专利名称：用于通过低质量致动器产生用户可察觉的振动的装置的制作方法
发明
背景技术：
领域本发明涉及一种用于提供触觉的用户反馈(基于振动的致动)的装置；更特别地，涉及一种用于通过低质量致动器产生用户可察觉的振动的技术，其包括振动移动电话或其它小型产品，以向其用户报警。
背景技术：
触觉用户反馈的应用是已知的。已经解决了在应用中产生的阻碍其在产品中的使用的几个问题。一个特定的问题是在当产品或致动器元件非常小的情况下，如何产生振动的问题。当涉及小设备和致动器电动机(即低质量、低动量)时，具有旋转质量的典型的振动电动机器具是无效力的。
触觉致动器如振动报警电动机，一般是基于产生机械力的移动质量块，该机械力产生通过产品结构、产品罩和用户的手或其它身体部分传送的振动。电动机移动或旋转质量块，该质量块以移动(离心、偏心、摇摆动作)时产生振动的方式而机械悬挂。
如果制造非常小的产品，则现有的电动机和重物一般都显得过大。已知的尺寸减少的设计基于质量块尺寸的减少，这显然地对振动效率具有影响，因而减少了这种特征带来的益处。另一种方法是使用产品的现有部件作为旋转配重质量块。这可能会起作用，但是其在产品设计、机械集成和生产中会带来主要问题。同样，会出现可靠性问题。
此外，还有本发明设法克服的其它一些问题，包括小振动电动机使用小旋转质量块的现象，其因此也具有低质量；传统的线性致动器具有相同的问题；由于该低质量，振动幅度一般很低并且触觉感知效果极小；如果将振动电动机嵌入电话的机械部分中(如一般的一样)，则会进一步减少振动效果。鉴于此，在现有技术中不存在好的技术解决方案对小型产品器具来说，不能制造出可行的振动报警/触觉产品特征。
而且，还尝试了其它方法，包括减少电动机质量尺寸，这降低了其效果；使用产品中现有的质量块例如电池作为电动机重量，这给实施和制造带来了困难，并且带来了部件的可靠性风险；以及双方向摆动质量块(无旋转)，这主要增加了振动频率。
本发明对上述现有技术中的问题提供解决方案。
发明内容
在其最广泛的含义里，本发明提供一种新的以及独特的方法和器具，以产生具有小和低的质量致动器的用户察觉振动，特别适于非常小型的产品。
该创新通过引入新型产品结构解决了本领域中长期困扰的问题，该新型产品结构消除了对移动质量块操作的需要。基于使用产品罩作为振动传送通道的思想，而没有使用作为典型已知的解决方案的旋转(或线性)移动配重。根据需要，振动幅度非常小(生理敏感度阈值～1微米(μm)，清楚(clear)感～10μm，强烈(strong)感～100μm)，该产品可以由彼此弹性连接的两个部分构成。这将构成由致动电动机、弹性接头和产品罩紧密集成的组件；因此，不具有能吸收重要残余振动能量的结构。
实际上，不使用基于可动质量块的原则，可以实现这种产品结构，该产品结构在将振动从致动器传递到用户感觉方面是有效的。该装置不依赖于致动器质量块尺寸(或重量)，因此，其可以有效地应用于小型产品，如手腕电话，护身符/摆锤/钢笔电话，或者极端小的标准电话或附件。
本发明还提供一种普通结构的装置以及振动产生系统，这并非意欲精确地限制触觉致动器元件或弹性接头的布置方式。
本发明改善了早期的解决方案，如下使触觉/振动特征的使用能够在非常小的产品中实现，而该产品并不能容忍振动电动机的现有尺寸；并且可以在市场中使用，例如用温和的人体感觉来搏动个人设备。
本发明的范围意欲包括许多不同的触觉应用，包括1)使用触觉致动/力反馈的PC/控制台游戏控制。2)使用主动触觉反馈的特定应用车辆控制、外科遥控装置、飞行器控制(控制变速杆/轮的停止警报)和小汽车。该技术对许多不同类型的手持消费者产品来说是足够小的。(3)非常小的产品特别成问题，如珠宝型产品，护身符，摆锤，手腕电话和钢笔电话。
