CN108563326A - 用于支持触觉的显示器的系统和方法以及计算机可读介质 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于支持触觉的显示器的系统和方法以及计算机可读介质。在此所公开的一个示例性系统包括触摸敏感表面，其包括：第一平面上的第一表面；以及与第一表面相邻的第二表面，其中第二表面在与第一平面不同的第二平面上。示例性系统还包括触觉输出设备，其被配置为接收触觉信号并输出触觉效果。另外，示例性系统包括耦合到触觉输出设备和触摸敏感表面的处理器，处理器被配置为：确定事件；至少部分地基于事件确定触觉效果；至少部分地基于触觉效果确定触觉信号；以及将与触觉效果相关联的触觉信号传送给触觉输出设备。

Description

用于支持触觉的显示器的系统和方法以及计算机可读介质
分案说明
本发明专利申请是申请日为2014年4月28日的、发明名称为“用于支持触觉的紧贴式和多面显示器的系统和方法”的中国发明专利申请201410260402.5的分案申请。
相关申请的引用
本申请要求于2013年4月26日提交的美国临时专利申请No.61/816605，题目为“与可弯曲显示器连续交互的触感论证”的优先权，通过引用其整体被包含在此。
技术领域
本发明涉及用户接口设备的领域。更具体地，本发明涉及支持触觉的紧贴式和多面显示器。
背景技术
随着基于计算机的系统变得更加流行，人与这些系统交互通过的接口的质量正变得越来越重要。触摸屏显示器由于其直观性和交互性而成为一种流行的接口。通过触摸屏显示器，用户能够通过使用用户手指来接触触摸屏的区域而执行多种任务。为了创建更直观且增强的用户体验，设计者经常利用具有身体交互的用户体验。这通常通过经由视觉、语音、和/或触觉反馈利用身体世界来重现交互一些方面而完成。触觉反馈经常采用机械振动或可感知的摩擦系数变化的形式。最近，多面显示器和永久性紧贴式触摸屏显示器被开发出来。因此，需要为这些多面和永久性紧贴式触摸屏显示器提供触觉效果。
发明内容
本公开的实施例包括计算机设备，其包括支持触觉的紧贴式和多面显示器。在一个实施例中，本公开的系统可以包括触摸敏感表面，其包括：在第一平面上的第一显示器；以及，与第一表面相邻的第二表面，其中第二表面在不同于第一平面的第二平面上。系统还可以包括触觉输出设备，其被配置为接收触觉信号并输出触觉效果。另外，系统可以包括耦合到触觉输出设备和触摸敏感表面的处理器，该处理器被配置为：确定事件；至少部分地基于事件确定触觉效果；至少部分地基于触觉效果确定触觉信号；并且将与触觉效果相关联的触觉信号传送给触觉输出设备。
在另一实施例中，本公开的方法可以包括：确定事件；至少部分地基于事件确定触觉效果；至少部分地基于触觉效果确定触觉信号；并且将与触觉效果相关联的触觉信号传送给触觉输出设备，其中触觉输出设备被配置为将触觉效果输出给触摸敏感表面。在一些实施例中，触摸敏感表面包括：第一平面上的第一表面；以及第一表面相邻的第二表面，其中第二表面位于与第一平面不同的第二平面上。另一实施例包括用于实现这种方法的计算机可读介质。
这些示例性实施例不用于限制或定义本发明主题的界限，仅提供帮助理解的例子。示例性实施例在具体实施方式中讨论，并且那里还提供了进一步的描述。通过审视该说明书和/或对所要求主题的一个或多个实施例进行实施可以进一步理解由不同实施例提供的优势。
附图说明
在剩下的说明书中将更具体地提出完整的及可启用的公开。说明书参考以下附图。
图1是示出了根据一个实施例提供支持触觉的紧贴式和多面显示器的系统的框图；
图2示出了提供支持触觉的紧贴式和多面显示器的系统的一个实施例；
图3示出了提供支持触觉的紧贴式和多面显示器的系统的另一个实施例；
图4示出了提供支持触觉的紧贴式和多面显示器的系统的另一个实施例；
图5示出了提供支持触觉的紧贴式和多面显示器的系统的另一个实施例；
图6示出了提供支持触觉的紧贴式和多面显示器的系统的另一个实施例；以及
图7是根据一个实施例用于执行提供支持触觉紧贴式和多面显示器的方法的步骤的流程图。
具体实施方式
现在将更详细地参考不同的和可选示例实施例以及附图。每个示例通过解释的方式提供，但不是限制性的。对于本领域技术人员来说作出修改和变形是显然的。例如，作为一个实施例的一部分说明或描述的特征可以在另一实施例中使用来形成又另一实施例。这样，预期本公开包括的修改和变形都在所附权利要求及其等同物的范围内。
支持触觉的紧贴式和多面显示器的示例性示例
本公开的一个示例性实施例包括移动设备，诸如平板。移动设备包括触摸屏显示器、存储器和与这些元件的每个进行通信的处理器。
在示例性实施例中，触摸屏显示器包括永久性紧贴式显示器(以后称为“紧贴式显示器”)。紧贴式显示器是可以紧贴于非平面形状并大体上固定于该形状的显示器。例如，在示例性实施例中，触摸屏显示器被紧贴围绕移动设备的表面，使得触摸屏显示器包围移动设备的前面和侧面。即，在示例性实施例中，触摸屏显示器覆盖了移动设备的前面和侧面部分。
在示例性实施例中，移动设备在触摸屏显示器上输出虚拟对象，例如，虚拟咖啡杯。由于紧贴式显示器的曲率，用户会感知到虚拟对象的前面和侧面(即，用户可感知到180度视野范围)。例如，用户能感知到在覆盖移动设备前面的触摸屏显示器部分上的虚拟咖啡杯的顶部。另外，用户能感知到紧贴围绕移动设备侧面的触摸屏显示器侧面上的虚拟咖啡杯的侧面。另外，用户能感知在移动设备前面和侧面之间过渡的触摸屏显示器部分上的虚拟咖啡杯的盖子。
移动设备还包括触觉输出设备。触觉输出设备从移动设备接收信号并将触觉效果输出给用户。移动设备被配置为在事件发生时输出触觉效果。此处所用的一个事件是任何交互、动作、碰撞或在操作设备期间所发生的其它事件，其可能潜在包括相关联的触觉效果。在一些实施例中，事件可以包括用户输入(例如，与真实或虚拟按钮的交互；操纵控制杆；与触摸表面交互；或倾向或定向计算设备)、系统状态(例如，低电量、低存储器，或系统通知，诸如基于系统接收来电而生成的通知)、发送数据、接收数据、或程序事件(例如，如果程序是游戏，那么程序事件包括爆炸、碰撞、或在游戏对象之间的交互、或升到新级)。
