CN101192097A - 用于输出显示装置上的触觉反馈的设备、方法和介质 - Google Patents

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CN101192097A CNA200710196015XA CN200710196015A CN101192097A CN 101192097 A CN101192097 A CN 101192097A CN A200710196015X A CNA200710196015X A CN A200710196015XA CN 200710196015 A CN200710196015 A CN 200710196015A CN 101192097 A CN101192097 A CN 101192097A
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Abstract

提供一种输出显示装置上的触觉反馈的设备、方法和介质。所述设备包括：控制器，获得设置在振动面板的边缘的两个或多个振动装置的运动信息；以及振动器，基于控制器获得的运动信息，将目标接触位置设置为振动中心点，以预定相位差使两个或多个振动装置振动，所述目标接触位置与关于触觉反馈的信息将被输出到的位置相应。

Description

用于输出显示装置上的触觉反馈的设备、方法和介质
本申请要求于2006年11月29日在韩国知识产权局提交的第10-2006-0119309号韩国专利申请的优先权，该申请全部公开于此以资参考。
技术领域
实施例涉及一种用于输出显示装置上的触觉反馈的设备、方法和介质。更具体地说，实施例涉及一种用于输出显示装置上的触觉反馈的设备、方法和介质，通过所述设备、方法和介质，可通过发送对输入到图像显示装置的用户的触觉的反馈来识别用户当前指示的位置，并且所述设备、方法和介质能够将用户的指尖的位置告知或通知给用户。
背景技术
通常，触觉技术被分类为：使用动觉(kinesthetic)信息的力反馈、使用触觉信息的触觉反馈和使用热信息的热反馈。如多数专利中所公开的，先前的技术通常向人们提供基于动觉信息的振动。例如，第6,278,439号美国专利公开了一种用于形成力反馈装置的力信号的方法和设备。
使用动觉信息的力反馈在日常生活中是很普遍的，所述力反馈使用机械接口向用户提供运动的力和感觉。例如，使用力反馈游戏装置执行打枪的操作将排斥力传送到装置。在游戏的车碰撞的情况下，将振动力传送到实际车轮。
使用触觉信息的触觉反馈广泛用于医学目的。例如，医学专家能够在观看实时显示在计算机监控器上的3D解剖结构的同时直接对虚拟病人的患病部位给予治疗。使用装置(诸如通过压缩的空气或电驱动的小的移动针)经由位于皮肤表面附近的机械感受器细胞将触感传送给医学专家。
有很多关于触觉反馈的相关专利文档。在第2003-082968号韩国专利公开中描述了一种示例的触觉反馈技术，给出这样的教导：执行器(actuator)移动触摸板的表面以使用户感觉到通过皮肤的移动，从而引起即时的触觉的感知。第2002-082968号韩国专利申请中描述的技术还涉及用于手提计算机或其他便携式装置的触觉界面，其包括为各个输入提供的不同控制区。另外，第2002-064603号韩国专利申请公开了一种具有屏幕电极的触觉类型触摸屏，所述触觉类型触摸屏可通过施加到触摸屏的反馈电流检测用户的操纵，并且能够引起视听和触觉刺激。
尽管上述现有技术文档描述了实际上相同振动模式或电冲击条件下的触摸板，但是还没有提出对能够将触摸屏的当前接触位置或在指尖的实际运动之前指尖的运动方向通知给用户的描述。
发明内容
实施例提供一种输出显示装置上的触觉反馈的设备和方法，其中，当用户按下按钮时，通过将触觉信息传送到用户指尖允许用户感觉触感，以此将关于在图像显示装置(诸如触摸屏)上设置的按钮是否被准确地按下的触觉反馈提供给用户，从而能够将触摸屏的当前接触位置通知给用户。
实施例提供一种输出图像显示装置(诸如触摸屏)上的触觉反馈的设备和方法，其中，可在用户实际移动他/她的手指之前将关于接触触摸屏的用户指尖的运动方向的信息提供给用户。
根据实施例的一方面，提供一种输出显示装置上的触觉反馈的设备。所述设备包括：控制器，获得设置在振动面板的边缘的两个或多个振动装置的运动信息；以及振动器，基于控制器获得的运动信息，将目标接触位置设置为振动中心点，以预定相位差使两个或多个振动装置振动，所述目标接触位置与关于触觉反馈的信息将被输出到的位置相应。
