專利名稱：具有動態(tài)觸覺效應的多觸摸裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的一個實施例涉及觸覺效應。更特別地，本發(fā)明的一個實施例涉及用于多 觸摸的觸摸屏裝置的觸覺效應。
背景技術：
電子裝置制造商致力于為用戶開發(fā)豐富的界面。傳統(tǒng)的裝置利用視覺和聽覺提示 為用戶提供反饋。在一些界面裝置中，也為用戶提供動覺反饋(如主動力反饋和阻力反饋) 和/或觸覺反饋(如振動、質地、和熱量)，更普遍地統(tǒng)稱為“觸覺反饋”或“觸覺效應”。觸 覺反饋可以提供改進和簡化用戶界面的提示。具體地是，振動效應，或振動觸覺效應，可用 于為電子裝置的用戶提供提示以使用戶警惕特定的事件，或提供真實感的反饋以在模擬或 虛擬環(huán)境中創(chuàng)建更強烈的感官沉浸。觸覺反饋也已經越來越多的應用于便攜式電子裝置中，如移動電話、個人數字助 理(PDAs)、便攜式游戲裝置以及多種其它便攜式電子裝置。例如，一些便攜式游戲應用能夠 以類似于用于設置成提供觸覺反饋的較大規(guī)模的游戲系統(tǒng)(例如，操縱桿等)的方式振動。 此外，諸如移動電話和PDAs的裝置，能夠通過振動的方式向用戶提供多種警告。例如，移動 電話可以通過振動警告用戶有電話打進。相似地，PDA能夠警告用戶排定的日歷項目，或提 醒用戶注意關于“要做的事”的清單項目或日歷約會(appointment)。逐漸地，便攜式裝置已經舍棄物理按鈕，而采用只有觸摸屏的界面。這種變化增加 了靈活性、減少了部件數目以及減少對易故障機械按鈕的依賴，并且這種變化符合產品設 計的新趨勢。當使用觸摸屏輸入裝置時，可由觸覺效應模擬按壓按鈕或其它用戶界面動作 的機械確認。還有，許多裝置現(xiàn)在能夠多觸摸，其觸摸屏識別多個同時觸摸點并包括軟件來 解釋同時的觸摸?；谏鲜鰞热?，需要有一種用于為多觸摸裝置產生觸覺效應的系統(tǒng)和方法。

發(fā)明內容
一個實施例是用于產生觸覺效應的系統(tǒng)。該系統(tǒng)感測在觸摸屏上的至少兩個基本 同時的觸摸，作為響應，產生動態(tài)觸覺效應。


圖1是根據一個實施例的移動電話的結構圖。圖2是觸摸屏的結構圖，并顯示出在發(fā)生多觸摸接觸的兩個接觸點。圖3是圖1所示的電話響應在觸摸屏上的多觸摸接觸而執(zhí)行的功能的流程圖。
具體實施例方式一個實施例是觸摸屏多觸摸裝置，其包括一用于產生動態(tài)觸覺效應以響應多觸摸 的觸覺反饋系統(tǒng)。
圖1是依據一個實施例的移動電話10的結構圖。電話10包括觸摸屏11，并可以 包括機械按鍵/按鈕13。移動電話10的內部是在電話10上產生振動的觸覺反饋系統(tǒng)。在 一個實施例中，振動產生在整個電話10上。在另一個實施例中，電話10的特定部分可以被 觸覺反饋系統(tǒng)觸覺地使能，包括整個觸摸屏11或觸摸屏11的個別部分。觸覺反饋系統(tǒng)包括處理器12。耦接至處理器12的是存儲器20和一個致動器驅動 電路16，該致動器驅動電路16耦接至振動致動器18。處理器12可以是任何類型的通用處 理器，或者可以是專門設計為提供觸覺效應的處理器，諸如專用集成電路(“ASIC”)。處理器 12可以是操作整個電話10的相同處理器，或者可以是單獨的處理器。處理器12能夠決定 施行什么樣的觸覺效應，和基于高級別參數施行效應的次序。一般，定義特定的觸覺效應的 高級別參數包括幅度、頻率和持續(xù)時間。諸如流動馬達命令(streaming motor commands) 的低級別參數也可以用于確定特定的觸覺效應。如果觸覺效應包括當觸覺效應產生時這些 參數的某種變形，或者基于用戶的互動的這些參數的變形，觸覺效應可以被認為是“動態(tài)” 的。