包括产生回应控制动作的机械脉冲用部件的触控块体及安装所述触控块体的结构转让专利

申请号 : CN200580030359.2

文献号 : CN101031865B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : J-C·瓦兰

申请人 : 联合活跃技术公司

摘要 :

本发明提出一触控块体(18),所述触控块体包括:一水平的上位面板(32);定位部件(34),其确定一点指元件(30)在所述上位面板(32)的上表面(32s)上的触点(P)的位置;和检测部件,其检测至少一控制动作,而不受所述触点(P)在所述上位面板(32)的上表面(32s)上的位置的影响,其特征在于,所述触控块体包括部件(48、52),用于当压力(F2)值大于或等于阈值时,在上位面板(32)上产生一具有垂直主朝向的机械脉冲,并且该机械脉冲被传递给所述点指元件(30),以便产生一回应所述控制动作的触动感觉。

权利要求 :

1.触控块体(18),其包括:

-一水平的上位面板(32),一点指元件(30)能够接触在所述上位面板的水平上表面(32s)上;

-一支撑框架(38);

-定位部件(34),其确定所述点指元件(30)在所述上位面板(32)的所述水平上表面(32s)上的触点(P)的位置;以及-检测部件,其检测至少一控制动作,而不受所述触点(P)在所述上位面板(32)的水平上表面(32s)上的位置的影响,其中所述控制动作在于通过所述点指元件(30)施加一值大于或等于一预定阈值的压力(F1、F2),其特征在于,所述触控块体包括一单一元件(48),所述单一元件形成所述上位面板(32)在相对于所述支撑框架(38)的一高位上的可离合止挡件,当所述压力的值大于或等于所述阈值时,该单一元件能够改变状态,以便通过允许所述上位面板(32)相对于所述支撑框架(38)整体向下移动而在所述上位面板(32)上产生一具有主要垂直取向的机械脉冲,并且该机械脉冲被传递给所述点指元件(30),以便产生一回应所述控制动作的触动感觉。

2.如权利要求1所述的触控块体(18),其特征在于,所述可离合止挡件由一凹形元件构成,所述凹形元件被垂直地布置于所述上位面板(32)的一水平下表面(32i)和所述支撑框架(38)的一面对面的水平表面之间,并且该凹形元件能够在所述点指元件(30)的压力值大于或等于所述阈值时通过弹性形变而下陷。

3.如权利要求1或2所述的触控块体(18),其特征在于,所述可离合止挡件大体正对着所述上位面板(32)的中心布置。

4.如权利要求1或2所述的触控块体(18),其特征在于,在所述控制动作的作用下,并且当所述触点(P)相对于所述可离合止挡件水平地偏离时,所述上位面板(32)部分地向上止靠在所述支撑框架(38)的一水平上壁(42)的水平下表面(42i)上。

5.如权利要求4所述的触控块体,其特征在于,所述上位面板(32)部分地止靠在属于所述水平上壁(42)的水平下表面(42i)的、并呈三角形分布的至少三个支撑点的其中之一上,所述可离合止挡件位于该三角形区的内部。

6.如权利要求1或2所述的触控块体(18),其特征在于,所述触控块体包括回位部件(50),所述回位部件使所述上位面板(32)向一静止高位返回。

7.如权利要求1或2所述的触控块体(18),其特征在于,所述检测部件包括一单一传感器,所述单一传感器被压缩在所述上位面板(32)和所述上位面板(32)的一支撑板之间。

8.如权利要求7所述的触控块体(18),其特征在于,所述单一传感器由一能够在所述控制动作的作用下断开或闭合一电路的电转换器构成。

9.如权利要求8所述的触控块体(18),其特征在于,一设置在所述定位部件(34)及所述支撑框架(38)之间的单一电子转换器由所述可离合止挡件和所述检测部件构成。

10.如权利要求7所述的触控块体(18),其特征在于,所述单一传感器由一能够确定所述点指元件(30)的压力值的压力传感器构成。

11.如权利要求10所述的触控块体(18),其特征在于,一覆盖所述上位面板(32)的水平下表面(32i)的单一检测装置由所述定位部件(34)和所述检测部件构成。

12.如权利要求2所述的触控块体(18),其特征在于,所述定位部件(34)包括一些电开关(54),所述电开关水平地分布在所述上位面板(32)的水平下表面(32i)下面,且其中每个电开关都与所述上位面板(32)的水平上表面(32s)的一预先确定的部分(56a、56b)相关连。

13.如权利要求12所述的触控块体(18),其特征在于,所述上位面板(32)由可弹性变形材料制成;并且,所述检测部件设置在一中间支撑板(36)的水平上表面(36s)上。

14.如权利要求1或2所述的触控块体(18),其特征在于,所述上位面板(32)的水平上表面(32s)包括一系列凸起(70)。

15.如权利要求14所述的触控块体(18),其特征在于,所述上位面板(32)由可弹性变形材料制成;所述检测部件设置在一中间支撑板(36)的水平上表面(36s)上;并且,所述中间支撑板(36)的水平上表面(36s)带有一系列电连接元件(68),所述电连接元件沿所述中间支撑板(36)的周边缘有规律地分布。

