CN108700935A - 触觉驱动器及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

根据一个实施例的触觉驱动器可包括：壳体，在内部形成收容空间；盖，覆盖所述收容空间中至少一部分；振动部，配置于所述收容空间内；弹性部件，为了使所述振动部对所述壳体进行振动，连接所述壳体及所述振动部；线圈，形成用于驱动所述振动部的磁场；及控制部，基于预先设定的多个驱动模式中收集的驱动信息，决定任何一个驱动模式，并根据所述驱动模式决定将被认可至所述线圈的电流特性。

Description

触觉驱动器及其控制方法
技术领域
本发明的实施例涉及触觉驱动器及其控制方法。
技术背景
目前，电子设备与人交换信息时，主流方式为通过视觉或听觉传达的方式，但最近为了进行更具体且真实的信息传达，触感技术正备受瞩目。
一般来说，用于触感技术的触感提供装置有惯性执行机构(Inertial actuator)，压电半导体换能器(Piezoelectric actuator)，电活性高分子驱动器(Electro-activepolymer actuator，EAP)等。
在惯性驱动机构，有连接于磁路发生的偏心力振动的偏心旋转电机(Eccentricrotation motor，ERM)，连接于弹性弹簧及磁路发生的共振频率使振动强度最大化的线性谐振器(Linear resonant actuator，LRA)。
利用弹性体等，以条(Bar)或磁盘(Disk)形态驱动的压电元件为中心，利用弹性体等以条(Bar)或磁盘(Disk)形态进行驱动的元件。
对于压电半导体换能器，现有技术的触感提供装置有大韩民国注册专利公报10-1603957(名称：压电半导体换能器、压电振动装置及携带终端)，大韩民国公开专利公报第10-2011-0118584(名称：透明的压电被组合的触及传感器及触感驱动机构)。
电活性高分子驱动器为通过外部电力具有特定机理的高分子支柱(Backbone)的外形，由功能基(Functional group)产生变化外形作为原理，通过把电活性聚合物膜贴到质量体，提供反复动作，驱动的元件。
此外，除了所述的触感提供装置外，正开发利用形状记忆合金，静电力，超声波等的触感提供装置。
所述现有触觉提供装置存在只能提供单纯振动的弊端。而且，线性谐振器存在仅通过利用由质量体与弹簧可有效振动的弊端。再者，压电半导体换能器具有因为所使用的元件为易碎物质，不可对实施者提供充分使用期限的局限。最后，电活性高分子驱动器对于外部氧化具有耐久性问题，并因为实际上为驱动需要大量的电压，存在很难适用于多种设备的问题。
同时，根据记载在2010年世界性的学汇刊IEEE TRANSACTIONS ON ROBOTICS的论文(题目：Tactile sensing-from humans to humanoids)，人体可收容的触觉感觉的频率范围从0.4Hz可达至500Hz以上，但如利用触觉技术，可在160Hz～210Hz范围内提供振动，这样，存在不能有效提供丰富多彩的信息的问题，为了有效地解决此问题，需要研究在多样的频率范围内可有效传达触觉信号的装置。
对于上述现有触觉提供装置，貌似通过扩大可有效提供振动的驱动频率频带宽度(Bandwidth)解决了所述问题，但由于其设计为同时提供160Hz以上的振动与声音的结构，的确存在提供振动时产生噪音的问题。
同时，目前没有在160Hz以下低频率区域可提供包括振动的触觉的装置。
因此，在160Hz以下区域可提供触觉，且除了单纯一个频率区域以外的多个范围需要开发可提供触觉的装置。
发明内容
技术课题
随着触觉技术的发展，产生了对新触觉的市场需求。实施例着眼于解决现有技术的各种问题，并提供对各种情况提供更感性触觉的触觉提供装置，触觉驱动器(Tactileactuator)作为目的。
实施例用于提供具有在可区分的两个以上的频段可提供不同触觉的至少两个以上的操作模式(operation mode)的触觉驱动器及其控制方法。
具体地，实施例以提供通过组合弹性部件与振动部(质量体)，在160Hz以下具备至少一个共振频率，并在该地点可提供现有技术所提供的振动的同时，在共振频率的1/3地点以下提供具有又另一个触觉的驱动区间的触觉驱动器为目的。
