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    重庆时时彩优博客户端: 具有触摸手势接口的触觉装置.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201280044183.6

    申请日:

    2012.07.11

    公开号:

    CN103797441A

    公开日:

    2014.05.14

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 3/01申请日:20120711|||公开
    IPC分类号: G06F3/01 主分类号: G06F3/01
    申请人: 森赛格有限公司
    发明人: V·马基宁; J·林雅马; P·尼坎德; J·本特松
    地址: 芬兰埃斯波
    优先权: 2011.07.12 US 61/506,900; 2012.05.15 US 61/647,033; 2012.07.03 US 13/540,734
    专利代理机构: 北京市中咨律师事务所 11247 代理人: 张静美;杨晓光
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201280044183.6

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.11.03|||2014.07.30|||2014.05.14

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    一种触觉装置可以允许用户探索与显示器上显示的信息相关联的触觉感觉。这种方法可以被称为“保持并感觉”模式。用户可以首先执行手势以通知装置保持显示静止,以便探索信息,而不是翻卷或平移显示器上的信息。例如,为了进入“保持并感觉”模式,用户可以在屏幕的一侧上按下一个手指,以相对于屏幕锁定信息内容,使得在用户在屏幕上方滑动另一手指时不再移动显示内容。在支持触觉感知刺激的触觉装置中,这种“保持并感觉”模式允许用户将屏幕上的一个或多个对象或要素(例如链接或图像)感觉为表面质地的变化。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种装置,包括:
    传感器,其被配置成在所述装置呈现视觉信息时产生描述身体构件与所述装置的接触的接触信息;
    触觉处理器,其被配置成产生触觉效果信号,所述触觉效果信号指定对应于所述装置呈现的视觉信息中包括的要素的触觉信息,
    所述触觉效果信号的产生基于描述所述身体构件与所述装置接触的所述接触信息;以及
    触觉显示器,其被配置成呈现由所述触觉效果信号指定的触觉信息,所述触觉信息的呈现导致所述装置呈现的所述视觉信息中包括的所述要素是可以被所述身体构件通过触觉感知的。

    2.  根据权利要求1所述的装置,其中:
    所述传感器被配置成检测到所述身体构件的所述接触为所述身体构件在所述装置触摸屏上的触摸。

    3.  根据权利要求1-2任一项所述的装置,其中:
    所述传感器被配置成检测到所述身体构件的所述接触为所述身体构件在所述触摸屏表面上的移动。

    4.  根据权利要求1-3的任一项所述的装置,其中:
    所述传感器被配置成检测到所述身体构件的所述接触为所述身体构件在所述装置侧面上的触摸。

    5.  根据权利要求1-4的任一项所述的装置,其中:
    所述触觉处理器被配置成响应于表示所述身体构件的所述接触超过阈值持续时间的接触信息产生所述触觉效果信号。

    6.  根据权利要求1-5的任一项所述的装置,其中:
    所述触觉处理器被配置成响应于表示所述身体构件的所述接触相对于触敏显示器静止的接触信息产生所述触觉效果信号。

    7.  根据权利要求1-6的任一项所述的装置,其中:
    所述触觉显示器被配置成在相对于所述装置屏幕静止呈现所述视觉信息的同时,呈现所述触觉信息。

    8.  根据权利要求1-7的任一项所述的装置,其中:
    所述传感器被配置成产生描述在所述身体构件的所述接触期间由所述身体构件在所述装置的触摸屏上的进一步的接触的进一步的接触信息;以及
    所述触觉处理器被配置成基于所述身体构件的所述进一步的接触产生指定所述视觉信息的修改的显示信号;以及
    所述触觉显示器被配置成基于所述身体构件的所述进一步的接触呈现所述视觉信息的修改。

    9.  根据权利要求8所述的装置,其中:
    所述视觉信息的所述修改包括基于所述进一步的身体构件在所述触摸屏上的运动相对于所述触摸屏平移所述视觉信息。

    10.  根据权利要求9所述的装置,其中:
    对所述视觉信息的所述平移不完全跟随所述进一步的身体构件在所述触摸屏上的运动。

    11.  根据权利要求9或权利要求10所述的装置,其中:
    所述视觉信息的平移响应于所述进一步的身体构件在所述触摸屏上的运动超过阈值距离、阈值速度或阈值加速度中的至少一个。

    12.  根据权利要求1-7的任一项所述的装置,其中:
    所述传感器被配置成产生描述在所述身体构件的所述接触期间由进一步的身体构件在所述装置的触摸屏上的进一步的接触的进一步的接触信息;以及
    所述触觉处理器被配置成基于所述进一步的身体构件的所述进一步的接触产生指定所述视觉信息的修改的显示信号;以及
    所述触觉显示器被配置成基于所述进一步的身体构件的所述进一步的接触呈现所述视觉信息的修改。

    13.  根据权利要求12所述的装置,其中:
    所述视觉信息的所述修改包括基于所述进一步的身体构件在所述触摸屏上的运动相对于所述触摸屏平移所述视觉信息。

    14.  根据权利要求13所述的装置,其中:
    对所述视觉信息的所述平移不完全跟随所述进一步的身体构件在所述触摸屏上的运动,并且响应于所述进一步的身体构件在所述触摸屏上的运动超过阈值距离。

    15.  根据权利要求12或13所述的装置,其中:
    所述进一步的接触信息描述由多个进一步的身体构件在所述触摸屏上的多个进一步的接触;以及
    所述视觉信息的所述修改包括基于所述进一步的身体构件在所述触摸屏上的运动相对于所述触摸屏缩放所述视觉信息。

    16.  根据权利要求12-15的任一项所述的装置,其中:
    所述视觉信息中包括的要素是虚拟键盘内的按键;并且
    所述触觉信息的呈现导致所述虚拟键盘之内的所述按键成为所述虚拟键盘中可触觉感知的按键。

    17.  根据权利要求1-16的任一项所述的装置,其中:
    所述视觉信息中包括的要素是可视觉感知的;并且
    所述触觉信息的呈现导致所述视觉可感知要素成为所述视觉信息中的触觉可感知要素。

    18.  根据权利要求1-17的任一项所述的装置,其中:
    所述视觉信息中包括的要素是不可视觉感知的;并且
    所述触觉信息的呈现导致所述视觉不可感知要素成为所述视觉信息中的触觉可感知要素。

    19.  一种方法,包括:
    在所述装置呈现视觉信息时产生描述身体构件与装置的接触的接触信息;
    产生触觉效果信号,所述触觉效果信号指定对应于所述装置呈现的所述视觉信息中包括的要素的触觉信息,
    所述触觉效果信号的产生由触觉处理器基于描述所述身体构件与所述装置的接触的接触信息执行;并且
    呈现由所述触觉效果信号指定的所述触觉信息,
    对所述触觉信息的呈现导致所述装置呈现的所述视觉信息中包括的所述要素是可以被所述身体构件通过触觉感知的。

    20.  根据权利要求19所述的方法,其中:
    对所述触觉效果信号的产生响应于表示所述身体构件的所述接触超过阈值持续时间的所述接触信息。

    21.  根据权利要求19所述的方法,其中:
    对所述触觉效果信号的产生响应于表示所述身体构件的接触相对于触敏显示器静止的接触信息。

    22.  根据权利要求19所述的方法,还包括:
    产生描述在进一步的身体构件的接触期间由所述进一步的身体构件在所述装置的触摸屏上的进一步的接触的进一步的接触信息;
    基于所述进一步的身体构件的所述进一步的接触产生指定所述视觉信息的修改的显示信号;以及
    基于所述进一步的身体构件的所述进一步的接触呈现所述视觉信息的修改。

    23.  根据权利要求22所述的方法,其中:
    所述视觉信息的所述修改包括基于所述进一步的身体构件在所述触摸屏上的运动相对于所述触摸屏平移所述视觉信息。

    24.  根据权利要求22所述的方法,其中:
    所述进一步的接触信息描述多个进一步的身体构件在所述触摸屏上的多个进一步接触;并且
    所述视觉信息的所述修改包括基于所述进一步的身体构件在所述触摸屏上的运动相对于所述触摸屏缩放所述视觉信息。

    25.  一种包括指令的非暂态机器可读存储介质,在由装置的一个或多个处理器执行时,所述指令让所述装置执行操作,包括:
    在所述装置呈现视觉信息时产生接触信息,所述接触信息描述身体构件与装置的接触;
    产生触觉效果信号,所述触觉效果信号指定对应于所述装置呈现的视觉信息中包括的要素的触觉信息,产生所述触觉效果信号由所述装置的一个或多个处理器基于描述所述身体构件与所述装置接触的接触信息执行;并且
    呈现由所述触觉效果信号指定的触觉信息,所述触觉信息的呈现导致所述装置呈现的所述视觉信息中包括的所述要素是可以被所述身体构件通过触觉感知的。

