[發明專利]用于觸覺反饋組件的間隙傳感器

有效

• 申請號: 201680007392.1
• 申請日: 2016-03-08
• 公開（公告）號: CN107209569B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 米岡西成;C·C·拉姆;S·J·麥可優恩;P·K·奧根伯格斯
• 申請（專利權）人: 蘋果公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 邊海梅

本發明公開了一種提供計算設備中的觸覺反饋的電磁致動器。該電磁致動器包括位于可移動致動器板和致動器之間的致動器間隙。間隙傳感器測量力板和致動器之間的致動間隙。該可移動致動器板和致動器之間的間隙距離可由于各種環境因素或用戶因素而變化。可通過響應于間隙距離的所測量的變化調整由致動器對致動器板所施加的力來使被提供至用戶的觸覺反饋的大小一致。

相關專利申請的交叉引用

本專利合作條約專利申請要求于2015年3月8日提交的標題為“Gap Sensor forHaptic Feedback Assembly”的美國臨時專利申請62/129,896、以及于2015年9月8日提交的標題為“Gap Sensor for Haptic Feedback Assembly”的美國非臨時專利申請14/847,114的優先權，該兩個專利申請的內容據此全文以引用方式并入本文。

技術領域

本公開整體涉及一種用于在計算設備中提供觸覺反饋的電磁致動器。更具體地，本公開涉及補償可移動觸覺輸出元件和致動器之間的間隙距離的變化。

背景技術

“觸覺學”是一種通過向人輸送力、振動或其他運動來模擬觸感的觸覺反饋技術。由各種形式的運動引起的激勵可用于響應于輸入命令或系統狀態來提供觸覺反饋。計算機或其他便攜式電子設備可包含觸覺致動器，這些觸覺致動器生成這些力或運動，以響應于由該用戶向便攜式電子設備采取的一些動作或由該用戶給定的指導來向用戶提供感官反饋或確認。例如，由用戶所生成的輸入命令、響應于在設備上執行的軟件的設備操作狀態等可由觸覺輸出來確認。

觸覺致動器的一個示例提供了響應于電刺激的機械運動。一些觸覺反饋機構使用機電式技術諸如振動電機，在該技術中移動中心質量以在諧振頻率下產生振動。其他觸覺反饋機構使用附接到觸摸板或觸摸屏的力生成設備來生成可由用戶所感測到的移動。該觸覺反饋的質量可取決于觸覺反饋機構和觸摸屏之間的各種制造公差。

發明內容

可使用連接至便攜式電子設備上的觸摸板的致動器來提供觸覺反饋。該致動器可由致動器驅動信號來控制。在電子設備的用戶與觸摸板進行交互時，用戶可作出手勢并執行其他觸摸相關的任務。當用戶想要選擇屏幕上對象或執行通常與按鈕或小鍵盤致動事件相關聯的類型的其他任務時，用戶可倚靠觸控板的表面向下按壓。當檢測到足夠的力時，可采取適當的動作并且可將驅動信號施加到致動器。其他實施方案可使用對用戶的手指或用戶的身體的其他部位沿觸摸板的運動的指導來向便攜式電子設備生成信號。

致動器可用于生成觸覺反饋，以確認用戶的移動并發信號通知用戶已接收到其預期指令。觸覺技術可施加到各種輸入設備，以改善人機交互。例如，通過致動觸摸表面預先確定的位移，觸控板或觸摸顯示器可向用戶提供觸覺反饋諸如點擊或振動。由致動器所提供的觸覺反饋的質量可受到各種環境因素或用戶誤用便攜式電子設備等不利影響。例如，跌落便攜式電子設備可影響某些預先設定的制造公差。

觸覺反饋設備通常在可移動板和致動器/外殼之間具有機械間隙。該間隙經精心設計以提供距可移動板足夠的行進距離，同時使對便攜式電子設備的外表外觀的不利影響最小化。由于一些觸覺致動器(例如，電阻致動器、靜電致動器)的致動力取決于可移動部件和致動器之間的間隙，因此在制造期間針對給定致動間隙來校準致動力。然而，在使用觸覺輸入設備期間，該致動間隙可變化。例如，該致動間隙可能由于跌落事件中的機械沖擊或由于材料的松弛/變形而改變。間隙可能由于用戶輸入而改變。例如，在觸控板中，用戶在觸控板上施加力時的拖動運動可在操作期間改變間隙。致動間隙的變化可導致針對用戶的不一致的觸覺反饋。在最壞的情況下，由于較小間隙致使致動力增大過多并且可移動表面碰撞致動器(或殼體)，可能對設備造成損壞或生成不需要的噪聲。

一些先前設備通過使用傳感器諸如加速度計測量可移動板的運動來控制觸覺系統。該方法需要致動可移動板以獲得用于下一次致動的反饋信息，并且如果在用戶手指的移動期間間隙通過用戶施加在觸控板上的壓力而動態變化，則該方法行不通。