觸覺啟動的模塊化外圍設(shè)備組件的制作方法
相關(guān)專利申請的交叉引用
本申請要求2016年2月18日提交的美國臨時專利申請62/297,087的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，該申請全文以引用方式并入。
本發(fā)明涉及能夠在用戶界面、游戲、汽車、衣物以及消費電子產(chǎn)品中應(yīng)用的觸覺啟動的模塊化外圍設(shè)備組件。
背景技術(shù)：
在各種應(yīng)用中人類與電子設(shè)備的接口以及對更加自然、易于使用并且信息豐富的接口設(shè)備的需要是人們長久以來的關(guān)注點。一些應(yīng)用涉及與計算機產(chǎn)生的環(huán)境直接交互。接口設(shè)備廣泛用于計算機系統(tǒng)中，用于實現(xiàn)計算機控制的游戲、仿真以及其他應(yīng)用。計算機系統(tǒng)(比如個人計算機、家庭視頻游戲主機以及便攜式計算機)能夠在顯示設(shè)備上向用戶顯示視覺環(huán)境。通過從接口設(shè)備輸入命令或數(shù)據(jù)，用戶能夠與顯示的環(huán)境交互。流行的接口設(shè)備包括連接到控制顯示環(huán)境的計算機系統(tǒng)的操縱桿、鼠標(biāo)、軌跡球、觸控筆、手寫板、壓力球、腳或手踏板等。響應(yīng)于用戶操控的移動的操縱裝置(比如操縱桿或鼠標(biāo))，計算機更新環(huán)境并利用顯示屏向用戶提供視覺反饋。
在一些接口設(shè)備中，也向用戶提供觸覺(例如，觸覺的和/或動覺的)反饋。這些類型的接口設(shè)備能夠向操控接口設(shè)備的用戶提供身體感覺。例如，接口設(shè)備的馬達或其他致動器耦接到所述操縱裝置并連接到計算機控制系統(tǒng)。計算機系統(tǒng)從接口設(shè)備接收傳感器信號并向致動器發(fā)送適當(dāng)?shù)挠|覺控制信號以及主機事件。然后致動器向操縱裝置上施加力。計算機系統(tǒng)因此能在用戶接觸操縱裝置時向用戶傳遞身體感覺以及其他視覺及聽覺反饋。市面有售帶有觸覺反饋的接口設(shè)備包括來自ch產(chǎn)品公司(chproducts,inc.)的forcefx操縱桿；來自羅技公司(logitech,inc.)的wingmanforce操縱桿和wingmanformulaforce方向盤輪；以及來自微軟公司的sidewinderforcefeedbackpro操縱桿。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本文實施例的一個方面涉及模塊化外圍設(shè)備組件，包括手持控制器和組件底座。所述手持控制器配置用于感應(yīng)手持控制器的運動和方向中的至少一個，并且其包括用于輸入組件、配置用于追蹤手持控制器的運動和方向中的至少一個的傳感器以及配置用于在手持控制器上產(chǎn)生觸覺效果的第一觸覺致動器。組件底座包括配置用于能與手持控制器連接起來和從所述手持控制器上拆卸下來的連接部件，以及第二觸覺致動器，其配置用于在組件底座上產(chǎn)生觸覺效果，或者當(dāng)手持控制器與連接部件連接時，在手持控制器上產(chǎn)生觸覺效果。所述模塊化外圍設(shè)備組件還包括控制單元，其位于所述手持控制器和組件底座中的至少一個內(nèi)，并且配置用于基于所述手持控制器是否與所述組件底座連接或者是從所述手持控制器上拆卸下來選擇第一和第二觸覺致動器中的至少一個以產(chǎn)生觸覺效果，以及配置用于啟動至少一個觸覺致動器以產(chǎn)生觸覺效果。
在一個實施例中，連接部件配置用于連接到手持控制器的一端以及從手持控制器的一端拆卸下來，其中當(dāng)手持控制器連接至組件底座時，其繞組件底座樞軸轉(zhuǎn)動，從而當(dāng)手持控制器連接至組件底座時，所述外圍設(shè)備組件可作為操縱桿操作，并且其中當(dāng)手持控制器連接至組件底座時，當(dāng)?shù)诙|覺致動器啟動時，該第二致動器配置用于在操縱桿上產(chǎn)生觸覺效果(例如，動覺觸覺效果、振動觸覺效果，或基于變形的觸覺效果)。
在一個實施例中，連接部件包括配置用于提供至少兩個自由度的常平架，并且第二觸覺致動器配置用于通過所述連接部件向第一手持控制器施加力或扭矩。
在一個實施例中，控制單元配置用于僅從手持控制器的第一觸覺致動器以及任意其他的觸覺致動器中選擇一個或多個觸覺致動器，以響應(yīng)于確定手持控制器從組件底座上拆卸下來而產(chǎn)生觸覺效果。
在一個實施例中，觸覺效果與來自外圍設(shè)備組件的在應(yīng)用接收輸入中的事件有關(guān)，并且控制單元配置用于，基于i)手持控制器是否連接至組件底座以及ii)與觸覺效果有關(guān)的應(yīng)用中的一類事件，執(zhí)行至少一個觸覺致動器的選擇。
在一個實施例中，控制單元配置用于i)響應(yīng)于確定手持控制器連接至組件底座以及觸覺效果與應(yīng)用中的第一類事件有關(guān)，選擇第二觸覺致動器，以及ii)響應(yīng)于確定手持控制器連接至組件底座以及觸覺效果與應(yīng)用中的第二類事件有關(guān)，選擇第一觸覺致動器。
在一個實施例中，控制單元配置用于i)響應(yīng)于確定手持控制器連接至組件底座以及觸覺效果與應(yīng)用中的第一類事件有關(guān)，僅從組件底座的第二觸覺致動器和任意其他的觸覺致動器中選擇一個或多個觸覺致動器，以及ii)響應(yīng)于確定手持控制器連接至組件底座以及觸覺效果與應(yīng)用中的第二類事件有關(guān)，僅從組件底座的第一觸覺致動器和任意其他的觸覺致動器中選擇一個或多個觸覺致動器。
在一個實施例中，響應(yīng)于確定手持控制器連接至組件底座，控制單元配置用于選擇第二觸覺致動器以產(chǎn)生觸覺效果，并且若存儲于外圍設(shè)備組件中的設(shè)備配置信息指示第一觸覺致動器的輸出強度小于編程閾值，控制單元還配置用于選擇第一觸覺致動器以產(chǎn)生觸覺效果。
在一個實施例中，響應(yīng)于確定手持控制器連接至組件底座，控制單元配置用于選擇第一觸覺致動器和選擇第二觸覺致動器以產(chǎn)生觸覺效果，但配置用于相對于第二觸覺致動器的啟動，延遲第一觸覺致動器的啟動。
在一個實施例中，手持控制器是第一手持控制器，所述組件還包括第二手持控制器，其具有另一連接部件，該連接部件能連接至所述第一手持控制器的相對端部并能從第一手持控制器的相對端部上拆卸下來。該第二手持控制器還包括第三觸覺致動器。
在一個實施例中，當(dāng)?shù)谝皇殖挚刂破鬟B接至組件底座且未連接至第二手持控制器時，控制單元配置用于采用第一等級的輸出強度啟動第二觸覺致動器，以產(chǎn)生觸覺效果。
在一個實施例中，當(dāng)?shù)谝皇殖挚刂破鬟B接至組件底座且連接至第二手持控制器時，控制單元配置用于采用第二等級的輸出強度啟動第二觸覺致動器，以產(chǎn)生觸覺效果；或采用第二等級的輸出強度啟動第三觸覺致動器。所述第二等級的輸出強度大于所述第一等級的輸出強度。
在一個實施例中，第一手持控制器構(gòu)造成單手手持控制器，且第二手持控制器構(gòu)造成雙手手持控制器。
