CN105074611A - 震动马达移动检测 - Google Patents

Abstract

一种控制设备包括电动机和控制器。控制器可被配置成接收来自电动机的信号并响应于所述信号而选择性地改变控制设备的状态。

Description

震动马达移动检测

背景技术

一些控制设备包括震动马达（rumblemotor）以提供关于事件的触觉反馈，所述事件是诸如与正由控制设备控制的应用、特征和/或设备有关的事件。另外，一些控制设备在一个或多个状态下操作，以便在控制设备的活动（active）使用期间提供功能，而在控制设备不活动期间节约电力。检测活动性并随后改变状态通常是响应于用户提供的手动输入而实施的，所述手动输入是诸如按压按钮达某个时间长度。然后，在用户能够使用控制设备之前，用户可以等待手动输入被注册和控制设备改变状态。

发明内容

本文公开了实施例以提供一种控制设备，其响应于在控制设备的马达处生成的输入而选择性地改变状态。例如，一种控制设备可以包括电动机和控制器。控制器可以被配置成接收来自电动机的输入并响应于所述输入而选择性地改变控制设备的状态。

本概要被提供来以简化的形式介绍对概念的选择，下面在详细说明中进一步描述了这些概念。本概要既不打算标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不打算被用于限制所要求保护的主题的范围。此外，所要求保护的主题不限于解决了在本公开内容的任何部分中提到的任何或全部缺陷的实现。

附图说明

图1示意性地示出了根据本公开内容的实施例的、包括计算系统和一个或多个控制设备的环境的非限制性示例。

图2示出了根据本公开内容的实施例的控制设备的示例。

图3A和3B示出了根据本公开内容的实施例的、控制设备的马达的示例透视图。

图4示出了根据本公开内容的实施例的控制设备的示例框图。

图5示出了根据本公开内容的实施例的改变控制设备中的状态的示例方法。

图6是根据本公开内容的实施例的示例计算系统。

具体实施方式

本公开内容针对响应于控制设备（诸如游戏控制器）的震动马达的移动在低电力状态和正常电力状态之间智能地切换该控制设备的状态。当用户拿起或以别的方式移动控制设备以开始与控制设备交互时，控制设备的震动马达的不平衡重物（weight）移位，从而在震动马达的电端子处生成电压。通过测量震动马达的电端子处的这种输出电压，控制设备可以确定用户已将控制设备拿起，并在没有来自用户的任何另外交互的情况下从低电力状态切换到正常状态。因此，控制设备可以自动检测移动，而没有与在控制设备中包括加速度计、光传感器或其他类似元件相关联的增加的成本和复杂度。另外，一些诸如光传感器这样的运动检测元件可能随时间过去而变成被损坏的或被阻碍的，并且由此表现得不如本文描述的震动马达检测方法和设备那样可靠。

图1示出了包括计算系统102和控制设备104和106的示例环境100。尽管环境100被示为房间，然而环境100可以是任何合适的物理空间，包括室内和/或室外环境。计算系统102可以被配置成接收来自控制设备104和106的输入和/或与控制设备104和106通信。根据本公开内容的控制设备可以包括任何合适的控制设备，包括但不限于游戏控制器、音频头戴受话器和/或头戴受送话器、遥控器、乐器（例如，吉他、鼓等等）、方向盘控制器、飞行杆（flightstick）、武器（例如，剑、激光剑、手枪、步枪、军刀、戟、双节棍等等）、平板、移动电话、移动计算设备等等。在所图示的实施例中，控制设备104和106采取游戏控制器的形式。计算系统102可以包括成像设备，比如深度摄像机108。例如，深度摄像机108可以包括被配置成对环境100成像的一个或多个传感器、透镜元件和/或光源。深度摄像机108可以使用任何合适的深度成像技术，包括但不限于飞行时间深度摄像机和/或结构光深度摄像机。深度摄像机108可以包括额外的传感器，所述额外的传感器包括但不限于可见光摄像机和/或一个或多个麦克风。深度摄像机108可以生成深度图像并将深度图像发送至计算系统102。深度图像可以指示由深度图像的每个像素成像的表面的深度，以便提供与环境100的一个或多个特征相关的信息。

