CN104010262B - 用于振动装置的校正方法及其校正模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于振动装置的校正方法及其校正模块，该校正方法用于一振动模块，该校正方法包括传送对应于多个校正频率的多个振动信号至该振动模块，并检测该振动模块中对应于所述多个振动信号的多个输入电流或多个输入功率级别；以及根据所述多个输入电流或所述多个输入功率级别，决定该振动模块的一振动点。如此一来，由振动点变动造成振动模块的振动功能无法正常工作的状况可被解决。

Description

用于振动装置的校正方法及其校正模块

技术领域

本发明是指一种用于振动装置的校正方法及其校正模块，尤指一种能够检测振动装置的振动点的校正方法及其校正模块。

背景技术

传统上，多用途扬声器包括“二合一扬声器”（2-in-1 Speaker）以及“三合一扬声器”（3-in-1 Speaker）。多用途扬声器可具备有音乐播放、声音播放及振动等功能。因此，多用途扬声器也被称为振动扬声器（vibration speaker）。由于振动扬声器具有低成本及小尺寸的优势，因此振动扬声器被广泛地使用于现今的通信设备中。

关于振动扬声器的振动功能，振动扬声器是根据一振动信号（如位于频率范围100Hz～200Hz的弦波信号（sinusoidal signal））进行振动。振动扬声器振动的程度会随着振动信号的频率而变动。请参考图1，其为振动扬声器的一振动响应图，其中加速度（acceleration）正比于振动扬声器的振动程度。如图1所示，振动扬声器于一频率上具有最剧烈的振动程度，此频率称为振动点（vibration point）。通常来说，输入至振动扬声器的振动信号应为对应于振动点的频率，以达到最大振动程度。

然而，基于不同的制造方法及振动扬声器不同的架构，每一振动扬声器的振动点会随之变动。此外，当振动扬声器另被耦接至电子装置时，振动扬声器的振动点亦会进一步地改变。若振动点改变而对应于输入至振动扬声器的振动信号的频率未相应地更动，振动扬声器的振动功能可能会无法正常工作。因此，如何取得对应于每一振动扬声器的振动点便成为业界亟欲探讨的问题。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种能够检测振动模块的振动点的校正方法及其校正模块，以解决若振动点改变而对应于输入至振动扬声器的振动信号的频率未相应地更动，振动扬声器的振动功能可能会无法正常工作的问题。

在一实施例中，本发明揭露一种校正方法，用于一振动模块，该校正方法包括传送对应于多个校正频率的多个振动信号至该振动模块，并检测该振动模块中对应于所述多个振动信号的多个输入电流或多个输入功率级别；以及根据所述多个输入电流或所述多个输入功率级别，决定该振动模块的一振动点。

在另一实施例中，本发明揭露一种校正模块，用于一振动模块，该校正模块包括一运算单元，耦接于该振动模块，用来传送对应于多个校正频率的多个振动信号至该振动模块，并根据多个输入电流或多个输入功率级别，决定该振动模块的一振动点；以及一传感单元，耦接于该振动模块，用来检测该振动模块中对应于所述多个振动信号的所述多个输入电流或所述多个输入功率级别。

在上述实施例中，振动模块的振动点是根据振动模块中对应于不同校正频率的输入电流或输入功率级别所决定。如此一来，由振动点变动造成振动模块的振动功能无法正常工作的状况可被解决。

附图说明

图1为振动扬声器的一振动响应图。

图2为本发明实施例一振动装置的示意图。

图3A为本发明实施例中输入电流与校正频率间对应关系的示意图。

图3B为本发明实施例中输入功率级别与校正频率间对应关系的示意图。

图4为图2所示的振动模块的简化电路图。

图5A及图5B为输入电流与校正频率间对应关系的示意图。

图6A～6D为图2所示的振动装置实现方式的示意图。

图7为本发明实施例一校正方法的流程图。

主要元件符号说明：

具体实施方式

请参考图2，图2为本发明实施例一振动装置20的示意图。振动装置20为能够根据一振动信号VS振动且决定一振动点VP的装置，但不限于此。举例来说，振动装置20可另具备如音乐播放及声音播放等功能。如图2所示，振动装置20包括一振动模块200及一校正模块202。振动模块200包括一驱动单元204及一振动单元206，用来根据振动信号VS进行振动。校正模块202包括传感单元208及一运算单元210，用来调整振动信号VS的频率并检测振动模块200的一输入电流ILOAD或一输入功率级别PLOAD，以根据对应于具有不同频率的振动信号VS的输入电流ILOAD或输入功率级别PLOAD，决定振动模块200的振动点VP。如此一来，即使振动点VP因不同的制造方式、振动模块200的不同架构或制造工艺变异而变动或是振动点VP于耦接至其余装置时被改变，振动点VP可被准确地检测，且振动信号VS的频率可被设为振动点VP。如此一来，由振动点变动造成振动模块的振动功能无法正常工作或效能降低的问题可被解决。

