基于振动和压膜效应的数字按键触觉渲染方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于振动和压膜效应的数字按键触觉渲染方法及装置，属于触摸反馈技术领域。采用多马达数字按键反馈装置，以及多马达数字按键渲染方法，包括实时获取用户按下压力F的大小，将其传送至核心处理器，根据渲染算法确定提供反馈的马达，并施加不同的驱动信号；在用户施加压力的过程中分别提供摩擦力反馈和振动反馈，使其产生一种类似物理按键按下过程的感觉。本发明专利技术利用压电陶瓷片马达在高频振动下产生的空气压膜效应，结合刚性表面柔顺性触觉错觉方法，将压膜效应产生的摩擦力和用颗粒振动模拟的在物体发生形变过程中，由于克服摩擦而产生力的感觉结合起来，增强数字按键按下过程的摩擦感知。

Tactile rendering method and device of digital buttons based on vibration and film pressing effect

【技术实现步骤摘要】
基于振动和压膜效应的数字按键触觉渲染方法及装置
本专利技术涉及触摸反馈
，特别是一种基于振动和压膜效应的数字按键触觉渲染方法及装置。
技术介绍
触摸屏因具有用户操作界面更加便捷，交互区域面积更大，交互过程更加直观等优点而大力发展。目前，在移动终端，手持设备，以及电器设备等多个领域应用广泛。但是触摸屏界面上的主要控件，数字按键由于缺乏真实的触觉反馈，使得用户在交互过程中的操作效率和操作准确率不高，且必须有视觉的参与。并且当前随着AR、VR的发展，对触觉反馈的需求日益增大，解决三维空间中的界面交互时数字按键的触觉反馈也是一项亟待解决的问题。目前大多是对于触摸屏上数字按键触觉反馈方法的研究，主要集中在使其具有点击的感觉，或者是给予一定的，单一的振动反馈。而对按钮按下的整个过程，数字按键的真实感渲染，以及法向上触觉反馈的研究较少，且大多是基于一种单一效果，比如振动，或者压膜效应的反馈。一些触觉反馈装置主要在于通过更改触摸屏上数字按键的产生方式，以及触摸屏上数字按键的硬件结构来提升用户体验或者是提升触摸屏的性能。而应用于三维空间，或者是提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于振动和压膜效应的数字按键触觉渲染方法，其特征在于包括下列部分：/n(1)、采用多马达数字按键反馈装置，其结构包括压力传感器和马达；/n(2)、多马达数字按键渲染方法，包括实时获取用户按下压力F的大小，将其传送至核心处理器，根据渲染算法确定提供反馈的马达，并施加不同的驱动信号；/n在用户施加压力的过程中分别提供摩擦力反馈和振动反馈，使其产生一种类似物理按键按下过程的感觉。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于振动和压膜效应的数字按键触觉渲染方法，其特征在于包括下列部分：
(1)、采用多马达数字按键反馈装置，其结构包括压力传感器和马达；
(2)、多马达数字按键渲染方法，包括实时获取用户按下压力F的大小，将其传送至核心处理器，根据渲染算法确定提供反馈的马达，并施加不同的驱动信号；
在用户施加压力的过程中分别提供摩擦力反馈和振动反馈，使其产生一种类似物理按键按下过程的感觉。


2.根据权利要求1所述的基于振动和压膜效应的数字按键触觉渲染方法，其特征在于，所述的多马达数字按键反馈装置包括：一个力传感器，两个压电陶瓷片马达，一个振动触觉马达，刚性外壳以及驱动电路，其中振动触觉马达、驱动电路安装在刚性外壳内部，力传感器安装在刚性外壳的上方内部下表面中部，两个压电陶瓷片马达分别固定连接在刚性外壳上表面、且位于力传感两侧。


3.根据权利要求2所述的基于振动和压膜效应的数字按键触觉渲染方法，其特征在于：力传感器用来获取用户交互过程中施加压力F的大小，压电陶瓷片马达利用高频振动产生压膜效应，在用户手指与刚性表面数字按键交互的过程中产生切向摩擦力，振动触觉马达用来为基于力-位移曲线的数字按键渲染方法提供法向上主要的振动反馈。


4.根据权利要求1所述的基于振动和压膜效应的数字按键触觉渲染方法，其特征在于，所述的多马达数字按键渲染方法如下：
1)获取用户在交互过程中施加压力F的大小；
2)根据所要模拟物理按键的力-位移曲线图，以及物理按键按下过程中力和位移的特性，将其划分为三个力区间，分别为平滑区间，跳跃区间，触底区间；
3)根据用户施加的压力F，判断当前压力F所处力-位移曲线图的哪一个力区间；
4)根据步骤3)所匹配的压力F的区间，确定提供反馈的马达：
当用户施加压力F的大小匹配为平滑区间时，压电陶瓷片马达产生压膜效应，在用户指尖提供摩擦力，并且振动触觉马达产生振动反馈；

【专利技术属性】
技术研发人员：孙晓颖，李萌芽，佴威至，祝双运，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22