局部的和/或封装的触觉致动器和元件制造技术

本发明专利技术公开了局部的和/或封装的触觉致动器或元件，在一些实施方案中，触觉致动器包括压电材料和耦接到该压电材料的表面的电压电极图案。电压电极是可单独地控制的以将电压提供给压电材料的不同部分。响应于电压的施加，压电材料的不同区段可操作为偏转，从而在那些位置产生触觉输出。不同的电压可被提供给电压电极中的一个或多个电压电极以影响偏转的位置并因此影响触觉输出。在各种实施方案中，触觉输出系统结合密封的触觉元件。密封的触觉元件包括压电部件，该压电部件耦接到一个或多个挠曲件并被该一个或多个挠曲件和封装材料或密封材料密封和/或包封。

【技术实现步骤摘要】
局部的和/或封装的触觉致动器和元件相关申请的交叉引用本专利申请根据35U.S.C.§119(e)要求2016年6月20号提交的且名称为“PatternedElectrodeLocalizedHapticActuator”的美国临时专利申请62/352,046和2016年7月11号提交的且名称为“EncapsulatedHapticElements”的美国临时专利申请62/360,836的权益，其内容好像被完全公开的那样以引用方式并入。
所述实施方案整体涉及用于电子设备的触觉致动器和/或各种其他触觉系统。更具体地，本实施方案涉及触觉输出系统的触觉致动器和/或封装元件，该触觉致动器包括用于生成局部触觉输出的电极图案化。
技术介绍
电子设备包括各种不同的输入/输出设备以从用户接收输入和/或将输出提供给用户。输入/输出设备的示例包括触摸屏、键盘、计算机鼠标、触控板、轨迹球、麦克风、扬声器、触摸板、力传感器、按钮等。一些电子设备包括用于将触觉或其他触觉输出提供给用户的致动器和/或各种触觉输出系统。触觉输出可被提供作为响应于所接收的输入的反馈，作为关于所接收的通信或其他电子设备状态等的通知。电子设备可激活系统以征求用户的注意力、增强用户与电子设备的交互体验、使电子设备或电子设备的部件移位或用于其他合适的通知或用户体验目的。在一些情况下，触觉输出系统可被部分地或完全地封装以将机械保护、电气保护或化学保护提供给该系统的一个或多个组成部件或元件。然而，常规的封装技术和材料可非期望地干扰触觉输出系统的操作。
技术实现思路
本公开涉及局部的和/或封装的触觉致动器或元件。更具体地，本文所述的实施方案涉及触觉致动器和/或用于触觉输出系统的封装元件，该触觉致动器包括用于生成局部触觉输出的电极图案化。在局部触觉致动器实施方案中，电子设备的触觉致动器包括压电材料和耦接到该压电材料的电压电极或导体。电压电极可被单独地控制以将电压提供给压电材料的不同部分。响应于电压的施加，压电材料的不同区段可操作为偏转，从而在那些位置产生触觉输出。不同的电压可被提供给电压电极中的一个或多个电压电极以影响偏转的位置并因此影响触觉输出。这可在产生与较大的单片压电结构相关联的偏转量值的同时允许在物理上连续的压电材料的尺寸内具有更大的触觉分辨率。在各种具体实施中，便携式电子设备包括覆盖玻璃和耦接到该覆盖玻璃的触觉致动器。触觉致动器包括压电材料和耦接到该压电材料的电压电极图案。电压电极图案中的电压电极可被单独地控制。电压电极图案可操作为将电压提供至压电材料的不同部分以使压电材料在多个不同位置中的一个位置处变形。在一些示例中，压电材料的不同部分在电压被提供时经由覆盖玻璃提供触觉输出。在多个示例中，压电材料可操作为基于电压被提供的位置来偏转。在此类示例的一些具体实施中，使经由不同电压电极提供的电压发生变化而改变压电材料的不同部分中发生偏转的部分。在一些示例中，压电材料为物理上连续的。在多个示例中，电压电极覆盖压电材料的正极表面的大部分。在各个示例中，触觉致动器还包括接地电极图案，该接地电极图案覆盖压电材料的负极表面的大部分。在一些具体实施中，电子设备包括具有表面的压电晶片、覆盖表面的一部分并限定各自之间间隙的电压电极和电耦接到电压电极的处理单元。处理单元可操作为通过使提供给电压电极的电压发生变化而在压电晶片的不同区段处产生偏转。在各个示例中，电压电极被成形为对应于触觉输出区域。在一些示例中，电子设备为触控板。在其他示例中，电子设备为键盘。在多个示例中，处理单元通过将电压提供给电压电极中的第一电压电极而不提供给与第一电压电极相邻的其他电压电极而在压电晶片的被第一电压电极覆盖的区段处产生偏转。