触觉提示装置、电子设备和触觉提示方法_3

文档序号:8257649阅读:来源:国知局
-电极中的从外部所输入的关 于对象区域的信息的Y-电极,以通过在第一频率和第二频率之间的差值的绝对值在对象 区域中生成电差拍振荡。
[0060] 此处应该注意,第一频率和第二频率是等于或大于500Hz,以及在第一频率和第二 频率之间的差值的绝对值大于10Hz且小于1000Hz。此外,驱动电路具有以下功能:使在多 个X-电极中的没有施加第一频率电压信号的电极接地,以及使在多个Y-电极中的没有施 加第二频率电压信号的电极接地,或者将直流电压施加到那些电极。
[0061] 上述结构能够使触觉提示装置10将纹理的感觉有效地提示到触觉提示装置10上 的对象区域而不将触觉(纹理的感觉)提示到不相关的部分。在下文中,将更详细地阐述 这一点。
[0062] 图1是示出根据本发明的第一基本实施方式的触觉提示装置10的结构的示意图。 在触觉提示装置10中,形成有多个沿着X方向在平坦支撑基板11上延伸的X-电极12和 多个沿着垂直于X-电极12的y方向在支撑基板11上延伸的Y-电极13。
[0063]X-电极12和Y-电极13通过绝缘膜在交叉部分中相互交叉,且保持两者之间的电 绝缘。此外,绝缘膜(未示出)形成在X-电极12和Y-电极13上,以当用户从上方触摸触 觉提示装置10时,在X-电极12和手指之间以及在Y-电极13和手指之间电绝缘。下文将 描述触觉提示装置10的截面结构。
[0064]X-电极驱动电路14被连接到各个X-电极12,Y-电极驱动电路15被连接到各个 Y-电极13,且X-电极驱动电路14和Y-电极驱动电路15被连接到控制单元16。基于关于 从外部(例如,控制电子设备的动作的处理器)所输入的对象区域的信息,控制单元16控 制X-电极驱动电路14和Y-电极驱动电路15,纹理的感觉将提示到该对象区域。
[0065]该结构能够使触觉提示装置10在整个区域中以及在区域的指定部分中提示纹理 的感觉,该整个区域包括在X-电极12和Y-电极13之间的所有交叉部分。
[0066] 图2是示出在图1中所示的触觉提示装置10的驱动方法的示意图。此处应该注 意,各个X-电极12和Y-电极13采用应用到各个电极的不同的附图标记加以区分。换言 之,在图2中所示的情况中,28个X-电极12和46个Y-电极13形成在支撑基板11上。 X-电极12中的每一个从下至上被称为至X27,以及Y-电极13中的每一个从右至左被称 为Y03 至Y48。
[0067] 此外,待提示纹理感觉的该区域被称为对象区域17。对象区域17是关于X-电极 12的Xn至X14的范围和关于Y-电极13的Y24至Y27的范围。基于从外部给出的对象区域 17的信息,控制单元16将控制信号提供到X-电极驱动电路14和Y-电极驱动电路15。
[0068] 一旦接收控制信号,X-电极驱动电路14将频率= 1000Hz的电压信号施加到 Xn至X14且Y-电极驱动电路15将频率f2 = 1240Hz的电压信号施加到Y24至Y27。关于不 对应这些范围的X-电极12和Y-电极13,X-电极驱动电路14和Y-电极驱动电路15将图 2中所示的情况中的电极接地,以便防止电压通过电极彼此的电容耦合而感应。可替选地, 可以代替接地,施加直流电压。
[0069] 通过将上述信号施加到X-电极12和Y-电极13并触觉提示装置10的表面通过 手指来摹写,纹理的感觉仅在对象区域17中被感到,在该对象区域17中,Xn至&4以及Y24 至Y27相互交叉。
[0070] 通过任意地选择电极以施加电压信号,纹理的感觉可以提示到任意的指定区域。 此外,通过选择所有的X-电极和所有的Y-电极,还可以将纹理的感觉提示到整个区域,该 整个区域包括在X-电极和Y-电极之间的所有交叉部分。