在一個實施例中，當(dāng)?shù)谝皇殖挚刂破鬟B接至組件底座且未連接至第二手持控制器時，控制單元配置用于選擇第一觸覺致動器并且配置用于不選擇第二手持控制器的致動器，以產(chǎn)生觸覺效果；并且當(dāng)?shù)谝皇殖挚刂破鬟B接至組件底座且連接至第二手持控制器時，控制單元配置用于選擇第三觸覺致動器并且配置用于不選擇第一手持控制器的致動器，以產(chǎn)生觸覺效果。
在一個實施例中，所述組件底座的連接部件包括具有第一凹槽的套筒和能從第一凹槽延伸的球。其中手持控制器具有第二凹槽，并且其中所述球配置用于在兩個凹槽對齊時從第一凹槽延伸至第二凹槽，以將手持控制器鎖定在組件底座上。
在一個實施例中，組件底座包括配置用于連接到用戶身體的綁帶。
在一個實施例中，組件配置用于向虛擬現(xiàn)實(vr)應(yīng)用或增強現(xiàn)實(ar)應(yīng)用提供輸入。例如，該組件可具有空間感知追蹤功能，比如已在htcvive的房間規(guī)模(room-scale)vr系統(tǒng)中被證實的。
本文的實施例的一個方面涉及在模塊化外圍設(shè)備組件中產(chǎn)生觸覺效果的方法，包括i)配置用于感知手持控制器的運動和方向中的至少一個的手持控制器，其具有配置用于在手持控制器上產(chǎn)生觸覺效果的第一觸覺致動器；ii)組件底座，其能連接到手持控制器并且能從手持控制器上拆卸下來，并且其具有第二觸覺致動器，該第二觸覺致動器配置用于在組件底座上或者當(dāng)手持控制器連接至組件底座時在手持控制器上產(chǎn)生觸覺效果；以及iii)位于手持控制器和組件底座中的至少一個中的控制單元。該方法包括：控制單元確定針對來自外圍設(shè)備組件的應(yīng)用接收輸入需要產(chǎn)生一觸覺效果；控制單元確定手持控制器是否連接至組件底座或者是從組件底座拆卸下來；控制單元選擇第一觸覺致動器和第二觸覺致動器中的至少一個以產(chǎn)生觸覺效果，該選擇基于手持控制器是否連接至組件底座或者是從組件底座拆卸下來；以及控制單元啟動選擇的至少一個觸覺致動器以產(chǎn)生觸覺效果。
在一個實施例中，選擇至少一個觸覺致動器是基于i)手持控制器是否連接至組件底座，以及ii)在至少第一類事件和第二類事件中的與觸覺效果相關(guān)的應(yīng)用中的一類事件。
在一個實施例中，選擇至少一個觸覺致動器包括響應(yīng)于確定手持控制器連接至組件底座以及所述觸覺效果與應(yīng)用中第一類型事件相關(guān)選擇第二觸覺致動器。
在一個實施例中，選擇至少一個致動器包括響應(yīng)于確定手持控制器連接至組件底座以及與應(yīng)用中第二類型事件相關(guān)的觸覺效果選擇第一觸覺致動器。
本文實施例的一個方面涉及模塊化外圍設(shè)備組件，包括手持控制器和組件底座。手持控制器包括用戶輸入部件、配置用于追蹤手持控制器的運動和方向中的至少一種的傳感器，以及位于手持控制器的連接區(qū)域的手持控制器的第一磁體。所述組件底座能連接至手持控制器并且能從手持控制器上拆卸下來，并且包括組件底座的第一連接區(qū)域，其在組件底座的表面上形成一接納部。所述組件底座還包括設(shè)置在所述接納部處的組件底座的第一磁體。所述接納部成形為用于接納手持控制器的連接區(qū)域。手持控制器通過手持控制器中的第一磁體和組件底座中的第一磁體能夠連接至組件底座。手持控制器是繞接納部樞軸旋轉(zhuǎn)的，從而當(dāng)手持控制器連接至組件底座時所述組件可作為操縱桿操作。
在一個實施例中，所述手持控制器是第一手持控制器，所述組件還包括第二手持控制器。組件底座還包括設(shè)置在第二連接區(qū)域的第二磁體，并包括設(shè)置在第三連接區(qū)域的第三磁體。所述第一手持控制器可以通過組件底座的第二磁體連接至組件底座的第二連接區(qū)域，并且還能從所述第二連接區(qū)域上拆卸下來。所述第二手持控制器可以通過組件底座的第三磁體連接至組件底座的第三連接區(qū)域，并且能從所述第三連接區(qū)域上拆卸下來。
在一個實施例中，所述組件底座的第二連接區(qū)域和第三連接區(qū)域位于組件底座的相對側(cè)面上。
在一個實施例中，所述第一手持控制器包括位于其一側(cè)上的第二磁體，并且其能通過第一手持控制器的第二磁體連接至組件底座的第二連接區(qū)域。
在一個實施例中，所述第二手持控制器包括位于其連接區(qū)域上的第一磁體和位于其一側(cè)上的第二磁體，其中所述第二手持控制器能通過第二手持控制器的第一磁體和組件底座的第一磁體連接至組件底座的第一連接區(qū)域，并且能通過第二手持控制器的第二磁體和第三連接區(qū)域的第三磁體連接至組件底座的第三連接區(qū)域。
在一個實施例中，所述第一手持控制器的底座朝向離開組件底座的第一方向彎曲，并且所述第二手持控制器的底座朝向離開組件底座的第二方向彎曲，所述第一方向與第二方向相反。
在一個實施例中，第一手持控制器、第二手持控制器以及組件底座中的至少一個配置用于利用其磁體中的至少一個產(chǎn)生觸覺效果。
在一個實施例中，組件底座包括適合用于連接到用戶身體的綁帶。
在一個實施例中，所述組件底座是第一組件底座，并且所述外圍設(shè)備組件還包括第二組件底座，該第二組件底座包括位于第二組件底座的相對側(cè)面上的第一磁體和第二磁體。第二組件底座能通過第二組件底座的第一磁體連接到第一組件底座。第二組件底座能通過第二組件底座的第二磁體連接到第二手持控制器。
通過參考所附附圖閱讀下文詳細描述，本文中的實施例的特征、目的及優(yōu)點對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員將是清楚明白的。
附圖說明
根據(jù)如附圖中所示的本發(fā)明的以下描述，本發(fā)明的前述和其它特征及優(yōu)點將是顯而易見的。并入本發(fā)明并形成說明書一部分的附圖進一步用于解釋本發(fā)明的原理并使相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠制造和使用本發(fā)明。附圖不按比例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的模塊化外圍設(shè)備組件的透視圖。
圖2a和2b是根據(jù)本發(fā)明實施例的模塊化外圍設(shè)備組件的手持控制器的主視圖和側(cè)視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的模塊化外圍設(shè)備組件的組件底座的透視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的組件底座的連接部件的側(cè)視圖和部分截面圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的包括外圍設(shè)備組件的計算機系統(tǒng)的功能框圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的外圍設(shè)備組件中生成觸覺效果的示例性方法的流程圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的模塊化外圍設(shè)備組件的透視圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的模塊化外圍設(shè)備組件中的第一手持控制器的主視圖。