例如，在示例性实施例中，用户可以通过分别触摸覆盖移动设备前面或侧面的触摸屏显示器的一部分，来与虚拟咖啡杯的前面或侧面交互。在示例性实施例中，响应于用户交互，移动设备输出触觉效果。例如，在示例性实施例中，当用户与咖啡杯顶部交互时，移动设备可以输出被配置为减少触摸屏显示器表面上的可感知的摩擦系数的触觉效果。例如，减少触摸屏显示器表面上的可感知的摩擦系数，模拟在空的咖啡杯中的空气或从咖啡杯内出来的热咖啡蒸汽。另外，在示例性实施例中，当用户与虚拟咖啡杯的盖子交互时，移动设备可以输出被配置为增加可感知的摩擦系数的触觉效果。增加触摸屏显示器表面上的可感知的摩擦系数可以模拟陶瓷咖啡杯盖子。另外，在示例性实施例中，当用户与虚拟咖啡杯的侧面交互时，例如其可包括凸起图形设计，移动设备可以输出被配置为模拟图形设计的一个或多个触觉效果(例如，振动或模拟纹理)。
仅作为示例提供上述示例性实施例的描述。此处描述了本发明不同的其它实施例，并且本领域技术人员应当理解这种实施例的变形。各种实施例所提供的优势还可以通过检查本说明书和/或实现所要求主题的一个或多个实施例来了解。
支持触觉的紧贴式和多面显示器的示例性系统
图1是示出根据一个实施例用于支持触觉的紧贴式和多面显示器的系统100的框图。在示出的实施例中，系统100包括计算设备101，其具有经由总线106与其它硬件通信的处理器102。计算设备101可以包括例如，智能电话、平板、电子阅读器、膝上型计算机、桌面计算机、游戏机、游戏控制器、医疗设备、汽车计算机、便携式游戏机或者是可穿戴设备，诸如手表、腕套、戒指、手镯或脚镯。
可以包括诸如RAM、ROM、EEPROM等任何合适的有形的(且非瞬时的)计算机可读的介质的存储器104实施配置计算设备101的操作的程序组件。在示出的实施例中，计算设备101还包括一个或多个网络接口设备110、输入/输出(I/O)接口组件112和存储114。
网络设备110可以代表一个或多个促进网络连接的任何组件。示例包括，但不局限于，诸如以太网、USB、IEEE1394的有线接口，和/或诸如IEEE802.11、蓝牙的无线接口，或者是用于访问蜂窝电话网络的无线接口(例如，用于访问CDMA、GSM、UMTS或其它移动通信网络的收发器/天线)。
可以使用I/O组件112来促进有线或无线连接到诸如一个或多个显示器、游戏控制器、键盘、鼠标、游戏杆、照相机、纽扣、扬声器、麦克风，和/或用于输入数据或输出数据的其它硬件的设备。存储114代表非易失性存储，诸如，磁盘、光盘或者包括在设备101中或者与处理器102耦合的其它存储介质。
系统100还包括触摸敏感表面116，其在本实例中被集成到计算设备101中。触摸敏感表面116包括被配置为感测用户触觉输入的任何表面。触摸敏感表面116可以包括触摸敏感显示器。例如，触摸敏感表面116可以包括显示器和实际显示组件之上的一层或多层的材料。一个或多个触摸传感器108被配置为当对象接触触摸敏感表面116时检测触摸区域中的触摸，并且提供合适的数据给处理器102使用。可以使用任何合适数量、类型或排列的传感器。例如，电阻型和/或电容型传感器可以嵌入到触摸敏感表面116，并且用于确定触摸的位置和其它信息，诸如压力、速度和/或方向。又例如，着眼于触摸敏感表面116的光学传感器可用于确定触摸位置。
在其它实施例中，触摸传感器108可以包括LED检测器。例如，在一个实施例中，触摸敏感表面116可以包括安装在显示屏的侧面上的LED手指检测器。在一些实施例中，处理器102与单独的触摸传感器108通信，在其它实施例中，处理器102与例如第一触摸屏和第二触摸屏的多个触摸传感器108通信。触摸传感器108被配置为检测用户交互，并且基于用户交互将信号传送给处理器102。在一些实施例中，触摸传感器108可以被配置为检测用户交互的多个方面，例如触摸传感器108可以检测到用户交互的速度和压力，并且将这些信息合并到接口信号中。
在一些实施例中，触摸敏感表面116可以包括紧贴式显示器，例如，图2中所示的紧贴式显示器。在图2所示的实施例中，紧贴式显示器200包括第一显示表面202。紧贴式显示器200还包括显示过渡带204，其在第一显示表面202和第二显示表面206之间物理地过渡并连接。第二显示表面206与第一显示表面202相邻，并且在与第一显示表面202不同的平面上。另外，在该示例中，紧贴式显示器200包括另一显示过渡带208，其在第一显示表面202和第三显示表面210之间物理地过渡并连接。第三显示表面210与第一显示表面202相邻，并且在与第一显示表面202和/或第二显示表面206不同的平面上。在一些实施例中，显示表面(例如，第一显示表面202、第二显示表面206、第三显示表面210)和显示过渡带(例如，显示过渡带204和显示过渡带208)的大小可以更大或更小。例如，在一些实施例中，显示过渡带204和/或显示过渡带208可以更大，并且可以包含更大曲率的紧贴式显示器200。
在一些实施例中，当用户与紧贴式显示器200的交互时，计算设备可以输出一种或多种触觉效果。例如，在一些实施例中，当用户与显示过渡带204或者第二显示表面206的交互时，计算设备输出触觉效果。例如，计算设备可以输出被配置为让用户感觉到增加了紧贴式显示器200的曲率量的触觉效果。
在该示例中，第一显示表面202包括基本上平面的形状。另外，第二显示表面206和第三显示表面210每个都包括弯曲的形状。在其它实施例中，每个显示表面(例如，第一显示表面202、第二显示表面206和第三显示表面210)可以包括实质上平面或弯曲的形状。类似地，每个显示过渡带可以包括实质上平面的形状或弯曲的形状。紧贴式显示器200可包括具有任何配置的任何数量的显示表面和显示过渡带。
