EP4097571A1 - Method for the tactile stimulation of a finger sliding over a touch surface, and haptic interface implementing this method - Google Patents

Method for the tactile stimulation of a finger sliding over a touch surface, and haptic interface implementing this method

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Publication number
EP4097571A1
EP4097571A1 EP21700789.7A EP21700789A EP4097571A1 EP 4097571 A1 EP4097571 A1 EP 4097571A1 EP 21700789 A EP21700789 A EP 21700789A EP 4097571 A1 EP4097571 A1 EP 4097571A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
finger
tactile
contact
sliding
touch
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21700789.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Vincent Hayward
Damien FAUX
Enrique RISQUEZ
Rafal PIJEWSKI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Actronika SAS
Original Assignee
Actronika SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Actronika SAS filed Critical Actronika SAS
Publication of EP4097571A1 publication Critical patent/EP4097571A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/033Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor
    • G06F3/0354Pointing devices displaced or positioned by the user, e.g. mice, trackballs, pens or joysticks; Accessories therefor with detection of 2D relative movements between the device, or an operating part thereof, and a plane or surface, e.g. 2D mice, trackballs, pens or pucks
    • G06F3/03547Touch pads, in which fingers can move on a surface

Definitions

  • TITLE Method of tactile stimulation of a sliding finger on a tactile surface and haptic interface implementing this method
  • the present invention relates to a method for generating tactile stimuli intended to be felt by the user of a haptic interface.
  • the invention also relates to a haptic interface implementing this method.
  • the invention finds applications in the fields of haptics to provide tactile sensations to users of haptic interfaces and, in particular, when the user is in sliding contact with the tactile surface of the haptic interface.
  • a haptic interface also called a screen with tactile feedback - to simulate, for example, the pressing of a key or the feeling of a texture when the user is in physical contact with the haptic interface, in particular when he places his finger on the tactile surface of the haptic interface.
  • devices designed to provide such sensations generally include a hardware arrangement capable of moving the contact surface, or tactile surface, under the effect of a control signal generated in response to the detection of a point of contact between the user's finger and said finger. tactile surface.
  • the contact surface is generally a thin plate of metal, glass or ceramic, on which piezoelectric transducers are attached.
  • the excitation frequency is chosen to correspond to a natural frequency of the thin plate so as to establish a bending standing wave in the solid domain of this plate.
  • the thin plate is designed so that bending standing waves take place at sufficiently high frequencies and wavelengths are sufficiently short compared to the size of a finger. Thus, when the amplitude of the vibration exceeds a few micrometers, the coefficient of friction between the finger and the thin plate decreases sharply.
  • the methods for tactile reproduction of textures are generally based on a principle of detecting the position of the sliding contact of a moving finger in a two-dimensional field and of modulating the coefficient of friction by modulating the amplitude of the ultrasonic vibration. .
  • These methods generally implement an algorithm for calculating the scalar value of a function T of the position (x, y) of the finger which represents a texture in the domain D.
  • Another technique provides a haptic interface in which the contact surface is a rigid thin plate made of a dielectric material comprising an electrode on the rear face of said plate.
  • the contact surface is a rigid thin plate made of a dielectric material comprising an electrode on the rear face of said plate.
  • the vibrations can also be effected in the direction tangential to the contact surface, as described in the publication "Perceptual constancy in the reproduction of Virtual tactile textures with surface displays", de Bochereau, S., Sinclair, S., & Hayward, V., 2018, ACM Transactions on Applied Perception (TAP), 15 (2), 10 or the publication "The spatial spectrum of tangential skin displacement can encode tactual texture", by Wiertlewski, M., Lozada, J., and Hayward , V., 2011, IEEE Transactions on Robotics, 27 (3), 461-472.
  • sliding conditions is understood to mean the sliding speed, the normal force, that is to say the force of the pressure on the contact surface, the duration of the contact, the state of hygrometry of the finger. , the humidity of the ambient conditions and the presence of liquid or solid lubricants on the contact surface or on the finger. In fact, all of these conditions tend to greatly modify the amplitude of the frictional force due to the sliding of the finger and, consequently, limit the ability of the methods to modulate the sliding force to reproduce textures or isolated tactile signals during the process. sliding.
  • the applicant proposes a method of tactile stimulation of a finger sliding on a tactile surface in which the movements of the tactile surface are effected in the plane of said surface, in a direction orthogonal to the direction of sliding of the finger.
  • the invention relates to a method of tactile stimulation of a finger sliding on a tactile surface of a haptic interface, comprising, when a finger is detected in contact with the tactile surface, an operation of determining a direction of sliding of the finger on the touch surface and an operation of generating displacements of the touch surface, in the plane of said surface, in a direction orthogonal to the direction of sliding of the finger.
  • This stimulation method makes it possible to generate movements of the touch surface, which can artificially reproduce, on the smooth surface of the touch surface, the tactile sensations felt by a person when they touch certain materials or textures.
  • the operation of determining the sliding direction comprises the following steps: measuring the Cartesian coordinates (x, y) of a point of contact of the finger on the touch surface, determining the direction of the displacement velocity of the point of contact on the tactile surface, and determining, in the plane of the tactile surface, a direction orthogonal to the direction of the velocity of movement.
  • the point of contact is the location of the user's finger on the touch surface.
  • the user can be in direct contact with the haptic interface 10, by means of a part of his body and in particular of a finger, or in indirect contact, by means of suitable equipment. such as a stylus or a touchscreen glove.
  • suitable equipment such as a stylus or a touchscreen glove.
  • the tactile stimulation method may have one or more additional characteristics among the following, considered individually or in any technically possible combination:
  • the operation of generating movement of the touch surface consists in activating at least one actuator adapted to generate a displacement of the touch surface in its own plane. it comprises, after the operation of determining the direction of sliding of the finger, an operation of determining an amplitude of the tactile stimulation.
  • the movement of the touch-sensitive surface is controlled in direction and in amplitude it comprises a step of processing signals for measuring the coordinates of the point of contact in order to limit noises generating measurement uncertainty.
  • the direction of the velocity of movement is determined by differentiating, over time, the coordinates of the point of contact of the finger on the touch surface.
  • the direction of the displacement velocity is determined by detecting the force applied by the finger on the touch surface in a plane tangent to said touch surface, this force being aligned with the displacement velocity the direction of the displacement velocity is determined by optical or acoustic detection of the trajectory of the finger on the touch surface.
  • a haptic interface implementing the above method and comprising: a touch surface, an actuation system on which the touch surface is mounted, adapted to generate a displacement of said surface , a device for detecting and locating at least one point of contact between the finger and the touch surface, and a processing unit suitable for at least determining the direction of sliding of the finger on the touch surface and for controlling the actuator .
  • This haptic interface can have one or more additional characteristics among the following, considered individually or in any technically possible combination: the touch surface is suspended from a fixed frame by elastic suspensions. elastic suspensions are thin sections of elastomer. the actuation system comprises at least two actuators arranged orthogonally with respect to one another, under the touch surface.
  • Figure 1 shows a schematic top view of the touch surface of a haptic interface according to the invention
  • Figure 2 shows, in the form of a functional diagram, an example of steps of the tactile stimulation method according to the invention
  • Figure 3 shows a schematic top view of a haptic interface according to one embodiment of the invention
  • Figure 4 shows a schematic top view of a haptic interface according to another embodiment of the invention.
  • Figure 5 shows a schematic perspective view of an example of an actuator and touch surface of the haptic interface of Figure 4.
  • Figure 1 shows, in a schematic top view, a touch surface 20, for example the surface of a mobile phone touch screen, with a sliding contact 12, represented by its trajectory L.
  • This sliding contact 12 like all sliding contacts on a tactile surface, extends in a reference plane P (x, y) where x and y are unit vectors and the two main directions of the plane P of the tactile surface 20, or contact surface.
  • the sliding contact 12 comprises a zone 14, with a centroid C, corresponding to the zone of contact of the finger with the touch surface 20.
  • the sliding contact 12 extends along a path L, specific to each sliding contact, in the reference (x, y).
  • the path L corresponds to the path traveled by the centroid C of the contact zone 14 in the frame (x, y), the zone 14 being represented in FIG. 1 at any instant t of this path.
  • centroid C being mobile and its position being measured in the global frame of reference (x, y), a local frame of reference (u, v) can be defined.
  • the vector v thus defines the orthogonal direction to the direction u of the slip velocity.
  • the tactile stimulation method proposes to generate movements of the tactile surface 20, in the plane P, in a direction orthogonal to the sliding trajectory L of the finger. It proposes in particular to determine the direction u of the finger sliding velocity and the direction v orthogonal to the direction u in order to define the direction of displacement of the movements of the touch surface 20.
  • the trajectory can be a trajectory chosen by the user and which, therefore, is not known in advance by the interface. On the contrary, the trajectory can be known in advance, for example when the interface indicates a path to follow or when the touch surface is long and narrow. Whatever the trajectory (known in advance or not), the method according to the invention consists of moving the touch surface in a direction orthogonal to this trajectory. When the trajectory is not known in advance, the method determines the trajectory from the Cartesian coordinates of the point of contact. When the trajectory is known in advance, the method determines this trajectory from data previously stored in the interface.
  • the tactile stimulation method 100 comprises a first operation 110 which consists in detecting the presence of a finger in contact with the tactile surface 20.
  • This detection of a finger in contact with the tactile surface can be carried out by means of various techniques commonly used in touch devices such as touch screens of smartphones, distribution kiosks, cash registers or other computer devices. The most common techniques use capacitive methods. Other methods can of course be used.
