用于修改触觉设备的触觉输出的装置和方法与流程

文档序号:18301836发布日期:2019-07-31 10:15阅读:164来源:国知局
用于修改触觉设备的触觉输出的装置和方法与流程

本公开涉及触觉设备,并且更具体地涉及用于修改触觉设备的触觉输出的装置和方法。



背景技术:

近年来,已经在智能电话和智能手表中实现了包括触觉致动器的触觉设备来输出触觉振动,以提供向设备的用户传达信息的触觉效果。触觉致动器输出振动,这些振动刺激用户皮肤中的神经并产生可用于传达信息的感觉。例如,蜂窝电话的触觉致动器当呼叫进入时以第一模式振动,而当文本进入时以第二模式振动。作为另一示例,蜂窝电话的触觉致动器可被配置为以第一模式振动以表明联系人列表中的第一联系人正在呼叫,并被配置为以第二模式振动以表明联系人列表中的第二联系人正在呼叫。在又一示例中,智能手表的触觉致动器以第一模式振动以指示警报并且以第二模式振动以指示电子邮件进入。

附图说明

图1描绘了佩戴包括示例触觉设备的示例可穿戴设备的示例用户。

图2是触觉设备的示例实现的框图。

图3是反馈电路的示例实现的框图。

图4a-图4b是触觉设备的其他示例实现的框图。

图5呈现了图1的示例触觉设备的图,其示出了示例触觉效果传感器针对第一状态(宽松)和第二状态(紧密)测量的沿第一轴的加速度。

图6呈现了图1的示例触觉设备的图,其示出了示例触觉效果传感器针对第一状态(宽松)和第二状态(紧密)测量的沿第二轴的加速度。

图7呈现了图1的示例触觉设备的图,其示出了示例触觉效果传感器针对第一状态(宽松)和第二状态(紧密)两者以及从第一状态到第二状态的转换测量的沿第一轴、第二轴和第三轴的加速度。

图8是表示示例机器可读指令的流程图,这些示例机器可读指令可被执行以产生对触觉设备的手动调整。

图9是表示可被执行以产生对触觉设备的自动调整的另一示例机器可读指令的流程图。

图10是示出示例处理器平台的示例实现的框图,该示例处理器平台可以执行图8-图9的示例指令以实现图1-图4b的示例触觉设备。

虽然本公开容易受到各种修改和替代形式,但是本文示出和描述了具体示例。应当理解,本公开不限于所公开的特定形式和示例,而是覆盖落入本公开的精神和范围内的所有修改、等同物、实施例和替代。

具体实施方式

在以下描述中,阐述了许多具体细节以提供对各种实施例的理解。然而,本领域普通技术人员将会理解,可以在没有这些具体细节的情况下实践各种实施例。在其他情况下,没有详细示出或描述公知的方法、过程、组件和电路,以免模糊特定实施例。

触觉致动器将力(例如,振动)施加到用户的皮肤以产生触觉感觉,该触觉感觉取决于触觉致动器的特性、触觉致动器与用户之间的接触位置以及触觉致动器与用户之间的耦合程度(例如,使触觉致动器偏向用户的皮肤的法向力)。因此,对于相同的触觉致动器输出(例如,同一输入激励信号波形),用户所感知的触觉感觉或触觉效果可以根据如何佩戴包括触觉致动器的可穿戴触觉设备(例如,对于皮肤是紧密(tight)的、宽松(loose)的等)或多么牢固地握持包括触觉致动器的手持触觉设备而异。在一些情况下,可穿戴触觉设备的定位的可变性或者握持或传送手持触觉设备时的可变性可能导致来自一个或多个触觉致动器的期望触觉效果根本不被感觉到或者不以预期的方式被用户感觉到。举例来说,用户的夹克中的振动电话可能不被感觉到。在其他示例中,触觉设备的定位的可变性导致来自一个或多个触觉致动器的期望触觉效果伴随有谐波频率,其引起恼人的触觉感觉和不期望的声学噪声。最终,来自一个或多个触觉致动器的特定触觉效果旨在被用户感觉到。

如本文所教导的,一些示例触觉设备包括:用于响应于目标输入信号波形(例如,期望的触觉振动波形等)而产生输出触觉振动的触觉致动器,位于该触觉致动器附近的用于测量触觉效果传感器的位置处的触觉振动(例如,与来自触觉致动器的输出触觉振动相关的触觉振动)的触觉效果传感器,以及用于修改针对触觉致动器的目标输入信号波形以减少输出触觉振动(outputhapticvibration)与测量触觉振动(measuredhapticvibration)之间的差异的反馈电路。输出触觉振动与测量触觉振动之间的差异可以包括任何差异。例如,该差异可以包括可定义成使反馈电路在朝向期望的水平、输出和/或目标的方向上修改触觉致动器输出的任何一个或多个差异。在一些示例中,反馈电路用于在减小输出触觉振动与测量触觉振动之间的差异的同时修改针对触觉致动器的目标输入信号波形,直到达到平衡点为止。在一些示例中,反馈电路用于修改针对触觉致动器的目标输入信号波形,直到达到触觉效果传感器已知的期望目标信号(例如,在幅度方面)为止。

与反馈电路结合使用一个或多个触觉效果传感器使本文教导的触觉设备能够动态地响应使用变量的变化(例如,触觉设备的位置的变化和/或触觉设备相对于用户的定向的变化,用户的身体活动,等等),以自动改变触觉设备与用户之间的关系(例如,经由位置致动器或经由针对触觉致动器的改变的输入信号波形,等等)或便于手动改变触觉设备与用户之间的关系(例如,向用户提供调整触觉设备的配合(fit)的指令等)以增强对期望的触觉效果的传递。

在一些示例中,示例触觉设备使用示例触觉致动器附近的示例触觉效果传感器(例如,3轴加速度计,压电器件,电活性聚合物等)来进行感测以及提供关于示例触觉致动器所生成的振动的反馈。然后,在反馈回路中使用示例触觉效果传感器测量值来实时修改或调整由示例触觉致动器生成的触觉效果的强度和/或频率。为了说明,示例触觉设备可以用于感测用户佩戴触觉设备的紧密程度或宽松程度,并且还可以用于引导用户调整触觉设备的配合以提供期望保真度的触觉感觉。

图1示出了采用围绕用户的手腕110设置的腕饰(例如,手表)形式的示例触觉设备100。示例触觉设备100包括示例带120,附接到示例带120的示例壳体125,示例指示器130,示例壳体125中承载的示例电池140,示例反馈电路145和示例处理器150。一个或多个示例触觉致动器160被设置在示例带120中或设置在示例带120上,示例触觉致动器160可控制来产生一个或多个输出触觉振动165。示例触觉效果传感器170被设置在示例触觉致动器160附近,以感测来自示例触觉致动器160的输出触觉振动(输出触觉振动)165。在一些示例中,输出触觉振动165是预先设置的或用户设置的对应于特定事件(例如,文本消息,电话呼叫,警报,等等)的输出触觉振动,以经由对应于输出触觉振动165的触觉效果向用户传达特定事件的发生。在一些示例中,多个不同的预先设置和/或用户设置的输出触觉振动165用于表示多个不同的事件。

在图1的示例中,示例带120、示例壳体125、示例指示器130和示例电池140是常规的,并且在本文中不详细讨论。示例指示器130用于可视地呈现信息,诸如通过使用灯光、图像、文本、音频内容和/或视频内容。示例指示器130可包括例如发光二极管(led)显示器、有机发光二极管(oled)显示器、柔性oled显示器、薄膜晶体管(tft)显示器、液晶显示器(lcd)、一种或多种颜色的一个或多个分立led,或者扬声器。在一些示例中,示例触觉设备100包括诸如按钮、触摸按钮、触摸板或触摸屏之类的用户输入设备,以接收来自用户的输入。在一些示例中,用户输入设备与一个或多个示例指示器130集成。示例电池140在一些示例中包括可充电电池、手表电池(例如,氧化银电池,银锌电池,等等)、锂离子(li-ion)电池、可弯曲li-ion电池或者锂聚合物(lipo)电池。

在一些示例中,示例触觉设备100是可穿戴触觉设备,诸如但不限于服装、鞋类、头饰、眼镜(例如,眼镜、护目镜等)、腕饰、手表、背心、带、治疗设备(例如,可穿戴药物输送或输注设备、可穿戴监测设备、可穿戴呼吸治疗设备等)、矫形设备(例如,上肢矫形器、下肢矫形器等)、医疗设备(例如,生物传感器、脉搏血氧计等)或软外骨骼(例如,可穿戴机器人设备)。

