按钮式致动器、包括其的按钮式致动器反馈系统及其控制方法
文献发布时间:2023-06-19 09:29:07
技术领域
下面的说明涉及按钮式致动器、包括其的按钮式致动器反馈系统及其控制方法。
背景技术
对于一般的线性谐振致动器(Linear Resonant Actuator,LRA)而言,其由以下结构形成,即振动器上产生的振动施加到与振动器连接的作为弹性物体的弹簧上,而弹簧与壳体连接,因此最终振动将通过弹簧传递到壳体并提供给使用者。
一般的线性谐振致动器仅发挥将生成的振动传递给使用者的输出装置的作用,而不能执行作为输入装置的功能,因此存在局限性。
前面所述的背景技术是发明人在本发明的创造过程中知道或者学到的,不应视为是本发明申请前众所周知的技术。
发明内容
技术问题
一实施例的目的在于,提供按钮式致动器、包括其的按钮式致动器反馈系统及其控制方法。
技术方案
根据一实施例的按钮式致动器可包括:壳体;按钮部,其基于使用者施加的压力,至少一部分相对于所述壳体移动;振动器,其与所述按钮部连接且具有磁体;以及线圈,其在所述振动器形成磁场。
所述按钮部为弹性瓣膜形状,且可设置为覆盖所述壳体上面的至少一部分。
根据一实施例的按钮式致动器可进一步包括弹性支撑部,其设置于所述壳体与振动器之间且用于支撑所述振动器的弹性运动。
所述振动器由附着于所述按钮部的下面且可弯曲的柔性材料形成,所述磁体可以为均匀包含在所述振动器内的至少一部分上的磁性粒子。
根据一实施例的按钮式致动器反馈系统可包括:前面所述的按钮式致动器;以及控制部,其基于使用者施压或者减压所述按钮部而形成的感应电动势的大小或者方向向所述线圈施加电流以使所述振动器运动。
如果所述按钮部被施压而形成的感应电动势的大小为设定电压值以上,则所述控制部可以使所述振动器运动。
如果所述按钮部在施压状态下开始减压使感应电动势的方向改变,则所述控制部可以使所述振动器运动。
所述控制部可包括:输入感测部,其用于感测对所述按钮部施压或者减压时所述线圈中生成的感应电动势;以及信号控制部,其基于所述输入感测部中感测到的感应电动势的信息来决定使所述振动器运动的时间点。
在所述感应电动势的电压值从正值向负值转变的时间点或者从负值向正值转变的时间点,所述信号控制部可以使所述振动器运动。
根据一实施例的按钮式致动器反馈系统,可包括:触控面板;按钮式致动器,其包括壳体、连接于所述触控面板的下面且至少一部分相对于所述壳体移动的按钮部、连接于所述按钮部的下面且具有磁体的振动器及在所述振动器形成磁场的线圈;以及控制部,如果使用者触碰所述触控面板的上面或者对连接于所述触控面板下面的按钮部施压,则电流施加到连接于所述触控面板下面的按钮式致动器的所述线圈并使所述振动器运动。
所述控制部可基于所述按钮部被施压时形成的感应电动势的大小或者方向,向所述线圈施加电流并使所述振动器运动。
当使用者触碰所述触控面板的上面时,所述控制部可以向所述按钮式致动器施加触碰反馈信号,当对所述按钮部施压时,所述控制部向所述按钮式致动器施加与所述触碰反馈信号不同的输入反馈信号。
如果使用者触碰所述触控面板上面的时间点至按压所述按钮部的时间点的时间小于或者等于设定输入时间,则所述控制部可省略所述触碰反馈信号而输出所述输入反馈信号。
所述触碰反馈信号或者输入反馈信号可通过使所述按钮部相对于所述壳体运动来形成可听见的声音。
所述按钮式致动器可为多个且相隔布置于所述触控面板的下面,所述控制部向所述多个按钮式致动器分别施加不同的触碰反馈信号或者输入反馈信号。
所述按钮式致动器可为多个且相隔布置于所述触控面板的下面,如果触碰所述触控面板中位于一按钮式致动器上面的触控面板部分的时间点至触碰位于与一按钮式致动器相邻的另一按钮式致动器上面的触控面板部分的时间点的时间小于或者等于设定触碰时间,则所述控制部不向位于先前触碰的触控面板部分的下侧的按钮式致动器施加触碰反馈信号。
根据一实施例的按钮式致动器反馈系统的控制方法,所述按钮式致动器反馈系统具有按钮式致动器,所述按钮式致动器包括壳体、基于使用者施加的压力而至少一部分相对于所述壳体移动的按钮部、连接于所述按钮部且具有磁体的振动器及在所述振动器形成磁场的线圈,其中,该控制方法可包括:感测所述按钮部被按压时形成于所述线圈的感应电动势的输入感测步骤;以及基于所述感测到的感应电动势使所述振动器运动的致动器驱动步骤。
根据一实施例的按钮式致动器系统的控制方法,可进一步包括基于感应电动势的大小或者方向来决定是否生成使所述振动器运动的输入信号的输入确认步骤。
如果所述输入感测步骤中感测到的感应电动势的电压大于或者等于设定电压值,则所述输入确认步骤可生成输入反馈信号。
所述致动器的驱动步骤可以在所述感应电动势的方向改变的时间点执行。
根据一实施例的按钮式致动器系统的控制方法,可进一步包括基于所述感应电动势的形成时间点、大小或者持续时间来形成所述振动器的运动模式信息的运动模式生成步骤。
运动模式生成步骤可包括基于所述按钮部被按压时形成的感应电动势的大小或者持续时间来设定运动模式类型的运动模式设定步骤。
