提供局部觸覺反饋的線性振動器的制造方法
【專利說明】提供局部觸覺反饋的線性振動器
[0001 ] 本申請是申請?zhí)枮?01210114496.6、申請日為2012年3月5日、名稱為“提供局部觸覺反饋的線性振動器”的發(fā)明專利申請的分案申請。
[0002]對相關(guān)申請的交叉引用
[0003]本專利申請要求2011年3月4日提交的題為“Linear Vibrator ProvidingLocalized Haptic Feedback”的美國專利申請N0.61/449,598的優(yōu)先權(quán)，該申請亦可在美國專商局通過代理人案號P221506.US.01來識別，其全部內(nèi)容通過引用合并于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0004]這里描述的實(shí)施方式總體上涉及振動產(chǎn)生裝置，更具體而言，涉及提供局部觸覺反饋的振動產(chǎn)生裝置。
【背景技術(shù)】
[0005]許多電子設(shè)備使用線性振動器以通過使設(shè)備外殼搖動或振動來提供整體觸覺反饋。例如，許多移動電話可設(shè)置為振動模式，從而在收到呼叫時電話本體(例如外殼)振動，而不是發(fā)出可聽見的鈴音。然而，線性振動器通常使整個設(shè)備和/或外殼振動，由此提供整體觸覺反饋。
[0006]在某些實(shí)施方式中，局部觸覺反饋可能是有用的或期望的。例如，某些電子設(shè)備可以使用虛擬的或基于觸摸的鍵盤、按鈕和其它輸入機(jī)構(gòu)。沒有一些形式的局部反饋的話，用戶可能難以發(fā)現(xiàn)輸入機(jī)構(gòu)是否被適當(dāng)或充分地觸碰。整體觸覺反饋(諸如使整個電子設(shè)備振動)可能不夠精確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]這里描述的一種實(shí)施方式可以采取用于提供觸覺反饋的裝置的形式，該裝置包括:殼體，定義有開口 ；驅(qū)動器，設(shè)置在所述殼體內(nèi)；質(zhì)體，設(shè)置在線圈內(nèi)；以及突起，連接到所述質(zhì)體且延伸穿過所述開口。
[0008]這里描述的另一實(shí)施方式可以采取用于提供整體和局部觸覺反饋的方法的形式，該方法包括如下操作:接收輸入信號；確定所述輸入信號是否對應(yīng)于整體觸覺反饋；如果是，則提供第一輸入到線性振動器;否則，則提供第二輸入到線性振動器;其中所述線性振動器響應(yīng)于所述第一輸入而輸出整體觸覺反饋;且所述線性振動器響應(yīng)于所述第二輸入而輸出局部觸覺反饋。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種移動電子設(shè)備，包括:外殼;殼體，定義有開口且被所述外殼包圍；驅(qū)動器，設(shè)置在所述殼體內(nèi)；質(zhì)體，設(shè)置在線圈內(nèi)；突起，連接到所述質(zhì)體且延伸穿過所述開口；觸摸傳感器，配置為感測外殼上的觸摸且操作上連接到所述線圈；其中，所述突起配置為當(dāng)所述線圈被供電到第一狀態(tài)時移動第一距離;所述突起配置為當(dāng)所述線圈被供電到第二狀態(tài)時不移動第二距離；以及所述線圈配置為響應(yīng)于所述觸摸傳感器感測到所述外殼上的觸摸而供電到所述第一狀態(tài)。
【附圖說明】
[0010]圖1是能提供觸覺反饋的簡化線性振動器的切割透視圖。
[0011]圖2是圖1的線性振動器在示例電子設(shè)備外殼中的切割透視圖。
[0012]圖3A是圖1的線性振動器在圖2的外殼內(nèi)在第一操作位置的剖視圖。
