CN115280527A - 压电致动器的按钮的机械集成 - Google Patents

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CN115280527A CN202180018398.XA CN202180018398A CN115280527A CN 115280527 A CN115280527 A CN 115280527A CN 202180018398 A CN202180018398 A CN 202180018398A CN 115280527 A CN115280527 A CN 115280527A
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Abstract

移动设备的侧面上的压电致动器将使用户施加的压力能够在常规按钮位置被感测到，同时提供触觉反馈。遗憾的是，将压电致动器机械集成在移动设备的侧面是具有挑战性的。根据本公开的移动设备包括：PCB；围绕PCB的外框架；和开关。开关包括：第一压电致动器，其被配置成响应于由用户施加的第一力产生第一致动器电压信号，以及响应于从控制器传输到第一压电致动器的第一触觉电压信号向用户产生第一触觉反馈；以及第一虚拟按钮，其位于外框架中，被配置成将第一力传递给第一压电致动器，以及将第一触觉反馈传递给用户。

Description

压电致动器的按钮的机械集成
技术领域
本公开涉及用压电致动器代替常规的电子按钮，尤其涉及用于移动设备中压电致动器的按钮的机械集成。
背景技术
在移动设备的侧面上使用压电致动器不仅使设备的控制系统能够感应用户在传统上放置按钮的位置施加的压力，而且还向用户提供“按钮”被“按下”的触觉反馈。然而，压电致动器技术的机械集成可能会带来相当多的挑战。
本公开的目的是用由集成电路控制的压电致动器代替移动设备例如智能手机和平板电脑上的物理按钮。
发明内容
因此，第一装置包括移动设备，该移动设备包括：PCB，其包括控制器；外框架，其包括由围绕PCB的硬塑料和/或金属材料组成；开关。开关包括：第一压电致动器，其被配置成响应于由用户施加到该第一压电致动器上的第一力而产生第一致动器电压信号，并且响应于从控制器传递给该第一压电致动器的第一触觉电压信号而向用户产生第一触觉反馈；以及外框架中的第一虚拟按钮，其被配置成将来自用户的第一力传递给第一压电致动器，并将来自第一压电致动器的第一触觉反馈传递给用户。
附图说明
将参照附图更详细地描述一些示例实施方式，其中：
图1是根据本公开的移动设备的侧面中的压电致动器的示例性机械集成的部分截面俯视图；
图2是图1的设备的部分截面侧视图；
图3是图1的设备的俯视图；
图4是根据本公开的移动设备的侧面中的压电致动器的机械集成的另一示例的部分截面俯视图；
图5是图4的设备的等距视图；
图6是根据本公开的移动设备的侧面中的压电致动器的机械集成的另一示例的部分截面俯视图；
图7是根据本公开的移动设备的侧面中的压电致动器的机械集成的另一示例的部分截面俯视图；
图8是根据本公开的移动设备的侧面中的压电致动器的机械集成的另一示例的部分截面俯视图；
图9是根据本公开的移动设备的侧面中的压电致动器的机械集成的另一示例的部分截面俯视图；
图10是图9的设备的部分截面等距视图；
图11是图9的设备的分解图；
图12是根据本公开的移动设备的侧面中的压电致动器的机械集成的另一示例的部分截面俯视图；
图13是图12的装置的部分截面侧视图；
图14是根据本公开的移动设备的侧面中的压电致动器的机械集成的另一示例的部分截面俯视图
图15是根据本公开的移动设备的侧面中的压电致动器的机械集成的另一示例的部分截面俯视图；
图16是图15的设备的部分截面侧视图；
图17是图15的设备的俯视图；
图18是根据本公开的移动设备的侧面中的压电致动器的机械集成的另一示例的部分截面俯视图；
图19是根据本公开的移动设备的侧面中的压电致动器的机械集成的另一示例的部分截面俯视图
图20是图19的设备的部分截面侧视图；
图21是根据本公开的移动设备的侧面中的压电致动器的机械集成的另一示例的部分截面俯视图；
