Формирование тактильного воспринимаемого воздействия

Авторы патента:


Формирование тактильного воспринимаемого воздействия
Формирование тактильного воспринимаемого воздействия
Формирование тактильного воспринимаемого воздействия
Формирование тактильного воспринимаемого воздействия
Формирование тактильного воспринимаемого воздействия
Формирование тактильного воспринимаемого воздействия
Формирование тактильного воспринимаемого воздействия
Формирование тактильного воспринимаемого воздействия
Формирование тактильного воспринимаемого воздействия
Формирование тактильного воспринимаемого воздействия

 

G06F3/041 - Вводные устройства для передачи данных, подлежащих преобразованию в форму, пригодную для обработки в вычислительной машине; выводные устройства для передачи данных из устройств обработки в устройства вывода, например интерфейсы (пишущие машинки B41J; преобразование физических переменных величин F15B 5/00,G01; получение изображений G06T 1/00,G06T 9/00; кодирование, декодирование или преобразование кодов вообще H03M; передача цифровой информации H04L)

Владельцы патента RU 2573232:

Нокиа Текнолоджиз Ой (FI)

Изобретения относятся к тактильной связи и формированию тактильно воспринимаемого воздействия. Технический результат - формирование улучшенной тактильной обратной связи. Устройство имеет корпус с поверхностью, включающей первый поверхностный электрод и второй поверхностный электрод, отнесенный в пространстве от упомянутого первого поверхностного электрода, и контроллер, сконфигурированный для приложения изменяющейся во времени разности потенциалов так, что при использовании электрический ток, не превышающий 100 мкА, протекает между первым и вторым поверхностными электродами по пальцу пользователя, обеспечивая тактильное воздействие на пользователя, которое воспринимается только в случае наличия относительного перемещения между пальцем и устройством при тактильном контакте между пальцем и поверхностью устройства. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 10 ил.

 

Область техники

Варианты осуществления настоящего изобретения относятся к тактильной связи и формированию тактильно воспринимаемого воздействия.

Предпосылки создания изобретения

В настоящее время для формирования тактильного воздействия применяют электромеханические приводы, например, вибраторы. Однако они обладают рядом недостатков.

Сущность изобретения

В соответствии с различными, но необязательно всеми, вариантами осуществления настоящего изобретения предлагается устройство, содержащее: часть корпуса с поверхностью, включающей первый поверхностный электрод и второй поверхностный электрод, пространственно отделенный от упомянутого первого поверхностного электрода, и контроллер, сконфигурированный для приложения изменяющейся во времени разности потенциалов между упомянутыми первым поверхностным электродом и вторым поверхностным электродом, а также для управления по меньшей мере изменением во времени упомянутой разности потенциалов.

В соответствии с различными, но необязательно всеми, вариантами осуществления настоящего изобретения предлагается способ, включающий: приложение изменяющейся во времени разности потенциалов между первым поверхностным электродом корпуса устройства и вторым поверхностным электродом корпуса этого устройства, а также управление по меньшей мере изменением во времени упомянутой разности потенциалов.

В соответствии с различными, но необязательно всеми, вариантами осуществления настоящего изобретения предлагается носитель информации, содержащий компьютерную программу, включающую инструкции компьютерной программы, которые при загрузке в процессор обеспечивают приложение изменяющейся во времени разности потенциалов между первым поверхностным электродом корпуса устройства и вторым поверхностным электродом корпуса этого устройства.

В соответствии с различными, но необязательно со всеми, вариантами осуществления настоящего изобретения предлагается устройство для электрически модулируемого тактильного воздействия при перемещении, содержащее: часть корпуса с гладкой поверхностью, включающей оптически прозрачный поверхностный электрод, и контроллер, сконфигурированный для формирования изменяющегося во времени электрического поля на упомянутом поверхностном электроде, так что при использовании электрический ток через упомянутый поверхностный электрод не превышает 100 мкА, а также сконфигурированный для управления по меньшей мере изменением во времени упомянутого электрического поля.

Краткое описание чертежей

Для лучшего понимания различных примеров осуществления настоящего изобретения далее в качестве примеров будут сделаны ссылки на приложенные чертежи.

На фиг.1A схематически показан вид в перспективе сверху-сбоку примера устройства.

На фиг.1B схематически показан вид в перспективе снизу-сбоку примера устройства.

На фиг.2 схематически показан вид в разрезе примера поверхностного электрода.

На фиг.3A схематически показан один из примеров первой прикладываемой периодической разности потенциалов.

На фиг.3B схематически показан один из примеров второй прикладываемой периодической разности потенциалов.

На фиг.4 схематически показан один из примеров функциональных компонентов устройства.

На фиг.5 схематически показано использование одного из примеров устройства.

На фиг.6 схематически показано использование другого примера устройства.

На фиг.7 схематически показан способ.

На фиг.8 схематически показан один из примеров реализации контроллера для устройства.

Подробное описание изобретения

На чертежах проиллюстрированы примеры устройства 10, содержащего: часть 11 корпуса (см., например, фиг.1A, 1B, 5, 6) с поверхностью 12, включающей первый поверхностный электрод 2 и второй поверхностный электрод 4, пространственно отделенный от первого поверхностного электрода 2, и котроллер 30 (см., например, фиг.4), сконфигурированный для приложения изменяющейся во времени разности 24 потенциалов (см., например, фиг.3A, 3B) между первым поверхностным электродом 2 и вторым поверхностным электродом 4, а также для управления по меньшей мере изменением во времени упомянутой разности 24 потенциалов.

