CN110096172A - 具有表面触觉感觉的用户接口装置 - Google Patents

具有表面触觉感觉的用户接口装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110096172A
CN110096172A CN201910219462.5A CN201910219462A CN110096172A CN 110096172 A CN110096172 A CN 110096172A CN 201910219462 A CN201910219462 A CN 201910219462A CN 110096172 A CN110096172 A CN 110096172A
Authority
CN
China
Prior art keywords
user
interface device
host
haptic effect
game
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910219462.5A
Other languages
English (en)
Inventor
D·A·格兰特
V·利维斯克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Immersion Corp
Original Assignee
Immersion Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Immersion Corp filed Critical Immersion Corp
Publication of CN110096172A publication Critical patent/CN110096172A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1626Constructional details or arrangements for portable computers with a single-body enclosure integrating a flat display, e.g. Personal Digital Assistants [PDAs]
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63FCARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F13/00Video games, i.e. games using an electronically generated display having two or more dimensions
    • A63F13/20Input arrangements for video game devices
    • A63F13/21Input arrangements for video game devices characterised by their sensors, purposes or types
    • A63F13/214Input arrangements for video game devices characterised by their sensors, purposes or types for locating contacts on a surface, e.g. floor mats or touch pads
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A63SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63FCARD, BOARD, OR ROULETTE GAMES; INDOOR GAMES USING SMALL MOVING PLAYING BODIES; VIDEO GAMES; GAMES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • A63F13/00Video games, i.e. games using an electronically generated display having two or more dimensions
    • A63F13/25Output arrangements for video game devices
    • A63F13/28Output arrangements for video game devices responding to control signals received from the game device for affecting ambient conditions, e.g. for vibrating players' seats, activating scent dispensers or affecting temperature or light
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F1/00Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
    • G06F1/16Constructional details or arrangements
    • G06F1/1613Constructional details or arrangements for portable computers
    • G06F1/1633Constructional details or arrangements of portable computers not specific to the type of enclosures covered by groups G06F1/1615 - G06F1/1626
    • G06F1/1684Constructional details or arrangements related to integrated I/O peripherals not covered by groups G06F1/1635 - G06F1/1675
    • G06F1/1694Constructional details or arrangements related to integrated I/O peripherals not covered by groups G06F1/1635 - G06F1/1675 the I/O peripheral being a single or a set of motion sensors for pointer control or gesture input obtained by sensing movements of the portable computer
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/016Input arrangements with force or tactile feedback as computer generated output to the user
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/017Gesture based interaction, e.g. based on a set of recognized hand gestures
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • G06F3/0412Digitisers structurally integrated in a display
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/048Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI]
    • G06F3/0487Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser
    • G06F3/0488Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures
    • G06F3/04883Interaction techniques based on graphical user interfaces [GUI] using specific features provided by the input device, e.g. functions controlled by the rotation of a mouse with dual sensing arrangements, or of the nature of the input device, e.g. tap gestures based on pressure sensed by a digitiser using a touch-screen or digitiser, e.g. input of commands through traced gestures for inputting data by handwriting, e.g. gesture or text

Abstract

本发明提出一种具有表面触觉感觉的用户接口装置,包括壳体、由壳体支撑的用户输入元件、以及由壳体支撑的触觉输出装置。触觉输出装置被配置为在用户接口装置表面处产生触觉效果。该表面是壳体和/或用户输入元件的一部分。处理器设置在壳体中。该处理器被配置为接收来自用户输入元件的输入命令、将输入命令传递到主机,接收来自主机的输出命令、以及根据输出命令输出触觉信号到触觉输出装置,以在所述表面处产生触觉效果。

