用觸覺方式表示傳感器輸入的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用觸覺方式表示傳感器輸入的系統(tǒng)。本發(fā)明提供了一種觸覺表示系統(tǒng)，該觸覺表示系統(tǒng)響應(yīng)于傳感器輸入來產(chǎn)生觸覺效果。傳感器輸入被映射成觸覺信號。觸覺信號被發(fā)送到被構(gòu)造用于接收觸覺信號的致動器。致動器利用觸覺信號產(chǎn)生觸覺效果。
【專利說明】用觸覺方式表示傳感器輸入的系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一個實施方式總體上涉及裝置，更具體地講，涉及產(chǎn)生觸覺效果的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]觸覺學(xué)是一種觸覺和力反饋技術(shù)，它通過向用戶施加觸覺反饋效果(S卩，“觸覺效果”)諸如力、震動和變形來利用用戶的觸覺。為了為用戶提供更逼真的體驗，諸如移動裝置、觸摸屏裝置和個人計算機(jī)的裝置可以被構(gòu)造用于產(chǎn)生觸覺效果。例如，當(dāng)用戶使用(例如)按鈕、觸摸屏、操縱桿、控制桿、控制輪或某種其它控件與裝置互動時，可以產(chǎn)生觸覺信號，其中，觸覺信號致使裝置產(chǎn)生適當(dāng)?shù)挠|覺效果。用戶可以體驗到觸覺效果，并且可以增強(qiáng)用戶與裝置的互動。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]—個實施方式是一種產(chǎn)生觸覺效果的觸覺表不系統(tǒng)。該系統(tǒng)從傳感器接收輸入。該系統(tǒng)將接收到的輸入映射成觸覺信號。該系統(tǒng)還將觸覺信號發(fā)送到致動器，以產(chǎn)生觸覺效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0004]從下面結(jié)合附圖的對優(yōu)選實施方式的詳細(xì)描述中，其它的實施方式、細(xì)節(jié)、優(yōu)點和修改形式將變得清楚。
[0005]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的觸覺表示系統(tǒng)的框圖。
[0006]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的具有傳感器輸入和觸覺輸出的裝置的例子。
[0007]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的能夠提供震覺效果和/或動覺效果的裝置的框圖。
[0008]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的當(dāng)在輸出裝置上發(fā)揮作用時產(chǎn)生輸出效果的傳感器輸入到輸出信號的示例映射的示圖。
[0009]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的觸覺表示模塊的功能的流程圖。
[0010]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的能夠產(chǎn)生觸覺效果以增強(qiáng)感官知覺的裝置的框圖。
[0011]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的能夠產(chǎn)生觸覺效果以增強(qiáng)顯示屏內(nèi)顯示的可視信息的裝置的框圖。
[0012]圖8示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的當(dāng)在致動器上發(fā)揮作用時產(chǎn)生力觸覺效果的傳感器輸入到力觸覺信號的示例映射的示圖。
[0013]圖9示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的當(dāng)在致動器上發(fā)揮作用時產(chǎn)生變形觸覺效果的傳感器輸入到變形觸覺信號的示例映射的示圖。
[0014]圖10示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的當(dāng)在致動器上發(fā)揮作用時產(chǎn)生阻礙觸覺效果的傳感器輸入到阻礙觸覺信號的示例映射的示圖。
[0015]圖11示出根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式的觸覺表示模塊的功能的流程圖?！揪唧w實施方式】
[0016]一個實施方式是可以產(chǎn)生觸覺效果的觸覺表示系統(tǒng)，該觸覺效果代表由傳感器產(chǎn)生并且由觸覺表示系統(tǒng)接收的輸入。在某些實施方式中，接收到的輸入包括超感官信息，其中，超感官信息是正常不可以被人類感知的信息，諸如，電磁場、紅外光、紫外光、輻射或溫度的細(xì)微變化。在一些實施方式中，觸覺效果是由變形致動器產(chǎn)生的變形觸覺效果，其中，變形觸覺效果包括與變形致動器可操作地連接的組件的形狀和/或尺寸的更改。在某些實施方式中，基于傳感器產(chǎn)生的接收到的輸入中包括的超感官信息，產(chǎn)生由變形致動器產(chǎn)生的變形觸覺效果。
[0017]如以下更詳細(xì)描述的，“震動效果”或“震動觸覺效果”是產(chǎn)生震動的效果?！罢饎又聞悠鳌笔潜粯?gòu)造用于產(chǎn)生震動觸覺效果的致動器?！傲πЧ被颉傲τ|覺效果”是產(chǎn)生力的效果。“力致動器”是被構(gòu)造用于產(chǎn)生力觸覺效果的致動器?！白冃涡Ч被颉白冃斡|覺效果”是使結(jié)構(gòu)或形狀變形的效果?！白冃沃聞悠鳌笔潜粯?gòu)造用于產(chǎn)生變形觸覺效果的致動器。“阻礙效果”或“阻礙觸覺效果”是對于施加的力產(chǎn)生阻力或?qū)沟男Ч?。“阻礙致動器”是被構(gòu)造用于產(chǎn)生阻礙觸覺效果的致動器。
[0018]圖1不出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的觸覺表不系統(tǒng)10的框圖。在一個實施方式中，系統(tǒng)10是裝置(諸如圖2中示出的裝置200，其中，以下將更詳細(xì)地描述裝置200)的一部分，并且系統(tǒng)10提供裝置的觸覺表示功能。盡管被圖示為單個系統(tǒng)，但系統(tǒng)10的功能可以被實現(xiàn)為分布式系統(tǒng)。系統(tǒng)10包括總線12或用于傳達(dá)信息的其它通信機(jī)制以及與總線12連接用于處理信息的處理器22。處理器22可以是任何類型的通用或?qū)Ｓ锰幚砥鳌Ｏ到y(tǒng)10還包括存儲器14，存儲器14用于存儲將由處理器22執(zhí)行的信息和指令。存儲器14可以包括隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、靜態(tài)存儲器諸如磁盤或光盤、或任何其它類型的計算機(jī)可讀介質(zhì)的任何組合。
