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      針對(duì)靜默觸覺的節(jié)能模式的制作方法

      文檔序號(hào):11176537閱讀:740來(lái)源:國(guó)知局
      針對(duì)靜默觸覺的節(jié)能模式的制造方法與工藝

      一種實(shí)施例一般而言針對(duì)觸覺效果。更具體而言,實(shí)施例針對(duì)節(jié)能和觸覺效果。



      背景技術(shù):

      觸覺是觸感和力反饋技術(shù),這種技術(shù)通過向用戶施加諸如力、振動(dòng)和運(yùn)動(dòng)的觸覺反饋效果(即,“觸覺效果”)利用用戶的觸摸感覺。諸如移動(dòng)設(shè)備、觸摸屏設(shè)備和個(gè)人計(jì)算機(jī)的設(shè)備可以被配置為生成觸覺效果。一般而言,對(duì)能夠生成觸覺效果的嵌入式硬件(例如致動(dòng)器)的調(diào)用可以編程在設(shè)備的操作系統(tǒng)(“os”)內(nèi)。這些調(diào)用指定播放哪個(gè)觸覺效果。例如,當(dāng)用戶利用例如按鈕、觸摸屏、杠桿、操縱桿、滾輪或一些其它控件與設(shè)備交互時(shí),設(shè)備的os可以通過控制電路系統(tǒng)向嵌入式硬件發(fā)送播放命令。嵌入式硬件然后產(chǎn)生由用戶感知的適當(dāng)?shù)挠|覺效果。

      生成觸覺效果的設(shè)備通常依賴電池作為其動(dòng)力源。電池壽命始終是個(gè)問題,但是隨著設(shè)備變得越來(lái)越復(fù)雜,功耗更加成為設(shè)計(jì)問題。因此,降低功耗的方法是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分。

      存在許多不同的啟用觸覺的設(shè)備,其包括用于觸覺效果生成的觸覺系統(tǒng)。對(duì)于許多這些設(shè)備,尤其是非移動(dòng)設(shè)備,生成觸覺效果所需的功耗很大程度上不重要。但是,功耗和電池壽命在移動(dòng)設(shè)備中始終是關(guān)鍵問題。充電之間較長(zhǎng)的壽命被消費(fèi)者看作是非常有價(jià)值的。即使是諸如智能電話的移動(dòng)設(shè)備,其中最小化與移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的功耗是始終關(guān)心的,來(lái)自觸覺效果的功耗也相對(duì)較小。研究表明,在24小時(shí)時(shí)間段的最壞情況的使用情景下,取決于使用情況,典型的觸覺效果消耗設(shè)備電池容量的百分之0.95到4.11。

      但是,可穿戴設(shè)備通常對(duì)降低功耗具有增加的要求。大多數(shù)可穿戴設(shè)備預(yù)計(jì)在充電之間持續(xù)數(shù)天或數(shù)周,而不是像一些智能電話預(yù)計(jì)每夜充電。因此,鑒于通常(例如,~250mah)電池預(yù)計(jì)在充電之間工作長(zhǎng)達(dá)7天,因此可穿戴設(shè)備對(duì)生成觸覺效果具有嚴(yán)格的能量預(yù)算。相對(duì)于智能電話,可穿戴設(shè)備上的觸覺效果會(huì)潛在地消耗功率預(yù)算的大百分比。



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      一種實(shí)施例包括啟用觸覺的設(shè)備的使用,該啟用觸覺的設(shè)備包括執(zhí)行觸覺軌道的處理器。分析觸覺軌道以確定零力間隔(即,靜默觸覺)的存在。確定零力間隔的持續(xù)時(shí)間被確定,并且如果持續(xù)時(shí)間超過預(yù)定閾值,則系統(tǒng)進(jìn)入節(jié)能模式。確定與節(jié)能模式的終止相關(guān)聯(lián)的開銷時(shí)間。然后,在零力間隔的結(jié)尾減去開銷時(shí)間處終止節(jié)能模式。

      附圖說明

      圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的啟用觸覺的系統(tǒng)的示圖。

      圖2a和2b示出了根據(jù)實(shí)施例的包括靜默、零力觸覺間隔的觸覺軌道。

      圖3示出了根據(jù)實(shí)施例的啟用觸覺的系統(tǒng)的多個(gè)控制層。

      圖4示出了根據(jù)實(shí)施例的由啟用觸覺的系統(tǒng)的控制層產(chǎn)生的功耗。

      圖5a、5b和5c示出了根據(jù)實(shí)施例的、由啟用觸覺的系統(tǒng)的控制層在節(jié)能模式情況下產(chǎn)生的功耗的多個(gè)配置。

      圖6示出了根據(jù)實(shí)施例的、由啟用觸覺的系統(tǒng)的控制層在節(jié)能模式和樣式生成情況下產(chǎn)生的功耗。

      圖7示出了根據(jù)實(shí)施例的、具有節(jié)能的觸覺呈現(xiàn)線程算法的方法。

      圖8示出了根據(jù)實(shí)施例的、具有低功率節(jié)能模式的觸覺呈現(xiàn)線程算法的方法。

      具體實(shí)施方式

      啟用觸覺的設(shè)備產(chǎn)生通常由觸覺軌道(例如,觸覺指令的線程)控制的多種觸覺效果。觸覺軌道包括指定每個(gè)觸覺效果的諸如強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間和頻率的屬性的各種指令。觸覺效果通常與諸如視頻、音頻或游戲的一些其它信息流同步。觸覺軌道還包括“零力”間隔或靜默觸覺的周期,其間啟用觸覺的設(shè)備不產(chǎn)生觸覺效果。此外,這些零力間隔通常在兩個(gè)效果之間發(fā)生并且在周期性效果中非常普遍。

