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作为主动触觉机构的参考的被动触觉机构.pdf

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作为 主动 触觉 机构 参考 被动
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摘要
申请专利号:

CN201580046528.5

申请日:

2015.06.26

公开号:

CN106662949A

公开日:

2017.05.10

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法?#19978;?#24773;: 实质审查的生效IPC(主分类):G06F 3/041申请日:20150626|||公开
IPC分类号: G06F3/041 主分类号: G06F3/041
申请人: 微软技术许可有限责任公司
发明人: H·Z·谭; Z·马
地址: 美国华盛顿州
优?#28909;ǎ?/td>
专利代理机构: 上海专利商标事务所有限公司 31100 代理人: 杨丽;胡利鸣
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法律状态
申请(专利)号:

CN201580046528.5

授权公告号:

|||

法律状态公告日:

2017.06.06|||2017.05.10

法律状态类型:

实质审查的生效|||公开

摘要

一种电子设备可包括:外壳(100),被布置在外壳(100)中并且包括被安排成用于用户接触的界面表面(112)的显示器(102),以及参考触觉机构(108)。界面表面(112)包括主动触觉输出和布置在外壳或界面表面上的参考触觉机构(108),该主动触觉输出提供与时间有关的触觉输出,而该参考触觉机构用于提供与时间无关的触觉输出,该与时间无关的触觉输出与该与时间有关的触觉输出有关。电子设备(诸如可穿戴显示设备)上的主动和参考触觉机构的组合可以在不要求用户看向设备的情况下向用户传达信息。

权利要求书

1.一种电子设备,包括:
主动触觉显示器,包括被布置成用于用户接触的界面表面;
主动触觉控制器,所述主动触觉控制器被配置成生成经由所述界面表面处的用户接触
能够被感知的不断改变的触觉反馈;以及
参考触觉机构,所述参考触觉机构被布置成用于与所述界面表面处的用户接触并发的
用户接触,所述参考触觉机构提供与所述不断改变的触觉反馈有关的信息。
2.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述主动触觉控制器通过调节所述界面
表面处的表面摩擦来生成所述不断改变的触觉反馈。
3.如权利要求2所述的电子设备,其特征在于,所述主动触觉显示器包括玻璃基板以及
布置在所述玻璃基板周界周围或布置在所述玻璃基板上的导电层和绝缘层周围的多个压
电致动器。
4.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,所述不断改变的触觉反馈包括第一触觉
反馈,而所述参考触觉机构包括经由与所述界面表面的用户接触能够被感知的第二触觉反
馈。
5.如权利要求5所述的电子设备,其特征在于,进一步包括外壳,其中所述外壳包括用
于将所述电子设备维持在用户手腕上的带,并且所述参考触觉机构被布置在所述外壳中靠
近所述界面表面的一侧上。
6.一种电子设备,包括:
外壳;
显示器,所述显示器被布置在所述外壳中并且包括被布置成用于用户接触的界面表
面,所述界面表面包括提供与时间有关的触觉输出的第一触觉机构;以及第二触觉机构,所
述第二触觉机构被布置在所述外壳或所述界面表面上并且提供与时间无关的触觉输出,所
述与时间无关的触觉输出与所述与时间有关的触觉输出有关。
7.如权利要求6所述的电子设备,其特征在于,所述显示器包括玻璃片,并且所述第一
触觉机构调节所述玻璃片的表面摩擦。
8.如权利要求7所述的电子设备,其特征在于,所述第二触觉机构包括布置在所述外壳
中的凸起或凹陷。
9.如权利要求6所述的电子设备,其特征在于,所述第二触觉机构包括多个被隔开的触
觉机构。
10.如权利要求6所述的电子设备,其特征在于,所述第二触觉机构包括具有至少两个
不同的表面纹理的多个触觉机构。
11.一种经由电子设备来传达信息的方法,所述电子设备具有被布置成用于用户接触
的界面表面,所述方法包括:
在第一时间生成能够通过与所述界面表面的用户接触被感知的第一触觉输出;
在第二时间生成能够通过与所述界面表面的用户接触被感知的第二触觉输出;以及
在所述第一时间和在所述第二时间提供一个或多个参考触觉机构,所述一个或多个参
考触觉机构被布置成用于与所述界面表面的所述用户接触并发的用户接触。
12.如权利要求11所述的方法,其特征在于,生成所述第一主动触觉输出以及生成所述
第二主动触觉包括调节所述界面表面处的表面摩擦。
13.如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述提供一个或多个参考触觉机构包括生
成能够由所述用户经由与所述界面表面的用户接触被感知的第三触觉输出。
14.如权利要求13所述的方法,其特征在于,在第一时间之前以及在第二时间之后,所
述第三触觉输出无法被用户感知。
15.如权利要求11所述的方法,其特征在于,所述一个或多个参考触觉机构包括所述外
壳上的表面特征,并且所述表面特征包括以下各项中的至少一者?#21644;?#36215;、凹陷、或表面纹理。

说明书

作为主动触觉机构的参考的被动触觉机构

背景

电子设备已经成为许多人日常生活中不可或缺的一部分。许多这些电子设备(包
括便携式设备(例如,膝上型计算机、电话、和平板)和可穿戴设备(例如,腕带和手表)包括
显示屏,内容在显示屏上被显示以供用户进行视觉消?#36873;?#22240;而,例如,用户被要求看向她的
设备以完成几乎任何任务,包括知晓时间、确定接收到的消息或电子邮件的发件人等等。将
注意力转移以查看设备屏幕可能是不方便的、使人?#20013;?#30340;并且在一些社交环境中是?#33268;?br />的。

