具有線性共振致動器的觸覺設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本公開涉及具有線性共振致動器的觸覺設(shè)備。一種觸覺輸出設(shè)備，包括配置為生成觸覺效果的致動器，以及配置為把驅(qū)動信號傳送到致動器并且在驅(qū)動信號被終止生成觸覺效果之前或同時把制動信號傳送到致動器的處理器。該制動信號具有基本與致動器的共振頻率相同的頻率并且與驅(qū)動信號反相。
【專利說明】具有線性共振致動器的觸覺設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于觸覺設(shè)備的線性共振致動器。
【背景技術(shù)】
[0002]電子設(shè)備制造商努力為用戶生產(chǎn)豐富的接口(interface)。常規(guī)的設(shè)備使用視覺與聽覺線索來向用戶提供反饋。在有些接口設(shè)備中，動覺反饋(諸如主動式和抵抗式力反饋)和/或觸感反饋(諸如振動、紋理和熱)也向用戶提供，更一般性地統(tǒng)稱為“觸覺反饋”或“觸覺效果”。觸覺反饋可以提供增強并簡化用戶接口的線索。具體而言，振動效果，或者振動觸感觸覺效果，在向電子設(shè)備的用戶提供提醒用戶特殊事件的線索或者在模擬或虛擬環(huán)境中提供產(chǎn)生更大感觀沉浸的現(xiàn)實反饋時可以是有用的。
[0003]為了生成振動效果，許多設(shè)備利用某種類型的致動器或觸覺輸出設(shè)備。用于這種目的的已知的觸覺輸出設(shè)備包括電磁致動器，諸如其中偏心質(zhì)量塊被電動機移動的偏心旋轉(zhuǎn)質(zhì)量塊(“ERM”)、其中附連到彈簧的質(zhì)量塊被前后驅(qū)動的線性共振致動器(“LRA”)、或者諸如壓電、電活性聚合物或形狀記憶合金的“智能材料”。觸覺輸出設(shè)備還廣泛地包括非機械或非振動設(shè)備，諸如使用靜電摩擦(“ESF”)、超聲表面摩擦(“USF”)的設(shè)備，或者利用超聲觸覺換能器感應(yīng)出聲學(xué)輻射壓力的設(shè)備，或者使用觸覺襯底及彈性或可變性表面的設(shè)備，或者提供投射的(pro jected)觸覺輸出的設(shè)備，諸如利用空氣噴嘴的一股空氣，等等。
[0004]觸覺反饋結(jié)構(gòu)的發(fā)展已經(jīng)導(dǎo)致更小更緊湊的設(shè)備。當(dāng)具有高清晰度的顯示屏增加時，也需要有高清晰度(“HD”)的觸覺反饋?；趬弘姷木€性共振致動器可以是用于觸摸屏表面和其它應(yīng)用的下一代HD觸覺致動器。由于其是共振致動器的本質(zhì)，基于壓電的線性共振致動器會產(chǎn)生有點“嗡嗡聲”的觸覺反饋，這是由致動器的低阻尼比率造成的，使得在致動信號結(jié)束之后，壓電線性共振致動器將繼續(xù)振動一段時間。期望盡可能快地終止這種振動殘余。雖然閉環(huán)控制策略已經(jīng)用于減小“嗡嗡聲”，但是閉環(huán)控制策略需要實時的感測與一些計算能力，這給致動器增加了成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]期望在不增加系統(tǒng)成本的情況下改進(jìn)線性共振致動器的性能，尤其是基于壓電的線性共振致動器。根據(jù)本發(fā)明的實施例，提供了利用不使用外部傳感器的開環(huán)制動策略的設(shè)備與方法。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種觸覺輸出設(shè)備，該設(shè)備包括配置為生成觸覺效果的致動器；以及配置為把驅(qū)動信號傳送到致動器并且在驅(qū)動信號被終止生成觸覺效果之前或同時把制動信號傳送到致動器的處理器。制動信號具有與致動器共振頻率基本相同的頻率并且與驅(qū)動信號處于反相。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了利用包括處理器和致動器的觸覺輸出設(shè)備產(chǎn)生觸覺效果的方法。該方法包括利用處理器生成驅(qū)動信號、把驅(qū)動信號傳送到致動器以驅(qū)動致動器，并且利用處理器生成制動信號。制動信號具有與致動器共振頻率基本相同的頻率并且與驅(qū)動信號處于反相。