[0019]計算機(jī)可讀介質(zhì)可以是處理器22可以訪問的任何可用介質(zhì)并且可以既包括易失性介質(zhì)和非易失性介質(zhì)、可移除和不可移除介質(zhì)、通信介質(zhì)和存儲介質(zhì)。通信介質(zhì)可以包括計算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊、或者經(jīng)調(diào)制數(shù)據(jù)信號諸如載波或其它傳輸機(jī)制中的其它數(shù)據(jù)，并且可以包括本領(lǐng)域已知的任何其它形式的信息傳遞介質(zhì)。存儲介質(zhì)可以包括RAM、閃存、ROM、可擦除可編程只讀存儲器(EPR0M)、電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM),寄存器、硬盤、可移除盤、光盤只讀存儲器(CD-ROM)或本領(lǐng)域已知的任何其它形式的存儲介質(zhì)。
[0020]在一個實施方式中，存儲器14存儲軟件模塊，當(dāng)由處理器22執(zhí)行軟件模塊時提供功能。這些模塊包括為系統(tǒng)10提供操作系統(tǒng)功能的操作系統(tǒng)15以及一個實施方式中的裝置的剩余部分。這些模塊還包括觸覺表示模塊16，觸覺表示模塊16產(chǎn)生表示接收到的輸入的觸覺效果，如以下更詳細(xì)公開的。在某些實施方式中，觸覺表示模塊16可以包括多個模塊，其中，每個個體模塊提供用于產(chǎn)生表示接收到的輸入的觸覺效果的各個特定功能。系統(tǒng)10將通常包括用于包括額外功能的一個或多個額外應(yīng)用模塊18，諸如，Immersion公司的Integrator?觸覺開發(fā)平臺。[0021]在發(fā)送和/或接收來自遠(yuǎn)程源的數(shù)據(jù)的實施方式中，系統(tǒng)10還包括通信裝置20諸如網(wǎng)絡(luò)接口卡，以提供移動無線網(wǎng)絡(luò)通信諸如紅外、無線電、W1-Fi或蜂窩網(wǎng)絡(luò)通信。在其它實施方式中，通信裝置20提供有線網(wǎng)絡(luò)連接諸如以太網(wǎng)連接或調(diào)制解調(diào)器。
[0022]處理器22還借助總線12連接到顯示器24諸如液晶顯示器(IXD)，顯示器24用于向用戶顯示圖形表示或用戶界面。顯示器24可以是被構(gòu)造用于發(fā)送和接收來自處理器22的信號的觸摸敏感輸入裝置諸如觸摸屏，并且可以是多觸點觸摸屏。
[0023]在一個實施方式中，系統(tǒng)10還包括致動器26。處理器22可以將與所產(chǎn)生的觸覺效果關(guān)聯(lián)的觸覺信號發(fā)送到致動器26，致動器26繼而輸出觸覺效果，諸如震動觸覺效果和變形觸覺效果。致動器26包括致動器驅(qū)動電路。致動器26可以是(例如)電動機(jī)、電磁致動器、音圈、形狀記憶合金、電活性聚合物、螺線管、偏心旋轉(zhuǎn)質(zhì)量電機(jī)(ERM)、線性諧振致動器(LRA)、壓電致動器、高帶寬致動器、電活性聚合物(EAP)致動器、靜電摩擦顯示器或超聲震動發(fā)生器。在可供選擇的實施方式中，除了致動器26 (圖1中未示出)之外，系統(tǒng)10還可以包括一個或多個額外的致動器。在其它實施方式中，與系統(tǒng)10分離的裝置包括產(chǎn)生觸覺效果的致動器，并且系統(tǒng)10通過通信裝置20將所產(chǎn)生的觸覺效果信號發(fā)送到該裝置。
[0024]在一個實施方式中，系統(tǒng)10還包括傳感器28。傳感器28可以被構(gòu)造用于檢測能量形式或其它物理性質(zhì)，諸如(但不限于)加速度、生物信號、距離、流動、力/壓力/應(yīng)力/彎曲、濕度、線性位置、方位/傾斜度、射頻、旋轉(zhuǎn)位置、旋轉(zhuǎn)速率、開關(guān)的操縱、溫度、震動或可見光強(qiáng)度。傳感器28還可以被構(gòu)造用于將檢測到的能量或其它物理性質(zhì)轉(zhuǎn)換成電信號或表示實際傳感器信息的任何信號。傳感器28可以是任何裝置，諸如(但不限于)加速度計、心電圖描記器、腦電圖儀、肌電圖描記器、眼電圖描記器、電腭動描記器、電流皮膚響應(yīng)傳感器、電容式傳感器、霍爾效應(yīng)傳感器、紅外傳感器、超聲傳感器、壓力傳感器、光纖傳感器、曲率傳感器(或彎曲傳感器)、力敏感電阻器、測壓元件、LuSense CPS2155、小型壓力傳感器、壓電傳感器、應(yīng)力計、濕度計、線性位置觸摸傳感器、線性電位計(或滑動器)、線性可變差動變壓器、指南針、傾角計、磁性標(biāo)簽(或射頻識別標(biāo)簽)、旋轉(zhuǎn)式編碼器、旋轉(zhuǎn)式電位計、陀螺儀、導(dǎo)通-截止開關(guān)、溫度傳感器(諸如溫度計、熱偶、電阻溫度檢測器、電熱調(diào)節(jié)器或溫度傳感集成電路)、麥克風(fēng)、光度計、測高計、生物檢測器或光敏電阻。
[0025]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的具有傳感器輸入和觸覺輸出的裝置的例子。如之前描述的，在一個實施方式中，裝置200可以包括可以將傳感器輸入表不為觸覺輸出的觸覺表示系統(tǒng)(諸如，圖1中示出的觸覺表示系統(tǒng)10)。根據(jù)實施方式，裝置200是可以在用戶手中攜帶的移動裝置。裝置200可以包括傳感器(諸如，圖1的傳感器28)、延伸部210和220和顯示器230，其中，在圖2中未示出傳感器。傳感器可以被構(gòu)造用于檢測感官信息和超感官信息，其中，感官信息是正?？梢员蝗祟惛兄男畔ⅲ⑶移渲?，超感官信息是正常不可以被人類感知的信息。傳感器還可以被構(gòu)造用于基于檢測到的信息來產(chǎn)生傳感器輸入。延伸部210和220均可以連接到致動器(圖2中未示出)。致動器可以是震動致動器或變形致動器。震動致動器可以基于傳感器產(chǎn)生的傳感器輸入，致使延伸部210和220震動。變形致動器可以基于傳感器產(chǎn)生的傳感器輸入，致使延伸部210和220變形。進(jìn)一步更詳細(xì)地描述震動致動器和變形致動器的細(xì)節(jié)。顯示器230可以基于傳感器產(chǎn)生的傳感器輸入，顯示可視信息。
[0026]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的能夠提供震覺效果(也被稱為“震動觸覺效果”)和/或動覺效果(也被稱為“變形觸覺效果”)的裝置的框圖。裝置300包括殼體302、顯示器304、鍵盤306和延伸部308-0和308-1。在另一個實施方式中，鍵盤306是觸摸屏顯示器304的一部分。在一個實施方式中，裝置300是能夠提供無線音頻/視頻通信、移動數(shù)據(jù)通信、遠(yuǎn)程游戲控制臺等的無線便攜式系統(tǒng)。例如，裝置300可以是手機(jī)、PDA、智能電話、膝上型計算機(jī)、游戲控制臺和/或能夠處理信息以及提供觸覺反饋的手持電子裝置。
[0027]為了按照操作模式向用戶的手提供觸覺反饋，裝置300能夠響應(yīng)于應(yīng)用的性質(zhì)而宏觀改變其外罩或殼體302 (包括延伸部308)。根據(jù)應(yīng)用，延伸部308可以膨脹或收縮(如圖3中的箭頭所指示的)，由此宏觀改變殼體302的形狀和/或尺寸。在一個實施方式中，如果形狀發(fā)生改變達(dá)到用戶借助(例如)目視或感覺可以檢測到的程度，則形狀是“宏觀”改變的。例如，能夠改變其外罩形狀的手機(jī)或智能電話裝置(“形狀改變裝置”)可以用于仿真兩個用戶之間的握手。為了傳送握手，第一用戶(例如)可以擠壓其第一形狀改變裝置以造成第二用戶的第二形狀改變裝置的跳動或擠壓，其中，第一用戶和第二用戶借助第一形狀改變裝置和與第一形狀改變裝置的第二形狀改變裝置參與通信，諸如電話呼叫。換句話講，形狀輸入或形狀信號被從第一形狀改變裝置發(fā)送到第二形狀改變裝置，這表明第二裝置應(yīng)該激活其觸覺機(jī)制以改變的形狀用于仿真握手。在其它實施方式中，裝置300的除了殼體200之外的額外部分諸如顯示器34或輸入元件諸如鍵盤306也可以改變形狀。
