CN110262681A - 用于提供用于引导的触觉提示并与静电摩擦校准的方法和设备 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于提供用于引导的触觉提示并与静电摩擦校准的方法和设备。用于产生触觉效果的启用触觉效果的设备。在某些情况下，触觉效果可以表示在启用触觉效果的设备的表面上表示的空间图的组件。在某些情况下，启用触觉效果的设备可以包括触觉输出设备、驱动模块，以及驱动电路。驱动模块可以接收表示触摸输入在表面上的位置的信息，并判断触摸输入的位置是否对应于空间图的多个组件中的一个的位置。驱动模块可以生成驱动信号，然后，驱动电路将该驱动信号施加于触觉输出设备以生成触觉效果。

Description

用于提供用于引导的触觉提示并与静电摩擦校准的方法和 设备
本申请是申请日为2013年11月19日，申请号为201310581277.3，发明名称为“用于提供用于引导的触觉提示并与静电摩擦校准的方法和设备”的发明专利申请的分案申请。
对相关申请的交叉引用
本申请要求2012年11月20日提出的专利申请号为No.61/728,718的美国临时专利申请的优先权，该申请以引用的方式全部并入本文中。
技术领域
本发明涉及用于利用触觉效果在用户界面上模拟表面特征的方法和设备。
背景技术
某些电子用户界面设备提供显示屏幕，通过该显示屏幕，显示的对象可以被移动、旋转，或以别的方式操纵。尽管用户可以将显示的对象移动到屏幕上的一般区域，但是，将对象移动到屏幕上的准确的位置可能是困难的。移动对象的用户可能难以将对象移动到显示屏幕上的准确的位置，因为这样的位置在屏幕上不被标识，或可能被用户的手模糊。总的说来，传输用户界面屏幕上的空间细节的能力是受限的。
发明内容
根据本发明的一方面，提供了一种用于产生触觉效果的方法。该方法可以包括接收表示触摸输入在表面上的位置的信息。可以作出关于触摸输入的位置是否对应于在表面上的多个位置表示的多个空间图组件的一个的位置的判断。可以生成驱动信号。响应于触摸输入的位置对应于多个空间图组件的一个的位置的判断，可以向触觉输出设备施加驱动信号。可以驱动触觉输出设备以在表面上产生触觉效果。
根据本发明的一个方面，提供了产生触觉效果的方法。该方法可以包括检测表面上的触摸输入，以及接收表示正被表面上的触摸输入移动的虚拟对象的位置的信息。该方法还可以包括判断虚拟对象的位置是否对应于在表面上的多个位置表示的多个空间图组件的一个的位置。可以生成驱动信号，并可以响应于虚拟对象的位置对应于多个空间图组件的一个的位置的判断，向触觉输出设备施加驱动信号。
在一个实施例中，空间图组件可以是从包括线、点、贴砖，以及同心圆的组中选择的。
根据本发明的一方面，提供了包括触觉输出设备、驱动模块，以及驱动电路的启用触觉效果的设备。驱动模块可以被配置成接收表示触摸输入在表面上的位置的信息。驱动模块可以判断位置是否对应于在表面上表示的多个空间图组件的一个的位置。驱动模块可以生成驱动信号。驱动电路可以响应于触摸输入的位置对应于多个空间图组件中的一个的位置的判断，向触觉输出设备施加驱动信号。
根据本发明的一方面，提供了被配置成在表面上产生触觉效果的启用触觉效果的设备。启用触觉效果的设备可以包括驱动模块、驱动电路，以及触觉输出设备。驱动模块可以被配置成接收表示通过在表面上接收到的触摸输入移动的虚拟对象的位置的信息。驱动模块还可以被配置成判断虚拟对象的位置是否对应于在表面上的多个位置表示的多个空间图组件的一个的位置。驱动模块还可以进一步被配置成生成驱动信号。驱动电路可以被配置成响应于虚拟对象的位置对应于多个空间图组件中的一个的位置的判断，向触觉输出设备施加驱动信号。
本发明的这些及其他方面、特点，以及特征，以及结构以及部件的组合的相关元件的操作方法和功能，以及制造成本的节约，通过下面的参考附图对所附的权利要求进行的详细描述，将变得更加显而易见，所有的这些附图构成了此说明书的一部分。然而，应该明确地理解，附图都只用于说明和描述，不作为对本发明的限制。如在说明书和权利要求中所使用的，单数形式也包括多个涉及的对象，除非上下文明确地特别指出。
附图说明