Description

具有表面触觉感觉的用户接口装置
本申请是申请日为2014年3月14日、题为“具有表面触觉感觉的用户接口装置”的发明专利申请201410165334.4的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种具有表面触觉感觉的用户接口装置。
背景技术
目前,用户接口装置的用户输入元件,诸如游戏外设,通常根据其材料的性质而具有固定的静态感受。例如,诸如游戏手柄的游戏外设广泛用于游戏中以及广泛用于在游戏情境中进行控制。尽管游戏手柄被用于游戏中的很多种情形下,但传统的用户输入元件,诸如操纵杆、按钮、方向键以及触发器,都具有固定的机械表面感受,这取决于用于制造它们的材料。此外,标准的游戏外设目前仅仅利用全身振动来为用户提供触觉反馈。
发明内容
希望能够改变用户接口装置的表面(诸如游戏外设的用户输入元件的表面)上的表面特征感受,以为游戏玩家提供全新的体验。例如,希望能够根据用户正在控制的功能,或者用户正在体验的游戏情境,来改变装置的表面属性以增强在游戏中的沉浸感。例如,通过在游戏外设上提供具有可编程摩擦力的用户输入元件表面,使得用户输入元件可以与用户交流附加信息,例如游戏状态。这样还可以允许游戏系统的控制器适应当前参与的游戏情节,使游戏外设,诸如游戏手柄或者识别笔(wand),感觉上更像用户正在体验的虚拟对象。
根据本发明的一个方面,提供一种用户接口装置,包括:壳体、由壳体支撑的用户输入元件和由壳体支撑的触觉输出装置。触觉输出装置被配置为在用户接口装置的表面处产生触觉效果。所述表面是壳体和/或用户输入元件的一部分。所述用户接口装置包括设置在壳体中的处理器。所述第二处理器被配置为:接收来自用户输入元件的输入命令、将输入命令传递到主机、接收来自主机的输出命令、以及基于输出命令输出触觉信号到触觉输出装置,以在所述表面处产生触觉效果。
根据本发明的一个方面,提供一种系统,包括:配置为显示视频内容的显示器、包括第一处理器的主机,所述第一处理器被配置为输出视频内容到显示器、以及与主机通信的用户接口装置。所述用户接口装置包括:壳体、由壳体支撑的用户输入元件和由壳体支撑的触觉输出装置。所述触觉输出装置被配置为在用户接口装置的表面处产生触觉效果。所述表面是壳体和/或用户输入元件的一部分。所述用户接口装置包括设置在壳体中的第二处理器。所述处理器被配置为:接收来自用户输入元件的输入命令、将输入命令传递到主机、接收来自主机的输出命令、以及基于输出命令输出触觉信号到触觉输出装置,以在所述表面处产生触觉效果。
附图说明
下面附图中的部件被描述以强调本公开的主要原理,而不一定是按比例描绘的。为了一致性以及清楚性,与这些部件相对应的附图标记在整个附图中根据需要被重复标记。
图1示意性地描述了根据本发明实施例的系统。
图2示意性地描述了根据本发明实施例的图1中系统的用户接口装置;以及
图3示意性地描述了根据本发明实施例的图1中系统的处理器。
具体实施方式
图1示意性地描述了根据本发明实施例的系统100的实施例。如图所示,系统100包括用户接口装置110,主机140,以及显示器160。在一个实施例中,系统100是游戏系统,用户接口装置110是游戏外设或控制器,以及主机140是游戏操纵台,并且下面将进一步详细论述。
如图2中进一步详细描述的,用户接口装置110包括壳体112、由壳体112支撑的用户输入元件114、由壳体112支撑的触觉输出装置116(图2)、以及设置在壳体112中的处理器118(图2)。在一个实施例中,用户接口装置110可以是计算机鼠标。在一个实施例中,用户接口装置110可以是游戏外设,例如游戏手柄、识别笔、远程控制器、力敏感板、方向盘、计算机鼠标、或者被配置为允许用户向主机140提供输入以及从触觉输出装置116接收触觉效果的任意其它装置,下面将进一步详细论述。例如,用户接口装置110可以是可穿戴装置,诸如被配置为允许用户向主机140提供输入和/或从触觉输出装置116接收触觉效果的一副眼镜。
壳体112可由为用户接口装置110提供不同功能的一种或多种材料形成。例如,壳体112的一部分可以包括硬聚合物材料,适合于支撑用户输入元件114、触觉输出装置116以及处理器118。在一个实施例中,壳体112的一部分可以包括导电材料,使得触觉输出装置116可以为用户提供特定类型的触觉效果,下面将进一步详细论述。
用户输入元件114可以包括按钮114a、方向键114b、模拟操纵杆114c、触发器114d、触摸屏114e、以及触摸敏感表面114f中的一个或多个,如图2所示。每个用户输入元件114被配置为允许用户通过处理器118向主机140提供输入命令,下面将进一步详细论述。
