專利名稱：用于使觸覺反饋局部化的方法和裝置的制作方法
用于使觸覺反饋局部化的方法和裝置相關(guān)申請的交叉引用本專利申請要求2009年7月17日提交的序列號為No. 12/504，821的美國專利申請的優(yōu)先權(quán)，該申請通過引用被整體結(jié)合于此。
背景技術(shù)：
本公開一般涉及用于提供觸覺(haptic)反饋的方法和裝置，并且更具體地涉及用于通過對反饋位置之間的振動串?dāng)_效應(yīng)進行限制來使觸覺反饋局部化的方法和裝置。術(shù)語“觸覺”是指觸摸(touch)或觸知(tactile)感覺，而術(shù)語“觸覺反饋系統(tǒng)”是指被配置為響應(yīng)于用戶對一表面的接觸位置的接觸而在該位置處提供選擇性觸知反饋感覺(例如振動或其它物理感覺等)的系統(tǒng)。這樣的觸覺反饋系統(tǒng)包括輸入表面以及機械地連接到輸入表面的背面的一個或多個致動器(例如壓電式換能器、電子設(shè)備和/或其它振動感應(yīng)設(shè)備)。耦合到一個或多個致動器的驅(qū)動電子使得致動器在致動器所附接的表面中感應(yīng)出所選振動響應(yīng)，從而向用戶提供觸知感覺。諸如觸摸屏界面之類的許多傳統(tǒng)設(shè)備在單個表面上設(shè)置有多個反饋位置，其中， 通常每個接觸位置將對應(yīng)于用戶輸入位置。在許多這樣的觸摸屏設(shè)備中，單個致動器使整個表面相對于表面上若干位置中的任何一個位置處的輸入而振動。這樣的設(shè)備本質(zhì)上不提供觸知反饋的局部化。然而，已提出這樣的設(shè)備，其中，多個致動器沿著表面被分布，每個致動器位于分離的接觸位置，以對用戶反饋提供一定程度的局部化。然而，由于單個表面內(nèi)有多個致動器輸入，因此振動可傳播到其它位置，從而限制了最終的局部化效果。觸知感覺跨越輸入表面從所選輸入位置傳播到其它位置的問題(有時稱為“振動串?dāng)_”或“觸知串?dāng)_”)在多觸摸系統(tǒng)中可能尤其明顯，多觸摸系統(tǒng)例如是虛擬鍵盤或鍵區(qū)、 多觸摸軌跡板或具有多個接觸位置的觸摸屏界面。在這樣的系統(tǒng)中，可增加致動器的數(shù)目來提高觸知感覺的粒度；然而，這樣的系統(tǒng)通常仍然經(jīng)受著不希望的振動串?dāng)_。因此，下面公開提供了新的方法和裝置的觸覺反饋系統(tǒng)和方法的實施例，這些新的方法和裝置提供了對通過輸入表面提供的觸覺反饋的改進的局部化。

發(fā)明內(nèi)容
公開了觸覺反饋方法和裝置，其使用耦合到輸入表面以在該表面中感應(yīng)出振動的多個單獨激勵的致動器，方法和裝置兩者向用戶提供反饋振動響應(yīng)，并且還輔助將該反饋振動響應(yīng)局部化到用戶輸入位置。響應(yīng)于輸入位置處的用戶選擇，該系統(tǒng)生成被配置為向用戶提供所希望振動響應(yīng)的第一反饋信號。該系統(tǒng)還在一個或多個其它位置處感應(yīng)出振動以抑制至少產(chǎn)生于初始反饋信號的振動串?dāng)_。該抑制可在如下范圍中變動從改變另一位置處的可感知振動響應(yīng)以掩蔽或以其它方式模糊正傳播的振動串?dāng)_，到例如通過相消干涉 (destructive interference)來大體抵消(至少在一定程度上)這樣的振動串?dāng)_。在一些示例中，該系統(tǒng)包括控制器，該控制器被配置為激活多個致動器中的第一致動器以在輸入表面的所選接觸位置感應(yīng)出所述觸知反饋振動，并且還被配置為激活一個或多個另外的致動器以感應(yīng)出抑制波形振動，從而輔助使所選輸入位置處的第一振動局部化。


圖1以一種說明性操作配置示出了包括輸入設(shè)備的示例計算系統(tǒng)，該輸入設(shè)備是可從被配置為抑制傳播的振動的觸覺反饋系統(tǒng)中受益的類型。圖2示出了可從被配置為抑制振動串?dāng)_的觸覺反饋系統(tǒng)受益的、以框圖形式示出的一般的單表面輸入設(shè)備。圖3示出了圖2的一般輸入設(shè)備中的在所選輸入位置處提供的反饋振動以及被提供給相鄰輸入位置的振動串?dāng)_抑制波形的波形幅度相對于輸入位置的曲線圖。圖4示出了以框圖形式圖示出的觸覺反饋系統(tǒng)，該系統(tǒng)被配置為抑制傳播的波形，其中傳播的波形和抑制波形在接觸位置上相疊加。圖5示出了利用觸覺反饋系統(tǒng)在提供局部化觸覺反饋的同時抑制振動串?dāng)_的方法的示例實施例的流程圖。
