具有局部的触觉响应的用户接口的制作方法
【专利摘要】一种接口外围设备(101)当接收到(2201)施加到单个键的力时递送触觉反馈，所述力使所述单个键夹持(2206)被配置用于与多个键(107,108,109,110,111,112)中的每个键选择性接合的片状件(222)，并且响应于通过使开关(236)闭合(2202)所检测到的用户输入，致动(2205)耦合到所述片状件的运动生成组件(228,229)以通过当与所述单个键接合时移动(2207)所述片状件来将触觉响应递送(2208)到所述单个键。
【专利说明】具有局部的触觉响应的用户接口
【技术领域】
[0001]本公开一般地涉及用户接口外围设备，并且更特别地涉及一种被配置成将触觉响应递送到用户输入元件的用户接口。
【背景技术】
[0002]紧凑便携式电子设备正变得越来越流行。随着越来越多的用户携带这些电子设备，制造商正在设计具有增加功能性的较小设备。通过示例，不久以前移动电话是相对大的设备；其唯一功能是打电话的功能。然而，现今，移动电话容易地装配在衬衫口袋中并且常常包括许多“非电话”特征，诸如相机、录像机、游戏、web浏览器以及音乐播放机。
[0003]正如紧凑便携式电子设备包括的特征集已变得更复杂，硬件本身也是如此。过去的大多数便携式电子设备仅包括手动操作的按钮。然而，现今，制造商正在建立具有不包括物理按钮或键的“触敏”屏幕和用户接口的设备。代替按压按钮，用户触摸在显示器上呈现的“虚拟按钮”来与设备交互。
[0004]不管这些设备的方便性和灵活性，许多用户仍然更喜欢更经典的用户接口的熟悉感。一些人发现小触摸屏用户接口操作麻烦并且更喜欢例如全尺寸QWERTY键盘。虽然一些电子设备允许常规键盘被耦合为用户接口，但是现有技术键盘技术产生大的形状因数设计。用户一般地不想连同他们的紧凑电子设备一起携带大的键盘。结果，这样的键盘被降到有限使用。具有改进的用户输入设备将是有利的。
【专利附图】
【附图说明】
[0005]图1图示依照一个或多个实施例的与电子设备一起操作的一个接口外围设备。
[0006]图2图示依照一个或多个实施例配置的一个解释性接口外围设备的分解视图。
[0007]图3图示依照一个或多个实施例配置的一个解释性接口外围设备的截面视图。
[0008]图4图示依照一个或多个实施例配置的另一解释性接口外围设备的截面视图。
[0009]图5图示依照一个或多个实施例配置的又一个解释性接口外围设备的截面视图。
[0010]图6图示依照一个或多个实施例的作用来递送触觉响应、可与电子设备一起操作的一个解释性触觉用户接口系统。
[0011]图7图示依照一个或多个实施例的作用来递送触觉响应、可与电子设备一起操作的另一解释性触觉用户接口系统。
[0012]图8图示依照一个或多个实施例配置的另一解释性接口外围设备的分解视图。
[0013]图9图示依照一个或多个实施例配置的又一个解释性接口外围设备的分解视图。
[0014]图10图示依照一个或多个实施例的配置有力传感器的触觉用户接口系统。
[0015]图11图示依照一个或多个实施例配置的运动生成组件到接合层的解释性耦合。
[0016]图12图示依照一个或多个实施例配置的运动生成组件到接合层的另一解释性耦
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[0017]图13图示依照一个或多个实施例的在打开对折配置中与电子设备一起操作来递送触觉反馈的触觉用户接口系统。
[0018]图14图示依照一个或多个实施例的在闭合对折配置中与电子设备一起操作来递送触觉反馈的触觉用户接口系统。
[0019]图15图示依照一个或多个实施例配置的解释性用户输入元件。
[0020]图16图示依照一个或多个实施例配置的不同的用户输入元件。
[0021]图17图示依照一个或多个实施例的能够与键或其它用户输入元件一起使用的不同的凸起部和组件交互表面。
[0022]图18图示依照一个或多个实施例配置的多凸起部用户输入元件。
[0023]图19图示依照一个或多个实施例的能够与键或其它用户输入元件一起使用的数个解释性凸起部和组件交互表面。
[0024]图20图示每个都依照一个或多个实施例配置的接口外围设备的不同配置。
[0025]图21图示依照实施例配置的一个接口外围设备的示意框图。
[0026]图22图示依照一个或多个实施例的递送触觉反馈的一个解释性方法。
[0027]技术人员将了解的是，图中的元素是为了简单和清楚而示出的，并且不一定按比例绘制。例如，图中一些元件的尺寸相对于其它元件可以被放大以帮助提高对本公开的实施例的理解。
【具体实施方式】
[0028]各种实施例描述并图示了适合与提供“传统”感觉的电子设备一起使用的紧凑用户接口。实施例包括递送具有适合与现代的紧凑电子设备一起使用的形状因数的常规小键盘或键盘的触觉反馈的机电用户接口设计。简单地说，在下面所描述的实施例给常规用户接口体验提供非常薄的、简单的且紧凑的接口外围设备。
[0029]在一个或多个实施例中，配置为键的用户接口元件被部署在横跨两个或更多个键并且能够选择性地接合单个键的接合层之上。能够在公共载体上支撑用户接口元件，所述公共载体可以是薄的柔性片状件。
[0030]接合层能够限定多个孔径，其中每个孔径对应于远离用户接口元件延伸的凸起部。如果用户接口具有单个凸起部，例如，则接合层可以具有与用户接口元件相对应的单个孔径。在用户接口元件具有多个凸起部的情况下，接合层的多个孔径能够对应于该用户接口元件。如将在下面所示出和描述的，凸起部和孔径能够具有类似的或不同的形状。在一个实施例中，凸起部具有圆横截面，而孔径是不同的形状，例如，矩形。
[0031]膜开关能够被部署在接合层对面的用户接口元件之下。隔离物或间隔物能够使在接合层之下的膜开关的层分离。隔离物或间隔物(其可以是单个设备或多个堆叠的设备)能够被配置成允许用户将他的或她的手指支撑在用户接口元件上，而不用那些用户接口元件沿着z轴行进(上下足以使开关闭合的距离)。当用户通过按在用户接口元件上来致动用户接口元件以递送足够的量值的用户输入力时，膜开关闭合。控制模块检测开关闭合。当用户按压用户接口元件时，凸起部能够穿过其对应的孔径以接触衬底。凸起部然后展开以夹持或者“接合”接合层。在接合之前或在接合期间，控制模块能够激发耦合到接合层的运动生成组件以通过接合层将触觉响应递送到被按压的用户接口元件。注意，即使接合层横跨多个用户接口元件，触觉响应也仅被递送到被用户致动的那些用户接口元件。因此，“局部的”触觉响应被仅递送到致动的用户接口元件而不是由接合层所横跨的那些未致动的元件。以这种方式，用户接口外围设备能够被制备得比常规键盘薄百分之三十至六十。虽然在下面所描述的接口外围设备能够将触觉响应递送到仅单个键，但是也能够递送多键触觉反馈。例如，当用户按压多个键(例如，CTRL+ALT+DEL)时，触觉反馈能够被同时地递送到三个致动的键。
