可穿戴设备表面触觉交互的制作方法

本申请作为pct国际专利申请于2016年3月2日提交，并要求2015年3月3日提交的名称为multitouchsurfaceinteraction(多触摸表面交互)的美国临时专利申请号62/127,709的优先权，所述美国临时专利申请的全部公开内容通过引用结合在此。

本申请文献涉及触觉效果，并且更具体地涉及可穿戴物品，所述可穿戴物品包括响应于与输入表面的用户交互的触觉反馈。

背景

可穿戴技术正变得更加先进并更加流行。一些可穿戴设备提供了与手持设备(比如智能电话)所提供的功能相似的功能。例如，智能手表是包括除计时以外被增强的功能(包括移动通信、媒体播放器、行程安排等)的可穿戴设备。一些可穿戴设备被配置用于使用移动操作系统运行移动应用或“app”，并因此提供完整或几乎完整的移动电话能力。

此类可穿戴设备通常提供包括显示器和用户输入的用户界面。在智能手表的情况下，包括显示器和用户输入的用户界面通常被安排在手表盘(face)上或附近。

技术实现要素：

本专利文献总体上涉及包括用户界面的可穿戴物品。一方面，一种可穿戴装置包括可由人穿戴的可穿戴物品。所述可穿戴装置包括显示器、输入部分、以及触觉致动器。控制器电连接至所述输入部分和所述触觉致动器。所述控制器被编程用于响应于接收到来自所述输入部分的输入信号而生成触觉驱动信号。

另一方面是一种通过可穿戴物品传递触觉反馈的方法。所述方法包括：接收来自可穿戴物品的输入部分的输入信号。所述输入部分包围所述可穿戴物品的显示器。响应于所接收到的输入信号提供触觉效果，并且响应于所述输入信号而向所述显示器提供输出。

在一个特定示例中，所述可穿戴物品是腕表、或智能手表。所述手表包括：表盘(watchface)显示器，具有包围所述显示器的输入部分；以及触觉致动器。控制器电连接至所述显示器、所述输入部分、和所述触觉致动器。所述控制器被编程用于响应于接收到来自所述输入部分的输入信号而向所述显示器提供显示信号并向所述触觉致动器发射触觉驱动信号。

附图说明

图1是展示了可穿戴物品的实施例的各个方面的框图。

图2是将图1中所展示的可穿戴物品具体化的示例腕表的俯视图。

图3是展示了图1中所展示的可穿戴物品的进一步方面的框图。

图4展示了图1中所示的可穿戴物品的进一步方面，包括示例用户界面显示器。

图5a和图5b展示了图1中所示的可穿戴物品的进一步方面，包括进一步的示例用户界面显示器。

图6是图1中所示的可穿戴物品的各方面，包括示例输入区域。

具体实施方式

将参照附图而详细描述各个实施例，其中，在多个视图中，相同参考标号表示相同部件或组件。对各个实施例的参考并不限制随附权利要求书的范围。另外，本说明书中所阐述的任何示例不旨在是限制性的并且仅阐述了所附权利要求书的许多可能实施例中的一些实施例。

在任何适当的时候，以单数形式使用的术语还将包括复数形式，并且反之亦然。在本文中，除非另外指明或者在对“一个或多个”的使用明显不适当的情况下，对“一个(a)”的使用意指“一个或多个”。除非另外指明，对“或”的使用意指“和/或”。“包括(comprise)”、“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包括(include)”、“包括(includes)”、“包括(including)”、“具有(has)”、以及“具有(having)”的使用是可互换的并且并不旨在是限制性的。术语“比如(suchas)”同样不旨在是限制性的。例如，术语“包括(including)”应当指“包括但不限于”。

一般地说，本专利文献涉及一种包括用户输入的可穿戴装置。虽然可穿戴设备(比如智能手表)提供了方便且极便携的技术，但是可供用户界面使用的空间有限。这会使得用户不便或难以进行选择或提供输入。