示出了下列图形的组件以强调本发明的一般原理，图形不一定是按比例绘制的。表示相应的组件的参考字符根据需要在各图形中重复，以保持一致性和清楚。
图1A-1B示意地示出了根据本发明的实施例的设备；
图2A-2C示意地示出了可以在图1A的设备的表面上生成的空间图；
图3A-3C示意地示出了可以在图1A的设备的表面上生成的空间图；
图4A-4C示意地示出了可以在图1A的设备的表面上生成的空间图；
图5A-5B示意地示出了可以在图1A的设备的表面上生成的空间图；
图5C-5D示意地示出了可以被用来生成模拟纹理的触觉效果的触觉驱动信号的实施例；
图6A-6B示意地示出了图1A的设备生成触觉效果以在设备的表面上模拟空间图组件；
图7示意地示出了图1A的设备生成触觉效果以在设备的表面上模拟空间图组件；
图8A-8C示意地示出了图1A的设备基于施加的压力的度来生成触觉效果；
图9A-9D示意地示出了空间图组件在图1A的设备的表面上的重叠；
图10A-10C示意地示出了可以在图1A的设备的表面上利用不同的强度生成的空间图组件；
图11A-11B示意地示出了通过图1A的设备的表面上的空间图组件表示的按钮；
图12A-12B示意地示出了通过图1A的设备的表面上的空间图组件表示的多个像素；
图13A-13B示意地示出了通过图1A的设备的表面上的空间图组件表示的文本；
图14A-14B示意地示出了通过图1A的设备的表面上的空间图组件表示的键盘；
图15A-15B示意地示出了跨图1A的设备的表面上的空间图组件的手势解锁运动；
图16A-16B示意地示出了通过图1A的设备的表面上的一个或多个空间图组件来表示的一个或多个速动(snap)位置；
图17示意地示出了带有基于显示在图1A的设备的表面上的对象的位置的动态位置的空间图组件；
图18A-18B示意地示出了表示键盘字母的空间图组件，它是利用基于在图1A的设备的表面上选择的其他键盘字母的动态强度生成的；以及
图19A-19B示意地示出了基于显示在图1A的设备的表面上的内容的大小生成的触觉效果。
具体实施方式
图1A示出了可以在设备的表面110上生成触觉效果的启用触觉效果的用户界面设备100的实施例。可以生成触觉效果以模拟通过设备100来表示的诸如表面特征之类的特征。例如，模拟的表面特征可以是表面110的模拟的纹理、空间图，边缘或边界，或任何其他触觉，无论是天然的还是人工的。空间图可以包括直线的网格、同心圆的网格、点的网格、贴砖的网格、其任何组合，或任何其他空间图。在一个实施例中，表面110可以是显示对应于模拟的表面特征的图像，诸如空间图的空间图组件的图像的触摸屏。在一个实施例中，表面110可以是对应于图像的显示器的触摸板，或任何其他触摸界面。
设备100可以包括移动电话、平板电脑、电视机、电子显示器、触摸板，或任何其他电子用户界面设备。
在一个实施例中，设备100可以包括触觉驱动模块130、生成触觉效果的触觉输出设备120，以及可操作地耦合到触觉驱动模块130和触觉输出设备120以便向触觉输出设备施加驱动信号的触觉驱动电路125。触觉驱动模块130可以包括控制器，该控制器可以包括一个或多个处理器，或任何其他处理单元。触觉驱动电路125可以包括被配置成放大或缓冲来自触觉驱动模块130的信号的放大器。在一个实施例中，可以省略触觉驱动电路125，触觉驱动模块130可以直接向触觉输出设备120输出信号。触觉输出设备120可以包括致动器(例如，音圈、超声波振动设备、螺旋管、压电器件，或任何其他致动器)、静电设备，或任何其他触觉输出设备。超声波振动设备可以，在某些情况下降低表面110上的摩擦级别。触觉驱动模块130可以可操作地耦合到触觉输出设备120，该触觉输出设备120可以可操作地耦合到表面110。在2011年4月22提出的，并在2012年10月25日作为美国专利申请出版物No.2012/0268412发布的标题为“Electro-vibrotactile Display”的美国专利申请序列No.13/092,269中比较详细地讨论了触觉输出设备，该申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
