外部并與之通信（參見 例如圖3)。ESF控制器120可經(jīng)由諸如以太網(wǎng)、USB、IEEE 1394之類的有線接口和/或諸 如IEEE 802. 11、藍牙或無線電接口之類的無線接口與計算設備101通信。
[0043] 在一些實施例中，ESF控制器120可包括晶體振蕩器、中繼器、復用器、放大器、交 換機和/或用于生成ESF信號的其它裝置。例如，在一些實施例中，ESF控制器120可包括 將ESF設備中的一個或多個導體耦合至高壓電源的交換機。在此類實施例中，觸覺信號可 促使ESF控制器120使交換機振蕩，使得包括高電壓的ESF信號被傳送到采取被配置成生 成期望ESF觸覺效果的模式的導體。作為另一示例，在一些實施例中，ESF控制器120可包 括將ESF設備中的一個或多個導體耦合到AC電壓源的復用器?；谟|覺信號，ESF控制器 120可控制復用器，使得包括AC電壓的ESF信號被傳送到采取被配置成生成期望ESF觸覺 效果的模式的導體。此外，在一些實施例中，ESF控制器120可包括處理器、微控制器、存儲 器、現(xiàn)場可編程門陣列（FPGA)、晶體管、觸發(fā)器和/或其它數(shù)字或模擬電路。
[0044] 系統(tǒng)100還包括與ESF控制器120通信的觸覺輸出設備118。觸覺輸出設備118 被配置成輸出可以被用戶感覺到的觸覺效果。觸覺輸出設備118使用靜電引力來向用戶輸 出ESF觸覺效果。在一些實施例中，ESF觸覺效果可包括靜態(tài)ESF效果。在一些實施例中， ESF觸覺效果可包括"確認ESF效果"。確認ESF效果包括在用戶垂直于與觸覺輸出設備118 相關聯(lián)的表面移動身體部分（例如，手指）時用戶可感知的ESF效果，使得用戶在短持續(xù)時 間內(nèi)接觸表面（例如，小于Is)(例如，如果用戶敲擊表面的話）。例如，在一些實施例中，在 用戶敲擊虛擬按鈕（例如，虛擬鍵盤鍵）或移動虛擬標度盤時，觸覺輸出設備118可輸出包 括例如模擬振動的確認ESF效果。在一些實施例中，確認ESF效果可以為用戶提供信息，例 如計算設備101已接收到用戶的輸入的確認。此外，在一些實施例中，ESF觸覺效果可包括 "動態(tài)ESF效果"。動態(tài)ESF效果包括在用戶沿著與觸覺輸出設備118相關聯(lián)的表面相切地 滑動身體部分時用戶可感知的ESF效果。在一些實施例中，ESF觸覺效果可包括響應于ESF 信號的模擬振動、感知摩擦系數(shù)的變化、模擬紋理、以及流動感覺。觸覺輸出設備118可以 是剛性或柔性的。
[0045] 觸覺輸出設備118包括至少一個ESF設備，其包括至少一個ESF單元。ESF單元包 括被親合到絕緣體的導體。在圖2中示出了 ESF單元的一個示例實施例。導體204包括半 導體或導電材料，例如銅、錫、鐵、鋁、金、銀或碳納米管。在一些實施例中，導體204可以是 柔性的和/或可以是透明的。
[0046] 絕緣體202包括絕緣材料，例如玻璃、瓷、塑料、聚合物、玻璃纖維、氮或六氟化硫。 絕緣體202可以是柔性的。在一些實施例中，絕緣體202可包括電介質材料和/或透明材 料。在一些實施例中，絕緣體202可包括15至40微米的厚度。在一些實施例中，隨著絕 緣體202的厚度在尺寸方面增加（例如，超過40微米），被用戶感知的觸覺效果的強度可 降低。此外，在一些實施例中，隨著絕緣體202的厚度在尺寸方面減小至閾值（例如，15微 米）以下，用戶感知的觸覺效果的強度或質量可降低。在一些實施例中，用于絕緣體202的 適當厚度可基于計算設備可施加于ESF單元200的電壓的量。例如，在一些實施例中，絕緣 體202在計算設備可向ESF單元200傳送1，000V的情況下可比在計算設備可向ESF單元 200傳送100V的情況下更厚，例如以對ESF單元200進行致動。在一些實施例中，觸覺敏感 表面116可包括絕緣體202、導體204、或兩者。
[0047] 此外，在一些實施例中，絕緣體202可被配置成直接地接觸用戶的皮膚。在其它實 施例中，可將材料（例如，衣服、觸覺敏感表面、計算設備外殼、流體或凝膠、或者粘合劑）定 位于絕緣體202與用戶的皮膚之間。在一些實施例中，位于絕緣體202與用戶的皮膚之間 的材料可改善ESF單元200與用戶的皮膚之間的接觸。
