CN105589595A - 用于车辆的触觉触摸面板组件 - Google Patents

Abstract

用于车辆的触觉触摸面板组件。所述触觉触摸面板组件包括触觉触摸面板、支撑衬底和将所述触觉触摸面板耦接至所述支撑衬底的悬垂部件。各种车辆内部部件的更精确和动态的触觉反馈可通过使用允许三个或更多个自由度运动的悬垂部件或便于两个或更多个不同方向的运动的两个或更多个触觉致动器提供。

Description

用于车辆的触觉触摸面板组件

技术领域

本公开主要涉及触觉触摸面板组件，并且尤其涉及用于车辆内部的触觉触摸面板组件。

背景技术

触摸面板组件(诸如包括代替采用传统按钮组件和/或需要更多手动用户输入的其他组件的装置的图形用户界面的那些组件)的发展已经与向用户提供触觉反馈的需要相一致。触觉反馈可包括振动或能够由用户触感检测的其他运动。例如，通过确认某一命令的激活或提供更好地符合图形用户界面显示器上的图像的感觉，由触摸面板组件提供的触觉反馈能够增强用户的体验。这种反馈可特别有益于车辆应用，使得驾驶员能够在将注意力保持在道路上的同时在触觉上感测到他们的输入被接收。致动器和悬垂部件的组合可用于帮助触摸面板组件部件的相对运动。

然而，车辆应用中的传统触觉反馈仅致动一个自由度上的运动，这将反馈限制为一个方向上的单一运动，使得所有反馈感觉对驾驶员、乘客或其他用户来说都是相同的。比如，Steckel等人的第2010/0060437号美国专利申请公布公开了用于车辆中的触觉操作控制。由Steckel描述的操作控制使用在与触摸表面垂直的单个方向上进行振动的振荡器线圈。

发明内容

根据一个实施方式，一种用于车辆的触觉触摸面板组件包括适于刚性地附接在车辆的内部的支撑衬底、触觉触摸面板、联接所述支撑衬底与所述触觉触摸面板的至少一个悬垂部件、以及被刚性地安装至所述触觉触摸面板以相对于所述支撑衬底移动所述触觉触摸面板的第一和第二致动器。所述触觉触摸面板包括面朝所述车辆内部的装饰侧、面朝所述支撑衬底的相反侧、以及用户界面，所述用户界面可在接收手动用户输入的所述面板的装饰侧被访问。所述至少一个悬垂部件联接所述支撑衬底与所述触觉触摸面板的相反侧，并且所述悬垂部件允许所述触觉触摸面板在至少两个方向相对于所述支撑衬底运动。第一致动器和第二致动器响应于由所述用户界面接收的手动用户输入而相对于所述支撑衬底移动所述触觉触摸面板。所述第一致动器在被激活时沿至少一个方向移动所述触觉触摸面板，所述第二致动器在被激活时沿不同于所述第一致动器的方向的至少一个方向移动所述触觉触摸面板。

在一个或多个实施方式中，所述第一致动器和所述第二致动器能够被独立地激活。

在一个或多个实施方式中，所述第一致动器是线性致动器，所述第二致动器是旋转致动器。

在一个或多个实施方式中，所述致动器中的至少一个是压电致动器。

在一个或多个实施方式中，所述致动器中的至少一个在横向方向移动所述触觉触摸面板。

在一个或多个实施方式中，至少一个悬垂部件为所述支撑衬底的模内部件。

在一个或多个实施方式中，所述触觉触摸面板还包括位于所述面板的装饰侧的外装饰镶片。所述装饰镶片包括对可见光至少部分透明的区域。所述触觉触摸面板还包括位于所述支撑衬底与所述外装饰镶片之间的光源。

在一个或多个实施方式中，所述触觉触摸面板还包括位于所述面板的相反侧的印刷电路板，其中光源被安装至所述印刷电路板。所述触觉触摸面板还包括位于所述印刷电路板与所述触觉触摸面板之间的导光件。所述导光件被成形为将来自所述光源的光引导至所述触觉触摸面板的对可见光至少部分透明的区域。所述导光件还被成形为防止来自所述光源的光到达所述镶片的其它区域。

