DE20180024U1 - Haptische Rückkopplung für Berührungsfelder und andere Berührungssteuerungen - Google Patents

Haptische Rückkopplung für Berührungsfelder und andere Berührungssteuerungen

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Claims (56)

1. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung zur Eingabe von Signalen in einen Computer und zur Ausgabe von Kräften an einen Benutzer der Berührungssteuerung, wobei die Berührungssteuerung aufweist:
ein Berührungseingabegerät, das eine annähernd ebene Berüh­ rungsoberfläche aufweist, die betrieben wird, um aufgrund einer Position auf der Berührungsoberfläche, die der Benutzer berührt, ein Positionssignal in einen Prozessor des Computers einzugeben, wobei das Positionssignal die Position in zwei Dimensionen wiedergibt,
mindestens einen mit dem Berührungseingabegerät verbundenen Aktor, wobei der Aktor eine Kraft auf das Berührungseingabe­ gerät ausgibt, um dem die Berührungsoberfläche berührenden Benutzer eine haptische Empfindung zu liefern, wobei der Aktor die Kraft aufgrund einer von dem Prozessor ausgegebenen Kraftinformation ausgibt, wobei der Aktor eine Kraft direkt auf das Berührungseingabegerät ausgibt.
2. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei der Computer mindestens teilweise basierend auf dem Positionssignal einen Zeiger in einer auf einem An­ zeigegerät dargestellten Grafikumgebung positioniert.
3. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei das Berührungseingabegerät ein Touchpad ist, wobei das Touchpad von einem Anzeigeschirm des Computers getrennt ist.
4. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei das Berührungseingabegerät in einem Anzeige­ schirm des Computers als berührungsempfindlicher Schirm ent­ halten ist.
5. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei das Berührungseingabegerät in ein Gehäuse des Computers integriert ist.
6. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 5, wobei der Computer ein tragbarer Computer ist.
7. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei das Berührungseingabegerät in einem Gehäuse vorgesehen ist, das von dem Computer getrennt ist.
8. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei der Benutzer die Berührungsoberfläche mit einem Finger des Benutzers berührt.
9. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei der Benutzer die Berührungsoberfläche mit einem von dem Benutzer gehaltenen körperlichen Objekt berührt.
10. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 9, wobei das körperliche Objekt ein Griffel ist.
11. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei das Berührungseingabegerät in ein Gehäuse eines Handgerätes integriert ist, das mindestens von einer Hand eines Benutzers gehandhabt wird.
12. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 11, wobei das Handgerät ein Fernsteuergerät zur Steuerung von Funktionen eines elektronischen Gerätes oder Apparates ist.
13. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei mindestens ein Aktor ein erster Aktor ist und weiterhin enthaltend mindestens einen zusätzlichen Aktor, der mit dem Berührungseingabegerät verbunden ist, um eine Kraft auf das Berührungseingabegerät auszugeben.
14. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei die Kraft eine lineare Kraft ist, die annähernd rechtwinklig zu einer Ebene der Berührungsoberfläche des Berührungseingabegerätes ausgegeben wird.
15. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 14, wobei der Aktor ein linearer Aktor ist, der eine Ausgabekraft in einem linearen Freiheitsgrad liefert und wobei der Aktor starr mit dem Touchpad verbunden ist und starr mit einem fundamentgebundenen Gehäuse verbunden ist.
16. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 14, wobei der Aktor ein rotatorischer Aktor ist, der eine Ausgabekraft in einen rotatorischen Freiheitsgrad lie­ fert, wobei die Ausgabekraft in die lineare Kraft auf das Berührungseingabegerät umgewandelt wird.
17. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei der Aktor einen piezoelektrischen Aktor enthält.
18. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei der Aktor einen Schwingspulenaktor enthält.
19. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei der Aktor einen Pager-Motor enthält.
20. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei der Aktor einen Solenoid enthält.
21. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend einen von dem Prozessor ge­ trennten Berührungsgeräte-Mikroprozessor und die Lieferung von Steuersignalen zur Steuerung des Aktors.
22. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei der Aktor eine Vibration oder eine taktile Impulsempfindung auf das Berührungseingabegerät ausgibt.
23. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 1, wobei das Berührungseingabegerät eine Vielzahl von verschiedenen Bereichen enthält, wobei mindestens einer der Bereiche das Positionssignal liefert und mindestens ein anderer Bereich ein Signal liefert, das von dem Computer benutzt wird, um eine andere Funktion zu steuern.
24. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 23, wobei die andere Funktion die Geschwindigkeits­ steuerungsfunktion eines Wertes enthält.
25. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 23, wobei die andere Funktion einen Tastendruck ent­ hält.
26. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 23, wobei mindestens einem der Bereiche eine unter­ schiedliche auf das Berührungseingabegerät auszugebende haptische Empfindung zugeordnet ist als einem anderen der Bereiche.
27. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 23, wobei eine haptische Empfindung ausgegeben wird, wenn der Benutzer ein berührendes Objekt von einem der Be­ reiche zu einem anderen der Bereiche bewegt.
28. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 1, weiterhin umfassend einen Sensor zur Erfassung der Bewegung oder der Position des Berührungseingabegerätes annähernd rechtwinklig zu der Berührungsoberfläche, wobei ein auf der erfassten Bewegung oder Position basierendes Eingabesignal an den Computer gesendet wird.
29. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 2, wobei der Prozessor die Kraftinformation zur Be­ reitstellung der haptischen Empfindung entsprechend einer Interaktion des Zeigers mit einem Grafikobjekt in der Grafik­ umgebung ausgibt.
30. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 2, wobei in der Grafikumgebung ein Menü dargestellt wird, wobei ein Impuls auf das Berührungseingabegerät aus­ gegeben wird, wenn der Zeiger zwischen Menüelemente in dem Menü bewegt wird, wobei der Impuls das Berührungseingabegerät dazu veranlasst, sich entlang der Z-Achse zu bewegen und der Impuls auf den die Berührungsoberfläche berührenden Benutzer übertragen wird.
31. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 2, %bei in der Grafikumgebung eine Schaltfläche dargestellt wird, wobei ein Impuls auf das Berührungseingabe­ gerät ausgegeben wird, wenn der Zeiger über die Schaltfläche bewegt wird, wobei der Impuls das Berührungseingabegerät dazu veranlasst, sich entlang der Z-Achse zu bewegen und der Impuls auf den die Berührungsoberfläche berührenden Benutzer über­ tragen wird.
32. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 2, wobei in der Grafikumgebung ein Menü dargestellt wird, wobei ein Impuls auf das Berührungseingabegerät aus­ gegeben wird, wenn der Zeiger zwischen Menüelemente in dem Menü bewegt wird, wobei der Impuls das Berührungseingabegerät dazu veranlasst, sich entlang der Z-Achse zu bewegen und der Impuls auf den die Berührungsoberfläche berührenden Benutzer übertragen wird.
33. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 2, wobei in der Grafikumgebung eine Web-Seite darge­ stellt wird und auf der Web-Seite ein Hyperlink dargestellt wird, wobei ein Impuls auf das Berührungseingabegerät aus­ gegeben wird, wenn der Zeiger über den Hyperlink bewegt wird, wobei der Impuls das Berührungseingabegerät dazu veranlasst, sich entlang der Z-Achse zu bewegen und der Impuls auf den die Berührungsoberfläche berührenden Benutzer übertragen wird.
34. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung zur Eingabe von Signalen in einen Computer und zur Ausgabe von Kräften an einen Benutzer der Berührungssteuerung, wobei die Berührungssteuerung umfasst:
ein Berührungseingabegerät, das eine annähernd ebene Berüh­ rungsoberfläche enthält, die betrieben wird, um basierend auf einer Position auf der Berührungsoberfläche, die der Benutzer berührt, ein Positionssignal in einen Prozessor des Computers einzugeben, wobei das Positionssignal die Position in zwei Dimensionen wiedergibt, und
einen mit dem Berührungseingabegerät verbundenen Aktor, wobei der Aktor mit einer Trägheitsmasse verbunden ist, wobei der Aktor eine Trägheitskraft annähernd entlang einer Achse recht­ winklig zu der ebenen Berührungsoberfläche ausgibt, wobei die Trägheitskraft über das Berührungseingabegerät auf den die Berührungsoberfläche berührenden Benutzer übertragen wird.
35. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 34, wobei der Computer mindestens teilweise basierend auf dem Positionssignal einen Zeiger in einer auf einem Anzeigegerät dargestellten Grafikumgebung positioniert.
36. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 34, wobei der Aktor ein linearer Aktor ist, der die Trägheitsmasse bidirektional entlang einer linearen Achse bewegt, die im wesentlichen rechtwinklig zu der ebenen Be­ rührungsoberfläche ist.
37. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 34, wobei das Berührungseingabegerät ein von dem An­ zeigeschirm des Computers getrenntes Touchpad ist.
38. Berührungssteuerung mit haptischer Rückkopplung gemäß Anspruch 34, wobei das Berührungseingabegerät in einem An­ zeigegerät des Computers enthalten ist um, eines berührungsempfindlichen Bildschirm bereitzustellen.
39. Vorrichtung zur Bereitstellung einer haptischen Rück­ kopplung für einen Benutzer, wobei die Vorrichtung eine Eingabe an ein Computergerät liefert, wobei das Computergerät eine Grafikumgebung implementiert, wobei die Vorrichtung auf­ weist:
ein von einem Benutzer berührtes Berührungseingabegerät, wobei das Berührungseingabegerät mindestens einen Sensor enthält zur Erfassung einer Position der Berührung auf einer ebenen Ober­ fläche des Berührungseingabegerätes durch den Benutzer und zur Bereitstellung eines die Position angebenden Positionssignals für das Computergerät, wobei das Computergerät mindestens teilweise basierend auf dem Positionssignal einen Zeiger in einer Grafikumgebung positioniert, und
einen mit dem Berührungseingabegerät verbundenen Aktor, wobei der Aktor Steuersignale empfängt, die aus einer Kraftinforma­ tion abgeleitet werden, die von dem Computergerät ausgegeben werden, wobei die Kraftinformation den Aktor dazu veranlasst, eine Kraft an das Berührungseingabegerät auszugeben, wobei die Kraft einer in der Grafikumgebung auftretenden Interaktion zwischen dem Zeiger und einem anderen Grafikobjekt entspricht.
40. Vorrichtung gemäß Anspruch 39, wobei die an das Be­ rührungseingabegerät ausgegebene Kraft eine lineare Kraft annähernd rechtwinklig zu der Oberfläche des Berührungs­ eingabegerätes ist.
41. Vorrichtung gemäß Anspruch 39, weiterhin umfassend einen von einem Host-Prozessor des Computergerätes getrennten Berührungsgeräte-Mikroprozessor, der die Kraftinformationen von dem Host-Prozessor empfängt und die Steuersignale veranlasst, an den Aktor gesendet zu werden.
42. Vorrichtung gemäß Anspruch 39, wobei die in der Grafik­ umgebung auftretende Interaktion einen Zusammenstoß zwischen dem Zeiger und einem anderen Grafikobjekt umfasst.
43. Vorrichtung gemäß Anspruch 39, wobei die in der Grafik­ umgebung auftretende Interaktion eine Auswahl des anderen Grafikobjektes durch den Zeiger umfasst, wobei das andere Grafikobjekt eine Schaltfläche, ein Fenster oder ein Menüpunkt ist.