图22是图21的设备的部分截面侧视图；
图23是图21的设备的按钮结构的俯视图。
图24是图21的设备的等距视图；
图25是根据本公开的移动设备的侧面中的压电致动器的机械集成的另一示例的部分截面俯视图；
图26是图25的设备的部分截面侧视图；
图27是根据本公开的移动设备的侧面中的压电致动器的机械集成的另一示例的等距视图
图28是图27的设备的分解图；
图29是图27的设备的侧视图；
图30是图27的设备的外框架的等距视图；以及
图31是图27的设备的外框架的等距视图，其中安装了压电致动器。
具体实施方式
虽然结合各种实施方式和示例描述了本教导，但并不意图将本教导限于此类实施方式。相反，如本领域技术人员将理解的，本教导包含各种替代方案和等价物。
参考图1至图3，移动设备1，例如智能手机或平板电脑，包括外框架2，外框架2具有延伸通过其中的至少一个开口3和至少一个铰合部4、在其中限定至少一个虚拟按钮5。每个铰合部4可由外框架2的仅部分地延伸穿过外框架2的减薄部段例如活动铰合部形成。开口3可以延伸穿过外框架2的整个厚度和高度，从而形成悬臂式结构，例如虚拟按钮5。开口3可以用弹性构件6例如弹性材料诸如弹性体热塑性塑料填充和密封以防止外部污物和湿气，以削弱移动设备1的外框架2，即局部降低刚度并形成虚拟按钮5，从而使得每个虚拟按钮5能够小幅移位以激活形成电气开关和/或其他电子控制的一个或更多个压电致动器10。作为形成铰合部4的减薄部段的结果、在虚拟按钮5的一侧上形成在外框架2的内壁中的槽7也可以填充与弹性构件6相同的材料或一些其他合适的有弹性的材料。弹性构件6可以通过各种方法诸如浇注、包覆成型等插入每个开口3中和槽7中，并且可以填充开口3和槽7中并粘附到外框架2，特别是虚拟按钮5的边缘，从而实现入口保护和较低的刚性。
移动设备1可以包括两个虚拟按钮5，两个虚拟按钮5各自具有铰合部4之一，例如减薄部段，但共享相同的开口3和附接在每个外端处并在其间延伸的相同弹性构件6。特别参考图4，铰合部4，即减薄部段，可以形成活动铰合部，而开口3中的弹性构件6可以提供有限的局部变形，例如，对于5N力和10N/mm至250N/mm的侧壁刚度，大约0.02mm-0.5mm的变形，但对于10N/mm至70N/mm刚度，优选0.07mm至0.5mm偏转，同时保持密封，例如与外框架2气密的或至少部分防水的。外框架2的厚度从正常厚度例如3mm-6mm减薄到虚拟按钮5处的减小厚度，例如减薄到原始厚度的25％至50％或减薄到0.5mm至2mm，优选1mm至2mm。每个槽7可以包括虚拟按钮5的其余部分的1/4到1/2的甚至更薄的厚度或1/8到1/20原始厚度，诸如0.25mm至0.75mm，优选0.25mm至0.4mm。类似于图21，外框架2内可能有空腔9，以为压电致动器10腾出空间，在这种情况下，外框架2从外部表面到空腔9可以具有2mm-4mm的局部厚度。
外框架2还可以包括从外框架2的外壁即虚拟按钮5延伸到移动设备1中的一个或更多个空腔9例如外框架2中的中空部段中的一个或更多个基座8，中空部段在外框架2和内框架12之间或在外框架2和PCB 16之间，PCB 16可以安装在内框架12或外框架2上。然后每个基座8可以延伸成与设置在空腔9中的压电致动器10之一的一个侧面接触。一旦虚拟按钮5被充分按压以进入与硬止动件11接触，外框架2的高刚性就可以实现，硬止动件11从内部结构例如内框架12、PCB 16或外框架2延伸到空腔9中至小距离内，即接近虚拟按钮5，硬止动件11与虚拟按钮5之间有间隙，从而将力传递到内框架12、PCB 16或外框架2，代替外框架2的削弱部段，例如开口3和铰合部4。因此，虚拟按钮5可以仅被推动间隙的距离，之后虚拟按钮5上的第一抵接表面接触硬止动件11上的第二抵接表面，从而将任何附加的力传递到内框架12、外框架2或PCB 16，并防止任何进一步的力损坏压电致动器10。在图1中，硬止动件11邻近开口3中的弹性构件6延伸，远离铰合部4，例如远离减薄部段，这是按钮5的最大偏转的位置。具有弹性构件6的单个开口3可以由两个相邻的按钮5共享，而每个按钮5包括一个铰合部4，例如一个减薄部段或活动铰合部。
