CN103853373A - 产生力反馈的方法和力反馈装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种产生力反馈的方法及力反馈装置，其应用于一第一电子设备，所述第一电子设备与一第二电子设备进行交互。所述力反馈装置中包含一金属物体。所述产生力反馈的方法包括：获得目标力反馈方向；以及利用电磁力使得所述金属物体沿着第一力反馈方向运动，以便产生沿着所述第一力反馈方向的力反馈，其中，所述第一力反馈方向与所述目标力反馈方向的夹角小于预定夹角阈值。由此可以产生近似目标力反馈方向的力反馈，从而提高触觉反馈的效果。

Description

产生力反馈的方法和力反馈装置

技术领域

本发明涉及虚实结合的触控式人机交互，并具体涉及一种产生力反馈的方法和力反馈装置。

背景技术

在虚实结合的触控式人机交互（Tangible Interaction）中，用户往往利用控制手柄或者通过触摸屏幕来与数字系统进行人机交互。诸如，在WII游戏机中，用户利用控制手柄可以打羽毛球、打网球等；在PC或便携式终端的桌面游戏中，用户可以通过触摸屏幕来玩桌球。

随着人机交互游戏的种类越来越多，用户也希望能够更真实地体验游戏的乐趣。在利用控制手柄来玩冰球的情况下，现有的一些触控式人机交互仅捕捉用户的动作并根据用户的动作来产生击打冰球的动作，然而并没有向用户提供真实物理世界中的用户击打冰球的力反馈。另一方面，现有的一部分触控式人机交互通过马达带动一个物体来产生振动，从而向用户提供力反馈。然而，以此方式产生的力反馈缺乏方向感并且力反馈的强度也不够准确。

因此，就用户体验而言，现有的触控式人机交互没有向用户提供如在真实物理世界中用户击打冰球时所产生的力反馈，使得不能产生逼真的用户体验。

因此，需要一种能够在人机交互中产生逼真的力反馈的方法和装置。

发明内容

考虑到上述问题而做出了本发明。本发明旨在提供一种产生力反馈的方法及相应的力反馈装置，其利用电磁力来产生与目标力反馈方向和目标反馈力大小相近的实际力反馈。

根据本发明的一方面，提供了一种产生力反馈的方法，应用于一第一电子设备，所述第一电子设备与一第二电子设备进行交互，其中，所述第一电子设备中包含一金属物体，包括：获得目标力反馈方向；以及利用电磁力使得所述金属物体沿着第一力反馈方向运动，以便产生沿着所述第一力反馈方向的力反馈，其中，所述第一力反馈方向与所述目标力反馈方向的夹角小于预定夹角阈值。

优选地，所述产生力反馈的方法还包括：获得目标反馈力大小；以及产生第一力大小的电磁力，该第一力大小与所述目标反馈力大小成比例或者接近所述目标反馈力大小。利用电磁力使得金属物体沿着第一力反馈方向运动包括：利用所述第一力大小的电磁力使得金属物体沿着第一力反馈方向运动。

优选地，在所述产生力反馈的方法中，通过在平面上沿圆形布置的多个电磁铁中的至少一个电磁铁来产生所述电磁力。

优选地，在所述产生力反馈的方法中，通过在球面上布置的多个电磁铁中的至少一个电磁铁来产生所述电磁力。

优选地，在所述产生力反馈的方法中，所述第一电子设备为手持控制部件，在所述手持控制部件中产生所述力反馈，所述第二电子设备包括显示屏，所述手持控制部件控制所述第二电子设备的所述显示屏上显示的对象的位置移动或作出动作。

优选地，在所述产生力反馈的方法中，所述手持控制部件被用户手持，所述手持控制部件检测用户手持所述手持控制部件时的发力方向，并且根据该发力方向来确定所述目标力反馈方向。

优选地，在所述产生力反馈的方法中，所述手持控制部件被用户手持，在所述第二电子设备中检测所述对象在所述显示屏上的运动方向，并且将所述运动方向通知给所述手持控制部件，以及所述手持控制部件根据所述对象的所述运动方向来确定所述目标力反馈方向。

