具有声学谐振器的外围设备的制作方法

本公开整体涉及具有声学谐振器的外围设备以及使用来自外围设备的声学谐振器的振动传送外围设备的位置的系统和方法。

背景技术：

1、许多类型的输入设备目前可用于在计算系统中执行操作，该计算系统诸如按钮或按键、鼠标、轨迹球、操纵杆、触摸面板、触摸屏等等。具体地，触摸屏因其在操作方面的简便性和灵活性以及其不断下降的价格而很受欢迎。触摸屏可包括触摸面板和显示设备诸如液晶显示器(lcd)、发光二极管(led)显示器或有机发光二极管(oled)显示器，该触摸面板可以是具有触敏表面的透明面板，该显示设备可部分地或完全地被定位在面板的后面，使得触敏表面可覆盖显示设备的可视区域的至少一部分。触摸屏可允许用户通过使用手指、触笔或其他对象在由显示设备所显示的用户界面(ui)通常指示的位置处触摸触摸面板来执行各种功能。一般来讲，触摸屏可识别触摸和触摸在触摸面板上的位置，并且计算系统然后可根据触摸发生时出现的显示内容来解释触摸，并且然后可基于触摸来执行一个或多个动作。在一些示例中，触摸面板可被包括在与任何显示屏分离的其他输入设备(诸如触控板)中。就一些触摸感测系统而言，检测触摸不需要显示器上的物理触摸。例如，在一些电容式触摸感测系统中，用于检测触摸的边缘电场可能会延伸超过显示器的表面，并且接近表面的对象可能被检测出在表面附近而无需实际接触表面。

2、目前使用许多类型的外围输入设备来向电子设备提供输入。触笔已成为用于触敏设备的流行外围输入设备。具体地，使用能够生成可由触敏设备感测的触笔激励信号的主动式触笔，可提高触笔的精度。然而，用于与电子设备交互的外围输入设备可能因乱放而找不到。

技术实现思路

1、本公开涉及用于定位外围输入设备(诸如触笔)的系统和方法，以及集成在外围输入设备的壳体内的声学谐振器。电子设备可直接或经由网络从用户接收请求，请求辅助定位外围输入设备。作为响应，电子设备可生成位置请求并将该请求传送到外围输入设备。在一些示例中，在电子设备处生成的位置请求可指定用于由外围输入设备生成的信标或声学信号的目标检测器。尽管在一些情况下，电子设备可选择本身作为目标检测器，但有时，目标检测器由用户指定。在一些示例中，位置请求还指定由外围设备生成的信标或声学信号的期望频率、期望振幅和期望持续时间。在一些示例中，期望频率可基于指定的目标检测器。例如，如果目标检测器是用户，则可在与人类听力相关联的可听频率范围(或其子范围)内指定期望频率。另选地，如果目标检测器是电子设备，则可在与电子设备内的声学换能器(例如，音频/麦克风传感器)的最佳检测、更低功率检测或低噪声检测相关联的频率范围内指定期望频率。在一些示例中，由电子设备生成的位置请求指定的期望频率可基于用户选择。在其他示例中，期望频率可由电子设备基于目标检测器从频率范围中(例如，自动)选择，而不需要用户选择期望频率。在一些示例中，可(由用户或电子设备)选择由外围设备生成的信标或声学信号的期望振幅，使得该声学信号可以特定响度水平、在一定的距离外被目标检测器听见。在一些示例中，可选择声学信号的期望持续时间，使得目标检测器具有足够的时间来检测信号。

2、响应于接收到位置请求，外围输入设备可以位置请求中指定的频率、振幅和持续时间生成用于目标检测器的声学信号。在一些示例中，外围输入设备在与外围输入设备的正常操作相关联的默认模式下操作，并且在与生成用于目标检测器的声学信号相关联的信标模式下操作。在默认模式下，外围输入设备内的触觉模块可基于用外围输入设备执行的手势、选择或其他动作来生成用户的触觉反馈。外围输入设备可响应于接收到位置请求而切换到信标模式。在信标模式下，外围输入设备的处理电路可生成用于触觉模块的指令信号，使得其生成用于集成在外围输入设备的壳体结构内的声学谐振器的驱动信号或谐波强制信号。触觉模块可振动以引起其机械地耦接到的壳体结构中的弹性变形，或引起其周围区域中的空气压力变化。在一些示例中，外围输入设备具有集成在其壳体结构内的声学谐振器，这些声学谐振器机械地耦接到触觉模块。在一些此类示例中，在触觉模块处生成的驱动信号可通过将声学谐振器机械地耦接到触觉模块的材料路径而传递到声学谐振器。在一些示例中，外围输入设备具有经由气隙耦接到触觉模块的声学谐振器。在一些此类示例中，在触觉模块处生成的驱动信号可通过声学谐振器与触觉模块之间的气隙中的空气压力变化而传递到声学谐振器。

