觸覺設備相關申請的交叉引用本專利合作條約專利申請要求2011年6月17日提交的美國專利申請?zhí)?3/163,532、題為“HAPTICFEEDBACKDEVICE”的優(yōu)先權，其也可以在美國專利商標局通過代理人案號P11064US1(P222052.US.01)來識別，其出于所有的目的通過引用而全文并入于此。技術領域本發(fā)明一般地涉及電子設備，更具體地涉及用于電子設備的觸覺輸出設備。

背景技術：
電子設備可以利用觸覺反饋向用戶提供對用戶的特定輸入的觸覺響應或設備的輸出。例如，一些移動電子設備可以包括機械按鈕，其響應于用戶的按壓而物理下按。這些機械按鈕可以包括疊層，疊層包括在實際按鈕下方的機械圓頂開關。提供給用戶的反饋則可以是圓頂開關的實際下按。然而，該疊層可能需要外殼具有特定的高度，以使得所述按鈕可以向下和向上行進。類似地，其他觸覺設備可以包括通過機械振動或直線地移動按鈕的表面(在x、y或z方向上)而產生觸感響應的致動器。就機械按鈕來說，因為所述反饋需要設備在至少一個維度上運動，所以可能需要設備外殼的機械公差適應按鈕在特定方向上的運動。此外，在x、y或z方向上的運動也可能使外殼無法被密封得不受例如灰塵或濕氣影響。

技術實現要素：
本公開的一個例子可以采取被配置為向電子設備提供觸感或觸覺反饋的觸覺設備的形式。所述觸覺設備包括可操作地固定到所述電子設備以允許繞中心軸線轉動的平臺。激活構件可操作地與所述平臺相關聯，并被配置為選擇性地使平臺以第一方向轉動，這可以是響應于用戶輸入的。此外，所述觸覺設備包括恢復構件，其可操作地與所述平臺相關聯，并被配置為在所述平臺已經轉動了選擇的時間段或者選擇的距離中的至少一個之后選擇性地使其返回到第一位置。本公開的另一個例子可以采取電子設備的形式。所述電子設備可以包括外殼、可操作地連接到所述外殼的處理器、以及觸覺設備。所述觸覺設備可以可操作地連接到所述外殼，以使得觸覺設備的至少一部分可以通過外殼來訪問。所述觸覺設備可以包括可操作地與所述外殼相關聯的平臺或表面。此外，所述觸覺設備可以包括與所述處理器通信并可操作地與所述平臺相關聯的激活構件，以及可操作地與所述平臺相關聯的恢復構件。所述激活構件被配置為沿著中心軸線轉動所述平臺。本公開的又一個例子可以采取用于提供觸感反饋的方法的形式。所述方法可以包括檢測用戶輸入，例如用戶的觸摸。接著，響應于該用戶輸入繞中心軸線轉動設備。在所述設備已被轉動后，在選擇的時間或者選擇的轉動距離中的一個之后，將所述設備恢復到原始位置。附圖說明圖1A是包括觸覺按鈕的移動電子設備的等距視圖。圖1B是圖1A的移動電子設備的示例性框圖。圖2是圖1中的移動電子設備沿著線2-2的剖視圖，其示出了觸覺按鈕的第一實施例。圖3是圖2的觸覺按鈕的放大的俯視圖。圖4是圖1中的移動電子設備沿著線2-2的剖視圖，其示出了觸覺按鈕的第二實施例。圖5是圖4的觸覺按鈕的放大的仰視圖。具體實施方式概述在這里的一些實施例中，公開了用于電子設備的觸覺設備。觸覺設備要么響應于用戶輸入要么作為電子設備的輸出而提供反饋。觸覺設備可以被配置為提供直線或垂直的感覺反饋，盡管觸覺設備可能不會沿著其x、y或z軸(水平或垂直方向)在直線方向上移動。相反，觸覺設備繞中心軸線轉動。當用戶在觸覺設備正在轉動時接觸該觸覺設備，用戶可以感覺到該運動是在直線方向上，也就是說沿著水平或垂直方向。這是因為所述轉動可以是足夠地充分快或小，以使得對用戶呈現為該運動是垂直或水平的。因此，觸覺設備對用戶可以具有與垂直或水平地移位該觸覺設備基本相同的感覺，但不需要在x、y或z方向上的明顯的位移。觸覺設備可以包括用于在觸覺設備上維持致動力以轉動該設備的致動器。此外，觸覺設備可以包括將觸覺設備返回到其激活之前的原始位置或轉動之后的第二位置的恢復力。