所述运动模式生成步骤可进一步包括:基于所述按钮部被按压时形成的感应电动势的持续时间或者电压大小来决定所述振动器的运动时间的运动时间设定步骤;以及基于所述按钮部被按压时形成的感应电动势的持续时间或者电压大小来决定所述振动器的运动强度的运动强度设定步骤。
所述输入确认步骤可按照所述输入感测步骤中检测到的感应电动势的电压大小的级别向所述线圈施加不同的输入信号。
在所述输入确认步骤中,如果所述感应电动势的电压大小大于第一设定电压值且小于第二设定电压值,则可判断出使用者触碰到所述按钮部,并向所述按钮式致动器施加触碰反馈信号,如果所述感应电动势的电压值大于或者等于所述第一设定电压值和第二设定电压值,则可判断出使用者向所述按钮部施加压力,并向所述按钮式致动器输入反馈信号。
在所述输入确认步骤中,(i)如果判断从所述按钮部被触碰的时间点开始在设定输入时间内所述按钮部被施压,则不会输出所述触碰反馈信号,(ii)如果判断从触碰所述按钮部的时间点开始在设定输入时间内所述按钮部没有被施压,则会输出所述触碰反馈信号。
所述触碰反馈信号或者输入反馈信号可通过使振动器相对于所述壳体振动,从而形成可听见的声音。
根据一实施例的按钮式致动器反馈系统的控制方法,可包括:确认使用者是否触碰附着于按钮式致动器的按钮部上面的触控面板的触碰确认步骤;确认使用者是否按压所述按钮部的输入确认步骤;以及如果按压位于所述触控面板下侧的按钮式致动器则输出用于驱动所述按钮部的输入反馈信号的输入反馈信号施加步骤。
根据一实施例的按钮式致动器反馈系统的控制方法,所述触碰确认步骤可进一步包括:如果判断出触碰到所述触控面板则施加用于驱动位于所述触控面板下侧的按钮式致动器的触碰反馈信号的触碰反馈信号施加步骤。
所述触碰反馈信号可不同于所述输入反馈信号。
在所述输入确认步骤中,(i)如果判断从使用者触碰所述触控面板上面的时间点在设定输入时间内,位于所述触控面板下侧的按钮式致动器的按钮部被按压,则可以省略所述触碰反馈信号施加步骤,而执行所述输入反馈信号施加步骤,(ii)如果判断从所述触碰的时间点开始在超出所述设定输入时间按压按钮部,则可执行所述触碰反馈信号施加步骤。
所述触碰反馈信号施加步骤中,如果触碰位于一个按钮式致动器上面的触控面板部分的时间点至触碰位于与所述一个按钮式致动器相邻的另一按钮式致动器上面的触控面板的时间点的时间小于或者等设定触碰时间,则可以不向在先被触碰的所述一个按钮式致动器施加触碰反馈信号。
发明效果
根据一实施例的具有输入/输出的按钮式致动器反馈系统及其控制方法,在只生成振动并作为输出装置的致动器中增加输入装置的功能,从而可以将它们整合成一个致动器装置。
根据一实施例的具有输入/输出的按钮式致动器反馈系统及其控制方法,可提供基于输入的各种触觉反馈,而且能够提供直接且即刻的触觉感受而不是通过间接的振动传递的触觉感受,从而可传递更加多样的触觉反馈。
附图说明
图1是根据一实施例的按钮式致动器反馈系统的方框图。
图2是根据一实施例的按钮式致动器的剖面图。
图3是根据一实施例的按钮式致动器反馈系统的示图。
图4是根据一实施例的按钮式致动器反馈系统的示图。
图5是根据一实施例的按钮式致动器的剖面图。
图6是根据一实施例的按钮式致动器的剖面图。
图7是根据一实施例的按钮式致动器反馈系统的控制方法的流程图。
图8是根据一实施例的输入确认步骤的流程图。
图9是根据一实施例的触碰信号施加步骤的流程图。
图10是根据一实施例的运动模式生成步骤的流程图。
图11是根据一实施例的按钮式致动器反馈系统的示图。
图12是根据一实施例的按钮式致动器反馈系统的示图。
图13是根据一实施例的按钮式致动器反馈系统的控制方法的流程图。
图14是根据一实施例的触碰反馈信号施加步骤的流程图。
具体实施方式
下面,通过示例性的附图将对实施例进行说明。在赋予各附图的组成要素以附图标识时,需要留意的是相同的组成要素即使在其他附图中图示,也尽可能地使用了相同的附图标识。而且,在说明实施例时,如果认为相关公知构件或者功能的具体说明可能会妨碍实施例的理解则可省略其详细说明。
此外,在说明实施例的组成要素时,可使用第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语。这些术语仅仅是用于将该组成要素与另一组成要素进行区分,并非基于该术语限定对应的组成要素的本质或者次序或者顺序等。如果一组成要素被记载为与另一组成要素发生“连接”、“结合”或者“接触”,则应理解为不仅该组成要素可直接与该另一组成要素直接连接或者接触,而且各组成要素之间还可以与又一组成要素“连接”、“结合”或者“接触”。
一实施例中包括的组成要素与包括公用功能的组成要素,在另一实施例中可使用相同的名称进行说明。如无相反记载,则一实施例中记载的说明还可适用于另一实施例中,如果发生重复则将省略其详细说明。
图1是根据一实施例的按钮式致动器反馈系统的方框图,图2是根据一实施例的按钮式致动器的剖面图,图3是根据一实施例的按钮式致动器反馈系统的示图。
参照图1至图3,根据一实施例的按钮式致动器反馈系统1是使按钮式致动器11既能够执行向使用者提供触觉反馈的输出装置的功能的同时又能够执行感测使用者施加的压力的输入装置的功能的系统。
例如,按钮式致动器反馈系统1可包括按钮式致动器11及控制部12。
