專利名稱：生成可感知觸摸刺激的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例涉及觸覺和可感知觸摸刺激的生成。
背景技術(shù)：
諸如振動發(fā)生器之類的機電致動器目前用來產(chǎn)生觸摸刺激。然而它們具有許多缺點。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的ー些、但是未必所有實施例，提供ー種裝置，該裝置包括:第一表面電極和第二絕緣表面電極的布置；顯示器，被配置用于顯示圖像；以及控制器，被配置用于在第一表面電極與第二絕緣表面電極的布置之間施加電勢差，并且被配置用于根據(jù)顯示的圖像至少控制所施加的電勢差的變化。根據(jù)本發(fā)明的ー些、但是未必所有實施例，提供ー種方法，該方法包括:顯示圖像；在裝置的第一表面電極與裝置的第二絕緣表面電極的布置之間施加可變電勢差；以及根據(jù)顯示的圖像至少控制所施加的電勢差的變化。根據(jù)本發(fā)明的ー些、但是未必所有實施例，提供ー種裝置，該裝置包括:在區(qū)域內(nèi)分布的多個第二絕緣表面電極；控制器，被配置用于在多個第二絕緣表面電極中的每個第ニ絕緣表面電極上施加電勢差，并且被配置用于控制所施加的電勢差在該區(qū)域內(nèi)的空間變化以僅在跨越該區(qū)域跟S示用戶的手指時向手指提供觸摸刺激，其中觸摸刺激在該區(qū)域內(nèi)在空間上變化。當?shù)诙^緣電極的布置和顯示器被定位在一起時，可以在顯示的圖像上提供附加觸覺層。

將圖像轉(zhuǎn)換成紋理可以實時發(fā)生。


為了更好地理解本發(fā)明的實施例的各種示例，現(xiàn)在將僅作為示例參照以下附圖，其中:圖1示意地圖示使用功能部件，這些功能部件是裝置的示例；圖2A示意地圖示第一個施加的周期電勢差的示例；圖2B示意地圖示第二個施加的周期電勢差的示例；圖3示意地圖示穿過裝置10的例子的橫截面圖；圖4示意地圖示裝置的使用；圖5示意地圖示裝置的一個示例實施例；圖6示意地圖示方法；以及圖7示意地圖示用于裝置的控制器的一個實現(xiàn)方式的示例。
具體實施例方式附示了裝置10的示例，該裝置包括:第一表面電極2和第二絕緣表面電極4的布置；顯示器32，被配置用于顯示圖像；以及控制器30，被配置用于根據(jù)顯示的圖像在第一表面電極2與第二絕緣表面電極4的布置之間施加可變電勢差24。在使用中，用戶身體的ー個部分接觸第一表面電極2，并且用戶身體的另一部分、優(yōu)選為手指接觸或者接近于接觸在裝置10的面12上呈現(xiàn)的第二絕緣表面電極4。兩個接觸點經(jīng)由用戶身體閉合局部電路。每個第二絕緣表面電極4具有關(guān)聯(lián)電場。電場產(chǎn)生如下力，該カ在用戶的上覆手指靜止時不在手指處直接產(chǎn)生觸摸刺激、但是在裝置的面上跟蹤用戶的手指時間接提供觸摸刺激?？梢岳缤ㄟ^在第二絕緣電極4之上跟蹤用戶的手指時調(diào)制向第二絕緣電極4施加的電勢差的刺激電信號的形狀(例如H/W/T參數(shù)、幅度、寬度和脈沖強度)來實現(xiàn)對力的調(diào)制。當用戶手指在(單個)第二絕緣電極之上移動時，它經(jīng)歷在空間上變化的觸摸刺激。備選地或者附加地，可以例如通過使用用戶手指從第一絕緣電極4向鄰近但是不同的第二絕緣電極4’的移動來調(diào)制(在空間上變化)向移動的用戶手指施加的電場，從而實現(xiàn)對カ的調(diào)制?？刂破?0被配置用于在鄰近絕緣電極4之一處施加電勢差并且在第二鄰近絕緣電極4’處施加第二不同電勢差。