触觉附属装置制造方法及图纸

本公开涉及触觉附属装置，该触觉附属装置可用于虚拟现实(VR)或增强现实(AR)环境。触觉附属装置包括适于被附接到物理对象的适形体、触觉输出设备、配置成跟踪触觉附属装置的运动的运动传感器、无线通信接口单元、处理器和电源。无线通信单元被配置为将传感器信息从运动传感器无线传递到被配置为执行提供VR或AR环境的应用的计算机系统，并且从计算机系统接收指示触觉附属装置将输出触觉效果的信号，其中触觉输出设备被配置为基于该信号输出触觉效果。

Tactile appendages

The present disclosure relates to tactile appendages which can be used in virtual reality (VR) or augmented reality (AR) environments. Tactile appendages include Conformals suitable for attachment to physical objects, tactile output devices, motion sensors configured to track the motion of tactile appendages, wireless communication interface units, processors and power supplies. The wireless communication unit is configured to wirelessly transmit sensor information from a motion sensor to a computer system configured to perform an application providing a VR or AR environment, and to receive from the computer system a signal indicating that the tactile appendage device will output a tactile effect, in which the tactile output device is configured to output a tactile effect based on the signal.

【技术实现步骤摘要】
触觉附属装置
本专利技术涉及一种可附接到物理对象的触觉附属装置(hapticaccessoryapparatus)，并且具有在用户接口、游戏和消费电子产品中的应用。
技术介绍
随着电子用户接口系统变得越来越普遍，人类与这些系统进行交互所通过的接口质量变得越来越重要。触觉反馈或更一般地触觉效果可以通过向用户提供提示、提供特定事件的警报或提供真实反馈来改善接口的质量以在虚拟环境内创建更大的感官沉浸。触觉效果的示例包括动觉触觉效果(诸如主动和阻力反馈)、振动触感(vibrotactile)触觉效果和静电摩擦触觉效果。
技术实现思路
以下详细描述本质上仅是示例性的，并不意图限制本专利技术或本专利技术的应用和用途。此外，不意图受前述
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技术介绍
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技术实现思路
或以下详细描述中呈现的任何明示或暗示的理论的约束。本文的实施例的一个方面涉及用于虚拟现实(VR)或增强现实(AR)环境的触觉附属装置。触觉附属装置包括适于被附接到物理对象的适形体(conformablebody)、设置在适形体上或中的触觉输出设备、设置在适形体上或中并且被配置为跟踪触觉附属装置的运动的运动传感器、和无线通信接口单元(和/或有线通信接口单元)。无线通信单元被配置为将传感器信息从运动传感器无线传递到被配置为执行提供VR或AR环境的应用的计算机系统，并且从计算机系统接收指示触觉附属装置将输出触觉效果的信号，其中触觉附属装置的触觉输出设备被配置为基于该信号输出触觉效果。触觉附属装置还包括处理器和电源。处理器设置在适形体上或中并且至少与触觉输出设备、运动传感器和无线通信接口单元进行通信。电源设置在适形体上或中并被配置为至少向触觉输出设备、处理器和无线通信接口单元供电。在实施例中，适形体由柔性层形成，并且可重新配置以适合不同物理对象的不同形状。在实施例中，触觉附属装置还包括设置在适形体上的用户输入元件，其中用户输入元件是触发器和操纵杆中的至少一个，其中用户输入元件与处理器通信。在实施例中，触觉附属装置被配置为在触觉附属装置被附接到物理对象时，向物理对象提供手持控制器功能和触觉功能。在实施例中，适形体被配置为缠绕在物理对象的至少一部分周围。在实施例中，适形体包括弹性材料，该弹性材料被配置为弹性拉伸以配合在物理对象的至少一部分周围。在实施例中，适形体形成具有环形的弹性带。在实施例中，触觉附属装置还包括一个或多个附加传感器，该一个或多个附加传感器被配置为感测适形体的拉伸和弯曲中的至少一个，其中处理器被配置为基于来自一个或多个附加传感器的信号确定物理对象的估计尺寸和估计形状中的至少一个。在实施例中，触觉输出设备是静电摩擦(ESF)致动器，其被配置为基于来自计算机系统的信号来模拟纹理。