      一種實(shí)施例是當(dāng)檢測(cè)到靜默觸覺效果時(shí)進(jìn)入節(jié)能模式的啟用觸覺的系統(tǒng)。該系統(tǒng)掃描觸覺軌道以確定也被稱為零力間隔的靜默觸覺指令的存在。該系統(tǒng)然后確定零力間隔的持續(xù)時(shí)間。在作出進(jìn)入節(jié)能模式的決定之前,系統(tǒng)確定零力間隔的持續(xù)時(shí)間是否超過預(yù)定閾值。如果間隔小于閾值,那么它通常指示啟動(dòng)進(jìn)入節(jié)能模式的時(shí)間和能量是不經(jīng)濟(jì)的。如果間隔的持續(xù)時(shí)間超過閾值,那么啟動(dòng)進(jìn)入節(jié)能模式。在零力間隔的開始處啟動(dòng)進(jìn)入節(jié)能模式。系統(tǒng)然后確定與節(jié)能模式的終止相關(guān)聯(lián)的開銷時(shí)間并且在零力間隔的結(jié)尾減去開銷時(shí)間處終止節(jié)能模式。

      在另一種實(shí)施例中,不是繼續(xù)存在于節(jié)能模式直到零力間隔的結(jié)尾減去開銷時(shí)間,而是在接收到觸覺調(diào)用時(shí),系統(tǒng)將提前終止節(jié)能模式。在早終止的情況下,系統(tǒng)確定它處于節(jié)能模式的持續(xù)時(shí)間,使得系統(tǒng)可以將自身與觸覺軌道的執(zhí)行同步。

      在另一種實(shí)施例中,為了實(shí)現(xiàn)更高的節(jié)能和效率,系統(tǒng)針對(duì)將來(lái)發(fā)生的零力間隔分析觸覺軌道。不是在第一零力間隔的完成時(shí)終止節(jié)能模式,而是系統(tǒng)將保持掛起,因?yàn)樗呀?jīng)識(shí)別包括附加零力間隔和其間的觸覺指令的觸覺效果的“樣式”,并且將因此保持在節(jié)能模式,直到樣式的執(zhí)行完成。在樣式的完成減去開銷時(shí)間時(shí),系統(tǒng)將終止節(jié)能模式。

      圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的觸覺系統(tǒng)100的框圖。系統(tǒng)100包括觸覺設(shè)備110。觸覺設(shè)備110還包括具有電源控制器122的處理器120、包括致動(dòng)器152的致動(dòng)器系統(tǒng)150、包含操作系統(tǒng)132、觸覺指令134和計(jì)時(shí)器136的存儲(chǔ)器130。系統(tǒng)100還包括音頻輸出140和傳感器160。

      觸覺設(shè)備110還可以包括可以是觸摸敏感的顯示屏(未示出)。因此,除了顯示圖像之外,屏幕能夠識(shí)別諸如由用戶提供的觸摸,并且還可以識(shí)別表面上觸摸的位置、壓力量值和持續(xù)時(shí)間中的任何一些。對(duì)應(yīng)于觸摸的數(shù)據(jù)被發(fā)送到處理器120或系統(tǒng)100內(nèi)的另一個(gè)處理器,并且處理器120解釋觸摸并且作為響應(yīng)生成觸覺效果信號(hào)。觸摸表面可以利用任何感測(cè)技術(shù)感測(cè)觸摸,技術(shù)包括電容性感測(cè)、電阻性感測(cè)、表面聲波感測(cè)、壓力感測(cè)、光學(xué)感測(cè)等。觸摸表面可以感測(cè)多點(diǎn)觸摸接觸并且可以能夠區(qū)分多個(gè)觸摸和同時(shí)發(fā)生的觸摸的位置。

      觸覺設(shè)備110可以包含其它未示出的部件,包括例如,電源、i/o端口、麥克風(fēng)、控制按鈕、相機(jī)等。另外,觸覺設(shè)備110還可以包含rf發(fā)送器/接收器并且處理器120還可以響應(yīng)于經(jīng)由rf發(fā)送器/接收器接收到的信號(hào)生成觸覺效果。

      觸覺設(shè)備110包括耦合到存儲(chǔ)器130的處理器120。存儲(chǔ)器130可以包含用于檢索、呈現(xiàn)、修改和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的各種部件。例如,存儲(chǔ)器130可以存儲(chǔ)當(dāng)由處理器120執(zhí)行時(shí)提供功能的軟件模塊。除了觸覺效果指令之外,存儲(chǔ)器130還可以存儲(chǔ)操作系統(tǒng)。觸覺指令也被稱為“觸覺軌道”并且向控制致動(dòng)器系統(tǒng)150的處理器120提供命令流,以產(chǎn)生期望的觸覺效果。這些命令包括效果的類型(例如,振動(dòng)、變形、搖動(dòng)等),以及其它參數(shù),諸如頻率、持續(xù)時(shí)間、強(qiáng)度、開/關(guān)、普遍性、主題、優(yōu)選的觸覺致動(dòng)器和優(yōu)選的信息編碼。致動(dòng)器系統(tǒng)150耦合到一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器152。處理器120可以接收數(shù)據(jù)、指令、視頻和/或音頻內(nèi)容。視頻、游戲和啟用觸覺的應(yīng)用通常包括初始化以上引用的參數(shù)的一組配置設(shè)置。非瞬時(shí)性存儲(chǔ)器130可以包括可被處理器120訪問的各種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。在各種實(shí)施例中,存儲(chǔ)器130可以包括易失性介質(zhì)和非易失性介質(zhì)、可移除介質(zhì)和不可移除介質(zhì)。例如,存儲(chǔ)器130可以包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“ram”)、動(dòng)態(tài)ram(dram)、靜態(tài)ram(sram)、只讀存儲(chǔ)器(“rom”)、閃存存儲(chǔ)器、高速緩存存儲(chǔ)器和/或任何其它類型的非瞬時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的任意組合。