    说明书

    说明书具有触摸手势接口的触觉装置
    相关申请
    本国际申请要求享有2011年7月12日提交的美国临时专利申请No.61/506900、2012年5月15日提交的美国临时专利申请No.61/647033以及2012年7月3日提交的美国专利申请No.13/540734的权益,在此通过引用将这些申请全文并入本文。
    技术领域
    这里公开的主题总体上涉及电子装置。具体而言,本公开提出了一种具有触摸手势接口的触觉装置。
    背景技术
    人工输入装置,例如操纵杆和鼠标,正在越来越多地被提供触觉的??椴钩?,使得人工输入装置能够向其用户提供触觉反馈。当前的触觉反馈装置通过使用运动或振动的机械构件来产生触觉刺激。影响这种装置的一个问题在于,运动或振动机械构件可能笨重、不可靠或难以控制。
    附图说明
    在附图中通过示例而非限制性地图示了一些实施例。
    图1-7是描绘根据各示例性实施例完全或部分实施“保持并感觉(hold-and-feel)”模式的触觉装置的图。
    图8-9是示出了根据一些示例性实施例显示于触觉装置屏幕上的虚拟键盘一部分的各面视图。
    图10-11是示出了根据一些示例性实施例可用于诸如触觉装置的装置 中的一般原理的概念图。
    图12是示出了根据一些示例性实施例的触觉装置部件的概念图。
    图13是示出了根据一些示例性实施例的触觉装置配置的电气图。
    图14是示出了根据一些示例性实施例的触觉装置配置的分解视图。
    图15是示出了根据一些示例性实施例的触觉装置进一步的配置的电气图。
    图16是示出了根据一些示例性实施例的触觉装置进一步的配置的分解视图。
    图17是示出了根据一些示例性实施例,具有无源接地布置的触觉装置的方框图。
    图18是示出了根据一些示例性实施例,具有有源接地布置的触觉装置的方框图。
    图19是示出了根据一些示例性实施例的触觉装置无源电容器布置的电气图。
    图20是示出了根据一些示例性实施例的触觉装置无源电容器布置的衰减的曲线图。
    图21是示出了根据一些示例性实施例的触觉装置有源电容器布置的电气图。
    图22是示出了根据一些示例性实施例的触觉装置有源电容器布置的衰减的曲线图。
    图23是示出了根据一些示例性实施例的触觉装置的电气图。
    图24是示出了根据一些示例性实施例,触觉刺激设备示例形式的触觉装置的图示。
    图25-28是根据各示例性实施例,可以包括在触觉刺激设备中的各种复合剖面结构和部件的图示。
    图29-32是示出了触觉刺激设备各种示例性实施例的电路图。
    图33是电路图,示出了根据示例性实施例在触觉刺激设备接地时电容耦合中电场生成电势的分布。
    图34是电路图,示出了具有浮置电压源的触觉刺激设备进一步的示例性实施例。
    图35是示出了触觉刺激设备进一步的示例性实施例的电路图。
    图36是示出了根据各示例性实施例的半导电区域表面的图。
    图37为示意图,示出了根据示例性实施例的触觉显示装置的示例性实施例,其具有基于身体构件位置产生电传感感觉的单一电极。
    图38-39是可以包括触摸屏面板不同示例性实施例的材料的各区域的图。
    图40是配置成为图39中所示触摸屏面板充电的电路的示范性实施例图示。
    图41-43是示出复合剖面示例性实施例的图,其包括复合剖面提供于接地连接中的触觉刺激设备。
    图44-45是示出了根据示例性实施例具有将触摸屏面板的半导电区域连接到电压源的连接器的触觉刺激设备的图示。
    图46是示出了根据一些示例性实施例,触觉刺激设备示例形式的触觉装置各部件的示意图。
    图47-48是示出了根据一些示例性实施例的触觉装置部件的方框图。
    图49是流程图,示出了根据各示例性实施例,操作具有触摸姿态接口的触觉装置的方法操作。
    图50是方框图,示出了根据一些示例性实施例的机器部件,其能够从机器可读介质读取指令并执行本文所述方法的任一种或多种。
    具体实施方式
    示例方法和系统(例如装置)涉及诸如触觉装置的装置(例如触摸式输入装置或触觉反馈装置)。示例仅仅代表可能的变化。除非明确做出其他表述,各部件和功能都是任选的,可以被组合或细分,操作可能在顺序方面变化或被组合或细分。在以下描述中,为了解释的目的,阐述了很多具体细节以提供对示例性实施例的透彻理解。不过,对于本领域的技术人 员而言,显然可以无需这些具体细节来实践本主题。
    示例性实施例描述了各种交互技术,允许用户依据触觉感觉研究显示于触摸屏或与触摸垫一起使用的屏幕上的信息内容,无需用户观看屏幕且无需听觉或其他输出。如下文所述,交互技术使得能够向计算机程序的图形用户界面,或某种信息内容,例如浏览器中显示的网页或任何其他适当应用添加一种模式,其中可以通过导致数字信息处理系统产生触觉的主动手部运动研究显示的信息,其中所产生的感觉刺激取决于显示于屏幕上的信息和用户的动作。
    触摸屏装置和触摸垫装置可以将各种用户“手势”解释为输入元素。例如,用户可以将一个或多个手指放在触摸表面上,然后按照特定图案移动手指。在很多装置中,用户可以通过在屏幕上放置两根手指,然后同时彼此相向地或彼此远离地同时移动手指,来执行所谓的“捏拉缩放(pinch-zoom)”手势,分别导致屏幕上的图像被缩小或放大。进一步的个示例是“两指翻卷(two-finger scroll)”手势,其中用户可以将两个手指放在触摸垫上,以便移动被显示的信息内容。又一个示例是“Select/Copy/Paste”(“选择/拷贝/粘贴”)菜单,如果用户在文本字段上放置手指并令其保持静止一会而不动(例如,所谓的“长按”手势),这种装置可以显示该菜单。作为对于这种“长按”手势的响应,装置可以显示菜单,其允许在应用之内的文本字段之间以及应用之间拷贝文本。不过,很多触摸屏装置和触摸垫装置可能不能施加高精确度的触觉刺激作为用户触摸装置的响应。
    可以在触摸屏装置上执行的很多计算机程序(包括很多web浏览器)是基于交互方法的,其中滑动手指被认为是移动触摸屏“下方”的信息。亦即,在用户将其手指放在屏幕上并移动手指时,更新显示内容以生成屏幕“下方”有更大表面的幻景,该屏幕仅示出该表面的一部分,且手指“触摸”下方的表面并移动它。例如,在使用智能电话显示正规的网页时,可以将网页呈现到大的图像中,仅可以一次在屏幕上示出该页面的小部分。然后,在用户在屏幕上移动手指时,相对于显示器移动网页的内容,使得 用户能够看到网页的不同部分??梢越庵纸换シ椒ǔ莆白ト〔⒁贫蹦J?,其中用户将其手指放在屏幕上并滑动手指,显示的信息内容看起来与手指一起移动??梢越庵帧白ト〔⒁贫狈椒ㄊ游嗨朴谄交烂嫔嫌幸徽胖?。一旦有人将手指放在纸上并然后移动手指,整张纸都与手指一起移动,但手指相对于这张纸的位置不移动。
    此外,交互方法可以允许用户“研究(explore)”数字显示器上显示的信息的“触觉感觉”。这种方法可以称为“保持并感觉”模式,也可以称为“研究模式”。图1-7是描绘如上所述,完全或部分实施“保持并感觉”模式的装置(例如触觉装置)各示例性实施例的图。通常,用户可以首先执行特定“手势”以通知装置“保持”显示器,以便“研究”或“感觉”显示器上呈现的信息,而不是相对于显示器“移动”信息。作为示例,该装置的默认用户交互方法可以是“抓取并移动”模式(例如,如图4左上部所示),但特定的用户动作可能导致装置进入“保持并感觉”模式或交互方法(例如,如图4右下部分所示)。
    在一个示例性实施例中,为了进入“保持并感觉”模式,具体的“手势”,例如在屏幕该侧按下一个手指,将“锁定”信息内容,使得在用户在屏幕上滑动进一步的个手指时不再移动显示内容。图1和图4的下部图示了用户左拇指按在屏幕一角而用户右手食指在屏幕进一步的部分上方滑动的示例。这样的手势也可以与其他两手指和多手指手势,例如“捏拉缩放”或“两指翻卷”区分开。在触觉装置中实施适当的触觉感知刺激方案和一组适当的软件指令时,这种“保持并感觉”特征可以允许用户将屏幕上的一些图形或语义“对象”(例如,链接,如图2所示)“感觉”为表面质地的变化。如图2-3所示,用户可以在其指尖中感觉到其指尖何时在网页上的链接之上,或网页上显示的图像是否被链接,或可以与网页的什么要素交互,例如以显示新的弹出菜单(例如,如图5中所示)。
    这种“保持并感觉”模式可以类似于平滑桌面上有一张纸。一旦有人将手指牢牢放在一张纸上的某处(例如,纸的一角或一边),并在纸上用进一步的手指滑动,他就可以利用滑动的手指感觉到纸张的纹理。例如, 如果这张纸上有盲文文字,熟悉盲文的人就能够利用“保持并感觉”方法阅读盲文文字,而“抓取并移动”方法就不会揭示出盲文文本。
    在各示例性实施例中,该“手势”包括用户将其拇指或其他手指放在(例如触觉装置的)屏幕上的特定位置或若干特定位置中的任一个,并保持该手指静止不动,由此“保持”信息内容相对于屏幕静止不动。之后,用户可以在屏幕上移动一个或多个其他手指,从而能够感觉到(例如经由一种或多种触觉效应)屏幕上显示的信息内容。
    在平板计算机实施方式中,特定位置可以包括屏幕的左边和右边(例如距屏幕边缘大约1-2cm)。因此,用户可以将其拇指放在屏幕的左边或右边,然后在屏幕上方滑动进一步的只手的手指,响应于此,该装置可以向手指上提供或施加触觉刺激。
    在手持式(例如移动电话)实施方式中,这种特定“手势”可以是物理按钮或开关,或装置底部或侧面上的触敏位置或一组位置。这样可以允许用户转动开关、按下按钮或在特定位置之一上放一个手指,然后在屏幕上方滑动同一只手的拇指,如上所述。
    在一些示例性实施例中,该交互方法可以涉及用于以某种特定方式“保持”被移动或滑动到任一个或多个特定位置的信息内容的身体构件。例如,用户可能需要从屏幕的边沿滑动拇指到特定位置,以便激活“保持并感觉”模式。
    可以对控制装置(例如触觉装置)的软件进行编程以在进入“保持并感觉”的手势和其他两个或多个手指的手势之间进行区分。例如,如果被报告的触摸位置是当前报告的唯一一个,如果在这一手势之前一段时间没有其他触摸活动,如果触摸位置落在一个或多个预指定位置(例如,屏幕的一个或多个边),如果从报告第一触摸位置的时间到报告第二触摸位置的时间之间至少有预定义的延迟,或如果该第二触摸位置持续至少最低的预定义时间、各种其他标准或其任何适当组合,该软件可以认为该手势为“保持并感觉”激活手势。
    尽管在某些示例性实施例中,并不产生触觉感觉刺激,但是在“保持 并感觉”模式中,装置可以产生触觉感觉刺激输出,以此方式产生纹理改变的错觉。如图7中所示,这样的纹理变化可以形成盲文中显示的全部或部分信息。利用下文论述的静电振动技术,可以在运动的指尖上感觉到触觉刺激,即使在物理的意义上在整个触摸表面上都施加相同的输出且两个手指都触摸相同的表面,静止不动的手指也根本不会或不会这样清晰地感觉到触觉刺激??梢岳么ゾ跄谌莸餍秤梢桓龌蚪徊降母鍪种父芯醯降拇ゾ醮碳さ南喽郧慷?,因为手指对刺激的灵敏度可能会根据其是静止还是运动而不同。作为示例,200Hz附近的高频成分可以被静止手指更好地感觉到,而较低频率的成分,例如40Hz区域中的成分,可以被运动手指而非静止手指特别好地感觉到。因此,控制感觉刺激的软件可以跟踪触觉装置(例如作为触摸输入装置)报告的第二触摸位置的运动,并产生触觉输出,使得产生的感觉与第二触摸位置下方显示的信息内容匹配。
    在用户执行进一步的手势时,例如从预定义位置拿开其处于“保持并感觉”模式时触摸的手指或拇指,可以去活“保持并感觉”模式。为了避免意外离开“保持并感觉”模式,该软件可以忽略静止触摸位置的瞬间释放,将其作为无意的手势并忽略。
    在替代实施例中,可以配置用户在其手指上感觉到的触觉刺激与屏幕上显示的视觉信息不同(例如,不能与视觉信息一致或不能对应)。在各种情境中这可能是有用的。例如,这样可以允许用户在游戏中发现“隐藏的”信息。作为示例,触觉刺激可以在游戏中“揭示”出宝物隐藏在地图中的哪里,或指明若干选择中的哪个比其他更有价值。图1中示出了这种状况,其中平板形状的装置呈现了视觉信息,其中一些可以由用户通过视觉感觉到(例如可见的),其中一些用户不能通过视觉感觉到(例如被隐藏),其中一些可以由用户的身体构件(例如用户指尖)通过触觉感知(例如“可感觉”),其中一些不能由用户的身体构件通过触觉感知(例如,不可“感觉”)。
    在又一实施例中,在处于“保持并感觉”模式中的同时,该软件可以解释其他手势。例如,如果用户提高其第二手指,然后瞬间用手指“轻敲” (例如,触摸并升高),可以将这些动作解释为用户希望激活手指下方的交互元素,例如web链接。图2-6中示出了这种状况。
    通常,在“保持并感觉”模式中静止手指在(例如多个预定义位置中的)预定义位置触摸表面时,该软件可以将任何两手指手势解释为普通的或改动的一手指手势,将任何三手指手势解释为普通或改动的两手指手势,等等。例如,在继续在屏幕边上保持拇指的同时,用户可以使用进一步的只手的两个手指缩放并平移(pan)信息内容。
    可以布置这种将多手指手势重新解释为其他多手指手势,使得结果允许用户对被显示的信息内容进行更精确控制。例如,该软件可以将“三手指捏拉缩放”(例如拇指静止,两个手指捏?。┙馐臀盎郝彼醴?,其中缩放效果可以比普通捏拉缩放小得多。
    如果“保持并感觉”手势不涉及在触摸表面上保持手指或拇指静止,该软件可以通过与“正?!被颉氨3植⒆ト 蹦J讲煌姆绞浇馐驼5牡ゴッ投啻ッ质?,由此允许用户具有更精确的控制,如上所述。
    用于进入“保持并感觉”模式的手势可以是某些手势(例如,在屏幕一角轻敲两次)。用于离开“保持并感觉”模式的手势可以是一些对应的手势(例如再次在屏幕一角轻敲两次,或在屏幕的不同角落轻敲两次)。
    在“保持并感觉”模式中,锁定特征不必对用户的手指完全锁定“下方”的屏幕内容。亦即,并非在“保持并感觉”模式中保持信息内容静止,可以利用某种“惯性”、“滑移”或“拖动”,“缓慢”移动手指下方的信息内容。作为替代方案,可以使用一些手势,例如保持一个手指静止或两个手指一起滑动,在附近移动信息内容,同时仍然不离开“保持并感觉”模式。
    可以通过向现有的触摸输入和有触觉感觉输出功能的软件增加一些新软件部件来实施示例性实施例。这些部件可以包括如下任一个或多个:用于(例如配置成)检测、区分并解释用于进入“保持并感觉”模式的手势的部件;用于产生触觉感觉输出信号的部件,该信号取决于屏幕上显示的信息以及触摸输入表面上的手指位置;用于在处于“保持并感觉”模式的 同时修改和重新解释触摸事件的部件;以及用于检测、区分并解释用于离开“保持并感觉”模式的手势的部件。
