WO2019242908A1 - Verfahren zur taktilen interaktion eines benutzers mit einem elektronischen gerät sowie ein computerprogrammprodukt und ein elektronisches gerät - Google Patents

Verfahren zur taktilen interaktion eines benutzers mit einem elektronischen gerät sowie ein computerprogrammprodukt und ein elektronisches gerät Download PDF

Info

Publication number
WO2019242908A1
WO2019242908A1 PCT/EP2019/059740 EP2019059740W WO2019242908A1 WO 2019242908 A1 WO2019242908 A1 WO 2019242908A1 EP 2019059740 W EP2019059740 W EP 2019059740W WO 2019242908 A1 WO2019242908 A1 WO 2019242908A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
determined
vibration frequency
touch
user interface
electronic device
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/059740
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ingo Hermanns
Christoph Buenger
Thomas Freitag
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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 Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to EP19718160.5A priority Critical patent/EP3811194A1/de
Publication of WO2019242908A1 publication Critical patent/WO2019242908A1/de

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input 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
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0487—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser
    • G06F3/0488—Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input 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
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016—Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user

Definitions

  • the invention relates to a method for the tactile interaction of a user with an electronic device.
  • the invention further relates to
  • Electronic devices such as smartphones, tablet PCs, and the like.
  • Navigation devices car radio devices or game consoles usually have a touch-sensitive user interface, which can be part of a display, which visually displays a control area or control panels for a user, so that a user controls the touch and thus the function of the electronic device based on the visual information can.
  • a touch-sensitive user interface which can be part of a display, which visually displays a control area or control panels for a user, so that a user controls the touch and thus the function of the electronic device based on the visual information can.
  • these operating areas often referred to as icons or softkeys, are used for tactile use and have sizes that correspond approximately to the size of a fingertip.
  • Touchpads for example for laptops, sometimes have separate areas, such as a side scroll bar, which is characterized by a surface structure that differs from the rest of the user interface and thus facilitates haptic orientation. This divergent
  • the object of the invention is the development of a method for the tactile interaction of a user with an electronic device and the
  • a corresponding electronic device in which the interaction of a user with the electronic device can be expanded based on a tactile detection and a tactile perception of a function by the user.
  • the finding of a position or an operating area or an operating field, for example an icon or softkey, on the user interface should be made easier with the aid of tactile perception.
  • Signal processing device a change in position of an operating element, in particular a tip of a user's finger, on a
  • Touch-sensitive user interface of the electronic device and a detected speed from the change in position
  • Control element determined wherein a fundamental vibration frequency is determined from the determined speed, which for determining a
  • Vibration frequency is subjected to a frequency variation value, the resulting vibration frequency being transmitted to an actuator which, depending on the vibration frequency determined, outputs a haptic feedback by deflecting the touch-sensitive user interface to the user via the touch-sensitive one
  • the control element is preferably a finger of the user, said user preferably touching the control surface with the fingertip of the finger.
  • the user's finger is assumed as the operating element below.
  • the frequency variation value is preferably applied to the basic vibration frequency by multiplication, that is to say that the
  • Vibration frequency is multiplied by the frequency variation value in order to obtain the resulting vibration frequency for controlling the actuator.
  • a time-varying random value can also be additively superimposed on the value of the basic vibration frequency, which then results in the resulting vibration frequency.
  • the solution of the invention is also carried out with an electronic device which has a touch-sensitive user interface
  • Signal processing device by means of which a change in position of an operating element, in particular the tip of a finger of a user, is detected on a touch-sensitive user interface of the electronic device and a speed of the operating element is determined from the detected change in position, a basic vibration frequency being determined from the determined speed, which is used for determination one
  • Vibration frequency is applied with a frequency variation value, and has an actuator by means of which a deflection of the
  • Touch-sensitive user interface is controllable, the determined vibration frequency being transmitted from the signal processing device to the actuator and the actuator depending on the determined
