[发明专利]用于模拟来自虚拟对象的反作用力的系统和方法

说明书

本发明提供了一种用于模拟来自虚拟对象的反作用力的系统。该系统至少包括输入力传感器、连接至输入力传感器的计算装置、至少第一对线性谐振致动器(LRA)(201a，201b)和连接至计算装置的用于LRA的驱动器。输入力传感器用于感测由用户施加至虚拟对象的输入力。计算装置用于接收来自输入力传感器的输入力并且计算施加至用户的反作用力。第一对LRA(201a，201b)被约束为沿第一轴(Y)移动。驱动器用于从计算装置接收驱动信号以沿第一轴在第一方向上交替地驱动第一对LRA(201a，201b)中的每一个由反作用力确定的量，同时允许第一对LRA中的另一个在与第一方向相反的方向上较平缓地恢复。本发明还提供了模拟来自虚拟对象的反作用力的相应方法和至少包括这种系统的移动设备(101)。

本发明涉及根据权利要求1所述的用于模拟来自虚拟对象的反作用力的系统、根据权利要求9所述的移动设备和根据权利要求10所述的方法。

背景技术

用于模拟来自虚拟对象的反作用力的系统和方法已知用于响应于由用户施加至虚拟对象的输入力而向用户提供触觉反馈。在WO 2005/043365 A中描述了用于提供这种触觉反馈的系统的示例。然而，如果其上显示虚拟对象的设备具有由用户感觉的其自身重量和/或是便携式或移动设备，目前没有令人满意的方法来模拟来自在这种设备上显示的虚拟对象的反作用力。例如，WO 2009/138814仅描述了向用户提供触觉反馈，以便识别设备本身并且特别是移动设备的功能或运动结果，而非提供来自设备上显示的虚拟对象的触觉反馈。US 2012/0299857描述了由用户在触敏屏幕上对按钮和滚动动作的触觉反馈。WO2015/023670描述了一种用于个人导航的差分触觉引导系统。

发明目的

因此，本发明的一个目的是提供一种用于模拟来自虚拟对象的反作用力的系统、包括这种系统的移动设备和模拟来自虚拟对象的反作用力的方法。

发明描述

根据权利要求1所述的系统解决了本发明的目的。优选地，所述系统至少包括输入力传感器、连接至输入力传感器的计算装置、至少第一对线性谐振致动器(LRA)和连接至计算装置的用于LRA的驱动器。输入力传感器用于感测由用户施加至虚拟对象的输入力。计算装置用于从输入力传感器接收输入力并且计算施加至用户的反作用力。第一对LRA被约束为沿第一轴移动。驱动器用于将从计算装置接收驱动信号以沿第一轴在第一方向上交替地驱动第一对LRA中的每一个由反作用力确定的量，同时使得第一对LRA中的另一个能够在与第一方向相反的方向上较平缓地恢复。

该解决方案是有益的，因为它可以用于模拟来自设备上显示的虚拟对象的反作用力，该虚拟对象具有由用户感觉到的其自身重量和/或是便携式或移动设备。例如，该设备可以是移动设备，例如平板计算机——其通常重量小于约800g，或者是移动电话——其通常重量小于约200g。通过驱动至少一对线性谐振致动器(LRA)来模拟反作用力，以便以刚才描述的方式彼此反相地执行冲程。LRA，也称为线性谐振的致动器(linear resonanceactuator)或线性共振致动器(linear resonating actuator)，包含质量体(m)，其能够快速地加速(a)以根据牛顿第二运动定律产生力(F)，F＝ma。由于力是矢量，因此本发明的系统中的计算装置计算用于施加至用户的反作用力的大小和方向两者。