用于被感应的静电触觉效果的系统和方法_2

文档序号:9523722阅读:来源:国知局
中,传感器130可以在计算装置101外部。在一些实施例中,在计算装置101(例如,第二计算装置101)外部的电子装置可以包括传感器130 ο在一些实施例中,该电子装置可以被配置为向在计算装置101内的处理器102发送来自传感器130的信号。
[0030]触觉输出装置118被配置为输出能够由用户感测的效果。在一些实施例中,触觉输出装置118被配置为响应于ESF信号而输出触觉效果,该触觉效果模拟在触摸表面116上感知的摩擦系数或纹理上的改变。触觉输出装置118可以是硬性的或柔性的。
[0031]触觉输出装置118包括被感应ESF致动器。被感应ESF致动器包括感应电极和被感应电极。该感应电极被配置为在被感应电极上感应出电场。在一些实施例中,该被感应电极可以耦合到触摸表面116,并且被配置为向触摸表面116输出一个或多个触觉效果。
[0032]感应电极和被感应电极包括导电材料,例如,铜、锡、铁、铝、金、银、碳纳米管(CNT)或氧化铟锡(ITO)。当感应电极和/或被感应电极的导电率减小时,在一些实施例中,用户可以感知较弱的触觉效果。在一些实施例中,感应电极和/或被感应电极可以是透明的。在一些实施例中,被感应电极可以耦合到地。而且,在一些实施例中,可以在感应电极和被感应电极之间布置绝缘体层、气隙或两者。在感应电极和被感应电极之间布置绝缘体层、气隙或两者可以通过下述方式来改善触觉输出装置118的安全性:改善在用户的手指和通过感应电极承载的电压之间的电隔离。在一些实施例中,可以通过增大在用户的手指和通过感应电极承载的电压之间的距离来改善该电隔离。例如,在一些实施例中,可以通过在用户的手指和感应电极之间引入电介质材料来改善电隔离。在一些实施例中,绝缘体层可以包括例如玻璃、瓷(porcelain)、塑料、聚合物、玻璃纤维、氮、六氟化硫或聚对苯二甲酸乙酯(PET) ο
[0033]在图1中所示的实施例中,感应电极可通信地耦合到ESF控制器120。ESF控制器120被配置为从处理器102接收触觉信号,并且向触觉输出装置118输出ESF信号。该ESF信号包括来自电源的AC电压。在一些实施例中,ESF信号可以与触觉信号相关联。在一些实施例中,ESF控制器120可以包括一个或多个运算发送器、晶体管和/或用于放大信号的其它数字或模拟组件。例如,在一个实施例中,ESF控制器120包括高压放大器。而且,在一些实施例中,ESF控制器120可以包括处理器、微控制器、复用器、晶体管、现场可编程门阵列(FPGA)、触发器和/或其它数字或模拟电路。
[0034]在一些实施例中,处理器102可以向ESF控制器120输出触觉信号。基于该触觉信号,ESF控制器120向触觉输出装置118输出ESF信号。触觉输出装置118在感应电极处接收该ESF信号。当ESF信号传播通过感应电极时,它可以感应在被感应电极上的电荷。该电荷然后与在触摸表面116上或与其接近的物体建立电容耦合,提供了触觉效果。
[0035]在一些实施例中,触摸表面116的表面可以是平滑的,但是触觉输出装置118可以输出ESF触觉效果,该ESF触觉效果产生在接近触摸表面116的表面的身体或物体的部分之间的吸引力。在这样的实施例中,该吸引力可以刺激在用户的手指皮肤中的神经末梢或在可以响应于被感应ESF致动器的在指示笔中的组件。在皮肤中的神经末梢例如可以被刺激,并且将被感应ESF致动器(例如,电容耦合)感测为振动或某种更具体的感觉。例如,在一个这样的实施例中,当用户将他的或她的手指移动跨过触摸表面116时,被感应电极与他的或她的手指电容耦合,并且用户可以感测纹理或感知在触摸表面116上的摩擦系数上的改变。在一些实施例中,改变在被感应电极和在触摸表面116上或其附近的物体之间的吸引水平可以改变由用户感知的触觉效果和/或所感知的摩擦系数。
[0036]在一些实施例中,触觉输出装置118可以除了其它种类的触觉输出装置之外包括如上所述的类型的ESF致动器。例如,在一些实施例中,触觉输出装置118可以进一步包括致动器,该致动器被配置为振动触摸表面116的表面或计算装置101的其它部分,例如,计算装置101的外壳。在这样的实施例中,被感应ESF致动器也可以输出触觉效果,例如,被配置为改变在触摸表面116的表面上的感知的摩擦系数的触觉效果。
[0037]仍在其它实施例中,触觉输出装置118可以通过以不同的频率来振动触摸表面116或计算装置101的外壳来输出附加的触觉效果。例如,触觉输出装置118可以包括压电致动器、电动马达、电磁致动器、音圈、形状记忆合金、电活性聚合物、螺线管、ERM、或线性谐振致动器(LRA)中的一个或多个。而且,一些触觉效果可以利用耦合到该装置的外壳的致动器,并且一些触觉效果可以依序和/或一致地使用相同或不同类型的多个致动器。虽然在此示出了单个触觉输出装置118,但是实施例可以使用相同或不同类型的多个触觉输出装置118来产生触觉效果。