      處理器120可以基于配置設(shè)置參數(shù)決定將播放什么觸覺效果和這些效果被播放的次序。如果觸覺效果包括在生成觸覺效果時(shí)這些參數(shù)的一些變化或基于用戶交互的這些參數(shù)的變化,那么可以認(rèn)為觸覺效果是“動(dòng)態(tài)的”。觸覺效果的某個(gè)定義的序列也可以被稱為“樣式”,其中特定樣式包括觸覺指令和零力間隔的特定序列。

      致動(dòng)器152可以包括一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器,其中此類致動(dòng)器包括變形和振動(dòng)類型的致動(dòng)器,或者其中變形致動(dòng)器可以用于變形和振動(dòng)。致動(dòng)器可以包括任何類型的電機(jī),包括但不限于,偏心旋轉(zhuǎn)塊(“erm”)、線性共振致動(dòng)器振動(dòng)電機(jī)(“l(fā)ra”)、壓電電機(jī)或螺線管致動(dòng)器。除了致動(dòng)器152之外或作為其替代,系統(tǒng)100可以包括其它類型的觸覺輸出設(shè)備(未示出),其可以是非機(jī)械或振動(dòng)觸感設(shè)備,諸如生成靜電摩擦(“esf”)、超聲表面摩擦(“usf”)的設(shè)備、利用超聲觸覺換能器感應(yīng)出聲輻射壓力的設(shè)備、使用觸覺基板和柔性或可變形表面或形狀改變?cè)O(shè)備并且可以被附連到用戶身體的設(shè)備、提供諸如利用空氣噴嘴吹空氣的投射式觸覺輸出的設(shè)備、提供電肌肉刺激的設(shè)備等。此外,致動(dòng)器152可以利用形狀記憶合金(“sma”)線來(lái)迫使觸覺設(shè)備110沿一個(gè)或多個(gè)軸彎曲(例如,沿著角或者扭曲)。諸如智能材料、由電機(jī)牽引的線或可移動(dòng)銷陣列的其它技術(shù)也可以用于致動(dòng)。

      具有致動(dòng)器152的致動(dòng)器系統(tǒng)150產(chǎn)生包括各種振動(dòng)和搖動(dòng)效果的觸覺效果。致動(dòng)器系統(tǒng)150和致動(dòng)器152也可以用來(lái)使觸覺設(shè)備110的形狀變形。這種變形可以發(fā)生在單個(gè)軸線、兩個(gè)軸線或三個(gè)軸線中,并且可以在一個(gè)、兩個(gè)或三個(gè)維度上產(chǎn)生觸覺設(shè)備110的延伸、扭曲或彎曲。

      處理器120可以是任何類型的通用處理器,或者可以是專門設(shè)計(jì)為提供觸覺效果的專用處理器,諸如專用集成電路(“asic”)。處理器120可以是與運(yùn)行整個(gè)系統(tǒng)100相同的處理器,或者可以是單獨(dú)的處理器。處理器120從存儲(chǔ)器130獲取觸覺效果指令,其指導(dǎo)處理器120關(guān)于將由致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器150產(chǎn)生哪些特定觸覺效果,包括效果的特性。觸覺效果指令可以被預(yù)加載并且駐留在存儲(chǔ)器中,或者它們可以從集成的端口(例如,通用串行總線(“usb”))加載,或經(jīng)由數(shù)據(jù)流下載。

      處理器120向致動(dòng)器系統(tǒng)150輸出命令和控制信號(hào),致動(dòng)器系統(tǒng)150包括用于向致動(dòng)器152供給引起期望觸覺效果所需的電流和電壓(例如,“電機(jī)信號(hào)”)的電子部件和電路。如前面所提到的,系統(tǒng)100可以包括多于一個(gè)致動(dòng)器152,并且每個(gè)致動(dòng)器可以包括單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)器電路(未示出),所有驅(qū)動(dòng)器電路都耦合到處理器120。

      系統(tǒng)100可以包括諸如傳感器160的各種傳感器,用于感測(cè)與觸覺設(shè)備110的交互。傳感器160可以包括:在交互期間測(cè)量變形量值的應(yīng)變儀傳感器、測(cè)量施加到觸覺設(shè)備的力/應(yīng)力的力感測(cè)電阻(“fsr”)傳感器、檢測(cè)啟用觸摸的顯示器中單個(gè)或多點(diǎn)觸摸輸入的位置的多點(diǎn)觸摸觸摸傳感器、測(cè)量在每個(gè)觸摸位置下方施加的壓力的多點(diǎn)觸摸壓力傳感器、捕獲環(huán)境狀況的溫度/濕度/氣壓傳感器等等。傳感器還可以包括特征化運(yùn)動(dòng)、速度、加速度和顯示器朝向的加速計(jì)/陀螺儀/磁力計(jì)、捕獲用戶語(yǔ)音命令或包括來(lái)自自然或通過啟用觸覺的設(shè)備發(fā)生的觸覺效果的聲音的環(huán)境音頻信息的麥克風(fēng)、以及從/向其它設(shè)備無(wú)線接收/發(fā)送信息的無(wú)線發(fā)送器。對(duì)應(yīng)于傳感器160的數(shù)據(jù)被發(fā)送到處理器120,或系統(tǒng)100內(nèi)的另一個(gè)處理器,并且處理器120解釋傳感器數(shù)據(jù)并且作為響應(yīng)可以生成觸覺效果信號(hào)、生成或修改觸覺配置設(shè)置、產(chǎn)生反饋、音頻響應(yīng)和視覺圖像。