概述

本申请描述了一种经改进的电子设备,该经改进的电子设备经由布置在该设备上
的触觉机构向用户传达信息。在至少一个示例中,本文描述的设备包括具有界面表面的显
示屏,在该界面表面处不断改变的触觉输出能够被用户感知。该设备还包括与不断改变的
触觉输出有关的参考触觉机构。该参考触觉机构可以被布置在界面表面上或设备外壳上。
不断改变的触觉输出与参考触觉机构两者能够经由用户与设备的接触(例如,通过触摸设
备)而被感知。在一些实施例中,用户能够并发地接触界面表面(以及因而接触不断改变的
触觉输出)和参考触觉机构两者。将参考触觉机用作界标或上下文定位设备,用户可以能够
在不看向设备的情况下解读经由不断改变的触觉输出所传达的信息。

提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详?#35813;?#36848;中进一步描述的一些概念。本
概述并不旨在标?#31471;?#35201;求保护主题的关键特征或必要特征,也不旨在用于限制所要求保护
主题的范围。

附图简述

结合附图来描述具体实施方式。在附图中,附图标记最左边的数字标识该附图标
记首次出现的附图。不同附图中的相同参考标记指示相似或相同的项。

图1是根据本公开的一个或多个示例的纳入主动和被动触觉机构的电子设备的透
视图。

图2A-2C是解说在使用图1的电子设备的一示例应用中该设备的各种示例状态的
平面图。

图3A和3B是解说在使用图1的电子设备的一示例应用中该设备的各种状态的平面
图。

图4是根据本公开的一个或多个示例实施例的纳入主动和被动触觉机构的电子设
备的透视图。

图5是根据本公开的一个或多个示例实施例的纳入主动和被动触觉机构的电子设
备的透视图。

图6A-6C是解说根据本公开的一个或多个示例的纳入主动和被动触觉机构的电子
设备的各种状态的平面图。

图7是描绘诸如图1中解说的电子设备之类的示例电子设备的组件的框图。

图8是描绘通过主动和参考触觉机构向用户传达信息的示例过程的框图。

详?#35813;?#36848;

本公开的各示例涉及用于经由电子设备向用户传达信息的技术和系?#24120;?#22312;一些实
例中,用户无需看向设备。

本文所公开的技术和系统利用主动触觉机构来传达信息以及利用参考触觉机构
来传达该信息的上下文。在一些实?#31181;校?#19968;种电子设备可包括外壳、布置在外壳中并且包括
被安排用于用户接触的界面表面的显示器,以及也被安排用于用户接触的参考触觉机构。
主动触觉输出可以在界面表面处被提供,其能够经由用户与界面表面的接触被用户感知。
参考触觉机构提供与主动触觉有关的与时间无关的触觉输出。在一些实?#31181;校?#20363;如,第一触
觉机构和参考触觉机构被布置成用于并发的或基本上同时的用户接触,以使得用户在无需
看向电子设备的情况下接收信息。

如本文所使用的,术语“触觉”指的是能够通过触摸被感知的特征、条件或信号,而
术语“触觉机构”指的是施加此类条件或信号的设备和结构。因而,例如,“触觉输出”一般是
指被生成并且通过触摸被用户感知的特征、条件或信号。“触觉机构”可包括表面特征(诸如
凹陷、凸起、或纹理)和/或感知表面特征(诸如表面上的感知摩擦,例如,通过调整玻璃基板
的表面摩擦得到的)。

同样如本文所使用的,术语“触觉显示器?#34987;頡?#20027;动触觉显示器”一般是指包括触觉
输出可以在该处被提供的界面表面的一种类型的显示器。触觉输出可以由被集成到显示器
中的触觉机构或者由被配置成实现各触觉方面的分开的触觉组件、层、或补充组件来提供。
一些触觉显示器包括玻璃面板,并且触觉输出通过调整玻璃各区域处的表面摩擦来达成。
在一些示例中,玻璃各区域处的表面摩擦可以使用被安排在设备周界处的压电致动器来调
整。(例如,以超声频率)驱动玻璃的对向边缘上的致动器可导致玻璃在与玻璃面板呈法向
的方向上移动。这一移动可捕获用户指尖与玻璃之间的空气,从而有效地减小?#31181;?#19982;玻璃
之间的摩擦,从而导致用户感觉到表面处的摩擦改变。其他玻璃面板触觉结构可以使用静
电效应来调整玻璃的表面摩擦。在这些示例中,?#35813;?#23548;电层和绝缘体被放置在玻璃表面上。
当电信号被发送到导电层时,相反的电荷被形成在指尖。改变电信号强度会改变用户感知,
从而得到对光滑玻璃表面上的粗糙度的感觉。另外,机械触觉显示器也?#19988;?#30693;的。在这些示
例中,该表面可包括可变形(例如,塑料)表面,能够使用致动器致使该可变形表面改变表面
拓?#31169;?#26500;。以上是触觉显示器技术的非限制性示例。

进一步参考图1-8来描述各示例、场景和方面。

图1例示了纳入用于向设备100的用户传达信息的主动和被动触觉反馈的示例电
子设备100。如所例示的,设备100被实现为可穿戴电子设备,诸如手链、手表或腕带。设备
100一般包括显示器102,显示器102对穿戴设备100或者以其他方?#25509;?#35774;备100交互的用户
可见。外壳104容纳显示屏102以及与设备100相关联的任何以及全部附加电子组件。还例示
出了带106。带106可以纳入紧固件或锁扣(未示出)以促成设备100在佩戴者上的保持。设备
100还包括布置在外壳104的表面110上的三个参考触觉机构108a、108b、108c(统称为参考
触觉机构108)。

显示器102在图1中被示意性地例示并且可以使用任何数目的显示技术?#35789;?#29616;。显
示器102的上表面提供用户界面表面112。经由用户界面表面112,用户可以查看设备100上
显示的内容。如下文将更详细地描述的,显示器102是能够提供触觉输出的触觉显示器。例
如,显示器102可包括调节界面表面112的表面摩擦的组件。表面摩擦的调节经由用户与界
面表面112的接触而可被感知。例如,调节界面表面所选区域处的表面摩擦可以给予用户不
同表面纹理(例如粗糙度)的效果,而非其中摩擦不被调节的光滑表面的效果。

