具有力傳感器的可攜式數字媒體設備的製作方法

2023-07-26 06:19:26 2

專利名稱：具有力傳感器的可攜式數字媒體設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有力傳感器的可攜式數字媒體設備，所述力傳感器在最 小化由震動引起的損害時起輔助作用。這種可攜式數字媒體設備也可以在 其他應用中用作計步器。
背景技術：
可攜式數字媒體播放機的愈發緊湊性已驅使開發出尺寸愈發減小的硬 盤驅動器。但是，儘管硬碟驅動器的尺寸小，它們的工作方式仍然與大型 磁碟驅動器一樣。所有的硬碟驅動器都使用伺服系統，該伺服系統控制致 動臂相對於旋轉記錄磁碟的徑向位置。致動臂以懸臂方式將讀/寫頭或轉換器(transducer)支撐於磁碟之上。理想情況下，讀/寫頭被保持在磁碟表 面中的選定磁軌的中心之上。讀/寫頭從磁軌中感測位置信息，該信息然後 用於生成位置誤差信號。誤差信號通過補償器被反饋到驅動馬達中，以使 得致動臂按照減小誤差的方向移動讀/寫頭。可攜式數字媒體播放機中所使用的磁碟驅動器可能由於掉落或嚴重顛 簸而經受巨大震動。例如，當包含小型磁碟驅動器(例如1英寸磁碟驅動 器)的媒體播放機從桌子或用戶的手中跌落到堅硬地板之上時，由衝擊生 成的衝量可能相當大——高達數百或數千g。這種擾動呈振動形式，這些 振動如果強度足夠大則可使得磁碟相對於讀/寫頭發生移動，從而導致脫離 磁軌誤差(off track error)。外部震動產生兩種不期望的結果物理損壞和磁軌不對準。就第一種 結果而言，震動脈衝可能對磁碟驅動器造成嚴重的物理損壞。足夠幅度和 方向的脈衝可以克服將浮動塊與旋轉磁碟分離的氣隙軸承，從而損壞如下 各項中的一種或多種磁性介質薄膜、磁碟基片或者浮動塊。就第二種結果而言，外部擾動會強加線性和徑向的加速度，這些加速度向致動臂施加力矩。該力矩可能超出尋道伺服系統的能力，使之無法將 讀/寫頭保持在可接受的數據完整性所需的分配尋道誤差範圍內。該問題由 於更小磁碟驅動器的增大磁軌密度而惡化，所述增大磁軌密度使可接受的 尋道誤差範圍減小。如果在數據寫入過程期間發生震動，則磁碟驅動器有 誤寫數據於磁軌之外乃至誤寫數據於相鄰磁軌上的先前寫入數據之上的危 險。本發明涉及磁碟驅動器，以及與之相關的用於檢測震動引發事件(例 如自由落體情況)並且採取保護性動作以使由這種震動引起的損害和誤差 最小化的方法。發明內容提供了一種可攜式數字媒體設備，包括控制器；存儲設備；耦合到 控制器的力傳感器；以及顯示裝置；其中顯示裝置顯示信息。存儲設備可 以是快閃記憶體或者硬碟驅動器。力傳感器可被併入在存儲設備中或者外部地連 接到控制器。優選的是，顯示裝置是LCD或OLED屏幕。有利地，力傳 感器能夠檢測x、 y和z軸上的加速度。優選地，顯示裝置可以顯示與存儲設備中的數據或者數字設備/存儲設 備的運動相關的信息。顯示裝置也可以顯示與對數字設備/存儲設備的衝擊 相關的信息。設備也可以用作數據記錄器並且也可以當在預定時間段內檢 測到大加速度時提供指示。還提供了一種用於在自由落體期間和當從至少一個軸檢測到減小加速 度時保護在可攜式數字媒體設備的存儲設備中存儲的數據的方法。其包 括不斷地記錄由設備中的力傳感器獲得的數據；設備中的控制器在如下 情況下切斷對存儲設備的電力供應當從力傳感器獲得沿著x、 y和z軸的 所有三個方向的0m/^的讀數時，或者當從力傳感器獲得來自至少一個軸 的加速度的減小讀數時。