在一些示例中,机器人或机器人设备包括示例触觉设备100,诸如包括由一个或多个机器人末端执行器(roboticendeffector)致动器所驱动的机器人末端执行器(例如,机器人手、手指、指尖、抓手等)中的示例触觉设备100。设置在机器人末端执行器的至少一部分中的示例触觉设备100(例如,触觉致动器和触觉效果传感器等)可以用于向一个或多个机器人末端执行器致动器的控制器提供反馈(例如,输出信号),以响应于感测到的振动而改变致动器的输出(例如,机器人末端执行器在工件或由其握持的物体上的抓握的牢固性与触觉设备的一个或多个触觉效果传感器所感测到的振动水平相关联,等等)。

对示例指示器130和示例电池140的类型和位置的选择在本领域技术人员的普通技术范围内,并且可适用于适合特定触觉设备100的应用和形状因子。在其他示例中,示例触觉设备100是手持电子设备。在一些示例中,示例触觉设备100是可穿戴设备,诸如虚拟现实设备或增强现实设备。

示例反馈电路145用于修改针对示例触觉致动器160的目标输入信号波形,以改变示例触觉致动器160的输出触觉振动,以减小输出触觉振动与测量触觉振动之间的差异。在一些示例中,示例反馈电路145用于修改对示例触觉致动器160的目标输入信号波形,以减小输出触觉振动与测量触觉振动之间的差异,诸如减小输出触觉振动与测量触觉振动之间的幅度和/或频率之间的差异。输出触觉振动与测量触觉振动之间的该差异可以例如包括:均方根(rms)水平的差异,振动的脉冲性的差异(例如,峰值水平与rms水平之间的差异),加速度的差异,速度的差异,位移的差异,对称性的差异,或某些指定频率的存在或不存在。为了说明,在一些示例中,经由示例反馈电路145可选择测量触觉振动与输出触觉振动之间的阈值差异,以反映示例触觉设备100的特定应用的一个或多个期望状态。例如,示例触觉设备100包括触觉致动器160牢固地接触用户的第一状态(例如,默认紧密配合),触觉致动器160宽松地或间歇地接触用户的第二状态(例如,宽松配合),以及触觉致动器160不与用户接触的第三状态(例如,不良配合,移除状态,等等)。

在一些示例中,根据经验校准示例反馈电路145以对应于特定的示例触觉致动器160和/或用途和/或用户。为了根据经验校准示例反馈电路145,将示例触觉致动器160置于第一状态(例如,默认紧密配合)并将示例触觉效果传感器170所感测的触觉振动设置为对应于示例触觉设备100的第一状态。在一些示例中,将示例触觉致动器160放置在对应于第一状态的各种不同位置,以获得对应于第一状态的多个测量触觉振动。将示例触觉致动器160置于第二状态(例如,宽松配合),并将示例触觉效果传感器170所感测的测量触觉振动设置为对应于示例触觉设备100的第二状态。在一些示例中,将示例触觉致动器160放置在对应于第二状态的各种不同位置,以获得对应于第二状态的多个测量触觉振动。将示例触觉致动器160置于第三状态(例如,不良配合,移除状态,等等)并将示例触觉效果传感器170所感测的测量触觉振动设置为对应于示例触觉设备100的第三状态。在一些示例中,对应于第三状态的各种不同位置用于获得对应于第三状态的多个测量触觉振动。在一些示例中,针对单个输出触觉振动执行上述校准。在一些示例中,针对多个输出触觉振动执行上述校准。校准的经验方法是用来调整示例触觉致动器160以获得一个或多个输出触觉振动的期望效果的一个示例。

在一些示例中,示例反馈电路145包括示例处理器150,以控制示例触觉致动器160输出选定的输出触觉振动或多个可用输出触觉振动中的选定的一个输出触觉振动。可以例如通过来自任何期望的系列或制造商的一个或多个集成电路、逻辑电路、微处理器或控制器来实现所示示例的处理器150。

示例触觉致动器160被设置在图1的示例触觉设备100的示例带120中或其之上。在一些示例中,示例触觉致动器160是机械振动器,诸如压电器件(例如,压电膜,单层盘,多层条带,等等)或电活性聚合物(eap)。在一些示例中,示例触觉致动器160包括偏心旋转质量(erm)、线性谐振致动器(lra)和/或另一个换能器或振动器,以产生触觉感觉。在一些示例中,示例触觉致动器160由触觉驱动器(例如,压电触觉驱动器,马达触觉驱动器,等等)驱动,触觉驱动器可包括对应于不同触觉效果的触觉致动器160的输出触觉振动165的库。在一些示例中,输出触觉振动165是对应于特定事件(例如,文本消息,电话呼叫,警报,等等)的预先设置的输出触觉振动或用户设置的输出触觉振动,以经由输出触觉振动和对应的触觉效果向用户传达该特定事件的发生。在下面讨论的示例触觉设备100的测试期间,使用由中国浙江省的金龙机电有限公司(jinlongmachinery&electronics,co.ltd.)制造的金龙c1020b217f(jinlongc1020b217f)扁平振动马达作为示例触觉致动器170。

在图1的示例触觉设备100中,示例触觉效果传感器170被设置在示例触觉致动器160附近,以感测来自示例触觉致动器160的输出触觉振动165。示例触觉效果传感器170所感测的触觉振动向示例反馈电路145提供反馈(例如,波形,幅度,频率,等等),示例反馈电路145确定由示例触觉致动器160产生的输出触觉振动与由示例触觉效果传感器170感测的触觉振动之间的差异。在一些示例中,示例触觉效果传感器170包括负荷传感器(loadcell)、红外传感器、光学传感器、电容传感器、加速度计、温度传感器、压电器件、应变仪、陀螺仪、电活性聚合物和/或另一换能器,以感测或测量位移、力和/或加速度。如上所述,示例触觉效果传感器170用于感测与触觉致动器160的输出触觉振动165相对应的触觉振动。在一些示例中,示例触觉效果传感器170用于感测或测量与输出触觉振动165相对应的触觉振动的幅度和频率。在下面讨论的示例触觉设备100的测试期间,使用由加利福尼亚州圣何塞的invensense公司制造的invensensempu9150加速度计作为示例触觉效果传感器170。在另一示例中,示例触觉效果传感器170包括invensensempu9250加速度计。

示例触觉效果传感器170和示例触觉致动器160之间的间隔可包括任何如下距离(例如,连续的,相邻的,等等),在该距离内,示例触觉效果传感器170所感测的测量触觉振动包括指示示例触觉致动器160的性能的可操作(actionable)的数据。在一些示例中,该距离可以如在不同的示例触觉设备100(例如,手表,服装,等等)和/或类似应用中的类似示例触觉设备100(例如,礼服手表,运动手表,等等)之间变化。为了说明,手表中的示例触觉效果传感器170和示例触觉致动器160之间的间隔可以与服装中的示例触觉效果传感器170和示例触觉致动器160之间的间隔不同。在一些示例中,示例触觉设备100包括另一传感器,诸如生物识别传感器、生物传感器、温度传感器、压力传感器、心率传感器或心电势波形传感器。在一些示例中,示例触觉效果传感器170和反馈电路145被实现为便于这样的传感器相对于用户的正确定位(例如,以确保心率传感器被正确定位,等等)。

在一些示例中,示例触觉致动器160的数量与示例传感器170的数量不同。例如,示例触觉致动器160可具有两个设置在示例触觉致动器160附近(例如,在示例触觉致动器160的相对侧,等等)的示例传感器170,以感测来自示例触觉致动器160的输出触觉振动165。作为另一示例,两个示例触觉致动器160被设置在示例触觉效果传感器170附近(例如,在示例触觉效果传感器170的相对侧,等等),示例触觉效果传感器170被定位成接收与来自每个示例触觉致动器160的相应输出触觉振动165相对应的触觉振动。一般而言,示例触觉设备100可包括一种或多种类型的一个或多个示例触觉致动器160以及一种或多种类型的一个或多个示例传感器170。

