[发明专利]具有多点触控显示器的触觉装置

说明书

技术领域

本发明一般地涉及数据处理系统中的输入装置，且更具体地，涉及校准数据处理系统中的具有多点触控显示器的一个或多个触觉装置。

背景技术

术语“触觉”指代对触摸的感测。触觉技术涉及使用对施加力、振动和／或运动的触摸的感测而与使用者对接的人类计算机互动装置。多点触控显示器支持对显示器表面上的多个互动点的感测。实例多点触控系统通常包括智能型装置，诸如具有触敏式屏幕的电话及具有触控式屏幕的信息站。多点触控感测延伸超出对人类指尖的检测，且取决于所采用的感测技术，可包括对多种实体对象及视觉标记的检测。

一个或多个触觉装置与视觉显示器的组合已知为“触觉一视觉系统”。可共置这样的系统，其中触觉互动与视觉显示空间重叠。自二十世纪六十年代末以来已开发若干触觉一视觉系统。大多数触觉一视觉系统包含反射于半镀银镜中的液晶显示器(LcD)或阴极射线管(cRT)桌上型监视器，其中触觉装置安装于该镜后方。使用者通过查看镜而观察由监视器投影的立体影像以使得由影像表示的虚拟对象看起来位于镜后，且持有触觉装置。组合效应为一只手与虚拟对象或环境互动，其中使用者可看见及触摸虚拟对象，就好像虚拟对象为实体对象一样。然而，典型的大规模系统使用不同设计，其中大型触觉装置位于大型显示表面前方。

上文所描述的触觉一视觉系统合并有用于力反馈的机器人装置。替代触觉装置已与显示装置集成，包括：提供有限显示变形或振动反馈的触感显示器(诸如，来自Pacinian C0叩0ration(http://www.pacinian.com/)的技术)；使用被动抗力(passive resistance)在显示表面上仿真控制接口工具集的实体接口工具集(诸如，聚硅氧照明的活动的周边装置(SLAP)接口工具集(http://doi.acm.org/10.1145/l51870l.15l8779))；及使用磁感应在显示表面上移动对象(诸如，由主动式桌面(Proactive Desk)实施例(http://dx.doi.org/10.1109/VR.2006.110))所提供。

个人触觉-视觉系统通常限制实体上邻近的同事之间的合作。在给定时刻，仅一个使用者可与此系统互动。个人触觉-视觉系统归因于其对小规模显示装置的使用也限制视觉内容上下文。归因于重叠的实体工作空间及触觉装置之间的碰撞的高机率，在个人触觉-视觉系统中增加触觉装置的数目(例如)以支持双手互动为困难的。大规模触觉-视觉系统将可由触觉装置存取的工作空间限制于视觉显示表面的固定子集，且另外混淆视觉显示器的实质部分与触觉装置的部分。归因于在使用者的注意力集中于视觉显示器上时大型机器人(触觉)装置极接近于使用者的身体及头部，大规模触觉-视觉系统也造成安全性风险。

触感显示器及活动的周边装置将触觉工作空间限制于显示平面。使用者仅在使用者的手指与显示表面接触时感觉到触觉反馈，在立体投影的视觉虚拟环境中，此情形为严重限制。

在触觉装置的领域中，若干当前解决方案为可用的，包括在触控笔(手写笔)中使用电磁装置或电阻性圆珠笔头(resistive ballpoint)以用于获得力反馈的二维触觉-视觉系统。描述与多个触控笔的互动。二维触觉-视觉系统基本上为活动的周边装置，然而其具有限制。

解决方案的另一实例可视为振动-触感显示器的简单式扩充以适应多点触控感测。先前陈述的振动-触感显示器系统的类似变化(例如)通过提供在不检查显示器的情况下定位图形使用者接口工具集的能力而在携带型装置中提供对非视觉反馈的强调。

在当前解决方案的另一实例中，呈现触感显示器的变体，其中显示器的表面响应于使用者的触摸或响应于强调二维图形使用者接口(GUI)元素(诸如，活动中按钮接口工具集)而变形。实例解决方案具有与当前可用的其它触感显示器类似的限制。

在当前解决方案的另一实例中，显示器(一些显示器为触敏式，一些显示器不为触敏式)及实体按钮(诸如，游戏控制器上的那些按钮)的组合提供装置可作为整体振动或实体按钮可提供力反馈的能力。运动或反馈可为(例如)拒绝响应于显示于显示器中之一上的某物及来自使用者的实体按钮或触控式屏幕按压的组合而压下。

在另一实例中，触觉触控笔提供多种振动效应。举例而言，除提供触觉反馈的致动器安装于触控笔中而非安装于显示器中外，振动触觉触控笔类似于触感显示系统。如先前所描述的触感多点触控显示器上的另一变化包括附着至使用者的手指而非附着至如先前所陈述的触控笔或显示器的触感组件。