專利名稱：激發(fā)動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開(kāi)涉及觸覺(jué)接口，更具體而言，涉及動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口。
背景技術(shù)：
具有顯示器和接口的觸覺(jué)設(shè)備隨著計(jì)算、通信和游戲平臺(tái)的激增并且隨著它們的 能力的提升而變得越來(lái)越重要。開(kāi)發(fā)者一直在尋求傳遞信息的額外方式和新穎別致的人機(jī) 接口。

發(fā)明內(nèi)容
簡(jiǎn)言之，本公開(kāi)的多個(gè)實(shí)施例包括一種激發(fā)具有多個(gè)電極的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口的方 法，該方法包括標(biāo)識(shí)圖像內(nèi)的能夠進(jìn)行觸覺(jué)反饋的區(qū)域；以及標(biāo)識(shí)動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口中的該 多個(gè)電極的與所述區(qū)域?qū)?yīng)的第一子集。向該多個(gè)電極的第一子集施加電壓，以產(chǎn)生與能 夠進(jìn)行觸覺(jué)反饋的所述區(qū)域?qū)?yīng)的每個(gè)電極的期望狀態(tài)。一種動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口包括靜電膜、多個(gè)電極、位于靜電膜和多個(gè)電極之間并且與靜 電膜和多個(gè)電極垂直的多個(gè)支撐構(gòu)件、以及耦合到多個(gè)電極的多個(gè)充電電路?？刂破鞅慌?置成確定圖像內(nèi)的被配置用于觸覺(jué)反饋的區(qū)域；確定與所述區(qū)域?qū)?yīng)的第一電極子集； 以及發(fā)送激發(fā)信號(hào)以激發(fā)第一電極子集。動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口可以實(shí)施為可視顯示器型設(shè)備的一 部分，或者實(shí)施為沒(méi)有任何可視顯示器的設(shè)備。


當(dāng)結(jié)合所附權(quán)利要求閱讀時(shí)，下面的結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述將變得更容易理 解，在附圖中，示出了本公開(kāi)的多個(gè)實(shí)施例中的一個(gè)或更多個(gè)。然而，應(yīng)當(dāng)理解，本公開(kāi)的各 實(shí)施例不限于附圖中所示的精確裝置和手段。在附圖中圖IA是圖示了具有觸摸屏接口的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)設(shè)備的側(cè)視圖；圖IB是圖示了根據(jù)圖IA的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)設(shè)備的單元的“凹陷”狀態(tài)的側(cè)視圖；圖IC是圖示了根據(jù)圖IA的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)設(shè)備的單元的“凸起”狀態(tài)的側(cè)視圖；圖2A是圖示了圖IA的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)設(shè)備的自上而下的視圖；圖2B是圖示了根據(jù)圖IA的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)設(shè)備的各個(gè)電極的激發(fā)的俯視圖；圖3A是圖示了根據(jù)圖IA的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)設(shè)備的充電電路的電路圖；圖3B是圖示了根據(jù)圖IA的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)設(shè)備的尋址方案的框圖；圖4A是圖示了包括本公開(kāi)的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)設(shè)備的實(shí)施例的電子設(shè)備的框圖4B是圖示了根據(jù)圖IA的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)設(shè)備的用戶接口表面的側(cè)視圖；圖5是圖示了激發(fā)根據(jù)圖IA的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)設(shè)備的電極的方法的流程圖；以及圖6是圖示了可用來(lái)實(shí)施本公開(kāi)的多個(gè)實(shí)施例的計(jì)算機(jī)和/或架構(gòu)的框圖。
具體實(shí)施方式

在下面的詳細(xì)描述中參考構(gòu)成其一部分的附圖。在附圖中，除非上下文另有說(shuō)明， 同樣的符號(hào)通常標(biāo)記同樣的部件。在詳細(xì)描述、附圖和權(quán)利要求中描述的說(shuō)明性實(shí)施例并 非意在為限制性的。在不脫離在此展示的主題的精神或范圍的情況下，可利用其它實(shí)施例， 并且可作出其它改變。應(yīng)容易理解，在此寬泛描述并在圖中示出的本公開(kāi)的諸方面可按許 多種不同配置來(lái)布置、替代、組合和設(shè)計(jì)，所有這些不同配置都被明確考慮到并構(gòu)成本公開(kāi) 的一部分。公開(kāi)了用在具有觸摸屏的設(shè)備中的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口。圖4A是圖示了包括本公開(kāi)的 動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口 10的電子設(shè)備402的框圖。動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口 10允許圖像的全部或多個(gè)部分通 過(guò)觸摸它們的感覺(jué)而被呈現(xiàn)給用戶401。動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口 10可以通過(guò)在受益于觸覺(jué)反饋的 設(shè)備的特定區(qū)域中設(shè)置“凸起” 116或“凹陷” 114來(lái)增強(qiáng)用戶體驗(yàn)。