觸覺設備可以沿著其外周或中心軸線的至少一部分被固定到所述電子設備，并且觸覺設備被配置為繞其中心軸線轉動。該轉動向用戶提供觸感感覺，如同該運動是在垂直方向上。觸覺設備還可以包括用于確定觸覺設備何時已由用戶觸摸或以其他方式激活的傳感器。在一個例子中，所述致動器可以包括可操作地連接到觸覺設備的至少一部分或嵌入其中的電磁體和金屬或磁性材料。電磁體可以在觸覺設備附近被固定到電子設備的側面，接著可以選擇性地吸引和排斥可操作地連接到觸覺設備的所述磁性或金屬材料。在另一個例子中，所述致動器可以包括印刷的電活性聚合物材料。電活性聚合物材料可以定位在所述設備下方，并且可以在被施加特定的電壓或電流時收縮或移動。從而，電活性聚合物可以當其在特定方向收縮或移動時轉動所述設備。觸覺設備還可以包括恢復構件?；謴蜆嫾梢杂兄趯⒂|覺設備恢復到其原始、被激活前的位置。例如，恢復設備可以是在所述設備的平臺上施加偏置力的彈簧。該偏置力可以由激活力克服，使得所述設備能夠轉動。然而，一旦激活力減小或消除，偏置力可以使觸覺設備(或觸覺設備的平臺)返回到其原始位置。在另一個例子中，恢復力可以是可以圍繞觸覺設備的一部分或周邊的凝膠或其他的順應材料(compliantmaterial)。類似于彈簧，凝膠可以施加初始力(由于凝膠的粘著性或粘性)，該初始力可以由激活力來克服，但當激活力降低或消除時，則可以使觸覺設備返回到其原始位置或其他的休止位置。詳細說明觸覺設備可以被包括在電子設備中以為設備提供反饋。圖1A是包括觸覺設備102的電子設備100的等距視圖。電子設備100可以是可能需要觸覺反饋的幾乎任何類型的設備，諸如智能電話(例如蘋果公司的iPhone)、數字音樂播放器(例如MP3播放器)、數碼相機、視頻游戲設備、筆記本電腦或平板電腦，等等。觸覺設備102可以是按鈕、開關或可操作地連接到電子設備100的外殼104的其他輸入/輸出構件。除了觸覺設備102，電子設備100還可以包括外殼104。外殼104可以形成電子設備100的外表的一部分，并且可以至少部分地包圍電子設備100的各種內部組件。電子設備100還可以包括顯示屏105，其可以為電子設備100提供輸出。顯示屏105可以是液晶顯示屏、等離子屏，等等。另外，在一些實施例中，顯示屏105可以用作輸入和輸出設備兩者。例如，顯示屏105可以包括電容式輸入傳感器，以使得用戶可以經由他或她的手指提供輸入信號到電子設備100。觸覺設備102可以用作輸入設備以及反饋設備。在一個例子中，觸覺設備102允許用戶提供輸入到移動計算設備100。當激活時，觸覺設備102可以提供輸入到電子設備100。例如，觸覺設備102可以改變音量、返回到主屏幕(舉例而言而且并非限制)。此外，觸覺設備102可以是幾乎任何大小、形狀，并且可以位于電子設備100的任何區(qū)域。觸覺設備102可以被定位在電子設備100的正面、背面或側面上。在一個例子中，觸覺設備102可以被定位在電子設備100的前面底部表面上。觸覺設備102被配置為使得其可以被用戶觸摸、按壓或以其他方式感受。在一個例子中，觸覺設備102的一部分可以通過外殼104被訪問，例如通過外殼104中的孔，或者觸覺設備可以形成外殼104的一部分。觸覺設備102可以通過外殼104訪問，以使得用戶可以充分地感覺到觸覺設備104的運動。圖1B是電子設備100的一個實施例的框圖，其示出了選擇的電組件。電子設備100可以包括處理器124、存儲器120、網絡/通信接口122和輸入/輸出接口118，它們全部通過系統總線128連接到一起。電子設備100可以包括未示出的額外和/或另選的組件；并且圖1B僅僅旨在示例。網絡/通信接口122可以接收和發(fā)送各種電信號。例如，網絡/通信接口122可以用來從電子設備100撥打電話，可以用來從網絡接收數據，或者可以用來經由無線或有線連接(例如因特網、WiFi、藍牙或以太網)發(fā)送和發(fā)射電子信號。