[发明专利]用于控制触觉致动器的设备和方法

说明书

本申请涉及一种用于控制触觉致动器的设备和方法。所述设备包括用于感测跨所述触觉致动器的电压的电压传感器。跨所述触觉致动器的所述电压包括反电动势分量。所述设备还包括被适配成提供电流信号以便驱动所述触觉致动器并基于所述反电动势分量调整所述电流信号的电流调节器。

技术领域

本公开涉及一种用于控制触觉致动器的设备和方法。具体地说，本发明涉及一种用于控制线性共振致动器或偏心旋转质量块的设备和方法。

背景技术

触觉致动器常与电子装置一起使用以便向用户提供传感信号，也被称为触觉反馈。例如，移动电话经常装备有触觉致动器，其振动以便为用户提供通知，例如作为已经接收文本消息的警报。

为此，已经开发了不同类型的触觉致动器，其中有偏心旋转质量块(ERM)和线性共振致动器(LRA)。

ERM基于驱动偏心质量块的单相DC电动机。所述系统不对称，使块自转制造与块的速度除以旋转半径成比例的力，所述力然后由用户感受到。在质量块旋转时，反电动势(BEMF)跨电动机生成，其与制造它的源极的电压相反。BEMF与质量块的旋转频率成比例，并且可用于向操作电动机的控制器提供反馈。

ERM具有相对较慢的开机时间和将电转换为机械能的较低效率。另外，ERM的振动强度取决于振荡频率。这些特性限制ERM对于触觉应用的使用。

LRA基于耦合到支持永磁铁的弹簧的感应线圈。在操作中，弹簧和质量块系统沿着单个轴线移动。当电流在一个方向上传送穿过线圈时，其制造排斥磁铁的磁场。当在另一方向上传送电流时，磁场吸引磁铁。所述系统具有通常在50Hz-300Hz范围内的机械共振频率。共振频率及时提供最佳推/拉组合以便以磁铁的最大加速度驱动它。另外，所述系统具有相对较高的Q因数，这意味着当驱除共振时，其产生较小运动。LRA的BEMF与其振幅成比例。

与ERM相比，LRA在将电转换为机械能中大致有效两倍。另外，LRA向用户提供良好控制的触觉反馈，因为仅系统的振动幅度改变并且其频率不改变。

LRA的共振频率由于制造工艺改变。因此，共振频率可不同于具体值，具有约10％的误差。另外，共振频率取决于电动机附接的质量块、温度、寿命降低和电动机振动的幅度(共振点基于AC信号幅度变化)。所有这些变化意味着以固定频率驱动LRA不足以实现最大系统性能。另外，即使特定电动机的共振频率在向其施加信号前已知，信号本身可改变共振点。这些因素意味着在最有效和最高振动强度点驱动LRA电动机需要主动跟踪共振频率的闭环系统。

不同系统已经被设计以控制ERM和LRA。在这些系统中，触觉致动器由电压信号驱动，并且BEMF被感测并用作反馈信号。在第一方法中，可仅一旦触觉致动器的驱动已经中断感测BEMF。在第二方法中，感测通道用于即时感测穿过LRA的电流和电压。这允许在任何时候监控触觉致动器的操作频率，但需要复杂的模拟设计和显著的数字处理，这增加了系统的足迹和功耗。

本发明的目标是解决一个或多个上面提到的限制。

发明内容

根据本公开的第一方面，提供一种触觉系统，其包括触觉致动器；电压传感器，其耦合到触觉致动器，以便感测跨触觉致动器的电压，其中跨触觉致动器的电压包括反电动势分量；以及电流调节器，其耦合到触觉致动器和电压传感器；电流调节器被适配成提供电流信号以便驱动触觉致动器并基于反电动势分量调整电流信号。

例如，跨触觉致动器的电压可以是直流电压或电压的表示，诸如电压的过滤值。

任选地，触觉系统包括控制器，其耦合到电流调节器和电压传感器；控制器被适配成接收跨触觉致动器的电压，并且向电流调节器提供控制信号。

任选地，控制信号可被适配成调整电流信号的幅度和相位中的至少一个。

例如，控制器可被适配成生成用于调整电流信号的幅度的第一控制信号和用于调整电流信号的相位的第二控制信号。