Способ и устройство для генерации сигналов обратной связи

Способ и устройство для генерации сигналов обратной связи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к электронным устройствам. В частности, настоящее изобретение относится к новому, улучшенному способу, динамическому пользовательскому интерфейсу и электронному устройству для генерации детектируемых пользователем сигналов многофункциональной обратной связи.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

В информационной технологии пользовательский интерфейс (ПИ) - это все, что содержится в конструкции информационного устройства, с которым может взаимодействовать человек, включая экран дисплея, клавиатуру, мышь, световое перо, внешний вид настольного компьютера, освещенные знаки, сообщения помощи и то, как прикладная программа или веб-сайт предлагает взаимодействие и реагирует на него. В компьютерах ранних моделей пользовательский интерфейс был очень небольшим, всего несколько кнопок на пульте оператора. Пользовательский интерфейс существовал в основном в форме ввода перфокарты и вывода отчета.

Электронные секретари (ЭС) обычно содержат крупную область дисплея по сравнению с размером самого устройства. Большинство ЭС имеют только несколько механических кнопок для того, чтобы обеспечить максимально крупную область дисплея. Поэтому область дисплея также используется в качестве устройства ввода. Область дисплея обычно сенсорная, так что информация может быть перенесена в устройство путем простого касания дисплея или использования специального инструмента, например специального пера.

В патенте США 5241308 (Paragon Systems) описана сенсорная панель для генерации любых выбранных из некоторого множества различных сигналов, каждый из которых генерируется путем касания определенного места на панели. Устройство также содержит средство ощущения усилия для ощущения величины усилий, прилагаемых к каждой опоре элемента панели этим элементом панели, когда панели касаются в определенном месте.

Сенсорные дисплеи имеют много преимуществ по сравнению с традиционными способами ввода информации. Размер дисплея может быть увеличен, когда присутствуют только несколько механических кнопок. Прежде всего, все необходимые кнопки могут быть генерированы программным компонентом в соответствующем месте. Существует, однако, несколько проблем при использовании сенсорного дисплея в качестве первичного устройства ввода информации. Когда пользователь с помощью пальца касается дисплея, проблема состоит в том, что пользователь не обязательно получает осязательную обратную связь в отношении того, приемлем ли его выбор или нет и совершен ли выбор вообще. Традиционная клавиатура всегда обеспечивает какой-то вид механической реакции в ответ на нажатие клавиши.

Основной проблемой является то, что для электронных устройств не существует решения по генерации обратной связи на различные сигналы входного воздействия с помощью единого интегрированного компонента, при том, чтобы удовлетворялись следующие условия:

- эффективное по стоимости решение и

- минимальный расход электроэнергии.

В патенте США №5245245 (Motorola) описано электронное устройство, содержащее изгибный пьезодатчик. Устройство предпочтительно является пейджером. При получении сигнала электрическая цепь возбуждения, электрически связанная с изгибным пьезодатчиком, возбуждает изгибный пьезодатчик сигналом возбуждения для генерации колебательного движения в изгибном пьезодатчике, таким образом обеспечивая вибрирующий сигнал. Устройство также содержит средство настройки, подвижно соединенное с изгибным пьезодатчиком, для механической настройки резонансной частоты вибрации изгибного пьезодатчика путем изменения длины пьезодатчика, которая может вибрировать. Необходимо отметить, что изгибный пьезодатчик настраивается механически, так что настройку должен выполнять квалифицированный техник. Трудно также изготовить устройства с точно такими же (резонансными) характеристиками из-за этой механической настройки. Решение в патенте США №5245245 также связано с определенной фиксированной резонансной частотой. Патент США №5245245 представляет низкопрофильный и надежный вибратор для селективного приемника вызовов. Однако в тексте этого патента не представлено никакой связи между действиями пользователя и вибрирующим сигналом. Это решение не применимо для генерации обратной связи для различных сигналов входного воздействия с помощью единого интегрированного компонента.

