CN113805473A - 电子设备和用于电子设备的触觉按钮组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了电子设备和用于电子设备的触觉按钮组件。电子设备包括:壳体,所述壳体包括侧壁,所述侧壁限定开口;触觉按钮组件,所述触觉按钮组件包括:输入构件,所述输入构件定位在所述开口内并且限定输入表面;磁性部件,所述磁性部件定位在所述壳体中并且耦接到所述输入构件,所述磁性部件被配置为生成磁通量;和传导回路,所述传导回路具有导电区段,所述导电区段被配置为在横向于所述磁通量的局部通量方向的方向上传导电流通过所述磁通量;以及处理单元,所述处理单元定位在所述壳体中并且被配置为引起所述电流传导通过所述传导回路,从而引起所述输入构件在基本上平行于所述输入表面的平移方向上的侧向平移,从而产生触觉输出。
Description
技术领域
实施方案整体涉及电子手表或其他电子设备。更具体地,所述实施方案涉及被配置为在电子设备处接收输入并提供触觉输出的触觉按钮组件。
背景技术
通常,电子设备包括用于控制设备或提供用户输入的各种按钮或输入设备。然而,传统的电磁按钮可能需要大量的空间并且提供有限的功能。本文所述的输入设备和技术涉及包括集成触觉机构的输入设备,该集成触觉机构被配置为在操作输入设备时向用户产生触觉反馈或可察觉的反馈。
发明内容
本公开中描述的系统、设备、方法和装置的实施方案涉及被配置为在电子设备处接收输入并提供触觉输出的触觉按钮组件。
一个实施方案可以采取电子设备的形式。该电子设备可以包括壳体、触觉按钮组件和处理单元。壳体可以包括限定开口的侧壁。触觉按钮组件可以包括定位在开口内并限定输入表面的输入构件。触觉按钮组件可以还包括被配置为检测施加到输入表面的输入的输入传感器。触觉按钮组件可以还包括定位在壳体中并且耦接到输入构件的磁性部件。磁性部件可以被配置为生成磁通量。触觉按钮组件可以还包括传导回路,该传导回路具有导电区段,该导电区段被配置为在横向于磁通量的局部通量方向的方向上传导电流通过磁通量。处理单元可以定位在壳体中,并且被配置为响应于输入传感器检测到输入而引起电流传导通过传导回路,从而引起输入构件在基本上平行于输入表面的平移方向上的侧向平移,从而产生触觉输出。
另一个实施方案可以采取用于电子设备的触觉按钮组件的形式。触觉按钮组件可以包括输入构件,该输入构件限定输入表面并且被配置为沿基本上平行于输入表面的第一平移方向和与第一平移方向相反的第二平移方向平移。触觉按钮组件可以还包括支撑构件,该支撑构件耦接到输入构件并且被配置为延伸穿过限定在电子设备的壳体中的孔。触觉按钮组件可以还包括磁性部件,该磁性部件附接到支撑构件并且被配置为生成磁通量。触觉按钮组件可以还包括第一导电区段,该第一导电区段被配置为使第一电信号穿过磁通量,从而引起输入构件在第一平移方向上移动以产生触觉输出的第一分量。触觉按钮组件可以还包括第二导电区段,该第二导电区段被配置为使第二电信号穿过磁通量,从而引起输入构件在第二平移方向上移动以产生触觉输出的第二分量。
另一个实施方案可以采取包括壳体、触觉按钮组件和处理单元的电子设备的形式。壳体可以包括限定开口的侧壁。触觉按钮组件可以包括定位在开口内并限定输入表面的输入构件。触觉按钮组件可以还包括耦接到输入构件并且定位在输入表面内侧的接触构件。触觉按钮组件可以还包括沿接触构件的一侧定位的弹簧构件。触觉按钮组件可以还包括沿弹簧构件的与接触构件相反的一侧定位的导电线圈。处理单元可以被配置为引起电流被施加到导电线圈,从而使弹簧构件偏转离开接触构件。处理单元可以被进一步配置为引起施加到导电线圈的电流减小或停止,从而引起弹簧构件与接触构件接触,这导致在输入表面处产生触觉输出。
除了上述示例性方面和实施方案之外,参考附图并通过研究以下描述,更多方面和实施方案将为显而易见的。
附图说明
通过以下结合附图的具体实施方式,将容易理解本公开,其中类似的附图标号指代类似的结构元件,并且其中:
图1是结合触觉按钮组件的示例性电子设备的功能框图;
图2展示了可以结合触觉按钮组件的手表(例如,电子手表或智能手表)的一个示例;
图3A展示了包括触觉按钮组件的电子设备的局部分解图,该触觉按钮组件具有传导回路和磁性部件,用于产生触觉输出;
图3B至图3D是安装在图3A的电子设备中的触觉按钮组件的示例性横截面视图;
图4是安装在电子设备中的包括电磁体的触觉按钮组件的示例性横截面视图;
图5A展示了包括触觉按钮组件的电子设备的局部分解图,该触觉按钮组件用于通过基本上垂直于输入表面移动输入构件来提供触觉输出;
图5B是安装在图5A的电子设备中的触觉按钮组件的示例性横截面视图;
图6A展示了包括具有偏心旋转质量振动电机的触觉按钮组件的电子设备的局部分解图;
图6B是安装在图6A的电子设备中的触觉按钮组件的示例性横截面视图;
图7是安装在电子设备中的具有用于提供触觉输出的压电元件的触觉按钮组件的示例性横截面视图;并且
图8展示了可以结合触觉按钮组件的电子设备的样本电气框图。
附图中的交叉影线或阴影的用途通常被提供以阐明相邻元件之间的边界并还有利于附图的易读性。因此,存在或不存在无交叉影线或阴影均不表示或指示对特定材料、材料属性、元件比例、元件尺寸、类似图示元件的共同性或在附图中所示的任何元件的任何其他特性、性质、或属性的任何偏好或要求。
此外,应当理解,各个特征部和元件(以及其集合和分组)的比例和尺寸(相对的或绝对的)以及其间呈现的界限、间距和位置关系在附图中被提供,以仅用于促进对本文所述的各个实施方案的理解,并因此可不必要地被呈现或示出以进行缩放并且并非旨在指示对所示的实施方案的任何偏好或要求,以排除结合其所述的实施方案。
具体实施方式
现在将具体地参考在附图中示出的代表性实施方案。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,其旨在涵盖可被包括在由所附权利要求书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。
以下公开内容涉及用于在电子设备处检测输入并提供触觉输出的触觉按钮组件。该触觉输出可以响应于检测到的输入或响应于电子设备处的其他条件而被提供。该触觉按钮组件可以沿电子设备的外部限定输入表面。可以将输入提供给触觉按钮组件的输入表面。输入可以包括在输入表面上或沿输入表面的触摸输入和/或基本上垂直于输入表面定向的力输入。触觉按钮组件可以通过引起触觉按钮组件的输入构件的侧向平移来提供触觉输出。
如本文所用,“侧向平移”通常是指从一侧到另一侧的运动和/或基本上平行于输入表面的运动。如本文所用,如果物品、表面、方向等彼此平行或在彼此平行的阈值量(例如,5度、10度等)内,则它们彼此“基本上平行”。如本文所用,如果物品、方向、表面等彼此垂直或在彼此垂直的阈值量(例如,5度、10度等)内,则它们彼此“基本上垂直”。
如本文所用,术语“触觉输出”可以指由电子设备产生的可以通过用户触摸而察觉到的输出。不受限制地,触觉输出可以包括可以通过用户的触摸而察觉到的电子设备的表面的脉冲、振动或其他类型的移动。在一些情况下,触觉按钮组件可以振动、移位和/或偏转设备部件(例如,壳体、覆盖件或输入设备),以在由该设备部件限定的设备的外表面处产生触觉输出。在一些情况下,触觉输出可通过一个或多个设备部件相对于一个或多个附加设备部件的相对移动来产生。作为一个示例,触觉按钮组件可以引起第一设备部件(例如,输入构件)相对于另一个设备部件(例如,设备壳体)振动、摆动、旋转和/或平移,以产生可以由用户察觉到的触觉输出。
尽管传统按钮和类似的输入设备可以具有响应于输入而平移的平移构件,但本文所述的触觉按钮组件实际上可以不响应于输入而向内平移,或者可以向内平移通常不会被用户察觉的非常小的量(例如,小于10微米)。在一些情况下,由触觉按钮组件提供的触觉输出可以模拟向传统输入设备提供输入的感觉。例如,触觉按钮组件可以响应于检测到模仿传统按钮按压操作的向下和/或向上行进的输入而提供触觉输出。为了提供触觉输出,触觉按钮组件的输入构件可以侧向平移用户可察觉的距离(例如,大于50微米、大于100微米或更大)。
本文所述的触觉按钮组件可以包括触觉引擎,该触觉引擎用于通过引起输入构件移动或振动来提供触觉输出。触觉引擎可以包括电磁部件(诸如传导回路和磁性部件)、振动电机(诸如偏心旋转质量振动电机)、压电元件,以及用于通过引起输入构件移动或振动来提供触觉输出的其他合适的机构。
