TW201528304A - 針對薄形使用者界面的觸覺式回饋 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示壓電致動結構及揭示採用壓電致動結構的觸覺啟用裝置。壓電致動結構之一個實施例包含：非移動可變形層；背襯件結構，該背襯件結構將可變形層劃分為實質分離的觸覺區域集合；使用者感測器集合，該感測器集合能夠偵測與實質分離的觸覺區域之至少一者的使用者互動。在另一實施例中，觸覺啟用裝置包含觸敏表面，該表面包含可變形層及實質分離的觸覺區域集合。觸覺啟用裝置能夠將控制訊號發送至使用者正在互動之分離觸覺區域。實質分離的觸覺區域集合可影響裝置之使用者的多種特殊觸覺體驗。此類特殊觸覺體驗包含單手(左手及/或右手)觸覺事件、單個使用者手指觸覺事件。

Description

針對薄形使用者界面的觸覺式回饋
本發明係關於針對薄形使用者界面的觸覺式回饋。
由於消費者裝置變得愈來愈薄以滿足工業設計及可用性目標，諸如可移動鍵及圓蓋開關之傳統機械使用者輸入裝置正在被超平面裝置所取代。此類超平面裝置可採用不同技術(例如，諸如電容感測器及力敏技術，諸如FSR(force-sensitive resistors；力敏電阻器)及壓電或壓阻力感測器。一個實例可包括超平面觸控覆蓋鍵盤。該等裝置通常以提供極少或無觸覺式回饋的鍵及按鈕為特徵，該觸覺式回饋為被動(例如，紋理或固定凸紋)或主動(回應於使用者活動)。結果趨向為使用者體驗受損：向使用者提供極少或無觸覺式回饋的鍵及按鈕，從而減少了使用者信賴度、效率及愉悅度。
下文呈現本發明之簡化概述以便提供本文所描述之一些態樣之基本理解。此概述並非所主張標的之寬泛綜述。既不欲用以辨識所主張標的之關鍵或緊要元素，亦不欲用以 描繪本發明之範疇。此概述之唯一目的在於以簡化形式呈現所主張標的之一些概念作為稍後所呈現之更詳細描述之序言。
本發明揭示壓電致動結構及揭示採用壓電致動結構的觸覺啟用裝置。壓電致動結構之一個實施例包含：非移動可變形層；背襯件結構，該背襯件結構將可變形層劃分為實質分離的觸覺區域集合；使用者感測器集合，該感測器集合能夠偵測與實質分離的觸覺區域之至少一者的使用者互動。在另一實施例中，觸覺啟用裝置包含觸敏表面，該表面包含可變形層及實質分離的觸覺區域集合。觸覺啟用裝置能夠將控制訊號發送至使用者正在互動之分離觸覺區域。實質分離的觸覺區域集合可影響裝置之使用者的多種特殊觸覺體驗。此類特殊觸覺體驗包含單手(左手及/或右手)觸覺事件、單個使用者手指觸覺事件。另外，觸覺體驗/事件/回應可包含振動觸覺感測及聲頻感測之組合。
在一個實施例中，揭示一種壓電致動結構，該結構包含：非移動可變形層；壓電層，該壓電層經機械配合至該可變形層；背襯件結構，該背襯件結構經機械配合至該可變形層及進一步其中該使用者感測器集合；及進一步其中該壓電層能夠回應於由該使用者感測器集合所感測到的使用者互動將觸覺回應傳送至該可變形層。
在另一實施例中，揭示一種用於致動壓電致動結構之方法，該壓電致動結構包含：非移動可變形層；背襯件結構，該背襯件結構經配合至該可變形層及在該可變形層上方 形成實質分離的觸覺區域集合；壓電元件集合，該壓電元件集合經配合至該可變形層及經置放於該實質分離的觸覺區域集合內；使用者感測器集合；及控制器，該控制器用於自該使用者感測器集合接收訊號及回應於該等訊號將控制訊號發送至該壓電元件集合，該方法包含以下步驟：回應於使用者互動，自該使用者感測器集合接收第一訊號；決定該使用者正在與哪個分離觸覺區域互動；及將致動訊號發送至該使用者正在互動之分離觸覺區域內的至少一個壓電元件。
在又一實施例中，觸覺啟用裝置包含：觸敏表面，該觸敏表面進一步包含可變形層；背襯件結構，該背襯件結構將該可變形層劃分為分離觸覺區域集合；壓電元件集合，該壓電元件集合與該可變形層機械連通且與該分離觸覺區域集合置放在一起；使用者感測器集合，該使用者感測器集合能夠感測與該觸敏表面的使用者互動；控制器，該控制器能夠自該使用者感測器集合接收訊號及回應於自該使用者感測器集合接收訊號發送控制訊號；及壓電致動電路，該壓電致動電路能夠自該控制器接收控制訊號及將壓電致動訊號發送至該壓電元件集合。
當結合本申請案內呈現的圖式閱讀時，下文將在【實施方式】中呈現本發明系統之其他特徵及態樣。
100‧‧‧環境
102‧‧‧計算裝置
104‧‧‧輸入裝置
106‧‧‧可撓性鉸鏈
108‧‧‧輸入/輸出模組
110‧‧‧顯示裝置
200‧‧‧實施
202‧‧‧連接部分
204‧‧‧磁耦合裝置
206‧‧‧磁耦合裝置
208‧‧‧機械耦接突起部分
210‧‧‧機械耦接突起部分
212‧‧‧通訊接點
300‧‧‧實施
400‧‧‧橫截面視圖
402‧‧‧印刷電路板(PCB)
404‧‧‧壓電元件
406‧‧‧背襯件結構
408‧‧‧使用者手指
602‧‧‧印刷電路板組合件(PCBA)
604‧‧‧電子電路系統
606‧‧‧壓電碟
608‧‧‧導電墊
610‧‧‧安裝墊
612‧‧‧焊錫膏
614‧‧‧導電桿
700‧‧‧實施
702‧‧‧外層
704‧‧‧平滑層
706‧‧‧光導管
708‧‧‧感測器組合件
710‧‧‧結構組合件
712‧‧‧背襯層
802‧‧‧壓電碟
804‧‧‧背襯件板
900a‧‧‧波形
900b‧‧‧波形
900c‧‧‧波形
902a‧‧‧遞增
902b‧‧‧遞增
902c‧‧‧遞增
904a‧‧‧遞減
904b‧‧‧遞減
1000‧‧‧架構/系統
1002‧‧‧感測器
1004‧‧‧電腦
1006‧‧‧HV電路
1008‧‧‧觸覺致動器
1100‧‧‧電路
1102‧‧‧HV電路
1104‧‧‧二極體
1106‧‧‧電容器
1108‧‧‧組
1300‧‧‧實施例
1302‧‧‧壓電驅動電路
1304‧‧‧壓電元件
1306‧‧‧壓電控制器
1308‧‧‧訊號
1400‧‧‧壓電結構
1402‧‧‧外殼
1404‧‧‧浮動桿
1406‧‧‧推桿
1408‧‧‧壓電層/壓電結構
1410‧‧‧擋止件
1430‧‧‧輕觸/觸控手指
1432‧‧‧部分
1500‧‧‧鍵盤
1502‧‧‧區域
1504‧‧‧區域
1506‧‧‧區域
1508‧‧‧區域
1510‧‧‧區域
參看諸圖之圖式說明示例性實施例。本文所揭示之實施例及圖式旨在視為說明性，而非限制性。
第1圖係根據本申請案之原理所產生之包含壓電致 動結構的示例性裝置之一個實施例。
第2圖及第3圖描述如第1圖所示之裝置的示例性鍵盤。
第4圖描述根據本申請案之原理所產生之觸覺啟用裝置及適宜壓電結構之一個實施例之橫截面視圖。
第5A圖及第5B圖分別圖示處於靜置狀態及致動狀態中的經配合至薄形可變形表面之壓電結構之橫截面視圖。
第6A圖、第6B圖及第6C圖分別描述經配合至PCB板之底側的壓電碟集合之一個實施例及配合該等壓電碟之一種可能方式。
第7圖描述根據本申請案之原理所產生之一個示例性觸覺啟用裝置之諸層橫截面視圖。
第8圖係包含附接於背襯結構之壓電碟集合的觸覺啟用裝置之一個實施例。
第9A圖、第9B圖及第9C圖描述可趨向於向根據本申請案之原理所產生之裝置之使用者產生所需觸覺體驗的若干可能波形實施例。
第10圖係根據本申請案之原理所產生之觸覺啟用裝置及該裝置之電路系統之一個示意圖。
第11圖係可趨向影響第9A圖、第9B圖及第9C圖之波形的電路之一個實施例。
第12圖係根據本申請案之原理所產生之針對適宜壓電結構的壓電驅動電路之一個實施例。
第13圖係與壓電驅動電路及壓電元件連通的壓電 控制器之一個實施例之一個實施例。
第14A圖、第14B圖及第14C圖係可適用於本申請案之系統及技術的替代壓電結構。
第15A圖及第15B圖係劃分為彼此實質分離之觸覺區域的觸覺啟用裝置之兩個示例性實施例。