[0032]在下面所图示和描述的用户接口外围设备也能够相反工作。如将被示出的那样，当接口被集成为对折配置时，例如，用户也可以致动用户接口元件的后侧以接收触觉反馈。换句话说，如果接口外围设备被以对折方式配置为小键盘，则用户能够使对折闭合并且按压底层以致动用户接口元件中的一个。也能够包括其它特征。例如，在一个或多个实施例中，用户接口元件进一步包括传光导以提供背光式用户输入接口体验的光导管。因此，当它们被用户按压时能够照亮单个用户接口元件。
[0033]在一个或多个实施例中，接口被配置为能够使用机械压力、力感测设备、电阻式接触以及多点触摸技术来将触觉响应递送到用户的小键盘。小键盘能够由诸如橡胶、硅酮的薄柔韧材料或聚合物材料制成。组件交互表面能够采取各种形状，包括半球形、三角形、矩形等等。当键被按压时，组件交互表面形成可变面积接触点。当与诸如力敏电阻器的力传感器一起使用时，可变面积能够被用来确定力。在一个或多个实施例中，递送到键的触觉响应能够部分地取决于所检测到的力。尽管所示出的用户接口被描述为单独的外围设备，但是用户接口能够被容易地修改成被集成到主要电子设备中。其它形状因素也是可获得的，诸如用于主要电子设备的配件。
[0034]图1图示包括与电子设备102协同操作、依照本公开的一个或多个实施例配置的接口外围设备101的触觉用户接口系统100。电子设备102可以是各种设备中的任何一个，包括移动电话、智能电话、掌上计算机、平板计算机、游戏设备、多媒体设备等等。
[0035]图1的解释性触觉用户接口系统100被部署在对折配置中，其中对折103用作用于接口外围设备102和电子设备102两者的外壳。将参考图13-14在下面更详细地描述对折配置。对折配置只是适合于依照实施例配置的接口外围设备101的一个配置，因为其它配置也对于得益于本公开的本领域的普通技术人员而言将是容易地显而易见的。通过示例图示，接口外围设备101能够被配置为经由无线通信与电子设备102进行通信的独立设备。
[0036]在这个图不中总线104在电子设备102与接口外围设备101之间输送电子信号。对于得益于本公开的本领域的普通技术人员而言将清楚的是，接口外围设备101和电子设备能够被配置成以各种方式中的任何一个来交换电子信号，所述各种方式包括经由有线、总线、诸如蓝牙、低功耗蓝牙(BTLE)、W1-Fi的无线通信或其它无线通信、光学通信(包括红外线)等等。
[0037]图1中所示出的对折配置包括被配置成与电子设备102耦合的坞站105和使接口外围设备102保持在对折103内的保持构件。对折配置是方便的，因为用户能够简单地展开对折103来使用接口外围设备101和电子设备102。折叠对折103导致两个设备被包含在外对折层内，从而保护接口外围设备101和电子设备102免受外面的碎片状件之害。正如电子设备102可与坞站105分离，接口外围设备101能够被选择性地从对折103移除。
[0038]例如用户输入元件107、108、109、110、111、112的多个用户输入元件沿着接口外围设备101的主面被部署。每个用户输入元件107、108、109、110、111、112可沿着第一轴移动以使开关闭合。在这个说明性实施例中，接口外围设备102被配置为QWERTY小键盘，其中每个用户输入元件107、108、109、110、111、112被配置为键。将参考图20对包括音乐键盘、游戏键盘或学习键盘的其它配置进行描述。使用三坐标系来参考三维空间描述分量的取向，z轴115用作第一轴,其中X轴113和y轴114分别用作用于第二轴和第三轴的参考标志符。
[0039]用户116通过沿着第一轴移动用户输入元件112来致动用户输入元件107、108、109、110、111、112中的一个或多个。用户输入元件112沿着第一轴的充分移动使部署在用户输入元件112之下的开关闭合。部署在用户输入元件112与开关之间的是沿着第二和第三轴横跨多个用户输入元件107、108、109、110、111、112的机械层。将参考图2、8以及9更详细地描述机械层的示例。可与机械层操作并且耦合到机械层的一个或多个触觉设备被配置成一旦被接口外围设备101的控制模块激发就对机械层给予力。将参考图11和12在下面更详细地描述触觉设备到机械层的耦合。
[0040]当用户116致动用户输入元件112并且开关闭合时，在一个实施例中从用户输入元件112延伸的凸起部被配置成响应于力的施加而展开以接合机械层。控制模块致动耦合到机械层的触觉设备以将触觉响应117递送到用户输入元件112。在一个实施例中，当用户输入元件112与机械层接合时，触觉响应117被递送到用户输入元件112。将参考图6在下面更详细地描述这个实施例。在另一实施例中，机械层的孔径与沿着第二轴和第三轴的运动协调以将触觉响应117递送到用户输入元件112而不用用户输入元件112预先接合机械层。将参考图7更详细地描述这个实施例。
[0041]图2图示依照一个或多个实施例配置的一个解释性接口外围设备201的分解视图。从图2的顶部开始，多个用户输入元件207、208、209、210被配置为物理键。用户输入元件207、208、209、210沿着键载体203被部署。键载体203可以是用户输入元件207、208、209,210所耦合到的一层薄膜。
[0042]每个用户输入元件207、208、209、210包括用户交互表面221，利用所述用户交互表面221用户可以按压或者以其它方式致动用户输入元件207、208、209、210。在这个解释性实施例中的每个用户输入元件207、208、209、210进一步包括远离用户交互表面221延伸的凸起部。虽然图2的每个用户输入元件207、208、209、210都示出有单个凸起部246，但是像将在下面参考图18和19所描述的那样能够与每个用户输入元件207、208、209、210 —起使用多个凸起部。
[0043]每个凸起部246在组件交互表面247中终止。图2的解释性组件交互表面247被示出为半球形的。然而，也能够使用其它轮廓和形状，其中的一些将参考图17在下面被描述。
[0044]部署在用户输入元件207、208、209、210之下的是接合层222。接合层222能够被配置为薄金属层或薄塑料层，并且形成横跨用户输入元件207、208、209、210中的两个或更多个的机械层。如将在下面更详细地解释的那样，接合层222能够包括光导。在图2的解释性实施例中，接合层横跨所有用户输入元件207、208、209、210。然而，还能够使用其中接合层222仅横跨用户输入元件的子集的其它配置，如将参考图8和9在下面所描述的那样。
[0045]接合层222限定与用户输入元件207、208、209、210相对应的多个孔径223、224、225、226。在一个实施例中，接合层222是用于由接口外围设备201的光源所投影的光的导管，并且因此能够当作光导以从背后照亮或者以其它方式照亮接口外围设备201。因为仅一个凸起部246从每个用户输入元件207、208、209、210延伸，所以图2中所示出的孔径223、224、225、226在一对一基础上对应于用户输入元件207、208、209、210。在多个凸起部从用户输入元件延伸的情况下，多个孔径能够对应于单个用户输入元件。
