[发明专利]产生力反馈的方法和力反馈装置

说明书

技术领域

本发明涉及虚实结合的触控式人机交互，并具体涉及一种产生力反馈的方法和力反馈装置。

背景技术

在虚实结合的触控式人机交互（Tangible Interaction）中，用户往往利用控制手柄或者通过触摸屏幕来与数字系统进行人机交互。诸如，在WII游戏机中，用户利用控制手柄可以打羽毛球、打网球等；在PC或便携式终端的桌面游戏中，用户可以通过触摸屏幕来玩桌球。

随着人机交互游戏的种类越来越多，用户也希望能够更真实地体验游戏的乐趣。在利用控制手柄来玩冰球的情况下，现有的一些触控式人机交互仅捕捉用户的动作并根据用户的动作来产生击打冰球的动作，然而并没有向用户提供真实物理世界中的用户击打冰球的力反馈。另一方面，现有的一部分触控式人机交互通过马达带动一个物体来产生振动，从而向用户提供力反馈。然而，以此方式产生的力反馈缺乏方向感并且力反馈的强度也不够准确。

因此，就用户体验而言，现有的触控式人机交互没有向用户提供如在真实物理世界中用户击打冰球时所产生的力反馈，使得不能产生逼真的用户体验。

因此，需要一种能够在人机交互中产生逼真的力反馈的方法和装置。

发明内容

考虑到上述问题而做出了本发明。本发明旨在提供一种产生力反馈的方法及相应的力反馈装置，其利用电磁力来产生与目标力反馈方向和目标反馈力大小相近的实际力反馈。

根据本发明的一方面，提供了一种产生力反馈的方法，应用于一第一电子设备，所述第一电子设备与一第二电子设备进行交互，其中，所述第一电子设备中包含一金属物体，包括：获得目标力反馈方向；以及利用电磁力使得所述金属物体沿着第一力反馈方向运动，以便产生沿着所述第一力反馈方向的力反馈，其中，所述第一力反馈方向与所述目标力反馈方向的夹角小于预定夹角阈值。

优选地，所述产生力反馈的方法还包括：获得目标反馈力大小；以及产生第一力大小的电磁力，该第一力大小与所述目标反馈力大小成比例或者接近所述目标反馈力大小。利用电磁力使得金属物体沿着第一力反馈方向运动包括：利用所述第一力大小的电磁力使得金属物体沿着第一力反馈方向运动。

优选地，在所述产生力反馈的方法中，通过在平面上沿圆形布置的多个电磁铁中的至少一个电磁铁来产生所述电磁力。

优选地，在所述产生力反馈的方法中，通过在球面上布置的多个电磁铁中的至少一个电磁铁来产生所述电磁力。

优选地，在所述产生力反馈的方法中，所述第一电子设备为手持控制部件，在所述手持控制部件中产生所述力反馈，所述第二电子设备包括显示屏，所述手持控制部件控制所述第二电子设备的所述显示屏上显示的对象的位置移动或作出动作。

优选地，在所述产生力反馈的方法中，所述手持控制部件被用户手持，所述手持控制部件检测用户手持所述手持控制部件时的发力方向，并且根据该发力方向来确定所述目标力反馈方向。

优选地，在所述产生力反馈的方法中，所述手持控制部件被用户手持，在所述第二电子设备中检测所述对象在所述显示屏上的运动方向，并且将所述运动方向通知给所述手持控制部件，以及所述手持控制部件根据所述对象的所述运动方向来确定所述目标力反馈方向。

优选地，在所述产生力反馈的方法中，所述手持控制部件被用户手持，在所述第二电子设备的所述显示屏上显示所述对象和另一对象，并且所述对象受到来自所述另一对象的冲击，所述第二电子设备检测来自所述另一对象的冲击的冲击方向，并且将所述冲击方向通知给所述手持控制部件，以及所述手持控制部件根据所述冲击方向来确定所述目标力反馈方向。

优选地，在所述产生力反馈的方法中，通过控制所述多个电磁铁中每个电磁铁的接通时序，来利用所述多个电磁铁产生环形力反馈。

优选地，在所述产生力反馈的方法中，通过控制流过用于产生电磁力的电磁铁的励磁线圈的励磁电流来产生第一力大小的电磁力。

根据本发明的另一方面，提供了一种力反馈装置，其被包括在第一电子设备中，所述第一电子设备与一第二电子设备进行交互，所述力反馈装置包含：一金属物体，用于在所述力反馈装置内部的空腔中运动，以产生沿第一力反馈方向的力反馈；第一数量的电磁铁，用于在被供电时产生电磁力，并且所述金属物体在所述电磁力的作用下运动；第二数量的控制开关，每个控制开关在导通时使所述第一数量的电磁铁中相应电磁铁被供电；开关控制器，用于基于所获得的目标力反馈方向控制所述第二数量的控制开关中每个控制开关的导通与断开，其中，所述第一力反馈方向与所述目标力反馈方向的夹角小于预定夹角阈值，所述第一数量与所述第二数量相同或不同。