压电致动器10可以包括TDK PowerHapTM 1204H018V060，其长度为大约12mm，宽度为大约4mm，厚度为大约1.8mm；然而，可以使用任何合适的压电致动器10。形成虚拟按钮5的外框架2的厚度，例如0.3mm至1mm，可以具有足够的面积以结合到设置在移动设备1上的顶部显示器13和后盖14。外框架2可以与后盖14形成为一体例如整体，或者外框架2和后盖14可以是单独的部件。当外框架2和后盖14包括单一结构时，可能必须沿着虚拟按钮5的侧面切割附加的狭槽以将虚拟按钮5与后盖14分开。弹性构件6和槽7中的弹性材料可以提供与外框架2的外表面的连续表面以接触粘合剂/密封件/垫圈。由于虚拟按钮5可能很薄，特别是在铰合部4处，因此几乎没有表面可以施加粘合剂来固定顶部显示器13和后盖14；因此，粘合剂具有将外框架2与顶部显示器13和后盖14密封以防止水和灰尘进入的作用。
PCB柔性连接器15可用于将压电致动器10连接到移动设备1的控制器，以响应于施加到虚拟按钮5的力而将由压电致动器10产生的致动器电压信号交换到控制器，以及将触觉电压信号交换到压电致动器10以向用户提供触觉反馈。控制器可以是安装在PCB 16上并电连接到PCB 16或集成在PCB 16中的单独芯片。移动设备1的侧面，例如外框架2的外表面和虚拟按钮5可以保持简单和连续；然而，弹性构件6的颜色变化可以清楚地描绘虚拟按钮5。参考图3，弹性构件6是音量控制虚拟按钮5的左右两个薄型带。因此，用户向移动设备1的侧面施加到外框架2中的虚拟按钮5的力，即垂直于显示器13和后盖14，导致力从用户传递到压电致动器10，以及触觉反馈从压电致动器10传递给用户。
在图5-图7所示的替代示例中，每个虚拟按钮5可以包括：它们自己的开口3，例如在其外边缘处，其中有弹性构件6；以及它们自己的铰合部4，例如形成活动铰合部的减薄部段，其中有弹性材料。如上所述，硬止动件11在铰合部4的相对侧延伸到空腔9中，接近虚拟按钮5。硬止动件11可以从内部结构诸如外框架2的内部部段、内框架12或从PCB 16的邻近开口3中的弹性构件6的边缘延伸。
图5的虚拟按钮5包括基座8，而图6中的虚拟按钮5不包括。然而，参考图7，代替基座8或除了基座8之外，间隙填充材料30可以定位在虚拟按钮5和压电致动器10之间，以确保压电致动器10位于空腔9内、距虚拟按钮5的内壁正确的距离。间隙填充材料20可以包括粘合剂材料或者粘合剂材料和非粘合剂填充物的组合。可以在外框架2的内壁中设置小通道31，以确保为间隙填充材料30提供足够的空间。
在移动设备1的另一示例中，如图8所示，每个虚拟按钮5'可以包括两个开口3，在其每一侧各有一个开口3，其中有弹性构件6，由此弹性构件6中的一个或两个弹性构件形成铰合部。相邻的虚拟按钮5'可以共享具有单个弹性构件6的公共开口3。如上，硬止动件11从空腔9的相对侧上的外框架2、内框架12或PCB 16的边缘延伸，以接近虚拟按钮5'，邻近开口3中的所有弹性构件6。虚拟按钮5'可以包括外框架2的在形成开口3时去除的部段，这些部段包括与外框架2相同的材料以保持连续性、被配置成看起来像外框架2的一些其他材料、或者在颜色和样式上与外框架2形成对比的一些其他材料。
参考图9至图11，在所有上述实施方式中，压电致动器10可以安装在保护外壳100内，以确保不会将过大的力传送到压电致动器10，即大于压电致动器10所能承受而没有实质性损坏的力。
外壳100可以包括：主盖101，主盖101包括基部102和垂直于基部102的一个或更多个竖直部段或壁103，例如形成矩形本体的四个壁。壁103可以被配置成围绕压电致动器1，从而在一个侧面形成开口，以提供到压电致动器10的接触侧的入口。外壳100还可以包括推进器板105，推进器板105覆盖到主盖101的开口，并且包括与压电致动器10的接触侧接触(例如用双面胶带104连接)的中心部分106以及在推进器板105的边缘处与一个或更多个壁103的外部自由端间隔开所需的间隙108的外部部分107。因此，外部部分107形成第一抵接表面，并且一个或更多个壁103的外部自由端形成第二抵接表面，在推进器板105被推动远至间隙108之后，第二抵接表面提供用于压电致动器10的硬止动件，从而保护压电致动器10免受施加过大的力造成的实质性损坏。推进器板105还可以包括从中心部分106向外延伸的凸起部段或凸块109，用于接合虚拟按钮5之一，如上文所述。因此，虚拟按钮5可仅被推动间隙的距离，之后第一抵接表面接触第二抵接表面，从而将任何附加的力传递至外壳和/或内框架12或PCB 16，并防止任何进一步的力损坏压电致动器10。