圖9a和9b是根據(jù)本發(fā)明實施例的模塊化外圍設(shè)備組件中的第二手持控制器的透視圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明實施例的包括至少兩個手持控制器的示例性外圍設(shè)備組件的功能框圖。
圖11是根據(jù)本發(fā)明實施例的具有至少兩個連接部件的組件底座的透視圖。
圖12是根據(jù)本發(fā)明實施例的結(jié)合到一件家具中的組件底座的透視圖。
圖13是根據(jù)本發(fā)明實施例的使用一個或多個磁體來連接各部件的模塊化外圍設(shè)備組件的側(cè)視圖。
圖14a和14b是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于形成模塊化外圍設(shè)備組件的手持控制器的主視圖。
圖15是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于形成模塊化外圍設(shè)備組件的組件底座的主視圖。
圖16-18是根據(jù)本發(fā)明實施例的各個模塊化外圍設(shè)備組件的主視圖。
圖19a和9b是根據(jù)本發(fā)明實施例的帶有可穿戴綁帶的組件底座的主視圖。
具體實施方式
以下具體說明實際上僅僅是示例性的，不用于限制本發(fā)明或本發(fā)明的應(yīng)用和使用。進一步，不用于由在以上技術(shù)領(lǐng)域、背景技術(shù)、發(fā)明內(nèi)容或以下具體實施方式中任何明示或暗示的理論來限定。
此處的實施方式涉及觸覺啟動的模塊化外圍設(shè)備組件，其可用于游戲應(yīng)用、可穿戴應(yīng)用、增強現(xiàn)實(ar)或虛擬現(xiàn)實(vr)應(yīng)用、其它計算機應(yīng)用或任何其它應(yīng)用中。在實施例中，模塊化外圍設(shè)備組件可包括手持控制器和組件底座。外圍設(shè)備組件可為模塊化的，其中手持控制器可連接至組件底座，并用作例如操縱桿，或者可從組件底座上拆卸下來并單獨使用。外圍設(shè)備組件的模塊化特性使其使用能夠適應(yīng)于不同的應(yīng)用，或者一種應(yīng)用中的不同的虛擬環(huán)境，或者不同的物理環(huán)境(例如，在客廳玩游戲以及在桌面上玩游戲)。例如，手持控制器可連接至組件底座并用作游戲應(yīng)用中的作戰(zhàn)仿真的操縱桿，而在其它情況下，手持控制器可拆卸下來并單獨用作動作感應(yīng)控制器。在某些情況下，用于外圍設(shè)備組件的連接機構(gòu)可包括套筒和鎖定機構(gòu)。在某些情況下，連接機構(gòu)可包括多個磁體。
在實施例中，外圍設(shè)備組件可包括多個觸覺致動器。觸覺致動器的一個或多個可位于手持控制器中，且觸覺致動器的一個或多個可位于組件底座中。在某些情況下，觸覺致動器可具有不同的功能，例如產(chǎn)生不同類型的觸覺效果和/或不同等級的觸覺效果強度的能力。所述多個觸覺致動器可使外圍設(shè)備組件針對不同的應(yīng)用或同一應(yīng)用中的不同環(huán)境產(chǎn)生不同的觸覺效果。在一個實施例中，觸覺效果可基于手持控制器是連接至組件底座還是從組件底座上拆卸下來而改變。例如，當(dāng)手持控制器從組件底座上拆卸下來時，可產(chǎn)生第一類型的觸覺效果(例如，噪聲或其它觸覺震動觸覺效果)或第一等級的觸覺效果強度，而當(dāng)手持控制器連接至組件底座時，可產(chǎn)生第二類型的觸覺效果(例如，動覺觸覺效果)或第二等級的觸覺效果強度。在某些情況下，對用于產(chǎn)生觸覺效果的觸覺致動器的選擇可基于手持控制器是連接至組件底座還是從組件底座上拆卸下來。在此處的實施例中產(chǎn)生觸覺效果是指產(chǎn)生一種新的觸覺效果，或者調(diào)制用于觸覺反饋的現(xiàn)有的觸覺效果的一個或多個參數(shù)。
圖1所示為一種示例性的外圍設(shè)備組件100，其包括手持控制器101和組件底座111。手持控制器101和組件底座111是能夠相互連接的，如圖1中所示。且能夠相互拆開。當(dāng)手持控制器101從組件底座111上拆卸下來時，其可用作追蹤控制器的6dof位置的動作感應(yīng)控制器。例如，其可具有類似于
手持控制器101的一個實例如圖1、2a和2b所示。手持控制器101可包括一個或多個用戶輸入部件、配置用于追蹤手持控制器的動作或方向的至少一個的傳感器，以及第一觸覺致動器106a/106b(如圖2b中所示)，配置用于在手持控制器處產(chǎn)生一個或多個觸覺效果。一個或多個用戶輸入部件可包括拇指桿(thumbstick)104a、按鈕104b-104e以及(如圖2b中所示)觸發(fā)按鈕104f。傳感器108可包括，例如，加速計、陀螺儀或其任意組合。在某些情況下，一個或多個用戶輸入部件可產(chǎn)生一控制信號，且所述傳感器可產(chǎn)生一測量信號。這些信號可通過有線或無線信道傳送至其它設(shè)備，例如游戲主機或其它計算機。在一個實施例中，手持控制器101可具有配置用于追蹤手或手指姿勢的電容或其它傳感器。
在一個實施例中，第一觸覺致動器(例如106a)可為手持控制器101的唯一的觸覺致動器。在另一個實施例中，如圖2b中所示，第一觸覺致動器106a/106b可為手持控制器101的第一組觸覺致動器中的觸覺致動器。第一組觸覺致動器可包括定向(targeted)致動器106a，其配置用于在觸發(fā)按鈕104f處產(chǎn)生一個或多個動覺觸覺效果，以及身體致動器106b。觸覺致動器106a可包括，例如，馬達和配置用于將力或轉(zhuǎn)矩從馬達傳送至觸發(fā)按鈕104f的傳動組件，以便在觸發(fā)按鈕104f處產(chǎn)生動覺觸覺效果。觸覺致動器106b可包括，例如，偏心旋轉(zhuǎn)質(zhì)量(erm)致動器或音圈致動器，配置用于在手持控制器101處產(chǎn)生噪聲觸覺效果或其它觸覺震動觸覺效果。通常來說，觸覺致動器的實例包括馬達、erm致動器、線性諧振致動器(lra)、螺線管諧振致動器(sra)，或利用智能材料(例如壓電材料、電活性聚合物或形狀記憶合金)的致動器。在外圍設(shè)備組件中產(chǎn)生的觸覺效果的實例包括觸覺震動觸覺效果、基于變形的觸覺效果、靜電摩擦(esf)觸覺效果、動覺觸覺效果或任何其它類型的觸覺效果。在一個實施例中，具有致動器或其它組件以產(chǎn)生基于變形的觸覺效果的外圍設(shè)備組件可配置用于基于組件的手持控制器是否連接至組件底座改變變形結(jié)構(gòu)。
圖2a和2b進一步示出手持控制器101在其端部109(例如，頂端或底端)處具有凹槽107。在某些語境中，凹槽107可指代連接凹槽或鎖定凹槽。如以下更具體地描述，凹槽107可用于將控制器101連接至組件底座111。手持控制器101的其他部件以下參照圖5進行描述。
