這里使用時，術(shù)語“和/或”包括一個或多個所列相關(guān)項目的任意和所有組合。
[0046]為了便于描述，這里可以使用空間關(guān)系術(shù)語諸如“在…下面”、“以下”、“下”、“在…上”、“上”等來描述一個元件或特征與另一個(些)元件或特征如附圖所示的關(guān)系。將理解，空間關(guān)系術(shù)語旨在涵蓋除了附圖中示出的取向之外裝置在使用或操作中的其它不同取向。例如，如果附圖中的裝置被翻轉(zhuǎn)，則被描述為在其它元件或特征“下面”或“下方”的元件將會取向為在該其它元件或特征“上面”或“上方”。因而，示例術(shù)語“在…下面”可以涵蓋之上和之下兩種取向。裝置可以被另外地取向(旋轉(zhuǎn)90度或在其它取向)并且這里使用的空間關(guān)系描述語應(yīng)當(dāng)被相應(yīng)地解釋。
[0047]除非另外地定義，否則這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。還將理解，諸如通用詞典中所定義的術(shù)語應(yīng)當(dāng)被解釋為具有與它們在相關(guān)領(lǐng)域的語境中的含義相一致的含義，而不應(yīng)被解釋為理想化的或過度形式化的意義，除非此處明確地如此定義。此外，在描述本發(fā)明的實施方式時，“可以”的使用指的是“本發(fā)明的一個或多個實施方式”。
[0048]附圖中的同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的元件，其重復(fù)描述可以被省略。
[0049]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，顯示裝置能夠響應(yīng)于使用者與顯示裝置的交互作用(例如，當(dāng)使用者觸摸顯示器時)而改變在其表面處的性質(zhì)。顯示裝置響應(yīng)于使用者交互作用的變化在觸摸點處產(chǎn)生自未觸摸的顯示器的正常光學(xué)性質(zhì)偏離的增加的光學(xué)性質(zhì)。顯示裝置在其表面處的改變的光學(xué)性質(zhì)指示在觸摸點處的剪切力。根據(jù)本發(fā)明的實施方式，光反射的光學(xué)變化被嵌入在顯示裝置中的光傳感器檢測從而辨別在被觸摸表面處力的方向和大小。
[0050]由于本發(fā)明的實施方式能夠感測在顯示裝置的表面處的剪切力，所以可以實現(xiàn)許多新的特性和應(yīng)用。例如，在顯示裝置的觸摸屏上的任何位置能夠經(jīng)由在顯示裝置上引起剪切力的使用者靜態(tài)移動而控制顯示器上的指點桿(track point)虛擬指針，類似于鼠標(biāo)控制計算機上的指針。類似地，作為另一示例，剪切力的可檢測能力能夠用于實現(xiàn)虛擬操縱桿。
[0051]在一些實施方式中，這些應(yīng)用可以例如被應(yīng)用于具有有限屏幕面積的小型顯示裝置(例如，智能手表)的環(huán)境中。此外，因為使用者的靜態(tài)移動傾向于被更精細地控制，所以指針的控制可以更精確。然而，本發(fā)明的實施方式不限于單點手勢，因為多點靜態(tài)手勢也可以被檢測，這將在下面被更詳細地描述。
[0052]圖1A示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的顯示器的像素陣列的俯視圖。
[0053]參照圖1A，顯示裝置包括像素陣列100。像素陣列100包括多個像素102。每個像素102包括多個子像素101。每個像素102包括三個子像素101，并且子像素101可以每個對應(yīng)于不同的顏色(例如，紅色、綠色和藍色)。然而，本發(fā)明的實施方式不限于包括三個子像素的像素，因為任何適合數(shù)目的子像素可以被包括在每個像素中，例如每一像素有四個子像素。
[0054]此外，在被一子像素正常地占據(jù)的空間中，紅外(IR)發(fā)射器104設(shè)置在鄰近于所述子像素101的區(qū)域。類似地，在被另一個子像素101正常地占據(jù)的空間中，IR探測器106設(shè)置在鄰近于所述另一個子像素101的區(qū)域處。IR發(fā)射器104可以鄰近并占據(jù)被分配給紅色子像素的空間，IR探測器106可以鄰近于并占據(jù)被分配給綠色子像素的空間，或反之亦然。然而，本發(fā)明的實施方式不限于子像素、IR發(fā)射器和IR探測器的這種布置，因為可以采用任何適合的布置。例如，IR探測器和IR發(fā)射器可以位于像素之間的黑矩陣處。
[0055]圖1B示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的圖1A所示的像素陣列的像素的透視圖。
[0056]參照圖1B，可變形層108在像素102之上?？勺冃螌?08可以定位在基本上整個像素陣列100之上?？勺冃螌?08可以對于可見光是透明的。另外，分色鏡(或熱鏡)110在與IR發(fā)射器104相應(yīng)的區(qū)域在像素102之上的可變形層108上。分色鏡110可以對于可見光是透明的但是對于IR光是反射的。
[0057]因而，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，馬賽克像素陣列(mosaic pixel array)被實現(xiàn)為包括IR發(fā)射器和IR探測器二者。在可變形層上方，頂表面通過發(fā)射器之上的薄膜分色鏡而被圖案化，分色鏡被調(diào)制為重定向(例如，反射)IR光同時允許具有其它波長的光(例如，可見光)通過。因此，如以下進一步論述的，在剪切力施加到顯示器期間，分色鏡的位置將移動，探測器能夠測量該移動并推斷出剪切。
