具有触觉反馈的触板组件的制作方法

专利名称：具有触觉反馈的触板组件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一 种用于终端设备的组件。
背景技术：
WO94/02921公开一种触屏，其中力專文元件位于屏的四角处的 支撑件处。电路比较在支撑件处施加的力以确定屏上的接触位置。
常规上，终端设备例如移动通信设备已经具有用于提供用户界 面并且显示信息的显示器以及用于输入数据的键板。
终端设备具有触敏显示器变得越来越普遍。除了键板之外或者 取而代之，可以提供触敏显示器。为了输入信息，用户使用他们的 手指或者工具例如触笔在显示器的相关部分上按压。在一些设备中，
域。还已知为终端设备提供没有显示功能的触敏屏。
触敏输入屏的另一弊端在于当按压显示器时可能不向用户提 供即时反馈。例如，如果用户使用键板来输入信息，则键通常在用 户按压它时向下移动，因此使用户确信已经登记信息输入。当用户 在常规触敏输入屏例如显示器上按压时，显示的信息可能不立即改 变。在没有对数据输入的任何其他确认的情况下，用户将不知道已 经登记按压并且可能继续按压输入屏。最终，这可能导致让用户失 望。
在这一背景中创造本发明。

发明内容
本发明的第一方面提供一种用于终端设备的组件，该组件包
括框架；
屏，可操作用以接收触感用户输入；
构件，可转动地连接到框架以限定两个或者更多转动轴并且 在与转动轴不同的位置支撑屏，该构件以如下方式来布置，使得构
件的将两个转动轴上的点连接的部分的长度响应于触感用户输入而
变化，并且使得屏随着所述长度变化而相对于框架移位；以及 力传感器，可操作用以检测向屏施加的触感输入。
这可以允许确定向板施加的力。这样确定的力然后可以用来改 进用户体^^。例如，在阈值以上的力可以用来确定触感输入已经出 现。取而代之或者除此之外，不同力水平可以用于不同效果，即相 对大的力造成与相对小的力不同的操作。
屏可以是触敏输入屏。在这一情况下，可以使用如由力传感器 检测的力作为独立于触敏输入屏提供的输入的输入。
构件可以包括通过长度可变的连接来相互链接的多个硬杆构 件。杆构件可以是矩形或者可以具有另一适当形状，比如"U，，形。长 度可变的接合可以是销和槽的接合。
构件可以包括两个硬杆构件。两个硬杆构件可以是基本上相同 尺寸。因此，如果在构件上居中支撑屏，则屏的移位可以垂直于屏 的平面。
框架可以包括具有四个侧壁以限定矩形腔的基部，构件可转动 地连4妄到所述四个侧壁的两个相对侧壁。
本发明的第二方面提供一种用于终端设备的组件，该组件包
括
框架；
屏，可操作用以接收触感用户输入；
构件，可转动地连接到框架以限定两个或者更多转动轴并且 在与转动轴不同的位置支撑屏，该构件以如下方式来布置，使得构
件的将两个转动轴上的点连接的部分的长度响应于触感用户输入而 变化，并且使得屏随着所述长度变化而相对于框架移位；以及变换器，可操作用以通过屏向用户提供触觉反馈。 这允许向进行触感输入的用户的触觉反馈。
本发明的第三方面提供一种用于终端设备的组件，该组件包
括
框架装置；
屏装置，可操作用以接收触感用户输入；
构件装置，可转动地连接到框架以限定两个或者更多转动轴 并且在与转动轴不同的位置支撑屏，该构件装置以如下方式来布置， 使得构件装置的将两个转动轴上的点连接的部分的长度响应于触感 用户输入而变化，并且使得屏装置随着所述长度变化而相对于框架 装置移位；以及
力传感器装置，可操作用以检测向屏装置施加的触感输入。 本发明的第四方面提供一种用于终端设备的组件，该组件包
括
框架装置；
屏装置，可操作用以接收触感用户输入；
构件装置，可转动地连接到框架装置以限定两个或者更多转 动轴并且在与转动轴不同的位置支撑屏装置，该构件装置以如下方 式来布置，使得构件装置的将两个转动轴上的点连接的部分的长度 响应于触感用户输入而变化，并且使得屏装置随着所述长度变化而 相对于框架装置移位；以及
变换器装置，可操作用以通过屏装置向用户提供触觉反馈。
本发明的第五方面提供一种操作用于终端设备的组件的方法， 该组件包括
框架；
屏，可操作用以接收触感用户输入；以及 构件，可转动地连接到框架以限定两个或者更多转动轴并且 在与转动轴不同的位置支撑屏，该构件以如下方式来布置，使得构
