具有力传感器和致动器反馈的触摸板制造技术

电子设备可以使用具有触摸传感器阵列、力传感器和用于提供触觉反馈的致动器的触摸板。触摸板可以安装在计算机壳体内。触摸板可以具有矩形平坦触摸板部件，该矩形平坦触摸板部件具有被墨覆盖的玻璃层并且包含电容触摸传感器阵列。力传感器可以安装在矩形平坦触摸板部件的四个角的每个角下面。力传感器可以被用于测量用户向平坦触摸板部件的表面施加了多少力。经处理的力传感器信号可以表示存在按钮行为，诸如按压和释放事件。响应于检测到设备中的按钮行为或其它行为，可以产生致动器驱动信号以用于控制致动器。用户可以提供设置来调节信号处理和触觉反馈参数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请一般地涉及触摸敏感输入设备，更具体地，涉及用于电子设备(诸如便携式计算机)的触摸板。
技术介绍
诸如便携式计算机的电子设备具有用于接收用户输入的触摸板。触摸板还可以以 连接至计算机的独立部件的形式提供。触摸板通常具有矩形表面，其监视用户手指或其它外部物体的位置。用户可以通过控制用户指尖在触摸板表面上的位置来与触摸板交互。触摸板可以被用于控制光标在计算机显示屏上的位置或进行其它适当动作。在多点触摸的触摸板布置中，一个或多个手指沿触摸板表面的移动可以被解释为特定命令。例如，用户指尖在触摸板上的滑过可以作为指示计算机在项目列表中前进的手势。触摸板通常设置有相关按钮。在典型布置中，有一个或两个基于开关的按钮位于触摸板前面。用户可以使用触摸板来定位屏幕上的光标。在期望位置定位光标后，用户可以按下一个适当的按钮。例如，在一个按钮的配置中，用户可以按下该按钮来点击对应于当前屏幕上光标位置的屏幕上选项。便携式计算机然后可以相应地响应。在两个按钮的偏置中，右侧按钮可以被用于右击命令。为了改进设备的美观性，并为了进行手势命令提供更大的触摸传感器区域，具有集成按钮功能的触摸板已经被开发出来。在这种类型的布置中，触摸板的后边缘设置有铰链，触摸板的前边缘设置有开关。当用户以足够的力向下按压触摸板时，触摸板以其后边缘为轴枢转，并触发开关。尽管这种类型的触摸板通常是令人满意的，但是在靠近触摸板后边缘按压触摸板时，操作该集成按钮可能是有挑战性的。在满足涉及触摸板灵敏度和操作的各式各样的用户期望方面，也具有挑战性。因此，希望能够提供改进的触摸板。
技术实现思路
诸如便携式计算机和其它设备的电子设备可以设置有包括力传感器的触摸板。也可以提供触觉反馈。触摸板，有时被称作跟踪板或计算机跟踪板，可以具有包括触摸传感器的平坦触摸板部件。平坦触摸板部件可以由诸如清澈或不透明玻璃的材料层、可选的在玻璃表面上的不透明墨层、加硬物(Stiffener)、印刷电路板结构、粘合层等形成。总之，平坦触摸板部件的结构通常不允许光通过触摸板，从而增强触摸板的美观性，并且阻止可能不悦目的内部结构被看见。然而，如果愿意，显示结构可以被集成在触摸板中(例如，以提供触摸屏功能或增强的触摸板功能)。触摸板不透明的布置有时作为示例在此被描述。触摸传感器可以由电容电极阵列、光检测器阵列(例如对于阴影感测触摸传感器)、电阻传感器阵列、或其它触摸传感器结构形成。使用触摸传感器，一个或多个外部物体(诸如用户手指)的位置可以被检测到。触摸传感器信号可以被用于解释手势型命令。在典型手势中，用户沿触摸板的表面移动一个或多个手指。通过确定在板上移动的手指的数量以及它们的移动位置和方向，可以辨别出手势并采取适当的动作。除了处理触摸传感器信号来确定触摸事件的位置之外，来自力传感器的信号也可以被处理。矩形触摸板可以具有四个角。力传感器可以安装在四个角的每个下面。当用户按压触摸板的表面时，力传感器可以拾取四个相应的独立的力信号。这些力信号可以使用力信号处理电路被处理。例如，来自各个力传感器的力信号可以被组合，组合后的信号可以与力阈值进行比较来识别按压和释放事件。可以使用致动器提供触觉反馈。致动器可以被致动器驱动信号控制。当电子设备 的用户与触摸板交互时，用户可以进行手势并执行其它触摸相关任务。当用户希望选择屏幕上的对象或执行传统上与按钮致动事件相关联的类型的其它任务时，用户可以向下按压跟踪板的表面。