Устройство и способ для обеспечения тактильной и звуковой обратной связи в сенсорном пользовательском интерфейсе

Устройство и способ для обеспечения тактильной и звуковой обратной связи в сенсорном пользовательском интерфейсе

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к дисплейному устройству, обеспечивающему функции динамика. Кроме того, изобретение относится к дисплейному устройству, обеспечивающему функции динамика для использования в мобильных устройствах, но не ограничивается этим.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Многие портативные устройства, например мобильные телефоны, оборудованы дисплеем, таким как стеклянный или пластмассовый экран, для предоставления информации пользователю. Кроме того, такие экраны теперь обычно используются в качестве сенсорного устройства ввода. Использование сенсорного устройства ввода совместно с дисплеем обеспечивает преимущество в сравнении с механической клавиатурой, поскольку такой дисплей может отображать ряд различных сигналов ввода в зависимости от режима работы устройства. Например, в первом режиме работы дисплей может обеспечивать ввод номера телефона путем отображения простой цифровой клавиатуры, а во втором режиме дисплей может обеспечивать ввод текста путем отображения алфавитно-цифровой конфигурации дисплея, например, моделирующей расположение клавиш в стандарте клавиатуре QWERTY.

Однако недостатком ввода с использованием таких сенсорных экранов по сравнению с механическими клавишами является то, что пользователь не ощущает обычного ожидаемого щелчка или механической обратной связи от клавиши, указывающей, что ввод был обнаружен.

Для преодоления этого недостатка была предпринята попытка механического или звукового моделирования нажатия клавиши.

Такая обратная связь известна как тактильная обратная связь. Некоторые устройства с сенсорными экранами снабжают тактильной обратной связью, другими словами, когда пользователь касается экрана и это касание обнаружено, для обеспечения вибрации всего устройства (а также предоставления звукового сигнала, соответствующего нажатию клавиши) используют обыкновенную вибрацию, такую, какая обычно создается динамиком в устройстве. В других устройствах используется смещенная масса, чтобы производить вибрацию устройства, когда это устройство обнаруживает, что пользователь коснулся экрана. Однако эти тактильные устройства сами по себе создают проблемы, поскольку для их работы требуется значительный ток, необходимый для генерации значительной силы обратной связи. В общем случае это происходит потому, что для устройства часто требуется, чтобы переднее окно было расположено или жестко установлено на окружающей рамке или присоединено так, чтобы значительно демпфировать силу, генерируемую приводом, до того как она приложена.

Например, часть переднего окна дисплея, сенсорный интерфейс и пенопластовая прокладка могут быть жестко или неподвижно связаны с рамкой посредством зажима, который прикреплен к рамке клеем. Аналогично часть переднего окна дисплея и сенсорный интерфейс могут быть установлены относительно корпуса с помощью пенопластовой прокладки и зажима. Для предотвращения попадания пыли и другого материала на чувствительную внутреннюю электрическую схему и механические части устройства пенопластовая прокладка может быть выполнена так, чтобы герметизировать все промежутки между корпусом и передним окном/датчиком касания. Эти пенопластовые прокладки способствуют жесткому креплению датчика и переднего окна (особенно под давлением), и поэтому для генерации силы обратной связи, обнаруживаемой пользователем, может потребоваться подача к приводу значительного тока. Кроме того, пенопластовые прокладки очень чувствительны к механическим допускам и во время сжатия создают дополнительную силу, которая действует против силы обратной связи от привода.

Кроме того, в таких устройствах, как правило, используются также электроакустические преобразователи для генерации звукового сигнала при работе с использованием наушников и в режиме «свободные руки», а также сигналов тревоги. Используемая конфигурация динамического громкоговорителя с подвижной катушкой обычно относительно велика по сравнению с объемом внутри устройства и требует специальных методов обработки сигнала для достижения приемлемой звуковой частотной характеристики. Кроме того, использование преобразователей с подвижной катушкой может привести к попаданию загрязняющих веществ, таких как небольшие частицы железа, во внутренний объем устройства и также через отверстия, обеспечивающие передачу акустической волны из динамика во внешнюю среду. Эти загрязняющие вещества могут вызвать искажения и повреждения динамика, значительно уменьшающие срок службы устройства.

Настоящее изобретение основано на том, что наличие гибкой мембраны, соединяющей дисплей с крышкой или основным корпусом устройства и способной к передаче силы, создаваемой приводом, к пользователю посредством изгиба и не слишком ослабляющей силу, может обеспечивать как физическую, так и механическую поддержку дисплея, не ограничивая его функций по созданию тактильной или осязательной обратной связи и функций динамика.

Целью по меньшей мере некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения является решение одной или более вышеуказанных проблем.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Согласно одному из аспектов предложено устройство, содержащее: первую часть, образующую по меньшей мере часть корпуса устройства; вторую часть, образующую по меньшей мере часть дисплея устройства; гибкую мембрану, соединенную в первой области контакта с первой частью и во второй области контакта со второй частью; и привод, связанный со второй частью и выполненный с возможностью приложения силы ко второй части для обеспечения по существу поступательного перемещения второй части.

Первая часть может содержать: часть корпуса и часть рамки, при этом первая область контакта гибкой мембраны закреплена между частью корпуса и частью рамки.

Вторая часть может содержать: слой переднего окна; по меньшей мере один слой дисплея и по меньшей мере один слой сенсорного интерфейса.

Вторая область контакта гибкой мембраны может быть выполнена с возможностью присоединения по меньшей мере одним из следующих средств: между двумя слоями из слоя переднего окна, по меньшей мере одного слоя дисплея и по меньшей мере одного слоя сенсорного интерфейса; между двумя слоями дисплея; и между двумя слоями сенсорного интерфейса.

Гибкая мембрана может содержать по меньшей мере часть одного из слоев дисплея и одного из слоев сенсорного интерфейса.

Гибкая мембрана может содержать кольцо подвески, расположенное в углублении в первой части, при этом кольцо подвески и углубление формируют первую область контакта.

Привод может быть соединен с первой частью посредством жесткого соединения.

Привод может представлять собой по меньшей мере одно из следующего: пьезоэлектрический привод; динамический привод со смещенной массой; привод с подвижной катушкой и привод с подвижным магнитом.

Гибкая мембрана или вторая часть может быть конфигурирована для генерации звуковых волн в ответ на приложение силы.

Гибкая мембрана может содержать по меньшей мере одно из следующего: эластомер; силиконовую фольгу; полиэфирную полиэтилентерефталатную (PET) пленку и поликарбонатную пленку.

Толщина гибкой мембраны может находиться по существу в диапазоне от 0,01 мм до 1 мм.

Гибкая мембрана может быть соединена по меньшей мере с первой частью или второй частью с помощью слоя оптически прозрачного клея.

Устройство может дополнительно содержать демпфер, установленный между приводом и второй частью, для преобразования изгибающего момента привода по существу в поступательное перемещение второй части.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения предложен способ функционирования устройства, содержащего первую часть, образующую по меньшей мере часть корпуса устройства, и вторую частью, образующую по меньшей мере часть дисплея устройства, включающий: присоединение первой части ко второй части посредством гибкой мембраны, прикрепленной в первой области контакта к первой части и во второй области контакта ко второй части, и присоединение привода ко второй части для приложения ко второй части силы для обеспечения по существу поступательного перемещения второй части.

Первая часть может содержать часть корпуса и часть рамки, при этом присоединение гибкой мембраны в первой области контакта может включать прикрепление гибкой мембраны между частью корпуса и частью рамки.

Вторая часть может содержать слой переднего окна, по меньшей мере один слой дисплея и по меньшей мере один слой сенсорного интерфейса, а присоединение гибкой мембраны во второй области контакта может включать присоединение гибкой мембраны по меньшей мере одним из следующих путей: между двумя слоями из слоя переднего окна, по меньшей мере одного слоя дисплея и по меньшей мере одного слоя сенсорного интерфейса; между двумя слоями дисплея; и между двумя слоями сенсорного интерфейса.

Способ может дополнительно включать генерацию звуковых волн в ответ на приложение силы.

Способ может дополнительно включать присоединение гибкой мембраны к первой части или второй части посредством слоя оптически прозрачного клея.

Присоединение привода ко второй части для приложения силы ко второй части для обеспечения по существу поступательного перемещения второй части может включать преобразование изгибающего момента, создаваемого приводом, в по существу поступательное перемещение.

Способ может дополнительно включать присоединение привода к первой части посредством жесткого соединения.

Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предложено устройство, содержащее: средство, формирующее корпус; средство отображения; средство соединения для гибкого присоединения первой части ко второй части; и приводное средство, соединенное со второй частью и обеспечивающее приложение силы к средству отображения для обеспечения по существу поступательного перемещения средства отображения.

Средство, формирующее корпус, может содержать: часть корпуса и часть рамки, при этом первая область контакта гибкой мембраны закреплена между частью корпуса и частью рамки.

Средство отображения может содержать: слой переднего окна; по меньшей мере один слой дисплея; и по меньшей мере один слой сенсорного интерфейса.

Средство соединения может присоединяться к средству отображения по меньшей мере одним из следующих путей: между двумя слоями из слоя переднего окна, по меньшей мере одного слоя дисплея и по меньшей мере одного слоя сенсорного интерфейса; между двумя слоями дисплея и между двумя слоями сенсорного интерфейса.

Средство соединения может содержать по меньшей мере часть одного из слоев дисплея и одного из слоев сенсорного интерфейса.

Средство соединения может включать кольцо подвески, установленное в углублении средства, формирующего корпус, при этом кольцо подвески и углубление формируют жесткое соединение.

Приводное средство может быть дополнительно соединено с первой частью посредством жесткого соединения.

Приводное средство может представлять собой по меньшей мере одно из следующего: пьезоэлектрический привод; динамический привод со смещенной массой; привод с подвижной катушкой и привод с подвижным магнитом.

Средство соединения или средство отображения может генерировать звуковые волны в ответ на приложение силы.

Средство соединения может содержать гибкую мембрану по меньшей мере из одного из следующих материалов: эластомер; силиконовая фольга; полиэфирная полиэтилентерефталатная (PET) пленка и поликарбонатная пленка.

Толщина гибкой мембраны может находиться по существу в диапазоне от 0,01 мм до 1 мм.

Гибкая мембрана может быть соединена с первой частью или второй частью с помощью слоя оптически прозрачного клея.

Устройство может дополнительно содержать демпфирующее средство, установленное между приводным средством и средством отображения, для преобразования изгибающего момента привода в по существу поступательное перемещение второй части.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для лучшего понимания настоящего изобретения далее будут сделаны ссылки, только в качестве примера, на сопровождающие чертежи, где:

на фиг.1 схематично показано устройство, подходящее для использования в нем вариантов осуществления настоящего изобретения;

на фиг.2 схематично показано вертикальное сечение с пространственным разнесением деталей примера топологии устройства согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг.3 схематично показана ортогональная проекция с пространственным разнесением деталей примера топологии устройства согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения с демонстрацией дополнительных деталей;

на фиг.4 схематично показана ортогональная проекция сечения примера топологии устройства согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг.5 более подробно показана схематическая изометрическая проекция частей примера топологии;

на фиг.6 более подробно показана еще одна схематическая изометрическая проекция частей примера топологии;

на фиг.7 схематично показано еще одно сечение примера топологии устройства согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения;

на фиг.8 показана часть еще одного схематического сечения примера топологии устройства, показанного на фиг.7;

на фиг.9 показано функционирование схематического сечения примера топологии, показанного на фиг.7, согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения, и

на фиг.10 показана частотная характеристика для некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения.

ОПИСАНИЕ ПРИМЕРОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

В заявке описаны устройство и способы конструирования устройства, подходящего для создания сенсорных экранов, способных обеспечивать большую интерактивность для пользователя и генерацию звука с помощью такого экрана. Таким образом, как раскрыто далее в вариантах осуществления настоящего изобретения, использование гибкой мембраны для соединения дисплея с крышкой или корпусом позволяет осуществить по существу линейное перемещение дисплея. Линейное перемещение дисплея вместо его изгибания значительно улучшает тактильные ощущения пользователя и генерирует звуковые волны, что позволяет заменить наушники или динамик. Создание такого дисплейного модуля и некоторые примеры его осуществления внутри устройства описаны ниже.

На фиг.1 показана блок-схема примера электронного устройства или оборудования 10, в котором могут быть реализованы варианты осуществления настоящего изобретения. Устройство 10 представляет собой вариант осуществления настоящего изобретения, который обеспечивает улучшенную тактильную обратную связь и генерацию звука.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения устройство 10 представляет собой мобильный терминал, мобильный телефон или пользовательское оборудование для работы в системе беспроводной связи. В других вариантах осуществления настоящего изобретения электронное устройство представляет собой любое подходящее электронное устройство, обеспечивающее воспроизведение изображения, например цифровой фотоаппарат, портативный аудиоплеер (тр3-плеер), портативный видеоплеер (тр4-плеер). В других вариантах осуществления настоящего изобретения это устройство может быть любым подходящим электронным устройством с сенсорным интерфейсом (которое может отображать или не отображать информацию), например сенсорным экраном или сенсорной панелью, обеспечивающими обратную связь, когда пользователь касается сенсорного экрана или сенсорной панели. Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения сенсорная панель может быть сенсорной клавиатурой, которая в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения может не иметь на себе никакой маркировки, а в других вариантах осуществления настоящего изобретения может иметь физическую маркировку или обозначения на переднем окне. Примером такого датчика касаний может быть сенсорный пользовательский интерфейс, заменяющий клавиатуру в банкоматах, в которых не требуется экран под передним окном, проецирующий изображение. В таких вариантах осуществления настоящего изобретения пользователь может быть уведомлен относительно того, где следует произвести касание, посредством физического идентификатора, такого как приподнятый профиль, или печатный слой, который может быть подсвечен световодом.

Устройство 10 содержит модуль сенсорного ввода или пользовательский интерфейс 11, который связан с процессором 15. Процессор 15 дополнительно связан с дисплеем 12. Кроме того, процессор 15 связан с приемопередатчиком (TX/RX) 13 и с памятью 16.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения модуль 11 сенсорного ввода и/или дисплей 12 являются отдельными или выполнены с возможностью отделения от электронного устройства, а процессор принимает сигналы из модуля 11 сенсорного ввода и/или передает сигналы в дисплей 12 через приемопередатчик 13 или другой подходящий интерфейс. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения модуль 11 сенсорного ввода и дисплей 12 представляют собой части одного и того же компонента. В таких вариантах осуществления настоящего изобретения модуль 11 сенсорного ввода и дисплей 12 могут упоминаться как часть дисплея или часть сенсорного дисплея.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения процессор 15 может выполнять различные программные коды. Выполняемые программные коды в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения могут включать такие процедуры, как код обработки сенсорного цифрового входного сигнала или код конфигурации, которые обнаруживают и обрабатывают входные сигналы модуля сенсорного ввода; коды обработки выводимого изображения и коды взаимодействия, которые генерируют данные, которые будут переданы для генерации изображения на дисплее, например, на основе обнаруженного входного сигнала, или коды обработки команд привода, которые приводят к генерации сигнала привода для управления работой привода. Выполняемые программные коды в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения могут храниться, например, в памяти 16, а более конкретно в разделе 17 программного кода в памяти 16, откуда при необходимости могут быть извлечены процессором 15. Память 16 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения может также содержать раздел 18 для хранения данных, например данных, которые обработаны в соответствии с приложением, например данные для отображения информации.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения модуль 11 сенсорного ввода может обеспечивать любую подходящую технологию интерфейса сенсорного экрана. Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения интерфейс сенсорного экрана может содержать емкостный датчик, чувствительный к наличию пальца над интерфейсом сенсорного экрана или на нем. Емкостный датчик может содержать изолятор (например, стекло или пластмассу), покрытый прозрачным проводником (например, оксидом индия и олова, indium tin oxide, ITO). Поскольку человеческое тело также является проводником, касание поверхности экрана приводит к искажению локального электростатического поля, которое можно измерить как изменение емкости. Для определения местоположения касания можно использовать любую подходящую технологию. Это местоположение может быть передано в процессор, который может вычислить, как касание пользователя связано с устройством. Изолятор предохраняет проводящий слой от грязи, пыли или следов от пальца.

В некоторых других вариантах осуществления настоящего изобретения модуль сенсорного ввода может быть резисторным датчиком, содержащим несколько слоев, два из которых представляют собой тонкие металлические электропроводящие слои, разделенные узким промежутком. Когда объект, например палец, надавливает на точку на наружной поверхности панели, два металлических слоя в этой точке соприкасаются; при этом панель ведет себя как пара делителей напряжения со связанными выходами. Поэтому такое физическое изменение вызывает изменение электрического тока, которое регистрируется как событие касания и передается в процессор для обработки.

В некоторых других вариантах осуществления настоящего изобретения модуль сенсорного ввода может дополнительно определять касание с использованием таких технологий, как визуальное обнаружение, например, с помощью камеры, расположенной или под поверхностью или над поверхностью и регистрирующей положение пальца или касающегося объекта, обнаружение изменения емкости, обнаружение с помощью инфракрасного излучения, обнаружение поверхностных звуковых волн, технология распространения сигнала, распознавание звукового импульса.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения устройство 10 способно обеспечить указанную технологию обработки по меньшей мере частично в аппаратных средствах, другими словами обработка, выполняемая процессором 15, может быть осуществлена, по меньшей мере частично, в аппаратных средствах без необходимости в программном обеспечении или встроенных программах для управления этими аппаратными средствами.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения приемопередатчик 13 обеспечивает связь с другими электронными устройствами, например в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения через сеть беспроводной связи.

Дисплей 12 может включать любую подходящую технологию отображения. Например, элемент дисплея может быть расположен ниже модуля сенсорного ввода и проецировать через модуль сенсорного ввода изображение, которое будет рассматриваться пользователем. Дисплей 12 может использовать любую подходящую технологию отображения, такую как жидкокристаллический дисплей (LCD), светодиоды (LED), органические светодиоды (OLED), плазменные ячейки отображения, дисплей с полевой эмиссией (FED), дисплей с электронной эмиссией за счет поверхностной проводимости (SED) и электрофоретический дисплей (также известный как электронная бумага или дисплей с электронными чернилами). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в дисплее 12 используется одна из технологий отображения с использованием световодов, ведущих к окну экрана. Как сказано выше, дисплей 12 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения может быть выполнен как физически неподвижный дисплей. Например, дисплей может быть физической картинкой или маркировкой на переднем окне. В некоторых других вариантах осуществления настоящего изобретения дисплей может быть расположен на уровне, физически отличном от остальной части поверхности, например в виде выпуклых или утопленных меток на переднем окне. В некоторых других вариантах осуществления настоящего изобретения дисплей может быть печатным слоем, освещаемым световодом, расположенным под передним окном.

На фиг.2 и 3 показаны примеры устройств согласно некоторым вариантам осуществления настоящего изобретения с пространственным разнесением деталей. Кроме того, на фиг.4 показан пример устройства в сборе. Устройство 10 может содержать часть 311 корпуса или внешнюю рамку, которая может быть выполнена из любого подходящего материала и обеспечивает конструкцию, к которой могут быть присоединены другие компоненты и/или которая способна защитить другие компоненты от повреждения. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения часть 311 корпуса может иметь внутреннюю поверхность, на которой установлены внутренние компоненты, и наружную поверхность, на которой установлены внешние компоненты и которая обращена к этим элементам. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения внутренняя поверхность и наружная поверхность связаны с использованием желобка или канавки, что обеспечивает более плавное соединение. В таких вариантах осуществления настоящего изобретения плавное соединение уменьшает вероятность повреждения других компонентов.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения устройство 10 содержит батарею 309. Батарея 309 может быть любым подходящим средством генерации электроэнергии и может использовать любую подходящую технологию хранения или генерирования электрического заряда, например, но не исключительно, литиевые элементы, топливные элементы, солнечный элемент или комбинацию подходящих технологий. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения батарея 309 является перезаряжающейся или пополняемой и связана через порт в части 311 корпуса для обеспечения возможности соединения с зарядным устройством, например имеется разъем для подключения зарядного устройства для подачи мощности для подзарядки батареи 309. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения батарея 309 расположена в пределах части 311 корпуса. Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в части 311 корпуса могут иметься литые опоры или другое средство установки, расположенное на внутренней поверхности и предназначенное для установки батареи в требуемом месте.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в устройстве 10 дополнительно используется печатная плата (printed wiring board, PWB) 307. Печатная плата 307 обеспечивает подходящую конструкцию для размещения электрических компонентов. Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения процессор 15, приемопередатчик 13 и память 16, показанные на фиг.1, могут быть расположены на печатной плате. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения может использоваться печатная плата 307 с несколькими слоями. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения печатная плата 307 может быть заменена более современной печатной платой (printed circuit board, PCB) или платой для поверхностного монтажа, позволяющей устанавливать на ней электрические компоненты. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения печатная плата 307 соединена с батареей 309, в результате чего батарея 309 обеспечивает подачу питания на печатную плату 307 для работы электрических компонентов на ней. В примере, показанном на фиг.2-4, печатная плата расположена над батареей и внутри части 311 корпуса. Следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в части 311 корпуса могут быть использованы литые опоры или другое средство установки, расположенное на внутренней поверхности и предназначенное для установки печатной платы в нужное место.

Устройство 10 также содержит по меньшей мере один пьезоэлектрический привод 305. В примере, показанном на фиг.2, в устройстве используется первый пьезоэлектрический привод 305, расположенный на одном конце части 311 корпуса, и второй пьезоэлектрический привод 305, расположенный на противоположном конце части 311 корпуса. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пьезоэлектрический привод 305 через печатную плату 307 присоединен к батарее 309 и создает физический момент или силу, когда через пьезоэлектрический привод 305 проходит ток.

Кроме того, как видно на фиг.4, каждый пьезоэлектрический привод 305 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения может быть расположен в пределах корпуса во внутреннем углублении 511, которое принимает пьезоэлектрический привод 305. Внутреннее углубление 511 выполнено так, что оно удерживает любой конец пьезоэлектрического привода 305 на месте, при этом в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, когда пьезоэлектрический привод 305 работает, концы пьезоэлектрического привода представляют собой фиксированные узлы. Кроме того, как показано на фиг.4, пьезоэлектрический привод 305 в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения подвешен на каждом из концов с помощью углубления 511 в части 311 корпуса так, что при приложении электрического тока пьезоэлектрический привод 305 сгибается и может производить толчок в корпус, таким образом создавая перемещение вперед-назад в направлении дисплея. Другими словами, если дисплей находится в плоскости, определяемой осями X-Y, запуск пьезоэлектрического привода приводит к созданию силы в направлении Z. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения между пьезоэлектрическим приводом 305 и печатной платой 307 образуется соответствующий воздушный зазор, чтобы предотвратить ограничение возбуждения пьезоэлектрического привода 305.

Хотя в следующих примерах описано использование пьезоэлектрического привода 305, необходимо понимать, что в других вариантах осуществления настоящего изобретения может быть осуществлен любой подходящий привод, способный генерировать поступательную силу, действующую на дисплей. Например, в некоторых других вариантах осуществления настоящего изобретения для создания такой силы можно использовать смещенную массу. В последующих примерах такую силу может генерировать подвижная катушка или привод с подвижным магнитом.

