基于靜電觸覺的用戶輸入元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明針對基于靜電觸覺的用戶輸入元件以及包括這種元件的觸覺反饋接口系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]創(chuàng)建用于用戶輸入元件的動覺型觸覺效果的一個挑戰(zhàn)是用于創(chuàng)建這種觸覺效果的致動器所占的體積，其中該用戶輸入元件諸如操縱桿、觸發(fā)器、按鈕、鼠標(biāo)滾輪以及鍵盤鍵。期望以減小的體積形狀因數(shù)開發(fā)出用戶輸入元件(諸如制動器)，其允許動覺式的觸覺效果，從而使得用戶輸入元件服從于在移動外圍設(shè)備和其他觸覺反饋接口系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的空間限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用戶輸入元件，包括:具有第一電容式表面的第一部件，具有被配置為相對于第一電容式表面可移動的第二電容式表面的第二部件，以及位于第一電容式表面和第二電容式表面之間的絕緣體，使得當(dāng)?shù)诙娙菔奖砻嫦鄬τ诘谝浑娙菔奖砻鎻牡谝晃恢靡苿拥降诙恢脮r，生成靜電觸覺效果。
[0004]在用戶輸入元件的一個實施例中，第一部件包括限定第一電容式表面的第一電極，第二部件包括限定第二電容式表面的第二電極。
[0005]在用戶輸入元件的一個實施例中，通過電壓生成器施加電壓差到第一電極和第二電極，以生成第一電容式表面和第二電容式表面。
[0006]在用戶輸入元件的一個實施例中，第一部件包括該絕緣體，且該絕緣體覆蓋第一電極。
[0007]在用戶輸入元件的一個實施例中，第二部件包括該絕緣體，且該絕緣體覆蓋該第二電極。
[0008]在用戶輸入元件的一個實施例中，第一電極被固定在適當(dāng)?shù)奈恢弥?。在用戶輸入元件的一個實施例中，用戶輸入元件還包括彈性元件，該彈性元件被配置為將第二電容式表面偏置在第一位置中。
[0009]在用戶輸入元件的一個實施例中，第一部件包括限定第一電容式表面的多個第一電極，以及第二部件包括限定第二電容式表面的多個第二電極。
[0010]在用戶輸入元件的一個實施例中，當(dāng)通過電壓生成器施加電壓到所述多個第一電極和所述多個第二電極以生成第一電容式表面和第二電容式表面時，生成靜電觸覺效果。
[0011]在用戶輸入元件的一個實施例中，用戶輸入元件是鍵盤的鍵。
[0012]在用戶輸入元件的一個實施例中，用戶輸入元件是鼠標(biāo)的按鈕。
[0013]在用戶輸入元件的一個實施例中，用戶輸入元件是操縱桿。
[0014]在用戶輸入元件的一個實施例中，用戶輸入元件是游戲外圍設(shè)備上的按鈕、觸發(fā)器或操縱桿。
[0015]依據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種觸覺反饋接口系統(tǒng)，其被配置為提供觸覺效果給操作該系統(tǒng)的用戶。該系統(tǒng)包括含有處理器的計算機(jī)，被配置為顯示從計算機(jī)輸出的圖像的顯示器，被配置為對在顯示器上顯示的對象或?qū)⒁陲@示器上顯示的對象進(jìn)行操縱的用戶元件。該用戶元件包括:具有第一電容式表面的第一部件，具有被配置為相對于第一電容式表面可移動的第二電容式表面的第二部件，以及位于第一電容式表面和第二電容式表面之間的絕緣體，使得當(dāng)?shù)诙娙菔奖砻嫦鄬τ诘谝浑娙菔奖砻鎻牡谝晃恢靡苿拥降诙恢脮r，生成靜電觸覺效果。
[0016]在觸覺反饋接口系統(tǒng)的一個實施例中，該系統(tǒng)還包括操作地連接到計算機(jī)的鍵盤，以及用戶輸入元件是鍵盤的鍵。
[0017]在觸覺反饋接口系統(tǒng)的一個實施例中，該系統(tǒng)還包括操作地連接到計算機(jī)的用戶輸入裝置，以及用戶輸入元件是用戶輸入裝置的按鈕。
[0018]在觸覺反饋接口系統(tǒng)的一個實施例中，該用戶輸入裝置是計算機(jī)鼠標(biāo)。
[0019]在觸覺反饋接口系統(tǒng)的一個實施例中，該系統(tǒng)是游戲系統(tǒng)，以及用戶輸入元件是操作地連接到計算機(jī)的操縱桿。
[0020]在觸覺反饋接口系統(tǒng)的一個實施例中，該系統(tǒng)還包括操作地連接到計算機(jī)的游戲外圍設(shè)備，以及用戶輸入元件是游戲外圍設(shè)備上的按鈕、觸發(fā)器或操縱桿。