进一步地，在相同频率，提供通过由相互不同波形的电子信号产生的外部磁力，可提供相异触觉的触觉驱动器作为目的。
解决手段
根据本发明的一个实施例触觉驱动器可包括壳体，在内部形成收容空间；盖，覆盖所述收容空间中至少一部分；振动部，配置于所述收容空间内；弹性部件，为了使所述振动部对所述壳体进行振动，连接所述壳体及所述振动部；线圈，形成用于驱动所述振动部的磁场；及控制部，基于预先设定的多个驱动模式中收集的驱动信息，决定任何一个驱动模式，并根据所述驱动模式决定将被认可至所述线圈的电流特性。
所述振动部的质量可在2g以下，所述弹性部件的弹性系数可在2.021N/mm以下，所述触觉驱动器的共振频率可在160Hz以下。
当所述驱动模式为第一设定模式时，所述控制部可将所述电流的频率决定为第一设定频率，当所述驱动模式为所述第一设定模式以外的设定模式时，所述控制部可将所述电流的频率决定为比所述第一设定频率低的第二设定频率。
所述第一设定共振频率可为160Hz以下值。
所述第二设定频率可为所述触觉驱动器的共振频率的1/3以下值。
当所述驱动模式为第二设定模式时，所述控制部可将所述电流的波形决定为方波(square wave)或脉搏波(pulse wave)，且当所述驱动模式为第三设定模式时，所述控制部可将所述电流的波形决定为正弦波(sine wave)。
所述驱动模式可包含一般振动模式，敲打模式及摇晃模式。
当所述驱动模式为所述一般振动模式时，所述控制部可将所述电流频率决定为第一设定频率，当所述驱动模式为所述敲打模式时，所述控制部可将所述电流频率决定为比第一设定频率低的第二设定频率，当所述驱动模式为所述摇晃模式时，所述控制部可将所述电流频率决定为比所述第二设定频率高且比第一设定频率低的第三设定频率。
所述的触觉驱动器可进一步包括提供从所述控制部收集的信息的信息提供手段，且所述信息提供手段可包括用于接收用户命令的用户界面、用于传感外部环境的传感器、储存数据的储存器、通过与其它通信设备通信来被输入信息的通信部中任何一个以上。
根据一个实施例，控制触觉驱动器的方法可包括收集驱动信息的步骤；以所述被收集的驱动信息为基础，将预先被设定的多个驱动模式中决定任何一个驱动模式的步骤；及以所述被决定的驱动模式为基础，决定将被认可至所述线圈的电流的频率的步骤；及包含向所述线圈认可的电流的步骤。
所述的控制触觉驱动器的方法可进一步包括以所述预先被决定的驱动模式为基础，决定向所述线圈将认可的电流波形的步骤。
所述驱动信息为连接于所述触觉驱动器的装置中播放的影像或声源，所述决定驱动模式的步骤可根据所述影像或声源中是否包含预先被设定的影像模式或音响模式，实时进行决定。
技术效果
根据一个实施例，可更感性地传达多种触觉。
根据一个实施例，在人体可传感的频率范围中，在160Hz以下共振频率范围可提供更有效的触觉。
根据一个实施例，通过一个触觉提供装置，在160Hz以下的频率范围内可提供至少两个以上的相不同的触觉。
附图说明
图1是示出根据一个实施例的触觉驱动器内部的图。
图2是示出根据一个实施例的弹性部件的图。
图3是示出根据另一个实施例的弹性部件的图。
图4是示出根据一个实施例的触觉驱动器的框图。
图5是概念性地示出根据一个实施例的触觉驱动器等根据频率的驱动区域的图表。
图6是示出根据一个实施例的触觉驱动器等实际测定的频率及加速度关系的图表。
图7是示出根据一个实施例的触觉驱动器等当认可具有低频率的方波电流时被测定的频率与加速度关系的图表。
图8是示出根据一个实施例的触觉驱动器等认可具有低频率的正弦波电流时被测定的频率及加速度关系的图表。
图9是示出根据一个实施例的触觉驱动器控制方法的图。
图10是示出根据一个实施例的触觉驱动器在第一设定模式进行操作的一个形态的图。
图11是示出根据一个实施例的触觉驱动器在第二设定模式进行操作的另外形态的图。
图12是示出在具有相互不同共振频率的触觉驱动器，随着5Hz的方波的输入电流的电流大小变化而产生的加速度变化的图表。
图13是示出在具有相互不同的共振频率的触觉驱动器，随着90mA的方波的输入电流的频率变化而产生的加速度变化的图表。
图14是示出随着输入于具有80Hz的共振频率特性的触觉驱动器的方波电流变化产生的振动部波形的图。
