CN103154857A - 用于在触摸感应的用户接口中提供触觉和音频反馈的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种装置，其包括：配置为形成装置的机壳的至少一部分的第一部分；配置为形成装置的显示器的至少一部分的第二部分；配置为耦合在接触第一部分的第一区域和在接触第二部分的第二区域的柔性膜；和致动器，所述致动器耦合到第二部分上并配置为将力施加到第二部分，从而引起第二部分的基本平动位移。

Description

用于在触摸感应的用户接口中提供触觉和音频反馈的装置和方法

技术领域

本发明涉及提供扬声器功能的显示装置。本发明进一步涉及，但不限于，用于移动设备的提供扬声器功能的显示装置。

背景技术

很多手提的设备，例如移动电话，装备有显示器，如用于向使用者提供信息的玻璃的或塑料显示窗口。此外，这样的显示窗口现在通常使用触摸感应输入。在显示器上使用触摸感应输入相对于机械小键盘上有优势，因为取决于设备的操作模式，显示器可配置用于显示不同的输入范围。例如，在操作的第一模式中，通过显示简单的数字小键盘排列显示器能够输入电话号码，在第二模式中，通过显示字母数字显示配置（如模拟的Qwerty键盘显示排列），显示器能够用于文本输入。

然而，关于机械键，这样的触摸屏输入有劣势，因为使用者不经历通常期望的指示已经检测到的输入的敲击声或机械开关反馈。

为了尝试克服这一点，某些设备已经拥有了对键被按下的机械或可听见模拟。

当被感觉到时，这种反馈被称为触觉反馈。某些触摸屏设备已经装备有设备触觉反馈，换句话说，当用户触摸屏幕并且被检测到时，，诸如由设备内的扬声器产生的普通的振动被用于引起整个设备震动（并且也提供按键的音频提示）检测。在其他设备中，当设备检测用户已经触摸屏幕时，偏心质量用于使设备振动。然而，这些设备-触觉设备它们自身是有问题的，因为为了产生相当大的反馈力，它们需要相当大的电流来运转。这通常是因为，设备的构造常常需要，在应用它之前，将前窗稳固地定位于或固定到周围框架上，或连接为显著地衰减由致动器产生的力量。

例如，可通过夹子稳固地或刚性地将显示屏的前窗部分、触摸接口和泡沫衬垫连接到框架上，其中通过黏合剂将夹子固定到框架上。同样地，可关于泡沫衬垫和夹子的机壳定位显示器的前窗部分和触摸接口。为了阻止灰尘和其他物质进入精巧的内部电路和设备的机械零件中，可安排泡沫衬垫，从而密封机壳和前窗/触摸传感器之间的任何间隙。这些泡沫衬垫具有帮助传感器和前窗（特别是在压力下）刚性定位的作用，为了产生用户可检测的反馈力量，需要将相当大的电流应用于致动器。此外，泡沫衬垫在机械容差上是非常敏感的，并且在压缩期间产生额外的力，所述额外的力的作用与致动器反馈力相反。

此外，这样的设备一般也利用电声换能器，从而产生用于耳机和集成免提（IHF）操作，以及用于警报铃音的音频。关于设备内的音量，使用的动圈动态扬声器配置一般是相对较大的并且需要特定的信号处理考虑，以便使音频响应是可接受的。此外，动圈换能器会从设备的内体积内以及还通过端口吸引污染物如小的铁颗粒，其中提供所述端口是使声波能够从扬声器传送到外界环境。这些污染物会在扬声器内引起显著地减少设备的使用寿命的变形和故障。

本申请基于下列考虑而产生：提供将显示器附连到设备的盖子上或机身上并且能够将致动器提供的力量通过挠性传递给用户而不使所述力量过分衰减的柔性膜，可以为显示器提供物理的和机械的支持，同时不会过度地限制显示器在产生触觉的或触摸反馈和音频扬声器功能性中的作用。

本发明的至少某些实施例的目标是解决一个或更多这些问题。

发明内容

依照一个方面，本发明提供了装置，其包括：配置为形成装置的机壳的至少一部分的第一部分；配置为形成装置的显示屏的至少一部分的第二部分；配置为在接触第一部分的第一区域和在接触第二部分的第二区域耦合的柔性膜；和致动器，所述致动器耦合到第二部分上并配置为将力施加至第二部分，从而引起第二部分的基本平动位移。

第一部分可包括：主体部分；和边框部分，其中接触的柔性膜第一区域配置为在主体部分和边框部分之间连接。

第二部分可包括：前窗层；至少一个显示层；和至少一个触摸接口层。

接触的柔性膜第二区域可配置为按照下述的至少一个连接：在前窗层、至少一个显示屏层，和至少一个触摸接口层的两个之间；在两个显示屏层之间；和在两个触摸接口层之间。

柔性膜可包括下述的至少一部分：一个显示屏层和一个触摸接口层。

柔性膜可包括配置为位于第一部分的凹槽内的吊环，其中吊环和凹槽形成接触的第一区域。

致动器可配置为进一步通过固定耦合件耦合到第一部分上。

致动器可以是：压电致动器；动态偏心质量致动器；动圈式致动器；和动磁式致动器中的至少一个。

柔性膜和第二零件中的至少一个可配置为响应所述力而产生声波。

柔性膜可包括下述的至少一个：弹性体；硅树脂箔；聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）聚酯薄膜；和聚碳酸酯薄膜。