[0028]系統(tǒng)諸如裝置300可以采用震覺效果(也被稱為震動觸覺效果)和/或動覺效果(也被稱為變形觸覺效果)來仿真形狀改變效果。例如，震覺效果可以用于借助手持裝置將觸覺反饋與用戶合并到一起。這種觸覺反饋效果可以用相對高的頻率(例如，大約160-220HZ)和相對小位移(例如，大約50-500微米)的震動來表征。另外，還可以傳送不同類型的觸覺信息諸如按鈕點擊的確認(rèn)和警報。另一方面，動覺效果的特征可以用相對大的位移(例如，大約1-1Omm)和相對低的頻率(例如，大約0-40HZ)的運(yùn)動來表征。可以使用可變形或柔性的表面來有效仿真動覺效果，諸如根據(jù)應(yīng)用或被激活的特征來宏觀改變表面特性。
[0029]可以使用可變形觸覺表面來有效仿真動覺效果。例如，動覺效果可以允許手持裝置被用作方向?qū)Ш焦ぞ?。在這個例子中，在手持裝置上的不同位置處的可變形表面的激活可以被用作方向信息的觸覺顯示。在另一個例子中，動覺效果提供特定效果(例如，脈動、心跳等)的性能，這對于虛擬臨場感和/或社交網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用是有價值的。在一個例子中，一個人的心跳可以通過使通過電話呼叫連接的另一個人的手機(jī)各面上的可變形板膨脹和收縮來仿真。在另一個例子中，呼叫一端的手機(jī)的擠壓可以被仿真為呼叫另一端的另一個手機(jī)的握手感覺。
[0030]可以使用各種類型的輸入信號仿真力觸覺效果或“力效果”，以驅(qū)動觸覺致動器諸如(但不限于)ERM。可以使用某些類型的輸入信號提供各種沖擊力效果或“急動感覺”，這些感覺與更恒定的力效果(例如，推動或拉動的力效果)形成對照。在一個例子中，這種沖擊力效果可以模擬正被手指戳。在一個例子中，這種沖擊力效果可以模擬高爾夫球棒撞擊高爾夫球的打擊。在一個例子中，這種沖擊力效果可以模擬球拍撞擊網(wǎng)球。可以使用沖擊力效果模擬其它游戲環(huán)境。
[0031]在一個實施方式中，裝置300能夠基于操作模式(例如，應(yīng)用，被激活的特征等)改變形狀，這與僅僅由用戶進(jìn)行操縱形成對照?？梢栽谟|覺機(jī)制中使用各種觸覺材料和/或致動器來致使裝置300的柔性表面中的形狀不同。例如，可以使用EAP形成觸覺機(jī)制中的一個或多個致動器，致動器用于基于控制信號的激活來改變形狀。在其它實施方式中，可以使用壓電元件、可編程凝膠或形狀記憶合金(SMA)的纖維作為致動器。
[0032]在一個實施方式中，裝置操作模式(諸如，被激活的特征和應(yīng)用)的指示可以激活觸覺機(jī)制的預(yù)定圖案。然后，可以使用變形機(jī)制將這種圖案應(yīng)用到裝置300的柔性表面。可以將包括多個致動器的觸覺基板應(yīng)用到用于規(guī)定或形成圖案的表面。例如，可以采用EAP來形成觸覺機(jī)制中的一個或多個致動器，使得觸覺機(jī)制接收到的激活信號可以傳送柔性表面形狀。觸覺基板可以由微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)元件、熱流體袋、MEMS泵、諧振裝置、可變孔隙率膜、層流流動調(diào)制器等形成。
[0033]延伸部308就位移以及任何脈動或其它合適效果和/或圖案而言可以是可控的。例如，一個用戶可以擠壓第一裝置，并且通過呼叫與第一裝置連接的第二裝置可以在第二用戶的手中產(chǎn)生脈沖或擠壓，以傳送物理握手。因此，信號可以被從第一裝置發(fā)送到第二裝置，以指示第二裝置應(yīng)該改變形狀來仿真握手(例如，低頻的力或壓力，像手的擠壓一樣)。以這種方式，可以采用基本的觸覺機(jī)制、基板和/或致動器控制可支持的任何預(yù)定的形狀改變特性或圖案。
[0034]在以引用方式并入本文的2010年5月7日提交的美國專利申請N0.12/766，121中描述了能夠產(chǎn)生形狀改變或變形觸覺效果的裝置的其它細(xì)節(jié)。
[0035]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的當(dāng)在輸出裝置上發(fā)揮作用時產(chǎn)生輸出效果的傳感器輸入到輸出信號的示例映射的示圖。更具體地講，圖4示出傳感器400。傳感器400可以與圖1的傳感器28相同。傳感器400可以是被構(gòu)造用于檢測信息的傳感器。在某些實施方式中，傳感器400可以是被構(gòu)造用于檢測超感官信息的傳感器，其中，超感官信息是正常不可以被人類感知的信息。例如，在一個實施方式中，傳感器400可以是被構(gòu)造用于檢測電磁場的磁力計。在另一個實施方式中，傳感器400可以是光傳感器，被構(gòu)造用于檢測超出人眼范圍的光頻率諸如紅外光頻率。在另一個實施方式中，傳感器400可以是溫度傳感器，被構(gòu)造用于檢測溫度變化，即使在溫度變化正常不可能被人類檢測到時?；跈z測到的超感官信息，傳感器可以產(chǎn)生傳感器輸入，其中，傳感器輸入表示檢測到的超感官信息。在其它實施方式中，傳感器400可以是被構(gòu)造用于檢測感官信息的傳感器，其中，感官Ih息是正?？梢员蝗祟惛兄尼苣肯?。
[0036]圖4還示出表示模塊410。當(dāng)由處理器(圖4中未示出)執(zhí)行時，表示模塊410可以從傳感器400接收傳感器輸入，將傳感器輸入映射成輸出信號，并且將輸出信號發(fā)送到輸出裝置420。根據(jù)實施方式，表示模塊410可以包括將傳感器輸入映射成輸出信號的算法，其中，輸出信號被構(gòu)造用于當(dāng)在輸出裝置420上發(fā)揮作用時產(chǎn)生輸出效果。因此，在某些實施方式中，表示模塊410可以將傳感器400檢測到的(并且正常不可以被人類感知的)超感官信息表示為輸出效果，該輸出效果可以在輸出裝置420上發(fā)揮作用(進(jìn)而可以被人類感知)。以此方式，表示模塊410可以允許人類感知傳感器400檢測到正常不可以被感知的超感官信息。在其它實施方式中，表示模塊410還可以將傳感器400檢測到的感官信息表示為可以在輸出裝置420上發(fā)揮作用的輸出效果。以此方式，表示模塊410可以增強(qiáng)傳感器400檢測到的人類對感官信息的正常感知。
[0037]在某些實施方式中，表示模塊410可以是觸覺表示模塊，諸如圖1的觸覺表示模塊。在這些實施方式中，當(dāng)由處理器執(zhí)行時，表示模塊410可以從傳感器400接收傳感器輸入，將傳感器輸入映射成觸覺信號，并且將觸覺信號發(fā)送到輸出裝置420，其中，輸出裝置420是致動器諸如圖1的致動器26。根據(jù)實施方式，表示模塊410可以包括將傳感器輸入映射成觸覺信號的算法，其中，觸覺信號被構(gòu)造用于當(dāng)在輸出裝置420上發(fā)揮作用時產(chǎn)生觸覺效果。因此，表示模塊410可以將傳感器400檢測到的(并且正常不可以被人類感知的)超感官信息表示為觸覺效果，該觸覺效果可以在輸出裝置420上發(fā)揮作用(進(jìn)而可以被人類感知)。
[0038]例如，在傳感器400是磁力計的實施方式中，表示模塊410可以將來自磁力計的輸入映射成用于致動器的變形觸覺信號或震動觸覺信號。變形觸覺信號可以在致動器上發(fā)揮作用，以產(chǎn)生變形觸覺效果。震動觸覺信號可以在致動器上發(fā)揮作用，以產(chǎn)生震動觸覺效果。作為另一個例子，在傳感器400是光傳感器的實施方式中，表示模塊410可以將來自光傳感器的輸入映射成可以在顯示屏上顯示的視頻信號或者可以在揚(yáng)聲器上播放的音頻信號。作為又一個例子，在傳感器400是福射傳感器的實施方式中，表不模塊410可以將來自輻射傳感器的輸入映射成用于致動器的變形觸覺信號或震動觸覺信號。
