專利名稱：用于生成觸覺和聲音效果的觸覺交互設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域是觸摸感應(yīng)屏幕，也被稱為“觸摸屏”。這些屏幕是通過用戶的手指或手部或其他激活裝置激活的感應(yīng)表面，時常被用于通過圖形接口控制設(shè)備或系統(tǒng)。有很多可能的用法。特別要提及的是航空應(yīng)用，其中飛行員能夠因此監(jiān)視和控制由飛行器的航空電子系統(tǒng)顯示的全部功能。
背景技術(shù)：
這樣的接口需要提供用戶信息反饋，例如按鈕狀態(tài)的改變，使得操作者能夠看到從非激活到激活的轉(zhuǎn)換，并由此確認他或她的交互。這種可視化模式對于涉及命令的激活或未激活的疑惑不是非常協(xié)作且可能發(fā)生錯誤，且不能應(yīng)用于盲命令的情況，飛行員必須首先或首要通過看向外面來處理他的主要任務(wù)。為此，使用力反饋觸覺系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過給出關(guān)于被激活物體的狀態(tài)的反饋提高了交互真實感。根據(jù)本領(lǐng)域通?？山邮艿那闆r，這種反饋本質(zhì)上是振動的或慣性的，不生成聲音或生成小量的聲音，是相當不友好的方式?？梢栽黾右纛l系統(tǒng)，但是其相當難以嵌入和驅(qū)動。實際上，用于航空用途的觸覺設(shè)備被環(huán)境約束所限制。進一步地，通常具有幾厘米厚度的觸摸感應(yīng)書寫板類型的設(shè)備使得插入適合飛行器座艙的噪音環(huán)境的音頻系統(tǒng)的可能性復(fù)雜化了。為解決嵌入補充給觸覺設(shè)備的音頻系統(tǒng)的問題，本領(lǐng)域中已知美國專利申請US 2008/0055277和國際申請W02010065207。這些文檔描述的觸覺設(shè)備包括安裝在柔性懸架上的接觸感應(yīng)表面，該懸架給表面提供一定剛度的位移。該設(shè)備還包括置于中央或外圍的致動器，其設(shè)置組件運動來產(chǎn)生觸覺效果或聲音。觸摸感應(yīng)板和致動器由此能夠通過觸摸感應(yīng)板的振動形成聲音組件。進一步地，這些觸覺設(shè)備采用基于微處理器的觸覺控制器，其與效果庫相連，如上述專利所述，且該控制器由專用軟件控制器或“驅(qū)動程序”執(zhí)行。進一步地，采用觸覺效果的應(yīng)用程序需要被設(shè)計成與該驅(qū)動程序兼容?？偨Y(jié)現(xiàn)有的觸覺設(shè)備的缺點，所有已知的觸覺系統(tǒng)在再現(xiàn)觸覺效果方面都不是非常可靠的，尤其是在大屏幕(例如對角線長超過10英寸)上，產(chǎn)生的顯著的慣性力易于使得相鄰的物體(儀表板，桌子，支撐物等)諧振。進一步地，觸覺設(shè)備發(fā)出源于它們的多種組件的諧振的聲音，偶爾會生成令人討厭的噪音。進一步地，觸覺效果生成電子設(shè)備必須連同軟件驅(qū)動程序和專用應(yīng)用程序增加到觸摸感應(yīng)屏幕上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個目的是提出一種交互設(shè)備，包括觸覺功能和聲音功能，以提高所述設(shè)備的交互性。本發(fā)明的第二目的是提出一種適合強約束環(huán)境的音頻觸覺設(shè)備，例如，飛行器座艙。為此，該觸覺設(shè)備必須充分緊湊和可靠，以被飛行器飛行員在飛行任務(wù)中操作。尤其是，本發(fā)明涉及一種交互設(shè)備，包括結(jié)構(gòu)組件以及用于控制至少一個交互效果的控制組件，該結(jié)構(gòu)組件包括形成腔的底盤，由觸摸感應(yīng)表面形成的平面件以及至少一個致動器(actuator)，以及該控制組件包括用于生成觸摸控制信號以響應(yīng)所述觸摸感應(yīng)表面的動作的裝置和用于驅(qū)動該致動器使平面件相對于底盤的腔移動的裝置。