  • Vibration frequency controls an output of a haptic feedback by deflecting the touch-sensitive user interface to the user via the user interface.
  • Movement-generated change in position of the finger here and below representative of an operating element.
  • the speed of the finger with which the finger is moved along the touch-sensitive surface can be determined from this change in position. From this A basic vibration frequency can be determined at speed. To determine the basic vibration frequency, the speed can be multiplied, for example, by a linear factor, in particular a proportionality factor. This proportionality factor can preferably correspond to the periodicity of the texture visually represented on the user interface, over which the user moves his finger.
  • Basic vibration frequency represents a constant vibration frequency, which would give the user a uniform haptic feedback via the actuator, regardless of the surface shown, with a steady movement of the finger along the user interface, so that the user, regardless of the one shown, is visually recognizable to the user
  • this basic vibration frequency is not transmitted to the actuator in order to provide haptic feedback, but that this basic vibration frequency is first subjected to a frequency variation value, in particular to be multiplied.
  • This frequency variation value is selected as a function of the visually recognizable texture shown on the user interface over which the user moves his finger.
  • the value of the basic vibration frequency is determined by adding the
  • Frequency variation value refined and thereby more specifically or realistically adapted to the texture visually displayed on the user interface. This makes it possible for different textures to be perceived and thus felt by a user with different haptics when he moves his finger over the user interface or the control panel with the corresponding texture. If, for example, a stone is displayed on the user interface, the user can also feel this stone because the inclusion of the
  • the vibration frequency transmitted to the actuator is no longer constant, but is varied accordingly, so that there is a slightly fluctuating vibration frequency even with a constant movement speed of the finger along the user interface.
  • This fluctuating vibration frequency transmitted to the actuator enables a slightly fluctuating haptic feedback through a slightly fluctuating vibration frequency
  • Deflection of the user interface It can thereby be achieved that the user can feel the visually represented user interface more naturally by the user moving his finger along the User interface felt, haptic impression is adapted to the visual representation.
  • the tactile perception can thereby be significantly improved for the user of the electronic device.
  • the frequency variation value is preferably in a range between -20% and +20% of the determined basic vibration frequency.
  • the frequency variation value can thus be in a range between 0.8 and 1.2, by which the basic vibration frequency is multiplied, in order to determine a vibration frequency that reproduces the visually represented texture of the user interface as naturally as possible. If the frequency variation value lies in a range between -20% and +20% of the determined basic vibration frequency, a particularly realistic tactile perception can be achieved with the user.
  • the frequency variation value is preferably determined by means of a random function.
  • the random function can be a software-implemented function.
  • a random number representing the frequency variation value can be generated by a so-called BASIC function RND ().
  • the detection of the change in position of the user's finger is preferably carried out in a continuously repeating sampling interval ts, wherein a vibration frequency can be determined for each sampling interval ts, which can be transmitted to the actuator.
  • a basic vibration frequency can thus be determined in the signal processing device for each sampling interval, from which in turn a vibration frequency can be determined for each sampling interval and transmitted to the actuator. Due to the large number of determined vibration frequencies, which are used to control the actuator
  • the sampling interval is the frequency with which a signal, here the change in position of the finger, is sampled, that is measured and converted into a time-discrete signal, in a predetermined time.
  • the frequency variation value is also preferably redetermined after each sampling interval. This can be achieved with a uniform Movement of the finger from a constant fundamental vibration frequency, a frequency is determined which can change after each sampling interval.
  • the sampling interval ts is preferably ⁇ 20 ms, particularly preferably the sampling interval ts ⁇ 10 ms. With this sampling interval, a particularly good reaction to the movement of the finger can be achieved, as a result of which the tactile
  • the object of the invention is also achieved with a
  • Computer program product which has program parts for executing a method which has been developed and developed as described above.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an electronic device according to the invention.
  • Fig. 2 is a schematic representation of a method according to the invention.