图15是示出随着输入于具有120Hz的共振频率特性的触觉驱动器的方波电流变化产生的振动部波形的图。
图16是示出随着输入于具有160Hz的共振频率特性的触觉驱动器的方波电流变化产生的振动部波形的图。
图17是示出随着输入于具有180Hz的共振频率特性的触觉驱动器的方波电流变化产生的振动部波形的图。
图18是示出在具有相互不同共振频率的触觉驱动器，方波的电流被认可时产生的敲打及振动临界频率的图表。
图19是示出随着输入于具有80Hz的共振频率特性的触觉驱动器的脉搏波的电流变化产生的振动部波形的图。
图20是示出随着输入于具有120Hz的共振频率特性的触觉驱动器的脉搏波的电流变化产生的振动部波形的图。
图21是示出随着输入于具有160Hz的共振频率特性的触觉驱动器的脉搏波电流变化产生的振动部波形的图。
图22是示出随着输入于具有180Hz的共振频率特性的触觉驱动器的脉搏波电流变化产生的振动部波形的图。
图23是示出在具有相互不同的共振频率的触觉驱动器，脉搏波的电流被认可时产生敲打及振动临界频率的图表。
图24是示出随着输入于具有80Hz的共振频率特性的触觉驱动器的正弦波电流变化产生的振动部波形的图。
图25是示出随着输入于具有120Hz的共振频率特性的触觉驱动器的正弦波电流变化产生的振动部波形的图。
图26是示出随着输入于具有160Hz的共振频率特性的触觉驱动器的正弦波电流变化产生的振动部波形的图。
图27是示出随着输入于具有180Hz的共振频率特性的触觉驱动器的正弦波电流变化产生的振动部波形的图。
图28是示出在具有相互不同的共振频率的触觉驱动器，正弦波的电流被认可时产生的摇晃及振动临界频率的图表。
图29是示出根据另一个实施例的触觉驱动器控制方法的图。
具体实施方式
以下将参照示例性附图对实施例进行说明。参照附图进行说明中，与附图符号无关，相同的构成要素赋予相同的参照符号，且对此重复的说明给予省略。在说明实施例的过程中，判断有关公知技术的具体说明，不必要地模糊实施例的要点时，其详细说明给予省略。
此外，在说明实施例的构成要素时，可使用第一、第二、A、B、(a)、(b)等用语。这些用语只是为了指定说明书中记载的构成要素，而不是限定该构成要素的本质、步骤或顺序。当一个构成要素被记载为“连接”、“组合”或“连接”于另一个构成要素时，其构成要素虽可直接连接于其它构成要素，在其之间也可以“连接”、“组合”或“连接”另外的构成要素。
对于包含在任何一个实施例中的构成要素和包含共同功能的构成要素，在其它实施例中使用相同的名称进行说明。除非没有相反的器材，记载在任何一个实施例的说明也可适用于其它实施例中，并将省略在重复范围内的具体说明。
图1是示出根据一个实施例的触觉驱动器内部的图，图2是示出根据一个实施例的弹性部件的图，图3是示出根据另一个实施例的弹性部件的图，图4是示出根据一个实施例的触觉驱动器的框图。
参照图1至图4，根据一个实施例的触觉驱动器1可包括壳体11，盖12，振动部13，弹性部件14，线圈15，用户界面16，传感器17，储存器18，通信部19及控制部20。
例如，壳体11，可包括上面开放的收容空间。虽然，壳体11图示为箱子形象，但是，壳体11的形状不受限制。
盖12可覆盖所述收容空间的至少一部分。盖12的框部可固定在壳体11的侧壁部。通过在直接或间接接触于盖12的用户身体，可传达由振动部13所发生的振动。例如，盖12为了对用户传达由振动部13所产生的振动，敲打或摇晃等触觉，可将壳体11形成为更具有弹性的素材。
振动部13可被配置于壳体11的收容空间内，并可由认可至线圈15的电流所发生的磁场被驱动。振动部13可包括由所述磁场被驱动的物质。振动部13也可被理解为“磁性电路兼质量体”。
例如，振动部13在铁磁性物质(Ferromagnetic materials)中，由矫顽磁力(Intrinsic Coercivity)至少为1000A/m以下的软磁材料(Soft magnetic materials)组成，且可使用包含Fe，Ni，Si，Mn，Zn等元素中至少一个以上的钢铁(Steel)，粉末(Powder)，合金(Alloy)，合金粉末(Alloy powder)，复合体(Composites)，奈米结构(Nanostructure)等结构的物质，并且，全体结构不必为单一物质。