根据本公开的各个方面，一种装置包括显示器。所述显示器可以或可以不包括触摸屏。所述装置还可以包括所述装置的表面上的输入部分。所述装置通过所述输入部分接收输入。所述输入部分可以连接至所述显示器的外周边或被定位成与其相邻，并且在另一实施例中，所述输入部分与所述显示器一体形成并且被层叠在显示器顶部或下方。在又另一实施例中，输入部分是可以附接至显示器的单独单元。在另一实施例中，输入部分可以绕显示器物理地移动或转动。在又另一实施例中，输入部分并不移动或转动，但是接收移动的或转动的触摸输入。在另一实施例中，输入部分与显示器是相同的。在又另一实施例中，输入部分与显示器分开，并且显示器可以或可以不包括触摸屏。

图1展示了物品是可穿戴装置的示例实施例的各个方面。所述可穿戴装置包括可由人穿戴的可穿戴物品100。可穿戴物品100包括显示器110、所述物品的表面上的输入部分112、以及触觉致动器102。控制器104电连接至输入部分112和触觉致动器102，并且被编程用于响应于接收到来自输入部分112的输入信号而向触觉致动器102发射触觉驱动信号。进一步，控制器104耦合至显示器110从而控制提供给显示器110的输出。例如，控制器104可以被编程用于：响应于通过输入部分接收112到的用户输入而输出各种用户界面显示。显示器110可以是任何合适的图形显示设备，比如基于发光二极管(led)的显示器。在一些实施例中，显示器110包括触摸屏。

图2展示了可穿戴物品100是腕表101的示例，所述腕表接收对输入部分112(比如绕显示器110转动的物理轮或外圈(bezel))作出反应的触觉反馈。在图2中所示的示例中，显示器110包括手表空间。在其他实施例中，输入部分112并不移动或转动，并且可穿戴物品100接收响应于向非可移动或非可转动输入部分112的输入的触觉反馈。

控制器104是在接收到来自输入部分112的信号或数据的基础上控制触觉致动器102的操作的任何类型的电路。例如，当用户触摸输入部分112时，信号被输入至控制器104。作为响应，控制器104操作触觉致动器102以便向触摸可穿戴物品100的输入部分112的用户提供触觉反馈。触觉效果可以是向人递送的任何类型感触感觉。触觉效果将如暗示、通知、或更复杂的信息等消息具体化。触觉反馈通常将给触摸输入部分112的人的消息具体化。所述消息可以通过物品的包括输入部分112的表面向用户提供关于用户向可穿戴物品100的输入的感触反馈。

图3展示了图1中所展示的可穿戴物品100的实施例的更详细的框图。在此实施例中，可穿戴物品100包括触觉致动器102和控制器104。输入部分112与控制器104处于电联通从而提供用户输入。致动器驱动电路114与控制器104和致动器102处于电联通。

致动器102可以是产生运动的任何设备。致动器的示例包括如电动机等机构；如螺线管等线性致动器；磁性或电磁机构；以及智能材料，比如形状记忆合金、压电材料、电活性聚合物、以及包含智能流体的材料。在一些实施例中，致动器102与物品的表面进行交互，比如所述表面的具有输入部分112的部分，从而向触摸输入部分112的用户提供触觉反馈。

输入部分112可以是响应于来自用户的预定动作而输出信号的任何类型的输入设备。在一些实施例中，输入部分112是位于物品的表面上的触敏设备，所述触敏设备可以是响应于被触摸而输出信号的任何类型的用户输入设备。在一些实施例中，输入部分112包括触敏设备，所述触敏设备采用使用人体电容作为输入的电容感测。控制器104接收作为由输入部分112所生成的输入信号的用户输入。控制器104处理所述输入信号，并且响应于此而控制致动器102传递触觉消息，所述触觉消息可以与显示器110上所示的信息相关。

致动器驱动电路114是接收来自控制器104的触觉信号的电路。触觉信号将触觉数据具体化，并且触觉数据限定了致动器控制电路114生成触觉驱动信号所使用的参数。可通过触觉数据限定的参数的示例包括：频率、幅值、相位、反转(inversion)、持续时间、波形、启动时间(attacktime)、上升时间(risetime)、淡入淡出时间(fadetime)以及相对于事件的滞后(lag)或提前(lead)时间。触觉驱动信号被应用于致动器102。

