基于视角和/或接近度修改触觉强度的可编程触觉设备和方法_2

文档序号:9523723阅读:来源:国知局
任意类型的通用处理器,或者可W是专口设计W便提供触觉效果信号的 处理器。主处理器108可W是操作整个主计算机104的同一处理器,或者可W是单独的处 理器。主处理器108能够确定要将何种触觉效果发送到触觉外围设备102W及按何种顺序 发送触觉效果。存储器110可W是任意类型的存储设备或计算机可读介质,诸如但不限于 随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM)。存储器110还可W位于主处理器的内部或者 是内部和外部存储器的任意组合。
[0040] 主计算机104通过有线或无线方式与显示器106禪合。显示器106可W是向用户 提供图形信息的任意类型的介质;运包括但不限于监控器、电视屏幕、等离子体设备、LCD、 投影仪或任何其他显示设备。在实施例中,主计算机104是游戏设备控制台,显示器106是 与本领域公知的游戏设备控制台禪合的监控器。在另一实施例中,如本领域技术人员公知 的,主计算机104和显示器106可结合成单个设备。
[0041] 在图1-2所示的实施例中,主计算机104通过有线或USB连接103与触觉外围设 备102通信。然而,在其他实施例中,触觉外围设备102可W利用本领域公知的其他有线通 信或无线通信方式与主计算机104通信。运可W包括但不限于串行连接或蓝牙连接。
[0042] 如图2最佳显示,触觉外围设备102包括壳体或底座120W及能够W-个或多个 自由度移动的操纵物或其他用户输入设备122。操纵物122从壳体102延伸出。虽然图2 图示出操纵杆作为触觉外围设备的操纵物,本领域普通技术人员将理解的是本公开不限于 操纵杆操纵物,而且包括任何能够整体地或者部分地W-个或多个自由度移动的设备。本 领域技术人员将理解的是,操纵杆仅仅是控制器的操纵物的示例性实施例,可W使用具有 其他构造的操纵物,诸如触发器、按钮或其他用户输入元件,如本文更详细说明的。
[0043] 另外参考图1,触觉外围设备102包括本地处理器112、本地存储器114、操纵物传 感器123和至少一个致动器118。触觉外围设备102还可W包括接近度传感器116和视角 传感器117,但是并不是在所有实施例中都需要运些传感器,如本文更详细说明的。触觉外 围设备102可W可替代地配置为不包括本地处理器112,由此通过主计算机104来处置和处 理所有来自触觉外围设备102的输入/输出信号。如本文更详细说明的,本地处理器112 与致动器118禪合W基于来自主计算机104的高级监督或流送命令来向其提供触觉效果。 类似于主处理器108,本地处理器112还能够确定发送何种触觉效果W及W何种顺序发送 触觉效果。另外,如果触觉外围设备102包括多于一个的致动器,本地处理器112能够确定 哪个致动器将接收到触觉效果信号。另外,类似于主计算机104的存储器110,本地存储器 114可W是任意类型的存储设备或计算机可读介质,诸如但不限于随机存取存储器(RAM) 或只读存储器(ROM)。本地存储器114还可W位于本地处理器的内部,或者是内部和外部存 储器的任意组合。
[0044] 如上所述,触觉外围设备102的操纵物122可W在一个或多个自由度内实际地移 动。例如,用户可W将操纵物122向前、向后、向左或向右移动。当用户移动操纵物122时,操 纵物传感器123检测操纵物的移动和/或位置并且将传感器信号发送到本地处理器112。然 后,本地处理器112将传感器信号传送或发送给主计算机104。基于接收到的传感器信号, 主计算机104执行视频游戏内的动作且更新虚拟环境。换言之,触觉外围设备102的操纵 物122的移动代表了来自用户的输入,运允许用户与在主计算机104上运行的软件应用交 互,包括但不限于设及第一人射击的视频游戏、第Ξ人人物交互、车辆相关游戏或计算机仿 真。操纵物122的移动可W为主计算机104提供与计算机产生的图形对象的移动对应的输 入,诸如光标或其他图像,或者主计算机104经由显示器106显示的某种其他图形对象,或 者控制虚拟人物或游戏化身,如人、车辆、或者可见于游戏或计算机仿真中的某其他实体。
