[发明专利]振动致动器

说明书

公开一种振动致动器，包括：磁性部分，其包括以相同的极性彼此面对的方式布置的至少两个磁体(1)；容置部分，其包括具有用于容置磁性部分的空腔(5)的中空构件(4)，及围绕中空构件(4)缠绕且被固定至中空构件(4)的至少一个线圈(2)；使磁性部分与中空构件(4)互相连接的弹性装置(6)；及底架(7)。在一方面中，磁性部分经由附接装置(8，10)固定至底架(7)，以使得磁性部分、附接装置(8，10)及底架为固定的；容置部分在交流电通过线圈(2)时执行引起振动的具有变化的方向的线性运动。在另一方面中，弹性元件(6)为平的弹性金属膜或者塑料膜(6)。在又一方面中，部分地包围中空构件(4)及线圈(2)的由铁磁性材料所构成的磁性引导机构被安装至磁性部分的纵向外端。

技术领域

本发明涉及一种用于各种应用的振动致动器，例如，用于使高清晰度触觉反馈形成沉浸式视频体验、游戏体验以及音乐体验以及其它沉浸式体验的微型振动触觉致动器。

背景技术

我们传统上收听的大部分音乐可被认为是由多种信号的相加所产生的复合信号，例如多种乐器或声音的混合音乐信号。由于电子地记录以及重现声音(特别地，复合音乐信号)的可能性，另一个方面变得重要，亦即，电信号至声波(其在声音被重现时被收听者感知)的转换。为了减小重现期间的失真问题，US 3,118,022公开一种电声变换器，其包括：两个导电构件；隔膜，其包括驻极体材料以及导电材料并且其支撑于所述两个导电构件之间；以及用于电连接至所述隔膜以及所述两个导电构件的机构。

另一方面，对声音以及振动的联合感知为众所周知的现象。声音为通过比如气体(空气声)或固体(结构声)的可压缩媒体传播的机械波，其中声能经由振动的分子输送并且被收听者的耳蜗中的振动的听毛细胞接收。另一方面，振动为通过接触表面使感知者的身体的较小的或者较大的部分兴奋的机械性刺激。对声音以及振动的联合感知基于这样的事实：人脑不仅通过耳朵而且通过骨架接收声音-音乐厅或者教堂中的测度确认全身振动的存在。对低频率的身体感知对于现场音乐的沉浸式体验或者被期望为令人愉快的任何乐感而言是特别地重要的。

因此，可使用高清晰度触觉反馈来产生沉浸式视频体验、游戏体验以及音乐体验以及其它沉浸式体验，其中振动被耦合至连续的可听(可见)信号。使装置实现连续的高清晰度触觉反馈的主要要求是：

1.理想地介于20至1000Hz之间的大的频率范围，以便能够在该范围内生成特别地用于音乐的优质振动；

2.用于有效加速度的重的运动质量；

3.小的(特别是平的)尺寸以使装置为便携式的或者可穿戴式的；

4.高的功率效率以使得能够实现不间断的使用；

5.无声的振动以避免对声音体验的干扰；

6.稳定的性能以使得能够实现连续的使用；

7.有成本效率的制造以提供价格合理的装置。

在人体上实现普通的触觉体验的不同的振动装置为已知的。偏心马达使用附接至马达的旋转杆的偏心质量。这些马达被广泛地使用并且可为非常小的。然而，它们具有几个缺点。它们在非常窄的频率范围内运行，它们并不施加高的振动力并且它们并不用于连续的使用，所有这些使它们不适合于包括增强的声音体验以及特别地音乐在内的很多用途。

电活性聚合物与压电马达非常相似但是具有更高的相对质量位移。它们仍然处于发展的早期阶段并且它们的缺点中的一个为：与离心马达一样，它们不适合于连续的使用，因为材料的特性以及因此马达的行为快速地改变，这使它们也不适合于包括增强的声音体验以及特别地音乐在内的连续的使用。