CN103869939A - 触感反馈系统及其提供触感反馈的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种触感反馈系统及其提供触感反馈的方法。该方法包括：确定每一触摸点在该触摸屏上的坐标位置和触摸开始时间；根据存储的该触摸屏上的不同坐标位置和各个电极的对应关系确定与该触摸点坐标位置对应的电极，并向该电极输入电流；提取多个依次侦测到的触摸点，判断该些触摸点是否对应一滑动操作，若是，根据该些触摸点的坐标位置和触摸开始时间计算该滑动操作的目标路径；以及确定与所述目标路径中各个坐标位置对应的电极，并预先向该些电极输入电流。本发明可预测目标路径，进而对于该目标路径对应的电极预先输入电流，从而解决现有的触摸屏触感反馈现象滞后的问题。

Description

触感反馈系统及其提供触感反馈的方法

技术领域

本发明涉及一种触感反馈系统，尤其涉及一种触感反馈系统及提供触感反馈的方法。

背景技术

现今，越来越多的手机、平板电脑及便携式数码播放产品等智能电子装置开始使用触摸屏作为输入端。然而，触摸屏为硬质的平面结构，触摸屏上显示的各种功能按键为虚拟按键，用户在操作此类功能按键时没有操作传统按键的手感，例如按下、复位的操作体验，大大降低了用户的使用体验。

现在已经出现能够提供触摸屏的触感反馈的技术，然而，并没有关于此类触感反馈技术如何与触摸手势相结合这一方面的应用，以及如何解决当触摸手势较快或者电子装置的CPU运行速度不够快时有可能导致的触感反馈滞后的现象。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种触感反馈系统及提供触感反馈的方法，以解决以上问题。

本发明提供一种触感反馈系统，应用于一电子装置中，该电子装置包括一触摸屏及一存储单元，该触摸屏上连接一设置有多个电极的触感反馈层，该存储单元用于存储该触摸屏上的不同坐标位置和各个电极的一一对应关系，所述触感反馈系统用于通过感应触控对象在该触摸屏上进行的触摸操作的具体位置通过一电压源对所述触感反馈层中相应的电极输入电流，从而使触摸在该位置上的触控对象感受到触感反馈，该系统包括：

一触摸感应模块，用于实时感应触控对象在该触摸屏上的触摸点并产生触摸信号；

一参数获取模块，用于获取该触摸信号并根据该触摸信号确定每一触摸点在该触摸屏上的坐标位置以及该触摸点被触摸的触摸开始时间；

一控制模块，用于根据该对应关系确定与该触摸点坐标位置对应的电极，并通过该电压源向该电极输入电流；

一判断模块，用于提取多个依次侦测到的触摸点，并根据触摸点的坐标位置的变化判断该些触摸点的位置是否连续，当判断该些触摸点位置连续时进一步根据该些连续触摸点的坐标位置判断该些触摸点的轨迹长度是否超过一预定值，并在判断该些触摸点的轨迹长度超过该预定数值时判断该些触摸点对应一滑动操作，然后产生一控制信号；以及

一计算模块，用于在接收到该控制信号后，根据该些依次侦测到的触摸点的坐标位置和触摸开始时间计算该滑动操作的目标路径；

该控制模块还用于在计算模块计算出滑动操作的目标路径后，确定与所述目标路径中各个坐标位置对应的电极，并通过该电压源预先向该些电极输入电流。

本发明还提供一种提供触感反馈的方法，该方法应用于一电子装置，该电子装置包括一触摸屏和一存储单元，该触摸屏上连接一设置有多个电极的触感反馈层，该存储单元用于存储该触摸屏上的不同位置和各个电极的一一对应关系，所述触感反馈系统用于通过感应触控对象在该触摸屏上进行的触摸操作的具体位置通过一电压源对所述触感反馈层中多个电极中的相应电极输入电流，从而使触摸在该位置上的触控对象感受到触感反馈，该方法包括：

实时感应触控对象在该触摸屏上的触摸点并产生触摸信号；

根据该触摸信号确定每一触摸点在该触摸屏上的坐标位置以及该触摸点的触摸开始时间；

根据该存储单元中存储的该触摸屏上的不同坐标位置和所述各个电极的一一对应关系确定与该触摸点坐标位置对应的电极，并通过该电压源向该电极输入电流；

提取多个依次侦测到的触摸点，并根据触摸点的坐标位置的变化判断该些触摸点的位置是否连续，当判断该些触摸点位置连续时进一步根据该些连续触摸点的坐标位置判断该些触摸点的轨迹长度是否超过一预定值，在判断该些触摸点的轨迹长度超过该预定值时判断该些触摸点对应一滑动操作；