В некоторых дополнительных вариантах осуществления настоящего изобретения дисплей может непосредственно испытывать воздействие силы, которая передается из пьезоэлектрического привода в узел 304 дисплея, так чтобы обеспечивалось плоское движение узла дисплея. Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пьезоэлектрический привод выполнен с соответствующим утолщением в центральной части, обеспечивающим выступ, посредством которого сила может быть передана в дисплей.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пьезоэлектрический привод 305 дополнительно соединен с помощью проводящей платы 219 для поверхностного монтажа (surface mounted technology, SMT) с печатной платой (PWB), что обеспечивает электрическое соединение между пьезоэлектрическим приводом 305 и печатной платой 307.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения устройство 10 может содержать резиновый силовой контакт 501. Резиновый силовой контакт расположен на пьезоэлектрическом приводе 305 или находится с ним в контакте приблизительно на середине длины привода и преобразует сгибающее перемещение пьезоэлектрического привода в линейное или плоское перемещение узла дисплея. В таких вариантах осуществления настоящего изобретения резиновый силовой контакт 501 может быть выполнен из любого подходящего материала, такого как натуральный каучук, синтетический каучук или пластмасса, которые способны передавать силу в некотором направлении. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения резиновый силовой контакт 501 может обеспечивать некоторую степень амортизации или демпфирования силы, действующей между пьезоэлектрическим приводом 305 и дисплеем, предотвращая воздействие на дисплей удара и/или возникновение повреждения при работе пьезоэлектрического привода 305. Поэтому резиновый силовой контакт 501 или другое средство демпфирования силы в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения способно посредством демпфирования силы уменьшить изгибающий момент, испытываемый дисплеем.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения устройство 10 может содержать дисплей 304 или узел дисплея. Дисплей 304 может быть выполнен по любой подходящей технологии дисплеев, как описано выше.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения в дисплее 304 используется гибкая мембрана или плоская подвесная мембрана 507. Пример, показанный на фиг.4, показывает, что гибкая мембрана расположена в контакте или по существу в контакте с резиновым силовым контактом и подвешена по меньшей мере частично по периферии гибкой мембраны 507 между частью 301 рамки и частью 311 корпуса. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения, как показано на фиг.4, гибкая мембрана 507 установлена на периферии мембраны между частью 311 корпуса и частью 301 рамки и установлена с помощью кольца 509 подвески, прикрепленного к гибкой мембране 507 и расположенного в пределах углубления 513 кольца подвески, выполненного на внутренней поверхности части 311 корпуса. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения кольцо 509 подвески может быть выполнено по существу как утолщение на гибкой мембране 507.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения внутренняя поверхность части 311 корпуса может быть присоединена к гибкой мембране 507 посредством клейкого слоя. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения клейкий слой простирается вне статической области контакта между внутренней поверхностью части 311 корпуса и гибкой мембраной 507, обеспечивая дополнительную защиту в любой динамической области контакта между внутренней поверхностью части 311 корпуса и гибкой мембраной 507. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения гибкая мембрана 507 может быть изготовлена из эластомера. Эластомер в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения может представлять собой любую подходящую пленку или фольгу. Например, подходящая пленка или фольга в различных вариантах осуществления настоящего изобретения может представлять собой полиэтилентерефталатную (polyethylene terephthalate, PET) пленку, поликарбонатную (polycarbonate, PC) фольгу или силиконовую фольгу.

В таких вариантах осуществления настоящего изобретения гибкая мембрана 507 может, кроме того, быть прикреплена посредством дополнительного клейкого слоя к поверхности части 301 рамки. Таким образом, в этих вариантах осуществления настоящего изобретения часть 311 корпуса и часть 301 рамки поддерживают по меньшей мере часть гибкой мембраны 211. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения соединение между поверхностями части 311 корпуса и части 301 рамки формируется с желобком или канавкой, чтобы сделать соединение более плавным по аналогичной причине, как было описано выше при описании защиты мембраны, хотя мембрана является динамической. Аналогично, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения дополнительный клейкий слой может простираться вне статической области контакта и обеспечивать дополнительную защиту в любой динамической области контакта.

Гибкая мембрана 507 может быть изготовлена из полиэфирной полиэтилентерефталатной (PET) пленки. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения пленка может быть двухосно ориентированным полиэтилентерефталатом, который может использоваться из-за его высокой прочности на растяжение, химической стойкости и способности сохранять размеры, прозрачности, а также электроизолирующих свойств. Слой гибкой мембраны из полиэтилентерефталата в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения может иметь толщину приблизительно от 0,01 мм до 1 мм, поскольку такая толщина, как показано, обеспечивает гибкость в ответ на силовое воздействие пользователя и привода, а также имеет достаточный предел прочности на растяжение, чтобы не сломаться под воздействием такой силы. Гибкая мембрана 211 из полиэтилентерефталата может быть изготовлена с помощью любого подходящего средства. Например, слой полиэтилентерефталата может быть изготовлен посредством экструзии на охлаждающий валик, что переводит материал в аморфное состояние. Кроме того, слой гибкой мембраны из полиэтилентерефталата в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения может быть изготовлен способом, при котором кристаллиты растут быстро, но достигают границ соседних кристаллитов и остаются меньше, чем длина волны видимого света, при этом создается пленка, обладающая превосходной прозрачностью.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения узел дисплея может дополнительно содержать элемент 505 дисплея. Элемент 505 дисплея в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения может содержать массив статического дисплея, расположенный ниже переднего окна 303 и проецируемый пользователю через переднее окно 303.

Графический слой может содержать любой подходящий материал для блокировки проецируемого света. В таких вариантах осуществления настоя