CN109074156A - 用于提供局部触觉输出的触觉结构 - Google Patents

用于提供局部触觉输出的触觉结构 Download PDF

Info

Publication number
CN109074156A
CN109074156A CN201780020790.1A CN201780020790A CN109074156A CN 109074156 A CN109074156 A CN 109074156A CN 201780020790 A CN201780020790 A CN 201780020790A CN 109074156 A CN109074156 A CN 109074156A
Authority
CN
China
Prior art keywords
girder construction
haptic configuration
electronic equipment
deflection mechanism
input
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201780020790.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109074156B (zh
Inventor
A·J·莱曼
J·朴
P·X·王
徐奇梁
Z·高
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Apple Inc
Original Assignee
Apple Computer Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Apple Computer Inc filed Critical Apple Computer Inc
Priority to CN202210025274.0A priority Critical patent/CN114371783A/zh
Publication of CN109074156A publication Critical patent/CN109074156A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109074156B publication Critical patent/CN109074156B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16—Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613—Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633—Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1662—Details related to the integrated keyboard
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/02—Input arrangements using manually operated switches, e.g. using keyboards or dials
    • G06F3/0202—Constructional details or processes of manufacture of the input device
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03543—Mice or pucks
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03545—Pens or stylus
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354—Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03547—Touch pads, in which fingers can move on a surface
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0416—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers
    • G06F3/04162—Control or interface arrangements specially adapted for digitisers for exchanging data with external devices, e.g. smart pens, via the digitiser sensing hardware
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0487—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser
    • G06F3/0488—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • H10N30/204—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
    • H10N30/2041—Beam type
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • H10N30/204—Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
    • H10N30/2041—Beam type
    • H10N30/2042—Cantilevers, i.e. having one fixed end
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F2203/00—Indexing scheme relating to G06F3/00 - G06F3/048
    • G06F2203/041—Indexing scheme relating to G06F3/041 - G06F3/045
    • G06F2203/04105—Pressure sensors for measuring the pressure or force exerted on the touch surface without providing the touch position
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • H10N30/302—Sensors
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • H10N30/304—Beam type
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00—Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/30—Piezoelectric or electrostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. functioning as generators or sensors
    • H10N30/304—Beam type
    • H10N30/306—Cantilevers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)
  • Position Input By Displaying (AREA)
  • Input From Keyboards Or The Like (AREA)

Abstract

本文所公开的是用于在电子设备上提供触觉输出的结构、设备、方法和系统。在一些实施方案中，电子设备包括被配置为在第一方向上移动的致动器。电子设备还包括耦接到致动器的基板。当致动器在第一方向上移动时，基板或基板的一部分凭借耦接到致动器在第二方向上移动。在一些具体实施中，基板的移动垂直于致动器的移动。