件的将两个转动轴上的点连接的部分的长度响应于触感用户输入而变化，并且使得屏随着所述长度变化而相对于框架移位，并且 该方法包括使用力传感器以检测向屏施加的触感输入。 本发明的第六方面提供一种操作用于终端设备的组件的方法，
该组件包括 框架；
屏，可操作用以接收触感用户输入；以及 构件，可转动地连接到框架以限定两个或者更多转动轴并且 在与转动轴不同的位置支撑屏，该构件以如下方式来布置，使得构
件的将两个转动轴上的点连接的部分的长度响应于触感用户输入而 变化，并且使得屏随着所述长度变化而相对于框架移位，
该方法包括使用变换器以通过屏向用户提供触觉反馈。


现在将参照附图仅通过例子描述本发明的实施例，附图中
图1A图示了根据本发明的形式为显示器组件的第一具体化 组件在第一位置的横截面；
图1B图示了在第二位置的图1A的组件；
图2A图示了根据本发明的形式为显示器组件的第二具体化 组件的横截面；
图2B图示了在第二位置的图2A的组件；
图3A图示了根据本发明的形式为显示器组件的第一具体化 组件在第一位置的横截面；
图3B图示了在第二位置的图3A的组件；
图4A图示了根据本发明的形式为显示器组件的第二具体化 组件的横截面；以及
图4B图示了在第二位置的图4A的组件。 在图中，标号通篇用于相似单元。
具体实施例方式
ii先参照图1A和图IB,组件是显示器组件1并且包括框架3、 支撑构件5、触敏显示器7和力传感器9。在本例中，显示器组件1 形成移动通信设备(未示出)的一部分。
框架3具有基部11、第一侧壁13和与第一侧壁13相对的第 二侧壁15。框架3还具有与第一和第二侧壁垂直的第三和第四侧壁 (未示出)，以形成用于容纳支撑构件5、显示器7和力传感器9 的矩形腔。
支撑构件5包括第一硬杆构件17和第二硬杆构件19。第一和 第二杆构件17、 19具有长度在图中水平延伸而宽度与图的平面垂直 延伸的大体矩形形式。在本例中，第一和第二硬杆构件17、 19为相 等长度，并且各自具有比第一侧壁13与第二侧壁15之间的距离略 大的长度。
第一硬杆构件17在第一边可转动地连接到第一侧壁13以限定 第一转动轴21。第二硬杆构件19在第一边可转动地连接到第二侧壁 15以限定第二转动轴23。可以通过任何适当手段来提供这些转动连 接。在本例中，通过销和孔布置来提供各转动连接。
第一硬杆构件17和第二硬杆构件19在与第一边相对的相应第 二边可转动地相互连接，以限定第三转动轴25。通过第一杆构件17 上的两个销27来提供转动连接，这些销穿过第二杆构件19上的两 个槽29以形成销和槽的接合。每个销27在第二边附近并且与第二 边平行从第一杆构件17突出。每个槽29在第二杆构件19的第二边 附近提供。
显示器7具有对接触敏感的上表面31。因此，当用户例如通 过用指尖接触显示器7来向显示器7的上表面31提供触感用户输入 时，显示器7和关联电路(未示出)可操作用以确定用户输入的位 置。显示器7例如可以是电阻或者电容接触屏幕或者接触窗。
显示器7为矩形，并且具有比框架3的矩形腔略小的外形尺寸。 显示器7不直接耦合到框架3。显示器7由支撑构件5支撑以与框架 3的基部11平行。这是通过各自从显示器7的角的下表面35延伸到支撑构件5的四个支柱33 (在图中示出其中仅两个)实现的。有利 地，四个支柱33中的各支柱与显示器7的相应角的间距相等。有利 地，支柱33高度都相等。
两个支柱33可转动地连接到第一杆构件17以限定第四转动轴 37。通过固定到两个支柱33的销41来提供转动连接，销41穿过第 一杆构件17上的相应槽43以形成销和槽的接合。其他两个支柱33 可转动地连接到第二杆构件19以限定第五转动轴39。通过固定到各 支柱33的销35来提供转动连接。销45穿过第二杆构件19上的相 应孑L (未示出)。
第四转动轴37与第五转动轴39之间的距离少于第一转动轴 21与第二转动轴23之间的距离。
在这一实施例中，将力传感器9描述为是应变仪，尽管这没有 限制性。然而，使用应变仪可以带来某些优点。
应变仪9耦合到第一和第二杆构件17、 19的最下表面。应变 仪9在与第三转动轴25相邻的部分的位置耦合到第 一和第二杆部件
17、 19。可以用^壬^r适当方式实现專禹合。例如，应变4义9可以通过
粘合剂耦合到第一和第二杆构件17、 19。应变仪9可以层压到第一 和第二杆构件n、 19。
在本例中，应变仪9通过检测第二杆构件19相对于第一杆构 件17的移动来检测显示器7相对于框架3的移位。相对移动是在转 动点23处的弯曲移动。下文进一步具体描述第一和第二杆构件17、 19的移动与显示器7的移位之间的关系。