柔性膜可具有基本上在从0.01mm至1mm范围内的厚度。

可通过光学透明黏合剂层，将柔性膜耦合到第一部分和第二部分的至少一个上。

装置可进一步包括在致动器和第二部分之间耦合的减震器，以便将致动器弯矩转变成第二部分的基本平动位移。

依照第二方面，提供了操作包括第一部分和第二部分的装置的方法，其中第一部分配置为形成装置的机壳的至少一部分，和第二部分配置为形成装置的显示器的至少一部分，通过下述操作所述装置：通过连接在接触第一部分的第一区域和接触第二部分的第二区域的柔性膜，耦合第一部分至第二部分，并耦合致动器至第二部分，从而将力施加到第二部分，以便产生第二部分的基本平动位移。

第一部分可包括主体部分，和边框部分，其中耦合接触的柔性膜第一区域可包括在主体部分和边框部分之间耦合柔性膜。

第二部分可包括前窗层、至少一个显示屏层，和至少一个触摸接口层，耦合接触的柔性膜第二区域可包括以至少一个下列方式耦合柔性膜：在前窗层，至少一个显示屏层，和至少一个触摸接口层的两个之间；在两个显示屏层之间；和在两个触摸接口层之间。

方法可进一步包括响应所述力而产生声波。

方法可进一步包括通过光学透明黏合剂层将柔性膜耦合到第一部分和第二部分的至少一个上。

耦合致动器与第二部分，从而将力施加到第二部分，产生第二部分的基本平动位移可包括将由致动器产生的弯矩转变成基本平动位移。

方法可进一步包括通过固定耦合件将致动器耦合到第一部分上。

根据第三方面，提供了装置，其包括：机壳装置；显示装置；用于柔性地将第一部分耦合到第二部分上的柔性耦合装置；和致动器装置，所述致动器装置耦合到第二部分上并配置为将力施加到显示装置，从而产生显示装置的基本平动位移。

机壳装置可包括：主体部分；和边框部分，其中接触的柔性膜第一区域配置为在主体部分和边框部分之间连接。

显示装置可包括：前窗层；至少一个显示层；和至少一个触摸接口层。

耦合装置可配置为按照下列中的至少一个耦合显示装置：在前窗层、至少一个显示层，和至少一个触摸接口层的两个之间；在两个显示层之间；和在两个触摸接口层之间。

耦合装置可包括下述的至少一部分：一个显示层和一个触摸接口层。

耦合装置可包括配置为位于壳体装置的凹槽内的吊环，其中吊环和凹槽形成固定耦合。

致动器装置可配置为通过固定耦合件进一步耦合到第一部分上。

致动器装置可以是下述的至少一个：压电致动器；动态偏心质量致动器；动圈式致动器；和动磁式致动器。

至少一个耦合装置和显示装置可配置为响应所述力而产生声波。

耦合装置可包括由下述至少一种材料形成的柔性膜：弹性体；硅树脂箔；聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）聚酯薄膜；和聚碳酸酯薄膜。

柔性膜可具有基本上在从0.01mm至1mm范围内的厚度。

可通过光学透明黏合剂层，将柔性膜耦合到第一部分和第二部分的至少一个上。

装置可进一步包括在致动器装置和显示装置之间耦合的减震器装置，从而将致动器弯矩转变成第二部分的基本平动位移。。

附图说明

为了更好地理解本发明，作为实例，现在将参考附图，其中：

图1示意性地显示适于利用本申请的实施例的装置；

图2显示依照某些实施例的装置的实例拓扑的示意性的分解视图；

图3进一步详细显示依照某些实施例的装置的实例拓扑的示意性的分解正交投影图。

图4显示依照某些实施例的装置的实例拓扑的示意的正交投影截面图；

图5进一步详细地显示实例拓扑的部分的示意性的等角投影图。

图6进一步详细地显示实例拓扑的部分的进一步示意性的等角投影图。

图7显示依照某些实施例的装置的实例拓扑的进一步示意的截面图；

图8显示图7中所示的实例拓扑的进一步的示意性的截面图的细节。

图9显示依照某些实施例的，图7中显示的实例拓扑的进一步的示意性的截面图的操作；和

图10显示某些实施例的频率响应。

具体实施方式

本申请描述装置和构造装置的方法，其适于获得能够通过屏幕产生更互动的用户体验和音频发生的触摸屏装置。因而，如下文中在本申请的实施例中所描述的那样，用于连接显示屏与机盖或机壳的柔性膜的使用基本上能够以线性的方式驱动显示器。以线性的方式而不是弯曲的方式驱动显示器大大地增强了用户的触觉体验并且产生适于耳机或扬声器替换的声波。下面，进一步详细地描述这样的显示器模块的构造和在装置内实施的它的某些实例。

关于图1，实例电子设备10或装置的示意性框图，可在其上实施本申请的实施例。装置10是配置为用于提供改进的触摸反馈和音频发生的这样的实施例。

在某些实施例中，装置10是移动终端，移动电话，或用于在无线通讯系统中操作的用户器材。在其他实施例中，电子设备是配置为用于提供图像显示的任何适当的电子设备，例如数码相机、便携音频播放器（mp3播放器）、便携视频播放器（mp4播放器）。在其他实施例中，装置可能是具有触摸接口（其可显示或不显示信息）的任何适当的电子设备，诸如触摸屏或触摸垫，所述触摸屏或触摸垫配置成在被触碰时提供反馈。例如，在某些实施例中，触摸垫可能是触摸-感应的小键盘，所述小键盘在某些实施例中其上可不具有标记，而在其他实施例中可在前窗上具有物理的标记或标示。这样的触摸传感器的实例可能是触摸感应的用户接口，从而在自动取款机（ATM）中取代小键盘，其中所述自动取款机不需要安装在投影显示的前窗下的屏幕。在这样的实施例中，可通过物理标识符（如升高的轮廓，或可通过光导照明的印刷层）通知用户要触摸的地方。