44. Vorrichtung gemäß Anspruch 39, wobei das Berührungs­ eingabegerät entlang einer Achse annähernd rechtwinklig zu der ebenen Oberfläche des Berührungseingabegerätes beweglich ist, wobei die Bewegung entlang der Achse erfasst und eine die Bewegung repräsentierende Information an das Computergerät gesendet wird.
45. Vorrichtung gemäß Anspruch 39, wobei das Computergerät tragbar ist, wobei das Berührungseingabegerät in ein Gehäuse des Computergerätes integriert ist und der Aktor ein piezo­ elektrischer Aktor ist.
46. Haptische Touchscreen-Schnittstelle zur Verwendung mit einem Host-Computersystem, wobei die haptische Touchscreen- Schnittstelle umfasst:
einen Touchscreen, der eine annähernd ebene Berührungsober­ fläche enthält, die betrieben wird, um aufgrund einer Position der Berührungsoberfläche, die von dem Benutzer berührt wird, grafische Bilder darzustellen und ein Positionssignal an einen Prozessor des Computers zu berichten, wobei das Positions­ signal die Berührungsposition in zwei Dimensionen wiedergibt, und
mindestens einen mit der ebenen Berührungsoberfläche verbunde­ nen Aktor, wobei der Aktor eine Kraft rechtwinklig zu der ebenen Oberfläche ausgibt, die von dem Benutzer gefühlt werden kann, während er die Oberfläche berührt.
47. Haptische Touchscreen-Schnittstelle gemäß Anspruch 46, wobei der Aktor ein piezoelektrischer Aktor ist, der eine Vibrationskraft auf die ebene Berührungsoberfläche weitergibt.
48. Haptische Touchscreen-Schnittstelle gemäß Anspruch 46, wobei der Aktor ein Schwingspulenaktor ist, der eine Vibrati­ onskraft an die ebene Berührungsoberfläche weitergibt.
49. Haptische Touchscreen-Schnittstelle gemäß Anspruch 47, wobei die ebene Berührungsoberfläche durch eine flexible Ver­ bindung befestigt ist, so dass sich die ebene Berührungs­ oberfläche in Bezug auf ein Gehäuse entlang einer Richtung rechtwinklig zu der ebenen Berührungsoberfläche bewegen kann, wenn der piezoelektrische Aktor die Kraft ausübt.
50. Haptische Touchscreen-Schnittstelle gemäß Anspruch 48, wobei die Berührungsoberfläche durch eine flexible Verbindung befestigt ist, so dass sich die ebene Berührungsoberfläche in Bezug auf ein Gehäuse entlang einer Richtung rechtwinklig zu der ebenen Berührungsoberfläche bewegen kann, wenn der Schwingspulenaktor die Kraft ausübt.
51. Haptische Touchscreen-Schnittstelle gemäß Anspruch 47, wobei mehrere piezoelektrische Aktoren in Kombination verwen­ det werden, um die Kraft auszuüben.
52. Haptische Touchscreen-Schnittstelle gemäß Anspruch 47, wobei mehrere Schwingspulenaktoren in Kombination verwendet werden, um die Kraft auszuüben.
53. Haptische Touchscreen-Schnittstelle gemäß Anspruch 46, wobei die Kraft eine durch eine periodische Wellenform defi­ nierte Vibrationskraft ist.
54. Haptische Touchscreen-Schnittstelle gemäß Anspruch 46, wobei die Kraft eine Impulskraft ist, die eine einzige Periode einer periodischen Wellenform definiert.
55. Haptische Touchscreen-Schnittstelle gemäß Anspruch 46, wobei die Kraft eine Vibrationskraft ist, die durch eine vor­ definierte Anzahl von Perioden einer periodischen Wellenform definiert ist.
56. Haptische Touchscreen-Schnittstelle gemäß Anspruch 46, wobei die Kraft eine Vibrationskraft ist, die durch eine periodische Wellenform und eine Hüllkurve definiert ist.
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