外壳100还可以通过使用可移动部件或通过用间隙填充粘合剂110填充压电致动器10与外壳100的基部102之间的间隙来为压电致动器10的长度的广泛变化提供补偿。通过将压电致动器10封装在盒体即外壳100中，可以精确控制外壳100的长度并且可以独立于移动设备1的框架来集成硬止动件。这将通过消除压电致动器10的设计和集成中的挑战中的两个挑战，简化了智能设备1的制造过程。
参考图12和图13，一对封装的压电致动器10设置在类似于图1-图4的移动设备1的智能设备中，该智能设备包括外框架2和虚拟按钮5，虚拟按钮5包括共享开口3和活动铰合部4，共享开口3中有弹性构件6，活动铰合部4在其相对侧由具有槽7的减薄区域4形成，槽7也可以填充有有弹性的材料。压电致动器10被封装在外壳100中，并且位于内框架12或PCB16与外框架2之间的空腔9中。虚拟按钮5可以包括用于接触推进器板105的基座8，特别是凸块109，但不是必需的，这取决于应用，例如当没有可用空间时。
参考图14，一对封装的压电致动器10设置在类似于图8的移动设备1的智能设备中，该智能设备包括外框架2和虚拟按钮5，虚拟按钮5包括具有弹性构件6的共享开口3和在每个按钮5的相反侧上的附加开口3，附加开口3均填充有弹性构件6之一。弹性构件6中的一个或两个形成铰合部。压电致动器10被封装在外壳100中，并且位于内框架12或PCB 16与外框架2之间的空腔9中。虚拟按钮5可以包括用于接触推进器板105的基座8，特别是凸块109，但不是必需的，这取决于应用，例如当没有可用空间时。
参考图15至图17，一对封装的压电致动器10设置在移动设备1中，移动设备1包括外框架2和虚拟按钮205。每个压电致动器10封装在外壳100之一中，并且可以位于内框架12或PCB 16与外框架2之间的一个或单独的空腔9中或者外框架2中的空腔9内。虚拟按钮205通过将外框架2减薄至实现较小偏转的厚度诸如0.25mm至0.75mm，例如3mm至4mm的原始厚度的1/8至1/20而形成，见图17，较小偏转例如在5N力下以及10N/mm至250N/mm的侧壁刚度为0.02mm至0.5mm，对于10N/mm至70N/mm刚度，优选0.07mm至0.5mm偏转。活动铰合部204形成在虚拟按钮205的边缘，其中虚拟按钮205与较厚的外框架2相交。虚拟按钮205的减薄部段可以包括从外框架2的外壁延伸成与压电致动器10接触、并且特别是与推进器板105接触、并且更具体地与推进器板105上的凸块109接触以激活压电致动器10并从压电致动器10接收触觉反馈的基座208。
参考图18，一对封装的压电致动器10设置在智能设备201中，智能设备201包括外框架2和虚拟按钮205。每个压电致动器10可以封装在外壳100之一中，并且可以位于内框架12或PCB 16与外框架2之间的单个空腔9中或外框架2中的单个空腔9内。多个虚拟按钮205可以由外框架2的单个减薄部段构造。从内框架12或PCB 16延伸的枢轴结构210可以定位在封装的压电致动器10之间的空腔9中，以为其任一侧上的各个虚拟按钮205提供枢轴点和硬止动件。虚拟按钮205通过将外框架2减薄到实现较小偏转的厚度诸如0.25mm至0.75mm，例如3mm至4mm的原始厚度的1/8到1/20而形成，较小偏转例如在5N力下、10N/mm至250N/mm的侧壁刚度为0.02mm至0.5mm，对于10N/mm至70N/mm刚度，优选0.07mm至0.5mm偏转。虚拟按钮205的减薄部段可以包括从外框架2的外壁延伸成与压电致动器10接触、并且特别是与推进器板105接触、并且更具体地与推进器板105上的凸块109接触以激活压电致动器10并从压电致动器10接收触觉反馈的基座208。
