改善聲耦合的帶有觸覺(jué)反饋與聲反饋的操作元件的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種操作元件(1)，具有：一支架(13)；一提供了觸敏輸入?yún)^(qū)(4)的控制件(3)，并且控制件(3)安裝在支架(13)上，可在運(yùn)動(dòng)方向(15)中移動(dòng)；一引起控制件(3)相對(duì)于支架(13)沿運(yùn)動(dòng)方向(15)發(fā)生運(yùn)動(dòng)以提供觸覺(jué)反饋的致動(dòng)器(14)；一布置于控制件(3)下的支架(13)上、用于產(chǎn)生聲音反饋的聲變換器(10)；一布置在聲變換器(10)和控制件(3)之間的、至少部分覆蓋了支架(13)的中間層(5)，其構(gòu)成了一往控制件(3)方向突起的通道(6)，該通道從位于聲變換器(19)上方的中間層(5)穿孔(8)處開(kāi)始延伸。
【專利說(shuō)明】
改善聲絹合的帶有觸覺(jué)反饋與聲反饋的操作元件
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種操作元件，帶有可移動(dòng)的控制件和驅(qū)動(dòng)控制件產(chǎn)生觸覺(jué)反饋的致動(dòng)器。此外還有聲變換器，用于產(chǎn)生聲反饋?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]這種操作元件也需滿足節(jié)約結(jié)構(gòu)空間和減輕重量的一般需求。同時(shí)，還要讓人有觸覺(jué)反饋與聲反饋出自同一位置的感覺(jué)，因此要力求將聲變換器和控制件布置在相鄰的位置。但是這一般會(huì)影響輻射的聲功率和/或者導(dǎo)致以下問(wèn)題，即發(fā)出聲音所需的至少一個(gè)開(kāi)孔隱含著讓污物和液體滲入的風(fēng)險(xiǎn)。[〇〇〇3]因此就需要有這樣一種帶有聲反饋和觸覺(jué)反饋的操作元件:具有高集成度的同時(shí)又能提供足夠的聲功率，并且還要防止污物和液體滲入?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0004]根據(jù)權(quán)利要求1所述的操作元件解決了這一問(wèn)題。有利的設(shè)計(jì)方案分別都為從屬權(quán)利要求的內(nèi)容。要指出的是，權(quán)利要求中列出的各項(xiàng)特征能夠以任意合理的技術(shù)方式互相組合，從而得到本實(shí)用新型的其它設(shè)計(jì)方案。本實(shí)用新型的實(shí)施例說(shuō)明，尤其是配合了專利圖的情況下，補(bǔ)充描述了本實(shí)用新型的特征。
[0005]本實(shí)用新型涉及一種包括一支架和一控制件的操作元件。該控制件具有一觸敏輸入?yún)^(qū)。該輸入?yún)^(qū)可以是彎曲的或者平整的?？刂萍惭b在支架上并且可以移動(dòng)。根據(jù)本實(shí)用新型的操作元件，在可移動(dòng)性帶來(lái)的自由度方面沒(méi)有限制。例如，本實(shí)用新型預(yù)先考慮了大體垂直于輸入?yún)^(qū)平面的可移動(dòng)性?？刂萍膬?yōu)選安裝位置是:將其安裝在支架上，使其基本與輸入?yún)^(qū)所構(gòu)成的平面平行并且可往移動(dòng)方向滑動(dòng)。如果輸入?yún)^(qū)是彎曲的，所述的對(duì)移動(dòng)方向進(jìn)行限制的平面，可通過(guò)輸入?yún)^(qū)(也稱為操作面或者觸控面)的外周邊確定。在帶有觸敏輸入?yún)^(qū)的控制件中，優(yōu)選采用觸控板或者觸控屏。優(yōu)選的設(shè)計(jì)方案預(yù)先考慮了控制件相對(duì)于支架的純直線移動(dòng)，就好像浮動(dòng)軸承所帶來(lái)的效果那樣。平行于輸入?yún)^(qū)驅(qū)動(dòng)控制件的好處是，致動(dòng)器推進(jìn)的時(shí)候，相對(duì)較大的輸入?yún)^(qū)不會(huì)像一揚(yáng)聲器振膜那樣，成為一聲音輻射面。
[0006]此外還可以選擇提供機(jī)械回復(fù)力，例如以重力或者磁力為基礎(chǔ)的力或者彈性形變產(chǎn)生的力，讓其發(fā)揮作用，實(shí)現(xiàn)控制件自動(dòng)(即不觸發(fā)下面所述的致動(dòng)器)回復(fù)到偏轉(zhuǎn)之前的靜止位置中。一個(gè)可選的設(shè)計(jì)方案預(yù)選考慮了讓控制件自由地、非自主地恢復(fù)到靜止位置的情況。
