專利名稱：用于在觸敏裝置上的觸覺響應(yīng)的一致性的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
公開了如下的觸敏裝置和方法，所述觸敏裝置包括觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率模塊，用于基于觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率模塊從中接收觸摸輸入的區(qū)域來輸出多個(gè)觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率信號(hào)中的一個(gè)，以在觸敏裝置上提供觸覺響應(yīng)的一致性。
背景技術(shù)：
在從飛機(jī)場(chǎng)登機(jī)手續(xù)屏、到ATM、以及到移動(dòng)圖像裝置的許多電子裝置中使用了觸摸屏。當(dāng)用戶觸摸屏幕時(shí)，觸摸傳感器向控制器發(fā)送觸摸信號(hào)，使得控制器可以基于用戶輸入來執(zhí)行功能。觸覺響應(yīng)，即，當(dāng)觸摸屏被觸摸時(shí)來自其的響應(yīng)，提供了觸摸屏已經(jīng)接收到輸入的用戶觸知反饋。通過任何類型的機(jī)電致動(dòng)器，例如通過被分層并且具有用于局部觸覺的觸摸傳感器層的壓電致動(dòng)器來提供觸覺響應(yīng)。當(dāng)觸摸信號(hào)被發(fā)送到控制器時(shí)，控制器繼而向致動(dòng)器發(fā)送觸覺響應(yīng)信號(hào)，其中，所述信號(hào)以特定的頻率并且根據(jù)電壓電平來驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器，以便向用戶提供觸覺反饋。當(dāng)用戶向觸摸屏提供輸入時(shí)，用戶可以幾乎瞬時(shí)地感受到點(diǎn)擊。


圖1描述了觸敏裝置的一個(gè)實(shí)施例，該觸敏裝置包括觸敏層和與觸敏層接近的一個(gè)或多個(gè)觸覺致動(dòng)器，并且所述一個(gè)或多個(gè)觸覺致動(dòng)器與控制器進(jìn)行通信；圖2描述了用于圖示對(duì)于同一裝置而言，在通過計(jì)算得出的驅(qū)動(dòng)頻率值和通過實(shí)驗(yàn)得出的個(gè)體化的驅(qū)動(dòng)頻率值上的差的圖表；圖3是圖示用于調(diào)整觸覺驅(qū)動(dòng)電路的裝配線過程的實(shí)施例的流程圖；圖4是圖示觸敏裝置的方法的實(shí)施例的流程圖，在其中，開始時(shí)，用戶按壓在觸敏裝置上的特定區(qū)域。
具體實(shí)施例方式具有觸摸屏或小鍵盤觸覺的產(chǎn)品經(jīng)常提供不一致和/或不足的觸覺響應(yīng)。即，在固定電壓和頻率下驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品的一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器導(dǎo)致在觸摸屏或小鍵盤區(qū)域上的不均勻的響應(yīng)?？梢酝ㄟ^提高驅(qū)動(dòng)電壓來提高響應(yīng)，但是可獲得的能量有限。驅(qū)動(dòng)頻率也會(huì)影響響應(yīng)，但是缺少用于確定最佳頻率的方法。如果調(diào)整產(chǎn)品使得在觸摸屏或小鍵盤上的觸覺響應(yīng)一致，則將是有益的。所公開的是觸敏裝置和方法，該觸敏裝置包括觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率模塊，觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率模塊被配置來從觸敏層的多個(gè)區(qū)域中的一個(gè)接收觸摸輸入，并且基于觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率模塊從其接收觸摸輸入的區(qū)域來輸出多個(gè)觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率信號(hào)中的一個(gè)，以提供在觸敏裝置上的觸覺響應(yīng)的一致性。本公開被提供來以使能的方式來解釋建立和使用根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的最佳模式。本公開被進(jìn)一步提供來增強(qiáng)本發(fā)明的原理及其優(yōu)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)和理解，而不是以任何方式限制本發(fā)明。雖然在此圖示和描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是很清楚，本發(fā)明不限于此。