在一些示例中,示例触觉设备100包括触觉效果传感器(例如,触觉效果传感器170,其包括负荷传感器、红外传感器、光学传感器、电容传感器、加速度计、压电传感器、应变仪或换能器中的至少一种,以感测或测量位移、力或加速度中的至少一种)和第二传感器,第二传感器可以是触觉效果传感器或另一种类型的传感器(例如,生物识别传感器,生物传感器,温度传感器,压力传感器,心率传感器或心电势波形传感器),并且示例指示器130用于基于输出触觉振动165与由触觉效果传感器170所感测或测量的触觉振动之间的差异来生成引导信号或指令,以引导用户修改第二传感器的位置。

在一些示例中,示例触觉设备100是可穿戴的触觉设备,并且包括设置在触觉设备的第一部分上的第一触觉致动器160、设置在第一触觉致动器160附近的第一触觉效果传感器170、设置在触觉设备的第二部分上的第二触觉致动器160以及设置在第二触觉致动器160附近的第二触觉效果传感器170。在一些示例中,示例反馈电路145用于基于第二输出触觉振动165与由第一触觉效果传感器和/或第二触觉效果传感器170感测的触觉振动之间的差异来修改对第二触觉致动器160的目标输入信号波形。

图2是示例触觉设备100的框图,其中可调整的输入信号波形电路208将目标(例如,期望的)输入信号波形210波形提供给示例触觉致动器160,示例触觉致动器160响应于目标输入信号波形210而生成输出触觉振动165。目标输入信号波形210可包括任何类型的任何期望波形(例如,正弦波,方波,三角波,锯齿波,等等)、小波或波包,以从示例触觉致动器160生成期望的输出触觉振动165。可以根据经验确定目标输入信号波形210。通过在其中或其上设置有示例触觉致动器160和示例触觉效果传感器170的基板材料沿着示例性路径202传送输出触觉振动165。例如由于在其中或其上设置有示例触觉致动器160和示例触觉效果传感器170的基板材料中的输出触觉振动165的修改(例如,振动的一个或多个特性(诸如幅度、频率、相位、波长等)的衰减),测量触觉振动240可以与输出触觉振动165不同。例如由于如下材料或约束对输出触觉振动165的修改,测量触觉振动240可以与输出触觉振动165不同,该材料或约束强加示例触觉设备100外部的边界条件,例如可穿戴触觉设备100与用户的配合。

触觉效果传感器170向反馈电路145输出测量触觉振动波形241。图2的示例反馈电路145包括存储器246(例如,查找表(lux)等),其包括可以与测量触觉振动波形241或其衍生物进行比较的波形信息。在一些示例中,存储器246包括与触觉致动器160要输出的多个触觉效果相对应的输入信号波形库或其部分。在一些示例中,存储器246包括用户存储的测量触觉振动波形241或其部分(例如,可接受的测量触觉振动波形241和不可接受的测量触觉振动波形241等)。在一些示例中,示例反馈电路145响应于目标输入信号波形210与测量触觉振动波形241之间的差异(其对应于输出触觉振动165与来自触觉效果传感器170的测量触觉振动240之间的差异)而向可调整的输入信号波形电路208输出用于修改提供给示例触觉致动器160的目标输入信号波形210的指令,以改变由示例触觉致动器160生成的输出触觉振动165。在一些示例中,经由对示例触觉致动器160的目标输入信号波形210的修改而产生的对输出触觉振动165的改变可包括对输出触觉振动165的幅度、频率、相位和/或波长的改变,或者将输出触觉振动165从第一振动改变为第二振动。在一些示例中,根据经验确定对目标输入信号波形210的一个或多个修改。

图3是示例反馈电路145的框图。示例反馈电路145包括示例存储器246,示例目标输入信号波形分析器302,示例测量触觉振动波形分析器304,示例波形比较器306,以及示例反馈分析器308。在一些示例中,示例目标输入信号波形分析器302、示例测量触觉振动波形分析器304、示例波形比较器306和示例反馈分析器308可操作地与一个或多个处理器150相关联。

示例目标输入信号波形分析器302和示例测量触觉振动波形分析器304中的每一个用于准备目标输入信号波形210和测量触觉振动波形241中的相应一个,以便通过示例波形比较器306进行比较。例如,示例目标输入信号波形分析器302和/或示例测量触觉振动波形分析器304根据需要来应用缩放、偏移、增益、偏置或其他转换,以实现目标输入信号波形210与测量触觉振动波形241之间的直接比较。示例目标输入信号波形分析器302将目标输入信号波形210解析为适于与测量触觉振动波形241进行比较的形式(例如,经由变换(例如,快速傅里叶变换,小波变换,等等)将目标输入信号波形210从时域转换到频域)。示例测量触觉振动波形分析器304将测量触觉振动波形241解析为适于与目标输入信号波形210进行比较的形式(例如,经由变换(例如,快速傅里叶变换,小波变换,等等)将测量触觉振动波形241从时域转换到频域)。

示例波形比较器306将常规波形分析技术(例如,频域分析,频谱分量的分析,等等)应用于目标输入信号波形210和测量触觉振动波形241,以识别波形之间的差异。示例波形比较器306然后将识别出的目标输入信号波形210和测量触觉振动波形241之间的差异与预定阈值(诸如在示例触觉设备100的校准期间设置并存储在存储器246中的阈值的查找表)进行比较,以确定由示例触觉效果传感器170感测的测量触觉振动240是否指示示例触觉设备100的对其进行调整可能是有益的物理状态。例如,在用户在设备训练会话期间校准示例触觉设备100期间,用户将示例触觉设备100定位在示例触觉设备100的一个或多个可接受的位置(即,用户接收到给定输出触觉振动165的期望触觉效果的一个或多个位置)和示例触觉设备100的一个或多个不可接受的位置(即,用户未接收到给定输出触觉振动165的期望触觉效果的一个或多个位置)。与这些可接受和不可接受的位置相对应的输出触觉振动165和测量触觉振动240经由变换而被解析为代表性波形,并且代表性波形(例如,针对触觉设备100的各种位置的目标输入信号波形210和测量触觉振动波形241之间的映射,等等)或从其导出或与其相关的数据(例如,一个或多个特定频率,一个或多个特定幅度,等等)被存储在物理存储器设备246数据结构(例如,查找表)中以作为代表性的正常和非正常(off-normal)的波形或其衍生物(例如,幅度,频率,等等)。在另一示例中,示例触觉设备100包括出厂设置查找表,其具有与在产品开发期间确定的可接受和不可接受的位置以及相关的触觉效果相对应的波形或从其导出或与之相关的数据。

示例反馈分析器308确定响应于任何识别出的非正常波形或其衍生物而应用于示例触觉设备100的校正动作。在一些示例中,将校正动作包括在示例触觉设备100的校准期间设置的校正动作的查找表中。例如,在用户在设备训练会话期间校准示例触觉设备100期间,用户针对示例触觉设备100的向用户提供不可接受的触觉效果的一个或多个位置输入一个或多个期望的校正动作。为了说明,对于特定的输出触觉振动165,用户可以针对由示例波形比较器306输出的波形的表示第一非正常条件的第一阈值差异定义第一校正动作,针对由示例波形比较器306输出的波形的表示第二非正常条件的第二阈值差异定义第二校正动作,以及针对由示例波形比较器306输出的波形的表示第三非正常条件的第三阈值差异定义第三校正动作。在一些示例中,第一校正动作包括对一个或多个指示器130的用于向用户警告第一阈值差异的输出(例如,发光的led指示器,从扬声器输出的音调,等等),第二校正动作包括对多个指示器130的用于向用户警告第二阈值差异的输出(例如,用于解析在显示设备上显示的第二阈值差异和从扬声器输出的音调等的指令),并且第三校正动作包括经由对可调整的输入信号波形电路208的输出信号对示例触觉致动器160的输出的修改(例如,输出触觉振动的频率的修改,输出触觉振动的幅度或强度的修改,不同输出触觉振动的使用,等等)。在一些示例中,根据经验确定示例反馈分析器308的修改参数或向示例触觉设备100提示修改参数的响应。

当要产生随时间变化的触觉效果(例如,正弦效果等)时,对示例测量触觉振动波形分析器304的示例触觉效果传感器170输出(例如,测量的触觉振动240时域信号等)可以经由示例波形比较器306根据要产生的瞬时触觉幅度进行采样和变换。因此,可以通过示例波形比较器306来检测动态触觉效果并且经由示例反馈分析器308来实时调整动态触觉效果。

