CN102884555B

CN102884555B - 振动机构

Info

Publication number: CN102884555B
Application number: CN201180022432.7A
Authority: CN
Inventors: J·A·索尔米南
Original assignee: Nokia Oyj
Current assignee: Nokia Technologies Oy
Priority date: 2010-05-04
Filing date: 2011-04-15
Publication date: 2015-08-05
Anticipated expiration: 2031-04-15
Also published as: DE112011101553T5; WO2011138502A1; CN102884555A; US20110276878A1; US8878655B2; DE112011101553B4

Abstract

一种装置，包括：用户接口模块；振动机构，配置用于移动所述用户接口模块以通过所述用户接口模块提供触觉效果；以及平衡元件，配置用于针对所述用户接口模块的移动提供平衡效果。

Description

振动机构

技术领域

本发明概括地涉及在电子装置中的振动机构，并且更具体地，并唯一地提供局部振动效果。

背景技术

可以在诸如移动电话的电子装置中使用振动以向装置的用户提供触觉反馈。某些制动器(actuator)可以用于使得整个设备(例如，振动电机、线性振动)抖动，并且某些其他类型(例如，压电式)可以用于对设备的某些部分进行推或者拉操作。

发明内容

根据本发明第一示例方面提供了一种装置，包括：

用户接口模块，

振动机构，配置用于移动所述用户接口模块以通过所述用户接口模块提供触觉效果；以及

平衡(counterbalancing)元件，配置用于针对所述用户接口模块的移动提供平衡效果。

根据本发明第二示例方面提供了一种方法，包括：

通过振动装置的用户接口模块，通过所述用户接口模块提供触觉效果；以及

通过使得平衡元件移动来针对所述用户接口模块的振动移动提供平衡效果。

根据本发明的第三示例方面，提供了一种包括计算机可执行程序代码的计算机程序，当由装置的至少一个处理器执行时，使得所述装置执行：

通过振动该装置的用户接口模块，通过所述用户接口模块提供触觉效果；以及

通过移动平衡元件来针对所述用户接口模块的移动提供平衡效果。

根据本发明的另一示例方面，提供了一种承载第三示例方面的计算机程序的存储器介质。

根据本发明的又一示例方面，提供了一种装置包括：

用户接口装置，

振动装置，配置用于移动所述用户接口装置，以通过所述用户接口装置提供触觉效果；以及

平衡装置，配置用于针对所述用户接口装置的移动提供平衡效果。

已经参考上文示出了本发明不同的非约束性示例的方面。

附图说明

将参见附图并且仅以示例方式描述本发明，在附图中：

图1A和图1B示出了本发明的特定实施方式的装置的示例；

图2示出了本发明特定其他实施方式的装置的示例；

图3A和图3B示出了根据本发明一个实施方式的第一机械实现示例；

图4示出了根据本发明一个实施方式的第二机械实现示例；

图5示出了根据本发明一个实施方式的第三机械实现示例；

图6示出了根据本发明一个实施方式的第四机械实现示例；

图7示出了根据本发明一个实施方式的第五机械实现示例；

图8示出了根据本发明一个实施方式的模型；

图9示出了根据本发明一个实施方式的第六机械实现示例；

图10示出了本发明一个实施方式的方法的流程图；

图11是示出了根据本发明另一实施方式的方法的流程图；以及

图12示出了根据本发明一个实施方式的装置的框图。

具体实施方式

在说明书中对于“一个实施方式”或者“一种实施方式”或者“一个示例实施方式”的引用，其意味着与实施方式相结合描述的具体特征、结构或者特性被包括在本发明的至少一个实施方式中。在说明书中各处出现的短语“在一个实施方式中”不必全部指代相同的实施方式，也不必是与其他实施方式相互排斥的单独或者备选实施方式。

在本发明的一个实施方式中，通过装置的显示模块来向装置的用户给出触觉反馈。在一个示例中，显示模块是触摸屏，而当用户触摸该触摸屏时通过移动触摸屏来向用户给出触觉反馈。假定该装置是手持装置，并且用户正在一只手中持握该装置，并且用另一只手来触摸该触摸屏，优选的是，用户在用于触摸的那只手上感觉到反馈，并且在持握装置的那只手上感觉至少没有那么明显。

