[发明专利]用于驱动换能器的方法和装置

说明书

根据本文所描述的实施方案，提供了用于向换能器提供驱动信号的方法和装置，其中驱动信号由放大器输出。一种方法，包括：接收对驱动信号的电压和电流的指示；基于所述换能器的电气模型以及所述驱动信号的电压和电流，对所述换能器的估计电气响应进行估计，所述估计电气响应代表换能器中质量的移动；将所述估计电气响应与一个期望电气响应进行比较；以及，基于所述比较来控制所述驱动信号。

技术领域

本文所描述的实施方案涉及用于驱动换能器特别是触觉换能器的方法和装置，使得可以补偿换能器的加速时间和/或减速时间。

背景技术

线性共振致动器(LRA)是可用于刺激人体的振动触觉感测系统从而以编程方式引发触觉的设备。人类触觉系统对100Hz至400Hz范围内频率的振动特别敏感。LRA可用于通过受控的振动直接地刺激触觉系统。这些振动可以通过由一个弹簧或一组弹簧保持对小质量施加机电力来实现。可以通过向LRA施加输入电压(通常是振荡的输入电压)来引发机电力，这会使LRA的内部质量移动。

LRA可被设计为具有150Hz至200Hz范围内的共振频率(F0)。在大多数情况下，此共振特性意味着相对大的加速上升时间。

如图1A和图1B中所例示的，在LRA质量开始运动之后，移除输入电压可能不会使质量的运动立即停止。代替的是，质量可能继续振荡且缓慢衰减。

图1A例示了触觉换能器中的示例电压输入。图1B例示了触觉换能器对图1A中所例示的电压信号的相应响应。如可以看到的，2V电压输入在时间0s开始，但是触觉换能器直至时间0.05s才能达到最大加速度。此外，当2V输入在时间0.175s处被移除时，触觉换能器的加速度开始衰减，但是直至至少0.3s才达到零。

触觉应用可以寻求以接近共振频率驱动触觉换能器，从而获得每单位输入功率的最高振动幅度(即，加速度)。通过以共振频率驱动触觉换能器，应用可以节省能量消耗，或者可以引起用户的更强烈的振动刺激。此外，在不包括接近共振致动的其他应用中，触觉换能器的共振频率仍可能约束触觉换能器的响应的上升时间和停止时间。

因此，可能有益的是，控制触觉换能器加速和减速所花费的时间。

发明内容

根据本文所描述的实施方案，提供了一种用于向换能器提供驱动信号的方法，其中所述驱动信号由放大器输出。所述方法包括：接收对驱动信号的电压和电流的指示；基于所述换能器的电气模型以及所述驱动信号的电压和电流，对换能器的估计电气响应(estimated electrical response)进行估计，所述估计电气响应代表换能器中质量的移动；将所述估计电气响应与一个期望电气响应进行比较；以及，基于所述比较来控制驱动信号。

根据一些实施方案，提供了一种控制器，该控制器用于控制至换能器的驱动信号，其中所述驱动信号由所述放大器输出。所述控制器包括估计块，所述估计块被配置为：接收对驱动信号的电压和电流的指示；以及，基于换能器的电气模型以及所述驱动信号的电压和电流，对换能器的估计电气响应进行估计，所述估计电气响应代表换能器中质量的移动。所述控制器还包括比较块，所述比较块被配置为将所述估计电气响应与一个期望电气响应进行比较；其中所述控制器被配置为基于所述比较来控制驱动信号。

根据一些实施方案，提供了一种电子装置。所述电子装置包括触觉换能器以及集成电路。所述集成电路包括：放大器，所述放大器被配置为向触觉换能器输出驱动信号；以及，控制器，包括：估计块，所述估计块被配置为接收对驱动信号的电压和电流的指示，以及基于换能器的电气模型以及所述驱动信号的电压和电流，对换能器的估计电气响应进行估计，所述估计电气响应代表换能器中质量的移动；比较块，被配置为将所述估计电气响应与一个期望电气响应进行比较；其中所述控制器被配置为基于所述比较来控制驱动信号。

总之，本发明在此公开了下述第1项、第14项和第27项的实施方案，其余各项为优选实施方案：