图4a-图4b是其他示例触觉设备100的框图。图4a示出了图2-图3的示例的变体,其中示例反馈电路145用于将信号输出到示例指示器130以向用户传达表示输出触觉振动165与测量触觉振动240之间的差异的光、图像、文本、音频内容和/或视频内容。为了说明,如果示例反馈电路145确定在目标输入信号波形210与测量触觉振动波形241之间存在差异并且这样的差异与示例触觉设备100的不可接受的配置(例如,触觉设备100的上述第三状态,等等)相关联,则信号被输出到示例指示器130以提示用户进行校正动作以将示例触觉设备100重新配置为可接受的配置。作为示例,如果诸如在图1中示出的可穿戴触觉设备100处于与不可接受的配置相关的宽松状态(例如,由用户在经验“训练”操作期间设置等),则示例反馈电路145使示例指示器130通过可穿戴触觉设备100的扬声器(例如,图1中的最左侧的示例指示器130)输出音响警报和/或向可穿戴触觉设备100的示例显示器(例如,图1中的最右侧的示例指示器130)输出视觉警报。在一些示例中,视觉警报可包括与由示例反馈电路145指示的特定差异相对应的针对用户的特定指令。在一些示例中,可以使用不同的音响警报来传达由示例反馈电路145指示的不同程度或差异。

图4b示出了示例反馈电路145,其将表示由示例反馈电路145确定的目标输入信号波形210和测量触觉振动波形241之间的差异的控制信号输出到示例位置致动器400,以使位置致动器400将示例触觉设备100(例如,可穿戴触觉设备等)的第一部分从第一位置移动到第二位置。例如,位置致动器400将移动可穿戴触觉设备的第一部分以修改可穿戴触觉设备的配合。在一些示例中,示例位置致动器400包括机械致动器、电致动器、气动致动器或液压致动器,其被设置成连接示例触觉设备100的两个部分并使示例触觉设备100的两个部分相对于彼此移动。在一些示例中,示例位置致动器400是线性致动器,微型线性致动器,旋转致动器,音圈致动器,或者超声压电致动器,人造肌肉,气动人造肌肉,或者电活性聚合物。如果示例反馈电路145检测到目标输入信号波形210和测量触觉振动波形241之间的差异与示例触觉设备100的不可接受的配置(例如,触觉设备100的上述第三状态,其中触觉设备具有不良配合,从而引起与输出触觉振动165等相比不利的测量触觉振动240)相对应,则示例反馈电路145将信号输出到示例位置致动器400以致动示例位置致动器400并使示例触觉设备100的第一部分相对于示例触觉设备100的第二部分移动(例如,离第二部分更近、更远等等)。示例触觉设备100的第一部分相对于示例触觉设备100的第二部分的该移动造成示例触觉设备100的位置的相应变化,诸如可穿戴触觉设备100的配合的变化(例如,收紧宽松的带120,等等)。

图5呈现了与图1的曲线图类似的示例腕戴式触觉设备100的曲线图510、520,其中曲线图510示出了示例触觉效果传感器170针对第一状态(紧密)沿着第一轴(即,y轴)测量的加速度,并且曲线图520示出了示例触觉效果传感器170针对第二状态(宽松)沿着第一轴(即,y轴)测量的加速度。图6呈现了相同示例腕戴式触觉设备100的曲线图610、620,其中曲线图610示出了示例触觉效果传感器170针对第一状态(宽松)测量的沿着第二轴(即,z轴,图6)的加速度,并且曲线图620示出了示例触觉效果传感器170针对第二状态(紧密)测量的沿着第二轴的加速度。

在图5-图6的受测试的示例腕戴式设备中,观察了与触觉致动器160间隔开约2mm的示例触觉效果传感器170处的示例测量触觉振动240,以与佩戴腕戴式设备的宽松程度或紧密程度相关联。如上所述,用于这些测试的示例触觉效果传感器170是invensensempu9150。图5-图6的曲线图510-520和610-620示出了示例触觉效果传感器170针对紧密佩戴和宽松佩戴的示例腕戴式触觉设备100所测量的加速度(按照固定采样率以milli-g为单位)。表示为加速度曲线图510-520和610-620的测量触觉振动示出了对于紧密带的幅度和频率的减小,或相反地,对于宽松带的幅度和频率的增加。图5-图6中的差异可以表明:当腕戴式触觉设备100紧密地围绕用户的手腕而固定时,更多的触觉能量被传送到手腕。

在图5中,在曲线图510中示出的示例腕戴式设备的紧密配合的y向加速度的幅度在沿着x轴示出的测试持续时间(251毫秒)期间,在约为750milli-g的原点附近在约+/-500milli-g(y轴)之间。相比之下,在曲线图520中示出的示例腕戴式设备的宽松配合的y向加速度的幅度在约为750milli-g的原点附近在约+/-1000milli-g左右之间。

在图6中,在曲线图610中示出的示例腕戴式设备的紧密配合的z向加速度的幅度在约为600milli-g的原点附近在约+/-50milli-g之间。相比之下,在曲线图620中示出的示例腕戴式设备的宽松配合的z向加速度的幅度在约为600milli-g的原点附近在约+/-400milli-g之间。

在示例触觉效果传感器170(例如,宽松与紧密)处感测的测量触觉振动240与来自示例触觉致动器160的固定输出触觉振动165之间的这些差异是可操作的,并且允许示例反馈电路145区分示例触觉设备100的不同位置。根据测量触觉振动240(例如,曲线图510-520和/或610-620),示例反馈电路145将相应的指令和/或控制信号输出到例如示例指示器130、示例可调整输入信号波形210或示例位置致动器400。

图7呈现了类似于图1所示的示例腕戴式触觉设备100的曲线图。具体而言,图7示出了由示例触觉效果传感器170针对第一状态(在0-256毫秒的时段内在第一方向上宽松地佩戴)和第二状态(在256-408毫秒的时段内在第二方向上宽松地佩戴)测量的沿x轴(顶部曲线图)、y轴(中间曲线图)和z轴(底部曲线图)的加速度。反映了示例触觉设备100相对于用户手腕的定向的变化的从第一状态到第二状态的转换由顶部曲线图中的转换720、中间曲线图中的转换750和底部曲线图中转换780表示。在沿x轴的加速度的曲线图(图7的顶部曲线图)中,曲线图在转换720之前的第一部分710中的加速度的特征幅度和频率不同于曲线图在转换720之后的第二部分730中的加速度的特征幅度和频率。

类似地,在沿y轴的加速度的曲线图(图7的中间曲线图)中,曲线图在转换750之前的第一部分740中的加速度的特征振幅和频率不同于曲线图在转换750之后的第二部分760中的加速度的特征振幅和频率。另外,在沿z轴的加速度的曲线图(图7的底部曲线图)中,曲线图在转换780之前的第一部分770中的加速度的特征振幅和频率不同于曲线图在转换780之后的第二部分790中的加速度的特征振幅和频率。关于在示例触觉效果传感器170处感测到的测量触觉振动240与示例触觉致动器160的输出触觉振动165之间的上述示例比较,图7说明了:独立于示例触觉致动器160的输出触觉振动165,由示例触觉效果传感器170感测的测量触觉振动240的相对变化本身可用于使反馈电路145将指令和/或控制信号输出到例如示例指示器130、示例可调整输入信号波形210或示例位置致动器400。

在图8-图9中示出了表示用于实现诸如在图1-图4中以示例方式示出的对示例触觉设备100的调整的示例机器可读指令的流程图。在图8-图9的这些示例中,机器可读指令构成供处理器(诸如在下面联系图10讨论的示例处理器平台1000中示出的处理器150)执行的程序。该程序可以体现在存储在有形计算机可读存储介质(诸如cd-rom、软盘、硬盘驱动器、数字通用盘(dvd)、蓝光光盘或者与处理器150或示例处理器平台1000相关联的存储器)上的软件中,但是整个程序和/或其部分可以替代地由除处理器150之外的设备执行和/或体现在固件或专用硬件中。另外,尽管参考图8-图9所示的流程图描述了示例程序,但是可以替代地使用实现用于实现对示例触觉设备100的调整的示例指令的许多其他方法。例如,可以改变块的执行顺序,并且/或者可以改变、消除或组合所描述的块中的一些。

