TW201327311A - 顯示器變形偵測 - Google Patents

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Yafei Bi
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Abstract

所揭示實施例係關於一種顯示器變形偵測系統14，其基於電阻及/或電容之改變而偵測顯示器變形。在一實施例中，一種方法包括量測一基線，該基線包含安置於顯示面板12內或上覆於顯示面板12上的一導電網100之一基線電阻或一基線電容或一基線電阻與一基線電容兩者。該方法進一步包括：偵測該基線電阻或該基線電容或該基線電阻與該基線電容兩者之一改變；及計算發生該基線電阻或該基線電容或該基線電阻與該基線電容兩者之該改變的一改變位置。該方法亦包括計算該基線電阻或該基線電容或該基線電阻與該基線電容兩者之該改變的一量值。

Description

顯示器變形偵測
本發明大體而言係關於顯示面板，且更特定而言，係關於此等顯示面板中之變形偵測。
本發明大體而言係關於顯示面板，且更特定而言，係關於此等顯示面板中之變形偵測。
此章節意欲向讀者介紹技術之各種態樣，該等態樣可關於在下文描述及/或主張的本發明之各種態樣。咸信此論述有助於向讀者提供背景資訊以促進更好地理解本發明之各種態樣。因此，應理解，應照此閱讀此等陳述，且不應將此等陳述作為先前技術之承認而閱讀。
許多電子裝置包括向電子裝置之使用者提供視覺影像的顯示面板。當非預期壓力經施加至顯示面板時，此等顯示面板可能易受損壞。一些壓力可為源自顯示器之後之內部組件的內部壓力。其他壓力可為在使用者無意中向顯示器施加過度壓力時出現的外部壓力。
下文闡述本文中所揭示之特定實施例的概述。應理解，僅呈現此等態樣以向讀者提供此等特定實施例之簡要概述，且此等態樣並不意欲限制本發明之範疇。實際上，本發明可涵蓋下文可能並未闡述之多種態樣。
本發明之實施例係關於用於偵測電子裝置之顯示面板之變形(例如，歸因於所施加壓力產生之幾何形狀改變)的裝 置及方法。在特定實施例中，顯示面板變形可用以偵測及診斷施加於顯示面板上之非預期壓力。另外，在特定實施例中，顯示面板變形可用於偵測施加於顯示面板上之有意的壓力。
關於本發明之各種態樣，可存在上文所提及之特徵之各種改進。其他特徵亦可併入至此等各種態樣中。此等改進及額外特徵可個別地或以任何組合存在。舉例而言，下文關於所說明實施例中之一或多者論述的各種特徵可單獨地或以任何組合併入至本發明之上文所描述之態樣中的任一者中。此外，上文所呈現之簡要概述僅意欲使讀者熟悉本發明之實施例之特定態樣及上下文，而不限於所主張標的物。
在閱讀以下詳細描述後且在參看圖式後，便可更好地理解本發明之各種態樣。
下文將描述一或多個特定實施例。為了提供此等實施例之簡明描述，未在本說明書中描述實際實施方案之所有特徵。應瞭解，在任何此實際實施方案之開發中，如在任何工程或設計專案中，必須作出眾多實施方案特定決策以達成開發者之特定目標(諸如，遵守系統相關及商業相關約束)，該等目標可因實施方案而異。此外，應瞭解，此開發努力可能為複雜的且耗時的，然而，對於受益於本發明之一般技術者而言，此開發努力將為設計、生產及製造之常規任務。
如可瞭解，電子裝置可包括促成裝置之功能的各種組件。舉例而言，圖1為說明可存在於一個此電子裝置10中之組件的方塊圖。圖1中展示之各種功能區塊可包括硬體元件(包括電路)、軟體元件(包括儲存於諸如硬碟機或系統記憶體之電腦可讀媒體上的電腦程式碼)，或硬體元件與軟體元件之組合。圖1僅為特定實施方案之一實例且僅意欲說明可存在於電子裝置10中之組件的類型。舉例而言，在目前說明之實施例中，此等組件可包括顯示器12、顯示器變形偵測系統14、輸入/輸出(I/O)埠16、輸入結構18、一或多個處理器20、一或多個記憶體裝置22、非揮發性儲存器24、網路介面26、RF傳輸器28、耦接至RF傳輸器28之天線30，及加速度計31。