当尝试移动元件时，需要相对于其来推动元件的基座或者支持。在手持装置的情况下，基座可以是装置的机架(chassis)或者连接至机架的组件。如果不希望机架被移动，则机架和被移动元件的质量比应当相对较大，即，机架应当比被移动元件更重。即，在“推动何处”和“谁将移动”之间的质量比应当足够大。如果希望移动移动设备(或者其他手持装置)的显示模块，则在移动设备的显示模块和机架之间的质量比可能太小，例如，如果显示模块相对于装置的尺寸而言较大。由于较小的质量比，机架还有可能在当显示模块被移动时也产生移动。这导致移动设备的用户可能在持握的那只手上感觉到太多的触觉反馈，而不仅仅是在触摸的那只手上感觉到触觉反馈。可以将机架制造得较重，然而这将增加装置的重量(并不总是期望如此)。由此，需要考虑其他选项。

在本发明的示例实施方式中，当装置的显示模块被移动以提供触觉效果或者触觉反馈时，质量块的平衡移动被使得朝向相反方向以防止装置的机架移动。这样，提供了一对向相反方向移动的质量块(mass)元件。这些质量块向相反方向移动消除了彼此的影响，并且由此装置的机架不再移动的那么多。例如，显示模块和电池可以形成此类质量块的配对。

在本发明的一个实施方式中，质量块元件的配对可操作地彼此连接，从而当元件之一向一个方向移动时，另一个元件自动向相反方向移动。例如，制动器可以将质量块元件的配对彼此连接。在本发明的一个示例实施方式中，质量块元件的配对连接至装置的机架，从而他们可以朝向期望方向移动，以提供触觉效果/反馈以及平衡移动。在本发明的一个示例实施方式中，如果质量块元件配对的质量块不相等，元件之一的维度可以被改变以使得元件的重量相等，或者可以使用附加重量组件来对重量进行平衡。备选地，在元件重量上的差异可以通过将较轻元件移动比较重元件更远的距离来进行补偿。

本发明的一个示例实施方式的装置包括：用户接口模块；振动机构配置以移动所述用户接口模块从而通过用户接口模块向装置的用户提供触觉效果；以及平衡元件，配置以针对用户接口模块的移动来提供平衡效果。触觉效果可以是对于用户执行的某些事务的反馈，或者是某些其他效果。用户动作不必先于所提供的触觉效果。即，可以在无需用户动作的情况下提供效果。

在本发明的一个示例实施方式中，振动机构和平衡元件被集成至用户接口模块之中。

在本发明的一个示例实施方式中，用户接口模块是显示器。

在本发明的一个示例实施方式中，平衡元件是电池。电池非常适用于充当平衡元件，这是因为电池是相对较大并且较重的组件，并且无论如何在众多手持装置中需要电池。在另一实施方式中，平衡元件是第二显示器。如果存在两个(或者更多)显示器，显示器可以用于平衡彼此的移动。在又一实施方式中，平衡元件是配重。

在本发明的一个示例实施方式中，平衡元件配置以相对于用户接口模块的移动向相反方向移动。

在本发明的一个示例实施方式中，振动机构包括一个或者多个压电制动器和/或一个或者多个弹簧结构。

在本发明的一个示例实施方式中，平衡元件和用户接口模块机械地彼此连接。

在本发明的一个示例实施方式中，用户接口模块向第一方向的移动配置以使得平衡元件朝向第二方向移动，其中第一方向和第二方向是相反方向。备选地，平衡元件向第一方向的移动可以使得用户接口模块向第二方向移动。

在本发明的一个实施方式中，振动机构配置以移动平衡元件从而提供平衡效果。

在本发明的一个示例实施方式中，振动机构配置以向第一方向推动用户接口模块，并向第二方向推动平衡元件，其中第一方向和第二方向是相反方向。

在本发明的一个示例实施方式中，用户接口模块和平衡元件具有相同重量并且移动相同的量。在本发明的另一个示例实施方式中，用户接口模块和平衡元件的重量不同，用户接口模块和平衡元件中较轻的组件配置以比另一组件移动较大，以便补偿重量上的差异。以此方式，两个运动的动量可以是相等的。