在其他示例中，处理单元通过将较高的电压提供给电压电极中的第一电压电极并将较低的电压提供给电压电极中的其他电压电极而在压电晶片的被覆盖的区段处产生偏转。在其他示例中，处理单元通过将第一电压提供给电压电极中的第一电压电极、将第二电压提供给电压电极中的第二电压电极、将第三电压提供给电压电极中的其他电压电极而在压电晶片的被第一电压电极覆盖的区段处产生偏转，其中第三电压高于第二电压且低于第一电压。在各种具体实施中，触觉致动器包括压电基板(诸如锆钛酸铅、钾基压电材料诸如铌酸钠钾和/或任何其他合适的压电材料)、耦接到压电基板的表面的第一电压导体和耦接到压电基板的表面并与第一电压导体分开的第二电压导体。压电基板根据第一电压导体和第二电压导体的电压而在不同位置处产生触觉输出。在一些示例中，触觉致动器还包括耦接到压电基板的表面并与第一电压导体分开的第三电压导体和耦接到压电基板的表面并与第二电压导体分开的第四电压导体。在此类示例中，可由第一电压导体、第二电压导体、第三电压导体和第四电压导体之间的间距限定十字图案。在多个示例中，触觉致动器还包括接地导体，该接地导体耦接到压电基板的与所述表面相反的附加表面。在此类示例的一些具体实施中，接地导体是与第一电压导体相反定位的第一接地导体以及与第二电压导体相反定位的第二接地导体。在此类示例的一些具体实施中，接地导体是用于第一电压导体和第二电压导体的公用接地件。在触觉输出系统封装元件实施方案中，密封的触觉元件至少包括压电部件。压电部件可包括压电片、形成于压电片的第一面上的第一电极和形成于压电片的第二面上的第二电极。触觉元件可包括具有第一触件的第一挠曲件，该第一挠曲件相对于第一面定位，使得压电部件的第一电极和挠曲件的第一触件电连接。类似地，触觉部件可包括具有第二触件的第二挠曲件，该第二挠曲件相对于压电部件的第二面定位，使得第二电极和第二触件电连接。触觉元件还可包括围绕压电部件的周边设置在第一挠曲件和第二挠曲件之间的密封件，使得第一挠曲件、第二挠曲件和密封件包封压电部件。密封触觉元件的方法可包括使用合适的封装材料封装压电部件。然后，该部件可使用各向异性的导电带附接到柔性电路。各向异性的导电带可在封装部件的两个电极和挠曲件上的两个电触件之间建立电连接。在各种具体实施中，触觉元件包括压电部件、包括第一触件的第一挠曲件、包括第二触件的第二挠曲件和围绕压电部件的周边设置在第一挠曲件和第二挠曲件之间的密封件，使得第一挠曲件、第二挠曲件和密封件包封压电部件。压电部件包括压电片、形成于压电片的第一面上的第一电极和形成于压电片的第二面上的第二电极。第一挠曲件相对于第一面定位，使得第一电极和第一触件电连接。第二挠曲件相对于第二面定位，使得第二电极和第二触件电连接。在一些示例中，第一触件经由各向异性膜耦接到第一电极。在各个示例中，第一触件经由粘结剂耦接到第一电极。在多个示例中，密封件与压电部件的侧壁分开，以便限定位于密封件和侧壁之间的间隙。在一些示例中，密封件适形于压电部件的侧壁。在各个示例中，密封件由柔性材料形成。在一些示例中，触觉元件是与触觉输出系统相关联的一组触觉元件中的成员。触觉输出系统可被配置为设置在便携式电子设备的显示器的下方。在一些具体实施中，触觉元件包括压电部件、具有第一触件和第二触件的挠曲件和设置在压电部件上从而抵靠挠曲件包封压电部件的封装层。压电部件包括压电片、形成于压电片的第一面上的第一电极以及具有形成于压电片的第二面上的第一部分和具有形成于压电片的第一面上的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种便携式电子设备，包括：覆盖玻璃；和触觉致动器，所述触觉致动器耦接到所述覆盖玻璃，所述触觉致动器包括：压电材料；和电压电极图案，所述电压电极图案耦接到所述压电材料；其中：所述电压电极图案中的所述电压电极是能够单独地控制的；并且所述电压电极图案能够操作为将电压提供至所述压电材料的不同部分以使所述压电材料在多个不同位置中的一个位置处变形。

【技术特征摘要】