在一个或多个实施方式中，所述支撑衬底还至少包括导光件的一部分，所述导光件的该部分将来自光源的光因导致所述触觉触摸面板的装饰侧处的对可见光至少部分透明的区域。

在一个或多个实施方式中，所述用户界面包括传感器，所述传感器检测所述手动用户输入并且在操作期间不相对于所述触觉触摸面板的其它部件移动。

在一个或多个实施方式中，所述用户界面包括机械输入装置，所述机械输入装置在接收手动用户输入的同时相对于所述触觉触摸面板的其它部件移动。

在一个或多个实施方式中，所述致动器和所述用户界面与控制器通信，所述控制器从所述用户界面接收信息并且在接收的信息指示一种类型的用户输入时以一种方式激活所述致动器以及在所述接收的信息指示不同类型的用户输入时以不同的方式激活所述致动器。

根据另一实施方式，一种用于车辆的触觉触摸面板组件包括适于刚性地附接在所述车辆的内部的支撑衬底和触觉触摸面板。所述触觉触摸面板包括面朝所述车辆内部的装饰侧、面朝所述支撑衬底的相反侧、以及用户界面，所述用户界面可在接收手动用户输入的所述面板的装饰侧被访问。所述触觉触摸面板组件包括至少一个悬垂部件，所述至少一个悬垂部件联接所述支撑衬底与所述触觉触摸面板的相反侧，并且所述至少一个悬垂部件允许所述触觉触摸面板相对于所述支撑衬底的至少三个自由度运动。所述触觉触摸面板组件还包括一个或多个致动器，所述一个或多个致动器刚性地安装至所述触觉触摸面板以响应于由所述用户界面接收的手动用户输入而相对于所述支撑衬底移动所述触觉触摸面板。所述致动器在被激活时沿至少两个方向移动所述触觉触摸面板。

在一个或多个实施方式中，所述一个或多个致动器包括第一致动器和第二致动器，所述第一致动器在被激活时沿至少一个方向移动所述触觉触摸面板，所述第二致动器在被激活时沿不同于所述第一致动器的方向的至少一个方向移动所述触觉触摸面板。

前面段落、权利要求、和/或下面的描述和附图中所阐述的各个方面、实施方式、实施例、特征和替换实施例可被独立地采用或以任意组合被采用。例如，结合一个实施方式公开的特征可适于所有实施方式，除非特征不相容。

附图说明

下面将结合附图描述本发明的一个或多个优选的示例性实施方式，其中相同的参考标号指代相同的元件，在附图中：

图1示出了具有触觉触摸面板组件的各种实施方式的车辆内部；

图2是图1的触觉触摸面板组件中的一个的实施方式的分解视图；

图3是根据另一个实施方式的触觉触摸面板组件的示意性截面视图；

图4是根据另一个实施方式的用于车辆的触觉触摸面板组件的分解视图；

图5是模制至图4的触觉触摸面板组件的支撑衬底中的悬垂部件的一个示例的放大视图；

图6示出附接在示意性触觉触摸面板的后侧处的多个致动器；以及

图7和图8示出悬垂部件和触觉致动器的不同布置的示例。

具体实施方式

文中描述的触觉触摸面板可有助于为用户提供更具动态和/或更精确的反馈响应，具体在车辆应用中。比如，触觉反馈可确认驾驶员输入并减少驾驶时的分心。此外，下面描述的触觉触摸面板组件能够通过面板组件部件之中的不同的致动器类型、不同的致动方向、不同的面板运动方向和/或多重运动自由度的组合提供多于单一类型的触觉反馈。图1至图8是根据不同实施方式的车辆触觉触摸面板组件或可用于车辆触觉触摸面板组件的不同部件的代表图。应注意，附图不一定是按照比例绘制的。

参照图1，车辆内部10通过触觉触摸面板组件的各种实施方式示出，其包括图像显示触觉触摸面板组件12、内部控制触觉触摸面板组件14、以及换挡触觉触摸面板组件16。图像显示面板组件12可向与媒体菜单和特征、导航菜单和特征、和/或其他相关菜单或特征交互的用户提供触觉反馈。内部控制面板组件14可响应于调节各种车辆参数的、来自用户的输入提供触觉反馈，这些车辆参数包括但不限于，温度、风扇速度、媒体控制，诸如音量、菜单导航等。换挡面板组件16例如可响应于车辆档位的变化来提供触觉反馈。在一个示例中，当驾驶员滚动用户界面显示器上的档位选项时，触觉反馈在横向的x方向和/或y方向(即，与触觉触摸面板的屏幕的表面一致)上提供，并且当选择以确认用户对档位的选择时，触觉反馈在轴向或z方向(即，垂直于触觉触摸面板的平面)上提供。

