[发明专利]用于驱动换能器的方法和装置

说明书

本文中所描述的实施方案涉及用于利用驱动信号来驱动触觉换能器的方法和装置。所述方法包括：基于通过所述触觉换能器的电流以及所述触觉换能器两端的端子电压来估计反电动势EMF电压，所述反电动势EMF电压表示所述触觉换能器中的质量的速度；将从所述端子电压所导出的电压信号的相位与经估计的反EMF电压的相位进行比较；以及，基于所述比较，调整所述输出信号的频率或相位，其中所述驱动信号从所述输出信号导出，使得所述驱动信号的频率收敛至所述触觉换能器的共振频率。

技术领域

本文中所描述的实施方案涉及用于以换能器(例如，触觉换能器)的共振频率来驱动换能器的方法和装置。

背景技术

振动触觉换能器(例如，线性共振致动器(LRA))被广泛用于便携式设备(诸如，移动电话)，以向用户生成振动反馈。多种形式的振动触觉反馈为用户的皮肤产生不同的触感，且可能在现代设备的人机交互中起越来越重要的作用。

LRA可以被建模为质量弹簧机电振动系统。当被适当设计或控制的驱动信号驱动时，LRA可以生成某些期望形式的振动。例如，用户手指上的清晰且明确的振动模式可以被用于产生模仿机械按钮单击的感觉。然后，此明确的振动可以被用作虚拟开关，以代替机械按钮。

图1例示了设备100中的振动触觉系统的一个实施例。该设备包括控制器101，该控制器101被配置以控制施加至放大器102的信号。然后，放大器102基于该信号来驱动触觉换能器103。控制器101可以被触发器触发，以输出该信号。触发器可以例如包括设备100的屏幕上的压力传感器或力传感器。

在多种形式的振动触觉反馈中，持续时间的音调振动(tonal vibration)可能起到重要的作用，以通知某些预定事件(诸如，呼入或传入消息、紧急警报和计时器警告等)的设备的用户。为了有效地生成音调振动通知，可能期望的是，以触觉致动器的共振频率来操作该触觉致动器。

触觉换能器的共振频率f₀可以被近似估计为：

其中，C是弹簧系统的顺应性，M是等效移动质量，该等效移动质量可以基于触觉换能器中的实际移动部分以及夹持触觉换能器的便携式设备的质量这二者来确定。

由于个体触觉换能器中的样本之间的变化、移动设备组件振动的变化、由老化所导致的时间部件的改变以及使用条件(诸如，用户握持设备的多种不同的强度)，触觉换能器的振动共振会间或地变化。

图2例示了被建模为线性系统的线性共振致动器(LRA)的一个实施例。LRA是根据例如所施加的电压电平、操作温度以及操作频率而表现不同的非线性部件。然而，在某些条件下，这些部件可以被建模为线性部件。在此实施例中，LRA被建模为具有电气元件和机械元件的三阶系统。

特别地，Re和Le分别是线圈-磁铁系统的DC电阻和线圈电感；以及，Bl是线圈的磁力因子。驱动放大器输出具有输出阻抗R_O的电压波形V(t)。可以在触觉换能器的端子两端感测端子电压V_T(t)。质量弹簧系统201以速度u(t)移动。

发明内容

因此，根据一些实施方案，提供了一种用于利用驱动信号来驱动触觉换能器的方法。所述方法包括：基于通过所述触觉换能器的电流以及所述触觉换能器两端的端子电压来估计反电动势EMF电压，所述反电动势EMF电压表示所述触觉换能器中的质量的速度；将从所述端子电压所导出的电压信号的相位与经估计的反EMF电压的相位进行比较；以及，基于所述比较，调整输出信号的频率和/或相位，其中从所述输出信号导出所述驱动信号，使得所述驱动信号的频率收敛至所述触觉换能器的共振频率。