CN107807733A - 用于柔性电子设备的经补偿触觉呈现 - Google Patents

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CN107807733A CN201710813820.6A CN201710813820A CN107807733A CN 107807733 A CN107807733 A CN 107807733A CN 201710813820 A CN201710813820 A CN 201710813820A CN 107807733 A CN107807733 A CN 107807733A
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A·莫达里斯
W·S·里恩
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Abstract

一种设备，包括：外壳、传感器、控制器和致动器。所述传感器被配置用于检测施加在所述外壳上的接触力。所述控制器通信地耦合至所述传感器，并且被配置用于确定触觉效果的由所述接触力引起的变化。所述控制器另外被配置用于生成用于以补偿形式递送所述触觉效果的输出指令，所述补偿形式可操作用于校正所述变化。所述致动器被配置用于接收所述输出指令并在所述外壳处递送所述经补偿触觉效果。

Description

用于柔性电子设备的经补偿触觉呈现
技术领域
本专利文献涉及触觉效果，并且更具体地，涉及用于柔性电子设备的经补偿触觉呈现(haptic rendering)。
背景技术
电子设备的设计持续发展，包括使设备能够响应于所施加的力而挠曲或弯曲的设计。用户对电子设备的触摸或抓握将根据设备的挠曲和弯曲而变化，受由用户接触或变形施加的力影响的各种设备参数将同样发生变化。如此，设备接触和设备变形中的一者或两者可能中断或改变期望的触觉效果通过设备至用户的递送，这导致了令人不满意的或者甚至不可检测的触感。
发明内容
本专利文献涉及用于柔性电子设备的经补偿触觉呈现。
一方面，本专利文献涉及一种设备，所述设备包括：外壳、传感器、控制器和致动器。所述传感器被配置用于检测施加在所述外壳上的接触力。所述控制器通信地耦合至所述传感器，并且被配置用于确定触觉效果的由所述接触力引起的变化。所述控制器另外被配置用于生成用于以补偿形式递送所述触觉效果的输出指令，所述补偿形式可操作用于校正所述变化。所述致动器被配置用于接收所述输出指令并在所述外壳处递送所述经补偿触觉效果。
另一方面，本专利文献涉及一种设备，所述设备包括：外壳、第一传感器、第二传感器、控制器和致动器。所述第一传感器被配置用于检测施加在所述外壳上的接触力。所述第二传感器被配置用于检测由所述外壳的变形产生的变形力。所述控制器通信地耦合至所述第一和第二传感器，并且被配置用于确定触觉效果的由所述接触力和所述变形力两者引起的变化。所述控制器另外被配置用于生成用于以补偿形式递送所述触觉效果的输出指令，所述补偿形式可操作用于校正所述变化。所述致动器被配置用于接收所述输出指令并在所述外壳处递送所述经补偿触觉效果。
又另一方面，本专利文献涉及一种用于补偿触觉效果的方法，所述方法包括：(a)检测施加在外壳上的接触力；(b)确定将在所述外壳处递送的触觉效果的由所述接触力引起的变化；(c)确定对所述触觉效果的补偿，所述补偿可操作用于校正所述变化；(d)将所述补偿应用于所述触觉效果；以及(e)在所述外壳处递送所述经补偿触觉效果。
附图说明
图1是根据本文中所公开的各个实施例的被配置用于递送触觉效果的柔性电子设备的示意图。
图2是柔性电子设备的另一个可能实施例的示意图。
图3是柔性电子设备的另一个可能实施例的示意图。
图4是流程图，展示了一种用于补偿触觉效果的方法。
图5是流程图，展示了一种用于补偿触觉效果的方法。
图6A至图6E展示了柔性电子设备上的各种抓握配置。
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”。使用“或(or)”意味着“和/或(and/or)”，除非另外陈述。“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(such as)”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”。