Description

用于提供局部触觉输出的触觉结构
相关申请的交叉引用
该专利合作条约专利申请要求2016年9月21日提交的且题为“触觉结构或提供局部触觉输出(Haptic Structure or Providing Localized Haptic Output)”的美国临时专利申请No.62/397,541，以及2017年1月26日提交的且题为“用于提供局部触觉输出的触觉结构(Haptic Structure for Providing Localized Haptic Output)”的美国非临时专利申请No.15/416,466的优先权，这些专利申请的内容全文以引用方式并入本文。
技术领域
本公开一般涉及为电子设备提供触觉输出。更具体地，本公开涉及使用触觉结构来为电子设备提供局部触觉输出。
背景技术
当今社会中电子设备是常见的。实施例电子设备包括移动电话、平板电脑、个人数字助理和类似物。这些电子设备中的一些包括将触觉输出提供到用户的触觉致动器。可由利用振动马达或振荡马达的致动器提供触觉输出。然而，这些振动马达通常使整个电子设备振动，并且不能在具体区处提供触觉输出。
发明内容
本文所公开的是用于为电子设备提供局部触觉输出和触感的触觉结构。在一些实施方案中，触觉结构包括由电子设备的表面或一些其他部件(例如，外壳部件)加工或在该表面或一些其他部件(例如，外壳部件)内加工的梁结构或其他偏转机构。梁结构耦接到压电元件，并且被配置为根据施加到压电元件的电流、电压或其他输入信号在不同方向上偏转。当梁结构偏转时，电子设备的表面也可偏转；这致使产生触感的触觉输出。在一些实施方案中，触觉输出可被提供到输入表面(例如，被设计为接收来自用户的输入的表面、结构或类似物)。
更具体地，本文描述的是具有包括触觉结构的输入表面的电子设备。电子设备可包括：输入表面；触觉结构，触觉结构可操作地连接到输入表面，并且包括：基板，基板限定梁结构；间隔部，间隔部耦接到梁结构的第一侧；以及压电元件，压电元件耦接到梁结构的第二侧；其中压电元件被配置成响应于施加到压电元件的第一输入信号，使梁结构在第一方向上偏转以提供第一触觉输出；并且压电元件被配置为响应于施加到压电元件的第二输入信号，使梁结构在第二方向上偏转，以提供第二触觉输出。
也描述的是用于电子设备的触觉结构。触觉结构包括表面，表面限定第一偏转机构和第二偏转机构；第一致动元件，第一致动元件耦接到第一偏转机构；第二致动元件，第二致动元件耦接到第二偏转机构；以及基板，基板耦接到第一偏转机构和第二偏转机构；其中基板可操作为响应于第一偏转机构和第二偏转机构中的一个或两个偏转而偏转。
本公开也描述了一种电子设备，该电子设备具有输入表面和设置在输入表面下面的触觉结构。触觉结构可操作为在输入表面上的不同位置处选择性地提供触觉输出。触觉结构包括第一梁结构，第一梁结构形成在输入表面下方的第一位置处；第一间隔部，第一间隔部耦接到第一梁结构和输入表面的第一部分；以及第一压电元件，第一压电元件耦接第一梁结构。第一压电元件可操作为致使第一梁结构和输入表面的第一部分响应于第一接收的输入而偏转。触觉结构也包括第二梁结构，第二梁结构形成在输入表面下方的第二位置处；第二间隔部，第二间隔部耦接到第二梁结构和输入表面的第二部分；以及第二压电元件。第二压电元件耦接到第二梁结构，并且可操作为致使第二梁结构和输入表面的第二部分响应于第二接收的输入而偏转。
附图说明
通过以下结合附图的详细描述，将容易理解本公开，其中相似的参考标号指代相似的结构元件，并且其中：
图1A例示了可使用或并入提供触觉输出的触觉结构的示例性电子设备；
图1B例示了可使用或并入提供触觉输出的触觉结构的另一示例性电子设备；
图2A例示了处于非活动状态的示例性触觉结构；
图2B例示了处于第一活动状态的图2A的示例性触觉结构；
图2C例示了处于第二活动状态的图2A的示例性触觉结构；
图3A例示了处于非活动状态的另一示例性触觉结构；
图3B例示了处于第一活动状态的图3A的示例性触觉结构；
图3C例示了处于第二活动状态的图3A的示例性触觉结构；
图4A例示了一组示例性触觉结构的顶视图；
图4B例示了图4A的示例性触觉结构的底视图；
图5A例示了处于第一操作状态的示例性触觉结构；
图5B例示了处于第二操作状态的图5A的示例性触觉结构的透视图；
图5C例示了处于第三操作状态的图5A的示例性触觉结构的透视图；
图6A例示了另一组示例性触觉结构的顶视图；
图6B例示了图6A的示例性触觉结构的底视图；
图7A例示了处于第一操作状态的另一组示例性触觉结构；
图7B例示了处于第二操作状态的图7A的示例性触觉结构的透视图；
图8A例示了又一组实施例触觉结构；
图8B例示了处于操作状态的图8A的示例性触觉结构；以及
图9例示了如沿着图1A的线A-A截取的与电子设备集成的触觉结构的横截面视图。
图10A例示了与电子设备的显示器集成的触觉结构的第一横截面视图。
图10B例示了与电子设备的显示器集成的触觉结构的第二横截面视图。
图11例示了集成到样本输入设备(在这种情况下是触笔)中的触觉结构。
图12例示了集成到样本输入设备(在这种情况下是鼠标)中的触觉结构。
具体实施方式
现在将具体地参考在附图中例示的代表性实施方案。应当理解，以下描述不旨在将实施方案限制于一个优选实施方案。相反，其旨在覆盖可被包括在由所附权利要求限定的所述实施方案的实质和范围内的另选形式、修改形式和等同形式。
本文描述的实施方案涉及在电子设备的表面上提供全局触觉输出和局部触觉输出。如本文所使用的，术语“全局触觉输出”意味着触觉结构在电子设备的整个表面上提供触觉输出，并且所以提供触感，触觉结构位于电子设备的整个表面中或之下。同样，术语“局部触觉输出”意味着触觉结构在电子设备的表面的一部分上提供触觉输出，触觉结构位于电子设备的表面的一部分中或之下。例如，表面可为被配置为接受用户输入的输入表面。
由触觉结构提供的触觉输出可为离散输出或连续输出。例如，触觉结构可提供离散的触觉输出以模拟键或按钮致动。在其他具体实施中，触觉结构可提供连续输出，诸如振动。当用户在电子设备的输入表面上方移动输入机构(例如，触笔、手指或类似物)时，振动可用于模拟纹理。
除了上面给出的具体实施例之外，触觉结构可响应于与电子设备相关联的任何数量的事件，提供局部触觉输出或全局触觉输出。此类事件包括但不限于与在电子设备上执行的应用程序相关联的事件，按钮或键盘按键，拨盘、表冠或旋钮的旋转，警报，显示的图像，传入或传出电子消息，传入或传出电话呼叫和类似物。
另外，虽然在图中具体提及并示出了电子设备，但是本文描述的触觉结构可包括在各种电子设备、机械设备、机电设备等中。例如，触觉结构可包括在触笔、鼠标、旋钮、方向盘、仪表板、用于可穿戴电子设备的带、可穿戴设备(诸如手表)、手套、眼镜和其他可穿戴设备等上。
与利用振动或振荡马达的传统触觉致动器不同，本公开的触觉结构包括一个或多个梁结构或偏转机构。梁结构可由基板、输入表面或设备的其他部分形成或形成在基板、输入表面或设备的其他部分内。例如，梁结构可由电子设备的基板或表面中的第一孔和第二孔限定。孔通常(但不一定)平行且彼此间隔开。在一些具体实施中，孔被布置成使得梁结构的相对端相对于基板或表面固定。在一些实施方案中，孔可为锥形的、相对于彼此成角度的、弯曲的或以其他方式非线性的等，而不是平行的孔。
样本基板包括电子设备的外部表面、电子设备内的支撑结构、电子设备内的板或类似物等。基板一般为触觉致动器形成在其上或由其形成触觉致动器的结构，而“表面”是通过其传输触觉输出的结构。在一些实施方案中，基板和表面可为相同的。例如，当用户与材料的第二侧相互作用时，一个或多个触觉致动器可由材料的一侧形成或形成在材料的一侧上。因此，该材料可用作表面和基板两者。
在本文描述的实施方案中，具有固定的相对端的梁结构被称为“固定梁结构”。在另一实施方案中，梁结构可具有相对于基板固定的一端，而另一端不相对于基板固定。在本文描述的实施方案中，具有一个固定端的梁结构被称为“悬臂梁结构”。
如下面将描述的，本文描述的梁结构中的每个包括致使梁结构偏转的压电元件。偏转方向取决于接收的输入信号。例如，梁结构可响应于第一接收的输入信号在第一方向上偏转，并且可响应于第二接收的输入信号在第二方向上偏转。每个接收的输入信号可分别是电压信号、电流信号或任何其他合适的输入信号。
在一些实施方案中，梁结构可耦接到表面。当梁结构偏转时，表面或表面的部分也可偏转或弯折。例如，如果梁结构在向上方向上偏转，则表面也在向上方向上偏转。同样，如果梁结构在向下方向上偏转，则表面也在向下方向上偏转。梁结构和/或表面的偏转致使触觉输出和对应的触感。
例如，当处于梁结构的标称状态时，梁结构可为平坦的。当输入信号施加到压电元件时，梁结构可凸面地或凹面地形成弓形。当表面耦接到梁结构时，梁结构的偏转致使表面偏转或以其他方式移动。表面以该方式移动提供了可由触摸表面的人感觉到的触觉输出。因此，表面可充当输入表面和输出表面，只要表面可接收用户输入并提供触觉输出。
在一些实施方案中，触觉结构可包括具有单个压电元件的单个梁结构。在其他情况下，梁结构可具有两个或更多个压电元件。在其他情况下，触觉结构可包括两个或更多个梁结构，并且每个梁结构可具有单个压电元件或多个压电元件。此外，触觉结构可包括固定梁结构和悬臂梁结构，固定梁结构和悬臂梁结构中的任一个都可与(多个)压电元件相关联。
梁结构可被定位在不同的区或区域处。例如，一个或多个悬臂梁结构可定位在触觉结构的周边部分上，而一个或多个固定梁结构可定位在触觉结构的内部部分上。梁结构中的每个可同时、基本上同时和/或顺序致动，以便提供不同类型的触觉输出。
例如，可在第一时间将第一输入信号提供到第一梁结构的压电元件，以致使第一梁结构在第一位置处提供第一触觉输出。可在相同时间或在不同时间将第二输入信号提供到第二梁结构的压电元件，以致使第二梁结构在第二位置处提供第二触觉输出。
在一些实施方案中，梁结构可集成在电子设备的外壳或外壳的一部分内。例如，如果电子设备包括键盘、触控板或其他此类输入机构，则触觉结构可集成到键盘(例如，键盘的顶壳)或触控板中。在其他具体实施中，触觉结构可集成在电子设备的显示器内。
触觉结构也可与力感测元件一起使用。例如，触觉结构和力感测元件可并入到单个电子设备中。因此，力感测元件可操作为检测在电子设备的输入表面上接收的力输入，并且触觉结构可在电子设备的输入表面上提供触觉输出。在其他具体实施中，压电元件可被配置为确定在电子设备的输入表面上提供的力的量。