隨著用戶的手指在絕緣電極的布置6上移動，它經(jīng)歷在空間上變化的觸摸刺激。認為在兩個例子中，變化的カ對向觸摸手指施加的摩擦力進行調(diào)制，這在第二表面電極4的布置6之上跟蹤手指時在手指的表面產(chǎn)生調(diào)制剪切力。在第二絕緣電極的布置之上跟蹤手指時用戶感知的變化的觸摸刺激產(chǎn)生感知的“紋理”，該感知的“紋理”可以通過至少控制施加的電勢差的變化(例如施加的電勢差的頻率的變化)來修改。在本文中，術(shù)語‘電調(diào)制的移動觸摸刺激’(EMMTS)將表示使用裝置以施加電勢差來控制的在用戶的身體部分處的觸摸刺激，該觸摸刺激在身體部分與裝置之間存在觸摸接觸的同時在身體部分與裝置之間存在相對運動時可由用戶感知，但是在身體部分與裝置之間存在觸摸接觸的同時在身體部分與裝置之間沒有相對運動時不可由用戶感知。由于施加的電勢差而流動的電流通常少于5 U A，這少于直接激活神經(jīng)或者肌肉所需要的電流。EMMTS因此可以視為對備選方法(例如在面之上拖動手指)產(chǎn)生的神經(jīng)刺激進行電調(diào)制。圖1示意地圖示裝置10的一些功能部件的例子。裝置10在面12處包括第一電極2和布置6，該布置6包括ー個或者多個絕緣電極4。裝置10還包括控制器30和顯示器32。在此示例中，第一表面電極2連接到參考地或者地面34?？刂破?0被配置用于在第二絕緣表面電極4的布置6與接地第一表面電極2之間施加變化的電勢差?？刂破?0也被配置用于至少控制電勢差的變化。控制器30可以例如被配置用于在第二絕緣電極4處施加隨時間變化的電勢差。用戶的在該第二絕緣電極之上移動的手指經(jīng)歷在空間上變化的觸摸刺激。可以通過改變施加的電勢差如何隨時間變化以及用戶的手指在交互表面上的實際位置來控制在空間上變化的觸摸刺激。控制器30可以例如被配置用于在鄰近、但是不同的第二絕緣電極4中的第一個處施加第一電勢差，并且在鄰近、但是不同的第二絕緣電極4中的第二個處施加第二不同電勢差。用戶的從一個鄰近第二絕緣電極向該另ー鄰近第二絕緣電極移動的手指(有或者無第一電極的居間部分)經(jīng)歷在空間上變化的觸摸刺激?？梢酝ㄟ^改變在哪個時間向哪個第ニ絕緣電極施加哪個電勢差來控制在空間上變化的觸摸刺激。 如果控制器30被配置用于向多個第二絕緣表面電極4施加電勢差，則它可以被配置用于向多個第二絕緣表面電極4’中的每個絕緣表面電極提供不同的電勢差。它也可以被配置用于個別和獨立地控制這些不同電勢差的隨時間的變化。系統(tǒng)在使用1-1OOii A的范圍中操作。當控制器30施加電勢差以實現(xiàn)EMMTS吋，可以控制經(jīng)由表面電極的電流流量，從而它不超過100 PA。圖2A和圖2B示意地圖示其中電勢差24A、24B隨時間變化的示例。電勢差是由包括間隙26的周期T分離的一系列頂帽(top-hat)脈沖。每個脈沖可以由它的高度H和它的寬度W表征。脈沖串列可以由{H，W，T}表征?？刂破?0可以例如通過控制H、W、T中的一項或者多項來控制電勢差的隨時間變化。脈沖串列然后可以由{H(t)，W(t)，T(t)}表征，其中H(t)指示脈沖高度的隨時間變化，W(t)指示脈沖寬度的隨時間變化，并且T(t)指示脈沖周期的隨時間變化。圖2A示意地圖示如下例子，其中電勢差24A是由包括規(guī)律固定間隙26的規(guī)律固定周期T分離的一系列規(guī)律頂帽脈沖。每個脈沖可以由固定高度H和固定寬度W表征。脈沖串列可以由{H，W，T}表征，其中H、W、T是常數(shù)。