用于共振检测的系统和方法

专利名称：用于共振检测的系统和方法
技术领域：
本发明总体上涉及用于共振检测的系统和方法。
背景技术：
电子设备制造商力求为用户生产丰富的界面。传统的设备利用视觉和听觉暗示来 向用户提供反馈。在一些界面设备中，还向用户提供动感反馈(诸如主动和阻力反馈)，和 /或触感反馈(诸如振动，浮凸和热)，更通常统称为“触觉反馈”。触觉反馈能提供增强和 简化用户界面的暗示。一些传统的设备可能不能向用户输入界面输出触觉效果。例如，触摸屏可能不具 有向用户提供触觉暗示的能力。如果装配这种设备来输出触觉效果，则如果在生成触觉效 果时没有考虑触摸屏的特性，那么这些触觉效果可能是低质量的。

发明内容
本发明的实施例提供用于共振检测的系统和方法。例如，本发明的一个实施例包 括用于共振检测的方法，包括将致动器信号传送到耦合到设备的表面的致动器，致动器信 号用来使致动器向表面输出力；确定表面对力的响应；至少部分地基于响应，确定表面的 共振频率；以及输出共振频率。另一实施例包括计算机可读介质，其具有用于执行这种方法 的程序代码。记载这些示例性实施例不限制或限定本发明，而是提供示例以帮助其理解。在详 细的说明书中论述示例性实施例，并且提供本发明的进一步描述。通过研究本说明书，可以 进一步理解由本发明的各个实施例提供的优点。


当参考附图，阅读下述详细说明书时，更好地理解本发明的这些和其他特征、方面 和优点，其中图1是示出根据一个实施例的用于共振检测的系统的框图；图2是根据一个实施例的在激励期间和在表面向静止返回时的表面的振动的频 率的图；图3是根据一个实施例的用于共振检测的方法的流程图；图4和5是根据一个实施例的由致动器生成的波形的图示；图6是示出根据一个实施例的对致动器信号的响应的图；图7是示出根据本发明的一个实施例的对致动器信号的响应的图8是示出根据一个实施例的用于共振检测的系统的框图；以及图9A和9B分别是示出根据第一和第二实施例的用于共振检测的系统的框图。
具体实施例方式本发明的实施例提供用于共振检测的系统和方法。根据本发明的方法、系统和产 品可以以各种方式实现，在下文描述非穷举的说明。示例说明共振检测根据一个示例性实施例，工厂制造具有触觉使能(haptically-enabled)触摸屏 的蜂窝电话。蜂窝电话具有压电致动器使得以近似触摸屏的机械共振频率向触摸屏输出触 觉效果。以触摸屏的共振频率输出力会是有利的，因为共振振动能更有效地在触摸屏上产 生大幅值振动。然而，因为制造过程易于变化，因此蜂窝电话中的触摸屏的共振频率可能变化。因 此，会期望单独地确定用于每一触摸屏的共振频率。因此，工厂可以采用有效地确定蜂窝电 话上诸如触摸屏的表面的共振频率的一个或多个实施例。根据一个示例性实施例，用于共振检测的系统包括处理器、致动器和传感器。致动 器配置成从处理器接收致动器信号并且将振动输出到表面。传感器耦合到该表面，并配置 成将表示表面的运动的传感器信号传送到处理器。然后，处理器指示致动器停止振动该表 面。然后处理器分析在该表面向静止返回时的该表面的运动，以便确定表面的共振频率。在 确定共振频率后，处理器可以将共振频率存储在与表面有关的计算机可读介质中。例如，如 果表面是移动电话上的触摸屏，那么该系统可以将共振频率存储在移动电话内的存储器芯 片中，以便配置该电话来使用触摸屏的共振频率。这种示例性实施例在制造工艺中会是有利的，因为它允许在组装线工艺中快速确 定不同表面的共振频率，并且由于这种工艺能测量每一表面而不是代表性样品的共振频 率，因此能提供更精确的结果。提供示例来向阅读者介绍在此讨论的主要内容。本发明不限于该示例。下述章节 描述用于共振检测的系统和方法的各个实施例。用于共振检测的系统图1是示出根据本发明的一个实施例的用于共振检测的系统100的框图。在图1 中所示的示例性实施例中，系统100包括计算机101，或其他基于处理器的设备、触摸屏102 和致动器103。计算机101包括处理器110，并与致动器103和触摸屏102通信。处理器 110配置成将致动器信号输出到致动器103，并且从致动器103接收输入信号。