触觉表面 相关申请
此申请要求于 2009 年 1 月 8 日提交的第 61/143203 号美国临时申请、 以及于 2009 年 4 月 22 日提交的第 61/171646 号美国临时申请的优先权, 其公开在此以引用方式并入。
背景
现今存在有限数量的选择, 以允许触摸板或触摸式屏幕来掌握和提供触觉反馈给 它们的用户。 这些选择中的一些包括使用机电的线性或旋转发动机, 其消耗大量的功率、 具 有缓慢的响应时间、 以及不提供 “触摸点” 或局部触觉反馈。就是说, 它们一般使整个设备 振动。其它选择包括使用压电元件, 其通常易碎和昂贵以及提供极少的运动给用户 ; 或, 使 用大的电磁螺线管类型的致动器, 其消耗大量的功率以及要求复杂的机械组件。
概述
提供此概述从而以简化的形式介绍精选的概念, 其在以下的详细描述中被进一步 描述。此概述非意于识别所要求权利的主题的主要特征或基本特征, 也非意于被用于限制 所要求权利的主题的范围。
在一种或多种实施方式中, 两个传导表面被利用以及适当地被驱动以通过吸引力 和 / 或排斥力来提供至少一个表面的运动。表面的运动能够被控制或利用以提供各种功 能。
在一种或多种实施方式中, 设备包括表面和可操作地与表面相关联的致动器机 构。致动器机构被配置以提供触觉反馈给与表面接触的用户。在至少一些实施方式中, 致 动器机构包括一对分隔开的基底, 其每个支持传导材料层。 在至少一些实施方式中, 电介质 材料和邻近的气隙可在基底之间被插入。设备也包括驱动电路, 其可操作地连接到分隔开 的基底。驱动电路被配置成以电信号驱动传导材料层。以电信号驱动传导层导致一个或多 个相应的基底或朝向彼此运动或远离彼此运动或两者均有。在一些实施方式中, 驱动电路 能够使用不同的驱动配置 (profile) 来驱动传导层, 以提供各种触觉的或音频的反馈给用 户。
在其它实施方式中, 设备包括致动器机构, 其被配置成提供触觉的或音频的反馈 给用户。 在至少一些实施方式中, 致动器机构包括一对分隔开的基底, 其每个支持传导材料 层。 至少一个基底直接地或间接地支持、 或以其它方式有效地接触用户输入机构, 用户通过 该机构能够提供输入到设备。在至少一些实施方式中, 电介质材料和邻近的气隙在基底之 间被插入。设备也包括驱动电路, 其可操作地连接到分隔开的基底。驱动电路被配置成以 电信号驱动传导材料层。以电信号驱动传导层导致一个或两个基底的运动。在一些实施方 式中, 驱动电路能够使用不同的驱动配置来驱动传导层, 以通过用户输入机构提供各种触 觉反馈给用户。
在至少一些实施方式中, 驱动传导层的电信号能够响应于以下项被生成 : 用户输 入或交互、 软件活动、 和 / 或外部的触发, 例如, 与其它项的交互、 警报、 消息、 提醒和诸如此 类。关于用户交互, 此类情况能够通过例如触摸式屏幕、 触摸板、 键盘、 小键盘、 分立的开关 ( 机械的或数字的 )、 线性或旋转运动感测、 接近度、 交互式内容、 无效的键入、 限制以及诸
如此类来发生。
附图简述
相同的数字贯穿于附图被使用以参考相似的特征。
图 1 说明了依照一个或多个实施方式的示例的设备。
图 2 说明了依照一个或多个实施方式的示例的材料组件的侧视图。
图 3 说明了依照一个或多个实施方式的一些示例的部件。
图 4a 说明了依照一个或多个实施方式的示例的系统的高等级方框图。
图 4b 说明了依照一个或多个实施方式的示例的电压调节器。
图 4c 说明了依照一个或多个实施方式的能够允许触觉的配置的实时改变的 USB 接口。
图 4d 说明了依照一个或多个实施方式的电子电路。
图 4e 说明了依照一个或多个实施方式的电子电路。
图 4f 说明了依照一个或多个实施方式的电子电路。
图 5a 说明了依照一个或多个实施方式的示例的材料组件的侧视图。
图 5b 说明了依照一个或多个实施方式的示例的材料组件的侧视图。
图 6 为描述了在依照一个或多个实施方式的方法中的步骤的流程图。
图 7 说明了依照一个或多个实施方式的示例的材料组件的侧视图。