附图不是按比例绘制的，其包括下面的图；图1是表示本发明的基本原理的方块图，其涉及将设备分成两半，通过弹性接头将它们连接在一起，以形成本发明的主体。可以将一个或多个线性或低质量致动器定位在该接头附近，并且能够通过两个半罩产生振动。
图2是用于实现振动产生的结构的图示。在此表示的一个或多个线性或低质量致动器可以产生小幅振动，该小幅振动传送到两个半罩。
图3(a)、(b)、(c)、(d)、(e)和(f)表示将该产品或设备的罩切或分成两半或两片的可替换方法。
具体实施例方式
图1和2显示了通常用10表示的装置，该装置用于通过低质量致动器产生具有用户可察觉的振动，并以产品或设备罩12和低质量致动器14为特征。(为了比较，图1还显示了通常用5表示的整块的产品)该产品或设备罩12具有两个部分12a、12b，该两个部分由通常用16表示的弹性接头耦合。将低质量致动器14耦合在两个部分12a、12b之间，并响应于致动信号，以使产品或设备罩12的两个部分12a、12b彼此相关地振动。
该致动信号可以来自位于电话内部的电子元件，或者来自通过该电话接收的通讯信号等。本发明的范围不限于该致动信号产生的位置。
弹性接头16可以由粘性层制成，以及其它弹性材料制成。本发明的范围不限于弹性接头16如何耦合产品或设备罩12的两个部分12a、12b的方式，或者用于形成该弹性接头16的材料的类型。而且，还可以预想这样的实施方式，其中没有使用弹性接头将产品或设备罩12的两个部分12a、12b耦合在一起。
低质量致动器14可以是在本领域中已知的线性致动器。本发明的范围不限于低质量致动器14的类型或种类。而且，还可以预想这样的实施方式，其中在本发明的精神的范围内，可以使用现在已知或稍后会在将来研制的其它类型的致动器，包括基于压电或磁致伸缩的致动器。
图3(a)至(f)显示了将该产品罩分成两片的替换方法。本发明的范围不限于将该产品罩分开的特定的方法，或者其分开的片的数量。可以预想这样的实施方式，其中将该产品罩以许多不同类型的方式切或者分开，如所示，或者许多不同类型的片。换句话说，如果需要，可以将产品罩12切成两部分以上，以及在不同方向上(垂直、水平，斜的等等)，最好如图3(a)至(f)所示，最好适合特定产品的机械设计。
装置10还包括电池，用于对低质量致动器14，以及整个装置的其它元件进行供电。
在操作中，线性致动器电动机14或其变体用于在图2中标为B的箭头所示的方向上产生机械振动。安装致动器14，其中相对端通过产品罩12的两个部分12a、12b相连。当致动器14操作时，其在相反方向上推和/或拉该产品罩的两个部分，如图所示。
将该产品罩的这些部分被分成(至少)两个部分，并通过弹性接头16将它们耦合在一起。该弹性接头16允许该产品罩12的两个部分12a、12b之间的距离的非常小的变化，以便当该致动器14操作时，两个部分12a、12b可以相对振动。当用户(未示出)拿着产品12时，该直接耦合罩的振动有效地被用户感知，该用户体验到触觉感觉。
弹性接头16可以通过粘性层、双发射注模(two-shot injection molded)组件，或任何其它适当的或者已知的方法制成。本发明的范围不限于弹性接头16的任何特定实施。
本发明还旨在提供一种在小型产品中产生机械振动的特殊技术，该小型产品不能容忍当前的振动电动机的体积，特别是用现代的技术，旋转质量块的进一步尺寸减小的直接方法还不能实现，由于其会产生太小的振动以致于不能应用。
提出的发明的基本特性在于使用小型产品的体积变化，以通过使用产品罩的部件作为机械动作部件来产生振动。通过如上所述的扩大和收缩设备直径来产生体积变化。应当理解，非常小的振动幅度适于(在罩中)产生用户体验，特别是如果携带的小型设备靠近皮肤(摆锤、珠宝型产品)。传统上，由于整个电话质量块在动作，并且振动产生于该产品内部的深处，因此需要更大的幅度。