Ссылочная публикация WO 01/54109 (Immersion) представляет решение осязательной обратной связи для сенсорных панелей и других сенсорных органов управления. Согласно этой публикации пользователь использует сенсорное устройство ввода для ввода команд управления. Более того, по меньшей мере, один исполнительный механизм соединен с сенсорным устройством ввода и выводит усилие для обеспечения осязательного ощущения у пользователя, касающегося сенсорной поверхности. Другими словами, пользователь получает обратную связь от самого устройства ввода. Исполнительный механизм расположен под сенсорным дисплеем. Проблема заключается в том, что решение, представленное в ссылочной публикации, не применимо для генерации обратной связи для различных сигналов входного воздействия с помощью единого интегрированного компонента.

Выражение "сенсорный дисплей" относится предпочтительно к таким дисплеям, которые в настоящее время используются в электронных секретарях. Эти дисплеи, однако, имеют недостатки. Они уязвимы для внешних воздействий. Они также могут быть чувствительны к температуре, т.е. использование устройства с сенсорным дисплеем может быть ограничено определенным диапазоном температур.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение описывает способ и электронное устройство для генерации распознаваемой пользователем многофункциональной обратной связи с помощью единого компонента в ответ на сигнал входного воздействия. В предпочтительном варианте осуществления электронным устройством является ручное устройство, содержащее, по меньшей мере, корпус, электронные схемы, размещенные в упомянутом корпусе, дисплей, причем упомянутый корпус содержит, по меньшей мере, частично прозрачную линзу, а поверхность прозрачной линзы закрывает, по меньшей мере, дисплей.

Электронное устройство согласно настоящему изобретению содержит один или несколько резонирующих вибрирующих элементов, прикрепленных к корпусу или закрепленных на электронных схемах. В предпочтительном варианте осуществления изобретения один или несколько резонирующих вибрирующих элементов прикреплены к поверхности линзы, не закрывающей дисплей. Линза необязательно является сенсорным дисплеем, как сказано в разделе "Уровень техники". Вместо этого линза может скорее напоминать панель, где сама линза не является сенсорной. Когда резонирующий элемент (или элементы) прикреплен к линзе, сигнал обратной связи эффективно передается пользователю электронного ручного устройства через линзу. С помощью резонирующих вибрирующих элементов сигнал обратной связи передается пользователю в ответ на сигнал входного воздействия. Резонирующим вибрирующим элементом предпочтительно является изгибный пьезодатчик.

Сенсорная функция осуществляется с помощью специального средства детектирования. В предпочтительном варианте осуществления средством детектирования являются один или несколько датчиков усилия, прикрепленных к линзе. В одном варианте осуществления электронное устройство содержит, по меньшей мере, датчики усилия, с помощью которых можно определить место прикосновения к дисплею.

В настоящем изобретении электрическая схема возбуждения электрически соединена с резонирующим вибрирующим элементом (или элементами) для электрического возбуждения резонирующего вибрирующего элемента (или элементов) с помощью сигнала возбуждения. Сигнал возбуждения основан на сигнале входного воздействия. Сигналом входного воздействия предпочтительно является осуществляемый пользователем сигнал, радиосигнал, принятый радиоприемником упомянутого электронного устройства, или сигнал, индуцированный электронным устройством. Также возможно детектировать одновременно один или несколько различных сигналов входного воздействия. Когда сигнал возбуждения подается на резонирующие вибрирующие элементы, предпочтительно генерируется один или несколько из следующих сигналов обратной связи: осязательный сигнал обратной связи, вибрирующий предупреждающий сигнал, звуковой сигнал или сигнал зуммера.

В настоящем изобретении также описан динамический пользовательский интерфейс для генерации детектируемой пользователем многофункциональной обратной связи с помощью единого компонента в ответ на сигнал входного воздействия в устройства, причем пользовательский интерфейс содержит, по меньшей мере, корпус и электронные схемы, размещенные в корпусе. Динамический пользовательский интерфейс, кроме того, содержит средство для детектирования сигнала входного воздействия, один или несколько резонирующих вибрирующих элементов, закрепленных на корпусе или на электронных схемах, и электрическую схему возбуждения, электрически связанную с резонирующим вибрирующим элементом (или элементами) для электрического возбуждения резонирующего вибрирующего элемента (или элементов) сигналом возбуждения, причем создаваемый сигнал возбуждения основан на сигнале входного воздействия.