根据本发明的另一方面，提供一种输出显示装置上的触觉反馈的方法。所述方法包括：检测与用于将信号输入到显示装置的振动面板的触摸有关的信息或关于振动面板上输出的图形用户界面(GUI)位置的信息；分析检测的信息，以获得关于设置在振动面板的边缘的两个或多个振动装置的运动的信息；以及基于获得的运动信息，将目标接触位置设置为振动中心点，以预定相位差使两个或多个振动装置振动，所述目标接触位置与关于触觉反馈的信息将被输出到的位置相应。
一方面，提供一种输出显示装置上的触觉反馈的方法。所述方法包括：分析从振动面板接收的信息以获得关于设置在振动面板的边缘的两个或多个振动装置的运动的信息；以及基于获得的运动信息，将目标接触位置设置为振动中心点，以预定相位差使两个或多个振动装置振动，所述目标接触位置与关于触觉反馈的信息将被输出到的位置相应。
根据本发明的另一方面，提供至少一种存储实现实施例的方法的计算机可读指令的计算机可读介质。
附图说明
本专利或申请文件包含至少一幅以彩色制作的附图。当请求并交付必要费用时，可提供这项专利的复制品或带有彩色附图的专利申请公开。通过下面结合附图对示例性实施例进行的描述，本发明的上述和/或其它方面、特点和优点将会变得清楚并更加容易理解，其中：
图1是示出根据示例性实施例的用于输出触觉反馈的设备的振动原理的示图；
图2是示出根据示例性实施例的从用于输出触觉反馈的设备输出的振动的示图；
图3是示出根据另一示例性实施例的从用于输出触觉反馈的设备输出的振动的示图；
图4A是根据示例性实施例的显示装置的横截面图；
图4B是根据示例性实施例的显示装置的平面图；
图5是根据示例性实施例的用于输出触觉反馈的设备的示意性框图；以及
图6是示出根据示例性实施例的用于输出触觉反馈的方法的顺序的流程图。
具体实施方式
现将详细描述示例性实施例，其示例在附图中表示，其中，相同的标号始终表示相同的部件。以下通过参考附图描述实施例以解释本发明。
图1是示出根据示例性实施例的用于输出触觉反馈的设备的振动原理的示图。
能够应用实施例的图像显示装置通常可以是允许用户通过其上设置的触摸板直接输入命令的触摸屏，但是实施例不限于此。此外，实施例还可应用于能够适用于触觉反馈的普通液晶显示器(LCD)或等离子显示板(PDP)。然而，在下面将描述关于具有触摸板的显示装置的示例性实施例，能够使用指尖将用户命令直接输入到触摸板。
参照图1，根据示例性实施例的用于输出触觉反馈的设备包括振动面板1000和振动装置310_1和310_2，所述振动装置310_1和310_2从振动面板1000的底部的边缘稳定地支撑振动面板1000。振动面板1000可包括显示图像的显示板和布置在显示板之上并感测用户触摸的触摸板，或者可仅包括显示板。换句话说，在不考虑在振动面板1000上是否设置触摸板的情况下，振动面板1000可覆盖能够感测振动力的面板。
当用户触摸振动面板1000以输入命令时，布置在振动面板1000的两端的振动装置310_1和310_2考虑作为振动的中心的接触位置以预定相位差上下移动。通常，振动装置310_1和310_2优选地执行具有180°相位差的振动。也就是说，如果振动装置310_1(即，左侧振动装置)振幅为负，表示振动装置310_1向下移动，则振动装置310_2(即，右侧振动装置)振幅将为正，表示振动装置310_2向上移动。这里，在接近用户的接触位置感测的振动相对弱，而在远离用户的接触位置感测的振动相对强。因此，触觉信息将被反馈到显示板并通过用户的指尖来传送。
相位差不限于180°，而是可落入能够在振动装置之间提供触觉反馈以展示示例性实施例的必要效果的覆盖范围内。
图2是示出根据示例性实施例的从用于输出触觉反馈的设备输出的振动的示图。参照图2，当用户接触振动面板1000的特定位置，以便使用指尖来输入命令时，在接触位置周围产生虚拟振动中心点。在这种状态下，用户可能不得不将指尖拖拉或移动到另一位置以输入新命令。然而，经常出现可能不能准确地找到拖到的目标位置，即使找到，用户可能不能准确地指向目标位置的情况。为了避免这种情况，有必要将用户指尖将要移动到的目标位置告知或通知给用户。图2示出根据用户指尖的运动来移动作为目标位置的振动中心点的位置，并且在接触位置移动之前移动振动中心点，从而可在指尖移动之前将待移动的指尖的目标位置通知给用户。也就是说，接触位置落后于振动中心点。
