阅读说明：本技术 利用力传感器和触觉致动器的可调节触觉反馈 (Adjustable haptic feedback using force sensors and haptic actuators ) 是由 史瑞纳斯·尤尼克理辛南恩 于 2017-06-30 设计创作，主要内容包括：提供了用于定制输入设备的方法、计算机可读介质及设备。所述方法可包括设定与致动所述输入设备的按键相关联的一组参数。所述一组参数可包括用于致动所述按键的阈值力或用于致动所述按键的阈值位移中的至少一个。所述方法可接收所述按键的按压。所述方法可响应于所述按键的所述按压基于所述一组参数提供触觉反馈。(Methods, computer-readable media, and devices are provided for customizing an input device. The method may include setting a set of parameters associated with actuating keys of the input device. The set of parameters may include at least one of a threshold force for actuating the key or a threshold displacement for actuating the key. The method may receive a press of the key. The method may provide haptic feedback based on the set of parameters in response to the pressing of the key.)

利用力传感器和触觉致动器的可调节触觉反馈

技术领域

本公开各个方面通常关于人机交互，且更具体地关于输入设备的触觉反馈的定制。

背景技术

计算技术自其产生以来在性能方面已成倍地增加。处理器以更高的速率工作；内存更大且始终更快；大容量存储器每年变得更大且更便宜。计算机现在生活的许多方面中为必需组件，且常常用以在自游戏至科学可视化的一切方面中将三维世界呈现给用户。

人机交互(human–computer interaction；HCI)研究计算机技术的设计及使用，集中于人(用户)与计算机之间的接口。人以许多方式与计算机交互。人与计算机之间的接口对于促进此交互为至关重要的。用户与计算机之间的接口尚未达到与计算技术相同的改变速率。举例而言，屏幕窗口、键盘、监视器及鼠标为标准的，且自其引入以来经历极小改变。对于人机接口给予了极少想法，但用户用计算机的体验中的大部分通过用户与计算机之间的接口来支配。

随着计算机在性能方面持续增加，人机接口变得愈来愈重要。与用户的通信的有效带宽对于仅使用传统鼠标及键盘用于输入且使用监视器及扬声器用于输出为不足的。更胜任的接口支持对于适应更复杂且苛刻的应用而言为合乎需要的。

计算机鼠标上的传统按键并未对用户提供任何种类的定制。因此，允许按键的定制以改良在操作计算机鼠标时的用户体验可为合乎需要的。

发明内容

下文呈现一个或多个方面的简化概述，以便提供对这些方面的基本理解。此概述并非所有预期方面的广泛综述，且既不旨在识别所有方面的关键或重要元素亦不描绘任何或所有方面的范围。其唯一目的为将一个或多个方面的一些概念以简化形式呈现为序言用于稍后所呈现的更详细描述。

针对人机交互，触觉反馈可提供增强的用户及游戏体验。在本公开的方面中，用户使用力传感器及触觉致动器精确地定制其输入设备的触觉反馈的方式得以提供。传统鼠标按键可被如下鼠标按键更换：使用安装于鼠标的主体中的高分辨率触觉致动器连同力传感器提供触觉反馈。使用提供给用户的定制软件，用户可能能够设定或调整鼠标按键的力曲线以改良用户及游戏体验。

在本公开的方面中，提供用于定制输入设备的方法、计算机可读介质及设备。所述方法可设定或调整与致动所述输入设备的按键相关联的一组参数。所述一组参数可包括用于致动所述按键的阈值力或用于致动所述按键的阈值位移中的至少一个。所述方法可接收所述按键的按压。所述方法可响应于所述按键的所述按压基于所述一组参数提供触觉反馈。

为了实现前述及相关目的，一个或多个方面包括下文全面描述且权利要求中特定指出的特征。以下描述及附加附图详细地阐述一个或多个方面的某些说明性特征。然而，此等特征指示可使用各种方面的原理的各种方式中的仅少数方式，且此描述旨在包括所有这些方面及其等效物。