根据该些依次侦测到的触摸点的坐标位置和触摸开始时间计算该滑动操作的目标路径；以及

确定与所述目标路径中各个坐标位置对应的电极，并通过该电压源预先向该些电极输入电流。

相较于现有技术，本发明可以根据当前多个连续的触摸点的坐标位置预测目标路径，进而对于该目标路径对应的电极预先输入电流，从而人体滑动到所述目标路径时可立即感受到触感反馈，从而解决现有的触摸屏触感反馈现象滞后的问题。

附图说明

图1是本发明的触感反馈系统所应用的电子装置中触摸屏的结构示意图。

图2是图1所示的触摸屏上连接的触感反馈层的结构示意图。

图3是图1所示的触感反馈系统的硬体架构图。

图4是本发明的提供触感反馈的方法流程图。

主要元件符号说明

触感反馈系统	1
		触摸屏	10
触摸感应模块	11
		参数获取模块	12
控制模块	13
		判断模块	14
计算模块	15
		触感反馈层	20

绝缘层	21
		电极层	22
电压源	23
		存储单元	30
电子装置	100
		绝缘体	210
电极	220

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

图1为本发明的触摸屏10的结构示意图。该触摸屏10应用于一电子装置100中，该电子装置100可以是移动电话、平板电脑或多媒体播放器等。该触摸屏10上连接有一触感反馈层20，所述触感反馈层20设置于该触摸屏10的上方或下方，包括有多个独立的电极220（在图2中示出）。该电子装置100还包括一触感反馈系统1和一存储单元30（在图3中示出），该存储单元30用于存储该触摸屏10上不同坐标位置与所述各个电极220之间的一一对应关系；该触感反馈系统1应用于该触摸屏10和该触感反馈层20之间，用于通过识别触控对象（如人体，即用户的手指）在该触摸屏10上进行的触摸点的具体位置对所述触感反馈层20中相应的电极220输入电流。

请一并参照图2和图3，该触感反馈层20包括一绝缘层21和一电极层22。该电极层22中设有多个相互独立的电极220，每一个电极220分别与一电压源23连接；该绝缘层21中设有多个绝缘体210；所述电极220和绝缘体210的位置一一对应。在本实施方式中，所述触感反馈层20设置于该触摸屏10的下方，该绝缘层21位于该电极层22的上方而位于该触摸屏10以及该电极层22之间。从而，当人体触摸该触摸屏10时，该触感反馈层20通过该触摸屏10与人体共同形成一模拟的电容结构。该触感反馈系统1用于在识别人体在其上不同的感应区域进行输入操作时，通过电压源23对该电极层22中对应的电极220输入电流，使得人体由于电容耦合效应产生静电荷的流动而产生电流，进而使用户由于该电流的刺激而感受到触感反馈。

请参照图3，在本实施方式中，该触感反馈系统1包括一触摸感应模块11、一参数获取模块12、一控制模块13、一判断模块14和一计算模块15。

该触摸感应模块11用于实时感应人体在该触摸屏10上的触摸点并产生触摸信号。

该参数获取模块12用于获取该触摸信号，并根据触摸信号确定每一触摸点在该触摸屏10上的坐标位置以及该触摸点被触摸的触摸开始时间。

该控制模块13用于根据该坐标位置和电极220的对应关系确定与该触摸点坐标位置对应的电极220，并通过该电压源23向该电极220输入电流，从而使触摸在该坐标位置上的人体感受到触感反馈。

该判断模块14用于提取多个依次侦测到的触摸点，并根据触摸点的坐标位置的变化判断该些触摸点的位置是否连续，若是，则进一步根据该些连续触摸点的坐标位置判断该些触摸点的轨迹长度是否超过一预定值，若是，则该判断模块14判断该些触摸点对应一滑动操作，然后产生一控制信号。其中，该判断模块14在判断下一触摸点的坐标位置与上一触摸点的坐标位置之间相隔小于一预定值时，判断下一触摸点的坐标位置与该上一触摸点的坐标位置连续。所述判断模块14判断的依次侦测到的触摸点的具体数量可以根据实际需要进行设置，如设置为四个。

该计算模块15用于在接收到该控制信号后，根据该些依次侦测到的触摸点的坐标位置和触摸开始时间计算该滑动操作的目标路径，该目标路径可表示所述多个依次侦测到的触摸点之后的下一触摸点有可能出现的坐标位置。

