[发明专利]触觉反馈控制组件

说明书

控制组件向诸如智能电话的设备的用户提供触觉反馈。按钮包括形状记忆合金致动器，其相对于手指按压横向移动按钮。致动器可以被编程和控制以提供各种触觉波形。控制组件可以与电容式传感器组合使用，电容式传感器提供触感反馈，否则电容式控件不会呈现触感反馈。与机械控制组合使用的控制组件提供了机械控制无法实现的一系列触觉波形。控制组件可以用于智能电话、可穿戴设备、键盘和其他便携式电子设备。

本发明涉及一种用于电气和电子产品的用户操作的控制组件。具体地，本发明涉及一种当被操作时向用户提供触觉反馈的用户操作的控制组件。

电子产品上用户操作的控件(control)有多种形式，例如按钮、开关、键(如键盘上的键)或触摸屏上突出显示的区域。这些控件用于向电子电路提供输入或与电子电路交互，通常作为开关来接通或断开电路或以其他方式影响这种电路。在本文中，术语“智能控件”被认为是指除了输入或切换功能之外还提供触觉效果的任何这种用户操作的控制组件。

消费电子设备采用不同的控件设计来给予用户它们已经成功地在按钮内部建立了电接触的反馈。在计算机键盘和智能电话控件的情况下，最流行的设计是“圆顶(dome)开关”和“板簧(leaf spring)”。在操作期间精确的力分布(profile)本身可以在设计中进行调节，以满足目标用户的偏好，但是需要注意的是，不同用户的偏好可能会有很大差异。

有大量按钮设计和变体的选择，以满足用户的不同偏好。然而，给定的按钮设计只能提供单个响应。因此，这意味着给定的按钮选择将满足一定数量的用户，但是会令偏好不同体验的很大一部分客户不满意。

计算机键盘按钮通常只按下一次以选择特定的字符。然而，在智能电话按钮的情况下，按钮可以被快速按压或者被按住保持一段持续的时间以访问不同的功能。例如，在“电源”按钮的情况下，可以快速按压该按钮以使显示器断电，或者按住该按钮更长时间以使整个手机断电。由于智能电话按钮采用与计算机键盘按钮类似的衍生设计，尽管希望执行完全不同的操作，但是持续按压的触觉反馈与快速操作的触觉反馈是相同的。这是违反直觉的(counterintuitive)，并且因此容易引起用户的烦恼和误解。

许多智能电话正面上的常用机械按钮(例如圆顶开关和板簧开关)已经被电容式按钮代替。在该技术中，按钮不需要从设备突出，并且对建立电接触的力要求为零。这允许智能电话表壳(casework)的平滑机械设计，并防止用户如果在短时间内多次按压按钮的疲劳。然而，与机械设计不同，这些产品完全是机械被动的(passive)，并且因此本身不提供任何机械触觉反馈。

希望的是，解决上述问题，或者至少提供当前使用的设备的替代方案。

根据本发明，提供了一种控制组件，其包括：悬置在表壳中的按钮；以及致动器，该致动器被布置成通过相对于表壳移动按钮来传递触觉反馈。

因此，通过在控制组件中包括用于移动按钮的致动器来解决机械按钮和电容式按钮的当前限制，从而形成了“智能”控件。致动器对按钮的移动将触觉(haptic)(触感(tactile))反馈传递给用户，这是用户通过触摸感知的效果。这种触觉反馈可以例如，增强标准机械按钮的机械响应分布，或者向电容式按钮添加触觉效果。

随着电子设备小型化，这种致动器需要具有非常小的尺寸。例如，典型的智能电话按钮有空间封套，既在电话外部作为典型按钮，也在电话内部具有相关联的固定件、电子器件和连接，典型的封套尺寸约为15×4×1mm。此外，致动器需要能够传递快速移动。在2ms到10ms的时间内，移动要求预计通常在50um至300um之间。此外，致动器需要能够传递足够的力以便容易被用户感测。所需的力将取决于智能控件的尺寸和用例场景，但预计在200mN和几牛顿之间。虽然标准电磁致动器(EM马达或VCM)可用且被用于许多应用中，包括在智能电话中的应用，但它们无法实现最小的尺寸或足够的力。

有利地，致动器是形状记忆合金(SMA)致动器，优选地是包括至少一根SMA线的SMA致动器。

现在将通过非限制性示例的方式参考附图来描述本发明的实施例，其中：