根据另外一个例子，振动部13在磁性物质(Paramagnetic materials)中，可纯粹使用比重至少为8以上的Cu，W等，或者，可使用具有作为所述软磁铁氧体的Fe，Ni，Si，Mn，Zn等元素中至少一个以上与合金(Alloy)，合金粉末(Alloy powder)，复合体(Composites)，奈米结构(Nanostructure)等结构的物质，类似地，构成磁性电路兼质量体1的物质及结构不必均匀。
部分振动部13的可使用作为所述铁磁性物质(Ferromagnetic materials)的包含Fe，Co，Ni，Nd，Ni，B，Zn等元素中至少一个以上的钢铁(Steel)，粉末(Powder)，合金(Alloy)，合金粉末(Alloy powder)，复合体(Composites)，奈米结构(Nanostructure)等结构的物质，且以图1为基准，为了以上下方向区分N级与S级，可使用被磁化的物质。
振动部13为对壳体11可进行振动，弹性部件14可连接壳体11与振动部13。例如，弹性部件14可使用具有低顺磁性(Paramagnetic)或反磁性(Diamagnetic)的物质，如不锈钢(Stainless steel)、塑料(Plastic)或橡胶(Rubber)等，即可使用虽由外力物质外观发生变形，但同时可恢复为原形状的具有弹性的物质。
弹性部件14可包括固定于壳体11的固定部14a，支撑振动部13的支撑部14b，连接固定部14a及支撑部14b的连接部14c。例如，固定部14a的直径可比支撑部14b的直径大。
同时，虽在图1及图2例示性地示出了固定部14a及支撑部14a为环形的情况，但如图3，弹性部件24的支撑部24a可形成为多个线段(segment)，固定部14a也与此类似。
线圈15通过利用被认可的电流，可形成用于驱动振动部13的磁场。例如，作为线圈，可使用平面线圈，电磁线圈或包含软磁材料(soft magnetic materials)的具有线圈(core)部的电子式线圈等。
用户界面16可从用户直接接收命令。用户界面16可为键盘、鼠标或触摸屏等。但是，用户界面的种类16并不限于此。
传感器17可感应触觉驱动器1的外部环境。例如，传感器17通过感应温度、湿度、压力或光亮，可将其改换为电子信号并传达至控制部20。但是，传感器17的种类并不限于此。
储存器18可储存数据。例如，在储存器18可储存影像，声源，图像或文本等数据。在储存器18可储存用户界面16，传感器17及/或从通信部19接收的数据。在储存器18可储存预先被设定的多个驱动模式。
通信部19可通过与其它通信设备的有无线通信输入信息。例如，可通过网络接收外部的影像，声源，图像或文本等数据，传达至控制部20。
用户界面16，传感器17，储存器18及通信部19可统称为“信息提供手段”。信息提供手段可提供从提供部20收集的驱动信息。实施例涉及以通过信息提供手段向控制部提供的信息为基础，由多个驱动模式驱动的触觉驱动器，但其不限制提供该信息的手段及种类。
控制部20能以已被设定的多个驱动模式中已收集的驱动信息作为基础，决定任何一个驱动模式。在此，接收于控制部20的驱动模式可为从信息提供手段被传达的信息。控制部20根据已被决定的驱动模式可决定将认可于线圈15的电流特性。在此，电流的特性可为电压、频率及波形等。
实施例通过变化弹性部件14的物性，使其在低频率区域可进行振动。以下【数学式1】为基础，显示从现有触觉驱动器的共振频率及振动部的质量被引导的弹性部件弹性系数的【表1】与显示根据一个实施例的触觉驱动器1弹性部件14的弹性系数的【表2】可如下。
【数学式】
[表一]使用于现有触觉驱动器的弹性部件的弹性系数表
弹簧No. 测定频率(Hz) 质量(g) 解释弹簧常数(N/mm)
1 154.7 1.578 1.491
2 154.1 1.578 1.479
3 152.7 1.578 1.453
4 149.8 1.578 1.398
5 153.0 2.23 2.061
6 160.0 2.23 2.254
[表二]根据一个实施例的使用于现有触觉驱动器的弹性部件的弹性系数表
弹簧No. 测定频率(Hz) 质量(g) 解释弹簧常数(N/mm)