  • FIG. 1 schematically shows an electronic device 100 which can be operated by a user.
  • the electronic device 100 has a touch-sensitive user interface 10, along which a user can execute a movement with his finger F in order to control and operate the electronic device 100.
  • the touch-sensitive user interface 10 is part of a display 11 on which the user is visually shown control panels 12, such as icons or softkeys. These control panels 12 can have different visually represented textures.
  • the touch sensitive user interface 10 is part of a display 11 on which the user is visually shown control panels 12, such as icons or softkeys. These control panels 12 can have different visually represented textures.
  • User interface 10 is arranged on a base body 13 of the display 11 and has a so-called touch surface 14 and a cover glass 15.
  • the display 11 can display context-dependent control panels 12, which can have different optical textures, such as rough stone surfaces, which can be generated by a signal processing device 16.
  • the signal processing device 16 is connected to the display 11, so that signals from the display 11 to the
  • Signal processing device 16 and vice versa can be transmitted.
  • the touch-sensitive user interface 10, in particular the touch surface 14 of the touch-sensitive user interface 10, can be used to determine the position of the finger F of the user.
  • the position change determined in this way is detected by the signal processing device 16 and processed further in such a way that the signal processing device 16 controls an actuator 17 in such a way that it in turn controls, in particular deflects, the touch-sensitive user interface 10 in such a way that the user uses the visually perceived texture of the control panel 12 he moves his finger F, can also perceive it haptically according to its texture, so that the user can not only perceive a rough stone surface visually, but can also perceive and feel it haptically.
  • Touch-sensitive user interface 10 as indicated by the arrow, the X and Y coordinates of the movement of the finger F are determined to determine the position of the finger F.
  • the distance between the X and Y coordinates is determined and converted accordingly.
  • the speed of the finger F during the movement of the finger F along the user interface 10 is determined from the detected change in position of the finger F, the speed being determined from the change in position in relation to the time. If, for example, a 7-inch display is used, which corresponds to a length of 18 cm, the finger F, if it moves quickly, crosses the distance of 18 cm in a time of 0.5 s. This results in a maximum
  • the determined speed of the finger F becomes one
  • Basic vibration frequency determined.
  • the speed of the finger F is converted into a basic vibration frequency using a factor, in particular a proportionality factor, which corresponds to the periodicity of the visually represented texture. For example, if you have a visual texture with a
  • the signal processing device 16 determines a periodicity of 2 mm at a speed of the finger F of 50 mm / s
  • a basic vibration frequency to be determined is preferably between 10 Hz and 300 Hz, since this range is well perceptible to the touch and one
  • the determined basic vibration frequency is multiplied by a frequency variation value as a function of the visually represented texture over which the finger F is moved.
  • This frequency variation value lies in a range between -20% and +20% of the basic vibration frequency. For example, with a rough stone surface, a frequency variation value of +20% of one
  • the frequency variation value varies with each sampling interval in a range between -20% and +20% of the basic vibration frequency.
  • the frequency variation value is generated by a random function.
  • This random function can be configured such that it outputs random values in the range from 0.8 to 1.2 by which the fundamental vibration frequency is multiplied.
  • the position of the finger F is determined in a large number of successive sampling intervals ts, so that a vibration fundamental frequency and thus also a vibration frequency are determined for each sampling interval ts becomes.
  • the frequency variation value is redetermined, as can be seen in FIG. 2. It can thereby be achieved that, with a uniform movement of the finger, a constant fundamental vibration frequency becomes a frequency which can change after each sampling interval.
  • the signal processing device 16 then multiplies each
  • Vibration basic frequency value which is output at a time interval of 7 ms with that determined by the random function per sampling interval