触觉输出装置116被配置为给用户接口装置110的用户产生触觉效果或感觉。触觉输出装置116产生的触觉效果或感觉可以由产生触觉(例如,振动、形变、肌肉感觉、静电或超声摩擦力,等等)的任意方法产生。在一个实施例中,触觉输出装置116可以包括致动器(actuator),例如电磁致动器,诸如其中偏心块由电机驱动的偏心旋转块(“ERM”)、其中附接到弹簧的块被往复驱动的线性共振致动器(“LRA”)、或者诸如压电材料、电活性聚合物或形状记忆合金的“智能材料”、宏纤维复合材料(macro fiber composite)致动器,静电致动器,电触觉致动器,和/或提供诸如触觉(例如振动触觉)反馈的物理反馈的其它类型致动器。触觉输出装置116可以包括非机械或非振动装置,诸如利用静电摩擦力(ESF)、超声表面摩擦力(USF)的装置,或者通过超声触觉换能器感应声辐射压力的装置,或者利用触觉基底以及弹性或可形变表面的装置,或者诸如利用空气喷射提供一阵空气的提供发射(projected)触觉输出的装置,或者提供温度效果的热装置,等等。在一个实施例中,可在用户接口装置110中使用多个触觉输出装置以产生不同的触觉效果。
回到图1,主机140包括至少一个处理器150,被配置为执行一个或多个计算机程序模块,下面将参照图3进行描述。主机140可以是任何类型的计算装置,诸如个人计算机,或者如前所述的游戏操纵台(当系统100是游戏系统时),或者手持设备,诸如可以是移动装置的触摸屏手持装置。如图1中所示,主机140通过在主机140通信端口141与用户接口装置110通信端口111之间建立的有线或无线通信通道170与用户接口装置110通信。
如图3所示,处理器150被配置为执行一个或多个计算机程序模块。该一个或多个计算机程序模块可以包括一个或多个内容提供模块152,触觉效果确定模块154,触觉输出装置控制模块156,和/或其它模块。该处理器150可被配置为通过软件、硬件、固件、以及软件、硬件和/或固件的一些组合、和/或用于配置处理器150的处理能力的其它机制来执行模块152,154,和/或156。
应当理解的是,尽管图3中所示的模块152,154以及156共同位于单个处理单元中,但在主机150包含多个处理器的实施例中,一个或多个模块152,154,和/或156可以设置为远离其它模块。例如,下面将进一步详细论述的,用户接口装置110的处理器118可以包括模块152,154,和/或156中的一个或多个。该示出的实施例并不意在以任意方式进行限制。
下面对不同的模块152,154,和/或156提供的功能的描述是为了示意性目的,以及并不意在进行限制,因为任何的模块152,154,和/或156可以提供比描述的多或少的功能。例如,模块152,154,和/或156中的一个或多个可以被去除(eliminated),其部分或所有功能可以由模块152,154,和/或156中的其他模块来提供。在另一个例子中,处理器150可被配置为执行一个或多个附加模块,该附加模块可执行下面将被认为是属于模块152,154,和/或156中的一个的部分或所有功能。
内容提供模块152被配置为控制通过显示器160向系统100的用户的内容提供。如果内容包括计算机产生的图像(例如,在视频游戏、虚拟世界、增强现实虚拟世界、仿真等等中),则内容提供模块152被配置为产生通过显示器160向用户显示的图像和/或视图。如果内容包括视频和/或静态图像,则内容提供模块152被配置为访问视频和/或静态图像以及产生用于在显示器160上显示的视频和/或静态图像的视图。如果内容包括音频内容,则内容提供模块152被配置为产生可以驱动扬声器的电信号以输出相应的声音,扬声器可以是显示器160一部分。该内容或者从中得出该内容的信息,可以由内容提供模块152从可以是处理器150一部分(或者可以从处理器150中分离出来)的电子存储158中获得,如图3所示,。
触觉效果确定模块154被配置为,根据从内容提供模块152或者用户输入元件114或者被配置为确定用户意图的任意其他输入端接收的信息,来确定用户接口装置110的触觉输出装置116为用户产生的触觉效果或感觉。确定触觉效果可包括确定一个或多个参数,包括触觉感觉的幅度、频率、持续时间等等。通过触觉效果确定模块156确定的触觉效果增强了由该内容对用户提供的体验的一个或多个方面。例如,触觉效果可以被确定以增强内容真实感、内容愉悦感、用户对内容的知觉中的一个或多个,和/或增强由通过显示器160传送给用户的内容所提供的体验的其它方面。
触觉输出装置控制模块158被配置为控制触觉输出装置116以产生触觉效果确定模块154确定的触觉效果。这包括将处理器150产生的触觉输出信号传递到触觉输出装置116。产生的触觉效果可通过在处理器150与触觉输出装置116之间的有线通信链路、无线通信链路、和/或其它通信链路进行传递,例如通过主机140的通信端口141与用户接口装置110的通信端口111之间建立的有线或无线通信通道170。在一个实施例中,属于触觉输出装置控制模块158的至少一部分功能可以设置在用户接口装置110载有的处理器118中,并且来自位于处理器150中的触觉效果确定模块156的数据可以通过有线或无线通信通道170被传递到处理器118中的触觉输出装置控制模块158。
