具有空间化纹理的触觉反馈触摸设备的制作方法

1.本发明是一种触觉反馈触摸设备，其能够被外部体触摸，该外部体例如用户的手指或用户操作的触笔。


背景技术：

2.用于设备(无论是工业设备还是针对普通公众的设备)的常规界面经常使用按钮类型的控制元件，例如按钮开关、调整轮或滑块。这种类型的元件能够用于选择和/或设置由界面控制的设备的操作参数。
3.随着触摸屏，特别是电容效应触摸屏的发展，出现了这种类型界面的替代方案。触摸屏能够交互地并且非常直观地工作。触摸屏现在既用于普通设备，如手机或汽车仪表板，也用于更专业的工业应用。然而，触摸屏通常是没有任何纹理的平坦表面。
4.已经开发出了当用户的手指被施加到平面屏幕时允许体验纹理感觉的设备。这种纹理化的原理在例如biet m.,“squeeze film effect for the design of an ultrasonic tactile plate”,ieee transactions on ultrasonic,ferroelectrics and frequency control,ieee,2007,54(12),pp.2678
–
2688的出版物中，或在专利申请ep1956466中以及在vezzoli“couplage vibration ultrasonique et
é
lectro-vibration pour la stimulation tactile”[ultrasonic vibration and electrovibration coupling for tactile stimulation],electrical engineering symposium sge 2014的出版物中被描述。后者比较了两种触感(tactile)刺激技术，包括使用已知为超声波振动效应的触感刺激技术。这些文献描述了包括光滑板的触摸界面，以形成旨在由手指触摸的接触表面。该板由布置在板下方、与板接触的多个压电换能器振动。换能器和板形成有助于形成兰姆波(lamb wave)类型的弯曲驻波(standing bending wave)的谐振器。当接触表面的振动谐振频率在超声波范围内，例如为10khz至200khz，并且振动的振幅较低，通常为几微米时，当用户的手指沿着所述表面滑动时，用户可能会在接触表面上体验到纹理化的效果。这种效果是已知的，并通常被称为“挤压膜(squeeze film)”(或过压膜(overpressure film))。板的振动在手指和板之间产生气垫，以减少手指在板上的摩擦力。这也被称为超声波润滑(ultrasonic lubrication)。通过调整振动，手指在板上的摩擦力发生了改变。因此，用户可以获得纹理化的感觉，表现为粗糙感或一定的滑动阻力，同时接触表面保持光滑。这种效果被应用于透明或不透明的接触表面，形成触觉界面。这种类型的界面可以与触摸屏相结合。
[0005]
已经开发了可以用于触觉反馈的其他技术。这些技术特别包括所谓的振动触觉技术，即当用户在界面上执行操作时，界面产生振动。例如，文献us10445994b2描述了使用旋转马达产生的点击效果。该旋转马达产生在整个界面上传播的振动。振动以低频发出，通常小于1000hz，并且其振幅为mm量级。然后以震动的形式被体验，影响包括壳体在内的整个界面，就像移动电话发出的短暂振动一样。专利ep2461233描述了一种平面触摸界面，该平面触摸界面能够以低频振动，并且被配置为当手指作用在按钮上时产生点击效果。
[0006]
专利us8405618描述了一种包括多个邻接板的触觉界面，每个邻接板连接到压电换能器。该专利表明，为了覆盖诸如触摸平板或智能手机的表面之类的表面，需要使用多个邻接板。
[0007]
文献ep2728445a2、ep2733575a1和us2016/0328019a1描述了触觉界面，该触觉界面包括旨在被手指触摸的板。当手指沿着板滑动时，触觉界面产生触觉反馈以调整手指在板上的摩擦力。发明人设计了一种触觉设备，该设备基于超声波振动的使用，产生超声波润滑效果(称为“挤压膜”效果)，具有新的功能。这些特别包括考虑预定的虚拟纹理化图案，并提高触觉反馈的真实性，基于该触觉反馈，用户通过触摸设备来感知纹理化图案。该设备的一个特定应用是触觉界面。


技术实现要素：

[0008]
本发明的第一主题是一种用于实现触摸设备的方法，该触摸设备包括：
[0009]-板，其包括至少一个纹理化区域，该纹理化区域被分配有虚拟纹理化图案，该板旨在被外部体触摸；
[0010]-至少一个换能器，其被配置为以超声波振动频率振动板，所述换能器被配置为由激活信号控制；
[0011]
所述方法包括：
[0012]
a)沿着纹理化区域移动外部体；
[0013]
b)确定外部体在纹理化区域上的位置；
[0014]
c)测量外部体沿着板的速度；
[0015]
d)当手指沿着纹理化区域移动时，根据纹理化图案产生激活信号，以激活该换能器或每个换能器，使得激活信号导致板按照优选的超声波振动而振动，该振动引起板与外部体之间的摩擦力的变化，移动的外部体由于其沿着纹理化区域的移动而感觉到纹理化图案。
[0016]
根据一种可能性：
[0017]-所述纹理化图案相对于参考轴线定向；
[0018]-步骤c)包括测量外部体的速度在参考轴线上的分量；
[0019]-在步骤d)期间，激活信号取决于纹理化图案和外部体的速度在参考轴线上的分量。
[0020]-使得当手指沿着纹理化区域移动时，板和外部体之间的摩擦力基于外部体在纹理化区域上的位置和外部体的速度在参考轴线上的分量而改变。
[0021]
以超声波频率振动在外部体和板之间产生超声波润滑效果。
[0022]
虚拟纹理化图案被理解为数字定义的纹理化图案，而与板的实际纹理或表面条件无关。
[0023]
振动产生纹理化的感觉，这种感觉由接触纹理化区域的外部体所体验。振动构成了来自设备的触觉反馈，导致触摸感觉被改变。
[0024]
超声波振动被理解为频率大于或等于20khz的振动。振动频率优选地小于200khz。
[0025]
在步骤d)中，激活信号可以由以下各项创建：
[0026]
·
周期性载波，所述载波在每个周期中在幅度上延伸；
[0027]
·
调制函数，所述调制函数在手指的移动期间根据取决于所述纹理化图案和所述外部体的速度在所述参考轴线上的分量的时间形状而改变；
[0028]-使得激活信号的幅度由调制函数对载波的调制产生。
[0029]
根据一种可能性，在步骤d)中，激活信号取决于纹理化图案和外部体在纹理化区域上的速度。调制函数的时间形状取决于外部体在纹理化区域上的速度。