在其它实施例中，触摸敏感表面116包括多面显示器，例如，图3中所示的多面显示屏。多面显示器300包括被机械连接的多个单独的显示屏302。每个单独的显示屏302可具有弯曲或平面的形状。在一些实施例中，单独的显示屏302可通过例如铰链的可移动接合部来连接。在一些实施例中，单独的显示屏302可通过例如薄膜铰链的可弯曲或柔性部件来连接，。在这种实施例中，单独的显示屏302能够相对另一个弯曲。
在一些实施例中，在事件发生时，计算设备可以向一个或多个单独的显示屏302和/或单独的显示屏302之间的连接输出一个或多个触觉效果。例如，在一些实施例中，在用户与单独的显示屏302之间的连接交互时，计算设备可以输出触觉效果。例如，计算设备可以输出包括振动的触觉效果。
单独的显示屏302可以输出一个或多个虚拟对象304。在图3所示的示例中，单独的显示屏302输出部分虚拟对象304，当其组合时形成整个虚拟对象304。在其它实施例中，每个单独的显示屏302输出虚拟对象的不同视图或侧面。例如，在一些实施例中，多面显示器300可以包括被配置成立方体形式的单独显示屏302(例如，6个单独的显示屏302)。在一些实施例中，每个单独的显示屏302可以输出虚拟对象(例如，虚拟人体心脏)的不同视图(例如，顶部、底部、右侧、左侧、前侧和后侧)。在一些实施例中，用户可以感知三维虚拟对象。
再参考图1，在一些实施例中，触摸敏感表面116可以被紧贴围绕表面。在一些实施例中，触摸敏感表面116可以紧贴围绕计算设备101的表面。例如，在一些包括多面显示器的实施例中，多个单独的显示屏可以相对另一个弯曲，使得触摸敏感表面116可以紧贴围绕计算设备101的表面。另外，虽然触摸敏感表面116显示为在计算设备101的内部，但是在一些实施例中，触摸敏感表面116可以在计算设备101外部并与计算设备101通信。例如，在一些实施例中，触摸敏感表面116被紧贴围绕外部设备，例如，桌子、椅子、杆、用户身体的一部分(例如踝)或报亭。
计算设备101还包括一个或多个附加传感器132。传感器132被配置为将传感器信号传送给处理器102。在一些实施例中，传感器132可包括，例如陀螺仪、磁强计、加速计、压力传感器、应变仪、全球定位系统(GPS)单元、距离传感器、或深度传感器。在一些实施例中，陀螺仪、加速计和GPS单元可分别检测计算设备101的方向、加速度和位置。在一些实施例中，处理器102可与单个传感器132通信，在其它实施例中，处理器102可与多个传感器132通信，例如，陀螺仪和加速计。
系统100还包括与处理器102通信的触觉输出设备118。触觉输出设备118被配置为响应于触觉信号输出触觉效果。在一些实施例中，触觉输出设备118被配置为输出触觉效果，其包括，例如振动、感知到的摩擦系数的变化、模拟纹理、感知到的温度变化或者表面变形。在图1所示的实施例中，触觉输出设备118在计算设备101内部。在其它实施例中，触觉输出设备118可以远离计算设备101，但是能够通信地耦合到处理器102。例如，触觉输出设备118可以在计算设备101外部并经由诸如以太网、USB、IEEE1394的有线接口和/或诸如IEEE802.11、蓝牙、或无线电接口的无线接口与计算设备101通信。在一些实施例中，触觉输出设备118可耦合到触摸敏感表面116。
在一些实施例中，触觉输出设备118可通过振动计算设备101或例如触摸敏感表面116的计算设备101的部件来输出触觉效果。在这种实施例中，触觉输出设备118可包括被配置为输出振动的触觉输出设备，例如，一个或多个压电致动器、电动机、电磁致动器、语音线圈、形状记忆合金、电活性聚合物、超细纤维复合物、螺线管、偏心回转质量电动机(ERM)或线性谐振致动器(LRA)。
在一些实施例中，触觉输出设备118可被配置为响应于触觉信号，输出模拟纹理或调制感知到的在触摸敏感表面116上的摩擦系数的触觉效果。在一些实施例中，触觉输出设备118可包括超声致动器。超声致动器能够在例如20kHz的超声频率处振动，在触摸敏感表面116的表面处增加或减少感知的系数。另外，超声致动器可包括压电材料。
在其它实施例中，触觉输出设备118可使用静电吸引，例如通过使用静电表面致动器，输出模拟纹理或调制感知到的触摸表面116上的摩擦系数的触觉效果。在一些实施例中，静电致动器可包括导电层和绝缘层。导电层包括任何半导体或其它导电材料，诸如铜、铝、金或银。绝缘层包括任何绝缘材料，诸如玻璃、塑料或聚合物。另外，处理器102可通过将例如AC信号的电信号应用到导电层上来操作静电致动器。在一些实施例中，AC信号可由高压放大器生成。在一些实施例中，电信号可在导电层和接近或触碰触觉输出设备118的对象(例如，用户手指、头部、脚、手臂、肩膀、腿或其它身体部分或笔尖)之间产生电容耦合。在一些实施例中，当对象移动穿过与触觉输出设备118相关联的表面(例如，触摸敏感表面116)时，对象和导电层之间吸引的等级的变化可以改变模拟纹理。
在一些实施例中，触觉输出设备118可以包括变形设备，其被配置为输出提供变形触摸敏感表面116或计算设备101的另一表面的触觉效果。在一些实施例中，触觉输出设备118可以包括流体，例如，凝胶。凝胶可以包括具有响应于一个刺激或多个刺激(例如，电场、磁场、温度、紫外光、摇动或pH变化)而变化的机械或结构特性的流体。例如，在一些实施例中，一条或多条导线可嵌入到或耦合到凝胶中。由于电流经过导线会释放热量，所以会引起凝胶膨胀或收缩，使得触觉输出设备118变形。另外，在一些实施例中，触觉输出设备118可以包括流变(例如，磁流变或电流变)流体。流变流体可以包括悬浮在流体(例如，油或水)中的金属颗粒(例如，铁颗粒)。响应于电场或磁场，流体中的分子顺序会自己重新排序，这样可以改变流体的整体阻尼和/或粘性，使得触觉输出设备118变形。
