[发明专利]基于驻极体的静电触觉致动器

说明书

本公开涉及基于驻极体的静电触觉致动器。该致动器具有驻极体层、导电层、电绝缘层、多个隔离件和信号生成电路。驻极体层具有沿着驻极体层的厚度维度的内置电压。电绝缘层布置在驻极体层和导电层之间。多个隔离件布置在驻极体层和导电层之间。信号生成电路电连接到导电层并且不电连接到驻极体层。信号生成电路被配置为向导电层施加振荡驱动信号以生成振动触感触觉效果。

技术领域

本发明涉及基于驻极体(electret)的静电触觉致动器，并且具有在用户接口、游戏、汽车、可穿戴设备和消费电子产品中的应用。

背景技术

电子设备制造商努力为用户生产丰富的接口。许多设备使用视觉和听觉提示向用户提供反馈。在一些接口设备中，还向用户提供动觉效果(诸如主动的和抵抗性的力反馈)和/或触感效果(诸如振动、纹理和热)。动觉效果和触感效果可以更一般地称为“触觉反馈”或“触觉效果”。触觉反馈可以提供增强和简化用户接口的提示。例如，振动效果或振动触感(vibrotactile)触觉效果在向电子设备的用户提供提示以便提醒用户特定事件中可以是有用的，或者提供在模拟或虚拟环境中创建更强烈的感官沉浸的逼真反馈。

为了生成触觉效果，许多设备使用致动器。用于生成触觉效果的示例致动器(也称为触觉致动器)包括电磁致动器，诸如偏心旋转质量(“ERM”)致动器和线性共振致动器(“LRA”)。其它致动器包括使用“智能材料”(诸如压电材料、电活性聚合物或形状记忆合金)的致动器。

发明内容

以下具体实施方式本质上仅仅是示例性的，并不旨在限制本发明或者本发明的应用和用途。此外，不旨在受到在前述的技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中给出的任何表达或暗示的理论的束缚。

本文的实施例涉及包括驻极体层、导电层、电绝缘层、多个隔离件和信号生成电路的触觉致动器。驻极体层具有沿着驻极体层的厚度维度的内置电压。电绝缘层布置在驻极体层和导电层之间。多个隔离件布置在驻极体层和导电层之间。信号生成电路电连接到导电层并且不电连接到驻极体层。信号生成电路被配置为向导电层施加振荡驱动信号以生成振动触感触觉效果。

在实施例中，信号生成电路被配置为以小于驻极体层的内置电压的幅度生成振荡驱动信号。

在实施例中，信号生成电路被配置为以其生成振荡驱动信号的幅度小于驻极体层的内置电压的1/10。

在实施例中，信号生成电路被配置为以其生成振荡驱动信号的幅度小于驻极体层的内置电压的1/100。

在实施例中，驻极体层的内置电压在1kV和10kV之间的范围内，并且信号生成电路被配置为以其生成振荡驱动信号的幅度在1V和10V之间的范围内。

在实施例中，导电层或驻极体层具有共振振动频率，并且其中信号生成电路被配置为以等于导电层或驻极体层的共振振动频率的频率施加振荡驱动信号，该频率在100Hz至500Hz的范围内。

在实施例中，电绝缘层具有在100微米和1毫米之间的范围内的厚度。

在实施例中，多个隔离件中的每个隔离件具有在0.1毫米至0.5毫米范围内的厚度。

在实施例中，驻极体层和导电层具有相同的维度，并且各自形成具有四条边的矩形，其中驻极体层和导电层的各个矩形的每条边在2毫米和20毫米之间的范围内。

在实施例中，导电层是第一致动层，触觉致动器还包括直接或间接布置在导电层上的第二致动层。

在实施例中，第二致动层是电连接到第二信号生成电路的电活性聚合物层。

在实施例中，多个隔离件中的每个隔离件都具有微点(microdot)的形式。