動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口可以實(shí) 施為可視顯示器型設(shè)備的一部分，或者實(shí)施為沒(méi)有任何可視顯示器的設(shè)備。在一些實(shí)施例 中，通過(guò)動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口 10來(lái)呈現(xiàn)與視覺(jué)圖像14對(duì)應(yīng)的觸覺(jué)圖像或觸覺(jué)圖像的一部分。例 如，為了提高基于手指的文本錄入的準(zhǔn)確性，在與所顯示的視覺(jué)圖像14的需要觸覺(jué)反饋的 區(qū)域?qū)?yīng)的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口 10的特定區(qū)域中，向用戶401提供觸覺(jué)反饋。在一些實(shí)施例中， 動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口 10呈現(xiàn)并非意在用于視覺(jué)顯示的信息，比如僅要由觸覺(jué)接口呈現(xiàn)的布萊葉 (Braille)信息或其它信息。在可被呈現(xiàn)以供視覺(jué)顯示的圖像的情形下，圖像的一部分(比如圖像的景物、背 景、組成部分(例如，地板、地面))可以通過(guò)觸覺(jué)接口來(lái)呈現(xiàn)。在一些實(shí)施例中，在用戶401 觀看圖像時(shí)，圖像所對(duì)應(yīng)的信息(例如，表面或圖像內(nèi)的特定信息)通過(guò)觸覺(jué)顯示器來(lái)呈 現(xiàn)?？梢岳门c適當(dāng)軟件相結(jié)合的處理器(未示出)來(lái)確定視覺(jué)圖像的什么部分將被解釋 或被選擇用于通過(guò)觸覺(jué)顯示器進(jìn)行顯示。在一些實(shí)施例中，所顯示的視覺(jué)圖像14例如是用戶401與電子設(shè)備402之間的圖 形用戶接口。亦即，如圖4A所示，動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口 10構(gòu)成了用戶401與電子設(shè)備402之間的 用戶接口(UI)20的至少一部分。在電子設(shè)備402的工作期間，響應(yīng)于檢測(cè)用戶與動(dòng)態(tài)觸覺(jué) 接口的交互，所顯示的視覺(jué)圖像14可以改變，從而產(chǎn)生設(shè)備10的提供觸覺(jué)反饋機(jī)會(huì)的不同 區(qū)域。例如，設(shè)備10上的視覺(jué)圖像14可以是包括供用戶選擇或“點(diǎn)擊”的按鈕、鏈接或其 它標(biāo)記16的網(wǎng)頁(yè)。視覺(jué)圖像14上的這些標(biāo)記16的區(qū)域是動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口 10上的觸覺(jué)反饋 的區(qū)域，對(duì)于其來(lái)說(shuō)，提高的準(zhǔn)確性或易用性可能是所希望的。動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口 10可以在具有或利用了觸摸屏接口的本領(lǐng)域中公知的任何電子設(shè) 備402(例如，計(jì)算機(jī)、膝上型電腦、視頻游戲屏或控制臺(tái)、個(gè)人數(shù)字助理、移動(dòng)電話、移動(dòng)媒 體播放器、其它觸摸屏接口等)中實(shí)施、在該電子設(shè)備402上實(shí)施、或者與該電子設(shè)備402 相結(jié)合地實(shí)施。在一些實(shí)施例中，動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口 10在移動(dòng)電話的觸摸屏接口中實(shí)施，或者 實(shí)施為移動(dòng)電話的觸摸屏接口的一部分。在另外一些實(shí)施例中，靜電觸覺(jué)接口 10在觸覺(jué)鍵 盤中實(shí)施，并且在鍵通常所位于的鍵盤區(qū)域中提供觸覺(jué)反饋。在又一些其它實(shí)施例中，動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口 10在設(shè)備的非可見(jiàn)部分中(比如在膝上型電腦的觸摸板中)實(shí)施，并且例如在觸 摸板的代表左和右鼠標(biāo)按鈕的區(qū)域中提供觸覺(jué)反饋。在一個(gè)例子中，輸入設(shè)備的虛擬按鈕 (例如，小鍵盤、鍵盤、箭頭鍵、字符、數(shù)字、符號(hào)等)可以通過(guò)動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口 10上的觸覺(jué)反 饋來(lái)呈現(xiàn)。輸入設(shè)備的虛擬按鈕的結(jié)構(gòu)(例如，鍵的輪廓、鍵的制動(dòng)或配準(zhǔn)點(diǎn)、布萊葉表示 等)也可以利用動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口 10上的虛擬按鈕內(nèi)的觸覺(jué)反饋來(lái)呈現(xiàn)，使得多個(gè)虛擬按鈕可 以被彼此區(qū)分。圖IA是圖示了具有觸摸屏接口的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)設(shè)備的側(cè)視圖。動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口 10可以 包括部分導(dǎo)電層101、靜電膜102、多個(gè)單元112、多個(gè)支撐構(gòu)件103以及多個(gè)電極104。每 個(gè)支撐構(gòu)件103是縱向構(gòu)件或橫向構(gòu)件；該多個(gè)支撐構(gòu)件103被布置成形成單元矩陣，其可 以由統(tǒng)一的整體構(gòu)成(例如，如圖2A所示)，或者作為多個(gè)單獨(dú)的、分離的縱向和橫向構(gòu)件 (未示出)。該多個(gè) 支撐構(gòu)件103支撐靜電膜102并且將靜電膜102與電極104分開(kāi)，其中 靜電膜102被放置在該多個(gè)支撐構(gòu)件103的頂上，而電極104被放置在支撐構(gòu)件103的底 上。單元112由該多個(gè)支撐構(gòu)件103、靜電膜102和電極104的組合所界定的內(nèi)部空間構(gòu) 成。圖4B是圖示了根據(jù)圖IA的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口的用戶接口表面的側(cè)視圖，其中靜電膜 102和部分導(dǎo)電層101擔(dān)當(dāng)用戶401與觸摸屏設(shè)備402之間的用戶接口表面。