[發明專利]用于基于觸覺反饋和壓力測量的觸摸屏交互的設備和方法

有效

• 申請號: 200710138277.0
• 申請日: 2007-07-31
• 公開（公告）號: CN101118469A
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 伊萬·普皮列夫;丸山重明
• 申請（專利權）人: 索尼株式會社
• 主分類號: G06F3/03
• 分類號: G06F3/03;G06F3/041
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 黨建華

技術領域

本發明涉及利用觸摸屏和觸覺反饋的用戶界面的方法，以及采用這種用戶界面方法的設備。

背景技術

專利文獻1公開了這種用戶界面系統的例子，用于檢測顯示裝置的觸摸屏上的用戶的手指或指點裝置的位置。在該用戶界面系統中，當用戶觸摸在觸摸面板上顯示的圖形用戶界面對象的一個時，通過振動觸摸屏，提供觸覺反饋。當用戶從觸摸屏釋放或不觸摸手指或指點裝置時，啟動指定到被選圖形用戶界面對象的功能性。

專利文獻2公開了一種用戶界面系統的另一例子，當用戶在觸摸屏上觸摸時，能提供觸覺反饋。在該用戶界面系統中，當用戶第一次觸摸該觸摸屏時，提供初始觸覺反饋，以及當觸摸位置移動到顯示圖形用戶界面對象的觸摸屏的區域時，提供不同的觸覺反饋。當用戶不觸摸手指或指點裝置或按壓更長時間周期時，啟動分配給被選圖形用戶界面對象的功能。以觸覺反饋、圖形用戶界面對象的顏色變化、聲音或其組合的形式，告知用戶啟動該被選圖形用戶界面對象。

非專利文獻3公開了一種用戶界面系統的又一例子，其中，將壓力傳感器添加到觸摸屏，用于檢測施加到觸摸屏的壓力，允許更靈活的用戶界面操作。

[專利文獻1]日本專利申請公開號No.2003-016502

[專利文獻2]日本專利申請公開號No.2005-190290

[非專利文獻1]Minsky，M.使用力和位置靈敏屏，通過真實世界姿勢操作模擬對象(Proceedings?of?SIGGRAPH’84，1984：ACM：pp.195-203)。

發明內容

當用戶觸摸一觸摸屏上的用戶界面元件時，期望提供觸覺反饋，而不執行用戶界面元件的功能性。此外，當執行用戶界面元件的功能性時，期望向用戶提供觸覺通知。

此外，期望提供利用觸摸屏顯示器的用戶界面的方法，能提供觸覺反饋和測量施加到該觸摸屏的壓力，從而允許用戶具有與具有物理操作裝置的交互式操作，諸如按壓按鈕或鍵類似的交互式操作。此外，也期望提供采用這種用戶界面方法的設備。

鑒于上述問題，做出了本發明。

在本發明的實施例中，提供一種設備，包括具有觸摸屏的顯示部。該觸摸屏配置成顯示至少一個圖形用戶界面對象和檢測觸摸屏上的觸摸位置。該觸摸位置通過用戶的手指或指點裝置輸入。該設備包括：觸覺反饋生成單元，連接到該觸摸屏并生成觸覺反饋；壓力感測單元，連接到該觸摸屏并檢測施加到該觸摸屏的壓力；以及控制器部，配置成控制和驅動該顯示部。在該觸摸屏上顯示的圖形用戶界面對象具有多個邏輯狀態。該控制器部使用所檢測的觸摸位置的歷史和所檢測的壓力值的歷史，確定該圖形用戶界面對象的當前邏輯狀態。控制器部根據(i)所檢測的觸摸位置，(ii)所檢測的壓力值，以及(iii)所確定的圖形用戶界面對象的當前邏輯狀態，確定將生成的觸覺反饋的形式。

在本發明的不同實施例中，觸覺反饋生成單元可以對該GUI對象的不同邏輯狀態，生成不同觸覺反饋。

在本發明的另一實施例中，GUI對象的邏輯狀態至少包括被選狀態和啟動狀態。如果識別到按壓事件，控制器部可以確定該GUI對象處于啟動狀態中。控制器部可以使用所檢測的壓力值的歷史，識別該按壓事件。另外，如果：(i)該觸摸位置在GUI對象的內部；以及(ii)所檢測的壓力高于預設啟動閾值，控制器部確定該GUI對象在啟動狀態中。在另一例子中，如果(i)觸摸位置在該GUI對象的內部，以及(ii)所檢測的壓力的歷史滿足預設啟動條件，控制器部可以確定該GUI對象在啟動狀態中。在本實施例中，允許GUI對象的邏輯狀態僅在被選狀態后改變成啟動狀態。

在本發明的另一實施例中，觸覺反饋生成單元可以包括單個或多個壓電元件。壓電元件的至少一個可以用于生成觸覺反饋和檢測由用戶施加的壓力。另外，壓電元件的至少一個可以以時分方式，生成觸覺反饋和檢測壓力。

在本發明的另一實施例中，按頻率、振幅或同時按振幅和頻率，控制觸覺反饋。

在本發明的另一實施例中，只要觸摸位置在GUI對象的內部，觸覺反饋生成單元可以生成連續觸覺反饋。另外，響應施加到觸摸屏的壓力變化，改變連續觸覺反饋。連續觸覺反饋的變化由圖形用戶界面對象的當前邏輯狀態而定。

在本發明的另一實施例中，當觸摸位置穿過GUI對象內預定的熱點時，觸覺反饋生成單元可以生成單脈沖的觸覺反饋。另外，當觸摸位置或所檢測的壓力變化超出預設閾值時，該觸覺反饋生成單元可以生成單脈沖的觸覺反饋。