生成可感知的触摸激励制造技术

一种设备，包括：包括第一表面电极和第二绝缘表面电极的面；以及控制器，配置用于在所述第一表面电极和第二绝缘表面电极之间施加时变电势差，并且配置用于至少控制所述电势差中的时间变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】生成可感知的触摸激励
本专利技术的实施方式涉及触觉学以及可感知的触摸激励的生成。
技术介绍
机电制动器，例如振动器，当前被用于产生触摸激励。然而，他们具有多种缺陷。
技术实现思路
根据本专利技术的一些但并非所有的实施方式，提供一种设备，包括：包括第一表面电极和第二绝缘表面电极的面；以及控制器，配置用于在所述第一表面电极和第二绝缘表面电极之间施加时变电势差，并且配置用于至少控制所述电势差中的时间变化。根据本专利技术的一些但并非所有的实施方式，提供一种用于设备的模块，包括：包括第一表面电极和第二绝缘表面电极的面；以及接口，配置用于接收时变电势差并且在所述第一表面电极和第二绝缘表面电极之间施加该时变电势差。根据本专利技术的一些但并非所有的实施方式，提供一种方法，包括：在设备的面上的第一表面电极和在该设备的该面上的第二表面电极之间施加时变电势差；以及至少控制所述电势差中的时间变化。附图说明为了更好地理解本专利技术实施方式的各种例子，仅通过示例的方式来参考附图，在附图中：图1使用功能组件示意性地示出了设备的例子；图2A示意性地示出了第一施加的周期性电势差的示例；图2B示意性地示出了第二施加的周期性电势差的示例；图3示意性地示出了穿过设备10的示例的横截面图；图4A、图4B、图4C和图4D以主视图的方式示出了用于第一表面电极的轨迹的不同布图；图5以横截面图示意性地示出了设备的示例；图6示意性地图示了设备的使用；图7示意性地图示了方法；图8示意性地图示了用于该设备的控制器的一个实现的示例；以及图9示意性地图示了毛细通道。具体实施方式附图图示了设备10的示例，设备10包括：包括第一表面电极2和第二绝缘表面电极4的面；以及控制器30，(例如，图1)，配置用于在所述第一表面电极2和第二绝缘表面电极4之间施加时变电势差24(例如图2A、图2B)，并且配置用于至少控制所述电势差24中的时间变化。物体的“面”可以由物体的沿基本上单一的方向向外突出的外部边界面构成。该面可以是连续的，或者可以由该物体的多个外部边界面来构成，其中每个外部边界面基本上均在同一方向上向外突出。因此，如果一个面在逻辑上划分为多个小平面，那么每个平面的法线矢量将指向相同方向或基本上相同的方向。在本专利技术的实施方式中，单个面包括第一表面电极2和第二绝缘表面电极4二者，并且电极形成该单个面的一部分。在使用时，用户的手指的一个部分接触第一表面电极2，并且该用户的手指的另一部分接触或接近于接触该第二绝缘表面电极4。接触的两个点经由用户的手指闭合局部电路。第二绝缘表面电极4具有相关联的时变电场，该电场随着施加的时变电势差而改变。电场产生时变力，在手指静止时，该时变力并不直接产生在叠加用户手指处的触摸激励，而是当用户的手指在与第一表面电极4接触的同时，在该面上被追踪时确实间接地提供触摸激励。可以相信，时变力对施加到触摸手指的摩擦力进行调制，这在手指在第二表面电极4上被追踪时在该手指的表面上产生了调制剪切力。当手指在面上被追踪时，用户所感受到的时变触摸激励产生感知的“纹理”，其可以通过至少控制施加的电势差的时间变化来修改。在本文中，术语“电调制的移动触摸激励”(EMMTS)将表示用户身体部分处的触摸激励，该触摸激励通过使用施加时变电势差的设备来进行控制，并且在身体部分与设备之间存在触觉接触的同时，当在身体部分与该设备之间存在相对运动时，对于用户是可感知的，而在身体部分与设备之间存在触觉接触的同时，当在身体部分与设备之间不存在相对运动时，对于用户是不可感知的。由于施加的时变电势差而流动的电流通常小于5uA，其小于直接激活神经或肌肉所需的电流。因此，EMMTS可以被视为对备选方法(例如在面上拖动手指)产生的神经刺激进行电调制(使用时变电势差)。图1示意性地示出了设备10的一些功能组件的例子。设备10包括，在面12处的第一电极2，以及一个或多个绝缘电极4。设备10还包括控制器30和能量源32。在该示例中，第一表面电极2连接到参考地面或接地34。控制器30配置用于在一个(或每个)第二绝缘表面电极4与接地的第一表面电极2之间施加时变电势差。控制器30还被配置用于至少控制该电势差中的时间变化。该系统在使用1-100uA的区域内工作。当控制器30在施加时变电势差以使能EMMTS时，经由表面电极的电流可以受到控制，从而其不超过100uA。如果控制器30被配置用于施加时变电势差到多个第二绝缘第二表面电极4，那么其可以被配置用于向多个第二绝缘表面电极4中的每个提供不同的时变电势差。其还可以被配置用于单独地和独立地至少控制不同电势差中的时变变化。当使能EMMTS时，由于非常低的电流而使得控制器30的功耗很低，所以可以总是使能EMMTS。然后，控制器30被配置用于当设备10被打开或者如果即使当设备被关断但却需要时，在第二绝缘表面电极4与接地第一表面电极2之间施加时变电势差。图2A和图2B示意性地图示了这样的例子，其中电势差24A、24B是一系列由包括间隙26的周期T所分隔的平顶帽型脉冲。每个脉冲由其高度H和其宽度W来表征。脉冲链可以表征为{H，W，T}。控制器30例如可以通过控制H、W、T中的一个或多个来控制电势差中的时间变化。然后，脉冲链可以表征为{H(t)，W(t)，T(t)}，其中H(t)表示脉冲高度的时间变化，W(t)表示脉冲宽度的时间变化，并且T(t)表示脉冲周期的时间变化。图2A示意性地示出其中电势差24A是由包括规则的固定间隙26的规则固定周期T所分开的一系列规则的平顶帽型脉冲。每个脉冲可以由固定的高度H和固定的宽度W来表征。脉冲链可以表征为{H，W，T}，其中H、W、T是常数。图2B示意性地示出其中电势差24B是由包括非规则的固定间隙26的非规则固定的周期T所分开的一系列非规则的平顶帽型脉冲。每个脉冲可以表征为时变高度H(t)和时变宽度W(t)。脉冲链可以表征为{H(t)，W(t)，T(t)}，其中H(t)、W(t)、T(t)的一个或多个在时间上变化。在其他实施方式中，电势差可以是正弦信号，然后其可以表征为{H(t)，T(t)}。在该例子中，控制器30已经通过增加图2A和图2B之间的周期性电势差的频率来控制电势差中的时间变化，并且已经引入了针对随时间改变的H、W、T的变化。可以相信，对用户感受具有最大影响的是电势差所产生的电场/摩擦力中的变化。因此，如图2A和图2B中所示的平顶帽型脉冲可以是优选的，因为电势差中的快速增加产生了使用EMMTS而容易地感受到得脉冲调制。此外，脉冲之间的时间差产生了依赖于周期T(t)和用户手指移动速度的周期性表面“纹理”。通过时间调制T(t)的控制器30因此可以使用EMMTS将信息传递给用户。图3示意性地示出了通过设备10的一个示例的面12的横截面图。在此例子中，第二绝缘表面电极4覆于基板21上。第二绝缘表面电极4包括覆于基板21上的连续传导层20以及覆于传导层20上的介电层22。介电层22将传导层20绝缘，产生了“绝缘”表面电极4。因此，当用户触摸第二绝缘表面电极4的上表面14时，在传导层20与用户之间没有电流连接。基板21可以是任意的基板，其将支持传导层20。在一些实施方式中，其可以是柔性的，在其他实施方式中，其可以是设备10的主体11。例如，其可以是透明的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.20 US 12/783,7311.一种用于生成可感知的触摸激励的设备，包括：包括第一表面电极和第二绝缘表面电极的面；以及控制器，配置用于在所述第一表面电极和第二绝缘表面电极之间施加时变电势差以通过摩擦力间接地控制触摸激励，所述触摸激励在通过在面部上方拖动身体部分来使用的情况下被直接地创建在用户的所述身体部分处，以在所述身体部分处产生：a)在所述身体部分与所述设备之间存在触觉接触的同时，在时间变化电势差被施加的同时，当在所述身体部分与所述设备之间存在相对运动时，所述触摸激励对于用户是可感知的；b)在所述身体部分与所述设备之间存在触觉接触的同时，在时间变化电势差被施加的同时，当在所述身体部分与所述设备之间不存在相对运动时，所述触摸激励对于用户是不可感知的；并且配置用于至少控制所述电势差中的时间变化。2.根据权利要求1所述的设备，其中，由所述第一表面电极提供用于触摸接触的区域显著地小于由所述第二绝缘表面电极所提供的区域。3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述第一表面电极的周界长度显著地大于所述第二绝缘表面电极的周界长度。4.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述第一表面电极非连续地布置在暴露出第二绝缘表面电极、没有布置第一表面电极的面上。5.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述第一表面电极包括多个电互连部分，并且其中所述部分被尺寸调整和定位在所述面上，使得放置在所述面上的用户手指将接触至少一个部分。6.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述第一表面电极和第二绝缘表面电极被尺寸调整和定位为经由用户的手指来使局部电路完整，其中跨所述面来追踪所述用户手指。7.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一表面电极包括薄延伸传导轨迹的网状物。8.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一表面电极包括薄延伸传导轨迹的图案。9.根据权利要求7或8所述的设备，其中所述传导轨迹具有基本恒定的宽度。10.根据权利要求7或8所述的设备，其中一个或多个传导轨迹中基本平行部分之间的间隔距离至少是所述传导轨迹的宽度的30倍。11.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述第一表面电极是光学透明的。12.根据权利要求1所述的设备，其中所述第一表面电极在所述面上提供相对高凸起的区域，并且其中所述第二绝缘表面电极的绝缘电介质在所述面上提供相对低凸起的区域。13.根据权利要求12所述的设备，其中所述相对高凸起的区域被间隔为当所述面被触摸时，防止用户手指触摸所述低凸起的区域。14.根据权利要求12或13所述的设备，其中所述相对低凸起的区域具有与所述高凸起的区域相邻的毛细作用通道。15.根据权利要求1所述的设备，其中所述第二绝缘表面电极包括连续传导层和介电层。16.根据权利要求15所述的设备，其中所述第二绝缘表面电极包括透明外部介电层。17.根据权利要求16所述的设备，其中所述外部介电层厚度小于10μm。18.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器配置用于至少控...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·比彻，C·鲍尔，P·安德鲁，Z·拉迪沃杰维克，
申请(专利权)人：诺基亚公司，
类型：
国别省市：