基于靜電觸覺(jué)的用戶(hù)輸入元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明針對(duì)基于靜電觸覺(jué)的用戶(hù)輸入元件以及包括這種元件的觸覺(jué)反饋接口系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]創(chuàng)建用于用戶(hù)輸入元件的動(dòng)覺(jué)型觸覺(jué)效果的一個(gè)挑戰(zhàn)是用于創(chuàng)建這種觸覺(jué)效果的致動(dòng)器所占的體積，其中該用戶(hù)輸入元件諸如操縱桿、觸發(fā)器、按鈕、鼠標(biāo)滾輪以及鍵盤(pán)鍵。期望以減小的體積形狀因數(shù)開(kāi)發(fā)出用戶(hù)輸入元件(諸如制動(dòng)器)，其允許動(dòng)覺(jué)式的觸覺(jué)效果，從而使得用戶(hù)輸入元件服從于在移動(dòng)外圍設(shè)備和其他觸覺(jué)反饋接口系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的空間限制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用戶(hù)輸入元件，包括:具有第一電容式表面的第一部件，具有被配置為相對(duì)于第一電容式表面可移動(dòng)的第二電容式表面的第二部件，以及位于第一電容式表面和第二電容式表面之間的絕緣體，使得當(dāng)?shù)诙娙菔奖砻嫦鄬?duì)于第一電容式表面從第一位置移動(dòng)到第二位置時(shí)，生成靜電觸覺(jué)效果。
[0004]在用戶(hù)輸入元件的一個(gè)實(shí)施例中，第一部件包括限定第一電容式表面的第一電極，第二部件包括限定第二電容式表面的第二電極。
[0005]在用戶(hù)輸入元件的一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)電壓生成器施加電壓差到第一電極和第二電極，以生成第一電容式表面和第二電容式表面。
[0006]在用戶(hù)輸入元件的一個(gè)實(shí)施例中，第一部件包括該絕緣體，且該絕緣體覆蓋第一電極。
[0007]在用戶(hù)輸入元件的一個(gè)實(shí)施例中，第二部件包括該絕緣體，且該絕緣體覆蓋該第二電極。
[0008]在用戶(hù)輸入元件的一個(gè)實(shí)施例中，第一電極被固定在適當(dāng)?shù)奈恢弥小Ｔ谟脩?hù)輸入元件的一個(gè)實(shí)施例中，用戶(hù)輸入元件還包括彈性元件，該彈性元件被配置為將第二電容式表面偏置在第一位置中。
[0009]在用戶(hù)輸入元件的一個(gè)實(shí)施例中，第一部件包括限定第一電容式表面的多個(gè)第一電極，以及第二部件包括限定第二電容式表面的多個(gè)第二電極。
[0010]在用戶(hù)輸入元件的一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)通過(guò)電壓生成器施加電壓到所述多個(gè)第一電極和所述多個(gè)第二電極以生成第一電容式表面和第二電容式表面時(shí)，生成靜電觸覺(jué)效果。
[0011]在用戶(hù)輸入元件的一個(gè)實(shí)施例中，用戶(hù)輸入元件是鍵盤(pán)的鍵。
[0012]在用戶(hù)輸入元件的一個(gè)實(shí)施例中，用戶(hù)輸入元件是鼠標(biāo)的按鈕。
[0013]在用戶(hù)輸入元件的一個(gè)實(shí)施例中，用戶(hù)輸入元件是操縱桿。
[0014]在用戶(hù)輸入元件的一個(gè)實(shí)施例中，用戶(hù)輸入元件是游戲外圍設(shè)備上的按鈕、觸發(fā)器或操縱桿。
[0015]依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種觸覺(jué)反饋接口系統(tǒng)，其被配置為提供觸覺(jué)效果給操作該系統(tǒng)的用戶(hù)。該系統(tǒng)包括含有處理器的計(jì)算機(jī)，被配置為顯示從計(jì)算機(jī)輸出的圖像的顯示器，被配置為對(duì)在顯示器上顯示的對(duì)象或?qū)⒁陲@示器上顯示的對(duì)象進(jìn)行操縱的用戶(hù)元件。該用戶(hù)元件包括:具有第一電容式表面的第一部件，具有被配置為相對(duì)于第一電容式表面可移動(dòng)的第二電容式表面的第二部件，以及位于第一電容式表面和第二電容式表面之間的絕緣體，使得當(dāng)?shù)诙娙菔奖砻嫦鄬?duì)于第一電容式表面從第一位置移動(dòng)到第二位置時(shí)，生成靜電觸覺(jué)效果。
