用于支持触觉的可变形表面的系统和方法

xiaoxiao2020-7-22  5

用于支持触觉的可变形表面的系统和方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于支持触觉的可变形表面的系统和方法。在此公开的一个示例性系统包括配置为接收第一触觉信号并且将第一触觉效果输出到可变形表面的第一触觉输出设备,以及配置为接收第二触觉信号并且将第二触觉效果输出到可变形表面的第二触觉输出设备。该示例性系统进一步包括耦接到第一触觉输出设备和第二触觉输出设备的处理器,该处理器被配置为:确定事件;至少部分地基于事件,确定第一触觉效果和第二触觉效果;将与第一触觉效果相关的第一触觉信号传送到第一触觉输出设备;以及将与第二触觉效果相关的第二触觉信号传送到第二触觉输出设备。
【专利说明】用于支持触觉的可变形表面的系统和方法
[0001] 相关申请的交叉引用
[0002] 本申请要求2013年12月31日提交的、名为"System and Method for a Haptically-Enabled Deformable Surface" 的美国临时专利申请 No. 61/922, 536 以及 2013 年 4 月 26 日提交的、名为 "Haptic Augmentation of Continuous Interactions with Bendable Displays"的美国临时专利申请No. 61/816605的优先权,其全部内容在此通过引 用合并于此。

【技术领域】
[0003] 本发明涉及用户界面设备的领域。更具体地说,本发明涉及具有触觉反馈的可变 形用户界面设备。

【背景技术】
[0004] 随着基于计算机的系统变得越来越普遍,人们通过其与这些系统交互的界面的质 量正变得日益重要。由于直观和交互特性而正成为流行的一种界面是触摸屏显示器。通过 触摸屏显示器,用户能通过经用户的手指接触触摸屏的区域来执行各种任务。为产生更直 观和增强的用户体验,设计者通常利用物理交互的用户体验。这通常通过视觉、听觉和/或 触觉反馈,再现与物理世界交互的一些方面来实现。触觉反馈通常采用机械振动或摩擦系 数的感知变化的形式。这些交互类型常见,尤其对触摸屏设备有效。近年来,已经开发了柔 性的触摸屏显示器。这些柔性的触摸屏显示器能弯曲、折叠和/或卷曲。因此,需要用于这 些柔性显示器的其他效果。


【发明内容】

[0005] 本公开的实施例包括由支持触觉的可变形表面组成的设备。在一个实施例中,本 公开的系统可以包括配置为接收第一触觉信号并且将第一触觉效果输出到可变形表面的 第一触觉输出设备,以及配置为接收第二触觉信号并且将第二触觉效果输出到可变形表面 的第二触觉输出设备。该系统可以进一步包括耦接到第一触觉输出设备和第二触觉输出设 备的处理器,该处理器被配置为:确定事件;至少部分地基于事件确定第一触觉效果和第 二触觉效果;将与第一触觉效果相关的第一触觉信号传送到第一触觉输出设备;以及将与 第二触觉效果相关的第二触觉信号传送到第二触觉输出设备。
[0006] 在另一实施例中,本公开的方法可以包括:确定事件,以及至少部分地基于所述 事件确定第一触觉效果,至少部分地基于所述事件确定第二触觉效果。该方法还可以包括 将与所述第一触觉效果相关的第一触觉信号传送到第一触觉输出设备,其中,所述第一触 觉输出设备被配置为接收所述第一触觉信号并且将所述第一触觉效果输出到可变形表面。 此外,该方法可以包括将与所述第二触觉效果相关的第二触觉信号传送到第二触觉输出设 备,其中,所述第二触觉输出设备被配置为接收所述第二触觉信号并且将所述第二触觉效 果输出到所述可变形表面。又一实施例包括用于实现这种方法的计算机可读介质。
[0007] 这些示例性实施例不旨在限制或限定本主题的界限,而是提供示例来帮助理解。 在详细描述中论述了另外的实施例,以及提供另外的描述。通过检验本说明书和/或通过 实施所要求的主题的一个或多个实施例,可以进一步理解不同实施例提供的优点。

【专利附图】

【附图说明】
[0008] 在说明书的剩余部分中,更具体地阐述了全面和有效的公开内容。本说明书参考 下述附图。
[0009] 图1是示出根据一个实施例的用于支持触觉的可变形表面的系统的框图;
[0010] 图2示出用于支持触觉的可变形表面的系统的一个实施例;
[0011] 图3示出用于支持触觉的可变形表面的系统的另一实施例;
[0012] 图4A示出用于支持触觉的可变形表面的系统的另一实施例;
[0013] 图4B示出用于支持触觉的可变形表面的系统的又一实施例;
[0014] 图4C示出用于支持触觉的可变形表面的系统的又一实施例;
[0015] 图5示出利用支持触觉的可变形表面的用户交互的一个实施例;
[0016] 图6示出利用支持触觉的可变形表面的用户交互的另一实施例;
[0017] 图7示出通过根据一个实施例的支持触觉的可变形表面的用户交互;
[0018] 图8示出利用支持触觉的可变形表面的用户交互的另一实施例;
[0019] 图9是示出根据一个实施例,用于在可变形表面上的触觉反馈的方法的流程图;
[0020] 图10示出利用支持触觉的可变形表面的用户交互的一个实施例;
[0021] 图11示出利用支持触觉的可变形表面的用户交互的另一实施例;
[0022] 图12A示出根据一个实施例,利用支持触觉的可变形表面的用户交互;以及
[0023] 图12B示出利用支持触觉的可变形表面的用户交互的实施例的另一视图。

【具体实施方式】
[0024] 现在,将详细地参考不同和替代实施例以及附图。通过解释而不是限制来提供每 一示例。对本领域的技术人员来说,能做出各种改进和改变是显而易见的。例如,示例或描 述为一个实施例的一部分的特征可以用在另一实施例中来产生又一实施例。由此,本公开 旨在包括在所附权利要求及它们的等效的保护范围内发生的改进和改变。
[0025] 支持触觉的可变形表面的示例性示例
[0026] 本公开的一个示例性实施例包括由可变形触摸屏显示器构成的计算设备。该计 算设备可以是例如智能电话、平板电脑、膝上型计算机、袖珍式整理器或便携式音乐播放器 等。此外,计算设备和/或触摸屏显示器可以是柔性、可折叠、可弯曲、可扭卷、可伸缩和/ 或可卷曲的、或者可变形的。
[0027] 在示例性实施例中,计算设备包括用于通过计算设备和触摸屏显示器确定诸如用 户交互的事件,以及将与事件相关的一个或多个传感器信号提供给计算设备中的处理器的 传感器。这些事件可以包括交互,例如,通过敲击虚拟键盘或操作虚拟控制与触摸屏显示器 交互。处理器利用与这些交互相关的传感器信号来做出与由处理器执行的软件(例如应 用、操作系统或其他软件)相关的确定。
[0028] 在示例性实施例中,计算设备包括向用户提供触觉反馈的两个触觉输出设备。在 示例性实施例中,第一触觉输出设备被配置为提供静电摩擦(ESF)触觉效果。第二触觉输 出设备被配置为使表面,例如触摸屏显示器的表面变形。
[0029] 在示例性实施例中,基于与计算设备的用户交互,计算设备可以确定复合触觉效 果。复合触觉效果包括用户可以共同地感知为单一触觉效果的多个触觉效果。基于复合触 觉效果,计算设备生成第一和第二触觉反馈信号。计算设备将第一和第二触觉反馈信号分 别传送到第一和第二触觉输出设备。第一和第二触觉输出设备将复合触觉效果共同地输出 给用户。
[0030] 在示例性实施例中,计算设备包括用于阅读书籍的阅读应用。阅读应用被配置为 基于用户交互,确定和输出触觉效果。例如,在示例性实施例中,当用户在触摸屏显示器上 轻扫手指来改变书页时,计算设备输出复合触觉效果。复合触觉效果可以例如模拟在书页 中翻页的感觉。当翻页时,复合触觉效果可以模拟在书页中形成的波的感觉。
[0031] 可以以多种方式生成复合触觉效果。例如,在一些实施例中,为模拟书页中形成的 波的感觉,计算设备可以输出配置为增加用户手指和触摸屏显示器之间的感知的摩擦系数 的第一触觉效果。计算设备还可以输出配置为减小触摸屏显示器的表面的刚性的第二触觉 效果。
[0032] 在与计算设备交互后,用户可以感知复合触觉效果。例如,在上述实施例中,当用 户在触摸屏显示器上移动手指时,增加的摩擦系数和减小的表面刚性的组合可以导致显示 表面材料堆积在用户手指前。该材料堆积会形成随用户手指移动的波或凸起,模拟与书的 现实世界交互中的翻页的感觉。
[0033] 如在下文进一步详细所述,能以各种方式使用包括使触摸屏显示器变形和/或改 变摩擦系数的触觉效果来向用户提供信息。另外,除或代替使显示器变形或改变摩擦系数 夕卜,计算设备可以输出触觉效果(例如振动)。类似地,计算设备可以在设备的另一表面,例 如除显示器外的表面,诸如计算设备的表面或与显示器分离的触摸表面上输出触觉效果。 [0034] 上述示例性实施例的描述仅提供为示例。在此描述了本发明的各个不同实施例以 及本领域的技术人员将理解这些实施例的变形。通过审视本说明书和/或通过实施所要求 的主题的一个或多个实施例,可以进一步理解由不同实施例提供的优点。
[0035] 用于支持可变形表面中的触觉反馈的示例性系统
[0036] 图1是示出根据一个实施例,用于支持触觉的可变形表面的系统100的框图。在该 示例中,系统100包括具有经总线106与其他硬件接口连接的处理器102的计算设备101。 计算设备101可以包括例如智能电话、平板电脑、电子阅读器或便携式游戏设备。
[0037] 能包括任何适当的有形(并且非瞬时)的计算机可读介质,诸如RAM、R0M、EEPR0M 等等的存储器104可以包含配置计算设备101的操作的程序组件。在该示例中,计算设备 101进一步包括一个或多个网络接口设备110、输入/输出(I/O)接口部件112和附加的存 储 114。
[0038] 网络设备110能表示便于网络连接的任何部件的一个或多个。示例包括但不限于 有线接口,诸如以太网、USB、IEEE1394,和/或无线接口,诸如IEEE802. 11、蓝牙或用于接入 蜂窝电话网络的无线电接口(例如用于接入CDMA、GSM、UMTS或其他移动通信网络的收发信 机/天线)。
