專利名稱：可人工操作的電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于電子設(shè)備的可人工操作的控制。
背景技術(shù)：
在過去的十年中，多種電子設(shè)備，包括便攜式電子設(shè)備，已得到廣泛應(yīng)用。在便攜式電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中，重點(diǎn)是減小每一單獨(dú)的組件所占的空間，并減小成本。前一考慮導(dǎo)致選擇具有較小鍵程(stroke，按鈕在按下時(shí)移動(dòng)的距離)的按鈕。不幸的是，這樣的按鈕不會向操作按鈕的用戶提供大量的觸覺反饋。如果用戶習(xí)慣于迅速地按下一系列按鈕，在用戶的靈敏性降低的情況下(例如，老年用戶)，或者在用戶的視力降低的情況下，這尤其是一個(gè)問題，現(xiàn)已使用某些開關(guān)，當(dāng)超過特定門限人工動(dòng)作力時(shí)，該開關(guān)突然移位。盡管這些開關(guān)提供一定程度的觸覺反饋，它們具有復(fù)雜的構(gòu)造，以及相當(dāng)?shù)某杀尽椥蚤_關(guān)是一種低成本，且低鍵程的開關(guān)。遺憾的是，彈性開關(guān)提供極低的觸覺反饋。
考慮到新型設(shè)備(例如，個(gè)人數(shù)字助理、文本消息尋呼機(jī)、MP3播放器)的快速引入，以及新功能的快速發(fā)展，設(shè)計(jì)電子設(shè)備的另一重要目標(biāo)是提供直觀的接口。采用觸摸屏連同圖形用戶界面(GUI)是提供直觀的接口的一種途徑。不幸的是，觸摸屏的鍵程經(jīng)常是如此之小，以至于難以感知，結(jié)果觸摸屏提供極低的觸覺反饋，如果確實(shí)有觸覺反饋的話。


本發(fā)明將通過示例性實(shí)施例的方式進(jìn)行描述，而非限制，這些實(shí)施例闡釋在所附繪圖中，其中相似的引用表示相似的組件，且其中圖1是無線通信設(shè)備的前視圖，其遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖2是圖1中所示的無線通信設(shè)備的剖面?zhèn)纫晥D。
圖3是圖1、2中所示的無線通信設(shè)備中使用的彈性開關(guān)的分解圖，其遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖4是圖1、2、6-9中所示的無線通信設(shè)備中使用的電機(jī)轉(zhuǎn)換器的透視圖，其遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖5是圖4中所示的電機(jī)轉(zhuǎn)換器的放大局部。
圖6是無線通信設(shè)備的前視圖，其遵照本發(fā)明的第一可供選擇的圖7是圖6中所示的無線通信設(shè)備的剖面?zhèn)纫晥D。
圖8是無線通信設(shè)備的透視圖，其遵照本發(fā)明的第三可供選擇的圖9是圖8中所示的無線通信設(shè)備的剖面?zhèn)纫晥D。
圖10是圖1與2中所示的無線通信設(shè)備的框圖，其遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖11是用于操作圖1、2、6-9中所示的無線通信設(shè)備的方法的流程圖，其遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖12是用于使用觸覺反饋來確定按下的鍵的方法的流程圖，其遵照本發(fā)明的實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式
如所要求的那樣，在這里公開本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施例；然而，需要理解的是，公開的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的示例，其可以以各種形式實(shí)施。因此，這里公開的特定結(jié)構(gòu)與功能細(xì)節(jié)不應(yīng)被解釋為限制性的，而僅僅作為權(quán)利要求書的基礎(chǔ)，并作為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員以基本上任何適宜的詳細(xì)結(jié)構(gòu)多樣化地實(shí)施本發(fā)明的典型基礎(chǔ)。進(jìn)一步地，這里使用的術(shù)語與短語無意是限制性的；而是為了提供本發(fā)明的可理解的描述。
