技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)整體涉及便攜式電子設(shè)備，并且更具體地涉及能夠放置在用戶的皮膚(直接或間接)上且被配置為向用戶提供觸覺(jué)反饋的電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

日常生活中，便攜式電子設(shè)備隨處可見(jiàn)，諸如個(gè)人數(shù)據(jù)助理、媒體播放器、移動(dòng)電話、平板電腦和其他類似的計(jì)算設(shè)備。在某些情況下，用戶可能希望與便攜式設(shè)備進(jìn)行交互和/或接收來(lái)自該設(shè)備的反饋或警報(bào)。頻繁的反饋是可以聽(tīng)到的，和/或可能因此被視為干擾，或甚至可能無(wú)法保護(hù)用戶及其便攜式電子設(shè)備之間通信的隱私性。例如，用戶可能希望在特定的時(shí)間或發(fā)生特殊事件時(shí)收到警報(bào)，然而用戶可能希望警報(bào)完全保密(例如，用戶周圍的其他人無(wú)法察覺(jué))。眾所周知，某些設(shè)備具有靜音或振動(dòng)工作模式，然而即使這些模式也存在用戶或用戶周圍的人可以察覺(jué)的余音效果。便攜式電子設(shè)備的典型振動(dòng)器通過(guò)旋轉(zhuǎn)非平衡電機(jī)而生成振動(dòng)，然而以這種方式產(chǎn)生的振動(dòng)通常比可能必要的振動(dòng)更強(qiáng)烈，并且因此可能會(huì)更引人注目和/或聲音更大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)目的是提供一種便攜式電子設(shè)備，其包括生成觸覺(jué)和/或聲音警報(bào)的壓電致動(dòng)振動(dòng)器(本文也稱為振動(dòng)器組件)。根據(jù)一些實(shí)例，便攜式電子設(shè)備可包括外殼和振動(dòng)器組件。振動(dòng)器組件可包括耦接到該外殼的隔膜；和壓電元件(本文也稱為壓電致動(dòng)器或壓電換能器)，其耦接到該外殼和隔膜，并被配置為使隔膜振動(dòng)。該壓電元件和隔 膜可由壓電元件和隔膜的內(nèi)表面之間限定的腔間隔開(kāi)。在一些實(shí)施例中，壓電元件可使用附接到該壓電元件的一端或多端的至少一個(gè)連接器耦接到該隔膜。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面，提供了一種用于便攜式電子設(shè)備的振動(dòng)器組件，其特征在于，所述振動(dòng)器組件包括：可操作以產(chǎn)生第一類型輸出的第一隔膜；與所述第一隔膜相對(duì)并可操作以產(chǎn)生第二類型輸出的第二隔膜；和壓電元件，所述壓電元件耦接到所述第一隔膜和所述第二隔膜并且被配置為使所述第一隔膜和所述第二隔膜振動(dòng)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述第一隔膜具有第一厚度，并且所述第二隔膜具有不同于所述第一厚度的第二厚度。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述第一類型輸出是觸覺(jué)輸出。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述第二類型輸出是聽(tīng)覺(jué)輸出。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述第二隔膜被配置為放大所述第一隔膜提供的第一類型輸出。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述第一隔膜被配置為放大所述第二隔膜提供的第二類型輸出。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述第一隔膜和所述第二隔膜同時(shí)振動(dòng)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述第一隔膜或所述第二隔膜中的至少一者被封閉在所述便攜式電子設(shè)備的外殼內(nèi)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述振動(dòng)器組件還包括用于放大所述壓電元件的行程的連桿組件。

根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)方面，提供了一種便攜式電子設(shè)備，其特征在于，所述便攜式電子設(shè)備包括：外殼；和至少部分封閉在所述外殼內(nèi)的振動(dòng)器組件，所述振動(dòng)器組件包括：耦接到所述外殼的隔膜；和壓電元件，所述壓電元件與所述隔膜間隔開(kāi)并耦接到所述隔膜并且被配置為：使所述隔膜以第一頻率振動(dòng)以生成觸覺(jué)輸出；以及使所述隔膜以第二頻率振動(dòng)以生成音頻輸出。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述壓電元件使用連接器耦接到所述隔膜。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述連接器剛性地附接到所述壓電元件的一端。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述壓電元件從所述外殼的一部分懸伸。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述便攜式電子設(shè)備還包括發(fā)聲部件，所述發(fā)聲部件被配置為提供用于消除由所述隔膜產(chǎn)生的聲音的噪聲消除信號(hào)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述便攜式電子設(shè)備還包括位于所述外殼上的外部特征結(jié)構(gòu)，所述外部特征結(jié)構(gòu)被配置為在用戶佩戴所述便攜式電子設(shè)備時(shí)，保持所述隔膜和所述用戶的身體部位之間的間隙。

根據(jù)本公開(kāi)的再一個(gè)方面，提供了一種便攜式電子設(shè)備，其特征在于，所述便攜式電子設(shè)備包括：外殼；操作性地耦接到封閉在所述外殼內(nèi)的電路的壓電元件，壓電元件被配置為使所述外殼的一部分偏轉(zhuǎn)以響應(yīng)于接收到的信號(hào)提供觸覺(jué)輸出。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述壓電元件與所述外殼集成。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述便攜式電子設(shè)備還包括可操作以將所述便攜式電子設(shè)備固定到用戶的帶條。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述壓電元件被配置成響應(yīng)于接收到的第二信號(hào)提供音頻輸出。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述壓電元件包括兩層或更多層的壓電材料。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面，提供了一種便攜式電子設(shè)備，其特征在于，所述便攜式電子設(shè)備包括：外殼；和振動(dòng)器組件，所述振動(dòng)器組件包括：耦接到所述外殼的第一隔膜和與所述第一隔膜相對(duì)并間隔開(kāi)的第二隔膜；和壓電元件，所述壓電元件與所述第一隔膜和所述第二隔膜間隔開(kāi)并耦接到所述第一隔膜和所述第二隔膜，并且被配置為使所述第一隔膜和所述第二隔膜同時(shí)振動(dòng)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述第一隔膜具有第一厚度，并且所述第二隔膜具有不同于所述第一厚度的第二厚度。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述第一隔膜和所述第二隔膜被配置為響應(yīng)于所述壓電元件施加的負(fù)載分別產(chǎn)生第一振動(dòng)和第二振動(dòng)，其中所述第一振動(dòng)的頻率或量值不同于所述第二振動(dòng)的頻率或量值。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述便攜式電子設(shè)備的用戶聽(tīng)不到所述第一隔膜或第二隔膜中至少一者的振動(dòng)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述第一隔膜或所述第二隔膜中的至少一者被配置為放大所述第一隔膜或第二隔膜中另一者的振動(dòng)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述第一隔膜或第二隔膜中的至少一者被封閉在所述外殼內(nèi)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，被封閉在所述外殼內(nèi)的所述第一隔膜或第二隔膜中的所述至少一者被配置為生成聲音。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述便攜式電子設(shè)備還包括用于將所述便攜式電子設(shè)備固定到用戶的身體部位的帶條。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述振動(dòng)器組件還包括用于放大所述壓電元件的行程的連桿組件。