在其它实施例中，触觉输出设备118可以包括耦合到使变形组件旋转的臂的致动器。变形组件可以包括，例如椭圆形、放射状或波纹形状。变形组件可被配置为将触摸敏感表面116以一些转动角度而不是其它角度移动。致动器包括压电致动器、转动/线性致动器、螺线管、电活性聚合物致动器、超细纤维复合(MFC)致动器、形状记忆合金(SMA)致动器、和/或其它致动器。由于致动器转动了变形组件，因此变形组件可移动触觉输出设备118的表面，使得它变形。在一些实施例中，变形组件可以在其中触摸敏感表面116平坦的位置开始。响应于从处理器102接收信号，致动器转动变形组件。在一些实施例中，转动变形组件会使得触摸敏感表面116的一个或多个部分升高或降低。在一些实施例中，变形组件保持在转动状态下，直到处理器102发信号给致动器将变形组件转回到其原始位置。
在一些实施例中，触觉输出设备118可以是触摸敏感表面116的外壳的一部分。在其它实施例中，触觉输出设备118可以装在覆盖触摸敏感表面116的柔性外壳内。虽然此处示出了单个触觉输出设备118，但是一些实施例可以使用相同或不同类型的多个触觉输出设备来提供触觉反馈。一些触觉效果可以使用耦合到设备外壳的致动器，并且一些触觉效果可以顺序使用和/或一致使用多个致动器。例如，在一些实施例中，多个振动致动器和静电表面致动器可以单独使用，或者一致提供不同的触觉效果。
转向存储114，所示的程序组件124、126和128示出了在一些实施例中设备如何被配置，来提供能够支持触觉的紧贴式和多面显示器。在该示例中，触觉检测模块124配置处理器102经由触摸传感器108监控触觉敏感表面116以确定触摸位置。例如，触觉检测模块124采样触摸传感器108，以便跟踪触摸的存在或不存在，并且如果触摸存在，则跟踪一个或多个位置、路径、速率、加速度、压力和/或一段时间上的触摸的其它特性。
触觉效果确定模块126基于发生的事件来确定触觉效果。触觉效果确定单元126代表了分析数据以确定要生成的触觉效果的程序组件。例如，触觉效果确定模块126可包括基于触摸敏感表面116上的触摸位置来确定输出的触觉效果的代码，以及选择提供一个或多个触觉效果以便模拟效果的代码。例如，可基于触摸位置来选择不同触觉效果以模拟在触摸敏感表面116(例如，在触摸敏感显示器上)之上的虚拟对象(例如，虚拟植物、汽车、动物、卡通形象、按钮、控制杆、商标或人)的存在。另外，在一些实施例中，触觉效果确定模块126可以包括基于虚拟对象的大小、颜色、位置、纹理、移动和/或其它特性确定输出的触觉效果的代码，以及选择提供一个或多个触觉效果以便模拟效果的代码。例如，可基于虚拟对象的纹理(例如，如果虚拟对象的纹理是崎岖地形，则强振动，并且如果虚拟对象的纹理平坦，则可感知地降低摩擦系数)来选择触觉效果。
在一些实施例中，触觉效果确定模块126可基于程序或游戏事件来确定触觉效果。例如，在一些实施例中，计算设备101可包括游戏，其中用户通过虚拟空间驾驶虚拟头像。在一些实施例中，如果用户的虚拟头像撞击另一虚拟对象(例如，虚拟墙)，则触觉效果确定模块126可以确定被配置为模拟冲撞的触觉效果。例如，触觉效果确定模块126可确定包括具有与头像和虚拟对象之间撞击速度成比例的振幅的振动的触觉效果。也就是说，头像和虚拟对象间撞击的速度越高，则振动幅度越大。
在其它实施例中，触觉效果确定模块126可至少部分地基于从传感器132接收到的传感器信号来确定触觉效果。例如，在一些实施例中，传感器132可包括陀螺仪。处理器102从陀螺仪接收传感器信号，并且确定计算设备101的方向。基于该确定，触觉效果确定模块132确定触觉效果。例如，在一些实施例中，处理器102可以确定计算设备101倾斜90度。基于该确定，触觉效果确定模块126可以确定包括例如强振动的触觉效果。
触觉效果生成模块128代表了能够使得处理器102将触觉信号传送给触觉输出设备118以生成所选择的触觉效果的编程。例如，触觉效果生成模块128可访问存储的波形或指令以发送给触觉输出设备118。又例如，触觉效果生成模块128可包括确定触觉信号的算法。触觉效果生成模块128包括确定触觉效果的目标坐标的算法。这些目标坐标可包括例如触摸敏感表面116上的位置。
图4示出了提供支持触觉的紧贴式和多面显示器的系统的另一实施例。系统400包括计算设备402。在一些实施例中，计算设备402包括，例如平板、电子阅读器、医疗设备、笔记本计算机、桌面计算机、报亭、报警系统或车载计算机。在这些示例中，计算设备402包括智能电话。
计算设备402还包括显示器。在该示例中，显示器包括紧贴式显示器404。紧贴式显示器404被紧贴围绕计算设备402的表面。即，紧贴式显示器404包围了计算设备402的前面和侧面。在一些实施例中，紧贴式显示器404还包围了计算设备402的背部、顶部、和/或底部。在其它实施例中，显示器可以包括多面显示器。在一些实施例中，多面显示器可以被紧贴围绕计算设备402的表面。
在一些实施例中，显示器可输出一个或多个虚拟对象406(例如，虚拟车、人、房子、家具、植物、动物、按钮、滑块、或菜单)。在这个示例中，紧贴式显示器404输出包括砖块的虚拟对象406。在一些实施例中，由于紧贴式显示器404围绕计算设备402的侧面弯曲，所以用户不仅能够感知到虚拟对象406的前面410，而且还感知到虚拟对象406的侧面412，414。这样，用户可以感知与虚拟对象406相关联的180度视场。
在一些实施例中，用户可以通过与显示器的表面交互(例如，手势、点击、或滑动手指穿过)来与虚拟对象406交互。例如，用户可以通过触摸与虚拟砖块相关联的紧贴式显示器404的区域来与虚拟砖块交互。另外，在一些实施例中，用户可通过倾斜、摇晃、或移动计算设备402来与虚拟对象406和/或计算设备402交互。