在一个实施例中，触觉驱动模块130和触觉输出设备120可以通过控制摩擦的级别来模拟表面110上的表面特征。例如，包括致动器的触觉输出设备120可以通过在表面110上生成振动来控制摩擦。包括静电设备的触觉输出设备120可以通过向表面110或表面110下面施加电压来控制摩擦的级别。交流电压信号，例如，可以在表面110创建吸引手指10、笔尖，或任何其他对象的电容性效果。随着对象在表面上移动，表面上的吸引力可以被感觉为摩擦。增大吸引力可以增大表面上的摩擦的级别。在2011年4月22提出的，并在2012年10月25日作为美国专利申请出版物No.2012/0268412发布的标题为“Electro-vibrotactileDisplay”的美国专利申请系列No.13/092,269中比较详细地讨论了通过触觉效果来控制摩擦，该申请的全部内容以引用的方式并入本文中。如该申请所描述，静电设备可以，在一个实施例中，和包括具有一个或多个电极的导电层并且包括绝缘层的表面110一起使用。导电层可以是任何半导体或其他导电材料。绝缘层可以是玻璃、塑料(例如，热塑)、聚合物，或任何其他绝缘层。静电设备可以通过施加交流信号来操作，交流信号，在一个实施例中，电容地将导电层与靠近或触摸表面110的对象耦合。交流信号可以由高电压放大器生成。
电容耦合可以控制表面110上的摩擦的级别。在一个实施例中，表面特征可以通过控制表面110上的摩擦的级别来模拟。改变对象和导电层之间的吸引力的级别可以改变跨表面110移动的对象的摩擦。具有与周围区域不同的摩擦的级别的区域可以表示空间图组件、纹理，或任何其他表面特征。
电容耦合还可通过刺激靠近或触摸表面110的对象的某些部分，诸如用户的手指的皮肤中的机械感受器，来生成触觉效果。在一示例中，可以利用与用户的手指的导电部分耦合的AC电压信号来施加于导电层。随着用户在屏幕上移动手指，用户可以感知到多刺性、颗粒性、颠簸性、粗糙度、粘性的纹理，或某种其他纹理。在一个实施例中，表面110没有绝缘层，以便对象可以直接触摸导电层。触觉效果可以通过从导电层通过导电路径向对象施加电压来生成。在2012年10月31日提出的标题为“Method and Apparatus for SimulatingSurface Features on a User Interface with Haptic Effects”的美国专利申请序列No.13/665,526中比较详细地讨论了通过周期性的或其他触觉效果来模拟纹理，该申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
在一个实施例中，触觉效果不限于电子用户界面设备的表面(例如，表面110)。在一个实施例中，用户的手，例如，可以触摸触摸屏或触摸板以外的对象，并仍感觉到触觉效果。触觉效果可以通过，例如，从信号生成器或任何其他电压生成设备直接向用户的身体施加电压来生成。在某些情况下，电压生成设备可以是适用于安装在频繁地接触到用户的身体的位置的独立设备。每当传感器检测到用户的身体正在触摸将在其上面模拟空间图或其他表面特征的对象时，都可以施加电压。电压可以在用户的身体上产生电荷。用户的身体上的电荷并正在被触摸的对象之间的电容性交互可以在用户的身体和对象之间产生吸引力。吸引力可以控制对象的表面的摩擦的级别，该摩擦级别可以模拟正在被触摸的对象的表面上的空间图。
在一个实施例中，用户可以通过在对象的表面上生成的静电效应和通过由电子用户界面设备所创建的增强的现实体验来感觉对象上的模拟的空间图。例如，电子用户界面设备可以通过显示对象的捕捉到的图像并在图像上覆盖网格或其他空间图来创建增强的现实体验。在一个实施例中，用户可以通过触摸对象并通过看见电子用户界面上的对象上覆盖的空间图的图形表示来感觉对象上的空间图。
在一个实施例中，触觉驱动模块130可以被配置成导致触觉输出设备120生成周期性的触觉效果。图1A，例如，示出了基于触觉驱动信号201的周期性的触觉效果。在某些情况下，触觉驱动信号可以是周期性的驱动信号。在某些情况下，触觉驱动信号可以表示由触觉输出设备所生成的触觉效果。例如，如果触觉输出设备120包括静电设备，则基于触觉驱动信号201的触觉效果可以包括具有匹配触觉驱动信号201或与其成比例的频率和振幅的正弦AC电压。如果触觉输出设备120包括致动器，则基于触觉驱动信号201的触觉效果可以包括具有匹配触觉驱动信号201的频率和振幅的振动。周期性的触觉效果可以随着如图1A所示正弦波、正方形、三角形，或锯齿波形，或任何其他周期波形而变化。例如，周期性的静电效应可以通过具有正弦、正方形、三角形、锯齿或任何其他波形的AC电压来生成。