該結(jié)構(gòu)組件被布置為使得該平面件被該致動器懸掛地支持以覆蓋該腔，該控制組件還包括計算裝置，其由觸摸控制信號控制，可以生成第一音頻信號，其包括表示聲音交互效果的頻率分量，以控制用于驅(qū)動致動器的裝置，以及該結(jié)構(gòu)組件和控制組件被布置為使得該觸摸感應(yīng)表面的動作控制平面件相對于底盤的腔的移動，以生成該聲音交互效果。有利地，該計算裝置能夠生成第二音頻信號，包括表示觸覺交互效果的第一頻率分量和表示聲音交互效果的第二頻率分量，從而該觸摸感應(yīng)表面的動作控制平面件相對于底盤的腔的移動，以同時生成所述聲音效果和所述觸覺效果。根據(jù)一個變形，它還包括與驅(qū)動裝置相連的第二致動器，該計算裝置能夠生成包括表示聲音交互效果的頻率分量的第三音頻信號，以控制該第二致動器的驅(qū)動裝置。有利地，該計算裝置能夠生成包括表示觸覺交互效果的第一頻率分量以及表示聲音交互效果的第二頻率分量的第四音頻信號，從而該觸摸感應(yīng)表面的動作通過第二致動器控制平面件相對于底盤的腔的移動，以同時生成所述聲音效果和所述觸覺效果。根據(jù)一個變形，該平面件還包括固定到所述觸摸感應(yīng)表面的外圍的框架，該框架具有被限定為在該底盤的外圍和該平面件的外圍之間形成通氣口的形狀，通氣口的截面的尺寸為當該平面件相對于腔移動時，具有諧振頻率的后方波(rear wave)的相位被翻轉(zhuǎn)并被加到前方波(front wave)上。根據(jù)一個變形，該框架的外部邊緣是彎曲的，垂直于固定在觸摸感應(yīng)表面的框架的內(nèi)部邊緣，因此，覆蓋了該底盤的外圍，該底盤的外圍和該外部邊緣之間的空間形成了該通氣口。優(yōu)選地，該致動器被配置為使平面件垂直于該觸摸感應(yīng)表面的平面移動。本發(fā)明還涉及一種用于如權(quán)利要求1所述的交互設(shè)備的生成至少一個交互效果的方法。所述方法包括以下連續(xù)的步驟第一步驟，生成響應(yīng)所述觸摸感應(yīng)表面的動作的觸摸控制信號，第二步驟，生成音頻信號，該音頻信號包括表示聲音交互效果的頻率分量，第三步驟，根據(jù)該音頻信號控制致動器，從而該觸摸感應(yīng)表面的動作控制平面件相對于底盤的腔的移動，以生成該聲音交互效果。根據(jù)一個變形，在該第二步驟中，包括表示觸覺交互效果的頻率分量的信號與音頻信號結(jié)合，以及，在該第三步驟中，該致動器根據(jù)該音頻信號被控制，從而該觸摸感應(yīng)表面的動作控制平面件相對于底盤的腔的移動，以同時生成所述聲音效果和所述觸覺效果。優(yōu)選地，該交互設(shè)備還包括顯示裝置，以及該方法包括在該顯示裝置上生成可視化交互效果的步驟。本發(fā)明的第一個優(yōu)點在是具有聲音交互效果功能而不用特別增加用于生成聲音的裝置。實際上，該交互設(shè)備的結(jié)構(gòu)表現(xiàn)為如一個揚聲器，觸摸感應(yīng)表面在該交互設(shè)備的底盤形成的腔上的移動使其能夠生成聲波。優(yōu)選地，該底盤和該觸摸感應(yīng)表面有至少10英寸的對角線，且圍繞著該觸摸感應(yīng)表面的該框架的安裝被配置為呈現(xiàn)有利于聲波的生成的硬度(stiffness)。第二個優(yōu)點來源于響應(yīng)該觸摸控制命令的音頻信號的創(chuàng)建以及通過這個同樣的音頻信號直接驅(qū)動致動器，從而不需要結(jié)合觸覺效果控制電子設(shè)備。