如本文所使用，術語「組件」、「系統」、「界面」及類似者意欲指示電腦相關實體，或硬體、軟體(例如，在執行中)及/或韌體。舉例而言，組件可為處理器上所執行的過程、處理器、物件、可執行檔案、程式及/或電腦。舉例而言，伺服器上所執行的應用程式及伺服器兩者可為組件。一或更多個組件可存在於過程內，且組件可位於一個電腦上及/或分佈於兩個或更多個電腦之間。
參看圖式描述所主張之標的，其中相同元件符號用於貫穿全文指示相同元件。在以下描述中，出於解釋之目的，闡述眾多特定細節以便提供對本發明之透徹理解。然而，可為顯而易見的是，可實踐所主張標的而無需該等特定細節。在其他情況下，以方塊圖形式圖示熟知結構及裝置以便促進描述本發明。
介紹
觸覺式回饋大體而言已用於眾多不同平臺中(例如，行動裝置、智慧型電話及類似者)。電磁馬達/鼓形滾筒(例如，偏心旋轉質量振動馬達(Eccentric Rotating Mass vibration motor；ERM)及線性諧振致動器振動馬達(Linear Resonant Actuator vibration motor；LRA))為人熟知，提供針對某些裝置(例如，尋呼機及行動電話振動器)的全身振動或有時更局部之振動(例如，Microsoft之Arc Touch Mouse、Explorer Touch Mouse、Sculpt Touch Mouse)。壓電LRA亦為技術所知，但是該等裝置僅用於提供全身振動，儘管該振動比電磁裝置所提供之彼等振動感受更強烈。
在本申請案之許多實施例中，描述了若干外形尺寸架構(例如，超平面)及/或在此類外形尺寸架構下類似尖銳按鈕的感受。在許多其他實施例中，該等外形尺寸架構可用於許多不同使用領域(例如，鍵盤中)或提供對鍵及對觸控板中的壓力感測虛擬按鈕的觸覺式回饋。此類鍵盤及/或觸控板可具有「非移動」類型。在此上下文中，「非移動」意謂觸控表面不會略微移動以致動機械開關。
在許多實施例中，揭示各種應用，諸如：平面非移動鍵盤及非移動觸控板及類似使用者界面中的鍵擊觸覺式回饋(觸覺)。許多此類實施例包含平面壓電碟集合，該平面壓電碟集合可直接安裝於觸控感測器PCB之底側上或至背襯件結構上，以藉由分別直接翹曲PCB或背襯件結構實現振動。在其他實施例中，該等平面壓電碟可經定向以作為一個平板或多個平板之集合振動PCB。在其他實施例中，揭示壓電結構驅動波形描述及示例性電路拓撲之集合用於影響所需觸覺式使用者體驗的實施。適宜壓電材料可包含壓電陶瓷材料、PZT、電活性聚合物及機電聚合物或類似者。
一個示例性環境
為了瞭解本申請案之各種技術之可應用性，現將描述一個示例性環境，在該示例性環境中可存在本文所描述之觸覺實施例之該等技術及使用。第1圖係在示例性實施中可操作以使用本文所描述之技術的環境100之圖式。所圖示之環境100包括計算裝置102之實例，該計算裝置102經由可撓性鉸鏈106實體及通訊耦接至輸入裝置104。可以各種方式配置計算裝置102。舉例而言，計算裝置102可經配置供行動使用，諸如經配置以由使用者的一或兩只手握住之行動電話、如圖所示之平板電腦等等。因此，計算裝置102範圍可自具有大容量記憶體及處理器資源的完全資源裝置至具有有限記憶體及/或處理資源的低資源裝置。計算裝置102亦可關於使得計算裝置102執行一或更多個操作之軟體。
舉例而言，計算裝置102圖示為包括輸入/輸出模組108。輸入/輸出模組108表示與處理計算裝置102之輸入及顯現計算裝置102之輸出相關的功能。可藉由輸入/輸出模組108處理各種不同輸入，諸如與對應於輸入裝置104之鍵、由顯示裝置110所顯示之虛擬鍵盤之鍵的功能相關之輸入等等，以識別手勢及引發執行對應於可經由輸入裝置104及/或顯示裝置110之觸控螢幕功能辨識之手勢的操作等等。因此，輸入/輸出模組108可藉由辨識及利用包括鍵按壓、手勢等等的輸入類型之間的區別支持各種不同輸入技術。
在圖示之實例中，將輸入裝置104配置為具有輸入部分，該輸入部分包括具有QWERTY鍵排列的鍵盤及觸控板，但亦涵蓋其他鍵排列。進一步地，亦涵蓋其他非習知配 置，諸如遊戲控制器、模擬樂器的配置等等。因此，輸入裝置104及輸入裝置104所併入之鍵可採取各種不同配置來支持各種不同功能。
如前文所描述的，在此實例中將輸入裝置104經由使用可撓性鉸鏈106實體及通訊耦接至計算裝置102。可撓性鉸鏈106為可撓的，因為鉸鏈所支持之旋轉移動經由形成鉸鏈的材料之撓曲(例如，彎曲)實現，該撓曲與由插腳支持之機械旋轉不同，但亦涵蓋彼實施例。進一步地，可配置此可撓性旋轉以支持在一或更多個方向上的移動(例如，圖式中之垂直方向)但限制在其他方向上的移動，諸如輸入裝置104相對於計算裝置102之橫向移動。此可用於支持輸入裝置104相對於計算裝置102之一致對準，諸如對準用於改變功率狀態、應用程式狀態等等之感測器。
舉例而言，可使用一或更多層織物形成可撓性鉸鏈106且該可撓性鉸鏈106包括形成為可撓性跡線之導體以將輸入裝置104通訊耦接至計算裝置102，且反之亦然。舉例而言，此通訊可用於將鍵按壓之結果通訊至計算裝置102、自計算裝置接收功率、執行認證、提供輔助功率至計算裝置102等等。
第2圖描述第1圖之輸入裝置104之示例性實施200，更詳細地圖示可撓性鉸鏈106。在此實例中，圖示輸入裝置之連接部分202，該連接部分202經配置以提供輸入裝置104與計算裝置102之間的通訊及實體連接。如圖所示，連接部分202具有一高度及橫截面，該高度及橫截面經配置以在 計算裝置102之外殼中之通道中被收納，但是亦可在不脫離本發明之精神及範疇的情況下反轉此排列。
經由使用可撓性鉸鏈106將連接部分202可撓性地連接至包括鍵的輸入裝置104的一部分。因此，當連接部分202實體連接至計算裝置102時，連接部分202及可撓性鉸鏈106之組合支持輸入裝置104相對於計算裝置102之移動，此類似於書本之鉸鏈。
經由此旋轉移動，可支持輸入裝置104相對於計算裝置102之各種不同定向。舉例而言，可藉由可撓性鉸鏈106支持旋轉移動以使得可抵靠計算裝置102之顯示裝置110置放輸入裝置104，且從而充當覆蓋件。因此，輸入裝置104可作用以保護計算裝置102之顯示裝置110免遭損傷。
可以各種方式將連接部分202緊固至計算裝置，該連接部分202之實例經圖示為包括磁耦合裝置204、206(例如，通量噴水器)、機械耦接突起部分208、210及複數個通訊接點212。經由使用一或更多個磁體配置磁耦合裝置204、206以磁性耦合至計算裝置102之互補磁耦合裝置。以此方式，可經由使用磁性吸引將輸入裝置104實體緊固至計算裝置102。
連接部分202亦包括機械耦接突起部分208、210以形成輸入裝置104與計算裝置102之間的機械實體連接。關於第3圖更詳細圖示機械耦接突起部分208、210，並將在下文中論述。
第3圖描述圖示第2圖之連接部分202之透視圖的 示例性實施300，該連接部分202包括機械耦接突起部分208、210及複數個通訊接點212。如圖所示，配置機械耦接突起部分208、210以延伸遠離連接部分202之表面，在此情況下為垂直遠離，但亦涵蓋其他角度。
配置機械耦接突起部分208、210在計算裝置102之通道內部的互補空腔內被收納。當經如此收納時，機械耦接突起部分208、210促進施加力時裝置之間的機械結合，該等裝置未與一軸對準，該軸限定為對應於突起部分之高度及空腔之深度。
亦將連接部分202圖示為包括複數個通訊接點212。複數個通訊接點212經配置以接觸計算裝置102之對應通訊接點以在如圖所示之裝置之間形成通訊耦接。可以各種其他方式配置連接部分202，該等方式包括使用旋轉鉸鏈、機械緊固裝置等等。在下文中，在對應圖式中描述及圖示對接設備之實例。