按钮式致动器11可以是通过谐振频率来传递运动的线性谐振致动器(LinearResonant Actuator,LRA)。
例如,按钮式致动器11可包括壳体111、按钮部112、线圈116及振动器114。
壳体111可形成按钮式致动器11的外形,而且上面的至少一部分可为开放的形态。
按钮部112设置为其至少一部分能够在壳体111的上面上下移动。例如,当使用者对按钮部112施加压力时,按钮部112的至少一部分可朝壳体111的内部空间向下侧移动。
按钮部112可将按钮式致动器11上形成的触觉反馈效果传递给使用者。此外,按钮部112可具有将基于使用者的施压而形成的输入信号传递给控制部12的触碰端部的功能。
例如,按钮部112可由柔性瓣膜状部件形成,所述柔性瓣膜状部件设置成用于覆盖壳体111上面的至少一部分。例如,当使用者从上侧对按钮部112施压时,按钮部112的至少一部分会发生弹性变形并向下侧弯曲,当解除施加的压力时,可恢复至初始位置。
振动器114可容纳于壳体111的内部空间且与按钮部112的下侧连接。例如,振动器114可包括磁体1141。
磁体1141可设置于振动器114上。例如,如图2所示,磁体1141可以是设置于振动器114下侧的永磁铁。只是,磁体1141可包括含有磁性元素的钢铁(Steel)、粉末(Powder)、合金(Alloy)、合金粉末(Alloy powder),复合体(Composites)及纳米结构物(Nanostructure)中的至少一种物质。
作为另一示例,需要说明的是,磁体1141可形成在振动器114的内部,也可以与振动器114一体形成。
线圈116设置于壳体111内部空间的下侧,并可通过接收由控制部12输入的电流来形成磁场。
例如,线圈116可包括圆形或者多角形状的平面线圈或者螺线管线圈。作为另一示例,线圈116可以是形成于柔性印刷电路基板(Flexible Printed Circuit Board)的电路。
根据上述的结构,通过调节从控制部12向线圈116施加的电压的大小、方向或者周期等频率特性,从而形成于线圈116的磁场可使包括磁体1141在内的振动器114朝上下方向快速运动。
结果,如果使用者身体的一部分与按钮部112发生触碰,则使用者可通过相对于壳体111移动的按钮部112接收基于振动器114的运动而形成的触觉反馈效果。
另外,如果使用者向下侧对按钮部112施加压力从而使振动器114相对于线圈116移动,则基于电子感应现象,会沿着与线圈116连接的电线生成感应电动势。
控制部12通过向按钮式致动器11的线圈116施加电流可生成从振动器114向按钮部112传递的触觉反馈。
此外,控制部12感测按钮部112被施压时形成的感应电动势,并将其识别为用于驱动按钮式致动器11的输入信号。
例如,控制部12可通过调节施加到线圈116的电流的大小、方向或者周期等频率特性,从而向使用者传递各种类型的触觉反馈。
例如,控制部12可包括输入感测部121、信号控制部122及触觉驱动部123。
输入感测部121可感测按钮部112被施压时形成的感应电动势。例如,输入感测部121通过与线圈116和控制部12之间连接的电路的至少一侧连接,从而可接收线圈116上形成的感应电动势。
例如,输入感测部121可检测根据对按钮部112施压的强度和时间而形成的感应电动势所生成的电压的大小和方向。
信号控制部122可基于输入感测部121中施加的感应电动势的大小或者方向决定是否驱动按钮式致动器11。例如,信号控制部122可基于感应电动势的电压的大小检测使用者对按钮部112施压的程度。
例如,如果对按钮部112施压时形成的感应电动势的电压大于或者等于“第一设定电压”,则信号控制部122可将用于驱动按钮式致动器11的“输入信号”传递给触觉驱动部123。
例如,信号控制部122根据感应电动势的电压大小的等级可生成不同的输入信号。基于此,按钮式致动器11根据使用者对按钮部112施压的大小等级可生成不同的触觉反馈效果。
例如,如果信号控制部122判断感应电动势的电压大小大于第一设定电压的大小但小于“第二设定电压的大小”,则判断为所述按钮部112被轻微触碰,从而可向触觉驱动部123传递“触碰信号”。
另一方面,如果信号控制部122判断感应电动势的电压的大小大于或等于第一设定电压值和第二设定电压值,则判断为按钮部112被施压,从而可向触觉驱动部123传递输入信号。
换而言之,信号控制部122可根据感应电动势的电压大小,将区分为“触碰信号”和“输入信号”等的多个信号中的任意一个信号传递给触觉驱动部123。
例如,如果信号控制部122判断感应电动势的电压大小小于第一设定电压值,则可使触觉驱动部123保持睡眠模式(sleep mode),以减少电量损耗。
例如,信号控制部122可包括用于放大由输入感测部121施加的感应电动势的电压的放大器(amplifier)和/或用于消减信号的噪声成分的噪声滤波器(noise filter)。
触觉驱动部123可将电流施加到线圈116以驱动按钮式致动器11。
例如,触觉驱动部123如果收到触碰信号则可以向线圈116施加触碰反馈信号,如果收到输入信号则向线圈116施加输入反馈信号。