下面参考图1A-图9讨论这些和其他实施方案。然而，本领域的技术人员将容易地了解，本文相对于这些附图所给出的详细描述仅出于说明性目的，而不应被解释为是限制性的。
图1A例示了根据本公开的一个或多个实施方案的可并入触觉结构140的示例性电子设备100。触觉结构140可为电子设备100提供触觉输出。如图1A所示，电子设备100可为膝上型计算设备。在其他具体实施中，电子设备100可为诸如图1B中所示的平板计算设备。虽然图1A-图1B示出了不同的电子设备100，但是相似的附图标号用于指代类似的部件。例如，每个电子设备100可包括显示器。如此，附图标号110用于指代每个电子设备100的显示器。
另外，虽然在图中示出并在下面描述了具体电子设备，但是本文描述的触觉结构可与各种电子设备一起使用，各种电子设备包括但不限于移动电话、个人数字助理、时间保持设备、健康监测设备、可穿戴电子设备、输入设备(例如，触笔)、台式计算机、电子眼镜等。虽然提及了各种电子设备，但是本公开的触觉结构140也可与其他产品一起使用，并且与各种材料组合。
例如，触觉结构140可用于可穿戴电子设备的带、汽车的仪表板、汽车的方向盘、电子设备的外壳、键盘等上。使用本文描述的触觉结构可替换传统的旋转或线性致动器。作为结果，电子设备的轮廓可更小和/或更薄。
电子设备100可包括显示器110、外壳120和一个或多个输入机构130。在一些实施方案中，输入机构130可为触敏输入设备诸如触控板、键盘等。显示器110、外壳120和一个或多个输入机构130可耦接到触觉结构140，使得直接在每个部件上提供触觉输出。例如，触觉结构140可设置在显示器110底下(或以其他方式耦接到显示器110)，显示器110包括为显示器110的一部分的覆盖玻璃。因此，当触觉结构140的梁结构或偏转机构被致动时，显示器110(以及在一些实施方案中仅覆盖玻璃)也偏转以提供触觉输出。
在一些实施方案中，显示器110可为触敏显示器，触敏显示器检测并测量显示器110的输入表面上的触摸的位置。因此，当触摸传感器检测到触摸的位置时，电子信号可在检测的位置处驱动一个或多个触觉结构140，从而在该位置处生成触觉输出。
触摸传感器可为基于电容的触摸传感器，基于电容的触摸传感器相对于显示器110或电子设备100的显示器叠层设置。虽然公开了基于电容的触摸传感器，但是可使用其他传感器。
电子设备100也可包括力感测元件，力感测元件使用力传感器以检测和测量电子设备100的表面上的触摸的力的量值。表面可为例如显示器110、触控板或一些其他输入设备或输入表面，或者可为没有被设计或旨在接受输入的表面。
本公开的触觉结构140可与触摸传感器或力传感器组合或以其他方式与触摸传感器或力传感器集成，并且可提供输入能力和输出能力。例如，触觉结构140可在任何检测的触摸输入的位置处或附近提供触觉输出。触觉结构140也可根据检测的力的量提供各种类型的触觉输出。此外，触觉结构可用于检测接收的力的量，诸如下面将描述的。
电子设备100可包括外壳120，外壳120包围电子设备100的一个或多个部件。外壳120也可耦接到或者可以其他方式并入一个或多个触觉结构140。例如，触觉结构140的一个或多个梁结构可形成在电子设备100的外壳120内。
触觉结构140也可与输入机构130一起使用或者耦接到输入机构130。例如，一个或多个触觉结构140可耦接到电子设备100的触控板和/或力敏输入设备。
本文公开的触觉结构140也可用于取代输入机构130，或者用作附加输入机构。例如，触觉结构140可放置在电子设备100的外壳120、覆盖玻璃和/或显示器110底下或以其他方式与电子设备100的外壳120、覆盖玻璃和/或显示器110集成，并且可用于检测接收的输入。
在一个具体实施中，当在触觉结构140的位置处或附近接收到力时，触觉结构140可生成可由电子设备100的电子部件测量的电压或电流。处理元件可感测该电荷(或电流)，并且将该电荷(或电流)接受作为输入。这样的输入可为二进制的(例如，如果电荷或电流超过阈值，则计为输入)或跨连续体可变的(例如，不同的生成的电荷/电流等于不同输入或特定类型的输入的差值)。
为了继续该实施例，由触觉结构140生成的电流或电压的量可基于所接收的输入的类型变化。例如，如果生成或检测的电流的量高于第一阈值，则它可指示接收到第一类型的触摸输入(例如，快速触摸或按压)。如果生成或检测的电流的量高于第二阈值，则它可指示接收到第二类型的触摸输入(例如，长触摸或按压)。
触觉结构140也可与一个或多个力感测元件或一个或多个力传感器一起工作，以确定施加到电子设备100的输入表面(或其他表面)的力的量。此外，触觉结构140可用于确定所接收的输入的位置，并且用于确定与所接收的输入相关联的一个或多个手势。例如，如果触觉结构或一系列触觉结构检测到某个时间段内和电子设备100的表面上的某个距离内的触摸输入，则可检测到轻扫手势。
图2A例示了处于非活动状态的电子设备的示例性触觉结构200。图2B例示了处于第一活动状态的图2A的示例性触觉结构200，并且图2C例示了处于第二活动状态的图2A的示例性触觉结构200。触觉结构200可与上面相对于图1A-图1B示出和描述的示例性电子设备100一起使用。
触觉结构200可包括偏转机构210。触觉结构200可被称为固定梁结构，因为偏转机构210的两端耦接到表面(诸如输入表面，或在一些情况下的基板)、形成在该表面内或以其他方式与该表面集成，该表面构成触摸结构200。例如，偏转机构210可由两个或更多个平行孔限定，两个或更多个平行孔延伸穿过诸如下面将示出和描述的基板。
偏转机构210可为大约0.3mm-0.5mm厚、大约7mm-9mm宽和大约45mm长，但是可使用其他尺寸。此外，偏转机构210的第一部分可具有第一尺寸，而偏转机构210的第二部分具有第二不同的尺寸。例如，偏转机构210的第一部分可具有第一厚度，而偏转机构210的第二部分可具有第二厚度。
触觉结构200也包括致动元件220。致动元件220可耦接到偏转机构210的一侧。在一些具体实施中，致动元件220是压电材料。在其他具体实施中，致动元件220可为移动或者可由输入信号(例如，诸如电流或电压的电信号、光信号或其他输入)驱动以致使偏转机构210沿着轴线移动或偏转的任何类型的致动器。
例如，当第一输入信号施加到致动元件220时，致动元件220可致使偏转机构210具有诸如图2B中所示的凹面形状。当第二输入信号施加到致动元件220时，致动元件可致使偏转机构210具有诸如图2C中所示的凸面形状。每次偏转机构210偏转时，可提供触觉输出。
在一些实施方案中，可驱动致动元件220以产生离散的触觉输出，或者可驱动致动元件220以产生连续的触觉输出。附加地，可在一定频率范围内驱动致动元件220，以产生不同类型和强度的触觉输出。例如，可在1Hz至1kHz或更大的频率下驱动致动元件220。
虽然图2A中未示出，但是间隔部可附连于偏转机构210的不同侧，并且可将偏转机构210耦接到表面。表面可为电子设备的覆盖玻璃、电子设备的外壳等。因为表面耦接到偏转机构210，所以当偏转机构210偏转时，表面也可偏转并提供触觉输出。
虽然相对于电子设备具体讨论了触觉结构200，但是触觉结构200可与包括诸如本文所述的机械设备和电子设备以及非机械设备和非电子设备的其他设备一起使用。
图3A例示了用于电子设备的另一示例性触觉结构300。触觉结构300可被称为悬臂梁结构，因为偏转机构310的一端耦接到触觉结构300的基板、由触觉结构300的基板加工或以其他方式与触觉结构300的基板集成，而偏转机构310的另一端是自由的。
触觉结构300也包括致动元件320，致动元件320可为压电致动器或类似物。偏转机构310和致动元件320可以与上面描述的偏转机构210和致动元件220类似的方式操作。
例如，当第一输入信号施加到致动元件320时，偏转机构310可诸如图3B中所示的在第一方向上移动。同样，当第二输入信号电流施加到致动元件320时，偏转机构310可诸如图3C所示的在第二方向上移动。如图所示，第二方向一般与第一方向相反。
偏转机构310以所描述的方式偏转可将触觉输出提供到电子设备的用户。更具体地，当偏转机构310偏转时，并入触觉结构300的电子设备的一个或多个部分也可偏转。
图4A例示了示例性触觉结构400的自顶向下视图。触觉结构400可包括诸如上面描述的多个固定梁结构。更具体地，触觉结构400可包括限定第一孔410和第二孔420的基板(该基板可为诸如支撑板的电子设备的输入表面、外壳或内部元件)。第一孔410与第二孔420间隔开，并且相对于第二孔420平行。第一孔410和第二孔可由基板加工以形成梁结构430。例如，第一孔410和第二孔420可整个或部分地延伸穿过触觉结构400的表面，以形成或以其他方式限定梁结构430。
如上所述，图4A中所示的梁结构430是固定梁结构，因为第一孔410和第二孔420被配置成使得梁结构430的相对端固定或以其他方式与触觉结构400的表面集成。然而，虽然梁结构430被示出和描述为与触觉结构400的表面集成或以其他方式形成在触觉结构400的表面中，但是梁结构430可为单独的部件。例如，一个或多个孔、通道或开口可形成在触觉结构400的表面中，并且梁结构430可放置在孔上方或孔内。
在所示的实施例中，触觉结构400包括2×4梁结构430阵列。然而，触觉结构400的尺寸以及梁结构430的数量是可缩放的。如此，触觉结构400可包括以各种构型布置的任何数量的梁结构430。例如，具有第一梁结构阵列的触觉结构400可用于一个电子设备，而具有第二梁结构430阵列的触觉结构400可用于不同的计算设备。也应当注意，单个电子设备可具有带有变化的梁结构阵列的触觉结构。
在一些实施方案中，触觉结构400可包括间隔部440。间隔部可耦接到梁结构430的第一侧。间隔部440可用于将梁结构430耦接到输出表面(例如，图5A的表面510)。间隔部440可为能量吸收材料，诸如聚氨酯材料。间隔部440也可具有将梁结构430耦接到表面的粘合剂材料。如上所述，当梁结构430偏转时，表面也可偏转以提供触觉输出。
