[發明專利]用于提供有限持續時間的觸覺效果的系統、設備和方法

在審

• 申請號: 201910514907.2
• 申請日: 2019-06-14
• 公開（公告）號: CN110609611A
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: J·M·克魯茲赫爾南德斯;D·A·格蘭特;C·J·尤爾里奇
• 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: 11038 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 周磊

公開了用于提供有限持續時間的觸覺效果的系統、設備和方法。用于提供有限持續時間的觸覺效果的系統包括傳感器、控制電路和振動致動器，其被配置為振動致動器的閉環反饋控制。傳感器被配置為測量由振動致動器引起的運動特性?？刂齐娐繁慌渲脼閺膫鞲衅鹘邮者\動特性信息并提供振動致動器的閉環反饋控制。閉環反饋控制允許有限持續時間的觸覺效果期間對振動致動器輸出的精確控制。

技術領域

本發明涉及用于提供有限持續時間的觸覺效果的系統、設備和方法。特別地，本發明針對提供用于振動致動器的閉環反饋控制以產生良好定義的有限持續時間的觸覺效果的技術。

背景技術

用于產生振動效果的觸覺致動器，即，諸如偏心旋轉質塊、線性諧振致動器、基于壓電的致動器等的振動致動器，通常用在觸覺使能設備中以提供中等到長持續時間的振動效果。這樣的觸覺效果作為嗡嗡聲或振動感覺呈現給用戶。提供嗡嗡聲感覺可以通過激勵振動致動器振蕩許多次(例如，數十次、數百次或甚至數千次)來實現。這樣的振動效果通過振動致動器的常規開環控制技術來實現。在這些情況下，在有限持續時間內的精確致動器控制是不需要的且會在設備制造中引入不必要的成本。

在一些情況下，可能期望產生有限持續時間的觸覺效果，其中振動致動器僅經歷少量(例如，少于10次)振蕩。這樣的觸覺效果可以作為點擊而不是嗡嗡聲呈現給用戶。例如，可能期望這些類型的點擊提供對觸摸屏輸入的機械響應的感覺和滿足感。常規上，開環控制技術和硬件適于通過例如實現致動器制動來提供這些短持續時間的點擊。通過開環制動保持具有清晰邊沿的高質量良好定義的感覺可能需要良好的致動器表征。致動器與開環控制方案的特性的偏差可導致減弱而不是清晰結束的效果。因此，例如，與線性諧振致動器的指定諧振頻率的差異可導致有限持續時間的觸覺效果退化。該問題的常規方案包括致動器輸出的制造后表征和開環控制參數的調整。

本文描述的發明提供了在觸覺使能設備中生成有限持續時間的觸覺效果的改進方法。

發明內容

本文提供了適應振動致動器的閉環反饋控制以產生有限持續時間的精確觸覺振動效果的系統、設備和方法。迄今為止，閉環反饋控制尚未應用于振動致動器，因為認為常規的振動效果不需要精確控制。常規的觸覺使能設備也不包括閉環控制的必要組件，并且認為引入這些組件不必要地增加了這些設備的成本。

本發明的實施例可以包括傳感器、控制電路和振動致動器，其特別地被配置為提供閉環控制能力以產生有限持續時間的振動效果。實施例還可以包括結合這些組件的設備和系統以及實現閉環控制技術以提供有限持續時間的觸覺效果的方法。

在實施例中，提供了一種觸覺使能設備。觸覺使能設備可以包括振動致動器、傳感器，傳感器被配置為測量包括觸覺使能設備的組件的加速度、速度和位移中的至少一個的運動特性，并輸出運動特性反饋信號。觸覺使能設備可以包括控制電路，該控制電路包括集成電路，該集成電路包括微處理器，該微處理器被配置為控制振動致動器以產生小于20ms的有限持續時間的觸覺效果。觸覺使能設備的控制電路可以通過接收期望的效果信號(其中期望的效果信號表示有限持續時間的觸覺效果)來執行控制，可以提供控制信號以激活振動致動器，可以以至少10kHZ的采樣頻率來采樣運動特性反饋信號，并且可以在連續提供控制信號的同時根據運動特性反饋信號和期望的效果信號以所述采樣頻率連續調整控制信號，其中連續調整控制信號使期望的效果信號和運動特性反饋信號之間的誤差最小化。