触觉按钮组件可以包括用于通过生成引起输入构件移动的电磁力来提供触觉输出的一个或多个传导回路和一个或多个磁性部件。这些磁性部件或传导回路可以耦接到输入构件。电子设备的处理单元可以引起电信号(例如,电流、电磁信号、驱动信号等)穿过传导回路。在传导回路中感应的电信号可以引起洛伦兹力,该洛伦兹力可以引起传导回路和/或磁性部件移动,从而引起输入构件移动。术语传导回路通常可以用于指代也可以被描述为线圈、导线线圈、导电绕组、卷轴等的各种具体实施。传导回路可以包括电磁线圈、导电线圈、导线回路、其他导电材料等。磁性部件可以包括永磁体、电磁体等。
传导回路可以附接或耦接到电子设备的壳体,并且磁性部件可以附接或耦接到与输入构件一起移动的致动构件。在其他实施方案中,磁性部件可以附接或耦接到电子设备的壳体,并且传导回路可以附接或耦接到与输入构件一起移动的致动构件。
每个磁性部件都生成磁通量。磁性部件的磁极可以指向传导回路的导电区段,使得导电区段穿过由磁性部件的磁极产生或从磁性部件的磁极发出的磁场的一部分。导电区段穿过磁场的部分可以主要由在单个方向(“局部通量方向”)上定向的磁通量构成。导电区段可以使电流在横向于局部通量方向的方向上穿过磁通量。如本文所用,术语“横向”是指彼此不平行和/或彼此交叉延伸的方向、表面、线条等。导电区段可以使电流在基本上垂直于局部通量方向的方向上穿过磁通量。
根据洛伦兹力定律,对于每个传导回路,在横向于磁通量的局部通量方向的方向上传导通过磁通量的电流产生基本上垂直于电流和局部通量方向的洛伦兹力。该洛伦兹力可以引起磁性部件和/或传导回路相对于彼此侧向移动,从而引起输入构件在基本上垂直于流过该区段的电流和磁通量这两者并且基本上平行于输入表面的方向上的侧向平移。
如本文所用的术语“附接”可用于指两个或更多个元件、结构、物体、部件、零件等物理地固定、紧固和/或彼此保持。如本文所用,术语“耦接”可以用于指两个或更多个元件、结构、物体、部件、零件等彼此物理地附接、彼此操作、彼此通信、彼此电连接,和/或以其他方式彼此交互。因此,当彼此附接的元件彼此联接时,不需要颠倒。如本文所用,“可操作地耦接”或“电耦接”可以用于指两个或更多个设备以任何合适的方式(包括有线、无线或它们的某种组合)耦接以用于操作和/或通信。如本文所用,术语“邻接”是指两个元件共用公共边界或以其他方式彼此接触,而术语“相邻”是指两个元件彼此接近并且可(或可不)彼此接触。因此,邻接的元件也是相邻的,但反过来却不一定成立。
参考图1至图8来讨论这些实施方案和其他实施方案。然而,本领域的技术人员将容易地理解,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,而不应被理解为是限制性的。
图1是结合触觉按钮组件的示例性电子设备100的功能框图。电子设备100可以包括设备壳体102、触觉按钮组件110、一个或多个输入设备120、一个或多个输出设备122、显示器124,以及至少部分地定位在壳体102内的处理单元126。
触觉按钮组件110可以接收输入并提供触觉输出。触觉按钮组件110可以至少部分地延伸穿过壳体102中的开口103,诸如壳体102的侧壁中的开口。触觉按钮组件110可以定位在电子设备100的输入表面113下方并且/或者限定该输入表面。触觉按钮组件110可以包括限定输入表面113的输入构件112。触觉按钮组件110可以还包括用于在输入表面113处产生触觉输出的触觉引擎114和用于检测对触觉按钮组件110的输入的输入传感器116。
可以将输入提供给触觉按钮组件110的输入表面113。输入(例如,图1所示的输入I)可以包括在输入表面113上或沿该输入表面的触摸输入和/或基本上垂直于输入表面113定向的力输入。输入I可以由输入传感器116检测并由处理单元126记录为输入。输入构件112可以不响应于输入而平移,或者可以向内平移通常不会被用户察觉的非常小的量(例如,小于10微米)。在一些情况下,由触觉引擎114提供的触觉输出可以模拟向传统输入设备提供输入的感觉。例如,触觉引擎114可以响应于检测到模仿传统按钮按压操作的向下和/或向上行进的输入而提供触觉输出。
输入传感器116可操作地耦接到输入表面113并且被配置为响应于检测到输入I而输出信号。在各种实施方案中,输入传感器116可以使用多种方法和技术来测量输入,这些方法和技术包括应变感测、压阻式应变仪、电容式触摸感测、电容式力感测、接触感测、机电开关、电磁、压电、光学、电位法等。
触觉引擎114可以通过移动输入构件112来提供触觉输出。在一些情况下,触觉引擎114可以通过引起输入构件在基本上平行于输入表面113的一个或多个平移方向(由线M指示)上的侧向平移来提供触觉输出。该运动可以基本上垂直于施加到输入表面113的输入力。
触觉引擎114可以通过在基本上平行于输入表面113的第一方向上移动输入构件112来提供触觉输出的第一触觉输出分量,并且通过在与第一方向相反且基本上平行于输入表面113的第二方向上移动输入构件来提供触觉输出的第二触觉输出分量。附加地或另选地,触觉引擎114可以通过基本上垂直于输入表面113向内和/或向外移动输入构件112、振动输入构件112、旋转输入构件112、振荡输入构件等来提供触觉输出。
如本文所指出的,触觉引擎114可以响应于在输入表面113处接收的输入来提供触觉输出。触觉引擎114可以针对不同水平的输入提供不同的触觉输出。例如,如果输入是触摸输入,则可以通过在一个方向上移动输入构件112来提供触觉输出。附加地或另选地,如果输入是力输入,则触觉输出可以通过在两个或更多个方向上(例如,来回地)移动输入构件112和/或振动输入构件112来提供。在一些情况下,如果力输入低于力阈值,则可以通过在两个或更多个方向上移动输入构件来提供触觉输出,而如果力输入处于或高于力阈值,则可以通过振动输入构件112来提供触觉输出。在输入表面113处接收的不同输入可以对应于不同的功能,这些功能可以各自导致电子设备100的操作变化,包括不同的图形输出、用户界面变化等。由触觉按钮组件110提供的触觉输出可以对应于电子设备100的这些操作变化。
触觉引擎114可以通过生成引起输入构件112移动的电磁力来产生触觉输出。触觉引擎114可以包括用于通过生成引起输入构件112移动的电磁力来提供触觉输出的一个或多个传导回路和一个或多个磁性部件。这些磁性部件或传导回路可以耦接到输入构件112。在传导回路中感应并由传导回路传送的电信号(例如,电流、电磁信号、驱动信号等)引起洛伦兹力,该洛伦兹力可以引起传导回路和/或磁性部件移动,从而引起输入构件112移动。传导回路可以包括电磁线圈、导电线圈、导线回路、其他导电材料等。磁性部件可以包括永磁体、电磁体等。使用传导回路和/或磁性部件的实施方案相对于图3A至图5B更详细地讨论。
触觉引擎114可以包括用于提供触觉输出的电机、致动器等。在一些情况下,触觉引擎114可以包括振动电机,诸如偏心旋转质量振动电机。电机可以至少部分地定位在输入构件112内或以其他方式耦接到该输入构件,并且可以引起输入构件振动以提供触觉输出。使用电机的实施方案相对于图6A至图6B更详细地讨论。触觉引擎114可以包括用于提供触觉输出的压电元件。压电元件可以至少部分地定位在输入构件112内或以其他方式耦接到该输入构件,并且可以引起输入构件移动、变形和/或振动以提供触觉输出。使用压电元件的实施方案相对于图7更详细地讨论。
触觉按钮组件110可以响应于从处理单元126接收到一个或多个信号而产生触觉输出。在一些情况下,触觉输出可以对应于由电子设备100接收的输入和/或由电子设备提供的输出。触觉输出可对应于在电子设备100处的操作状态、事件或其他状况,包括在该电子设备处接收到的输入(例如,触摸输入、旋转输入、平移输入)、该电子设备的输出(例如,图形输出、音频输出、触觉输出)、在该电子设备上执行的应用程序或流程、预先确定的序列、用户界面命令(例如,音量、缩放或亮度控件、音频或视频控件、列表或页面上的滚动等)等。触觉按钮组件110可以经由连接器128a和/或经由电子设备100的一个或多个附加部件可操作地耦接到处理单元126。
由触觉按钮组件110产生的触觉输出可以与电子设备100的扬声器或另一音频设备的音频输出协调。在一些情况下,触觉按钮组件110可以产生音频输出,作为产生触觉输出的补充或替代。例如,触觉按钮组件110的致动可以产生声音。音频输出可以响应于上文相对于触觉输出所讨论的条件、输入等中的任一者来产生。在一些情况下,音频输出和触觉输出由触觉按钮组件110的相同的一次或多次致动来产生。