支撐構(gòu)件103被布置成大致垂直于靜電膜102和電極104。支撐構(gòu)件103被布置 成單元矩陣布局，其中電極104位于單元112的底部。例如，如果支撐構(gòu)件103被布置成使 得存在5 X 10矩陣，則電極104被布置成5 X 10矩陣，其中每個(gè)電極104對(duì)應(yīng)于單元矩陣中 的一個(gè)單元112。支撐構(gòu)件103可以由具有使相鄰電極之間的隧道效應(yīng)最小化的介電常數(shù) 的本領(lǐng)域中公知的任何數(shù)目的材料制成，所述材料包括正性或負(fù)性光致抗蝕劑(例如，環(huán) 氧基聚合物、酚醛樹(shù)脂)。支撐構(gòu)件103可以是矩形的、六邊形的、圓形的或其它形狀的，并 且提供靜電膜102當(dāng)被吸向或被驅(qū)離底部電極104時(shí)所倚靠的結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，支 撐構(gòu)件103以使得它們能“呼吸”的方式來(lái)形成，從而允許空氣進(jìn)入和退出單元112。在一 些實(shí)施例中，支撐構(gòu)件103以負(fù)的或正的壓力來(lái)密封，從而產(chǎn)生穩(wěn)定的凹陷狀態(tài)或凸起狀 態(tài)(在下文中更詳細(xì)地描述)。靜電膜102由具有適合于動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口的特性的本領(lǐng)域中公知的任何數(shù)目的 材料來(lái)形成，所述材料包括摩電序(triboelectric series)材料(例如，硅橡膠、PTFE、 PCTFE、PVC、聚丙烯和聚乙烯)。亦可以使用具有足夠的彈性從而允許產(chǎn)生凹陷和凸起的其 它材料。在一些實(shí)施例中，靜電膜102具有大致恒定的負(fù)電荷。在一些實(shí)施例中，部分導(dǎo)電 層101被放置在靜電膜102上或上方以將膜102保持于恒定的電荷狀態(tài)。在一些實(shí)施例中， 不需要部分導(dǎo)電層101，因?yàn)殪o電膜102本身是部分導(dǎo)電的，但僅達(dá)到足夠的電荷可被維持 而不漏過(guò)單元112的程度。圖IB和圖IC分別是圖示了根據(jù)圖IA的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口 10的單元112的“凹陷” 狀態(tài)114和“凸起”狀態(tài)116的側(cè)視圖?？梢杂谜姾苫蜇?fù)電荷激發(fā)電極104。在圖IB所 示的例子中，電極104具有正電荷。如上所述，電極104被布置成單元矩陣圖案。在圖IB 中，該單個(gè)電極104對(duì)應(yīng)于單元矩陣的元素或單元112。通過(guò)向電極104施加正電荷，靜電 膜102和部分導(dǎo)電層101的位于電極104的正上方的部分(即，單元112上方的與帶正電 荷的電極104對(duì)應(yīng)的區(qū)域)被吸向電極，因?yàn)樗菐ж?fù)電荷的，從而產(chǎn)生“凹陷”狀態(tài)或凹陷114。在圖IC中，電極具有負(fù)電荷。當(dāng)負(fù)電荷被施加于電極104時(shí)，靜電膜102和部分導(dǎo) 電層101的位于受激發(fā)電極104的相應(yīng)單元112的正上方的部分將被驅(qū)離電極，從而產(chǎn)生 “凸起”狀態(tài)或凸起116。圖3A是圖示了根據(jù)圖IA的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口 10的充電電路350的電路圖。充電電 路350可以包括地址線選擇器370、V-地址線310和V+地址線320。可以實(shí)施與靜態(tài)RAM 尋址方案類似的尋址方案來(lái)對(duì)電極104進(jìn)行尋址。參照?qǐng)D1A-2B所討論的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口 10 的電極104耦合到V-地址線310和V+地址線320。V-地址線310和V+地址線320位于 充電電路350內(nèi)。當(dāng)V-地址線310被激發(fā)時(shí)，電極104展現(xiàn)負(fù)電荷。如上所述，響應(yīng)于負(fù) 電荷，靜電膜102的位于單元112中電極104的正上方的區(qū)域被驅(qū)離受負(fù)激發(fā)的電極104 并產(chǎn)生凸起116。當(dāng)V+地址線320被激發(fā)時(shí)，電極104展現(xiàn)正電荷。作為響應(yīng)，靜電膜102 的位于單元112中電極104的正上方的區(qū)域被吸向受正激發(fā)的電極104并產(chǎn)生凹陷114。接口 10中的各個(gè)電極104通過(guò)一系列導(dǎo)電的行和列耦合器互連。行和列耦合器 繼而耦合到電源(見(jiàn)圖3A)，從而使得電極能夠被集體地或單獨(dú)地激發(fā)。更具體而言，任何 單個(gè)電極104可以通過(guò)使用相應(yīng)的行和列耦合器加以尋址來(lái)被有選擇地激發(fā)。圖2B是圖示了根據(jù)圖IA的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口的各個(gè)電極的激發(fā)的俯視圖。行耦合器 201a、201b、201C、201d、201e各自電耦合到同一行中的多個(gè)電極104(在本例子中，跨矩陣 的全部五列)。列耦合器202a、202b、202C、202d、202e各自電耦合到同一列中的多個(gè)電極 104(在本例子中，跨全部五行)。例如，為了在具有單元矩陣位點(diǎn)(3，1)的電極中產(chǎn)生凸起 116并實(shí)現(xiàn)“凸起”狀態(tài)，正電荷被施加于行耦合器201c ( S卩，行3)和列耦合器202a ( S卩，列 1)這二者。在一些實(shí)施例中，為了使單個(gè)電極104被激發(fā)，它從其相應(yīng)的行和列耦合器這二 者接收激發(fā)。因此，單元112(和其中的電極104)可以被單獨(dú)地尋址，從而允許在設(shè)備10 上產(chǎn)生任何規(guī)則周期性圖案、周期性圖案、隨機(jī)圖案或觸覺(jué)圖像。在圖2B所示的例子中，用 正電荷激發(fā)了具有矩陣位點(diǎn)(3，1)、(3，2)、(4，1)、(4，2)、(5，1)和(5,2)的電極104，從而 在相應(yīng)單元112上方產(chǎn)生凸起116。