[发明专利]偏心旋转质量致动器的触觉效应优化

说明书

本申请是2013年2月1日递交的题为“偏心旋转质量致动器的触觉效应优化”的中国专利申请NO.201310080012.5的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年2月1日提交的、系列号为61/593,719的美国临时专利申请的优先权，其内容通过引用合并于此。

技术领域

一个实施例涉及致动器，尤其涉及用于生成触觉效应的致动器。

背景技术

电子设备制造商致力于为用户生成丰富接口。传统的设备使用视觉和听觉提示来给用户提供反馈。在一些接口设备中，动觉反馈(例如作用力和反作用力反馈)和/或触觉反馈(例如振动、纹理和热度)也被提供给用户，更一般地被统称为“触觉反馈”或“触觉效应”。触觉效应可以提供加强和简化用户接口的提示。特殊地，振动效应或振动触觉效应，可以用于在提供提示给电子设备的用户以提醒用户特别的事件，或在模拟环境或虚拟环境中提供真实反馈来生成更强的感知浸入。

为了生成振动效应，很多设备使用一些类型的致动器。已知的用于这种目的的致动器包括例如偏心旋转质量(“ERM”)致动器，其中偏心质量块被电机驱动，线性谐振致动器(“LRA”)，其中连接到弹簧的质量块被前后驱动，或例如压电、电活性聚合物、形状记忆合金的“智能材料”。很多这些致动器以及与它们交互的设备，都具有动态确定和控制的最佳内置谐振频率，使得生成触觉效应的驱动信号可以是最有效和高效，例如美国专利US7,843,277中公开的LRA设备的优化。

致动器的性能特征，例如上升时间、制动时间和稳态电压，可以基于致动器的设计和制造商而改变，并且还由于物理振动、温度波动、疲劳和耗损在致动器的生命期间变化。此外，设备制造商想要自由地基于成本、可行性和性能特征来随意地替换不同的致动器而不有损设备提供的触觉反馈或需要高花费的手工重配置。

发明内容

一个实施例是使用偏心旋转质量(“ERM”)致动器生成触觉效应的系统。该系统确定ERM致动器的反电动势(“EMF”)并且接收包括一个或多个参数的触觉效应信号，参数中的一个是根据时间的电压幅度电平。该系统至少基于反EMF来改变电压幅度电平，并且将改变的触觉效应信号应用到ERM致动器。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的触觉使能系统的框图。

图2是根据本发明一个实施例的图1中ERM的剖面局部透视图。

图3是根据本发明一个实施例的图1中ERM驱动模块来确定ERM稳态计数器EMF(“SSCE”)电平的功能流程图。

图4是根据本发明一个实施例的ERM驱动模块来确定ERM上升时间的功能流程图。

图5是根据本发明一个实施例的ERM驱动模块来确定ERM制动时间的功能流程图。

图6是根据本发明一个实施例的ERM驱动模块使用反EMF时来调整ERM速度的功能流程图。

图7是根据本发明一个实施例的ERM驱动模块在生成触觉效应之前使用反EMF来确定电机是否旋转时的功能流程图。

具体实施方式

一个实施例是使用偏心旋转质量(“ERM”)致动器生成触觉效应的系统。该系统的特点是ERM致动器使用反电动势(“EMF”)从而获取运行参数，包括上升时间、制动时间和每分钟转数差异。运行参数之后被控制器用来生成触觉效应从而优化系统的行为。

图1是根据本发明一个实施例的触觉使能系统10的框图。系统10包括触摸感应表面11或安装在外壳15内的其他类型的用户接口，并且可包括机械按键/按钮13。系统10内部是在系统10上生成振动的触觉反馈系统。在一个实施例中，在触摸表面11上生成振动。

触觉反馈系统包括处理器或控制器12。耦接到处理器12的是存储器20和耦接到ERM致动器18的致动器驱动电路16。处理器12可以是任何类型的通用处理器，或者可以是专门设计成提供触觉效应的处理器，例如专用集成电路(“ASIC”)。处理器12可以是运行整个系统10的同一处理器，或者可以是独立处理器。处理器12可以决定什么触觉效应被呈现以及基于高电平参数决定其中效应的使用顺序。一般地，限定触觉效应的高电平参数包括振幅、频率和持续时间。低电平参数例如流电机命令也可以被用于确定特殊的触觉效应。如果触觉效应包括当触觉效应被生成时这些参数的一些变化，或基于用户交互的这些参数的变化，触觉效应可以被认为是“动态的”。