用于基于壓力的觸覺效果的系統(tǒng)和方法
【專利說明】用于基于壓力的觸覺效果的系統(tǒng)和方法
[0001]相關(guān)申請的引用
[0002]本申請要求2013 年6月 11 日提交的題為 “Rendering of Haptic Effects Basedon Discrete Pressure Values”美國臨時專利申請N0.61/833,626的優(yōu)先權(quán)，其完整內(nèi)容在此通過援引加入進來。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及用戶接口設(shè)備的領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及基于壓力的觸覺效果。
【背景技術(shù)】
[0004]隨著基于計算機的系統(tǒng)變得更加流行，人們與這些系統(tǒng)交互的接口的質(zhì)量正變得愈發(fā)重要。由于其直觀和交互的特性而愈發(fā)流行的一種接口是觸摸屏顯示器。通過觸摸屏顯示器，用戶可以通過以用戶手指來接觸觸摸屏的區(qū)域來執(zhí)行各種任務(wù)。為了創(chuàng)建更直觀和增強的用戶體驗，設(shè)計者通常利用物理交互來達到用戶體驗。這通常是通過視覺、音頻和/或觸覺反饋來重現(xiàn)與物理世界的交互的一些方面而完成的。觸覺反饋通常采取機械振動的形式。存在對用來生成觸覺反饋的額外系統(tǒng)和方法的需要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本公開的實施例包括計算設(shè)備，其特征在于基于壓力的觸覺效果。在一個實施例中，本公開的一種系統(tǒng)可以包括傳感器，該傳感器被配置為檢測與觸摸表面的用戶交互并且發(fā)射包括與用戶交互的壓力相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的傳感器信號。系統(tǒng)還可包括處理器，該處理器與所述傳感器相通信，所述處理器被配置為:接收所述傳感器信號;基于所述傳感器信號確定壓力水平；至少部分基于所述壓力水平來確定用戶界面級別。所述處理器還可以配置為:執(zhí)行與所述用戶界面級別和所述用戶交互相關(guān)聯(lián)的功能；至少部分基于所述用戶界面級別和所述用戶交互來確定觸覺效果;至少部分基于所述觸覺效果來生成觸覺信號；以及發(fā)射所述觸覺信號。系統(tǒng)還可進一步包括觸覺輸出設(shè)備，該觸覺輸出設(shè)備與所述處理器相通信，所述觸覺輸出設(shè)備被配置為接收所述觸覺信號并且輸出所述觸覺效果。
[0006]在另一實施例中，本公開的方法可包括:從傳感器接收傳感器信號，其中，所述傳感器信號包括與觸摸表面的用戶交互的壓力相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。方法還可包括:基于所述傳感器信號確定壓力水平，以及至少部分基于所述壓力水平來確定用戶界面級別。方法可進一步包括:執(zhí)行與所述用戶界面級別和所述用戶交互相關(guān)聯(lián)的功能；至少部分基于所述用戶界面級別和所述用戶交互來確定觸覺效果;至少部分基于所述觸覺效果來生成觸覺信號；以及發(fā)射所述觸覺信號到觸覺輸出設(shè)備，其中，所述觸覺輸出設(shè)備被配置為接收所述觸覺信號并且輸出所述觸覺效果。又一實施例包括用于實現(xiàn)這樣的方法的計算機可讀介質(zhì)。
[0007]這些說明性實施例被提及并非要限制或定義本主題的限制，而是要提供示例以幫助對其的理解。在詳細描述中討論了說明性的實施例，并且提供了進一步的描述。通過審閱本說明書和/或?qū)嵺`所要求保護的主題的一個或多個實施例可以進一步理解各種實施例所提供的優(yōu)點。
【附圖說明】
[0008]在說明書的剩余部分中更加具體地闡述完全和可實施的公開。說明書對下面的附圖進行引用。
[0009]圖1是根據(jù)一個實施例的示出用于基于壓力的觸覺效果的系統(tǒng)的框圖；
[0010]圖2是示出用于基于壓力的觸覺效果的系統(tǒng)的另一框圖；
[0011]圖3示出用于基于壓力的觸覺效果的系統(tǒng)的實施例；
[0012]圖4示出用于基于壓力的觸覺效果的系統(tǒng)的另一實施例；
[0013]圖5示出用于基于壓力的觸覺效果的系統(tǒng)的又一實施例；
[0014]圖6示出用于基于壓力的觸覺效果的系統(tǒng)的另一實施例；
[0015]圖7示出用于基于壓力的觸覺效果的系統(tǒng)的另一實施例；以及