16.如权利要求1或2所述的触控块体(18),其特征在于,所述触控块体包括用于选择性地显示所述上位面板(32)上的信息的部件。

17.如权利要求16所述的触控块体(18),其特征在于,所述触控块体包括一设置在所述上位面板(32)下方的显示屏。

18.如权利要求14所述的触控块体(18),其特征在于,所述触控块体包括一印刷在所述上位面板(32)的水平下表面上的印刷墨层、和一覆盖所述印刷墨层的电致发光膜,所述电致发光膜能够选择性地照亮所述印刷墨层的某些区域。

19.如权利要求1或2所述的触控块体(18),其特征在于,所述检测部件能够检测不同的控制动作,其中每个控制动作在于:通过所述点指元件(30)在所述上位面板(32)的水平上表面(32s)上施加一压力,所述压力的值大于或等于一相关阈值。

20.如权利要求19所述的触控块体(18),其特征在于,所述触控块体包括每次所述检测部件检测出一控制动作时产生一机械脉冲的所述单一元件。

21.如权利要求11所述的触控块体(18),其特征在于,所述单一检测装置是一电阻型单一检测装置。

说明书 :

包括产生回应控制动作的机械脉冲用部件的触控块体及安

装所述触控块体的结构

技术领域

[0001] 本发明涉及一种电子设备用的触控块体,所述触控块体包括用于检测一控制动作的部件。
[0002] 本发明更特别地提出一触控块体(dalle tactile),所述触控块体包括:
[0003] —一水平的上位面板,一点指元件(élément de pointage)能够接触在所述上位面板的上表面上;
[0004] -一支撑框架;
[0005] -定位部件,其确定所述点指元件在上位面板的水平上表面上的触点的位置;以及
[0006] 一检测部件,其检测至少一控制动作,而不受所述触点在所述上位面板的上表面上的位置的影响,其中所述控制动作在于通过所述点指元件施加一值大于或等于一预定阈值的压力。
[0007] 所述触控块体是一特别用于装备便携式电子设备的组成元件或子组件,所述便携式电子设备如便携式计算机、便携式无线电话、一种通常称作“PDA”的个人电子助理,或任何其它类似设备,并且所述触控块体允许使用者通过在触控块体的上表面上移动一点指元件如一笔或使用者自己的手指、并直接作用在该表面上而操控所述设备的不同功能。
[0008] 触控块体一般与一显示屏配合使用,可以在显示屏上看到与使用者在触控块体上进行的操作有关的信息。
[0009] 所述触控块体特别包括:一上位面板,所述点指元件会接触在所述上位面板上;和用于检测点指元件在上位面板的上表面上的触点位置的部件。
[0010] 根据装有触控块体的设备的程序设计,按照使用者在触控块体上进行的动作、特别是通过改变点指元件在所述上位面板的上表面上的触点,来激活电子设备的不同功能。
[0011] 根据使用者动作的已知例子,触点的移动例如与一光标在显示屏上的移动相关连,或者点指元件在上位面板上的敲击或击拍与执行所述设备一功能的控制相对应,并与光标在显示屏上的位置有关。
[0012] 使用者的另一动作在于:通过在上位面板上施加一或大或小的压力来改变点指元件的接触。

背景技术

[0013] 文献US-A-5.510.813描述了一种触控块体,所述触控块体包括测量由点指元件所施加压力的部件,用以控制所述设备的运行。
[0014] 但是,这种触控块体不包括回馈给使用者回应其动作的任何感觉的部件。
[0015] 因此这不是一真正的“触觉”板,而充其量是一“感觉”板,因为它只能接受使用者方面的动作。
[0016] 为了回馈给使用者一信息,已经知道在控制动作时通过电子设备发出一声音的或视觉的信号。但是,根据电子设备的使用条件,例如在一嘈杂环境下或者当有许多光线时,这种声音或视觉的信号是感觉不到的。
[0017] 为了对使用者产生一触知感觉,某些触控块体包括一个或多个使上位面板振动的动作器。
[0018] 文献EP-A-0.901.229描述了一种这样的触控块体,其中检测点指元件触点的位置的部件能够测量所述点指元件的压力,并且还能使上位面板产生震动。
[0019] 产生上位面板的振动用以告知使用者所述设备已经执行了一项功能。