[0039]在某些實施方式中，傳感器400可以是表示模塊410的本地傳感器(S卩，傳感器400和表示模塊410可以位于單個裝置內(nèi))。在其它實施方式中，傳感器400可以位于與表示模塊410分離的裝置上，并且傳感器輸入經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)被發(fā)送到表示模塊410。
[0040]在某些實施方式中，表示模塊410中執(zhí)行的映射包括判定接收到的傳感器輸入是否超過指定的閾值(即，“指定值”)。如果接收到的傳感器輸入超過指定值，則產(chǎn)生對應(yīng)的輸出信號(諸如，觸覺信號)，并且接收到的傳感器輸入被映射成所產(chǎn)生的輸出信號。如果接收到的傳感器輸入沒有超過指定值，則不產(chǎn)生輸出信號。
[0041]在替代實施方式中，在表示模塊410中執(zhí)行的映射包括將接收到的傳感器輸入用數(shù)學(xué)方式轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的輸出信號(諸如，觸覺信號)。這可以在接收到傳感器輸入時連續(xù)地進(jìn)行，因此對應(yīng)的輸出信號可以被連續(xù)地調(diào)制。當(dāng)輸出信號被連續(xù)調(diào)制時，產(chǎn)生的對應(yīng)輸出效果(諸如，觸覺效果)也可以被連續(xù)地調(diào)制。
[0042]圖4還示出輸出裝置420。輸出裝置420可以接收表示模塊410發(fā)送的輸出信號，并且可以基于輸出信號產(chǎn)生輸出效果。在某些實施方式中，輸出裝置420可以是致動器，諸如圖1的致動器26。在這些實施方式中的一些中，輸出裝置420可以是被構(gòu)造用于產(chǎn)生震動觸覺效果的震動致動器。在其它實施方式中，輸出裝置420可以是被構(gòu)造用于產(chǎn)生變形觸覺效果的變形致動器。在這些實施方式中，輸出裝置420可以接收表示模塊410發(fā)送的觸覺信號，并且可以基于輸出信號產(chǎn)生觸覺效果。在觸覺信號是震動觸覺信號的實施方式中，輸出裝置420可以產(chǎn)生震動觸覺效果。在觸覺信號是變形觸覺信號的實施方式中，輸出裝置420可以產(chǎn)生變形觸覺效果。在其它實施方式中，輸出裝置420可以是被構(gòu)造用于產(chǎn)生視頻效果的輸出裝置諸如顯示屏、或被構(gòu)造用于產(chǎn)生音頻效果的輸出裝置諸如揚(yáng)聲器。
[0043]例如，在傳感器400是磁力計的實施方式并且輸出裝置420是致動器(諸如，震動致動器或變形致動器)的實施方式中，輸出裝置420可以根據(jù)電磁場的存在、電磁場的強(qiáng)度或電磁場的其它屬性來變形和/或震動。更具體地講，傳感器400可以檢測電磁場并且基于電磁場的一個或多個屬性來產(chǎn)生傳感器輸入。表示模塊410可以將傳感器400產(chǎn)生的傳感器輸入映射成震動觸覺信號、變形觸覺信號或其組合?；谡饎佑|覺信號、變形觸覺信號或其組合，輸出裝置420可以產(chǎn)生震動觸覺效果(通過震動)、變形觸覺效果(通過變形)或其組合。
[0044]作為另一個例子，在傳感器400是光傳感器并且輸出裝置420是顯示屏的實施方式中，輸出裝置420可以基于檢測到紅外光(或紫外光)來顯示可視表示。更具體地講，傳感器400可以檢測紅外光(或紫外光)并且基于紅外光(或紫外光)的一個或多個屬性來產(chǎn)生傳感器輸入。表不模塊410可以將傳感器400產(chǎn)生的傳感器輸入映射成視頻信號?；谝曨l信號，輸出裝置420可以產(chǎn)生視頻效果(例如，檢測到的光的可視表示)。在替代實施方式中，輸出裝置420可以是不同于顯示屏的致動器。在這個實施方式中，表示模塊410可以將傳感器400產(chǎn)生的傳感器輸入映射成震動觸覺信號或變形觸覺信號。基于震動觸覺信號或變形觸覺信號，輸出裝置可以產(chǎn)生表示檢測到的光的震動觸覺效果或變形觸覺效果。例如，如果傳感器400檢測到大量的紅外光，則輸出裝置420可以變形反映檢測到的紅外光的量的量。
[0045]因此，根據(jù)某些實施方式，可以增強(qiáng)用戶的感覺，因為用戶可以感知正常將難以感知或不可能感知的環(huán)境的屬性。
[0046]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的觸覺表示模塊(諸如，圖1的觸覺表示模塊16)的功能的流程圖。在一個實施方式中，圖5的功能以及以下更詳細(xì)描述的圖11的功能用存儲器或其它計算機(jī)可讀或有形介質(zhì)中存儲的軟件來實現(xiàn)，并且由處理器來執(zhí)行。在其它實施方式中，該功能可以用硬件(例如，通過使用專用集成電路(ASIC)、可編程門陣列(PGA)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)等)或硬件和軟件的任何組合來執(zhí)行。另外，在替代實施方式中，可以使用類似組件通過硬件執(zhí)行該功能。
[0047]流程開始并且前進(jìn)至510。在510中，從傳感器接收輸入。該輸入可以包括超感官信息，其中，超感官信息是正常不可以被人類感知的信息。在某些實施方式中，該輸入包括一個或多個互動參數(shù)，其中，每個互動參數(shù)可以包括值。在某些實施方式中，傳感器可以是磁力計，被構(gòu)造用于基于磁力計檢測到的電磁場來產(chǎn)生輸入。在其它實施方式中，傳感器可以是光傳感器，被構(gòu)造用于基于光傳感器檢測到的能量來產(chǎn)生輸入。能量可以包括紫外光?？晒┻x擇地，能量可以包括紅外光。在其它實施方式中，傳感器可以是輻射傳感器，被構(gòu)造用于基于輻射傳感器檢測到的輻射來產(chǎn)生輸入。流程前進(jìn)至520。
[0048]在520中，將接收到的輸入映射成觸覺信號。在某些實施方式中，將接收到的輸入映射成觸覺信號的步驟包括當(dāng)至少一個互動參數(shù)的值超過指定值時產(chǎn)生觸覺信號。在其它實施方式中，將接收到的輸入映射成觸覺信號的步驟包括基于至少一個互動參數(shù)的值的連續(xù)更新來連續(xù)地調(diào)制觸覺信號。流程前進(jìn)至530。
[0049]在530中，將觸覺信號發(fā)送到致動器，以產(chǎn)生觸覺效果。在某些實施方式中，致動器是震動致動器，并且震動致動器產(chǎn)生的觸覺效果是震動觸覺效果。在其它實施方式中，致動器是變形致動器，并且變形致動器產(chǎn)生的觸覺效果是變形觸覺效果。然后，流程結(jié)束。
[0050]在某些實施方式中，觸覺裝置可以基于傳感器輸入，輸出各種類型的信息。例子包括:基于來自磁力計的輸入，輸出觸覺效果；在裝置的顯示器上輸出變形觸覺效果，以產(chǎn)生“地理圍欄(geofence)” ；通過輸出變形觸覺效果，增強(qiáng)感官知覺；通過輸出變形觸覺效果，增強(qiáng)正常感官知覺；以及基于用戶的情緒、環(huán)境知覺或生物反饋，輸出觸覺效果。
[0051]此外，在某些實施方式中，觸覺裝置的變形致動器可以使用多種互動模式中的一種輸出變形觸覺效果。互動模式的例子包括:向用戶的身體施壓壓力；改變形狀(其中，形狀改變可以包括觸覺裝置宏觀形狀的改變和觸覺裝置質(zhì)地的改變)；以及輸出阻礙觸覺效果(其中，觸覺裝置評估用戶輸入并且基于用戶輸入來輸出一個或多個觸覺效果)。