根據(jù)本公開(kāi)另一個(gè)方面，提供了一種便攜式電子設(shè)備，其特征在于，所述便攜式電子設(shè)備包括：外殼；和振動(dòng)器組件，所述振動(dòng)器組件包括：耦接到所述外殼的隔膜；和壓電元件，所述壓電元件耦接到所述外殼和所述隔膜，并且被配置為使所述隔膜振動(dòng)以有選擇地生成觸覺(jué)輸出和音頻輸出中的一種或兩種，其中所述壓電元件和所述隔膜通過(guò)兩者之間限定的腔間隔開(kāi)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述壓電元件使用附接到所述壓電元件的一端或多端的至少一個(gè)連接器耦接到所述隔膜。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述至少一個(gè)連接器剛性地附接到所述壓電元件的一端。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述至少一個(gè)連接器為一對(duì)杠桿臂，所述一對(duì)杠桿臂耦接到所述壓電元件的相對(duì)端，并且進(jìn)一步耦接到彼此間隔開(kāi)的第一位置和第二位置處的所述隔膜。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述壓電元件從所述外殼的一部分懸伸。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述隔膜的形狀與所述外殼的現(xiàn)有特征結(jié)構(gòu)的形狀相對(duì)應(yīng)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述便攜式電子設(shè)備還包括發(fā)聲部件，所述發(fā)聲部件被配置為提供用于消除由所述隔膜產(chǎn)生的聲音的噪聲消除信號(hào)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述便攜式電子設(shè)備被配置為附接到用戶的身體部位，并且其中所述振動(dòng)器被進(jìn)一步配置為檢測(cè)所述用戶的脈搏或心跳。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述便攜式電子設(shè)備被配置為附接到用戶的身體部位，所述外殼還包括外部特征結(jié)構(gòu)，所述外部特征結(jié)構(gòu)被配置為在所述用戶佩戴所述便攜式電子設(shè)備時(shí)，保持所述隔膜和所述用戶的身體部位之間的間隙。

根據(jù)本公開(kāi)再一個(gè)方面，提供了一種便攜式電子設(shè)備，該便攜式電子設(shè)備適于由用戶佩戴，其特征在于所述便攜式電子設(shè)備包括：由陶瓷材料制成的外殼，所述陶瓷材料的至少一部分為壓電陶瓷材料，所述壓電陶瓷材料操作性地耦接到封閉在所述外殼內(nèi)的電路，并且被配置為驅(qū)動(dòng)所述壓電陶瓷材料以使所述外殼的一部分偏轉(zhuǎn)。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，所述外殼的所述一部分包括被配置為放置在所述用戶的皮膚上的彎曲的外表面。

根據(jù)本公開(kāi)的再一個(gè)方面，提供了一種便攜式電子設(shè)備，其特征在于，所述便攜式電子設(shè)備包括：包括內(nèi)表面和外表面的外殼；嵌在所述外殼的所述內(nèi)表面和所述外殼的所述外表面的至少一部分之間的壓電材料，所述壓電材料被布置成使得所述壓電材料的伸長(zhǎng)軸垂直于所述外殼的所述內(nèi)表面或所述外表面中的至少一者。

根據(jù)本公開(kāi)的便攜式電子設(shè)備可被配置為由用戶佩戴，例如附接到用戶的身體部位。就這一點(diǎn)而言，便攜式電子設(shè)備可包括附接機(jī)構(gòu)，例如帶條、夾子或綁帶，用于將該便攜式電子設(shè)備固定到用戶的身體部位。所述振動(dòng)器組件可被配置為生成振動(dòng)，用戶可憑觸覺(jué)(例如，以觸覺(jué)反饋的形式)和聽(tīng)覺(jué)(例如，以聲音的形式)感知該振動(dòng)。在某些實(shí)例中，振動(dòng)器組件可被配置為生成除觸覺(jué)反饋之外或代替觸覺(jué)反饋的有聲振動(dòng)。在其他實(shí)例中，便攜式電子設(shè)備還可包括發(fā)聲部件，該發(fā)聲部件被配置為提供用于減少或消除振動(dòng)器組件所生成的聲音的噪聲消除信號(hào)。噪聲消除功能可被結(jié)合到振動(dòng)器組件內(nèi)。例如，振動(dòng)器組件的發(fā)聲隔膜可提供噪聲消除功能，該發(fā)聲隔膜可操作性地耦接到電路(例如，反向波形發(fā)生器)，從而產(chǎn)生噪聲消除信號(hào)。在某些實(shí)例中，便攜式電子設(shè)備的振動(dòng)器組件可被進(jìn)一步配置為檢測(cè)用戶或用戶皮膚的移動(dòng)，例如檢測(cè)用戶的脈搏或心跳。該振動(dòng)器組件可與便攜式電子設(shè)備的現(xiàn)有設(shè)計(jì)特征結(jié)構(gòu)相結(jié)合。就這一點(diǎn)而言，隔膜可具有與外殼的現(xiàn)有特征結(jié)構(gòu)的形狀相對(duì)應(yīng)的形狀。例如，隔膜可具有與飾件相對(duì)應(yīng)或與附連到外殼或嵌入外殼中的徽標(biāo)的形狀相對(duì)應(yīng)的形狀。

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)例，可以實(shí)現(xiàn)包括雙隔膜配置的振動(dòng)器組件。振動(dòng)器組件可包括耦接到外殼的第一隔膜；和與第一隔膜相對(duì)并間隔開(kāi)的第二隔膜。振動(dòng)器組件還可包括壓電元件，該壓電元件與第一隔膜和第二隔膜間隔開(kāi)并耦接到第一隔膜和第二隔膜，并且被配置為使第一隔膜和第二隔膜 同時(shí)振動(dòng)。根據(jù)本文實(shí)例的便攜式電子設(shè)備能夠由用戶佩戴，并且可包括由陶瓷材料制成的外殼，所述陶瓷材料的至少一部分為壓電陶瓷材料。外殼內(nèi)的壓電陶瓷材料可操作性地耦接到封閉在外殼內(nèi)的電路，并且可被配置為驅(qū)動(dòng)該壓電陶瓷材料，以使外殼的一部分偏轉(zhuǎn)。在一些實(shí)例中，便攜式電子設(shè)備的外殼可包括彎曲的外表面。該彎曲的表面可以是凸的、凹的，或具有被配置為適形于用戶皮膚(直接或間接)的其他形狀。在一些實(shí)例中，根據(jù)本公開(kāi)的便攜式電子設(shè)備可包括外殼，該外殼包括內(nèi)表面和外表面，并且其中該外殼的至少一部分包括嵌在外殼的內(nèi)表面和外表面之間的壓電材料。壓電材料可被布置成使得其伸長(zhǎng)軸垂直于外殼的內(nèi)表面或外表面中的至少一者。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例的一個(gè)技術(shù)效果是提供了包括為用戶提供觸覺(jué)反饋的壓電致動(dòng)振動(dòng)器的便攜式電子設(shè)備。

