对具有电阻-电感-电容式传感器的谐振相位感测系统的变化的检测和自适应技术方案

一种系统可以包括：电阻‑电感‑电容式传感器，通信地耦合到所述电阻‑电感‑电容式传感器的测量电路，以及通信地耦合到所述测量电路的滤波器。测量电路可以被配置为测量与电阻‑电感‑电容式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电阻‑电感‑电容式传感器的位移。滤波器可被配置为隔离位移变化，该位移变化明显比响应于人与机械构件的交互的预期位移变化慢。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】对具有电阻-电感-电容式传感器的谐振相位感测系统的变化的检测和自适应
本公开总体上涉及具有用户界面的电子设备(例如，移动设备，游戏控制器，用于车辆、机械装置和/或家电的仪表板等)，并且更具体地涉及对用于在移动设备和/或其他合适应用中的机械按钮替换的系统中使用的电阻-电感-电容式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，以允许移动设备的用户与移动设备本身之间的交互。但是，由于此类机械按钮容易老化、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进行重大维修，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，其作为人机界面，允许移动设备的用户与移动设备本身之间进行交互。理想地，为了最佳的用户体验，这样的虚拟按钮应该在用户的外观和感觉上就像是存在机械按钮而不是虚拟按钮一样。当前，线性谐振致动器(LRA)和其他振动致动器(例如，旋转致动器，振动马达等)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界面的交互来产生振动反馈。通常，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，手指在设备的虚拟按钮上的按压)，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界面的交互而振动，以向用户模仿机械按钮点击的感觉。然而，工业上需要一种传感器来检测用户与人机界面的交互，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
依据本公开的教导，可以减少或消除与感测移动设备中的人机界面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-电容式传感器、通信地耦合到所述电阻-电感-电容式传感器的测量电路、以及通信地耦合到所述测量电路的滤波器。测量电路可以被配置为测量与电阻-电感-电容式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电阻-电感-电容式传感器的位移。所述滤波器可以被配置为隔离位移变化，所述位移变化明显比响应于人与机械构件的交互的预期位移变化慢。根据本公开的这些和其他实施例，一种方法可以包括：测量与电阻-电感-电容式传感器相关联的相位信息；基于该相位信息来确定机械构件相对于电阻-电感-电容式传感器的位移，并使用滤波器隔离位移变化，该位移变化明显比响应于人与机械构件的交互的预期位移变化慢。根据本文包括的附图、描述和权利要求书，本公开的技术优势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书中具体指出的要素、特征和组合来实现和完成。应当理解，前面的一般描述和下面的详细描述都是示例和说明性的，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，在附图中相同的附图标记表示相同的特征，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隔开一段距离的机械构件；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现的感应感测系统的所选组件；图4A-4C中的每一个示出了根据本公开实施例的示例谐振相位感测系统的所选组件的图；图5示出了根据本公开实施例的实现了多个电阻-电感-电容式传感器的时分多路复用处理的示例谐振相位感测系统的所选组件的图。图6示出了根据本公开实施例的示例数字信号处理器的振幅和相位计算块以及所选功能组件的图；以及图7示出了根据本公开实施例的另一示例数字信号处理器的所选功能组件的图。具体实现方式图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所示，移动设备102可以包括壳体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，无线电发射机/接收机108，扬声器110，和谐振相位感测系统112。壳体101可以包括用于容纳移动设备102的各种组件的任何合适的外壳、盒、或其他壳体。壳体101可以由塑料、金属和/或任何其他合适的材料构造。另外，可以调整壳体101(例如，尺寸和形状)使得移动设备102易于在移动设备102的个人用户上运输。因此，移动设备102可以包括但不限于智能电话，平板计算设备，手持计算设备，个人数字助理，笔记本电脑，视频游戏控制器，或任何其他易于在移动设备102的个人用户上运输的设备。控制器103可以容纳在壳体101内，并且可以包括被配置为说明和/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)、或被配置为说明和/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可以说明和/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可以被容纳在壳体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)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、个人计算机存储卡国际协会(PCMCIA)卡、闪存、磁性存储器、光磁存储器、或任何合适的选择和/或易失性或非易失性存储器的阵列，其在关闭移动设备102的电源后保留数据。麦克风106可以至少部分地被容纳在壳体101中，可以通信地耦合到控制器103，并且可以包括被配置成将入射(incident)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，使用具有根据在膜片或隔膜处接收到的声音振动而变化的电容的膜片或隔膜，将这种声音转换成电信号。麦克风106可以包括静电麦克风，电容式麦克风，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性麦克风。无线电发射机/接收机108可以被容纳在壳体101内，可以通信地耦合到控制器103，并且可以包括被配置为以下的任何系统、设备或装置：借助于天线来生成和发射射频信号以及接收射频信号，并将由此类接收到的信号所携带的信息转换成由控制器103可用的形式。射频发射机/接收机108可以被配置为发射和/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)，短距离无线通讯(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可以至少部分地被容纳在壳体101内或者可以在壳体101的外部，可以通信地耦合到控制器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，扬声器可以包括动态扬声器，该动态扬声器采用通过柔性悬架而机械地耦合到刚性框架的轻质膜片，该柔性悬架通过圆柱形磁隙迫使音圈轴向地移动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种系统，包括：/n电阻-电感-电容式传感器；/n测量电路，所述测量电路被通信地耦合到所述电阻-电感-电容式传感器，并且被配置为：/n测量与所述电阻-电感-电容式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-电容式传感器的位移；以及/n滤波器，所述滤波器被通信地耦合到所述测量电路，并且被配置为隔离所述位移的变化，所述变化明显比响应于人与所述机械构件的交互的预期位移变化慢。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180822 US 62/721,134;20181002 US 62/739,970;20181.一种系统，包括：
电阻-电感-电容式传感器；
测量电路，所述测量电路被通信地耦合到所述电阻-电感-电容式传感器，并且被配置为：
测量与所述电阻-电感-电容式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-电容式传感器的位移；以及
滤波器，所述滤波器被通信地耦合到所述测量电路，并且被配置为隔离所述位移的变化，所述变化明显比响应于人与所述机械构件的交互的预期位移变化慢。


2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述滤波器被配置为隔离明显比所述预期位移变化慢的所述位移的变化，以便将人与所述机械构件的虚假交互和人与所述机械构件的实际交互进行区分。


3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述滤波器被配置为隔离明显比所述预期位移变化慢的所述位移的变化，以便确定所述电阻-电感-电容式传感器检测所述位移的能力的功能永久丧失。


4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述滤波器的滤波时间常数明显大于人与所述机械构件的实际交互的预期时间。


5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述滤波时间常数是响应于系统外部的刺激而可编程的。


6.根据权利要求4所述的系统，其中，所述滤波时间常数是基于所述测量电路的历史输出而设置的。


7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统包括控制电路，所述控制电路被配置为基于所述滤波器的输出，执行以下至少一项：(a)禁用对所述机械构件与所述电阻-电感-电容式传感器的交互的感测；(b)将所述电阻-电感-电容式传感器的功能重新分配给用于检测人机交互的另一个传感器；(c)修改所述位移的检测阈值幅度，其中所述位移与所述检测阈值幅度的比较指示了人与所述机械构件的实际交互；(d)修改所述电阻-电感-电容式传感器的Q因数；(e)修改所述测量电路的测量灵敏度；以及(f)修改驱动所述电阻-电感-电容式传感器所处的驱动频率。


8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统还被配置为将所述滤波器的输出与集成到所述测量电路的环路滤波器的输出相结合，以补偿响应于所述位移的变化而发生的测量信号相移。


9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述系统包括控制电路，所述控制电路被配置为基于所述滤波器的输出，执行以下至少一项：(a)修改所述测量电路的相位测量算法，(b)修改所述测量电路的一个或多个校准参数，以及(c)修改用于检测所述位移的算法。

【专利技术属性】
技术研发人员：西德哈斯·马鲁，特贾斯维·达斯，尤忠，约翰·G·加博里欧，马修·比尔德沃斯，格雷戈里·C·扬西，
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