电阻-电感-电容传感器的谐振相位感测制造技术

技术编号:26309132 阅读:9 留言:0更新日期:2020-11-10 20:13
一种系统可以包括:电阻‑电感‑电容传感器;驱动器,其被配置为以驱动频率驱动该电阻‑电感‑电容传感器;以及测量电路,其通信地耦合到该电阻‑电感‑电容传感器并且被配置为:测量与该电阻‑电感‑电容传感器相关联的相位信息;并且基于该相位信息,确定机械构件相对于该电阻‑电感‑电容传感器的位移,其中,该机械构件的位移引起电阻‑电感‑电容传感器的阻抗变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电阻-电感-电容传感器的谐振相位感测
本公开总体上涉及具有用户接口的电子设备(例如,移动设备、游戏控制器、仪表板等),并且更具体地涉及用于在移动设备中的机械按钮更换的系统中和/或其他合适的应用中的电阻-电感-电容传感器的谐振相位感测。
技术介绍
许多传统的移动设备(例如,移动电话、个人数字助理、视频游戏控制器等)包括机械按钮,以允许在移动设备的用户和移动设备本身之间进行交互。然而,这样的机械按钮容易老化、磨损和撕裂,这可能会缩短移动设备的使用寿命和/或如果发生故障可能需要大量修理。而且,机械按钮的存在可能使制造防水的移动设备变得困难。因此,移动设备制造商越来越多地希望为移动设备配备虚拟按钮,该虚拟按钮充当人机接口,从而允许移动设备的用户与移动设备本身之间进行交互。类似地,移动设备制造商越来越希望为移动设备配备其他虚拟接口区域(例如,虚拟滑块、除触摸屏之外的移动设备主体的接口区域等)。理想地,为了获得最佳的用户体验,这样的虚拟接口区域对于用户而言应该看起来和感觉到好像存在机械按钮或其他机械接口,以取代虚拟按钮或虚拟接口区域。目前,线性谐振致动器(linearresonantactuator,LRA)和其他振动致动器(例如,旋转致动器、振动电机等)越来越多地用于移动设备中,以响应于用户与此类设备的人机接口的交互而生成振动反馈。典型地,传感器(传统上是力或压力传感器)检测用户与设备的交互(例如,手指按在设备的虚拟按钮上),并且响应于此,线性谐振致动器可以振动以向用户提供反馈。例如,线性谐振致动器可以响应于用户与人机接口的交互而振动,以向用户模仿机械按钮点击的感觉。然而,工业上需要传感器来检测用户与人机接口的交互,其中这种传感器提供可接受水平的传感器灵敏度、功耗和尺寸。
技术实现思路
根据本公开的教导,可以减少或消除与感测移动设备中的人机接口交互相关联的缺点和问题。根据本公开的实施例,一种系统可以包括:电阻-电感-电容传感器;驱动器,其被配置为以驱动频率驱动该电阻-电感-电容传感器;以及测量电路,其通信地耦合到该电阻-电感-电容传感器并且被配置为:测量与该电阻-电感-电容传感器相关联的相位信息;并且基于该相位信息,确定机械构件相对于该电阻-电感-电容传感器的位移,其中,该机械构件的位移引起该电阻-电感-电容传感器的阻抗变化。根据本公开的实施例,一种方法可以包括:测量与通过驱动器以驱动频率驱动的电阻-电感-电容传感器相关联的相位信息;并且基于该相位信息,确定机械构件相对于该电阻-电感-电容传感器的位移,其中,该机械构件的位移引起该电阻-电感-电容传感器的阻抗变化。根据本文包括的附图、描述和权利要求书,本公开的技术优点对于本领域普通技术人员而言将是显而易见的。实施例的目的和优点将至少通过权利要求中特别指出的要素、特征和组合来实现和达到。应当理解,前面的一般描述和下面的详细描述都是示例和解释性的,并且不限制本公开中阐述的权利要求。附图说明通过参考以下结合附图的描述,可以获得对本实施例及其优点的更完整的理解,其中相同的附图标记指示相同的特征,并且其中:图1示出了根据本公开的实施例的示例移动设备的所选组件的框图;图2示出了根据本公开的实施例的与感应线圈分开一定距离的机械构件;图3示出了根据本公开的实施例的可以由谐振相位感测系统实施的电感式感测系统的所选组件;图4A-图4C中的每个示出了根据本公开的实施例的示例谐振相位感测系统的所选组件的图;图5示出了根据本公开的实施例实施了多个电阻-电感-电容传感器的时分多路处理的示例谐振相位感测系统的所选组件的图;图6示出了根据本公开的实施例实施了多个电阻-电感-电容传感器的同时感测的示例谐振相位感测系统的所选组件的图;并且图7示出了根据本公开的实施例的示例低通滤波器的所选功能组件的图。具体实施方式图1示出了根据本公开的实施例的示例移动设备102的所选组件的框图。如图1中示出的,移动设备102可以包括外壳101、控制器103、存储器104、机械构件105、麦克风106、线性谐振致动器107、无线电发射器/接收器108、扬声器110和谐振相位感测系统112。外壳101可以包括任何合适的壳体、壳或用于容纳移动设备102的各种组件的其他外壳。外壳101可以由塑料、金属和/或任何其他合适的材料构造。另外,外壳101可以被适配(例如,大小和形状),使得移动设备102可以容易地在移动设备102的用户的人身上运输。因此,移动设备102可以包括但不限于智能电话、平板电脑计算设备、手持计算设备、个人数字助理、笔记本电脑、视频游戏控制器或易于在移动设备102的用户的人身上运输的任何其他设备。控制器103可以被容纳在外壳101内,并且可以包括被配置为解释和/或执行程序指令和/或处理数据的任何系统、设备或装置,并且可以包括但不限于微处理器、微控制器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、或被配置为解释和/或执行程序指令和/或处理数据的任何其他数字或模拟电路。在一些实施例中,控制器103可以解释和/或执行程序指令和/或处理存储在存储器104和/或控制器103可访问的其他计算机可读介质中的数据。存储器104可以被容纳在外壳101内,可以通信地耦合到控制器103,并且可以包括被配置为在一段时间内保留程序指令和/或数据的任何系统、设备或装置(例如,计算机可读介质)。存储器104可以包括随机存取存储器(RAM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)卡、闪速存储器、磁性存储、光磁存储或任何合适的选择和易失性或非易失性存储器的阵列,其在关闭移动设备102的电源之后保留数据。麦克风106可以至少部分地容纳在外壳101中,可以通信地耦合到控制器103,并且可以包括配置为将入射在麦克风106处的声音转换成可以由控制器103处理的电信号的任何系统、设备或装置,其中使用隔膜或薄膜(其具有基于在隔膜或薄膜处接收到的声音振动而变化的电容)而将这种声音转换为电信号。麦克风106可以包括静电麦克风、电容麦克风、驻极体麦克风、微机电系统(MEM)麦克风或任何其他合适的电容式麦克风。无线电发射器/接收器108可以被容纳在外壳101内,可以通信地耦合至控制器103,并且可以包括被配置为借助于天线来生成和发送射频信号以及接收射频信号并将由这些接收到的信号承载的信息转换为控制器103可用的形式。射频发射器/接收器108可以被配置为发送和/或接收各种类型的射频信号,包括但不限于蜂窝通信(例如2G、3G、4G、LTE等)、短程无线通讯(例如BLUETOOTH)、商业无线电信号、电视信号、卫星无线电信号(例如GPS)、无线保真度等。扬声器110可以至少部分地容纳在外壳101内或者可以在外壳101的外部,可以通信地耦合至控制器103,并且可以包括被配置为响应于电音频信号输入而产生声音的任何系统、设备或装置。在一些实施例中,扬声器可本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种系统,包括:/n电阻-电感-电容传感器;/n驱动器,其被配置为以驱动频率驱动所述电阻-电感-电容传感器;/n测量电路,其通信地耦合到所述电阻-电感-电容传感器并且被配置为:/n测量与所述电阻-电感-电容传感器相关联的相位信息;并且/n基于所述相位信息,确定机械构件相对于所述电阻-电感-电容传感器的位移,其中,所述机械构件的位移引起所述电阻-电感-电容传感器的阻抗变化。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180329 US 62/649,857;20180822 US 62/721,134;20181.一种系统,包括:
电阻-电感-电容传感器;
驱动器,其被配置为以驱动频率驱动所述电阻-电感-电容传感器;
测量电路,其通信地耦合到所述电阻-电感-电容传感器并且被配置为:
测量与所述电阻-电感-电容传感器相关联的相位信息;并且
基于所述相位信息,确定机械构件相对于所述电阻-电感-电容传感器的位移,其中,所述机械构件的位移引起所述电阻-电感-电容传感器的阻抗变化。


2.根据权利要求1所述的系统,其中,所述测量电路还被配置为基于所述相位信息来确定与关联于所述机械构件的人机接口相关联的物理交互的发生。


3.根据权利要求2所述的系统,其中,所述物理交互包括由所述系统的用户按压虚拟接口和由所述系统的用户释放虚拟接口之一。


4.根据权利要求1所述的系统,其中,所述测量电路包括相干入射/正交检测器,并且所述测量电路被配置为使用所述相干入射/正交检测器来测量所述相位信息。


5.根据权利要求4所述的系统,其中,基于所述电阻-电感-电容传感器的谐振频率来选择所述驱动频率。


6.根据权利要求4所述的系统,还包括控制回路,用于通过修改与所述相位信息相关联的相移和驱动频率中的一个或多个来跟踪所述系统的操作参数的变化。


7.根据权利要求6所述的系统,其中,所述控制回路包括前馈控制回路组件和反馈控制回路组件中的至少一个。


8.根据权利要求7所述的系统,其中,所述测量电路还被配置为:
测量与所述电阻-电感-电容传感器相关联的幅度信息;并且
基于所述幅度信息和所述相位信息,确定所述操作参数的变化。


9.根据权利要求4所述的系统,还包括:
第一模数转换器,其耦合到所述相干入射/正交检测器的入射通道的输出;以及
第二模数转换器,其耦合到所述相干入射/正交检测器的正交通道的输出;
使得所述相干入射/正交检测器在模拟信号域中操作。


10.根据权利要求4所述的系统,还包括:
第一模数转换器,其在所述电阻-电感-电容传感器和所述相干入射/正交检测器的入射通道之间对接;以及
第二模数转换器,其在所述电阻-电感-电容传感器和所述相干入射/正交检测器的正交通道之间对接;
使得所述相干入射/正交检测器在数字信号域中操作。


11.根据权利要求1所述的系统,其中:
所述电阻-电感-电容传感器包括电阻元件、电容元件和电感元件;并且
所述电阻元件、所述电容元件和所述电感元件中的一个元件与所述电阻元件、所述电容元件和所述电感元件中的至少一个其他元件串联。


12.根据权利要求1所述的系统,其中:
所述电阻-电感-电容传感器包括电阻元件、电容元件和电感元件;并且
所述电阻元件、所述电容元件和所述电感元件中的一个元件与所述电阻元件、所述电容元件和所述电感元件中的至少一个其他元件并联。


13.根据权利要求1所述的系统,还包括第二电阻-电感-电容传感器,其中,所述驱动器被配置为以所述驱动频率同时驱动所述电阻-电感-电容传感器和所述第二电阻-电感-电容传感器。


14.根据权利要求1所述的系统,还包括:
第二电阻-电感-电容传感器;以及
时分多路控制子系统,其被配置为:
通过所述驱动器时分多路驱动所述电阻-电感-电容传感器和所述第二电阻-电感-电容传感器;并且
通过所述测量电路时分多路测量与所述电阻-电感-电容传感器相关联的相位信息和测量与所述第二电阻-电感-电容传感器相关联的相位信息。


15.根据权利要求14所述的系统,其中:
当由所述时分多路控制子系统选择所述电阻-电感-电容传感器以通过所述驱动器驱动并通过所述测量电路测量时,所述第二电阻-电感-电容传感器置于低阻抗状态;并且
当由所述时分多路控制子系统选择所述第二电阻-电感-电容传感器以通过所述驱动器驱动并通过所述测量电路测量时,所述电阻-电感-电容传感器置于所述低阻抗状态。


16.根据权利要求1所述的系统,其中,所述测量电路还被配置为将所述位移的持续时间量化为一个以上的检测阈值。


17.根据权利要求1所述的系统,其中,所述测量电路还被配置为将所述位移的大小量化为一个以上的检测阈值。


18.根据权利要求1所述的系统,其中,所述测量电路被配置为在操作中实现占空比,使得:
对于所述测量电路的周期的第一部分,所述测量电路处于低功率模式;并且
对于所述测量电路的所述周期的第二部分,所述测量电路处于高功率模式,在该模式中所述测量电路比处于所述低功率模式消耗更多的功率,并且其中所述测量执行...

【专利技术属性】
技术研发人员:尤忠西德哈斯·马鲁特贾斯维·达斯卢克·拉普恩特埃里克·J·金安东尼·S·多伊斯德詹·马里亚诺维奇德鲁·金尼马修·比尔德沃斯伊曼纽尔·马查斯
申请(专利权)人:思睿逻辑国际半导体有限公司
类型:发明
国别省市:英国;GB

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