網路介面26可經由有線網路(例如，乙太網路)或無線網路(例如，Wi-Fi)提供通信能力。另外，RF傳輸器28可經由射頻信號提供通信。加速度計31可量測電子裝置10之加速度且向處理器20提供所量測加速度。
顯示器12可用以顯示由電子裝置10產生之各種影像。舉例而言，處理器20可向顯示器12提供影像資料。另外，非揮發性儲存器24可經組態以儲存由處理器20提供之影像資料。顯示器12可為任何合適液晶顯示器(LCD)，諸如邊緣場切換(FFS)及/或共平面切換(IPS)LCD。另外，顯示器12可具有可用作電子裝置10之控制介面之部分的觸摸感測能力。
顯示器12可耦接至顯示器變形偵測系統14，顯示器12由 處理器20控制。如下文將更詳細地描述，顯示器變形偵測系統14可使得處理器20能夠偵測顯示器12之幾何形狀改變。可將關於此等幾何形狀改變或變形之資訊儲存於非揮發性儲存器24中或傳達至外部實體(例如，經由使用I/O埠16、網路介面26或RF傳輸器28)。
電子裝置10可採用蜂巢式電話或某一其他類型之電子裝置的形式。在特定實施例中，呈手持型電子裝置之形式的電子裝置10可包括可自Apple Inc.(Cupertino，California)購得之型號iPod®或iPhone®。以實例說明，圖2中說明根據一實施例之呈手持型電子裝置30(例如，蜂巢式電話)之形式的電子裝置10。所描繪手持型電子裝置30包括顯示器12(例如，呈LCD或某一其他合適顯示器之形式)、I/O埠16及輸入結構18。
儘管大體上在圖2中之蜂巢式電話的情況下描繪電子裝置10，但電子裝置10亦可採用其他類型之電子裝置的形式。在一些實施例中，各種電子裝置10可包括媒體播放器、個人資料行事曆、手持型遊戲平台、攝影機及此等裝置之組合。舉例而言，可以包括各種功能性(諸如，拍照、進行電話呼叫、存取網際網路、經由電子郵件通信、記錄音訊及視訊、聽音樂、玩遊戲及連接至無線網路之能力)之手持型電子裝置30的形式提供電子裝置10。在另一實例中，亦可以攜帶型多功能平板計算裝置之形式提供電子裝置10。以實例說明，平板計算裝置可為可自Apple Inc.購得之型號iPad®平板電腦。或者，亦可以具有顯示器 12之桌上型或筆記型電腦的形式提供電子裝置10。舉例而言，桌上型或筆記型電腦可為裝備有顯示器12之型號iMac®、MacBook Air®或MacBook Pro®。儘管以下揭示內容以實例說明使用手持型裝置30，但應理解，顯示器變形偵測系統14可以相似方式以任何合適外觀尺寸(諸如，上文提及之外觀尺寸)使用。
在所描繪實施例中，手持型電子裝置30包括圖1之顯示器12與顯示器變形偵測系統14。顯示器12可顯示由手持型電子裝置30產生之各種影像，諸如具有圖示40之圖形使用者介面(GUI)38。使用者可藉由經由觸摸顯示器12存取使用者輸入18及存取GUI 38而與手持型裝置30互動。在特定實施例中，顯示器變形偵測系統14可有助於與手持型電子裝置30之GUI 38的使用者互動。舉例而言，當使用者對顯示器12施加預期力時，可在顯示器12中出現變形。顯示器變形偵測系統14可偵測變形之位置且基於變形位置向處理器20提供使用者輸入信號。舉例而言，使用者可能需要經由手持型電子裝置30發送SMS文字訊息。使用者可在SMS文字訊息圖示40上按壓顯示器12以開啟SMS文字訊息傳遞應用程式。在按壓顯示器12後，便可出現顯示器12變形。如下文將更詳細地論述，顯示器變形偵測系統14可判定變形之位置且向處理器20提供該位置。處理器20可將由顯示器變形偵測系統14提供之位置解譯為SMS文字訊息圖示40上之使用者輸入且因此執行SMS文字訊息傳遞應用程式。
