雙剛度懸掛系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明總地涉及向用戶提供觸覺(jué)反饋的組件和/或系統(tǒng)，更特別地涉及向用戶提供觸覺(jué)反饋的觸摸屏和觸摸表面。
【背景技術(shù)】
[0002]新一代的消費(fèi)者設(shè)備越來(lái)越依賴于諸如顯示在屏幕上的虛擬按鈕和滑塊的觸摸屏輸入作為物理輸入的替代方式。用戶可以幾乎唯一地通過(guò)用一個(gè)或多個(gè)手指觸摸和/或以其他方式操縱屏幕上的虛擬按鈕、滑塊、滾動(dòng)條等來(lái)與這些設(shè)備交互。屏幕上的圖形顯示響應(yīng)于這些操縱而提供可視反饋。在一些更近期的觸摸屏設(shè)備中，在用戶的手指與觸摸屏上的虛擬對(duì)象交互時(shí)，還能夠向用戶提供力反饋或觸反饋，通常統(tǒng)稱為觸覺(jué)反饋。這通常是通過(guò)與屏幕耦合的觸覺(jué)致動(dòng)器移動(dòng)或振動(dòng)屏幕來(lái)實(shí)現(xiàn)的。
[0003]為允許觸覺(jué)觸摸屏響應(yīng)于觸覺(jué)致動(dòng)器移動(dòng)且因此對(duì)屏幕隔離觸覺(jué)效果，在觸覺(jué)觸摸屏所在的電子設(shè)備內(nèi)順從性地懸掛觸覺(jué)觸摸屏。然而，重要的是，即使當(dāng)觸覺(jué)致動(dòng)器啟動(dòng)時(shí)屏幕必須能夠移動(dòng)，盡管如此懸掛的屏幕仍必須使用戶感覺(jué)到好像在觸摸時(shí)其基本上剛性地安裝一樣。其他的不是通過(guò)使用懸掛件來(lái)解決問(wèn)題，但是不使用懸掛件限制了可具有觸覺(jué)效果的系統(tǒng)的重量。
[0004]使用將觸摸屏和觸摸表面安裝在殼體內(nèi)的順從性墊環(huán)的懸掛件是已知的，如2011年3月16日遞交的授予Olien等人的美國(guó)專利申請(qǐng)N0.13/049，265中所圖示說(shuō)明的，該申請(qǐng)全部通過(guò)引用合并于本文中。更特別地，從Olien等人的專利申請(qǐng)中復(fù)制的圖1圖示說(shuō)明了向觸摸屏102提供觸覺(jué)反饋的電子觸摸屏系統(tǒng)100的各組件的分解視圖，其在順從懸掛系統(tǒng)中使用多種墊環(huán)懸掛元件104。除了觸摸屏102之外，觸摸屏系統(tǒng)100包括載架106、電動(dòng)機(jī)或觸覺(jué)致動(dòng)器108、防塵罩110、IXD組件112和主殼體組件114。墊環(huán)懸掛元件104構(gòu)造成允許觸摸屏102沿某軸(例如沿X軸)的優(yōu)先移動(dòng)，同時(shí)限制沿其他方向(例如沿y軸或z軸)的移動(dòng)。
[0005]除了順從墊環(huán)組件之外，已經(jīng)提供了其他懸掛件用于觸摸屏應(yīng)用，如其全部通過(guò)引用合并于本文中的授予Rosenberg等人的美國(guó)專利N0.8, 059, 105和其全部通過(guò)引用合并于本文中的授予Olien等人的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)N0.2010/0245254 Al中圖示說(shuō)明的。圖2是從Rosenberg等人的專利中復(fù)制的，其圖示說(shuō)明了一種觸摸屏系統(tǒng)200，其具有耦合在觸摸板或觸摸屏202與主殼體組件214之間的一個(gè)或多個(gè)彈簧元件204。彈簧元件204顯示為螺旋線或盤(pán)繞元件，但是可以是諸如橡膠、泡沫或屈曲材料等順從性材料。彈簧元件204將觸摸屏202與系統(tǒng)200的剛性殼體214耦合且允許觸摸屏202沿z軸移動(dòng)。在圖2的實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)壓電致動(dòng)器208與觸摸屏202的底側(cè)耦合且用來(lái)將小脈沖、振動(dòng)或紋理感輸出到觸摸屏202上，如果用戶正在接觸觸摸屏則輸出給用戶。