處理器12向驅動電路16輸出控制信號，驅動電路16包括電子組件和電路，用于 向致動器18供給所需電流和電壓，從而引起所期望的觸覺效應。致動器18是在電話10上 產生振動的觸覺裝置。致動器18能夠包括能夠為電話10的用戶提供振動觸覺力的一個或 多個力供應機構(例如，通過電話10的殼)。例如，致動器18可以是電磁致動器、由電機移 動偏心質量塊的偏心旋轉質量塊(“ERM”)、附連到彈簧的質量塊被向前和向后驅動的線性 共振致動器(“LRA”)或者諸如壓電、電活性聚合物或形狀記憶合金的“智能材料”，。存儲 器裝置20可以是任何類型的存儲裝置或計算機可讀介質，例如隨機存取存儲器(“RAM”) 或只讀存儲器(“ROM”)。存儲器20存儲由處理器12執(zhí)行的指令。存儲器20也可以位于 處理器12的內部，或者可以是內部存儲器和外部存儲器的任何組合。觸摸屏11識別觸摸，以及在觸摸敏感表面上的觸摸的位置和幅度。與觸摸相對應 的數據被發(fā)送給處理器12或在電話10中的另一個處理器，處理器12解釋該觸摸并響應產 生觸覺效應。觸摸屏11可以使用任何感測技術感測觸摸，感測技術包括電容感測、電阻感 測、表面聲波感測、壓力感測、光學感測等等。觸摸屏11可以感測多觸摸接觸，并能夠區(qū)分 同時發(fā)生的多個觸摸。觸摸屏11可以進一步顯示用于用戶交互的圖像，例如按鍵、表盤等 等，或者可以是最小化的或沒有圖像的觸摸板。雖然圖1的實施例是移動電話10，其它實施例可以是任何類型的裝置，裝置包括 一個或多個能夠適用于多觸摸的觸摸屏。基本上同時或并發(fā)的多個觸摸可以發(fā)生在一個單 獨的觸摸屏上，或者可以同時發(fā)生在兩個不同的觸摸屏上。觸摸可以來自用戶的手指、觸針 或來自其它任何對象。圖2是觸摸屏11的結構圖，顯示了在發(fā)生多觸摸接觸的兩個接觸點31、32。在一 個實施例中，處理器12基于與接觸點31、32相關的多個可能的因素來產生動態(tài)觸覺效應。 例如，觸覺效應可以基于，至少部分地基于接觸點之間的距離、接觸點的移動方向、接觸點 的數目(如，如果有多于兩個接觸點)、接觸點的屏幕位置、正由接觸點初始化的功能、正施 加在每一個接觸點的壓力量等等。圖3是圖1中的電話10為響應觸摸屏11上的多觸摸接觸而執(zhí)行的功能的流程圖。 在一個實施例中，圖3的功能是由存儲在存儲器中并由處理器12執(zhí)行的軟件實現(xiàn)的。在另一個實施例中，其功能可以由硬件或硬件和軟件的任何組合執(zhí)行。在步驟102，感測多觸摸接觸，并且確定每個接觸點的位置和接觸點的數目。在步驟104，基于接觸點的位置和數目并基于任何如上述所公開的任何數量的其 它因素(例如，點之間的距離，點的移動方向等等)，來計算動態(tài)觸覺效應。觸覺效應是動態(tài) 的，其中諸如振幅、振動、頻率等一個或多個參數隨時間變化。觸覺效應的動態(tài)性質相對于 靜態(tài)觸覺效應向用戶提供了附加的信息。由于在多觸摸裝置上感測兩個或多個基本上同時 的觸摸，提供附加信息的需求增加。在一個實施例中，可計算多個動態(tài)觸覺效應，一個用于 每個接觸點，以使每個接觸對象(如，每個手指)可以體驗不同的觸覺效應，而不是應用于 整個電話10或觸摸屏11的單個的動態(tài)觸覺效應。在步驟106，將在104計算的動態(tài)觸覺效應輸出給驅動電路16和致動器18，從而 以振動或其它觸覺形式實現(xiàn)效應。在操作中，實施例響應于多觸摸接觸創(chuàng)建動態(tài)觸覺效應，改進了電話10的功能性 和使用性。例如，當多觸摸接觸是兩個或多個手指時，用戶可以在接觸或者接近觸摸屏11 時移動分開他們的手指以便在顯示的圖像上放大。作為響應，可以產生增加振幅或頻率的 動態(tài)觸覺效應，以傳達增長或增加虛擬窗口或對象的尺寸和/或體積的感覺。