優選的是，在預定時段內記錄來自力傳感器的數 據，並且來自前一預定時段的數據被來自當前時段的數據所改寫。有利 地，切斷對存儲設備的電力供應的事件和次數被存儲在數字設備中。提供了一種利用可攜式數字媒體設備對運動用戶所行進的步數進行計數的方法。該用戶可以在進行從包括行走、慢跑和奔跑的組中選擇的活 動。該方法包括不斷地記錄由設備中的力傳感器獲得的數據；觸發設備 中的計步模式，同時設備中的控制器在預定時間內監視在哪裡在從包括x、 y和z的組中選擇的軸上有規律地檢測到尖峰信號。控制器然後將該軸 標記為指定軸；並且每當從力傳感器獲得指定軸上的尖峰信號，就將步計 數加一。有利地，步數是可以重置的。此外，可攜式數字媒體設備中的控 制器利用如下拍頻從媒體設備中的存儲設備中選擇歌曲，所述拍頻與檢測 到的用戶的尖峰信號頻率相匹配。可以通過使用媒體設備上的控制(例如 按鈕、開關，或者觸摸板)來觸發計步模式。還公開了一種利用可攜式數字媒體設備來確定運動用戶的近於即時的速度的方法。該方法包括不斷地記錄由設備中的力傳感器獲得的數據； 觸發計步模式；同時設備中的控制器在預定時間內監視在哪裡在從包括 x、 y和z的組中選擇的軸上有規律地檢測到尖峰信號。控制器然後將該軸 標記為指定軸；並且每當從力傳感器獲得指定軸上的尖峰信號，就將步計 數加一。用戶然後可以將一步所覆蓋的距離輸入到控制器中；並且控制器 優選地利用預定公式計算用戶的近於即時的速度。在本發明的另一方面，提供了一種可攜式數字媒體設備，包括存儲 設備；耦合到存儲設備的力傳感器；顯示裝置；以及耦合到存儲設備和顯 示裝置兩者的控制器。有利地，可攜式數字媒體設備在經由線路或無線地 連接到計算機時可以充當光標控制和輸入設備。所使用的無線協議可以是 藍牙、UWB、 RF或者IR。優選的是，媒體設備經由線路連接到所述計算 機，以用於給可攜式數字媒體設備的電源充電和/或用於將內容下載到便攜 式媒體設備中。優選的是，計算機的顯示裝置上的光標以與力傳感器所檢測到的加速 度相對應的速率進行移動，並且媒體設備上的控制可以被用於選擇計算機 的顯示裝置上的選項。還優選的是，利用坐標系來完成光標控制。


為了可以充分地理解本發明和容易地將本發明投入實用，現在將僅通過非限制性示例描述本發明的優選實施例，該描述是參考附圖進行的。 圖l是優選實施例的示意圖。圖2是優選實施例中的用於保護所存儲的數據的處理流程圖。圖3是利用優選實施例對步數進行計數的處理流程圖。
具體實施方式
以下討論的意圖是提供對本發明所可以實現於的合適計算環境的簡 要、 一般描述。如本領域技術人員將認識到的，本發明可以利用其他計算 機系統配置來實現，這些計算機系統配置包括手持設備、多處理器系統、 基於微處理器的或者可編程的消費電子產品、小型計算機，等等。參考圖1A和1B，其示出了可攜式數字媒體設備20的備選實施例。 設備20可包括存儲設備24。存儲設備24可以是快閃記憶體或者硬碟驅動器。存 儲設備24的存儲容量可至少為32MB並且應當是非易失性的。所使用的 硬碟驅動器的尺寸是由設備20的形狀因素決定的。設備20還可包括被耦合到控制器28的力傳感器26。力傳感器26是 加速度計，其測量x、 y和z軸上的加速度並且能夠計算施加於設備20上 的地球引力。傳感器26可從ST Microelectronics, Hitachi Metal, Hokuriku Electric Industry Co Ltd或MEMSIC Inc得到。優選的是，力傳感器26能夠 檢測側向平面(x、 y軸)和垂直平面(z軸)中的加速度。