[发明专利]触觉反馈控制器

说明书

本发明描述一种用于移动装置的触觉反馈元件控制器和一种控制移动装置的触觉反馈元件的方法。所述触觉反馈元件包括具有处理器输出端、第一处理器输入端和第二处理器输入端的处理器，具有输出端的控制状态模块，所述输出端耦合到所述第二处理器输入端，并被配置成确定触觉反馈元件和触觉反馈元件放大器中的至少一个的至少一个操作状态参数；其中所述处理器被配置成根据所述至少一个操作状态参数来更改所述第一处理器输入端上接收到的输入信号的一个或多个频率分量的幅度，以及将处理后的信号输出到触觉反馈元件放大器，所述触觉反馈元件放大器具有用于耦合到触觉反馈元件的输出端。在不减少所述触觉反馈元件的寿命的情况下，所述触觉反馈元件控制器可将驱动信号最大化到机械和热限度。

技术领域

本发明涉及一种移动装置的触觉反馈元件控制器和一种控制移动装置的触觉反馈元件的方法。

背景技术

许多移动装置(例如移动电话)将触觉电机用作产生振动警告或更复杂的触觉模式的触觉反馈元件，以增强人-装置的交互。用于移动电话的触觉电机通常利用AC驱动的线性谐振致动器(LRA)或DC驱动的偏心旋转质量(ERM)电机。LRA和ERM两者都使用操作的电动原理来工作。

对于LRA来说，磁场通常由音圈产生，所述音圈与连接到“质量块”的磁体交互，所述质量块通常由金属形成，它们悬置在弹簧上。当磁场随着所施加的驱动信号变化时，磁体和质量块在与弹簧交互时上下移动。相对于其中移动的锥体(或膜)产生声压波的扬声器，移动的质量块产生振动。LRA弹簧和质量块之间的交互产生谐振行为。谐振频率通常在150Hz和250Hz之间的范围内，250Hz是人体皮肤敏感度频率的峰值。所感知的触觉力取决于驱动信号水平，其在谐振频率下通常是正弦波。

ERM通常由包括电感线圈或音圈的DC电机构成，所述电感线圈或音圈产生使电机轴旋转的磁场。通常由金属形成的偏心质量块连接到电机轴。因为质量块是偏心地安装在电机轴上，所以旋转将产生振动。用于移动装置的ERM电机通常在高于10,000RPM的频率下旋转，并通常在约3伏的固定DC电压下操作。

发明内容

在所附权利要求书中限定本发明的各个方面。在第一方面中，限定用于移动装置的触觉反馈元件控制器，其包括具有处理器输出端、第一处理器输入端和第二处理器输入端的处理器，以及具有输出端的控制状态模块，所述输出端耦合到第二处理器输入端，并被配置成确定触觉反馈元件和触觉反馈元件放大器中的至少一个的至少一个操作状态参数，其中所述处理器被配置成根据所述至少一个操作状态参数来更改第一处理器输入端上接收到的输入信号的一个或多个频率分量的幅度，以及将处理后的信号输出到触觉反馈元件放大器，所述触觉反馈元件放大器具有用于耦合到触觉反馈元件的输出端。

触觉反馈控制器可基于触觉反馈元件操作状态参数和/或触觉反馈元件放大器操作状态来处理输入驱动信号。处理器可被配置成通过将相应的操作状态参数状态保持在安全限度内，保护触觉反馈元件放大器和/或触觉反馈元件或触觉电机。

在实施例中，处理器可被配置成响应于至少一个操作状态参数小于第一预定值来增加输入信号的一个或多个频率分量的幅度，以及响应于至少一个操作状态参数大于第二预定值来减小输入信号的一个或多个频率分量的幅度。

处理器可通过将输入信号增强到操作状态参数中的一者或多者达到它们相应的安全限度来最大化触觉反馈元件输出和/或触觉反馈元件放大器输出。处理器可施加时变增益或频率依赖增益。在不减少触觉反馈元件的寿命的情况下，触觉反馈元件控制器可将驱动信号最大化到机械和热限度。

在实施例中，触觉反馈元件控制器可另外包括耦合到处理器的带宽扩展模块，其中带宽扩展模块被配置成扩展触觉反馈元件的有效通带，以包括高于和低于触觉反馈元件的谐振频率的频率。

在触觉反馈元件控制器的实施例中，带宽扩展模块可另外被配置成响应于触觉反馈元件的谐振频率的改变来适应有效通带。