具体参照图1A，如果没有向显示器7施加的力，则显示器组 件1在第一位置。在第一位置，支撑构件5形成直线，即第一杆构 件17和第二杆构件19平行，而显示器7在升起位置。应变仪9在 第一位置相对地松弛或者不受力。
在本例中，支撑构件5保持于直线位置，即第一和第二杆构件 17、 19借助应变仪9中的弹性相对于彼此不成角度。在其他例子(未 示出)中，可以通过其他手段，例如借助耦合于框架3的基部11与第三转动点25之间的压缩弹簧或者借助支撑构件5本身内的弹性， 来将支撑构件保持于直线位置。
现在参照图1B，当用户用指尖按压显示器7或者向显示器7 提供某其他触感输入时，力经由支柱33施加到第一杆构件17的第 四转动点37和第二杆构件17上的第五转动点39。这造成第一力矩 施加到第一杆构件17。这还造成第二力矩施加到第二杆构件19。这 造成第一杆构件17和第二杆构件19旋转使得它们的第二边朝着框 架9的基部11移动。在第三转动点25处的销和槽的接合允许支撑 构件5的长度增加，因此允许支撑构件5形成浅"V"形。
借助这一布置，显示器7相对于框架3的移位造成向应变仪9 施加的力改变。因此，应变仪9的输出允许计算或者推断向显示器7 施加的力。应变仪9经受的力造成其电阻改变。例如可以使用惠斯 登电桥来检测电阻。可以根据电阻计算应变仪9经受的力。
应变仪9经受的力依赖于显示器7相对于框架3的移动程度。 移动越大，应变仪9经受的力越大。
应变仪通常具有良好灵敏性。它们还通常具有良好的线性特征 曲线。因此，对应变仪9的使用允许容易和准确地确定显示器7相 对于框架3的移位。由于显示器7相对于框架3的移位独立于向显 示器7施加力的位置，所以测量的力并不依赖于触感输入的位置。 换而言之，测量的力不是触感输入的位置的函数。又换而言之，该 布置提供均匀响应。
应变仪还具有鲁棒性和紧凑的优点。
本领域技术人员应理解作为触感输入来施加的力与显示器7 相对于框架3的所得移位之间的关系。本领域技术人员将具体地理 解该关系是时间、移动速度、机构弹性和惯性的函数。
重要的是，可以使用单个应变仪来实现对移位或者力的测量。 这与包括多个应变仪的对应布置相比能够提供成本节约和减少的重 量。
如现在将说明的那样，该机构提供触觉反馈。随着第一杆构件17上的第四转动轴37和第二杆构件19上的 第五转动轴39朝着基部11移动，显示器7也朝着基部11移动。在 与基部平行的方向上在第四转动轴37与第五转动轴39之间的距离 差由第四转动轴37上的槽43解决。显示器7朝着基部11的移动向 用户提供已经登记输入这一立即触觉反馈。可以通过设计该布置使 得一旦已出现显示器7的某一行进时显示器7就遇到对进一步移动 的骤然阻力来增加触觉反馈的效果。这可以用任何适当方式来实现。
另外，由于触感输入造成显示器7相对于框架3的移位，所以 通过电路(未示出)来检测应变仪9的可变电阻。该电路根据应变 仪9的电阻来推断用户已经向显示器7提供触感输入。这可以涉及 比较应变仪9的输出与阈值水平。可以代之以用任何其他适当方式 实现它。该电路响应于该检测以使用显示器7的输出来感测显示器7 上的触感输入位置，并且将位置信息提供给对主机移动通信设备的 操作进行管理的操作系统。该操作系统然后可以向感兴趣的软件应 用提供适当信号。由于在感测位置并生成响应之前应变仪9的输出 用来检测已经出现显示器7相对于框架3的移位，所以提高了对用 户專lT入的^r测准确性。
关联电路或操作系统可以涉及计时器，并且响应可以依赖于如 根据应变仪9的输出检测的显示器7相对于框架3移位的时间长度。 例如，如果通过用户用指尖按压显示器7然后在第一计时器到时之 前提起他们的手指将显示器组件返回到第一位置来相对于框架3将 显示器7移位，则可以生成第一响应。相应于如根据应变仪9的输 出检测的对显示器7的释放的检测来感测触感输入的位置，并且实 现第 一 响应。第 一 响应可以是操作系统或者与在检测到的位置显示 的图标或者文字对应的新页面的应用的开启。
取而代之，如果如根据应变仪9的输出检测的对显示器7的释 放直至第一计时器到时之后没有出现，则可以采取其他动作。例如， 如果在预定第一数量的时间之后在显示器的上表面31上的检测到的 指尖位置尚未改变，则可以生成第二响应。第二响应可以是通过应
15用来显示菜单。