触觉输出装置116被配置为接收来自触觉输出装置控制模块158的触觉信号,并且通过用户接口装置110向用户输出触觉效果。用户感受到的触觉感觉可以取决于由主机140传递到用户的信息。例如,可利用触觉感觉传送游戏信息,诸如,对象交互、角色移动、角色状态、和/或角色类型。该触觉感觉还可以用于指示交互的当前模式,例如移动角色、或者持有特定武器。触觉感觉还可以被查询(queried),就这个意义而言,用户可以探测壳体112和/或用户输入元件114的表面以对特定信息进行确定或检查。
壳体112和/或用户输入元件114(诸如用户输入装置110的按钮114a、方向键114b,以及操纵杆114c)的表面可以具有可编程的摩擦力、纹理(texture)、诸如槽和凹凸(bumps)的感受或者其它触觉感觉。该触觉感觉可通过静电摩擦力、超声摩擦力、局部表面形变、电触觉刺激(诸如皮肤电刺激)、热效果和/或振动来产生。
在一个实施例中,表面触觉感觉可以是可编程纹理或者变化的摩擦力感觉。例如,方向键114b的表面可以具有嵌入到方向键114b的四个部分的一个或多个中的电极120。当用户在方向键114b的表面移动他/她的手指或拇指时,电极120可以以随时间变化的方式的充电,从而在用户手指上产生静电力,以产生棘爪(detent)的感觉、纹理的感觉、或者可编程摩擦力的感觉。方向键通常用于将方向信息输入到游戏中。用户通常沿着这种类型的用户输入元件114滑动他/她的拇指,这特别适合于提供静电触觉感觉。
根据本发明的实施例,表面触觉感觉可以在以下用户输入元件114中的至少一个的表面上产生:按钮114a、方向键114b、模拟操纵杆114c、触发器114d、触摸屏114e、以及触摸敏感表面114f、和/或壳体112的表面(即前面、背面、侧面)中的至少一个。
在一个实施例中,用户输入元件114的摩擦力可以被可编程地调整。例如,在游戏应用中有效的按钮114a可以具有一种摩擦力感觉,而在游戏应用中不使用的那些按钮可以具有另一级别的摩擦力感觉,这样用户可以通过触觉反馈感受到有效的按钮。
在一个实施例中,用户可以沿着壳体112的背面移动他/她的手指,以查询信息,例如大怪(boss)的实力或者角色状态。
在一个实施例中,当用户的角色在游戏中与不同类型表面交互时,可编程表面棘爪(detent)可设置在方向键114b上。例如,当用户的角色穿过污泥时与在硬地上跑时相对比,可以感受到不同的感觉。
在一个实施例中,模拟操纵杆114c的顶部可以具有可编程纹理,来表示游戏的环境或交互模式。例如,当用户驾驶不同的车辆或使用不同的武器时,可以显示不同的纹理。
在一个实施例中,根据武器的类型、开火速度等,触发器114d可以有不同的纹理或摩擦力。在一个实施例中,用户可以根据用户的偏好设置触觉效果的感受。
在一个实施例中,用户接口装置110可以是识别笔或识别笔状的运动控制器,其在壳体112上具有可编程的纹理或摩擦力,以指示武器类型或对象正在交互所用的特定方式。例如,与普通剑相比,冰剑可具有低的模拟摩擦系数。
在一个实施例中,上述用户输入元件114中的一个,例如按钮114a,或者用户接口装置110上的其它用户输入元件中的一个可用于调节例如方向键114b上的摩擦力级别。
在一个实施例中,在用户接口装置110中可以包含电路以根据触觉输出装置控制模块的输出来驱动触觉输出装置116。例如,可以使用放大器来达到某些类型致动器所需的电压以产生需要的触觉效果。
根据本发明的实施例,根据所需的触觉效果,触觉输出装置116直接耦接到增强有表面触觉的表面,或与增强有表面触觉的表面集成在一起。
在至少一部分触觉效果包含静电摩擦力的实施例中,提供被增强的用户接口装置110表面的壳体112的外表面或者输入元件114的表面由覆盖有薄绝缘体的导电材料制成。例如,按钮114a中的一个可由金属制成并覆盖有薄塑料层。导电层连接到触觉输出装置116提供的驱动电信号。在该实施例中,用户的身体必须与共享的接地连接,要么通过装置的其它面(例如,壳体112的背面),要么通过一些其他方法(例如用户戴的手镯或者用户正在坐的接地座椅)。在一个实施例中,接地和表面的角色可以转换,如反向电振动那样。
在至少一部分触觉效果包含超声摩擦力的实施例中,被增强的表面以超声频率振动。可以利用致动器,例如压电致动器来产生这样的效果。在该实施例中,表面典型地悬挂在振动节点,使得振动不会减弱。例如压电致动器可以附接到悬挂在弹簧上的方向键。