不像已知的系統(tǒng)，觸覺效果不是通過控制鏈傳遞的，例如專利US 2008/0055277中通過實施例的方式描述的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，這種復(fù)雜的控制設(shè)備不再有用，因此，不再需要特殊的到觸覺設(shè)備的連接， 或者執(zhí)行它的軟件驅(qū)動程序。根據(jù)本發(fā)明，該觸摸感應(yīng)表面作為一層膜使用，設(shè)置在支撐所述表面的剛性框架上的致動器作為聲音和觸覺傳感器使用。因此，這樣的設(shè)備不需要懸架，因為這一功能由致動器本身提供了，該致動器具有與聲波再生兼容的硬度，帶寬范圍從OHz (準靜態(tài))到超過 20KHz。


通過閱讀以下作為非限制性的實施例給出的說明以及參考附圖，本發(fā)明將被更好的理解且其他的優(yōu)點將變得顯而易見，圖中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的交互設(shè)備的結(jié)構(gòu)組件的圖。圖2示出了描述驅(qū)動致動器的音頻信號的分量的曲線圖。圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的控制交互設(shè)備的交互效果的控制組件的圖。
具體實施例方式本發(fā)明涉及一種交互設(shè)備10，包括用于顯示視覺界面的可視化屏幕，其必須由操作者操作。根據(jù)圖1，該交互設(shè)備包括形成結(jié)構(gòu)以及包括底盤4的第一組件，一個或者優(yōu)先地多個致動器31和32，以及包括觸摸感應(yīng)表面1的平面件。底盤4用來容納用于產(chǎn)生交互設(shè)備的交互功能的電子裝置。這些裝置包括可視化屏幕(圖1中未示出)的顯示電子裝置，用于以位置和力測量觸摸感應(yīng)表面1上的觸摸的電子裝置，以及用于致動器31和32的控制電子裝置。該底盤4是腔的形式的容器，在其中， 所有這些電子裝置合成在一起。底盤4優(yōu)選地由例如剛性塑料或者金屬材料制成。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以改用適合的材料來形成剛性容器來保護和固定該電子裝置。對于航空應(yīng)用， 底盤4可以固定在飛行器座艙中或者是可移動的用于觸摸感應(yīng)寫字板類型應(yīng)用。在說明書的剩余部分中，認為底盤4是相對于交互設(shè)備的其他部件的參考底座，且因此認為其在空間上是不動的。用于可視化設(shè)備10中的屏幕的類型不是本發(fā)明的限制性的特征。優(yōu)選地，采用平的屏幕技術(shù)以提供深度很小的可視化設(shè)備。值得引用的是例如LCD屏幕，等離子屏幕，帶有 LED(發(fā)光二級管)照明或OLED(有機發(fā)光二級管)照明的設(shè)備，或者任何其他用于顯示圖像的設(shè)備。該屏幕可以直接固定到觸摸感應(yīng)表面的面上，或者被設(shè)置在可視化設(shè)備的內(nèi)部， 在觸摸感應(yīng)表面1和可視化設(shè)備的底盤4之間。致動器31和32 —方面固定在底盤4上，另一方面固定在包括觸摸感應(yīng)表面1的平面件上。致動器通過任何緊固裝置固定，例如膠、樹脂、機械裝置等。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)交互設(shè)備的特別配置來調(diào)節(jié)緊固裝置。致動器是機電系統(tǒng)，其使得電能轉(zhuǎn)換成機械能，機械能通常是機械部件運動的形式。致動器31和32沿垂直于觸摸感應(yīng)表面1的平面的方向執(zhí)行平面件移動的功能。這種沿垂直于該觸摸感應(yīng)表面的平面的方向的移動能夠通過觸摸感應(yīng)表面和底盤4的腔周圍的空氣分子的移動來生成聲波100。