力觉提示装置、识别装置、控制装置和力觉提示方法与流程

文档序号:14958774发布日期:2018-07-18 00:06阅读:134来源:国知局

本技术涉及一种力觉提示装置的技术,该力觉提示装置给用户提示包含触觉在内的力。



背景技术:

专利文献1公开了一种装置,其通过在游戏或虚拟现实体验中给用户传达来自虚拟物体的反应力,提供物体的真实感。例如,该装置使用压力传感器和肌电传感器检测用户把持装置的强度以及手指收紧如何。该装置通过使用指示个人差异的修正数据改善了触力觉的再现性,修正数据是通过错觉触力觉引发函数与每个用户的错觉触力觉特性之间的比较而产生的(例如,见专利文献1的说明书第[0043]和[0071]段)。

专利文献2公开了一种附加有游戏功能的便携电话的技术,该游戏功能允许用户根据便携电话再现的乐曲的节奏,像沙球一样摇动便携电话。在该技术中,当在便携电话的振动电机的电源关闭的状态下,用户使便携电话振动时,在振动电机中产生逆电动势。便携电话的cpu通过检测逆电动势来检测用户给予的振动(例如,见专利文献2的说明书第[0015]和[0019]段)。

引用列表

专利文献

专利文献1:日本专利申请待审公开no.2013-145589

专利文献2:日本专利申请待审公开no.2001-211239



技术实现要素:

技术问题

在力觉提示装置中,例如,为了确保力觉信息传达给用户,存在必须正确检测用户相对于装置的接触状态的情况。

本公开内容的目的是提供一种可正确检测用户相对于装置的接触状态的力觉提示装置等的技术。

解决问题的方案

为了解决上述问题,根据本技术实施方式的力觉提示装置包括:促动器机构、传达机构、检测单元和识别单元。

所述传达机构配置成利用所述促动器机构的驱动力给用户传达力觉信息。

所述检测单元配置成检测施加至所述促动器机构的负荷量。

所述识别单元配置成基于由所述检测单元检测到的负荷量,识别用户相对于所述传达机构的接触状态。

在根据本技术的该力觉提示装置中,由于基于产生用于给用户提示力的驱动力的促动器机构的负荷量来识别用户相对于传达机构的接触状态,所以可正确识别接触状态。

所述力觉提示装置可进一步包括控制单元,所述控制单元配置成基于由所述识别单元识别到的接触状态来控制所述促动器机构的驱动。

因此,力觉提示装置可根据用户的接触状态给用户提示不同的力觉信息。

所述促动器机构可包括多个促动器,并且所述控制单元配置成根据所述接触状态选择性地切换所述多个促动器的驱动。亦或,所述传达机构可包括多个传达单元,所述多个传达单元起到分别构成所述多个促动器的一部分的可动部的功能。

利用这些技术,可给用户提示多条不同的力觉信息,即,各种力觉信息。

所述多个促动器中的至少一个可输出具有50hz以上400hz以下的频率的振动。

这样,通过将振动频率设定在人对于振动的感知灵敏度较高的范围内,可提示高效的力觉信息并且还可提高选择性使用促动器的效果。

所述促动器机构可包括一个促动器,并且所述控制单元可配置成根据所述接触状态产生所述促动器的不同驱动状态。亦或,所述传达机构可包括多个传达单元,所述多个传达单元配置成分别传达对应于所述不同驱动状态的力觉信息。

利用这些技术,可基于多个不同的驱动状态给用户提示各种力觉信息。

所述控制单元可配置成将所述不同驱动状态中的至少一个作为频率在50hz以上400hz以下的振动来控制所述促动器机构的驱动。

所述识别单元可配置成测量所述促动器机构的逆电动势、驱动电流、旋转速度或温度作为所述负荷量。

因此,可正确识别接触状态。

所述力觉提示装置可进一步包括容纳所述促动器机构的壳体,所述传达机构可形成所述壳体的至少一部分。

所述促动器机构可包括偏心电机、线性谐振促动器、压电促动器和磁致伸缩促动器中至少之一。

根据本技术的识别装置是用于包括促动器机构的力觉提示装置的识别装置。所述识别装置包括:识别单元,所述识别单元配置成检测施加至所述促动器机构的负荷量,并且基于所述负荷量识别用户相对于传达机构的接触状态,所述传达机构配置成利用所述促动器机构的驱动力给用户传达力觉信息。