触觉反馈可结合至用于车辆内部的大量其他触摸面板应用中。除仪表盘或驾驶员控制中心的部分之外的车辆部件可采用文中描述的触觉触摸面板组件，诸如转向轮装控制(例如，定速巡航或无线电控制)，门装控制(例如，镜或窗控制)、或座椅装控制。术语“触摸面板”意在包括任何部件，这些部件包括触觉反馈表面，触觉反馈表面包括但不限于，具备或不具备图形用户界面显示器的电容或非电容触摸屏、触摸面板、触摸板、旋转拨号盘、手柄等。虽然触觉反馈对将不向用户提供输入已经被接收或确认的指示的触摸感测控制来说可能尤其有用，但其对机械输入装置来说也是有用的，特别是考虑到通过文中呈现的教导所实现的动态或高分辨率触觉反馈。

触觉触摸面板组件，诸如图1的内部控制触觉触摸面板组件14，可包含大量美学和功能。例如，触觉触摸面板组件14包括触觉触摸面板18以及用户界面22，触觉触摸面板18具有面朝车辆内部10的装饰侧20，用户界面22可在触摸面板18的装饰侧处进行访问。用户界面22接收手动用户输入，手动用户输入是由用户的手提供的任何类型的输入，而不在乎是通过电子传感器或是通过机械装置接收的。示出的用户界面22包括按钮和按钮区24、滑动条26、以及机械输入装置28，诸如旋钮、开关或转盘。可根据用户界面22的哪一部分与用户交互来提供各种和/或不同类型的触觉反馈。例如，可以或可以不包含用于机械按钮的标准机构的按钮24在被触摸时可触发z方向(即，大体垂直于用户界面的平面)上的触觉反馈响应，并且将手指划过滑动条26可触发x方向和/或y方向(即，与用户界面的表面相一致)上的反馈。更复杂的用户输入和触觉输出也可以被生成。例如，沿着触觉触摸面板18的边缘的切向触摸或滑动运动可沿着触摸面板的边缘触发与例如在用户输入在按钮24之一处被接收时所提供的触觉响应不同的触觉响应，因此用户被通知他或她已经提供给面板组件的是什么类型的输入。示出的用户界面22仅仅是一个示例，并且可包括按钮、滑动条、机械开关和转盘、或用于用户输入的任何其他机构的任何数量、组合、或布置。

下面的描述关于图1的内部控制触觉触摸面板组件14来提供，但也同样可应用于任何其他触觉触摸面板组件，诸如图像显示组件12或换挡组件16(仅列举了几种可能性)。图2-4代表触觉触摸面板组件14的不同实施方式。每个触觉触摸面板组件包括触觉触摸面板18、支撑衬底30、附接至触摸面板的第一触觉致动器32、附接至触摸面板的第二触觉致动器34、以及以允许多个自由度的相对运动的方式联接触摸面板与衬底的至少一个悬垂部件36。触摸面板组件14可包括图2-4中未示出的其他部件，诸如各种固定元件、垫片和/或防尘封、引导或定位元件、触觉反馈隔离器(例如，泡沫件)、电源、传感器、按钮、处理器、微控制器、驱动器、软件和/或通信装置(仅为了列举几种可能性)。其他触觉触摸面板组件部件、布置和架构也必定是可能的。

参考图2所示的触摸面板组件的实施方式的分解视图，触觉触摸面板18包括面朝车辆内部的装饰侧或正面20和面朝支撑衬底30的相反侧或背面38。用户界面22被设置在面板18的装饰侧。用户界面22可包括包含显示器的图形用户界面，或者用户界面可简单地为通用车辆内部表面(以列举几种可能性)。用户界面22可包括机械输入装置，诸如在接收手动用户收入的同时相对于触觉触摸面板18的其它部件移动(例如，旋转)的旋钮28。其它机械输入装置可包括开关、按钮、滑动条、旋转拨号盘、操纵杆等。用户界面22还可包括检测手动用户输入的一个或多个传感器40和经由例如传感器40从用户界面22接收信息且致动致动器32、34的一个或多个控制器42。