外壳104可以被确定大小和形状以包含显示器102中在界面表面112之后的组件以
及对于设备的正常运作必要的其他电子组件和计算组件。取决于设备、期望美学等,设备可
以采用不同的大小和形状。

带106被提供作为用于允许用户佩戴设备100的一种说明性机构。所例示的带可以
被形成为外壳104的一部分,或者它们可以被单独地制造以供后续附连。其他或附加设备可
以被纳入以促成设备的使用。尽管设备100被例示为可穿戴电子设备,但电子设备100不必
是可穿戴的。此外,本公开的各特征和方面可以被纳入除了所例示的设备100之外的可穿戴
设备中。作为非限制性示例,本公开的各特征和方面可以被纳入眼镜、戒指、项链、帽子、腰
带、手套等中。

参考触觉机构108是向设备100的用户提供触觉感觉的特征。在所例示的示例中,
参考触觉机构108被提供作为从外壳104的一侧的表面110?#30001;?#30340;静止凸起。在图1中,参考
触觉机构108a、108b、108c包括三个在空间上隔开的凸起,尽管可以提供更多或更少个参考
触觉机构。此外,尽管参考触觉机构110被例示为凸起,但它们中的一些或全部可以转而被
形成为凹陷或能够被用户触摸感知的其他特征。

图2A-2C是设备100的平面图并且例示了与设备100交互的用户体验。在那些附图
中,用户可以通过并发地接触界面表面112和侧表面110来与设备交互。例如,用户的右手拇
指可以接触界面表面112而用户的右?#36136;持?#21487;以接触侧表面110。例如在沿箭头202的方向
上沿相应表面滑动?#31895;?#21644;?#25345;附?#20801;许用户并发地感觉到界面表面112以?#23433;?#34920;面110上的
参考触觉机构108。

在本公开的各实?#31181;校?#26174;示器102是能够被控制以在一部分或全部界面表面112处
提供触觉输出的触觉显示器。因而,界面表面可以是光滑的,诸如一片玻璃,或者触觉输出
可以在界面表面112上被感知。在图2A-2C中,交叉阴影被用于例示界面表面112的触觉部分
204。触觉部分208是能够感知到触觉输出的那部分。如果用户想要触摸界面表面112而非触
觉部分204,则界面表面112可以感觉起?#35789;?#20809;滑的或以其他方式不受影响,而触觉部分204
将创建不同的触觉感知。例如,触觉部分204可以摸起来感觉粗糙。因而,在图2A中,界面表
面112中能够感知到触觉输出的触觉部分208是相对较小的部分,靠近界面表面的底部(在
例示中)。在图2B中,基本上一半的界面表面112包括触觉部分204,而在图3B中,基本上全部
的界面表面112包括触觉部分204。

图2A-2C表示本公开的一个应用中的三个不同时间,其中触觉部分204的大小随着
时间而改变。例如,显示器102可以被控制以线性地增大触觉部分204相对于界面表面112的
大小达一给定时间段。作为示例,该给定时间段可以对应于一事件的历时,并且触觉部分
208的大小将在该事件的历时期间增大,直到在分配给该事件的时间快要结束时触觉部分
基本上占据了全部界面表面。在一更具体的示例中,设备100可以被正在进行实况演讲的用
户穿戴,该演讲被安排要?#20013;?#19968;个小时。在该示例中,随着时间流逝,触觉输出变得在界面
表面112处可感知。例如,在演讲开始时,在界面表面112上没有主动的触觉输出。图2A可以
表示在大约15?#31181;?#20043;后设备的状态,图2B可以表示在大约30?#31181;?#20043;后设备的状态,而图2C
可以表示在大约45?#31181;?#20043;后设备的状态。通过接触界面表面112(例如,将单个?#31181;?#27839;界面
表面拖动),演讲者可具有关于相对于剩余时间量的已经流逝的时间量的某种信息。

然而,接触界面表面112和参考触觉机构108两者将向用户提供更精确的信息。例
如,如果界面表面具有长度L,参考触觉机构108a可以被布置在对应于L/4的位置处,参考触
觉机构108b可以被布置在对应于L/2的位置处,而参考触觉机构108c可以被布置在对应于
3L/4的位置处。因而,当用户沿箭头202的任一方向移动她的?#31895;?#21644;?#25345;?#26102;,用户可以解读
触觉部分204的大小相对于参考触觉机构208的位置的对应关系以知晓在相对小的窗口内
多少时间流逝了和/或演讲还剩多少时间。例如,用户可以将图2C中示出的状态解读为还剩
余不到15?#31181;?#30340;通知,并且因?#25628;?#35762;应当接近结束。

如将领会的,在以上示例中,演讲者可以使用本公开的各实现来跟踪时间,而无需
将眼睛接触从观众转移到查看时钟、定时器或其他设备。在类似实?#31181;校?#35302;觉部分204可以
随着时间流逝而减小大小,例如,在接近时间开始时?#21451;由?#36328;基本上整个界面表面112到接
近演?#27493;?#26463;时最终离开。在还有一些其他实?#31181;校?#35302;觉部分204可维持预定的大小和形状,
但是从开始位置(例如靠近界面表面112的上边缘或下边缘)移动到靠近上边缘或下边缘中
的另一者的位置。

也构想了其他使用和应用。例如,设备100可以被演讲的参与者按照类似的方式来
使用以避免明显的时间查看。类似地,运动员可以确定她进入某一速率或定时的健身有多
久,从而无需看向她的手表或计时器。

在其他实?#31181;校?#35774;备100可以不与一具体事件相关联,而是可被用于更一般地跟踪
时间。例如,对于一些用户而言以15?#31181;?#22686;量来考虑时间可能是常见的。例如,如果被问时
间,当时间为11:12时,许多人会以“11:15左右”来回答,而当实际上是7:34时,许多人会以
“7点半”来回答。如上所详?#35813;?#36848;的,设备100如所配置的可以用于有效地确定15?#31181;?#38388;隔
至最多一小时。因而,假定用户知道小时,则他可以容易地估计在该小时内具有足够接近度
的?#31181;櫻?#32780;不需要看向设备100。