优选地，在所述产生力反馈的方法中，所述手持控制部件被用户手持，在所述第二电子设备的所述显示屏上显示所述对象和另一对象，并且所述对象受到来自所述另一对象的冲击，所述第二电子设备检测来自所述另一对象的冲击的冲击方向，并且将所述冲击方向通知给所述手持控制部件，以及所述手持控制部件根据所述冲击方向来确定所述目标力反馈方向。

优选地，在所述产生力反馈的方法中，通过控制所述多个电磁铁中每个电磁铁的接通时序，来利用所述多个电磁铁产生环形力反馈。

优选地，在所述产生力反馈的方法中，通过控制流过用于产生电磁力的电磁铁的励磁线圈的励磁电流来产生第一力大小的电磁力。

根据本发明的另一方面，提供了一种力反馈装置，其被包括在第一电子设备中，所述第一电子设备与一第二电子设备进行交互，所述力反馈装置包含：一金属物体，用于在所述力反馈装置内部的空腔中运动，以产生沿第一力反馈方向的力反馈；第一数量的电磁铁，用于在被供电时产生电磁力，并且所述金属物体在所述电磁力的作用下运动；第二数量的控制开关，每个控制开关在导通时使所述第一数量的电磁铁中相应电磁铁被供电；开关控制器，用于基于所获得的目标力反馈方向控制所述第二数量的控制开关中每个控制开关的导通与断开，其中，所述第一力反馈方向与所述目标力反馈方向的夹角小于预定夹角阈值，所述第一数量与所述第二数量相同或不同。

优选地，所述力反馈装置还包括：电压控制器，用于基于所获得的目标反馈力大小控制向在开关控制器和第二数量的控制开关的控制下被供电的电磁铁施加的电压的幅度。所述第一数量的电磁铁中被接通的电磁铁产生第一力大小的电磁力，该第一力大小与所述目标反馈力大小成比例或者接近所述目标反馈力大小。所述金属物体在所述第一力大小的电磁力的作用下沿着第一力反馈方向运动。

优选地，在所述力反馈装置中，所述第一数量的电磁铁被布置为圆环，所述金属物体在所述圆环内的空腔中运动；以及所述第一数量的电磁铁中的至少一个电磁铁被供电以产生电磁力。

优选地，在所述力反馈装置中，所述第一数量的电磁铁被布置为圆球，所述金属物体在所述圆球内的空腔中运动；以及所述第一数量的电磁铁中的至少一个电磁铁被供电以产生电磁力。

优选地，在所述力反馈装置中，所述第一电子设备为手持控制部件，所述力反馈装置被包括在手持控制部件中，所述第二电子设备包括显示屏，所述手持控制部件控制所述第二电子设备的所述显示屏上显示的对象的位置移动或作出动作。

优选地，在所述力反馈装置中，所述手持控制部件被用户手持，所述手持控制部件检测用户手持所述手持控制部件时的发力方向，并且所述目标力反馈方向是所述手持控制部件根据所述发力方向而确定的。

优选地，在所述力反馈装置中，所述手持控制部件被用户手持，在所述第二电子设备中检测所述对象在所述显示屏上的运动方向，并且将所述运动方向通知给所述手持控制部件，以及所述目标力反馈方向是所述手持控制部件根据所述对象的所述运动方向而确定的。

优选地，在所述力反馈装置中，所述手持控制部件被用户手持，在所述第二电子设备的所述显示屏上显示所述对象和另一对象，并且所述对象受到来自所述另一对象的冲击，所述第二电子设备检测来自所述另一对象的冲击的冲击方向，并且将所述冲击方向通知给所述手持控制部件，以及所述目标力反馈方向是所述手持控制部件根据所述冲击方向而确定的。

优选地，在所述力反馈装置中，通过控制所述第一数量的电磁铁中每个电磁铁的接通时序，来利用所述第一数量的电磁铁产生环形力反馈。

优选地，在所述力反馈装置中，通过控制流过用于产生电磁力的电磁铁的励磁线圈的励磁电流来产生第一力大小的电磁力。

利用根据本发明实施例的产生力反馈的方法和力反馈装置，通过根据所获得的目标力反馈方向控制多个电磁铁中的至少一个电磁铁被供电，可以产生近似目标力反馈方向的力反馈，从而提高触觉反馈的效果。