在至少一部分触觉效果包含局部表面形变的实施例中,可形变致动器。例如宏纤维复合材料(MFC)致动器可被用于表面,该表面被激励以直接形变或移动中间物体来使表面形变。例如,可形变致动器可以在方向键表面弯曲来产生凹的形状。表面感受还可通过表面上具有的小突起来调节。
在触觉效果是电触觉刺激的实施例中,可以将电极放置在产生触觉反馈的表面处。例如,壳体112可覆盖有包含电极阵列的薄膜,或者用户输入元件114(例如方向键114b)的选择表面可覆盖有包含电极阵列120的薄膜,如上所述。在一个实施例中,电极可替换地嵌入到表面的材料中。
在触觉效果是热效果的实施例中,热装置,例如珀尔贴(Peltier)冷却器,可用在表面处以控制其热性能,要么直接控制,要么通过具有适当导热性的中间表面来控制。
在触觉效果是振动的实施例中,与前述超声摩擦力类似,通过连接到表面的致动器向表面施加振动。致动器可以是偏心旋转块(ERM)致动器、线性谐振致动器(LRA)、压电致动器、或者任意其它振动致动器。
在一个实施例中,用户接口装置110在被增强的表面处可以包括接触传感器122,其配置为感测用户与该表面接触的位置并且传递该位置到处理器118,使得可以调节触觉效果。例如,静电摩擦力典型地应用到整个表面,但当手指沿表面移动时,静电摩擦力能够被调节以产生局部特征的假象(illusion)。这种触觉效果需要感测手指位置,以及将传感器读数传递到触觉输出装置控制模块156或内容提供模块152,以调节给予表面的触觉。
现在将详细描述根据本发明实施例在游戏环境中的示例性应用。在该应用中,当在游戏过程中等待采取行动的合适时机时。按钮114a中的一个的纹理可以被用户反复感受。例如,玩家可以在等待激光枪以再充电或等待游戏中的提示以执行时间关键(timing-critical)操作。按钮114a的纹理可被配置为通过逐渐改变来指示进度、通过急剧的改变来指示突然变化、或者通过非常短暂的改变来提供容易错过的提示。
在一个应用中,游戏可以改变诸如方向键114b的控制件的表面的摩擦力,以干扰玩家并且使得游戏更困难。例如,被损坏的汽车可以通过具有超出预测的摩擦力的方向键来控制。
游戏通常包含重复的姿态,诸如重复地按压方向键的左右或者摇动游戏手柄。在一个应用中,可以改变方向键114b或壳体112表面的纹理来提供关于动作执行情况的反馈,诸如在进行破门(或者需要重复姿态的一些其它动作)的过程中的进度。
通常,游戏在开始时具有逐步解释控制方法的指导。在一个应用中,可利用表面效果来突出在指导中示出的按钮114a以及其它用户输入元件114。例如,指导可以解释需要按压特定按钮并且对该按钮增加纹理使得其更容易被找到。这也可以用于在“容易”模式中帮助玩家,例如,用来指示某些情形中需要按压的按钮。例如,可将触觉效果提供到作为被预测为下一个最有可能被使用的元件的用户输入元件114上。
在一个应用中,利用热装置作为触觉输出装置116,壳体的表面可以变热来匹配游戏中的事件,诸如爆炸或者开枪。
在一个应用中,还可以利用表面触觉来指示例如在触摸敏感表面114f上的虚拟控制件(诸如按钮或滑块的)的存在,以及当使用虚拟控制件时模拟物体的交互。例如,根据当前环境,诸如具有不同输入需求的不同小游戏,游戏可以在壳体112背面使用不同的虚拟控制件。利用提供确认和附加反馈的触觉纹理和效果,触摸敏感表面还可用于姿态输入。如果将附加的传感器用在表面上以使能空间触觉效果,这将会非常有意义。在一个应用中,触摸敏感表面还可用于自由空间姿态输入。例如,可以根据装置的位置、方位和/或速度来改变装置的表面感受。在一个应用中,可利用表面触觉来产生用户能感受到抬起的或压下的虚拟按钮。虚拟按钮的硬度可以利用表面触觉来调整,以使得按钮显得更容易或更难按压。
在一个应用中,壳体112或至少一个用户输入元件114的表面的触觉状态可以传递关于用户接口装置110当前状态的环境信息。例如,在实施例中,该用户接口装置通过电池供电,至少一部分表面的不同纹理可以以缓和的、不突兀的方式来指示不同的电池电量水平(battery levels)。
描述的以及前述的实施例不应被认为是以任意方式的限制,并且本发明的实施例可被用于在不同的电子设备中使能触觉反馈,例如触摸屏手持装置(移动设备、PDA以及导航系统)、汽车应用,等等。
虽然这里描述的多个例子涉及游戏装置,但应当理解的是本公开还可以包括具有接触敏感结构的其他类型人机接口。此外,根据对本公开的主要原理的阅读和理解,其他特征和优点对于本领域技术人员来说是明显的。这些其他特点和优点也将包含在本公开中。
这里描述的实施例代表了多个可能的实施例和例子,并不表明必然将本公开限制到具体实施例。可替代地,可对这些实施例作出本领域技术人员可以理解的多种修改。任意的这样的修改被包含在本公开的精神和范围内并且通过以下权利要求来得到保护。