[0058]根據(jù)本發(fā)明的其它實施方式，IR光可以被朝向顯示裝置的設(shè)置有分色鏡的表面(例如，通過背光照明)泛光照明(flood illuminate)。這些實施方式可以結(jié)合例如IXD使用。
[0059]盡管圖1A和圖1B示出包括一比一比例的IR發(fā)射器和IR探測器的顯示裝置，但是本發(fā)明的實施方式不限于該比例，可以按照期望采用任何適合的比例。例如，顯示裝置可以包括比IR發(fā)射器多的IR探測器。
[0060]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的另一實施方式的顯示器的像素陣列的俯視圖。
[0061]參照圖2，顯示裝置包括像素陣列200。像素陣列200包括多個像素202。每個像素202包括多個子像素201。每個像素202包括三個子像素201，并且子像素201可以每個對應(yīng)于不同的顏色(例如，紅色、綠色和藍色)。
[0062]此外，在某些像素處，例如在多個第一像素處，并且在被兩個子像素201正常地占據(jù)的空間中，IR發(fā)射器204設(shè)置在鄰近于該兩個子像素201的區(qū)域處。根據(jù)本實施方式，IR發(fā)射器204具有矩形形狀并具有相對于子像素201的垂直取向的水平取向。類似于IR發(fā)射器204的布置和形狀，IR探測器206設(shè)置在像素陣列200中的一些像素處，例如在多個第二像素處。
[0063]根據(jù)本實施方式，IR發(fā)射器204和IR探測器206在整個像素陣列以規(guī)則間隔被圖案化，IR探測器206比IR發(fā)射器204的多(例如，第二像素比第一像素多)。在一個實施方式中，第一和第二像素同樣多，并在整個顯示器中規(guī)則地交替，形成重復(fù)的圖案。如圖2所示，IR發(fā)射器204出現(xiàn)在像素陣列200的每三行處并且在這些行內(nèi)在每三個像素202處。因而，其余的像素202包括IR探測器206。然而，本發(fā)明的實施方式不限于示出的布置，因為IR發(fā)射器和IR探測器的任何適合的布置可以如所期望地使用。例如，IR發(fā)射器204可以位于像素陣列200的每行并且還可以位于每行中的每三個像素202處。此外，代替位于像素處，IR探測器和IR發(fā)射器可以位于像素之間的黑矩陣處。
[0064]圖3A示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的顯示裝置的處于未被觸摸狀態(tài)的表面的截面圖。
[0065]參照圖3A，顯示裝置300的表面包括多個IR探測器306、IR發(fā)射器304、在IR探測器306和IR發(fā)射器304上的可變形層308、以及在可變形層308上的熱鏡(hot mirror) 310。如所示的，可變形層具有在像素上、在IR發(fā)射器304上以及在IR探測器306上的第一表面(如圖3A和3B所示的可變形層308的下表面)以及基本上平行于第一表面的第二表面(如圖3A和3B所示的可變形層308的上表面)。顯示裝置在圖3A和3B中被示為基本上平坦的，但是它可以是彎曲的或柔性的。在這樣的實施方式中，盡管不是平坦的，但是可變形層可以具有第一表面和基本上平行于第一表面的第二表面，就在顯示裝置300上的任一點的意義而言，第二表面可以局部地基本上平行于第一表面。
[0066]如所示的，IR發(fā)射器304產(chǎn)生穿過可變形層308朝向熱鏡310行進的IR光。所產(chǎn)生的IR光被熱鏡310朝向IR探測器306重定向(例如，反射)。圖3A示出其中顯示裝置300處于沒被觸摸的缺省狀態(tài)的狀態(tài)，因而，熱鏡310也在沒被觸摸的缺省位置(例如，當(dāng)沒有剪切力被施加到顯示裝置300時)。因此，當(dāng)顯示裝置300處于未被觸摸的狀態(tài)時，被熱鏡310反射的IR光被反射到某些IR探測器306上。
[0067]圖3B示出根據(jù)本發(fā)明的實施方式的圖3A所示的顯示裝置的表面經(jīng)受剪切力的截面圖。
[0068]參照圖3B，使用者的手指312在顯示裝置300上施加剪切力。由于所施加的剪切力，熱鏡310在與剪切力相同的方向上橫向地移動或位移。因此，由于熱鏡310的改變的位置，在IR探測器處的IR輻照度可以改變。被熱鏡310反射的IR光被導(dǎo)向與熱鏡310處于缺省狀態(tài)時接收IR光的那些(例如，在圖3A中接收IR光的IR探測器，諸如探測器306A，其在熱鏡位移時經(jīng)歷IR輻照度的降低)不同的IR探測器306 (其經(jīng)歷IR輻照度的增加，例如探測器306B)。因而，從IR探測器306檢測的初始缺省反射的IR反射的移動能夠指示發(fā)生在顯示裝置300的表面處的剪切力的方向。
[0069]盡管圖3A和圖3B示出一個熱鏡，但是根據(jù)本發(fā)明的實施方式，規(guī)則地間隔的熱鏡的陣列可以在顯示裝置的整個表面被圖案化。熱鏡也可以比使用者的手指小得多。因而，根據(jù)本發(fā)明的一些實施方式，可以感測由使用者的手指引起的寬帶反射，鄰近于使用者手指的熱鏡能夠用于確定使用者手指和顯示裝置之間的觸摸點周圍的熱鏡密度。
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