3、在一些示例中，集成在外围输入设备的壳体内的声学谐振器可包括在设备的端部/盖区域中的外部壳体的部分，这些部分被变薄到与设备的其他区域中的外部壳体的厚度不同的厚度。当提供来自触觉模块的对应驱动信号时，可选择或设计用于形成声学谐振器的外部壳体的厚度来以特定频率谐振。这些声学谐振器可经由用于形成外围输入设备的壳体结构的材料路径从触觉模块接收驱动信号，通过该材料路径，此类声学谐振器和触觉模块被认为是机械地耦接的。用于形成声学谐振器的外部壳体的变薄部分与内部壳体被气隙分隔，从而能够响应于从触觉模块接收到驱动信号而经历弹性变形。因此，声学谐振器使得经由外部壳体本身生成声学信号，这提高了声学信号的可检测性，而不需要结合有源扬声器部件。

4、在一些示例中，经由气隙耦接到触觉模块的声学谐振器可以是附接到外围输入设备的壳体的盖部分内的边界的至少一部分的谐振隔膜。当提供来自触觉模块的对应驱动信号时，可类似地选择或设计这些谐振隔膜的厚度来以特定频率谐振。这些声学谐振器可经由声学谐振器与触觉模块之间的区域中的由触觉模块处的振动引起的空气压力变化从触觉模块接收驱动信号。具体地，接触谐振隔膜的一侧的这些空气压力变化可能导致在谐振隔膜的相对侧上生成的对应空气压力变化(例如，声学信号)。因此，由此类谐振隔膜形成的声学谐振器导致在壳体的盖部分处生成声学信号。在一些示例中，实心盖可完全覆盖声学谐振器。在一些示例中，可在盖中形成开口以形成亥姆霍兹(helmholtz)谐振器。在一些示例中，可从盖容积到内部外围设备容积形成开口以形成亥姆霍兹谐振器。在一些示例中，可在盖中形成穿孔开口以形成具有增加的带宽的亥姆霍兹谐振器。在一些示例中，可从盖容积到内部外围设备容积形成穿孔开口，从而形成具有增加的带宽的亥姆霍兹谐振器。在其他示例中，可在盖覆盖物中形成开口，以提高检测在盖部分处生成的声学信号的便利性。

5、一旦外围输入设备生成声学信号，目标检测器就可检测其位置。在一些示例中，在目标检测器是用户的情况下，用户可使用如信标的声学信号，并且通过在对应于增加声学信号的响度水平的方向上移动来跟踪该信号的来源。在其他示例中，在目标检测器是电子设备的情况下，电子设备可使用一个或多个声学换能器(例如，音频/麦克风传感器)来检测声学信号。基于由该一个或多个声学换能器检测到的声学信号的振幅值和/或相位值和/或频率值与在位置请求中指定的声学信号的振幅值和/或相位值和/或频率值之间的比较，电子设备中的处理电路可估计外围输入设备的距离或相对位置。在一些示例中，电子设备中的处理电路还可查询声音传播模型以估计外围输入设备与电子设备的相对距离。基于在不同取向上由电子设备中的单个声学换能器感测的声学信号的振幅值之间的比较，或者设置在电子设备内的多个不同位置处的多个声学换能器的振幅值之间的比较，电子设备中的处理电路可估计外围输入设备与电子设备的相对方向。根据本公开的示例，基于估计的相对距离和估计的相对方向，电子设备中的处理电路可估计外围输入设备相对于电子设备的位置。基于测量的声学信号相对于由电子设备中的单个声学换能器感测的所请求的声学信号的相位之间的比较，或者设置在电子设备内的多个不同位置处的多个声学换能器的测量的信号相位之间的比较，电子设备中的处理电路可根据本公开的示例来估计外围输入设备与电子设备的相对位置和/或方向。根据本公开的示例，外围输入设备的相对位置和方向可与电子设备在空间内的绝对位置和取向组合，以计算外围输入设备在该空间中的位置。