[0013]圖3B是圖1的線性振動器在圖2的外殼內(nèi)在第二操作位置的剖視圖。
[0014]圖4是圖1的線性振動器在圖2的外殼內(nèi)在第三操作位置的剖視圖，所述線性振動器提供局部觸覺反饋。
[0015]圖5是示出圖1的線性振動器的操作模式的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]這里描述的一種實(shí)施方式可采用能提供局部觸覺反饋的線性振動器的形式。振動器可包括質(zhì)體(mass)和驅(qū)動器，驅(qū)動器可操作來振蕩或以其他方式移動質(zhì)體。驅(qū)動器和質(zhì)體可包含在殼體內(nèi)。突起可從質(zhì)體的一端延伸穿過殼體。
[0017]在正常操作期間，驅(qū)動器可沿運(yùn)動軸快速地振蕩質(zhì)體。由該振蕩產(chǎn)生的動能可以通過耦合質(zhì)體和殼體的板簧或其他耦合元件轉(zhuǎn)移到殼體。例如，任何彈性元件可耦合質(zhì)體和殼體。殼體又可連接或固定到電子設(shè)備的外殼。以此方式，當(dāng)質(zhì)體振蕩的動能通過殼體轉(zhuǎn)移到外殼時，外殼可以振動，由此提供整體觸覺反饋。
[0018]此外，振動器能以增強(qiáng)模式(boostedmode)操作以提供局部觸覺反饋。在增強(qiáng)模式中，驅(qū)動器沿質(zhì)體的運(yùn)動軸進(jìn)一步往復(fù)移動質(zhì)體。在增強(qiáng)模式中質(zhì)體的運(yùn)動范圍足以使突起碰撞電子設(shè)備外殼的一部分。突起可以直接將動能轉(zhuǎn)移到外殼的碰撞部分。由于突起相對于外殼的尺寸較小，所以該碰撞可以在外殼的較小區(qū)域中產(chǎn)生振動。在某些實(shí)施方式中，振動可以僅在外殼的碰撞部分中感受到。在另一些實(shí)施例中，振動可以在碰撞部分周圍的一些區(qū)域中感受到，但基本不在殼體的整體上都感受到。因此，實(shí)施方式可以在以標(biāo)準(zhǔn)模式操作時提供整體觸覺反饋且在以增強(qiáng)模式操作時提供局部觸覺反饋。
[0019]圖1是線性振動器100的一示例性實(shí)施方式的切割視圖，該切割視圖大致上穿過實(shí)施方式的中心取得。應(yīng)理解，圖1所示的線性振動器100為清楚起見而被簡化了。例如，彈性構(gòu)件(諸如板簧)一般位于磁體105和殼體110之間；圖1中未不出彈性構(gòu)件。類似地，一個或多個襯墊(pad)可以置于頂壁115的內(nèi)表面與磁體的頂部之間以消除或降低磁體碰撞殼體而產(chǎn)生的聲音。這些襯墊也未示出。為清楚起見，線性振動器100上的其它元件也可從圖1省略，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解這樣的元件可以存在于操作或構(gòu)造中。
[0020]—般地，線性振動器100包括殼體110、設(shè)置在殼體內(nèi)并鄰近殼體的側(cè)壁的內(nèi)部的線圈120、在線圈內(nèi)的質(zhì)體(例如磁體)105以及從磁體向上突出的敲擊桿125 ο為方便起見且關(guān)于附圖所示的取向使用了 “上”、“下”、“頂”、“底”以及其它這樣的方向和/或基準(zhǔn)，但是應(yīng)理解，需要時某些實(shí)施方式可以改變這種方向、基準(zhǔn)和由方向和/或基準(zhǔn)描述的關(guān)系。例如，在一些實(shí)施方式中，當(dāng)線性振動器100處于圖1所示的取向時，敲擊桿125可以從磁體105向下突出。