[0048] 計算設備通過向導體204施加電信號來控制ESF單元200。電信號可以是AC信 號。在一些實施例中，AC信號可由高電壓放大器生成。用戶所感知的觸覺效果的強度可基 于電信號的電壓的振幅。例如，在一些實施例中，用戶可感知從包括1000V的電信號生成的 觸覺效果，其比從包括100V的電信號生成的觸覺效果更強。在一些實施例中，計算設備可 向ESF控制器發(fā)送觸覺信號，ESF控制器可向一個或多個ESF單元200的導體204輸出一 個或多個電信號（例如，ESF信號）。向導體204施加電信號可在導體204上感生電荷。在 一些實施例中，導體204上的電荷可在導體204與接近于或觸摸ESF單元200的對象（例 如，用戶的手掌）之間產(chǎn)生電容耦合。用戶可將該電容耦合感知為觸覺效果。例如，在一個 實施例中，該電容耦合在身體的各部分或接近于一個或多個ESF單元200的表面的對象之 間產(chǎn)生吸引力。該吸引力刺激用戶的身體（例如，用戶的手掌）的皮膚中的神經(jīng)末梢。此 刺激可允許用戶將ESF觸覺效果（例如，電容耦合）感知為振動或某種其它感覺。在一些 實施例中，改變對象與導體204之間的吸引水平可改變用戶感覺到的ESF觸覺效果。
[0049] 返回參考圖1，在一些實施例中，除上述類型的一個或多個ESF設備之外，觸覺輸 出設備118還可進一步包括附加觸覺輸出設備。例如，觸覺輸出設備118可包括壓電致動 器、電動機、電磁制動器、音圈、記形合金、電活性聚合物、螺線管、ERM、或線性諧振致動器 (LRA)中的一個或多個。此外，一些觸覺效果可利用被耦合到計算設備101的外殼的致動 器，并且一些觸覺效果可順序地和/或一致地使用相同或不同類型的多個致動器。雖然在 這里示出了單個觸覺輸出設備118,但實施例可使用相同或不同類型的多個觸覺輸出設備 118來產(chǎn)生觸覺效果。例如，在一些實施例中，可單獨地或一致地使用多個振動致動器和 ESF設備以提供不同的觸覺效果。此外，雖然在圖1中將觸覺輸出設備118示為在計算設備 101內(nèi)部，但在其它實施例中，可使觸覺輸出設備118與在計算設備101外部且與計算設備 101通信的另一設備相關聯(lián)（參見例如圖3)。觸覺輸出設備118可經(jīng)由諸如以太網(wǎng)、USB、 IEEE 1394之類的有線接口、和/或諸如IEEE 802. 11、藍牙或無線電接口之類的無線接口 與計算設備101通信。
[0050] 轉到存儲器104,描述了說明性程序組件124、126和128以舉例說明在一些實施例 中可以如何配置設備以提供多輸出靜電觸覺效果。在本示例中，檢測模塊124將處理器102 配置成經(jīng)由傳感器108來監(jiān)視觸覺敏感表面116以確定觸摸的位置。例如，模塊124可對 傳感器108進行采樣以便跟蹤觸摸的存在或不存在，并且如果觸摸存在，則隨時間推移而 跟蹤觸摸的位置、路徑、速度、加速度、壓力和/或其它特性中的一個或多個。
[0051] 觸覺效果確定模塊126表示分析數(shù)據(jù)以選擇要生成的觸覺效果的程序組件。特別 地，觸覺效果確定模塊126可包括確定要輸出給用戶的觸覺效果的代碼。此外，觸覺效果確 定模塊126可包括選擇要提供的一個或多個觸覺效果和/或要致動的一個或多個觸覺輸出 設備118 (例如，一個或多個ESF設備或ESF設備內(nèi)的單元）的代碼，以便模擬觸覺效果。
[0052] 在一些實施例中，觸覺效果確定模塊126可包括基于與觸覺敏感表面116的交互 來確定要輸出的觸覺效果的代碼和選擇要提供的一個或多個觸覺效果的代碼以便輸出效 果。例如，在一些實施例中，可將觸覺敏感表面116的區(qū)域中的一些或全部映射到圖形用戶 接口（⑶I)，例如在顯示器132上輸出的⑶I。在用戶經(jīng)由觸覺敏感表面116與⑶I相交互 (例如，在觸覺敏感表面116上敲擊或做出手勢，諸如兩個手指捏?。r，觸覺效果確定模 塊126可基于交互的位置來選擇不同的觸覺效果。在一些實施例中，觸覺效果可允許用戶 感知到GUI上的特征，例如虛擬按鈕。然而，可經(jīng)由觸覺輸出設備118來提供觸覺效果，即 使在GUI中并未顯示對應特征（例如，如果穿過GUI中的邊界，則可提供觸覺效果，即使并 未顯示邊界）。
[0053] 在一些實施例中，觸覺效果確定模塊126可基于其它種類的事件來確定觸覺效 果。例如，在一些實施例中，觸覺效果確定模塊126可基于系統(tǒng)狀態(tài)（例如，低電池狀態(tài)） 來確定觸覺效果。在一些實施例中，觸覺效果的特性可取決于系統(tǒng)狀態(tài)的特性（例如，觸覺 效果的振幅可與剩余電池壽命度量成反比）。作為另一示例，在一些實施例中，觸覺效果確 定模塊126可基于程序事件（例如，錯誤通知）來確定觸覺效果。在一些實施例中，觸覺效 果的特性可取決于程序事件的特性（例如，觸覺效果的類型可基于錯誤的類型）。
