CN110007751A - 用于使能对触觉效果的音高控制的方法和设备 - Google Patents

用于使能对触觉效果的音高控制的方法和设备 Download PDF

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Abstract

本公开涉及用于使能对触觉效果的音高控制的方法和设备，提供了一种在具有控制单元和触觉输出设备的触觉使能设备上生成触觉效果的方法。该方法包括接收描述用于驱动触觉输出设备以生成触觉效果的时变幅度包络的触觉轨道。该方法还包括生成具有时变频率的周期性驱动信号，该时变频率基于在触觉轨道中描述的时变幅度包络的幅度值。该方法还包括将周期性驱动信号输出到触觉输出设备，以使触觉输出设备基于该周期性驱动信号生成触觉效果。

Description

用于使能对触觉效果的音高控制的方法和设备
技术领域
本发明针对用于使能对触觉效果的音高控制的方法和设备，并且 具有在用户界面、游戏和消费者电子产品中的应用。
背景技术
随着电子用户界面***变得更加普遍，人类与这些***交互的界 面的质量变得越来越重要。触觉反馈，或更一般地说触觉效果，可以 通过向用户提供提示、提供特定事件的警报或提供真实反馈以在虚拟 环境中产生更强的感官沉浸来改善界面的质量。触觉效果的示例包括 动觉触觉效果(诸如主动力反馈和阻力反馈)、振动触感触觉效果和 静电摩擦触觉效果。
发明内容
以下具体实施方式本质上仅仅是示例性的，并不意图限制本发明 或本发明的应用和用途。此外，无意受前述技术领域、背景技术、发 明内容或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论的约束。
本文实施例的一方面涉及一种在具有控制单元和触觉输出设备的 触觉使能设备上生成触觉效果的方法，该方法包括：由控制单元接收 描述用于驱动触觉输出设备以生成触觉效果的时变幅度包络的触觉轨 道。该方法还包括由控制单元生成具有时变频率的周期性驱动信号， 该时变频率基于在触觉轨道中描述的时变幅度包络的幅度值。该方法 还包括由控制单元将周期性驱动信号输出到触觉输出设备，以使触觉 输出设备基于该周期性驱动信号生成触觉效果。
在实施例中，触觉轨道与第一类型的触觉输出设备相关联，并且 其中触觉输出设备是与第一类型的触觉输出设备不同的第二类型的触 觉输出设备。
在实施例中，第一类型的触觉输出设备被设计为仅以单个频率被 驱动，而第二类型的触觉输出设备被设计为在具有非零带宽的频率范 围内被驱动，使得第二类型的触觉输出设备具有非零加速带宽。
在实施例中，第一类型的触觉输出设备是标准清晰度触觉输出设 备，而第二类型的触觉输出设备是高清晰度触觉输出设备。
在实施例中，标准清晰度触觉输出设备包括以下中的至少一个： 被设计为仅用直流(DC)信号驱动的偏心旋转质量(ERM)致动器 或被设计为仅以单个频率被驱动的线性共振致动器(LRA)。
在实施例中，高清晰度触觉输出设备包括第二LRA，该第二 LRA被设计为在具有非零带宽的频率范围内被驱动，使得第二LRA 具有非零加速带宽。
在实施例中，高清晰度触觉输出设备包括以下中的至少一个：压 电致动器或电活性聚合物(EAP)致动器。
在实施例中，该方法还包括确定触觉轨道是与第一类型的触觉输 出设备还是与第二类型的触觉输出设备相关联，以及触觉输出设备是 第一类型的触觉输出设备还是第二类型的触觉输出设备。仅响应于确 定触觉轨道与第一类型的触觉输出设备相关联以及确定触觉输出设备 是第二类型的触觉输出设备，而执行生成具有时变频率的周期性驱动信号的步骤，该时变频率基于时变幅度包络的值。
在实施例中，周期性驱动信号随时间具有恒定的幅度，并且在一 个或多个正电压值或电流值与一个或多个负电压值或电流值之间交替。
在实施例中，周期性驱动信号仅包括一个或多个正电压值或电流 值、一个或多个负电压值或电流值以及一个或多个过零点，并且不具 有零电压值或零电流值的任何非零持续时间。
在实施例中，由触觉轨道描述的时变幅度包络不是周期性波形。
在实施例中，生成周期性驱动信号的步骤基于时变幅度包络的幅 度值与周期性驱动信号的频率值之间的既定的映射。
在实施例中，时变幅度包络的幅度值在既定的幅度包络下限和既 定的幅度包络上限之间的范围内，其中触觉输出设备具有至少一个共 振频率值，并且其中既定的映射将既定的幅度包络上限映射到至少一 个共振频率值，而将时变幅度包络的一个或多个其它幅度值映射到一 个或多个非共振频率值。
在实施例中，既定的映射定义时变幅度包络的幅度值与周期性驱 动信号的频率值之间的线性关系。
在实施例中，既定的映射基于触觉输出设备的频率响应简档，其 中该频率响应简档描述触觉输出设备的触觉效果幅度作为驱动信号频 率的函数如何变化。
在实施例中，周期性驱动信号是在正电压值和负电压值之间交替 的正弦波，或者是在正电压值和负电压值之间交替的方波。
本文实施例的一方面涉及一种在具有控制单元和触觉输出设备的 触觉使能设备上生成触觉效果的方法。该方法包括由控制单元接收描 述用于驱动触觉输出设备以生成触觉效果的时变幅度包络的触觉轨道。 该方法还包括由控制单元生成包括具有相应脉冲持续时间的一系列脉 冲的驱动信号，其中所述一系列脉冲被其中驱动信号具有零电压值或 电流值的分离持续时间分开，其中脉冲持续时间或分离持续时间中的 至少一个基于在触觉轨道中描述的时变幅度包络的幅度值，并且其中 相应脉冲持续时间中的至少两个脉冲持续时间是不同的，或者分离持 续时间中的至少两个是不同的。该方法还包括由控制单元将驱动信号 输出到触觉输出设备，以使触觉输出设备基于该驱动信号生成触觉效 果。
在实施例中，触觉轨道与第一类型的触觉输出设备相关联，并且 其中触觉输出设备也是第一类型的触觉输出设备。
在实施例中，第一类型的触觉输出设备是标准清晰度触觉输出设 备。
在实施例中，标准清晰度触觉输出设备包括以下中的至少一个： 被设计为仅以单个频率被驱动的线性共振致动器(LRA)或被设计为 仅用DC信号被驱动的偏心旋转质量(ERM)致动器。
在实施例中，生成驱动信号包括：确定时变幅度包络的最大幅度 值，该最大幅度值是第一幅度值；基于第一幅度值确定驱动信号的幅 度值作为第二幅度值；将第二幅度值乘以衰减因子以确定第三幅度值， 其中衰减因子小于1，并且其中以第三幅度值生成一系列脉冲中的每 个脉冲。
在实施例中，相应脉冲持续时间中的至少两个脉冲持续时间是不 同的，并且所有分离持续时间是相同的。
本文实施例的一方面涉及一种触觉使能设备，包括：触觉输出设 备、通信接口、存储器和控制单元。控制单元被配置为从通信接口或 存储器接收描述用于驱动触觉输出设备以生成触觉效果的时变幅度包 络的触觉轨道。控制单元还被配置为生成具有时变频率的周期性驱动 信号，该时变频率基于在触觉轨道中描述的时变幅度包络的值。控制 单元还被配置为将周期性驱动信号输出到触觉输出设备，以使触觉输 出设备基于该周期性驱动信号生成触觉效果。