触摸屏102 包括表面，以及用于感测与表面的接触的传感器。在本发明的一些实施例中，表面包括接触 表面或想要由用户接触的表面，诸如触摸屏的表面。致动器103包括压电元件，并与触摸屏 102通信。致动器103配置成把力输出到触摸屏102。尽管用在该示例性实施例中的致动器 103包括压电致动器，但也可以使用其他适合的致动器，并且也可以使用相同或不同类型的 多个致动器。如本领域所公知的，压电元件能输出力并且检测施加到压电元件的力。当压缩或 拉伸时，压电元件生成能被测量并用来确定所施加的压缩或拉伸量的电压。图1中所示的系统100能确定触摸屏102的表面的共振频率。根据该示例性实施
6例，处理器110生成致动器信号并将其传送到致动器103。致动器103将力输出到触摸屏 102，使触摸屏102的表面振动。处理器110从致动器103接收信号，该信号由压电元件响 应表面的运动而生成并表示表面对力的响应。然后，计算机101分析该响应并确定表面的 共振频率。在示例性实施例中，处理器110将致动器信号传送到致动器103，致动器信号包括 选定频率的方波。致动器103输出力到具有与致动器信号大致相同的频率的表面，使该表 面振动。当处理器110停止传送致动器信号时，致动器103停止输出力，并且允许该表面向 静止返回。在表面向静止返回时，将压缩和拉伸压电致动器，生成传送到处理器的电压。处理 器测量电压并至少部分地基于测量的电压确定在表面向静止返回时的表面振动的周期。通 过公式f = 1/T，能将测量的周期(T)转换成频率(f)，其约是表面的共振频率。例如，图2示出根据本发明的一个实施例的在激励期间和表面向静止返回时的表 面的振动的频率的图200。如能看到的，在激励期间，表面的振动的周期210快于向静止返 回时的表面的共振周期220。然而，即使在以非共振频率激励后，当输入力不再驱动该表面 时，该表面趋于以共振频率振动。通过测量其向静止返回时的表面的振动周期，计算机101 可以确定表面的共振频率。用于确定共振频率的方法图3示出根据本发明的一个实施例的用于共振检测的流程图300。将根据图1中 所示的系统论述图4中所示的方法，尽管如下文所述，可以使用不同的系统来执行该方法。当处理器接收用于校准的请求时，方法300从块310开始。用于校准的请求表示 处理器应当确定表面的共振频率。在本发明的一个实施例中，所述请求指出处理器应当对 多个表面中的哪一个确定共振频率。例如，处理器可以与多个致动器通信，每个致动器耦合 到不同的表面。在本发明的一个实施例中，处理器从用户输入端，如从菜单选择接收请求。 在另一实施例中，处理器从远程处理器接收请求。例如，处理器可以从作为制造处理器的一 部分的远程处理器接收请求，由此远程处理器请求该处理器确定设备外壳的表面的共振频 率。又一实施例可以从其他源，诸如网络或作为启动处理的结果，接收校准请求。在块320中，计算机选择校准频率以输出到表面。例如，在本发明的一些实施例 中，选择频率，以使致动器按被选频率输出基本上正弦的振动。在这种情况下，致动器配置 成输出基本上仅包括被选频率的正弦振动。例如，可以选择130赫兹(Hz)的频率。在其他实施例中，可希望传送包括多个频率，诸如扫频(frequency swe印，下文详 细所述)或方波的致动器信号。例如，扫频包括多个被选频率的顺序施加。第一被选频率 配置成使致动器输出基本仅包括被选频率的振动。当扫频进行时，改变被选频率，使得致动 器输出仅包括新选择的频率的振动。扫频继续，直到输出每一所需频率为止。在另一实施 例中，可以使用任一任意波形。在块330中，计算机将致动器信号传送到耦合至设备的表面，诸如触摸屏102的致 动器103。致动器信号被配置成使致动器103把力输出到表面。计算机可以将致动器信号直接传送到致动器，或可以将致动器信号传送到另一处 理器。例如，在本发明的一个实施例中，计算机可以与致动器直接通信，并可以配置成输出 用来驱动致动器的信号。然而，在另一实施例中，致动器、表面和本地处理器可以包含在与