在不偏離由所附的權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，受益于本公開的本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以想到許多修改、改變、變型、替代和等效。應(yīng)該明白，如果存在的話，諸如第一和第二以及上和下等的關(guān)系術(shù)語僅僅用于將一個(gè)實(shí)體或行為與另一個(gè)實(shí)體或行為相區(qū)別，而不必然要求或暗示在這樣的實(shí)體或行為之間的任何實(shí)際的這樣的關(guān)系或順序。使用軟件程序或指令和諸如特定用途集成電路的集成電路(IC)來最佳地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的許多功能和本發(fā)明的許多原理。為了簡(jiǎn)潔和最小化模糊根據(jù)本發(fā)明的原理和概念的任何風(fēng)險(xiǎn)，如果存在的話，對(duì)于這樣的軟件和IC的討論僅限于相對(duì)于在優(yōu)選實(shí)施例內(nèi)的原理和概念而言的本質(zhì)來進(jìn)行。圖1描述了觸敏裝置102的實(shí)施例，觸敏裝置102包括觸敏層104 ；以及與觸敏層 104接近并且與控制器114通信的一個(gè)或多個(gè)觸覺致動(dòng)器106、108、110和112。諸如電阻或電容層的觸敏裝置102可以被包含到諸如移動(dòng)通信裝置的任何類型的電子裝置100內(nèi)。 該一個(gè)或多個(gè)觸覺致動(dòng)器106、108、110和112可以具有任何適當(dāng)?shù)牟贾煤?或配置、或者具有諸如壓電致動(dòng)器的任何類型。雖然被描述為盤狀，但是致動(dòng)器可以例如是帶狀。當(dāng)觸敏裝置102接收到輸入時(shí)，控制器114將接收到該輸入，并且經(jīng)由電路116發(fā)送信號(hào)以驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器106、108、110和112，致動(dòng)器106、108、110和112繼而提供對(duì)于輸入的觸覺響應(yīng)。可以通過計(jì)算方法或通過實(shí)驗(yàn)來確定裝置——在這個(gè)示例中為觸敏裝置102—— 的不同區(qū)域的諧振頻率。例如，標(biāo)注觸敏裝置102的不同區(qū)域1、2和3。這些不同區(qū)域1、2 和3的每一個(gè)可以具有不同的固有頻率，因此，在整個(gè)觸敏裝置102上的均勻觸覺響應(yīng)對(duì)于用戶而言可能在每一個(gè)不同的區(qū)域1、2和3感覺不同。計(jì)算方法可以用于提取固有頻率。 當(dāng)一結(jié)構(gòu)在其固有頻率受到激勵(lì)時(shí)，其進(jìn)行諧振，并且具有放大的響應(yīng)。在觸敏裝置102上的不同區(qū)域處的不同電平的放大響應(yīng)可以產(chǎn)生對(duì)于用戶的觸摸的均勻響應(yīng)的整體結(jié)果?？梢悦靼?，不接近接收觸摸輸入的區(qū)域的致動(dòng)器可以有助于觸覺響應(yīng)。致動(dòng)器的組合可以有助于觸敏裝置100的特定區(qū)域的觸覺響應(yīng)?？梢垣@得不同區(qū)域1、2和3的諧振頻率的值以確定可以在裝置100的存儲(chǔ)器118 中存儲(chǔ)的標(biāo)準(zhǔn)化的驅(qū)動(dòng)頻率。觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率模塊120可以被配置來從諸如觸敏層 104的1、2或3的多個(gè)區(qū)域之一接收觸摸輸入，并且基于觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率模塊120從其接收觸摸輸入的區(qū)域1、2或3，輸出多個(gè)觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率信號(hào)中的一個(gè)。電路116和觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率模塊120的表面映射算法可以基于按壓了觸摸屏的哪一個(gè)區(qū)域，從而使用不同的頻率和/或相位來驅(qū)動(dòng)獨(dú)立的觸覺致動(dòng)器。通過使用可能對(duì)于觸敏裝置102的不同區(qū)域或者區(qū)而言在電壓和相位上不同的脈沖來啟動(dòng)(fire)選擇致動(dòng)器，在裝置100上的響應(yīng)可以被用戶感知為是均勻的。一個(gè)或多個(gè)模塊可以執(zhí)行在此所述的方法的某些處理?？梢砸攒浖缫砸唤M或多組預(yù)存指令的形式——和/或硬件來實(shí)現(xiàn)該模塊，這可以便利如下所述的移動(dòng)站或電子裝置的操作。