參考3和4，提供有組件底座111的示例性特征。組件底座111可具有盒、板的形狀或任意其它形狀。其可配置為能夠連接至其它結(jié)構(gòu)，例如地板、一件家具(例如，連接至桌子或連接至椅子扶手)，或用戶身體(例如，經(jīng)由連接至組件底座的綁帶)，或可不具有這種連接結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，組件底座111包括連接部件112和第二觸覺致動器116a/116b。在一個實施例中，第二觸覺致動器(例如116a)為組件底座111的唯一的觸覺致動器。在另一個實施例中，如圖3中所示，第二觸覺致動器116a/106b為組件底座的第二組觸覺致動器中的觸覺致動器。第二組包括致動器116a和116b。在一個實例中，觸覺致動器116a和116b都是配置為用于在連接組件112上施加力的馬達，以便提供動覺觸覺效果，當(dāng)其連接至底座111時能夠在手持控制器101處感知。
連接部件112的一個實施例如圖4中所示。在該實施例中，連接部件112可為能夠與手持控制器101相連接的，且其自身相對于組件底座111的剩余部分具有多個自由度(例如，2個自由度)。連接部件112因此可提供一物理連接，能夠從手持控制器101傳送力或轉(zhuǎn)矩至組件底座111中的任意傳感器，所述傳感器配置用于感應(yīng)沿所述多個自由度的動作(例如，配置用于感應(yīng)操縱桿動作)。該物理連接還可從組件底座111中的一個或多個觸覺致動器傳送力或轉(zhuǎn)矩至手持控制器101。
在圖4中，連接部件112包括圓柱形套筒112d，其可連接至2自由度(dof)常平架112e，且能夠啟動用于產(chǎn)生一連接至連接部件112的物體(例如，手持控制器101)的動覺觸覺效果。常平架112e可包括一銷和框架，所述框架使得套筒112d圍繞銷的軸122旋轉(zhuǎn)，且可進一步包括一十字轉(zhuǎn)門結(jié)構(gòu)，使得套筒112d圍繞正交軸線124旋轉(zhuǎn)。在某些情況下，套筒可具有在其內(nèi)表面中的凹槽112a，例如凹槽112a沿圓柱形套筒的內(nèi)表面形成圓環(huán)。在一個實施例中，凹槽112a可為鎖定機構(gòu)的一部分，所述鎖定機構(gòu)還包括球112b，或者其它能夠從凹槽112a延伸的物體。球112b能夠從連接部件的凹槽112a延伸，且當(dāng)兩個凹槽112a、107對齊時，能夠延伸至手持控制器101的凹槽107。在該延伸的位置，球112b將手持控制器101鎖定至組件底座111。根據(jù)此處的實施例，球112b可偏置，例如通過彈簧112f，至收縮的位置和延伸的位置其中之一。例如，如果球112b偏置至一延伸的位置，如圖4中所示，當(dāng)凹槽107滑動至與凹槽112a對齊且球112b自動延伸或卡扣至凹槽107中時，手持控制器101可卡扣至一鎖定位置。在這種情況下，球112b可利用手動釋放機構(gòu)(例如，手動釋放按鈕)或利用其它裝置收縮，例如螺線管112c，配置用于將球112b拉至一收縮的位置。如果說球112b位于彈簧112f的一端，球112b可認為是相對于圖4中的凹槽112a偏置至一延伸的位置，且彈簧112f處于平衡狀態(tài)的長度足夠長，能夠使球112b伸出凹槽112a外。在另一個實施例中，如果球112b偏置至一收縮的位置，例如通過一彈簧，其處于平衡狀態(tài)的長度比圖4中所示短，這樣球112b就完全在凹槽112a內(nèi)，球112b可利用螺線管112c或一些其它裝置致動至延伸的位置。即，螺線管112c配置用于將球112b推至延伸的位置。在一個實施例中，連接部件112可提供一連通信號/電力的電連接，例如在手持控制器101和組件底座111之間的觸覺控制信號和/或電池充電電力。在另一個實施例中，連接部件可包括在其一表面的可變形材料(例如，電活性聚合物)，這樣，當(dāng)將手持控制器101按壓至可變形材料中或者當(dāng)可變形材料通過其它機構(gòu)致動時(例如，經(jīng)由通過可變形材料的電流)，連接部件能夠表面變形。表面變形可在連接部件的表面中形成一接納部，用于接納手持控制器101的一端(例如，109)。當(dāng)手持控制器101的端部放置于接納部內(nèi)時，連接部件可配置用于致動可變形材料圍繞手持控制器101的端部纏繞，以將其夾緊在手持控制器101上。該致動可將組件底座連接至手持控制器101?？勺冃尾牧峡蛇M一步能夠反轉(zhuǎn)其變形，以便釋放手持控制器101的端部并使手持控制器101從組件底座拆卸下來。
手持控制器101和組件底座111的功能框圖如圖5中所示。圖5所示為手持控制器101包括用戶輸入部件(104a-104f)、觸覺致動器，以及配置用于感應(yīng)控制器101的動作和/或方向的傳感器(如圖1、2a和2b中所示)、通信接口105，以及電池(或其它電源)130，以及存儲裝置103。該圖顯示了觸覺致動器106a可為定向致動器，提供觸發(fā)按鈕104f的定向觸覺效果。傳感器108可為，例如，6dof傳感器，用于在六個不同的自由度追蹤手持控制器101的動作。通信接口105可為無線(例如ieee802.11或
在圖5中所示的實例中，存儲設(shè)備103(例如，只讀固件或可擦寫閃存)可存儲一個或多個設(shè)備配置文件，例如一個或多個觸覺致動器配置文件。每個觸覺致動器配置文件可描述控制器101中的觸覺致動器，比如致動器類型(例如，壓電對erm致動器，或者噪聲致動器對定向致動器，例如馬達，用于提供動覺效果)，位置(例如，連接至觸發(fā)按鈕對位于中部)，輸出強度的等級或范圍，輸入類型，或其任意組合。存儲設(shè)備103中的一個或多個設(shè)備和/或組件底座111的存儲設(shè)備113中的一個或多個設(shè)備配置文件可用于智能地確定在組件100中將產(chǎn)生什么觸覺效果以及通過哪一個觸覺致動器。例如，如果設(shè)備配置文件指示用于產(chǎn)生動覺觸覺效果的馬達或其它定向致動器存在于組件底座111中，利用定向致動器的動覺觸覺效果可產(chǎn)生用于特定組的事件。如果設(shè)備配置文件表示控制器101中或組件100的組件底座111中不存在用于動覺觸覺效果的定向致動器，則相反，利用erm致動器的觸覺震動觸覺效果可產(chǎn)生用于相同組的事件。
圖5進一步顯示了組件底座111包括觸覺致動器116a、116b，連接部件112(如圖3和4所示)，通信接口115，存儲設(shè)備113，以及控制單元120。觸覺致動器116a和116b可通過連接部件112提供動覺觸覺效果。組件底座111的通信接口115可為無線和/或有線通信接口，其配置為與手持控制器101的通信接口115通信。存儲設(shè)備113可存儲一個或多個設(shè)備配置文件，例如如上所述的一個或多個觸覺致動器配置文件。存儲設(shè)備113中的一個或多個設(shè)備配置文件在格式、內(nèi)容和/或用法方面與存儲設(shè)備103中的那些類似。
圖5中的控制單元120可配置為控制用于外圍設(shè)備組件100的觸覺效果，例如產(chǎn)生什么類型的觸覺效果、觸覺效果的強度等級和/或?qū)⑹褂媚膫€致動器產(chǎn)生觸覺效果。在圖5中所示的實施例中，控制單元120位于組件底座111中。通常來說，外圍設(shè)備組件100中用于控制觸覺效果的控制單元可位于手持控制器101中，組件底座111中，另一個設(shè)備(例如，游戲主機201)中，或者其任意組合中。例如，控制單元可通過手持控制器101上的處理電路(例如，微處理器、fpga、pga)和組件底座111上的處理電路實施，其可共同控制外圍設(shè)備組件100中的觸覺效果。