存儲器120可以存儲可以由電子設備100利用的電子數據。例如，存儲器120可以存儲電數據，包括但不限于對應于各種應用的音頻文件、視頻文件和文檔文件。存儲器120可以是例如非易失性存儲裝置、磁存儲介質、光學存儲介質、磁光存儲介質、只讀存儲器、隨機存取存儲器、可擦除可編程存儲器、或閃存。處理器116可以控制電子設備100及其各種組件的操作。處理器116可以與觸覺設備102通信，并且可以根據需要或希望而激活觸覺設備102和/或接收來自觸覺設備102的輸入。處理器116可以是能夠處理、接收和/或發(fā)送指令的任何電子設備。例如，處理器116可以是微處理器或微計算機。輸入/輸出接口118促進電子設備100往來于各種設備/源的通信。例如，輸入/輸出接口118可以從用戶或電子設備100上的控制按鈕接收數據。本領域中公知的其他操作也可以由輸入/輸出接口來執(zhí)行。此外，輸入/輸出接口118還可以向從/向外部驅動器(例如通用串行總線(USB)或其他視頻/音頻/數據輸入)接收/發(fā)送數據。圖2是圖1A的電子設備的剖視圖，其示出了觸覺設備102的第一實施例。圖3是圖2的觸覺設備102的俯視圖。觸覺設備102可以包括可以由恢復構件110可操作地連接到外殼104的按鈕或平臺112。傳感器114可以可操作地連接到平臺112。致動器構件108可以可操作地連接到平臺112的一部分，并且相應的致動器106可以可操作地連接到外殼104，但其與平臺112通信。平臺112(其在至少一個實施例中可以是觸摸表面)提供用于用戶交互的表面。例如，為了提供到電子設備100的輸入，或者為了感覺來自電子設備100的反饋，用戶可以觸摸平臺112。在一個例子中，平臺112可以由與外殼104類似的材料或者基本上任何其他類型的材料形成。平臺112被配置為繞其中心軸線(如圖2的線C所示)轉動。在該例子中，平臺112可以在其中心點處可操作地連接到外殼104，但能夠繞其中心點轉動。例如，平臺112可包括固定的支承桿或構件，并且在平臺112可以繞所述支承桿或構件(未示出)轉動。在另一個例子中，平臺112可以繞其中心點轉動，但可以在其外周周圍可操作地連接到外殼104，例如平臺112的外直徑可以將平臺112固定到外殼104。繼續(xù)參照圖2和3，觸覺設備102可以進一步包括繞平臺112的一部分可操作地連接的恢復構件110。恢復構件110被配置為在平臺112已由致動器106轉動之后，將平臺112恢復到第一或起始位置。此外，恢復構件110可以在平臺112上施加初始力，以使得平臺112可以部分剛性或被固定在非激活或起始位置。例如，恢復構件110可以利用力，諸如摩擦或偏置力，以當觸覺設備102被去激活時將平臺112保持在其休止位置，并且在平臺112已被轉動之后將平臺112返回到休止位置。在一個例子中，恢復構件110可以是凝膠物質，包括但不限于基于硅的凝膠或α凝膠，其可以圍繞平臺112的側面定位。在另一個配置中，凝膠物質可以完全圍繞平臺112的側面和底部表面定位。換言之，平臺112可以基本被支撐在恢復構件110的頂上。在使用凝膠物質的實施例中，凝膠可以包括可以提供施加在平臺112上的初始力的粘著性。例如，平臺112可以具有高摩擦系數，其可以阻止平臺112經受特定的力(其可以由致動器106來克服)。在其他例子中，恢復構件110可以主動地對平臺112施加力以將平臺112轉動回到初始位置。這可以允許恢復構件110為用戶提供額外的觸覺反饋，原因在于恢復力可以感覺起來像是用戶對平臺112施加力。例如，恢復構件110可以是電磁體或電活性聚合物，并且可以類似于下面參照圖4更詳細地描述的致動構件。在還有的其他例子中，恢復構件110可以是可操作地連接到平臺112的彈簧。在該例子中，初始力可以是彈簧的偏置力，其可以由致動器106的力克服。