[0046]凸起部246的形状和孔径223、224、225、226的形状能够对应于彼此或者可以是不同的。例如，在一个实施例中，孔径223的周界227可以是与凸起部246的横截面相同的形状。当凸起部246的横截面是圆形的时周界227可以是圆形的。在另一实施例中，孔径223的周界227可以类似于但不同于凸起部246的横截面。例如，如果凸起部246的横截面是圆形的，则孔径223的周界227可以是椭圆形的。在又一个实施例中，孔径223的周界227可以不同于凸起部246的横截面。在图2中，孔径的周界227在形状上是矩形的，而凸起部246具有圆横截面。
[0047]在一个或多个实施例中，每个孔径223、224、225、226的宽度230大于它所对应的凸起部232的直径231。当用户沿着z轴115 (在负方向上)移动所对应的用户输入元件234时，这个配置允许凸起部232最初穿过所对应的孔径233。
[0048]一个或多个运动生成组件228、229能够被耦合到接合层222。在一个实施例中，运动生成组件228、229是压电设备。还能够使用其它设备，包括振动器电机、旋转器电机、人造肌肉、静电板或其组合。虽然压电变换器只是适合与本公开的实施例一起使用的一种类型的运动生成组件，但是它们很好地适于实施例，因为它们提供相对快速的响应和相对短的谐振频率。现有技术触觉反馈系统已试图将这样的设备直接地安装到设备外壳或用户接口表面。然而，这样的配置是成问题的，因为压电材料当经受冲击力时能够趋于为弱的或易碎的。因此，当这样的现有技术配置下落时，这些“直接地耦合的”配置能够趋于破裂或失效。本公开的实施例避免了这样的弊病，因为压电设备被耦合到接合层222，其被悬吊在接口外围设备210内。压电设备能够独立于外层外壳而振动。这个配置较好地能够抵抗常见的跌落测试试验。
[0049]如将参考图6和7在下面所描述的那样，在一个或多个实施例中，接合层222被配置成当用户沿着z轴115致动用户输入元件时机械地接合至少一个用户输入元件。例如，当单个键被致动时，即使接合层222沿着X轴113和y轴114横跨了多个键，接合层222也将仅接合单个键。然而，如果多个键沿着z轴115被致动，则接合层222将仅接合被致动的键，而不管接合层222沿着X轴113和y轴114既横跨致动的又横跨非致动的键的事实。简单地说，接合层222能够被配置成接合沿着z轴115致动的键而不用接合非致动的键，而不管接合层222沿着X轴113和y轴114既横跨致动的又横跨非致动的键的事实。
[0050]如与接合层一起使用的“接合”指的是机械地夹持、抓紧、夹持、绊住、绑扎、抓取、变形或者闩上到用户输入元件207、208、209、210。例如，凸起部232能够被配置成当用户沿着z轴115 (在负方向上)移动所对应的用户输入元件234时接触下层235和刚性衬底245。在凸起部232是由柔韧材料制造的情况下，这种接触能够使凸起部232的直径231在被压靠刚性衬底245之后沿着X轴113和j轴114展开。随着直径231展开，凸起部232的柔韧材料通过夹持所对应的孔径233的面来“接合”接合层。换句话说，这个实施例中的凸起部232被配置成一旦致动就展开以夹紧它对应的孔径233的周界。这是接合的一个示例。例如，将参考图7对其它示例进行描述。其它示例对于具有本领域的普通技能并且得益于本公开的技术人员而言仍然将是明显的。
[0051]在一个实施例中，当接合层222与致动的用户输入元件接合时，接合层222当运动生成组件228、229致动时将触觉响应递送到致动的用户输入元件。这发生如下:运动生成组件228、229的致动引起接合层222沿着x轴113、y轴114或其组合的移动。当与沿着z轴115已被移动使得其凸起部232已经与对应孔径233接合的致动的用户输入元件234接合时，触觉响应将被递送到经接合的用户输入元件234。
[0052]下层235被部署在相对于接合层222与用户输入元件207、208、209、210相对的侧上。下层235可以与用作接口外围设备201的基底的衬底245组合。衬底245可以是刚性的。例如，衬底245能够由还能够当作结构元件的FR4印刷布线板材料制造。下层235能够被配置为柔性材料或者配置为衬底245的一部分。
[0053]部署在下层235与接合层222之间的是开关的阵列236。在这个解释性实施例中，阵列236的开关每个都是膜开关。在本领域内已知的膜开关是能够被接通或断开的电气开关。图2的膜开关包括被部署在柔性层240上的第一导体237、238、239。柔性层240能够由例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或另一柔性衬底材料制造。第二导体241、242、243、244,245然后被部署在下层235上。能够在柔性层240与下层235之间实现各种类型的间隔物层，如将参考图3-5在下面所描述的那样。
[0054]当凸起部(例如，凸起部232)沿着z轴115穿过接合层222的对应孔径233时，它接触第一导体237、238、239中的一个并且使柔性层240变形。随着凸起部232继续沿着z轴115移动，由凸起部232所接合的第一导体239接触第二导体241、242、243、244、245中的一个。当发生这个时，阵列236的一个开关闭合并且用户输入被检测到。
[0055]当这个用户输入被检测到时，控制模块能够致动或者激发运动生成组件228、229中的一个或多个。在一个实施例中，能够在开关的闭合与运动生成组件的激发之间插入延迟。例如，在凸起部232与对应孔径233的接合发生在凸起部232沿着X轴113、y轴114或两者展开时的实施例中，可以插入该延迟以确保足够的时间经过以用于接合发生。
[0056]图3图示了采用电阻式触摸板、依照一个实施例配置的接口外围设备300的截面视图。与图2 —样，图3的接口外围设备300包括具有如参考图1上面所描述的常见部署和功能的元件。例如，图3包括用户输入元件307、键载体303以及接合层322。用户接口外围设备的衬底330形成接口外围设备300的基底。衬底330可以是柔性的或刚性的。
[0057]如图3中所示，一系列可压缩的间隔物331、332、333、334、336、337、338、339被部署在第一导电层340与第二导电层335之间。注意，在一个或多个实施例中导电层335、340能够被部署在电极膜上。可压缩的间隔物331、332、333、334、336、337、338、339能够被个别地制造，或者替换地能够从单个可压缩的间隔物层被切割。在某些说法上，可压缩的间隔物331、332、333、334、336、337、338、339 能够被称为“微间隔物”。
[0058]第一导电层340和第二导电层335中的每一个都具有电阻，使得经过第一导电层340和第二导电层335中的一个或两者的电流能够按照第一导电层340与第二导电层335之间的接触量而变化。当用户对用户输入元件307施加力时，可压缩的间隔物331、332、333、334、336、337、338、339压缩。当发生足够的压缩时，第一导电层340和第二导电层335接触，从而使开关闭合并且允许电流依照由第一导电层340与第二导电层335之间的接触表面面积所建立的电阻来流动。除一旦闭合开关就触发运动生成组件之外，电流流动的量能够被检测以确定正被施加到用户输入元件307的力的量值。