用于移动设备1的集成机械按钮的另一示例在图19和图20中示出，并且包括薄膜(例如塑料或玻璃)挑口板(fascia)61，该挑口板覆盖呈推动块形式的虚拟按钮65，虚拟按钮65延伸通过外框架2中的孔63与压电致动器10接触。虚拟按钮65，例如推动块，可以由透光材料构成，并用作光导管以将来自内部光源的光传输到玻璃挑口板61，以在挑口板61的薄玻璃用作与虚拟按钮65结合的模板(stencil)时照亮虚拟按钮65的功能。虚拟按钮65，例如推动块，还可以包括硬止动件66以限制传送到压电致动器10的力的量。硬止动件66可以呈在虚拟按钮65例如推动块上的第一抵接表面67例如肩部以及在外框架62上的第二抵接表面68例如台肩(ledge)的形式，第一抵接表面67和第二抵接表面68之间有间隙。因此，虚拟按钮65可以仅被推动间隙的距离，之后第一抵接表面67接触第二抵接表面68，从而将任何附加的力传递到外框架62并防止任何进一步的力损坏压电致动器10。
图19和图20中的示例的另一个特征是使用现有部件，诸如PCB 16，其方式将允许调整对压电致动器10进行的预加载，以补偿它们的长度的较大公差。例如，压电致动器10中的一个或更多个压电致动器可以安装在空腔9中，并且PCB 16可以靠着压电致动器10的内侧定位，从而在压电致动器10上提供预加载力。然后，PCB 16可以用粘合剂或机械紧固件71例如螺钉或螺栓固定到内框架12，从而为压电致动器10中的每个压电致动器提供永久预加载。
移动设备1的另一示例如图21-图23所示，并且包括按钮结构81，按钮结构81将相对于智能设备1的外框架2移动，但与传统的机械按钮不同，移位将很小，并且可以产生大量的触觉反馈。进入保护挑战将通过按钮结构81与外框架2之间的密封件82来确保。可以特别注意使按钮结构81与外框架2之间的任何间隙的出现最小化。
按钮结构81可以包括多个互连的虚拟按钮85，这些虚拟按钮延伸穿过外框架2中的孔83与安装在相应空腔9或单个空腔内或者外框架2中或附近的多个压电致动器10中的相应一个接触。按钮结构81可以包括延伸穿过孔83与相应的压电致动器10接触的一个或更多个延伸部86，以及在相邻的延伸部86中间的、延伸到外框架2中的一个或更多个突出部87(榫(tenon))，一个或更多个突出部87用于例如摩擦地适配到设置在外框架2中的互补凹槽88(榫眼(mortise))中，以用于增加按钮结构81与外框架2的结合面积。突出部87和凹槽88可以部分地延伸穿过外框架，或者突出部87和凹槽88可以一直延伸穿过外框架2。
特别参考图23，每个突出部87的一侧或两侧可以为虚拟按钮85提供枢轴点或铰合部84。突出部87和延伸部86之间的铰合部84可以通过在每个延伸部86和突出部87之间提供相对减薄的部段来制成，该相对减薄的部段比按钮结构81的其余部分薄，从而形成可以填充有有弹性的材料的槽89，从而提供活动铰合部以促进虚拟按钮85的移动/转动。
按钮结构81还可以包括第一抵接表面，该第一抵接表面包括在延伸部86的任一侧上的肩部和/或突出部87，肩部和/或突出部用于邻接由外框架2中的在阶梯式开口的任一侧上的台肩形成的第二抵接表面，阶梯式开口接收延伸部86和突出部87。因此，虚拟按钮5可以仅被推动第一抵接表面和第二抵接表面之间的间隙的距离，之后第一抵接表面接触第二抵接表面，从而将任何附加的力传递到外框架62并防止任何进一步的力损坏压电致动器10。密封件82可以设置在第一抵接表面和/或第二抵接表面中，例如在延伸部86和/或或突出部87的肩部中以及外框架2中的台肩中。
可以在压电致动器10与外框架2和/或内框架12之间提供间隙填充粘合剂91，以补偿压电致动器10的松散公差。
图24示出了这一概念的变体，其中按钮结构81与后盖14和前显示器13共享相同的间隙，即按钮85与外框架2的厚度相同，仅在按钮结构81与外框架2之间留下两个小的竖直间隙，这些间隙也可以由有弹性的材料填充，如前所述。
在替代示例中，如图25和图26所示，所有其他元件可以相同，但是每个空腔9可以形成在外框架2与内框架12或PCB 16之间，并且可以包括用于多个压电致动器10的单个开口或空腔9。因此，压电致动器10的内侧靠着内框架12或PCB 16安装，而压电致动器10的外侧与延伸部86接触。在一些实施方式中，突出部87可以不延伸穿过外框架2的整个宽度，即仅部分地延伸穿过外框架2，从而最小化进入移动设备1中的点。因此，外框架2中的凹槽88仅部分地延伸到外框架中。
