带有摇摆显示的设备的制作方法

本公开总体上涉及电子显示设备，并且具体涉及响应于用户交互提供视觉和音频输出的电子玩具，用户交互包括打开玩具的盖子、用户触摸和玩具的移动。

背景技术：

1、现有技术包括称为“电子宠物”的电子玩具，其响应于用户交互提供视觉和音频输出，以模拟活体宠物的陪伴和成长。名为tamagotchitm(日本万代株式会社)所售的玩具是电子宠物的一个例子，带有用于用户输入的按钮、用于显示宠物的图像的液晶显示屏以及用于产生声音的音频换能器。在本领域中仍然需要为用户提供宠物的三维显示以及与宠物的更多触觉交互的电子宠物。

技术实现思路

1、在第一方面，本发明包括一种玩具，该玩具包括磁响应构件、底座、印刷电路板(pcb)、至少一个触摸传感器、信号发生器和控制器。pcb包括电磁线圈和多个发光二极管(led)。led沿第一方向分布。pcb附接到底座，使得该pcb可相对于底座摇摆以在相对于第一方向成非零角度的第二方向上振荡led。至少一个触摸传感器用于在被使用者触摸时产生至少一个触摸信号。信号发生器可操作地连接到电磁线圈以在电磁线圈中产生线圈控制信号。控制器包括可操作地连接到pcb、至少一个触摸传感器和信号发生器的处理器。控制器还包括存储器，该存储器包括非暂时性计算机可读介质。存储器存储用于多个led的多个不同的led发光序列，其中每个led发光序列包括用于led的一系列发光状态。存储器还存储可由处理器执行以实现方法的一组指令。该方法包括：(i)控制信号发生器在电磁线圈中产生线圈控制信号，以产生随时间变化的磁场，该磁场与磁响应构件相互作用以引起pcb和所附接的多个led相对于底座的振荡摇摆；和(ii)响应于检测到触摸信号，并且在步骤(i)期间，产生led控制信号以根据led发光序列中的至少一个来控制led的发光。

2、在第一方面的玩具的实施例中，pcb是柔性pcb，玩具包括附接到底座的支点构件，该柔性pcb从支点构件悬臂伸出，并且该柔性pcb通过pcb相对于支点构件的弯曲而相对于底座可摇摆。底座可限定基本水平的平台，其中支点构件从平台向上延伸。玩具还可以包括夹持构件，该夹持构件与支点构件水平间隔开，并且将pcb向下压靠在平台和该支点构件的上表面上。夹持构件可以限定从平台上方延伸到平台下方的通道，其中pcb延伸穿过通道，并且附接到布置在该平台下方的处理器。

3、在第一方面的玩具的实施例中，pcb是柔性pcb或刚性pcb，该pcb可枢转地附接到底座，该玩具还包括用于将该pcb偏压远离或偏向底座的pcb弹簧，且该pcb通过相对于底座枢转而相对于底座可摇摆。

4、在第一方面的玩具的实施例中，磁响应构件是永磁体。

5、在第一方面的玩具的实施例中，至少一个触摸传感器包括至少一个电容式触摸传感器。

6、在第一方面的玩具的实施例中，方法还包括选择在步骤(ii)中使用的led发光序列其中至少之一。

7、在第一方面的玩具的实施例中，至少一个触摸传感器包括多个触摸传感器。方法可以包括基于哪个触摸传感器产生触摸信号来选择在步骤(ii)中使用的led发光序列其中至少之一。

8、在第一方面的玩具的实施例中，在步骤(ii)中，检测到的触摸信号指示至少一个触摸传感器被轻扫手势触摸，和/或至少一个触摸传感器被触摸预定的触摸持续时间。

9、在第一方面的玩具的实施例中，至少一个触摸传感器包括至少一个pcb安装的触摸传感器，该触摸传感器附接到pcb，使得在使用中，至少一个pcb安装的触摸传感器与pcb相对于底座一致摇摆。至少一个pcb安装的触摸传感器可以附接到pcb的朝上的表面。

10、在第一方面的玩具的实施例中，多个led设置在pcb的朝下的表面上。

11、在第一方面的玩具的实施例中，至少一个触摸传感器包括至少一个固定触摸传感器，其固定地附接到玩具的固定地附接到底座的部分。

12、在第一方面的玩具的实施例中，玩具还包括用于检测玩具的运动的运动传感器，其可以包括球形开关传感器。方法包括响应于检测到由运动传感器产生的运动信号，并且在步骤(i)期间，产生另一个led控制信号以根据led发光序列的其中另一个控制多个led发光。方法可以包括选择led发光序列的其中另一个，其可以基于由运动信号指示的运动类型。运动类型可以包括摇晃运动或倾斜运动。

