本發(fā)明涉及適用振動環(huán)境補償算法的觸覺反饋裝置及其方法，尤其涉及一種通過在振動環(huán)境補償周邊的振動噪聲提供更為準確的觸覺反饋效果的適用振動環(huán)境補償算法的觸覺反饋裝置及其方法。

背景技術(shù)：

一般來講，觸覺效果(Haptic Effect)是用戶通過按鍵、觸摸板等進行輸入時，裝置能夠確認是否為正常輸入的方法，對該觸覺效果進行反饋的方法以觸感為主(例如：如果是物理開關(guān)，“咔嚓”這一觸感相當于觸覺效果)，此外還有通過輸出蜂鳴聲音、發(fā)光二級管(LED)亮燈等視覺效果進行反饋。

而對于沒有觸覺效果的觸摸板，具有無法確認是否接收到基于用戶意圖的按鍵或鍵盤輸入的問題。為此，對于早期適用觸摸板的產(chǎn)品，可通過蜂鳴聲音確認有信號輸入。但現(xiàn)在普遍認為在提供更為直觀的觸覺效果方面，現(xiàn)有物理開關(guān)等基于觸感的方法是最為有效。

對此，現(xiàn)在已經(jīng)公開有適用觸覺效果的觸摸板。

例如，所述觸摸板利用磁性元件(例如：可振動的促動器)使觸摸板顯示部振動，使得能夠察覺到對用戶的按鍵輸入的觸覺反饋。適用于所述現(xiàn)有觸摸板的促動器由固定部(Fixed Part)和可動部(Moving Part)構(gòu)成，觸覺效果是在所述固定部固定的前提下通過所述可動部的相對振動使用戶察覺到的振動效果。

但所述固定部周期性振動的條件下(例如：車輛行駛過程中發(fā)生的振動)，存儲在內(nèi)部存儲器中的觸覺波形與所述固定部的振動相互抵消，因此用戶可能察覺不到觸覺效果或只能察覺到較弱的觸覺效果。

本發(fā)明的背景技術(shù)公開于韓國授權(quán)專利第10-0995895號(發(fā)明名稱：觸覺反饋裝置，授權(quán)日期：2010年11月16日)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種在振動環(huán)境補償周邊的振動噪聲提供更為準確的觸覺反饋效果的適用振動環(huán)境補償算法的觸覺反饋裝置及其方法。

技術(shù)方案

根據(jù)本發(fā)明一方面的適用振動環(huán)境補償算法的觸覺反饋裝置，其特征在于，包括：振動檢測傳感器，其收集振動環(huán)境數(shù)據(jù)；存儲器，其存儲補償所述振動環(huán)境的圖案及與觸摸輸入對應的觸覺圖案；控制部，其根據(jù)所述振動環(huán)境數(shù)據(jù)生成補償振動環(huán)境的圖案，當通過觸摸板檢測到用戶的觸摸輸入的情況下，合成存儲在所述存儲器中的觸覺圖案與補償所述振動環(huán)境的圖案并輸出；以及促動器，其根據(jù)所述控制部輸出的觸覺圖案振動。

本發(fā)明的特征在于，所述觸覺反饋裝置還包括：可動部，其形成有所述觸摸板；以及固定部，其形成有包含所述存儲器與控制部的電子回路，所述電子回路用于生成與通過所述可動部接收到的觸摸輸入對應的觸覺效果后向所述可動部反饋觸覺效果；其中，所述促動器，其設(shè)置在所述可動部與固定部之間，當通過所述可動部接收到觸摸輸入的情況下，根據(jù)所述固定部輸出的觸覺圖案生成物理性的觸覺效果并反饋給所述可動部。

本發(fā)明的特征在于還包括：模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其將通過所述振動檢測傳感器檢測到的模擬振動信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字振動信息，其中，所述控制部根據(jù)轉(zhuǎn)換得到的所述數(shù)字振動信息確定包含振動頻率及振動級信息的振動環(huán)境條件。

本發(fā)明的特征在于，補償所述振動環(huán)境的圖案是對所述振動環(huán)境數(shù)據(jù)進行相位反轉(zhuǎn)180度得到的圖案。

本發(fā)明的特征在于，所述控制部無論有無觸摸輸入都持續(xù)監(jiān)控所述振動環(huán)境數(shù)據(jù)，并在所述振動環(huán)境數(shù)據(jù)有變化時生成補償該振動環(huán)境的圖案并存儲到所述存儲器。

