專利名稱：用于通過(guò)低質(zhì)量致動(dòng)器產(chǎn)生用戶可察覺(jué)的振動(dòng)的裝置的制作方法
發(fā)明
背景技術(shù)：
領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種用于提供觸覺(jué)的用戶反饋(基于振動(dòng)的致動(dòng))的裝置；更特別地，涉及一種用于通過(guò)低質(zhì)量致動(dòng)器產(chǎn)生用戶可察覺(jué)的振動(dòng)的技術(shù)，其包括振動(dòng)移動(dòng)電話或其它小型產(chǎn)品，以向其用戶報(bào)警。
背景技術(shù)：
觸覺(jué)用戶反饋的應(yīng)用是已知的。已經(jīng)解決了在應(yīng)用中產(chǎn)生的阻礙其在產(chǎn)品中的使用的幾個(gè)問(wèn)題。一個(gè)特定的問(wèn)題是在當(dāng)產(chǎn)品或致動(dòng)器元件非常小的情況下，如何產(chǎn)生振動(dòng)的問(wèn)題。當(dāng)涉及小設(shè)備和致動(dòng)器電動(dòng)機(jī)(即低質(zhì)量、低動(dòng)量)時(shí)，具有旋轉(zhuǎn)質(zhì)量的典型的振動(dòng)電動(dòng)機(jī)器具是無(wú)效力的。
觸覺(jué)致動(dòng)器如振動(dòng)報(bào)警電動(dòng)機(jī)，一般是基于產(chǎn)生機(jī)械力的移動(dòng)質(zhì)量塊，該機(jī)械力產(chǎn)生通過(guò)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品罩和用戶的手或其它身體部分傳送的振動(dòng)。電動(dòng)機(jī)移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)質(zhì)量塊，該質(zhì)量塊以移動(dòng)(離心、偏心、搖擺動(dòng)作)時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)的方式而機(jī)械懸掛。
如果制造非常小的產(chǎn)品，則現(xiàn)有的電動(dòng)機(jī)和重物一般都顯得過(guò)大。已知的尺寸減少的設(shè)計(jì)基于質(zhì)量塊尺寸的減少，這顯然地對(duì)振動(dòng)效率具有影響，因而減少了這種特征帶來(lái)的益處。另一種方法是使用產(chǎn)品的現(xiàn)有部件作為旋轉(zhuǎn)配重質(zhì)量塊。這可能會(huì)起作用，但是其在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、機(jī)械集成和生產(chǎn)中會(huì)帶來(lái)主要問(wèn)題。同樣，會(huì)出現(xiàn)可靠性問(wèn)題。
此外，還有本發(fā)明設(shè)法克服的其它一些問(wèn)題，包括小振動(dòng)電動(dòng)機(jī)使用小旋轉(zhuǎn)質(zhì)量塊的現(xiàn)象，其因此也具有低質(zhì)量；傳統(tǒng)的線性致動(dòng)器具有相同的問(wèn)題；由于該低質(zhì)量，振動(dòng)幅度一般很低并且觸覺(jué)感知效果極小；如果將振動(dòng)電動(dòng)機(jī)嵌入電話的機(jī)械部分中(如一般的一樣)，則會(huì)進(jìn)一步減少振動(dòng)效果。鑒于此，在現(xiàn)有技術(shù)中不存在好的技術(shù)解決方案對(duì)小型產(chǎn)品器具來(lái)說(shuō)，不能制造出可行的振動(dòng)報(bào)警/觸覺(jué)產(chǎn)品特征。
而且，還嘗試了其它方法，包括減少電動(dòng)機(jī)質(zhì)量尺寸，這降低了其效果；使用產(chǎn)品中現(xiàn)有的質(zhì)量塊例如電池作為電動(dòng)機(jī)重量，這給實(shí)施和制造帶來(lái)了困難，并且?guī)?lái)了部件的可靠性風(fēng)險(xiǎn)；以及雙方向擺動(dòng)質(zhì)量塊(無(wú)旋轉(zhuǎn))，這主要增加了振動(dòng)頻率。