類似地，恢復構件110可以是可以在致動構件108和/或平臺112上施加初始力的墊圈或磁力。進一步地，恢復構件110可以被并入致動器106中。例如，如果致動器106是電磁體或可編程的磁體，則極性或場可以在可以將平臺112保持在特定位置處的初始力與可以轉動平臺112的激活力之間交替。由恢復構件110施加的初始力可以被配置以使得由致動器106施加的轉動力可以克服初始力。這使得平臺112能夠在被激活時進行轉動，但在未被激活時保持位置基本固定?；謴蜆嫾?10可以進一步地有助于平臺112的觸感感覺，以使得平臺112在可操作地連接到外殼104時不會感覺起來不牢固或搖晃，盡管平臺112可以沿著其中心軸線可操作地連接到外殼104。圖3是恢復構件110的示例性說明，如圖3所示，恢復構件110可以圍繞平臺112的外周而露出。然而，應當指出，在其他實施例中，外殼104可以延伸到平臺112的外周，以基本上覆蓋恢復構件110。換言之，外殼104可以在平臺112的邊緣處終止，以使得恢復構件110可以基本上不可見。在其他實施例中，恢復構件110可以圍繞平臺112的內周(未示出)定位。這樣的實施例可能是期望的，例如在平臺被配置為橢圓、圓環(huán)或者類似的形狀的時候，恢復構件110可以向其內或外表面提供作用于平臺112上的恢復力。觸覺設備102還可以包括可操作地連接到平臺112的傳感器114。傳感器114可以與平臺112集成，或者可以是連接到其上的單獨元件。另外，雖然如圖2和4所示，傳感器114被定位在平臺112下方，但應當指出，傳感器114可以被定位在設備100的基本上任何位置，只要其被定位成檢測用戶的選擇。例如，傳感器114可以被定位在平臺的頂表面上，例如，電容性感測環(huán)可以被定位在平臺的頂表面上。在另一個例子中，傳感器114可以被定位在平臺112的側面或外殼104面向平臺的側面上。傳感器114可以在用戶選擇、按壓或以其他方式觸摸平臺112時進行確定。傳感器114可以是可以檢測用戶觸摸或選擇的基本上任何類型的傳感器。例如，傳感器114可以感測電容、熱、光、壓力、濕度等等。傳感器114可以與處理器124進行電通信。致動構件108可以可操作地連接到平臺112的側面或外表面。如圖2和3所示，在一個例子中，可以有可操作地連接在平臺112的相對的側面的兩個致動構件108。然而，實際上可以使用任何數目的致動構件108，而且實際上致動構件108可以定位在平臺112的任何位置。致動構件108被配置為使得平臺112通過與可操作地連接到外殼104的對應的致動器106通信而繞其中心軸線轉動。致動構件108可以從單個側面或多個側面驅動平臺112。換言之，可以有單個致動構件108或者可以有多個致動構件108。致動器106可以可操作地連接到外殼104并且可以與處理器116通信。致動器106被配置為選擇性地激活致動構件108以轉動平臺112。致動器106可以被配置為使得平臺112可以轉動選擇的時間、距離或其他變量。在一個例子中，致動構件108可以是金屬或磁性表面，致動器106可以是電磁體。在該例子中，致動器106可以被選擇性地磁化，這可以產生可以與致動構件108相互作用的磁力。該磁力可以使得致動構件108受力而離開或朝向致動器106。因為致動構件108可操作地連接到平臺112，所以在致動構件108在特定方向受力時，平臺112可以在該方向上移動。換言之，在致動器106被選擇性地激活(充電/放電)時，平臺112由于致動器106施加在致動構件108上的變化的力而可以轉動。在另一個例子中，致動器106可以是可操作地連接到平臺112并被配置為使得平臺112選擇性地轉動的馬達。例如，馬達可以包括可操作地連接到平臺112的中心點的驅動軸，以使得在驅動軸轉動時平臺112可以轉動。