[0030]
在步骤d)期间，激活信号能够在不同的时刻产生，使得：
[0031]-在每一时刻，调制函数的幅度取决于外部体的位置；
[0032]-在两个连续时刻之间，基于外部体的速度在参考轴线上的分量的变化来调整调制函数的时间形状。
[0033]
根据一个实施例：
[0034]-所述外部体在与所述参考轴线形成角度的方向上沿着所述纹理化区域移动；
[0035]-调制分量的时间形状取决于所述方向和参考轴线之间的角度。
[0036]
纹理化图案可以是在平行于参考轴线的空间周期上延伸的周期性图案。调制函数的时间形状在时间周期内是周期性的，该时间周期的长度取决于外部体的速度在参考轴线上的分量和纹理化图案的空间周期。
[0037]
根据一个实施例：
[0038]-所述纹理化图案相对于第一参考轴线和第二参考轴线定向；
[0039]-步骤c)包括测量速度在第一参考轴线上的第一分量和速度在第二参考轴线上的第二分量；
[0040]-步骤d)包括在外部体移动期间：
[0041]
·
生成第一激活信号，该第一激活信号由通过第一调制函数调制的第一周期性载波形成，所述第一调制函数的时间形状取决于所述速度的第一分量；
[0042]
·
生成第二激活信号，该第二激活信号由通过第二调制函数调制的第二周期性载波形成，所述第二调制函数的时间形状取决于所述速度的第二分量；
[0043]
·
组合所述第一激活信号和所述第二激活信号以形成所述激活信号。
[0044]
根据一种可能性：
[0045]-纹理化图案是在平行于第一参考轴线的第一空间周期上延伸的周期性图案；
[0046]-所述第一调制函数在第一时间周期上是周期性的，所述第一时间周期的长度取决于所述速度的第一分量和周期性图案的第一空间周期；
[0047]-纹理化图案在平行于第二参考轴线的第二空间周期上延伸；
[0048]-所述第二调制函数在第二时间周期上是周期性的，所述第二时间周期的长度取决于所述速度的第二分量和周期性图案的第二空间周期。
[0049]
根据一个实施例：
[0050]-所述纹理化图案包括至少一个凹口，所述凹口对应于纹理化图案中的凸起或凹陷；
[0051]-将激活信号的调制函数确定为使得当外部体经过凹口时用户体验到凹口效果。
[0052]
优选地，当外部体通过凹口的任一侧时，调制函数依次包括：
[0053]
·
前相位，当外部体接近凹口时；
[0054]
·
凹口相位，当外部体穿过凹口时；
[0055]
·
后相位，当外部体远离凹口时。
[0056]
用户对凹口的感觉取决于在前相位、凹口相位和后相位期间的调制函数。
[0057]
调制函数优选地使得在凹口相位中，调制函数在比在前相位和后相位中更宽的变化范围内变化。
[0058]
附加地或替代地，在凹口相位中，调制函数可以使得其时间导数的绝对值达到比在前相位和后相位中更高的最大值。
[0059]
根据一种可能性：
[0060]-所述凹口相对于参考轴线定向；
[0061]-前相位、凹口相位和后相位的长度取决于外部体的速度相对于参考轴线的分量。
[0062]
纹理化图案能够具有若干凹口。调制函数能够使得每个凹口具有相关联的前相位、凹口相位和后相位。前相位、凹口相位和后相位形成与每个凹口相关联的激活序列。
[0063]
根据一种可能性：
[0064]-所述凹口沿着所述参考轴线彼此相距一定近距离；
[0065]-分别与两个连续的凹口相关联的两个凹口相位之间的时间间隔取决于两个凹口之间的距离和外部体相对于参考轴线的速度。
[0066]
不管实施例如何，参考轴线能够是线性的、弯曲的或分段线性的。
[0067]
根据一个实施例：
[0068]-所述设备是旨在控制装置的触摸界面，所述装置连接到所述界面；
[0069]-所述界面旨在基于所述外部体在所述纹理化区域上的位置来调整装置的至少一个操作参数的值，所述纹理化区域允许调整参数的值；
[0070]-该方法包括基于手指在纹理化区域上的位置生成用于装置的控制信号。
[0071]
根据一个实施例，该设备包括压力传感器，该压力传感器被配置为测量由外部体施加在板上的压力，该方法包括：
[0072]-测量施加在板上的压力；
[0073]-将所测量的压力与预定阈值进行比较；
[0074]-当施加的压力大于阈值时执行步骤c)和d)。
[0075]
根据一个实施例，步骤b)是使用电容式传感器来实现的。
[0076]
根据一个实施例，外部体是手指。
[0077]
本发明的第二主题是一种触摸设备，该触摸设备包括旨在被外部体触摸的板，该设备包括：
[0078]-至少一个换能器，所述换能器被配置为使所述板振动；
[0079]-位置传感器，其被配置为产生位置信号，所述位置信号表示所述外部体在所述板上的位置；
[0080]-计算单元，用于基于分别在不同时刻产生的位置信号来确定速度信号，该速度信号表示外部体沿着板的速度；
[0081]
所述触摸设备的特征在于，其包括：
[0082]-控制单元，其连接到所述位置传感器和所述计算单元，并且被配置为基于来自所述位置感测器的位置信号和来自所述计算单元的速度信号来实现根据本发明的第一主题的方法的步骤d)。
[0083]
计算单元能够连接到存储器，该存储器以数字形式存储分配给纹理化区域的纹理化图案。存储器能够具有不同的纹理化图案，这些纹理化图案能够被连续地分配给纹理化区域。
[0084]
位置传感器能够是电容式传感器，并且包括导电轨道的网络，该导电轨道的网络被配置为通过穿过板的全部或部分的电容耦合来检测外部体。
[0085]
设备能够包括屏幕。设备能够为使得：
[0086]-板是透明的；
[0087]-板布置为抵靠屏幕。
[0088]
所述设备能够为使得：
[0089]-所述设备是旨在控制装置的触摸界面，所述装置连接到所述界面；
[0090]-所述设备包括纹理化区域，所述纹理化区域旨在用于调整所述装置的操作参数的值，所述纹理化区域包括彼此间隔开的至少两个凹口；
[0091]-所述控制单元被配置为基于所述手指在所述纹理化区域上的位置来调整所述参数的值。
[0092]
本发明的第三主题是一种被配置为由参数控制并且包括触摸界面的装置，该触摸界面被配置为选择参数或者设置参数的值，该触摸界面是根据本发明的第二主题的设备。该设备包括纹理化区域，该纹理化区域旨在用于调整装置的操作参数的值，该纹理区包括彼此间隔开的至少两个凹口，该控制单元被配置为基于手指在纹理化区域上的位置来调整参数的值。
[0093]
参考下面列出的附图，通过阅读在说明书的其余部分中所呈现的实施例的说明，将更好地理解本发明。
附图说明
[0094]