在一个实施例中，触觉驱动模块130可以导致触觉输出设备120改变触觉效果。图1A-1B示出了，例如，随着手指10或创建触摸输入的任何其他对象在表面110上移动，改变周期性的触觉效果的频率。例如，如图1B所示，可以改变触觉驱动信号203，以便触觉驱动信号203与图1A的触觉驱动信号201相比具有更大的频率。在2012年10月31日提出的标题为“Method and Apparatus for Simulating Surface Features on a User Interfacewith Haptic Effects”的美国专利申请序列No.13/665,526中比较详细地讨论了生成周期性的触觉效果，该申请的全部内容以引用的方式并入本文中。
在一个实施例中，空间图可以包括一个或多个空间图组件(可以包括线、圆、点，或贴砖)的布局。例如，图2A-2C示出了包括线的网格的空间图。随着用户的手指或任何其他触摸输入穿过线301或网格的任何其他空间图组件，可以生成触觉效果以表示线的存在。触觉效果可以通过，例如，触觉输出设备120或任何其他触觉输出设备来生成。线或其他空间图组件可以显示在表面110或任何其他表面上，或可以只通过触觉效果来表示。在一个实施例中，每一个空间图组件可以对应于坐标位置，诸如X坐标对应于垂直网格线或Y坐标对应于水平网格线。在某些情况下坐标位置可以与空间图组件一起显示。
在一个实施例中，空间图的网格线或其他空间图组件可以均匀地分隔，如图2A所示。在一个实施例中，空间图的网格线或其他空间图组件可以不均匀地分隔，如图2B-2C所示。在一个示例中，如图2B所示，垂直网格线可以均匀地分隔，而水平网格线可以不均匀地分隔。在另一个示例中，如图2C所示，垂直网格线和水平线都可以不均匀地分隔。网格线之间的间隔可以遵循预定的关系，诸如多项式或指数关系。例如，图2C中的一对网格线之间的间隔可以是相邻的网格线对之间的间隔的两倍。
图3A-3C示出了具有诸如网格圆303之类的网格圆的空间图，作为空间图组件。在一个实施例中，每一个圆都可以对应于坐标位置，诸如半径坐标。例如，图3A示出了多个同心网格圆，其中每一个都可以对应于多个半径坐标中的一个。图3B还示出可以将圆与线组合的空间图。在某些情况下，每一个圆都可以对应于半径坐标，每一条线都可以对应于角坐标。在这样的情况下，同心网格圆和网格线可以通过极坐标系来表示表面110上的位置。图3A-3B示出了均匀地分隔的同心圆，而图3C示出了空间图可以包括不均匀地分隔的圆，不是同心的圆，或其任何组合的圆。如图3C进一步示出的，空间图可以更一般地包括一个或多个椭圆形空间图组件304。空间图组件还可以进一步具有比用户界面设备的表面(例如，表面110)更大的一个或多个维度。在这样的情况下，用户界面设备可以只表示设备的表面上的空间图组件的一部分。在一个实施例中，两个空间图组件，诸如两个网格圆，或更一般而言，两个网格椭圆，可以交叉。
图4A-4C示出了诸如网格点305之类的网格点，作为空间图组件。在一个实施例中，空间图的网格点可以安置在一行或多行和一个或多个列中。例如，每一行或列中的网格点可以均匀地分隔，并可以与另一行或列中的网格点对齐，如图4A所示。每一个网格点305都可以表示一个或多个坐标位置，诸如X坐标和Y坐标。在某些情况下，行或列中的网格点可以不均匀地分隔。在某些情况下，行或列中的网格点可以交错。行或列可以，在某些情况下，具有不同数量的网格点，如图4B所示。如图4B进一步示出的，网格点可以只表示用户界面设备的表面的一部分。
在一个实施例中，空间图的网格点可以以任何其他方式来安置。例如，网格点可以被安置为接近于诸如圆、正方形之类的形状，任何其他形状，或任何其他图案。
在一个实施例中，网格点305可以具有模拟的形状。例如，如果网格点具有足够的大小、触摸输入可以触摸网格点的多个位置。触觉效果可以基于正在被触摸的网格点的位置来变化。基于位置来改变触觉效果可以模拟网格点的形状。例如，图4A和4C示出了可以具有大约指尖的平均大小的大小的网格点。图4A中的每一个网格点都可以具有圆的模拟的形状，而图4C中的每一个网格点都可以具有正方形的模拟的形状。
图5A-5B示出了诸如贴砖307A和贴砖307B之类的贴砖，作为空间图组件。在一个实施例中，每一个贴砖可以通过模拟贴砖中的纹理或任何其他触觉的触觉效果来表示。例如，当触摸输入处于贴砖307A中时，触觉效果可以利用周期性的驱动信号来生成。在一个实施例中，如图5A所示，诸如贴砖307B之类的贴砖可以与无触觉效果相关联，以便提供带有贴砖307A的对比度。在一个实施例中，如图5B所示，诸如贴砖307B之类的贴砖可以与另一个触觉效果相关联，以便提供带有贴砖307A的对比度。可以利用与用于贴砖307A的周期性的驱动信号不同的周期性的驱动信号来生成其他触觉效果。不同的周期性的驱动信号可以具有不同的频率、不同的振幅，任何其他不同的属性，或其任何组合。网格贴砖可以具有包括圆、椭圆、矩形、正方形、三角形、六边形的形状，或任何其他形状。
在一个实施例中，模拟纹理的触觉效果可以基于随机或伪随机的触觉驱动信号，诸如图5C中所示出的信号500。随机或伪随机信号的随机效果可以向模拟的表面特征添加真实性。在一个实施例中，随机或伪随机信号可以在生成触觉效果时单独地使用。在一个实施例中，信号的值可以限于预定的范围。随机或伪随机信号可以从采样自然现象的一个或多个值，从伽柏函数，随机数生成器，或任何其他技术来生成。
在一个实施例中，触觉效果可以基于随机或伪随机信号和另一个信号的组合。例如，如图5D所示，触觉效果可以基于信号510，该信号510是随机或伪随机信号500和信号520(可以是周期性信号)的组合。在一个实施例中，模拟纹理的触觉效果可以基于任意驱动信号，该驱动信号可以是具有如由开发人员选择的任何形式的驱动信号。任意驱动信号的某些部分可以或可以不是周期性的，可以或可以不是随机或伪随机的，以及可以或可以不与其他驱动信号相结合。
图6A-6B示出了通过触觉效果来表示空间图组件的各种方式。触觉效果可以利用周期性的驱动信号来生成，如图所示。在一个实施例中，如图6A所示，当检测到触摸输入时，可以生成背景触觉效果A1。例如，当在表面110上检测到触摸输入时，可以生成背景周期性的静电效应或振动。背景触觉效果A1可以具有比与空间图组件的触觉效果A2相关联的强度较低的(例如，10％)的强度。当检测到触摸输入位于诸如网格线301(在图6A-6B中的放大图中所示出的)之类的空间图组件中时，可以改变触觉效果。例如，触觉效果的强度可以增大，或者，触觉效果的频率可以降低。触觉效果的变化可以表示空间图组件的存在。变化的触觉效果的持续时间可以基于触摸输入的位置，可以基于预定的时间量，基于任何其他因素，或其任何组合。例如，当检测到触摸输入从空间图组件处离开时，触觉效果可以回复到背景触觉效果A1。图6B示出了其中表示空间图组件的触觉效果可以具有预定的持续时间(诸如10毫秒)的另一个实例。图6B还示出其中没有生成背景触觉效果以便仅当触摸输入位于空间图组件的位置中时才提供触觉效果的实施例。
在一个实施例中，触觉效果可以基于正在通过触摸输入操纵的对象来生成。例如，图7示出了对象11正在被通过触摸输入来操纵。对象11可以是图标、窗口、图形、化身，或显示在表面110上的任何其他对象。触摸输入可以通过横向移动、垂直移动、旋转，任何其他操纵，或其任何组合，来操纵对象。在图7中所示出的实施例中，当对象11触摸空间图组件时，可以生成表示空间图组件的触觉效果。触觉效果可以利用触摸空间图组件的触摸输入来生成，或者即使触摸输入不触摸空间图组件，也可以生成。例如，当对象11的右侧触摸网格线301时，即使触摸输入(例如，手指或笔尖)正在触摸对象11的左侧，因此不触摸网格线301，也可以生成触觉效果。在一个实施例中，触觉效果的强度可以基于空间图和对象11之间的重叠的度。如果诸如线之类的空间图组件没有厚度，则重叠的度可以基于被对象11覆盖的线的长度。如果诸如点之类的空间图组件没有面积，则重叠的度保持恒定。
