[发明专利]具有线性共振致动器的触觉设备

说明书

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。

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”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于触觉设备的线性共振致动器。

背景技术

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。

发明内容

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。根据本发明的实施例，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。

根据本发明的一方面，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。

根据本发明的一方面，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。

根据本发明的一方面，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。