該方法還包括在驅(qū)動信號的傳送終止之前或同時把制動信號傳送到致動器，以制動致動器。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種電子設(shè)備，該設(shè)備包括配置為從用戶接收輸入的觸摸屏設(shè)備以及配置為響應(yīng)于來自用戶的輸入而生成觸覺效果的觸覺設(shè)備。觸覺設(shè)備包括致動器，以及配置為把驅(qū)動信號傳送到致動器并且在驅(qū)動信號被終止生成觸覺效果之前或同時把制動信號傳送到致動器的處理器。制動信號具有與致動器共振頻率基本相同的頻率并且與驅(qū)動信號處于反相。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]以下附圖的組件被說明(例示)以強調(diào)本公開內(nèi)容的一般性原理而不一定按比例繪制。為了一致性與清晰，指示對應(yīng)組件的標(biāo)號貫穿附圖根據(jù)需要地重復(fù)。
[0010]圖1說明了根據(jù)本發(fā)明實施例的電子設(shè)備的示意圖；
[0011]圖2說明了根據(jù)本發(fā)明實施例、可以在圖1電子設(shè)備中使用的觸覺設(shè)備的示意圖；
[0012]圖3說明了根據(jù)本發(fā)明一個實施例、圖2觸覺設(shè)備的致動器的示意圖；
[0013]圖4說明了根據(jù)本發(fā)明一個實施例、圖2觸覺設(shè)備的致動器的示意圖；
[0014]圖5說明了根據(jù)本發(fā)明一個實施例、可以用于驅(qū)動圖2觸覺設(shè)備中致動器的驅(qū)動
信號;
[0015]圖6說明了圖5的驅(qū)動信號以及，響應(yīng)于該驅(qū)動信號，圖2觸覺設(shè)備中致動器隨時間的加速度；
[0016]圖7說明了根據(jù)本發(fā)明一個實施例、可以用于制動圖2觸覺設(shè)備中致動器的制動
信號;
[0017]圖8說明了根據(jù)本發(fā)明一個實施例、圖5的驅(qū)動信號結(jié)合圖7的制動信號，其中制動信號在驅(qū)動信號終止的同時開始；
[0018]圖9說明了圖5的驅(qū)動信號結(jié)合圖7的制動信號，其中制動信號在驅(qū)動信號終止之前開始；
[0019]圖10說明了圖9的驅(qū)動信號與制動信號，以及，響應(yīng)于該驅(qū)動信號與制動信號，圖2觸覺設(shè)備中致動器隨時間的加速度；
[0020]圖11說明了，響應(yīng)于圖9的同一驅(qū)動信號但沒有圖9的制動信號，圖2觸覺設(shè)備中致動器隨時間的加速度；以及
[0021]圖12說明了根據(jù)本發(fā)明實施例、用于生成觸覺效果的方法。
【具體實施方式】
[0022]本公開內(nèi)容描述了包括經(jīng)用戶接口(界面，interface)、人機接口或者致動器在其上或其中駐留的用戶設(shè)備的其它部分對用戶強加觸覺效果的觸覺反饋致動器的觸覺設(shè)備。特別地，這里所描述的觸覺設(shè)備的實施例可以配置為對用戶設(shè)備的觸摸敏感表面施加觸覺效果。在有些實施例中，觸摸敏感表面可以是顯示設(shè)備的一部分，其中顯示設(shè)備可以既包括可視輸出機制又包括觸摸敏感輸入機制。因而，觸覺反饋可以在用戶設(shè)備，諸如電子手持式設(shè)備，中施加，用于為用戶提供豐富的感官體驗。[0023]雖然這里所描述的許多例子涉及觸摸屏設(shè)備，但是應(yīng)當(dāng)理解，本公開內(nèi)容也涵蓋涉及觸摸敏感結(jié)構(gòu)的其它類型的人機接口。此外，在閱讀和理解本公開內(nèi)容的一般性原理后，其它特征與優(yōu)點將對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員清楚。這些其它特征與優(yōu)點也要包括在本公開內(nèi)容之中。
[0024]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電子設(shè)備10的框圖。如所說明的，電子設(shè)備10包括處理設(shè)備(例如，處理器)12、存儲器設(shè)備14，以及輸入/輸出設(shè)備16，這些組件經(jīng)總線18互連。在一個實施例中，輸入/輸出設(shè)備16可以包括觸摸屏設(shè)備20或者其它人機接口設(shè)備。
