產(chǎn)生用于皮膚介導交互的觸覺反饋的系統(tǒng)和方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及產(chǎn)生用于皮膚介導交互的觸覺反饋的系統(tǒng)和方法。
【背景技術】
[0002]已經(jīng)提出了使用人的皮膚作為用于給電子設備提供輸入的交互表面的幾個研究項目。例如，如2010年4月10日-15日在喬治亞，亞特蘭大舉行的關于計算系統(tǒng)中的人為因素的計算機協(xié)會(“ACM”)會議(“CHI 2010”)中報告的，介紹了一種被稱為“皮膚輸入(Skinput)”的技術，其使用不同的身體位置(例如，手指、手臂和前臂)作為交互表面。通過測量皮膚上由人的手指在皮膚表面上的移動所引起的振動的傳播，檢測身體位置的皮膚表面上的觸摸輸入。如2011年10月16日-19日在加利福尼亞，圣芭芭拉舉行的關于用戶界面軟件和技術的ACM研討會(“UIST’ 11”)上報告的，可以使用用戶的手的手掌作為交互表面，并且使用深度照相機和圖像處理技術檢測用戶手掌上的觸摸輸入。
[0003]如2013年10月8日_11日在英國圣安德魯舉行的關于用戶界面軟件和技術的計算機協(xié)會(“ACM”)研討會(“UIST’ 13”)上報告的，一種被稱為“指腹(FingerPad)”的技術使得可以使用用戶食指的指腹的皮膚作為觸摸表面，大拇指可以在該觸摸表面上移動，并且通過捏的手勢提供輸入。以附接到食指和大拇指的磁跟蹤器執(zhí)行對輸入的跟蹤。如在UIST’ 13上報告的，一種被稱為“SenSkin”的技術類似地使用用戶前臂的皮膚表面作為交互表面，并且使用檢測纏繞在前臂上的兩個臂帶附近的皮膚的變形的紅外傳感器執(zhí)行對前臂皮膚上的觸摸輸入的跟蹤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]希望給這種皮膚介導交互添加觸覺反饋，從而用戶知道電子設備接收到給皮膚表面提供的輸入。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括傳感器，配置為感測皮膚表面處的輸入；處理器，配置為接收來自傳感器的輸出信號，并且基于輸出信號產(chǎn)生觸覺控制信號；和觸覺輸出設備，配置為基于觸覺控制信號產(chǎn)生觸覺效果。
[0006]在一個實施例中，所述傳感器配置為感測系統(tǒng)的用戶的皮膚表面處的輸入，并且所述觸覺輸出設備配置為給系統(tǒng)的用戶產(chǎn)生觸覺效果。
[0007]在一個實施例中，所述觸覺輸出設備配置為被可佩帶設備攜帶。在一個實施例中，所述可佩帶設備包括戒指。在一個實施例中，所述可佩戴設備包括腕帶或者手鐲。
[0008]在一個實施例中，所述觸覺輸出設備包括激勵器，并且所述觸覺效果包括振動。
[0009]在一個實施例中，所述觸覺輸出設備包括連接到電源的至少一個電極。
[0010]在一個實施例中，所述觸覺效果包括電觸覺刺激。
[0011 ] 在一個實施例中，所述觸覺效果包括肌肉刺激。
[0012]在一個實施例中，所述觸覺輸出設備包括配置為伸展或者拉緊皮膚的機械裝置。
[0013]在一個實施例中，所述觸覺輸出設備包括一對電磁體，配置為產(chǎn)生用戶的兩個交互皮膚表面的吸引或者排斥。
[0014]在一個實施例中，觸覺輸出設備配置為產(chǎn)生空氣渦流。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種方法，包括在用戶的皮膚表面處感測來自用戶的輸入；基于感測的輸入產(chǎn)生觸覺控制信號；和基于所述觸覺控制信號，利用觸覺輸出設備向用戶產(chǎn)生觸覺效果。
[0016]在一個實施例中，所述觸覺效果包括振動。
[0017]在一個實施例中，所述觸覺效果包括電觸覺刺激。
[0018]在一個實施例中，所述觸覺效果包括肌肉刺激。
[0019]在一個實施例中，所述觸覺效果包括伸展或者拉緊皮膚。
[0020]在一個實施例中，所述觸覺效果包括產(chǎn)生用戶的兩個交互皮膚表面的吸引或者排斥。
[0021 ] 在一個實施例中，所述觸覺效果包括超聲或者空氣渦流。
[0022]在一個實施例中，所述方法包括減小皮膚表面對觸覺效果的敏感度。
[0023]在一個實施例中，通過在感測來自用戶的輸入之前，給皮膚表面應用表面麻醉劑，減小皮膚表面的敏感度。
[0024]在一個實施例中，通過降低皮膚表面的溫度，減小皮膚表面的敏感度。
[0025]在一個實施例中，通過在感測來自用戶的輸入之前，給皮膚表面應用振動，減小皮膚表面的敏感度。