图4B例示了触觉结构400的底视图。如图4B所示，压电元件450可设置在每个梁结构430的下侧。当输入信号施加到压电元件450时，压电元件450的一个或多个尺寸可改变。例如，当第一输入信号施加到压电元件450时，压电元件450的长度可增加，这致使梁结构430表现出凹面形状或者在第一方向上偏转。同样，当第二输入信号施加到压电元件450时，压电元件450的长度可减小，这致使梁结构430表现出凸面形状或者在第二方向上偏转。
如上所述，在一些具体实施中，本文描述的触觉结构可被配置为提供局部触觉输出或全局触觉输出。例如，当提供全局触觉输出时，可致动触觉结构的给定区中的所有梁结构。当提供局部触觉输出时，可致动触觉结构的给定区中的一个或多个梁结构。
例如并参考图5A，触觉结构500可包括一个或多个梁结构520。可使用一个或多个间隔部530将梁结构520中的每个附着或以其他方式耦接到表面510。在一些具体实施中，表面可为显示器的覆盖玻璃、触控板的输入表面、电子设备的外壳等。表面510也可为塑料、丙烯酸、合金材料或其他材料。
当提供全局触觉输出时，触觉结构的所有梁结构520可诸如所示的偏转。作为响应，表面510也在与梁结构520相同的方向上偏转或移动。虽然图5A例示了凸起或凸面构型中的梁结构520，但是梁结构520可向下移动或者以其他方式具有凹面构型，使得梁结构520在触觉结构500的表面下面延伸。在任一种情况下，由于间隔部530和表面510之间的耦接，所以表面510可与梁结构520一起移动。
虽然示出了单个表面510，但是每个梁结构520可与独立的或其他独特表面相关联。因此，当每个梁结构520被致动时，每个梁结构520的对应的表面510也可相应地移动。例如，每个表面510可为键盘的独立键。当梁结构520被致动时，每个独立键可相应地移动。
在其他具体实施中，梁结构520的标称状态可为梁结构520是凹面或凸面的状态。当压电元件被致动时，梁结构可变平或变得更加凹面或凸面。当使用倒圆表面(例如，用于带有倒圆边缘的显示器的覆盖玻璃等)时，这可为有用的。如此，可在平坦表面和倒圆表面上提供触觉输出。
图5B和图5C例示了提供局部触觉输出的触觉结构500。例如，在图5B中，顶部中心梁结构520响应于输入信号被施加到与顶部中心梁结构520相关联的压电元件，被偏转。作为响应，与顶部中心梁结构520相邻的表面510的一部分也偏转，并提供触觉输出。
同样且如图5C所示，触觉结构500的右上梁结构520可以类似的方式致动。作为结果，与梁结构520相邻的表面510的一部分也可在相同方向上偏转。因此，可了解，第一触觉致动器可在输入表面的第一部分处或通过输入表面的第一部分生成触觉输出，并且第二触觉致动器可在输入表面的第二部分处或通过输入表面的第二部分生成另一触觉输出。
虽然示出和描述的实施例示出了被致动的单个梁结构，但是梁结构520的不同组合可同时或基本上同时或顺序地致动。此外，第一梁结构520可在第一方向上致动(例如，以表现出凸面形状)，而第二梁结构520在第二相反方向上致动(例如，以表现出凹面形状)。在其他具体实施中，一个梁结构520可在第一位置处被致动，而不同的梁结构520在第二位置处被致动以减弱或增强在第一位置处提供的触觉输出。
图6A例示了另一示例性触觉结构600的自顶向下视图。触觉结构600可包括诸如上面所述的多个悬臂梁结构。更具体地，触觉结构600可包括基板，该基板限定孔610，孔610在梁结构620周围延伸，使得梁结构的一端与触觉结构600的表面集成，而梁结构的另一端没有固定到触觉结构600的表面。
触觉结构600可包括间隔部630。间隔部630可以与上面描述的间隔部440类似的方式起作用。
图6B例示了触觉结构600的底视图。如图6B所示，压电元件640可设置在每个梁结构620的下侧上。压电元件640可以与上面描述的压电元件440类似的方式起作用。
图7A例示了处于第一操作状态的示例性触觉结构700的透视图。触觉结构700可包括使用一个或多个间隔部730耦接到表面710的一个或多个悬臂梁结构720。与上面描述的触觉结构500相似，触觉结构700可被配置为提供诸如所描述的全局触觉输出或局部触觉输出。
例如并参考图7B，一个或多个梁结构720可响应于梁结构720的压电元件被致动而偏转。当梁结构720偏转时，与梁结构720相邻或以其他方式耦接到梁结构720的表面710的一部分也可由于间隔部730、梁结构720和表面710之间的耦接而偏转。
图8A例示了另一示例性触觉结构800的透视图。在该实施方案中，触觉结构800包括悬臂梁结构810和固定梁结构820。悬臂梁结构810和固定梁结构820中的每者以与上面所描述的类似的方式起作用。
例如且如图8B所示，悬臂梁结构810可与固定梁结构同时致动。在一些实施方案中，悬臂梁结构810可放置在触觉结构800的周边上，以便在触觉结构800的边界或交界处附近提供增强的触觉输出。由于与触觉结构800相关联的各种交界处条件，所以可在触觉结构800的周边周围需要增强的触觉输出。例如，表面的周边部分可耦接到悬臂梁结构810，而固定梁结构820附连于电子设备的外壳，这致使表面更难以在那些位置处移动。
悬臂式触觉结构810可定位成使得梁结构的自由端定位在诸如所示的周边附近，以便在那些位置处提供更明显的触觉输出。
在一些实施方案中，悬臂梁结构810和固定梁结构820的不同组合可同时、基本上同时或按顺序致动。此外，梁结构中的每个可在相同或不同的方向上偏转。在其他实施方案中，第一组梁结构可提供第一类型的触觉输出(例如，离散触觉输出)，而第二组梁结构提供第二类型的输出(例如，连续触觉输出)。
图9例示了与电子设备(诸如例如键盘)集成的触觉结构900的横截面视图。在该实施例中，可沿着图1A的线A-A截取触觉结构900的横截面。
触觉结构900且更具体地触觉结构900的偏转机构920可与电子设备的外壳910(例如，顶壳)集成或以其他方式形成在电子设备的外壳910(例如，顶壳)中。在一些实施方案中，形成偏转机构920的孔由外壳910加工得到。
如上所述，触觉结构900包括形成在偏转机构920的第一侧上的致动元件930和形成在致动元件930的相对侧上的间隔部940。间隔部940可粘合地耦接到表面950。
当电流施加到致动元件930时，偏转机构920偏转(例如，形成弓形或者以其他方式在向上方向或向下方向上移动)。当偏转机构920偏转时，表面950以诸如上面所描述的类似的方式移动。
在一些情况下，触觉结构可集成到电子设备的显示器110(诸如图1中所示的膝上型计算设备100)中。图10A和图10B例示了计算设备100的显示器110下方的样本触觉结构140的横截面视图。在图10A的横截面视图中，可看到不同行的致动器的多个触觉致动器140。在图10B的横截面视图中，可看到每个在不同列中的多个触觉致动器140。通常，触觉致动器140将操作以朝向覆盖玻璃1030形成弓形、弯折或以其他方式偏转，并且因此使覆盖玻璃1030变形，如下面更详细描述的。
每个触觉致动器140设置在由膝上型计算机外壳1010的一部分形成的支撑件1000上。在一些实施方案中，致动器140可搁置在由如本文别处所讨论的支撑件1000形成的梁结构上(作为梁结构的一部分)。
一般来讲，触觉致动器140设置在显示层1020和覆盖玻璃1030下方；显示层1020和覆盖玻璃1030共同形成电子设备的显示器110。显示层可为LCD显示器、LED显示器、OLED显示器或任何其他合适的显示器。同样，覆盖玻璃1030可由玻璃(无论是否化学强化的)、塑料、蓝宝石或任何其他合适的材料形成。
在图10A和图10B中所示的实施方案中，覆盖玻璃1030和显示层1020都示为相对于外壳1010浮动。在某些实施方案中，覆盖玻璃和/或显示层可邻接，并且/或者附连于外壳，或者覆盖玻璃和/或显示层可如图所示通过间隙分离。在其他实施方案中，显示层和覆盖玻璃可在某些点处邻接，并且/或者在某些点处附连于外壳，但是在其他点处浮动。
当触觉致动器140被激活时，触觉致动器140可如本文所述的挠曲、偏转或以其他方式变形。该操作继而可使显示层1020和覆盖玻璃1030向上偏转，从而将触觉输出提供到与覆盖玻璃1030接触的用户。
虽然覆盖玻璃1030和显示层1020都变形，但是该变形可不是可视觉感知的，因为该变形可太小而不能看到。在其他实施方案中，变形可为可视觉感知的，但通常由用户的手指、触笔或通过覆盖玻璃接收触觉反馈的其他物体覆盖。
应当了解，本文中所描述的实施方案可用于任何数量的不同电子设备中。例如，图11例示了并入一组触觉结构1110的触笔1100。触觉结构可在触笔1100的主体内，或在触笔1100的主体的外部上。触觉结构可形成在主体内的基板上或附接到主体内的基板、形成在侧壁的内部或外部上等。无论位置如何，触觉结构1110可将触觉输出(且因此触感)提供到抓握、触摸或以其他方式与触笔相互作用的人。
同样，图12例示了鼠标1200，鼠标1200并入了多个触觉结构1210来取代按钮。触觉结构可模拟“点击”或传统鼠标按钮，或者可提供更复杂和/或精密的反馈。在一些实施方案中，施加到鼠标1200外部的力可致使触觉结构1210变形，从而从触觉结构的压电元件或在触觉结构的压电元件中生成电信号。该电信号的量值可随施予的力变化，只要与更弱的力相比，更大的力可更大程度地使压电元件偏转或变形。因此，触觉结构1210也可以类似于圆顶开关或其他开关元件的方式从用户接收输入，但是可具有测量非二进制力的附加益处。因此，本文描述的各种触觉结构可用作输入机构和输出机构两者。
在其他实施方案中，触觉结构可并入到输出表面中，该输出表面也不接受触摸或力输入。在其他实施方案中，可穿戴设备(诸如手表)可将如本文所述的样本触觉结构并入可穿戴设备的一部分上，该可穿戴设备的一部分在穿戴时与用户的皮肤接触。触觉结构可致动以将输出提供到用户的皮肤。此类触觉结构可在带之内、表体的背面等上。
相应地，应当了解，多种电子设备中的任一种可并入本文所述的触觉结构。
出于说明的目的，上述描述使用具体命名以提供对所述实施方案的彻底理解。然而，对于本领域的技术人员而言将显而易见的是，实践所述实施方案不需要这些具体细节。因此，出于例示和描述的目的，呈现了对本文所述的具体实施方案的上述描述。它们并非旨在是穷举性的或将实施方案限制为所公开的精确形式。对于本领域的普通技术人员而言将显而易见的是，鉴于上面的教导内容，许多修改和变型是可能的。

