[发明专利]经由磁力的触觉交互

说明书

一种触摸屏设备、一种触摸屏触控笔以及一种向触摸屏设备的用户提供触觉反馈的方法。该方法包括以下步骤：识别触摸屏触控笔的笔尖相对于该触摸屏设备的传感表面的相对位置；断言响应于该相对位置来改变的触觉力信号；以及使受控可变电流通过电磁电路以在该触摸屏设备与该触摸屏触控笔之间施加磁力，其中该电流取决于该触觉力信号来改变。

背景

触摸屏是各种类型的电子设备共用的现有技术用户界面(UI)组件。例如，触摸屏可以采用电阻式、电容式或光学触摸感测来可靠地跟踪来自用户的一根或多根手指或来自握在用户手中的触摸屏触控笔的触摸。为了提供更加沉浸式的体验，触摸屏显示设备或触控笔可以在触摸点在设备的传感表面上移动时向用户提供视觉或听觉反馈。

概述

本公开的一个方面涉及一种包括位置传感器、电磁电路和驱动电路的触摸屏设备。位置传感器被配置成感测触摸屏触控笔的磁吸式笔尖相对于触摸屏设备的传感表面的相对位置。电磁电路承载电流并且与电流成比例地形成磁力以将磁化的笔尖吸引到传感表面。驱动电路被配置成接收触觉力信号，并且通过取决于触觉力信号而改变电流来改变磁力，该触觉力信号进而取决于相对位置来改变。

本公开的另一方面涉及一种用于磁吸式触摸屏设备的触摸屏触控笔。触摸屏触控笔包括电磁电路和驱动电路。布置在触摸屏触控笔的笔尖处的电磁电路承载电流，并且与电流成比例地形成磁力以将触摸屏设备吸引到笔尖。驱动电路被配置成接收触觉力信号，并且通过取决于触觉力信号而改变电流来改变磁力，该触觉力信号进而取决于触摸屏触控笔的笔尖相对于触摸屏设备的传感表面的相对位置来改变。

本公开的另一方面涉及一种向触摸屏设备的用户提供触觉反馈的方法。该方法包括以下步骤：识别触摸屏触控笔的笔尖相对于该触摸屏设备的传感表面的相对位置；断言响应于该相对位置来改变的触觉力信号；以及使受控可变电流通过电磁电路以在该触摸屏设备与该触摸屏触控笔之间施加磁力，其中该电流取决于该触觉力信号来改变。

提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的概念的选集。本概述并不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。此外，所要求保护的主题不限于解决在本公开的任一部分中提及的任何或所有缺点的实现。

附图简述

图1示出了示例触摸屏设备的各方面。

图2示出了示例触摸屏设备的电容式触摸屏的各方面。

图3示出了包括触摸屏设备和触摸屏触控笔的示例触摸屏系统的各方面。

图4和5示出了包括触摸屏设备和触摸屏触控笔的另一示例触摸屏系统的各方面。

图6A和6B示出了另一示例触摸屏设备的各方面。

图7和8示出了其他示例触摸屏设备的附加方面。

图9解说了向触摸屏设备的用户提供触觉反馈的示例方法。

详细描述

尽管触摸屏设备或触控笔可以在触摸点在设备的传感表面上移动时向用户提供视觉或听觉反馈，但是在配置用于触觉反馈的系统中可以提供更加沉浸式的体验。具体而言，触觉反馈可被用于提供与任何改变的变量(包括用户的触摸点在传感表面上的移动)相协调的感觉。该想法的一些实现采用配置成取决于触摸点相对于传感表面的位置而振动的触摸屏触控笔。任何提供触觉反馈的设备的品质因数(figure of merit)是用户操作设备的体验与类似现实世界体验的相似程度。然而，用户手中的触摸屏触控笔的位置相关振动与在现实世界地形上移动现实世界对象的感觉很不相似。例如，现实世界地形的一些部分(例如，结冰的池塘)可能对对象的移动提供很小的阻力，而其他部分(例如，沙子、山丘或围栏)可能提供增加的阻力。从表面上看，使触摸屏触控笔取决于触摸点位置而振动无法令人信服地模拟对运动的可变阻力。