DE20022244U1 - Steuerung vibrotaktiler Empfindungen für Haptische Rückkopplungsvorrichtungen - Google Patents

Steuerung vibrotaktiler Empfindungen für Haptische Rückkopplungsvorrichtungen

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    • G06F3/016Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user

Description

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Claims (25)

1. Haptische Rückkopplungsvorrichtung zur Bereitstellung vibrotaktiler Empfindungen an einen Benutzer, wobei die haptische Rückkopplungsvorrichtung an einen Host-Computer gekoppelt ist und umfaßt:
  • 1. ein Gehäuse, das der Benutzer körperlich berührt;
    • - einen Aktuator, der an das Gehäuse gekoppelt ist und eine Masse einschließt, wobei die Masse von dem Aktuator gedreht werden kann; und
    • - eine Schaltung zum Antreiben des Aktuators in zwei Richtungen, wobei die Schaltung ein Treibersignal empfängt und den Aktuator veranlaßt, die Masse um eine Drehachse zu schwenken und eine Vibration in dem Gehäuse zu induzieren, wobei die Vibration von dem Benutzer als vibrotaktile Empfindungen erlebt wird.
2. Haptische Rückkopplungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Masse eine versetzt auf der Schwenkachse angeordnete exzentrische Masse ist.
3. Haptische Rückkopplungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schaltung zum Antreiben des Aktuators eine H- Brückenschaltung einschließt, die Strom in zwei Richtungen durch den Aktuator bereitstellen kann.
4. Haptische Rückkopplungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schaltung zum Antreiben des Aktuators zwei Linearverstärker aufweist, wobei jeder der Linearverstärker ein Signal in einer anderen Richtung durch den Aktuator verstärkt, um einen Antrieb des Aktuators in den zwei Richtungen zu ermöglichen.
5. Haptische Rückkopplungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die haptische Rückkopplungsvorrichtung eine Spielunterlagen-Steuereinheit ist und diese Spielunterlagen-Steuereinheit von dem Host-Computer Informationen empfängt, die bestimmen, wann die vibrotaktilen Empfindungen basierend auf Geschehnissen, die in einer durch den Host-Computer implementierten und angezeigten Graphikumgebung passieren, auszugeben sind.
6. Haptische Rückkopplungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Spielunterlagen-Steuereinheit einen Joystick einschließt, der zwei Freiheitsgrade aufweist und bei Betätigung durch den Benutzer eine Eingabe an den Host- Computer liefert.
7. Haptische Rückkopplungsvorrichtung zur Bereitstellung einer Vibration für eine haptische Rückkopplungsvorrichtung, wobei die Vorrichtung umfaßt:
  • 1. ein Gehäuse, das der Benutzer körperlich berührt;
    • - einen Aktuator, der an das Gehäuse gekoppelt ist und eine durch den Aktuator drehbare Masse einschließt; und
    • - eine Elektronik zum Antreiben des Aktuators in zwei Richtungen, wobei die Elektronik Informationen empfängt, die die Elektronik veranlassen, ein Treibersignal zu erzeugen, wobei das Treibersignal den Aktuator so steuert, daß er die Masse in zwei Richtungen um eine Drehachse des Aktuators schwenkt, so daß das Schwingen der Masse eine Vibration in der haptischen Rückkopplungsvorrichtung induziert, wobei eine Größe und Frequenz der Vibration durch Einstellen einer Größe bzw. Frequenz des Treibersignals unabhängig gesteuert werden können.
8. Haptische Rückkopplungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Masse des Aktuators eine exzentrische Masse ist.
9. Haptische Rückkopplungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei das Schwingen der exzentrischen Masse in den zwei Richtungen in einem zweiseitigen Betrieb erreicht wird und in einem einseitigen Betrieb ein anderes Treibersignal an den Aktuator geliefert wird, um die exzentrische Masse in einer einzigen Richtung um die Drehachse der Welle zu drehen.
10. Haptische Rückkopplungsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei der einseitige Betrieb zur Ausgabe vibrotaktiler Effekte von großer Größe und niedriger Frequenz verwendet wird und der zweiseitige Betrieb zur Ausgabe vibrotaktiler Effekte von hoher Frequenz verwendet wird.
11. Haptische Rückkopplungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die haptische Rückkopplungsvorrichtung eine Spielunterlagen-Steuereinheit ist, wobei diese Spielunterlagen-Steuereinheit mit einem Computer in Verbindung steht und von diesem Computer Steuerbefehle empfängt, die bestimmen, wann die Vibration basierend auf Geschehnissen, die in einer durch den Computer implementierten und angezeigten Graphikumgebung passieren, auszugeben sind.
12. Haptische Rückkopplungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Spielunterlagen-Steuereinheit einen Joystick einschließt, der zwei Freiheitsgrade aufweist und bei Betätigung durch den Benutzer die Eingabe an den Host- Computer liefert.