應將瞭解，儘管第1圖至第3圖表示該等觸覺技術的一個可能環境，但該等技術發現其他環境中的應用且本申請案之範疇不應受限於此示例性環境。
使用壓電碟之實施例
在本申請案之許多實施例中，採用可振動觸控表面的壓電碟(例如，聲頻碟)集合。此類振動可用於回應於使用者之互動產生「點擊」感。可用一或若干個使用者感測器感測到此類使用者之互動，該等感測器利用可用的任何手段及/或技術(例如，電容性感測或經由壓力感測)。在壓力感 測情況下，觸覺式回饋可提供現實按鈕感受，因為觸覺式回饋可經由壓力與使用者互動。
第4圖圖示示例性觸敏表面印刷電路板(Printed Circuit Board；PCB)402之橫截面視圖400。在一個實施例中，PCB表面402可包含經配合(或以其他方式附接)至PCB402的壓電元件404之集合，該等壓電元件404向使用者手指408傳遞觸覺及/或點擊感。如本文中將進一步描述，可以任何可能圖案在表面402上方置放壓電元件404之集合。表面可視情況包含背襯件結構406之集合(例如，置放於壓電元件404之間)以為使用者提供觸覺感之分離程度。如本文中進一步描述，此分離可提供所需使用者體驗，例如，若表面在功能上為鍵盤且使用者期待感受觸覺式回饋以實質上模仿機械鍵盤。
在另一實施例中，印刷電路板組合件(Printed Circuit Board Assembly；PCBA)可另外包含觸控界面之感測元件集合(例如，電容性感測(電容感測)電極或壓力感測系統之PCB跡線)。為了提供觸覺式回饋，可以任何可能方式(例如，焊接或膠合或類似方式)將壓電碟附接於PCB之底側。壓電元件可包含壓電碟，諸如用於聲頻碟。此類壓電碟可不含金屬背襯類型之聲頻壓電構造。藉由比較，獨立式聲頻碟通常需要金屬背襯以將壓電件中的橫向應變轉換為隔膜移動。然而，在本申請案之許多實施例中，可能使用PCB材料之橫向剛性以提供實現此轉換所需的應變。
第5A圖及第5B圖分別描述PCB表面402及壓電元 件/結構404，其中壓電結構最初未致動及隨後致動。處於靜置中(如第5A圖)的該組合件為實質平面。然而，如在第5B圖中，當用所施加的電壓激勵壓電元件時，壓電元件收縮，且PCB之橫向剛性引發組合件在中心處彎曲，類似隔膜。PCB表面之此彎曲(或以其他方式翹曲、位移及/或變形)可足夠使得使用者感受到此運動，此為觸覺體驗所需要。
在不同實施例中，可能改變PCB之厚度。針對某些實施例，較薄板可撓曲更多，但可趨向產生更加局部的振動。在其他實施例中，較厚板可撓曲更少，但在較大面積中展佈振動。在許多實施例中，0.2mm-1.0mm可足夠作為有效PCB厚度之典型範圍。
如本文中將進一步揭示，當將某些波形應用於壓電結構時，可產生觸覺體驗來模仿機械「點擊」感受，如同由實體鍵盤之鍵次之機械動作可產生的一樣。
第6A圖描述PCBA 602之一個實施例，該PCBA 602包含附接於PCBA之底側的一對壓電碟606。PCBA 602可進一步包含電子電路系統604，該電子電路系統604可能夠回應於所感測到之狀況(經由導電墊608)將激勵訊號提供至壓電碟606。第6B圖描述將壓電碟附接於PCBA之一個方式。如圖可見，可將焊錫膏612應用於PCBA之安裝墊610。在第6C圖中，可在安裝墊610頂部上置放壓電碟606，及可應用所需加熱以便誘發焊錫膏流動且因此將壓電碟配合至PCBA。此後，可將導電桿614附接於壓電碟及導電墊608以便實現壓電碟與電路系統604之電氣連接。
背襯件板實施例
作為使壓電結構附接於PCBA上的一替代實施例，可能使此類壓電結構附接於各種組件(例如，鍵盤或類似者)之背襯結構上。
第7圖描述示例性實施700，該圖圖示第1圖之鍵盤104之橫截面。外層702經配置以供應使用者可觸控及互動的輸入裝置104之外表面。可以各種方式形成外層702，諸如由織物材料形成，例如用加熱壓印的背光相容聚醯胺甲酸酯用於鍵形成，使用雷射形成輸入之指示等等。
外層下方為平滑層704。平滑層704可經配置以支持各種不同功能。此可包括用作支持件以減少外層702之折皺，諸如經由形成為薄形塑膠片，例如大約0.125毫米之聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethylene terephthalate；PET)，經由使用黏著劑將外層702緊固至該平滑層。平滑層704亦可經配置以包括遮罩功能來減少且甚至消除不良透光性(例如，經由平滑層704及經由織物外層702「滲出」光)。平滑層亦提供外層下的連續表面，以使得在內層之間隱藏任何不連續性或過渡。
亦圖示光導管706，該光導管706可被包括作為背光機構的一部分以支持輸入裝置104之輸入指示(例如，圖例)之背光。此可包括鍵盤之鍵、遊戲控制器、手勢指示等等之照明。可以各種方式形成光導管706，諸如由250微米厚的塑膠片形成，例如，具有蝕刻紋理的透明聚碳酸酯材料。第5圖開始可發現光導管706之額外論述。
亦描述感測器組合件708。因此，如圖所示，在外層702與感測器組合件708之間安置光導管706及平滑層704。感測器組合件708經配置偵測到靠近目標以啟動輸入。隨後可將所偵測輸入通訊至計算裝置102(例如，經由連接部分202)以啟動計算裝置102之一或更多個操作。可以各種方式配置感測器組合件708偵測靠近輸入，諸如電容性感測器陣列、複數個壓敏感測器節點(例如，使用力敏墨水的膜片開關)、機械開關、上述之組合等等。
亦圖示結構組合件710。結構組合件710可以各種方式配置，諸如經配置以提供剛性給輸入裝置104(例如，抗彎曲性及抗撓曲性)跡線板及背襯件。背襯層712亦圖示為向輸入裝置104提供背表面。舉例而言，背襯層712可由與外層702相似的織物形成，該織物省略外層702中的一或更多個子層(例如，由聚胺甲酸酯之濕層與乾層製成的0.38毫米厚的織物)。儘管已描述層之多個實例，但應顯而易見的是，亦涵蓋各種其他實施，包括移除層中的一或更多者、添加其他層(例如，專用力集中器層、機械開關層)等等。因此，層實例之以下論述並不受限於在此示例性實施700中併入彼等層，且反之亦然。
第8圖描述一個實施例，其中可將壓電碟802(或另外的壓電結構及/或元件)應用於背襯件板804，此與附接於PCBA之底側不同。出於本申請案之目的，壓電結構可含有碟、桿、條帶或需要的任何其他形狀。背襯件板804可接著應用於PCBA之底側。在許多鍵盤實施例中，根據所需觸 覺體驗，壓電碟的直徑可在15mm至30rmm之間變化。另外，應將瞭解，在PCBA或者背襯件板上的壓電碟/結構之置放及排列可根據組件之使用者所提供的所需觸覺體驗而變化。
特別觸覺體驗實施例
如前文所論及，可需要非移動使用者界面組件(例如，鍵盤、觸控板或類似者)向使用者提供特別觸覺體驗(例如，類似點擊的觸覺回饋)，此可藉由機械致動器及/或機械組件上的開關(諸如機械鍵盤等)提供。
為了實現針對壓電致動器的尖銳按鈕點擊感受，可能自壓電結構之高速偏轉產生此感受。建立彼感受的實施例可藉由使用對壓電驅動訊號的快速遞增實現。
第9A圖、第9B圖及第9C圖為針對適宜壓電結構的此驅動訊號之三個可能實施例。在第9A圖中，描述波形900a，該波形900a包含充電/激勵壓電結構的兩個遞增，第一相對緩慢(例如，在5ms至10ms範圍內)速度充電遞增902a(向上至第一充電位準，例如，實質上在200V範圍內)隨後為快速放電遞減904a(例如，在0.5ms至1.5ms範圍內)。在此實施例中，點擊感趨向發生在結束時的波形904a之高速部分期間。使用者手指可在充電遞增期間趨向無感受(或具有極少感覺)。如第9A圖所示，給出示例性圖式(例如，10ms自0V向上遞增至200V及1ms自200V向下遞減至0V)。應將瞭解，該等圖式為示例性的且本申請案之範疇不應受限於該等圖式。