根据触觉触摸面板组件14的设计，传感器40可以是任意类型，包括但不限于电容、电阻、红外和/或表面声波(SAW)触摸传感器。根据一个实施方式，传感器40在操作期间不相对于触觉触摸面板的其它部件移动。例如，传感器40可被刚性地安装作为触觉触摸面板18的一部分并且不包括类似于机械输入装置的运动件。传感器40可与一个或多个控制器42通信。在一个实施方式中，控制器42可被配置为响应于用户界面输入应用合适的算法或程序并且发送、激活或传输信号至致动器32、34。此传输可以是直接的，或者它可以是间接，诸如通过一个或多个查找表确定是否以及如何激活具体的致动器。根据一个实施方式，控制器42从用户界面22接收信息，并且当信息指示一种类型的用户输入时以一种方式激活致动器32、34，当接收的信息指示不同类型的用户输入时以不同的方式激活致动器32、34。例如，控制器可从用户界面22接收指示用户滑动触摸的信息，作为响应，激活一个或多个致动器以沿用户界面的表面触发触觉反馈来模拟用户输入。而如果控制器从用户界面接收指示下压的信息，诸如当按钮被按下时，或甚至沿用户界面的滑动被检测到的相同区域接收信息，控制器可激活一个或多个致动器以垂直于用户界面的平面或在沿用户界面的单个位置处触发触觉反馈。其它类型的输入以及致动的方法或类型当然也是可行的。

在图2的实施方式中，触觉触摸面板组件14包括外装饰镶片46和至少一个光源48。外装饰镶片46和触觉触摸板18在此具体实施例中为一个且相同，因此镶片46提供面板18的装饰侧20。装饰镶片46在此实施例中还包括用户界面22。装饰镶片46包括对可见光至少部分透明的区域50。例如，如图1所示，透明区域可以是光标或当光源48被激活时在面板18的装饰侧20被照亮的其它标记。装饰镶片46可由任意合适的材料(诸如，塑料、天然纤维复合物、或碳素纤维(仅列举了一些)制成。而且，装饰镶片46可通过任意数量的合适方法(包括注塑成型，更具体地，膜嵌入成型)形成。

光源48可采用各种形式，例如LED、灯泡、或从外部源导光的光纤。在此实施例中，触觉触摸面板组件包括印刷电路板(PCB)52，多个独立LED光源48被安装至PCB。每个光源48位于支撑衬底30与外装饰镶片46之间并且照射镶片46的相应区域50。在图2的实施例中，具有LED48的PCB52被刚性地安装至支撑衬底30并且在触觉反馈事件中不振动或不与装饰镶片46一起移动。PCB52可提供附加的功能，例如支撑除了LED以外的电子部件(例如，控制器42和/或直接或间接将用户界面42连接至车辆HVAC或其它系统的电路)。一个或多个线束57可被设置为电互连面板组件的各个部件和/或将面板组件14与其它车辆部件互连。

图2的面板组件14还包括位于PCB52与装饰镶片46之间的导光件54。导光件54被成形为将光从光源48引导至镶片46的被照射区域50，同时防止光到达镶片46的其它区域。导光件54因此发挥作用以隔离来自每个独立LED48的光并且将来自每个独立LED48的光引导至装饰镶片的专用区域。在图2的实施例中，导光件54是具有穿过其形成的一系列孔隙56。每个孔隙56沿导光件54被定位以对应于LED48和镶片46的相应的专用区域50中的一个的位置。管或通道(图2中未示出)可在每个孔隙处从导光件54的背侧延伸至PCB52以将光从每个光源48引导至镶片46的期望区域50。在此实施例中，导光件54与PCB52一起被刚性地安装至衬底30，使得导光件在触觉反馈事件中不振动或不与装饰镶片46一起移动。

支撑衬底30适于刚性地附接于车辆内部，诸如图1所示的车辆内部10。更具体地，衬底30用于被刚性地安装至车辆使得它在触觉反馈事件中相对于车辆主体保持静止。触觉触摸面板18相对于支撑衬底30移动以提供触觉反馈响应，并且触觉致动器32、34的激活引起触摸面板运动。在一些情况下，支撑衬底30被配置为移动(例如，隔间门)，但是一般用于面板组件14的非移动部件，其中面板18响应于致动器32、34的激活而相对于该非移动部件振动或移动以提供触觉反馈。