概括地说，本专利文献涉及用于柔性电子设备的经补偿触觉呈现。
参照图1，柔性电子设备100呈现包括触觉效果系统102的外壳101，所述触觉效果系统具有输入设备110、接触感测设备120、变形感测设备130、致动器140和控制器150。如本文中所使用的，术语“柔性电子设备(flexible electronic device)”是能够通过挠曲、弯曲、膨胀、收缩、拉伸或以其他方式屈服于导致原始形状改变的外力来将形状从其原始形状改变的任何电子设备。柔性电子设备的示例包括：计算机、平板计算机、智能电话、电子阅读器、键盘、轨迹板、医疗设备、笔/触控笔、远程控制、游戏控制器、操纵杆、方向盘、变速杆、家用电器。
输入设备110是将信号输入到控制器150中的任何设备。输入设备110的示例是控制设备，比如开关。输入设备110的另一个示例包括将信号输入到控制器150中的换能器。可以用作输入设备110的换能器的示例包括天线和传感器。各个实施例可以包括单个输入设备或两个或更多个相同或不同类型的输入设备。进一步地，尽管图1将输入设备110示出为在柔性电子设备100的内部，但是在各种其他实施例中，输入设备110可以在柔性电子设备100的外部。
接触感测设备120可以是感测或以其他方式检测用户通过与设备100的直接或间接接触施加到柔性电子设备100上的力的任何设备。接触感测设备120将对此检测的通知提供为对控制器150的输入。用户施加到柔性电子设备100上的接触力的示例包括通过与设备的直接接触所施加的力(例如，用户单手或双手抓握设备、单个手指触摸设备、多个手指触摸设备或使用其他用户身体部位触摸设备)。用户施加到柔性电子设备100上的接触力的示例进一步包括通过与设备间接接触施加的力，比如通过对接介质从用户传递到设备的力(例如，用户手腕的挠曲通过表带将力传递至安装在所述表带上的手表外壳；所述手表外壳经历间接用户接触)。可以用作接触感测设备120的传感器的示例包括压力传感器、振动传感器和本文中所描述的其他传感器。各个实施例可以包括单个接触感测设备120或者可以单独或以阵列配置呈现的多个接触感测设备120；所述多个接触感测设备120可以围绕柔性电子设备100等距地分布或者可以围绕设备100非等距地分布。
变形感测设备130可以是感测或以其他方式检测由柔性电子设备100自身的变形(例如，挠曲、弯曲和扭卷)引起的力并将对此检测的通知提供为对控制器150的输入的任何设备。各种类型的传感器可以被用作包括压力传感器、振动传感器和本文中所描述的其他传感器的变形感测设备130。各个实施例可以包括单个变形感测设备130或者可以单独或以阵列配置呈现的多个变形感测设备130；所述多个变形感测设备130可以围绕柔性电子设备100等距地分布或者可以围绕设备100非等距地分布。在各个示例实施例中，接触感测设备120或替代地变形感测设备130可以执行接触感测功能和变形感测功能两者。进一步地，在一些示例实施例中，除去了变形感测设备130，并且仅接触感测设备120用来向控制器150提供数据，而在其他示例实施例中，除去了接触感测设备120，并且仅变形感测设备130用来向控制器150提供数据。
致动器140可以是启动递送触觉效果的移动的任何受控机构或其他结构。触觉效果可以是从柔性电子设备100递送至用户的任何类型的触感。致动器140的示例包括如发动机、线性致动器(例如，螺线管)、磁或电磁机构等机构。致动器140的另外示例包括如形状记忆合金、压电材料、电活性聚合物和包含智能流体的材料等智能材料。致动器140可以包括单个致动器或提供在柔性电子设备100中的多个致动器。在多个致动器140的实例中，致动器可以采用致动器阵列来提供，或者被单独定位，其中，致动器140等距地间隔开或非等距地间隔开。触觉效果可以例如作为振动感觉触觉效果、静电摩擦(ESF)触觉效果或变形触觉效果而被递送。
控制器150是基于从输入设备110、接触感测设备120和变形感测设备130处接收信号或数据来控制致动器140的操作的任何类型的电路。数据可以是任何类型的参数(例如，状况、事件、接触相关参数以及变形相关参数)、指令、标志或由处理器、程序模块以及本文中所公开的其他硬件处理的其他信息。