    例如,可以通过修改或超驰onTouchEvent回调函数方法,例如在WebView类中,实施这样的功能。作为进一步的示例,在具有或执行浏览器的触觉装置中,可以通过修改或超驰适当的回调函数方法来实施这些功能。例如,在基于对象C的浏览器中,能够动态地超驰任何对象C方法。
    这里描述的各种示例性实施例可以提供一组可用性和可达性增强。例如,触觉装置可以通过使用户能够感觉到手指下方的活动元素而无需注意屏幕上的该点来实现更直观的浏览。通过向屏幕的图形信息提供补充维度,可以向用户传达更多信息??梢越岷细髦植煌拇ゾ跣Ч蚰芄幌蛴没硖骞辜?、振动、运动或其任何适当组合的触觉反馈技术,使用触觉装置的各种示例性实施例。触觉装置的一些示例性实施例可以体现在使用机械刺激的触觉刺激设备中。触觉装置的其他示例性实施例可以体现在触觉刺激设备中,触觉刺激设备向身体构件产生电传感感觉,下文更详细地解释其技术。
    图8-9是示出了根据一些示例性实施例显示于触觉装置屏幕上的虚拟键盘80一部分82的各面视图??梢韵煊τ凇俺ぐ础笔质葡允拘槟饧?0的部分82。具体而言,“长按”手势可以是用于进入“保持并感觉”模式的示例性实施例的手势。例如,如图8中所示,用户手指24在虚拟键盘80中的字母(例如“A”)上“长按”可以针对该字母的可选择变体84、85和86(例如国际字符)激活的菜单83(例如子菜单或弹出菜单)激活“保持并感觉”模式。图8额外示出了文本输入窗口81,其中可以在用户选择之后显示可选变体84、85或86之一。如图9中所示,可以通过将手指24滑动到该字母的选定变体(例如变体86)并释放或轻敲以选择字母的该变体,将浏览显示的菜单83。
    图10-11是示出了根据一些示例性实施例可用于诸如触觉装置的装置中的一般原理的概念图。图12是示出了根据一些示例性实施例的触觉装置部件的概念图。
    图13是示出了根据一些示例性实施例的触觉装置输入驱动配置的电气图。图14是示出了根据一些示例性实施例的触觉装置输入驱动配置的分解视图。根据各示例性实施例,装置(例如输入装置)的盖玻璃可以起到基板层(例如200-500微米厚)的作用,在其上可以有或沉积(例如作为涂层或掺杂剂)半导电(例如,曲线图-散逸的)层。半导电层厚度可以是几十微米。绝缘层(例如5微米厚)可以位于或沉积于半导电层上??梢越挡愠莆坝餐坎恪?。此外,疏水层可以位于或沉积于绝缘层上,或者疏水性质可以是绝缘层固有的。
    图15是示出了根据一些示例性实施例的触觉装置背部驱动配置的电气图。图16是示出了根据一些示例性实施例的触觉装置背部驱动配置的分解视图。根据各示例性实施例,装置(例如输入装置)的盖玻璃可以起到基板层(例如200-500微米厚)的作用,在其上可以有或沉积(例如作为涂层或掺杂剂)半导电(例如,曲线图-散逸的)层。半导电层厚度可以是几十微米。绝缘层(例如5微米厚)可以位于或沉积于半导电层上??梢越挡愠莆坝餐坎恪?。此外,疏水层可以位于或沉积于绝缘层上,或者疏水性质可以是绝缘层固有的。
    电容性输入装置可以使用专用电路来检测显示屏玻璃表面上印刷的传感器线的电容环境的变化。为此目的,测量电路可以利用良好的低阻抗的接地基准(ground reference)。在Senseg触觉系统(例如触觉装置)所谓的“输入驱动”配置中,可以将输入装置的电势脉冲放大到相对于装置(例如平板PC)底座高达几千伏。为了这样做,可以通过电感、光学或电容方式从底座隔离输入装置的信号和电源电压线路。该隔离可以中断输入装置测量电子线路和装置底座之间的连接,换言之,其可以将“基质(ground mass)”减小到其一小部分。这可以有显著减小输入装置灵敏度的效果。因此,可以帮助为输入装置提供低阻抗基底。
    这样做的一种方式涉及到使用低阻抗放大器来驱动高压脉冲。不过,因为千伏特电平的原因,使用放大器可能不可行。相反,可以利用电压倍增器来产生该电压,其输出阻抗可能不容易控制。
    输入装置可以在大约200kHz频率下扫描线路,该频率在该频谱可能显著高于Senseg刺激脉冲串的频率成分,其可能不包含例如几kHz以上的频率。于是,一些示例性实施例跨过该隔离放置电容器,因此低频(例如,触觉反?。┐Φ淖杩箍赡芙细?,但较高频率(例如在输入装置测量范围中)的阻抗可能充分低,以提供适当的接地基准。
    上述电容在实践中会起到作用,但在一些环境中可能不是最优方案,因为电容器可能会增大高压发电机输出的负载。这样可能导致过大的功率消耗,可能会鼓励使用更大更昂贵的电容性和电感性部件。这种电容性旁路的进一步的个问题可能是,在脉冲边缘处通过该电容器的地电流可能会干扰敏感的电子线路部分,像母板上的音频放大器。
    触觉装置的各种示例性实施例可以使用有源反馈布置以在高频和低振幅为输入装置提供例如低阻抗接地。对于低频率高振幅脉冲,相同的电路可能呈现出较高阻抗的负载,可能有非线性负载。在线性区域之内,这个电路可能呈现出依赖于频率的合成电容,与简单电容器相比,其可以提供高频和低频阻抗之间高得多的差异。
    图17是示出了根据一些示例性实施例,具有无源接地布置的触觉装置形式的示例系统的方框图。图18是示出了根据一些示例性实施例,具有有源接地布置的触觉装置形式的示例系统的方框图。
    图19-20给出了无源电容器方案的模拟模型和利用100k欧姆电源阻抗获得的衰减。图19是示出了根据一些示例性实施例的触觉装置无源电容器布置的电气图。图20是示出了根据一些示例性实施例的这种触觉装置无源电容器布置的衰减的曲线图。
    根据各示例性实施例,可以配置系统(例如触觉装置)以在触觉刺激和输入装置扫描之间使用工作频率的差异来调节阻抗水平(例如充分地调节)。在一些示例性实施例中,这意味着使用一个无源旁路电容器。其他示例性实施例使用有源反馈以期望方式修改接地阻抗。此外,该电路可以相对于幅度非线性地工作,以便减?。ɡ缃徊郊跣。┑缪狗⑸魃系母涸?。
    此外,尽管可以将阻抗调节电路描述成与隔离器并联的外挂式电路, 但也可以将其视为电压发生器的集成部分。实际上,该系统的一些示例性实施例可以利用无源电容器完全绕开隔离。在这种情况下,输入装置可能没有这样的旁路就无法工作。
    该系统的一些示例性实施例可以使用有源电路来基于频率和幅度修改阻抗。这样可能具有为HV发生器显著减小电容性负载的效果,这可以使得设计更紧凑且有成本效益,以及减小功耗。
    相应地,已经论述了无源电容器的工作??赡苡姓庋姆缦眨河性吹缏返姆窍咝孕形赡艿贾率淙胱爸玫闹芷谛愿扇?。在各种示例性实施例中,这些欺骗性误差可以被输入装置过滤掉。
    图21-22给出了有源模拟电容电路的模拟模型。图21是示出了根据一些示例性实施例的触觉装置有源电容器布置的电气图。在100kHz,该电路可以提供与10nF的电容器相同的衰减。不过,在特定示例性实施例中低于1kHz的负载效应可能是微不足道的。图22是示出了根据一些示例性实施例的这种触觉装置有源电容器布置的衰减的曲线图。
    图23示出了系统(例如触觉装置)的示例性实施例,其中在锐利的高压(HV)边缘使用二极管将放大器部件保持在线性范围之内。
    图24是示出了根据一些示例性实施例的触觉刺激设备150的示例形式的触觉装置的图示。如这里使用的,“触觉”表示与触摸或压力的感觉相关,触觉刺激设备150可能能够基于脉冲库仑力的产生给身体构件120(例如手指、手或脚趾)生成触摸或压力的感觉,如本文通过举例所论述那样??梢裕ɡ?,利用硬件、软件或两者)配置图24中所示的触觉装置以实施本文所述特征和方法中的任一种或多种。
    触觉刺激设备150可以是能够显示图形以及给身体构件120生成触摸感觉的触觉显示装置。图24示出了智能电话形式的这种触觉显示装置的示例,其具有对身体构件120的触摸做出响应的触摸屏面板160(例如触敏屏幕)。亦即,利用身体构件120触摸触摸屏面板160的不同部分可以导致智能电话采取各种动作。
    除了显示图形之外,触摸屏面板160还可以给身体构件120生成触摸 或压力的感觉。给身体构件120生成触觉可能涉及产生一个或多个高压,其可能会导致身体构件120的电击。为了能够防止或抑制这样的电击,触摸屏面板160的一个区域可以包括半导体材料,其可以限制电流流向身体构件120。此外,还可以使用半导体材料减小触摸屏面板160的厚度,如本文举例所述。除了图24中所示的智能电话之外,触觉刺激设备150可以包括各种其他设备,例如计算机监视器、电视、门把手、触摸板、鼠标、键盘、开关、跟踪球、操纵杆或其任何适当组合。
    图25-28是根据各示例性实施例,可以包括在触觉刺激设备(例如触觉刺激设备150)中的各种复合剖面结构和部件的图示。如图25中所示,触觉刺激设备的示例可以包括复合剖面250以及通过电压放大器240连接到复合剖面250的电压源242。如这里使用的,“复合剖面”是指包括触觉刺激设备的不同部分或若干部分。如图25-28中所示,复合剖面250可以是触觉刺激设备中被配置成由身体构件120触摸的外部区域。在这里,复合剖面250的这一示例具有厚度,在各种示例性实施例中,复合剖面250包括绝缘区域252,其可以由身体构件120触摸,复合剖面250可以包括半导电区域254。
    绝缘区域252是复合剖面250中包含(例如包括或含有)一种或多种绝缘材料的区域、段或部分。绝缘体是一种不导电的材料或电导率低到流经材料的电流可以忽略的材料。绝缘材料的示例包括玻璃、聚乙烯、木材、橡胶状聚合物、聚氯乙烯、硅酮、特氟隆、陶瓷和其他绝缘材料。
    半导电区域254是复合剖面250中包括一种或多种半导体材料的区域、段或部分。半导体是导电性介于导体和绝缘体之间的材料。因此,半导电区域254是既非理想导体也非理想绝缘体的区域。半导电区域254的电导率一般可以在103西门子/cm到10-8S/cm的范围中。不过,并非界定半导电区域254的电阻极限,它可能对给出大小设定指南有用。在一个实施例中,半导电区域254的表面电阻可以使得可以在合理时间内将半导电区域254充电到充分高的电压,以给身体构件120生成电传感感觉(例如,明显振动的感觉)。在一些应用中,这样的合理充电时间小于500毫秒,其 中,在一个示例中,充电时间在0.1和500毫秒之间变化。应当认识到,小于200毫秒的充电时间可以为用户提供快速反馈。半导电区域254的表面电阻可以是其表面面积的函数。如果将充电时间保持合理,表面越大,表面电阻可以越小。半导体材料的示例包括半导电的透明聚合物、氧化锌、碳纳米管、氧化铟锡(ITO)、硅、锗、砷化镓、碳化硅和其他半导体材料。
    参考图25中所示的示例性实施例,将电压放大器240的输出“OUT”耦合到半导电区域254,在这个具体实施例中,半导电区域254充当电极。绝缘区域252使半导电区域254绝缘,避免被身体构件120电流接触。通常,电压源242是产生电动势的装置,在这一实施例中,被配置成将半导电区域254充电到一定电势,该电势是以伏特为单位表示的电场,由此在身体构件120上产生电传感感觉。具体而言,绝缘区域252阻止直流电流从半导电区域254流到身体构件120。结果,可以在半导电区域254和身体构件120之间形成绝缘区域252上方的电容耦合,这种电容耦合可以在身体构件120上产生电传感感觉。在施加电荷时,半导电区域254(例如充当电极)和身体构件120的电容耦合产生脉冲的库仑力。脉冲的库仑力可以刺激振动敏感的感受器,主要是那些称为Pacinian微粒222的感受器,它们位于身体构件120表皮221中皮肤最外层的下方。
    电压放大器240是由电压源242产生的信号“IN”驱动的,这个信号可能导致所得库仑力的能量成分的大部分处在Pacinian微粒222可能敏感的频率范围中。对于人而言,这个频率范围可以介于10Hz和1000Hz之间。例如,该频率可以介于50Hz和500Hz之间或100Hz和300Hz之间,例如是大约240Hz。
    在各示例性实施例中,设定电压放大器240和绝缘区域252上方的电容耦合大小,从而刺激Pacinian微粒222或其他机械感受器,并产生电传感感觉。为此,电压放大器240、电压源242或其任意适当组合可以产生几百伏甚至几千伏的输出。通过电容耦合驱动到身体构件120中的交流电流可能幅度非常小,例如,可以利用低频交变电流进一步减小它。
    应当认识到,电接地(galvanic grounding)将人的电势设置成接近地,在复合剖面250和身体构件120之间生成强电势差和电场。如果用户正确地触摸导电的地电极,电接地可以很好地工作。不过,在触摸非常轻的示例中,仅使用非常小的接触面积,局部的电容性电流可能产生火花或电击,这可能给身体构件120带来刺激。半导电区域254可以限制局部电流通过小面积从而到身体构件120的流动。结果,电流的极限可以抑制或防止给身体构件120带来电击,由此可能减小对身体构件120的刺激。
    此外,半导电区域254可以用于减小绝缘区域252的厚度。具体而言,在有电击穿时,可以形成高电流密度的电子通道,这是绝缘体电阻的迅速减小,可能导致绝缘体(例如绝缘区域252)周围或穿透其跳跃的火花。不过,在一些情况下,在特定半导体材料中可能难以形成电子通道,因为这样的材料可能具有更低的电荷载体密度。因此,利用半导电材料,即使施加高电场,也不大可能发生电击穿。结果,也可以减小绝缘区域252,由此导致绝缘区域252的厚度减小。应当认识到,接近这一电压范围的下限(例如,几百伏到几千伏),绝缘体厚度可以薄到一个原子层,或,在其他示例中,可以介于大约0.01mm和大约1mm之间,介于大约1μm和大约2mm之间,大于大约2mm,介于大约20μm和大约50μm之间,或小于大约20μm。如这里使用的,术语“大约”表示指定的尺度或参数可以针对给定应用在可接受制造公差之内变化。在一些实施例中,可接受的制造公差为±10%。随着材料技术和纳米技术的发展,更薄而耐用的绝缘截面也出现了,这样还可以减小所用的电压。
    还应当认识到,电压源242不需要物理耦合到半导电区域254才能够将半导电区域254充电到一定电势。在特定的示例性实施例中,电压源242可以接近半导电区域254但并不物理连接。具体而言,电压源242产生的电场可以将半导电区域254充电到一定电势而无需将电压源242物理连接到半导电区域254。这种电容性能量传输也可以是一种电容耦合,称为电容性连接。
    图25中所示的半导电区域254接近绝缘区域252,但应当认识到,复 合剖面250也可以具有多种其他不同的结构。图26示出了符合替代实施例的不同复合剖面结构的图。这种复合剖面251还包括绝缘区域252和半导电区域254。类似地,电压源242通过电压放大器240连接到复合剖面251。绝缘区域252可以被身体构件120触摸,半导电区域254设置于绝缘区域252下方。