在圖1A所示 實施例中傳感器26外部地連接到控制器28，而在圖IB所示實施例中傳感 器26被併入到存儲設備24中。除了傳感器26的位置差異之外，兩種實施 例在功能上沒有可辨別的差異。但是，當將傳感器26併入到存儲設備24 中時，將來自傳感器26的讀數看待成存儲設備24所經受之事而非設備20 所經受之事將會更加準確。由於存儲設備24不是剛性地附接到設備20， 故存在微小差異。此外，設備20可包括顯示裝置，例如屏幕22。屏幕22可以是LCD 或OLED。屏幕22可以優選地能夠顯示圖形並且可以是彩色的，但也可以 是單色的。屏幕22可以顯示與存儲設備24中的數據有關的信息，例如文 件名、歌曲標題、歌曲持續時間、藝術家名，等等。屏幕還可以顯示與設備20或存儲設備24的運動有關的信息。這取決於傳感器是在存儲設備24 之內還是之外。與設備20的運動有關的信息的示例是設備在與表面碰撞 之後受到的力(利用設備20的質量乘以在與表面碰撞之前最後記錄到的 x、 y和z軸當中的最大加速度)。設備20還可包括控制器28，以按照預期的各種方式和功能運行設備 20。控制器28可被耦合到屏幕22和存儲設備24兩者。參考圖2，其示出了一種用於在將要成為自由落體時和成為自由落體 期間保護在可攜式數字媒體設備20的存儲設備24中存儲的數據的方法的 流程圖。在設備20中，力傳感器26不斷地檢測與設備20的運動有關的數 據(30)。當力傳感器26獲得沿著x、 y和z軸的所有方向的0m/s2的讀 數時(32)或者當傳感器26獲得在x、 y和z軸中的至少一個軸上在預定 持續時間內的減小加速度時(33)，設備20中的控制器28要麼切斷設備 20的電力供應，要麼僅切斷存儲設備24的電力供應(34)。所述預定持 續時間最大可以是一秒，並且也可以按照毫秒考慮。切斷存儲設備24的 電力供應可以防止對存儲設備24以及在存儲設備24中存儲的所有數據造 成損壞。如果存儲設備24是硬碟驅動器，則存儲設備24和在存儲設備24 中存儲的所有數據的損害預防可受移動部件(例如存儲設備24的讀/寫 臂)的收縮速度約束。如果存儲設備24是快閃記憶體驅動器，則切斷電力供應 和停止快閃記憶體的數據傳輸將會是近於即時的。具有更多的緩衝存儲器也可以 減少存儲設備24的運行持續時間並且在最小化存儲設備24的部件運動持 續時間時起輔助作用(在硬碟驅動器的情況下)。這將允許存儲設備24 不會更經常地讀取或寫入數據，並且使得在讀取或寫入數據時持續時間可 以更短。當存儲設備24不運行時可以更快速地切斷存儲設備24的電力供 應。每當控制器28切斷設備20的電力供應時，這種情況發生的日期和時 間就被存儲在設備20中(36)。即使當設備20被損壞時，這種信息也可 被取出，因為這種信息可以提供對設備20的損壞原因、時間和方式的指 示。例如，在十天的時間跨度內記錄有多於一百次電力供應切斷情況的設 備20可指示出該設備20的濫用或笨拙用戶。力傳感器26也可被配置為指示設備20或存儲設備24在掉落或碰撞期間受到的最大力。這將被優選地 作為如下設備20的一項特徵，這些設備20被設計用於戶外嚴酷用途並且 不易碎以顯示其固有的堅韌性。優選的是，來自力傳感器26的數據在預定時段(例如，四小時)內 被記錄。這樣，來自前四小時的數據被來自當前四小時時段的數據改寫。 但是，設備20的斷電情況記錄不被改寫。參考圖3，其示出了一種利用可攜式數字媒體設備20對運動用戶所行 進的步數進行計數的方法的流程圖。用戶可能在行走、慢跑或者奔跑。在 設備20中，力傳感器26不斷地檢測與設備20的運動有關的數據(40)。 用戶通過使用媒體設備20上的控制(例如按鈕、開關或觸摸板)來觸發 計步模式(42)。控制器28在預定時間(例如十秒)內監視來自傳感器 26的讀數並且記錄在哪裡從x、 y和z軸之一有規律地檢測到尖峰信號 (44)。這確定了用戶握持設備20的朝向。 一旦控制器28已經確認設備 20的朝向並相應確認周期性檢測到尖峰信號的軸，該軸就被控制器28標 記為指定軸(46)。每當從力傳感器26檢測到指定軸上的尖峰信號，就 將步計數加一 (48)。可以按照用戶的意願將步數重置為零。按照類似的 方式，設備20還可用於對跳行或跳躍的發生進行計數。此外，可攜式數字媒體設備20中的控制器28可以利用如下拍頻 (beat frequency)從媒體設備20中的存儲設備24中選擇歌曲，所述拍頻 與傳感器26為用戶檢測到的檢測尖峰頻率相匹配。設備20還能夠充當速度計。在先前提到的用於計步的步驟之後，如 果用戶將每步所覆蓋的距離輸入到媒體設備20中，則控制器28將能夠使 用如下公式確定近於即時的(near-instantaneous)速度(每步所移動的距離)x(在預先確定的時間內行進的步數)(預先確定的時間)其中，預定時間可以是三十秒或是任何其他持續時間。設備20的某些其他應用被預期到。在諸如日本和印度尼西亞之類的 地震多發國家中，置於平面上的設備20將可以用作振動傳感器。當設備 20中的傳感器26在大於預定時間(例如三十秒)內在x、 y和z軸中的任 一軸中檢測到加速度的尖峰信號時，設備20可以向用戶鳴響/指示警報，作為迫近危險的警告。設備20當被從殘骸尋找回時還可被用作數據記錄 器，並且可以根據象來自飛機的黑匣子的存儲記錄來推測震顫的準確時 間。設備20可具有監視應用。設備20的力傳感器26可被連接到設備20 中的錄音機，使得當高於預定水平的振動被檢測到時，錄音機可被激活以 記錄設備20周圍區域中的所有噪聲。相應地，設備20附近或者周圍的事 件可被記錄。將力傳感器26併入在設備20中還可以使設備20在經由線路或者無線 地連接到計算機時充當光標控制和輸入設備。如先前提到的，力傳感器26 能夠測量x、 y和z軸上的加速度。在當前實施例中，在x和y軸居於側向 平面的情況下，設備20在x、 y或z軸中的任一軸上的位置改變會使得計 算機的顯示裝置上的光標相對於顯示裝置上的基準位置移動到相應的位 置，顯示裝置上的基準位置是根據對設備20預先校準而確定的。在側向 平面(x和y軸)中，坐標系可被用於確定光標在計算機的顯示裝置上的 位置。例如，基準位置可被校準為(xl， yl)。當設備被移動到新位置 (xl+3， yl — 5)時，計算機的顯示裝置上的光標相對於顯示裝置上的基 準位置移動到相應位置。相應地，設備20在垂直軸z上的移動在可適用的 情況下可以應用於光標在計算機的顯示裝置上的三維移動。設備20可以經由線路連接到計算機，同時給其電源充電和/或將內容 下載到設備20中。只要合適的收發器被併入到設備20和計算機中，設備 20還可以利用諸如RF、 IR、藍牙、UWB等之類的協議與計算機無線地通 信。力傳感器26所測量到的更高加速度可以使計算機的顯示裝置上的光 標移動得更快。設備20上的控制可被用於選擇計算機的顯示裝置上的選 項。當設備20被這樣使用時，光標控制和輸入功能可以在任何表面上使 用，這和無法在非反射性表面上使用的光學滑鼠不同。具有還能夠充當光 標控制和輸入設備的媒體播放機還可以減少用戶需要攜帶的物品的數目。應當注意到的是，計算機包括但不限於個人計算機、臺式計算機、膝 上型計算機、筆記本計算機、平板計算機，以及個人數字助理。雖然已經在先前描述中描述了本發明的優選實施例，但是相關技術領域的技術人員將會明白，在不脫離本發明的情況下，可以對設計或構造的 細節進行許多變更或修改。