7计算机通信的设备中。在这种实施例中，计算机可以将致动器信号传送到本地处理器，其然 后可以生成用来驱动致动器的信号。另外，计算机可以将包括高级或低级命令的致动器信号传送到设备。通常，高级命 令包括有关待生成的力的参数信息，从而设备的处理器能通过使用参数信息计算波形的形 状来生成所需的振动。而低级命令包括详述波形的形状的信息，诸如沿波形的采样点，其可 以允许设备的处理器输出驱动致动器的信号，而不必计算波形的形状。图4表示根据本发明的一个实施例的由致动器生成的波形。在本发明的该实施例 中，处理器Iio可以生成高级命令以输出图4中所示的波形。在这种实施例中，处理器可以 输出包括频率参数、幅值参数和波形参数的致动器信号。为生成图4中所示的波形，高级命 令可以包括频率410，诸如140Hz、幅值420，诸如250伏，以及波形类型，诸如正弦。然后，该 命令可以被传送到致动器，其然后可以生成通过250伏峰对峰驱动信号生成的140Hz的正 弦振动。高级命令还可以包括其他参数或参数值。例如，高级命令可以包括与单个力有关 的多个参数，诸如多个频率参数。包括在高级命令中的参数可以包括大范围的值。例如但 不是限制，波形参数可以指定正弦波形、矩形波形、锯齿波形、脉冲波形或用户定义的波形。 频率参数可以定义一个或多个频率或一个或多个周期，以用来生成力。幅值参数可以指定 峰幅值、平均幅值或最小幅值。也可以以一个或多个不同的单位，诸如但不是限制，表面的 位移、电压、或电流来指定幅值。其他参数可以包括在高级命令中。尽管一些实施例可以传送具有高级命令的致动器信号，但其他实施例可以传送具 有低级信息的致动器信号。例如，根据一个实施例，致动器信号可以包括沿描述力的波形的 点。在另一实施例中，致动器信号可以包括描述将生成的波形的函数。图5示出根据一个 实施例的将由致动器生成的波形500。在产生波形500中，使用低级命令，包括可以包含在 低级命令中的沿波形的点510，生成致动器信号。在一些实施例中，低级命令可以是有利的。此外，由于其允许传输定制波形，因此 低级致动器信号可以是有利的。高级命令也可以包括定制波形。在这种实施例中，诸如通 过参数信息或通过包括沿波形的点，与在低级命令中指定波形的方式类似地，指定波形的 形状。尽管各种类型的命令被表述成高级和低级，但这只是为了方便描述，并不意欲限制可 以在各种实施例中使用的命令的类型或范围。而是，能使用配置成使致动器输出所需波形 的任何致动器信号。在另一实施例中，处理器，诸如处理器110可以输出直接驱动致动器103的致动器 信号。例如，处理器110可以将正弦致动器信号输出到用来在触敏输入设备的表面上输出 力的压电元件。在该实施例中，正弦致动器信号配置成直接传送到致动器(诸如压电元件， 或马达)的驱动信号。在一个压电实施例中，处理器110可以生成用来驱动压电元件的基 本上单一频率正弦致动器信号。压电元件接收致动器信号，并且将振动施加在表面上，这种 振动具有约等于致动器信号频率的频率。在该实施例中，处理器Iio负责驱动致动器130， 而不是如关于上面的高级和低级命令实施例所描述的那样将信号发送到其他处理电路来 生成驱动致动器的信号。然而，在一些实施例中，在由致动器接收前，可通过一个或多个电 路部件传送致动器驱动信号。例如，在将致动器信号传送到致动器前，处理器可以将致动器 驱动信号传送到放大器或滤波器。
8
尽管在一些实施例中，可以传送包括基本仅一个频率的致动器信号，但在其他实 施例中，可以传送包括多个频率的致动器信号。例如，在一个实施例中，计算机101可以输 出具有顺序输出的多个频率的致动器信号，诸如扫频。在这样的实施例中，计算机101能输 出具有第一频率、第二频率、步长和波形类型的高级命令。第一和第二频率可以指定用于扫 频的开始和结束频率，并且步长可以指定在第一和第二频率间使用的递增频率。波形类型 可以表示扫频。在使用扫频的一个实施例中，应当选择第一和第二频率，使得表面的共振频率可 能落在第一和第二频率间。因此，在扫频中，计算机101输出以第一频率开始的被选频率序 列，以及使用步长递增到后续选择的频率。如果适当地选择第一和第二频率，则表面的共振 频率将落在两者之间，并且其在扫频期间被识别为被选频率的一个。另外的实施例可以输 出包括不同参数的高级命令。在块340中，计算机101接收与施加到表面的力有关的响应。例如，如前所述，计 算机101可以接收响应表面的运动由压电元件生成的信号。在致动器停止输出力时，表面 可以继续振动，这使压电元件输出表示表面对力的响应的电流。然后由计算机101接收响应。例如，在一个实施例中，致动器可以包括与计算机101通信的压电元件。压电元件 可以将电压或电流信号直接传送到信号处理器，诸如通过压电元件和计算机101间耦合的 导线。在相关实施例中，压电元件可以通过另外的电路，诸如放大器或滤波器耦合到计算机 101。这种实施例可以有利地将输入信号提供给计算机101，该信号具有在可由计算机101 接收的范围内的电压或电流值，或用于将滤波的电压或电流值提供给计算机101。在另一实 施例中，可以将表面和致动器包含在具有处理器的设备内。可以将设备的处理器配置成从 压电元件接收电压或电流信号，并且将响应信息传送到计算机101。例如，设备的处理器可 以从压电元件接收信号，以采样速率采样信号，存储采样的值，并且将采样的值诸如通过网 络连接传送到计算机101。在块350中，计算机101至少部分地基于响应来确定表面的共振频率。在计算机 101已接收表示表面对力的响应的信号后，计算机101分析该响应，以确定该响应是否表示 表面的共振频率。例如，再次参考图2和3，在本发明的一个实施例中，计算机101可以分析 表面对力的响应200、300，并且确定平稳段(plateau) 320的存在或大小，诸如图3中可以看 到的。在一个实施例中，这种确定可以是迭代过程。例如，计算机101可以不检测所接收响 应200中的平稳段。然后，计算机101可以重新执行步骤320和340，并且分析接收的响应 300以确定共振频率。根据一个实施例，通过返回到块320，可以确定表面的多个共振频率。例如，可以在 没有物体接触表面时确定表面的第一共振频率。可以在物体，诸如手指正接触表面时确定 第二共振频率。可以在多个物体正接触表面时或对于物体在不同的位置接触物体确定另外 的共振频率。例如，在一个实施例中，第一共振频率可以包括表面的基频，并且第二共振频 率可以包括基频的整数倍。基频描述表面的最低共振频率。使用该实施例，可以依照与表 面的状态有关的共振频率输出触觉效果。例如，如果无物体接触表面，可以生成第一共振频 率，以及当物体正接触表面时，可以输出第二共振频率。在一个实施例中，计算机通过传送一系列致动器信号来顺序地生成多个力从而可
9以确定共振频率。例如，计算机可以继续迭代具有不同被选频率的相继致动器信号，直到找 到共振频率为止。根据一个实施例，计算机101以低于共振频率的频率，生成具有基本上仅 一个第一频率的第一致动器信号。然后，致动器生成第一力以输出到表面。在这种实施例 中，计算机101接收表面对第一力的第一响应。然后，计算机确定所接收的第一响应中的第一幅值，并且存储第一幅值和第一频 率。然后，计算机传送具有大于第一频率的第二频率的第二致动器信号。致动器将第二力 输出到表面，并且计算机101接收表面对第二力的第二响应。计算机确定第二响应中的第 二幅值以及把它与第一响应中的第一幅值比较。如果第二幅值大于第一幅值，那么计算机 可以丢弃第一幅值和第一频率，并且存储第二幅值和第二频率。然后，计算机继续传送致动 器信号以及接收对这些信号的响应。对于接收的每一响应，计算机确定这一响应内的幅值 并且将其与存储的响应进行比较以确定最大响应。计算机可以继续输出致动器信号，同时 所接收的响应内的幅值继续增加，并且在一个或多个接收的响应具有小于存储的平稳段的 幅值后，可以确定共振频率。在一个实施例中，表面可以包括多点触摸输入表面，诸如多点触摸屏。在这种实施 例中，用于共振检测的系统可以传送一系列致动器信号以确定与多点触摸输入表面有关的 多个共振频率。可以采用这种实施例来在同时或相继地在一个或多个位置处与表面接触期 间，确定多点触摸输入表面的共振频率。在另一实施例中，表面可以包括多点输出表面。这种表面可以耦合到用来将局部 力输出到触摸表面的离散区域的多个致动器。例如，可以将具有矩形形状的触摸表面耦合 到四个致动器，其中，每一致动器耦合到触摸表面的不同的四分之一区域。可以将每一致动 器配置成将局部力输出到触摸面的相应的四分之一区域。因此，可以将实施例配置成确定 与致动器中的每一个关联的表面的共振频率。图6是示出根据一个实施例的对致动器信号的电阻响应600的图。图6中所示的 响应600(垂直轴)根据由于对压电致动器设备的输入扫频(水平轴)获得的压电致动器 设备的被测量电阻产生。可以看到，响应包括两个相对高幅值部分610a和610b以及低幅 值槽620。高幅值的区域表示压电致动器的相对高的电阻，而槽620的底部表示压电致动器 的相对低的电阻。计算机101可以接收响应600并且通过确定压电致动器显示出最低电阻 (即槽620)时的频率来确定共振频率。图7是示出根据一个实施例的对致动器信号的响应700的图。在图7中所示的图 中，响应700表示基于致动器输出力的设备表面运动。在图7所示的图中，水平轴表示采样 的时间，而竖直轴表示表面的位移。在切断(cutoff)740前的时间720，致动器正输出力。 在接近切断740时，致动器停止输出力以及允许表面向静止位置返回。表面的固有响应710 表示在随时间730耗散的持续振动。由计算机101测量表面继续振动期间的持续时间730 并存储。然后，系统100以其他频率振动表面并测量用于其他频率的每一个的固有响应710 的持续时间730。可以将生成固有响应710的最大持续时间730的力的频率确定为表面的 共振频率。在块360中，计算机101输出共振频率。在计算机101已经确定用于表面的共振 频率后，计算机可以通过将频率保存在非易失性计算机可读介质中来输出共振频率，其可 以在显示屏上显示频率，可以生成具有共振频率的致动器信号，或可以根据本领域技术人员公知的方法输出频率。尽管上述描述描述了用于共振检测的各个实施例，但是本发明的一些实施例可以 包括另外或不同的步骤。例如，当物体正接触表面时，其共振频率可能改变。因此，可以期 望在用户正触摸表面时确定表面的共振频率。此外，共振频率可能基于接触施加到表面的 何处而改变。因此，在一些实施例中，可以希望基于在一个或多个位置与表面的接触，计算 一个或多个共振频率。在这样的实施例中，致动器信号可以至少部分基于感测的与表面接 触的位置。在另外的实施例中，可以将计算机101配置成检测动态改变的共振频率。例如，当 用户触摸表面(或停止接触表面)时，表面的共振频率可能改变，因此，可以希望确定用于 多个接触压力的共振频率。在这种实施例中，可以将用于共振检测的系统配置成确定与压 力有关的多个共振频率，压力与例如启动与表面的接触(诸如通过将手指压在表面上)或 结束与表面的接触(诸如通过从表面移开手指)的用户有关。上述方法的优点可以是，用于输出触觉振动的系统能在相对较低幅值输入信号的 情况下，输出更高幅值的振动。通常，当系统按共振驱动时，能显著地放大共振频率的小能 量输入，以生成更显著的输出。因此，可以更有效地按共振驱动系统。此外，因为表面结构 可以改变，因此其他类似地设计的设备中的表面可以具有不同的共振频率。或者，当表面被 使用时，可能被磨损或其共振频率可以改变。此外，如果正接触，例如通过指尖，则可能改变 表面的共振频率。因此，可以希望把在此讨论的一些或所有不同实施例包含在用于这些设 备的校准系统中。这种校准系统可以包含在设备本身中，或可以在制造工艺期间使用，或两 者均可。某些实施例可以包括计算机可读介质，存储用于指示机器或计算机执行上述的一 个或多个方法的程序代码。这种机器或计算机能确定触觉表面的共振频率。例如，机器或 计算机可以定期地，或当用户指示时，确定触觉表面的共振频率。另外，这样的机器或计算 机可以当表面正在被诸如用户接触时确定表面的共振频率。可以希望在致动器可能在用户 正接触时向表面输出触觉效果的时间确定共振频率。图8是示出根据一个实施例的用于共振检测的系统800的框图。系统800包括计 算机810和设备820。计算机810包括处理器811，并与设备820通信。处理器811配置成 将致动器信号输出到设备820，并且从设备820接收输入信号。设备820包括表面821、致 动器822和处理器823。处理器823与致动器822和表面821通信，并配置成从计算机810 接收致动器信号，将致动器驱动信号传送到致动器822，并接收传感器信号。在图8所示的实施例中，致动器822包括用于在表面上生成力的适当的致动器。例 如，在本发明的一个实施例中，致动器822包括压电致动器。这种实施例可能是有利的，因 为压电元件能用作配置成感测表面821的运动的传感器；压电元件可以在诸如通过振动表 面压缩或拉伸时生成电压。能测量生成的电压并用来确定表面的相应运动。也可以使用其 他致动器。例如，致动器822可以包括电动机、电磁致动器、音圈、线性共振致动器、形状记 忆合金、电活性聚合物，或能感测运动的其他适当的致动器。在本发明的一个实施例中，可 以采用电动机来感测表面的运动。例如，电动机可以包括能输出力并能感测换能器的运动 的换能器。这种换能器可以包括光学编码器，或可以能生成与换能器的运动成比例的电压 或电流。
图8中所示的表面821可以是用户可以接触的设备的任何表面。例如，在一个实 施例中，该表面可以是触摸屏的表面。在另一实施例中，该表面可以是用来向握住该设备的 用户提供触觉感应的蜂窝电话或PDA的表面。在其他实施例中，该表面可以是输入设备的 一部分，诸如触摸屏或按钮。在一些实施例中，该表面可以是下述的任何一个但不是限制 设备的外壳的表面，诸如蜂窝电话上的电池盖、汽车的控制台上的触摸屏、汽车内的触敏表 面、膝上型电脑或个人计算机上的触摸屏、自动取款机或其他终端设备上的触摸屏，或触敏 表面，透明、半透明或不透明的。可以有利地采用任何适当的表面。图9A是示出根据一个实施例的用于共振检测的系统900的框图。系统900与在 此所述的其他系统类似，然而，图9A中所示的系统900包括单个自含的设备910，包括表面 911、致动器912和处理器913。设备910能确定其自己的表面911的共振频率。处理器913 与致动器912和表面911通信。在图9A所示的实施例中，处理器配置成传送致动器信号、 接收传感器信号并确定表面的共振频率。处理器913还配置成从表面911接收输入信号。 致动器912与处理器913和表面911通信，并配置成从处理器913接收致动器信号，将振动 输出到表面911，并且将传感器信号传送到处理器913。在所示的实施例中，致动器将振动 输出到表面911，并还响应于振动操作作为传感器来测量表面911的运动。至少部分地基于 表面911的感测的运动，致动器912将传感器信号传送到处理器913。图9B是示出根据一个实施例的用于共振检测的系统950的框图。系统950与图 9A所示的实施例类似，但还包括与致动器962分开的传感器964。其他实施例也可以包含 与致动器不同的传感器，诸如在本申请文件中所述的其他实施例。系统950包括设备960，其包括表面961、致动器962、处理器963和传感器964。处 理器963与致动器962、表面961和传感器964通信。处理器配置成将致动器信号传送到致 动器962，从传感器964接收传感器信号并且从表面961接收输入信号。致动器配置成从处 理器963接收致动器信号，并且将振动输出到表面961。传感器964配置成测量表面961对 由致动器962输出的振动的响应。传感器964还可以配置成检测用户与表面961的接触。实施例可以有利地用在各种情形中。例如，一个实施例可以有利地包含在制造具 有触觉使能表面，诸如触觉使能触摸屏的设备的制造场所。这种场所可以利用一个或多个 实施例来确定每一被制造设备的表面的共振频率，并且将共振频率存储在设备内，诸如计 算机可读介质上。替代地，设备可以包括一个或多个实施例。例如，车辆中的导航系统可以包括触摸 屏。导航系统也可以包括配置成确定触摸屏的表面的共振频率的实施例。用户可以采用实 施例来在没有物体接触表面时确定触摸屏的共振频率。替代地，导航系统可以每次通电时， 或定期地，诸如每三个月，确定触摸屏的共振频率。再参考图1、8和9A-9B，能在数字电子电路，或计算机硬件、固件、软件或它们的组 合中，实现实施例。在一个实施例中，计算机可以包括一个或多个处理器。处理器包括耦合 到处理器的计算机可读介质，诸如随机存取存储器(RAM)。处理器执行在存储器中存储的计 算机可执行程序指令，诸如执行用于编辑图像的一个或多个计算机程序。这种处理器可以 包括微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGAs)、 状态机等等。这些处理器可以进一步包括可编程电子设备，诸如可编程逻辑控制器(PLC)、 可编程中断控制器(PIC)、可编程逻辑设备(PLD)、可编程只读存储器(PR0M)、电子(可擦
12除)可编程只读存储器(EPR0M或EEPR0M)，或其他类似的设备。这些处理器可以包括介质，或可以与介质通信，例如计算机可读介质，其可以存储 当由处理器执行时，能使处理器执行在此所述的如由处理器执行或辅助的步骤的指令。计 算机可读介质的实施例可以包括但不限于电子、光、磁或其他存储或传输设备，其能给处理 器，诸如网络服务器中的处理器提供计算机可读指令。介质的其他例子包括但不限于软盘、 CD-ROM、磁盘、存储芯片、ROM、RAM、ASIC、配置的处理器、所有光介质、所有磁带或其他磁性 介质，或计算机处理器能读取的任何其他介质。而且，各种其他设备可以将指令传输或传送 到计算机，诸如路由器、专用或公共网络，或其他传输设备。所述的处理器或处理可以在一 个或多个结构中，以及可以分散在一个或多个结构。处理器可以包括用于执行在此所述的 一个或多个方法(或部分方法)的代码。概述提供前述描述仅用于示例和说明目的，并不意欲穷举或将本发明限制到所公开的 具体形式。在不背离本发明的精神和范围的情况下，各种改进或修正对本领域的技术人员 来说将是显而易见的。
1权利要求
一种方法，包括将致动器信号传送到与设备的表面耦合的致动器，所述致动器信号用来使所述致动器输出力到所述表面；接收所述表面对所述力的响应；至少部分地基于所述响应，确定所述表面的共振频率；以及输出表示所述共振频率的信号。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述共振频率包括所述表面的基频。
3.如权利要求1所述的方法，其中，所述力包括频率和持续时间。
4.如权利要求3所述的方法，其中，在所述持续时间期间，所述频率增加。
5.如权利要求3所述的方法，进一步包括选择至少一个被选频率，以及其中，所述力基 本上仅包括所述至少一个被选频率。
6.如权利要求5所述的方法，其中，所述至少一个被选频率包括多个被选频率，以及其 中，传送所述致动器信号进一步包括传送多个致动器信号，每一致动器信号包括被选频率 的至少一个，并且相继地将所述多个致动器信号的每一个传送到所述致动器。
7.如权利要求6所述的方法，进一步包括确定被选频率中的哪一个接近所述共振频率。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述致动器包括压电致动器。
9.如权利要求8所述的方法，其中，所述压电致动器用来至少部分地基于所述表面的 响应生成电压。
10.如权利要求1所述的方法，其中，测量所述响应包括测量所述响应的幅值。
11.如权利要求10所述的方法，其中，确定所述表面的共振频率包括 确定所述响应的最大幅值；以及确定所述响应在所述最大幅值处的频率。
12.如权利要求1所述的方法，进一步包括接收用于校准的请求。
13.如权利要求1所述的方法，进一步包括确定多个共振频率，以及输出所述多个共振 频率，其中，所述多个共振频率与接触所述表面的物体有关。
14.如权利要求1所述的方法，其中，所述表面包括接触表面。
15.一种系统，包括致动器，耦合到设备的表面，所述致动器用来接收致动器信号并且输出力到所述表传感器，用来检测所述表面对力的响应以及传送与所述响应有关的传感器信号； 处理器，用来 传送所述致动器信号； 接收所述传感器信号；至少部分地基于所述传感器信号，确定所述表面的共振频率；以及 输出表示所述共振频率的信号。
16.如权利要求15所述的系统，其中，所述共振频率包括所述表面的基频。
17.如权利要求15所述的系统，其中，所述力包括频率和持续时间。
18.如权利要求17所述的系统，其中，在所述持续时间期间，所述频率增加。
19.如权利要求17所述的系统，其中，所述力基本上仅包括被选频率。
20.如权利要求19所述的系统，其中，所述被选频率包括多个被选频率，以及其中，所 述致动器信号包括多个致动器信号，每一致动器信号包括所述被选频率中的至少一个并被 相继地传送到所述致动器。
21.如权利要求20所述的系统，其中，所述处理器进一步用来确定所述被选频率中的 哪一个接近所述共振频率。
22.如权利要求15所述的系统，其中，所述致动器包括压电致动器。
23.如权利要求21所述的系统，其中，所述压电致动器用来至少部分地基于所述表面 的响应生成电压。
24.如权利要求15所述的系统，其中，所述处理器进一步用来确定所述响应的幅值。
25.如权利要求15所述的系统，其中，所述处理器进一步用来通过确定所述响应的最 大幅值以及确定所述响应的最大幅值处的频率，来确定所述表面的共振频率。
26.如权利要求15所述的系统，其中，所述处理器进一步用来接收用于校准的请求。
27.如权利要求15所述的系统，其中，所述处理器进一步用来确定多个共振频率，其 中，所述多个共振频率与接触所述表面的物体有关。
28.如权利要求15所述的系统，其中，所述表面包括接触表面。
29.一种计算机可读介质，包括程序代码，所述计算机可读介质包括用于将致动器信号传送到与设备的表面耦合的致动器的程序代码，所述致动器信号用 来使所述致动器输出力到所述表面；用于接收所述表面对所述力的响应的程序代码；用于至少部分地基于所述响应，确定所述表面的共振频率的程序代码；以及用于输出表示所述共振频率的信号的程序代码。
30.如权利要求29所述的计算机可读介质，其中，所述共振频率包括所述表面的基频。
31.如权利要求29所述的计算机可读介质，其中，所述力包括频率和持续时间。
32.如权利要求31所述的计算机可读介质，其中，在所述持续时间期间，所述频率增加。
33.如权利要求31所述的计算机可读介质，进一步包括用于选择至少一个被选频率的 程序代码，以及其中，所述力基本上仅包括被选频率。
34.如权利要求33所述的计算机可读介质，其中，所述被选频率包括多个被选频率，以 及其中，传送致动器信号进一步包括传送多个致动器信号，每一致动器信号包括被选频率 中的至少一个，以及相继地将多个致动器信号的每一个传送到所述致动器。
35.如权利要求34所述的计算机可读介质，进一步包括确定被选频率中的哪一个接近 所述共振频率的程序代码。
36.如权利要求29所述的计算机可读介质，其中，所述致动器包括压电致动器。
37.如权利要求36所述的计算机可读介质，其中，所述压电致动器用来至少部分地基 于所述表面的响应生成电压。
38.如权利要求29所述的计算机可读介质，其中，测量所述响应包括测量所述响应的 幅值。
39.如权利要求38所述的计算机可读介质，其中，确定所述表面的共振频率包括确定所述响应的最大幅值；以及 确定所述响应的最大幅值处的频率。
40.如权利要求29所述的计算机可读介质，其中，所述表面包括接触表面。
41.一种装置，包括用来将致动器信号传送到与设备的表面耦合的致动器的电路，所述致动器信号用来使 所述致动器输出力到所述表面；用来接收所述表面对所述力的响应的电路；用来至少部分地基于所述响应，确定所述表面的共振频率的处理器；以及 用来输出表示所述共振频率的信号的电路。
全文摘要
公开了共振检测的系统和方法。例如，用于共振检测的一种方法包括将致动器信号传送到与设备的表面耦合的致动器的步骤。致动器信号用来使致动器输出力到表面。该方法进一步包括下述步骤接收表面对力的响应；至少部分地基于响应来确定表面的共振频率；以及输出表示共振频率的信号。
文档编号G01H13/00GK101981532SQ200980111123
公开日2011年2月23日 申请日期2009年3月27日 优先权日2008年3月27日
发明者丹尼·A·格兰特, 科林·M·蒂尔林 申请人:伊梅森公司