在一些实施方式中，按钮结构81可以具有与外框架2不同的厚度，即按钮结构81可以比外框架2的厚度薄，由此虚拟按钮85适配在外框架2中并且完全被外框架2包围，从而形成需要密封的附加间隙，如上所述。
移动设备1的另一实施方式包括显示器52，例如透明材料，诸如玻璃或有机玻璃，显示器52可以足够柔性以传送由压电致动器10产生的触觉反馈。图27-图31的示例包括显示器52，显示器52包括从平坦的主显示部段53的一侧围绕外框架2的一侧的至少一部分延伸直到外框架2的整个侧面的长形弯曲部段，从而形成代表虚拟按钮55的一个或更多个不同的单独的弯曲突片。位于虚拟按钮55下方，压电致动器10由显示器52即虚拟按钮55与外框架2之间的小间隙56隔开，以允许虚拟按钮55的小移位，该小移位足以使压电致动器10感测来自用户的输入并且压电致动器10将触觉反馈传送回用户。然而，一旦间隙56被虚拟按钮55穿过，通过虚拟按钮55的边缘即第一抵接表面接触外框架2即第二抵接表面，形成了硬止动件，以保护压电致动器10。因此，虚拟按钮55可以仅被推动第一抵接表面与第二抵接表面之间的间隙56的距离，之后第一抵接表面接触第二抵接表面，从而将任何附加的力传递到外框架62并防止任何进一步的力损坏压电致动器10。在这种情况下，当显示器52包括触敏显示器时，也可以由显示器52捕获感测。可以在虚拟按钮55与压电致动器10之间提供包括刚性材料(例如塑料)的力传递推动块58以在虚拟按钮55与压电致动器10之间传递力。
参考图30和图31，压电致动器10可以安装在外框架2上，与竖直侧壁成锐角，例如约15°-75°，优选约20°至45°，并且经由成角度的支撑件59到显示器52和后盖14。至少一个柔性PCB连接器15可用于将压电致动器10连接到移动设备1的PCB 16上的控制器，以用于将致动器电压信号交换到控制器及将触觉电压信号交换到压电致动器10以向用户提供触觉反馈。
术语控制器或处理器可以包括计算机处理器，计算机处理器包括可在其上执行的计算机硬件和计算机软件以及用于存储计算机软件的合适存储器。术语电路可以包括专用硬件或与可在其上执行的软件相关联的硬件。
如在本申请中所使用的，术语“电路系统”可以指以下一项或多项或全部：
(a)仅硬件电路实现(诸如仅在模拟和/或数字电路系统中的实现)；
(b)硬件电路和软件的组合，诸如(如适用)：
(i)模拟和/或数字硬件电路与软件/固件的组合，以及
(ii)一起工作以使装置诸如移动电话或服务器执行各种功能的具有软件(包括数字信号处理器)的硬件处理器的任何部分、软件和存储器)；以及
(c)需要软件(例如，固件)进行操作但软件可以在其不被需要进行操作时不存在的硬件电路和/或处理器，诸如微处理器或微处理器的一部分”。
该电路系统的定义适用于该术语在本申请中的所有使用，包括在任何权利要求中。作为另一示例，如在本申请中使用的，术语电路系统还涵盖仅硬件电路或处理器(或多个处理器)或硬件电路或处理器的一部分及其(或它们的)随附软件和/或固件的实现。例如并且如果适用于特定权利要求元素，术语电路系统还涵盖用于移动设备或服务器、蜂窝网络设备或其他计算或网络设备中的类似集成电路的基带集成电路或处理器集成电路。
一个或更多个示例实施方式的前述描述是为了说明和描述的目的而呈现的。它不旨在穷举或将本发明限制为所公开的精确形式。鉴于上述教导，许多修改和变化都是可能的。本公开的范围旨在不受该详细描述的限制。

Claims (20)

1.一种移动设备，包括：
包括控制器的PCB；
围绕所述PCB的外框架；
开关，所述开关包括：
第一压电致动器，所述第一压电致动器被配置成响应于由用户施加到所述第一压电致动器的第一力而产生第一致动器电压信号，以及响应于从所述控制器传输到所述第一压电致动器的第一触觉电压信号向所述用户产生第一触觉反馈；以及
第一虚拟按钮，所述第一虚拟按钮位于所述移动设备的侧面、处于所述外框架中，所述第一虚拟按钮被配置成将来自所述用户的所述第一力传递到所述第一压电致动器，并将来自所述第一压电致动器的所述第一触觉反馈传递给所述用户。