  • the method comprises, in step 120, the determination of the position of the contact zone 14 by measuring the Cartesian coordinates x and y of the point of contact in the coordinate system (x, y) of the tactile surface 20.
  • the method then comprises, in step 130, the estimation of the direction u of the sliding velocity, more or less precisely. Indeed, even an approximate determination is sufficient for the implementation of the method of the invention.
  • Several methods can be used to determine the direction u of the velocity of sliding of the finger on the touch surface.
  • One method is based on the calculation of the position increment of the contact point. This method consists in detecting the position of the contact zone 14 of the finger in order to deduce therefrom the direction of sliding by differentiation over time. It will be clear to those skilled in the art that this method gives imprecise results when the sliding speed is low and the resolution of the detection of the position of the contact point is low.
  • Improvements can also be envisaged in order to limit the noise generating measurement uncertainty.
  • the uncertainty due to differentiating a noisy signal can be reduced by processing the signal.
  • the processing can be, for example, smoothing or any other form of filtering, such as filtering of Kalman.
  • the uncertainty of the measurements can also be improved by using asymptotic observers and state reconstructors without differentiation.
  • Another method of determining the direction of the finger sliding velocity is based on measuring the tangential force applied to the touch surface by the finger. This method consists of detecting the force applied to the tactile surface in the plane tangent to said surface and deducing therefrom the direction of sliding, since this force is always aligned with the sliding velocity. This method has the advantage of providing a reliable sliding direction value even when the speed is low, or even zero.
  • the measurement of the force applied to the touch surface can be carried out, for example, by means of strain gauges or optical micro-displacement sensors. It can also be carried out by measurements linked to the properties of the area of contact of the finger with the tactile surface, such as, for example, the estimation of the area of contact of the finger with the surface or the measurement of the surface density of the actual contact. finger with the surface.
  • the method 100 proposes to determine, in step 140, the direction v orthogonal to the trajectory of the finger on the touch surface.
  • This orthogonal direction v can be determined by calculation from the direction u, as explained previously in connection with FIG. 1.
  • the method 100 can then include a step 150 consisting in determining the amplitude of the stimulation of the finger.
  • the amplitude ⁇ of the stimulation can be determined using known methods. It can, for example, be determined by calculating the scalar value of a function T of the position (x, y) of the finger which represents a texture in a domain D.
  • the method 100 finally comprises a step 160 of generating the movements of the touch surface.
  • These movements are intended to be performed in the own plane P of the touch surface 20, that is to say the plane of the largest x and y dimensions of the touch surface.
  • the displacements are carried out according to the direction x, the direction y or any intermediate direction in the reference mark (x, y).
  • the direction of the displacements, or movements, of the tactile surface is in the direction v, orthogonal to the trajectory L of the sliding contact, determined in step 140.
  • These displacements or movements are implemented with a stimulation amplitude, for example. the amplitude a determined in step 150 of the method of FIG. 2.
  • the actuation of the tactile surface is controlled taking into account the amplitude and the direction of the stimulation.
  • the method 100 has the effect of causing a tactile stimulation of the finger, independent of the sliding movements of this finger on the tactile surface, also independent of the noises of friction of the finger on said surface.
  • These stimuli can, for example, recreate the effect of a texture and simulate a texture on the touch surface.
  • the various steps of the method 100 are performed in a loop, at a predefined rate, as long as the stimulation is desired, which is controlled by step 170.
  • the loop is repeated. at a high rate so that the user can feel the stimulation in real time.
  • the method according to the invention, and in particular the method according to the example of Figure 2 can be implemented in a haptic interface such as that shown in Figures 3 and 4.
  • the interface haptic 10 comprises: a touch-sensitive surface 20 via which the user can interact with said haptic interface, a detection and localization device ensuring the detection of finger contact on the touch-sensitive surface, an actuation system 30, under the touch-sensitive surface 20, ensuring a movement of said touch-sensitive surface 20, and a processing unit 40 ensuring the implementation of the method of the invention and the control of the actuators 30.
  • the tactile surface 20, also called the contact surface, is the face of the haptic interface 10 through which the user comes into contact with said interface.
  • the tactile surface 20 can be a rigid plate, for example made of a transparent material, of rectangular shape, as shown in FIGS. 3 and 4.
  • the tactile surface can take other shapes than rectangular, for example circular, triangular or trapezoidal. It can also take other forms than a plaque. It can be, for example, semi-spherical with a domed face. It can also be a part of arbitrary shape, having left surfaces or ruled surfaces. In these more general cases, the calculations described below can easily be extended by considering the plane P to be the plane tangent to the left surface or adjusted to the point of contact, as is well known to those skilled in the art familiar with the geometry of the surfaces.
  • the detection and location device detects the contact of the user's finger and determines the Cartesian coordinates x and y of the point of contact in the reference (x, y) of the touch surface 20.
  • Such a detection and location device is well known in the field of tactile surfaces and will therefore not be described in more detail.
  • the actuation system 30 of the haptic interface generates the movements in two main directions of the touch surface 20 which, when combined, generates movements in any desired direction.
  • the actuation system is configured to apply small movements to the touch surface. 20, in the plane of said tactile surface, that is to say the plane tangent to the contact of the finger with the surface.
  • the actuation system 30 may include low mechanical impedance actuators designed to produce a force which causes displacement by overcoming the inertial, viscous and elastic forces which oppose displacement or high mechanical impedance actuators forcing displacement.
  • Actuators can be driven by electrodynamic motors, variable reluctance motors, or piezoelectric motors.
  • the actuators are mounted so as to be integral with the touch surface 20 and distributed under the whole of said surface.
  • the actuation system comprises two actuators (shown in dotted lines in Figure 3), arranged so as to produce orthogonal forces along the bisecting lines 35 and 36 of the touch surface 20 to cause arbitrary displacements in the plane of said tactile surface.
  • the actuator system 30 comprises four actuators 31, 32, 33, 34 (shown in dotted lines in FIG. 4) positioned orthogonally two by two, each actuator being positioned at the periphery of the touch surface , under said tactile surface 20.
  • the actuators are positioned symmetrically, two by two, with respect to the bisectors of the tactile surface, so as to cause arbitrary movements in the plane of the tactile surface.
  • the actuation system 30 also includes elastic suspensions 22 which can take many forms.
  • the elastic suspensions 22 can, for example, be suspensions made using thin sections, adhesive elastomers, or deformable supports.
  • the touch surface 20 is suspended from a fixed frame 21 by the thin sections 22 allowing small movements of the touch surface in the plane P.
  • the thin sections 22 are intended to introduce connections elastic between rigid elements of a structure represented here by the tactile surface 20 and the fixed frame 21.
  • the processing unit 40 processes the data received from the detection and location device and controls the actuation system 30.
  • the processing unit 40 implements an algorithm designed to calculate the small displacements of the tactile surface 20 on which the stimulated finger slides. This algorithm implements the steps of the method of the invention, and in particular the steps of FIG. 2.
  • the processing unit 40 is associated with an input-output system making it possible to acquire the data of the detection and localization device and to produce commands intended to activate the actuation system 30.
  • the actuation system drives the touch surface 20 in small displacements carried out in the plane P of the tactile surface and orthogonal to the direction of sliding of the finger on said surface.
  • the method of tactile stimulation of a finger sliding on a tactile surface comprises various variants, modifications and improvements which will appear in such a way. obvious to those skilled in the art, it being understood that these variants, modifications and improvements form part of the scope of the invention.

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Abstract

One aspect of the invention relates to a method for the tactile stimulation of a finger sliding over a touch surface (20) of a haptic interface (10), comprising, when a finger is detected in contact with the touch surface (110), an operation (120-140) of determining a direction of sliding of the finger over the touch surface and an operation (160) of generating movements of the touch surface (20), in the plane of said surface, in a direction orthogonal to the direction of sliding of the finger, the operation of determining the direction of sliding comprising the following steps: - measuring (120) the Cartesian coordinates (x, y) of a point of contact of the finger on the touch surface, - determining (130) the direction of the speed of sliding (u) of the point of contact on the touch surface, and - determining (140), in the plane (P) of the touch surface, a direction (v) orthogonal to the direction of the speed of sliding. Another aspect of the invention relates to a haptic interface (10) implementing this method.

Description

DESCRIPTION DESCRIPTION
TITRE : Procédé de stimulation tactile d’un doigt glissant sur une surface tactile et interface haptique mettant en œuvre ce procédéTITLE: Method of tactile stimulation of a sliding finger on a tactile surface and haptic interface implementing this method
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
[0001] La présente invention concerne un procédé pour générer des stimulations tactiles destinées à être ressenties par l’utilisateur d’une interface haptique. L’invention concerne également une interface haptique mettant en oeuvre ce procédé. The present invention relates to a method for generating tactile stimuli intended to be felt by the user of a haptic interface. The invention also relates to a haptic interface implementing this method.
[0002] L’invention trouve des applications dans les domaines de l’haptique pour procurer des sensations tactiles aux utilisateurs d’interfaces haptiques et, en particulier, lorsque l’utilisateur est en contact glissant avec la surface tactile de l’interface haptique. The invention finds applications in the fields of haptics to provide tactile sensations to users of haptic interfaces and, in particular, when the user is in sliding contact with the tactile surface of the haptic interface.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION TECHNOLOGICAL BACKGROUND OF THE INVENTION
[0003] Il est connu, dans le domaine de l’haptique, de chercher à reproduire artificiellement, sur une surface lisse, les sensations tactiles ressenties par une personne lorsqu’elle touche certaines matières ou textures, ou lorsqu’elle utilise certains objets présentant une mobilité interne, comme des textiles pileux, des boutons d’interrupteurs, des molettes crantées, etc. It is known, in the field of haptics, to seek to artificially reproduce, on a smooth surface, the tactile sensations felt by a person when he touches certain materials or textures, or when he uses certain objects presenting internal mobility, such as hairy textiles, switch buttons, serrated wheels, etc.
