CN101326574B - 具有力传感器的便携式数字媒体设备 - Google Patents

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Abstract

提供了一种便携式数字媒体设备，包括：存储设备；耦合到存储设备的力传感器；显示装置；以及耦合到存储装置和显示装置的控制器，其中显示装置显示信息。该设备当连接到计算机时还可用作光标控制和输入设备。该设备的其他应用也被公开。

Description

具有力传感器的便携式数字媒体设备
技术领域
本发明涉及具有力传感器的便携式数字媒体设备，所述力传感器在最小化由震动引起的损害时起辅助作用。这种便携式数字媒体设备也可以在其他应用中用作计步器。
背景技术
便携式数字媒体播放机的愈发紧凑性已驱使开发出尺寸愈发减小的硬盘驱动器。但是，尽管硬盘驱动器的尺寸小，它们的工作方式仍然与大型磁盘驱动器一样。所有的硬盘驱动器都使用伺服系统，该伺服系统控制致动臂相对于旋转记录磁盘的径向位置。致动臂以悬臂方式将具有读/写头或转换器(transducer)的浮动块(slider)支撑于磁盘之上。理想情况下，读/写头被保持在磁盘表面中的选定磁道的中心之上。读/写头从磁道中感测位置信息，该信息然后用于生成位置误差信号。误差信号通过补偿器被反馈到驱动马达中，以使得致动臂按照减小误差的方向移动读/写头。
便携式数字媒体播放机中所使用的磁盘驱动器可能由于掉落或严重颠簸而经受巨大震动。例如，当包含小型磁盘驱动器(例如1英寸磁盘驱动器)的媒体播放机从桌子或用户的手中跌落到坚硬地板之上时，由冲击生成的冲量可能相当大——高达数百或数千g。这种扰动呈振动形式，这些振动如果强度足够大则可使得磁盘相对于读/写头发生移动，从而导致脱离磁道误差(off track error)。
外部震动产生两种不期望的结果：物理损坏和磁道不对准。就第一种结果而言，震动脉冲可能对磁盘驱动器造成严重的物理损坏。足够幅度和方向的脉冲可以克服将浮动块与旋转磁盘分离的气隙轴承，从而损坏如下各项中的一种或多种：磁性介质薄膜、磁盘基片或者浮动块。
就第二种结果而言，外部扰动会强加线性和径向的加速度，这些加速备20或存储设备24的运动有关的信息。这取决于传感器是在存储设备24之内还是之外。与设备20的运动有关的信息的示例是设备在与表面碰撞之后受到的力(利用设备20的质量乘以在与表面碰撞之前最后记录到的x、y和z轴当中的最大加速度)。
设备20还可包括控制器28，以按照预期的各种方式和功能运行设备20。控制器28可被耦合到屏幕22和存储设备24两者。
参考图2，其示出了一种用于在将要成为自由落体时和成为自由落体期间保护在便携式数字媒体设备20的存储设备24中存储的数据的方法的流程图。在设备20中，力传感器26不断地检测与设备20的运动有关的数据(30)。当力传感器26获得沿着x、y和z轴的所有方向的0m/s2的读数时(32)或者当传感器26获得在x、y和z轴中的至少一个轴上在预定持续时间内的减小加速度时(33)，设备20中的控制器28要么切断设备20的电力供应，要么仅切断存储设备24的电力供应(34)。所述预定持续时间最大可以是一秒，并且也可以按照毫秒考虑。切断存储设备24的电力供应可以防止对存储设备24以及在存储设备24中存储的所有数据造成损坏。如果存储设备24是硬盘驱动器，则存储设备24和在存储设备24中存储的所有数据的损害预防可受移动部件(例如存储设备24的读/写臂)的收缩速度约束。如果存储设备24是闪存，则切断电力供应和停止闪存的数据传输将会是近于即时的。具有更多的缓冲存储器也可以减少存储设备24的运行持续时间并且在最小化存储设备24的部件运动持续时间时起辅助作用(在硬盘驱动器的情况下)。这将允许存储设备24不会更经常地读取或写入数据，并且使得在读取或写入数据时持续时间可以更短。当存储设备24不运行时可以更快速地切断存储设备24的电力供应。
每当控制器28切断设备20的电力供应时，这种情况发生的日期和时间就被存储在设备20中(36)。即使当设备20被损坏时，这种信息也可被取出，因为这种信息可以提供对设备20的损坏原因、时间和方式的指示。例如，在十天的时间跨度内记录有多于一百次电力供应切断情况的设备20可指示出该设备20的滥用或笨拙用户。力传感器26也可被配置为指示设备20或存储设备24在掉落或碰撞期间受到的最大力。这将被优选地作为如下设备20的一项特征，这些设备20被设计用于户外严酷用途并且不易碎以显示其固有的坚韧性。