本發(fā)明對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題提供解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
在其最廣泛的含義里，本發(fā)明提供一種新的以及獨(dú)特的方法和器具，以產(chǎn)生具有小和低的質(zhì)量致動(dòng)器的用戶察覺(jué)振動(dòng)，特別適于非常小型的產(chǎn)品。
該創(chuàng)新通過(guò)引入新型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)解決了本領(lǐng)域中長(zhǎng)期困擾的問(wèn)題，該新型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)消除了對(duì)移動(dòng)質(zhì)量塊操作的需要?；谑褂卯a(chǎn)品罩作為振動(dòng)傳送通道的思想，而沒(méi)有使用作為典型已知的解決方案的旋轉(zhuǎn)(或線性)移動(dòng)配重。根據(jù)需要，振動(dòng)幅度非常小(生理敏感度閾值～1微米(μm)，清楚(clear)感～10μm，強(qiáng)烈(strong)感～100μm)，該產(chǎn)品可以由彼此彈性連接的兩個(gè)部分構(gòu)成。這將構(gòu)成由致動(dòng)電動(dòng)機(jī)、彈性接頭和產(chǎn)品罩緊密集成的組件；因此，不具有能吸收重要?dú)堄嗾駝?dòng)能量的結(jié)構(gòu)。
實(shí)際上，不使用基于可動(dòng)質(zhì)量塊的原則，可以實(shí)現(xiàn)這種產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)在將振動(dòng)從致動(dòng)器傳遞到用戶感覺(jué)方面是有效的。該裝置不依賴于致動(dòng)器質(zhì)量塊尺寸(或重量)，因此，其可以有效地應(yīng)用于小型產(chǎn)品，如手腕電話，護(hù)身符/擺錘/鋼筆電話，或者極端小的標(biāo)準(zhǔn)電話或附件。
本發(fā)明還提供一種普通結(jié)構(gòu)的裝置以及振動(dòng)產(chǎn)生系統(tǒng)，這并非意欲精確地限制觸覺(jué)致動(dòng)器元件或彈性接頭的布置方式。
本發(fā)明改善了早期的解決方案，如下使觸覺(jué)/振動(dòng)特征的使用能夠在非常小的產(chǎn)品中實(shí)現(xiàn)，而該產(chǎn)品并不能容忍振動(dòng)電動(dòng)機(jī)的現(xiàn)有尺寸；并且可以在市場(chǎng)中使用，例如用溫和的人體感覺(jué)來(lái)搏動(dòng)個(gè)人設(shè)備。
本發(fā)明的范圍意欲包括許多不同的觸覺(jué)應(yīng)用，包括1)使用觸覺(jué)致動(dòng)/力反饋的PC/控制臺(tái)游戲控制。2)使用主動(dòng)觸覺(jué)反饋的特定應(yīng)用車輛控制、外科遙控裝置、飛行器控制(控制變速桿/輪的停止警報(bào))和小汽車。該技術(shù)對(duì)許多不同類型的手持消費(fèi)者產(chǎn)品來(lái)說(shuō)是足夠小的。(3)非常小的產(chǎn)品特別成問(wèn)題，如珠寶型產(chǎn)品，護(hù)身符，擺錘，手腕電話和鋼筆電話。


附圖不是按比例繪制的，其包括下面的圖；圖1是表示本發(fā)明的基本原理的方塊圖，其涉及將設(shè)備分成兩半，通過(guò)彈性接頭將它們連接在一起，以形成本發(fā)明的主體?？梢詫⒁粋€(gè)或多個(gè)線性或低質(zhì)量致動(dòng)器定位在該接頭附近，并且能夠通過(guò)兩個(gè)半罩產(chǎn)生振動(dòng)。
圖2是用于實(shí)現(xiàn)振動(dòng)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)的圖示。在此表示的一個(gè)或多個(gè)線性或低質(zhì)量致動(dòng)器可以產(chǎn)生小幅振動(dòng)，該小幅振動(dòng)傳送到兩個(gè)半罩。
圖3(a)、(b)、(c)、(d)、(e)和(f)表示將該產(chǎn)品或設(shè)備的罩切或分成兩半或兩片的可替換方法。
具體實(shí)施例方式
圖1和2顯示了通常用10表示的裝置，該裝置用于通過(guò)低質(zhì)量致動(dòng)器產(chǎn)生具有用戶可察覺(jué)的振動(dòng)，并以產(chǎn)品或設(shè)備罩12和低質(zhì)量致動(dòng)器14為特征。(為了比較，圖1還顯示了通常用5表示的整塊的產(chǎn)品)該產(chǎn)品或設(shè)備罩12具有兩個(gè)部分12a、12b，該兩個(gè)部分由通常用16表示的彈性接頭耦合。將低質(zhì)量致動(dòng)器14耦合在兩個(gè)部分12a、12b之間，并響應(yīng)于致動(dòng)信號(hào)，以使產(chǎn)品或設(shè)備罩12的兩個(gè)部分12a、12b彼此相關(guān)地振動(dòng)。
該致動(dòng)信號(hào)可以來(lái)自位于電話內(nèi)部的電子元件，或者來(lái)自通過(guò)該電話接收的通訊信號(hào)等。本發(fā)明的范圍不限于該致動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生的位置。
彈性接頭16可以由粘性層制成，以及其它彈性材料制成。本發(fā)明的范圍不限于彈性接頭16如何耦合產(chǎn)品或設(shè)備罩12的兩個(gè)部分12a、12b的方式，或者用于形成該彈性接頭16的材料的類型。而且，還可以預(yù)想這樣的實(shí)施方式，其中沒(méi)有使用彈性接頭將產(chǎn)品或設(shè)備罩12的兩個(gè)部分12a、12b耦合在一起。
低質(zhì)量致動(dòng)器14可以是在本領(lǐng)域中已知的線性致動(dòng)器。本發(fā)明的范圍不限于低質(zhì)量致動(dòng)器14的類型或種類。而且，還可以預(yù)想這樣的實(shí)施方式，其中在本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)，可以使用現(xiàn)在已知或稍后會(huì)在將來(lái)研制的其它類型的致動(dòng)器，包括基于壓電或磁致伸縮的致動(dòng)器。
圖3(a)至(f)顯示了將該產(chǎn)品罩分成兩片的替換方法。本發(fā)明的范圍不限于將該產(chǎn)品罩分開的特定的方法，或者其分開的片的數(shù)量?？梢灶A(yù)想這樣的實(shí)施方式，其中將該產(chǎn)品罩以許多不同類型的方式切或者分開，如所示，或者許多不同類型的片。換句話說(shuō)，如果需要，可以將產(chǎn)品罩12切成兩部分以上，以及在不同方向上(垂直、水平，斜的等等)，最好如圖3(a)至(f)所示，最好適合特定產(chǎn)品的機(jī)械設(shè)計(jì)。
裝置10還包括電池，用于對(duì)低質(zhì)量致動(dòng)器14，以及整個(gè)裝置的其它元件進(jìn)行供電。
在操作中，線性致動(dòng)器電動(dòng)機(jī)14或其變體用于在圖2中標(biāo)為B的箭頭所示的方向上產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)。安裝致動(dòng)器14，其中相對(duì)端通過(guò)產(chǎn)品罩12的兩個(gè)部分12a、12b相連。當(dāng)致動(dòng)器14操作時(shí)，其在相反方向上推和/或拉該產(chǎn)品罩的兩個(gè)部分，如圖所示。
將該產(chǎn)品罩的這些部分被分成(至少)兩個(gè)部分，并通過(guò)彈性接頭16將它們耦合在一起。該彈性接頭16允許該產(chǎn)品罩12的兩個(gè)部分12a、12b之間的距離的非常小的變化，以便當(dāng)該致動(dòng)器14操作時(shí)，兩個(gè)部分12a、12b可以相對(duì)振動(dòng)。當(dāng)用戶(未示出)拿著產(chǎn)品12時(shí)，該直接耦合罩的振動(dòng)有效地被用戶感知，該用戶體驗(yàn)到觸覺(jué)感覺(jué)。
彈性接頭16可以通過(guò)粘性層、雙發(fā)射注模(two-shot injection molded)組件，或任何其它適當(dāng)?shù)幕蛘咭阎姆椒ㄖ瞥伞１景l(fā)明的范圍不限于彈性接頭16的任何特定實(shí)施。
本發(fā)明還旨在提供一種在小型產(chǎn)品中產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的特殊技術(shù)，該小型產(chǎn)品不能容忍當(dāng)前的振動(dòng)電動(dòng)機(jī)的體積，特別是用現(xiàn)代的技術(shù)，旋轉(zhuǎn)質(zhì)量塊的進(jìn)一步尺寸減小的直接方法還不能實(shí)現(xiàn)，由于其會(huì)產(chǎn)生太小的振動(dòng)以致于不能應(yīng)用。
提出的發(fā)明的基本特性在于使用小型產(chǎn)品的體積變化，以通過(guò)使用產(chǎn)品罩的部件作為機(jī)械動(dòng)作部件來(lái)產(chǎn)生振動(dòng)。通過(guò)如上所述的擴(kuò)大和收縮設(shè)備直徑來(lái)產(chǎn)生體積變化。應(yīng)當(dāng)理解，非常小的振動(dòng)幅度適于(在罩中)產(chǎn)生用戶體驗(yàn)，特別是如果攜帶的小型設(shè)備靠近皮膚(擺錘、珠寶型產(chǎn)品)。傳統(tǒng)上，由于整個(gè)電話質(zhì)量塊在動(dòng)作，并且振動(dòng)產(chǎn)生于該產(chǎn)品內(nèi)部的深處，因此需要更大的幅度。
然而，不能直接地將本發(fā)明與已知的振動(dòng)電動(dòng)機(jī)比較，這是因?yàn)檎駝?dòng)所需的力和振動(dòng)的幅度是完全不同的范圍，例如，比較具有3-4毫米(mm)直徑的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量塊與本發(fā)明所需的致動(dòng)器距離，其包括大約在5-15μm范圍的移動(dòng)幅度。不容易比較已知技術(shù)和本發(fā)明之間的耐用性或效率，這是由于它們不是必定匹配的。例如，在某些情況下，本發(fā)明的5-15μm的移動(dòng)甚至可以不認(rèn)為是“自由運(yùn)動(dòng)”。
皮膚敏感度的實(shí)用的實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)當(dāng)有人在彈鋼琴時(shí)輕微地觸摸鋼琴罩，或者當(dāng)以低音播放音樂(lè)時(shí)觸摸揚(yáng)聲器膜而進(jìn)行。在該兩種情況下，最低程度的小振動(dòng)幅度是很容易被檢測(cè)到的。使用最小幅度減少了對(duì)耐用性和效率的需要。
人類皮膚在250Hz時(shí)最敏感，并且它能檢測(cè)1-20μm的幅度的振動(dòng)(皮膚組織中的帕奇尼小體細(xì)胞)發(fā)明范圍因此，本發(fā)明包括結(jié)構(gòu)特征、單元的組合以及部件的排列，這些將在下文所述的結(jié)構(gòu)中得到例證。
這樣，可以有效地達(dá)到上述目的以及那些前述描述中顯而易見(jiàn)的目的，由于在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以在上面的結(jié)構(gòu)中進(jìn)行一定的改變，因此包含在上面描述或在附圖中所示的所有事物應(yīng)當(dāng)解釋為說(shuō)明性的，而不是限制性的含義。
權(quán)利要求
1.一種用于通過(guò)低質(zhì)量致動(dòng)器產(chǎn)生用戶可察覺(jué)的振動(dòng)的裝置，包括產(chǎn)品罩，該產(chǎn)品罩具有通過(guò)彈性接頭耦合的兩個(gè)部分；以及耦合在所述兩個(gè)部分之間的低質(zhì)量致動(dòng)器，其響應(yīng)于致動(dòng)信號(hào)，以使所述產(chǎn)品罩的兩個(gè)部分彼此相關(guān)地振動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述彈性接頭由粘性層構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述低質(zhì)量致動(dòng)器是線性致動(dòng)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該裝置是移動(dòng)電話。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述致動(dòng)電動(dòng)機(jī)使所述產(chǎn)品罩的兩個(gè)部分移動(dòng)大約5-15微米范圍的距離。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該裝置進(jìn)一步包括為所述致動(dòng)電動(dòng)機(jī)供電的電池。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中該裝置是小型產(chǎn)品，包含手腕電話、護(hù)身符/擺錘/鋼筆電話、或者小型標(biāo)準(zhǔn)電話或附件。
8.一種產(chǎn)品，包括具有兩個(gè)部分的產(chǎn)品罩；以及耦合在所述兩個(gè)部分之間的致動(dòng)電動(dòng)機(jī)，其響應(yīng)于致動(dòng)信號(hào)，用于使所述產(chǎn)品罩的兩個(gè)部分彼此相關(guān)地移動(dòng)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的產(chǎn)品，其中所述產(chǎn)品罩的兩個(gè)部分通過(guò)彈性接頭耦合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的產(chǎn)品，其中所述彈性接頭由粘性層制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的產(chǎn)品，其中所述致動(dòng)電動(dòng)機(jī)是線性致動(dòng)器。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的產(chǎn)品，其中該產(chǎn)品是移動(dòng)電話。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的產(chǎn)品，其中所述致動(dòng)電動(dòng)機(jī)使所述產(chǎn)品罩的兩個(gè)部分移動(dòng)大約5-15微米范圍的距離。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的產(chǎn)品，其中該產(chǎn)品進(jìn)一步包括為所述致動(dòng)電動(dòng)機(jī)供電的電池。
全文摘要
提供一種通過(guò)低質(zhì)量致動(dòng)器產(chǎn)生用戶可察覺(jué)的振動(dòng)的裝置，以產(chǎn)品罩和低質(zhì)量致動(dòng)器為特征。該產(chǎn)品罩具有通過(guò)彈性接頭耦合的兩個(gè)部分。該低質(zhì)量致動(dòng)器耦合在該兩個(gè)部分之間，并響應(yīng)于致動(dòng)信號(hào)，使該產(chǎn)品罩的兩個(gè)部分彼此相關(guān)地振動(dòng)。該彈性接頭由粘性層制成。該低質(zhì)量致動(dòng)器可以是線性致動(dòng)器。該裝置可以是移動(dòng)電話。該致動(dòng)電動(dòng)機(jī)使該產(chǎn)品罩的兩個(gè)部分移動(dòng)大約5－15微米范圍的距離。該裝置進(jìn)一步包括為該致動(dòng)電動(dòng)機(jī)供電的電池。該裝置可以包括許多不同的小型產(chǎn)品，包括手腕電話、護(hù)身符/擺錘/鋼筆電話，或者小型標(biāo)準(zhǔn)電話或附件。
文檔編號(hào)H04M1/00GK1973521SQ200480018425
公開日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2004年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月30日
發(fā)明者T·凱庫(kù)蘭塔 申請(qǐng)人:諾基亞有限公司