更进一步，利用根据本发明实施例的产生力反馈的方法和力反馈装置，通过根据所获得的目标力反馈方向和反馈力大小控制多个电磁铁中的至少一个电磁铁被供电并且控制相应电磁铁的供电电压，可以产生近似目标力反馈方向和近似目标反馈力大小的逼真力反馈，从而提高触觉反馈的效果。

附图说明

通过参考附图描述根据本发明实施例，本发明实施例的各种特征和优点将更明显，并且也更容易被理解，在附图中：

图1示出了根据本发明实施例的产生力反馈的方法的流程图；

图2示出了根据本发明实施例的产生力反馈的方法的补充流程图；

图3示出了根据本发明实施例的产生力反馈的原理的示意图；

图4示出了根据本发明实施例的电磁铁环形布置；以及

图5示出了根据本发明实施例的力反馈装置的框图。

具体实施方式

下面将参考附图来描述根据本发明实施例的产生力反馈的方法以及相应的力反馈装置。

首先将参考图1来描述根据本发明实施例的产生力反馈的方法100。根据本发明实施例的产生力反馈的方法100应用于一第一电子设备，所述第一电子设备与一第二电子设备进行交互，在所述第一电子设备中包含一金属物体。

根据本发明实施例的产生力反馈的方法100在步骤S101开始。

在步骤S110，获得目标力反馈方向。可以以多种方式来获得目标力反馈方向。

所述第一电子设备为手持控制部件，在所述手持控制部件中产生所述力反馈，所述第二电子设备包括显示屏，所述手持控制部件控制所述第二电子设备的所述显示屏上显示的对象的位置移动或作出动作。

在一个示例中，所述手持控制部件被用户手持，所述手持控制部件检测用户手持所述手持控制部件时的发力方向，并且根据该发力方向来确定所述目标力反馈方向。例如，在用户握持所述手持控制部件来进行虚实结合的网球游戏的情况下，在用户向前挥动所述手持控制部件时，所述手持控制部件检测到用户的发力方向为“向前方向”，并且根据该“向前方向”来确定目标力反馈方向，即将与“向前方向”相反的方向“向后方向”确定为目标力反馈方向。

在另一示例中，所述手持控制部件被用户手持，在所述第二电子设备中检测所述对象在所述显示屏上的运动方向，并且将所述运动方向通知给所述手持控制部件。然后，所述手持控制部件根据所述对象的所述运动方向来确定所述目标力反馈方向。例如，用户握持所述手持控制部件来进行虚实结合的汽车驾驶游戏，在所述第二电子设备的显示屏上显示汽车，在汽车加速过程中驾驶员会感受到向后的惯性，可以通过所述手持控制部件来模拟该向后的惯性力。具体地，所述第二电子设备可以检测汽车在所述显示屏上的运动方向（例如，“向前方向”），并将所检测的运动方向传递给所述手持控制部件。可以通过Wifi、红外等等无线手段或者有线手段来传递检测信号。然后，所述手持控制部件根据所接收的所述运动方向来确定目标力反馈方向，即将与“向前方向”相反的方向“向后方向”确定为目标力反馈方向。

在另一示例中，所述手持控制部件被用户手持，在所述第二电子设备的所述显示屏上显示所述对象和另一对象，并且所述对象受到来自所述另一对象的冲击，所述第二电子设备检测来自所述另一对象的冲击的冲击方向，并且将所述冲击方向通知给所述手持控制部件。然后，所述手持控制部件根据所述冲击方向来确定所述目标力反馈方向。例如，用户握持所述手持控制部件进行虚实结合的格斗游戏，用户扮演的对象与另一对象格斗，在所述另一对象击打中用户扮演的对象时，所述第二电子设备检测来自所述另一对象的击打/冲击的击打方向/冲击方向，并将所述击打方向通知给所述手持控制部件。然后，所述手持控制部件根据所述击打方向来确定目标力反馈方向，即将与所述击打方向相同的方向确定为目标力反馈方向。该示例同样可以应用于汽车撞击、飞机撞击、枪击等情况。