7 98.7 0.65 0.250
8 81.4 0.79 0.207
9 75.7 0.93 0.210
10 85.3 1.09 0.313
11 78.2 1.04 0.251
参照【表1】及【表2】，例如，当振动部13的质量为0.6以上1.1g的触觉驱动器，为了具有100Hz以下的低共振频率，可将弹性部件14的弹性系数设定为0.2N/mm以上0.35N/mm以下。
图5为在根据一个实施例的触觉驱动器等，概念性地表示根据频率的驱动区域的图表。图6为根据一个实施例的触觉驱动器等，表示实际测定的频率及加速度关系的图表。
实线为示出根据一个实施例的触觉驱动器1驱动的图表，1点链线为显示现有的一般线性共振性驱动器提高驱动频带的多功能振动驱动器的驱动的图表。虚线为示出在现有的一般性线性共振型驱动器提高频带的多功能振动驱动器驱动的图表。
参照图5及图6，根据一个实施例的触觉驱动器(1)根据认可于线圈15的电流，可具有至少两个以上的驱动模式。
参照现有的一般性线性共振型驱动器的图表(一点链线)可知，可具有位于170Hz以上的一个共振频率(f_c)具有最大振动力，并在相对窄的频带(A3)可具有可驱动的频带。
由于原来触觉振动方法局限于振动，在不能形成周期性振动的频带的输出定义为噪音，并忽视掉了。因此，不能提出各种触觉。
相反，参照根据实施例的触觉驱动器的图表(实线)，至少在160Hz以下可具有一个以上的共振频率(f_a1)，在包含该共振频率(f_a1)的频带(A11)可提出与现有触觉提供装置输出的振动形态一样的触觉。
此外，在该共振频率(f_a1)的大约1/3的临界频率(f_a2)以下区域，可包含提供力量而不提供振动的至少一个以上的相互不同的频带A12，此力量可作为触觉，属于敲打及摇晃等。在此，所述临界频率可不表现为根据被输入的电流发生的波形被垮塌的样子，而形成为周期性形象的振动的最小频率。
图7是示出在根据一个实施例的触觉驱动器等，认可具有低频率的方波电流时被测定的频率及加速度关系的图表，图8是示出根据一个实施例的触觉驱动器等，认可具有低频率的正弦波电流时被测定的频率及加速度关系的图。
实线为根据一个实施例的触觉驱动器1驱动的图表，一点链线为表示现有的一般性的线性共振性驱动器的驱动的图表。
按照图7及图8，当流出低频率电流时，虽然现有的一般性线性共振型驱动器示出了与实际使用不符的噪音，但根据一个实施例的触觉驱动器1可确认与外部电流波形相符的振动模式。
图9是示出根据一个实施例的表示触觉驱动器控制方法的图，图10是示出根据一个实施例的表示触觉驱动器的在第一设定模式操作的一个形态的图，图11是示出根据一个实施例的触觉驱动器操作的其它形态的图。
参照图9至图11，通过信息提供手段16，17，18，19输入的驱动信息可从控制部20收集100。以在步骤100收集的驱动信息为基础，控制部20可决定已被设定的多个驱动模式中任何一个的驱动模式110。在此，已被设定的多个驱动模式可包含如一般振动模式及/或摇晃模式等。以下将示例性地说明第一设定模式为一般振动模式，第二设定模式为敲打模式，第三设定模式为晃荡模式的情况。
例如，所述驱动信息为连接于触觉驱动器1的设备播放的影像或音源，步骤110根据在播放的影像或音源是否包含已被设定的影像模式或音源模式，可实时进行决定。
当在步骤110决定驱动步骤，控制部20以已被决定的驱动模式为基础，可决定认可至线圈15的电流频率。
决定在步骤110已被决定的驱动步骤是否为一般振动模式120之后，当其为第一设定模式(一般振动模式)时，控制部20可将电流频率决定为周期正弦波形象振动力的作为最小频率的临界频率高的第一设定频率(f_H)130，控制部20可将已设定频率的电流认可180至线圈15。第一设定频率(f_H)可设定为属于触觉驱动器1共振频率周边的频率带(A11，参照图5)的值。例如，第一设定频率(f_H)，可为160Hz以下的值。
在步骤180如认可具有第一设定频率(f_H)的电流，如图10所示，振动部13在壳体11的收容空间内能以上下方向振动，所述振动可顺次经过弹性部件14，壳体11及盖12传达至用户。在第一设定模式，为形成周期性形象的振动力，足以高的频率被输入。因此，不因输入波形种类受到很大影响，且可发生相类似振动。换句而言，在第一设定模式，输入波形的种类不受限制。
同时，在步骤110所决定的驱动模式为除了第一设定模式之外的设定模式时，控制部20可将电流频率决定140为比第一设定频率(f_H)低的第二设定频率(f_L)。第二设定频率(f_L)可决定为低于所述临界频率的值。例如，第二设定频率(f_L)可为触觉驱动器1共振频率1/3以下的值。
执行步骤140之后，控制部20可决定150驱动模式是否为第二设定模式(敲打模式)。在步骤150，当驱动模式被决定为第二设定模式(敲打模式)时，控制部20可将电流的波形决定为方波(square wave)或脉搏波(sine wave)。与之相反，在步骤150，当驱动模式被决定为第二设定模式(敲打模式)时，控制部20可将电流波形决定为正弦波(sine wave)，并且，控制部20可通过被设定的频率及波形向线圈15认可180电流。
如在步骤180具有第二设定频率(f_L)的电流被认可，因为振动部13不能形成周期性振动力，可根据下面输入波形向用户传达不同触觉。
首先，被输入的电流波形为正弦波时，不能形成周期性振动力的振动部13会非周期性地进行上下运动。此外，正弦波的特性为使输入于线圈15的电流的大小温柔地发生变化，因此，由于上述运动，用户可感觉到晃荡的触觉。在本发明，“晃荡”可被理解为不能感到周期性的一系列触觉的统称。实际上，当在根据实施例被制造的试制品上适用如上所述的条件时，用户可感觉到晃荡的触觉。
其次，类似地，当被输入的电流波形为方波或脉搏波时，不可形成周期性振动力的振动部13进行非周期性的上下运动。但是，方波和脉搏波的特性为输入于线圈15的电流大小每一电流大小变化的周期性瞬间，振动部13的上下运动方向的加速度可比其他区间更大。并且，在电流大小变化的瞬间所感觉到的触觉，可提高用户触觉的阈值(thresholdvalue)，最终会产生感觉适应(sensory adaptation)，以至于不能感觉到在其余区间可感到的触觉。在本发明，“敲打”可被理解为高地可区分于其余区间的脉冲(impulse)周期性反复的触觉的统称。实际上，根据实施例所制造的试制品上适用如上条件时，用户可感觉到敲打触觉。
换句话说，当输入触觉驱动器1的共振频率的1/3以下的频率的电流时，可根据电流波形，感觉到至少2以上的相互不同的触觉。
同时，例如，当振动部13及盖12之间的距离充分接近或被输入充分的电压时，振动部13如图1一样，以直接接触于盖12的方法，通过盖12可向用户传达直接力。
下面，将进一步具体地说明利用根据一个实施例的触觉驱动器1进行实验的结果的图。
图12是示出具有相不同的共振频率的触觉驱动器，根据作为5Hz的方波的输入电流的电流大小变化的加速度变化的图表。图13是示出在具有相不同频率的触觉驱动器，根据作为90mA的方波的输入电流的频率变化的加速度变化的图表。
通过实验，用户确认了振动部13以0.2G以上的加速度被驱动时可感觉到敲打的触觉。参照图12及图13，可确认出，当触觉驱动器1的共振频率在160Hz以下时，当触觉驱动器1的共振频率的大小为90mA时，即使频率为5Hz的小电流被认可，振动部13能以0.2以上的加速度被驱动。与之相反，当触觉驱动器的共振频率为比160Hz若干大的180Hz时，为了以0.2G以上的加速度被驱动，需认可90mA的约1.5倍的130mA以上的电流。
根据一个实施例的触觉驱动器，当振动部13的质量为2g以下时，通过将弹性部件14的弹性系数设为2.021N/mm以下，可将共振频率设定为160Hz以下。同时，当振动部13的质量为2g以上时，通过将弹性部件14的弹性系数设定为2.021N/mm以上，可使共振频率在160Hz以下。
图14至图17是示出随着输入于分别具有80Hz，120Hz，160Hz及180Hz的共振频率特性的触觉驱动器的，为方波的电流变化所产生的振动部波形的图，在图18是示出在具有相不同的共振频率特性的触觉驱动器，当方波的电流被认可时产生的敲打及振动的临界频率的图表。
参照图14至图17，各图的右例所示的图表一样，当认可特定频率以上的方波的电流时，可形成振动部的波形为周期性的形象的振动力。因此，在所述条件触觉驱动器可对用户提供“振动”的触觉。
相反，如在各图的左列所显示出的图表一样，在特定频率以下区域振动部不能形成周期性振动力，部分图表被倒塌。而方波的特性为每一电流大小产生变化的周期性瞬间，振动部的加速度比其他区间变化地大得多。因此，在所述条件，触觉驱动器可向用户提供“敲打”触觉。
如上所述，以所述特定频率为基准，触觉驱动器向用户所提供的触觉可区分为振动或敲打。所述特定频率也可称为临界频率或区分频率。
参照图14至图17，随着触觉驱动器的共振频率的增大，可确认所述临界频率变大的趋向，并可将所述趋向显示于图18。根据实施例的触觉驱动器的控制方法，第一设定频率(f_H)及第二设定频率(f_L)可通过考虑在图18显示的临界频率进行设定。
图19至图22是示出输入于分别具有80Hz，120Hz，160Hz及180Hz的共振频率特性的触觉驱动器的脉搏波的电流变化显出的振动部波形的图。图23是示出在具有相互不同的共振频率的触觉驱动器，脉搏波的电流被认可时产生的敲打及振动临界频率的图表。
参照图19至图22，可知输入脉搏波电流时的振动部波形具有与输入电流时类似的形态。因此，在触觉驱动器认可临界频率以下的脉搏波电流时，触觉驱动器可向用户提供“敲打”的触觉，当临界频率以上的脉搏波被认可时，触觉驱动器可向用户提供“振动”触觉。
参照图19至图22，可确认出，随着触觉驱动器共振频率增大，所述临界频率增大的倾向。所述倾向显示在图23。
同时，对于具有相同共振频率的触觉驱动器，可确认出，输入脉搏波电流时的临界频率为输入方波电流时的临界频率的两倍。
根据一个实施例的触觉驱动器的控制方法，其中的第一设定频率(f_H)及第二设定频率(f_L)，可根据在图23所示的临界频率进行设定。
图24至27是示出输入于分别具有80Hz，120Hz，160Hz及180Hz的共振频率特性的触觉驱动器的正弦波的电流变化所产生的振动部波形的图，图28是具有相不同共振频率特性的触觉驱动器，正弦波电流被认可产生的晃荡及振动的临界频率的图表。
参照图24至图27，可知与显示于各图右例的图表一样，特定频率以上的正弦波电流被认可时，振动部的波形形成周期性正弦波形象的振动力。因此，在所述条件触觉驱动器可向用户提供“振动”的触觉。
与之相反，如显示在各图的左列的图表一样，在特定频率以下区域振动部不能形成周期性的振动力，并图表部分有被垮塌。不能形成周期性振动力的振动部将具有非周期性地以上下运动的加速度。同时，正弦波的特性为电流的大小缓慢地发生变化，因此，由于上述运动，用户可感觉到“晃荡”的触觉。
如上所述，以所述特定频率为基准，触觉驱动器向用户所提供的触觉可区分为振动或晃荡。
参照图24至图27，随着触觉驱动器的共振频率的增大，可确认所述临界频率变大的趋向，并将所述趋向在图28已显示出了。在于根据实施例的触觉驱动器的控制方法，第一设定频率(f_H)及第二设定频率(f_L)可通过考虑图28所示出的临界频率进行设定。
图29是示出根据另一个实施例的触觉驱动器的控制方法的图。除非有与之相反的记载事项，在图9所说明的关于一个实施例的触觉驱动器的控制方法的内容可适用于其它实施例。
参照图29，对于根据一个实施例的触觉驱动器的控制方法，当在步骤120驱动模式为一般振动模式时，控制部可将被认可的电流的频率决定为第一设定频率(f_H)。所述第一设定频率(f_H)可参照图18、图23或图28，被设定为大于在已定条件下提供“振动”触觉的作为最小频率的第一临界频率的值。
如在步骤120的驱动模式不是一般驱动模式时，控制部可决定驱动模式是否为敲打模式150。
在步骤150，当驱动模式为敲打模式时，控制部可将被认可的电流的频率决定151为第二设定频率(f_L1)。所述第二设定频率(f_L1)可参照图18或图23，被设定为小于在已定条件下提供“敲打”触觉的作为最大频率的第二临界频率的值。
在步骤150，驱动模式不是敲打模式时，控制部可将被认可的频率决定152为第三设定频率(f_L2)。所述第三设定频率(f_L2)，可参照图28，被设定为小于在已定条件下提供“摇晃”触觉的作为最大频率的第三临界频率的值。
同时，参照图18，图23及图28可知，因为在相同条件下提供“摇晃”触觉的作为最大频率的第三临界频率大于提供“敲打”触觉的作为最大频率的第二临界频率，第三设定频率(f_L2)可被设定为大于第二设定频率(f_L1)的值。同时，第1设定频率(f_H)可设定为大于第二设定频率(f_L1)及第三设定频率(f_L2)的值。即，第三设定频率(f_L2)可大于第二设定频率(f_L1)，第一设定频率(f_H)可大于第三设定频率(f_L2)。