如图1另外图示的，环境100可以包括一个或多个用户，比如游戏玩家110和游戏玩家112。在一些实施例中，用户中的一个或多个（比如游戏玩家110）可以与计算系统102交互。例如，计算系统102可以以任何合适的方式，比如通过显示设备116的显示器114，向游戏玩家110提供视觉输出。游戏玩家110可以经由一个或多个用户输入设备向计算系统102提供输入，所述一个或多个用户输入设备是诸如控制设备104、深度摄像机108、麦克风和/或任何其他合适的用户输入设备。诸如上面描述的那些用户输入设备这样的用户输入设备可以以任何合适的方式与计算系统102通信，包括但不限于有线和/或无线配置。

因此，在多用户环境中，第一用户（比如游戏玩家110）可以经由控制设备104提供输入，而第二用户（比如游戏玩家112）经由控制设备106提供输入。通过将每个控制设备与相应的用户相关联，计算系统102可以提供多玩家玩游戏的体验。例如，由控制设备104提供的用户输入可以被应用到第一玩家表示118，并且由控制设备106提供的用户输入可以被应用到第二玩家表示120。然而，如图1所图示的，控制设备，比如控制设备106，可能不活动达某个时间段。在确定控制设备已经不活动达某个时间段后，控制设备可以将状态从正常状态改变到低电力状态。

对不活动的确定可以由控制设备、计算系统102和/或任何其他合适的设备以任何合适的方式来实施。例如，游戏玩家112可能将控制设备放在诸如桌子122这样的物体上并且不向控制设备提供输入。控制设备可以确定已经有大于不活动阈值的一段时间没有与该设备相关联的移动和/或输入，那么作为响应，控制设备可以自动切换到低电力状态。不活动阈值可以是任何合适的时间范围。不活动阈值可以被预先确定和/或可以基于一个或多个参数被动态地改变，所述一个或多个参数是诸如控制设备和/或计算系统的操作条件。在一些实施例中，可以基于从诸如计算系统102这样的外部源接收到的一个或多个信号来指令控制设备进入低电力状态。信号可以是响应于对与控制设备相关联的不活动的确定和/或响应于计算系统102的状态的改变而被接收的。例如，控制设备可以响应于计算系统102在某个特别的操作条件下操作而进入低电力状态。

控制设备的低电力状态还可以被称作不活动的和/或休眠的状态和/或操作模式。低电力状态可以以任何合适的方式不同于正常状态。在一些实施例中，通过在进入低电力状态后将控制设备的一个或多个模块关闭和/或转变到休眠模式，低电力状态可以比正常状态消耗更少的电力。在低电力状态期间，控制设备可以不响应一个或多个用户输入。另外，在低电力状态期间，控制设备可以不被配置成发送和/或接收信号。在一些实施例中，在低电力状态期间，控制设备的全部或一些功能性可以被禁止。反之，在正常状态期间控制设备的全部或一些功能性可以是活动的。

控制设备可以具有多个低电力状态，每个低电力状态具有上面论述的一个或多个特征。低电力状态中的一个或多个可以以不同的或类似的方式响应相同的输入。例如，一些低电力状态可以相较于其他低电力状态而言包括对所接收信号的不同反应时间或实施不同的功能。

控制设备可以被配置成保持处于低电力状态直到生成中断。在一些实施例中，这样的中断可以依赖于控制设备内的模拟电路装置。现在转向图2，图示了示例游戏控制器200。游戏控制器200可以是图1的控制设备104和/或106的一个示例。另外，图2中图示的如与游戏控制器200相对应的一个或多个元件不限于游戏控制器，并且可以存在于任何合适的控制设备中。游戏控制器200可以包括一个或多个用户输入元件202。例如，用户输入元件202可以包括用于接受用户输入的任何合适的元件，包括但不限于可按压按钮、操纵杆、扳机、定向垫、触摸屏、运动传感器、手势检测设备等等。游戏控制器200还包括触觉反馈机制，比如震动特征。触觉反馈机制可以提供由正触摸和/或握着游戏控制器的用户可以检测到的身体感觉和/或触知感觉。该反馈可以向游戏控制器的用户指示任何合适的信息，比如与应用和/或计算系统相关联的状态和/或事件。例如，在玩赛车游戏时，触觉反馈可以指示用户经由游戏控制器正在控制的车辆接触到了游戏内的对象，比如墙壁、不平地形、另一车辆等等。

