專利名稱：具有多個用戶感覺傳感器的手持電子設(shè)備與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般地，本公開涉及具有傳感器的電子設(shè)備，更具體地，涉及具有多個能夠提供用戶感覺的傳感器的電子設(shè)備，例如，具有音頻揚(yáng)聲器與觸覺指示器的移動無線通信手持設(shè)備，以及其方法。
背景技術(shù)：
一般知道通過旋轉(zhuǎn)偏心安裝的質(zhì)量塊，在手機(jī)中提供振動警報(bào)感覺。然而，這些轉(zhuǎn)動設(shè)備具有慢的響應(yīng)與出動時間，這嚴(yán)重地限制了其適用范圍。旋轉(zhuǎn)振動設(shè)備主要用于使用戶警覺到呼入的呼叫或消息，此應(yīng)用不要求快速的響應(yīng)時間。
題為“Integrated Vibrating And Sound Producing Device”的美國專利No.5,528,697公開了一種集成設(shè)備，其能夠產(chǎn)生可聽到的蜂鳴聲和/或低頻振動，以用于無線激活的尋呼設(shè)備和聽力損傷者的信號接收器中。
不可避免地，集成多功能傳感器損害了振動與音頻功能兩者的性能。動態(tài)揚(yáng)聲器，比如說，優(yōu)選地安裝在具有閉端部分與開端的腔體中，以提升優(yōu)化音頻傳播。然而，將集成設(shè)備安裝在腔體中，易于損害振動器性能。
現(xiàn)有的適宜于用于手機(jī)應(yīng)用的集成多功能傳感器也具有大的尺寸，這是因?yàn)橐笞钚鞲衅骱穸扰c最小直徑，以提供用戶可察覺的振動信號幅度與聲壓。在至少一些應(yīng)用中，特別是在用戶近來喜好的越來越小的蜂窩式手持設(shè)備中，大的集成傳感器套件引起嚴(yán)重的集成與裝配問題。另外，集成傳感器與無線天線之間的潛在的射頻干擾限制了手持設(shè)備外殼中可安裝集成傳感器的位置。
通過仔細(xì)考慮下面的詳細(xì)實(shí)施例以及下面描述的所附繪圖，本發(fā)明的各種方面、特性與優(yōu)點(diǎn)對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言將變得更加顯而易見。


圖1是示例性電子設(shè)備。
圖2是線性振動設(shè)備的示例性響應(yīng)特性。
圖3闡釋線性設(shè)備的振動水平在其操作范圍上的線性。
圖4是動態(tài)揚(yáng)聲器的示例性響應(yīng)特性。
圖5是具有動態(tài)揚(yáng)聲器的示例性電子設(shè)備外殼。
圖6闡釋電子設(shè)備外殼中的示例性線性振動設(shè)備安裝配置。
圖7是示例性的示意性電路圖。
圖8是另一示例性的示意性電路圖。
具體實(shí)施例方式
圖1闡釋示例性手持電子設(shè)備100，比如說，手機(jī)、或個人數(shù)字助理、或數(shù)字組織器、或筆記本電腦、或手持信息設(shè)備、或某其它設(shè)備。示例性電子設(shè)備100一般地包括處理器110，其連接到存儲器120，比如說，ROM、RAM、EPROM等等。示例性設(shè)備還包括顯示器130，盡管其它設(shè)備實(shí)施例可能不包括顯示器。
在圖1中，設(shè)備還包括用戶輸入140，比如說，小鍵盤，以及可能的指針或其它輸入設(shè)備。設(shè)備100的某些實(shí)施例包括無線發(fā)射器或接收器或收發(fā)器150。具有發(fā)射器、錄制能力等等的設(shè)備也可包括麥克風(fēng)輸入。示例性電子設(shè)備100也包括輸出160，比如說，音頻輸出設(shè)備162、觸覺發(fā)生輸出設(shè)備164(這兩者在下面更充分地進(jìn)行討論)以及其它輸出設(shè)備，比如說，音頻與數(shù)據(jù)信號輸出插座，這是已知的，但未畫出。