优选的是，来自力传感器26的数据在预定时段(例如，四小时)内被记录。这样，来自前四小时的数据被来自当前四小时时段的数据改写。但是，设备20的断电情况记录不被改写。
参考图3，其示出了一种利用便携式数字媒体设备20对运动用户所行进的步数进行计数的方法的流程图。用户可能在行走、慢跑或者奔跑。在设备20中，力传感器26不断地检测与设备20的运动有关的数据(40)。用户通过使用媒体设备20上的控制(例如按钮、开关或触摸板)来触发计步模式(42)。控制器28在预定时间(例如十秒)内监视来自传感器26的读数并且记录在哪里从x、y和z轴之一有规律地检测到尖峰信号(44)。这确定了用户握持设备20的朝向。一旦控制器28已经确认设备20的朝向并相应确认周期性检测到尖峰信号的轴，该轴就被控制器28标记为指定轴(46)。每当从力传感器26检测到指定轴上的尖峰信号，就将步计数加一(48)。可以按照用户的意愿将步数重置为零。按照类似的方式，设备20还可用于对跳行或跳跃的发生进行计数。
此外，便携式数字媒体设备20中的控制器28可以利用如下拍频(beat frequency)从媒体设备20中的存储设备24中选择歌曲，所述拍频与传感器26为用户检测到的检测尖峰频率相匹配。
设备20还能够充当速度计。在先前提到的用于计步的步骤之后，如果用户将每步所覆盖的距离输入到媒体设备20中，则控制器28将能够使用如下公式确定近于即时的(near-instantaneous)速度：
Figure G42181938150131000D000031
其中，预定时间可以是三十秒或是任何其他持续时间。
设备20的某些其他应用被预期到。在诸如日本和印度尼西亚之类的地震多发国家中，置于平面上的设备20将可以用作振动传感器。当设备20中的传感器26在大于预定时间(例如三十秒)内在x、y和z轴中的任一轴中检测到加速度的尖峰信号时，设备20可以向用户鸣响/指示警报，作为迫近危险的警告。设备20当被从残骸寻找回时还可被用作数据记录器，并且可以根据象来自飞机的黑匣子的存储记录来推测震颤的准确时间。
设备20可具有监视应用。设备20的力传感器26可被连接到设备20中的录音机，使得当高于预定水平的振动被检测到时，录音机可被激活以记录设备20周围区域中的所有噪声。相应地，设备20附近或者周围的事件可被记录。
将力传感器26并入在设备20中还可以使设备20在经由线路或者无线地连接到计算机时充当光标控制和输入设备。如先前提到的，力传感器26能够测量x、y和z轴上的加速度。在当前实施例中，在x和y轴居于侧向平面的情况下，设备20在x、y或z轴中的任一轴上的位置改变会使得计算机的显示装置上的光标相对于显示装置上的基准位置移动到相应的位置，显示装置上的基准位置是根据对设备20预先校准而确定的。在侧向平面(x和y轴)中，坐标系可被用于确定光标在计算机的显示装置上的位置。例如，基准位置可被校准为(x1，y1)。当设备被移动到新位置(x1+3，y1-5)时，计算机的显示装置上的光标相对于显示装置上的基准位置移动到相应位置。相应地，设备20在垂直轴z上的移动在可适用的情况下可以应用于光标在计算机的显示装置上的三维移动。
设备20可以经由线路连接到计算机，同时给其电源充电和/或将内容下载到设备20中。只要合适的收发器被并入到设备20和计算机中，设备20还可以利用诸如RF、IR、蓝牙、UWB等之类的协议与计算机无线地通信。力传感器26所测量到的更高加速度可以使计算机的显示装置上的光标移动得更快。设备20上的控制可被用于选择计算机的显示装置上的选项。当设备20被这样使用时，光标控制和输入功能可以在任何表面上使用，这和无法在非反射性表面上使用的光学鼠标不同。具有还能够充当光标控制和输入设备的媒体播放机还可以减少用户需要携带的物品的数目。
应当注意到的是，所述计算机包括但不限于个人计算机、台式计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、平板计算机，以及个人数字助理。
虽然已经在先前描述中描述了本发明的优选实施例，但是相关技术领域的技术人员将会明白，在不脱离本发明的情况下，可以对设计或构造的细节进行许多变更或修改。