  • the vibration frequency determined in each case is transmitted to the actuator 17, which controls and stimulates the display 11 and in particular the touch-sensitive user interface 10 of the display 11 accordingly, so that the user receives a corresponding, as realistic as possible haptic feedback via which visually represented control panel 12 he moves his finger F.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur taktilen Interaktion eines Benutzers mit einem elektronischen Gerät (100), bei welchem eine Signalverarbeitungseinrichtung (16) eine Positionsänderung eines Bedienelements, insbesondere eines Fingers (F) eines Benutzers, auf einer berührungsempfindlichen Bedienoberfläche (10) des elektronischen Geräts (100) erfasst und aus der erfassten Positionsänderung eine Geschwindigkeit des Bedienelements (F) ermittelt, wobei aus der ermittelten Geschwindigkeit eine Vibrationsgrundfrequenz bestimmt wird, welche zur Bestimmung einer Vibrationsfrequenz mit einem Frequenzvariationswert multipliziert wird, wobei die sich dabei ergebende Vibrationsfrequenz an einen Aktuator (17) übermittelt wird, welcher in Abhängigkeit der ermittelten Vibrationsfrequenz eine Ausgabe einer haptischen Rückmeldung durch eine Auslenkung der berührungsempfindlichen Bedienoberfläche (10) an den Benutzer über die berührungsempfindliche Bedienoberfläche (10) steuert.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zur taktilen Interaktion eines Benutzers mit einem elektronischen Gerät sowie ein Computerprogrammprodukt und ein elektronisches Gerät
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur taktilen Interaktion eines Benutzers mit einem elektronischen Gerät. Weiter betrifft die Erfindung ein
Computerprogrammprodukt sowie ein elektronisches Gerät.
Stand der Technik
Elektronische Geräte, wie beispielsweise Smartphones, Tablet-PCs,
Navigationsgeräte, Autoradiogeräte oder Spielkonsolen, weisen üblicherweise eine berührungsempfindliche Bedienoberfläche auf, welche Teil eines Displays sein kann, welches einen Bedienbereich bzw. Bedienfelder für einen Benutzer visuell anzeigt, so dass ein Benutzer aufgrund der visuellen Information die Berührung und damit die Funktion des elektronischen Geräts steuern kann.
Typischerweise dienen diese Bedienbereiche, häufig als Icons oder Softkeys bezeichnet, zur taktilen Benutzung und weisen Größen auf, die etwa der Größe einer Fingerkuppe entsprechen.
Touchpads, beispielsweise für Laptops, verfügen teilweise über abgesetzte Bereiche, wie etwa eine seitliche Scrollleiste, die durch eine vom Rest der Bedienoberfläche abweichende Oberflächenstruktur gekennzeichnet ist und damit eine haptische Orientierung erleichtert. Diese abweichende
Oberflächenstruktur erstreckt sich über einen fest vorgegebenen Bereich und ist im Betrieb unveränderlich. Eine Orientierung auf den bekannten
Bedienoberflächen ist daher ohne Sichtkontakt erschwert, so dass eine taktile Interaktion zwischen einem Benutzer und dem elektronischen Gerät
wünschenswert wäre. Offenbarung der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist die Weiterbildung eines Verfahrens zur taktilen Interaktion eines Benutzers mit einem elektronischen Gerät sowie die
Weiterbildung eines entsprechenden elektronischen Geräts, bei welchen die Interaktion eines Benutzers mit dem elektronischen Gerät basierend auf einem taktilen Auffinden und einer taktilen Wahrnehmung einer Funktion durch den Benutzer erweitert werden kann. Insbesondere soll das Auffinden einer Position beziehungsweise eines Bedienbereichs oder eines Bedienfeldes, beispielsweise eines Icons oder Softkeys, auf der Bedienoberfläche mit Hilfe einer taktilen Wahrnehmung erleichtert werden.
Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass eine
Signalverarbeitungseinrichtung eine Positionsänderung eines Bedienelements, insbesondere einer Kuppe eines Fingers eines Benutzers, auf einer
berührungsempfindlichen Bedienoberfläche des elektronischen Geräts erfasst und aus der erfassten Positionsänderung eine Geschwindigkeit des
Bedienelements ermittelt, wobei aus der ermittelten Geschwindigkeit eine Vibrationsgrundfrequenz bestimmt wird, welche zur Bestimmung einer
Vibrationsfrequenz mit einem Frequenzvariationswert beaufschlagt wird, wobei die sich dabei ergebende Vibrationsfrequenz an einen Aktuator übermittelt wird, welcher in Abhängigkeit der ermittelten Vibrationsfrequenz eine Ausgabe einer haptischen Rückmeldung durch eine Auslenkung der berührungsempfindlichen Bedienoberfläche an den Benutzer über die berührungsempfindliche
Bedienoberfläche steuert.
Bei dem Bedienelement handelt es sich vorzugsweise um einen Finger des Benutzers, wobei dieser die Bedienoberfläche vorzugsweise mit der Fingerkuppe des Fingers berührt. Im Folgenden wird zur Vereinfachung von dem Finger des Benutzeres als Bedienelement ausgegangen. Das Beaufschlagen der Vibrationsgrundfrequenz mit dem Frequenvariationswert erfolgt vorzugsweise im Wege der Multiplikation, das heißt, dass die
Vibrationsfrequenz mit dem Frequenzvariationswert multipliziert wird, um die resultierende Vibrationsfrequenz zur Ansteuerung des Aktors zu erhalten.
Grundsätzlich ist auch eine abweichende Form der Beaufschlagung möglich und liegt im Bereich der vorliegenden Erfindung. Beispielsweise kann dem Wert der Vibrationsgrundfrequenz auch ein zeitlich veränderlicher Zufallswert additiv überlagert werden, woraus sich dann die resultierende Vibrationsfrequenz ergibt.
Die Lösung der Erfindung erfolgt ferner mit einem elektronischen Gerät, welches eine berührungsempfindliche Bedienoberfläche, eine
Signalverarbeitungseinrichtung, mittels welcher eine Positionsänderung eines Bedienelements, insbesondere der Kuppe eines Fingers eines Benutzers, auf einer berührungsempfindlichen Bedienoberfläche des elektronischen Geräts erfasst und aus der erfassten Positionsänderung eine Geschwindigkeit des Bedienelements ermittelt wird, wobei aus der ermittelten Geschwindigkeit eine Vibrationsgrundfrequenz bestimmt wird, welche zur Bestimmung einer
Vibrationsfrequenz mit einem Frequenzvariationswert beaufschlagt wird, und einen Aktuator aufweist, mittels welchem eine Auslenkung der