具體實施例方式下面的詳細描述將參考附圖，附圖示出了被選擇來示出特定實施例可如何被實現(xiàn)的示例的各個細節(jié)。這里的討論至少部分地參考這些附圖來說明本發(fā)明的主題的各個示例，并且充分詳細地描述所示實施例以使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。除了這里討論的說明性示例以外，許多其它實施例可被利用來實踐本發(fā)明的主題，并且除了這里具體討論的替代方式之外，可在不脫離本發(fā)明的主題的范圍的情況下作出許多結(jié)構(gòu)和操作改變。在本說明書中，對“一個實施例”或“實施例”或者對“一個示例”或“示例”的引用是指所提及特征被包括在或者可能被包括在本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中對“實施例”或“一個實施例”或者對“一個示例”或“示例”的分開引用不旨在一定指同一實施例或示例；然而，兩者都不是互斥的實施例，除非如此說明或者如從本公開受益的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易清楚的。因此，本公開包括這里描述的實施例和示例的多種組合和/或集成，和基于本公開在所有權(quán)利要求的范圍內(nèi)限定的另外的實施例和示例，以及這些權(quán)利要求的所有合法等同物。為了本說明書的目的，“計算系統(tǒng)”、“基于處理器的系統(tǒng)”或“處理系統(tǒng)”包括使用一個或多個處理器、微控制器和/或數(shù)字信號處理器并且具有運行“程序”的能力的系統(tǒng)。 如這里使用的，術(shù)語“程序”是指可執(zhí)行機器碼指令的集合，并且如這里使用的，包括用戶級應(yīng)用和系統(tǒng)導(dǎo)向應(yīng)用或守護程序，包含操作系統(tǒng)和驅(qū)動器應(yīng)用?！疤幚硐到y(tǒng)”包括通信和電子設(shè)備，如移動電話(蜂窩或數(shù)字)、音樂和多媒體播放器和個人數(shù)字助理(PDA)；以及計算機或者所有形式和配置(桌上型、膝上型、服務(wù)器、掌上型、工作站等)的“計算設(shè)備”。此外， 應(yīng)明白，在一些實施例中，計算系統(tǒng)包括多個計算設(shè)備，并且關(guān)聯(lián)處理功能可被分布于服務(wù)器設(shè)備間?，F(xiàn)在參考圖1，其中示出了計算系統(tǒng)100的表示，計算系統(tǒng)100包括虛擬鍵盤108 形式的輸入設(shè)備，該虛擬鍵盤108具有被配置為在一種常見操作配置中抑制傳播振動的觸覺反饋系統(tǒng)。虛擬鍵盤的許多配置已經(jīng)被提出，并且將為本領(lǐng)域技術(shù)人員所認(rèn)識。在此示例中，虛擬鍵盤108將以諸如玻璃板或金屬板之類的單個整體表面的形式進行討論，該表面上定義了多個接觸位置，每個這樣的接觸位置以傳統(tǒng)鍵盤圖案被描畫出輪廓。為了本說明書的目的，虛擬鍵盤108的接觸位置(虛擬“鍵”)已經(jīng)被描畫出輪廓并被陰影化，但是任何所希望的表面外觀可被用于虛擬鍵盤108。如從以下討論將清楚的，所描述的方法和裝置可應(yīng)用于簡單得多的輸入設(shè)備和更復(fù)雜輸入設(shè)備兩者。例如，輸入設(shè)備可以是鼠標(biāo)、觸摸屏、移動通信設(shè)備的鍵區(qū)(keypad)或者另一類型的輸入接口等。虛擬鍵盤108包括多個接觸位置110(在此示例中，為每個虛擬“鍵”位點)。虛擬鍵盤108被配置為檢測用戶輸入， 并且通過有線或無線連接將這些用戶輸入傳輸給計算設(shè)備102。接觸位置可以是預(yù)期用戶可能接觸輸入設(shè)備以便與之交互的任何位置。對“鍵”激勵的檢測可由本領(lǐng)域已知的若干機構(gòu)中的任何機構(gòu)來執(zhí)行，并且可響應(yīng)于與輸入表面的物理接觸或者替代地響應(yīng)于用戶對接觸位置的接近。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識到，用戶輸入檢測系統(tǒng)可以是已知的如下系統(tǒng)中的任何系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括電容或電感傳感器、激光感測等。