在一實(shí)施例中，設(shè)備包括第一與第二離散傳感器。傳感器可以是同一一般類型或不同類型。第一與第二傳感器一般具有相對應(yīng)的頻率特性，其可以是相似的或不同的。在一些實(shí)施例中，比如說，在以兩個或更多個相似的揚(yáng)聲器或由其它在外殼上隔開的多聲音發(fā)生設(shè)備提供立體聲的應(yīng)用中，第一與第二傳感器的頻率特性是相同的。其它設(shè)備具有兩個或更多個相似的傳感器，其具有相同的頻率響應(yīng)特性。在一些應(yīng)用中，比如說，在電子設(shè)備的外殼中朝向不同的相似的傳感器可建立不同的共振或振動模式。更一般地，第一與第二離散傳感器的頻率響應(yīng)是不同的。在一實(shí)施例中，比如說，一個傳感器是音頻傳感器，而另一個是觸覺傳感器。下面更充分地討論本公開的這些以及其它方面。
在一實(shí)施例中，傳感器中的一或多個是線性振動設(shè)備。一般地，線性振動設(shè)備具有動態(tài)輸出，其基本正比于輸入電流，從而使得這些設(shè)備適宜于在蜂窩式手持設(shè)備、尋呼機(jī)與其它電子設(shè)備中提供觸覺感覺或警報(bào)。與其它振動設(shè)備(比如說，旋轉(zhuǎn)振動器)相比，線性振動設(shè)備還具有相對快速的響應(yīng)時間。線性振動設(shè)備的相對快速的響應(yīng)時間允許其用于廣泛的應(yīng)用中，比如說，提供觸覺反饋以作為對擊鍵輸入的響應(yīng)，以及其它不可容忍重大延遲的應(yīng)用中。
一般地，與傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)振動設(shè)備相比，線性振動設(shè)備還能夠操作在不同的瞬時模式中。當(dāng)受到激勵時，旋轉(zhuǎn)振動設(shè)備經(jīng)歷瞬時階段，經(jīng)過多個外殼共振頻率。當(dāng)停止激勵旋轉(zhuǎn)振動設(shè)備時，產(chǎn)生類似的共振效應(yīng)。相反地，可以在單個頻率上以變化的幅度或者以隨時間和/或頻率變化的復(fù)雜信號來激勵線性共振設(shè)備。這樣，線性共振設(shè)備允許通過選擇不同的激勵來向用戶傳送更多的信息。
圖2是線性振動設(shè)備的示例性頻率響應(yīng)曲線。圖2中繪出的曲線是振動水平相對于頻率的測量。圖3中繪出的曲線闡釋示例性線性振動設(shè)備響應(yīng)在其操作范圍的主體部分上的線性。適宜于這里公開的示例性應(yīng)用與其它應(yīng)用的線性電機(jī)振動設(shè)備可從Philips ElectronicsSound Solutions以及從Matsushita Electric Industrial Co.，Ltd獲得。
在另一實(shí)施例中，示例性電子設(shè)備中的離散傳感器中的一或多個是動態(tài)揚(yáng)聲器。圖4是示例性動態(tài)揚(yáng)聲器頻率響應(yīng)曲線，其為聲壓級相對于頻率的測量。
在一示例性實(shí)施例中，電子設(shè)備，例如手機(jī)，包括用于觸覺感覺的一或多個線性傳感器和用于產(chǎn)生聲音的一或多個動態(tài)揚(yáng)聲器。圖5闡釋具有動態(tài)揚(yáng)聲器510的電子設(shè)備手持設(shè)備外殼500，揚(yáng)聲器牢固地安裝在外殼中的腔室或腔體520中。在一些實(shí)施例中，比如說，腔體520僅在或沿著其尾部522部分地密封，以便利聲音通過外殼部分502中的腔體開口522傳播。該開口可在外殼的背部或后側(cè)，或在其它位置。在其它實(shí)施例中，腔體也可包括其它結(jié)構(gòu)，比如說，出口、延遲、順從或慣性結(jié)構(gòu)，以優(yōu)化揚(yáng)聲器的音頻性能。