附圖說(shuō)明

通過(guò)參考以下描述以及所附權(quán)利要求并結(jié)合附圖，本公開(kāi)的上述特征和其他特征將變得更加顯而易見(jiàn)。應(yīng)當(dāng)理解，這些附圖僅示出了根據(jù)本公開(kāi)的若干實(shí)例，因此不被視為是對(duì)本公開(kāi)范圍的限制，將通過(guò)使用附圖以另外的特定性和細(xì)節(jié)來(lái)描述本公開(kāi)，如下文所述。

圖1為根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)例的示例性便攜式電子設(shè)備的圖示。

圖2為根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)例的使用中的樣品便攜式電子設(shè)備的圖示。

圖3A和圖3B為根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)例的便攜式電子設(shè)備的前視圖和后視圖(分別示出)。

圖4為根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)例的壓電致動(dòng)振動(dòng)器的示意圖。

圖5為根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)例的壓電致動(dòng)振動(dòng)器的示意圖。

圖6A和圖6B為根據(jù)本公開(kāi)的其他實(shí)例的壓電致動(dòng)器的示意圖。

圖7為根據(jù)本公開(kāi)的又一個(gè)實(shí)例的壓電致動(dòng)振動(dòng)器的示意圖。

圖8為根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)例的壓電致動(dòng)隔膜的另外的實(shí)例。

圖9為包括集成壓電隔膜的便攜式電子設(shè)備的實(shí)例。

圖10為包括壓電陶瓷外殼的便攜式電子設(shè)備的實(shí)例。

圖11A-C示出了根據(jù)本公開(kāi)的便攜式電子設(shè)備的壓電致動(dòng)外殼的壓電復(fù)合材料配置的實(shí)例。

具體實(shí)施方式

在以下詳細(xì)描述中，將參考構(gòu)成本說(shuō)明書一部分的附圖。在附圖中，除非在上下文中另外指明，否則相似的符號(hào)通常表示相似的部件。具體實(shí)施方式、附圖和權(quán)利要求中描述的示例性實(shí)例并非意在限制。在不脫離本文所述主題的實(shí)質(zhì)或范圍的前提下，可使用其他實(shí)例和做出其他修改。應(yīng)當(dāng)理解，本文中總體描述的以及附圖中示出的本公開(kāi)的各方面可以各種不同的配置進(jìn)行布置、替換、組合、分離和設(shè)計(jì)，所有這些在本文中都是明確可預(yù)期的。

本公開(kāi)涉及包括一個(gè)或多個(gè)振動(dòng)生成系統(tǒng)(本文也稱為振動(dòng)器或振動(dòng)組件)的便攜式電子設(shè)備，該振動(dòng)生成系統(tǒng)可被配置為生成有聲振動(dòng)和/或無(wú)聲振動(dòng)。本公開(kāi)可適用于被設(shè)計(jì)為與用戶皮膚接觸的幾乎任何消費(fèi)電子產(chǎn)品，包括由用戶手持的設(shè)備、附接到用戶身體部位的設(shè)備或以其他方式放置在用戶皮膚上的設(shè)備。由于可被配置為通過(guò)衣服提供觸覺(jué)反饋，因此產(chǎn)品無(wú)需與用戶的皮膚直接接觸。圖1-3示出了根據(jù)本公開(kāi)的便攜式電子設(shè)備的若干實(shí)例的圖示。根據(jù)一個(gè)實(shí)例，便攜式電子設(shè)備10可以是媒體播放器12或計(jì)時(shí)設(shè)備(例如，電子表或計(jì)時(shí)器)或任何其他可佩戴的設(shè)備或物品。便攜式電子設(shè)備10可包括用于將設(shè)備10附接至用戶的機(jī)構(gòu)，使得設(shè)備10與用戶的皮膚直接或間接接觸(例如，通過(guò)衣服接觸)。用于附接的機(jī)構(gòu)可以是帶條14，例如，用于將設(shè)備10附連到用戶的手腕、前臂或上臂上。例如，如圖2所示，便攜式電子設(shè)備可以是媒體播放器12’或其他專用的或多功能計(jì)算設(shè)備，其可以用綁帶或其他彈性構(gòu)件或柔性構(gòu)件固定在用戶的皮膚上。臂帶14’可與便攜式電子設(shè)備集成在一起，或其可為可拆卸的。在其他情況下，可包括一根或多根帶條，用于將平板計(jì)算機(jī)或eBook閱讀器(未示出)附接到人的手掌、或前臂或其他身體部位上。其他機(jī)構(gòu)可包括夾子、套環(huán)、綁帶等?？梢允褂每梢瞥恼澈蟿├鐚⑷嵝再N片附接到用戶的皮膚上，該柔性貼片包括被編程為具有所需功能的電路。在另外的其他實(shí)例中，便攜式電子設(shè)備10可以是或者包括生物特征監(jiān)視器20(其一個(gè)實(shí)例如圖2所示)，例如心率監(jiān)視器。在此類實(shí)例中，便攜式電子設(shè)備可被配置為放置在用戶的胸部或適于監(jiān)視用戶心率或脈搏的用戶其他身體部位上。

重新參見(jiàn)圖1，根據(jù)本公開(kāi)的便攜式電子設(shè)備(例如，設(shè)備12，12’，20)可包括壓電致動(dòng)振動(dòng)器16，如將在下文進(jìn)一步詳細(xì)描述的那樣，該壓電致動(dòng)振動(dòng)器16可安裝或結(jié)合到電子設(shè)備的外殼內(nèi)。如可由設(shè)備功能所需要或要求的那樣，壓電致動(dòng)振動(dòng)器16可操作性地耦接到便攜式電子設(shè)備10的電路18，以便驅(qū)動(dòng)壓電致動(dòng)振動(dòng)器16。例如，可驅(qū)動(dòng)壓電致動(dòng)振動(dòng)器16在預(yù)先確定的時(shí)間振動(dòng)或響應(yīng)于某個(gè)事件(該事件的實(shí)例包括收到電子郵件、短信提醒、推送通知等)的發(fā)生而振動(dòng)，從而生成聲音和/或觸覺(jué)警報(bào)。例如，壓電材料可被配置為刺激產(chǎn)生噪音或無(wú)聲振動(dòng)的一個(gè)或多個(gè)隔膜。在一些實(shí)例中，有源噪聲消除還可用于減少或消除壓電振動(dòng)器所產(chǎn)生的任何聲音。聽(tīng)覺(jué)或觸覺(jué)警報(bào)的其他潛在用途可包括運(yùn)動(dòng)性能指示、日歷通知、觸覺(jué)反饋、調(diào)節(jié)、提醒、手機(jī)鈴聲等。如將進(jìn)一步描述的那樣，壓電致動(dòng)振動(dòng)器16可被配置為通過(guò)或借助振動(dòng)設(shè)備10的外殼來(lái)生成有聲和/或無(wú)聲振動(dòng)(本文也稱為觸覺(jué)振動(dòng)或觸覺(jué)刺激)。