如上所述,用于实现对示例触觉设备100的调整的图8-图9的示例过程或本文公开的其他过程可以使用编码指令(例如,计算机和/或机器可读指令)来实现,这些编码指令存储在有形计算机可读存储介质(诸如硬盘驱动器,闪速存储器,只读存储器(rom),光盘(cd),数字通用盘(dvd),高速缓存,随机存取存储器(ram)和/或其中信息被存储任何持续时间(例如,延长的时间段,永久地,短暂的实例,临时缓冲,和/或信息的缓存)的任何其他存储设备或存储盘)上。如本文所使用的,术语有形计算机可读存储介质明确地定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘并且排除传播信号并排除传输介质。如本文所使用的,“有形计算机可读存储介质”和“有形机器可读存储介质”可互换使用。附加地或替代地,用于实现对示例触觉设备100的调整的图8-图9的示例过程或本文公开的其他过程可以使用编码指令(例如,计算机和/或机器可读指令)来实现,这些编码指令存储在非暂时性计算机和/或机器可读介质(诸如硬盘驱动器,闪速存储器,只读存储器,光盘,数字通用盘,高速缓存,随机存取存储器和/或其中信息被存储任何持续时间(例如,延长的时间段,永久地,短暂的实例,临时缓冲,和/或信息的缓存)的任何其他存储设备或存储盘)上。如本文所使用的,术语非暂时性计算机可读介质明确地被定义为包括任何类型的计算机可读存储设备和/或存储盘并且排除传播信号并排除传输介质。如本文所使用的,当短语“至少”被用作权利要求的前序中的过渡项时,它以与术语“包括”在开放式方面是相同的,术语“包括”也是开放式的。

图8示出了表示示例机器可读指令的流程图,示例机器可读指令可被执行以产生对触觉设备的手动调整。在块810中,响应于由可调整输入信号波形电路208生成的期望或目标触觉振动的目标输入信号波形210(参见图2),触觉致动器160产生输出触觉振动165。目标输入信号波形210可以包括任何期望的波形、小波或分组(例如,正弦波,方波,三角波,锯齿波,等等),对此无限制。在一些示例中,块810包括将波形或其衍生物存储在物理存储器246中,这些波形或其衍生物对应于触觉致动器160响应于目标输入信号波形210而要产生的期望输出触觉振动165(例如,触觉效果)。例如,偏心旋转质量(erm)致动器响应于目标输入信号波形(例如,施加的电压)而产生输出触觉振动165。

在块820中,通过位于诸如在图2-图3和图4a-图4b中示出的示例触觉致动器160附近的示例触觉效果传感器170来测量触觉振动240。为了说明,包括加速计的示例触觉效果传感器170用于感测具有与输出触觉振动165的幅度和频率相关的幅度和频率的触觉振动。在一些示例中,块820包括将与由示例触觉效果传感器170感测的测量触觉振动240或其一部分相对应的波形或其衍生物存储在物理存储器246中。

在块830中,将对应于测量触觉振动240的测量触觉振动波形241与目标输入信号波形210进行比较。例如,如图2的示例所示,由触觉效果传感器170将测量触觉振动波形241输出到反馈电路145,然后可以在反馈电路145处将测量触觉振动波形241与从存储器246获取的目标输入信号波形210进行比较。在一些示例中,测量触觉振动波形241与针对触觉致动器160的目标输入信号波形210的该比较包括目标输入信号波形210的幅度和/或频率与测量触觉振动波形241的幅度和/或频率之间的比较。

测量触觉振动波形241与目标输入信号波形210的该比较可包括用于比较波形或信号的任何常规技术,包括但不限于:均方根(rms)水平的比较,振动的脉冲性之间的比较(例如,峰值水平和rms水平之间的差异),加速度之间的比较,速度之间的比较,或位移之间的比较,或对称性的比较。在一些示例中,为了与目标输入信号波形210进行比较而将测量触觉振动240转换为测量触觉振动波形241可包括:使用变换将测量触觉振动240转换到频域,例如以识别感测频率的范围或识别感测频率的该范围内的主频率。引起输出触觉振动165的目标输入信号波形210与对应于测量触觉振动240的测量触觉振动波形241之间的比较,或者测量触觉振动波形241的第一部分与测量触觉振动波形241的第二部分的比较可以使用用于振动、波形、信号或功能分析的任何常规技术。在一些示例中,该变换可包括傅里叶变换(例如,快速傅里叶变换(fft),间接傅立叶变换,傅立叶正弦变换,分数傅里叶变换,等等)或小波变换(例如,连续小波变换,离散小波变换,复小波变换,等等)。

在块830中比较测量触觉振动波形241和目标输入信号波形210之后,块840确定在测量触觉振动波形241和目标输入信号波形210之间是否存在阈值差异。如果“是”,则在块850中将指令输出到示例触觉设备100的用户,从而指示该用户调整示例触觉设备100的配合。比较的值还可以将要输出的指令通知给用户。举例来说,可以通过差异的方向(例如,负的,正的)来指示示例触觉设备的配合的调整方向(例如,收紧,放松,等等)。如果在块840中在测量触觉振动波形241和目标输入信号波形210之间不存在阈值差异(块840=“否”),则控制传递回到块810。

在一些示例中,指令的复杂性根据为了向用户提供反馈而选择的指示器130的类型(例如,led,显示设备,扬声器,等等)而变化,并且可包括:灯的照明(例如,连续,脉冲,等等),来自扬声器的可听音调、警报或消息的发生器,和/或显示在显示设备上的文本指令。例如,如果触觉设备100是图1所示的手表,并且手表是宽松的,则指示器130(例如,显示设备)可以显示指示用户收紧手表以提高所需触觉效果的保真度的提示。因此,如果对应于测量触觉振动240的测量触觉振动波形241指示示例触觉设备100佩戴得太松,则可以引导用户收紧示例触觉设备100,并且相反地,如果对应于测量触觉振动240的测量触觉振动波形241指示示例触觉设备100佩戴得太紧,可以引导用户放松示例触觉设备100。在另一示例中,当用户正在穿上可穿戴触觉设备100时,或者在可穿戴触觉设备100的佩戴期间,反馈电路145用于引导用户(例如,经由从诸如显示设备或扬声器等的指示器130输出的引导信号或指令)调整可穿戴触觉设备100的一个或多个组件的紧密度(tightness),以将可穿戴触觉设备定位成传递来自一个或多个触觉致动器160的期望触觉效果。

在一些示例中,示例反馈电路145根据测量触觉振动波形241来确定测量触觉振动240是否包括不期望的或恼人的可听频率或音调。在这样的示例中,在块850中,示例反馈电路145可以向示例触觉设备100的用户输出指令,从而指示该用户调整示例触觉设备100的配合以消除这样不期望的频率或音调。

如上所述,在一些示例中,阈值差异由用户根据经验确定并存储在存储器设备246中。使示例触觉设备100的用户能够校准示例反馈电路145,以经由示例指示器130显示例如阈值设置、对示例触觉设备100的位置或配合的建议校正。在一些示例中,使示例触觉设备100的用户能够响应于任何阈值差异而校准示例反馈电路145,以调整针对触觉致动器160的目标输入信号波形210和/或控制示例位置致动器400以调整示例触觉致动器160的一个或多个部分的位置,从而产生向用户提供期望触觉效果的输出触觉振动165。在一些示例中,触觉效果传感器170包括集成到所示触觉反馈回路中的光学传感器,以便于调整示例触觉设备100的配合。在一些示例中,示例反馈电路145被工厂校准为示例触觉设备100的形状因子和功能,其中阈值差异被设置为在示例触觉致动器160的开发期间确定的值,以提供样本群体的期望的触觉效果。

在一些示例用例中,用户佩戴一些可穿戴设备(例如,生物识别传感器,光学心率传感器,压力传感器,温度传感器,图像传感器,等等)太松或太紧以至于面向皮肤的传感器无法正常工作。这样的用例可以有利地包括示例触觉设备100,其包括经由示例反馈电路145的触觉反馈回路,用于在任何给定时间提供对可穿戴设备的配合或定位的独立测量。如果可穿戴设备的配合或位置不正确(例如,可穿戴设备的位置在用户移动期间滑动等),则可以经由引导信号或指令来引导用户调整可穿戴设备的紧密度和/或位置,以提高面向皮肤的传感器的性能。因此,指示器130可以用于基于测量触觉振动波形241与目标输入信号波形210之间的差异来生成引导信号,以引导用户修改可穿戴触觉设备100的位置,诸如以引导用户使可穿戴触觉设备相对于用户的身体部位(例如,手腕,手臂,腿,头部,躯干,等等)收紧或者使可穿戴触觉设备相对于身体部位放松。