还将领会对参考图1、2A、2B和2C描述的示例的各种修改。例如,尽管该示例描述了
事件的一小时历时,但该历时可以被用户例如使用所安装的应用或者通过设备100访问的
应用来选择。在本公开的益处之下,本领域普通技术人?#34987;?#23558;领会其他与时间有关的使用。

设备100还可用于与时间无关的应用。例如,设备100可以能够确定移动或所行经
的距离。因而,例如,期望步行一英里的用户可以例如将参考触觉机构中的每一者与四?#31181;?br />一英里相关联,并且主动触觉机构将改变以指示实际行经的距离。因而,用户可以通过触摸
主动触觉部分和参考触觉机构来查明所行经的距离和/或剩余距离。

此外,设备100可以能够诸如经由电话呼?#23567;?#25991;本消息、电子邮件等来接收信息。尽
管常规上经由触觉输出来提醒接?#29031;?例如,经由振动)?#28304;?#20837;通信的接收,但常规应用还
接着要求用户看向设备以确定传入通讯的发送方或始发者。在本公开的各示例中,关于此
类接收到的信息的信息可以被传达给用户而不需要用户看向设备。例如,不同的发送者(诸
如在联系人列表中)可以被排定优先级并且该优先级可以被用于控制触觉部分204的大小
或位置。一示例被例示在图3A和3B中。

在图3A和3B中,设备100取决于传入通讯来改变触觉输出302的位置。例如,如果传
入文本消息来自高优先级个体,则触觉部分302可以被定位在更靠近显示器102的上边缘,
诸如图3B中所例示的。相反,如果接收到的通讯来自?#31995;?#20248;先级个体,则触觉部分302可以
被定位在靠近显示器102的下边缘,如图3A中所例示的。在该示例中,触觉部分302是沿界面
表面112布置的小型横向带,该带的位置取决于优先级等级而改变。接触设备的用户可以使
用参考触觉机构容易地辨别带的位置。当带毗邻参考触觉机构108a时,如图3A中那样,通讯
是?#31995;?#20248;先级的,而当带毗邻参考触觉机构108c时,用户可以容易地标识通讯是?#32454;?#20248;先
级的。

在其他实?#31181;校?#20195;替调整触觉部分302的位置,可以通过增大触觉输出的面积来向
用户传达?#32454;?#20248;先级。在上述示例中,用户可以经由常规手段被警告传入通讯,诸如可听线
索(例如,铃声或音调)或触觉线索(例如,振动),但可以按照上述方式来接触设备以确定是
否应当将注意力立即转向该通讯。因而,用户不必?#20013;?#22320;看向设备来确定传入通讯是否重
要。

在上述示例中的每一者中,参考触觉机构108被提供作为设备100的一侧上的参考
点,该参考触觉机构108为经由设备上的主动触觉输出传达的信息提供触觉上下文。参考触
觉机构的位置和数目可以被改变以例如提供不同的参考点。

也构想了其他修改和变型。例如,图4示出了其中设备400(类似于上述设备100)包
括被布置在外壳404中的显示器402的示例。然而,在该示例中,参考触觉机构406a、406b和
406c被布置为具有不同纹理的区域,而非三个凸块或凸起。在图4中,参考触觉机构406a是
交叉影线的特征,该特征可具有硬节表面的感觉,参考触觉机构406b是在表面上具有一系
列脊的感觉的多个并行线,而参考触觉机构406c是多个小凸块或凹坑,它们将给出完全不
同的触觉感觉。如将领会的,可以提供更多或更少的参考触觉机构,并且伴随有附加的或其
他的表面特征。

改变纹理可以提供不同的美学但类似的功能性。具体地,设备400可以按照与上述
设备100描述的基本相同的方式来使用。即,每一参考触觉机构提供了界面表面上的主动触
觉的触觉上下文。当仅提供三个参考触觉机构406a、406b、406c时,每一参考触觉机构可以
包括显示器长度L的三?#31181;?#19968;,而非如在设备100中那样通过具有三个间隔开的触觉机构实
现对显示器的四等分。在附加实?#31181;校?#21442;考触觉机构406的表面区域、数目等可以被增加或
减少,并且其他特征也可被改变。

尽管在上述设备100、400中,参考触觉机构被布置在外壳的一侧上,但在其他实现
中,参考触觉机构可以被布置在外壳的附加或其他表面上。例如,参考触觉机构可以被布置
在外壳的两侧上以例如实现与设备交互的附加方式。例如,它可允许用户使用他的右腕或
左腕来与设备交互。

在还有一些其他示例中,一个或多个参考触觉机构可以附加地或替换地被布置在
外壳的上表面上,例如,直接靠近界面表面112。此类示例的一个示例被例示在图5中,其中
电子设备500包括由外壳504保持的显示器502。显示器502包括界面表面506,界面表面506
处的主动触觉输出可以被用户感觉到,如在上述示例中那样。主动触觉部分508是界面表面
506中在该处的触觉输出能够被用户感知的那部分,并且如先前示例中那样,主动触觉部分
508可以例如在位置、大小、形状等方面被改变以传达某种信息,诸如传入通讯的时间、特征
等。设备500还包括可以是凸起、凹陷、或经由用户接触能够被感知的任何表面特征的参考
触觉机构508a、508b、508c(统称为参考触觉机构508)。将参考触觉机构508置于靠近界面表
面可允许用户更容易地与设备交互。例如,用户可以滑动单指(诸如在箭头510的方向上)以
同时接触界面表面506和参考触觉机构508。替换地,用户可以滑动双指,例如在箭头510的
方向上,一个?#31181;?#22522;本上沿着界面表面506而另一?#31181;?#27839;参考触觉机构508。