诸如用户输入的事件发生时，计算设备402可以输出一个或多个触觉效果。例如，在一些实施例中，当用户与虚拟砖块的前面410交互时，计算设备402输出触觉效果。在一些实施例中，触觉效果包括模拟纹理，例如，砖块纹理。在一些实施例中，当用户在紧贴式显示器404的前和左侧之间滑动手指穿过过渡带时，计算设备402可以输出另一触觉效果。在一些实施例中，该触觉效果可以将在紧贴式显示器形状中形成的平滑曲线的感觉与另一触觉效果相组合。例如，在一些实施例中，紧贴式显示器404的固有曲线可以与包括例如被配置为模拟砖块边缘的脉冲振动的触觉效果相组合。在一些实施例中，计算设备402可以输出足够强大以抵消紧贴式显示器404的固有曲率的感觉的触觉效果。在一些实施例中，为了模拟较柔软的砖块边缘，计算设备402输出包括例如具有长持续时间的低幅度振动的触觉效果。为了模拟尖锐的砖块边缘，则计算设备402可输出具有短持续时间的高幅度振动。这样，在一些实施例中，当用户与在紧贴式显示器404的前和左侧之间的过渡带交互时，则户感知到砖块边缘。
另外，在一些实施例中，当用户滑动手指穿过紧贴式显示器404的左侧时，计算设备402可以输出另一触觉效果。例如，在一些实施例中，计算设备输出模拟砖块纹理，其使得用户感觉比当用户与紧贴式显示器404的前面交互时输出的模拟砖块纹理更粗糙。通过基于虚拟对象的特性、与用户交互的显示器区域或者基于两者输出触觉效果，用户能够感觉更真实并且更拟真的用户体验。
在一些实施例中，计算设备402可以包括医疗设备。医疗设备可以包括紧贴式显示器404。医疗设备可用于确定医疗条件，例如与心脏或脑部相关联的医疗条件。在一些实施例中，计算设备402可输出与医疗条件相关联的虚拟对象406，例如，病人脑部的虚拟表示。病人脑部的虚拟表示特性可经由医学过程已经确定，例如，核磁共振成像(MRI)扫描。
在一些实施例中，用户可通过与紧贴式显示器404交互，来与病人脑部的虚拟表示相交互。响应于用户交互，计算设备402可以输出触觉效果。例如，计算设备402可输出包括诸如粗糙、平滑或崎岖纹理的纹理的触觉效果。在一些实施例中，触觉效果可以与用户正在交互的病人脑部虚拟表示的部分的特征相关联。例如，如果用户与关于虚拟脑部崎岖区域相关联的紧贴式显示器404的区域交互时，则计算设备402可以输出崎岖纹理。在一些实施例中，当用户与与虚拟脑部相关联的紧贴式显示器404的前面和侧面区域相交互时，计算设备402分别输出与虚拟脑部的前面和侧面相关联的触觉效果。这样，在一些实施例中，用户可更真实地感知虚拟脑部特征，这使得用户能够更准确地确定并诊断医疗条件。
在一些实施例中，计算设备402可在程序事件或系统状态(例如，电池电量低)发生时输出触觉效果。例如，在一些实施例中，在计算设备402接收到新电子邮件时，计算设备402能够输出包括例如紧贴式显示器404的表面的变形的触觉效果。另外，在一些实施例中，触觉效果可基于程序事件的特性。例如，计算设备402可以取决于所接收到的新电子邮件信息的数量，而输出附加的或不同的触觉效果(例如，表面变形的大小增大)。在一些实施例中，触觉效果可被配置为改变显示器404的感知曲率。例如，在一些实施例中，如果用户没有新的电子邮件，则用户可感知到显示器404的固有曲率。当计算设备402接收到新的电子邮件时，计算设备402可以输出包括例如被配置为使得用户感觉到显示器404曲率尖锐的触觉效果的触觉效果。在一些实施例中，计算设备402输出被配置为与用户所接收到的电子邮件数量成比例地增加用户可感知到的显示器404的尖锐度(例如，最小化可感知到的曲率)的触觉效果。例如，在一些实施例中，当用户与紧贴式显示器404的交互时，计算设备402可以输出包括振动的触觉效果，该振动具有与所接收的电子邮件数量成比例增加和/或成比例减少持续时间的振幅。
在一些实施例中，触觉效果可定位到显示器的特定区域上，例如，触觉效果可定位到紧贴式显示器404的上左侧408。在一些实施例中，用户能够确定程序事件的发生，而不需要看着显示器，这提高了用户体验。例如，用户能够感觉到例如位于用户口袋中的计算设备402(例如，智能电话)的上左侧408，以确定用户是否有新邮件。
图5示出了提供支持触觉的紧贴式和多面显示器的系统的另一实施例。在该实施例中，系统500包括观看紧贴式显示器504的用户502。在另一实施例中，用户502可以观看多面显示器。
在一些实施例中，计算设备可以确定其中用户502观看显示器的角度。在一些实施例中，计算设备经由来自一个或多个传感器的信号可以确定用户502的观看角度。例如，在一些实施例中，计算设备经由来自照相机、陀螺仪或压力传感器的信号来确定其中用户502可以观看显示器的角度。例如，在一些实施例中，计算设备可以从照相机(例如，放置在计算设备内的正面照相机)接收信号，并且确定用户502头部或眼睛相对于计算设备的位置。在一些实施例中，计算设备可以从陀螺仪接收信号并且确定计算设备的方向。计算设备可使用所确定的方向来确定用户502可以观看显示器所处的角度。另外，在一些实施例中，计算设备可从一个或多个压力传感器接收信号，并且确定用户502可怎样拿计算设备。例如，在计算设备上用户502手指的不同配置可以与不同的压力传感器度量相关联。基于所确定的用户502手指的配置，计算设备可确定用户502可以观看显示器所处的角度。
在一些实施例中，基于其中用户502观看紧贴式显示器504或多面显示器的角度，计算设备可以输出触觉效果。在一些实施例中，基于用户502的虚拟对象的一部分是否对用户可见，计算设备可以输出触觉效果。在一些实施例中，基于紧贴式显示器504或多面显示器的一部分是否对用户可见，计算设备可以输出触觉效果。例如，在一些实施例中，用户502可在计算设备上玩游戏。用户502可能观看紧贴式显示器504，使得用户502可感知到紧贴式显示器504的前侧506和顶侧508(以及在紧贴式显示器504上输出的虚拟对象的前和顶侧)，但是感觉不到紧贴式显示器504(以及虚拟对象)的背侧510。在一些实施例中，在用户502与紧贴式显示器504的前侧506或顶侧508交互时，计算设备可以输出触觉效果(例如，增加可感觉到的紧贴式显示器504上的摩擦系数)。相反，在用户502与紧贴式显示器510的背侧510交互时，计算设备可以不输出触觉效果。在一些实施例中，基于虚拟对象或紧贴式显示器504的一部分是否对用户可见输出触觉效果可以提供更具挑战性和有收获的游戏体验。