[0016]在觸覺(jué)反饋接口系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中，該系統(tǒng)還包括操作地連接到計(jì)算機(jī)的鍵盤(pán)，以及用戶(hù)輸入元件是鍵盤(pán)的鍵。
[0017]在觸覺(jué)反饋接口系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中，該系統(tǒng)還包括操作地連接到計(jì)算機(jī)的用戶(hù)輸入裝置，以及用戶(hù)輸入元件是用戶(hù)輸入裝置的按鈕。
[0018]在觸覺(jué)反饋接口系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中，該用戶(hù)輸入裝置是計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)。
[0019]在觸覺(jué)反饋接口系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中，該系統(tǒng)是游戲系統(tǒng)，以及用戶(hù)輸入元件是操作地連接到計(jì)算機(jī)的操縱桿。
[0020]在觸覺(jué)反饋接口系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中，該系統(tǒng)還包括操作地連接到計(jì)算機(jī)的游戲外圍設(shè)備，以及用戶(hù)輸入元件是游戲外圍設(shè)備上的按鈕、觸發(fā)器或操縱桿。
[0021]本發(fā)明的這些及其他方面、特征和特性，以及操作方法、結(jié)構(gòu)相關(guān)元件的功能、各部件的組合和制造經(jīng)濟(jì)性，在考慮了參照附圖的下文描述以及權(quán)利要求后將變得更加明晰，上述全部都形成本說(shuō)明書(shū)的一部分。然而，需要清楚理解的是，附圖僅是為了說(shuō)明和描述的目的，而不旨在作為本發(fā)明限制的限定。如在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中使用的，單數(shù)形式的“一”、“一個(gè)”以及“該”包括復(fù)數(shù)指示物，除非上下文清楚地指明其他情況。
【附圖說(shuō)明】
[0022]為了強(qiáng)調(diào)本發(fā)明的一般原理，闡明了下圖中的組件，這些組件不必定按比例畫(huà)出。為了連貫性和清楚性，指定相應(yīng)組件的參考字符根據(jù)需要而貫穿附圖被重復(fù)。
[0023]圖1說(shuō)明了體據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的觸覺(jué)反饋接口系統(tǒng)；
[0024]圖2說(shuō)明了依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的觸覺(jué)反饋接口系統(tǒng)；
[0025]圖3說(shuō)明了依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的觸覺(jué)反饋接口系統(tǒng)；
[0026]圖4說(shuō)明了圖3的觸覺(jué)反饋系統(tǒng)的游戲外圍設(shè)備的實(shí)施例的更詳細(xì)的視圖；
[0027]圖5A和5B示意性地說(shuō)明了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖1_3的系統(tǒng)的基于靜電觸覺(jué)的用戶(hù)輸入元件的橫截面；
[0028]圖6A和6B示意性地說(shuō)明了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖1_3的系統(tǒng)的靜電觸覺(jué)用戶(hù)輸入元件的橫截面；
[0029]圖7示意性地說(shuō)明了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖1-3的系統(tǒng)的基于靜電觸覺(jué)的用戶(hù)輸入元件的橫截面；
[0030]圖8A和8B示意性地說(shuō)明了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖1-3的系統(tǒng)的基于靜電觸覺(jué)的用戶(hù)輸入元件的橫截面；以及