13. Haptische Rückkopplungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Elektronik eine H-Brückenschaltung aufweist.
14. Haptische Rückkopplungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei das Treibersignal von einem Steuerbefehl von einem Host- Computer abgeleitet wird, der an die Kraftrückkopplungsvorrichtung gekoppelt ist und eine von einem Benutzer der haptischen Rückkopplungsvorrichtung beeinflußbare Graphikumgebung anzeigt.
15. Haptische Rückkopplungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die exzentrische Masse keilförmig ist.
16. Haptische Rückkopplungsvorrichtung zur Bereitstellung einer Vibration für eine haptische Rückkopplungsvorrichtung, wobei die haptische Rückkopplungsvorrichtung umfaßt:
  • 1. Mittel zum Bereitstellen eines Aktuators für die haptische Rückkopplungsvorrichtung, wobei der Aktuator eine durch den Aktuator drehbare exzentrische Masse einschließt; und
    • - Mittel zum Empfangen von Informationen an der haptischen Rückkopplungsvorrichtung, wobei diese Informationen die Erzeugung eines Treibersignals veranlassen und dieses Treibersignal den Aktuator so steuert, daß er die Masse in zwei Richtungen um eine Drehachse des Aktuators schwenkt, so daß das Schwingen der Masse eine Vibration in der haptischen Rückkopplungsvorrichtung induziert, wobei eine Größe und Frequenz der Vibration durch Einstellen einer Größe bzw. Frequenz des Treibersignals unabhängig gesteuert werden können.
17. Haptische Rückkopplungsvorrichtung nach Anspruch 16, wobei das Schwingen der exzentrischen Masse in den zwei Richtungen in einem zweiseitigen Betrieb erreicht wird und in einem einseitigen Betrieb ein anderes Treibersignal an den Aktuator geliefert wird, um die exzentrische Masse in einer einzigen Richtung um die Drehachse der Welle zu drehen.
18. Haptische Rückkopplungsvorrichtung zur Steuerung einer Vibration für eine haptische Rückkopplungsvorrichtung von einem Host-Computer aus, wobei der Host-Computer eine Graphikumgebung implementiert und die haptische Rückkopplungsvorrichtung umfaßt:
  • 1. Mittel zum Empfangen einer Anzeige zur Ausgabe von Informationen zum Veranlassen der Ausgabe eines haptischen Effektes an einen Benutzer einer an den Host- Computer gekoppelten haptischen Rückkopplungsvorrichtung, wobei diese Anzeige durch ein in der Graphikumgebung passierendes Geschehnis oder Dialogeingriff bewirkt wird; und
  • 2. Mittel zum Bereitstellen von Informationen an die haptische Rückkopplungsvorrichtung, wobei die Informationen eine Größe und Frequenz aufweisen, die unabhängig einstellbar sind, wobei ein Aktuator veranlaßt wird, eine Masse in zwei Richtungen zu schwenken, um eine Vibration in einem Gehäuse der haptischen Rückkopplungsvorrichtung zu bewirken, wobei eine Größe und Frequenz der Vibration auf der Größe und Frequenz basieren, die in den Informationen enthalten sind.
19. Haptische Rückkopplungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die Anzeige zur Ausgabe der Informationen von einem auf dem Host-Computer laufenden Force-Feedback-Treiberprogramm empfangen wird.
20. Haptische Rückkopplungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei der Aktuator ein Drehaktuator ist und die Masse des Aktuators eine exzentrische Masse ist und um eine Drehachse des Aktuators gedreht wird.
21. Haptische Rückkopplungsvorrichtung nach Anspruch 20, wobei das Schwingen der Masse in den zwei Richtungen in einem zweiseitigen Betrieb erreicht wird und in einem einseitigen Betrieb andere Informationen an den Aktuator geliefert werden, um die Masse in einer einzigen Richtung um die Drehachse des Aktuators zu drehen.
22. Haptische Rückkopplungsvorrichtung nach Anspruch 21, wobei der einseitige Betrieb zur Ausgabe vibrotaktiler Effekte von großer Größe und niedriger Frequenz verwendet wird und der zweiseitige Betrieb zur Ausgabe vibrotaktiler Effekte von hoher Frequenz verwendet wird.
23. Haptische Rückkopplungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die haptische Rückkopplungsvorrichtung eine von einem Benutzer mit der Hand festgehaltene Spielunterlagen- Steuereinheit ist und die in der Graphikumgebung passierenden Geschehnisse einen Dialog eines benutzergesteuerten graphischen Gegenstands mit einem anderen graphischen Gegenstand einschließen.
24. Haptische Rückkopplungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die an die haptische Rückkopplungsvorrichtung gelieferte Information ein Steuerbefehl ist, der die Größe und Frequenz beschreibende Parameter einschließt.
25. Haptische Rückkopplungsvorrichtung nach Anspruch 18, wobei die an die haptische Rückkopplungsvorrichtung gelieferte Information ein Treibersignal ist, das an den Aktuator geliefert wird.
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