当检测到足够的力时，可以采取适当动作，并且驱动信号可以被应用到致动器。致动器可以向触摸板施加移动。例如，致动器可以驱动耦接部件碰撞平坦触摸板部件的边缘。柔性垫可以形成在力传感器下面，以在致动器操作时有助于允许触摸板部件横向(相对于平坦触摸板部件的平面在平面内)移动。这可以提高致动器的效率。致动器可以响应于按钮按压和释放事件或响应于满足电子设备的其它准则而移动触摸板。默认的和用户定义的设置可以被用于调节触摸传感器和力传感器信号被处理的方式。例如，触摸传感器和力传感器灵敏度水平可以被调节。由致动器施加至触摸板部件的触觉反馈的量和类型也可以由默认的和用户定义的设置来控制。例如，用户可以选择多个驱动电流波形中的哪个来用于驱动致动器。驱动电流波形可以用于在移动触摸板时产生基本听不见的共振，从而使得触摸板能够安静地操作。如果愿意，在适当时候，可以使用扬声器或通过改变致动器驱动信号以在适当时候产生触摸板的可听见振动，来提供听得见的反馈。本专利技术的其它特征，其特性以及各种优点将从附图和下面对优选实施例的具体描述而变得清楚。附图说明图I是根据本专利技术的一个实施例的具有触摸板的示例性电子设备的透视图。图2是根据本专利技术的一个实施例的具有触摸板的示例性电子设备的内部的透视图，示出了触摸板可以如何具有力传感器和用于提供反馈的致动器。图3是根据本专利技术的一个实施例的示例性触摸板的分解透视图。图4是根据本专利技术的一个实施例的响应于弯曲而产生力测量信号的示例性力传感器的透视图。图5是根据本专利技术的一个实施例的响应于传感器挤压而产生力测量信号的示例性力传感器的透视图。图6是根据本专利技术的一个实施例的在无载状态下的示例性电阻性力传感器的截面侧视图。图7是根据本专利技术的一个实施例的图6中示出的类型的示例性电阻性力传感器在置于加载状态下之后的截面侧视图。图8是示出了根据本专利技术的一个实施例的力传感器中的电容器极板之间距离可以如何被用于产生力信号的透视图。图9是根据本专利技术的一个实施例的可以被用在触摸板中的电阻性力传感器的示意图。图10是根据本专利技术的一个实施例的可以用于向触摸板施加运动的示例性致动器的截面侧视图。图11是根据本专利技术的一个实施例的示例性触摸板的顶视图，示出了致动器可以 如何使用连接在致动器和触摸板之间的较短的侧耦接部件来向触摸板施加运动。图12是根据本专利技术的一个实施例的示例性触摸板的顶视图，示出了致动器可以如何使用连接至致动器但是与触摸板稍微分开的较短的耦接部件向触摸板施加运动。图13是根据本专利技术的一个实施例的示例性触摸板的顶视图，示出了致动器可以如何使用连接在致动器和触摸板之间的较长的耦接部件向触摸板施加运动。图14是根据本专利技术的一个实施例的示例性触摸板的顶视图，示出了致动器可以如何使用连接在致动器和触摸板之间的具有弯曲的耦接部件向触摸板施加运动。图15是根据本专利技术的一个实施例的示例性触摸板的顶视图，示出了致动器可以如何使用具有彼此相对移动的耦接结构的连杆向触摸板施加运动。图16是根据本专利技术的一个实施例的示例性触摸板的顶视图，示出了可以如何使用多个致动器来向触摸板施加运动。图17是根据本专利技术的一个实施例的示例性触摸板的侧视图，示出了致动器可以如何使用将垂直运动转换为水平运动的连杆向触摸板施加运动。图18是根据本专利技术的一个实施例的示例性触摸板的侧视图，示出了触摸板可以如何具有拥有轴承和磁性保持结构的支撑结构。图19是根据本专利技术的一个实施例的示例性触摸板的侧视图，示出了触摸板可以如何具有安装在柔性垫上的力传感器。图20是根据本专利技术的一个实施例的示例性触摸板的底视图，示出了可以如何使用弹簧结构将触摸板安装至电子设备的壳体结构。图21是根据本专利技术的一个实施例的示例性触摸板的示意图，示出了可以用于收集和处理触摸板信号并且响应于触摸板信号控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.10 US 12/635,6141.一种接收来自外部物体的输入的跟踪板，包括 具有触摸板传感器阵列的触摸板部件，所述触摸板传感器阵列收集表示外部物体已触摸了触摸板部件的给定位置的触摸传感器阵列信号； 多个力传感器，分别连接至触摸板部件的不同位置，其中所述力传感器产生表示外部物体正在多用力地按压触摸板部件的力输出信号；以及 横向致动所述触摸板部件的致动器。