При использовании устройства пользователь 40 (см., например, фиг.5 и 6) держит устройство 10 в одной руке или в обеих руках, или иным образом касается устройства, используя две различные части тела. Одна из частей тела пользователя касается первого поверхностного электрода 2, а другая часть тела пользователя (обычно палец) касается второго поверхностного электрода 4. Упомянутые две точки касания замыкают электрический контур 2 через тело пользователя. Второй поверхностный электрод 4 имеет связанное с ним изменяющееся во времени электрическое поле, которое изменяется в зависимости от прикладываемой изменяющейся во времени разности потенциалов. Электрическое поле порождает изменяющуюся во времени силу, которая не формирует непосредственно тактильное воздействие на находящийся сверху и касающийся поверхности палец пользователя, когда этот палец неподвижен, однако косвенно обеспечивает тактильное воздействие, когда палец пользователя, находясь в контакте со вторым поверхностным электродом 4, перемещается по второму поверхностному электроду 4. Предполагается, что упомянутая изменяющаяся во времени сила модулирует силу трения, приложенную к касающемуся пальцу, что создает модулированную силу сдвига на поверхности пальца при проведении им по второму поверхностному электроду 4. Изменяющееся во времени тактильное воздействие, воспринимаемое пользователем при проведении пальцем по второму поверхностному электроду 4, формирует воспринимаемую "текстуру", которая может изменяться путем управления по меньшей мере изменением во времени прикладываемой разности потенциалов.

В настоящем документе выражение "электрически модулируемое тактильное воздействие при перемещении" (electrically modulated moving touch stimulus, EMMTS) обозначает тактильное воздействие на часть тела пользователя, управляемое с использованием устройства для приложения изменяющейся во времени разности потенциалов и воспринимаемое пользователем при перемещении части тела пользователя относительно упомянутого устройства и при контакте части тела пользователя с устройством, но не воспринимаемое пользователем, если относительное перемещение между частью тела пользователя и устройством отсутствует при тактильном контакте между упомянутой частью тела пользователя и устройством.

Ток, протекающий в результате приложенной изменяющейся во времени разности потенциалов, обычно меньше 5 мкА, что меньше величины тока, необходимого для непосредственного возбуждения нервов или мышц.

Воздействие EMMTS может, соответственно, рассматриваться как электрически модулируемое (с использованием изменяющейся во времени разности потенциалов) возбуждение нервных окончаний, достигаемое альтернативным способом (например, проведением пальцем по поверхности).

На фиг.1А схематически показан вид в перспективе сверху-сбоку одного из примеров устройства, а на фиг.1 В схематически показан вид в перспективе снизу-сбоку одного из примеров устройства.

Устройство 10 включает корпус 11. Корпус 11 обычно является жестким или полужестким и задает форму устройства 10. Корпус 11 имеет внешнюю поверхность 12, которая определяет область внешней поверхности корпуса 11.

В данном примере устройство 10 не показано с возможностью изменения его формы, например, с движущимися частями. Если устройство 10 имеет подобные движущиеся части, то поверхность 12 необязательно должна находиться всегда на внешней части устройства, но может быть открываться на внешней части устройства 10 с помощью упомянутых движущихся частей устройства.

В данном примере, но необязательно во всех примерах осуществления изобретения, поверхность 12 имеет переднюю сторону 13, заднюю сторону 14 и боковые стороны 15. Стороны в данном примере задают внутренний объем для содержания электронных компонентов, таких как контроллер 30.

Передняя сторона 13 в данном примере представляет электрод 4а тактильного воздействия при перемещении, по которому перемещается палец пользователя во время воздействия EMMTS для этого электрода, и электрод 4 В тактильного воздействия при перемещении, по которому перемещается палец пользователя во время воздействия EMMTS для этого электрода.

Электроды 4А, 4B тактильного воздействия при перемещении размещены на передней стороне 13 для тактильного контакта. Как будет описано далее, электроды 4А, 4B могут включать проводящий слой, покрытый соответствующим диэлектрическим слоем, который может быть оптически прозрачным или нет. В соответствии с этим, несмотря на то, что электрод расположен на передней стороне 13, упомянутый проводящий слой необязательно является открытым.

Оба электрода 4А, 4B тактильного воздействия при перемещении установлены на уровне гладкой части поверхности 12 передней стороны 13. Термин "гладкий" в данном контексте означает, что поверхность 12 имеет практически постоянный коэффициент трения по всей упомянутой гладкой части. При этом коэффициент трения может быть малым. Практически постоянный коэффициент трения гарантирует, что изменения силы трения, приложенной к перемещаемому пальцу, который касается гладкой части поверхности 12, преимущественно являются результатом электрической модуляции, прикладываемой к электроду 4А, 4B тактильного воздействия при перемещении. Вся поверхность 12 может быть гладкой, при этом гладкие части, связанные с электродами тактильного воздействия при перемещении, необязательно должны физически отличаться от остальных частей поверхности 12.

Электроды 4А, 4B тактильного воздействия при перемещении должны простираться по меньшей мере в одном направлении на расстояние, достаточное для обеспечения физического скольжения пальца пользователя в этом направлении. Протяженность электродов тактильного воздействия при перемещении в упомянутом направлении, с учетом скорости изменения переменного потенциала во времени, достаточна для обеспечения пользователю возможности проведения пальцем по электроду тактильного воздействия при перемещении с приемлемой скоростью и обеспечения возможности восприятия модуляции. Если используется периодическая модуляция, может потребоваться большая протяженность для диапазонов более низких частот. Для обеспечения изменяющегося во времени тактильного воздействия на палец пользователя, которым он проводит по электроду тактильного воздействия при перемещении, выбирают протяженность и управляют изменением во времени разности потенциалов.

В проиллюстрированном примере электрод 4А тактильного воздействия при перемещении представляет собой площадку, а электрод 4B тактильного воздействия при перемещении представляет собой удлиненную полосу ограждения.

Электрод 4А тактильного воздействия при перемещении выполнен таким образом, что воздействие EMMTS может обеспечиваться независимо от направления, в котором перемещается палец, касающийся электрода 4А тактильного воздействия при перемещении в форме площадки, по поверхности этого электрода 4А. В данном примере электрод 4А тактильного воздействия при перемещении в форме площадки и связанная с ней область гладкой поверхности охватывает двумерную область, минимальный размер которой больше 1 мм, а максимальный размер - больше 1 см. Следует отметить, что электрод может иметь форм-фактор, например, представлять собой полосу с шириной 1 мм и длиной 20-30 мм.

Удлиненный электрод 4А тактильного воздействия при перемещении выполнен так, что воздействие EMMTS достигается только тогда, когда палец, касающийся электрода 4А тактильного воздействия при перемещении в форме площадки, перемещается по поверхности электрода 4А тактильного воздействия в направлении его длинной стороны. В данном примере удлиненный электрод тактильного воздействия при перемещении образует рамку, ограничивающую фронтальную сторону 13.

Задняя сторона 14 является стороной устройства 2, представляющей задний поверхностный электрод 2, который используют для замыкания электрических цепей, формируемых любым из электродов 4 тактильного воздействия при перемещении. Задний поверхностный электрод 2 может представлять собой общий опорный электрод, соединенный с «землей» или заземлением 34 устройства, как показано на фиг.4.

Размер и положение заземляющего поверхностного электрода 2 могут выбираться таким образом, чтобы пользователь касался его при удержании устройства 10 в своей руке, как показано на фиг.5 и 6.

На фиг.2 схематически показан вид в разрезе одного из примеров поверхностного электрода. Проиллюстрированный электрод может быть использован как электрод 4А, 4B тактильного воздействия при перемещении или, отдельно, как заземляющий электрод 2.

В данном примере поверхностный электрод включает проводящий слой 20, который покрывает подложку 21, и диэлектрический слой 22, который покрывает проводящий слой 20. Диэлектрический слой 22 изолирует проводящий слой 20, формируя изолированный поверхностный электрод. Соответственно, когда пользователь прикасается к поверхностному электроду, гальваническое соединение между проводящим слоем 20 и пользователем отсутствует.

Подложка 21 может быть любой подложкой, поддерживающей проводящий слой 20. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения она может быть гибкой, в других вариантах осуществления настоящего изобретения она может являться корпусом 11 устройства.

Проводящий слой 20 может быть выполнен из любого подходящего проводящего материала. Например, он может быть выполнен из металла, например, алюминия (Al), меди (Cu), золота (Au) и т.д. Он может, к примеру, представлять собой оксид индия и олова (indium-tin-oxide, ITO). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения материал и толщина проводящего слоя могут быть выбраны таким образом, чтобы он был по существу оптически прозрачным, и чтобы сквозь него был виден корпус 11 устройства 10, выполняющий роль подложки 21. В других вариантах осуществления настоящего изобретения корпус 11 может быть металлическим и обеспечивать проводящий слой 20 без подложки 21.

Диэлектрический слой 22 может представлять собой диэлектрический слой с высокой относительной диэлектрической проницаемостью, например, слой оксида гафния (HfO2), оксида алюминия (Al2O3) или оксида титана (TiO2). Диэлектрический слой может обеспечивать твердую гладкую поверхность для взаимодействия с пальцем пользователя.

Диэлектрический слой 22 может в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения быть оптически прозрачным.

Комбинация первого проводящего слоя 20, диэлектрического слоя 22 и подложки 21 (если она имеется) может быть гибкой.

Несмотря на то, что заземляющий электрод 2 может быть выполнен как изолированный поверхностный электрод, как показано на фиг.2, в других вариантах осуществления настоящего изобретения он выполнен как гальванический поверхностный электрод. Гальванический поверхностный электрод представляет собой поверхностный электрод, имеющий открытый проводящий слой (без диэлектрического покрытия), так что при касании пользователем этого поверхностного электрода имеется гальваническое соединение между проводящим слоем и пользователем.

Электрод 4 тактильного воздействия при перемещении не должен обеспечивать гальваническое соединение с пользователем, так как это значительно уменьшит разность потенциалов между электродом 4 тактильного воздействия при перемещении и пользователем при воздействии EMMTS.

В проиллюстрированном на фиг.2 примере электрод 4 тактильного воздействия при перемещении представляет собой изолированный поверхностный электрод. Изоляция позволяет накапливать электростатический потенциал.

В других вариантах осуществления настоящего изобретения электрод тактильного воздействия при перемещении может иметь открытый проводящий слой (без диэлектрического покрытия). В таких вариантах осуществления настоящего изобретения палец пользователя, касающийся электрода тактильного воздействия при перемещении, имеет прикрепленную диэлектрическую мембрану. Диэлектрическая мембрана может, например, поставляться как расходный материал, который изнашивается из-за прикосновения пальца и предназначен для воздействия EMMTS или других целей. Расходные материалы могут быть упакованы в распределительное устройство или в картридж для распределительного устройства. Диэлектрическая мембрана может быть выполнена из полимера, например, поливинилхлорида или полиэтилена (например, Clingfilm™) или из целлюлозной пленки (например, Cellophane™). Как правило, диэлектрическая мембрана имеет толщину меньше 10 мкм. Диэлектрическая мембрана обычно натянута по поверхности кожи пальца, так что между кожей и диэлектрической пленкой обеспечивается хорошее сцепление.

На фиг.4 схематически показан один из примеров некоторых функциональных компонентов устройства 10.

Устройство 10 включает один или более электродов 4A, 4B, 4C тактильного воздействия при перемещении, контроллер 30, источник 32 энергии и заземляющий электрод 2, соединенный с опорной «землей» 32.

Если контроллер 30 сконфигурирован для приложения изменяющейся во времени разности потенциалов между электродами 4A, 4B, 4C тактильного воздействия при перемещении или каждым таким электродом и заземляющим поверхностным электродом. Контроллер 30 также сконфигурирован для управления по меньшей мере изменением во времени разности потенциалов. Когда контроллер 30 прикладывает изменяющуюся во времени разность потенциалов для обеспечения воздействия EMMTS, электрическим током через поверхностный электрод можно управлять так, чтобы он не превышал 100 мкА.

Если контроллер 30 сконфигурирован для приложения изменяющейся во времени разности потенциалов к множеству электродов 4A, 4B, 4C тактильного воздействия при перемещении, то он может быть сконфигурирован для приложения отличной от других изменяющейся во времени разности потенциалов к каждому из множества электродов 4 тактильного воздействия при перемещении. Он может также быть сконфигурирован для индивидуального и независимого управления по меньшей мере изменением во времени различных разностей потенциалов.

Поскольку контроллер 30 обладает малым энергопотреблением при обеспечении воздействия EMMTS, благодаря очень малому электрическому току, функция EMMTS может быть включена постоянно. Контроллер 30 в таком случае конфигурируют для непрерывного приложения изменяющейся во времени разности потенциалов между электродом (или электродами) 4 тактильного воздействия при перемещении и заземляющим поверхностным электродом 2, когда устройство 10 включено или даже когда устройство выключено.

На фиг.3A и 3B схематически показан один из примеров изменяющейся во времени разности потенциалов, которая может быть приложена контроллером 30. На фиг.3A схематически показан один из примеров первой прикладываемой разности 24А потенциалов, а на фиг.3B схематически показан один из примеров второй прикладываемой разности 24 В потенциалов.

В данном примере контроллер 30 управляет изменением во времени разности потенциалов путем увеличения частоты периодической разности потенциалов, как показано на фиг.3A и 3B.

В проиллюстрированном примере разность потенциалов 24А представляет собой серию регулярных прямоугольных импульсов, разделенных постоянным периодом T, включающем промежутки 26. Каждый импульс может быть охарактеризован его высотой (H) и шириной (W). Последовательность импульсов может быть охарактеризована как {H, W, T). Контроллер 30 может, например, управлять изменением во времени упомянутой разности потенциалов путем управления одним или более параметрами H, W, T. Последовательность импульсов может в таком случае характеризоваться набором {H(t), W(t), T(t)}, где H(t) обозначает изменение во времени высоты импульсов, W(t) обозначает изменение во времени ширины импульсов, a T(t) обозначает изменение во времени периода импульсов.

В других реализациях разность потенциалов может представлять собой синусоидальный сигнал, характеризуемый в таком случае как {H(t), T(t)}.

Представляется, что наиболее сильно на восприятие пользователя влияет именно изменение электрического поля / силы трения, созданное разностью потенциалов. Соответственно, прямоугольные импульсы, например, показанные на фиг.3A и 3B, могут быть предпочтительными, так как быстрый рост разности потенциалов формирует импульсную модуляцию, которая легко воспринимается при использовании воздействия EMMTS. Кроме того, разница во времени между импульсами создает периодическую "текстуру" поверхности, зависящую от периода T(t) и скорости перемещения пальца пользователя. Контроллер 30 посредством временной модуляции T(t), может, соответственно, передавать пользователю информацию с использованием воздействия EMMTS.

На фиг.5 схематически показан один из примеров устройства 10. В данном примере устройство 10 представляет собой портативное наладонное электронное устройство 44. Пользователь 40 держит устройство 10 в руке 41. При удержании устройства большой палец 42 руки 41 пользователя касается заземляющего электрода 2, а другой палец 43 этой же руки расположен над электродом 4 тактильного воздействия при перемещении. Пользователь 40 может проводить кончиком пальца 43 над электродом 4 тактильного воздействия при перемещении, находясь с ним в контакте. Контроллер 30 одновременно с этим прикладывает изменяющуюся во времени разность потенциалов между электродом 4 тактильного воздействия при перемещении и заземляющим электродом 2, которую пользователь воспринимает как "текстуру" посредством воздействия EMMTS.

Контроллер 30, путем управления изменением во времени разности потенциалов, может передавать пользователю информацию. Вернемся к фиг.3A и 3B. Например, изменение периода импульсов 25 изменяет периодичность "текстуры", воспринимаемой пальцем пользователя с использованием воздействия EMMTS.

Текстурой можно управлять с помощью контроллера 30 для указания на состояние портативного электронного устройства 44. Контроллер 30 может быть запрограммирован для обеспечения различных текстур в различных случаях.

Например, контроллер 30 может обеспечивать периодически изменяющуюся разность потенциалов с переменным периодом (частотой). Частота может изменяться, например, от 1 до 100 Гц для качественного указания на событие, например, на поступление нового сообщения (5 Гц), пропущенный вызов (20 Гц) или тревогу поблизости (100 Гц).

В качестве еще одного примера, контроллер 30 может обеспечивать периодически изменяющуюся разность потенциалов, которая имеет переменный период (частоту). Частота, например, может изменяться от 1 Гц до 1 кГц для выполнения количественного указания. Например, на наличие одного события может указывать частота 3 Гц, нескольких событий (2-4) - частота 20 Гц, множества событий (5-20) - частота 100 Гц, а огромного числа событий (>100) - частота 500 Гц.

В этом или других вариантах осуществления настоящего изобретения портативное электронное устройство 44 может иметь клавиатуру, а каждая клавиша в этой клавиатуре может иметь отдельный электрод 4 тактильного воздействия при перемещении, независимо управляемый контроллером 30. Каждая клавиша может, соответственно, иметь отличающуюся текстуру, которую можно использовать для указания на ее функцию. Различные текстуры могут обеспечиваться путем применения разности потенциалов с постоянным периодом.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения путем использования электрической модуляции с частотой выше 1 кГц, в дополнение к воздействию EMMTS может формироваться звуковой выходной сигнал.

На фиг.6 схематически показан еще один пример устройства 10. В данном примере устройство 10 представляет собой устройство 45 в виде карты. Пользователь 40 держит устройство 10 между большим пальцем 42 руки 41 пользователя и другим пальцем 43 этой же руки. Большой палец 42 или другой палец 43 касается заземляющего поверхностного электрода 2, при этом палец 43 или большой палец 42 касается электрода 4 тактильного воздействия при перемещении. Пользователь 40 путем перемещения упомянутого другого пальца или большого пальца может проводить кончиком пальца по электроду 4 тактильного воздействия при перемещении, находясь с ним в контакте. Контроллер 30 одновременно с этим прикладывает изменяющуюся во времени разность потенциалов между электродом 4 тактильного воздействия при перемещении и заземляющим электродом 2, которую пользователь воспринимает как "текстуру" посредством воздействия EMMTS.

Контроллер 30, путем управления изменением во времени разности потенциалов, может передавать пользователю информацию. Вернемся к фиг.ЗА и ЗВ. Например, изменение периода импульсов 25 изменяет периодичность текстуры, воспринимаемой пальцем пользователя с использованием воздействия EMMTS.

Текстурой можно управлять с помощью контроллера 30 для указания состояния устройства 45 в виде карты.

Например, контроллер 30 может обеспечивать периодически изменяющуюся разность потенциалов с переменным периодом (частотой). Частота может являться, например, числовым индикатором, указывающим на количество объектов, или финансовым индикатором, который может указывать на сумму средств или кредита.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения (не показан) устройство 10 может представлять собой пользовательский ввод для системы управления. Например, оно может быть рулевым колесом, рукояткой переключения передач, ручками для велосипеда и т.п., использующими воздействие EMMTS для передачи информации пользователю.

На фиг.7 схематически показан способ 50.

В блоке 52 контроллер 30 прикладывает изменяющуюся во времени разность потенциалов между электродом 4 корпуса 11 устройства 10 и другим электродом 2 корпуса 11 устройства 10.

В блоке 54 контроллер меняет по меньшей мере изменение во времени упомянутой разности потенциалов для передачи информации пользователю. Такое изменение может представлять собой изменение периода периодической разности потенциалов, прикладываемой между электродами.

Контроллер 30 может быть реализован с использованием инструкций, которые обеспечивают возможность аппаратной функциональности, например, путем использования исполняемых инструкций компьютерной программы в процессоре общего или специального назначения, которые могут храниться на машиночитаемом носителе (диск, память и т.п.) для исполнения упомянутым процессором.

На фиг.8 схематически показан один из примеров реализации контроллера для упомянутого устройства. Контроллер 30 включает процессор 60 и память 62. Он также включает генератор сигналов, управляемый процессором 60 для приложения различной изменяющейся во времени разности потенциалов к одному или более электродам тактильного воздействия при перемещении и опорным электродом.

Процессор 60 сконфигурирован для чтения из памяти 62 и для записи в нее. Процессор 60 может также включать интерфейс вывода, посредством которого данные и/или команды выводятся из процессора 60, и интерфейс ввода, посредством которого данные и/или команды вводятся в процессор 60.

В памяти 62 хранится компьютерная программа 64, включающая инструкции компьютерной программы, которые управляют работой контроллера 30 при их загрузке в процессор 60. Инструкции компьютерной программы 64 обеспечивают логику и процедуры, которые позволяют устройству выполнять способ, показанный на фиг.7. Процессор 60, путем чтения из памяти 62, способен загружать и исполнять компьютерную программу 64.

Компьютерная программа может поступать в контроллер 30 посредством любого подходящего механизма 66 доставки. Механизм 66 доставки может представлять собой, например, машиночитаемый носитель данных, компьютерный программный продукт, устройство памяти, носитель информации, например, изделие, которое содержит компьютерную программу 64. Упомянутый механизм доставки может представлять собой сигнал, сконфигурированный для надежной передачи компьютерной программы 64.

Несмотря на то, что память 62 показана в виде одного компонента, она может быть реализована в виде одного или более отдельных компонентов, часть из которых могут быть встроенными/съемными и/или могут обеспечивать постоянное/полупостоянное/динамическое/кэшируемое хранение.

Термины "машиночитаемый носитель данных", "компьютерный программный продукт", "компьютерная программа" и т.п. или "контроллер", "компьютер", "процессор" и т.п. охватывают не только компьютеры с различными архитектурами, такие как однопроцессорные/многопроцессорные архитектуры или последовательные (фон-неймановские)/параллельные архитектуры, но также специализированные схемы, такие как электрически программируемые вентильные матрицы (field programmable gate arrays, FPGA), специализированные интегральные схемы (application specific circuits, ASIC), устройства обработки сигналов и другие устройства. Термины "компьютерная программа", "инструкции", "код" и т.п.охватывают программное обеспечение для программируемого процессора или встроенное программное обеспечение, например, программируемое содержимое аппаратного устройства, либо инструкции для процессора или конфигурационные параметры устройства с фиксированными функциями, вентильной матрицы или устройства с программируемой логикой и т.п.

Контроллер 30 может быть выполнен в виде модуля. Электрод тактильного воздействия при перемещении может быть выполнен в виде модуля. Опорный электрод также может быть выполнен в виде модуля. В настоящем описании термин "модуль" относится к блоку или устройству, не включающему определенных частей/компонентов, которые могут быть добавлены конечным производителем или пользователем.

Блоки, проиллюстрированные на фиг.7, могут представлять шаги способа и/или разделы кода в компьютерной программе 64. Иллюстрация блоков в конкретном порядке необязательно подразумевает, что имеется предпочтительный или необходимый их порядок, при этом порядок и расположение блоков могут меняться. Также можно опустить некоторые шаги.

Несмотря на то, что варианты осуществления настоящего изобретения были описаны выше со ссылками на различные примеры, следует понимать, что в приведенных примерах могут быть выполнены модификации в пределах сущности настоящего изобретения, определяемой формулой изобретения.

Признаки, изложенные в описании, могут быть использованы в комбинациях, отличающихся от явно описанных комбинаций.

Несмотря на то, что функции были описаны со ссылками на конкретные признаки, эти функции могут выполняться с использованием других признаков, представленных в настоящем описании или нет.

Несмотря на то, что признаки изобретения были описаны со ссылками на конкретные варианты его осуществления, эти признаки могут быть также характерны для других вариантов осуществления настоящего изобретения, как описанных, так и нет.

Несмотря на то, что в предшествующем описании была предпринята попытка обратить внимание на наиболее важные, по мнению заявителя, отличительные признаки настоящего изобретения, следует понимать, что испрашивается охрана на любые патентоспособные отличительные признаки или их комбинации, указанные в описании и/или показанные на чертежах, независимо от того, был ли сделан на них акцент или нет.

1. Портативное устройство для формирования электрически модулируемого тактильного воздействия при перемещении, включающее:
часть корпуса с поверхностью, включающей первый поверхностный электрод и второй поверхностный электрод, пространственно отделенный от упомянутого первого поверхностного электрода, и
контроллер, сконфигурированный для приложения изменяющейся во времени разности потенциалов между упомянутыми первым поверхностным электродом и вторым поверхностным электродом, а также для управления по меньшей мере изменением во времени упомянутой разности потенциалов,
причем контроллер сконфигурирован для приложения изменяющейся во времени разности потенциалов так, что при использовании электрический ток, не превышающий 100 мкА, протекает между первым и вторым поверхностными электродами по пальцу пользователя, обеспечивая тактильное воздействие на пользователя, которое воспринимается только в случае наличия относительного перемещения между пальцем и устройством при тактильном контакте между пальцем и поверхностью устройства.

2. Устройство по п. 1, в котором контроллер сконфигурирован для формирования изменяющегося во времени электрического поля между упомянутыми поверхностными электродами, так что при использовании электрический ток через упомянутый поверхностный электрод не превышает 100 мкА.

3. Устройство по п. 1 или 2, в котором упомянутый второй поверхностный электрод сконфигурирован для обеспечения общего электростатического потенциала на гладкой части поверхности, который изменяется в зависимости от упомянутой изменяющейся во времени разности потенциалов.

4. Устройство по п. 3, в котором размер упомянутой гладкой части выбран так, и управление изменением во времени упомянутой разности потенциалов осуществляется так, чтобы обеспечить изменяющееся во времени тактильное воздействие на палец пользователя, которым он проводит по упомянутой гладкой части.

5. Устройство по п. 4, в котором упомянутое изменяющееся во времени тактильное воздействие обеспечивается силой сдвига при трении, модулируемой изменяющимся во времени общим электростатическим потенциалом.

6. Устройство по п. 1, в котором размер и положение первого электрода выбран так, чтобы пользователь автоматически касался этого электрода при нормальном удержании упомянутого устройства.

7. Устройство по п. 1, в котором контроллер сконфигурирован для приложения периодической разности потенциалов между упомянутыми первым поверхностным электродом и вторым поверхностным электродом.

8. Устройство по п. 1, в котором второй поверхностный электрод включает проводящий слой и внешний диэлектрический слой, покрывающий упомянутый проводящий слой.

9. Устройство по п. 8, в котором упомянутый внешний диэлектрический слой является прозрачным.

10. Устройство по п. 9, в котором упомянутый внешний диэлектрический слой имеет толщину менее 10 мкм.

11. Устройство по п. 1, в котором упомянутый корпус сконфигурирован для размещения электронных компонентов, или упомянутый корпус сконфигурирован так, что он имеет размеры карты, или упомянутый корпус сконфигурирован в качестве средства пользовательского ввода для системы управления.

12. Способ формирования электрически модулируемого тактильного воздействия при перемещении, включающий:
приложение изменяющейся во времени разности потенциалов между первым поверхностным электродом корпуса портативного устройства и вторым поверхностным электродом корпуса этого устройства и
управление по меньшей мере изменением во времени упомянутой разности потенциалов так, что электрический ток, не превышающий 100 мкА, протекает между первым и вторым поверхностными электродами по пальцу пользователя, обеспечивая тактильное воздействие на пользователя, которое воспринимается только в случае наличия относительного перемещения между пальцем и устройством при тактильном контакте между пальцем и поверхностью устройства.

13. Способ по п. 12, включающий:
приложение периодической разности потенциалов между упомянутыми первым поверхностным электродом и вторым поверхностным электродом, а также изменение периода упомянутой периодической разности потенциалов.

14. Способ по п. 12 или 13, также включающий создание относительного перемещения между упомянутым вторым поверхностным электродом и кожей пользователя, касающейся упомянутого второго поверхностного электрода.

15. Портативное устройство для электрически модулируемого тактильного воздействия при перемещении, содержащее:
корпус с гладкой поверхностью, включающей оптически прозрачный поверхностный электрод, и
контроллер, сконфигурированный для формирования изменяющейся во времени разности потенциалов, так что при использовании электрический ток через упомянутый поверхностный электрод, не превышающий 100 мкА, обеспечивает тактильное воздействие на пользователя, которое воспринимается только в случае наличия относительного перемещения между пальцем и устройством при тактильном контакте между пальцем и поверхностью устройства, а также для управления по меньшей мере изменением во времени упомянутой разности потенциалов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электромеханическим устройствам и может быть использовано в качестве миниатюрного генератора вибросигнала вызова абонента в портативных телефонах или в качестве ушного телефона.

Изобретение относится к средствам представления элементов, относящихся к контексту работы. Технический результат заключается в увеличении точности восстановления перечня элементов контекста предшествующей работы.

Изобретение относится к устройствам представления информации пользователю. Технический результат заключается в обеспечении возможности представления информации пользователю без необходимости формировать аудио и визуальный вывод.

Изобретение относится к средствам обработки изображений. Технический результат заключается в уменьшении времени распознавания команды и выполнения операции.

Изобретение относится к устройствам отображения, а также к способам управлениями ими. Техническим результатом является обеспечение улучшенного доступа пользователей клиентских терминалов к требуемой информации на основе использования предыстории просмотра.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного машиностроения, в частности к способу автоматической настройки, по меньшей мере, одного из нескольких участвующих в процессе уборки рабочих органов самоходной уборочной машины.

Изобретение относится к области сетевых приложений и коммуникаций в реальном времени. Технический результат заключается в обеспечении возможности определения и не мешающего работе отображения присутствия пользователей-соседей в сети.

Изобретение относится к средствам манипулирования пиктограммами в администраторе окон. Технический результат заключается в уменьшении времени нахождения необходимого окна приложения.

Изобретение относится к устройству, способу и машиночитаемому носителю для выполнения операции многоточечного касания. Техническим результатом является сокращение ложных операций при выполнении операции многоточечного касания.

Изобретение относится к вычислительной системе для функционирования множества вычислительных устройств, причем вычислительная система содержит одно из вычислительных устройств и блок формирования изображения для формирования общего видеосигнала для устройства отображения.

Изобретение относится к области связи. Технический результат заключается в повышении скорости ввода.

Изобретение относится к средствам формирования изображения. Техническим результатом является повышение скорости активации устройства формирования изображения. Устройство содержит переключатель электропитания, блок управления, сконфигурированный с возможностью отмены задания, сохраненного в устройстве формирования изображения, блок управления электропитанием, сконфигурированный с возможностью переключения состояния электропитания указанного устройства в первое состояние, в котором электропитание подается на блок хранения и переключения во второе состояние, в котором электропитание не подается на блок хранения. 3 н. и 11 з.п. ф-лы, 6 ил.

Настоящее изобретения относится к оптико-электронной промышленности. Технический результат заключается в повышении надежности устройства. В поляризационном маркере лучи поляризуются с помощью специального цилиндрического поляризатора, проходят через систему линз и отражателей и выводятся в пространство, причем направление векторов поляризации имеет осевую симметрию вокруг воображаемой оси поляризационного маркера. Приемное устройство, размещенное в рабочей плоскости, определяет направление и пространственное положение поляризационного маркера относительно приемника, которые с помощью микропроцессора интерпретируются в управляющие команды. Приемное устройство состоит из поляриметров, разнесенных на заранее определенном расстоянии друг от друга. Поляриметры определяют направление векторов поляризации падающих лучей со стороны поляризационного маркера. На основании полученных данных с каждого поляриметра микропроцессор вычисляет направление и углы положения поляризационного маркера. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к области систем ввода информации. Технический результат заключается в повышении точности определения координат точки касания пальца пользователя. Устройство состоит из двух клинообразных прозрачных пластин, имеющих разные коэффициенты поглощения звука, наложенных друг на друга, защитного слоя и микрофона. В звуковой сенсорной панели скос клина для каждой пластины осуществляется по диагонали, а защитный слой накладывается сверху скрепленных между собой клинообразных пластин. Микрофон крепится ближе к торцу нижней клинообразной пластины. 2 ил.

Изобретение относится к низкопрофильной системе обнаружения позиции. Технический результат - более точное определение позиции вводимого объекта. Система обнаружения позиции содержит, по меньшей мере, одну камеру, два источника светового излучения, находящихся на расстоянии друг от друга, часть области обнаружения и призматическую пленку, расположенную вдоль внешней границы, по меньшей мере, части упомянутой области обнаружения. Призматическая пленка содержит: множество отдельных трехгранных кубических уголковых световозвращающих элементов, имеющих такие ошибки e1, е2 и е3 двугранных углов, что e1≈e2≠0 и е3≈0, и при этом e1 и е2 либо обе положительные, либо обе отрицательные в каждом отдельном трехгранном кубическом уголковом элементе. 5 н. и 23 з.п. ф-лы, 35 ил.

Изобретение относится к области устройств ввода информации и может быть использовано при определении положения электростатического пера в пределах емкостного датчика касания. Описаны системы для передачи и приема сигналов в активном пере для емкостного датчика касания, для которого системы имеют по меньшей мере одну схему для приема тока от электрода и для передачи напряжения на электрод. Системы включают в себя компоненты для приема тока в режиме приема, переключатель и схему многорежимного источника питания, имеющую по меньшей мере трансформатор и диод, для которой диод соединен с трансформатором. В режиме передачи имеется средство для электрического изолирования по меньшей мере некоторых из компонентов, выполненных с возможностью приема тока в режиме приема, от напряжения, образуемого на паразитной емкости. В режиме приема имеется средство для электрического изолирования по меньшей мере некоторых из компонентов, выполненных с возможностью приема тока в режиме приема, от индуктивности трансформатора в схеме многорежимного источника питания. Технический результат - повышение точности определения положения электростатического пера в пределах емкостного датчика касания. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области устройств ввода информации и может быть использовано для улучшения отношения сигнал/шум емкостных датчиков прикосновения. Заявлены способы, системы и устройство, которые включают в себя компьютерные программы, закодированные на компьютерном носителе данных, для методик цифровой обработки сигналов (DSP) в общем случае для улучшения отношения сигнал/шум (ОСШ) емкостных датчиков прикосновения. Технический результат - улучшение отношения сигнал/шум емкостных датчиков прикосновения. 3 н. и 29 з.п. ф-лы, 18 ил.

Изобретение относится к устройствам ввода. Технический результат заключается в повышении скорости ввода информации. Движение пользователя или положение тела захватывается устройством захвата системы и используется в качестве входных данных для управления системой. Для системно-распознаваемого жеста возможна полная версия жеста и сокращение данного жеста. В случае если система распознает, что выполнена либо полная версия жеста, либо сокращение жеста, она посылает указание, что наблюдался системно-распознаваемый жест, в соответствующее приложение. В случае если жест содержит подмножество полной версии жеста, и как сокращение, так и полная версия жеста распознаются как выполненная пользователем полная версия жеста, система распознает, что произошло только единичное исполнение данного жеста. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 23 ил.

Изобретение относится к устройству и способу для генерации звуковых волн. Техническим результатом является обеспечение формирования дисплеем тактильной обратной связи и звукового сигнала улучшенного качества. Устройство для генерации звуковых волн содержит первую часть, образующую по меньшей мере часть корпуса устройства; вторую часть, образующую по меньшей мере часть дисплея устройства; гибкую мембрану, соединенную в первой области контакта с первой частью и во второй области контакта со второй частью; и по меньшей мере один привод, связанный со второй частью и выполненный с возможностью приведения в движение второй части для обеспечения ее перемещения, при этом указанная гибкая мембрана обеспечивает возможность перемещения указанной второй части для генерации звуковых волн при приведении в движение указанной второй части посредством указанного по меньшей мере одного привода. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к устройствам захвата изображений. Техническим результатом является расширение диапазона высоты изображения, в котором может быть выполнено обнаружение фокуса на плоскости изображения с использованием фазоразностного способа с разделением зрачка. Результат достигается тем, что датчик изображения включает в себя множество формирующих изображение пикселей, которые принимают световые лучи, проходящие через область зрачка формирования изображения оптической системы формирования изображения, множество первых пикселей обнаружения фокусировки, которые принимают световые лучи, проходящие через первую область зрачка, которая меньше, чем область зрачка формирования изображения, и множество вторых пикселей обнаружения фокусировки, которые принимают световые лучи, проходящие через вторую область зрачка, которая меньше, чем область зрачка формирования изображения. Геометрический центр первой области зрачка отличается от геометрического центра второй области зрачка. Эксцентриситет микролинзы первого пикселя обнаружения фокусировки по отношению к центру пикселя отличается от эксцентриситета первого пикселя обнаружения фокусировки по отношению к центру пикселя микролинзы формирующего изображение пикселя, смежного с первым пикселем обнаружения фокусировки. 4 н. и 3 з.п. ф-лы, 40 ил.

Изобретение относится к технике оптических Touch-панелей, широко применяемых в торговле, электронных платежных системах, в игровых приложениях. Технический результат - упрощение подгонки сенсорной панели под требуемый размер, в том числе, с возможностью увеличения размера, возможность измерения скорости касания с сенсорной поверхностью. Устройство содержит четыре излучателя и два оптически сопряженных с ними линейных фотоприемника, состоящих из набора фотодиодов или фототранзисторов. Специализированный вычислитель управляет включением излучателей и вводит состояния линейчатых фотоприемников последовательно для каждого излучателя. При пересечении пальцем оператора оптических потоков, формируемых этими излучателями, появляются тени на поверхности одного или обоих ленточных приемников излучения. Специализированный вычислитель далее пересчитывает координаты образованных теней в координаты пальца оператора. Кроме того, дополнительное введение в устройство 4-х излучателей, отстоящих от имеющихся и оптически сопряженных с ленточными приемниками излучений, позволяет определить скорость, с которой палец соприкасается с сенсорной поверхностью. 5 з.п. ф-лы, 21 ил.
Наверх