TW202227936A - 觸覺自適應工作週期 - Google Patents

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Abstract

揭露了操作線性諧振致動器(LRA)的各種技術。在一些態樣，一種用於操作LRA的方法包括：生成具有週期的LRA控制訊號，該週期根據工作週期具有有效部分和高Z部分；在該週期的高Z部分期間檢測反電動勢(BEMF)過臨限值電壓時間和過零電壓時間；計算週期；計算BEMF測量窗口；基於該週期、該BEMF測量窗口和餘量時間來計算目標工作週期；以及將該LRA控制訊號的工作週期朝該目標工作週期調整。

Description

觸覺自適應工作週期
本揭露的各態樣一般涉及觸覺技術(haptics)，尤其涉及線性諧振致動器的控制。
觸覺技術是指使用刺激觸摸和運動感官的技術，例如，研究或使用觸感和觸覺作為與計算機和電子設備交互的方法。例如，一些遊戲控制器使用偏心旋轉質量塊(eccentric rotating mass, ERM)振動馬達產生振動或隆隆聲，例如以指示在虛擬賽車遊戲中玩家已經駛離道路、以指示在第一人稱射擊遊戲中玩家已經被擊中等。然而，對於智能手機和手持設備，減小設備尺寸是合乎期望的，但ERM相對較大。ERM的額外缺點是旋轉質量塊需要一些時間起旋和停旋，這使得難以使用ERM提供所需提供的“清脆”觸覺反饋(振動的啟停時間短)，例如，在沒有實體按鈕的設備上按下實體按鈕的感官錯覺。由此，行動設備和其他消費電子設備通常已從使用ERM轉向使用線性諧振致動器(linear resonant actuators, LRAs)來進行觸覺反饋。
LRA是一種機電設備，其振動以提供觸覺反饋。LRA就像是錐體揚聲器，但沒有錐體：線圈驅動彈簧底座磁性質量塊來回以產生振動。與揚聲器一樣，LRA的輸入是正弦波，其“驅動”該質量塊進入振動。振幅(該質量塊的位移)可能受到正弦波的峰間輸入電壓的影響。與ERM(其中輸入電壓控制振動頻率)不同，LRA具有固有諧振頻率，並且當LRA以除其諧振頻率之外的頻率來驅動時，性能和效率會顯著降低。
LRA的一個缺點是LRA質量塊-彈簧系統沒有機械阻尼器，因此為了快速停止該質量塊的振動，使用了“制動(braking)”。通常情況下，制動施加與驅動相同的正弦波輸入，但極性相反。LRA的另一缺點是諧振頻率會隨設備的老化(例如，隨著彈簧失去其彈性)以及設備的溫度(例如，由於金屬部件的熱脹冷縮)而變化。由此，需要持續地評估LRA的諧振頻率。評估LRA的諧振頻率的一種技術是測量反電動勢(electromotive force, EMF)。
反EMF(back electromotive force, BEMF)是由線圈在磁場內轉動而感應出的EMF；對於ERM設備而言，該EMF會起對抗導致馬達旋轉的所施加電壓的作用，從而減小流過馬達線圈的電流。對於LRA設備而言，BEMF看起來像交流(alternating current, AC)訊號。測量LRA中的BEMF的一種方式是將輸入驅動訊號設置成高阻抗(high-impedance, 高Z)模式並測量跨輸入引腳的BEMF電壓。更具體地，為了感測LRA的諧振頻率，驅動器被強制進入高阻抗模式，並且監視BEMF電壓以檢測BEMF何時改變極性。由此，用於LRA的常規驅動訊號是包括驅動或制動LRA的有效部分以及期間可以測量BEMF的高Z部分的正弦波。
圖1解說了用於LRA的常規驅動訊號。圖1(a)示出了四分之一波驅動(quarter wave drive, QWD)，其中驅動LRA達每個半循環的一半，這僅向負載輸送大約一半的可能功率。圖1(a)中所示的常規辦法有缺點，包括控制訊號處於高Z模式的時間越長，可施加到LRA的驅動或制動功率就越少。這不僅限制了LRA可達到全振(full vibration)的速率，而且還限制了全振的最大力量。圖1(b)示出了QWD方法的改進，即，其中每個半循環只有1/8處於高Z模式的四分之三驅動波形。雖然相較於QWD方法而言這增加了可用於LRA的功率，但是這仍然限制了可輸送給LRA的功率，並且增大了LRA對自共振問題的易感性。如果控制訊號處於高Z模式的時間過短，則存在以下風險：如果LRA諧振頻率突然改變，則在過短的高Z模式窗口期間將不會觀察到BEMF極性改變，這會導致不正確的諧振頻率訊息以及降級的驅動或制動性能。