装置10包括触摸输入模块或用户接口11，其被连接到处理器15上。进一步将处理器15连接到显示器12上。进一步将处理器15连接到收发器（TX/RX）13上和连接到存储器16上。

在某些实施例中，触摸输入模块11和/或显示器12是分开的或可与电子设备分离的，处理器从触摸输入模块11接受信号，和/或通过收发器13或另外的适当的接口向显示器12传送信号和发信号。此外，在某些实施例中，触摸输入模块11和显示器12是同一部件的一部分。在这样的实施例中，可将触摸接口模块11和显示器12称为显示器零件或触摸显示器零件。

在某些实施例中，处理器15配置为用于执行多种程序代码。在某些实施例中，执行的程序代码可包括诸如触摸捕获数字处理或配置代码这样的例行程序，在该程序中检测和处理触摸输入模块的输入，例如，基于对所述输入的检测、或产生用于驱动致动器的致动器信号的致动器处理，而产生显示器图像处理和图像互动代码其中根据所述代码产生将被传送以产生显示图像的数据。例如，在某些实施例中，可将执行的程序代码存储在例如存储器16中，和特别地存储在存储器16的程序代码部分17内，从而无论何时需要，都能通过处理器15恢复。在某些实施例中，存储器15可进一步提供用于存储数据的部分18，例如，依照本申请的已经处理的数据，例如显示器信息数据。

在某些实施例中，触摸输入模块11可以用任何适当的触屏接口技术实现。例如，在某些实施例中，触屏接口可包括配置为对触屏接口上方或上面的图像的存在敏感的电容传感器。电容传感器可包括利用透明的导体涂覆的（例如氧化铟锡-ITO）绝缘体（例如玻璃或塑料）。因为人体也是导体，接触屏幕的表面导致局部的静电场的失真，因此可作为电容变化被测出。任何适当的技术可用于确定触摸的位置。可将该位置传递给处理器，所述处理器可计算用户的触摸如何与所述设备有关。绝缘体保护传导层免受泥土、灰尘或来自手指的残渣。

在某些其他实施例中，触摸输入模块可以是电阻式传感器，其包括几个层，其中两个薄的、金属的、由窄的间隙分开的导电层。当物体，如手指，向下按在面板的外表面上的点上时，两个金属层在那个点处变成连接的；然后面板表现为具有连接的输出的一对分压器。因此，这个物理变化引起电流的变化，后者被记录为触摸事件并被发送给处理器用于处理。

在某些其他实施例中，触摸输入模块可进一步利用下述技术如确定触摸，例如，所述技术为视觉检测（例如位于表面下或表面上的，检测手指或触摸物体的位置的照相机），突出电容检测（projectedcapacitance detection）、红外检测、表面声波检测、分散信号技术、和声学脉冲识别。

在某些实施例中，装置10能够至少部分地在硬件中实施上述处理技术，换句话说，可至少部分地在硬件中执行由处理器15实施的处理，而不需要软件或固件来操作硬件。

在某些实施例中，收发器13，例如，在某些实施例通过无线通讯网络，能够与其他电子设备通信。

显示器12可包括任何适当的显示技术。例如，显示元件可位于触目输入模块下面，并通过触摸输入模块投射让用户观看的图像。显示器12可采用任何适当的显示技术，如液晶显示器（LCD）、发光二极管（LED）、有机发光二极管（OLED）、等离子体显示单元、场发射显示器（FED）、表面传导电子发射显示器（SED）、和电泳显示器（也称为电子纸、e-纸或电子墨水显示器）。在某些实施例中，显示器12采用利用光导投射到显示窗口上的一种显示技术。如此处描述的，在某些实施例中，可作为物理固定显示器实现显示器12。例如，显示器可能是前窗上的物理贴花或转印。在某些其他实施例中，显示器可位于与表面的其余部分不同的实体水平，如前窗上凸起的或凹陷的标记。在某些其他实施例中，显示器可以是在前窗下通过光导照明的印刷层。

关于图2和3，示出了依照本申请的某些实施例的实例装置或设备的剖视图。此外，关于图4，显示了实例装置的组件图。装置10可包括主体部分311或外框，其中可用任何适当的材料建造所述外框，并且其配置为提供结构，从而可将其他元件耦合到所述结构上和/或所述结构可保护其他元件免于损害。在某些实施例中，主体部分311可包括内部元件位于其上的内表面，和外部元件位于其上的外表面，所述外表面暴露于自然环境下。在某些实施例中，通过内圆角或斜面连接内表面和外表面之间的接合，从而使所述接合变平滑。在通过平整所述接合的这样的实施例中，损害其他元件的机会较小。