Claims (20)

1.一种电子设备，包括：
输入表面；
触觉结构，所述触觉结构可操作地连接到所述输入表面，并且包括：
基板，所述基板限定梁结构；
间隔部，所述间隔部耦接到所述梁结构的第一侧；以及
压电元件，所述压电元件耦接到所述梁结构的第二侧；其中
所述压电元件被配置为响应于施加到所述压电元件的第一输入信号，使所述梁结构在第一方向上偏转以提供第一触觉输出；并且
所述压电元件被配置为响应于施加到所述压电元件的第二输入信号，使所述梁结构在第二方向上偏转以提供第二触觉输出。
2.根据权利要求1所述的电子设备，其中：
所述表面是触敏显示器；
所述梁结构由所述基板通过一对平行孔形成；
所述间隔部将所述基板耦接到所述触敏显示器；
当所述梁结构在所述第一方向上偏转时，所述触敏显示器在所述第一方向上偏转；
当所述梁结构在所述第二方向上偏转时，所述触敏显示器在所述第二方向上偏转；
当所述触敏显示器在所述第一方向上偏转时，所述触敏显示器传输所述第一触觉输出；
当所述触敏显示器在所述第二方向上偏转时，所述触敏显示器传输所述第二触觉输出。
3.根据权利要求2所述的电子设备，其中所述平行孔延伸穿过所述基板。
4.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述梁结构是悬臂式的。
5.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述梁结构由延伸穿过所述表面的第一孔和第二孔限定，所述第二孔与所述第一孔间隔开并平行于所述第一孔。
6.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述输入表面是键盘。
7.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述输入表面是触敏的。
8.根据权利要求1所述的电子设备；其中：
所述触觉结构是第一触觉结构；
所述第一触觉结构可操作地连接到所述输入表面的第一部分；
所述电子设备还包括可操作地连接到所述输入表面的第二部分的第二触觉结构；
所述第一触觉结构在所述输入表面的所述第一部分处提供所述第一触觉输出；
所述触觉结构的所述第二部分在所述输入表面的所述第二部分处提供第三触觉输出。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述第一触觉结构和所述第二触觉结构可操作为在单独的时间偏转。
10.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述第一触觉结构可操作为在所述第一方向上偏转，并且所述第二触觉结构可操作为在所述第二方向上偏转。
11.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述第一触觉输出是振动。
12.一种用于电子设备的触觉结构，包括：
基板，所述基板限定第一偏转机构和第二偏转机构；
第一致动元件，所述第一致动元件耦接到所述第一偏转机构；
第二致动元件，所述第二致动元件耦接到所述第二偏转机构；以及
表面，所述表面耦接到所述第一偏转机构和所述第二偏转机构；其中
所述表面可操作为响应于所述第一偏转机构和所述第二偏转机构中的一个或两个偏转而偏转。
13.根据权利要求12所述的触觉结构，其中所述第一偏转机构可操作为在第一方向和第二相反方向上偏转。
14.根据权利要求12所述的触觉结构，其中所述第一偏转机构和所述第二偏转机构可操作为在彼此不同的频率下偏转。
15.根据权利要求12所述的触觉结构，其中所述第一偏转机构或所述第二偏转机构中的一个是悬臂式偏转机构。
16.根据权利要求12所述的触觉结构，其中：
所述基板是所述电子设备的外壳；以及
所述电子设备是触笔、手表、鼠标、键盘或触控板中的一者。
17.根据权利要求12所述的触觉结构，还包括将所述第一偏转机构耦接到所述表面的间隔部。
18.一种电子设备，包括：
输入表面；
第一梁结构，所述第一梁结构形成在所述输入表面下方的第一位置处；
第一间隔部，所述第一间隔部耦接到所述第一梁结构和所述输入表面的第一部分；
第一压电元件，所述第一压电元件与所述第一梁结构耦接，并且可操作为致使所述第一梁结构和所述输入表面的所述第一部分响应于第一接收的输入而偏转；
第二梁结构，所述第二梁结构形成在所述输入表面下方的第二位置处；
第二间隔部，所述第二间隔部耦接到所述第二梁结构和所述输入表面的第二部分；以及
第二压电元件，所述第二压电元件与所述第二梁结构耦接，并且可操作为致使所述第二梁结构和所述输入表面的所述第二部分响应于第二接收的输入而偏转。
19.根据权利要求18所述的电子设备，其中所述第一梁结构和所述第二梁结构由单个基板形成。
20.根据权利要求18所述的电子设备，其中当所述第一梁结构和所述第二梁结构中的任一个偏转时，所述单个基板不偏转。
CN201780020790.1A 2016-09-21 2017-09-12 用于提供局部触觉输出的触觉结构 Active CN109074156B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210025274.0A CN114371783A (zh) 2016-09-21 2017-09-12 用于提供局部触觉输出的触觉结构