[0045] 除了从操纵物传感器123接收传感器信号之外,本地处理器112还从主计算机104 接收与待从致动器118输出的触觉效果有关的高级监督或流送命令。然后,本地处理器 112基于来自主计算机104的高级监督或流送命令来将控制信号或驱动信号提供给致动器 118。例如,当运行时,电压量值和持续时间从主计算机104流送给触觉外围设备102,在触 觉外围设备102中信息通过本地处理器112提供给致动器118。主计算机104将诸如待通 过致动器118输出效果的类型(例如,振动、颠鑛、制动、弹起等)的高级命令提供给本地处 理器112,由此本地处理器112就将待输出的触觉效果的特定特性(例如,量值、频率、持续 时间等)指示给致动器118。本地处理器112可W从与其禪合的本地存储器114取回触觉 效果的类型、量值、频率、持续时间或其他特性。根据从主计算机104接收到的游戏动作和 控制信号,本地处理器112可W将控制或驱动信号发送给致动器118W便输出各种触觉效 果或感觉中的一种,包括振动、制动、纹理、颠鑛或弹起。
[0046] 致动器118可W是虚拟现实系统领域的普通技术人员所知的惯性或动觉致动器。 可能的致动器包括但不限于:偏屯、旋转质量块("ERM")致动器,其中通过电动机来移动 偏屯、质量块;线性共振致动器("LRA"),其中与弹黃附接的质量块被前后移动;压电致动 器;电磁电动机,其中通过电动机来移动偏屯、质量块;振触致动器;惯性致动器;形状记忆 合金;响应于信号而变形的电活性聚合物;用于改变硬度的机构;静电摩擦巧SF);超声表 面摩擦扣S巧或其他适当类型的执行设备。在另一实施例中,致动器可W使用动觉触觉反 馈,包括例如改变操纵物122和/或壳体120的硬度/阻尼的螺线管、在操纵物122和/或 壳体120中改变尺寸的小气囊或者形状改变材料。
[0047] 如之前所述,触觉外围设备102仅是触觉外围设备的示例性实施例,可W使用具 有其他构造、形状和尺寸的触觉外围设备。例如,图3-5图示出可W在其实施例中使用的触 觉外围设备302的另一实施例。图3和图4是触觉外围设备302的不同的立体图,其中触觉 外围设备是手持式游戏控制器,而图5图示出在还包括主计算机104和显示器106的游戏 系统300中使用的触觉外围设备302的框图。触觉外围设备302的壳体324被定形成容易 地容纳左撇子用户或右撇子用户抓握设备的两只手。本领域技术人员将理解的是,触觉外 围设备302仅是与当前可用于视频游戏控制台系统的许多"游戏手柄"具有类似形状和尺 寸的控制器的示例性实施例,可W使用具有其他用户输入元件构造、形状和尺寸的控制器, 包括但不限于,诸如Wii?远程或WiiTMU控制器、Sony?SixAxis?控制器或Sony?Wand控 制器、甜ox?控制器或类似控制器W及定形为实际物体(诸如网球拍、高尔夫球棒、垒球拍 等)W及其他形状的控制器的控制器。
[0048] 触觉外围设备302包括多个用户输入元件或操纵物,包括操纵杆322、按钮330和 触发器332。如本文所使用的,用户输入元件是指由与主计算机104交互的用户操纵的如触 发器、按钮、操纵杆等接口设备。从图3-4中能够看出,如本领域技术人员公知的,可W在触 觉外围设备302上包含多于一个的每个用户输入元件和附加用户输入元件。因此,例如触 发器332的当前说明不将触觉外围设备302限于单个触发器。此外,图5的框图仅示出了 一个操纵杆322、按钮330和触发器332。但是,本领域技术人员将理解的是,可W使用多个 操纵杆、按钮和触发器W及其他用户输入元件,如上所述。