[0039] I/O部件112可以配置为便于连接到诸如一个或多个显示器132、小键盘、鼠标、 扬声器、麦克风、按钮和/或用于输入数据或输出数据的其他硬件的设备。存储114表 示包括在设备101中或耦接到处理器102的非易失性存储,诸如只读存储器、闪存、铁电 RAM(F-RAM)、磁性、光学或其他存储介质。
[0040] 系统100进一步包括与处理器102通信的触觉输出设备118和120。触觉输出设 备118和120被配置为输出能由用户感知的触觉效果。在一些实施例中,触觉输出设备118 可以输出包括例如响应于触觉信号,模拟质地(texture)、模拟振动或调制触摸表面116上 的感知的摩擦系数的触觉效果。在一些实施例中,触觉输出设备118可以包括超声波致动 器。超声波致动器可以以超声波频率,例如20kHz振动,增加或减小触摸表面116的表面上 的感知的系数。此外,超声波致动器可以包括压电材料。在一些实施例中,触觉输出设备 118可以是触摸表面116和/或计算设备101的壳体的一部分。
[0041] 在一些实施例中,触觉输出设备118可以使用静电吸引,例如,通过使用静电表面 致动器来输出ESF触觉效果。在一些实施例中,触觉输出设备118可以包括导电层和绝缘 层。导电层可以包括任何半导体或其他导电材料,诸如铜、铝、金或银。绝缘层可以包括任何 绝缘材料,例如玻璃、塑料或聚合物。在一些实施例中,处理器102可以通过将电信号施加 到导电层来操作静电致动器。电信号可以是AC信号。在一些实施例中,高压放大器可以生 成AC信号。将AC电压施加到导电层可以在导电层和邻近或接触触摸表面116的对象(例 如用户的手指或铁笔)之间产生电容耦合。在一些实施例中,电容耦合可以模拟触摸表面 116的表面上的摩擦系数、振动或质地。例如,在一个实施例中,触摸表面116的表面可能光 滑,但电容耦合会在邻近或接触触摸表面116的表面的对象(和导电层)之间产生吸引力。 在一些实施例中,改变对象和导电层之间的吸引水平会改变由用户感知的触觉效果。
[0042] 在一些实施例中,触觉输出设备120可以包括配置为输出变形触觉效果的变形设 备。在一些实施例中,变形触觉效果可以包括使触摸表面116的表面变形(例如,升高或降 低触摸表面116的表面的一部分)。在一些实施例中,变形触觉效果可以包括弯曲、折叠、卷 曲、扭卷、挠曲、改变计算设备101和/或触摸表面116的形状、或者使其变形。即,变形触觉 效果可以将力施加在计算设备101和/或触摸表面116上,使其弯曲、折叠、卷曲、扭卷、挠 曲、改变形状或者变形。在一些实施例中,变形触觉效果可以包括防止或阻止计算设备101 和/或触摸表面116弯曲、折叠、卷曲、扭卷、挠曲、改变形状或者变形。
[0043] 在一些实施例中,触觉输出设备120可以包括流体,例如,智能凝胶。智能凝胶可 以包括具有响应于一个或多个刺激物(例如电场、磁场、温度、紫外光、抖动或pH变化)改 变的机械或结构特性的流体。例如,响应于刺激物,智能凝胶可以改变刚性、体积、透明度和 /或颜色。在一些实施例中,刚性可以包括触摸表面116的耐变形性。在一些实施例中,一 条或多条导线可以包含在或耦接到智能凝胶。当电流通过导线流动时,发出热量,使智能凝 胶膨胀或收缩,使触觉输出设备120变形。此外,在一些实施例中,触觉输出设备120可以 包括流变(例如磁流变或电流变)流体。流变流体可以包括流体(例如油或水)中悬浮的 金属颗粒(例如铁颗粒)。响应于电或磁场,流体中的分子的次序可以自身重新排列,可以 改变流体的整体阻尼和/或速率,使触觉输出设备120变形。
[0044] 在一些实施例中,触觉输出设备120可以包括机械变形设备。例如,在一些实施例 中,触觉输出设备120可以包括耦接到旋转变形部件的臂的致动器。变形部件可以包括例 如椭圆形、星暴状或波纹状形状。变形部件可以配置为以某些旋转角而不是其他旋转角移 动触摸表面116。致动器可以包括压电致动器、旋转/线性致动器、螺线管、电活性聚合物 致动器、宏纤维复合(MFC)致动器、形状记忆合金(SMA)致动器和/或其他致动器。当致动 器旋转变形部件时,变形部件可以移动触觉输出设备120的表面,使其变形。在这种实施例 中,变形部件可以开始于其中触摸表面116为平的位置。响应于从处理器102接收信号,致 动器可以旋转变形部件。在一些实施例中,旋转变形部件可以使触摸表面116的一个或多 个部分升高或降低。在一些实施例中,变形可以保持在其旋转状态,直到处理器102信号告 知致动器使变形部件旋转回其原来位置为止。
[0045] 此外,能使用其他技术或方法来变形触觉输出设备120。例如,一些实施例可以包 括配置为基于表面可重配置触觉基板(包括但不限于例如光纤、纳米管、电活性聚合物、压 电元件或形状记忆合金)的接触使其表面变形或改变其质地的柔性表面层。在一些实施例 中,可以通过升高或降低一个或多个表面特征,例如,利用变形机构、空气或流体袋、材料的 局部变形、共振机械元件、压电材料、微机电系统("MEMS")元件、热流体袋、MEMS泵、可变多 孔膜或层流调制,来变形触觉输出设备120。
[0046] 在一些实施例中,触觉输出设备120可以是触摸表面116和/或计算设备101的 壳体的一部分。在其他实施例中,触觉输出设备120可以容纳在覆盖触摸表面116和/或 计算设备101的柔性壳体内。在一些实施例中,触觉输出设备120可以包括位于计算设备 101和/或触摸表面116后(例如在触敏表面116的背面上)的柔性层。在一些实施例中, 触觉输出设备120可以位于可折叠计算设备101中的一个或多个铰链上。例如,在一些实 施例中,触觉输出设备120可以包括智能凝胶或流变流体并且位于可折叠显示器中的铰链 上。在致动触觉输出设备120(例如利用磁场或电流)时,流变或智能凝胶可以改变其特 性。在一些实施例中,改变流变流体或智能凝胶的特性会使计算设备101和/或触敏表面 116折叠、弯曲或挠曲。在其他实施例中,改变流变流体或智能凝胶的特性(例如硬化或刚 性)会防止或阻止计算设备101和/或触敏表面116折叠、弯曲或挠曲。
[0047] 在一些实施例中,计算设备101可以包括另外的触觉输出设备。例如,计算设备 101可以包括压电致动器、电动机、电磁致动器、音圈、形状记忆合金、电活性聚合物、螺线 管、ERM或线性共振致动器(LRA)中的一个或多个。此外,一些触觉效果可以使用耦接到计 算设备101的壳体的致动器,以及一些触觉效果可以顺序地和/或协同地使用相同或不同 类型的多个致动器。
[0048] 例如,在一些实施例中,触觉输出设备118可以与触觉输出设备120协同以输出复 合触觉效果。例如,在一些实施例中,计算设备101可以输出配置为在触摸表面116上产生 波纹效果的复合触觉效果。在一个实施例中,触觉输出设备118增加触摸表面116的表面 上的摩擦系数,而触觉输出设备120减小触摸表面116的表面的刚性。组合地,当用户沿触 摸表面116移动手指时,可以形成波纹。
[0049] 作为另一示例,在一些实施例中,计算设备101可以输出配置为使用户感知触摸 表面116的表面上的橡胶按钮的复合触觉效果。在一个实施例中,触觉输出设备118输出模 拟触摸表面116的表面上的橡胶质地的触觉效果,而触觉输出设备120使触摸表面116的 表面变形(例如凸起表面的一部分)来模拟按钮的边缘。组合触觉效果可以使用户感知触 摸表面116的表面上的橡胶按钮。在一些实施例中,可以经一个或多个触觉效果,调制橡胶 按钮的质地和形状。在其他实施例中,计算设备101可以输出配置为使用户感知触摸表面 116为平滑的复合触觉效果。在一个实施例中,触觉输出设备118减小触摸表面116的表面 的摩擦系数,而触觉输出设备120增加触摸表面116的表面的刚性。组合触觉效果可以使 用户将触摸表面116感知为实体、平滑的表面。应注意到,尽管在这些示例中所述的复合触 觉效果包括两个单个的触觉效果,但复合触觉效果可以包括任意多个单个的触觉效果。例 如,在一些实施例中,复合触觉效果可以包括表面变形、模拟质地和振动。
[0050] 此外,系统100可以包括在该示例中,集成到计算设备101中的触摸表面116。触 摸表面116表不配置为感测用户的触觉输入的任何表面(例如触控板)。一个或多个传感 器108被配置为当对象接触触摸表面116时,检测触摸区中的触摸,以及提供适当的数据, 用于由处理器102使用。能使用任何适当数量、类型或排列的传感器。例如,可以将电阻和 /或电容传感器嵌入触摸表面116中。在一些实施例中,可以使用传感器108来确定触摸的 位置、用户和触摸表面116之间的接触表面积,以及其他信息,诸如压力。作为另一示例,可 以使用目的在于触摸表面116的光学传感器来确定触摸位置。
[0051] 在其他实施例中,传感器108可以包括LED检测器。例如,在一个实施例中,触摸 表面116包括安装在显示器132的侧面上的LED手指检测器。在一些实施例中,处理器102 与单个传感器108通信,在其他实施例中,处理器102与多个传感器108,例如第一触摸表 面和第二触摸表面通信。传感器108被配置为检测与一个或多个触摸表面116的用户交互 (例如手势、触摸和/或触摸表面116的弯曲、挠曲、伸缩、折叠、扭卷或卷曲),以及基于用 户交互,将信号传送到处理器102。在一些实施例中,传感器108被配置为检测用户交互的 多个方面。例如,传感器108可以检测用户交互的速度、方向和压力,以及将该信息包含在 界面信号中。
[0052] 触敏表面116取决于系统100的特定配置可以或可以不包括(或者否则对应于) 显示器132。一些实施例可以包括组合触敏表面116和显示器132的支持触摸的显示器,如 图2所示。在一些实施例中,柔性触敏表面116可以覆盖(或者否则对应于)显示器132。 在这些实施例中,触摸表面116可以对应于显示器132外部或实际显示器132部件上的材 料的一个或多个层。此外,在一些实施例中,显示器132可以是"柔性显示器"。柔性显示器 132可以是可卷曲、可弯曲、可折叠、可伸缩、可扭卷或者能基于表面变形的效果的一个或多 个。例如,柔性显示器132可以包括可弯曲的电子纸。在一些实施例中,显示器132可以是 永久一致的显示器。在一些实施例中,永久一致的显示器可以包括曲面和平面。在一些实 施例中,不能变形曲面和/或平面。
