加相同磁力时允许平板的较大或较小运动。类似地，平板从行进位置返回至起始位置的速度可随着凝胶的几何形状而变化。另外，修改凝胶的几何形状可影响施加在触控板平板上的力的力矩和/或触控板的扭转刚度。作为实例，当与在平行于较长尺寸的方向上的剪切刚度比较时，具有矩形横截面的凝胶可在平行于矩形横截面的较短尺寸的方向上减小剪切刚度。应当理解，除了横截面之外，凝胶的厚度和其他尺寸包括在术语“几何形状”内，就像应用于凝胶110那样。
[0108]类似地，凝胶110距触控板平板108中心、平板拐角的距离和/或凝胶沿梁的位置(例如，凝胶的对准)都会影响平板的触觉响应，以及其力矩和/或刚度。例如通过控制凝胶的几何形状，凝胶可被形成以在一个方向上提供比在另一个方向上所提供的刚度更大的刚度。
[0109]凝胶的尺寸、硬度计量度和/或面积可进一步影响这些参数。作为另一实例，增大矩形凝胶的宽度、或圆形凝胶110的直径可增大力传感器读数相对于彼此的均匀度。在某些实施例中，凝胶厚度可为从0.1mm到1.0_，尽管可使用更厚和更薄的凝胶。作为一个特定实例，凝胶110可由具有相对强的内在抑制特性的材料制成或构成以控制触觉输出的谐振响应。具有较高内在抑制特性的凝胶可提供对触觉响应元件的运动的更大抑制，这继而可为用户提供更可靠或准确的感觉。特定材料，诸如具有高材料功耗因子的氨基甲酸酯和热塑性塑料可适合于用作凝胶110。
[0110]在其他实施例中，可使用多个较小凝胶补丁来替代单个凝胶110。通过使用多个小块凝胶，当减小凝胶层的剪切刚度时可提供用于粘合触觉响应元件和/或支撑表面的足够面积。作为另一选项，凝胶110的一个或多个表面可被切片、刻划或剪切以减小剪切刚度。无论采用单个凝胶补丁或者是多个凝胶，都可作出凝胶表面的这种变化。通过切片、穿孔、刻划或剪切凝胶表面，可在保持接触表面尺寸的同时减小剪切刚度，从而允许在凝胶与相邻表面之间形成粘结。
[0111]在某些实施例中，凝胶110可提供其他功能。例如，凝胶可控制或影响触觉响应元件的声学响应。作为实例，凝胶110可有助于触觉响应元件与支撑结构之间以及实施例的其他部分的软耦接。这种软耦接可减小响应于输入到致动器的尖锐脉冲或使触觉响应元件移位的其他尖锐脉冲而生成的可听噪声。因此，凝胶可使得实施例的操作更安静。
[0112]另外，凝胶110可适应触觉响应元件与支撑结构之间的热失配。凝胶110可用作两者之间的绝缘屏蔽物，从而响应于热失配而防止或减小响应元件或支撑结构的褶皱、翘曲、偏移、弯曲、断裂等。实质上，凝胶110可防止由于热失配在任一元件中生成的应力。
[0113]一些实施例可采用铰接或枢转凝胶。相对于梁(和触控板平板)枢转的凝胶可消除由于向平板施加力造成的任何力矩。
[0114]样本凝胶110可由低硬度计量度硅橡胶或其他有机硅基材料制成。在另选的实施例中，可使用泡沫。在其他实施例中，某些橡胶或其他聚合物可适于用作凝胶。
[0115]凝胶110通常将触控板平板连接到梁。凝胶可以化学方式键合到平板和梁中的一者或两者，从而减小或消除对独立粘合剂的需要。在一个实施例中，可利用底漆对钢件(平板和梁中任一者或两者)涂底漆。凝胶可被注塑到涂有底漆的表面上，从而以化学方式键合到该表面上。基于有机硅基粘合剂可被置于凝胶的另外表面上并且附接到触控板层叠结构的其他元件或另外部分。
[0116]应当理解，本文所述的凝胶可用于本文所述的实施例中的任一实施例中或者可与本文所述的实施例中是任一实施例一起使用。因此，尽管已使用附图标号110来描述特定凝胶，但是凝胶310，702, 706等还旨在由前文描述涵盖。
[0117]另外，应当理解，任何触觉响应元件可采用本文所述的凝胶，以便控制其触觉响应。通过将凝胶置于相对于触觉响应元件的移动部分的剪切下，可如本文所述获取某些优点和有益效果。
[0118]描述完若干实施例，本领域技术人员将会理解，可在不脱离本发明的实质的情况下使用各种修改形式、另选构造和等同形式。另外，未描述许多熟知的过程和元件，以便避免不必要模糊本发明。因此，以上描述不应视为限制本发明的范围。
[0119]本领域技术人员将会理解，目前公开的实施例以举例的方式而非限制的方式提出。因此，包含在以上描述中或者在附图中示出的题材应当被解释为示例性的而并非限制性的。所附权利要求旨在覆盖本文所述的所有一般和特定特征以及对本方法和系统的范围的所有论述，该本文所述的所有一般和特定特征以及对本方法和系统的范围的所有论述作为语言的题材可被认为落在所附权利要求之间。
【主权项】
1.一种触觉响应装置，包括: 移动部件； 稳定部件； 连接所述移动部件和所述稳定部件的凝胶，所述凝胶被配置为当所述移动部件移动时经受剪切力。
2.根据权利要求1所述的触觉响应装置，其中所述凝胶使所述移动部件与所述稳定部件热绝缘。
3.根据权利要求1所述的触觉响应装置，其中所述凝胶被配置为提供沿第一方向的第一剪切刚度和沿第二方向的第二剪切刚度，所述第一剪切刚度和所述第二剪切刚度彼此不同。
4.根据权利要求1所述的触觉响应装置，还包括耦接至所述稳定部件的致动器，所述致动器被配置为响应于致动信号而使所述移动部件移位。
5.根据权利要求4所述的触觉响应装置，其中当所述致动信号停止时，所述凝胶使所述移动部件返回至中间位置。
6.根据权利要求5所述的触觉响应装置，其中所述凝胶起到抑制所述移动部件的返回运动的作用。
7.根据权利要求6所述的触觉响应装置，其中所述凝胶是不紧缩的。
8.根据权利要求4所述的触觉响应装置，其中所述致动器为电磁致动器。
9.根据权利要求1所述的触觉响应装置，其中所述凝胶包括: 第一表面；以及 与所述第一表面相对的第二表面，所述第二表面为至少部分地不连续的，从而减小所述凝胶沿某个方向的剪切刚度。
10.根据权利要求7所述的触觉响应装置，其中所述至少部分地不连续的表面包括切片、划痕或穿孔中的一者。
11.根据权利要求1所述的触觉响应装置，呈触控板的形式。
12.根据权利要求1所述的触觉响应装置，呈输入设备的按钮的形式。
13.—种输出设备，包括: 平板； 附连到所述平板的至少一个凝胶； 附连到所述至少一个凝胶的至少一个支撑件； 附连到所述至少一个支撑件的至少一个传感器；其中 所述至少一个传感器被配置为从所述平板接收输入，所述输入通过所述凝胶被传输。
14.根据权利要求13所述的输出设备，其中所述凝胶减小所述平板和所述至少一个支撑件之间的热失配。
15.根据权利要求13所述的输出设备，其中所述凝胶被配置为响应于施加在所述平板上的力而弹性变形，并且被进一步配置为在施加在所述平板上的力不存在的情况下返回至默认配置。
16.根据权利要求13所述的输出设备，其中所述平板被配置为响应于所述力而移动。
17.根据权利要求16所述的输出设备，其中在所述平板的所述运动之后，所述凝胶使所述平板返回至初始位置。
18.根据权利要求16所述的输出设备，其中所述凝胶被动地支撑所述平板。
19.根据权利要求13所述的输出设备，其中所述凝胶响应于施加在所述平板上的力相对于所述支撑件而枢转。
20.根据权利要求13所述的输出设备，其中: 所述平板被配置为响应于所述输入而传输触觉输出；以及 所述凝胶至少部分地成形所述触觉输出。
【专利摘要】本发明设想了一种触觉响应元件。该触觉响应元件可生成作为输出的触感并与计算设备相关联。可通过移动触觉响应元件的一部分来产生触感。凝胶可起到使触觉响应元件的移动部件返回至起始点或零点的作用。移动部件的运动可在凝胶上施加剪切力，而不是压缩力。
【IPC分类】G06F3-01, G06F3-041, G06F3-0354
【公开号】CN104641326
【申请号】CN201380046450
【发明人】P·K·奥根伯格斯, B·W·德格纳, C·A·利藤伯格, J·A·哈里, J·M·布罗克, T·W·小威尔森, P·凯瑟勒
【申请人】苹果公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2013年3月15日
【公告号】US20150177899, WO2014018111A1