电-振动触感显示器制造技术

本发明专利技术涉及电-振动触感显示器。一种单独地或者与配置成生成触觉效果的致动器或其它设备结合利用静电设备生成触觉效果的系统。该系统可以在用户接口的表面（例如显示屏幕或触垫）上生成模拟摩擦系数或纹理的触觉效果。所模拟的摩擦系数可以调整，以便传达用户接口表面上的其它属性。该系统还可以包括测量所模拟的摩擦系数与表面处阻抗的传感器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电-振动触感显示器相关申请的交叉引用本申请保护于2011年4月22提交的美国专利申请序列号13/092,269的优先权，该申请的全部内容在此引入作为参考。
本专利技术涉及电-振动触感显示器。
技术介绍
连同可视和/或音频内容一起为用户提供触觉效果的系统是已知的。一般的理解是触觉效果可以增强与内容关联的用户体验的一个或多个方面。以往的触觉系统通常只以机械振动的形式提供刺激，这会限制系统与用户的交互。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供了用于提供整体触觉效果的接口（interface）设备。接口设备包括配置成输出整体触觉效果的表面。接口设备进一步包括耦合到该表面并且配置成在该表面创建第一触觉效果的静电设备。接口设备进一步包括配置成在表面创建第二触觉效果的致动器。整体触觉效果包括第一触觉效果和第二触觉效果。根据本专利技术的一方面，提供了提供整体触觉效果的方法。该方法包括利用静电设备在接口设备的表面生成第一触觉效果并且利用致动器在该表面生成第二触觉效果。整体触觉效果包括第一触觉效果和第二触觉效果。根据本专利技术的一方面，提供了配置成通过静电显示器提供触觉效果的系统。静电显示器配置成输出，即使当表面是光滑的时候，可以在显示器的表面上模拟一定程度的摩擦或纹理的触觉效果。静电显示器可以输出不同的触觉效果，来模拟不同的摩擦系数或纹理，以便传达在显示器上绘出的拓扑（topography）。在一个实施例中，触觉效果可以模拟传达材料地形的摩擦系数或纹理。在一个实施例中，触觉效果可以模拟传达显示器一个位置的高度或深度的摩擦系数或纹理。在一个实施例中，触觉效果可以传达显示器上一个位置的数据的属性。传感器可以测量所模拟的摩擦系数并且可以基于测量到的系数调整触觉效果。根据本专利技术的一方面，提供了基于在静电显示器的表面测量到的阻抗改变触觉效果的系统。在一个实施例中，该系统测量由于用户皮肤厚度、手指大小或他们手指上的湿气含量所造成的用户手指阻抗的差别。系统为这些差别调整触觉效果，以便创造系统可能预期由两个或更多用户一贯地体验的刺激。根据本专利技术的一方面，提供了具有致动器、具有非移动效果发生器，诸如热设备，或者二者都具有的静电显示器。本专利技术的一方面涉及在除静电显示器的显示屏幕之外的表面上生成触觉效果。在一个实施例中，触觉效果可以在显示设备的侧面或背面生成，其中诸如滑动条的控制装置可以位于那里。其它表面包括例如方向盘、仪表板、操纵杆、触垫（或触控板）和遥控装置的表面。在一个实施例中，触觉效果可以在触垫上对应于显示器上位置的位置生成，以便传达显示器上所示出的特征。当参考附图考虑以下描述和所附权利要求时，本专利技术的这些与其它目标、特征和特性，及操作方法与结构和部件组合的相关元件的功能和制造的经济性，都将变得更加清楚，其中附图、以下描述和权利要求都构成本说明书的一部分，其中在各个图中相同的标号都指示对应的部分。但是，应当明确地理解，附图仅仅是为了说明和描述的目的而不是要作为本专利技术限制的定义。如在说明书和权利要求中所使用的，除非上下文清楚地另外指出，否则单数形式“一”、“一个”和“该”也包括复数的所指对象。附图说明图1A说明了根据本专利技术一种或多种实施例、配置成利用致动器和静电设备生成触觉效果的系统。图1B说明了图1A系统的另一个视图。