TW202334789A - 觸覺波形產生器 - Google Patents
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Abstract
提出了設計和產生觸覺波形的創新性技術。即使在不同的觸覺致動器當中存在變化,所提出的技術亦能夠使得一致的觸覺使用者體驗被實現。可以產生任意波形,而無需從預決定波形列表中選擇。
Description
本案大體上係關於產生例如驅動觸覺致動器(諸如線性諧振致動器(LRA))所需的觸覺波形。
在平臺(例如,諸如智慧型電話的行動設備)上的觸覺(振動模式)體驗正在日益增強。從一個角度來看,觸覺可以被視為當與實體物件互動時例如經由再現感知來激勵對觸摸和運動的感覺。
在提供觸覺回饋時,可以採用大量不同機械振動的集合。例如,虛擬主頁按鈕可以是短暫的、尖銳的點擊,而雷聲可能是緩慢的隆隆振動。當針對觸覺產生規定的機械振動時,電波形被施加到觸覺致動器。
良好的使用者體驗應在不同的致動器和使用者設備之間提供一致的觸覺振動。不幸的是,由於致動器之間的變化,相同的電波形可能不會在不同的致動器上產生相同的振動。即使在同一製造商製造的不同致動器零件之間,這也是真實的。而且,由於製造的零件中的零件到零件的變化,當由相同的電波形激勵時,即使是相同致動器零件的不同單元亦可能產生不同的觸覺振動。此外,即使使用相同的致動器零件,相同的波形亦可能在不同的時間導致不同的振動,例如,由於環境差異(例如,不同的熱、機械及/或電環境)及/或行動設備的致動器的老化。
因此,需要克服習知觸覺波形設計/產生的缺陷的系統、裝置和方法,包括本文提供的方法、系統和裝置。
以下呈現關於本文所揭示的裝置和方法相關聯的一或多個態樣及/或實例的簡要發明內容。如此,以下發明內容不應被視為關於所有設想的態樣及/或實例的廣泛的概述,亦不應被認為是辨識關於所有設想的態樣及/或實例的關鍵的或重要的元素,或圖示與任何特定態樣及/或實例相關聯的範疇。因此,以下發明內容的唯一目的是在下文呈現的詳細描述之前,以簡化的形式呈現與關於本文揭示的裝置和方法的一或多個態樣及/或實例相關的某些概念。
揭示一種被配置為產生觸覺波形的示例性設備。該設備可以包括包絡合成器,其被配置為在發生觸覺觸發事件時基於該觸覺觸發事件來合成加速度曲線的包絡。該設備亦可以包括混合器,其被配置為產生與包絡相對應的加速度波形。該加速度波形可以以從頻調產生器接收的觸覺致動器的諧振頻率產生。該設備亦可以包括智慧觸覺驅動器,其被配置為根據加速度波形使用驅動訊號來驅動觸覺致動器。智慧觸覺驅動器亦可以被配置為在使用驅動訊號來驅動觸覺致動器時對觸覺致動器實施一或多個回饋量測。該設備亦可以包括追蹤器,其被配置為基於一或多個回饋量測來決定觸覺致動器的一或多個參數。該一或多個參數可以包括觸覺致動器的諧振頻率。混合器可以被配置為以如基於一或多個回饋量測所決定的觸覺致動器的諧振頻率產生加速度波形。
揭示一種產生觸覺波形的方法。該方法可以包括在觸覺觸發事件發生時基於該觸覺觸發事件來合成加速度曲線的包絡。該方法亦可以包括產生與包絡相對應的加速度波形。該加速度波形可以以觸覺致動器的諧振頻率產生。該方法亦可以包括根據加速度波形使用驅動訊號來驅動觸覺致動器。該方法亦可以包括在使用驅動訊號來驅動觸覺致動器時對觸覺致動器實施一或多個回饋量測。該方法亦可以包括基於一或多個回饋量測來決定觸覺致動器的一或多個參數。該一或多個參數可以包括觸覺致動器的諧振頻率。加速度波形可以以如基於一或多個回饋量測來決定的觸覺致動器的諧振頻率來產生。
揭示一種被配置為產生觸覺波形的示例性設備。該設備可以包括用於在觸覺觸發事件發生時基於該觸覺觸發事件合成加速度曲線的包絡的部件。該設備亦可以包括用於產生對應於包絡的加速度波形的部件。加速度波形可以以觸覺致動器的諧振頻率來產生。該設備亦可以包括用於根據加速度波形使用驅動訊號來驅動觸覺致動器的部件。該設備亦可以包括用於在使用驅動訊號來驅動觸覺致動器時對觸覺致動器實施一或多個回饋量測的部件。該設備亦可以包括用於基於一或多個回饋量測來決定觸覺致動器的一或多個參數的部件。該一或多個參數可以包括觸覺致動器的諧振頻率。加速度波形可以以如基於一或多個回饋量測所決定的觸覺致動器的諧振頻率來產生。
揭示一種儲存電腦可執行指令的非暫時性電腦可讀取媒體,該電腦可執行指令用於被配置為產生觸覺波形的設備。該電腦可執行指令可以包括一或多個指令,其指示設備在發生觸覺觸發事件時基於該觸覺觸發事件來合成加速度曲線的包絡。該電腦可執行指令亦可以包括一或多個指令,其指示設備產生與該包絡相對應的加速度波形。加速度波形可以以觸覺致動器的諧振頻率來產生。該電腦可執行指令亦可以包括一或多個指令,其指示設備根據加速度波形使用驅動訊號來驅動觸覺致動器。該電腦可執行指令亦可以包括一或多個指令,其指示設備在觸覺致動器被驅動訊號驅動時對觸覺致動器實施一或多個回饋量測。該電腦可執行指令亦可以包括一或多個指令,其指示設備基於該一或多個回饋量測來決定觸覺致動器的一或多個參數。該一或多個參數可以包括觸覺致動器的諧振頻率。加速度波形可以以如基於一或多個回饋量測決定的觸覺致動器的諧振頻率來產生。
基於附圖和詳細描述,與本文揭示的設備和方法相關聯的其他特徵和優點對於本發明所屬領域中具有通常知識者來說將是顯而易見的。
本案的各態樣在以下描述以及針對特定實施例的附圖中進行說明。在不脫離本文教導的範疇的情況下,可以設想到替代的態樣或實施例。另外,可以不詳細描述或者可以省略本文中說明性實施例的公知元件,以便不模糊本案中的教導的相關細節。
在某些所描述的實例實現方式中,辨識了其中可以從已知的習知技術中獲取的各種部件結構和部分操作的實例,隨後根據一或多個示例性實施例進行佈置。在這種實例中,可以省略已知的習知部件結構及/或部分操作的內部細節,以幫助避免對本文揭示的說明性實施例中示出的概念的潛在混淆。
本文中使用的術語僅用於描述特定實施例的目的,而非意欲限制。如本文所使用的,單數形式「一(a)」、「一(an)」和「該(the)」亦意欲包括複數形式,除非上下文另有明確規定。將進一步理解的是,術語「包括(comprise)」、「包括(comprising)」、「包含(include)」及/或「包含(including)」在本文中使用時,規定了所述特徵、整數、步驟、操作、部件及/或部件的存在,但不排除一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、部件及/或其群組的存在或添加。
觸覺回饋產生可以被用於行動電話、可穿戴設備、虛擬實境、遊戲、物聯網路(IoT)等。一些觸覺回饋用例包括冷開機引導(例如,使電話通電)、觸摸喚醒(例如,從睡眠模式喚醒)、虛擬主頁按鈕、觸摸觸覺回饋(例如,滾輪)、應用程式告警等。一些更高級的觸覺回饋用例包括音訊同步觸覺(例如,與音訊重播同步的觸覺波形)、遊戲觸覺等。
如上面所指示的,可以對大量不同機械振動的集合進行渲染來提供觸覺回饋。例如,虛擬主頁按鈕可以是短暫的、尖銳的點擊,而雷聲可以是緩慢的隆隆振動。當針對觸覺產生規定的機械振動時,電波形被施加到觸覺致動器。然而,需要基於許多因素來設計被施加到觸覺致動器(諸如LRA)上施加的觸覺以產生所規定的機械振動的電波形。這些因素可能包括LRA的機電參數、行動設備機械設計、電話電池電壓和電流限制等。這些因素亦可以包括使用者抓握(例如,單手、雙手、桌上設備等)、使用者手部生理機能(例如,肉質vs.骨感的手指和手掌)、使用者感知等。不幸的是,LRA參數、設備機械設計和使用者生理機能會因設備到設備、零件到零件、時間、溫度、使用者群體和行為而發生變化。