[0049] 从图5的框图中能够看出,触觉外围设备302包括直接驱动其各个用户输入元件 的定标致动器或电动机W及在用户的手通常所在的位置与壳体324禪合的一个或多个普 通的或发出隆隆声(rumbling)的致动器326、328。更特别地,操纵杆322包括与其禪合的 定标致动器或电动机318A,按钮330包括与其禪合的定标致动器或电动机318B,触发器332 包括与其禪合的定标致动器或电动机318C。除了多个定标致动器之外,触觉外围设备302 包括与其各个用户输入元件禪合的位置传感器。更特别地,操纵杆322包括与其禪合的位 置传感器323,按钮330包括与其禪合的位置传感器331,触发器332包括与其禪合的位置 传感器333。本地处理器312与定标致动器318A、318B、318CW及操纵杆322、按钮330和 触发器332的各自的位置传感器323、331、333禪合。响应于从位置传感器323、331、333接 收到的信号,本地处理器312指示定标致动器318A、318B、318C分别直接向操纵杆322、按 钮330和触发器332来提供定向或定标效果。运种定标效果能够与普通致动器326、328沿 着控制器整体产生的普通的或发隆隆声的触觉效果区分开或区别开。由于多个模态同时参 与,例如,视频、音频和触觉,所W集合触觉效果为用户提供更强的游戏沉浸感。类似于触觉 外围设备102和主计算机104,触觉外围设备302与具有显示器106的主计算机104禪合和 通信。触觉外围设备302的本地处理器312与每个致动器禪合W基于来自主计算机104的 高级监督或流送命令而向其提供触觉效果。触觉外围设备302的致动器可W是用于触觉外 围设备102的致动器118的本文所列的任意类型的致动器。触觉外围设备302还可W包括 类似于接近度传感器116的接近度传感器(未示出)、和/或类似于视角传感器117的视角 传感器(未示出),但是如本文更详细说明的并不是所有实施例都需要传感器。
[0050] 图6-7图示出根据其另一实施例的触觉外围设备602,其中触觉外围设备602是可 与平板式计算机604 -起使用的游戏平板式控制器。平板式计算机604设计成专口用于游 戏活动,诸如可从RazerInc.获得的,或者可W是公知的且可从市场获得的平板式计算机, 诸如Apple(咬Ipad⑥、Kindle饭Fire饭和Samsung饭Gala巧Tab饭。触觉外围设备602 包括被配置为接收平板式计算机604的对接部640W及其上布置有操纵物W便用户在平板 式计算机604上控制游戏的手柄642、644。对接部640将触觉外围设备602与平板式计算 机604连接W使用户在手柄642、644上的动作,诸如按下按钮、移动操纵杆、按下触发器等, 引起在平板式计算机604上所玩的游戏上的动作。
[0051] 手柄642、644包括可见于控制器上的典型操纵物或用户输入元件。将参考手柄 644来描述操纵物。然而,本领域技术人员将理解的是可W在手柄642上使用相同的或相似 的操纵物。特别地,手柄644包括操纵杆622、按钮630和触发器632。如图6所示W及本 领域技术人员所公知的,可W在每个手柄642、644上包含多于一个的运些用户输入元件中 的每一个。此外,手柄642、644包括在用户的手通常所在的位置上与其附接的普通的或发 隆隆声的致动器626、628,用于向手柄642、644提供普通的或发隆隆声的触觉效果,如上文 参考普通的或发隆隆声的致动器326、328所描述的。
[0052] 如图7的框图所示,触觉外围设备602包括本地处理器612,其经由对接部640与 平板式计算机604通信。图7的框图仅示出了一个操纵杆622、按钮630和触发器632。但 是,本领域技术人员将理解的是,如上所述,可W使用多个操纵杆、按钮和触发器W及其他 用户输入元件。本地处理器612与定标致动器618A、618B、618CW
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