13、在第一方面的玩具的实施例中，该玩具包括音频换能器，并且存储器存储多个不同的音频文件。方法包括响应于检测到由至少一个触摸传感器产生的触摸信号，产生音频控制信号以控制音频换能器根据音频文件其中之一输出声音。方法还可以包括选择音频文件其中之一。

14、在第一方面的玩具的实施例中，该玩具包括可移动地附接到底座的盖子，用于在关闭位置和完全打开位置之间移动，在该关闭位置盖子覆盖pcb以防止从外壳外部看到pcb，在该完全打开位置外壳使pcb暴露于从外壳外面看到。玩具可选地还包括启动开关，该启动开关由处理器通过将盖子从关闭位置移动到完全打开位置而从关闭状态可致动到完全打开状态。当启动开关处于完全打开状态时，处理器被存储器编程为执行第一组功能。第一组功能可以是与玩具的所有权相关联的一组功能。例如，第一组功能可以包括接收来自至少一个触摸传感器的输入，并产生led控制信号以基于来自至少一个触摸传感器的输入，根据led发光序列中的第一个来控制led的发光。可选地，通过将盖子从关闭位置移动到从关闭位置向完全打开位置的10度到15度的角度，启动开关从关闭状态被致动到部分打开状态，其中，当启动开关处于部分打开状态时，处理器被存储器编程为执行不同于第一组功能的第二组功能。第二组功能可以是与玩具的试试我模式相关联的一组功能，此时用户尚未拥有玩具(例如，当玩具在购买之前位于商店中时)。例如，第二组功能可以包括产生led控制信号以基于来自至少一个触摸传感器的输入根据led发光序列中的第二个来控制led的发光。更广泛地说，启动开关可以说是通过将盖子从关闭位置移动到部分打开位置而从关闭状态可致动到部分打开状态，其中，当启动开关处于部分打开状态时，处理器被存储器编程为执行不同于第一组功能的第二组功能，其中启动开关通过将盖子从部分打开位置移动到完全打开位置而可进一步致动到完全打开状态；并且其中方法还包括响应于检测到启动开关处于完全打开状态，产生另一个led控制信号以根据led发光序列中的另一个来控制led的发光。

15、在实施例中，盖子可以可枢转地附接到底座，在这种情况下，盖子的打开位置可以对应于盖子从处于关闭位置的盖子的方向枢转10度到15度的角度。在实施例中，玩具还可以包括启动开关，该启动开关通过将盖子从关闭位置移动到打开位置而从关闭状态可致动到打开状态。处理器可操作地连接到启动开关，并且在方法中，步骤(i)响应于启动开关被致动到打开状态而开始。在实施例中，打开位置对应于部分打开位置，并且打开状态对应于中间打开状态，并且通过将盖子从部分打开位置移动到完全打开位置，启动开关可进一步致动到完全打开状态。在这样的实施例中，方法还包括响应于检测到启动开关处于完全打开状态，产生另一个led控制信号以根据led发光序列中的另一个来控制led的发光。在实施例中，玩具包括将盖子朝向关闭位置偏置的盖子弹簧。在实施例中，玩具包括弹簧加载的闩锁销，其可插入盖子的其中至少一个孔中以将盖子可释放地保持在关闭位置或打开位置。

16、在第一方面的玩具的实施例中，多个led包括至少24个led。led可以被布置成一排。在实施例中，led是多色led，并且led发光状态至少由led的发光颜色定义。附加地或可选地，led是可调光led，并且led发光状态至少由led的发光亮度来定义。

17、在第一方面的玩具的实施例中，电磁线圈包括沿多个不同方向定向的多个直线段。

18、在第一方面的玩具的实施例中，底座限定基本水平的平台，其中pcb从该平台向上延伸。平台可以限定接收led的平台凹部，以防止当pcb相对于底座处于其振荡的下限时在该led与该平台之间的接触。在使用中，平台可以与pcb接触，以限制其相对于底座的振荡下限。