良好的使用者體驗應在不同的致動器和使用者設備之間提供一致的觸覺振動。不幸的是,由於致動器之間的變化,相同的電波形可能不能在不同的致動器上產生相同的振動。即使在同一製造商製造的不同致動器零件之間這亦可能是真實的。而且,由於製造的零件中的零件到零件的變化,當由相同的電波形激勵時,即使是相同致動器零件的不同單元亦可能產生不同的觸覺振動。同樣的,即使使用相同的致動器零件,相同的波形亦可能在不同的時間導致不同的振動,例如,由於環境差異(例如,不同的熱、機械及/或電環境)及/或行動設備的致動器的老化。
產生觸覺波形的問題可能相當嚴峻。大型的和不斷增長的應用可能需要更大數量和更複雜的振動。此外,新興的音訊同步觸覺和互動式遊戲可能需要在執行期間設計波形。另外,使用者可能對觸覺振動中的細微不準確或偽影較為敏感。
為了解決與習知觸覺波形設計及/或產生相關聯的一些或所有問題,包括上面指出的一些或所有問題,提出了設計及/或產生在各種LRA(更通常,在各種觸覺致動器之間)、行動設備和用例之間保持一致觸覺振動的觸覺波形,而不需要調諧和過度的記憶體需求。
所提出的設計/產生觸覺波形的技術可以大體上如下文所描述。可以產生驅動觸覺致動器所需的電波形。可以基於必要加速度的包絡、基函數(例如,LRA諧振頻率處的正弦頻調)、LRA和驅動放大器電源電壓、電流和熱約束以及LRA機電參數等來計算或以其他方式來決定該波形,在一態樣中,可以基於離線量測、即時追蹤以及供應商規範來決定LRA參數。
所提出的技術支援任意波形的產生,這些波形可以在不同的LRA、行動設備和用例之間一致地產生,而不需要定製調諧。經由這樣做,可以具有良好的觸覺使用者體驗,可以消除定製調諧的波形,可以實現多個設備之間的一致性,可以提供在大規模生產中的重複性,並且可以針對設備啟用之後發佈的新應用和遊戲來實現未來驗證。
圖1圖示出用於習知觸覺波形產生的系統100。在發生觸覺觸發事件105(例如,觸摸、鈴聲、音訊、遊戲事件等)時,數位訊號處理器(DSP)110的波形選擇器114從被儲存在記憶體115中的複數個預決定(或預錄製)波形當中選擇波形n(n=1……N)。在圖1中,對波形2的選擇被突出顯示。觸覺觸發事件可以包括諸如使用者觸摸行動設備的觸控式螢幕、來電鈴聲、觸覺與之同步的音訊重播、或遊戲事件的事件。
所選擇的波形被發送到訊號處理、包括數位編碼器-解碼器(CODEC)的120的放大和致動鏈、觸覺驅動器130和LRA 150。數位CODEC 120對所選擇的波形n進行處理,並向觸覺驅動器130輸出對應的波形訊號。觸覺驅動器130的放大器135繼而輸出類比電壓訊號來驅動LRA 150。
注意,在習知波形產生中,是從有限數量的預決定波形中選擇波形。這意味著,為了產生各種波形,預決定波形的數量需要很大(亦即,N需要很大),這繼而又需要大量的記憶體使用。此外,具有預決定波形的開放迴路應用被利用來驅動LRA。因此,不存在用於查明LRA是否被正確地驅動的回饋。
在一些習知的觸覺波形產生方法中,波形可以是有限數量的預決定波形的線性組合,諸如和、差或縮放,而不是選擇。然而這仍然具有限制,即沒有閉合迴路回饋來用於查明LRA是否被正確地驅動。
此外,由於預決定波形的時域和頻譜域特性在關於例如其頻率、上升和下降時間、振幅等態樣是固定的,因此此類組合仍受到如上文所解釋的在不同LRA之間不能施加一致的振動以及過度老化和操作狀況的限制。
圖2A示出根據本案的一或多個態樣的用於產生觸覺波形的實例系統200A。與習知系統不同,實例系統200A提供關於觸覺致動器250的狀況(例如,機電參數、溫度、老化等)的閉合迴路回饋。以這種方式,可以基於觸覺致動器250的實際狀態及/或狀況,來即時更新驅動觸覺致動器250的驅動訊號。觸覺致動器250的實例是LRA。在該論述中,LRA將被假設為觸覺致動器,但是記住該論述可以適用於其他類型的觸覺致動器(例如,偏心旋轉品質(ERM)、壓電彎管器等)。
在該實例系統中,包絡合成器211可以被配置為在觸覺觸發事件(例如,觸摸、鈴聲、音訊、遊戲事件等)發生時,設計、綜合及/或產生或以其他方式來合成波形的包絡。包絡合成器211亦可以基於一或多個使用者體驗參數(例如,強度、持續時間、銳度等)來合成包絡。使用者體驗參數可以由使用者來設計或以其他方式指定,例如使得可以根據使用者的偏好來產生觸覺振動。注意,可能存在一些使用者未具體定義的使用者體驗參數。對於這些,可以使用預設參數值。一般來說,包絡合成器211可以被配置為合成任何任意波形的包絡。如前述,在合成包絡時可以考慮使用者體驗參數。
儘管包絡合成器211被示出為DSP 210的一部分,但這並不是要求。包絡合成器211可以常駐在應用處理器中(例如,作為硬體或者硬體與軟體的組合)。在一態樣中,包絡合成器211可以被配置為合成期望加速度曲線的包絡。例如,包絡合成器211可以基於觸覺觸發事件205,來決定觸覺致動器250實現期望加速度所需的加速度。包絡合成器211可以輸出指示經合成的加速度曲線的包絡訊號。
混合器213可以接收來自包絡合成器211的包絡訊號,以及來自頻調產生器217(下文將進一步描述)的基函數(例如正弦頻調),並將包絡與基函數混合並輸出波形。在該實例中,由混合器213執行的混合可以是訊號(諸如射頻(RF)訊號)的相乘混合。混合器213可以使用由包絡訊號所指示的包絡,來調制來自頻調產生器217的頻調。在一態樣中,由混合器213輸出的波形亦可以被稱為加速度波形,因為它與加速度曲線相關聯。
頻調產生器217的關鍵輸入是頻率。典型地,觸覺致動器(諸如LRA 250)是窄頻系統。因此,確保由頻調產生器217輸出的頻調的頻率與LRA 250的諧振頻率一致對於系統的效能來說是很重要的。頻調產生器217可以從追蹤器219接收頻率,追蹤器219被配置為追蹤LRA 250的諧振頻率。
可替代地或補充地,追蹤器219可以被配置為計算、推斷或以其他方式決定LRA 250的機電參數(例如,彈簧剛度(k)、品質(m)、機械阻尼因數(b)、機電耦合因數(BL)等)。換句話說,可以對LRA 250進行建模。可以即時地或接近即時地執行LRA建模。以這種方式,追蹤器219可以連續監測,並因此能夠適配於在LRA 250內發生的改變(例如,由於老化、溫度波動等)。
與圖1中所示的習知系統100相比,圖2A所示的系統200A是閉合迴路回饋系統。來自混合器213的加速度波形可以被提供給數位CODEC 220,其可以對來自混合器213的加速度波形進行處理(例如,內插、濾波等),並將對應的波形訊號輸出到智慧觸覺驅動器230A。放大器235(其可以被包括在智慧觸覺驅動器230A中)可以繼而輸出驅動訊號(例如,類比電壓訊號)來驅動LRA 250。
在對LRA 250進行驅動的同時地或至少同期地,回饋感測器237(其亦可以被包括在智慧觸覺驅動器230A中)可以量測或以其他方式感測跨LRA 250的電壓及/或流過LRA 250的電流。具體地,回饋感測器237可以感測LRA 250的線圈中的電壓/電流。感測到的電壓/電流(V/I)可以被數位化並作為回饋量測結果被提供給數位CODEC 220,並最終被提供給追蹤器219,從而可以對LRA 250進行建模(例如,決定LRA諧振頻率、LRA機電參數等)。
根據建模,追蹤器219可以被配置為向頻調產生器217提供LRA諧振頻率。結果,頻調產生器217可以向混合器213輸出具有適當頻率的頻調。同樣根據建模,追蹤器219可以被配置為向包絡合成器211提供LRA機電參數。包絡合成器211可以在考慮LRA機電參數的情況下調整包絡。