聲波產(chǎn)生于平面件的前表面(底盤4的外部)水平處和底盤內(nèi)部的平面件的后表面水平處。致動器31和32 的驅(qū)動還可以被配置為仿真信息反饋，例如，按鈕狀態(tài)的改變，因此，操作者可以通過觸摸觸摸感應(yīng)表面1來感應(yīng)從非激活到激活的轉(zhuǎn)換，由此證明他或她的交互。下面我們將描述一種配置，通過該配置控制組件生成信息反饋觸覺效果。存在于市場上的多種類型的致動器可以作為非限制性的例子被引用-偏心旋轉(zhuǎn)質(zhì)量(ERM)這是一種生成徑向慣性力的偏心質(zhì)量。-地震諧振質(zhì)量(LRM)由彈簧懸掛的質(zhì)量被設(shè)置為通過電磁或靜電設(shè)備諧振。-電磁該致動器包括可被線圈內(nèi)的芯的移動變形的框架。-壓電雙晶片使用兩種類型的致動器振動光束(壓電光束)和吸塑盤(blister disk)(壓電盤)。這些致動器使用由覆蓋在致動器的一個或兩個面上的壓電陶瓷引起的剪切力。這種設(shè)備的例子在專利US2008122315A1中給出。-靜電通過電容效果，兩個覆蓋在屏幕上的平行的層相互吸引或排斥以激發(fā)交互對象。-具有形狀記憶一些材料當其受到一定溫度時返回到一種特定形狀。根據(jù)需要可以有一個或多個致動器。優(yōu)選地，四個致動器被定位于底盤中。觸摸感應(yīng)表面1安裝在前表面上，前表面被定義為呈現(xiàn)給觀察者的面以及呈現(xiàn)圖像的面。對于屏幕來說，采用的觸摸感應(yīng)表面技術(shù)不限制本發(fā)明的范圍。觸摸感應(yīng)表面1 可以是觸摸感應(yīng)層，該層是電容性的，電阻性的或者任何其他技術(shù)的，使得其可以檢測指向觸摸感應(yīng)表面的區(qū)域的致動器的存在。觸摸感應(yīng)表面1設(shè)置于致動器和屏幕之間以檢測由致動器所指向的區(qū)域。術(shù)語“致動器”應(yīng)被理解為表示用于指向屏幕的區(qū)域的任何物體，也就是說，例如操作者的手指或鐵筆。觸摸感應(yīng)表面1通過致動器被固定懸掛在底盤4的上方。觸摸感應(yīng)表面1的平面覆蓋底盤4的腔。該致動器可以被直接固定在觸摸感應(yīng)表面或優(yōu)選地固定于剛性框架2， 剛性框架2固定于觸摸感應(yīng)表面的外圍。在后者的情況下，觸摸感應(yīng)表面1和框架2 —起形成了平面件。該框架被配置為加強該平面件。將觸摸感應(yīng)表面用作薄膜，以及該致動器安裝在支撐所述表面的剛性框架上且被用作音頻和觸覺傳感器。因此這樣的設(shè)備不需要懸掛，因為這個功能已經(jīng)由致動器31，32它們自身提供了，該致動器具有與聲波再生兼容的硬度(stiffness compatible with the reproduction of the sound waves),帶寬范圍從 OHz (準靜態(tài))到超過20KHz。市場上的觸摸感應(yīng)表面1通常是適合可視化屏幕的矩形。然而，任何觸摸感應(yīng)表面的形狀都是可能的。根據(jù)如圖1所示的優(yōu)化的變形，框架2具有被限定為形成在底盤4的外圍和平面件的外圍之間的通氣口 5的形狀，通氣口 5的截面的尺寸使得當平面件1，2相對于腔移動時，具有諧振頻率的后方波101的相位被翻轉(zhuǎn)并被加到前方波100上。這樣的配置使得可以獲得增強的音頻系統(tǒng)，通常被稱為“低音反射(bass reflex)”系統(tǒng)。這個通氣口的功能是引起諧振的聲波的相位旋轉(zhuǎn)以獲得前方波和后方波的有利組合。根據(jù)框架2的一個變形設(shè)計，框架2的外部邊緣22被彎曲為垂直于框架2的內(nèi)部邊緣21，其固定在觸摸感應(yīng)表面1且延伸在觸摸感應(yīng)表面1的平面的擴展部分中，因此覆蓋了底盤4的外圍，底盤的外圍和外部邊緣22之間的空間5形成了通氣口。