[0016]圖8是根據(jù)一個實施例的用于執(zhí)行用于提供基于壓力的觸覺效果的方法的步驟的流程圖。
【具體實施方式】
[0017]現(xiàn)在將具體參考各種和替換說明性實施例以及附圖。通過解釋來提供每個示例，而不作為限制。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，可以進行修改和變形。例如，被說明或描述為一個實施例的一部分的特征可以用于另一實施例中以得到又一實施例。因此，本公開旨在包括在所附權(quán)利要求及其等價物的范圍內(nèi)的修改和變形。
[0018]基于壓力的觸覺效果的說明性示例
[0019]本公開的一個說明性的實施例包括計算設(shè)備，諸如智能電話、平板計算機、或電子閱讀器。計算設(shè)備包括觸摸屏顯示器、存儲器、相機、以及與這些元件中每個元件通信的處理器。
[0020]在說明性實施例中，觸摸屏顯示器被配置為輸出用戶界面。例如，觸摸屏顯示器可以輸出與相機應用相關(guān)聯(lián)的用戶界面。用戶可以與相機應用交互，例如，以拍攝照片或視頻。用戶界面包括用戶可以交互的多個用戶界面級別。每個用戶界面級別可以被配置為使得計算設(shè)備執(zhí)行一個或多個功能。例如，第一用戶界面級別可以被配置為允許用戶聚焦于相機視野內(nèi)的對象(例如，人物、動物、樹木、機動車或建筑物)上。第二用戶界面級別可以被配置為拍攝對象的照片。
[0021]在說明性實施例中，用戶可以通過如下與不同用戶界面級別交互(或激活不同用戶界面級別):將與該級別相關(guān)聯(lián)的壓力的量施加到觸摸屏顯示器。計算設(shè)備被配置為檢測壓力的量且將壓力的量歸類為多個壓力水平之一(即，落入兩個壓力閾值之間的壓力范圍)。每個壓力水平可以與用戶界面級別相關(guān)聯(lián)。例如，沒有壓力(例如，用戶在觸摸表面上施加少量壓力或不施加壓力)可能不與用戶界面級別相關(guān)聯(lián)。軟壓力(例如，用戶以低壓力接觸觸摸表面)可以與第一用戶界面級別相關(guān)聯(lián)。因此，用戶可以通過將軟壓力施加于觸摸屏顯示器而能夠?qū)⑾鄼C聚焦于對象上。強壓力(例如，用戶以比軟壓力水平多的壓力接觸觸摸表面)可以與第二用戶界面級別相關(guān)聯(lián)。因此，用戶可能能夠通過將強壓力施加于觸摸屏顯示器來拍攝對象的照片。
[0022]在說明性實施例中，計算設(shè)備也與觸覺輸出設(shè)備相通信。觸覺輸出設(shè)備被配置為從計算設(shè)備接收信號并且輸出用戶可感知的觸覺效果。
[0023]在說明性實施例中，計算設(shè)備被配置為至少部分基于用戶界面級別，來確定觸覺效果以輸出。例如，在說明性實施例中，如果計算設(shè)備確定用戶將少量壓力或無壓力施加在觸摸屏顯示器上，計算設(shè)備可以確定沒有觸覺效果。在說明性實施例中，如果計算設(shè)備確定用戶在觸摸屏顯示器上施加軟壓力，計算設(shè)備輸出觸覺效果(例如，觸覺效果被配置為模擬相機鏡頭的運動)。進一步，在說明性實施例中，如果計算設(shè)備確定用戶對觸摸屏顯示器施加強壓力，計算設(shè)備輸出另一觸覺效果(例如，觸覺效果被配置為模擬拍攝照片和影片的相機的快門推進到下一幀)。因此，用戶可能能夠?qū)⑾鄼C聚焦于對象且拍攝對象照片，而不必從觸摸屏顯示器上單個位置移動用戶的手指。對于用戶來說，這可以使得與相機應用的交互更簡單。
[0024]在一些實施例中，與兩個或更多用戶界面級別相關(guān)聯(lián)的觸覺效果可以是相同的。例如，在一些實施例中，與第一用戶界面級別和第二用戶界面級別相關(guān)聯(lián)的觸覺效果可以是相同的(例如，振動)。在其他實施例中，與兩個或更多用戶界面級別相關(guān)聯(lián)的觸覺效果可以不同。例如，在一些實施例中，與第一用戶界面級別相關(guān)聯(lián)的觸覺效果可以包括振動且與第二用戶界面級別相關(guān)聯(lián)的觸覺效果可以包括明顯區(qū)別于第一種振動的第二種振動，或者在可感知的摩擦系數(shù)上有改變。
[0025]上面對說明性實施例的描述僅僅提供作為示例。這里描述了本發(fā)明的各種其他實施例且本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解這樣的實施例的變形?？梢酝ㄟ^查看本說明書和/或通過實踐所要求保護的主題的一個或多個實施例而進一步理解各種實施例所提供的優(yōu)點。
[0026]用于基于壓力的觸覺效果的說明性系統(tǒng)