[0054] 在一些實施例中，觸覺效果確定模塊126可至少部分地基于來自傳感器130的信 號來確定觸覺效果。例如，在一些實施例中，傳感器130可包括陀螺儀和/或加速度計。在 一些實施例中，如果用戶傾斜或移動計算設備101，則觸覺效果確定模塊126可至少部分地 基于來自陀螺儀和/或加速度計來確定觸覺效果（例如，模擬振動）。例如，在一些實施例 中，可確定觸覺效果的振幅，使得其與用戶將計算設備101傾斜的以度為單位的量和/或用 戶移動計算設備101的速度成比例。此外，在一些實施例中，傳感器130可包括電阻或電容 傳感器。在一些實施例中，觸覺效果確定模塊126可基于用戶（例如，用戶的手指）和與觸 覺輸出設備118相關聯(lián)的表面（例如，觸覺敏感表面116)的接觸或接觸面積來確定觸覺效 果。例如，在一些實施例中，隨著用戶和與觸覺輸出設備118相關聯(lián)的表面之間的接觸面積 增加，用戶可感知更強的觸覺效果。作為響應，觸覺效果確定模塊126可確定包括減小振幅 的觸覺效果。減小的振幅可使用戶和與觸覺輸出設備118相關聯(lián)的表面之間的增加的接觸 面積的效果偏移，使得用戶將總體觸覺效果感知為具有相對恒定的強度。
[0055] 觸覺效果發(fā)生模塊128表示促使處理器102生成觸覺信號并向ESF控制器120傳 送觸覺信號以生成所選的觸覺效果的編程。例如，觸覺效果生成模塊128可訪問存儲的波 形或命令以發(fā)送到ESF控制器120。作為另一示例，觸覺效果生成模塊128可包括用以確 定觸覺信號的算法。觸覺效果生成模塊128可包括用以確定用于觸覺效果的目標坐標的算 法。這些目標坐標可包括例如觸覺敏感表面116上的位置。
[0056] 圖3是示出根據(jù)一個實施例用于提供多輸出靜電觸覺效果的系統(tǒng)的另一框圖。在 所示實施例中，系統(tǒng)300包括具有經(jīng)由總線306與其它硬件通信的處理器302的計算設備 301。計算設備301可包括例如游戲控制臺、膝上型計算機、或臺式計算機。
[0057] 計算設備301還包括存儲器304,存儲器304包括檢測模塊324、觸覺效果確定模 塊326、以及觸覺效果生成模塊328。這些組件可被配置成以與圖1中描述的存儲器、檢測 模塊、觸覺效果確定模塊、以及觸覺效果生成模塊類似的方式起作用。
[0058] 此外，計算設備301包括網(wǎng)絡組件310、I/O組件312、儲存器314以及顯示器332。 在一些實施例中，這些組件可被配置成以與圖1中描述的網(wǎng)絡組件、I/O組件、儲存器以及 顯示器類似的方式起作用。在一些實施例中，顯示器332可包括單獨組件，例如遠程監(jiān)視 器、電視或投影儀，其經(jīng)由有線或無線鏈接而耦合到處理器302。
[0059] 系統(tǒng)300還包括控制器336。在一些實施例中，控制器336可包括例如游戲控制 器、鼠標或換擋桿。在一些實施例中，控制器336可包括處理器和/或網(wǎng)絡組件310。在本 示例中，控制器336經(jīng)由諸如IEEE802. 11、藍牙、或無線電接口（例如，用于接入CDMA、GSM、 UMTS、或其它移動通信網(wǎng)絡的收發(fā)機/天線）之類的無線接口與計算設備301通信。控制 器336包括I/O組件334, I/O組件334可被布置成以與圖1中描述的I/O組件類似的方式 起作用。
[0060] 控制器336還包括一個或多個用戶輸入設備338。用戶輸入設備338包括用于與 控制器336相交互的設備，例如操縱桿、定向板、按鈕、交換機、揚聲器、麥克風、觸覺敏感表 面、和/或用來輸入數(shù)據(jù)或輸出數(shù)據(jù)的其它硬件。
[0061] 控制器336還包括一個或多個傳感器330。傳感器330被配置成向處理器302傳 送傳感器信號。在一些實施例中，傳感器330可包括陀螺儀、加速度計、GPS單元、溫度傳感 器、濕度傳感器、環(huán)境光傳感器、和/或用于檢測運動、位置和/或環(huán)境特性的其它傳感器。 在一些實施例中，傳感器330可包括多個傳感器330,例如陀螺儀和加速度計。在一些實施 例中，傳感器330可與觸覺輸出設備318通信。在一些實施例中，傳感器330可包括電阻、 電容或其它傳感器，其被配置成檢測用戶和與觸覺輸出設備318、計算設備301和/或控制 器336相關聯(lián)的表面之間的接觸和/或接觸面積。
[0062] 在圖3中所示的示例中，控制器336包括ESF控制器320, ESF控制器320可被配