附图说明

图1A为显示根据各种实施例的用于与基于处理器的装置通信的鼠标的装配视图的图。

图1B为显示根据各种实施例的图1A的鼠标的分解视图的图。

图2为说明用于按键的力曲线的实例的图。

图3为说明可提供定制触觉反馈的计算机鼠标的实例的侧视图的图。

图4为说明可提供定制触觉反馈的计算机鼠标的实例的俯视图的图。

图5为定制输入设备的方法的流程图。

图6为说明在示例性设备中的不同的构件/组件之间的数据流的概念性数据流图。

图7为说明用于使用处理系统的设备的硬件实现方案的实例的图。

具体实施方式

下文结合所附附图所阐述的详细描述旨在作为各种配置的描述，且不旨在表示其中本文所述的概念可得以实践的仅有配置。详细描述包括用于提供各种概念的详尽理解的目的的特定细节。然而，对于本领域技术人员而言将显而易见的是，这些概念可在没有这些特定细节的情况下实践。在一些实例中，公知结构及组件以框图形式显示以便避免混淆这些概念。

现将参考各种设备及方法呈现人机交互的若干方面。这些设备及方法将通过各种框、组件、电路、过程(processes)、算法等(统称为“元件”)在以下详细描述中描述且在随附附图中说明。这些元件可使用电子硬件、计算机软件或其任何组合来实施。这些元件实施为硬件或软件取决于施加于整个系统的特定应用及设计约束。

通过实例，元件、或元件的任何部分，或元件的任何组合可实施为包括一个或多个处理器的“处理系统”。处理器的实例包括微处理器、微控制器、图形处理单元(graphicsprocessing unit；GPU)、中央处理单元(central processing unit；CPU)、应用程序处理器、数字信号处理器(digital signal processor；DSP)、精简指令集计算(reducedinstruction set computing；RISC)处理器、片上系统(systems on a chip；SoC)、基频处理器、现场可编程门阵列(field programmable gate array；FPGA)、可变成逻辑装置(programmable logic device；PLD)、状态机、闸控逻辑、离散硬件电路，及经配置来执行遍及本公开所述的各种功能性的其他合适硬件。处理系统中的一个或多个处理器可执行软件。软件应被广泛地解释为意谓指令、指令集、代码、码段、程序代码、程序、子程序、软件组件、应用程序、软件应用程序、软件包、例程、子例程、对象、可执行码、线程(threads ofexecution)、程序、函数等，而无论是被称为软件、固件、中间软件、微码、硬件描述语言或其他者。

因此，在一个或多个实例实施例中，所描述功能可以硬件、软件或其任何组合来实施。若以软件来实施，则功能可存储于计算机可读介质上或编码为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码。计算机可读介质包括计算机存储介质。存储介质可为可通过计算机存取的任何可用介质。通过实例且非限制，这种计算机可读介质可包括随机存取存储器(random-access memory；RAM)、只读存储器(read-only memory；ROM)、电可擦可编程ROM(electrically erasable programmable ROM；EEPROM)、光盘存储装置、磁盘存储装置、其他磁性存储装置、所述类型的计算机可读介质的组合，或可用以存储可通过计算机存取的呈指令或数据结构的形式的计算机可执行码的任何其他介质。

在一实施例中，提供用于输入设备上的按键的定制的方法、计算机可读介质及设备。该设备可允许与自市场中的传统输入设备可能的情况相比对于输入设备上的按键的更多定制，这通过以下操作来进行：改变按键的力曲线，或改变触觉可接着作出反应的音频。该设备可允许用户在其认为合适时针对其输入设备的不同用途保存单独的触觉反馈轮廓(profile)(例如，如通过相应的力曲线定义)。触觉反馈轮廓可保存至软件上，以用于在用户启动不同游戏或程序时自动切换。在一个实施例中，该设备可允许力在按键的其他特性当中的定制。按键的其他可定制特性可为独立于力的在致动之前的行进，或用户想要单击或双击按键(传统鼠标按键为“双击”，原因在于每致动存在两次点击，一次在按键被致动时且另一次在按键被释放时)。仍存在其他可定制特性，诸如按键的感觉有多“干脆(crisp)”或“软绵(mushy)”(其可通过致动点之前及之后的力曲线的斜率来判定)等。