[0025]觸摸屏設(shè)備20可以配置為任何合適的人機接口或者觸摸/接觸表面部件。觸摸屏設(shè)備20可以是任何觸摸屏、觸控板、觸摸敏感結(jié)構(gòu)、計算機監(jiān)視器、筆記本電腦顯示設(shè)備、工作薄顯示設(shè)備、信息亭屏幕、便攜式電子設(shè)備屏幕，或者其它合適的觸摸敏感設(shè)備。觸摸屏設(shè)備20可以配置為用于與用戶控制的設(shè)備，諸如觸控筆、手指等，進(jìn)行物理交互。在有些實施例中，觸摸屏設(shè)備20可以包括至少一個輸出設(shè)備和至少一個輸入設(shè)備。例如,觸摸屏設(shè)備20可以包括可視顯示器及疊加到其上以便從用戶的手指接收輸入的觸摸敏感屏幕?？梢曪@示器可以包括高清晰度顯示屏。
[0026]在各種實施例中，觸摸屏設(shè)備20提供了對電子設(shè)備10的至少一部分的觸覺反饋，這種反饋可以傳送至與電子設(shè)備10接觸的用戶。特別地，觸摸屏設(shè)備20可以向觸摸屏自身提供觸覺反饋，以便在用戶與屏幕接觸的時候強加觸覺效果。觸覺效果可用于增強用戶體驗，并且尤其是可以向用戶提供用戶已經(jīng)與屏幕進(jìn)行了被觸摸屏設(shè)備20檢測的充分接觸的確認(rèn)。
[0027]電子設(shè)備10可以是任何設(shè)備，諸如臺式計算機、膝上型計算機、電子工作薄、電子手持式設(shè)備(諸如移動電話、游戲設(shè)備、個人數(shù)字助理(“PDA”)、便攜式電子郵件設(shè)備、便攜式互聯(lián)網(wǎng)接入設(shè)備、計數(shù)器，等等)、信息亭(諸如自動取款機、滴答購物機(tickingpurchasing machine),等等)、打印機、銷售點設(shè)備、游戲控制器,或者其它電子設(shè)備。
[0028]處理設(shè)備12可以是用于管理或控制電子設(shè)備10的操作與功能的通用或?qū)Ｓ锰幚砥骰蛭⒖刂破鳌＠?，處理設(shè)備12可以具體地設(shè)計成作為專用集成電路(“ASIC”)，以控制到輸入/輸出設(shè)備16的驅(qū)動器的提供觸覺效果的輸出信號。處理設(shè)備12可以配置為基于預(yù)定義的因素決定要播放什么觸覺效果、以什么次序播放觸覺效果，以及觸覺效果的量級、頻率、持續(xù)時間和/或其它參數(shù)。處理設(shè)備12還可以配置為提供可以用于驅(qū)動觸覺致動器提供特定觸覺效果的流化電動機命令。在有些實施例中，處理設(shè)備12實際上可以包括多個處理器，每個處理器配置為在電子設(shè)備10中執(zhí)行某些功能。
[0029]存儲器設(shè)備14可以包括一個或多個內(nèi)部的固定存儲單元、可拆卸存儲單元，和/或可遠(yuǎn)程訪問的存儲單元。各種存儲單元可以包括易失性存儲器與非易失性存儲器的任意組合。存儲單元可以配置為存儲信息、數(shù)據(jù)、指令、軟件代碼等的任意組合。更具體而言，存儲設(shè)備可以包括觸覺效果簡檔、輸入/輸出設(shè)備16的觸覺致動設(shè)備如何被驅(qū)動的指令，或者用于生成觸覺效果的其它信息。
[0030]除了觸摸屏設(shè)備20之外，輸入/輸出設(shè)備16還可以包括特殊的輸入機制和輸出機制。例如，輸入機制可以包括諸如鍵盤、鍵區(qū)、光標(biāo)控制設(shè)備(例如，計算機鼠標(biāo))的設(shè)備或者其它數(shù)據(jù)輸入設(shè)備。輸出機制可以包括計算機監(jiān)視器、虛擬現(xiàn)實顯示設(shè)備、音頻輸出設(shè)備、打印機，或者其它外圍設(shè)備。輸入/輸出設(shè)備16可以包括設(shè)計成不僅從用戶接收輸入并且還向用戶提供反饋的機制，諸如觸摸屏設(shè)備的許多例子。觸摸屏設(shè)備20和其它輸入/輸出設(shè)備16可以包括按鈕、鍵區(qū)、光標(biāo)控制設(shè)備、觸摸屏組件、觸控筆接收組件或者其它數(shù)據(jù)輸入組件的任意合適組合與配置。觸摸屏設(shè)備20還可以包括計算機監(jiān)視器、顯示屏、觸摸屏顯示器、觸覺或觸感致動器、觸覺效果設(shè)備或者用于向用戶提供輸出的其它通知設(shè)備的任意合適組合。