图6示出了提供支持触觉的紧贴式和多面显示器的系统的另一实施例。在该示例中，显示器602是圆柱形形状。在其它实施例中，显示器602可被紧贴为其它形状，例如，球形、立方体、角锥体、圆锥体、棱柱体、八面体、或四面体。显示器602包括紧贴式或多面显示器。
在一些实施例中，显示器602可被配置为由用户佩戴(例如，图6中所示的围绕用户手腕604的手镯)和/或与被配置为由用户佩戴的物品相关联。例如，在一些实施例中，显示器602可被配置为围绕用户手臂、手腕、腿、手、手指、脚、或头部佩戴。例如，显示器602可以与包括戒指、头巾、手镯、脚镯、手表、或腕套的物品相关联。
在一些实施例中，显示器602可被配置为可由用户抓握和/或与可抓握设备相关联。例如，在一些实施例中，显示器602(或多面显示器)可与移动设备、移动设备支持物、平板、电子阅读器、膝上型计算机、游戏板、游戏系统控制器、驾驶盘、控制杆、玩具、小雕像或者变速杆相关联。
在一些实施例中，显示器602可以输出虚拟对象606。在本示例中，显示器602正在输出包括头像的虚拟对象606。在一些实施例中，当用户转动显示器602(例如，围绕用户的手腕)时，计算设备可以输出虚拟对象606的不同视图(例如，侧面和背面视图)。在其它实施例中，对用户可视的显示器602的一部分可输出虚拟对象606的一个视图，而对用户不可视的显示器602的一部分可输出虚拟对象606的不同视图。例如，在图6显示的实施例中，对用户可视的显示器602的一部分正在输出头像的正面。而且，在一些实施例中，对用户不可视的显示器602的一部分(例如，围绕在用户手腕背侧周围)可以输出头像的背面。
在一些实施例中，当事件(例如，用户与虚拟对象606交互)发生时，计算设备可以输出触觉效果。例如，在一些实施例中，当用户与头像的正面视图交互时，计算设备可以输出例如包括振动的触觉效果。进一步，在一些实施例中，当用户与头像的背面视图交互时，计算设备可以输出例如包括可感知的摩擦系统增加的触觉效果。因此，在一些实施例中，不同的触觉效果可以与虚拟对象不同侧面或视图相关联。在一些实施例中，用户能够确定(例如，经由触觉效果)虚拟对象的哪一侧或哪个视图或哪一块正在与用户交互，而不需要看显示器。
在一些实施例中，例如，显示器602可以是圆柱形的。例如，在一些实施例中，显示器602可以是圆柱形罐的形状。在一些实施例中，显示器602可以输出虚拟对象606的所有侧面，使得用户在三维中感知虚拟对象606。在一些实施例中，用户可以经由显示器602来控制虚拟对象606。例如，在一些实施例中，当用户操纵(例如，倾斜、旋转或移动)显示器602时，虚拟对象606的特征(例如，虚拟位置、方向、颜色、大小、纹理或类型)可以改变。
进一步，在一些实施例中，计算设备可以部分地基于虚拟对象的特征来输出一个或多个触觉效果。在一些实施例中，计算设备可以输出被配置为模仿显示器602上输出的虚拟对象的特征的触觉效果。例如，在一些实施例中，虚拟对象可以包括例如小雕像。在一些实施例中，基于小雕像的身体部分的位置计算设备可以输出触觉效果。例如，在一个实施例中，虚拟小雕像在其身体的侧面可以具有其胳膊。当用户与显示器602交互时，计算设备可以输出包括例如平滑的感觉的触觉效果。在一些实施例中，虚拟小雕像可以具有伸开的胳膊。当用户与显示器602的正面或背面交互时(例如，其可以输出虚拟小雕像的正面或背面)，计算设备可以输出包括例如平滑的感觉的触觉效果。进一步，当用户与显示器602的侧面交互时(例如，其可以输出虚拟小雕像的伸开的胳膊)，计算设备可以输出包括例如模拟的凹凸不平的纹理的触觉效果。
用于支持触觉的紧贴式或多面显示器的示例性方法
图7是根据一个实施例的执行用于提供支持触觉的紧贴式或多面显示器的方法的步骤的流程图。在一些实施例中，可以用程序代码实现图7中的步骤，该程序代码可以由处理器，例如通用计算机、移动设备或服务器中的处理器来运行。在一些实施例中，可以通过一组处理器来实现这些步骤。在一些实施例中，图7中所示的一个或多个步骤可以被省略，或者按照不同的顺序执行。同样地，在一些实施例中，也可以执行图7中未显示的附加步骤。将参考关于图1中所示的系统100描述的组件来描述以下步骤。
当处理器102确定事件时，方法700在步骤702处开始。在一些实施例中，事件可以包括，例如，与触摸敏感表面116交互(例如，通过滑动手指穿过触摸敏感表面116或在其上做手势)或者与计算设备101交互、或者程序事件(例如，软件运行)。例如，在一些实施例中，如果用户在触摸敏感表面116上与虚拟对象(例如，菜单)相关联的位置处轻击手指，则处理器102可以确定事件。在一些实施例中，处理器102可以经由来自传感器132的信号确定事件(例如，倾斜或移动计算设备)。
当处理器102至少部分地基于事件确定触觉效果时，方法700在步骤704处继续。在一些实施例中，处理器102依靠在触觉效果确定模块126中包含的编程来确定触觉效果。在一些实施例中，触觉效果确定模块126可包括查找表。在一些实施例中，处理器102可以使用查找表将事件与特定触觉效果(例如，纹理)相关联。
例如，在一个实施例中，事件基于游戏行为(例如，枪击、过关或爆炸)。在一些实施例中，计算设备101可输出用户可以操控以完成特定目标(例如，成功驾驶汽车绕过行人)的虚拟对象(例如，虚拟汽车)。如果用户完成了目标，则计算设备101可确定相关联的触觉效果。