在步骤S120中，利用电磁力使得所述金属物体沿着第一力反馈方向运动，以便产生沿着所述第一力反馈方向的力反馈，所述第一力反馈方向与所述目标力反馈方向的夹角小于预定夹角阈值。

最后，根据本发明实施例的产生力反馈的方法在步骤S199结束。

优选地，根据本发明实施例的产生力反馈的方法100还可以控制电磁力的大小。

在步骤S115，获得目标反馈力大小。可以以多种方式来获得目标反馈力大小。

在一个示例中，在用户握持手持控制部件来进行虚实结合的网球游戏的情况下，在用户向前挥动所述手持控制部件时，所述手持控制部件检测用户的发力大小，并且根据该发力大小来确定目标反馈力大小。例如，目标反馈力大小可以等于所述发力大小。而且，所述第二电子设备还可以检测网球的运动速度，并且将所检测的运动速度传递给所述手持控制部件。然后，所述手持控制部件根据所述发力大小和所接收的网球的运动速度来确定目标反馈力大小。

在另一示例中，用户握持所述手持控制部件来进行虚实结合的汽车驾驶游戏，在所述第二电子设备的显示屏上显示汽车，在汽车加速过程中驾驶员会感受到向后的惯性，可以通过所述手持控制部件来模拟该向后的惯性力，所述第二电子设备可以检测汽车的运动速度以及加速度，并将所检测的运动速度传递给所述手持控制部件。然后，所述手持控制部件可以根据所接收的运动速度以及加速度确定所述惯性力的大小。或者，所述第二电子设备也可以根据运动速度以及加速度确定所述惯性力的大小，并将所计算的惯性力的大小传递给所述手持控制部件。

在另一示例中，用户握持所述手持控制部件进行虚实结合的格斗游戏，用户扮演的对象与另一对象格斗，在所述另一对象击打中用户扮演的对象时，所述第二电子设备检测来自所述另一对象的击打/冲击的击打力大小，并将所述击打力大小通知给所述手持控制部件。然后，所述手持控制部件根据所述击打力大小来确定目标反馈力大小。

在另一示例中，用户握持所述手持控制部件来进行虚实结合的汽车驾驶游戏，在所述第二电子设备的显示屏上显示汽车，在用户控制的汽车与山、固定建筑物等撞击的情况下，所述第二电子设备可以检测所述汽车在撞击前的行驶速度和撞击后的速度，并将所检测的撞击前行驶速度和撞击后速度传递给所述手持控制部件。然后，所述手持控制部件根据所述撞击前行驶速度和撞击后速度来确定目标反馈力大小。在用户控制的汽车与另一汽车撞击的情况下，所述第二电子设备可以检测所述汽车在撞击前的行驶速度和撞击后速度、以及所述另一汽车在撞击前的行驶速度和撞击后速度，并将所检测的撞击前行驶速度和撞击后速度传递给所述手持控制部件。然后，所述手持控制部件根据所述撞击前行驶速度和撞击后速度来确定目标反馈力大小。该示例同样可以应用于飞机撞击、枪击等情况。

该步骤S115可以与图1中的步骤S110同时执行，或者在步骤S110之前或之后执行。

然后，在步骤S118，产生第一力大小的电磁力，该第一力大小与所述目标反馈力大小成比例或者接近所述目标反馈力大小。

在此情况下，利用所述第一力大小的电磁力使得金属物体沿着第一力反馈方向运动。

在一个示例中，如图3和图4所示，所述多个电磁铁被布置为环形，并且利用所述多个电磁铁中的至少一个电磁铁来产生所述电磁力。

例如，在所述目标力反馈方向被确定为“向后方向”时，可以由图4中所示的下部的两个相邻电磁铁组合产生“向后方向”的电磁力（即图4中的向下方向）。在图4所示的情况下，这两个相邻电磁铁的中间连接位置为向后方向的轴线，这两个相邻电磁铁产生的合电磁力也应沿着该轴线，因此这两个相邻电磁铁各自产生的电磁力大小应相等。在此情况下，通过向这两个相邻电磁铁供应相同极性和大小的电压来产生大小相同的电磁力。