如先前示例中那样,主动触觉部分506的特性(例如,主动触觉部分506的大小、形
状或位置)可以被改变以提供不同的信息。参考触觉机构508被提供为触觉参考以帮助理解
由主动触觉部分506所传达的不同信息。在一些实?#31181;校?#21442;考触觉机构508提供了设备上和/
或相对于界面表面506的空间或位置认知,并且不断改变的主动触觉输出与特定事件有关,
例如,与该事件有关的时间、接收到的通讯的优先级等。

?#26500;?#24819;了对设备500的其他修改。例如,尽管图5将参考触觉机构区域示出为靠近
或毗邻界面表面,但在其他实?#31181;校?#21442;考触觉机构可以被纳入显示器中。例如,图6例示了其
中电子设备600包括由外壳604保持的显示器602的示例。显示器602是可以被控制以提供一
个或多个区域的触觉显示器,在该一个或多个区域处的触觉输出能够经由用户与显示器
602的界面表面606的接触被感知。通过控制界面表面606处的触觉输出,主动和参考触觉输
出两者可以被生成。

例如,图6例示了三个参考触觉机构608a、608b、608c(统称为参考触觉机构608)和
主动触觉区域610,三个参考触觉机构是在该处触觉输出能够经由用户与界面表面的接触
被感知到的区域或区段,主动触觉区域610处的触觉输出也能够经由用户与界面表面606的
接触被感知到。在各实?#31181;校?#21442;考触觉机构608a、608b、608c可以按照与上述参考触觉机构
108、406、508基本上相同的方式来运作。例如,接触设备的用户按照与用户感觉在地形上偏
离的参考触觉机构108、508或纹理化的参考触觉机构406基本上相同的方式将参考触觉机
构608a、608b、608c感知为具有不同于其余界面表面606的纹理,例如,非光滑纹理。更具体
地,例如沿线614的箭头612的方向沿界面表面606滑动她?#31181;?#30340;用户将感觉到在靠近界面
表面606的上边缘附近的相对光滑的表面,在参考触觉机构608c处的纹理表面,在参考触觉
机构608c之下的光滑表面,在参考触觉机构608b处的纹理表面,在参考触觉机构608b之下
的光滑表面,在参考触觉机构608a处的纹理表面以及在参考触觉机构608a之下靠近界面表
面606的下边缘618的光滑表面。在一些示例中,参考触觉机构608中的每一者可具有相同的
纹理,而在其他示例中,参考触觉机构508中的一些或全部可具有不同的纹理。

主动触觉区域610可以按照与上述触觉部?#21482;?#26412;上相同的方式被控制。例如,触觉
部分可以增大或减小大小或者改变位置以标识时间的流逝、以传达关于接收到的通讯的信
息等。因而,设备600可以按照与上述设备100、400、500相同的方式来运作。

然而,与上述示例不同,参考触摸机构508可以例如取决于特定应用而被改变。例
如,再次考虑上文参考图1、2A、2B和2C描述的场景,其中用户正在进行一小时的演讲。通过
固定的参考触觉机构108,参考触觉机构以1/4L增量被布置,藉此对应于15?#31181;?#38388;隔。如图6
所例示的,尽管参考触觉机构608可以被类似地在设备600上间隔开,但是用户可能偏好知
晓何?#34987;?#21097;余5?#31181;印?0?#31181;?#25110;15?#31181;?#25110;者何时过了10?#31181;?#21644;剩余10?#31181;?#31561;等。在本公开的
实?#31181;校?#29992;户可以能够例如经由用户界面或应用界面来确定参考触觉机构的位置。相应地,
在一些示例中,参考触觉机构仅仅在事件历时期间存在,而在其他时间无法被感知。因而,
在演讲的示例中,参考触觉机构508将在会议历时期间被感知到,并且主动触觉部分将随着
时间流逝而改变。与其中参考触觉机构被固定的先前示例相反,在会议之前和之后,参考触
觉机构可以完全不被感知。

尽管设备600被例示为在界面表面上并排的显示主动触觉部分610和参考触觉机
构608,但也构想了其他布置。例如,主动触觉部分610和参考触觉机构608可以交叠。在一些
示例中,参考触觉机构可以?#30001;?#23436;全横跨界面表面(例如,在界面表面的对向横向边缘之
间),并且主动触觉部分的面积将增大以最终覆盖整个界面表面。在这一示例中,参考触觉
机构可以提供第一触觉感知,而主动触觉部分可具有不同的触觉感知。在一些示例中,参考
触觉机构和主动触觉部分的触觉感知可以是相同的,但在交叠区域处存在更强的强度以允
许用户在包括参考触觉机构的区域与不包括参考触觉机构的区域之间进行分辨。

因而,参考图6描述的示例构想了可调整参考触觉机构,例如,因应用或使用而异
的参考触觉机构。其他类型的可调整或参考触觉机构也可或替换地被使用。例如,类似上述
参考触觉机构108的物理参考触觉机构在设备上可以是可移动的。在一种实?#31181;校?#21442;考触觉
机构中的一者或多者被布置在轨道或滑块上,该轨道或滑块允许用户对相应触觉机构的相
对位置的操纵。在其他示例中,参考触觉机构可以被提供在外套或皮肤上,该外套或皮肤能
够被选择性地耦合至纳入该触觉显示器的设备。以此方式,用户可具有多个皮肤或外套,每
一皮肤或外?#23376;?#20110;不同用?#23613;?#22312;还有一些其他实?#31181;校?#33268;动器或类似物可以被提供在例如
设备的外壳中,该致动器是可致动的以使外壳在物理上变?#26410;?#32780;创建参考触觉机构。因而,
在一些示例中,致动器可以在外壳的表面上创建选择性表面特征。

主动触觉部分(以及参考触觉机构,当被提供在界面表面上时)可产生自调节用户
界面表面处的表面摩擦。在其他实?#31181;校?#20027;动触觉部分和/或参考触觉机构还可产生自界面
表面处的物理改变。例如,一些常规触觉显示器使用聚合上盖,该聚合上盖能够被确定轮廓
以创建界面表面处的不断改变的地形。这一触觉技术可替换地被使用或者与上述摩擦技术
相组合地被使用。