图2说明了根据本专利技术一种或多种实施例、配置成生成模拟纹理的触觉效果的系统。图3说明了根据本专利技术一种或多种实施例、配置成生成对应于一个或多个数据元素的触觉效果的系统。图4说明了根据本专利技术一种或多种实施例、配置成生成对应于一个或多个数据元素的触觉效果的系统。图5说明了根据本专利技术一种或多种实施例、配置成生成对应于一个或多个数据元素的触觉效果的系统。图6说明了根据本专利技术一种或多种实施例、配置成生成对应于地图位置的触觉效果的系统。图7说明了根据本专利技术一种或多种实施例、高度如何可以利用触觉效果来模拟的描述。图8A和8B说明了根据本专利技术一种或多种实施例、配置成基于用户手势生成触觉效果的系统。图9说明了根据本专利技术一种或多种实施例、配置成基于视频或音频触发（trigger）生成触觉效果的系统。图10说明了根据本专利技术一种或多种实施例、配置成在非显示表面上生成触觉效果的系统，其中触觉效果传达纹理。图11说明了根据本专利技术一种或多种实施例、配置成在非显示表面上生成触觉效果的系统。图12说明了根据本专利技术一种或多种实施例、配置成在非显示表面上生成模拟纹理的触觉效果的系统。图13说明了根据本专利技术一种或多种实施例、配置成在非显示表面上生成触觉效果的系统。图14说明了根据本专利技术一种或多种实施例、配置成生成触觉效果的系统及其电路的框图。具体实施方式图1说明了在用户接口提供模拟摩擦系数的触觉效果的系统100的一个实施例。触觉效果指一种刺激或力，包括但不限于振动、吸引或排斥力、电压或电流、某种其它的机械或电磁力、加热或致冷，或者某种其它刺激。触觉效果可以包括本文所述的力或刺激的一个或者其组合。多种触觉效果可以组合，形成整体触觉效果。触觉效果可以在用户接口输出，向与该接口交互的用户或对象提供反馈。它可以通过机械运动提供反馈，例如通过固态目标的振动、液体的振动或者致动像针或棒的对象去接触用户。通过改变表面的起伏或轮廓线，针或棒会使表面变形。整体触觉效果还可以通过静电作用提供反馈，或者在对象，像位于用户接口的手指，上生成力，或者向可以感觉到信号的对象，像手指的神经或触控笔中的传感器，发送电信号。系统可以是例如音乐播放器、视频播放器、图形显示器、电子书阅读器的一部分，这些设备的某种组合，或者是具有用户接口的某种其它通用设备。这种实施例中的系统100通过显示屏幕110与用户接口，其中显示屏幕110配置成感测触摸屏幕110的对象。这种对象可以是用户的手指140、用户的手掌或者是用户身体可以感测到触觉效果的任何其它部分。对象还可以是触控笔或者其存在可以在屏幕110上被感测到的某种其它设备。屏幕可以通过电容性、电阻性或电感性耦合感测对象的存在，但是不限于那些技术。系统100可以通过一个或多个致动器112、114、116、通过静电设备120或者通过其组合在显示屏幕110的表面提供触觉效果。致动器112、114和116配置成在屏幕110的表面可以转化为振动的机械运动。致动器可以实现为压电致动器、音圈、例如螺线管的磁性致动器、气动致动器、超声能量致动器、偏心质量致动器、电活性聚合物致动器、形状记忆合金或者某种其它类型的致动器。致动器可以依赖把扭矩转换成振动的电动机、依赖液体压力、依赖材料形状的变化或者依赖生成运动的其它力。例如，致动器可以使用两个对象，例如以下讨论的导电层120和绝缘层122，之间，或者静电表面致动器中的层之间的静电吸引来生成运动。另外，致动器不限于生成振动，而是还可以生成横向运动、上下运动、旋转运动或者其某种组合或者某种其它运动。对于图1A中的实施例，致动器116可以是生成振动以生成触觉效果的压电或音圈致动器，致动器112可以是生成上下运动以生成触觉效果的螺线管，而致动器114可以是生成横向运动以生成触觉效果的的气动致动器。当期望触觉效果时，致动器全都可以被激活，或者可以只有一个被激活，以便省电或者生成不同的触觉效果。