[0026]在參考附圖考慮下面的描述和所附權利要求之后，將更加明了本發(fā)明的這些以及其它方面、特征和特性以及結構的相關元件的操作方法和功能和部件的組合與制造經(jīng)濟性，所有附圖構成本說明書的一部分。然而，應當清楚地理解，附圖僅僅出于圖示和描述的目的，并且不旨在作為對本發(fā)明的限制的定義。如本說明書和權利要求中使用的，除非上下文另外清楚地規(guī)定，單數(shù)形式“一個”和“該”包括多個指示物。
【附圖說明】
[0027]示出下面的附圖中的組件，以便強調(diào)本公開的一般原理，并且不必然按比例繪制。在所有附圖中，出于一致性和清楚起見，在必要時重復指示對應組件的參考字符。
[0028]圖1示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的系統(tǒng)；
[0029]圖2示意地示出了圖1的系統(tǒng)的處理器；
[0030]圖3示意地示出了圖1的系統(tǒng)的觸覺輸出設備的實施例；
[0031]圖4示意地示出了圖1的系統(tǒng)的觸覺輸出設備的實施例；
[0032]圖5示意地示出了圖1的系統(tǒng)的觸覺輸出設備的實施例；
[0033]圖6示意地示出了圖1的系統(tǒng)的觸覺輸出設備的實施例；
[0034]圖7示意地示出了圖1的系統(tǒng)的觸覺輸出設備的實施例；
[0035]圖8示意地示出了圖1的系統(tǒng)的觸覺輸出設備的實施例；
[0036]圖9示意地示出了圖1的系統(tǒng)的觸覺輸出設備的實施例；
[0037]圖10示意地示出了圖1的系統(tǒng)的觸覺輸出設備的實施例；
[0038]圖11示意地示出了圖1的系統(tǒng)的觸覺輸出設備的實施例；
[0039]圖12示意地示出了圖1的系統(tǒng)的觸覺輸出設備的實施例；
[0040]圖13示意地示出了圖1的系統(tǒng)的觸覺輸出設備的實施例；
[0041]圖14示意地示出了圖1的系統(tǒng)的觸覺輸出設備的實施例；
[0042]圖15示意地示出了圖1的系統(tǒng)的觸覺輸出設備的實施例；
[0043]圖16示意地示出了圖1的系統(tǒng)的觸覺輸出設備的實施例；和
[0044]圖17是示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0045]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的系統(tǒng)100的示意圖。系統(tǒng)100可以是電子設備的一部分，諸如臺式計算機、膝上型計算機、電子工作簿、電子手持設備(諸如移動電話、智能電話、游戲設備、個人數(shù)字助理(“PDA”)、便攜電子郵件設備、便攜互聯(lián)網(wǎng)接入裝置、計算器等等)，游戲控制器、或者可佩戴設備(例如，諸如頭戴式顯示器，戒指或者腕帶)。如圖所示，系統(tǒng)100包括通過總線140互連的處理器110，存儲器設備120和輸入/輸出設備130。在一個實施例中，輸入/輸出設備130可以包括至少一個傳感器150和至少一個觸覺輸出設備160和/或其它人機接口設備。
[0046]處理器110可以是用于管理或者控制系統(tǒng)100的操作與功能的通用或者專用處理器或者微控制器。例如，處理器110可以特別地被設計為控制到輸入/輸出設備130的驅(qū)動器的輸出信號以便提供觸覺效果的專用集成電路(“ASIC”)。處理器110可以配置為，基于預定因素，決定基于由處理器110接收或者確定的觸覺信號產(chǎn)生什么觸覺效果，以什么順序產(chǎn)生觸覺效果，以及觸覺效果的大小、頻率、持續(xù)時間和/或其它參數(shù)。處理器110還可以配置為提供可用于驅(qū)動觸覺輸出設備160以便提供特定觸覺效果的流命令。在某些實施例中，處理設備110可以實際包括多個處理器，每一個處理器配置為執(zhí)行電子設備100內(nèi)的某些功能。下面更詳細地描述處理器110。
[0047]存儲器設備120可以包括一個或多個內(nèi)部的固定存儲單元、可移動存儲單元、和/或遠程可訪問的存儲單元。各種存儲單元可以包括易失存儲器和非易失存儲器的任何組合。存儲單元可以配置為存儲信息、數(shù)據(jù)、指令、軟件代碼等等的任何組合。更具體地，存儲單元可以包括觸覺效果簡檔，用于將如何驅(qū)動輸入/輸出設備130的觸覺輸出設備160的指令，或者用于產(chǎn)生觸覺效果的其它信息。
[0048]總線140可以配置為允許系統(tǒng)100的各種組件之間的信號通信，并且還允許通過例如網(wǎng)絡從遠程計算機或者服務器訪問信息。網(wǎng)絡可以包括例如互聯(lián)網(wǎng)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、PAN(個人區(qū)域網(wǎng))、L