在操作中，输入设备110、接触感测设备120和变形感测设备130被激发，并且各自向控制器150提供输入信号。作为响应，控制器150操作致动器140以经由柔性电子设备100将触觉效果递送至用户。所递送的触觉效果被配置用于补偿设备100上的用户接触力或变形力。触觉效果可以是直接或间接递送至用户的任何类型的触感。触觉效果将如提示、通知或更复杂的信息等消息具体化。
图2展示了具有外壳201和触觉效果系统202的柔性电子设备200的可能实施例的更详细示意图。在此实施例中，柔性电子设备200的触觉效果系统202包括：输入传感器210、多个接触传感器220、多个变形传感器230、多个致动器240以及控制器250。接触传感器220、变形传感器230和致动器240贯穿设备200而定位。输入传感器210、接触传感器220和变形传感器230与控制器250电通信。一个或多个致动器驱动电路260与控制器250以及一个或多个致动器240电通信。注意，为了简化图表，仅提供了部件之间的几种示例性连接；部件之间的其他连接被认为包括在示意图中。
输入传感器210可以是响应于接收到刺激而输出信号的任何仪器或其他设备；输入传感器可以用于检测或感测各种不同状况或事件。输入传感器210可以硬接线至控制器250或者可以无线连接至控制器。进一步地，输入传感器210可以包括单个传感器或包括在柔性电子设备200中或其外部的多个传感器。
接触传感器220可以是响应于感测或检测到用户直接或间接接触柔性电子设备200所施加的接触力而输出信号的任何仪器或其他设备；接触传感器220可以用于检测或感测各种接触相关参数。接触传感器220可以硬接线至控制器250或者可以无线连接至控制器250。在各个示例实施例中，接触传感器220包括基本上位于柔性电子设备200的所有表面后面的多个触摸传感器(例如，电容式传感器或力敏电阻器)。柔性电子设备200的表面可以包括：例如，设备外壳的表面、设备触摸屏的表面、设备显示屏的表面以及设备按钮或开关的表面。
变形传感器230可以是响应于感测到柔性电子设备200的外壳201的变形(例如，挠曲、弯曲和扭卷)引起的力而输出信号的任何仪器或其他设备；变形传感器230可以用于检测或感测各种变形相关参数。变形传感器230可以硬接线至控制器250或者可以无线连接至控制器250。在各个示例实施例中，变形传感器230包括基本上位于柔性电子设备200的所有表面后面的应变仪、力敏电阻器或压电传感器。在各个示例实施例中，传感器可以执行接触力感测功能和变形力感测功能两者。进一步地，在一些示例实施例中，除去了变形传感器230，并且仅接触传感器220用于向控制器250提供数据，而在其他实施例中，除去了接触传感器220，并且仅变形传感器230用于向控制器提供数据。
输入传感器210、接触传感器220和变形传感器230的各种其他示例包括：声学传感器或声音传感器，比如麦克风；振动传感器；化学和粒子传感器，比如体内酒量测定器、一氧化碳和二氧化碳传感器以及盖革计数器；电传感器和磁传感器，比如电压检测器或霍尔效应传感器；流量传感器；导航传感器或仪器，比如GPS接收器、高度计、陀螺仪或加速度计；位置、接近度和移动相关传感器，比如压电材料、测距仪、里程表、速度计、震动检测器；成像传感器和其他光学传感器，比如电荷耦合器件(CCD)、CMOS传感器、红外传感器和光电检测器；压力传感器，比如气压计、压强计和触感传感器；力传感器，比如压电传感器和应变仪；温度和热传感器，比如温度计、热量计、热敏电阻、热电偶和高温计；接近度和存在传感器，比如运动检测器、三角测量传感器、雷达、光电管、声波定位仪和霍尔效应传感器；生物芯片；生物特征传感器，比如血压传感器、脉搏/氧传感器、血糖传感器和心脏监护仪。另外，可以用智能材料(比如压电聚合物)形成传感器，所述传感器在一些实施例中充当传感器和致动器两者。
控制器250是基于从输入传感器210、接触传感器220和变形传感器230处接收信号或数据来控制致动器240的操作的任何类型的电路。数据可以是任何类型的参数(例如，状况、事件、接触相关参数以及变形相关参数)、指令、标志或由处理器、程序模块以及本文中所公开的其他硬件处理的其他信息。