在某些情況下，用于外圍設(shè)備組件100的無線通信可使用一基站，即手持控制器101、組件底座111或另一個設(shè)備，例如智能游戲板，其圖形設(shè)置于頂部用作外圍部件。
在一個實施例中，組件100的模塊化特性使其適于各個應(yīng)用(例如ar或vr應(yīng)用)、各個事件或那些應(yīng)用中的其它類型的情況、各個位置(例如，客廳、桌子等)和/或各個游戲類型。例如，如果用戶正在玩太空作戰(zhàn)游戲，例如star
在一個實施例中，外圍設(shè)備組件100的模塊化特性使外圍設(shè)備組件100中的觸覺效果能夠被適應(yīng)，例如基于手持控制器101是否連接至組件底座111，或者其是否從組件底座111上拆卸下來。例如，圖6提供了示出產(chǎn)生外圍設(shè)備組件的觸覺效果的方法300的流程圖，且包括選擇一個或多個觸覺致動器用于產(chǎn)生觸覺效果。所述選擇可基于手持控制器101是否連接至組件底座111，以及基于在一種應(yīng)用中以觸覺效果觸發(fā)或以其它方式與觸覺效果相關(guān)聯(lián)的事件。在一個實施例中，方法300開始于步驟302，其中控制單元(例如，控制單元120)確定需要產(chǎn)生觸覺效果。在某些情況下，該確定可基于在應(yīng)用中的事件(即，應(yīng)用事件)從外圍設(shè)備組件100接收輸入的發(fā)生。例如，所述應(yīng)用可為從用戶輸入部件104a-104f接收輸入的第一人稱射擊游戲，且所述事件可包括傷害事件(例如游戲玩家受到傷害)或反沖事件(例如，游戲中有來自開火的槍炮的反沖)。
在步驟304中，控制單元可確定手持控制器101是否連接至外圍設(shè)備組件100的組件底座111或從其上拆卸下來。例如，如果球112b處于收縮的狀態(tài)，可確定手持控制器101未連接至組件底座111。響應(yīng)于確定手持控制器101從組件底座111上拆卸下來或者未連接至組件底座111，控制單元可僅從手持控制器101中的致動器中選擇(例如，僅從第一觸覺致動器106a/106b和手持控制器101的任何其它觸覺致動器中選擇)用于產(chǎn)生觸覺效果。例如，在步驟304中的控制單元120可只選擇手持控制器101中的致動器106a和/或106b。
在某些情況下，響應(yīng)于確定手持控制器101連接至組件底座111，控制單元可配置為進一步基于觸覺效果相關(guān)聯(lián)的應(yīng)用事件的類型(例如，游戲中的反沖事件或受傷事件)選擇至少一個觸覺致動器來產(chǎn)生觸覺效果。例如，控制單元可在步驟308中確定在從外圍設(shè)備組件100接收輸入的應(yīng)用中觸覺效果是否與第一類型的事件(例如，反沖事件)相關(guān)聯(lián)。在步驟312中，響應(yīng)于確定手持控制器101連接至組件底座111以及所述事件為應(yīng)用中的第一類型的事件，控制單元可配置為從組件底座中的一個或多個致動器中選擇致動器(例如，選擇第二觸覺致動器116a/116b)。例如，第一類型的事件可為反沖事件。當(dāng)手持控制器101不連接至組件底座111時，反沖事件可觸發(fā)由手持控制器101中的致動器106b產(chǎn)生的噪聲觸覺效果(步驟306)。當(dāng)手持控制器101連接至組件底座111時，反沖事件可觸發(fā)由組件底座111中的致動器116a、116b產(chǎn)生的動覺觸覺效果(步驟312)。在實施例中，控制單元可僅從組件底座的第二觸覺致動器(例如116a)以及任何其它觸覺致動器(例如116b)中選擇來產(chǎn)生觸覺效果。在可選的實施例中，控制單元可額外地選擇致動器106a或106b用于觸覺效果。
如果觸覺效果與第二類型的事件(例如，受傷事件)相關(guān)聯(lián)，替代第一類型的事件或者除了第一類型的事件以外，觸覺效果可繼續(xù)由手持控制器中的致動器產(chǎn)生。例如，如果觸覺效果不與第一類型的事件相關(guān)聯(lián)，在步驟314中，控制單元可確定是否將產(chǎn)生的觸覺效果與第二類型的事件(例如，受傷事件)相關(guān)聯(lián)。響應(yīng)于確定手持控制器連接至組件底座以及觸覺效果與第二類型的事件相關(guān)聯(lián)，控制單元在步驟316中可選擇手持控制器中的第一觸覺致動器106a/106b?？刂茊卧诓襟E316中可僅選擇一個或多個手持控制器中的致動器(例如，僅選擇致動器106a，僅選擇致動器106b，或者都選擇)，或者可額外地選擇組件底座中的觸覺致動器。在實施例中，如果觸覺效果既不與第一類型的事件相關(guān)聯(lián)也不與第二類型的事件相關(guān)聯(lián)，控制單元在步驟310中可選擇外圍設(shè)備組件100中的任意致動器來產(chǎn)生觸覺效果。
在實施例中，應(yīng)用中的事件可與不同的觸覺效果或者不同類型的觸覺效果相關(guān)聯(lián)，且不同的觸覺效果或者不同類型的觸覺效果可根據(jù)優(yōu)先級或者基于一些其它標(biāo)準(zhǔn)排序。排序可存儲在設(shè)備配置文件中，或者可動態(tài)地確定。例如，游戲可包括在游戲中由武器開火引起的反沖事件。反沖事件可與基于觸發(fā)的觸覺效果、高清(hd)觸覺震動觸覺效果以及噪聲觸覺效果相關(guān)聯(lián)。三個觸覺效果可排序為，例如，指定排序第一的為基于觸發(fā)的觸覺效果，排序第二的為噪聲觸覺效果，以及排序第三的為hd觸覺震動觸覺效果。當(dāng)反沖事件發(fā)生時，組件的控制單元可從三個觸覺效果中選擇硬件支持的最高排序的觸覺效果。例如，排序第一的基于觸發(fā)的觸覺效果可能需要與設(shè)備致動器相連的定向致動器(例如，106a)。對于手持控制器的一些型號，該致動器可能是不可用的。如果致動器不可用，控制單元可選擇排序第二的觸覺效果，例如，如果在手持控制器中有致動器(例如，觸覺致動器106b)可用于產(chǎn)生噪聲效果，那么就選擇噪聲觸覺效果。在一些情況下，用于特定觸覺效果的致動器可位于組件底座中。在那些情況下，如果組件底座連接至手持控制器，則致動器可認為是可用的，且如果組件底座不連接至手持控制器，則可認為不可用。因此，通常，控制單元可選擇排序最高的觸覺效果，對其來說，致動器是可用的。
在某些情況下，控制單元可同時選擇手持控制器101中的觸覺致動器和組件底座111中的觸覺致動器來產(chǎn)生觸覺效果。例如，響應(yīng)于確定手持控制器連接至組件底座，控制單元可配置為選擇組件底座111中的致動器116a、116b來產(chǎn)生觸覺效果，以及還配置為選擇控制器101的一個或多個觸覺致動器組中的第一觸覺致動器106a/106b來產(chǎn)生觸覺效果。在一些情況下，可以實現(xiàn)同時選擇控制器101和組件底座111中的各個觸覺致動器，只要存儲在外圍設(shè)備組件(例如，在存儲設(shè)備103或113其中之一中)上的設(shè)備配置信息指示要從手持控制器101中選擇的致動器106a或106b的輸出強度小于程序化的閾值即可。例如，控制單元可選擇組件底座111中的馬達來產(chǎn)生觸覺效果。也可選擇手持控制器101中的身體致動器，例如致動器106b，或者定向致動器，例如致動器106a，用于增強觸覺效果，但是只有手持控制器101中的那些致動器的輸出不會干涉馬達的輸出才行。