显示器124可以至少部分地定位在壳体102内。显示器124提供例如与电子设备100的操作系统、用户界面和/或应用程序相关联的图形输出。在一个实施方案中,显示器124包括一个或多个传感器并且被配置为触敏显示器(例如,单点触摸、多点触摸)和/或力敏显示器以接收来自用户的输入。显示器124例如通过连接器128b可操作地耦接到电子设备100的处理单元126。在一些情况下,显示器124的图形输出沿电子设备100的外表面的至少一部分是可见的。
在各种实施方案中,显示器124的图形输出响应于在显示器和一个或多个附加输入设备120处提供的输入。例如,处理单元126可以被配置为响应于接收到旋转输入、接收到平移输入或接收到触摸输入而修改显示器124的图形输出。在一些情况下,由触觉按钮组件110提供的触觉输出对应于显示器124的图形输出。触觉按钮组件110可以接收输入,并且显示器124的图形输出可以被改变,并且触觉输出可以响应于输入来提供。在一些情况下,触觉按钮组件110可以产生与显示器124的图形输出的改变相协调的触觉输出。例如,可以在显示器124的图形输出改变的同时或接近同时产生触觉输出。在一些情况下,产生触觉输出的时间与显示器124的图形输出改变的时间重叠。
显示器124可以用任何合适的技术来实现,该技术包括但不限于液晶显示器(LCD)技术、发光二极管(LED)技术、有机发光显示器(OLED)技术、有机电致发光(OEL)技术,或另一类型的显示器技术。在一些情况下,显示器124定位在覆盖件下方并且能够透过该覆盖件看见。
广义地讲,输入设备120可以检测各种类型的输入,并且输出设备122可以提供各种类型的输出。虽然触觉按钮组件110可以是输入设备120和/或输出设备122的一个示例,但是输入设备120通常可以指按钮、传感器、冠部等,并且输出设备122通常可以指扬声器、其他触觉引擎等。
处理单元126可以可操作地耦接到输入设备120和输出设备122,例如通过连接器128c和128d。处理单元126可以响应于输入设备120检测到的输入而从这些输入设备接收输入信号。处理单元126可以解译从输入设备120中的一个或多个输入设备接收的输入信号,并将输出信号传输到输出设备122中的一个或多个输出设备。输出信号可以引起输出设备122提供一个或多个输出。在输入设备120中的一个或多个输入设备处检测到的输入可以用于控制电子设备100的一个或多个功能。在一些情况下,输出设备122中的一个或多个输出设备可以被配置为提供取决于由输入设备120中的一个或多个输入设备检测到的输入或响应于该输入而被操纵的输出。由输出设备122中的一个或多个输出设备提供的输出还可以对由处理单元126和/或相关联的伴随设备执行的程序或应用程序作出响应或可以由该程序或应用程序启动。在一些情况下,输出设备122可以包括扬声器,并且处理单元126可以引起扬声器结合使用触觉按钮组件110提供的触觉输出来产生音频输出。下文相对于图8更详细地讨论了合适的处理单元、输入设备、输出设备和显示器的示例。
图2展示了可以结合触觉按钮组件的示例性手表200(例如,电子手表或智能手表)。手表200可以包括手表主体204和表带206。可以结合冠部组件的其他设备包括其他可穿戴电子设备、其他计时设备、其他健康监测或健身设备、其他便携式计算设备、移动电话(包括智能电话)、平板计算设备、数字媒体播放器等。手表200可以具有与相对于图1所述的设备100类似的部件、结构和/或功能。手表200可以提供时间和定时功能、接收消息和警报,并且可以跟踪用户的活动。在一些情况下,手表可以监测用户的生物状况或特征。
手表主体204可以包括壳体202。壳体202可以包括前侧壳体构件和后侧壳体构件,当手表200被用户穿戴时,前侧壳体构件背离用户的皮肤,后侧壳体构件面向用户的皮肤。另选地,壳体202可以包括单个壳体构件或多于两个壳体构件。一个或多个壳体构件可以是金属的、塑料的、陶瓷的、玻璃的或其他类型的壳体构件(或这些材料的组合)。
壳体202可以包括安装到手表主体204的前侧(即,背离用户的皮肤)的覆盖片234,并且可以保护安装在壳体102内的显示器224。显示器224可以产生用户通过覆盖片234可以看到的图形输出。在一些情况下,覆盖片234可以是显示器叠层的一部分,该显示器叠层可以包括触摸感测或力感测能力。显示器可被配置为描绘手表200的图形输出,并且用户可(例如,使用手指、触笔或其他指针)与该图形输出交互。作为一个示例,用户可以通过触摸或按压(例如,提供触摸输入)覆盖片234上的图形位置处来选择在显示器上呈现的图形、图标等(或以其他方式与之交互)。如本文所用,术语“覆盖片”可用于指由玻璃、结晶材料(诸如蓝宝石或氧化锆)、塑料等制成的任何透明、半透明或半透彻表面。因此,应该理解,如本文所用的术语“覆盖片”包括无定形固体以及结晶固体。覆盖片234可以形成壳体202的一部分。在一些示例中,覆盖片234可以是蓝宝石覆盖片。覆盖片234还可以由玻璃、塑料或其他材料形成。
在一些实施方案中,手表主体204可以包括形成壳体202的一部分的附加的覆盖片(未示出)。附加盖板可在其上具有一个或多个电极。例如,手表主体204可以包括安装到手表主体204的后侧(即,面朝用户的皮肤)的附加覆盖片。附加盖板上的一个或多个电极可用于确定生物参数诸如心率、心电图等。在一些情况下,电极与一个或多个附加电极(诸如冠部组件或其他输入设备的表面)结合地使用。
手表主体204可以包括至少一个输入设备或选择设备,诸如触觉按钮组件、按钮、冠部、滚轮、旋钮、表盘等,该输入设备可以由手表200的用户操作。
手表200可以包括类似于本文所述的触觉按钮组件的触觉按钮组件210。触觉按钮组件210可以用于向手表200提供输入并且在手表处提供触觉输出。触觉按钮组件210可以沿壳体202的一部分定位,例如沿壳体的侧壁定位,如图2所示。在一些情况下,壳体202限定开口,触觉按钮组件的一部分延伸穿过该开口。
在一些实施方案中,手表200包括冠部208。壳体202可以限定开口,冠部208的一部分延伸穿过该开口。冠部208可以是用户可旋转的,并且可以由用户操纵(例如,旋转、按压)。作为一个示例,冠部208可以机械地、电气地、磁性地和/或光学地耦接到壳体202内的部件。用户对冠部208的操纵可以依次用于操纵或选择显示在显示器上的各种元件、调节扬声器的音量、打开或关闭手表200等。
在一些实施方案中,触觉按钮组件210、冠部208、滚轮、旋钮、表盘等可以是触敏的、导电的并且/或者具有导电表面,并且信号路径可以在导电部分与手表主体204内的电路(诸如处理单元)之间提供。
壳体202可以包括用于将表带206附接到手表主体204的结构。在一些情况下,这些结构可以包括细长凹陷部或开口,表带206的端部可以通过这些凹陷部或开口插入并附接到手表主体204。在其他情况下(未示出),这些结构可以包括壳体202中的凹痕(例如,凹坑或凹入部),这些凹痕可以接纳弹簧销的端部,这些弹簧销附接到或穿过表带的端部以将表带附接到手表主体。表带206可以用于将手表200固定到用户、另一设备、保持机构等。
在一些示例中,手表200可以缺少覆盖片234、显示器224、触觉按钮组件210或冠部208中的任何一者或全部。例如,手表200可以包括音频输入或输出接口、触摸输入接口、力输入或触觉输出接口,或者不需要显示器224、触觉按钮组件210或冠部208的其他输入或输出接口。除了显示器224、触觉按钮组件210或冠部208之外,手表200可以还包括前述的输入或输出接口。当手表200没有显示器时,手表200的前侧可以被覆盖片234覆盖,或者被金属壳体构件或其他类型的壳体构件覆盖。
如本文所指出的,本文所述的触觉按钮组件可以通过生成引起输入构件移动的电磁力来产生触觉输出。图3A展示了包括触觉按钮组件310的电子设备300的局部分解图,该触觉按钮组件具有传导回路和磁性部件,用于产生触觉输出。图3B至图3D是安装在电子设备300中的触觉按钮组件310的示例性横截面视图。图3B至图3D可以表示与沿图2的剖面线A-A截取的横截面类似的视图。如图3A所示,触觉按钮组件310包括输入构件312和触觉引擎314。触觉引擎314可以包括一个或多个传导回路(例如,传导回路340a-d)和致动构件350。传导回路340a-d可以传导与一个或多个磁性部件(例如,磁性部件352a、352b)相互作用的电信号,以生成电磁力来产生触觉输出。如上所述,术语传导回路通常可以用于指代也可以被描述为线圈、导线线圈、导电绕组、卷轴等的各种具体实施。