所述一个或多个致动器驱动电路260是从控制器250处接收触觉信号的电路。触觉信号将触觉数据具体化，并且触觉数据限定了致动器驱动电路260生成触觉驱动信号所使用的参数。可以通过触觉数据限定的参数的示例包括：频率、振幅、相位、反转(inversion)、持续时间、波形、启动时间(attack time)、上升时间(rise time)、淡入淡出时间(fadetime)以及相对于事件的滞后或提前时间。将触觉驱动信号应用于致动器240，从而引起了致动器240内的运动。
在操作中，输入传感器210检测事件或状况，接触传感器220检测经由用户与外壳201直接或间接接触所施加的力，并且变形传感器230检测由外壳201的实际变形施加的力。响应于检测到的事件或状况，控制器250确定：(a)要递送的适当触觉效果；以及(b)所述触觉效果的由接触力和变形力所引起的变化。然后，控制器250操作以修改触觉效果，以便校正或补偿触觉效果上的接触力和变形力。然后，控制器250提供用于将经补偿触觉效果递送至所述一个或多个驱动电路260的指令以便启动致动器240的期望的致动。由于所述补偿，对用户来说，递送至用户的触觉效果感觉起来好像设备上的接触力和变形力已经基本上不影响已递送的触觉效果。
图3展示了具有包括触觉效果系统302的外壳的柔性电子设备300的可能实施例的更详细示意图。在此实施例中，柔性电子设备300的触觉效果系统302包括：输入传感器310、接触传感器320、变形传感器330、致动器340以及控制器350。输入传感器310、接触传感器320和变形传感器330与控制器350电通信。致动器驱动电路360与控制器350和致动器340电通信。
输入传感器310、接触传感器320、变形传感器330和致动器340分别与如本文中所描述的输入传感器210、接触传感器220、变形传感器230和致动器240相对应。
控制器350总体上包括总线352、处理器354、输入/输出(I/O)控制器356和存储器358。总线352将控制器350的各部件(包括I/O控制器356和存储器358)耦合至处理器354。总线352通常包括控制总线、地址总线、和数据总线。然而，总线352可以是适合于在控制器350中的部件之间传递数据的任何总线或总线组合。
处理器354可以包括被配置用于处理信息的任何电路，并且可以包括合适的模拟或数字电路。处理器354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(PGA)、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354可以包括单个单元、或两个或更多单元的组合，其中，所述单元在物理上位于单个控制器350中或单独的设备中。
I/O控制器356包括监测控制器350、和外围或外部设备(比如输入传感器310、力施加传感器320、变形传感器330和致动器驱动电路360)的操作的电路系统。I/O控制器356进一步对控制器350与外围设备之间的数据流进行管理，并且使处理器354免受与监测和控制外围设备相关联的细节的影响。I/O控制器356可以与其接口连接的其他外围或外部设备359的示例包括：外部存储设备、监视器、输入设备(比如键盘、鼠标或按钮)、外部计算设备、移动设备、和发射器/接收器。
存储器358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(EERPOM)、闪存、磁性存储器、光学存储器或任何其他合适的存储器技术。存储器358还可以包括易失性存储器与非易失性存储器的组合。
存储器358被配置用于存储供处理器354执行的多个程序模块，包括：事件检测模块361、接触检测模块362、变形检测模块364、效果确定模块366、和效果控制模块368。每个程序模块是数据、例程、对象、调用以及执行一个或多个特定任务的其他指令的集合。虽然本文中公开了某些程序模块，但是在各个实施例中，针对每个模块所描述的各种指令和任务可以由以下各项执行：单个程序模块、不同模块组合、除本文中所公开的模块以外的模块、或由与控制器30通信的远程设备执行的模块。