如果在显示器上表面31上感测到的指尖位置在如根据应变仪 9的输出检测的显示器7相对于框架3移位时改变，则电路或者操作 系统进行操作以监视显示器7上的触感输入的位置直至显示器7返 回到未致动的位置。这例如允许选择显示器上的文字或者在显示器 中到处拖动项目。
在其他例子中，在如根据应变仪9的输出检测的显示器7相对 于框架3移位之前可以感测触感输入的位置，但是在检测到如根据 应变仪9的输出检测的显示器7相对于框架3移位时在将信息投入 使用这一意义上仅可以捕获关于检测到的位置的信息。在如根据应 变仪9的输出检测的显示器7相对于框架3移位预定数量之前可以 感测触感输入的位置，但是在检测到如根据应变仪9的输出检测的 显示器7相对于框架3移位预定数量时在将信息投入使用这一意义 上仅可以捕获关于检测S 'J的位置的信息。
在一个替代实施例中，4吏用应变仪9作为用于检测用户输入的 替代装置。在这一实施例中，如在用于检测触感输入的位置和性质 的任何上述可选方式中所述那样，使用对如根据应变仪9的输出检 测的显示器7相对于框架3的移位的检测。然而，触敏显示器7也 在它能够确定触感输入的位置和性质是什么而不涉及应变仪9这一 意义上常失见地工作。用于^r测触感输入的这两种不同l支术可以并行 出现，也就是即使没有常规地检测触感输入，仍然可以在如根据应 变仪9的输出检测的显示器7相对于框架3的移位之后检测触感输 入并且对该触感输入起作用。取而代之，即使不通过应变仪9的输 出检测触感输入，仍然可以常规地检测触感输入并且对触感输入起 作用。
在其他实施例中，该布置用来对用户输入不同地做出反应。具 体而言，在下文称为'接触-点击，的两阶段输入过程中使用该布置。 在接触-点击中，使用触敏显示器7来检测触感用户输入的位置，并位置的图标或者其他项目。随后，如根据应变仪9的输出检测的显
示器7相对于框架3的移位由操作系统和/或应用用来激活该图标或
者项目表示的任何内容。为了实现这一点，用户仅需通过按压显示
器7来相对于框架3将触敏显示器7移位。因此，可以通过单个移 动来实现两个输入，而在对应现有技术布置中，将必须在触敏显示 器的第一与第二接触之间移开触笔或者手指。
应理解该操作模式的有效性依赖于显示器的灵敏度。为了实现 上述操作，触敏显示器需要充分地灵敏，使得它在根据应变仪9的 输出来检测显示器7相对于框架3的移位之前检测触感用户输入。 这可以通过对应变仪9的输出与之做比较的阈值的适当设置来实现。 利用灵敏度更低的触敏显示器，或者利用应变仪9的输出与之做比 较的适当选择的阈值，可以实现相同效果，但是检测到显示器7相 对于框架3的移位从而触发位置感测，这造成突出显示图标或者项 目，继而仅通过触敏显示器7来检测触感输入从而触发对图标或者 项目表示的任何内容的激活。
第一转动轴21与第四转动轴37之间的距离等于第二转动轴 23与第五转动轴39之间的距离。因此，当施加力时显示器7与框架 3的基部11平行移动。
现在参照图2A和图2B，形式为显示器组件2的第二具体化组 件也包括框架3、支撑构件5、触敏显示器7和形式为应变仪9的力 传感器。
框架3具有基部11、第一侧壁13和与第一侧壁13相对的第 二侧壁15。框架3也具有与第一和第二侧壁垂直的第三和第四侧壁 (未示出)，以形成用于容納支撑构件5、显示器7和应变仪9的矩 形腔。框架3还包括在矩形腔内部从基部11竖立的第一支撑件51 和第二支撑件53。第一支撑件51和第二支撑件53被布置成支撑如 下所述支撑构件5。
支撑构件5具有与参照图1A的显示器组件1所述基本上相同 的结构。然而在本实施例中，第一杆构件17和第二杆构件19并不可转动地分别连接到框架3的第一壁13和第二壁15。第一杆构件 17代之以可转动地连接到第一臂51以限定第一转动轴21，而第二 杆构件19可转动地连接到第二臂53以限定第二转动轴23。
显示器7具有与参照图1A的显示器组件1所述基本上相同的 结构。在本实施例中，第四转动轴37与第五转动轴39之间的距离 大于第一转动轴21与第二转动轴23之间的距离。
应变仪9耦合到第一和第二杆构件17、 19的最上表面。应变 仪9在与第三转动轴25相邻的部分的位置耦合到第 一和第二杆构件 17、 19。可以用^[壬^T适当方式实现该耦合。例如，应变4义9可以通 过粘合剂耦合到第一和第二杆构件17、 19。应变仪9可以层压到第 一和第二杆构件17、 19。