图7是电子设备(诸如图1的电子设备100)的说明性示意图。电子设备700可以是被
配置成包括多个触觉输出的计算设备。

设备700在图1-6中被例示为表示可穿戴设备,诸如腕上佩戴设备,但是该设备可
以表示任何数目的电子设备,包括但不限于,膝上型计算机、台式计算机、智能电话、电子阅
读器设备、移动手持机、个人数?#31181;?#29702;(PDA)、便携式导航设备、便携?#25509;?#25103;设备、游戏控制
台、平板计算机、便携式媒体播放器等。在一些实例中,设备102可以包括移动设备,而在其
他实例中,设备102可以包括固定设备。

设备700可以装备有一个或多个处理器702、存储器704、包括界面表面708的显示
器706、用户控件710和/或一个或多个传感器712。尽管未在图7中示出,但是设备700也可以
包括或与下列各项相关联:一个或多个网络接口、功率源、其他输入和/或输出外围设备(例
如鼠标、非集成键盘、操纵杆、话筒、相机、扬声器、打印机等等)和/或通常与计算设备相关
联的其他元件。设备700的上面的组件中一些或全部,不论是被示出还是未被设备,都可以
彼此组合和/或以其他方式通过一个或多个总线或其他已知手段连接。这样的连接在图7中
示意性地示出。

一个或多个处理器702可以包括中央处理单元(CPU)、图?#26410;?#29702;单元(GPU)、微处理
器等等。可替代地或附加地,处理器702可以包括一个或多个?#24067;?#36923;辑组件。例如、但非限
制,可使用的?#24067;?#36923;辑组件的说明性类型包括现场可编程门阵列(FPGA)、程序专用的集成
电路(ASIC)、程序专用的标准产品(ASSP)、片上系统系统(SOC)、复杂可编程逻辑器件
(CPLD)、等等。处理器702可以可操作地连接到和/或以其他方?#25509;?#22312;此所述的设备700的存
储器704和/或其他组件通信。在一些实施例中,处理器702也可以包括板载存储器,该板载
存储器被配置为存储与处理器702的各个操作和/或功能相关联的信息。

存储器704可以包括可操作地连接到处理器702的计算机可读介质之一或其组合。
计算机可读介质可包括计算机存储介质和/或通信介质。计算机存储介质包括以用于存储
如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息的任何方法或技术实现的?#36164;?br />性和?#19988;资?#24615;、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括但不限于,相变存储器
(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存
储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、?#38142;?#25110;其他存储器技
术、光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)或其它光存储、磁带?#23567;?#30913;带、?#25490;?#23384;储
或其它磁存储设备、或可用于存储由计算设备访问的信息的任何其他非传输介质。相反,通
信介质在诸如载波的已调制数据信号或其他传输机制中体现计算机可读指令、数据结构、
程序模块或其他数据。如本文中所定义的,计算机存储介质不包括通信介质。

设备700可以通过一个或多个网络(未示出)与一个或多个类似设备、服务器、服务
提供者或其他类似组件通信。所述一个或多个网络可以包括多种不同类型的网络中的任一
个或其组合,诸如蜂窝网络、无线网络、局域网(LAN)、广域网(WAN)、个域网(PAN)和因特网。
附加地,服务提供者可以向设备700提供一个或多个服务。服务提供者可以包括一个或多个
计算设备,比如一个或多个台式计算机、膝上型计算机、服务器等等。所述一个或多个计算
设备可以被配置在群集、数据中心、云计算环境或其组合中。在一个示例中,所述一个或多
个计算设备提供云计算资源,包括在设备700远程操作的计算资源、存储资源等。

存储704可以包括被配置为一个或多个“模块”的软件功能。为了?#33268;?#30340;目的,术语
“模块”旨在代表软件的示例划分,不旨在代表任何类型的需求,或所需方法、方式或组织。
因此,当?#33268;?#21508;种“模块”时,它们的功能和/或类似功能可被不同地安排(例如,组合成更少
数量的模块,打破为更多数量的模块等)。另外,尽管某些功能和模块在此被描述为是由处
理器104执行的软件和/或固件?#35789;?#29616;的,但是在其他实施例中,所述模块中的任何或全部
模块都可以完全或部分地由设备700的其他?#24067;?#32452;件?#35789;?#29616;(例如作为ASIC、专用处理单元
等)以执行所期望的功能。在一些实例中,功能和/或模块被实现为操作系统的一部分。在其
他实例中,功能和/或模块被实现为设备驱动器的一部分(例如用于触摸表面的驱动器)、固
件等等。模块(无论被表征为软件、固件还是其他)最终用?#24067;词?#29616;在例如被编程的处理
器、FPGA、或其他电路中,并且这一?#24067;?#21487;以位于?#38236;?#35774;备中或远程位置(诸如数据中心)
中。如图7中所例示的,存储器704可包括触觉输出模块714和用户界面模块716。尽管未在图
7中示出,但是在附加的实施例中,存储器704可以附加地或替代地包括一个或多个附加模
块。尽管在图7的架构中,模块714、716被示为被包括在设备700中,但是可替代地,模块714、
716和/或与设备700相关联的其它模块可以被包括在服务提供者或上述网络中。因此,在一
些实例中,设备700可以充当接收用户输入和输出内容的输入/输出设备,而服务提供者执
行用于分类用户输入、学习信息和其他操作的功能。

触觉输出模块714可以控制来自设备702的触觉输出。例如,触觉输出模块714被例
示为包括或以其他方?#25509;?#20027;动触觉控制器718相关联,主动触觉控制器718控制上文详?#35813;?br />述的主动或不断改变的触觉输出。主动触觉控制器718可以控制能够在设备700的界面表面
708处被感知的主动触觉输出的形状、历时、强度和/或其他特征。在一些实施例中,诸如结
合图6A-6C描述的示例,触觉输出模块714还可包括或以其他方?#25509;?#21442;考触觉控制器720相
关联。例如,参考触觉控制器720可以控制可配置参考触觉机构的形状、位置和/或其他特征
或特性。在一些实?#31181;校?#20195;替包括主动触觉控制器718和参考触觉控制器720,单个触觉控制
器可以控制主动和参考触觉输出两者。