事件检测模块361被编程用于从输入传感器310处接收事件数据并对所接收到的事件数据进行评估，从而判定所述事件数据是否与触觉效果相关联。在输入传感器310位于柔性电子设备300内部的实例中，来自输入传感器310的事件数据可以包括由在设备300处或在其中发生的事件生成的数据。替代性地，在输入传感器310位于柔性电子设备300外部的实例中，来自输入传感器310的事件数据可以包括由与柔性电子设备300分离的设备或系统生成的数据。事件可以例如包括单独输入(例如，按钮按压、对操纵杆的操纵、与触敏表面的用户交互、或与用户界面的任何其他交互)。在另一个示例中，事件可以包括系统状态(例如，电池电量不足、低速存储器、来电呼叫)、数据发送、数据接收、或编程事件(例如，产生爆炸、枪击、碰撞、角色之间的交互、崎岖地势的游戏程序)。
接触检测模块362被编程用于从柔性电子设备300内的接触传感器320处接收接触数据并评估所述数据，以便建立与用户和设备300的直接或间接接触有关的参数。接触相关参数的示例包括位置、面积以及在用户与设备300之间的接触点处所施加的压力。接触相关参数的进一步示例包括：例如，用于抓握或触摸设备300的手指的数量；用户对设备300的抓握或触摸(直接或间接)的位置，而与设备300的定向无关或有关；用户对设备300的抓握或触摸(直接或间接)所施加的压力；从用户的抓握或触摸(直接或间接)传递至设备300的热量；用户对设备300的抓握或触摸(直接或间接)所引起的温度变化；用户对设备300的抓握或触摸(直接或间接)的导电性；用户对设备300的抓握或触摸(直接或间接)的振动；或者用户对设备300的抓握或触摸(直接或间接)所引起的设备300的表面变形。
接触数据可以在逐个传感器的基础上获得或者可以表示多个接触传感器320。例如，可以将多个接触传感器320限定为标识柔性电子设备300的表面的区域以便在逐区域的基础上提供接触数据。在其他示例中，可以从多个接触传感器320处获得接触数据，其中，所述接触数据是在逐手指的基础上获得的。在各个示例实施例中，接触检测模块362可以使用接触数据来推断用户手的姿势，例如，基于手的机械约束的模型以及不同手指肚的相对区域。接触检测模块362可以例如基于接触数据判定：柔性设备300是握在一只手还是两只手中；设备300是被拇指还是其他手指触摸；或者设备300是被用户直接接触还是间接接触。
变形检测模块364被编程用于从柔性电子设备300内的变形传感器330处接收变形数据，并评估所述变形数据以便确定与设备的变形有关的参数。变形相关参数的示例包括：设备300挠曲/弯曲的量或角度、由设备300的挠曲/弯曲所产生的压力、或者由设备300的挠曲/弯曲所引起的温度变化。
在事件检测模块361确定事件数据与触觉效果相关联之后，效果确定模块366选择要通过致动器340递送的触觉效果。效果确定模块366可以用来选择触觉效果的示例技术包括被编程用于作出对触觉效果的选择的决定的规则。可以由触觉确定模块366用来选择触觉效果的另一种示例技术包括使触觉效果与事件数据相关的查找表或数据库。
效果确定模块366另外确定接触数据和变形数据将如何影响对所选触觉效果的递送。在各个实施例中，例如，效果确定模块366被编程用于实现：接触相关参数或变形相关参数将通过改变致动器340的振动传输特性以及柔性电子设备300自身的振动传输特性来影响已递送的触觉效果的振幅和频率。
相应地，在各个示例实施例中，效果确定模块366被编程用于将接触数据或变形数据(例如，抓握力或触摸力、抓握位置或触摸位置、变形等)映射到振动传输模型以便确认数据的效果。在各个示例实施例中，振动传输模型采用指示如何通过与外壳301接触或外壳的变形来衰减或放大致动器340的不同振动频率的传递函数的形式。在各个示例实施例中，这种振动传输模型另外考虑触觉效果振动的起始点(例如，致动器340将开始递送触觉效果的位置)以及接触传感器320的位置(例如，接触或触摸输入的位置)。在多致动器340配置的实例中，可以为每个致动器340或致动器340分组开发振动传输模型，以便确认接触和变形对所选触觉效果的效果。在各个示例实施例中，使用其他确认用户接触或变形对所选触觉效果的效果的方式，例如通过使用替代系统模型或查找表。
在效果确定模块366选择用于递送的触觉效果并确认用户接触和变形对所选触觉效果的效果之后，效果控制模块368操作以确定如何修改所选触觉效果以便校正或补偿此接触或变形的效果，从而使得最后递送给用户的触觉效果感觉不受接触或变形的影响。在单个致动器的情况下，例如，本文中所描述的振动传输模型可以转换为或用作对触觉信号的滤波器。为进行进一步解释，例如，如果与设备300的接触或设备300的变形力操作以在50Hz处衰减致动器340的振动，则效果控制模块368可以在50Hz的相同频率处放大致动器340，以便校正所述衰减并产生经补偿触觉效果以供呈现给用户。