Claims (19)

1.一种用户接口装置,包括:
壳体;
由所述壳体支撑的触摸敏感表面;
由所述壳体支撑的触觉输出装置;以及
设置在所述壳体内的处理器,所述处理器被配置为:
接收来自所述触摸敏感表面的姿态输入,所述姿态输入能够被与所述用户接口装置分离的主机用来对在与所述主机相关联的显示器上显示的游戏中的对象进行控制;
将所述姿态输入经由通信信道传递到所述主机;
经由所述通信信道接收来自所述主机的输出命令,所述主机基于对游戏中的对象的所述控制来产生所述输出命令;
基于所述输出命令产生针对触觉效果的信号;以及
将所述信号输出到所述触觉输出装置以产生触觉效果,所述触觉效果对应于对游戏中的对象的所述控制。
2.根据权利要求1所述的用户接口装置,还包括所述触摸敏感表面处的触摸传感器,所述触摸传感器被配置为感测所述用户接口装置的用户与所述触摸敏感表面接触的位置并将所述位置传递到所述处理器。
3.根据权利要求2所述的用户接口装置,其中所述处理器还被配置为调节所述信号以调整将由所述触觉输出装置产生的所述触觉效果。
4.根据权利要求1所述的用户接口装置,其中所述触觉输出装置被配置为在所述触摸敏感表面处产生所述触觉效果。
5.根据权利要求1所述的用户接口装置,还包括通信端口,所述通信端口被配置为在所述用户接口装置与所述分离的主机之间建立所述通信信道。
6.根据权利要求5所述的用户接口装置,其中所述用户接口装置是游戏外设并且所述主机是游戏操纵台。
7.一种用于向用户接口装置的用户产生触觉效果的方法,所述方法包括:
接收由所述用户向所述用户接口装置的触摸敏感表面提供的姿态输入,所述姿态输入能够被与所述用户接口装置分离的主机用来对在与所述主机相关联的显示器上显示的游戏中的对象进行控制;
由所述用户接口装置将所述姿态输入经由通信信道传递到所述主机;
由所述用户接口装置经由所述通信信道接收来自所述主机的输出命令,所述主机基于对游戏中的对象的所述控制来产生所述输出命令;
基于所述输出命令产生针对触觉效果的信号,所述触觉效果将由触觉输出装置产生;
将所述信号输出到所述触觉输出装置;以及
使用所述触觉输出装置产生所述触觉效果,所述触觉效果对应于对游戏中的对象的所述控制。
8.根据权利要求7所述的方法,还包括:
使用触摸传感器感测所述用户与所述用户接口装置的所述触摸敏感表面接触的位置。
9.根据权利要求8所述的方法,还包括:
基于所感测的接触的位置,调节所述信号以调整所述触觉效果。
10.根据权利要求7所述的方法,其中,所述触觉效果在所述触摸敏感表面处产生。
11.根据权利要求7所述的方法,其中所述用户接口装置是游戏外设并且所述分离的主机是游戏操纵台。
12.一种系统,包括:
显示器,被配置为显示视频内容;
主机,包括被配置为将所述视频内容输出到所述显示器的第一处理器;以及
用户接口装置,与所述主机分离并且被配置为与所述主机通信,所述用户接口装置包括:
壳体;
由所述壳体支撑的触摸敏感表面;
由所述壳体支撑的触觉输出装置;以及
设置在所述壳体内的第二处理器,所述第二处理器与所述第一处理器分离并且被配置为:
接收来自所述触摸敏感表面的姿态输入;以及
将所述姿态输入经由通信信道传递到所述主机,所述姿态输入能够被所述主机用来对在与所述主机相关联的显示器上显示的游戏中的对象进行控制;
经由所述通信信道接收来自所述主机的输出命令,所述主机基于对游戏中的对象的所述控制来产生所述输出命令;以及
基于所述输出命令,将信号输出到所述触觉输出装置以产生触觉效果,所述触觉效果对应于对游戏中的对象的所述控制。
13.根据权利要求12所述的系统,其中所述主机包括第一通信端口,并且所述用户接口装置包括第二通信端口,所述第二通信端口被配置为建立与所述第一通信端口的所述通信信道。
14.根据权利要求12所述的系统,其中所述用户接口装置是游戏外设并且所述主机是游戏操纵台。
15.根据权利要求12所述的系统,其中所述用户接口装置还包括所述触摸敏感表面处的触摸传感器,所述触摸传感器被配置为感测所述系统的用户与所述触摸敏感表面接触的位置并将所述位置传递到所述第二处理器。
16.根据权利要求15所述的系统,其中所述第二处理器还被配置为基于所述接触的位置调节所述信号以调整所述触觉效果。
17.根据权利要求12所述的系统,其中所述触觉输出装置被配置为在所述触摸敏感表面处产生所述触觉效果。
18.根据权利要求12所述的系统,其中所述第一处理器被配置为产生用于将由所述触觉输出装置产生的所述触觉效果的所述信号。
19.根据权利要求12所述的系统,其中所述第二处理器被配置为产生用于将由所述触觉输出装置产生的所述触觉效果的所述信号。
CN201910219462.5A 2013-03-15 2014-03-14 具有表面触觉感觉的用户接口装置 Pending CN110096172A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/840,876 2013-03-15
US13/840,876 US9041647B2 (en) 2013-03-15 2013-03-15 User interface device provided with surface haptic sensations
CN201410165334.4A CN104049748B (zh) 2013-03-15 2014-03-14 具有表面触觉感觉的用户接口装置