以下給出了與本文所揭露的一個或多個態樣相關的簡化概述。由此，以下概述既不應被認為是與所有構想的態樣相關的詳盡縱覽，以下概述也不應被認為標識與所有構想的態樣相關的關鍵性或決定性要素或描繪與任何特定態樣相關聯的範圍。相應地，以下概述的唯一目的是在以下給出的詳細描述之前以簡化形式呈現與關於本文所揭露的機制的一個或多個態樣相關的某些概念。
根據本文所揭露的各個態樣，至少一個態樣包括一種動態地適配線性諧振致動器(LRA)控制訊號的驅動工作週期的方法。該方法包括生成具有週期的LRA控制訊號，該週期根據工作週期具有有效部分和高z部分。該方法還包括在該週期的該高z部分期間檢測反電動勢(BEMF)過臨限值電壓時間和BEMF過零電壓時間。該方法還包括計算週期。該方法還包括計算BEMF測量窗口。該方法還包括計算目標工作週期。該方法還包括將該LRA控制訊號的工作週期朝該目標工作週期調整。
根據本文所揭露的各個態樣，至少一個態樣包括一種用於動態地適配線性諧振致動器(LRA)控制訊號的驅動工作週期的裝置。該裝置包括記憶體以及通訊地耦合到該記憶體的至少一個處理器。該至少一個處理器被配置成：生成具有週期的LRA控制訊號，該週期根據工作週期具有有效部分和高z部分；在該週期的該高z部分期間檢測BEMF過臨限值電壓時間和BEMF過零電壓時間；計算週期；計算BEMF測量窗口；計算目標工作週期；以及將該LRA控制訊號的工作週期朝該目標工作週期調整。
根據本文所揭露的各個態樣，至少一個態樣包括一種用於動態地適配線性諧振致動器(LRA)控制訊號的驅動工作週期的裝置。該裝置包括用於生成具有週期的LRA控制訊號的裝置，該週期根據工作週期具有有效部分和高z部分。該裝置還包括用於在該週期的該高z部分期間檢測BEMF過臨限值電壓時間和BEMF過零電壓時間的裝置。該裝置還包括用於計算週期的裝置。該裝置還包括用於計算BEMF測量窗口的裝置。該裝置還包括用於計算目標工作週期的裝置。該裝置還包括用於將該LRA控制訊號的工作週期朝該目標工作週期調整的裝置。
根據本文所揭露的各個態樣，至少一個態樣包括一種儲存電腦可執行指令的非暫時性電腦可讀取媒體。儲存電腦可執行指令的該非暫時性電腦可讀取媒體包括：指令一裝置生成具有週期的LRA控制訊號的至少一條指令，該週期根據工作週期具有有效部分和高z部分；指令該裝置在該週期的該高z部分期間檢測BEMF過臨限值電壓時間和BEMF過零電壓時間的至少一條指令。儲存電腦可執行指令的該非暫時性電腦可讀取媒體還包括：指令該裝置計算週期的至少一條指令；指令該裝置計算BEMF測量窗口的至少一條指令；指令該裝置計算目標工作週期的至少一條指令；以及指令該裝置將工作週期朝該目標工作週期調整的至少一條指令。
基於圖式和詳細描述，與本文所揭露的各態樣相關聯的其他目標和優點對所屬技術領域具有通常知識者而言將是顯而易見的。
本揭露的各態樣在以下針對出於解說目的提供的各種示例的描述和相關圖式中提供。可以設計替換態樣而不脫離本揭露的範圍。另外，本揭露中眾所周知的元件將不被詳細描述或將被省去以免湮沒本揭露的相關細節。
措辭“示例性”和“示例”在本文中用於意指“用作示例、實例或解說”。本文中描述為“示例性”或“示例”的任何態樣不必被解釋為優於或勝過其他態樣。同樣地，術語“本揭露的各態樣”不要求本揭露的所有態樣都包括所討論的特徵、優點或操作模式。
所屬技術領域具有通常知識者將領會，以下描述的訊息和訊號可使用各種不同技術和技藝中的任何一種來表示。例如，貫穿以下描述可能被述及的資料、指令、命令、訊息、訊號、位元(bit)、符號以及晶片可部分地取決於具體應用、部分地取決於所期望的設計、部分地取決於對應技術等而由電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子、或其任何組合表示。
此外，許多態樣以由例如計算設備的元件執行的動作序列的形式來描述。將認識到，本文中描述的各種動作能由專用電路(例如，特殊應用積體電路(application specific integrated circuits, ASIC))、由正被一個或多個處理器執行的程序指令、或由這兩者的組合來執行。另外，本文中描述的動作序列可被認為是完全體現在任何形式的非暫時性電腦可讀取媒體內，該非暫時性電腦可讀取媒體中儲存有一經執行就將使得或指令設備的相關聯處理器執行本文中所描述的功能性的相應電腦指令集。由此，本揭露的各個態樣可以數種不同形式體現，所有這些形式都已被構想為落在所要求保護的標的的範圍內。另外，對於本文中描述的每一態樣，任何此類態樣的對應形式可在本文中被描述為例如“被配置成執行所描述的動作的邏輯”。