本文实施例的一方面涉及一种触觉使能设备，包括：触觉输出设 备、通信接口、存储器和控制单元。控制单元被配置为从通信接口或 存储器接收描述用于驱动触觉输出设备以生成触觉效果的时变幅度包 络的触觉轨道。控制单元还被配置为生成包括具有相应脉冲持续时间 的一系列脉冲的驱动信号，其中所述一系列脉冲被其中驱动信号具有 零电压值或电流值的分离持续时间分开，其中脉冲持续时间或分离持 续时间中的至少一个基于在触觉轨道中描述的时变幅度包络的幅度值， 并且其中相应脉冲持续时间中的至少两个脉冲持续时间是不同的，或 者分离持续时间中的至少两个是不同的。控制单元还被配置为将驱动 信号输出到触觉输出设备，以使触觉输出设备基于驱动信号生成触觉 效果。
附图说明
从如附图所示的其实施例的以下描述中，本发明的前述和其它特 征、目的和优点将变得明晰。并入本文并形成说明书一部分的附图进 一步用于解释本发明的原理并使相关领域技术人员能够制造并使用本 发明。附图不按比例绘制。
图1A和图1B描绘了根据其实施例的用于生成触觉效果的触觉 使能设备。
图2A和图2B描绘了根据其实施例的在触觉轨道中描述的幅度 包络。
图3A和图3B描绘了根据其实施例的具有基于时变幅度包络的 幅度值的时变幅度的驱动信号。
图4A描绘了根据其实施例的具有基于时变幅度包络的幅度值的 时变频率的周期性驱动信号。
图4B-图4D描绘了根据其实施例的幅度值与频率值之间的示例 映射。
图5A和图5B描绘了根据其实施例的具有基于时变幅度包络的 幅度值的时变幅度的脉冲。
图6A和图6B描绘了根据其实施例的具有基于时变幅度包络的 幅度值的脉冲持续时间或分离持续时间的脉冲。
图7A和图7B描绘了根据其实施例的具有基于时变幅度包络的 幅度值的脉冲持续时间或分离持续时间的脉冲。
图8提供了图示根据其实施例的用于利用周期性驱动信号生成触 觉效果的方法的步骤的流程图。
图9A和图9B提供了图示根据其实施例的用于利用驱动信号生 成触觉效果的方法的步骤的流程图。
图10提供了图示根据其实施例的用于利用具有一系列脉冲的驱 动信号生成触觉效果的方法的步骤的流程图。
具体实施方式
以下具体实施方式本质上仅是示例性的，并不意图限制本发明或 本发明的应用和用途。此外，无意受前述技术领域、背景技术、发明 内容或以下具体实施方式中提出的任何明示或暗示的理论的约束。
本文描述的实施例涉及用于触觉效果的音高控制，并且更具体地 涉及通过调整用于生成触觉效果的周期性驱动信号的频率或调整用于 驱动信号中的任何脉冲的脉冲持续时间或脉冲分离来调整感知触觉效 果的音高。
更特别地，本文的一些实施例涉及在触觉轨道中使用幅度信息来 改变驱动信号的频率，以便产生具有变化频率的触觉效果。在一些情 况下，触觉轨道可以已经为第一类型的触觉输出设备(例如，标准清 晰度或SD触觉输出设备)创作或以其它方式与第一类型的触觉输出 设备相关联，而驱动信号可以用于驱动第二类型的触觉输出设备(例 如，高清晰度或HD触觉输出设备)。驱动信号可以在频率上变化， 这可以使由触觉输出设备生成的触觉效果在频率上变化。因为触觉效 果具有变化的频率，因此用户可以感知到触觉效果在音高上变化或者 更一般地，在音调上变化。在实施例中，用于驱动信号的频率值可以 基于由触觉轨道描述的幅度包络的幅度值。例如，触觉轨道中的低幅 度值可以被转译成用于驱动信号的低频率值，这进而可以使触觉输出 设备生成具有被感知为具有低音高感觉的至少一个部分的触觉效果。 因为与高音高感觉相比，低音高感觉可以使用户感觉更柔和或更平滑， 因此用户可以发现低音高感觉更舒适。另外，用于驱动信号的高频率 值可以生成具有被感知为具有高音高的部分的触觉效果，用户也可以 发现其是令人愉快的，因为感觉清晰(sharp)而独特。因此，与利 用仅在幅度上改变的驱动信号相比，根据本文的实施例，利用在频率 上变化的驱动信号生成触觉效果可以提供优越的用户体验。而且，这 些实施例允许可以已经为第一类型的触觉输出设备(例如，SD触觉 输出设备)创作的触觉轨道适用于第二触觉输出设备(例如，HD触 觉输出设备)，而无需来自创作者或其它用户的人工干预。
在实施例中，触觉轨道中的各种幅度值可以在存储器中被映射到 各种频率值。在一些情况下，较高幅度值可以被映射到更接近触觉输 出设备的共振频率值的频率值，而较低幅度值可以被映射到远离触觉 输出设备的共振频率值的频率值。在一些情况下，触觉输出设备在其 远离其一个或多个共振频率操作时可以经历幅度衰减。因此，如果将 较低幅度值映射到远离共振频率的频率值，那么，由于幅度的衰减， 由那些频率值产生的触觉效果可以感觉更柔和。
本文的一些实施例涉及使用触觉轨道中的幅度信息来在具有一系 列脉冲的驱动信号中改变脉冲持续时间或改变脉冲分离(即，脉冲之 间的分离)。在一些情况下，这个技术可以用于生成用于驱动SD触 觉输出设备的驱动信号。通过改变脉冲持续时间或改变分离脉冲的持 续时间(可以称为分离持续时间)，所产生的触觉效果也可以被用户 感知为音高的变化。例如，当驱动信号具有更长的脉冲持续时间和/ 或更短的分离持续时间时，可以感知到所产生的触觉效果具有更高的 音高。当驱动信号具有更短的脉冲持续时间和/或更长的分离持续时 间时，可以感知到所产生的触觉效果具有更低的音高。在实施例中， 上述技术还可以涉及减弱脉冲的幅度。在一些情况下，减弱脉冲可以 减小用户感知和脉冲与在脉冲之间的间隙之间的转换对应的触觉效果 的部分的强度。减小感觉到这些转换的强度可以导致触觉效果感觉不 那么断断续续，而是可以感觉更像是平滑的音调。
图1A图示了被配置为基于触觉轨道107生成触觉效果的触觉使 能设备100。触觉使能设备100可以是例如移动电话、平板计算机、 手持游戏控制器(例如，Nintendo控制器)、可穿戴设备 (例如，电子表或头戴式设备/HMD)、计算机***设备(诸如鼠标 或触控笔)或任何其它触觉使能设备。触觉使能设备100可以被配置 为在设备100的用户界面(诸如触摸屏)处、在触觉使能设备100的 外壳的表面处和/或在任何其它位置处生成触觉效果。在实施例中， 触觉使能设备100可以包括控制单元102、触觉输出设备104、存储 器106和通信接口103。另外，存储器106可以存储触觉轨道107和 驱动信号生成模块108。
在实施例中，控制单元102可以被配置为基于存储在存储器106 中的触觉轨道107为触觉输出设备104生成驱动信号。在图1A的实 施例中，控制单元102可以被配置为通过执行由驱动信号生成模块 108提供的指令来生成驱动信号，该驱动信号生成模块108也存储在 存储器106中。在实施例中，控制单元102可以被实现为一个或多个 处理器(例如，微处理器)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集 成电路(ASIC)、可编程逻辑阵列(PLA)或其它控制电路。控制 单元102可以是用于触觉使能设备100的通用控制电路的一部分(诸 如用于执行操作***或用于实现触觉使能设备的其它功能的处理器)， 或者控制单元102可以是专用于控制触觉效果的控制电路。在实施例 中，控制电路可以包括任何放大器电路、任何数模转换器(DAC) 或用于产生可以驱动触觉输出设备104的驱动信号的任何其它电路。