在一个实施例中，表示空间图组件的触觉效果的强度可以基于施加的力或压力。例如，图8A-8C示出了利用三个不同的压力施加的触摸输入。如果通过触摸输入施加的压力没有达到动态或预定阈值，如图8A所示，表面110可以没有在它上面表示的空间图，如此，没有生成的触觉效果来表示空间图组件。如果通过触摸输入施加的压力达到或超出动态或预定阈值，如图8B-8C所示，生成的表示空间图组件的触觉效果可以具有取决于施加的压力的度的强度。较高的压力度可以导致比较强的触觉效果被生成。在一个实施例中，触觉效果的强度可以基于速度、加速度、移动方向、横向力、接触面积、接触区域的形状、接近角、朝向、温度、导电性，或触摸输入或创建触摸输入的对象的干燥性，或基于系统输入。在其中有同时的触摸输入的实施例中，诸如在多触摸设备上，触觉效果如何变化可以基于触摸输入中的任何一个的参数或触摸输入的任何组合。
在一个实施例中，空间图可以组合不同的空间图组件，诸如一个或多个网格线、网格圆、网格点、网格贴砖的组合，或其任何组合，如图3B和图9A-9D所示。在一个示例中，如图3B所示，空间图可以包括网格线和网格圆的组合。在另一个示例中，如图9A所示，网格图形可以包括网格线301和网格点305的组合。不同类型的空间图组件可以彼此重叠，或者它们也可以在单独的位置表示。例如，图9A示出了重叠在网格线301上的网格点305。当触摸输入触摸网格点中的任何一个时，表示空间图的触觉效果可以变化。例如，与在网格线中的一条网格线中生成的触觉效果相比，触觉效果可以在网格线中的一条网格线中更强。
在另一个示例中，如图9B所示，网格线(例如，网格线301)可以重叠在网格贴砖上(例如，网格贴砖307A)。在此示例中，网格线301可以由通过脉冲驱动信号、周期性的驱动信号、随机或伪随机的驱动信号、任意驱动信号，或任何其他驱动信号生成的触觉效果来表示。生成的表示网格线301的触觉效果可以重叠在生成的表示网格贴砖307A和任何其他网格贴砖的触觉效果上。
在另一个示例中，如图9C所示，网格线(例如，网格线307C)可以重叠在另一个网格贴砖上(例如，网格贴砖307D)。在此示例中，一个网格贴砖可以由通过第一驱动信号生成的触觉效果来表示，而另一个网格贴砖可以由通过第二驱动信号生成的触觉效果来表示。如果触摸输入位于对应于两个贴砖的位置，诸如在网格贴砖307E，则可以通过第一驱动信号和第二驱动信号的组合来生成触觉效果。
在一个实施例中，空间图可以与更一般的表面特征相结合。例如，如图9D所示，可以将诸如网格线301之类的空间图组件和与网格线交界的纹理区域308进行比较。在某些情况下，网格线301可以通过脉冲驱动信号来表示，而纹理区域308可以通过周期性的驱动信号、随机或伪随机的驱动信号、任意驱动信号，或任何其他驱动信号来表示。
在一个实施例中，空间图组件之间的触觉效果可以不同。例如，对应于两个空间图组件的两个触觉效果可以具有不同的强度，不同的持续时间，或其任何组合。两个触觉效果可以具有不同的强度，如果它们的相应的驱动信号具有不同的振幅。如果两个驱动信号都是周期性的驱动信号，则它们还可通过具有不同的频率或波形来产生不同的强度。
不同的触觉效果可以，例如，强调位于其他空间图组件之上的某些空间图组件。例如，如图10A所示，对应于网格点305A的位置可以通过与对应于网格点305B的位置相比更强的触觉效果来表示。比较强的触觉效果可以表示对应于网格点305A的位置作为特定任务的更首选的位置。进一步地，如图10B所示，不同的网格线之间的不同的触觉效果可以强调位于另一个网格线上的一个网格线。例如，与网格线301B相比，可以生成更强的触觉效果来表示网格线301A。网格线301A可以表示，例如，以四为单位的浓淡度，而网格线301B可以表示以一为单位的浓淡度。为网格线301A生成的比较强的触觉效果如此可以强调表示较高级别的浓淡度的网格线。
在一个实施例中，不同的空间图组件之间的不同的触觉效果可以导致一个空间图组件感觉起来比其他空间图组件更粗。例如，与网格线301B相比，网格线301A可以通过具有更大的强度或比较长的持续时间的触觉效果来生成。在示例中，网格线301A可以感觉起来比网格线301B粗。
在一个实施例中，不同的空间图组件的触觉效果可以具有这样的关系：触觉效果的强度、持续时间，或任何其他参数的值从一个空间图组件到另一个空间图组件增大。例如，图10C示出了这样的空间图：其中，空间图组件的触觉效果的强度在表面110上从左到右以及从底到顶增大，如通过表示较高的强度的线301A和表示较低的强度的线301B来表示。在某些情况下，强度或持续时间的梯度可以朝向对应于具有最高强度的空间图组件的位置引导用户。图10C，例如，示出了朝表面110的右上角引导用户的空间图组件之间的强度的梯度。
在一个实施例中，空间图可以表示诸如按钮、图标、窗口之类的用户界面对象，或显示在(或以别的方式表示的)诸如表面110之类的用户界面表面上的任何其他对象。例如，图11A-11B示出了通过表面110上的空间图表示的按钮。诸如贴砖301E或贴砖301F之类的空间图组件可以表示按钮。当触摸输入位于贴砖301E或贴砖301F的位置处时，可以生成触觉效果来表示贴砖。在一个实施例中，触觉效果可以模拟与按钮相关联的纹理。在一个实施例中，空间图组件可以朝向按钮引导用户。在一个示例中，如图11A所示，诸如网格线301之类的网格线可以朝向与贴砖301E相关联的按钮引导用户。随着用户水平地远离网格线301，表示网格线的触觉效果可以停止，而随着用户垂直地沿着网格线301移动，表示网格线的触觉效果可以继续。表示网格线301的触觉效果可以如此允许用户朝按钮跟随网格线。在该示例或另一个示例中，如图11B所示，诸如网格圆303之类的网格圆可以包围通过贴砖301F来表示的按钮。在某些情况下，更接近于按钮的网格圆可以更紧密地分隔。用户可以使用表示网格圆的触觉效果从一个网格圆向另一个网格圆移动，朝向通过贴砖301F来表示的按钮。
在一个实施例中，空间图可以表示位图或其他像素集，如图12A-12B所示。一组网格贴砖或任何其他空间图组件可以表示位图。位图可以表示图像、地形图，或任何其他信息。在一个实施例中，空间图组件可以表示放大的位图，如图12A所示。在一个实施例中，可以生成不同的空间图组件的不同的触觉效果来表示不同的颜色或不同的灰度。在一个实施例中，可以仅通过仅具有第一触觉效果或没有触觉效果的空间图组件来表示彩色的或灰度的位图，如图12B所示。在该实施例中，空间图组件可以基本上表示彩色的或灰度位图的黑白的版本。在这样的实施例中，空间图组件可以提供位图的触觉表示。当显示位图的表面110被创建触摸输入的对象阻塞时，这样的表示可以有用。
在一个实施例中，空间图可以表示在诸如图13A-13B的表面110之类的用户界面表面上显示的文本。例如，每一个字母都可以通过诸如矩形贴砖或线之类的空间图组件来表示。例如，线301可以表示“Lorem”中的字母“L”。随着图13A中的文本的字母通过触摸输入来突出显示，可以作出触摸输入正在交叉表示字母的空间图组件的判断。可以为由触摸输入触摸的每一个空间图组件生成触觉效果。在某些情况下，触觉效果可以使用户更好地标识什么字母或其他文本元素即将被选择，如此可以在对文本元素的操纵中进行更好的控制。
在一个实施例中，空间图可以对应于在诸如图14A-14B的表面110之类的用户界面表面上显示的键盘。例如，多个网格点可以表示键盘，每一个网格点都表示键盘的键。如图14B所示，网格点305可以表示键盘上的“g”键。在一个实施例中，更强的触觉效果可以与某些空间图组件相关联。例如，由于物理QWERTY键盘常常具有表示“F”键和“J”键的凸起的表面，因此，在虚拟QWERTY键盘上表示这样的键的空间图组件可以通过更强的触觉效果来表示。如此，空间图可以提供通过突出显示具有不同的属性的某些键来提供朝向提示。
在一个实施例中，空间图可以对应于在手势解锁中所使用的网格。例如，图15A示出了可以解锁诸如移动设备或其他计算设备之类的设备的3x3网格，如果表面110上的触摸输入跨3x3网格的网格位置作出正确的路径。在实施例中，网格点或任何其他空间图组件可以对应于3x3网格的网格位置。如图15B所示，为空间图组件生成的触觉效果可以向用户标识正在触摸相应的网格位置。在某些情况下，触觉可以使用户更快地从一个网格位置移动到另一个网格位置。在一个实施例中，图15A中所示出的3x3网格和触摸输入可以隐藏，这可以在解锁设备过程中提供更高的安全性。