在這里描述的系統(tǒng)的許多實施例中，觸覺反饋系統(tǒng)將與用戶輸入檢測系統(tǒng)完全分離。然而，如這里描述的致動器也可用作用戶輸入檢測機構(gòu)。例如，壓電式致動器可被用作將物理上感應(yīng)出的振動或移位轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器。因此，這樣的致動器也可被用來檢測用戶發(fā)起的輸入。出于本示例的目的，虛擬鍵盤108將被理解為包括觸覺反饋系統(tǒng)，例如圖4所示的系統(tǒng)400，該觸覺反饋系統(tǒng)包括靠近接觸位置110的至少一個傳感器和位于虛擬鍵盤108的輸入表面下側(cè)上的至少一個致動器(未示出)。在許多示例中，致動器將被定位得靠近許多 (如果不是所有的話)接觸位置110。該觸覺反饋系統(tǒng)被配置為利用第一波形來驅(qū)動所選接觸位置(例如接觸位置11 下方的致動器，第一波形被配置為通過在所選接觸位置112 下面的平板中感應(yīng)出機械振動來向用戶提供所希望觸知感覺。為了抑制這樣的機械振動傳播到其它接觸位置(即，振動串?dāng)_)，響應(yīng)于對反饋致動器的驅(qū)動(該驅(qū)動響應(yīng)于接觸位置112處的用戶接觸)，該觸覺反饋系統(tǒng)還通過抑制波形來驅(qū)動一個或多個其它接觸位置(例如接觸位置114)下方的致動器，該抑制波形特別被配置為當(dāng)正傳播的振動存在于其它接觸位置處時提供對這些正傳播振動的干擾。在本公開中為了簡化說明，抑制波形的配置主要是在如下這樣的波形的上下文中來討論的，該波形被配置為提供相消干涉，該相消干涉將大幅減少并且可能抵消那些其它接觸位置處的正傳播的振動。然而，可被使用的抑制波形不限于僅僅抵消正傳播的振動。例如，抑制波形可以是在幅度、頻率或兩者方面提供干擾的波形；其掩蔽或以其它方式改變那些其它接觸位置處的最終振動，從而提供與僅減少正傳播的振動不同的用戶體驗。在抑制波形被配置為至少部分地抵消其它接觸位置處的振動的示例中，有用的抑制波形的一個示例是具有與其它接觸位置處的正傳播的振動基本上相等的幅度并且相位相差180度的波形。觸覺反饋系統(tǒng)的具體操作參數(shù)將取決于多個因素，包括用于提供反饋的表面的材料和幾何形狀。作為一些一般示例，接觸位置110下方的致動器通常被配置為產(chǎn)生幅度在大約10微米到數(shù)百微米范圍內(nèi)并且頻率在大約40Hz到250Hz范圍內(nèi)的振動。在另一示例中，致動器的頻率范圍在從180到220Hz的范圍。在不希望有來自這樣的觸覺反饋的聲學(xué)噪聲的示例中，頻率范圍可被限制為220Hz以下的范圍，以使得振動相對來說聽不見。然而， 應(yīng)明白，取決于實現(xiàn)方式，其它頻率和幅度也可被使用。致動器的許多類型和配置可被用于感應(yīng)出到輸入表面的振動輸入。例如，與本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的許多其它致動器一樣，電磁隔膜致動器可適合于許多應(yīng)用，電磁隔膜致動器例如有由Sunnyvale，CA的Artificial Muscle, Inc.出售的如 P-25 平板模式觸覺致動器(P-25 Planar-mode Haptic Actuator) 之類的那些致動器，或者由Bosan Hitech出售的如BST-5523SA電磁蜂鳴器之類的致動器。正傳播的振動的幅度將隨著振動從所選輸入位置起傳播過輸入表面而改變，響應(yīng)于離初始激勵位點的距離越來越遠，幅度下降。另外，由施加給那兒的致動器的所提到的抑制波形在相鄰位置處感應(yīng)出的振動可能進一步引入也可傳播的二次振動。因此，在一些示例中，該觸覺反饋系統(tǒng)將向各個致動器提供不同波形來抑制這些二次振動的傳播。在目的是至少部分地抵消正傳播的振動的應(yīng)用中，所選接觸位置112下方的致動器將接收正波形，而諸如接觸位置114之類的相鄰接觸位置(與所選接觸位置共有至少一條邊的那些接觸位置)下方的致動器將接收負波形(即，第二波形，該第二波形的相位與源自所選接觸位置112下方的致動器的正傳播的振動相差180度)。此外，與相鄰接觸位置之一直接毗鄰 (但與所選接觸位置112不共邊)的那些接觸位置下方的致動器可以用另一波形來驅(qū)動。 通過調(diào)諧波形的相位并且通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)幅度，跨越輸入設(shè)備108傳播的振動將大體被抵消，從而強調(diào)了所選接觸位置112處的局部化觸覺反饋。為了本說明書的目的，通常考慮， 將其它接觸位置處的正傳播的振動的幅度減小至少10%常常會充分地限制用戶對這些位置處的振動的體驗，從而實現(xiàn)對正傳播的振動的“大體”減少，如這里所描述的。在許多情況中，靠近非選擇接觸位置的致動器將被用來大體上抑制或以其它方式模糊該非所選接觸位置處的振動。然而，必須明白，由于振動行進通過該表面，因此非所選位置處的致動器也可被激勵來抑制第三接觸位置處的正傳播的振動。作為示例，如果致動器被驅(qū)動來在第一(“所選”)接觸位置處提供反饋，則第二接觸位置處的第二致動器可被驅(qū)動來抑制第三接觸位置處的正傳播的振動。其簡單示例是第二致動器可被驅(qū)動來抑制位于第一與第二(被驅(qū)動)接觸位置之間的中途上的中間接觸位置處的正傳播的振動。圖2示出了以框圖形式圖示出的輸入設(shè)備200的表示，輸入設(shè)備200包括用于抑制振動串?dāng)_的觸覺反饋系統(tǒng)。在一示例中，輸入設(shè)備200又是大體上平坦的表面，例如，移動電話的觸摸屏鍵區(qū)、鍵盤(例如圖1中的虛擬鍵盤108)的一部分或者其中觸覺串?dāng)_損害了使用輸入設(shè)備的用戶的體驗的該輸入設(shè)備中的另外的配置。在當(dāng)前公開的方法和裝置的常見應(yīng)用中，輸入設(shè)備200包括定義在大體上連續(xù)的表面202上的多個接觸位置。多個接觸位置204、206、208、210、212、214、216、218和220被定義在表面202上，并且在此示例中，每個接觸位置在表面202的下側(cè)分別具有相關(guān)聯(lián)致動器 224、226、228、230、232、234、236、238 和 240。如從先前討論將清楚的，接觸位置204處的用戶輸入(不管如何被檢測到)通過驅(qū)動位于接觸位置204正下方的致動器2 而使得該觸覺反饋系統(tǒng)在接觸位置204處感應(yīng)出振動。在此示例中，可以通過利用被配置來抵消正傳播的振動的波形驅(qū)動相關(guān)聯(lián)致動器 226、228、230、232、234、236、238 和 240，來抑制相鄰接觸位置 206、208、210、212、214、216、 218和220處的正傳播的振動。如這里使用的，術(shù)語Itt鄰”或“相鄰”是指沒有居間接觸位置的兩個接觸位置。如上面提到的，傳播的振動通常在不同接觸位置不同。在許多實例中，輸入表面會衰減振動，從而使得傳播的振動的幅度和相位兩者響應(yīng)于離源發(fā)這些振動的致動器的距離而改變。例如，不同材料會不同地衰減振動，從而使得特定抵消波形可以基于系統(tǒng)的特定于實現(xiàn)方式的特征或配置而改變。另外，安裝點處的阻尼機構(gòu)可以最小化或有效地消除表面中的反射振動。此外，在一些實例中，居間接觸位置可取決于各自的位置和方位而以不同方式來衰減傳播的振動。例如，一些接觸位置下方的致動器即使未被激勵也可以對傳播的振動提供阻尼效應(yīng)。因此，如上所述，在一些示例中，取決于所選擇的接觸位置并且基于特定接觸位置與所選接觸位置的接近度，不同波形將被用于抑制不同接觸位置處的傳播的振動。現(xiàn)在參考圖3，其中示出了在所選輸入位置(例如，與圖2所示的接觸位置204相對應(yīng)的位置)處提供的已傳播振動302的波形幅度相對于時間的曲線圖300，但是，是在其貫穿表面到達相鄰接觸位置之后示出的。還示出了被提供給該相鄰輸入位置(例如與圖2 所示的接觸位置206和208相對應(yīng)的位置)的振動串?dāng)_抑制波形304，該抑制波形被配置為至少部分地抵消正傳播的振動。在此特定示例中，當(dāng)接觸位置204被按壓時，接觸位置204 下方的致動器被適當(dāng)選擇的正信號波形302驅(qū)動，以通過在接觸位置204正下方感應(yīng)出機械振動來提供所希望的觸知感覺。為了抑制傳播的振動，相鄰接觸位置206和208下方的致動器將由互補(“負”)波形驅(qū)動，該波形被配置為產(chǎn)生與接觸位置204下方的致動器224 最初生成的傳播振動幅度相等但相位相反的振動，從而抑制接觸位置206和208處的傳播的振動。通過控制該互補波形，可將觸覺反饋局部化到所選接觸位置。圖4示出了以框圖形式圖示出的觸覺反饋系統(tǒng)400的表示。該系統(tǒng)400被配置為抑制傳播的波形，其中傳播波形302和抑制波形304在接觸位置204、206和208上重疊。系統(tǒng)400包括分別位于接觸位置204、206和208之下的觸敏傳感器414、416和418，來檢測與接觸位置204、206和208的接觸。觸覺反饋系統(tǒng)400包括耦合到傳感器414、416和418的傳感器處理器410，用于接收與用戶對接觸位置的選擇有關(guān)的信號并且將針對該位置的“輸入”信號提供給控制器420?？刂破?20通過主機接口 440被耦合到主機系統(tǒng)以傳輸與輸入信號有關(guān)的用戶輸入數(shù)據(jù)。此外，控制器420被耦合到分別與接觸位置204、206和208 相關(guān)聯(lián)的致動器224、2 和228，這些致動器224、2 和2 響應(yīng)于來自控制器420的致動器驅(qū)動信號(波形)產(chǎn)生可由用戶通過接觸位置204、206和208之一感覺到的觸知振動。 控制器420包括波形生成器422，波形生成器422被配置為動態(tài)地產(chǎn)生適合于在諸如接觸位置204之類的所選接觸位置處提供觸知振動的波形。在此示例中，波形生成器422被配置為接收來自傳感器416和418的感測數(shù)據(jù)并且生成用于激勵致動器2 和228的抑制波形來抑制接觸位置206和208處的傳播的振動。在替代示例中，不是響應(yīng)于感測數(shù)據(jù)來生成抑制波形，而是預(yù)先建立抑制波形并存儲在存儲器430中。在此示例中，可以在實際操作期間或校準(zhǔn)操作期間，通過在致動器被激活時存儲來自傳感器414、416和418的數(shù)據(jù)來累積波形數(shù)據(jù)432。在此實例中，波形數(shù)據(jù) 432可包括一些或所有其它接觸位置相對于由每個其它接觸位置之下的致動器生成的振動的振動數(shù)據(jù)。受益于該數(shù)據(jù)，可預(yù)先生成適當(dāng)?shù)囊种撇ㄐ尾⒋鎯υ诖鎯ζ髦?。在此實例中?波形生成器422訪問存儲器430以取回播波形數(shù)據(jù)432并從該波形數(shù)據(jù)生成抑制波形，或者僅僅使用預(yù)先生成的抑制波形來驅(qū)動適當(dāng)?shù)闹聞悠?。對于跨越多個個體設(shè)備看到振動傳播基本上一致的實現(xiàn)方式，校準(zhǔn)波形數(shù)據(jù)無需在所關(guān)注的具體設(shè)備上被生成，而是基于一個或多個樣本設(shè)備來生成并被用于對其它類似配置的設(shè)備編程。在此示例中，接觸位置204被用戶選擇(通過接觸或接近)并且傳感器214向傳感器處理器410提供信號。傳感器處理器410然后將與接觸位置204處的選擇有關(guān)的“輸入”信號提供給控制器420。響應(yīng)于接收到輸入信號，控制器420經(jīng)由主機接口 440將與該選擇有關(guān)的數(shù)據(jù)提供給主機系統(tǒng)并且向致動器2M提供波形以在接觸位置204之下產(chǎn)生觸知振動。另外，優(yōu)選地，響應(yīng)于該同一輸入信號，控制器420利用抑制波形來驅(qū)動致動器226 和228，以在致動器2 和2 處感應(yīng)出振動來抑制(通過某種方式改變)接觸位置206和 208處的傳播振動。如前所述，雖然主要的說明性示例是通過至少部分地抵消串?dāng)_信號來抑制它們，但是應(yīng)當(dāng)記住，替代目的可以是感應(yīng)出抑制制動，這些抑制振動僅僅干擾或以其它方式改變激勵接觸位置之外的接觸位置處的可感知振動，從而以抵消振動之外的方式來改變用戶體驗。例如，這樣的抑制波形可能被生成，該抑制波形用于部分地抵消串?dāng)_信號但是也感應(yīng)出了更高頻信號，從而除了最小化振動之外還給用戶建立了不同的觸知感覺。有效地改變作為觸覺反饋信號的結(jié)果而傳播的表面振動的所有這樣的振動在本公開的上下文內(nèi)被認(rèn)為表示“抑制”。作為如上所述的校準(zhǔn)處理的一個示例，可以對每個接觸位置進行接觸，一個接觸位置接觸一次，并且這些位置處的傳感器可被用來向傳感器處理器410提供與這些接觸有關(guān)的信號，傳感器處理器410將感測數(shù)據(jù)傳輸給控制器420?？刂破?20激活與被按壓接觸位置相關(guān)聯(lián)的致動器。在此實例中，與其它接觸位置相關(guān)聯(lián)的傳感器測量傳播的振動并且將與傳播的振動有關(guān)的數(shù)據(jù)提供給傳感器處理器410，傳感器處理器410將該數(shù)據(jù)傳輸給控制器420以用于將相關(guān)波形數(shù)據(jù)432存儲在存儲器430中。在一示例中，控制器420在后續(xù)迭代期間向相鄰致動器施加抑制波形，并且校準(zhǔn)處理迭代地被重復(fù)，在每次迭代時調(diào)節(jié)所存儲波形數(shù)據(jù)432，直到在每個接觸位置實現(xiàn)所希望的抑制為止。以這種方式，可以在配置每個抑制波形時考慮到原始反饋波形和其它抑制波形兩者的傳播效應(yīng)。應(yīng)明白，觸覺反饋系統(tǒng)400是被配置來抑制傳播的振動的一個代表性實現(xiàn)方式； 但是，其它實現(xiàn)方式也是可以的。例如，在另一實施例中，傳感器處理器和控制器可以被組合。在又一實施例中，主機系統(tǒng)可以提供傳感器處理和波形生成。在一示例中，傳感器414、 416和418分別被與致動器224、2沈和2 相組合。此外，在一示例中，波形數(shù)據(jù)432可被存儲在數(shù)據(jù)庫中的單個表或多個表中，或者以任何適當(dāng)?shù)姆绞奖淮鎯Α４送?，盡管上面的討論關(guān)注于單個接觸位置(例如接觸位置204)的選擇，然而在多輸入實現(xiàn)方式中波形數(shù)據(jù) 432還可以包括與多個同時接觸位置選擇有關(guān)的數(shù)據(jù)。現(xiàn)在參考圖5，其中示出了用于利用觸覺反饋系統(tǒng)在抑制振動串?dāng)_的同時提供局部化觸覺反饋的方法的特定說明性實施例的流程圖500。在502，在觸覺反饋系統(tǒng)的控制器處接收與多個接觸位置中的所選接觸位置有關(guān)的輸入。在一示例中，選擇信號從傳感器、從傳感器處理器和/或從所選接觸位置被接收。前進到504，通過選擇性地激活與所選接觸位置相關(guān)聯(lián)的一個或多個致動器以生成向用戶提供觸覺反饋的振動，來在所選接觸處感應(yīng)出第一振動。移動到506，在一個或多個其它接觸位置處感應(yīng)出抑制振動，在一些示例中，一個或多個其它接觸位置包括與所選輸入位置毗鄰的接觸位置；該抑制振動被配置為抑制來自第一振動的傳播振動以實現(xiàn)第一振動在所選接觸位置處的局部化。在一示例中，傳播振動包括具有第一幅度和相位的第一波形，并且抵消振動包括具有第一幅度并具有被配置為抑制傳播振動的第二相位的第二波形。在波形抵消示例中，抑制波形優(yōu)選地從與生成用戶反饋信號相同的接觸信號被生成，并且相位與原始的相反，但是還將在時間和幅度兩者上被調(diào)節(jié)以按照行進通過輸入表面時的延遲和衰減來偏移串?dāng)_信號。在其它示例中，通過從與觸覺反饋系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的存儲器取回波形數(shù)據(jù)并且基于所取回波形數(shù)據(jù)生成至少一個波形來感應(yīng)出抵消振動或者利用表示所存儲抑制波形的數(shù)據(jù)，來感應(yīng)出抵消振動。如前面提到的，當(dāng)抑制波形基于先前執(zhí)行的校準(zhǔn)時，抑制波形可能迭代地被西化以考慮進甚至其它抑制波形，并且因此可能遠比在此用來提供對原理的清楚公開的反相的、幅度被調(diào)節(jié)的信號復(fù)雜。這些較復(fù)雜抑制波形的生成被認(rèn)為落在受益于本公開的本領(lǐng)域技術(shù)人員的技術(shù)水平內(nèi)。在另一示例中，抵消波形基于感測數(shù)據(jù)動態(tài)地被產(chǎn)生。該方法在508處終止。應(yīng)當(dāng)明白，圖5所示的流程圖500是特定實施例的一個說明性示例，并且不希望是限制性的。此外，應(yīng)明白，可以在不脫離本公開的精神和范圍的情況下添加其它步驟和/或組合步驟。例如，在特定實現(xiàn)方式中，元素504和506可被組合。在其它實現(xiàn)方式中，可在元素504與506之間引入延遲以允許在抵消波形被施加之前振動有時間傳播。結(jié)合參考圖1至圖5示出并在上面描述的系統(tǒng)和方法，公開了一種包括觸覺反饋系統(tǒng)的輸入設(shè)備，該觸覺反饋系統(tǒng)在所選輸入位置處提供局部化觸知反饋的同時抑制其它輸入位置處的振動串?dāng)_(傳播的振動)。在一示例中，控制器適于利用第一波形選擇性地激活致動器陣列中的一個或多個致動器以在所選輸入位置處產(chǎn)生振動，并且利用一個或多個第二波形激活其它致動器以產(chǎn)生抵消振動來抑制其它輸入位置處的振動的傳播。參考上面的圖1-圖5公開的觸覺反饋系統(tǒng)和方法可用于任何多輸入界面并且不限于鍵盤、鍵區(qū)或觸摸屏界面。例如，觸覺反饋系統(tǒng)可以與多觸摸軌跡板結(jié)合使用。另外，所描述的技術(shù)可被用于另外的傳感器信號或者從這樣的信號得出的測量結(jié)果，以細化事件的檢測，從而產(chǎn)生與移動無關(guān)的數(shù)據(jù)和其它定位信息。可在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對這里示出和描述的技術(shù)和結(jié)構(gòu)做出許多另外的修改和變更。
權(quán)利要求
1.一種具有觸覺反饋系統(tǒng)的處理系統(tǒng)，包括多個致動器，被配置為提供與輸入表面相關(guān)聯(lián)的觸知反饋，每個致動器適于被獨立于其它致動器地激活；以及控制器，被配置為激活所述多個致動器中的第一致動器以在所述輸入表面的所選接觸位置處感應(yīng)出第一振動并激活第二致動器以在第二位置處感應(yīng)出第二振動。
2.如權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其中，所述控制器被配置為利用第一波形來驅(qū)動所述第一致動器以產(chǎn)生振動。
3.如權(quán)利要求2所述的處理系統(tǒng)，其中，所述控制器被配置為利用第二波形驅(qū)動所述第二致動器，所述第二波形被配置為抑制來自所感應(yīng)出的第一振動的傳播振動。
4.如權(quán)利要求3所述的處理系統(tǒng)，其中，所述控制器適于檢測所述輸入表面的所述第二位置處的所述傳播振動，并響應(yīng)于該檢測而動態(tài)地確定相應(yīng)第二波形。
5.如權(quán)利要求3所述的處理系統(tǒng)，還包括包含多個抑制波形的存儲器；并且其中，所述控制器適于訪問所述存儲器以從所述多個抑制波形中取回所述第二波形。
6.如權(quán)利要求5所述的處理系統(tǒng)，其中，所述多個波形中的每一者被配置為至少部分地抵消與特定致動器接近的輸入表面處的傳播振動。
7.如權(quán)利要求1所述的處理系統(tǒng)，其中，所述多個致動器包括響應(yīng)于來自所述控制器的信號而產(chǎn)生振動的多個電激勵電路元件。
8.一種計算系統(tǒng)，包括觸敏界面，被配置為接收在表面的所選接觸位置處的輸入；耦合到所述接觸表面的多個致動器，第一致動器的位置與所述所選接觸位置接近；以及控制器，被配置為利用第一信號選擇性地激活所述第一致動器并且利用第二信號選擇性地激活第二位置處的第二致動器，所述第一信號被配置為在所述所選接觸位置處感應(yīng)出第一振動，所述第二信號被配置為在所述第二位置處感應(yīng)出下述振動該振動的頻率和幅度被配置為抑制來自所述第一振動的振動串?dāng)_。
9.如權(quán)利要求8所述的計算系統(tǒng)，還包括與所述觸敏界面相關(guān)聯(lián)的多個觸敏傳感器，每個傳感器被配置為檢測與所述觸敏界面的接觸并且產(chǎn)生與檢測到的接觸有關(guān)的輸入信號；并且其中，所述控制器響應(yīng)于檢測到的接觸而選擇性地激活所述第一致動器。
10.如權(quán)利要求9所述的計算系統(tǒng)，其中，所述多個觸敏傳感器被配置為檢測在多個接觸位置處與所述觸敏界面的多個接觸，并且其中，所述控制器適于選擇性地激活所述多個致動器以在所述多個接觸位置中的每個接觸位置提供局部化觸知反饋。
11.如權(quán)利要求9所述的計算系統(tǒng)，還包括存儲器，所述存儲器包含第一數(shù)據(jù)并且包含第二數(shù)據(jù)，所述第一數(shù)據(jù)表示用于生成所述第一振動的所述第一信號，所述第二數(shù)據(jù)表示用于生成所述第二振動的所述第二信號。
12.如權(quán)利要求8所述的計算系統(tǒng)，其中，所述觸敏界面包括軌跡板。
13.如權(quán)利要求8所述的計算系統(tǒng)，其中，所述觸敏界面包括鍵區(qū)或鍵盤。
14.如權(quán)利要求8所述的計算系統(tǒng)，其中，所述觸敏界面包括觸摸屏。
15.一種提供局部化觸覺反饋的方法，該方法包括以下動作響應(yīng)于接近輸入表面的第一接觸位置的用戶輸入來生成選擇信號；響應(yīng)于所述選擇信號而在所述第一接觸位置處感應(yīng)出第一振動；以及在所述輸入表面上的一個或多個其它接觸位置處感應(yīng)出第二振動，所述第二振動被配置為抑制來自所述第一振動的傳播振動。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，還包括如下動作在所述輸入表面上的第三接觸位置處感應(yīng)出第三振動，所述第三振動被配置為抑制至少來自所述第一振動的傳播振動。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述傳播振動包括具有第一幅度和相位的第一波形，并且其中，所述第二振動包括第二波形，所述第二波形具有的幅度和相位被配置來抑制所述傳播振動。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中，感應(yīng)出抵消振動的動作包括從與所述觸覺反饋系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的存儲器取回波形數(shù)據(jù)；以及基于取回的波形數(shù)據(jù)生成至少一個波形以感應(yīng)出所述抵消振動。
19.一種由指令編碼的機器可讀介質(zhì)，所述指令在由一個或多個處理器運行時執(zhí)行包括如下步驟的操作在輸入表面的第一接觸位置處接收用戶輸入，并且響應(yīng)于所述用戶輸入而生成輸入信號，所述輸入表面包括多個接觸位置，所述多個接觸位置具有可操作地耦合到所述輸入表面的相應(yīng)振動致動器；通過激勵所述第一接觸位置處的振動致動器來在該位置處感應(yīng)出第一振動響應(yīng)；通過激勵第二接觸位置處的振動致動器來在該位置處感應(yīng)出第二振動響應(yīng)，所述第二振動響應(yīng)被配置為對所述第二位置處的振動串?dāng)_提供相消干涉，所述振動串?dāng)_是由于所感應(yīng)出的第一振動響應(yīng)而通過所述輸入表面向所述第二接觸位置行進的振動產(chǎn)生的。
20.如權(quán)利要求19所述的機器可讀介質(zhì)，其中，所述第二振動響應(yīng)具有的相位和幅度與所述第二接觸位置處的所述振動串?dāng)_大體相反。
21.如權(quán)利要求19所述的機器可讀介質(zhì)，其中，所述第二振動響應(yīng)是通過參考表示預(yù)定波形的數(shù)據(jù)而感應(yīng)出的。
22.如權(quán)利要求19所述的機器可讀介質(zhì)，其中，所述第一振動響應(yīng)和所述第二振動響應(yīng)分別是參考所述輸入信號而被感應(yīng)出的。
全文摘要
在一實施例中，一種觸覺反饋系統(tǒng)包括提供與輸入表面相關(guān)聯(lián)的觸知反饋的多個致動器。每個致動器適于獨立于其它致動器被激活。該系統(tǒng)還包括控制器，該控制器激活多個致動器中的第一致動器以在輸入表面的所選輸入位置處感應(yīng)出第一振動并且激活一個或多個其它致動器以至少感應(yīng)出第二振動，從而使所選輸入位置處的第一振動局部化。
文檔編號G06F3/048GK102576252SQ201080041564
公開日2012年7月11日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月17日
發(fā)明者亞歷山大·潘斯, 保羅·艾利奧史, 大衛(wèi)·T·艾姆, 布雷特·比爾布雷 申請人:蘋果公司