传导回路340a-d可以相对于壳体固定。例如,传导回路340a-d可以定位在壳体332的凹坑336(例如,凹入区域)中。传导回路340a-d可以定位在回路外壳342内并且/或者至少部分地被该回路外壳包围。传导回路340a-d可以至少部分地包封在回路外壳342内。如本文所用,“包封的”可以指某个部件与另一部件接触并且部分或完全地被另一部件包围。例如,传导回路340a-d可以通过注塑成型而被包封在回路外壳342内。
致动构件350可以耦接到输入构件312,使得输入构件与致动构件一起移动时,反之亦然。输入构件312可以包括或耦接到支撑构件332a、332b,这些支撑构件延伸穿过限定在电子设备300的壳体302中的孔303a、303b。支撑构件332a、332b可以附接到或以其他方式耦接到致动构件350。支撑构件332a、332b可以至少部分地延伸穿过限定在致动构件350中的孔356a、356b。
转到图3B,输入构件312可以至少部分地定位在壳体302之外,并且可以沿设备300的外部限定输入表面313。输入构件312可以定位在壳体302的侧壁中的开口305中。如图3B所示,侧壁可以限定开口305向内的凹陷表面,并且孔303a、303b可以延伸穿过该凹陷表面。
电子设备300可以响应于施加到输入表面313的力或触摸而记录输入。触觉按钮组件310可以还包括用于检测施加到输入表面313的输入的一个或多个输入传感器316a、316b。如图3B所示,输入传感器316a、316b可以附接到致动构件350,并且可以能够检测施加到输入表面313(例如,基本上垂直于输入表面)的输入I。输入I可以引起输入构件312向内(例如,相对于图3B向下)移动非常小的量(例如,小于10微米)。该移动可能不会被用户察觉,但输入传感器316a、316b可以能够检测到该移动。在一些情况下,每个输入传感器316a、316b通过检测输入传感器与壳体302或设备300的另一部件之间的间隙317a、317b的尺寸的变化来检测移动。输入传感器316a、316b可以是任何合适类型的传感器,包括电容式传感器(电容式触摸传感器、电容式力传感器、电容式间隙传感器)、应变传感器、光学传感器、电磁传感器、压电传感器等。输入传感器316a、316b可以是能够检测基于间隙317a、317b的尺寸而改变的自电容或互电容的电容式传感器。
在一些情况下,输入传感器316a、316b可以被配置为响应于电极之间的接触而检测输入。致动构件350可以包括第一电极,并且第二电极可以附接到壳体。一个或多个输入传感器316a、316b可以响应于第一电极与第二电极之间的接触来检测输入。
一旦输入(例如,输入力)从输入构件312移除,该输入构件312就可以返回到未致动位置。触觉按钮组件310可以包括用于将复原力施加到输入构件312的复原构件。作为一个示例,触觉按钮组件310可以包括定位在致动构件350与传导回路340a-d之间的复原构件358。该复原构件358可以包括弹簧或顺应性材料,其允许致动构件350侧向移动,同时能够在输入构件312上提供向上的偏置力(例如,复原力)。输入表面313上的输入I可以引起复原构件358随着致动构件350以及因此输入传感器316a、316b移动离开壳体302而伸展。输入传感器316a、316b可以将致动构件350的位置的这种变化记录为输入。在移除输入I时,由复原构件358施加的复原力可以引起致动构件350和输入构件312返回到未压下位置。复原构件358以举例的方式进行描述,并且不旨在为限制性的。在其他实施方案中,复原构件358可以定位在输入构件312与壳体302之间,并且可以响应于输入I而被压缩。附加地或另选地,复原构件358可以与下文讨论的密封构件338a-b类似地定位并且/或者与这些密封构件集成。
一个或多个磁性部件(例如,磁性部件352a、352b)可以附接到或以其他方式耦接到致动构件350。传导回路340a-d和磁性部件352a、352b可以用于通过移动输入构件312来生成触觉输出。在一些情况下,可以响应于检测到输入表面313处的输入来提供触觉输出。
如上所述,输入构件312可以在基本上平行于输入表面313的至少一部分的一个或多个方向上(例如,如线M所指示,相对于图3B向左和/或向右)侧向移动。如上所述,输入构件312可以响应于输入I向内(例如,相对于图3B向下)平移非常小的量(例如,小于10微米)。这种平移对于用户来说可能是察觉不到的或几乎不引人注意的。输入构件312可以侧向地(例如,相对于图3B向左和/或向右)平移用户可察觉的较大量(例如,大于50微米、大于100微米或更大)。由输入构件312的侧向平移产生的触觉输出可以模拟传统的按钮按压操作,使得用户察觉到输入构件312的向内和/或向外平移,该向内和/或向外平移超过实际发生的向内和/或向外平移。
为了使用触觉按钮组件310提供触觉输出,电子设备300的处理单元可以例如通过处理单元引起电信号(例如,电流、电磁信号、驱动信号等)在传导回路340a-d中感应并由这些传导回路传送。传导回路340a-d中的电信号和由磁性部件352a、352b生成的磁通量可以相互作用以引起合力,诸如洛伦兹力。该力可以通过引起致动构件350以及因此输入构件312侧向平移来生成触觉输出。
每个磁性部件352a、352b的磁极可以面向(例如,指向)传导回路340a-d的一个或多个导电区段344a-d,使得每个导电区段都穿过由磁性部件的磁极产生或从磁性部件的磁极发出的磁场的一部分。导电区段344a-d穿过磁场的部分可以主要由在单个方向(“局部通量方向”)上定向的局部磁通量区域构成。局部通量方向可以朝向导电区段344a-d或者背离导电区段和/或输入表面313取向,具体取决于磁性部件352a-b的极性。作为一个示例,如图3B所示,磁通量B1和B2的局部区域的局部通量方向可以指向导电区段344a-d(例如,相对于图3B向上)。
导电区段344a-d可以使电信号在横向于局部通量方向的方向上穿过磁通量B1和B2的局部区域。导电区段344a-d可以使电信号在基本上垂直于局部通量方向的方向上穿过磁通量B1和B2的局部区域。电信号可以在基本上平行于输入表面313的至少一部分的方向上被传送。例如,如图3C所示,由传导回路340a传导的电流可以引起相对于图3C由导电区段344a在离开页面的方向上传导的电流,并且由传导回路340c传导的电流可以引起相对于图3C由导电区段344c在离开页面的方向上传导的电流。类似地,如图3D所示,由传导回路340b传导的电流可以引起相对于图3D由导电区段344b在进入页面的方向上传导的电流,并且由传导回路340d传导的电流可以引起相对于图3D由导电区段344d在进入页面的方向上传导的电流。
根据洛伦兹力定律,对于每个导电区段344a-d,在横向于局部通量方向的方向上传导通过磁性部件352a、352b的磁通量B1和B2的局部区域的电流产生基本上垂直于电流和局部通量方向的洛伦兹力。该洛伦兹力可以基本上平行于输入表面313的至少一部分(例如,相对于图3B至图3D向左或向右)。力的方向(例如,向左或向右)取决于流过导电区段344a-d的电流的方向和/或磁通量B1和B2的局部区域的局部通量方向。
该洛伦兹力可以引起磁性部件352a、352b和/或传导回路340a-d相对于彼此侧向移动,从而引起输入构件312在横向于流过导电区段的电流和磁通量这两者并且基本上平行于输入表面313的方向上的侧向平移。如图3C所示,就传导回路340a和340c而言,流出页面的电流将引起磁性部件352a、352b,以及因此致动构件350和输入构件312如箭头M1所指示向右移动。因此,可以通过向传导回路340a和340c施加电流来产生第一触觉输出或触觉输出分量。如图3D所示,就传导回路340b和340d而言,流出页面的电流将引起磁性部件352a、352b,以及因此致动构件350和输入构件312如箭头M2所指示向左移动。因此,可以通过向传导回路340b和340d施加电流来产生第二触觉输出或触觉输出分量。
如本文所用,“导电区段”可以指传导回路的一部分,该部分可以围绕传导回路延伸大于5度但小于180度。虽然导电区段344a-d被示出为实心块,但是这些导电区段可以由缠绕或卷绕以限定传导回路的多个圆形导电元件(导线或线束)形成。
