用于触摸屏和触摸表面的磁悬浮系统的制作方法

文档序号:9929280阅读:608来源:国知局
用于触摸屏和触摸表面的磁悬浮系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明一般地涉及为用户提供触觉反馈的部件和/或系统,更特别地涉及为用户 提供触觉反馈的触摸屏和触摸表面。
【背景技术】
[0002] 新一代的消费设备越来越依赖于触摸屏输入,例如显示在屏幕上的虚拟按钮和滑 块,作为物理输入的可选项。用户可以通过用一根或多根手指触摸和/或以其他方式操纵屏 幕上的虚拟按钮、滑块、滚动条等来几乎排他地与这些设备进行交互。屏幕上的图形显示提 供了响应于这些操纵的可视反馈。在一些更近期的触摸屏设备中,在用户的手指与触摸屏 上的虚拟对象交互时,还可以为用户提供力反馈或触反馈,通称为触觉反馈。这通常是通过 借助与屏幕耦合的触觉致动器移动或振动屏蔽来实现。
[0003] 为允许触觉式触摸屏响应于触觉致动器而移动且因此对屏幕隔离触觉效果,触觉 式触摸屏已经顺从地悬浮在它们所在的电子设备内。然而,重要的是,即使在启动触觉致动 器时屏幕必须能够移动,悬浮的屏幕也必须使用户在触摸时感觉到好像它就是实质上刚性 地安装的。其他已经通过不使用悬浮解决了该问题,但是不使用悬浮限制了可具有触觉效 果的系统的质量。
[0004] 使用用来将触摸屏和触摸表面安装在壳体内的顺从性索环的悬浮是已知的,如授 予Olien等人的美国专利第8,629,954中所图示说明的,该专利全文通过引用方式合并于 此。更特别地,图1复制自Olien等人的专利,该图示出了用于向触摸屏102提供触觉反馈的 电子触摸屏系统1〇〇的各部件的分解视图,在机械悬浮系统中,触摸屏102使用了多个索环 悬浮元件104。除了触摸屏102之外,触摸屏系统100包括载架106、电动机或触觉致动器108、 防尘件ll〇、LCD部件112和主壳体部件114。索环悬浮元件104构造为允许触摸屏102沿着某 轴线优先移动,诸如沿着x轴,同时限制在其他方向上的移动,诸如沿着y轴或z轴。
[0005] 除了顺从性索环部件之外,已经提出了用于如授予Rosenberg等人的美国专利第 8,059,105号以及其全文通过引用方式合并于此的授予Olien等人的美国专利公布第2010/ 0245254A1号所阐述说明的触摸屏应用的其他悬浮装置。从Rosenberg等人的专利复制的图 2图示出触摸屏系统200,其中一个或多个弹性元件204耦合在触摸板或触摸屏202与主壳体 部件214之间。弹性元件204显示为螺旋形或盘绕式元件,但是可以为诸如橡胶、泡沫或挠曲 件的顺从性材料。弹性元件204将触摸屏202与系统200的刚性壳体214耦合且允许触摸屏 202沿着z轴移动。在图2的实施例中,一个或多个压电致动器208与触摸屏202的底侧耦合且 用来将小脉冲、振动或纹理感输出到触摸屏202上以及在用户正在接触触摸屏的情况下输 出给用户。
[0006] 本领域对于用于触觉式触摸屏的改进的和/或可选的悬浮系统存在需求。
[0007] 发明概述
[0008] 本发明的实施例涉及一种触觉设备,其包括:第一主体;第二主体;触觉致动器,其 用于使所述第二主体相对于所述第一主体移动且由此向第二主体的用户提供触觉效果;以 及至少一个磁悬浮系统,其将第一主体和第二主体耦合在一起,使得第二主体能够相对于 第一主体移动。磁悬浮系统包括与第一主体耦合的第一可编程磁体以及与第二主体耦合的 第二可编程磁体。第一可编程磁体和第二可编程磁体构造为在标称构造中同时相互排斥和 吸引,使得第二主体悬浮而距所述第一主体编程的间隔距离。第一可编程磁体和第二可编 程磁体还构造为,作为对所述触觉致动器沿至少第一方向以编程的弹力施加到第二主体上 的力的反应,允许第一主体与第二主体之间的移动,使得当没有力施加到第二主体时,第一 主体和第二主体返回标称构造。