berührungsempfindlichen Bedienoberfläche steuerbar ist, wobei die ermittelte Vibrationsfrequenz von der Signalverarbeitungseinrichtung an den Aktuator übermittelt wird und der Aktuator in Abhängigkeit der ermittelten
Vibrationsfrequenz eine Ausgabe einer haptischen Rückmeldung durch eine Auslenkung der berührungsempfindlichen Bedienoberfläche an den Benutzer über die Bedienoberfläche steuert.
Erfindungsgemäß wird bei einer Benutzung eines elektronischen Geräts durch einen Benutzer die Bewegung seines Fingers entlang der
berührungsempfindlichen Oberfläche des elektronischen Geräts, welche Teil eines Displays des elektronischen Geräts sein kann, erfasst, indem eine
Signalverarbeitungseinrichtung des elektronischen Geräts die durch die
Bewegung erzeugte Positionsänderung des Fingers, hier und im Folgenden stellvertretend für ein Bedienelement, erfasst. Aus dieser Positionsänderung kann die Geschwindigkeit des Fingers, mit welcher der Finger entlang der berührungsempfindlichen Oberfläche bewegt wird, bestimmt werden. Aus dieser Geschwindigkeit kann eine Vibrationsgrundfrequenz ermittelt werden. Zur Ermittlung der Vibrationsgrundfrequenz kann die Geschwindigkeit beispielsweise mit einem linearen Faktor, insbesondere einem Proportionalitätsfaktor, multipliziert werden. Dieser Proportionalitätsfaktor, kann vorzugsweise der Periodizität der auf der Bedienoberfläche visuell dargestellten Textur, über welche der Benutzer seinen Finger bewegt, entsprechen. Diese
Vibrationsgrundfrequenz stellt eine konstante Vibrationsfrequenz dar, welche bei einer gleichmäßigen Bewegung des Fingers entlang der Bedienoberfläche dem Benutzer unabhängig von der dargestellten Oberfläche eine gleichförmige haptische Rückmeldung über den Aktuator geben würde, so dass der Benutzer unabhängig von der dargestellten, visuell für den Benutzer erkennbaren
Oberfläche immer die gleiche haptische Rückmeldung erhält. Erfindungsgemäß ist es nunmehr vorgesehen, nicht diese Vibrationsgrundfrequenz an den Aktuator zu übermitteln, um eine haptische Rückmeldung zu geben, sondern diese Vibrationsgrundfrequenz zuvor noch mit einem Frequenzvariationswert zu beaufschlagen, insbesondere zu multiplizieren. Dieser Frequenzvariationswert wird in Abhängigkeit der dargestellten, visuell erkennbaren Textur auf der Bedienoberfläche, über welche der Benutzer seinen Finger bewegt, ausgewählt. Der Wert der Vibrationsgrundfrequenz wird durch Hinzunahme des
Frequenzvariationswertes verfeinert und dadurch gezielter bzw. realer auf die visuell auf der Bedienoberfläche dargestellte Textur angepasst. Hiermit ist es möglich, dass unterschiedliche Texturen für einen Benutzer auch unterschiedlich haptisch wahrnehmbar und damit erfühlbar sind, wenn er seinen Finger über die Bedienoberfläche bzw. das Bedienfeld mit der entsprechenden Textur bewegt. Wird beispielsweise ein Stein auf der Bedienoberfläche dargestellt, so kann der Benutzer auch diesen Stein erfühlen, da durch die Einbeziehung des
Frequenzvariationswertes die an den Aktuator übermittelte Vibrationsfrequenz nun nicht mehr konstant ist, sondern entsprechend variiert wird, so dass sich auch bei einer konstanten Bewegungsgeschwindigkeit des Fingers entlang der Bedienoberfläche eine leicht schwankende Vibrationsfrequenz ergibt. Diese an den Aktuator übermittelte schwankende Vibrationsfrequenz ermöglicht eine leicht schwankende haptische Rückmeldung durch eine leicht schwankende
Auslenkung der Bedienoberfläche. Dadurch kann erreicht werden, dass der Benutzer die visuell dargestellte Bedienoberfläche natürlicher erfühlen kann, indem der von dem Benutzer bei der Bewegung seines Fingers entlang der Bedienoberfläche erfühlte, haptische Eindruck der visuellen Darstellung angepasst ist. Die taktile Wahrnehmung kann dadurch für den Benutzer des elektronischen Gerätes wesentlich verbessert werden.
Der Frequenzvariationswert liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen -20 % und +20 % der bestimmten Vibrationsgrundfrequenz. Der Frequenzvariationswert kann somit in einem Bereich zwischen 0,8 und 1,2 liegen, mit welchem die Vibrationsgrundfrequenz multipliziert wird, um eine die visuell dargestellte Textur der Bedienoberfläche möglichst natürlich wiedergebende Vibrationsfrequenz zu bestimmen. Liegt der Frequenzvariationswert in einem Bereich zwischen -20 % und +20 % der bestimmten Vibrationsgrundfrequenz, kann damit eine besonders realistische taktile Wahrnehmung bei dem Benutzer erreicht werden.
Bevorzugt wird der Frequenzvariationswert mittels einer Zufallsfunktion ermittelt. Die Zufallsfunktion kann eine softwaretechnisch realisierte Funktion sein.
Beispielsweise kann eine den Frequenzvariationswert darstellende Zufallszahl durch eine sogenannte BASIC-Funktion RND() erzeugt werden.
Die Erfassung der Positionsänderung des Fingers des Benutzers erfolgt vorzugsweise in einem sich kontinuierlich wiederholenden Abtastintervall ts, wobei pro Abtastintervall ts eine Vibrationsfrequenz ermittelt werden kann, die an den Aktuator übermittelt werden kann. In der Signalverarbeitungseinrichtung kann damit für jedes Abtastintervall eine Vibrationsgrundfrequenz ermittelt werden, aus welcher wiederum für jedes Abtastintervall eine Vibrationsfrequenz ermittelt und an den Aktuator übermittelt werden kann. Aufgrund der Vielzahl an ermittelten Vibrationsfrequenzen, die an den Aktuator zur Steuerung der