圖6闡釋外殼部分600，其上安裝有一個或多個線性傳感器。在一配置中，在外殼中相對應(yīng)的位置處安裝一個或多個傳感器，比如說，在印刷電路板上或在設(shè)備的其它剛性結(jié)構(gòu)上。在一些蜂窩式手持設(shè)備應(yīng)用中，比如說，傳感器分別安裝在外殼部分之上或附近，以優(yōu)化到用戶的振動能量傳輸。在圖6中，第一與第二線性振動傳感器610與620部署在外殼的一端602，比如說，夾在或者固定在用戶身體之上或附近的外殼部分。
在想要觸覺感覺的應(yīng)用中，可使用多個相對小尺寸的線性振動傳感器，以利用外殼中可獲得的任何空間，而無須單個的、相對大的空間來容納集成傳感器。傳感器的分離，比如說，動態(tài)揚(yáng)聲器與線性振動設(shè)備或多個線性振動器，還增加了可將離散傳感器放置在易受干擾的組件(比如說，射頻收發(fā)器天線)遠(yuǎn)處的可能性。將動態(tài)揚(yáng)聲器與觸覺傳感器(比如說，線性振動器或其它振動設(shè)備)分離，允許優(yōu)化每一傳感器的性能，而不損害任何一個傳感器的性能。
在一些實(shí)施例中，一個或多個線性振動傳感器以這樣的方向安裝在外殼之內(nèi)，其優(yōu)化從所述一個或多個傳感器到用戶的振動能量傳輸。也可放置多個傳感器和確定其方向，以提供不同的觸覺感覺。在圖6中，比如說，在一些應(yīng)用中可能想要確定一傳感器630的方向，使得其相對于第二傳感器640支配性地、橫向地振動，更一般地，使得傳感器的支配性振動軸反向平行(anti-parallel)。然而，在其它實(shí)施例中，可能想要排列多個傳感器的振動軸，比如說，以提供增強(qiáng)的效果。
所述一或多個傳感器一般連接到驅(qū)動電路。在圖7的示例性實(shí)施例中，動態(tài)揚(yáng)聲器710連接到相應(yīng)的驅(qū)動電路712，該電路為音頻頻帶放大器。線性振動設(shè)備720連接到相應(yīng)的驅(qū)動電路722，該電路在相應(yīng)的頻帶中放大。示例性驅(qū)動電路712與722是離散的，盡管在其它實(shí)施例中它們可以集成在基帶處理器中或者與相應(yīng)的傳感器集成。
在一實(shí)施例中，從立體聲輸出信號的一個聲道驅(qū)動揚(yáng)聲器，并從立體聲輸出信號的另一聲道驅(qū)動線性振動器，其中在產(chǎn)生立體聲輸出的立體聲系統(tǒng)信號處理器處，為每一傳感器適宜地選擇每一聲道的信號強(qiáng)度與頻率范圍。這樣，在圖7中，驅(qū)動712與722分別從處理器(比如說，圖1中的處理器110)接收相應(yīng)的信號。在一示例性實(shí)施例中，第一與第二信號從公共立體聲信號源的右與左聲道信號輸出輸入到驅(qū)動712與722，盡管在其它實(shí)施例中信號可能有其它源。
在一些實(shí)施例中，由同一源驅(qū)動多個傳感器。在圖8的示例性電路中，由公共驅(qū)動電路830將公共信號施加到第一與第二傳感器820與830，該電路必須為傳感器820與830兩者的公共頻率提供信號放大。在圖8中，電路815與825在將信號施加到相應(yīng)的傳感器之前調(diào)節(jié)來自公共驅(qū)動830的信號輸出。電路815與825是，比如說，無源交叉網(wǎng)絡(luò)，其分別適當(dāng)?shù)貫V波施加到相應(yīng)的傳感器810與820的信號。在一實(shí)施例中，公共信號在立體聲輸出信號的右或左聲道之一上。
在一實(shí)施例中，電子設(shè)備包括分別安裝在外殼之內(nèi)的第一與第二線性振動器，比如說，其處于其中不同的位置和/或其主振動軸的方向不同。
可驅(qū)動第一與第二線性振動器，以提供由用戶覺察的各種振動感覺或效果。在一些應(yīng)用中，比如說，以具有不同時變特性的輸入信號驅(qū)動第一與第二線性振動器。在其它應(yīng)用中，以具有不同的頻率特性的輸入信號驅(qū)動振動器。