閉合迴路回饋系統使得能夠根據LRA的機電參數中的即時改變來更新和調諧波形,例如,由於老化及/或諸如溫度的環境因素(例如,在LRA內、來自電話的等)。例如,隨著時間的推移及/或當溫度增加時,LRA的彈簧剛度k可以減少,例如變得更具延展性。這可能導致諧振頻率降低。作為另一個實例,LRA的機電耦合因數BL在不同的時間可能是不同的,這同樣是由於環境變化,從而導致諧振頻率不同。由閉合迴路系統實現的自我調整暗示出儘管存在變化,但可以從相同的觸覺觸發事件產生相同或相似的觸覺振動。亦即,可以在觸覺致動器的機械性質的變化之間實現使用者觸覺體驗的一致性。同樣重要的是,可以在不必求助於預決定波形清單的情況下產生波形。結果,可以節省大量的記憶體。同樣,可以產生適合於任意觸覺觸發事件的波形,而不是在預決定波形列表中找到「最接近的擬合」。
圖2B示出根據本案的一或多個態樣產生觸覺波形的另一實例系統200B。類似於圖2A,系統200B亦是閉合迴路回饋系統,其實時地或接近即時地追蹤LRA 250的諧振頻率及/或機電參數。亦即,使用系統200B亦可以在LRA中的變化之間實現使用者體驗一致性。
圖2B中的系統200B的流程與圖2A的系統200A的流程的不同之處在於向追蹤器219提供回饋的方式。具體地,可以量測或以其他方式感測LRA 250的反電動勢(BEMF)來決定LRA的諧振頻率、機電參數等。感測到的BEMF可以是由LRA的振動品質(例如,移動經由磁場的導體)的移動所感生的EMF。
智慧觸覺驅動器230B可以包括放大器235(類似於智慧觸覺驅動器230),其被配置為基於來自混合器213的(例如,經由數位CODEC 220處理的)加速度波形來輸出驅動訊號以驅動LRA 250。
但是與智慧觸覺驅動器230A不同,智慧觸覺驅動器230可以包括開關238和過零偵測器239。開關238可以是雙向開關,其可以被配置為當LRA 250被驅動時將放大器235的輸出耦合到LRA 250。當要感測BEMF時,開關238可以被配置為將LRA 250與過零偵測器239的輸入耦合。顧名思義,過零偵測器239可以被配置為偵測BEMF的過零,其可以作為回饋被提供給數位CODEC 220和追蹤器219。諸如波形衰蕩、包絡衰減等其他資訊亦可以被偵測並包括在該回饋中。
如前述,追蹤器219可被配置為基於從智慧觸覺驅動器230B接收到的回饋來建模LRA,並將建模資訊提供給包絡合成器211及/或混合器213。在建模LRA 250時,追蹤器219可以基於由過零偵測器239所偵測到的過零的定時,來追蹤或以其他方式來決定LRA 250的諧振頻率。追蹤器219亦可以基於實際波形特性(諸如波形衰蕩、包絡衰減等)來推斷、計算或以其他方式決定LRA 250的機電參數,該實際波形特性亦可以從過零偵測器239提供。
以下列出了所提出的技術的一些(不一定是全部)技術特徵:
•不需要LRA諧振頻率的先驗知識。
•連續地驅動跨LRA的電壓,並同時地或同期地量測LRA線圈中的電壓和電流兩者(
例如,見圖 2A);
•建模LRA並決定LRA參數:
•彈簧剛度(k)(例如,單位是牛頓/米(N/m));
•LRA的品質(m)(例如,單位是克(g));
•機械阻尼因數(b)(例如,單位是牛頓-秒/米(N-s/m));
•機電耦合因數(BL)——從電氣到機械域或從機械到電氣域:
•電氣到機械耦合–由於電流而施加在LRA的移動品質上的機械力的量(例如,牛頓/安培(N/A));
•機械到電氣耦合–由LRA的行動品質所感生的反EMF(例如,單位是伏特-秒/米(V-s/m));
•不需要行動設備外部的加速計感測器。設計了產生期望的振動加速度的電壓波形。
圖3示出根據本案的一或多個態樣的被配置為產生觸覺波形的設備300的實例架構。設備300可以是行動設備,諸如智慧型電話。如圖所見,設備300可包括應用處理器340、DSP 310、數位CODEC 320、智慧觸覺驅動器330、LRA 350(或更通常,觸覺致動器)以及記憶體360。應用處理器340、DSP 310、數位CODEC 320、智慧觸覺驅動器330以及LRA 350中的每一個可以被實現為硬體或者硬體與軟體的組合(例如,儲存在記憶體360中)。
在該實例中,LRA 350被示為由智慧觸覺驅動器330輸出的差分類比訊號來驅動的雙終端設備。智慧觸覺驅動器330可以被連接到數位CODEC 320,數位CODEC繼而可以被連接到DSP 310和應用處理器340(例如經由數位介面)。在一態樣中,應用處理器340、DSP 310及/或數位CODEC 320可以在單個積體電路(IC)中(諸如在整合行動設備處理器中)被實現。
儘管未圖示,但是可以假設DSP 310可以是類似於圖2A和2B的DSP 210。亦即,DSP 310可以包括包絡合成器、混合器、頻調產生器、追蹤器等,其中每一個皆可以以硬體或者硬體與軟體的組合來實現。亦可以假設智慧觸覺驅動器330可以類似於智慧觸覺驅動器230A及/或230B。亦即,智慧觸覺驅動器330可以包括放大器、回饋感測器、開關、過零偵測器等,其中的每一個亦可以以硬體或者硬體與軟體的組合來實現。
如圖所示,圖3示出一個實例架構,其中應用處理器340、DSP 310和數位CODEC 320可以被整合到一個積體電路370中。替換架構可以是一種其中將DSP 310、數位CODEC 320、記憶體360(其可以是嵌入式記憶體)以及智慧觸覺驅動器整合到一個積體電路中、而應用處理器340可以是單獨的且可以與記憶體360介面的架構。
圖4示出根據本案的一或多個態樣的產生觸覺波形的實例方法400的流程圖。所示的方法400可以由上文所描述的系統及/或設備200A、200B、300中的任何一個來執行。在一態樣中,記憶體360可以是儲存可執行指令的非暫時性電腦可讀取媒體的實例,該可執行指令用於該系統及/或設備以執行方法400,包括執行實現方法400的各方塊的程序。
在方塊410中,當觸覺觸發事件發生時,該設備可以基於觸覺觸發事件(例如,觸摸、鈴聲、音訊、遊戲事件等)來合成加速度曲線的包絡。加速度曲線可以是觸覺致動器(例如,LRA 250、350)實現與觸覺觸發事件相對應的觸覺振動所需的加速度的曲線。在一態樣中,使用者體驗參數(例如,強度、持續時間、銳度等)亦可以在合成包絡時被考慮在內。例如,對於類似的觸覺觸發事件,一個使用者可能偏好更高的強度、更短的持續時間等,而另一使用者可能偏好更低的強度、更長的持續時間等。可替代地或補充地,在合成包絡時可以考慮觸覺致動器參數(例如,剛度、品質、阻尼因數、機電耦合因數等)。在一態樣中,DSP(例如,DSP 210、310)可以是用於執行方塊410的部件的實例。具體地,包絡合成器(例如包絡合成器211)可以被配置來執行方塊410。
圖5示出可以由設備執行以實現方塊410的實例程序的流程圖。在一態樣中,記憶體360可以是儲存用於系統及/或設備來執行圖5的程序的可執行指令的非暫時性電腦可讀取媒體的實例。
在方塊510中,設備(例如,DSP 210、310、包絡合成器211)可以縮放包絡的一或多個斜率,使得在包絡已被合成之後產生的加速度波形在觸覺致動器及/或設備的電氣及/或機械限制以內。提供圖6作為一種解釋的方式。在圖6中,以圖形方式將包絡表示為分段線性段的合成。如圖所見,可以指定正包絡和負包絡。為了簡單起見,僅標識了段605和615。但是,可以看出,亦存在定義包絡的其他分段線性段。
如上文所提到的,包絡可以被用於調制基函數(例如,來自頻調產生器217的頻調)。在圖6中,可以看出,對於大多數的部分,加速度被維持在由線性段定義的包絡內。而且,各段的斜率與包絡所調用的觸覺致動器的加速度(具體地,觸覺致動器的移動品質的加速度)相關。例如,若段615的斜率較陡峭,則需要較高的加速度。此類較高的加速度可能不在觸覺致動器的能力內。亦即,觸覺致動器的加速能力可能存在限制。此外,即使觸覺致動器本身能夠處理較高加速度,其中結合有觸覺致動器的設備(例如,行動設備)亦可能無法向該觸覺致動器提供足夠的電力。亦即,該設備亦可能具有限制。因此,可以在考慮觸覺致動器的限制(電氣的及/或機械的)以及設備的限制(電氣的及/或機械的)的情況下調整包絡的各段的斜率。