详细来说，运算单元210（如一处理器（processor））首先将振动信号VS的频率设定为一校正频率FCAL_1，并传送振动信号VS至驱动单元204。此时，驱动单元204会根据频率为校正频率FCAL_1的振动信号VS产生输入电流ILOAD至振动单元206，以使振动单元206根据输入电流ILOAD进行振动。振动单元206可为一振动扬声器，但不限于此。传感单元208检测对应于校正频率FCAL_1的输入电流ILOAD的电流值作为一输入电流ILOAD_1，并通过一电流指示信号CIS将输入电流ILOAD_1通知运算单元210。在另一实施例中，传感单元208检测振动模块200（或振动单元206）中对应于校正频率FCAL_1的功率值作为输入功率级别PLOAD_1，并透过一功率指示信号PIS将输入功率级别PLOAD_1告知运算单元210。相似地，运算单元210接着将振动信号VS的频率设定为一校正频率FCAL_2，并将振动信号VS传送至驱动单元204。驱动单元204会根据频率为校正频率FCAL_2的振动信号VS产生输入电流ILOAD至振动单元206，以使振动单元206根据输入电流ILOAD或根据输入功率级别PLOAD进行振动。传感单元208检测对应于校正频率FCAL_2的输入电流ILOAD的电流值作为一输入电流ILOAD_2，并通过电流指示信号CIS将输入电流ILOAD_2通知运算单元210；或者，传感单元208检测振动模块200中对应于校正频率FCAL_2的功率值作为输入功率级别PLOAD_2，并透过功率指示信号PIS将输入功率级别PLOAD_2告知运算单元210，其余以此类推。需注意的是，传感单元208可包括一模拟数字转换器（analog-to-digital converter，ADC），其用来将感测到的信息由模拟域（analog domain）转为数字域（digital domain），以让运算单元210进行处理。于运算单元210将振动信号VS的频率依序由校正频率FCAL_1调整至校正频率FCAL_n后，运算单元210取得输入电流ILOAD与不同频率（即校正频率FCAL_1～FCAL_n）的振动信号VS间的对应关系，如图3A所示；或者，运算单元210可取得输入功率级别PLOAD与不同频率（即校正频率FCAL_1～FCAL_n）的振动信号VS间的对应关系，如图3B所示。

值得注意的是，于前述实施例中，振动信号的频率是从校正频率FCAL_1依序地往校正频率FCAL_n增加，但本发明并不以此为限。只要可以取得输入电流ILOAD在校正频率FCAL_1～FCAL_n这段频率区间的变化关系，输入电流ILOAD_1～ILOAD_n可以不依照顺序取得。

接下来，运算单元210根据输入电流ILOAD_1～ILOAD_n或是输入功率级别PLOAD_1～PLOAD_n，决定振动单元206的振动点VP（即振动模块200或振动装置20的振动点VP）。以下叙述以输入电流ILOAD_1～ILOAD_n为例。请参考图4，图4为图2所示的振动模块200的简化电路图。在图4中，振动单元206是由一振荡器（oscillator）OSC模拟且代表之，其根据由驱动单元204产生的振动信号VS产生振动信号VOSC，且振动信号VOSC的频率为振动单元206的振动点VP。如图4所示，由驱动单元204传输至振荡器OSC的输入电流ILOAD是由输入信号VIN（对应于振动信号VS）与输出信号VOSC间的一电压差所决定。更精确地来说，输入电流ILOAD正比于输入信号VIN与输出信号VOSC间的电压差。若输入信号VIN与输出信号VOSC相同，输入电流ILOAD近乎为零。也就是说，当输入信号VIN的频率与振动单元206的振动点VP间的差距越小时，输入电流ILOAD越小。因此，运算单元210搜寻输入电流ILOAD_1～ILOAD_n中一最小值IMIN，并将对应于最小值IMIN的校正频率FCAL_m决定为图3A所示的振动点VP。

