諧振驅(qū)動(dòng)器與檢測的制作方法
【專利摘要】除其他情況之外，本申請論述了用于控制觸覺傳感器的裝置和方法。在一示例中，觸覺控制器可包括一種具有可配置的輸出阻抗的有源終端驅(qū)動(dòng)器。該有源終端驅(qū)動(dòng)器可被配置為對(duì)觸覺傳感器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)并對(duì)該觸覺傳感器的反電動(dòng)勢EMF進(jìn)行處理，以提供所述觸覺傳感器的動(dòng)作反饋。在一示例中，觸覺控制器可包括處理器，該處理器為有源終端驅(qū)動(dòng)器提供指令信號(hào)并使用觸覺傳感器的動(dòng)作反饋來確定該觸覺設(shè)備的諧振頻率。
【專利說明】諧振驅(qū)動(dòng)器與檢測
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]除其他之外，本申請論述了用于傳感器驅(qū)動(dòng)器的裝置和方法，特別是用于諧振觸覺設(shè)備的改進(jìn)控制的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]除其他之外，觸覺再現(xiàn)指的是，例如在手指觸摸顯示器時(shí)能夠提供相應(yīng)的觸覺的技術(shù)。觸覺可通過與該顯示器或是該顯示器一部分相關(guān)聯(lián)的某種物理效應(yīng)提示的控制而產(chǎn)生。
[0003]觸覺再現(xiàn)能夠?yàn)殡娮尤藱C(jī)交互提供物理反饋。消費(fèi)類電子產(chǎn)品中的觸覺響應(yīng)可提高用戶體驗(yàn)。例如，對(duì)顯示器按鈕的物理觸覺響應(yīng)可以為用戶提供顯示器的按鈕被激活的保證，而不需要視覺指示或聽到激活態(tài)的音頻指示。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]除其他情況之外，本發(fā)明論述了用于控制觸覺傳感器的裝置和方法。在一個(gè)示例中，觸覺控制器可包括具有可配置的輸出阻抗的有源終端驅(qū)動(dòng)器。該有源終端驅(qū)動(dòng)器可被配置為驅(qū)動(dòng)觸覺傳感器并處理觸覺傳感器的反電動(dòng)勢(EMF)以提供觸覺傳感器的動(dòng)作反饋。在一個(gè)示例中，觸覺控制器可包括處理器，其為有源終端驅(qū)動(dòng)器提供指令信號(hào)并使用觸覺傳感器的動(dòng)作反饋來確定觸覺設(shè)備的諧振頻率。
[0005]本申請?zhí)峁┝?一種觸覺控制器，包括:有源終端驅(qū)動(dòng)器，其具有可配置的輸出阻抗，所述有源終端驅(qū)動(dòng)器可被配置為對(duì)觸覺傳感器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)并對(duì)該觸覺傳感器的反電動(dòng)勢EMF進(jìn)行處理，以提供所述觸覺傳感器的動(dòng)作反饋；以及處理器，其為所述有源終端驅(qū)動(dòng)器提供指令信號(hào)并使用所述觸覺傳感器的所述動(dòng)作反饋來確定所述觸覺設(shè)備的諧振頻率。
[0006]本申請還提供了一種方法，包括:在有源終端驅(qū)動(dòng)器處接收來自處理器的指令信號(hào)；使用所述有源終端驅(qū)動(dòng)器和所述指令信號(hào)來驅(qū)動(dòng)觸覺傳感器；使用所述有源終端驅(qū)動(dòng)器來對(duì)所述觸覺傳感器的反EMF進(jìn)行處理，以提供所述觸覺傳感器的動(dòng)作反饋；以及使用所述觸覺傳感器的所述動(dòng)作反饋來確定所述觸覺傳感器的諧振頻率。
[0007]本申請進(jìn)一步提供了一種系統(tǒng)，包括:諧振觸覺傳感器；以及觸覺控制器，其被配置為連接到所述諧振觸覺傳感器上，所述觸覺控制器包括:有源終端驅(qū)動(dòng)器，其被配置為對(duì)觸覺傳感器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)并對(duì)反電動(dòng)勢EMF進(jìn)行處理，以提供所述觸覺傳感器的動(dòng)作反饋；以及處理器，其為所述有源終端驅(qū)動(dòng)器提供指令信號(hào)并使用所述觸覺傳感器的所述動(dòng)作反饋來確定所述觸覺設(shè)備的諧振頻率。
[0008]本概要旨在提供本發(fā)明主題的總體概述，而非提供本發(fā)明排他性或窮盡性說明?！揪唧w實(shí)施方式】中將提供有關(guān)本專利申請的進(jìn)一步信息。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]在附圖(其不一定按比例繪制)中，相似的附圖標(biāo)記可在不同的視圖中描述相似的部件。具有不同字母后綴的相似附圖標(biāo)記可表示同類部件的不同例子。附圖以示例而非限制的方式大體上示出了本申請中所論述的各個(gè)實(shí)施例。
[0010]圖1大體示出了包括處理器、有源終端驅(qū)動(dòng)器和諧振觸覺傳感器的示例性觸覺控制器；
[0011]圖2大體示出了示例性的有源終端驅(qū)動(dòng)器；以及
[0012]圖3大體示出了包括負(fù)阻抗變換器的示例實(shí)施方式的示例性有源終端驅(qū)動(dòng)器302。
【具體實(shí)施方式】
[0013]發(fā)明人已經(jīng)認(rèn)識(shí)到用于提供諧振觸覺設(shè)備的改進(jìn)控制的裝置和方法。圖1大體上示出了示例性的觸覺控制器100，其包括處理器101、有源終端驅(qū)動(dòng)器102和諧振觸覺傳感器(resonant haptic transducer) 103。在某些不例中，處理器101可為電子器件的一部分，該電子器件包括但不限于計(jì)算機(jī)或移動(dòng)電子器件。處理器101可接收用戶輸入或應(yīng)用輸出并可為有源終端驅(qū)動(dòng)器102提供指令信號(hào)以驅(qū)動(dòng)諧振觸覺傳感器103。有源終端驅(qū)動(dòng)器102可響應(yīng)指令信號(hào)并提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)以使諧振觸覺傳感器103加速、減速或保持被命令的動(dòng)作。在某些示例中，有源終端驅(qū)動(dòng)器102可包括放大器和第二有源器件，該第二有源器件可被配置為提供有源終端驅(qū)動(dòng)器102的預(yù)設(shè)的輸出阻抗。在某些示例中，諧振觸覺傳感器103可包括偏心旋轉(zhuǎn)質(zhì)量或線性諧振致動(dòng)器。
[0014]圖2大體上示出了示例性的有源終端驅(qū)動(dòng)器202。在某些示例中，有源終端驅(qū)動(dòng)器202可包括放大器204和負(fù)阻抗變換器205。在某些示例中，放大器可接收來自處理器(未示出)的指令信號(hào)(Vin)并可為觸覺傳感器203提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)(VOTT)。在一些示例中，增益電阻器(Rmn)和反饋電阻器(Rfb)可被匹配以為觸覺傳感器203提供適當(dāng)?shù)恼穹盘?hào)。在一些示例中，處理器可為負(fù)阻抗變換器205提供阻抗指令，以調(diào)節(jié)有源終端驅(qū)動(dòng)器202的輸出阻抗。在某些示例中，調(diào)節(jié)有源終端驅(qū)動(dòng)器輸出的阻抗可改善處理器確定觸覺傳感器203的諧振頻率的能力。在一些示例中，調(diào)節(jié)有源終端驅(qū)動(dòng)器輸出的阻抗可提供對(duì)觸覺傳感器203的額外制動(dòng)控制。
[0015]就確定觸覺傳感器203的諧振頻率而言，如果已知觸覺傳感器203的實(shí)際諧振頻率，則可保持觸覺傳感器203的諧振頻率更為穩(wěn)健而有效的控制。在大多數(shù)情況下，觸覺傳感器203的標(biāo)稱諧振頻率是已知的。但是，環(huán)境條件(例如，溫度和濕度)可影響觸覺傳感器203的諧振頻率。處理器可執(zhí)行對(duì)觸覺傳感器203進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的方法，例如，以標(biāo)稱諧振頻率或接近標(biāo)稱諧振頻率來驅(qū)動(dòng)觸覺傳感器203，進(jìn)而對(duì)觸覺傳感器203的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)控以確定實(shí)際的諧振頻率。在某些示例中，觸覺傳感器203的反電動(dòng)勢(EMF)可被監(jiān)控。在某些示例中，負(fù)阻抗變換器205可對(duì)觸覺傳感器203的反EMF進(jìn)行濾波并放大，以提供對(duì)觸覺傳感器203諧振頻率的更為穩(wěn)健的測量乃至更為準(zhǔn)確的確定。在一示例中，處理器可以標(biāo)稱頻率驅(qū)動(dòng)觸覺傳感器203，該處理器或有源終端驅(qū)動(dòng)器205可進(jìn)而對(duì)觸覺傳感器203的產(chǎn)生動(dòng)作的經(jīng)放大的反EMF的最大峰值和最小峰值(例如，使用峰值檢測器)進(jìn)行測量。經(jīng)放大的反EMF的最大峰值和最小峰值進(jìn)而可用于確定觸覺傳感器203諧振頻率的周期。在一些示例中，最大峰值和最小峰值之間的定時(shí)可用于確定諧振頻率。在一些示例中，最大峰值和最小峰值可為零交叉檢測器提供門限零交叉值以確定諧振頻率的周期。在一些示例中，零交叉值可為約在最大峰值和最小峰值之間的中間值。在一些示例中，與觸覺傳感器的反EMF的兩個(gè)連續(xù)零交叉檢測相關(guān)的定時(shí)信息可提供觸覺傳感器諧振頻率的周期的指示。
[0016]就提供額外的制動(dòng)控制而言，在某些示例中，處理器可為負(fù)阻抗變換器205提供指令(例如，數(shù)字指令)以改變有源終端驅(qū)動(dòng)器輸出的阻抗，進(jìn)而允許觸覺傳感器203更快地減速。在某些示例中，負(fù)阻抗變換器可提供電流反饋(Ifb)以通過觸覺傳感器203協(xié)助校準(zhǔn)或配置有源終端驅(qū)動(dòng)器202的操作。
[0017]圖3大體上示出了示例性的有源終端驅(qū)動(dòng)器302，其包括用于驅(qū)動(dòng)觸覺傳感器303的負(fù)阻抗變換器305的示例性實(shí)施。在某些示例中，有源終端驅(qū)動(dòng)器302包括功率放大器304、增益電阻器(Rmn)和反饋電阻器(Rfb)。功率放大器304可連接至負(fù)阻抗變換器305上。負(fù)阻抗變換器305可包括兩組可編程電流源，基于PMOS的電流源307和基于NMOS的電流源308?；贜MOS的電流源308詳細(xì)示出且可包括數(shù)個(gè)晶體管(Ptl,P1,…，Pn)和相應(yīng)的開
【權(quán)利要求】
1.一種觸覺控制器，包括: 有源終端驅(qū)動(dòng)器，其具有可配置的輸出阻抗，所述有源終端驅(qū)動(dòng)器可被配置為對(duì)觸覺傳感器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)并對(duì)該觸覺傳感器的反電動(dòng)勢EMF進(jìn)行處理，以提供所述觸覺傳感器的動(dòng)作反饋；以及 處理器，其為所述有源終端驅(qū)動(dòng)器提供指令信號(hào)并使用所述觸覺傳感器的所述動(dòng)作反饋來確定所述觸覺設(shè)備的諧振頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸覺控制器，其中，所述有源終端驅(qū)動(dòng)器包括被配置為提供所述可配置的輸出阻抗的有源元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的觸覺控制器，其中，所述有源元件包括負(fù)阻抗變換器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的觸覺控制器，其中，所述負(fù)阻抗變換器被配置為提供經(jīng)放大的電壓，經(jīng)放大的電壓表示所述反EMF。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的觸覺控制器，其中，所述負(fù)阻抗變換器被配置為從所述處理器接收數(shù)字輸出，并基于所述數(shù)字輸出來提供負(fù)阻抗。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的觸覺控制器，其中，所述處理器被配置為使用所述負(fù)反饋?zhàn)儞Q器來調(diào)節(jié)所述觸覺傳感器的制動(dòng)速率。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的觸覺控制器，包括: 峰值檢測器，其被配置為檢測所述反EMF的最小峰值或最大峰值的至少一個(gè)峰值；以及 零交叉檢測器，其被配置為向所述處理器提供定時(shí)信息，所述定時(shí)信息與所述反EMF大約穿過所述反EMF的所述最小峰值和所述最大峰值之間的中間值的電壓值有關(guān)。
8.一種方法，包括: 在有源終端驅(qū)動(dòng)器處接收來自處理器的指令信號(hào)； 使用所述有源終端驅(qū)動(dòng)器和所述指令信號(hào)來驅(qū)動(dòng)觸覺傳感器； 使用所述有源終端驅(qū)動(dòng)器來對(duì)所述觸覺傳感器的反EMF進(jìn)行處理，以提供所述觸覺傳感器的動(dòng)作反饋；以及 使用所述觸覺傳感器的所述動(dòng)作反饋來確定所述觸覺傳感器的諧振頻率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，對(duì)所述反EMF進(jìn)行處理包括使用負(fù)阻抗變換器來對(duì)所述觸覺傳感器的所述反EMF進(jìn)行放大，以提供所述動(dòng)作反饋。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，包括:使用所述負(fù)阻抗變換器對(duì)所述觸覺傳感器的諧振運(yùn)動(dòng)進(jìn)行制動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，對(duì)諧振運(yùn)動(dòng)進(jìn)行制動(dòng)包括: 在所述負(fù)阻抗變換器處接收來自所述處理器的阻抗信息；以及 使用所述阻抗信息來調(diào)節(jié)所述負(fù)阻抗變換器的負(fù)阻抗。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述阻抗信息包括數(shù)字阻抗信息。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，確定諧振頻率包括:使用所述觸覺傳感器的所述動(dòng)作反饋來對(duì)所述諧振頻率的周期進(jìn)行檢測。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，對(duì)周期進(jìn)行檢測包括: 將所述有源終端驅(qū)動(dòng)器的輸出進(jìn)行驅(qū)動(dòng)至預(yù)設(shè)值；以及 使用零交叉檢測器來檢測所述反EMF的兩個(gè)連續(xù)零交叉。
15.根據(jù)權(quán)利要求8至14中任一項(xiàng)所述的方法，其中，對(duì)周期進(jìn)行檢測包括: 使用峰值檢測器來檢測所述反EMF的最大峰值； 使用所述峰值檢測器來檢測所述反EMF的最小峰值；以及 使用零交叉檢測器來檢測所述最小峰值和所述最大峰值之間的中間值的所述反EMF的兩個(gè)連續(xù)交叉點(diǎn)。
16.—種系統(tǒng),包括: 諧振觸覺傳感器；以及 觸覺控制器，其被配置為連接到所述諧振觸覺傳感器上，所述觸覺控制器包括: 有源終端驅(qū)動(dòng)器，其被配置為對(duì)觸覺傳感器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)并對(duì)反電動(dòng)勢EMF進(jìn)行處理，以提供所述觸覺傳感器的動(dòng)作反饋；以及 處理器，其為所述有源終端驅(qū)動(dòng)器提供指令信號(hào)并使用所述觸覺傳感器的所述動(dòng)作反饋來確定所述觸覺設(shè)備的諧振頻率。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的觸覺控制器，其中，所述有源終端驅(qū)動(dòng)器包括負(fù)阻抗變換器。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的觸覺控制器，其中，所述負(fù)阻抗變換器被配置為提供經(jīng)放大的電壓，經(jīng)放大的電壓表示所述反EMF。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的觸覺控制器，其中，所述負(fù)阻抗變換器被配置為從所述處理器接收數(shù)字輸出，并基于所述數(shù)字輸出來提供負(fù)阻抗。
20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的觸覺控制器，其中，所述處理器被配置為使用所述負(fù)反饋?zhàn)儞Q器來調(diào)節(jié)所述觸覺傳感器的制動(dòng)速率。
21.根據(jù)權(quán)利要求16至20中任一項(xiàng)所述的觸覺控制器，包括: 峰值檢測器，其被配置為檢測所述反EMF的最小峰值或最大峰值的至少一個(gè)峰值；以及 零交叉檢測器，其被配置為向所述處理器提供定時(shí)信息，所述定時(shí)信息與所述反EMF大約穿過所述反EMF的所述最小峰值和所述最大峰值之間的中間值的電壓值有關(guān)。
【文檔編號(hào)】G06F3/01GK103699215SQ201310450098
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月27日
【發(fā)明者】菲利普·J·克勞利, 馬吉德·樹世塔日安 申請人:快捷半導(dǎo)體(蘇州)有限公司, 快捷半導(dǎo)體公司