Bedienoberfläche übermittelt werden, kann eine besonders hohe Genauigkeit bei der taktilen Interaktion mit dem Benutzer erreicht werden. Das Abtastintervall ist die Häufigkeit, mit der ein Signal, hier die Positionsänderung des Fingers, in einer vorgegebenen Zeit abgetastet, das heißt gemessen und in ein zeitdiskretes Signal umgewandelt wird.
Auch der Frequenzvariationswert wird vorzugsweise nach jedem Abtastintervall neu bestimmt. Dadurch kann erreicht werden, dass bei einer gleichförmigen Bewegung des Fingers aus einer konstanten Vibrationsgrundfrequenz eine Frequenz ermittelt wird, die sich nach jdem Abtasti ntervall ändern kann.
Bevorzugt beträgt das Abtastintervall ts < 20 ms, besonders bevorzugt beträgt das Abtastintervall ts < 10 ms. Bei diesem Abtastintervall ist eine besonders gute Reaktion auf die Bewegung des Fingers erreichbar, wodurch die taktile
Interaktion mit dem Benutzer sehr genau erfolgen kann.
Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe erfolgt ferner mit einem
Computerprogrammprodukt, welches Programmteile zum Ausführen eines wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildeten Verfahrens aufweist.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend anhand der Beschreibung bevorzugter Ausgestaltungen der Erfindung anhand der nachfolgenden Figuren näher dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines elektronischen Geräts gemäß der Erfindung, und
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Verfahrens gemäß der Erfindung.
In Fig. 1 ist ein elektronisches Gerät 100 schematisch gezeigt, welches von einem Benutzer bedienbar ist. Das elektronische Gerät 100 weist eine berührungsempfindliche Bedienoberfläche 10 auf, entlang welcher ein Benutzer mit seinem Finger F eine Bewegung ausführen kann, um das elektronische Gerät 100 anzusteuern und zu bedienen.
Die berührungsempfindliche Bedienoberfläche 10 ist Teil eines Displays 11, auf welchem dem Benutzer visuell Bedienfelder 12, wie beispielsweise Icons oder Softkeys, dargestellt werden. Diese Bedienfelder 12 können unterschiedliche visuell dargestellte Texturen aufweisen. Die berührungsempfindliche
Bedienoberfläche 10 ist an einem Grundkörper 13 des Displays 11 angeordnet und weist eine sogenannte Touch-Oberfläche 14 und ein Abdeckglas 15 auf. Das Display 11 kann kontextabhängige Bedienfelder 12, die unterschiedliche optische Texturen, wie beispielsweise raue Steinoberflächen, aufweisen können, anzeigen, welche von einer Signalverarbeitungseinrichtung 16 erzeugt werden können. Die Signalverarbeitungseinrichtung 16 ist mit dem Display 11 verbunden, so dass Signale von dem Display 11 an die
Signalverarbeitungseinrichtung 16 und umgekehrt übertragen werden können.
Die berührungsempfindliche Bedienoberfläche 10, insbesondere die Touch- Oberfläche 14 der berührungsempfindlichen Bedienoberfläche 10, kann zur Positionsbestimmung des Fingers F des Benutzers dienen. Die dabei ermittelte Positionsänderung wird von der Signalverarbeitungseinrichtung 16 erfasst und derart weiterverarbeitet, dass die Signalverarbeitungseinrichtung 16 einen Aktuator 17 derart steuert, dass dieser wiederum die berührungsempfliche Bedienoberfläche 10 derart steuert, insbesondere auslenkt, dass der Benutzer die visuell wahrgenommene Textur des Bedienfeldes 12, über welche er mit seinem Finger F fährt, auch haptisch entsprechend seiner Textur wahrnehmen kann, so dass der Benutzer beispielsweise eine raue Steinoberfläche nicht nur visuell wahrnehmen, sondern auch haptisch wahrnehmen und erspüren kann.
Das dabei verwendete Verfahren ist in Fig. 2 gezeigt.
Bei einer Bewegung des Fingers F des Benutzers entlang der
berührungsempfindlichen Bedienoberfläche 10, wie dies mit dem Pfeil angedeutet ist, werden zur Positionsbestimmung des Fingers F die X- und Y- Koordinaten der Bewegung des Fingers F ermittlt. Zur Erfassung der
Positonsänderung durch die Signalverarbeitungseinrichtung 16 wird der Abstand zwischen den X- und Y- Koordinaten bestimmt und entsprechend umgerechnet.
Aus der erfassten Positionsänderung des Fingers F wird die Geschwindigkeit des Fingers F bei der Bewegung des Fingers F entlang der Bedienoberfläche 10 ermittelt, wobei die Geschwindigkeit aus der Positionsänderung im Verhältnis zu der Zeit bestimmt wird. Wird beispielsweise ein 7-Zoll-Display verwendet, welches einer Länge von 18 cm entspricht, überquert der Finger F, wenn er sich schnell bewegt, die Distanz von 18 cm in einer Zeit von 0,5 s. Daraus ergibt sich eine maximale
Geschwindigkeit des Fingers F von 36 cm/s.
Aus der ermittelten Geschwindigkeit des Fingers F wird eine
Vibrationsgrundfrequenz bestimmt. Die Umsetzung der Geschwindigkeit des Fingers F in eine Vibrationsgrundfrequenz erfolgt mit einem Faktor, insbesondere einem Proportionalitätsfaktor, der der Periodizität der visuell dargestellten Textur entspricht. Wird beispielsweise eine visuell dargestellte Textur mit einer
Periodizität von 2 mm mit einer Geschwindigkeit des Fingers F von 50 mm/s überquert, ermittelt die Signalverarbeitungseinrichtung 16 eine
Vibrationsgrundfrequenz von 25 Hz (50 mm/s / 2 mm = 25 Hz).
Vorzugsweise liegt eine zu ermittelnde Vibrationsgrundfrequenz zwischen 10 Hz und 300 Hz, da dieser Bereich gut haptisch wahrnehmbar ist und einem
Frequenzbereich entspricht, der beim Überfahren einer natürlichen Oberfläche mit dem Finger F entsteht.
Die ermittelte Vibrationsgrundfrequenz wird mit einem Frequenzvariationswert in Abhängigkeit der visuell dargestellten Textur, über welche der Finger F bewegt wird, multipliziert. Dieser Frequenzvariationswert liegt in einem Bereich zwischen -20 % und +20 % der Vibrationsgrundfrequenz. Beispielsweise wird bei einer rauen Steinoberfläche ein Frequenzvariationswert von +20 % von einem