對于大尺寸的可視化設(shè)備，也就是說，對角大于10英寸的可視化設(shè)備，通氣口可以有利地由底盤4的外圍的體積形成。圍繞著底盤的通氣口 5的體積的特征在于，其尺寸對于作為“低音反射”系統(tǒng)的交互設(shè)備來說足夠大。這個通氣口可以由任何形狀的框架2獲得，只要框架2被配置為同軸覆蓋底盤4的外圍的一些或全部。具有在底盤的腔的內(nèi)部延伸的邊緣22的框架是圖 1的配置的一個可能的變形。交互設(shè)備包括用于控制致動器31和32以及觸摸功能的電子裝置。計算機50提供一個或多個音頻信號，根據(jù)圖3的兩個信號53和54，響應(yīng)觸摸控制信號52。該觸摸控制信號52由計算機51通過計算在觸摸感應(yīng)表面1上測量的位置和/或力來生成。依據(jù)控制信號51的位置和力的數(shù)據(jù)，計算機50在輸出端上生成一個或多個音頻信號53和M。這些音頻信號提供給致動器31和32的驅(qū)動裝置61和62。驅(qū)動裝置61是修改音頻信號53 的放大器，以便通過音頻控制信號64來控制致動器31，致動器位于觸摸感應(yīng)表面1的兩個角上。驅(qū)動裝置62是修改音頻信號M的放大器，以便通過音頻控制信號63來控制致動器 32，致動器位于觸摸感應(yīng)表面1的兩個角上。計算機50生成聲音強度或音色可以被調(diào)節(jié)的音頻信號，該調(diào)節(jié)例如依據(jù)手指移動的速度、提供的壓力、或者一個或多個手指被用于與觸摸感應(yīng)表面交互的事實。控制組件的電子裝置能夠執(zhí)行用于生成一個或多個交互效果的方法。依據(jù)僅生成一種聲音效果的方法的第一個變形，幾個連續(xù)步驟被執(zhí)行。該方法包括以下步驟第一步驟，生成響應(yīng)所述觸摸感應(yīng)表面的動作的觸摸控制信號，第二步驟，生成音頻信號，該音頻信號包括表示聲音交互效果的頻率分量，第三步驟，根據(jù)音頻信號控制致動器，從而該觸摸感應(yīng)表面的動作控制平面件相對于底盤的腔的移動，以生成該聲音交互效果。根據(jù)該方法的另一個變形，可以生成聲音效果和觸覺效果。根據(jù)該方法，在第二步驟中，如圖3所示的音頻信號與包括表示觸覺交互效果201的頻率分量的信號結(jié)合，以及， 在第三步驟中，該致動器根據(jù)該音頻信號被控制，從而該觸摸感應(yīng)表面的動作控制平面件相對于底盤的腔的移動，以同時生成所述聲音效果和所述觸覺效果。根據(jù)這個變形，該信號包括觸覺頻率分量201以及音頻頻率分量200。根據(jù)該方法的另一個變形，可以僅生成觸覺效果。在這種情況下，在第二步驟中， 計算機50生成音頻信號，該音頻信號包括表示觸覺效果的頻率分量以及表示人耳覺察不到的聲音效果的頻率分量。由于計算機50生成音頻信號53或M，該信號直接提供給致動器31或32的驅(qū)動裝置61或62，可以調(diào)整觸覺效果的貢獻，而不需要使用特定的用于觸覺效果的電子裝置， 電子裝置通常是復(fù)雜且昂貴的。因此，優(yōu)點是減少用于驅(qū)動致動器的電子裝置，能夠獲得更緊湊和可靠的交互設(shè)備，該設(shè)備產(chǎn)生音頻和聲音效果以響應(yīng)觸覺感應(yīng)板的動作。通過本發(fā)明，除了觸覺效果以外還有聲音源，無需使用如背景技術(shù)引用的技術(shù)方案中的音頻和觸覺特定硬件電子裝置。為此，通過例如虛擬調(diào)音臺(軟件)就足以配置處理器50。采用音頻信號調(diào)音臺，可以通過軟件接口調(diào)整主音量，聲音，外部音頻設(shè)備。優(yōu)點是不需要特定的應(yīng)用程序以從觸覺功能中獲益；軟件操作系統(tǒng)中的普通格式的數(shù)字音頻文件可以被使用。