圖3A-3B示出了根據(jù)本公開(kāi)的便攜式電子設(shè)備的又一個(gè)實(shí)例。該便攜式電子設(shè)備可以是智能手機(jī)30，該智能手機(jī)可包括顯示設(shè)備32(例如LCD、LED等)、外殼34和封閉在其中的電路(未示出)。外殼34可具有幾乎任何形狀因數(shù)，其實(shí)例包括矩形、圓形、橢圓形或不規(guī)則形狀。外殼34的表面可以是大致平坦或彎曲的。在本實(shí)例中，外殼34可包括平坦的后部36。然而，在其他實(shí)例中，后部36可以是彎曲的或以其他方式被成形為基本上適形于便攜式電子設(shè)備10將附接至的用戶的身體部位。例如，壓電致動(dòng)振動(dòng)器可被配置為使外殼的一部分(彎曲形狀或其他形狀)振動(dòng)，從而為佩戴者提供觸覺(jué)反饋。該外殼可以是彎曲的，以改善觸覺(jué)振動(dòng)器的響應(yīng)。在一些實(shí)例中，振動(dòng)器可被布置在曲率最大的位置處，這可提高觸覺(jué)反饋的靈敏度。此外，振動(dòng)器的振動(dòng)頻率可調(diào)諧至產(chǎn)品的諧振頻率，以便最大化或以其他方式提高用戶感知的振動(dòng)。

根據(jù)本公開(kāi)的壓電致動(dòng)振動(dòng)器(例如，圖3B中以虛線顯示的振動(dòng)器組件16’)可結(jié)合到外殼的現(xiàn)有特征結(jié)構(gòu)或與外殼的現(xiàn)有特征結(jié)構(gòu)集成在一起。正如一些實(shí)例所示，此類振動(dòng)器可與徽標(biāo)40、一個(gè)或多個(gè)控制按鈕42，42’，42”、飾件44以及其他特征結(jié)構(gòu)集成在一起。在一些實(shí)例中，壓電致動(dòng)振動(dòng)器可集成在相機(jī)45的飾件43(例如，外殼的一部分)內(nèi)。在另外的其他實(shí)例中，壓電致動(dòng)振動(dòng)器可結(jié)合到外殼的周邊部分35中?？稍诟鞣N實(shí) 施例中使用其他變型。出于說(shuō)明目的，將結(jié)合圖4-7的示意圖對(duì)壓電致動(dòng)振動(dòng)器16’的若干實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步描述。正如閱讀后所應(yīng)理解的那樣，圖4-7僅出于說(shuō)明目的而提供，并因此部件可能未按比例示出。同樣，為了清楚起見(jiàn)，圖中可能省略了無(wú)助于理解實(shí)例的組件的某些部件。當(dāng)可能描述示出單個(gè)壓電致動(dòng)器的具體實(shí)例時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解，可在其他實(shí)例中使用多個(gè)壓電致動(dòng)器，或可如本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的那樣實(shí)現(xiàn)其他變型。

圖4示出了根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)例的壓電致動(dòng)振動(dòng)器的實(shí)例。如在圖4的實(shí)例中所示意性示出的那樣，電子設(shè)備10可包括外殼112和壓電致動(dòng)振動(dòng)器114，該壓電致動(dòng)振動(dòng)器可包括壓電元件116。在一些實(shí)例中，外殼112可包括隔膜111，該隔膜可比隔膜周圍或附近外殼的周邊部分113薄。隔膜111可耦接到該外殼，使得在設(shè)備的外表面115(本文也稱為接觸表面115)處由該隔膜和外殼界定連續(xù)的表面，包括穿過(guò)隔膜的邊界119的表面。隔膜和外殼之間的接頭可用加強(qiáng)構(gòu)件118加強(qiáng)，例如以防止因隔膜重復(fù)彎曲(例如，當(dāng)隔膜振動(dòng)時(shí))導(dǎo)致接頭損壞。

電子設(shè)備可被配置為使得外表面或接觸表面115能夠放置于用戶的皮膚上。在本公開(kāi)的上下文中，“與皮膚接觸”旨在包括外表面115與用戶的皮膚117的直接接觸和間接接觸(例如，通過(guò)衣服接觸)。如本文所述，電子設(shè)備可被配置為由用戶佩戴，并且可包括能夠?qū)⒃O(shè)備10固定在用戶的身體部位上的帶條或其他附接機(jī)構(gòu)(參見(jiàn)圖1-2)上。該電子設(shè)備可以是便攜式媒體播放器、智能手機(jī)或其他移動(dòng)計(jì)算設(shè)備。在一些實(shí)例中，該電子設(shè)備可以是計(jì)時(shí)器、心率監(jiān)視器或任何其他生物特征監(jiān)視設(shè)備，或者可以是具有生物特征監(jiān)視功能的移動(dòng)計(jì)算設(shè)備。在圖1的示意圖中，外殼112和隔膜115被示出為具有平坦的連續(xù)表面，然而在一些實(shí)例中，電子設(shè)備10的外殼112可以是彎曲的(例如，如圖7和圖8所示)和或能夠以其他方式適形于用戶的身體部位，如手腕、前臂、上臂、胸部、頸部、足踝等。在一些實(shí)例中，如本文所描述和本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的那樣，采用彎曲的表面可以提高設(shè)備的靈敏度和/或響應(yīng)能力。

在某些實(shí)例中，電子設(shè)備10可被配置為佩戴時(shí)接觸表面靠近或貼著用戶的皮膚，或鄰近衣服，透過(guò)衣服，用戶仍可感知設(shè)備的觸覺(jué)輸出。佩戴時(shí)(例如，當(dāng)綁在用戶的手臂或手腕上時(shí))，平坦表面可能會(huì)壓緊用戶皮膚表面的一部分，從而形成更好的接觸和提高對(duì)設(shè)備生成的觸覺(jué)振動(dòng)(例 如，如振動(dòng)波120所指示)的敏感性。在其他實(shí)例中，外殼113可被配置為使得該外殼與用戶的皮膚間隔開(kāi)，例如在皮膚和隔膜之間提供氣隙，以更好地生成聲音(參見(jiàn)例如圖9)。外殼的外部處可包括外部結(jié)構(gòu)諸如圓形墊片或小塊等，例如在隔膜的周邊的周圍或在用于保持氣隙的外殼后部的周邊處。圓形墊片可使外殼處于相對(duì)于用戶的身體部位的間隔開(kāi)的位置處。在某些實(shí)例中，墊片的腳部可內(nèi)置一個(gè)或多個(gè)觸覺(jué)振動(dòng)器，而音頻振動(dòng)器位于墊片之間。