[0004] Il est connu, en particulier, de procurer des sensations tactiles à l’utilisateur d’une interface haptique - appelée également écran avec retour tactile - pour simuler, par exemple, l’appui d’une touche ou le ressenti d’une texture lorsque l’utilisateur est en contact physique avec l’interface haptique, notamment lorsqu’il pose son doigt sur la surface tactile de l’interface haptique. Il existe des dispositifs conçus pour procurer de telles sensations. Ces dispositifs comportent généralement un arrangement matériel capable de déplacer la surface de contact, ou surface tactile, sous l’effet d’un signal de commande généré en réponse à la détection d’un point de contact entre le doigt de l’utilisateur et ladite surface tactile. [0004] It is known, in particular, to provide tactile sensations to the user of a haptic interface - also called a screen with tactile feedback - to simulate, for example, the pressing of a key or the feeling of a texture when the user is in physical contact with the haptic interface, in particular when he places his finger on the tactile surface of the haptic interface. There are devices designed to provide such sensations. These devices generally include a hardware arrangement capable of moving the contact surface, or tactile surface, under the effect of a control signal generated in response to the detection of a point of contact between the user's finger and said finger. tactile surface.
[0005] Ces dispositifs sont prévus pour un contact statique du doigt (ou autre partie du corps de l’utilisateur) avec la surface de contact, c’est-à-dire l’appui d’un doigt à un emplacement de la surface de contact. Or, de nombreuses utilisations des interfaces haptiques nécessitent un contact glissant des doigts sur la surface de contact, par exemple, pour zoomer sur une zone d’affichage, pour atteindre avec le doigt un emplacement ciblé sur la surface de contact, ou pour reproduire un champ de texture présenté dans une région de la surface de contact, ou encore simuler le basculement d’un interrupteur à glissière reproduit par l’interface. On a remarqué que les dispositifs proposant des petits déplacements oscillatoires de la surface de contact pour stimuler le doigt ne sont guère adaptés aux contacts glissants car l’effet des petits déplacements oscillatoires est considérablement atténué, le contact glissant étant moins propre à transmettre des signaux mécaniques vibratoires qu’un contact statique. De plus, les signaux mécaniques sont souvent masqués par le bruit de frottement engendré par le glissement du doigt sur la surface de contact. These devices are intended for static contact of the finger (or other part of the user's body) with the contact surface, that is to say the support of a finger at a location on the surface of contact. However, many uses of haptic interfaces require sliding contact of the fingers on the contact surface, for example, to zoom in on a display area, to reach with the finger a targeted location on the contact surface, or to reproduce a texture field presented in a region of the contact surface, or to simulate tilting a slide switch reproduced by the interface. It has been noticed that the devices offering small oscillatory displacements of the contact surface to stimulate the finger are hardly suitable for sliding contacts because the effect of small oscillatory displacements is considerably attenuated, the sliding contact being less suitable for transmitting mechanical signals. vibration than static contact. In addition, mechanical signals are often masked by the friction noise generated by the sliding of the finger on the contact surface.
[0006] Plusieurs techniques de reproduction, sur une surface tactile généralement lisse, des sensations tactiles correspondant à des surfaces texturées ont été divulguées qui ont toutes pour but de répondre à ce problème de contact glissant. L’une de ces techniques propose de forcer la surface de contact à vibrer à une fréquence ultrasonique (c'est-à-dire une fréquence supérieure à 20 KHz). Cette technique a été décrite dans l’article de T. Watanabe et S. Fukui, intitulé « A method for controlling tactile sensation of surface roughness using ultrasonic vibration », IEEE International Conférence on Robotics and Automation, 1995, pp. 1134-1139]. Des améliorations ont également été décrites, notamment dans la publication de M. Wiertlewski, R. F. Friesen & J.E. Colgate, intitulée « Partial squeeze film lévitation modulâtes fingertip friction », Proceedings of the National Academy of Sciences, 2016, 113(33):9210-9215. Dans cette technique, la surface de contact est généralement une plaque mince en métal, en verre ou en céramique, sur laquelle sont fixés des transducteurs piézoélectriques. La fréquence d’excitation est choisie pour correspondre à une fréquence propre de la plaque mince de façon à établir une onde stationnaire de flexion dans le domaine solide de cette plaque. La plaque mince est conçue de façon à ce que les ondes stationnaires de flexion prennent place à des fréquences suffisamment hautes et que des longueurs d’ondes soient suffisamment courtes en comparaison avec la taille d’un doigt. Ainsi, lorsque l’amplitude de la vibration dépasse quelques micromètres, le coefficient de friction entre le doigt et la plaque mince diminue fortement. Les procédés pour reproduire tactilement des textures sont basés généralement sur un principe de détection de la position du contact glissant d’un doigt en déplacement dans un champ à deux dimensions et de modulation du coefficient de friction par modulation de l’amplitude de la vibration ultrasonore. Ces procédés mettent généralement en oeuvre un algorithme de calcul de la valeur scalaire d’une fonction T de la position (x,y) du doigt qui représente une texture dans le domaine D. L’amplitude A est alors la suivante : A = T(x,y),V(x,y) G D [0006] Several reproduction techniques, on a generally smooth tactile surface, tactile sensations corresponding to textured surfaces have been disclosed which all aim to respond to this problem of sliding contact. One of these techniques proposes to force the contact surface to vibrate at an ultrasonic frequency (that is to say a frequency greater than 20 KHz). This technique has been described in the article by T. Watanabe and S. Fukui, entitled “A method for controlling tactile sensation of surface roughness using ultrasonic vibration”, IEEE International Conference on Robotics and Automation, 1995, pp. 1134-1139]. Improvements have also been described, notably in the publication by M. Wiertlewski, RF Friesen & JE Colgate, entitled "Partial squeeze film levitation modulâtes fingertip friction", Proceedings of the National Academy of Sciences, 2016, 113 (33): 9210- 9215. In this technique, the contact surface is generally a thin plate of metal, glass or ceramic, on which piezoelectric transducers are attached. The excitation frequency is chosen to correspond to a natural frequency of the thin plate so as to establish a bending standing wave in the solid domain of this plate. The thin plate is designed so that bending standing waves take place at sufficiently high frequencies and wavelengths are sufficiently short compared to the size of a finger. Thus, when the amplitude of the vibration exceeds a few micrometers, the coefficient of friction between the finger and the thin plate decreases sharply. The methods for tactile reproduction of textures are generally based on a principle of detecting the position of the sliding contact of a moving finger in a two-dimensional field and of modulating the coefficient of friction by modulating the amplitude of the ultrasonic vibration. . These methods generally implement an algorithm for calculating the scalar value of a function T of the position (x, y) of the finger which represents a texture in the domain D. The amplitude A is then as follows: A = T (x, y), V (x, y) GD
[0007] Une autre technique propose une interface haptique dans laquelle la surface de contact est une plaque mince rigide faite d’un matériau diélectrique comportant une électrode sur la face arrière de ladite plaque. Lorsqu’une forte différence de potentiel électrique oscillante est établie entre le doigt et l’électrode, des charges électriques migrent dans le doigt et la force de Coulomb attire le doigt vers la plaque, ce qui a pour effet d’augmenter le coefficient de friction. Une telle technique a été décrite dans les publications « Perception by the skin of electrically induced vibrations », de Mallinckrodt, E., Hughes, A. et Sleator, W. Jr, 1953, Science 118:277-278 et « Contact mechanics between the human finger and a touchscreen under electroadhesion », de Ayyildiz, M., Scaraggi, M., Sirin, O., Basdogan, C., & Persson, B. N., 2018, Proceedings of the National Academy of Sciences, 115(50), 12668-12673. La mise en oeuvre du procédé pour reproduire tactilement des textures est similaire à celle décrite précédemment pour la première technique avec la différence que, dans cette technique, le signal d’excitation augmente le coefficient de friction au lieu de le diminuer, comme dans la précédente technique. Another technique provides a haptic interface in which the contact surface is a rigid thin plate made of a dielectric material comprising an electrode on the rear face of said plate. When a strong oscillating electric potential difference is established between the finger and the electrode, electric charges migrate into the finger and the Coulomb force attracts the finger towards the plate, which has the effect of increasing the coefficient of friction. . Such a technique has been described in the publications "Perception by the skin of electrically induced vibrations", by Mallinckrodt, E., Hughes, A. and Sleator, W. Jr, 1953, Science 118: 277-278 and "Contact mechanics between the human finger and a touchscreen under electroadhesion ”, de Ayyildiz, M., Scaraggi, M., Sirin, O., Basdogan, C., & Persson, BN, 2018, Proceedings of the National Academy of Sciences, 115 (50) , 12668-12673. The implementation of the method for tactile reproduction of textures is similar to that described previously for the first technique with the difference that, in this technique, the excitation signal increases the coefficient of friction instead of decreasing it, as in the previous one. technical.