根据本技术一实施方式的由力觉提示装置执行的力觉提示方法包括利用促动器机构的驱动力,通过传达机构给用户传达力觉信息。

通过检测单元检测施加至促动器机构的负荷量。

基于检测单元检测到的负荷量,通过识别单元识别用户相对于传达机构的接触状态。

根据本技术另一实施方式的力觉提示装置包括控制单元和多个促动器。

所述多个促动器配置成分别产生对应于不同驱动状态的驱动力。

所述控制单元配置成识别用户相对于所述力觉提示装置的接触状态并且根据识别到的接触状态来选择性地切换所述多个促动器的驱动。

根据用户相对于力觉提示装置的接触状态通过控制单元选择性地切换要被驱动的促动器,可给用户提示基于多个不同驱动状态的各种力觉信息。

根据本技术的控制装置包括控制单元,所述控制单元配置成识别用户相对于力觉提示装置的接触状态并且根据识别的接触状态选择性地切换多个促动器的驱动,所述多个促动器分别产生对应于不同驱动状态的驱动力。

根据本技术另一实施方式的力觉提示装置的力觉提示方法,包括:通过包括多个促动器的所述力觉提示装置的控制单元识别用户相对于所述力觉提示装置的接触状态,所述多个促动器分别产生对应于不同驱动状态的驱动力。

根据识别到的接触状态,通过所述控制单元选择性地切换所述多个促动器的驱动。

发明的效果

如上所述,根据本技术,可正确检测用户相对于装置的接触状态。

应当注意,在此描述的效果不必是限制性的,可获得本公开内容中描述的任何效果。

附图说明

图1是显示根据本技术的构成例1的力觉提示装置的构成的框图。

图2是显示根据本技术的构成例2的力觉提示装置的构成的框图。

图3是显示根据本技术的构成例3的力觉提示装置的构成的框图。

图4是显示根据本技术的构成例4的力觉提示装置的构成的框图。

图5是显示根据本技术的构成例5的力觉提示装置的构成的框图。

图6是显示作为应用例1,根据上述构成例3、4或5的力觉提示装置的基本操作的流程。

图7是显示作为应用例2,根据上述构成例4的力觉提示装置的具体应用例的透视图。

图8是显示根据应用例2的力觉提示装置执行的处理的流程。

图9是显示根据应用例3的力觉提示装置执行的处理的流程。

具体实施方式

下文中,将参照附图描述本技术的实施方式。

1.力觉提示装置的构成

在该说明书中,将首先参照框图描述力觉提示装置的几个构成,并且随后将描述该力觉提示装置的应用例。

1.1)构成例1

图1是显示根据本技术的构成例1的力觉提示装置的构成的框图。力觉提示装置100a主要可应用于诸如智能电话、平板终端、电子书和电子笔记本之类的便携电子装置,但不必限于便携类型。亦或,力觉提示装置100a可用作提示力觉信息的专用装置。

力觉提示装置100a包括力觉信息输出单元10和检测单元20。力觉信息输出单元10主要包括中央处理单元12、存储单元14、促动器机构30和传达机构40。

中央处理单元12的硬件由cpu(中央处理单元)、mpu(微处理单元)、pld(可编程逻辑装置)或类似物构成。除这些元件以外,中央处理单元12的硬件还可包括dsp(数字信号处理器)或类似物。

存储单元14中存储实现本技术必要的程序。通常来说,中央处理单元12配置成与存储单元14中存储的程序配合地执行处理。存储单元14由诸如易失性和/或非易失性装置之类的已知存储装置构成。中央处理单元12和存储单元14可物理地集成。

促动器机构30例如包括一个促动器31。通过中央处理单元12控制促动器31的驱动状态。

驱动状态主要是指驱动力及其发生方向,驱动状态对应于由中央处理单元12产生并从促动器机构30输出的力觉信息。除上述要素以外,驱动状态还可包括驱动时间、驱动周期等。在促动器31是产生振动(包括声音)的促动器的情形中,驱动状态是指用于实现驱动力及其发生方向的那些振幅、周期、相位和组合图案的状态。