用户界面模块716可以接收用户输入以例如通知触觉输出模块的正常运作。例如,
经由用户界面模块,用户可以选择使用本公开的触觉输出功能的应用。在一些示例中,用户
可以选择计时器应用以执行各种功能,诸如上文参考图2A-2C描述的计时功能。用户还可设
置会议的历时。同样经由用户界面模块,用户可以对联系人排定优先级,例如以用于上文参
考图3A和3B描述的应用。

用户界面模块可以经由与触摸表面的交互来接收用户输入,该触摸表面可以是与
显示器706相关联的界面表面708和/或某一其他输入设备。触摸表面可以包括被配置为检
测触摸接触的任何类型的数?#21482;?#20202;。该检测可以基于电容、光学或任何其他感测技术。在一
个示例中,触摸表面包括触摸垫(亦称跟踪垫),其具有触觉传感器以感测(对接触区的)触
摸、压力和/或力。可替代地或附加地,触摸表面可以包括触摸屏。在一些实例中,触摸表面
可以被实现为包括触摸垫和鼠标的设备(例如处于设备700外部或与设备700集成的组合触
摸垫-鼠标设备)。另外,在一些实例中,触摸表面可以被实现为被配置为显示内容的触摸
屏显示器,而触摸垫可以不被配置为显示内容。

显示器706可以用人类可读格式向用户呈现内容。显示器706可以是反射式的、发
射式的、或这两者的组合。反射式显示器利用入射光并且包括电泳显示器、干涉测量调制器
显示器、胆甾型显示器等。发射式显示器不?#35272;?#20110;入射光,并且转而发射光。发射式显示器
包括背光液晶显示器、时间多路光闸显示器、发光二极管显示器等。当存在多个显示器时,
这些显示器可以具有相同类型或不同类型。例如,一个显示器可以是电泳显示器,而另一显
示器可以?#19988;?#26230;显示器。

显示器在示例实施例中以一般地矩形配置来示出。然而,要理解的是,显示器可以
以任何形状?#35789;?#29616;,并且可具有任何高宽?#21462;?#21516;样,出于样式或设计目的,显示器可以被曲
线化或以其他方式非线性地成形。此外,显示器可以是柔性的,并且被配置成折叠或滚动。

此外,本公开的一个益处可以是用户能够在不看向电子设备的情况下与该设备交
互。在一些示例中,设备可以完全不包括视觉显示器。因而,在上述示例中,显示器706可以
仅用于提供触觉输出。为了便于使用和交互,此类设备可以与包括视觉显示器的设备同步
或者以其他方?#25509;?#21253;括视觉显示器的设备通信。

用户控件710可以是用户能够经由其与设备700交互的任何设备。用户控件710可
包括但不限于,小键盘、键盘、导航键、功率控制按钮、触摸垫等等。用户控件处的用户输入
可以被用户界面模块716使用。

传感器712可包括感测环?#31243;?#20214;的其他特征或机制。例如,传感器可包括惯?#28304;?#24863;
器(例如,加速度计、陀螺仪、里程表)、位置传感器(例如,GPS)、健康传感器(例如,心律监视
器等)等。来自这些传感器的数据可以被收集并且经由设备(例如,由主动触觉表示)被传达
给用户。

图8是例示出经由电子设备(诸如上述设备)上的触觉机构向用户传达信息的过程
800的框图。

在802,过程800提供多个参考触觉机构。参考触觉机构可以被提供为能够通过触
摸被感知的设备上的特征。参考触觉机构可以是物理特征,诸如形成在设备表面上的凸起、
凹陷、表面抛光等。在其他实?#31181;校?#21442;考触觉机构可包括在用户接触触觉显示器表面之际能
够被用户感知的触觉输出。参考触觉机构可提供用户可用来相对于设备定向他或她对触摸
的感觉的环境或上下文。

在804,过程800可任选地接收用户输入。用户输入可以选择要由设备执行的应用。
此外,接收到的用户输入可以诸如通过定义要使用设备为其定时的会议的历时、通过接受
用户对联系人或通讯类型的分类、和/或通过建立其他偏好或指令为应用设置参数。

在806,过程800控制主动触觉区域。主动触觉区域被确定大小、形状、定位等以向
用户传达信息。在上文详?#35813;?#36848;的示例中,该信息可包括与时间有关的信息,诸如事件中流
逝的/剩余的时间量,或者与时间无关的信息,诸如接收到通讯的指示以及关于该通讯的附
?#26377;?#24687;。主动触觉区域与802处提供的参考触觉机构能够并发地辨别以将完整信息传达给
用户。

示例条款

A:一种电子设备,包括:主动触觉显示器,包括被布置成用于用户接触的界面表
面;主动触觉控制器,被配置成生成经由界面表面处的用户接触能够被感知的不断改变的
触觉反馈;以及参考触觉机构,被布置成用于与界面表面处的用户接触并发的用户接触,该
参考触觉机构提供与不断改变的触觉反馈有关的信息。

B:如段落A所述的电子设备,其中该主动触觉控制器通过调节界面表面处的表面
摩擦来生成不断改变的触觉反馈。

C:如段落A或段落B所述的电子设备,其中该主动触觉显示器包括玻璃基板以及布
置在该玻璃基板周界周围或布置在玻璃基板上的导电层和绝缘层周围的多个压电致动器。

D:如段落A到C中的任一者所述的电子设备,其中不断改变的触觉反馈包括第一触
觉反馈,而参考触觉机构包括经由与界面表面的用户接触能够被感知的第二触觉反馈。

E:如段落A到D中的任一者所述的电子设备,进一步包括外壳,其中该主动触觉显
示器被布置在外壳中并且参考触觉机构被布置在外壳上。

F:如段落A到E中的任一者所述的电子设备,其中外壳包括用于将电子设备维持在
用户手腕上的带,而参考触觉机构被布置在外壳中靠近界面表面的一侧上。

G:一种电子设备,包括:

外壳;

显示器,被布置在该外壳中并且包括被布置成用于用户接触的界面表面,该界面
表面包括提供与时间有关的触觉输出的第一触觉机构;以及

第二触觉机构,被布置在该外壳或界面表面上,并且提供与时间无关的触觉输出,
该与时间无关的触觉输出与该与时间有关的触觉输出有关。

H:如段落G所述的电子设备,其中该显示器包括玻璃片,并且第一触觉机构调节该
玻璃片的表面摩擦。

I:如段落G或段落H所述的电子设备,其中第二触觉机构包括布置在外壳中的凸起
或凹陷。

J:如段落G到I中的任一者所述的电子设备,进一步包括外套,该外套至少部分地
覆盖该外壳并且其中该外套包括第二触觉机构。

K:如段落G到J中的任一者所述的电子设备,其中第二触觉机构包括多个第二触觉
机构。

L:如段落G到K中的任一者所述的电子设备,其中多个第二触觉机构被彼此隔开。

M:如段落G到L中的任一者所述的电子设备,其中多个第二触觉机构包括具有至少
两个不同的表面纹理的触觉机构。

N:如段落G到M中的任一者所述的电子设备,其中第一触觉机构被耦合至触觉控制
器,该触觉控制器被配置成相对于多个第二触觉机构中的每一者来改变与时间有关的触觉
输出。

O:一种经由电子设备来传达信息的方法,该电子设备具有被布置成用于用户接触
的界面表面,该方法包括:在第一时间生成能够通过与界面表面的用户接触被感知的第一
触觉输出;在第二时间生成能够通过与该界面表面的用户接触被感知的第二触觉输出;以
及在第一时间和在第二时间提供一个或多个参考触觉机构,该一个或多个参考触觉机构被
布置成用于与界面表面的该用户接触并发的用户接触。

P:如段落O所述的方法,其中生成第一主动触觉输出以及生成第二主动触觉输出
包括调节界面表面处的表面摩擦。

Q:如段落O或段落P所述的方法,其中提供一个或多个参考触觉机构包括生成能够
由用户经由与界面表面的用户接触被感知的第三触觉输出。

R:如段落O到Q中的任一者所述的方法,其中在第一时间之前以及在第二时间之
后,该第三触觉输出无法被用户感知。

S:如段落O到R中的任一者所述的方法,其中该一个或多个参考触觉机构包括外壳
上的表面特征。

T:如段落O到S中的任一者所述的方法,其中表面特征包括以下各项中的至少一
者?#21644;?#36215;、凹陷、或表面纹理。

结语

虽然已经用对结构特征和/或方法动作专用的语言描述了各项技术,但是应该理
解,所附权利要求不必限于所述的特征或动作。相反,这些特征和动作是作为实现这些技术
的示例形式而描述的。

示例过程的操作在单独的框中示出,并且参考这些框来概括。这些过程被示为逻
辑框流,其每个框可表示可用?#24067;?#36719;件或其组合实现的一个或多个操作。在软件的上下文
中,这些操作表示存储在一个或多个计算机可读介质上的计算机可执行指令,这些指令在
由一个或多个处理器执行时使得一个或多个处理器执行既定操作。一般而言,计算机可执
行指令包括执行特定功能或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、模块、组件、数据结
构等。描述操作的次序并不旨在解释为限制,并且任何数量的所述操作可以按任?#26410;?#24207;执
行、按任?#26410;?#24207;进行组合、细分成多个子操作、和/或并行执行,以实现所描述的过程。可由
与一个或多个设备102和/或108相关联的资源(诸如一个或多个内部或外部CPU或GPU)和/
或?#24067;?#36923;辑的一个或多个片段(诸如FPGA、DSP或其他类型的加速器)来执行所描述的过程。

上述所有方法和过程可以用由一个或多个通用计算机或处理器执行的软件代码
模块来具体化,并且可经由这些软件代码模块来完全自动化。这些代码模块可以存储在任
何类型的计算机可执行存储介质或其他计算机存储设备中。这些算法中的某些或全部可另
选地用专用计算机?#24067;?#26469;具体化。

除非另外具体声明,否则在上下文中可以理解条件语言(诸如“能”、“能够”、“可
能?#34987;頡?#21487;以”)表示特定示例包括而其他示例不包括特定特征、元素和/或步骤。因此,这样
的条件语言一般并非旨在暗示某些特征、元素和/或步骤以任何方式对于一个或多个示例
是必需的,或者一个或多个示例必然包括用于在有或没有用户输入或提示的情况下决定某
些特征、元素和/或步骤是否包括在任何特定示例中或将在任何特定示例中被执行的逻辑。
除非另外具体声明,应理解联合语言(诸如短语“X、Y或Z中至少一个”)表示项、术语等可以
是X、Y或Z中的任一者、或其组合或子组合。

本文所述和/或附图中描述的流程图中任何例程描述、元素或框应当被理解成潜
在地表示包括用于实现该例程中具体逻辑功能或元素的一个或多个可执行指令的代码的
模块、片段或部分。替代实现被包括在本文描述的示例的范围内,其中各元素或功能可被删
除,或与所示出或?#33268;?#30340;顺序不一致地执行,包括基本上同步地执行或按相反顺序执行,这
取决于所涉及的功能,如本领域技术人也将理解的。应当强调,可对上述示例作出许多变型
和修改,其中的元素如同其他可接受的示例那样应被理解。所有这样的修改和变型本文旨
在被包括在本公开的范围内并且由所附权利要求书保护。

关于本文
本文标题:作为主动触觉机构的参考的被动触觉机构.pdf
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