图1a至图1c示出了能够用于实现本发明的触摸设备的示例。
[0095]
图1d示出了超声波振动通过参考图1a至图1c描述的触摸设备的板的传播的轮廓。
[0096]
图2a示出了分配给纹理化区域的虚拟纹理化图案的第一示例。
[0097]
图2b至图2c示出了换能器激活信号，该信号导致板振动，从而根据图2a的纹理化图案产生纹理。激活信号包括载波信号(图2b)和调制函数(图2c)。
[0098]
图3a示出了图2a的纹理化图案，以及手指在图案上的移动的三个方向。
[0099]
图3b示出了调制函数的两种时间形状，一种用于平行于参考轴线的方向，另一种用于相对于参考轴线倾斜的方向。
[0100]
图4a示出了分配给纹理化区域的虚拟纹理化图案的第二示例。
[0101]
图4b示出了调制函数，该函数允许感知图4a中所示的纹理化图案。
[0102]
图5a示出了纹理化图案的第三示例：在该示例中，纹理化图案是在第一参考轴线和第二参考轴线上定义的。
[0103]
图5b示出了示例，其中纹理化图案在非直线参考轴线上延伸。
[0104]
图6a和图6b示出了触摸设备是装置的界面的配置。
[0105]
图7a示出了纹理化图案的第四示例。在该示例中，纹理化图案形成彼此间隔开的凹口。
[0106]
图7b、图7c和图7d分别示出了调制函数、载波和用于激活板的信号，该信号是由调制函数对载波进行幅度调制产生的。激活信号允许感知图7a中所示的凹口。
[0107]
图7e示出了允许感知图7a所示的凹口的另一个激活信号。
[0108]
图7f示出了纹理化图案(类似于图7a所示的图案)，以及手指沿着纹理化区域移动的两个方向：一个方向平行于纹理化图案延伸的参考轴线，另一个方向相对于参考轴线形成锐角。
[0109]
图7g和图7h分别示出了与手指在相对于参考轴线形成锐角的方向上和在平行于参考轴线的方向上的移动相对应的调制函数。
[0110]
图8a示出了允许感知凹口的调制函数。图8b是图8a所示调制函数的时间导数。
[0111]
图9a至图9h示出了允许感知凹口的调制函数的不同可能性。
[0112]
图10和图11示出了与彼此相距一定距离的连续凹口相对应的调制函数。
[0113]
图12a示出了通过开关中的滑块模拟平移的纹理化图案的示例。
[0114]
图12b是适用于图12a所示图案的调制函数的示例。
[0115]
图13示出了根据本发明的方法的主要步骤。
[0116]
图14a和图14b示出了两种不同的图案，它们能够依次分配给相同的纹理化区域。
具体实施方式
[0117]
图1a至图1d示出了根据本发明的触摸设备1的示例。触摸设备包括板10，板10旨在被外部体9触摸。在本技术所示的示例中，外部体9是手指，这与所设想的大多数应用一致。替代地，外部体9能够是触笔，或者允许板10被在其上作用的任何其他仪器。
[0118]
设备1旨在为沿着板移动的外部体产生触觉反馈。更确切地说，该设备被配置为使得沿着板的移动导致外部体能够体验纹理化的感觉。
[0119]
板10包括纹理化区域10'，纹理化图案m被分配给该纹理化区域。纹理化图案m是虚拟的：它与板的物理或材料结构不对应。换句话说，纹理化图案是独立于板在纹理化区域中的表面条件而定义的。例如，板能够是光滑的，而纹理化图案定义了粗糙度。纹理化图案m的示例如图2a所示。
[0120]
板10是刚性的。板在外部面10e和内部面10i之间延伸。外部面10e对于手指9是可接近的。内部面10i和外部面10e优选地彼此平行地延伸。外部面10e和内部面10i之间的距离限定了板的厚度e。板的厚度e的尺寸被确定为允许板10根据超声波振动而振动，如下所述。板10的厚度e优选地小于10mm，或者甚至小于5mm。厚度e根据材料的性质及其机械性能(刚性、坚固性)进行调整。对于玻璃或诸如树脂玻璃之类的材料来说，厚度e例如为1mm至5mm。
[0121]
在所示的示例中，内部面10i和外部面10e是平坦的，这与待制造的最简单配置一致。该板平行于横向轴线x在宽度l上延伸，并且平行于纵向轴线y在长度l上延伸。长度l和宽度l能够为5cm至几十cm，例如30cm，或者甚至更大。横向轴线x和纵向轴线y限定了主平面p
xy
。在其他示例中，内部面10i和/或外部面10e能够是弯曲的。板10的表面积优选地大于10cm2，或者甚至50cm2。
[0122]
板10由刚性材料形成，例如由玻璃、聚合物、木材、金属或半导体，例如硅形成。板10能够是透明的或不透明的。板10能够包括不透明部件和透明部件。
[0123]
在该示例中，板10在横向轴线x上由第一横向边缘101和第二横向边缘102界定，在
第一横向边缘101和第二横向边缘102的附近布置有换能器12。“附近”应理解为在板10上或板10下优选小于2cm的距离处。每个换能器12能够被电激活信号激活，并且作为激活信号的结果，能够在板10上施加压力，从而在垂直于板的方向上产生板的局部变形。当激活信号是周期性的时，在超声波频率范围内，板10的变形是周期性的，导致超声波振动19的形成。振动能够明显地由通过板形成的弯曲波产生。弯曲波能够是驻波或行波。因此，每个换能器的激活信号可以是幅度和/或频率调制的。优选地，该板连接到多个换能器12。换能器通常布置在板10的至少一个边缘附近，并且优选地布置在相对于横向轴线x和/或横向轴线y的两个相对边缘附近。换能器12在板10边缘处的布置不是必要条件：换能器可以以其他配置布置，例如以排的形式，在板的中间，或以矩阵的形式。
[0124]
振动频率是超声波的使得除了在板的外部面上移动的外部体9之外，振动是不可察觉的。
[0125]
每个换能器12可以是压电类型的换能器，其包括布置在两个电极之间的压电材料，例如aln、zno或pzt。例如，每个换能器12可以是pzt参考406。替代地，每个换能器可以是机电谐振器，例如mems(微机电系统-机电微谐振器)类型，或者电致伸缩或磁致伸缩类型。换能器12可以使得压电材料以一个或更多个薄层的形式沉积在偏置电极之间。
[0126]
每个换能器12可以通过粘合剂接合到板10的内部面10i。换能器与内部面10i机械连接：它们能够直接接合到内部面，也能够接合到中间组件，优选刚性组件，中间组件接合到内部面10i，以便将由该换能器或每个换能器引起的振动传递到板。
[0127]