然而，不能直接地将本发明与已知的振动电动机比较，这是因为振动所需的力和振动的幅度是完全不同的范围，例如，比较具有3-4毫米(mm)直径的旋转质量块与本发明所需的致动器距离，其包括大约在5-15μm范围的移动幅度。不容易比较已知技术和本发明之间的耐用性或效率，这是由于它们不是必定匹配的。例如，在某些情况下，本发明的5-15μm的移动甚至可以不认为是“自由运动”。
皮肤敏感度的实用的实验可以通过当有人在弹钢琴时轻微地触摸钢琴罩，或者当以低音播放音乐时触摸扬声器膜而进行。在该两种情况下，最低程度的小振动幅度是很容易被检测到的。使用最小幅度减少了对耐用性和效率的需要。
人类皮肤在250Hz时最敏感，并且它能检测1-20μm的幅度的振动(皮肤组织中的帕奇尼小体细胞)发明范围因此，本发明包括结构特征、单元的组合以及部件的排列，这些将在下文所述的结构中得到例证。
这样，可以有效地达到上述目的以及那些前述描述中显而易见的目的，由于在不脱离本发明的范围的情况下，可以在上面的结构中进行一定的改变，因此包含在上面描述或在附图中所示的所有事物应当解释为说明性的，而不是限制性的含义。
权利要求
1.一种用于通过低质量致动器产生用户可察觉的振动的装置，包括产品罩，该产品罩具有通过弹性接头耦合的两个部分；以及耦合在所述两个部分之间的低质量致动器，其响应于致动信号，以使所述产品罩的两个部分彼此相关地振动。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述弹性接头由粘性层构成。
3.根据权利要求1所述的装置，其中所述低质量致动器是线性致动器。
4.根据权利要求1所述的装置，其中该装置是移动电话。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述致动电动机使所述产品罩的两个部分移动大约5-15微米范围的距离。
6.根据权利要求1所述的装置，其中该装置进一步包括为所述致动电动机供电的电池。
7.根据权利要求1所述的装置，其中该装置是小型产品，包含手腕电话、护身符/摆锤/钢笔电话、或者小型标准电话或附件。
8.一种产品，包括具有两个部分的产品罩；以及耦合在所述两个部分之间的致动电动机，其响应于致动信号，用于使所述产品罩的两个部分彼此相关地移动。
9.根据权利要求8所述的产品，其中所述产品罩的两个部分通过弹性接头耦合。
10.根据权利要求9所述的产品，其中所述弹性接头由粘性层制成。
11.根据权利要求8所述的产品，其中所述致动电动机是线性致动器。
12.根据权利要求8所述的产品，其中该产品是移动电话。
13.根据权利要求8所述的产品，其中所述致动电动机使所述产品罩的两个部分移动大约5-15微米范围的距离。
14.根据权利要求8所述的产品，其中该产品进一步包括为所述致动电动机供电的电池。
全文摘要
提供一种通过低质量致动器产生用户可察觉的振动的装置，以产品罩和低质量致动器为特征。该产品罩具有通过弹性接头耦合的两个部分。该低质量致动器耦合在该两个部分之间，并响应于致动信号，使该产品罩的两个部分彼此相关地振动。该弹性接头由粘性层制成。该低质量致动器可以是线性致动器。该装置可以是移动电话。该致动电动机使该产品罩的两个部分移动大约5－15微米范围的距离。该装置进一步包括为该致动电动机供电的电池。该装置可以包括许多不同的小型产品，包括手腕电话、护身符/摆锤/钢笔电话，或者小型标准电话或附件。
文档编号H04M1/00GK1973521SQ200480018425
公开日2007年5月30日 申请日期2004年6月23日 优先权日2003年6月30日
发明者T·凯库兰塔 申请人:诺基亚有限公司