圖2B示意地圖示如下例子，其中電勢差24B是由包括不規(guī)律固定間隙26的不規(guī)律固定周期T分離的一系列不規(guī)律頂帽脈沖。每個脈沖可以由隨時間可變的高度H(t)和隨時間可變的寬度W(t)表征。脈沖串列可以由{H(t)，W(t)，T(t)}表征，其中H(t)、W(t)、T(t)中的一項或者多項隨時間變化。在其他實現(xiàn)方式中，電勢差可以是正弦信號，其繼而由{H(t)，T(t)}表征。在此示例中，控制器30已經(jīng)通過增加圖2A與圖2B之間的周期電勢差的頻率來控制電勢差的隨時間的變化，并且已經(jīng)向隨時間改變的H、W、T引入了變化。認為電勢差產(chǎn)生的電場/摩擦力的改變對用戶感知而言具有最多影響。因此可以優(yōu)選如圖2A和圖2B中所示的頂帽脈沖，因為電勢差的迅速增加產(chǎn)生容易使用EMMTS來感知的脈沖調(diào)制。另外，在脈沖之間的分離產(chǎn)生周期性表面‘紋理’，該紋理依賴于用戶手指的移動周期T(t)和速度。控制器30因此可以通過時間調(diào)制T(t)、使用EMMTS來向用戶傳達信息。刺激信號可以是單極或者雙極的。雖然圖2中所示信號形狀是單極，但是也可以使用雙極信號。雙極信號可以具有相似形狀、但是具有電勢為負(例如-H (t))的脈沖。單極刺激通常更高效并且被更好地感知。圖3示意地圖示穿過裝置10的一個示例的面12的橫截面。在此示例中，第二絕緣表面電極4在基板21上面。第二絕緣表面電極4包括在基板21上面的連續(xù)傳導層20和在傳導層20上面的電介質(zhì)層22。電介質(zhì)層22使傳導層20絕緣從而產(chǎn)生‘絕緣’表面電極4。因而，當用戶觸摸第二絕緣表面電極4的上表面14吋，在傳導層20與用戶之間沒有電流式連接?；?1可以是將支撐傳導層20的任何任意基板。在一些實施例中，它可以是柔性的；在其他實施例中，它可以是裝置10的主體11。它可以例如是在顯示器32上面的透明柔性聚合膜。傳導層20可以由任何適當傳導材料形成。它可以例如由金屬形成，如鋁(Al)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)等。它可以例如是透明傳導氧化物，比如氧化銦錫(ITO)、氟摻雜氧化錫(FT0)、鋁摻雜氧化鋅(AZ0)。它可以是利用鋁(Al)、銅(Cu)、金(Au)、銀(Ag)等細接線的透明金屬網(wǎng)，其中接線細微到足以不可見，并且開孔足以給予光學透明性。它可以由碳納米管或者石墨或者銀納米接線或者透明傳導聚合物材料(比如聚噻吩或者聚(3，4-亞こニ氧基噻吩)PED0T)形成。在一些實施例中，可以選擇傳導層的材料和厚度使得它基本上光學透明并且可以穿過它查看裝置10的主體，該主體充當基板21。在其他實施例中，主體可以是金屬并且提供不具有基板21的傳導層20。電介質(zhì)層22可以是優(yōu)選地具有高相對介電常數(shù)的電介質(zhì)層，比如氧化鉿(Hf02)、氧化招(Al2O3)和ニ氧化鈦(Ti02)、鋇或者鈦酸銀等。備選地,可以使用具有更低相對介電常數(shù)的電介質(zhì)。電介質(zhì)層可以提供硬的光滑表面。電介質(zhì)層也可以具有用于增強用戶感知的表面紋理。在一些實施例中電介質(zhì)層22可以是光學上透明的。它可以是薄的；例如它可以是I 至 20iim 厚。第一傳導層20、電介質(zhì)層22和基板21 (如果存在)的組合可是靈活的。在此不例中，第一表面電極2定位于電介質(zhì)層22的一部分上面。第一表面電極2可以是光學上透明的。