術(shù)語“(a，an)”，如這里所使用的那樣，被定義為一或多于一。術(shù)語“多(plurality)”，如這里所使用的那樣，被定義為二或多于二。術(shù)語“另一(another)”，如這里所使用的那樣，被定義為至少第二或更多。術(shù)語“包括”和/或“具有”，如這里所使用的那樣，被定義為包括(即開放語言)。術(shù)語“連接(coupled)”，如這里所使用的那樣，被定義為連接(connected)，盡管不必是直接的，也不必是機(jī)械的。術(shù)語“程序”，如這里所使用的那樣，被定義為被設(shè)計(jì)為在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行的一系列指令。程序，或計(jì)算機(jī)程序，可包括子程序、函數(shù)、過程、對象方法、對象實(shí)現(xiàn)、可執(zhí)行應(yīng)用、applet、servlet、源代碼、目標(biāo)代碼、共享庫/動(dòng)態(tài)加載庫和/或其它被設(shè)計(jì)為在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上執(zhí)行的一系列指令。
圖1是無線通信設(shè)備的前視圖，其遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，且圖2是圖1中所示的無線通信設(shè)備的剖面?zhèn)纫晥D。如圖1與2中所示，無線通信設(shè)備包括電話100。電話100包括機(jī)架112。機(jī)架112包括音頻輸出柵格104，其覆蓋揚(yáng)聲器204。提供天線106，以接收和發(fā)送RF通信信號。提供顯示器108，以向用戶顯示信息，例如存儲的電話號碼、以及呼叫者ID信息。提供音頻輸入孔柵格110，以將聲音(包括用戶的說話)連接到麥克風(fēng)206。電話100包括電路板208，該電路板支持并電氣地連接電路組件210，這些組件組成一或多個(gè)電路，這些電路是電話100的一部分。電路板208也支持揚(yáng)聲器204、以及麥克風(fēng)206。電話100包括若干按鍵102，其為彈性小鍵盤202的一部分。彈性小鍵盤202優(yōu)選地包括整體橡膠塑件，其形成多個(gè)按鍵，還包括連接(matte)，其連接多個(gè)按鍵。按鍵102是安靜的，即，它們在動(dòng)作時(shí)制造極小的或者沒有噪聲，按鍵102具有較小的鍵程，即，小于一毫米，并提供極小的觸覺反饋。彈性小鍵盤202被支持在電路板208上。下面參照圖3更詳細(xì)地描述彈性小鍵盤202的功能。電話100還包括電機(jī)轉(zhuǎn)換器212。電機(jī)轉(zhuǎn)換器212通過卡盤218和一或多個(gè)螺釘216安裝在機(jī)架112中的托架凸臺214上。使用雙絞線220來電氣地連接電路板208與電機(jī)轉(zhuǎn)換器212。電機(jī)轉(zhuǎn)換器212通過機(jī)架112機(jī)械地連接到按鍵102。電機(jī)轉(zhuǎn)換器212用于將電氣信號轉(zhuǎn)換為機(jī)械運(yùn)動(dòng)。優(yōu)選地，電機(jī)轉(zhuǎn)換器212足夠快，足以產(chǎn)生機(jī)械脈沖，該脈沖導(dǎo)致機(jī)架的機(jī)械擾動(dòng)，該擾動(dòng)傳播到按鍵102。這樣的機(jī)械脈沖也導(dǎo)致整個(gè)電話100的可覺察的搖晃。下面參照圖4更詳細(xì)地描述電機(jī)轉(zhuǎn)換器212。