如图2中图示的，触觉反馈可以由一个或多个震动马达204提供。操作一个或多个震动马达使得游戏控制器振动和/或以别的方式向游戏控制器的用户提供触知响应。尽管图2中图示了两个震动马达204，然而可以在诸如游戏控制器200这样的控制设备中包括任何合适数目和/或布置的震动马达。

图3A和图3B示出了震动马达300的两个透视图。例如，震动马达300可以对应于图2的震动马达204。震动马达300可以包括任何合适的电动机。例如，震动马达300可以包括有刷DC电动机，所述有刷DC电动机具有外壳302和附接到外壳的轴304。外壳302可以包括安装到轴304的电枢，使得通过向震动马达300的引线施加电流来激励电枢的线圈绕组使轴旋转。震动马达300还可以包括安装到或以别的方式安置于轴304上的不平衡重物306。不平衡重物306在轴304上可以具有任何合适的结构和/或位置，其相对于该重物绕轴旋转的路径提供重量的不均匀分布。例如，如图3A和图3B所图示的，不平衡重物306可以具有实质上半圆形形状。不平衡重物在它绕轴旋转时使震动马达300振动，由此使得实现上面描述的触觉反馈。

然而不平衡重物306可以提供另一特征，所述另一特征可以被用来实现包括震动马达300的控制设备的活动状态的改变。在不活动期间，震动马达可以是实质上静止的，并且不平衡重物可以处于休息（rest）位置。然而施加到包括震动马达的控制设备的任何移动，比如从休息处拿起控制设备，都使不平衡重物位置移位，从而旋转轴。轴的这样的外部旋转跨震动马达的引线产生电动势（EMF）或电压。通过检测该电压，控制设备可以确定用户可能提供输入；因此，控制设备可以从低电力状态切换到正常工作状态。

图4图示了控制设备400内的元件的框图，所述元件使能控制设备中的智能状态切换。例如，控制设备400可以对应于图1的控制设备104和/或106。控制设备400可以包括马达402，其可通信地和/或可操作地连接到驱动/感测开关404。可以响应于控制设备400的状态来以硬件或软件控制所述驱动/感测开关。例如，在正常状态期间，驱动/感测开关404可以使能马达402与马达驱动模块406之间的连接。马达驱动模块406可以由微控制器408或其他合适的控制器控制，以选择性地驱动马达402。例如，微控制器408可以从外部设备，比如图1的计算系统102，接收用于提供触觉反馈的指令。作为响应，微控制器408可以向马达驱动模块406发送输出信号以驱动马达402。驱动马达402使马达402的不平衡重物在轴上自旋，从而使马达402和控制设备400振动以向控制设备400的用户提供触觉反馈。

在低电力状态期间，控制设备400可以禁用马达驱动模块406和/或以别的方式提供比正常状态更低级别的反馈功能性。因此，可以以硬件或软件控制驱动/感测开关404以将马达402可通信地和/或可操作地连接到信号滤波器410。驱动/感测开关404由此可以被配置成选择性地将马达连接到马达驱动模块406和信号滤波器410。例如，驱动/感测开关404可以被配置成仅在低电力状态期间将马达402连接到控制设备400的该滤波器和后续元件，以致在正常状态期间这些元件不被马达402的操作损坏。同样地，驱动/感测开关404可以被配置成仅在正常状态期间将马达402连接到马达驱动模块406，以确保在低电力状态期间马达402可以不被驱动。

信号滤波器410可以滤除来自马达402的电端子和/或引线的噪声，以便防止控制设备不恰当地切换状态。信号滤波器410可以是任何合适的降噪滤波器，包括但不限于低通滤波器。在一些实施例中，信号滤波器410可以包括硬件滤波器。在额外的或可替换的实施例中，可以通过用逻辑器件执行指令来实施信号滤波器410的滤波。在马达402可能不被（例如由马达驱动模块406）活动地驱动的低电力状态期间来自马达402的输出可以从信号滤波器410传送到信号放大器412和比较器414，以便确定输出电压是否超过阈值电压。因此，信号滤波器410可以被配置成接收和滤波来自马达402的信号，并且放大器412可以被配置成接收和放大来自信号滤波器410的已滤波的信号。