或者，在第9B圖中，可能具有波形900b，該波形 900b包含快速(例如，在0.5ms至1.5ms範圍內)充電/激勵遞增902b(向上至第一充電位準，例如，實質上在200V範圍內)隨後為較慢遞減904b。在對壓電結構的此類型驅動訊號下，點擊感發生在波形之高速部分902b期間。在較慢減退部分904b期間，手指可趨向無感受或具有極少感覺。與上文第9A圖一樣，亦提供非限制示例性圖式。
在第9C圖中，第三波形900c包含第一快速(例如，在0.5ms至1.5ms範圍內)遞增902c隨後為平穩階段903c且接著為第二快速(例如，在0.5ms至1.5ms範圍內)遞減904c。亦提供非限制示例性圖式，與第9A圖及第9B圖相似。
在第9B圖及第9C圖之實施例中，上文之波形900b或900c表示包含快速(例如，0.5-1.5ms)正向過渡的波形，從而引發觸控表面朝使用者手指向上彈起，而非向下。已觀察到，給予手指向上波形的感覺可趨向為更直接、局部感受，此與向下波形所形成的更動覺手感相反。然而，應將瞭解，在許多應用中，向下觸覺感可視為充分的。
壓電致動電路實施例
第10圖係可使用本申請案之系統及技術的智慧型及/或行動裝置架構1000之一個示例性實施例。如圖所示，系統1000包含觸控及/或壓力感測器1002之集合。感測器1002饋送能夠偵測與系統1000的使用者互動之訊號，並將該等訊號輸入到處理器及/或電腦1004中。電腦1004可進一步包含電腦可讀取儲存器，在該儲存器上可儲存電腦可讀取指令，當由處理器讀取時，該等指令可引發電腦及/或處理器發送控 制訊號至HV電路1006。HV電路1006可接著產生各種波形，該等波形驅動觸覺致動器1008(例如，本文所描述之壓電碟、結構及/或元件)。
應將瞭解，可存在其他架構，該等架構可得益於本申請案之系統及技術，且本申請案之範疇並不受限於此示例性架構。
然而，儘管可架構採用觸覺致動器的系統(例如，如第10圖或以其他方式)，但仍可需要具有額外電路系統實現對壓電元件的適宜控制及回應於所論述之各種波形使得該等壓電元件以適當方式反應。
針對僅一個實例，第11圖描述電路1100之一個可能實施例，該電路1100可實現對第9A圖、第9B圖及第9C圖之波形的適宜回應。
在第9B圖及第9C圖之快速向上波形的情況下，向上波形驅動電路可需要大急湧電流，且因此在電池組操作裝置中或在具有有限電流容量連接器的裝置中實施可能不切實際。在第11圖之實施例中，電路1100可包含至少一個電容器1106，該電容器1106可被緩慢充電及隨後快速放電至壓電件中。回應於由HV電路1102接收之控制訊號，可產生適宜波形及經由二極體1104傳遞至壓電碟、結構及/或元件的組(如第11圖之1108a及1108b所描述)。應瞭解，儘管第11圖圖示僅兩個壓電結構，但可由此電路驅動更多壓電結構，該等壓電結構將具有充足數目以向裝置之使用者提供適宜觸覺體驗。
亦如第11圖所示，在HV遞增後或在HV遞增期間，可以適宜序列應用開關A、B及C。如本文將論述，該等開關之應用(例如，藉由由電腦或控制器發送的控制訊號，未圖示)可實現跨壓電件的所需波形。另外，應注意，亦可用脈沖寬度調變(Pulse-Width Modulation；PWM)訊號驅動開關A與B，從而提供對波形斜率的控制，該控制可足以調節觸覺感受及聲音。
針對僅一個實例，可在電流受限系統中藉由保持所有開關斷開且先使電容器充電及隨後閉合A來實施壓電件A上的快速向上訊號。然而，在某些高度受限應用中，可不能實施具有適宜電容(例如，0.1μF或以上)之高壓電容器。
在此情況下，可能使用其他壓電組之一者作為電荷儲存元件。舉例而言，若電路系統1100可閉合開關B，使壓電件B緩慢充電，則閉合開關A，同時快速使B放電及使A充電。開關C可隨後提供兩個壓電件之快速放電。在緩慢充電壓電件B繼之以快速放電壓電件B可能造成使用者之向下觸覺體驗的情況下，可能在壓電件組內選擇壓電件B，該壓電件組並不靠近使用者身體(且因此不誘發使用者之非故意觸覺體驗)。另外，可需要在壓電件B周圍提供消音材料及/或手段，以防止(或形成)偽造聲頻效果。
採用PMW方案的替代實施例
針對其他替代實施例，可能設計驅動充電循環的脈衝寬度調變(PWM)方案及驅動放電循環的單獨PWM。改變高度、改變充電及放電時間以及改變驅動開關器的PWM之脈衝 寬度方案均為可能變化以實現不同感覺。應將瞭解，將可能產生所需的任何波形(例如，包括上述特徵之任何組合)。
在一個實施例中，在點擊事件期間，可先藉由產生PWM使壓電件充電，該PWM驅動簡單FET/電感器/二極體升壓(boost)電路。PWM「接通」時間可與離散組件之特徵相匹配，例如，該時間可為在電感器中產生最大電流所需的時間。使FET仍處於接通可趨向比恰當情況分流至GND更久而浪費功率。總充電時間可藉由改變PWM週期而得到控制。可控制充電時間以限制取自例如系統電池組中的最大電流峰值。
在一個實施例中，可在開路中執行充電循環，亦即，可執行PWM達固定數目個循環(可能試探性決定或藉由實驗決定)以使壓電件充電至所需電壓。然而，最終壓電電壓與PWM循環數目之間的關係可取決於系統中的許多變量，包括實際壓電電容、驅動器源電壓、FET、二極體及電感器特性等。
一旦壓電件已被充電至60V，該壓電件可經迅速放電回至驅動器空轉電壓(例如，~5V)。可藉由產生驅動放電FET/電阻器的另一PWM執行此放電。電阻器可提供對放電速率的限制(例如，~600μS)，因此對於最大放電速率，PWM可並非所需及可僅在寬廣開路下執行(100%工作循環)。可隨後藉由調整PWM工作循環實現較慢放電速率。
與充電一樣，亦可在開路中執行放電循環，亦即，可能使壓電件放電歷經固定數目個循環。然而，可需要具有適宜數目個循環。另外，壓電件上可存在一些殘餘電壓，該 等殘餘電壓可在反復致動中累積及可干擾精確壓力感測。
在本文所描述之多個實施例中，可能感測使用者互動之本質以產生所需觸覺體驗(例如，使用者觸碰裝置的情況等)。在此情況下，可能採用壓電結構作為感測器。可需要具有額外電路，該電路可量測跨壓電件的電壓。在一個實施例中，可需要在充電及/或放電循環上閉合迴路。由於用以驅動壓電件的高電壓及用作感測器時壓電件所生產的低電壓，可需要在量測電路中具有多個增益模式。可實行增益模式之間的切換以確保敏感組件(諸如FET放大器及/或ADC輸入)上未超出電壓限制。舉例而言，在放電期間，可需要將量測電路自低增益模式切換至高增益模式。然而，可不需要過早實行此操作，因為高電壓可損壞量測電路中的組件。因此，可能需要先在低增益模式中放電，直至壓電電壓達到當切換至高增益模式時仍可處於量測電路之操作範圍內。隨後可能繼續在高增益模式中放電，直至達到所需驅動器空轉電壓。
取決於FET之特點，低增益模式中的最低可量測電壓可仍比高增益模式中的最高可量測電壓更高可為可能的。在此情況下，可需要在切換至高增益模式前執行若干額外PWM循環的放電開路。
然而，關於閉合壓電放電上之迴路的一個問題可在於量測電路之時間常數與總壓電放電時間相比不是不重要的。因此，在系統感測到壓電電壓達到需要之前，可能已放電超過彼點。
因此，可需要預測此情況及當所感測電壓有些超過所欲目標時終止放電循環。舉例而言，此電壓偏移可經設計使得在壓電件上可留下略微殘餘電壓。此將趨向避免因放電期間接通驅動器二極體而浪費功率。此偏移可在反復致動中不累積，因為在每次致動後系統可放電至實質相同的電壓。殘餘電壓可緩慢放電至驅動器空轉電壓(例如，經由量測電路及壓電件中的漏洩)。在一個實施例中，壓力感測演算法可經設計允許基線隨壓電電壓向下漂移而往下跟蹤。