2016.06.20 US 62/352,046;2016.07.11 US 62/360,8361.一种便携式电子设备，包括：覆盖玻璃；和触觉致动器，所述触觉致动器耦接到所述覆盖玻璃，所述触觉致动器包括：压电材料；和电压电极图案，所述电压电极图案耦接到所述压电材料；其中：所述电压电极图案中的所述电压电极是能够单独地控制的；并且所述电压电极图案能够操作为将电压提供至所述压电材料的不同部分以使所述压电材料在多个不同位置中的一个位置处变形。2.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述压电材料的所述不同部分在电压被提供时经由所述覆盖玻璃提供触觉输出。3.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述电压电极覆盖所述压电材料的正极表面的大部分。4.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述触觉致动器进一步包括接地电极图案，所述接地电极图案覆盖所述压电材料的负极表面的大部分。5.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述压电材料能够操作为基于所述电压被提供的位置来偏转。6.根据权利要求5所述的便携式电子设备，其中使经由所述电压电极中的不同电压电极提供的电压发生变化改变所述压电材料的不同部分中发生偏转的部分。7.根据权利要求1所述的便携式电子设备，其中所述压电材料是物理上连续的。8.一种电子设备，包括：具有表面的压电晶片；电压电极，所述电压电极覆盖所述表面的一部分并限定彼此之间的间隙；和处理单元，所述处理单元电耦接到所述电压电极，所述处理单元能够操作为通过使提供给所述电压电极的电压发生变化来在所述压电晶片的不同区段处产生偏转。9.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述电压电极被成形为对应于触觉输出区域。10.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述处理单元通过将电压提供给所述电压电极中的第一电压电极而不提供给与所述第一电压电极相邻的其他电压电极来在所述压电晶片的被所述第一电压电极覆盖的区段处产生偏转。11.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述处理单元通过将较高的电压提供给所述电压电极中的第一电压电极并将较低的电压提供给所述电压电极中的其他电压电极来在所述压电晶片的被覆盖的区段处产生偏转。12.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述处理单元通过如下操作来在所述压电晶片的被所述电压电极中的第一电压电极覆盖的区段处产生偏转：将第一电压提供给所述第一电压电极；将第二电压提供给所述电压电极中的第二电压电极；以及将第三电压提供给所述电压电极中的其他电压电极；其中：所述第三电压高于所述第二电压并低于所述第一电压。13.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述电子设备包括触控板。14.根据权利要求8所述的电子设备，其中所述电子设备包括键盘。15.一种触觉致动器，包括：压电基板；第一电压导体，所述第一电压导体耦接到所述压电基板的表面；和第二电压导体，所述第二电压导体耦接到所述压电基板的所述表面并与所述第一电压导体分开；其中：所述压电基板根据所述第一电压导体和所述第二电压导体的电压来在不同位置处产生触觉输出。16.根据权利要求15所述的触觉致动器，还包括：第三电压导体，所述第三电压导体耦接到所述压电基板的所述表面并与所述第一电压导体分开；和第四电压导体，所述第四电压导体耦接到所述压电基板的所述表面并与所述第二电压导体分开；其中：由所述第一电压导体、所述第二电压导体、所述第三电压导体和所述第四电压导体之间的间距限定十字图案。17.根据权利要求15所述的触觉致动器，还包括接地导体，所述接地导体耦接到所述压电基板的与所述表面相反的附加表面。18.根据权利要求17所述的触觉致动器，其中所述接地导体包括：第一接地导体，所述第一接地导体定位在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：温肖楠，林玮，J·E·佩德，牛小凡，N·K·古普塔，PJ·陈，R·W·拉姆福德，P·O·古普塔，JM·杨，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国,US