具有线性共振致动器的触觉设备制造技术

本公开涉及具有线性共振致动器的触觉设备。一种触觉输出设备，包括配置为生成触觉效果的致动器，以及配置为把驱动信号传送到致动器并且在驱动信号被终止生成触觉效果之前或同时把制动信号传送到致动器的处理器。该制动信号具有基本与致动器的共振频率相同的频率并且与驱动信号反相。

Tactile devices with linear resonant actuators

The present disclosure relates to tactile devices with linear resonant actuators. A tactile output device includes an actuator configured to generate a tactile effect, and a processor configured to transmit a driving signal to the actuator and to transmit a braking signal to the actuator before or at the same time before the driving signal is terminated to generate a tactile effect. The braking signal has basically the same frequency as the resonant frequency of the actuator and is in reverse phase with the driving signal.

【技术实现步骤摘要】
具有线性共振致动器的触觉设备本申请是申请日为2014年2月28日、申请号为201410069530.1、名称为“具有线性共振致动器的触觉设备”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及用于触觉设备的线性共振致动器。
技术介绍
电子设备制造商努力为用户生产丰富的接口(interface)。常规的设备使用视觉与听觉线索来向用户提供反馈。在有些接口设备中，动觉反馈(诸如主动式和抵抗式力反馈)和/或触感反馈(诸如振动、纹理和热)也向用户提供，更一般性地统称为“触觉反馈”或“触觉效果”。触觉反馈可以提供增强并简化用户接口的线索。具体而言，振动效果，或者振动触感触觉效果，在向电子设备的用户提供提醒用户特殊事件的线索或者在模拟或虚拟环境中提供产生更大感观沉浸的现实反馈时可以是有用的。为了生成振动效果，许多设备利用某种类型的致动器或触觉输出设备。用于这种目的的已知的触觉输出设备包括电磁致动器，诸如其中偏心质量块被电动机移动的偏心旋转质量块(“ERM”)、其中附连到弹簧的质量块被前后驱动的线性共振致动器(“LRA”)、或者诸如压电、电活性聚合物或形状记忆合金的“智能材料”。触觉输出设备还广泛地包括非机械或非振动设备，诸如使用静电摩擦(“ESF”)、超声表面摩擦(“USF”)的设备，或者利用超声触觉换能器感应出声学辐射压力的设备，或者使用触觉衬底及弹性或可变性表面的设备，或者提供投射的(projected)触觉输出的设备，诸如利用空气喷嘴的一股空气，等等。触觉反馈结构的发展已经导致更小更紧凑的设备。当具有高清晰度的显示屏增加时，也需要有高清晰度(“HD”)的触觉反馈。基于压电的线性共振致动器可以是用于触摸屏表面和其它应用的下一代HD触觉致动器。由于其是共振致动器的本质，基于压电的线性共振致动器会产生有点“嗡嗡声”的触觉反馈，这是由致动器的低阻尼比率造成的，使得在致动信号结束之后，压电线性共振致动器将继续振动一段时间。期望尽可能快地终止这种振动残余。虽然闭环控制策略已经用于减小“嗡嗡声”，但是闭环控制策略需要实时的感测与一些计算能力，这给致动器增加了成本。
技术实现思路
期望在不增加系统成本的情况下改进线性共振致动器的性能，尤其是基于压电的线性共振致动器。根据本专利技术的实施例，提供了利用不使用外部传感器的开环制动策略的设备与方法。根据本专利技术的一方面，提供了一种触觉输出设备，该设备包括配置为生成触觉效果的致动器；以及配置为把驱动信号传送到致动器并且在驱动信号被终止生成触觉效果之前或同时把制动信号传送到致动器的处理器。制动信号具有与致动器共振频率基本相同的频率并且与驱动信号处于反相。根据本专利技术的一方面，提供了利用包括处理器和致动器的触觉输出设备产生触觉效果的方法。该方法包括利用处理器生成驱动信号、把驱动信号传送到致动器以驱动致动器，并且利用处理器生成制动信号。制动信号具有与致动器共振频率基本相同的频率并且与驱动信号处于反相。该方法还包括在驱动信号的传送终止之前或同时把制动信号传送到致动器，以制动致动器。根据本专利技术的一方面，提供了一种电子设备，该设备包括配置为从用户接收输入的触摸屏设备以及配置为响应于来自用户的输入而生成触觉效果的触觉设备。