“力觉”主要是当人接触对象物(在此,力觉提示装置100a)时从对象物接收的力。“力觉”概念上还包含“触觉”,并且还包含感知虚拟力觉、错觉力觉等中错觉力的概念。作为实现错觉力觉的手段,例如,可使用之后要描述的偏加速度振动。

作为促动器机构30(促动器31),可使用电磁促动器或非电磁促动器。

电磁促动器是使用电磁力作为驱动力的促动器。电磁促动器的示例包括旋转电机和线性电机。旋转电机例如包括偏心电机(erm:eccentricrotatingmotor)。线性电机例如包括音圈电机(vcm:voicecoilmotor)、线性谐振促动器(lra:linearresonantactuator)和磁致伸缩促动器。

非电磁促动器是除电磁促动器以外的其他促动器。非电磁促动器的示例包括压电促动器、使用形状记忆合金的促动器、和聚合物促动器。

传达机构40例如包括一个传达单元41。传达单元41配置成使用由促动器31产生的驱动力将与该驱动力(驱动状态)对应的力觉信息传达给用户。典型地,传达单元41配置为形成促动器31的一部分的可动部(可动器)。作为示例,在促动器31是erm的情形中,可动部是负重。传达单元41可由力觉提示装置100a的壳体的至少一部分构成。在该情形中,促动器31的可动部以外的其他要素通过重心的移动、惯性力等驱动作为壳体的至少一部分的传达单元。

检测单元20配置成使得中央处理单元12检测用于识别用户相对于力觉提示装置100a(例如,壳体)的接触状态的信息。

要被检测单元20检测的检测量的示例包括电压、电流、旋转速度、压力、剪应力、加速度、角速度、位置、接触(接触位置、接触力或接触面积)、磁场、电场、湿度、温度、光吸收量、光反射量、图像、以及声压级(环境声音等)。检测单元20仅需要包括能够检测这些参数的传感器。

作为检测单元20要获得的检测量,例如存在用户的生物信息。用户的生物信息的示例包括脑磁图、脑电波、肌电电压(或电流)、心电电压(或电流)、心率等。除这些以外,用户的脉波、体温等也可用作用户的生物信息。

壳体(未示出)容纳中央处理单元12、存储单元14和促动器机构30。检测单元20可容纳在壳体中、可设置在壳体外部、或者可设置在壳体中以及壳体外部。壳体可配置为促动器机构30的一部分。

在如上所述构成的力觉提示装置100a中,中央处理单元12基于由检测单元20检测的信息识别用户相对于力觉提示装置100a(例如,壳体)的接触状态。在该情形中,中央处理单元12、存储单元14和检测单元20起到识别单元50(识别装置)的功能。

此外,中央处理单元12配置成基于识别的用户接触状态控制促动器机构30的驱动。在该情形中,中央处理单元12主要起到控制单元(控制装置)的作用。根据之后描述的构成例2到5的力觉提示装置100b、100c、100d和100e也基本上执行上述操作。

例如,在使用加速度和/或角速度作为检测单元20要检测的检测量的情形中,当检测的加速度和/或角速度大于等于阈值(或者小于等于阈值)、在预定范围内、或者具有预定周期图案时,中央处理单元12可判定用户与力觉提示装置100a接触。

例如,在使用用户的生物信息作为检测单元20要检测的检测量的情形中,中央处理单元12执行如下处理。在脑磁图、脑电波、肌电电压(或电流)、心电电压(或电流)、心率、脉波和/或体温等于或大于阈值(或者等于或小于阈值),在预定范围内,或者具有预定周期图案的情形中,中央处理单元12判定用户与力觉提示装置100a接触。

之后将描述力觉提示装置100a的更详细的操作(应用例)。

1.2)构成例2

图2是显示根据本技术的构成例2的力觉提示装置的构成的框图。在下面的描述中,包括与根据上面构成例1的力觉提示装置100a大致类似的构件、功能等的要素由相同的标记表示,将简化或省略其描述,并将主要描述不同点。

在该力觉提示装置100b中,检测单元20配置成检测施加至促动器机构30的负荷量。例如,在促动器31是电磁促动器的情形中,检测单元20检测逆电动势作为电压或检测驱动电流(在恒压驱动的情形中)作为电流,从而检测负荷量。在电磁促动器是旋转电机的情形中,检测单元20例如可使用霍尔元件或旋转编码器检测旋转电机的旋转速度。亦或,检测单元20可检测促动器31的温度。检测单元20可将这些逆电动势、驱动电流、旋转速度或温度计算(换算)为施加至促动器机构30的负荷量。