在一些实施例中，处理器102可以至少部分地基于虚拟对象的特征(例如，大小、形状、颜色、位置、比例、方向、内容、或纹理)确定触觉效果。例如，在一些实施例中，处理器102可以经由触摸敏感表面116确定包括与虚拟对象(例如，虚拟立方体)的用户交互的事件。基于用户交互和虚拟对象的特征，例如虚拟对象的大小或纹理，处理器可以确定触觉效果。
在一些实施例中，用户可具有“触觉简档”，其中用户能够确定用户将与特定事件相关联的触觉效果的“简档”并将其保存在存储器104中。例如，在一个实施例中，用户能够从可用触觉效果列表中选择并将这些触觉效果之一与由计算设备101输出的虚拟对象相关联。在一些实施例中，该列表可包括，例如触觉效果，诸如强烈振动、轻微振动、表面变形(例如，升高或降低触摸敏感表面116的表面部分)，或纹理、诸如崎岖的、有弹力的、或平滑的。在一些实施例中，处理器102将参照用户的触觉简档以确定要生成何种触觉效果。例如，如果用户的触觉简档使具有虚拟对象的交互和强烈振动相关联，则响应于在虚拟对象上用户将手指放在触摸敏感表面116上，处理器102可以确定包括强烈振动的触觉效果。
当处理器102至少部分地基于触觉效果确定触觉信号时在步骤706处方法700继续。在一些实施例中，处理器102可以访问存储在存储器104中并与特定触觉效果相关联的驱动信号。在一个实施例中，通过访问所存储的算法以及输入与效果相关联的参数生成信号。例如，在这种实施例中，算法可以输出数据用于基于振幅和频率参数生成驱动信号。又例如，触觉信号可以包括发送给致动器以被致动器解码的数据。例如，致动器自身可响应于指定诸如振幅和频率的参数的命令。
当处理器102将触觉信号传送给触觉输出设备118时，在步骤708处方法700继续。触觉输出设备118接收触觉信号并输出触觉效果。在一些实施例中，触觉效果包括振动、可感知的摩擦系数变化、模拟纹理或表面变形。
支持触觉的紧贴式和多面显示器的优点
支持触觉的紧贴式和多面显示器具有很多优点。这种系统允许用户做出状态确定而不看设备(例如，确定设备处于何种模式下)。这样，用户能够保持关注其它任务。例如，用户能够关于程序中或用户界面上的可用操作做出决定，而不需要将视觉关注与显示屏。类似地，触觉效果可用作操作可用、已完成、或其重要等级的确认。另外，在一些实施例中，用户能够通过与对于用户来说更加方便或可访问的设备的部分交互而做出状态确认。例如，在一些实施例中，由于紧贴式显示器(或多面显示器的配置)的曲率，导致用户可通过与例如位于用户口袋中的设备侧面的交互来做出状态确定。
在一些实施例中，支持触觉的紧贴式和多面显示器可提供更真实或拟真的用户体验。例如在一些实施例中，用户能够与在紧贴式或多面显示器上输出的虚拟对象不同侧面(例如左部，右部和顶部)交互。响应于用户交互，在一些实施例中，计算设备可输出触感。例如，在一些实施例中，计算设备可输出被配置为模拟与用户交互的虚拟对象的区域的纹理的触觉效果。这种触觉效果允许用户更真实地感知虚拟对象。
在一些实施例中，触觉效果可以克服紧贴式和多面显示器的平滑感觉和/或弯曲配置。例如，在一些实施例中，计算设备可在紧贴式显示器上输出虚拟对象(例如，砖块)。当与虚拟对象交互时，用户可感知紧贴式显示器的平滑、弯曲形状，其可以是不与虚拟对象很好对应的触觉。在一些实施例中，触觉效果可以抵消平滑、弯曲的显示器表面的感觉，并且能够允许用户更真实地感知显示器上输出的虚拟对象。
进一步，在一些实施例中，支持触觉的紧贴式或多面显示器可以允许这样的显示器来替代传统的开关。这将允许紧贴式或多面显示器用作为多功能控制器和/或在先前未使用过的地方使用。在一些实施例中，使用紧贴式或多面显示器作为多功能控制器或者在先前未使用的地方使用，将可以减少成本和增加全体的用户满意度。
一般考虑
以上讨论的方法、系统和设备是示例。多种配置可以省略、替代、或者增加多个合适的过程或组件。例如，在可替代的配置中，可以按照不同于上面所描述的顺序来执行该方法，并且/或者可以增加、省略和/或组合各种步骤。而且，所描述的与某种配置相关的功能可以组合到各种其它的配置中。可以用类似的方式来组合配置中的不同方面和要素。另外，技术发展并且，因而很多要素是示例，并且不限制本公开或权利要求的范围。
说明书中所给定的特定细节是提供对示例配置(包括实现)的整体理解。然而，可以没有这些特定的细节而实现配置。例如，为了避免该配置难以理解，公知的电路、过程、算法、结构和技术已被显示而没有必要的细节。本说明书只提供了示例配置，且并不限制权利要求的范围、适用性或配置。相反，前述的配置说明可以给本领域技术人员提供用于实现所述技术的启用说明。可以在功能和要素的排列中做各种改变，而不脱离本公开的精神或范围。
而且，可以将配置描述为被绘制为流程图或框图的过程。虽然每一个可以作为顺序的过程来描述操作，但是可以并行或并发执行很多操作。此外，可以重新安排操作的顺序。过程可以具有图中未包括的附加步骤。进一步，可以由硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或其任何组合来实现方法的示例。当以软件、固件、中间件或微代码来实现时，可以将执行必需任务的程序代码或代码段存储在非易失性计算机可读的介质中，例如存储介质。处理器可以执行所描述的任务。
可以利用已描述的若干示例配置、各种修改、可替代结构和等同物，而不脱离本公开的精神。例如，上述要素可以是较大系统的组件，其中其它规则可以优先于或者另外修改本发明的申请。而且，在考虑上述要素之前、之中或之后，都可以进行很多步骤。相应地，上述说明书并没有束缚权利要求的范围。
这里所用的“适应于”或“配置为”意指开放的和包含的语言，并不排除适应于或配置为执行附加的任务或步骤。此外，使用“基于”意指开放的和包含的在于，过程、步骤、计算或其它动作“基于”一个或多个列举的条件和数值，而实际上，可基于那些所列举的以外的附加条件或数值。这里所包含的标题、列表和编号仅仅是为了解释的方便，而不是限制性的。