图9示出了表示可被执行以产生对触觉设备的自动调整的另一示例机器可读指令的流程图。在块910中,响应于对示例触觉致动器160的目标输入信号波形210而产生输出触觉振动165。在一些示例中,块910包括在物理存储器246中存储与由触觉致动器160响应于目标输入信号波形210而产生的输出触觉振动165或其一部分相对应的波形或其衍生物。

在块920中,通过位于示例触觉致动器160附近的示例触觉效果传感器170来测量触觉振动240,例如在图2-图3和图4a-图4b中所示。在一些示例中,块920包括在物理存储器246中存储与由示例触觉效果传感器170感测的测量触觉振动240或其一部分相对应的波形或其衍生物。

在块930中,将测量触觉振动波形241与目标输入信号波形210进行比较。例如,由示例触觉效果传感器170感测的测量触觉振动240被解析为测量触觉振动波形241,其被与示例触觉振动器160用于生成输出触觉振动165的目标输入信号波形210进行比较。在一些示例中,测量触觉振动波形241与目标输入信号波形210的该比较包括目标输入信号波形210的幅度和/或频率与测量触觉振动波形241的幅度和/或频率之间的比较。目标输入信号波形210与测量触觉振动波形241之间的该比较可包括用于比较波形或信号的任何常规技术,包括但不限于:均方根(rms)水平的比较,振动的脉冲性之间的比较(例如,峰值水平和rms水平之间的差异),加速度之间的比较,速度之间的比较,或位移之间的比较,或对称性的比较。

在一些示例中,测量触觉振动波形241与目标输入信号波形210之间的比较可包括使用变换将测量触觉振动240转换到频域以识别感测频率的范围或识别感测频率的该范围内的主频率。测量触觉振动波形241与目标输入信号波形210之间的比较,或者测量触觉振动波形241的第一部分与测量触觉振动波形241的第二部分的比较可以使用用于振动、波形、信号或功能分析的任何常规技术。在一些示例中,该变换可包括傅里叶变换(例如,快速傅里叶变换(fft),间接傅立叶变换,傅立叶正弦变换,分数傅里叶变换,等等)或小波变换(例如,连续小波变换,离散小波变换,复小波变换,等等)。

在一些示例中,块930包括使用处理器来识别可听频率,并且块940包括使用示例反馈电路145(例如,使用示例波形比较器和示例反馈分析器308)来修改对示例触觉致动器160的目标输入信号波形210,以消除根据对测量触觉振动波形241的分析而确定的可听频率分量(例如,用户可听到的分量,等等)。

在块930中比较测量触觉振动波形241和目标输入信号波形210之后,块940确定在测量触觉振动波形241和目标输入信号波形210之间是否存在阈值差异。如果块940的输出为“是”,则反馈电路145向可调整输入信号波形210输出指令,以调整针对触觉致动器160的目标输入信号波形和/或调整触觉致动器160的位置(例如,经由位置致动器400等),以实现对输出触觉振动165的调整,以减小测量触觉振动波形241与目标输入信号波形210之间的差异,从而使得输出触觉振动165与由触觉效果传感器170测量的触觉振动之间的差异相应地减小。例如,示例反馈电路145用于修改针对触觉致动器160的目标输入信号波形210,以减小输出触觉振动165与测量触觉振动240之间的幅度和/或频率之间的差异,或者换句话说,以减小测量触觉振动波形241与目标输入信号波形210之间的差异,并且相应地,减小输出触觉振动165与由触觉效果传感器170测量的触觉振动之间的差异。

用于调整示例触觉致动器160的输出触觉振动165的示例改变包括但不限于以下各项中的一个或多个:目标输入信号波形210的幅度或强度的变化,目标输入信号波形210的频率的变化,对示例触觉致动器160的施加电压的变化和/或目标输入信号波形210从第一波形(例如,第一振动模式等)到第二输入信号波形210(例如,第二振动模式等)的变化。在另一示例中,示例触觉致动器160的输出触觉振动165的改变可包括停止目标输入信号波形210以支持另一输出,例如对示例指示器130的向用户警告存在至少阈值差异的输出。例如,在示例反馈电路145在块940中确定用户太宽松地佩戴示例触觉设备100以至于示例触觉致动器160无法经由输出触觉振动165传达预期触觉效果的情况下,示例反馈电路145可以使用一个或多个示例指示器130(例如,声音,光,等等)来获得用户的注意。

在一些示例中,用于调整示例触觉致动器160的输出触觉振动165的改变包括控制示例位置致动器400以调整示例触觉致动器160的一个或多个部分的位置,以引起示例触觉设备100与用户的配合的改变,从而影响输出触觉振动165和用户之间的交互。例如,在块940中,响应于测量触觉振动波形241与目标输入信号波形210之间的差异,示例反馈电路145经由示例位置致动器400来修改包括在内示例触觉设备100的可穿戴设备的配合,其中可穿戴设备包括服装、鞋类、头饰、眼镜、腕饰、背心、带、治疗设备、矫形设备、医疗设备、手表或软外骨骼。

关于块950中对输出触觉振动165的位置的调整,诸如图1的示例之类的示例触觉设备100包括沿示例带120间隔开的多个示例触觉致动器160。如果示例触觉设备100的配合使得多个示例触觉致动器中的第一示例触觉致动器160的输出触觉振动165产生了测量触觉振动波形241与目标输入信号波形210之间的超过阈值差异的差异,则示例反馈电路145然后可以例如禁用第一示例触觉致动器160并使多个示例触觉致动器中的第二示例触觉致动器160产生输出触觉振动165。由于第二示例触觉致动器160处于与第一示例触觉致动器160不同的位置,因此在测量触觉振动波形241和目标输入信号波形210之间的差异低于阈值差异的情况下,第二示例触觉致动器160与用户之间的接触程度可以足以经由输出触觉振动165传达期望的触觉效果。

继续上述示例,如果示例触觉设备100的配合使得第二示例触觉致动器160的输出触觉振动165也产生了测量触觉振动波形241与目标输入信号波形210之间的超过阈值差异的差异,则示例反馈电路145然后可以禁用第二示例触觉致动器160并使多个示例触觉致动器中的第三示例触觉致动器160产生输出触觉振动165。由于第三示例触觉致动器160处于与第二示例触觉致动器160不同的位置,因此在测量触觉振动波形241与目标输入信号波形210之间的差异低于阈值差异的情况下,第三示例触觉致动器160与用户之间的接触程度可以足以经由输出触觉振动165传达期望的触觉效果。

如果测量触觉振动波形241与目标输入信号波形210之间的差异小于阈值差异,则块940的输出为“否”,并且控制传递回到块910。

图10是示例处理器平台的框图,该示例处理器平台可以执行图8-图9的示例指令,以实现图1-图4b的示例触觉设备的示例反馈电路145。在一些示例中,机器可读介质包括多个指令,其响应于在计算设备上执行而使该计算设备:在存储器246中存储与由触觉致动器160产生的输出触觉振动165相对应的第一波形(例如,目标输入信号波形210),在存储器246中存储与由触觉效果传感器170感测的测量触觉振动240相对应的第二波形(例如,测量触觉振动波形241),将第一波形与第二波形进行比较以确定第一波形与第二波形之间的一个或多个差异,并且响应于第一波形与第二波形之间的一个或多个差异而修改针对触觉致动器160的目标输入信号波形。在一些示例中,所述多个指令响应于在计算设备上执行而使该计算设备经由指示器130来指示第一波形与第二波形之间的一个或多个差异。

在一些示例中,在触觉致动器160为活跃时可以被连续地执行,或仅在特定的场合(诸如检测到的用户的物理状态的变化(例如,运动等))进行,或者由设备的佩戴方式的变化触发(例如,机械传感器、电容传感器或光学传感器检测到触觉设备的穿上和/或脱下)关于对来自触觉致动器160的输出振动165与测量触觉振动240之间的差异的计算的触发,以确定与期望触觉效果的偏离,。