在特定實施例中，如下文將更詳細地描述，顯示器變形 偵測系統14可提供顯示器變形之量值。所提供之變形量值亦可有助於與手持型電子裝置30之GUI 38的使用者互動。在特定實施例中，可啟用GUI 38以基於提供至GUI 38之力的量而提供多種功能性。在一實施例中，可啟用圖示以基於施加於圖示上之壓力而以不同速率影響改變。舉例而言，在所描繪實施例中，可啟用音量圖示41以在較輕力經提供至音量圖示41時，以1 dB增量增加或減小手持型電子裝置30之音量。當較重力經施加至圖示41時，可以較高增量(例如，5 dB)增加或減小音量。在一些實施例中，可啟用顯示器變形偵測系統14以基於突破特定臨限值的顯示器12之變形之量值而向處理器20或其他資料處理電路提供某位準(例如，低、中及高)之力。在其他實施例中，顯示器變形偵測系統14可基於實際變形量值而提供連續可變量之力。
變形偵測系統14亦可用於診斷顯示器12之損壞。對手持型電子裝置之顯示器12的損壞可發生於過量力經施加至顯示器12時。舉例而言，當手持型電子裝置30掉落時，顯示器12可歸因於來自掉落之衝擊而破裂。另外，當顯示器12使用共平面切換技術時，可在顯示器12變形時發生漏光。顯示器變形偵測系統14可提供對發生於顯示器12中之幾何形狀改變及施加於顯示器12上之壓力的清楚理解，此情形可使得能夠診斷顯示器12損壞周圍之細節。舉例而言，可啟用顯示器變形偵測系統14以在力之量值突破過量力臨限值時儲存顯示器變形資訊。在一些實施例中，過量力臨限 值可為約100牛頓。在偵測到滿足或超過過量力臨限值的力之量值後，便可啟用顯示器變形偵測系統14以儲存變形統計，諸如變形之時間、變形位置及/或變形量值。在一些實施例中，顯示器變形偵測系統14可在滿足過量力臨限值之時間導出並儲存變形梯度圖(例如，所有變形及其相關聯之統計的快照)。變形梯度圖可藉由詳述在過量壓力施加之時間發生的變形中之每一者而提供對過量壓力施加之原因的較清楚理解。
手持型電子裝置30之製造商亦可在手持型電子裝置30之設計過程期間使用顯示器變形偵測系統14來診斷可能的顯示器12損壞。舉例而言，在向公眾發佈之前，可使手持型電子裝置30經受大量測試，諸如人因測試。人因測試涉及理解人與裝置的用以產生較好設計之互動。顯示器變形偵測系統14可在設計過程期間藉由提供由與裝置之人類互動引起的顯示器應變之新量測來改良人因測試。舉例而言，人因研究可展示：手持型電子裝置30之使用者通常在手持型電子裝置30不在使用中時將手持型電子裝置30置放於其褲子口袋裏。顯示器變形偵測系統14可提供由此活動引起之顯示器變形的量測，從而允許製造商基於由於將手持型電子裝置30儲存於使用者之口袋中引起的顯示器變形而修改設計。
在一實例中，顯示器變形偵測系統14可偵測凸變形(如圖5中描繪)，從而暗示顯示器正向外彎曲。手持型電子裝置30製造商可判定此變形為可能的，此係因為以下之故： 手持型電子裝置30之底板僅為半硬質的，從而允許電子手持型裝置30彎曲之程度多於其應彎曲之程度。基於經由顯示器變形偵測系統30提供之資料，製造商可能能夠在向公眾發佈手持型電子裝置30之前併有較硬質底板。