示例控制器104包括总线116、处理器118、输入/输出(i/o)控制器120、和存储器122。总线116包括用于提供路径以便在控制器104中的部件(包括处理器118、存储器122、和i/o控制器120)之间传递数据的导体或传输线路。总线116通常包括控制总线、地址总线、和数据总线。然而，总线116可以是适用于在控制器104中的部件之间传递数据的任何总线或总线的组合。

i/o控制器120是监测控制器104和外围或外部设备(比如输入部分112、显示器110和致动器驱动电路114)的操作的电路系统。i/o控制器120还对控制器104与外围设备之间的数据流进行管理并且使处理器118免于与监测和控制外围设备相关联的细节的影响。可以与i/o控制器120接口连接的其他外围或外部设备的示例包括：外部存储设备；监测器；输入设备，比如键盘、指点设备；外部计算设备；天线；以及任何其他远程设备。

处理器118可以是被配置用于处理信息的任何电路，并且可以包括任何适当模拟或数字电路。处理器118还可以包括执行指令的可编程电路。可编程电路的示例包括微处理器、微控制器、专用集成电路(asic)、可编程门阵列(pla)、现场可编程门阵列(fpga)、或适用于执行指令的任何其他处理器或硬件。在各个实施例中，处理器118可以是单个单元或者两个或更多个单元的组合。如果处理器118包括两个或更多个单元，则所述单元可以被物理地定位在单个控制器中或在单独的设备中。

存储器122可以包括易失性存储器，比如随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom))、闪存、磁存储器、光存储器或任何其他适当存储器技术。存储器122还可以包括易失性和非易失性存储器的组合。

存储器122可以存储供由处理器118执行的多个程序模块，包括事件检测模块124、触觉确定模块126、注册模块128、通信模块130、显示控制模块132、和触觉控制模块134。每个模块是执行一个或多个特定任务的数据、例程、对象、呼叫和其他指令的集合。尽管在本文中公开了某些模块，但是本文中所描述的各种指令和任务可由以下各项执行：单个模块、不同模块组合、除了本文中所公开的模块之外的模块或者由与控制器104通信的远程设备执行的模块。

事件检测模块124被编程用于从输入部分112接收数据。在接收到所述数据时，事件检测模块124判定是否存在与触觉效果相关联的事件、状况、或操作状态。在标识与触觉效果相关联的事件时，触觉确定模块126分析从输入部分112所接收的输入从而确定要通过致动器102传递的触觉效果。触觉确定模块126可用于确定触觉效果的示例技术包括被编程以决定选择触觉效果的规则。另一示例包括使触觉效果与从输入部分112接收的数据相关的查找表或数据库。

显示控制模块132生成输出信号从而确定显示器110上所提供的信息。显示控制模块至少部分地基于通过输入部分112所接收的输入信号来改变显示器110上所显示的输出。以这种方式，用户可以判定在显示器110上显示什么内容。

触觉控制模块134在触觉确定模块126标识要传递给致动器102的触觉效果时生成触觉信号。触觉控制模块134接收触觉数据并生成触觉信号。触觉控制模块134向致动器驱动电路114发送触觉信号，所述致动器驱动电路然后生成触觉驱动信号。触觉驱动信号将有待传达给触摸输入区域112的人的消息具体化。

注册模块128接收并处理注册数据，比如设备信息、上下文信息、或用于系统功能的其他数据。所述设备信息可以包括标识数据(比如地址)或其他数据。地址的示例包括介质访问控制(mac)地址、统一资源定位符(url)、或其他网络地址。

通信模块130促进控制器104与远程设备之间的通信。远程设备的示例包括计算设备、传感器、其他可穿戴物品、运动装备等。计算设备的示例包括服务器、台式计算机、膝上型计算机、平板计算机、智能电话、家庭自动化计算机和控制器以及可编程的任何其他设备。通信可以采用适合于数据通信(包括通过无线或有线通信信号或数据路径的通信)的任何形式。

程序模块的替代性实施例是可能的。例如，一些替代性实施例可能具有比事件检测模块124、触觉确定模块126、注册模块128、通信模块130、显示控制模块132、和触觉控制模块134更多或更少的程序模块。例如，控制器104可以被配置用于仅传递单个触觉效果。此类实施例可能不具有触觉确定模块126，并且事件检测模块124或某个其他模块将使得触觉控制模块134向触觉控制模块134发送触觉数据。在其他替代性实施例中，不存在事件检测模块124，并且在控制器104接收到来自输入部分112的输入时，触觉控制模块134向致动器控制电路114发送触觉信号。

