[发明专利]光-触觉转换系统和用于提供触觉反馈的方法

说明书

技术领域

本发明一般地涉及光-触觉(light-tactility)转换系统和用于提供触觉反馈的方法。

背景技术

近年来，进行了许多研究来开发操作接口，例如更加直觉和可操作的个人计算机(下文称作“PC”)或各种类型的电子设备(下文称作“PC等”)。在许多情形中，诸如PC等的操作接口组合使用物理输入设备，例如鼠标或键盘以及屏幕上显示的图形用户接口(下文称作“GUI”)。此外，许多小型电子设备采用触摸板作为操作接口。利用触摸板实现了用手指等直接操作屏幕上显示的GUI的操作感，因此实现了高度直觉和可操作的操作接口。

然而，由于在按压GUI上的按钮时屏幕的形态不会改变，所以不能获得在真实世界中按压按钮时用户感觉到的触觉反馈。但是，可向用户提供虚拟触觉反馈。例如，M.Fukumoto和T.Sugimura的Active click：tactilefeedback for touch panels，proc.of ACM SIGCHI 2001，Pages：121-122，ISBN：1-58113-340-5，2001、以及I.Poupyrev、S.Maruyama和J.Rekimoto的Ambient touch：designing tactile interfaces for handheld devices，Proceedings ofthe 15th annual ACM symposium on User interface software and technologytable of contents，pp.51-60，2002公开了用于根据用户操作来振动触摸板并且生成虚拟触觉反馈的技术。M.Fukumoto和T.Sugimura的技术涉及用于利用音圈来振动触摸板的技术。另一方面，I.Poupyrev、S.Maruyama和J.Rekimoto的技术涉及利用由多层陶瓷形成的振荡器在触摸板处产生振动的技术。

此外，近年来，开发了用于向用户的三维运动提供力反馈的技术。例如，http://sklab-www.pi.titech.ac.jp/frame index-j.html和http://www.vrealities.com/phantomomni.html公开了通过利用拉线或机械结构来束缚用户的身体或操作工具(下文称作“操作工具等”)，并且通过根据用户操作来控制操作工具等上的束缚力来产生力感觉的技术。更具体而言，http://www.vrealities.com/phantomomni.html中公开的技术用于利用机械结构来测量操作工具等的位置并根据测量结果来生成力反馈。例如，设置了虚拟的立方体，在操作工具等进入该立方体时执行控制来生成相斥的反馈。

发明内容

然而，根据M.Fukumoto和T.Sugimura、以及I.Poupyrev、S.Maruyama和J.Rekimoto公开的方法，用户必须与触摸板等物理上接触。因此，可以接收到触觉反馈的区域限于二维平板，例如触摸板。另外，根据http://sklab-www.pi.titech.ac.jp/frame index-j.html和http://www.vrealities.com/phantomomni.html中所述的方法，可以接收到力反馈的区域限于拉线或机械结构的可动范围。此外，如果利用上述文档中的任何方法，都必须测量操作工具等的位置来判定是否要生成反馈以及要生成何种类型的反馈。因此，导致了用于测量操作工具等的位置的测量时间，从而在操作工具等的运动和生成反馈之间发生了时滞。结果，反馈的效果降低了，或者向用户通知了不同于设置的虚拟形态的错误形态。

因此，考虑到前述问题，希望提供新颖的、改进的用于提供触觉反馈的光-触觉转换系统和方法，该系统和方法能减少对可接收到触觉反馈的区域的限制，并且能够更准确、更高速地提供反馈。