[0031]圖2說明了可以用作圖1輸入/輸出設(shè)備16的一部分的觸覺設(shè)備100的一個實施例。如所說明的，觸覺設(shè)備100包括處理器102和與處理器102信號通信的致動器104。處理器102包括配置為生成要傳送到致動器104的驅(qū)動信號和制動信號的信號發(fā)生器106，如以下更具體討論的。致動器104可以是共振致動器，諸如線性共振致動器?？梢栽谟|覺設(shè)備100中使用的致動器的非限制性實施例在以下更具體地討論。
[0032]圖3說明了由104’表示的圖2致動器104的一個實施例。如所說明的，致動器104’是包括第一電極層107、壓電層108和第二電極層109的層壓結(jié)構(gòu)。壓電層可以由合成的壓電材料制成。第一電極層107和第二電極層109可以在壓電層108的相對側(cè)上形成并且可以連接到圖2的信號發(fā)生器106，該信號發(fā)生器可以包括致動器驅(qū)動電路110。致動器驅(qū)動電路110配置為刺激壓電層108，使其擴(kuò)張或收縮，由此生成可以被用戶感覺到的觸覺效果。第一電極層107和第二電極層109是導(dǎo)電層，用于允許來自致動器驅(qū)動電路110的信號跨壓電層40分布。在有些實施例中，第一和第二電極層107、109同等地跨壓電層108分布信號。
[0033]圖4說明了由104’’表示的圖2致動器104的一個實施例。如所說明的，致動器104’’包括具有細(xì)拉長主體的壓電彎曲物(bender)112，該彎曲物在一端或者其附近被固定器114支撐，該固定器114配置為以抑制所保持壓電彎曲物112的部分的運動的方式保持壓電彎曲物112。壓電彎曲物在本領(lǐng)域中是已知的并且通常包括至少一層壓電陶瓷質(zhì)量塊和至少一層金屬襯底。質(zhì)量塊116附連到壓電彎曲物112與固定器114相對的一端。質(zhì)量塊116可以通過任何合適的方式連接到壓電彎曲物112，諸如利用粘合劑。如圖4中所說明的，壓電彎曲物112可以連接到配置為基于來自處理器102的輸入信號生成電驅(qū)動信號的驅(qū)動電路110。當(dāng)電驅(qū)動信號跨壓電彎曲物112的兩個表面施加到壓電彎曲物112時，壓電彎曲物112將開始偏轉(zhuǎn)。通過改變信號的振幅，諸如提供正弦驅(qū)動信號120，如圖5中所說明的，壓電彎曲物112將振動。
[0034]由驅(qū)動電路110提供的驅(qū)動信號的頻率與振幅、壓電彎曲物112的原始機械共振頻率、壓電彎曲物的長度以及質(zhì)量塊116的尺寸將控制壓電彎曲物112的振動的頻率和振幅以及由觸覺設(shè)備100提供的觸覺效果。當(dāng)合適的電壓施加到壓電彎曲物112時，壓電彎曲物112將從固定端彎曲，從而前后移動質(zhì)量塊116。質(zhì)量塊116的運動對附連的系統(tǒng)提供加速度。雖然驅(qū)動信號120在圖5中說明為正弦信號，但是本發(fā)明的實施例沒有這樣的限制。例如，驅(qū)動信號120可以具有三角形、矩形等形狀，如本領(lǐng)域中已知的。所說明的實施例不是要以任何方式限制。
[0035]共振致動器，諸如圖3和4中所說明的壓電線性共振致動器104’、104’’，通常用在便攜式電子設(shè)備上，諸如手機和平板計算機。當(dāng)致動器104被致動時，用戶通過電子設(shè)備10上的振動加速度感覺到觸覺反饋。圖6說明了驅(qū)動信號120的一個示例圖，該信號是正弦電壓信號，以及，響應(yīng)于驅(qū)動信號120，由122表示的在電子設(shè)備10上測量到的加速度。如所說明的，驅(qū)動信號120施加三個周期。如以上所指出的，由于其是共振致動器的本質(zhì)，基于壓電的線性共振致動器，諸如上述致動器104的實施例，會產(chǎn)生有點“嗡嗡聲”的觸覺反饋，這是由于致動器104的低阻尼比率造成的，使得在驅(qū)動信號120結(jié)束之后，壓電線性共振致動器將繼續(xù)振動一段時間，如圖6中所說明的。如由圖6中加速度信號122的尾部124所說明的，在驅(qū)動信號120結(jié)束之后，電子設(shè)備10保持振動多于40ms，這被用戶察覺到像嗡嗡聲或振鈴。這個尾部124在電子設(shè)備10上產(chǎn)生嗡嗡聲或振鈴感覺，這種感覺通常是用戶不喜歡的。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的實施例，在致動器104的共振頻率或者其附近異相的制動信號130，如圖7中所說明的，用于在驅(qū)動信號120終止之后使致動器104停止共振。