Claims (20)

1.一种便携式数字媒体设备，包括：
存储设备；
显示装置；
耦合到所述便携式数字媒体设备中的所述存储设备和所述显示装置的控制器；以及
耦合到所述控制器的力传感器，其中所述力传感器是测量所述便携式数字媒体设备在x、y和z轴上的加速度以便计算指示出在所述便携式数字媒体设备上施加的冲击的地球引力的加速度计；
其中，当所述便携式数字媒体设备连接到计算机时，所述便携式媒体设备是用于所述计算机的光标控制和输入设备，并且所述计算机的显示装置上的光标响应于所述力传感器所测量到的所述加速度而以与所述加速度相应的速率移动。
2.如权利要求1所述的便携式数字媒体设备，其中，所述便携式媒体设备通过线路或无线连接连接到所述计算机，并且所述线路或所述无线连接用于将与所述力传感器所测量到的所述加速度有关的数据从所述便携式数字媒体设备传送到所述计算机。
3.如权利要求2所述的便携式数字媒体设备，其中，所述便携式媒体设备通过所述无线连接而连接到所述计算机，并且所述无线连接使用如下协议：蓝牙、UWB、RF或IR。
4.如权利要求2所述的便携式数字媒体设备，其中，所述便携式媒体设备通过所述线路连接到所述计算机，并且所述线路用于给所述便携式数字媒体设备的电源充电。
5.如权利要求2所述的便携式数字媒体设备，其中，所述便携式媒体设备通过所述线路连接到所述计算机，并且所述线路用于将内容下载到所述便携式数字媒体设备中。
6.如权利要求1所述的便携式数字媒体设备，还包括多个控制，这些控制用于选择所述计算机的所述显示装置上的选项。 
7.如权利要求1所述的便携式数字媒体设备，其中，所述光标控制基于坐标系。
8.如权利要求1所述的便携式数字媒体设备，其中，所述存储设备是闪存。
9.如权利要求1所述的便携式数字媒体设备，其中，所述存储设备是硬盘驱动器。
10.如权利要求9所述的便携式数字媒体设备，其中，所述力传感器位于所述硬盘驱动器内部。
11.如权利要求9所述的便携式数字媒体设备，其中，所述力传感器位于所述硬盘驱动器外部。
12.如权利要求1所述的便携式数字媒体设备，其中，所述便携式数字媒体设备上的所述显示装置显示与便携式数字媒体设备的运动有关的信息。
13.如权利要求1所述的便携式数字媒体设备，其中，所述便携式数字媒体设备上的所述显示装置显示与对所述便携式数字媒体设备的冲击有关的信息。
14.如权利要求1所述的便携式数字媒体设备，其中，所述便携式数字媒体设备上的所述显示装置显示与所述存储设备的运动有关的信息。
15.如权利要求1所述的便携式数字媒体设备，其中，所述便携式数字媒体设备上的所述显示装置显示与对所述存储设备的冲击有关的信息。
16.如权利要求1所述的便携式数字媒体设备，其中，所述力传感器不断地检测与所述便携式数字媒体设备的运动有关的数据。
17.如权利要求1所述的便携式数字媒体设备，其中，所述光标响应于所述力传感器所测量到的所述加速度而相对于所述计算机的所述显示装置上的基准位置移动到所述计算机的所述显示装置上的相应位置。
18.如权利要求17所述的便携式数字媒体设备，其中，根据对所述便携式数字媒体设备进行预先校准来确定所述基准位置。
19.如权利要求1所述的便携式数字媒体设备，其中，所述光标响应于所述力传感器所测量到的所述加速度而具有所述计算机的所述显示装置 上的三维运动。
20.如权利要求1所述的便携式数字媒体设备，其中，所述光标响应于所述力传感器所测量到的更高加速度而移动得更快。 
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