[发明专利]用于为触摸输入设备提供传感器和致动功能的系统

说明书

本发明公开了一种用于为触摸输入设备提供传感器和致动功能的系统。给出了包括触摸输入设备以及致动和感测系统的触摸输入系统。致动和感测系统具有与触摸输入设备的第一表面相邻的传递结构，传递结构具有第一部分和从第一部分的边缘延伸的梁。致动和感测系统还具有布置在梁上的换能器贴片。传递结构被配置为在触摸输入设备和换能器贴片之间传递力，使得由于外力造成的触摸输入设备的移动引起梁和换能器贴片的变形，并且使得由换能器贴片输出的致动引起触摸输入设备的移动。换能器贴片具有换能器材料层，其被配置为充当传感器，并且被配置为充当致动器。

发明人：Vahid Khoshkava

Juan Manuel Cruz-Hernandez

Neil T.Olien

技术领域

本发明涉及一种为触摸输入设备提供传感器和致动功能的系统。

背景技术

电子设备制造商努力为用户提供丰富的界面。许多设备使用视觉和听觉提示向用户提供反馈。在一些界面设备中，还向用户提供动觉效果(诸如主动和阻力反馈)和/或触感效果(诸如振动、纹理和热)。动觉效果和触感效果可以更一般地称为“触觉反馈”或“触觉效果”。触觉反馈可以提供增强和简化用户界面的提示。例如，振动效果或振动触感触觉效果在向电子设备的用户提供提醒用户特定事件的提示，或提供在实际的、模拟的或虚拟的环境中创建更强烈的感官沉浸的逼真反馈时可能是有用的。这些效果可以在实际的、模拟的或虚拟的环境中具有在用户界面、游戏、汽车、消费电子和其它用户界面中的应用。

发明内容

以下具体实施方式本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本发明或本发明的应用和用途。此外，不旨在受到在前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中给出的任何表达或暗示的理论的束缚。

本文的实施例的一个方面涉及包括触摸输入设备以及致动和感测系统的触摸输入系统。触摸输入设备用于接收触摸输入。致动和感测系统具有与触摸输入设备的第一表面相邻布置的传递结构，该传递结构具有第一部分和从第一部分的边缘延伸的梁。致动和感测系统还具有布置在梁上的换能器贴片(patch)。传递结构被配置为在触摸输入设备和换能器贴片之间传递力，使得由于触摸输入施加的外力造成的触摸输入设备的移动引起梁和布置在梁上的换能器贴片的变形，并且使得由换能器贴片输出的致动引起触摸输入设备的移动。换能器贴片具有换能器材料层，其被配置为通过在换能器贴片和梁由于外力而变形时输出第一电信号而充当传感器，并且被配置为通过在第二电信号被施加到换能器材料时输出致动梁的移动而充当致动器。

在实施例中，梁是被配置为梁弹簧的弹性梁，其中梁响应于由触摸输入施加的力的变形包括梁的弯曲，并且其中梁的弯曲导致换能器贴片的弯曲。

在实施例中，传递结构是传递层，其中当在触摸输入设备处未接收到触摸输入时，触摸输入设备和传递层都是平坦的并且彼此平行。

在实施例中，传递层布置在触摸输入设备的后表面处，其中后表面是与触摸输入设备的输入表面相对的表面。

在实施例中，传递层的第一部分是其中心部分，并且梁是从中心部分的第一边缘延伸的第一梁。在这个实施例中，传递层还包括从中心部分的相对的第二边缘延伸的第二梁。换能器贴片是第一换能器贴片，并且致动和感测系统具有布置在第二梁上的第二换能器贴片，第二换能器贴片也具有换能器材料层。在这个实施例中，由于外力造成的触摸输入设备的移动引起第一梁和第二梁中的至少一个的弯曲移动，这分别引起第一换能器贴片和第二换能器贴片中的至少一个的弯曲移动。

在实施例中，触摸输入系统还包括布置在触摸输入设备的后表面与第一梁和第二梁两者之间的间隔层。触摸输入系统还包括刚性安装支撑件，该刚性安装支撑件直接附连到中心部分以将该中心部分配置为传递层的相对于该刚性安装支撑件的基本固定部分，其中刚性安装支撑件被配置为将触摸输入系统安装到安装表面。