替代地或者附加地，还可以控制图4中所示的上部的两个相邻电磁铁组合产生“向后方向”的电磁力（即图4中的向下方向）。同理，也通过向上部的两个相邻电磁铁供应相同极性和大小的电压来产生大小相同的电磁力。

而且，向上部的两个相邻电磁铁供应的电压的大小可以与向下部的两个相邻电磁铁供应的电压的大小相同或不同，只要由上部的两个相邻电磁铁产生的第一合电磁力与由下部的两个相邻电磁铁产生的第二合电磁力之和为所述第一力大小的电磁力即可。

例如，在所述目标力反馈方向被确定为“向左方向”时，可以由图4中所示的左侧正中央的一个电磁铁产生“向左方向”的电磁力（即图4中的向左方向）。附加地，还可以控制图4中所示的左侧的正中央的电磁铁上下相邻的两个电磁铁组合产生“向左方向”的电磁力。替代地或者附加地，还可以控制图4中所示的右侧正中央的一个电磁铁组合产生“向左方向”的电磁力。

应注意，可以根据需要利用多个电磁铁中的一个或数个电磁铁来产生电磁力，只要所产生的合电磁力为所述第一力大小的电磁力即可。

另一方面，如图4所示，多个电磁铁被布置为环形，为了降低控制的复杂度以及装置成本，实际布置电磁铁数量有限，因此实际所产生的电磁力的大小和方向可能与期望的大小和方向有所差别，但是只要所述差别在预定的容限之内即可。例如，实际产生的第一力反馈方向与目标力反馈方向的夹角必须小于预定夹角阈值，实际产生的第一力大小与目标反馈力大小的差值必须小于预定力差异阈值。

优选地，通过控制流过用于产生电磁力的电磁铁的励磁线圈的励磁电流来产生第一力大小的电磁力。可以独立地控制流过每个电磁铁的励磁电流，并相应地控制该电磁铁产生的电磁力大小，从而可能实现利用数个电磁铁产生期望方向的电磁力大小。

扩展地，可能通过环形布置的多个电磁铁产生环形力反馈以模拟微风吹拂的感觉。在此情况下，可以通过控制所述多个电磁铁中每个电磁铁的接通时序，来利用所述多个电磁铁产生环形力反馈。

在另一示例中，所述多个电磁铁还可以被布置为球形，并且被用来产生三维方向的力反馈。

接下来，将参考图5描述根据本发明实施例的力反馈装置500。

根据本发明实施例的力反馈装置500被包括在一第一电子设备中，所述第一电子设备与一第二电子设备进行交互。

如图5所示，所述力反馈装置包含：金属物体510、第一数量的电磁铁520、第二数量的控制开关530、以及开关控制器540。

所述金属物体510用于在所述力反馈装置内部的空腔中运动，以产生沿第一力反馈方向的力反馈。

所述第一数量的电磁铁520用于在被供电时产生电磁力，并且所述金属物体在所述电磁力的作用下运动。

所述第二数量的控制530开关用于控制所述第一数量的电磁铁中需要被供电的电磁铁被供电。每个控制开关在导通时使所述第一数量的电磁铁中相应电磁铁被供电。所述第一数量与所述第二数量相同或不同。

开关控制器540用于基于所获得的目标力反馈方向控制所述第二数量的控制开关中每个控制开关的导通与断开。所述第一力反馈方向与所述目标力反馈方向的夹角小于预定夹角阈值。

如图3所示，一个控制开关与相应的一个电磁铁连接，以控制是否向该相应的电磁铁供电。然而，本发明不限于此，所述控制开关的数量不一定要与所述电磁铁的数量相同。例如，可以将所述第一数量的电磁铁编组，每组电磁铁通过一组控制开关来控制，该组控制开关中控制开关的数量可以为一个，或者该组控制开关可以包括多级，每个电磁铁可以与由多个控制开关的级联连接。

尽管在图3中仅示出了一个开关控制器，但是应了解，可以包括多个开关控制器，每个开关控制器控制一个控制开关，或者每个开关控制器控制一组控制开关，或者每个开关控制器控制一级控制开关。本领域技术人员在实现本发明时可以根据具体需要设置不同形式的开关控制器。