其中,“触碰反馈信号”和“输入反馈信号”可以是触觉驱动部123向线圈116施加的电压波形的信号。例如,触碰反馈信号和输入反馈信号可使振动器相对于壳体运动,从而可提供触觉反馈效果。触碰反馈信号和输入反馈信号可使振动器相对于壳体进行高频振动,从而可进一步形成可听见的声音(audible sound)。触碰反馈信号和输入反馈信号可形成不同的触觉反馈效果。另外,需要说明的是,不同于上面的情况,“触碰反馈信号”和“输入反馈信号”也可以相同。
作为另一示例,触碰反馈信号或者输入反馈信号可通过驱动另外配备的蜂鸣器(buzzer)等的声音输出装置(未图示)让使用者察觉可听见的声音。
触觉驱动部123基于从信号控制部122接收的感应电动势的大小和/或持续时间来调节施加于线圈116的电压波形的频率,从而可形成各种触觉反馈效果。
具体地,可设定振动器114的运动模式特征,如运动模式类型、运动时间及运动强度等,并且将与其相应的输入反馈信号或者触碰反馈信号施加到按钮式致动器11。
例如,触觉驱动部123可基于按钮部112被施压时生成的感应电动势的大小和/或持续时间来设定运动模式类型。例如,触觉驱动部123可基于按钮部112被施压时生成的感应电动势的持续时间来设定运动模式的运动持续时间。例如,触觉驱动部123可基于按钮部112被施压时生成的感应电动势的大小来设置运动模式的运动强度。
根据一实施例的按钮式致动器反馈系统1,使用者对按钮式致动器11的按钮部112施加的压力可起到触觉驱动部123的输入信号的作用,所述触觉驱动部123用于控制按钮式致动器11的驱动。此外,根据施加到按钮部112的压力的强度,可主动地调节按钮式致动器11的运动的强度。
根据一实施例的按钮式致动器反馈系统1,触觉反馈的大小、类型、持续时间和/或发生时间点等特性可根据使用者对按钮部112施压的强度、时间或者时间点设置成各种形式,这些触觉反馈的反应特性可根据按钮式致动器11的用途灵活地设置。
图4是根据一实施例的按钮式致动器反馈系统的示图。
参照图4,根据一实施例的按钮式致动器反馈系统2可包括输入感测部221,其不同于图1至图3的实施例的按钮式致动器反馈系统1的输入感测部121。
例如,按钮式致动器反馈系统2可包括按钮式致动器21及控制部22。
如同图1至图3所示的具有按钮部112的按钮式致动器11那样,按钮式致动器21可以是能够同时执行输入和输出的致动器。
控制部22可通过向按钮式致动器21的线圈施加电流来生成触觉反馈。
例如,控制部22可包括输入感测部221、信号控制部222及触觉驱动部223。
输入感测部221可分别与连接于按钮式致动器21线圈两端的电路连接,并感测按钮式致动器21被施压时形成的感应电动势。例如,输入感测部221可感测连接于线圈两端之间的电阻元件R1上施加的电压。如上所述,输入感测部221基于电阻元件R1两端的相对电位差或者其变化量等,可生成输入信号或者触碰信号。
例如,当使用者对按钮式致动器21的按钮部施压并使振动器相对于线圈向下侧移动时,可检测线圈与控制部22之间的电路中沿着一方向形成的感应电动势。
例如,输入感测部221可包括第一检测部2211和第二检测部2212,所述第一检测部2211和第二检测部2212与从连接于按钮式致动器21线圈两端的电线分别分支的电线连接。第一检测部2211和第二检测部2212,其一端分别与接地连接(未图示),另一端分别与电阻元件R1的两端连接,从而可感测电阻元件R1两端上检测的绝对电压。
例如,如果使用者对按钮部施压,则第一检测部2211和第二检测部2212中的任意一个检测部可检测基于对按钮部向下侧施压而沿着一方向形成的感应电动势电压的大小。
然后,如果按钮部的施压状态被解除使振动器相对于线圈向上侧移动,则另一检测部可检测沿所述一方向的相反方向形成的感应电动势电压的大小。
信号控制部222可通过比较输入感测部221中检测的电压大小,判断按钮式致动器21中形成的感应电动势的方向,并基于此,可决定是否驱动按钮式致动器21。
例如,信号控制部222可基于输入感测部221中检测的感应电动势的电压的差值,将用于驱动按钮式致动器21的输入信号传递给触觉驱动部223。
例如,在输入感测部221中检测的感应电动势的电压的差值到达预设值的时间点,信号控制部222可将输入信号传递给触觉驱动部223。
例如,在输入感测部221中检测的感应电动势的大小由正值向负值或者由负值向正值转变的时间点,信号控制部222可将输入信号传递给触觉驱动部223。
根据上述结构,在使用者对按钮式致动器21的按钮部施压并处于按压的状态下开始解除压力的时间点,控制部22可传递触觉反馈效果。
这是考虑到在使用者对按钮式致动器21施压的情况下不能有效地感测触觉反馈,从而在施压在按钮部的使用者的力被解除的时间点提供触觉反馈,从而能够让使用者有效地感测触觉反馈。
触觉驱动部223基于由信号控制部222施加的输入信号来设置按钮式致动器21的运动特性,通过将与其对应的输入反馈信号施加到按钮式致动器21,从而可生成触觉反馈效果。
图5是根据一实施例的按钮式致动器的剖面图。
参照图5,可确认按钮式致动器31的结构,其包括的构件不同于图2所示的按钮式致动器21。
