沉浸式環(huán)境中的非同一位置觸覺(jué)提示的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一個(gè)實(shí)施例致力于觸覺(jué)使能裝置。更具體地說(shuō)，一個(gè)實(shí)施例致力于非同一位置(non-collocated)觸覺(jué)使能裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]電子裝置制造者努力制造用于用戶的豐富接口。常規(guī)裝置使用可視且可聽(tīng)提示來(lái)向用戶提供反饋。在一些用戶接口中，還將動(dòng)覺(jué)反饋(如主動(dòng)力和阻力反饋)和/或觸覺(jué)反饋(如振動(dòng)、肌理、以及熱)提供給用戶，其更一般地共同已知為“觸覺(jué)反饋”或“觸覺(jué)效果”。觸覺(jué)反饋可以提供增強(qiáng)和簡(jiǎn)化用戶接口的提示。例如，振動(dòng)效果或振動(dòng)觸覺(jué)式觸覺(jué)效果可用于向電子裝置的用戶提供提示以向該用戶警告特定事件，或者提供逼真反饋，以在仿真或虛擬環(huán)境內(nèi)創(chuàng)建更大的感官沉浸。
[0003]為了生成振動(dòng)或其它效果，許多裝置利用某一類型的致動(dòng)器或其它觸覺(jué)輸出裝置。用于該目的的已知致動(dòng)器包括:諸如螺線管致動(dòng)器的電磁致動(dòng)器、通過(guò)電動(dòng)機(jī)移動(dòng)偏心質(zhì)量的偏心旋轉(zhuǎn)質(zhì)量(“ERM”)致動(dòng)器、線性諧振致動(dòng)器振動(dòng)電動(dòng)機(jī)(“LRA”)、電活性聚合物致動(dòng)器、以及壓電致動(dòng)器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在一個(gè)實(shí)施例中，提供了一種用于遞送非同一位置觸覺(jué)反饋的裝置，該裝置包括:至少一個(gè)觸覺(jué)回放裝置，和用于控制該觸覺(jué)回放裝置的驅(qū)動(dòng)電路。電耦接至該驅(qū)動(dòng)電路的處理器基于從用戶接口接收的數(shù)據(jù)來(lái)接收操縱觸覺(jué)信息。該處理器基于該操縱觸覺(jué)信息來(lái)生成觸覺(jué)信號(hào)。該處理器將該觸覺(jué)信號(hào)提供給該驅(qū)動(dòng)電路，以生成該非同一位置觸覺(jué)反饋。
【附圖說(shuō)明】
[0005]圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的觸覺(jué)式使能系統(tǒng)的框圖。
[0006]圖2示出了根據(jù)一些實(shí)施例的被設(shè)置成佩戴的示例ERM型致動(dòng)器。
[0007]圖3示出了根據(jù)一些實(shí)施例的、利用采用帶式配置的多個(gè)ERM型致動(dòng)器的示例致動(dòng)器陣列。
[0008]圖4示出了根據(jù)一些實(shí)施例的、可以利用非同一位置致動(dòng)器進(jìn)行的示例交互的屏幕截圖。
[0009]圖5例示了根據(jù)一些實(shí)施例的、具有多致動(dòng)器可佩戴腕帶的虛擬框。
[0010]圖6是例示根據(jù)一些實(shí)施例的觸覺(jué)回放裝置的功能的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]諸如頭戴式虛擬現(xiàn)實(shí)顯示器的沉浸式顯示器向游戲應(yīng)用提供全新水平的圖形沉浸感。由于該可視和可聽(tīng)感覺(jué)被深度接合，因而可以通過(guò)提供與用戶的虛擬交互具有基本關(guān)系的“觸覺(jué)提示”來(lái)添加針對(duì)用戶的令人信服的觸覺(jué)體驗(yàn)。由此，鑒于典型觸覺(jué)反饋在觸摸屏上向諸如手指的交互部位提供觸感，觸覺(jué)提示可以向附近的“非同一位置”部位(如手腕)提供反饋，以實(shí)現(xiàn)令人信服的觸覺(jué)體驗(yàn)。