中间组件可以是金属的。例如，它可以是形成放大器的部件，布置在板和换能器12(或每个换能器12)之间，并且被设计成放大由该换能器12(或者每个换能器12)产生并传输到板10的振动。中间组件能够形成刚性层，从而增加板的刚性。中间组件能够是接合到板10的屏幕11，如下所述。板10能够形成用于屏幕11的保护片。屏幕11可能够是lcd(liquid crystal display，液晶显示器)或oled(organic light-emitting diode，有机发光二极管)类型的屏幕。中间组件可以是多层组件。例如，可以包括一个屏幕，在屏幕下面放置一个形成放大器的部件，换能器接合到放大器。
[0128]
通常，每个换能器12被配置为产生超声波振动19，超声波振动19在板10中传播。超声波振动19的频率优选地为10khz至200khz。它优选地大于20khz以便与超声波频谱带相关，并且优选地小于150khz。超声波振动19的振幅通常为0.1μm至50μm。图1d示出了在板10中传播的超声波振动19的轮廓。如在触觉反馈界面领域中已知的，板的超声波振动导致在板10和手指9之间形成空气薄膜(称为“挤压膜效应”或超声波润滑)，导致当用户的手指沿着外部面10e移动时在板上产生纹理的感觉。板的振动导致空气膜的厚度变化，从而增加或减少手指和板之间的润滑效果。这改变了板和手指之间的摩擦力，如现有技术中所述。这导致由手指感知的触摸感觉被改变。超声波振动19可以是静止的，但不需要是静止的。
[0129]
设备1包括位置传感器14，位置传感器14能够用于根据手指9在板10上的位置形成信号s(t)，称为位置信号。例如，位置传感器可以是电容式传感器。在该示例中，板10由介电材料制成，并且位置传感器14连接到布置成二维网络的导电轨道13。导电轨道13与内部面10i相邻。导电轨道能够在外部面10e下方平行于板10延伸。在所示的示例中，导电轨道形成在电容性屏幕11上，并且被布置为与内部面10i相邻。位置传感器能够用于在能够达到或超过50hz或100hz的采样频率下确定手指的位置。
[0130]
当板10是不透明的时，导电轨道13可以由常见的导电材料制成，例如金属。当板10是透明的时，导电轨道13优选地由透明导电材料制成，例如导电氧化物，常见材料是ito(indium-tin oxide，铟锡氧化物)。由导电轨道13形成的网络可以是矩阵类型的，轨道是直线的并且在行和列上延伸。导电轨道可以被偏置成与偏置电压一致。
[0131]
导电轨道13可以直接形成在板10上或者在板10中。
[0132]
由于手指9是导电的，一个或更多个导电轨道13之间的接近能够导致利用电容效应在一个或更多个导电轨道与手指之间进行电荷转移。应当注意，使用电容耦合的位置检测假设板10被导电体9(手指或例如金属的导电触笔)触摸。
[0133]
图1a、图1b和图1c以虚线示出了导电轨道13，因为它们位于板10的后面。
[0134]
触摸设备的其他组件的轮廓如图1c所示。导电轨道13连接到位置传感器14。由于导电轨道13的二维布置，位置传感器14能够用于获得手指平行于板10的接触点的二维坐标(x,y)。位置传感器14连接到计算单元14'，该计算单元14'能够用于根据分别在测量时刻t和测量时刻t之前或之后的不同时刻获得的手指位置为手指创建速度信号v(t)。速度信号v(t)表示在测量时刻手指的速度。
[0135]
触摸设备1可以包括压力传感器17，压力传感器17被配置为估计由手指9施加在板10上的压力。压力传感器17可以是：
[0136]-测距仪，其面向板布置，并被配置为测量测距仪与板之间的距离，测距仪被配置为确定板由于施加在板上的压力而产生的变形，这与图1c所示的示例一致。例如，测距仪可以是红外光学测距仪，其工作范围为1mm至5mm，并且布置在距离板2.5mm的地方。这种测距仪通常被称为“反射式物体传感器”。例如，参考传感器qre 1113适用于这种应用；
[0137]-或者应变计，其被设计为由于施加在板上的压力而导致板的变形而变形；
[0138]-或测力计，其被布置为与板接触并且被配置为检测板由于施加在板上的压力而产生的移动；
[0139]-或者换能器，其被配置为测量板的振动变化，该变化由施加在板上的压力引起。换能器能够如专利申请ep3566115中所述地用于测量施加的压力。
[0140]
压力传感器17的存在是可选的。
[0141]
设备1包括控制单元15，该控制单元15连接到位置传感器14和计算单元14'。控制单元15包括微控制器或微处理器。对控制单元15进行设置或编程，以执行下述操作。控制单元15连接到存储器16，该存储器16存储分配给纹理化区域10'的至少一个数字纹理化图案m。虚拟纹理化图案是以数字形式创建的，与纹理化区域的表面条件(粗糙度或任何起伏的存在)无关，因此命名为虚拟图案。如下所述，可以在不同时刻将多个纹理化图案分配给相同的纹理化区域。在这种情况下，纹理化图案的库被存储在存储器16中。
[0142]
控制单元15被配置为根据速度v(t)，在不同时刻t向至少一个换能器12，并且优选向每个换能器12发送激活信号act(t)。期望的目的是当手指沿着纹理化区域10'移动时，从设备1获得触觉反馈发送给用户。根据激活信号，每个激活的换能器能够产生超声波振动19，超声波振动19通过板10形成并到达用户的手指9，如图1d所示。基于上文所述原理，超声波振动导致用户体验到与分配给纹理化区域的图案相对应的纹理化的感觉。因此，在没有激活信号的情况下，纹理化区域能够被体验为未纹理化，而激活信号导致与纹理化区域接触地移动的手指感知由纹理化图案m定义的纹理化。
[0143]
图2a是该虚拟纹理化图案m的示例。图2a中示出的纹理不是真实的。这与作为激活信号的结果的、沿着纹理化区域10'移动的手指9所感知到的一致。为了使手指9能够感觉到纹理化图案，激活信号act(t)由被称为“载波”信号w的幅度调制周期信号形成。图2b示出了载波信号：载波信号是一个周期性信号，周期对应于超声波频率，也就是说，为20khz至200khz。在该示例中，载波是正弦的。图2c示出了三角调制函数a，该函数a允许对载波进行幅度调制，从而形成激活信号act(t)，使得：
[0144]
act(t)＝a(t)
×
(t)
ꢀꢀ
(1)
[0145]
在载波调制期间，调制函数a采用基于虚拟图案m定义的预定时间形状。时间形状被理解为：在手指在纹理化区域上移动期间调制函数随时间的演变。手指沿着纹理化区域移动一段移动时间。时间形状对应于移动时间期间调制函数的演变。
[0146]
图2a中所示的图案m是周期性的，在参考轴线r上具有空间周期dr。周期性图案是由基本图案在空间中的重复来形成的。空间周期被理解为指基本图案重复的距离(平行于参考轴线)。参考轴线r对应于图案的空间周期在其上重复的轴线。参考轴线r平行于板10；它可能被误认为是先前定义的横向轴线x或纵向轴线y。它也可以与这些轴线不同。当纹理化图案m是周期性的时，调制函数也是周期性的，其具有时间周期dt。时间周期取决于空间周期和手指的移动速度，并且优选地取决于手指的移动方向，如下所述。在图2c中，调制函数a具有周期性的三角形时间形状。
