触觉反馈系统、电子设备以及振动强度的调整方法技术方案

技术编号:19690473 阅读:25 留言:0更新日期:2018-12-08 10:49
本发明专利技术涉及触觉反馈系统、电子设备及振动强度的调整方法,非常精细地调整进行往复动作的触觉致动器的振动强度。线性致动器若被施加利用于加速的规定数目的基本脉冲电压(P1~P6)和利用于减速的基本脉冲电压(P7),则在瞬态振动区域进行往复动作。根据在加速期间所施加的最末尾的基本脉冲电压(P6)的施加而振动加速度变为最大,对电子设备的触摸屏赋予冲击。为了控制施加基本脉冲电压(P6)时的振动加速度的大小而利用小脉冲电压(S)仅对前头的基本脉冲电压(P1)进行PWM控制。能够以与小脉冲电压的占空比(α)几乎成比例的大小来控制针对基本脉冲电压(P5)的加速度和针对基本脉冲电压(P6)的加速度之间的振动加速度。

【技术实现步骤摘要】
触觉反馈系统、电子设备以及振动强度的调整方法
本专利技术涉及调整触觉致动器对电子设备赋予的冲击性的触觉反馈的强度的技术。
技术介绍
平板终端、智能手机、便携式电话以及计算机那样的在使用时用户接触框体或触摸屏的电子设备搭载有对人体赋予触觉反馈(hapticfeedback)的致动器(触觉致动器)。触觉致动器根据系统生成的事件来向触摸屏、框体那样的振动体传递振动。用户在与振动体接触的人体的部位感知振动或作为声音而感知。触觉致动器的驱动源使用电力,能够根据振动的性质而大致区分为冲击型和振动型。对于冲击型而言,作为代表例,能够列举利用了形状记忆合金的SIA(ShapeMemorymetalImpactActuator:形状记忆金属冲击致动器)、利用了压电元件的压电致动器。对于冲击型而言,通过振动元件打击框体或键盘板来给予短暂性的振动。对于振动型而言,作为代表例,能够列举利用了偏心马达的ERM(EccentricRotatingMass:偏心旋转质量)型致动器、使交流电流流过磁场中的线圈来使可动件振动的线性谐振型致动器(LRA:LinearResonantActuator)等。对于振动型而言,给予振动体所需的时间的固定振幅的振动。专利文献1公开了一种通过对被固定在框体上的线圈施加矩形波或者正弦波的电流,从而线圈和磁铁相配合,可动件在面方向上呈线性地振动的振动致动器。专利文献2公开了对利用了压电元件、音圈或者螺线管的触觉致动器供给PWM控制后的驱动信号来调整振动强度的专利技术。专利文献1:日本特开2011-97747号公报专利文献2:日本特开2011-165172号公报LRA一般对可动件施加与谐振频率接近的频率的交流的脉冲电压,使其稳态振动来利用。也可以考虑LRA利用紧接施加脉冲电压之后的瞬态振动区域来作为冲击型来利用。若对LRA施加5~6个较大的振幅的脉冲电压,则能够在短时间产生较大的振动而使用户感觉到冲击。由于触觉反馈的体感存在个人差,所以优选冲击的大小能够按照每个用户来进行调整。作为用于改变冲击的大小的一个方法,有改变脉冲电压的振幅的方法,但用于连续地改变振幅的电路变得大规模。当试着实验使脉冲电压的频率固定并利用多个小脉冲电压对所施加的全部脉冲电压进行PWM控制的方法时,明白了能够代替占空比而平滑地调整稳态振动的强度,但相对于占空比的变化的瞬态振动的强度变得不稳定。另外,明白了即便是使脉冲电压的频率变化来错开谐振的方法,也不能够稳定地使振动的强度变化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于使用户能够容易地调整触觉致动器生成的冲击的强度。在本专利技术的一个方式中,提供对电子设备赋予冲击的触觉反馈系统。触觉反馈系统具有:进行往复动作的触觉致动器、对触觉致动器施加由加速用的规定数目的基本脉冲电压构成的驱动电压的驱动电路、以及控制驱动电路来对比规定数目少的数目的基本脉冲电压的平均电压进行控制的控制器。基本脉冲电压的平均电压相当于在半个周期对基本脉冲电压进行时间积分所得的值,能够通过调整基本脉冲电压的脉冲宽度、峰值以及由基于开关控制的小脉冲电压构成的情况下的小脉冲电压的占空比中的任意一个或者多个要素来进行控制。能够将成为控制的对象的基本脉冲电压设为任意一个基本脉冲电压、在最末尾的基本脉冲电压之前生成的基本脉冲电压或者前头的基本脉冲电压。控制器能够以由多个小脉冲电压构成基本脉冲电压的方式执行开关控制,或对基本脉冲电压的脉冲宽度进行控制。控制器能够对触觉致动器施加分别执行了开关控制的连续的基本脉冲电压来使触觉致动器产生调整了强度的稳态振动。本专利技术的其它方式提供电子设备,该电子设备具有:触摸屏、对触摸屏赋予冲击的线性致动器、对线性致动器施加由加速用的规定数目的基本脉冲电压和减速用的基本脉冲电压构成的驱动电压的驱动电路、以及指示驱动电路来对比规定数目少的数目的加速用的基本脉冲电压赋予给线性致动器的激振力进行控制的控制器。本专利技术的其它方式提供对进行往复动作的触觉致动器的冲击性的振动强度进行调整的方法。对触觉致动器施加包括控制对象的基本脉冲电压和非控制对象的基本脉冲电压的加速用的规定数目的基本脉冲电压,并对控制对象的基本脉冲电压供给至触觉致动器的能量进行调整。在本专利技术的至少任意一个方式中,能够非常精细地调整进行往复动作的触觉致动器的振动强度。而且在本专利技术的至少任意一个方式中,能够通过简单的驱动电路来调整振动强度。并且在本专利技术的至少任意一个方式中,能够以良好的能量效率来调整振动强度。附图说明图1是示意性地表示本实施方式所涉及的致动器100的结构的俯视图以及剖视图。图2是搭载有致动器100的智能手机10的俯视图。图3是用于说明触觉反馈系统200的结构的功能框图。图4是说明致动器100以振动模式动作时的样子的图。图5是说明致动器100以冲击模式动作时的样子的图。图6是说明利用小脉冲电压S对在冲击模式下所施加的前头的基本脉冲电压P1进行PWM控制的样子的图。图7是表示对基本脉冲电压P1进行PWM控制时的占空比α与振动加速度G6x之间的关系的图。图8是用于说明作为平均电压的控制对象的基本脉冲电压P1~P6的一个例子的图。图9是表示对基本脉冲电压P1~P6进行PWM控制时的占空比50%下的振动加速度G6x的图。图10是用于说明对基本脉冲电压P1的脉冲宽度进行PWM控制的方法的图。附图标记说明:10…智能手机;11…触摸屏;100…致动器;115…线圈;117a、117b…轴;200…触觉反馈系统;301、305、305P1~305P6…驱动电压;305a…加速脉冲电压;305b…减速脉冲电压;P1~P6…基本脉冲电压;P7…制动脉冲电压;S…小脉冲电压;T…基本脉冲电压的周期。具体实施方式[触觉致动器]图1是用于说明本实施方式所涉及的触觉致动器(以下,称为致动器)的结构的一个例子的图。在本实施方式中,例示在利用稳态振动的振动模式和利用瞬态振动的冲击模式下进行动作的双模式型的致动器100来进行说明,但也能够采用仅以冲击模式进行动作的单模式型。在冲击模式下,例如以用户能够感知到软键盘的敲击的方式对触摸屏给予短暂性的较强的振动。另外,在振动模式下,例如在通知邮件的来信、来自Web网站的推送通知的情况下,使框体振动直到用户注意到为止所需的比较长的时间。振动模式和冲击模式的切换能够通过控制向致动器100施加的交流的脉冲电压来进行。在冲击模式下,在一个例子中,施加5~7个左右的规定数目的脉冲电压。在振动模式下,在使之稳态振动的时间内施加固定振幅且固定频率的脉冲电压。振动模式时所施加的脉冲电压的振幅相对于冲击模式时所施加的脉冲电压的振幅较小。另外,冲击模式和振动模式的脉冲电压的频率都是可动件150的附近的频率,但能够采用相互不同的值。与振动模式相比,在冲击模式下,振动体的振动振幅以及振动加速度较大。致动器100采用LRA的原理,在下部框体101a和上部框体101b的内部收纳包括可动件150的振动机构。图1的(A)是将上部框体101b除去的状态下的俯视图,图1的(B)是在长边方向的中心切断的剖视图。被设置在两侧的轴103a、103b的各自的两端部通过固定部105a~105d被固定在下部框体101a。轴103a、103b以锤部107a、107b能够进行往复直线运动的本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种触觉反馈系统,是对电子设备赋予冲击的触觉反馈系统,其特征在于,具有:触觉致动器,进行往复动作;驱动电路,对所述触觉致动器施加由加速用的规定数目的基本脉冲电压构成的驱动电压;以及控制器,指示所述驱动电路来对比所述规定数目少的数目的所述基本脉冲电压的平均电压进行控制。