在一些示例中,反馈电路145将饱和(最大/最小激励)条件强加到要应用于触觉致动器160的目标输入振动波形210,以避免可能超过阈值的触觉输出,其可能对设备是有害的或者对设备的用户是有害、刺激或讨厌的(例如,太高的刺激)或者可能根本无法被感测到(例如,太低的刺激)。

在各种示例中,作为示例,处理器平台1000是服务器、台式计算机、膝上型计算机,或者移动设备(例如,蜂窝电话,智能电话,诸如ipadtm之类的平板计算机),或者任何其他类型的计算设备。

所示示例的处理器平台1000包括处理器150。所示示例的处理器150是硬件。例如,处理器150可以由来自任何期望的系列或制造商的一个或多个集成电路、逻辑电路、微处理器或控制器实现。

所示示例的处理器150包括本地存储器1013(例如,高速缓存)。处理器150执行指令以实现图3的示例存储器246、示例目标输入信号波形分析器302、示例测量触觉振动波形分析器304、示例波形比较器306和示例反馈分析器308。所示示例的处理器150经由总线1018与包括易失性存储器1014和非易失性存储器1016的主存储器通信。易失性存储器1014可以由同步动态随机存取存储器(sdram)、动态随机存取存储器(dram)、rambus动态随机存取存储器(rdram)和/或任何其他类型的随机存取存储器设备实现。非易失性存储器1016可以由闪速存储器和/或任何其他期望类型的存储器设备实现。对主存储器1014、1016的访问由存储器控制器控制。

所示示例的处理器平台1000还包括用于将外部系统连接到示例触觉设备100的接口电路1020。接口电路1020可以通过任何类型的硬连线或无线接口标准(诸如但不限于以太网接口、通用串行总线(usb)和/或pciexpress接口)来实现。

在所示示例中,一个或多个输入设备1022经由总线1018连接到接口电路1020。一个或多个输入设备1022允许用户将数据和命令输入到处理器150中。一个或多个输入设备1022可以通过例如音频传感器、麦克风、相机(静止或视频)、键盘、按钮、鼠标、触摸屏或触摸板、跟踪板、轨迹球、等位点和/或语音识别系统来实现。在图1的图示示例中,示例输入设备1022可包括与指示器130组合提供的触摸屏(例如,触摸屏显示设备)。

一个或多个输出设备1024也连接到所示示例的接口电路1020。输出设备1024可以例如通过显示设备(例如,发光二极管(led),有机发光二极管(oled),液晶显示器,阴极射线管显示器(crt),触摸屏,触觉输出设备,打印机,扬声器,等等)来实现。在一些示例中,接口电路1020包括图形驱动器卡、图形驱动器芯片或图形驱动器处理器。

所示示例的接口电路1020还包括诸如发射器、接收器、收发器、调制解调器和/或网络接口卡之类的通信设备,以促进经由网络1026(例如,以太网连接,数字用户线(dsl),电话线,同轴电缆,蜂窝电话系统,等等)与外部机器(例如,任何种类的计算设备)的数据交换。

在一些示例中,示例反馈电路145、示例存储器246、示例目标输入信号波形分析器302、示例测量触觉振动波形分析器304、示例波形比较器306和/或示例反馈分析器308包括硬件处理逻辑,诸如但不限于现场可编程门阵列(fpga)和/或专用集成电路(asic),其中本文描述的相应功能被硬连线在fpga、asic等中。例如,在一些示例中,一种装置包括用于响应于目标输入信号波形而产生输出触觉振动的触觉致动器,以及位于该触觉致动器附近的用于测量对应于输出触觉振动的触觉振动并输出测量触觉振动波形的触觉效果传感器。该装置还包括硬件处理逻辑,该硬件处理逻辑用于:存储目标输入信号波形,存储与由触觉效果传感器感测的测量触觉振动相对应的测量触觉振动波形,将目标输入信号波形与测量触觉振动波形进行比较以确定目标输入信号波形与测量触觉振动波形之间的一个或多个差异,并响应于目标输入信号波形与测量触觉振动波形之间的一个或多个差异而修改针对触觉致动器的目标输入信号波形。

示例1是一种可穿戴设备,其包括:用于响应于目标输入信号波形而产生输出触觉振动的触觉致动器,位于触觉致动器附近的用于测量与输出触觉振动相对应的触觉振动和输出测量触觉振动波形的触觉效果传感器,以及用于修改目标输入信号波形以减小输出触觉振动与测量触觉振动波形之间的差异的反馈电路。

示例2包括如在示例1中定义的可穿戴设备,其中,触觉效果传感器设置在触觉致动器附近。

示例3包括如在示例1-2的任一项中定义的可穿戴设备,其中,触觉效果传感器用于感测触觉振动的幅度和频率。

示例4包括如在示例1-3的任一项中定义的可穿戴设备,其中,反馈电路包括用于将测量触觉振动波形转换到频域的处理器。

示例5包括如在示例1-4的任一项中定义的可穿戴设备,其中,反馈电路用于使用变换将测量触觉振动波形转换到频域,以识别所感测的频率的范围。

示例6包括如在示例1-5的任一项中定义的可穿戴设备,其中,反馈电路用于识别感测频率的范围中的主频率。

示例7包括如在示例1-6的任一项中定义的可穿戴设备,其中,反馈电路用于识别可听频率,并且反馈电路用于修改目标输入信号波形以从输出触觉振动中消除该可听频率。

示例8包括如在示例1-7的任一项中定义的可穿戴设备,其中,可穿戴设备包括以下各项中的至少一种:服装,鞋类,头饰,眼镜,腕饰,背心,带,治疗设备,矫形设备,医疗设备,手表,或者软外骨骼。

示例9包括如在示例1-8的任一项中定义的可穿戴设备,其中,反馈电路包括用于确定目标输入信号波形与测量触觉振动波形之间的差异的处理器。

示例10包括如在示例1-9的任一项中定义的可穿戴设备,并且还包括指示器,该指示器用于基于目标输入信号波形与测量触觉振动波形之间的差异来生成引导信号,以引导用户修改可穿戴设备的位置。

示例11包括如在示例1-10的任一项中定义的可穿戴设备,其中,引导信号用于引导用户进行以下操作中的至少一种:使可穿戴设备相对于用户的身体部位收紧,或者使可穿戴设备相对于该身体部位放松。

示例12包括如在示例1-11的任一项中定义的可穿戴设备,并且还包括第二传感器和指示器,该指示器用于基于目标输入信号波形与测量触觉振动波形之间的差异来生成引导信号,以引导用户修改第二传感器的位置。

示例13包括如在示例1-12的任一项中定义的可穿戴设备,其中,第二传感器是生物识别传感器、生物传感器、温度传感器、压力传感器、心率传感器或心电势波形传感器中的至少一种。

示例14包括如在示例1-13的任一项中定义的可穿戴设备,其中,触觉效果传感器包括负荷传感器、红外传感器、光学传感器、电容传感器、加速度计、压电传感器、应变仪或换能器中的至少一种,以感测位移、力或加速度中的至少一种。

示例15包括如在示例1-14的任一项中定义的可穿戴设备,其中,可穿戴设备是虚拟现实设备或增强现实设备中的至少一种。

示例16包括如在示例1-15的任一项中定义的可穿戴设备,其中,触觉致动器是设置在设备的第一部分上的第一触觉致动器,触觉效果传感器包括设置在第一触觉致动器附近的第一传感器,并且还包括设置在设备的第二部分上的第二触觉致动器和设置在第二触觉致动器附近的第二传感器,反馈电路基于第二输入信号波形和由第二传感器感测的第二测量触觉振动波形之间的差异来修改对第二触觉致动器的输入。

示例17包括如在示例1-16的任一项中定义的可穿戴设备,其中,触觉致动器包括压电设备或电活性聚合物。

示例18包括如在示例1-17的任一项中定义的可穿戴设备,并且还包括位置致动器,该位置致动器用于响应于目标输入信号波形与测量触觉振动波形之间的差异而将可穿戴设备的至少一部分从第一位置移动到第二位置。

示例19包括如在示例1-18的任一项中定义的可穿戴设备,其中,位置致动器用于移动可穿戴设备的至少一部分以修改可穿戴设备的配合。

示例20是一种方法,其包括:存储针对触觉致动器的目标输入信号波形;存储与由触觉致动器附近的触觉效果传感器感测到的振动相对应的测量触觉振动波形;以及使用反馈电路,修改目标输入信号波形以减小目标输入信号波形与测量触觉振动波形之间的差异。