在另一個例子中，一個或多個微馬達可以可操作地連接到平臺112的側面，以轉動平臺112。參照圖1A-3，在操作中，用戶可以選擇或按壓觸覺設備102。在用戶觸摸平臺112和/或傳感器114時，傳感器114可以檢測到用戶已經選擇了觸覺設備102。接著，傳感器104可以對處理器124通信，處理器124則可以激活致動器106。在致動器106被激活時，致動構件108可以經受力。該力可以施加到平臺112的兩側，使得致動構件108受力而朝向(或離開)相應的致動器106。在致動構件108由致動器106拉(或推)時，致動構件108使得平臺112沿著中心軸線轉動。平臺112從而轉動，向用戶提供了觸感感覺。在平臺112轉動時，其可以基本上不垂直運動。這意味著平臺112可以基本上不在z方向上運動。類似地，平臺112可以基本上不在水平方向(x和y軸)上運動。然而，雖然平臺112可以基本上不在水平方向或垂直方向上運動，但用戶會體驗到(心理上)平臺112在沿著垂直或水平方向移位。這是因為在一些實施例中，平臺112可以只轉動小的距離(近似于100到200μm)或轉動非?？?，并且如用戶所體驗到的，該小的運動距離可以感覺起來像水平或垂直運動。進一步地，由于平臺112在單個平面中轉動，與需要運動以產生反饋的觸覺設備相比，觸覺設備102所需的高度可以減小。減小觸覺設備102的高度可以允許外殼104的高度減小，并且/或者可以允許電子設備100的其他內部組件的尺寸增大。這可以進一步允許外殼104被配置為使得基本上密封電子設備100的內部腔體。這是可行的，原因在于需要考慮到的觸覺設備102的運動或位移公差可以是很小的。不同于通過在水平或垂直方向上移位而提供反饋的觸覺設備，觸覺設備102可以不需要任何額外的運動空間，原因在于觸覺設備102的運動可以不比其表面更寬或更高。這使得觸覺設備102能夠提供反饋而不需要在電子設備100中構建適應位移運動所需的公差。應當指出，在一些情況下，平臺112可能能夠以直線方向稍微行進。這可以協助傳感器114來確定用戶是否已經選擇了觸覺設備102。例如，傳感器114可以被配置為測量用戶施加到平臺112上的力。在平臺112可以被配置為行進小的距離(例如5-10μm)的情況下，傳感器114可以感測平臺112的位移以確定該力。類似地，在其他的例子中，平臺112可以以直線方向稍微行進，以進一步提高用戶感覺到的觸覺反饋。例如，平臺112可以與垂直運動相結合，以提高用戶感覺到的“下按”。圖4是觸覺設備202的第二實施例的剖視圖。圖5是圖4的觸覺設備202的仰視圖。觸覺設備202可以基本上類似于圖3的觸覺設備102，但可以不包括致動構件。這是因為致動器206可以可操作地連接到平臺112和外殼104，以使得致動器206可以被激活并獨自轉動平臺121。在一個例子中，可以有第一致動器206a和第二致動器206b。然而，在其他實施例中，可以僅有單個致動器或有多個致動器。致動器206a和206b可以可操作地連接到平臺112的底部表面(如圖5所示)，并且可以可操作地連接到外殼104。第一致動器206a可以可操作地連接到平臺112的第一側，并且可以從平臺112的中心點偏置。第二致動器206b可以在與第一致動器206a基本上相對的側可操作地連接到平臺112。另外，第二致動器206b可以從所述中心點偏置而被定位，但是與第一致動器206a在相反的方向上偏置。換言之，致動器206a和206b可以可操作地連接到平臺112的相對的兩半，并被定位在平臺112的彼此相對的側。致動器206a和206b被配置為基于選擇的輸入或電壓而直線運動。在一個例子中，致動器206a和206b可以是可以響應于選擇的電壓而收縮或以其他方式改變形狀或尺寸的電活性聚合物。在該例子中，致動器206a和206b的厚度可以近似為100μm。然而，也可以使用在被施加信號(諸如電壓或電流)時改變形狀或尺寸的其他材料。