图1A和图1B示出了本发明特定实施方式的装置的示例。图1A的装置包括支持结构101(例如，装置机架)、显示器103、电池102和制动器104和105。制动器104和105配置以将显示器103、电池102水平地向相反方向移动。以箭头示出移动。

在本发明的一个示例实施方式中，显示器103和电池102沿着X方向(在装置具有方格形状的情况下，沿着装置的较长边)移动。备选地，移动可以沿着Y方向(在装置具有方格形状的情况下，沿着装置的较短边)移动。

图1B的装置包括支持结构111(例如，装置机架)、显示器、113、电池112、制动器114和115。制动器114、115配置以将显示器113、电池112纵向地向相反方向移动。以箭头示出移动。

图2示出了本发明特定其他实施方式的装置的示例。该装置包括两个壳体部分201和202。两个壳体部分201、202包括显示器203、204。显示器203、204配置以向相反方向移动，以便平衡彼此的移动。以箭头示出移动。

应当注意，不必强制具有两个壳体部分。备选地，两个显示器可以定位在一个壳体部分上。另外，可以存在两个以上的显示器。

图3A和图3B示出了根据本发明一个实施方式的第一机械实现示例。图3A和图3B示出了装置301，其包括电池302和显示模块303。另外，装置包括连接杆310、制动器311(例如，压电)、支持结构/装置机架304、以及滑动垫或者垫片306-309。连接杆311和制动器310可操作地从显示器303和电池302的一端将显示器303和电池302彼此连接。滑动垫306-309位于支持结构/装置机架304和显示器303之间、以及在支持结构/装置机架304和电池之间，从而显示器303和电池302可以沿着滑动垫306-309并相对于支持结构/装置机架304滑动或者移动。制动器311可以连接至电池302和/或连接杆301，例如通过使用粘接带(未示出)。连接杆310可以是任意适合形式的支持结构。

图3A示出了位于止动位置的制动器311，即，显示器303和电池没有移动。另外，图3A示出了触摸显示器303的用户的手指305。

图3B示出了当制动器311推动(或者弯曲，弯曲部分以虚线示出)时的显示器303和电池302的移动。制动器的移动通过连接杆310传动至显示器。电池302向左滑动/移动并且显示器向右滑动/移动。以箭头示出移动。

图4示出了根据本发明一个实施方式的第二机械实现示例。图4示出了装置401，包括电池401、显示模块403。另外，该装置包括连接杆405、制动器406、支持结构/装置机架404、弹簧结构408-410、垫片411-412。垫片411-412保护装置免受诸如灰尘和潮气的外界物质的影响。弹簧结构408-410位于支持结构/装置机架404以及显示器402之间、以及在支持结构/装置机架404和电池402之间，以便显示器403和电池可以在弹簧结构408-410的引导下相对于支持结构/装置机架404移动。以此方式，显示器403和电池402通过弹簧结构408-410可操作地耦合至支持结构/装置机架404。因而，显示器403和电池402形成具有弹簧结构408/410的弹簧/质量块-振动器。制动器406可操作地在两个弹簧/质量块-振动器之间耦合。连接杆405和制动器406可操作地从一端彼此连接显示器403和电池402。

制动器406的中心点可操作地通过连接杆405和弹簧结构410连接至显示器403。制动器406的末端可操作地通过弹簧结构408连接至电池402。

制动器406可以连接至弹簧结构408和/或连接杆405，例如通过使用粘接带(未示出)进行。连接杆405可以是任意适合形式的支持结构。

图4的弹簧结构可以由金属(例如，钢)制成。

图5示出了根据本发明一个实施方式的第三机械实现示例。图5示出了装置501，其包括显示模块503、配重504和505(位于显示器两侧)。另外，该装置包括制动器506。制动器506可操作地从显示器503和配重504、505的一端彼此连接显示器503和配置504、505。