返回參考圖5,在方塊520中,設備(例如,DSP 210、310、包絡合成器211)可以平滑包絡,使得在平滑之後觸覺致動器的移動品質的一階導數在分段線性段的一或多個邊界處是連續的。亦即,可以使分段線性段邊界平滑。
同樣地,將使用圖6作為一種解釋的方式。注意,段605的斜率為零,並且段615的斜率為正。亦即,在段605和615的邊界處,包絡的斜率存在突變,亦即,存在尖角。這暗示觸覺致動器的加速度(具體地,觸覺致動器的移動品質的加速度)必須暫態地改變,這是不期望的。因此,可以對包絡進行平滑,以消除尖角,從而使得包絡是連續的——例如,在此類邊界處保持連續的
。在一態樣中,二次平滑可以被應用於段邊界以進行平滑。
在方塊530中,設備(例如,DSP 210、310、包絡合成器211)可以調整或以其他方式來設置包絡,使得在包絡已被合成後產生的加速度波形的第一積分和第二積分皆被平衡在零附近。可以想到,加速度的第一積分是速度,並且加速度的第二積分是位置,亦稱為偏移。若第一積分及/或第二積分不平衡,這暗示出設備到觸覺致動器存在直流電流及/或電壓輸出,這可能是不期望的。經由使第一積分和第二積分被平衡在零附近,可以使不期望的直流電流/電壓最小化或者甚至被一起避免。
在一態樣中,為了平衡第一積分和第二積分,可以將包絡設置為使得觸覺致動器的速度和偏移的初始和最終狀況皆為零。同樣,可以將包絡設置為使得加速度的持續時間是觸覺致動器的諧振時間週期(例如,諧振頻率的倒數)的整數倍。
返回參考圖4,在方塊420中,設備可以產生與包絡相對應的加速度波形。如上文所指出的,可以以觸覺致動器的諧振頻率產生加速度波形。在一態樣中,DSP(例如,DSP 210、310)可以是用於執行方塊420的部件的實例。具體地,可以將包絡合成器及/或混合器(例如包絡合成器213及/或混合器213)配置為執行方塊420。
圖7示出可以由設備執行來實現方塊420的實例程序的流程圖。在一態樣中,記憶體360可以是儲存用於系統及/或設備來執行圖7的程序的可執行指令的非暫時性電腦可讀取媒體的實例。
在方塊710中,設備(例如,DSP 210、310、包絡合成器211、混合器213)可以將經合成的包絡
ENV
G(t)
轉換(710)為觸覺致動器的加速度包絡
ENV
ACC(t)
。典型地,觸覺加速度被規定為Gs,其中一個G為
。注意,經合成的包絡
ENV
G(t)
可被視為使用者所體驗的加速度的包絡。隨後在一態樣中,經合成的包絡
ENV
G(t)
可以被轉換為觸覺致動器的移動品質的加速度包絡
ENV
ACC(t)
。
在一態樣中,在方塊710中,可以應用以下等式來將
ENV
G(t)
轉換為
ENV
ACC(t)
:
(1)
在等式(1)中,
可以表示設備(例如,結合有觸覺致動器的行動設備)的品質,並且
可以表示觸覺致動器的品質。具體地,
可以表示觸覺致動器的移動部分的品質。
在方塊720中,設備(例如,DSP 210、310、包絡合成器211、混合器213)可以基於觸覺致動器的加速度包絡
ENV
ACC(t)
和諧振頻率獲得經調制的加速度
ACC(t)。在一態樣中,在方塊720中,可以應用以下等式來獲得
ACC(t):
(2)
在等式(2)中,
F
O 可以表示觸覺致動器的諧振頻率。可將經調制的加速度
ACC(t)視為對基函數(例如,
))與加速度包絡
ENV
ACC(t)
進行幅度調制的結果。
可以想到,諧振頻率可以從頻調產生器217提供。同樣可以想到,追蹤器219可以經由連續監測從智慧觸覺驅動器230A、230B、330提供的回饋量測來追蹤諧振頻率。換句話說,可以經由閉合迴路回饋來連續地監測和更新諧振頻率。
在方塊730中,設備(例如,DSP 210、310、包絡合成器211、混合器213)可以基於經調制的加速度
ACC(t)來計算觸覺致動器的速度
VEL(t)和偏移
EX(t)。在一態樣中,在方塊730中,可以應用以下等式來計算
VEL(t)和
EX(t):
(3)
(4)
在方塊740中,設備(例如,DSP 210、310、包絡合成器211、混合器213)可以基於觸覺致動器的經調制的加速度
ACC(t)、速度
VEL(t)和偏移
EX(t)以及一或多個參數,來計算用於移動觸覺致動器的移動品質的電磁力
F
EM(t)
。在一態樣中,在方塊740中,可以應用以下等式來計算
F
EM(t)
:
(5)
在等式(5)中,
可以表示觸覺致動器的品質,
可以表示觸覺致動器的阻尼因數,並且
表示觸覺致動器的彈簧剛度。注意,這些被標識為觸覺致動器參數,其可以由追蹤器219經由對從智慧觸覺驅動器230A、230B、330提供的回饋量測的連續監視來追蹤。換句話說,可以經由閉合迴路回饋來連續地監測和更新觸覺致動器的參數。
在方塊750中,設備(例如,DSP 210、310、包絡合成器211、混合器213)可以基於電磁力
F
EM(t)
和觸覺致動器的一或多個參數,來計算驅動訊號的電壓
V(t)以及經由觸覺致動器的電流
I(t)。在一態樣中,在方塊750中,可以應用以下等式來計算電壓
V(t)和電流
I(t):
(6)
(7)
在等式(6)和(7)中,
R可以表示歐姆壓降,
L可以表示電感,而
可以表示觸覺致動器的機電耦合因數。同樣,這些可以由追蹤器219經由連續監視從智慧觸覺驅動器230A、230B、330提供的回饋量測來追蹤。
返回參考圖4,在方塊430中,設備可以根據加速度波形使用驅動訊號來驅動觸覺致動器。驅動訊號可以是由設備(例如行動設備)施加到觸覺致動器的類比驅動電壓。在一態樣中,數位CODEC(例如,數位CODEC 220、320)及/或智慧觸覺驅動器(例如,智慧觸覺驅動器230A、230B、330)可以是用於執行方塊430的部件的實例。具體地,放大器(例如,放大器235)可以被配置為執行方塊430。
在方塊440中,當使用驅動訊號來驅動觸覺致動器時,設備可以在觸覺致動器上實施一或多個回饋量測。在一態樣中,智能觸覺驅動器(例如,智能觸覺驅動器230A、230B、330)可以是用於執行方塊440的部件的實例。具體地,回饋感測器(例如,回饋感測器237)及/或過零偵測器(例如,過零偵測器239)可以被配置為執行方塊440。
在一態樣中,回饋感測器可以量測由於驅動觸覺致動器而發生的跨觸覺致動器的電壓。在使用驅動訊號來驅動觸覺致動器時可以量測該電壓。亦即,該電壓可以被同時量測。可替代地或補充地,回饋感測器可以量測由於觸覺致動器被驅動而發生的流過觸覺致動器的電流。該電流亦可以在使用驅動訊號來驅動觸覺致動器時被同時量測。所量測的電壓及/或電流可以作為回饋量測結果例如經由數位CODEC被提供給追蹤器。
在另一態樣中,過零點偵測器可以量測由於使用驅動訊號來驅動觸覺致動器而在觸覺致動器中感生的BEMF,並偵測過零點。過零偵測器亦可以量測BEMF的其他特性,諸如波形衰蕩、包絡衰減等。過零偵測器可以將在BEMF上進行的量測作為回饋量測結果例如經由數位CODEC提供給追蹤器。
在方塊450中,設備可以基於一或多個回饋量測結果來決定觸覺致動器的一或多個參數。該一或多個參數可以包括觸覺致動器的諧振頻率。該一或多個參數可以包括觸覺致動器的彈簧剛度(k)、品質(m)、機械阻尼因數(b)、機電耦合因數(BL)或其任何組合。在一態樣中,DSP(例如,DSP 310、310)可以是用於執行方塊450的部件的實例。具體地,追蹤器(例如,追蹤器219)可以被配置為執行方塊450。