传导回路340a-d可以相对于磁性部件352a、352b定位,使得磁通量B1和B2的局部区域主要与流过导电区段344a-d的电流相互作用,并且基本上不与流过传导回路的其他部分346a-d的电流相互作用。每个磁性部件352a、352b都可以限定在磁极之间延伸(例如,相对于图3B向上和向下)的磁轴。磁通量B1、B2的局部通量方向可以基本上平行于磁轴。每个传导回路340a-d的中心轴线都可以从相应磁性部件352a、352b的中心轴线偏移,使得对于每个传导回路340a-d,都存在下述一条或多条线:它们平行于磁性部件352a、352b的磁轴,延伸穿过磁体,与传导回路的导电区段344a-d相交,并且不与传导回路的部分346a-d相交。这可以导致磁通量B1和B2的局部区域主要与流过导电区段344a-d的电流相互作用,即便也将存在与流过部分346a-d的电流的相互作用也是如此。
如图3B所示,上述定位可以导致每个传导回路340a-d的导电区段344a-d定位在磁性部件之一的上方,并且每个传导回路的部分346a-d不定位在磁性部件的上方。换句话讲,磁性部件352a、352b可以与每个传导回路340a-d的导电区段竖直地重叠,而磁性部件可以不与每个传导回路的其他部分竖直地重叠。如图3B所示,传导回路340a-d的导电区段344a-d可以定位在磁性部件352a、352b之一的上方(或与其竖直地重叠),并且部分346a-d可以不定位在磁性部件的上方(或不与其竖直地重叠)。
对于传导回路340a-d中的每一个传导回路,流过导电区段344通过磁通量的局部区域的电流的全部或相当大一部分可以在基本上相同的方向上流动。例如,如图3C所示,流过传导回路340a的导电区段344a的电流可以在离开页面的方向上流动,并且流过传导回路340c的导电区段344c的电流可以在离开页面的相同方向上流动。类似地,如图3D所示,流过传导回路340b的导电区段344b的电流可以在进入页面的方向上流动,并且流过传导回路340d的导电区段344d的电流可以在进入页面的相同方向上流动。
由磁性部件352a、352b生成的磁通量可以在靠近导电区段344a-d的区域中主要在单个方向上取向。例如,如图3C和图3D所示,由磁性部件352a生成的磁通量B1和由磁性部件352b生成的磁通量B2可以相对于图3C和图3D向上定向。因为导电区段344a-d定位在磁性部件352a、352b之上,所以磁通量B1和B2将主要与在单个方向(例如,相对于图3C和图3D,进入页面或离开页面)上流过导电区段344a-d的电流相互作用,即便也将存在与流过部分346a-d的电流的相互作用也是如此。因此,由磁性部件352a、352b生成的磁通量与流过传导回路340a-b的电流之间的主要相互作用将是在第一局部通量方向上取向的磁通量,该磁通量与在横向于第一方向的第二方向上流动的电流相互作用。
在一些情况下,每个传导回路340a-d都可以具有仅在一个方向上感应的电流。另选地,每个传导回路340a-d在不同的时间或在不同的操作状态下都可以具有在两个方向上感应的电流。因此,每个传导回路340a-d都可以用于根据感应电流的方向在任一方向上移动致动构件350。所有四个传导回路340a-d都可以用于在两个方向上移动致动构件350。
相对于图3A至图3D描述的电流方向和磁通量的局部通量方向是例示性的,而不旨在进行限制。在各种实施方案中,磁通量的局部通量方向和/或电流的方向可以不同于上述的示例。类似地,触觉按钮组件310在图3A至图3D中被展示为包括两个磁性部件和四个传导回路,但这并非旨在进行限制。在各种实施方案中,本文所述的触觉按钮组件可以包括任何数量的磁性部件和传导回路。例如,触觉按钮组件310可以包括一个磁性部件,或者三个或更多个磁性部件。类似地,触觉按钮组件310可以包括一个或多个传导回路。在一个示例性实施方案中,触觉按钮组件310可以包括一个磁性部件和一个传导回路,并且可以在第一方向上将电流施加到传导回路以产生第一触觉输出或触觉输出分量,还可以在第二方向上将电流施加到传导回路以产生第二触觉输出或触觉输出分量。
在上述实施方案中,这些传导回路相对于壳体固定,并且磁性部件与输入构件一起移动。然而,这并不意在进行限制,并且在其他实施方案中,磁性部件可以相对于壳体固定,并且传导回路可以与输入构件一起移动。例如,这些传导回路可以附接到或耦接到致动构件,并且被配置为响应于由磁性部件的磁通量与流过传导回路的电流相互作用而产生的力而移动。
如图3B所示,壳体302的一部分可以定位在输入表面313与传导回路340a-d的至少一部分,或磁性部件352a、352b、致动构件350之间。类似地,传导回路340a-d的至少一部分,或磁性部件352a、352b、致动构件350可以定位在第一支撑构件332a与第二支撑构件332b之间。这可以允许触觉按钮组件310的总体尺寸减小。触觉按钮组件310可以包括用于防止污染物进入电子设备300中的一个或多个密封构件338a、338b。密封构件338a、338b可以围绕支撑构件332a、332b延伸,并且当支撑构件定位在孔303a、303b中时在支撑构件与壳体302之间形成密封。密封构件338a、338b可以由允许输入构件312相对于壳体302平移以提供触觉输出的顺应性材料形成。密封构件338a、338b可以是或包括弹性体涂层、粘合剂或其他顺应性填充材料。
图4是安装在电子设备400中的包括电磁体的触觉按钮组件410的示例性横截面视图。图4可以表示与沿图2的剖面线A-A截取的横截面类似的视图。触觉按钮组件410可以类似于触觉按钮组件310,并且可以包括输入构件412和触觉引擎414。如图4所示,触觉引擎414可以从输入构件412偏移。这可以提供许多优点,包括减小触觉按钮组件410的厚度。
触觉引擎414可以包括电磁体448和磁性部件452。磁性部件452可以耦接到致动构件450,该致动构件耦接到输入构件(例如,通过支撑构件432a、432b)。电磁体448可以包括相对于图4从左到右延伸的铁磁芯448b,以及缠绕在芯448b周围的一层线圈绕组448a。
响应于在电磁体中感应的电流,电磁体448可以生成局部磁通量,该局部磁通量与磁性部件452相互作用以引起输入构件412侧向移动(例如,基本上平行于输入表面413或者相对于图4向左和/或向右,如线M所指示)。局部磁通量(例如,磁通量中由电磁体448生成的与磁性部件452相互作用的部分)可以相对于图4主要向左和/或向右定向,如线B所指示。该磁通量可以将磁性部件452朝向电磁体448吸引或将磁性部件452从电磁体448排斥开。这种吸引和/或排斥引起致动构件450,并且因此引起输入构件412侧向移动以提供触觉输出。
电磁体448可以经由支架460和紧固件462a、462b耦接到壳体402。触觉按钮组件410可以包括被配置为检测输入构件412的输入表面413上的输入I的一个或多个输入传感器416。输入传感器416可以通过相对于图4检测致动构件450向上和向下的位移来检测输入。输入传感器416可以耦接到支架460,并且可以通过顺应性构件458耦接到致动构件450。顺应性构件458可以允许致动构件450侧向移动,同时在输入构件412上提供向上的偏置力。输入表面413上的输入I可以引起顺应性构件458压缩,从而将致动构件450移动得更靠近输入传感器416。输入传感器416可以将致动构件450的位置的这种变化记录为输入。在移除输入I时,由顺应性构件458施加的偏置力可以引起致动构件450移动到其初始位置。输入传感器416可以是任何合适类型的传感器,包括电容式传感器、光学传感器、电磁传感器、压电传感器等。
类似于触觉按钮组件310,支撑构件432a、432b可以延伸穿过电子设备400的壳体402中的孔。触觉按钮组件410可以包括用于防止污染物进入电子设备400中的一个或多个密封构件438a、438b。密封构件438a、438b可以围绕支撑构件432a、432b延伸,并且当支撑构件定位在孔中时在支撑构件与壳体402之间形成密封。密封构件438a、438b可以由允许输入构件412相对于壳体402平移以提供触觉输出的顺应性材料形成。