在另一實施例中，在放電後的機械系統之長久安定時間中可實現閉路放電。因此，甚至在系統已停止放電後，壓電電壓可繼續變化，同時機械系統(壓電件、黏著劑、玻璃、手指等)安定至機械系統的最終穩態條件。在一個實施例中，此機械系統之時間常數(30-50ms)與總放電時間(<1ms)相比可為長久。通常，在放電停止後，壓電電壓可增加。若系統試圖在放電循環結束後不久繼續感測壓電壓力，系統可見壓電電壓上升足夠快速且足夠高以指示壓電件上的手指壓力增加。
因此，可需要在各個觸覺事件(充電繼之以放電)後，控制器可進入特別觸覺恢復模式。在此模式中，可暫停壓力感測及壓電電壓大約每10ms放電一次，直至指定安定時間(35ms)到期。在此安定時間結束時，情況可為機械系統足夠安定及繼續壓力感測。
壓電驅動電路實施例
第12圖係如本文所揭示針對適宜壓電結構的壓電 驅動電路之一個可能實施例。如圖可見，V1為電壓源(例如，電池組電壓)。C4儲存電荷，因此限制電流峰值大小。電感器L1/L2、二極體D1及FET M1形成開關組件。V2表示針對充電循環來自壓電控制器的PWM輸出，可能此前經歷位準偏移器將電壓上沖至所需位準(例如，5V)以更用力接通FET。V3表示自壓電控制器的達放電循環之久的PWM輸出。FET M2執行放電。應將瞭解，儘管第12圖含有針對圖中的若干組件之示例性值，但本申請案之範疇不應受限於該等示例性值。其他電路及值係可能的且本申請案包含該等電路及值的範疇。
第13圖係與壓電驅動電路1302及壓電元件1304連通的壓電控制器1306之一個實施例(1300)。壓電控制器1306可供應驅動及/或控制訊號(1308)至壓電電路802(例如，壓電充電PWM訊號、壓電放電PWM訊號、用於位準偏移器的啟用線(若需要))。視情況，壓電驅動電路可根據需要送回ADC訊號的壓電電壓(未圖示)。
替代開關實施例
針對第一替代實施例，可能使用如第14A圖、第14B圖及第14C圖所描述之壓電結構。壓電結構1400可包含外殼1402，該外殼1402提供實質剛性結構(例如，針對模仿實體開關的結構)。使用外殼1402後，可經由推桿1406靜置於層1408上使第14A圖中處於靜置中的浮動水平1404在壓電層1408上方浮動。浮動桿1404可為許多可能結構；舉例而言，例如，提供觸控表面的二維平板，該觸控表面將觸覺位 移耦接至接觸平板的使用者之一或多根手指。在其他實施例中，浮動桿1404可為桿或碟結構，或根據需要為其他結構。在一個實施例中，推桿1406可為(圓柱形或其他適宜形狀)柱塞，該柱塞可將壓電結構1408之偏轉傳送至1404。
在第14B圖中，力(例如，經由使用者手指、觸控筆或其他I/O裝置所產生之凹陷而供應)可誘發浮動桿1404使壓電結構1408變形；且因此發送適宜訊號作為回應。在一個實施例中，空腔可處於壓電結構1408下方，該空腔可允許結構1408之中心偏轉(例如，垂直方向及自由方向)，而結構1408可由其輪廓邊緣支持。在一個實施例中，保護性擋止件1410可為環狀結構，或在其他實施例中為一些其他適宜結構。可置放擋止件1410以防止某一位移。若強推不可破壞壓電件(例如，若最大偏轉受限於所設計之柱塞及壓電結構之尺寸)，則該等擋止件可為可選。
在第14C圖中，可見偏離中心之輕觸(如1430所描述)可引發浮動桿1404轉向外殼之一側，及浮動桿1432之一部分(1432)與外殼之頂部接觸(例如，形成懸臂)。此可趨向產生由待耦接至觸控手指(1430)之壓電碟所產生的偏轉之有效耦接。在一些情況下，愈多觸控點遠離中心，在中心處至多2倍位移的手指可趨向接收愈多垂直移動。然而，垂直位移可大約為數十微米，典型使用者可未注意該差異。
針對此及其他開關實施例，可藉由以下之任一者將壓電結構配合至可變形層：黏著劑、推動器結構、支持結構及安裝結構。
包含分離觸覺區域的替代實施例
現將描述具有觸覺式回饋的各種實施例裝置，該等裝置可包含實質分離的觸覺使用者體驗之區域、分區及/或區。在該等實施例中的許多實施例中，可存在由壓電碟、結構及/或元件之適宜置放所形成的區域，該等區域旨在向裝置之使用者提供所需觸覺體驗。該等區域可例如藉由可阻擋觸覺自一個區域進入另一區域中的背襯件結構(及/或其他減振材料)之適宜置放分離。
第15A圖僅為鍵盤1500之一個示例性實施例，該鍵盤1500可經構造具有兩個實質分離的觸覺區域(亦即，鍵盤之左手區域1502及右手區域1504)。在此實施例中，右手及左手之觸覺體驗將趨向彼此實質分離，因此，給予使用者較佳觸覺體驗。
第15B圖係鍵盤1500之另一示例性實施例，該鍵盤1500經分割或以其他方式劃分為實質分離的觸覺區域1502、1504、1506、1508及1510(例如，針對右手)。此分區可為有用以便趨向分離對使用者右手手指的觸覺體驗。對於使用者左手手指可能存在相似分區。
應將瞭解，存在可適合於及/或需要在觸控/觸覺啟用裝置之表面上實施的各種分區。裝置之實質分離區域向使用者提供改良的觸覺體驗可足夠滿足本申請案之目的。啟動分隔區域中的觸覺趨向增強局部致動之感知。
在操作中，針對多個區域使用者界面，如觸控板、鍵盤或螢幕，可跨整個表面(例如，使用單個或多個致動器) 啟動觸覺。或者，可使用單個或群組致動器在區域中啟動觸覺。應注意，仍可希望觸覺同時啟動多個區域，例如以產生聲頻效果或一些其他有意義的全域觸覺效果。
在該等實施例中的許多實施例中，可實現不同區域中的啟動之裝置可幫助減少電子設備成本及功率需求，因為可減小電氣負載。舉例而言，針對電路(如第13圖所示)，可存在多個HV電路(例如，電路1302)，該等電路在控制器1306的控制下驅動個別區域。
在鍵盤之一個示例性實施例中，可需要構造鍵集觸覺式回饋，以使得在鍵次下行程時存在單個觸覺事件及/或回應(*點擊聲*)及在釋放時可能無觸覺式回饋。針對觸控板按鈕回饋，可需要在下行程時應用觸覺事件/回應(*點擊聲*)及在使用者手指開始釋放時另一上行程觸覺事件/回應。以此方式，裝置可模仿圓蓋開關感受。
在該等各種實施例中，可以技術中已知的各種技術建立產生該等波形的電路系統。可需要避免高頻振鈴，因為此振鈴可產生不希望聽到的效果。
在一些實施例中，當啟動觸覺時，可需要臨時關閉電容感測系統及/或壓力感測系統以避免雜訊耦合。
聲頻觸覺式實施例
在許多習知觸覺啟用裝置中，觸覺在本質上為大體可聽見，且可經配置例如為揚聲器。在本文所揭示實施例中的許多實施例中，可需要將觸覺配置為一些互動中的觸覺式回饋及其他互動中的聲頻回饋。針對僅一個實例，可能構造 鍵盤(例如，104)，以使得針對按鈕點擊在觸控板中存在觸覺式回饋，但可經經再配置以當使用者敲擊鍵集中的鍵時產生聲頻回饋點擊聲。在此類實施例中，可能發送不同波形(例如，針對聲音定製的一個波形及針對觸摸的另一波形)。
顯示器中的觸覺之實施例
在許多實施例中，可能構造壓電件具有足夠強度來翹曲玻璃及產生觸覺效果。然而，壓電件趨向不透明。因此，在一個實施例中，可在顯示器之發射或反射元件後側置放壓電件。
在許多實施例中，可能用各種平面螢幕技術構造顯示器，該等技術可與此類組合件相容：例如，OLED或其他厚膜LED顯示器，其中發射元件被放置、螢幕印刷、圖案化或以其他方式生長在玻璃上。在許多實施例中，可在該等發射元件後側安裝壓電組件。
上文已描述之內容包括本發明之實例。當然，不可能描述組件或方法之每一可慮及之組合以意欲用於描述所主張之標的，但一般熟習此項技術者可辨識出本發明之許多進一步組合及排列係可能的。因此，所主張標的意欲包含皆屬於隨附申請專利範圍之精神及範疇內的所有此類變化、修改及變型。