激活觸覺效果的方式之一包括在聲音文件中包含觸覺效果的頻譜。操作系統(tǒng)中的大量應(yīng)用程序事實上可以將聲音關(guān)聯(lián)動作，例如，每次一個鍵被按下時虛擬鍵盤發(fā)出一聲嘟。因此，根據(jù)本發(fā)明，足以用另一個數(shù)字音頻文件替代對應(yīng)于嘟的數(shù)字音頻文件以獲得觸覺鍵盤。進一步地，如圖3所示，為了能夠獲得空間化效果以及在交互的位置定位聲音，可以使用左致動器和右致動器在表面上產(chǎn)生一個本地化的聲音，并且通過使用兩個聲音輸出這樣做，該輸出可以是音頻計算機的左頻道和右頻道。計算機50可以是執(zhí)行特定功能的單獨的處理器或者幾個處理器。例如，計算機50可以是考慮到空間化的專門用于具有兩個音頻頻道的音頻的電子模塊。根據(jù)這個配置，音頻電子模塊的輸出被直接連接到致動器的驅(qū)動裝置。這種空間化的配置能夠通過合并聲音源和交互位置增強音頻的真實性。現(xiàn)有的觸覺系統(tǒng)的一個缺點是表面的強移動導(dǎo)致與觸摸感應(yīng)表面的諧振相關(guān)的令人討厭的聲音。根據(jù)本發(fā)明的一個增強的變形，根據(jù)疊加的觸覺交互效果，生成的音頻頻譜振幅上被校正為板的諧振頻率，免得擾亂觸覺交互效果。根據(jù)本發(fā)明，還可以記錄不想要的由觸覺效果產(chǎn)生的噪音，然后將其加到頻譜上，同時翻轉(zhuǎn)它的相位，以便取消該噪音并僅保留觸覺效果。進一步地，音頻信號的使用引起聲音效果和觸覺效果能夠獲得觸覺效果和聲音效果的完美同步。進一步地，由于減少了用于觸覺效果的致動器的驅(qū)動電子裝置，觸覺效果幾乎與來自觸摸感應(yīng)表面1的觸摸控制命令是即時的。實際上，不再需要通過專用的觸覺控制電路來驅(qū)動致動器。本發(fā)明應(yīng)用于可視化設(shè)備，該設(shè)備具有觸覺感應(yīng)表面并生成觸覺和聲音效果。本發(fā)明涉及任何類型的可視化器械(電視，顯示終端，觸摸板，臺式計算機，筆記本電腦，電話等)。在其優(yōu)選的實施例中，本發(fā)明涉及一種作為插入到座艙的隨艙攜帶的屏幕或者可移動且便攜的寫字板使用的用于飛行器座艙的生成觸覺和聲音效果的顯示設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種交互設(shè)備(10)，包括結(jié)構(gòu)組件(1，2，31，4)以及用于控制至少一個交互效果的控制組件(50，51，61)，所述結(jié)構(gòu)組件包括形成腔的底盤G)、由觸摸感應(yīng)表面(1)形成的平面件以及至少一個致動器(31)，以及所述控制組件包括用于生成觸摸控制信號(5 以響應(yīng)所述觸摸感應(yīng)表面(1)的動作的裝置(51)和用于驅(qū)動該致動器以使該平面件相對于底盤⑷的腔移動的裝置(61)，其中-所述結(jié)構(gòu)組件被布置為使得該平面件被該致動器(31)懸掛地支持以覆蓋該腔，-所述控制組件還包括計算裝置(50)，所述計算裝置由觸摸控制信號(5 控制，能夠生成第一音頻信號(53)，所述第一音頻信號包括表示聲音交互效果的頻率分量000)，以控制用于驅(qū)動該致動器的裝置(61，62)，-以及所述結(jié)構(gòu)組件和控制組件被布置為使得該觸摸感應(yīng)表面(1)的動作控制平面件 (1)相對于底盤的腔的移動，以生成該聲音交互效果。
2.如權(quán)利要求1所述的交互設(shè)備，其中該計算裝置(50)能夠生成第二音頻信號，所述第二音頻信號包括表示觸覺交互效果的第一頻率分量O01)和表示聲音交互效果的第二頻率分量000)，從而該觸摸感應(yīng)表面(1)的動作控制平面件(1)相對于底盤(4)的腔的移動，以同時生成所述聲音效果和所述觸覺效果。