当制动器506被激活时，显示器503向一个方向移动而配重504、505向相反方向移动。该移动以箭头示出。

应当注意，图5的实施方式中，可以以类似于结合图4公开的方式使用弹簧结构。即，显示模块503和配重504、505可以使用弹簧结构耦合至装置机架。

图6示出了根据本发明一个实施方式的第四机械实现示例。图6示出装置601，其包括显示模块603和薄配重605(位于显示模块503之下)。另外，该装置包括制动器606、滑动带607-612。制动器606可操作地从显示器603和配重605的一端彼此连接显示器603和配重605。配重605可以沿着滑动带607-612滑动或者移动。

当制动器606被激活时，显示器603向一个方向移动，并且配重605向着相反方向移动。另外在此实施方式中，可以使用弹簧结构。

图7示出了根据本发明一个实施方式的第五机械实现示例。图7示出了装置701，其包括第一显示模块703和第二显示模块704。另外，该装置包括制动器710-713。制动器710-713配置以在当制动器710-713被激活时移动第一显示器703和第二显示器704。

以箭头示出了显示器的移动。另外，框图715和716分别示出了显示器703和704的移动的示例。从框图中可见，显示器703、704向着相反方向移动。

应当注意，在图7的实施方式中，可以以类似于结合图4公开的方式使用弹簧结构。即，显示模块703和704可以通过使用弹簧结构耦合至装置机架。

图8示出了根据本发明一个实施方式的模型。该模型包括具有重量m3的装置机架801、分别具有重量m2和m1的可移动安装元件803和804。可移动安装元件803和804分别通过弹簧结构805和806从一端耦合至机架801。从其他端，可移动安装元件803和804可操作地耦合至彼此并且耦合至机架801。可移动安装元件配置以向相反方向移动，因而消除彼此的移动，并且机架801可以保持相对稳定。

图9示出了根据本发明一个实施方式的第六机械实现示例。图9示出了包括两个壳体部分901和902的装置。两个壳体部分901、902包括显示器903、904以及制动器905、906。制动器905、906配置以向相反方向移动显示器903、904。以箭头示出移动。另外，在此实施方式中可以使用弹簧结构。

图10示出了本发明一个实施方式的方法的流程图。此方法在电子装置中提供触觉反馈。在阶段1001，用户接口模块被振动，而在阶段1002，平衡元件被移动以便向用户接口模块的振动提供平衡效果。

图11是示出了根据本发明另一实施方式的方法的流程图。该方法在电子装置中提供触觉反馈。在阶段1101中，向第一方向移动显示器，而在阶段1102中向第二方向移动平衡元件。以此方式，显示器和平衡元件平衡彼此的移动。

图12示出了根据本发明一个示例实施方式的装置1200的框图。该装置例如可以是移动电话、智能电话、平板计算机、或者某些其他便携式电子设备。

装置1200是物理上有形的对象并且包括振动机构1202、显示器1203和平衡元件1204。装置1200进一步包括至少一个存储器1206，配置以存储计算机程序代码(或者软件)1207、以及至少一个处理器1201用于通过使用计算机程序代码1207来控制装置1200的操作的至少某些部分。

至少一个处理器1201可以是主控制单元(MCU)。备选地，至少一个处理器1201可以是微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列、微控制器或者此类元件的组合。图12示出了一个处理器1201，然而装置40可以包括多个处理器1201。至少一个存储器1206例如可以是随机访问存储器、闪存、硬盘、硬盘阵列、光学存储、存储器条、存储器卡和/或磁性存储器。

振动机构1202可以包括一个或者多个压电制动器和/或一个或者多个弹簧结构。显示器1203可以是触摸屏。在本发明的一个实施方式中，显示器1203可以由某些其他用户接口元件替换。平衡元件1204可以是另一显示器或者电池、通用配重或者某些其他适合的可移动元件。

处理器1201配置以控制振动机构1202来提供振动效果，而振动机构1202配置以通过移动显示器1203和平衡元件1204来提供振动效果。在本发明的一个实施方式中，振动机构配置以移动显示器1203和平衡元件1204，以便使得显示器和平衡元件1204的移动彼此平衡，从而维护装置的机架基本稳定。

本领域技术人员应该认识到，除了图12中示出的元件，装置1200可以包括其他元件，诸如用户接口、其他显示器、以及通信单元、以及其他附加电路，诸如输入/输出(I/O)电路、存储器芯片等。包括在装置中的通信单元例如可以是无线接口模块，诸如WLAN、蓝牙、GSM/GPRS、CDMA、WCDMA或者LTE无线模块。此类通信单元可以被集成到装置1200中、或者集成到可以插入装置1200的适当插槽或者端口适配器、卡等。通信单元可以支持一种无线接口技术或者多种技术，并且可以是一个或者多个此类通信单元。