在某些实施例中，装置10包括电池309。电池309可能是任何适当的电能产生装置，和可采用任何适当的电荷存储或产生技术，例如，但非排他地，锂聚合物电池、燃料电池、太阳能电池或适当的技术的组合。在某些实施例中，电池309是可再充电的或适于再装的，并在主体部分311中通过端口连接，以便能够接受再充电或再装耦合件，例如，耦合再充电插座以向再充电电池309提供能量的充电器插头。在某些实施例中，电池309配置为定位于主体部分311内。例如，在某些实施例中，主体部分311可利用在内表面上的成型凸片或其他定位装置，从而在适当的位置上固定或定位电池。

在某些实施例中，装置10进一步采用印刷线路板（PWB）307。印刷线路板307配置为提供适当的结构，用于定位电元件。例如，在某些实施例中，在图1中显示的处理器15、收发器13和存储器16可位于印刷线路板上。在某些实施例中，那里可采用超过一个的印刷线路板307层。此外，在某些实施例中，可通过印刷电路板（PCB）或适于在其上定位表面组装电元件的表面组装板（surface mountedboard）取代印刷线路板307。在某些实施例中，印刷线路板307配置为耦合到电池309上，其中电池309配置为供应印刷线路板307电能，从而操作位于其上的电元件。在图2至4显示的实例中，印刷线路板位于电池上和主体部分311内。应该理解，在某些实施例中，主体部分311在内表面上可利用成型标签或其他定位装置，从而在适当的位置上固定或定位印刷线路板。

装置10进一步包括至少一个压电致动器305。在图2显示的实例中，装置采用朝向主体部分311的一端定位的第一压电致动器305，和在主体部分311的相对端处定位的第二压电致动器305。在某些实施例中，耦合压电致动器305，从而通过印刷线路板307接受来自电池309的电力，并响应经过压电致动器305的电流产生物理力矩或力。

此外，在某些实施例中，在图4中能够看到的每一个压电致动器305可通过内部凹槽511定位于机壳主体内，其中内部凹槽511配置为接受压电致动器305。内部凹槽511配置为将压电致动器305的任一端定位在适当的位置中，以便在某些实施例中，当操作压电致动器305时，压电致动器的所述端为固定节点。此外，如图4中显示的，在某些实施例中，压电致动器305在各端处被沿着主体部分311的凹槽511悬起，以便当施加电流时，压电致动器305弯曲并且可“推”抵机壳主体，因而在向着显示器的方向中和远离显示器的方向中产生运动。换句话说，其中当认为显示器是在指派了X-Y轴的平面中时，压电致动器的致动在“z”维或方向中致动或产生力量。在某些实施例中，为了防止压电致动器305的致动的“缩短”，配置为在压电致动器305和印刷线路板307之间存在适当的空气缝隙。

尽管关于压电致动器305的应用描述了下列实例，应该理解，可在某些进一步的实施例中执行能够向显示器产生平移力量的任何适当的致动器。例如，在某些其他实施例中，为了产生可传递的力量，可采用偏心质量。在进一步的实例中，移动线圈或移动磁铁致动器可产生所述力量。

在某些进一步的实施例中，显示器可直接地经历从压电致动器传递给显示器组件304的力量，从而允许显示器组件的平面运动。例如，在某些实施例中，中央部分中，利用适当的增稠剂塑造压电致动器，从而提供突起，通过所述突起力量可传递给显示器。

在某些实施例中，进一步通过导电软表面贴装技术（SMT）衬垫219，将压电致动器305耦合到印刷线路板（PWB）上，所述衬垫在压电致动器305和印刷线路板307之间提供电耦合。

在某些实施例中，装置10可包括橡胶力触点501。橡胶力触点配置为位于沿着致动器的长度大约一半的距离的压电制动器305上或与所述压电致动器305接触，并转变压电致动器的弯曲运动以产生显示器组件的线性或平面运动。在这样的实施例中，可用任何适当的材料，如能够在一方向中传递力量的天然橡胶、合成橡胶、或塑料来制造橡胶力触点501。在某些实施例中，可设计橡胶力触点501，以便在压电致动器305和显示器之间提供一定程度的缓冲力量或“衰减”，以便当驱动压电致动器305时，防止显示器经历震动和/或损害。此外，在某些实施例中，橡胶力触点501或其他力量衰减装置可通过衰减所述力量进一步减少显示器所经历的任何弯矩。

在某些实施例中，装置10可进一步包括显示器304或显示器组件。显示器304可包括如此处描述的任何适当的显示技术。

在某些实施例中，显示器304配置为利用柔性膜或板悬浮膜507。图4中显示的实例显示所述柔性膜与橡胶力触点接触或基本上与其接触定位，并且至少部分地悬浮在边框部分301和主体部分311之间的柔性膜507的周界上。在如图4中显示的某些实施例中，在膜的周界上，柔性膜507夹在主体部分311和框架部分301之间，并通过连接到柔性膜507上的吊环509定位，并位于在主体部分311的内表面上形成的吊环凹槽513内。在某些实施例中，吊环509可形成为柔性膜507的明显加厚的部分。

在某些实施例中，可通过黏合剂层将主体部分311的内表面连接到柔性膜507上。在某些实施例中，为了在主体部分311的内表面和柔性膜507之间的任何动态接触区域上提供另外的保护，黏合剂层延伸超过主体部分311的内表面和柔性膜507之间的静态接触区域。在某些实施例中，可用弹性体制造柔性膜507。在某些实施例中，弹性体可能是任何适当的薄膜或箔。例如，在多种实施例中，适当的薄膜或箔可能是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）薄膜、聚碳酸酯（PC）箔，或硅树脂箔。

