可程序控制的触感外围设备的制作方法

可程序控制的触感外围设备的制作方法
【专利摘要】一种系统，包括：主机、处理器以及触感外围设备。所述触感外围设备包括操作器、惯性触感输出设备以及触感输出设备，所述操作器可以以至少一个自由度移动。所述惯性触感输出设备联接至所述操作器，且被配置为接收来自所述处理器的控制信号，并响应于来自所述处理器的所述控制信号而向操作器输出瞬时触感效果。所述触感输出设备被配置为接收来自处理器的控制信号，并响应于来自所述处理器的所述控制信号而调节所述操作器的僵硬度。
【专利说明】可程序控制的触感外围设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2013年3月15日提交的、申请号为61/789，566的美国临时申请的优先权。通过弓丨用，该申请的全部内容被包含入本申请中。

【技术领域】
[0003]本发明的多种实施方式通常涉及与计算机设备交互的外围设备，更具体地，涉及用于向这些外围设备提供触感效果或反馈的系统和方法。

【背景技术】
[0004]由于针对休闲玩家的市场营销以及因此带来的休闲玩家的参与，视频游戏和虚拟现实系统变得日益流行。在典型的实例中，计算机系统在显示设备上对用户显示视觉环境。用户可以通过由接口设备输入命令或数据而与所显示的环境交互。计算机响应于用户对移动的操作器(manipulandum)(如操纵杆等)的操作而更新环境，并通过使用显示屏向用户提供视觉反馈。
[0005]传统的视频游戏设备或控制器使用视觉或听觉提示向用户提供反馈。在一些接口设备中，动觉(kinesthetic)反馈(如主动式的或阻力式的触感反馈等)和/或触觉反馈(如振动、质感和热度等)也可以被提供至用户，通常被总体地称为“触感反馈”或“触感效果”。触感反馈可以提供加强或简化用户接口的提示。例如，振动效果或触觉振动触感效果可以被使用于向电子设备的用户提供提示，以提醒该用户特殊事件，或提供现实的反馈以创造在模拟的或虚拟的环境中的更强的感官沉浸。传统的用于游戏或其它设备的触感反馈系统一般包括用于产生触感反馈的附接至控制器/外围设备壳体的促动器。更特别地，接口设备的电机或其它促动器被封装在控制器中，且被连接至控制计算机系统。该计算机系统接收来自接口设备的传感器信号，并向该促动器发出适当的触感反馈控制信号。该促动器随后向控制器提供触感反馈。这样该计算机系统能够连同其它视觉的和听觉的反馈一起向用户传达物理感受。
[0006]发生在商业上可行的触感反馈设备的实例中的一个问题是:由于这样的设备使用大型电机且需要大电源来运转，该设备非常笨重。这些特征使得难以将强力的触感反馈整合在小型接口设备(如，手持的游戏手柄、操纵杆、遥控器或其它设备)中。但是，对于多种系统，尤其是家用视频游戏机，这些控制器为优选的输入设备，并且对于许多消费者，这些控制器同样为优选的。本发明的多种实施方式涉及将触感反馈整合至小型接口设备(如游戏系统的手持外围设备等)中。


【发明内容】

[0007]本发明的多种实施方式涉及一种触感外围设备，所述触感外围设备包括操作器、可调缓冲器以及联接至所述可调缓冲器的触感输出设备。所述操作器可以以至少一个自由度移动。所述触感输出设备被配置为接收来自处理器的控制信号，且被配置为相对于所述和优势将通过下述对示出在附图中的实施丨书一部分的附图进一步起到解释本发明的工发明的作用。附图并不按比例绘制。的用于向触感外围设备提供触感反馈的系
0，其中该触感外围设备的触感输出设备包操作器。
8，其中该触感外围设备的触感输出设备包作器。
I虫感外围设备的示意图，其中该触感外围设
I虫感外围设备的示意图，其中该触感外围设尹器(1311即610。
[0023]图13示出图12中的系统的框图。

【具体实施方式】
[0024]本发明的特定实施方式现在被参考附图而描述，其中相似附图标记指示相同或功能上相似的元件。
[0025]下述的详细描述在性质上仅为示例性的，且并不意在限定本发明或本发明的应用和使用。进一步，无意受到存在于前述的【技术领域】、【背景技术】、
【发明内容】
或下述的详细描述中的任何明示的或暗示的原理的约束。再进一步，虽然下述的详细描述针对游戏设备和用于游戏设备的控制器，但是本领域技术人员能够领会该描述同样能应用于具有用户输入元件的其它设备。
[0026]本发明的实施方式提供用于向触感外围设备提供触感效果或反馈的系统和方法。更特别地，现在参考附图，图1-2示出一种实施方式的触感反馈系统100，其用于向触感外围设备102提供触感反馈,触感外围设备102包括操作器(manipulandum)或用户输入设备118，操作器或用户输入设备118能够以一个或多个自由度移动。在这一实施方式中，操作器118为触感模拟操纵杆。虽然图1-2示出触感操纵杆作为触感外围设备的操作器，但是本领域普通技术人员将能够理解本公开并不局限于操纵杆操作器，但还包括任意能够全部或部分地以一个或多个自由度移动的设备。本领域技术人员将能领会触感操纵杆仅为控制器的操作器的示例性实施方式，且能领会具有其它配置(如扳机、按钮或其它用户输入元件)的操作器可以被使用。另外，触感外围设备102可以具有其它控制器的配置、形状和/或尺寸，例如但不限于具有类似于传统视频游戏控制器(包括但不限于如Wi i?遥控或Wi i?
U控制器，Sony? SixAxis?控制器或Sony? Wand控制器等控制器)的形式的设备以及具有像真实生活物品(如网球拍、高尔夫球杆、棒球球棒以及类似物)的形状和其它形状的控制器。
[0027]触感外围设备102与主机或计算机系统104通信。主机104可以包括视频游戏机、移动设备或任意其它种类的包括处理器的计算机系统。如图2中的框图所示，主机104包括主处理器108、存储器110以及显示器106。主机104执行软件应用，该软件应用存储在存储器110中并由主处理器108执行。主处理器108可以为任意种类的通用处理器，或者可以为专门设计为用于提供触感效果信号的处理器。主处理器108可以为运行整个主机104的相同的处理器，或者可以为单独的处理器。主处理器108可以决定何种触感效果将被发送至触感外围设备102，以及以何种顺序发送触感效果。存储器110可以为任意种类的存储设备或计算机可读介质，例如但不限于随机存取存储器(RAM)或只读存储器(ROM)。存储器110还可以被置于主处理器内部，或是内部和外部存储器的任意结合。
[0028]主机104通过有线或无线手段被联接至显示器106。显示器106可以为向用户提供图形信息的任意种类的媒介；其包括但不限于显示屏、电视屏幕、等离子屏、液晶屏、投影仪或任意其它显示设备。在一种实施方式中，主机104为游戏机，且显示器106为联接至该游戏机的本领域已知的显示屏，如本领域已知的。在另一种实施方式中，如本领域技术人员所知的，主机104和显示器106可以被结合为单一设备。同样是本领域普通技术人员能够理解的，主机104并不必要包括显示器，因此，显示器106为可选部件。进一步，在另一种实施方式中，如本领域技术人员所已知的，主机104可以物理地位于触感外围设备102中。备112还是触感输出设备114)将接收触感本地存储器115可以为任意种类的存储设储器(狀約或只读存储器(801)。本地存储外部存储器的任意结合。
器118可以在一个或多个自由度内物理地动操作器118。当用户移动操作器118，传.输至本地处理器116。本地处理器116随专收到的传感器信号，主机104执行视频游外围设备102的操作器118的移动表不来1软件应用交互，该软件应用包括但不限于三入矛尔角(七1)61-8011 01181~801:61~
频游戏。操作器118的移动可以向主机104(如光标或其它图像)或由主机104通过显虚拟角色或游戏替身，如人物、车辆或其它地处理器116还由主机104接收关于触感需要的力的量相比，向远离静止或标称位置将操作器移动预定的量需要增加的或更大量的力。相对地，当作用在操作器上的阻力弹性力减小时，操作器的僵硬度减小，这样使得操作器具有“更松”或“更柔”的感觉。更特别地，当操作器的僵硬度减小，与移动在其初始的或没有变化的状态下的操作器所需要的力的量相比，向远离静止或标称位置将操作器移动预定的量需要减小的或更少量的力。
[0033]更特别地，根据游戏行为和接收自主机104的控制信号的不同，本地处理器116可以间或向惯性触感输出设备112发出控制信号，以振动或引起一些其它瞬时触感效果。惯性触感输出设备112可以位于触感外围设备102之上或之中的任意位置，以向用户提供惯性触感效果。惯性触感输出设备112提供的触感效果可以包括但不限于如卡顿或振动等瞬时效果。例如，当在操作中，电压幅值和宽度由主机104流向触感外围设备102，其中信息通过本地处理器116提供至惯性触感输出设备112。主机104可以向本地处理器116提供高电平命令，如将被惯性触感输出设备112输出的触感效果(例如，振动、颠簸、卡顿、爆破等等)的类型，这样本地处理器116指示惯性触感输出设备112将被输出的触感效果的特性(例如，幅值、频率、持续时间等等)。本地处理器116可以由联接于其上的本地存储器115检索触感效果的种类、幅值、频率、持续时间或其它特性。惯性触感输出设备112可以为物理的和/或非物理的促动器。可能的物理促动器包括但不限于偏心转动质量(eccentricrotating mass, ERM)促动器、线性共振促动器(linear resonant actuators, LRA)(在线性共振促动器中，一附接至弹簧的质量被来回驱动)、压电促动器、电磁电机(在电磁电机中，一偏心质量由电机作动)、振动触觉促动器、惯性促动器或适合的其它种类的促动设备。可能的非物理促动器包括但不限于静电摩擦(electrostatic frict1n, ESF)、超声波表面摩擦(ultrasonic surface frict1n, USF)以及其它非物理促动器。
[0034]在本发明的一种实施方式中，如图3所示，惯性触感输出设备112可以被机械地固定至触感外围设备102的操作器118。根据惯性触感输出设备112的精确位置的不同，触感效果可以与触感外围设备102的目标区域隔离，如与操作器118的端部基座130或操作器的扳机端部122隔离。在图3中，惯性触感输出设备112被置于触感外围设备102的操作器118的端部基座130中。触感外围设备102的枢轴点132存在于操作器118中心。在这种实施方式中，用户能够向任何方向、以多个自由度相对于枢轴点132移动操作器118。如在美国专利申请N0.14/078, 478 (申请日为2013年11月12日， 申请人:与本发明的 申请人:相同，通过援引，全文被包含入本申请中)中描述的振动隔离/阻尼设备(未示出)可以被应用于使触感效果与触感外围设备102的目标区域隔离。有了这样的隔离的触感效果，相对较小的促动器可以被作为惯性触感输出设备112而在触感外围设备的目标区域使用，以提供瞬时触感效果。
[0035]除了向惯性触感输出设备112发送控制信号，根据游戏行为和接收自主机104的控制信号的不同，本地处理器116可以间或向触感输出设备114发出信号，以程序化地改变作用在触感外围设备102的操作器118上的弹性力，从而增加或减小操作器的僵硬度，这样使得操作器根据当前游戏行为或情况的不同而具有“更紧”或“更硬”的感觉或相反的“更松”或“更柔”的感觉。更特别地，另外参考示出触感外围设备102的示意图的图3和图4，触感外围设备102包括可调缓冲器126，可调缓冲器126能够通过触感输出设备114而相对于操作器118移动，以增加或降低操作器的僵硬度。可调缓冲器126为衬垫元件，该衬垫的位置。如在本文中所使用的，操作器118二触感外围设备102的壳体120移动的操作4位于操作器118的基座端部130的下方、
瓜方向箭头127所指示的，可调缓冲器126更特别地，可调缓冲器126被置于操作器26和线性轨道128被联接至触感输出设备02的壳体120中。当触感外围设备102接设备102的本地处理器116向触感输出设,降低联接有可调缓冲器126的轨道128，以；设备114被给出了增加操作器僵硬度的信晶部130的方向提升轨道128和可调缓冲器1118的过程中接触基座端部130或者可调类似地，如果触感输出设备114被给出了向远离操作器118的基座端部130的方向曼冲器126在用户操作操作器118的过程中里然示出了直流电机，但触感输出设备114机之外的电机。进一步，如将在下文结合图制成，例如但不限于压电材料、电活性聚合艺或其它能提供设计触感输出(如使用空气:或可形变的表面。在图3示出的实施方式128，从而提升或降低联接至轨道128的可〔未示出),触感外围设备可以被配置为使得或降低可调缓冲器。进一步，在图3示出的方向移动可调缓冲器126，但在本发明的另？配置为以其它方向移动可调缓冲器，例如中实施方式。在这一实施方式中，可调缓冲如电活性聚合物434。类似于上文描述的操作僵硬度的信号时，向电活性聚合物434口方向箭头427所指示的)由操作器418膨可以被膨胀以增加操作器418的僵硬度或可调缓冲器之间的接触所引起的弹性力随操作器向远离其中心或标定位置的移动而增加。换种说法，在图3和3A所示的实施方式中，随着用户持续将其向远离其中心或标定位置移动时，操作器518的僵硬度增加。虽然图3、4和5中的实施方式示出如何在一个自由度上调节操作器的僵硬度，本领域普通技术人员可以理解的是，本发明的任意实施方式均可以被调节，以程序化地在两个或更多的自由度上控制或改变操作器的僵硬度。
[0042]因此，本发明的实施方式使用至少两个分离的或不相联接的促动器或触感输出设备，以向触感外围设备提供完整的或全部的触感反馈。触感外围设备的第一促动器或触感输出设备的功能为程序化地调节作用在触感外围设备的操作器上的弹性力，从而增加或减小操作器的僵硬度，而触感外围设备的第二促动器或惯性触感输出设备的功能为向用户提供惯性触感效果，例如但不限于如卡顿或振动等瞬时效果。两个促动器或触感输出设备，即触感输出设备114和惯性触感输出设备112，共同的向用户提供完整的触感体验。如本发明实施方式中所述的使用两个单独的促动器或触感输出设备的程序化的触感外围设备的优势之一在于该程序化控制的触感外围设备展示了类似于全动觉操纵杆的效果集，但极大地降低了成本、减小了体积并且降低了耗电量。为向操纵器提供触感效果，全动觉操纵杆持续不断地耗电。但是，上文所述的使用两个单独的促动器或触感输出设备的程序化的触感外围设备仅在作用在操作器上的弹性力需要被改变或调节时耗电。换种说法，关于根据本发明的多种实施方式的程序化的触感外围设备，仅在弹性力被改变或调节时需要来自促动器的能量，这与全动觉操纵杆正好相反，全动觉操纵杆中电力或能量直接地或持续地被供应，以提供关于操作器的触感效果。这样，根据本发明的多种实施方式的程序化的触感外围设备具有相对较低的电量需求，从而降低了成本、体积以及耗电量。另外，由于其需要输送较小的峰值电量，与全动觉操纵杆(full kinesthetic joystick)中使用的促动器的尺寸相t匕，本发明的多种实施方式中使用的促动器的尺寸相对较小且较为便宜。
[0043]图6为根据本发明一种实施方式的用于由主机系统产生触感效果信号的流程图。在一种实施方式中，图6中的流程图的功能通过软件执行，该软件存储在主机104的存储器110中并由主处理器108执行，和/或存储在触感外围设备的存储器115中并由本地处理器116执行。在其它实施方式中，该功能可以通过专用集成电路(AS IC )、可编程门阵列(PGA )、现场可编程门阵列(FPGA)而由硬件实现，或者可以由任意硬件和软件的结合而实现。
[0044]在步骤640，计算机系统确定存在状态改变。在一种实施方式中，该改变可以为对于游戏或模拟的在虚拟空间中的改变。如一实例，用户可以在2D环境中移动角色。如果该角色碰到某物体，则该角色的状态被改变。在另一种情况下，计算机控制的角色可以被穿过不同表面(由泥泞表面到结冰表面)而移动，在这种情况下，当该角色由一个表面移动至一个不同表面时，该角色的状态被改变。在另一个实例中，用户可以移动或控制该角色或其它图形对象，且该角色或其它图形对象所在的虚拟环境被改变，如晴朗天气变为暴风雨或暴风雪，或者平静的环境发生了爆炸，这样的改变也可以是状态的改变。
[0045]在再另一种实施方式中，状态的改变可以为主机104的物理性质的改变。如一个实例，主机104可以为远程控制车辆。如果该车辆将要与一物理物体碰撞，该车辆的状态将被改变。另外，如果该车辆将由一个表面移动至一个具有变化的不同质感的不同表面，这也是状态的改变。本领域普通技术人员将可以理解状态的改变并不限于上文陈述的实例。
[0046]在步骤642，计算机系统确定是否存在与该状态改变相关联的触感效果。例如，实现。
子由主机系统接收触感信息并向触感外围3，图7中的流程图的功能通过软件执行，该里器108执行，和/或存储在触感外围设备生其它实施方式中，该功能可以通过专用集？门阵列(冲以)而由硬件实现，或者可以由左机104的信号。一旦接收信号，本地处理I非触感相关的信号。如果确定该信号不是3施加任何触感效果，并等待接收来自主机地处理器116则需要确定信号被发送至何定触感相关信号为僵硬度调节触感信号还包设备来向用户提供触感效果，本地处理器号，随后惯性触感输出设备将在步骤762输,的触觉效果可以包括但不限于各种程度的且操作器的移动程度越大则弹性力越大。另一方面，如果确定需要减小作用在操作器上的弹性力，触感输出设备将减小可调缓冲器与操作器之间的接触量。通过这样做，用户体验到操作器的较小的阻力，因为易于以多个自由度移动操作器。
[0053]在确定将被执行并提供至用户的触感效果的种类时，高水平触感参数或流值(streaming value)以软件代码的形式生成并发送至触感引擎(未示出),在触感引擎,它们被处理且用于促动器的适当的电压电平被生成。这允许触感外围设备向用户提供适当的触感反馈，并通过为用于促动器而生成的不同的电压电平改变触感反馈的量或种类。另外，游戏软件以及触感软件可以位于同一处理器或多个处理器中。
[0054]本文特别地示出和/或描述了一些实施方式。但是，可以理解的是，这些公开的实施方式的调整和变化被上文的教示所涵盖，并且在所附的权利要求的范围之内而不偏离本发明的精神和期望的范围。例如，图1-2示出了作为触感外围设备的单一或仅有的操作器的触感操纵杆。但是本领域技术人员能够领会触感操纵杆仅为操作器的示例性实施方式，且具有其它配置、形状和尺寸的操作器可以被使用。例如，图8-9示出了根据本发明另一种实施方式的触感外围设备802，其中触感外围设备802为手持游戏控制器，该手持游戏控制器具有与当前适用于视频游戏机系统的许多游戏手柄(gamepad)类似的形状和尺寸。触感外围设备802的壳体的形状被设计为适合于(不论对于惯用左手的用户还是惯用右手的用户)容易地双手持握该设备。
[0055]如本领域技术人员已知的，触感外围设备可包括一种以上的种类的操作器。触感外围设备802包括多个种类的操作器，包括操纵杆870、按钮872以及扳机874。如图10中的框图所示，触感外围设备802还包括本地处理器816、本地存储器815，其上的每个操作器，即，每个操纵杆870、每个按钮872以及每个扳机874，均包括联接于其上的传感器817以及两个促动器一第一促动器或触感输出设备814以及第二促动器或惯性触感输出设备812，其中第一促动器或触感输出设备814的作用是程序化地改变各个操作器的弹性力，第二促动器或惯性触感输出设备812的作用是通过各个操作器向用户提供惯性触感效果(例如但不限于如卡顿或振动等瞬时效果)。图10中的框图仅示出了每个操纵杆870、每个按钮872以及每个扳机874中的一(I)个。但是，本领域技术人员将能理解多个操纵杆、按钮和扳机以及其它用户输入元件均可以被使用。类似于触感外围设备102和主机104，触感外围设备802联接至具有显示器806的主机804并与主机804通信。触感外围设备802的本地处理器816被联接至每个惯性触感输出设备和触感输出设备，以基于来自主机804的高电平的监控命令或流命令而提供触感效果。
[0056]图11为图8-10中的触感外围设备的扳机874的示意图。扳机874可以围绕触感外围设备的枢轴点824以一个自由度移动。在这一实施方式中，惯性触感输出设备812位于扳机874中,在其第一端873的位置。这样，根据这一实施方式，由惯性触感输出设备812执行的触感效果将在扳机中感受到。进一步，在这一实施方式中，触感输出设备814、线性轨道828以及可调缓冲器826位于扳机874的第二端或相反端875的下方。类似于上文关于图3所描述的触感输出设备114，根据接收到的触感信号，如方向箭头827所指示的，触感输出设备814沿线性轨道828移动可调缓冲器826。作为该移动的结果，扳机的弹性力增大或减小。当触感外围设备802接收到触感信号以调节作用在操作器上的弹性力，触感外围设备802的本地处理器816向触感输出设备814发出信号。根据信号指示，触感输出设备814随后提升或降低可调缓冲器826。如果触感输出设备814被给出了增加作用在操作器上的弹性力的信号，触感输出设备814将朝向扳机874的方向提升可调缓冲器826。类似地，如果触感输出设备814被给出了减小作用在操作器上的弹性力的信号，触感输出设备814将向远离扳机874的方向降低可调缓冲器826。
[0057]本领域技术人员能够理解所描述的任意机构可以被置于不同的位置，以提供相似种类的效果。如一个实例(未示出)，触感输出设备814、线性轨道828以及可调缓冲器826可以位于扳机874之上并面向扳机874的顶部。在这一实例中，当用户扣动扳机874，用户扣动的扳机874的一端向内移动,而扳机的相反端(位于用户施压的区域的关于枢轴点824的相反侧)向相反端方向移动。触感输出设备814、线性轨道828以及可调缓冲器826可以位于该相反端。如图11中示出的扳机，这也可以提供较小的弹性力。
[0058]图12-13示出了根据本发明另一种实施方式的触感外围设备1202，其中触感外围设备1202为可以与平板电脑1204 —同使用的游戏平板控制器。平板电脑1204可以是为游戏活动专门设计的，如可以从雷蛇公司(Razer Inc.)购买，或者可以为众所周知的且能在市场上买到的平板电脑，如苹果?Ipad?、K.1ndle?Fire?、以及三星?Galaxy Tab?等。触感外围设备1202包括对接部分1276，对接部分1276被配置为接受平板电脑1204和把手1278AU278B以及布置于其上的操作器，该操作器使用户能够控制平板电脑1204中的游戏。对接部分1276将触感外围设备1202连接至平板电脑1204，这样使得用户对把手1278AU278B的动作(如按按钮、移动操纵杆、扣动扳机等等)能引起平板电脑1204中进行的游戏的行动。
[0059]把手1278AU278B包括典型的操作器或控制器上可见的用户输入元件。该操作器将关于把手1278A被描述。但是，本领域技术人员能够领会相同或相似的操作器可以被使用在把手1278B上。特别地，把手1278A包括操纵杆1270、按钮1272以及扳机1274。如图13中的框图所示，触感外围设备1202还包括本地处理器1216、本地存储器1215，其上的每个操作器，即，操纵杆1270、按钮1272以及扳机1274，均包括联接于其上的传感器1217，以及两个促动器一第一促动器或触感输出设备1214以及第二促动器或惯性触感输出设备1212，其中第一促动器或触感输出设备1214的作用是程序化地改变各个操作器的弹性力，第二促动器或惯性触感输出设备1212的作用是通过各个操作器向用户提供惯性触感效果(例如但不限于如卡顿或振动等瞬时效果)。类似于触感外围设备102和主机104，触感外围设备1202联接至平板电脑1204并与平板电脑1204通信。触感外围设备1202的本地处理器1216被联接至每个惯性触感输出设备和触感输出设备，以基于来自平板电脑1204的高电平的监控命令或流命令而提供触感效果。
[0060]在其他实施方式中(未示出)，触感外围设备具有可以垂直于触感外围设备的基座上下移动的操作器。在再其他实施方式中(未示出)，触感外围设备具有能够用于通过主机控制实体对象或机器(如车辆或机器人设备)的操作器。在这样的实施方式中，主机可以不需要显示器已进行操作。另外，该实施方式中的主机可以为与用户控制的实体对象或机器分开的实体，或者可以在控制的实体对象或机器中。在另一个实施方式中，在主机104中运行的软件应用能够涉及控制实体对象(包括但不限于遥控汽车或机器手)的软件。在该实施方式中，类似于前文，触感外围设备与主机通信。当主机接收到这些信号，根据移动指示，主机进行关于实体对象的行动。
[0061]根据本发明的多种实施方式被上文所描述，应当理解的是，这些实施方式仅通过示意性和示例性的方式被显示，且并不限定。进行在形式上和细节上的多种改变而不偏离本发明的精神和范围，对相关领域技术人员是显而易见的。因此，本发明的广度和范围不应当被任何前文所述的示例性实施方式所限制，而是仅根据所附的权利要求及其等同而限定。还应当理解的是，本文讨论的每个实施方式的每个特征，以及援引的每个文献，能够被与任意其它实施方式的特征相结合。本文所讨论的所有专利和公开均通过援引而全文并入本申请中。
【权利要求】
1.一种装置，包括: 操作器，所述操作器可以以至少一个自由度移动； 可调缓冲器；以及 触感输出设备，所述触感输出设备联接至所述可调缓冲器，其中所述触感输出设备被配置为接收来自处理器的控制信号，且被配置为相对于所述操作器移动所述可调缓冲器，以响应于来自所述处理器的所述控制信号而调节所述操作器的僵硬度。
2.根据权利要求1所述的装置，其中所述操作器的僵硬度被通过改变所述可调缓冲器与所述操作器之间的接触量而调节。
3.根据权利要求2所述的装置，其中所述可调缓冲器为可形变的。
4.根据权利要求3所述的装置，其中所述可调缓冲器由泡沫、橡胶或硅胶之一组成。
5.根据权利要求1所述的装置，其中所述触感输出设备被配置为沿线性方向移动所述可调缓冲器，以改变所述操作器的僵硬度。
6.根据权利要求1所述的装置，其中所述触感输出设备以及可调缓冲器为电活性聚合物，所述电活性聚合物沿线性方向移动，以改变所述操作器的僵硬度。
7.根据权利要求1所述的装置，其中所述操作器由包括扳机和操纵杆的组中选择。
8.根据权利要求 1所述的装置，其中所述操作器被配置为向所述处理器发出信号。
9.根据权利要求1所述的装置，进一步包括惯性触感输出设备，所述惯性触感输出设备联接至所述操作器，其中所述惯性触感输出设备被配置为接收来自所述处理器的控制信号，并响应于来自所述处理器的所述控制信号而向操作器输出触感效果。
10.根据权利要求9所述的装置，其中所述惯性触感输出设备所输出的触感效果为由包括振动或卡顿的组所选择的瞬时效果。
11.一种游戏系统，包括: 主机； 处理器；以及 触感外围设备，所述触感外围设备包括操作器、惯性触感输出设备以及触感输出设备，所述操作器可以以至少一个自由度移动，其中所述惯性触感输出设备联接至所述操作器，且被配置为接收来自所述处理器的控制信号，并响应于来自所述处理器的所述控制信号而向操作器输出瞬时触感效果，其中所述触感输出设备被配置为接收来自处理器的控制信号，并响应于来自所述处理器的所述控制信号而调节所述操作器的僵硬度。
12.根据权利要求11所述的游戏系统，其中所述处理器被布置在所述主机中。
13.根据权利要求11所述的游戏系统，其中所述处理器被布置在所述触感外围设备中。
14.根据权利要求11所述的游戏系统，其中所述操作器由包括扳机和操纵杆的组中选择。
15.根据权利要求11所述的游戏系统，其中所述触感外围设备进一步包括可调缓冲器，且所述触感输出设备被配置为相对于所述操作器移动所述可调缓冲器，以调节所述操作器的僵硬度。
16.一种提供触感反馈的方法，包括下列步骤: 在触感外围设备接收第一控制信号，其中所述触感外围设备包括操作器和触感输出设备，所述操作器可以以至少一个自由度移动； 向所述触感输出设备传输所述第一控制信号；并且 响应于所述第一控制信号而调节所述操作器的僵硬度。
17.根据权利要求16所述的方法，其中接收触感信号进一步包括确定弹性力的量。
18.根据权利要求16所述的方法，其中调节所述操作器的僵硬度的步骤包括相对于所述操作器移动可调缓冲器。
19.根据权利要求18所述的方法，其中移动可调缓冲器进一步包括确定所述可调缓冲器应当由所述操作器被移动的距离。
20.根据权利要求16所述的方法，进一步 包括: 响应于第二控制信号而调节所述操作器的僵硬度，其中基于所述第二控制信号的所述操作器的僵硬度不同于基于所述第一控制信号的所述操作器的僵硬度。
【文档编号】A63F13/285GK104043246SQ201410099127
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月17日 优先权日:2013年3月15日
【发明者】D·A·格兰特 申请人:伊默森公司