[0071] 本发明的发明人已经通过实验证实:纹理的感觉没有在^至^的电极上的区域 中的对象区域17以外的区域中以及在Y24至Y27的电极上的对象区域17以外的区域中提示。 换言之,本发明的发明人已经证实:在施加到电极的电压信号的频率是1000Hz或1240Hz 时,人的手指不能感到纹理的感觉。
[0072] 同时,在对象区域17中,施加= 1000Hz的电压信号的X-电极和施加f2 = 1240Hz的电压信号的Y-电极彼此相邻,使得生成在波动的领域中已知的差拍。在下文中, 将描述通过差拍提示纹理的感觉的原理。
[0073] 图3是示出在图1和图2中所示的触觉提示装置10的截面模型的示意图。如上 文所述,多个X-电极12和多个X-电极13彼此相邻地设置在平坦支撑基板11 (在图3中 未示出)上。将一个手指模块化后的电极18设置在与X-电极12和Y-电极13中的、设置 在对象区域17内的两个X-电极12和两个Y-电极13相对的位置处。人体显现出接地效 果,使得电极18可以通过具有电阻值R的电阻19被建模成接地。
[0074] 目前,以Vi=Acos(2Jrf\t)表示的电压信号Vi被施加到对象区域17内的X-电极 12。电压信号幅值是A,频率是,以及t表示时间。此外,以¥2 =八(3〇8(2 31以)表示 的电压信号V2被施加到对象区域17内的Y-电极13。电压信号V2的幅值是A,电压信号V2 的幅值等于电压信号 ' 的幅值,且频率是f2。
[0075] 还可以具有在电极18和对象区域17内的各个X-电极12之间模块化的具有电容 C的并联的平板电容器,且还可以具有在电极18和对象区域17内的各个Y-电极13之间模 块化的具有电容C的并联的平板电容器。此时,当电阻值R足够高时,在电极18中出现的 电压VP 变为VP= (Vi+D/2。
[0076] 如图3中所示,作用在单个X-电极12和手指-模块化的电极18之间的静电力被 表示成Fel。当采用已知为表示在并联的平板电容器的电极之间作用的力的公式时,Fel可 以如下获取。此处应该注意,e是介电常数,以及S是并联的平板电容器的电极面积。
[0077](表达式1)
[0078]
【主权项】
1. 一种触觉提示装置,包括: 支撑基板;多个X-电极,所述多个X-电极在所述支撑基板上沿着第一方向彼此平行地 延伸;多个Y-电极,所述多个Y-电极在所述支撑基板上沿着第二方向彼此平行地延伸并与 所述X-电极绝缘;和驱动电路,所述驱动电路将第一频率的电压信号施加到所述多个X-电 极中的对应于从外部输入的关于对象区域的信息的X-电极,且将第二频率的电压信号施 加到所述多个Y-电极中的对应于从外部输入的所述对象区域的信息的Y-电极,W通过所 述第一频率和所述第二频率之间的差值的绝对值在所述对象区域中生成电差拍振荡。
2. -种触觉提示装置,包括: 支撑基板;多个X-电极,所述多个X-电极在所述支撑基板上沿着第一方向彼此平行 地延伸;多个Y-电极,所述多个Y-电极在所述支撑基板上沿着第二方向彼此平行地延伸 并与所述X-电极绝缘;和驱动电路,所述驱动电路将第一频率的电压信号施加到所述多个 X-电极中的对应于从外部输入的关于对象区域的信息的X-电极,且将第二频率的电压信 号施加到所述多个Y-电极中的对应于从外部输入的关于所述对象区域的信息的Y-电极, 其中: 所述第一频率和所述第二频率都等于或大于500Hz 及 存在所述第一频率和所述第二频率之间的差值的绝对值大于10化且小于1000化的时 段。
3. 如权利要求2所述的触觉提示装置,其中 所述驱动电路使所述多个X-电极中的没有施加所述第一频率的电压信号的电极接 地,W及使所述多个Y-电极中的没有施加所述第二频率的电压信号的电极接地,或者将直 流电压施加到该些电极。
4. 如权利要求2所述的触觉提示装置,其中
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