当用户触摸传达单元41时,负荷施加至促动器31(其中在促动器31被驱动时促动器31的驱动力传达至传达单元41)。在该构成例2中,检测单元20检测此时施加至促动器31的负荷量,中央处理单元12基于由检测单元20检测的负荷量识别用户相对于传达单元41的接触状态。例如,在负荷量大于等于阈值(或者小于等于阈值)或者在预定范围内的情形中,或者在负荷量规则波动的情形中,中央处理单元12可判定用户与力觉提示装置100b接触。

例如,将假设其中使用偏心电机(erm:eccentricrotatingmotor)作为促动器31,并且偏心电机使传达单元41振动,因而提示(传达)力觉的情形。在该情形中,当用户接触传达单元41时,与促动器31的可动部连接的物体的质量增加,从而物体的重心的位移量被抑制,其振动被抑制,结果负荷减少,电流值降低。

亦或,将假设其中使用旋转电机作为促动器31,并且旋转电机转动作为旋转体的传达单元41,因而提示(传达)力觉的情形。在该情形中,当用户接触传达单元41时负荷增加,电流值增加。

在此,即使当用户以外的其他物体接触时,负荷量仍增加或减少,但在这种情形中,由于传达单元41推开该物体,所以负荷暂时不规则波动。相比之下,在用户有意接触传达单元41的情形中,手或手指顺从传达单元41,从而负荷量显示出规则图案。因此,可通过使用适当的算法、机器学习等识别接触状态。

更好地,为了识别用户的接触状态,力觉提示装置100b可采用适合于识别接触状态的促动器31的驱动方法。具体地,这是用于识别用户的接触状态的专用的促动器驱动方法。例如,通过利用反复驱动和测量每个振动周期的驱动电流(或逆电动势)或类似物的方法,可在短时间内进行高精度识别。

为了进一步提高与用户相对于传达单元41的接触状态有关的识别精度,还可同时使用检测上述压力的传感器和检测生物信息的传感器。亦或,如“journalofinformationprocessingsocietyofjapan,vol.52,no.2571-584(2011)”中所述的,还可采用或并用通过加速度传感器测量促动器31获得的振动波形并从该振动波形和功率谱识别接触状态的方法。

通过如上所述检测促动器31的负荷量,中央处理单元12可检测用户相对于传达单元41的推动程度。因此,可正确识别用户的接触状态。进一步,除此之外,通过检测压力分布信息和用户的生物信息,进一步提高识别精度。

1.3)构成例3

图3是显示根据本技术的构成例3的力觉提示装置的构成的框图。该力觉提示装置100c的促动器机构30包括多个促动器。在此,促动器机构30包括连接至一个传达单元41的两个促动器31和32。可存在3个或更多个促动器。

中央处理单元12(控制单元)根据识别的用户相对于力觉提示装置100c(例如,壳体)的接触状态,选择性地切换多个促动器31和32的驱动。具体地,中央处理单元12根据识别的接触状态,选择促动器31和32之中要被驱动的促动器,并控制所选择的促动器的驱动状态。因此,可给用户提示基于多个不同驱动状态的各种力觉信息。

应当注意,中央处理单元12还可同时地或非同时地将多个促动器31和32的驱动状态控制为相同的驱动状态。

在构成例3中,检测单元20可如构成例2中所述检测施加至促动器机构30(多个促动器31和32中的至少一个)的负荷量。在图中,由虚线中的箭头表示从促动器机构30反馈给检测单元20的信息的流动。对于下面的构成例4及随后的实施方式来说也是同样。

存储单元14例如仅需要存储由检测单元20获得的检测值与施加至促动器机构30的负荷量之间的关系作为查找表。亦或,存储单元14仅需要存储表达检测值与负荷量之间的关系的算数表达式。