具体参照图2A,如果没有向显示器7施加的力，则显示器组 件2在第一位置。在第一位置，支撑构件5形成直线，即第一杆构 件17和第二杆构件19平行，而显示器7在升起位置。应变仪9在 第一位置相对地松弛或者不受力。
现在参照图2B,当用户用指尖按压显示器7时或者向显示器7 提供某一其他触感输入时，力经由支柱33施加到第一杆构件17的 第四转动点37和第二杆构件19上的第五转动点39。如参照图1B 的显示器组件所述，这造成第一杆构件17和第二杆构件19旋转。 由于在本例中力在相反侧施加到第一和第二转动轴21、 23，所以这 造成第一杆构件17和第二杆构件19在相反方向上旋转，即第一杆 构件17和第二杆构件19旋转使得它们的第二边移动远离基部11。
该旋转还造成第一和第二杆构件17、 19的第一边朝着基部11 移动。因此，显示器ll朝着基部移动，并且应变仪9被拉伸或者受 力。因此，第二具体化显示器组件2响应于触感用户输入与第一具 体化显示器组件1类似地表现。
这样，借助这一布置，显示器7相对于框架3的移位造成向应 变仪9施加的力改变。因此，应变仪9的输出允许计算或者推断向 显示器7施加的力。应变仪9经受的力造成其电阻改变。例如可以使用惠斯登电桥来检测电阻。可以根据电阻计算应变仪9经受的力。
应变仪9经受的力依赖于显示器7相对于框架3的移动程度。 移动越大，应变仪9经受的力越大。
在上述例子中，支撑构件5包括通过销和槽的接合来链接的两 个矩形硬杆构件17、 19。在其他例子中，支撑构件5可以具有不同 结构，只要它被布置成具有可变长度使得它可以变形以允许显示器7 响应于触感用户输入相对于框架3移动。例如，杆构件15、 17可以 由提供相同或者相似功能的部件取代。第一和第二部件可以各自在 杆构件15、 17的平面中具有"U，，形。第一部件的"U"形可以由与第一 转动轴21垂直的两个矩形肢状物形成，这些肢状物由基部接合，具 有与第一转动轴21重合的轴。类似地，第二部件的"U，，形可以由与 第二转动轴23垂直的两个矩形肢状物形成，这些肢状物由基部接合， 与第二转动轴23—致。因此，当链接在一起时，U形部件形成具有 中心矩形孔的矩形形状的支撑构件。该结构可以允许电路或者其他 部件放置于与支撑构件5相同的平面中。
在另一例子中，支撑构件5可以包括也通过销和槽的接合来链 接的三个硬部件。取而代之，硬部件可以借助膨胀弹簧来链接。支 撑构件5还可以包括弹性材料。
在上述例子中，应变计9在与第三转动轴25相邻的部分的位 置耦合到第一和第二杆构件17、 19。在其他例子中，应变仪9的位 置可以变化，只要它被布置成直接或者间接地检测显示器7相对于 框架的移位。
框架3可以没有如上所述具有基部11和侧壁13、 15的矩形腔。 框架3可以具有对支撑构件5适当地进行支撑的任何结构。
应理解在第三转动轴25的销和槽的布置可以由简易转动件取代。
也应理解应变仪9可以由替代力传感器取代。适当的力传感器 可以包括电阻聚合物板、FSR(力敏电阻器)传感器、MEMS(微机 电系统)传感器等。
19在图3A和图3B中示出了第三实施例。该实施例与图1A和图 1B的实施例在很大程度上相同，并且这里为求简洁没有重复对该实 施例的描述。取代应变仪提供压力传感器51是一个差异。压力传感 器51可以是聚合物电阻板。它可以代之以是金属复合物电阻板。它 可以代之以是包括碳粒子的板。
压力传感器51位于框架11的基部。压力传感器51紧接地位 于第三转动轴25以下。因此，显示器7相对于框架3的移位造成第 一和第二杆构件17、 19与压力传感器51接触。在图3B中示出了这 一点。压力(即力)造成压力传感器51的电阻改变。该改变是电阻 随着力增加而减少。向压力传感器51施加的力可以由与上文接合图 1A和图1B描述的电路相似的电路(未示出)确定。
在图4A和图4B中示出了第四实施例。该实施例与图1A和图 1B的实施例相同，并且这里为求简洁没有重复对该实施例的描述， 尽管有两个关键差异。
第一差异在于在第一和第二杆构件17、 19的最上表面上提供 应变仪9。这具有保留最下表面为空的效果。可以取代应变仪9使用 不同类型的力传感器。
第二差异在于提供用于提供触觉反馈的装置。具体而言，框架 11的基部具有凹陷60。支撑件61横跨凹陷60。支撑件61具有在框 架11的包围凹陷60的部分上搁置的端部。