    绝缘区域252包括一块绝缘材料,例如一片玻璃。半导电区域254包括不同块的半导体材料,例如一片半导电的透明聚合物。形成绝缘区域252的这块绝缘材料在物理上与形成半导电区域254的该块半导体材料不同。复合剖面251是通过将这块绝缘材料与这块半导体材料粘结到一起来形成的。
    图27示出了根据又一示例性实施例的进一步的复合剖面结构的图。这种复合剖面255还包括绝缘区域252和半导电区域254。类似地,电压源242通过电压放大器240连接到复合剖面255。绝缘区域252可以被身体构件120触摸,半导电区域254设置于绝缘区域252下方。
    绝缘区域252具有可以被身体构件120触摸的一侧或表面以及相对侧或表面。在这一实施例中,在绝缘区域252的这一相对表面上扩展一层半导体材料。这层半导体材料形成半导电区域254。应当认识到,该层半导体材料可以是薄层。例如,在一个实施例中,该层可以像一个原子层那样薄。在其他示例性实施例中,半导电区域254的厚度可以介于大约1μm和大约200μm之间,大于大约200μm或介于大约20μm到50μm之间。
    图28示出了根据又一示例性实施例的进一步的复合剖面结构的图。这种复合剖面257也包括绝缘区域252和半导电区域254。类似地,电压源242通过电压放大器240连接到复合剖面257。绝缘区域252可以被身体构件120触摸,半导电区域254设置于绝缘区域252下方。
    不过,在这一实施例中,复合剖面257不是由两件独立的材料形成的。相反,绝缘区域252和半导电区域254一开始包括单件绝缘材料,可以向绝缘材料的一部分添加掺杂剂以改变半导电材料该部分的材料性质。具体而言,添加掺杂剂增大了绝缘材料该部分的电导率以将其材料性质改变为 半导体材料的性质。掺杂可以通过氧化方式(例如p型掺杂)或通过还原方式(例如n型掺杂)。这一掺杂部分形成半导电区域254。这种掺杂剂的示例包括导电聚合物,一般将其分类成表面电阻率从101到107欧姆/方块的聚合物。聚苯胺(PANI)是导电聚合物的示例??梢允褂玫牟粼蛹恋钠渌纠ㄌ寄擅坠?、导电碳、碳纤维、不锈钢纤维、砷化镓、钠N-?;涟?、溴、碘、五氯化砷、铁(III)氯化物和亚硝酰(NOPF6)。
    反之,在替代实施例中,复合剖面257一开始可以包括单件半导体材料,可以向半导体材料的一部分添加掺杂剂以将该部分改变成绝缘材料?;谎灾?,绝缘区域252和半导电区域254一开始可以包括单件半导体材料,可以向半导体材料的一部分添加掺杂剂以将该部分的材料性质改变成绝缘材料。添加掺杂剂减小了半导体材料该部分的电导率以将其材料性质改变为绝缘材料的性质。这一掺杂部分形成绝缘区域252。
    图29为电路图,其实施触觉刺激设备301的说明性的示例实施例(例如作为触觉装置的示例)。在这一实施例中,电压放大器302被实现为后继为电压变换器304的电流放大器303。电压变换器304的二次绕组相对于触觉刺激设备301的其余部分,例如处于飞行配置中。利用调制信号来驱动放大器302和303,由312和314表示调制器310中输入的其分量。电压放大器302的输出被耦合到开关阵列317,开关阵列317接着又耦合到控制器316和包括半导体材料的电极306A、306B和306C。电极306A、306B和306C被绝缘,以免与绝缘区域308A、308B和308C电流接触。结合图29描述的实施例涉及多个电极306A、306B和306C,但每个电极306A、306B或306C自己刺激身体构件320A、320B或320C皮肤的不同区域,或更精确地讲,刺激机械感受器,包括皮肤最外层下方的Pacinian微粒。因此,n各电极306A、306B和306C的配置可以并行传达n比特的信息。
    尽管不是严格必要,但可能有益的是提供接地连接,其有助于使用户相对于触觉刺激设备301的电压段更接近明确(例如非浮置)的电势。在实施例中,接地连接350将电压段的参考点REF连接到身体构件354,它 与要刺激的身体构件320A、320B和320C不同。参考点REF在变压器304二次绕组的一端,而从二次绕组的相对端获得用于电极306A、306B和306C的驱动电压。在示例性实施例中,该触觉刺激设备301是手持式设备,包括由身体构件320A、320B和320C中的一个或多个激活的触摸屏面板。接地连接350终止于接地电极352,其可以形成触觉刺激设备301的表面。
    参考点REF和非刺激身体构件354之间的接地连接350在电气上可能是复杂的。此外,手持式设备通常相对于周围环境没有具体的参考电势。因此,术语“接地连接”不需要连接到固体地端(solid-earth ground)。相反,接地连接表示有助于减小触觉刺激设备301的参考电势和不同于被刺激的一个或多个身体构件(例如身体构件320A,320B和320C)的第二身体构件(例如身体构件354)之间电势差的任何适当连接。电压段的参考点REF和非激励身体构件354之间的非电容耦合350(例如电流耦合)可以增强受激励身体构件320A、320B和320C经受的电传感感觉。相反,可以利用更低的电压,在使用接地连接350的更厚绝缘体上,或其任何示意组合,实现等效的电传感刺激。
    如上所述,可以利用高频信号312驱动放大器302和303,可以由调制器310中的低频信号314调制高频信号312。低频信号314的频率可以使得Pacinian微粒对该频率做出响应。根据各示例性实施例,高频信号312的频率可以稍高于人的听力,例如介于18kHz和25kHz之间或介于19kHz和22kHz之间。
    只要一个或多个身体构件320A、320B和320C分别在一个或多个电极306A、306B和306C附近,图29中描述的实施例就可以产生稳态电传感感觉。为了传达有用信息,可以调制电传感感觉??梢酝ü绶绞娇刂埔桓龌蚨喔霾僮鞑问刺峁┱庵殖性匦畔⒌牡髦?。例如,可以由控制一个或多个操作参数的控制器316提供这种承载信息的调制。例如,控制器316可以启用、禁用或改变高频信号312的频率或幅度、低频信号314的频率或幅度、放大器302的增益或其任何适当组合。作为进一步的示例,控制器316可以可控地启用或禁用电压源(未独立示出)或可控地在任何适当 点中断电路。
    图30是示出触觉刺激设备400的示例性实施例的电路图,其中由电极运动调节电容耦合的强度。触觉刺激设备400的复合剖面包括一组包括半导体材料的电极404和设置于该组电极404上方的绝缘区域402。这一组电极404形成复合剖面的半导电区域,并耦合到控制器316和电压放大器240。电场及其变体的产生受到该组电极404的方式影响,该组电极包括个体电极403。个体电极403可以由绝缘体元件分离,从而防止电极403之间发火花或短路。
    在这一实施例中,个体电极403是可逐个控制的,其中控制电极403之一影响其取向和/或突出。经由来自控制器316的输出信号对该组电极404进行取向,使得该组电极404集体形成绝缘区域402下方的平面。在本示例中,从电压放大器240到该组电极404的电压电流(例如DC或AC)向密切接近复合剖面的身体构件120产生足够强的相反符号电荷(例如,负电荷)。在绝缘区域402上方形成身体构件120和触觉刺激设备400之间的电容耦合,其可以在身体构件120上产生电传感感觉。
    图31是示出触觉刺激设备500示例性实施例的电路图,其中该组电极404中的个体电极403可以具有相反的电荷。触觉刺激设备500的复合剖面包括一组包括半导体材料的电极404和设置于该组电极404上方的绝缘区域402。这一组电极404形成复合剖面的半导电区域,并耦合到控制器316和电压放大器240。
    可以通过控制器316调节和控制个体电极403的电荷。触觉刺激设备500和身体构件120之间的电容耦合可以引起具有相反符号501的电荷(例如,正负电荷)的区域。这样相反的电荷彼此相互吸引。因此,可以不仅在触觉刺激设备500和身体构件120之间,而且在身体构件120自身之内的无穷小区域之间产生刺激Pacinian微粒的库仑力。
    图32是示出具有一组可逐一控制的电极610a-610i的触觉刺激设备600进一步的示例性实施例的电路图??芍鹨豢刂频牡缂?10a-610i包括半导体材料,如图32中所示,它们被组织成矩阵形式并耦合到开关阵列317, 开关阵列又耦合到控制器316和电压放大器240??梢越庋木卣蠹傻酱ゾ跸允咀爸弥?。例如,可以将电极610a-610i定位在触摸屏面板后方,其中“后方”表示触摸屏面板上与正常工作期间面对用户一侧相对的一侧。电极610a-610i可以非常细和/或透明,由此电极610a-610i能够在面对用户的一侧覆盖触摸屏面板。
    经由开关阵列317从电压放大器240传导到电极610a-610i的电荷可以全都具有类似的符号或可以具有不同符号,如上文在图31中所示。例如,如图32中所示,控制器316可以逐个控制开关阵列317中的开关,或者特定的组可以形成可公共控制的组??梢愿菰て诓僮骰蛴τ梅段е付ǜ鎏宓缂?10a-610i和/或其关联绝缘体的表面。例如,最小面积可以是大约0.01cm2,而最大面积可以是大致等于人手的尺寸。
    电极610a-610i的矩阵和开关阵列317可以提供电传感感觉的空间变化。亦即,向用户提供的电传感感觉可能取决于接近触觉刺激设备600的用户身体构件(例如手指)的位置,触觉刺激设备600具有带电极610a-610i的触摸屏面板??占渖媳浠牡绱懈芯趵缈梢晕没峁┐ッ撩姘宕ッ羟虻牟季值闹甘?。因此,可以配置图32中示出的触觉刺激设备600以产生大量不同的触敏区域,每个区域都具有不同的“感觉”或不同图案,以实现电传感感觉的时空变化。
    图33是电路图,示出了根据示例性实施例在触觉刺激设备700接地时电容耦合中电场生成电势的分布。如图所示,两个电容器702和704以及电压源706串联耦合。通常,基于电容C1和C2之比划分电极的驱动电压e,其中C1是身体构件(例如手指)和电极之间的电容,C2是用户的杂散电容。身体构件经受的电场为:
    C1+C2
    这个电压U1低于来自电压源706的驱动电压e。如下文将通过举例更详细所述,触觉刺激设备700的参考电势可以是浮置的,这可以进一步减小指向身体构件的电场。一些实施例旨在与C2相比保持电容C1低。在这里,至少电容C1不显著高于C2。其他实施例旨在例如通过将触觉刺激设 备700的参考电势耦合回用户来调节或控制C2。
    可以由如下布置控制杂散电容:使用几个电极产生复合剖面不同区域间的电势差。例如,可以通过将手持装置的触摸屏面板侧(例如装置的上侧)布置成第一电势,而将相对侧布置成第二电势,实施这种技术,其中两个不同的电势可以是手持式装置的正负极?;蛘?,第一表面区域可以是电接地端(例如参考电势),而第二表面区域被充电到高电势。此外,在一个或多个绝缘体层施加的约束之内,可以形成不同电势的很小区域,例如具有相反符号或大小迥然不同的电势。此外,这样的区域可以足够小,使得身体构件同时受到来自具有不同电势的表面的几个区域的电场作用。
    图34是电路图,示出了具有浮置电压源的触觉刺激设备800进一步的示例性实施例。如图所示,触觉刺激设备800包括耦合到浮置电压源810的电容器802、804、806和808。例如,可以经由电感或电容耦合,利用制造前断开的开关或其任意适当组合,实现这种浮置电压源810。变压器的二次绕组是浮置电压源的示例。
    通过测量电压U4,能够检测到电容C1值、电容C2值或两者的变化。假设浮置电压源810是变压器的二次绕组,也可以在一次侧上检测到电容C1和C2中一个或多个的变化,例如,检测为负载阻抗的变化。电容C1和C2中一个或多个的这种变化可以充当触摸或接近身体构件的指示。在一些示例性实施例中,布置触觉刺激设备800以利用触摸或接近身体构件的这种指示,使得触觉刺激设备800使用第一(例如更低)电压来检测身体构件的触摸或接近以及使用第二(例如更高)电压向用户提供反馈。例如,利用较低电压这样检测身体构件的触摸可以触发触觉刺激设备800的自动解锁或可以激活触摸屏面板的照明。使用更高电压的反馈可以指示如下任一项或多项:每个触敏区域的轮廓;触觉刺激设备800对触摸或接近身体构件的检测;触敏区域(例如,要由其发起的动作)的意义;或由应用程序处理且可能潜在对用户有用的其他信息。
    图35是示出了触觉刺激设备6000进一步的示例性实施例的电路图。在这一实施例中,触觉刺激设备6000包括连接到两个不同电压源6008和 6009的复合剖面6002,它们经由控制器6004连接到电源6006。在图示的示例性实施例中,复合剖面6002包括身体构件120可触摸的绝缘区域252和接近绝缘区域252的半导电区域254??梢越氲嫉缜?54充电到充分高电压以向身体构件120生成电传感感觉。不过,在这一实施例中,可以从至少两个不同的点为半导电区域254充电。如图35中所示,电压源6008在一个点连接到半导电区域254,而电压源6009在不同的点连接到半导电区域254。
    控制器6004可以逐个驱动电压源6008和6009中的一个或多个。例如,控制器6004能够驱动电压源6008以在与电压V2不同的时间相位产生电压V1,电压V2可以由电压源6009产生。在进一步的个示例中,控制器6004还可以驱动电压源6008以在与电压V2不同的电势产生V1。V1和V2之间的电势差可以在半导电区域254的表面上产生空间波。例如,图36示出了半导电区域254的表面。半导电区域254的边缘连接到产生两个不同电压V1和V2的两个不同电压源。在本示例中,电压V2比电压V1处于更高电势,由此在半导电区域254的表面上沿方向6050生成空间波。由不同电势V1和V2生成的这种空间波可能会增强图35中所示被刺激身体构件120经受的电传感感觉。
    图37为示意图,示出了触觉显示装置900的示例性实施例,其具有基于身体构件120位置产生电传感感觉的单一电极。在这里,触觉显示装置900包括触摸屏面板902,其可以是触敏屏幕,为了描述本实施例的目的,可以包括三个触敏区域A1、A2和A3??刂破?06检测身体构件120对触敏区域A1、A2和A3的接近或触摸。
    触摸屏面板902可以包括各种材料区域,例如一个或多个绝缘区域、导电区域和半导电区域。在本文别处通过举例更详细地描述了各区域的布局,但各区域可以形成两个不同电极。一个电极(例如“触摸检测电极”)可以专用于检测身体构件120的触摸,而进一步的个电极(例如“电传感感觉电极”)可以专用于在身体构件120上产生电传感感觉。在一些示例性实施例中,为了检测触摸,向触摸检测电极施加电压会产生静电场。身 体构件120的触摸会改变这个静电场,可以基于这些变化由触摸显示装置900识别身体构件120(例如A1、A2或A3)的位置。