19、在第一方面的玩具的实施例中，在步骤(i)中，pcb的振荡摇摆包括pcb重复地在第一行程方向上然后是在与第一行程方向相反的第二行程方向上移动。在步骤(ii)中，led控制信号被配置成当led在第一行程方向或第二行程方向上移动时点亮led，而不是在第一和第二行程方向上移动时均点亮led。第一行程方向可以是上行程方向，第二行程方向可以是下行程方向，反之亦然。

20、在第一方面的玩具的实施例中，pcb包括内部金属箔层，该内部金属箔层与电磁线圈重叠，并延伸超过电磁线圈的周边以将热量从电磁线圈散发到pcb的超出电磁线圈周边的部分。

21、在第一方面的玩具的实施例中，玩具还包括附接到pcb以测量该pcb的温度的温度传感器，以及用于中断到线圈的线圈控制信号的电路中断开关。处理器可操作地连接到温度传感器和电路中断开关。方法还包括处理器响应于pcb的温度或该pcb的温度的增加的速率超过预先确定的阈值限制而控制电路中断开关以中断到线圈的线圈控制信号。

22、在第二方面，本发明包括一种玩具，该玩具包括磁响应构件、基本水平的平台、从该平台向上延伸的支点构件、柔性印刷电路板(pcb)、信号发生器、夹持构件和控制器。pcb包括电磁线圈和多个发光二极管(led)。led沿第一方向分布。pcb从支点构件悬臂伸出，使得该pcb相对于支点构件可摇摆，以在相对于第一方向成非零角度的第二方向上振荡led。信号发生器可操作地连接到电磁线圈以在电磁线圈中产生线圈控制信号。夹持构件与支点构件水平间隔开，并且将pcb向下压靠在平台和支点构件的上表面上。控制器包括可操作地连接到pcb和信号发生器的处理器。控制器还包括存储器，该存储器包括非暂时性计算机可读介质，该介质存储可由处理器执行以实现方法的一组指令。方法包括：(i)控制信号发生器在电磁线圈中产生线圈控制信号，以产生随时间变化的磁场，该磁场与磁响应构件相互作用以引起pcb和所附接的多个led相对于支点构件的振荡摇摆；以及(ii)在步骤(i)期间，产生led控制信号以控制led的发光。

23、在第二方面的玩具的实施例中，平台可以限定接收led的平台凹部，以防止当pcb相对于支点构件处于其振荡的下限时在该led与该平台之间的接触。夹持构件可以限定从平台上方延伸到平台下方的通道，其中pcb延伸穿过通道，并且附接到布置在该平台下方的处理器。多个led可以设置在pcb的朝下的表面上。

24、在第三方面，本发明包括一种玩具，该玩具包括磁响应构件、底座、印刷电路板(pcb)、盖子、启动开关、信号发生器和控制器。印刷电路板(pcb)包括电磁线圈和多个发光二极管(led)。led沿第一方向分布。可以是柔性pcb或刚性pcb的pcb附接到底座，使得该pcb相对于支点构件可摇摆，以在相对于第一方向成非零角度的第二方向上振荡led。盖子可移动地附接至底座，用于在关闭位置和完全打开位置之间移动，在该关闭位置盖子覆盖pcb以防止从盖子外部看到该pcb，在该完全打开位置盖子使该pcb暴露于从盖子外部看到。通过将盖子从关闭位置移动到打开位置，启动开关从关闭状态可致动到打开状态。信号发生器可操作地连接到电磁线圈以在电磁线圈中产生线圈控制信号。控制器包括可操作地连接到pcb、启动开关和信号发生器的处理器。控制器还包括存储器，该存储器包括非暂时性计算机可读介质，该介质存储可由处理器执行以实现方法的一组指令。方法包括：(i)响应于启动开关被致动到打开状态，控制信号发生器在电磁线圈中产生线圈控制信号以产生随时间变化的磁场，该磁场与磁响应构件相互作用以引起pcb和所附接的多个led相对于底座的振荡摇摆；以及(ii)在步骤(i)期间，产生led控制信号以控制led的发光。

25、在第三方面的玩具的实施例中，盖子可枢转地附接至底座，并且盖子的打开位置对应于盖子从处于关闭位置的盖子的方向枢转10度到15度的角度。玩具还可以包括将盖子朝向关闭位置偏置的盖子弹簧。玩具还可以包括弹簧加载的闩锁销，其可释放地将盖子保持在关闭位置或打开位置中。打开位置可以对应于部分打开位置并且打开状态对应于中间打开状态。通过将盖子从部分打开位置移动到完全打开位置，启动开关可以进一步可致动到完全打开状态。方法还可以包括响应于检测到启动开关处于完全打开状态，产生不同于led控制信号的另一led控制信号，以控制led的发光。

