[发明专利]触觉增强的包括机械按键和集成智能材料驱动器的用户输入元件的提供触效的触觉外围设备

说明书

技术领域

这里的实施方式涉及触觉效果，并且更特别地涉及用于向用户提供触觉效果的触觉外围 设备，该触觉外围设备具有用户输入元件，该用户输入元件包括机械按键和集成智能材料驱 动器。

背景技术

视频游戏和视频游戏系统已经由于市场导向变得更加流行，并由此得到了大众玩家的参 与。传统视频游戏设备或控制器使用视觉和听觉的提示来向用户提供反馈。在一些接口设备 中，动觉反馈(诸如主动力反馈和阻力反馈)和/或可触知反馈(诸如振动、纹理和热量)也 提供给用户，更为众所周知地共同称为“触觉反馈”或“触觉效果”。触觉反馈可以提供加强 和简化用户接口的提示。特别地，振动效果或可触知振动的触觉效果在向电子设备的用户提 供提示以警告用户特别事件，或提供真实反馈以在模拟的或虚拟的环境中形成更好的感官沉 浸是有帮助的。

其中用户与用户输入元件交互以引起动作的诸如医疗设备、汽车控制、远程控制和其他 类似设备的其他设备也受益于触觉反馈或触觉效果。例如且不是通过限制的方式，医疗设备 上的用户输入元件可以由患者身体之外的用户在医疗设备的近端部分进行操作，以在医疗设 备的末端引起患者身体内的动作。触觉反馈或触觉效果可以由设备采用以向用户警告特定事 件，或向用户提供与医疗设备和患者在医疗设备的末端交互有关的真实反馈。

用于游戏、虚拟现实的传统触觉反馈系统及其他设备一般包括一个或多个驱动器，一个 或多个驱动器附着至产生触觉反馈的控制器/外围设备的外壳或包含在产生触觉反馈的控制 器/外围设备的外壳内。例如，Rosenberg转让给Immersion Corporation的美国专利7,106,305， 其整体通过引用的方式结合于此，公开了触觉反馈键盘设备，该触觉反馈键盘设备向用户提 供了用于增强在计算机提供的所显示环境中的交互的触觉反馈。触觉键盘设备可以是具有多 个按键的键盘，或者可以是腕垫或耦合至键盘的其他附件。驱动器耦合至在物理上与用户接 触的设备外壳，并向外壳施加力，以使得力传送至接触外壳的用户。

这里的实施方式涉及向触觉外围设备的用户输入元件提供改进的触觉反馈或效果的触觉 反馈系统，触觉外围设备诸如但不限于键盘、游戏手柄、控制器或其他外围设备。

发明内容

这里的实施方式针对的是触觉外围设备，该触觉外围设备包括外壳和触觉增强的用户输 入元件。触觉增强的用户输入元件配置为接收来自用户的输入，还包括机械按键，该机械按 键具有带有配置为接触用户的用户接触表面的键帽和集成在键帽的用户接触表面上的智能材 料驱动器。智能材料驱动器配置为从处理器接收控制信号，并配置为响应于来自处理器的控 制信号使至少一部分的用户接触表面相对于机械按键的键帽变形，以借此向触觉外围设备的 用户提供触觉效果。

根据这里的另一实施方式，触觉外围设备包括外壳和触觉增强的用户输入元件。触觉增 强的用户输入元件配置为接收来自用户的输入，还包括机械按键，该机械按键具有带有配置 为接触用户的用户接触表面的键帽和集成在键帽的用户接触表面上的智能材料驱动器。智能 材料驱动器配置为从处理器接收控制信号，并配置为响应于来自处理器的控制信号使至少一 部分的用户接触表面相对于机械按键的键帽变形，以借此向触觉外围设备的用户提供触觉效 果。触觉外围设备还包括耦合至机械按键的制动驱动器。制动驱动器配置为将机械按键保持 在被按下的位置，以向用户指示不活跃状况。

根据这里的另一实施方式，游戏系统包括主计算机、处理器和触觉外围设备。触觉外围 设备包括外壳和触觉增强的用户输入元件。触觉增强的用户输入元件配置为接收来自用户的 输入，还包括机械按键，该机械按键具有带有配置为接触用户的用户接触表面的键帽和集成 在键帽的用户接触表面上的智能材料驱动器。智能材料驱动器配置为从处理器接收控制信号， 并配置为响应于来自处理器的控制信号使至少一部分的用户接触表面相对于机械按键的键帽 变形，以借此向触觉外围设备的用户提供触觉效果。处理器位于触觉外围设备的外壳内，或 处理器布置在主计算机中。

附图说明

本发明的前述的及其他特征和优势根据以下如所附附图所示的本文实施方式的说明将是 显而易见的。结合于此并形成说明书的一部分的所附附图进一步用作解释本发明的原理，并 使相关领域技术人员能够进行和使用本发明。附图不是按比例的。

图1是包括这里的实施方式的触觉外围设备的系统的示意性图示，其中系统还包括主计 算机和显示器。

图2是图1的系统的框图。