權利要求
1.一種可攜式數字媒體設備，包括存儲設備；顯示裝置；耦合到所述存儲設備和所述顯示裝置的控制器；以及耦合到所述控制器的力傳感器；其中所述顯示裝置顯示信息。
2. 如權利要求1所述的設備，其中，所述存儲設備是從由快閃記憶體和硬 盤驅動器組成的組中選擇的。
3. 如權利要求1所述的設備，其中，所述力傳感器被併入在所述存 儲設備中。
4. 如權利要求1所述的設備，其中，所述力傳感器外部地連接到所 述存儲設備。
5. 如權利要求1所述的設備，其中，所述顯示裝置是從由LCD和 OLED組成的組中選擇的屏幕。
6. 如權利要求l所述的設備，其中，所述力傳感器能夠檢測從由x、 y和z組成的組中選擇的一個或多個軸上的加速度。
7. 如權利要求1所述的設備，其中，所述顯示裝置顯示與從由如下 各項組成的組中選擇的至少一項相關的信息所述存儲設備中的數據、所 述數字設備的運動、所述存儲設備的運動、對所述數字設備的衝擊，以及 對所述存儲設備的衝擊。
8. —種用於保護在可攜式數字媒體設備的存儲設備中存儲的數據免 受衝擊力影響的方法，該方法包括不斷地記錄由所述設備中的力傳感器獲得的數據；以及 在從所述力傳感器獲得沿著x、 y和z軸的所有三個方向的0m/^的讀 數時的情況下，所述設備中的控制器切斷對所述存儲設備的電力供應，其中切斷對所述存儲設備的電力供應的事件和次數被存儲在所述數字
9. 如權利要求8所述的方法，其中，在預定時段內記錄來自所述力 傳感器的數據，並且來自前一預定時段的數據被來自當前時段的數據所改 寫。
10. —種用於保護在可攜式數字媒體設備的存儲設備中存儲的數據免受衝擊力影響的方法，該方法包括不斷地記錄由所述設備中的力傳感器獲得的數據；以及 當在一持續時間內記錄了 x、 y和z軸中的至少一軸上的減小加速度時的情況下，所述設備中的控制器切斷對所述存儲設備的電力供應，其中切斷對所述存儲設備的電力供應的事件和次數被存儲在所述數字設備中。
11. 如權利要求IO所述的方法，其中，所述持續時間最多為一秒。
12. 如權利要求IO所述的方法，其中，在預定時段內記錄來自所述 力傳感器的數據，並且來自前一預定時段的數據被來自當前時段的數據所 改寫。
13. —種利用可攜式數字媒體設備對運動用戶所行進的步數進行計數 的方法，包括不斷地記錄由所述設備中的力傳感器獲得的數據； 觸發所述設備中的計步模式；所述設備中的控制器在預定時間內監視在哪裡在從包括x、 y和z的組 中選擇的軸上有規律地檢測到尖峰信號； 所述控制器將該軸標記為指定軸；以及每當從所述力傳感器獲得所述指定軸上的尖峰信號，就將步計數加
14. 如權利要求13所述的方法，其中所述步數是可以重置的。
15. 如權利要求13所述的方法，還包括所述可攜式數字媒體設備 中的所述控制器利用如下拍頻從所述媒體設備中的存儲設備中選擇歌曲， 所述拍頻與檢測到的所述用戶的尖峰信號頻率相匹配。
16. 如權利要求13所述的方法，其中，所述運動用戶可以在進行從 包括行走、慢跑和奔跑的組中選擇的活動。
17. 如權利要求13所述的方法，其中，通過使用所述媒體設備上的 控制來觸發所述計步模式。
