[发明专利]用于减小输入设备和基准面之间的摩擦的超级滑动的用途

说明书

技术领域

本公开通常涉及输入设备，且特别涉及用于控制输入设备和基准面之间的摩擦的设备和方法。

背景技术

在过去几十年来，发展了用于生成计算机的指令的几种类型的输入设备。这些设备包括鼠标、轨迹球、键盘和触控板。那些输入设备中的一些相对于基准面(例如支座)进行移动以生成指令。这些输入设备包括例如鼠标。其它输入设备适合于将物体相对于输入设备的有效表面的运动转换成用于计算机的指令。那些设备包括触控板。

随着时间的推移，用户形成了关于使用用于生成特定的指令的特定输入设备的某些偏好。例如，鼠标特别适合于控制在计算机屏幕上的光标的运动。触控板特别适合于允许用户链接到特定的手势功能例如以翻看一叠文件。当使用输入设备时，应注意，在输入设备和基准面(输入设备在基准面上进行使用)之间的摩擦直接影响使用输入设备的舒适度和所产生的指令的准确度。

例如，对于鼠标，该摩擦对鼠标相对于基准面的运动和由用户在将计算机屏幕上的光标从一个位置移动到另一位置时消耗的力有影响。当使用鼠标时，摩擦减小了用户的行动速度以及他对光标的定位的精确度。此外，当鼠标在基准面上移动时，摩擦可导致噪声的产生。减小摩擦将增加鼠标滑动和精确度。此外，这将帮助减小或甚至消除滑动粘附(slip stick)，其为由在静摩擦和动摩擦之间的差异引起的效应。由于这个和其它原因，减小并控制鼠标和基准面之间的摩擦可明显增强用户的体验。

应注意，当在基准面上使用鼠标时，为了使用户舒适地使用鼠标，需要一些摩擦。例如，如果用户不能够点击同一点两次，他将不能够执行用得很多的双击操作。另一例子是，当鼠标未被使用时，鼠标不应从用户由于缺少摩擦而留下它的位置移走。这可例如是假设基准面是倾斜的情况。

在输入设备和基准面或支座之间的摩擦水平对其它类型的设备(例如触控板)也是重要的。当使用触控板时，用户将在触控板的有效表面之上或相对于触控板的有效表面移动物体或手指。在触控板和基准面之间的摩擦应足以避免当在有效表面之上移动手指或物体时设备本身产生位移。如果摩擦不是足够的，则用户会最终使用两只手来向计算机提供指令。将需要一只手来将触控板保持在固定位置处，而使用另一只手来在触控板的有效表面上生成指令。

发明内容

输入设备通信地耦合到主机，其中输入设备相对于基准面的运动被测量，且其中在输入设备和所述基准面之间的摩擦是动态可减小的。输入设备包括壳体和用于接触基准面的执行器。执行器包括第一层和第二层，第一层包括向其施加了电压的压电材料，而第二层包括与第一层不同的、粘结到第一层的材料。电压到第一层的施加导致一层空气存留在执行器和基准面之间。这层空气将在输入设备和基准面之间的摩擦从第一数量的摩擦减小到第二数量的摩擦。第一层为具有外径的圆盘形状，而第二层为具有等于或大于第一层的外径的外径的圆盘形状。第二层的外径在5-8.5mm的区间中。

输入设备通信地耦合到主机，其中输入设备相对于基准面的运动被测量，且其中在输入设备和所述基准面之间的摩擦是动态地可减小的。输入设备包括壳体和用于接触基准面的执行器。执行器包括第一层和第二层，第一层包括向其施加了电压的压电材料，而第二层包括与第一层不同的、粘结到第一层的材料。电压到第一层的施加导致一层空气存留在执行器和基准面之间。这层空气将在输入设备和基准面之间的摩擦从第一数量的摩擦减小到第二数量的摩擦。

附图说明

在附图中，示出了结构，其连同下面提供的详细描述一起描述示例性实施方式。使用相同的参考数字标示相同的元件。应理解，被示为单个部件的元件可以用多个部件代替，且被示为多个部件的元件可以用单个部件代替。附图并不是按比例的，且某些元件的比例可为了说明的目的而被放大。

图1是以具有三个设备的鼠标的形式的输入设备的三维表示，这三个设备用于在鼠标的底部和基准面之间产生挤压膜；

图2示出根据图1的用于产生挤压膜的设备之一的细节；

图3示出用于产生挤压膜的设备的侧视图；

图4A和4B示出压电元件分别在扩张和收缩阶段期间的运动；

图5示出用于产生包括压电材料的叠层的挤压膜的设备；

图6示出所绘制的空气间隙与时间的关系曲线图；

图7示出所绘制的压力与时间的关系曲线图；

图8示出在弯曲支柱的执行器的截面图中的第一实施方式；

图9示出由挤压膜产生的平均力的示意性表示；

图10示出完整的圆盘压电折弯机执行器；

图11示出所产生的1000个随机选择的执行器，在实验的空间中表示了其的轨迹；