[0038]转向内存104,描述了示例性程序组件124、126和128以说明在一些实施例中可以如何配置装置以提供被感应的静电触觉效果。在这个示例中,检测模块124配置处理器102以经由传感器108监控触摸表面116以确定触摸的位置。例如,模块124可以采样传感器108,以便跟踪触摸的存在或不存在,并且如果存在触摸则跟踪随着时间的触摸的位置、路径、速度、加速度、压力和/或其它特性中的一个或多个。
[0039]触觉效果确定模块126表示程序组件,该程序组件分析关于触摸特性的数据,以选择要产生的触觉效果。具体地说,模块126可以包括基于触摸的位置来确定要向触摸表面的表面输出的触觉效果的代码选择要提供以便模拟效果的一个或多个触觉效果的代码。在一些实施例中,该触觉效果可以包括静电触觉效果。例如,触摸表面116的区域的一些或全部可以被映射到图形用户界面。可以基于触摸的位置来选择不同的触觉效果,以便通过模拟在触摸表面116的表面上的纹理来模拟特征的存在,使得当在界面中看到该特征的对应的表示时感知该特征。然而,可以经由触摸表面116来提供触觉效果,即使未在界面中显示对应的元件(例如,如果在界面中的边界交叉,则可以提供触觉效果,即使未显示边界)。在一些实施例中,触觉效果确定模块126可以基于其它种类的事件来确定触觉效果,该事件例如是其它种类的用户输入(例如,按钮按压、游戏杆操纵和/或将计算装置101倾斜或移动)、游戏行为(例如,枪击、爆炸、跳跃、坠落或完成等级或任务)、背景系统100行为和/或系统100状态通知(例如,低电池量、低存储量、网络连接问题或硬件或软件的问题)。
[0040]触觉效果生成模块128表示程序,该程序使得处理器102产生和向ESF控制器120发送触觉信号以至少当触摸出现时产生所选择的静电触觉效果。例如,生成模块128可以访问要向ESF控制器120发送的所存储的波形或命令。又如,触觉效果生成模块128可以接收期望类型的纹理,并且利用信号处理算法来产生要向ESF控制器120发送的适当的信号。又如,可以连同期望的纹理的目标坐标和被发送到ESF控制器120以在适当的位置产生该纹理的适当波形一起指示该纹理。一些实施例可以一致地利用多个触觉输出装置118以模拟特征。例如,在纹理上的变化可以模拟跨越在一交界面上的虚拟按钮之间的边界,而振动效果模拟当按下按钮时的响应。
[0041]根据系统100的具体配置,触摸表面可以或可以不覆盖(或否则对应于)显示器。例如,图2示出用于被感应的静电触觉效果的系统的另一个实施例。计算装置201包括支持触摸的显示器216,其组合触摸表面和该装置的显示器。该触摸表面可以对应于显示器外部或在实际的显示器组件之上的一个或多个材料层。
[0042]图3示出了根据一个实施例的用于被感应的静电触觉效果的系统。在该示例中,触摸表面316不覆盖显示器322。而是,计算装置301包括触摸表面316,其可以被映射到在与装置301对接的计算系统320中包括的显示器322中设置的图形用户界面。例如,计算装置310可以包括鼠标、跟踪板或其它装置,而计算系统320可以包括台式或膝上型计算机、机顶盒(例如,DVD播放器、DVR、有线电视盒)或另一个计算系统。又如,触摸表面316和显示器322可以被布置在同一装置中,例如在包括显示器322的膝上型计算机中的支持触摸的跟踪板。不论是否与显示器322集成,在此的示例中的平面触摸表面316的描述不意味着是限制性的。其它实施例包括进一步被配置为提供基于表面的触觉效果的弯曲或不规则触摸表面316。
[0043]图4示出用于被感应的静电触觉效果的系统的一个实施例。在这个示例中,计算装置401包括支持触摸的显示器418。可以与图1的计算装置101类似地配置计算装置401,虽然为了清楚的目的而在该视图中未示出诸如处理器、存储器和传感器等的组件。
[0044]计算装置401包括触摸表面416和被感应电极422。在一些实施例中,显示器418包括触摸表面416和被感应电极422。在其它实施例中,触摸表面416和被感应电极422可以直接地耦合到显示器418,诸如在显示器418上的材料层。在这个示例中,显示器418的区域对应于触摸表面416,虽然相同的原理可以被应用到完全与显示器418分离的触摸表面 416。
[0045]计算装置401包括感应电极420,其不与被感应电极422接触,并且被配置为在被感应电极422上感应电荷。在图4中所示的示例中,感应电极420位于被感应电极422之下。然而,在其它实施例中,感应电极420可以位于被感应
当前第2页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1