第一表面電極2可以是電鍍表面電極并且由暴露的傳導軌道24(無電介質(zhì)覆蓋)形成，從而當用戶觸摸第一表面電極2時，在傳導軌道24與用戶之間存在電流式連接。第一表面電極2可以由電氣互連的細的伸長傳導軌道網(wǎng)絡(luò)形成。軌道在尺寸上被設(shè)定并且相對于彼此定位在面上，使得放置于該面上的用戶手指將接觸至少ー個軌道并且在該面上跟蹤它時將繼續(xù)接觸至少ー個軌道。在其他例子中，第一表面電極2可以定位成遠離包括第二絕緣電極4的布置6的面12。 第二絕緣表面電極4可以在至少ー個方向上在面12之上延伸一段距離，該距離足以允許在該方向上物理地跟蹤用戶的手指。鑒于隨時間變化的電勢隨時間變化的速率，第ニ絕緣表面電極4在該方向上的延伸足以允許用戶以合理速率在第二絕緣表面電極4之上跟蹤他們的手指并且能夠感覺調(diào)制。如果使用周期性調(diào)制，則可能有必要具有更大延伸以用于更低頻率范圍。該延伸在尺寸上被設(shè)定并且電勢差的隨時間的變化被控制以用于向用戶的跨越第二絕緣表面跟蹤的手指提供隨時間變化的觸摸刺激。第二絕緣表面電極4可以是貼片，該貼片被設(shè)計使得無論跨越貼片的表面跟蹤接觸該貼片的手指的方向如何都可以實現(xiàn)EMMTS。圖4示意地示出一個示例裝置10的可能使用模式。在此示例中，裝置10是手持便攜電子裝置50。用戶52使用手部54來握持裝置10。在握持時，用戶的手部54的手指46在顯示器32的面12上接觸第一表面電極2并且在面12上接觸或者接近于接觸第二絕緣電極4。用戶52能夠在手指46的指尖與第一表面點擊2的軌道接觸的同時在第二絕緣表面電極4上跟蹤手指46的指尖?？刂破?0同時在第二絕緣表面電極4與第一表面電極2之間施加隨時間變化的電勢差，用戶經(jīng)由EMMTS將該電勢差感知為‘紋理’?？刂破?0通過控制電勢差的隨時間的變化可以向用戶傳達信息。例如回顧圖2A和圖2B，脈沖25的周期的改變使得使用EMMTS在用戶的手指處感知的‘紋理’的周期改變?；仡檲D1，“紋理”可以由控制器30根據(jù)在顯示器32中顯示的圖像來進行控制?？刂破?0被配置用于控制在第一表面電極2與第二絕緣表面電極4的布置6之間施加的電勢差的變化?？刂破?0可以被配置用于在至少ー個第二絕緣表面電極4與第一表面電極2之間施加隨時間變化的電勢差。在這ー情形下，至少ー個第二絕緣表面電極4被配置，并且控制器被配置用于控制電勢差的隨時間的變化以向用戶的跨越第二絕緣表面電極而跟蹤的手指提供在空間上變化的觸摸刺激。第二絕緣表面電極4的布置6可以由僅單個第二絕緣表面電極4構(gòu)成，其中僅經(jīng)由施加的電勢差的隨時間的變化來生成紋理。備選地，第二絕緣表面電極4的布置6可以由多個在空間上分布的不同第二絕緣表面電極4構(gòu)成，并且控制器30可以被配置用于通過在第一表面電極2與在空間上分布的不同第二絕緣表面電極4中的每個第二絕緣表面電極之間施加不同電勢差來施加在空間上變化的電勢差?？刂破?0因此被配置用于控制在第二絕緣電極4的布置6處施加的電勢差，以向用戶的跨越在空間上分布的第二絕緣表面電極4而跟蹤的手指提供在空間上變化的觸摸刺激。顯示器32和第二絕緣表面電極4的布置6可以被定位在一起?？刂破?0可以被配置用于控制針對第二絕緣表面電極4的布置6施加的電勢差，以向顯示的圖像的在視覺上不同的部分賦予不同觸摸刺激紋理。因此，所控制的施加的電勢差在用戶的手指在特定位置時向它提供與顯示的圖像的在該特定位置下方的部分對應的特定觸摸刺激。通常，處理每個圖像以確定在手指位置與電勢差之間的映射。在一個實施例中，映射由控制器30用來產(chǎn)生在第二絕緣電極4處的至少隨時間變化的電勢差。