以下对该计算模块15根据该些依次侦测到的触摸点的坐标位置和触摸开始时间计算该滑动操作的目标路径的过程进行详细说明。例如，该判断模块14提取的该些依次侦测到的触摸点的具体数量为四个，分别为触摸点P1、P2、P3和P4，各个触摸点具有以下参数：（X₁，Y₁，t₁），（X₂，Y₂，t₂），（X₃，Y₃，t₃）和（X₄，Y₄，t₄）。其中，（X，Y）表示每一触摸点在该触摸屏10沿X、Y坐标轴方向上的坐标位置，t表示每一触摸点在该触摸屏10上的触摸开始时间。另外，该计算模块15根据每一触摸点的坐标位置和触摸开始时间进一步计算该触摸点的滑动速度和加速度，滑动速度和加速度的计算过程为现有技术，此不赘述。因此，该计算模块15根据该些触摸点的坐标位置、触摸开始时间、滑动速度和加速度可计算出目标路径，以函数F（x，y）表示：

$X_{\mathrm{new}}=X_{\mathrm{old}}+\frac{1}{2}\stackrel{\‾}{{\mathrm{\α}}_x}{\mathrm{\Δt}}^2+\stackrel{\‾}{V_x}\mathrm{\Δt}$

$Y_{\mathrm{new}}=Y_{\mathrm{old}}+\frac{1}{2}\stackrel{\‾}{{\mathrm{\α}}_y}{\mathrm{\Δt}}^2+\stackrel{\‾}{V_y}\mathrm{\Δt}$

其中，（X_new，Y_new）为目标路径中下一触摸点的坐标位置；（X_old，Y_old）为所述下一触摸点之前的触摸点的坐标位置；

和分别为该些触摸点的加速度平均值；

和分别为该些触摸点的滑动速度平均值；Δt为相邻的两个触摸点之间的时间间隔，由每一触摸点的触摸开始时间计算获得。

该控制模块13还用于在计算模块15计算出滑动操作的目标路径后，确定与所述目标路径中各个坐标位置对应的电极220，并通过该电压源23预先向该些电极220输入电流，从而该滑动操作滑动到所述目标路径时人体可立即感受到触感反馈，从而解决现有的触摸屏10触感反馈现象滞后的问题。在本实施方式中，该控制模块13还用于在确定与所述目标路径中各个坐标位置对应的电极220之后，沿着该目标路径的方向从靠近该些触摸点的一端所对应的电极220开始向远离该些触摸点的另一端所对应的电极220先后输入电流。其中，该输入电流的速度与人体触摸的速度一致或大于人体触摸的速度，从而在人体触摸某一触摸点时提前对该触摸点对应的电极220施加电流，使得人体可立即感受到触感反馈。

在本实施方式中，该判断模块14还用于继续判断该些依次侦测到的触摸点之后出现的下一触摸点在该触摸屏10上的坐标位置是否在该目标路径中，若是，则该判断模块14继续判断其之后出现的下一触摸点的坐标位置是否也在该目标路径中。若该判断模块14判断出所述该些的触摸点之后出现的某一触摸点的坐标位置不在该目标路径中，则表明该目标路径不符合该滑动操作的滑动路径，此时该判断模块14将所述坐标位置不在该目标路径中的触摸点作为起始触摸点按照上述方法重新开始计算目标路径，即，该判断模块14在确定所述起始触摸点之后，提取包括该起始触摸点的多个依次侦测到的触摸点，并根据该些触摸点的坐标位置的变化判断该些触摸点的位置是否连续，若是，则进一步根据该些连续触摸点的坐标位置判断该些触摸点的轨迹长度是否超过一预定值，则该判断模块14判断该些触摸点对应一滑动操作，然后产生该控制信号，该控制信号控制该计算模块15执行以上相同的操作，以计算一最新的目标路径。

图4为本发明一较佳实施方式中提供触感反馈的方法的流程图，该方法应用于上述触感反馈系统1中，包括如下步骤：

步骤S41：该触摸感应模块11实时感应人体在该触摸屏10上的触摸点并产生触摸信号。

步骤S42：该参数获取模块12获取该触摸信号，并根据该触摸信号确定每一触摸点在该触摸屏10上的坐标位置以及该触摸点的触摸开始时间。

步骤S43：该控制模块13根据该存储单元30中存储的该触摸屏10上不同坐标位置和各个电极220的一一对应关系确定与该触摸点坐标位置对应的电极220，并通过该电压源23向该电极220输入电流，从而使触摸在该坐标位置上的人体感受到触感反馈。