詳言之且就上文所描述之組件、裝置、電路、系統及類似者所執行的各種功能而言，用於描述此類組件的術語(包括對「手段」之引用)意欲對應於(除非另有指示)執行所描述組件之指定功能(例如，功能等效)的任何組件， 即便是並未與所揭示結構在結構上等效，該結構執行所主張標的之本文所說明的示例性態樣中的功能。就此而言，亦將辨識出，本發明包括系統以及具有電腦可執行指令的電腦可讀取媒體以便執行所主張標的之各種方法之動作及/或事件。
另外，儘管已關於若干實施中之僅一者揭示本發明之特定特徵，但是此特徵可與其他實施之一或更多個其他特徵組合，此對於任何給定或特定應用可為需要且有利的。此外，在詳細描述或申請專利範圍中使用術語「包括(includes)」及「包括(including)」及變體的程度上，該等術語意欲以與術語「包含」相似的方式視為包括性的。
802‧‧‧壓電碟
804‧‧‧背襯件板

Claims (20)

  1. 一種壓電致動結構，該結構包含：一非移動可變形層；一壓電層，該壓電層經機械配合至該可變形層；一背襯件結構，該背襯件結構經機械配合至該可變形層及進一步其中該一使用者感測器集合；以及進一步其中該壓電層能夠回應於由該使用者感測器集合所感測到的一使用者互動將一觸覺回應傳送至該可變形層。
  2. 如請求項1所述之壓電致動結構，其中該壓電層包含一群組中之一者，該群組包含：壓電陶瓷材料、PZT、電活性聚合物及機電聚合物。
  3. 如請求項1所述之壓電致動結構，其中該可變形層包含一群組中之一者，該群組包含：PCB、玻璃、大猩猩玻璃及塑膠。
  4. 如請求項1所述之壓電致動結構，其中藉由一群組中之一者將該壓電層機械配合至該可變形層，該群組包含：黏著劑、焊接劑、焊錫膏、推動器結構、支持結構及安裝結構。
  5. 如請求項1所述之壓電致動結構，其中該結構進一步包含： 一推動器結構，該推動器結構經機械配合至該可變形層及進一步該推動器結構能夠提供該可變形層與該壓電層之間的機械連通；以及支持結構，該等支持結構經機械配合至該壓電結構及進一步能夠支持該壓電層。
  6. 如請求項1所述之壓電致動結構，其中該非移動可變形層包含一印刷電路板及該壓電層包含一壓電結構集合；以及其中該壓電結構集合經配合至該印刷電路板。
  7. 如請求項6所述之壓電致動結構，其中該壓電結構集合包含在該印刷電路板上方的一實質分離的觸覺區域集合。
  8. 如請求項7所述之壓電致動結構，其中該背襯件結構形成該實質分離的觸覺區域集合。
  9. 如請求項7所述之壓電致動結構，其中該實質分離的觸覺區域集合包含當致動該壓電層時的一所需觸覺使用者體驗集合。
  10. 如請求項9所述之壓電致動結構，其中該所需觸覺使用者體驗集合包含一群組，該群組包含：一隻手觸覺體驗、右手觸覺體驗、左手觸覺體驗、使用者手指觸覺體驗及與一聲頻回應結合的一觸覺回應。
  11. 如請求項1所述之壓電致動結構，其中該觸覺回應包含一群組中之一者，該群組包含：一點擊回應、一圓蓋開關回應、下行程觸覺回應及聲頻回應及一上行程觸覺回應。
  12. 如請求項11所述之壓電致動結構，其中該壓電層能夠由一第一電氣波形啟動；以及其中該第一電波形包含一群組中之一者，該群組包含：一第一快速充電部分及一第二緩慢放電部分、一第一緩慢充電部分及一第二快速放電部分、一第一快速充電部分及平穩階段及一第二快速放電部分。
  13. 一種用於致動一壓電致動結構之方法，該壓電致動結構包含：一非移動可變形層；一背襯件結構，該背襯件結構經配合至該可變形層及在該可變形層上方形成一實質分離的觸覺區域集合；一壓電元件集合，該壓電元件集合經配合至該可變形層及經置放於該實質分離的觸覺區域集合內；一使用者感測器集合；及控制器，該控制器用於自該使用者感測器集合接收訊號及回應於該等訊號將控制訊號發送至該壓電元件集合，該方法包含以下步驟：回應於一使用者互動，自該使用者感測器集合接收一第一訊號；決定該使用者正在與哪個分離觸覺區域互動；以及 將一致動訊號發送至該使用者正在互動之該分離觸覺區域內的至少一個壓電元件。
  14. 如請求項13所述之方法，其中該壓電致動結構係一群組中之一者，該群組包含：一鍵盤、一觸控板及一觸控顯示器；以及其中發送一致動訊號之該步驟進一步包含以下步驟：向該分離觸覺區域內的該使用者提供一分離觸覺體驗。
  15. 如請求項14所述之方法，其中向該使用者提供一分離觸覺體驗之步驟包含一群組中之一者，該群組包含：一隻手觸覺體驗、右手觸覺體驗、左手觸覺體驗及使用者手指觸覺體驗。
  16. 如請求項15所述之方法，其中該分離觸覺體驗包含一群組之一，該群組包含：一點擊回應、一圓蓋開關回應、下行程觸覺回應、一聲頻回應及一上行程觸覺回應。
  17. 如請求項16所述之方法，其中發送一致動波形之步驟進一步包含一群組中之一者，該群組包含：一第一快速充電部分及一第二緩慢放電部分、一第一緩慢充電部分及一第二快速放電部分、一第一快速充電部分及平穩階段及一第二快速放電部分。
  18. 一種觸覺啟用裝置，該裝置包含：一觸敏表面，該觸敏表面進一步包含一可變形層；一背襯件結構，該背襯件結構將該可變形層劃分為一分離觸覺區域集合；一壓電元件集合，該壓電元件集合與該可變形層機械連通且與該分離觸覺區域集合置放在一起；一使用者感測器集合，該使用者感測器集合能夠感測與該觸敏表面的一使用者互動；一控制器，該控制器能夠自該使用者感測器集合接收訊號及回應於自該使用者感測器集合接收訊號發送控制訊號；以及一壓電致動電路，該壓電致動電路能夠自該控制器接收控制訊號及將壓電致動訊號發送至該壓電元件集合。
  19. 如請求項18所述之觸覺啟用裝置，其中該壓電元件集合能夠回應於在該等分離觸覺區域之一者處與該裝置的一使用者互動向一使用者提供一分離觸覺事件集合。
  20. 如請求項19所述之觸覺啟用裝置，其中該觸覺啟用裝置包含一群組中之一者，該群組包含：一智慧型電話、一智慧型裝置、一鍵盤、一觸控板、一觸敏螢幕。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI587342B (zh) * 2015-08-13 2017-06-11 達方電子股份有限公司 鍵盤
US11830352B1 (en) 2022-08-10 2023-11-28 International Business Machines Corporation Haptic vibration exposure control based on directional position of power recovery module

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9684382B2 (en) 2012-06-13 2017-06-20 Microsoft Technology Licensing, Llc Input device configuration having capacitive and pressure sensors
US9459160B2 (en) 2012-06-13 2016-10-04 Microsoft Technology Licensing, Llc Input device sensor configuration
US10578499B2 (en) 2013-02-17 2020-03-03 Microsoft Technology Licensing, Llc Piezo-actuated virtual buttons for touch surfaces
US9939900B2 (en) * 2013-04-26 2018-04-10 Immersion Corporation System and method for a haptically-enabled deformable surface