1.4)构成例4

图4是显示根据本技术的构成例4的力觉提示装置的构成的框图。该力觉提示装置100d的传达机构40包括多个传达单元41和42并且传达单元(41,42)分别针对促动器(31,32)设置。传达单元41连接至促动器31,传达单元42连接至促动器32。促动器31将驱动力传达至传达单元41,并且促动器32将驱动力传达至传达单元42。可设置3个或更多个促动器以及3个或更多个传达单元。

中央处理单元12(控制单元)根据用户相对于力觉提示装置100d(传达单元41或壳体)的接触状态,选择性地切换多个促动器31和32的驱动。具体地,中央处理单元12根据识别的接触状态,选择多个促动器31和32之中要被驱动的促动器,并控制所选择的促动器的驱动状态。结果,从传达单元41和42之中与选择的促动器连接的传达单元提示对应于该驱动状态的力觉信息。在构成例4中,可与构成例3中一样给用户提示基于多个不同驱动状态的各种力觉信息。

1.5)构成例5

图5是显示根据本技术的构成例5的力觉提示装置的构成的框图。该力觉提示装置100e的促动器机构30包括连接至多个(例如,两个)传达单元41和42的一个促动器31。

中央处理单元12(控制单元)控制促动器31的驱动,使得一个促动器31在不同的时序给传达单元41和42传达不同的力觉信息。具体地,中央处理单元12控制促动器31的驱动,使得一个促动器31根据用户相对于力觉提示装置100e(传达单元41或壳体)的接触状态产生不同的驱动状态。在构成例5中,可与构成例3和4中一样给用户提示基于不同数量的驱动状态的各种力觉信息。

2.力觉提示装置的应用例

2.1)应用例1

图6是显示作为应用例1,由根据上述构成例1到5之中的构成例3、4或5的力觉提示装置100c、100d或100e执行的基本操作的流程。

中央处理单元12通过检测单元20检测用户相对于力觉提示装置(传达单元41或壳体)的接触状态(步骤101)。中央处理单元12判定接触状态是第一接触状态还是第二接触状态,并且根据判定结果输出第一力觉信息(步骤102)或输出与第一力觉信息不同的第二力觉信息(步骤103)。具体地,中央处理单元12根据接触状态,使用一个或多个促动器31提示与多个不同驱动状态之一对应的力觉信息。

作为第一接触状态与第二接触状态之间的区别,例如,存在正常接触状态(有利的接触状态)和异常接触状态(不利的接触状态)。异常接触状态概念上包含非接触状态。例如,在第一接触状态中输出第一力觉信息,在第二接触状态中输出第二力觉信息。

亦或,作为第一接触状态与第二接触状态之间的区别,可使用用户是否以预定方式把持力觉提示装置。

中央处理单元12可预设3个或更多个接触状态,并且根据3个或更多个接触状态输出与3个或更多个接触状态对应的力觉信息。例如,在检测单元20的检测值被分类为3个或更多个范围或图案的情形中,中央处理单元12可判定3个接触状态。

例如,在异常接触状态的情形中,中央处理单元12输出促使用户进行正常接触的力觉信息。通过反复识别接触状态,一直到用户的接触状态成为正常为止,中央处理单元12可使用户在正常接触状态下与力觉提示装置接触,并且给用户正确提示之后要输出的力觉信息。

例如,作为异常接触状态,可存在其中用户将力觉提示装置容纳在他/她的衣服口袋中或包中的情形。在该情形中,即使在传达单元41中产生驱动力,用户也不能感知到该驱动力。因此,正确输出第二力觉信息是图6中所示的处理的典型目的。一般来说,已知的是人对于50hz以上400hz以下的感知灵敏度较高。因此,在促动器31是振动电机(例如,偏心电机、压电促动器等)的情形中,可使用引起50hz到400hz的振动的促动器31的驱动状态作为第二力觉信息。

中央处理单元12可在识别用户的接触状态之前的阶段输出与第一或第二力觉信息不同的第三力觉信息。具体地,该第三力觉信息是用于在步骤101中执行识别用户的接触状态的处理的力觉信息。

2.2)应用例2

图7是显示作为应用例2,根据图4中所示的构成例4的力觉提示装置100d的具体应用例的透视图。力觉提示装置100d包括壳体61和旋转体63。壳体61和旋转体63各自起到传达机构40,即传达单元41的功能。促动器机构30包括使旋转体63旋转的促动器31和使保持部振动的促动器32。例如,使用旋转电机作为促动器31。例如,使用erm作为促动器32。