圖3是圖1、2中所示的無線通信設(shè)備中使用的彈性開關(guān)的分解圖，其遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。參照圖3，顯示了小鍵盤202的一部分，包括單個(gè)按鍵103和互連按鍵102的連接302的一部分。當(dāng)裝配電話100時(shí)，單個(gè)按鍵103從機(jī)架112的前蓋部分304中的開口306伸出。小鍵盤202的連接部分302卡在機(jī)架112的前蓋部分304、與電路板208之間。電路板208的位于單個(gè)按鍵102之下的部分209包括第一鍍金屬指針集合308，其與第二鍍金屬指針集合310交叉。單個(gè)按鍵103(如其它按鍵102那樣)包括其下層內(nèi)表面上的襯墊312。襯墊312包括導(dǎo)電填充物(例如，碳黑或金屬微粒)或者涂有導(dǎo)電膜或墨水。當(dāng)按下單個(gè)按鍵103時(shí)，襯墊312接觸第一與第二鍍金屬指針集合308、310，從而在兩鍍金屬指針集合308、310之間建立電氣連接。電路板208使用若干螺釘(顯示了兩個(gè))安裝在機(jī)架112的前蓋部分304。
圖4是電機(jī)轉(zhuǎn)換器212的透視圖，其遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，且圖5是圖4中所示的電機(jī)轉(zhuǎn)換器的放大局部。轉(zhuǎn)換器212包括平梁壓電馬達(dá)402。平梁402的第一端401連同兩個(gè)穿孔404一起提供，該穿孔用于將轉(zhuǎn)換器212安裝在托架凸臺214上。在橫梁402的第二端403上支持質(zhì)量塊406。橫梁402的第二端403可自由運(yùn)動(dòng)。第一電氣觸點(diǎn)408與第二電氣觸點(diǎn)428大致位于橫梁402的第一端401。導(dǎo)線220(圖4中未顯示)焊接在第一與第二觸點(diǎn)408、428。
橫梁402包括多層，如現(xiàn)在將描述的那樣。第一外聚脂薄膜層410組成橫梁402的一面，且第二外聚脂薄膜層412組成橫梁402的反面。第一銀膜層414與第二銀膜層416位于第一與第二聚脂薄膜層410、412之間。第一壓電層418與第二壓電層420位于第一與第二銀膜層414、416之間。銅片422位于第一與第二壓電層418、420之間。所述各層使用高溫還氧樹脂粘合在一起。所述分層結(jié)構(gòu)優(yōu)選地?cái)U(kuò)展到橫梁402的中間部分。分層結(jié)構(gòu)無需擴(kuò)展到質(zhì)量塊406之下或(擴(kuò)展)到第一端401。銅盤424優(yōu)選地位于第一與第二外聚脂薄膜層410、412之間，質(zhì)量塊406之下。優(yōu)選地，第一與第二壓電層418、420被彼此平行地并垂直于橫梁402的頂與底主表面而極化。矢量P指示了示例性的極化方向。優(yōu)選地，第一與第二銀膜層414、416通過走線于外聚脂薄膜層410、412與銀膜層414、416之間的第一鍍金屬線426、與第二鍍金屬線(未顯示)電氣地連接到第一電氣觸點(diǎn)408。優(yōu)選地，銅片422電氣地連接到第二電氣觸點(diǎn)428。銅片422連同第一與第二銀膜層414、416作為平板電極，以向壓電層418、420施加電場。
如果第一電氣觸點(diǎn)408連接到DC信號源的第一極，且第二電氣觸點(diǎn)428連接到DC信號源的第二極，將在第一與第二壓電層418、420內(nèi)建立反向的電場。這樣的反向的電場將導(dǎo)致壓電層418、420中的一個(gè)擴(kuò)張，而壓電層418、420中的另一個(gè)收縮。同時(shí)的壓電層418、420中的一個(gè)的擴(kuò)張與壓電層418、420中的另一個(gè)的收縮，將導(dǎo)致橫梁402彎曲，且質(zhì)量塊406相對于橫梁402的長度而言正交地位移。影線顯示了偏斜的橫梁402的多少夸張的描繪，未(顯示)質(zhì)量塊406。如果連接到第一與第二電氣觸點(diǎn)408、428的信號源的極性反轉(zhuǎn)，橫梁402將反向偏斜。
圖6是無線通信設(shè)備的前視圖，其遵照本發(fā)明的第一可供選擇的實(shí)施例，且圖7是圖6中所示的無線通信設(shè)備的剖面?zhèn)纫晥D。圖6中顯示的無線通信設(shè)備包括無線地連接的個(gè)人數(shù)字助理(PDA)600。PDA600包括機(jī)架602，其支持平板顯示器606(例如，液晶顯示器)上的觸摸屏604。印刷電路板608封裝在機(jī)架602內(nèi)。電路板608支持并電氣地連接多個(gè)電路組件610。第一電氣連接612將印刷電路板608上的電路連接到觸摸屏604，且第二電氣連接614將印刷電路板608上的電路連接到顯示器606。