為了克服用於驅動和制動線性諧振致動器(LRA)的常規方法的技術缺點，本文給出了用於動態地適配LRA的驅動工作週期的方法和系統。
圖2是根據本揭露的各態樣的LRA控制訊號的輸出電壓的圖表。在圖2中，針對每個半循環減少高Z時間(例如，t 0＞ t 1＞ t 2＞ t 4)，這導致驅動工作週期對應地增加。這使驅動和制動操作期間可施加給LRA的功率最大化，這導致LRA能夠快速達到全振幅並快速返回到靜止狀態。例如，該能力使得LRA有可能提供在沒有機械按鈕的設備上模擬按鈕按下所需的清脆響應。
圖3更詳細地示出了根據本揭露的各態樣的LRA控制訊號的各部分。圖3(a)示出了根據本揭露各態樣的在調整工作週期之前的控制訊號——其在該示例中為正弦波——的半循環。該控制訊號波形包括有效部分300和高Z部分302。在該波形的高Z部分302期間，可檢測BEMF電壓304。要注意的是，在圖3和以下圖式中，BEMF電壓304不隨驅動波形而縮放。
從BEMF電壓304越過第一電壓臨限值306直到BEMF電壓304改變極性(即，越過零電壓臨限值308)的時間在圖3中被示為窗口時間Twindow。Twindow是期間LRA驅動器必須處於高Z模式以檢測過零並確定LRA的當前諧振頻率的時間。餘量時間Tmargin是電壓驅動器從有效狀態變為高Z狀態所需的時間，並且可包括附加時間以容適Twindow中可能的變化(例如，由於LRA工作溫度的改變等)。額外時間Textra是期間電壓驅動器不必要地處於高Z狀態的附加時間。Twindow可根據LRA的操作條件而變化，但驅動器從有效狀態變為高Z狀態的時間相對穩定。由此，在一些態樣，Tmargin被視為常數值。在一些態樣，Tmargin的值可以被編程。
圖3(b)示出了根據本揭露的各態樣的在調整工作週期之後的控制訊號的半循環。在圖3中，控制訊號工作週期被調整以消除Textra，這提供了附加驅動時間310。以該方式，可以向LRA提供最大功率以驅動和制動振動。
在一些態樣，在每次調整時控制訊號工作週期可改變的量是有限的。在一些態樣，參數DRV_DUTY_STEP(驅動_工作_步長)定義每半循環或其他時間歷時可調整控制訊號工作週期的最大量。
在一些態樣，在初始循環中具有寬的高Z部分302對於找到並跟蹤諧振頻率是有價值的。然而，隨著LRA中的能量增大(例如，在驅動模式期間)，BEMF振幅會增加且所需的高Z時間會減少。隨著工作週期增加，LRA會更快地加速。在一些態樣，通過將半循環所需的高Z時間計算為等於針對先前半循環所測得的Twindow時間加上固定Tmargin時間來動態地調整工作週期。
在圖3中，該概念被描述為消除Textra。類似地，同一概念可被描述為將高Z部分的開始與過零之間的時間劃分為兩個部分Tmargin和Twindow，並改變工作週期直到Tmargin達到最小允許值，如圖4中所示。
圖4是根據一些態樣的具有動態地調整的工作週期的示例LRA控制訊號。圖4示出了驅動操作400和制動操作402兩者期間的控制訊號波形。在驅動操作400期間，控制訊號被視為驅動訊號或推進訊號，而在制動操作402期間，控制訊號被視為制動訊號或刹止訊號。控制訊號將驅動LRA開始其振動，然後制動LRA以停止其振動，此後生成LRA控制訊號停止。在一些態樣，驅動訊號將具有第一極性，而制動訊號將具有第二極性。通常情況下，制動訊號將具有與驅動訊號相反的極性，例如，制動訊號將與驅動訊號異相180度。
在驅動操作400期間，控制訊號電壓為最大振幅404，並且工作週期被調整成使得該半循環的高Z部分302的歷時等於Twindow加上Tmargin的目標(例如，最小)值。這使有效部分300的歷時最大化，並由此使控制訊號的驅動功率最大化。在驅動操作400期間，一個目標是增大BEMF振幅並由此減小Twindow。
在制動操作402期間，控制訊號將改變極性並由此制動LRA的振動。在制動操作402期間，目標是減小BEMF並由此增大Twindow，但制動振幅應當不斷地調整以獲得每個半循環的特定目標BEMF減縮因子，其隨著BEMF接近零而變得越來越小。這在圖4中示出，其中控制訊號減小到較低振幅406以達成BEMF的特定衰減並且Twindow相較於先前Twindow增大了特定倍。如果制動非常劇烈而沒有減小振幅，則振動強度實際上可能會由於所謂的過度制動而再次開始增大。