一个或多个悬垂部件36将触觉触摸面板18联接至衬底30以允许面板18相对于支撑衬底30以多重自由度移动。每个自由度(DOF)是平移或旋转。例如，悬垂部件36可被配置有两个自由度，例如允许在x方向和y方向的平移运动或允许在一个平面上的旋转运动和在x轴、y轴或z轴方向的平移运动。优选地，悬垂部件36被配置为提供三个或更多个运动自由度。适于将触觉触摸面板18耦接至支撑衬底30的悬垂部件的若干实施例在2014年11月7日提交的第14/535,747号美国专利申请中详细描述，该美国专利申请的全部内容由此通过引用并入本文。所引用的专利申请公开了图2所示的悬垂部件36，该悬垂部件36提供五个运动自由度。

如图2所示，这些单独提供的悬垂部件的一侧被固定值支撑衬底30，其另一侧被固定至触觉触摸面板18。在此实施例中，紧固件延伸穿过衬底30中的孔隙和悬垂部件36，并且伸入装饰镶片的后侧38上的凸台。尽管不一定，但是支撑衬底30可被切割或以其它方式形成以允许适当地更换悬垂部件36。例如，支撑衬底可形成有孔、间隙或方便更换和/或附接悬垂部件36的其它定位特征。此实施方式可对支撑衬底30已经形成和/或安装在车辆中以及车辆内部用触觉触摸面板组件改装的情况有利。

在操作中，触觉反馈通过一个或多个触觉致动器(例如，第一和/或第二触觉致动器32、34)促进。每个致动器32、34可以是旋转致动器或线性致动器。示例性旋转致动器是偏心旋转质量(ERM)致动器。ERM致动器便宜，具有强谐振频率，并且具有比其它致动器简单的电子方案。线性致动器的实施例包括线性谐振致动器(LRA)、线性螺线管、压电致动器、电活性聚合物(EAP)等。LRA的一个优点是便宜。线性螺线管能够移动大质量，由此能够进行大位移。线性螺线管还具有快速启动时间(例如，小于5ms)。压电致动器可使用一个或多个压电陶瓷层，并且因为具有非常快的响应时间(例如，小于5ms)，所以被希望用于车辆的触觉触摸面板组件。压电致动器不受频率或幅度约束并且能够产生高端、复杂的波形轮廓。EAP典型地在电流被应用时通常通过伸长率改变形状/尺寸，并且具有快速启动时间(例如，小于5ms)。

触觉触摸面板组件14可包括两个触觉致动器或多于两个触觉致动器，还可包括泡沫、间隔件或其它部件以将触觉反馈隔离在具体位置。而且，能够在相同的触觉触摸面板组件中使用不同类型的致动器以提供不同类型的触觉反馈。在一个实施方式中，第一和第二致动器可被独立地激活，使得控制器能够根据需要单独激活它们。例如，面板组件可被配置有控制器使得经由图1的滑动条26的用户输入经由顺序激活一系列致动器导致追随用户手指的触觉反馈。

根据另一实施方式，第一致动器32是线性致动器，第二致动器34是旋转致动器。例如，第二致动器34可以是ERM致动器。ERM致动器可相对于偏心质量旋转轴提供多于一个径向方向的平面运动。通过适当地配置有悬垂部件36，如果这种致动器的旋转轴被定向为z方向，则可提供面板18在x方向和y方向的运动。第一线性致动器32可被定向为提供z方向的运动以提供与两个致动器在所有三个轴线的运动。或者第一致动器可被定向为提供x方向或y方向的运动。在该情况下，根据哪些致动器被激活，产生不同类型的触觉反馈。仅线性致动器激活产生单向的触觉反馈。仅旋转致动器激活产生多向平面触觉反馈。两种致动器一起激活产生在平面的一个方向较强的多向平面触觉反馈。线性和旋转致动器可被顺序地激活，或者第一致动器可被初始激活且第二致动器在第一致动器停止运动之前被激活。旋转致动器的旋转轴可以其它方式被定向——例如，沿x轴或y轴方向或沿离轴方向。可采用对应旋转轴沿不同方向被定向的多个旋转致动器和/或轴线被定向为不同方向的多个线性致动器。不同类型的触觉反馈的可能组合是无限的。