類似地，用負(fù)電荷激發(fā)了具有矩陣位點(diǎn)(1，2)和(1，3) 的電極104，從而在相應(yīng)單元112上方產(chǎn)生凹陷114。圖3B是圖示了根據(jù)圖IA的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口 10的尋址方案的框圖。每個(gè)電極104 與控制其相應(yīng)V-地址線310和V+地址線320的充電電路350相關(guān)聯(lián)。每個(gè)充電電路350 均耦合到行解碼器340和列解碼器330。行解碼器340和列解碼器330由控制器360控制。 根據(jù)本公開(kāi)可以理解，控制器360是本領(lǐng)域中公知的這樣的任何微控制器或電子電路其 能夠向行解碼器340和列解碼器330發(fā)送激發(fā)信號(hào)，使得靜電設(shè)備10的多個(gè)部分展現(xiàn)凹陷 114或凸起116 (見(jiàn)圖IB和圖1C)。響應(yīng)于接收用戶反饋，控制器360能夠在需要觸覺(jué)反饋 的區(qū)域中更新和調(diào)整設(shè)備?？刂破?60通過(guò)向行解碼器340和列解碼器330發(fā)送激發(fā)信號(hào) 來(lái)激發(fā)需要觸覺(jué)反饋的區(qū)域?；谠O(shè)備10上的期望觸覺(jué)圖案，控制器360確定應(yīng)當(dāng)何時(shí)激 發(fā)特定行耦合器202和列耦合器201的組合，并將相應(yīng)激發(fā)信號(hào)發(fā)送給行解碼器340和列 解碼器350。這種激發(fā)信號(hào)使得行解碼器340激發(fā)特定行耦合器202并且使得列解碼器激 發(fā)特定列耦合器201。在一些實(shí)施例中，充電電路350包括“與”邏輯門，用以檢測(cè)來(lái)自行解碼器340和列 解碼器330的解碼器信號(hào)。在此情形下，充電電路350將不激發(fā)電極104，除非從行解碼器 340和列解碼器330這二者接收到解碼器信號(hào)。充電電路350還包括地址線選擇器370，用以對(duì)來(lái)自行解碼器340和列解碼器330的解碼器信號(hào)進(jìn)行評(píng)估。地址線選擇器370對(duì)這些 信號(hào)進(jìn)行評(píng)估以確定應(yīng)激發(fā)V-地址線310以在電極上產(chǎn)生負(fù)電荷并因此產(chǎn)生凸起116，還 是應(yīng)激發(fā)V+地址線320以在電極上產(chǎn)生正電荷并因此產(chǎn)生凹陷114。充電電路350被配置 成在來(lái)自行解碼器340和列解碼器330這二者的適當(dāng)解碼器信號(hào)到達(dá)的情況下經(jīng)由V-地 址線310或V+地址線320激發(fā)電極104?？刂破?60被配置成向行解碼器340和列解碼 器330發(fā)送激發(fā)信號(hào)，行解碼器340和列解碼器330繼而向充電電路350發(fā)送解碼器信號(hào)。 充電電路350確定應(yīng)激發(fā)V-地址線310還是應(yīng)激發(fā)V+地址線320。如上所述，激發(fā)V-地 址線310產(chǎn)生凹陷114，而激發(fā)V+地址線310產(chǎn)生凸起116。圖5是圖示了激發(fā)根據(jù)圖IA的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口 10的電極的方法的流程圖。如上所 述，標(biāo)識(shí)圖像的能夠進(jìn)行觸覺(jué)反饋的區(qū)域。如上所述，標(biāo)識(shí)動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口 10中的與所述區(qū) 域?qū)?yīng)的電極。向所述電極施加電壓以產(chǎn)生動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口 10中的所述電極的期望狀態(tài)。動(dòng) 態(tài)觸覺(jué)接口 10可以實(shí)施為可視顯示器型設(shè)備的一部分，或者實(shí)施為沒(méi)有任何可視顯示器 的設(shè)備。
圖6是圖示了根據(jù)本公開(kāi)所布置的計(jì)算機(jī)架構(gòu)或系統(tǒng)1000的框圖。動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口 10的示例實(shí)施例包括控制器360，其可以如圖6所示那樣實(shí)現(xiàn)和/或?qū)嵤?。系統(tǒng)總線1002 在中央處理單元(CPU) 1004、RAM 1006、基本輸入輸出系統(tǒng)(BIOS) 1008和其它部件之間輸 送數(shù)據(jù)。CPU 1004可包括緩存部件1024。RAM 1006可以包括動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口過(guò)程1200。動(dòng) 態(tài)觸覺(jué)接口過(guò)程1200可以確定行解碼器340和列解碼器330的控制信息或激發(fā)信號(hào)需求， 以產(chǎn)生上面參照例如控制器360和圖3B所述的期望觸覺(jué)圖案。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1000可包括用 于存取硬盤驅(qū)動(dòng)器、光存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器(例如CD-R0M、DVD-R0M、DVD-RW)、閃存、磁帶設(shè)備或其它 存儲(chǔ)設(shè)備(未示出)的一個(gè)或多個(gè)外部存儲(chǔ)器端口 1017。相關(guān)存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)外部存儲(chǔ)器端 口 1017相耦合，外部存儲(chǔ)器端口 1017經(jīng)由盤控制器1022耦合到系統(tǒng)總線1002。鍵盤和 指示設(shè)備(例如鼠標(biāo)、觸摸墊)(未示出)可耦合到鍵盤/鼠標(biāo)端口 1012，其它I/O設(shè)備可 耦合到附加I/O端口 1013，I/O端口 1013通過(guò)I/O控制器1010耦合到系統(tǒng)總線1002?？?通過(guò)I/O控制器1010來(lái)利用附加端口或設(shè)備，如串行端口、并行端口、防火墻適配器或生物 特征標(biāo)識(shí)設(shè)備(未示出)。顯示設(shè)備(未示出)可耦合到顯示設(shè)備端口 1014，顯示設(shè)備端 口 1014通過(guò)視頻控制器1015耦合到系統(tǒng)總線1002。