另外或替代性地，在各个示例实施例中，效果控制模块368可以包括用于分析本文中所描述的振动传输模型并应用校正措施的一个或多个智能算法。例如，如果已知50Hz的振动被衰减，则效果控制模块368可以通过将致动器操作改变为100Hz来校正衰减，从而导致改进的振动传输。如此，校正可以包括一对一偏移补偿或者通过例如改变致动器340的操作频率来处理接触效果或变形效果的其他方式。导致触觉效果呈现(针对所述触觉效果呈现，接触效果或变形效果基本上被忽视)的任何校正都可以被用作并被视为一种补偿形式。
在效果控制模块368确定对所选触觉效果的适当补偿之后，控制器350生成触觉指令信号，所述触觉指令信号用于通过设备300指导激活所述一个或多个致动器340以便经由致动器驱动电路360递送经补偿触觉效果。致动器驱动电路360生成递送至致动器340启动致动器操作的相应致动器驱动信号。结果是将经补偿触觉效果递送至用户，对用户来说，所述经补偿触觉效果感觉起来好像与设备300的当前接触或设备的当前变形对触觉呈现没有影响。
图4提供了流程图，展示了一种用于在结合有触觉效果系统的柔性电子设备中进行经补偿触觉效果呈现的简化方法400。方法400可以与以上所描述的各个实施例或实施例组合中的任一项一起使用。在方法400中，检测与电子设备的接触或电子设备的变形，S410。然后，确认所述接触或变形对所选触觉效果的效果，S412。然后，补偿所选触觉效果以便校正(多个)效果，S414。并且，随后，在设备处递送经补偿触觉效果，S416。可以以任何适当的顺序执行方法400的步骤，以便实现递送期望的触觉效果的最终结果。
图5提供了更详细的流程图，展示了一种用于在柔性电子设备中进行经补偿触觉效果呈现的方法500。方法500可以与以上所描述的各个实施例或实施例组合中的任一项一起使用。在方法500中，向用户提供柔性电子设备，S510；设备可能已经结合自其原始形状的变形，或者用户可以通过挠曲、弯曲或以其他方式使设备变形来使设备自其原始形状变形。柔性设备被指示用于基于发生状况或事件来递送触觉效果，S512。接下来，基于状况或事件，选择用于递送的触觉效果，S514。随后，确定设备的接触相关数据或变形相关数据，并且基于所述数据确定接触或变形对所选触觉效果的效果，S516。然后，补偿所选触觉效果以便校正与设备的接触或设备的变形，S518。最后，经由设备将经补偿触觉效果递送至用户，S520。将经补偿触觉效果呈现给用户，从而使得递送触觉效果的本来由与设备接触或设备的变形引起的任何变化现在基本上不可被用户检测。可以以任何适当的顺序执行方法500的步骤，以便实现递送期望的触觉效果的最终结果。
具有如本文中所描述的触觉效果系统的柔性电子设备的各个实施例包括检测与设备的用户接触或设备的变形的能力。进一步地，各个实施例包括：确定此接触或变形对呈现触觉效果的影响的能力、以及修改对此触觉效果的呈现以便补偿所述接触或变形的能力。本文中所描述的各个实施例具有许多应用。考虑用户弯曲其柔性电话以便控制电视的音量的示例应用。由于用户弯曲电话，因此随着音量增大，用户感觉到不同的制动件。对用户来说每个制动件感觉是一样的。用户并未意识到校正，但是柔性电话内的控制器实际上随着用户弯曲电话而调节振动强度，从而使得对用户来说通过柔性电话递送的振动脉冲感觉是一样的，不管挠曲所引起电话的刚度变化如何。
考虑用户改变其对柔性平板计算机的抓握以便使能够完成任务的另一个示例应用。当用户在平板计算机上打字时，用户用一只手握住平板计算机的背部并用另一只手打字。然而，当用户玩游戏时，用户使用两只手握住平板计算机，从而使得用户可以更容易地弯曲平板计算机。通过平板计算机提供的触觉反馈感觉是一致的；用户并未注意到使用了不同强度激活不同制动器来校正或补偿用户握住平板计算机的方式。
图6A至图6E中展示了与用户接触或变形(例如，用户抓握)有关的柔性电子设备600的各个示例。这些图中的每一个展示了设备600的独特抓握或变形，针对所述抓握或变形，设备600的触觉效果系统(例如，102、202、302)操作以便在将触觉效果递送至用户时进行校正。当然，许多其他类型的与设备600的接触或设备的变形(针对所述接触或变形，触觉效果系统可以进行校正)也是可能的。