如上面所提到的，触觉轨道107可以打算用于第一类型的触觉输 出设备或以其它方式与第一类型的触觉输出设备相关联。在实施例中， 触觉输出设备104可以是与第一类型的触觉输出设备不同的第二类型 的触觉输出设备。第一类型的触觉输出设备可以包括例如被设计或以 其它方式打算以单个频率或在窄频带内被驱动或者用直流(DC)信 号(例如，DC电压信号)被驱动的触觉输出设备。在一些情况下， 第一类型的触觉输出设备可以包括被编程或以其它方式被设计为仅以 单个频率操作的触觉输出设备。第二类型的触觉输出设备可以包括例 如被编程或以其它方式被设计为在具有非零带宽(即，大于单个频率的带宽)的频率范围内被驱动的触觉输出设备。非零带宽的频率范围 可以从fa延伸到fb，其中fb大于fa。在实施例中，第二类型的触觉输 出设备可以具有用于那个结构的移动的支持非零加速带宽的结构，即 大于单个频率的加速带宽。在实施例中，非零加速带宽也可以从fa延 伸到fb。在实施例中，第一类型的触觉输出设备不支持周期性运动， 或仅支持单个频率处的周期性运动。在实施例中，第一类型的触觉输 出设备可以是标准清晰度(SD)触觉输出设备，诸如被设计为用DC 信号驱动的偏心旋转质量(ERM)致动器或被设计为仅以单个频率 驱动的线性共振致动器(LRA)。在实施例中，第二类型的触觉输出 设备可以是高清晰度(HD)触觉输出设备，诸如压电致动器、电活 性聚合物(EAP)致动器、任何其它智能材料致动器或宽带LRA。 压电致动器、EAP致动器和宽带LRA每个可以被设计为在具有非零 带宽(即大于单个频率的带宽)的频率范围内被驱动，并且每个可以 具有支持用于那个结构的运动的非零加速带宽的结构。在一些情况下， HD触觉输出设备可以包括被设计为用交流(AC)信号驱动并且还 被设计为在具有非零带宽的频率范围内被驱动的ERM致动器。在这 种示例中，ERM致动器还可以具有非零加速带宽。在实施例中，触 觉输出设备104可以包括被配置为生成触觉效果的振动触感触觉致动 器。在实施例中，触觉输出设备104可以包括被配置为生成基于超声 的触觉效果的超声发射器。在实施例中，触觉输出设备104可以具有 单个共振频率或多个共振频率。在实施例中，触觉输出设备104可以 不具有共振频率。
在另一个实施例中，触觉轨道107可以与第一类型的触觉输出设 备相关联，并且触觉输出设备104也可以是第一类型的触觉输出设备。 例如，触觉轨道107可以已经被创作用于被设计为仅以单个频率被驱 动的LRA，并且触觉输出设备104也可以是这种LRA。
在实施例中，存储器106可以是非暂时性计算机可读介质，并且 可以包括只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、固态驱 动器(SSD)、硬盘驱动器或其它类型的存储器。在图1A中，存储 器106存储触觉轨道107和驱动信号生成模块108。根据本文的实施 例，驱动信号生成模块108可以包括多个指令，这些指令可以由控制 单元102执行以生成驱动信号。在实施例中，存储器106除了触觉轨 道107之外还可以存储其它触觉轨道，并且除了驱动信号生成模块 108之外还可以存储其它模块。
在实施例中，通信接口103可以被配置为与诸如台式计算机之类 的另一个设备通信或者与诸如因特网之类的网络通信。通信接口103 可以例如用于从另一个设备或从网络接收(例如，下载)触觉轨道 107。
在图1A中，驱动信号生成模块108的指令可以是用于生成驱动 信号的软件指令。图1B图示了触觉使能设备100A的实施例，其中 为触觉输出设备104生成驱动信号的功能可以用硬件而不是用软件实 现。例如根据本文的实施例，图1B中的控制单元102可以是ASIC或FPGA，其不是执行来自存储在存储器106中的模块的指令，而是 可以具有预先被配置为基于触觉轨道107生成驱动信号的逻辑或其它 电路***。
图2A和图2B分别描绘了触觉轨道107A和触觉轨道107B的实 施例。在实施例中，触觉轨道107A和107B中的每个可以作为波形 文件存储在存储器106中。在实施例中，触觉轨道107A、107B中的 每个可以描述用于驱动触觉输出设备以生成触觉效果的时变幅度包络。触觉轨道107A、107B可以将时变幅度包络描述为波形、描述为等式 或以某种其它方式描述。例如，图2A中的触觉轨道107A描述时变 幅度包络210，其中幅度包络210被表示为阶梯形波形。图2B中的 触觉轨道107B描述时变幅度包络220，其中幅度包络220被表示为 另一个更平滑的波形。可以在上面提到的波形文件中描述图2A和图 2B中的波形。在一些情况下，用于触觉轨道107A、107B的波形可 以由用户使用例如程序或软件开发包(诸如平台)来创 作。
如上面所提到的，触觉轨道107A、107B每个可以描述用于驱动 触觉输出设备以生成触觉效果的时变幅度包络210、220。在实施例 中，幅度包络210、220可以由在图2A和图2B中的波形上描绘的幅 度值形成。幅度包络210、220可以指示创作者关于触觉效果的幅度如何随时间变化的意图。幅度可以指触觉效果的峰强度或峰峰强度， 或者更一般地指峰值或峰峰值。例如，如果触觉效果是涉及触觉输出 设备104的正弦移动的振动，那么幅度可以指正弦移动的峰峰强度。 触觉效果的幅度的增加可以表示正弦移动的峰峰强度的增加，而触觉 效果的幅度的减小可以表示正弦移动的峰峰强度的减小。时变幅度包 络210、220还可以被称为描述触觉效果的时变幅度的波形210、220。 波形210、220可以是触觉轨道107A、107B的一部分，其可以更一 般地被称为触觉效果定义。换句话说，控制单元102可以接收定义触 觉效果的时变幅度的触觉效果定义，并且基于触觉效果定义中的时变 幅度生成具有时变频率的驱动信号。例如，由波形210、220描述的 时变幅度的值可以被映射到时变频率的值，如下面更详细地讨论的。 另外，术语“幅度”或“幅度值”也可以相对于驱动信号使用，以指 构成驱动信号的波形的电压峰值或电流峰值，或构成驱动信号的波形 的电压峰峰值或电流峰峰值。
在实施例中，幅度包络210、220可以由触觉轨道107A、107B 描述为随时间在数值上变化的波形。例如，时变幅度包络210是包括 具有三个不同的相应幅度值的第一部分211、第二部分213和第三部 分215的波形。幅度包络210的第一部分211具有幅度值255，并且 对应于从t＝0到t＝100ms的时间。幅度包络210的第二部分213具有 幅度值170，并且对应于从t＝100ms到t＝200ms的时间。幅度包络 210的第三部分215具有幅度值85，并且对应于从t＝200ms到 t＝300ms的时间。在实施例中，触觉轨道中描述的幅度值可以是无量 纲标量值，诸如没有单位的标量值，用于指示触觉效果的幅度的形状。 在图2A和图2B的两个实施例中，幅度值都可以在既定的幅度包络 下限(例如，0)和既定的幅度包络上限(例如，255)之间。在一些 情况下，这些极限可以基于表示幅度值的比特数。在实施例中，控制 单元102可以将幅度包络210的无量纲幅度值转换为用于驱动信号的 电压值或电流值。例如，控制单元102可以将幅度包络上限255映射 到驱动电压上限(例如，5V)。
在实施例中，触觉轨道107A、107B可以与第一类型的触觉输出 设备(诸如SD触觉输出设备，例如被设计为仅用DC信号驱动的 ERM致动器或仅以单个频率驱动的LRA)相关联。在一些情况下， 即使驱动信号将包括周期性波形，用于第一类型的触觉输出设备的触觉轨道也涉及不是周期性波形的幅度包络。换句话说，在一些情况下， 幅度包络可以用于指定驱动信号的幅度或触觉效果的幅度，而不是驱 动信号的实际波形或触觉效果的实际波形。例如，如果驱动信号是用 于驱动LRA的正弦信号，那么驱动信号的幅度包络(例如，210/220) 可以不是正弦信号或其它周期性波形。在一些情况下，幅度包络210、 220虽然不是周期性波形，但可以用于指定驱动信号的实际波形。例 如，ERM致动器可以用具有与幅度包络210的波形相同的波形的驱 动信号来驱动。
如上面所讨论的，本文的实施例涉及生成随时间在频率上变化的 驱动信号，代替随时间在幅度上变化的驱动信号或作为其补充。图 3A-图3B图示了基于触觉轨道107A中描述的时变幅度包络210随时 间在幅度上变化的驱动信号。更具体而言，图3A图示了驱动信号 310，其被生成以驱动触觉输出设备(诸如ERM致动器)。驱动信 号310可以包括第一部分311、第二部分313和第三部分315。如图 3A中所描绘的，驱动信号310可以是与由触觉轨道107A描述的幅 度包络210的波形的形状匹配的DC信号。更具体而言，图2A中的 幅度包络210包括在时间t＝100ms处从幅度包络210的第一部分211 的幅度值到幅度包络210的第二部分213的幅度值的阶跃。类似地， 驱动信号310还可以具有在时间t＝100ms处从驱动信号310的第一 部分311中的5V的电压值到第二部分313中的3.33V的电压值的阶 跃。此外，为了与在时间t＝200ms处从幅度包络210的第二部分213 中的幅度值到第三部分215的幅度值的阶跃对应，驱动信号311也可 以具有在t＝200ms处从驱动信号310的第二部分313的3.33V的电 压值到第三部分315中的1.67V的电压值的阶跃。在上述实施例中， 幅度包络上限(例如，255)可以映射到驱动电压上限(例如，5V)。 在另一个实施例中，幅度包络上限可以映射到驱动信号的不同电压值。
在实施例中，驱动信号310仅具有正电压值或电流值。在另一个 实施例中，可以修改驱动信号310以仅具有负电压值或电流值。在这 两个实施例中，驱动信号310可以排除任何零电压值或电流值。零电 压值或电流值可以指零的数字值或者小于或等于背景电噪声水平(例 如，500mV)的模拟值。
图3B图示了周期性驱动信号320，该周期性驱动信号320被生 成以驱动触觉输出设备(诸如被设计为仅以单个频率被驱动的 LRA)。驱动信号320可以包括第一部分321、第二部分323和第三 部分325。驱动信号320可以是具有与触觉轨道107A中描述的幅度 包络210匹配的时变幅度的周期信号。例如，驱动信号320也可以包 括在t＝100ms处从驱动信号320的第一部分321中的10Vpp的幅度值 到驱动信号320的第二部分323中的6.66Vpp的幅度值的阶跃。另外， 驱动信号还可以包括在t＝200ms处从驱动信号320的第二部分323中 的6.66Vpp的幅度值到驱动信号320的第三部分325的3.34Vpp的幅 度值的另一个阶跃。在实施例中，驱动信号320可以是周期性驱动信 号，其仅包括正电压值、负电压值以及一个或多个过零点(例如，过 零点327)，在该过零点处，信号320在时间上具有单个瞬间的零电 压值或电流值。因此，周期性驱动信号320可以在正电压值和负电压 值之间交替。在实施例中，驱动信号320不包括零电压值或零电流值 的任何非零持续时间。
虽然图3A和图3B图示了其中仅驱动信号310、320的幅度基于 触觉轨道107A中描述的幅度包络210而随时间变化的实施例，但是 图4A图示了其中驱动信号410的频率基于触觉轨道中描述的时变幅 度包络而随时间变化的实施例。更具体而言，图4A描绘了基于触觉 轨道107A中描述的时变幅度包络210而生成的周期性驱动信号410。 周期性驱动信号410可以用于驱动触觉输出设备104(诸如HD触觉 输出设备)。图3A和图3B中的驱动信号310和320可以用于驱动 第一类型的触觉输出设备，而图4A中的驱动信号410可以用于驱动 第二类型的触觉输出设备。在实施例中，第二类型的触觉输出设备可 以具有比第一类型的触觉输出设备更宽的带宽。在实施例中，HD触 觉输出设备可以包括压电致动器、EAP致动器、其它智能材料致动 器或宽带LRA，其中每个可以被设计为在具有非零带宽的频率范围 内被驱动，并且其中每个可以具有非零加速带宽。
如图4A中所描绘的，周期性驱动信号410可以具有基于时变幅 度包络210的幅度值的时变频率。更具体而言，周期性驱动信号410 包括具有不同的相应频率f1、f2和f3的第一部分411、第二部分413 和第三部分415。周期性驱动信号的第一部分411的频率f1可以基于 幅度包络210的第一部分211的幅度值。类似地，周期性驱动信号 410的第二部分413的频率f2可以基于幅度包络210的第二部分213 的幅度值，并且驱动信号410的第三部分415的频率f3可以基于幅度 包络210的第三部分215的幅度值。因此，在图4A的实施例中，周 期性驱动信号410可以被定义为sin(f(t)*t)或sin(2π*f(t)*t)，其中对 于t＝[0，100ms)，f(t)＝f1，其中对于t＝[100ms，200ms)，f(t)＝f2，并 且其中对于t＝[200ms，300ms)，f(t)＝f3。更一般而言，函数f(t)可以 是表示时变幅度包络的任何函数，诸如阶跃函数、线性函数(例如 f(t)＝斜率*t)，或另一种多项式函数或者任何其它函数。虽然图4A 中的周期性驱动信号410具有正弦波形，但是另一个实施例可以涉及 具有三角形形状、方形形状或任何其它形状的周期性驱动信号。例如， 周期性驱动信号可以具有方波波形，该方波波形被定义为每1/(2*f(t)) 秒在正电压值v0和负电压值-v0之间切换的波形。
如上面所讨论的，具有时变频率的周期性驱动信号410可以生成 也具有时变频率的触觉效果。例如，触觉效果可以是振动触感触觉效 果，其也在与周期性驱动信号410中的那些对应的时间间隔处展示频 率f1、f2、f3。因此，周期性驱动信号410的时变频率可以允许用户 将所产生的触觉效果感知为具有随时间改变的音高。例如，从周期性 驱动信号410生成的触觉效果可以被用户感知为音高减小。音高的减 小可以使得触觉效果对用户来说感觉柔和，用户可以将触觉效果的柔 和感知为愉快的感觉。