電機(jī)轉(zhuǎn)換器212也安裝在PDA 600的機(jī)架602的托架凸臺616上。使用兩個(gè)螺釘620、622與一個(gè)夾板624來將電機(jī)轉(zhuǎn)換器212夾緊在托架凸臺616上。雙絞導(dǎo)線618將電機(jī)轉(zhuǎn)換器212連接到印刷電路板608上的電路。觸摸屏通過機(jī)架602機(jī)械地連接到電機(jī)轉(zhuǎn)換器212，從而允許電機(jī)轉(zhuǎn)換器212生成的機(jī)械能量脈沖達(dá)到觸摸屏604。
在圖6中所示的情形中，顯示器606上展現(xiàn)了標(biāo)簽為“網(wǎng)絡(luò)”與“電子郵件”的兩個(gè)虛擬按鈕。當(dāng)用戶直接地或使用觸筆按下觸摸屏604的覆蓋虛擬按鈕之一的部分時(shí)，將檢測到該按壓，并且，作為對其的響應(yīng)，將驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)換器212，導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)換器212發(fā)出機(jī)械能量，該能量連接到觸摸屏(并通過觸筆，如果使用觸筆的話)。機(jī)械能量作為一或多個(gè)脈沖為用戶感知。(一或多個(gè))脈沖用于向用戶確認(rèn)PDA 600已登記打算的輸入。換言之，用戶接收打算的輸入的確認(rèn)。優(yōu)選地，以包括一或多個(gè)尖銳臺階的信號來驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)換器212，使得在發(fā)出導(dǎo)致觸覺反饋的脈沖的同時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)換器212也發(fā)出可聽到的類似點(diǎn)擊的聲音。以包括一或多個(gè)尖銳臺階的信號來驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)換器212導(dǎo)致PDA 600搖晃。如果PDA 600由用戶支持，也將感覺到與搖晃相關(guān)聯(lián)的PDA 600的總位移。也可以音頻驅(qū)動(dòng)PDA 600中的電機(jī)轉(zhuǎn)換器212，以播放音樂或發(fā)出話音音頻。
圖8是無線通信設(shè)備的透視圖，其遵照本發(fā)明的第三可供選擇的實(shí)施例，且圖9是圖8中所示的無線通信設(shè)備的剖面?zhèn)纫晥D。圖8與9中顯示的無線通信設(shè)備是尋呼機(jī)800。尋呼機(jī)800包括機(jī)架802，其支持顯示器804。機(jī)架封裝印刷電路板806，以及電機(jī)轉(zhuǎn)換器212。印刷電路板806支持若干電氣組件816。使用一或多個(gè)螺釘810與卡板812將電機(jī)轉(zhuǎn)換器212安裝在托架凸臺808上。機(jī)架802上支持多個(gè)彈性按鈕814。按鈕814用于控制尋呼機(jī)800。彈性按鈕814、電機(jī)轉(zhuǎn)換器212以及顯示器804電氣地連接到電路板806。
作為對用戶按下彈性按鈕814的響應(yīng)，將以這樣的信號驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)換器212，該信號導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)換器212發(fā)出機(jī)械能量，該能量通過機(jī)架802通過彈性按鈕814連接到正按下彈性按鈕之一的用戶手指之中。同時(shí)，尋呼機(jī)800將搖晃。同時(shí)，發(fā)出可聽到的點(diǎn)擊聲。也可在尋呼機(jī)中使用電機(jī)轉(zhuǎn)換器212來回放話音消息。