US9448631B2 (en) 2013-12-31 2016-09-20 Microsoft Technology Licensing, Llc Input device haptics and pressure sensing
US9576446B2 (en) * 2014-08-07 2017-02-21 Novasentis, Inc. Ultra-thin haptic switch with lighting
KR102425824B1 (ko) * 2015-04-24 2022-07-29 삼성디스플레이 주식회사 가요성 디스플레이의 햅틱 구동 방법 및 장치
US10416799B2 (en) 2015-06-03 2019-09-17 Microsoft Technology Licensing, Llc Force sensing and inadvertent input control of an input device
US20170153703A1 (en) * 2015-11-30 2017-06-01 Microsoft Technology Licensing, Llc Piezoelectric haptic feedback structure
US10061385B2 (en) 2016-01-22 2018-08-28 Microsoft Technology Licensing, Llc Haptic feedback for a touch input device
US10585480B1 (en) 2016-05-10 2020-03-10 Apple Inc. Electronic device with an input device having a haptic engine
US10206044B2 (en) 2016-09-08 2019-02-12 Microsoft Technology Licensing, Llc Display structure having a visual display and an audio output
CN106708262A (zh) * 2016-12-08 2017-05-24 苏州欧菲光科技有限公司 电子设备及其触觉反馈装置
CN110291492A (zh) * 2016-12-16 2019-09-27 森赛尔股份有限公司 用于人机接口连接的系统
CN106774963A (zh) * 2016-12-28 2017-05-31 重庆墨希科技有限公司 快速触感反馈键盘
FR3076017B1 (fr) * 2017-12-21 2020-10-30 Commissariat Energie Atomique Dispositif surfacique offrant une deformation localisee amelioree
US10996755B2 (en) * 2018-02-28 2021-05-04 Google Llc Piezoelectric haptic feedback module
US10936068B2 (en) * 2018-06-15 2021-03-02 Immersion Corporation Reference signal variation for generating crisp haptic effects
KR102097013B1 (ko) * 2018-07-31 2020-04-03 엘지전자 주식회사 터치 센서 어셈블리 및 이를 포함하는 냉장고 도어
US10966007B1 (en) 2018-09-25 2021-03-30 Apple Inc. Haptic output system
CN109343712B (zh) * 2018-10-24 2022-06-21 Oppo广东移动通信有限公司 终端设备的触觉反馈方法、触觉反馈装置及终端设备
CN110133884B (zh) * 2019-06-19 2022-04-26 京东方科技集团股份有限公司 显示面板、驱动电路及显示装置
US11429155B2 (en) 2019-10-01 2022-08-30 Dell Products L.P. Information handling system including dynamic configuration of piezoelectric transducers for multi-functionality
US11380175B2 (en) * 2019-10-24 2022-07-05 Cirrus Logic, Inc. Reproducibility of haptic waveform
US11662820B2 (en) 2020-01-08 2023-05-30 Dell Products, Lp System for a solid-state keyboard and touchpad providing haptic feedback
US11106772B2 (en) 2020-01-31 2021-08-31 Dell Products, Lp System and method for continuous user identification via piezo haptic keyboard and touchpad dynamics
US11067269B1 (en) 2020-01-31 2021-07-20 Dell Products, Lp System and method for backlight integration with electrical contact foil in piezoelectric haptic keyboard
US11093048B1 (en) 2020-01-31 2021-08-17 Dell Products, Lp System for modified key actions and haptic feedback for smart typing assist with a solid-state keyboard and touchpad
US11106286B2 (en) 2020-01-31 2021-08-31 Dell Products, Lp System and method for mood detection via piezo haptic keyboard dynamics
US10936073B1 (en) 2020-01-31 2021-03-02 Dell Products, Lp System and method for generating high-frequency and mid-frequency audible sound via piezoelectric actuators of a haptic keyboard
US11175745B2 (en) 2020-01-31 2021-11-16 Dell Products, Lp System and method for application of piezo electric haptic keyboard personal typing profile
