為了說明和描述的目的而提出。它既不意圖為窮盡也不意圖為限制本發明于所公開的確切形式。許多修改和變體是有可能的。如由附帶的權利要求所定義的，對于本發明的領域中的技術人員可以是明顯的這些修改和變體旨在被包括在本發明的范圍內。
[0011]應當理解，所公開的實施例僅說明了可以被體現為各種形式的要求保護的結構和方法。此外，關于各種實施例的所給出的示例中的每一個示例意圖在于說明性的，而非限制性的。此外，附圖不一定按比例繪制，一些特征可以被夸張以顯示特定部件的細節。因此，本文公開的具體的結構上和功能上的細節將不被理解為限制，而僅被理解為用于教導本領域的技術人員多樣地應用本公開的方法和結構的典型基礎。
[0012]本發明的實施例中公開的方法提供一種設備，該設備憑借顯示器的表面變得凸起以便于隨著手指在表面上移動而產生觸摸的感覺。中心思想是由數以千計的起起落落以向用戶界面對象提供物理維度的透明矩形組成的觸摸屏面板。在矩形塑料矩陣下的物理層由軟件控制。
[0013]以汽車中的控制臺為例，觸摸屏控制臺可以展示不同的模式:收音機、GPS、恒溫器等。當收音機模式被激活時，具有音量控制、收音機電臺預設、搜索和掃描按鍵的觸摸屏布局可以出現。這些按鍵將被升高以表示收音機模式期間所遇到的控件。當用戶切換到GPS模式時，觸摸屏將轉變為用于導航所需要的三維的控件，包括在地圖上放大和縮小、選擇喜歡的位置等。構成表面的塑料矩陣將會升高，從而為放大和縮小控件給出深度。如果控制臺切換到恒溫器，那么表面將重置為一套新的虛擬按鍵，諸如風扇開關和恒溫器旋鈕。當電源被關閉時，觸摸屏面板上的所有物理按鍵將消失并且控制臺變為平坦的。可升高的透明的塑料矩形的矩陣迅速恢復以形成平坦的表面。
[0014]本發明提出一種方法來克服觸摸屏的缺點并且該方法允許屏幕的表面動態地升高或降落。其中繪有調諧旋鈕的屏幕的區域具有可以被用戶的手指察覺的凸起的表面。例如，考慮汽車中8” X8”的觸摸屏。在屏幕的左側是由軟件繪制的虛擬按鍵，并且該虛擬按鍵表示對于音樂的音量的控制。如果該音量按鍵是Γ’Χ I”的，那么觸摸屏在顯示的按鍵之下將具有I” X I” X 1/4”的凸起表面。既然屏幕的一部分在屏幕的其余部分以上被升高了四分之一英寸，用戶可以將他們的手指滑過觸摸屏從而更容易地定位按鍵。
[0015]當然，屏幕升得越高，對于用戶越容易通過他們的手指感受差別。凸起區域的形狀越像控件(例如，用于觸摸屏上的圓形控件的圓的凸起的表面)，用戶可以越容易識別控件的類型。最終，觸摸屏的凸起表面將模仿原始的物理對象一一具有代表按鍵的凸起表面的由塑料制成的實際的鍵盤。在觸摸屏上，英語QWERTY鍵盤將具有26個凸起表面以代表字母表的26個字母。回車按鍵將是兩倍長，從而向用戶提供更大的表面區域來觸摸。觸摸屏的表面現在已從完全光滑和平坦的表面轉換為具有完全比得上原始鍵盤的凸起表面的觸摸屏的表面。
[0016]現在將參考附圖詳細地描述本發明的實施例。在所有附圖中，使用笛卡爾坐標系來表示三維的方向(X方向、Y方向和Z方向)。
[0017]圖1示出了根據本發明的一個實施例的圖示裝置100的用于電子設備的觸摸屏上的虛擬按鍵的物理存在的層的示圖。裝置100包括作為電子設備的層101、作為電子設備的觸摸屏的層102、以及在觸摸屏之上的層103。在X-Y平面，層103包括mXn的矩陣或者通道的網格，該網格使用流體填充并且由軟件控制在層101中。當矩陣或者通道的一個或者多個所選擇的子集沿著+Z方向被迫升高時，一個或者多個區域在+Z方向上被升高。圖1示出了凸起區域104。層101，或者電子設備，是智能電話、收音機裝置、GPS裝置、恒溫器或者具有觸摸屏顯示器的任何電子設備。
[0018]圖2示出了根據本發明的一個實施例的圖示在電子設備100的觸摸屏(層102)之上的層103中mXn個重疊通道的網格的示圖。在層103的示例中，m個通道202和η個通道201在基板200之上(X-Y平面)形成mXη的網格。通道202和通道201形成具有mXη的分辨率的網格。例如，網格可以是具有800X600的分辨率的重疊的通道202和201。透明的流體，諸如水、空氣和油，可以被推動流過