[0053] 回到图1,在所示的实施例中,计算设备101包括一个或多个另外的传感器130。一 个或多个传感器130被配置为将传感器信号传送到处理器102。在一些实施例中,传感器 130可以检测环境特性(例如环境光、湿度、大气压、温度、环境噪声的量)、计算设备101的 移动(或倾斜),和/或计算设备101的变形(例如弯曲、挠曲、伸缩、折叠、扭卷或卷曲)。 在一些实施例中,传感器130可以包括照相机、温度传感器、湿度传感器、声纳设备、深度传 感器、加速度计或陀螺仪、电容或电阻传感器、压力传感器、应变仪或力传感器。例如,在一 些实施例中,传感器130可以包括用于确定用户和计算设备101和/或触摸表面116之间的 接触表面积的电容传感器。此外,在一些实施例中,传感器130可以包括配置为接收生物信 息的生物传感器以及至少部分地基于生物传感器数据,将生物信息变换成相应的传感器信 号。在一些实施例中,生物信息可以包括例如人的心率、呼吸率、体温或生物节律。在一些 实施例中,计算设备101可以部分地基于来自传感器130的信号,确定和输出触觉效果。能 使用任何适当数量、类型或排列的传感器130。尽管在图1中,传感器130图示为在计算设 备101的内部,在一些实施例中,一个或多个传感器130可以在计算设备101外部(例如, 在配置为将数据从传感器130传送到计算设备101的另一设备上,或固定到用户的身体、衣 服或其他)。
[0054] 转到存储器104,描述了程序组件124、126和128来示出在一些实施例中,如何配 置设备来提供支持触觉的可变形表面。在该示例中,检测模块124配置处理器102来经传 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 跟踪存在或不存在触摸,如果存在触摸,则随时间跟踪触摸的位置、路径、速率、加速度、压 力和/或其他特性中的一个或多个。尽管在图1中,将检测模块124图示为存储器104内 的程序组件,但在一些实施例中,检测模块124可以包括配置为经传感器108监控触摸表面 116以便检测或确定触摸的位置的硬件。在一些实施例中,这种硬件可以包括模数转换器、 处理器、微控制器、比较器、放大器、晶体管和其他模拟或数字电路。
[0055] 触觉效果确定模块126表示分析相关触摸特性的数据来确定生成触觉效果的程 序组件。具体地,触觉效果确定模块126可以包括基于与触敏表面116的交互,确定输出触 觉效果的代码和选择一个或多个触觉效果以提供以便输出该效果的代码。例如,在一些实 施例中,可以将触摸表面116的区域的一些或全部映射成图形用户界面。触觉效果确定模 块126可以基于触摸的位置,选择不同触觉效果以便模拟触摸表面116的表面上的特征的 存在。在一些实施例中,这些特征可以对应于界面上的特征的可视表示。然而,即使在界面 中未显示相应的元件,可以经触摸表面116或显示器132提供触觉效果(例如,即使未显示 边界,如果交叉界面中的边界,可以提供触觉效果)。
[0056] 此外,在一些实施例中,触觉效果确定模块126可以包括基于触摸表面116或显不 器的挠曲、弯曲、折叠、扭卷或伸缩的程度,确定输出到触摸表面116的表面的触觉效果的 代码。触觉效果确定模块126可以进一步包括选择提供的一个或多个触觉效果以便模拟该 效果的代码。例如,触觉效果确定模块126可以基于触摸表面116或显示器的挠曲量选择 触觉效果。例如,在一个实施例中,当用户挠曲计算设备超出20度时,模块126输出配置为 变形触摸表面116的触觉效果。在一些实施例中,该触摸表面116变形可以向用户提供证 实挠曲触摸表面116超出20度。
[0057] 在一些实施例中,触觉效果确定模块126可以包括基于与触摸表面116接触的用 户手指的量(例如手指和触摸表面116之间的接触的表面积),确定输出的触觉效果的代 码。例如,在一些实施例中,触觉效果确定模块126可以基于与触摸表面116的表面接触的 用户手指的量,选择不同的触觉效果。在一个实施例中,当用户挠曲计算设备时,较小的用 户皮肤面积会接触触摸表面116的表面。减小用户的手指与触摸表面116之间的接触面积 会导致用户感知不太强烈的触觉效果。例如,减少接触面积会导致用户仅感测一定百分比 的触觉效果,例如,增加所感知的摩擦系数所预期的触觉效果。触觉效果确定模块126可以 检测或确定表面接触的减少,作为响应,输出触觉效果来补偿该变化。例如,触觉效果确定 模块可以确定更强烈的触觉效果来补偿减小的接触面积。由此,由用户感知的摩擦系数仍 然保持与挠曲该计算设备101前相同。
[0058] 在一些实施例中,触觉效果确定模块126可以包括确定将在触摸表面116上的不 同位置输出的不同触觉效果的代码。在一些实施例中,不同触觉效果可以配置为向用户提 供更一致的触觉体验。例如,在一些实施例中,用户可以用2个或更多手指接触触摸表面 116。在这种实施例中,触摸表面116和/或计算设备101的变形、用户的手指和触摸表面 116之间的不同接触表面积和/或其他因素会使用户感知两个或多个触摸位置之间的不一 致的触觉效果。例如,用户会感知在一个触摸表面116位置处输出的触觉效果强于在第二 触摸表面116位置处输出的触觉效果。在一些实施例中,触觉效果确定模块126可以确定 配置为使用户感知多个触摸表面116位置之间的一致体验的一个或多个触觉效果。例如, 触觉效果确定模块126可以在第一触摸位置确定具有减小幅度的第一触觉效果,以及在第 二触摸位置确定具有增加幅度的第二触觉效果。
[0059] 在一些实施例中,触觉效果确定模块126可以包括确定基于用户(例如用户的手 指)施加在触摸表面116和/或计算设备101上的压力的量输出的触觉效果的代码。例如, 在一些实施例中,触觉效果确定模块126可以基于用户施加在触摸表面116的表面上的压 力的量选择不同触觉效果。在一些实施例中,用户施加在触摸表面116上的压力的量会影 响由用户感知的触觉效果的强度。例如,在一些实施例中,减小的压力会使用户感知较弱的 触觉效果。触觉效果确定模块126可以检测或确定压力减小,以及作为响应,输出或改变触 觉效果来补偿该改变。例如,触觉效果确定模块可以确定更强烈的触觉效果来补偿减小的 压力。由此,由用户感知的触觉效果仍然保持与压力减小前相同。
[0060] 在其他实施例中,触觉效果确定模块126可以包括基于来自传感器130的信号 (例如湿度、温度、环境光的量、加速度计测量或陀螺仪测量),确定输出到触摸表面116的 触觉效果的代码。例如,在一些实施例中,触觉效果确定模块126可以基于环境光的量确定 触觉效果。在这些实施例中,当环境光减小时,触觉效果确定模块126可以确定配置为变形 触摸表面116或改变触摸表面116上的感知的摩擦系数的触觉效果。在一些实施例中,触 觉效果确定模块126可以基于温度确定触觉效果(例如,当温度降低时,触觉效果确定模块 126可以确定用户感知触摸表面116的表面的减小的摩擦系数的触觉效果)。
[0061] 在一些实施例中,环境状况(例如湿度、温度、压力、环境振动/噪声或环境光的 量)会影响触摸表面116的物理特性(例如弹性或形状)。触摸表面116的物理特性的改 变会影响用户感知的触觉效果。触觉效果确定模块126可以确定配置为抵消物理特性的这 些变化的触觉效果。在一些实施例中,这可以为用户提供更一致的触觉体验。例如,在一些 实施例中,当温度降低时,触摸表面116的弹性下降,导致触摸表面116变得更硬。作为响 应,触觉效果确定模块126可以确定配置为增加触摸表面116的表面的弹性的触觉效果。在 一些实施例中,增加的弹性会为用户提供更一致的触觉体验。作为另一示例,在一些实施例 中,当环境湿度或振动增加时,触摸表面116的表面会变形。作为响应,触觉效果确定模块 126可以确定配置为抵抗触摸表面116的变形的触觉效果。此外,在一些实施例中,触觉效 果确定模块126可以确定配置为使触摸表面116折叠、弯曲、挠曲或者变形基本上返回其原 本配置的触觉效果。
[0062] 在一些实施例中,触觉效果确定模块126可以包括基于由触觉输出设备120输出 的触觉效果,确定将由触觉输出设备118输出的触觉效果的代码。同样地,在一些实施例 中,触觉效果确定模块126可以包括基于将由触觉输出设备118输出的触觉效果,确定将由 触觉输出设备120输出的触觉效果的代码。例如,在一些实施例中,触觉效果确定模块126 可以确定包括将由触觉输出设备118输出的感知的摩擦系数减小的第一触觉效果。在一些 实施例中,基于第一触觉效果,触觉效果确定模块126可以确定包括触摸表面116的表面张 力增加的第二触觉效果。感知的摩擦系数减小和增加的表面张力的组合可以使用户输入的 用户交互(例如滑动手势)更容易。
[0063] 尽管在图1中,将触觉效果确定模块126图示为存储器104内的程序组件,但在一 些实施例中,触觉效果确定模块126可以包括配置为确定生成的一个或多个触觉效果的硬 件。在一些实施例中,这种硬件可以包括模数转换器、处理器、微控制器、比较器、放大器、晶 体管和其他模拟或数字电路。
[0064] 触觉效果生成模块128表示使处理器102生成和传送触觉信号到触觉输出设备 118和120来生成选择的触觉效果的编程。例如,触觉效果生成模块128可以访问所存储的 波形或指令来发送到触觉输出设备118和120以便产生所需效果。在一些实施例中,触觉 效果生成模块128可以包括确定触觉信号的算法。此外,在一些实施例中,触觉效果生成模 块128可以包括确定用于触觉效果的目标坐标(例如,用于触摸表面116或显示器上的位 置的坐标)的算法。