例如,按钮式致动器31可包括壳体311、按钮部312、振动器314、弹性支撑部313及线圈316。
壳体311可形成按钮式致动器31的外形,并且上面的至少一部分可以为开放的形态。
例如,按钮部312不同于图2所示的按钮部312,由硬性材料形成,并在壳体311的上面可上下移动地设置。例如,按钮部312的下侧可以与振动器314连接。
例如,按钮部312和振动器314可由如弹性物体和弹簧等另外的弹性结构物连接。例如,按钮部312和振动器314还可以一体形成。
例如,壳体311上面形成有槽,在按钮部312与槽结合的状态下,按钮部312基于使用者施加的压力朝壳体311的内部空间向下侧移动。
例如,按钮部312与壳体311之间可连接有另外的弹性物体,从而可支撑按钮部312相对于壳体311上下移动。
弹性支撑部313可以是连接于壳体311的内部空间与振动器314之间的弹性物体。弹性支撑部313可支撑按钮部312与振动器314的上下方向的弹性运动。另外,图5图示了弹性支撑部313在上下方向支撑振动器314和壳体311的情况,但是不同于这种情况,弹性支撑部313还可以连接在振动器314的侧面与壳体311的内侧壁之间。弹性支撑部313只要是能够提供弹性恢复力以使振动器314相对于壳体311返回到特定的位置的结构即可。
图6是根据一实施例的按钮式致动器的剖面图。
参照图6,可确认按钮式致动器41的结构,其包括的构件不同于图2和图5所示的按钮式致动器11、31。
根据一实施例的按钮式致动器41可包括壳体411、按钮部412、振动器414及线圈416。
壳体411可形成按钮式致动器41的外形。例如,壳体411可由柔性材料形成。
按钮部412形成壳体411的上面,而且下侧与振动器414连接。例如,按钮部412可由柔性材料形成,当使用者施压时可相对于壳体411向下侧弯曲。例如,按钮部412可与壳体411一体形成。
振动器414可与按钮部412的下侧连接,而且基于设置在壳体411下侧的线圈416上形成的磁场而运动。例如,振动器414可由随着按钮部412的弯曲自然地弯曲的柔性材料形成。
例如,振动器414可由磁流变弹性体(Magneto Rheological Elastomer,MRE)形成,所述磁流变弹性体含有可基于外部磁场磁化的磁性粒子4141。
图7是根据一实施例的按钮式致动器反馈系统的控制方法的流程图,图8是根据一实施例的运动模式生成步骤的流程图,图9是根据一实施例的触碰信号施加步骤的流程图,图10是根据一实施例的运动模式生成步骤的流程图。
参照图7至图10,对根据一实施例的按钮式致动器反馈系统的控制方法进行说明。
为了方便说明,通过图1至图3图示的按钮式致动器反馈系统1,示例性地说明实施例涉及的按钮式致动器反馈系统的控制方法,需要说明的是,所述控制方法中使用的按钮式致动器及按钮式致动器反馈系统的结构不限于此。
例如,按钮式致动器反馈系统的控制方法可包括输入感测步骤61、输入确认步骤62、运动模式生成步骤63及致动器驱动步骤64。
输入感测步骤61可以是通过控制部12感测使用者按压按钮式致动器11的按钮部112时形成的感应电动势的步骤。
例如,在输入感测步骤61中,当对按钮部112施压时,输入感测部121可接收根据振动器114和线圈116的相对移动而形成的感应电动势。例如,输入感测部121可将形成的感应电动势的电压大小或者电压波形的信号传递给信号控制部122。
作为另一示例,输入感测步骤61可以不进行后述的输入确认步骤62和运动模式生成步骤63,而将按钮式致动器11所形成的感应电动势用作驱动所述按钮式致动器11的输出电源。这种情况下,控制部12可包括用于放大感应电动势的电压的放大器和/或用于消减感应电动势的噪声成分的噪声滤波器。
输入确认步骤62可以是控制部12基于由输入感测步骤61输入的感应电动势的大小或者方向来决定是否驱动按钮式致动器11的步骤。
例如,在输入确认步骤62中,如果输入感测步骤61中感测到的感应电动势的电压大小大于或者等于第二设定电压值,则信号控制部122可以将用于驱动按钮式致动器11的输入信号传递给触觉驱动部123。
例如,在输入感测步骤61中按钮部112被施压后再进行减压的时间点,也就是说,在感应电动势的电流方向改变的时间点,信号控制部122可生成输入信号并传递给触觉驱动部123。
例如,信号控制部122通过分别检测并比较对按钮部112施压时在一方向上形成的感应电动势的电压大小与对按钮部112减压时在相反方向上生成的感应电动势的电压大小,从而可判断输入信号的生成时间点及生成与否。
例如,输入确认步骤62可包括第一设定电压比较步骤621、第二设定电压比较步骤622、触碰信号施加步骤624及输入信号施加步骤623。
第一设定电压比较步骤621可以是判断信号控制部122中感测到的感应电动势的电压大小是否大于或者等于第一设定电压的步骤。
例如,在第一设定电压比较步骤621中,如果信号控制部122中感测到的感应电动势的大小小于第一设定电压,则信号控制部122判断按钮部112中没有发生使用者引发的触碰和/或施压,从而不会生成用于驱动按钮式致动器11的触碰信号和输入信号。例如,如果感应电动势的大小小于第一设定电压,则触觉驱动部123保持休眠状态,因此可减少电量耗损。