发明内容

[0020] 本发明的目的是提出一种能够在使用者实施控制动作时产生一触觉信息的触控块体。
[0021] 为此,本发明提出一种上述类型的触控块体,其特征在于,所述触控块体包括部件,当压力值大于或等于阈值时所述部件在上位面板上产生一具有垂直主朝向的机械脉冲,并且该机械脉冲被传递给点指元件,以便产生一回应所述控制动作的触动感觉。
[0022] 这样产生的感觉向使用者确认他已经有效地按在上位面板上,如同当使用者按压一按钮或一键盘的键时产生的“喀嗒”的感觉。
[0023] 因此,无论外界条件如何,使用者都能感觉到符合本发明的触控块体产生的触动感觉。
[0024] 根据本发明的其它特征:
[0025] -机械脉冲通过上位面板在控制动作的作用下相对于支撑框架向下短暂移动而产生;
[0026] -触控块体包括一形成上位面板在一相对支撑框架的高位中的可离合止挡件的单一元件,该元件能够在控制动作的作用下改变状态,以使上位面板可以相对支撑框架整体向下移动;
[0027] -所述可离合止挡件由一凹形元件构成,所述凹形元件被垂直地布置于所述上位面板的一水平下表面和所述支撑框架的一面对面的水平表面之间,并且该凹形元件能够在所述点指元件的压力值大于或等于所述阈值时通过弹性形变而下陷;
[0028] -所述可离合止挡件大体正对着所述上位面板的中心布置;
[0029] -在所述控制动作的作用下,并且当所述触点相对于所述可离合止挡件水平地偏离时,所述上位面板部分地向上止靠在所述框架的一水平上壁的水平下表面上;
[0030] -所述上位面板部分地止靠在属于所述下表面的、并呈三角形分布的至少三个支撑点的其中之一上,所述可离合止挡件位于该三角形区的内部;
[0031] -所述触控块体包括回位部件,所述回位部件使所述上位面板向一静止高位返回;
[0032] -触控块体包括一能够产生机械脉冲的电子动作器,所述电子动作器位于上位面板与支撑框架之间;
[0033] -电子动作器由一位于所述上位面板的一水平下表面下面的压电动作器构成;
[0034] -检测部件包括一压缩在上位面板与上位面板的一支撑板之间的单一传感器;
[0035] -单一传感器由一能够在控制动作的作用下断开或闭合一电路的电转换器构成;
[0036] -所述可离合止挡件和所述检测部件由一设置在所述定位部件及所述框架之间的单一电子转换器构成;
[0037] -单一传感器由一能够确定点指元件的压力值的压力传感器构成;
[0038] -所述定位部件和所述检测部件由一覆盖所述上位面板的水平下表面的单一检测装置、特别是一电阻型单一检测装置构成;
[0039] -所述定位部件包括一些电开关,所述电开关水平地分布在所述上位面板的下表面下面,且其中每个电开关都与所述上位面板的上表面的一预先确定的部分相关连;
[0040] -所述上位面板由可弹性变形材料制成;并且,所述检测部件设置在一中间支撑板的水平上表面上;
[0041] -上位面板的水平上表面包括一系列凸起;
[0042] -支撑板带有一系列电连接元件,这些电连接元件沿支撑板的周边缘有规律地分布;
[0043] -触控块体包括选择性地显示上位面板上的信息的部件;
[0044] -触控块体包括一设置在上位面板下方的显示屏;
[0045] -所述触控块体包括—印刷在所述上位面板的下表面上的墨层、和一覆盖所述印刷墨层的电致发光膜,所述电致发光膜能够选择性地照亮所述印刷墨层的某些区域;
[0046] -所述检测部件能够检测不同的控制动作,其中每个控制动作在于:通过所述点指元件在所述上位面板的上表面上施加一压力,所述压力的值大于或等于一相关阈值;
[0047] -触控块体包括每次检测部件检测出一控制动作时产生一机械脉冲的部件;
[0048] 本发明还提出一种把一触控块体安装在一电子元件承载板的水平上表面上的结构(agencement),其特征在于,所述上位面板、所述定位部件、所述控制动作检测部件和所述产生机械脉冲的部件形成一子组件,所述子组件通过弹性嵌合安装并固定在所述电子元件承载板的上表面上。
[0049] 根据符合本发明的结构的其它特征:
[0050] -子组件通过一中间板安装在电子元件承载板的上表面上;
[0051] -所述中间板支承电子元件和一连接器,所述连接器使所述触控块体与所述电子元件承载板电连接。

附图说明

[0052] 通过阅读下面的详细描述,本发明的其它特征和优点将体现出来,为了理解该描述,参照以下附图:
[0053] -图1是一便携式电子设备的透视示意图,该电子设备包括两个互相铰接的部分,并且它的下部带有一符合本发明的触控块体;
[0054] -图2是沿触控块体的一垂直纵向平面的剖面图,所述触控块体装在图1所示的设备上,并处于静止状态;
[0055] -图3是一与图2类似的图,其中与一控制动作对应的压力施加在触控块体的上位面板上;
[0056] -图4是一与图2类似的图,该图包括一用于检测压力并用于产生机械脉冲的压电元件;
[0057] -图5是符合本发明另一方面的触控块体的分解透视示意图,其中触点通过多个电接点予以定位;
[0058] -图6是沿用于安装触控块体的结构的一纵向垂直平面的剖面图,根据本发明,所述结构用以将图5所示的触控块体安装在一电子元件承载板上,且图中触控块体表示为在其安装之前;
[0059] -图7是与图6类似的图,其中触控块体安装在电子元件承载板上;
[0060] -图8是与图7类似的图,其中触控块体通过一中间板安装在电子元件承载板上;
[0061] -图9是与图8类似的图,其中中间板带有一电子芯片和一与电子元件承载板连接的连接器。

