基于静电触觉的用户输入元件制造技术

本公开涉及基于静电触觉的用户输入元件。一种用户输入元件，包括：具有第一电容式表面的第一部件、具有被配置为相对于第一电容式表面可移动的第二电容式表面的第二部件、以及位于第一电容式表面和第二电容式表面之间的绝缘体，使得当第二电容式表面相对于第一电容式表面从第一位置移动到第二位置时，生成触觉效果。该用户输入元件可以是触觉反馈接口系统的一部分，该触觉反馈接口系统被配置为提供触觉效果给操作该系统的用户。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术针对基于静电触觉的用户输入元件以及包括这种元件的触觉反馈接口系统。
技术介绍
创建用于用户输入元件的动觉型触觉效果的一个挑战是用于创建这种触觉效果的致动器所占的体积，其中该用户输入元件诸如操纵杆、触发器、按钮、鼠标滚轮以及键盘键。期望以减小的体积形状因数开发出用户输入元件(诸如制动器)，其允许动觉式的触觉效果，从而使得用户输入元件服从于在移动外围设备和其他触觉反馈接口系统中发现的空间限制。
技术实现思路
依据本专利技术的一个方面，提供了一种用户输入元件，包括：具有第一电容式表面的第一部件，具有被配置为相对于第一电容式表面可移动的第二电容式表面的第二部件，以及位于第一电容式表面和第二电容式表面之间的绝缘体，使得当第二电容式表面相对于第一电容式表面从第一位置移动到第二位置时，生成静电触觉效果。在用户输入元件的一个实施例中，第一部件包括限定第一电容式表面的第一电极，第二部件包括限定第二电容式表面的第二电极。在用户输入元件的一个实施例中，通过电压生成器施加电压差到第一电极和第二电极，以生成第一电容式表面和第二电容式表面。在用户输入元件的一个实施例中，第一部件包括该绝缘体，且该绝缘体覆盖第一电极。在用户输入元件的一个实施例中，第二部件包括该绝缘体，且该绝缘体覆盖该第二电极。在用户输入元件的一个实施例中，第一电极被固定在适当的位置中。在用户输入元件的一个实施例中，用户输入元件还包括弹性元件，该弹性元件被配置为将第二电容式表面偏置在第一位置中。在用户输入元件的一个实施例中，第一部件包括限定第一电容式表面的多个第一电极，以及第二部件包括限定第二电容式表面的多个第二电极。在用户输入元件的一个实施例中，当通过电压生成器施加电压到所述多个第一电极和所述多个第二电极以生成第一电容式表面和第二电容式表面时，生成静电触觉效果。在用户输入元件的一个实施例中，用户输入元件是键盘的键。在用户输入元件的一个实施例中，用户输入元件是鼠标的按钮。在用户输入元件的一个实施例中，用户输入元件是操纵杆。在用户输入元件的一个实施例中，用户输入元件是游戏外围设备上的按钮、触发器或操纵杆。依据本专利技术的一个方面，提供了一种触觉反馈接口系统，其被配置为提供触觉效果给操作该系统的用户。该系统包括含有处理器的计算机，被配置为显示从计算机输出的图像的显示器，被配置为对在显示器上显示的对象或将要在显示器上显示的对象进行操纵的用户元件。该用户元件包括：具有第一电容式表面的第一部件，具有被配置为相对于第一电容式表面可移动的第二电容式表面的第二部件，以及位于第一电容式表面和第二电容式表面之间的绝缘体，使得当第二电容式表面相对于第一电容式表面从第一位置移动到第二位置时，生成静电触觉效果。在触觉反馈接口系统的一个实施例中，该系统还包括操作地连接到计算机的键盘，以及用户输入元件是键盘的键。在触觉反馈接口系统的一个实施例中，该系统还包括操作地连接到计算机的用户输入装置，以及用户输入元件是用户输入装置的按钮。在触觉反馈接口系统的一个实施例中，该用户输入装置是计算机鼠标。在触觉反馈接口系统的一个实施例中，该系统是游戏系统，以及用户输入元件是操作地连接到计算机的操纵杆。在触觉反馈接口系统的一个实施例中，该系统还包括操作地连接到计算机的游戏外围设备，以及用户输入元件是游戏外围设备上的按钮、触发器或操纵杆。本专利技术的这些及其他方面、特征和特性，以及操作方法、结构相关元件的功能、各部件的组合和制造经济性，在考虑了参照附图的下文描述以及权利要求后将变得更加明晰，上述全部都形成本说明书的一部分。然而，需要清楚理解的是，附图仅是为了说明和描述的目的，而不旨在作为本专利技术限制的限定。如在说明书和权利要求中使用的，单数形式的“一”、“一个”以及“该”包括复数指示物，除非上下文清楚地指明其他情况。附图说明为了强调本专利技术的一般原理，阐明了下图中的组件，这些组件不必定按比例画出。为了连贯性和清楚性，指定相应组件的参考字符根据需要而贯穿附图被重复。图1说明了体据本专利技术的实施例的触觉反馈接口系统；图2说明了依据本专利技术的实施例的触觉反馈接口系统；图3说明了依据本专利技术的实施例的触觉反馈接口系统；图4说明了图3的触觉反馈系统的游戏外围设备的实施例的更详细的视图；图5A和5B示意性地说明了依据本专利技术实施例的图1-3的系统的基于静电触觉的用户输入元件的横截面；图6A和6B示意性地说明了依据本专利技术实施例的图1-3的系统的静电触觉用户输入元件的横截面；图7示意性地说明了依据本专利技术实施例的图1-3的系统的基于静电触觉的用户输入元件的横截面；图8A和8B示意性地说明了依据本专利技术实施例的图1-3的系统的基于静电触觉的用户输入元件的横截面；以及图9A和9B示意性地说明了依据本专利技术实施例的图1-3的系统的基于静电触觉的用户输入元件的横截面。具体实施方式图1说明了依据本专利技术的实施例的触觉反馈接口系统100。如所说明的，系统100包括主机计算机120、显示器140、键盘160以及计算机鼠标180。系统100被配置为允许用户基于键盘160和/或鼠标180的用户操作以提供输入给主机计算机120。依据本专利技术的实施例，系统100进一步被配置为响应于键盘160和/或鼠标180的用户操作而向用户提供触觉反馈，如下文进一步详细描述的。键盘160包括壳体162以及键164或按钮形式的多个用户输入元件。公知的是，用户可以通过按压键盘160的键164来提供输入给计算机120。如此处使用的，“按压”键164意味着包括物理接触预定义的键或区域以提供输入信号给计算机120或其他控制器的任何动作，并且还可以包括从静止位置物理地移动键164到压下的位置，接触感测用户接触的预定义的区域等。键盘160可以是带有超过100个键的完整尺寸的键盘，如图1所示，或者较小版本的，诸如用在图2中所示的便携式触觉反馈接口系统200中的键盘类型。可以使得诸如数字键盘、便携式键盘、智能电话以及个人数字助理(PDA)上的键盘等的其他键盘能够具有依据此处描述的实施例的本专利技术的各方面。键盘160通过总线190耦合到计算机120，总线190在键盘160和计算机120之间传递信号，还提供电源给键盘160。当键盘160和计算机120之间有物理连接时，总线190可以是例如USB或火线总线。在一个实施例中，键盘160可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用户输入元件，包括：具有第一电容式表面的第一部件；具有被配置为能相对于第一电容式表面移动的第二电容式表面的第二部件；以及位于第一电容式表面和第二电容式表面之间的绝缘体，使得当第二电容式表面相对于第一电容式表面从第一位置移动到第二位置时，生成静电触觉效果。

【技术特征摘要】
2013.10.07 US 14/047,3001.一种用户输入元件，包括：
具有第一电容式表面的第一部件；
具有被配置为能相对于第一电容式表面移动的第二电容式表面的第二部
件；以及
位于第一电容式表面和第二电容式表面之间的绝缘体，使得当第二电容式
表面相对于第一电容式表面从第一位置移动到第二位置时，生成静电触觉效果。
2.如权利要求1所述的用户输入元件，其中第一部件包括限定第一电容式
表面的第一电极，第二部件包括限定第二电容式表面的第二电极。
3.如权利要求2所述的用户输入元件，其中通过电压生成器施加电压差到
第一电极和第二电极，以生成第一电容式表面和第二电容式表面。
4.如权利要求2所述的用户输入元件，其中第一部件包括所述绝缘体，并
且所述绝缘体覆盖第一电极。
5.如权利要求2所述的用户输入元件，其中第二部件包括所述绝缘体，并
且所述绝缘体覆盖第二电极。
6.如权利要求2所述的用户输入元件，其中第一电极被固定在适当的位置
中。
7.如权利要求1所述的用户输入元件，其中第一部件包括限定第一电容式
表面的多个第一电极，并且第二部件包括限定第二电容式表面的多个第二电极。
8.如权利要求7所述的用户输入元件，其中当通过电压生成器施加电压到
所述多个第一电极和所述多个第二电极以生成第一电容式表面和第二电容式表
面时，生成静电触觉效果。
9.如权利要求1所述的用户输入元件，进一步包括被配置为使第二电容式
表面偏置在第一位置中的弹性元件。
10.如权利要求1所述的用户输入元件，其中所述用户输入元件是键盘的
键。
11.如权利要求1所述的用户输入元件，其中所述用户输入元件是用户输
入装置的按钮。
12.如权利要求11所述的用户输入元件，其中所述用户输入装置是计算机
鼠标。
13.如权利要求1所述的用户输入元件，其中所述用户输入元件是操纵杆。
14.如权利要求1所述的用户输入元件，其中所述用户输入元件是游戏外
围设备上的按钮、触发器或操纵杆。
15.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·A·格兰特，D·G·帕克，
申请(专利权)人：意美森公司，
类型：发明
国别省市：美国;US