圖10是圖1、與2中所示的無線通信設(shè)備的框圖，其遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。通過某些刪除與修改(其中一些在下面談到)，圖10中顯示的框圖也描述了圖6-9中顯示的無線通信設(shè)備。
參照圖10，電話100包括收發(fā)器模塊1002、數(shù)字信號處理器(DSP)1004、模數(shù)轉(zhuǎn)換器1006(A/D)、輸入解碼器1008、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(D/A)1010、單穩(wěn)態(tài)多頻振蕩器(單發(fā))1012、顯示驅(qū)動(dòng)1014、存儲器模塊1016，其通過數(shù)字信號總線1018連接。收發(fā)器模塊1002通過天線1020連接到自由空間。A/D 1006連接到麥克風(fēng)206，以從其接收音頻信號。顯示驅(qū)動(dòng)1014連接到顯示器108。D/A 1010連接到揚(yáng)聲器204。揚(yáng)聲器204由D/A 204的信號輸出驅(qū)動(dòng)。單發(fā)1012用作脈沖發(fā)生器。作為可供選擇的另一種替代方案，可使用其它形式的脈沖發(fā)生器。
開關(guān)矩陣1022連接到輸入解碼器1008。開關(guān)矩陣1022優(yōu)選地包括小鍵盤202、以及印刷電路板208上的相關(guān)聯(lián)的鍍金屬(例如，交叉指針308、310)。輸入解碼器1008用于確定按下的按鍵，并向DSP1004提供標(biāo)識按下的按鍵的信息。輸入解碼器1008優(yōu)選地被適配以向DSP 1004發(fā)送中斷，以響應(yīng)按鍵按下，并從而提供標(biāo)識按下的按鍵的數(shù)據(jù)。標(biāo)識信息優(yōu)選地采取多比特字的形式，DSP在由中斷觸發(fā)的讀操作中讀取該字。作為對使用中斷的替代，可編程DSP 1004以周期性地讀取輸入解碼器1008。存儲器模塊1016用于存儲程序，DSP1004執(zhí)行該程序以控制電話100的操作，包括讀取輸入解碼器1008。
配置單發(fā)1012以輸出預(yù)先確定的幅度與持續(xù)時(shí)間的脈沖，以作為從DSP 1004接收觸發(fā)信號的響應(yīng)。作為可供選擇的另一種替代方案，在數(shù)字信號總線1018與單發(fā)1012之間包括其它接口邏輯(例如，地址解碼邏輯)。編程DSP 1004以觸發(fā)單發(fā)1012，以作為對通過輸入解碼器1008傳輸按鍵被按下的響應(yīng)。可選地，可以遵照用戶可編輯的配置設(shè)定，選擇性地允許或不允許單發(fā)1012的觸發(fā)。單發(fā)1012連接到可選增益放大器1028的信號輸入1025。單發(fā)1012輸出的脈沖由可選增益放大器1028放大，且脈沖的放大版本在可選增益放大器1028的輸出1027上輸出。電源1024(例如，電池)以相對較低的電壓(例如，1到10伏特)向DC到DC轉(zhuǎn)換器1026提供電力。DC到DC轉(zhuǎn)換器1026被適配以便以相對較低的電壓從電源1024(例如，電池)接收電力，并以較高的電壓(例如，在10到100伏特的范圍內(nèi))輸出電力。放大器1028由DC到DC轉(zhuǎn)換器1026的輸出提供電力，使得放大器1028可產(chǎn)生高電壓幅度的信號。放大器1028包括電源輸入1029，其連接到DC到DC轉(zhuǎn)換器1026。放大器1028包括數(shù)字增益選擇輸入1031，其通過數(shù)字信號總線1018連接到DSP 1004?？烧{(diào)節(jié)可選增益放大器1028的增益設(shè)置，以設(shè)置用于驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)換器212的信號的幅度。作為可供選擇的另一種替代方案，可消除增益選擇輸入1031。
電機(jī)轉(zhuǎn)換器212連接到放大器1028的輸出1027。電機(jī)轉(zhuǎn)換器212由放大器1028的輸出驅(qū)動(dòng)。