2.根据权利要求1所述的移动设备，其中，所述第一虚拟按钮包括：
位于开口中的弹性构件，所述开口位于所述外框架中、在所述第一虚拟按钮的第一端处；以及
第一活动铰合部，所述第一活动铰合部包括所述外框架的在所述第一虚拟按钮的相反的第二端处的第一减薄部段；
其中，所述第一虚拟按钮包括所述外框架的第一悬臂式部段，所述第一悬臂式部段比所述第一减薄部段厚，在所述第一活动铰合部与所述弹性构件之间延伸。
3.根据权利要求2所述的移动设备，还包括：
第二压电致动器，所述第二压电致动器被配置成响应于由所述用户施加到所述第二压电致动器的第二力而产生第二致动器电压信号，以及响应于从所述控制器传输到所述第二压电致动器的第二触觉电压信号向所述用户产生第二触觉反馈；以及
第二虚拟按钮，所述第二虚拟按钮位于所述外框架中，所述第二虚拟按钮被配置成将来自所述用户的所述第二力传递到所述第二压电致动器，并将来自所述第二压电致动器的所述第二触觉反馈传递给所述用户；
其中，所述第二虚拟按钮包括第二活动铰合部，所述第二活动铰合部包括所述外框架的在所述第二虚拟按钮的相反的第二端处的第二减薄部段；
其中，所述第二虚拟按钮包括所述外框架的第二悬臂式部段，所述第二悬臂式部段比所述第二减薄部段厚，在所述第二活动铰合部与所述弹性构件之间延伸；并且
其中，所述弹性构件连接到所述第一虚拟按钮和所述第二虚拟按钮两者。
4.根据权利要求1所述的移动设备，其中，所述第一虚拟按钮包括：
位于第一开口中的第一弹性构件，所述第一开口位于所述外框架中、在所述第一虚拟按钮的第一端处；
位于第二开口中的第二弹性构件，所述第二开口位于所述外框架中、在所述第一虚拟按钮的相反的第二端处；以及
第一按钮部段，所述第一按钮部段在所述第一弹性构件与所述第二弹性构件之间延伸。
5.根据权利要求4所述的移动设备，还包括：
第二压电致动器，所述第二压电致动器被配置成响应于由所述用户施加到所述第二压电致动器的第二力而产生第二致动器电压信号，以及响应于从所述控制器传输到所述第二压电致动器的第二触觉电压信号向所述用户产生第二触觉反馈；以及
第二虚拟按钮，所述第二虚拟按钮位于所述外框架中，所述第二虚拟按钮被配置成将来自所述用户的所述第二力传递到所述第二压电致动器，并将来自所述第二压电致动器的所述第二触觉反馈传递给所述用户；
其中，所述第二虚拟按钮包括：位于第三开口中的第三弹性构件，所述第三开口位于所述外框架中、在所述第二虚拟按钮的相反的第二端处；以及第二按钮部段，所述第二按钮部段在所述第三弹性构件与所述第二弹性构件之间延伸。
6.根据权利要求1所述的移动设备，其中，所述第一虚拟按钮包括：
第一活动铰合部，所述第一活动铰合部包括所述外框架的在所述第一虚拟按钮的第一端处的第一减薄部段；以及
第二活动铰合部，所述第二活动铰合部包括所述外框架的在所述第一虚拟按钮的相反的第二端处的第二减薄部段；以及
第一按钮部段，所述第一按钮部段在所述第一活动铰合部与所述第二活动铰合部之间延伸。
7.根据权利要求6所述的移动设备，还包括：
第二压电致动器，所述第二压电致动器被配置成响应于由所述用户施加到所述第二压电致动器的第二力而产生第二致动器电压信号，以及响应于从所述控制器传输到所述第二压电致动器的第二触觉电压信号向所述用户产生第二触觉反馈；以及
第二虚拟按钮，所述第二虚拟按钮位于所述外框架中，所述第二虚拟按钮被配置成将来自所述用户的所述第二力传递到所述第二压电致动器，并将来自所述第二压电致动器的所述第二触觉反馈传递给所述用户；
其中，所述第二虚拟按钮包括：
第三活动铰合部，所述第三活动铰合部包括所述外框架的第三减薄部段；
第四活动铰合部，所述第四活动铰合部包括所述外框架的第四减薄部段；
第二按钮部段，所述第二按钮部段在所述第三活动铰合部与所述第四活动铰合部之间延伸；以及
枢轴构件，所述枢轴构件从内框架或所述PCB延伸、邻近所述第二活动铰合部和所述第三活动铰合部；
其中，所述第二活动铰合部和所述第三活动铰合部连接在一起并且被配置成围绕所述枢轴构件枢转。
8.根据权利要求1所述的移动设备，其中，所述第一虚拟按钮包括：