[0052]圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的能夠產(chǎn)生觸覺效果以增強(qiáng)感官知覺的裝置600的框圖。裝置600可以包括傳感器610。傳感器610可以與圖1的傳感器28相同。傳感器610可以是被構(gòu)造用于檢測信息的傳感器?；跈z測到的信息，傳感器可以產(chǎn)生傳感器輸入，其中，傳感器輸入表不檢測到的信息。在某些實施方式中，傳感器610可以是被構(gòu)造用于檢測超感官信息的傳感器，其中，超感官信息是正常不可以被人類感知的信息。
[0053]裝置600還可以包括殼體620。殼體620 (也被稱為裝置600的外罩)可以可操作地連接到致動器630。殼體620還可以包括覆蓋殼體的至少一部分的觸覺表面。在某些實施方式中，觸覺表面可以被構(gòu)造用于響應(yīng)于致動器630產(chǎn)生的力觸覺效果來施加力。在這些實施方式中，致動器630可以是可以被構(gòu)造用于產(chǎn)生力觸覺效果的力致動器。在其它某些實施方式中，觸覺表面可以被構(gòu)造用于響應(yīng)于致動器630產(chǎn)生的變形觸覺效果，宏觀地更改其物理形狀。在這些實施方式中，致動器630可以是可以被構(gòu)造用于產(chǎn)生變形觸覺效果的變形致動器。在其它某些實施方式中，觸覺表面可以被構(gòu)造用于響應(yīng)于致動器630產(chǎn)生的阻礙觸覺效果，產(chǎn)生機(jī)械阻礙。在這些實施方式中，致動器630可以是可以被構(gòu)造用于產(chǎn)生阻礙觸覺效果的阻礙致動器。因此，在某些實施方式中，致動器630可以致使裝置600的殼體620反映傳感器610檢測到的信息，包括傳感器610檢測到的超感官信息。
[0054]在一個實施方式中，傳感器610可以是被構(gòu)造用于檢測氣壓的傳感器，并且致動器630可以致使殼體620基于檢測到的氣壓，施加用于變形或者用于產(chǎn)生機(jī)械阻礙的力。因此，在這個實施方式中，裝置600可以指示由于檢測到的氣壓增大或減小而導(dǎo)致天氣圖案可能即將發(fā)生的變化。在另一個實施方式中，傳感器610可以是被構(gòu)造用于檢測電磁場的磁力計，并且致動器630可以致使殼體620基于檢測到的電磁場的一種或多種性質(zhì)諸如電磁場的存在、電磁場的強(qiáng)度或電磁場的周期性，施加用于變形或者產(chǎn)生機(jī)械阻礙的力。例如，用戶可以將裝置600保持在電線附近，以響應(yīng)于在電線周圍存在交變電磁場時裝置600的殼體620施加力、施加變形或產(chǎn)生機(jī)械阻礙，判定電線是否連接到電源。
[0055]在另一個實施方式中，傳感器610可以是被構(gòu)造用于檢測輻射的輻射傳感器，并且致動器630可以致使殼體620基于檢測到的輻射來施加力、變形或產(chǎn)生機(jī)械阻礙。例如，裝置600可以使用傳感器610檢測環(huán)境中的環(huán)境輻射水平，并且致動器630可以致使殼體620基于檢測到的環(huán)境輻射水平施加力、變形或產(chǎn)生機(jī)械阻礙。在其它實施方式中，傳感器610可以是被構(gòu)造用于檢測全球定位系統(tǒng)(GPS)發(fā)送的信號的傳感器，其中，該信號可以表示裝置600的位置，并且致動器630可以致使殼體620基于檢測到的信號(即，檢測到的裝置600的位置)施加力、變形或產(chǎn)生機(jī)械阻礙。因此，裝置600可以產(chǎn)生地理圍欄(B卩，真實世界地理區(qū)域的虛擬周界)。
[0056]在另一個實施方式中，傳感器610可以是被構(gòu)造用于檢測用戶皮膚的電導(dǎo)的電流皮膚響應(yīng)傳感器，并且致動器630可以致使殼體620基于從檢測到的用戶皮膚的電導(dǎo)識別的用戶特征諸如情緒、環(huán)境知覺和生物反饋，施加力、變形或產(chǎn)生機(jī)械阻礙。因此，為了反映所識別的用戶狀態(tài)，裝置600可以施加力、變形或產(chǎn)生機(jī)械阻礙。
[0057]圖7示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的能夠產(chǎn)生觸覺效果以增強(qiáng)顯示屏內(nèi)顯示的可視信息的裝置700的框圖。裝置700可以包括傳感器710。傳感器710可以與圖1的傳感器28相同。傳感器710可以是被構(gòu)造用于檢測信息的傳感器。基于檢測到的信息，傳感器可以產(chǎn)生傳感器輸入，其中，傳感器輸入表不檢測到的信息。在某些實施方式中，傳感器710可以是被構(gòu)造用于檢測超感官信息的傳感器，其中，超感官信息是正常不可以被人類感知的信息。裝置700還可以包括顯示器720。顯示器720可以被構(gòu)造用于顯示可視圖像。顯示器720可以可操作地連接到致動器730。顯示器720可以被構(gòu)造用于響應(yīng)于致動器730產(chǎn)生的變形觸覺輸出效果，宏觀更改其物理形狀。在某些實施方式中，致動器730可以是可以被構(gòu)造用于產(chǎn)生變形觸覺效果的變形致動器。因此，在這些實施方式中，裝置700可以被構(gòu)造用于用顯示器720的至少一部分屏幕的變形覆蓋顯示器720內(nèi)顯示的可視圖像，其中，所述變形是由致動器730基于傳感器710檢測到的信息來產(chǎn)生的。例如，顯示器720可以顯示場景，并且還可以將場景的不可視特征顯示為顯示器720內(nèi)的屏幕表面特征/變形。因此，顯示器720內(nèi)顯示的可視場景通常不改變它實際上看上去的樣子。
[0058]在一個實施方式中，傳感器710可以是被構(gòu)造用于檢測光頻率的光傳感器，所述光頻率包括在人眼范圍內(nèi)的光頻率并且還包括超出人眼范圍的光頻率，并且傳感器710可以被構(gòu)造用于拍攝場景的全譜照片。根據(jù)該實施方式，可以在顯示器720內(nèi)顯示表示人眼范圍內(nèi)的光頻率的可視圖像，并且可以產(chǎn)生表示超出人眼范圍的光頻率的顯示器720的至少一部分屏幕的變形，其中，所述變形是由致動器730基于傳感器710檢測到的信息來產(chǎn)生的。因此，保留了顯示器720內(nèi)顯示的可視圖像，但是用戶可以感知到傳感器710檢測到的超出人眼范圍的光頻率。
[0059]圖8示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的當(dāng)在致動器上發(fā)揮作用時產(chǎn)生力觸覺效果的傳感器輸入到力觸覺信號的示例映射的示圖。更具體地講，圖8示出傳感器800。傳感器800可以與圖1的傳感器28相同。傳感器800可以是被構(gòu)造用于檢測信息的傳感器。在某些實施方式中，傳感器800可以是被構(gòu)造用于檢測超感官信息的傳感器，其中，超感官信息是正常不可以被人類感知的信息。在其它實施方式中，傳感器800可以是被構(gòu)造用于檢測感官信息的傳感器，其中，感官信息是正?？梢员蝗祟惛兄男畔ⅰ?br> [0060]圖8還示出觸覺表示模塊810。當(dāng)由處理器(圖8中未示出)執(zhí)行時，觸覺表示模塊810可以從傳感器800接收傳感器輸入，將傳感器輸入映射成力觸覺信號，并且將力觸覺信號發(fā)送到致動器820。根據(jù)實施方式，觸覺表示模塊810可以包括將傳感器輸入映射成力觸覺信號的算法，其中，力觸覺信號被構(gòu)造用于當(dāng)在致動器820上發(fā)揮作用時產(chǎn)生力觸覺效果。因此，在某些實施方式中，觸覺表示模塊810可以將傳感器800檢測到的信息(可以包括感官信息或超感官信息)表示為可以在致動器820上發(fā)揮作用的力觸覺效果。