根据前述实施例，可更感性地传达多种触觉。此外，人体所能感知的频率范围中，在160Hz以下的频率范围可提供比现有技术效果更好的触觉。此外，通过一个触觉提供装置，在160Hz以下的频率范围内可提供至少两个以上的相互不同的触觉。
如上所述，本发明的实施例虽然已参照有限的和附图进行了说明，在本发明所属领域中具备通常知识的人均可以从此记载中进行各种修改和变形。例如，说明的技术以不同于所说明的方法的顺序被执行，以及/或说明的***、结构、装置、电路等构成要素以不同于所说明的方法的其他形态被结合或组合，或是通过其他结构要素或均等物被配置或置换，也可获得适当的效果。

Claims (12)

1.一种触觉驱动器，包括：
壳体，在内部形成收容空间；
盖，覆盖所述收容空间中至少一部分；
振动部，配置于所述收容空间内；
弹性部件，为了使所述振动部对所述壳体进行振动，连接所述壳体及所述振动部；
线圈，形成用于驱动所述振动部的磁场；及
控制部，基于预先设定的多个驱动模式中收集的驱动信息，决定任何一个驱动模式，并根据所述驱动模式决定将被认可至所述线圈的电流特性。
2.根据权利要求1所述的触觉驱动器，其中，
所述振动部的质量在2g以下，
所述弹性部件的弹性系数在2.021N/mm以下，
所述触觉驱动器的共振频率在160Hz以下。
3.根据权利要求1所述的触觉驱动器，其中，
当所述驱动模式为第一设定模式时，所述控制部将所述电流的频率决定为第一设定频率，
当所述驱动模式为所述第一设定模式以外的设定模式时，所述控制部为将所述电流的频率决定为比所述第一设定频率低的第二设定频率。
4.根据权利要求3所述的触觉驱动器，其中，
所述第一设定共振频率为160Hz以下值。
5.根据权利要求3所述的触觉驱动器，其中，
所述第二设定频率为所述触觉驱动器的共振频率的1/3以下值。
6.根据权利要求3所述的触觉驱动器，其中，
当所述驱动模式为第二设定模式时，所述控制部将所述电流的波形决定为方波(square wave)或脉搏波(pulse wave)，且
当所述驱动模式为第三设定模式时，所述控制部将所述电流的波形决定为正弦波(sine wave)。
7.根据权利要求1所述的触觉驱动器，其中，
所述驱动模式包含一般振动模式，敲打模式及摇晃模式。
8.根据权利要求7所述的触觉驱动器，
当所述驱动模式为所述一般振动模式时，所述控制部将所述电流频率决定为第一设定频率，
当所述驱动模式为所述敲打模式时，所述控制部将所述电流频率决定为比第一设定频率低的第二设定频率，
当所述驱动模式为所述摇晃模式时，所述控制部将所述电流频率决定为比所述第二设定频率高且比第一设定频率低的第三设定频率。
9.根据权利要求1所述的触觉驱动器，进一步包括提供从所述控制部收集的信息的信息提供手段，且
所述信息提供手段包括用于接收用户命令的用户界面、用于传感外部环境的传感器、储存数据的储存器、通过与其它通信设备通信来接收信息的通信部中一个以上。
10.一种控制触觉驱动器的方法，包括以下步骤：
对于包括壳体，在内部形成收容空间，盖，覆盖所述收容空间中至少一部分，振动部，配置于所述收容空间内，弹性部件，为了使所述振动部能够对所述壳体进行振动，连接所述壳体及振动部，线圈，形成用于驱动所述振动部的磁场的触觉驱动器，
收集驱动信息；
以所述被收集的驱动信息为基础，将预先被设定的多个驱动模式中决定任何一个驱动模式；及
以所述被决定的驱动模式为基础，决定将被认可至所述线圈的电流的频率；及
包含向所述线圈认可的电流。
11.根据权利要求10所述的控制触觉驱动器的方法，进一步包括
以所述预先被决定的驱动模式为基础，决定向所述线圈将认可的电流波形的步骤。
12.根据权利要求10所述的控制触觉驱动器的方法，其中，
所述驱动信息为连接于所述触觉驱动器的装置中播放的影像或声源，
所述决定驱动模式的步骤为根据所述影像或声源中是否包含预先设定的影像模式或音响模式，实时进行决定。
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