本發(fā)明的特征在于，所述控制部在生成補償所述振動環(huán)境的圖案時，還執(zhí)行補償從所述振動檢測傳感器收集到振動信息后進行處理的過程中 所需的時間的延遲時間補正處理。

本發(fā)明的特征在于還包括：放大部，其將所述控制部輸出的觸覺圖案放大到所述促動器能夠工作的電壓等級并輸出。

根據(jù)本發(fā)明另一方面的適用振動環(huán)境補償算法的觸覺反饋方法，其特征在于，包括：通過振動檢測傳感器收集振動環(huán)境數(shù)據(jù)的步驟；控制部通過觸摸板檢測用戶的觸摸輸入的步驟；檢測到所述觸摸輸入的情況下，所述控制部加載預先存儲到存儲器的觸覺圖案的步驟；以及所述控制部合成預先存儲到所述存儲器的用于補償振動環(huán)境的圖案與加載的所述觸覺圖案，并將生成的合成觸覺圖案輸出到促動器，以使所述促動器振動的步驟。

本發(fā)明的特征在于，收集振動環(huán)境數(shù)據(jù)的所述步驟之后還包括：控制部根據(jù)所述振動環(huán)境數(shù)據(jù)生成用于補償振動環(huán)境的圖案的步驟；以及所述控制部將生成的所述用于補償振動環(huán)境的圖案存儲到所述存儲器的步驟。

本發(fā)明的特征在于，收集振動環(huán)境數(shù)據(jù)的所述步驟之后還包括：所述控制部將通過所述振動檢測傳感器檢測到的模擬振動信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字振動信息的步驟；以及所述控制部根據(jù)轉(zhuǎn)換得到的所述數(shù)字振動信息確定包含所述振動頻率及振動級信息的振動環(huán)境條件的步驟。

本發(fā)明的特征在于，補償所述振動環(huán)境的圖案具體是所述控制部對所述振動環(huán)境數(shù)據(jù)進行相位反轉(zhuǎn)180度得到的圖案。

本發(fā)明的特征在于，補償所述振動環(huán)境的圖案具體是，所述控制部無論有無觸摸輸入都持續(xù)監(jiān)控所述振動環(huán)境數(shù)據(jù)，并在所述振動環(huán)境數(shù)據(jù)有變化時生成補償該振動環(huán)境的圖案并存儲到所述存儲器。

本發(fā)明的特征在于，將生成的合成觸覺圖案輸出到促動器，以使所述促動器振動的所述步驟中，所述控制部通過放大部將所述合成觸覺圖案放大到能夠使所述促動器工作的電壓等級并輸出。

技術(shù)效果

本發(fā)明在振動環(huán)境補償周邊的振動噪聲，因此能夠提供更為準確的觸覺反饋效果。

附圖說明

圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的適用振動環(huán)境補償算法的觸覺反饋 裝置的簡要構(gòu)成的示意圖；

圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的適用振動環(huán)境補償算法之前的觸覺圖案的例示圖；

圖3為顯示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的適用振動環(huán)境補償算法的觸覺圖案的例示圖；

圖4為說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例的適用振動環(huán)境補償算法的觸覺反饋方法的流程圖；

圖5為顯示根據(jù)本發(fā)明另一實施例的適用振動環(huán)境補償算法的觸覺反饋方法的流程圖。

附圖標記說明

100：固定部 110：加速度傳感器

120：存儲器 130：控制部

131：模數(shù)轉(zhuǎn)換器 132：振動環(huán)境補償算法

140：放大部 200：促動器

300：可動部

具體實施方式

以下參照附圖說明根據(jù)本發(fā)明的適用振動環(huán)境補償算法的觸覺反饋裝置及其方法的一個實施例。

在此，為了說明的明確性及便利性而放大顯示了附圖中部分線條的寬度或構(gòu)成要素的尺寸。另外，下述用語是根據(jù)本發(fā)明中的功能而定義的用語，根據(jù)不同的使用者、運用者的目的或慣例而有所差異。因此所定義的這些用語應以說明書全文的內(nèi)容為準。

圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的適用振動環(huán)境補償算法的觸覺反饋裝置的簡要構(gòu)成的示意圖。