如本領(lǐng)域中已知的，制動信號可以是任何預(yù)先設(shè)計的信號，具有一個或多個正弦周期、持續(xù)或者不持續(xù)、三角形信號或者矩形信號，等等。所說明的實施例不是要以任何方式限制。在本發(fā)明的實施例中，制動信號130可以大約與致動器104的共振頻率相同，但是具有相反的相位。依賴于致動器104的驅(qū)動信號120的頻率(例如，100HZ、150Hz、200Hz)，這個頻率不是總處于共振(例如，在200Hz共振)，相移不一定是180°，即，反相，而是可以是某個其它值。
[0037]實驗顯示，對于獲得良好的制動結(jié)果，制動脈沖130的頻率對于致動器104的共振頻率不是非常敏感。例如，在有些實施例中，制動信號130的頻率可以偏離某個百分比值(~10%)并且仍然產(chǎn)生可以接受的制動結(jié)果。根據(jù)本發(fā)明的實施例，處于致動器共振頻率的一個周期或半個周期的正弦制動信號130用于制動致動器。制動信號130應(yīng)當(dāng)在正確的時刻施加，因為，如果制動信號在錯誤的時刻施加，則制動信號實際上可能會更多地激勵系統(tǒng)，而不是為系統(tǒng)提供制動。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，制動信號130相對于驅(qū)動信號120終止的施加時刻可以從電子設(shè)備10和致動器104的數(shù)學(xué)模型來計算。當(dāng)驅(qū)動信號120被生成時，系統(tǒng)處于受迫振動模式。一旦驅(qū)動信號120終止或結(jié)束，系統(tǒng)的振動頻率將變成系統(tǒng)的共振頻率。已經(jīng)確定，為了制動致動器104，處于系統(tǒng)共振頻率并且處于相反加速度相位的正弦制動信號130可以被生成并傳送到致動器104，使得“嗡嗡聲”將減小。雖然制動信號130可以是一個正弦信號的多個周期，但是已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一個周期通常就足以獲得良好的制動效果。
[0039]在一個實施例中，制動信號130的施加定時可以通過實驗確定。例如，通過實驗已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，處于共振頻率的正弦信號的一個周期就足以獲得良好的制動效果。除了制動信號頻率與周期個數(shù)之外，制動信號130的起點和制動信號130的振幅也可以通過實驗確定。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，制動信號130的最優(yōu)起點和振幅一般依賴于驅(qū)動信號120的頻率。
[0040]對于大多數(shù)壓電線性共振致動器來說，共振頻率是從大約15Hz到大約250Hz。利用200Hz的共振頻率作為一個例子，制動信號130可以包括200Hz信號的一個周期，該正弦信號與驅(qū)動信號120反相，如圖8中所示出的。如果驅(qū)動信號120處于共振頻率(即，在這個例子中是200Hz)，則對于第一次測試，制動信號130應(yīng)當(dāng)在驅(qū)動信號120終止之后馬上施加，如圖8中所不。在后續(xù)測試中，制動彳目號130的啟點應(yīng)當(dāng)在時間線上逐步如后移動，以便找出把制動信號130傳送到致動器104的最優(yōu)時刻。通過這種實驗已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在許多系統(tǒng)中，制動信號130應(yīng)當(dāng)與驅(qū)動信號120重疊，以獲得最佳結(jié)果。這意味著制動信號130應(yīng)當(dāng)在驅(qū)動信號120結(jié)束，即，終止，之前施加。[0041]如果驅(qū)動信號120的頻率小于共振頻率，則已經(jīng)通過實驗發(fā)現(xiàn)，為了獲得最優(yōu)結(jié)果，制動信號130的起點應(yīng)當(dāng)進(jìn)入驅(qū)動信號120更深，如圖9中所說明的。一般來說，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動信號120的頻率越低，需要驅(qū)動信號120與制動信號130之間越大的重疊來獲得最優(yōu)結(jié)果。類似地，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動信號120的頻率越高，需要驅(qū)動信號120與制動信號130之間越小的重疊來獲得最優(yōu)結(jié)果。當(dāng)驅(qū)動信號120的頻率高于某個頻率時，其通常是大約共振頻率，在驅(qū)動信號120與制動信號130之間沒有重疊是最優(yōu)的。