触觉按钮组件310、410通过引起输入构件312、412在分别基本上平行于输入表面313、413的一个或多个平移方向上的侧向平移来提供触觉输出。附加地或另选地,本文所述的触觉按钮组件可以通过向内和/或向外、或者基本上垂直于输入表面移动输入构件来提供触觉输出。图5A展示了包括触觉按钮组件510的电子设备500的局部分解图,该触觉按钮组件用于通过基本上垂直于输入表面513移动输入构件512来提供触觉输出。图5B是安装在电子设备500中的触觉按钮组件510的示例性横截面视图。图5B可以表示与沿图2的剖面线A-A截取的横截面类似的视图。
如图5A所示,触觉按钮组件510包括输入构件512和触觉引擎514。输入构件512可以定位在壳体502的侧壁中的开口505中。输入构件512可以包括或耦接到支撑构件532a、532b,这些支撑构件延伸穿过限定在电子设备500的壳体502中的孔503a、503b。如图5A所示,侧壁可以限定开口505向内的凹陷表面,并且孔503a、503b可以延伸穿过该凹陷表面。
输入构件512可以包括或耦接到定位在输入表面513内侧和/或壳体502内的接触构件570。接触构件570可以将输入构件耦接到壳体502。该支撑构件532a、532b可以附接到或以其他方式耦接到接触构件570,例如通过紧固件572a、572b。接触构件570的至少一部分可以在支撑构件532a、532b之间延伸,并且接触构件可以通过接触壳体502或电子设备500的另一部件来限制输入构件512的向外平移。触觉按钮组件510可以包括用于检测施加到输入表面513的输入(例如,输入I)的一个或多个输入传感器516a、516b。如本文所指出的,由触觉引擎514产生的触觉输出可以响应于检测到输入表面513上的输入而产生。
触觉引擎514可以包括传导回路(例如,导电线圈540)和弹簧构件550。转到图5B,弹簧构件550可以沿接触构件570的一侧定位,并且可以包括相对于壳体502固定的第一端部和第二端部。第一端部和第二端部可以通过附接到或以其他方式耦接到支架560而相对于壳体502固定,该支架例如通过紧固件562a、562b耦接到壳体502。导电线圈540可以沿弹簧构件550的与接触构件相反的一侧定位。导电线圈540可以耦接到支架560并且定位在弹簧构件550的第一端部与第二端部之间。
弹簧构件550可以包括质量元件552,例如在弹簧构件550的第一端部与第二端部之间的中间部分中。质量元件552可以是弹簧构件550自身的一部分或附接到弹簧构件的单独部件。质量元件552可以是或包括永磁体(例如,由磁性材料形成或包括磁性材料)、电磁体,或者在没有另一磁场的影响的情况下可以是或包括不产生磁场的铁磁性元件(例如,由铁磁性材料形成或包括铁磁性材料)。示例性磁性材料包括但不限于磁化的铁、镍和/或钴合金(例如,钢)、铁氧体或其他合适的材料。示例性铁磁性材料包括但不限于未磁化铁、镍和/或钴合金(例如,钢)、铁氧体或其他合适的材料。
导电线圈540可以能够响应于例如由电子设备500的处理单元施加到导电线圈的电流而将弹簧构件550的一部分朝向导电线圈540吸引(例如,离开输入表面,相对于图5B向下)。导电线圈540可以生成磁场,该磁场与弹簧构件550的质量元件552相互作用以形成将弹簧构件拉向导电线圈的磁吸引。
将弹簧构件550朝向导电线圈540吸引可以通过朝向导电线圈540并且离开接触构件570移动弹簧构件550的至少一部分来加载弹簧构件550。在图5B所示的实施方案中,弹簧构件550的中间部分可以偏转离开接触构件570。附加地或另选地,加载弹簧构件550可以包括压缩弹簧构件550或以其他方式使该弹簧构件变形。加载弹簧构件550导致势能储存在弹簧构件550中。一旦弹簧构件550被加载,导电线圈540就可以将其维持在加载构型。
为了使用触觉按钮组件510提供触觉输出,电子设备500的处理单元可以引起施加到导电线圈540的电流停止或减小。当施加到导电线圈的电流(以及因此磁阻力)充分减小或停止时,弹簧构件550可以从加载构型释放,并且弹簧构件550的至少一部分(例如,中间部分)可以朝向接触构件570移动。释放弹簧构件可以引起由弹簧构件550储存的势能转化为动能。弹簧构件550可以接触接触构件570并且通过将动能的至少一部分传输给接触构件570而向接触构件570施加力。该力可以引起接触构件570以及因此输入构件512的脉冲、振动或其他移动在输入表面513处产生触觉输出。该力可以引起输入构件512相对于壳体502的向外平移(例如,相对于图5B向上)。如上所述,接触构件570可以限制输入构件512的向外平移。
输入传感器516a、516b可以定位在接触构件570与支架560之间,使得输入表面513上的输入I在输入传感器516a、516b上施加压缩力,该压缩力与施加到输入表面513的输入I的力相等或成比例。输入传感器516a、516b可以是任何合适类型的传感器,包括电容式传感器、接触传感器、应变传感器、光学传感器、电磁传感器、压电传感器等。
触觉按钮组件510可以包括用于防止污染物进入电子设备500中的一个或多个密封构件538a、538b。密封构件538a、538b可以围绕支撑构件532a、532b延伸,并且当支撑构件定位在孔503a、503b中时在支撑构件与壳体502之间形成密封。密封构件538a、538b可以由允许输入构件512相对于壳体502移动以提供触觉输出的顺应性材料形成。
如上所述,本文所述的触觉按钮组件的触觉引擎可以包括振动电机,诸如偏心旋转质量振动电机。图6A展示了包括具有偏心旋转质量振动电机的触觉按钮组件610的电子设备600的局部分解图。图6B是安装在电子设备600中的触觉按钮组件610的示例性横截面视图。图6B可以表示与沿图2的剖面线A-A截取的横截面类似的视图。
触觉按钮组件610可以包括输入构件612和触觉引擎614。触觉引擎614可以包括用于在输入构件的输入表面处提供触觉输出的偏心旋转质量振动电机。触觉引擎614可以引起输入构件612振动,以在输入表面613处提供触觉输出。触觉引擎614可以定位在输入构件612中的凹陷部615中。输入构件612可以至少部分地延伸穿过电子设备600的壳体602中的开口636。输入构件612可以通过支架660(例如使用紧固件662a、662b)保持在开口636中。
触觉按钮组件610可以包括用于检测施加到输入表面613的输入的一个或多个输入传感器616。输入传感器616可以检测施加到输入表面613的输入I。输入传感器616可以定位在输入构件612与支架660之间,使得输入表面613上的输入I在输入传感器616上施加压缩力,该压缩力与施加到输入表面613的输入I的力相等或成比例。输入传感器616可以是任何合适类型的传感器,包括电容式传感器、接触传感器、应变传感器、光学传感器、电磁传感器、压电传感器等。
触觉按钮组件610可以包括用于防止污染物进入电子设备600中的一个或多个密封构件638。密封构件638可以围绕输入构件612延伸,并且当输入构件定位在开口636中时在输入构件与壳体602之间形成密封。密封构件638可以由允许输入构件612相对于壳体602振动以提供触觉输出的顺应性材料形成。
如上所述,本文所述的触觉按钮组件的触觉引擎可以包括用于提供触觉输出的压电元件。图7是安装在电子设备700中的具有用于提供触觉输出的压电元件的触觉按钮组件710的示例性横截面视图。图7可以表示与沿图2的剖面线A-A截取的横截面类似的视图。触觉按钮组件710可以包括输入构件712和触觉引擎314。触觉引擎714可以包括压电元件780和致动构件750。
致动构件750可以耦接到输入构件712,使得输入构件与致动构件一起移动时,反之亦然。输入构件712可以包括或耦接到支撑构件732a、732b,这些支撑构件延伸穿过限定在电子设备700的壳体702中的孔。支撑构件732a、732b可以附接到或以其他方式耦接到致动构件750。支撑构件732a、732b可以至少部分地延伸穿过限定在致动构件750中的孔。
压电元件780可以附接到或以其他方式耦接到壳体702。压电元件780可以被配置为响应于被施加到压电元件的电信号(例如,电压)而致动。压电元件780可以附接到或以其他方式耦接到致动构件750,使得压电元件780的致动引起致动构件750以及因此输入构件712移动,从而在输入表面713处产生触觉输出。
压电元件780可以以多种方式致动,以在输入表面713处产生触觉输出。压电元件可以限定基本上平行于输入表面713(例如,相对于图7从左到右)的纵向轴线。响应于跨压电元件780的纵向轴线施加的电压,该压电元件可以在基本上垂直于该纵向轴线的方向上偏转,这可以导致输入构件712的基本上垂直于输入表面713的移动(例如,相对于图7向上和/或向下,如箭头M所指示)。