步骤S44：该判断模块14提取多个依次侦测到的触摸点，并根据触摸点的坐标位置的变化判断该些触摸点的位置是否连续以及根据该些连续触摸点的坐标位置判断该些触摸点的轨迹长度是否超过一预定值，则该判断模块14判断该些触摸点对应一滑动操作，此时进行步骤S45；否则，则回到步骤S41。

步骤S45：该计算模块15根据该些依次侦测到的触摸点的坐标位置和触摸开始时间计算该滑动操作的目标路径，该目标路径可表示所述多个依次侦测到的触摸点之后的下一触摸点有可能出现的坐标位置。

步骤S46：该控制模块13确定与所述目标路径中各个坐标位置对应的电极220，并通过该电压源23预先向该些电极220输入电流，从而该滑动操作滑动到所述目标路径时人体可立即感受到触感反馈。在本实施方式中，该控制模块13在确定与所述目标路径中各个坐标位置对应的电极220之后，沿着该目标路径的方向从靠近该些触摸点的一端所对应的电极220开始向远离该些触摸点的另一端所对应的电极220先后输入电流。

步骤S47：该判断模块14继续判断该些依次侦测到的触摸点之后出现的下一触摸点在该触摸屏10上的坐标位置是否在该目标路径中，若是，则进行步骤S48；否则，则进行步骤S49。

步骤S48：该判断模块14继续判断其之后出现的下一触摸点的坐标位置是否也在该目标路径中，若是，则回到步骤S48；否则，则进行步骤S49。

步骤S49：该判断模块14将所述坐标位置不在该目标路径中的触摸点作为起始触摸点，提取包括该起始触摸点的多个依次侦测到的触摸点，并根据该些触摸点的坐标位置的变化判断该些触摸点的位置是否连续，当判断该些触摸点位置连续时继续根据该些连续触摸点的坐标位置判断该些触摸点的轨迹长度是否超过一预定值，并在超过该预定数值时根据该些连续触摸点的坐标位置和触摸开始时间重新计算一最新的目标路径。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。

Claims (9)

1.一种触感反馈系统，应用于一电子装置中，该电子装置包括一触摸屏及一存储单元，该触摸屏上连接一设置有多个电极的触感反馈层，该存储单元用于存储该触摸屏上的不同坐标位置和各个电极的一一对应关系，所述触感反馈系统用于通过感应触控对象在该触摸屏上进行的触摸操作的具体位置通过一电压源对所述触感反馈层中相应的电极输入电流，从而使触摸在该位置上的触控对象感受到触感反馈，其特征在于，该触感反馈系统包括：

一触摸感应模块，用于实时感应触控对象在该触摸屏上的触摸点并产生触摸信号；

一参数获取模块，用于获取该触摸信号并根据该触摸信号确定每一触摸点在该触摸屏上的坐标位置以及该触摸点被触摸的触摸开始时间；

一控制模块，用于根据该对应关系确定与该触摸点坐标位置对应的电极，并通过该电压源向该电极输入电流；

一判断模块，用于提取多个依次侦测到的触摸点，并根据触摸点的坐标位置的变化判断该些触摸点的位置是否连续，当判断该些触摸点位置连续时进一步根据该些连续触摸点的坐标位置判断该些触摸点的轨迹长度是否超过一预定值，并在判断该些触摸点的轨迹长度超过该预定数值时判断该些触摸点对应一滑动操作，然后产生一控制信号；以及

一计算模块，用于在接收到该控制信号后，根据该些依次侦测到的触摸点的坐标位置和触摸开始时间计算该滑动操作的目标路径；

该控制模块还用于在计算模块计算出滑动操作的目标路径后，确定与所述目标路径中各个坐标位置对应的电极，并通过该电压源预先向该些电极输入电流。

2.如权利要求1所述的触感反馈系统，其特征在于，该判断模块在判断下一触摸点的坐标位置与上一触摸点的坐标位置之间相隔小于一预定值时，判断下一触摸点的坐标位置与该上一触摸点的坐标位置连续。

3.如权利要求1所述的触感反馈系统，其特征在于，该控制模块还用于在确定与所述目标路径中各个坐标位置对应的电极之后，沿着该目标路径的方向从靠近该些触摸点的一端所对应的电极开始向远离该些触摸点的另一端所对应的电极先后输入电流。