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662397541P 2016-09-21 2016-09-21
US62/397,541 2016-09-21
US15/416,466 US10591993B2 (en) 2016-09-21 2017-01-26 Haptic structure for providing localized haptic output
US15/416,466 2017-01-26
PCT/US2017/051116 WO2018057340A1 (en) 2016-09-21 2017-09-12 Haptic structure for providing localized haptic output

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210025274.0A Division CN114371783A (zh) 2016-09-21 2017-09-12 用于提供局部触觉输出的触觉结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109074156A true CN109074156A (zh) 2018-12-21
CN109074156B CN109074156B (zh) 2022-01-11

Family

ID=61621045

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780020790.1A Active CN109074156B (zh) 2016-09-21 2017-09-12 用于提供局部触觉输出的触觉结构
CN202210025274.0A Pending CN114371783A (zh) 2016-09-21 2017-09-12 用于提供局部触觉输出的触觉结构

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210025274.0A Pending CN114371783A (zh) 2016-09-21 2017-09-12 用于提供局部触觉输出的触觉结构

Country Status (5)

Country Link
US (2) US10591993B2 (zh)
EP (2) EP3869303A1 (zh)
JP (2) JP6741779B2 (zh)
CN (2) CN109074156B (zh)
WO (1) WO2018057340A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110989838A (zh) * 2019-11-29 2020-04-10 维沃移动通信有限公司 可穿戴设备、其控制方法及计算机可读存储介质
CN111813217A (zh) * 2019-04-11 2020-10-23 苹果公司 具有带有致动构件和复原机构的触觉设备的电子设备