在一些實(shí)例中，如圖4所示，壓電致動(dòng)振動(dòng)器114可包括單個(gè)壓電致動(dòng)隔膜111。隔膜111可耦接到壓電元件116，使得可利用壓電元件116驅(qū)動(dòng)隔膜以振動(dòng)。就這一點(diǎn)而言，壓電元件116可被配置為壓電致動(dòng)器。壓電元件(例如，壓電致動(dòng)器)可包括壓電材料。一般來(lái)講，壓電材料是響應(yīng)于所施加的力而產(chǎn)生電壓的材料，所述所施加的力通常為但不限于單軸壓縮力。相反，施加電壓至壓電材料可導(dǎo)致尺寸發(fā)生變化。在這種逆向工作模式下，壓電材料可用作壓電致動(dòng)器。壓電材料的實(shí)例包括石英、鈦酸鋇、鈮酸鉛、鋯鈦酸鉛(也稱為PZT)和聚偏二氟乙烯，這里僅舉出幾個(gè)實(shí)例。根據(jù)本公開(kāi)和本文所描述的一些實(shí)例，可實(shí)現(xiàn)各種各樣的壓電換能器。應(yīng)當(dāng)理解，所述的具體實(shí)例本質(zhì)上用于示例性目的，并且本公開(kāi)的范圍不限于本文所述的具體實(shí)例。

壓電材料可以結(jié)合到和/或被配置為各種各樣的壓電換能器，該壓電換能器可用作電機(jī)(例如，壓電致動(dòng)器)和/或發(fā)生器(例如，壓電傳感器)。根據(jù)本公開(kāi)的壓電致動(dòng)器可以是線性致動(dòng)器、片狀致動(dòng)器和/或彎曲致動(dòng)器。

例如，壓電材料可被提供為單片狀或條狀的壓電材料(例如PZT)，該材料可通電以沿其厚度、長(zhǎng)度和/寬度方向移動(dòng)，這取決于所使用的特定材料的極性。因此，壓電片或壓電條可通過(guò)施加電壓被拉伸或被壓縮，或者相反地可通過(guò)機(jī)械地拉伸或壓縮壓電片或壓電條來(lái)生成電壓。這種單層配置通常稱為線性致動(dòng)器，因?yàn)槠溲刂本€方向動(dòng)作(例如，沿材料的長(zhǎng)度、厚度或?qū)挾壬煺?。

根據(jù)其他實(shí)例，壓電致動(dòng)器可被配置為彎曲型。壓電條材料或范圍可從約.005英寸至約.1英寸的壓電片材料可沿其長(zhǎng)度粘附至非壓電基底或背 襯材料。這樣，當(dāng)施加電壓至壓電材料使其收縮或伸展時(shí)，非壓電材料可因所導(dǎo)致的壓電材料尺寸變化而彎曲。

某些壓電致動(dòng)器的一個(gè)限制在于致動(dòng)器行程的大小(例如，其能夠生成的偏轉(zhuǎn)量)。在一些實(shí)例中，可通過(guò)堆疊兩層或多層壓電材料來(lái)增加壓電致動(dòng)器的行程，如將在下文所述。通過(guò)粘附兩個(gè)或更多個(gè)壓電片以沿壓電材料的厚度形成疊堆，可獲得多層壓電元件。可以選擇每個(gè)壓電片的極性，以增大壓電致動(dòng)器的彎曲度。這種類型的疊堆可稱為“彎曲型”，因?yàn)槠淠軌驅(qū)崿F(xiàn)比單層換能器更大的偏轉(zhuǎn)度。在其他實(shí)例中，可沿縱向方向?qū)崿F(xiàn)多層疊堆(例如，通過(guò)沿其長(zhǎng)度布置和耦接壓電條)。這種類型的疊堆可稱為“伸展型”，并且可能更硬且產(chǎn)生小于同等長(zhǎng)度的單根壓電條的偏轉(zhuǎn)度，但能夠產(chǎn)生更大的力。可基于壓電致動(dòng)器至其余結(jié)構(gòu)的耦接方式和/或利用實(shí)現(xiàn)機(jī)械優(yōu)勢(shì)的某些特征結(jié)構(gòu)(例如，杠桿臂或彎曲件)來(lái)確定用于修改致動(dòng)器行程的其他實(shí)例，如將在下文進(jìn)一步描述的那樣。

參見(jiàn)圖4中的實(shí)例，壓電元件116可與隔膜111間隔開(kāi)(例如，利用墊片127)，并且可使用連接器121將其耦接到該隔膜。壓電元件116可懸伸在外殼的一側(cè)，并且壓電元件116的自由端126可使用連接器121耦接到隔膜111的中心部分。在其他實(shí)例中，壓電元件可被定位在隔膜111的內(nèi)表面附近并且附接于其上。壓電元件116和/或連接器121可采用傳統(tǒng)技術(shù)附接到隔膜，例如將部件粘附、焊接或釬焊在一起。

壓電元件116可根據(jù)本文所述的任何壓電換能器實(shí)例或本領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解的內(nèi)容進(jìn)行配置。例如，壓電元件116可以是被配置為線性致動(dòng)器(例如，沿箭頭123所指示的方向伸展或收縮)的PZT條。應(yīng)當(dāng)理解，由于壓電元件116和隔膜111相耦接，壓電元件116沿特定方向123伸展或收縮可導(dǎo)致隔膜111向下或向上偏轉(zhuǎn)。在一些實(shí)例中，壓電元件116可被配置為能夠上下偏轉(zhuǎn)(例如，沿箭頭125所指示的方向)的彎曲型。盡管由于通過(guò)連接器121至隔膜的平面外負(fù)載，壓電元件116的上下振動(dòng)可導(dǎo)致隔膜111相應(yīng)的上下振動(dòng)?？刹捎闷渌罱硬贾梅绞健?/p>

在其他實(shí)例中，壓電致動(dòng)振動(dòng)器114可被配置為用作麥克風(fēng)換能器。在一種工作模式下，壓電致動(dòng)振動(dòng)器114可被配置為在被驅(qū)動(dòng)至特定頻率時(shí)生成聲音。在相反的模式下，壓電致動(dòng)振動(dòng)器114可被配置為將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。就這一點(diǎn)而言，該壓電致動(dòng)振動(dòng)器114可檢測(cè)周圍的聲音， 并將因周圍的聲音引起的隔膜111的機(jī)械振動(dòng)轉(zhuǎn)換為電能。在一些情況下，便攜式電子設(shè)備可包括一對(duì)隔膜，其中一個(gè)隔膜生成聲音，并且另一個(gè)隔膜生成觸覺(jué)振動(dòng)并通常為無(wú)聲振動(dòng)。

