專利名稱：具有多個(gè)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(gè)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(dòng)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(dòng)警報(bào)感覺。然而，這些轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備具有慢的響應(yīng)與出動(dòng)時(shí)間，這嚴(yán)重地限制了其適用范圍。旋轉(zhuǎn)振動(dòng)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(shí)間。
題為“Integrated Vibrating And Sound Producing Device”的美國(guó)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(dòng)，以用于無線激活的尋呼設(shè)備和聽力損傷者的信號(hào)接收器中。
不可避免地，集成多功能傳感器損害了振動(dòng)與音頻功能兩者的性能。動(dòng)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(dòng)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(dòng)信號(hào)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(duì)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(dòng)設(shè)備的示例性響應(yīng)特性。
圖3闡釋線性設(shè)備的振動(dòng)水平在其操作范圍上的線性。
圖4是動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器的示例性響應(yīng)特性。
圖5是具有動(dòng)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(dòng)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(gè)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(chǔ)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(hào)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(duì)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(gè)或更多個(gè)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(gè)或更多個(gè)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(dòng)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(gè)傳感器是音頻傳感器，而另一個(gè)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(gè)是線性振動(dòng)設(shè)備。一般地，線性振動(dòng)設(shè)備具有動(dòng)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(dòng)設(shè)備(比如說，旋轉(zhuǎn)振動(dòng)器)相比，線性振動(dòng)設(shè)備還具有相對(duì)快速的響應(yīng)時(shí)間。線性振動(dòng)設(shè)備的相對(duì)快速的響應(yīng)時(shí)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(duì)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(dòng)設(shè)備相比，線性振動(dòng)設(shè)備還能夠操作在不同的瞬時(shí)模式中。當(dāng)受到激勵(lì)時(shí)，旋轉(zhuǎn)振動(dòng)設(shè)備經(jīng)歷瞬時(shí)階段，經(jīng)過多個(gè)外殼共振頻率。當(dāng)停止激勵(lì)旋轉(zhuǎn)振動(dòng)設(shè)備時(shí)，產(chǎn)生類似的共振效應(yīng)。相反地，可以在單個(gè)頻率上以變化的幅度或者以隨時(shí)間和/或頻率變化的復(fù)雜信號(hào)來激勵(lì)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(lì)來向用戶傳送更多的信息。
圖2是線性振動(dòng)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(dòng)水平相對(duì)于頻率的測(cè)量。圖3中繪出的曲線闡釋示例性線性振動(dòng)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(dòng)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(gè)是動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器。圖4是示例性動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器頻率響應(yīng)曲線，其為聲壓級(jí)相對(duì)于頻率的測(cè)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(gè)線性傳感器和用于產(chǎn)生聲音的一或多個(gè)動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器。圖5闡釋具有動(dòng)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(gè)或多個(gè)線性傳感器。在一配置中，在外殼中相對(duì)應(yīng)的位置處安裝一個(gè)或多個(gè)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(dòng)能量傳輸。在圖6中，第一與第二線性振動(dòng)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(gè)相對(duì)小尺寸的線性振動(dòng)傳感器，以利用外殼中可獲得的任何空間，而無須單個(gè)的、相對(duì)大的空間來容納集成傳感器。傳感器的分離，比如說，動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器與線性振動(dòng)設(shè)備或多個(gè)線性振動(dòng)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(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器與觸覺傳感器(比如說，線性振動(dòng)器或其它振動(dòng)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(gè)傳感器的性能。
在一些實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)線性振動(dòng)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(gè)或多個(gè)傳感器到用戶的振動(dòng)能量傳輸。也可放置多個(gè)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(duì)于第二傳感器640支配性地、橫向地振動(dòng)，更一般地，使得傳感器的支配性振動(dòng)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(gè)傳感器的振動(dòng)軸，比如說，以提供增強(qiáng)的效果。
所述一或多個(gè)傳感器一般連接到驅(qū)動(dòng)電路。在圖7的示例性實(shí)施例中，動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器710連接到相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路712，該電路為音頻頻帶放大器。線性振動(dòng)設(shè)備720連接到相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路722，該電路在相應(yīng)的頻帶中放大。示例性驅(qū)動(dòng)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(hào)的一個(gè)聲道驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器，并從立體聲輸出信號(hào)的另一聲道驅(qū)動(dòng)線性振動(dòng)器，其中在產(chǎn)生立體聲輸出的立體聲系統(tǒng)信號(hào)處理器處，為每一傳感器適宜地選擇每一聲道的信號(hào)強(qiáng)度與頻率范圍。這樣，在圖7中，驅(qū)動(dòng)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(hào)。在一示例性實(shí)施例中，第一與第二信號(hào)從公共立體聲信號(hào)源的右與左聲道信號(hào)輸出輸入到驅(qū)動(dòng)712與722，盡管在其它實(shí)施例中信號(hào)可能有其它源。