[0021]本發(fā)明的這些及其他方面、特征和特性，以及操作方法、結(jié)構(gòu)相關(guān)元件的功能、各部件的組合和制造經(jīng)濟(jì)性，在考慮了參照附圖的下文描述以及權(quán)利要求后將變得更加明晰，上述全部都形成本說明書的一部分。然而，需要清楚理解的是，附圖僅是為了說明和描述的目的，而不旨在作為本發(fā)明限制的限定。如在說明書和權(quán)利要求中使用的，單數(shù)形式的“一”、“一個”以及“該”包括復(fù)數(shù)指示物，除非上下文清楚地指明其他情況。
【附圖說明】
[0022]為了強(qiáng)調(diào)本發(fā)明的一般原理，闡明了下圖中的組件，這些組件不必定按比例畫出。為了連貫性和清楚性，指定相應(yīng)組件的參考字符根據(jù)需要而貫穿附圖被重復(fù)。
[0023]圖1說明了體據(jù)本發(fā)明的實施例的觸覺反饋接口系統(tǒng)；
[0024]圖2說明了依據(jù)本發(fā)明的實施例的觸覺反饋接口系統(tǒng)；
[0025]圖3說明了依據(jù)本發(fā)明的實施例的觸覺反饋接口系統(tǒng)；
[0026]圖4說明了圖3的觸覺反饋系統(tǒng)的游戲外圍設(shè)備的實施例的更詳細(xì)的視圖；
[0027]圖5A和5B示意性地說明了依據(jù)本發(fā)明實施例的圖1_3的系統(tǒng)的基于靜電觸覺的用戶輸入元件的橫截面；
[0028]圖6A和6B示意性地說明了依據(jù)本發(fā)明實施例的圖1_3的系統(tǒng)的靜電觸覺用戶輸入元件的橫截面；
[0029]圖7示意性地說明了依據(jù)本發(fā)明實施例的圖1-3的系統(tǒng)的基于靜電觸覺的用戶輸入元件的橫截面；
[0030]圖8A和8B示意性地說明了依據(jù)本發(fā)明實施例的圖1-3的系統(tǒng)的基于靜電觸覺的用戶輸入元件的橫截面；以及
[0031]圖9A和9B示意性地說明了依據(jù)本發(fā)明實施例的圖1-3的系統(tǒng)的基于靜電觸覺的用戶輸入元件的橫截面。
【具體實施方式】
[0032]圖1說明了依據(jù)本發(fā)明的實施例的觸覺反饋接口系統(tǒng)100。如所說明的，系統(tǒng)100包括主機(jī)計算機(jī)120、顯示器140、鍵盤160以及計算機(jī)鼠標(biāo)180。系統(tǒng)100被配置為允許用戶基于鍵盤160和/或鼠標(biāo)180的用戶操作以提供輸入給主機(jī)計算機(jī)120。依據(jù)本發(fā)明的實施例，系統(tǒng)100進(jìn)一步被配置為響應(yīng)于鍵盤160和/或鼠標(biāo)180的用戶操作而向用戶提供觸覺反饋，如下文進(jìn)一步詳細(xì)描述的。
[0033]鍵盤160包括殼體162以及鍵164或按鈕形式的多個用戶輸入元件。公知的是，用戶可以通過按壓鍵盤160的鍵164來提供輸入給計算機(jī)120。如此處使用的，“按壓”鍵164意味著包括物理接觸預(yù)定義的鍵或區(qū)域以提供輸入信號給計算機(jī)120或其他控制器的任何動作，并且還可以包括從靜止位置物理地移動鍵164到壓下的位置，接觸感測用戶接觸的預(yù)定義的區(qū)域等。鍵盤160可以是帶有超過100個鍵的完整尺寸的鍵盤，如圖1所示，或者較小版本的，諸如用在圖2中所示的便攜式觸覺反饋接口系統(tǒng)200中的鍵盤類型?？梢允沟弥T如數(shù)字鍵盤、便攜式鍵盤、智能電話以及個人數(shù)字助理(PDA)上的鍵盤等的其他鍵盤能夠具有依據(jù)此處描述的實施例的本發(fā)明的各方面。
[0034]鍵盤160通過總線190耦合到計算機(jī)120，總線190在鍵盤160和計算機(jī)120之間傳遞信號，還提供電源給鍵盤160。當(dāng)鍵盤160和計算機(jī)120之間有物理連接時，總線190可以是例如USB或火線總線。在一個實施例中，鍵盤160可以通過無線總線耦合到計算機(jī)120，使得信號可以在鍵盤160和計算機(jī)120之間通過電磁能量(紅外的、射頻(RF)等)或其他類型信號的無線發(fā)射/接收來發(fā)送。在鍵盤是“無線”鍵盤的實施例中，鍵盤160的電源可以由電源存儲裝置提供，諸如附接到鍵盤160或位于鍵盤160內(nèi)的電池。
[0035]計算機(jī)120可以是個人計算機(jī)或工作站，如圖1所示，或者是膝上型計算機(jī)，如圖2所示以及下文進(jìn)一步詳細(xì)討論的。計算機(jī)120可以包括主機(jī)微處理器、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、只讀存儲器(ROM)、輸入/輸出(I/O)電路系統(tǒng)以及本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他計算機(jī)組件，并且計算機(jī)12