CN102395939B - 用于在触敏装置上的触觉响应的一致性的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种触敏装置和方法，所述触敏装置包括被存储器存储并且与控制器进行通信的触觉致动器驱动频率模块，触觉致动器驱动频率模块被配置来从触敏层的多个区域之一接收触摸输入，并且基于触觉致动器驱动频率模块从中接收触摸输入的区域来输出多个触觉致动器驱动频率信号中的一个，以在触敏装置上提供触觉响应的一致性。

Description

用于在触敏装置上的触觉响应的一致性的装置和方法
技术领域
公开了如下的触敏装置和方法，所述触敏装置包括触觉致动器驱动频率模块，用于基于触觉致动器驱动频率模块从中接收触摸输入的区域来输出多个触觉致动器驱动频率信号中的一个，以在触敏装置上提供触觉响应的一致性。
背景技术
在从飞机场登机手续屏、到ATM、以及到移动图像装置的许多电子装置中使用了触摸屏。当用户触摸屏幕时，触摸传感器向控制器发送触摸信号，使得控制器可以基于用户输入来执行功能。触觉响应，即，当触摸屏被触摸时来自其的响应，提供了触摸屏已经接收到输入的用户触知反馈。
通过任何类型的机电致动器，例如通过被分层并且具有用于局部触觉的触摸传感器层的压电致动器来提供触觉响应。当触摸信号被发送到控制器时，控制器继而向致动器发送触觉响应信号，其中，所述信号以特定的频率并且根据电压电平来驱动致动器，以便向用户提供触觉反馈。当用户向触摸屏提供输入时，用户可以几乎瞬时地感受到点击。
附图说明
图1描述了触敏装置的一个实施例，该触敏装置包括触敏层和与触敏层接近的一个或多个触觉致动器，并且所述一个或多个触觉致动器与控制器进行通信；
图2描述了用于图示对于同一装置而言，在通过计算得出的驱动频率值和通过实验得出的个体化的驱动频率值上的差的图表；
图3是图示用于调整触觉驱动电路的装配线过程的实施例的流程图；
图4是图示触敏装置的方法的实施例的流程图，在其中，开始时，用户按压在触敏装置上的特定区域。
具体实施方式
具有触摸屏或小键盘触觉的产品经常提供不一致和/或不足的触觉响应。即，在固定电压和频率下驱动产品的一个或多个致动器导致在触摸屏或小键盘区域上的不均匀的响应。可以通过提高驱动电压来提高响应，但是可获得的能量有限。驱动频率也会影响响应，但是缺少用于确定最佳频率的方法。如果调整产品使得在触摸屏或小键盘上的触觉响应一致，则将是有益的。
所公开的是触敏装置和方法，该触敏装置包括触觉致动器驱动频率模块，触觉致动器驱动频率模块被配置来从触敏层的多个区域中的一个接收触摸输入，并且基于触觉致动器驱动频率模块从其接收触摸输入的区域来输出多个触觉致动器驱动频率信号中的一个，以提供在触敏装置上的触觉响应的一致性。
本公开被提供来以使能的方式来解释建立和使用根据本发明的各个实施例的最佳模式。本公开被进一步提供来增强本发明的原理及其优点的认识和理解，而不是以任何方式限制本发明。虽然在此图示和描述了本发明的优选实施例，但是很清楚，本发明不限于此。在不偏离由所附的权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，受益于本公开的本领域内的技术人员可以想到许多修改、改变、变型、替代和等效。
应该明白，如果存在的话，诸如第一和第二以及上和下等的关系术语仅仅用于将一个实体或行为与另一个实体或行为相区别，而不必然要求或暗示在这样的实体或行为之间的任何实际的这样的关系或顺序。
使用软件程序或指令和诸如特定用途集成电路的集成电路(IC)来最佳地实现本发明的许多功能和本发明的许多原理。为了简洁和最小化模糊根据本发明的原理和概念的任何风险，如果存在的话，对于这样的软件和IC的讨论仅限于相对于在优选实施例内的原理和概念而言的本质来进行。