把手指收回 到一起的動作會導致相等和相反的減少振幅或頻率，以傳達收縮或減少虛擬窗口或對象尺 寸和/或體積的感覺。在另一實施例中，為了在顯示的聯(lián)系、文本或菜單項目列表中移動，兩個或多個手 指可以移動分開，并且作為響應，可以基于手指點之間的距離產生增加振幅或頻率的動態(tài) 觸覺效應。用戶的手指越分開，觸覺效應的振幅或頻率會越大，以便傳達在聯(lián)系或菜單項目 列表中增加的速度或移動的感覺。把手指收回到一起的動作會導致相等和相反的減少振幅 或頻率，以傳達在聯(lián)系或菜單項目列表中減少的速度或移動的感覺。進一步地，兩個或多個手指能夠做旋轉手勢，旋轉手勢等同于在觸摸屏11上轉動 虛擬旋鈕。作為響應，可以產生動態(tài)觸覺效應，如同轉動虛擬旋鈕，以模擬轉動如制動器和 隔柵(barrier)的機械旋鈕中感受到的感覺?？梢援a生其它動態(tài)效果，不是與旋轉旋鈕的 典型地關聯(lián)，而是提供例如滾動率控制、列表末端/列表頂端通知等信息。在另一個實施例中，兩個或多個手指可以設置邊界框(選擇區(qū)域)，邊界框允許用 戶與邊界框中包括的所有虛擬捕捉項目(grasped items)交互。當滑動有邊界的框時，動 態(tài)觸覺效應可以產生滑動感覺并能夠依賴拖動的速度或框正被拖動多遠而變化。進一步， 通過增加或減少兩個手指之間距離的調整項目大小的交互，可以產生增加或減少振幅或頻 率的等同的動態(tài)觸覺效應，或者產生傳達相對增加或減少對象尺寸的動作一致的振幅和頻 率的觸覺效應。進一步，通過順時針或逆時針旋轉手指旋轉捕捉項目的交互，可以產生與增 加或減少觸覺振幅或頻率等同的動態(tài)觸覺事件，或者產生傳達旋轉對象遠離它們的初始起 點或虛擬設置的動作一致的振幅和頻率的觸覺效應。進一步，通過在屏幕上移動手指來進 行拖動項目的交互，可以產生與增加或減少觸覺振幅或頻率等同的動態(tài)觸覺效應，或者產 生傳達與物理地拖動對象遠離它們的初始起點或虛擬設置的動作一致的振幅和頻率的觸 覺效應。在另一個實施例中，電話10包括腳踏板或開關，以使用戶在操作觸摸屏與虛擬對 象交互時，可以使用一只腳來控制踏板按鈕/開關。在一個實施例中，腳踏板的按鈕動作可以使用和用于定位光標點的鼠標按鈕點擊相同的方式。用戶的手可以被解放出來操作觸摸 屏和執(zhí)行例如對菜單、菜單項目、窗口、虛擬形狀或虛擬對象的激活、導航、調整大小、重構、 移動、合并的功能。這些交互的每一個可以具有同時被觸發(fā)的動態(tài)觸覺效應，以更好地在沒 有正表現(xiàn)實際的機械按鈕、開關或真實的物理對象時傳達這些交互。在另一個實施例中，多個用戶可以對觸摸屏11應用多觸摸接觸，并且每個用戶基 于他們在任何給定時刻所做的特定應用或交互可能需要不同的觸覺效應。進一步，單個的、 多手用戶可以基于在任何給定時刻每只手所做的特定動作來關于每只手需要不同的觸覺 效應。例如，一只手可能使用兩個手指來抓住(grab)或夾住(pinch)虛擬對象，而另一只 手使用兩個手指操作該虛擬對象或者放大/縮小或者甚至滾動單獨的菜單列表。兩個動作 可以在相同的表面同時發(fā)生，得益于正在每只手上產生不同的動態(tài)觸覺效應。正如所公開的，實施例產生動態(tài)觸覺效應以響應在觸摸屏上的多觸摸交互。結果， 用戶可以更容易和更有效地利用觸摸屏多觸摸裝置的功能。在此詳細解釋和/或描述了幾個實施例。但是，應該理解上述教導涵蓋了修改和 變形，并在后面附加的權利要求的范圍內，而非偏離本發(fā)明的精神和涵蓋的范圍。
權利要求
一種產生觸覺效應的方法，包括在觸摸屏上感測至少兩個基本上同時的觸摸；以及產生動態(tài)觸覺效應以響應該感測。
2.如權利要求1所述的方法，其中該感測包括確定該觸摸的位置。
3.如權利要求1所述的方法，其中該感測包括確定在該觸摸屏上的觸摸數目。