3.如前述權(quán)利要求中任一項所述的交互設(shè)備，還包括與驅(qū)動裝置(6 相連的第二致動器(32)，該計算裝置(50)能夠生成包括表示聲音交互效果的頻率分量的第三音頻信號 (54)，以控制該第二致動器(3 的驅(qū)動裝置(62)。
4.如權(quán)利要求3所述的交互設(shè)備，其中該計算裝置(50)能夠生成包括表示觸覺交互效果的第一頻率分量以及表示聲音交互效果的第二頻率分量的第四音頻信號，以使該觸摸感應(yīng)表面(1)的動作通過第二致動器(3 控制平面件(1)相對于該底盤的腔的移動，以同時生成所述聲音效果和所述觸覺效果。
5.如前述權(quán)利要求中任一項所述的交互設(shè)備，其中該平面件(1)還包括固定到所述觸摸感應(yīng)表面(1)的外圍的框架O)，該框架具有被限定為在該底盤的外圍和該平面件 (1,2)的外圍之間形成通氣口(5)的形狀，通氣口(5)的截面的尺寸使得當該平面件(1，2) 相對于腔移動時，具有諧振頻率的后方波(101)的相位被翻轉(zhuǎn)并被加到前方波(100)上。
6.如權(quán)利要求5所述的交互設(shè)備，其中該框架O)的外部邊緣02)是彎曲的，垂直于固定在觸摸感應(yīng)表面(1)的框架的內(nèi)部邊緣(21)，以便覆蓋該底盤(4)的外圍，該底盤(4) 的外圍和該外部邊緣02)之間的空間形成該通氣口(5)。
7.如前述權(quán)利要求中任一項所述的交互設(shè)備，其中所述致動器被配置為垂直于該觸摸感應(yīng)表面(1)的平面來移動該平面件。
8.一種用于如權(quán)利要求1所述的交互設(shè)備的生成至少一種交互效果的方法，包括以下連續(xù)的步驟-第一步驟，生成響應(yīng)所述觸摸感應(yīng)表面的動作的觸摸控制信號，-第二步驟，生成音頻信號，該音頻信號包括表示聲音交互效果的頻率分量，-第三步驟，根據(jù)該音頻信號控制致動器，以使該觸摸感應(yīng)表面的動作控制平面件相對于底盤的腔的移動，以生成該聲音交互效果。
9.如權(quán)利要求8所述的生成至少一種交互效果方法，其中，在該第二步驟中，包括表示觸覺交互效果的頻率分量的信號與音頻信號結(jié)合，以及，在該第三步驟中，該致動器根據(jù)該音頻信號被控制，以使該觸摸感應(yīng)表面的動作控制平面件相對于底盤的腔的移動，以同時生成所述聲音效果和所述觸覺效果。
10.如權(quán)利要求8或9所述的生成至少一種交互效果方法，該交互設(shè)備還包括顯示裝置，其中該方法還包括在該顯示裝置上生成視覺交互效果的步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于生成觸覺和聲音效果的觸覺交互設(shè)備和方法，該交互設(shè)備(10)包括觸摸感應(yīng)表面(1)和底盤(4)，能夠生成觸覺、聲音(100，101)以及視覺交互效果。該聲音和觸覺效果由通用的結(jié)構(gòu)組件(1，2，31，32，4)以及電子裝置生成，所述結(jié)構(gòu)組件和電子裝置被設(shè)置為觸摸感應(yīng)表面(1)和底盤(4)表現(xiàn)得像揚聲器。本發(fā)明還涉及一種用于生成交互效果的方法。本發(fā)明是一種可視化設(shè)備(10)，并應(yīng)用于例如計算機、電視、電話以及觸摸感應(yīng)板。其優(yōu)選地應(yīng)用于具有大對角線的屏幕的可視化設(shè)備。
文檔編號G06F3/041GK102566813SQ20111030713
公開日2012年7月11日 申請日期2011年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月14日
發(fā)明者P·奧熱羅, P·科尼 申請人:泰勒斯公司