在本发明的一个示例实施方式中，图12的显示器1203、振动机构1202和平衡元件1204被集成至用户接口模块(未示出)中。

通过使用根据本发明的各种实施方式的平衡效果，可以减少装置机架的不期望移动。结果是改进本地触觉效果/反馈，并且因而改进用户体验。通过使用平衡效果，这可以在基本上不增加装置大小或者重量的情况下实现。

在本发明的一个实施方式中，即，除了使两个振动元件(即，用户接口模块和平衡元件)向相反方向移动以外，还可以配置两个振动元件以向相同方向移动。例如，可以存在两种不同的操作模式。当用户接口模块和平衡元件向相同方向移动时，它们的运动彼此加强，这可以使得整个装置振动。在本发明的一个示例实施方式中，两个振动元件具有自身的振动机构(例如，压电)，并且向相同方向或者相反方向振动，这是通过调整振动机构的驱动信号的极性来提供的。

已经呈现了本发明的各种实施方式。应当注意，在此文档中，词语“包含”、“包括”和“包容”各自用作开放式表示而并非旨在排他式。

上述说明书借助于本发明的实施方式和特定实现的非限制性示例提供，以表达由发明人当前想到的、用于实现本发明的最佳模式的完整并且有教育性的说明。然而，本领域技术人员应该明白，本发明不限于上述实施方式的细节，而是可以在不脱离本发明的特征的情况下，通过使用等效方式或者实施方式的不同组合来实现。还应当注意，上述实施方式仅用于解释可以在本发明的实现中使用的所选择的方面或者步骤。某些特征可以仅在参考本发明的特定示例实施方式中呈现。应当注意，相应的特征还可以应用于其他实施方式。

另外，可以在不具有其他特征的情况下有益地使用本发明的上述实施方式的某些特征。这样，上述说明书可以被认为是本发明原理的示意，而并不是限制。因而，本发明的范围仅以所附专利权利要求书来限制。

Claims

1.一种用于振动的装置，包括：

用户接口模块，

装置机架，

振动机构，配置用于移动所述用户接口模块以通过所述用户接口模块来提供局部触觉效果；以及

平衡元件，配置用于针对所述用户接口模块的移动而提供平衡效果，所述平衡效果配置以当所述用户接口模块被移动以提供所述局部触觉效果时减少所述装置机架的移动。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述用户接口模块是显示器。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述平衡元件是电池。

4.根据权利要求2所述的装置，其中所述平衡元件是第二显示器。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中所述平衡元件配置用于向相对于所述用户接口模块移动的相反方向移动。

6.根据权利要求1-4中的任一项所述的装置，其中所述振动机构包括压电致动器。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中所述振动机构包括弹簧结构。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中所述平衡元件和所述用户接口模块彼此机械地连接。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中所述用户接口模块的向第一方向的移动被配置以使得所述平衡元件向第二方向移动，其中所述第一方向和所述第二方向是相反方向。

10.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中所述振动机构配置以移动所述平衡元件来提供所述平衡效果。

11.根据权利要求1-4中任一项所述的装置，其中所述振动机构配置以向第一方向推动所述用户接口模块，以及向第二方向推动所述平衡元件，其中所述第一方向和所述第二方向是相反方向。

12.一种用于振动的方法，包括：

通过振动一装置的用户接口模块，通过所述用户接口模块提供局部触觉效果；以及

通过使得平衡元件移动来针对所述用户接口模块的振动移动提供平衡效果，当所述用户接口模块被移动以提供所述局部触觉效果时所述平衡元件的移动减少装置机架的移动。

13.根据权利要求12所述的方法，进一步包括：

向第一方向推动所述用户接口模块，以及向第二方向推动所述平衡元件，其中所述第一方向和所述第二方向是相反方向。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述用户接口模块向第一方向的移动使得所述平衡元件向第二方向移动，其中所述第一方向和所述第二方向是相反方向。