[0009] 根据本发明的另一实施例,触觉设备具有磁悬浮系统,磁悬浮系统包括:壳体部 件;触摸屏;触觉致动器,其用于使触摸屏相对于壳体部件移动且由此向触摸屏的用户提供 触觉效果;以及至少一个磁悬浮系统,其将触摸屏和壳体部件耦合在一起,使得触摸屏能够 相对于壳体部件移动。该磁悬浮系统包括与壳体部件耦合的第一可编程磁体以及与触摸屏 耦合的第二可编程磁体。第一可编程磁体和第二可编程磁体构造为在标称构造中同时相互 吸引和排斥,使得触摸屏悬浮而距壳体部件编程的间隔距离。第一可编程磁体和第二可编 程磁体还构造为,作为对所述触觉致动器沿至少第一方向以编程的弹力施加到触摸屏上的 力的反应,允许壳体部件与触摸屏之间的移动,使得当没有力施加到触摸屏上时,触摸屏和 壳体部件返回标称构造。
[0010] 根据本发明的另一实施例,触觉设备包括:壳体部件;触发器,其能够相对于所述 壳体部件旋转;以及至少一个磁悬浮系统,其包括与壳体部件耦合的第一可编程磁体以及 与触发器耦合的第二可编程磁体。第一可编程磁体和第二可编程磁体构造为在标称构造中 同时相互排斥和吸引,使得触发器悬浮而距壳体部件编程的间隔距离。第一可编程磁体和 第二可编程磁体还构造为,允许触发器相对于壳体部件沿至少第一方向以编程的弹力旋 转,使得当没有力施加到触发器时,触发器返回标称构造。
【附图说明】
[0011] 本发明的前述的以及其他特征和优点将从如附图所示的本发明实施例的以下说 明中变得显而易见。附图并入本文中且构成说明书的一部分,进一步用来解释本发明的原 理,以及使相关领域技术人员能够实现和使用本发明。附图不按比例绘制。
[0012] 图1是示出用于提供触觉反馈的现有技术触觉设备的各部件的分解立体图,其中 索环用于悬浮。
[0013] 图2是用于提供触觉反馈的现有技术触觉设备的侧视图,其中弹簧用于悬浮。
[0014] 图3是根据本发明实施例的触觉设备的侧视图,触觉设备包括用于将触摸屏沿着z 轴悬浮在壳体部件上方的多个磁悬浮系统,其中磁悬浮系统显示处于其标称构造,没有对 其施加力。
[0015] 图4是图3的触觉设备的载架部件的立体图,仅为示例的目的,该载架部件从触觉 设备移除。
[0016] 图5是图3的触觉设备的壳体部件和附接到壳体部件的多个柱的立体图,仅为示例 的目的,壳体部件从触觉设备移除。
[0017] 图6A是常规磁体的立体图。
[0018]图6B是可编程磁体的立体图。
[0019] 图7是图3的触觉设备的侧视图,其中触觉设备的致动器沿z轴对触摸屏施加向下 的力。
[0020] 图8是图3的触觉设备的侧视图,其中触觉设备的致动器沿着z轴向触摸屏施加向 上的力。
[0021] 图9是根据本发明另一实施例的触觉设备的侧视图,该触觉设备包括用于将触摸 屏沿x轴悬浮在壳体部件旁边的磁悬浮系统,其中磁悬浮系统显示处于其标称构造,没有对 其施加力。
[0022] 图10A是控制器的立体图,该控制器包括根据本发明另一实施例的用于悬浮用户 输入元件的磁悬浮系统。
[0023]图10B是图10A的控制器的另一立体图。
[0024]图11是用于悬浮图10A和图10B的控制器的触发器的磁悬浮系统的侧视图。
[0025]图12是与图10A和图10B的控制器的触发器一起使用的图11的磁悬浮系统的侧视 图,其中向下的力施加到触发器上。
[0026] 图13是与图10A和图10B的控制器的触发器一起使用的图11的磁悬浮系统的侧视 图,其中磁悬浮系统显示处于其标称构造,没有对其施加力。
[0027] 图14是根据本发明另一实施例的触觉设备的立体图,触觉设备是包括用于将可佩 戴部件沿z轴悬浮在固定基体部件上方的磁悬浮系统的可佩戴部件。
[0028] 发明详述
[0029] 现在将参考附图来描述本发明的具体实施例,其中相同的附图标记指示相同或功 能上相似的元件。下面的详细说明本质上仅为示例性的,不意在限制本发明或者本发明的 应用和用途。虽然本发明实施例的描述是在用于电子触摸
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