包括但不限于以太網(wǎng)設(shè)備或具有聯(lián)網(wǎng) 能力的其它設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(未示出)可耦合到網(wǎng)絡(luò)端口 1020，網(wǎng)絡(luò)端口 1020通過(guò)網(wǎng)絡(luò) 控制器1016耦合到系統(tǒng)總線1002。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1000可使用天線1028無(wú)線地耦合到被配 置用于無(wú)線工作的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(未示出，包括但不限于無(wú)線路由器)，天線1028耦合到與系 統(tǒng)總線1002相連的無(wú)線控制器1026，其中天線1028向網(wǎng)絡(luò)設(shè)備發(fā)射/從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接收信 號(hào)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1000可包括一個(gè)或多個(gè)USB端口 1023。包括但不限于打印機(jī)、掃描儀、鍵 盤、鼠標(biāo)、數(shù)碼相機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備、PDA、蜂窩電話、生物特征標(biāo)識(shí)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)和I/O適配 器的USB設(shè)備(未示出)可耦合到USB端口 1023，USB端口 1023通過(guò)USB控制器1011耦 合到系統(tǒng)總線1002。其它設(shè)備如蜂窩電話、PDA和其它便攜式設(shè)備亦可經(jīng)由無(wú)線I/O天線 1032無(wú)線地連接，無(wú)線I/O天線1032耦合到無(wú)線I/O控制器1030。無(wú)線I/O技術(shù)的例子 包括但不限于藍(lán)牙、紅外(IR)和射頻(RF)。音頻設(shè)備如麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器或頭戴耳機(jī)可耦合 到聲音端口 1038，聲音端口 1038耦合到與系統(tǒng)總線1002相連的聲音控制器1034。擴(kuò)展槽 1018可包括工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)架構(gòu)(ISA)槽、外圍部件互連(PCI)擴(kuò)展槽、PCI快速擴(kuò)展槽、加速圖形端口(AGP)槽、或允許附加卡被置于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1000中的本領(lǐng)域中公知的任何其它槽。這些槽可用來(lái)連接網(wǎng)卡、視頻卡、聲卡、調(diào)制解調(diào)器以及通常與計(jì)算機(jī)一起使用的任何其它 外圍設(shè)備。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1000還包括電力源(未示出)，該電力源包括但不限于耦合到外部 電力源的電源和/或內(nèi)或外電池。為方便起見(jiàn)省略了對(duì)這些設(shè)備的詳細(xì)描述，該詳細(xì)描述 不應(yīng)理解為限制性的。本公開(kāi)的諸實(shí)施例可以硬件和軟件的任何組合來(lái)實(shí)施。如果以計(jì)算機(jī)實(shí)施的設(shè)備 來(lái)實(shí)施，則該實(shí)施例是使用執(zhí)行上述所有步驟和功能的裝置來(lái)實(shí)施的。本公開(kāi)的諸實(shí)施例可包括在具有例如計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)的制造品(例如，一個(gè)或多 個(gè)計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品)中。該介質(zhì)在其中包含了例如提供和有助于本公開(kāi)的諸實(shí)施例的機(jī)制 的計(jì)算機(jī)可讀程序代碼裝置。該制造品可作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一部分而被包括或被單獨(dú)銷售。以硬件和以軟件實(shí)施系統(tǒng)諸方面幾乎沒(méi)有區(qū)別；硬件和軟件的使用一般是(但不 總是，因?yàn)樵谀承┉h(huán)境下，在硬件和軟件之間選擇可能變得重要)代表成本/效率權(quán)衡的設(shè) 計(jì)選擇。存在可實(shí)現(xiàn)這里所述的過(guò)程和/或系統(tǒng)和/或其它技術(shù)的各種載體(如硬件，軟 件和/或固件)，優(yōu)選的載體將隨所述過(guò)程和/或系統(tǒng)和/或其它技術(shù)配置的環(huán)境而變化。 例如，如果執(zhí)行人確定速度和精度極為重要，則執(zhí)行人可主要選擇硬件和/或固件載體；如 果柔性極為重要，則執(zhí)行人可主要選擇軟件方案；或者再者可選擇地，執(zhí)行人可選擇硬件、 軟件和/或固件的一些組合。前面的詳細(xì)描述通過(guò)方塊圖、流程圖和/或例子已經(jīng)列出了器件和/或方法的各 種實(shí)施例。在這種方塊圖、流程圖和/或例子包含一個(gè)或多個(gè)功能和/或操作的情況下，本 領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這種方塊圖、流程圖/或例子內(nèi)的每個(gè)功能和/或操作可通過(guò)較寬 范圍的硬件、軟件、固件或它們實(shí)際中的任意組合來(lái)單獨(dú)和/或共同實(shí)現(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施例 中，可通過(guò)特定用途集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)、數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)或 其它集成格式實(shí)現(xiàn)這里所述的主題的幾個(gè)部分。