      系統(tǒng)100可以是手持式設(shè)備,諸如蜂窩電話、個(gè)人數(shù)字助理(“pda”)、智能電話、計(jì)算機(jī)平板、游戲控制臺(tái)、基于車輛的接口等,或者可以是包括具有一個(gè)或多個(gè)致動(dòng)器的觸覺效果系統(tǒng)的任何其它類型的設(shè)備。用戶接口可以是觸摸敏感表面,或者可以是諸如麥克風(fēng)、相機(jī)等的任何其它類型的用戶接口。在具有多于一個(gè)致動(dòng)器的實(shí)施例中,具有旋轉(zhuǎn)能力的每個(gè)致動(dòng)器可以具有不同的旋轉(zhuǎn)能力,以便在設(shè)備上創(chuàng)建廣泛范圍的觸覺效果,例如每個(gè)致動(dòng)器可以被分別控制;還有一些旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器使其旋轉(zhuǎn)軸線與其它旋轉(zhuǎn)致動(dòng)器的旋轉(zhuǎn)軸線成一角度。同樣,在具有其它能力的多個(gè)致動(dòng)器的實(shí)施例中,每個(gè)致動(dòng)器可以被分別控制,以在設(shè)備上展現(xiàn)出廣泛范圍的觸覺效果。

      圖2a是根據(jù)實(shí)施例的可能的觸覺軌道200、觸覺指令序列的圖示??v軸示出觸覺輸出水平,而橫軸表示時(shí)間。觸覺軌道200包括活動(dòng)觸覺效果的時(shí)間,諸如在時(shí)間t1開始和在時(shí)間t2結(jié)束。觸覺軌道200還包括零力觸覺間隔的時(shí)間,其中沒有觸覺效果生成,諸如在t0和t1之間。

      在圖2a中示出的觸覺輸出水平不表示實(shí)際的觸覺輸出水平,而是圖示存在一定量的“非零”活動(dòng)。此外,非零觸覺輸出時(shí)間可以由執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)觸覺指令134的處理器120產(chǎn)生。

      在實(shí)施例中,處理器120與計(jì)時(shí)器136相結(jié)合周期性地輸出輸出力水平。作為例子,每個(gè)時(shí)間周期可以表示5毫秒(“ms”)。在每個(gè)5ms的周期,計(jì)時(shí)器136產(chǎn)生中斷,該中斷向處理器120給出信號(hào)來(lái)處理定義要為下一個(gè)5ms生成的觸覺效果的類型的觸覺計(jì)算。因此,在t0,處理器120計(jì)算將為從t0到t1的5ms周期生成的觸覺效果。在這個(gè)例子中,期望的觸覺效果是由零力靜默觸覺命令組成的靜默觸覺。一旦命令發(fā)出,處理器120就等待下一個(gè)中斷。然后,在t1,處理器接收另一個(gè)中斷并且計(jì)算用于下一周期的觸覺效果。在這個(gè)例子中,從t1至t2存在非零觸覺輸出,并且因此處理器120將生成用于該時(shí)間周期的適當(dāng)?shù)挠|覺效果命令或多個(gè)命令。

      這個(gè)過程對(duì)由處理器120從計(jì)時(shí)器136接收到的每個(gè)中斷繼續(xù)。要注意的是,在t4和t8之間存在長(zhǎng)的零力輸出的周期。但是,處理器120仍然每5ms從定時(shí)器136接收中斷,并且因此必須處理為每個(gè)時(shí)間周期生成靜默觸覺指令的中斷。中斷的處理耗電不僅因?yàn)橛芍聞?dòng)器系統(tǒng)150進(jìn)行的觸覺效果的實(shí)際產(chǎn)生,而且因?yàn)橛啥〞r(shí)器136驅(qū)動(dòng)的處理器120每5ms被中斷,包括t4-t8零力間隔,以處理要采取什么行動(dòng)。

      本發(fā)明的一種實(shí)施例使得處理器能夠在零力間隔期間變?yōu)榭臻e,并且不必每5ms計(jì)算零力觸覺命令。這種空閑周期的識(shí)別將允許處理器在零力間隔期間進(jìn)入節(jié)能模式。例如,處理器120可以識(shí)別100ms零力間隔并且在那一時(shí)間期間進(jìn)入節(jié)能模式。在零力間隔期間,定時(shí)器136將被復(fù)位,以只在100ms零力間隔的結(jié)束時(shí)生成中斷,而不是先前的5ms間隔。但是,定時(shí)器136不是唯一的中斷來(lái)源。另一個(gè)來(lái)源可能是軟件應(yīng)用或可以生成請(qǐng)求處理器生成一系列觸覺命令的中斷的某種類型的用戶輸入。如果這種附加的中斷在該100ms節(jié)能模式期間發(fā)生,則有兩種選擇來(lái)響應(yīng)。第一,中斷可以被忽略并且直到當(dāng)前節(jié)能模式到期才處理。第二個(gè)選擇可以是提前終止節(jié)能模式并且服務(wù)該中斷。

      這些選項(xiàng)每個(gè)都存在利弊。如果中斷的服務(wù)被延遲直到零力間隔的結(jié)束(在例子中為100ms),那么會(huì)維持節(jié)能但延遲服務(wù)該中斷。延遲對(duì)該中斷的服務(wù)會(huì)導(dǎo)致可能是用戶不可接受的滯后時(shí)間。如果提前中斷節(jié)能周期,那么會(huì)減少節(jié)能,但是中斷被及時(shí)服務(wù)。此外,如果節(jié)能模式被提前終止,則處理器必須重新同步自身,因?yàn)樗F(xiàn)在比計(jì)劃更早地處理命令。

      圖2b繪出了根據(jù)實(shí)施例的可能的觸覺軌道、觸覺指令序列的屏幕快照。圖2b強(qiáng)調(diào)在觸覺效果之間具有零力間隙間隔的觸覺效果流中的兩種類型的觸覺效果,脈沖和下斜坡。間隙被標(biāo)記為間隙1、間隙2、間隙3和間隙4。

