觸敏設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及包括觸敏屏幕或面板的觸敏設備,尤其是與觸筆或其他書寫器械一起 使用的面板。
【背景技術】
[0002] US4,885,565、US5,638,060、US5,977,867、US2002/0075135 描述了在被觸摸時 具有用戶的觸覺反饋的觸摸操作裝置。在US4, 885, 565中提供了致動器,用于在致動器被 激活時向CRT賦予運動以提供觸覺反饋。在l]S5, 638, 060中,將電壓施加到壓電元件,這 形成了開關以使元件振動,用于向用戶的手指施加反作用力。在US5, 977, 867中,觸覺反 饋單元在觸摸屏幕被手指或指示器觸摸時生成用戶感測到的機械振動。機械振動的幅度、 振動頻率和脈沖長度是受控的,脈沖寬度對于感覺是足夠長的,但是也是足夠短的,以在下 ----次按鍵觸摸之前終止。US2002/0075135描述了使用第二換能器提供具有瞬變尖峰的形式 的脈沖以模擬按鈕點擊。
[0003] 在以上描述的每個現有技術文獻中,響應于用戶手指或指示器的離散的觸摸來提 供觸覺反饋。然而,本申請人認識到,觸覺反饋也可以用于跨越觸摸屏的連續移動。
【發明內容】
[0004] 根據本發明,提供了一種當使用手持觸筆在觸敏屏幕上書寫時模擬在紙上$寫的 書寫器具的感受的方法,包括將屏幕布置為在被觸筆接觸時振動以提供周戶反饋。
[0005] 紙包括粘合劑中的纖維墊,各條纖維具有隨機的取向,導致具有鉛筆筆尖和紙表 面之間的小接觸斑所描繪的水平面上的摩擦(滑動摩檫或靜摩檫)系數的局部變化的粗糙 表面。鉛筆在表面上的運動可以被描述為粘滑式樣的運動。當使用諸如纖維尖筆的其他書 寫器械進行書寫時,感覺到相似的效果。對于其他類型的書寫器械,可以感覺到該效果的變 化形式。例如,對于鋼筆,如果筆尖是壞的jlj將發出刮擦聲^但是如果筆尖是好的jlj具有 相當平滑的水潤滑的滑行。紙的類型也有影響并且鋼筆用戶常常挑選具有適當的筆尖感覺 的紙,并且這種紙在沒有滲開的情況下以適當的速率獲得墨水。對于圓珠筆,存在粘性的平 滑的摩擦滑動,但是紙具有某種下面的纖維紋理。
[0006] 相反地,當使用觸筆或指示器在觸敏屏幕或表面的聚合物或玻璃蓋上書寫的%喪 失了該粘滑運動。錯筆在紙上的粘滑行為是書寫感受的關鍵因素。當模擬鉛筆在紙上的書 寫特性特,使用觸筆3寫到觸敏屏幕具有改進的感受、吸引力和用戶滿意度。
[0007] 通過施加包括多個脈沖或脈沖流的信號,可以使屏幕振動。
[0008] 該方法可以包括例如通過使用傳感器來感測觸筆在屏幕表面上的移動的速度。屏 幕可以被布置為根據感測到的速度而振動。因此對于具有多個脈沖的信號,信號可以具有 與感測到的速度的平均脈沖速率相當的平均脈沖速率。
[0009] 該方法可以包括通過對振動進行周期調制來對振動進行布置以模擬在紙上移動 的書寫器具的拖拽,例如,對于具有多個脈沖的信號,通過改變脈沖之間的時間間距,也就 是通過改變脈沖速率,來模擬這種拖拽。可以使間距隨機化,ffi此模擬紙張纖維的隨機間 距。脈沖的間距的范圍可以是平均纖維間間距的兩倍的1/5至4/5。
[0010] 通過對振動迸行幅度調刺,振動可以模擬在紙上移動的書寫器具的軸向往復移 動。可以使幅度隨機化,由此模擬紙纖維的隨機高度。幅度可以S比例因子定義,其是音頻 的音量控刺在觸覺方面的等同物。用戶可以調整比例因子以給出適當的模擬水平。幅度的 范圏可以是比例因子的3/8至7/8。
[0011] 因此可以施加兩個連接的隨機序列以生成振動,第一序列用于考慮纖維間間距, 而第二序列用于考慮纖維的高度。這些隨機序列可以一起模擬用于觸摸屏幕的合成紙結 構。 L0012] 在紙上書與的鉛筆也甶以具有其H身的諧振,其對書與感受的感覺有貢獻。因此, 觸筆可以被配置為,晌應于屏幕的振動而被激勵到束諧振,由此振動模擬在紙上移動的書 寫器具的諧振。
[0013] 屏幕可以被激勵為產生聲音效果,其模擬在紙上3寫的書寫器具的聲音效果。
[0014] 振動可以包括任何類型的振動,包括彎曲波振動,更具體地,包括諧振彎曲波振 動。