支撑件61在它的最上表面上支撑耦合部件62。支撑件61在 它的最下表面上支撑移动生成器64。移动生成器64是压电致动器。 压电致动器64可由电信号激励移动。因此，当第一和第二杆构件17、 19中的任 一 个或者两个杆构件与耦合部件6 2接触时，对压电致动器 64的激励造成显示器7借助它通过第一和第二杆构件17、 19、耦合 部件62和支撑件61与压电致动器64的连接来移动。可以控制压电 致动器64以振动或者生成单脉沖。
可以使用任何适当的压电致动器。
一种适当的压电致动器是单层压电致动器。这包括陶瓷层和金属层。这些层为圆形并且同心。金属层具有更大直径。这些层粘接 在一起。适当驱动信号可以是脉宽调制信号。它可以是音频的或者 单极的。它可以包括单个单极脉沖或者脉沖串。各脉冲可以具有在1
ms与5 ms之间的持续时间。可以根据需要具有在脉沖之间的休止周 期。驱动信号可以在50V与75 V之间。驱动电流可以约为5mA。 压电致动器可以用来生成触感频率在1 kHz以下的信号。单层压电 致动器可以额定为约150V和200 mA。
另一适当压电致动器是多层压电致动器。例如，压电致动器可 以包括多个陶瓷层(例如9层)和单个金属层。压电致动器可以是 线性设备。这样的设备可以由在5V与10 V之间的双极电压驱动。 驱动电流可以是10mA。该i殳备可以额定为100 mA。压电致动器可 以用来生成触感频率在1 kHz以下的信号。
这一实施例允许设备向用户提供触觉反馈。具体而言，可以布 置并入该布置的设备使得当设备使用应变仪9的输出检测到显示器 7相对于框架3移位至足以构成触感输入的程度时激励压电致动器 64。感觉到由于对压电激励器64的该激励所致的显示器7的移动允 许用户确定已经登记他们的触感输入。
由于显示器7相对于框架3的移位在显示器7的区域内均匀， 所以压电致动器64所致的移位并不依赖于用户与显示器7之间的接 触位置。换而言之，该布置提供均匀触觉反馈。
第四实施例的触觉反々贵方面可与该实施例的力传感器方面分离。
在上述图1、图2和图4的实施例中，应变仪9耦合到第一和 第二杆构件17、 19的转动连接。然而，本领域技术人员应理解，可 以构造，实现相同或者相似结果的各种其他机构，并且因而力传感 器的该连接可以不是必需的。有利地，力传感器连接于组件的在屏7 相对于框架3移动时转动的转动点。
虽然在上文中使用具有销和协作的槽或者孔的铰接来实现转 动，但是在本发明的范围内有其他布置。例如，活动或者起作用的铰链可以取代销和孔的铰接来使用。活动或者起作用的铰链是如下 条带(通常是薄的)，该条带模制到零件(通常为塑料)中以建立 该零件可以沿着其弯曲的路线。可以代之以使用其他顺从机构。
器。例如，可以使用力感测电阻(FSR)传感器。如已知的那样，该 传感器包括由分隔层分离的半传导层和电极层。由于FSR受到力， 所以半传导层与电极层之间的接触面积改变，从而造成电阻改变。 用任何适当方式^f企测该电阻改变并且据此计算力。
本发明也适用于非显示输入布置。在本发明的更多实施例(图 中未示出)中， 一种组件包括基本上如任何图中所示的布置。然而 取代那些图的显示器7，使用非显示屏。该屏包括平面上表面具有触 敏性的硬部件。与图1A和图1B的实施例的触敏显示器相同，该屏 提供可以用来确定触感用户输入的位置的输出信号。该屏可以具有 例如用于表示与屏的对应区域有关的键(方向箭头、数字、呼叫功 能键等)的功能的预先印刷图形。与触敏显示器实施例不同，在屏 上的相关位置处的用户输入所提供的功能可以不改变。
在又一实施例(未示出)中，取代任何图的显示器7，使用包 括至少一个显示部分和至少一个非显示部分的触敏屏。
这些未示出的各实施例并入来自图1、 2、 3和4的实施例的相 关装置和操作特征并且具有其所有优点。当然，非显示触敏输入屏 的分辨率(就触感用户输入的位置分辨率而言)可能明显低于触敏 显示器的分辨率。
应当认识到前述例子不应理解为限制。本领域技术人员在阅读 本申请时将清楚其他变化和修改。这样的变化和修改延及本领域中 已知的适合于取代这里所述特征的特征及其所有在功能上等效的特 征。另外，本申请的公开内容应当理解为包括这里明确或者隐含公 开的任何新颖特征或者任何新颖特征组合或者其任何广义化，并且 在本申请或者据此派生的任何申请的审查期间，可以设定新权利要
求以覆盖任何这样的特征和/或这样的特征的组合。
权利要求