    除了处理触摸屏功能之外,控制器906还可以使用身体构件120的位置信息在时间上改变由电传感感觉电极在身体构件120上产生的电传感感觉强度。尽管随时间改变电传感感觉的强度,但在本实施例中时间不是自变量。相反,时间变化的定时可以是身体构件120相对于触敏区域(例如A1、A2和A3)的位置的函数。因此,图37中所示的触觉显示装置900可以用于导致电传感感觉电极在身体构件120上产生的电传感感觉强度变化,该变化可以基于身体构件120相对于触摸屏面板902的触敏区域的位置?;谎灾?,可以基于身体构件120的位置改变电传感感觉的强度。
    触摸屏面板902下方示出的曲线图950示出了这种功能。如图37中所示,三个触敏区域A1、A2和A3由相应的x坐标对{x1,x2}、{x3,x4}和{x5,x7}区分。只要身体构件120在触敏区域A1、A2和A3任何一个的左侧,控制器906就不会感测到身体构件120的存在是不活动的。在本示例中,控制器906通过向电传感感觉电极施加低强度信号做出响应。一旦身体构件120与x坐标值x1交叉,控制器906就检测到身体构件120在第一触敏区域A1上方,并开始向电传感感觉电极施加中等强度的信号。在区域A1和A2之间(例如在x坐标x2和x3之间),控制器906再次向电传感感觉电极施加低强度信号??梢岳嗨朴诘谝淮ッ羟駻1处理第二触敏区域A2,但可以有些不同地处理第三触敏区域A3。一旦控制器906检测到身体构件120在区域A3上方或非常接近,就开始向电传感感觉电极施加中等强度的信号。也可以类似地向区域A1和A2施加这种中等强度的信号。不过,用户可以决定在第三区域A3之内的点x6处按下触摸屏面板902??刂破?06检测到手指的按压(例如激活分配给区域A3的特定功能)并通过向电传感感觉电极施加高强度信号做出响应。于是,尽管仅使用单个电传感感觉电极来生成电传感感觉,触觉显示装置900的实施例能够为用户提供触觉反馈,生成带纹理表面的错觉。
    为了便于集成触觉刺激设备与电容性装置,例如触觉显示装置900, 包括触摸检测电极的区域或其他区域可以包括半导电区域,其可以将触觉刺激区域与触摸敏感区域分隔开。在与触敏区域或功能相关联的电压和电流水平下,半导电区域可以充当绝缘体,这意味着半导电区域不会阻碍电容性装置的工作。不过,在该电压、频率、电流水平或与触觉刺激区域或关联功能相关联的其他空间拓扑下,半导电区域可以充当导体,这意味着可以将半导电区域用作电极,如上所述,通过该电极通过电容耦合将电流传导到身体构件120。
    图38-39是可以包括触摸屏面板不同示例性实施例的材料的各区域的图。如图38中所示,触摸屏面板902的实施例包括导电区域1004、设置于导电区域1004上方的绝缘区域1002、设置于绝缘区域1002上方的半导电区域254以及设置于半导电区域254上方的进一步的绝缘区域252。
    在这一实施例中,绝缘区域1002和导电区域1004可以包括常规触摸屏面板。导电区域1004形成用于检测身体构件120触摸的电极(例如,如上所述的“触摸电极”),与上述在身体构件120上产生电传感感觉的电极不同。这种导电区域1004可以包括金属或透明导电材料。根据电导率,在一个示例中,导电区域1004的厚度可以介于大约1μm和大约200μm之间。在其他示例中,导电区域1004的厚度可以小于大约1μm或大于大约200μm。
    设置于导电区域1004上方的绝缘区域1002可以包括透明绝缘材料,例如玻璃。在一个示例中,绝缘区域1002的厚度可以介于大约10μm和大约2mm之间。在进一步的个示例中,绝缘区域1002的厚度可以大于2mm。在又一示例中,绝缘区域1002的厚度可以介于大约0.4mm和0.7mm之间。
    为了抑制对身体构件120的电击或为了其他功能,半导电区域254可以包括在触摸屏面板902中。这一半导电区域254还形成用于产生电传感感觉的电极(例如,如上所述的“电传感感觉电极”)。例如,如下文更详细所述,电压源(未示出)可以将半导电区域254充电到一定电势,以在身体构件120上产生电传感感觉。结果,触摸屏面板902的实施例被配置成检测身体构件120的触摸以及在身体构件120上产生电传感感觉。
    在这里,半导电区域254可以设置于绝缘区域1002上方(例如,常规触摸屏面板上)。进一步的绝缘区域252可以设置于半导电区域254上方。例如,可以在常规触摸屏面板上扩展一薄层半导体材料,例如半导电的透明聚合物,触摸屏面板包括绝缘区域1002和导电区域1004。然后可以在该层半导体材料上方设置作为绝缘材料的进一步的片玻璃。
    在备选实施例中,可以从触摸屏面板902排除绝缘区域1002。如图39中所示,触摸屏面板的这一替代实施例902'包括导电区域1004、设置于导电区域1004上方的半导电区域254以及设置于半导电区域254上方的绝缘区域252。在这里,如果半导电区域254是充分的不良导体,那么可以直接在导电区域1004上方设置半导电区域254。在一个示例中,如果其表面电阻率低于10欧姆/平方,半导电区域254可以是充分的不良导体。不过,应当指出,除了半导电区域254的材料性质之外,排除半导电区域254和导电区域1004之间的绝缘区域此外可以取决于触敏区域(例如导电区域1004)或触觉显示装置其他电路处理来自半导电区域254的电流漏泄的能力。这样的能力可能取决于例如导电区域1004的尺寸、触摸屏面板902'的尺寸、接地和其他性质。
    应当认识到,图38-39中所示的半导电区域254以及本文其他图中所示的半导电区域和电极可以是同质的或非同质的。在一个实施例中,半导电区域254的表面可以是非同质的,使得例如表面上的电导率可以变化。例如,半导电区域254可以包括可独立控制的半导电区域,其中可以独立激活每个区域。在这里,可以通过利用在不同半导电区域之间变化的电压相继或同时激活每个元件来产生更大范围的电传感感觉。在进一步的个示例中,半导电区域254的表面具有图案,例如成排六角形单元的结构或其他图案,这可以产生不同的电场图案。结果,图案的几何形状可以向身体构件120产生不同的电传感感觉。在又一个示例中,半导电区域254的表面可以具有电导率不同的表面区域,这样能够修改流动到各个表面区域的电荷。例如,可以使用梯度掺杂构造出这样的表面。这一表面可以向半导电区域254的各个表面区域提供更快或更慢的电荷流动。这种受控的电荷 流动可以在触觉显示装置处提供更加受控的电场,因此可以实现触觉显示装置更好的稳定性。此外,可以使用这种受控的流动来改变电传感感觉。
    图40是配置成为图39中所示触摸屏面板902'充电的电路的示范性实施例图示。如图40中所示,触觉显示装置2000包括电路2002和图38中所述的触摸屏面板902。如上所述,触摸屏面板902包括导电区域1004、设置于导电区域1004上方的绝缘区域1002、设置于绝缘区域1002上方的半导电区域254以及设置于半导电区域254上方的进一步的绝缘区域252。
    在这一实施例中,电路2002包括电压放大器302,其被实现为继之以电压变换器304的电流放大器303。电压变换器304的二次绕组相对于触觉显示装置2000的其余部分例如处于飞行配置中。利用调制信号来驱动放大器302和303,由312和314表示调制器310中输入的其分量。电压放大器302的输出被耦合到控制器316,接着又耦合到导电区域1004。
    在这一实施例中,经由电容性连接为半导电区域254充电。具体而言,将导电区域1004充电到在高电势处浮置,由此将半导电区域254转移或充电到向身体构件120生成电传感感觉的电势。
    图41是示出了包括触觉刺激设备3000的复合剖面进一步的实施例的图,其中复合剖面之一提供于接地连接中。如图所示,触觉刺激设备3000包括连接到电路3008的两个不同复合剖面3004和3006。在一个实施例中,复合剖面3004是触摸屏面板,而复合剖面3006是接地连接350。
    复合剖面3004包括导电区域1004、设置于导电区域1004上方的电子线路区域3002、设置于电子线路区域3002上方的绝缘区域1002、设置于绝缘区域1002上方的半导电区域254以及设置于半导电区域254上方的进一步的绝缘区域252。电子线路区域3002包括触觉刺激设备3000的各种电子线路或部件,例如液晶显示器、输入装置或其他电子线路。绝缘区域252的表面被配置成被身体构件120触摸。
    在这一实施例中,电路3008包括电压放大器302,其被实现为继之以电压变换器304的电流放大器303。电压变换器304的二次绕组相对于触觉刺激设备3000的其余部分例如处于飞行配置中。利用调制信号来驱动放 大器302和303,由312和314表示调制器310中输入的其分量。电压放大器302的输出被耦合到控制器316,接着又耦合到导电区域1004。在所示的实施例中,接地连接350包括在触觉刺激设备3000中,这一接地连接350有助于使用户更接近相对于触觉刺激设备3000的电压段而言明确(例如非浮置)的电势。接地连接350将电压段的参考点REF连接到身体构件354,它与要刺激的身体构件120不同。参考点REF在变压器304二次绕组的一端,而从二次绕组的相对端获得用于包括电极的复合剖面3004驱动电压。在进一步的实施例中,可以在复合剖面3004和电路3008之间或复合剖面3006和电路3008之间增加电阻器(未示出),以导致相位差。
    在示例性实施例中,触觉刺激设备3000是手持式设备,包括由身体构件120激活的触摸屏面板。接地连接350终止于充当接地电极并能形成触觉刺激设备3000的表面的复合剖面3006。复合剖面3006可以由不同的材料构成。在一个实施例中,如图41中所示,复合剖面3006包括半导电区域254'、绝缘区域252'和导电区域1004'。绝缘区域252'设置于导电区域1004'和半导电区域254'之间。区域252'、254'和1004'的厚度范围可以分别类似于区域252、254和1004的厚度范围。在一个实施例中,可以改造常规的触觉显示装置(例如智能电话或触摸板)以向身体构件120提供电传感感觉。在一个示例中,区域1002、3002、1004和1004'是常规触觉显示装置的部分??梢韵虺9娲ゾ跸允咀爸迷黾忧?52、254、252'、254'和3008以形成向身体构件120提供电传感感觉的触觉刺激设备3000。向常规触觉显示装置增加区域252、254、252'、254'可以具有使常规触觉显示装置电隔离和浮置的效果。电路3008通过利用来自控制器316的刺激信号驱动触觉刺激设备3000整体(例如,其局部地电势)来提供电传感感觉。
    具体而言,半导电区域254'可以具有配置成被身体构件354触摸的表面。导电区域1004'在参考点REF处连接到电压源。在进一步的实施例中,复合剖面3006可以包括两个半导电区域(未示出)和设置于两个半导电区域之间的绝缘区域(未示出)。在这里,一个半导电区域具有配置成被身体构件354触摸的表面,而进一步的个半导电区域例如在图41中所示的参 考点REF处连接到电压源。在又一实施例中,复合剖面3006可以包括临近绝缘区域(未示出)的半导电区域(未示出)。在这里,绝缘区域具有配置成被身体构件354触摸的表面,而半导电区域在参考点REF处连接到电压源。在又一实施例中,复合剖面3006可以包括两个导电区域(未示出)和设置于两个导电区域之间的绝缘区域(未示出)。
    上述复合剖面3006的各实施例可以进一步抑制或阻止对身体构件354的电击,因为不同复合剖面3006的半导电区域(例如半导电区域254')可能会限制电流的量。此外,绝缘区域252'使导电区域1004'或进一步的半导电区域绝缘,以免与身体构件354电流接触。使用图41中所述的各种复合剖面3006还可以增强来自触摸触觉刺激设备3000的复合剖面3004的身体构件120的触摸、压力或振动的感觉。
    图42是示出了提供于接地连接中的复合剖面的不同实施例的图。触觉刺激设备4000包括两个连接到电路4006的不同复合剖面4003和4004。复合剖面4003例如可以是触摸屏面板,复合剖面4003可以具有多种不同组成,其中一些如上所述。进一步的个复合剖面4004是接地连接350。
    在这一实施例中,电路4006还包括电压放大器302,其被实现为继之以电压变换器304的电流放大器303。电压变换器304的二次绕组相对于触觉刺激设备4000的其余部分,例如处于飞行配置中。利用调制信号来驱动放大器302和303,其分量312和314被输入到调制器310。电压放大器302的输出被耦合到控制器316,与上述电路不同的是,这一控制器316连接到接地连接350。在本替代实施例中,接地连接350将电压段的参考点REF连接到身体构件354,它与要刺激的身体构件120不同。如图42中所示,参考点REF在变压器304二次绕组的一端,而从二次绕组的相对端获得用于包括电极的复合剖面4003的驱动电压。
    如图42中所示,复合剖面4004包括地区域4002,临近这个地区域4002的是具有多个沟槽的绝缘区域252。在一个示范性实施例中,每个凹槽都是切入绝缘区域252中的窄矩形沟道。在图示的实施例中,半导电区域254和254'覆盖在包括沟槽的绝缘区域252'上方。例如,半导电区域254和254' 可以由叠加在沟槽之内和外部的半导电材料构成。复合剖面4004还包括与半导电区域254和254'临近且具有配置成被身体构件354触摸的表面的进一步的绝缘区域252'。在替代实施例中,导电区域可以叠加于绝缘区域252而非半导电区域254和254'上方。
    在这里,沟槽外部最远的半导电区域254或半导电区域254的部分连接到控制器316,由此在参考点REF和非刺激身体构件354之间产生电耦合。沟槽之内的半导电区域254'的部分电容性耦合到绝缘区域252后方的地端(例如,地端区域4002)。应当认识到,最外面的半导电区域254还电容性耦合到地,但是因为它们与沟槽之内的半导电区域254'相比远离地端,所以半导电区域254'到地的电容耦合可能比半导电区域254到地端的电容耦合更强。
    使用图42中所述的各种复合剖面4004,与例如非复合表面相比,可以改善接地情况。此外,复合剖面4004还可以增强来自触摸触觉刺激设备4000的复合剖面4003的身体构件120的触摸、压力或振动感觉。