圖5示出了根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)例。其一部分在圖5中被示意性示出的便攜式電子設(shè)備10’可包括外殼12和壓電致動(dòng)振動(dòng)器組件114’。如將在下文所述，可在雙隔膜配置中實(shí)現(xiàn)壓電致動(dòng)振動(dòng)器114’。壓電致動(dòng)振動(dòng)器114’可包括第一隔膜111’，其可用于產(chǎn)生觸覺(jué)振動(dòng)120，而第二隔膜135可用于產(chǎn)生有聲振動(dòng)140。在此實(shí)例中，基于其可被配置為執(zhí)行的功能，第一隔膜可稱為觸覺(jué)隔膜，并且第二隔膜可稱為聽(tīng)覺(jué)隔膜。壓電致動(dòng)振動(dòng)器114’可包括壓電元件116，其可根據(jù)本文所述實(shí)例中的任一者實(shí)現(xiàn)。壓電元件116可設(shè)置在第一隔膜111’和第二隔膜135之間，并且可使用一對(duì)連接器121，121’耦接到該第一隔膜111’和第二隔膜135的相對(duì)側(cè)。

在圖5所示的實(shí)例中，第一隔膜111’和第二隔膜135被布置成使得彼此相對(duì)并彼此間隔開(kāi)。壓電致動(dòng)振動(dòng)器組件114’可被布置成使得第一隔膜111’(例如，觸覺(jué)隔膜)為被配置為放置于用戶皮膚上的外部隔膜，而第二隔膜135(例如，聽(tīng)覺(jué)隔膜)為內(nèi)部隔膜，其可部分或全部封閉在便攜式電子設(shè)備10’的外殼112內(nèi)。該聽(tīng)覺(jué)隔膜可與聲音端口聲學(xué)耦接，該端口被設(shè)置為穿過(guò)將聽(tīng)覺(jué)隔膜生成的聲音傳至周圍環(huán)境中的殼體。在一些實(shí)例中，內(nèi)部聽(tīng)覺(jué)隔膜周圍可提供導(dǎo)管(未示出)，該導(dǎo)管用于對(duì)聽(tīng)覺(jué)隔膜和聲音端口進(jìn)行聲學(xué)耦接，以引導(dǎo)聲波穿過(guò)電子設(shè)備的內(nèi)部并傳向該設(shè)備的外部。在其他實(shí)例中，聽(tīng)覺(jué)隔膜可以暴露于外部，這與觸覺(jué)隔膜類似。

以與圖4中的實(shí)例相類似的方式，第一隔膜111’和第二隔膜135可耦接到外殼113的一部分，該外殼可比第一隔膜111’和第二隔膜135厚，和/或由與第一隔膜111’和第二隔膜135不同的材料制成。在一些實(shí)例中，外殼和隔膜都可采用相同的材料，然而其厚度可能有所不同，如圖2所示。第一隔膜111’和第二隔膜135可分別具有可適合生成特定頻率和/或量值的振動(dòng)的不同厚度。例如，觸覺(jué)隔膜可比聽(tīng)覺(jué)隔膜厚，從而當(dāng)受到相同量值的力時(shí)，使聽(tīng)覺(jué)隔膜能夠以大于觸覺(jué)隔膜的振動(dòng)頻率的振動(dòng)頻率振動(dòng)。

如上所述，在某些情況下可能需要增大壓電致動(dòng)器(例如，壓電元件116)的行程。通過(guò)使用彎曲件和/或連桿裝置可放大行程，從而獲得機(jī)械優(yōu)勢(shì)?？筛鶕?jù)一個(gè)實(shí)例，使用剛性連接構(gòu)件164和有源壓電構(gòu)件162實(shí)現(xiàn)行 程放大的壓電致動(dòng)器160，如圖6A所示，其示出了雙隔膜組件的示意圖。根據(jù)本文實(shí)例中的任一者，可將第一隔膜111’和第二隔膜135設(shè)置在外殼113的開(kāi)口上并進(jìn)行配置。壓電致動(dòng)器160可設(shè)置在隔膜之間，并使用連接器122，122’耦接到該隔膜的相對(duì)表面。壓電致動(dòng)器160可包括有源元件，該有源元件可由被配置為在通電時(shí)伸長(zhǎng)的壓電材料制成。壓電致動(dòng)器160的每一端均可耦接到可樞轉(zhuǎn)地耦接在一起的兩個(gè)連接構(gòu)件。連桿組件163可鉸接地耦接到隔膜111”，135’的相對(duì)表面。電壓可經(jīng)由電引線165施加至有源壓電元件162，使該有源壓電元件162伸長(zhǎng)。有源壓電元件162的伸長(zhǎng)可導(dǎo)致每個(gè)連接處的連桿臂之間的角度168，169增大，從而使隔膜111”，135’朝向彼此偏轉(zhuǎn)。在下一實(shí)例中，有源壓電元件162的收縮可使角度168，169減小，并且連接點(diǎn)遠(yuǎn)離彼此偏轉(zhuǎn)。因此，有源壓電元件的重復(fù)伸長(zhǎng)/收縮會(huì)使隔膜振動(dòng)。應(yīng)當(dāng)理解，無(wú)論是否使用兩個(gè)隔膜，均可實(shí)現(xiàn)此類型的壓電致動(dòng)器。在一些實(shí)例中，連桿組件的頂部可耦接到基本上可比隔膜更硬的支承構(gòu)件上。這樣，支承構(gòu)件可不被配置為偏轉(zhuǎn)，但可用作彈簧板，致動(dòng)器在該彈簧板上的偏轉(zhuǎn)可被傳遞至隔膜111”。

圖6B示出了放大的壓電致動(dòng)器160’的另一種變型。在該實(shí)例中，連桿組件166呈橢圓形，而非前述實(shí)例中的菱形。以與圖6A中的實(shí)例相類似的方式，有源壓電元件162’的伸長(zhǎng)或收縮(例如，沿著橢圓的長(zhǎng)軸)可分別導(dǎo)致橢圓形連桿組件的短軸收縮或伸長(zhǎng)。在本實(shí)例中，有源壓電元件162被實(shí)施為“伸展”型疊堆(例如，被布置成沿其縱軸彼此相鄰的PZT條167的疊堆)。如前面所述，這種布置方式可允許增加壓電致動(dòng)器160’的所施加的力、控制和/或可靠性。