在一些態樣，制動振幅的等式為：
Figure 02_image001
其中： Bcal是在校準序列的強制響應區段期間所使用的制動振幅； Twindow nat是在校準序列的自然響應區段期間測得的Twindow[n]； Twindow cal是在校準序列的強制響應區段期間測得的Twindow[n]； Rnat是在校準期間計算出的自然BEMF縮減因子：
Figure 02_image003
Rcal是在校準期間計算出的強制BEMF縮減因子：
Figure 02_image005
Rset是期望BEMF縮減因子：
Figure 02_image007
在一些態樣，縮減因子Rset是可編程的。
在一些態樣，制動半循環的高Z時間(Thiz)可被計算為：
Figure 02_image009
其中：
Figure 02_image011
圖5解說了根據一些態樣的計算驅動工作週期的方法中所包括的一些測量。如圖5中可見，T_lra是LRA的自然諧振的週期，並且DRV_PER是驅動器處於有效模式的時間長度。如在圖4中那樣，Twindow是BEMF電壓從測量臨限值電壓變為過零電壓所花的時間，並且是期間LRA驅動器必須處於高Z模式以檢測過零並確定LRA的當前諧振頻率的時間。在圖5中，從一個Twindow時段的結束到下一Twindow時段的開始的時間歷時是T_wind_rise。
在一些態樣，初始驅動時段(例如，最初在驅動操作開始時使用的驅動時段)被計算為上次測得的自然諧振週期的一半的固定百分比：
Figure 02_image013
其中DRIVE_DUTY是預設或所保存參數。當Twindow尚未測得並且由此T_wind_rise尚未得知時，使用該等式。
一旦測得T_lra和Twindow並且計算出T_wind_rise，就可將目標驅動時段ADPT_DRV_PER計算為T_wind_rise減去Tmargin。在一些態樣，Tmargin被定義為LRA的當前諧振週期的一半的指定百分比：
Figure 02_image015
其中TWIND_MARGIN/100是指定百分比。在一些態樣，可針對驅動操作和制動操作來定義不同的TWIND_MARGIN，例如，可存在可以被獨立地配置的單獨參數DRV_TWIND_MARGIN和BRK_TWIND_MARGIN。
在一些態樣，對驅動操作期間當前驅動時段DRV_PER可以多快地改變為目標驅動時段ADPT_DRV_PER施加限制。例如，在一些態樣，允許DRV_PER最多改變不超過半循環的某個百分比：
Figure 02_image017
其中DRIVE_DUTY_STEP/100定義每次計算允許的最大百分比改變。在一些態樣，還可存在單獨的BRAKE_DUTY_STEP以用於定義制動操作期間每次計算允許的最大百分比改變。
下表解說了根據一些態樣的用於參數DRV_DUTY_STEP、DRV_TWIND_MARGIN和BRK_TWIN_MARGIN的可能值。
位元 名稱 描述
7:6 DRV_DUTY_STEP 啟用自適應驅動工作時的自適應驅動步長增量 0 : 1.5625% 每半循環 1 : 3.125% 每半循環 2 : 6.25% 每半循環 3 : 1.25% 每半循環
5:3 DRV_TWIND_MARGIN 用於閉環驅動的窗口時間餘量 0 : 3.13% 1 : 6.25% 2 : 9.38% 3 : 12.50% 4 : 15.63% 5 : 18.75% 6 : 21.88% 7 : 25.00%
2:0 BRK_TWIND_MARGIN 用於閉環制動的窗口時間餘量 0 : 6.25% 1 : 12.50% 2 : 18.75% 3 : 25.00% 4 : 31.25% 5 : 37.50% 6 : 43.75% 7 : 50.00%
圖6是解說根據一些態樣的用於動態地適配LRA 602的驅動工作週期的示例性裝置600的方塊圖。在圖6中，裝置600(其可包括觸覺驅動器電路)包括數位控制器604或其他處理器電路系統。在一些態樣，數位控制器604從模式源606接收振幅訊息並且從時脈產生器608接收頻率訊息，以及輸出控制驅動器和功率級610的訊號，該驅動器和功率級610產生驅動LRA 602的一對控制訊號(VSWP和VSWM)。裝置600包括BEMF檢測電路612，其產生關於跨LRA 602的輸入端檢測到的BEMF的相位(Φ)和振幅(A)的訊息614、其他訊息、或其組合。該訊息614由數位控制器604用於根據本文所描述的技術來動態地調整LRA控制訊號VSWP和VSWM的振幅、週期和工作週期。在一些態樣，工作週期計算616功能、模組或電路可執行本文所描述的任何計算。例如，BEMF訊息可被用於確定上文所描述的Twindow、T_lra和T_wind_rise的值。在一些態樣，裝置600可包括通訊地耦合到數位控制器604的記憶體618，其用於儲存計算機指令、參數、變量等。圖6中所示的特定組件和連接是解說性的，而不是限定性的。