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410165334.4A Division CN104049748B (zh) 2013-03-15 2014-03-14 具有表面触觉感觉的用户接口装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110096172A true CN110096172A (zh) 2019-08-06

Family

ID=50478663

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410165334.4A Active CN104049748B (zh) 2013-03-15 2014-03-14 具有表面触觉感觉的用户接口装置
CN201910219462.5A Pending CN110096172A (zh) 2013-03-15 2014-03-14 具有表面触觉感觉的用户接口装置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410165334.4A Active CN104049748B (zh) 2013-03-15 2014-03-14 具有表面触觉感觉的用户接口装置

Country Status (5)

Country Link
US (3) US9041647B2 (zh)
EP (2) EP3614236A1 (zh)
JP (2) JP6328448B2 (zh)
KR (1) KR20140113496A (zh)
CN (2) CN104049748B (zh)

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102056518B1 (ko) 2008-07-15 2019-12-16 임머숀 코퍼레이션 물리 기반 촉각 메시징을 위한 시스템 및 방법
US9041647B2 (en) * 2013-03-15 2015-05-26 Immersion Corporation User interface device provided with surface haptic sensations
US9939900B2 (en) * 2013-04-26 2018-04-10 Immersion Corporation System and method for a haptically-enabled deformable surface
US9519346B2 (en) 2013-05-17 2016-12-13 Immersion Corporation Low-frequency effects haptic conversion system
US10359857B2 (en) * 2013-07-18 2019-07-23 Immersion Corporation Usable hidden controls with haptic feedback
JP6319327B2 (ja) * 2014-02-14 2018-05-09 富士通株式会社 ゲームコントローラ
US9690381B2 (en) 2014-08-21 2017-06-27 Immersion Corporation Systems and methods for shape input and output for a haptically-enabled deformable surface
CN110180170B (zh) * 2014-11-18 2023-03-07 雷蛇(亚太)私人有限公司 用于移动设备的游戏控制器以及操作游戏控制器的方法
US9535550B2 (en) 2014-11-25 2017-01-03 Immersion Corporation Systems and methods for deformation-based haptic effects
DE102014224110A1 (de) * 2014-11-26 2016-06-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur taktilen Interaktion eines Benutzers mit einem elektronischen Gerät und elektronisches Gerät hierzu
DE102014224102A1 (de) * 2014-11-26 2016-06-02 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur taktilen Interaktion eines Benutzers mit einem elektronischen Gerät und elektronisches Gerät hierzu
WO2016206069A1 (en) * 2015-06-26 2016-12-29 Microsoft Technology Licensing, Llc Passive haptics as reference for active haptics
WO2017100901A1 (en) * 2015-12-15 2017-06-22 Igt Canada Solutions Ulc Haptic feedback on a gaming terminal display
US9895607B2 (en) 2015-12-15 2018-02-20 Igt Canada Solutions Ulc Haptic feedback on a gaming terminal display
JP2017182495A (ja) * 2016-03-30 2017-10-05 ソニー株式会社 情報処理装置、情報処理方法及びプログラム
EP3242187B1 (en) * 2016-05-04 2018-11-21 Vestel Elektronik Sanayi ve Ticaret A.S. System and method for simulating a reaction force from a virtual object
US20180046250A1 (en) * 2016-08-09 2018-02-15 Wipro Limited System and method for providing and modulating haptic feedback
DE102017106207A1 (de) * 2017-03-22 2018-09-27 Fm Marketing Gmbh Rasterplatte
CN108031112A (zh) * 2018-01-16 2018-05-15 北京硬壳科技有限公司 用于控制终端的游戏手柄
US10996755B2 (en) * 2018-02-28 2021-05-04 Google Llc Piezoelectric haptic feedback module
US10831274B2 (en) * 2018-05-07 2020-11-10 International Business Machines Corporation Changing tactile sensitivity of interactions with midair interfaces
US10888776B2 (en) * 2018-11-27 2021-01-12 Valve Corporation Handheld controllers with detachable overlays
EP3908909A1 (en) 2019-01-11 2021-11-17 Motherson Innovations Company Ltd. Interaction element, control element and motor vehicle
CN109966735B (zh) * 2019-03-02 2023-05-30 黄鑫 一种触觉仿真游戏手柄系统及触觉仿真方法
US11397497B2 (en) * 2019-04-04 2022-07-26 Knowles Electonics, Llc System and method for detecting tactile interaction based on surface variations of a tactile interface
WO2022075136A1 (ja) * 2020-10-07 2022-04-14 株式会社村田製作所 信号生成装置、信号生成方法及び信号生成プログラム
JP2022129151A (ja) * 2021-02-24 2022-09-05 オムロン株式会社 ヘッドフォン
JP2022170607A (ja) * 2021-04-28 2022-11-10 フォルシアクラリオン・エレクトロニクス株式会社 車載装置およびプログラム
KR102495314B1 (ko) * 2021-05-04 2023-02-06 김수영 햅틱피드백이 가능한 다기능 입출력 핸드헬드 장치

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1924775A (zh) * 2001-03-09 2007-03-07 伊梅森公司 用于笔记本电脑和其它便携设备的触觉接口
CN102187647A (zh) * 2008-07-15 2011-09-14 伊梅森公司 用于将消息内容映射到虚拟物理性质以进行振动触觉消息发送的系统和方法
CN102349042A (zh) * 2009-03-12 2012-02-08 伊梅森公司 用于在图形用户界面小部件中使用纹理的系统和方法
CN102473034A (zh) * 2009-07-22 2012-05-23 英默森公司 用于在输入控制手势以及关于虚拟设备的控制期间提供复杂触觉激励的系统和方法