另外,如果信号控制部122中感测到的感应电动势的大小大于或者等于第一设定电压,则信号控制部122判断使用者触碰按钮部112,从而可生成用于驱动按钮式致动器11的触碰信号或者输入信号。
第二设定电压比较步骤622可以是判断信号控制部122中感测到的感应电动势的电压大小是否大于或者等于第二设定电压的步骤。
例如,在第二设定电压比较步骤622中,如果信号控制部122中感测到的感应电动势的大小小于第二设定电压,则信号控制部122可判断没有发生使用者对按钮部112施压而产生的输入。换而言之,信号控制部122判断使用者没有对按钮部112施压而是发生轻微的触碰,从而可执行触碰信号施加步骤624。
另外,如果信号控制部122中感测到的感应电动势的大小大于或者等于第二设定电压,则信号控制部122判断出使用者对按钮部112施压,从而可执行输入信号施加步骤623。
输入信号施加步骤623可以是使用者向按钮部112施压时信号控制部122生成输入信号并传递给触觉驱动部123的步骤。
触碰信号施加步骤624可以在使用者轻微触碰按钮部112的时间点生成触碰信号并施加到触觉驱动部123。其中,触碰信号可以是触碰反馈信号,而非基于输入信号形成的输入反馈信号。
例如,触碰反馈信号和输入反馈信号可使按钮部112和振动器114相对于壳体111进行高频振动,从而可进一步形成可听见的声音(audible sound)。
作为另一示例,触碰反馈信号可通过驱动另外配备的蜂鸣器(buzzer)等的声音输出装置(未图示)让使用者察觉可听见的声音。
根据触碰信号施加步骤624,如果按钮部112被使用者轻微触碰,则生成该触碰情况相关的固有的触觉反馈效果,从而可让使用者察觉按钮式致动器11的按钮部112上没有施加压力而只是发生轻微的触碰。
由此,使用者接收由按钮式致动器11的触碰而产生的触觉反馈效果,从而即使不直接注视按钮式致动器11的按钮部112的位置,也能够轻松地找出该位置。
例如,触碰信号施加步骤624可包括后续的输入确认步骤6241和触碰信号输出步骤6242。
后续的输入确认步骤6241可以是信号控制部122判断从确认按钮部112被触碰的时间点在“设定输入时间”以内对所述按钮部112施压,并以此决定是否执行向触觉驱动部123输出触碰信号的触碰信号输出步骤6242的步骤。
例如,如果信号控制部122判断出从按钮部112被触碰的时间点开始在设定输入时间内对按钮部112施压,则不会执行触碰信号输出步骤6242。例如,是否对按钮部112施压如同第二设定电压比较步骤622,可基于信号控制部122中感测到的感应电动势的大小是否大于或者等于第二设定电压来判断。
相反,如果信号控制部122判断从按钮部112被触碰的时间点开始在设定输入时间内按钮部112没有被施压,则可执行触碰信号输出步骤6242。
根据上述结构,如果使用者在触碰按钮部112并察觉到按钮部112位置的状态下在设定输入时间内对按钮部112施压,则可防止因触碰反馈信号和输入反馈信号各自的触觉反馈效果相互重叠给使用者带来混淆的情况。
换而言之,控制部12能够感测在使用者准确地察觉到按钮式致动器11的位置的状态下马上对按钮部112施压的情况,从而可省略触碰相关的触觉反馈效果,而只生成输入相关的触觉反馈效果。
运动模式生成步骤63可以是基于感应电动势的形成时间点、大小和/或持续时间来设定按钮式致动器11的运动模式类型、运动时间及运动强度等运动模式特性的步骤。例如,运动模式生成步骤63可以在向触觉驱动部123施加输入信号或者触碰信号的时间执行。
例如,运动模式生成步骤63可包括运动模式类型设定步骤631、运动时间设定步骤632及运动强度设定步骤633。
运动模式类型设定步骤631可以是设定按钮式致动器11的振动器114和按钮部112的运动模式类型的步骤。
例如,触觉驱动部123可基于由按钮式致动器11形成的感应电动势的特性来调节施加到线圈116的电压波形的形态、振幅、周期和/或相位等频率特性,从而可设定各种形态的运动模式类型。
例如,触觉驱动部123可基于从信号控制部122接收的输入信号或者触碰信号的类型来设定各种不同的运动模式。
运动时间设定步骤632可以是基于按钮部112被按压形成的感应电动势的持续时间或者电压大小来设定振动器114的运动时间的步骤。
例如,触觉驱动部123可基于从信号控制部122接收的输入信号或者触碰信号的类型来设定不同的运动模式的运动时间。
运动强度设定步骤633可以是触觉驱动部123基于按钮部112被按压时形成的感应电动势的电压大小来设定振动器114的运动强度的步骤。
例如,触觉驱动部123可基于从信号控制部122接收的输入信号或者触碰信号的类型来设定不同的运动模式的运动大小。
致动器驱动步骤64可以是基于按钮部112被按压时形成的感应电动势来驱动振动器114的步骤。
例如,在致动器驱动步骤64中,触觉驱动部123通过将与设定的运动模式类型、运动时间和/或运动大小对应的电压波形信号施加到线圈116,从而可将触觉反馈效果传递给触碰按钮部112的使用者。
例如,在致动器驱动步骤64中,如果触觉驱动部123从信号控制部122接收触碰信号,则向线圈116施加预设的触碰反馈信号。另一方面,如果从信号控制部122接收输入信号,则向线圈116施加预设的输入反馈信号。