此外，在这样的实施例中，可通过又一黏合剂层，将柔性膜507附连到框架部分301的表面上。因而，在这些实施例中，主体部分311和框架部分301位于至少某些柔性膜211上。在某些实施例中，利用内圆角或斜面配置主体部分311的表面和框架部分301之间的接合，以便为了与上述类似的原因（用于在膜是动态的时候保护所述膜）平整所述接合，。类似地，在某些实施例中，所述又一黏合剂层可延伸超过静态接触区域，从而在任何动态接触区域提供另外的保护。

可用聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）聚酯薄膜构造柔性膜507。在某些实施例中，膜可以是双轴取向的聚对苯二甲酸乙二醇酯，由于它的高抗张强度、化学和尺寸稳定性、透明性以及还有电绝缘性能，可使用所述聚对苯二甲酸乙二醇酯。在某些实施例中，PET柔性膜层可能是大约0.01至大约1mm厚，这个厚度已经显示出既能够响应来自用户或致动器的力量提供柔韧性，也具有足够的抗张强度因而在这样的力量下不至于破裂。可通过任何适当的手段构造PET柔性膜211。例如，可通过在冷却辊（chill roll）上挤出来构造PET层，所述冷却辊将PET层冷激成非晶形状态。此外，在某些实施例中，PET柔性膜层可以这样构造，即微晶迅速地生长但是达到邻近的微晶的边界，并仍然小于可见光的波长，因而产生具有极好的透明度的薄膜。

在某些实施例中，显示器组件可进一步包括显示器元件505。在某些实施例中，显示器元件505可包括位于前窗303下面并通过前窗303投射至用户的静态的显示阵列。

图表层可包括用于阻挡投射的光的任何适当的材料。在这样的实施例中，图表层可能是大约0.05至大约0.07mm厚。此外，在某些实施例中，可直接地将图表层印刷在前窗303的下侧上。在某些其他实施例中，例如，其中显示元件505是动态显示器的实施例中，图表层可包括用于允许光的可控制和可选择投射的任何适当的材料-例如，液晶显示器元件和滤光片层、电子墨水，等等。

在某些实施例中，可通过光学透明黏合剂（OCA）层，将图表层耦合到柔性膜507上。光学透明黏合剂层可以是大约0.025至大约0.05mm厚，可以是与其他OCA层一样的材料。

在某些实施例中，静态显示阵列也可包括图表层，可通过第一光学透明粘合剂（OCA）层将所述图表层连接到前窗303上。第一光学透明粘合剂层可以是大约0.025至大约0.05mm厚，并可以是任何适当的OCA材料。

在某些实施例中，显示组件304进一步包括触摸传感器503，例如，位于显示元件503上方的电容触摸传感器。

在某些实施例中，电容触摸传感器可包括一系列的层。电容触摸传感器中的层可包括PET层上的至少一个氧化铟锡层，和保护性的硬的涂覆PET层。在某些实施例中，可通过使用光学透明粘合剂将每一层固定到邻近的层上，从而形成层的三明治式结构。

例如，在某些实施例中，可通过第二层光学透明粘合剂（OCA），将显示元件505连接到PET上的第一层氧化铟锡上。在某些实施例中，第二层OCA可以是大约0.025至大约0.05mm厚。

在某些实施例中，PET上的第一层氧化铟锡（ITO）是第一个电容触摸式接口203层。换句话说，当用户的手指触摸前窗303时，PET层上的第一ITO提供能够检测由用户的手指产生的电容耦合的第一层。在某些实施例中，PET上的第一层ITO可以是大约0.05至0.2mm厚。

可通过第三层光学透明粘合剂（OCA）将PET上的第一层ITO连接到PET层上的第二ITO上。在某些实施例中，第三层OCA可以是大约0.025至大约0.05mm厚。

在某些实施例中，当用户的手指触摸前窗303时，PET上的第二层ITO可以是能够检测由用户的手指产生的电容耦合的又一层。在某些实施例中，PET层上的第二ITO可以是大约0.05至大约0.2mm厚。

尽管已经将电容触摸式接口层描述为是PET层上的ITO，应该理解，电容触摸式接口层可包括任何适当的材料，例如，玻璃上的ITO。

在某些实施例中，显示器包括保护性窗或前窗303。

在某些实施例中，可用玻璃制造前窗303。在某些实施例中，可利用光学的（减少眩光）或抗油性的（抵制指纹）薄膜涂覆玻璃，从而增强前窗的特性。在某些实施例中，前窗303可覆盖其他显示部件，和配置为保护其他显示部件。在这样的实施例中，用玻璃制造的前窗303可以是大约0.5至大约1.2毫米厚。

在某些其他实施例中，可以用塑料或其他保护屏幕的材料制造前窗303，其中所述材料适于既使其他元件能够完成它们的任务，又能够保护其他元件远离物理或其他损伤。例如，在某些实施例中，前窗303可在电容触摸式接口触摸传感器503和用户的手指之间提供介电材料，同时前窗303也是足够透明的，从而允许用户看到窗口下的任何显示元件。