在特定情形中，製造商可能需要在掉落有可能發生時啟用顯示器變形偵測系統14。當顯示器變形偵測系統14僅用以診斷顯示器12損壞之原因時，此選擇性啟用可保存手持型電子裝置之電池壽命。在此等實施例中，圖1之加速度計31可用以啟動顯示器變形偵測系統14。加速度計31可量測手持型電子裝置30之加速度且向處理器20提供所量測加速度。處理器20可偵測手持型電子裝置30之可能的掉落或其他突然移動(例如，經由偵測滿足或超過過量加速度臨限值之所量測加速度)。基於偵測可能的掉落或其他突然移動，處理器20可啟動顯示器變形偵測系統14。顯示器變形偵測系統14可接著偵測顯示器變形且向處理器20提供結果。在使用週期之後，處理器20可撤銷啟動顯示器變形偵測系統14。
現轉向關於可如何實施顯示器變形偵測系統之較詳細描述，圖3說明使用網層100之顯示器變形偵測系統14的實施例。圖4及圖5說明顯示器變形實例且圖6提供用於偵測顯示器12變形之處理程序。出於清晰起見，將聯合地論述圖3至圖6。網層100安置於顯示器12內或上覆於顯示器12上。網層100可包括交叉導線之列102及行104的陣列。列102及行104可安置於單獨平面上，使得其在力經施加至列 102及/或行104時僅在交叉點處接觸。在一些實施例中，導線可由氧化銦錫(ITO)組成。網層100之解析度可極其精細(例如，每一導線可極其薄且接近於其他導線)。舉例而言，導線可具有約10微米之直徑及/或可彼此隔開在70微米內。隨著網層100(例如，列102及行104)之導線拉伸或壓縮，導線之阻抗(例如，電阻及/或電容)改變。因此，電阻像素106(例如，導線交叉之區域)的阻抗(例如，電阻及/或電容)亦可改變。舉例而言，當將力110施加至顯示器12時，網層100之一些導線可拉伸且網層100之一些導線可壓縮。為了偵測顯示器變形，可量測網層100中之電阻及/或電容改變。為了進行此操作，可獲得基線阻抗(例如，電阻及/或電容量測結果)(區塊202)。舉例而言，可將列102及行104耦接至電阻及/或電容量測電路108。電阻及/或電容量測電路108可量測列102與行104相交所在的導線網層100之部分(例如，電阻像素106)處的基線電阻及/或電容。在其他實施例中，電阻及/或電容量測電路可耦接至顯示器12之共同電壓導線以判定基線電阻及/或電容量測結果。共同電壓導線將共同電壓供應至顯示器12之共同電極。
當將力110施加於顯示器12上時，導線之電阻及/或電容將改變。舉例而言，如圖4中說明，將向下之力110施加於顯示器12上。向下之力110可使導線在一或多個電阻像素106處壓縮(112)。當導線壓縮(112)時，電阻可減小(且因此電容可增加)。另外，如圖5中說明，可將向上之力110 施加於顯示面板上(例如，自手持型電子裝置30之基礎組件)，從而使導線在所施加力110附近的一或多個電阻像素106處拉伸(114)。當導線拉伸時，電阻可增加(且因此電容可減小)。電阻及/或電容量測電路108可週期性地或連續地量測在電阻像素106處的網層100之電阻及/或電容。經由用於處理器20之驅動程式或指令，處理器20可基於由電阻及/或電容量測電路108進行之量測而偵測電阻及/或電容的改變(區塊204)。如上文所論述，在特定實施例中，當加速度計量測結果提供關於手持型電子裝置30正掉落之指示時，顯示器變形偵測系統14可輪詢新電阻及/或電容量測結果。
在特定實施例中，顯示器變形量測可與電阻及/或電容值相關聯，與可影響電阻及/或電容之其他刺激(例如，溫度改變)相比，電阻及/或電容值快速地轉變。舉例而言，顯示器變形可使導線網100中之電阻及/或電容值快速地偏移(此係歸因於變形快速地發生)。因此，可藉由低頻濾波器(例如，高通濾波器)對電阻及/或電容之緩慢轉變之變化(例如，由溫度改變引起之變化)濾波(區塊205)。電阻及/或電容量測電路108可接著向處理器20或其他資料處理電路提供經濾波電阻及/或電容量測結果。