根据不同设计理念，取得最小值IMIN及校正频率FCAL_m的方法可被合适地更动及修改。在一实施例中，运算单元210是于取得所有的输入电流ILOAD_1～ILOAD_n后，搜寻最小值IMIN及相对应的校正频率FCAL_m。在另一实施例中，运算单元210是于依序取得输入电流ILOAD_1～ILOAD_n的过程中，决定最小值IMIN。举例来说，请参考图5A。当运算单元210于依序取得输入电流ILOAD_1～ILOAD_n的过程中，得对应于校正频率FCAL_i+1的输入电流ILOAD_i+1时，运算单元210透过比较输入电流ILOAD_i+1及对应于校正频率FCAL_i的输入电流ILOAD_i，以决定校正频率FCAL_i是否为振动点VP。如图5A所示，校正频率FCAL_i与校正频率FCAL_i+1为校正频率FCAL_1～FCAL_n中连续的校正频率，且校正频率FCAL_i小于校正频率FCAL_i+1。在理想的状况下，于振动点VP以前输入电流ILOAD呈现单调下降，且于振动点VP以后输入电流ILOAD呈现单调上升，因此若校正频率FCAL_i为振动点VP，输入电流ILOAD_i会小于输入电流ILOAD_i+1。如此一来，当输入电流ILOAD_i小于输入电流ILOAD_i+1时，运算单元210将校正频率FCAL_i决定为振动点VP；反之，当运算单元210判断校正频率FCAL_i非振动点VP，并继续取得输入电流ILOAD_i+2。透过重复上述程序，运算单元210可于依序检测输入电流ILOAD_1～ILOAD_n的过程中，取得振动点VP。换言之，运算单元210不需要检测并储存所有的输入电流ILOAD_1～ILOAD_n。如此一来，运算单元210的实现可不需要用来储存输入电流ILOAD_1～ILOAD_n的存储器装置，振动装置20的制造成本可被降低。

在又另一实施例中，运算单元210可根据输入电流ILOAD_1～ILOAD_n，内插校正频率FCAL_1～FCAL_n，以取得振动点VP。请参考图5B，图5B为输入电流ILOAD与校正频率FCAL_1～FCAL_n间对应关系的示意图。在理想的状况下，根据输入电流ILOAD与校正频率FCAL_1～FCAL_n间对应关系所建构的曲线大致上为对称，因此振动点VP可通过内插具有近乎相同电流值的校正频率而取得。如图5B所示，对应于校正频率FCAL_I1的输入电流ILOAD_I1及对应于校正频率FCAL_I2的输入电流ILOAD_I2具有近乎相同的电流值。基于对称性，对应于振动点VP的校正频率FCAL_m是位于校正频率FCAL_I1与FCAL_I2间的中点。因此，运算单元210可通过取得校正频率FCAL_I1与FCAL_I2的平均值，来取得校正频率FCAL_m。

值得注意的是，运算单元210可于取得所有的输入电流ILOAD_1～ILOAD_n之后，再取得用于内插得出振动点VP的校正频率FCAL_I1及FCAL_I2。或者，运算单元210可先取得校正频率FCAL_I1及相对应的输入电流ILOAD_1；接下来，运算单元210再找寻具有与输入电流ILOAD_1相同电流值的校正频率作为校正频率ILOAD_2。也就是说，运算单元210不需要取得所有的输入电流ILOAD_1～ILOAD_n来决定振动单元206的振动点VP，从而减少决定振动单元206的振动点VP的时间。在又另一实施例中，运算单元210可选择不同的目标输入电流值来执行多次上述的内插流程，并取得多个校正频率FCAL_m的平均值作为振动点VP，从而减低非理想性的影响。

上述实施例透过检测振动单元根据具有不同频率的振动信号所产生的输入电流，来决定振动单元（如一振动扬声器或一振动驱动器）的振动点。需注意的是，通过检测输入功率级别也可达到相似的结果。根据以上叙述，本领域具通常知识者应可理解如何由电流感测转为功率感测，为求简洁，在此不赘述。根据不同的应用及设计理念，本领域具通常知识者应可据以实施合适的更动及修改。举例来说，请参考图6A，图6A为图2所示的振动装置20一实现方式的示意图。在图6A中，运算单元210包括一模拟数字转换器（analog-to-digital convertor，ADC）600及一数字信号处理器（digital signal processor，DSP）602，且驱动单元204包括一数字模拟转换器（digital-to-analog convertor，DAC）604及一放大器606。模拟数字转换器600用来将电流指示信号CIS或功率指示信号PIS转换为数字信号处理器602可处理的数字信号。数字模拟转换器604用来将振动信号VS转换为一模拟信号，以使放大器606产生输入电流ILOAD。在图6A中，传感单元208耦接于放大器606中输出级的电压Vngatep及Vngaten，从而根据电压Vngatep及Vngaten判断输入电流ILOAD。如此一来，图6A所示的振动装置20能够根据对应于具有不同频率的振动信号VS的输入电流ILOAD，决定振动点VP。