图 8 说明了依照一个或多个实施方式的图 7 的材料组件的侧视图。
图 9 为描述了在依照一个或多个实施方式的方法中的步骤的流程图。
图 10 说明了依照另外的实施方式的图 1 的设备。
详细描述
综述
在一种或多种实施方式中, 两个传导表面被利用和适当地被驱动, 以通过吸引力 和 / 或排斥力提供至少一个表面的运动。表面的运动能够被控制或利用以提供各种功能。 任何适合的类型的材料能够被用于传导表面。例如, 传导表面能够被形成作为透明基底的 部分。可选择地或附加地, 传导表面能够由不透明的材料例如金属材料来形成。
在一种或多种实施方式中, 设备包括表面和可操作地与表面相关联的致动器机 构。致动器机构被配置以提供触觉反馈给与表面接触的用户。在至少一些实施方式中, 致 动器机构包括一对分隔开的基底, 其每个支持传导材料层。 在至少一些实施方式中, 电介质 材料和邻近的气隙可在基底之间被插入。设备也包括驱动电路, 其可操作地连接到分隔开 的基底。驱动电路被配置成以电信号驱动传导材料层。以电信号驱动传导层导致一个或多 个对应的基底或朝向彼此运动或远离彼此运动或两者均有。在一些实施方式中, 驱动电路 能够使用不同的驱动配置以驱动传导层以提供各种触觉的或音频的反馈给用户。
在其它实施方式中, 设备包括致动器机构, 其被配置成提供触觉的或音频的反馈 给用户。 在至少一些实施方式中, 致动器机构包括一对分隔开的基底, 其每个支持传导材料 层。 至少一个基底直接地或间接地支持、 或以其它方式有效地接触用户输入机构, 用户通过 该机构能够提供输入到设备。在至少一些实施方式中, 电介质材料和邻近的气隙在基底之 间被插入。设备也包括驱动电路, 其可操作地连接到分隔开的基底。驱动电路被配置成以 电信号驱动传导材料层。以电信号驱动传导层导致一个或两个基底的运动。在一些实施方式中, 驱动电路能够使用不同的驱动配置来驱动传导层, 以通过用户输入机构提供各种触 觉反馈给用户。
在至少一些实施方式中, 驱动传导层的电信号能够响应于以下项被生成 : 用户输 入或交互、 软件活动、 和 / 或外部的触发, 例如, 与其它项的交互、 警报、 消息、 提醒和诸如此 类。关于用户交互, 此类情况能够通过例如触摸式屏幕、 触摸板、 键盘、 小键盘、 分立的开关 ( 机械的或数字的 )、 线性或旋转运动感测、 接近度、 交互式内容、 无效的键入、 限制以及诸 如此类来发生。在接下来的讨论中, 题为 “设备示例” 的章节被提供以及给出能够利用在此 描述的发明原理的设备的仅一个示例。在此之后, 题为 “材料组件示例” 的章节描述材料组 件, 其包括依照一个或多个实施方式的致动器机构。紧接此之后, 题为 “部件示例” 的章节 描述依照一个或多个实施方式的部件示例。然后, 题为 “用户输入机构的实施方式” 的章节 描述可选择的实施方式。紧接此之后, 题为 “方法示例” 的章节描述依照一个或多个实施方 式的方法。然后, 题为 “基于用户接口元件 (element) 的变化反馈” 的章节描述了其中反馈 基于由用户使用的用户接口元件的类型变化的实施方式。
设备示例
图 1 通常以 100 示出了依照一个或多个实施方式的设备示例。设备 100 包括外罩 102 和由外罩支持的表面 104。表面 104 能够包括任何适合的类型的表面。在该特殊的示 例中, 表面 104 包括触摸表面, 其被配置以经触摸接收用户输入。然而, 应认识到并理解, 不 同于触摸表面的表面能够联系在此描述的原理被利用。 触摸表面 104 能够包括任何适合的类型的触摸表面, 其能够被用户物理地使用或 触摸。在该特殊的示例中, 触摸表面 104 被实现为在手提式设备上的触摸式屏幕。触摸式 屏幕能够由任何适合的类型的材料形成例如玻璃或塑料, 以及能够为任何适合的尺寸。例 如, 适合的触摸式屏幕可形成大的显示器设备的部分, 例如, 台式机监视器。可选择地或附 加地, 触摸式屏幕可形成交通工具上的设备的部分, 例如, 作为示例的以及非限制的, 与交 通工具无线电设备、 气候控制、 导航系统、 和 / 或诸如支持 GPS 的导航设施的导航工具等的 相关联的用户接口。
