本公开涉及具有增加LRA带宽的触觉系统。—种在具有包括接收用于触觉效果的触觉效果信号的共振频率的线性谐振致动器(“LRA”)上产生触觉效果的方法，其中所述触觉效果包括与LRA偏共振的期望频率。该方法还包括在期望频率处产生第一正弦波并在共振频率处或其附近产生第二正弦波。该方法进一步包括组合第一正弦波和第二正弦波以产生驱动信号。
【技术实现步骤摘要】
具有增加LRA带宽的触觉系统相关申请的交叉引用本申请要求2012年12月13日申请的美国临时专利申请序列号No.61／736,912的优先权，以及2013年3月15日申请的美国临时专利申请序列号No.61／790,190的优先权。上述两个临时申请的内容在此被合并参考。
实施例一般涉及产生触觉效果的系统，并且尤其涉及使用线性谐振致动器产生触觉效果的系统。
技术介绍
便携／移动电子设备，诸如移动电话、、智能电话、照相手机、相机、个人数字助理（“PDA”)等，通常包括提醒用户相对于设备产生的特定事项的输出机构。例如，手机通常包括用于可听见地通知用户来电事件的扬声器。该可听见信号可包括特定铃声、乐曲、声效等。另外，手机可包括用于可视地通知用户来电的显示屏。在一些移动设备中，动态反馈(如活动或阻力反馈)和域触觉反馈(例如振动、纹理和热量)也被提供给用户，更一殷统称为“触觉反馈”和“触觉”。触觉反馈可提供加强且简化用户界面的提示。尤其地，振动效果或振动触觉效果，可用于给电子设备的用户提供提示以提醒用户特定事件，或提供逼真(realistic)反馈以在仿真或虚拟环境中创建更强的沉浸感。为了产生振动效果，许多设备使用一些类型的致动器/电机或触觉输出装置。用于此目的的已知致动器包括线性谐振致动器。
技术实现思路
一个实施例是在具有共振频率的线性谐振致动器(“LRA”’)上产生触觉效果的方法。所述方法包括接收用于触觉效果的触觉效果信号，其中所述触觉效果包括与该LRA偏共振的期望频率。所述方法还包括在所述期望频率处产生第一正弦波并在所述期望频率处或其附近产生第二正弦波。该方法进一步包括组合所述第一正弦波和第二正弦波以产生驱动信号。附图说明图1是根据本专利技术一个实施例的触觉使能系统的模块图。图2示出描述根据本专利技术一个实施例处理触觉效果的频率参数的图。图3示出根据本专利技术一个实施例使用载波的复杂波形图。图4示出根据本专利技术一个实施例的缩放积的复杂波形图。图5a-5d描述根据本专利技术一个实施例使用缩放积(scaledproduct)的不同波形。图6是当使用根据本专利技术一个实施例的LRA产生触觉效果时图1所示系统功能的流程图。图7示出根据本专利技术一个实施例的LRA在共振频率处初始地产生触觉效果的示例图，和LRA产生具有增强范围／带宽的触觉效果的图。具体实施方式一个实施例是使用线性谐振致动器(“LRA”)产生效果的系统。实施例组合多个信号以在偏共振频率处驱动LRA而增加LRA的带宽。—种类型的LRA可使用可移动质量块、永磁体、音圈和弹簧来产生振动。音圈产生与永磁体相互作用的磁场，使其移动来伸缩与其附连的弹簧。驱动信号需要变换电流的方向(如交流“Ac”信号)并产生磁场来使永磁体随着弹簧来回振荡。移动质量块附连至磁体，且质量块的来回移动产生振动。另—种类型的LRA包括两个或更多层具有附加质量块的压电陶瓷，使得当压电弯曲时，质量块以线性／摆动的方式移动。包括以振荡信号驱动的振动电机的其他类型的LRA也可被用于其中所公开的实施例。AC驱动信号能够具有频率和振幅。振幅越高，为给定频率输出的振动越大。但是，驱动信号的频率能够是重要因子。LRA具有所述输入信号以其操作的共振频率，以便最大化所产生的振动。当输入信号频率移动太远离共振频率，振动性能明显减弱。因而，大多触觉设备在产生触觉效果时应用LRA共振频率处的驱动信号。多数用于产生触觉效果的LRA具有150-200Hz范围内的共振频率。与现有使用LRA的触觉系统相反，由本专利技术实施所产生触觉效果的类型，需要增加的LRA范围／带宽(在其共振频率之外)是有效的。尤其地，图1是根据本专利技术一个实施例的触觉使能系统10的模块图。系统10包括触摸感应表面11或安装在壳15内其他类型的用户界面。系统10还包括使用无线(如蓝牙)或有线通信路径与系统10其余部分通信的笔／触针13。系统10的内部是触觉反馈系统，其在针13上及可选地在系统10的其他区域(如触摸表面11或壳15)上产生振动30、31。触觉反馈系统包括处理器或控制器12。耦合到处理器12的是存储器20及耦接到LRA18的致动器驱动电路16。处理器12可以是任一类型的通用处理器，或是专门设计成提供触觉效果的处理器，如特定应用的集成电路(“ASIC”)。处理器12可以是操作整个系统10的同一处理器，或是独立的处理器。处理器12可以部分地基于高级别参数决定要播放什么触觉效果以及所播放效果的顺序。通常，限定特定触觉效果的高级别参数包括大小、频率和持续时间。低级别参数(如流电机指令)也可用于确定特定触觉效果。如果当产生触觉效果时其包括这些参数的一些变化成者基于用户交互的一些参数的变化，触觉效果就被认为是“动态”的。处理器12输出控制信号至致动器驱动电路16，其包括用于提供给LRA18以引起期望的触觉效果所需的电流和电压(如“电机信号”)的电子元件和电路。系统10可包括至少一个LRA18，或者其他类型的致动器，且每一致动器包括独立的驱动电路16，全部耦接至通用处理器12。存储装置20可以是任一类型的储存设备或计算机可读介质，如随机存取存储器(“RAM”)或只读存储器(“ROM”)。存储器20储存由处理器12执行的指令。在指令中，存储器20包括触觉效果模块22，其是当被处理器12执行时用来为LRA18产生增加LRA18输出带宽的驱动信号的指令，下面将揭示更多细节。存储器20也可位于处理器12的内部，或是内部和外部存储器的任意组合。触摸表面11识别触摸，还可识别表面上触摸的位置和大小。与触摸对应的数据被传送至处理器12，或系统10中的其它处理器，且处理器12翻译所述触摸并响应产生触觉效果信号。触摸表面11可使用任何感应技术，包括电容感应、阻力感应、表面声波感应、压力感应、光感应等来感应触摸。触摸表面11可感应多触摸接触容并能识5别在同一时间发生的多种触摸。触摸表面11可以是为用户交互而产生和显示图像的触摸屏，如键盘或表盘等，或者是具有最小或无图像的触摸板。系统10可以是手持设备，如手机、个人数字助理(“PDA”)、智能电话、平板电脑／本、游戏机等，或者是包括包含一个或新LRA的触觉效果系统的任一类型的设备。系统10还可以是包括一个或多个产生触觉效果的LRA的可穿戴设备(如手镯、臂章、手套、夹克、背心、眼镜、鞋子、腰带等)。用户界面可以是触摸感应表面，或者任一其它类型的用户界面，如鼠标、触摸板、微型操纵杆、滚轮、轨迹球、游戏板或游戏控制器等。在一个实施例中，LRA18和驱动电路16位于触针13中，并在触针13上产生触觉效果。在本实施例中，触觉效果系统的其余元件位于壳15内，且可与触针13通信。如上所述，系统10需要LRA18具备比标准LRA更宽的频率响应范围，因为其需要产生被设计为偏共振的各种不同的触觉效果。例如，一个实施例中，当被用户在屏幕11上使用“拉”时，就在触针13上产生触觉效果以模拟纹理。更多由LRA18产生的触觉效果可使得触针13来模拟使用不同的偏共振触觉信号的笔或者铅笔(如触针13能够感受到用户像铅笔或钢笔，取决于由LRA18产生的触觉效果)。这些类型的触觉效果还更求振动的频率和强度的单独变化。已知LRA的触觉效果系统(如来自Immersion公司的“触摸感30本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在具有共振频率范围的线性谐振致动器(LRA)上产生触觉效果的方法，该方法包括：接收用于触觉效果的触觉效果信号，其中所述触觉效果包括与该LRA偏共振并且在所述共振频率范围之外的期望频率；在所述期望频率处产生第一正弦波；在所述共振频率范围内的共振频率处产生第二正弦波；组合所述第一正弦波和第二正弦波以产生驱动信号；以及向所述LRA施加所述驱动信号，使得所述LRA产生包括在共振频率范围之外的偏共振频率分量的触觉效果；其中组合所述第一正弦波和第二正弦波包括：y＝Vdesired[Asin(2πfdesiredt)+Bsin(2πfresonantt)]或者y＝Vdesired[Asin(2πfdesiredt)sin(2πfresonantt)+Bsin(2πfdesiredt)]其中fresonant是所述共振频率，fdesired是所述期望频率，Vdesired是该LRA的近似最大额定驱动电压，且A+B＝1。
【技术特征摘要】
2012.12.13 US 61/736,912;2013.03.15 US 61/790,1901.一种在具有共振频率范围的线性谐振致动器(LRA)上产生触觉效果的方法，该方法包括：接收用于触觉效果的触觉效果信号，其中所述触觉效果包括与该LRA偏共振并且在所述共振频率范围之外的期望频率；在所述期望频率处产生第一正弦波；在所述共振频率范围内的共振频率处产生第二正弦波；组合所述第一正弦波和第二正弦波以产生驱动信号；以及向所述LRA施加所述驱动信号，使得所述LRA产生包括在共振频率范围之外的偏共振频率分量的触觉效果；其中组合所述第一正弦波和第二正弦波包括：y＝Vdesired[Asin(2πfdesiredt)+Bsin(2πfresonantt)]或者y＝Vdesired[Asin(2πfdesiredt)sin(2πfresonantt)+Bsin(2πfdesiredt)]其中fresonant是所述共振频率，fdesired是所述期望频率，Vdesired是该LRA的近...
【专利技术属性】
技术研发人员：S·D·兰克，E·B·拉姆萨，H·达考斯塔，A·瑟恩，E·R·雷黛尔希默，
申请(专利权)人：意美森公司，
类型：发明
国别省市：美国,US
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