具有表面触觉感觉的用户接口装置制造方法及图纸

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。

【技术实现步骤摘要】
具有表面触觉感觉的用户接口装置
本专利技术涉及一种具有表面触觉感觉的用户接口装置。
技术介绍
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。
技术实现思路
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。 根据本专利技术的一个方面，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。 根据本专利技术的一个方面，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专利技术实施例的系统。 图2示意性地描述了根据本专利技术实施例的图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专利技术实施例的图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专利技术实施例的系统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。该不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提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用户接口装置，包括：壳体；由壳体支撑的用户输入元件；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；以及设置在壳体中的处理器，所述处理器被配置为：接收来自用户输入元件的输入命令；将所述输入命令传递到主机；接收来自主机的输出命令；以及基于所述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。

【技术特征摘要】
2013.03.15 US 13/840,8761.一种用户接口装置，包括: 壳体； 由壳体支撑的用户输入元件； 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；以及设置在壳体中的处理器，所述处理器被配置为: 接收来自用户输入元件的输入命令； 将所述输入命令传递到主机； 接收来自主机的输出命令；以及 基于所述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。2.根据权利要求1的用户接口装置，其中所述表面包含导电材料，并且其中触觉输出装置被配置为产生静电摩擦力以作为触觉效果的至少一部分。3.根据权利要求2的用户接口装置，进一步包括传感器，所述传感器被配置为感测用户与所述表面接触的位置并且将所述位置传递到处理器，所述处理器进一步被配置为调节所述静电摩擦力以产生局部表面特征的假象。4.根据权利要求1的用户接口装置，其中触觉输出装置包括可操作地连接到所述表面的致动器，所述致动器被配置为产生振动以作为触觉效果的至少一部分。5.根据权利要求4的用户接口装置，其中所述致动器包括压电致动器，所述压电致动器被配置为以超声频率振动来产生超声摩擦力以作为触觉效果的至少一部分。6.根据权利要求1的用户接口装置，其中触觉输出装置包括可形变致动器，所述可形变致动器位于所述表面处并且被配置为引起所述表面形变以作为触觉效果的至少一部分。7.根据权利要求6的用户接口装置，其中可形变致动器包括宏纤维复合材料。8.根据权利要求1的用户接口装置，其中触觉输出装置包括位于所述表面处的电极阵列，所述电极阵列被配置为产生电触觉刺激以作为触觉效果的至少一部分。9.根据权利要求1的用户接口装置，其中触觉输出装置包括热装置，所述热装置被配置为改变所述表面的温度以作为触觉效果的至少一部分。10.根据权利要求1的用户接口装置，其中所述表面是用户输入元件的一部分，并且其中所述用户输入元件从以下组中选择:按钮、方向键、模拟操纵杆、触发器、触摸屏、以及触摸敏感表面。11.根据权利要求1的用户接口装置，其中所述用户接口装置是计算机鼠标。12.根据权利要求1的用户接口装置，其中所述用户接口装置是游戏外设。13.根据权利要求12的用户接口装置，其中所述游戏外设从以下组中选择:游戏手柄、识别笔、远程控制器、力敏感板、方向盘以及计算机鼠标。14.一种系统,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...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·A·格兰特，V·利维斯克，
申请(专利权)人：英默森公司，
类型：发明
国别省市：美国;US