请参考图6B，图6B为图2所示的振动装置20另一实现方式的示意图。图6B所示的振动装置20的架构类似于图6A所示的振动装置20的架构，因此具有相同功能的元件及信号沿用相同的符号。不同于图6A所示的振动装置20，传感单元208耦接于放大器606输出级中一电阻R，且电阻R两端的跨压正比于输入电流ILOAD。因此，传感单元208可根据电阻R两端的跨压，判断输入电流ILOAD。

另一方面，请参考图6C，图6C为图2所示的振动装置20又另一实现方式的示意图。图6C所示的振动装置20的架构类似于图6A所示的振动装置20的架构，因此具有相同功能的元件及信号沿用相同的符号。在图6C中，峰值检测器（peak detector）608被新增于检测单元208及运算单元210之间，用来检测于一期间内输入电流ILOAD的最大电流值。透过新增峰值检测器608，模拟数字转换器600的设计可被简化，从而减低振动装置20的制造成本。

进一步地，请参考图6D，图6D为图2所示的振动装置20又另一实现方式的示意图。图6D所示的振动装置20的架构类似于图6C所示的振动装置20的架构，因此具有相同功能的元件及信号沿用相同的符号。相较于上述实施例，传感单元208改为感测流经放大器606输出级的晶体管的电流，以产生电流指示信号CIS（需注意的是，峰值检测器608可被省略）。如图6D所示，传感单元208耦接于晶体管M3与电阻R1间的端点以及晶体管M4与电阻R2间的端点，以感测晶体管M3及M4的电流并据以产生电流指示信号CIS。在此状况下，传感单元208的共模抑制比（common mode rejection ratio，CMRR）可被进一步地放宽。

上述根据对应于具有不同频率的振动信号的输入电流或输入功率级别来决定振动模块振动点的流程可被总结为一校正方法70，如图7所示。校正方法70包括以下步骤：

步骤700：开始。

步骤702：将一振动信号的频率设为一第一校正频率。

步骤704：传送该振动信号至一振动模块。

步骤706：检测对应于该振动信号的一输入电流或一输入功率级别。

步骤708：判断该振动信号的频率是否为一最终校正频率，若该振动信号的频率非最终校正频率，执行步骤710：反之，执行步骤712。

步骤710：将该振动信号的频率设为下一校正频率。

步骤712：根据对应于多个校正频率的多个输入电流或多个输入功率级别，决定振动模块的一振动点。

步骤714：结束。

根据校正方法70，步骤708中的最终校正频率可能会根据不同的校正方式（如图5A及5B）而改变。举例来说，最终校正频率可能为校正频率FCAL_n、校正频率FCAL_m(其输入电流╱功率大于校正频率FCAL_m-1的输入电流╱功率)或是具有与目标电流╱功率值近似的电流╱功率值的校正频率FCAL_m。也就是说，对应于不同校正频率的输入电流或输入功率级别可被依序取得，以根据对应于不同校正频率的输入电流或输入功率级别，准确检测出振动模块的振动点。或者，振动点可在检测对应于不同校正频率的输入电流或输入功率级别的过程中被决定。更甚者，振动点可根据特定校正频率（如对应于具有相同电流值的输入电流的校正频率）来被决定。校正方法70的详细内容可参照上述，为求简洁，在此不赘述。

综上所述，上述实施例中的校正方法及校正模块根据振动模块中对应于不同校正频率的输入电流或输入功率级别，决定振动模块的振动点。据此，输入至振动模块的振动信号的频率可被合适地改动。如此一来，因振动点漂移造成振动模块的振动功能无法正常工作的问题可获得解决。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (14)

1.一种校正方法，用于一电子装置内的振动扬声器模块，其特征在于，该校正方法包括：

一驱动单元传送对应于多个校正频率的多个振动信号至该振动扬声器模块，并检测该驱动单元传送的所述多个振动信号的多个输入电流或多个输入功率级别；以及

根据所述多个输入电流或所述多个输入功率级别，决定该振动扬声器模块的一振动点，该振动扬声器模块具备音乐播放及声音播放等功能。

2.如权利要求1所述的校正方法，其特征在于，传送对应于所述多个校正频率的所述多个振动信号至该振动模块，并检测该振动模块中对应于所述多个振动信号的所述多个输入电流或所述多个输入功率级别的步骤包括：