[0012]一個(gè)實(shí)施例是諸如致動(dòng)器的觸覺(jué)回放裝置，其可以播放基于用戶與一應(yīng)用的交互而生成的觸覺(jué)信號(hào)。傳感器可以確定用戶與該應(yīng)用的交互，并且觸覺(jué)回放信號(hào)可以被提供，以通過(guò)觸覺(jué)回放裝置來(lái)提供觸覺(jué)反饋。除了觸覺(jué)回放裝置與用戶的交互部位(如手指或手)接觸，觸覺(jué)回放裝置可以在與該交互部位不同的物理位置處與該用戶接觸。由此，觸覺(jué)回放裝置可以不與交互部位在同一位置。可以生成觸覺(jué)信號(hào)并將其提供給觸覺(jué)回放裝置，以在另選物理位置處生成觸覺(jué)反饋，來(lái)提供可感知的虛擬接觸。
[0013]圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的觸覺(jué)式使能系統(tǒng)10的框圖。系統(tǒng)10包括用戶接口11，并且可以包括機(jī)械鍵/按鈕13。系統(tǒng)10包括在系統(tǒng)10上生成振動(dòng)的觸覺(jué)反饋系統(tǒng)。
[0014]該觸覺(jué)反饋系統(tǒng)包括處理器或控制器12。耦接至處理器12的是存儲(chǔ)器20和耦接至致動(dòng)器18的致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路16。致動(dòng)器18可以是任何類型的電動(dòng)機(jī)，包括而不限于:偏心旋轉(zhuǎn)質(zhì)量(“REM”)、線性諧振致動(dòng)器振動(dòng)電動(dòng)機(jī)(“LRA”)、壓電電動(dòng)機(jī)、或螺線管致動(dòng)器。除了或代替致動(dòng)器18，系統(tǒng)10還可以包括可以是非機(jī)械或非振動(dòng)裝置的其它類型的觸覺(jué)輸出裝置(未示出)，如使用靜電摩擦(“ESF”)、超聲表面摩擦(“USF”)的裝置，利用超聲觸覺(jué)換能器來(lái)感應(yīng)聲輻射壓的裝置，使用觸覺(jué)基板和可以附著至用戶身體的柔性或可變形表面或形狀改變裝置的裝置，利用空氣噴射來(lái)提供諸如噴氣的投射式觸覺(jué)輸出的裝置，提供肌肉電刺激的裝置等。致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路16和致動(dòng)器18中的一個(gè)或兩個(gè)可以包含在反饋裝置15中，該反饋裝置15是可佩戴的(如帶、手套、衣服制品)或者通過(guò)粘合劑或機(jī)械裝置直接附著至用戶皮膚，或者是不可佩戴的(如定位在座位中)或遠(yuǎn)離用戶身體設(shè)置。
[0015]處理器12可以是任何類型的通用處理器，或者可以是被專門(mén)設(shè)計(jì)成提供觸覺(jué)效果的處理器，如專用集成電路(“ASIC”)。處理器12可以是操作整個(gè)系統(tǒng)10的同一處理器，或者可以是分離處理器。處理器12可以基于高級(jí)參數(shù)來(lái)判定回放什么觸覺(jué)效果和播放該效果的次序。一般來(lái)說(shuō)，限定特定觸覺(jué)效果的高級(jí)參數(shù)包括量值、頻率、以及持續(xù)時(shí)間。諸如流式電動(dòng)機(jī)命令的低級(jí)參數(shù)還可以被用于確定特定觸覺(jué)效果。如果觸覺(jué)效果包括這些參數(shù)在生成該觸覺(jué)效果時(shí)的某一變化或者這些參數(shù)基于用戶的交互的變化，則該觸覺(jué)效果可以被視為“動(dòng)態(tài)的”。
[0016]處理器12向致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路16輸出控制信號(hào)，該致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路16包括電子組件和電路，其被用于向致動(dòng)器18提供所需電流和電壓(即，“電動(dòng)機(jī)信號(hào)”)，以造成希望觸覺(jué)效果。系統(tǒng)10可以包括一個(gè)以上的致動(dòng)器18，并且每一個(gè)致動(dòng)器可以包括分離驅(qū)動(dòng)電路16，這些驅(qū)動(dòng)電路都耦接至公共處理器12。存儲(chǔ)器裝置20可以是任何類型的存儲(chǔ)裝置或計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“RAM”)或只讀存儲(chǔ)器(“ROM”)。存儲(chǔ)器20存儲(chǔ)通過(guò)處理器12執(zhí)行的指令。