[0008] Une autre technique encore propose de causer des vibrations dans une surface rigide en contact avec un doigt glissant. Les vibrations peuvent être effectuées dans la direction normale à la surface de contact, comme décrit dans l’article « Toward quality texture display: vibrotactile stimuli to modify material roughness sensations », de Asano, S., Okamoto, S., Matsuura, Y., et Yamada, Y., 2014, Advanced Robotics, 28(16), 1079-1089. Les vibrations peuvent également être effectuées dans la direction tangentielle à la surface de contact, comme décrit dans la publication "Perceptual constancy in the reproduction of Virtual tactile textures with surface displays", de Bochereau, S., Sinclair, S., & Hayward, V., 2018, ACM Transactions on Applied Perception (TAP), 15(2), 10 ou la publication "The spatial spectrum of tangential skin displacement can encode tactual texture", de Wiertlewski, M., Lozada, J., et Hayward, V., 2011 , IEEE Transactions on Robotics, 27(3), 461 -472. Des variantes ont également été proposées dans lesquelles les vibrations sont effectuées dans des directions arbitraires en fonction de l’amplitude relative des composantes normales et tangentielles, comme décrit dans la demande de brevet US 2018/0267612 A1. Cependant, dans de nombreuses applications, il est indésirable de faire vibrer la surface de contact selon une composante normale à ladite surface car les interfaces haptiques comportant une telle surface de contact émettent alors des ondes sonores, qui sont d’autant plus intenses que les fréquences employées sont hautes et les dimensions de la surface grandes, ce qui est préjudiciable à la qualité de l’interface homme-machine. [0008] Yet another technique proposes to cause vibrations in a rigid surface in contact with a sliding finger. The vibrations can be carried out in the direction normal to the contact surface, as described in the article “Toward quality texture display: vibrotactile stimuli to modify material roughness sensations”, by Asano, S., Okamoto, S., Matsuura, Y ., and Yamada, Y., 2014, Advanced Robotics, 28 (16), 1079-1089. The vibrations can also be effected in the direction tangential to the contact surface, as described in the publication "Perceptual constancy in the reproduction of Virtual tactile textures with surface displays", de Bochereau, S., Sinclair, S., & Hayward, V., 2018, ACM Transactions on Applied Perception (TAP), 15 (2), 10 or the publication "The spatial spectrum of tangential skin displacement can encode tactual texture", by Wiertlewski, M., Lozada, J., and Hayward , V., 2011, IEEE Transactions on Robotics, 27 (3), 461-472. Variants have also been proposed in which the vibrations are carried out in arbitrary directions as a function of the relative amplitude of the normal and tangential components, as described in the patent application US 2018/0267612 A1. However, in many applications, it is undesirable to vibrate the contact surface according to a component normal to said surface because the haptic interfaces comprising such a contact surface then emit sound waves, which are all the more intense as the frequencies used are high and the dimensions of the surface large, which is detrimental to the quality of the man-machine interface.
[0009] Ces différentes techniques de reproduction des sensations tactiles présentent un inconvénient commun, à savoir la forte sensibilité intrinsèque aux conditions de glissement du doigt sur la surface de contact. On entend par « conditions de glissement », la vitesse de glissement, l’effort normal c'est-à-dire la force de l’appui sur la surface de contact, la durée du contact, l’état d’hygrométrie du doigt, l’hygrométrie des conditions ambiantes et la présence de lubrifiants liquides ou solides sur la surface de contact ou sur le doigt. En effet, toutes ces conditions ont tendances à modifier fortement l’amplitude de la force de frottement due au glissement du doigt et, par conséquent, limitent la capacité des procédés à moduler la force de glissement pour reproduire les textures ou des signaux tactiles isolés lors du glissement. Ce problème est particulièrement critique et fait l’objet de recherches pour concevoir des techniques de régulation de l’effort de friction en boucles fermées pour le rendre indépendant des conditions de glissement. L’article « Overcoming the variability of fingertip friction with surface-haptic force-feedback », de Huloux, N., Monnoyer, J., Boyron, M., & Wiertlewski, M., 2018, International Conférence on Human Haptic Sensing and Touch Enabled Computer Applications (pp. 326-337), Springer, passe en revue certaines de ces techniques de régulation. L’article « Closed loop application of electroadhesion for increased précision in texture rendering », de Grigorii, R. V., & Colgate, J. E., 2020, arXiv preprint:2001 .01868 décrit une technique similaire pour compenser les variations non désirées du coefficient de friction. Toutefois, ces différentes techniques de régulation présentent toutes l’inconvénient d’augmenter considérablement la complexité des procédés et des interfaces haptiques destinées à reproduire des sensations tactiles. [0009] These different techniques for reproducing tactile sensations have a common drawback, namely the high intrinsic sensitivity to the conditions of sliding of the finger on the contact surface. The term “sliding conditions” is understood to mean the sliding speed, the normal force, that is to say the force of the pressure on the contact surface, the duration of the contact, the state of hygrometry of the finger. , the humidity of the ambient conditions and the presence of liquid or solid lubricants on the contact surface or on the finger. In fact, all of these conditions tend to greatly modify the amplitude of the frictional force due to the sliding of the finger and, consequently, limit the ability of the methods to modulate the sliding force to reproduce textures or isolated tactile signals during the process. sliding. This problem is particularly critical and is the subject of research to design techniques for regulating the frictional force in closed loops to make it independent of sliding conditions. The article “Overcoming the variability of fingertip friction with surface-haptic force-feedback”, by Huloux, N., Monnoyer, J., Boyron, M., & Wiertlewski, M., 2018, International Conférence on Human Haptic Sensing and Touch Enabled Computer Applications (pp. 326-337), Springer, reviews some of these regulatory techniques. The article "Closed loop application of electroadhesion for increased precision in texture rendering", by Grigorii, R. V., & Colgate, J. E., 2020, arXiv preprint: 2001 .01868 describes a similar technique to compensate for unwanted variations in the coefficient of friction. However, these different regulation techniques all have the drawback of considerably increasing the complexity of the methods and haptic interfaces intended to reproduce tactile sensations.
[0010] Il existe donc un réel besoin d’un procédé permettant de reproduire, sur une surface lisse, des sensations de textures lorsque le doigt d’un utilisateur est en contact glissant avec ladite surface. [0010] There is therefore a real need for a method making it possible to reproduce, on a smooth surface, texture sensations when a user's finger is in sliding contact with said surface.
RESUME DE L’INVENTION SUMMARY OF THE INVENTION
[0011] Pour répondre aux problèmes évoqués ci-dessus de sensibilité intrinsèque aux conditions de glissement du doigt sur la surface de contact, le demandeur propose un procédé de stimulation tactile d’un doigt glissant sur une surface tactile dans lequel les déplacements de la surface tactile sont effectués dans le plan de ladite surface, suivant une direction orthogonale à la direction de glissement du doigt. To respond to the problems mentioned above of intrinsic sensitivity to the conditions of sliding of the finger on the contact surface, the applicant proposes a method of tactile stimulation of a finger sliding on a tactile surface in which the movements of the tactile surface are effected in the plane of said surface, in a direction orthogonal to the direction of sliding of the finger.
[0012] Selon un premier aspect, l’invention concerne un procédé de stimulation tactile d’un doigt glissant sur une surface tactile d’une interface haptique, comportant, lorsqu’un doigt est détecté en contact avec la surface tactile, une opération de détermination d’une direction de glissement du doigt sur la surface tactile et une opération de génération de déplacements de la surface tactile, dans le plan de ladite surface, suivant une direction orthogonale à la direction de glissement du doigt. According to a first aspect, the invention relates to a method of tactile stimulation of a finger sliding on a tactile surface of a haptic interface, comprising, when a finger is detected in contact with the tactile surface, an operation of determining a direction of sliding of the finger on the touch surface and an operation of generating displacements of the touch surface, in the plane of said surface, in a direction orthogonal to the direction of sliding of the finger.
[0013] Ce procédé de stimulation permet de générer des mouvements de la surface tactile, pouvant reproduire artificiellement, sur la surface lisse de la surface tactile, des sensations tactiles ressenties par une personne lorsqu’elle touche certaines matières ou textures. This stimulation method makes it possible to generate movements of the touch surface, which can artificially reproduce, on the smooth surface of the touch surface, the tactile sensations felt by a person when they touch certain materials or textures.
[0014] Avantageusement, l’opération de détermination de la direction de glissement comporte les étapes suivantes : mesurer les coordonnées cartésiennes (x,y) d’un point de contact du doigt sur la surface tactile, déterminer la direction de la vélocité de déplacement du point de contact sur la surface tactile, et déterminer, dans le plan de la surface tactile, une direction orthogonale à la direction de la vélocité de déplacement. Advantageously, the operation of determining the sliding direction comprises the following steps: measuring the Cartesian coordinates (x, y) of a point of contact of the finger on the touch surface, determining the direction of the displacement velocity of the point of contact on the tactile surface, and determining, in the plane of the tactile surface, a direction orthogonal to the direction of the velocity of movement.
[0015] Le point de contact est l’emplacement du doigt de l’utilisateur sur la surface tactile. Bien entendu, l’utilisateur peut être en contact direct avec l’interface haptique 10, par l’intermédiaire d’une partie de son corps et notamment d’un doigt, ou en contact indirect, par l’intermédiaire d’un équipement adapté tel qu’un stylet ou un gant tactile. La suite de la description sera donnée pour l’exemple d’un doigt de l’utilisateur, étant entendu qu’il peut s’agir d’une autre partie du corps de l’utilisateur ou d’un équipement adapté. [0015] The point of contact is the location of the user's finger on the touch surface. Of course, the user can be in direct contact with the haptic interface 10, by means of a part of his body and in particular of a finger, or in indirect contact, by means of suitable equipment. such as a stylus or a touchscreen glove. The remainder of the description will be given for the example of a user's finger, it being understood that it may be another part of the user's body or suitable equipment.