更一般地，電機(jī)轉(zhuǎn)換器212優(yōu)選地由包括至少一個(gè)階躍函數(shù)近似的信號驅(qū)動(dòng)。(注意，階躍函數(shù)是數(shù)學(xué)觀念，現(xiàn)實(shí)世界的電路不可能獲得)。階躍函數(shù)包括大范圍的頻率。通過使用包括階躍函數(shù)近似的信號來驅(qū)動(dòng)，導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)換器212發(fā)出機(jī)械能量脈沖，該脈沖傳播到小鍵盤202并為操作電話100的用戶所感知，并且同時(shí)，導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)換器212發(fā)出可聽到的聲音，其包括驅(qū)動(dòng)信號的頻率成分。更優(yōu)選地，以包括一或多個(gè)脈沖的信號來驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)換器212。優(yōu)選地，生成單個(gè)脈沖，以響應(yīng)每一檢測到的按按鍵。使用單個(gè)脈沖是有利的，這是因?yàn)閱蝹€(gè)脈沖生成這樣的機(jī)械能量脈沖，其創(chuàng)建模擬用戶可能熟悉的現(xiàn)有技術(shù)的按鍵的觸覺感覺。這樣，可使用降低成本的按鍵，例如彈性按鍵103，同時(shí)達(dá)到改進(jìn)的人體工程學(xué)(ergonomic)的性能。
圖4中所示的電機(jī)轉(zhuǎn)換器212的優(yōu)選形式的特征——寬頻率響應(yīng)，有助于允許電機(jī)轉(zhuǎn)換器212同時(shí)地發(fā)出可感覺到的機(jī)械能量脈沖與可聽到的聲音，以響應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號。質(zhì)量塊212的包括也有助于允許圖4中所示的電機(jī)轉(zhuǎn)換器212的優(yōu)選形式產(chǎn)生充分的機(jī)械能量脈沖，該脈沖連接到小鍵盤202，并向用戶提供觸覺反饋。質(zhì)量塊優(yōu)選地至少0.5克。使用DC到DC轉(zhuǎn)換器1014以增加用于向放大器1014提供電力的供應(yīng)電壓，連同使用壓電層418、420以導(dǎo)致偏斜也有助于生成可由用戶感知的充分的機(jī)械能量脈沖。用于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換器212的壓電層418、420的脈沖優(yōu)選地至少18伏特，并且相應(yīng)地，DC到DC轉(zhuǎn)換器優(yōu)選地能夠供應(yīng)該電壓。
收發(fā)器模塊1002、DSP 1004、A/D 1006、輸入解碼器1008、D/A1010、單發(fā)1012、顯示驅(qū)動(dòng)1014、存儲器1016、DC到DC轉(zhuǎn)換器1014、放大器1014優(yōu)選地為電路的一部分，該電路實(shí)施于電路組件210和電路板208的互連之內(nèi)。
作為可供選擇的另一種替代方案，作為對使用單發(fā)1012與可選增益放大器1014來驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換器1014的替代，使用不同的電路來驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換器1014，以生成觸覺反饋。
在PDA 600中，開關(guān)矩陣1022采用觸摸屏604的形式。作為可供選擇的另一種替代方案，可使用聲學(xué)或模擬類型的觸摸屏。在PDA中，可以用適宜于所用的觸摸屏類型的解碼器類型來替換解碼器1008。在PDA 600的情形中，可以不使用特定組件，例如麥克風(fēng)206以及揚(yáng)聲器204。
類似地，在尋呼機(jī)中800，可適配開關(guān)矩陣以處理有限數(shù)目的按鈕814，并且可消除特定組件，例如麥克風(fēng)206、以及揚(yáng)聲器204。
