[发明专利]触敏设备

说明书

技术领域

本发明涉及包括触敏(touch sensitive)屏幕或面板的触敏设备。

背景技术

US 4,885,565、US 5,638,060、US 5,977,867、US2002/0075135描述了当被触摸时具有对用户的触觉反馈的触摸操作装置。在US 4,885,565中，提供了一种致动器，用以当该致动器被激励来提供触觉反馈时将动作通知给CRT(阴极射线管)。在US 5,638,060中，将电压施加给压电元件，该压电元件形成一个开关以便振动元件从而将反作用力施加到用户的手指。在US 5,977,867中，当触摸屏幕被手指或指示器触摸时，触觉反馈单元产生用户感测到的机械振动。控制机械振动的幅度、振动频率和脉冲长度，并且脉冲宽度长到足够感觉得到但是短到足够在下一次按键触摸之前结束。US2002/0075135描述了使用辅助换能器以瞬时尖峰的形式提供脉冲以模拟按钮点击。

在上述的每个现有技术文献中，响应于用户手指或指示器的不连续触摸来提供触觉反馈。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种被配置成在使用模式或校正模式下工作的触敏设备，所述设备包括：

触敏屏幕；

安装到所述屏幕的多个换能器，其中所述多个换能器被配置成当所述设备在使用模式下工作时生成激励所述屏幕的输出信号，并且其中所述多个换能器被配置成当所述设备在校准模式下工作时检测所述屏幕中由来自振动发生器的输入信号生成的振动，所述振动发生器在测试位置处接触所述屏幕，和

耦接到所述多个换能器的处理器，从而所述处理器被配置成处理检测到的振动以便在感测模式下对所述多个换能器中的每一个生成输出信号，从而在使用模式下，所述多个换能器激励所述屏幕对在测试位置处接触屏幕的用户产生期望触感。

所述振动发生器可以是振动铁笔的形式。

根据本发明的另一方面，提供了一种校准触敏设备的方法，所述触敏设备包括触敏屏幕、安装到所述屏幕的多个换能器、和处理器，所述方法包括：

在所述屏幕上的测试位置处将信号输入到所述屏幕，从而所述屏幕被激励振动；

使用所述多个换能器检测所述屏幕中的振动；和

处理检测到的振动以便对所述多个换能器中的每一个生成输出信号，从而当所述换能器被所述输出信号驱动时，所述屏幕被激励在测试位置处生成期望触感。

所述屏幕中的振动可以是通过振动铁笔生成的。

以这种方式，触敏设备可以是自校准的，即，能够教导自己。这缓解了计算将要馈入到每个换能器的信号(具体为传递函数)以便生成期望触感的需要。计算传递函数在系统和数学上是精确的。然而，计算过程可能繁琐，尤其对于在屏幕上不止一个位置处(即，多区域触觉)同时提供触感的复杂系统而言。

所述多个换能器可以是互易换能器。这样，所述设备可以利用互易性(reciprocity)。互易性的一般原理可表达为“如果通过源点处的作用势(potential acting)在观察点处造成流响应，则如果这两点的角色对调，流与势之间的关系不变”。将该原理应用于电磁学(Lorentz(劳伦兹)互易性)、静电学(Green(格林)互易性)、天线设计和声学(Rayleigh-Carson互易定理)。在本申请中，互易性是指从换能器的电压到测试点的速率的传递函数与从测试点的力到换能器的电流的传递函数是相同的。测量测试点处的速率较难，但是测量来自换能器的电流简单。

一些换能器可以是不互易的或者可以是部分或全部互易的。如果多个换能器不是全部互易的，则在正向和逆传递函数之间仍有已知的关系。因此，检测到的振动仍旧可用来确定输出信号。然而，所述处理不太简单。

检测到的振动可被处理来确定(即，通过测量)输入信号的传递函数，即测量在测试位置处施加的力向每个换能器的传递的函数。所述处理可以进一步包括推断该传递函数的逆，即，从每个换能器在测试位置处产生纯脉冲所需的传递函数。

所述推断步骤可以是通过直接计算，因此传递函数H(f)的测量之后跟随求逆以便获得H^-1(f)。可替换地，所述推断步骤可以是间接的，例如，使用反馈自适应滤波技术以便隐性地求逆H(f)。可替换地，所述推断步骤可以是启发式的，例如，使用参数均衡处理，以及调节参数来估计逆传递函数。

可替换地，所述推断步骤可以通过反转测量的时间响应被近似，在频域中这等效于复共轭，因此产生匹配的滤波器响应在这种情况下，应用滤波器的结果不是纯脉冲，而是自相关函数。