在一些實(shí)施例中，由同一源驅(qū)動(dòng)多個(gè)傳感器。在圖8的示例性電路中，由公共驅(qū)動(dòng)電路830將公共信號(hào)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(hào)放大。在圖8中，電路815與825在將信號(hào)施加到相應(yīng)的傳感器之前調(diào)節(jié)來自公共驅(qū)動(dòng)830的信號(hào)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(hào)。在一實(shí)施例中，公共信號(hào)在立體聲輸出信號(hào)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(dòng)器，比如說，其處于其中不同的位置和/或其主振動(dòng)軸的方向不同。
可驅(qū)動(dòng)第一與第二線性振動(dòng)器，以提供由用戶覺察的各種振動(dòng)感覺或效果。在一些應(yīng)用中，比如說，以具有不同時(shí)變特性的輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)第一與第二線性振動(dòng)器。在其它應(yīng)用中，以具有不同的頻率特性的輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)振動(dòng)器。
在一實(shí)施例中，比如說，以輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)至少兩個(gè)線性振動(dòng)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(hào)驅(qū)動(dòng)至少兩個(gè)線性振動(dòng)器，以將振動(dòng)感覺延展到電子手持設(shè)備的各個(gè)部分。在又一實(shí)施例中，通過以相應(yīng)的提供搖擺運(yùn)動(dòng)的輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)多個(gè)線性振動(dòng)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(shí)到，存在這里公開的示例性實(shí)施例的等價(jià)物，并且可對(duì)其進(jìn)行許多修改與變動(dòng)，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(dòng)電路，其具有信號(hào)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(dòng)電路的所述信號(hào)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(dòng)電路的所述信號(hào)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(dòng)設(shè)備，所述第二傳感器是動(dòng)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(dòng)電路具有放大器，其具有對(duì)應(yīng)于所述信號(hào)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(hào)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(hào)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(hào)源，該立體聲信號(hào)源具有右與左聲道信號(hào)輸出，所述放大器具有連接到所述立體聲信號(hào)源的所述右或左立體聲聲道信號(hào)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(dòng)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(hào)源，該立體聲信號(hào)源具有右與左聲道信號(hào)輸出，所述第一放大器具有連接到所述立體聲信號(hào)源的所述右或左立體聲聲道信號(hào)輸出中的一個(gè)的第一輸入，所述第二放大器具有連接到所述立體聲信號(hào)源的所述右或左立體聲聲道信號(hào)輸出中的另一個(gè)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(dòng)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(dòng)器，所述第二離散傳感器是第二線性振動(dòng)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(dòng)器的振動(dòng)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(dòng)電路用于生成具有不同的時(shí)變特性的第一與第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)，并用于向所述第一與第二線性振動(dòng)器提供所述第一與第二驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，所述傳感器驅(qū)動(dòng)電路用于以提供不同拍子的輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述第一與第二線性振動(dòng)器。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，所述傳感器驅(qū)動(dòng)電路用于以提供所述電子手持設(shè)備的搖擺運(yùn)動(dòng)的輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述電子手持設(shè)備的所述第一與第二線性振動(dòng)器。
16.如權(quán)利要求20所述的方法，所述傳感器驅(qū)動(dòng)電路用于以將振動(dòng)感覺延展到整個(gè)所述電子手持設(shè)備的輸入信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述電子手持設(shè)備的所述第一與第二線性振動(dòng)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(dòng)器提供振動(dòng)感覺，以響應(yīng)施加到所述第一線性振動(dòng)器的第一輸入信號(hào)；以所述電子手持設(shè)備的第二線性振動(dòng)器提供所述振動(dòng)感覺，以響應(yīng)施加到所述第二線性振動(dòng)器的第二輸入信號(hào)；所述第一與第二線性振動(dòng)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(dòng)器提供所述振動(dòng)感覺，以響應(yīng)具有不同的時(shí)變特性的第一與第二輸入信號(hào)。
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(hào)驅(qū)動(dòng)所述電子手持設(shè)備的所述第一與第二線性振動(dòng)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(hào)驅(qū)動(dòng)所述電子手持設(shè)備的所述第一與第二線性振動(dòng)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(hào)驅(qū)動(dòng)所述電子手持設(shè)備的所述第一與第二線性振動(dòng)器，以提供所述電子手持設(shè)備的搖擺運(yùn)動(dòng)。
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(hào)驅(qū)動(dòng)所述電子手持設(shè)備的所述第一與第二線性振動(dòng)器，以將所述振動(dòng)感覺延展到整個(gè)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(hào)與所述第二信號(hào)作為組合信號(hào)提供給所述第一與第二線性振動(dòng)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(dòng)器的組合信號(hào)。
25.如權(quán)利要求17所述的方法，將所述第一與第二信號(hào)作為離散的、非組合的信號(hào)提供給所述第一與第二線性振動(dòng)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(gè)離散傳感器，其中之一為動(dòng)態(tài)揚(yáng)聲器設(shè)備(162)，而其它為線性振動(dòng)設(shè)備(164)。在另一實(shí)施例中，以具有不同的頻率和/或時(shí)變特性的信號(hào)來驅(qū)動(dòng)設(shè)備外殼之內(nèi)的兩個(gè)或更多線性振動(dòng)器，以向用戶提供不同的感覺效果。
文檔編號(hào)H04R21/02GK1799282SQ200480014904
公開日2006年7月5日 申請(qǐng)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(qǐng)人:摩托羅拉公司(在特拉華州注冊(cè)的公司)