[0059]图4-5图示了采用膜开关、依照本公开的实施例配置的不同接口外围设备400、500的两个不同的截面视图。图4-5每个都包括具有如参考图1上面所描述的常见部署和功能的元件。例如，每个图都包括用户输入元件407、507、键载体403、503以及接合层422、522。类似地，每个图都采用由上部柔性层440、540和下层435、535所形成的膜开关。每个接口外围设备400、500的衬底430、530形成其基底并且约束下层435、535以及可以提供结构支撑。下层435、535和衬底430、530能够被形成为单个元件，诸如印刷电路板或FR4印刷布线板材料。因此，下层435、535和衬底430、530可以每个都是柔性的或刚性的。
[0060]图4-5之间的差异发生在部署在膜开关之间的支撑布置中。图4使用成对的堆叠间隔物431、432、433、434。例如，堆叠间隔物431-433形成第一间隔物对，而堆叠间隔物432、434形成第二间隔物对。图5在上部柔性层540与衬底530之间采用单个间隔物531、532。在图4-5中，堆叠间隔物431、432、433、434或单个间隔物531、532能够由单一元件形成，或者可以是独立元件。
[0061]在图4和5中，堆叠间隔物431、432、433、434或单个间隔物531、532能够被布置成限定凸起部446、546可以穿过的孔径450、550。因此，与接合层422、522 —样孔径450、550能够具有与凸起部446、546相对应或者不同于凸起部446、546的形状。例如，在一个实施例中，孔径450、550的周界可以是与凸起部446、546的横截面相同的形状。当凸起部446、546的横截面是圆形时周界可以是圆形的。在另一实施例中，孔径450、550的周界可以类似于但不同于凸起部446、546的横截面。例如，如果凸起部446、546的横截面是圆形的，则孔径450、550的周界可以是椭圆形的。在又一个实施例中，孔径450、550的周界可以不同于凸起部446、546的横截面。
[0062]在使用堆叠间隔物431、432、433、434的一个说明性实施例中，堆叠间隔物431、432、433、434能够限定不同的孔径形状。例如，堆叠间隔物431、433能够限定方孔径，而堆叠间隔物433、434限定圆孔径，或者反之亦然。在其它实施例中，堆叠间隔物431、432、433、434中的每一个都能够限定具有常见形状的孔径。例如，所限定的孔径450的周界可以是与凸起部446相同的形状。在使用单个间隔物531、532的情况下，孔径550的周界在形状上可以是矩形的，而凸起部546具有圆横截面。测试已示出了使用堆叠间隔物431、432、433、434的配置，其中堆叠间隔物431、433限定方孔径并且堆叠间隔物433、434限定圆孔径以允许用户将手指放在用户输入元件上而不使膜开关闭合。
[0063]图6图示了依照一个或多个实施例的将触觉响应617递送到用户输入元件407的方法。出于解释性目的图6采用了图4的接口外围设备400。
[0064]在步骤660处，接口外围设备400是在非致动状态下。用户输入元件407放在键载体403上。在步骤661处，力666被施加到用户输入元件407的用户交互表面421。力666沿着z轴115 (在负方向上)平移用户输入元件407。这种平移通过接合层422来移动凸起部446。平移还通过将柔性层440压靠下层435来使膜开关闭合，从而使每个上的接触电力地连接。
[0065]在步骤662处，当被衬底430对抗时沿着z轴115在用户输入元件407上的持续压力使凸起部446展开，从而通过展开并且夹紧接合层422的孔径的周界来接合接合层422。这被称为“压缩接合”。[0066]在步骤663处，由膜开关在步骤661处闭合所触发的控制模块激发耦合到接合层422的触觉元件。这使接合层422沿着大体上与z轴115正交的轴移动以将触觉响应617递送到用户输入元件407。例如，在耦合到接合层422的第一触觉设备被取向成沿着X轴113在接合层422上给予力并且耦合到接合层422的第二触觉设备被取向成沿着y轴114给予另一力的情况下，激发触觉元件能够使接合层422沿着X轴113、y轴114或其组合移动。
[0067]如图6中所示，能够用各种波形664驱动(一个或多个)触觉元件以给予针对特定用户、接口外围设备400所耦合到的电子设备的活动模式或针对特定击键的触觉响应。例如，如将参考图10在下面所描述的那样，在一个或多个实施例中，能够检测所施加的力666的量值。注意，图10的力的量值检测还能够像通过检测通过导电层的电流先前所描述的那样被应用于图3。触觉响应617可以是所检测到的力的函数。因此，具有有力的击键的用户可以经由使用高振幅方波665驱动触觉元件来接收有力的触觉响应。相反地,采用轻触的用户可以经由用来驱动触觉元件或低振幅方波(未示出)的低振幅正弦波667来接收柔和的触觉响应。除(或代替)取决于检测到的按键的力666来改变波形和/或量值之外，可以调整频率和/或相位。
[0068]应该注意的是，步骤662和663能够以任一顺序发生。在一个实施例中，将在凸起部446接合接合层422之前激发触觉元件。换句话说，步骤663将在步骤662之前发生。在另一实施例中，凸起部446将在触觉设备激发之前接合接合层422。换句话说，步骤662将在步骤663之前发生。确保后者实施例发生的一个方式是在步骤661处发生开关的闭合与在步骤663处发生触觉元件的激发之间插入延迟。
[0069]图7图示依照本公开的一个或多个实施例的将触觉响应717递送到用户输入元件407的另一方法。与图6—样，出于解释性目的图7采用了图4的接口外围设备400。图7与图6的不同之处在于用户输入元件407的接合由于接合层422的平移而不是凸起部446由于施加的力而导致的展开而发生。图7的实施例允许令人满意的触觉响应717被递送到具有比图6中所图示的那些更轻的接触的用户。
[0070]在步骤760处，接口外围设备400是在非致动状态下。用户输入元件407放在键载体403上。在步骤761处，力752被施加到用户输入元件407的用户交互表面421。力752沿着z轴115 (在负方向上)平移用户输入元件407。这种平移通过接合层422来移动凸起部446。平移还通过将柔性层440压靠下层435来使膜开关闭合，从而使每个上的接触电力地连接。
[0071]在步骤762处，控制模块激发耦合到接合层422的触觉元件。这使接合层422沿着大体上与z轴115正交的轴移动。例如，在耦合到接合层422的第一触觉设备被取向成沿着X轴113在接合层422上给予力并且耦合到接合层422的第二触觉设备被取向成沿着y轴114给予另一力的情况下，激发触觉元件能够使接合层422沿着x轴113、y轴114或其组合移动。