Настоящее изобретение обладает несколькими преимуществами над известными решениями. В настоящем изобретении резонирующий вибрирующий элемент (или элементы) может использоваться при нескольких различных функциях. В известных решениях каждая функция требует особого компонента конструкции. Это является явным преимуществом.

Настоящее изобретение представляет решение с низким потреблением электроэнергии. Это очень важный аспект работы электронных ручных устройств. В известных решениях каждый сигнал обратной связи (осязательный сигнал обратной связи, вибрирующий предупреждающий сигнал, звуковой сигнал или сигнал зуммера) генерируется особым компонентом конструкции. В настоящем изобретении все вышеупомянутые сигналы обратной связи генерируются единым компонентом, и поэтому существует только один компонент, потребляющий электроэнергию. Это дает возможность более легко снижать потребление электроэнергии.

В настоящем изобретении также описано решение, согласно которому необязательно использовать традиционные сенсорные дисплеи. Электронные ручные устройства могут иметь гораздо больший срок службы, так как нет необходимости использовать упругие мембраны или сенсорные дисплеи. Вместо этого жесткая прозрачная линза покрывает фактическое устройство дисплея.

Решение, представленное в настоящем изобретении, простое. Кроме того, настоящее изобретение не подвержено изменениям в производстве, так как обратную связь можно легко регулировать.

Настоящее изобретение имеет и другие преимущества. Так как для генерации обратной связи в этом решении используется единый компонент, это приводит к существенной экономии места на печатной плате. Таким образом сокращается количество компонентов на печатной плате. Решение, представленное в настоящем изобретении, также является дешевым из-за экономии на компонентах.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Прилагаемые чертежи, которые обеспечивают более глубокое понимание изобретения и составляют часть настоящего описания изобретения, иллюстрируют варианты осуществления изобретения и вместе с описанием помогают пояснить принципы изобретения.

Фиг.1 является упрощенной блок-схемой электронного ручного устройства согласно настоящему изобретению;

Фиг.2 является видом сверху электронного ручного устройства согласно настоящему изобретению;

Фиг.3 является графиком резонансной частоты согласно настоящему изобретению и

Фиг.4 является видом сбоку изгибного пьезодатчика параллельного типа, нагруженного внешним грузом, согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В нижеследующем описании делаются подробные ссылки на варианты осуществления настоящего изобретения, примеры которых приведены на прилагаемых чертежах.

На Фиг.1 представлена электрическая блок-схема электронного ручного устройства, например электронного секретаря или мобильного телефона. На Фиг.1 не указаны все элементы, необходимые для электронного ручного устройства, а показаны только соответствующие элементы, необходимые для настоящего изобретения. Электронное ручное устройство содержит центральный процессор (CPU) для управления электронным ручным устройством. Устройство памяти (MEM) связано с CPU и используется для хранения соответствующих прикладных программ и другой соответствующей информации. Электронное ручное устройство содержит, по меньшей мере, частично прозрачную линзу (ТР), причем поверхность прозрачной линзы, по меньшей мере, включает дисплей. При упоминании линзы также может использоваться термин "сенсорная панель". Сам дисплей (DSP) расположен под поверхностью прозрачной линзы ТР.

Линза ТР также используется в качестве первичного устройства ввода. Действия пользователя распознаются средством IM детектирования сигналов входного воздействия. Средство IM детектирования в одном варианте осуществления относится предпочтительно к датчикам усилия PS, закрепленным прямо или косвенно на линзе ТР. При трех датчиках усилия любое место (прикосновения) на линзе ТР может быть распознано, и может быть начата соответствующая процедура. Средство IM для детектирования сигналов входного воздействия вместе с линзой ТР и дисплеем DSP может быть названо традиционным сенсорным дисплеем. В общем, средство IM для детектирования сигналов входного воздействия может относиться к нескольким различным аппаратным или программным компонентам, с помощью которых могут быть детектированы сигналы входного воздействия.