在一實(shí)施例中，比如說，以輸入信號驅(qū)動至少兩個線性振動器，以在電子手持設(shè)備中提供不同的拍子。在另一實(shí)施例中，以輸入信號驅(qū)動至少兩個線性振動器，以將振動感覺延展到電子手持設(shè)備的各個部分。在又一實(shí)施例中，通過以相應(yīng)的提供搖擺運(yùn)動的輸入信號驅(qū)動多個線性振動器，引起電子手持設(shè)備外殼搖擺。
盡管已充分地描述本公開和當(dāng)前被視為其最佳模式者，以建立發(fā)明者的所有權(quán)，并允許本領(lǐng)域普通技術(shù)人員制造和使用本發(fā)明，將理解和意識到，存在這里公開的示例性實(shí)施例的等價(jià)物，并且可對其進(jìn)行許多修改與變動，而不偏離本發(fā)明的范圍與實(shí)質(zhì)，該范圍與實(shí)質(zhì)不受示例性實(shí)施例限制，而是受所附權(quán)利要求的限制。
權(quán)利要求
1.一種手持電子設(shè)備，其包括手持外殼；傳感器驅(qū)動電路，其具有信號輸出；第一離散傳感器，其安置在所述手持外殼中，所述第一傳感器具有第一傳感器輸入，該輸入連接到所述傳感器驅(qū)動電路的所述信號輸出；第二離散傳感器，其安置在所述手持外殼中，所述第二傳感器具有第二傳感器輸入，該輸入連接到所述傳感器驅(qū)動電路的所述信號輸出，所述第一傳感器具有第一頻率特性，所述第二傳感器具有第二頻率特性。
2.如權(quán)利要求1所述的手持電子設(shè)備，所述第一傳感器是線性振動設(shè)備，所述第二傳感器是動態(tài)揚(yáng)聲器。
3.如權(quán)利要求1所述的手持電子設(shè)備，所述傳感器驅(qū)動電路具有放大器，其具有對應(yīng)于所述信號輸出的輸出，所述第一與第二傳感器連接到所述放大器的同一輸出。
4.如權(quán)利要求3所述的手持電子設(shè)備，所述第一傳感器通過第一無源信號調(diào)節(jié)電路連接到所述放大器的所述輸出，所述第二傳感器通過第二無源信號調(diào)節(jié)電路連接到所述放大器的所述輸出。
5.如權(quán)利要求3所述的手持電子設(shè)備，其包括立體聲信號源，該立體聲信號源具有右與左聲道信號輸出，所述放大器具有連接到所述立體聲信號源的所述右或左立體聲聲道信號輸出之一的輸入。
6.如權(quán)利要求1所述的手持電子設(shè)備，所述傳感器驅(qū)動電路具有第一與第二放大器，其分別具有相應(yīng)的第一與第二輸出，所述第一傳感器連接到所述第一放大器的第一輸出，所述第二傳感器連接到所述第二放大器的第二輸出。
7.如權(quán)利要求6所述的手持電子設(shè)備，其包括立體聲信號源，該立體聲信號源具有右與左聲道信號輸出，所述第一放大器具有連接到所述立體聲信號源的所述右或左立體聲聲道信號輸出中的一個的第一輸入，所述第二放大器具有連接到所述立體聲信號源的所述右或左立體聲聲道信號輸出中的另一個的第二輸入。
8.如權(quán)利要求1所述的手持電子設(shè)備，所述第一傳感器的所述第一頻率特性不同于所述第二傳感器的所述第二頻率特性。
9.如權(quán)利要求1所述的手持電子設(shè)備，所述第一與第二傳感器均為線性振動設(shè)備，所述第一傳感器的所述第一頻率特性與所述第二傳感器的所述第二頻率特性基本上相同。
10.如權(quán)利要求1所述的手持電子設(shè)備，其為通信手持設(shè)備，其包括處理器，連接到所述處理器的無線收發(fā)器，連接到所述處理器的音頻接收器。
11.如權(quán)利要求1所述的手持電子設(shè)備，所述第一離散傳感器是第一線性振動器，所述第二離散傳感器是第二線性振動器。
12.如權(quán)利要求11所述的手持電子設(shè)備，所述第一與第二線性振動器的振動軸在所述外殼之內(nèi)具有不同的方向。