      圖3示出了根據(jù)實(shí)施例的與啟用觸覺的系統(tǒng)300中節(jié)能模式的實(shí)現(xiàn)相關(guān)聯(lián)的控制層??刂茊⒂糜|覺的設(shè)備的軟件、算法、控制器和電路系統(tǒng)可以按照功能的層次查看。最低的層,接口邏輯和致動(dòng)器系統(tǒng)層330控制產(chǎn)生期望觸覺效果的硬件致動(dòng)器和控制器(例如,圖1的致動(dòng)器系統(tǒng)150和致動(dòng)器152)。在零力間隔期間,接口邏輯/致動(dòng)器系統(tǒng)層330可以關(guān)閉以節(jié)省能量。

      驅(qū)動(dòng)器層320通常是軟件實(shí)現(xiàn)并且負(fù)責(zé)將指令發(fā)送給層330中的致動(dòng)器系統(tǒng)。在一種實(shí)施例中,驅(qū)動(dòng)器層320負(fù)責(zé)確定到來(lái)的零力間隔。驅(qū)動(dòng)器層320還將控制定時(shí)器136設(shè)置,包括結(jié)合圖2a所討論的周期性定時(shí)中斷,并且因此確定和控制節(jié)能周期的持續(xù)時(shí)間。驅(qū)動(dòng)器層320在處理指令中確實(shí)消耗一部分處理能力,并且因此將在節(jié)能周期期間在服務(wù)定時(shí)器136中斷之間進(jìn)入節(jié)能周期,如結(jié)合圖4、5和6更詳細(xì)討論的。

      服務(wù)層310是最高層并且始終是活動(dòng)的。服務(wù)層310還可以包括可受制于節(jié)能模式的觸覺呈現(xiàn)線程。服務(wù)層310監(jiān)督和控制啟用觸覺的設(shè)備中的觸覺系統(tǒng)的所有功能。服務(wù)層310向驅(qū)動(dòng)器層320發(fā)出關(guān)于要被處理的期望的觸覺效果的調(diào)用。在替代的實(shí)施例中,服務(wù)層310負(fù)責(zé)確定和計(jì)算零力間隔的持續(xù)時(shí)間。

      圖4示出了根據(jù)實(shí)施例的與觸覺系統(tǒng)400中的控制層相關(guān)聯(lián)的功耗。觸覺輸出水平圖410是圖2a的重復(fù),其示出了在t1和t2、t3和t4、t8和t11、t12和t14之間發(fā)生的觸覺效果并且也在t16開始。該觸覺輸出水平圖還示出了t0和t1、t2和t3、t4和t8、t11和t12、以及t14至t16之間的零力間隔。

      驅(qū)動(dòng)器層功率圖430指示周期性的功耗汲取。如相對(duì)于圖2和3所討論的,定時(shí)器136生成其中驅(qū)動(dòng)器層320計(jì)算觸覺內(nèi)容命令以發(fā)送到接口邏輯和致動(dòng)器系統(tǒng)層330的周期性中斷。在前面的例子中,定時(shí)器136每5ms生成中斷。將那個(gè)例子應(yīng)用到圖4,時(shí)間周期可以被定義為10ms,例如,t0到t1。因此,驅(qū)動(dòng)器層330指示每5ms的功率汲取,其中定時(shí)器136產(chǎn)生中斷并且驅(qū)動(dòng)器層330上電并確定哪些觸覺效果要由if/致動(dòng)器系統(tǒng)層330生成。在驅(qū)動(dòng)器層330將命令發(fā)送到if/致動(dòng)器系統(tǒng)層330之后,它斷電,直到下一個(gè)中斷。

      如前面所討論的,服務(wù)層310是始終活動(dòng)的,但是只在應(yīng)用請(qǐng)求播放新的效果以及定期地(諸如每5ms)當(dāng)它被定時(shí)器136中斷以計(jì)算和向驅(qū)動(dòng)器層320發(fā)送新的力值時(shí)才耗電。因此,服務(wù)層功率圖420指示類似于功率圖430的功耗水平的功耗水平。在圖4中示出的所有功率水平?jīng)]有都示為指示特定的水平,而是指示相對(duì)功耗或沒有功耗。

      if/致動(dòng)器層功率圖440示出了與接口邏輯和致動(dòng)器系統(tǒng)層330相關(guān)聯(lián)的功耗。注意,功耗與圖410中所示的觸覺輸出水平平行。

      圖5a示出了根據(jù)實(shí)施例的與包括節(jié)能模式實(shí)現(xiàn)的觸覺系統(tǒng)500中的控制層相關(guān)聯(lián)的功耗。除了服務(wù)和驅(qū)動(dòng)器層功率圖520和530之外,系統(tǒng)500類似于系統(tǒng)400。驅(qū)動(dòng)器層功率圖530指示只在非零觸覺效果期間的功率汲取。因此,驅(qū)動(dòng)器層功率圖530指示在零力間隔期間沒有功率汲取?,F(xiàn)在,驅(qū)動(dòng)器層功率530只在非零觸覺效果期間的周期性間隔活動(dòng)。這些周期性的中斷對(duì)計(jì)算在播放非零觸覺效果時(shí)所需要的力值是必要的。因此,對(duì)于在圖4和圖5a中示出的同一時(shí)間周期,圖4示出了32個(gè)功耗的實(shí)例,而圖5a中示出了19個(gè)。