[0031]圖9A和9B示意性地說(shuō)明了依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖1-3的系統(tǒng)的基于靜電觸覺(jué)的用戶(hù)輸入元件的橫截面。
【具體實(shí)施方式】
[0032]圖1說(shuō)明了依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的觸覺(jué)反饋接口系統(tǒng)100。如所說(shuō)明的，系統(tǒng)100包括主機(jī)計(jì)算機(jī)120、顯示器140、鍵盤(pán)160以及計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)180。系統(tǒng)100被配置為允許用戶(hù)基于鍵盤(pán)160和/或鼠標(biāo)180的用戶(hù)操作以提供輸入給主機(jī)計(jì)算機(jī)120。依據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，系統(tǒng)100進(jìn)一步被配置為響應(yīng)于鍵盤(pán)160和/或鼠標(biāo)180的用戶(hù)操作而向用戶(hù)提供觸覺(jué)反饋，如下文進(jìn)一步詳細(xì)描述的。
[0033]鍵盤(pán)160包括殼體162以及鍵164或按鈕形式的多個(gè)用戶(hù)輸入元件。公知的是，用戶(hù)可以通過(guò)按壓鍵盤(pán)160的鍵164來(lái)提供輸入給計(jì)算機(jī)120。如此處使用的，“按壓”鍵164意味著包括物理接觸預(yù)定義的鍵或區(qū)域以提供輸入信號(hào)給計(jì)算機(jī)120或其他控制器的任何動(dòng)作，并且還可以包括從靜止位置物理地移動(dòng)鍵164到壓下的位置，接觸感測(cè)用戶(hù)接觸的預(yù)定義的區(qū)域等。鍵盤(pán)160可以是帶有超過(guò)100個(gè)鍵的完整尺寸的鍵盤(pán)，如圖1所示，或者較小版本的，諸如用在圖2中所示的便攜式觸覺(jué)反饋接口系統(tǒng)200中的鍵盤(pán)類(lèi)型?？梢允沟弥T如數(shù)字鍵盤(pán)、便攜式鍵盤(pán)、智能電話(huà)以及個(gè)人數(shù)字助理(PDA)上的鍵盤(pán)等的其他鍵盤(pán)能夠具有依據(jù)此處描述的實(shí)施例的本發(fā)明的各方面。
[0034]鍵盤(pán)160通過(guò)總線(xiàn)190耦合到計(jì)算機(jī)120，總線(xiàn)190在鍵盤(pán)160和計(jì)算機(jī)120之間傳遞信號(hào)，還提供電源給鍵盤(pán)160。當(dāng)鍵盤(pán)160和計(jì)算機(jī)120之間有物理連接時(shí)，總線(xiàn)190可以是例如USB或火線(xiàn)總線(xiàn)。在一個(gè)實(shí)施例中，鍵盤(pán)160可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)總線(xiàn)耦合到計(jì)算機(jī)120，使得信號(hào)可以在鍵盤(pán)160和計(jì)算機(jī)120之間通過(guò)電磁能量(紅外的、射頻(RF)等)或其他類(lèi)型信號(hào)的無(wú)線(xiàn)發(fā)射/接收來(lái)發(fā)送。在鍵盤(pán)是“無(wú)線(xiàn)”鍵盤(pán)的實(shí)施例中，鍵盤(pán)160的電源可以由電源存儲(chǔ)裝置提供，諸如附接到鍵盤(pán)160或位于鍵盤(pán)160內(nèi)的電池。
[0035]計(jì)算機(jī)120可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)或工作站，如圖1所示，或者是膝上型計(jì)算機(jī)，如圖2所示以及下文進(jìn)一步詳細(xì)討論的。計(jì)算機(jī)120可以包括主機(jī)微處理器、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、輸入/輸出(I/O)電路系統(tǒng)以及本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的其他計(jì)算機(jī)組件，并且計(jì)算機(jī)12