在一些實施例中，控制單元可同時選擇手持控制器101和組件底座111中的各個致動器，但是可相對于彼此轉(zhuǎn)發(fā)致動器的啟動。例如，響應(yīng)于確定手持控制器連接至組件底座，控制單元可配置為同時選擇手持控制器中的致動器和選擇組件底座中的致動器來產(chǎn)生觸覺效果，具有選擇的手持控制器的致動器的啟動相對于選擇的組件底座的致動器的啟動的轉(zhuǎn)發(fā)。
圖7所示為外圍設(shè)備組件400，其同時包括第一手持控制器401和第二手持控制器411(例如，游戲手柄)，以及組件底座111。在此處的實施例中，只有第一手持控制器401和組件底座111可相互連接，例如通過具有接納于組件底座111的連接部件112內(nèi)的第一手持控制器401的端409a。在此處的實施例中，第一手持控制器401可進一步連接至第二手持控制器411，在第一手持控制器401的端409b處。在這種實施例中，第二手持控制器411可包括連接部件412，其能夠連接至第一手持控制器401的端409b且能夠從其上拆卸。在某些情況下，第二手持控制器411可進行連接來提供可選的操縱桿手柄(例如，雙手游戲控制器手柄)，以提供方向盤，或提供一些其它手柄。在某些情況下，第二手持控制器411可以構(gòu)造成雙手手持控制器，而第一手持控制器401可以構(gòu)造成單手手持控制器。
圖8提供了第一手持控制器401的實施例的側(cè)視圖。在該實施例中，第一手持控制器401包括用戶輸入部件(拇指桿404a、按鈕404b-404e和觸發(fā)按鈕(未示出))、觸覺致動器(例如，致動器406)和配置用于感應(yīng)控制器401的運動和方向中的至少一個。觸覺致動器406可以為第一手持控制器401的唯一觸覺致動器，或者可為第一手持控制器401的一組觸覺致動器中的一個致動器。在一些情況下，觸覺致動器406可以表示為組件400的第一觸覺致動器，組件底座111中的觸覺致動器可以表示為組件400的第二觸覺致動器。在某些情況下，第一手持控制器401具有在第一手持控制器401的一個端部409a上的凹槽407a和在控制器401的另一個端部409b上的另一個凹槽407b。凹槽407a、407b可以用于分別將第一手持控制器401連接至組件底座111和第二手持控制器411。
圖9a和9b提供了第二手持控制器411的實施例的透視圖。在一個實施例中，第二手持控制器411包括多個用戶輸入部件(拇指桿414a、按鈕(例如，方向按鈕)414c-414f、414g-414j、轉(zhuǎn)換按鈕9togglebutton)414o、414p，以及觸發(fā)按鈕414m、414n)，以及觸覺致動器416和連接部件412。連接部件412能連接到第一手持控制器401的端部409b并能從第一手持控制器401的端部409b上拆卸下來。觸覺致動器416可以僅為第二手持控制器411的觸覺致動器，或者可為第二手持控制器411的一組觸覺致動器中的一個致動器。在某些情況下，觸覺致動器416可以表示組件400的第三觸覺致動器。
在一個實施例中，當(dāng)?shù)谝皇殖挚刂破?01連接至第二手持控制器411時，第一手持控制器401中的一個或多個用戶輸入部件可以功能性被禁用。被禁用的用戶輸入部件的功能可以利用第二手持控制器411中的一個或多個用戶輸入部件代替。例如，當(dāng)?shù)谝皇殖挚刂破?01和第二手持控制器411相互連接時，第一手持控制器401中的拇指桿404a可以被禁用。第二手持控制器411中的拇指桿414a或414b可以被啟動并代替拇指桿404a的用途。
在一個實施例中，控制組件400中的一個或多個觸覺效果的控制單元(例如，控制單元120)可以位于第一手持控制器401、第二手持控制器411和組件底座111中的至少一個內(nèi)?？刂茊卧梢耘渲糜糜诨诘诙殖挚刂破?11是否連接至第一手持控制器401或者從第一手持控制器401上拆卸下來以改變外圍設(shè)備組件400的觸覺效果。
在一個實施例中，當(dāng)?shù)谝皇殖挚刂破?01連接至組件底座111且未連接至第二手持控制器411時，控制單元可以配置用于選擇第一手持控制器401中的一個觸覺致動器，同時不選擇第二手持控制器411中的致動器，以產(chǎn)生觸覺效果。在一個實施例中，當(dāng)?shù)谝皇殖挚刂破?01連接至組件底座111和第二手持控制器411兩者時，控制單元可以配置用于選擇第二手持控制器411中的一個致動器416，以產(chǎn)生觸覺效果。在一個實施例中，當(dāng)?shù)诙殖挚刂破?11連接至第一手持控制器401時，第二手持控制器411中的觸覺致動器416可以補充或代替第一手持控制器401中的觸覺致動器406，以產(chǎn)生一個或多個觸覺效果。
在一個實施例中，第二手持控制器411可以構(gòu)造成雙手手持控制器，且第一手持控制器401可以構(gòu)造成單手手持控制器。在這類情形下，第二手持控制器411可以更適于接收更強的觸覺效果。因此，當(dāng)?shù)诙殖挚刂破?11連接至底座400時，控制單元可增加觸覺效果強度的等級。例如，當(dāng)?shù)谝皇殖挚刂破?01連接至組件底座111且未連接至第二手持控制器411時，這樣用戶能用一只手握住第一手持控制器401，控制單元可配置用于選擇具有第一等級的輸出強度的致動器406，以產(chǎn)生觸覺效果。當(dāng)?shù)谝皇殖挚刂破?01連接至第二手持控制器411和組件底座111兩者時，這樣用戶能用兩只手握住第二手持控制器411，控制單元可配置用于選擇具有比第一等級的輸出強度更高的第二等級的輸出強度的致動器406和/或致動器416，以產(chǎn)生更強的觸覺效果。
圖9a和9b進一步示出了第二手持控制器411的連接部件412。連接部件412能例如連接至第一手持控制器401的端部409b。在一個實施例中，連接部件412與圖4中的連接部件112結(jié)構(gòu)相似。例如，連接部件412可包括具有凹槽和從該凹槽延伸出的球的套筒。該球可以配置用于在兩個凹槽對齊時從連接部件412中的凹槽延伸至第一手持控制器401中的另一凹槽407b。當(dāng)該球延伸至凹槽407b，兩個手持控制器401、411可以鎖定成一連接結(jié)構(gòu)。
圖10是外圍設(shè)備組件400的功能框圖。該功能框圖描述了第一手持控制器401和組件底座111之間的通信，以及第二手持控制器411和組件底座111之間的通信。組件底座可以將通信中繼到例如游戲主機或任何其他的計算機。但是，在某些情況下，手持控制器401和411中的一個或兩者可以配置用于與游戲主機直接通信。圖10描述了第一手持控制器401，其包括用戶輸入部件404a-404e、觸覺致動器406、傳感器408(如圖8示出的)、存儲設(shè)備403、通信接口405以及電池430。圖10還描述了第二手持控制器411，其包括用戶輸入部件414a-414o、連接部件412、觸覺致動器416(如圖9a和9b示出的)、通信接口415、存儲設(shè)備413，以及電池440。組件底座111的功能框圖與圖5所示的類似，包括控制單元120、觸覺致動器116a，116b、連接部件112、通信接口115和存儲設(shè)備113。在一個實施例中，第二手持控制器411不包括用于感應(yīng)第二手持控制器411的運動或方向的任意傳感器。