图11是根据一实施例的按钮式致动器反馈系统的示图。
参照图11,根据一实施例的按钮式致动器反馈系统7可包括按钮式致动器71、触控面板73及控制部72。
按钮式致动器71可包括壳体711、按钮部712、线圈716及振动器714。需要说明的是,下面虽以图2的实施例为基准对按钮式致动器71进行说明,但是如无相反的记载,下面的说明还可适用于图5或者图6的实施例。
例如,按钮部712设置为覆盖壳体711的上面的至少一部分,且至少一部分可由相对于壳体711能够向上下方向弯曲的柔性部件形成。
振动器714连接于按钮部712的下侧,可相对于线圈716上下方向移动。
触控面板73可形成为覆盖按钮部712的上面的至少一部分。例如,使用者触碰触控面板73时,可形成电信号并传递给控制部72。
例如,触控面板73可以是利用人体电容的电容式触控面板或者感压式触控面板。需要说明的是,例如,触控面板73还可以与按钮部712一体形成。
当控制部72感测到连接于按钮式致动器71上侧的触控面板73被触碰时,可向按钮式致动器71施加触碰反馈信号。此外,当控制部72感测到按钮式致动器71的按钮部712被施压时,可向按钮式致动器71施加输入反馈信号。
例如,控制部72可包括触碰感测部724、输入感测部721、信号控制部722及触觉驱动部723。
当触控面板73的上面被使用者触碰时,触碰感测部724可检测基于电容变化的电流变化,并以此判断是否发生触碰。
输入感测部721通过与连接于按钮式致动器71的线圈两端的电路连接,从而可感测按钮式致动器71被施压时形成的感应电动势。
信号控制部722可基于是否触碰触控面板73及施加到输入感测部721的感应电动势的大小或者方向来决定是否驱动按钮式致动器71。
例如,信号控制部722可在触控面板73的上面被使用者触碰的时间点生成触碰信号并将其施加到触觉驱动部723。例如,信号控制部722在按钮部712被使用者施压而形成的感应电动势的大小或者方向属于设定输入条件时,即在判断出按钮部712被使用者施压的时间点,生成输入信号并将其施加到触觉驱动部723。
例如,如果信号控制部722在触控面板73没有被触碰的状态下判断出按钮部712被施压,则不会生成输入信号。
根据上述结构,按钮部712通过感测不是被使用者的皮肤而是被外部物体无意识地按压的情况,从而可防止无意识下的误操作。
例如,信号控制部722判断从触控面板73的上面被使用者触碰的时间点开始在设定输入时间内是否对按钮部712施压,从而可决定是否生成触碰信号。
例如,如果信号控制部722判断出从按钮部712被触碰的时间点开始在设定输入时间内没有对按钮部712施压,则可以向触觉驱动部723施加触碰信号。基于此,触觉驱动部723将触碰反馈信号施加到按钮式致动器71,从而可向使用者传递与触碰有关的触觉反馈效果。
例如,触碰反馈信号可使按钮部712和振动器714相对壳体711进行高频运动,从而能够形成可听见的声音。作为另一示例,触碰反馈信号可通过驱动另外配备的蜂鸣器(buzzer)等的声音输出装置(未图示)让使用者察觉可听见的声音。
另一方面,如果信号控制部722判断出从触控面板73被触碰的时间点开始在设定输入时间内按钮部712被施压,则可以不形成触碰信号,只生成与按钮部712的施压相关的输入信号,并将其传递给触觉驱动部723。由此,触觉驱动部723可省略触碰相关的触觉反馈效果,而只将与按钮部712输入相关的触觉反馈效果施加到按钮式致动器71。
触觉驱动部723可分别基于从信号控制部722接收的输入信号或者触碰信号设定不同的运动模式。
例如,触觉驱动部723可基于由按钮式致动器71形成的感应电动势的形成时间点、大小和/或持续时间决定振动器714的运动模式类型、运动时间及运动强度等运动模式特征,而且可将对应于所述运动模式的触碰反馈信号或者触觉反馈信号施加到线圈716。
如果控制部92感测到连接于按钮式致动器71上侧的触控面板73被触碰,则可将触碰反馈信号施加到按钮式致动器71。另一方面,如果控制部72感测到按钮式致动器71的按钮部712被施压,则可将输入反馈信号施加到按钮式致动器71。
图12是根据一实施例的按钮式致动器反馈系统的示图。
参照图12,根据一实施例的按钮式致动器反馈系统9可包括按钮式致动器91、触控面板93及控制部92。
按钮式致动器91如图1至图11所示的按钮式致动器,可以是具有相对于壳体向上下移动的按钮部及运动部,而且是能够同时执行输入和输出的致动器装置。
触控面板93可覆盖按钮式致动器91的按钮部的上面。一个触控面板93的下面可相隔设置有多个按钮式致动器91。
控制部92如果感测到与触控面板93部分的任意一个按钮式致动器91上侧连接的触控面板93部分被触碰,则可将触碰反馈信号施加到所述按钮式致动器91。
此外,控制部92如果感测到按钮式致动器91被施压,则可将输入反馈信号施加到所述按钮式致动器91。
例如,控制部92通过向多个按钮式致动器91分别施加不同的触碰反馈信号或者输入反馈信号,从而可以使所述多个按钮式致动器91分别生成不同的触觉反馈效果。