26、在第四方面，本发明包括一种玩具，该玩具包括磁响应构件、底座、印刷电路板(pcb)、信号发生器和控制器。pcb可以是柔性pcb或刚性pcb，包括电磁线圈和多个发光二极管(led)。led沿第一方向分布。pcb附接到底座，使得该pcb可相对于底座摇摆以在相对于第一方向成非零角度的第二方向上振荡led。信号发生器可操作地连接到电磁线圈以在电磁线圈中产生线圈控制信号。控制器包括可操作地连接到pcb和信号发生器的处理器。控制器还包括存储器，该存储器包括非暂时性计算机可读介质，该介质存储可由处理器执行以实现方法的一组指令。方法包括：(i)控制信号发生器在电磁线圈中产生线圈控制信号，以产生随时间变化的磁场，该磁场与磁响应构件相互作用以引起pcb和所附接的多个led相对于底座的振荡摇摆；其中，该pcb的振荡摇摆包括该pcb重复地沿第一行程方向然后沿与第一行程方向相反的第二行程方向移动；以及(ii)在步骤(i)期间，产生led控制信号以控制led的发光，其中led控制信号被配置为当led在第一行程方向或第二行程方向上移动时点亮led，而不是在第一和第二行程方向上移动时均点亮led。在实施例中，第一行程方向是向上行程方向，第二行程方向是向下行程方向，反之亦然。

27、在第五方面，本发明包括一种玩具，该玩具包括磁响应构件、底座、印刷电路板(pcb)、信号发生器和控制器。pcb可以是柔性pcb或刚性pcb，包括电磁线圈和多个发光二极管(led)。led沿第一方向分布。pcb附接到底座，使得该pcb可相对于底座摇摆以在相对于第一方向成非零角度的第二方向上振荡led。信号发生器可操作地连接到电磁线圈以在电磁线圈中产生线圈控制信号。控制器包括可操作地连接到pcb和信号发生器的处理器。控制器还包括存储器，该存储器包括非暂时性计算机可读介质，该介质存储可由处理器执行以实现方法的一组指令。方法包括：(i)控制信号发生器在电磁线圈中产生线圈控制信号，以产生随时间变化的磁场，该磁场与磁响应构件相互作用以引起pcb和所附接的多个led相对于底座的振荡摇摆；以及(ii)在步骤(i)期间，产生led控制信号以控制led的发光。底座限定基本水平的平台，其中pcb从该平台向上延伸。平台在使用中与pcb接触，以限制其相对于底座的振荡下限。在这样的实施例中，平台可以限定接收led的平台凹部，以防止当pcb相对于底座处于其振荡的下限时在该led与该平台之间的接触。

28、在第六方面中，本发明包括一种玩具，该玩具包括磁响应构件、底座、印刷电路板(pcb)、附接到该pcb以测量该pcb的温度的温度传感器、电路中断开关、信号发生器和控制器。pcb可以是柔性pcb或刚性pcb，包括电磁线圈、多个发光二极管(led)、温度传感器和电路中断开关。led沿第一方向分布。pcb附接到底座，使得该pcb可相对于底座摇摆以在相对于第一方向成非零角度的第二方向上振荡led。信号发生器可操作地连接到电磁线圈以在电磁线圈中产生线圈控制信号。控制器包括可操作地连接到pcb、温度传感器、电路中断开关和信号发生器的处理器。控制器还包括存储器，该存储器包括非暂时性计算机可读介质，该介质存储可由处理器执行以实现方法的一组指令。方法包括：(i)控制信号发生器在电磁线圈中产生线圈控制信号，以产生随时间变化的磁场，该磁场与磁响应构件相互作用以引起pcb和所附接的多个led相对于底座的振荡摇摆；(ii)在步骤(i)期间，产生led控制信号以控制led的发光；以及(iii)响应于pcb的温度或该pcb的温度的增加的速率超过预先确定的阈值，控制电路中断开关以中断到线圈的线圈控制信号。

29、第一、第二、第三、第四、第五或第六方面的玩具的实施例可以包括如上所述的任何其他方面的玩具的任何实施例的特征。