[0065] 尽管在图1中,将触觉效果生成模块128图示为存储器104内的程序组件,但在一 些实施例中,触觉效果生成模块128可以包括配置为确定将生成的一个或多个触觉效果的 硬件。在一些实施例中,该硬件可以包括模数转换器、处理器、微控制器、比较器、放大器、晶 体管和其他模拟或数字电路。
[0066] 图3不出用于支持触觉的可变形表面的系统的另一实施例。在该不例中,触摸表 面316不覆盖显示器322。计算设备301包括触摸表面316,可以被映射到在计算系统320 中包括的显示器322中提供的图形用户界面。计算系统320通信地耦接到计算设备301。 计算设备301可以包括鼠标、轨迹板或其他设备,而计算系统320可以包括膝上型计算机、 机顶盒(例如,DVD播放器、DVR、闭路电视盒)或另一计算系统。
[0067] 在一些实施例中,触摸表面316和显不器322可以位于同一设备中,诸如包括显不 器322的膝上型计算机中的支持触摸的轨迹板。尽管与显示器或其他一体化,但在此的示 例中的平面触摸表面的描述不意味着限制。其他实施例可以包括进一步配置为提供触觉效 果的弯曲或不规则的支持触摸的表面。
[0068] 图4A示出用于支持触觉的可变形表面的系统的另一实施例。可变形计算设备401 包括组合触摸表面和显示器的支持可变形触摸的显示器416。计算设备401和/或支持触 摸的显示器416可以是柔性的、可弯曲、可折叠、可扭卷、可伸缩或可卷曲的。在一些实施例 中,计算设备401可以包括多功能控制器,例如用在电话亭、汽车、报警系统、恒温器中的控 制器,或其他类型的计算设备。在一些实施例中,计算设备401可以包括智能电话、平板电 脑或其他类型的计算机。
[0069] 计算系统400进一步包括一个或多个触觉输出设备。至少一个触觉输出设备被配 置为输出ESF触觉效果,例如,模拟质地或振动,或改变支持触摸的显示器416的表面处的 感知摩擦系数的触觉效果。此外,在一些实施例中,计算设备401可以包括配置为输出变形 触觉效果的触觉输出设备。
[0070] 在一些实施例中,计算设备401可以响应于事件输出触觉效果。事件,如在此所使 用的,是在潜在地包括相关触觉效果的计算设备401的操作期间发生的任何交互、动作、碰 撞或其他事件。在一些实施例中,事件可以包括用户输入(例如,与实际或虚拟按钮的交 互、操作游戏杆、与触摸表面交互、倾斜或定向计算设备401,或弯曲、折叠、扭卷、伸缩或挠 曲计算设备401)、系统状态(例如电量低、存储量低或系统通知,诸如基于系统接收呼入呼 叫生成的通知)、发送数据、接收数据或程序事件(例如,如果程序是游戏,程序事件可以包 括爆炸、撞击或游戏对象之间的交互,或进入新等级)。
[0071] 例如,在一些实施例中,计算设备401可以输出一个或多个虚拟对象(例如虚拟 菜单、列表、滑块、旋钮、按钮或其他接口),如图4B所示。在图4B所示的实施例中,虚拟对 象418包括具有字"凹凸不平"的按钮。在用户经支持触摸的显示器416,与一个或多个虚 拟对象418交互时,一个或多个触觉输出设备可以输出触觉效果(例如模拟凹凸不平的质 感)。在一些实施例中,计算设备可以输出配置为使用户感知凸起、边界或对应于虚拟对象 418的边缘的其他障碍的一个或多个触觉效果。在一些实施例中,虚拟对象418可以包括配 置为控制与控件相关的系统的控件。例如,在一些实施例中,控件可以包括配置为控制气候 控制系统的温度设定的虚拟旋钮。由此,通过与虚拟旋钮交互,用户能调整温度设定值。
[0072] 在一些实施例中,多个触觉输出设备可以顺序或协同地输出触觉效果。在一些实 施例中,计算设备401可以确定多个触觉效果,使得用户将多个触觉效果感知为单一复合 效果。将参考图8,进一步详细地论述复合触觉效果。
[0073] 图4C示出用于支持触觉的可变形表面的系统的又一实施例。可变形计算设备401 包括结合触摸表面和显示器的支持可变形触摸的显示器416。在该示例中,计算设备401正 执行应用,例如相片簿应用。应用为正经支持触摸的显示器416输出虚拟对象418 (例如狗 的相片)。
[0074] 在一些实施例中,计算设备401可以输出配置为基于事件,挠曲、弯曲、折叠、扭 卷、伸缩或卷曲计算设备401和/或触敏表面416的一个或多个触觉效果。例如,在图4C 所示的示例中,计算设备401已经输出配置为使计算设备401半折叠的触觉效果,使得计算 设备401的后半部分充当用于计算设备401的支架,使计算设备401提离搁置表面。在一 些实施例中,这种配置可以允许用户更易于与应用数据交互或感知应用数据(例如相片)。
[0075] 此外,在一些实施例中,计算设备401和/或支持触摸的显示器416可以输出配置 为改变计算设备401和/或支持触摸的显示器416的形状的触觉效果。在一些实施例中,计 算设备401和/或支持触摸的显示器416可以响应于事件的发生,例如执行相片簿应用而 改变形状。例如,在一些实施例中,在执行相片簿应用时,计算设备401可以输出配置为将 计算设备401的形状改变成相框的触觉效果。在一些实施例中,改变计算设备401和/或 支持触摸的显示器416的形状可以为用户提供更真实的用户界面体验。在一些实施例中, 计算设备401和/或支持触摸的显示器416可以改变形状来实现或便于用户输入。例如, 在一些实施例中,计算设备401可以输出配置为改变支持触摸的显示器416 (例如游戏控制 器)的形状来允许用户更容易提供输入(例如针对游戏应用)的触觉效果。在一些实施例 中,计算设备401和/或支持触摸的显示器416可以基于将显示给用户的信息(例如信息 内容)改变形状,或显示信息(例如,计算设备401可以通过其形状,将信息显示给用户)。 例如,在一些实施例中,计算设备401可以输出配置为改变支持触摸的显示器416的形状以 便优化将在支持触摸的显示器416上显示的信息的触觉效果。
[0076] 在一些实施例中,用户能将计算设备401挠曲、弯曲、折叠、伸缩或扭卷成一配置。 在一些实施例中,计算设备401可以输出配置为保持该配置的一个或多个触觉效果。例如, 在一些实施例中,用户可以变形计算设备401和/或支持触摸的显示器416来使计算设备 401和/或支持触摸的显示器416符合用户身体的形状(例如,用户可以使计算设备401弯 曲在用户的手腕上)。在一些实施例中,计算设备401可以响应于用户挠曲、弯曲或折叠该 设备或其他事件,输出一个或多个触觉效果。例如,在一些实施例中,计算设备401可以输 出配置为维持或保持计算设备401和/或支持触摸的显示器416的挠曲或弯曲(例如,通 过防止进一步挠曲或变形)的一个或多个触觉效果。在一些实施例中,维持计算设备401 和/或支持触摸的显示器416的挠曲或弯曲可以允许用户使计算设备401符合形状(例如 围绕用户的踝)以用作可佩戴设备(例如指环、手环、手镯、脚镯、头带或套袖)。
[0077] 图5示出利用支持触摸的可变形表面502的用户交互的一个实施例。在一些实施 例中,用户可以挠曲或弯曲触摸表面502。例如,用户可以挠曲触摸表面502来将计算设备 放置在不平表面上。作为另一示例,用户可以挠曲触摸表面502来输入数据,诸如当挠曲包 括游戏的一部分的计算设备时。在一些实施例中,触觉输出设备可以引起触摸表面502中 的挠曲或弯曲作为触觉效果的一部分。
[0078] 在该示例中,挠曲触摸表面502,以便用户的手指501的大部分与触摸表面502接 触。在一些实施例中,计算设备可以响应于计算设备和/或触摸表面502的挠曲、弯曲、扭 卷、伸缩或折叠,输出触觉效果。在一些实施例中,触觉效果可以包括ESF效果、振动和/或 变形。
[0079] 例如,在一些实施例中,计算设备可以检测弯曲、折叠或挠曲。作为响应,在一些实 施例中,计算设备可以输出配置为为用户提供更一致触觉体验的触觉效果。例如,在一些实 施例中,与触摸表面502接触的皮肤的表面积的量可以改变ESF触觉效果的用户感知。当 用户的手指501的更大表面积与触摸表面502接触时,用户会感到更强的触觉效果。相反, 当用户手指501的更少表面积与触摸表面502接触时,用户会感到较弱的效果。因此,在一 些实施例中,在检测到挠曲时,计算设备可以确定用户的手指501的相对大的量与触摸表 面502接触。作为响应,计算设备可以输出配置为减小用户和触摸表面502之间的电容耦 合的触觉效果。在一些实施例中,这会导致用户感知更恒定的ESF触觉效果。
[0080] 图6示出利用支持触觉的可变形表面602的用户交互的另一实施例。在该示例 中,计算设备正输出ESF触觉效果。此外,在该示例中,挠曲触摸表面602,使得比在图5所 示的示例中,用户手指601的更小表面积与触摸表面602接触。在一些实施例中,计算设备 可以响应于计算设备和/或触摸表面502的挠曲、弯曲、扭卷、伸缩或折叠,输出触觉效果。 在一些实施例中,触觉效果可以包括ESF效果、振动和/或变形。
[0081] 例如,在一些实施例中,计算设备可以检测弯曲、折叠或挠曲。作为响应,在一些实 施例中,计算设备可以输出配置为为用户提供更一致的触觉体验的触觉效果。例如,如上所 述,当用户的手指601的更少表面积与触摸表面602接触时,用户会感到较弱的ESF触觉效 果,即使以恒定强度输出ESF触觉效果。由此,在一些实施例中,在检测到挠曲时,计算设备 可以确定用户手指601的相对少的量与触摸表面602接触。作为响应,计算设备可以输出 配置为增加用户和触摸表面602之间的电容耦合的触觉效果。在一些实施例中,这会导致 用户感知更恒定的ESF触觉效果。
[0082] 在一些实施例中,用户输入可以包括折叠、扭卷、弯曲、伸缩或变形计算设备和/ 或触摸表面602。例如,计算设备可以包括用户输入包括折叠计算设备(例如折叠计算设备 的角来向下滚动联系人列表)的应用(例如,联系人列表应用)。在一些实施例中,在用户 折叠计算设备时,计算设备可以输出一个或多个触觉效果。例如,在一些实施例中,触觉效 果可以包括配置为阻止用户弯曲或挠曲计算设备和/或触摸表面602的变形(例如,如果 用户已经到达联系人列表的末尾)。在一些实施例中,触觉效果可以包括配置为帮助用户折 叠计算设备的变形(例如,如果用户位于联系人列表的开始处)。在其他实施例中,触觉效 果可以包括机械止动或振动。在一些实施例中,止动或振动可以将信息告知用户(例如,用 户正好滚动过喜欢的联系人,用户正翻动新的联系人子集,计算设备已经接收到用户输入, 或用户交互完成)。