图1描述了触敏装置102的实施例，触敏装置102包括：触敏层104；以及与触敏层104接近并且与控制器114通信的一个或多个触觉致动器106、108、110和112。诸如电阻或电容层的触敏装置102可以被包含到诸如移动通信装置的任何类型的电子装置100内。该一个或多个触觉致动器106、108、110和112可以具有任何适当的布置和/或配置、或者具有诸如压电致动器的任何类型。虽然被描述为盘状，但是致动器可以例如是带状。当触敏装置102接收到输入时，控制器114将接收到该输入，并且经由电路116发送信号以驱动致动器106、108、110和112，致动器106、108、110和112继而提供对于输入的触觉响应。
可以通过计算方法或通过实验来确定装置——在这个示例中为触敏装置102——的不同区域的谐振频率。例如，标注触敏装置102的不同区域1、2和3。这些不同区域1、2和3的每一个可以具有不同的固有频率，因此，在整个触敏装置102上的均匀触觉响应对于用户而言可能在每一个不同的区域1、2和3感觉不同。计算方法可以用于提取固有频率。当一结构在其固有频率受到激励时，其进行谐振，并且具有放大的响应。在触敏装置102上的不同区域处的不同电平的放大响应可以产生对于用户的触摸的均匀响应的整体结果。可以明白，不接近接收触摸输入的区域的致动器可以有助于触觉响应。致动器的组合可以有助于触敏装置100的特定区域的触觉响应。
可以获得不同区域1、2和3的谐振频率的值以确定可以在装置100的存储器118中存储的标准化的驱动频率。触觉致动器驱动频率模块120可以被配置来从诸如触敏层104的1、2或3的多个区域之一接收触摸输入，并且基于触觉致动器驱动频率模块120从其接收触摸输入的区域1、2或3，输出多个触觉致动器驱动频率信号中的一个。电路116和触觉致动器驱动频率模块120的表面映射算法可以基于按压了触摸屏的哪一个区域，从而使用不同的频率和/或相位来驱动独立的触觉致动器。通过使用可能对于触敏装置102的不同区域或者区而言在电压和相位上不同的脉冲来启动(fire)选择致动器，在装置100上的响应可以被用户感知为是均匀的。
一个或多个模块可以执行在此所述的方法的某些处理。可以以软件——例如以一组或多组预存指令的形式——和/或硬件来实现该模块，这可以便利如下所述的移动站或电子装置的操作。模块可以在工厂被安装，或者可以在通过例如下载操作分发后被安装。下面更详细地描述根据模块的操作。
根据触觉致动器驱动频率模块120，基于具有用于接收输入的不同区域的结构的固有频率和振形(mode shape)来预定每一个按键/区/区域的适当频率。用于激励小键盘的不同区域的适当模式被选择。可以使用具有适当相位的脉冲来启动选择致动器(根据按压的区域)。
通常以装配工序来制造诸如装置100的装置。虽然以装配工序制造的每一个装置可能看起来相同，但是制造工序的公差可能使得各个装置在略微不同的固有频率下谐振。有益的是，独立地细调每一个装置的触觉响应。
图2描述了用于图示对于同一装置100(参见图1)而言，在通过计算得出的驱动频率值和通过实验得出的个体化的驱动频率值上的差的图。与例如用于区域1编号234的实验振形232作比较的模拟振形230可能在模拟和实验值之间提供-3.66％的偏离236。在模态编号234列中的区域2和3也示出偏离。对于细调，当可能时，触觉致动器驱动频率模块120可以接收通过实验得出的值。可以在装配线上设置装置，该装配线在短时间中并且使用到触敏装置的不同区域的分接头，能够细调触觉致动器驱动频率模块120的表面映射算法，以基于个体化的驱动频率值组来使用不同的频率和/或相位驱动各个触觉致动器。细调可以提供最优的触觉响应。
图3是图示用于调整触觉驱动电路的装配线过程的实施例的流程图。在开始350，诸如移动通信装置352的完全组装的装置100(参见图1)被安装354在模态分析夹具上，以确定装置的固有频率和振形。致动器被布置356在用于模态的高移动位置处。可以调整358包括至少一个模块120的触觉驱动电路，并且过程可以结束360。