在另ー實施例中，映射由控制器30用來產(chǎn)生在不同鄰近的第二絕緣電極4處的不同電勢差?？梢岳缤ㄟ^以下操作來產(chǎn)生映射:處理圖像以向多個非重疊圖像部分中的每個非重疊圖像部分指派特定觸摸刺激；以及確定在圖像部分位置與特定觸摸刺激所需的電勢差之間的映射。映射定義如下方式，其中控制器30應當以該方式控制向第二絕緣電極4的布置6施加的施加電勢差，以在跨越在顯示的圖像上面的第二絕緣表面電極2的布置6跟蹤用戶的手指時在每個圖像部分實現(xiàn)所指派的觸摸刺激。映射可以用來在不同的在空間上分布的第二絕緣電極4處施加不同電勢差以向顯示的圖像的在視覺上不同的部分賦予不同觸摸刺激紋理。備選地，在假設(shè)手指在圖像上的特定移動速度時，映射可以用來生成在第二絕緣電極4處施加的隨時間變化的電勢差以向顯示的圖像的在視覺上不同的部分賦予不同觸摸刺激紋理。在假設(shè)特定速度的情況下估計用戶的手指的位置，并且向第二絕緣電極4施加由映射定義的對應電勢差。對應電勢差可以是恒定值或者隨時間變化的值，比如周期性的值。
備選地，映射可以用來動態(tài)生成在第二絕緣電極處施加的隨時間變化的電勢差。檢測用戶的手指的位置，并且施加由映射定義的對應電勢差。對應電勢差可以是恒定值或者隨時間變化的值，比如周期性的值。這向顯示的圖像的在視覺上不同的部分賦予不同觸摸刺激紋理?？梢允褂糜|屏技術(shù)來檢測用戶的手指的位置。顯示器32可以例如是觸屏顯示器?？梢允褂萌魏芜m當圖像處理技術(shù)來處理圖像。例如可以通過對圖像濾波、對濾波的圖像采樣并且量化采樣的濾波圖像來對圖像進行數(shù)字處理。例如，如果使用彩色輸出的拜耳圖案來呈現(xiàn)圖像，則可以僅選擇綠色輸出以用于進ー步處理(濾波和/或采樣和/或量化)。備選地，可以僅選擇藍色輸出或者僅選擇紅色輸出。例如，圖像亮度可以經(jīng)歷閾值化?？梢韵蛟诹炼萒1ot或者以下的所有值指派固定值し-。附加地或者備選地，可以向在亮度Thigh或者以上的所有值指派固定值Lhigh。然后可以對亮度值進行采樣和量化。備選地，存儲的查找表可以用來在逐個像素基礎(chǔ)上或者在逐個像素組的基礎(chǔ)上將圖像亮度/色度轉(zhuǎn)換成預定值?？梢岳缡褂眠吘墮z測技術(shù)來確定像素組。閾值和指派的亮度值可以例如通過在整個圖像內(nèi)對亮度進行平均來在全局規(guī)模上動態(tài)確定，或者可以例如通過在圖像的局部部分內(nèi)對亮度進行平均來在局部規(guī)模上動態(tài)確定。因此，濾波器可以是在空間上和/或在時間上變化的動態(tài)濾波器。圖5示意地圖示裝置10的示例。此裝置10與圖1中所示裝置相似,并且相似標號用來表示相似特征。然而，裝置10還包括數(shù)字相機36，該數(shù)字相機被配置用于捕獲圖像并且向控制器30提供圖像以用于處理，從而形成并且在存儲器37中存儲映射35 (如先前描述的那樣)。備選地或者附加地，由控制器30處理以形成和存儲映射35的圖像可以經(jīng)由通信接ロ 38而從外部源提供。在此示例中，通信接ロ是無線電收發(fā)器并且作為輸入通信接ロ操作而且也作為輸出通信接ロ來操作?？刂破?0被配置用于預備用于經(jīng)由輸出通信接ロ 38傳輸?shù)南?，該消息包括定義用于顯示的圖像的數(shù)據(jù)以及向圖像的在視覺上不同的部分指派不同觸摸刺激紋理的刺激數(shù)據(jù)。刺激數(shù)據(jù)可以是指派電勢差的上文描述的映射35，這些電勢差定義在空間上變化的觸摸刺激。圖6示意地圖示方法70。在框71，控制器30顯示圖像。在框72，控制器在裝置10的第一表面電極2與裝置10的第二絕緣表面電極4的布置6之間施加變化的電勢差。電勢差可以是隨時間變化、在空間上變化或者隨時間變化并且在空間上變化。在框74，控制器30根據(jù)顯示的圖像來控制變化的施加的電勢差。該變化可以是在時間和/或空間上的變化。圖7示意地圖示用于裝置10的控制器30的一個實現(xiàn)方式的示例?？刂破?0包括處理器60和存儲器62。它也包括被處理器60所控制以跨越ー個或者多個第二絕緣表面電極4和參考電極2施加不同的隨時間變化的電勢差的信號發(fā)生器。處理器60被配置用于從存儲器62讀取和向存儲器62寫入。處理器60也可以包括如下輸出接ロ和輸入接ロ，處理器60經(jīng)由該輸出接ロ輸出數(shù)據(jù)和/或命令，經(jīng)由該輸入接ロ向處理器60輸入數(shù)據(jù)和/或命令。存儲器62存儲計算機程序64，該計算機程序包括在被加載到處理器60中時控制控制器30的操作的計算機程序指令。計算機程序指令64提供邏輯和例程，該邏輯和例程使得裝置能夠執(zhí)行圖6中所示方法。處理器60通過讀取存儲器62能夠加載和執(zhí)行計算機程序64。計算機程序可以經(jīng)由任何適當遞送機制66到達控制器30。遞送機制66可以例如是計算機可讀存儲介質(zhì)、計算機程序產(chǎn)品、存儲器設(shè)備、記錄介質(zhì)，比如有形地實現(xiàn)計算機程序64的制品。遞送機制可以是被配置用于可靠地傳輸計算機程序64的信號。雖然將存儲器62圖示為單個部件，但是其可以實施為ー個或者多個單獨部件，該部件中的一些或者所有部件可以集成和/或可去除和/或可以提供持久/半持久/動態(tài)/高速緩存存儲裝置。應當理解，對‘計算機可讀存儲介質(zhì)’、‘計算機程序產(chǎn)品’、‘有形實現(xiàn)的計算機程序’等或者‘控制器’、‘計算機’、‘處理器’等的引用不僅涵蓋具有不同架構(gòu)，比如単/多處理器架構(gòu)和串行(馮.諾依曼Von Neumann)/并行架構(gòu)的計算機而且涵蓋專門化的電路，t匕如現(xiàn)場可編程陣列(FPGA)、專用電路(ASIC)、信號處理設(shè)備和其他設(shè)備。應當理解，對計算機程序、指令、代碼等的引用涵蓋用于可編程處理器或者固件的軟件、比如硬件器件的可編程內(nèi)容，無論是用于處理器的指令還是用于固定功能器件、門陣列或者可編程邏輯器件等的配置設(shè)置?？刂破?0可以提供作為模塊。顯示器32與第二絕緣表面電極4的布置6的組合可以提供作為用于作為任何裝置2的顯示器而附著的模塊。該模塊還可以包括第一電極2。備選地，第一表面電極2以及第二絕緣表面電極4和基板21的組合可以提供作為用于附著到裝置10、例如用于附著到裝置的顯示器32的模塊。如這里所用，‘模塊’指代排除如下単元或者裝置，該單元或者裝置排除由終端制造商或者用戶將添加的某些部分/部件。圖6中所示框可以代表方法中的步驟和/或計算機程序64中的代碼段。圖示框的特定順序未必意味著有針對框的所需或者優(yōu)選順序，并且可以變化框的順序和布置。另夕卜，可以有可能省略ー些步驟。雖然已經(jīng)參照各種例子在先前段落中描述本發(fā)明的實施例，但是應當理解可以進行對給出的例子的修改而未脫離如要求保護的本發(fā)明的范圍。雖然在一些實施例中，第一表面電極2是電鍍表面電極并且由暴露的傳導軌道24(無電介質(zhì)覆蓋)形成，但是在其他實施例中，它是絕緣表面電極并且由傳導軌道24形成，該傳導軌道完全或者部分由電介質(zhì)覆蓋，從而當用戶觸摸第一表面電極2時在傳導軌道24與用戶之間沒有電流式連接但是有電容式連接。