可选择地或附加地, 在至少一些其它的实施方式中, 触摸表面 104 能够被实施作 为触摸板, 例如, 能够在膝上型计算机上找到的键盘或按钮式面板。
考虑过示例的设备, 现在考虑示例的材料组件, 其能够提供以上和以下描述的致 动器机构。
材料组件示例
图 2 说明了依照一个或多个实施方式的示例的材料组件的侧视图, 其通常以 200 表示。在该示例中, 材料组件 200 包括屏幕 202 和显示器 204 诸如液晶显示器形式的表面。 然而, 任何适合的类型的显示器能够被使用。
材料组件 200 也包括致动器机构 206, 其操作地与屏幕 202 相关联。致动器机构 被配置成提供触觉反馈给用户来响应用户触摸或以其它方式使用屏幕 202。在至少一些实 施方式中, 致动器机构 206 包括一对分隔开的基底 208、 210, 其每个分别地支持传导材料层 212、 214。然而, 应认识到并理解, 基底 208、 210 可单独地由传导材料组成。
显示器 204 可操作地被布置在基底 210 附近。在至少一些实施方式中, 电介质材 料 216 和邻近的气隙 218 在基底 208、 210 之间被插入。除此之外, 致动器机构 206 也可包
括弹簧机构 220、 222。 任何适合的类型的弹簧机构能够被利用, 例如, 各种类型的机械弹簧、 橡胶弹簧、 橡胶制动器、 弹性材料、 回力垫片材料、 以及诸如此类。 适合类型的弹簧和弹簧机 构的示例在以上以引用方式并入的第 61/143203 号美国临时申请中被描述。
任何适合类型的材料能够被利用以提供材料组件 200 的部件。
例如, 在至少一些实施方式中, 基底 208、 210 能够由透明的材料形成, 例如塑料或 玻璃。此外, 传导材料层 212、 214 能够包括任何适合的类型的传导材料。可选择地或附加 地, 基底可包括具有传导性质的材料。例如, 在至少一些实施方式中, 至少一种基底能够由 传导材料形成, 例如金属薄片。 当然, 其它材料能够在不偏离所要求权利的主题的精神和范 围的情况下被利用。
在至少一些实施方式中, 传导材料为透明的传导材料。可选择地或附加地, 在至 少一些实施方式中, 传导材料为喷涂材料或胶片, 其被应用、 涂敷或以其它方式沉积 ( 正如 通过各种沉积技术中的任何一种, 例如, 作为示例的以及非限制的, CVD、 PECVD, 以及诸如此 类 ) 在基底 208、 210 的表面上。可选择地或附加地, 在至少一些实施方式中, 传导材料能够 包括铟锡氧化物、 银、 铜、 或任何其它适合的类型的传导材料。
电介质材料 216 能够包括任何适合的类型的电介质材料, 例如, 作为示例的以及 非限制的, 空气、 玻璃、 塑料、 弹性材料、 凝胶剂和 / 或其它液体的或非液体的材料。 在一种或多种实施方式中, 与材料组件 200 相关联的各种参数能够被挑选, 从而 提供期望的操作特点。例如, 与气隙 218 的维度和电介质材料 216 的介电常数相关联的参 数能够被挑选从而提供期望的操作特点。在至少一些实施方式中, 以下参数值被使用 :
参数 气隙维度 介电常数
值 0.1 到 1.0mm 大于或等于 1考虑过示例的材料组件, 现在考虑示例的部件, 其能够与材料组件相关联地被使 用以提供给用户触觉反馈。
部件示例
图 3 说明了依照一种或多种实施方式的一些示例的部件, 其通常以 300 表示。部 件 300 包括触摸感测模块 302、 驱动模块 304、 以及制动器机构 306。在该示例中, 制动器机 构 306 对应在图 2 中的制动器机构 206。任何适合的硬件、 软件, 和 / 或固件能够被使用以 执行触摸感测模块 302 和驱动模块 304。
关于触摸感测模块 302, 任何适合的类型的技术能够被利用以执行触摸感测模块 以使其能够在用户触摸或以其它方式使用触摸式屏幕时感测。适合的、 熟知的技术的示例 包括, 作为示例的以及非限制的, 电容电场技术、 电阻技术、 光纤、 场效应、 力 / 压力、 感生 的、 霍尔效应、 以及诸如此类。