[0083] 在一些实施例中,计算设备可以输出基于计算设备的操作(例如计算设备的挠 曲、弯曲、扭卷、伸缩或折叠的量)而确定的触觉效果。例如,如果用户在第一范围内折叠计 算设备,诸如在10和20度之间,计算设备可以输出第一触觉效果(例如,配置为帮助用户 进一步折叠计算设备的变形)。如果用户在第二范围内弯曲计算设备,诸如在20和30度 之间,计算设备可以输出第二触觉效果(例如,将触摸表面602的表面上的感知摩擦系数成 比例地调制成计算设备中的弯曲的量)。此外,在一些实施例中,触觉效果可以与第一范围 和第二范围之间的过渡相关。即,在用户使计算设备弯曲约20度时,计算设备可以输出触 觉效果(例如振动)。在一些实施例中,过渡触觉效果可以通知用户弯曲在两个范围之间过 渡。
[0084] 图7示出根据一个实施例,利用支持触觉的可变形表面的用户交互。在一些实施 例中,触摸表面702包括计算设备的表面,诸如智能电话、膝上型计算机、电子阅读器或其 他电子设备。在一些实施例中,用户可以挠曲或弯曲触摸表面702。例如,在一些实施例中, 用户可以弯曲或折叠触摸表面702来将数据输入到程序(例如,翻动虚拟书页、放大或缩小 图片、或滚动网页)。在一些实施例中,计算设备可以输出配置为挠曲、弯曲或变形触摸表 面702的表面的触觉效果。在一些实施例中,该触觉效果可以阻止或帮助与触摸表面的用 户交互(例如折叠或弯曲触摸表面702)。
[0085] 在一些实施例中,计算设备可以基于用户交互,输出一个或多个触觉效果。在一些 实施例中,用户交互可以包括过去、当前或预期的未来交互。例如,在一些实施例中,用户可 以执行用户通过在触摸表面702的表面上滑动手指来绘制图形的绘图程序。作为响应,计 算设备可以输出配置为模拟例如玻璃的复合触觉效果。在一些实施例中,复合触觉效果可 以包括配置为减小由用户感知的摩擦系数的第一触觉效果。此外,复合触觉效果可以包括 配置为增加触摸表面702的刚性的第二触觉效果。在一些实施例中,复合触觉效果可以产 生在其上用户的手指更容易滑动的平滑、刚性表面(例如象玻璃的表面)。
[0086] 作为另一示例,在一些实施例中,用户可以执行用户通过与触摸表面702上的虚 拟键盘输出交互来输入文本的文本输入程序。在一些实施例中,计算设备可以输出配置为 模拟虚拟键盘的键上的质地(例如塑料)的触觉效果。在一些实施例中,触觉效果可以使 文本输入对用户更直观。此外,在一些实施例中,计算设备可以输出复合触觉效果。在一些 实施例中,复合触觉效果可以配置为模拟键盘。在一些实施例中,复合触觉效果可以包括配 置为使触摸表面702变硬的第一触觉效果。在一些实施例中,触摸表面702的硬化可以使 文本输入对用户更容易。计算设备可以进一步输出配置为使触摸表面702变形成基本平的 形状的第二触觉效果。在一些实施例中,使触摸表面702变形成基本平的形状可以使文本 输入对用户更容易。此外,计算设备可以输出配置为模拟虚拟键盘的键上的质地(例如橡 胶)的第三触觉效果。在一些实施例中,复合触觉效果可以使文本输入对用户更容易。 [0087] 图8示出利用支持触觉的可变形表面的用户交互的另一实施例。在图8所示的实 施例中,多个触觉输出设备输出触觉效果(例如,由用户感知的摩擦系数的增加和触摸表 面802的弹性的减小)。这些触觉效果配置为生成复合触觉效果。在图8所示的实施例中, 该复合触觉效果包括触摸表面802中的凸起或波纹。作为结果,如图8所示,当用户在触摸 表面802上移动手指801a-c时,波纹或凸起可以形成。在一些实施例中,该波纹或凸起可 以包括在用户的手指前形成的触摸表面802的堆积的材料。在一些实施例中,这种复合效 果可以被用于模拟触摸表面802上的各种特性。
[0088] 在一些实施例中,计算设备可以包括具有可变形触摸表面802的电子阅读器。在 一些实施例中,用户可以经阅读应用,在电子阅读器上读书。电子阅读器可以输出与读书应 用相关的触觉效果。例如,用户可以使手指801a-c从触摸表面802的左侧轻扫到触摸表面 802的右侧来改变书页。作为响应,在一些实施例中,计算设备可以输出一个或多个触觉效 果。在一些实施例中,当翻页时,触觉效果可以包括配置为模拟在书页中形成的波的感觉的 复合触觉效果。例如,一个触觉输出设备可以输出配置为增加用户的手指801a-c和触摸表 面802之间的感知的摩擦系数的ESF触觉效果。另一触觉输出设备可以输出配置为减小触 摸表面802的表面的刚性的触觉效果。当用户使手指801a-c从触摸表面802的左侧移向 触摸表面802的右侧时,ESF触觉效果可以使用户感到另外的摩擦。另外的摩擦可以使来 自可变形触摸表面802的材料堆积在用户的移动手指801a-c前,在触摸表面802中形成波 或凸起。该波或凸起会模拟翻页的感觉,例如,平装本书页。
[0089] 在一些实施例中,当用户与计算设备交互(例如随着手指801a_c推动波纹或凸 起),计算设备可以改变复合触觉效果的特性。在一些实施例中,计算设备可以通过调制当 组合时,组成复合触觉效果的一个或多个单个触觉效果的特性,来改变复合触觉效果的特 性。例如,当用户随着手指801a-c推动波纹或凸起时,计算设备可以调制触摸表面802的 弹性。在一些实施例中,通过改变复合触觉效果的特性,用户可以感知新的或不同的复合触 觉效果。
[0090] 在其他实施例中,计算设备可以变形触摸表面802并输出ESF触觉效果来为用户 提供手势可用的确认。例如,在一些实施例中,当用户在触摸表面802的表面上移动手指 801a-c时,用户可以越过触摸表面802的表面上的按钮、滑块或其他输入设备。当用户的手 指801a-c越过该输入设备时,计算设备可以输出一个或多个触觉效果来让用户知道手指 801a_c已经越过输入位置。例如,在一个实施例中,当用户的手指801a_c在虚拟按钮的顶 部上移动时,计算设备输出配置为增加摩擦系数和使触摸表面802变形来产生质感的复合 触觉效果。在一些实施例中,复合触觉效果可以提醒用户按钮的存在。在另一实施例中,当 用户的手指801a_c在滑块顶部移动时,计算设备可以输出配置为增加摩擦系数和减小触 摸表面802的表面的刚性的复合触觉效果。在一些实施例中,复合触觉效果可以提醒用户 滑块的存在。
[0091] 用于在可变形表面中支持触觉反馈的示例性方法
[0092] 图9是根据一个实施例,示出用于可变形表面上的触觉反馈的方法的流程图。在 一些实施例中,图9中的步骤可以用由处理器,例如通用计算机、移动设备或服务器中的处 理器执行的程序代码实现。在一些实施例中,这些步骤可以由一组处理器实现。在一些实 施例中,可以省略或按不同次序执行图9中所示的一个或多个步骤。类似地,在一些实施例 中,还可以执行未在图9中所示的另外的步骤。根据图1所示的系统100,参考上述组件,描 述下述步骤。
[0093] 当处理器102确定事件时,方法900以步骤902开始。在一些实施例中,事件可以 包括例如与触摸表面116或计算设备101交互,或程序事件(例如软件的执行)。例如,在 一些实施例中,用户可以折叠计算设备101的角来提供输入。作为响应,处理器102可以确 定事件已经发生。
[0094] 当处理器102至少部分地基于事件904,确定第一触觉效果时,方法900继续。在 一些实施例中,第一触觉效果可以包括配置为将由触觉输出设备118输出的效果。触觉输 出设备118可以包括配置为模拟质地或振动,或使用静电场,改变触摸表面116上的感知的 摩擦系数的一个或多个静电致动器。处理器102可以依赖于包含在确定输出到第一触觉输 出设备118的第一触觉效果的触觉效果确定模块126中的编程。例如,在一些实施例中,触 觉效果确定模块126可以包括查找表。在一个这种实施例中,特定用户输入可以与特定触 觉效果关联。例如,在一个实施例中,响应于键入设备上的虚拟键盘上的字"摩擦",触觉效 果确定模块126关联触觉输出设备118增加触摸表面116的摩擦系数的触觉效果。
[0095] 在一些实施例中,查找表可以包括与用户界面的特征相关的数据和多个可用触觉 效果。例如,一些实施例,查找表可以包括与用户界面的用户交互相关的数据,诸如在虚拟 按钮上滑动用户的手指,以及多个可用触觉效果。例如,在这种实施例中,响应于用户在虚 拟按钮上滑动手指,处理器102可以查阅查找表。基于查找表,处理器102可以确定将由第 一触觉输出设备118输出的第一触觉效果,其中,增加触摸表面116的摩擦系数。在一些实 施例中,多个可用触觉效果可以包括多种质地。例如,多种质地可以包括下述质地的一个或 多个:沙、玻璃、冰、橡胶、水或任何其他可用质地。例如,在一些实施例中,特定质地可以与 按钮,例如玻璃质地关联。在这种实施例中,处理器102可以查阅查找表并且确定其中减小 触摸表面116的表面上的感知的摩擦系数来产生玻璃按钮的感觉的触觉效果。
[0096] 在一些实施例中,第一触觉效果可以与游戏中的角色正经过的虚拟地形相关。例 如,在一个实施例中,第一触觉效果与视频游戏中的角色正行走的沙地。在这种实施例中, 处理器102可以确定其中增加触摸表面116的表面上的感知的摩擦系数来产生沙地的感觉 的第一触觉效果。
[0097] 在一些实施例中,处理器102可以基于是否或挠曲、扭卷、伸缩或折叠触摸表面 116的程度,来确定第一触觉效果。例如,在一个这种实施例中,如果使触摸表面116挠曲超 过50%,则处理器102确定使触摸表面116的感知的摩擦系数增加超出50%的第一触觉效 果。在另一这种实施例中,如果使触摸表面116挠曲超过50%,则处理器102确定包括振动 的第一触觉效果。