具体实施方式

[0062] 为了描述本发明,非限制性地用图中所示的标记V、L、T表示垂直方向、纵向、和横向。
[0063] 为了便于理解本说明书和权利要求,也参照图中所示的垂直方向V采用术语“上”和“下”。
[0064] 还参照图1采用作为纵向的从前往后的定向、和从左往右的定向。
[0065] 在下面的描述中,相同、相似或类似的元件用相同的参考数字表示。
[0066] 图1中表示一便携式电子设备10,这里它是一称为“蛤壳”型的便携式无线电话,即该电话由两个结构元件12、14构成,每个结构元件的形状整体上为一矩形板。
[0067] 两个结构元件12、14围绕一横轴A互相铰接在一折叠或关闭位置(未示出)与一图1所示的完全展开或开放位置之间,在所述折叠或关闭位置,两个结构元件12、14贴合在一起,且纵向水平地延伸,在所述完全展开或开放位置,两个结构元件12、14限定一角扇形。
[0068] 第一下结构元件12纵向并大体水平地延伸。该第一下结构元件在其上表面12s上带有一控制无线电话10的触控块体18。在它的后纵向端12b处它还包括一允许使用者与他的对话者通话的传声器22,并且所述第一下结构元件在它的纵向前端12a处包括将第二结构元件14铰接在横轴A周围的铰接部件24。
[0069] 这里第二上结构元件14延伸在一大体垂直的横向平面中,并且在它的下端14i处围绕所述铰接横轴A相对于第一结构元件12铰接。该第二上结构元件在它的后表面14b上带有一显示屏26。
[0070] 最后,第二结构元件14在一自由上端14s处带有一允许电话10的使用者听到其对话者声音的扬声器28。
[0071] 应理解的是,本发明不是仅限于包括两个互相铰接的结构元件的便携式电子设备类型,并且触控块体18也可用在一包括单个结构元件的电子设备10中。
[0072] 另外,还应理解的是,本发明不局限于用在一便携式无线电话中,并且包括符合本发明的触控块体18的电子设备10也可以是另一类型的设备,如一便携式计算机,或一通常叫做“PDA”的个人助理。
[0073] 正如图2、3和4中可以看到的,为了控制电子设备的各种功能,使用者使用一点指元件30——这里点指元件是一笔(stylet)但也可是使用者的手指——的自由端,并使得该自由端与触控块体18的上表面18s相接触。
[0074] 作为回应点指元件30的该接触,所述电子设备10的一电子控制装置(未示出)在一与点指元件30在触控块体18的上表面18s上的接触位置相关的位置实施一预先确定的动作,例如在显示屏26上显示一光标。
[0075] 存在使用者通过点指元件30实现各种的可能控制动作。
[0076] 例如,点指元件30在触控块体18的上表面18s上的水平平移解释为使用者希望移动显示在屏幕26上的光标,或者点指元件30与触控块体18的上表面18s接触的短暂中断解释为选择所述设备10的一功能。
[0077] 触控块体18还能够检测一控制动作——其在于通过点指元件30在触控块体的上表面18s上施加一压力,并且电子控制装置执行设备10的一项与已被检测的控制动作有关的功能。
[0078] 在下面的描述中,使用术语“控制动作”来表示使用者在触控块体18的上表面18s上施加一压力的动作,该动作的“有效”分量大于或等于一阈值。
[0079] 正如可以在图2和以后的图中看到的,触控块体18包括一水平上位面板32,所述上位面板的水平上表面32s构成触控块体18的上表面18s。
[0080] 触控块体18还包括定位部件34,所述定位部件34确定点指元件30在所述上位面板32的上表面32s上的触点P的位置。
[0081] 定位部件34是已知的类型,例如电阻型。由于它们的结构和运行是已知的,因此本发明的说明书中不再对其进行详细描述。
[0082] 定位部件34的形状是一水平地延伸在上位面板32下方的薄带,同时其覆盖上位面板32的水平下表面32i。
[0083] 上位面板32和定位部件34安装在一水平支撑板36的上表面36s上,该支撑板赋予定位部件34和上位面板32一整体平坦的形状。
[0084] 触控块体18包括一支撑和安装周边框架38,该框架包括一具有垂直主轴线并围绕上位面板32、定位部件34和支撑板36延伸的柱形壁40,并且所述框架的柱形壁的母线具有与支撑板36的周边缘基本相同的形状。
[0085] 框架38还包括一延伸到上位面板32上方的水平上壁42,从而上位面板32垂直向上止靠在上壁42的下表面42i上。
[0086] 上壁42在其中间是敞开的,并且这样形成的中间开口44使得借助点指元件30可触及上位面板32的上表面32s。
[0087] 框架38还包括一位于上位面板32、定位部件34和支撑板36下方的水平下壁46。
[0088] 框架38还包括在电子设备10中的安装部件(未示出)。
[0089] 正如上面所说,触控块体18包括检测部件,所述检测部件检测使用者通过点指元件30施加的控制动作。
[0090] 控制动作检测部件构形成:其检测控制动作,而不受触点P在上位面板32的上表面32s上的位置的影响。
[0091] 这样可以允许使用者在施加控制动作时将点指元件30保持在一相对于上位面板32的位置中。