[0072]在步骤763处，接合层422沿着x轴113、y轴114或其组合的持续平移使接合层422接合用户输入元件407。这个接合至少靠着接合层422夹紧凸起部446的一部分并且将触觉响应717递送到用户输入元件407。这被称为“平移接合”。
[0073]图8和9图示依照本公开的实施例配置的替换接口外围设备800、900。在图8和9中，不是对于接合层(222)使用单个片状件，而是像在图1中的情况那样，接合层822、922包括多个片状件881、882、883、991、992、993、994。每个片状件横跨多个键。例如，片状件881横跨键807和808两者。类似地，片状件991横跨键907和908两者。
[0074]与图2的接合层(222) —样，图8和9的接合层822、922能够被配置为薄金属层或薄塑料层。每个都限定与键807、808、907、908相对应的多个孔径823、824、923、924。
[0075]一个或多个运动生成组件828、829、928、929能够被耦合到接合层822、922。在图8中，运动生成组件828、829被取向成沿着X轴113将力给予给接合层822。在图9中，第一运动生成组件928被取向成沿着X轴113给予力。第二运动生成组件929被取向成沿着y轴114给予力。
[0076]因为在图8和9中使用了多个片状件881、882、883、991、992、993、994，所以接口外围设备800、900的控制模块可以选择哪一个片状件881、882、883、991、992、993、994响应于用户输于移动。因此，每个控制模块能够被配置成选择性地致动触觉设备以仅移动与所致动的键相对应的片状件。例如，如果键907被致动了，则控制模块能够通过激发耦合到片状件991的触觉设备来选择片状件991以供移动。换句话说，在使用了多个运动生成组件828、829、928、929的情况下，控制模块能够确定片状件881、882、883、991、992、993、994中的哪一个对应于致动的键并且能够仅激活耦合到与所致动的键相对应的片状件的运动生成组件。
[0077]图10图示采用与接触层1035 —起部署在接合层1022下面的力感测电阻式开关1010的阵列的接口外围设备1000。在图10中，为了便于图示，一个用户输入元件1007示出有与用户输入元件1007相对应的单个力感测电阻式开关1010。具有多个键的接口外围设备将采用阵列，其中每个力感测电阻式开关与对应的用户输入元件相关联。每个力感测电阻式开关1010被配置成确定施加到用户输入元件1007的力的量值1011。在一个实施例中，这通过检测从用户输入元件1007延伸的凸起部1046与对应的力感测电阻式开关1010之间的接合表面面积1012、1013、1014、1015而发生。力感测还能够通过像参考图3上面所描述的那样检测流过电阻式触敏板的导电构件的电流的量而发生。
[0078]力感测电阻式开关1010的一个实施例的放大视图被示出为电极节点1016。能够在接触层1035上重复这个电极节点1016以形成力感测电阻式开关的阵列。
[0079]电极节点1016具有两个导体1017、1018。导体1017、1018可以被配置为印刷电路板或柔性衬底1030上的裸铜或铝迹线。两个导体1017、1018彼此未被电力地连接。在一个实施例中，两个导体1017、1018在交错手指配置中终止，其中来自第一导体1017的多个手指以交错关系与来自第二导体1018的多个手指交替。
[0080]能够以各种方式配置电极节点1016。例如，在一个实施例中能够简单地让电极节点1016沿着衬底1030的表面暴露。在另一实施例中，电极节点1016能够被密封以防止灰尘和碎片状件损害电极的操作可靠性。在另一实施例中，导电覆盖能够被放置在电极节点1016的顶上以许可电极节点1016被暴露，仍然被保护免受灰尘和碎片状件之害。
[0081]在图10的解释性实施例中，电极节点1016被配置成为圆形的。对于得益于本公开的本领域的普通技术人员而言将清楚的是，实施例不局限于此。能够以许多几何形状、尺寸以及交错配置中的任一个来配置电极节点1016。
[0082]为了与电极节点1016 —起起作用，凸起部1046、其组件交互表面或两者将由导电材料构造。例如，凸起部1046能够由弹性柔韧材料制造，所述材料诸如进一步能够传导电流的弹胶物。这样的导电弹胶物在本领域内是已知的。导电弹胶物在它们涉及本公开的实施例时候的有益效果是四重:首先，它们是可压缩的。这允许变化要被跨电极节点1016创建的表面接触面积。第二，导电弹胶物可以设计有在可接受的准确范围内的电阻。第三，导电弹胶物可以掺杂有各种导电材料以设置关联的电阻，或者以变化每个凸起部1046的电阻。第四，导电弹胶物是容易地成形的。
[0083]凸起部1046靠着电极节点1016的压缩在第一导体1017与第二导体1018之间形成电阻式通路。凸起部1046在不同数量的力情况下的压缩导致不同的电阻跨电极节点1016的建立。凸起部1046有效地在与所施加的力相对应的程度上相对于电极节点1016得至IJ “挤压”。这导致电极节点1016的或多或少的交错手指与凸起部1046的导电部分接触。在接口外围设备1000的控制模块能够检测到流过电极节点1016的电流或跨电极节点1016的电压的情况下，控制模块能够检测到与用户输入元件1007的凸起部1046被压靠电极节点1016有多“硬”相对应的电当量，S卩，电压或电流。当用户操纵用户输入元件1007时，凸起部1046的可压缩的导电材料能够相对于电极节点1016展开和收缩，从而改变跨电极节点1016的阻抗。控制模块能够检测结果得到的电流或电压改变，并且然后将这个解释为用户输入。
[0084]图10包括说明性压缩量的图形表示，其中的每一个都建立能够被控制模块感测为电压或电流的跨电极节点1016的对应电阻。如上面所指出的，能够依照凸起部1046或组件交互表面的尺寸、弹性、形状或高度或者随着掺杂而施加变化的压缩。
[0085]在接触视图1020下，凸起部1046刚仅仅接触电极节点1016。这个初始接合建立高阻抗Rhi，其对应于最小力正被施加到用户输入元件1007。在接触视图1021下，大量的接触正在凸起部1046与电极节点1016之间发生。这建立电阻R1，其小于Rhi并且对应于比在接触视图1020下略微较大的力正被施加到用户输入元件1007。
[0086]在接触视图1025下，更大量的接触正在凸起部1046与电极节点1016之间发生。这建立具有小于电阻Rl的值并且对应于更大量的力正被施加到用户输入元件的第二电阻R2。在接触视图1026下，更大量的接触正在凸起部1046与电极节点1016之间发生。假定这是最大压缩，最低电阻Rlo被创建，这对应于最大力正被施加到用户输入元件1007。
[0087]当力被检测到时，能够在触觉响应的递送中使用力的量值的知识。例如，在一个实施例中必须在激发运动生成设备或触觉组件之前实现预定电阻，例如，R2。因此，轻力接触(例如，当用户的指尖正放在键上但未有意地按下时)和初始接触(例如，在击键的初期)将不激活触觉组件。