[0007]為了驅(qū)動(dòng)控制件在其自由度方向上運(yùn)動(dòng)，本實(shí)用新型設(shè)置了一致動(dòng)器，用于引發(fā)控制件相對(duì)于支架的運(yùn)動(dòng)。這一運(yùn)動(dòng)是為了提供觸覺(jué)反饋，例如通過(guò)一運(yùn)動(dòng)脈沖實(shí)現(xiàn)，先往一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，隨之往相反的方向進(jìn)行返回運(yùn)動(dòng)，其中，返回運(yùn)動(dòng)不一定要由致動(dòng)器引發(fā)。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的操作元件，在致動(dòng)器方面不設(shè)限制。例如，它可以是一電磁致動(dòng)器。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型的操作元件擁有布置在控制件下方支架上的一聲變換器，用于產(chǎn)生聲反饋。聲變換器的聲音輻射的主傳播方向優(yōu)選選擇在朝向控制件的方向。這里優(yōu)選選用電動(dòng)式揚(yáng)聲器。
[0010]此外，根據(jù)本實(shí)用新型，在聲變換器和控制件之間還布置著中間層。這個(gè)中間層至少部分覆蓋了支架。另外，它還構(gòu)成了一沿控制件方向突出的通道。該通道從布置在聲變換器上方的一中間層穿孔那里開(kāi)始延伸。最好是使其沿著控制件的方向延伸。
[0011]在其沿著控制件方向的走向中，該通道的截面最好要擴(kuò)大。通過(guò)阻抗匹配，具有變大截面的通道可改善聲音的輻射，從而提高揚(yáng)聲器的效率。例如，該通道會(huì)構(gòu)成一個(gè)角，相當(dāng)于一個(gè)圓錐體的喇叭筒，聲變換器安裝在其較尖的末端，往喇叭筒輻射聲音。構(gòu)造成指數(shù)喇叭或者球面波喇叭也同樣符合本實(shí)用新型的要求。根據(jù)本實(shí)用新型，構(gòu)造成折疊喇叭也是可以的。在聲場(chǎng)中，可以在通道和聲變換器之間設(shè)置一個(gè)前室。
[0012]此外，中間層一方面(特別是其包圍著通道的部分)可防止聲短路，另一方面它至少也局部地保護(hù)了支架和支架上安裝的電子和/或者機(jī)械部件。此外，由于通道包圍著中間層中的穿孔并且比穿孔高，所以可防止其下面布置的聲變換器被灰塵和液體侵入。尤其是在移動(dòng)的控制件中，這樣的防護(hù)是必須的，因?yàn)樵谳斎雲(yún)^(qū)和經(jīng)常圍繞著輸入?yún)^(qū)的隔板之間不僅必須保留一條縫隙，而且在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，也就是有觸覺(jué)反饋時(shí)，縫隙還會(huì)變化。
[0013]根據(jù)另外一種優(yōu)選的實(shí)施方案，該操作元件還具有一圍繞著觸敏輸入?yún)^(qū)的隔板。 在這種實(shí)施方案中，通道一直通到一延伸至控制件和隔板之間的一條縫隙的空腔中。這條縫隙的作用是，令觸覺(jué)反饋時(shí)控制件和隔板之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)能夠?qū)崿F(xiàn)。根據(jù)本實(shí)用新型要求，該縫隙隨著觸覺(jué)反饋而變化，例如其寬度和/或者形裝要隨之變化。通過(guò)這種設(shè)計(jì)，觸覺(jué)反饋所需的縫隙也能用作聲音出口。這樣就無(wú)需再設(shè)計(jì)其它的聲音出口。
[0014]中間層最好沿著控制件延伸并高出于該零件。這樣做的好處是，中間層能夠在過(guò)渡區(qū)域和控制件與經(jīng)常圍繞輸入?yún)^(qū)的隔板之間的縫隙區(qū)域中形成保護(hù)，例如也可以以迷宮密封件的形式，讓液體和/或者灰塵至少難以往支架方向滲入。
[0015]中間層和通道最好是一體成型。例如可以用熱塑性塑料制造。
[0016]中間層和通道最好是在一個(gè)成型步驟中制造，例如使用注塑成型法。
[0017]為了簡(jiǎn)化制造過(guò)程，通道將具有圓錐形的截面擴(kuò)大段。