1.一种用于终端设备的组件，所述组件包括框架；屏，可操作用以接收触感用户输入；构件，可转动地连接到所述框架以限定两个或者更多转动轴并且在与所述转动轴不同的位置支撑所述屏，所述构件以如下方式来布置，使得所述构件的将所述两个转动轴上的点连接的部分的长度响应于所述触感用户输入而变化，并且使得所述屏随着所述长度变化而相对于所述框架移位；以及力传感器，可操作用以检测向所述屏施加的触感输入。
2. 如权利要求l所述的组件，其中所述屏是可操作用以接收所 述触感用户输入的位置的触敏输入屏。
3. 如权利要求1或者2所述的组件，其中所述构件包括通过长 度可变的连接来相互链接的多个硬杆构件。
4. 如权利要求1或者2所述的组件，其中所述构件包括通过长 度可变的连接来可转动地连接到所述框架的多个硬部件。
5. 如权利要求3或者4所述的组件，其中所述长度可变的连接 是销和槽的接合。
6. 如权利要求3至5中的任一权利要求所述的组件，其中所述 构件包括在转动件处连接在一起的两个硬部件。
7. 如权利要求6所述的组件，其中所述两个硬部件为基本上相 同尺寸。
8. 如权利要求6或者7所述的组件，其中所述力传感器在所述 转动件的位置耦合到两个所述硬部件。
9. 如任一前述权利要求所述的组件，其中所述力传感器是应变仪。
10. 如任一前述权利要求所述的组件，其中所述框架包括具有 四个侧壁的基部以限定矩形腔，所述构件可转动地连接到所述四个侧壁中的两个相对侧壁。
11. 如任一前述权利要求所述的组件，包括可操作用以通过所 述屏向所述用户提供触觉反馈的变换器。
12. —种用于终端设备的组件，所述组件包括 框架；屏，可操作用以接收触感用户输入；构件，可转动地连接到所述框架以限定两个或者更多转动轴并 且在与所述转动轴不同的位置支撑所述屏，所述构件以如下方式来 布置，使得所述构件的将所述两个转动轴上的点连接的部分的长度 响应于所述触感用户输入而变化，并且使得所述屏随着所述长度变 化而相对于所述框架移位；以及变换器，可操作用以通过所述屏向所述用户提供触觉反馈。
13. 如权利要求12所述的组件，其中所述构件包括通过长度可 变的连接来相互链接的多个硬杆构件。
14. 如权利要求12或者13所述的组件，其中所述构件包括通 过长度可变的连接来可转动地连接到所述框架的多个硬部件。
15. 如权利要求13或者14所述的组件，其中所述长度可变的 连接是销和槽的接合。
16. 如权利要求13至15中的任一权利要求所述的组件，其中 所述构件包括在转动件处连接在一起的两个硬部件。
17. 如权利要求16所述的组件，其中所述两个硬部件为基本上 相同尺寸。
18. 如权利要求12至17中的任一权利要求所述的组件，其中 所述变换器包括压电致动器。
19. 如权利要求12至18中的任一权利要求所述的组件，其中 所述变换器由所述框架支撑。
20. 如权利要求19所述的组件，其中所述变换器在所述屏相对 于所述框架移位时与所述构件接触而在所述屏相对于所述框架无移 位时与所述构件无接触。
21. 如权利要求18或者19所述的组件，其中所述变换器由可 变形部件支撑，所述可变形部件由所述框架支撑。
22. 如权利要求1至11中的任一权利要求所述的组件，其中所 述屏是触敏显示屏。
23. 如权利要求12至21中的任一权利要求所述的组件，其中 所述屏是触敏显示屏。
24. —种用于终端设备的组件，所述组件包括 框架装置；屏装置，可操作用以接收触感用户输入；构件装置，可转动地连接到所述框架以限定两个或者更多转动 轴并且在与所述转动轴不同的位置支撑所述屏，所述构件装置以如 下方式来布置，使得所述构件装置的将所述两个转动轴上的点连接 的部分的长度响应于所述触感用户输入而变化，并且使得所述屏装 置随着所述长度变化而相对于所述框架装置移位；以及力传感器装置，可操作用以检测向所述屏装置施加的触感输入。
25. 如权利要求24所述的组件，其中所述屏装置是可操作用以 接收所述触感用户输入的位置的触敏输入屏装置。
26. 如权利要求24或者25所述的组件，其中所述构件装置包 括通过长度可变的连接装置来相互链接的多个硬杆构件。
27. 如权利要求24或者25所述的组件，其中所述构件装置包 括通过长度可变的连接装置来可转动地连接到所述框架装置的多个 硬部件。
28. 如权利要求26或者27所述的组件，其中所述长度可变的 连接装置是销和槽的接合。