用户可通过他/她的手把持所述把持部并用手指(例如,拇指)接触旋转体63。当用户将手指按压旋转体63时,手指随着旋转体63的向右旋转而在右手方向上移动,并且手指随着向左旋转而在左手方向上移动。因此,通过使旋转方向对应于引导方向,用户可直观地感知方向。

图8是显示根据应用例2的力觉提示装置100d执行的处理的流程。该流程显示了使用该力觉提示装置100d的用户的步行导航的处理。在该示例中,力觉提示装置100d或可以以有线或无线方式连接至该力觉提示装置100d的便携装置(未示出)包括全球位置传感器。全球位置测量系统的示例包括gps(globalpositioningsystem)、glonass(globalnavigationsatellitesystem)、gnss(globalnavigationsatellitesystem)等。

中央处理单元12测量力觉提示装置100d的当前位置与下一引导点之间的距离(步骤201)。在用户到达目的地的情形中,中央处理单元12提示表示到达的信息(步骤202)。表示到达的信息可以是力觉信息或使用图像和声音的信息。

在步骤201中当前位置与下一引导点之间的距离小于设定值的情形中,中央处理单元12通过促动器31使旋转体63旋转并且通过力觉提示方向信息(步骤203)。

在步骤203中,中央处理单元12在旋转体63的旋转操作的过程中通过检测单元20测量促动器31的驱动电流(检测负荷量),并且识别用户与旋转体63之间的接触状态(步骤204)。代替驱动电流,可使用逆电动势、旋转体63的旋转速度或促动器31的温度作为要测量的量(要检测的量)。

在接触状态是正常的情形中,中央处理单元12在经过预定时间之后停止促动器31的输出(步骤207),并且返回步骤201的处理。例如,在测量的电流大于等于阈值并且随旋转体63的旋转角度增加或者该状态周期性持续预定时间的情形中,中央处理单元12判定用户的接触状态是正常的。在该正常接触状态中,用户拇指的手掌侧与旋转体63接触。

例如,在其中测量的电流未采取上面的值的情形中,中央处理单元12判定用户的接触状态是异常的并进入步骤205的处理。在步骤205中,中央处理单元12停止促动器31的输出并驱动促动器32,从而经由壳体61在一定时间周期输出振动。这样,中央处理单元12根据用户的接触状态选择性地切换促动器31和32的驱动。

在步骤206中,例如,如上所述通过促动器32输出50hz以上400hz以下的振动,例如,大约200hz的振动。之后,关于识别接触状态的操作,中央处理单元12重复步骤203到206的处理,直到获得了用户的正常接触状态为止。如上所述,即使用户并不总是与旋转体63接触或者即使根据场合力觉提示装置100d被收纳在口袋或包中,通过促使用户与力觉提示装置100d正常接触,仍可确保引导用户到达目的地。

2.3)应用例3

图9是显示由根据应用例3的力觉提示装置执行的处理的流程。该处理主要显示了使用根据图5中所示的构成例5的力觉提示装置100e的用户的步行导航的处理。在此,采用用户可用手把持或可用手指捏住的小型装置。

步骤301和302是与图8中所示的步骤201和202相同的处理。在步骤303中,在其中当前位置与下一引导点之间的距离小于设定值的情形中,中央处理单元12从促动器31输出偏加速度振动作为力觉信息。

在其中存在振动加速度的空间非对称性的情形中,发生偏加速度振动。例如,在惯性负荷(m)的平移中,往路的最大加速度(a1)与复路的最大加速度(a2)之间设有差(a1-a2)。在该情形中,考虑到因为由于人感觉的非线性,难以感知弱力(例如,m*a1)但易于感知强力(例如,m*a2),所以人感觉好像他/她正被推向一个方向一样。

通过一个或多个压电促动器、一个或多个lra、或者多个erm实现这种偏加速度振动。在使用多个促动器的情形中,使用图3中所示的构成例3作为力觉提示装置。亦或,可使用专用的特殊促动器,诸如wo07/086426中公开的虚伪力觉产生装置。压电促动器或lra有利于将力觉提示装置小型化、提高能量使用效率并且获得理想的振动频率。