[0006]本領(lǐng)域中對(duì)于用于觸覺(jué)觸摸屏的改進(jìn)的和/或可替代的順從懸掛系統(tǒng)存在需求。
[0007]發(fā)明概述
[0008]本發(fā)明的實(shí)施例涉及具有雙剛度懸掛系統(tǒng)的設(shè)備。該設(shè)備包括殼體組件、觸摸屏、觸覺(jué)致動(dòng)器和至少一個(gè)雙剛度懸掛系統(tǒng)，所述觸覺(jué)致動(dòng)器用于使所述觸摸屏相對(duì)于所述殼體組件移動(dòng)且因此向觸摸屏的用戶提供觸覺(jué)效果，所述至少一個(gè)雙剛度懸掛系統(tǒng)將觸摸屏與殼體組件耦合在一起，使得觸摸屏能夠相對(duì)于殼體組件移動(dòng)。至少一個(gè)雙剛度懸掛系統(tǒng)具有第一剛度的第一元件和第二剛度的第二元件，所述第一剛度比所述第二剛度硬。至少一個(gè)雙剛度懸掛系統(tǒng)構(gòu)造成由于由于所述雙剛度懸掛系統(tǒng)的第一元件而限制觸摸屏與殼體組件之間至少在第一方向上的移動(dòng)，同時(shí)還構(gòu)造成由于雙剛度懸掛系統(tǒng)的第二元件而允許觸摸屏相對(duì)于殼體組件在與第一方向相反的第二方向上的移動(dòng)。
[0009]在本發(fā)明的另一實(shí)施方案中，該設(shè)備包括殼體組件、觸摸屏、觸覺(jué)致動(dòng)器和至少一個(gè)雙剛度懸掛系統(tǒng)，所述觸覺(jué)致動(dòng)器用于使觸摸屏相對(duì)于殼體組件移動(dòng)且因此向觸摸屏的用戶提供觸覺(jué)效果，至少一個(gè)雙剛度懸掛系統(tǒng)將觸摸屏與殼體組件耦合在一起，使得觸摸屏能夠相對(duì)于殼體組件移動(dòng)。至少一個(gè)雙剛度懸掛系統(tǒng)具有第一元件和第二元件，所述第一元件由具有第一剛度的第一彈性材料形成，所述第二元件由具有第二剛度的第二彈性材料形成，所述第一剛度比所述第二剛度硬。雙剛度懸掛系統(tǒng)的第一元件構(gòu)造成限制觸摸屏與殼體組件之間至少在第一方向上的移動(dòng)，而雙剛度懸掛系統(tǒng)的第二元件構(gòu)造成允許觸摸屏相對(duì)于殼體組件在與第一方向相反的第二方向上的移動(dòng)。
[0010]在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，該設(shè)備包括殼體組件、觸摸屏、觸覺(jué)致動(dòng)器和至少一個(gè)雙剛度懸掛系統(tǒng)，所述觸覺(jué)致動(dòng)器用于使觸摸屏相對(duì)于殼體組件移動(dòng)且因此向觸摸屏用戶提供沿設(shè)備的第一軸的觸覺(jué)效果，至少一個(gè)雙剛度懸掛系統(tǒng)將觸摸屏與殼體組件耦合在一起，使得觸摸屏能夠相對(duì)于殼體組件移動(dòng)。至少一個(gè)雙剛度懸掛系統(tǒng)具有第一剛度的第一元件和第二剛度的第二元件，第一剛度比第二剛度硬。至少一個(gè)雙剛度懸掛系統(tǒng)構(gòu)造成由于雙剛度懸掛系統(tǒng)的第一元件而限制觸摸屏與殼體組件之間至少在第一方向上的移動(dòng)，同時(shí)還構(gòu)造成由于雙剛度懸掛系統(tǒng)的第二元件而允許觸摸屏相對(duì)于殼體組件在第二方向上的移動(dòng)。第一方向和第二方向彼此相對(duì)且沿設(shè)備的第一軸延伸。
【附圖說(shuō)明】
[0011]本發(fā)明的前述的以及其他的特征和優(yōu)點(diǎn)將從如附圖所圖示說(shuō)明的本發(fā)明實(shí)施例的以下說(shuō)明中變得清晰。包含在本文中且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)一部分的附圖進(jìn)一步用來(lái)解釋本發(fā)明的原理且使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)和利用本發(fā)明。附圖不是按比例。