[0147]
当手指与纹理化区域10'接触时，对应于纹理化图案m的激活信号act(t)被激活。控制单元15被编程为根据位置传感器14检测到的位置s(t)和存储在存储器16中的纹理化图案m来生成激活信号act(t)。
[0148]
本发明的一个重要方面是，激活信号不仅取决于手指在板10上的位置，还取决于其速度v(t)。更准确地说，调制函数的时间形状是基于手指在参考轴线r上的速度vr(t)来调整的。在图2c的示例中，调制函数的周期dt随着速度v(t)的升高而变小：
[0149][0150]
纹理化图案m相对于参考轴线r定向；“定向”理解为纹理化沿参考轴线是可变的。当图案是周期性的时，纹理化会沿着参考轴线重复。激活信号，更确切地说是调制函数的时间形状，取决于手指所遵循的轨迹相对于参考轴线r的定向。控制单元被配置为：
[0151]-计算手指的速度v在参考轴线r上的分量vr；
[0152]-基于由此计算的分量vr来调整调制函数的时间形状。
[0153]
图3a示出了如图2a所示的纹理化图案m。图案在参考轴线r上定向。在该示例中，图案在参考轴线r上是周期性的。已经示出了三个轨迹：平行于参考轴线r的轨迹d；相对于轴线r以30
°
角定向的轨迹d'，以及与轴线r正交的轨迹d”。根据该实施例，使用手指的速度在轴线r上的投影vr来配置激活信号。轴线r上的投影被理解为垂直于轴线r的投影。更准确地说，调制函数的周期dt基于投影在轴线r上的手指的速度值而改变。因此，调制是基于轨迹(d，d'，d”)和参考轴线r之间的角度来执行的。角度可以由位置传感器来确定。在轴线r上投影的手指的速度越低，调制函数的周期dt增加得越多。
[0154]
在每个时刻t，激活信号的幅度由调制函数的幅度限定：调制函数的幅度取决于手指在纹理化区域10'上的位置和虚拟图案m。在两个连续的时刻之间，调制函数的时间形状
能够根据手指沿着纹理化区域10'的移动速度的可能变化来调整。
[0155]
调制函数a(t)如图3b所示：
[0156]-当手指在平行于参考轴线r的轨迹d上以恒定速度移动时：调制函数的周期为dt。这与实线相对应。
[0157]-当手指以相同的速度在轨迹d'上移动时：调制函数的周期为dt'，其中dt'》dt。这与虚线相对应。
[0158]
当手指在轨迹d”上移动时，速度在r轴线上的投影为零。无激活信号发送。
[0159]
图4a示出了模拟按钮开关类型的按钮轮廓的纹理化图案。图4a是模拟手指沿纹理化区域10'在轴线r上滑动时所感觉到的按钮的截面图。图4a示出了当手指沿着纹理化区域移动时，在ta、tb、tc和td四个时刻，手指所感知到的凸起感。实际上，手指例如沿着平滑的纹理化区域10'移动。图4a示出了手指感知到的虚拟纹理。假设由用户施加的手指的按压力是恒定的。
[0160]
图4b示出了调制函数的时间形状，该函数能够用于获得赋予按钮触摸感知的激活信号。调制函数的时间形状包括由零振幅的平坦部分分隔的两个高斯峰。所述两个高斯峰相隔一个时间长度δt。每个高斯峰对应于按钮的一个边缘。
[0161]
当手指的位置到达虚拟按钮的第一边缘时(时刻ta)，调制幅度增加。这导致手指在板10上的摩擦力减小：这导致手指的短暂加速。当手指的位置到虚拟图案的按钮顶部(时刻tb)时，调制幅度减小，从而增加了手指在板10上的摩擦力。这会导致手指减速。用户通过手指在按钮上感知到上升的动作。当手指的位置对应于虚拟按钮顶部的位置(时刻tc)时，调制幅度是恒定的，例如为零(时刻tc)。摩擦力很大。当手指的位置对应于虚拟按钮的相对边缘时(时刻td)，调制幅度增加。这导致手指和板10之间的摩擦减小：这导致手指短暂加速。用户感知手指下降。
[0162]
当用户在纹理化区域上具有按钮的视觉表示时，能够强调感知上升和下降的感觉。
[0163]
时间形状如图4b所示的调制函数a根据手指在参考轴线r上的移动速度而变化。速度越高，高斯峰之间的时间长度δt减小得越多。
[0164]
在图3a和图3b所示的实施例中，纹理化图案在单个参考轴线上是周期性的，在这种情况下是在轴线r上是周期性的。因此，激活函数的时间形状取决于手指在轴线r上的速度。在另一个实施例中，如图5a所示，纹理化图案可以在两个轴线上是周期性的，例如在两个正交轴线：轴线r1和轴线r2上是周期性的。因此，速度v(t)包括：
[0165]-第一分量v
r1
(t)，表示手指在第一轴线上的移动速度，在这种情况下为轴线r1上的移动速度；
[0166]-以及第二分量v
r2
(t)，表示手指在第二轴线上的移动速度，在这种情况下为轴线r2上的移动速度。
[0167]
激活信号act(t)是使用以下各项的组合获得的：
[0168]-在第一周期上的第一周期性激活信号act
r1
(t)，其取决于第一分量v
r1
(t)；
[0169]-在第二周期上的第二周期性激活信号act
r2
(t)，其取决于第一分量v
r2
(t)。
[0170]
组合被理解为算术运算，例如可以是和或乘积。
[0171]
在图5a中，灰色等级对应于手指以恒定速度沿板移动时所感知的摩擦力。
[0172]
周期性激活信号act
r1
(t)和act
r2
(t)可以具有相同的周期和相同的幅度，这与图5a中给出的示例一致。它们也可以具有不同的周期或幅度：例如，纹理化在一个方向上比在另一个方向更明显(和/或间隔更大)。
[0173]
根据图6a和图6b所示的一个实施例，设备1是连接到装置20的触觉触摸界面。以非限制性的方式，装置20可以是通信或计算装置、机器、家用电器或车辆的仪表板。装置20的操作由至少一个操作参数18控制。触觉界面1旨在设置装置20的操作参数18的值。
[0174]
为此，纹理化区域10'形成了设置区域，用于由于手指9的滑动而设置参数18。纹理化区域10'在两端之间延伸，所述两端对应于参数的两个不同值。例如，端可以对应于参数18的两个极值。在所示的示例中，当手指沿着纹理化区域在两端之间沿箭头方向滑动时，参数18的值逐渐增加，或者当手指沿相反方向滑动时逐渐减小。屏幕11的部分11'位于板10的内部面10i上，如图6a所示。在该示例中，屏幕11能够用于在部分11'上显示参数18，所述参数的值通过手指9在纹理化区域10'上滑动来调整。
[0175]