触觉致动器的适当组合的另一实施例包括沿一个方向(例如，X方向)提供触摸面板运动的第一线性致动器和沿另一方向(例如，Y方向)提供触摸面板运动的第二线性致动器。致动器的适当组合的另一实施例包括旋转轴沿相同或不同方向被定向的第一和第二旋转致动器。被配置为通过单个致动器允许多重自由度的悬垂部件也可以是有利的。例如，旋转致动器可提供触觉触摸面板的沿多于一个方向的运动，典型地横向于旋转轴，并且可与多个DOF悬垂部件组合以实现复杂和/或不同类型的触觉反馈。在一个具体实施例中，旋转致动器可被安装至触觉触摸面板，其相对于触摸面板沿离轴方向的旋转轴导致所有三个方向(即，x方向、y方向和z方向)的运动。还可设想到，单个致动器可提供单个或更多个方向的致动并且单个线性致动器可提供多于一个方向的致动。例如，致动器可以是或可成为商业化，其中多个线性和/或旋转致动器被组合成单个单元并且可被安装至触觉触摸面板。在其它实施例中，单个压电致动器可具有无梁形状并且导致多于一个方向的运动，或者压电致动器可包括具有不同形状、尺寸和/或定向的多个层。

触觉致动器可产生具有各种不同波形轮廓的触摸面板运动。触觉致动器的各种类型、质量和布置可与由悬垂部件36提哦共的多重自由度(DOF)组合以生成大量不同的触觉反馈响应。在另一实施方式中，致动器32、34中的至少一个为压电致动器。在一个具体实施例中，线性螺线管可用于通过沿与触摸面板的表面一致的方向致动提供y方向的触觉反馈。在组合时，压电致动器和线性螺线管协同地提供触觉反馈且具有两种类型致动器的优点——即，压电致动器的快速响应可控性以及螺线管的大位移能力。

在另一实施方式中，致动器中的至少一个使触觉触摸面板沿横向方向运动。已经发现，沿除了轴向或z方向(即，垂直于触觉表面)以外的方向的致动可能因沿用户触摸界面的z方向的减振效应而变得有利。

图3是触觉触摸面板组件14’的另一实施方式的一部分的截面视图。在此实施例中，如同图2的实施例，PCB52’和导光件54’被刚性地安装在一起作为相对于触觉触摸面板18’的静止部件，其中触觉触摸面板18’在此也与装饰镶片46’是一个且相同。在该情况下，导光件54’可被认为是支撑衬底30’的至少一部分。从这个观点，示出了从导光件54’的孔隙56’延伸至PCB52’的圆锥管或通道58’、以及光源48’的位置，其中光从光源48’被引导至装饰镶片46’的专用且至少部分透明的区域50’。

图3的悬垂部件36’也在通过引用并入本文的前述美国专利申请中被公开和更详细地描述。此具体的悬垂部件提供如图所示的三个自由度：沿X轴、旋转地绕Y轴和沿Z轴。尽管图3示出了与触摸面板18’直接接触的悬垂部件36’，但是应该理解，可包括各种间隔件或其它部件以便于悬垂部件和触摸面板的间接附接。可使用任意合适的附接手段附接触摸面板和悬垂部件，包括粘附、焊接、机械紧固件(诸如，螺丝、螺母、螺栓等，仅列举了几种可能性)。

图4是触觉触摸面板组件14”的另一实施方式的分解视图。在此实施例中，图1-3的实施方式的PCB和导光件被去除并且被更换为波状电路层60”。波状电路层60”一般包括柔性聚合物材料，该聚合物材料具有嵌入聚合物、印刷在聚合物中、或与聚合物层压的箔或其它电导体。所述电导体实现传统PCB上的电导线的功能，但是作为波状电路层60”的一部分，它们可被成形为遵循匹配部件(诸如，装饰镶片46”)的轮廓。波状电路层60”可包括作为光源(未示出)的LED，诸如印刷的薄层LED或表面安装的LED。在一个实施方式中，波状电路层60”作为膜被注塑到承载件64”。波状电路层60”被成形为与装饰镶片46”的内表面互补。触觉触摸面板组件14”的其它部件可与波状电路层60”(例如，传感器和控制器)集成。形成波状电路层可包含任意数量的处理，包括但不限于柔性电路印刷、电子部件的表面安装、热成型、模内复膜和注塑成型。