应当注意,在图9中所示的处理的描述中,将描述根据构成例5的力觉提示装置100e执行的处理。

由于如上所述促动器31的偏加速度振动的输出,在力觉提示装置100e的整个壳体(未示出)中引起偏加速度振动。通过偏加速度振动的输出,力觉提示装置100e可给用户提示特定方向上的力觉信息作为导航信息(步骤303)。

在步骤304中,检测单元20测量促动器31的驱动电流(可以是逆电动势等)。中央处理单元12基于测量的驱动电流识别用户的接触状态。

在步骤304中判定用户的接触状态是正常的情形中,中央处理单元12判定检测单元20是否检测到来自用户的预定输入(步骤309)。在判定检测到来自用户的预定输入的情形中,中央处理单元12停止该偏加速度振动的输出(步骤310)。执行步骤309和310的处理例如是为了在其中由于步骤303中的偏加速度振动的输出,用户注意到力觉的输出的情形中节省力觉提示装置的能耗或防止用户感到不舒服的目的。

作为来自用户的要被检测单元20检测的预定输入,仅需要使用诸如按钮之类的硬键的输入、触摸面板上的触摸、由于把持力觉提示装置100e的用户而引起的压力分布变化、由于力觉提示装置100e的震动而引起的负荷波动或加速度的波动等、声音输入等。来自用户的预定输入成为停止偏加速度振动的条件(步骤310)。

作为停止偏加速度振动的条件,还可增加随后的条件。这些条件的示例包括:自步骤304中判定为正常接触起(或在步骤309中检测到用户的预定输入之后)经过一定时间、检测到当前路径是正确路径、检测到已经过了引导点、等等。

在步骤304中判定用户的接触状态是异常的情形中,中央处理单元12停止促动器31的偏加速度振动的输出(步骤305)。然后,中央处理单元12通过促动器31输出振动(步骤306)。与图8的步骤206类似,在此的振动是很容易被人感知的50hz以上400hz以下的振动。200hz的振动是更理想的。

在输出促动器31的振动之后,中央处理单元12再次执行与步骤304类似的处理(步骤307)。当在步骤307中识别到正常接触状态时,中央处理单元12停止促动器31的振动的输出(步骤308)并返回步骤303的处理。

这样,在该应用例2中,中央处理单元12根据用户的接触状态产生促动器31的不同驱动状态。

应当注意,在该应用例2中描述了根据构成例5的力觉提示装置100e之行的处理。亦或,可使用像构成例3中一样,作为传达机构40,包括一个传达单元41而不是多个传达单元41的力觉提示装置100c。亦或,可使用像构成例4中一样包括多个促动器31和32的力觉提示装置100d。

3.结论

如上所述,由于力觉提示装置可准确识别用户的接触状态,所以可给用户提示基于该接触状态的正确力觉信息。

此外,由于可正确识别接触状态,所以在非接触状态(异常接触状态)中通过振动或声音促使用户进行正确接触,可确保传达信息。此外,由于可正确识别接触状态,所以可减少识别到力觉提示装置已传达信息但用户未接收到信息的信息传达错误。

由于可正确识别接触状态,所以可将需要较大能耗的提示力觉信息的时间最小化。通过在异常接触状态中输出易于感知的50hz以上400hz以下的振动,高效的力觉信息传达成为可能。在产生50hz以上400hz以下的振动的情形中,通过切换到使用具有出色能量效率的lra等的促动器31,可额外抑制功耗。

通过检测促动器的负荷量,用于检测接触状态的诸如加速度传感器和压力传感器之类的其他传感器变得不必要。结果,可减小力觉提示装置的尺寸和重量并且还可实现成本降低。

4.各种其他实施方式

本技术不限于上述实施方式,可实现各种其他实施方式。

例如,图8中所示的各个步骤和图9中所示的各个步骤可适当交换或组合。

力觉信息不限于上述的周期性振动和偏加速度振动。例如,可使用非周期性冲击、旋转体的角动量变化、旋转运动、平移、膨胀和压缩/收缩、弯曲变形运动等。

力觉信息的对象(力觉信息所指的)不限于上述步行导航的方向。例如,可使用警报、时间、速度、位置、店铺、观光、标识、语言、感情、状态、游戏中的信息、视觉、听觉等。

除上述导航装置以外,还可使用游戏机、虚拟现实环境产生装置等作为力觉提示装置。

上述根据本技术的特征部分中的至少两个可组合。

应当注意,本技术还可采用以下构成。

(1)一种力觉提示装置,包括:

促动器机构;

传达机构,所述传达机构配置成利用所述促动器机构的驱动力给用户传达力觉信息;

检测单元,所述检测单元配置成检测施加至所述促动器机构的负荷量;和

识别单元,所述识别单元配置成基于由所述检测单元检测到的负荷量,识别用户相对于所述传达机构的接触状态。

(2)如(1)所述的力觉提示装置,进一步包括:

控制单元,所述控制单元配置成基于由所述识别单元识别到的接触状态,控制所述促动器机构的驱动。

(3)如(2)所述的力觉提示装置,其中

所述促动器机构包括多个促动器,并且

所述控制单元配置成根据所述接触状态选择性地切换所述多个促动器的驱动。

(4)如(3)所述的力觉提示装置,其中

所述传达机构包括多个传达单元,所述多个传达单元用作分别构成所述多个促动器的一部分的可动部。

(5)如(3)或(4)所述的力觉提示装置,其中

所述多个促动器中的至少一个输出具有50hz以上400hz以下的频率的振动。

(6)如(2)所述的力觉提示装置,其中

所述促动器机构包括一个促动器,并且

所述控制单元配置成根据所述接触状态产生所述促动器的不同驱动状态。

(7)如(6)所述的力觉提示装置,其中

所述传达机构包括多个传达单元,所述多个传达单元配置成分别传达对应于所述不同驱动状态的力觉信息。

(8)如(6)或(7)所述的力觉提示装置,其中

所述控制单元配置成将所述不同驱动状态中的至少一个作为频率在50hz以上400hz以下的振动来控制所述促动器机构的驱动。

(9)如(1)至(8)任一项所述的力觉提示装置,其中

所述识别单元配置成测量所述促动器机构的逆电动势、驱动电流、旋转速度或温度作为所述负荷量。

(10)如(1)至(9)任一项所述的力觉提示装置,进一步包括:

容纳所述促动器机构的壳体,

其中

所述传达机构形成所述壳体的至少一部分。

(11)如(1)至(10)任一项所述的力觉提示装置,其中

所述促动器机构包括偏心电机、线性谐振促动器、压电促动器和磁致伸缩促动器中至少之一。

(12)一种用于包括促动器机构的力觉提示装置的识别装置,包括:

识别单元,所述识别单元配置成检测施加至所述促动器机构的负荷量,并且基于所述负荷量识别用户相对于传达机构的接触状态,所述传达机构配置成利用所述促动器机构的驱动力给用户传达力觉信息。

(13)一种由力觉提示装置执行的力觉提示方法,包括:

利用所述力觉提示装置的促动器机构的驱动力,通过所述力觉提示装置的传达机构给用户传达力觉信息;

通过所述力觉提示装置的检测单元检测施加至所述促动器机构的负荷量;和

基于所述检测单元检测的负荷量,通过所述力觉提示装置的识别单元识别用户相对于所述传达机构的接触状态。

(14)一种力觉提示装置,包括:

多个促动器,所述多个促动器配置成分别产生对应于不同驱动状态的驱动力;和

控制单元,所述控制单元配置成识别用户相对于所述力觉提示装置的接触状态并且根据识别到的接触状态选择性地切换所述多个促动器的驱动。

(15)一种控制装置,包括:

控制单元,所述控制单元配置成识别用户相对于力觉提示装置的接触状态并且根据识别到的接触状态选择性地切换多个促动器的驱动,所述多个促动器分别产生对应于不同驱动状态的驱动力。

(16)一种力觉提示装置的力觉提示方法,包括:

通过包括多个促动器的所述力觉提示装置的控制单元识别用户相对于所述力觉提示装置的接触状态,所述多个促动器分别产生对应于不同驱动状态的驱动力;和

根据识别到的接触状态,通过所述控制单元选择性地切换所述多个促动器的驱动。

符号说明

12中央处理单元

14存储单元

20检测单元

30促动器机构

31、32促动器

40传达机构

41、42传达单元

50识别单元

61壳体

63旋转体

100a、100b、100c、100d、100e力觉提示装置

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