【技术特征摘要】
2017.05.18 JP 2017-0991241.一种触觉反馈系统,是对电子设备赋予冲击的触觉反馈系统,其特征在于,具有:触觉致动器,进行往复动作;驱动电路,对所述触觉致动器施加由加速用的规定数目的基本脉冲电压构成的驱动电压;以及控制器,指示所述驱动电路来对比所述规定数目少的数目的所述基本脉冲电压的平均电压进行控制。2.根据权利要求1所述的触觉反馈系统,其特征在于,所述控制器对任意一个所述基本脉冲电压的平均电压进行控制。3.根据权利要求1所述的触觉反馈系统,其特征在于,所述控制器对在最末尾的所述基本脉冲电压之前生成的所述基本脉冲电压的平均电压进行控制。4.根据权利要求1所述的触觉反馈系统,其特征在于,所述控制器仅对前头的所述基本脉冲电压的平均电压进行控制。5.根据权利要求1所述的触觉反馈系统,其特征在于,所述控制器以由多个小脉冲电压构成所述基本脉冲电压的方式执行开关控制。6.根据权利要求1所述的触觉反馈系统,其特征在于,所述控制器对所述基本脉冲电压的脉冲宽度进行控制。7.根据权利要求1所述的触觉反馈系统,其特征在于,所述控制器对所述触觉致动器施加分别执行了开关控制的连续的...

【专利技术属性】
技术研发人员:山崎充弘山村一则杰克·劳伦斯·帕特·桑蒂亚戈
申请(专利权)人:联想新加坡私人有限公司
类型:发明
国别省市:新加坡,SG

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