[0042]至于制動信號130的振幅，期望在共振頻率或者其附近具有最高振幅。隨著驅(qū)動信號的頻率增加或減小，制動信號的最優(yōu)振幅減小。
[0043]在對相同的系統(tǒng)進(jìn)行一系列實驗之后，可以生成一個數(shù)據(jù)表，該數(shù)據(jù)表包括用于處于不同頻率的驅(qū)動信號120的最優(yōu)制動參數(shù)。在一個實施例中，該數(shù)據(jù)表可以作為查找表存儲在處理器102中。制動信號130的最優(yōu)開始時刻和最優(yōu)制動振幅依賴于壓電線性共振致動器的阻尼系數(shù)。結(jié)合該數(shù)據(jù)表與阻尼系數(shù)，可以生成基于實驗數(shù)據(jù)的公式，這種公式可以提供最優(yōu)開環(huán)制動策略。在一個實施例中，公式可以存儲在處理器102中。已經(jīng)通過實驗發(fā)現(xiàn)，如果目標(biāo)共振頻率與制動頻率是200Hz而且系統(tǒng)的實際共振在220Hz與190Hz的范圍內(nèi)，則可以獲得良好的制動結(jié)果。
[0044]圖10和圖11說明了，當(dāng)使用相同的驅(qū)動信號120時，根據(jù)本發(fā)明實施例具有開環(huán)制動(圖10)和沒有制動(圖11)的加速度的區(qū)別。如所說明的，圖10的加速度曲線132比圖11的加速度曲線122減幅快得多，如通過圖10中所說明尾部134相對圖11中所說明尾部124的周期的振幅 證明的。這種減幅導(dǎo)致電子設(shè)備的用戶感到更小的“嗡嗡聲”或“振
全八”
ο
[0045]圖12說明了根據(jù)本發(fā)明一個實施例、利用上述觸覺設(shè)備100產(chǎn)生觸覺效果的方法200。如所說明的，方法200在202開始。在204，由處理器生成用于致動器的驅(qū)動信號。在一個實施例中，驅(qū)動信號可以是上述驅(qū)動信號120，致動器可以是上述致動器104、104’、104’’中任意一個，而處理器可以是上述處理器102。在一個實施例中，驅(qū)動信號可以由信號發(fā)生器，諸如上述處理器102的信號發(fā)生器106，生成。在206，驅(qū)動信號傳送到致動器，以驅(qū)動致動器。在208，用于致動器的制動信號由處理器/信號發(fā)生器生成。制動信號可以是上述制動信號130而且可以具有基本與致動器的共振頻率相同并且與驅(qū)動信號處于反相的頻率。在210，在驅(qū)動信號被終止生成觸覺效果之前或者同時，制動信號傳送到致動器。方法200在212結(jié)束。
[0046]本發(fā)明實施例的各方面可以在其它共振致動器中使用，而不僅僅是用于這里公開的具有壓電材料的觸覺設(shè)備的共振致動器實施例。此外，與本領(lǐng)域已知的可能適合高清晰度設(shè)備的觸覺設(shè)備相比，本發(fā)明實施例的各方面可以提供改進(jìn)的兼容性與性能等級。
[0047]本發(fā)明的實施例可以用作在各種電子設(shè)備中啟動觸覺反饋的致動單元，其中電子設(shè)備諸如觸摸屏手持式設(shè)備(移動設(shè)備、PDA和導(dǎo)航系統(tǒng))、汽車應(yīng)用、游戲控制臺等。
[0048]這里所述的實施例代表多種可能的實現(xiàn)與例子，而不是要把本公開內(nèi)容限定到任何具體的實施例。相反，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解的，可以對這些實施例進(jìn)行各種修改。任何此類修改都要包括在本公開內(nèi)容的主旨與范圍內(nèi)并且受以下權(quán)利要求的保護(hù)。
【權(quán)利要求】