例如，如图4中显示的前窗303覆盖触摸传感器503，并在某些实施例中，可通过又一层光学透明粘合剂连接。

尽管显示了其中触觉传感器501覆盖位于柔性膜层507上的显示元件503的上述实例，应该理解，可将所述层重新安排成任何适当的排列。

此外，在某些实施例中，显示元件505可利用更多的层，如用于朝向用户投射光的光导层。可用任何适当的用于从光源（没有显示）传输光和将光投射给用户的材料构成光导层。在某些实施例中，光导可扩散光，从而产生更合意的显示图像。

此外，在某些实施例中，显示元件可采用硬的涂覆PET层，其既为显示器和/或柔性膜提供支持，又保护显示器和/或柔性膜免于物理损伤。

在某些其他实施例中，显示元件505并非过滤显示器（其中均匀的（或大体均匀的）光源被过滤以产生图像），而是可以是产生显示器，如发光二极管（LED）或有源矩阵有机发光二级管（AMOLED）显示器。

在某些实施例中，可将柔性膜层507制造成其他上述描述的PET薄膜之一。例如，柔性PET膜可以是延伸超过触摸传感器的形状以使其能被固定到机壳上的PET层上的一个ITO的延伸。在这样的实施例中，因而，PET层上ITO可能两个都是柔性膜，并对电容改变敏感。

尽管上述实例采用了柔性膜作为PET层，应该理解，可采用任何适当的材料。例如，在某些实施例中，可通过聚碳酸酯层构成柔性膜。在这样的实施例中，大约0.1mm的厚度的聚碳酸酯可提供足够的抗张强度和柔韧性。

在某些实施例中，可认为柔性膜507是层压膜或层，其位于内部零件的至少某些接触区域上，和外部零件的至少某些其他接触区域上，其中内部零件包括窗口、触摸传感器和显示元件中的至少一个，外部零件包括框架或主体部分中的至少一个。此外，在这些实施例中，柔性膜507在内部零件和外部零件之间保持柔性连接。换句话说，在这些实施例中，柔性膜507配置为柔性的，即，本质上它是弹性的，以便当将压力应用于前窗303时，柔性膜507可相对于框架或主体部分移动或弯曲，因而内部零件可相对于外部零件移动。

此外，在这样的实施例中，柔性膜层507可允许（在不过度地衰减由压电致动器305产生的力量的情况下），传递给显示组件304的诸如1至2N的力量能被用户感测到。

此外，在某些实施例中，柔性膜507和橡胶力触点501可进一步限制内部零件相对于外部或外围零件的运动。因此，柔性膜507和橡胶力触点501可阻止内部零件251“盘旋”。所述盘旋是其中当内部和外部零件可相对于彼此横向及垂直移动时由用户经历的作用。例如，在其中垫片磨损或变松因而产生内部零件相对于外围零件的滑动、倾斜或滚动运动的系统中发现这种情况。这种作用在大的触摸接口和触摸屏显示器中特别明显。就像感觉按下按钮破损一样，这种悬浮不仅对互动而言是令人不快的，而且可震动和产生嗡嗡声或噪音，这将导致用户认为该产品有缺陷或不合标准。因而，在某些实施例中，柔性膜507可不产生或仅仅在内部零件上产生微不足道的减振力，也不通过膜向机壳传递任何力量或仅仅传递微不足道的力量，从而限制任何机壳振动。

优选地，柔性膜507是轻的，并因此，除了要通过压电致动器305移动的悬浮的显示组件的质量之外，不产生显著地更多的无衰减的重量。因此，在某些实施例中，柔性膜507的弹性或柔韧性使得它能够使显示组件关于主体部分311/框架部分301垂直或陡峭位移，从而用户经历类似于压迫实体键或按钮的那样的响应。

在某些实施例中，压电致动器305可以被调制成使得通过层压至显示器304的柔性膜薄层传送的调制引起显示器304产生听得见的振动。换句话说，在某些实施例中，可将显示器用作平面扬声器结构，其中柔性膜305在将压电致动的振动传递给显示器304中，提供足够的衰减（但是不是欠衰减或过衰减）。

在某些进一步的实施例中，横跨所述装置延伸应用柔性膜507，因而提供防灰尘和湿气的密封层，保护精巧的电子电路和机械组件免受水、灰尘、或其他物质损害。

此外，装置10包括框架部分301，所述框架部分301配置为使显示组件304关于如此处描述的主体部分311定位。

关于图5和6，利用一系列实例尺寸显示出所述显示组件304的实例。在图5显示的实例中，前窗303比显示组件304小（在这个实例中，其将包括柔性膜和吊环），以便显示组件柔性膜可位于框架部分301和主体部分311之间。图5中显示的实例具有大约110mm长54mm宽和大约0.565mm的厚度或深度的前窗303。在这样的实施例中，前窗303位于显示组件304上或与显示组件304接触，可以看到所述显示组件在每一个方向上为长于2mm和在每一个方向宽于0.6mm。在这样的实施例中，压电致动器305配置为，例如，通过橡胶力触点501与显示组件接触。

关于图6，显示出又一实例显示模块的反面，其中显示模块或组件304（在这个实例中，其不包括显示柔性膜和吊环，但是仅仅包括显示层）比前窗303小，并且前窗303与压电致动器305接触，因此，减少显示组件304上的直接应力。图4中显示的实例显示如大约是58mm宽和114mm长的显示组件304。此外，显示出压电致动器305，每个压电致动器305位于显示模块的相对端并且是55mm长和6mm宽，其中每一个致动器的长轴的中心大约位于显示组件304的短轴的中心上。此外，可看到前窗303大约是91.2mm长和50.4mm宽，位于显示组件的中央。