在实施例中，触觉输出设备是压电致动器，其被配置为基于来自计算机系统的信号输出振动触感触觉效果。在实施例中，触觉输出设备是超声触觉致动器和热生成器中的至少一个。在实施例中，由运动传感器输出的传感器信息指示触觉附属装置的位置和取向中的至少一个。在实施例中，适形体是柔性的并且由聚合材料形成，并且其中处理器、触觉输出设备、电源、运动传感器和无线通信接口单元嵌入聚合材料中。在实施例中，触觉附属装置的运动传感器包括加速计、惯性测量单元(IMU)和陀螺仪中的至少一个。本文的实施例的一个方面涉及用于提供虚拟现实(VR)或增强现实(AR)环境的支持触觉的系统。该系统包括计算机系统和触觉附属装置。该计算机系统包括第一处理器和显示设备，其中第一处理器被配置为执行提供VR或AR环境的应用，并且显示设备被配置为显示VR或AR环境。触觉附属装置包括适形体，其适于附接到在从触觉附属装置分离时不具有手持控制器功能的物理对象，并且其中触觉附属装置被配置为在触觉附属装置附接到物理对象时为物理对象提供手持控制器功能。触觉附属装置还包括触觉输出设备、运动传感器、无线通信接口单元、第二处理器和电源。触觉输出设备设置在适形体上或中。运动传感器设置在适形体上或中并配置为跟踪触觉附属装置的运动。无线通信接口单元被配置为与计算机系统进行无线通信。第二处理器设置在适形体上或中并与触觉输出设备、运动传感器和无线通信接口单元进行通信。电源设置在适形体上或中并被配置为至少向触觉输出设备、第二处理器和无线通信接口单元供电。计算机系统的第一处理器被配置为：从触觉附属装置的运动传感器经由其无线通信接口单元接收传感器信息，基于传感器信息控制VR或AR环境的虚拟对象，确定将生成与虚拟对象相关联的触觉效果，并且经由无线通信接口单元向第二处理器传递信号，其中该信号指示该触觉附属装置将生成该触觉效果，并且该触觉附属装置的触觉输出设备被配置为基于该信号输出触觉效果。在实施例中，适形体是柔性的并且由聚合材料形成，并且可重新配置以适合不同物理对象的不同形状，并且其中处理器、触觉输出设备、电源、运动传感器和无线通信接口单元嵌入聚合材料中。在实施例中，传感器信息指示触觉附属装置的位置和取向中的至少一个，并且其中第一处理器被配置为基于传感器信息改变显示设备上的虚拟对象的显示位置和取向中的至少一个。在实施例中，第一处理器被配置为在计算机系统的存储器中将多个物理对象中的一个物理对象与虚拟对象相关联。在实施例中，虚拟对象具有要在显示设备上显示的形状，其中第一处理器被配置为通过确定多个物理对象中的物理对象的形状与虚拟对象的形状大体上相同，来确定该物理对象将与虚拟对象相关联。在实施例中，支持触觉的系统还包括与第一处理器进行通信的相机，其中第一处理器被配置为基于相机捕获的图像来确定多个物理对象中的物理对象的形状与虚拟对象的形状大体上相同。在实施例中，第一处理器还被配置为使显示设备显示触觉附属装置应该手动附接到多个物理对象中的物理对象的指示。在实施例中，多个物理对象中的物理对象是多个物理对象中的第一物理对象和第二物理对象，并且触觉附属装置被配置为附接到第一物理对象和第二物理对象中的每一个。第一处理器被配置为检测从触觉附属装置附接到第一物理对象到触觉附属装置附接到第二物理对象的改变，并且被配置为在计算机系统的存储器中将虚拟对象的关联从与第一物理对象相关联改变成与第二物理对象相关联。在实施例中，触觉附属装置还包括一个或多个附加传感器，其被配置为感测触觉附属装置的适形体的拉伸和弯曲中的至少一个，其中第二处理器被配置为基于来自一个或多个附加传感器的附加传感器信息来确定多个物理对象中的物理对象的估计尺寸和估计形状中的至少一个，并将物理对象的估计尺寸和估计形状中的至少一个传递到第一处理器。在实施例中，指示触觉附属装置将生成触觉效果的信号指示触觉效果的强度、频率和类型中的至少一个，并且其中第一处理器被配置为基于物理对象的估计尺寸和估计形状中的至少一个来确定信号中指示的强度、频率和类型中的至少一个。在实施例中，指示触觉附属装置将生成触觉效果的信号指示触觉效果的强度、频率和类型中的至少一个，并且其中第一处理器被配置为基于虚拟对象的虚拟质量、虚拟形状、虚拟尺寸和虚拟温度中的至少一个来确定信号中指示的强度、频率和类型中的至少一个。在实施例中，触觉附属装置的触觉输出设备是触觉附属装置的多个触觉输出设备之一，并且其中由第一处理器生成的信号指示多个触觉输出设备中的哪一个或哪多个触觉输出设备要输出触觉效果。在实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于虚拟现实(VR)或增强现实(AR)环境的触觉附属装置，所述触觉附属装置包括：适形体，适于被附接到物理对象；触觉输出设备，设置在所述适形体上或所述适形体中；运动传感器，设置在所述适形体上或所述适形体中并且被配置为跟踪所述触觉附属装置的运动；无线通信接口单元，被配置为：将传感器信息从所述运动传感器无线传递到被配置为执行提供VR或AR环境的应用的计算机系统，并且从所述计算机系统接收指示所述触觉附属装置将输出触觉效果的信号，其中所述触觉附属装置的所述触觉输出设备被配置为基于所述信号输出所述触觉效果；处理器，设置在所述适形体上或所述适形体中并且至少与所述触觉输出设备、所述运动传感器和所述无线通信接口单元进行通信；和电源，设置在所述适形体上或所述适形体中并且被配置为至少向所述触觉输出设备、所述处理器和所述无线通信接口单元供电。