[0015] 根據本發明的另一方面,提供了一稗包括M敏屏幕的裝置,該觸敏屏幕具有適于 接收和記錄用戶經由手持觸筆的手寫內容的面,其中該屏幕包括激勵屏幕振動的激振器, 以便于當觸筆在屏幕的該面」::移動時,將振動傳送到觸筆以模擬在紙」::書寫的,寫器具的 感受。
[0018] 激振器可以包括用于將彎曲波振動施加到屏幕面的部停。激振器可以是電機械的 并且可以包括用于將電信號施加到激振器以使激振器振動屏幕的信號生成部件。
[00〗7] 信號生成部件可以包括生成包括多個脈沖的信號的部件,例如生成具有平均脈沖 速率的脈沖流的鎊I相環検塊。該裝置可以包括用卞感測觸筆在屏#面上移動的速度的部 件。用于對振動迸行調刺的部件可以被配置為根據感測到的速度對振動迸行調刺,例如,生 成脈沖信號的部件可以被配置為調整平均脈沖速率以與感測到的速度匹配。
[0018] 該裝置可以包括用于對電信號進行周期調制的部件和/或周于對電信號進行幅 度調刺的部件。周期和/或幅度調制可以是隨機的并且可以由抖動模塊施加。
[0019] 信號生成部仲可以生成使屏幕發出聲分量的信號,該聲分量模擬在紙上書寫的書 寫器具的聲分量,聲信號可以由速度感測部件調制。 L0020] 1目號生成_邰件口」以迸一步包拈用于減少商頻內容的濾波器。這樣,可以提供具令 盡可能少的噪音的逼真感覺。
[0021] 激振器可以是動圈式換能器或者壓電彎曲換能器,例如,包括例如W001/54450中 描述的諧振元件的激振器,該申請的內容通過引用并入本文。激振器可以是慣性激振器。
[0022]觸摸屏晷可以是面板形式的部件,其是彎曲波設備,例如諧振彎曲波設備。觸摸屏 幕還可以是揚聲器,其中第二激振器激勵產生聲輸出的振動。例如,觸摸屏可以是如國際專 利申請W097/09842中描述的諧振彎曲波模揚聲器,該申請的內容通過引用并入本文。
[0023] 如轉讓給本申請人的國際專利申請WO01/48684、WO03/005292和/或WO 04/053781中描述的,可以檢測和/或跟蹤屏幕上的觸筆的接觸。這些國際專利申請的內容 通過引用并入本文。可替選地,可以使用其他的己知方法接牧和記錄或者感測這些接觸。 [0024] 本發明進一步提供了用于實現上述方法的處理器控制代碼,該代碼位于具體地, 諸如磁盤、CD-ROM或DVD-R0M、諸如只讀存儲器(固件)的編程存儲器的數據載體上,或者 位于諸如光信號載體或電信號載體的數據載體上。用于實現本發明的實施例的代碼(和/ 或數據)可以包括具有諸如C或者匯編代碼的常規的編程語言(解釋或編譯)的形式的源 代碼、目標代碼或者可執行代碼,用于設置或者控制ASIC(專用集成電路)或FPGA(現場可 編程門陣列)的代碼,或者用于諸如verilog(注趼商標)或者V!:]DL(超高速集成電路硬件 描述語言)的硬件描述語言的代碼。如本領域的技術人員將意識到的,這些代碼和/或數 據可以分布在彼此通信的多個耦合的部#之間。
【附圖說明】
[0025] 在陶圖中借助于示例以圖的方式說明了本發明,在對圖中:
[0026] 圖la是觸敏屏幕的平面視圖;
[0027] 圖:lb是用于與圖la的觸敏屏幕一起使用的系統的框圖;
[0028] 圖2是示出圖lb的系統中的各種部件的相互作周的流程圖;
[0029] 圖3a示出了可以由圖lb的系統生成的四個信號的脈沖響應;
[0030] 圖3b示出了圖3a的信號的平滑的頻譜;
[0031] 圖4示出了紙上的鉛筆的2-D模型;
[0032] 圖5a示出了FB模擬期間的圖4中的握持鉛筆的手處的反作用力的跟蹤歷史;
[0033] 圖5b示出了FE模擬期間的圖4中的鉛筆筆尖的跟蹤歷史;
[0034] 圖6a繪制了關于隨機化表面結構的在時間(tc)和幅度(h)上的表面纖維分布的 圖線;
[0035] 圖6b是關于圖6a的結構的采樣譜的平滑形式;
[0036] 圖6c示出了在44. 1kHz處測量的圖6a的結構的平滑加速度和力譜;
[0037] 圖7a繪刺了經修改的觸感點擊信號相對于時間的圖線;
[0038] 圖7b繪制了圖7a的經修改的觸感信號的譜和目標譜的圖線;
[0039] 圖8a繪刺了可替選的經修改的觸感點擊信號相對于時間的圖線;
[0040] 圖8b繪刺了圖8a的經修改的觸感信號