29. 如权利要求26至28中的任一权利要求所述的组件，其中 所述构件装置包括在转动件装置处连接在一起的两个硬部件。
30. 如权利要求29所述的组件，其中所述两个硬部件为基本上 相同尺寸。
31. 如权利要求29或者30所述的组件，其中所述力传感器装置在所述转动件装置的位置耦合到两个所述硬部件。
32. 如权利要求24至31中的任一权利要求所述的组件，其中 所述力传感器装置是应变仪。
33. 如权利要求24至32中的任一权利要求所述的组件，其中 所述框架装置包括具有四个侧壁的基部以限定矩形腔，所述构件装 置可转动地连接到所述四个侧壁中的两个相对侧壁。
34. 如权利要求24至33中的任一权利要求所述的组件，包括 可操作用以通过所述屏装置向所述用户提供触觉反馈的变换器装置。
35. —种用于终端设备的组件，所述组件包括 框架装置；屏装置，可操作用以接收触感用户输入；构件装置，可转动地连接到所述框架装置以限定两个或者更多 转动轴并且在与所述转动轴不同的位置支撑所述屏装置，所述构件 装置以如下方式来布置，使得所述构件装置的将所述两个转动轴上 的点连接的部分的长度响应于所述触感用户输入而变化，并且使得 所述屏装置随着所述长度变化而相对于所述框架装置移位；以及变换器装置，可操作用以通过所述屏装置向所述用户提供触觉 反馈。
36. 如权利要求35所述的组件，其中所述构件装置包括通过长 度可变的连接来相互链接的多个硬杆构件。
37. 如权利要求35或者36所述的组件，其中所述构件装置包 括通过长度可变的连接来可转动地连接到所述框架装置的多个硬部 件。
38. 如权利要求35或者36所述的组件，其中所述长度可变的 连接是销和槽的接合装置。
39. 如权利要求36至38中的任一权利要求所述的组件，其中 所述构件装置包括在转动件装置处连接在一起的两个硬部件。
40. 如权利要求39所述的组件，其中所述两个硬部件为基本上相同尺寸。
41. 如权利要求35至40中的任一权利要求所述的组件，其中 所述变换器装置包括压电致动器装置。
42. 如权利要求35至41中的任一权利要求所述的组件，其中 所述变换器装置由所述框架装置支撑。
43. 如权利要求42所述的组件，其中所述变换器装置在所述屏装置相对于所述框架装置移位时与所述构件装置接触而在所述屏装 置相对于所述框架装置无移位时与所述构件装置无接触。
44. 如权利要求42或者43所述的組件，其中所述变换器装置 由可变形部件支撑，所述可变形部件由所述框架装置支撑。
45. 如权利要求24至34中的任一权利要求所述的组件，其中 所述屏装置是触敏显示屏装置。
46. 如权利要求35至45中的任一权利要求所述的组件，其中 所述屏装置是触敏显示屏装置。
47. —种操作用于终端设备的组件的方法，所述组件包括 框架；屏，可操作用以接收触感用户输入；以及构件，可转动地连接到所述框架以限定两个或者更多转动轴并 且在与所述转动轴不同的位置支撑所述屏，所述构件以如下方式来 布置，使得所述构件的将所述两个转动轴上的点连接的部分的长度 响应于所述触感用户输入而变化,并且使得所述屏随着所述长度变 化而相对于所述框架移位，以及所述方法包括使用力传感器以检测向所述屏施加的触感输入。
48. —种操作用于终端设备的组件的方法，所述组件包括 框架；屏，可操作用以接收触感用户输入；以及构件，可转动地连接到所述框架以限定两个或者更多转动轴并 且在与所述转动轴不同的位置支撑所述屏，所述构件以如下方式来 布置，使得所述构件的将所述两个转动轴上的点连接的部分的长度响应于所述触感用户输入而变化 化而相对于所述框架移位，并且使得所述屏随着所述长度变給触觉反馈,
全文摘要
一种用于终端设备的组件，该组件包括框架；屏，可操作用以接收触感用户输入；构件，可转动地连接到框架以限定两个或者更多转动轴并且在与转动轴不同的位置支撑屏，该构件以如下方式来布置，使得构件的将两个转动轴上的点连接的部分的长度响应于触感用户输入而变化，并且使得屏随着所述长度变化而相对于框架移位；以及力传感器，可操作用以检测向屏施加的触感输入。它还包括可操作用以通过屏向用户提供触觉反馈的变换器，例如压电致动器。
文档编号G06F3/0354GK101675411SQ200880014809
公开日2010年3月17日 申请日期2008年4月7日 优先权日2007年6月14日
发明者A·T·奥尼奥, N·H·贝斯特尔, P·科阿南 申请人:诺基亚公司