另外，特定的致动器可以定位并配置成为整个系统10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于提供整体触觉效果的接口设备，该接口设备包括：表面，配置成输出整体触觉效果；静电设备，耦合到表面并且配置成在该表面创建第一触觉效果；及致动器，配置成在表面创建第二触觉效果，所述整体触觉效果包括第一触觉效果和第二触觉效果。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.04.22 US 13/092,2691.一种用于提供整体触觉效果的接口设备，该接口设备包括：表面，配置成输出整体触觉效果；传感器，配置成测量表面处的阻抗；静电设备，耦合到表面并且配置成通过在该静电设备的导电层与接触该表面的对象之间生成电容性耦合来在该表面创建触觉效果；致动器，配置成在表面创建另一触觉效果；以及处理器，与所述传感器、静电设备和致动器通信，该处理器配置成：基于表面处的阻抗确定第一触觉效果或第二触觉效果，以便创建将由两个或更多个对象一贯地体验的刺激；向静电设备发送第一触觉信号，该第一触觉信号配置成使该静电设备在表面生成第一触觉效果；向致动器发送第二触觉信号，该第二触觉信号配置成在表面引起第二触觉效果；其中，所述整体触觉效果包括第一触觉效果和第二触觉效果。2.如权利要求1所述的接口设备，其中整体触觉效果包括模拟的摩擦系数的变化、振动、表面处表面起伏的变化、纹理或者其任意组合。3.如权利要求1所述的接口设备，其中静电设备配置成通过生成第一触觉效果模拟摩擦系数或纹理。4.如权利要求3所述的接口设备，其中纹理是粗糙、凹凸、粘性、精细、粗度、平滑或者其任意组合。5.如权利要求3所述的接口设备，其中致动器配置成通过生成作为振动或表面的表面起伏的变化的第二触觉效果来改变整体触觉效果。6.如权利要求5所述的接口设备，其中所述传感器是第一传感器，并且该接口设备进一步包括配置成检测表面处的接触的第二传感器。7.如权利要求6所述的接口设备，其中接触包括表面压力随时间以及随表面上位置的变化。8.如权利要求1所述的接口设备，其中第一触觉效果包括被配置成模拟表面处的高度或深度的模拟摩擦系数。9.如权利要求8所述的接口设备，其中致动器配置成通过生成第二触觉效果来改变表面处所模拟的高度或深度，第二触觉效果被配置成改变表面的表面起伏。10.如权利要求8所述的接口设备，其中第二触觉效果是模拟凸起边缘的振动。11.如权利要求1所述的接口设备，其中静电设备配置成基于表面处的输入的位置改变第一触觉效果。12.如权利要求11所述的接口设备，其中静电设备配置成基于时间改变第一触觉效果。13.如权利要求11所述的接口设备，其中静电设备配置成基于表面处的输入的位置变化改变第一触觉效果。14.如权利要求13所述的接口设备，其中处理器配置成基于表面处的输入的位置变化识别作为手势的该输入。15.如权利要求1所述的接口设备，其中处理器配置成基于表面上的压力、表面接触面积的大小、湿度、温度、环境光的量或者其任意组合来改变第一触觉效果。16.如权利要求1所述的接口设备，其中处理器配置成基于选自接口设备的速度、接口设备的加速度、表面处所显示的可视内容和表面处的声音或者其任意组合的触发来创建第一触觉效果。17.如权利要求1所述的接口设备，其中传感器配置成通过向表面施加脉冲来测量阻抗。18.如权利要求1所述的接口设备，其中表面的至少一部分是非显示表面，而且其中静电设备配置成在该非显示表面处创建第一触觉效果，而且致动器配置成在该非显示表面处创建第二触觉效果。19.如权利要求18所述的接口设备，其中非显示表面是开关、旋钮、触控板、遥控装置或仪表板的一部分。20.如权利要求18所...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·M·克鲁兹埃尔南德斯，D·A·格兰特，
申请(专利权)人：英默森公司，
类型：
国别省市：