    图43是示出了提供于接地连接中的复合剖面的又一实施例的图。触觉刺激设备5000的本实施例包括连接到电路5006的两个不同复合剖面5003和5004。复合剖面5003例如可以是触摸屏面板,复合剖面5003可以具有多种不同组成,其中一些如上所述。进一步的个复合剖面5004是接地连接350。
    在这一实施例中,电路5006还包括电压放大器302,其被实现为继之以处于浮置配置中的电压变换器304的电流放大器303。电压变换器304的二次绕组相对于触觉刺激设备5000的其余部分,例如处于飞行配置中。利用调制信号来驱动放大器302和303,其分量312和314被输入到调制器310。电压放大器302的输出被耦合到控制器316,其连接到接地连接350。在本替代实施例中,接地连接350将电压段的参考点REF连接到身体构件354,它与要刺激的身体构件120不同。如图43中所示,参考点REF在变压器304二次绕组的一端,而从二次绕组的相对端获得用于包括电极的复合剖面5003的驱动电压。
    如图43中所示,复合剖面5004包括地端区域4002,临近这个地端区域4002的是绝缘区域252。叠加带绝缘区域252上方的是多个半导电区域254。例如,半导电区域254可以由叠加在绝缘区域252上的半导电材料条构成。复合剖面5004还包括与半导电区域254临近且具有配置成被身体构件354触摸的表面的进一步的绝缘区域252'。这一绝缘区域252'可以松散耦合到半导电区域254。在替代实施例中,导电区域可以叠加于绝缘区域252而非半导电区域254上方。
    在这一实施例中,半导电区域254连接到控制器316。在电路5006向复合剖面5003施加电压时,绝缘区域252'可以振动,因为电压使绝缘区域252'收缩。没有电压的话,绝缘区域252'返回其原来的形状。在电压脉动时,收缩和膨胀导致绝缘区域252'振动。绝缘区域252'的这种振动可以增强来自触摸触觉刺激设备5000的复合剖面5003的身体构件120的触摸、压力或振动感觉。应当指出,振动也可以由具有不同极性的身体构件120导致。在这里,如果向半导电区域254施加充分高电压,那么具有身体构件120和354的人充当地端电势,由此令电压产生的电磁场使绝缘区域252'振动。
    图44-45是示出了根据示例性实施例具有将触摸屏面板1100的半导电区域连接到电压源242的连接器的触觉刺激设备1101的图示。如图44中所示,触摸屏面板1100的本实施例包括导电区域1004、设置于导电区域1004上方的绝缘区域1002、设置于绝缘区域1002上方的半导电区域254以及设置于半导电区域254上方的进一步的绝缘区域252。触觉刺激设备1101还包括电压源242和经由连接器1102耦合到半导电区域254的电压放大器240。在这里,绝缘区域1002和导电区域1004可以具有小孔以容纳连接器1102。
    在本示例中,电压源242被配置成将充当电极的半导电区域254充电到一定电势,由此在身体构件120上产生电传感感觉。电压源242作为连接器1102施加这种电荷,连接器1102将半导电区域254物理耦合到电压源242。在这一实施例中,连接器1102还包括半导体材料,其可以抑制或 防止在半导电区域254和绝缘区域252都被击穿从而暴露连接器1102时对身体构件120造成电击。
    例如,如图45中所示,半导电区域254和绝缘区域252两者的区域都可能被磨损或击穿,使得连接器1102暴露,被身体构件120触摸到。结果,在这一特定区域,半导电区域254和绝缘区域252不用于将身体构件120与至少包括电压放大器240和电压源242的电路分开或绝缘。在一个实施例中,连接器1102还可以包括半导体材料以基于上述原理,在身体构件120触摸暴露的连接器1102时抑制或防止对身体构件120造成电击。
    图46是示出了根据一些示例性实施例,触觉刺激设备1200示例形式的触觉装置各部件的示意图。如图46中所示,显示区域1222示出了信息1226,用户通过触敏区域1262和触觉输出区域1242看到该信息。由触摸输入控制器1240扫描触敏区域1262,使得微处理器1204在存储器1206中存储并从其中执行的指令(例如软件)的控制下,知道在预定义区域1246上有或没有身体构件120。触敏区域1262的复合剖面可以是完全同质的,可以由微处理器1204在指令的控制下动态生成预定义区域,例如区域1246,从而将身体构件120触摸触敏区域1262时的X和Y坐标与预定义区域1246的预定义边界比较。
    附图标记1248表示存储于存储器1206之内的存在检测逻辑。微处理器1204执行存在检测逻辑1248可以导致检测预定义区域1246处存在或是不存在身体构件120??梢杂上允厩?222显示目视标志,例如与预定义区域1246相关联的功能或活动的名称,作为显示信息1226的一部分,以便帮助用户找到预定义区域1246。
    此外,存储器1206之内还可以存储刺激变化逻辑1268。刺激变化逻辑1268的输入信息可以包括关于预定义区域1246处是否存在身体构件120的信息?;谡庵执嬖谛畔?,刺激变化逻辑1268可以具有如下效果:微处理器1204指示触觉输出控制器1260以改变触觉输出区域1242的电气输入,从而改变给身体构件120导致的电传感感觉。于是,用户可以仅仅通过触觉信息(或电传感感觉),即无需视觉提示,就检测预定义区域1246 存在或不存在显示信息。
    图47-48示出了根据一些示例性实施例的系统(例如触觉装置)的各个部件。系统的一些示例性实施例可以支持或包括“触摸和轻敲键盘”,能够在触觉装置的屏幕上寻找和??渴种??;谎灾?,用户可以在虚拟键盘上保持一个或多个手指(例如,仅仅???,或具有位置参考,例如参考F和J“家(home)”按键)??梢酝ü谇崆眯槟獍醇ɡ?,释放并随后触摸并释放)之后从虚拟按键释放手指来开始(例如触发)按键选择。
    按键选择条件的示例可以包括:
    前一次触摸(例如寻找或停留)和前一次轻敲之间的时间延迟(例如,大于200msec的延迟),其可以允许现有虚拟键盘支持的传统的轻敲打字(例如,按压打字);以及低于500msec的轻敲持续时间,其可以具有排除长触摸(例如寻找手势)被解释为按键激活的效果。
    根据特定示例性实施例,可以利用虚拟键盘的独立方案或配置支持或实现长按。各种示例性实施例可以支持这种独立方案或配置的一个或多个变体。
    例如,系统(例如触觉装置)可以支持“多触摸和寻找”。在多触摸输入的情况下,两个“锚定”手指可以??吭谄聊簧?,但仅有运动的手指激活寻找反馈。例如,在运动的两个或更多手指阻止寻找反馈的情况下,这种行为可以是容易学习的。
    作为进一步的示例,系统可以支持“多触摸按键选择”。通过轻敲按键的按键选择来激活按键。轻敲的手指选择其下方的按键,??康氖种覆环乐骨崆茫ɡ?,轻敲的检测或识别)。
    作为进一步的示例,单个(例如第一)手指或指尖可以执行按键位置寻找并随后停止在期望按键上(例如,由此选择可能要激活的按键)。然后,进一步的个(例如第二)手指或指尖可以轻敲(例如屏幕上的任何地方)以触发(例如激活)前一(例如第一)手指??康陌醇?。
    作为进一步的示例,显示内容(例如浏览器窗口中的网页)可以包含纹理要素(例如,具有可感觉纹理的显示内容要素,例如带纹理的链接)。 可以利用本文别处论述的触觉技术实现显示内容之内这些要素的纹理化。因此,用户可以利用寻找模式的手指运动来定位这些带纹理要素的一个或多个(例如链接)。这些要素的纹理化可以帮助用户在屏幕上定位一个或多个要素,至少由于如下原因:即使在手指完全或部分覆盖要素并使要素从用户的视觉中模糊时,也可以基于手指的触觉定位小的要素。在用户定位用户希望选择的要素时,用户无需提起其手指来选择要素,因为提起手指可能表示进一步的个寻找动作(例如在寻找模式中)。相反,用户可以通过利用进一步的手指在屏幕上轻敲并提起来选择要素。
    作为进一步的示例,系统可以支持“长按”行为。根据特定示例性实施例,可以使用稍微独立的方案来支持“长按”行为。例如,长按(例如在虚拟按键上,例如空格条)可以激活滑动块(slide)、轮(wheel)、列表或其任意适当组合或部分形式的菜单。长按菜单可以在视觉上被非常清楚地指出,并可以提供表示或表征“长按激活”的触觉反馈。长按菜单可以显示对应于“长按”行为的一个或多个选项。将手指(例如指尖)滑动到显示的“长按”选项选择可以涉及或包括滑动手指并释放它。例如,用户可以将手指滑动到期望的“长按”菜单位置(例如,具有特征“长按寻找感觉”反?。┎⒃凇俺ぐ础笔奔涑Jɡ?sec)之内。用户可以释放并轻敲以选择特定选项。如果不希望“长按”行为,用户可以简单地保持手指稳定并向下在“长按”菜单区域内部超过阈值时间段(例如1sec)。作为响应,“长按”菜单可以消失并不再可用,除非再次被激活(例如通过进一步的次“长按”)。
    “长按”行为的条件示例包括:菜单激活,其中稳定触摸到虚拟按键超过“菜单激活时间”(例如1sec)可以导致长按菜单出现在屏幕上(参见图8这样激活长按菜单的示例);以及选择项目,其中将手指滑动到菜单项,继之以在菜单项上后继轻敲,可以导致菜单项被选择(参见图9这样选择长按菜单项的示例)。
    在一些示例性实施例中,用户可以通过继续在长按菜单中保持手指的时间多于长按“菜单按键粘附住时间”(例如1sec),离开长按状态或情 境。作为响应,菜单可以消失。在激活长按菜单下方原始键盘之前,可以实施长按菜单消失之后额外的“菜单消失延迟”(例如0.5sec)。对于系统对于长按选择过慢的极限情况,这可以具有减小意外轻敲按键的风险的效果。
    根据各示例性实施例,这些触摸和轻敲键盘特征的一个或多个可以改善一个或多个虚拟键盘的可用性。很多用户可能不喜欢触摸屏,因为他们可能觉得触摸有时可能会触发意外的按键或控制。一些用户可能发现自己有意识地试图“不触摸屏幕”,以免触发意外按键或控制。一个或多个上述触摸和轻敲键盘特征可能具有减轻或消除屏幕误触摸的效果。用户可能会了解到,如果发生意外触摸,他们可以只要放松并在屏幕上将手指或手放一段时间(例如0.5到1sec)即可。然后,释放手指或手可以不执行任何动作。
    在示例性实施例中,系统(例如触觉装置)支持或提供“情境敏感的触觉浏览”以及支持其的一个或多个用户接口元件。用户的触敏装置(例如平板计算机或智能电话)可能在触摸(例如轻敲或滑动到)屏幕上特定位置(例如链接、菜单项或编辑文本的插入点)时有困难。例如,用户可能采取多次尝试以做出选择,或者原始选择可能是公共的。作为进一步的示例,可能会意外混合不同的控制负载,例如用于翻卷(scrolling)页面的模式(例如“抓取并移动”)和用于选择链接的模式(例如“触摸并提升”)。这样可能导致用户感到未完全控制装置或装置中有一些固有错误或装置中有一些故障。
    系统的特定示例性实施例能够经由触觉原理产生纹理。例如,用户可能能够在屏幕上滑动一个或多个手指并感觉到屏幕上链接、菜单项或其他要素的位置。为了支持这点,屏幕上呈现(例如显示)的用户界面可以包括一个或多个注释,用于产生触感纹理。例如,该系统(例如触觉装置)可以将明确的触摸(例如在屏幕的边缘上)解释为凝固卷动并基于一个或多个注释来实现纹理的产生,这可以实现在当前情境中触觉感受到用户界面。系统的一些示例性实施例实施更直观模式的开关。例如,使用调整的 手段来研究和选择各页面内容(例如链接)并翻卷页面。
    可以为可在触摸屏装置上执行的计算机程序的一些用户界面,包括若干浏览器设计这样的概念:即,应当认为滑动手指是移动其“下方”的信息(例如,将信息从屏幕上的一个位置拖动到进一步的个位置)。亦即,在用户在屏幕上放置手指并移动手指时,更新屏幕的内容,生成屏幕“下方”有更大表面的错觉,屏幕仅示出这一更大表面的一部分,该手指“触摸”这一更大的下方表面并相对于屏幕移动它。例如,可以使用智能电话显示正常的网页,可以将网页呈现到大的图像中,可以在屏幕上一次仅显示其一小部分。然后,在用户在屏幕上移动手指时,相对于屏幕移动页面内容,因此用户能够将页面的不同部分带入屏幕上的视野内??梢越庵纸换ジ拍畛莆白ト〔⒁贫蹦J?,其中显示的信息内容看起来与手指移动移动(例如,似乎被手指拖动)?!白ト〔⒁贫蹦J娇赡苡氪シ⒁せ畹牧唇樱ɡ缇蔡兀┑摹按ッ⑻嵘╰ouch and lift)”模式相反。
    根据特定示例性实施例,系统(例如触觉装置)被配置成实施显示内容的“情境敏感的抓取”(例如,替代“抓取并移动”模式或作为“抓取并移动”模式的修改)。在这样的示例性实施例中,在用户在屏幕上显示的链接或其他活动要素附近放置手指(例如指尖)时,用户能够滑动手指并感觉到纹理型的感觉,表示手指实际在链接或其他活动要素上。根据涉及的示例性实施例,然后可以通过提高手指或仍然保持手指在要素上并利用进一步的个手指轻敲屏幕上别处,来进行链接或其他活动要素的选择。在一些示例性实施例中,如果用户将其手指移动更长距离(例如,移动到没有链接或其他活动要素的内容区域),该系统自动实施(例如切换到或恢复到)正?!白ト〔⒁贫迸渲?,其中显示内容与手指一起移动(例如,作为背景图像),而且提升不会选择内容中的任何链接或其他活动要素。这种特征可以允许用户通过利用小的运动(例如小的前后运动)感觉页面内容来探索页面内容,而更大的运动导致页面内容被抓取并追随手指,称为卷动(scroll)手势。这种特征还可以提供如下优点:使用户能够有触感反馈,不需要用户学习新的手势或手指运动。
    该系统可以通过实施触发“情境敏感抓取”模式的阈值距离来实施这种模式。例如,可以配置该系统,使得长度小于10毫米的手指运动不会触发翻卷(例如“抓取并移动”),但更长的手指运动确实会触发翻卷。因此,该系统可以实施探索模式(例如,“探索模式”或“保持并感觉”模式),其中与手指??康纳弦唬ɡ缜耙唬┐ッ恢玫木嗬胄∮?0毫米??梢越飧錾弦煌?课恢门卸ㄎ弦患觳獾降拇ッ恢?,或稳定(例如,在任何方向上的运动小于两毫米)了一秒或更长时间的上一触摸位置。此外,在不满足探索模式条件时(例如,手指运动为10毫米或更大),该系统可以实施翻卷(scrolling)模式(例如“卷动模式”)。在用户提起手指时,可以退出翻卷模式。
    根据各示例性实施例,该系统还可以提供或支持初始运动中的“惯性”程度。例如,利用手指移动一小段距离,显示内容(例如,作为背景图像)可以因惯性滑动并在手指更长运动之后利用手指实现完全锁定。根据个体实施方式,可以将惯性量和手指运动的阈值距离排队,以便给出最优或最直观的用户体验。
    该系统可以通过实施用于触发“惯性页面”模式的类似阈值距离来实施这种模式。例如,可以配置该系统,使得小于五毫米的手指运动不会触发翻卷,但更长的手指运动确实会触发翻卷。因此,该系统可以实施探索模式(例如,“探索模式”或“保持并感觉”模式),其中与手指??康纳弦淮ッ恢玫木嗬胄∮谖搴撩?。如上所述,可以将这个上一??课恢门卸ㄎ弦患觳獾降拇ッ恢?,或稳定(例如,在任何方向上的运动小于两毫米)了一秒或更长时间的上一触摸位置。此外,在不满足探索模式条件时(例如,手指运动为五毫米或更长),该系统可以实施翻卷模式(例如“卷动模式”)。在进入翻卷模式时,页面内容的“抓取”(例如“手指抓取”)可以是即时的或不是即时的,可以利用惯性呈现页面内容。因此,手指可以利用“摩擦”“抓取”页面内容并开始利用惯性平稳地移动页面内容。如上所述,在用户提起手指时,可以退出翻卷模式。
    在一些示例性实施例中,可以通过针对页面内容设置虚拟质量(例如 100克)来实施“惯性页面”。该系统可以判定(例如计算),手指接触(例如手指触摸)正在通过虚拟摩擦力移动这一虚拟质量,虚拟摩擦力取决于手指接触的速度(例如,手指和运动的页面内容之间的相对运动)。因此,可以将移动页面内容质量的虚拟力表达为:
    F=sign(v_rel)*F_nom,
    其中“sign”是v_rel的符号(例如正或负),“v_rel”是相对速度(例如,v_finger–v_page),“F_nom”是移动页面质量的标称虚拟摩擦力。
    根据各示例性实施例,标称手指滑动速度可以是每秒10厘米,页面(例如页面内容)可以加速,以在大约0.5秒中紧握(grip)(例如抓?。╣rab))手指。因此,页面的加速度可以是10cm/s每0.5秒,其等于20厘米每平方秒,摩擦力可以表达为F=m*a=0.1kg*0.2m/s^2=20mN。手指和页面之间的平均页面滑差速度可以是5cm/s,页面运动与手指运动相比的抓取滑动滞后可以是5cm/s&0.5s=2.5cm。
    对于更快的手指滑动速度,摩擦力可能更大,系统可以相应地为快手势提供更快的抓取体验。例如,摩擦力可以遵循以下行为:
    If v_finger>v_nom,then F=v_finger/v_nom*F_nom,
    其中“v_nom”为10cm/s??梢哉攵阅Σ亮κ凳┢渌窍咝孕形?。在一些示例性实施例中,页面甚至可能在系统检测到阈值(例如最大)滑动速度之后立即粘附到手指。而且,根据各示例性实施例,为了停止页面(例如使其减速),摩擦力可以遵循不同的行为。例如,用于减速的摩擦力可以比用于使页面加速的摩擦力更强。
    在“惯性页面”模式中,该系统可以基于手指和页面之间的相对滑动速度(例如,与其成比例)实现触感纹理。例如,如果手指被粘附到页面(例如,与页面以相同速度和方向移动),系统不会产生纹理。
    根据特定示例性实施例,该系统可以实施“轻弹卷动(flick for scroll)”模式,其中在提起(例如弹起)用户的运动手指之前,不会发生页面内容的翻卷,并在提起期间确定手指速度。然后,可以以取决于手指速度的速度并在取决于提起手指的手指方向的方向卷动页面内容。于是,该系统可 以使静态探索模式(例如“触摸并提升”)为默认,可以利用纹理的产生始终可触地感知(例如“可感觉”)到页面内容的各种要素(例如,链接)。
    利用纹理产生,可以实现有触感的浏览(例如网页或其他页面内容),无需用户学习任何新手势。该系统可以利用静态或几乎静态的具有可触感要素的页面实施探索模式,可以利用单一滑动手势卷动页面。此外,在用户界面之内,可以由系统实施纹理的产生以实现应用(例如用户界面)中任一个或多个控制要素的有触感列表浏览或有触感移动。在虚拟键盘上,可以使一个或多个按键(例如home按键,例如“f”和“j”)触感化,以通过触摸迅速识别。
    系统(例如触觉装置)的一些示例性实施例被配置成产生纹理,其将被描述为具有“感觉翻卷(fell scrolling)”的“感觉屏幕”。如上所述,在用户卷动用户界面的内容(例如,网页、电子邮件列表或可用于启动应用的应用程序图标阵列)时,在用户的手指移动通过系统屏幕时,用户可以感觉到内容是有信息且舒适的纹理(例如起皱的边缘)。在特定示例性实施例中,在用户的手指移动通过屏幕时,屏幕图像随着手指移动,但速度稍慢,从而允许用户感觉手指跨过的屏幕区域。因此,在用户在屏幕上沿水平方向或垂直方向滑动手指10cm时,手指下方的虚拟页面的下方内容(例如,虚拟页面比屏幕大)可以仅移动5cm。不过,可以通过考虑更复杂的手指运动和加速度,实现页面的更平稳操作。例如,轻弹运动可以导致下方页面滚动(roll)或卷动(scroll),甚至在手指不再触摸屏幕时也如此。
    因此,“感觉翻卷”可以改善用户界面的精确度和可用性。例如,“感觉翻卷”可以使用户能够利用其指尖感知(例如,实质上“看到”)手指下是什么。因此,用户可以获得关于其手指是否在链接上(例如作为链接的图像)的信息,因此,用户可以避免意外选择该链接。作为进一步的示例,它可以实现小对象(例如要素)的定位,并能够无需提起手指(例如通过检测到利用进一步的手指执行的轻敲)来选择小的对象。在一些示例性实施例中,可以结合纹理产生实施上述“触摸并轻敲键盘”。实施“感 觉翻卷”的装置触感增强可以增大用户与装置之间的人际关系。装置的改进可用性可以提高用户对装置的满意度。该装置上呈现的内容相比没有“感觉翻卷”的装置上呈现的内容,可以被感知为更有魅力。于是,“感觉翻卷”可以为可以由装置执行的各种应用提供新的感觉通道(例如,经由用于游戏或其他应用的软件开发工具包)。
    如图48中所示,电子装置1400可以体现这里论述的部件、机器、系统或装置中任一个或多个的全部或部分,电子装置1400可以执行这里论述的方法的任一种或多种的全部或部分。电子装置1400包括触摸传感器1432和触觉显示器1434。在各示例性实施例中,利用运动传感器、深度传感器或其任何适当的组合替代或补充触摸传感器1432。
    触摸传感器1432和触觉显示器1434可以形成触觉触敏显示器1422的全部或部分。配置触摸传感器1432(例如通过其构成硬件、其嵌入的软件或两者)以检测身体构件120的接触。具体而言,触摸传感器1432可以为电子装置1400的其他部件提供接触信息,其描述身体构件120(例如在触觉触敏显示器1422上)的接触(例如,触摸或移动)。例如,接触信息可以是或包括接触位置和时间1442,其描述触摸传感器1432检测到身体构件120接触的位置(例如在触摸传感器1432上,在触觉触敏显示器1422上,或两者上)和时间。
    处理器1424可以包括在装置1400中,处理器1424可以被配置成从电子装置1400的其他部件存储信息。如图48中所示,可以向处理器1424提供触摸位置和时间1442,处理器1424可以执行存储器1426中存储的应用指令1436。存储器1426还可以存储应用数据1438,可以将其提供到处理器1424(例如,在执行应用指令1436时使用)。
    触觉处理器1428可以包括在电子装置1400中,触觉处理器1428可以被配置成(例如通过软件,例如应用指令1436的全部或部分)从电子装置1400的其他部件存储信息。在一些示例性实施例中,触觉处理器1428被包括在处理器1424中。图48额外示出了处理器1424向显示驱动器1430发送显示信号1448(例如,用于产生在触觉显示器1434上显示的显示信 号1448)。在图48中所示的示例中,触觉处理器1428可以被配置成从处理器1424存储或接收接触位置和时间1442??梢耘渲么ゾ醮砥?428以存取或接收键盘配置1446,其可以存储在存储器1426中。类似地,存储器1426可以存储触觉效果库1447的全部或部分,触觉处理器1428可以从存储器1426存储或接收触觉效果库1447的全部或部分。因此,触觉处理器1428可以产生触觉效果信号1449,可以向显示驱动器1430(例如用于在触觉显示器上产生触觉效果)提供触觉效果信号1449。
    触觉显示器1434可以是触摸屏显示器或触摸板显示器。在图48中所示的示例中,触觉显示器1434被配置成(例如通过其构成硬件、其嵌入软件或两者)呈现由显示信号1448指定的视觉信息(例如网页、文档、游戏或消息),呈现由触觉效果信号1449指定的触觉信息(例如触觉要素、可感知要素、可触摸知觉的要素、纹理、盲文文本或其他可通过触摸感知的数据)、或两者,如本文中别处所述。在一些示例性实施例中,视觉信息可以具有可以通过视觉感知的要素(例如,“可见”,例如红色背景上的蓝色圆)或不可视觉感知的要素(例如“隐藏”,例如蓝色背景上的蓝色圆)。
    在特定示例性实施例中,视觉信息呈现可以在屏幕上呈现的显示内容(例如网页),无论是可视觉感知的与否,触觉信息呈现显示内容中可触觉感知的内容(例如,可感觉的链接或网页中的其他要素)或与显示内容的一部分一致定位的内容,其中可以在触觉装置上或通往装置的触觉界面上呈现可触觉感知的内容。因此,视觉信息可以包括可视觉感知的要素(例如视觉信息的一部分)(例如链接或图像),触觉信息可以呈现这种可触觉感知的要素(例如,作为纹理)。如上所述,视觉信息的一些示例性实施例可以包括不可视觉感知的要素(例如,“隐藏”),触觉信息可以通过可触觉感知的方式呈现这种要素(例如,以便通过感觉发现而非通过观看发现)。
    因此,基于应用数据1438和应用指令1436的执行,处理器1424可以产生显示信号1448。类似地,基于接触位置和时间1442、键盘配置1446、
    触觉效果库1447或其任何适当组合,触觉处理器1428可以产生触觉效果信号1449。显示驱动器1430可以接收显示信号1448和触觉效果信号1449,并使用这些信号完全或部分地控制触觉显示器1434。
    于是,电子装置1400可以用于基于接触位置和时间1442在触觉触敏显示器1422上呈现视觉信息、触觉信息或两者。根据各示例性实施例,接触位置和时间1442的多个实例对应于来自一个或多个身体构件(例如身体构件120)的多次触摸(例如轻敲或按下)或运动(例如轻弹、滑动或拖动),电子装置1440可以基于接触位置和时间1442的这些多个实例呈现视觉信息、触觉信息或两者。例如,两个手指(例如左拇指和右食指)可以构成提供接触位置和时间1442多个实例的身体构件。作为进一步的示例,三个手指(例如左拇指、右食指和右中指)可以构成提供接触位置和时间1442这样多个实例的身体构件。
    由显示信号1448指定的视觉信息仅仅是可以由触觉显示器1434呈现(例如显示)的信息的示例。由触觉显示器1434呈现的这种信息不必是视觉的(例如视觉可感知或视觉不可感知的),而可以是任意类型的可感知信息。根据各示例性实施例,可以利用听觉信息(例如声音)、触觉信息(例如触觉效果)、嗅觉信息(例如香味)、味道信息(例如味道)或其任意适当组合来替换或补充视觉信息。
    图49为流程图,示出了根据各示例性实施例利用触摸手势接口操作触觉装置(例如触觉刺激设备150、电子装置1400或其任意适当组合)的方法9000的操作??梢耘渲谜庋拇ゾ踝爸靡灾С直疚谋鸫γ枋龅囊桓龌蚨喔鎏卣?,例如,使用上文结合图48所述的一个或多个部件。
    方法9000被示为包括操作9010、9020和9030。在操作9010中,传感器(例如,触摸传感器1432、像的的运动传感器、深度传感器或其任意适当组合)产生接触信息(例如接触位置和时间1442),其描述身体构件(例如身体构件120)与触觉装置的接触(例如触摸或运动)。如上所述,触觉装置可以被配置成例如经由触敏显示器(例如触觉触敏显示器1422)呈现视觉信息(例如,信息内容、屏幕内容、页面内容 或网页)。
    在操作9020中,处理器(例如触觉处理器1428)产生触觉效果信号(例如触觉效果信号1449),其指定与视觉信息中包括的要素对应的触觉信息(例如,网页上的链接或文档中的图像)??梢曰谏衔慕岷喜僮?010描述的接触信息(例如接触位置和时间1442)产生这种触觉效果信号。
    在操作9030中,显示器(例如触觉显示器1434)呈现在操作9020中产生的触觉效果信号指定的触觉信息。呈现触觉信息导致视觉信息中包括的要素能够被触觉感知到(例如,由身体构件120或进一步的身体构件)。方法9000的执行可以具有发起“保持并感觉”模式或“探索”模式的效果,其中一个或多个身体构件(例如身体构件120)可以接触装置的触摸屏并通过触觉感知视觉信息中或利用视觉信息呈现的一个或多个要素。
    可以在通用计算机中实施结合图1-49所示或所述的部件、机器、系统或装置的任一种,通过软件修改(例如,配置或编程)计算机以成为专用计算机,以执行这里针对该部件、机器、系统或装置描述的功能。例如,结合图50论述能够实施本文所述方法中任一种或多种的计算机系统。此外,可以将本文论述的示例部件、机器、系统或装置的任何两个或多个组合成单个部件、机器、系统或装置,这里针对任何单个部件、机器、系统或装置描述的功能可以在多个部件、机器、系统或装置之间细分。
    可以利用硬件(例如机器的处理器)或硬件和软件的组合实施这里描述的??榛虿考娜我桓龌蚨喔?。例如,这里描述的任何??榛虿考梢耘渲么砥饕灾葱斜疚恼攵愿媚?槊枋龅牟僮?。此外,可以将这些??榛虿考械娜魏瘟礁龌蚨喔鲎楹铣傻ジ瞿?榛虿考?,可以在多个??榛虿考湎阜直疚恼攵缘ジ瞿?榛虿考枋龅墓δ?。
    图50是示出了根据一些示例性实施例的机器1900的部件的方框图,其能够从机器可读介质(例如机器可读存储介质)读取指令并执行本文所述方法的任一种或多种。具体而言,图50示出了示例形式为计算机系统的机器1900的图示,在其中可以执行指令1924(例如软件、程序、应用、小应用程序、应用软件或其他可执行代码)以令机器1900执行本文论述的 任一种或多种方法。在替代实施例中,机器1900作为独立装置工作或者可以连接到(例如连网到)其他机器。在联网部署中,机器1900可以在服务器-客户端网络环境中的服务器机器或客户端机器能力中工作,或作为对等(或分布式)网络环境中的对等机器?;?900可以是服务器计算机、客户端计算机、个人计算机(PC)、平板计算机、膝上型计算机、上网本、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、智能电话、网络用具、网络路由器、网络交换机、网桥或任何能够相继或以其他方式执行指令1924的机器,指令指定由该机器采取的动作。此外,尽管仅示出了单个机器,还应当采用术语“机器”以包括机器的集体,所述机器个体或联合地执行指令1924以执行本文论述的任一种或多种方法。
    机器1900包括处理器1902(例如中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、射频集成电路(RFIC)或其任意适当组合)、主存储器1904和静态存储器1906,配置它们以经由总线1908彼此通信?;?900还可以包括图形显示器1910(例如等离子体显示板(PDP)、发光二极管(LED)显示器、液晶显示器(LCD)、投影仪或阴极射线管(CRT))?;?900还可以包括字母数字输入装置1912(例如键盘)、光标控制装置1914(例如鼠标、触摸板、跟踪球、操纵杆、运动传感器或其他定点器械)、存储单元1916、信号发生装置1918(例如扬声器)和网络接口装置1920。
    存储单元1916包括机器可读介质1922,其上存储着实现本文所述方法或功能的任一种或多种的指令。在由机器1900执行时,指令1924也可以完全或至少部分存在于主存储器1904之内、处理器1902之内(例如处理器的高速缓冲存储器之内)或两者之内。因此,可以将主存储器1904和处理器1902视为机器可读介质??梢跃赏缃涌谧爸?920通过网络发送或接收指令1924。
    如这里使用的,术语“存储器”是指能够暂时或持久储存数据的机器可读介质,可以理解其包括,但不限于随时存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、缓冲存储器、闪速存储器和高速缓冲存储器。尽管在示例 性实施例中将机器可读介质1922示为单个介质,但应当认为术语“机器可读介质”包括能够存储指令的单个介质或多个介质(例如集中或分布式数据库或关联的高速缓冲存储器和服务器)。术语“机器可读介质”也应该被理解为包括能够存储被机器(例如机器1900)执行的指令的任何介质或多种介质的组合,使得在由机器的一个或多个处理器(例如处理器1902)执行时,指令让机器执行本文所述的任一种或多种方法。因此,“机器可读介质”是指单个存储设备或装置以及“基于云的”包括多个存储设备或装置的存储系统或存储网络。相应地应当认为术语“机器可读介质”包括,但不限于形式为固态存储器、光学介质、磁性介质的一个或多个数据仓库或其任何适当组合。
    在整个本说明书中,多种实例可以将所述部件、操作或结构实现为单一实例。尽管一种或多种方法的个体操作被图示并描述为独立的操作,但可以同时执行个体操作中的一个或多个,不需要按照图示的次序执行操作??梢越纠渲弥刑峁┪懒⒉考慕峁购凸δ苁迪治楹辖峁够虿考?。类似地,可以将呈现为单个部件的结构和功能实现为独立部件。这些和其他变化、修改、添加和改善落在本文主题的范围之内。
    本文将某些实施例描述为包括逻辑或若干部件、??榛蚧?。??榭梢怨钩扇砑?椋ɡ绨诨骺啥两橹噬匣虼湫藕胖械拇耄┗蛴布???!坝布?椤笔悄芄恢葱刑囟ú僮鞑⒖梢园凑仗囟ㄎ锢矸绞脚渲没虿贾玫挠行蔚ピ?。在各个示例性实施例中,可以由软件(例如应用或应用部分)将一个或多个计算机系统(例如独立计算机系统、客户端计算机系统或服务器计算机系统)或计算机系统的一个或多个硬件??椋ɡ绱砥骰蛞蛔榇砥鳎┡渲贸扇绫疚乃鲋葱刑囟ú僮鞯挠布??。
    在一些实施例中,可以通过机械方式、电子方式或其任何适当组合来实现硬件???。例如,硬件??榭梢园ㄗㄓ玫缏坊蚵呒?,其被持久配置成执行特定操作。例如,硬件??榭梢允亲ㄓ么砥?,例如现场可编程门阵列(FPGA)或ASIC。硬件??榛箍梢园ㄓ扇砑菔迸渲贸芍葱刑囟ú僮鞯目杀喑绦蚵呒虻缏?。例如,硬件??榭梢园ㄍㄓ么砥骰蚱渌?可编程处理器之内涵盖的软件。要认识到,可以由成本和时间考虑来驱动决定通过机械方式、在专用且持久配置的电路中或在暂时配置的电路(例如由软件配置)中实现硬件???。
    因此,应当将短语“硬件??椤崩斫馕怯行问堤?,条件是该实体被物理构造、持久配置(例如硬连线)或暂时配置(例如编程)以在特定方式工作或执行这里所述的特定操作。如这里使用的,“硬件实现的??椤笔侵赣布????悸怯布?楸辉菔迸渲茫ɡ绫喑蹋┑氖凳├?,不必在任一个时刻配置或实例化每个硬件???。例如,在硬件??榘ㄓ扇砑渲靡员湮ㄓ么砥鞯耐ㄓ么砥魇?,可以将通用处理器配置成在不同时间分别不同的专用处理器(例如包括不同的硬件??椋?。软件可以相应地配置处理器,例如,以在一个时刻构成特定硬件???,在不同时刻构成不同的硬件???。
    硬件??榭梢韵蚱渌布?樘峁┬畔⒉⒋悠渌布?榻邮招畔?。因此,可以将所述硬件??槭游赏ㄐ诺伛詈?。在同时存在多个硬件??槭?,可以通过两个或更多硬件??橹涞男藕糯洌ɡ缤ü实钡缏泛妥芟撸┦迪滞ㄐ?。在多个硬件??樵诓煌奔浔慌渲没蚴道氖凳├?,例如,可以通过在多个硬件??榉梦实拇娲⑵鹘峁怪写娲⒑图焖餍畔⒗词迪终庵钟布?橹涞耐ㄐ?。例如,一个硬件??榭梢灾葱胁僮鞑⒃谄渫ㄐ篷詈系拇娲⒆爸弥写娲⒏貌僮鞯氖涑?。然后,进一步的硬件??榭梢陨院蠓梦蚀娲⒆爸靡约焖鞑⒋硭娲⒌氖涑?。硬件??榛箍梢苑⑵鹩胧淙?输出装置的通信,并能够对资源(例如很多信息)进行操作。
    至少部分可以由被暂时配置(例如由软件)或持久配置成执行相关操作的一个或多个处理器来执行本文所述示例方法的各种操作。无论是暂时还是持久配置,这样的处理器都可以构成处理器实现的???,用于执行本文所述的一个或多个操作或功能。如这里使用的,“处理器实现的??椤笔侵咐靡桓龌蚨喔龃砥魇迪值挠布??。
    类似地,本文所述的方法可以至少部分由处理器实现,处理器为硬件的示例。例如,可以由一个或多个处理器或处理器实现的??橹葱蟹椒ǖ?至少一些操作。此外,一个或多个处理器还可以用于支持“云计算”环境中的相关操作的执行或作为“软件即服务”(SaaS)。例如,可以由一组计算机(作为包括处理器的机器示例)执行方法的至少一些操作,这些操作能够经由网络(例如因特网)并经由一个或多个适当的接口(例如应用程序接口(API))访问。
    可以在一个或多个处理器之间分布特定操作的执行,不仅仅存在于单个机器中,而是在多个机器之间部署。在一些示例性实施例中,一个或多个处理器或处理器实现的??榭梢晕挥诘ヒ坏乩砦恢茫ɡ?,在家庭环境、办公室环境或服务器农场之内)。在其他示例性实施例中,一个或多个处理器或处理器实现的??榭梢苑植加谌舾傻乩砦恢?。
    按照机器存储器(例如计算机存储器)之内存储为比特或二进制数字信号的数据的操作算法或符号表示给出了本说明书的一些部分。这些算法或符号表示是数据处理领域普通技术人员用于向本领域其他技术人员传达其工作实质的技术示例。如这里使用的,“算法”是导致期望结果的自洽操作序列或类似处理。在当前情境中,算法和操作涉及物理量的物理操作。典型地,但并非必要地,这种量可以采取能够被机器存储、访问、传输、组合、比较或以其他方式操作的电、磁或光信号的形式。原则上由于公共使用的原因,有时方便地利用“数据”、“内容”、“比特”、“值”、“元”、“符号”、“字符”、“项”、“数字”、“数位”等词语称呼这种信号。不过,这些词语仅仅是方便的标记,要与适当的物理量相关联。
    除非专门做出其他表述,这里使用诸如“处理”、“计算”、“确定”、“呈现”、“显示”等词语的论述可以指操作或变换在一个或多个存储器(例如易失性存储器、非易失性存储器或其任意适当组合)、寄存器或接收、存储、发送或显示信息的其他机器部件之内表达为物理(例如电子、磁或光)量的数据的机器(例如计算机)的动作或过程。此外,除非特定地做出其他表述,如专利文献中通常使用的,这里使用术语“一”以包括一个或超过一个实例。最后,如这里使用的,连接词“或”是指非排他的“或”,除非特定地做出其他表述。
    下文枚举的描述定义本文论述的方法和系统(例如设备)的各示例性实施例:
    1.一种装置,包括:
    传感器,其被配置成在所述装置呈现视觉信息时产生描述身体构件与所述装置的接触的接触信息;
    触觉处理器,其被配置成产生触觉效果信号,所述触觉效果信号指定对应于所述装置呈现的视觉信息中包括的要素的触觉信息,
    所述触觉效果信号的产生基于描述所述身体构件与所述装置接触的所述接触信息;以及
    触觉显示器,其被配置成呈现由所述触觉效果信号指定的触觉信息,所述触觉信息的呈现导致所述装置呈现的所述视觉信息中包括的所述要素是可以被所述身体构件通过触觉感知的。
    2.根据描述1所述的装置,其中:
    所述传感器被配置成检测到所述身体构件的所述接触为所述身体构件在所述装置触摸屏上的触摸。
    3.根据描述1或描述2所述的装置,其中:
    所述传感器被配置成检测到所述身体构件的所述接触为所述身体构件在所述触摸屏表面上的移动。
    4.根据描述1-3的任一项所述的装置,其中:
    所述传感器被配置成检测到所述身体构件的所述接触为所述身体构件在所述装置侧面上的触摸。
    5.根据描述1-4的任一项所述的装置,其中:
    所述触觉处理器被配置成响应于表示所述身体构件的所述接触超过阈值持续时间的接触信息产生所述触觉效果信号。
    6.根据描述1-5的任一项所述的装置,其中:
    所述触觉处理器被配置成响应于表示所述身体构件的接触相对于触敏显示器静止的接触信息产生所述触觉效果信号。
    7.根据描述1-6的任一项所述的装置,其中:
    所述触觉显示器被配置成在相对于所述装置屏幕静止呈现所述视觉信息的同时,呈现所述触觉信息。
    8.根据描述1-7的任一项所述的装置,其中:
    所述传感器被配置成产生描述在所述身体构件的所述接触期间由所述身体构件在所述装置的触摸屏上的进一步的接触的进一步的接触信息;以及
    所述触觉处理器被配置成基于所述身体构件的所述进一步的接触产生指定所述视觉信息的修改的显示信号;以及
    所述触觉显示器被配置成基于所述身体构件的所述进一步的接触呈现所述视觉信息的修改。
    9.根据描述8所述的装置,其中:
    所述视觉信息的所述修改包括基于所述进一步的身体构件在所述触摸屏上的运动相对于所述触摸屏平移所述视觉信息。
    10.根据描述9所述的装置,其中:
    对所述视觉信息的所述平移不完全跟随所述进一步的身体构件在所述触摸屏上的运动。
    11.根据描述9或描述10所述的装置,其中:
    所述视觉信息的平移响应于所述进一步的身体构件在所述触摸屏上的运动超过阈值距离、阈值速度或阈值加速度中的至少一个。
    12.根据描述1-7的任一项所述的装置,其中:
    所述传感器被配置成产生描述在所述身体构件的所述接触期间由进一步的身体构件在所述装置的触摸屏上的进一步的接触的进一步的接触信息;以及
    所述触觉处理器被配置成基于所述进一步的身体构件的所述进一步的接触产生指定所述视觉信息的修改的显示信号;以及
    所述触觉显示器被配置成基于所述进一步的身体构件的所述进一步的接触呈现所述视觉信息的修改。
    13.根据描述12所述的装置,其中:
    所述视觉信息的所述修改包括基于所述进一步的身体构件在所述触摸屏上的运动相对于所述触摸屏平移所述视觉信息。
    14.根据描述13所述的装置,其中:
    对所述视觉信息的所述平移不完全跟随所述进一步的身体构件在所述触摸屏上的运动。
    15.根据描述13或描述14所述的装置,其中:
    所述视觉信息的平移响应于所述进一步的身体构件在所述触摸屏上的运动超过阈值距离。
    16.根据描述12-15的任一项所述的装置,其中:所述进一步的接触信息描述进一步的其他身体构件在所述触摸屏上的多个进一步的接触;并且
    所述视觉信息的修改包括基于所述进一步的身体构件在所述触摸屏上的运动相对于所述触摸屏缩放所述视觉信息。
    17.根据描述1-16的任一项所述的装置,其中:
    所述视觉信息中包括的要素是虚拟键盘内的按键;并且
    所述触觉信息的呈现导致所述虚拟键盘之内的所述按键成为所述虚拟键盘中可触觉感知的按键。
    18.根据描述1-17的任一项所述的装置,其中:
    所述视觉信息中包括的要素是可视觉感知的;并且
    所述触觉信息的呈现导致所述视觉可感知要素成为所述视觉信息中的触觉可感知要素。
    19.根据描述1-17的任一项所述的装置,其中:
    所述视觉信息中包括的要素是不可视觉感知的;并且
    所述触觉信息的呈现导致所述视觉不可感知要素成为所述视觉信息中的触觉可感知要素。
    20.一种方法,包括:
    在所述装置呈现视觉信息时产生描述身体构件与装置的接触的接触信息;
    产生触觉效果信号,所述触觉效果信号指定对应于所述装置呈现的所述视觉信息中包括的要素的触觉信息,
    所述触觉效果信号的产生由触觉处理器基于描述所述身体构件与所述装置的接触的接触信息执行;并且
    呈现由所述触觉效果信号指定的所述触觉信息,
    对所述触觉信息的呈现导致所述装置呈现的所述视觉信息中包括的所述要素是可以被所述身体构件通过触觉感知的。
    21.根据描述20所述的方法,其中:
    对所述触觉效果信号的产生响应于表示所述身体构件的所述接触超过阈值持续时间的所述接触信息。
    22.根据描述20或描述21所述的方法,其中:
    对所述触觉效果信号的产生响应于表示所述身体构件的接触相对于触敏显示器静止的接触信息。
    23.根据描述20-22的任一项所述的方法,还包括:
    产生描述在进一步的身体构件的接触期间由所述身体构件在所述装置的触摸屏上的进一步的接触的进一步的接触信息;
    基于所述进一步的身体构件的所述进一步的接触产生指定所述视觉信息的修改的显示信号;以及
    基于所述进一步的身体构件的进一步的接触呈现所述视觉信息的修改。
    24.根据描述23所述的方法,其中:
    所述视觉信息的所述修改包括基于所述进一步的身体构件在所述触摸屏上的运动相对于所述触摸屏平移所述视觉信息。
    25.根据描述23或描述24所述的方法,其中:
    所述进一步的接触信息描述多个进一步的身体构件在所述触摸屏上的多个进一步的接触;并且
    所述视觉信息的修改包括基于所述进一步的身体构件在所述触摸屏上的运动相对于所述触摸屏缩放所述视觉信息。
    26.一种包括指令的非暂态机器可读存储介质,在由装置的一个或多 个处理器执行时,所述指令让所述装置执行操作,包括:
    在所述装置呈现视觉信息时产生接触信息,所述接触信息描述身体构件与装置的接触;
    产生触觉效果信号,所述触觉效果信号指定对应于所述装置呈现的视觉信息中包括的要素的触觉信息,产生所述触觉效果信号由所述装置的一个或多个处理器基于描述所述身体构件与所述装置接触的接触信息执行;并且
    呈现由所述触觉效果信号指定的触觉信息,呈现所述触觉信息导致所述装
    置呈现的视觉信息中包括的要素能够被身体构件通过触觉感知的。

    关 键 词:
    具有 触摸 手势 接口 触觉 装置
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