[0061]在某些實施方式中，傳感器800可以是觸覺表示模塊810的本地傳感器(即，傳感器800和觸覺表示模塊810可以位于單個裝置內(nèi))。在其它實施方式中，傳感器800可以位于與觸覺表示模塊810分離的裝置上，并且傳感器輸入經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)被發(fā)送到觸覺表示模塊810。
[0062]在某些實施方式中，觸覺表示模塊810中執(zhí)行的映射包括判定接收到的傳感器輸入是否超過指定的閾值(即，“指定值”)。如果接收到的傳感器輸入超過指定值，則產(chǎn)生對應(yīng)的力觸覺信號，并且接收到的傳感器輸入被映射成所產(chǎn)生的力觸覺信號。如果接收到的傳感器輸入沒有超過指定值，則不產(chǎn)生力觸覺信號。[0063]在替代實施方式中，在觸覺表示模塊810中執(zhí)行的映射包括將接收到的傳感器輸入用數(shù)學(xué)方式轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的力觸覺信號。這可以在接收到傳感器輸入時連續(xù)地進(jìn)行，因此對應(yīng)的力觸覺信號可以被連續(xù)地調(diào)制。當(dāng)力觸覺信號被連續(xù)調(diào)制時，產(chǎn)生的對應(yīng)力觸覺效果也可以被連續(xù)地調(diào)制。
[0064]圖8還示出致動器820。致動器820可以與圖1的致動器26相同。致動器820可以接收觸覺表示模塊810發(fā)送的力觸覺信號，并且可以基于力觸覺信號來產(chǎn)生力觸覺效果。在一些實施方式中，致動器820可以是被構(gòu)造用于產(chǎn)生力觸覺效果的力致動器。
[0065]因此，在某些實施方式中，致動器820可以致使裝置向裝置的用戶施加靜力(諸如，壓力)。例如，在用戶抓握裝置時，裝置可以向用戶施加靜力。作為另一個例子，在裝置在用戶口袋中時，裝置可以向用戶施加靜力。靜力可以達(dá)到足夠程度，使得靜力致使裝置變形或改變形狀。用戶可以依據(jù)裝置與用戶身體某部分的靜態(tài)接觸來感覺裝置變形。在一些實施方式中，裝置可以施加靜力，使得裝置只變形達(dá)到可以感覺到但看不到變形的程度。在其它實施方式中，裝置可以施加靜力，使得裝置變形達(dá)到足夠程度，使得用戶也可以視覺上評估變形狀態(tài)。在某些實施方式中，致動器820可以致使裝置向裝置的用戶施加動態(tài)力(諸如，壓力)，其中，裝置在一段時間內(nèi)以循環(huán)或周期性方式連續(xù)施加力。
[0066]圖9示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的當(dāng)在致動器上發(fā)揮作用時產(chǎn)生變形觸覺效果的傳感器輸入到變形觸覺信號的示例映射的示圖。更具體地講，圖9示出傳感器900。傳感器900可以與圖1的傳感器28相同。傳感器900可以是被構(gòu)造用于檢測信息的傳感器。在某些實施方式中，傳感器900可以是被構(gòu)造用于檢測超感官信息的傳感器，其中，超感官信息是正常不可以被人類感知的信息。在其它實施方式中，傳感器900可以是被構(gòu)造用于檢測感官信息的傳感器，其中，感官信息是正常可以被人類感知的信息。
[0067]圖9還示出觸覺表示模塊910。當(dāng)由處理器(圖9中未示出)執(zhí)行時，觸覺表示模塊910可以從傳感器900接收傳感器輸入，將傳感器輸入映射成變形觸覺信號，并且將變形觸覺信號發(fā)送到致動器920。根據(jù)實施方式，觸覺表示模塊910可以包括將傳感器輸入映射成變形觸覺信號的算法，其中，變形觸覺信號被構(gòu)造用于當(dāng)在致動器920上發(fā)揮作用時產(chǎn)生變形觸覺效果。因此，在某些實施方式中，觸覺表示模塊910可以將傳感器900檢測到的信息(可以包括感官信息或超感官信息)表示為可以在致動器820上發(fā)揮作用的變形觸覺效果O
[0068]在某些實施方式中，傳感器900可以是觸覺表示模塊910的本地傳感器(即，傳感器900和觸覺表示模塊910可以位于單個裝置內(nèi))。在其它實施方式中，傳感器900可以位于與觸覺表示模塊910分離的裝置上，并且傳感器輸入經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)被發(fā)送到觸覺表示模塊910。
[0069]在某些實施方式中，觸覺表示模塊910中執(zhí)行的映射包括判定接收到的傳感器輸入是否超過指定的閾值(即，“指定值”)。如果接收到的傳感器輸入超過指定值，則產(chǎn)生對應(yīng)的變形觸覺信號，并且接收到的傳感器輸入被映射成所產(chǎn)生的變形觸覺信號。如果接收到的傳感器輸入沒有超過指定值，則不產(chǎn)生變形觸覺信號。
[0070]在替代實施方式中，在觸覺表示模塊910中執(zhí)行的映射包括將接收到的傳感器輸入用數(shù)學(xué)方式轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的變形觸覺信號。這可以在接收到傳感器輸入時連續(xù)地進(jìn)行，因此對應(yīng)的變形觸覺信號可以被連續(xù)地調(diào)制。當(dāng)變形觸覺信號被連續(xù)調(diào)制時，產(chǎn)生的對應(yīng)變形觸覺效果也可以被連續(xù)地調(diào)制。
[0071]圖9還示出致動器920。致動器920可以與圖1的致動器26相同。致動器920可以接收觸覺表示模塊910發(fā)送的變形觸覺信號，并且可以基于變形觸覺信號來產(chǎn)生變形觸覺效果。在一些實施方式中，致動器920可以是被構(gòu)造用于產(chǎn)生變形觸覺效果的變形致動器。
[0072]因此，在某些實施方式中，致動器920可以致使裝置變形或改變形狀。在一些實施方式中，裝置可以只變形達(dá)到可以感覺到但看不到變形的程度。例如，如果裝置在用戶的口袋中，則用戶可以把手伸進(jìn)他的口袋，感覺裝置并且評估裝置的形狀。在一個例子中，如果裝置的殼體是平坦的，則用戶還沒有接收到任何語音郵件消息。然而，如果裝置的殼體延伸(即，致動器920已致使裝置殼體變形和伸長)，則用戶已接收到語音消息。在其它實施方式中，裝置可以變形達(dá)到足夠程度，使得用戶也可以視覺上評估變形的狀態(tài)。在某些實施方式中，致動器920可以致使裝置在一段時間內(nèi)以循環(huán)或周期性方式連續(xù)變形。例如，裝置的各面可以以模擬呼吸模式的方式脈動。在這個例子中，裝置還可以根據(jù)“呼吸”有多用力或者多快來顯示關(guān)于其內(nèi)部狀態(tài)的信息。作為另一個例子，裝置的變形可以模擬心跳，并且裝置可以根據(jù)它“跳動”有多用力或者多快來顯示關(guān)于其內(nèi)部狀態(tài)的信息。此外，裝置可以將一個或多個變形重疊在彼此頂部。作為例子，裝置可以以模擬呼吸模式的方式變形，并且同時以模擬心跳模式的方式變形，但是用戶將能夠區(qū)分同時進(jìn)行的模式。
[0073]圖10示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的當(dāng)在致動器上發(fā)揮作用時產(chǎn)生阻礙觸覺效果的傳感器輸入到阻礙觸覺信號的示例映射的示圖。更具體地講，圖10示出傳感器1000。傳感器1000可以與圖1的傳感器28相同。傳感器1000可以是被構(gòu)造用于檢測信息(諸如，用戶施加給裝置的壓力)的傳感器。