利用如上所述的力反馈装置500可以产生与期望的目标力反馈方向相差甚小的第一力反馈方向的力反馈，使得所述第一电子设备能够产生较为逼真的力反馈。

然而，在如上所述的力反馈装置500中可以产生的反馈力的大小数量有限，例如由一个电磁铁产生的电磁力、由两个相邻电磁铁产生的电磁力，由多于两个电磁铁产生的电磁力。

为了能够提供更为逼真的、不仅体现期望的目标力反馈方向而且体现期望的目标反馈力大小的力反馈，更为优选地，根据本发明实施例的力反馈装置500还包括电压控制器550。

电压控制器550用于基于所获得的目标反馈力大小控制向在开关控制器和第二数量的控制开关的控制下被供电的电磁铁施加的电压的幅度。

尽管在图3中简单地示出一个电压控制器，然而应了解，本发明不限于此。可以包括多个电压控制器，每个电压控制器独立地控制被施加到相应的一个电磁铁的电压大小，或者被施加到相应的一组电磁铁的电压大小。

所述第一数量的电磁铁中被接通的电磁铁产生第一力大小的电磁力，该第一力大小与所述目标反馈力大小成比例或者接近所述目标反馈力大小。所述金属物体在所述第一力大小的电磁力的作用下沿着第一力反馈方向运动。

在一个示例中，如图4所示，包括16个电磁铁，每个电磁铁对应于1个控制开关，即存在16个控制开关，1个开关控制器基于目标力反馈方向控制16个控制开关的导通与断开。例如，基于目标力反馈方向控制正下方的两个相邻电磁铁所对应的2个控制开关导通。

在另一示例中，如图4所示，包括16个电磁铁，每个电磁铁对应于1个控制开关，即存在16个控制开关，1个开关控制器基于目标力反馈方向控制16个控制开关的导通与断开，并且1个电压控制器基于所述目标力反馈方向和所获得的目标反馈力大小控制向在开关控制器和第二数量的控制开关的控制下被供电的电磁铁施加的电压的幅度。例如，开关控制器基于目标力反馈方向控制正下方的两个相邻电磁铁所对应的2个控制开关导通，电压控制器基于所述目标力反馈方向和所述目标反馈力大小控制向正下方的两个相邻电磁铁中左侧电磁铁施加的电压幅度为V1，向右侧电磁铁施加的电压幅度为V2。在此情况下电压控制器独立地向每个电磁铁供电，从而能够独立地控制向每个电磁铁施加的电压幅度。

在另一示例中，如图4所示，包括16个电磁铁，按照象限将其划分为4组，每组包括4个电磁铁，每组对应于一个电压控制器，且该电压控制器只能向一组中的4个电磁铁供应同一电压幅度的电压，每个电磁铁对应于1个控制开关。即，在此情况下，存在16个电磁铁，16个控制开关，4个电压控制器，1个开关控制器。例如，开关控制器基于目标力反馈方向控制第一象限中的第一、第三和第四电磁铁所对应的控制开关导通，电压控制器基于所述目标反馈力大小控制向这三个电磁铁施加的电压幅度。

本领域技术人员根据本发明公开的内容可以作出各种组合，这些组合都应被包括在本发明保护范围之内。

此外，所述力反馈装置500还可以包括额外的底部电磁铁，如图3的中间位置的EM所示，其用于在不进行力反馈的情况下保持被供电状态以产生将金属物体吸引在底部的电磁力。从而，在所述力反馈装置500在被移动时，金属物体可以保持不动。

例如，如图4所示，所述第一数量的电磁铁被布置为圆环，所述金属物体在所述圆环内的空腔中运动。

再例如，所述第一数量的电磁铁可以被布置为圆球，所述金属物体在所述圆球内的空腔中运动。

如前所述，可以以多种方式来获得目标力反馈方向。所述第一电子设备为手持控制部件，在所述手持控制部件中产生所述力反馈，所述第二电子设备包括显示屏，所述手持控制部件控制所述第二电子设备的所述显示屏上显示的对象的位置移动或作出动作。