【技术特征摘要】
2017.11.22 US 15/820,9901.一种用于虚拟现实(VR)或增强现实(AR)环境的触觉附属装置，所述触觉附属装置包括：适形体，适于被附接到物理对象；触觉输出设备，设置在所述适形体上或所述适形体中；运动传感器，设置在所述适形体上或所述适形体中并且被配置为跟踪所述触觉附属装置的运动；无线通信接口单元，被配置为：将传感器信息从所述运动传感器无线传递到被配置为执行提供VR或AR环境的应用的计算机系统，并且从所述计算机系统接收指示所述触觉附属装置将输出触觉效果的信号，其中所述触觉附属装置的所述触觉输出设备被配置为基于所述信号输出所述触觉效果；处理器，设置在所述适形体上或所述适形体中并且至少与所述触觉输出设备、所述运动传感器和所述无线通信接口单元进行通信；和电源，设置在所述适形体上或所述适形体中并且被配置为至少向所述触觉输出设备、所述处理器和所述无线通信接口单元供电。2.根据权利要求1所述的触觉附属装置，其中所述适形体由柔性层形成，并且可重新配置以适合不同物理对象的不同形状。3.根据权利要求2所述的触觉附属装置，还包括设置在所述适形体上的用户输入元件，其中所述用户输入元件是触发器和操纵杆中的至少一个，其中所述用户输入元件与所述处理器通信。4.根据权利要求2所述的触觉附属装置，其中所述触觉附属装置被配置为在所述触觉附属装置被附接到所述物理对象时，向所述物理对象提供手持控制器功能和触觉功能。5.根据权利要求4所述的触觉附属装置，其中所述适形体被配置为缠绕在所述物理对象的至少一部分周围。6.根据权利要求5所述的触觉附属装置，其中所述适形体包括弹性材料，所述弹性材料被配置为弹性拉伸以配合在所述物理对象的至少一部分周围。7.根据权利要求6所述的触觉附属装置，其中所述适形体形成具有环形的弹性带。8.根据权利要求6所述的触觉附属装置，还包括一个或多个附加传感器，所述一个或多个附加传感器被配置为感测所述适形体的拉伸和弯曲中的至少一个，其中所述处理器被配置为基于来自所述一个或多个附加传感器的信号确定所述物理对象的估计尺寸和估计形状中的至少一个。9.根据权利要求1所述的触觉附属装置，其中所述触觉输出设备是静电摩擦(ESF)致动器，所述静电摩擦(ESF)致动器被配置为基于来自所述计算机系统的信号来模拟纹理。10.根据权利要求1所述的触觉附属装置，其中所述触觉输出设备是压电致动器，所述压电致动器被配置为基于来自所述计算机系统的信号输出振动触感触觉效果。11.根据权利要求1所述的触觉附属装置，其中由所述运动传感器输出的所述传感器信息指示所述触觉附属装置的位置和取向中的至少一个。12.根据权利要求1所述的触觉附属装置，其中所述适形体是柔性的并且由聚合材料形成，并且其中所述处理器、所述触觉输出设备、所述电源、所述运动传感器和所述无线通信接口单元嵌入在聚合材料中。13.一种用于提供虚拟现实(VR)或增强现实(AR)环境的支持触觉的系统，所述系统包括：计算机系统，包括第一处理器和显示设备，其中所述第一处理器被配置为执行提供VR或AR环境的应用，并且所述显示设备被配置为显示VR或AR环境；和触觉附属装置，包括：适形体，所述适形体适于被附接到在从所述触觉附属装置分离时不具有手持控制器功能的物理对象，并且其中所述触觉附属装置被配置为在所述触觉附属装置被附接到物理对象时为所述物理对象提供手持控制器功能；触觉输出设备，设置在所述适形体上或所述适形体中；运动传感器，设置在所述适形体上或所述适形体中并且被配置为跟踪所述触觉附属装置的运动；无线通信接口单元，被配置为与所述计算机系统无线通信；第二处理器，设置在所述适形体上或所述适形体中并且与所述触觉输出设备、所述运动传感器和所述无线通信接口单元进行通信；和电源，设置在所述适形体上或所述适形体中并且被配置为至少向所述触觉输出设备、所述第二处理器和所述无线通信接口单元供电，其中所述计算机系统的所述第一处理器被配置为：从所述触觉附属装置的所述运动传感器经由其无线通信接口单元接收传感器信息，基于所述传感器信息控制VR或AR环境的虚拟对象，以确定将生成与所述虚拟对象相关联的触觉效果，并且经由所述无线通信接口单元向所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·萨布恩，J·M·克鲁兹埃尔南德斯，J·马洛夫，伍黎雯，S·弗雷斯特，
申请(专利权)人：意美森公司，
类型：发明
国别省市：美国,US