4.如權利要求1所述的方法，其中該動態(tài)觸覺效應是包括至少一個參數的變化的振動。
5.如權利要求4所述的方法，其中該至少一個參數是振幅、頻率和持續(xù)時間的一個或 多個。
6.如權利要求4所述的方法，其中該動態(tài)觸覺效應由至少一個致動器產生。
7.如權利要求4所述的方法，其中該感測包括對正將第一手指和第二手指移動分開的 第一確定，并且該動態(tài)觸覺效應包括增加該參數。
8.如權利要求7所述的方法，其中該感測包括對正將該第一手指和該第二手指移動到 一起的第二確定，并且該動態(tài)觸覺效應包括減少該參數。
9.如權利要求4所述的方法，其中該感測包括對正將第一手指和第二手指旋轉的確 定，并且該動態(tài)觸覺效應包括從該變化產生制動模擬。
10.如權利要求4所述的方法，其中該感測包括對第一手指和第二手指創(chuàng)建了邊界框 和該框正被拖動的確定，其中該動態(tài)觸覺效應包括從該變化產生拖動速度指示。
11.如權利要求1所述的方法，其中該動態(tài)觸覺效應在該觸摸的接觸點充分地單獨地 產生。
12.—種多觸摸裝置，包括 觸摸屏；耦接至該觸摸屏的處理器；以及 耦接至該處理器的觸覺反饋系統(tǒng)；其中該處理器適用于在觸摸屏上感測至少兩個基本上同時的觸摸；以及 該處理器適用于通過該觸覺反饋系統(tǒng)產生動態(tài)觸覺效應以響應該感測。
13.如權利要求12所述的多觸摸裝置，其中該觸覺反饋系統(tǒng)包括至少一個致動器。
14.如權利要求12所述的多觸摸裝置，其中該感測包括確定該觸摸的位置。
15.如權利要求12所述的多觸摸裝置，其中該感測包括確定在該觸摸屏上的觸摸數目。
16.如權利要求12所述的多觸摸裝置，其中該動態(tài)觸覺效應是包括至少一個參數的變 化的振動。
17.如權利要求16所述的多觸摸裝置，其中該至少一個參數是振幅、頻率和持續(xù)時間 的一個或多個。
18.如權利要求16所述的多觸摸裝置，其中該感測包括時正將第一手指和第二手指移 動分開的第一確定，并且該動態(tài)觸覺效應包括增加該參數。
19.如權利要求16所述的多觸摸裝置，其中該感測包括對正將該第一手指和該第二手 指移動到一起的第二確定，并且該動態(tài)觸覺效應包括減少該參數。
20.如權利要求16所述的多觸摸裝置，其中該感測包括對正將第一手指和第二手指旋轉的確定，并且該動態(tài)觸覺效應包括從該變化產生制動模擬。
21.如權利要求16所述的多觸摸裝置，其中該感測包括對第一手指和第二手指創(chuàng)建了 邊界框和該框正被拖動的確定，其中該動態(tài)觸覺效應包括從該變化產生拖動速度指示。
22.如權利要求16所述的多觸摸裝置，其中該動態(tài)觸覺效應在該觸摸屏的接觸點充分 地單獨地產生。
23.一種計算機可讀介質，其中存儲有指令，當被處理器執(zhí)行時，使得處理器執(zhí)行以下 步驟在觸摸屏上感測至少兩個基本上同時的觸摸；以及 產生動態(tài)觸覺效應以響應該感測。
24.—種用于產生觸覺效應的系統(tǒng)，包括在觸摸屏上感測至少兩個基本上同時的觸摸的裝置；以及 產生動態(tài)觸覺效應以響應該感測的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有動態(tài)觸覺效應的多觸摸裝置。公開了一種用于產生觸覺效應的系統(tǒng)，在觸摸屏上感測至少兩個基本上同時的觸摸，并且作為響應，產生動態(tài)觸覺效應。
文檔編號G06F3/01GK101809526SQ200880109119
公開日2010年8月18日 申請日期2008年9月8日 優(yōu)先權日2007年9月28日
發(fā)明者D·A·格蘭特, R·W·休貝爾 申請人:英默森公司