图3是示出根据另一示例性实施例的从用于输出触觉反馈的设备输出的振动的示图。当在具有小显示屏区域的移动装置中不能准确地触摸特定按钮或图标时，可能产生输入错误。在一些情况下，有必要在用户的触觉输入之前将显示在运行的程序上的图形用户界面(GUI)实现的输入按钮的位置通知给用户。为此，如图3所示，振动装置由在GUI显示的作为虚拟振动中心点的特定按钮或图标的中心点周围振动，从而将关于目标接触位置的反馈提供给用户。换句话说，由于通过他/她的指尖检测到位于特定按钮或图标的中心点处振动的幅度比位于其它位置的弱，因此可在移动他/她的指尖之前将目标输入按钮或图标的位置通知给用户。
图4A是根据示例性实施例的显示装置的横截面图，图4B是根据示例性实施例的显示装置的平面图。
参照图4A和图4B，显示装置主要包括触摸板110、显示板510和振动装置310。通过用户指尖直接接触触摸板110以检测触觉信息。显示板510显示图像信号。位于显示板510的一端和触摸板110的底部的边缘的振动装置310通过以预定相位差的向上和向下移动的结合来促使触摸板110振动。
触摸板110获得关于用户指尖创建的输入信号的信息，并且合并于此的传感器包括(但不限于)电容式传感器、电阻式传感器和压力传感器。
振动装置310可以是能够基于电流提供高频振动的压电模块，并且在光纤结构中排列的电活化聚合体(EAP)也可被用作振动装置310。压电模块和EAP的普通特性在本领域是公知的，将不给出详细的解释。
为了使用电流使振动装置310振动，还可提供能够产生电势差的电路。然后，振动装置310通过转换从电路产生的电信号来使振动装置310振动。
在此使用的术语“振动面板”可包含感测从用户输入的触觉信息的触摸板110和显示图像信号的显示板510两者。另外，术语“振动面板”可用于仅表示触摸板110。触摸板110和显示板510的形状不限于矩形，并且触摸板110和显示板510可具有任意多边形的形状或具有预定曲率的闭合曲线的形状。图4A和图4B示出矩形板，但是实施例不限于示出的示例。
一个或多个振动装置可被设置在触摸板110的底部的边缘，并且以恒定距离彼此分开。参照图4B，每个振动装置被设置在矩形触摸板110的每个边缘。然而，可在矩形触摸板110的每个边缘设置一个振动装置。在这种情况下，根据示例性实施例，两个或多个振动装置中特定的一个振动装置相对于位于所述特定振动装置所在的相对边缘的另一振动装置以预定相位差振动，从而实现触觉反馈。
图5是根据示例性实施例的用于输出触觉反馈的设备的示意性框图。参照图5，根据示例性实施例的用于输出触觉反馈的设备包括传感器100、控制器200、振动器300、存储单元400和输出单元500。
传感器100检测关于用于将信号输入到图像显示装置的振动面板的触摸的信息或关于在用户的触觉输入之前显示的在振动面板上输出的GUI位置的信息。这里，关于振动面板的触摸的信息可包括关于接触位置的信息、关于触摸强度的信息和关于接触位置的触觉信息。
如图4A和图4B所示，可通过显示板510和覆盖在显示板510的边缘设置的两个或多个振动装置310_1至310_N的触摸板110实现传感器100。
控制器200分析传感器100检测的信息，即，关于接触位置的信息、关于触摸强度的信息和关于接触位置的触觉信息，并且获得振动装置310_1至310_N的运动信息。
这里，运动信息可包括每个振动装置的振动频率的振幅、振动的强度、相位的大小、考虑到目标位置彼此相对地定位的每个振动装置之间的振动中心点的位置信息等。考虑到目标位置彼此相对地定位的每个振动装置之间的相位差优选地被保持在180°左右。在这种情况下，在相对的振动装置之间感测的振动比在接近每个振动装置的位置感测的振动弱。
基于控制器200获得的运动信息，将接触位置设置为振动中心点，振动器300以预定相位差使两个或多个振动装置310_1至310_N振动。这里，如上所述，相位差的实际范围可落入这样的覆盖范围内：关于当前接触位置或拖拉目标位置的触觉反馈可被提供给振动装置之间的用户，并且不限于180°。
存储单元400存储传感器100检测的信息和控制器200获得的运动信息，并且可在控制器200的控制下提供存储在其中的信息。
当接触位置根据接触振动面板的用户指尖的移动而移动时，控制器200可控制振动器300在接触位置移动之前移动振动中心点，从而将用户指尖将要移动到的目标位置通知给用户，这些已经参照图2所示的示例性实施例进行了详细描述，因此将不给出详细解释。