[0098] 在一个实施例中,处理器102可以将来自用户输入的数据应用于确定第一触觉效 果的算法。例如,在一些实施例中,用户可以输入数字作为游戏的一部分。作为响应,处理 器102确定第一触觉效果,其中,第一触觉输出设备118使触摸表面116的表面的感知的摩 擦系数增加与用户输入的数字的大小成反比的量。
[0099] 此外,在一些实施例中,用户可以具有"触觉简档",其中,用户可以确定用户可能 与特定事件关联的触觉效果的"简档"并存储在存储器104中。例如,在一个实施例中,用户 能从选项列表选择用户可能与用户界面上的按钮关联的触觉效果。在一些实施例中,列表 可以包括例如诸如高摩擦系数、低摩擦系数、摩擦系数的模式变化或质地,诸如凹凸不平、 有弹性或平滑的触觉效果。在这些实施例中,处理器102可以查阅用户的触觉简档来确定 生成哪个第一触觉效果。例如,如果用户的触觉简档将交互与具有诸如平滑的质地的按钮 关联,则响应于用户将手指放在按钮上,处理器102可以确定第一触觉效果,其中,用户感 知触摸表面116的表面上的低摩擦系数。
[0100] 在其他实施例中,处理器102可以基于当前表面变形或触摸表面116的表面上的 当前感知的摩擦系数,确定第一触觉效果。例如,在一些实施例中,处理器102可以确定可 由用户感知为高摩擦系数的触觉效果。此外,在一些实施例中,处理器102可以确定触摸表 面116的表面可以已经包括凹凸不平的质地(例如,由于表面变形)。由此,处理器102可 以确定第一触觉效果不需要包括感知的摩擦系数的增加。这是因为触摸表面116的凸起添 加足够的表面摩擦来实现所需第一触觉效果。
[0101] 当处理器102至少部分地基于事件906,确定第二触觉效果时,方法900继续。在 一些实施例中,第二触觉效果可以包括配置为将由触觉输出设备120输出的触觉效果。触 觉输出设备120可以包括配置为变形触摸表面116的一个或多个智能凝胶或变形致动器。 处理器102可以依赖包含在触觉效果确定模块126中的编程以确定输出到第二触觉输出设 备120的第二触觉效果。例如,在一些实施例中,触觉效果确定模块126可以包括查找表。 在一个这种实施例中,特定用户输入可以与特定触觉效果关联。例如,在一个实施例中,响 应于键入设备上的虚拟键盘上的字"向上",触觉效果确定模块126关联其中触觉输出设备 120升高触摸表面116的表面的触觉效果。
[0102] 在一些实施例中,查找表可以包括与用户界面的特征相关的数据和多个可用触觉 效果。例如,在一些实施例中,查找表可以包括将用户交互与用户界面关联的数据,诸如在 虚拟按钮上滑动用户的手指,以及多个可用触觉效果。例如,在一些实施例中,响应于用户 在虚拟按钮上滑动手指,处理器102可以查阅查找表。基于查找表,处理器102可以确定将 由第二触觉输出设备120输出的第二触觉效果,其中,升高触摸表面106来模拟按钮的边 界。
[0103] 在一些实施例中,第二触觉效果可以与游戏中的角色正经过的虚拟地形关联。例 如,在一个实施例中,第二触觉效果可以与视频游戏中的角色正行走的岩石关联。在这种实 施例中,处理器102可以确定第二触觉输出设备120升高和降低触摸表面116的表面来产 生岩石的感觉的第二触觉效果。
[0104] 在一些实施例中,处理器102可以基于是否或挠曲、扭卷、伸缩或折叠触摸表面 116的程度,来确定第二触觉效果。例如,在一些实施例中,如果使触摸表面116挠曲超过 50%,则处理器102生成使触摸表面116上的凸起的大小增加原来大小的50%的触觉效果。 在一些实施例中,如果使触摸表面116挠曲超出50 %,则处理器102生成包括振动的触觉效 果。
[0105] 在一个实施例中,处理器102可以将来自用户输入的数据应用于算法以确定第二 触觉效果。例如,在一个这种实施例中,用户可以输入为游戏的一部分的数字。作为响应, 处理器102确定第二触觉输出设备120按与用户输入的数字的大小成比例的量的微米数提 升触摸表面116的表面的第二触觉效果。
[0106] 此外,在一些实施例中,用户可以具有"触觉简档",其中,用户能确定用户想关联 特定事件的触觉效果的"简档"并存储在存储器104中。例如,在一些实施例中,用户能从 选项列表选择用户想关联用户界面上的按钮的那一触觉效果。在第二实施例中,列表可以 包括例如诸如凸起、光滑或波形的触觉效果。在这些实施例中,处理器102可以查阅用户的 触觉简档来确定生成哪一第二触觉效果。例如,如果用户的触觉简档将具有诸如凸起的质 地的按钮与交互关联,则响应于用户将手指放在按钮上,处理器102可以生成用户感知触 摸表面116的表面的凸起的第二触觉效果。
[0107] 在其他实施例中,处理器102可以基于第一触觉效果,确定第二触觉效果。例如, 如果第一触觉效果包括高摩擦系数,则处理器102可以确定第二触觉效果应当包括低表面 刚性来产生复合波纹触觉效果。类似地,处理器102可以基于当前表面变形或触摸表面116 的表面上感知的摩擦系数,确定第二触觉效果。在一些实施例中,例如,处理器102可以确 定因为已经变形触摸表面116的表面来包含凸起,第二触觉效果不需要任何改变,由此,不 需要确定第二触觉效果。
[0108] 在一些实施例中,处理器102可以基于触觉输出设备120的特性,确定第二触觉效 果。在一些实施例中,触觉输出设备120包括智能凝胶和用于发热的导体。在这种实施例 中,处理器102可以使其第二触觉效果确定基于智能凝胶的类型、导体的类型、将生成的效 果和输出特定效果必须产生多少热的一个或多个。在其他实施例中,触觉输出设备120可 以包括耦接到旋转变形部件的臂的变形致动器。在这些实施例中,处理器102可以使其第 二触觉效果确定基于变形致动器的类型、变形部件的位置、将生成的效果和输出特定效果 必须将变形部件旋转多少的一个或多个。
[0109] 在一些实施例中,处理器102可以确定包括第一触觉效果和第二触觉效果的复合 触觉效果。在一些实施例中,处理器102可以响应于事件确定复合触觉效果。基于所确定 的复合触觉效果,处理器102可以确定结合产生复合触觉效果的感知的第一触觉效果和第 二触觉效果。例如,在一个实施例中,响应于用户在虚拟按钮上滑动手指,处理器102确定 复合触觉效果,例如包括橡胶按钮质地。在这种实施例中,基于复合触觉效果,处理器102 确定组合产生复合触觉效果、橡胶按钮的感觉的第一触觉效果,诸如橡胶质地,以及第二触 觉效果,诸如按钮的边界。作为另一示例,响应于用户在道路的虚拟图像上滑动手指,在一 个实施例中,处理器102确定例如包括凹凸不平的质地的复合触觉效果。在这种实施例中, 基于复合触觉效果,处理器102确定组合产生复合触觉效果,凹凸不平的道路的感觉的第 一触觉效果,诸如凹凸不平的质地和第二触觉效果,诸如振动。
[0110] 当处理器102确定可变形表面的挠曲的程度时,方法900继续。在一些实施例中, 处理器102可以确定是否或挠曲、扭卷、伸缩或折叠触摸表面116或计算设备101多少。
[0111] 当处理器102基于挠曲的程度、表面接触面积的大小或所检测的用户交互的位置 的至少一个,改变第一触觉效果、第二触觉效果或两者时,方法900继续。例如,在一些实施 例中,基于事件,处理器102可以确定包括感知的摩擦系数的增加的第一触觉效果。此外, 在一些实施例中,处理器102可以基于是否或挠曲、扭卷、伸缩或折叠触摸表面116的程度, 改变第一触觉效果。例如,在一些实施例中,响应于挠曲或弯曲计算设备101和/或触摸表 面116,处理器102可以将第一触觉效果从感知的摩擦系数增加改变成模拟质地。在其他实 施例中,响应于用户的手指与触摸表面116之间的减小的接触表面积,处理器102可以增加 第一触觉效果的幅度。在一些实施例中,增加第一触觉效果的幅度可以抵消减小用户的手 指和触摸表面116之间的接触表面积对由用户感知的触觉效果的强度的影响。
[0112] 当处理器102从配置为检测环境特性或生物信息912的传感器130接收信号时, 方法900继续。传感器130配置为将传感器信号传送到处理器102。在一些实施例中,环境 特性可以包括湿度、温度或环境光的量中的一个或多个。在一些实施例中,生物信息可以包 括心率、呼吸率、体温或生物节律中的一个或多个。
[0113] 当处理器102基于来自传感器130的信号,改变第一触觉效果、第二触觉效果或两 者时,方法900继续。例如,在一些实施例中,用户可以与计算设备101交互。在一些实施 例中,当用户与计算设备101交互时,传感器130可以检测用户的心率。传感器130将与用 户的心率相关的传感器信号传送到处理器102。处理器102可以基于传感器信号,改变第 一触觉效果、第二触觉效果或两者。例如,在一些实施例中,用户可以玩健体视频游戏。作 为游戏中的前臂练习的一部分,用户可能需要快速地向上和向下挠曲计算设备101。传感 器130可以检测用户的心率和/或呼吸率以及将与心率和/或呼吸率相关的传感器信号传 送到处理器102。在一些实施例中,处理器102可以输出配置为阻止用户挠曲计算设备101 的第二触觉效果。此外,在一些实施例中,处理器102可以基于用户的心率和/或呼吸率, 来改变(例如减小)将经第二触觉效果输出的抵抗的量。
[0114] 当处理器102将与第一触觉效果相关的第一触觉信号传送到输出触觉效果的第 一触觉输出设备916时,方法900继续。在一些实施例中,处理器102可以访问存储器104 中存储的并且与特定触觉效果相关的驱动信号。在一些实施例中,可以通过访问存储的算 法和输入与效果相关的参数,生成信号。例如,在一些实施例中,算法可以输出用于基于振 幅和频率参数,生成驱动信号的数据。作为另一示例,触觉信号可以包括发送到致动器、将 由致动器解码的数据。例如,致动器本身可以响应于指定诸如振幅和频率的参数的命令。
[0115] 当处理器102将与第二触觉效果相关的第二触觉信号传送到输出第二触觉效果 的第二触觉输出设备918时,方法900继续。在一些实施例中,处理器102可以访问在存储 器104中存储的并且与特定触觉效果关联的驱动信号。在一些实施例中,可以通过访问所 存储的算法和输入与效果相关的参数来生成信号。例如,在一些实施例中,算法可以输出用 于基于振幅和频率参数,生成驱动信号的数据。作为另一示例,触觉信号可以包括发送到致 动器、以由致动器解码的数据。例如,致动器本身可以响应于指定诸如振幅和频率的参数的 命令。
[0116] 在一些实施例中,处理器102可以确定包括第一触觉效果和第二触觉效果的复合 触觉效果。在这些实施例中,处理器102可以通过将与第二触觉效果相关的第二触觉信号 传送到触觉输出设备120,产生复合触觉效果。例如,处理器102可以确定包括触摸表面116 的表面上的波的复合触觉效果。为产生复合触觉效果,处理器102可以确定包括减小触摸 表面116的表面的刚性的第二触觉效果。在一些实施例中,处理器102可以将与第二触觉 效果相关的第二触觉信号传送到输出第二触觉效果的第二触觉输出设备120。在一个这种 实施例中,用户可以感知触摸表面116的表面上的减小的张力。当与增加触摸表面116的 表面的摩擦系数的第一触觉效果结合时,减小的刚性会导致来自可变形触摸表面116的材 料堆积在用户的移动手指前,在触摸表面116中形成波。
[0117] 用于支持可变形表面上的触觉反馈的系统的另外的实施例
[0118] 图10示出利用支持触觉的可变形表面的用户交互的一个实施例。在该示例中,计 算设备1000包括电子阅读器或平板电脑。计算设备1000包括应用(例如阅读应用)。在 一些实施例中,计算设备1000可以输出与设备的操作和/或应用相关的触觉效果。例如, 当用户从显示表面1002的右侧轻扫手指到显示表面1002的左侧时(例如,以改变由阅读 应用输出的书页),计算设备1000可以输出触觉效果。例如,计算设备1000可以输出模拟 纸书中翻页的感觉。在这种实施例中,当翻页时,计算设备1000可以输出配置为模拟在书 页中形成的波的感觉的一个或多个触觉效果。
[0119] 在一些实施例中,计算设备1000可以基于现实空间中的对象的特性,输出与特性 相关的一个或多个触觉效果。例如,在一些实施例中,计算设备1000可以基于印刷原装书 的纸的类型(例如纸的粗糙度、质地、刚性或弹性),来改变触觉效果的特性。例如,如果原 装书印刷在羊皮纸上,则计算设备1000可以输出所形成的波不显著的触觉效果,因为羊皮 纸更刚性。在一些实施例中,为模拟在羊皮纸中形成的波,计算设备1000可以输出配置为 增加用户的手指1004和显示表面1002之间的感知的摩擦系数的第一触觉效果,或输出配 置为模拟羊皮纸的质地的质地。计算设备1000可以进一步输出配置为减小显示表面1002 的刚性以便进一步模拟羊皮纸的质地的第二触觉效果。当用户将手指1004从显示表面 1002的右侧移向显示表面1002的左侧时,因为来自可变形显示表面1002的少量材料堆积 在用户的移动手指1004前,小波或凸起可以形成。在一些实施例中,这可以模拟翻动羊皮 纸页,例如平装书中的羊皮纸页的感觉。
[0120] 在另一实施例中,计算设备1000可以配置为输出配置为模拟与计算机打印纸的 质地类似的质地的触觉效果。例如,在一些实施例中,计算设备1000可以输出配置为改变 感知的摩擦系数的第一触觉效果。计算设备1000还可以输出配置为减小显示表面1002的 表面的刚性的第二触觉效果。在一些实施例中,当用户将手指1004从显示表面1002的右 侧移向显示表面1002的左侧时,因为来自可变形显示表面1002的材料堆积在用户的移动 手指1004前,波或凸起可以形成。在一些实施例中,这可以模拟翻动在计算机打印纸上打 印的页的感觉。在一些实施例中,由于打印纸与羊皮纸的质地之间的差异,波或凸起可以比 在上述实施例中相对于模拟羊皮纸的质地更大。
[0121] 图11示出利用支持触觉的可变形表面的用户交互的另一实施例。在该示例中,计 算设备1106包括具有触摸屏显示器的智能电话。在显示表面1100上示出虚拟键盘1102。 在一些实施例中,用户可能希望经虚拟键盘1102输入用于文本消息的文字。在一些实施例 中,虚拟键盘1102可以是支持"轻扫"的,用户能通过沿虚拟键盘,将手指从词的第一字母 滑动到其最后一个字母,仅在词之间提起手指来输入词。
[0122] 在一些实施例中,计算设备1106可以响应于与计算设备1106和/或显示表面 1100的用户交互,输出一个或多个触觉效果。例如,在一些实施例中,当用户沿虚拟键盘 1102的字母移动手指1104时,计算设备1106可以输出包括三个触觉效果的复合触觉效 果。在一些实施例中,第一触觉效果可以包括配置为模拟与每一按键交互(例如,单一按键 上的手指摩擦)的感觉的ESF触觉效果。第二触觉效果可以包括配置为模拟按键的边缘的 基于变形的触觉效果。当用户与按键交互时,第三触觉效果可以包括配置为模拟按键被按 压的基于变形的触觉效果。例如,在一些实施例中,复合触觉效果可以包括金属按钮。在一 些实施例中,计算设备1106可以输出配置为模拟金属的质地的基于ESF的第一触觉效果。 计算设备1106可以输出模拟按钮之间的过渡的基于变形的第二触觉效果。此外,计算设备 1106可以输出模拟向下按键的基于变形的第三触觉效果。组合地,当用户在显示表面1100 上轻扫手指1104时,用户会感知金属按钮。
[0123] 在一些实施例中,计算设备1106可以输出向用户提供信息的触觉效果。例如,在 一些实施例中,计算设备1106可以在虚拟键盘1102中的例如元音字母的某些键上改变在 显示表面1100上感知的摩擦系数和/或变形(例如升高或降低)显示表面1100。在这种 实施例中,用户能感知手指1104正触摸按键,例如元音字母,而不用看着屏幕。例如,在一 些实施例中,计算设备1106可以增加显示表面1100上的感知的摩擦系数,并且还提高元音 字母上的显示表面1100。当用户与虚拟键盘1102交互时,用户可以感知元音字母上的特 征,诸如凸起、波、质地或隆起,否则没有触觉效果,用户就不会感知。在一些实施例中,这可 以提醒用户该用户的手指正触摸元音字母。
[0124] 图12A示出根据一个实施例,利用支持触觉的可变形表面的用户交互。在一些实 施例中,计算设备1200可以输出与程序或游戏相关的一个或多个触觉效果。在图12A所 示的实施例中,用户正在玩与虚拟弹弓1202有关的游戏。在一些实施例中,当用户拉紧虚 拟弹弓1202时,计算设备1200可以输出一个或多个触觉效果,例如配置为模拟张力增加的 触觉效果。在一个实施例中,计算设备1200输出包括感知的显示表面1206的摩擦系数增 加和提高显示表面1206的表面的表面变形的触觉效果。在一些实施例中,当用户在显示表 面1206上移动手指1204来拉紧虚拟弹弓1202时,计算设备1200增加感知的摩擦系数并 且升高显示表面1206的一部分,形成图12B所示的凸起1208。当用户的手指1204按压凸 起1208时,用户可以感知增加张力的感觉(即增加防止运动的抵抗力)。在一些实施例中, 计算设备1200可以增加感知的摩擦系数和/或凸起的刚性,使得防止用户进一步移动凸起 1208。在一些实施例中,防止用户进一步移动凸起1208可以向用户表明用户已经达到最大 张力水平。
[0125] 在一些实施例中,当用户与计算设备1200交互时,计算设备1200可以改变触觉效 果的特性。在一些实施例中,计算设备1200可以通过减小感知的摩擦系数或降低显示表面 1206的升高部分,来改变张力的感觉。例如,在一些实施例中,如果用户向弹弓框架移动手 指来放松虚拟弹弓1202的张力,则计算设备1200可以减小感知的显示表面1206的摩擦系 数。减少的摩擦系数可以使在显示表面1206中形成的凸起1208的大小减小。当虚拟弹弓 1202的张力减小时,用户可以感知凸起的大小的减小。
[0126] 作为另一示例,在一些实施例中,当用户向弹弓框架移动手指1204来放松虚拟弹 弓1202的张力时,计算设备1200可以增加显示表面1206的表面的表面刚性。增加的表面 刚性可以使在显示表面1206中形成的凸起1208的大小减小。当虚拟弹弓1202的张力减 小时,用户可以感知凸起的大小的减小。
[0127] 在其他实施例中,计算设备1200可以基于虚拟对象的特性,输出触觉效果。例如, 在图12所示的实施例中,计算设备1200可以基于虚拟弹弓1202内部的虚拟材料,来改变 所感知的摩擦系数或显示表面1206的表面的变形。例如,在一个实施例中,虚拟弹弓1202 的弹性材料包括虚拟硫化天然橡胶。在一些实施例中,当用户与虚拟弹弓1202交互时,计 算设备1200可以输出具有比如果虚拟弹弓1202的弹性材料包括不同虚拟材料,诸如棉显 著更高感知张力的触觉效果。同样地,计算设备1200可以基于虚拟弹弓1202的框架的材 料来改变触觉效果。例如,在一些实施例中,当用户与虚拟弹弓1202交互时,如果虚拟弹弓 1202的框架由虚拟金属而不是虚拟木头制成,则计算设备1200输出具有较低感知张力的 触觉效果。在一些实施例中,这可以模拟金属与木头相比的可挠性的差异。
[0128] 支持触觉的可变形表面的优点
[0129] 在可变形表面上实现触觉反馈具有许多优点。这些系统可以允许用户无需看着设 备就能进行状态确定(例如,确定设备所处的模式)。由此,用户可以将注意力集中在其他 任务上。例如,用户能进行有关程序中或用户界面上的可用操作的确定,而不必将视力集中 在显示器上。类似地,触觉效果可以用作操作为可用、已经完成或具有一定重要等级的确 认。
[0130] 在其他实施例中,支持触觉的可变形表面可以使用户更有效地使用软件和用户界 面。例如,在一些实施例中,基于变形的触觉反馈可以帮助或阻止用户执行某些功能。例 如,在一些实施例中,基于变形的触觉反馈可以帮助用户弯曲或折叠计算设备来提供输入, 或如果不允许用户在那时提供输入,则阻止用户弯曲或折叠计算设备。
[0131] 在一些实施例中,支持触摸的可变形表面可以提供更现实或逼真的用户体验。例 如,在一些实施例中,正在可变形表面上玩游戏的用户可以接收与游戏事件相关的触觉反 馈,使游戏更逼真和有趣。
[0132] 此外,在一些实施例中,支持触觉的可变形表面可以允许可变形表面替换常规开 关。这可以允许可变形表面操作为多功能控制器和/或用在先前未使用的场合。在一些实 施例中,将可变形表面用作多功能控制器或用在先前未使用的场合可以降低成本和增加整 体用户满意度。
[0133] 总的原则
[0134] 上述的方法、系统和设备是示例性的。各种配置可以适当地省略、替代或添加不同 过程或部件。例如,在替代配置中,可以以不同于所述的顺序执行方法,和/或可以添加、省 略和/或组合各种阶段。同样,可以在各种其他配置中组合参考某些配置所述的特征。可以 以类似的方式组合配置的不同方面和元件。同样,技术在发展,由此许多元件是示例性的, 以及不限于该公开或权利要求书的范围。
[0135] 在说明书中给出了具体的细节来提供示例性配置(包括实现方式)的全面理解。 然而,在没有这些具体细节的情况下,也可以实施配置。例如,已经示出了公知的电路、过 程、算法、结构和技术,而无需细节,以避免混淆配置。本说明书仅提供示例性配置,以及不 限制权利要求书的保护范围、应用或配置。然而,配置的前述描述为本领域的技术人员提供 用于实现所述技术的开放描述。可以在元件的功能和排列方面进行各种改变,而不背离本 公开的精神或保护范围。
[0136] 同样,配置可以描述为图示为流程图或框图的过程。尽管每一配置可以将操作描 述为顺序过程,但可以并行或同时地执行许多操作。此外,可以重新排列操作的次序。过程 可以具有未包括在图中的另外的步骤。此外,可以用硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件 描述语言或其任意组合来实现方法的示例。当用软件、固件、中间件或微代码实现时,可以 将执行必要任务的程序代码或代码段存储在非瞬时计算机可读介质,诸如存储介质中。处 理器可以执行所述任务。
[0137] 已经描述了若干示例配置,在不背离本公开的精神的情况下,可以使用各种改进、 替代结构和等效。例如,上述元件可以是较大系统的部件,其中,其他规则可以优先于或者 修改本发明的应用。同时,在考虑上述元件前、期间或之后,可以进行许多步骤。因此,上述 描述不限定权利要求书的范围。
[0138] 在此使用"适配为"或"被配置为"意为不排除适配为或被配置为执行另外的任务 或步骤的设备的开放和包含性语言。此外,使用"基于"是指开放和包含性的,即,"基于"一 个或多个所述条件或值的步骤、计算或其他动作实际上可以基于除那些所述的外的另外的 条件或值。其中所包括的标题、列表和编号仅为了易于说明而不旨在限制。
[0139] 可以在数字电子电路中、计算机硬件、固件、软件中或前述的组合中实现根据本主 题的方面的实施例。在一个实施例中,计算机可以包括一个或多个处理器。处理器包括或 具有对计算机可读介质,诸如耦接到处理器的随机存取存储器(RAM)的访问。处理器执行 在存储器中存储的计算机可执行程序指令,诸如执行包括传感器采样例程、选择例程和执 行上述方法的其他例程的一个或多个计算机程序。
[0140] 这些处理器可以包括微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现 场可编程门阵列(FPGA)和状态机。这些处理器可以进一步包括可编程电子设备,诸如PLC、 可编程中断控制器(PIC)、可编程逻辑设备(PLD)、可编程只读存储器(PR0M)、电子可编程 只读存储器(EPROM或EEPR0M)或其他类似的设备。
[0141] 这些处理器可以包括可以存储当由处理器执行时,能使处理器执行如由处理器执 行或辅助的在此所述的步骤的介质,例如有形计算机可读介质或可以与其通信。计算机可 读介质的实施例可以包括但不限于能为处理器,诸如网络服务器中的处理器提供计算机 可读指令的所有电子、光学、磁性或其他存储设备。介质的其他示例包括但不限于软盘、 CD-ROM、磁盘、存储器芯片、ROM、RAM、ASIC、配置的处理器、所有光学介质、所有磁带或其他 磁性介质、或计算机处理器能读取的任何其他介质。同样,各种其他设备可以包括计算机可 读介质,诸如路由器、专用或公用网络,或其他传输设备。所述的处理器或处理可以在一个 或多个结构中,以及可以分散在一个或多个结构中。处理器可以包括用于执行在此所述的 一个或多个方法(或部分方法)的代码。
[0142] 尽管已经参考具体实施例详细地描述了本主题,但将意识到本领域的技术人员在 完成上文的理解后,可以易于产生对这些实施例的变更、变形和等效。因此,应理解,为示例 性而不是限制目的给出了本公开,以及对本领域的普通技术人员来说,不排除包括对本主 题的这些改进、变形和/或添加是显而易见的。
【权利要求】
1. 一种系统,包括: 第一触觉输出设备,所述第一触觉输出设备被配置为接收第一触觉信号并且将第一触 觉效果输出到可变形表面; 第二触觉输出设备,所述第二触觉输出设备被配置为接收第二触觉信号并且将第二触 觉效果输出到所述可变形表面;以及 耦接到所述第一触觉输出设备和所述第二触觉输出设备的处理器,所述处理器被配置 为: 确定事件; 至少部分地基于所述事件确定所述第一触觉效果; 至少部分地基于所述事件确定所述第二触觉效果; 将与所述第一触觉效果相关的第一触觉信号传送到所述第一触觉输出设备;以及 将与所述第二触觉效果相关的第二触觉信号传送到所述第二触觉输出设备。
2. 如权利要求1所述的系统,其中, 所述可变形表面包括显示器。
3. 如权利要求2所述的系统,其中,所述显示器包括可卷曲的显示器、可折叠的显示 器、或可弯曲的电子纸。
4. 如权利要求1所述的系统,其中,所述第一触觉输出设备包括静电设备。
5. 如权利要求4所述的系统,其中,所述第一触觉效果包括振动、所述可变形表面的摩 擦系数的可感知变化、或模拟的质地。
6. 如权利要求4所述的系统,其中,将所述静电设备嵌入到所述可变形表面内。
7. 如权利要求1所述的系统,其中,所述第二触觉效果包括使所述可变形表面的形状 变形。
8. 如权利要求7所述的系统,其中,所述第二触觉输出设备包括:智能凝胶、变形致动 器、旋转/线性致动器、螺线管、电活性聚合物致动器、表面可重配置触觉基板、磁流变或电 流变流体、宏纤维复合物、空气或流体袋、共振机械元件、压电材料、微机电元件或泵、热流 体袋、或可变多孔膜。
9. 如权利要求1所述的系统,其中,所述处理器被进一步配置为确定所述可变形表面 的挠曲程度。
10. 如权利要求9所述的系统,其中,所述处理器被进一步配置为基于所述可变形表面 中的挠曲程度、表面接触面积的大小或所检测到的用户交互的位置中的至少一项,来改变 所述第一触觉效果、或所述第二触觉效果或两者。
11. 如权利要求1所述的系统,其中,所述处理器被进一步配置为: 从被配置为检测环境特性或生物信息的传感器接收传感器信号、并且传送与所述环境 特性或生物信息相关的所述传感器信号,其中,所述环境特性包括湿度、温度或环境光的量 中的一项或多项,所述生物信息包括心率、呼吸率、体温或生物节律中的一项或多项;以及 基于所述传感器信号,改变所述第一触觉效果、或所述第二触觉效果或两者。
12. 如权利要求1所述的系统,其中,所述处理器被进一步配置为确定复合触觉效果, 并且其中,当将所述第一和第二触觉效果组合起来时,所述第一和第二触觉效果被配置为 输出所述复合触觉效果。
13. 如权利要求12所述的系统,其中,所述复合触觉效果包括所述可变形表面的表面 中的波。
14. 如权利要求1所述的系统,其中,确定所述事件包括从被配置为检测与所述可变形 表面的用户交互的传感器接收传感器信号。
15. -种方法,包括: 确定事件; 至少部分地基于所述事件确定第一触觉效果; 至少部分地基于所述事件确定第二触觉效果; 将与所述第一触觉效果相关的第一触觉信号传送到第一触觉输出设备,其中,所述第 一触觉输出设备被配置为接收所述第一触觉信号并且将所述第一触觉效果输出到可变形 表面,以及 将与所述第二触觉效果相关的第二触觉信号传送到第二触觉输出设备,其中,所述第 二触觉输出设备被配置为接收所述第二触觉信号并且将所述第二触觉效果输出到所述可 变形表面。
16. 如权利要求15所述的方法,其中,所述第二触觉效果包括使所述可变形表面的形 状变形。
17. 如权利要求15所述的方法,进一步包括确定复合触觉效果,并且其中,当将所述 第一和第二触觉效果组合起来时,所述第一和第二触觉效果被配置为输出所述复合触觉效 果。
18. -种非瞬时计算机可读介质,包括程序代码,当由处理器执行时,所述程序代码被 配置为使所述处理器: 确定事件; 至少部分地基于所述事件确定第一触觉效果; 至少部分地基于所述事件确定第二触觉效果; 将与所述第一触觉效果相关的第一触觉信号传送到第一触觉输出设备,其中,所述第 一触觉输出设备被配置为接收所述第一触觉信号并且将所述第一触觉效果输出到可变形 表面,以及 将与所述第二触觉效果相关的第二触觉信号传送到第二触觉输出设备,其中,所述第 二触觉输出设备被配置为接收所述第二触觉信号并且将所述第二触觉效果输出到所述可 变形表面。
19. 如权利要求18所述的非瞬时计算机可读介质,进一步包括程序代码,当由处理器 执行时,所述程序代码被配置为使所述处理器确定所述可变形表面的挠曲程度。
20. 如权利要求18所述的非瞬时计算机可读介质,进一步包括程序代码,当由处理器 执行时,所述程序代码进一步被配置为确定复合触觉效果,并且其中,当将所述第一和第二 触觉效果组合起来时,所述第一和第二触觉效果被配置为输出所述复合触觉效果。
【文档编号】G06F3/041GK104123035SQ201410180557
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年4月28日 优先权日:2013年4月26日
【发明者】君·曼扭尔·克鲁斯-赫南德斯, 丹尼·格雷特, 文森特·莱韦斯克, 阿利·莫达雷斯 申请人:意美森公司

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