18. 如權利要求17所述的方法，其中，所述媒體設備上的控制是從 由按鈕、開關和觸摸板組成的組中選擇的。
19. 一種利用可攜式數字媒體設備來確定運動用戶的近於即時的速度的方法，包括不斷地記錄由所述設備中的力傳感器獲得的數據 ，觸發計步模式；所述設備中的控制器在預定時間內監視在哪裡在從包括x、 y和z的組 中選擇的軸上有規律地檢測到尖峰信號； 所述控制器將該軸標記為指定軸；每當從所述力傳感器獲得所述指定軸上的尖峰信號，就將步計數加將一步所覆蓋的距離輸入到所述控制器中；以及 所述控制器計算所述用戶的所述近於即時的速度。
20. 如權利要求19所述的方法，其中，所述運動用戶可以在進行從 包括行走、慢跑和奔跑的組中選擇的活動。
21. 如權利要求19所述的方法，其中，通過使用所述媒體設備上的 控制來觸發所述計步模式。
22. 如權利要求19所述的方法，其中，所述媒體設備上的控制是從 由按鈕、開關和觸摸板組成的組中選擇的。
23. 如權利要求19所述的方法，其中，被所述控制器用於計算所述 用戶的近於即時的速度的公式是(每步所移動的距離)x(在預先確定的時間內行進的步數) (預先確定的時間)
24. —種可攜式數字媒體設備，包括 存儲設備；顯示裝置；耦合到所述存儲設備和所述顯示裝置的控制器；以及 耦合到所述控制器的力傳感器；其中，所述可攜式數字媒體設備在被連接到計算機時是光標控制和輸 入設備。
25. 如權利要求24所述的可攜式數字媒體設備，其中，與所述計算機的連接是從包括如下各項的組中選擇的經由線路，以及無線地。
26. 如權利要求25所述的可攜式數字媒體設備，其中，所使用的無 線協議是從包括藍牙、UWB、 RF和IR的組中選擇的。
27. 如權利要求25所述的可攜式數字媒體設備，其中，經由線路而 與所述計算機的連接是用於給所述可攜式數字媒體設備的電源充電。
28. 如權利要求25所述的可攜式數字媒體設備，其中，經由線路而 與所述計算機的連接是用於將內容下載到所述可攜式媒體設備中。
29. 如權利要求24所述的可攜式數字媒體設備，其中，所述計算機 的顯示裝置上的光標以與所述力傳感器所檢測到的加速度相對應的速率進 行移動。
30. 如權利要求24所述的可攜式數字媒體設備，其中，所述媒體設 備上的控制被用於選擇所述計算機的顯示裝置上的選項。
31. 如權利要求24所述的可攜式數字媒體設備，其中，所述光標控 制是基於坐標系的。
32. —種可攜式數字媒體設備，包括 存儲設備；顯示裝置；耦合到所述存儲裝置和所述顯示裝置的控制器；以及耦合到所述控制器的力傳感器；其中，所述可攜式數字媒體設備是數據記錄器。
33. —種可攜式數字媒體設備，包括 存儲設備；顯示裝置；耦合到所述存儲裝置和所述顯示裝置的控制器；以及 耦合到所述控制器的力傳感器；其中，當所述傳感器在預定時間段內檢測到大加速度時，所述可攜式數字媒體設備提供指示。
34.如權利要求33所述的可攜式數字媒體設備，其中，所述預定時 間段是三十秒。
全文摘要
提供了一種可攜式數字媒體設備，包括存儲設備；耦合到存儲設備的力傳感器；顯示裝置；以及耦合到存儲裝置和顯示裝置的控制器，其中顯示裝置顯示信息。該設備當連接到計算機時還可用作光標控制和輸入設備。該設備的其他應用也被公開。
文檔編號G06F3/0346GK101326574SQ200680046265
公開日2008年12月17日 申請日期2006年10月6日 優先權日2005年10月7日
發明者林鴻強, 沈望傅 申請人:創新科技有限公司