信号滤波器410和信号放大器412可以共同提供滤波和放大系统413。滤波和放大系统413的元件可以包括硬件元件和/或可由逻辑器件执行的指令，以实施滤波和/或放大。另外，比较器414可以被配置成接收来自放大器412的信号并将其与阈值电压比较。阈值电压可以是与响应于控制设备被用户拿起而生成的电压相对应的任何合适的电压。

例如，比较器414可以接收来自马达402的、被诸如信号滤波器410这样的滤波器元件滤波并且被信号放大器412放大的输入电压。比较器414然后可以将输入电压与阈值电压相比较，以确定来自马达402的输入电压是否超过阈值电压。比较器414可以可通信地和/或可操作地连接到微控制器408，使得指示比较结果的信号被提供给微控制器408，以便在来自马达402的输入电压超过阈值电压时生成数字中断。当检测到中断时，微控制器408可以将控制设备的状态从低电力状态改变成正常状态，这可以包括改变驱动/感测开关404以使能马达402与马达驱动模块406之间的连接。因此，在低电力状态期间，微控制器408可以接收来自比较器414的输入信号，以响应于输入信号而选择性地改变控制设备的状态。

在一些实施例中，可以用模拟配置来实施控制设备的状态的改变。例如，如图4中由虚线所图示的，来自马达402的经过驱动/感测开关404的信号可以绕过信号滤波器410。未被滤波的信号可以由信号放大器412放大并传送至比较器414，比较器414可以包括数字信号处理（DSP）模块。DSP模块可以处理未被滤波但是被放大的信号，以便确定是否应当在微控制器408处生成中断。在一些实施例中，DSP模块可以针对具体波型（wavepattern）分析未被滤波的放大信号并响应于这样的分析向微控制器408发送信号。例如，DSP模块可以在马达402没有被活动地驱动时接收表示马达402的输出电压的波型的信息，并将该波型与预定的波型相比较。因此，微控制器408接收的输入信号可以是指示该波型与预定的波型的比较结果的信号。

图5图示了在低电力状态与正常电力状态之间进行切换的方法500的示例。在502处，设备可以被设置到低电力状态。例如，设备可以对应于图4的控制设备400。在504处，可以响应于将设备设置到低电力状态的过程或作为该过程的一部分，将设备的马达和开关元件切换到感测模式。例如，在感测模式期间，控制设备可以被配置成基于在马达的电端子处生成的电压来检测控制器的移动。另外，在处于感测模式时，设备的马达可以可通信地和/或可操作地连接到低通滤波器、信号放大器和/或比较器。在设备被设置在低电力状态时，可以在微控制器处触发中断，如在506处所指示的。例如，如在508处所指示的，可以响应于通过检测来自马达（比如图4的马达402）的电端子的电压而检测到设备的运动，在微控制器（比如图4的微控制器408）处触发中断。方法500还可以包括响应于检测到来自马达的大于电压阈值的输入电压来触发中断，如在510处所指示的。

响应于在506处触发的中断，方法500包括在512处将设备设置到正常电力状态。可选地，可以在514处将马达和开关元件切换到驱动模式。例如，驱动模式可以允许马达被驱动，以便生成向控制设备的用户的振动式反馈。另外，在处于驱动模式时，设备的马达可以可通信地和/或可操作地连接到马达驱动器模块。如在516处所指示的，设备可以确定是否经过了大于阈值的不活动时段。如果经过了这样的不活动时段，则方法可以返回到502，其中将控制设备设置到低电力状态。例如，如果用户将控制设备放下和/或不提供输入达某个不活动阈值时间段，则可以将控制设备设置到低电力状态以节省电力。反之，如果尚未经过这样的不活动时段，则设备可以维持正常电力状态并继续确定是否经过了大于阈值的不活动时段。

