用于基于压力的触觉效果的系统和方法
【专利说明】用于基于压力的触觉效果的系统和方法
[0001]相关申请的引用
[0002]本申请要求2013 年6月 11 日提交的题为 “Rendering of Haptic Effects Basedon Discrete Pressure Values”美国临时专利申请N0.61/833,626的优先权，其完整内容在此通过援引加入进来。
技术领域
[0003]本发明涉及用户接口设备的领域。更具体地，本发明涉及基于压力的触觉效果。
【背景技术】
[0004]随着基于计算机的系统变得更加流行，人们与这些系统交互的接口的质量正变得愈发重要。由于其直观和交互的特性而愈发流行的一种接口是触摸屏显示器。通过触摸屏显示器，用户可以通过以用户手指来接触触摸屏的区域来执行各种任务。为了创建更直观和增强的用户体验，设计者通常利用物理交互来达到用户体验。这通常是通过视觉、音频和/或触觉反馈来重现与物理世界的交互的一些方面而完成的。触觉反馈通常采取机械振动的形式。存在对用来生成触觉反馈的额外系统和方法的需要。
【发明内容】
[0005]本公开的实施例包括计算设备，其特征在于基于压力的触觉效果。在一个实施例中，本公开的一种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用户交互并且发射包括与用户交互的压力相关联的数据的传感器信号。系统还可包括处理器，该处理器与所述传感器相通信，所述处理器被配置为:接收所述传感器信号;基于所述传感器信号确定压力水平；至少部分基于所述压力水平来确定用户界面级别。所述处理器还可以配置为:执行与所述用户界面级别和所述用户交互相关联的功能；至少部分基于所述用户界面级别和所述用户交互来确定触觉效果;至少部分基于所述触觉效果来生成触觉信号；以及发射所述触觉信号。系统还可进一步包括触觉输出设备，该触觉输出设备与所述处理器相通信，所述触觉输出设备被配置为接收所述触觉信号并且输出所述触觉效果。
[0006]在另一实施例中，本公开的方法可包括:从传感器接收传感器信号，其中，所述传感器信号包括与触摸表面的用户交互的压力相关联的数据。方法还可包括:基于所述传感器信号确定压力水平，以及至少部分基于所述压力水平来确定用户界面级别。方法可进一步包括:执行与所述用户界面级别和所述用户交互相关联的功能；至少部分基于所述用户界面级别和所述用户交互来确定触觉效果;至少部分基于所述触觉效果来生成触觉信号；以及发射所述触觉信号到触觉输出设备，其中，所述触觉输出设备被配置为接收所述触觉信号并且输出所述触觉效果。又一实施例包括用于实现这样的方法的计算机可读介质。
[0007]这些说明性实施例被提及并非要限制或定义本主题的限制，而是要提供示例以帮助对其的理解。在详细描述中讨论了说明性的实施例，并且提供了进一步的描述。通过审阅本说明书和/或实践所要求保护的主题的一个或多个实施例可以进一步理解各种实施例所提供的优点。
【附图说明】
[0008]在说明书的剩余部分中更加具体地阐述完全和可实施的公开。说明书对下面的附图进行引用。
[0009]图1是根据一个实施例的示出用于基于压力的触觉效果的系统的框图；
[0010]图2是示出用于基于压力的触觉效果的系统的另一框图；
[0011]图3示出用于基于压力的触觉效果的系统的实施例；
[0012]图4示出用于基于压力的触觉效果的系统的另一实施例；
[0013]图5示出用于基于压力的触觉效果的系统的又一实施例；
[0014]图6示出用于基于压力的触觉效果的系统的另一实施例；
[0015]图7示出用于基于压力的触觉效果的系统的另一实施例；以及
[0016]图8是根据一个实施例的用于执行用于提供基于压力的触觉效果的方法的步骤的流程图。
【具体实施方式】
[0017]现在将具体参考各种和替换说明性实施例以及附图。通过解释来提供每个示例，而不作为限制。本领域技术人员将认识到，可以进行修改和变形。例如，被说明或描述为一个实施例的一部分的特征可以用于另一实施例中以得到又一实施例。因此，本公开旨在包括在所附权利要求及其等价物的范围内的修改和变形。
[0018]基于压力的触觉效果的说明性示例
[0019]本公开的一个说明性的实施例包括计算设备，诸如智能电话、平板计算机、或电子阅读器。计算设备包括触摸屏显示器、存储器、相机、以及与这些元件中每个元件通信的处理器。
[0020]在说明性实施例中，触摸屏显示器被配置为输出用户界面。例如，触摸屏显示器可以输出与相机应用相关联的用户界面。用户可以与相机应用交互，例如，以拍摄照片或视频。用户界面包括用户可以交互的多个用户界面级别。每个用户界面级别可以被配置为使得计算设备执行一个或多个功能。例如，第一用户界面级别可以被配置为允许用户聚焦于相机视野内的对象(例如，人物、动物、树木、机动车或建筑物)上。第二用户界面级别可以被配置为拍摄对象的照片。
[0021]在说明性实施例中，用户可以通过如下与不同用户界面级别交互(或激活不同用户界面级别):将与该级别相关联的压力的量施加到触摸屏显示器。计算设备被配置为检测压力的量且将压力的量归类为多个压力水平之一(即，落入两个压力阈值之间的压力范围)。每个压力水平可以与用户界面级别相关联。例如，没有压力(例如，用户在触摸表面上施加少量压力或不施加压力)可能不与用户界面级别相关联。软压力(例如，用户以低压力接触触摸表面)可以与第一用户界面级别相关联。因此，用户可以通过将软压力施加于触摸屏显示器而能够将相机聚焦于对象上。强压力(例如，用户以比软压力水平多的压力接触触摸表面)可以与第二用户界面级别相关联。因此，用户可能能够通过将强压力施加于触摸屏显示器来拍摄对象的照片。
[0022]在说明性实施例中，计算设备也与触觉输出设备相通信。触觉输出设备被配置为从计算设备接收信号并且输出用户可感知的触觉效果。
[0023]在说明性实施例中，计算设备被配置为至少部分基于用户界面级别，来确定触觉效果以输出。例如，在说明性实施例中，如果计算设备确定用户将少量压力或无压力施加在触摸屏显示器上，计算设备可以确定没有触觉效果。在说明性实施例中，如果计算设备确定用户在触摸屏显示器上施加软压力，计算设备输出触觉效果(例如，触觉效果被配置为模拟相机镜头的运动)。进一步，在说明性实施例中，如果计算设备确定用户对触摸屏显示器施加强压力，计算设备输出另一触觉效果(例如，触觉效果被配置为模拟拍摄照片和影片的相机的快门推进到下一帧)。因此，用户可能能够将相机聚焦于对象且拍摄对象照片，而不必从触摸屏显示器上单个位置移动用户的手指。对于用户来说，这可以使得与相机应用的交互更简单。
[0024]在一些实施例中，与两个或更多用户界面级别相关联的触觉效果可以是相同的。例如，在一些实施例中，与第一用户界面级别和第二用户界面级别相关联的触觉效果可以是相同的(例如，振动)。在其他实施例中，与两个或更多用户界面级别相关联的触觉效果可以不同。例如，在一些实施例中，与第一用户界面级别相关联的触觉效果可以包括振动且与第二用户界面级别相关联的触觉效果可以包括明显区别于第一种振动的第二种振动，或者在可感知的摩擦系数上有改变。
[0025]上面对说明性实施例的描述仅仅提供作为示例。这里描述了本发明的各种其他实施例且本领域技术人员将理解这样的实施例的变形。可以通过查看本说明书和/或通过实践所要求保护的主题的一个或多个实施例而进一步理解各种实施例所提供的优点。
[0026]用于基于压力的触觉效果的说明性系统
[0027]图1是示出根据一个实施例的用于基于压力的触觉效果的系统100的框图。如图1中所示，系统100包括计算设备101。计算设备101可包括例如移动电话、平板计算机、电子阅读器、笔记本计算机、桌面计算机、车载计算机系统、医疗设备、游戏控制台(gameconsole)、游戏控制器、或便携游戏设备。进一步，在一些实施例中，计算设备101可以包括多功能控制器，例如用于在报摊、机动车、警报系统、恒温器、或其他类型的计算设备中使用的控制器。尽管系统100在图1中被示出为单个设备，在其他实施例中，系统100可以包括多个设备，诸如游戏控制台和一个或多个游戏控制器。
[0028]计算设备101包括处理器102，处理器102与其他硬件经由总线106通信。存储器104，其能够包括任何合适的有形(且非瞬时)计算机可读介质，诸如RAM、R0M、EEPR0M等，体现配置计算设备101的操作的程序部件。在所示实施例中，计算设备101进一步包括一个或多个网络接口设备110、输入/输出(I/O)部件112、和存储器114。
[0029]网络接口设备110可以代表一个或更多个任何部件，其便于网络连接。示例包括但不限于有线接口，诸如以太网、USB、IEEE 1394，和/或无线接口，诸如IEEE 802.11、蓝牙，或用于接入蜂窝电话网络的无线电接口(例如用于接入CDMA、GSM、UMTS或其他移动通信网络的收发信机/天线)。
[0030]I/O部件112可以用于便于有线或无线连接到诸如一个或多个显示器134、游戏控制器、键盘、鼠标、游戏杆、相机、按钮、扬声器、麦克风的设备和/或用于输入数据或输出数据的其他硬件。存储器114代表非易失存储器，诸如包括在计算设备101中或耦合到处理器102的磁性、光学或其他存储介质。
[0031]系统100进一步包括触敏表面116，其在示例中被集成到计算设备101。触敏表面116代表被配置为感应用户的触觉输入的任何表面。一个或多个触摸传感器108被配置为当对象接触触敏表面116时检测在触摸区域中的触摸并且提供适合数据以便处理器102使用。任何合适数目、类型或布置的传感器都可被使用。例如，电阻性和/或电容性传感器可以被嵌入到触敏表面116中并用于确定触摸的位置和其他信息，诸如压力、速度和/或方向。作为另一示例，针对(in view of)触敏表面116的光学传感器可以用于确定触摸位置。
[0032]在其他实施例中，触摸传感器108可以包括LED检测器。例如，在一个实施例中，触敏表面116可以包括安装在显示器134侧面的LED手指检测器。在一些实施例中，处理器102与单个触摸传感器108通信，在其他实施例中，处理器102与多个触摸传感器108，例如第一触摸屏和第二触摸屏，通信。触摸传感器108被配置为检测用户交互，并且基于用户交互，发射信号到处理器102。在一些实施例中，触摸传感器108可以被配置为检测用户交互的多个方面。例如，触摸传感器108可以检测用户交互的速度和压力，并且将该信息结合到接口信号内。
[0033]取决于系统100的特定配置，触敏表面116可以包括或不包括(或以其他方式对应于)显示器134。一些实施例包括可触摸显示器，其组合了设备的触敏表面116和显示器134。触敏表面116可以对应于显示器134外部或在显示器134上所示的部件上方的一个或多个层的材料。
[0034]在一些实施例中，计算设备101包括触敏表面116，触敏表面116可以映射到图形用户界面，该图形用户界面设置在包括在系统100中的显示器134中且与计算设备101对接(interfaced to)。例如，如图2中所示，计算设备201包括触敏表面216，其可以映射到设置在包括在计算系统220中的显示器222中的图形用户界面。计算系统220通信耦合到计算设备201。计算设备201