      圖5b示出了根據(jù)實(shí)施例的對(duì)圖5的t0至t4的周期的放大圖。元素530a指示驅(qū)動(dòng)器層功率并且元素540a指示if/致動(dòng)器功率。注意,驅(qū)動(dòng)器層功率530a間隔在if/致動(dòng)器層功率間隔之前。當(dāng)處理器120處于“休眠”或在節(jié)能模式中時(shí),需要有一定量的時(shí)間(即,開銷)來(lái)“喚醒”處理器和將資源恢復(fù)到其先前的狀態(tài)。因此,定時(shí)器136將被編程為在零力間隔的終止時(shí)間減去喚醒處理器和任何其它必要部件并且將資源恢復(fù)到其先前狀態(tài)所需的開銷時(shí)間處生成中斷。因此,圖5b示出了精確生成期望觸覺輸出所需的這種開銷時(shí)間。

      除了與進(jìn)入和退出節(jié)能模式相關(guān)聯(lián)的開銷時(shí)間,還存在將系統(tǒng)準(zhǔn)備為用于節(jié)能模式(諸如寄存器存儲(chǔ))所需的一定量的能量。圖5c示出了根據(jù)實(shí)施例的、當(dāng)進(jìn)入節(jié)能模式被確定為是不高效時(shí)用于一部分觸覺軌道的功耗。圖5c,對(duì)于周期t1至t4,示出了兩個(gè)周期的觸覺活動(dòng)和一個(gè)周期的靜默觸覺。取決于將資源置入節(jié)能模式和恢復(fù)它們所需的能量,這種零力間隔的持續(xù)時(shí)間可能不足以進(jìn)入節(jié)能模式。因此,在確定零力間隔的持續(xù)時(shí)間之后,處理器120確定該持續(xù)時(shí)間不超過閾值持續(xù)時(shí)間量,并且因此不進(jìn)入節(jié)能模式。因此,如在前面的例子中,定時(shí)器136在非零力觸覺效果期間以及還在其間零力間隔中每5ms生成中斷,直到周期t4。根據(jù)圖5a,存在4個(gè)周期的零力間隔,例如,處理器120確定該零力間隔大于閾值持續(xù)時(shí)間水平,并且在t4減去以上討論的開銷時(shí)間處啟動(dòng)節(jié)能模式。

      圖6示出了根據(jù)實(shí)施例的與包括利用樣式實(shí)現(xiàn)節(jié)能模式的觸覺系統(tǒng)600中的控制層相關(guān)聯(lián)的功耗。不是評(píng)估是否基于一個(gè)到來(lái)的零力間隔啟動(dòng)節(jié)能模式,而是圖6示出了樣式的概念。例如,如果特定觸覺序列被多次使用,則針對(duì)那個(gè)特定序列定義樣式。然后,服務(wù)和驅(qū)動(dòng)器層310和320可以啟動(dòng)樣式并且在樣式的持續(xù)時(shí)間減去恢復(fù)資源的開銷時(shí)間內(nèi)進(jìn)入節(jié)能模式。

      例如,觸覺樣式可以由以下序列定義:

      初始狀態(tài)開

      在1個(gè)周期之后關(guān)

      在2個(gè)周期之后開

      在3個(gè)周期之后關(guān)

      在4個(gè)周期之后關(guān)

      在5個(gè)周期之后關(guān)

      在6個(gè)周期之后關(guān)

      在7個(gè)周期之后開

      在8個(gè)周期之后開

      在9個(gè)周期之后開

      注意,以上樣式存在于觸覺輸出水平610中,如在周期t1至周期t10的結(jié)束所示。因此,當(dāng)執(zhí)行觸覺樣式時(shí),服務(wù)和驅(qū)動(dòng)器層功率圖620和630在啟動(dòng)樣式時(shí)和在樣式的結(jié)束——在周期t10的結(jié)束處消耗功率。在樣式的結(jié)束之后,如在圖5中所述,系統(tǒng)恢復(fù)到節(jié)能模式,在每個(gè)周期汲取功率,直到處理器確定零力間隔是否具有進(jìn)入節(jié)能模式的足夠持續(xù)時(shí)間。

      因此,服務(wù)和驅(qū)動(dòng)器層在樣式的開始時(shí)或之前將樣式發(fā)送到if/致動(dòng)器系統(tǒng)層330。當(dāng)服務(wù)和驅(qū)動(dòng)器層310和320處于節(jié)能模式時(shí),if/致動(dòng)器系統(tǒng)層330層將負(fù)責(zé)播放樣式。如在圖6中所示,在樣式的開始處在t1存在功率尖峰,并且然后系統(tǒng)進(jìn)入節(jié)能模式,直到周期t10的結(jié)束。在這個(gè)例子中,處理器112確定在t11和t12之間的零力間隔不足以進(jìn)入節(jié)能模式,并且因此服務(wù)和驅(qū)動(dòng)器層繼續(xù)每5ms汲取功率直到t14。在t14,處理器112確定在t14和t16之間的零力間隔具有足夠進(jìn)入節(jié)能模式的持續(xù)時(shí)間。

      圖7是示出根據(jù)實(shí)施例的沒有針對(duì)零力或靜默觸覺的節(jié)能的功能700的流程圖。在一些情況下,圖7(和下面的圖8)的流程圖的功能可以由存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器或其它計(jì)算機(jī)可讀或有形介質(zhì)中的軟件實(shí)現(xiàn),并且被處理器執(zhí)行。在其它實(shí)施例中,該功能可以由硬件(例如,通過使用專用集成電路(“asic”)、可編程門陣列(“pga”)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(“fpga”)等)或者硬件和軟件的任意組合來(lái)執(zhí)行。