在一个示例中，所述手持控制部件被用户手持，所述手持控制部件检测用户手持所述手持控制部件时的发力方向，并且根据该发力方向来确定所述目标力反馈方向。

在另一示例中，所述手持控制部件被用户手持，在所述第二电子设备中检测所述对象在所述显示屏上的运动方向，并且将所述运动方向通知给所述手持控制部件。然后，所述手持控制部件根据所述对象的所述运动方向来确定所述目标力反馈方向。

在另一示例中，所述手持控制部件被用户手持，在所述第二电子设备的所述显示屏上显示所述对象和另一对象，并且所述对象受到来自所述另一对象的冲击，所述第二电子设备检测来自所述另一对象的冲击的冲击方向，并且将所述冲击方向通知给所述手持控制部件。然后，所述手持控制部件根据所述冲击方向来确定所述目标力反馈方向。

尽管在前面描述了电压控制器控制所施加的电压幅度，而实质上是通过控制所施加的电压幅度以达到控制流过电磁铁的励磁电流，从而实现电磁力大小控制。也就是说，通过控制流过用于产生电磁力的电磁铁的励磁线圈的励磁电流来产生第一力大小的电磁力。可以独立地控制流过每个电磁铁的励磁电流，并相应地控制该电磁铁产生的电磁力大小，从而可能实现利用数个电磁铁产生期望方向的电磁力大小。

扩展地，可能通过环形布置的多个电磁铁产生环形力反馈以模拟微风吹拂的感觉。在此情况下，可以通过控制所述多个电磁铁中每个电磁铁的接通时序，来利用所述多个电磁铁产生环形力反馈。

根据本发明实施例的产生力反馈的方法和力反馈装置可以根据所获得的目标力反馈方向和反馈力大小产生逼真的力反馈，从而提高触觉反馈的效果。

上面已经参考附图描述了根据本发明实施例的产生力反馈的方法和力反馈装置。本领域技术人员应了解，本发明不限于上面描述的实施例，在不偏离本发明的精神的情况下可以作出各种修改，所述修改也应包含在本发明的范围之内。本发明的范围应由所附权利要求及其等同物来限定。

Claims (20)

1.一种产生力反馈的方法，应用于一第一电子设备，所述第一电子设备与一第二电子设备进行交互，其中，所述第一电子设备中包含一金属物体，包括：

获得目标力反馈方向；以及

利用电磁力使得所述金属物体沿着第一力反馈方向运动，以便产生沿着所述第一力反馈方向的力反馈，

其中，所述第一力反馈方向与所述目标力反馈方向的夹角小于预定夹角阈值。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：

获得目标反馈力大小；

产生第一力大小的电磁力，该第一力大小与所述目标反馈力大小成比例或者接近所述目标反馈力大小；

其中，利用电磁力使得金属物体沿着第一力反馈方向运动包括：利用所述第一力大小的电磁力使得金属物体沿着第一力反馈方向运动。

3.如权利要求2所述的方法，其中，

通过在平面上沿圆形布置的多个电磁铁中的至少一个电磁铁来产生所述电磁力。

4.如权利要求2所述的方法，其中，

通过在球面上布置的多个电磁铁中的至少一个电磁铁来产生所述电磁力。

5.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一电子设备为手持控制部件，在所述手持控制部件中产生所述力反馈，所述第二电子设备包括显示屏，所述手持控制部件控制所述第二电子设备的所述显示屏上显示的对象的位置移动或作出动作。

6.如权利要求5所述的方法，其中，所述手持控制部件被用户手持，所述手持控制部件检测用户手持所述手持控制部件时的发力方向，并且根据该发力方向来确定所述目标力反馈方向。