图4示出了可穿戴设备100的各个部分的示例性实施例，包括显示器110和输入部分112。在所展示的实施例中，用户可以与设备100的输入部分112进行交互从而提供输入。设备100可以接收一个触摸或接收串行或并发的多个不同触摸作为输入。虽然图4中所示的示例性实施例示出了圆形设备接收两个同时的输入，本领域技术人员理解所述设备可以是任何形状：正方形、矩形、椭圆形、三角形、球体、棱锥体等，并且一次接收从单点触摸输入到多点触摸输入的任何情况。

图4还示出了设备100的示例性应用。在图4中，用户正通过围绕环绕圆形显示器110的输入部分112移动一个或多个输入点140、142来滚过一列文本150。在其他实施例中，可以使用单个输入点。当用户绕输入部分(顺时针或逆时针)转动输入时，列表150将基于输入而上下滚动。当用户滚过列表150时，在用户滚动列表150时应用触觉效果。在一个示例中，当每个主文本152在显示器110上被高亮时用户可以接收触觉效果，为用户提供了“虚拟定位器(virtualdetent)”，向用户指示已经显示了下一主文本。当用户通过提高向输入区域112的转动或其他触摸输入来提高滚动速率时，此类虚拟定位器还可以用来通过提高触觉效果的频率来提供在显示器110上滚动列表项的速度的感觉。

各种类型的单点或多点触摸输入都是可能的。例如，参照图4中所示的实施例，单点触摸输入可以逐行地滚动列表150。进一步，在每次主文本152被高亮时都可以应用触觉效果。多点触摸输入可以切换至页面视图，其中，列表150一次被滚动一个完整的屏幕或“页面”，其中，在每个页面被显示时提供触觉效果。

图5a和图5b示出了用于设备的应用的另一示例性实施例。在本示例性实施例中，用户能够在设备100上运行的不同应用之间切换。当用户顺时针或逆时针移动他们的输入时，所述设备将从图5a中所示的一个应用160转移至图5b中所示的另一应用162。在所展示的示例中，应用160显示期望城市或位置的信息，并且应用162是音乐播放器。在一些示例中，除了包围显示器110的输入部分112之外，显示器110包括允许用户提供输入的触摸屏。一旦使用包围显示器的输入部分112选定了期望的应用，用户可能能够开始和停止图5b中所示的音乐播放器应用162中的选定歌曲，例如通过触摸显示器110上所示的播放或暂停符号。而且，可以响应于通过触摸屏显示器100所提供的用户输入来提供触觉效果。

在一些实施例中，不同类型的单点或多点触摸输入发射不同的用户输入。例如，参照图5a和图5b中所示的实施例，对输入部分112的单点旋转触摸可以在不同应用之间切换显示器110。在选定的应用(比如示出选定城市的天气状况的应用160)中，多点触摸输入可以允许用户选择不同的城市。仍进一步，单点或多点触摸输入可以提供不同的用户输入。例如，仍参照应用160，顺时针方向的多点触摸旋转输入可以允许用户从城市到城市滚动，并且逆时针多点旋转输入可以允许用户在摄氏和华氏温度显示之间切换。类似地，对于图5b中所示的音乐播放器应用162，一个或多个旋转方向的单点和多点触摸输入的各种组合可以允许用户选择不同的歌曲、调整音量、倒退或快进等。另外，可以基于用户的单点或多点触摸输入提供不同的触觉效果。

图6示出了输入部分112的实施例的侧视角度。在一个实施例中，输入部分112是升高至高于显示器110的环绕外圈113。在又另一实施例中，输入部分112可以与显示器110齐平。如上文所提及的，外圈113可以是可绕显示器110物理地移动或旋转的，并且控制器104可以接收基于用户对外圈113的物理移动的输入以及基于用户触摸输入部分112的输入。在其他实施例中，外圈113相对于显示器110是固定的，从而使得外圈113不可移动，其中，由控制器104通过输入部分112接收旋转移动输入。

在此专门展示和/或描述了若干实施例。然而，将理解的是，在不背离本发明的精神和旨在范围的情况下，对所公开的实施例的更改和改变由上述教导所覆盖并且在所附权利要求书的范围内。