1.一種觸覺輸出設(shè)備，包括: 致動器，配置為生成觸覺效果；以及 處理器，配置為把驅(qū)動信號傳送到致動器并且在驅(qū)動信號被終止生成觸覺效果之前或同時把制動信號傳送到致動器，該制動信號具有基本與致動器的共振頻率相同的頻率并且與驅(qū)動信號處于反相。
2.如權(quán)利要求1所述的觸覺輸出設(shè)備，其中致動器是線性共振致動器。
3.如權(quán)利要求2所述的觸覺輸出設(shè)備，其中致動器是壓電線性共振致動器。
4.如權(quán)利要求3所述的觸覺輸出設(shè)備，其中致動器包括壓電彎曲物。
5.如權(quán)利要求1所述的觸覺輸出設(shè)備，其中處理器包括配置為生成驅(qū)動信號和制動信號的信號發(fā)生器。
6.如權(quán)利要求1所述的觸覺輸出設(shè)備，其中處理器包括查找表，該查找表包括用于處于不同頻率的不同驅(qū)動信號的最優(yōu)制動參數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的觸覺輸出設(shè)備，其中最優(yōu)制動參數(shù)包括制動信號的最優(yōu)開始時刻和制動信號的最優(yōu)振幅。
8.一種利用包括處理器和致動器的觸覺輸出設(shè)備產(chǎn)生觸覺效果的方法，該方法包括: 利用處理器生成驅(qū)動 信號； 把驅(qū)動信號傳送到致動器，以驅(qū)動致動器； 利用處理器生成制動信號，該制動信號具有基本與致動器的共振頻率相同的頻率并且與驅(qū)動信號處于反相；以及 在驅(qū)動信號的傳送終止之前或者同時把制動信號傳送到致動器，以制動致動器。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，如果驅(qū)動信號具有小于致動器的共振頻率的頻率，則制動信號在傳送驅(qū)動信號終止之前傳送。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其中，如果驅(qū)動信號具有等于致動器的共振頻率的頻率，貝1J制動信號在與傳送驅(qū)動信號終止基本同時傳送。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，還包括在生成制動信號之前確定用于處于不同頻率的不同驅(qū)動信號的最優(yōu)制動參數(shù)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中最優(yōu)制動參數(shù)包括制動信號的最優(yōu)開始時刻和制動信號的最優(yōu)振幅。
13.—種電子設(shè)備,包括: 觸摸屏設(shè)備，配置為從用戶接收輸入；以及 觸覺設(shè)備，配置為響應(yīng)于來自用戶的輸入而生成觸覺效果，該觸覺設(shè)備包括: 致動器，以及 處理器，配置為把驅(qū)動信號傳送到致動器并且在驅(qū)動信號被終止生成觸覺效果之前或同時把制動信號傳送到致動器，該制動信號具有基本與致動器的共振頻率相同的頻率并且與驅(qū)動信號處于反相。
14.如權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，其中致動器是線性共振致動器。
15.如權(quán)利要求14所述的電子設(shè)備，其中致動器是壓電線性共振致動器。
16.如權(quán)利要求15所述的電子設(shè)備，其中致動器包括壓電彎曲物。
17.如權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，其中處理器包括配置為生成驅(qū)動信號和制動信號的信號發(fā)生器。
18.如權(quán)利要求13所述的電子設(shè)備，其中處理器包括查找表，該查找表包括用于處于不同頻率的不同驅(qū)動信號的最優(yōu)制動參數(shù)。
19.如權(quán)利要求18所述的電子設(shè)備，其中最優(yōu)制動參數(shù)包括制動信號的最優(yōu)開始時刻和制動信號的最優(yōu)振幅。
【文檔編號】G06F3/01GK104020844SQ201410069530
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月1日
【發(fā)明者】J·M·克魯茲-埃爾南德斯, 蔣力 申請人:英默森公司