将一第一振动信号的频率设定为所述多个校正频率中的一第一校正频率；

传送该第一振动信号至该振动模块；

检测对应于该第一振动信号的一第一输入电流或一第一校正频率；以及

判断该第一校正频率是否为一最终校正频率。

3.如权利要求2所述的校正方法，其特征在于，判断该第一校正频率是否为该最终校正频率的步骤包括：

当该第一校正频率非该最终校正频率时，设定一第二振动信号的频率为所述多个校正频率中的一第二校正频率；

传送该第一振动信号至该振动模块；

检测对应于该第二振动信号的一第二输入电流或一第二校正频率；以及

判断该第二校正频率是否为一最终校正频率。

4.如权利要求1所述的校正方法，其特征在于，根据所述多个输入电流或所述多个输入功率级别，决定该振动模块的该振动点的步骤包括：

当对应于一第一校正频率的一第一输入电流或一第一输入功率级别为所述多个输入电流或所述多个输入功率中最小的输入电流或最小的功率级别时，取得该第一校正频率作为该振动点。

5.如权利要求1所述的校正方法，其特征在于，根据所述多个输入电流或所述多个输入功率级别，决定该振动模块的该振动点的步骤包括：

若对应于一第一校正频率的一第一输入电流或一第一输入功率级别小于对应于一第二校正频率的一第一输入电流或一第一输入功率级别时，取得该第一校正频率作为该振动点，其中，该第一校正频率及该第二校正频率为依序取得所述多个输入电流或所述多个输入功率级别时的连续的频率且该第一校正频率小于该第二校正频率。

6.如权利要求1所述的校正方法，其特征在于，根据所述多个输入电流或所述多个输入功率级别，决定该振动模块的该振动点的步骤包括：

根据所述多个输入电流或所述多个输入功率级别，内插所述多个校正频率，以决定该振动模块的该振动点。

7.如权利要求6所述的校正方法，其特征在于，根据所述多个输入电流或所述多个输入功率级别，决定该振动模块的该振动点的步骤包括：

取得一第一校正频率及一第二校正频率的一平均值作为该振动点，其中，对应于该第一校正频率的一第一输入电流或一第一输入功率级别与对应于该第二校正频率的一第二输入电流或一第二输入功率级别相同。

8.一种校正模块，用于一电子装置内的振动扬声器模块，其特征在于，该校正模块包括：

一运算单元，耦接于该振动扬声器模块，用来传送对应于多个校正频率的多个振动信号至该振动扬声器模块，并根据多个输入电流或多个输入功率级别，决定该振动扬声器模块的一振动点；以及

一传感单元，耦接于该运算单元与一驱动单元，用来检测该驱动单元中对应于所述多个振动信号的所述多个输入电流或所述多个输入功率级别，该振动扬声器模块具备音乐播放及声音播放等功能。

9.如权利要求8所述的校正模块，其特征在于，该运算单元将一第一振动信号的频率设定为所述多个校正频率中的一第一校正频率；传送该第一振动信号至该振动模块；检测对应于该第一振动信号的一第一输入电流或一第一校正频率；以及判断该第一校正频率是否为一最终校正频率。

10.如权利要求9所述的校正模块，其特征在于，当该第一校正频率非该最终校正频率时，该运算单元设定一第二振动信号的频率为所述多个校正频率中的一第二校正频率并传送该第一振动信号至该振动模块；且该运算单元检测对应于该第二振动信号的一第二输入电流或一第二校正频率；并判断该第二校正频率是否为一最终校正频率。

11.如权利要求8所述的校正模块，其特征在于，当对应于一第一校正频率的一第一输入电流或一第一输入功率级别为所述多个输入电流或所述多个输入功率中最小的输入电流或最小的功率级别时，该运算单元取得该第一校正频率作为该振动点。

12.如权利要求8所述的校正模块，其特征在于，若对应于一第一校正频率的一第一输入电流或一第一输入功率级别小于对应于一第二校正频率的一第一输入电流或一第一输入功率级别时，该运算单元取得该第一校正频率作为该振动点，其中，该第一校正频率及该第二校正频率为依序取得所述多个输入电流或所述多个输入功率级别时连续的频率，且该第一校正频率小于该第二校正频率。

13.如权利要求8所述的校正模块，其特征在于，该运算单元根据所述多个输入电流或所述多个输入功率级别，内插所述多个校正频率，以决定该振动模块的该振动点。

14.如权利要求13所述的校正模块，其特征在于，该运算单元取得一第一校正频率及一第二校正频率的一平均值作为该振动点，其中，对应于该第一校正频率的一第一输入电流或一第一输入功率级别与对应于该第二校正频率的一第二输入电流或一第二输入功率级别相同。