[0088]也能够以其它方式使用力的量。根据以上图6回想，不同的波形(664)能够被用来驱动运动生成或触觉设备。在一个实施例中，要使用哪一个波形的选择可以是力的函数。例如，较大的力可以引导控制模块选择递送更有强大的触觉响应的波形，而较柔和的力导致递送较柔和的触觉响应的波形的选择。触觉响应能够与所施加的力成比例，与所施加的力成反比，或者以其它方式描述为所施加的力的函数。
[0089]图10图示能够被结合到依照本公开的实施例配置的用户输入元件中的一个其它特征而不管它们是否包括导电材料以便可与力感测电阻式设备、电阻式膜实施方式或膜开关版本一起操作。在一个或多个实施例中，用户输入元件1007包括被配置成传递通过光导接合层1022所接收到的来自光源1024的光的光导管1023或其它光导材料。光导管1023的包括允许用户输入元件1007用作背光小键盘中的键。替换地，光导管1023的包括允许各个用户输入元件在它们被按压时候被照亮。随着具有光导1023的凸起部1046与接合层1022更强烈地接合，更多光从接合层1022被耦合到光导1023，并且该特定键的背光照亮更明亮。
[0090]图11和12图示用于触觉设备1128、1228到接合层1122、1222的不同耦合选项。在图11中，触觉设备1128已被安装在从接合层1122延伸的L形短管1111上。通过将触觉设备1128定位于L形短管1111上，触觉设备1128的致动沿着z轴115对L形短管1111施加力。然而，这个力绕L形短管1111平移以在它与接合层1122(未示出)接合时将多维力递送到用户输入元件1107。
[0091]在图12中，触觉设备1228已被耦合到远离接合层1222延伸的正交肋片状件。在这个配置中，激发触觉设备1228沿着X轴113对肋片状件1211施加力。这使接合层1222沿着X轴113移动以当它与接合层1122(未示出)接合时将触觉响应递送到用户输入元件1207。
[0092]图11和12的实施例仅是说明性的。许多其它配置对于得益于本公开的本领域的普通技术人员而言将是明显的。例如，如上面所指出的，触觉设备能够被耦合到在不同侧的接合层。一个人能够被配置成沿着X轴给予力，另一人沿着I轴给予力，以及另一人沿着Z轴给予力。能够在不同的组合中激发触觉设备以将定制的触觉感觉递送到接合的用户输入元件。
[0093]图13图示包括与电子设备1302协同操作、依照一个或多个实施例配置的触觉用户接口 1301的触觉用户接口系统1300。像上面在图1中的情况那样，触觉用户接口 1301被部署在对折1303内，所述对折1303用作用于触觉用户接口 1301的外壳。本实施例的电子设备1302被部署在横向取向上，这使对折1303的第一半1331变得大体上与对折1303的第二半1332相同的尺寸。因此，能够沿着像书这样的模缝线折叠对折1303。
[0094]不是使用总线(104)来与电子设备1302进行通信，而是图13的触觉用户接口1301采用无线通信1333。可以是蓝牙、IEEE802.11、光学、红外线或其它通信的无线通信1333在电子设备1302与触觉用户接口 1301之间输送电子信号。
[0095]多个键1307、1308、1309、1310、1311、1312沿着触觉用户接口 1301被部署。每个键1307、1308、1309、1310、1311、1312可沿着轴移动以使开关1334闭合。开关1334可以是如图13中所示出的膜开关、如图10中所示出的力感测开关、如图3中所示出的电阻式接触层、或其它类型的开关。
[0096]用户通过沿着第一轴移动键(例如，键1312)对键1307、1308、1309、1310、1311、1312中的一个或多个施加力1362。键1312沿着第一轴的移动使开关1334闭合。部署在键1312与开关1334之间的是沿着与第一轴正交的轴横跨多个键1307、1308、1309、1310、1311U312的机械层1322。可与机械层1322 —起操作并且耦合到机械层1322的一个或多个触觉设备被配置成一旦被控制模块激发就在机械层1322上给予力以将触觉响应1317递送到键1312。
[0097]图14示出对折1303被闭合。最初，第一半1331被折叠1401在第二半1332之上以形成类似书的配置1402，并且在触觉用户接口的对折材料衬底1430和下层1435是柔性的情况下，用户可以按压对折的背面1405以致动键1307、1308、1309、1310、1311、1312中的一个或多个并且接收触觉响应1417。实际上，用户能够按压部署在相对于接合层1422与键1312相对的柔韧对折层以控制电子设备(1302)。可以沿着对折材料衬底1430的背面1405部署图形元件和/或凹痕1406以帮助用户知道在哪里放置手指。
[0098]当电子设备1302被配置成在对折1303闭合时可用在特定模式下时图14的实施例可能是有用的。例如，当对折1303闭合时，用户可能期望将电子设备1302用作音乐播放机。因此，图形元件或凹痕1406能够被配置为简化的键集，从而提供播放、暂停、前进、后退以及音量控件。用户因此可以控制音乐播放机而不必连续地打开和关闭对折1303。当开关闭合时，触觉响应1417依照目前的描述而发生。
[0099]图15图示依照本公开的一个或多个实施例配置的用户输入元件1507的一个示例。用户输入元件1507被配置为键并且包括用户交互表面1521、凸起部1546以及组件交互表面1523。如图所示，用户交互表面1521包括将用户的手指引导到高于凸起部1546的位置的凹轮廓1501。凹轮廓1501帮助沿着z轴而不是横向地引导施加到用户交互表面1521的力。这帮助确保凸起部1546像先前所描述的那样穿过机械层或接合层的对应孔径。
[0100]图16图示用户交互元件的替代配置。用户交互元件1607包括刚性的用户交互表面1621和顺应性可扩展的凸起部1646。用户交互元件1617整个地由顺应性材料制成以提供柔和感觉用户交互体验。虽然用户交互元件1607具有“硬的”用户交互表面1621，但是对于打字员的手指力改变用户交互元件1617包括“柔软度”以得到附加的舒适。如上面所指出的，用户交互元件1617可以是由硅酮或橡胶制造的。注意，凸起部1656能够由相同的材料或不同的材料制造。例如，凸起部1656可以是由硅酮或橡胶制造的，但替换地可以是由诸如毛毡的不同材料制造的。
[0101]也能够以其它方式制备凸起部。作为一个示例用户交互元件1627包括中空凸起部1666。如上面所指出的，当凸起部将与力感测电阻式开关一起使用时凸起部材料可以是导电的。然而，当膜开关或电阻式触摸板被使用时凸起部材料不需要是导电的。
[0102]图17图示适合与本公开的实施例一起使用的各种组件交互表面。组件交互表面能够被成形并且针对它将与其一起使用的特定开关。例如，力感测电阻式开关可以更有利地与圆形的组件交互表面一起工作，而膜开关可以很好地与导致减少的接触表面面积的更陆轮廓一起工作。