本文所描述的方法和系統提供了與用於控制LRA的常規方法和系統相關聯的技術問題的數種技術解決方案。例如，根據本文所揭露的各態樣動態地調整控制訊號的有效部分的工作週期允許增大的驅動循環——相較於常規QWD而言增大至多達100%且相較於常規3/8驅動而言增大至多達33%——這相較於用於同一驅動模式的常規方法而言提供將施加給LRA的更快加速和更高G-force。此外，通過減小錯過BEMF過零事件的幾率，本文所描述的技術避免了在驅動和制動操作期間常規方法通常會遭遇的自共振誤差。
圖7解說了根據本揭露的一些態樣的操作LRA的示例性方法700。在圖7中，使用了以下變量： T_PERIOD是LRA的諧振頻率的假定週期； T_DUTY_CYCLE是T_PERIOD的期間驅動器處於有效的部分(該週期的其餘部分，驅動器處於高Z狀態)。 T_WINDOW是BEMF從臨限值電壓變為過零所花費的測得時間量； T_MARGIN是驅動器電路從有效狀態變為高Z狀態所花費的時間，並且還可包括附加時間以容適由於操作條件等引起的偏差； TARGET_DUTY_CYCLE(目標工作週期)是計算出的理想T_DUTY_CYCLE； INITIAL_PERIOD是T_PERIOD的初始值； INITIAL_DUTY_CYCLE是T_DUTY_CYCLE的初始值(例如，在T_WINDOW已經被測得之前使用)。
在圖7中，方法700開始於啟動LRA控制訊號(例如，發起驅動操作)，並將一些參數設為初始值。在702，將T_PERIOD設為初始週期(INITIAL_PERIOD)，將T_DUTY_CYCLE設為初始工作週期(INITIAL_DUTY_CYCLE)，並且驅動LRA(例如，驅動器開始將控制訊號輸出到LRA輸入端子)。在一些態樣，T_DUTY_CYCLE被設為保守值，例如，提供長的高Z狀態以使得BEMF過零不會被意外錯過的值。
在704，檢測BEMF過臨限值電壓和過零電壓。
在706，計算T_PERIOD(例如，基於BEMF過零時間)。在一些態樣，計算出的T_PERIOD可以略微不同於初始T_PERIOD(例如，由於LRA老化、溫度或其他操作條件改變等)，在這種情形中，計算出的T_PERIOD替換先前使用的值。
在708，計算T_WINDOW(例如，基於BEMF過臨限值電壓時間和BEMF過零電壓時間)。在一些態樣： T_WINDOW = (BEMF過零時間) – (BEMF過臨限值電壓時間)
在710，使用所計算出的T_PERIOD和T_WINDOW的值來計算TARGET_DUTY_CYCLE。在一些態樣，TARGET_DUTY_CYCLE被計算為百分比： (T_PERIOD/2 – T_WINDOW – T_MARGIN)/(T_PERIOD/2) 或時間歷時： (T_PERIOD/2 – T_WINDOW – T_MARGIN) 其中T_MARGIN可以是固定值、可編程值或動態計算的值。
在712，將T_DUTY_CYCLE朝TARGET_DUTY_CYCLE調整。在一些態樣，T_DUTY_CYCLE可被設為TARGET_DUTY_CYCLE。然而，在其他態樣，在任何調整時T_DUTY_CYCLE可改變的量可能受到最大步長(STEP_SIZE)(其可被定義為時間歷時或T_PERIOD的百分比)的限制。在這些態樣，可使用以下等式： Δ_DUTY_CYCLE = T_DUTY_CYCLE – TARGET_DUTY_CYCLE T_DUTY_CYCLE =T_DUTY_CYCLE – MAX(Δ_DUTY_CYCLE,STEP_SIZE) 其中STEP_SIZE為時間歷時。
在714，可以可任選地調整驅動訊號振幅(例如，在制動期間)。在驅動期間，控制訊號振幅通常被設為最大值，但在一些態樣，可按需求控制訊號振幅的逐步提升(ramp-up)或其他類型的振幅調製。
在716，如果驅動或制動操作正在進行，則該流程在704開始重複。這會繼續直到驅動或制動操作結束。如果驅動或制動操作已完成，則該過程轉到718。