[0018]此外，中間層最好構(gòu)造出一導(dǎo)流的出口。例如在中間層旁構(gòu)成一經(jīng)過(guò)支架的排泄槽。
[0019]支架最好包括一電路板。例如，在電路板上要設(shè)置一電容式力傳感器和一電子分析裝置，進(jìn)行空間分辨率觸控探測(cè)。此外，中間層要完全或者部分地覆蓋電路板，但不得覆蓋為聲變換器設(shè)置的穿孔。
[0020]聲變換器優(yōu)選采用SMD結(jié)構(gòu)形式。聲變換器通過(guò)可焊接的接線面直接焊接到電路板上。專業(yè)人員了解這種表面安裝通常采用的方法。[0021 ]為了改善聲輻射效率還設(shè)計(jì)了密封材料，連接在中間層背離控制件的一側(cè)，和連接在支架和/或者聲變換器上。
[0022]此外，本實(shí)用新型還涉及前述實(shí)施方案的操作元件在汽車中的應(yīng)用?！靖綀D說(shuō)明】
[0023]將根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的闡釋。附圖在此僅作示例，僅表現(xiàn)出了一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)類型，其中示出的是:
[0024]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的操作元件1的實(shí)施方案主要構(gòu)成部分的截面圖；
[0025]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的操作元件1的另一個(gè)實(shí)施方案的截面圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0026]圖1示出的是根據(jù)本實(shí)用新型的操作元件1的第一實(shí)施方案1的截面。它具有一支架13。支架13上安裝了一可水平移動(dòng)的控制件3。圖1未顯示安裝方式。為了產(chǎn)生觸覺(jué)反饋， 這里設(shè)置了一致動(dòng)器14,驅(qū)動(dòng)控制件3產(chǎn)生觸覺(jué)反饋?？刂萍?主要是一塊觸控板并構(gòu)成了一觸敏輸入?yún)^(qū)4。圍繞觸敏輸入?yún)^(qū)4的是一剛性固定在支架13上的隔板2。支架13和隔板2構(gòu)成了一圍繞控制件3的空腔16。由于在控制件3和支架13以及隔板2之間有一條圍繞輸入?yún)^(qū)的縫隙7,所以空腔16是向操作人員(圖中未顯示)敞開(kāi)的。在觸覺(jué)反饋的過(guò)程中，縫隙7隨著控制件3的運(yùn)動(dòng)而變化。根據(jù)本實(shí)用新型，聲音反饋與觸覺(jué)反饋同時(shí)出現(xiàn)，或者幾乎同時(shí)出現(xiàn)?？涨?6也起到聲音傳播空間的作用。此外還有一電動(dòng)的、SMD結(jié)構(gòu)的揚(yáng)聲器作為聲變換器10,用以產(chǎn)生聲反饋的聲音信號(hào)。聲變換器10焊接在安裝于控制件3下方的一電路板9上。 其聲音輻射面11或者膜片以及主要的聲音傳播方向都朝向控制件3。揚(yáng)聲器10通過(guò)環(huán)繞膜片11的密封材料12與熱塑性塑料制成的中間層5氣密地隔絕。中間層5延伸至電路板9的整個(gè)擴(kuò)展區(qū)域(在當(dāng)前的例子中是水平擴(kuò)展)上方，聲變換器10的穿孔8處除外。中間層5布置于控制件3和電路板9之間，不僅是電路板9及其上面布置的電子器件的機(jī)械保護(hù)裝置，而且能防止它們受通過(guò)縫隙7進(jìn)入空腔16的液體和灰塵影響。此外，中間層5還有一條圍繞著穿孔8的、突起的通道6,能夠防止液體通過(guò)穿孔流出，同時(shí)通過(guò)共振放大作用，改善聲變換器 10的聲音輻射效果。此外，為了排出液體，中間層5邊上還構(gòu)造了一出口 17,形成了一導(dǎo)流的通道13。