模塊可以在工廠被安裝，或者可以在通過例如下載操作分發(fā)后被安裝。下面更詳細(xì)地描述根據(jù)模塊的操作。根據(jù)觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率模塊120，基于具有用于接收輸入的不同區(qū)域的結(jié)構(gòu)的固有頻率和振形(mode shape)來預(yù)定每一個(gè)按鍵/區(qū)/區(qū)域的適當(dāng)頻率。用于激勵(lì)小鍵盤的不同區(qū)域的適當(dāng)模式被選擇?？梢允褂镁哂羞m當(dāng)相位的脈沖來啟動(dòng)選擇致動(dòng)器(根據(jù)按壓的區(qū)域)。通常以裝配工序來制造諸如裝置100的裝置。雖然以裝配工序制造的每一個(gè)裝置可能看起來相同，但是制造工序的公差可能使得各個(gè)裝置在略微不同的固有頻率下諧振。 有益的是，獨(dú)立地細(xì)調(diào)每一個(gè)裝置的觸覺響應(yīng)。圖2描述了用于圖示對(duì)于同一裝置100(參見圖1)而言，在通過計(jì)算得出的驅(qū)動(dòng)頻率值和通過實(shí)驗(yàn)得出的個(gè)體化的驅(qū)動(dòng)頻率值上的差的圖。與例如用于區(qū)域1編號(hào)234的實(shí)驗(yàn)振形232作比較的模擬振形230可能在模擬和實(shí)驗(yàn)值之間提供-3. 66%的偏離236。在模態(tài)編號(hào)234列中的區(qū)域2和3也示出偏離。對(duì)于細(xì)調(diào)，當(dāng)可能時(shí)，觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率模塊120可以接收通過實(shí)驗(yàn)得出的值?？梢栽谘b配線上設(shè)置裝置，該裝配線在短時(shí)間中并且使用到觸敏裝置的不同區(qū)域的分接頭，能夠細(xì)調(diào)觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率模塊120的表面映射算法，以基于個(gè)體化的驅(qū)動(dòng)頻率值組來使用不同的頻率和/或相位驅(qū)動(dòng)各個(gè)觸覺致動(dòng)器。 細(xì)調(diào)可以提供最優(yōu)的觸覺響應(yīng)。圖3是圖示用于調(diào)整觸覺驅(qū)動(dòng)電路的裝配線過程的實(shí)施例的流程圖。在開始350， 諸如移動(dòng)通信裝置352的完全組裝的裝置100(參見圖1)被安裝3M在模態(tài)分析夾具上， 以確定裝置的固有頻率和振形。致動(dòng)器被布置356在用于模態(tài)的高移動(dòng)位置處?？梢哉{(diào)整 358包括至少一個(gè)模塊120的觸覺驅(qū)動(dòng)電路，并且過程可以結(jié)束360。圖4是圖示觸敏裝置100(參見圖1)的方法的實(shí)施例的流程圖，在其中，在開始 370時(shí)，用戶按壓372在觸敏裝置上的特定區(qū)域。感應(yīng)膜104識(shí)別所按壓的位置，并且向觸覺驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送信號(hào)。觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率模塊120的表面映射處理選擇固有頻率和相位來激勵(lì)觸摸的區(qū)/區(qū)域，并且過程可以結(jié)束378。為了進(jìn)一步提高響應(yīng)，在產(chǎn)品開發(fā)期間，可以最佳地布置致動(dòng)器，使得它們位于它們要激勵(lì)的模態(tài)/固有頻率的高移動(dòng)區(qū)域處?；谀M和/或?qū)嶒?yàn)，致動(dòng)器106、108、110 和112(參見圖1)可以被布置在模態(tài)的高移動(dòng)點(diǎn)處(并且避開節(jié)點(diǎn)位置)，并且使用具有不同相位的脈沖來選擇性地激勵(lì)它們，所述具有不同相位的脈沖可以顯著地增大模態(tài)激勵(lì)， 并且增強(qiáng)觸敏裝置觸覺的響應(yīng)(幅度)和均勻性。位于在觸敏裝置100上的所選擇的區(qū)域的致動(dòng)器可以增強(qiáng)觸覺響應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施例中，可以最佳地布置致動(dòng)器，而不是覆蓋整個(gè)表面，因此可以減少電池消耗，同時(shí)增強(qiáng)觸覺體驗(yàn)。以這種方式，可以調(diào)整產(chǎn)品，使得在觸摸屏或小鍵盤上的觸覺響應(yīng)是均勻的。本公開意欲說明如何根據(jù)技術(shù)來形成和使用各個(gè)實(shí)施例，而不是用于限制其真實(shí)的、所期望的和公平的范圍和精神。