如圖1所示，根據(jù)本實施例的適用振動環(huán)境補償算法的觸覺反饋裝置包括：固定部100、可動部300及連接于所述固定部100與可動部300之間的促動器200，所述促動器200在通過所述可動部300接收到觸摸按鍵輸入的情況下，根據(jù)所述固定部100輸出的觸覺圖案生成觸覺效果并反饋給所述可動部300。

此時，所述可動部300上形成有觸摸板，所述固定部100上形成有電子回路，所述電子回路用于生成對應于通過所述可動部300接收到的觸摸輸入的觸覺效果(即，補償振動環(huán)境得到的觸覺效果)后，通過所述促動器200將觸覺效果反饋給所述可動部300。

以下進一步詳細說明所述固定部100的構(gòu)成。

所述固定部100包括加速度傳感器110、存儲器120、控制部130及放大部140，所述控制部130執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換器131及振動環(huán)境補償算法132。可以把所述振動環(huán)境補償算法132預先存儲到所述存儲器120。

所述加速度傳感器110檢測振動信息。

在此，可以將所述加速度傳感器110替換成能夠檢測振動信息的其他類型的傳感器。

所述存儲器120存儲無振動的情況下用戶應察覺到的觸覺圖案。并且在接收到所述控制部130的請求時發(fā)送相應的觸覺效果圖案。

所述控制部130接收通過所述加速度傳感器(或振動檢測傳感器)檢測到的模擬振動信息，并通過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換器131轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息。所述控制部130根據(jù)所述振動信息確認振動環(huán)境條件(例如：振動頻率與振動級)。

所述控制部130根據(jù)從所述加速度傳感器110接收到的振動環(huán)境條件(例如：振動頻率與振動級)補正存儲于所述存儲器120的觸覺效果圖案。在此，為補正所述觸覺效果圖案而利用振動環(huán)境補償算法(參照圖4、圖5)。

所述振動環(huán)境補償算法132考慮用戶想要的觸覺效果與用戶環(huán)境(固定部的振動加速度)，生成所述促動器200應該發(fā)生的經(jīng)補正的觸覺效果。

所述放大部140根據(jù)所述控制部130輸出的觸覺效果圖案(用于驅(qū)動所述促動器的觸覺效果圖案)輸出放大到所述促動器能夠工作的電壓水平的信號。

所述可動部300形成有(或設(shè)置有)觸摸板，從用戶接收觸摸輸入并向所述控制部130輸出輸入信號，根據(jù)所述促動器200生成的觸覺圖案振動，向用戶反饋物理性的觸覺效果。

所述促動器200根據(jù)所述放大部140放大的觸覺圖案信號驅(qū)動，并將基于該驅(qū)動的觸覺圖案效果傳遞給形成有所述觸摸板的可動部300。

圖2及圖3為用于比較根據(jù)本發(fā)明一個實施例的適用振動環(huán)境補償算法 之前的觸覺圖案與適用振動環(huán)境補償算法的觸覺圖案的例示圖。

圖2為顯示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的適用振動環(huán)境補償算法之前的觸覺圖案的例示圖，圖3為顯示用于比較根據(jù)本發(fā)明一個實施例的適用振動環(huán)境補償算法的觸覺圖案的例示圖。

首先參照圖2，在有外部環(huán)境振動(A)的狀態(tài)輸出觸覺圖案(B)的情況下，用戶察覺到的觸覺圖案(C)相比于原本要輸出的觸覺圖案(B)大幅畸變。因此用戶察覺到的觸覺效果完全不同于原本要輸出的觸覺圖案所對應的觸覺效果?；蛘撸脩魺o法準確察覺到觸覺效果。

以下參照圖3，在有外部環(huán)境振動(A)的狀態(tài)輸出觸覺圖案(B)的情況下，控制部130輸出用于抵消所述外部環(huán)境振動(A)的圖案(用于補償?shù)南辔蛔兏鼒D案)(D)補償振動環(huán)境。并且，所述控制部130輸出原本要輸出的觸覺圖案(B)與補償所述振動環(huán)境得到的振動環(huán)境圖案合成得到的觸覺圖案(E)。

此時，補償所述振動環(huán)境得到的振動環(huán)境圖案抵消實際振動，因此用戶察覺到的觸覺圖案(F)的形態(tài)與原本要輸出的觸覺圖案(B)相同。因此用戶在振動環(huán)境下也能夠基于原本要輸出的觸覺圖案察覺到觸覺效果。