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10585480B1 (en) 2016-05-10 2020-03-10 Apple Inc. Electronic device with an input device having a haptic engine
DE102016116763A1 (de) * 2016-09-07 2018-03-08 Epcos Ag Vorrichtung zur Erzeugung einer haptischen Rückmeldung
US10591993B2 (en) 2016-09-21 2020-03-17 Apple Inc. Haptic structure for providing localized haptic output
KR102384033B1 (ko) * 2017-03-20 2022-04-06 엘지전자 주식회사 디스플레이 장치
US10768747B2 (en) 2017-08-31 2020-09-08 Apple Inc. Haptic realignment cues for touch-input displays
US11054932B2 (en) 2017-09-06 2021-07-06 Apple Inc. Electronic device having a touch sensor, force sensor, and haptic actuator in an integrated module
US10768738B1 (en) 2017-09-27 2020-09-08 Apple Inc. Electronic device having a haptic actuator with magnetic augmentation
US10739857B2 (en) * 2018-04-21 2020-08-11 Dale Kazdan Wearable tracking computer
US10942571B2 (en) * 2018-06-29 2021-03-09 Apple Inc. Laptop computing device with discrete haptic regions
DE102018126473A1 (de) * 2018-07-12 2020-01-16 Tdk Electronics Ag Anordnung
US10936071B2 (en) 2018-08-30 2021-03-02 Apple Inc. Wearable electronic device with haptic rotatable input
US10966007B1 (en) 2018-09-25 2021-03-30 Apple Inc. Haptic output system
TWI698781B (zh) 2018-12-10 2020-07-11 財團法人工業技術研究院 量測系統及應用其之量測方法
JP7243517B2 (ja) * 2019-08-09 2023-03-22 Tdk株式会社 振動ユニット
FR3104762B1 (fr) 2019-12-12 2022-09-16 Actronika Procédé de génération de sensations tactiles localisées sur une surface et interface haptique mettant en œuvre ce procédé
US11294469B2 (en) * 2020-01-31 2022-04-05 Dell Products, Lp System and method for processing user input via a reconfigurable haptic interface assembly for displaying a modified keyboard configuration
US11024135B1 (en) 2020-06-17 2021-06-01 Apple Inc. Portable electronic device having a haptic button assembly
US11609130B2 (en) * 2021-01-19 2023-03-21 Uneo Inc. Cantilever force sensor
US11513600B1 (en) 2021-10-04 2022-11-29 Dell Products, L.P. Information handling system glass keyboard with deflection and haptic feedback
DE102021212372A1 (de) 2021-11-03 2023-05-04 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Anregungsvorrichtung, berührungsempfindliches Bedienelement und Verfahren zur Herstellung einer solchen Anregungsvorrichtung
DE102021212371A1 (de) 2021-11-03 2023-05-04 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Kopplungselement, Anregungsvorrichtung und berührungsempfindliches Bedienelement
US11747868B2 (en) * 2021-11-30 2023-09-05 Dell Products L.P. Unibody base chassis top cover for a portable information handling system
US11775071B1 (en) 2022-03-08 2023-10-03 Microsoft Technology Licensing, Llc Haptic feedback from a computing accessory
US11656685B1 (en) 2022-04-27 2023-05-23 Dell Products L.P. Information handling system keyboard with haptic enhanced membrane trigger

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1487400A (zh) * 2002-08-26 2004-04-07 ������������ʽ���� 复合功能装置、其制造方法、触觉信息系统及信息输入装置
US20100090813A1 (en) * 2008-10-10 2010-04-15 Richard Je Electronic Device with Localized Haptic Response
EP2207080A1 (en) * 2008-12-23 2010-07-14 Research In Motion Limited Piezoelectric actuator arrangement
WO2013183010A1 (en) * 2012-06-05 2013-12-12 Fundamo (Pty) Ltd Auxiliary input device for encrypted data entry
CN103488298A (zh) * 2013-09-29 2014-01-01 中山大学 一种基于柔性与滑动结合的触觉再现手型槽装置
US20140340208A1 (en) * 2013-05-15 2014-11-20 Microsoft Corporation Localized key-click feedback
CN105074621A (zh) * 2013-02-17 2015-11-18 微软公司 用于触摸表面的压电致动虚拟按钮
AU2016100399A4 (en) * 2015-04-17 2016-05-26 Apple Inc. Contracting and elongating materials for providing input and output for an electronic device
KR101787752B1 (ko) * 2010-12-28 2017-10-18 엘지이노텍 주식회사 국부진동이 가능한 햅틱장치 및 햅틱장치의 국부진동 방법