2.根据权利要求I所述的跟踪板，其中触摸板传感器阵列包括具有电容电极阵列的电容触摸传感器。3.根据权利要求2所述的跟踪板，其中所述多个力传感器中的每个力传感器包括压电力传感器，并且触摸板部件借助于所述多个力传感器安装在计算机壳体内的固定位置。4.根据权利要求I所述的跟踪板，其中致动器包括至少一个线圈，触摸板部件基本上平坦并位于平面内，并且致动器向触摸板部件施加横向的在平面内的移动。5.根据权利要求I所述的跟踪板，其中触摸板部件基本平坦并且具有多个边缘，并且致动器包括具有活塞的螺线管，该活塞向所述边缘之一施加移动。6.根据权利要求I所述的跟踪板，其中触摸板部件包括具有边缘的刚性的基本平坦的结构，并且致动器耦接至所述边缘并通过将横向的在平面内的力施加至所述边缘来移动触摸板部件。7.根据权利要求I所述的跟踪板，其中致动器包括由驱动信号控制的电磁致动器，触摸板部件包括位于平面内的刚性触摸板部件，触摸板部件具有左、右、后和前边缘，左和右边缘短于后和前边缘，致动器耦接至左边缘和右边缘中所选的一个，并且致动器在所述平面内水平移动触摸板部件，而不在所述平面外垂直移动触摸板部件。8.根据权利要求7所述的跟踪板，其中触摸板部件包括由致动器全局致动的刚性矩形部件，并且所述多个力传感器包括四个力传感器，每个力传感器位于触摸板部件的一个相应角处，并且每个力传感器产生表示外部物体正在多用力地按压触摸板部件的单独的模拟力输出信号。9.根据权利要求8所述的跟踪板，还包括耦接至所述四个力传感器中的每一个的柔性垫。10.根据权利要求9所述的跟踪板，其中所述柔性垫包括凝胶。11.根据权利要求10所述的跟踪板，其中所述力传感器包括压电力传感器。12.—种电子设备,包括 存储和处理电路；以及 耦接至所述存储和处理电路的跟踪板，其中跟踪板具有有效表面和跨基本全部有效表面延伸的触摸板部件、耦接至触摸板部件的触摸传感器阵列、耦接至触摸板部件的力传感器、以及耦接至触摸板部件的致动器，所述力传感器产生表示外部物体正在多用力地按压触摸板部件的力传感器信号，所述致动器响应于所述力传感器信号，通过移动触摸板部件来产生触觉反馈，其中存储和处理电路被配置为使用触摸传感器阵列来检测跟踪板上的手势行为，并且被配置为响应于检测到手势行为，暂时禁止致动器移动触摸板部件。13.根据权利要求12所述的电子设备，其中触摸板部件具有四个边缘并且基本位于平面内，并且致动器耦接至所述边缘之一并基本上在所述平面内移动触摸板部件。14.根据权利要求13所述的电子设备，其中存储和处理电路包括力信号处理电路，该力信号处理电路处理力传感器信号以产生表示用户何时按压和释放了与触摸板部件接触的手指的按压和释放数据。15.根据权利要求14所述的电子设备，其中力传感器包括压电传感器。16.根据权利要求14所述的电子设备，还包括 多个柔性垫，每个柔性垫耦接至所述力传感器中的一个相应的力传感器。17.根据权利要求16所述的电子设备，还包括 壳体结构，其中所述多个柔性垫安装至所述壳体结构。18.根据权利要求17所述的电子设备，其中所述壳体结构包括所述柔性垫附着到的计算机壳体壁。19.根据权利要求17所述的电子设备，还包括耦接在致动器和触摸板部件之间的耦接结构。20.根据权利要求19所述的电子设备，其中所述耦接结构包括细长的金属部件。21.根据权利要求20所述的电子设备，其中所述细长的金属部件具有包括弯曲的部分。22.根据权利要求19所述的电子设备，其中所述耦接结构包括机械连杆。23.根据权利要求22所述的电子设备，其中所述机械连杆包括至少一个部件以及该至少一个部件绕其旋转的至少一个枢轴。...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·T·贝尔斯丁，A·西普林斯基，B·W·德格纳，D·克尔，P·凯瑟勒，P·普斯卡里奇，M·H·克埃略，A·潘瑟，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：