关于图7，进一步详细地显示依照某些实施例的装置10的末端的横截面图，其中显示组件304实体上比前窗303大，通过橡胶力触点501将压电致动器305耦合到显示组件上。关于图8，显示出图7中显示的截面图的细节，以便显示出通过使用吊环509部件，关于主体部分311和框架部分301定位显示组件304的可能的方式。细节显示吊环509保留在或位于框架部分301和主体部分311之间形成的凹槽内，其在一点处比吊环509的横截面窄，允许通过柔性膜507在吊环509和显示组件之间耦合。

关于图9，显示出压电致动器305的操作的实例。在图9中，压电致动器305配置为振动1001，使得压电致动器305的弯矩通过橡胶力触点501将力量传递到显示组件304，引起显示器基本上以平移模式位移移动1003。在某些实施例中，如此处讨论的显示组件304可配置为以这样的方式移动，从而它在垂直于装置10和远离装置10的垂直于膜层的维度中（相对于定义显示平面的x和y方向的“z”方向）基本上是线性平移，因为与显示组件硬度相比，在膜接合1005上可得到相对较大的柔韧度。

在某些实施例中，柔性膜507配置为能够使显示组件304/前窗303在基本上垂直于显示组件304的平面的20-50μm的区域中移位。在某些实施例中，可对显示组件进行调音，以便提供有利的音频响应。

因而，显示组件304可产生足够的排气量，从而产生具有足够的振幅的音频信号，不仅实现耳机操作，而且提供扬声器操作，例如，集成免提扬声器操作。例如，对于所有现有的集成耳机技术的参考要求大约在11μm³的范围中，或对于集成免提扬声器为大约55μm³，然而，在本申请的实施例中显示的显示器具有5600μm²的平板面积，将其乘以50μm峰间值移位，产生280μm³的气体容积排量。此外，这提供产生比NXT技术更好的触觉性能的能力。

此外，如在某些实施例中那样，不需要磁性的零件，不存在关于金属尘或其他污染物的问题。此外，如在某些实施例中，柔性膜、外框部分和主体部分可形成密封，整个系统容易相对于水分和灰尘密封，因为不需要音孔，装置可以容易地做成是耐风雨的。此外，在通过利用显示组件作为显示器和空气质量驱动器的实施例中，不需要内部的音频换能器，因而减少了需要的体积和空间，并允许设计更薄和审美地更合意的产品。

因为在整体显示表面上实现反馈，在反馈中有更大的均匀性，关于触觉方面有进一步的提高，此外，当与X或Y方向平移运动比较时，由于所述定向运动相对于用户，经历的反馈比正常的大。

此外，关于对具有两个压电致动器和显示模块的高级的触觉、耳机音频和集成扬声器的需要，存在优势。关于图10，显示出显示两个实例实施例的频率响应性能的图表。在图10中，实例实施例显示良好的低频性能，并且具有和目前在操作中很多集成扬声器解决方案产生的相等的音量。此外，额外的信号处理调谐这样的设备不需要在小体积中使用的传统的集成免提设备所需要的另外的信号处理调谐。

应该理解，术语用户设备倾向于涵盖任何适当类型的无线用户设备，如移动电话、便携式数据处理设备或便携式网络浏览器。此外，应该理解，术语听觉声音频道倾向于涵盖声音出口、频道和插线孔，应该理解，这些声音频道可与换能器，或换能器与设备的机械整合的一部分形成为一体。

通常，可在硬件或专用电路、软件、逻辑单元或它的任何组合中实现本发明的多种实施例的设计。例如，尽管本发明不限于那些，可在硬件中实现某些方面，同时可在固件或软件中实现其他方面，可由控制器、微处理器或其他计算设备执行固件或软件。尽管依照方框图，流程图，或利用某些其他形象化的表示法说明和描述了本发明的多个方面，应该很好的理解，作为非限制性的实例，可在硬件，软件，固件，专用电路或逻辑，通用的硬件或控制器或其他计算设备，或它的某些组合中实现这些块、装置，系统，技术或此处描述的方法。

可通过可由移动设备的数据处理器执行的计算机软件实现本发明的实施例的设计，诸如在中央处理器实体中，或由硬件，或者通过软件和硬件的组合。进一步地，在这点上，应该注意，与图中一样，逻辑流程的任何方块可代表程序步骤、或互相连接的逻辑电路、块和功能，或程序步骤和逻辑电路、块和功能的组合。可将软件存储在这样的物理介质上如存储芯片，或在处理器内实现的存储块，磁性介质（如硬盘或软盘），和光学介质（例如DVD和它的数据变体，CD）上。

在本申请的实施例的设计中使用的存储器可能是适于本地技术环境的任何类型的存储器，可利用任何适当的数据存储技术实现，如基于半导体的存储设备，磁存储器设备和系统，光学存储器设备和系统，固定的存储器和可移除存储器。数据处理器可以是适于本地技术环境的任何类型的处理器，作为非限制性的实例，可包括一个或多个通用计算机，专用计算机，微处理器，数字信号处理器（DSP），专用集成电路（ASIC），门级电路和基于多核处理器架构处理器。