      功能700開始于705,其中啟用觸覺的系統(tǒng)處于休眠模式中。在休眠模式中,系統(tǒng)禁用觸覺系統(tǒng),諸如在圖1中示為致動(dòng)器系統(tǒng)150的觸覺放大器,并且把觸覺呈現(xiàn)線程置于休眠。在710,處理器120接收信號(hào),諸如觸覺資源應(yīng)該被激活的中斷。當(dāng)中斷被接收到時(shí),系統(tǒng)退出休眠模式并且喚醒處理器120及其相關(guān)聯(lián)的資源。在715,系統(tǒng)必須基于定時(shí)器136或者還沒有被放置在休眠模式的另一個(gè)低水平定時(shí)器電路或功能計(jì)算當(dāng)前時(shí)間。換句話說,系統(tǒng)必須將自身與觸覺軌道同步,使得可以生成用于當(dāng)前時(shí)間的正確觸覺。在715,一旦當(dāng)前時(shí)間被計(jì)算出,系統(tǒng)就確定要在當(dāng)前時(shí)間生成的期望觸覺。在720,一旦正確的觸覺效果被識(shí)別,處理器120就生成適當(dāng)?shù)挠|覺命令并且將那些命令發(fā)送到控制致動(dòng)器152的致動(dòng)器系統(tǒng)150。

      在725,一旦處理器120已向致動(dòng)器系統(tǒng)150輸出觸覺命令,系統(tǒng)就重新進(jìn)入休眠模式,如在圖4中由驅(qū)動(dòng)器層功率圖430所示。系統(tǒng)停留在休眠模式直到定時(shí)器136產(chǎn)生中斷。然后,在730,當(dāng)中斷被接收到時(shí),系統(tǒng)確定是否有更多觸覺效果要被產(chǎn)生。如果有,則在715,處理器120重新同步自身并且計(jì)算在當(dāng)前時(shí)間的適當(dāng)?shù)挠|覺并且前進(jìn)到720。如果沒有更多觸覺效果要被生成,則在735,觸覺系統(tǒng)被停用,并且系統(tǒng)進(jìn)入休眠,直到有更多觸覺效果要被生成。

      圖8是示出根據(jù)實(shí)施例的針對(duì)零力或靜默觸覺的低功率節(jié)能的功能800的流程圖。功能800類似于功能700,但是包括附加的步驟來(lái)確定零力間隔的持續(xù)時(shí)間,這顯著減少能量使用。功能800開始于805,其中啟用觸覺的系統(tǒng)處于休眠模式中。在休眠模式中,系統(tǒng)禁用諸如觸覺放大器的觸覺系統(tǒng)并且將觸覺呈現(xiàn)線程置于休眠。在810,處理器120接收信號(hào),諸如觸覺資源應(yīng)該被激活的中斷。當(dāng)中斷被接收到時(shí),系統(tǒng)退出休眠模式并且喚醒處理器120及其相關(guān)聯(lián)的資源。在815,系統(tǒng)必須基于定時(shí)器136或者還沒有被放置在休眠模式的另一個(gè)低水平定時(shí)器電路或功能計(jì)算當(dāng)前時(shí)間。換句話說,系統(tǒng)必須將自身與觸覺軌道同步,使得可以生成用于當(dāng)前時(shí)間的正確觸覺。在815,一旦當(dāng)前時(shí)間被計(jì)算出,系統(tǒng)就確定要在當(dāng)前時(shí)間生成的期望觸覺。在820,一旦正確的觸覺效果被識(shí)別,處理器120就生成適當(dāng)?shù)挠|覺命令并且將那些命令發(fā)送到控制致動(dòng)器152的致動(dòng)器系統(tǒng)150。

      在825,一旦處理器120已向致動(dòng)器系統(tǒng)150輸出觸覺命令,系統(tǒng)就重新進(jìn)入休眠模式,如在圖4中由驅(qū)動(dòng)器層功率圖430所示。系統(tǒng)停留在休眠模式直到定時(shí)器136產(chǎn)生中斷。如在圖4中利用定時(shí)器136每5ms生成中斷的例子所討論的,在驅(qū)動(dòng)器層有最小的節(jié)能。如在遵循圖5a、5b和6示出的節(jié)能的功能800所反映的,如在830,當(dāng)有更多觸覺要被生成時(shí),則在840,系統(tǒng)確定零力間隔持續(xù)時(shí)間。如先前所討論的,零力間隔也被稱為靜默觸覺,其中沒有實(shí)際的觸覺效果要被生成。一旦零力間隔的持續(xù)時(shí)間被確定,在845,系統(tǒng)將那個(gè)持續(xù)時(shí)間與閾值進(jìn)行比較。如在圖5c中所討論的,確定零力間隔不比閾值大,并且因此沒有對(duì)t1和t4之間的周期實(shí)施節(jié)能模式。

      在功能800中,相同的邏輯適用,即,如果零力間隔持續(xù)時(shí)間不大于預(yù)定的閾值(即,如果在145為“否”),則過程在815繼續(xù),其中用于當(dāng)前時(shí)間的觸覺被計(jì)算。但是,如果零力間隔持續(xù)時(shí)間大于預(yù)定的閾值(即,如果在145為“是”),則在850,觸覺系統(tǒng)被停用,并且在855,觸覺系統(tǒng)在零力間隔的持續(xù)時(shí)間減去系統(tǒng)退出節(jié)能模式和使觸覺資源恢復(fù)所需的開銷時(shí)間內(nèi)進(jìn)入節(jié)能休眠。此外,如果系統(tǒng)在零力間隔持續(xù)時(shí)間的結(jié)束之前接收到產(chǎn)生觸覺效果的中斷或請(qǐng)求,則系統(tǒng)提前退出節(jié)能模式,在810激活觸覺資源,在815重新同步自身并且繼續(xù)該過程。

      如以上所公開的,啟用觸覺的設(shè)備包括執(zhí)行包含觸覺指令的觸覺軌道的處理器。觸覺軌道被分析,以確定也被稱為靜默觸覺的零力間隔的存在。零力間隔的持續(xù)時(shí)間被確定,并且如果持續(xù)時(shí)間超過預(yù)定的閾值,則系統(tǒng)或方法進(jìn)入節(jié)能模式。與節(jié)能模式的終止相關(guān)聯(lián)的開銷時(shí)間也被確定。并且,節(jié)能模式在零力間隔的結(jié)尾減去開銷時(shí)間處被終止。