上述說明不意圖成為窮盡性的或用于限于所公開的精確形式。根據(jù)上面的教導(dǎo)，修改或改變是可能的。實(shí)施例被選擇和描述來提供所述技術(shù)的原理及其實(shí)際應(yīng)用的最佳說明，并且使得本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員能夠在各個(gè)實(shí)施例中以適合于所考慮的具體用途的各種修改來使用該技術(shù)。當(dāng)根據(jù)所附的權(quán)利要求被公平地、合法地和公正地被授權(quán)的寬度來進(jìn)行解釋時(shí)，所有這樣的修改和改變?cè)谟煽梢栽诒緦＠暾?qǐng)的待決期間修改的所附的權(quán)利要求及其所有等同內(nèi)容確定的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于觸敏裝置的方法，包括接收對(duì)于所述觸敏裝置的第一區(qū)域的觸摸輸入； 向所述觸敏裝置的一個(gè)或多個(gè)觸覺致動(dòng)器輸出第一驅(qū)動(dòng)頻率信號(hào)； 接收對(duì)于所述觸敏裝置的第二區(qū)域的觸摸輸入；以及向所述觸敏裝置的一個(gè)或多個(gè)觸覺致動(dòng)器輸出第二驅(qū)動(dòng)頻率信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括以所述第一驅(qū)動(dòng)頻率驅(qū)動(dòng)所述觸敏裝置的一個(gè)或多個(gè)觸覺致動(dòng)器；以及以所述第二驅(qū)動(dòng)頻率驅(qū)動(dòng)所述觸敏裝置的一個(gè)或多個(gè)觸覺致動(dòng)器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括通過對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)的觸敏裝置單元執(zhí)行模態(tài)分析來確定所述觸敏裝置的不同區(qū)域的固有頻率響應(yīng)，以產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)化的驅(qū)動(dòng)頻率值組。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述方法是用于多個(gè)觸敏裝置的方法，所述用于多個(gè)觸敏裝置的每一個(gè)的方法包括接收標(biāo)準(zhǔn)化的驅(qū)動(dòng)頻率值組；以及存儲(chǔ)所述標(biāo)準(zhǔn)化的驅(qū)動(dòng)頻率值組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括通過對(duì)于個(gè)體的觸敏裝置單元執(zhí)行模態(tài)分析來確定所述觸敏裝置的不同區(qū)域的固有頻率響應(yīng)，以產(chǎn)生個(gè)體化的驅(qū)動(dòng)頻率值組。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，進(jìn)一步包括 接收個(gè)體化的驅(qū)動(dòng)頻率值組；以及存儲(chǔ)所述個(gè)體化的驅(qū)動(dòng)頻率值組。
7.一種觸敏裝置，包括 控制器；與所述控制器進(jìn)行通信的存儲(chǔ)器；觸敏層，其具有多個(gè)區(qū)域，所述觸敏層與所述控制器進(jìn)行通信； 一個(gè)或多個(gè)與所述觸敏層接近的觸覺致動(dòng)器，所述一個(gè)或多個(gè)觸覺致動(dòng)器與所述控制器進(jìn)行通信；以及觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率模塊，其被所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)，并且與所述控制器進(jìn)行通信，所述觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率模塊被配置來從所述觸敏層的所述多個(gè)區(qū)域中的一個(gè)接收觸摸輸入，并且基于所述觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率模塊從中接收所述觸摸輸入的區(qū)域來輸出多個(gè)觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率信號(hào)中的一個(gè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述觸敏層的所述多個(gè)區(qū)域至少包括第一區(qū)域，其具有第一固有頻率響應(yīng)；以及，第二區(qū)域，其具有第二固有頻率響應(yīng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其中，基于所述觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率模塊的輸出，所述控制器被配置來向一個(gè)或多個(gè)觸覺致動(dòng)器遞送第一觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率信號(hào)，并且向一個(gè)或多個(gè)觸覺致動(dòng)器遞送第二觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述觸敏層是電阻性的或電容性的。