示例21包括如在示例20中定义的方法,并且还包括:使用反馈电路,修改目标输入信号波形以减小目标输入信号波形与测量触觉振动波形之间的幅度和频率中的至少一个之间的差异。

示例22包括如在示例20或示例21中定义的方法,并且还包括:使用反馈电路,修改目标输入信号波形以减小目标输入信号波形与测量触觉振动波形之间的幅度的差异和频率的差异。

示例23包括如在示例21-22的任一项中定义的方法,并且还包括:使用处理器将测量触觉振动波形转换到频域。

示例24包括如在示例21-23的任一项中定义的方法,并且还包括:经由处理器将测量触觉振动波形变换到频域,以识别所感测的频率的范围。

示例25包括如在示例21-24的任一项中定义的方法,并且还包括:使用处理器来识别感测频率的范围中的主频率。

示例26包括如在示例21-25的任一项中定义的方法,并且还包括:使用处理器来识别可听频率,以及使用反馈电路来修改目标输入信号波形以从来自触觉致动器的输出触觉振动中消除该可听频率。

示例27包括如在示例21-26的任一项中定义的方法,并且还包括:使用反馈电路处理器来确定目标输入信号波形与测量触觉振动波形之间的差异。

示例28包括如在示例21-27的任一项中定义的方法,其中,触觉致动器、触觉效果传感器和反馈电路被包括在可穿戴设备中,该可穿戴设备包括以下各项中的至少一种:服装,鞋类,头饰,眼镜,腕饰,背心,带,治疗设备,矫形设备,医疗设备,手表,或者软外骨骼。

示例29包括如在示例21-28的任一项中定义的方法,并且还包括:基于目标输入信号波形与测量触觉振动波形之间的差异经由指示器显示引导信号,以引导用户修改可穿戴设备的位置。

示例30包括如在示例21-29的任一项中定义的方法,并且还包括:基于目标输入信号波形与测量触觉振动波形之间的差异生成可听引导信号,以引导用户修改可穿戴设备的位置。

示例31包括如在示例21-30的任一项中定义的方法,其中,触觉设备包括生物识别传感器、生物传感器、温度传感器、压力传感器、心率传感器或心电势波形传感器。

示例32包括如在示例21-31的任一项中定义的方法,其中,触觉效果传感器包括负荷传感器、红外传感器、光学传感器、电容传感器、加速度计、压电传感器、应变仪或换能器中的至少一种,以感测位移、力或加速度中的至少一种。

示例33包括如在示例21-32的任一项中定义的方法,其中,触觉致动器包括压电设备或电活性聚合物。

示例34包括如在示例21-33的任一项中定义的方法,并且还包括:使用触觉驱动器来驱动触觉致动器。

示例35包括如在示例21-34的任一项中定义的方法,并且还包括:使用反馈电路,响应于目标输入信号波形与测量触觉振动波形之间的差异而修改针对第二触觉致动器的目标输入信号波形。

示例36包括如在示例21-35的任一项中定义的方法,并且还包括:响应于目标输入信号波形与测量触觉振动波形之间的差异,经由位置致动器修改可穿戴设备的配合,其中该可穿戴设备包括以下各项中的至少一种:服装,鞋类,头饰,眼镜,腕饰,背心,带,治疗设备,矫形设备,医疗设备,手表,或者软外骨骼。

示例37是一种设备,其包括用于响应于目标输入信号波形而产生输出触觉振动的致动装置,位于致动装置附近的用于感测测量触觉振动和输出测量触觉振动波形的感测装置,以及用于修改目标输入信号波形以减小目标输入信号波形与测量触觉振动波形之间的差异的反馈电路装置。

示例38包括如在示例37中定义的设备,其中,感测装置设置在致动装置附近。

示例39包括如在示例37或示例38中定义的设备,其中,所述设备包括以下各项中的至少一种:服装,鞋类,头饰,眼镜,腕饰,背心,带,治疗设备,矫形设备,医疗设备,手表,或者软外骨骼。

示例40包括如在示例37-39的任一项中定义的设备,并且还包括:用于响应于反馈电路装置而将设备的位置从第一位置修改为第二位置的致动装置。

示例41包括如在示例37-40的任一项中定义的设备,其中,感测装置用于感测测量触觉振动波形的幅度或测量触觉振动波形的频率中的至少一种。

示例42包括如在示例37-41的任一项中定义的设备,其中,反馈电路装置包括用于将测量触觉振动波形转换到频域的处理装置。

示例43包括如在示例37-42的任一项中定义的设备,其中,处理装置用于使用变换将测量触觉振动波形转换到频域,以识别所感测的频率的范围。

示例44包括如在示例37-43的任一项中定义的设备,其中,处理装置用于识别感测频率的范围中的主频率。

示例45包括如在示例37-44的任一项中定义的设备,其中,处理装置用于识别可听频率,并且反馈电路装置用于修改目标输入信号波形以从输出触觉振动中消除该可听频率。

示例46包括如在示例37-45的任一项中定义的设备,其中,反馈电路装置还用于向指示器装置输出目标输入信号波形与测量触觉振动波形之间的差异的视觉指示、触觉指示或听觉指示中的至少一种,以引导用户调整所述设备。

示例47包括如在示例37-46的任一项中定义的设备,并且还包括设置在所述设备的第二部分上的第二致动装置和设置在第二致动装置附近的第二感测装置,其中反馈电路装置还用于响应于目标输入信号波形与测量触觉振动波形之间的差异来修改对第二致动装置的输入。

示例48包括如在示例37-47的任一项中定义的设备,所述设备包括机器人末端执行器,该机器人末端执行器具有设置在该机器人末端执行器的至少一部分中的致动装置和感测装置。

示例49是至少一种机器可读介质,其包括多个指令,这多个指令响应于在计算设备上执行而使该计算设备:存储与由触觉致动器产生的输出触觉振动相对应的目标输入信号波形;存储与由触觉效果传感器感测的测量触觉振动相对应的测量触觉振动波形;将目标输入信号波形与测量触觉振动波形进行比较,以确定目标输入信号波形与测量触觉振动波形之间的一个或多个差异;以及响应于目标输入信号波形与测量触觉振动波形之间的一个或多个差异而修改针对触觉致动器的目标输入信号波形。

示例50包括如在示例49中定义的至少一种机器可读介质,所述多个指令响应于在计算设备上执行而使该计算设备经由指示器指示目标输入信号波形与测量触觉振动波形之间的一个或多个差异。

示例51包括一种装置,其包括:触觉致动器,用于响应于目标输入信号波形而产生输出触觉振动;触觉效果传感器,其位于触觉致动器附近,触觉效果传感器用于测量与输出触觉振动相对应的触觉振动和输出测量触觉振动波形;和硬件处理逻辑,其用于存储目标输入信号波形,存储与由触觉效果传感器感测的测量触觉振动相对应的测量触觉振动波形,将目标输入信号波形与测量触觉振动波形进行比较以确定目标输入信号波形与测量触觉振动波形之间的一个或多个差异,以及响应于目标输入信号波形与测量触觉振动波形之间的一个或多个差异而修改针对触觉致动器的目标输入信号波形。

尽管本文已经公开了某些示例性方法、装置和制品,但是该专利的覆盖范围不限于此。相反,该专利涵盖了公平地落入该专利的权利要求的范围内的所有方法、装置和制品。

从至少前述内容,将会认识到,本文公开的示例性方法、装置和制品提供了用于触觉设备(诸如可穿戴触觉设备)的示例反馈电路。响应于与期望的触觉效果相关的一个或多个传感器测量值,示例反馈电路将调整触觉致动器的一个或多个特性(例如,幅度或强度,频率,位置,等等)和/或示例触觉设备的一个或者多个特性(例如,触觉设备与用户的配合,触觉设备的一个或多个组件的位置,等等)以提供期望的触觉效果。这将与传统的lra驱动芯片和传统的erm驱动芯片形成对比,传统的lra驱动芯片驱动lra的谐振频率以使振动幅度最大化,传统的erm驱动芯片测量马达的反emf以实现自动过驱动和制动。这样的传统技术无法测量触觉效果,并且相应地无法将感测到的触觉效果用作控制输入。

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