На Фиг.1 также показана схема возбуждения DC и вибрирующий элемент (или элементы) VIB. Схема возбуждения (DC) электрически связана с упомянутым вибрирующим элементом (или элементами) (VIB) и подает напряжение возбуждения на резонирующий вибрирующий элемент (или элементы) (VIB) с помощью сигнала возбуждения, причем упомянутый сигнал возбуждения основан на сигнале входного воздействия. Вибрирующим элементом предпочтительно является пьезоэлектрический элемент, закрепленный непосредственно на линзе ТР. CPU управления схемой возбуждения DC, которая сама подает сигнал возбуждения на вибрирующий элемент (или элементы) VIB. Пьезоэлектрический элемент крепится к линзе ТР, например, клеем, сваркой, с помощью винтов и т.д.

CPU содержит средство DM для определения источника сигнала входного воздействия, средство ТМ для определения резонансной частоты путем генерации луча развертки сигнала цветовой синхронизации, средство LM для детектирования уровня вибрации с помощью упомянутых датчиков усилия PS и средство ОМ для подачи полученной частоты на резонирующий вибрирующий элемент (или элементы) VIB. Вышеуказанные средства предпочтительно выполнены в CPU и/или соответствующих прикладных программах.

Схема возбуждения DC в одном варианте осуществления содержит несколько компонентов. Она может содержать, например, аналого-цифровой преобразователь (A/D), процессор цифровых сигналов, цифроаналоговый преобразователь (D/A) и усилитель. При получении, например, радиосигнала радиоприемником RF этот радиосигнал вводится в процессор цифровых сигналов. Процессор цифровых сигналов обрабатывает радиосигнал и вводит его в цифроаналоговый преобразователь. Аналоговый сигнал затем усиливается усилителем, и усиленный сигнал вводится в изгибный пьезодатчик. Так как пьезодатчик прикреплен к линзе ТР, вся система действует как громкоговоритель и способна выдавать звуковой сигнал.

В одном варианте осуществления Фиг.1 вибрирующий элемент, например изгибный пьезодатчик, используется в качестве средства IM для детектирования сигнала входного воздействия пользователя. Поэтому и детектирование сигнала входного воздействия пользователя и генерация сигнала обратной связи осуществляются интегрированным компонентом.

В одном варианте осуществления изгибный пьезодатчик также используется для измерения ускорения. Предпочтительно при этом к изгибному пьезодатчику прилагается внешний груз. Когда ручное устройство, содержащее прикрепленный к грузу изгибный пьезодатчик, перемещается по оси z, ось z является в сущности перпендикулярной к плоскости х/у дисплея ручного устройства, изгибный пьезодатчик измеряет изменения в усилии (ускорение), вызванные инерцией. С измерением могут быть связаны несколько функций. Одним примером является то, что коэффициент изменения масштаба изображения информации на дисплее зависит от информации об измеренном ускорении. Пример изменения масштаба изображения описан более подробно в патентной заявке WO 0127735 (Myorigo).

Если электронное ручное устройство является мобильным телефоном и/или радио, устройство также содержит часть радиоприемника RF для отправки и получения сигналов радиочастоты.

Фиг.2 является видом в плане сверху на электронное ручное устройство HD. Устройство предпочтительно является электронным секретарем (PDA) или мобильным телефоном. Фиг.2 является упрощенным примером электронного ручного устройства, так что это устройство может также содержать другие функции или функциональные кнопки. Электронное ручное устройство HD содержит корпус HS. Корпус HS содержит, по меньшей мере, частично прозрачную линзу ТР, охватывающую фактический дисплей DSP.

В предпочтительном варианте изобретения сама линза/сенсорная панель ТР не является сенсорной. Датчики усилия PS прямо или косвенно закреплены на линзе ТР.

На Фиг.2 показаны три датчика усилия PS, прикрепленных к линзе ТР. Датчики усилия PS в предпочтительном варианте осуществления прикреплены к корпусу HS по форме треугольника. Датчики усилия PS могут быть прикреплены любым другим подходящим образом.