[0016] Outre les caractéristiques qui viennent d’être évoquées dans le paragraphe précédent, le procédé de stimulation tactile selon un aspect de l’invention peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : l’opération de génération de déplacement de la surface tactile consiste à activer au moins un actionneur adapté pour générer un déplacement de la surface tactile dans son propre plan. il comporte, après l’opération de détermination de la direction de glissement du doigt, une opération de détermination d’une amplitude de la stimulation tactile. le déplacement de la surface tactile est contrôlé en direction et en amplitude il comporte une étape de traitement des signaux de mesures des coordonnées du point de contact pour limiter des bruits générant une incertitude des mesures. la direction de la vélocité de déplacement est déterminée par différentiation, au cours du temps, des coordonnées du point de contact du doigt sur la surface tactile. la direction de la vélocité de déplacement est déterminée par détection de l’effort appliqué par le doigt sur la surface tactile dans un plan tangent à ladite surface tactile, cet effort étant aligné à la vélocité de déplacement la direction de la vélocité de déplacement est déterminée par détection optique ou acoustique de la trajectoire du doigt sur la surface tactile. In addition to the characteristics which have just been mentioned in the previous paragraph, the tactile stimulation method according to one aspect of the invention may have one or more additional characteristics among the following, considered individually or in any technically possible combination: the operation of generating movement of the touch surface consists in activating at least one actuator adapted to generate a displacement of the touch surface in its own plane. it comprises, after the operation of determining the direction of sliding of the finger, an operation of determining an amplitude of the tactile stimulation. the movement of the touch-sensitive surface is controlled in direction and in amplitude it comprises a step of processing signals for measuring the coordinates of the point of contact in order to limit noises generating measurement uncertainty. the direction of the velocity of movement is determined by differentiating, over time, the coordinates of the point of contact of the finger on the touch surface. the direction of the displacement velocity is determined by detecting the force applied by the finger on the touch surface in a plane tangent to said touch surface, this force being aligned with the displacement velocity the direction of the displacement velocity is determined by optical or acoustic detection of the trajectory of the finger on the touch surface.
[0017] Un autre aspect de l’invention concerne une interface haptique mettant en oeuvre le procédé ci-dessus et comportant : une surface tactile, un système d’actionnement sur lequel est montée la surface tactile, adapté pour générer un déplacement de ladite surface, un dispositif de détection et de localisation d’au moins un point de contact entre le doigt et la surface tactile, et une unité de traitement adaptée pour au moins déterminer la direction de glissement du doigt sur la surface tactile et pour commander l’actionneur. Another aspect of the invention relates to a haptic interface implementing the above method and comprising: a touch surface, an actuation system on which the touch surface is mounted, adapted to generate a displacement of said surface , a device for detecting and locating at least one point of contact between the finger and the touch surface, and a processing unit suitable for at least determining the direction of sliding of the finger on the touch surface and for controlling the actuator .
[0018] Cette interface haptique peut présenter une ou plusieurs caractéristiques complémentaires parmi les suivantes, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : la surface tactile est suspendue à un cadre fixe par des suspensions élastiques. les suspensions élastiques sont des sections minces en élastomère. le système d’actionnement comporte au moins deux actionneurs disposés orthogonalement l’un par rapport à l’autre, sous la surface tactile.This haptic interface can have one or more additional characteristics among the following, considered individually or in any technically possible combination: the touch surface is suspended from a fixed frame by elastic suspensions. elastic suspensions are thin sections of elastomer. the actuation system comprises at least two actuators arranged orthogonally with respect to one another, under the touch surface.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
[0019] D’autres avantages et caractéristiques de l’invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit, illustrée par les figures dans lesquelles : [0019] Other advantages and characteristics of the invention will become apparent on reading the following description, illustrated by the figures in which:
[0020] La figure 1 représente une vue schématique de dessus de la surface tactile d’une interface haptique selon l’invention ; [0020] Figure 1 shows a schematic top view of the touch surface of a haptic interface according to the invention;
[0021] La figure 2 représente, sous la forme d’un diagramme fonctionnel, un exemple d’étapes du procédé de stimulation tactile selon l’invention ; [0021] Figure 2 shows, in the form of a functional diagram, an example of steps of the tactile stimulation method according to the invention;
[0022] La figure 3 représente une vue de dessus schématique d’une interface haptique selon un mode de réalisation de l’invention ; [0022] Figure 3 shows a schematic top view of a haptic interface according to one embodiment of the invention;
[0023] La figure 4 représente une vue de dessus schématique d’une interface haptique selon un autre mode de réalisation de l’invention, et [0023] Figure 4 shows a schematic top view of a haptic interface according to another embodiment of the invention, and
[0024] La figure 5 représente une vue schématique en perspective d’un exemple d’actionneur et de surface tactile de l’interface haptique de la figure 4. [0024] Figure 5 shows a schematic perspective view of an example of an actuator and touch surface of the haptic interface of Figure 4.
DESCRIPTION DETAILLEE DETAILED DESCRIPTION
[0025] Un exemple de réalisation d’un procédé de stimulation tactile d’un doigt sur une surface tactile, lorsque le doigt de l’utilisateur est en contact glissant avec ladite surface, est décrit en détail ci-après, en référence aux dessins annexés. Cet exemple illustre les caractéristiques et avantages de l'invention. Il est toutefois rappelé que l'invention ne se limite pas à cet exemple. An exemplary embodiment of a method of tactile stimulation of a finger on a tactile surface, when the user's finger is in sliding contact with said surface, is described in detail below, with reference to the drawings annexed. This example illustrates the characteristics and advantages of the invention. It is however recalled that the invention is not limited to this example.
[0026] Sur les figures, les éléments identiques sont repérés par des références identiques. Pour des questions de lisibilité des figures, les échelles de taille entre éléments représentés ne sont pas respectées. In the figures, identical elements are identified by identical references. For reasons of legibility of the figures, the size scales between elements represented are not respected.
[0027] La figure 1 représente, selon une vue de dessus schématique, une surface tactile 20, par exemple la surface d’un écran tactile de téléphone portable, avec un contact glissant 12, représenté par sa trajectoire L. Ce contact glissant 12, comme tous contacts glissants sur une surface tactile, s’étend dans un plan P de repère (x,y) ou x et y sont des vecteurs unitaires et les deux directions principales du plan P de la surface tactile 20, ou surface de contact. Le contact glissant 12 comporte une zone 14, avec un centroïde C, correspondant à la zone de contact du doigt avec la surface tactile 20. Le contact glissant 12 s’étend suivant une trajectoire L, propre à chaque contact glissant, dans le repère (x,y). En d’autres termes, la trajectoire L correspond au chemin parcouru par le centroïde C de la zone de contact 14 dans le repère (x,y), la zone 14 étant représentée sur la figure 1 à un instant t quelconque de ce chemin. Figure 1 shows, in a schematic top view, a touch surface 20, for example the surface of a mobile phone touch screen, with a sliding contact 12, represented by its trajectory L. This sliding contact 12, like all sliding contacts on a tactile surface, extends in a reference plane P (x, y) where x and y are unit vectors and the two main directions of the plane P of the tactile surface 20, or contact surface. The sliding contact 12 comprises a zone 14, with a centroid C, corresponding to the zone of contact of the finger with the touch surface 20. The sliding contact 12 extends along a path L, specific to each sliding contact, in the reference (x, y). In other words, the path L corresponds to the path traveled by the centroid C of the contact zone 14 in the frame (x, y), the zone 14 being represented in FIG. 1 at any instant t of this path.
[0028] Le centroïde C étant mobile et sa position étant mesurée dans le repère global (x,y), un repère local (u,v) peut être défini. Si la vitesse de glissement g est : où s est l’abscisse curviligne, alors le vecteur de vitesse de glissement - aussi appelé vélocité de glissement - tangent à la trajectoire L de la zone de contact 14 est w = g u, où u est le vecteur unitaire indiquant la direction de la vélocité de glissement définie The centroid C being mobile and its position being measured in the global frame of reference (x, y), a local frame of reference (u, v) can be defined. If the sliding speed g is: where s is the curvilinear abscissa, then the sliding velocity vector - also called sliding velocity - tangent to the trajectory L of the contact zone 14 is w = gu, where u is the unit vector indicating the direction of the velocity slip defined
[0029] Un vecteur v = k x u peut alors être défini, orthogonal à la trajectoire L et dans la direction duquel la vélocité de glissement g est nulle si k est un vecteur normal à la surface tactile 20. Le vecteur v définit ainsi la direction orthogonale à la direction u de la vélocité de glissement. A vector v = kxu can then be defined, orthogonal to the trajectory L and in the direction of which the sliding velocity g is zero if k is a vector normal to the touch surface 20. The vector v thus defines the orthogonal direction to the direction u of the slip velocity.
[0030] Le procédé de stimulation tactile selon l’invention propose de générer des déplacements de la surface tactile 20, dans le plan P, suivant une direction orthogonale à la trajectoire L de glissement du doigt. Il propose notamment de déterminer la direction u de la vélocité de glissement du doigt et la direction v orthogonale à la direction u pour définir la direction de déplacement des mouvements de la surface tactile 20. La trajectoire peut être une trajectoire choisie par l’utilisateur et qui, par conséquent, n’est pas connue à l’avance par l’interface. Au contraire, la trajectoire peut être connue à l’avance, par exemple lorsque l’interface indique un chemin à suivre ou lorsque la surface tactile est longue et étroite. Quelle que soit la trajectoire (connue à l’avance ou non), le procédé selon l’invention consiste à déplacer la surface tactile suivant une direction orthogonale à cette trajectoire. Lorsque la trajectoire n’est pas connue à l’avance, le procédé détermine la trajectoire à partir des coordonnées cartésiennes du point de contact. Lorsque la trajectoire est connue à l’avance, le procédé détermine cette trajectoire à partir de données préalablement mémorisées dans l’interface. The tactile stimulation method according to the invention proposes to generate movements of the tactile surface 20, in the plane P, in a direction orthogonal to the sliding trajectory L of the finger. It proposes in particular to determine the direction u of the finger sliding velocity and the direction v orthogonal to the direction u in order to define the direction of displacement of the movements of the touch surface 20. The trajectory can be a trajectory chosen by the user and which, therefore, is not known in advance by the interface. On the contrary, the trajectory can be known in advance, for example when the interface indicates a path to follow or when the touch surface is long and narrow. Whatever the trajectory (known in advance or not), the method according to the invention consists of moving the touch surface in a direction orthogonal to this trajectory. When the trajectory is not known in advance, the method determines the trajectory from the Cartesian coordinates of the point of contact. When the trajectory is known in advance, the method determines this trajectory from data previously stored in the interface.