图6A至图6E中所展示的各种抓握包括单手抓握(例如，仅使用第一只手602支撑设备600)和双手抓握(例如，使用第一只手602和第二只手604两者来支撑设备600)。图6A展示了单手抓握(例如，仅使用第一只手602握住设备600)的示例。手602的拇指606支撑设备600的下边缘，而手602的指尖608抓住设备600的上边缘。图6A还展示了设备600的变形，包括设备从用户的手602处向外弓弯。本文中所公开的触觉效果系统的各个实施例被配置用于当将触觉效果递送至用户时在触觉上校正所提到的对设备600的抓握或变形。
图6B展示了柔性电子设备600的另一种单手抓握。在此示例中，第一只手602的手掌610中支撑设备600的背面，而拇指606和指尖608支撑设备600的侧边缘。用户的第二只手604用于与设备600的用户界面612进行交互。图6B还展示了设备600的变形，其中，设备向内弓弯至用户的手602。本文中所公开的触觉效果系统的各个实施例被配置用于当将触觉效果递送至用户时在触觉上校正所提到的对设备600的抓握或变形。
图6C展示了双手抓握的示例，其中，第一只手602和第二只手604两者结合操作以便支撑并握住设备600。如所示出的，第一只手的拇指606用于支撑设备600的底部边缘，而第一只手的指尖608抓住设备600的上边缘和侧边缘。进一步地，第二只手604的指尖608支撑设备600的背面，而第二只手的拇指606抓住设备600的前边缘。图6C还展示了当设备600的上后角比由设备的下前角限定的平面更靠后时设备600处于扭卷形式的变形。本文中所公开的触觉效果系统的各个实施例被配置用于当将触觉效果递送至用户时在触觉上校正所提到的对设备600的抓握或变形。
图6D展示了双手抓握的示例，其中，第一只手602支撑设备600，并且第二只手604抓住并扭卷设备600的上角。如所示出的，第一只手602的指尖支撑设备600的背面，而第一只手的拇指606抓住设备600的前表面。第二只手604的拇指606和指尖用于抓住设备的前表面和后表面，并扭卷设备的角。本文中所公开的触觉效果系统的各个实施例被配置用于当将触觉效果递送至用户时在触觉上校正所提到的对设备600的抓握或变形。
图6E展示了双手抓握的示例，其中，第一只手602支撑设备600的第一半，并且第二只手604支撑设备600的展开的第二半。如所示出的，第一只手602的指尖608支撑设备600的展开的第二半的表面，而第一只手602的拇指606抓住设备600的展开的第二半的侧边缘。第二只手604的指尖608支撑设备600的第一半的背面，而拇指抓住设备600的第一半的前面。图6E展示了设备600采用中间折叠方式的变形，其中，设备600的一部分未折叠。本文中所公开的触觉效果系统的各个实施例被配置用于当将触觉效果递送至用户时在触觉上校正所提到的对设备600的抓握或变形。
本文中所描述的触觉效果系统的各个实施例可以另外或替代性地在通过柔性电子设备递送触觉效果时校正自然触觉反馈。当柔性设备产生力来反抗变形时，自然触觉反馈发生。通过示例的方式，用户弯曲柔性电子设备来控制设备中的卷动。当用户弯曲设备时，设备自身反抗弯曲。由柔性设备产生的相反力取决于设备的弯曲或挠曲的量以及柔性材料的特性(例如，刚度)。由柔性设备产生的此相反力或自然触觉反馈是不可编程的，而是设计的物理特性的结果。
可以通过使用一个或多个变形传感器(比如本文中所描述的那些)来检测设备的变形从而实现对所选触觉效果的补偿以便校正设备的自然触觉反馈。然后，变形传感器可以向触觉效果系统控制器提供表示变形的信号，借助于此，控制器可以利用模型(例如，如本文中所描述的振动传输模型)或查找表来确定期望设备产生的自然触觉反馈。在学习期望的自然触觉反馈并确认其对所选触觉效果的作用之后，控制器可以补偿所选触觉效果。对所选触觉效果的补偿校正了期望的自然触觉反馈，从而使得，当将经补偿触觉效果递送至用户时，用户基本上意识不到自然触觉反馈力对柔性设备及其触觉效果系统的影响。