在图4A的实施例中，周期性驱动信号410随时间具有恒定的幅 度(例如，大约10Vpp)。在另一个实施例中，周期性驱动信号410 可以具有时变幅度和时变频率两者。在实施例中，周期性驱动信号 410在正电压值或正电流值与负电压值或负电流值之间交替。周期性 驱动信号410还可以具有一个或多个过零点，诸如过零点417。在一 些情况下，周期性驱动信号410仅包括正电压值或电流值、负电压值 或电流值以及一个或者更多过零点，并且不包括零电压值或零电流值 的任何非零持续时间。如上所述，虽然图4A描绘了正弦信号，但周 期性驱动信号410的另一个实施例可以是不同的周期性信号，诸如在 正电压值v0和负电压值-v0之间交替的方波。
在实施例中，控制单元102可以基于幅度值和频率值之间的映射 根据时变幅度包络210的对应幅度值确定周期性驱动信号410的一部 分的频率值。映射可以被存储为等式、查找表或以某种其它方式存储。 图4B-图4D描绘了幅度值与频率值之间的示例映射。例如，图4B图 示了幅度包络210的幅度值与周期性驱动信号410的时变频率的频率 值之间的完全线性映射420。线性映射可以描述幅度值与频率值之间 的线性关系，使得随着幅度的值增加，频率可以作为幅度的函数线性 增加。图4B中的映射可以将幅度值255(其可以是既定的幅度包络 上限)映射到频率f1。在实施例中，频率f1可以是触觉输出设备104 的既定的驱动频率上限。在实施例中，频率f1可以是触觉输出设备 104的共振频率，而f2和f3都不是共振频率。对于这种实施例，触觉 输出设备104在一些情况下可以具有频率响应简档，其中当设备104 未以共振频率被驱动时，设备104经历幅度的衰减，其中频率响应简 档描述触觉输出设备的触觉效果如何作为驱动信号频率的函数变化。 因此，因为频率f2和f3都不是共振频率，相对于触觉输出设备由周 期性驱动信号410的部分411的共振频率驱动时，由触觉输出设备 104生成的触觉效果幅度在由周期性驱动信号的对应部分413、415 驱动时可以经历幅度的衰减。因而，即使周期性驱动信号410随时间 具有恒定的幅度，如果触觉输出设备104具有在非共振频率处呈现出 幅度衰减的频率响应简档，那么由驱动信号410生成的触觉效果的幅 度也仍然可以变化。因此，这种实施例可以利用触觉输出设备104的 频率响应简档中的衰减特性来改变触觉效果的幅度和用户感知触觉效 果的音高两者。
在图4B中，零幅度值可以映射到频率值f4。在实施例中，频率 值f4可以是触觉输出设备104的既定的非零驱动频率下限。在另一个 实施例中，频率值f4可以是零，其可以对应于对于某个时间间隔具有 恒定电压值或电流值的驱动信号410。在又一个实施例中，映射可以 不定义任何频率值以映射到零幅度值，因为这种实施例可以使用零幅 度值来表示驱动信号的结束。
图4C描绘了幅度值与频率值之间的部分线性映射430。例如， 随着时变幅度包络210的幅度值从零增加到170，周期性驱动信号 410的频率可以从f4线性地增加到f1。图4C中的映射可以将大于或 等于170(其可以是既定的阈值)的所有幅度值映射到频率值f1(例如，触觉输出设备104的共振频率)。
图4D描绘了基于触觉输出设备104的频率响应简档的形状的示 例映射440。更具体而言，触觉输出设备104的频率响应简档可以由 示出作为触觉输出设备104被驱动的频率的函数的触觉效果的幅度的 曲线或其它波形表示。例如，曲线可以示出触觉效果的幅度随着驱动 信号的频率移离触觉输出设备的共振频率而减小，诸如在映射440的 区域441或442中。在图4D的实施例中，映射440可以具有幅度-频 率关系，其具有与频率响应简档的曲线相同的形状。在实施例中，映 射可以使所产生的驱动信号执行从第一既定的频率到第二既定的频率 (例如，从f4到f1)的频率扫描。
如上面所讨论的，本文的各种实施例涉及使用来自幅度包络(诸 如触觉轨道107A的时变幅度包络210)的幅度值，以在具有一系列 脉冲的驱动信号中改变脉冲持续时间或改变脉冲之间的分离持续时间。 这些实施例可以代替或增加仅改变脉冲幅度的实施例。在实施例中， 脉冲可以用于驱动第一类型的触觉输出设备，诸如SD触觉输出设备。 另外，触觉轨道107A也可以为相同的第一类型的触觉输出设备创作 或以其它方式与其相关联。在一些情况下，第一类型的触觉输出设备 可以被设计为或以其它方式打算用例如其频率成分限于单个频率的脉 冲或不是周期性的脉冲来驱动，如下面更详细讨论的。通过改变脉冲的脉冲持续时间或分离持续时间，所产生的触觉效果仍可被感知为音 高的变化。因此，这些实施例也可以用于驱动第一类型的触觉输出设 备或其它类型的触觉输出设备，以生成对用户来说感觉动态和愉悦的 触觉效果。
图5A和图5B描绘了基于触觉轨道中描述的幅度包络仅改变其 脉冲的幅度的驱动信号。更具体而言，图5A描绘了驱动信号510， 其包括一系列脉冲511、512、513、514、515、516、517、518、519， 其也可以被称为脉冲串。脉冲511-519中的每个脉冲可以仅包括正电压值或仅包括负值。图5A中的脉冲511-519都不包括零电压值或零 电流值的任何非零持续时间。此外，脉冲511-519中的每个脉冲可以 前面紧接着零电压值或零电流值的非零持续时间，并且后面紧接着零 电压值或零电流值的另一个非零持续时间。图5A将脉冲511-519的 每个脉冲图示为具有不是周期性的方形形状或者，更一般地，方形波 形。虽然图5A将脉冲511-519描绘为具有矩形形状，但是在其它实 施例中，脉冲可以具有不同的形状(例如，梯形形状)。
在图5A的实施例中，脉冲511-519具有基于例如由触觉轨道 107A描述的时变幅度包络210的幅度值的幅度值。例如，脉冲511、 512和513的幅度值(即，幅度值5V)可以被映射到或者以其他方 式基于幅度包络210的第一部分211的幅度值(即，幅度值255)。 类似地，脉冲514、515、516的幅度值(即，幅度值3.33V)可以被 映射到幅度包络210的第二部分213的幅度值(即，幅度值170)， 而脉冲517、518、519的幅度值可以被映射到幅度包络210的第三部 分215的幅度值(即，幅度值85)。而且，图5A中的脉冲511-519 可以具有相同的脉冲持续时间(也称为脉冲宽度w1)以及相同的分 离持续时间(也称为连续脉冲之间的间隙g1)。换句话说，驱动信号 510的脉冲持续时间和分离持续时间不随时间改变。在实施例中，可 以在例如一个脉冲的结束和下一个脉冲的开始之间测量分离持续时间。
图5B描绘了其中脉冲持续时间和连续脉冲之间的分离持续时间 不改变的一系列正弦脉冲。更具体而言，图5B图示了包括脉冲521、 522、523、524、525、526的驱动信号520。脉冲521-526中的每个 脉冲可以仅包括正电压值、负电压值和诸如过零点527的一个或多个 过零点。换句话说，图5B中的脉冲521-526都不包括零电压值或零 电流值的任何非零持续时间。零电压或零电流的特定非零持续时间可 以包括从t1到t2的时间范围，驱动信号520在该时间范围中具有零 电压值或零电流值，其中t2大于t1。此外，脉冲521-526中的每个脉冲可以前面紧接着零电压值或零电流值的非零持续时间，并且后面紧 接着零电压值或零电流值的另一个非零持续时间。虽然脉冲521-526 中的每个脉冲具有正弦波形，但是在另一个实施例中，脉冲521-526 可以具有不同的周期性波形(诸如在正电压值(例如，5V)和负电 压值(例如，-5V)之间交替的方波)。
在图5B的实施例中，脉冲521-526具有基于例如由触觉轨道 107A描述的时变幅度包络210的幅度值的幅度值。例如，脉冲521 和522的幅度值(即幅度值10Vpp)可以基于幅度包络210的第一部 分211的幅度值(即幅度值255)。类似地，脉冲523和524的幅度 值(即幅度值6.66Vpp)可以基于幅度包络210的第二部分213的幅 度值(即幅度值170)，而脉冲525和526的幅度值(即幅度值 3.34Vpp)可以基于幅度包络210的第三部分215的幅度值(即幅度值85)。而且，图5B中的脉冲521-526可以具有相同的脉冲持续时 间或脉冲宽度w2以及连续脉冲之间的相同分离持续时间或间隙g2。 换句话说，驱动信号520的脉冲持续时间和脉冲分离不随时间改变。
图6A、图6B、图7A和图7B描绘了其中脉冲持续时间和连续 脉冲之间的分离持续时间基于由触觉轨道描述的幅度包络而变化的驱 动信号。更具体而言，图6A图示了包括一系列脉冲611、612、613、 614、615和616的驱动信号610，为此，脉冲611-616的连续脉冲的 分离持续时间(也称为分离持续时间值)可以基于由触觉轨道107A 描述的时变幅度包络210的幅度值而变化。例如，图6A中的脉冲 611和脉冲612可以被分离持续时间g3分开(脉冲612和脉冲613也 可以具有分离持续时间g3)，其中g3映射到幅度包络210的第一部 分211的幅度值。此外，图6A中的脉冲614和脉冲615可以被分离 持续时间g4分开，其中g4映射到幅度包络210的第二部分213的幅 度值。另外，脉冲615和脉冲616可以被分离持续时间g5分开，其中g5映射到幅度包络210的第三部分215的幅度值。幅度包络210 的幅度值与分离持续时间之间的映射可以是线性映射、非线性映射或 某个其它映射。在实施例中，较高的幅度值可以映射到较短的分离持 续时间，而较低的幅度值可以映射到较长的分离持续时间。在图6A的实施例中，分离持续时间g3、g4、g5中的至少两个是不同的。在图 6A的实施例中，脉冲611-616中的每一个可以具有相同的脉冲持续 时间w3。在另一个实施例中，脉冲611-616还可以具有不同的脉冲持 续时间。例如，在图6B所示的实施例中，脉冲621-629的脉冲持续 时间w4、w5、w6中的至少两个是不同的。
图6B图示了其中脉冲持续时间基于幅度包络的幅度值而变化的 驱动信号。更具体而言，图6B描绘了具有一系列脉冲621、622、 623、624、625、626、627、628和629的驱动信号620。脉冲621- 629可以具有基于由触觉轨道170A描述的时变幅度包络210的幅度 值的脉冲持续时间(也称为脉冲持续时间值)。例如，脉冲621-623 每个具有映射到幅度包络210的第一部分211的幅度值的脉冲持续时 间w4。另外，脉冲624-626每个具有映射到幅度包络210的第二部分 213的幅度值的脉冲持续时间w5，而脉冲627-629每个具有映射到幅 度包络210的第三部分215的幅度值的脉冲持续时间w6。幅度值与 脉冲持续时间(也称为脉冲持续时间值)之间的映射可以是线性映射、 非线性映射或某个其它映射。在一些情况下，较高的幅度值可以映射 到较长的脉冲持续时间，而较低的幅度值可以映射到较短的脉冲持续时间。在实施例中，如图7A和图7B中所示，脉冲721-729的脉冲 持续时间w8、w9、w10中的至少两个是不同的，或者脉冲711-716之 间的分离持续时间g9、g10、g11中的至少两个是不同的。在实施例中， 至少两个脉冲持续时间是不同的，并且所有分离持续时间都是相同的。
在图6B的实施例中，脉冲621-629之间的分离持续时间也可以 变化。例如，脉冲621和脉冲622可以被分离持续时间g6分开，而 脉冲624和脉冲625被更长的分离持续时间g7分开，而脉冲627和 脉冲628被甚至更长的分离持续时间g8分开。更具体而言，图6B的 实施例可以在两个连续脉冲的开始时间之间维持恒定的持续时间，使 得缩短其中一个脉冲可以延长两个脉冲之间的分离持续时间。但是， 在另一个实施例中，脉冲621-629之间的分离持续时间可以保持恒定。
在实施例中，驱动信号610的脉冲611-616或驱动信号620的脉 冲621-629可以具有相同的幅度值。在另一个实施例中，它们可以具 有不同的幅度值。在实施例中，脉冲611-616或621-629可以具有减 弱的幅度，以便减少用户对脉冲之间的间隙以及这些间隙对触觉效果 的影响的感知。减少用户对这种间隙的影响的感知可以使触觉效果感 觉不那么断断续续。例如，当控制单元102生成驱动信号610或620 的脉冲611-616或621-629时，它可以使脉冲611-616或621-629具 有小于既定阈值(例如，小于3.5V)的幅度值。在另一个示例中， 控制单元102可以以衰减因子减弱脉冲。例如，控制单元可以确定幅 度包络的最大幅度值(例如，对于幅度包络210是幅度值255，而对 于幅度包络220是大约200的值)。所确定的最大幅度值可以是第一 幅度值。然后，控制单元102可以基于第一幅度值确定驱动信号的幅 度值(例如，5V)作为第二幅度值。然后，控制单元102可以将第 二幅度值乘以衰减因子以确定第三幅度值，其中衰减因子小于1(例 如，0.5)。然后，控制单元可以以第三幅度值生成脉冲，使得脉冲 具有第三幅度值。
类似于图6A，图7A图示了其中连续脉冲之间的分离持续时间 基于由触觉轨道描述的幅度包络而变化的驱动信号。更具体而言，图 7A图示了包括一系列脉冲711、712、713、714、715和716的驱动 信号710。在图7A的实施例中，脉冲711和脉冲712可以被分离持 续时间g9分开，其中g9映射到幅度包络210的第一部分211的幅度 值。此外，图7A中的脉冲714和脉冲715可以被分离持续时间g10分开，其中g10映射到幅度包络210的第二部分213的幅度值。另外， 脉冲715和脉冲716可以被分离持续时间g11分开，其中g11映射到幅 度包络210的第三部分215的幅度值。分离持续时间g9、g10和g11的 值可以相继减小，这可以增加在其处感知所产生的触觉效果的音高。 在图7A的实施例中，脉冲711-716中的每个可以具有相同的脉冲持 续时间w7。