第一推动块，所述第一推动块延伸穿过所述外框架中的第一孔，以用于传递来自所述用户的所述第一力并接收来自所述第一压电致动器的所述第一触觉反馈；以及
位于第一块与所述外框架之间的密封件。
9.根据权利要求1所述的移动设备，其中，所述第一虚拟按钮包括：
第一延伸部，所述第一延伸部延伸穿过所述外框架中的第一孔与所述第一压电致动器接触；
突出部，所述突出部延伸到设置在所述外框架中的互补凹槽中；以及
第一活动铰合部，所述第一活动铰合部包括在所述第一延伸部与所述突出部之间的第一减薄部段。
10.根据权利要求9所述的移动设备，还包括：
第二压电致动器，所述第二压电致动器被配置成响应于由所述用户施加到所述第二压电致动器的第二力而产生第二致动器电压信号，以及响应于从所述控制器传输到所述第二压电致动器的第二触觉电压信号向所述用户产生第二触觉反馈；以及
第二虚拟按钮，所述第二虚拟按钮位于所述外框架中，所述第二虚拟按钮被配置成将来自所述用户的所述第二力传递到所述第二压电致动器，并将来自所述第二压电致动器的所述第二触觉反馈传递给所述用户；
其中，所述第二虚拟按钮包括：
第二延伸部，所述第二延伸部延伸穿过所述外框架中的第二孔与所述第二压电致动器接触；以及
第二活动铰合部，所述第二活动铰合部包括在所述第二延伸部与所述突出部之间的第二减薄部段。
11.根据权利要求10所述的移动设备，还包括：
第一抵接表面，所述第一抵接表面包括形成在所述第一延伸部周围的肩部；以及
第二抵接表面，所述第二抵接表面由所述外框架中的位于所述第一孔的任一侧上的台肩形成；
从而使所述第一虚拟按钮的偏转足以激活所述第一压电致动器，同时防止损坏所述第一压电致动器。
12.根据权利要求1所述的移动设备，还包括：
安装在所述外框架的一个侧面上的顶部显示器；
其中，所述第一虚拟按钮包括：
弯曲突片，所述弯曲突片从所述顶部显示器至少部分地在所述移动设备的所述侧面处的所述外框架上方延伸；以及
第一推动块，所述第一推动块设置在所述弯曲突片下方并延伸穿过所述外框架中的第一孔，以用于传递来自所述用户的所述第一力并接收来自所述第一压电致动器的所述第一触觉反馈；
其中，在所述弯曲突片上的所述第一力的施加激活所述第一压电致动器。
13.根据权利要求12所述的移动设备，其中，所述第一压电致动器与所述外框架成锐角设置。
14.根据权利要求1-13中任一项所述的移动设备，还包括硬止动件，所述硬止动件从内部结构或所述PCB延伸以接近所述第一虚拟按钮，所述硬止动件与所述第一虚拟按钮之间有间隙，所述间隙使得所述第一虚拟按钮的偏转能够足以激活所述第一压电致动器，同时防止对所述第一压电致动器的实质性损坏。
15.根据权利要求1-7中任一项所述的移动设备，还包括：
主外壳，所述主外壳包括与所述第一压电致动器相邻的一个或更多个壁以及连接到所述第一压电致动器的第一侧面的基部；以及
推进器板，所述推进器板与所述主外壳相邻，所述推进器板包括与所述第一压电致动器的第二侧面接触的内部部段以及以与所述一个或更多个壁之间存在间隙的方式与所述一个或更多个壁间隔开的外部部段，所述外部部段与所述一个或更多个壁之间的间隙使得所述第一虚拟按钮的偏转能够足以激活所述第一压电致动器，同时防止在所述推进器板邻接所述主外壳时损坏所述第一压电致动器。
16.根据权利要求15所述的移动设备，还包括凸起部段，所述凸起部段从所述推进器板向外延伸，以用于接合所述第一虚拟按钮。
17.根据权利要求1-7中任一项所述的移动设备，还包括基座，所述基座从所述第一虚拟按钮的内壁延伸成与所述第一压电致动器接触。
18.根据权利要求1-11中任一项所述的移动设备，其中，所述PCB抵靠所述第一压电致动器安装，并且被配置成向所述第一压电致动器施加预加载力。
19.根据权利要求1-18所述的移动设备，还包括至少一个柔性PCB连接器，所述至少一个柔性PCB连接器被配置成将所述第一压电致动器连接到所述控制器。
20.根据权利要求2至7中任一项所述的移动设备，其中，所述外框架的原始厚度在3mm-6mm之间；其中，所述第一虚拟按钮的厚度在1mm至2mm之间；并且其中，所述第一减薄部段的厚度在0.25mm至0.75mm之间。
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