例如，当接收到对在递送触觉效果时特定力的请求时，可以从所述特定力中减去由自然触觉反馈产生的力，并且可以使用模型来确定将向致动器发送什么信号以产生剩余的力。应用可以例如请求通过向外弯曲设备经由触觉效果来将1N的力施加给用户。基于由变形传感器提供的数据，控制器能够确定设备的当前变形应当已经通过自然触觉反馈产生了0.2N的力。因此，从控制器到致动器的输出指令指示致动器仅产生0.8N的附加力。对用户来说，递送至用户的经补偿触觉效果感觉起来好像设备没有抵抗用户的输入力。
上文所述的各个实施例仅通过展示的方式提供并且不应该被理解为限制所附权利要求书。本领域技术人员将轻易地理解在不遵守在此所展示和描述的示例实施例和应用的情况下、并且在不背离所附权利要求书的真实精神和范围的情况下可以做出的各种更改和改变。

Claims (20)

1.一种设备，包括：
外壳；
传感器，所述传感器被配置用于检测施加在所述外壳上的接触力；
控制器，所述控制器通信地耦合至所述传感器，所述控制器被配置用于确定触觉效果的由所述接触力引起的变化，所述控制器另外被配置用于生成用于以补偿形式递送所述触觉效果的输出指令，所述补偿形式可操作用于校正所述变化；以及
致动器，所述致动器被配置用于接收所述输出指令并在所述外壳处递送经补偿触觉效果。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述传感器包括触摸传感器。
3.如权利要求2所述的设备，其中，所述触摸传感器包括电容式传感器、力敏电阻器、应变仪或压电传感器。
4.如权利要求1所述的设备，其中，所述接触力指示所述外壳上的位置。
5.如权利要求1所述的设备，其中，所述经补偿触觉效果包括振动补偿。
6.如权利要求5所述的设备，其中，所述振动补偿基于可操作用于对由所述接触力引起的所述触觉效果上的振动频率变化进行评估的振动模型。
7.如权利要求6所述的设备，其中，所述振动模型可操作用于在确定振动补偿时考虑所述触觉效果的起始点。
8.如权利要求6所述的设备，其中，所述振动模型可操作用于在确定振动补偿时考虑所述传感器的位置。
9.一种设备，包括：
外壳；
第一传感器，所述第一传感器被配置用于检测施加在所述外壳上的接触力；
第二传感器，所述第二传感器被配置用于检测由所述外壳的变形产生的变形力；
控制器，所述控制器通信地耦合至所述第一和第二传感器，所述控制器被配置用于确定触觉效果的由所述接触力和所述变形力两者引起的变化，所述控制器另外被配置用于生成用于以补偿形式递送所述触觉效果的输出指令，所述补偿形式可操作用于校正所述变化；以及
致动器，所述致动器被配置用于接收所述输出指令并在所述外壳处递送经补偿触觉效果。
10.如权利要求9所述的设备，其中，所述变形力指示所述外壳的变形量、所述外壳的变形角度、由所述变形产生的压力或所述外壳内的温度变化。
11.如权利要求9所述的设备，其中，所述经补偿触觉效果另外可操作用于对所述触觉效果的由所述外壳的自然触觉反馈引起的变化进行校正。
12.如权利要求9所述的设备，其中，所述第一传感器包括触摸传感器。
13.如权利要求12所述的设备，其中，所述触摸传感器包括电容式传感器、力敏电阻器、应变仪或压电传感器。
14.如权利要求9所述的设备，其中，所述接触力指示所述外壳上的位置。
15.如权利要求9所述的设备，其中，所述经补偿触觉效果包括振动补偿。
16.如权利要求15所述的设备，其中，所述振动补偿基于可操作用于对由所述接触力引起的所述触觉效果上的振动频率变化进行评估的振动模型。
17.如权利要求16所述的设备，其中，所述振动模型可操作用于在确定振动补偿时考虑所述触觉效果的起始点。
18.如权利要求16所述的设备，其中，所述振动模型可操作用于在确定振动补偿时考虑所述第一传感器的位置。
19.一种用于校正触觉效果的方法，所述方法包括：
检测外壳上的接触力；
确定将在所述外壳处递送的触觉效果的由所述接触力引起的变化；
确定对所述触觉效果的补偿，所述补偿可操作用于对所述触觉效果的由所述接触力引起的所述变化进行校正；
将所述补偿应用于所述触觉效果；以及
在所述外壳处递送经补偿触觉效果。
20.如权利要求19所述的方法，进一步包括：
检测由所述外壳的变形产生的变形力；以及
确定将在所述外壳处递送的所述触觉效果的由所述变形力引起的变化；
其中，所述补偿另外可操作用于对所述触觉效果的由所述变形力引起的所述变化进行校正。
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