图1A为显示根据各种实施例的用于与基于处理器的装置通信的鼠标100的装配视图的图。图1B为显示根据各种实施例的图1A的鼠标100的分解视图的图。如所示，鼠标100可包括外壳110。外壳110可为鼠标100的外部壳体。此外，外壳110可包括盖部分120及基座部分130。盖部分120及基座部分130可为外壳110的两个单独部分。外壳110的盖部分120可为鼠标100的外部壳体的顶箱盖。外壳110的基座部分130可为鼠标100的外部壳体的底箱盖。根据各种实施例，当盖部分120及基座部分130装配在一起时，外壳110可界定内腔以容纳或包住鼠标100的内部组件140。

根据各种实施例，鼠标100的内部组件140可包括电子电路模块142及运动检测模块144。电子电路模块142可包括印刷电路板或任何其他合适的电子电路。电子电路模块142可经由缆线102连接至诸如计算机的基于处理器的装置。运动检测模块144可包括光学传感器、或激光传感器、或轨迹球机构、或可配置来检测鼠标100的移动的任何其他电子或机械组件。运动检测模块144可进一步配置来与电子电路模块142通信，使得鼠标的所检测移动可传输至鼠标100可连接至的基于处理器的装置。

此外，外壳110的盖部分120可包括一个或多个按键122。一个或多个按键122可配置来与鼠标100的电子电路模块142相互作用以供用户经由点击鼠标100的一个或多个按键122来提供输入至鼠标100可连接至的基于处理器的装置。一个或多个按键122可包括点击按键、或滚动按键、或下压按键、或合适按键的任何组合。一个或多个按键122可按需要定位于盖部分120的任何区域处。

根据各种实施例，外壳110可包括基座表面。基座表面可配置来面对鼠标100可置放于其上的追踪表面。因此，外壳110的基座表面可为外壳110的基座部分130的实质上平坦区段132的外部表面。因此，鼠标100可放置为外壳110的基座部分130的基座表面实质上平坦地抵靠或实质上平行于鼠标垫、台面或鼠标可在其上使用的任何其他合适的追踪表面。

根据各种实施例，外壳110的基座部分130可包括窗131。窗131可为基座部分130的开口或透明部分。因此，窗131可允许运动检测模块144检测鼠标100与鼠标100可放置及移动于其上的追踪表面之间的相对移动。

按键(例如，一个或多个按键122中的一个)的触觉感觉可通过其力曲线来研究，该力曲线绘制施加于按键上的力vs.在按键正被致动时按键的位移。图2为说明用于按键的力曲线202的实例的图200。当按键(例如，一个或多个按键122中的一个)被按压时，施加于按键上的力及按键的位移可逐渐地增大，如通过力曲线202所说明的那样。按键的位移可通过按键的按压来引起。当力及位移的组合攀升至致动点204时，按键的按压可暂存为输入且触觉反馈可被提供。在一个实施例中，致动点204可限定用于致动的力阈值及用于致动的位移阈值。为了致动按键，用于致动的力阈值及用于致动的位移阈值中的至少一个可能需要被满足。举例而言，当施加于按键上的力超过用于致动的力阈值和/或按键的位移超过用于致动的位移阈值时，按键可被致动。

在一个实施例中，在致动点204被达到之后，施加于按键上的力及按键的位移可逐渐地减小。当力及位移的组合下降至回弹点206时，按键可被重设且可在致动点204被达到的情况下再次被致动。在一个实施例中，在致动点204处的触觉反馈触发可在回弹点206被达到时或之前停止。

在一个实施例中，回弹点206可限定重设力阈值及重设位移阈值。为了重设按键，重设力阈值及重设位移阈值中的至少一个可能需要被满足。举例而言，当施加于按键上的力小于重设力阈值和/或按键的位移小于重设位移阈值时，按键可被重设。

在一个实施例中，按键可具有力传感器及触觉反馈机构，以在按键被按压时将触觉反馈提供给用户。在此实施例中，用户可以能够例如通过设定或调整致动点204何/或回弹点206而设定或调整力曲线202，以设定或调整按键的触觉反馈或触觉感觉。在一个实施例中，力曲线202可基于用户的偏好和/或基于鼠标正用于的应用程序或程序来设定或调整。