[0031] Un exemple des différentes opérations et étapes du procédé sont représentées dans un diagramme fonctionnel, sur la figure 2. Dans cet exemple de la figure 2, le procédé de stimulation tactile 100 comporte une première opération 110 qui consiste à détecter la présence d’un doigt en contact avec la surface tactile 20. Cette détection d’un doigt en contact avec la surface tactile peut être réalisée au moyen de différentes techniques communément utilisées dans les dispositifs tactiles tels que les écrans tactiles des smartphones, kiosques de distribution, caisses enregistreuses ou autres dispositifs informatiques. Les techniques les plus courantes font appel à des méthodes capacitives. D’autres méthodes peuvent bien entendu être utilisées. An example of the various operations and steps of the method are shown in a functional diagram in Figure 2. In this example of the FIG. 2, the tactile stimulation method 100 comprises a first operation 110 which consists in detecting the presence of a finger in contact with the tactile surface 20. This detection of a finger in contact with the tactile surface can be carried out by means of various techniques commonly used in touch devices such as touch screens of smartphones, distribution kiosks, cash registers or other computer devices. The most common techniques use capacitive methods. Other methods can of course be used.
[0032] Lorsque la présence d’un doigt sur la surface tactile est détectée, c'est-à-dire lorsqu’un point de contact est détecté (test 110), le procédé comporte, à l’étape 120, la détermination de la position de la zone de contact 14 en mesurant les coordonnées cartésiennes x et y du point de contact dans le repère (x,y) de la surface tactile 20. When the presence of a finger on the touch surface is detected, that is to say when a point of contact is detected (test 110), the method comprises, in step 120, the determination of the position of the contact zone 14 by measuring the Cartesian coordinates x and y of the point of contact in the coordinate system (x, y) of the tactile surface 20.
[0033] Le procédé comporte ensuite, à l’étape 130, l’estimation de la direction u de la vélocité de glissement, de façon plus ou moins précise. En effet, une détermination même approximative est suffisante pour la mise en oeuvre du procédé de l’invention. Plusieurs méthodes, plus ou moins aisées à mettre en oeuvre et apportant des résultats plus ou moins précis, peuvent être utilisées pour déterminer la direction u de la vélocité de glissement du doigt sur la surface tactile. Une méthode est basée sur le calcul de l’incrément de position du point de contact. Cette méthode consiste à détecter la position de la zone de contact 14 du doigt pour en déduire la direction de glissement par différenciation au cours du temps. Il apparaîtra clairement à l’homme du métier que cette méthode donne des résultats peu précis quand la vitesse de glissement est faible et que la résolution de la détection de la position du point de contact est faible. Il existe, cependant, des moyens algorithmiques permettant de rendre l’estimation fiable même en présence d’incertitudes de mesure. Un exemple d’un tel algorithme est décrit, par exemple dans l’article intitulé « A New computational model of friction applied to haptic rendering » de Hayward, V. et Armstrong, B. publié dans Experimental Robotics VI, Peter Corke and James Trevelyan (Eds), Lecture Notes in Control and Information Sciences, Vol. 250, Springer-Verlag, 2000, pp. 403-412. [0033] The method then comprises, in step 130, the estimation of the direction u of the sliding velocity, more or less precisely. Indeed, even an approximate determination is sufficient for the implementation of the method of the invention. Several methods, more or less easy to implement and providing more or less precise results, can be used to determine the direction u of the velocity of sliding of the finger on the touch surface. One method is based on the calculation of the position increment of the contact point. This method consists in detecting the position of the contact zone 14 of the finger in order to deduce therefrom the direction of sliding by differentiation over time. It will be clear to those skilled in the art that this method gives imprecise results when the sliding speed is low and the resolution of the detection of the position of the contact point is low. There are, however, algorithmic ways to make the estimation reliable even in the presence of measurement uncertainties. An example of such an algorithm is described, for example in the article entitled "A New computational model of friction applied to haptic rendering" by Hayward, V. and Armstrong, B. published in Experimental Robotics VI, Peter Corke and James Trevelyan (Eds), Lecture Notes in Control and Information Sciences, Vol. 250, Springer-Verlag, 2000, pp. 403-412.
[0034] Des améliorations peuvent également être envisagées afin de limiter les bruits générant une incertitude des mesures. Par exemple, l’incertitude due à la différenciation d’un signal bruité peut être réduite par traitement du signal. Le traitement peut être, par exemple, un lissage ou toute autre forme de filtrage, comme le filtrage de Kalman. L’incertitude des mesures peut également être améliorée en utilisant des observateurs asymptotiques et de reconstructeurs d’état sans différenciation. [0034] Improvements can also be envisaged in order to limit the noise generating measurement uncertainty. For example, the uncertainty due to differentiating a noisy signal can be reduced by processing the signal. The processing can be, for example, smoothing or any other form of filtering, such as filtering of Kalman. The uncertainty of the measurements can also be improved by using asymptotic observers and state reconstructors without differentiation.
[0035] Une autre méthode de détermination de la direction de la vélocité de glissement du doigt est basée sur la mesure de l’effort tangentiel appliqué à la surface tactile par le doigt. Cette méthode consiste à détecter l’effort appliqué à la surface tactile dans le plan tangent à ladite surface et d’en déduire la direction de glissement, puisque que cet effort est toujours aligné à la vélocité de glissement. Cette méthode a l’avantage de procurer une valeur de la direction de glissement fiable même quand la vitesse est faible, ou même nulle. Another method of determining the direction of the finger sliding velocity is based on measuring the tangential force applied to the touch surface by the finger. This method consists of detecting the force applied to the tactile surface in the plane tangent to said surface and deducing therefrom the direction of sliding, since this force is always aligned with the sliding velocity. This method has the advantage of providing a reliable sliding direction value even when the speed is low, or even zero.
[0036] La mesure de l’effort appliqué à la surface tactile peut être réalisée, par exemple, au moyen de jauges de contraintes ou de capteurs de micro-déplacements optiques. Elle peut également être réalisée par des mesures liées aux propriétés de la zone de contact du doigt avec la surface tactile, comme par exemple l’estimation de l’aire de contact du doigt avec la surface ou la mesure de la densité surfacique du contact réel du doigt avec la surface. The measurement of the force applied to the touch surface can be carried out, for example, by means of strain gauges or optical micro-displacement sensors. It can also be carried out by measurements linked to the properties of the area of contact of the finger with the tactile surface, such as, for example, the estimation of the area of contact of the finger with the surface or the measurement of the surface density of the actual contact. finger with the surface.
[0037] D’autres méthodes, par exemple extrinsèques à l’interface tactile, peuvent être utilisées pour estimer la direction de la vélocité de glissement du doigt. Ces méthodes peuvent, par exemple, mettre en oeuvre des moyens optiques, acoustiques ou magnétiques pour détecter ou inférer la trajectoire du doigt en contact avec la surface tactile. [0037] Other methods, for example extrinsic to the touchscreen interface, can be used to estimate the direction of the finger slide velocity. These methods can, for example, implement optical, acoustic or magnetic means to detect or infer the trajectory of the finger in contact with the tactile surface.
[0038] Une fois la direction de la vélocité de glissement du doigt estimée, le procédé 100 propose de déterminer, à l’étape 140, la direction v orthogonale à la trajectoire du doigt sur la surface tactile. Cette direction orthogonale v peut être déterminée par calcul à partir de la direction u, comme expliqué précédemment en lien avec la figure 1 . Le vecteur v est facilement calculé en effectuant le produit vectoriel du vecteur u par un vecteur k, vecteur unitaire orthogonal à la surface tactile, selon la formule v = k x u. Once the direction of the finger sliding velocity has been estimated, the method 100 proposes to determine, in step 140, the direction v orthogonal to the trajectory of the finger on the touch surface. This orthogonal direction v can be determined by calculation from the direction u, as explained previously in connection with FIG. 1. The vector v is easily calculated by taking the cross product of the vector u by a vector k, a unit vector orthogonal to the tactile surface, according to the formula v = k x u.
[0039] Le procédé 100 peut comporter ensuite une étape 150 consistant à déterminer l’amplitude de la stimulation du doigt. L’amplitude a de la stimulation peut être déterminée en utilisant des méthodes connues. Elle peut, par exemple, être déterminée en calculant la valeur scalaire d’une fonction T de la position (x,y) du doigt qui représente une texture dans un domaine D. L’amplitude a est alors la suivante : a = r(x,y), V (x,y) E D The method 100 can then include a step 150 consisting in determining the amplitude of the stimulation of the finger. The amplitude α of the stimulation can be determined using known methods. It can, for example, be determined by calculating the scalar value of a function T of the position (x, y) of the finger which represents a texture in a domain D. The amplitude a is then as follows: a = r (x, y), V (x, y) ED
Par exemple si l’on désire créer un effet de rugosité périodique lorsque le doigt glisse dans la direction de dans le domaine rectangulaire For example if you want to create a periodic roughness effect when the finger slides in the direction of in the rectangular domain
D = {x, y} tel que x G [—c, c],y G [— d, d] , alors où a0 représente l’amplitude des déplacements de la surface tactile dans la direction v et où l représente la fréquence spatiale de la texture périodique. Si, dans un autre exemple, on désire créer un effet de texture soyeuse, alors on peut choisir une fonction T (x, y) telle que sa valeur soit une réalisation d'un processus aléatoire qui suit une loi normale en x et en y, c’est à dire un bruit blanc. D = {x, y} such that x G [—c, c], y G [- d, d], then where a 0 represents the amplitude of the displacements of the tactile surface in the direction v and where l represents the spatial frequency of the periodic texture. If, in another example, we want to create a silky texture effect, then we can choose a function T (x, y) such that its value is a realization of a random process which follows a normal law in x and in y , ie white noise.
[0040] Le procédé 100 comporte enfin une étape 160 de génération des déplacements de la surface tactile. Ces déplacements sont prévus pour être effectués dans le propre plan P de la surface tactile 20, c'est-à-dire le plan des plus grandes dimensions x et y de la surface tactile. Autrement dit, les déplacements sont réalisés suivant la direction x, la direction y ou toute direction intermédiaire dans le repère (x,y). La direction des déplacements, ou mouvements, de la surface tactile est selon la direction v, orthogonale à la trajectoire L du contact glissant, déterminée à l’étape 140. Ces déplacements ou mouvements sont mis en oeuvre avec une amplitude de stimulation, par exemple l’amplitude a déterminée à l’étape 150 du procédé de la figure 2. Ainsi, l’actionnement de la surface tactile est commandé en tenant compte de l’amplitude et de la direction de la stimulation. The method 100 finally comprises a step 160 of generating the movements of the touch surface. These movements are intended to be performed in the own plane P of the touch surface 20, that is to say the plane of the largest x and y dimensions of the touch surface. In other words, the displacements are carried out according to the direction x, the direction y or any intermediate direction in the reference mark (x, y). The direction of the displacements, or movements, of the tactile surface is in the direction v, orthogonal to the trajectory L of the sliding contact, determined in step 140. These displacements or movements are implemented with a stimulation amplitude, for example. the amplitude a determined in step 150 of the method of FIG. 2. Thus, the actuation of the tactile surface is controlled taking into account the amplitude and the direction of the stimulation.
[0041] Ainsi, le procédé 100 a pour effet de provoquer une stimulation tactile du doigt, indépendante des mouvements de glissement de ce doigt sur la surface tactile indépendante aussi des bruits de frottement du doigt sur ladite surface. Ces stimulations peuvent, par exemple, recréer l’effet d’une texture et simuler une texture sur la surface tactile. Thus, the method 100 has the effect of causing a tactile stimulation of the finger, independent of the sliding movements of this finger on the tactile surface, also independent of the noises of friction of the finger on said surface. These stimuli can, for example, recreate the effect of a texture and simulate a texture on the touch surface.
[0042] Comme montré sur la figure 2, les différentes étapes du procédé 100 sont effectuées en boucle, à une cadence prédéfinie, tant que la stimulation est désirée, ce qui est contrôlé par l’étape 170. De préférence, la boucle est répétée à une cadence élevée afin que l’utilisateur ressente en temps réel les stimulations. [0043] Le procédé selon l’invention, et notamment le procédé selon l’exemple de la figure 2, peut être mis en oeuvre dans une interface haptique telle que celle représentée sur les figures 3 et 4. Selon cet exemple, l’interface haptique 10 comporte : une surface tactile 20 par laquelle l’utilisateur peut interagir avec ladite interface haptique, un dispositif de détection et de localisation assurant la détection du contact du doigt sur la surface tactile, un système d’actionnement 30, sous la surface tactile 20, assurant un déplacement de ladite surface tactile 20, et une unité de traitement 40 assurant la mise en oeuvre du procédé de l’invention et le pilotage des actionneurs 30. As shown in Figure 2, the various steps of the method 100 are performed in a loop, at a predefined rate, as long as the stimulation is desired, which is controlled by step 170. Preferably, the loop is repeated. at a high rate so that the user can feel the stimulation in real time. The method according to the invention, and in particular the method according to the example of Figure 2, can be implemented in a haptic interface such as that shown in Figures 3 and 4. According to this example, the interface haptic 10 comprises: a touch-sensitive surface 20 via which the user can interact with said haptic interface, a detection and localization device ensuring the detection of finger contact on the touch-sensitive surface, an actuation system 30, under the touch-sensitive surface 20, ensuring a movement of said touch-sensitive surface 20, and a processing unit 40 ensuring the implementation of the method of the invention and the control of the actuators 30.
[0044] La surface tactile 20, appelée aussi surface de contact, est la face de l’interface haptique 10 par laquelle l’utilisateur entre en contact avec ladite interface. La surface tactile 20 peut être une plaque rigide, par exemple réalisée dans un matériau transparent, de forme rectangulaire, comme représenté sur les figures 3 et 4. L’homme du métier comprendra que la surface tactile peut prendre d’autres formes que rectangulaires, par exemple circulaire, triangulaire ou trapézoïdale. Elle peut également prendre d’autres formes que celle d’une plaque. Elle peut être, par exemple, semi- sphérique avec une face bombée. Elle peut être aussi une pièce de forme arbitraire, possédant des surfaces gauches ou des surfaces réglées. Dans ces cas plus généraux, les calculs décrits ci-dessous s’étendent facilement en considérant le plan P comme étant le plan tangent à la surface gauche ou réglée au point de contact, comme cela est bien connu de l’homme du métier familier avec la géométrie des surfaces. The tactile surface 20, also called the contact surface, is the face of the haptic interface 10 through which the user comes into contact with said interface. The tactile surface 20 can be a rigid plate, for example made of a transparent material, of rectangular shape, as shown in FIGS. 3 and 4. Those skilled in the art will understand that the tactile surface can take other shapes than rectangular, for example circular, triangular or trapezoidal. It can also take other forms than a plaque. It can be, for example, semi-spherical with a domed face. It can also be a part of arbitrary shape, having left surfaces or ruled surfaces. In these more general cases, the calculations described below can easily be extended by considering the plane P to be the plane tangent to the left surface or adjusted to the point of contact, as is well known to those skilled in the art familiar with the geometry of the surfaces.
[0045] Le dispositif de détection et de localisation, non représenté sur les figures, détecte le contact du doigt de l’utilisateur et détermine les coordonnées cartésiennes x et y du point de contact dans le repère (x,y) de la surface tactile 20. Un tel dispositif de détection et de localisation est bien connu dans le domaine des surfaces tactiles et ne sera donc pas décrit plus en détail. The detection and location device, not shown in the figures, detects the contact of the user's finger and determines the Cartesian coordinates x and y of the point of contact in the reference (x, y) of the touch surface 20. Such a detection and location device is well known in the field of tactile surfaces and will therefore not be described in more detail.
[0046] Le système d’actionnement 30 de l’interface haptique génère les déplacements suivant deux directions principales de la surface tactile 20 qui une fois combinés génère des déplacements dans toute direction désirée. En effet, le système d’actionnement est configuré pour appliquer de petits déplacements à la surface tactile 20, dans le plan de ladite surface tactile, c'est-à-dire le plan tangent au contact du doigt avec la surface. Le système d’actionnement 30 peut comporter des actionneurs à faible impédance mécanique conçus pour produire un effort qui provoque des déplacements en vainquant les forces inertielles, visqueuses et élastiques qui s’opposent au déplacement ou des actionneurs à forte impédance mécanique forçant un déplacement. Les actionneurs peuvent être entraînés par des moteurs électrodynamiques, des moteurs à réluctance variable, ou des moteurs piézoélectriques. Qu’ils soient à forte ou à faible impédance, les actionneurs sont montés de façon à être solidaires de la surface tactile 20 et répartis sous l’ensemble de ladite surface. Dans l’exemple de la figure 3, le système d’actionnement comporte deux actionneurs (représentés en pointillés sur la figure 3), disposés de façon à produire des efforts orthogonaux selon les lignes bissectrices 35 et 36 de la surface tactile 20 pour provoquer des déplacements arbitraires dans le plan de ladite surface tactile. Dans l’exemple de la figure 4, le système d’actionnement 30 comporte quatre actionneurs 31 , 32, 33, 34 (représentés en pointillés sur la figure 4) positionnés orthogonalement deux à deux, chaque actionneur étant positionné en périphérie de la surface tactile, sous ladite surface tactile 20. Les actionneurs sont positionnés symétriquement, deux à deux, par rapport aux bissectrices de la surface tactile, de façon à susciter des déplacements arbitraires dans le plan de la surface tactile. The actuation system 30 of the haptic interface generates the movements in two main directions of the touch surface 20 which, when combined, generates movements in any desired direction. Indeed, the actuation system is configured to apply small movements to the touch surface. 20, in the plane of said tactile surface, that is to say the plane tangent to the contact of the finger with the surface. The actuation system 30 may include low mechanical impedance actuators designed to produce a force which causes displacement by overcoming the inertial, viscous and elastic forces which oppose displacement or high mechanical impedance actuators forcing displacement. Actuators can be driven by electrodynamic motors, variable reluctance motors, or piezoelectric motors. Whether they are high or low impedance, the actuators are mounted so as to be integral with the touch surface 20 and distributed under the whole of said surface. In the example of Figure 3, the actuation system comprises two actuators (shown in dotted lines in Figure 3), arranged so as to produce orthogonal forces along the bisecting lines 35 and 36 of the touch surface 20 to cause arbitrary displacements in the plane of said tactile surface. In the example of FIG. 4, the actuator system 30 comprises four actuators 31, 32, 33, 34 (shown in dotted lines in FIG. 4) positioned orthogonally two by two, each actuator being positioned at the periphery of the touch surface , under said tactile surface 20. The actuators are positioned symmetrically, two by two, with respect to the bisectors of the tactile surface, so as to cause arbitrary movements in the plane of the tactile surface.
