【专利解密】强劲触感–艾为智能线性马达

【嘉德点评】艾为发明的线性马达谐振频率的测量方法,通过遍历第一频率到第二频率范围内各频率点,获得各频率点处线性马达的加速度,从而获得第一频率到第二频率范围内线性马达的最大振动幅度,最终获得线性马达的谐振频率。这样不仅方法简单,而且可以极大节省成本,同时带来较好的用户体验!

集微网消息,4月7日,一加CEO刘作虎在微博上发布了一条振奋人心的消息,即将推出的一加8系列将会在一加7 Pro的横向线性马达的基础上进行升级,带来了Android里最先进的X轴线性马达,并用发动机轰鸣般的震感来形容这颗精心调校的X轴线性马达。

而我们知道一加的线性马达提供商为艾为电子,艾为提供的线性马达,凭借业界最快的响应能力、真实可感的震动效果、灵活的播放模式等优势,可在多种不同应用场景下比肩苹果Taptic Engine。

出于对用户体验的重视,线性马达作为新一代手机中的马达技术逐渐被手机厂商认可,采用线性马达的智能手持设备不仅可以产生震动,还能控制振幅以及频率,从而产生强弱分明且十分安静的振动,甚至可以模拟出心跳那种频率忽高忽低的振动效果。

因此,除了应用于手机上作为触觉反馈的核心部件,线性马达在可穿戴设备、游戏机控制器、虚拟现实体感手柄和感应手套等智能手持设备上也能提供更加出色的触觉反馈效果。

目前,线性马达主要是一个由弹簧、质量块和线圈组成的弹簧系统,其中弹簧将线圈悬浮在线性马达内部,线圈和带有磁性的质量块相连。工作时,当线圈中有电流流过时,线圈会产生磁场,当流过线圈的电流发生变化时,对应的磁场的方向和强弱也会随之发生变化,使得质量块在变化的磁场中上下移动,从而利用质量块的振动给用户提供触觉效果。

但是,现有智能手持设备由于制造误差,元件老化,工作温度偏移以及机械固定(包括固定过紧、固定错误或安装位置不当)等原因,现有智能手持设备中的线性马达通常不能工作在谐振频率点附近,影响了线性马达的振动效果。

为了解决这样的问题,艾为在17年12月27日申请了一项名为“智能手持设备及其线性马达的谐振频率测量方法”的发明专利(申请号:201711441080.4),申请人为上海艾为电子技术股份有限公司。

根据该专利目前公开的资料,让我们一起来看看这项智能线性马达专利吧。

如上图为线性马达在不同振动频率下的振动强度示意图,可以看到,线性马达的振动强度受到内部弹簧谐振频率的限制,只有当驱动信号的频率在谐振频率附近时,才能产生较强的振动,少许的偏离(如大于± 2Hz)都会导致振动强度的迅速下降。

因此确定一个合理的线性马达的谐振频率成为了关键。

如上图所示为智能手持设备中线性马达的谐振频率的测量方法流程图,首先,利用驱动芯片以第一频率为起始频率,第二频率为结束频率,以预设频率间隔,依次给线性马达提供各频率点的驱动信号,并获取各频率点下加速度传感器芯片的测量数据。

由于线性马达在给定频率的驱动信号下会产生振动,从而产生给定频率的加速度,而线性马达和加速度传感器芯片位于同一智能手持设备中。因此线性马达带动智能手持设备发生振动时,加速度传感器芯片可以检测到加速度,且智能手持设备与线性马达最大加速度对应的频率点相同。

可以从下图中看到,加速度传感器芯片的测量数据的过程如下:

1)利用驱动芯片给线性马达提供第一频率的驱动信号,获取第一频率下加速度传感器芯片的测量数据。

2)以预设频率间隔增加驱动芯片输出的驱动信号的频率值,获取当前频率下加速度传感器芯片的测量数据。

3)判断当前频率是否大于第二频率,当当前频率不大于第二频率信号时返回执行2),当前频率大于第二频率时,执行下一步。

4)停止利用驱动芯片给线性马达提供驱动信号,处理测量数据,接着回到线性马达的谐振频率的测量方法流程中。

这样,在得到加速度传感器芯片的测量数据后,基于各频率点下加速度传感器芯片的测量数据,获得测量数据中的最大测量值以及该最大测量值对应的频率点。

当驱动信号为正弦信号或方波信号时,由于在同一周期内,驱动信号的振动幅度会发生变化,而线性马达的振动加速度随驱动信号的变化而变化。相应的,加速度传感器芯片输出的数据也会随线性马达的振动加速度的变化而变化。

最后,将最大测量值对应的频率点就可以确定为线性马达的谐振频率,这样的智能手持设备中线性马达谐振频率的测量方法,无需额外的测量设备和系统,直接利用智能手持设备本身的驱动芯片和加速度传感器芯片,成本较低。

以上就是艾为发明的线性马达谐振频率的测量方法,通过遍历第一频率到第二频率范围内各频率点,获得各频率点处线性马达的加速度,从而获得第一频率到第二频率范围内线性马达的最大振动幅度,最终获得线性马达的谐振频率。这样不仅方法简单,而且可以极大节省成本,同时带来较好的用户体验!

关于嘉德

深圳市嘉德知识产权服务有限公司由曾在华为等世界500强企业工作多年的知识产权专家、律师、专利代理人组成,熟悉中欧美知识产权法律理论和实务,在全球知识产权申请、布局、诉讼、许可谈判、交易、运营、标准专利协同创造、专利池建设、展会知识产权、跨境电商知识产权、知识产权海关保护等方面拥有丰富的经验。

(校对/holly)

发表评论

邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注

Related Post