可通过多种组件如集成电路模块设计本发明的实施例。

如在这个申请中使用的，术语“电路”涉及所有下述内容：

（a）只有硬件-的电路实施方式（如只在模拟的和/或数字电路中实现）和

（b）涉及电路和软件（和/或固件）的组合，如：（ⅰ）涉及处理器的组合或（ⅱ）涉及共同起作用以便引起装置（如移动电话或服务器）执行各种功能的处理器/软件（包括数字信号处理器）、软件、和存储器的一部分，和

（c）涉及电路，如微处理器或微处理器的一部分，即使软件或固件并没有以实体方式出现，其操作需要软件或固件。

在这个申请中，“电路”的这个定义适用于这个术语的所有的应用，包括任何权利要求。如进一步的实例，如在这个申请中使用的，术语“电路”也将涵盖仅仅是处理器（或多个处理器），或处理器的部分和它的（或它们的）伴随的软件和/或固件的实施方式。术语“电路”也可涵盖，例如和如果适用于具体的权利要求成分，用于移动电话的或在服务器中的类似的集成电路，蜂窝网络设备，或其他网络设备。

前述的描述通过典型的和非限制性的实例提供了这个发明的典型的实施例的全部的和信息的描述。然而当结合附图和附加的权利要求阅读时，考虑到前述描述，对于相关领域的技术人员来说，多种修饰和改变将变成显而易见的。然而，如附加的权利要求定义的一样，这个发明的教导的所有这样的和相似的修饰仍属于这个发明的范畴。

Claims (20)

1.一种装置，包括：

第一部分，其配置为形成所述装置的机壳的至少一部分；

第二部分，其配置为形成所述装置的显示器的至少一部分；

柔性膜，其配置为耦合在接触所述第一部分的第一区域和接触所述第二部分的第二区域上；以及

致动器，其耦合到所述第二部分并配置为将力施加至所述第二部分，以产生所述第二部分的基本上平动的位移。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一部分包括：

主体部分；以及

框架部分，其中接触的柔性膜第一区域配置为附连在所述主体部分和所述框架部分之间。

3.根据权利要求1和2所述的装置，其中所述第二部分包括：

前窗层；

至少一个显示层；以及

至少一个触摸接口层。

4.根据权利要求3所述的装置，其中接触的柔性膜第二区域配置为按下列方式中的至少一个耦合：

在所述前窗层、至少一个显示层、和至少一个触摸接口层的两个之间；

在两个所述显示层之间；以及

在两个所述触摸接口层之间。

5.根据权利要求3和4所述的装置，其中所述柔性膜包括下述的至少一部分：一个所述显示层和一个所述触摸接口层。

6.根据权利要求1至5所述的装置，其中所述柔性膜包括配置为定位在所述第一部分的凹槽内的吊环，其中所述吊环和所述凹槽形成接触的第一区域。

7.根据权利要求1至6所述的装置，其中所述致动器配置为通过固定耦合件进一步耦合到所述第一部分上。

8.根据权利要求1至7所述的装置，其中所述致动器是下述中的至少一个：

压电致动器；

动态偏心质量致动器；

动圈式致动器；以及

动磁式致动器。

9.根据权利要求1至8所述的装置，其中所述柔性膜和所述第二部分的至少一个配置为响应于所述力而产生声波。

10.根据权利要求1至9所述的装置，其中所述柔性膜包括下述至少一个：

弹性体；

硅树脂箔；

聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）聚酯薄膜；以及

聚碳酸酯薄膜。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述柔性膜具有基本上在从0.01mm至1mm范围内的厚度。

12.根据权利要求1至11所述的装置，其中通过光学透明粘合剂层，将所述柔性膜耦合到所述第一部分和所述第二部分的至少一个上。

13.根据权利要求1至12所述的装置，其中进一步包括减震器，其耦合在所述致动器和第二部分之间，以便将致动器弯矩转变成第二部分的基本上线性的位移。

14.一种操作装置的方法，其中所述装置包括配置为形成所述装置的机壳的至少一部分的第一部分、和配置为形成所述装置的显示器的至少一部分的第二部分，通过下述操作来操作所述装置：通过附连在接触所述第一部分的第一区域和接触所述第二部分的第二区域上的柔性膜将所述第一部分耦合到所述第二部分，并将致动器耦合到所述第二部分上，从而将力施加至所述第二部分以产生所述第二部分的基本上平动的位移。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述第一部分包括主体部分和框架部分，其中耦合接触的柔性膜第一区域包括将所述柔性膜耦合在所述主体部分和所述框架部分之间。

16.根据权利要求14和15所述的方法，其中所述第二部分包括前窗层、至少一个显示层、和至少一个触摸接口层，并且耦合接触的柔性膜第二区域包括以下列方式中的至少一个来耦合所述柔性膜：

在所述前窗层、至少一个显示层、和至少一个触摸接口层中的两个之间；

在两个所述显示层之间；以及

在两个所述触摸接口层之间。

17.根据权利要求14至16所述的方法，进一步包括响应于所述力而产生声波。

18.根据权利要求14至17所述的方法，进一步包括通过光学透明粘合剂，将所述柔性膜耦合到所述第一部分和所述第二部分的至少一个上。

19.根据权利要求14至18所述的方法，其中将致动器耦合到所述第二部分从而将力施加至所述第二部分以产生所述第二部分的基本上平动的位移包括：将由所述致动器产生的弯矩转变成所述基本上平动的位移。

20.根据权利要求14至19所述的方法，进一步包括通过固定耦合件将所述致动器耦合到所述第一部分上。

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