[發明專利]用于人工現實系統的觸覺設備

在審

• 申請號: 201811221741.7
• 申請日: 2018-10-19
• 公開（公告）號: CN109683702A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發明（設計）人: 達斯廷·杰弗里·戈登·克羅格斯塔德;克萊韋蘭德-約爾·查維斯·威爾科斯;馬修·羅伯特·施瓦布;里卡爾多·代薩爾沃;大衛·R·佩雷克;拉維什·邁赫拉;肖恩·杰森·凱勒;伊恩·安德烈亞斯·馬克斯;薩布里納·莫妮克·桑多瓦爾
• 申請（專利權）人: 臉譜科技有限責任公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 梁麗超;田喜慶

本發明公開一種用于人工現實系統的觸覺設備。該觸覺設備向用戶提供觸覺感覺。觸覺設備包括觸覺板和多個致動器。觸覺板包括中心部分和包圍該中心部分的外圍部分。多個致動器耦接至觸覺板的外圍部分。多個致動器中的一個或多個致動器被配置為根據觸覺指令生成在觸覺板的中心部分的特定區域會聚成特定波形的觸覺波。特定波形的形狀和觸覺板的中心部分上的特定區域的位置部分地基于觸覺指令。

技術領域

本公開總體上涉及一種用于向用戶提供觸覺感覺的系統，并且具體涉及提供觸覺感覺的觸覺設備。

背景技術

傳統的虛擬現實(VR)系統包括向用戶提供視覺和音頻信息的頭戴設備。另外，在一些情況下，VR系統還可以包括向用戶提供觸覺感覺的某種觸覺設備。例如，VR系統可以具有致動器矩陣，這些致動器振動以向VR系統的用戶提供某種定位指示。在擴展的表面上需要大量分布式的致動器來遞送觸覺感覺。該數量隨線性大小的平方增長。已證明具有分布式地圍繞薄金屬表面的周邊的一排或多排致動器的系統通過發送建設性地或破壞性地干涉以生成期望的觸覺感覺空間分布的波，而能夠在薄板或者隔膜上的期望位置中遞送觸覺感覺。在該布置中，需要的致動器數量僅與設備的線性大小成比例，而不與其平方成比例。例如，具有64個周邊致動器的系統可能需要400個致動器來實現相同表面上的相同觸覺感覺空間限定。隨著考慮的設備大小越大，增益變得越高。觸覺設備需要考慮振動波在穿過觸覺設備板時的分散，以免向用戶遞送不協調的觸覺體驗。

發明內容

觸覺設備增強了人工現實體驗。觸覺設備可以生成并且提供觸覺感覺(例如，振動)。例如，觸覺設備可以被配置以用作用戶可站立其上的觸覺墊，或者用戶可將他們的手放置其上的觸覺墊。觸覺設備可以接口連接至頭戴式顯示器(HMD)系統，并且通過觸覺設備，HMD系統可以生成觸覺感覺并將其提供至用戶。這對于模擬人工現實體驗中的情形是有用的，該情形可對應于例如用戶的腳下的虛擬地面的移動。

觸覺設備向用戶提供觸覺感覺。觸覺設備包括觸覺板和多個致動器。觸覺板包括中心部分和包圍該中心部分的外圍部分。外圍部分耦接至多個致動器。在一些實施方式中，多個致動器包括兩個同心致動器環。一個或多個致動器用于生成在期望的位置進行建設性地干涉的觸覺波。觸覺波根據觸覺指令(例如，來自HMD系統的控制臺的)生成。觸覺波如此使得它們在板上的期望位置的特定區域會聚成特定波形。并且特定波形的形狀和觸覺板的中心部分上的特定區域的位置部分地基于觸覺指令。在一些實施方式中，一個或多個致動器可用于在觸覺波遞送完感覺之后使觸覺波衰減(damping)。

附圖說明

圖1是根據實施方式的觸覺設備的立體圖。

圖2是根據實施方式的圖1的觸覺設備的部分的底部平面圖。

圖3是根據實施方式的圖1的觸覺設備的部分的截面圖。

圖4A是根據實施方式的圖1的光學傳感器的截面圖，并且觸覺板的該部分處于未干擾狀態。

圖4B是根據實施方式的圖4A的截面圖，其中，觸覺板處于平移位置并且產生了照明變化。

圖4C是根據實施方式的圖4A的截面圖，其中，觸覺板處于傾斜位置并且產生了照明變化。

圖5是根據實施方式的光學傳感器的頂部平面圖。

圖6是HMD控制臺在其中運行的HMD系統的框圖。

圖7是根據實施方式的示出響應于虛擬空間中的虛擬觸覺事件而提供觸覺感覺的過程的流程圖。

具體實施方式