[0047] Le système d’actionnement 30 comporte également des suspensions élastiques 22 pouvant adopter de nombreuses formes. Les suspension élastiques 22 peuvent, par exemple, être des suspensions réalisées à l’aide de sections minces, d’élastomères adhésifs, ou de supports déformables. Dans l’exemple de la figure 5, la surface tactile 20 est suspendue à un cadre fixe 21 par les sections minces 22 permettant de petits déplacements de la surface tactile dans le plan P. Les sections minces 22 ont pour but d’introduire des liaisons élastiques entre des éléments rigides d’une structure représentés ici par la surface tactile 20 et le cadre fixe 21 . The actuation system 30 also includes elastic suspensions 22 which can take many forms. The elastic suspensions 22 can, for example, be suspensions made using thin sections, adhesive elastomers, or deformable supports. In the example of FIG. 5, the touch surface 20 is suspended from a fixed frame 21 by the thin sections 22 allowing small movements of the touch surface in the plane P. The thin sections 22 are intended to introduce connections elastic between rigid elements of a structure represented here by the tactile surface 20 and the fixed frame 21.
[0048] L’unité de traitement 40, dont un exemple est représenté schématiquement sur les figures 3 et 4, assure le traitement des données reçues du dispositif de détection et de localisation et pilote le système d’actionnement 30. L’unité de traitement 40 implémente un algorithme conçu pour calculer les petits déplacements de la surface tactile 20 sur laquelle glisse le doigt stimulé. Cet algorithme met en oeuvre les étapes du procédé de l’invention, et notamment les étapes de la figure 2. L’unité de traitement 40 est associée à un système d’entrées-sorties permettant d’acquérir les données du dispositif de détection et de localisation et de produire des commandes destinées à activer le système d’actionnement 30. Le système d’actionnement entraîne la surface tactile 20 dans des petits déplacements effectués dans le plan P de la surface tactile et orthogonaux à la direction de glissement du doigt sur ladite surface. The processing unit 40, an example of which is shown schematically in Figures 3 and 4, processes the data received from the detection and location device and controls the actuation system 30. The processing unit 40 implements an algorithm designed to calculate the small displacements of the tactile surface 20 on which the stimulated finger slides. This algorithm implements the steps of the method of the invention, and in particular the steps of FIG. 2. The processing unit 40 is associated with an input-output system making it possible to acquire the data of the detection and localization device and to produce commands intended to activate the actuation system 30. The actuation system drives the touch surface 20 in small displacements carried out in the plane P of the tactile surface and orthogonal to the direction of sliding of the finger on said surface.
[0049] Bien que décrit à travers un certain nombre d'exemples, variantes et modes de réalisation, le procédé de stimulation tactile d’un doigt glissant sur une surface tactile selon l’invention comprend divers variantes, modifications et perfectionnements qui apparaîtront de façon évidente à l'homme du métier, étant entendu que ces variantes, modifications et perfectionnements font partie de la portée de l'invention. Although described through a number of examples, variants and embodiments, the method of tactile stimulation of a finger sliding on a tactile surface according to the invention comprises various variants, modifications and improvements which will appear in such a way. obvious to those skilled in the art, it being understood that these variants, modifications and improvements form part of the scope of the invention.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Procédé de stimulation tactile d’un doigt glissant sur une surface tactile (20) d’une interface haptique (10), comportant, lorsqu’un doigt est détecté en contact avec la surface tactile (110), une opération (120-140) de détermination d’une direction de glissement du doigt sur la surface tactile et une opération (160) de génération de déplacements de la surface tactile (20), dans le plan de ladite surface, suivant une direction orthogonale à la direction de glissement du doigt l’opération de détermination de la direction de glissement comportant les étapes suivantes : [Claim 1] A method of tactile stimulation of a finger sliding on a tactile surface (20) of a haptic interface (10), comprising, when a finger is detected in contact with the tactile surface (110), an operation ( 120-140) for determining a direction of sliding of the finger on the touch-sensitive surface and an operation (160) for generating displacements of the touch-sensitive surface (20), in the plane of said surface, in a direction orthogonal to the direction sliding the finger the operation of determining the sliding direction comprising the following steps:
- mesurer (120) les coordonnées cartésiennes (x, y) d’un point de contact du doigt sur la surface tactile, - measure (120) the Cartesian coordinates (x, y) of a point of contact of the finger on the touch surface,
- déterminer (130) la direction de la vitesse de glissement (u) du point de contact sur la surface tactile, et - determine (130) the direction of the sliding speed (u) of the point of contact on the touch surface, and
- déterminer (140), dans le plan (P) de la surface tactile, une direction (v) orthogonale à la direction de la vitesse de glissement . - determining (140), in the plane (P) of the tactile surface, a direction (v) orthogonal to the direction of the sliding speed.
[Revendication 2] Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que l’opération (160) de génération de déplacements de la surface tactile (20) consiste à activer au moins un actionneur (31 , 32, 33, 34) adapté pour générer un déplacement de la surface tactile dans son propre plan (P). [Claim 2] A method according to claim 1, characterized in that the operation (160) of generating movements of the touch-sensitive surface (20) consists in activating at least one actuator (31, 32, 33, 34) adapted to generate a displacement of the tactile surface in its own plane (P).
[Revendication 3] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce qu’il comporte, après l’opération (130) de détermination de la direction de la vitesse de glissement du doigt, une opération (150) de détermination d’une amplitude de la stimulation tactile. [Claim 3] A method according to any one of claims 1 to 2, characterized in that it comprises, after the operation (130) of determining the direction of the sliding speed of the finger, an operation (150) of determination of an amplitude of the tactile stimulation.
[Revendication 4] Procédé selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le déplacement de la surface tactile est contrôlé en direction et en amplitude. [Claim 4] A method according to claims 2 and 3, characterized in that the movement of the touch surface is controlled in direction and in amplitude.
[Revendication 5] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu’il comporte une étape de traitement des signaux de mesures des coordonnées du point de contact pour limiter des bruits générant une incertitude des mesures. [Claim 5] A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it comprises a step of processing the measurement signals of the coordinates of the point of contact to limit noise generating measurement uncertainty.
[Revendication 6] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la direction de la vitesse de glissement (u) est déterminée par différentiation, au cours du temps, des coordonnées du point de contact du doigt sur la surface tactile. [Claim 6] A method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the direction of the sliding speed (u) is determined by differentiation, over time, of the coordinates of the point of contact of the finger on the tactile surface.
[Revendication 7] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la direction de la vitesse de glissement (u) est déterminée par détection de l’effort appliqué par le doigt sur la surface tactile dans un plan tangent à ladite surface tactile, cet effort étant aligné à la vélocité de déplacement. [Claim 7] A method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the direction of the sliding speed (u) is determined by detecting the force applied by the finger on the touch surface in a tangent plane. to said tactile surface, this force being aligned with the displacement velocity.
[Revendication 8] Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la direction de la vitesse de glissement (u) est déterminée par détection optique, acoustique ou magnétique de la trajectoire du doigt sur la surface tactile. [Claim 8] A method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the direction of the sliding speed (u) is determined by optical, acoustic or magnetic detection of the trajectory of the finger on the touch surface.
[Revendication 9] Interface haptique (10) mettant en oeuvre le procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, comportant : [Claim 9] A haptic interface (10) implementing the method according to any one of claims 1 to 8, comprising:
- une surface tactile (20), - a tactile surface (20),
- un système d’actionnement (30) sur lequel est montée la surface tactile, adapté pour générer un déplacement de ladite surface, - an actuation system (30) on which the touch-sensitive surface is mounted, adapted to generate a displacement of said surface,
- un dispositif de détection et de localisation d’au moins un point de contact entre le doigt et la surface tactile, et - a device for detecting and locating at least one point of contact between the finger and the touch surface, and
- une unité de traitement (40) adaptée pour au moins déterminer la direction de la vitesse de glissement du doigt sur la surface tactile et pour commander l’actionneur. - a processing unit (40) suitable for at least determining the direction of the sliding speed of the finger on the touch surface and for controlling the actuator.
[Revendication 10] Interface selon la revendication 9, caractérisée en ce que la surface tactile (20) est suspendue à un cadre fixe (21 ) par des suspensions élastiques (22). [Claim 10] Interface according to claim 9, characterized in that the tactile surface (20) is suspended from a fixed frame (21) by elastic suspensions (22).
[Revendication 11] Interface selon la revendication 10, caractérisée en ce que les suspensions élastiques sont des sections minces (22) ou faites de matériaux élastomère. [Claim 11] An interface according to claim 10, characterized in that the resilient suspensions are thin sections (22) or made of elastomeric materials.
[Revendication 12] Interface selon l’une quelconque des revendications 9 à 11 , caractérisée en ce que le système d’actionnement (30) comporte au moins deux actionneurs (31 , 32) disposés orthogonalement l’un par rapport à l’autre, sous la surface tactile (20). [Claim 12] Interface according to any one of claims 9 to 11, characterized in that the actuation system (30) comprises at least two actuators (31, 32) arranged orthogonally with respect to one another, under the touchpad (20).
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