当接触位置与图像显示装置上显示的GUI的目标位置不相同时，控制器200可控制振动装置310_1至310_N，以便允许振动器300以被设置为振动中心点的接触位置振动，这些已经参照图3所示的示例性实施例进行了详细描述，因此将不给出详细解释。
图6是示出根据示例性实施例的用于输出触觉反馈的方法的顺序的流程图。
参照图6，在步骤S110输入关于用于将信号输入到图像显示装置的振动面板的触摸的信息或关于由传感器100检测的振动面板上输出的GUI位置的信息。
在S120，控制器200分析由传感器100检测到的信息，以获得关于在显示板510的边缘设置的两个或多个振动装置310_1至310_N的运动的信息。
在步骤S130，基于获得的运动信息，将目标接触点设置为振动中心点，以预定相位差(优选地是180°)使两个或多个振动装置310_1至310_N振动。
在S140，控制器200确定通过用户指尖输入的接触位置是否移动，如果确定接触位置没有移动(如果答案是“否”)，则程序返回步骤S110。如果确定接触点已移动，则在步骤S150，在接触位置移动之前移动振动中心点。以这种方式，能够在实际运动之前将用户指尖将要移动到的目标位置通知给用户。
除了上述示例性实施例之外，还可通过在介质/媒体(例如，计算机可读介质/媒体)中/上执行计算机可读代码/指令来实现示例性实施例。介质/媒体可与允许存储和/或传输计算机可读代码/指令的任何介质/媒体相应。所述介质/媒体可包括计算机可读代码/指令、数据文件、数据结构等中的一个或其结合。代码/指令的示例包括机器代码(诸如通过编译器产生)和包含可使用翻译器由计算装置等执行的较高级别代码的文件。另外，代码/指令可包括功能性程序和代码段。
可以以各种方式在介质/媒体中/上记录/传送计算机可读代码/指令，所述介质/媒体的示例包括：磁存储媒体(例如，软盘、硬盘、磁盘等)、光媒体(例如，CD-ROM、DVD等)、磁光媒体(例如，光软盘)、硬件存储装置(例如，只读存储媒体、随机存取存储媒体、闪存等)以及存储/传输媒体，诸如发送信号的载波，所述介质/媒体可包括计算机可读代码/指令、数据文件、数据结构等。存储/传输媒体的示例可包括有线和/或无线传输媒体。介质/媒体还可以是分布式网络，从而计算机可读代码/指令以分布式方式被存储/传送或执行。可通过一个或多个处理器来执行计算机可读代码/指令。计算机可读代码/指令还可在至少一个专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)中被执行和/或实施。
另外，一个或多个软件模块或一个或多个硬件模块可以被配置以执行上述示例性实施例的操作。
在与代码/指令的执行相关使用的术语“模块”的意思是，但不限于，执行特定任务的一个软件组件、一个硬件组件、多个软件组件、多个硬件组件、一个软件组件和一个硬件组件的组合、多个软件组件和一个硬件组件的组合、一个软件组件和多个硬件组件的组合、或多个软件组件和多个硬件组件的组合。模块可以方便地被配置以驻留在可寻址的存储介质/媒体上，并且可被配置以在一个或多个处理器上执行。因此，举例来说，模块可以包括：诸如软件组件、应用程序特定软件组件、面向对象的软件组件、类组件和任务组件的组件、进程、函数、操作、执行线程、属性、过程、子程序、程序代码段、驱动程序、固件、微码、电路、数据、数据库、数据结构、表、数组和变量。在组件或模块中提供的功能可被组合为更少的组件或模块，或者可进一步被分离成另外的组件或模块。另外，组件或模块可操作装置中提供的至少一个处理器(例如，中央处理单元(CPU))。此外，硬件组件的示例包括专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)。如上所示，模块还可表示一个或多个软件组件与一个或多个硬件组件的组合。
可以为实施例的目的而特别设计和构建计算机可读代码/指令和计算机可读介质/媒体，或者所述计算机可读代码/指令和计算机可读介质/媒体可以是公知的并且对计算机硬件和/或计算机软件领域的技术人员可用。
用于输出显示装置上的触觉反馈的设备、方法和介质可提供下述优点中的至少一个。
首先，由于当用户按下按钮时，通过将触觉信息传送到用户指尖允许用户感觉触感，以此将关于在图像显示装置(诸如触摸屏)上设置的按钮是否被准确地按下的触觉反馈提供给用户，因此能够将触摸屏的当前接触位置通知给用户。
另外，可在用户实际移动他/她的手指之前将关于接触图像显示装置(诸如触摸屏)的用户指尖的运动方向的信息提供给用户。
尽管已经显示并描述了一些示例性实施例，但是本领域的技术人员应该理解，可对这些示例性实施例进行改变，实施例的范围在权利要求及其等同物中限定。

Claims (21)

1.一种输出显示装置上的触觉反馈的设备，所述设备包括：
控制器，获得设置在振动面板的边缘的两个或多个振动装置的运动信息；以及
振动器，基于控制器获得的运动信息，将目标接触位置设置为振动中心点，以预定相位差使两个或多个振动装置振动，所述目标接触位置与关于触觉反馈的信息将被输出到的位置相应。
2.如权利要求1所述的设备，还包括：
传感器，检测与用于将信号输入到显示装置的振动面板的触摸有关的信息或关于振动面板上输出的图像用户界面位置的信息，其中，控制器分析传感器检测的信息并获得运动信息。
3.如权利要求2所述的设备，其中，关于振动面板的触摸的信息包括：关于接触位置的信息、关于触摸强度的信息和关于接触位置的触觉信息。
4.如权利要求2所述的设备，其中，振动面板具有任意多边形的形状或具有预定曲率的闭合曲线的形状。
5.如权利要求4所述的设备，其中，运动信息包括：两个或多个振动装置中的每一个的振动频率的振幅、振动的强度、相位的大小和考虑到目标位置彼此相对地定位的每个振动装置之间的振动中心点的位置信息。
6.如权利要求1所述的设备，其中，考虑到目标位置彼此相对地定位的每个振动装置之间的相位差被保持在180°左右。
7.如权利要求1所述的设备，其中，振动面板包括：显示板，显示图像；以及触摸板，布置在显示板上并感测用户的触摸，其中，通过压电模块来形成两个或多个振动装置。
8.如权利要求2所述的设备，其中，控制器控制振动器在接触位置移动之前移动振动中心点，以将用户指尖的目标位置通知给用户。
9.如权利要求2所述的设备，其中，当接触位置与在显示装置上显示的图形用户界面的目标位置不同时，控制器控制所述两个或多个振动装置，以允许振动器以被设置为振动中心点的接触位置振动。
10.如权利要求2所述的设备，还包括：存储单元，存储传感器检测的信息和控制器获得的运动信息。
11.一种输出显示装置上的触觉反馈的方法，所述方法包括：
检测与用于将信号输入到显示装置的振动面板的触摸有关的信息或关于振动面板上输出的图形用户界面位置的信息；
分析检测的信息，以获得关于设置在振动面板的边缘的两个或多个振动装置的运动的信息；以及
基于获得的运动信息，将目标接触位置设置为振动中心点，以预定相位差使两个或多个振动装置振动，所述目标接触位置与关于触觉反馈的信息将被输出到的位置相应。
12.如权利要求11所述的方法，其中，关于振动面板的触摸的信息包括：关于接触位置的信息、关于触摸强度的信息和关于接触位置的触觉信息。
13.如权利要求12所述的方法，其中，振动面板具有任意多边形的形状或具有预定曲率的闭合曲线的形状。
14.如权利要求11所述的方法，其中，运动信息包括：所述两个或多个振动装置中的每一个的振动频率的振幅、振动的强度、相位的大小和考虑到目标位置彼此相对地定位的每个振动装置之间的振动中心点的位置信息。
15.如权利要求11所述的方法，其中，考虑到目标位置彼此相对地定位的每个振动装置之间的相位差被保持在180°左右。
16.如权利要求11所述的方法，其中，所述两个或多个振动装置的振动包括步骤：控制振动器在接触位置移动之前移动振动中心点，以将用户指尖的目标位置通知给用户。
17.如权利要求11所述的方法，其中，当接触位置与在显示装置上显示的图形用户界面的目标位置不同时，所述两个或多个振动装置的振动包括步骤：控制所述两个或多个振动装置，以允许振动器以被设置为振动中心点的接触位置振动。
18.如权利要求11所述的方法，还包括步骤：存储检测的信息和获得的运动信息。
19.至少一种存储用于控制至少一个处理器实现权利要求11所述的方法的计算机可读指令的计算机可读介质。
20.一种输出显示装置上的触觉反馈的方法，所述方法包括：
分析从振动面板接收的信息以获得关于设置在振动面板的边缘的两个或多个振动装置的运动的信息；以及
基于获得的运动信息，将目标接触位置设置为振动中心点，以预定相位差使两个或多个振动装置振动，所述目标接触位置与关于触觉反馈的信息将被输出到的位置相应。
21.至少一种存储用于控制至少一个处理器实现权利要求20所述的方法的计算机可读指令的计算机可读介质。
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