US11579695B2 (en) 2020-01-31 2023-02-14 Dell Products, Lp System and method for generating sound effects on fingertips with piezoelectric actuators of a haptic keyboard
US11079816B1 (en) 2020-01-31 2021-08-03 Dell Products, Lp System and method for vapor chamber directional heat dissipation for a piezoelectric keyboard assembly
US10860112B1 (en) 2020-01-31 2020-12-08 Dell Products, Lp System for a solid-state keyboard and touchpad with a single sheet cover for providing haptic feedback
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
US11301053B2 (en) 2020-01-31 2022-04-12 Dell Products, Lp System for providing haptic feedback across full palm rest in fixed position of information handling system
US11079849B1 (en) 2020-01-31 2021-08-03 Dell Products, Lp System for extended key actions and haptic feedback and optimized key layout for a solid-state keyboard and touchpad
US11024135B1 (en) 2020-06-17 2021-06-01 Apple Inc. Portable electronic device having a haptic button assembly
CN112905018B (zh) * 2021-04-09 2024-04-16 京东方科技集团股份有限公司 一种显示设备

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1138903B1 (en) * 2000-04-01 2004-05-26 Robert Bosch GmbH Time- and event-controlled activation system for charging and discharging piezoelectric elements
US20090135142A1 (en) * 2007-11-27 2009-05-28 Motorola, Inc. Data entry device and method
DE102008013590A1 (de) * 2008-03-11 2009-09-24 Epcos Ag Verfahren zum Betrieb eines Piezoelements
US8253703B2 (en) * 2009-03-03 2012-08-28 Empire Technology Development Llc Elastomeric wave tactile interface
US8310457B2 (en) * 2009-06-30 2012-11-13 Research In Motion Limited Portable electronic device including tactile touch-sensitive input device and method of protecting same
TW201110170A (en) * 2009-09-02 2011-03-16 Ichia Tech Inc Manufacturing method for keycap structure, keypad structure, panel, and housing
US8629843B2 (en) * 2009-10-01 2014-01-14 Blackberry Limited Piezoelectric assembly
US20110128227A1 (en) * 2009-11-30 2011-06-02 Research In Motion Limited Portable electronic device and method of controlling same to provide tactile feedback
US8633916B2 (en) * 2009-12-10 2014-01-21 Apple, Inc. Touch pad with force sensors and actuator feedback
JP2011242386A (ja) * 2010-04-23 2011-12-01 Immersion Corp 接触センサと触覚アクチュエータとの透明複合圧電材結合体
CN202404524U (zh) * 2011-08-31 2012-08-29 精元电脑股份有限公司 触控键盘的按压感测构造
US8493354B1 (en) * 2012-08-23 2013-07-23 Immersion Corporation Interactivity model for shared feedback on mobile devices
TWI485591B (zh) * 2012-03-23 2015-05-21 Primax Electronics Ltd 觸控鍵盤
US10578499B2 (en) * 2013-02-17 2020-03-03 Microsoft Technology Licensing, Llc Piezo-actuated virtual buttons for touch surfaces
CN103440102A (zh) * 2013-08-16 2013-12-11 上海闻泰电子科技有限公司 电子设备触摸控制系统及方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI587342B (zh) * 2015-08-13 2017-06-11 達方電子股份有限公司 鍵盤
US11830352B1 (en) 2022-08-10 2023-11-28 International Business Machines Corporation Haptic vibration exposure control based on directional position of power recovery module

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Publication number Publication date
WO2015102808A1 (en) 2015-07-09
US20150185842A1 (en) 2015-07-02
EP3090319A1 (en) 2016-11-09
CN105874407A (zh) 2016-08-17

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