在其他实施方案中,压电元件780可以沿纵向轴线伸长和/或收缩以提供触觉输出。响应于沿压电元件780的纵向轴线施加的电压,该压电元件可以沿基本上平行于该纵向轴线的方向伸长和/或收缩,这可以导致输入构件712的基本上平行于输入表面713的移动(例如,相对于图7向左和/或向右)。
图8展示了可以结合触觉按钮组件的电子设备800的样本电气框图。在一些情况下,该电子设备可以采取参考图1至图7描述的任何电子设备的形式,或者其他便携式或可穿戴电子设备的形式。电子设备800可以包括显示器812(例如,发光显示器)、处理单元802、电源814、存储器804或存储设备、输入设备806(例如,触觉按钮组件)和输出设备810。
处理单元802可以控制电子设备800的一些或所有操作。处理单元802可以直接或间接地与电子设备800的一些或所有部件通信。例如,系统总线或其他通信机构816可以提供处理单元802、电源814、存储器804、一个或多个输入设备806和一个或多个输出设备810之间的通信。
处理单元802可以被实现为能够处理、接收或传输数据或指令的任何电子设备。例如,处理单元802可以是微处理器、中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)或此类设备的组合。如本文所述,术语“处理单元”意在涵盖单个处理器或处理单元、多个处理器、多个处理单元或其他适当配置的一个或多个计算元件。
应当指出的是,电子设备800的部件可以由多个处理单元控制。例如,电子设备800的选择部件(例如,输入设备806)可以由第一处理单元控制,并且电子设备800的其他部件(例如,显示器812)可以由第二处理单元控制,其中第一处理单元和第二处理单元可以彼此通信,也可以不彼此通信。在一些情况下,处理单元802可以确定电子设备的用户的生物参数,诸如用户的ECG。
电源814可以用能够向电子设备800提供能量的任何设备来实现。例如,电源814可以是一个或多个电池或者可再充电电池。附加地或另选地,电源814可以是将电子设备800连接到另一电源(诸如壁装电源插座)的电源连接器或电源线。
存储器804可以存储可以由电子设备800使用的电子数据。例如,存储器804可以存储电数据或内容,诸如音频文件和视频文件、文档和应用程序、设备设置和用户偏好、定时信号、控制信号以及数据结构或数据库。存储器804可以被配置为任何类型的存储器。仅以举例的方式,存储器804可以被实现为随机存取存储器、只读存储器、闪存存储器、可移动存储器、其他类型的存储元件或此类设备的组合。
在各种实施方案中,显示器812提供例如与电子设备800的操作系统、用户界面和/或应用程序相关联的图形输出。在一个实施方案中,显示器812包括一个或多个传感器并且被配置为触敏显示器(例如,单点触摸、多点触摸)和/或力敏显示器以接收来自用户的输入。例如,显示器812可以与触摸传感器(例如,电容式触摸传感器)和/或力传感器集成,以提供触敏显示器和/或力敏显示器。显示器812可操作地耦接到电子设备800的处理单元802。
显示器812可以用任何合适的技术来实现,该技术包括但不限于液晶显示器(LCD)技术、发光二极管(LED)技术、有机发光显示器(OLED)技术、有机电致发光(OEL)技术,或另一类型的显示器技术。在一些情况下,显示器812定位在形成电子设备800的壳体的至少一部分的覆盖件下方并且能够透过该覆盖件看见。
在各种实施方案中,输入设备806可以包括用于检测输入的任何合适的部件。输入设备806的示例包括音频传感器(例如,麦克风)、光学或视觉传感器(例如,相机、可见光传感器或不可见光传感器)、接近传感器、触摸传感器、力传感器、机械设备(例如,冠部、开关、按钮或键)、振动传感器、取向传感器、运动传感器(例如,加速度计或速度传感器)、位置传感器(例如,全球定位系统(GPS)设备)、热传感器、通信设备(例如,有线或无线通信设备)、电阻传感器、磁传感器、电活性聚合物(EAP)、应变仪、电极等,或它们的某种组合。每个输入设备806可以被配置为检测一个或多个特定类型的输入并且提供对应于检测到的输入的信号(例如,输入信号)。例如,可以将该信号提供给处理单元802。
如上所讨论,在一些情况下,一个或多个输入设备806包括与显示器812集成以提供触敏显示器的触摸传感器(例如,电容式触摸传感器)。类似地,在一些情况下,一个或多个输入设备806包括与显示器812集成以提供力敏显示器的力传感器(例如,电容式力传感器)。
输出设备810可以包括用于提供输出的任何合适的部件。输出设备810的示例包括音频输出设备(例如,扬声器)、视觉输出设备(例如,灯或显示器)、触觉输出设备(例如,触觉输出设备)、通信设备(例如,有线通信设备或无线通信设备)等,或它们的某种组合。每个输出设备810可以被配置为接收一个或多个信号(例如,由处理单元802提供的输出信号)并且提供对应于该信号的输出。
在一些情况下,输入设备806和输出设备810一起实现为单个设备。例如,输入/输出设备或端口可经由通信网络诸如无线和/或有线网络连接传输电信号。无线和有线网络连接的示例包括但不限于蜂窝网络、Wi-Fi、蓝牙、IR和以太网连接。
处理单元802可以可操作地耦接到输入设备806和输出设备810。处理单元802可以适于与输入设备806和输出设备810交换信号。例如,处理单元802可以从输入设备806接收对应于由输入设备806检测到的输入的输入信号。处理单元802可以解译所接收的输入信号,以确定是否响应于该输入信号提供和/或改变一个或多个输出。处理单元802随后可以向输出设备810中的一个或多个输出设备发送输出信号,以根据需要提供和/或改变输出。
上述描述为了进行解释使用了特定命名来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,不需要具体细节即可实践所述实施方案。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前述描述。这些描述并非旨在是穷举性的或将实施方案限制到所公开的精确形式。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行的。
尽管根据各种示例性实施方案和实现方式描述了上述公开,但应当理解,一个或多个单独实施方案中描述的各种特征、方面和功能不限于将它们应用于它们被描述的具体实施方案中,而是相反地它们可单独地或者以各种组合应用于本发明的一些实施方案中的一个或多个,而不论此类实施方案是否被描述以及此类特征是否作为所述实施方案的一部分被呈现。因此,本发明的广度和范围不应受任何上述示例性实施方案的限制,但相反地受本文所提供的权利要求书的限定。
可以理解的是,尽管上面公开了许多实施方案,但相对于本文所述的方法和技术所提供的操作和步骤旨在为示例性的并且因此不是穷举的。可以进一步理解的是,针对特定的实施方案可以要求或者期望另选的步骤顺序或者更少或附加的操作。
如本文所用,在用术语“和”或“或”分开项目中任何项目的一系列项目之后的短语“中的至少一者”是将列表作为整体进行修饰,而不是修饰列表中的每个成员。短语“中的至少一者”不要求选择所列出的每个项目中的至少一个;相反,该短语允许包括项目中任何项目中的最少一者和/或项目的任何组合中的最少一者和/或项目中每个项目中的最少一者的含义。举例来说,短语“A、B和C中的至少一者”或“A、B或C中的至少一者”各自是指仅A、仅B或仅C;A、B和C的任意组合;和/或A、B和C中的每一者中的一者或多者。类似地,可以理解,针对本文提供的结合列表或分离列表而呈现的元素的顺序不应被解释为将本公开仅限于所提供的顺序。
本公开认识到在本发明技术中包括生物特征数据的个人信息数据可用于使用户受益。例如,使用生物特征认证数据可用于方便地访问设备特征而不使用密码。在其他示例中,收集用户生物特征数据以向用户提供关于其健康或健身水平的反馈。此外,本公开还设想包括生物特征数据的个人信息数据有益于用户的其他用途。