驱动模块 304 包括驱动电路, 其可操作地连接到制动器机构 306 的分隔开的基底。 驱动电路被配置成以电信号驱动传导材料层以响应于输入, 例如, 作为示例的以及非限制 的, 感测触摸输入、 软件活动、 和 / 或其它触发或例如那些以上提到的事件。驱动传导层导致一个或多个对应的基底或朝向彼此运动或远离彼此运动或两者均有。在一些实施方式 中, 驱动电路能够使用不同的驱动配置来驱动传导层, 以在至少一些实施方式中, 提供各种 触觉反馈给用户。 驱动配置能够包括, 作为示例的以及非限制的, 一系列具有各种频率的电 压脉冲。
作为适合的驱动电路的示例, 参考图 4a-4f。
图 4a 说明了示例的系统的高等级的方框图, 其通常以 600 表示, 其能够被并入到 键盘或类似的设备以及被利用以执行以上和以下描述的功能。在说明的和描述的示例中, 系统 600 包括微控制器 602, 该微控制器 602 依次包括触觉定制引擎 604、 以 EEPROM 606 为 形式的计算机可读存储媒体、 键盘部件 608、 按键扫描部件 610、 以及触觉引擎 612。除此之 外, 系统 600 包括可调节的 DC/DC 转换器 614、 高压侧开关 616、 618、 低压侧开关 620、 622、 以 及制动器 624。
除此之外, 通常以 630 说明开关, 且其代表被配置成检测用户的使用的触摸表面 的方面。 用户的使用的检测能够使用任何适合的类型的传感器或检测仪器发生。 例如, 在至 少一些实施方式中, 机械开关、 薄膜开关、 电容型传感器或投影的电场型传感器、 表面声波、 红外显示器、 光学 / 图像分辨率、 和 / 或图像感测能够被采用以感测用户的使用。这些类型 的传感器的操作原理通常被熟知, 以及为了简洁起见, 除了仅出现在以下的解释之外, 不以 细节描述。 在至少一些实施方式中, 检测仪器建立感应场, 其覆盖有效地定义传感器层的触 摸表面的部分或全部。传感器层能够被视为一区域, 在该区域中, 用户的存在和 / 或运动 ( 例如用户的手指 ) 能够被传感器层检测。 当用户的存在和 / 或运动被传感器层检测到时, 电信号能够发送到驱动电子设备以有效地驱动基底从而使触摸表面以期望的方式运动。
如所示, 触觉定制引擎 604 被连接到可调节的 DC/DC 转换器 614, 该可调节的 DC/ DC 转换器 614 依次分别地被连接到高压侧和低压侧开关 616、 618 和 620、 622。制动器 624 可操作地连接到如所示的高压侧和低压侧开关。 高压侧和低压侧开关都被连接到触觉引擎 612。
在 操 作中, 在一种或 多种实 施方式中, 触 觉定 制引 擎 604 被配 置成 加载来 自 EEPROM 606 的预先定义的触觉配置或修改存在的配置的参数, 其根据用户 / 主机请求或通 过来自自适应触觉硬件 / 软件系统的请求。除此之外, 在一种或多种实施方式中, 触觉定制 引擎 604 被配置成加载新的配置到触觉引擎 612 或保存新的配置到 EEPROM 606, 正如由用 户或硬件 / 软件开发者定义的。EEPROM 606 被配置成存储触觉配置信息用于在触觉引擎 612 中使用。 该信息能够在生产时间被预先定义, 以及被更新, 或由用户、 主系统、 开发者、 或 触觉系统的自适应模块在运行时间补充。
HID 键盘部件 608 被配置成提供人机交互设备功能到主系统 ( 如果必要 ), 从而允 许触觉系统以与如小键盘、 键盘、 触摸板、 鼠标相同的方式起作用, 以及也提供触觉信息到 主机, 用于显示、 修改、 或其它用途。
按键扫描部件 610 被配置成提供用于触觉系统的机构以了解何时其应触发触觉 配置的重放。触觉系统不需要自身直接扫描按键。恰恰相反, 触觉系统能够可选择地获得 来自另外的设备例如键盘控制器、 触摸式屏幕控制器、 或其它用户输入设备的键盘 / 开关 / 输入状态信息。
触觉引擎 612 被配置成基于由 EEPROM 606、 触觉定制引擎 604、 和 / 或任何种类的 其它存在的数据源供应的配置数据, 控制到触觉致动器的输入信号。
可调节的 DC/DC 转换器被配置成供应致动器的操作电压。输出电压可以或可以不 被调节, 在空闲时可以是或可以不是可调节的, 或根本上可以是或可以不是可调节的。DC/ DC 转换器可以或可以不具有一般电源的任何共同的或非共同的特征, 例如, 电流超载保护、 低压保护、 睡眠模式、 关闭模式、 电压反馈等。在空闲时, 调整允许输出电压为可调节的, 以 使主机或触觉定制引擎 604 能够修改输出电压。
在操作中, 在一种或多种实施方式中, 高压侧和低压侧开关被配置成驱动致动器 相位的电压为致动器的最大正操作电压、 最大负操作电压、 或在它们之间的任何电压, 包括 接地或高阻抗 ( 流动的 ) 电位。
描述过示例的电子设备, 现在考虑能够被利用以执行以上描述的实施方式的示例 的电路的讨论。
图 4b 说明了依照一种或多种实施方式的示例的电压调节器。在该示例中, 可调节 的低压调节器供高压 DC/DC 转换器运转, 以允许实时可调节的高电压电平, 例如, 在图 4a 中 的转换器 614。在该示例中, 具有调整的电阻的输出电压的线性调节器被使用以驱动 DC/DC 转换器, 其输出电压与其输入电压成比例。 此外, 控制线性调节器的输出电压的电阻器路径 包含具有串行接口的电子控制的电位计。 这允许微控制器连续地设置反馈支路的电阻以及 控制线性调节器的输出, 其相应驱动 DC/DC 转换器和控制致动器驱动电压。应理解到, 这里 存在许多其它方式来使用调节的和未调节的电源以提供必要的操作电压, 以及同样地, 可 调节的高电压轨不必用于每个执行, 即使如果可调节性被要求, 这里额外地有许多方式提 供可调节性。
图 4c 与图 4e 一起说明了 USB 器件, 其能够允许触觉配置的实时改变以及能够充 当 HID 柔性键盘。该电路为一种方式的示例的实现, 以提供给系统用户与触觉设备交互的 装置。USB 器件被提供以定义两个接口。一个为标准的 HID 键盘, 另一个为用作触觉定制引 擎的通用 HID 设备。标准的键盘接口允许按压在触觉设备的按键, 以在主机上注册, 作为键 盘的按键响应。以类似的方式, 设备能够注册输入为鼠标命令、 触摸式屏幕或触摸板输入、 或开关终止。 触觉定制引擎接口允许主机软件发送各种命令, 以定义、 重新定义、 修改、 挑选 或读取在触觉设备中存储的 / 使用的触觉配置信息。
图 4d 说明了结合图 4f 的、 用于驱动致动器的高压侧和低压侧开关的示例的原理 图。包括光绝缘体的部件组成仅一种实现。相应地, 其它实现能够在不偏离所要求权利的 主题的精神和范围的情况下被利用。
图 4e 说明了微控制器和用于执行触觉定制引擎、 触觉引擎、 USB 接口、 按键扫描电 路, 以及 EEPROM 的支持硬件的示例的原理图。其它电路能够在不偏离所要求权利的主题的 精神和范围的情况下被使用。
图 4f 说明了图 4d 的细节。该原理图为半导体开关堆叠 (stack) 方案的示例的执 行, 其允许廉价的、 低电压部分被一起使用从而切换高电压。 该特殊的堆叠方案利用电容耦 合 MOSFET 栅极, 以及被独特地设计用于该切换应用, 以在静止和活动状态期间非常功率有 效, 这是由于删除电阻, 同时提供可靠的切换功能给电容性负载, 其包括许多电可变形的该 电力地可变形的设备, 例如, 作为示例的但非限制的, 电活性聚合物、 压电式材料、 以及静电致动器。 应认识并理解, 电容耦合不是堆叠开关用于增加的电压处理的唯一的方式, 也不是 堆叠开关处理高电压的切换的唯一的方式。
用户输入机构的实施方式
在一些实施方式中, 设备包括配置成提供触觉反馈给用户的致动器机构。在至少 一些实施方式中, 致动器机构包括一对分隔开的基底, 其每个支持传导材料层。至少一个 基底支持或以其它方式有效地接触用户输入机构, 通过该用户输入机构用户能够提供输入 到设备。在至少一些实施方式中, 电介质材料和邻近的气隙在基底之间被插入。在一些例 子中, 电介质材料能够包括空气本身。 设备也包括驱动电路, 其可操作地连接到分隔开的基 底。驱动电路被配置成以电信号驱动传导材料层以响应于设备经用户输入机构接收输入。 驱动传导层导致一个或两个基底的运动。在一些实施方式中, 驱动电路能够使用不同的驱 动配置以驱动传导层来通过用户输入机构提供各种触觉反馈给用户。
作为示例, 考虑图 5a, 其说明了依照一个或多个实施方式的示例的材料组件的侧 视图, 通常以 500 表示。在该示例中, 材料组件 500 包括以旋钮 502 为形式的用户输入机 构。 旋钮能够包括用户可使用的任何适合的类型的旋钮。 此外, 任何适合的类型的用户输入 机构能够被使用。在至少一些实施方式中, 用户输入机构能够为虚拟的或非虚拟的。例如, 虚拟用户输入机构能够包括, 作为示例的以及非限制的, 滑块、 按钮, 以及诸如此类的。 旋钮 502 经传动轴被连接到轴承 503。 材料组件 500 也包括致动器机构 506, 其可操作地与旋钮 502 相关联。 致动器机构 被配置成提供触觉反馈给用户, 以响应于用户触摸或以其它方式使用旋钮 502。 在至少一些 实施方式中, 致动器机构 506 包括一对分隔开的基底 508、 510, 其每个为传导的或支持传导 材料层。在至少一些实施方式中, 电介质材料 516 和邻近的气隙在基底 508、 510 之间被插 入。除此之外, 致动器机构 506 也包括到 520、 522 的弹簧机构。任何适合的类型的弹簧机 构能够被利用, 例如, 各种类型的机械弹簧、 用橡胶处理的弹簧、 用橡胶处理的阻塞物、 弹性 材料、 弹性衬垫、 以及诸如此类。 适合类型的弹簧和弹簧机构的示例在以上以引用方式并入 的第 61/143,203 号美国临时申请中被描述。
任何适合的类型的材料能够被利用以提供材料组件 500 的部件。
例如, 在至少一些实施方式中, 基底 508、 510 能够由透明的材料形成, 例如, 塑料 或玻璃。此外, 传导材料层能够包括任何适合的类型的传导材料。在至少一些实施方式中, 传导材料为清楚的传导材料。 可选择地或附加地, 在至少一些实施方式中, 传导材料为喷涂 材料或薄膜, 其如以上描述的被涂在基底 508、 510 的表面上。可选择地或附加地, 在至少一 些实施方式中, 传导材料能够包括铟锡氧化物、 银、 铜、 或任何其它适合的类型的传导材料。
电介质材料 516 能够包括任何适合的类型的电介质材料, 例如, 作为示例的以及 非限制的, 空气、 玻璃、 塑料、 弹性材料、 凝胶剂和 / 或其它流体的或非流体的材料。
在一种或多种实施方式中, 与材料组件 500 联系的各种参数能够被挑选从而提供 期望的操作特点。例如, 与气隙的维度、 电介质材料 516 的厚度、 以及电介质材料 516 的介 电常数相关联的参数能够被挑选从而提供期望的操作特点。示例的参数值在以上给出。
材料组件 500 能够具有与其相关联的其它部件, 例如, 联系图 3 说明的和描述的那 些部件。同样地, 能够联系材料组件 500 被利用的驱动电路能够提供触觉反馈给用户, 例如 当用户转动旋钮时。例如, 特殊的信号或电压配置能够被挑选和应用, 如以上描述的, 当旋
钮被用户转动时, 提供以重复的点击为形式的触觉反馈。然而, 应认识并理解, 其它配置能 够取决于用户输入机构的类型而被使用。
作为另外的示例, 考虑图 5b, 其说明了依照一个或多个实施方式的示例的材料组 件的侧视图, 通常以 500b 表示。在该示例中, 材料组件 500b 包括以按键 502b 为形式的用 户输入机构, 例如, 可在计算机键盘上找到的按键。
材料组件 500b 包括致动器机构 506b, 其可操作地连接到按键 502b 以及包括一对 分隔开的基底 508b、 510b, 其每个具有传导性质。在本示例中, 基底 508b 能够包括以上提 供的任何适合的类型的基底示例。在该特殊的示例中, 基底 510b 包括金属衬垫材料, 例如, 金属薄片。当然, 任何适合的类型的材料能够被利用。致动器机构 506b 也包括弹簧机构 520b、 522b、 524b、 和 526b。弹簧机构 520b 和 524b 在基底 510b 和按键 502b 之间被连接。 弹簧机构 522b 和 526b 在基底 510b 和基底 508b 之间被连接。