4.如权利要求3所述的触感反馈系统，其特征在于，其中，所述沿着该目标路径的方向输入电流的速度等于或者大于该触控对象触摸的速度。

5.如权利要求1所述的触感反馈系统，其特征在于，该计算模块根据每一触摸点的坐标位置和触摸开始时间进一步计算该触摸点的滑动速度和加速度，然后根据该些触摸点的坐标位置、触摸开始时间、滑动速度和加速度计算出目标路径，以函数F（x，y）表示：

$X_{\mathrm{new}}=X_{\mathrm{old}}+\frac{1}{2}\stackrel{\‾}{{\mathrm{\α}}_x}{\mathrm{\Δt}}^2+\stackrel{\‾}{V_x}\mathrm{\Δt}$

$Y_{\mathrm{new}}=Y_{\mathrm{old}}+\frac{1}{2}\stackrel{\‾}{{\mathrm{\α}}_y}{\mathrm{\Δt}}^2+\stackrel{\‾}{V_y}\mathrm{\Δt}$

其中，（X_new，Y_new）为目标路径中下一触摸点的坐标位置；（X_old，Y_old）为所述下一触摸点之前的触摸点的坐标位置；

和

分别为该些触摸点的加速度平均值；

和

分别为该些触摸点的滑动速度平均值；Δt为相邻的两个触摸点之间的时间间隔，由每一触摸点的触摸开始时间计算获得。

6.如权利要求1所述的触感反馈系统，其特征在于，该判断模块还用于继续判断该些依次侦测到的触摸点之后出现的下一触摸点在该触摸屏上的坐标位置是否在该目标路径中，若是，则继续判断其之后出现的下一触摸点的坐标位置是否也在该目标路径中；若否，则将所述坐标位置不在该目标路径中的触摸点作为起始触摸点，提取包括该起始触摸点的多个依次侦测到的触摸点，并判断该些依次侦测到的触摸点是否对应一滑动操作，并当判断该些触摸点对应一滑动操作时产生该控制信号，该控制信号控制该计算模块执行相同的操作，以计算一最新的目标路径。

7.一种提供触感反馈的方法，该方法应用于一电子装置，该电子装置包括一触摸屏和一存储单元，该触摸屏上连接一设置有多个电极的触感反馈层，该存储单元用于存储该触摸屏上的不同位置和各个电极的一一对应关系，其特征在于，该方法包括：

实时感应触控对象在该触摸屏上的触摸点并产生触摸信号；

根据该触摸信号确定每一触摸点在该触摸屏上的坐标位置以及该触摸点的触摸开始时间；

根据该存储单元中存储的该触摸屏上的不同坐标位置和所述各个电极的一一对应关系确定与该触摸点坐标位置对应的电极，并通过一电压源向该电极输入电流；

提取多个依次侦测到的触摸点，并根据触摸点的坐标位置的变化判断该些触摸点的位置是否连续，当判断该些触摸点位置连续时进一步根据该些连续触摸点的坐标位置判断该些触摸点的轨迹长度是否超过一预定值，在判断该些触摸点的轨迹长度超过该预定值时判断该些触摸点对应一滑动操作；

根据该些依次侦测到的触摸点的坐标位置和触摸开始时间计算该滑动操作的目标路径；以及

确定与所述目标路径中各个坐标位置对应的电极，并通过该电压源预先向该些电极输入电流。

8.如权利要求7所述的提供触感反馈的方法，其特征在于，所述步骤“确定与所述目标路径中各个坐标位置对应的电极，并通过该电压源预先向该些电极输入电流”包括：

确定与所述目标路径中各个坐标位置对应的电极，并沿着该目标路径的方向从靠近该些触摸点的一端所对应的电极开始向远离该些触摸点的另一端所对应的电极先后输入电流。

9.如权利要求7所述的提供触感反馈的方法，其特征在于，所述步骤“确定与所述目标路径中各个坐标位置对应的电极，并通过该电压源预先向该些电极输入电流”之后还包括：

继续判断该些依次侦测到的触摸点之后出现的下一触摸点在该触摸屏上的坐标位置是否在该目标路径中；

若是，则继续判断其之后出现的下一触摸点的坐标位置是否也在该目标路径中；若否，则将所述坐标位置不在该目标路径中的触摸点作为起始触摸点，提取包括该起始触摸点的多个依次侦测到的触摸点，并判断该些依次侦测到的触摸点是否对应一滑动操作，并当判断该些触摸点对应一滑动操作时重新计算一最新的目标路径。

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