[0092] 还可以执行电子设备10的一功能,该功能与由所述定位部件34检测到的触点P的位置直接相关。
[0093] 触控块体18构形成:它产生一回应控制动作的触动感觉,该触动感觉被使用者感知到。
[0094] 为此并根据本发明,触控块体18包括在控制动作中产生的压力值大于或等于预定阈值时在上位面板32上产生一机械脉冲的部件。
[0095] 根据图1和2所示的第一实施方式,通过上位面板32在控制动作的作用下相对于框架38短暂向下移动得以产生所述机械脉冲。
[0096] 为此,由上位面板32、定位部件34和支撑板36形成的组件相对支撑框架38活动安装,当使用者在上位面板32上施加一值大于或等于所述预定阈值的压力时,该组件可以在一图2所示的静止高位与一个或多个低位之间活动,其中一低位的例子示于图3。
[0097] 为了使该组件的移动足够短暂,触控块体18包括一可离合的或可收放的元件48,该元件形成支撑板36在静止高位的止挡件,并且能够在控制动作的作用下改变状态。
[0098] 在控制动作导致的其脱开状态下,所述可离合元件48不再形成支撑板36的止挡件,因此使其可以整体向下移动。
[0099] 这里可离合元件48的形状为拱形,即它是向下开放并具有垂直主轴线的凹形状。该元件设置在支撑板36与支撑框架38的下壁46之间,并且当压力值大于所述阈值时,该元件能够通过弹性变形下陷,如可以在图3中看到的。因此可离合元件48根据一种也称作“塌陷”的运行突然改变状态。
[0100] 因此,正如可以在图2中看到的,当施加在上位面板32的上表面32s上的压力值小于阈值时,如箭头F1所示,该压力不足以导致可离合元件48的状态改变。
[0101] 因此,上位面板32、定位部件34和支撑板36形成的组件被可离合元件48保持在静止高位。
[0102] 相反,如图3所示,当使用者在上表面32s上施加一值大于阈值的更大压力F2时,可离合元件48变形并改变状态,从而使得上位面板32、定位部件34和支撑板36形成的组件可以突然向下移动。
[0103] 活动组件的这种突然移动通过点指元件30传递给使用者,并且被使用者感知为一种代表他刚刚实现的控制动作的触动感觉。
[0104] 当使用者停止施加与控制动作对应的压力时,由上位面板32、定位部件34和支撑板36形成的活动组件弹性地朝图2所示的静止高位返回,并且可离合元件48朝它的稳定静止状态返回。
[0105] 根据本发明的一优选实施方式,通过回位部件50实现所述的弹性回位,这里回位部件50是螺旋弹簧。
[0106] 作为未示出的变型,由可离合元件48本身保证所述弹性回位。
[0107] 在活动组件向它的静止高位返回的过程中,可离合元件48重新改变状态以便恢复它的初始形状,且因此该可离合元件在支撑板36上施加一朝上定向的短暂的力。因此这个由可离合元件48产生的新脉冲重新产生另一触动感觉,该另一触动感觉被使用者感知为控制动作结束的证实。
[0108] 这里可离合元件48大体正对着上位面板的几何中心。该可离合元件的这种定位可以限制要施加在上位面板32上的压力的幅差,以便根据点P在上位面板32的上表面32s上的位置使可离合元件产生形变。
[0109] 使用者施加控制动作时可离合元件48的变形另外还得益于这一事实,即:由上位面板32、定位部件34和支撑板36所形成的组件的周边缘向上止靠在所述框架的水平上壁42的水平下表面42i上。
[0110] 因此,在控制动作时以及触点P没有正对着可离合元件时,由上位面板32、定位部件34和支撑板36所形成的组件不能围绕可离合元件48枢转。
[0111] 另外,这里水平上壁42的形状为覆盖由上位面板32、定位部件34和支撑板36所形成组件的整个周边的环形带。
[0112] 但是,应理解的是,上壁42也可以是间断的,甚至例如只包括三个沿由上位面板32、定位部件34和支撑板36所形成组件的周边缘分布的水平支撑爪,以便实现将由上位面板32、定位部件34和支撑板36形成的组件予以保持。
[0113] 因而可离合元件48位于由所述的三个水平支撑爪确定的三角形区的内部。
[0114] 图4表示出本发明的一实施变型,根据该变型,当使用者施加控制动作时,上位面板32是不动的。
[0115] 根据该变型,机械脉冲由一动作器52产生,这里所述动作器是一压电型动作器,其位于定位部件34与框架38的下壁46之间。
[0116] 另外,动作器52水平地延伸在一与上位面板32的表面基本相同的表面上,从而无论触点P在上位面板32的上表面32s上的位置如何,使用者都能感觉到脉冲。
[0117] 该动作器52受电子设备10的电子控制装置的操控,且该动作器在检测出控制动作时被投入运行。
[0118] 控制动作检测部件包括一布置在上位面板32下面的单一传感器,且该传感器构形成:无论点指元件30在上位面板32的上表面32s上的触点P的位置如何,所述传感器都可检测所述控制动作。
[0119] 根据第一实施方式,检测控制动作的单一传感器由一能够在控制动作的作用下断开或闭合一电路的电转换器构成。
[0120] 根据该转换器的第一优选实施方式,该转换器与可离合元件48相连,以便形成一单一的电转换器,当可离合元件48在控制动作的作用下状态改变时,该单一的电转换器能够同时产生机械脉冲和一为一电子信息的信号。