在其他示例中，纹理化区域10'不是直线的。它以圆弧形状在参考轴线r上延伸。示例如图5b所示：参考轴线r以虚线示出。根据其他可能性，参考轴线能够通过分段线性的方式包括连续的直线部分。它也能够包括弯曲部分和其他直线部分。
[0176]
纹理化区域10'能够用于在两个值之间切换参数的值，例如，当手指位于纹理化区域的一端时为0，以及当手指位于纹理化区域的另一端时为1。例如，它可以是一个on/off开关。开关的一个示例结合图12a和12b进行了描述。
[0177]
手指沿着纹理化区域10'的滑动动作类似于由带凹口滑块进行的平移动作，或者类似于带凹口轮在传统的非触觉界面中的旋转。为了增加设置的真实性，界面1被配置为使得手指9在沿着纹理化区域10'移动时能够体验到凹口效果。凹口效果被理解为手指在沿着纹理化区域滑动时体验到触觉凹口感觉的效果，该触觉凹口感觉与手指作用在带机械凹口滑块或带凹口轮上时感知到的通过机械凹口的感觉相当。这包括模仿手指在带凹口机械滑块上动作时会感知到的凹口感觉。这导致手指的速度几乎瞬间发生变化。手指速度的变化对应于加速或减速。速度的变化是由手指沿着界面滑动的摩擦力的变化引起的。摩擦力的变化是通过振动板来获得的，如下所述。
[0178]
根据计算单元14'发送的速度信号v(t)，控制单元15能够向装置20发送控制信号com(t)。例如，当界面1能够用于定义装置20的操作参数18的值时，控制单元15被配置为将操作参数18的值发送到装置20。
[0179]
发明人已经设计了激活信号，该激活信号允许感知纹理化图案，该纹理化图案特别适合于当用户的手指9沿着纹理化区域10'滑动时的凹口感觉。
[0180]
图7a示出了手指9沿着纹理化区域10'移动。与纹理化区域相关联的图案m包括彼此间隔开的凹口c。根据图7a至图7d所示的第一种可能性，调制函数a为上升三角形。图7b、图7c和图7d分别示出了调制函数a、正弦载波w和激活信号act，激活信号是根据表达式(1)由调制函数进行正弦载波幅度调制来产生的。
[0181]
在这些图中，x轴对应于时间(单位：秒)，y轴对应于振幅。
[0182]
可以看到，对于每个凹口，调制函数a的时间形状包括：
[0183]-前时间相位dta，当手指接近凹口时发生；
[0184]-凹口时间相位dtc，当手指穿过凹口时发生；
[0185]-后时间相位dt
p
，当手指离开凹口时发生。
[0186]
前时间相位、凹口时间相位和后时间相位被依次激活。它们定义了与凹口相关联的激活序列。因此，对于每个凹口，调制函数包括对应于连续前相位、凹口相位、后相位的激活序列。激活序列的长度对应于前相位、凹口相位和后相位各自长度的总和。
[0187]
通常，对应于凹口的每个激活序列使得在凹口相位期间，调制函数的幅度在比序列的前相位和后相位明显更大的变化范围内变化。调制幅度决定了手指在纹理化区域10'上的摩擦力。当在凹口之前和之后摩擦力相对稳定，以及当凹口通过时摩擦力发生显著变化时，对凹口的感知是现实的。这导致当凹口通过时手指的速度突然改变，导致用户感知凹口。速度的突然变化可以是减速、加速或加速/减速的组合。在凹口之前和之后的前相位和后相位期间，调制幅度的变化小于凹口相位期间。在前相位和凹口相位期间，调制幅度可以是稳定的，如图7b和图7d所示，而这不是必要的。在凹口通过之前或之后，稳定的调制幅度在纹理化区域中产生平坦感。
[0188]
因此，如果δa(t)对应于幅度变化，则凹口时间序列可以是这样的：
[0189][0190]
在图7b和图7d的示例中，在凹口相位dtc期间，板的调制幅度逐渐增加，导致滑动的感知增加：手指的速度增加。凹口相位以中断结束，导致手指突然减速。加速/减速的组合会产生被感知的凹口。
[0191]
与凹口相对应的时间序列优选地使得在凹口相位期间，调制函数的时间导数a'(t)的绝对值具有比在前相位和后相位期间更高的最大值。如果a(t)对应于调制函数：
[0192][0193]
这反映了在凹口相位期间，调制函数经历比在前相位和后相位期间更大和/或更快的幅度变化。这会导致摩擦发生更快和/或更大的变化，从而导致手指感知到凹口。
[0194]
形成一个或更多个凹口的纹理化图案m通常在参考轴线r上定向，在这种意义上，每个凹口沿着参考轴线延伸。图案所分配到的纹理化区域10'优选在参考轴线r上延伸。两个连续的凹口在参考轴线r上间隔开距离dr。因此，两个连续凹口之间的时间间隔dt是：
[0195][0196]
其中，vr是手指平行于轴线r的速度。速度越高，时间间隔dt就越长。还应理解，前相位、凹口相位和后相位的各自长度基于速度vr以相同的方式变化。
[0197]
在图7b和图7d中，调制函数为上升三角形。图7e说明了另一种配置，根据该配置，调制函数为下降三角形。
[0198]
根据一种配置，如图7f所示，凹口在参考轴线r上具有一定的空间范围。当手指平行于凹口间隔开的轴线r移动时，将调制函数a调整为使得通过的两个连续凹口之间的时间差dt如结合表达式(5)所定义的那样。图7f示出了手指移动的方向d与参考轴线r形成角度θ。基于手指的速度v在参考轴线r上的分量vr来调整调制函数。当手指在方向d上移动时，两个连续凹口之间的时间间隔dt'是
[0199]
[0200]
图7g和图7h分别示出了与手指在方向d和参考轴线r上的移动相对应的调制函数。y轴对应于标准化振幅。x轴对应于时间t(单位s)。可以看到，时间形状取决于参考轴线上的速度。凹口相位dtc的长度在140μs(图7g)至70μs(见图7h)之间变化。
[0201]
通常，为了更好的感知，凹口相位dtc的长度优选地小于100ms，或者甚至1ms、500μs或250μs。更一般地，凹口相位的长度取决于手指的速度和虚拟凹口的大小。
[0202]
图8a和图8b分别示出了调制函数a及其时间导数。在凹口相位dtc期间，振幅减小，然后增大，然后再次减小。这会导致手指减速，然后加速，然后再次减速。减速/加速/减速的组合导致用户感知到凹口。图8b示出了图8a所示调制函数的时间导数a'：在前相位和后相位期间，导数为零。时间导数在凹口相位波动明显，从而导致用户感知到凹口。
[0203]
可以定义不同的序列或“图案”，从而产生凹口效果。图9a至9h说明了不同的可能性。应该记得，序列对应于包含前相位、凹口相位和后相位的排序，从而导致触觉凹口效果。图9a至图9h中给出的示例表明，不同的序列是可能的。这允许通过手指9获得各种各样的凹口感觉。
[0204]
图10和图11示出了调制函数a，其包括前相位-凹口相位-后相位序列的排序，每个序列对应一个凹口。
[0205]