Family Cites Families (30)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000137576A (ja) * 1998-10-30 2000-05-16 Nec Corp タッチパネル式入力装置
US6822635B2 (en) * 2000-01-19 2004-11-23 Immersion Corporation Haptic interface for laptop computers and other portable devices
EP2385518A3 (en) * 2000-05-24 2012-02-15 Immersion Medical, Inc. Haptic devices using electroactive polymers
WO2002027705A1 (en) * 2000-09-28 2002-04-04 Immersion Corporation Directional tactile feedback for haptic feedback interface devices
US7218313B2 (en) * 2003-10-31 2007-05-15 Zeetoo, Inc. Human interface system
JP4853611B2 (ja) * 2005-09-15 2012-01-11 ソニー株式会社 触覚提供機構及び触覚提供機構を備えた電子機器
WO2009035100A1 (ja) * 2007-09-14 2009-03-19 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology バーチャルリアリティ環境生成装置及びコントローラ装置
US11325029B2 (en) * 2007-09-14 2022-05-10 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Virtual reality environment generating apparatus and controller apparatus
US9829977B2 (en) * 2008-04-02 2017-11-28 Immersion Corporation Method and apparatus for providing multi-point haptic feedback texture systems
US8749495B2 (en) * 2008-09-24 2014-06-10 Immersion Corporation Multiple actuation handheld device
WO2010105011A1 (en) * 2009-03-12 2010-09-16 Immersion Corporation Systems and methods for friction displays and additional haptic effects
JP5658235B2 (ja) * 2009-05-07 2015-01-21 イマージョン コーポレーションImmersion Corporation 触覚フィードバックによる形状変化ディスプレイの形成方法及び装置
JP5635274B2 (ja) * 2010-01-27 2014-12-03 京セラ株式会社 触感呈示装置および触感呈示方法
JP2011242386A (ja) * 2010-04-23 2011-12-01 Immersion Corp 接触センサと触覚アクチュエータとの透明複合圧電材結合体
US20120327006A1 (en) 2010-05-21 2012-12-27 Disney Enterprises, Inc. Using tactile feedback to provide spatial awareness
US9501145B2 (en) * 2010-05-21 2016-11-22 Disney Enterprises, Inc. Electrovibration for touch surfaces
JP5806510B2 (ja) * 2011-05-27 2015-11-10 任天堂株式会社 情報処理プログラム、情報処理装置、情報処理システム、および情報処理方法
US9448713B2 (en) * 2011-04-22 2016-09-20 Immersion Corporation Electro-vibrotactile display
US8493354B1 (en) * 2012-08-23 2013-07-23 Immersion Corporation Interactivity model for shared feedback on mobile devices
US8711118B2 (en) * 2012-02-15 2014-04-29 Immersion Corporation Interactivity model for shared feedback on mobile devices
US20120223880A1 (en) 2012-02-15 2012-09-06 Immersion Corporation Method and apparatus for producing a dynamic haptic effect
EP2629178B1 (en) * 2012-02-15 2018-01-10 Immersion Corporation High definition haptic effects generation using primitives
US9245428B2 (en) * 2012-08-02 2016-01-26 Immersion Corporation Systems and methods for haptic remote control gaming
US9116546B2 (en) * 2012-08-29 2015-08-25 Immersion Corporation System for haptically representing sensor input
US9836150B2 (en) * 2012-11-20 2017-12-05 Immersion Corporation System and method for feedforward and feedback with haptic effects
US20140139451A1 (en) * 2012-11-20 2014-05-22 Vincent Levesque Systems and Methods For Providing Mode or State Awareness With Programmable Surface Texture
US9330544B2 (en) * 2012-11-20 2016-05-03 Immersion Corporation System and method for simulated physical interactions with haptic effects
US20140198130A1 (en) * 2013-01-15 2014-07-17 Immersion Corporation Augmented reality user interface with haptic feedback
US9880623B2 (en) * 2013-01-24 2018-01-30 Immersion Corporation Friction modulation for three dimensional relief in a haptic device
US9041647B2 (en) * 2013-03-15 2015-05-26 Immersion Corporation User interface device provided with surface haptic sensations

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1924775A (zh) * 2001-03-09 2007-03-07 伊梅森公司 用于笔记本电脑和其它便携设备的触觉接口
CN102187647A (zh) * 2008-07-15 2011-09-14 伊梅森公司 用于将消息内容映射到虚拟物理性质以进行振动触觉消息发送的系统和方法
CN102349042A (zh) * 2009-03-12 2012-02-08 伊梅森公司 用于在图形用户界面小部件中使用纹理的系统和方法
CN102473034A (zh) * 2009-07-22 2012-05-23 英默森公司 用于在输入控制手势以及关于虚拟设备的控制期间提供复杂触觉激励的系统和方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20150253855A1 (en) 2015-09-10
US9041647B2 (en) 2015-05-26
JP2018139132A (ja) 2018-09-06
JP6328448B2 (ja) 2018-05-23
EP2778855B1 (en) 2019-09-04
US20170291104A1 (en) 2017-10-12
EP2778855A3 (en) 2014-10-29
US20140267013A1 (en) 2014-09-18
EP2778855A2 (en) 2014-09-17
CN104049748B (zh) 2019-04-16
US9715278B2 (en) 2017-07-25
CN104049748A (zh) 2014-09-17
EP3614236A1 (en) 2020-02-26
KR20140113496A (ko) 2014-09-24
JP2014206970A (ja) 2014-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104049748B (zh) 具有表面触觉感觉的用户接口装置
US10564730B2 (en) Non-collocated haptic cues in immersive environments
JP6616546B2 (ja) ストレッチ特性を組み込んだ触覚デバイス
EP3333672B1 (en) Haptic surround functionality
CN103257783B (zh) 用于在移动设备上共享反馈的交互模型
CN104679233B (zh) 用于生成摩擦和振动触感效果的系统和方法
JP2019050040A (ja) ハプティック・フレックス・ジェスチャリングのための方法及び装置
EP2927783B1 (en) Wearable device with flexibly mounted haptic output device
EP3588250A1 (en) Real-world haptic interactions for a virtual reality user
US10583359B2 (en) Systems and methods for providing haptic effects related to touching and grasping a virtual object
CN109478089A (zh) 多模态触觉效果
KR20240030025A (ko) 미세 촉감자극 발생장치
Pyo et al. Development of a new miniature kinesthetic actuator with vibrotactile feedback for handheld interfaces

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190806

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication