具有触觉反馈的输入和输出设备制造技术

一种输入和输出设备包括扬声器振动膜片和承载在扬声器振动膜片上的触摸传感器。输入和输出设备还可以包括定向为透过扬声器振动膜片和触摸传感器来显示图像的显示器。此外，输入和输出设备包括控制模块，其配置为当触摸传感器感测到触摸时，通过扬声器振动膜片提供扬声器振动膜片、触摸传感器、和显示器的集成操作以及触觉和音频反馈。

Input and output devices with haptic feedback

An input and output device includes a loudspeaker diaphragm and a touch sensor mounted on the loudspeaker diaphragm. The input and output devices may also include displays directed to display images through loudspeaker diaphragms and touch sensors. In addition, the input and output devices include a control module configured to provide integrated operation of the loudspeaker diaphragm, touch sensor, and display, as well as tactile and audio feedback through the loudspeaker diaphragm when the touch sensor senses touch.

【技术实现步骤摘要】
具有触觉反馈的输入和输出设备
本文件大体涉及机动车辆设备领域，并且更具体地，涉及通过扬声器振动膜片提供音频、视觉、和触觉信息和反馈的输入和输出设备。
技术介绍
所有机动车辆应用的封装空间都是有限的。额外的组件数量会导致额外的成本和复杂性。在多个模块需要共享有限空间的机动车辆的中控台中尤其如此。因为只有这么多的表面区域可用，有限的可用空间也显著地限制了总体造型的选择。图1示出了现有技术的当前状态。图1示出了中控台C、用于显示图像I的独立显示屏D、用于提供音频输出的独立扬声器S、和用于允许由机动车辆操作者或机动车辆中的其他人员进行设备输入的独立按钮B。从图1中可以看出，独立显示屏D、扬声器S、和按钮B消耗了中控台C的大部分表面区域，有效地限制了显示屏的尺寸和可以在中控台表面上布置独立部件的方式。本文件涉及一种新的和改进的输入和输出设备，其在单个组件中提供集成的音频和视觉输出、操作员输入、和针对操作员输入的触觉反馈。新的和改进的输入和输出设备通过消除对独立扬声器S和独立输入按钮B的需求，而减少了中控台C上的无序性并且保留了表面区域。由于中控台C上保留了容纳显示屏的更大的空间，因此新的和改进的输入和输出设备可以根据需要而制造得更大。这增强了显示屏的可视性，使得机动车辆的驾驶员或其他乘员可以更容易和更有效地观看。另外，新的和改进的输入和输出设备以需要更少部件和更少复杂性的方式集成，以装配和安装在机动车辆中。触摸输入还可以提供立即确认用户输入的音频和触觉或触感反馈二者，从而提高客户的操作信任度和满意度。另外，紧凑的集成输入和输出设备增加了机动车辆内部(特别是包括中控台)的封装和造型的选项余地。
技术实现思路
根据本文描述的目的和益处，提供了一种新的改进的输入和输出设备。该输入和输出设备包括扬声器振动膜片和承载于扬声器振动膜片上的触摸传感器。输入和输出设备还包括驱动扬声器振动膜片的致动器。扬声器振动膜片可以由第一光学明晰或透明材料制成，并且触摸传感器可以由第二光学明晰或透明材料制成。第一和第二材料可以是相似的材料或不同的材料。输入和输出设备还可以包括被定向为通过扬声器振动膜片和触摸传感器来显示图像的显示器。触摸传感器可以被印刷为在扬声器振动膜片上的触摸传感器层，并且被封装在扬声器振动膜片和显示器之间。输入和输出设备还可以包括控制模块。该控制模块可以配置为当触摸传感器感测到触摸时，通过扬声器振动膜片提供触觉和音频反馈二者。此外应该理解，控制模块可以配置为提供扬声器振动膜片、触摸传感器、和显示器的集成操作。根据又一方面，提供了一种浮动控制和扬声器装置(floatingcontrolandspeakerapparatus)。该浮动控制和扬声器装置包括扬声器振动膜片和印刷在扬声器振动膜片上的触摸传感器层。浮动控制和扬声器装置还可以包括可视显示器，例如印刷在扬声器振动膜片上的至少一个发光二极管(lightemittingdiode，LED)。此外，浮动控制和扬声器装置还可以包括印刷在扬声器振动膜片上的萘嵌苯(rylene)染料层。另外，浮动控制和扬声器装置还可以包括用于驱动扬声器振动膜片以产生所需声音的致动器。此外，浮动控制和扬声器装置可以包括仅沿一个侧面接合扬声器振动膜片的支撑基座。在该实施例中，扬声器振动膜片的三个侧面是自由浮动的。这允许浮动控制和扬声器装置安装在中控台的顶部，并且甚至可以根据需要而在机动车辆的仪表板和挡风玻璃之间突出。根据又一个方面，提供了一种用于将集成的音频和触觉反馈结合到输入和输出设备中的方法。该方法可被描述为包括以下步骤：(a)通过扬声器振动膜片覆盖触摸传感器；(b)通过所述触摸传感器检测对触摸传感器上方的扬声器振动膜片的触摸；和(c)响应于触摸而通过致动器振动扬声器振动膜片。该方法还可以包括以下步骤：将显示器封装在扬声器振动膜片和触摸传感器后方。此外，该方法可以包括透过触摸传感器和扬声器振动膜片在显示器上显示图像。为此应该理解，该方法可以包括步骤：为扬声器振动膜片和触摸传感器层而使用光学透明材料。另外，该方法可以包括步骤：通过扬声器振动膜片提供音频、视觉、和触觉信息和反馈。此外，该方法可以包括将触摸传感器作为触摸传感器层印刷在扬声器振动膜片的表面上。另外，该方法可以包括步骤：配置控制模块以提供扬声器振动膜片、触摸传感器层、和显示器的集成操作。在下面的描述中，示出和描述了输入和输出设备、浮动控制和扬声器装置、以及为输入和输出设备提供集成的音频和触觉反馈的方法的几个优选实施例。应当理解，输入和输出设备、浮动控制和扬声器装置、以及相关方法能够具有其他不同的实施例，并且其几个细节能够在各种显而易见的方面进行修改，而不脱离在所附权利要求中阐述和描述的输入和输出设备、浮动控制和扬声器装置、和方法。因此，附图和描述应被认为在本质上是说明性的而不是限制性的。附图说明结合本文并形成说明书一部分的附图说明了输入和输出设备、浮动控制和扬声器装置、和方法的几个方面，并与具体实施方式一起用于解释其某些原理。图1是结合包括独立扬声器、显示屏幕、和输入按钮的现有技术的机动车辆的中控台的示意图；图2是类似于图1的视图，但是示出了配备有新的和改进的输入和输出设备的相同的中控台，新的和改进的输入和输出设备通过单个扬声器振动膜片提供音频、视觉、和触觉信息以及反馈；图3是图2中示出的新的改进的输入和输出装置的示意性侧视图；图4是用于图2和3中示出的输入和输出设备的集成操作的控制模块的示意性框图；图5a-5c分别是浮动控制和扬声器装置的前视图、侧视图、和示意图。现在将详细参考所公开的输入和输出设备和浮动控制和扬声器装置的当前优选实施例，其示例在附图中示出。具体实施方式现在参考图2，图2示出了机动车辆的中控台C中的新的和改进的输入和输出设备10。输入和输出设备10配置为通过输入和输出设备的扬声器振动膜片12提供音频、视觉、和触觉信息以及反馈。因此，正如通过比较图1和图2应当理解的，新的和改进的输入和输出设备10消除了在中控台C上容纳分离的扬声器S和分离的输入按钮B的需要，从而释放表面区域用于造型和设计、或更大的图像显示屏，这些将在下文中更详细地描述。如图3所示意性地示出的，输入和输出设备10包括扬声器振动膜片12和触摸传感器14。在所示的实施例中，触摸传感器14包括触摸传感器层，触摸传感器层可以使用本领域已知类型的透明粘合剂粘合到扬声器振动膜片12的表面16。显示器18可以设置在扬声器振动膜片12后方，并且定向为透过扬声器振动膜片和触摸传感器14显示图像I(也参见图2)。显示器18可以是本领域已知的类型，例如液晶显示器。为了适应通过扬声器振动膜片12和触摸传感器层14显示图像，扬声器振动膜片12和触摸传感器层14二者都由光学明晰或透明材料制成。在一个可能的实施例中，扬声器振动膜片12由光学透明的丙烯酸树脂材料或玻璃片制成，并且触摸传感器14由光学透明的导电迹线层制成，该导电迹线层是在本领域中已知、并且在当前的触摸屏技术中使用的类型。通常应当认识到，扬声器振动膜片12可以由第一光学透明材料制成，而触摸传感器14可以由第二光学透明材料制成。第一光学透明材料与第二光学透明材料可以相似或不同。如观察图3还将理解的，印刷在扬声器振动膜片1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输入和输出设备，包括：扬声器振动膜片；和在所述扬声器振动膜片上承载的触摸传感器。