图3为说明可提供定制触觉反馈的计算机鼠标300的实例的侧视图的图。在一个实施例中，鼠标300可具有嵌入于鼠标300的顶壳302下方的柔性、薄的力传感器304。顶壳302可为微柔性的，原因在于其将施加至其的任何力传送至下方的力传感器304。触觉致动器306可定位于使得其可将触觉反馈传输至表面(例如，顶壳302)的位置处。在一个实施例中，触觉致动器306可处于力传感器304下方或附近的某处。在一个实施例中，触觉致动器306可为高分辨率触觉致动器。

在一个实施例中，当顶壳302的靠近力传感器304的区域被按压时，力传感器304可检测到力。响应于所检测力，触觉致动器306可基于与顶壳302的该区域相关联的力曲线(例如，力曲线202)产生触觉反馈。

图4为说明可提供定制触觉反馈的计算机鼠标400的实例的俯视图的图。在一个实施例中，鼠标400可为上文参考图3所述的鼠标300。如所说明，鼠标400可具有两个按键402及412。滚轮408可定位于按键402与412之间。在一个实施例中，按键402及412可为鼠标400的顶壳416的部分。

按键402可具有相关联的力传感器406及触觉致动器410。按键402可为微柔性的，原因在于其将施加至其的任何力传送至下方的力传感器406。触觉致动器410可定位于按键402下方，使得其可将触觉反馈传输至按键402。在一个实施例中，力传感器406可为上文参考图3所述的力传感器304，且触觉致动器410可为上文参考图3所述的触觉致动器306。按键412可具有类似配置。

在一个实施例中，当按键402被按压时，力传感器406可检测到力。响应于所检测力，触觉致动器410可基于与按键402相关联的力曲线(例如，力曲线202)产生触觉反馈。

在一个实施例中，按键402的力曲线可设定或定制。在一个实施例中，力曲线的定制可包括致动点的定制和/或回弹点的定制。举例而言，用于致动的力阈值和/或用于致动的位移阈值可被设定或调整，以反映用户或应用程序的偏好。

在一个实施例中，在按键被按压时按键可能有极小或无实际位移。在此实施例中，按键的位移可通过按键的感知行进或感知位移来测量。举例而言，在传统鼠标按键中，通过用户对按键所施加的力引起位移，该位移导致开关的按压。在本公开的一个实施例中，在鼠标上的力增大通过在致动力达到时致动按键的力传感器检测，而非按键的实体移动。然而，用户可感受到存在位移，这是由于其逐渐地增大按键上的力直至达到致动点为止的事实。

在一个实施例中，按键的感知位移可通过按键被按压的持续时间来测量。在此实施例中，用于致动的位移阈值可为第一持续时间阈值，且重设位移阈值可为第二持续时间阈值。第二持续时间阈值可大于第一持续时间阈值。举例而言，当按键被按压的持续时间大于第一持续时间阈值时，用于致动的位移阈值被满足；当按键被按压的持续时间大于第二持续时间阈值时，重设位移阈值被满足。

在一个实施例中，按键的感知位移可通过施加于按键上的力来测量。在此实施例中，按键的感知位移可为施加于按键上的力的函数。

在一个实施例中，不同的力曲线轮廓或点击感觉可针对不同的目的定义且相应地应用。举例而言，较高(例如，高于默认)的用于致动的力阈值可配置以用于针对第一人称射击(first-person shooter；FPS)游戏的曲线轮廓来避免偶然致动；且较低(例如，低于默认)的用于致动的力阈值可配置以用于针对多玩家在线竞技场(multiplayer onlinebattle arena；MOBA)游戏的曲线轮廓。在一个实施例中，不同的致动点及回弹点可针对不同的目的定义且相应地应用。

在一个实施例中，按键的力曲线可通过用户根据用户的偏好使用软件来设定或调整。在一个实施例中，装置制造商可包括可供用户挑选的预设力曲线设定。

在一个实施例中，为了更加紧密地类似于机械按键，亦可存在经由扬声器的音频反馈，该扬声器建置至鼠标中或以其他方式耦接至鼠标。使用数字信号处理器，触觉反馈可自点击的声音产生，从而使触觉反馈及点击的声音无缝且给予用户除了改变力曲线以外设定或调整触觉反馈的另一方式。在一个实施例中，点击的声音的音量和/或音调(pitch)可被设定或调整以产生不同的触觉反馈。在一个实施例中，触觉反馈可通过建置至鼠标中或以其他方式耦接至鼠标的扬声器产生。

在一个实施例中，不同的触觉反馈轮廓(例如，如通过不同的力曲线定义)可针对不同用途保存。举例而言，具有较轻点击致动的触觉反馈轮廓可针对MOBA游戏保存，或具有较重点击致动的触觉反馈轮廓可针对FPS游戏保存以避免偶然点击。

图5为定制输入设备的方法的流程图500。在一个实施例中，输入设备可为指向装置，其可为鼠标、轨迹球、游戏杆、WiiMote或触摸板之一。该方法可通过输入设备或耦接至输入设备的基于处理器的装置(例如，鼠标100、鼠标300、鼠标400，或设备602/设备602')执行。

在步骤502处，装置可设定或调整用于致动输入设备的按键的一组参数。该组参数可包括用于致动按键的阈值力或用于致动按键的阈值位移中的至少一个。在一个实施例中，该组参数可表示装置的触觉反馈轮廓。在一个实施例中，该组参数可表示与按键相关联的力曲线。

在一个实施例中，该组参数可基于使用输入设备的类型来设定或调整。在一个实施例中，该组参数可基于输入设备所用于的应用程序来设定或调整。在一个实施例中，该组参数可进一步包括用于在致动之后重设按键的回弹点。

在504处，装置可接收按键的按压。在一个实施例中，按键的按压可通过力传感器(例如，力传感器304或力传感器406)检测。在一个实施例中，装置可进一步测量通过按键的按压所施加的力。在一个实施例中，装置可进一步测量按键的按压的持续时间。

在506处，装置可响应于按键的按压基于所述一组参数提供触觉反馈。在一个实施例中，为了基于该组参数提供触觉反馈，装置可在按键的按压满足阈值力或阈值位移中的至少一个时触发触觉反馈。

在一个实施例中，阈值力可在通过按键的按压所施加的力大于或等于阈值力时满足。在一个实施例中，装置可使用被配置来测量施加至按键的力的传感器检测通过按键的按压所施加的力。

在一个实施例中，阈值位移可在通过按键的按压所引起的、按键的表面的位移大于或等于阈值位移时满足。在一个实施例中，阈值位移可为感知位移的阈值。感知位移的阈值可在按键的按压的持续时间大于或等于阈值持续时间时满足。在一个实施例中，装置可使用传感器或电路确定按键的按压的持续时间。

在一个实施例中，为了提供触觉反馈，装置可使用触觉致动器(例如，触觉致动器306或触觉致动器410)产生触觉反馈。在一个实施例中，为了提供触觉反馈，装置可经由装置的扬声器产生音频反馈，且触觉反馈可自音频反馈产生。在一个实施例中，装置可基于按键的按压进一步设定或调整音频反馈，以设定或调整触觉反馈。

图6为说明在示例性设备602中的不同的构件/组件之间的数据流的概念性数据流图600。设备602可为输入设备或耦接至输入设备的计算装置。在一个实施例中，设备602可为上文所述的鼠标300或鼠标400。设备602可包括参数管理器604，参数管理器604设定或调整与致动设备的按键相关联的一组参数。在一个实施例中，参数管理器604可执行上文参考图5中的502所述的操作。

设备602可包括按键按压测量单元610，按键按压量测单元610检测按键的按压且进行关于按键的按压的测量。在一个实施例中，测量值可包括通过按键的按压所施加的力和/或按键被按压的持续时间。在一个实施例中，按键按压测量单元610可执行上文参考图5中的504所述的操作。

设备602可包括触觉反馈控制器608，触觉反馈控制器608基于通过参数管理器604所提供的参数及通过按键按压测量单元610所提供的测量值提供触觉反馈。在一个实施例中，触觉反馈控制器608可将控制信号输出至触觉致动器。在一个实施例中，触觉反馈控制器608可将控制信号输出至在设备内或耦接至设备的扬声器。在一个实施例中，触觉反馈控制器608可执行上文参考图5中的506所述的操作。

设备602可包括执行图5的所述流程图中的算法的框中的每个的额外组件。因而，图5的所述流程图中的每一框可通过组件执行及设备可包括那些组件中的一个或多个。组件可为如下一个或多个硬件组件：被特定地配置来实行所陈述过程/算法、通过被配置来执行所陈述过程/算法的处理器来实施、存储于用于供处理器实施的计算机可读介质内、或其一些组合。

图7为说明用于使用处理系统714的设备602'的硬件实现方案的实例的图700。处理系统714可利用总线架构来实施，该总线架构一般通过总线724表示。取决于处理系统714的特定应用及总设计约束，总线724可包括任何数量的互连总线及网桥。总线724将各种电路链接在一起，所述电路包括通过处理器704表示的一个或多个处理器和/或硬件组件，组件604、608、610，及计算机可读介质/存储器706。总线724亦可链接各种其他电路，诸如定时源、***设备、电压调节器、及功率管理电路，这些电路在本领域中为公知的且因此将不再进行描述。

处理系统714包括耦接至计算机可读介质/存储器706的处理器704。处理器704负责一般处理，包括存储于计算机可读介质/存储器706上的软件的执行。软件在通过处理器704执行时使得处理系统714执行上文针对任何特定设备所述的各种功能。计算机可读介质/存储器706亦可用于存储通过处理器704在执行软件时所操纵的数据。处理系统714进一步包括组件604、608、610中的至少一个。这些组件可为在处理器704中运行、驻留/存储于计算机可读介质/存储器706中的软件组件、耦接至处理器704的一个或多个硬件组件、或其某组合。

应理解，所公开的过程/流程图中的框的特定次序或阶层架构为示例性方法的说明。基于设计偏好，应理解，可重新配置过程/流程图中的框的特定次序或阶层架构。此外，一些框可组合或省略。随附方法权利要求以示例次序呈现各种框的要素，且并不意谓限于所呈现的特定次序或阶层架构。

提供先前描述以使任何本领域技术人员能够实践本文所述的各种方面。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言将为容易显而易见的，且本文所定义的一般原理可应用于其他方面。因此，权利要求不旨在限于本文所示的方面，而应符合与语言权利要求一致的最广范围，其中以单数形式对组件的引用不旨在意谓“一个且仅一个”，除非特定地如此规定，而是意谓“一个或多个”。词“示例性”在本文中用以意谓“充当实例、例子或说明”。本文描述为“示例性”的任何方面不必解释为比其他方面较佳或有利。除非另有特定规定，否则术语“一些”指代一个或多个。诸如“A、B或C中的至少一个”、“A、B或C中的一个或多个”、“A、B及C中的至少一个”、“A、B及C中的一个或多个”及“A、B、C或其任何组合”的组合包括A、B，和/或C的任何组合，且可包括A的倍数、B的倍数或C的倍数。特定地，诸如“A、B或C中的至少一个”、“A、B或C中的一个或多个”、“A、B及C中的至少一个”、“A、B及C中的一个或多个”及“A、B、C或其任何组合”的组合可为仅A、仅B、仅C、A及B、A及C、B及C，或A及B及C，其中任何此等组合可含有A、B或C的一个或多个成员。一般本领域技术人员已知或稍后将已知的遍及本公开所述的各种方面的组件的所有结构及功能等效物以引用的方式明确地并入本文中，且旨在通过权利要求包含。此外，本文所公开的内容均不旨在贡献给公众，而不论此公开内容是否明确地叙述于权利要求中。词“模块”、“机构”、“元件”、“装置”及其类似者可能并非词“构件”的替代者。因而，无声明的元件将被解释为构件加功能，除非元件使用短语“用于……的构件”明确地叙述。