在718，可以可任選地將T_PERIOD的當前值儲存為新的INITIAL_PERIOD(例如，假定最新近計算出的T_PERIOD將來會繼續反映LRA的自然諧振)。
所屬技術領域具有通常知識者將領會，訊息和訊號可使用各種不同技術和技藝中的任何一種來表示。例如，貫穿上面說明始終可能被述及的資料、指令、命令、訊息、訊號、位元、符號和晶片可由電壓、電流、電磁波、磁場或磁粒子、光場或光粒子、或其任何組合來表示。
此外，所屬技術領域具有通常知識者將領會，結合本文中所揭露的態樣描述的各種解說性邏輯方塊、模組、電路、和算法步驟可被實現為電子硬體、電腦軟體、或兩者的組合。為清楚地解說硬體與軟體的這一可互換性，各種解說性組件、方塊、模組、電路、以及步驟在上面是以其功能性的形式作一般化描述的。此類功能性是被實現為硬體還是軟體取決於具體應用和施加於整體系統的設計約束。技術人員可針對每種特定應用以不同方式來實現所描述的功能性，但此類實現決策不應被解讀為致使脫離本揭露的範圍。
結合本文所揭露的各態樣描述的各種解說性邏輯方塊、模組、以及電路可用設計成執行本文所描述的功能的通用處理器、數位訊號處理器(digital signal processor, DSP)、特殊應用積體電路(application specific integrated circuits, ASIC)、現場可程式化邏輯閘陣列(field-programmable gate array, FPGA)或其他可編程邏輯元件、分離式的閘或電晶體邏輯、分離式的硬體組件、或其任何組合來實施或執行。通用處理器可以是微處理器，但在替換方案中，該處理器可以是任何常規的處理器、控制器、微控制器、或狀態機。處理器還可以被實施為計算設備的組合，例如，DSP與微處理器的組合、多個微處理器、與DSP核心協同的一個或多個微處理器、或任何其他此類配置。
結合本文所揭露的各態樣描述的方法、序列和/或算法可直接在硬體中、在由處理器執行的軟體模組中、或在這兩者的組合中體現。軟體模組可駐留在隨機存取記憶體(random access memory, RAM)、快閃記憶體(flash memory)、唯獨記憶體(read-only memory, ROM)、可抹除可程式化ROM(erasable programmable ROM, EPROM)、電子可抹除可程式化ROM(electrically erasable programmable ROM, EEPROM)、暫存器、硬碟、可移動硬碟、CD-ROM或者本領域中所知的任何其他形式的儲存媒體中。示例性儲存媒體耦合到處理器以使得該處理器能從/向該儲存媒體讀寫訊息。在替換方案中，儲存媒體可被整合到處理器。處理器和儲存媒體可駐留在ASIC中。ASIC可駐留在用戶終端(例如，用戶裝備(user equipment, UE))中。在替換方案中，處理器和儲存媒體可作為分離式組件駐留在用戶終端中。
在一個或多個示例性態樣，所描述的功能可在硬體、軟體、韌體或其任何組合中實施。如果在軟體中實施，則各功能可以作為一條或多條指令或代碼儲存在電腦可讀取媒體上或藉其進行傳送。電腦可讀取媒體包括電腦儲存媒體和通訊媒體兩者，包括促成電腦程序從一地向另一地轉移的任何媒體。儲存媒體可以是能被電腦存取的任何可用媒體。作為示例而非限定，此類電腦可讀取媒體可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光碟儲存、磁碟儲存或其他磁儲存設備、或能用於攜帶或儲存指令或資料結構形式的期望程序代碼且能被電腦存取的任何其他媒體。任何連接也被正當地稱為電腦可讀取媒體。例如，如果軟體是使用同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、數位訂戶線(digital subscriber line, DSL)、或諸如紅外線、無線電、以及微波之類的無線技術從網站、伺服器、或其他遠程源傳送的，則該同軸電纜、光纖電纜、雙絞線、DSL、或諸如紅外線、無線電、以及微波之類的無線技術就被包括在媒體的定義之中。如本文中所使用的盤(disk)和碟(disc)包括壓縮碟(compact disc, CD)、鐳射碟、光碟、數位多功能碟(digital versatile disc, DVD)、軟碟和藍光碟，其中盤(disk)往往以磁的方式再現資料，而碟(disc)用鐳射以光學方式再現資料。以上的組合應當也被包括在電腦可讀取媒體的範圍內。