另外, 致动器机构 506b 包括薄膜开关层 528b 和连接到按键 502b 下面的止动装置 530b。 当按键 502 被按下时, 止动装置 530b 触及薄膜开关层 528b 以关闭开关。 当开关被关 闭时, 驱动电子设备能够应用电信号到基底 508b 和 / 或基底 510b, 因此导致基底 508b 被吸 引到基底 510b。这能够提供触觉反馈给用户。在至少一些实施方式中, 40g 到 50g 的压力 能够被利用作为按键弹簧力, 以按下按键到薄膜开关层。另外, 薄膜开关层能够以大约 10g 到 20g 的压力完成开关关闭。 考虑过各种实施方式, 现在考虑能够由在此描述的实施方式执行的示例的方法。
方法示例
图 6 为依照一个或多个实施方式的描述在方法中的步骤的流程图。方法能够联系 任何适合的硬件、 软件、 固件、 或其组合被执行。 在至少一些实施方式中, 方法能够联系系统 被执行, 例如, 那些以上所描述的。
步骤 600 感测用户输入。该步骤能够以任何适合的方式被执行。例如, 在至少一 些实施方式中, 用户输入能够被感测, 以响应于用户触摸了触摸表面, 例如, 触摸式屏幕或 触摸板。还在其它实施方式中, 用户输入能够相对于用户输入机构被感测。用户输入机构 的示例在以上已被提供。除此之外, 各种技术的示例能够被利用以感测以上已被提供的用 户输入。
作为示例, 考虑说明了图 2 的实施方式的图 7。在该示例中, 手指 700 触摸了触摸 式屏幕 202。
响应于感测用户输入, 步骤 602 将例如电压或电压配置的电信号应用到由基底支 持的传导层, 例如, 以上描述的那些传导层和基底。任何适合的类型的电信号能够被应用, 其包括由例如以上描述的电压配置定义的那些电信号。 应用电压到传导层提供触觉反馈给 如以上描述的用户。
作为示例, 考虑继续图 7 的示例的图 8。在这里, 电压被应用到传导材料层 212、 214, 因此导致在层之间的吸引力, 以及因此分别导致它们所驻留于其上的基底 208、 210 之 间的吸引力。响应于所应用的电压, 在该示例中, 基底 208 向基底 210 运动, 因此压缩弹簧 机构 220、 222。通过比较图 7 和图 8 能够被看到的, 气隙 218 被减少, 以及因此基底 208 和 210 之间的距离被减少。
当电压从传导材料层移除时, 弹簧机构 220、 222 的回力导致基底 208、 210 返回到
能够被视为相对于彼此未加偏压的处置。如刚才描述的基底的运动提供触觉反馈给用户, 其能够模仿按钮点击或取决于电压配置的任何其它适合的类型的触觉反馈, 例如, 蜂鸣或 振动以及诸如此类。
然而, 应认识并理解, 音频信号能够被使用以驱动传导层。
基于用户接口元件的变化反馈
在一种或多种实施方式中, 触觉反馈能够基于被用户使用的用户接口元件的类型 变化。例如, 用户接口元件的一些类型例如虚拟按钮参与以点击为形式的触觉反馈。通过 选择和应用合适的电信号配置, 该点击能够被提供, 以响应于感测相对于虚拟按钮的用户 输入。最终, 用户接口元件的其它类型例如滑块等参与不同性质的触觉反馈。例如, 假定设 备设计者将使它们的滑块元件快速连续地提供以多次点击为形式的触觉反馈, 如滑块沿其 轨道运动。在该情况下, 合适的电信号配置的挑选和应用能够提供期望的触觉反馈。
作为示例, 考虑图 9, 其为依照一种或多种实施方式的描述在方法中的步骤的流程 图。方法能够相关联于任何适合的硬件、 软件、 固件或其组合被执行。在至少一些实施方式 中, 方法能够利用系统被执行, 例如, 以上描述的系统。