При наличии трех или больше датчиков усилия PS можно точно вычислять и определять место, где произошло касание линзы ТР. В вышеуказанной конструкции сама линза ТР не должна содержать какой-либо сенсорной мембраны или любых других сенсорных средств. Вместо этого касание детектируется датчиками усилия PS. Датчики усилия могут ощущать ввод, осуществляемый пользователем, также за пределами поверхности прозрачной линзы. Поэтому некоторые участки корпуса HS или непрозрачные области линзы ТР также могут использоваться как часть пользовательского интерфейса.

Устройство на Фиг.2 также содержит резонирующий вибрирующий элемент VIB. Резонирующий вибрирующий элемент VIB прикреплен к поверхности линзы ТР, не охватывающей дисплей DSP. Линза ТР предпочтительно непроницаемая за пределами области дисплея DSP. Вибрирующий элемент VIB предпочтительно является пьезоэлектрическим элементом и имеет униморфную, биморфную или многослойную структуру. Многослойная структура является предпочтительным решением из-за необходимого низкого входного напряжения. Изгибный пьезодатчик предпочтительно образован из трех частей: верхней части, нижней части и металлического элемента между этими частями. Металлический элемент значительно упрочняет общую конструкцию. Схема возбуждения DC устройства на Фиг.1 прилагает сигнал желательного возбуждения к резонирующему вибрирующему элементу VIB, этим заставляя вибрирующий элемент VIB вибрировать/резонировать на определенной частоте.

В одном варианте осуществления устройства на Фиг.2 для подачи нескольких сигналов обратной связи используются резонирующие вибрирующие элементы. Резонирующим вибрирующим элементом предпочтительно является изгибный пьезодатчик униморфной, биморфной или многослойной структуры. Сигнал входного воздействия может исходить из разных источников. Сигналом входного воздействия может являться сигнал, создаваемый пользователем, например, путем касания линзы. Он также может являться сигналом радиочастоты, получаемым с помощью радиоприемника электронного устройства. Это тот случай, когда электронным устройством является, например, мобильный телефон. Альтернативно сигнал входного воздействия может быть индуцирован электронным устройством, например операционной системой. Поэтому каждый сигнал входного воздействия может приводить к выдаче отличающегося сигнала обратной связи.

Когда изгибный пьезодатчик используется для реагирования, например, на прикосновение к линзе, происходит импульсный или непрерывный сигнал осязательной обратной связи. Сигнал осязательной обратной связи обычно является коротким сигналом на частоте, например, 200-300 Гц с продолжительностью 5-100 мс или непрерывным сигналом. Этот сигнал обычно соответствует чистой или модулированной резонансной частоте изгибного пьезодатчика. Сигналом обратной связи также может быть сигнал зуммера, вибрирующий предупреждающий сигнал или звуковой сигнал. Это означает, что изгибный пьезодатчик, прикрепленный к линзе электронного ручного устройства, может действовать в качестве громкоговорителя. Получение звукового сигнала может требовать, чтобы полоса звуковых частот была сглажена обработкой цифрового сигнала для уменьшения эффекта свободных резонансных частот. При генерации звуковых сигналов должны быть выполнены определенные критерии. Особенно для функции зуммера уровень звукового давления (в паскалях) должен быть адекватным. Полоса частот должна быть достаточно широкой. Также при генерации сигнала обратной связи могут использоваться многократные гармоники резонансной частоты.

Традиционное электронное устройство содержит различные компоненты для генерации сигнала осязательной обратной связи, сигнала зуммера, вибрирующего предупреждающего сигнала или звукового сигнала. Сигнал зуммера генерируется зуммером, звуковой сигнал генерируется, например, громкоговорителем, вибрирующий предупреждающий сигнал генерируется, например, электромагнитным двигателем и осязательный сигнал обратной связи - например, электродвигателем постоянного тока, электромагнитным клапаном, исполнительным механизмом с движущимся магнитом и т.д. Все вышеуказанные сигналы обратной связи могут генерироваться с помощью пьезоэлемента в настоящем изобретении. Это означает существенное снижение расхода электроэнергии по сравнению с конструкциями, в которых сигналы обратной связи генерируются отдельными компонентами.

