提供具有可编程表面纹理的模式或状态意识的系统和方法
【专利说明】提供具有可编程表面纹理的模式或状态意识的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2012年11月20日提交的名称为“提供具有可编程表面纹理的模式或状态意识的系统和方法”的临时申请N0.61/728665，于2012年11月20日提交的名称为“通过静电摩擦前馈和反馈的系统和方法”的临时申请N0.61/728661，于2012年11月20日提交的名称为“通过静电摩擦模拟物理互动的系统和方法”的临时申请N0.61/728727，和于2013年3月14日提交的名称为“提供具有可编程表面纹理的模式或状态意识的系统和方法”的非临时申请N0.13/830125的优先权，每个申请的全部内容通过引用并入在此。
【背景技术】
[0003]触摸启用设备已经越来越受欢迎。例如，移动设备和其它设备可以配置有触敏显示器，以使得用户能够通过触敏显示器的触摸部分提供输入。在另一个例子中，可以使用与显示器分离的触摸启用表面进行输入，例如触摸板、鼠标或其它装置。此外，一些触摸启用设备使用触觉效果，例如，配置为模拟触摸表面上的纹理的触觉效果。这种类型的触觉效果能够用于为用户提供信息。因此，需要可编程表面纹理的模式意识。
【发明内容】
[0004]本公开的实施例包括特征在于基于表面的触觉效果的设备，其在触摸表面上模拟一个或多个特征。特征可以包括，但不限于，纹理的改变，磨擦系数的改变，和/或在触摸表面上的边界、障碍、或其它中断的模拟，它们能够通过使用与表面接触的对象而感知。包括基于表面的触觉效果的设备可以对用户更友好，并且可以提供更引人注目的用户体验。
[0005]在一个实施例中，本公开的系统可以包括传感器，该传感器被配置为检测与触摸表面的互动并且传输与所述互动关联的传感器信号；处理器，该处理器与所述传感器通信，所述处理器被配置为:确定操作的模式；基于所述操作的模式和所述互动，控制系统的至少一个特征；确定与所述操作的模式关联的模拟纹理；输出与所述模拟纹理关联的触觉信号；以及触觉输出设备，该触觉输出设备与所述处理器通信并且耦合到所述触摸表面，所述触觉输出设备被配置为接收所述触觉信号并部分基于所述触觉信号在所述触摸表面上模拟所述纹理。
[0006]描述的此示例性实施例不限制或限定本发明主题，而是提供例子以助于理解。将在【具体实施方式】部分讨论示例性实施例，并且在该部分会提供进一步的描述。由各实施例带来的优点可以通过审查本说明书和/或通过实践所要求保护的主题的一个或多个实施例，而得到进一步的理解。
【附图说明】
[0007]本发明完整的和授权的公开在本说明书的其余部分中更具体地描述。本说明书参考以下附图。
[0008]图1A示出具有可编程表面纹理的模式或状态意识的示例性系统；
[0009]图1B示出图1A中示出的系统的一个实施例的外观图；
[0010]图1C示出图1A中示出的系统的另一个实施例的外观图；
[0011]图2A-2B示出具有可编程表面纹理的模式或状态意识的示例性实施例；
[0012]图3A-3B示出具有可编程表面纹理的模式或状态意识的示例性系统；
[0013]图4是示出具有可编程表面纹理的模式或状态意识的方法的一个实施例的流程图；
[0014]图5是具有可编程表面纹理的模式或状态意识的系统的示例图；
[0015]图6是具有可编程表面纹理的模式或状态意识的系统的另一示例图。
【具体实施方式】
[0016]现在，将详细地参考各种可替代实施例和附图。提供的每个例子都是解释性的，而不是限制性的。本领域技术人员应该明白，能够进行各种修改和变型。例如，作为一个实施例的一部分示例或描述的特征可以用在另一个实施例中，而产生再一个实施例。因此，本公开旨在包括所附权利要求及其等同物的范围内的各种修改和变型。
[0017]提供具有可编程表面纹理的模式或状态意识的设备的示例性例子
[0018]本公开的一个示例性实施例包括计算系统，例如智能电话、平板电脑或便携式音乐设备。该计算系统能够包括一个或多个诸如加速度计的传感器以及用于确定相对于在本示例中与设备的屏幕对应的显示区域的触摸位置的传感器(例如，光学、电阻或电容传感器)，和/或可以与上述传感器通信。当用户与设备交互时，一个或多个触觉输出设备，例如致动器，用于提供触觉效果。例如，可以输出触觉效果以模拟设备表面上存在纹理。在一个这样的实施例中，当用户的手指划过表面时，可以输出振动、电场、或其它效果以模拟设备表面上的纹理的感觉。类似地，在另一个实施例中，当用户移动手指划过设备时，感知到的屏幕的摩擦系数可以基于手指的位置、速度、和/或加速度而改变(例如，增加或减少)。依据摩擦如何变化，用户可以感知触摸表面上的特征，如果表面摩擦不发生变化，则该特征将不会以同样的方式被感知(或者根本不感知)。作为具体的例子，摩擦可以改变，以使用户感觉到撞击、边界、或与屏幕上的按钮边缘对应的其它障碍物。