圖4為說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例的適用振動環(huán)境補償算法的觸覺反饋方法的流程圖。

如圖4所示，在步驟S101中，控制部130實時收集外部振動環(huán)境數(shù)據(jù)(例如：振動頻率與振動級(G-值))。

所述外部振動環(huán)境數(shù)據(jù)(或外部振動數(shù)據(jù))可利用振動檢測傳感器(例如：加速度傳感器)檢測。

之后在步驟S102中，所述控制部130比較實時收集的所述外部振動環(huán)境數(shù)據(jù)與預先存儲到存儲器120中的振動環(huán)境數(shù)據(jù)。

根據(jù)所述比較結(jié)果，當實時收集的所述外部振動環(huán)境數(shù)據(jù)與預先存儲到存儲器120的振動環(huán)境數(shù)據(jù)不同的情況下，在步驟S103中所述控制部130分析外部振動環(huán)境數(shù)據(jù)。

之后在步驟S104中，補正對分析的所述外部振動環(huán)境數(shù)據(jù)的延遲時間(delay time)。即，補正所述振動傳感器收集到振動信息后進行處理的過程中需要的時間。

之后在步驟S105中，根據(jù)補正所述延遲時間的外部振動環(huán)境數(shù)據(jù)生成相位反轉(zhuǎn)180度的振動環(huán)境圖案(即，振動環(huán)境補償圖案)，在步驟S106中存儲到所述存儲器120。

另外，根據(jù)所述比較結(jié)果，當實時收集的所述外部振動環(huán)境數(shù)據(jù)與預先存儲到存儲器120中的振動環(huán)境數(shù)據(jù)相同的情況及不同的情況下，在步驟S107中，所述控制部130加載預先生成并存儲的所述振動環(huán)境補償圖案。

并且在步驟S108中，所述控制部130從所述存儲器120加載原本要輸出的觸覺效果圖案(或觸覺圖案)，在步驟S109中與所述振動環(huán)境補償圖案進行合成。即，即通過加法運算相加所述觸覺效果圖案與所述振動環(huán)境補償圖案。

之后在步驟S110中，所述控制部130通過所述促動器200輸出經(jīng)過補正的觸覺圖案(即，所述觸覺效果圖案與所述經(jīng)過補正的振動環(huán)境圖案合成得到的觸覺圖案)。

如上所述，經(jīng)過補正的所述振動環(huán)境圖案抵消系統(tǒng)(例如：車輛)中實際發(fā)生的振動，因此用戶可察覺到基于所述觸覺圖案(即，原本要輸出的觸覺圖案)的觸覺效果。

圖5為說明根據(jù)本發(fā)明另一實施例的適用振動環(huán)境補償算法的觸覺反饋方法的流程圖。

如圖5所示，在步驟S201中，控制部130利用振動檢測傳感器(例如：加速度傳感器)收集和分析車輛中發(fā)生的外部振動數(shù)據(jù)。

所述外部振動數(shù)據(jù)收集和分析不論有無觸摸輸入都可以持續(xù)進行。所述控制部130監(jiān)控所述外部振動數(shù)據(jù)，當外部振動數(shù)據(jù)有變化時可以預先生成補償(或補正)該振動的圖案(振動環(huán)境補償圖案)并存儲到所述存儲器120。

并且，當通過可動部300(即，觸摸板)檢測到用戶的觸摸按鍵輸入時(步驟S202的例)，在步驟S203中接收預先存儲到所述存儲器120的觸覺效果圖案(即，觸覺圖案)在步驟S204中運行本實施例的振動環(huán)境補償算法，并輸出補償振動環(huán)境得到的觸覺圖案。

并且在步驟S205中，放大和輸出補償所述振動環(huán)境得到的觸覺圖案。

在步驟S206中，如上放大輸出的觸覺圖案通過所述促動器200轉(zhuǎn)換為觸覺振動。如上所述，當促動器200觸覺振動時，在步驟S207中物理連接于所 述促動器200的可動部300(即，觸摸板)振動輸出觸覺效果。即用戶身體局部(例如：手指)與所述可動部300(即，觸摸板)接觸的情況下用戶將察覺到觸覺效果。

本發(fā)明參考附圖所示的實施例進行了說明，但這僅作為示例，本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應理解還可以做多種變形或得到其他等同的實施例。因此本發(fā)明的保護范圍為技術(shù)方案中所記載的內(nèi)容。