[发明专利]包含有电永磁体的触觉致动器

说明书

技术领域

本发明涉及包含有电永磁体的触觉致动器，并且在用户界面、游戏、汽车、可穿戴设备以及消费性电子产品中有所应用。

背景技术

由于对休闲玩家的营销以及由此导致他们的参与，视频游戏和视频游戏系统越来越受到欢迎。常见的视频游戏设备或控制器使用视觉和听觉提示，以对用户提供反馈。在一些接口设备，同样将动觉反馈(例如作用力反馈和阻力反馈)和/或触觉反馈(例如振动或质地)提供给用户，更普遍地总称为“触觉反馈”或“触觉效果”。触觉效果可提供将用户界面增强和简化的提示。具体地，在向电子设备的用户提供提示来提醒用户特定事件，或提供逼真反馈从而创建在模拟或虚拟环境中的更强的感官沉浸方面，振动效果或振动触觉效果会是有用的。一些游戏系统包括连接于产生触觉效果的控制器外壳的致动器。

用于用户与用户输入元件进行交互以引发动作的其他设备，例如医疗设备、汽车控制件、远程控制件以及其他相似的设备，也可以从触觉效果中获益。触觉效果可以用在这些设备中，提醒用户特定事件，或者给客户提供关于设备交互的逼真反馈。

发明内容

本文实施例的一个方面涉及触觉致动器，包括电永磁体和铁磁材料或磁活性聚合物层，所述电永磁体对于其净磁场具有失活状态和激活状态，所述层与所述电永磁体的一端相对。所述铁磁材料或磁活性聚合物层配置为作为对激活状态的电永磁体的净磁场的响应，被驱向所述电永磁体的一端从而产生触觉效果。

在一实施例中，当电永磁体的净磁场为激活状态时，所述铁磁材料或磁活性聚合物层被吸引至所述电永磁体，且当电永磁体的净磁场为失活状态时，所述铁磁材料或磁活性聚合物层不会被吸引至所述电永磁体。

在一实施例中，所述触觉致动器包括铁磁材料层，所述铁磁材料层包括铁、钴和镍中的至少一种，并且不包括钢、铝、铜、铅和锌中的任意一种。

在一实施例中，所述触觉致动器包括磁活性聚合物层，所述磁活性聚合物包括聚合物基体和铁磁材料。

在一实施例中，所述电永磁体具有沿其净磁场轴线的厚度范围为100微米至1mm。

在一实施例中，所述电永磁体的所述一端与所述铁磁材料或磁活性聚合物层之间的距离范围为20μm至50μm。

在一实施例中，铁磁材料或磁活性聚合物层的厚度范围为0.2mm至5mm。

在一实施例中，当所述电永磁体的净磁场处于激活状态时，所述电永磁体在所述铁磁材料或磁活性聚合物层上施加至少1G的力。

在一实施例中，所述触觉致动器进一步包括连接于所述电永磁体的电源，并配置为对电永磁体施加交流电，其中所述铁磁材料或磁活性聚合物层配置为响应施加于所述电永磁体的交流电而振动。

在一实施例中，所述触觉致动器进一步包括连接于所述电源的控制器，并配置为使所述电源对所述电永磁体提供一频率的交流电，所述频率基于所述触觉致动器是否将产生基于振动的触觉效果或者所述触觉致动器是否将产生基于非振动的触觉效果。

在一实施例中，所述控制器配置为作为对确定所述触觉致动器将产生基于非振动的触觉效果的响应，使交流电具有1Hz至10Hz的频率，并且配置为作为对确定所述触觉致动器将产生基于振动的触觉效果的响应，使交流电具有80Hz至200Hz的频率。

在一实施例中，所述电永磁体包括：第一磁体、第二磁体和一设备，所述第一磁体具有选择性在第一极性和与所述第一极性相反的第二极性之间切换的磁极，所述第二磁体与所述第一磁体相邻，并且其磁极固定于所述第一极性，所述设备与所述第一磁体相邻，并配置为在所述第一极性和第二极性之间切换所述第一磁体的磁极的极性。

在一实施例中，配置为在第一极性和第二极性之间切换所述第一磁体的磁极的极性的所述设备为缠绕于所述第一磁体，而不缠绕于所述第二磁体的导电线圈。

在一实施例中，配置为在第一极性和第二极性之间切换所述第一磁体的磁极的极性的所述设备包括与所述第一磁体相邻的加热元件。

在一实施例中，所述触觉致动器包括铁磁材料层，并且其中所述铁磁材料层为金属壳的一侧，所述电永磁体位于所述金属壳内。

在一实施例中，所述金属壳与所述铁磁材料层相邻的一侧配置，配置为响应激活的所述电永磁体的净磁场，而变形远离电永磁体。