[0019]本公开的一个示例性实施例可以包括具有触摸屏显示器的平板电脑，该显示器配置为显示与计算机程序(例如，播放音乐的应用程序，发送或接收电子邮件，或浏览互联网)关联的多个图标。当用户与平板电脑上的图标互动时，处理器将执行与该图标关联的程序。此外，在这样的实施例中，该平板电脑可以包括配置为在触摸屏的表面上模拟纹理的静电致动器。在这样的实施例中，当触摸屏检测到用户互动时，处理器可以将信号输出到致动器以产生模拟的纹理。例如，当用户与图标之一互动时，处理器可以将信号输出到静电致动器以使静电致动器输出与该图标关联的纹理。随着用户在显示器上持续地移动他或她的手指划过显示器，处理器还可输出与其它图标或显示器的背景关联的不同纹理。在这样的实施例中，模拟纹理可以使用户能够基于模拟纹理确定他们的手指在显示器上的位置。在其它实施例中，纹理可能与平板电脑的其它特征相关联。例如，在一些实施例中，纹理可以与平板电脑的操作特征(例如，与电池电量关联的纹理)关联。在其它实施例中，模拟纹理可以与平板电脑上运行的应用关联，使得用户能够确定哪些应用正在运行而不用看着平板电脑的屏幕。
[0020]如将在下面所更详细讨论的，能够以很多的方式使用模拟表面上的纹理或改变表面上的摩擦系数，以向用户提供信息。此外，除了模拟纹理或改变摩擦系数以外或者替代模拟纹理或改变摩擦系数，能够使用效果来模拟触摸表面上特征的存在。类似地，能够输出触觉效果以模拟对设备表面上的纹理的感觉。
[0021]提供具有可编程表面纹理的模式或状态意识的示例性系统
[0022]图1A示出提供基于表面的触觉效果的示例性系统100。具体地，在本示例中，系统100包括计算设备101，计算设备101具有经由总线106与其它硬件对接的处理器102。可包含任何合适的有形的(和非暂时性的)计算机可读介质，例如RAM、ROM、EEPROM等的存储器104实施配置计算设备操作的程序组件。在本示例中，计算设备101还包括一个或多个网络接口设备110、输入/输出(I/O)接口元件112和额外的储存器114。
[0023]网络设备110可以代表一个或多个方便网络连接的任意元件。例子包括，但不限于，诸如以太网、USB、IEEE1394等有线接口，和/或诸如IEEE 802.11、蓝牙或用于访问蜂窝电话网络的无线电接口(例如，用于接入CDMA、GSM、UMTS或其它移动通信网的收发器/天线)等无线接口。
[0024]I/O元件112可以用来方便连接到设备，例如一个或多个显示器、键盘、鼠标、扬声器、麦克风和/或用于输入数据或输出数据的其它硬件。储存器114代表包含在设备101中的非易失性存储器，例如磁性、光学、或其它存储介质。
[0025]系统100进一步包括触摸表面116，在本示例中，该触摸表面被集成到设备101中。触摸表面116代表配置为感测用户触摸输入的任何表面。一个或多个传感器108被配置为当物体接触触摸表面时检测触摸区域中的触摸，并提供由处理器102使用的适当数据。能够使用任何合适数量、类型或布置的传感器。例如，电阻传感器和/或电容传感器可以嵌入到触摸表面116中，并且用于确定触摸的位置和其它信息，例如压力。作为另一个例子，具有触摸表面视图的光学传感器可以用于确定触摸位置。在一些实施例中，传感器108和触摸表面116可以包括触摸屏或触摸板。例如，在一些实施例中，触摸表面116和传感器108可以包括高出显示器安装的触摸屏，该显示器被配置为接收显示信号和将图像输出到用户。在另一实施例中，传感器108可以包括LED检测器。例如，在一个实施例中，触摸表面116可以包括安装在显示器一侧的LED手指检测器。在一些实施例中，处理器与单个传感器108通信，在其它实施例中，处理器与多个传感器108通信，例如第一触摸屏和第二触摸屏。传感器108被配置为检测用户的互动，并且基于用户互动，将信号传输到处理器102。在一些实施例中，传感器108可以被配置为检测用户互动的多个方面。例如，传感器108可以检测用户互动的速度和压力，并且将此信息并入互动信号。
[0026]在本实例中，与处理器102通信的触觉输出设备118被耦合到触摸表面116。在一些实施例中，触觉输出设备118被配置为响应于触觉信号，输出模拟触摸表面上的纹理的触觉效果。额外地或可替换地，触觉输出设备118可以提供以可控方式移动触摸表面的有震动触觉的触觉效果。一些触觉效果可以利用耦合到设备壳体的致动器，并且一些触觉效果可以依次地和/或协同地使用多个致动器。例如，在一些实施例中，可以通过以不同的频率振动表面来模拟表面纹理。在这样的实施例中，触觉输出设备118例如可以包括压电致动器、电动车辆、电磁致动器、音圈、