[0121] 根据单一传感器的另一实施方式,该传感器能够测量由使用者通过点指元件30在上位面板32的上表面32s上施加的压力值。
[0122] 因而该单一传感器给电子设备10的电子控制装置传递一代表压力值的信息。
[0123] 因而电子控制装置将这样测量或估算的压力值与所述阈值进行比较,以便确定使用者施加的动作是否确实是一控制动作。
[0124] 为此,单一传感器由一设置在上位面板32下方的压力传感器构成。
[0125] 根据该压力传感器的一优选方面,该传感器形成一检测装置的一部分,该检测装置还包括定位部件。
[0126] 因而检测装置由一覆盖上位面板的水平下表面32i的已知类型例如电阻型的单一装置构成。
[0127] 根据压力传感器的另一方面,所述压力传感器由图4所示的压电动作器52形成。
[0128] 图5和以后的图表示出符合本发明的触控块体18的一实施变型,根据该变型,定位部件34包括一系列水平分布在上位面板32下面的电开关54,从而每个电开关54与上位面板32的一预先确定的部分或区域56a、56b相关联。
[0129] 另外,根据该实施变型,触控块体18的形状为具有垂直中心主轴线B的圆形。
[0130] 因此,上位面板32包括一共轴于触控块体18的轴线B且为圆形的中心部分56a、和一些分布在中心部分56a周围的周边部分56b,这里所述周边部分56b的数量为八个。
[0131] 因此,定位部件34包括一与上位面板32的中心部分56a相关的中心开关54、和八个周边开关54,每个周边开关54与周边部分之一56b相关联。
[0132] 每个开关54包括一印刷在支撑板36的上表面36s上的导体材料层58、和一位于导体材料层58上方并离开该导体材料层的膜片60。
[0133] 膜片60由导电材料制成,并且在点指元件30接触到上位面板32的上表面32s上时,该膜片能够与导体材料层58相接触。
[0134] 这里定位部件包括一单一膜片60,所述膜片水平地延伸在所有开关54的导体材料层58的上方。
[0135] 导电膜片60通过一垂直位于支撑板36与导电膜片60之间的隔离件62,被保持离开导体材料层58。
[0136] 隔离件62包括一些正对着导体材料层58的开口或窗口64,并且当导电膜片60局部地与所述材料层58触及时,导电膜片60的一部分穿过这些开口或窗口。
[0137] 当点指元件30与上位面板32接触时,膜片60向下弹性变形,且因此它与正对着触点P处的层58相接触,并使电路闭合。
[0138] 膜片60的这种变形伴随着上位面板32的类似变形,为此所述上位面板32由一种可弹性变形的材料制成。
[0139] 这里通过可离合元件48同时实现控制动作的检测和机械脉冲的产生,这里所述可离合元件48的形状为向上开放的凹形,并同轴于触控块体18的轴线B。
[0140] 可离合元件48包括一导电材料层,当可离合元件48在控制动作的作用下改变状态时,该导电材料层可以与另一印制在支撑板36的下表面36i上的导体材料层(未示出)相接触。
[0141] 定位部件34和控制动作检测部件通过电连接元件68连接至电子设备10的电子控制装置,这里电连接元件由一些折叠金属片构成。
[0142] 为了产生一辅助的触觉效应,触控块体18包括当使用者在上位面板32的上表面32s上移动点指元件30时使用者能感知一确定感觉的部件。
[0143] 这种感觉通过一些相对于上位面板32的上表面32s向上突起的凸起70得到。
[0144] 根据一优选实施方式,凸起70设置成它们中的每一个都限定上位面板32的部分56a、56b。
[0145] 因此,当使用者在上位面板32的上表面32s上移动点指元件30时,使用者感受到点指元件30与每个凸起70的接触,这告知使用者触点P从上位面板32的一部分56a、56b移到另一部分。
[0146] 另外,当点指元件30是使用者的手指时,使用者可以通过“跨越”一凸起时所感知的触觉直接推断出触点P在上位面板32的上表面32s上的位置。
[0147] 图6至图9表示一种用于将符合本发明的触控块体18安装到电子设备10的电子元件承载板72上的结构。
[0148] 根据本发明的一方面,上位面板32、定位部件34、支撑板36和可离合元件48之间相互连接,从而形成一通过弹性嵌合固定在电子元件承载板72上的子组件78。
[0149] 正如可以在图6和图7上看到的,支撑框架38由两个部分形成,并且它包括一固定在电子元件承载板72的水平上表面72s上的下框74、和一与子组件78连接的上框76。
[0150] 因此上框76包括框架38的水平上壁42,子组件78通过电连接元件68被保持垂直向上贴靠着所述水平上壁42的下表面42i。
[0151] 为此,每个电连接元件68由一可弹性变形的金属片构成,该金属片的第一端68a与支撑板36连接,且其第二端68b通过一中间环形元件80固定至上框76。
[0152] 这里电连接元件68的第一端68a形成一安装在支撑板36的外周边缘36a周围的“C”形钩。
[0153] 可离合元件48包括一周沿环箍82,所述环箍用于将该可离合元件固定至支撑板36的下表面36i。
[0154] 因此,电连接元件68还实现上位面板32、定位部件34和支撑板36与上框76的机械连接,并且这些电连接元件68可以在使用者在触控块体18上施加控制动作之后使上位面板32朝它的静止高位返回。
[0155] 如上所述,通过弹性嵌合实现子组件78在电子元件承载板72上的安装。
[0156] 根据本发明,下框74和上框76带有实现该弹性嵌合的互补元件。
[0157] 这里,这些互补元件表示为在下框74的一垂直壁74a中形成的一孔眼84,而所述孔眼中接纳一互补销子86,所述互补销子相对于上框76的一垂直壁向上框76的外部水平地突起。
[0158] 安装时,下框的垂直壁74a和/或上框的垂直壁76a能够弹性变形以便闪躲开,从而使销子86可以向下移动,然后当销子86与孔眼84相对时,该壁74a、76a弹性地复位,因此通过弹性嵌合实现了子组件78与下框74的固定。
[0159] 根据一优选实施方式,下框74通过钎焊或焊接固定在电子元件承载板72上。
[0160] 这种固定方式以下列方式进行:首先将要钎焊的焊盘(patte àbraser)贴附在电子元件承载板72的上表面72s上,然后将下框74放置在电子元件承载板72的上表面72s上,并覆盖要钎焊的焊盘层。
[0161] 最后实现最终固定,即将电子元件承载板和下框74在加热至一确定温度的炉子中通过,以便首先将均匀分布在电子元件承载板72和下框74上的钎焊软膏熔化,然后使钎焊软膏凝固。
[0162] 使钎焊软膏熔化所必需的炉温比较高,且该炉温可能会损坏触控块体18的某些元件。
[0163] 因此,将上位面板32、定位部件34、支撑板36和可离合元件48组装在同一子组件78中,该子组件通过弹性嵌合安装在电子元件承载板72上,这样可以在电子元件承载板72在炉子中通过之后再安装子组件78。
[0164] 因此,可以使用任何类型的材料、特别是对热敏感的塑料材料,用以制出上位面板32、定位部件34、支撑板36和可离合元件48。
[0165] 根据将触控块体18安装在电子元件承载板72上的安装方式的另一方面,将子组件78安装在电子元件承载板72的上表面72s上时,触控块体18同时与电子元件承载板72电连接。
[0166] 为此,每个电连接元件68包括一柔性触片88,所述柔性触片的一自由端88a能够贴靠着电子元件承载板72的上表面72s的一相关电轨道(未示出)。
[0167] 该触片88成形为:当触控块体18安装在电子元件承载板72上时,该触片被弹性地向上预加应力,以便施加一弹性触靠着相关电轨道的力。
[0168] 这样一方面可以保证触片88与电轨道之间的高质量电接触,而另一方面可以吸收由于下框74在电子元件承载板72上的固定方式而可能产生的电子元件承载板72或下框74的尺寸和形状的变化。
[0169] 根据本发明进行的触控块体18的安装,即将元件组件组合在一子组件78中,可以成系列地并且独立于电子设备10的其它部分之外地制造子组件78,同样地,显示屏也独立于其它组成元件之外地制造。
[0170] 但是,两个不同电子设备10的尺寸规格可以不同。
[0171] 因此,例如设备10的外壳90的上表面90s与电子元件承载板72之间的距离“d”一般在两个不同的电子设备10之间是不同的。
[0172] 但是,由于按照一唯一的方法安装所述触控块体,符合本发明的触控块体18的高度“h”始终是相同的,这样就需要使上位面板32的上表面32s与电子设备10的外壳90的上表面90s保持于同一水平。
[0173] 为此,图8表示一把符合本发明的触控块体18安装在电子元件承载板72的上表面72s上的结构的一实施变型,该实施变型包括一插在触控块体18与电子元件承载板72之间的中间板92。
[0174] 该中间板92的厚度“e”根据设备10的外壳90的上表面90s与电子元件承载板72之间的距离“d”并根据触控块体18的高度“h”进行选择,以便上位面板32的上表面32s与外壳90的上表面90s对齐。
[0175] 触控块体18因而如前面描述的通过弹性嵌合固定在该中间板92上,也就是说,支撑框架38的下框74固定在中间板92的上表面92s上。
[0176] 另外,中间板92包括连接部件(未示出),所述连接部件使触控块体18的电连接元件68电连接至电子元件承载板72的相关轨道。
[0177] 再根据符合本发明的触控块体18的另一实施变型,子组件78与中间板92形成一电子模块。
[0178] 子组件78通过前面描述的弹性嵌合安装在中间板92上,并且这样形成的模块被直接安装在电子设备10的结构元件12的底座94上。
[0179] 模块另外包括一电连接器96,以便使其与电子元件承载板72电子连接。
[0180] 模块形式的触控块体18的这种安装,使得设备10的组装者可以使用一包括符合本发明的触控块体的模块,或者使用另一模块,该另一模块包括用于控制设备10的不同部件,例如一普通的触碰式键盘。
[0181] 这类安装增加了设备10模块化的可能性,从而可对同一设备使用不同的控制部件,而不需要改变设备10的其它组成元件,如电子元件承载板72或结构元件12。
[0182] 但是,一符合本发明的触控块体18与普通触碰式键盘之间的运行的不同意味着:根据模块包括一触控块体18还是一普通触碰式键盘,由连接器96传递给电子元件承载板
72、并因此传递给设备10的电子控制装置的信息是不同的。
[0183] 为了使由连接器96传递的控制信息对所有安装在电子元件承载板72上的模块都是共有的,符合本发明的模块包括一安装在中间板92上并且使子组件78与连接器96连接的电子芯片或一微处理器98。
[0184] 该电子芯片98被程控以用于分析和解释来自触控块体18或来自电子控制装置的信息,以将这些信息翻译成电子控制装置或相应地触控块体18的信息或信号。
[0185] 因此这种通过处理器98进行的控制信息翻译可以具有对设备10的电子控制装置的单独程控,而无论被使用的模块如何,无论其包括一符合本发明的触控块体18还是包括设备10的其它控制部件。
[0186] 另外,这样可以在连接器96与电子元件承载板72之间使用一“标准”连接。
[0187] 再根据本发明的另一方面,触控块体18包括用于显示信息的部件,这些信息是可变的,并特别地取决于电子设备10的运行状态。
[0188] 根据一第一实施方式,所述显示部件由一显示屏构成,例如一首字母缩写为“LCD”的液晶型显示屏,或首字母缩写为“OLED”的有机电致发光二极管类型的显示屏。
[0189] 根据显示部件的另一实施方式,所述显示部件包括:一印刷在上位面板32的下表面32i上的、表示各种信息的层;和一设置在上位面板32与定位部件34之间并覆盖印刷层的电致发光膜。
[0190] 电致发光膜受电子设备10的电子控制装置的操控,以便照亮或不照亮印刷层,从而使得使用者看见或看不见所述信息。
[0191] 例如,这里信息由一缩略词或一标志构成,当给设备10施加电压时,该缩略词或标志被照亮。
[0192] 根据一实施变型,电致发光膜被构形成:它选择性地照亮印刷层的某些区域,并且电子控制装置能够控制电子设备10,以使其照亮使用者应该看到的信息。
[0193] 例如,要显示的信息是文字数字式字符或如升号“#”和星号“*”的符号,它们组合在两字符组中,其中第一组包括十个十进制系统的数字字符和符号,而第二组包括字母表的字母。
[0194] 每组字符分布在上位面板32的表面上,如可以在图1上看到第一字符组。
[0195] 电致发光膜受电子控制装置的控制,从而它选择性地照亮两字符组中的一组或另一组的字符,或者不照亮任何字符。
[0196] 因此,使用者可以只看见第一组的字符,在这种情况下,触控块体大体具有如图1所示的普通数字键盘的外形,或者使用者可以只看见第二组的字符。
[0197] 另外,电子控制装置被程控,以使得对于触点P在上位面板32的上表面32s上的同一位点,所述设备的运行根据被照亮的是第一组的还是第二组的字符而不同。
[0198] 也可以控制电致发光膜,以使该膜总是照亮两字符组共有的某些字符或符号。与一确认功能或一取消功能有关的符号尤其是这种情况。
[0199] 这种选择性照亮印刷层的区域,可以减少使用者可看见的元素,这简化了电子设备10的使用。
[0200] 另外,每组的字符也可有不同朝向,从而当显示第一组的字符时,触控块体18可以用在一肖像模式中,即它的长边相对于使用者基本垂直,如图1所示的。
[0201] 相反地,当显示第二组的字符时,触控块体18能以计算机键盘的方式应用在风景画的模式中,即触控块体18的朝向使得:所述触控块体18的长边相对于使用者大体呈横向的。
[0202] 刚才描述的符合本发明的触控块体18包括检测一单一控制动作的部件。但是应该理解的是,符合本发明的触控块体18可以包括检测多个控制动作的部件。
[0203] 因此,这些控制动作中的每一个在于:在触控块体18的上表面18s上施加一压力,并且该压力的相关阈值与另一控制动作的相关阈值不同。
[0204] 因此使用者可以通过逐渐增加点指元件30的压力而相继实施多个控制动作。
[0205] 另外,符合本发明的触控块体18包括每次检测部件检测出其中一控制动作时产生一机械脉冲的部件。
[0206] 符合本发明的触控块体18已经描述为矩形,并且其覆盖电子设备10的第一结构元件的上表面12s的一大部分,如图1至4所示的,或者所述触控块体为圆形,如图5所示。
[0207] 但是应理解的是,本发明不局限于该发明的这些实施方式,并且触控块体18可以有各种形状和/或各种尺寸。
[0208] 另外,已经描述了仅有唯一触控块体18的电子设备10。还应理解的是,一电子设备可以包括多个符合本发明的触控块体18。
[0209] 例如,电子设备10包括一符合本发明的附加触控块体18,所述附加触控块体的尺寸相对于电子设备10的尺寸减小。
[0210] 例如该小尺寸触控块体18位于显示屏26的附近,优选沿着显示屏26的一侧边缘。因此所述触控块体允许很容易地控制在显示屏26上的显示,例如滚动一列表,或显示于显示屏上的一图像的细节程度。
[0211] 小尺寸的触控块体18也可以安装在电子设备10的一侧壁上,以便可以控制电子设备10的辅助功能,例如通过一安装在设备上的摄像头拍摄照片。