圖11是用于操作圖1、2、6-9中所示的無線通信設(shè)備的方法的流程圖1100，其遵照本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。框1102是決定框，其取決于是否檢測到用戶對可人工操作的輸入的動(dòng)作。如果沒有，流程圖1100繼續(xù)循環(huán)并等待可人工操作的輸入的動(dòng)作。在電話110的情形中，可人工操作的輸入采取按鍵102的形式，在PDA 600的情形中，可人工操作的輸入采取觸摸屏604的形式，而在尋呼機(jī)800的情形中，輸入采取彈性按鈕814的形式。當(dāng)檢測到可人工操作的輸入的動(dòng)作時(shí)，流程圖1100前進(jìn)到步驟1104，其中驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)換器212，以至少向用戶產(chǎn)生觸覺反饋，并且優(yōu)選地同時(shí)產(chǎn)生可聽到的點(diǎn)擊，以確認(rèn)可人工操作的輸入的動(dòng)作。
圖12是用于使用觸覺反饋來確定按下的鍵的方法的流程圖，其遵照本發(fā)明的實(shí)施例。在步驟1202中，檢測到按鍵的活動(dòng)?？梢杂蒁SP 1004通過從輸入解碼器1008接收中斷信號來檢測按鍵的活動(dòng)。在步驟1204，確定活動(dòng)的特定按鍵。DSP 1004可通過讀取解碼器1008來確定特定按鍵。作為可供選擇的另一種替代方案，可組合步驟1202與1204。例如，DSP 1004可周期性地讀取解碼器1008。在步驟1206，從存儲器1016讀取指定與所述特定按鍵相對應(yīng)的獨(dú)特信號的信息。作為可供選擇的另一種替代方案，作為對從存儲器讀取指定獨(dú)特信號的信息的替代，可以從特定按鍵的標(biāo)識(例如，從解碼器1008輸出的二進(jìn)制字)導(dǎo)出(例如，通過計(jì)算)獨(dú)特信號。在步驟1208，以獨(dú)特信號驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)換器212，以提供標(biāo)識特定按鍵的觸覺反饋。用于標(biāo)識活動(dòng)的按鍵的獨(dú)特信號可使用類似于莫爾斯碼的格式，其中“劃”由高幅度機(jī)械能量脈沖替代，而“點(diǎn)”由低幅度機(jī)械能量脈沖替代，或者相反。轉(zhuǎn)換器212生成的機(jī)械能量脈沖的幅度通過可選增益放大器1028的數(shù)字增益選擇輸入1031控制。按鍵的可供選擇的另一標(biāo)識使用脈沖間不同長度的暫停、或者不同數(shù)目的脈沖來編碼?？墒褂闷渌幋a系統(tǒng)。特別地，提供標(biāo)識按下的鍵的觸覺反饋對于視力削弱的用戶是有幫助的。
盡管已闡釋和描述本發(fā)明的優(yōu)選與其它實(shí)施例，顯而易見的是，本發(fā)明不限于此。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可進(jìn)行各種變更、修改、改動(dòng)、替換與等價(jià)，而不偏離如所附權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)與范圍。
權(quán)利要求
1.一種電子設(shè)備，其包括可人工操作的輸入；電機(jī)轉(zhuǎn)換器，其機(jī)械地連接到所述可人工操作的輸入；電路，其連接到所述可人工操作的輸入，以檢測所述可人工操作的輸入的操作；連接到所述電機(jī)轉(zhuǎn)換器，以驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)轉(zhuǎn)換器；和作為檢測到所述可人工操作的輸入的所述操作的響應(yīng)，被適配以便以這樣的驅(qū)動(dòng)信號驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)轉(zhuǎn)換器，使得導(dǎo)致所述電機(jī)轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生可由用戶感知的脈沖，由此所述用戶接收所述可人工操作的輸入的成功操作的觸覺確認(rèn)。
2.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其進(jìn)一步包括機(jī)架，其中所述可人工操作的輸入機(jī)械地連接到所述機(jī)架；和所述電機(jī)轉(zhuǎn)換器機(jī)械地連接到所述機(jī)架。