Benutzer als besonders realistisch wahrgenommen, wobei jedoch auch hier der Frequenzvariationswert mit jedem Abtastintervall in einem Bereich zwischen -20 % und +20 % der Vibrationsgrundfrequenz variiert.
Der Frequenzvariationswert wird von einer Zufallsfunktion erzeugt. Diese Zufallsfunktion kann derart konfiguriert sein, dass sie Zufallswerte im Bereich von 0,8 bis 1,2 ausgibt, mit welchen die Vibrationsgrundfrequenz multipliziert wird.
Die Bestimmung der Position des Fingers F erfolgt in einer Vielzahl von aufeinander folgenden Abtastintervallen ts, so dass für jedes Abtastintervall ts eine Vibrationsgrundfrequenz und damit auch eine Vibrationsfrequenz ermittelt wird. Nach jedem Abtastintervall ts wird der Frequenzvariationswert neu bestimmt, wie Fig. 2 entnommen werden kann. Dadurch kann erreicht werden, dass bei einer gleichförmigen Bewegung des Fingers aus einer konstanten Vibrationsgrundfrequenz eine Frequenz wird, die sich nach jedem Abtastintervall ändern kann.
Beispielsweise weist das Abtasti ntervall einen Wert von ts = 7 ms auf. Die Signalverarbeitungseinrichtung 16 multipliziert dann jeden
Vibrationsgrundfrequenzwert, der im zeitlichen Abstand von 7 ms ausgegeben wird mit dem durch die Zufallsfunktion pro Abtastintervall ermittelten
Frequenzvariationswert. Die dabei jeweils ermittelte Vibrationsfrequenz wird an den Aktuator 17 übermittelt, welcher das Display 11 und insbesondere die berührungsempfindliche Bedienoberfläche 10 des Displays 11 entsprechend steuert und anregt, so dass der Benutzer eine entsprechende, möglichst wirklichkeitsgetreue haptische Rückmeldung erhält, über welches visuell dargestellte Bedienfeld 12 er seinen Finger F bewegt.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausgestaltungen. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von den dargestellten Lösungen auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile einschließlich konstruktiven Einzelheiten räumlicher Anordnungen und Verfahrensschritte können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur taktilen Interaktion eines Benutzers mit einem elektronischen Gerät (100), bei welchem eine Signalverarbeitungseinrichtung (16) eine Positionsänderung eines Bedienelements, insbesondere eines Fingers (F) eines Benutzers, auf einer berührungsempfindlichen Bedienoberfläche (10) des elektronischen Geräts (100) erfasst und aus der erfassten
Positionsänderung eine Geschwindigkeit des Bedienelements (F) ermittelt, wobei aus der ermittelten Geschwindigkeit eine Vibrationsgrundfrequenz bestimmt wird, welche zur Bestimmung einer Vibrationsfrequenz mit einem Frequenzvariationswert beaufschlagt wird, wobei die sich dabei ergebende Vibrationsfrequenz an einen Aktuator (17) übermittelt wird, welcher in Abhängigkeit der ermittelten Vibrationsfrequenz eine Ausgabe einer haptischen Rückmeldung durch eine Auslenkung der
berührungsempfindlichen Bedienoberfläche (10) an den Benutzer über die berührungsempfindliche Bedienoberfläche (10) steuert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der
Frequenzvariationswert in einem Bereich zwischen -20 % und +20 % der bestimmten Vibrationsgrundfrequenz liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzvariationswert mittels einer Zufallsfunktion ermittelt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der Positionsänderung des Bedienelements (F) in einem sich kontinuierlich wiederholenden Abtastintervall ts erfolgt, wobei pro Abtastintervall ts eine Vibrationsfrequenz ermittelt wird, die an den Aktuator (17) übermittelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das
Abtastintervall ts < 20 ms beträgt.
6. Computerprogrammprodukt, aufweisend Programmteile zum Ausführen eines Verfahrens nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 5.
7. Elektronisches Gerät (100), mit einer berührungsempfindlichen
Bedienoberfläche (10), einer Signalverarbeitungseinrichtung (16), mittels welcher eine Positionsänderung eines Bedienelements, insbesondere eines Fingers (F) eines Benutzers, auf einer berührungsempfindlichen
Bedienoberfläche (10) des elektronischen Geräts (100) erfasst und aus der erfassten Positionsänderung eine Geschwindigkeit des Bedienelements (F) ermittelt wird, wobei aus der ermittelten Geschwindigkeit eine
Vibrationsgrundfrequenz bestimmt wird, welche zur Bestimmung einer Vibrationsfrequenz mit einem Frequenzvariationswert beaufschlagt wird, und einem Aktuator (17), mittels welchem eine Auslenkung der
berührungsempfindlichen Bedienoberfläche (10) steuerbar ist, wobei die ermittelte Vibrationsfrequenz von der Signalverarbeitungseinrichtung (16) an den Aktuator (17) übermittelt wird und der Aktuator (17) in Abhängigkeit der ermittelten Vibrationsfrequenz eine Ausgabe einer haptischen
Rückmeldung durch eine Auslenkung der berührungsempfindlichen Bedienoberfläche (10) an den Benutzer über die berührungsempfindliche Bedienoberfläche (10) steuert.
PCT/EP2019/059740 2018-06-20 2019-04-16 Verfahren zur taktilen interaktion eines benutzers mit einem elektronischen gerät sowie ein computerprogrammprodukt und ein elektronisches gerät WO2019242908A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19718160.5A EP3811194A1 (de) 2018-06-20 2019-04-16 Verfahren zur taktilen interaktion eines benutzers mit einem elektronischen gerät sowie ein computerprogrammprodukt und ein elektronisches gerät