На Фиг.1 и Фиг.2 представлен только один вариант осуществления динамического пользовательского интерфейса, описанного в настоящем изобретении. Динамический пользовательский интерфейс не ограничивается какими-либо специальными устройствами. Динамический пользовательский интерфейс способен генерировать распознаваемую пользователем многофункциональную обратную связь с помощью единого компонента в ответ на сигнал входного воздействия. Сигналом входного воздействия может быть вызываемый пользователем сигнал, радиосигнал, принятый радиоприемником, или сигнал, индуцированный устройством. Пользовательский интерфейс содержит, как минимум, корпус и электронные схемы, размещенные в этом корпусе. Форма корпуса может быть любой. Со средством для детектирования сигнала входного воздействия определяется источник сигнала входного воздействия. Один или несколько резонирующих вибрирующих элементов крепятся к корпусу или на электронные схемы, например на печатную плату, размещенную в корпусе. Электрическая схема возбуждения, электрически соединенная с резонирующим вибрирующим элементом (или элементами), подает напряжение возбуждения на резонирующий вибрирующий элемент (или элементы) через сигнал возбуждения, причем этот сигнал возбуждения основан на сигнале входного воздействия.

Резонирующим вибрирующим элементом предпочтительно является изгибный пьезодатчик униморфной, биморфной или многослойной структуры. Очень важно точно определить тип сигнала входного воздействия, так как сигнал обратной связи, генерируемый изгибным пьезодатчиком, зависит исключительно от сигнала входного воздействия. Сигналом обратной связи является сигнал осязательной обратной связи, вибрирующий предупреждающий сигнал, звуковой сигнал или сигнал зуммера. Очень важно тщательно определить точку крепления изгибного пьезодатчика к корпусу или электронным схемам. Сам компонент изгибного пьезодатчика не выдает все необходимые сигналы обратной связи, но, будучи прикрепленным к корпусу или к электронным схемам, он способен выдавать сигналы многофункциональной обратной связи.

Существуют многочисленные устройства, в которых можно использовать описываемый динамический пользовательский интерфейс. Эти устройства включают, например, джойстики, клавиатуры, электронные книги или практически любое устройство, где может быть использована многофункциональная обратная связь.

На Фиг.3 показаны характеристики ускорения и тока-частоты типичного электронного ручного устройства. Верхний график представляет коэффициент ускорения линзы как функцию частоты. Чем больше значение ускорения, тем сильнее обратная связь с пользователем. Нижний график представляет ток как функцию частоты. В предпочтительном варианте осуществления на Фиг.3 внешний груз прилагается к вибрирующему элементу. Использование внешнего груза увеличивает усилия, получаемые в точке зажимного крепления изгибного пьезодатчика, а также улучшает полосу низких звуковых частот. Причина того, почему зона частот для осязательной обратной связи весьма мала, например 200-300 Гц, обычно заключается в том, что человек обычно не воспринимает более высокие частоты, например, рукой. Пиковое значение тока немного выше в резонансе, чем в расположенных рядом зонах резонансной частоты. Значения ускорения и тока на Фиг.3 необязательно являются реальными, но могут быть просто примерными.

Резонансную частоту можно использовать еще одним образом. На стадии производства линза или общий корпус могут быть выполнены таким образом, что одна из резонансных частот линзы или корпуса будет находиться в том же диапазоне частот, что и вибрирующий элемент. Поэтому общий эффект осязательной обратной связи будет более действенным.

Может случиться, что резонансную частоту придется подбирать индивидуально. Электронное ручное устройство содержит средство, которое может определять оптимальную частоту. Это осуществляется путем определения резонансной частоты путем подачи развертки частоты синхронизации. Датчики усилия могут использоваться в другой ситуации. Реакции вибрирующего элемента (или элементов) (осязательная обратная связь) могут детектироваться датчиками усилия. С датчиками усилия можно определить индивидуальную резонансную частоту. После того, как выполнено такое измерение, схема возбуждения настраивается на подачу такой резонансной частоты на вибрирующий элемент (или элементы).

Параметры обратной связи также могут быть индивидуально настроены для каждого человека, использующего их. Основные параметры, которыми может управлять пользователь, следующие:

- амплитуда;

- время действия вибрации;

- частота вибрации.