如圖7所示，放大壓電致動(dòng)器行程的另一種技術(shù)可使用一個(gè)或多個(gè)杠桿臂。在該實(shí)例中，有源壓電元件162”可使用一對(duì)杠桿臂171，173懸掛在隔膜111”’上，這一對(duì)杠桿臂可剛性地安裝到有源壓電元件162”和隔膜111”’兩者上。有源壓電元件162”的端部可使用低阻尼彈簧組件、或低摩擦滾軸或其他類型的軸承組件標(biāo)稱地支撐，以允許端部自由移動(dòng)。壓電元件162”的端部的伸長(zhǎng)和收縮可導(dǎo)致在杠桿臂和隔膜之間的每個(gè)接頭處施加彎矩，從而使隔膜相應(yīng)地偏轉(zhuǎn)。根據(jù)本文所述的實(shí)例，不同的偏轉(zhuǎn)模式可為可行的。如圖7所示，本實(shí)例中的接觸表面115’可以是彎曲的，或如結(jié)合本文其他實(shí)例中所述，可以是大致平坦的。雖然在圖7的實(shí)例中使用了兩 個(gè)杠桿臂，但在其他情況下也可使用一個(gè)杠桿臂。例如，有源壓電元件162”可以從外殼113’懸伸，并且單杠桿臂可用于將有源壓電元件162”的自由端耦接到隔膜111”’。根據(jù)本公開(kāi)，可以實(shí)現(xiàn)并應(yīng)當(dāng)理解許多其他變型。

圖8示出了根據(jù)本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)例。在圖8的實(shí)例中，壓電致動(dòng)隔膜101耦接到其周邊周圍至電子設(shè)備10”的外殼112’。一個(gè)或多個(gè)線性壓電致動(dòng)器103以大致垂直的方式耦接到隔膜101。線性壓電致動(dòng)器103可以是大致為圓柱形或矩形的PZT條，其可以固定地附接到隔膜101和與隔膜相對(duì)的支承梁107。腔105可界定在隔膜101的相對(duì)表面和支承梁107之間，該腔可以填滿或可保持為空。應(yīng)當(dāng)理解，線性壓電致動(dòng)器103可被配置為在施加電壓時(shí)，沿其縱向(例如，如箭頭108所指示的方向)伸長(zhǎng)或收縮。還應(yīng)當(dāng)理解，一個(gè)或多個(gè)壓電致動(dòng)器的伸長(zhǎng)和收縮可使隔膜振動(dòng)。所有或部分壓電致動(dòng)器可同時(shí)被驅(qū)動(dòng)，和/或其可在某些部分或沿著隔膜101的整個(gè)表面根據(jù)產(chǎn)生觸覺(jué)振動(dòng)(例如，敲擊感)的幾乎任何模式被驅(qū)動(dòng)。

根據(jù)本公開(kāi)的其他實(shí)例，壓電元件可與外殼集成在一起。壓電陶瓷部分可以融合或鍵合到外殼的一部分，使得其與外殼的其他(非壓電)部分無(wú)法區(qū)分。在一些實(shí)例中，外殼本身或外殼的部分可以由壓電陶瓷材料制成。在此類實(shí)例中，壓電陶瓷外殼或外殼的壓電陶瓷部分可被配置為生成振動(dòng)，用戶通過(guò)觸覺(jué)或聽(tīng)覺(jué)可以感知該振動(dòng)。

圖9示出了根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)例，其中壓電元件和隔膜集成到壓電致動(dòng)部件110中，該壓電致動(dòng)部件可被安裝為與外殼齊平，從而被視為與外殼集成在一起。該實(shí)例中的便攜式電子設(shè)備10包括外殼113，該外殼封閉了設(shè)備10的內(nèi)部電子器件(未示出)。外殼可包括具有壓電致動(dòng)器和隔膜兩者的功能的壓電致動(dòng)部件110。壓電致動(dòng)部件110可通過(guò)將壓電材料嵌入隔膜內(nèi)，和/或利用壓電材料制造隔膜予以實(shí)現(xiàn)，使得在施加電流至壓電致動(dòng)部件時(shí)，壓電致動(dòng)部件可直接振動(dòng)。如前所述，在一些實(shí)例中，壓電致動(dòng)部件可用作觸覺(jué)振動(dòng)器，或其可用作揚(yáng)聲器(例如，發(fā)聲部件)。在本實(shí)例中，以相對(duì)于用戶皮膚的間隔開(kāi)的配置提供外殼113，以允許更好地生成聲音。外殼113可具有墊片175，以允許將壓電致動(dòng)部件110的外表面保持在間隔開(kāi)位置。

根據(jù)另外的其他實(shí)例，可利用壓電陶瓷或壓電復(fù)合材料外殼來(lái)實(shí)現(xiàn)便攜式電子設(shè)備的壓電致動(dòng)振動(dòng)器，如將在下文結(jié)合圖10、圖11A-C進(jìn)一步 描述的那樣。根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)例，便攜式電子設(shè)備220的外殼213自身可包含壓電材料，例如外殼可以由形狀適合特定應(yīng)用的壓電陶瓷材料構(gòu)成。壓電外殼200的某些部分可與其他部分絕緣，使得可以獨(dú)立地對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行控制和/或?qū)⑵潋?qū)動(dòng)至振動(dòng)?？蓪㈦娨€和驅(qū)動(dòng)電路提供至結(jié)合到外殼中的壓電陶瓷材料中的一部分或多部分。在一些實(shí)例中，外殼可由陶瓷、塑料或復(fù)合材料制成。可將壓電材料結(jié)合到外殼中，例如在外殼的結(jié)構(gòu)中結(jié)合一層或多層壓電晶體或陶瓷?？刹捎贸Ｒ?guī)的復(fù)合材料制造技術(shù)來(lái)形成含壓電和非壓電材料層的復(fù)合材料層壓體。

根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)例，可采用壓電復(fù)合材料結(jié)構(gòu)(例如，壓電復(fù)合材料)。根據(jù)本公開(kāi)的壓電復(fù)合材料可包含基材或塊材，該材料為非壓電材料?；幕驂K材可以是金屬、聚合物諸如樹(shù)脂或聚碳酸酯丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(PC/ABS)塑料，或非壓電陶瓷材料。一層或多層、一串或多串或一?；蚨嗔弘姴牧蠈涌杉稍诨膬?nèi)。供應(yīng)或接收電能的引線可從壓電材料延伸至壓電復(fù)合材料外殼的表面。根據(jù)本公開(kāi)的壓電復(fù)合材料可采用常規(guī)的復(fù)合材料制造技術(shù)形成，包括層壓和/或注塑成型技術(shù)。壓電復(fù)合材料可注塑成型或?qū)訅褐翈缀跞魏涡螤罨驑?gòu)造。與傳統(tǒng)的單片式壓電陶瓷(例如，PZT條或薄晶片)不同，由于壓電復(fù)合材料可制成幾乎任何形狀，因此壓電復(fù)合材料結(jié)構(gòu)特別適用于彎曲結(jié)構(gòu)內(nèi)的應(yīng)用。

根據(jù)一些實(shí)例，由壓電材料制成的縱向綁帶203可結(jié)合在外殼壓電陶瓷外殼200的塊材201內(nèi)(參見(jiàn)圖11A)。在一些實(shí)例中，綁帶203可大致對(duì)齊，和/或沿其長(zhǎng)度方向的厚度保持不變。在其他實(shí)例中，綁帶203沿其長(zhǎng)度方向的厚度或取向可有所變化。在另外的其他實(shí)例中，電子設(shè)備10的外殼113可以自然地偏轉(zhuǎn)(例如，拉伸或彎曲)一定量。在此類實(shí)例中，壓電材料的波紋綁帶，例如由壓電聚合物制成的綁帶，可用于在外殼經(jīng)受較大的偏轉(zhuǎn)時(shí)，最小化對(duì)壓電材料的損害，例如破裂。壓電材料的其他配置或形狀可用于實(shí)現(xiàn)偏轉(zhuǎn)模式?？梢阅撤N模式來(lái)布置壓電材料的同心環(huán)形帶，以形成圓形的壓電復(fù)合材料隔膜。根據(jù)另外的實(shí)例，壓電棒203’可沿塊材201’內(nèi)的橫向方向布置，并且可用作線性致動(dòng)器，以通過(guò)外殼200’導(dǎo)致對(duì)用戶的觸覺(jué)刺激，如圖11B所示。該壓電棒可被布置成陣列式、簇集式或被布置成幾乎任何其他模式。在另外的其他實(shí)例中，壓電材料203”的離散珠可 隨機(jī)或有序地散布在外殼200”的整個(gè)塊材201”上(見(jiàn)圖11C)，該離散珠203”可有效地耦接到驅(qū)動(dòng)器，從而實(shí)現(xiàn)幾乎任何振動(dòng)模式。

根據(jù)本公開(kāi)的便攜式電子設(shè)備的壓電元件可被配置為相反地得到外殼材料中的應(yīng)變。例如，在佩戴時(shí)，便攜式電子設(shè)備可固定在佩戴者的皮膚上。壓電元件可被配置為感應(yīng)不同量值的偏轉(zhuǎn)，例如由于產(chǎn)品固定的身體部位肌肉收縮和/或膨脹而導(dǎo)致的微偏轉(zhuǎn)。壓電元件可被進(jìn)一步配置為感測(cè)來(lái)自周圍環(huán)境和/或用戶的身體(例如，人的脈搏或心跳)的聲能。壓電元件可操作性地耦接到電路來(lái)記錄事件(例如，肌肉痙攣、心跳或其他生物特征信息)，并且可被進(jìn)一步配置為接收與所感測(cè)的機(jī)械應(yīng)力相對(duì)應(yīng)的電能。

盡管本文所述的實(shí)施例一般都引用了壓電元件，但應(yīng)當(dāng)理解，某些其他材料諸如電活性聚合物、電磁驅(qū)動(dòng)的材料和其他類似的材料可代替壓電材料使用。在一些實(shí)施例中，可引起大致與設(shè)備/外殼表面或用戶的皮膚處于同一平面的運(yùn)動(dòng)或力，而非垂直運(yùn)動(dòng)或力。

根據(jù)本實(shí)例，可實(shí)現(xiàn)許多技術(shù)優(yōu)勢(shì)。其中一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于，可有能力進(jìn)一步減小便攜式電子設(shè)備的尺寸，并且在一些實(shí)例中，使用便攜式設(shè)備的外殼來(lái)產(chǎn)生聲音、有聲振動(dòng)和其他觸覺(jué)反饋。因此，兩個(gè)大致獨(dú)立的機(jī)電系統(tǒng)可以組合成單個(gè)系統(tǒng)(例如，通過(guò)將設(shè)備的外殼用作揚(yáng)聲器和振動(dòng)器)，這可進(jìn)一步減小設(shè)備的總體尺寸和/或能量消耗。此外，振動(dòng)器中使用了壓電致動(dòng)器則無(wú)需使用基于電機(jī)的振動(dòng)器，從而減少了移動(dòng)部件的數(shù)量和機(jī)電系統(tǒng)內(nèi)部潛在的復(fù)雜性。值得注意的是，由于電機(jī)型振動(dòng)器比壓電致動(dòng)振動(dòng)器往往更大更重，因此可以減小產(chǎn)品的總厚度。另外，通過(guò)在外殼(例如，一體式壓電陶瓷外殼的情況下)中結(jié)合了壓電材料，從而可進(jìn)一步減小設(shè)備的厚度。在一些實(shí)例中，壓電致動(dòng)器組件可被配置為逆轉(zhuǎn)壓電材料的壓電效應(yīng)，使得壓電致動(dòng)器可作為壓電傳感器操作，從而響應(yīng)于所檢測(cè)到的偏轉(zhuǎn)生成電勢(shì)變化。在這些實(shí)施例中，壓電元件可相應(yīng)地被配置為響應(yīng)于所檢測(cè)到的隔膜移動(dòng)生成電力。在其他實(shí)例中，壓電傳感器可用于測(cè)量與用戶相關(guān)的生物特征信息，例如用戶的脈搏或心跳。便攜式設(shè)備的外殼中結(jié)合的壓電傳感器的其他潛在用途可為可行的，和/或取決于特定的設(shè)備和放置。

本文所述實(shí)例的一些優(yōu)勢(shì)可包括能夠生成非常精確的移動(dòng)，同時(shí)結(jié)構(gòu)非常緊湊并且具有低能耗。另外，壓電致動(dòng)器通常具有快速的響應(yīng)時(shí)間， 并且通常不具有EMI(電磁干擾)，當(dāng)在緊湊的便攜式電子設(shè)備中使用壓電致動(dòng)器時(shí)，這一優(yōu)勢(shì)可尤其顯著。雖然已經(jīng)描述了某些示例性優(yōu)勢(shì)，但也可以理解本文所述實(shí)例的其他優(yōu)勢(shì)，并且一些實(shí)施例可以提供或可以不提供與現(xiàn)有系統(tǒng)相同的優(yōu)勢(shì)或高于現(xiàn)有系統(tǒng)的任何優(yōu)勢(shì)。

雖然本文已經(jīng)公開(kāi)了多個(gè)方面和多個(gè)實(shí)例，但其他方面和其他實(shí)例對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是顯而易見(jiàn)的。本文所公開(kāi)的多個(gè)方面和多個(gè)實(shí)例僅出于說(shuō)明性目的，并非旨在對(duì)以下權(quán)利要求書所指出的真正范圍和實(shí)質(zhì)進(jìn)行限制。