图4是图示触敏装置100(参见图1)的方法的实施例的流程图，在其中，在开始370时，用户按压372在触敏装置上的特定区域。感应膜104识别所按压的位置，并且向触觉驱动电路发送信号。触觉致动器驱动频率模块120的表面映射处理选择固有频率和相位来激励触摸的区/区域，并且过程可以结束378。
为了进一步提高响应，在产品开发期间，可以最佳地布置致动器，使得它们位于它们要激励的模态/固有频率的高移动区域处。基于模拟和/或实验，致动器106、108、110和112(参见图1)可以被布置在模态的高移动点处(并且避开节点位置)，并且使用具有不同相位的脉冲来选择性地激励它们，所述具有不同相位的脉冲可以显著地增大模态激励，并且增强触敏装置触觉的响应(幅度)和均匀性。位于在触敏装置100上的所选择的区域的致动器可以增强触觉响应。在一个实施例中，可以最佳地布置致动器，而不是覆盖整个表面，因此可以减少电池消耗，同时增强触觉体验。以这种方式，可以调整产品，使得在触摸屏或小键盘上的触觉响应是均匀的。
本公开意欲说明如何根据技术来形成和使用各个实施例，而不是用于限制其真实的、所期望的和公平的范围和精神。上述说明不意图成为穷尽性的或用于限于所公开的精确形式。根据上面的教导，修改或改变是可能的。实施例被选择和描述来提供所述技术的原理及其实际应用的最佳说明，并且使得本领域内的普通技术人员能够在各个实施例中以适合于所考虑的具体用途的各种修改来使用该技术。当根据所附的权利要求被公平地、合法地和公正地被授权的宽度来进行解释时，所有这样的修改和改变在由可以在本专利申请的待决期间修改的所附的权利要求及其所有等同内容确定的本发明的范围内。

Claims (18)

1.一种用于触敏装置的方法，包括：
通过对于触敏装置执行模态分析来确定所述触敏装置的至少第一区域和至少第二区域的固有频率响应；
产生用于包括在所述触敏装置中的多个触觉致动器的第一驱动频率值组，所述第一驱动频率值组与所述至少第一区域相关联；
产生用于所述多个触觉致动器的第二驱动频率值组，所述第二驱动频率值组与所述至少第二区域相关联；
接收对于所述触敏装置的所述至少第一区域的触摸输入；
根据所述至少第一区域的固有频率响应来确定第一驱动频率信号；
以基于所述第一驱动频率值组的频率，向所述多个触觉致动器中的一个或多个输出所述第一驱动频率信号；
接收对于所述触敏装置的所述至少第二区域的触摸输入；
根据所确定的所述至少第二区域的固有频率响应来确定第二驱动频率信号；以及
以基于所述第二驱动频率值组的频率，向所述多个触觉致动器中的一个或多个输出第二驱动频率信号，所述第一驱动频率信号和所述第二驱动频率信号为所述触敏装置提供均匀的触觉反馈。
2.根据权利要求1所述的方法，
其中，输出第一驱动频率信号包括以所述第一驱动频率驱动所述触敏装置的所述触觉致动器中的一个或多个；以及
其中，输出第二驱动频率信号包括以所述第二驱动频率驱动所述触敏装置的所述触觉致动器中的一个或多个。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法是用于多个触敏装置的方法，所述用于多个触敏装置的每一个的方法包括：
接收标准化的驱动频率值组；以及
存储所述标准化的驱动频率值组。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
通过对于个体的触敏装置单元执行模态分析来确定所述触敏装置的不同区域的固有频率响应，以产生个体化的驱动频率值组。
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：
接收个体化的驱动频率值组；以及
存储所述个体化的驱动频率值组。
6.一种触敏装置，包括：