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，這里所述 的實(shí)施例的一些方面可作為在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序(例如 作為在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行的一個(gè)或多個(gè)程序)、作為在一個(gè)或多個(gè)處理器上運(yùn) 行的一個(gè)或多個(gè)程序(例如作為在一個(gè)或多個(gè)微處理器上運(yùn)行的一個(gè)或多個(gè)程序)、作為 固件、或作為它們實(shí)際中的任意組合而整個(gè)或部分地在集成電路中等同地實(shí)現(xiàn)，且根據(jù)該 說(shuō)明書，為軟件和/或固件設(shè)計(jì)電路和/或?qū)懭氪a在本領(lǐng)域技術(shù)人員的技術(shù)中是公知的。 此外，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解到，這里所述的主題的機(jī)構(gòu)能以各種形式的程序產(chǎn)品來(lái)分布， 且不管用于實(shí)際執(zhí)行所述分布的信號(hào)載體介質(zhì)的特定類型如何，都可應(yīng)用這里所述的主題 的圖解實(shí)施例。信號(hào)載體介質(zhì)的例子包括(但并不限于此)下述介質(zhì)可記錄型介質(zhì)，如軟 盤、硬盤驅(qū)動(dòng)器、光盤(CD)、數(shù)字化視頻光盤(DVD)、數(shù)字磁帶、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器等；傳輸型介 質(zhì)，如數(shù)字和/或模擬通訊介質(zhì)(例如光纖光纜、波導(dǎo)、有線通訊線路、無(wú)線通訊線路等)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，以這里列出的方式描述器件和/或過(guò)程在本領(lǐng)域中 是通用的，之后使用工程實(shí)踐將所述的這種器件和/或過(guò)程集成為數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。就是說(shuō)， 至少一部分這里所述的器件和/或過(guò)程能通過(guò)合理量的試驗(yàn)集成為數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。本領(lǐng)域 技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，典型的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)一般包括一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)單元框架、視頻顯示器 件、諸如易失或非易失存儲(chǔ)器這樣的存儲(chǔ)器、諸如微處理器和數(shù)字信號(hào)處理器這樣的處理器、諸如操作系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)器、圖形用戶界面和應(yīng)用程序這樣的計(jì)算機(jī)實(shí)體、諸如觸摸墊或屏 幕這樣的一個(gè)或多個(gè)交互器件、和/或包括反饋環(huán)和控制電機(jī)的控制系統(tǒng)(例如用于檢測(cè) 位置和/或速度的反饋；用于移動(dòng)和/或調(diào)整部件和/或數(shù)量的控制電機(jī))。典型的數(shù)據(jù) 處理系統(tǒng)可利用任何適宜的商業(yè)上可獲得的部件，如一般在數(shù)據(jù)計(jì)算/通訊和/或網(wǎng)絡(luò)計(jì) 算/通訊系統(tǒng)中存在的那些部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。這里所述的主題有時(shí)圖解了在其它不同部件內(nèi)包含的或與其它不同部件連接的 不同部件。應(yīng)當(dāng)理解，所述的這種構(gòu)造僅僅是示范性的，事實(shí)上可實(shí)現(xiàn)能獲得相同功能的任 何其它構(gòu)造。原理上，獲得相同功能的部件的任何布置都是有效“相關(guān)的”，以獲得理想的功 能。因此，組合以獲得特定功能的任意兩個(gè)部件可看作是彼此“相關(guān)的”，從而獲得理想的 功能，而不管構(gòu)造或中間部件如何。同樣，如此相關(guān)的任意兩個(gè)部件還可看作是彼此“可操 作連接”或“可操作耦合”，以獲得理想的功能，能如此相關(guān)的任意兩個(gè)部件還可看作是彼此 “能可操作耦合”，以獲得理想的功能。能可操作耦合的特定例子包括(但并不限于此)能 物理配對(duì)和/或物理交互部件和/或能無(wú)線交互和/或無(wú)線交互部件和/或邏輯交互和/ 或能邏輯交互部件。對(duì)于這里實(shí)際上任何多個(gè)和/或單個(gè)術(shù)語(yǔ)的使用，根據(jù)適用的環(huán)境和/或應(yīng)用，本 領(lǐng)域技術(shù)人員能從所述多個(gè)轉(zhuǎn)變?yōu)樗鰡蝹€(gè)和/或從所述單個(gè)轉(zhuǎn)變?yōu)樗龆鄠€(gè)。為了清楚 起見(jiàn)，這里特別列出了各種的單個(gè)/多個(gè)排列。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，一般地，在這里，尤其是在所附權(quán)利要求(例如所附權(quán) 利要求的主體)中使用的術(shù)語(yǔ)一般是指“開(kāi)放性”術(shù)語(yǔ)(例如術(shù)語(yǔ)“包括”應(yīng)理解為“包括 但并不限于”，術(shù)語(yǔ)“具有”應(yīng)理解為“至少具有”，術(shù)語(yǔ)“包括”應(yīng)理解為“包括但并不限于” 等。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)進(jìn)一步理解到，如果想要在權(quán)利要求敘述中引入特定數(shù)，則該意愿將 明確敘述在權(quán)利要求中，在不存在這種敘述時(shí)，不存在這種意愿。例如，作為理解的輔助手 段，下面所附的權(quán)利要求可能包含引入權(quán)利要求敘述的介紹性短語(yǔ)“至少一個(gè)”和“一個(gè)或 多個(gè)”的用法。然而，這種短語(yǔ)的使用不應(yīng)解釋為暗指由不定冠詞“a”或“an”引入的權(quán)利 要求敘述將包含這種引入權(quán)利要求敘述的任何特定權(quán)利要求限制在僅包含一個(gè)這種敘述 的實(shí)施例，即使當(dāng)同一權(quán)利要求包括介紹性短語(yǔ)“一個(gè)或多個(gè)”或“至少一個(gè)”和不定冠詞， 如“a”或“an”(例如“a”和/或“an”應(yīng)一般解釋為“至少一個(gè)”或“一個(gè)或多個(gè)”)時(shí)；對(duì) 于用于引入權(quán)利要求敘述的定冠詞的使用也是同樣的情況。