在一个实施例中，空间图可以表示在诸如表面110之类的用户界面表面上的速动位置。例如，图16A-16B示出了可以表示对象13可以向其速动的位置的网格线。当将对象13移动到不同的位置时，当调整对象13大小时，或对于任何其他用途，可以使用速动。在图16A中，每一条线都可以表示速动位置。随着对象13正在被移动，可以作出对象13是否正在触摸线301中的一条的判断。例如，可以作出对象13的右侧、左侧，或某个其他部分是否正在触摸线301中的一条的判断。响应于对象13已经触摸线中的一条的判断，可以生成触觉效果以表示线的存在。触觉效果还可以进一步表示将对象13速动到对应于线的位置的机会。例如，触觉效果可以向用户表示，如果他或她在表面110中删除触摸输入，则对象13将速动到对应于线301的位置。图16B示出了将图标或任何其他对象速动到由四条线包围的网格位置。在一个实施例中，可以响应于对象已经触摸四条线中的一条的判断或响应于对象已经交叉四条线中的一条并被四条线包围的判断，可以生成触觉效果。触觉效果可以向用户表示，如果他或她在表面110中删除触摸输入，则对象13将速动到在该对象所在的网格位置。
在一个实施例中，空间图组件的位置可以是动态的。例如，图17示出了用于将一个对象速动到表面110上的另一个对象，诸如，用于将一个窗口速动到另一个窗口的线301。在该示例中，线301的位置可以是动态的，位于一个窗口的左边缘，并随着该窗口移动而移动。
在一个实施例中，触觉效果的强度可以是动态的。如上文所讨论的触觉效果的强度可以取决于触摸输入的施加的压力、接触面积、速度，或任何其他特征。在某些情况下，触觉效果的强度可以取决于系统状态。例如，图18A-18B示出了图14A的键盘接受类似于Swype输入方法，其中，用户可以通过从字母到字母滑动，仅在单词之间提起的触摸输入来。在该示例中，系统状态可以表示已经被触摸输入触摸的字母，诸如字母“h”、“i”，以及“d”。诸如网格点305之类的空间图组件可以表示触摸的下一字母。表示该空间图组件的触觉效果的强度可以基于系统状态。例如，强度可以基于对应于空间图组件的字母“e”是正在被系统状态跟踪的单词的一部分的似然率。如此，触觉效果可以具有较高的级别，因为与触摸输入触摸诸如“c”或“j”之类的另一个字母相比，字母“e”构成单词“hide”。
在一个实施例中，可以生成触觉效果以促进用户界面上的更一般的速动或滚动操作。例如，如图19A所示，当诸如文本窗口1901之类的对象被缩放或以别的方式放大到阈值大小时，可以生成触觉效果。在某些情况下，阈值可以对应于缩放的最佳级别。最佳级别可以，例如，在网站上提供文本的最佳可读性。
图19B示出了当诸如文本窗口1902之类的对象被滚动穿过阈值位置时生成的触觉效果。在某些情况下，阈值可以对应于停止滚动的最佳位置。例如，最佳位置可以对应于文本窗口对象中的标头被置于文本窗口的顶部时的位置。
此处所公开的一个或多个方法的一个或多个操作可以实现为存储在计算机可读取的介质上并由一个或多个处理器执行的一个或多个指令。例如，一个或多个操作可以通过存储在RAM、ROM、EPROM、闪存、硬盘驱动器，或任何其他计算机可读取的介质上的固件或软件代码来实现。
虽然为了公开基于了当前被认为是最实用和优选的实施例来详细描述本发明的，但是，应该理解，这样的细节仅仅用于该目的，本发明不仅限于所公开的实施例，相反，可以涵盖在所附的权利要求的精神和范围内的修改和等效的方案。例如，还应该理解，本发明预期，在可能的程度上，任何实施例的一个或多个特点可以与任何其他实施例的一个或多个特点相结合起来。

Claims (1)

1.一种产生触觉效果的方法，包括：
接收表示触摸输入在设备表面上的位置的信息，其中所述设备包括显示器；
在所述显示器上显示虚拟对象；
判断所述触摸输入的所述位置是否对应于所述虚拟对象以及在所述表面上的多个位置表示的多个空间图组件中的一个的位置；
生成驱动信号；以及
响应于判断所述触摸输入的所述位置对应于所述多个空间图组件中的所述一个的位置，向被配置成在所述表面上产生触觉效果的触觉输出设备施加所述驱动信号，其中所述生成驱动信号是与所述虚拟对象和所述多个空间图组件中的所述一个之间的重叠度成比例的。
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