便携式电子设备制造技术

本实用新型专利技术公开涉及便携式电子设备，具体地，提供了一种便携式电子设备，包括：外壳；与外壳相关联的触摸组件，能被便携式电子设备的用户接触；与触摸组件相关联的致动器板组件；通过间隙与致动器板组件分离的致动器；与致动器板组件相关联的传感器，用以测量间隙；及由此，由致动器提供给致动器板组件的电磁输入能作为间隙测量值的函数而改变。电磁致动器在计算设备中提供触觉反馈，包括在可移动致动器板和致动器之间的致动器间隙。间隙传感器测量在力板和致动器之间的致动间隙。致动间隙距离会由于各种环境或用户因素而改变。通过响应于测得的间隙距离的变化来调整由致动器施加在致动器板上的力，可以使提供给用户的触觉反馈的量一致。

【技术实现步骤摘要】

本公开一般而言涉及用于在计算设备中提供触觉反馈的电磁致动器。更具体而言，本公开涉及对可移动触觉输出元件和致动器之间的间隙距离的变化进行补偿。
技术介绍
“触觉(haptic)”是通过对人传送力、振动或其它运动刺激触摸的感觉的触感(tactile)反馈技术。可以使用通过各种形式的运动引起的刺激来提供响应于输入命令或系统状态的触感反馈。计算机或其它便携式电子设备可以结合触觉致动器，其响应于由用户对便携式电子设备采取的一些动作或给出的指示而产生这些力或运动来向该用户提供感官反馈或应答。例如，由用户产生的输入命令、设备操作状态、响应于设备上执行的软件等等都可以通过触觉输出进行应答。触觉致动器的一个例子提供了响应于电刺激的机械运动。一些触觉反馈机制使用电气-机械技术，诸如振动马达，其中中心质块被移动以创建谐振频率的振动。其它触觉反馈机制使用附连到触摸板(touchpad)或触摸屏的力产生设备来产生可以被用户感知的移动。触觉反馈的质量会取决于触觉反馈机制和触摸屏之间的各种制造公差。
技术实现思路
根据一种实施例，提供了一种便携式电子设备，包括：外壳；与所述外壳相关联的触摸组件，能被所述便携式电子设备的用户接触；与所述触摸组件相关联的致动器板组件；通过间隙与所述致动器板组件分离的致动器；与所述致动器板组件相关联的传感器，用以测量所述间隙；及由此，由所述致动器提供给所述致动器板组件的电磁输入能作为间隙测量值的函数而改变。可以利用连接到便携式电子设备上的触摸板的致动器来提供触觉反馈。致动器可以通过致动器驱动信号来控制。当电子设备的用户与触摸板交互时，用户可以作出手势和执行其它触摸相关的任务。当用户想要选择屏幕上的对象或执行传统上与按钮或键盘致动事件相关联的类型的其它任务时，用户可以贴着触控板(trackpad)的表面向下按压。当检测到足够的力时，可以采取适当的行动并且可以向致动器施加驱动信号。其它实施例可以使用用户的手指或用户身体的其它部分沿触摸板的运动方向来产生给便携式电子设备的信号。可以使用致动器(actuator)来产生触觉反馈，以确认用户的移动并且向用户信号通知他或她所期望的指令已被接收到。触觉技术可以应用到各种输入设备，以提高人机交互。例如，触控板或触摸显示器可以通过在预定位移内致动触摸表面来向用户提供诸如点击或振动的触感反馈。由致动器提供的触觉反馈的质量会由于各种环境因素或便携式电子设备的用户滥用受到有害的影响。例如，掉落便携式电子设备会影响某些预设的制造公差。触觉反馈设备通常在可移动板和驱动器/壳体之间有机械间隙。这个间隙被精心设计，以提供到可移动板足够的行程距离，同时最小化对便携式电子设备装饰外观的负面影响。由于一些触觉致动器(例如，电阻致动器、静电致动器)的致动力是可移动部件和致动器之间的间隙的函数，因此致动力在制造期间针对给定致动间隙进行校准。但是，这种致动间隙在触觉输入设备的使用过程中会改变。例如，致动间隙可能由于掉落事件中的机械冲击或由于材料的松弛/变形被改变。间隙可能由于用户输入被改变。例如，在触控板中，在触控板上施加力的同时用户的拖动运动会在操作期间改变间隙。致动间隙的变化会导致对用户不一致的触感反馈。在最坏的场景中，致动力由于较小的间隙而增加太多，并且可移动的表面撞击致动器(或壳体)，这会导致对设备的损坏或产生不希望的噪声。一些现有设备通过利用诸如加速计的传感器测量可移动板的运动来控制触觉系统。这种方法需要可移动板的致动，以获得用于下一次致动的反馈信息，并且如果间隙由于在用户手指移动过程中由用户施加到触控板上的压力被动态改变，则这种方法不起作用。在一种实施例中，所公开的方法使用集成的传感器来测量致动器和致动板(或触控板的壳体)之间的间隙。间隙或间隙变化可以通过电容、电感、光学或热传感器来测量。触觉系统基于在制造期间在工厂校准的已知传递函数和测得的间隙尺寸控制致动力，以对用户提供一致性触感反馈。在另一种实施例中，公开了集成到触觉系统中的间隙传感器的机械设计。在还有的另一种实施例中，公开了用于制造包括间隙传感器的触觉系统的方法。附图说明图1是包括触控板的电子设备的透视图；图2是图示计算机系统的框图；图3是示出包括触敏表面和输入致动器的输入/输出设备的透视图；图4是图3的输入/输出设备的底部平面图；图5是在图3和4中图示的输入输出装置的侧视图；图6示出了用于致动板和致动器的控制电路的示意图；图7是用于测量输入和输出对间隙间隔进行控制的触觉效果的示例方法的流程图；图8是具有附连到致动板的柔性电路的致动器和致动器板的顶视图；图8A是穿过图8的线8A-8A的剖视图；图8B是穿过图8的线8B-8B的剖视图；图9是包括第二致动器和被定位成与第一致动器相邻的第二致动器板的力组件的仰视图；图10是图9中所示的实施例的侧视图；图11示出了用来在一种实施例中检测间隙距离的平行板自电容传感器；图12示出了用来在一种可替代实施例中检测间隙距离的互电容梳指型传感器；图13示出了用来在另一种实施例中检测间隙距离的涡流传感器；图14示出了用来在另一种实施例中检测间隙距离的光学传感器；及图15是图示用于制造触控板的方法的流程图。具体实施方式本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2015年3月8日提交的标题为“Gap Sensor for Haptic Feedback Assembly”的美国临时申请No.62/129,896的权益，其公开内容由此通过引用被完整地结合于此。本公开可以通过参考以下详细描述、并结合如以上简要描述的附图来理解。应该注意，为了说明的清楚起见，附图中的某些元素可能没有按比例绘制。相同的标号贯穿各个图中的每个图表示相似的结构。当用户与便携式电子设备交互时，可能会请求他或她向该便携式电子设备提供某些输入，以便设备确定用户的需要和/或意愿。为了向用户提供触感反馈来应答和确认用户输入，可以使用触觉。例如，用户可能希望触感确认来应答他或她指示触摸屏上的各种应用中用户希望访问哪个应用的指令。也可以提示用户来调整便携式电子设备的某些功能，诸如声音、图片质量等。这可以通过触摸在触摸屏上显示的指示器或利用触控板在屏幕上移动标记来完成。在便携式电子设备上的一些应用中，可以提示用户来选择触摸屏上的数字或字母，以向便携式电子设备提供特定的输入。例如，用户可以通过在某个位置输入标记来拼写单词或完成表格。在所有上述情况下，用户希望确保选择了表示他或她的真实意图的适当的指令。为了满足对确认的这种需要，用户可能期望这种触摸的物理应答。物理确认可以通过便携式电子设备在显示器上以视觉应答做出，其可以确认用户指令已被接收到。但是，在一些实施例中，用户可能希望以触觉反馈的形式从便携式电子设备接收他或她的命令或输入已被接收到的物理应答。这种反馈可以通过向在输入操作期间可能与设备接触的用户的一个或多个手指施加力、振动或运动以触感反馈的形式做出。为了提供这种触觉反馈，一些便携式电子设备可以结合向与该设备相关联的触控板或触摸屏施加力或运动的致动器，其中运动作为设备的输出被用户感知。一般而言，本文描述的实施例可以采取用于向用户提供触觉输出的触觉组件的形式。触觉致动器可以响应于输入信号或输出信号或者作为输出信号的一部分提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式电子设备，其特征在于包括：外壳；与所述外壳相关联的触摸组件，能被所述便携式电子设备的用户接触；与所述触摸组件相关联的致动器板组件；通过间隙与所述致动器板组件分离的致动器；与所述致动器板组件相关联的传感器，用以测量所述间隙；及由此，由所述致动器提供给所述致动器板组件的电磁输入能作为间隙测量值的函数而改变。

【技术特征摘要】
2015.03.08 US 62/129,896;2015.09.08 US 14/847,1141.一种便携式电子设备，其特征在于包括：外壳；与所述外壳相关联的触摸组件，能被所述便携式电子设备的用户接触；与所述触摸组件相关联的致动器板组件；通过间隙与所述致动器板组件分离的致动器；与所述致动器板组件相关联的传感器，用以测量所述间隙；及由此，由所述致动器提供给所述致动器板组件的电磁输入能作为间隙测量值的函数而改变。2.如权利要求1所述的便携式电子设备，其特征在于所述传感器是电容式传感器。3.如权利要求2所述的便携式电子设备，其特征在于所述电容式...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·永内奥卡，C·C·拉姆，S·J·麦可优恩，P·K·奥根伯格斯，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：新型
国别省市：美国;US