13.如權(quán)利要求12所述的手持電子設(shè)備，所述傳感器驅(qū)動電路用于生成具有不同的時變特性的第一與第二驅(qū)動信號，并用于向所述第一與第二線性振動器提供所述第一與第二驅(qū)動信號。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，所述傳感器驅(qū)動電路用于以提供不同拍子的輸入信號驅(qū)動所述第一與第二線性振動器。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，所述傳感器驅(qū)動電路用于以提供所述電子手持設(shè)備的搖擺運(yùn)動的輸入信號驅(qū)動所述電子手持設(shè)備的所述第一與第二線性振動器。
16.如權(quán)利要求20所述的方法，所述傳感器驅(qū)動電路用于以將振動感覺延展到整個所述電子手持設(shè)備的輸入信號驅(qū)動所述電子手持設(shè)備的所述第一與第二線性振動器。
17.一種電子手持設(shè)備中的方法，所述方法包括以所述電子手持設(shè)備的第一線性振動器提供振動感覺，以響應(yīng)施加到所述第一線性振動器的第一輸入信號；以所述電子手持設(shè)備的第二線性振動器提供所述振動感覺，以響應(yīng)施加到所述第二線性振動器的第二輸入信號；所述第一與第二線性振動器為離散設(shè)備，其安置于所述電子手持設(shè)備的外殼之內(nèi)。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，以所述電子手持設(shè)備的所述第一與第二線性振動器提供所述振動感覺，以響應(yīng)具有不同的時變特性的第一與第二輸入信號。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，以所述第一與第二輸入信號驅(qū)動所述電子手持設(shè)備的所述第一與第二線性振動器，以提供由所述用戶感覺到的不同效果。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，以所述第一與第二輸入信號驅(qū)動所述電子手持設(shè)備的所述第一與第二線性振動器，以提供不同的拍子。
21.如權(quán)利要求17所述的方法，以所述第一與第二輸入信號驅(qū)動所述電子手持設(shè)備的所述第一與第二線性振動器，以提供所述電子手持設(shè)備的搖擺運(yùn)動。
22.如權(quán)利要求17所述的方法，以所述第一與第二輸入信號驅(qū)動所述電子手持設(shè)備的所述第一與第二線性振動器，以將所述振動感覺延展到整個所述電子手持設(shè)備。
23.如權(quán)利要求17所述的方法，將所述第一信號與所述第二信號作為組合信號提供給所述第一與第二線性振動器。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，以相應(yīng)的無源電路調(diào)節(jié)所述的提供給所述第一與第二線性振動器的組合信號。
25.如權(quán)利要求17所述的方法，將所述第一與第二信號作為離散的、非組合的信號提供給所述第一與第二線性振動器。
全文摘要
本發(fā)明公開一種電子設(shè)備(100)，比如說，蜂窩電話，其包括多個離散傳感器，其中之一為動態(tài)揚(yáng)聲器設(shè)備(162)，而其它為線性振動設(shè)備(164)。在另一實(shí)施例中，以具有不同的頻率和/或時變特性的信號來驅(qū)動設(shè)備外殼之內(nèi)的兩個或更多線性振動器，以向用戶提供不同的感覺效果。
文檔編號H04R21/02GK1799282SQ200480014904
公開日2006年7月5日 申請日期2004年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月10日
發(fā)明者揚(yáng)·劉易斯 申請人:摩托羅拉公司(在特拉華州注冊的公司)