[0027]圖1是示出根據(jù)一個實施例的用于基于壓力的觸覺效果的系統(tǒng)100的框圖。如圖1中所示，系統(tǒng)100包括計算設(shè)備101。計算設(shè)備101可包括例如移動電話、平板計算機、電子閱讀器、筆記本計算機、桌面計算機、車載計算機系統(tǒng)、醫(yī)療設(shè)備、游戲控制臺(gameconsole)、游戲控制器、或便攜游戲設(shè)備。進一步，在一些實施例中，計算設(shè)備101可以包括多功能控制器，例如用于在報攤、機動車、警報系統(tǒng)、恒溫器、或其他類型的計算設(shè)備中使用的控制器。盡管系統(tǒng)100在圖1中被示出為單個設(shè)備，在其他實施例中，系統(tǒng)100可以包括多個設(shè)備，諸如游戲控制臺和一個或多個游戲控制器。
[0028]計算設(shè)備101包括處理器102，處理器102與其他硬件經(jīng)由總線106通信。存儲器104，其能夠包括任何合適的有形(且非瞬時)計算機可讀介質(zhì)，諸如RAM、R0M、EEPR0M等，體現(xiàn)配置計算設(shè)備101的操作的程序部件。在所示實施例中，計算設(shè)備101進一步包括一個或多個網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備110、輸入/輸出(I/O)部件112、和存儲器114。
[0029]網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備110可以代表一個或更多個任何部件，其便于網(wǎng)絡(luò)連接。示例包括但不限于有線接口，諸如以太網(wǎng)、USB、IEEE 1394，和/或無線接口，諸如IEEE 802.11、藍牙，或用于接入蜂窩電話網(wǎng)絡(luò)的無線電接口(例如用于接入CDMA、GSM、UMTS或其他移動通信網(wǎng)絡(luò)的收發(fā)信機/天線)。
[0030]I/O部件112可以用于便于有線或無線連接到諸如一個或多個顯示器134、游戲控制器、鍵盤、鼠標、游戲桿、相機、按鈕、揚聲器、麥克風的設(shè)備和/或用于輸入數(shù)據(jù)或輸出數(shù)據(jù)的其他硬件。存儲器114代表非易失存儲器，諸如包括在計算設(shè)備101中或耦合到處理器102的磁性、光學或其他存儲介質(zhì)。
[0031]系統(tǒng)100進一步包括觸敏表面116，其在示例中被集成到計算設(shè)備101。觸敏表面116代表被配置為感應用戶的觸覺輸入的任何表面。一個或多個觸摸傳感器108被配置為當對象接觸觸敏表面116時檢測在觸摸區(qū)域中的觸摸并且提供適合數(shù)據(jù)以便處理器102使用。任何合適數(shù)目、類型或布置的傳感器都可被使用。例如，電阻性和/或電容性傳感器可以被嵌入到觸敏表面116中并用于確定觸摸的位置和其他信息，諸如壓力、速度和/或方向。作為另一示例，針對(in view of)觸敏表面116的光學傳感器可以用于確定觸摸位置。
[0032]在其他實施例中，觸摸傳感器108可以包括LED檢測器。例如，在一個實施例中，觸敏表面116可以包括安裝在顯示器134側(cè)面的LED手指檢測器。在一些實施例中，處理器102與單個觸摸傳感器108通信，在其他實施例中，處理器102與多個觸摸傳感器108，例如第一觸摸屏和第二觸摸屏，通信。觸摸傳感器108被配置為檢測用戶交互，并且基于用戶交互，發(fā)射信號到處理器102。在一些實施例中，觸摸傳感器108可以被配置為檢測用戶交互的多個方面。例如，觸摸傳感器108可以檢測用戶交互的速度和壓力，并且將該信息結(jié)合到接口信號內(nèi)。
[0033]取決于系統(tǒng)100的特定配置，觸敏表面116可以包括或不包括(或以其他方式對應于)顯示器134。一些實施例包括可觸摸顯示器，其組合了設(shè)備的觸敏表面116和顯示器134。觸敏表面116可以對應于顯示器134外部或在顯示器134上所示的部件上方的一個或多個層的材料。
[0034]在一些實施例中，計算設(shè)備101包括觸敏表面116，觸敏表面116可以映射到圖形用戶界面，該圖形用戶界面設(shè)置在包括在系統(tǒng)100中的顯示器134中且與計算設(shè)備101對接(interfaced to)。例如，如圖2中所示，計算設(shè)備201包括觸敏表面216，其可以映射到設(shè)置在包括在計算系統(tǒng)220中的顯示器222中的圖形用戶界面。計算系統(tǒng)220通信耦合到計算設(shè)備201。計算設(shè)備201