如所指出的,所決定的觸覺致動器的參數可以被提供給包絡合成器211及/或頻調產生器217。以這種方式,回饋參數可以使得能夠連續監測觸覺致動器的實際狀態,從而可以向使用者提供一致的觸覺體驗。
應注意,並非圖4、圖5和圖7中的所有示出的方塊皆需要執行,亦即,一些方塊可以是可選的。而且,除非另外特別指出,對圖4、圖5和圖7中的方塊的元件符號不應被當作要求這些方塊應該以特定順序被執行。實際上,一些方塊可以被同時執行。
圖8示出被表示為由公共匯流排連接的一系列相互關聯的功能模組的實例設備800。這些模組中的每一個可以以硬體或者作為硬體與軟體的組合而被實現。例如,模組可以執行圖4、圖5和圖7的方法400和程序,並且可以被實現為圖2A、圖2B和圖3的系統/設備200A、200B、300的模組的任意組合。用於合成加速度曲線的包絡的模組810可以至少在一些態樣中對應於應用處理器(例如,應用處理器340)、DSP(例如,DSP 210、310)及/或記憶體(例如,記憶體360)。用於產生加速度波形的模組820可以至少在一些態樣中對應於應用處理器(例如,應用處理器340)、DSP(例如,DSP 210、310)及/或記憶體(例如,記憶體360)。用於驅動觸覺致動器的模組830可以至少在一些態樣中對應於數位CODEC(例如,數位CODEC 220、320)、智慧觸覺驅動器(例如,智慧觸覺驅動器230A、230B、330)及/或記憶體(例如,記憶體360)。用於實施回饋量測的模組840可以至少在一些態樣中對應於智慧觸覺驅動器(例如,智慧觸覺驅動器230A、230B、330)、數位CODEC(例如,數位CODEC 220、320)及/或記憶體(例如,記憶體360)。用於決定觸覺致動器的參數的模組850可以至少在一些態樣中對應於應用處理器(例如,應用處理器340)、DSP(例如,DSP 210、310)及/或記憶體(例如,記憶體360)。
圖9圖示根據本案的各個態樣的可以與前述系統/設備中的任何一個整合的各種電子設備。例如,行動電話設備902、膝上型電腦設備904以及終端設備906可以包括觸覺波形產生系統/設備900。圖9中所示出的設備902、904、906僅僅是示例性的。其他電子設備亦可以包括但不限於一組包括以下各項的設備(例如,電子設備):行動設備、手持個人通訊系統(PCS)單元、可攜式資料單元(諸如個人數位助理)、支援全球定位系統(GPS)的設備、導航設備、機上盒、音樂播放機、視訊播放機、娛樂單元、固定位置資料單元(諸如儀錶讀數器材)、通訊設備、智慧型電話、平板電腦、電腦、可穿戴設備、伺服器、路由器、在自動化載具(例如自主載具)中實現的電子設備、物聯網路(IoT)設備、或儲存或檢索資料或電腦指令的任何其他設備或其任何組合。
在以下編號的條款中描述了實現方式實例:
條款1:一種設備,包括:包絡合成器,其被配置為在發生觸覺觸發事件時,基於觸覺觸發事件來合成加速度曲線的包絡;混合器,其被配置為產生與包絡相對應的加速度波形,該加速度波形以從頻調產生器接收的觸覺致動器的諧振頻率產生;智慧觸覺驅動器,其被配置為:根據加速度波形使用驅動訊號驅動觸覺致動器;並且在使用驅動訊號驅動觸覺致動器時,對觸覺致動器實施一或多個回饋量測;及追蹤器,其被配置為基於該一或多個回饋量測來決定觸覺致動器的一或多個參數,該一或多個參數包括觸覺致動器的諧振頻率,其中混合器被配置為以基於該一或多個回饋量測所決定的觸覺致動器的諧振頻率產生加速度波形。
條款2:如條款1之設備,其中觸覺致動器是線性諧振致動器。
條款3:根據條款1-2中任一項所述的設備,其中在實施一或多個回饋量測時,智慧觸覺驅動器被配置為:量測由於使用驅動訊號來驅動觸覺致動器而發生的跨觸覺致動器的電壓;量測由於使用驅動訊號來驅動觸覺致動器而發生的流過觸覺致動器的電流;或兩者。
條款4:根據條款3之設備,其中在使用驅動訊號驅動觸覺致動器的同時量測跨觸覺致動器的電壓,其中在使用驅動電壓驅動觸覺致動器的同時量測流過觸覺致動器的電流,或兩者。
條款5:根據條款1-4中任一項所述的設備,其中在實施一或多個回饋量測時,智慧觸覺驅動器被配置為:量測由於使用驅動訊號來驅動觸覺致動器而在觸覺致動器中感生的反電動勢(BEMF)。
條款6:根據條款1-5中任一項所述的設備,其中包絡合成器被配置為亦基於包括強度、持續時間、銳度或其任何組合的一或多個使用者體驗參數來合成包絡。
條款7:根據條款1-6中任一項所述的設備,其中由追蹤器所決定的觸覺致動器的一或多個參數亦包括彈簧剛度(k)、品質(m)、機械阻尼因數(b)、機電耦合因數(BL)或其任何組合,並且其中包絡合成器被配置為亦基於觸覺致動器的一或多個參數來合成包絡。
條款8:根據條款1-7中任一項所述的設備,其中在合成包絡時,包絡合成器被配置為縮放包絡的一或多個斜率,使得在包絡已被合成之後產生的加速度波形在觸覺致動器的電氣限制以內、在觸覺致動器的機械限制以內、在結合有觸覺致動器的設備的電氣限制以內、在結合有觸覺致動器的設備的機械限制以內或其任何組合。
條款9:根據條款1-8中任一項所述的設備,其中包絡初始地被表示為分段線性段,並且其中在合成包絡時,包絡合成器被配置為平滑包絡,使得在平滑之後觸覺致動器的移動品質的一階導數在分段線性段的一或多個邊界處是連續的。
條款10:根據條款9之設備,其中在分段線性段的一或多個邊界處應用二次平滑。
條款11:根據條款1-10中任一項所述的設備,其中在合成包絡時,包絡合成器被配置為設置包絡,使得在包絡已被合成之後產生的加速度波形的第一和第二積分皆被平衡在零附近。
條款12:根據條款11之設備,其中包絡被設置為使得觸覺致動器的速度和偏移的初始和最終狀況皆被設置為零,並且加速度波形的持續時間是觸覺致動器的諧振時間週期的整數倍。
條款13:根據條款1-12中任一項所述的設備,其中由追蹤器決定的觸覺致動器的一或多個參數亦包括彈簧剛度(k)、品質(m)、機械阻尼因數(b)、機電耦合因數(BL)或其任何組合,並且其中混合器被配置為亦基於觸覺致動器的一或多個參數來產生加速度波形。
條款14:根據條款13之設備,其中在產生加速度波形時,混合器被配置為:將包絡
ENV
G(t)
轉換為觸覺致動器的加速度包絡
ENV
ACC(t)
;基於觸覺致動器的加速度包絡
ENV
ACC(t)
和諧振頻率獲得經調制的加速度
ACC(t);基於經調制的加速度
ACC(t)計算觸覺致動器的速度
VEL(t)和偏移
EX(t);基於觸覺致動器的速度
VEL(t)、偏移
EX(t)和一或多個參數來計算電磁力
F
EM(t)
;並且基於電磁力
F
EM(t)
和觸覺致動器的一或多個參數來計算驅動訊號的電壓
V(t)以及經由觸覺致動器的電流
I(t)。
條款15:根據條款14之設備,其中包絡ENV
ACC(t)被轉換為
,m
dev表示結合有觸覺致動器的設備的品質,並且m
h表示觸覺致動器的品質;經調制的加速度ACC(t)被獲得為
,F
O表示觸覺致動器的諧振頻率;速度VEL(t)被計算為
;偏移EX(t)被計算為
;電磁力F
EM(t)被計算為
,b
h表示觸覺致動器的阻尼因數,並且k
h表示觸覺驅動器的彈簧剛度;經由觸覺致動器的電流I(t)被計算為
,BL
h表示觸覺致動器的機電耦合因數;並且驅動訊號的電壓V(t)被計算為
,R和L分別表示觸覺致動器的電阻和電感。
條款16:根據第1-15條中任一項所述的設備,其中在不使用任何預決定波形的情況下,合成包絡並產生加速度波形。
條款17:一種方法,包括:在發生觸覺觸發事件時,基於觸覺觸發事件來合成加速度曲線的包絡;產生與包絡相對應的加速度波形,該加速度波形以從頻調產生器接收的觸覺致動器的諧振頻率來產生;根據加速度波形使用驅動訊號來驅動觸覺致動器;在使用驅動訊號來驅動觸覺致動器時,在觸覺致動器上實施一或多個回饋量測;基於一或多個回饋量測來決定觸覺致動器的一或多個參數,該一或多個參數包括觸覺致動器的諧振頻率,其中混合器被配置為以基於一或多個回饋量測決定的觸覺致動器的諧振頻率來產生加速度波形。
條款18:根據條款17之方法,其中觸覺致動器是線性諧振致動器。
條款19:根據條款17-18中任一項所述的方法,其中在實施一或多個回饋量測時,量測由於使用驅動訊號來驅動觸覺致動器而發生的跨觸覺致動器的電壓;量測由於使用驅動訊號來驅動觸覺致動器而流過觸覺致動器的電流;或兩者。
條款20:根據條款19之方法,其中在使用驅動訊號驅動觸覺致動器的同時量測跨觸覺致動器的電壓,其中在使用驅動訊號驅動觸覺致動器的同時量測流過觸覺致動器的電流,或兩者。
條款21:根據條款17-20中任一項所述的方法,其中在實施一或多個回饋量測時,智慧觸覺驅動器被配置為:量測反電動勢(BEMF),該反電動勢是由於使用驅動訊號來驅動觸覺致動器而在觸覺致動器中感生的EMF。
條款22:根據條款17-21中任一項所述的方法,其中亦基於一或多個使用者體驗參數來合成包絡,該一或多個使用者體驗參數包括強度、持續時間、銳度或其任何組合。
條款23:根據條款17-22中任一項所述的方法,其中由追蹤器來決定的觸覺致動器的一或多個參數亦包括彈簧剛度(k)、品質(m)、機械阻尼因數(b)、機電耦合因數(BL)或其任何組合,並且其中亦基於觸覺致動器的一或多個參數來合成包絡。
條款24:根據條款17-23中任一項所述的方法,其中合成包絡包括:縮放包絡的一或多個斜率,使得在包絡已被合成之後產生的加速度波形在觸覺致動器的電氣限制以內、在觸覺致動器的機械限制以內、在結合有觸覺致動器的設備的電氣限制以內,在結合有觸覺致動器的設備的機械限制以內或其任何組合。
條款25:根據條款17-24中任一項所述的方法,其中包絡初始地被表示為分段線性段,並且其中合成包絡包括:使包絡平滑,使得在平滑之後觸覺致動器的移動品質的一階導數在分段線性段的一或多個邊界處是連續的。
條款26:根據條款25之方法,其中在分段線性段的一或多個邊界處應用二次平滑。
條款27:根據條款17-26中任一項所述的方法,其中合成包絡包括:設置包絡,使得包絡在已被合成之後產生的加速度波形的第一積分和第二積分均被平衡在零附近。
條款28:根據條款27之方法,其中包絡被設置為使得觸覺致動器的速度和偏移的初始和最終狀況皆被設置為零,並且加速度波形的持續時間是觸覺致動器的諧振時間週期的整數倍。
條款29:根據條款17-28中任一項所述的方法,其中由追蹤器決定的觸覺致動器的一或多個參數亦包括彈簧剛度(k)、品質(m)、機械阻尼因數(b)、機電耦合因數(BL)或其任何組合,並且其中亦基於觸覺致動器的一或多個參數來產生加速度波形。
條款30:根據條款29之方法,其中產生加速度波形包括:將包絡
ENV
G(t)
轉換為觸覺致動器的加速度包絡
ENV
ACC(t)
;基於觸覺致動器的加速度包絡
ENV
ACC(t)
和諧振頻率獲得經調制的加速度
ACC(t);基於經調制的加速度
ACC(t)計算觸覺致動器的速度
VEL(t)和偏移
EX(t);基於觸覺致動器的速度
VEL(t)、偏移
EX(t)和一或多個參數來計算電磁力
F
EM(t)
;及基於電磁力
F
EM(t)
和觸覺致動器的一或多個參數來計算驅動訊號的電壓
V(t)以及經由觸覺致動器的電流
I(t)。
條款31:根據第30條所述的方法,其中包絡ENV
ACC(t)被轉換為
,m
dev表示結合有觸覺致動器的設備的品質,並且m
h表示觸覺致動器的品質;調制的加速度ACC(t)被獲得為
,F
O表示觸覺致動器的諧振頻率;速度VEL(t)被計算為
;偏移EX(t)被計算為
;電磁力F
EM(t)被計算為
,b
h表示觸覺致動器的阻尼因數,並且k
h表示觸覺致動器的彈簧剛度;經由觸覺致動器的電流I(t)被計算為
,BL
h表示觸覺致動器的機電耦合因數;並且驅動訊號的電壓V(t)被計算的
,R和L分別表示觸覺致動器的電阻和電感。
條款32:根據條款17-31中任一項所述的方法,其中在不使用任何預決定波形的情況下合成包絡並產生加速度波形。
條款33:一種設備,包括用於執行如條款17-32中任一項所述的方法的至少一個部件。
條款34:一種設備,包括記憶體和被通訊地連接到該記憶體的處理器,該處理器被配置為執行根據條款17-32中任一項所述的方法。
條款35:一種儲存用於設備的代碼的非暫時性電腦可讀取媒體,該設備包括記憶體和被通訊地連接到該記憶體的處理器,以及儲存在記憶體中並可由處理器執行以使得設備執行根據條款17-32中的任一項所述的方法的指令。
如本文所用的,術語「使用者設備」(或「UE」)、「使用者設備」、「使用者終端」、「客戶端設備」、「通訊設備」、「無線設備」、「無線通訊設備」、「手持設備」、「行動設備」、「行動終端」、「行動站」、「手持機」、「存取終端」、「用戶設備」、「用戶終端」、「用戶站」、「終端」及其變體可替換地代表能夠接收無線通訊及/或導航訊號的任何合適的行動或靜止的設備。這些術語包括但不限於音樂播放機、視訊播放機、娛樂單元、導航設備、通訊設備、智慧型電話、個人數位助理、固定位置終端、平板電腦、電腦、可穿戴設備、膝上型電腦、伺服器、自動駕駛載具中的自動駕駛設備、及/或通常由人攜載及/或具有通訊能力(例如,無線、蜂巢、紅外、短程無線電等)的其他類型的可攜式電子設備。這些術語意欲包括與能夠接收無線通訊及/或導航訊號(諸如經由短程無線、紅外、有線連接或其他連接)的另一設備通訊的設備,無論衛星訊號接收、輔助資料接收及/或位置相關處理是在該設備還是在該另一設備處發生。另外,這些術語意欲包括能夠經由無線電存取網路(RAN)與核心網路通訊的所有設備,包括無線和有線通訊設備,並且經由核心網路,UE可以與諸如網際網路的外部網路以及與其他UE連接。當然,連接到核心網路及/或網際網路的其他機制對於UE亦是可能的,諸如經由有線存取網路、無線區域網路(WLAN)(例如,基於IEEE 802.11等)等。UE可以經由多種類型的設備中的任何一種來體現,包括但不限於印刷電路(PC)卡、緊湊型快閃記憶體設備、外部或內接式數據機、無線或有線電話、智慧型電話、平板、追蹤設備、資產標籤等。UE可以經由其向RAN發送訊號的通訊鏈路稱為上行鏈路通道(例如,反向傳輸量通道、反向控制通道、存取通道等)。RAN可以經由其將訊號發送給UE的通訊鏈路被稱為下行鏈路或前向鏈路通道(例如傳呼通道、控制通道、廣播通道、前向傳輸量通道等)。如本文所用的,術語傳輸量通道(TCH)可以指任一上行鏈路/反向或下行鏈路/前向傳輸量通道。
本文所用的措辭「示例性」是指「用作實例、例子或說明」。本文描述為「示例性的」的任何細節不應解釋為優於其他實例。同樣,術語「實例」並不意味著所有實例皆包括所論述的特徵、優勢或操作模式。此外,特定特徵及/或結構可以與一或多個其他特徵及/或者結構組合。而且,本文描述的裝置的至少一部分可以被配置為執行本文所描述的方法的至少一部分。
應注意,術語「連接」、「耦合」或其任何變體是指元件之間的任何直接或間接連接或耦合,並且可以涵蓋經由中間元件被「連接」或「耦合」在一起的兩個元件之間的中間元件的存在,除非該連接被明確揭示為直接連接。
本文中對使用諸如「第一」、「第二」指示的元素的任何參考均不限制這些元素的數量及/或順序。而是,這些指示被用作區分兩個或兩個以上元素及/或元素的實例的便捷方法。此外,除非另有說明,否則元素的集合可以包括一或多個元素。
本發明所屬領域中具有通常知識者將理解,可以使用各種不同技術和技藝中的任何一種來表示資訊和訊號。例如,在貫穿以上描述中引用的資料、指令、命令、資訊、訊號、位元、符號和晶片可以經由電壓、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。
本案中聲明或說明的任何內容均不意欲將任何組成、動作、特徵、利益、優勢或均等物捐獻給公眾,無論請求項中是否記載了該組成、動作、特徵、利益、優勢或均等物。
在上文的詳細描述中,可以看到不同的特徵在實例中被群組在一起。這種揭示方式不應被理解為所要求保護的實例具有比相應請求項中明確提及的更多的特徵的意圖。相反,本案可以包括比所揭示的單個實例的所有特徵更少的特徵。因此,以下請求項這裡應被視為包含在說明書中,其中每個請求項本身可以作為單獨的實例。儘管每個請求項本身可以作為單獨的實例,但是應當注意,儘管從屬請求項可以在請求項中引用與一或多個請求項的特定組合,但其他實例亦可以涵蓋或包括所述從屬請求項與任何其他從屬請求項的主題的組合、或任何特徵與其他從屬和獨立請求項的組合。本文提出了此類組合,除非明確表示不意欲進行特定組合。此外,亦意欲將請求項的特徵包括在任何其他獨立請求項中,即使該請求項不直接從屬於該獨立請求項。
亦應注意,在說明書或請求項中揭示的方法、系統和設備可以由包括用於執行所揭示方法的相應動作及/或功能的部件的設備實現。
此外,在一些實例中,單個動作可以被細分為一或多個子動作,或包含一或多個子動作。此類子動作可以被包含在對單獨動作的揭示中,並作為單獨動作的揭示的一部分。
儘管前述揭示圖示本案的說明性實例,但應注意,在不脫離所附請求項定義的本案的範疇的情況下,本文可以做出各種改變和修改。根據本文描述的揭示的實例的方法請求項的功能及/或動作不必以任何特定的循序執行。此外,將不詳細描述或可以省略眾所周知的元素,以便不模糊本文揭示的態樣和實例的相關細節。此外,儘管本案的元素可以單數形式描述或要求保護,但除非明確聲明限制為單數形式,否則可以設想到複數形式。
100:系統
105:觸覺觸發事件
110:數位訊號處理器(DSP)
114:波形選擇器
115:記憶體
120:數位編碼器-解碼器(CODEC)
130:觸覺驅動器
135:放大器
150:LRA
200A:系統
200B:系統
205:觸覺觸發事件
210:數位訊號處理器(DSP)
211:包絡合成器
213:包絡合成器
217:頻調產生器
219:追蹤器
220:數位CODEC
230A:智慧觸覺驅動器
230B:智慧觸覺驅動器
235:放大器
237:回饋感測器
238:開關
239:過零偵測器
250:線性諧振致動器(LRA)
300:設備
310:數位訊號處理器(DSP)
320:數位CODEC
330:智慧觸覺驅動器
340:應用處理器
350:線性諧振致動器(LRA)
360:記憶體
370:積體電路
400:方法
410:方塊
420:方塊
430:方塊
440:方塊
450:方塊
510:方塊
520:方塊
530:方塊
605:段
615:段
710:方塊
720:方塊
730:方塊
740:方塊
750:方塊
800:設備
810:模組
820:模組
830:模組
840:模組
850:模組
900:觸覺波形產生系統/設備
902:設備
904:設備
906:設備
當結合附圖考慮時,經由參考以下詳細描述,可以更好地理解本案的各態樣及其許多附帶優點,從而容易地獲得對其更全面的理解,附圖僅出於說明的目的呈現而非限制本案。
圖1示出習知的觸覺波形產生系統。
圖2A和2B示出根據本案的一或多個態樣的觸覺波形產生設備或系統。
圖3示出根據本案的一或多個態樣的被配置為產生觸覺波形的設備或系統的實例架構。
圖4、圖5和圖7示出根據本案的一或多個態樣的產生觸覺波形的實例方法的流程圖。
圖6示出包絡和相應的觸覺加速度波形的實例。
圖8示出根據本案的一或多個態樣的被配置為產生觸覺波形的設備的幾個實例態樣的簡化方塊圖。
圖9示出可以採用本案的一或多個態樣的各種電子設備。
基於附圖和詳細描述,與本文揭示的各態樣相關聯的其他目的和優點對於本發明所屬領域中具有通常知識者來說將是顯而易見的。根據慣例,附圖所圖示的特徵可以不按比例繪製。因此,為了清楚起見,所圖示的特徵的尺寸可以任意地擴大或減小。根據慣例,為了清楚起見,簡化了一些附圖。因此,附圖可能沒有圖示特定裝置或方法的所有部件。此外,貫穿說明書和附圖,相同的元件符號表示相同的特徵。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記)
無
國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記)
無
400:方法
410:方塊
420:方塊
430:方塊
440:方塊
450:方塊
Claims (30)
- 一種設備,包括: 一包絡合成器,其被配置為在發生一觸覺觸發事件時基於該觸覺觸發事件來合成一加速度曲線的一包絡; 一混合器,其被配置為產生與該包絡相對應的一加速度波形,該加速度波形以從一頻調產生器接收的一觸覺致動器的一諧振頻率來產生; 一智慧觸覺驅動器,其被配置為: 根據該加速度波形使用一驅動訊號來驅動該觸覺致動器;及 在使用該驅動訊號來驅動該觸覺致動器時,在該觸覺致動器上實施一或多個回饋量測;及 一追蹤器,其被配置為基於該一或多個回饋量測來決定該觸覺致動器的一或多個參數,該一或多個參數包括該觸覺致動器的該諧振頻率, 其中該混合器被配置為以基於該一或多個回饋量測決定的該觸覺致動器的該諧振頻率來產生該加速度波形。
- 根據請求項1之設備,其中該觸覺致動器是一線性諧振致動器。
- 根據請求項1之設備,其中在實施該一或多個回饋量測時,該智慧觸覺驅動器被配置為: 量測由於使用該驅動訊號來驅動該觸覺致動器的跨該觸覺致動器的一電壓; 量測由於使用該驅動訊號來驅動該觸覺致動器而流過該觸覺致動器的一電流;或者 兩者。
- 根據請求項3之設備, 其中在使用該驅動訊號來驅動該觸覺致動器的同時量測跨該觸覺致動器的電壓, 其中在使用該驅動訊號來驅動該觸覺致動器的同時量測流過該觸覺致動器的電流,或者 兩者。
- 根據請求項1之設備,其中在實施該一或多個回饋量測時,該智慧觸覺驅動器被配置為: 量測由於使用驅動訊號來驅動該觸覺致動器而在該觸覺致動器中感生的一反電動勢(BEMF)。
- 根據請求項1之設備,其中該包絡合成器被配置為亦基於一或多個使用者體驗參數來合成該包絡,該一或多個使用者體驗參數包括強度、持續時間、銳度或其任何組合。
- 根據請求項1之設備, 其中由該追蹤器決定的該觸覺致動器的該一或多個參數亦包括一彈簧剛度(k)、一品質(m)、一機械阻尼因數(b)、一機電耦合因數(BL)或其任何組合,以及 其中該包絡合成器被配置為亦基於該觸覺致動器的該一或多個參數來合成該包絡。
- 根據請求項1之設備,其中在合成該包絡時,該包絡合成器被配置為縮放該包絡的一或多個斜率,使得在該包絡已被合成之後產生的加速度波形在該觸覺致動器的一電氣限制以內、在該觸覺致動器的機械限制以內,在結合有該觸覺致動器的設備的電氣限制以內,在結合有該觸覺致動器的設備的機械限制以內或其任何組合。
- 根據請求項1之設備, 其中該包絡初始地被表示為分段線性段,以及 其中在合成該包絡時,該包絡合成器被配置為使該包絡平滑,使得在該平滑之後該觸覺致動器的一移動品質的一一階導數在該分段線性段的一或多個邊界處是連續的。
- 根據請求項9之設備,其中在該分段線性段的該一或多個邊界處應用一二次平滑。
- 根據請求項1之設備,其中在合成該包絡時,該包絡合成器被配置為設置該包絡,使得在該包絡已被合成之後產生的該加速度波形的第一積分和第二積分皆被平衡在零附近。
- 根據請求項11之設備,其中該包絡被設置為使得 該觸覺致動器的一速度和一偏移的初始和最終狀況皆被設置為零,並且 該加速度波形的一持續時間是該觸覺致動器的一諧振時間週期的一整數倍。
- 根據請求項1之設備, 其中由該追蹤器決定的該觸覺致動器的該一或多個參數亦包括一彈簧剛度(k)、一品質(m)、一機械阻尼因數(b)、一機電耦合因數(BL)或其任何組合,以及 其中該混合器被配置為亦基於該觸覺致動器的該一或多個參數來產生該加速度波形。
- 根據請求項13之設備,其中在產生該加速度波形時,該混合器被配置為: 將該包絡 ENV G(t) 轉換為該觸覺致動器的一加速度包絡 ENV ACC(t) ; 基於該觸覺致動器的該加速度包絡 ENV ACC(t) 和該諧振頻率獲得一經調制的加速度 ACC(t); 基於該經調制的加速度 ACC(t)計算該觸覺致動器的一速度 VEL(t)和一偏移 EX(t); 基於該觸覺致動器的該速度 VEL(t)、該偏移 EX(t)以及該一或多個參數來計算電磁力 F EM(t) ;及 基於該電磁力 F EM(t) 和該觸覺致動器的該一或多個參數來計算該驅動訊號的一電壓 V(t)以及經由該觸覺致動器的一電流 I(t)。
- 根據請求項14之設備,其中 該包絡ENV ACC(t)被轉換為 ,m dev表示結合有該觸覺致動器的一設備的一品質,並且m h表示該觸覺致動器的一品質; 該經調制的加速度ACC(t)被獲得為 ,F O表示該觸覺致動器的該諧振頻率; 該速度VEL(t)被計算為 ; 該偏移EX(t)被計算為 ; 該電磁力F EM(t)被計算為 ,b h表示該觸覺致動器的一阻尼因數,並且k h表示該觸覺致動器的該彈簧剛度; 經由該觸覺致動器的電流 I(t)被計算為 , BL h 表示該觸覺致動器的該機電耦合因數;及 該驅動訊號的電壓V(t)被計算為 ,R和L分別表示該觸覺致動器的電阻和電感。
- 根據請求項1之設備,其中在不使用任何預決定波形的情況下合成該包絡並且產生該加速度波形。
- 一種方法,包括以下步驟: 在發生一觸覺觸發事件時,基於該觸覺觸發事件來合成一加速度曲線的一包絡; 產生與該包絡相對應的一加速度波形,該加速度波形以該觸覺致動器的一諧振頻率來產生; 根據該加速度波形使用一驅動訊號來驅動該觸覺致動器; 在使用該驅動訊號來驅動該觸覺致動器時,在該觸覺致動器上實施一或多個回饋量測;及 基於該一或多個回饋量測來決定該觸覺致動器的一或多個參數,該一或多個參數包括該觸覺致動器的該諧振頻率, 其中該加速度波形以如基於該一或多個回饋量測決定的該觸覺致動器的該諧振頻率來產生。
- 根據請求項17之方法,其中該觸覺致動器是一線性諧振致動器。
- 根據請求項17之方法, 量測由於使用該驅動訊號來驅動該觸覺致動器的跨該觸覺致動器的一電壓; 量測由於使用該驅動訊號來驅動該觸覺致動器的流過該觸覺致動器的一電流;或 兩者。
- 根據請求項17之方法,其中在實施該一或多個回饋量測時,量測一反電動勢(BEMF),該BEMF是由於使用該驅動訊號來驅動該觸覺致動器而在該觸覺致動器中感生的一EMF。
- 根據請求項17之方法,其中該包絡亦基於一或多個使用者體驗參數來合成,該一或多個使用者體驗參數包括強度、持續時間、銳度或其任何組合。
- 請求項17之方法, 其中該觸覺致動器的該一或多個參數亦包括一彈簧剛度(k)、一品質(m)、一機械阻尼因數(b)、一機電耦合因數(BL)或其任何組合,並且 其中該包絡亦基於該觸覺致動器的該一或多個參數來合成。
- 根據請求項17之方法,其中合成該包絡包括以下步驟: 縮放該包絡的一或多個斜率,使得在包絡已經被合成之後產生的該加速度波形在該觸覺致動器的電氣限制以內、在該觸覺致動器的機械限制以內、在結合有該觸覺致動器的一設備的電氣限制以內、在結合有該觸覺致動器的設備的機械限制以內、或其任何組合。
- 請求項17之方法, 其中該包絡初始地被表示為分段線性段,並且 其中合成該包絡包括以下步驟: 使該包絡平滑,使得在該平滑之後該觸覺致動器的一移動品質的一一階導數在該分段線性段的一或多個邊界處是連續的。
- 根據請求項17之方法,其中合成該包絡包括以下步驟: 設置該包絡,使得在該包絡已被合成之後產生的該加速度波形的第一積分和第二積分皆被平衡在零附近。
- 請求項17的方法, 其中該觸覺致動器的該一或多個參數亦包括一彈簧剛度(k)、一品質(m)、一機械阻尼因數(b)、一機電耦合因數(BL)或其任何組合,並且 其中亦基於該觸覺致動器的該一或多個參數來產生該加速度波形。
- 根據請求項26之方法,其中產生該加速度波形包括以下步驟: 將該包絡 ENV G(t) 轉換為該觸覺致動器的加速度包絡 ENV ACC(t) ; 基於該觸覺致動器的該加速度包絡 ENV ACC(t) 和該諧振頻率來獲得一經調制的加速度 ACC(t); 基於該經調制的加速度 ACC(t)來計算該觸覺致動器的一速度 VEL(t)和一偏移 EX(t); 基於該觸覺致動器的該速度 VEL(t)、該偏移 EX(t)以及該一或多個參數來計算電磁力 F EM(t) ;及 基於該電磁力 F EM(t) 以及該觸覺致動器的該一或多個參數來計算該驅動訊號的一電壓 V(t)以及經由該觸覺致動器的一電流 I(t)。
- 根據請求項27之方法,其中 該包絡ENV ACC(t)被轉換為 ,m dev表示結合有該觸覺致動器的一設備的一品質,並且m h表示該觸覺致動器的一品質; 該經調制的加速度ACC(t)被獲得為 ,F O表示該觸覺致動器的該諧振頻率; 該速度VEL(t)被計算為 ; 該偏移EX(t)被計算為 ; 該電磁力F EM(t)被計算為 ,b h表示該觸覺致動器的一阻尼因數,並且該k h表示該觸覺致動器的該彈簧剛度; 經由該觸覺致動器的電流 I(t)被計算為 , BL h 表示該觸覺致動器的該機電耦合因數;及 該驅動訊號的電壓V(t)被計算為 ,R和L分別表示該觸覺致動器的電阻和電感。
- 一種設備,包括: 用於在發生一觸覺觸發事件時基於該觸覺觸發事件來合成一加速度曲線的一包絡的部件; 用於產生與該包絡相對應的一加速度波形的部件,該加速度波形以一觸覺致動器的一諧振頻率來產生; 用於根據該加速度波形使用一驅動訊號來驅動該觸覺致動器的部件; 用於在使用該驅動訊號來驅動該觸覺致動器時對該觸覺致動器實施一或多個回饋量測的部件;及 用於基於該一或多個回饋量測來決定該觸覺致動器的一或多個參數的部件,該一或多個參數包括該觸覺致動器的該諧振頻率, 其中用於產生的部件以如基於該一或多個回饋量測決定的該觸覺致動器的該諧振頻率來產生該加速度波形。
- 一種儲存用於設備的電腦可執行指令的非暫時性電腦可讀取媒體,該等電腦可執行的指令包括: 指令該設備在發生一觸覺觸發事件時基於該觸覺觸發事件來合成一加速度曲線的一包絡的一或多個指令; 指令該設備產生與該包絡相對應的一加速度波形的一或多個指令,該加速度波形以一觸覺致動器的一諧振頻率來產生; 指令該設備根據該加速度波形使用一驅動訊號來驅動該觸覺致動器的一或多個指令; 指令該設備在使用該驅動訊號來驅動該觸覺致動器時對該觸覺致動器實施一或多個回饋量測的一或多個指令;及 指令該設備基於該一或多個回饋量測來決定該觸覺致動器的一或多個參數的一或多個指令,該一或多個參數包括該觸覺致動器的該諧振頻率, 其中該加速度波形以如基於該一或多個回饋量測決定的該觸覺致動器的該諧振頻率來產生。
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Family Cites Families (6)
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