[0012]圖1是示出用于提供觸覺(jué)反饋的現(xiàn)有技術(shù)觸覺(jué)設(shè)備的各組件的分解立體圖，其中墊環(huán)用于懸掛。
[0013]圖2是用于提供觸覺(jué)反饋的現(xiàn)有技術(shù)觸覺(jué)設(shè)備的側(cè)視圖，其中彈簧用于懸掛。
[0014]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于提供觸覺(jué)反饋的觸覺(jué)設(shè)備的側(cè)剖視圖，其中雙剛度懸掛系統(tǒng)用于懸掛且該雙剛度懸掛系統(tǒng)包括第一彈性體元件或組件和第二彈性體元件或組件。
[0015]圖3A示出了沿z軸的向下的力施加到圖3的觸覺(jué)設(shè)備的觸摸屏上。
[0016]圖3B示出了沿z軸的向上的力施加到圖3的觸覺(jué)設(shè)備的觸摸屏上。
[0017]圖4是圖3的觸覺(jué)設(shè)備的雙剛度懸掛系統(tǒng)的第一彈性體元件的立體圖，其中僅為圖示說(shuō)明的目的第一彈性體元件從觸覺(jué)設(shè)備中移除。
[0018]圖5是圖3的觸覺(jué)設(shè)備的雙剛度懸掛系統(tǒng)的第二彈性體元件的立體圖，其中僅為圖示說(shuō)明的目的第二彈性體元件從觸覺(jué)設(shè)備中移除。
[0019]圖6是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于提供觸覺(jué)反饋的觸覺(jué)設(shè)備的側(cè)剖視圖，其中雙剛度懸掛系統(tǒng)用于懸掛且該雙剛度懸掛系統(tǒng)包括第一彈性體元件或組件，該第一彈性體元件或組件具有作為第二彈性體元件或組件的替代的形狀或構(gòu)造。
[0020]圖7是圖6的觸覺(jué)設(shè)備的雙剛度懸掛系統(tǒng)的第一彈性體元件的立體圖，其中僅為圖示說(shuō)明的目的第一彈性體元件從觸覺(jué)設(shè)備中移除。
[0021]圖8是圖6的觸覺(jué)設(shè)備的雙剛度懸掛系統(tǒng)的第二彈性體元件的立體圖，其中僅為圖示說(shuō)明的目的第二彈性體元件從觸覺(jué)設(shè)備中移除。
[0022]圖9是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于提供觸覺(jué)反饋的觸覺(jué)設(shè)備的側(cè)剖視圖，其中雙剛度懸掛系統(tǒng)用于懸掛，該雙剛度懸掛系統(tǒng)包括第一彈性體元件或組件和第二非彈性彈簧元件或組件。
[0023]圖10是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于提供觸覺(jué)反饋的觸覺(jué)設(shè)備的側(cè)剖視圖，其中雙剛度懸掛系統(tǒng)用于沿X軸懸掛。
[0024]圖11是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于提供觸覺(jué)反饋的觸覺(jué)設(shè)備的側(cè)剖視圖，其中雙剛度懸掛系統(tǒng)用于懸掛，該雙剛度懸掛系統(tǒng)包括第一彈性體元件或組件和第二彈性體元件或組件，其中在該實(shí)施例中觸覺(jué)設(shè)備的載架不包括阱(well)或孔。
[0025]圖12和圖13分別是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的用于提供觸覺(jué)反饋的觸覺(jué)設(shè)備的立體圖和側(cè)剖視圖，其中雙剛度懸掛系統(tǒng)用于懸掛，該雙剛度懸掛系統(tǒng)包括第一彈性體元件或組件和第二彈性體元件或組件，其中在該實(shí)施例中觸覺(jué)設(shè)備的載架的一部分由第一和第二彈性組件夾住。
[0026]發(fā)明詳述
[0027]現(xiàn)在將參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，其中相似的附圖標(biāo)記表示相同或功能上相似的元件。下面的詳細(xì)說(shuō)明本質(zhì)上僅是示例性的，不