步骤 900 感测用户输入。该步骤能够以任何适合的方式被执行。例如, 在至少一 些实施方式中, 用户输入能够被感测, 以响应于用户触摸了触摸表面, 例如触摸式屏幕或触 摸板。还在其它实施方式中, 用户输入能够相对于用户输入机构被感测。用户输入机构的 示例在以上已被提供。除此之外, 能够被用来感测用户输入的各种技术的示例已在以上提 供。 步骤 902 查明与用户输入相关联的输入位置。作为示例, 考虑图 10。在这里, 图1 的设备被示出, 通常以 1000 表示。与来自图 1 的实施方式相似的数字已被利用来描述相似 的部件。在该示例中, 三个用户接口元件以 1002、 1004 和 1006 被示出。用户接口元件 1002 和 1004 为代表按钮的图标, 以及用户接口元件 1006 为滑块。在该特殊的示例中, 用户挑选 了用户接口元件 1004, 以及分别地, 方法查明与用户输入相关联的输入位置。
步骤 904 查明与输入位置相关联的用户接口元件。在该特殊的示例中, 方法确定 用户接口元件 1004 对应以及关联于由用户触摸的或以其它方式由用户使用的输入位置。 步骤 906 挑选与在步骤 904 中查明的用户接口元件相关联的电信号配置。任何适合的电信 号配置能够被使用。在该特殊的示例中, 与提供以点击为形式的触觉反馈相关联的电信号 配置能够被挑选。如果用户选择了用户接口元件 1006, 不同的电信号配置应被挑选, 例如, 与以快速频率提供以多次点击为形式的触觉反馈相关联的信号配置。
在步骤 906 已经挑选了合适的电信号配置, 步骤 908 应用挑选的电信号配置到关 联于支持传导层的基底的传导层, 例如, 以上描述的那些基底。依照选择的电压配置, 这样 做提供了触觉反馈给用户。
结论
在一种或多种实施方式中, 两个传导表面被利用以及适当地被驱动以通过吸引力 和 / 或排斥力提供至少一个表面的运动。表面的运动能够被控制或利用以提供各种功能。 任何适合的类型的材料能够被用于传导表面。例如, 传导表面能够被形成为透明基底的部 分。可选择地或附加地, 传导表面能够由不透明的材料形成, 例如, 金属材料。
在一种或多种实施方式中, 设备包括表面和可操作地与表面相关联的致动器机
构。致动器机构被配置以提供触觉反馈给与表面接触的用户。在至少一些实施方式中, 致 动器机构包括一对分隔开的基底, 其每个支持传导材料层。 在至少一些实施方式中, 电介质 材料和邻近的气隙在基底之间被插入。设备也包括驱动电路, 其可操作地连接到分隔开的 基底。驱动电路被配置成以电信号驱动传导材料层。以电信号驱动传导层导致一个或多个 对应的基底或朝向彼此运动或远离彼此运动或两者均有。在一些实施方式中, 驱动电路能 够使用不同的驱动配置以驱动传导层来提供各种触觉的或音频的反馈给用户。
在其它实施方式中, 设备包括致动器机构, 其被配置成提供触觉的或音频的反馈 给用户。 在至少一些实施方式中, 致动器机构包括一对分隔开的基底, 其每个支持传导材料 层。 至少一个基底直接地或间接地支持、 或以其它方式有效地接触用户输入机构, 通过该用 户输入机构, 用户能够提供输入到设备。 在至少一些实施方式中, 电介质材料和邻近的气隙 在基底之间被插入。设备也包括驱动电路, 其可操作地连接到分隔开的基底。驱动电路被 配置成以电信号驱动传导材料层。以电信号驱动传导层导致一个或两个基底的运动。在一 些实施方式中, 驱动电路能够使用不同的驱动配置以驱动传导层来通过用户输入机构提供 各种触觉反馈给用户。
在至少一些实施方式中, 驱动传导层的电信号能够响应于以下各项被生成 : 用户 输入或交互、 软件活动、 和 / 或外部的触发器, 例如与其它项的交互、 警报、 消息、 提醒和诸 如此类。关于用户交互, 此类情况能够通过例如触摸式屏幕、 触摸板、 键盘、 小键盘、 分立的 开关 ( 机械的或数字的 )、 线性或旋转运动感测、 接近度、 交互式内容、 无效的键入、 限制以 及诸如此类来发生。
虽然本主题以具体对于结构特征和 / 或方法行为的语言被描述, 但应理解, 在所 附的权利要求中定义的主题不一定限制为如以上所描述的具体的特征或行为。恰恰相反, 以上描述的具体的特征或行为被公开作为实现权利要求的示例的形式。