圖11提供了一個實施例，其中組件底座511包括至少兩個連接部件512、513，它們能連接到兩個相應(yīng)的手持控制器(例如，手持控制器101、401)并且能從兩個相應(yīng)的手持控制器(例如，手持控制器101、401)上拆卸下來。連接部件512、513中的每個可以具有與圖4中的連接部件112相似的結(jié)構(gòu)。例如，連接部件512、513中的每個可以具有凹槽，該凹槽帶有可從該凹槽延伸的球。當(dāng)所述連接部件中的一個中的球處于延伸位置時，該連接部件可以被鎖定至相應(yīng)的手持控制器。
圖12提供了被結(jié)合到一件家具中的組件底座611的另一實施例。在該實施例中，組件底座611可以具有一主體，其為一件家具(比如，椅子或沙發(fā))的一部分。組件底座611可以具有整合到家具中(例如整合到椅子的扶手中)的連接部件612。該實施例可以提供組件底座611，其更能夠保持靜止，這為游戲過程提供了提高的穩(wěn)定性。
圖13-18示出了多種模塊化外圍設(shè)備組件，其中手持控制器能夠磁性連接(例如，通過永磁體和/或電磁體)至組件底座(或連接至另一手持控制器)。圖13圖示了外圍設(shè)備組件700，其中手持控制器701能夠通過在控制器701的底座或底部上的連接區(qū)域707a和組件底座711中的相應(yīng)連接區(qū)域717a(例如，接納部)磁性連接至組件底座711以及從組件底座711上拆卸下來。圖16和17圖示了模塊化外圍設(shè)備組件800、900，其中第一手持控制器701和第二手持控制器801在相應(yīng)的連接區(qū)域707b、807b連接至相同的組件底座7009(圖16)以及連接至相應(yīng)的組件底座711、911(圖17)。
再次參考圖13，外圍設(shè)備組件700配置用于使得手持控制器701在控制器701的底座上磁性連接至組件底座711。在該結(jié)構(gòu)中，手持控制器701可以在組件底座711的連接區(qū)域717a內(nèi)樞軸轉(zhuǎn)動，從而當(dāng)手持控制器701連接至組件底座711時，外圍設(shè)備組件700可作為操縱桿操作。
在一個實施例中，手持控制器701包括一個或多個用戶輸入部件、一個或多個連接區(qū)域和一個或多個磁體。在一些實施例中，手持控制器701還包括一個或多個傳感器和一個或多個觸覺致動器。如圖13和14a所示，多個用戶輸入部件可以包括拇指桿704a、觸發(fā)按鈕704b，和/或按鈕704c-704f。如圖13和14a中進一步示出的，手持控制器701中的連接區(qū)域可以包括在控制器701的底座上的連接區(qū)域707a和在控制器701的一側(cè)上的連接區(qū)域707b。磁體708a可以設(shè)置在連接區(qū)域707a(例如，在連接區(qū)域707a的邊界內(nèi)，或者靠近連接區(qū)域707a)，磁體708b可以設(shè)置在連接區(qū)域707b。磁體708a、708b中的每個可以用于與組件底座711進行連接。在一個實施例中，手持控制器701的傳感器可以配置用于追蹤手持控制器701的運動和方向中的至少一個。在一個實施例中，手持控制器701中的任意觸覺致動器可以包括磁體708a、708b中的一個或多個。在一個實施例中，控制器701中的任意觸覺致動器可以與磁體708a、708b中的一個或多個分開。第一手持控制器701、第二手持控制器801和組件底座711可以進一步包括圖5和圖10的功能框圖中示出的任意部件。
在一個實施例中，如圖13和圖15所示，組件底座711可以包括多個連接區(qū)域717a、717b、717c，以及設(shè)置在相應(yīng)連接區(qū)域上的多個相應(yīng)磁體718a、718b、718c。連接區(qū)域717a和磁體718a可以形成連接部件，以將組件底座711連接至手持控制器711的底座上。進一步，連接區(qū)域717a可以形成設(shè)置在組件底座711的表面上的接納部，并且可以成形為用于接納手持控制器701的連接區(qū)域707a。例如，連接區(qū)域707a可以向外彎曲并具有半圓形端部、橢圓形端部，或其他曲線形的端部，從而所述連接區(qū)域707a具有圓形或橢圓形界面，而所述接納部717a可以形成一凹入部，該凹入部具有匹配所述連接區(qū)域707a的半圓形端部、橢圓形端部或其他曲線形端部的互補形狀，以用于接納所述連接區(qū)域707a。此外，手持控制器701的連接區(qū)域707a能夠通過磁體708a和磁體718a連接至組件底座711的連接區(qū)域717a。在這種連接結(jié)構(gòu)中，手持控制器701可以繞所述接納部717a樞軸轉(zhuǎn)動，從而當(dāng)手持控制器701連接至組件底座711時，外圍設(shè)備組件700可作為操縱桿操作。
圖13、15和16進一步示出了一個實施例，其中所述組件底座711包括能在可穿戴環(huán)境下使用的掛鉤715a-715d。如后面的附圖(圖19a和19b)描述的，掛鉤715a-715d可以連接至綁帶，該綁帶繼而能固定到用戶的身體上。
圖16圖示了模塊化外圍設(shè)備組件800，其中雙手手持控制器(701和801)連接至組件底座711。外圍設(shè)備組件800可以例如作為雙手手持游戲控制器使用。上述描述的手持控制器701和組件底座711與圖13、14a和15對應(yīng)。圖14b示出了手持控制器801。在一個實施例中，手持控制器801包括一個或多個用戶輸入部件(例如，拇指桿804a、觸發(fā)按鈕和按鈕804c-804f)、一個或多個連接區(qū)域807a,807b、設(shè)置在相應(yīng)的連接區(qū)域807a,807b上一個或多個磁體808a,808b、一個或多個運動或方向傳感器，以及一個或多個觸覺致動器。在一個實施例中，手持控制器701可以是左手手持控制器，手持控制器801可以是右手手持控制器。例如，在連接區(qū)域708a上的手持控制器701的底座可以朝離開組件底座711的第一方向彎曲。同時，在連接區(qū)域808a上的手持控制器801的底座可以朝離開組件底座711的第二且相反的方向彎曲。
如圖16所示，手持控制器701、手持控制器801和組件底座711可以磁性連接成外圍設(shè)備組件800。在外圍設(shè)備組件800中，在控制器701一側(cè)的連接區(qū)域707b可以在組件底座711的一側(cè)連接至對應(yīng)連接區(qū)域717b。所述連接可以分別通過控制器701和底座711中的磁體708b和718b實現(xiàn)。在一個實施例中，連接區(qū)域707b、717b兩者都是基本平坦的。在一個實施例中，連接區(qū)域707b、717b具有互補的形狀(例如，突出形狀和互補的凹入形狀)。類似地，組件底座711的相對一側(cè)的連接區(qū)域717c可以通過分別在控制器801和組件底座711中的相應(yīng)磁體808b、718c連接到在控制器801的一側(cè)上的連接區(qū)域807b。