此外，即使明確說(shuō)了引入的權(quán) 利要求敘述的特定數(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員也將認(rèn)識(shí)到，這種敘述一般應(yīng)解釋為是指至少所敘 述的數(shù)(例如，沒(méi)有其它修飾的“兩個(gè)敘述物”的純敘述，一般是指至少兩個(gè)敘述物，或兩個(gè) 或多個(gè)敘述物)。此外，在使用與“A，B和C等中的至少一個(gè)”類似的慣例的情形中，一般這 種構(gòu)造以本領(lǐng)域技術(shù)人員的觀點(diǎn)來(lái)理解所述慣例(例如，“具有A，B和C中至少一個(gè)的系 統(tǒng)”包括(但并不限于此)單獨(dú)具有A，單獨(dú)具有B和單獨(dú)具有C，同時(shí)具有A和B，同時(shí)具 有A和C，同時(shí)具有B和C，和/或同時(shí)具有A，B和C等的系統(tǒng))。在使用與“A，B或C等中 的至少一個(gè)”類似的慣例的情形中，一般這種構(gòu)造以本領(lǐng)域技術(shù)人員的觀點(diǎn)來(lái)理解所述慣 例(例如，“具有A，B或C中至少一個(gè)的系統(tǒng)”包括(但并不限于此)單獨(dú)具有A，單獨(dú)具有 B和單獨(dú)具有C，同時(shí)具有A和B，同時(shí)具有A和C，同時(shí)具有B和C，和/或同時(shí)具有A，B和 C等的系統(tǒng))。本領(lǐng)域技術(shù)人員將進(jìn)一步理解到，表示兩個(gè)或多個(gè)可選術(shù)語(yǔ)的實(shí)際上任何分 離的單詞和/或短語(yǔ)，不管是在說(shuō)明書，權(quán)利要求書還是在附圖中，都應(yīng)理解為包含所述術(shù)語(yǔ)之一、所述術(shù)語(yǔ)的任何一個(gè)或全部術(shù)語(yǔ)的可能性。例如，短語(yǔ)“A或B”將理解為包括“A” 或“B”或者“A和B”的可能性。
盡管這里公開(kāi)了各個(gè)方面和實(shí)施例，但其它方面和實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái) 說(shuō)是顯而易見(jiàn)的。這里公開(kāi)的各個(gè)方面和實(shí)施例是為了圖解的目的，并不意在限制，實(shí)際的 范圍和精神由下面的權(quán)利要求表示。
權(quán)利要求
一種激發(fā)具有多個(gè)電極的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口的方法，該方法包括標(biāo)識(shí)圖像內(nèi)的能夠進(jìn)行觸覺(jué)反饋的區(qū)域；標(biāo)識(shí)所述動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口中的所述多個(gè)電極的與所述區(qū)域?qū)?yīng)的第一子集；以及向所述多個(gè)電極的所述第一子集中的每個(gè)電極施加電壓，以產(chǎn)生與能夠進(jìn)行觸覺(jué)反饋的所述區(qū)域?qū)?yīng)的每個(gè)電極的期望狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括確定所述多個(gè)電極的所述第一子集中的每個(gè)電極的行和列；以及 向與所述多個(gè)電極的所述第一子集中的每個(gè)電極的所述行和列對(duì)應(yīng)的行解碼器和列 解碼器施加激發(fā)信號(hào)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，還包括響應(yīng)于從控制器發(fā)送并在所述行解碼器和列解碼器處接收到的所述激發(fā)信號(hào)，如果在 與從所述多個(gè)電極的所述第一子集中選擇的單個(gè)電極相關(guān)聯(lián)的充電電路處接收到解碼器 信號(hào)，則激發(fā)所述單個(gè)電極。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中施加于所述單個(gè)電極的電壓是基于從所述行解碼器 和所述列解碼器接收到的解碼器信號(hào)的。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中向所述單個(gè)電極施加正電壓產(chǎn)生凹陷這一期望狀態(tài)。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中向所述單個(gè)電極施加負(fù)電壓產(chǎn)生凸起這一期望狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求3所述的方法，還包括檢測(cè)所述圖像內(nèi)的能夠進(jìn)行觸覺(jué)反饋的區(qū)域中的輸入； 標(biāo)識(shí)所述圖像內(nèi)的能夠進(jìn)行觸覺(jué)反饋的新區(qū)域； 標(biāo)識(shí)所述多個(gè)電極的與所述新區(qū)域?qū)?yīng)的第二子集；以及向所述多個(gè)電極的所述第二子集中的每個(gè)電極施加所述電壓，以在能夠進(jìn)行觸覺(jué)反饋 的所述新區(qū)域中產(chǎn)生期望狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口包括靜電膜，且所施加的電壓導(dǎo) 致在所述靜電膜上形成所述期望狀態(tài)。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述圖像是與所述動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口相關(guān)聯(lián)的視覺(jué)圖像。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述圖像是布萊葉符號(hào)。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述圖像代表小鍵盤中的致動(dòng)器。