Family Cites Families (49)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB917596A (en) * 1959-09-24 1963-02-06 Thielenhaus Ernst Machine tool with positively controlled machining tool
US6198206B1 (en) * 1998-03-20 2001-03-06 Active Control Experts, Inc. Inertial/audio unit and construction
US6437485B1 (en) * 2000-12-20 2002-08-20 Piezomotor Uppsala Ab Double bimorph electromechanical element
JP2003288158A (ja) * 2002-01-28 2003-10-10 Sony Corp タクタイル・フィードバック機能を持つ携帯型機器
US6965189B2 (en) * 2002-09-20 2005-11-15 Monodrive Inc. Bending actuators and sensors constructed from shaped active materials and methods for making the same
US7382357B2 (en) * 2005-04-25 2008-06-03 Avago Technologies Ecbu Ip Pte Ltd User interface incorporating emulated hard keys
KR100877067B1 (ko) * 2006-01-03 2009-01-07 삼성전자주식회사 햅틱 버튼 및 이를 이용한 햅틱 기기
WO2008079440A2 (en) 2006-07-10 2008-07-03 Medipacs, Inc. Super elastic epoxy hydrogel
US20090002328A1 (en) * 2007-06-26 2009-01-01 Immersion Corporation, A Delaware Corporation Method and apparatus for multi-touch tactile touch panel actuator mechanisms
US20090015560A1 (en) * 2007-07-13 2009-01-15 Motorola, Inc. Method and apparatus for controlling a display of a device
US10488926B2 (en) * 2007-11-21 2019-11-26 Immersion Corporation Method and apparatus for providing a fixed relief touch screen with locating features using deformable haptic surfaces
US8395587B2 (en) * 2007-12-21 2013-03-12 Motorola Mobility Llc Haptic response apparatus for an electronic device
US20150205355A1 (en) * 2008-01-04 2015-07-23 Tactus Technology, Inc. Dynamic tactile interface
US20150205417A1 (en) * 2008-01-04 2015-07-23 Tactus Technology, Inc. Dynamic tactile interface
US9829977B2 (en) * 2008-04-02 2017-11-28 Immersion Corporation Method and apparatus for providing multi-point haptic feedback texture systems
US8441450B2 (en) 2008-09-30 2013-05-14 Apple Inc. Movable track pad with added functionality
US8593409B1 (en) * 2008-10-10 2013-11-26 Immersion Corporation Method and apparatus for providing haptic feedback utilizing multi-actuated waveform phasing
US8217910B2 (en) * 2008-12-19 2012-07-10 Verizon Patent And Licensing Inc. Morphing touch screen layout
US9600070B2 (en) * 2008-12-22 2017-03-21 Apple Inc. User interface having changeable topography
US8686952B2 (en) * 2008-12-23 2014-04-01 Apple Inc. Multi touch with multi haptics
US8345013B2 (en) * 2009-01-14 2013-01-01 Immersion Corporation Method and apparatus for generating haptic feedback from plasma actuation
CN102483665B (zh) * 2009-08-31 2014-12-10 日本写真印刷株式会社 带有振动功能的触摸面板的安装结构
US20110216013A1 (en) * 2010-03-05 2011-09-08 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Touch-sensitive input device, touch screen device, mobile device and method for operating a touch-sensitive input device
EP2742410B1 (en) 2011-05-10 2019-08-14 North Western University A touch interface device having an electrostatic multitouch surface and method for controlling the device
WO2013078330A1 (en) * 2011-11-21 2013-05-30 Immersion Corporation Piezoelectric actuator for haptic device
JP2013149124A (ja) * 2012-01-20 2013-08-01 Panasonic Corp 力覚提示振動体および力覚提示振動体アレイ
KR20140036846A (ko) * 2012-09-18 2014-03-26 삼성전자주식회사 국부적인 피드백을 제공하는 사용자 단말 장치 및 그 방법
US9330544B2 (en) * 2012-11-20 2016-05-03 Immersion Corporation System and method for simulated physical interactions with haptic effects
US9634225B2 (en) 2012-12-17 2017-04-25 Apple Inc. Artificial muscle camera lens actuator
US9880623B2 (en) 2013-01-24 2018-01-30 Immersion Corporation Friction modulation for three dimensional relief in a haptic device
US9939900B2 (en) 2013-04-26 2018-04-10 Immersion Corporation System and method for a haptically-enabled deformable surface
KR102143352B1 (ko) 2013-12-13 2020-08-11 엘지디스플레이 주식회사 햅틱 일체형 터치스크린, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 표시장치
JP2015153406A (ja) * 2014-02-19 2015-08-24 Fdk株式会社 触感伝達装置
US9829979B2 (en) 2014-04-28 2017-11-28 Ford Global Technologies, Llc Automotive touchscreen controls with simulated texture for haptic feedback
US9595659B2 (en) * 2014-04-30 2017-03-14 Jung-Hoon Kim Piezoelectric vibration device for mobile terminal
KR102262470B1 (ko) 2014-11-28 2021-06-08 삼성디스플레이 주식회사 터치 스크린 패널 제조 방법
KR101784472B1 (ko) * 2015-01-13 2017-10-11 주식회사 씨케이머티리얼즈랩 촉각 정보 제공 기기
KR102350084B1 (ko) 2015-01-15 2022-01-11 삼성디스플레이 주식회사 터치 패널 및 이를 이용한 표시장치
JP6332476B2 (ja) 2015-01-26 2018-05-30 富士通株式会社 駆動制御装置、電子機器、駆動制御プログラム、及び駆動制御方法
WO2016141482A1 (en) * 2015-03-09 2016-09-15 The University Of British Columbia Apparatus and methods for providing tactile stimulus incorporating tri-layer actuators
US10705610B2 (en) 2015-06-19 2020-07-07 Northwestern University Apparatus for unified audio tactile feedback
SG11201607625QA (en) * 2015-06-26 2017-01-27 Sabic Global Technologies Bv Integrated piezoelectric cantilever actuator and transistor for touch input and haptic feedback applications
US10345905B2 (en) * 2015-09-08 2019-07-09 Apple Inc. Electronic devices with deformable displays
US20170153703A1 (en) * 2015-11-30 2017-06-01 Microsoft Technology Licensing, Llc Piezoelectric haptic feedback structure
US10062832B2 (en) * 2015-11-30 2018-08-28 Sabic Global Technologies, B.V. Methods and systems for making piezoelectric cantilever actuators
JP6627647B2 (ja) * 2016-05-24 2020-01-08 Tdk株式会社 積層膜、電子デバイス基板、電子デバイス及び積層膜の製造方法
US20180081441A1 (en) * 2016-09-20 2018-03-22 Apple Inc. Integrated Haptic Output and Touch Input System
US10591993B2 (en) 2016-09-21 2020-03-17 Apple Inc. Haptic structure for providing localized haptic output
KR20190130140A (ko) * 2017-03-29 2019-11-21 애플 인크. 통합형 인터페이스 시스템을 갖는 디바이스

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1487400A (zh) * 2002-08-26 2004-04-07 ������������ʽ���� 复合功能装置、其制造方法、触觉信息系统及信息输入装置
US20100090813A1 (en) * 2008-10-10 2010-04-15 Richard Je Electronic Device with Localized Haptic Response
EP2207080A1 (en) * 2008-12-23 2010-07-14 Research In Motion Limited Piezoelectric actuator arrangement
KR101787752B1 (ko) * 2010-12-28 2017-10-18 엘지이노텍 주식회사 국부진동이 가능한 햅틱장치 및 햅틱장치의 국부진동 방법
WO2013183010A1 (en) * 2012-06-05 2013-12-12 Fundamo (Pty) Ltd Auxiliary input device for encrypted data entry
CN105074621A (zh) * 2013-02-17 2015-11-18 微软公司 用于触摸表面的压电致动虚拟按钮
US20140340208A1 (en) * 2013-05-15 2014-11-20 Microsoft Corporation Localized key-click feedback
CN103488298A (zh) * 2013-09-29 2014-01-01 中山大学 一种基于柔性与滑动结合的触觉再现手型槽装置
AU2016100399A4 (en) * 2015-04-17 2016-05-26 Apple Inc. Contracting and elongating materials for providing input and output for an electronic device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111813217A (zh) * 2019-04-11 2020-10-23 苹果公司 具有带有致动构件和复原机构的触觉设备的电子设备
CN110989838A (zh) * 2019-11-29 2020-04-10 维沃移动通信有限公司 可穿戴设备、其控制方法及计算机可读存储介质
CN110989838B (zh) * 2019-11-29 2022-09-02 维沃移动通信有限公司 可穿戴设备、其控制方法及计算机可读存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018057340A1 (en) 2018-03-29
US20200192484A1 (en) 2020-06-18
US11150734B2 (en) 2021-10-19
JP2020205056A (ja) 2020-12-24
CN109074156B (zh) 2022-01-11
EP3417359B1 (en) 2021-03-17
EP3417359A1 (en) 2018-12-26
CN114371783A (zh) 2022-04-19
JP7138678B2 (ja) 2022-09-16
EP3869303A1 (en) 2021-08-25
JP2019512813A (ja) 2019-05-16
US20180081438A1 (en) 2018-03-22
US10591993B2 (en) 2020-03-17
JP6741779B2 (ja) 2020-08-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109074156A (zh) 用于提供局部触觉输出的触觉结构
KR101928674B1 (ko) 투명한 합성 압전 조합된 터치 센서 및 햅틱 액추에이터
US20210200385A1 (en) Configurable Force-Sensitive Input Structure for Electronic Devices
US9772688B2 (en) Haptic feedback assembly
US8421610B2 (en) Touch screen and method of operating the same
AU2016204964B2 (en) Electronic devices with shear force sensing
US20200125174A1 (en) Tactile feedback device and electronic device equipped with said tactile feedback device
JP4875050B2 (ja) 入力装置
TWI436237B (zh) 力影像觸控板及顯示器
KR20170108882A (ko) 정전기 부착성 기반 햅틱 출력 디바이스
KR20160008302A (ko) 다축 입력 디바이스 및 다축 입력 장치
US11474653B2 (en) Buttonless device
JPWO2019092821A1 (ja) 駆動制御装置、電子機器、及び、駆動制御方法
KR20230067523A (ko) 전자 디바이스에서 햅틱 출력을 제공하기 위한 햅틱 구조물
Fraden et al. Force, Strain, and Tactile Sensors

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant