DE102012102791A1

DE102012102791A1 - Elektronisches Gerät und dessen Anpassungsverfahren

Info

Publication number: DE102012102791A1
Application number: DE102012102791A
Authority: DE
Inventors: Weng-Chang Shen; Hsu-Hsiang Tseng
Original assignee: HTC Corp
Current assignee: HTC Corp
Priority date: 2011-11-24
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2013-05-29
Anticipated expiration: 2032-03-31
Also published as: US20130134832A1; TW201322512A; TWI445224B; CN103138701B; DE102012102791B4; CN103138701A; US8659207B2

Abstract

Ein elektronisches Gerät und ein Anpassungsverfahren werden bereitgestellt. Es wird eine Anpassungsspannung gemäß einer voreingestellten Kapazität erzeugt und einer Kapazität, die durch einen kapazitiven Sensor detektiert wurde, der mit beiden Seiten eines piezoelektrischen Elements gekoppelt ist und Erzeugen einer Treiberspannung, um das piezoelektrische Element gemäß einer Anpassungsspannung zu treiben, um so die Depolarisation des piezoelektrischen Elements, zu vermeiden, dass die Vibrationsstärke des Vibrationsgeräts beeinflusst.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf ein elektronisches Gerät und dessen Anpassungsverfahren und insbesondere auf ein elektronisches Gerät bei dem die Vibrationsstärke nicht durch die Depolarisation der piezoelektrischen Elemente betroffen ist und ein entsprechendes Anpassungsverfahren.
Hintergrund
Die Anforderungen der menschlichen Natur und das Voranschreiten der Technologie haben dazu geführt, dass die Funktionen der mobilen Telefone schnell entwickelt wurden, jedoch bleibt die Interaktion zwischen der Technologie und der Menschlichkeit emphatisch. Bezüglich dieses Punktes ist das direkteste Verfahren dasjenige, bei dem das mobile Telefon schnell reagiert wenn eine Funktion auf dem Bildschirm oder während des Spielens eines Spieles verwendet wird, um die Interaktion zwischen einem Benutzer und dem mobilen Telefon zu verbessern. Eine der direkten Reaktionen ist das angemessene Vibrieren des mobilen Telefons. Momentan verwendet das Verfahren zur Vibration eines mobilen Telefons eine exzentrisch rotierende Masse (EMR) oder piezoelektrische Elemente, um einen Vibrationseffekt zu erreichen. Für eine schnellere Reaktion ist das piezoelektrische Element die bessere Wahl. Das Antriebsverfahren des piezoelektrischen Elements verwendet eine Treiberspannung an beiden Seiten des piezoelektrischen Elements, um ein elektrisches Feld zu erzeugen und um das piezoelektrische Element zur Erzeugung einer Vibration zu treiben. Je größer der Treiberspannungswert ist, je größer ist die Vibrationsstärke. Jedoch führt das elektrische Feld dazu, dass das piezoelektrische Element bei einer langfristigen Verwendung depolarisiert wird und die Vibrationsstärke herabgesetzt wird.
ÜBERBLICK
Die vorliegende Offenbarung stellt ein elektronisches Gerät dar und dessen Anpassungsverfahren, um eine Depolarisation des piezoelektrischen Elements zu verhindern, das die Vibrationsstärke des elektronischen Geräts reduziert.
Die vorliegende Offenbarung stellt ein elektronisches Gerät bereit, welches ein piezoelektrisches Element, einen kapazitiven Sensor, eine Kontrolleinheit und eine Treibereinheit enthält, wobei das piezoelektrische Element Vibrationen gemäß der Treiberspannung erzeugt. Der kapazitive Sensor ist an beiden Seiten des piezoelektrischen Elements gekoppelt, um eine Kapazität zwischen den zwei Seiten des piezoelektrischen Elements zu detektieren. Die Kontrolleinheit, die mit dem kapazitiven Sensor gekoppelt ist, gibt eine Anpassungsspannung gemäß der oben erwähnten Kapazität und einer voreingestellten Kapazität aus. Die Treibereinheit, die mit der Kontrolleinheit von dem piezoelektrischen Element gekoppelt ist, gibt eine Treiberspannung gemäß einer Anpassungsspannung und einer voreingestellten Spannung aus.
In einer Ausführungsform der Offenbarung berechnet die Kontrolleinheit die Differenz zwischen der Kapazität und der voreingestellten Kapazität, zum Zwecke der Ausgabe einer Anpassungsspannung.
In einer Ausführungsform der Offenbarung umfasst der oben genannte kapazitive Sensor eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode, die jeweils an den entsprechenden Seiten des piezoelektrischen Elements angeordnet sind und die oben genannte Kapazität wird zwischen der ersten Elektrode und der zweiten Elektrode erzeugt.
Die vorliegende Offenbarung stellt weiterhin ein Anpassungsverfahren für ein elektronisches Gerät bereit, wobei das elektronische Gerät ein piezoelektrisches Element zu Erzeugung von Vibrationen und einem kapazitiven Sensor umfasst, der angeordnet und gekoppelt ist mit beiden Seiten des piezoelektrischen Elements. Das Anpassungsverfahren für das elektronische Gerät umfasst folgende Schritte: Selektieren einer Kapazität zwischen den beiden Seiten des piezoelektrischen Elements, Ausgabe einer Anpassungsspannung gemäß der oben genannten Kapazität und Voreinstellen einer Kapazität und Ausgeben der Treiberspannung gemäß der Anpassungsspannung und der voreingestellten Spannung.
In einer Ausführungsform der Offenbarung umfasst das Ausgeben der Anpassungsspannung gemäß der Kapazität und der voreingestellten Kapazität die folgenden Schritte:
Berechnen des Unterschieds zwischen Kapazität und der voreingestellten Kapazität und Ausgeben der Anpassungsspannung gemäß dem Unterschied.
In einer Ausführungsform der Offenbarung ist die Treiberspannung eine Summation der Anpassungsspannung und der voreingestellten Spannung.
In einer Ausführungsform der Offenbarung ist das piezoelektrische Element aus einem Material hergestellt umfassend Quarz, Turmaline, Zinkoxyd, Polymer, keramischen Material oder Verbundmaterial.
In einer Ausführungsform der Offenbarung ist die voreingestellte Kapazität die Kapazität des piezoelektrischen Elements, die detektiert wurde, ohne Depolarisation und die voreingestellte Spannung ist die Treiberspannung des piezoelektrischen Elements ohne Depolarisation.
In Anbetracht des oben genannten erzeugt die vorliegende Offenbarung die Anpassungsspannung gemäß dem voreingestellten Kapazität und die Kapazität, die durch den kapazitiven Sensor detektiert wurde, der an beiden Seiten des piezoelektrischen Elements angeordnet ist, und erzeugt weiterhin die Treiberspannung zum Treiben des piezoelektrischen Elements gemäß der Anpassungsspannung zum Zwecke der Vermeidung der Depolarisation des piezoelektrischen Materials, das die Vibrationsstärke des piezoelektrischen Elements beeinflusst.
Zum Zwecke der Verbesserung des Verständnisses der vorhergenannten und anderer Merkmale und Vorteile der Offenbarung werden Ausführungsformen anhand von beigefügten Figuren im Detail im Folgenden beschrieben.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen stellen einen Teil der Beschreibung dar und werden hierin eingearbeitet, um ein besseres Verständnis der Offenbarung bereitzustellen. Vorliegenden stellen die Zeichnungen Ausführungsformen der Offenbarung dar und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu die Prinzipien der Offenbarung zu erklären.
1 ist ein schematisches Diagramm, das ein elektronisches Gerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Anpassungsverfahren eines elektronischen Geräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
1 ist ein schematisches Diagramm, das ein elektronisches Gerät gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Das elektronische Gerät 100 umfasst ein piezoelektrisches Element 102, einen kapazitiven Sensor 104, eine Kontrolleinheit 106 und eine Treibereinheit 108. Das piezoelektrische Element hat die Fähigkeit zum beidseitigen Konvertieren von elektrischer Energie und mechanischer Energie. Wenn das piezoelektrische Element durch eine Spannung getrieben wird, erzeugt das piezoelektrische Element eine mechanische Spannung und wird deformiert, um so Vibrationen zu erzeugen. Das piezoelektrische Element kann aus dem piezoelektrischen Material hergestellt werden, umfassend Quarz, Turmaline, Zinkoxyde, Polymer, keramische Materialien oder Verbundmaterialen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der kapazitive Sensor 104 an beiden Seiten des piezoelektrischen Elements 102 gekoppelt, mit dem Zwecke, die Kapazität zwischen den beiden Seiten des piezoelektrischen Elements 102 zu detektieren. Detaillierter betrachtet, umfasst der kapazitive Sensor 104 eine erste Elektrode 104a und eine zweite Elektrode 104b, wobei die erste Elektrode 104a und die zweite Elektrode 104b jeweils an gegenüberliegenden Seiten des piezoelektrischen Elements 102 angeordnet sind und die oben erwähnte Kapazität wird zwischen der ersten Elektrode 104a und zweiten Elektrode 104b erzeugt.
Eine Kontrolleinheit 106 ist mit dem kapazitiven Sensor 104 gekoppelt und die Treibereinheit 108 produziert eine Anpassungsspannung Va gemäß der Kapazität, die durch die kapazitive Sensoreinheit 4 detektiert wurde, und einer voreingestellten Kapazität. Dabei ist die voreingestellt Kapazität die Kapazität, die durch den kapazitiven Sensor 104 detektiert wird, bevor die Depolarisation auf dem piezoelektrischen Element 120 auftrat, und der Spannungswert der Anpassungsspannung Va kann auf der Basis dieser Erfahrung berechnet werden. Weiterhin gibt die Treibereinheit 108, die mit dem piezoelektrischen Element 102 gekoppelt ist, eine Treiberspannung Vd an das piezoelektrische Element 102 gemäß einer Anpassungsspannung Va und einer voreingestellten Spannung Vs aus, um so das piezoelektrische Element 102 für die Erzeugung eines Vibrationseffektes anzutreiben. Die voreingestellte Spannung Vs ist die Spannung zum Treiben des piezoelektrischen Elements 102 ohne dass die Depolarisation auf dem piezoelektrischen Element auftritt.
Entsprechend, wenn das piezoelektrische Element 102 nicht depolarisiert ist, ist die Kapazität, die durch den kapazitiven Sensor 104 detektiert wurde, die voreingestellte Kapazität, und die Anpassungsspannung Va, die von der Kontrolleinheit 106 ausgegeben wurde, wird nicht benötigt (oder die Anpassungsspannung wird auf null gesetzt). Die Treibereinheit 108 verwendet die voreingestellte Spannung Vs als die Treiberspannung Vd und wendet die Treiberspannung Vd auf das piezoelektrische Element 102 an, um das piezoelektrische Element 102 anzutreiben, um Vibrationen zu generieren.
Wenn eine Depolarisation auf dem piezoelektrischen Element 102 nach einer Zeitperiode auftritt, fängt die Kapazität, die durch den kapazitiven Sensor 104 detektiert wurde, an zu steigen aufgrund des Effekts einer Depolarisation. Daraus ergibt sich, dass die Kontrolleinheit 106 eine Anpassungsspannung Va gemäß den Änderungen der Kapazität ausgibt. Zum Beispiel kann die Kontrolleinheit 106 den Unterschied zwischen der Kapazität, die durch den kapazitiven Sensor 104 und der voreingestellten Kapazität detektiert wurde, berechnen und die Anpassungsspannung Va gemäß einer Differenz ausgeben. Da die Differenz zwischen der Kapazität und der voreingestellten Kapazität vergrößert würde, wird die Anpassungsspannung Va, die durch die Kontrolleinheit 106 ausgegeben wird vergrößert.
Auf der anderen Seite gibt die Treibereinheit 108 die Treiberspannung Vd gemäß der Anpassungsspannung Va und der voreingestellten Spannung Vs aus. Zum Beispiel kann die Treibereinheit 108, die z. B. ein Addierer ist, die Anpassungsspannung Va auf die voreingestellt Spannung Vs addieren und das Ergebnis wird an das piezoelektrische Element 102 als die Treiberspannung Vd ausgegeben, um das piezoelektrische Element 102 anzutreiben, um Vibrationen zu generieren. Durch das Antworten auf die Depolarisation des piezoelektrischen Elements 102 passen die Kontrolleinheit 106 und die Treibereinheit 108, die Treiberspannung Vd an, die auf das piezoelektrische Element 102 angewendet wird, um so die Vibrationsstärken des piezoelektrischen Elements 102 anzupassen. Falls das piezoelektrische Element stark depolarisiert wurde wird die Anpassungsspannung Vs erhöht, um einen Abfall der Vibrationsstärken des elektronischen Geräts 100 aufgrund der Tatsache, dass das piezoelektrische Element depolarisiert ist, zu vermeiden.
Es ist zu beachten, das in anderen Ausführungsformen das Verfahren für die Kontrolleinheit 106, um über die Anpassungsspannung Va zu entscheiden, nicht auf den Unterschied zwischen der Kapazität und der voreingestellten Kapazität beschränkt ist und das Verfahren für die Treibereinheit 108, um den Wert für die Treiberspannung Vd zu entscheiden, ist ebenfalls nicht auf die Summation der Anpassungsspannung Va und der voreingestellten Spannung Vs beschränkt. Die Variierung der Anpassungsspannung Va und der Treiberspannung Vd ist nicht auf die oben genannten Verfahren beschränkt, sondern kann ebenfalls von einigen komplizierten Formeln abhängig sein.
2 ist ein Flussdiagramm, das ein Anpassungsverfahren eines elektronischen Geräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Es wird auf 2 verwiesen, die in der obigen Ausführungsform beschrieben, das Anpassungsverfahren eines elektronischen Geräts umfasst folgende Schritte. Zuerst wird eine Kapazität zwischen den beiden Seiten des piezoelektrischen Elements (Schritt S202) detektiert. Danach wird die Anpassungsspannung gemäß der Kapazität und der voreingestellten Kapazität (Schritt S204) ausgegeben, wobei die voreingestellt Kapazität die Kapazität ist, die detektiert wurde, bevor die Depolarisation an dem piezoelektrischen Element aufgetreten ist. Zum Beispiel, berechne die Differenz zwischen der Kapazität von der voreingestellten Kapazität und gebe die Anpassungsspannung gemäß des Unterschiedes aus. Je größer der Unterschied desto größer wird die Anpassungsspannung ausgegeben. Zuletzt wird die Treiberspannung gemäß der Anpassungsspannung und der voreingestellten Spannung (Schritt S206) ausgegeben, um so das piezoelektrische Element anzutreiben, um Vibrationen zu erzeugen. Die voreingestellt Spannung ist die Spannung zum Treiben des piezoelektrischen Elements, ohne dass eine Depolarisation auf dem piezoelektrischen Element auftritt und der Spannungswert der Treiberspannung ist z. B. die Summe der Anpassungsspannung und der voreingestellten Spannung.
Zusammenfassend verwendet die vorliegende Offenbarung die Kontrolleinheit, um die Anpassungsspannung gemäß eines Unterscheids zwischen der Kapazität, die durch den Kapazitätssensor detektiert wurde, und der voreingestellten Kapazität zu erzeugen, und unter Verwendung der Treibereinheit, um die Treiberspannung gemäß der Anpassungsspannung zu erzeugen. Der Wert der Treiberspannung antwortet in einem Grad auf die Depolarisation der Piezoelektrik mit dem Zwecke der Beibehaltung der Vibrationsstärke des elektronischen Geräts und, um den Abfall der Vibrationsstärke aufgrund der Depolarisation des piezoelektrischen Elements zu kompensieren.
Auch wenn die Offenbarung durch Bezugnahme auf die oben genannten Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es für einen Fachmann auf diesem Gebiet erkennbar, dass eine Reihe von Modifikationen bzgl. der beschriebenen Ausführungsform gemacht werden können, ohne vom Geist der Erfindung abzuweichen. Entsprechend wird der Schutzumfang der Offenbarung durch die beigefügten Ansprüche und nicht durch die obere geführte detaillierte Beschreibung definiert.

Claims

Ein elektronisches Gerät, umfassend: Ein piezoelektrisches Element zur Erzeugung von Vibration gemäß einer Treiberspannung; ein kapazitiver Sensor, der mit beiden Seiten des piezoelektrischen Elements zur Detektion einer Kapazität zwischen den beiden Seiten des piezoelektrischen Elements gekoppelt ist; eine Kontrolleinheit, die mit dem kapazitiven Sensor zum Ausgeben einer Anpassungsspannung gemäß einer voreingestellten Kapazität und der Kapazität gekoppelt ist; und eine Treibereinheit, die mit der Kontrolleinheit und dem piezoelektrischen Element zur Ausgabe der Treiberspannung gemäß der Anpassungsspannung und einer voreingestellten Spannung gekoppelt ist.
Das elektronische Gerät nach Anspruch 1, wobei die Kontrolleinheit einen Unterschied zwischen der Kapazität und der voreingestellten Kapazität berechnet, um so die Anpassungsspannung auszugeben.
Das elektronische Gerät gemäß Anspruch 1, wobei die Treiberspannung eine Summation der Anpassungsspannung und der voreingestellten Spannung ist.
Das elektronische Gerät gemäß Anspruch 1 oder 2 wobei das piezoelektrische Element aus einem Material gemacht ist, umfassend Quarz, Turmaline, Zinkoxyd, Polymer, Keramikmaterial oder Verbundmaterial.
Das elektronische Gerät gemäß Anspruch 4, wobei die voreingestellte Kapazität eine Kapazität des piezoelektrischen Elements ist, die ohne die Depolarisation detektiert wird, und die voreingestellte Spannung ist die Treiberspannung des piezoelektrischen Elements ohne Depolarisation.
Das elektronische Gerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der kapazitive Sensor umfasst: eine erste Elektrode; und eine zweite Elektrode, wobei die erste Elektrode und die zweite Elektrode jeweils an entsprechenden Seiten des piezoelektrischen Elements angeordnet sind.
Ein Anpassungsverfahren für ein elektronisches Gerät, wobei das elektronische Gerät ein piezoelektrisches Element zur Erzeugung von Vibration umfasst,, und einen kapazitiven Sensor, der an beiden Seiten des piezoelektrischen Elements angeordnet ist, umfassend folgende Schritte: Detektieren, einer Kapazität zwischen den beiden Seiten des piezoelektrischen Elements; Ausgabe einer Anpassungsspannung gemäß der Kapazität und einer voreingestellten Kapazität; und Ausgeben einer Treiberspannung gemäß der Anpassungsspannung und einer voreingestellten Spannung.
Das Anpassungsverfahren für das elektronische Gerät gemäß Anspruch 7, wobei die Schritte zur Ausgabe der Anpassungsspannung gemäß der Kapazität und der voreingestellten Kapazität umfassen: Berechnen eines Unterschieds zwischen der Kapazität und der voreingestellten Kapazität und Ausgeben der Anpassungsspannung gemäß der Differenz.
Das Anpassungsverfahren für das elektronische Gerät gemäß Anspruch 7 oder 8, wobei die Treiberspannung eine Summe der Anpassungsspannung und der voreingestellten Spannung ist.
Das Verfahren für das elektronische Gerät gemäß einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei das piezoelektrische Element aus einem Material gefertigt ist umfassend Quarz, Turmaline, Zinkoxyd, Polymer, Keramikmaterial oder Verbundmaterial.
Das Anpassungsverfahren für das elektronische Gerät gemäß Anspruch 10, wobei die voreingestellte Kapazität die Kapazität des piezoelektrischen Elements ist, die ohne Depolarisation detektiert wurde, und die voreingestellte Spannung ist die Treiberspannung des piezoelektrischen Elements ohne die Depolarisation.