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述觸覺致動(dòng)器是壓電元件。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述觸敏裝置是小鍵盤。
13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述觸敏裝置是觸摸屏。
14.一種觸敏裝置，包括 控制器；與所述控制器進(jìn)行通信的存儲(chǔ)器；觸敏層，其具有多個(gè)區(qū)域，所述觸敏層與所述控制器進(jìn)行通信； 一個(gè)或多個(gè)與所述觸敏層接近的觸覺致動(dòng)器，所述一個(gè)或多個(gè)觸覺致動(dòng)器與所述控制器進(jìn)行通信；以及觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率模塊，其被所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)，并且與所述控制器進(jìn)行通信，所述觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率模塊被配置來接收所述觸敏裝置的第一區(qū)域的第一觸摸輸入；向所述觸敏裝置的一個(gè)或多個(gè)觸覺致動(dòng)器輸出要經(jīng)由所述控制器遞送的第一驅(qū)動(dòng)頻率信號(hào)；接收所述觸敏裝置的第二區(qū)域的第二觸摸輸入；以及向所述觸敏裝置的一個(gè)或多個(gè)觸覺致動(dòng)器輸出要經(jīng)由所述控制器遞送的第二驅(qū)動(dòng)頻率信號(hào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，進(jìn)一步包括用于基于所述第一驅(qū)動(dòng)頻率信號(hào)來以第一驅(qū)動(dòng)頻率驅(qū)動(dòng)所述觸敏裝置的一個(gè)或多個(gè)觸覺致動(dòng)器的電路；以及用于基于所述第二驅(qū)動(dòng)頻率信號(hào)來以第二驅(qū)動(dòng)頻率驅(qū)動(dòng)所述觸敏裝置的一個(gè)或多個(gè)觸覺致動(dòng)器的電路。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述觸敏層是電阻性的或電容性的。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述觸覺致動(dòng)器是壓電元件。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述觸敏裝置是小鍵盤。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其中，所述觸敏裝置是觸摸屏。
全文摘要
公開了一種觸敏裝置和方法，所述觸敏裝置包括被存儲(chǔ)器存儲(chǔ)并且與控制器進(jìn)行通信的觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率模塊，觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率模塊被配置來從觸敏層的多個(gè)區(qū)域之一接收觸摸輸入，并且基于觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率模塊從中接收觸摸輸入的區(qū)域來輸出多個(gè)觸覺致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)頻率信號(hào)中的一個(gè)，以在觸敏裝置上提供觸覺響應(yīng)的一致性。
文檔編號(hào)G06F3/01GK102395939SQ201080016736
公開日2012年3月28日 申請(qǐng)日期2010年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月21日
發(fā)明者加里·K·穆伊, 西達(dá)爾特·辛哈 申請(qǐng)人:摩托羅拉移動(dòng)公司