7.如权利要求5所述的方法，其中，所述手持控制部件被用户手持，

在所述第二电子设备中检测所述对象在所述显示屏上的运动方向，并且将所述运动方向通知给所述手持控制部件，以及

所述手持控制部件根据所述对象的所述运动方向来确定所述目标力反馈方向。

8.如权利要求5所述的方法，其中，所述手持控制部件被用户手持，

在所述第二电子设备的所述显示屏上显示所述对象和另一对象，并且所述对象受到来自所述另一对象的冲击，

所述第二电子设备检测来自所述另一对象的冲击的冲击方向，并且将所述冲击方向通知给所述手持控制部件，以及

所述手持控制部件根据所述冲击方向来确定所述目标力反馈方向。

9.如权利要求3或4所述的方法，其中，

通过控制所述多个电磁铁中每个电磁铁的接通时序，来利用所述多个电磁铁产生环形力反馈。

10.如权利要求2所述的方法，其中，

通过控制流过用于产生电磁力的电磁铁的励磁线圈的励磁电流来产生第一力大小的电磁力。

11.一种力反馈装置，其被包括在第一电子设备中，所述第一电子设备与一第二电子设备进行交互，所述力反馈装置包含：

一金属物体，用于在所述力反馈装置内部的空腔中运动，以产生沿第一力反馈方向的力反馈；

第一数量的电磁铁，用于在被供电时产生电磁力，并且所述金属物体在所述电磁力的作用下运动；

第二数量的控制开关，每个控制开关在导通时使所述第一数量的电磁铁中相应电磁铁被供电；

开关控制器，用于基于所获得的目标力反馈方向控制所述第二数量的控制开关中每个控制开关的导通与断开，

其中，所述第一力反馈方向与所述目标力反馈方向的夹角小于预定夹角阈值，所述第一数量与所述第二数量相同或不同。

12.如权利要求11所述的力反馈装置，还包括：

电压控制器，用于基于所获得的目标反馈力大小控制向在开关控制器和第二数量的控制开关的控制下被供电的电磁铁施加的电压的幅度；

其中，所述第一数量的电磁铁中被接通的电磁铁产生第一力大小的电磁力，该第一力大小与所述目标反馈力大小成比例或者接近所述目标反馈力大小；

其中，所述金属物体在所述第一力大小的电磁力的作用下沿着第一力反馈方向运动。

13.如权利要求12所述的力反馈装置，其中，

所述第一数量的电磁铁被布置为圆环，所述金属物体在所述圆环内的空腔中运动；

所述第一数量的电磁铁中的至少一个电磁铁被供电以产生电磁力。

14.如权利要求12所述的力反馈装置，其中，

所述第一数量的电磁铁被布置为圆球，所述金属物体在所述圆球内的空腔中运动；

所述第一数量的电磁铁中的至少一个电磁铁被供电以产生电磁力。

15.如权利要求12所述的力反馈装置，其中，所述第一电子设备为手持控制部件，所述力反馈装置被包括在手持控制部件中，所述第二电子设备包括显示屏，所述手持控制部件控制所述第二电子设备的所述显示屏上显示的对象的位置移动或作出动作。

16.如权利要求15所述的力反馈装置，其中，所述手持控制部件被用户手持，所述手持控制部件检测用户手持所述手持控制部件时的发力方向，并且所述目标力反馈方向是所述手持控制部件根据所述发力方向而确定的。

17.如权利要求15所述的力反馈装置，其中，所述手持控制部件被用户手持，

在所述第二电子设备中检测所述对象在所述显示屏上的运动方向，并且将所述运动方向通知给所述手持控制部件，以及

所述目标力反馈方向是所述手持控制部件根据所述对象的所述运动方向而确定的。

18.如权利要求15所述的力反馈装置，其中，所述手持控制部件被用户手持，

在所述第二电子设备的所述显示屏上显示所述对象和另一对象，并且所述对象受到来自所述另一对象的冲击，

所述第二电子设备检测来自所述另一对象的冲击的冲击方向，并且将所述冲击方向通知给所述手持控制部件，以及

所述目标力反馈方向是所述手持控制部件根据所述冲击方向而确定的。

19.如权利要求13或14所述的力反馈装置，其中，

通过控制所述第一数量的电磁铁中每个电磁铁的接通时序，来利用所述第一数量的电磁铁产生环形力反馈。

20.如权利要求12所述的力反馈装置，其中，

通过控制流过用于产生电磁力的电磁铁的励磁线圈的励磁电流来产生第一力大小的电磁力。

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