可以在数字电路、计算机硬件、固件、软件或先前组合中实现与本主题的方面相关的实施例。在一个实施例中，计算机可以包括一个或多个处理器。处理器包括或者能否访问计算机可读的介质，诸如，与处理器耦合的随机存取存储器(RAM)。处理器执行存储在存储器中的计算机可执行程序指令，例如，执行一个或多个计算机程序，其包括：传感器采样程序、选择程序和执行上述方法的其它程序。
这样的处理器可以包括微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)和状态机。这种处理器还包括可编程电子器件，诸如PLC、可编程中断控制器(PIC)、可编程逻辑器件(PLD)、可编程只读存储器(PROM)、电可编程只读存储器(EPROM或EEPROM)，或其它类似设备。
这种处理器可包括介质或与介质通信，例如能存储指令的有形计算机可读介质，当其被处理器执行时，能够使得处理器执行或者由处理器协助此处所描述的步骤。计算机可读介质的实施例包括但不限于：所有电、光、磁或其它能够为诸如网络服务器中的处理器的处理器提供计算机可读指令的存储设备。其它介质的示例包括但不限于：软盘、CD-ROM、磁盘、存储芯片、ROM、RAM、ASIC、已配置的处理器、所有光介质、所有磁带或其它磁介质、或计算机处理器能够读取的任何其它介质。另外，各种其它设备可包括计算机可读介质，诸如路由器、私有或公共网络、或其它传输设备。所描述的处理器和处理可以在一个或多个结构中，并且能够分布在一个或多个结构中。处理器可包括用于能够执行此处所描述的一个或多个方法(或部分方法)的代码。
虽然关于其特定实施例已经详细描述了本主题，但是对于本领域技术人员来说可以理解的是，达到之前的理解时容易产生对这种实施例的替代、变化和等同物。因此，可以理解的是，本说明书已经给出的是示例的目的，而不是限制，并且不排除这些对本领域技术人员来说显而易见的对本主题的修改、变化和/或增加。

Claims (10)

1.一种用于支持触觉的显示器的系统，包括：
触摸敏感表面，所述触摸敏感表面包括：
第一平面上的第一表面；以及
与所述第一表面相邻的第二表面，其中，所述第二表面是在与所述第一平面不同的第二平面上；
触觉输出设备，所述触觉输出设备被配置为接收触觉信号并且输出触觉效果；以及
处理器，所述处理器耦合到所述触觉输出设备和所述触摸敏感表面，所述处理器被配置为：
确定事件；
至少部分地基于所述事件确定所述触觉效果；
至少部分地基于所述触觉效果确定所述触觉信号；以及
将与所述触觉效果相关联的所述触觉信号传送给所述触觉输出设备。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述触摸敏感表面包括紧贴式显示器或多面显示器，其中所述触摸敏感表面被紧贴围绕设备的至少一个表面，其中所述触摸敏感表面定义圆柱形、球形、立方体、角锥体、棱柱体、八面体、四面体、或圆锥体形状，其中所述触摸敏感表面与可穿戴或可抓握设备相关联，以及其中所述可穿戴设备包括戒指、头巾、手镯、脚镯、手表、或腕套。
3.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第一表面通过可移动接合部连接到所述第二表面。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述事件包括与所述第一表面的用户交互，并且其中，所述处理器被进一步配置为：
确定包括与所述第二表面的用户交互的第二事件；
至少部分地基于所述第二事件确定第二触觉效果；
至少部分地基于所述第二触觉效果确定第二触觉信号；以及
将与所述第二触觉效果相关联的所述第二触觉信号传送给所述触觉输出设备。
5.根据权利要求1所述的系统，进一步包括与所述第一表面相邻的第三表面，其中，所述第三表面是在与所述第一平面和所述第二平面不同的第三平面上。
6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述事件包括与所述触摸敏感表面的用户交互，并且所述触觉效果至少部分地基于在所述触摸敏感表面上的所述用户交互的位置。
7.一种用于支持触觉的显示器的方法，包括：
确定事件；
至少部分地基于所述事件确定触觉效果；
至少部分地基于所述触觉效果确定触觉信号；以及
将与所述触觉效果相关联的所述触觉信号传送给触觉输出设备，其中，所述触觉输出设备被配置为将触觉效果输出给触摸敏感表面，并且其中，所述触摸敏感表面包括：
第一平面上的第一表面；以及
与所述第一表面相邻的第二表面，其中，所述第二表面是在与所述第一平面不同的第二平面上。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述触摸敏感表面包括紧贴式显示器或多面显示器，其中所述第一表面通过可移动接合部连接到所述第二表面，以及其中所述触摸敏感表面被紧贴围绕设备的至少一个表面。
9.一种包括程序代码的非暂时性计算机可读介质，所述程序代码被配置成当被处理器执行时使得所述处理器：
确定事件；
至少部分地基于所述事件确定触觉效果；
至少部分地基于所述触觉效果确定触觉信号；以及
将与所述触觉效果相关联的所述触觉信号传送给触觉输出设备，
其中，所述触觉输出设备被配置为将触觉效果输出给触摸敏感显示器，并且其中，所述触摸敏感表面包括：
第一平面上的第一表面；以及
与所述第一表面相邻的第二表面，其中，所述第二表面是在与所述第一平面不同的第二平面上。
10.根据权利要求9所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述触摸敏感表面包括紧贴式显示器，其中所述触摸敏感表面包括多面显示器，以及其中所述触摸敏感表面被紧贴围绕设备的至少一个表面。
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