在發現基線電阻及/或電容之改變後，顯示器變形偵測系統14便可判定發生改變之位置(例如，電阻像素106之位置)(區塊206)。另外，可藉由電阻及/或電容量測電路108量測自基線的電阻及/或電容的改變之量測以計算改變之 量值(區塊208)。
如先前所論述，導線之列102及行104可極其小。因此，導線可包括極其低之電阻。因此，基於變形之電阻及/或電容的改變亦可相當低。電阻及/或電容量測電路108可包括考慮極其低電阻位準之極其靈敏量測電路。在特定實施例中，導線之電阻的改變可為約數微歐姆。
在電子裝置上執行之特定處理器指令可利用與變形位置及/或變形量值而非電阻及/或電容改變位置及量值有關的資訊。因此，在一些實施例中，以下情形可為有益的：使電阻及/或電容改變之位置與顯示器變形位置(例如，發生改變之電阻像素106的位置)相關聯(區塊210)，且使電阻及/或電容之改變量值與顯示器12之變形量值或施加於顯示器12上之力的量值相關聯(區塊212)。在特定實施例中，儲存於非揮發性儲存器24中之查找表可使力之量值與特定電阻改變值相關聯。使用查找表，處理器20可使電阻及/或電容改變與施加於手持型電子裝置30上之力的量值相關聯。
如先前所論述，可將變形統計(例如，變形位置、變形量值及/或變形時間)儲存於非揮發性儲存器24中以供稍後擷取。可經由網路介面26、RF傳輸器28及/或I/O埠16擷取變形統計。一旦擷取所儲存變形統計，便可將所儲存變形統計自非揮發性儲存器24移除。在特定實施例中，可週期性地移除所儲存變形統計以在非揮發性儲存器24中提供更多儲存空間。
在特定實施例中，可能需要週期性地重設(例如，重新 量測)基線。隨著時間過去，網層100可保持由顯示器12變形引起的電容及/或電阻改變中之一些改變。重設基線可有助於確保：當判定導線之電阻及/或電容的改變時，考慮了任何所保持電容及/或電阻改變。可按預定時間週期或在特定事件發生時量測基線。舉例而言，可每天在午夜或每月一次在3：00 A.M.重新量測基線。在其他實施例中，可在手持型電子裝置30處於修復時藉由製造商之設施來重設基線。在蜂巢式電話實施例中，可在每次蜂巢式電話遭遇新蜂巢式服務塔時自動重設基線。另外，可經由使用顯示於GUI 38上之選單設定來重設基線。
量測及報告顯示器變形位置及量值可用於偵測由施加至顯示器12之力引起的有意的與無意的顯示面板應變兩者。舉例而言，有意的顯示面板應變可用於提供較動態GUI 38，較動態GUI 38考慮經由至顯示器12之觸摸式輸入施加的力之量。另外，可在設計過程期間量測無意的顯示面板應變，以理解顯示器12將因人因而遭遇的應變。另外，顯示面板應變可用於藉由記錄在發生損壞時之時間之前或期間施加至顯示器12的力來診斷對顯示器12之損壞。
已藉由實例展示了上文所描述之特定實施例，且應理解，此等實施例可易受各種修改及替代形式影響。應進一步理解，申請專利範圍並不意欲限於所揭示之特定形式，而應涵蓋屬於本發明之精神及範疇內的所有修改、等效物及替代方案。
10‧‧‧電子裝置
12‧‧‧顯示器
14‧‧‧顯示器變形偵測系統
16‧‧‧輸入/輸出(I/O)埠
18‧‧‧輸入結構/使用者輸入
20‧‧‧處理器
22‧‧‧記憶體裝置
24‧‧‧非揮發性儲存器
26‧‧‧網路介面
28‧‧‧射頻(RF)傳輸器
30‧‧‧天線/手持型電子裝置
31‧‧‧加速度計
38‧‧‧圖形使用者介面(GUI)
40‧‧‧簡訊服務(SMS)文字訊息圖示
41‧‧‧音量圖示
102‧‧‧交叉導線之列
104‧‧‧交叉導線之行
106‧‧‧電阻像素
108‧‧‧電阻及/或電容量測電路
110‧‧‧力