控制器，所述控制器配置为：通过对于触敏装置执行模态分析来确定所述触敏装置的多个区域的固有频率响应，以产生用于多个触觉致动器的驱动频率值组；
与所述控制器进行通信的存储器；
触敏层，其具有所述多个区域，所述触敏层与所述控制器进行通信；
一个或多个与所述触敏层接近的触觉致动器，所述一个或多个触觉致动器与所述控制器进行通信；以及
触觉致动器驱动频率模块，其被所述存储器存储，并且与所述控制器进行通信，所述触觉致动器驱动频率模块被配置来：
从所述触敏层的所述多个区域中的一个接收触摸输入，并且
以基于所述驱动频率值组的频率，向多个触觉致动器中的一个输出驱动频率信号，所述驱动频率信号基于所述触觉致动器驱动频率模块从中接收所述触摸输入的区域、所述区域的固有频率响应以及从所述区域接收到的对所述触摸输入的触觉响应，所述触觉响应在所述触敏层的所述多个区域上均匀。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述触敏层的所述多个区域至少包括：第一区域，其具有第一固有频率响应；以及，第二区域，其具有第二固有频率响应。
8.根据权利要求7所述的装置，其中，基于所述触觉致动器驱动频率模块的输出，所述控制器被配置来向所述多个触觉致动器中的一个或多个递送第一触觉致动器驱动频率信号，并且向所述多个触觉致动器中的一个或多个递送第二触觉致动器驱动频率信号。
9.根据权利要求6所述的装置，其中，所述触敏层是电阻性的或电容性的。
10.根据权利要求6所述的装置，其中，所述多个触觉致动器是压电元件。
11.根据权利要求6所述的装置，其中，所述触敏装置是小键盘。
12.根据权利要求6所述的装置，其中，所述触敏装置是触摸屏。
13.一种触敏装置，包括：
控制器，所述控制器配置为：
通过对于触敏装置执行模态分析来确定所述触敏装置的至少第一区域和至少第二区域的固有频率响应；
产生用于包括在所述触敏装置中的多个触觉致动器的第一驱动频率值组，所述第一驱动频率值组与所述至少第一区域相关联；和
产生用于包括在所述触敏装置中的多个触觉致动器的第二驱动频率值组，所述第二驱动频率值组与所述至少第二区域相关联；
与所述控制器进行通信的存储器；
触敏层，其具有多个区域，所述触敏层与所述控制器进行通信；
一个或多个与所述触敏层接近的触觉致动器，所述一个或多个触觉致动器与所述控制器进行通信；以及
触觉致动器驱动频率模块，其被所述存储器存储，并且与所述控制器进行通信，所述触觉致动器驱动频率模块被配置来：
接收所述触敏装置的所述至少第一区域的第一触摸输入；
根据所述至少第一区域的固有频率响应来确定第一驱动频率信号；
以基于所述第一驱动频率值组的频率，向所述多个触觉致动器中的一个或多个输出要经由所述控制器递送的所述第一驱动频率信号；
接收所述触敏装置的所述至少第二区域的第二触摸输入；以及
根据所述至少第二区域的固有频率响应来确定第二驱动频率信号；
以基于所述第二驱动频率值组的频率，向所述多个触觉致动器中的一个或多个输出要经由所述控制器递送的所述第二驱动频率信号，所述第一驱动频率信号和所述第二驱动频率信号为所述触敏装置提供均匀的触觉反馈。
14.根据权利要求13所述的装置，进一步包括：
用于基于所述第一驱动频率信号来以第一驱动频率驱动所述触敏装置的所述多个触觉致动器中的一个或多个的电路；以及
用于基于所述第二驱动频率信号来以第二驱动频率驱动所述触敏装置的所述多个触觉致动器中的一个或多个的电路。
15.根据权利要求13所述的装置，其中，所述触敏层是电阻性的或电容性的。
16.根据权利要求13所述的装置，其中，所述多个触觉致动器是压电元件。
17.根据权利要求13所述的装置，其中，所述触敏装置是小键盘。
18.根据权利要求13所述的装置，其中，所述触敏装置是触摸屏。
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