在一些实施例中，本文描述的方法和过程可以依靠一个或多个计算设备的计算系统。具体地，这样的方法和过程可以被实现为计算机应用程序或服务、应用编程接口（API）、库和/或其他计算机程序产品。

图6示意性地示出了计算系统600的非限制性实施例，计算系统600能够展现上面描述的方法和过程中的一个或多个。以简化形式示出了计算系统600。计算系统600可以采取以下形式：一个或多个控制设备、游戏机、个人计算机、服务器计算机、平板计算机、家庭娱乐计算机、网络计算设备、移动计算设备、移动通信设备（例如，智能电话）和/或其他计算设备。例如，计算系统600可以包括图1的控制设备104和106和/或计算系统102。

计算系统600包括逻辑机602和存储机604。计算系统600可以可选地包括显示子系统606、输入子系统608、通信子系统610和/或图6中未示出的其他组件。

逻辑机602包括被配置成执行指令的一个或多个物理设备。例如，逻辑机可以被配置成执行指令，所述指令是一个或多个应用、服务、程序、例程、库、对象、组件、数据结构或其他逻辑构件的一部分。这样的指令可以被实现为实施任务、实现数据类型、转变一个或多个组件的状态、达到技术效果或以别的方式达成期望的结果。

逻辑机可以包括被配置成执行软件指令的一个或多个处理器。附加地或可替换地，逻辑机可以包括被配置成执行硬件或固件指令的一个或多个硬件或固件逻辑机。逻辑机的处理器可以是单核或多核的，并且在逻辑机的处理器上执行的指令可以被配置用于顺序的、并行的和/或分布式的处理。逻辑机的各个组件可选地可以分布在两个或更多个分离的设备上，所述两个或更多个分离的设备可以远程地定位和/或被配置用于协同处理。逻辑机的多个方面可以由按照云计算配置而配置的远程可访问的联网计算设备来虚拟化和执行。

存储机604包括一个或多个物理设备，所述一个或多个物理设备被配置为持有和/或存储可由逻辑机执行来实现本文描述的方法和过程的计算机可读指令。例如，逻辑机602可以与震动马达（比如图4的马达402）和存储机604可操作地通信。当实现这样的方法和过程时，可以转变存储机604的状态，例如，以持有不同的数据。

存储机604可以包括可拆卸设备和/或内置设备。存储机604尤其可以包括光学存储器（例如，CD、DVD、HD-DVD、蓝光盘等等）、半导体存储器（例如，RAM、EPROM、EEPROM等等）和/或磁性存储器（例如，硬盘驱动、软盘驱动、磁带驱动、MRAM等等）。存储机604可以包括机器可读的易失性设备、非易失性设备、动态设备、静态设备、读/写设备、只读设备、随机存取设备、顺序存取设备、位置可寻址设备、文件可寻址设备和/或内容可寻址设备。

将认识到的是，存储机604包括一个或多个物理设备。然而，本文描述的指令的多个方面备选地可以通过通信介质（例如，电磁信号、光学信号等等）来传播，该通信介质不由物理设备持有达有限的持续时间。

可以将逻辑机602和存储机604的多个方面一起集成到一个或多个硬件逻辑组件中。这样的硬件逻辑组件可以包括例如现场可编程门阵列（FPGA）、特定于程序和应用的集成电路（PASIC/ASIC）、特定于程序和应用的标准产品（PSSP/ASSP）、单片系统（SOC）以及复杂可编程逻辑器件（CPLD）。

当包括显示子系统606时，显示子系统606可以被使用来呈现由存储机604持有的数据的视觉表示。该视觉表示可以采取图形用户界面（GUI）的形式。当本文描述的方法和过程改变了由存储机持有的数据，从而转变存储机的状态时，显示子系统606的状态可以同样被转变成视觉地表示基础数据的改变。显示子系统606可以包括事实上使用任何类型技术的一个或多个显示设备。这样的显示设备可以与逻辑机602和/或存储机604组合在共用的封装中，或者这样的显示设备可以是外围显示设备。例如，显示子系统606可以包括图1的显示设备116。