圖1為根據一實施例之具有顯示面板變形偵測系統之電子裝置的示意性方塊圖；圖2為根據一實施例之包括顯示面板變形偵測系統之手持型電子裝置的透視圖；圖3為根據一實施例之包括導電網之顯示器變形偵測系統的示意圖；圖4為根據一實施例之具有凹變形之顯示面板的示意性表示；圖5為根據一實施例之具有凸變形之顯示面板的示意性表示；及圖6為描繪根據一實施例之用於偵測顯示面板變形之處理程序的流程圖。

Claims (20)

  1. 一種偵測一顯示面板中之一變形的方法，其包含：偵測與該顯示面板相關聯之一導電網之一基線阻抗的一改變；計算發生該基線阻抗之該改變的一改變位置；及計算該基線阻抗之該改變的一量值。
  2. 如請求項1之方法，其包含經由一高通濾波器對該基線阻抗之低頻改變濾波。
  3. 如請求項1之方法，其包含：經由一加速度計偵測該顯示面板之移動；及在偵測到該顯示面板之該移動後便偵測該基線阻抗之該改變。
  4. 如請求項1之方法，其包含使該變形量值與該顯示面板之一掉落相關聯。
  5. 如請求項1之方法，其包含至少部分基於該變形而判定一觸摸命令。
  6. 如請求項5之方法，其中該觸摸命令包括以下兩者：與該改變位置相關聯之該觸摸命令的一位置；及與改變之該量值相關聯之該觸摸命令的一力。
  7. 如請求項1之方法，其包含在該顯示面板之設計過程期間監視該顯示面板之該變形。
  8. 如請求項1之方法，其使該改變位置與一變形位置相關聯。
  9. 如請求項1之方法，其包含使該改變之該量值與一變形 量值相關聯。
  10. 一種顯示器變形偵測系統，其包含：一顯示器，其經組態以提供一圖形影像；一導電網，其與該顯示器相關聯且具有一基線阻抗；及變形偵測電路，其經組態以：判定該導電網之該基線阻抗；偵測該導電網之至少一部分中的基線阻抗之一改變；儲存與基線阻抗之該改變有關之改變資訊；及使該改變資訊與該顯示器中之一變形相關聯。
  11. 如請求項10之顯示器變形偵測系統，其中該變形偵測電路經組態以：儲存阻抗之該改變的一位置及一量值；基於該基線阻抗之該改變的該位置而計算一變形位置；及基於該基線阻抗之該改變的該量值而計算一變形量值。
  12. 如請求項10之顯示器變形偵測系統，其中該導電網包含顯示面板之一共同電壓層，該共同電壓層經組態以將一共同電壓供應至該顯示面板之一共同電極。
  13. 如請求項10之顯示器變形偵測系統，其包含經組態以偵測該顯示面板之一掉落的一加速度計，其中該顯示器變形偵測電路經組態以在偵測到該掉落時偵測該基線阻抗之該改變。
  14. 如請求項10之顯示器變形偵測系統，其中該顯示器變形偵測電路經組態以按週期性輪詢增量偵測該基線阻抗之該改變。
  15. 如請求項10之顯示器變形偵測系統，其中該顯示器變形偵測電路經組態以按週期性間隔移除該阻抗之該改變的該所儲存位置及該所儲存量值。
  16. 如請求項10之顯示器變形偵測系統，其中該顯示器變形偵測電路經組態以按週期性間隔判定該基線阻抗。
  17. 一種電子裝置，其包含：一顯示器，其經組態以提供該電子裝置之一圖形使用者介面；一導電網，其與該顯示器相關聯且具有一基線阻抗；及一處理器，其經組態以：偵測來自該基線阻抗之一變化；使來自該基線阻抗之該變化的一位置與一變形位置相關聯；使來自該基線阻抗之該變化的一量值與一變形量值相關聯；及基於該變形位置及該變形量值中之至少一者而提供一圖形使用者介面輸入指令。
  18. 如請求項17之電子裝置，其中該處理器經組態以按週期性間隔偵測來自該基線阻抗之該等變化。
  19. 如請求項17之電子裝置，其中該處理器經組態以提供該圖形使用者介面指令，其中該圖形使用者介面指令包括 該變形位置及該變形量值。
  20. 如請求項17之電子裝置，其中該圖形使用者介面經組態以基於該變形量值之變化而不同地作出回應。
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