      一些實(shí)施例提供了一種生成觸覺效果的方法。該方法包括:由處理器執(zhí)行用于配置為生成觸覺效果的啟用觸覺的設(shè)備的觸覺軌道;確定觸覺軌道內(nèi)零力間隔的存在;確定零力間隔的持續(xù)時(shí)間;確定零力間隔的持續(xù)時(shí)間是否超過預(yù)定閾值;及如果零力間隔的持續(xù)時(shí)間超過預(yù)定閾值,則在零力間隔的開始處進(jìn)入節(jié)能模式。

      在一些實(shí)施例中,該方法還包括:確定與節(jié)能模式的終止相關(guān)聯(lián)的開銷時(shí)間;及在零力間隔的結(jié)尾減去開銷時(shí)間處終止節(jié)能模式。

      在一些實(shí)施例中,該方法還包括:在接收到觸覺調(diào)用時(shí),使節(jié)能模式能夠提前終止。

      在一些實(shí)施例中,該方法還包括:在節(jié)能模式提前終止時(shí),確定節(jié)能模式的持續(xù)時(shí)間。

      在一些實(shí)施例中,該方法還包括:基于節(jié)能模式的持續(xù)時(shí)間,將觸覺軌道與節(jié)能模式的終止時(shí)間同步。

      在一些實(shí)施例中,該方法還包括:基于節(jié)能模式的持續(xù)時(shí)間,將觸覺軌道與節(jié)能模式的終止時(shí)間同步。

      在一些實(shí)施例中,進(jìn)入節(jié)能模式包括禁用觸覺接口邏輯系統(tǒng)。

      在一些實(shí)施例中,進(jìn)入節(jié)能模式還包括掛起觸覺軌道的執(zhí)行。

      在一些實(shí)施例中,該方法還包括:針對(duì)將來(lái)發(fā)生的零力間隔分析觸覺軌道。

      在一些實(shí)施例中,該方法還包括:生成包括將來(lái)發(fā)生的零力間隔和非靜默觸覺指令的觸覺樣式,其中觸覺樣式的執(zhí)行在節(jié)能模式期間發(fā)生。

      在一些實(shí)施例中,該方法還包括:觸覺樣式包括預(yù)定數(shù)量的時(shí)間間隔。

      一些實(shí)施例提供了一種節(jié)能觸覺效果系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:配置為生成觸覺效果的啟用觸覺的設(shè)備、定時(shí)器、處理器和功率控制器。該處理器被配置為:執(zhí)行包括觸覺指令的觸覺軌道;識(shí)別觸覺軌道內(nèi)零力間隔的存在;確定零力間隔的持續(xù)時(shí)間;及確定零力間隔的持續(xù)時(shí)間是否超過預(yù)定閾值。該功率控制器被配置為:如果零力間隔的持續(xù)時(shí)間超過預(yù)定閾值,則在零力間隔的開始處進(jìn)入節(jié)能模式。

      在一些實(shí)施例中,處理器還被配置為確定與節(jié)能模式的終止相關(guān)聯(lián)的開銷時(shí)間以及利用定時(shí)器在零力間隔的結(jié)尾減去開銷時(shí)間處終止節(jié)能模式。

      在一些實(shí)施例中,處理器還被配置為在接收到觸覺調(diào)用請(qǐng)求時(shí),提前終止節(jié)能模式。

      在一些實(shí)施例中,在節(jié)能模式提前終止之后,利用定時(shí)器來(lái)確定節(jié)能模式的持續(xù)時(shí)間。

      在一些實(shí)施例中,基于節(jié)能模式的持續(xù)時(shí)間,將觸覺軌道與節(jié)能模式的終止時(shí)間同步。

      在一些實(shí)施例中,處理器還被配置為針對(duì)將來(lái)發(fā)生的零力間隔分析觸覺軌道。

      在一些實(shí)施例中,處理器還被配置為生成包括將來(lái)發(fā)生的零力間隔和非靜默觸覺指令的觸覺樣式,其中觸覺樣式的執(zhí)行在節(jié)能模式期間發(fā)生。

      一些實(shí)施例提供一種具有存儲(chǔ)在其上的指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì),該指令當(dāng)被處理器執(zhí)行時(shí),使得處理器進(jìn)入節(jié)能模式,進(jìn)入節(jié)能模式包括:由處理器執(zhí)行用于配置為生成觸覺效果的啟用觸覺的設(shè)備的觸覺軌道;確定觸覺軌道內(nèi)零力間隔的存在;確定零力間隔的持續(xù)時(shí)間;確定零力間隔的持續(xù)時(shí)間是否超過預(yù)定閾值;確定與節(jié)能模式的終止相關(guān)聯(lián)的開銷時(shí)間;如果零力間隔的持續(xù)時(shí)間超過預(yù)定閾值,則在零力間隔的開始處進(jìn)入節(jié)能模式;及在零力間隔的結(jié)尾減去開銷時(shí)間處終止節(jié)能模式。

      在一些實(shí)施例中,還包括針對(duì)將來(lái)發(fā)生的零力間隔分析觸覺軌道。

      本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易理解,如以上所討論的本發(fā)明可以利用不同次序的步驟,和/或利用與所公開的配置不同配置中的元件來(lái)實(shí)踐。因此,雖然本發(fā)明已基于這些優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述,但是對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將清晰的是,某些修改、變化和替換構(gòu)造將是清晰的,同時(shí)仍然在本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)。因此,為了確定本發(fā)明的界限和范圍,應(yīng)該參考所附權(quán)利要求。

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