[0074]圖10還示出觸覺表示模塊1010。當(dāng)由處理器(圖10中未示出)執(zhí)行時，觸覺表示模塊1010可以從傳感器1000接收傳感器輸入，將傳感器輸入映射成阻礙觸覺信號，并且將阻礙觸覺信號發(fā)送到致動器1020。根據(jù)實施方式，觸覺表示模塊1010可以包括將傳感器輸入映射成阻礙觸覺信號的算法，其中，阻礙觸覺信號被構(gòu)造用于當(dāng)在致動器1020上發(fā)揮作用時產(chǎn)生阻礙觸覺效果。因此，在某些實施方式中，觸覺表示模塊1010可以將傳感器1000檢測到的信息(可以包括感官信息或超感官信息)表示為可以在致動器1020上發(fā)揮作用的變形觸覺效果。
[0075]在某些實施方式中，傳感器1000可以是觸覺表示模塊1010的本地傳感器(即，傳感器1000和觸覺表示模塊1010可以位于單個裝置內(nèi))。在其它實施方式中，傳感器1000可以位于與觸覺表示模塊1010分離的裝置上，并且傳感器輸入經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)被發(fā)送到觸覺表示模塊1010。
[0076]在某些實施方式中，觸覺表示模塊1010中執(zhí)行的映射包括判定接收到的傳感器輸入是否超過指定的閾值(即，“指定值”)。如果接收到的傳感器輸入超過指定值，則產(chǎn)生對應(yīng)的阻礙觸覺信號，并且接收到的傳感器輸入被映射成所產(chǎn)生的阻礙觸覺信號。如果接收到的傳感器輸入沒有超過指定值，則不產(chǎn)生阻礙觸覺信號。
[0077]圖10還示出致動器1020。致動器1020可以與圖1的致動器26相同。致動器1020可以接收觸覺表示模塊1010發(fā)送的阻礙觸覺信號，并且可以基于阻礙觸覺信號來產(chǎn)生阻礙觸覺效果。在一些實施方式中，致動器1020可以是被構(gòu)造用于產(chǎn)生阻礙觸覺效果的阻礙致動器。
[0078]因此，在某些實施方式中，致動器1020可以致使裝置響應(yīng)于用戶輸入(諸如，用戶施加給裝置的壓力)產(chǎn)生阻礙觸覺效果。例如，用戶可以通過用手或手指利用觸覺探尋裝置的輪廓來“詢問”裝置以發(fā)現(xiàn)裝置的形狀。在另一個例子中，用戶擠壓裝置來感覺阻礙或變形。以此方式，致動器1020可以致使裝置的殼體向用戶顯示信息，其采用的不是變形形式，而是機(jī)械阻礙的形式。例如，用戶可以擠壓裝置，并且如果感到裝置“軟”，則用戶沒有任何緊急的語音郵件消息。然而，用戶也可以擠壓裝置，并且如果感到裝置“硬”，則用戶確實有緊急的語音郵件消息。因此，通過向裝置施加壓力并且確定感到的機(jī)械阻礙量，用戶可以以簡易、直觀的方式詢問信息。
[0079]雖然上述實施方式涉及各個力觸覺效果、變形觸覺效果或阻礙觸覺效果，但在替代實施方式中，致動器可以致使裝置產(chǎn)生力觸覺效果、變形效果和阻礙觸覺效果以及震覺效果或任何其它觸覺效果的各種組合。
[0080]圖11示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的觸覺表示模塊(諸如，圖1的觸覺表示模塊16)的功能的流程圖。流程開始并且前進(jìn)至1110。在1110中，從傳感器接收輸入。輸入可以包括超感官信息，其中，超感官信息是正常不可以被人類感知的信息。在某些實施方式中，輸入可以包括一個或多個互動參數(shù)，其中，每個互動參數(shù)可以包括值。
[0081]另外，在某些實施方式中，傳感器可以是被構(gòu)造用于檢測氣壓的傳感器。在其它實施方式中，傳感器可以是被構(gòu)造用于檢測電磁場的磁力計。在其它實施方式中，傳感器可以是被構(gòu)造用于檢測輻射的輻射傳感器。在其它實施方式中，傳感器可以是被構(gòu)造用于GPS發(fā)送的信號的傳感器，其中，信號可以表示裝置的位置。在其它實施方式中，傳感器可以是被構(gòu)造用于檢測用戶皮膚的電導(dǎo)的電流皮膚響應(yīng)傳感器。在其它實施方式中，傳感器可以是被構(gòu)造用于檢測光頻率的光傳感器，所述光頻率包括在人眼范圍內(nèi)的光頻率并且還包括超出人眼范圍的光頻率。流程前進(jìn)至1120。
[0082]在1120中，接收到的輸入被映射成觸覺信號。在某些實施方式中，將接收到的輸入映射成觸覺信號的步驟包括當(dāng)至少一個互動參數(shù)的值超過指定值時產(chǎn)生觸覺信號。在其它實施方式中，將接收到的輸入映射成觸覺信號的步驟包括基于至少一個互動參數(shù)的值的連續(xù)更新來連續(xù)調(diào)制觸覺信號。觸覺信號可以是力觸覺信號。觸覺信號可以是變形觸覺信號。觸覺信號可以是阻礙觸覺信號。觸覺信號可以是力觸覺信號、變形觸覺信號或阻礙觸覺信號的任意組合。流程前進(jìn)至1130。
[0083]在1130中，觸覺信號被發(fā)送到致動器，以產(chǎn)生觸覺效果。在觸覺信號是力觸覺信號的實施方式中，觸覺效果是力觸覺效果。在觸覺信號是變形觸覺信號的實施方式中，觸覺效果是變形觸覺效果。在觸覺信號是阻礙觸覺信號的實施方式中，觸覺效果是阻礙觸覺效果。在觸覺效果是力觸覺效果的一些實施方式中，力觸覺效果可以致使裝置向用戶施加靜態(tài)力。在觸覺效果是力觸覺效果的實施方式中，力觸覺效果可以致使裝置向用戶施加動態(tài)力。在觸覺效果是力觸覺效果的某些實施方式中，力觸覺效果可以致使裝置向用戶身體施加壓力。在觸覺效果是變形觸覺效果的某些實施方式中，變形觸覺效果可以致使裝置變形。在觸覺效果是變形觸覺效果的其它實施方式中，變形觸覺效果可以致使裝置在一段時間內(nèi)連續(xù)地變形。在觸覺效果是變形觸覺效果的其它實施方式中，變形觸覺效果可以致使裝置修改裝置的宏觀形狀或裝置的質(zhì)地中的至少一個，并且裝置的變形可以包括可視變形、觸覺變形、準(zhǔn)靜態(tài)變形或動態(tài)變形中的至少一個。在觸覺效果是阻礙觸覺效果的實施方式中，阻礙觸覺效果可以致使裝置響應(yīng)于用戶輸入來產(chǎn)生機(jī)械阻礙。在觸覺效果是阻礙觸覺效果的某些實施方式中，阻礙觸覺效果可以致使裝置響應(yīng)于用戶施加給裝置的壓力變硬。
[0084]在傳感器是被構(gòu)造用于檢測氣壓的傳感器的實施方式中，致動器產(chǎn)生的觸覺效果可以致使裝置基于檢測到的氣壓來變形。在傳感器是被構(gòu)造用于檢測電磁場的磁力計的實施方式中，致動器產(chǎn)生的觸覺效果可以致使裝置基于檢測到的電磁場的一種或多種性質(zhì)來變形。在傳感器是被構(gòu)造用于檢測輻射的輻射傳感器的實施方式中，致動器產(chǎn)生的觸覺效果可以致使裝置基于檢測到的輻射來變形。在傳感器是被構(gòu)造用于檢測GPS發(fā)送的信號的傳感器、信號表示裝置位置的實施方式中，致動器產(chǎn)生的觸覺效果可以致使裝置基于檢測到的信號來變形。在傳感器是被構(gòu)造用于檢測用戶皮膚的電導(dǎo)的電流皮膚響應(yīng)傳感器的實施方式中，致動器產(chǎn)生的觸覺效果可以致使裝置基于根據(jù)檢測到的用戶皮膚的電導(dǎo)識別的用戶的一個或多個特征來變形。在傳感器是被構(gòu)造用于檢測光頻率(包括在人眼范圍內(nèi)的光頻率并且還包括超出人眼范圍的光頻率)的光傳感器的實施方式中，致動器產(chǎn)生的觸覺效果可以致使裝置的顯示器基于檢測到的超出人眼范圍的光頻率來變形。然后，流程結(jié)束。
