[發明專利]偏心旋轉質量致動器的觸覺效應優化

在審

• 申請號: 201710699211.2
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN107479708A
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: R·A·拉克羅伊克斯;M·A·格林伊施;E·B·拉姆薩
• 申請（專利權）人: 意美森公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 李穎

本申請是2013年2月1日遞交的題為“偏心旋轉質量致動器的觸覺效應優化”的中國專利申請NO.201310080012.5的分案申請。

相關申請的交叉引用

本申請要求2012年2月1日提交的、系列號為61/593,719的美國臨時專利申請的優先權，其內容通過引用合并于此。

技術領域

一個實施例涉及致動器，尤其涉及用于生成觸覺效應的致動器。

背景技術

電子設備制造商致力于為用戶生成豐富接口。傳統的設備使用視覺和聽覺提示來給用戶提供反饋。在一些接口設備中，動覺反饋(例如作用力和反作用力反饋)和/或觸覺反饋(例如振動、紋理和熱度)也被提供給用戶，更一般地被統稱為“觸覺反饋”或“觸覺效應”。觸覺效應可以提供加強和簡化用戶接口的提示。特殊地，振動效應或振動觸覺效應，可以用于在提供提示給電子設備的用戶以提醒用戶特別的事件，或在模擬環境或虛擬環境中提供真實反饋來生成更強的感知浸入。

為了生成振動效應，很多設備使用一些類型的致動器。已知的用于這種目的的致動器包括例如偏心旋轉質量(“ERM”)致動器，其中偏心質量塊被電機驅動，線性諧振致動器(“LRA”)，其中連接到彈簧的質量塊被前后驅動，或例如壓電、電活性聚合物、形狀記憶合金的“智能材料”。很多這些致動器以及與它們交互的設備，都具有動態確定和控制的最佳內置諧振頻率，使得生成觸覺效應的驅動信號可以是最有效和高效，例如美國專利US7,843,277中公開的LRA設備的優化。

致動器的性能特征，例如上升時間、制動時間和穩態電壓，可以基于致動器的設計和制造商而改變，并且還由于物理振動、溫度波動、疲勞和耗損在致動器的生命期間變化。此外，設備制造商想要自由地基于成本、可行性和性能特征來隨意地替換不同的致動器而不有損設備提供的觸覺反饋或需要高花費的手工重配置。

發明內容

一個實施例是使用偏心旋轉質量(“ERM”)致動器生成觸覺效應的系統。該系統確定ERM致動器的反電動勢(“EMF”)并且接收包括一個或多個參數的觸覺效應信號，參數中的一個是根據時間的電壓幅度電平。該系統至少基于反EMF來改變電壓幅度電平，并且將改變的觸覺效應信號應用到ERM致動器。

附圖說明

圖1是根據本發明一個實施例的觸覺使能系統的框圖。

圖2是根據本發明一個實施例的圖1中ERM的剖面局部透視圖。

圖3是根據本發明一個實施例的圖1中ERM驅動模塊來確定ERM穩態計數器EMF(“SSCE”)電平的功能流程圖。

圖4是根據本發明一個實施例的ERM驅動模塊來確定ERM上升時間的功能流程圖。

圖5是根據本發明一個實施例的ERM驅動模塊來確定ERM制動時間的功能流程圖。

圖6是根據本發明一個實施例的ERM驅動模塊使用反EMF時來調整ERM速度的功能流程圖。

圖7是根據本發明一個實施例的ERM驅動模塊在生成觸覺效應之前使用反EMF來確定電機是否旋轉時的功能流程圖。

具體實施方式

一個實施例是使用偏心旋轉質量(“ERM”)致動器生成觸覺效應的系統。該系統的特點是ERM致動器使用反電動勢(“EMF”)從而獲取運行參數，包括上升時間、制動時間和每分鐘轉數差異。運行參數之后被控制器用來生成觸覺效應從而優化系統的行為。

圖1是根據本發明一個實施例的觸覺使能系統10的框圖。系統10包括觸摸感應表面11或安裝在外殼15內的其他類型的用戶接口，并且可包括機械按鍵/按鈕13。系統10內部是在系統10上生成振動的觸覺反饋系統。在一個實施例中，在觸摸表面11上生成振動。

觸覺反饋系統包括處理器或控制器12。耦接到處理器12的是存儲器20和耦接到ERM致動器18的致動器驅動電路16。處理器12可以是任何類型的通用處理器，或者可以是專門設計成提供觸覺效應的處理器，例如專用集成電路(“ASIC”)。處理器12可以是運行整個系統10的同一處理器，或者可以是獨立處理器。處理器12可以決定什么觸覺效應被呈現以及基于高電平參數決定其中效應的使用順序。一般地，限定觸覺效應的高電平參數包括振幅、頻率和持續時間。低電平參數例如流電機命令也可以被用于確定特殊的觸覺效應。如果觸覺效應包括當觸覺效應被生成時這些參數的一些變化，或基于用戶交互的這些參數的變化，觸覺效應可以被認為是“動態的”。