【技术特征摘要】
2017.02.09 US 15/428,2671.一种输入和输出设备，包括：扬声器振动膜片；和在所述扬声器振动膜片上承载的触摸传感器。2.根据权利要求1所述的输入和输出设备，还包括驱动所述扬声器振动膜片的致动器。3.根据权利要求2所述的输入和输出设备，其中所述扬声器振动膜片由第一光学透明材料制成。4.根据权利要求3所述的输入和输出设备，其中所述触摸传感器由第二光学透明材料制成。5.根据权利要求4所述的输入和输出设备，还包括定向为透过所述扬声器振动膜片和所述触摸传感器来显示图像的显示器。6.根据权利要求5所述的输入和输出设备，其中所述触摸传感器被印刷为所述扬声器振动膜片上的触摸传感器层，并且被封装在所述扬声器振动膜片和所述显示器之间。7.根据权利要求6所述的输入和输出设备，还包括控制模块，所述控制模块配置为当所述触摸传感器感测到触摸时，透过所述扬声器振动膜片提供触觉和音频反馈。8.根据权利要求7所述的输入和输出设备，其中所述控制模块配置为提供所述扬声器振动膜片、所述触摸传感器、和所述显示器的集成操作。9.一种浮动控制和扬声器装置，包括：扬声器振动膜片；和印刷在所述扬声器振动膜片上的触摸传感器层。10.根据权利要求9所述的浮动控制和扬声器装置，还包括印刷在所述扬声器振动膜片上的可视显示...

【专利技术属性】
技术研发人员：马特·安东尼·马伊科夫斯基，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US