12.一種動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口，包括靜電膜，能夠至少具有凹陷狀態(tài)和凸起狀態(tài)； 多個(gè)電極，被布置成矩陣結(jié)構(gòu)并且位于所述靜電膜的下方；多個(gè)支撐構(gòu)件，位于所述靜電膜和所述多個(gè)電極之間并且與所述靜電膜和所述多個(gè)電 極垂直；多個(gè)充電電路，耦合到所述多個(gè)電極；以及控制器，被配置成確定圖像內(nèi)的被配置用于觸覺(jué)反饋的區(qū)域；確定所述電極的與所 述區(qū)域?qū)?yīng)的第一子集；以及發(fā)送激發(fā)信號(hào)以激發(fā)所述第一電極子集。
13.如權(quán)利要求12所述的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口，還包括耦合到所述多個(gè)充電電路的行解碼器 以及耦合到所述多個(gè)充電電路的列解碼器，其中所述控制器被配置成控制所述行解碼器和 所述列解碼器對(duì)所述多個(gè)電極進(jìn)行尋址。
14.如權(quán)利要求13所述的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口，其中所述多個(gè)電極中的每個(gè)電極包括相應(yīng)的 單個(gè)充電電路，所述單個(gè)充電電路被布置成當(dāng)所述多個(gè)電極中相應(yīng)的一個(gè)電極響應(yīng)于第一 解碼器信號(hào)和第二解碼器信號(hào)的生效而被激活時(shí)激發(fā)所述相應(yīng)的一個(gè)電極，其中所述單個(gè) 充電電路被配置成從所述行解碼器接收所述第一解碼器信號(hào)并且從所述列解碼器接收所 述第二解碼器信號(hào)。
15.如權(quán)利要求14所述的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口，其中所述單個(gè)充電電路被布置成響應(yīng)于從所 述行解碼器和所述列解碼器接收到的所述第一解碼器信號(hào)和第二解碼器信號(hào)、通過(guò)向所述 多個(gè)電極中相應(yīng)的一個(gè)電極施加電壓來(lái)激發(fā)所述相應(yīng)的一個(gè)電極。
16.如權(quán)利要求14所述的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口，其中所述多個(gè)電極中的所述單個(gè)電極被配置 成響應(yīng)于所述多個(gè)充電電路中相應(yīng)的一個(gè)充電電路的正電壓而在所述靜電膜中產(chǎn)生凹陷。
17.如權(quán)利要求14所述的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口，其中所述多個(gè)電極中的所述單個(gè)電極被配置 成響應(yīng)于所述多個(gè)充電電路中相應(yīng)的一個(gè)充電電路的負(fù)電壓而在所述靜電膜中產(chǎn)生凸起。
18.如權(quán)利要求14所述的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口，其中所述控制器被配置成當(dāng)檢測(cè)到所述圖 像內(nèi)的能夠進(jìn)行觸覺(jué)反饋的區(qū)域中的輸入時(shí)標(biāo)識(shí)所述圖像內(nèi)的被配置用于觸覺(jué)反饋的新 區(qū)域；確定與所述新區(qū)域?qū)?yīng)的第二電極子集；以及向所述行解碼器和所述列解碼器發(fā)送 所述激發(fā)信號(hào)以激發(fā)所述第二電極子集。
19.如權(quán)利要求12所述的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口，其中所述圖像是與觸覺(jué)顯示相關(guān)聯(lián)的視覺(jué)圖像。
20.如權(quán)利要求12所述的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口，其中所述圖像包括觸覺(jué)反饋的非視覺(jué)區(qū)域。
21.一種用于與動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口對(duì)接的裝置，所述動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口包括能夠具有凹陷狀態(tài) 和凸起狀態(tài)的靜電膜、位于所述靜電膜的下方的多個(gè)電極、耦合到所述電極的多個(gè)充電電 路、以及位于所述靜電膜和所述多個(gè)電極之間并且與所述靜電膜和所述多個(gè)電極垂直的多 個(gè)支撐構(gòu)件，所述裝置包括耦合到所述多個(gè)充電電路的控制器，所述控制器被配置成確定所述動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口上 的圖像內(nèi)的被配置用于觸覺(jué)反饋的區(qū)域；確定所述電極的與所述區(qū)域?qū)?yīng)的子集；以及向 所述充電電路發(fā)送激發(fā)信號(hào)以激發(fā)所述電極子集。
22.如權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述能夠進(jìn)行觸覺(jué)反饋的區(qū)域包括虛擬按鈕。
23.如權(quán)利要求22所述的裝置，其中所述能夠進(jìn)行觸覺(jué)反饋的區(qū)域包括用以區(qū)分第一 虛擬按鈕與第二虛擬按鈕的觸覺(jué)反饋。
全文摘要
一種用于激發(fā)具有多個(gè)電極的動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口的方法和系統(tǒng)，包括標(biāo)識(shí)圖像內(nèi)的能夠進(jìn)行觸覺(jué)反饋的區(qū)域；以及標(biāo)識(shí)動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口中的該多個(gè)電極的與多個(gè)區(qū)域?qū)?yīng)的第一子集。向該多個(gè)電極的每個(gè)電極施加電壓，以產(chǎn)生與能夠進(jìn)行觸覺(jué)反饋的所述區(qū)域?qū)?yīng)的每個(gè)電極的期望狀態(tài)。動(dòng)態(tài)觸覺(jué)接口可以實(shí)施為可視顯示器型設(shè)備的一部分，或者實(shí)施為沒(méi)有任何可視顯示器的設(shè)備。
文檔編號(hào)G06F3/01GK101825946SQ20101012482
公開(kāi)日2010年9月8日 申請(qǐng)日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月3日
發(fā)明者查爾斯·A·埃爾迪林 申請(qǐng)人:斯凱佩布爾聯(lián)合有限責(zé)任公司