此配置允许光源(在被提供的情况下)与被照射的相应区域50”和装饰镶片的后侧直接或几乎直接接触，去除了对导光件的需求。由于可在波状电路层60”中包含期望的电路，所以也去除了对PCB的需求。结果，与之前描述的实施方式相比，可减少面板组件14”的整体厚度。例如，参考图3，去除导光件54’和相关的管子58’允许PCB52’被封装为更接近装饰镶片，进一步去除PCB52’允许更小的封装尺寸，其整体厚度几乎为更多传统面板组件的一半或更小。另外，如图4所示，电路层60”的较小质量允许电路层和光源作为触觉触摸面板18”的移动质量的一部分。换句话说，所示的触觉触摸面板18”可包括装饰镶片46”、以及集成在一起作为相对于刚性安装的衬底30”移动以提供触觉反馈的一个部件的所有电路层和光源。减少的质量具有关于触觉反馈的优点，例如，移动质量可被容易地去除，这导致快速的响应时间并且方便使用更小的致动器。承载件64”在此情况下提供触觉触摸面板18”的后侧或相反侧38”，并且触觉致动器32”、34a”和34b”被安装至面板18”的后侧。

在图4的实施方式中，悬垂部件36”经由例如注塑成型整体地形成为支撑衬底30”的一部分。此实施方式可能对提供用于车辆的完全形成的触觉触摸面板组件的情况是有利的。在图5中提供了模内的悬垂部件36”的放大视图。如前述通过引用并入本文的专利申请文件所描述的，具体示出的悬垂部件36”提供五个DOF运动。

现在参考图6，示出了图4的触摸面板18”的后侧38”。在此实施方式中，面板18”包括两个线性致动器32a”、32b”和旋转致动器34”。在具体实施方式中，线性致动器为螺线管致动器，旋转致动器为ERM致动器。还包括悬垂部件62”，并且悬垂部件62”可有助于促进集成的悬垂部件36”的附接。

图7和图8是类似于图4-6的附接有致动器32、34a、34b的两个不同触摸面板18的后侧的视图，其中以两个不同的布置示出了悬垂部件和致动器。图7的实施方式包括在相同定向被安装至触觉触摸面板18的两个线性致动器32a、32b、以及旋转致动器34，其中每个线性致动器提供相同方向(即，Y方向)的触摸面板运动。图8的实施方式包括相同的两个线性致动器32a、32b以及旋转致动器34，但是一个线性致动器32a以不同于另一线性致动器32b的定向被安装至触觉触摸面板18。在此实施例中，一个线性致动器32a提供X方向的触摸面板运动，另一线性致动器32b提供Y方向的触摸面板运动。在操作中，当希望包括仅X或Y方向的触摸面板运动的触觉反馈时，相应的致动器32a、32b可被激活。两个致动器32a、32b(和/或旋转致动器34(如果被适当地安装))可被同时激活用于触觉反馈，期望包括X和Y方向的触摸面板运动。在另一实施例中旋转致动器可被省略。

图7和图8还示出了位于不同位置的悬垂部件36。具体地，位于线性致器内侧的两个悬垂部件在图7中水平地间隔开和对齐，在图8中垂直地间隔开和对齐。CAE分析指示悬垂部件位置的此变化的振动模态频率的移位，甚至当致动器方向和位置未改变时，其示出了通过使用相同位置的致动器的相同组合更改触觉触摸面板组件可用的触觉反馈响应的另一方式。

如所附附图和描述所证实的，触觉触摸面板组件可采用多种形式。期望的触觉反馈响应可通过改变本文中教导的各种结构特征和布置被更改。具有此教导的技术人员现在能够调谐多个DOF触觉触摸面板组件并且利用几乎无穷的不同触觉反馈响应以向用户有效地传输关于所提供的输入的信息——例如，不同类型的触觉反馈可被提供以与不同类型的用户输入对应。

将理解，前述是本发明的一个或多个优选示例性实施方式的描述。本发明不限于本文所公开的具体实施方式，而是仅由权利要求限定。而且，前面的描述中包含的陈述涉及具体实施方式并且不被解释为对本发明范围和权利要求中所使用的术语的定义的限制，上面明确定义的术语或词语除外。对本领域技术人员而言，对所公开的实施方式的各种其它实施方式和各种改变和修改将变得明显。所有这些其它实施方式、改变和修改落入所附权利要求的范围内。

如本说明书和权利要求中所使用的，术语“例如”、“诸如”、“例如”和“像”以及动词“包括”、“具有”及它们的其它动词形式在集合一个或多个部件或其它物品列表使用时均被解释为开放式，意味着列表不被认为是排除其它、附加的部件或物品。其它术语通过使用它们的宽泛合适含义被解释，除非它们在需要不同解释的上下文中被使用。

Claims (15)