電介質(zhì)材料可以是薄的(1-20微米厚)并且不一定是光學上透明的。然而電極2的尺寸/形狀/布局發(fā)揮作用(由干與用戶手掌的電容耦合通道)。因此，如果共同電極2與用戶具有電流式接觸則解決方案更容易?？梢栽诔嗣鞔_描述的組合之外的組合中使用先前段落中描述的特征。雖然已經(jīng)參照某些特征描述了功能，但是那些功能可以由其他特征執(zhí)行，無論其是否已描述。雖然已經(jīng)參照某些實施例描述了特征，但是那些特征也可以存在于其他實施例中，無論其是否已描述。盡管在前文說明書中努力關(guān)注于被認為對本發(fā)明特別重要的那些特征，但是應當理解，申請人在上文引用和/或附圖中示出的任何可授予專利的特征或者特征組合方面都要求保護而無論是否已經(jīng)對它們加以特別強調(diào)。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括: 第一表面電極和第二絕緣表面電極的布置； 顯示器，被配置用于顯示圖像；以及 控制器，被配 置用于在所述第一表面電極與所述第二絕緣表面電極的布置之間施加電勢差，并且被配置用于根據(jù)所述顯示的圖像至少控制所述施加的電勢差的變化。
2.按權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述控制器被配置用于控制針對所述第二絕緣表面電極的布置施加的電勢差，以向所述顯示的圖像的在視覺上不同的部分賦予不同的觸摸刺激紋理。
3.按權(quán)利要求1或者2所述的裝置，其中所述控制器被配置用于控制所述施加的電勢差以向用戶的跨越所述第二絕緣表面電極的布置而跟蹤的手指提供在空間上變化的觸摸刺激，其中所述控制的施加的電勢差在用戶的手指在特定位置時向它提供特定觸摸刺激，所述特定觸摸刺激對應于所述顯示的圖像的與所述特定位置對應的部分。
4.按權(quán)利要求3所述的裝置，其中所述特定位置在所述顯示的圖像的所述對應部分的上面。
5.按權(quán)利要求3或者4所述的裝置，其中對于每個不同的顯示的圖像，使用在手指位置與隨時間變化的電勢差之間的不同映射。
6.按權(quán)利要求5所述的裝置，其中處理圖像以確定其在手指位置與隨時間變化的電勢差之間的相應映射。
7.任一前述權(quán)利要求所述的裝置，其中所述控制器被配置用于: 處理圖像以向多個非重疊圖像部分中的每個非重疊圖像部分指派特定觸摸刺激；以及 確定方式，其中所述控制器應當以該方式控制所述施加的電勢差以在跨越在所述顯示的圖像上面的所述第二絕緣表面電極的布置而跟蹤用戶的手指時，在每個圖像部分處實現(xiàn)所述指派的觸摸刺激。
8.按權(quán)利要求6或者7所述的裝置，其中通過對圖像進行濾波并且對所述濾波的圖像進行量化來對所述圖像進行數(shù)字處理。
9.按權(quán)利要求8所述的裝置，其中所述濾波器是在空間上和/或在時間上變化的動態(tài)濾波器。
10.任一前述權(quán)利要求所述的裝置，還包括用于捕獲所述顯示的圖像的數(shù)字相機。
11.任一前述權(quán)利要求所述的裝置，還包括輸出通信接ロ，其中所述控制器被配置用于預備用于經(jīng)由所述輸出通信接ロ傳輸?shù)南?，所述消息包括定義用于顯示的圖像的數(shù)據(jù)；以及向所述圖像的在視覺上不同的部分指派不同觸摸刺激紋理的數(shù)據(jù)。
12.任一前述權(quán)利要求所述的裝置，還包括輸出通信接ロ，其中所述控制器被配置用于預備用于經(jīng)由所述輸出通信接ロ傳輸?shù)南?，所述消息包括定義用于顯示的圖像的數(shù)據(jù)；以及指派電勢差的數(shù)據(jù)，所述電勢差定義在空間上變化的觸摸刺激。
13.任一前述權(quán)利要求所述的裝置，其中所述控制器被配置用于在至少ー個第二絕緣表面電極與所述第一表面電極之間施加隨時間變化的電勢差。
14.按權(quán)利要求13所述的裝置，其中所述至少ー個第二絕緣表面電極被配置，并且所述控制器被配置用于控制所述電勢差的所述隨時間的變化，以向用戶的跨越所述第二絕緣表面電極而跟蹤的手指提供在空間上變化的觸摸刺激。
15.按權(quán)利要求13或者14所述的裝置，其中所述第二絕緣表面電極的布置由單個第二絕緣表面電極構(gòu)成。
16.按權(quán)利要求1至14中的任ー權(quán)利要求所述的裝置，其中所述第二絕緣表面電極的布置由多個在空間上分布的不同第二絕緣表面電極構(gòu)成，并且其中所述控制器被配置用于使用所述第一表面電極和所述在空間上分布的不同第二絕緣表面電極來施加在空間上變化的電勢差。
17.按權(quán)利要求16所述的裝置，其中所述控制器被配置用于控制所述電勢差以向用戶的跨越所述在空間上分布的第二絕緣表面電極而跟蹤的手指提供在空間上變化的觸摸刺激。
18.任一前述權(quán)利要求所述的裝置，其中所述顯示器和所述第二絕緣表面電極的布置被定位在一起。
19.一種方法,包括: 顯示圖像； 在裝置的第一表面電極與所述裝置的第二絕緣表面電極的布置之間施加變化的電勢差；以及 根據(jù)所述顯示的圖像至少控制所述施加的電勢差的變化。
20.按權(quán)利要求19所述的方法，包括控制所述電勢差的所述變化以向用戶的跨越所述第二絕緣表面電極的布置的至少部分而跟蹤的手指提供在空間上變化的觸摸刺激。
21.按權(quán)利要求19 所述的方法，包括控制針對所述第二絕緣表面電極的布置的所述電勢差的所述變化，以向所述顯示的圖像的在視覺上不同的部分賦予不同的觸摸刺激紋理。
22.按權(quán)利要求19、20或者21所述的方法,還包括: 處理圖像以向多個非重疊圖像部分中的每個非重疊圖像部分指派特定觸摸刺激；以及 確定方式，其中所述控制器應當以該方式控制所述電勢差以在跨越在所述顯示的圖像上面的所述第二絕緣表面電極的布置而跟蹤用戶的手指時，在每個圖像部分實現(xiàn)所述指派的觸摸刺激。
23.一種裝置，包括: 在區(qū)域上分布的多個第二絕緣表面電極； 控制器，被配置用于在所述多個第二絕緣表面電極中的每個第二絕緣表面電極處施加電勢差，并且被配置用于控制所述施加的電勢差在所述區(qū)域上的空間變化，以僅在跨越所述區(qū)域而跟蹤用戶的手指時向所述手指提供觸摸刺激，其中所述觸摸刺激跨所述區(qū)域在空間上變化。
24.按權(quán)利要求23所述的裝置，還包括顯示器，其中所述觸摸刺激的所述在空間上的變化依賴于在所述顯示器中顯示的圖像。
全文摘要
一種裝置包括第一表面電極和第二絕緣表面電極的布置；顯示器，被配置用于顯示圖像；以及控制器，被配置用于在第一表面電極與第二絕緣表面電極的布置之間施加電勢差，并且被配置用于根據(jù)顯示的圖像至少控制施加的電勢差的變化。
文檔編號G06F3/01GK103097991SQ201180044124
公開日2013年5月8日 申請日期2011年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月13日
發(fā)明者Z·拉迪沃杰維克, C·鮑爾, P·比徹, P·安德魯 申請人:諾基亞公司