在圖4和5所示的實施例中，在致動器206a和206b收縮時，其每個可以施加離開平臺112的中心軸線并與之平行的力F。在操作中，致動器206a和206b可以在基本上相同的時間被激活，從而都對平臺112施加激活力，但兩個激活力在相反的方向。因此，由于每個致動器206a、206b可以在近似相同的時間施加基本上相似的力，所以平臺112可以在方向R上轉動。這是因為平臺112在相反的方向上都經受力F，但平均力可以是每個相反的力的分量。例如，平臺112被固定在其中心軸線或中心點處，因此，當平臺112在相反的方向上經受每個力時，相比于這兩個力，這兩個力的分量可以是成角度的。該分力使平臺112沿著其軸線轉動。應當指出，平臺112的轉動距離可以很小，并且仍然向用戶提供觸覺反饋。在一個例子中，轉動距離可以近似為100到200μm。應當指出，在其他實施例中，致動器206a和206b可以被配置為使得其可以在基本上相同的方向上施加力，以便使平臺112轉動。此外，致動器206a和206b可以提供彼此交替的力。例如，當被致動時，致動器206a可以“拉”平臺112，而致動器206b可以“推”平臺112。在該實施例中，致動器206a和206b可以在彼此不同的時間被致動。這可以允許一個致動器作為主動恢復力而另一個致動器協助平臺112轉動。此外，如果單個致動器206被使用，則可以只施加單個力以使平臺112轉動。觸覺設備的應用觸覺設備102可以作為虛擬按鈕，因為其向用戶提供可以感覺起來(對于用戶而言)如同機械按鈕正被按下或者水平或垂直地移動的觸覺反饋。觸覺設備102可以是虛擬的，因為其可以感覺起來是在特定方向上移位，而基本上不需要在垂直或水平方向上移動。觸覺設備102可以作為按鈕或開關，用于想要觸感或其他觸覺反饋的基本上任何類型的電子設備。例如，觸覺設備102可以被集成為電腦鍵盤的鍵、筆記本電腦的跟蹤板、其他輸入/輸出設備、電源按鈕，等等。在一個例子中，鍵盤可以包括利用觸覺設備102的鍵。平臺112可以包括符號、字母或數字等的視覺指示符。從而，不同于按下每個鍵，用戶可以簡單地觸摸平臺112的外表面，其可以轉動以提供相應的觸覺反饋。這使得用戶可以感覺起來如同鍵已被按下，盡管鍵可能仍保持在基本相同的垂直位置。在另一個例子中，觸覺設備102可以作為用于電子設備100的指示器，諸如電池或功率計、音量開關，等等。在這些例子中，多個觸覺設備102可以彼此相鄰地對齊，用戶可以在平臺112之上移動他或她的手指以確定指示。例如，在用戶觸摸每個觸覺設備102時，平臺112可以轉動或保持靜止，以指示某個狀態(tài)，例如，如果一個觸覺設備102轉動，則其可以指示正在保持某個功率水平，而如果兩個觸覺設備102轉動，則其可以指示正在保持另一個功率水平。結論前面的描述具有廣泛的應用。例如，盡管這里所公開的例子可能集中于電子設備，但是應當理解，這里所公開的概念可以等同地適用于利用觸覺反饋的其他類型的設備。類似地，盡管觸覺設備可以結合觸覺反饋被討論，但是這里所公開的設備和技術等同地適用于輸入和輸出機構。因此，討論任何實施例的意圖僅僅在于示例，而并非旨在暗示本公開的范圍(包括權利要求)被限制為這些實施例。所有的方向用語(例如近端、遠端、上、下、向上、向下、左、右、橫向、縱向、前、后、頂、底、上方、下方、垂直、水平、徑向、軸向、順時針以及逆時針)僅用于識別的目的以幫助讀者理解本公開，并不造成限制，特別是對本公開的位置、方向或使用的限制。連接用語(例如附接、耦合、連接和連結)將被寬泛地解釋，并且可以包括一組元件之間的中間構件以及元件之間的相對運動，除非另有說明。這樣，連接用語并不必然推斷出兩個元件直接連接以及彼此呈固定關系。示例性的附圖僅僅作為說明用途，并且，這里所附附圖中所反映的維度、位置、順序和相對大小可能會有所不同。