На Фиг.4 показан вид сбоку изгибного пьезодатчика параллельного типа, нагруженного внешним грузом, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения. Здесь между пьезокерамическими слоями 41 и 43 помещена металлическая поперечина 42. Эта металлическая поперечина 42 выходит за границы пьезокерамических слоев 41 и 43 и имеет груз 44, механически соединенный с другим концом металлической поперечины 42. Груз 44 может быть соединен точечной сваркой с металлической поперечиной 42 и обеспечивает вибрирующее тело на одном конце свободно висящей структуры. Другой конец изгибного пьезодатчика соединен с помощью зажимов с линзой или корпусом 45. При приложении электрического сигнала возбуждения, например, к противоположным поверхностям пьезослоев, наконечник изгибного пьезодатчика начинает отклоняться. Эти отклонения на резонансной частоте изгибного пьезодатчика значительно больше, чем без груза из-за выхода металлической поперечины за границы пьезокерамических слоев 41 и 43 и из-за наличия груза 44 на конце поперечины 42. Вибрирующий груз 44' и вибрирующий изгибный пьезодатчик стремятся прилагать большие импульсы к линзе или корпусу 45 в течение каждого цикла вибрации. В настоящем изобретении в нескольких различных функциях используются резонирующие вибрирующие элементы. В известных решениях каждая функция требует отдельного элемента в конструкции. Поэтому достигается экономия ценного места в электронных ручных устройствах, и, прежде всего, минимизируется потребление электроэнергии. Это очень важно для электронных ручных устройств.

Настоящее изобретение также описывает решение, использующее только один компонент для генерации сигналов обратной связи. Это означает значительную экономию места на печатной плате. Количество компонентов на печатной плате уменьшается. Это решение, представленное в настоящем изобретении, является также дешевым из-за экономии на компонентах.

Настоящее изобретение описывает решение, в котором обратная связь может регулироваться электрическими средствами. Можно регулировать сигнал возбуждения определенной обратной связи. Эта регулировка может осуществляться вручную пользователем или автоматически самим устройством. Настоящее изобретение также описывает динамический пользовательский интерфейс и интегрированное дешевое решение с низким потреблением энергии для обеспечения многофункциональной обратной связи.

Необходимо отметить, что сам компонент изгибного пьезодатчика не обязательно способен генерировать все сигналы обратной связи (сигнал осязательной обратной связи, сигнал зуммера, вибрирующий предупреждающий сигнал или звуковой сигнал), упомянутые в настоящем изобретении. Однако ситуация меняется, когда изгибный пьезодатчик прикрепляется, например, к линзе, определенной части корпуса или печатной плате. Вместе с компонентом, на котором закреплен изгибный пьезодатчик, можно генерировать многофункциональную обратную связь, как сказано в настоящем описании изобретения.

Специалисту в данной области техники будет понятно, что с развитием технологии основная идея изобретения может быть осуществлена различными способами. Настоящее изобретение и варианты его осуществления, таким образом, не ограничены вышеприведенными примерами и вместо этого могут изменяться в пределах объема формулы изобретения.

1. Электронное устройство для генерации пользователем многофункциональной обратной связи с помощью единого компонента в ответ на сигнал входного воздействия, содержащее, по меньшей мере, корпус, дисплей и электронную схему, предназначенную для функционирования устройства и размещенную в корпусе, отличающееся тем, что введена линза, закрывающая дисплей, причем линза снабжена прозрачной областью, размещенной на дисплее, введены датчики усилия, прикрепленные к линзе для детектирования прикосновения к линзе, причем датчики усилия выполнены с возможностью выработки сигнала входного воздействия в ответ на прикосновение, введен, по меньшей мере, один вибрирующий элемент, прикрепленный к поверхности упомянутой линзы, выходящей за пределы дисплея, вибрирующий элемент и линза выполнены в виде единой конструкции, и вибрирующий элемент выполнен с возможностью введения в резонанс линзы для создания, по меньшей мере, двух сигналов обратной связи, выбираемых из группы, состоящей из сигнала осязательной обратной связи, вибрирующего предупреждающего сигнала, звукового сигнала и сигнала зуммера, и введена электрическая схема возбуждения, электрически соединенная с упомянутым вибрирующим элементом для электрического возбуждения упомянутого вибрирующего элемента сигналом возбуждения, а сигнал возбуждения сформирован от упомянутого сигнала входного воздействия.