儘管前面的揭露示出了本揭露的解說性態樣，但是應當注意，在其中可作出各種變更和修改而不會脫離如所申請專利範圍定義的本揭露的範圍。根據本文所描述的本揭露的各態樣的方法請求項中的功能、步驟和/或動作不必按任何特定次序來執行。此外，儘管本揭露的要素可能是以單數來描述或主張權利的，但是複數也是已料想了的，除非顯式地聲明了限定於單數。
300:有效部分 302:高Z部分 304:反電動勢電壓 306:第一電壓臨限值 308:零電壓臨限值 310:附加驅動時間 400:驅動操作 402:制動操作 404:最大振幅 406:較低振幅 600:觸覺驅動器電路 602:線性諧振致動器 606:模式源 608:時脈產生器 604:數位控制器 616:工作週期計算 618:記憶體 610:驅動器和功率級 612:BEMF檢測電路 700:流程圖 702、704、706、708、710、712、714、716、718:流程 DRV_PER[0]、DRV_PER[1]:有效模式的時間長度 t 0、t 1、t 2、t 4:高阻抗時間 Twindow:窗口時間 Tmargin:餘量時間 Textra:額外時間 T_lra[0]、T_lra[1]:自然諧振的週期 T_wind_rise[0]、Twind_rise[1]:相鄰Twindow的時間歷時 VSWP、VSWM:控制訊號
給出圖式以幫助對所揭露的標的的一個或多個態樣的示例進行描述，並且提供這些附圖僅僅是為了解說各示例而非對其進行限制：
圖1解說了用於線性諧振致動器(LRA)的常規驅動訊號。
圖2是根據各態樣的LRA控制訊號的輸出電壓的圖表。
圖3更詳細地示出了根據一些態樣的LRA控制訊號的各部分。
圖4是根據一些態樣的具有動態地調整的工作週期的示例LRA控制訊號。
圖5解說了根據一些態樣的動態地計算LRA控制訊號的驅動工作週期的方法中所包括的一些測量。
圖6是解說根據一些態樣的用於動態地適配LRA控制訊號的驅動工作週期的示例性裝置的方塊圖。
圖7解說了根據一些態樣的動態地適配LRA控制訊號的驅動工作週期的示例性方法。
700:流程圖
702、704、706、708、710、712、714、716、718:流程

Claims (32)

  1. 一種動態地適配線性諧振致動器控制訊號的驅動工作週期的方法，所述方法包括： 生成具有週期的線性諧振致動器控制訊號，所述週期根據所述工作週期具有有效部分和高Z部分； 在所述週期的所述高Z部分期間檢測反電動勢過臨限值電壓時間和反電動勢過零電壓時間； 計算週期； 計算反電動勢測量窗口； 計算目標工作週期；以及 將所述線性諧振致動器控制訊號的所述工作週期朝所述目標工作週期調整。
  2. 如請求項1所述的方法，進一步包括： 調整所述線性諧振致動器控制訊號的訊號振幅。
  3. 如請求項1所述的方法，進一步包括： 在繼續生成所述線性諧振致動器控制訊號的同時重複所述方法。
  4. 如請求項1所述的方法，進一步包括： 在生成所述線性諧振致動器控制訊號之前，將所述週期設為初始週期，並且將所述工作週期設為初始工作週期。
  5. 如請求項4所述的方法，進一步包括： 在生成所述線性諧振致動器控制訊號之後，將所述週期的當前值儲存為所述初始週期。
  6. 如請求項1所述的方法，其中計算所述週期包括基於所述反電動勢過零電壓時間來計算所述週期。
  7. 如請求項6所述的方法，其中所述週期= 2 x ((半循環的反電動勢過零電壓時間) – (所述半循環的有效部分的開始時間))。
  8. 如請求項1所述的方法，其中計算所述反電動勢測量窗口包括基於所述反電動勢過臨限值電壓時間和所述反電動勢過零電壓時間來計算所述反電動勢測量窗口。
  9. 如請求項1所述的方法，其中計算所述目標工作週期包括作為所述週期、所述反電動勢測量窗口和餘量時間的函數來計算所述目標工作週期。
  10. 如請求項9所述的方法，其中所述目標工作週期= (週期/2 – 反電動勢測量窗口 – 餘量時間)。
  11. 如請求項9所述的方法，其中所述目標工作週期= (週期/2 – 反電動勢測量窗口 – 餘量時間)/(週期/2)。
  12. 如請求項1所述的方法，其中將所述工作週期朝所述目標工作週期調整包括將所述工作週期設為等於所述目標工作週期。
  13. 如請求項1所述的方法，其中將所述工作週期朝所述目標工作週期調整包括將所述工作週期朝所述目標工作週期調整不超過最大步長。
  14. 如請求項1所述的方法，其中，當所述線性諧振致動器控制訊號是驅動訊號時，所述線性諧振致動器控制訊號具有第一極性，而當所述線性諧振致動器控制訊號是制動訊號時，所述線性諧振致動器控制訊號具有不同於所述第一極性的第二極性。
  15. 如請求項14所述的方法，其中所述第二極性是所述第一極性的相反極性。
  16. 一種用於動態地適配線性諧振致動器控制訊號的驅動工作週期的裝置，所述裝置包括： 記憶體；以及 通訊地耦合到所述記憶體的至少一個處理器，所述至少一個處理器被配置成： 生成具有週期的線性諧振致動器控制訊號，所述週期根據所述工作週期具有有效部分和高Z部分； 在所述週期的所述高Z部分期間檢測反電動勢過臨限值電壓時間和反電動勢過零電壓時間； 計算週期； 計算反電動勢測量窗口； 計算目標工作週期；以及 將所述線性諧振致動器控制訊號的所述工作週期朝所述目標工作週期調整。
  17. 如請求項16所述的裝置，其中所述至少一個處理器被進一步配置成： 調整所述線性諧振致動器控制訊號的振幅。
  18. 如請求項16所述的裝置，其中所述至少一個處理器被進一步配置成： 在繼續生成所述線性諧振致動器控制訊號的同時重複所述生成、檢測、計算和調整操作。
  19. 如請求項16所述的裝置，其中所述至少一個處理器被進一步配置成： 在生成所述線性諧振致動器控制訊號之前，將所述週期設為初始週期，並且將所述工作週期設為初始工作週期。
  20. 如請求項19所述的裝置，其中所述至少一個處理器被進一步配置成： 在生成所述線性諧振致動器控制訊號之後，將所述週期的當前值儲存為所述初始週期。
  21. 如請求項16所述的裝置，其中計算所述週期包括基於所述反電動勢過零電壓時間來計算所述週期。
  22. 如請求項21所述的裝置，其中所述週期= 2 x ((半循環的反電動勢過零電壓時間) – (所述半循環的有效部分的開始時間))。
  23. 如請求項16所述的裝置，其中計算所述反電動勢測量窗口包括基於所述反電動勢過臨限值電壓時間和所述反電動勢過零電壓時間來計算所述反電動勢測量窗口。
  24. 如請求項16所述的裝置，其中計算所述目標工作週期包括作為所述週期、所述反電動勢測量窗口和餘量時間的函數來計算所述目標工作週期。
  25. 如請求項24所述的裝置，其中所述目標工作週期= (週期/2 – 反電動勢測量窗口 – 餘量時間)。
  26. 如請求項24所述的裝置，其中所述目標工作週期= (週期/2 – 反電動勢測量窗口 – 餘量時間)/(週期/2)。
  27. 如請求項16所述的裝置，其中將所述工作週期朝所述目標工作週期調整包括將所述工作週期設為等於所述目標工作週期。
  28. 如請求項16所述的裝置，其中將所述工作週期朝所述目標工作週期調整包括將所述工作週期朝所述目標工作週期調整不超過最大步長。
  29. 如請求項16所述的裝置，其中，當所述線性諧振致動器控制訊號是驅動訊號時，所述線性諧振致動器控制訊號具有第一極性，而當所述線性諧振致動器控制訊號是制動訊號時，所述線性諧振致動器控制訊號具有不同於所述第一極性的第二極性。
  30. 如請求項29所述的裝置，其中所述第二極性是所述第一極性的相反極性。
  31. 一種用於操作線性諧振致動器的裝置，所述裝備包括： 用於生成具有週期的線性諧振致動器控制訊號的裝置，所述週期根據工作週期具有有效部分和高Z部分； 用於在所述週期的所述高Z部分期間檢測反電動勢過臨限值電壓時間和過零電壓時間的裝置； 用於計算週期的裝置； 用於計算反電動勢測量窗口的裝置； 用於計算目標工作週期的裝置；以及 用於將所述工作週期朝所述目標工作週期調整的裝置。
  32. 一種儲存電腦可執行指令的非暫時性電腦可讀取媒體，所述電腦可執行指令包括： 指令一裝置生成具有週期的線性諧振致動器控制訊號的至少一條指令，所述週期根據工作週期具有有效部分和高Z部分； 指令所述裝置在所述週期的所述高Z部分期間檢測反電動勢過臨限值電壓時間和過零電壓時間的至少一條指令； 指令所述裝置計算週期的至少一條指令； 指令所述裝置計算反電動勢測量窗口的至少一條指令； 指令所述裝置計算目標工作週期的至少一條指令；以及 指令所述裝置將所述工作週期朝所述目標工作週期調整的至少一條指令。
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