触觉设备包括致动器，以及配置为把驱动信号传送到致动器并且在驱动信号被终止生成触觉效果之前或同时把制动信号传送到致动器的处理器。制动信号具有与致动器共振频率基本相同的频率并且与驱动信号处于反相。附图说明以下附图的组件被说明(例示)以强调本公开内容的一般性原理而不一定按比例绘制。为了一致性与清晰，指示对应组件的标号贯穿附图根据需要地重复。图1说明了根据本专利技术实施例的电子设备的示意图；图2说明了根据本专利技术实施例、可以在图1电子设备中使用的触觉设备的示意图；图3说明了根据本专利技术一个实施例、图2触觉设备的致动器的示意图；图4说明了根据本专利技术一个实施例、图2触觉设备的致动器的示意图；图5说明了根据本专利技术一个实施例、可以用于驱动图2触觉设备中致动器的驱动信号；图6说明了图5的驱动信号以及，响应于该驱动信号，图2触觉设备中致动器随时间的加速度；图7说明了根据本专利技术一个实施例、可以用于制动图2触觉设备中致动器的制动信号；图8说明了根据本专利技术一个实施例、图5的驱动信号结合图7的制动信号，其中制动信号在驱动信号终止的同时开始；图9说明了图5的驱动信号结合图7的制动信号，其中制动信号在驱动信号终止之前开始；图10说明了图9的驱动信号与制动信号，以及，响应于该驱动信号与制动信号，图2触觉设备中致动器随时间的加速度；图11说明了，响应于图9的同一驱动信号但没有图9的制动信号，图2触觉设备中致动器随时间的加速度；以及图12说明了根据本专利技术实施例、用于生成触觉效果的方法。具体实施方式本公开内容描述了包括经用户接口(界面，interface)、人机接口或者致动器在其上或其中驻留的用户设备的其它部分对用户强加触觉效果的触觉反馈致动器的触觉设备。特别地，这里所描述的触觉设备的实施例可以配置为对用户设备的触摸敏感表面施加触觉效果。在有些实施例中，触摸敏感表面可以是显示设备的一部分，其中显示设备可以既包括可视输出机制又包括触摸敏感输入机制。因而，触觉反馈可以在用户设备，诸如电子手持式设备，中施加，用于为用户提供丰富的感官体验。虽然这里所描述的许多例子涉及触摸屏设备，但是应当理解，本公开内容也涵盖涉及触摸敏感结构的其它类型的人机接口。此外，在阅读和理解本公开内容的一般性原理后，其它特征与优点将对本领域普通技术人员清楚。这些其它特征与优点也要包括在本公开内容之中。图1是根据本专利技术一个实施例的电子设备10的框图。如所说明的，电子设备10包括处理设备(例如，处理器)12、存储器设备14，以及输入/输出设备16，这些组件经总线18互连。在一个实施例中，输入/输出设备16可以包括触摸屏设备20或者其它人机接口设备。触摸屏设备20可以配置为任何合适的人机接口或者触摸/接触表面部件。触摸屏设备20可以是任何触摸屏、触控板、触摸敏感结构、计算机监视器、笔记本电脑显示设备、工作薄显示设备、信息亭屏幕、便携式电子设备屏幕，或者其它合适的触摸敏感设备。触摸屏设备20可以配置为用于与用户控制的设备，诸如触控笔、手指等，进行物理交互。在有些实施例中，触摸屏设备20可以包括至少一个输出设备和至少一个输入设备。例如，触摸屏设备20可以包括可视显示器及叠加到其上以便从用户的手指接收输入的触摸敏感屏幕。可视显示器可以包括高清晰度显示屏。在各种实施例中，触摸屏设备20提供了对电子设备10的至少一部分的触觉反馈，这种反馈可以传送至与电子设备10接触的用户。特别地，触摸屏设备20可以向触摸屏自身提供触觉反馈，以便在用户与屏幕接触的时候强加触觉效果。触觉效果可用于增强用户体验，并且尤其是可以向用户提供用户已经与屏幕进行了被触摸屏设备20检测的充分接触的确认。电子设备10可以是任何设备，诸如台式计算机、膝上型计算机、电子工作薄、电子手持式设备(诸如移动电话、游戏设备、个人数字助理(“PDA”)、便携式电子邮件设备、便携式互联网接入设备、计数器，等等)、信息亭(诸如自动取款机、滴答购物机(tickingpurchasingmachine)，等等)、打印机、销售点设备、游戏控制器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种触觉输出设备，包括：致动器，配置为生成触觉效果；以及处理器，配置为把驱动信号传送到致动器并且把制动信号传送到致动器，该驱动信号具有小于致动器的共振频率的频率，该制动信号具有与致动器的共振频率基本相同的频率并且与驱动信号处于反相，其中该驱动信号是具有定义数量的周期的周期性信号，并且其中该制动信号在该驱动信号的最后周期的结束时间之前传送到致动器。

【技术特征摘要】
2013.03.01 US 13/782,6841.一种触觉输出设备，包括：致动器，配置为生成触觉效果；以及处理器，配置为把驱动信号传送到致动器并且把制动信号传送到致动器，该驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·M·克鲁兹埃尔南德斯，蒋力，
申请(专利权)人：意美森公司，
类型：发明
国别省市：美国,US