类似于图6B，图7B图示了其中脉冲持续时间基于幅度包络的幅 度值而变化的驱动信号。更具体而言，图7B描绘了具有一系列脉冲 721、722、723、724、725、726、727、728和729的驱动信号720。 脉冲721-729可以具有基于由触觉轨道170A描述的时变幅度包络 210的幅度值的脉冲持续时间。例如，脉冲721-723每个具有映射到 幅度包络210的第一部分211的幅度值的脉冲持续时间w8。另外， 脉冲724-726每个具有映射到幅度包络210的第二部分213的幅度值 的脉冲持续时间w9，而脉冲727-729每个具有映射到幅度包络210的 第三部分215的幅度值的脉冲持续时间w10。在图7B的实施例中， 脉冲持续时间w8、w9、w10的值可以相继减小。
图8描绘了根据本文实施例的用于在具有控制单元102和触觉输 出设备104的触觉使能设备100上生成触觉效果的方法800的流程图。 在实施例中，方法800开始于步骤801，其中控制单元102接收描述 用于驱动触觉输出设备104以生成触觉效果的时变幅度包络的触觉轨 道107A。可以从存储器106、经由通信接口103从另一个设备或者 从某个其它位置接收触觉轨道。在实施例中，触觉轨道107可以已经 为第一类型的触觉输出设备(诸如SD触觉输出设备)创作或以其它 方式与第一类型的触觉输出设备相关联，而触觉输出设备104可以是 不同于第一类型的触觉输出设备的第二类型的触觉输出设备(诸如 HD触觉输出设备)。在实施例中，第二类型的触觉输出设备具有比 第一类型的触觉输出设备更高的频率带宽。换句话说，与第一类型的 触觉输出设备的频率响应简档相比，第二类型的触觉输出设备的频率 响应简档可以具有更高的带宽。例如，第一类型的触觉输出设备可以 被设计为仅以单个频率被驱动，而第二类型的触觉输出设备可以被设 计为在具有非零带宽的频率范围内被驱动。在一些情况下，诸如幅度 包络210或220之类的时变幅度包络不是周期性波形。
在步骤803中，控制单元102生成具有时变频率的周期性驱动信 号，该时变频率基于触觉轨道中描述的时变幅度包络的幅度值。在实 施例中，步骤803可以基于时变幅度包络的值与周期性驱动信号的频 率值之间的既定的映射。该映射可以存储在触觉使能设备100的存储 器106中，或者存储在另一个位置。在一些实现中，该映射可以将既 定的幅度包络上限映射到触觉输出设备104的共振频率值，而将幅度 包络的其它幅度值映射到非共振频率值。在实施例中，周期性驱动信 号(诸如周期性驱动信号410)可以随时间具有恒定的幅度。
在步骤805中，控制单元102将周期性驱动信号输出到触觉输出 设备104，以使触觉输出设备104基于该周期性驱动信号生成触觉效 果。
图9A和图9B描绘了用于在触觉使能设备100上生成触觉效果 的另一个方法900。方法900包括步骤901，其中控制单元102接收 用于驱动触觉输出设备104以生成触觉效果的触觉轨道。触觉轨道可 以与第一类型的触觉输出设备(诸如SD触觉输出设备)或者与第二 类型的触觉输出设备(诸如HD触觉输出设备)相关联。另外，触觉 输出设备104可以是第一类型的触觉输出设备或第二类型的触觉输出 设备。
在步骤903中，控制单元102可以确定触觉轨道是与第一类型的 触觉输出设备还是与第二类型的触觉输出设备相关联。在实施例中， 这个确定可以基于触觉轨道中识别与触觉轨道相关联的触觉输出设备 的类型的标识符或其它元数据。在实施例中，这个确定可以基于确定 触觉轨道是否描述幅度包络(其常常可以是非周期性波形)。更具体 而言，如果触觉轨道描述非周期性的波形，那么这种波形有可能是用 于定义DC驱动信号以驱动例如SD ERM致动器或用于调制周期性 驱动信号以驱动例如SD LRA的幅度包络。因此，如果触觉轨道描述 非周期性波形，那么可以将波形确定为用于第一类型的触觉输出设备 的幅度包络。如果触觉轨道代替地描述非周期性波形，或更一般地描 述在正值和负值之间交替的波形，那么波形的那些正值和负值可以用 于直接定义用于例如压电致动器或EAP致动器或宽带LRA的驱动信 号的电压值或电流值。因此，如果触觉轨道描述周期性的或更一般地 在正值和负值之间交替的波形，那么这种波形可以是用于第二类型的 触觉输出设备的实际驱动信号。例如，如果触觉轨道描述正弦波形， 那么控制单元102可以确定该正弦波形不是用于第一类型的触觉输出 设备的幅度包络，而是用于直接定义用于第二类型的触觉输出设备的 正弦驱动信号的波形。
在步骤905中，响应于确定触觉轨道与第一类型的触觉输出设备 相关联，控制单元102可以确定触觉输出设备104是第一类型的触觉 输出设备还是第二类型的触觉输出设备。在实施例中，这个确定可以 基于由触觉输出设备存储的硬件或软件标志。在实施例中，这个确定 可以基于识别触觉输出设备的不同模型的触觉输出设备类型的查找表。
在步骤907中，响应于确定触觉输出设备是第二类型的触觉输出 设备，控制单元102可以生成具有基于在触觉轨道中描述的时变幅度 包络的时变频率的周期性驱动信号。
在步骤909中，响应于确定触觉输出设备是第一类型的触觉输出 设备，控制单元102可以生成具有与在触觉轨道中描述的时变幅度包 络匹配的时变幅度包络的驱动信号。例如，驱动信号的时变幅度包络 可以与触觉轨道中描述的时变幅度包络的形状匹配。在步骤907或步 骤909之后，控制单元102在步骤911中将驱动信号输出到触觉输出 设备104以生成触觉效果。
参考图9B，如果触觉轨道与第二类型的触觉输出设备相关联， 那么控制单元102可以在步骤913中确定触觉输出设备是第一类型的 触觉输出设备还是第二类型的触觉输出设备。如果触觉输出设备是第 一类型的触觉输出设备，那么控制单元102可以确定触觉输出设备不 适合呈现与第二类型的触觉输出设备相关联的触觉轨道。因此，控制 单元102可以抑制利用该触觉轨道生成触觉效果。另一方面，如果触 觉输出设备是第二类型的触觉输出设备，那么控制单元102可以生成 与触觉轨道中描述的波形匹配的驱动信号。例如，如果触觉轨道描述 具有某个频率的正弦波形，那么控制单元可以生成具有相同频率的正 弦驱动信号。然后，控制单元102在步骤911中可以将该驱动信号输 出到触觉输出设备104。
图10描绘了用于利用包括控制单元102和触觉输出设备104的 触觉使能设备100生成触觉效果的方法1000。在实施例中，方法 1000包括步骤1001，其中控制单元102接收描述用于驱动触觉输出 设备104的时变幅度包络的触觉轨道。在实施例中，触觉轨道与第一类型的触觉输出设备(例如，SD触觉输出设备)相关联，并且触觉 输出设备104也是第一类型的触觉输出设备。
在步骤1003中，控制单元102生成包括具有相应脉冲持续时间 的一系列脉冲的驱动信号(例如，驱动信号610、620、710或720)。 该系列脉冲被其中驱动信号具有零电压值或电流值的分离持续时间分 开，其中脉冲持续时间或分离持续时间中的至少一个基于在触觉轨道 中描述的时变幅度包络的幅度值。在实施例中，相应脉冲持续时间中 的至少两个脉冲持续时间是不同的，或者分离持续时间中的至少两个 是不同的。在实施例中，所有脉冲持续时间都是相同的，而分离持续 时间中的至少两个是不同的。在实施例中，控制单元102可以将该系 列脉冲的幅度值乘以小于1的既定的衰减因子，以便减弱脉冲，如上 面所讨论的。在步骤1005中，控制单元将驱动信号输出到触觉输出 设备104以生成触觉效果。
虽然上面已经描述了各种实施例，但是应当理解的是，它们仅仅 作为本发明的说明和示例而给出，而不是作为限制。对于相关领域的 技术人员来说将明晰的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下， 可以在形式和细节上进行各种改变。因此，本发明的广度和范围不应 当受任何上述示例性实施例的限制，而应当仅根据所附权利要求及其 等同物来限定。还将理解的是，本文所讨论的每个实施例的每个特征 以及本文引用的每个参考文献的每个特征可以与任何其它实施例的特 征组合使用。本文讨论的所有专利和出版物均通过引用整体并入本文。

Claims (21)

1.一种在具有控制单元和触觉输出设备的触觉使能设备上生成触觉效果的方法，所述方法包括：
由所述控制单元接收描述用于驱动所述触觉输出设备以生成触觉效果的时变幅度包络的触觉轨道；
由所述控制单元生成具有时变频率的周期性驱动信号，所述时变频率基于在所述触觉轨道中描述的时变幅度包络的幅度值；以及
由所述控制单元将所述周期性驱动信号输出到所述触觉输出设备，以使所述触觉输出设备基于所述周期性驱动信号生成所述触觉效果。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述触觉轨道与第一类型的触觉输出设备相关联，并且其中所述触觉输出设备是与所述第一类型的触觉输出设备不同的第二类型的触觉输出设备。
3.如权利要求2所述的方法，其中所述第一类型的触觉输出设备被设计为仅以单个频率被驱动，而所述第二类型的触觉输出设备被设计为在具有非零带宽的频率范围内被驱动，使得所述第二类型的触觉输出设备具有非零加速带宽。
4.如权利要求2所述的方法，其中所述第一类型的触觉输出设备是标准清晰度触觉输出设备，而所述第二类型的触觉输出设备是高清晰度触觉输出设备。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述标准清晰度触觉输出设备包括以下中的至少一个：被设计为仅用直流(DC)信号驱动的偏心旋转质量(ERM)致动器或被设计为仅以单个频率被驱动的线性共振致动器(LRA)。
6.如权利要求5所述的方法，其中被设计为仅以单个频率被驱动的所述LRA是第一LRA，并且其中所述高清晰度触觉输出设备是第二LRA，所述第二LRA被设计为在具有非零带宽的频率范围内被驱动，使得所述第二LRA具有非零加速带宽。
7.如权利要求5所述的方法，其中所述高清晰度触觉输出设备包括以下中的至少一个：压电致动器或电活性聚合物(EAP)致动器。
8.如权利要求2所述的方法，还包括确定所述触觉轨道是与所述第一类型的触觉输出设备还是与所述第二类型的触觉输出设备相关联，以及所述触觉输出设备是所述第一类型的触觉输出设备还是所述第二类型的触觉输出设备，其中仅响应于确定所述触觉轨道与所述第一类型的触觉输出设备相关联以及确定所述触觉输出设备是所述第二类型的触觉输出设备，而执行生成具有时变频率的所述周期性驱动信号的步骤，所述时变频率基于所述时变幅度包络的值。
9.如权利要求1所述的方法，其中所述周期性驱动信号随时间具有恒定的幅度，并且在一个或多个正电压值或电流值与一个或多个负电压值或电流值之间交替。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述周期性驱动信号仅包括一个或多个正电压值或电流值、一个或多个负电压值或电流值以及一个或多个过零点，并且不具有零电压值或零电流值的任何非零持续时间。
11.如权利要求9所述的方法，其中由所述触觉轨道描述的时变幅度包络不是周期性波形。
12.如权利要求1所述的方法，其中生成所述周期性驱动信号的步骤基于所述时变幅度包络的幅度值与所述周期性驱动信号的频率值之间的既定的映射。
13.如权利要求12所述的方法，其中所述时变幅度包络的幅度值在既定的幅度包络下限和既定的幅度包络上限之间的范围内，其中所述触觉输出设备具有至少一个共振频率值，并且其中所述既定的映射将所述既定的幅度包络上限映射到所述至少一个共振频率值，而将所述时变幅度包络的一个或多个其它幅度值映射到一个或多个非共振频率值。
14.如权利要求12所述的方法，其中所述既定的映射定义所述时变幅度包络的幅度值与所述周期性驱动信号的频率值之间的线性关系。
15.如权利要求12所述的方法，其中所述既定的映射基于所述触觉输出设备的频率响应简档，其中所述频率响应简档描述所述触觉输出设备的触觉效果幅度作为驱动信号频率的函数如何变化。
16.如权利要求1所述的方法，其中所述周期性驱动信号是在正电压值和负电压值之间交替的正弦波，或者是在正电压值和负电压值之间交替的方波。
17.一种在具有控制单元和触觉输出设备的触觉使能设备上生成触觉效果的方法，所述方法包括：
由所述控制单元接收描述用于驱动所述触觉输出设备以生成触觉效果的时变幅度包络的触觉轨道；
由所述控制单元生成包括具有相应脉冲持续时间的一系列脉冲的驱动信号，其中所述一系列脉冲被其中所述驱动信号具有零电压值或电流值的分离持续时间分开，其中所述脉冲持续时间或所述分离持续时间中的至少一个基于在所述触觉轨道中描述的所述时变幅度包络的幅度值，并且其中所述相应脉冲持续时间中的至少两个脉冲持续时间是不同的，或者所述分离持续时间中的至少两个是不同的；以及
由所述控制单元将所述驱动信号输出到所述触觉输出设备，以使所述触觉输出设备基于所述驱动信号生成所述触觉效果。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述触觉轨道与第一类型的触觉输出设备相关联，并且其中所述触觉输出设备也是所述第一类型的触觉输出设备，其中所述第一类型的触觉输出设备是标准清晰度触觉输出设备。
19.如权利要求17所述的方法，其中生成所述驱动信号包括：
确定所述时变幅度包络的最大幅度值，所述最大幅度值是第一幅度值；
基于所述第一幅度值确定所述驱动信号的幅度值作为第二幅度值；
将所述第二幅度值乘以衰减因子以确定第三幅度值，其中所述衰减因子小于1，并且其中以所述第三幅度值生成所述一系列脉冲中的每个脉冲。
20.如权利要求17所述的方法，其中所述相应脉冲持续时间中的至少两个脉冲持续时间是不同的，并且所有所述分离持续时间是相同的。
21.一种触觉使能设备，包括：
触觉输出设备；
通信接口；
存储器；
控制单元，所述控制单元被配置为：
从所述通信接口或所述存储器接收描述用于驱动所述触觉输出设备以生成触觉效果的时变幅度包络的触觉轨道，
生成具有时变频率的周期性驱动信号，所述时变频率基于在所述触觉轨道中描述的时变幅度包络的值，以及
将所述周期性驱动信号输出到所述触觉输出设备，以使所述触觉输出设备基于所述周期性驱动信号生成所述触觉效果。
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