[0027]圖2示出的是根據(jù)本實(shí)用新型的操作元件1的另一種實(shí)施方案，它與圖1所示實(shí)施方案的不同之處在于，密封材料12直接連接在附屬于支架13的電路板9上。這樣就提供了一有聲學(xué)效果的前室18，用于對(duì)輻射到通道6中的聲音進(jìn)行頻率調(diào)諧。此外，通道6還有一截面變大的位置(在這里具體顯示為一圓錐體的喇叭6形狀)，用于對(duì)聲變換器10進(jìn)行更好的阻抗匹配。聲變換器10布置在喇叭6較尖的一端。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.改善聲耦合的帶有觸覺(jué)反饋與聲反饋的操作元件(1)，其特征在于具有:一支架(13);一提供了觸敏輸入?yún)^(qū)(4)的控制件(3)，并且控制件(3)安裝在支架(13)上，可在運(yùn)動(dòng)方 向(15)中移動(dòng)；一引起控制件(3)相對(duì)于支架(13)沿運(yùn)動(dòng)方向(15)發(fā)生運(yùn)動(dòng)以提供觸覺(jué)反饋的致動(dòng)器 (14)；一布置于控制件(3)下的支架(13)上、用于產(chǎn)生聲音反饋的聲變換器(10);一布置在聲變換器(10)和控制件(3)之間的、至少部分覆蓋了支架(13)的中間層(5)， 其構(gòu)成一往控制件(3)方向突起的通道(6)，該通道從位于聲變換器(19)上方的中間層(5) 穿孔(8)處開(kāi)始延伸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善聲耦合的帶有觸覺(jué)反饋與聲反饋的操作元件(1)，其特征 在于通道(6)在其沿著控制件(3)方向的走向中有一截面擴(kuò)大部分。3.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的改善聲耦合的帶有觸覺(jué)反饋與聲反饋的操作元件 (1)，其特征在于還具有一圍繞著觸敏輸入?yún)^(qū)(4)的隔板(2)，并且通道(6) —直通到一延伸 至控制件(3)和隔板(2)之間的一條縫隙(7)的空腔中，其中縫隙(7)會(huì)隨著觸覺(jué)反饋發(fā)生變 化。4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的改善聲耦合的帶有觸覺(jué)反饋與聲反饋的操作元件 (1)，其特征在于中間層(5)沿著控制件(3)延伸并且高出控制件。5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的改善聲耦合的帶有觸覺(jué)反饋與聲反饋的操作元件 (1)，其特征在于中間層(5)和通道(6)是一體的。6.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的改善聲耦合的帶有觸覺(jué)反饋與聲反饋的操作元件 (1)，其特征在于中間層(5)和通道(6)—起在一成型工藝中制造而成。7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的改善聲耦合的帶有觸覺(jué)反饋與聲反饋的操作元件 (1)，其特征在于通道(6)具有截面呈圓錐形擴(kuò)大的部分。8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的改善聲耦合的帶有觸覺(jué)反饋與聲反饋的操作元件 (1)，其特征在于中間層(5)還構(gòu)成了一導(dǎo)流的出口(17)。9.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的改善聲耦合的帶有觸覺(jué)反饋與聲反饋的操作元件 (1)，其特征在于支架(13)包圍著一塊電路板(9)，電路板(9)上安裝有聲變換器(10)，并且 中間層(5)完全或者部分覆蓋電路板(9)。10.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的改善聲耦合的帶有觸覺(jué)反饋與聲反饋的操作元件 (1)，其特征在于聲變換器(10)采用SMD結(jié)構(gòu)。11.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的改善聲耦合的帶有觸覺(jué)反饋與聲反饋的操作元件 (1 )，其特征在于控制件(3)為一觸控板或者觸控屏。12.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的改善聲耦合的帶有觸覺(jué)反饋與聲反饋的操作元件 (1)，其特征在于在中間層(5)背離控制件的一側(cè)，以及在支架(13)和/或者聲變換器(10)上 連接密封材料(12)。
【文檔編號(hào)】H04R15/00GK205596340SQ201521133104
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2015年12月29日
【發(fā)明人】T·博登施泰因, D·埃德洛夫
【申請(qǐng)人】普雷有限公司