在這些指令當(dāng)中，存儲(chǔ)器20包括觸覺(jué)效果模塊22，該觸覺(jué)效果模塊22是在通過(guò)處理器12執(zhí)行時(shí)生成用于提供觸覺(jué)效果的致動(dòng)器18的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的指令，如下更詳細(xì)公開(kāi)。存儲(chǔ)器20還可以位于處理器12內(nèi)部，或者內(nèi)部和外部存儲(chǔ)器的任何組合。致動(dòng)器18可以是無(wú)線的，包含用于接收來(lái)自處理器12的觸覺(jué)回放信號(hào)的無(wú)線接收器。
[0017]用戶接口 11識(shí)別用戶交互，如利用裝置觸摸或者操縱虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的虛擬對(duì)象?！安倏v”虛擬對(duì)象可以包括利用虛擬世界中用戶可用并且可控制的“虛擬手”(或其它虛擬實(shí)現(xiàn))與虛擬對(duì)象的任何感知接觸。在其它應(yīng)用中，“操縱”可以包括用戶利用用戶接口來(lái)控制該應(yīng)用的一元素。該應(yīng)用典型地向用戶提供可視反饋，其跟蹤用戶交互并且利用其反饋引導(dǎo)用戶。用戶接口 11識(shí)別觸摸的實(shí)施例還可以識(shí)別觸摸在觸摸表面上的位置、壓力量值、以及持續(xù)時(shí)間中的任一者。用戶接口 11識(shí)別操縱虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的虛擬對(duì)象的實(shí)施例可以識(shí)別手或手指的位置，或者可以接收來(lái)自用于操縱虛擬對(duì)象的鼠標(biāo)器或其它輸入接口的輸入。與用戶交互相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)可以被稱為操縱觸覺(jué)信息或數(shù)據(jù)，并且被發(fā)送至處理器12，或者系統(tǒng)10內(nèi)的另一處理器。處理器12解釋該用戶交互并且響應(yīng)地生成觸覺(jué)效果信號(hào)。用戶接口 11可以利用任何感測(cè)技術(shù)(包括電容式感測(cè)、電阻式感測(cè)、表面聲波感觸、壓力感測(cè)、光學(xué)感測(cè)等)來(lái)感測(cè)觸摸。用戶接口 11可以感測(cè)多觸摸接觸，并且能夠辨別多觸摸和同時(shí)出現(xiàn)的觸摸的位置。用戶接口 11可以是生成并向用戶顯示用于與諸如鍵、刻度盤(pán)等交互的圖像的觸摸屏，或者可以是具有最小圖像或沒(méi)有圖像的觸摸板。用戶接口 11可以利用附著至手套的傳感器或者利用跟蹤手或手指在空中的位置的視覺(jué)傳感器來(lái)感測(cè)手和手指的位置。
[0018]系統(tǒng)10可以包括用于感測(cè)與觸覺(jué)式使能應(yīng)用的交互的多種傳感器(如傳感器17)，至少包括:檢測(cè)多達(dá)六度(包括向上/向下、向后/向前、向左/向右、滾動(dòng)、俯仰、以及偏航中的一個(gè)或多個(gè))運(yùn)動(dòng)的自由度傳感器。這種傳感器可以包括:磁性傳感器、電磁場(chǎng)傳感器、加速度計(jì)、陀螺儀、以及用于檢測(cè)位置和角數(shù)據(jù)的其它傳感器。力感測(cè)電阻器(“FSR”)傳感器和多觸摸壓力傳感器可以測(cè)量在每一個(gè)觸摸位置下施加的壓力。溫度、濕度、以及大氣壓力傳感器可以捕獲環(huán)境條件。麥克風(fēng)可以捕獲用戶的話音命令或者環(huán)境音頻信息。與傳感器17相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)被發(fā)送至處理器12，或者系統(tǒng)10內(nèi)的另一處理器，并且處理器12解釋該傳感器數(shù)據(jù)并且響應(yīng)地生成觸覺(jué)效果信號(hào)。
[0019]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，在一些實(shí)施例中，除了在此具體提及的致動(dòng)器以外，系統(tǒng)10還可以包括用于提供振動(dòng)觸覺(jué)或動(dòng)覺(jué)反饋的任何合適的各種致動(dòng)器。例如，反