图12a示出了一个平面纹理化区域10'，该区域具有开关的外观，可用于在两个位置之间切换。例如，这是一个on/off开关。这种类型的开关在触摸界面领域是已知的。手指作用在虚拟滑块上，以便将其平移到行进区域的一侧或另一侧。虚拟滑块在此由一个圆盘表示。在所示的示例中，手指从左向右动作以移动虚拟滑块。根据图12b所示的激活函数，在手指移动过程中，会产生触觉。图12b相对于图12a进行定位，使得调制幅度与手指在开关上的位置相对应。随着滑块越来越接近其最终位置(在行进区域的右侧)，调制函数的振幅增加，导致滑动感觉增加。当到达最终位置时，滑动感觉达到最大。
[0206]
本发明的优点在于，凹口的触觉呈现由调制函数来配置。呈现也可能取决于载波：载波的频率和/或形状，所述载波以非限制性的方式可能是正弦的、矩形的或三角形的。
[0207]
根据与所描述的所有实施例兼容的一种可能性，只有当手指施加在板10上的压力超过预定压力阈值时，才向换能器发送激活信号。在这种实施例中，控制单元15可以将压力传感器17测得的压力与先前确定的压力阈值进行比较。基于该比较，产生或不产生激活信号。例如，只有当手指施加在板上的压力超过预定阈值时，才能产生激活信号。
[0208]
图13示出了如上所述的用于控制触摸设备的方法的主要步骤。
[0209]
步骤100：将手指放在板上。
[0210]
步骤110：确定手指在板10上的位置：位置传感器14形成位置信号s(t)。在此步骤中，控制单元15可以检查手指是否位于纹理化区域10'上。否则，将不执行以下步骤。
[0211]
步骤120：使用计算单元14'测量手指在界面上的移动速度，计算单元生成表示手指速度的速度信号v(t)。步骤120能够包括确定相对于至少一个参考轴线r的速度vr(t)。
[0212]
步骤130：基于步骤120得到的速度，生成激活信号act(t)。虚拟纹理化图案m被分配给纹理化区域10'。激活信号是由周期性载波的幅度调制形成的，因此用户的手指可以感觉到纹理化图案。调制函数的时间形状取决于步骤120在图案m的参考轴线r上产生的速度。
[0213]
设备1可以是装置20的界面。然后，虚拟纹理化图案m可以包括彼此间隔开的凹口。纹理化区域10'被配置为基于手指在纹理化区域上的位置来控制装置的参数。根据该配置，
该方法可以包括以下步骤：
[0214]
步骤140：基于手指的位置，生成控制信号com(t)，该控制信号被发送到由界面控制的设备。控制信号能够用于设置与手指触摸的纹理化区域10'相关联的操作参数18的值。
[0215]
该方法能够包括确定手指施加在板上的压力并将该压力与压力阈值进行比较的步骤125，在此基础上执行或不执行步骤130和步骤140。
[0216]
本发明的一个显著优点是，纹理化图案是数字上定义的虚拟图案，而与纹理化区域10'的表面条件无关。因此，本发明能够用于在同一板上彼此间隔开的各个不同纹理化区域上定义多个虚拟纹理化图案。本发明还能够用于将多个虚拟纹理化图案分配给同一纹理化区域。例如，当设备是界面时，可以连续使用同一纹理化区域来设置不同的参数。可以通过将不同的纹理化图案分别分配给同一区域来设置同一纹理化区域上的不同参数。图14a和图14b示出了分配给同一纹理化区域的两个图案m1和m2，以便设置两个不同的参数。这两种虚拟图案定义了不同数量和位置的凹口。
[0217]
可以理解，本发明能够用于在相同的纹理化区域上定义各种各样的纹理化图案，而与纹理化区域10'中的板的表面的实际情况无关。
[0218]
该界面适用于控制消费设备，例如家用电器或车辆仪表板领域。该界面能够用于提供用户可感知的触觉反馈。触觉反馈模拟了移动机械部件的机械响应：这使得使用界面简单且用户友好。

技术特征：
1.一种用于实现触摸设备(1)的方法，所述触摸设备(1)包括：-板(10)，其包括至少一个纹理化区域(10')，所述至少一个纹理化区域(10')被分配有虚拟纹理化图案(m，m1，m2)，所述板旨在被外部体触摸；-至少一个换能器(12)，其被配置为使所述板(10)按照超声波振动而振动，以在所述外部体和所述板之间产生超声波润滑效果，所述换能器被配置为由激活信号控制；所述方法包括：a)沿着所述纹理化区域(10')移动外部体(9)；b)确定所述外部体在所述纹理化区域(10')上的位置(s(t))；c)测量所述外部体沿着所述板的速度(v(t))；d)当外部体沿着纹理化区域移动时，根据纹理化图案(m)产生激活信号(act(t))，以激活所述换能器(12)或每个换能器，使得激活信号导致板按照超声波振动而振动，所述振动引起板与外部体(9)之间的摩擦力的变化，移动的外部体由于其沿着纹理化区域的移动而感觉到纹理化图案；所述方法的特征在于：-所述纹理化图案相对于参考轴线(r)定向；-步骤c)包括考虑所述外部体的轨迹的方向(d)和参考轴线之间的角度(θ)，以及基于该角度计算外部体的速度在参考轴线上的分量(v
r
)；-在步骤d)期间，激活信号取决于所述纹理化图案(m)和所述外部体的速度在参考轴线上的分量(v
r
)；使得当所述外部体沿着所述纹理化区域移动时，所述板和所述外部体之间的摩擦力基于所述外部体在所述纹理化区域上的位置和所述外部体的速度在参考轴线上的分量而改变。2.根据权利要求1所述的方法，其中在步骤d)中，激活信号由以下各项产生：
·
周期性载波(w)，所述载波在每个周期中在幅度上延伸；
·
调制函数，所述调制函数(a)在所述外部体的移动期间根据取决于所述纹理化图案(m)和所述外部体的速度在所述参考轴线上的分量(v
r
)的时间形状而改变；-使得激活信号的幅度由调制函数(a)对载波(w)的调制产生。3.根据权利要求2所述的方法，其中在步骤d)期间，在不同的时刻(t)产生激活信号，使得：-在每一时刻，调制函数的幅度取决于所述外部体的位置；-在两个连续时刻之间，基于所述外部体的速度在参考轴线上的分量(v
r
)的变化来调整调制函数的时间形状。4.根据权利要求2和3中任一项所述的方法，其中：-调制分量(a)的时间形状取决于方向(d)和参考轴线之间的角度。5.根据权利要求3或4所述的方法，其中：-所述纹理化图案(m)是在平行于参考轴线的空间周期(dr)上延伸的周期性图案；-调制函数的时间形状在时间周期(dt)内是周期性的，所述时间周期的长度取决于所述外部体的速度在参考轴线r上的分量(v
r
)和纹理化图案的空间周期(dr)。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中：
‑
所述纹理化图案相对于第一参考轴线(r1)和第二参考轴线(r2)定向；-步骤c)包括测量速度在第一参考轴线上的第一分量(v
