[发明专利]触敏设备

说明书

技术领域

本发明涉及包括触敏(touch sensitive)屏幕或面板的触敏设备。

背景技术

US 4,885,565、US 5,638,060、US 5,977,867、US2002/0075135描述了当 被触摸时具有对用户的触觉反馈的触摸操作装置。在US 4,885,565中，提供 了一种致动器，用以当该致动器被激励来提供触觉反馈时将动作通知给CRT (阴极射线管)。在US 5,638,060中，将电压施加给压电元件，该压电元件形 成一个开关以便振动该元件，从而将反作用力施加到用户的手指。在US 5,977,867中，当触摸屏幕被手指或指针触摸时，触觉反馈单元产生用户感测 到的机械振动。控制机械振动的幅度、振动频率和持续时间，该持续时间长 得足够感觉得到但是短到足够在下一次按键触摸之前结束。US2002/0075135 描述了使用辅助换能器以模拟按钮点击的瞬态的形式来提供振动。

在上述的每个现有技术文献中，响应于用户手指或指针的单独触摸来提 供触觉反馈。

发明内容

根据本发明，提供了一种在耦合系统中生成期望触感(haptic sensation) 的方法，所述耦合系统包括触摸表面和与该触摸表面耦合的力激励器或力致 动器，所述方法包括：

生成频率在所述耦合系统的频率带宽内的载波信号；

利用复杂调制来调制所述载波信号，其中调制后的载波信号具有可比拟 产生所述期望触感的低频信号的时间响应的时间响应；和

利用调制后的载波信号驱动所述激励器或致动器以激励所述触摸表面， 从而所述期望触觉以所述耦合系统的频率带宽以下的频率被感觉，以便模拟 用户触摸所述触摸表面。

本申请人已经意识到，当用户触摸由调制后的信号激励的表面时，通过 将调制后的载波信号的时间响应与产生期望触感的信号的时间响应相匹配， 用户将高频调制信号解调为将要生成的但是为普通低频刺激的期望触觉响 应。用户具有两种类别的传感器。一种类别是缓慢地适应并检测恒定刺激法 (例如，压力和皮肤拉伸)。另一种类别是仅快速地适应并检测短脉冲(例如， 初始接触和振动)。本发明从已知的听觉心理声学行为(其中用户会觉察到实 际上由系统产生的频率以下的频率)中进行推断，从而建议存在可比拟的触 摸响应，其中用户会感测到实际上由机械系统产生的频率以下的频率的存在。 因此，耦合机械系统可能能够以例如在10到40赫兹的范围内的超低频率模 拟期望触感。不可能直接生成这么低的频率，因为它们明显低于耦合系统自 身的频率范围。

和所有感觉神经通路一样，关于触摸的神经细胞会产生以与刺激强度相 关的速率发送到大脑的脉冲。神经放电(nerve firing)的概率与接收到的脉冲 的数量成比例。通过泄露积分器(1eaky integrator)的等效物在神经系统内对 这些神经放电进行积分来产生与刺激的主观强度成比例的觉察级别。

触摸系统可被认为是电气系统的类似物，其中神经放电会产生可能对应 于“软整流器”模型的脉冲，

p(t)=p0(12h(t)+14h(t)2+1)]]>

或