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018209963.4A DE102018209963A1 (de) 2018-06-20 2018-06-20 Verfahren zur taktilen Interaktion eines Benutzers mit einem elektronischen Gerät sowie ein Computerprogrammprodukt und ein elektronisches Gerät
DE102018209963.4 2018-06-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019242908A1 true WO2019242908A1 (de) 2019-12-26

Family

ID=66218108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/059740 WO2019242908A1 (de) 2018-06-20 2019-04-16 Verfahren zur taktilen interaktion eines benutzers mit einem elektronischen gerät sowie ein computerprogrammprodukt und ein elektronisches gerät

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3811194A1 (de)
DE (1) DE102018209963A1 (de)
WO (1) WO2019242908A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111338468A (zh) * 2020-02-05 2020-06-26 吉林大学 一种基于交叉范式的移动终端触觉目标操作系统和方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113323515B (zh) * 2021-06-07 2022-07-22 北京京东方技术开发有限公司 基于触觉反馈的密码输出装置、身份认证装置及其方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090085878A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 Immersion Corporation Multi-Touch Device Having Dynamic Haptic Effects
US20090135164A1 (en) * 2007-11-26 2009-05-28 Ki Uk Kyung Pointing apparatus capable of providing haptic feedback, and haptic interaction system and method using the same
US20140062927A1 (en) * 2012-01-31 2014-03-06 Panasonic Corporation Haptic feedback device and haptic feedback method
DE102014224102A1 (de) * 2014-11-26 2016-06-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur taktilen Interaktion eines Benutzers mit einem elektronischen Gerät und elektronisches Gerät hierzu

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20090085878A1 (en) * 2007-09-28 2009-04-02 Immersion Corporation Multi-Touch Device Having Dynamic Haptic Effects
US20090135164A1 (en) * 2007-11-26 2009-05-28 Ki Uk Kyung Pointing apparatus capable of providing haptic feedback, and haptic interaction system and method using the same
US20140062927A1 (en) * 2012-01-31 2014-03-06 Panasonic Corporation Haptic feedback device and haptic feedback method
DE102014224102A1 (de) * 2014-11-26 2016-06-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur taktilen Interaktion eines Benutzers mit einem elektronischen Gerät und elektronisches Gerät hierzu

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111338468A (zh) * 2020-02-05 2020-06-26 吉林大学 一种基于交叉范式的移动终端触觉目标操作系统和方法
CN111338468B (zh) * 2020-02-05 2022-01-28 吉林大学 一种基于交叉范式的移动终端触觉目标操作系统和方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP3811194A1 (de) 2021-04-28
DE102018209963A1 (de) 2019-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69534404T2 (de) Verfahren zum kompensieren von unbeabsichtigten Bewegungen bei einer Antipgeste auf einer Berührungssensorfläche
DE102011017251B4 (de) Verwendung der Zufalls-Abtast-Technik zur Reduzierung von fingergekoppeltem Rauschen
EP3234756B1 (de) Verfahren zum betreiben einer bedienvorrichtung eines kraftfahrzeugs bei einer mehrfingerbedienung
DE112017006335T5 (de) Tast- und Hörsinn-Präsentationsvorrichtung
DE102012020607B4 (de) Kraftwagen mit einer Gestensteuerungseinrichtung sowie Verfahren zum Steuern eines Auswahlelements
DE112012003889T5 (de) Verfahren, Vorrichtung und Computerprogramm, die zum Zeigen auf ein Objekt dienen
WO2019242908A1 (de) Verfahren zur taktilen interaktion eines benutzers mit einem elektronischen gerät sowie ein computerprogrammprodukt und ein elektronisches gerät
DE102013215742A1 (de) Verfahren sowie Bedienvorrichtung zum Bedienen eines elektronischen Gerätes über einen Touchscreen
DE102016003978A1 (de) Bedienvorrichtung für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug
EP3224695B1 (de) Verfahren zur taktilen interaktion eines benutzers mit einem elektronischen gerät und elektronisches gerät hierzu
EP3224696B1 (de) Verfahren zur taktilen interaktion eines benutzers mit einem elektronischen gerät und elektronisches gerät hierzu
DE102019206606A1 (de) Verfahren zur berührungslosen Interaktion mit einem Modul, Computerprogrammprodukt, Modul sowie Kraftfahrzeug
DE112017004621T5 (de) Tastempfindungs-Präsentationsvorrichtung
EP3268852B1 (de) Verfahren zur gezielten auswahl von angezeigten elementen auf einer berührungssensitiven anzeige
EP1850305A2 (de) Anzeigevorrichtung zur taktil erfassbaren Darstellung von Anzeigeelementen sowie Anzeigesystem mit einer solchen Anzeigevorrichtung
DE102018215213A1 (de) Vorrichtung zur Erzeugung einer akustischen Rückmeldung bei Betätigung eines Bedienelements und Verfahren zur Erzeugung einer akustischen Rückmeldung bei Betätigung eines Bedienelements
DE102016011365A1 (de) Verfahren zur Steuerung eines Kraftfahrzeugmoduls und Kraftfahrzeugmodul
EP3281098B1 (de) Gestensensitiver bildschirm und rechner mit gestensensitivem bildschirm
WO2019110575A1 (de) Mobilgerät
EP2607999B1 (de) Verfahren zur Steuerung eines elektrischen Geräts, insbesondere eines tragbaren elektrischen Geräts, elektrisches Gerät, Computerprogramm und Computerprogrammprodukt
DE10011085A1 (de) Tastatur mit Auswertung des Hubs einer Taste
DE102014015518A1 (de) Verfahren zum Aufruf von Quickinformationen (II)
CH702146A1 (de) Verfahren zur dreidimensionalen Unterstützung der manuellen Bedienung von graphischen Benutzeroberflächen.
WO2011060848A1 (de) Vorrichtung zum steuren eines geräts über seinen sensorbildschirm mittles schaltelementen
DE102015220279A1 (de) Eingabegerät mit dreidimensionaler Gestenerkennung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19718160

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019718160

Country of ref document: EP

Effective date: 20210120