3.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其進(jìn)一步包括收發(fā)器。
4.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中所述可人工操作的輸入包括觸摸屏。
5.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中所述可人工操作的輸入包括彈性開關(guān)。
6.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中，所述電機(jī)轉(zhuǎn)換器包括壓電馬達(dá)。
7.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中，所述電機(jī)轉(zhuǎn)換器包括平梁形狀的壓電馬達(dá)，其包括第一端，其被適配以夾到支撐物；第二自由端；第一平板電極；第二平板電極；第一壓電層，其置于所述第一平板電極與所述第二平板電極之間；第二壓電層，其置于所述第一平板電極與所述第二平板電極之間；第三平板電極，其置于所述第一壓電層與所述第二壓電層之間；第一電氣端點(diǎn)，其置于所述第一端附近，且電氣地連接到所述第一與第二平板電極；第二電氣端點(diǎn)，其置于所述第一端附近，且電氣地連接到所述第三平板電極；和質(zhì)量塊，其附著在所述平板形狀的壓電馬達(dá)的所述第二自由端。
8.如權(quán)利要求7所述的電子設(shè)備，其中，所述質(zhì)量塊至少0.5克。
9.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中，所述電路被適配以便以包括至少一個(gè)階躍函數(shù)近似的波形來驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)轉(zhuǎn)換器。
10.如權(quán)利要求1所述的電子設(shè)備，其中，所述電路包括脈沖發(fā)生器，其用于以包括脈沖的電氣波形來驅(qū)動(dòng)所述電機(jī)轉(zhuǎn)換器。
11.如權(quán)利要求10所述的電子設(shè)備，其中，所述電路進(jìn)一步包括DC到DC轉(zhuǎn)換器，其被適配以從特征為第一電壓的第一電源接收電力，并輸出特征為超過所述第一電壓的第二電壓的電力；放大器，其包括供應(yīng)電壓輸入，其連接到所述DC到DC轉(zhuǎn)換器，以接收特征為所述第二電壓的電力；信號輸入，其連接到所述脈沖發(fā)生器；和放大信號輸出，其連接到所述電機(jī)轉(zhuǎn)換器。
12.如權(quán)利要求11所述的電子設(shè)備，其中，所述放大器被適配以輸出具有至少18伏特幅度的脈沖。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電子設(shè)備，例如電話(100)、PDA(600)、或?qū)ず魴C(jī)(800)，其包括可人工操作的輸入，例如彈性按鍵(102、103)或按鈕(814)，或觸摸屏(604)，該輸入在活動(dòng)時(shí)自身不提供真正的觸覺反饋；還包括電機(jī)轉(zhuǎn)換器(212)，能夠產(chǎn)生可感覺到的機(jī)械能量的脈沖。作為對檢測到可人工操作的輸入(102、103、814、604)的動(dòng)作的響應(yīng)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)換器(212)以產(chǎn)生機(jī)械能量脈沖，該脈沖傳播到可人工操作的輸入(102、103、814、604)并向用戶提供觸覺反饋。
文檔編號H02N2/02GK1659717SQ03812577
公開日2005年8月24日 申請日期2003年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月31日
發(fā)明者布魯斯·麥凱·莫頓, 托馬斯·詹姆士·羅林斯 申請人:摩托羅拉公司(在特拉華州注冊的公司)