本公开还设想负责此类个人信息数据的收集、分析、公开、传输、存储或其他用途的实体将遵守已确立的隐私政策和/或隐私做法。具体地讲,此类实体应执行并一致使用一般公认为满足或超过行业或政府要求的隐私政策和做法,以维护个人信息数据的私有和安全,包括使用满足或超过行业或政府标准的数据加密和安全方法。例如,来自用户的个人信息应当被收集用于实体的合法且合理的用途,并且不在这些合法用途之外共享或出售。另外,此类收集应当仅在用户知情同意之后进行。另外,此类实体应采取任何所需的步骤,以保障和保护对此类个人信息数据的访问,并且确保能够访问个人信息数据的其他人遵守他们的隐私政策和程序。另外,这种实体可使其本身经受第三方评估以证明其遵守广泛接受的隐私政策和实践。
不管前述情况如何,本公开还设想用户选择性地阻止使用或访问包括生物特征数据的个人信息数据的实施方案。即本公开预期可提供硬件元件和/或软件元件,以防止或阻止对此类个人信息数据的访问。例如,在生物特征认证方法的情况下,本发明技术可被配置为允许用户通过单独或组合地提供安全信息诸如密码、个人识别号(PINS)、触摸手势或本领域的技术人员已知的其他认证方法来选择性地绕过生物特征认证步骤。在另一个示例中,用户可选择移除、禁用或限制对某些收集用户的个人健康或健身数据的健康相关应用的访问。
Claims (20)
1.一种电子设备,包括:
壳体,所述壳体包括侧壁,所述侧壁限定开口;
触觉按钮组件,所述触觉按钮组件包括:
输入构件,所述输入构件定位在所述开口内并且限定输入表面;
磁性部件,所述磁性部件定位在所述壳体中并且耦接到所述输入构件,所述磁性部件被配置为生成磁通量;和
传导回路,所述传导回路具有导电区段,所述导电区段被配置为在横向于所述磁通量的局部通量方向的方向上传导电流通过所述磁通量;以及
处理单元,所述处理单元定位在所述壳体中并且被配置为引起所述电流传导通过所述传导回路,从而引起所述输入构件在基本上平行于所述输入表面的平移方向上的侧向平移,从而产生触觉输出。
2.根据权利要求1所述的电子设备,其中:
所述侧壁限定所述开口向内的凹陷表面;
所述侧壁限定延伸穿过所述凹陷表面的第一孔和第二孔;
所述输入构件还包括:
第一支撑构件,所述第一支撑构件延伸穿过所述第一孔;和
第二支撑构件,所述第二支撑构件延伸穿过所述第二孔;
所述触觉按钮组件还包括致动构件,所述致动构件定位在所述壳体中并且附接到所述第一支撑构件和所述第二支撑构件;并且
所述磁性部件附接到所述致动构件。
3.根据权利要求2所述的电子设备,其中:
所述传导回路是第一传导回路;
所述导电区段是第一导电区段;
所述电流是第一电流;
所述侧向平移是第一侧向平移;
所述平移方向是第一平移方向;
所述触觉按钮组件还包括第二传导回路,所述第二传导回路具有第二导电区段,所述第二导电区段被配置为传导第二电流通过所述磁通量;并且
所述处理单元被进一步配置为引起所述第二电流传导通过所述第二传导回路,从而引起所述输入构件在与所述第一平移方向相反的第二平移方向上的第二侧向平移。
4.根据权利要求3所述的电子设备,其中:
所述磁性部件是第一磁性部件;
所述磁通量是第一磁通量;
所述触觉按钮组件还包括:
第二磁性部件,所述第二磁性部件附接到所述致动构件;
第三传导回路,所述第三传导回路具有第三导电区段,所述第三导电区段被配置为传导第三电流通过所述第二磁性部件的第二磁通量;和
第四传导回路,所述第四传导回路具有第四导电区段,所述第四导电区段被配置为传导第四电流通过所述第二磁性部件的所述第二磁通量。
5.根据权利要求4所述的电子设备,其中:
所述侧壁限定定位在所述第一孔与所述第二孔之间的凹坑;
所述第一传导回路、所述第二传导回路、所述第三传导回路和所述第四传导回路定位在所述凹坑中。
6.根据权利要求1所述的电子设备,其中:
所述电流是第一电流;
所述侧向平移是第一侧向平移;
所述平移方向是第一平移方向;
所述处理单元被进一步配置为引起第二电流在与所述第一电流的第一电流方向相反的第二电流方向上传导通过所述传导回路;并且
所述第二电流引起所述输入构件在与所述第一平移方向相反的第二平移方向上的第二侧向平移。
7.根据权利要求1所述的电子设备,其中:
所述触觉按钮组件还包括输入传感器,所述输入传感器被配置为检测施加到所述输入表面的输入;并且
所述处理单元被配置为响应于所述输入传感器检测到所述输入而引起电流传导通过所述传导回路。
8.根据权利要求1所述的电子设备,其中:
所述输入引起所述输入构件平移小于十微米;并且
在所述传导回路中感应的所述电流引起所述输入构件平移超过一百微米。
9.一种用于电子设备的触觉按钮组件,包括:
输入构件,所述输入构件限定输入表面并且被配置为沿基本上平行于所述输入表面的第一平移方向和与所述第一平移方向相反的第二平移方向平移;
支撑构件,所述支撑构件耦接到所述输入构件并且被配置为延伸穿过限定在所述电子设备的壳体中的孔;
磁性部件,所述磁性部件附接到所述支撑构件并且被配置为生成磁通量;
第一导电区段,所述第一导电区段被配置为使第一电信号穿过所述磁通量,从而引起所述输入构件在所述第一平移方向上移动以产生触觉输出的第一分量;和
第二导电区段,所述第二导电区段被配置为使第二电信号穿过所述磁通量,从而引起所述输入构件在所述第二平移方向上移动以产生所述触觉输出的第二分量。
10.根据权利要求9所述的触觉按钮组件,其中:
所述第一导电区段是第一传导回路的第一部分;并且
所述第二导电区段是第二传导回路的第二部分。
11.根据权利要求9所述的触觉按钮组件,其中所述第一导电区段和所述第二导电区段定位在所述输入构件与所述磁性部件之间。
12.根据权利要求9所述的触觉按钮组件,其中:
所述孔是第一孔;
所述支撑构件是第一支撑构件;
所述触觉按钮组件还包括第二支撑构件,所述第二支撑构件附接到所述输入构件并且被配置为延伸穿过限定在所述壳体中的第二孔;并且
所述磁性部件、所述第一导电区段和所述第二导电区段定位在所述第一支撑构件与所述第二支撑构件之间。
13.根据权利要求9所述的触觉按钮组件,其中:
所述触觉按钮组件还包括输入传感器,所述输入传感器被配置为检测所述输入表面处的输入;并且
所述触觉按钮组件被配置为响应于所述输入而产生所述触觉输出的所述第一分量和所述第二分量。
14.根据权利要求9所述的触觉按钮组件,其中:
所述磁性部件是第一磁性部件;
所述磁通量是第一磁通量;并且
所述触觉按钮组件还包括:
第二磁性部件,所述第二磁性部件附接到所述输入构件并且被配置为生成第二磁通量;
第三导电区段,所述第三导电区段定位在所述第二磁性部件之上并且被配置为使第三电信号穿过所述第二磁通量;和
第四导电区段,所述第四导电区段定位在所述第二磁性部件之上并且被配置为使第四电信号穿过所述第二磁通量。
15.一种电子设备,包括:
壳体,所述壳体包括侧壁,所述侧壁限定开口;
触觉按钮组件,所述触觉按钮组件包括:
输入构件,所述输入构件定位在所述开口内并且限定输入表面;
接触构件,所述接触构件耦接到所述输入构件并且定位在所述输入表面的内侧;
弹簧构件,所述弹簧构件沿所述接触构件的一侧定位;和
导电线圈,所述导电线圈沿所述弹簧构件的与所述接触构件相反的一侧定位;和
处理单元,所述处理单元被配置为:
引起电流被施加到所述导电线圈,从而使所述弹簧构件偏转离开所述接触构件;以及
引起施加到所述导电线圈的所述电流减小,从而引起所述弹簧构件与所述接触构件接触,导致在所述输入表面处产生触觉输出。
16.根据权利要求15所述的电子设备,其中:
所述弹簧构件包括:
第一端部,所述第一端部相对于所述壳体固定;
第二端部,所述第二端部相对于所述壳体固定;和
质量元件,所述质量元件位于所述第一端部与所述第二端部之间;并且
将所述电流施加到所述导电线圈在所述导电线圈与所述弹簧构件的所述质量元件之间形成磁吸引。
17.根据权利要求15所述的电子设备,其中所述触觉输出包括由所述弹簧构件与所述接触构件之间的所述接触引起的脉冲。
18.根据权利要求15所述的电子设备,其中:
产生所述触觉输出包括引起所述输入构件的向外平移;并且
所述接触构件被进一步配置为限制所述输入构件的所述向外平移。
19.根据权利要求15所述的电子设备,其中:
所述侧壁限定第一孔和第二孔;
所述输入构件包括:
第一支撑构件,所述第一支撑构件延伸穿过所述第一孔;和
第二支撑构件,所述第二支撑构件延伸穿过所述第二孔;并且
所述接触构件的至少一部分在所述第一支撑构件与所述第二支撑构件之间延伸。
20.根据权利要求15所述的电子设备,其中:
所述电子设备还包括输入传感器,所述输入传感器被配置为检测所述输入表面上的输入;并且
响应于所述输入传感器检测到所述输入而产生所述触觉输出。
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