例如,如果控制部92判断出从感测到与触控面板93部分的任意一个按钮式致动器91上侧连接的触控面板93的部分被触碰的时间点开始,在“设定触碰时间”以内,与所述按钮式致动器91相邻的另一按钮式致动器91上侧连接的触控面板93部分被触碰,则可以不向首先被触碰的触控面板93部分的按钮式致动器91施加触碰反馈信号施加。
根据上述结构,如果为了找出使用者希望输入的按钮式致动器91的位置,快速触碰触控面板93的多个部分或者扫搜触控面板93,则触碰反馈信号不会施加到起初或者中间过程中快速触碰并经过的触控面板93部分的按钮式致动器91,从而可以防止触碰引起的多个按钮式致动器91的触觉反馈效果发生重叠给使用者带来混淆的情况。
图13是根据一实施例的按钮式致动器反馈系统的控制方法的流程图,图14是根据一实施例的触碰反馈信号施加步骤的流程图。
参照图13和图14,利用根据图11和图12所示的实施例的按钮式致动器反馈系统7、9说明基于使用者的输入生成触觉反馈效果的控制方法。
例如,按钮式致动器反馈系统的控制方法可包括触碰确认步骤81、输入确认步骤82、触碰反馈信号施加步骤83及输入反馈信号施加步骤84。
触碰确认步骤81可以是判断附着于按钮式致动器91的按钮部上面的触控面板93是否被使用者触碰的步骤。
例如,如果针对触控面板93配备多个按钮式致动器91,则控制部92基于使用者触碰的触控面板93部分的位置,可判断多个按钮式致动器91中位于所述触碰的触控面板93部分下侧的按钮式致动器91被触碰。
例如,在触碰确认步骤81中,控制部92如果感测到触控面板93被使用者触碰则可执行输入确认步骤82。
作为另一示例,在触碰确认步骤81中,如果控制部92从触控面板93感测到使用者的触碰,则与输入确认步骤82的执行与否无关,控制部92可执行触碰反馈信号施加步骤83。
输入确认步骤82可以是判断按钮式致动器91是否被使用者施压而按压的步骤。
例如,如果按钮式致动器91的按钮部被使用者施压而形成的感应电动势的大小或者方向属于设定输入条件,则控制部92可判断按钮式致动器91被施压。
例如,在输入确认步骤82中,控制部92如果判断使用者对按钮式致动器91的按钮部施压,则可执行输入反馈信号施加步骤84。
例如,在输入确认步骤82中,如果控制部92判断出从触碰确认步骤81中感测到触控面板93被触碰的时间点开始在设定输入时间内,与感测到被触碰的触控面板93部分的下侧连接的按钮式致动器91的按钮部被施压,则可以不执行触碰反馈信号施加步骤83,而执行输入反馈信号施加步骤84。
另外,如果判断出在设定输入时间内按钮式致动器91的按钮部没有被施压,则控制部92可执行触碰反馈信号施加步骤83。
输入反馈信号施加步骤84可以是控制部92向感测到输入的按钮式致动器91施加触碰反馈信号的步骤。例如,在输入反馈信号施加步骤84中,控制部92可向多个按钮式致动器91分别施加不同的输入反馈信号。
触碰反馈信号施加步骤83可以是控制部92向位于感测到触碰的触控面板93部分下侧的按钮式致动器91施加触碰反馈信号的步骤。例如,在触碰反馈信号施加步骤83中,控制部92可向多个按钮式致动器91分别施加不同的触碰反馈信号。
例如,触碰反馈信号施加步骤83可包括后续的触碰确认步骤831和触碰反馈信号输出步骤832。
后续的触碰确认步骤831可以是判断从与触控面板93部分的任意一个按钮式致动器91上侧连接的触控面板93部分被触碰的时间点开始在设定触碰时间内,与所述按钮式致动器91相邻的另一按钮式致动器91上侧的触控面板93部分是否被触碰的步骤。
例如,在后续的触碰确认步骤831中,控制部92如果判断出从任意一个按钮式致动器91被触碰的时间点开始在设定触碰时间内,与所述按钮式致动器91相邻的另一按钮式致动器91被触碰,则可以不执行用于输出先前触碰的按钮式致动器91的触碰反馈信号的触碰反馈信号输出步骤832。
另外,如果控制部92判断出从任意一个按钮式致动器91被触碰的时间点开始在设定触碰时间内,没有感测到与所述按钮式致动器91相邻的另一按钮式致动器91的触碰,则可执行触碰反馈信号输出步骤832。
触碰反馈信号输出步骤832可以是向感测到触碰的按钮式致动器91输出触碰反馈信号的步骤。触碰反馈信号可通过使感测到触碰的按钮式致动器91的振动器运动从而传递触觉反馈效果。触碰反馈信号可使振动器高频振动,从而可形成可听见的声音。触碰反馈信号通过驱动另行配备的声音输出装置(未图示)从而可让使用者察觉可听见的声音。其中“可听见的声音”应理解为不仅包括简单的告警音还包括用于提示感测到触碰的按钮式致动器91所要执行的功能的提示信息等。例如,多个按钮式致动器91可分别设置不同的触碰反馈信号,以识别感测到触碰的按钮式致动器91是哪一个。
如上所述,虽然基于有限的附图对实施例进行了说明,但是对于本技术领域的一般的技术人员而言,可以在上述记载的基础上进行各种修改和变更。例如,即使上面所述的技术以不同于上述方法的顺序执行和/或上面所述的结构、装置等的组成要素以不同于上述方法的形态结合或者组合或者被另一组成要素或者等同物替代或者置换,也可达到适宜的结果。
- 按钮式致动器、包括其的按钮式致动器反馈系统及其控制方法
- 包括挠性元件的致动器和包括这种致动器的卡钳式制动器