1.一种用于车辆的触觉触摸面板组件，包括：

支撑衬底，适于刚性地附接在车辆的内部；

触觉触摸面板，包括面朝所述车辆内部的装饰侧、面朝所述支撑衬底的相反侧、以及用户界面，所述用户界面能够在接收手动用户输入的所述面板的装饰侧被访问；

至少一个悬垂部件，联接所述支撑衬底与所述触觉触摸面板的相反侧，其中所述至少一个悬垂部件允许所述触觉触摸面板在至少两个方向相对于所述支撑衬底运动；以及

第一致动器和第二致动器，刚性地安装至所述触觉触摸面板以响应于由所述用户界面接收的手动用户输入而相对于所述支撑衬底移动所述触觉触摸面板，其中所述第一致动器在被激活时沿至少一个方向移动所述触觉触摸面板，所述第二致动器在被激活时沿不同于所述第一致动器的方向的至少一个方向移动所述触觉触摸面板。

2.根据权利要求1所述的触觉触摸面板，其中所述第一致动器和所述第二致动器能够被独立地激活。

3.根据权利要求1所述的触觉触摸面板，其中所述第一致动器是线性致动器，所述第二致动器是旋转致动器。

4.根据权利要求1所述的触觉触摸面板，其中所述致动器中的至少一个是压电致动器。

5.根据权利要求1所述的触觉触摸面板，其中所述致动器中的至少一个在横向方向移动所述触觉触摸面板。

6.根据权利要求1所述的触觉触摸面板，其中至少一个悬垂部件为所述支撑衬底的模内部件。

7.根据权利要求1所述的触觉触摸面板，其中所述触觉触摸面板还包括：

外装饰镶片，位于所述面板的装饰侧，所述外装饰镶片包括对可见光至少部分透明的区域；以及

光源，位于所述支撑衬底与所述外装饰镶片之间并照射所述外装饰镶片的所述区域。

8.根据权利要求7所述的触觉触摸面板，其中所述触觉触摸面板还包括：

波状电路层，被成形为与所述外装饰镶片的内表面互补，其中所述波状电路层包括所述光源。

9.根据权利要求1所述的触觉触摸面板，还包括：

印刷电路板；

光源，被安装至所述印刷电路板；以及

导光件，位于所述印刷电路板与所述触觉触摸面板之间并且被成形为将来自所述光源的光引导至所述触觉触摸面板的对可见光至少部分透明的区域且防止来自所述光源的光到达镶片的其它区域。

10.根据权利要求9所述的触觉触摸面板，其中所述印刷电路板和所述导光件被刚性地安装至所述支撑衬底使得当所述致动器中的一个或多个被激活时所述触觉触摸面板和所述光源相对于所述印刷电路板移动。

11.根据权利要求1所述的触觉触摸面板，其中所述用户界面包括传感器，所述传感器检测所述手动用户输入并且在操作期间不相对于所述触觉触摸面板的其它部件移动。

12.根据权利要求1所述的触觉触摸面板，其中所述用户界面包括机械输入装置，所述机械输入装置在接收手动用户输入的同时相对于所述触觉触摸面板的其它部件移动。

13.根据权利要求1所述的触觉触摸面板，其中所述致动器和所述用户界面与控制器通信，所述控制器从所述用户界面接收信息并且在接收的信息指示一种类型的用户输入时以一种方式激活所述致动器以及在所述接收的信息指示不同类型的用户输入时以不同的方式激活所述致动器。

14.一种用于车辆的触觉触摸面板组件，包括：

支撑衬底，适于刚性地附接在所述车辆的内部；

触觉触摸面板，包括面朝所述车辆内部的装饰侧、面朝所述支撑衬底的相反侧、以及用户界面，所述用户界面能够在接收手动用户输入的所述面板的装饰侧被访问；

至少一个悬垂部件，联接所述支撑衬底与所述触觉触摸面板的相反侧，其中所述至少一个悬垂部件允许所述触觉触摸面板相对于所述支撑衬底以至少三个自由度运动；以及

一个或多个致动器，刚性地安装至所述触觉触摸面板以响应于由所述用户界面接收的手动用户输入而相对于所述支撑衬底移动所述触觉触摸面板，其中所述致动器在被激活时沿至少两个方向移动所述触觉触摸面板。

15.根据权利要求14所述的触觉触摸面板组件，其中所述一个或多个致动器包括第一致动器和第二致动器，所述第一致动器在被激活时沿至少一个方向移动所述触觉触摸面板，所述第二致动器在被激活时沿不同于所述第一致动器的方向的至少一个方向移动所述触觉触摸面板。