[0103]组件交互表面1747被配置为凸轮廓。当使用力感测电阻式开关或电阻式触摸板时这样的轮廓是有用的。这是非线性轮廓末端配置的一个示例。组件交互表面1757是半球形的。组件交互表面1767是截头圆锥形的。组件交互表面1777是截头圆锥形的，其中凸轮廓终止圆锥的平截头体。这是非线性轮廓末端配置的另一示例。组件交互表面1787是矩形的。这些组件交互表面仅是说明性的。其它形状也是可能的，如对于得益于本公开的本领域的普通技术人员而言将是明显的那样。
[0104]图18图示具有多个凸起部1846、1856、1866、1876的用户交互元件1807。如上面所指出的，在一个或多个实施例中多个凸起部1846、1856、1866、1876能够与具有与凸起部1846、1856、1866、1876的数目相对应的许多孔径的机械片状件或接合层一起使用。凸起部1846、1856、1866、1876的数目将随着用户交互元件1807的应用和设计而变化。通过示例图示，当构建QWERTY小键盘时，字母键(例如，“Q”键)可以采用单个凸起部，而较大的键(例如，空间条)可以具有沿着其长度从其用户交互表面延伸的多个凸起部。从每个用户交互元件延伸的多个凸起部也能够被用于其它应用，例如，用于在用户按压特定用户交互元件的拐角或侧面时提供快捷功能。
[0105]图19图示凸起部配置1923、1933、1943、1953的示例以示出适合与本公开的实施例一起使用的变化中的一些。如图所示，凸起部配置1923、1933、1943、1953能够跨每个用户交互元件1907、1917、1927、1937的宽度或长度空间地变化。它们还能够在数目、位置、组
件交互表面等等上变化。
[0106]为达到这一点，上面所描述的接口外围设备一直主要是适合与电子设备一起使用的QWERTY小键盘，所述电子设备诸如仅具有触敏表面而不具有物理键的那些。然而，如上面所指出的，本公开的实施例不局限于此。图20图示能够配置有用户接口元件、接合层、触觉设备以及开关以将触觉响应递送给用户的几个其它类型的小键盘。然而其它示例对于得益于本公开的普通技术人员而言将是明显的。如图20中所示，接口外围设备能够被配置为学习小键盘2001、游戏小键盘2002或音乐小键盘2003等等中的任何一个。
[0107]图21图示依照本公开的实施例配置的接口外围设备的一个实施例的示意框图。控制模块2105被配置成操作接口外围设备的各种功能。控制模块2105可以被配置成执行在可选存储器2106中存储的软件或固件应用。控制模块2105能够执行这个软件或固件以提供接口外围设备功能性。总线2108能够被耦合到控制模块2105以用于从传感器和检测器(未示出)接收信息。总线2108可选地能够被用来提供对功率、存储器、音频或处理能力的访问。
[0108]多个开关可与控制模块2105 —起操作来检测用户输入。开关2101可与对应的用户输入元件一起操作来通过当用户输入元件沿着轴平移时闭合来检测一个或多个用户致动元件的用户致动。开关2101可以是膜开关、电阻式触摸板或电阻式力感测开关2102。在采用了膜开关的情况下，控制模块能够通过检测膜开关中的一个或多个闭合来检测用户输入元件的致动。
[0109]在采用电阻式触摸板或电阻式力感测开关2102的情况下，多个电极节点能够被耦合到控制模块2105，并且可与控制模块2105 —起操作。在一个实施例中，控制模块2105能够被配置成感测通过每个电极节点的电流或电压。电流或电压的量将取决于每个可压缩的(可选地导电的，取决于实施方式)凸起部当被用户致动时的表面面积，因为表面面积限定跨每个电极节点的对应电阻。控制模块2105检测跨每个电极节点的这个电流或电压，并且将它关联为施加的力。
[0110]当开关致动时，控制模块2105能够激发运动生成组件2103。在附加的运动生成组件2107被包括的情况下，控制模块2105能够相结合地或分别地激发它们。在一个或多个实施例中，音频输出2104能够被配置成与触觉反馈相结合地递送可听的“点击”或其它适
合的声音。
[0111]图22图示依照本公开的一个或多个实施例的递送触觉反馈的方法2200。已经主要参考执行各种步骤的各种硬件组件和控制模块在上面对方法2200的步骤进行了描述。因此，将仅在这里简要地描述步骤。
[0112]在步骤2201处，由用户输入元件的平移产生的用户输入被接收。在一个实施例中，通过当用户输入元件响应于力在用户交互元件的用户交互表面上的施加而沿着z轴(115)被平移时在2202处检测开关闭合来接收用户输入。在另一实施例中，通过沿着柔韧(对折层)衬底检测用户按而接收用户输入，所述柔韧(对折层)衬底被部署为相对于机械片状件或接合层与多个键相对。
[0113]在可选步骤2203处，所施加的力的量值可选地能够通过使用力感测元件或电阻式接触层来确定。在步骤2204处，能够插入预定时间的可选延迟。
[0114]步骤2205和2206能够以任一顺序发生。在步骤2205处，耦合到机械片状件或接合层的运动生成组件被致动。在一个实施例中，被致动的机械片状件或接合层是多个片状件中的一个。在这样的实施例中，步骤2205还能够包括确定所述多个片状件中的哪一个对应于在步骤2201处致动的用户输入元件以及仅致动与单个致动的键或多个致动的键相对应的运动生成组件。
[0115]在步骤2206处，施加步骤2201的力的用户输入元件与机械片状件或接合层接合。如上面所描述的，接合可以是平移接合或压缩接合。压缩接合能够包括用仅单个键夹持机械片状件或接合层。
[0116]在已发生步骤2205之后，在步骤2207处机械片状件或接合层移动。当已发生两个步骤2205、2206而不管顺序如何时，在步骤2208处机械片状件或接合层将触觉响应递送到接合的用户输入元件。在一个实施例中，这个触觉响应通过当机械片状件与单个键接合时移动机械片状件而被递送到单个键。在另一实施例中，能够将触觉响应递送到由用户所致动的键的组合。
[0117]应该观察到，上面所描述的实施例主要存在于与通过移动横跨多个键、能够接合所述多个键中的任何一个但仅接合由用户所致动的那些的机械片状件或接合层所递送的触觉反馈相关的方法步骤和装置组件的组合中。流程图中的任何过程描述或块应该被理解为表示包括用于在过程中实现特定逻辑功能或步骤的一个或多个可执行指令的代码的模块、段或部分。替代实施方式被包括，并且将清楚的是，取决于所牵涉的功能性，能够从所示出或讨论的顺序无序地执行功能，包括大体上同时或以相反的顺序。因此，装置组件和方法步骤在适当的情况下已由附图中的常规符号来表示，示出仅和理解本公开的实施例有关的那些特定细节，以便不使本公开与对于得益于本文描述的本领域的普通技术人员而言将是显而易见的细节相混淆。
[0118]将了解的是，本文中所描述的实施例可以包括一个或多个常规处理器和唯一存储的程序指令，所述程序指令控制一个或多个处理器与特定非处理器电路相结合地实现本文中所描述的控制模块的功能中的一些、大部分或全部。同样地，这些功能可以被解释为用来执行触觉反馈递送的方法的步骤。替换地，一些或所有功能能够由不具有存储的程序指令的状态机来实现，或者用一个或多个专用集成电路(ASIC)加以实现，其中每个功能或特定功能的一些组合被实施为定制逻辑。当然，能够使用这两种方式的组合。因此，已经在本文中描述了用于这些功能的方法和装置。另外，普通技术人员期望的是，尽管可能显著努力和许多设计选择由例如可用时间、当前技术以及经济考虑事项来推动，但当通过本文所公开的构思和原理指导时将容易地能够用最小实验生成这样的软件指令及程序和1C。