当包括输入子系统608时，输入子系统608可以包括一个或多个用户输入设备，比如键盘、鼠标、触摸屏、麦克风或游戏控制器，或者与一个或多个用户输入设备对接。例如，输入子系统可以包括图1的控制设备104和/或106，或者与之对接。在一些实施例中，输入子系统可以包括所选的自然用户输入（NUI）元件部分，或者与之对接。这样的元件部分可以是集成的或外围的，并且对输入动作的转导和/或处理可以被在板上或离板地操纵。示例NUI元件部分可以包括：用于语音和/或话音识别的麦克风；用于机器视觉和/或手势识别的红外、彩色、立体和/或深度摄像机；用于运动检测和/或意图识别的头部跟踪器、眼睛跟踪器、加速度计和/或陀螺仪；以及用于评估脑部活动性的电场感测元件部分。

当包括通信子系统610时，通信子系统610可以被配置为将计算系统600与一个或多个其他计算设备可通信地耦合。通信子系统610可以包括与一个或多个不同通信协议兼容的有线和/或无线通信设备。作为非限制性示例，通信子系统可以被配置用于经由无线电话网络或者有线或无线的局域网或广域网来通信。在一些实施例中，通信子系统可以允许计算系统600经由诸如互联网之类的网络向其他设备发送消息和/或从其他设备接收消息。

将理解的是，本文描述的配置和/或途径实际上是示范性的，并且不在限制的意义上考虑这些特定的实施例或示例，因为许多变型是可能的。本文描述的特定例程或方法可以表示任意数目的处理策略中的一个或多个处理策略。这样，所图示和/或所描述的各种动作可以按照图示和/或描述的顺序实施、按照其他顺序实施、并行地实施或者被省略。同样地，可以改变上面描述的过程的次序。

本公开内容的主题包括本文所公开的各种过程、系统和配置以及其他特征、功能、动作和/或属性的所有新颖的并且非显而易见的组合和子组合，及其任意和所有的等同物。

Claims (10)

1.一种控制设备，包括：

电动机；以及

控制器，被配置成：

　接收来自电动机的信号；以及

　响应于所述信号而选择性地改变控制设备的状态。

2.根据权利要求1所述的控制设备，还包括：位于电动机的轴上的不平衡重物，其中所述信号是在控制设备处于电动机未被活动地驱动的低电力状态时该不平衡重物在轴上移动期间在电动机的电端子处生成的。

3.根据权利要求1所述的控制设备，还包括：

滤波器元件，可操作地连接到电动机；以及

信号放大器，可操作地连接到滤波器元件，其中在控制设备处于电动机未被活动地驱动的低电力状态时来自电动机的信号是电动机的电压输出，所述滤波器元件对电压输出滤波，并且信号放大器放大已滤波的电压输出。

4.根据权利要求1所述的控制设备，其中，选择性地改变控制设备的状态还包括：响应于所述信号而从低电力状态改变成正常状态。

5.根据权利要求1所述的控制设备，还包括比较器，所述比较器被配置成：

在电动机没有被活动地驱动时接收来自电动机的输入电压，所述输入电压被滤波器元件滤波并且被信号放大器放大；以及

将输入电压与阈值电压相比较，其中由控制器接收到的信号是指示输入电压与阈值电压的比较结果的信号。

6.根据权利要求1所述的控制设备，还包括比较器，所述比较器被配置成：

在电动机没有被活动地驱动时接收表示电动机的输出电压的波型的信息；以及

将所述波型与预定的波型相比较，其中由控制器接收到的信号是指示所述波型与所述预定的波型的比较结果的信号。

7.根据权利要求1所述的控制设备，还包括：开关，被配置成仅在控制设备的低电力状态期间选择性地将电动机连接到滤波器元件和信号放大器。

8.一种在控制设备的控制器中改变控制设备的状态的方法，所述方法包括：

在控制设备被设置在低电力状态时，响应于从控制设备的马达检测到大于阈值电压的电压来触发中断；以及

响应于所述中断将控制设备设置到正常状态。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括：响应于确定控制设备的不活动时段超过不活动阈值，将控制设备设置到低电力状态。

10.根据权利要求8所述的方法，其中，将控制设备设置到正常状态还包括：将马达设置到驱动模式，在所述驱动模式下马达可通信地连接到马达驱动模块。