[0085]因此，提供了一種觸覺表示系統(tǒng)，該觸覺表示系統(tǒng)將傳感器輸入辨識為一個或多個觸覺效果。該觸覺表示系統(tǒng)可以使用戶能夠具有更豐富、更有益且更互動的體驗。該觸覺表示系統(tǒng)具有廣泛的用例，諸如軍事、醫(yī)療、汽車和移動領(lǐng)域。
[0086]在一個或多個實施方式中，可以以任何合適方式組合本說明書描述的本發(fā)明的特征、結(jié)構(gòu)或特性。例如，在本說明書中使用“一個實施方式”、“一些實施方式”、“某個實施方式”、“某些實施方式”或其它類似語言是指在結(jié)合實施方式描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以包括在本發(fā)明的至少一個實施方式中的事實。因此，在本說明書中出現(xiàn)短語“一個實施方式”、“ 一些實施方式”、“某個實施方式”、“某些實施方式”或其它類似語言不一定都是指實施方式的相同組合，并且可以在一個或多個實施方式中以任何合適方式組合所描述的特征、結(jié)構(gòu)或特性。
[0087]本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)容易理解，如上討論的本發(fā)明可以用不同次序的步驟來實踐，和/或用具有與所公開構(gòu)造不同的構(gòu)造的元件來實踐。因此，盡管已經(jīng)基于這些優(yōu)選實施方式描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將清楚，某些修改形式、變形形式和替代構(gòu)造將是清楚的，同時保持在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。因此，為了確定本發(fā)明的界限，應(yīng)該參考所附的權(quán)利要求書。
【權(quán)利要求】
1.一種用于產(chǎn)生觸覺效果的計算機(jī)實現(xiàn)的方法，所述計算機(jī)實現(xiàn)的方法包括: 從傳感器接收輸入，其中所述輸入包括超感官信息； 將接收到的所述輸入映射成觸覺信號；以及 將所述觸覺信號發(fā)送到致動器，以產(chǎn)生所述觸覺效果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)實現(xiàn)的方法，其中接收到的所述輸入包括一個或多個互動參數(shù)，其中每個互動參數(shù)包括值； 將接收到的所述輸入映射成所述觸覺信號的步驟還包括當(dāng)至少一個互動參數(shù)的值超過指定值時產(chǎn)生所述觸覺信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)實現(xiàn)的方法，其中接收到的所述輸入包括一個或多個互動參數(shù)，其中每個互動參數(shù)包括值； 將接收到的所述輸入映射成所述觸覺信號的步驟還包括基于至少一個互動參數(shù)的值的連續(xù)更新，連續(xù)地調(diào)制所述觸覺信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)實現(xiàn)的方法，其中所述致動器包括震動致動器，并且其中所述震動致動器產(chǎn)生的觸覺效果包括震動觸覺效果。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的計算機(jī)實現(xiàn)的方法，其中所述致動器包括變形致動器，并且其中所述變形致動器產(chǎn)生的觸覺效果包括變形觸覺效果。
6.一種觸覺表不系統(tǒng),所述觸覺表不系統(tǒng)包括: 存儲器，其被構(gòu)造用于存儲觸覺表示模塊； 處理器，其被構(gòu)造用于執(zhí)行所述存儲器上存儲的所述觸覺表示模塊；以及 致動器，其被構(gòu)造用于輸出一個或多個觸覺效果； 其中所述觸覺表示模塊被構(gòu)造用于從傳感器接收輸入，其中所述輸入包括超感官信息； 其中所述觸覺表示模塊還被構(gòu)造用于將接收到的所述輸入映射成觸覺信號；以及 其中所述觸覺表示模塊還被構(gòu)造用于將所述觸覺信號發(fā)送到致動器，以產(chǎn)生所述觸覺效果。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的觸覺表示系統(tǒng)，其中接收到的所述輸入包括一個或多個互動參數(shù)，其中每個互動參數(shù)包括值； 其中所述觸覺表示模塊還被構(gòu)造用于當(dāng)至少一個互動參數(shù)的值超過指定值時產(chǎn)生所述觸覺信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的觸覺表示系統(tǒng)，其中接收到的所述輸入包括一個或多個互動參數(shù)，其中每個互動參數(shù)包括值； 其中所述觸覺表示模塊還被構(gòu)造用于基于至少一個互動參數(shù)的值的連續(xù)更新，連續(xù)地調(diào)制所述觸覺信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的觸覺表示系統(tǒng)，其中所述致動器包括震動致動器，并且其中所述震動致動器產(chǎn)生的觸覺效果包括震動觸覺效果。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的觸覺表示系統(tǒng)，其中所述致動器包括變形致動器，并且其中所述變形致動器產(chǎn)生的觸覺效果包括變形觸覺效果。
11.一種計算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀介質(zhì)上存儲有指令，所述指令當(dāng)被處理器執(zhí)行時致使所述處理器產(chǎn)生觸覺效果，產(chǎn)生所述觸覺效果的步驟包括:從傳感器接收輸入，其中所述輸入包括超感官信息； 將接收到的所述輸入映射成觸覺信號；以及 將所述觸覺信號發(fā)送到致動器，以產(chǎn)生所述觸覺效果。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中接收到的所述輸入包括一個或多個互動參數(shù)，其中每個互動參數(shù)包括值； 將接收到的所述輸入映射成所述觸覺信號的步驟還包括當(dāng)至少一個互動參數(shù)的值超過指定值時產(chǎn)生所述觸覺信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中接收到的所述輸入包括一個或多個互動參數(shù)，其中每個互動參數(shù)包括值； 將接收到的所述輸入映射成所述觸覺信號的步驟還包括基于至少一個互動參數(shù)的值的連續(xù)更新，連續(xù)地調(diào)制所述觸覺信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中所述致動器包括震動致動器，并且其中所述震動致動器產(chǎn)生的觸覺效果包括震動觸覺效果。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的計算機(jī)可讀介質(zhì)，其中所述致動器包括變形致動器，并且其中所述變形致動器產(chǎn)生的觸 覺效果包括變形觸覺效果。
【文檔編號】G06F3/01GK103677250SQ201310360319
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月29日
【發(fā)明者】D·伯恩鮑姆, C·J·尤爾里奇, D·格蘭特, A·莫達(dá)里斯, J·M·克魯茲-埃爾南德斯 申請人:英默森公司