2. Электронное устройство по п.1, отличающееся тем, что линза прикреплена к корпусу, вибрирующий элемент прикреплен к линзе, а сигнал возбуждения выполнен обеспечивающим введение в резонанс линзы посредством вибрирующего элемента на звуковой частоте для реализации функции зуммера.

3. Электронное устройство по п.1, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит средство для определения резонансной частоты корпуса или линзы посредством подачи развертки частоты синхронизации, средство для определения уровня вибрации с помощью упомянутых датчиков и средство для подачи полученной частоты на упомянутый, по меньшей мере, один вибрирующий элемент.

4. Электронное устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве вибрирующего элемента использован датчик ускорения.

5. Электронное устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутый вибрирующий элемент служит изгибным пьезодатчиком с униморфной, биморфной или многослойной структурой.

6. Электронное устройство по п.5, отличающееся тем, что введен внешний груз, прикрепленный к изгибному пьезодатчику.

7. Электронное устройство по п.1, отличающееся тем, что упомянутый корпус и/или упомянутая линза выполнены с возможностью нахождения, по меньшей мере, одной из их резонирующих частот в диапазоне частот, по меньшей мере, одного вибрирующего элемента.

8. Электронное устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что оно служит ручным электронным устройством.

9. Динамический пользовательский интерфейс для генерации распознаваемой пользователем многофункциональной обратной связи с помощью единого компонента в ответ на сигнал входного воздействия в устройстве, причем упомянутый пользовательский интерфейс содержит, по меньшей мере, корпус, дисплей и электронную схему, предназначенную для функционирования устройства и размещенную в корпусе, отличающийся тем, что введена линза, закрывающая дисплей, причем линза снабжена прозрачной областью, размещенной на дисплее, введены датчики усилия, прикрепленные к линзе для детектирования прикосновения к линзе, причем датчики усилия выполнены с возможностью выработки сигнала входного воздействия в ответ на прикосновение, введен, по меньшей мере, один вибрирующий элемент, прикрепленный к поверхности упомянутой линзы, выходящей за пределы дисплея, вибрирующий элемент и линза выполнены в виде единой конструкции, и вибрирующий элемент выполнен с возможностью введения в резонанс линзы для создания, по меньшей мере, двух сигналов обратной связи, выбираемых из группы, состоящей из сигнала осязательной обратной связи, вибрирующего предупреждающего сигнала, звукового сигнала и сигнала зуммера, и введена электрическая схема возбуждения, электрически соединенная с упомянутым вибрирующим элементом для электрического возбуждения упомянутого вибрирующего элемента сигналом возбуждения, а сигнал возбуждения сформирован от упомянутого сигнала входного воздействия.

10. Динамический пользовательский интерфейс по п.9, отличающийся тем, что линза прикреплена к корпусу, вибрирующий элемент прикреплен к линзе, а сигнал возбуждения выполнен обеспечивающим введение в резонанс линзы посредством вибрирующего элемента на звуковой частоте для реализации функции зуммера.

11. Динамический пользовательский интерфейс по п.9, отличающийся тем, что он дополнительно содержит средство для определения резонансной частоты посредством подачи развертки частоты синхронизации, средство для определения уровня вибрации с помощью упомянутых датчиков и средство для подачи полученной частоты на упомянутый, по меньшей мере, один вибрирующий элемент.

12. Динамический пользовательский интерфейс по п.9, отличающийся тем, что в качестве вибрирующего элемента использован датчик ускорения.

13. Динамический пользовательский интерфейс по п.9, отличающийся тем, что упомянутый вибрирующий элемент служит изгибным пьезодатчиком с униморфной, биморфной или многослойной структурой.

14. Динамический пользовательский интерфейс по п.13, отличающийся тем, что введен внешний груз, прикрепленный к изгибному пьезодатчику.

15. Динамический пользовательский интерфейс по п.9, отличающийся тем, что упомянутый корпус и/или упомянутая линза выполнены с возможностью н