[0021]還應(yīng)理解，質(zhì)體105不需本質(zhì)上或本身是磁性的。相反，質(zhì)體105可以由鋼、鐵或?qū)Υ艌鲇蟹磻?yīng)的其它材料制成，從而當(dāng)線圈120被供電時質(zhì)體可以移動。類似地，應(yīng)理解，附圖所示的單個線圈120可以被多個線圈代替以產(chǎn)生多相致動器。
[0022]敲擊桿125延伸穿過殼體頂部中的開口 130并固定到磁體105。敲擊桿可以由任何合適的材料制成，包括金屬、陶瓷、磁材料、復(fù)合物、塑料等。當(dāng)磁體105移動時，敲擊桿125移動。
[0023]圖2是切割視圖，示出固定到電子設(shè)備外殼205的壁200的線性振動器100。外殼205可以例如是移動電話的本體，或者是平板計(jì)算設(shè)備、個人數(shù)字助理、便攜計(jì)算機(jī)、計(jì)算外圍設(shè)備或其它合適的設(shè)備的本體。盡管非必須但是典型地，線性振動器的殼體固定到外殼的后壁200。在本實(shí)施方式中，當(dāng)振動器不運(yùn)行時，振動器的殼體110和敲擊桿125都不鄰接外殼205。氣隙210存在于敲擊桿的頂部與設(shè)備外殼的上壁215的內(nèi)表面之間。
[0024]應(yīng)理解，殼體110和/或敲擊桿125的尺寸、構(gòu)造和/或定位可以隨實(shí)施方式不同而改變。因此，圖2所示的設(shè)置僅意味著對一示例性實(shí)施方式的示范說明。
[0025]圖3A和3B描繪了正常操作期間(例如當(dāng)需要或請求整體觸覺反饋時)的線性振動器100。在正常操作期間，電流被提供給線圈120。當(dāng)線圈被供電時，它產(chǎn)生移動或偏移磁體105的磁場。一般地，磁體105向上偏移。當(dāng)線圈120斷電時，磁體可返回到其初始位置。因此，如果電流是直流，則線圈可以順序地供電和斷電以在圖3A和3B所示的位置之間快速振蕩磁體。應(yīng)理解，圖3B所示的偏移源自給線圈120供電。當(dāng)線圈被供電時，敲擊桿與外殼頂表面之間的氣隙210的尺寸減小，但通常氣隙仍存在。磁體105或質(zhì)體的運(yùn)動可產(chǎn)生外殼或相關(guān)電子設(shè)備中的振動或運(yùn)動，由此對用戶產(chǎn)生觸覺反饋。
[0026]另一些實(shí)施方式可以提供交流電來給線圈120供電。在這些實(shí)施例中，磁體105可以在交流電的一個相位期間被上推且在另一個相位期間被下推。因此，不需要像用直流電時那樣順序地給線圈供電和斷電。
[0027]圖4描繪了在增強(qiáng)操作期間位于最大偏移處的線性振動器100。當(dāng)需要改善的局部觸覺反饋時，提供到線性振動器100的電流可增大，由此增大線圈120內(nèi)的磁體105的最大偏移。這又增大了敲擊桿125的偏移。在本實(shí)施方式中，敲擊桿125充分地偏移以碰撞電子設(shè)備外殼，由此產(chǎn)生可被物理感受到(例如被用戶的手指或手)的局部反饋。磁體105的前述振蕩下拉敲擊桿125，遠(yuǎn)離外殼，然后將桿推到外殼中。振蕩頻率可以變化以產(chǎn)生不同的觸覺響應(yīng)。
[0028]某些實(shí)施方式可以響應(yīng)于不同的輸入信號來致動線性振動器100。此外，振動器100可以響應(yīng)于不同的輸入信號以正?；蛟鰪?qiáng)模式致動。如一個非限制性示例那樣，振動器可被包括在具有觸敏輸入的移動電話中。當(dāng)收到電話呼叫且電話設(shè)置為靜音或振動模式時，線性振動器100能以正常模式操作。于是，收到的呼叫用作輸入信號以啟動振動器。正常模式不僅可以提供觸覺反饋，還可以提供聽覺反饋，諸如“蜂鳴”或振動響聲。
[0029]此外，當(dāng)用戶觸摸移動電話的觸敏屏的特定部分時，振動器100可配置為被啟動。當(dāng)用戶的觸摸或接近