r1
)和速度在第二参考轴线上的第二分量(v
r2
)；-步骤d)包括在外部体的移动期间：
·
生成第一激活信号(act1(t))，所述第一激活信号由通过第一调制函数调制的第一周期性载波形成，所述第一调制函数的时间形状取决于所述第一速度分量(v
r1
)；
·
生成第二激活信号(act2(t))，所述第二激活信号由通过第二调制函数调制的第二周期性载波形成，所述第二调制函数的时间形状取决于所述第二速度分量(v
r2
)；
·
组合所述第一激活信号和所述第二激活信号以形成所述激活信号。7.根据权利要求6所述的方法，其中：-纹理化图案是在平行于第一参考轴线的第一空间周期上延伸的周期性图案；-所述第一调制函数在第一时间周期上是周期性的，所述第一时间周期的长度取决于所述速度的第一分量和所述周期性图案的第一空间周期；-所述纹理化图案在平行于所述第二参考轴线的第二空间周期上延伸；-所述第二调制函数在第二时间周期上是周期性的，所述第二时间周期的长度取决于所述速度的第二分量和所述周期性图案的第二空间周期。8.根据权利要求2所述的方法，其中：-所述纹理化图案包括至少一个凹口(c)，所述凹口对应于所述纹理化图案中的凸起或凹陷；-将激活信号的调制函数确定为使得当所述外部体经过凹口时用户体验到凹口效果。9.根据权利要求8所述的方法，其中：-当外部体通过凹口(c)的任一侧时，调制函数依次包括：
·
前相位(dt
a
)，当所述外部体接近凹口时；
·
凹口相位(dt
c
)，当所述外部体穿过凹口时；
·
后相位(dt
p
)，当所述外部体远离凹口时；-用户对凹口的感觉取决于在前相位、凹口相位和后相位期间的调制函数；-调制函数使得在凹口相位中，调制函数在比在前相位和后相位中更宽的变化范围内变化。10.根据权利要求9所述的方法，其中在凹口相位中，调制函数使得其时间导数的绝对值(|a'(t)|)达到比在前相位和后相位中更高的最大值。11.根据权利要求9和10中任一项所述的方法，其中：-所述凹口相对于参考轴线定向；-前相位、凹口相位和后相位的长度取决于所述外部体的速度相对于参考轴线的分量。12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其中，所述纹理化图案包括若干凹口，所述调制函数使得每个凹口具有相关联的前相位、凹口相位和后相位。13.根据权利要求12所述的方法，其中：-所述凹口沿着参考轴线彼此相距一定距离；-分别与两个连续的凹口相关联的两个凹口相位之间的时间间隔(dt)取决于所述两个凹口之间的距离(dr)和所述外部体相对于参考轴线的速度。
14.根据权利要求13所述的方法，其中所述参考轴线是线性的、弯曲的或分段线性的。15.根据权利要求8至14中任一项所述的方法，其中：-所述设备(1)是旨在控制装置(20)的触摸界面，所述装置连接到所述界面；-所述界面旨在基于所述外部体在所述纹理化区域上的位置来调整所述装置的至少一个操作参数的值，所述纹理化区域允许调整参数的值；-所述方法包括基于所述外部体在纹理化区域上的位置生成用于装置的控制信号(com(t))。16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述设备包括压力传感器(17)，所述压力传感器(17)被配置为测量由所述外部体施加在所述板上的压力，所述方法包括：-测量施加在所述板上的压力；-将所测量的压力与预定阈值进行比较；-当施加的压力大于阈值时执行步骤c)和d)。17.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤b)使用电容传感器来实现。18.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述外部体是手指。19.一种触摸设备(1)，包括板(10)，所述板旨在被外部体(9)触摸，所述板包括至少一个纹理化区域(10')，所述至少一个纹理化区域被分配有虚拟纹理化图案(m，m1，m2)，所述设备包括：-至少一个换能器(12)，其被配置为使所述板(10)振动；-位置传感器(14)，其被配置为产生位置信号(s(t))，所述位置信号表示所述外部体在所述板(10)上的位置；-计算单元(14')，用于基于分别在不同时刻(t)产生的位置信号来确定速度信号(v(t))，所述速度信号表示外部体沿着板的速度；所述触摸设备的特征在于，其包括：-控制单元(15)，其连接到所述位置传感器(14)和所述计算单元(14')，并且被配置为基于来自所述位置感测器的位置信号和来自所述计算单元的速度信号来实现根据前述权利要求中任一项所述的方法的步骤d)。20.根据权利要求19所述的设备，其中所述位置传感器是电容式传感器，并且包括导电轨道的网络，所述导电轨道的网络被配置为通过穿过板的全部或部分的电容耦合来检测所述外部体。21.根据权利要求19和20中任一项所述的设备，其包括屏幕(11)，所述设备使得：-所述板是透明的；-所述板布置为抵靠屏幕。22.根据权利要求19至21中任一项所述的设备，使得-所述设备(1)是旨在控制装置(20)的触摸界面，所述装置连接到所述界面；-所述设备包括纹理化区域(10')，所述纹理化区域(10')旨在用于调整所述装置(20)的操作参数(18)的值，所述纹理化区域(10')包括彼此间隔开的至少两个凹口；-所述控制单元被配置为基于所述外部体在所述纹理化区域上的位置来调整所述参数的值。23.一种装置(20)，其被配置为由参数(18)控制，并且包括触摸界面(1)，所述触摸界面
被配置为选择参数或设置参数的值，所述触摸界面是根据权利要求22所述的设备。

技术总结
一种用于实现触摸设备(1)的方法，所述触摸设备(1)包括：-板(10)，其包括至少一个纹理化区域(10')，该纹理化区域(10')被分配有纹理化图案(M，M1，M2)，该板旨在被外部体触摸；-至少一个换能器(12)，其被配置为以超声波振动频率振动板(10)，所述换能器被配置为由激活信号控制；所述方法包括：a)沿着纹理化区域(10')移动外部体(9)；b)确定外部体在纹理化区域(10')上的位置(S(t))；c)测量外部体沿着板的速度(V(t))；d)当外部体沿着纹理化区域移动时，产生激活信号(Act(t))以便激活换能器(12)或每个换能器；该方法的特征在于：-所述纹理化图案相对于参考轴线定向；-步骤c)包括：


技术研发人员：巴普蒂斯特
受保护的技术使用者：HAP2U公司
技术研发日：2021.10.22
技术公布日：2023/9/23