手持控制器701、801和組件底座711能夠相互脫離，比如通過拉力分。在一個實施例中，可以停用組件800中的一個或多個磁體，其中該種停用需要在手持控制器701、801和組件底座711能夠相互脫離之前執(zhí)行。例如，組件800中的磁體可以是能夠被停用的電磁體。在這種實施例中，可以通過停止向該電磁體供能來停用該電磁體。
在一個實施例中，第一手持控制器701、第二手持控制器801以及組件底座711中的至少一個配置用于利用磁體708a、708b、808a、808b和718a-718c中的至少一個產(chǎn)生觸覺效果。在一個例子中，所述磁體可以通過改變在兩個相應(yīng)的手持控制器上，或在一個相應(yīng)的手持控制器和一個相應(yīng)的組件底座上的兩個磁體的磁場強度產(chǎn)生觸覺效果，以使兩個目標(biāo)物更難或更容易被拉開。例如，若磁體是電磁體，它們的磁場強度可以通過改變施加到電磁體上的電流來改變。在另一個例子中，當(dāng)用戶正在使兩個目標(biāo)物相互移動時，所述磁體可以通過改變在兩個相應(yīng)的手持控制器上，或在一個相應(yīng)的手持控制器和一個相應(yīng)的組件底座上的兩個磁體的磁場強度產(chǎn)生觸覺效果。
圖17示出了另一個實施例，其中一個或多個手持控制器以及一個或多個組件底座能夠連接形成模塊化外圍設(shè)備組件900。外圍設(shè)備組件900可以包括如圖16所示的手持控制器701、801以及組件底座711，并且還包括第二組件底座911。外圍設(shè)備組件900可以包括第二組件底座911，以增加用于雙手手持游戲控制器的組件900的寬度(相比于外圍設(shè)備組件800)。在圖17中，第二組件底座911包括一個或多個連接區(qū)域和在這些區(qū)域中的一個或多個相應(yīng)的磁體。所述連接區(qū)域包括連接區(qū)域917a、917b和917c。所述磁體包括在各相應(yīng)連接區(qū)域中的磁體918a、918b和918c。在圖17中，連接區(qū)域917a和磁體918a可以用于分別與手持控制器701和801的連接區(qū)域707a或807a進行連接。
進一步，在圖17中，連接區(qū)域917b和917c可以位于第二組件底座911的相對側(cè)面上。相應(yīng)的磁體918b和918c也可以位于第二組件底座911的相對側(cè)面上。在一個實施例中，手持控制器701的一側(cè)上的連接區(qū)域707b能夠在第一組件底座711的第一側(cè)連接到連接區(qū)域717b，以在圖16中示出和描述的類似方式實現(xiàn)。進一步，第一組件底座711的第二、相對一側(cè)上的連接區(qū)域717c能夠在第二組件底座911的第一側(cè)連接到連接區(qū)域917b。此外，第二組件底座911的第二、相對一側(cè)上的連接區(qū)域917c能夠在第二手持控制器801的一側(cè)連接到連接區(qū)域807b。圖17中的連接可以利用磁體708b、718b、718c、918b、918c和808b實現(xiàn)。
在其他實施例中，外圍設(shè)備組件可以包括多個(例如，三個)或更少的組件底座。例如，圖18示出了沒有組件底座的外圍設(shè)備組件1000。在圖18中，外圍設(shè)備組件1000僅包括手持控制器701和手持控制器801，它們在相應(yīng)手持控制器的連接區(qū)域707b和807b上磁性連接起來。所述磁性連接可以利用相應(yīng)手持控制器的磁體708b和808b實現(xiàn)。
在一個實施例中，外圍設(shè)備組件700-1000可以包括用于控制一個或多個觸覺效果的控制單元，比如控制單元120。所述控制單元可以控制觸覺效果，包括產(chǎn)生哪種類型的觸覺效果、觸覺效果的輸出強度，和/或采用哪個觸覺致動器來產(chǎn)生觸覺效果。控制單元可以基于上述針對圖1-12所討論的技術(shù)控制觸覺效果。例如，其可以基于手持控制器701、801是否連接至組件底座711，或者基于手持控制器701、801是否從組件底座711上拆卸下來，和/或基于與觸覺效果相關(guān)的應(yīng)用事件來控制觸覺效果。
如上所述，組件底座711可以包括能夠用于可穿戴應(yīng)用的一個或多個掛鉤715a-715d。圖19a和19b圖示了用于可穿戴應(yīng)用的連接到掛鉤715a-715d上的綁帶。圖19a示出了鉤在腕帶上的組件底座711，該腕帶可以固定到用戶的手腕上。圖19b示出了鉤在更長的帶子上的組件底座711，該帶子例如能繞用戶的大腿固定。兩種可穿戴綁帶通過使用戶更易于攜帶所述外圍設(shè)備組件移動或運輸所述外圍設(shè)備組件，提供了例如更大的外圍設(shè)備組件的便攜性。
在一個實施例中，組件底座可以作為手套的一部分。用于該組件的連接部件可以固定到手套的手掌部分的表面上，或者固定到手套的另一側(cè)的表面上。這種結(jié)構(gòu)可以使用戶在一只手上戴上手套(例如，左手)，并利用手套上的連接部件接觸手持控制器。然后用戶可以利用另一只手(例如，右手)例如充當(dāng)拇指桿來控制手持控制器。
在一個實施例中，本文討論的磁體可以用于在兩個部件相互連接之前縮短兩個部件之間(例如，手持控制器和組件底座之間)的距離。在一個實施例中，所述磁體可以是用來檢測兩個部件之間的鄰近度的霍爾效應(yīng)傳感器的一部分。
在一個實施例中，可以使用軟件定制輸入/觸覺偏好。在一個實施例中，本文描述的手持控制器和/或組件底座中的一個或多個可以包括觸摸屏或其他顯示元件。
本文的實施例適合用于各種硬件和系統(tǒng)接口，包括連接到觸覺環(huán)境(例如，輸入/輸出、功能調(diào)用、庫(比如dll)等)的一組連接點或接口點。本文描述的各種控制單元可以包括微處理器、fpga、pga或它們的任意組合。所述微處理器可以執(zhí)行存儲在非暫態(tài)計算機可讀介質(zhì)中的一種或多種計算機可讀指令。
各實施例可以被當(dāng)作模塊化觸覺外圍設(shè)備組件和/或可構(gòu)建觸覺控制器。
雖然上述描述了各種實施例，應(yīng)當(dāng)理解它們僅作為本發(fā)明的例示和實例給出，而不用作限制。相關(guān)領(lǐng)域中的技術(shù)人員將能明顯得知形狀和細節(jié)上的各種改變可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍作出。因此，本發(fā)明的內(nèi)容和范圍不應(yīng)限制于上述描述的任意示例性實施例，而應(yīng)當(dāng)僅根據(jù)所附的權(quán)利要求和它們的等同內(nèi)容進行定義。還應(yīng)當(dāng)理解，本文討論的每個實施例以及本文引用的每個參考文獻的每個特征能與任意其他實施例的各個特征組合使用。本文討論的所有專利和公開出版物通過引用整體并入本申請。
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