[0119]如在本文中和贯穿权利要求在本描述中所使用的那样，除非上下文清楚地另外规定:“一”、“一个”以及“该”包括复数参考，“在...中”的意义包括“在...中”和“在...上”，否则以下术语取本文中显式地关联的意义。诸如第一和第二、顶部和底部等等的关系术语可以被仅用来区分一个实体或动作与另一实体或动作，而不必要求或者暗示在这样的实体或动作之间的任何实际的这种关系或顺序。并且，特别地在本文中所示出的附图标记指示图中所示出的组件而不是所讨论的组件。例如，谈论(设备10)同时讨论图A将指的是在除图A以外的图中所示出的元件10。
[0120]在前面的描述中，已经对特定实施例进行了描述。然而，本领域的普通技术人员将了解的是，在不背离如在下面的权利要求中所阐述的本公开的范围的情况下能够做出各种修改和改变。因此，虽然已经图示并描述了本公开的优选实施例，但清楚的是，本发明不局限于此。在不背离如由以下权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，本领域的技术人员将想到许多修改、改变、变化、替换以及等同物。因此，说明书和图将被视为是说明性的而非约束性意义，并且所有这样的修改均旨在被包括在本发明的范围内。有益效果、优点、对问题的解决方案以及可以使得任何有益效果、优点或解决方案发生的或变得更显著的任何元素将不被解释为任何或全部权利要求的关键、必须或本要的特征或元件。
【权利要求】
1.一种接口外围设备，包括: 多个键； 接合层，所述接合层横跨所述多个键中的两个或更多个键；以及 运动生成组件，所述运动生成组件耦合到所述接合层； 其中: 所述接合层限定与所述多个键中的所述两个或更多个键相对应的两个或更多个孔径；以及 所述接合层被配置成:机械地接合所述多个键中的所述两个或更多个键中的至少一个键，并且当所述运动生成组件致动时将触觉响应递送到所述至少一个键。
2.根据权利要求1所述的接口外围设备，其中所述接合层被配置成:在凸起部进入在所述接合层中限定的孔径之后，机械地接合所述至少一个键的所述凸起部。
3.根据权利要求2所述的接口外围设备，其中所述多个键中的所述两个或更多个键中的每一个包括对应用户交互表面和远离所述对应用户交互表面延伸的对应凸起部，所述对应凸起部在组件交互表面中终止。
4.根据权利要求2所述的接口外围设备，其中: 所述两个或更多个孔 径每个在形状上是矩形的；以及 所述凸起部具有圆横截面。
5.根据权利要求2所述的接口外围设备，其中，所述凸起部包括非线性轮廓的末端。
6.根据权利要求2所述的接口外围设备，其中，所述多个键中的所述两个或更多个键和所述接合层每个包括光导。
7.根据权利要求2所述的接口外围设备，其中，所述对应凸起部是由柔韧材料制造的。
8.根据权利要求2所述的接口外围设备，其中: 所述孔径的宽度大于所述凸起部的直径；以及 所述凸起部被配置成:一旦致动，就展开以接触所述孔径的至少一部分周界。
9.根据权利要求1所述的接口外围设备，其中，所述运动生成组件包括下述中的一个或其组合:压电变换器、振动器电机、旋转器电机、人造肌肉、静电板。
10.一种递送触觉反馈的方法，包括: 接收施加到单个键的力，所述力使所述单个键夹持片状件，所述片状件被配置用于与多个键中的每个键选择性接合；以及 响应于通过使开关闭合而检测到的用户输入，致动耦合到所述片状件的运动生成组件，以在与所述单个键接合时通过移动所述片状件来将触觉响应递送到所述单个键。
11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括: 在所述用户输入之后，使所述致动延迟预定时间。
12.根据权利要求10所述的方法，进一步包括: 确定用以致动所述单个键的所述力的量；以及 基于所述力的所述量，来控制所述运动生成组件。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述力使所述单个键的凸起部穿过在所述片状件中限定的孔径，并且进一步展开，以至少接合所述孔径侧的一部分。
14.根据权利要求10所述的方法，其中所述片状件是多个片状件中的一个，所述方法进一步包括: 确定所述多个片状件中的哪一个对应于所述单个键，其中，所述致动包括:仅致动耦合到与所述单个键相对应的所述片状件的所述运动生成组件。
15.根据权利要求10所述的方法，其中接收所述力的步骤包括: 从衬底接收所述力，所述衬底被部署为相对于所述片状件与所述多个键相对。
16.根据权利要求10所述的方法，其中提供所述力的步骤包括: 沿着柔韧对折层接收用户按压，所述柔韧对折层被部署在相对于所述片状件与所述多个键相对，其中致动所述运动生成组件进一步将触觉反馈递送到所述柔韧对折层。
17.—种能够与电子设备一起操作的触觉用户接口系统，所述触觉用户接口系统包括: 多个用户输入元件，每个能够沿着第一轴移动，以使开关闭合； 机械层，所述机械层沿着第二轴和第三轴横跨所述多个用户输入元件，所述第二轴和所述第三轴与所述第一轴正交，所述机械层在一对一基础上限定与所述多个用户输入元件相对应的多个孔径；以及 一个或多个触觉设备，能够操作来在所述机械层上给予力； 其中，用户输入元件沿着所述第一轴的移动接合了所述机械层的至少一部分孔径周界；以及 当与所述机械层接合时，所述一个或多个触觉设备的致动将触觉响应递送到所述用户输入兀件。
18.根据权利要求17所述的触觉用户接口系统，其中所述一个或多个触觉设备包括: 第一触觉设备，所述第一触觉设备被取向成沿着所述第二轴在所述机械层上给予第一轴力； 第二触觉设备，所述第二触觉设备被取向成沿着所述第三轴给予第二轴力；或 其组合。
19.根据权利要求18所述的触觉用户接口系统，进一步包括: 控制模块，所述控制模块被配置成选择性地致动以下中的一个: 响应于所述开关闭合，致动所述第一触觉设备； 响应于所述开关闭合，致动所述第二触觉设备；或 其组合。
20.根据权利要求17所述的触觉用户接口系统，进一步包括:衬底，所述衬底被部署在所述机械层的与所述多个用户输入元件相对的侧上；以及力感测电阻式开关阵列，所述力感测电阻式开关阵列被部署在所述衬底与所述机械层之间，其中每个力感测电阻式开关与对应的用户输入元件相关联，其中，所述每个力感测电阻式开关被配置成:通过检测在从所述用户输入元件延伸的凸起部与对应的力感测电阻式开关之间的接合表面面积，来确定施加到所述用户输入元件的力的量值。
【文档编号】G06F3/01GK104040462SQ201280051080
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2012年9月27日 优先权日:2011年10月17日
【发明者】蒂莫西·狄金斯, 拉奇德·M·阿拉梅, 闵廷惠, 肯尼斯·A·派特尔, 吉里·斯拉比 申请人:摩托罗拉移动有限责任公司