[发明专利]交互式计算机系统的3D触觉

权利要求书

1.一种用于虚拟环境的控制器设备，所述控制器设备包括：

手柄；

具有基本平坦表面的接触设备，其中所述接触设备相对于所述手柄的位置是可调节的；

致动器模块，所述致动器模块被布置在所述手柄的第一端部，包括多个致动器臂，所述多个致动器臂被配置以调节所述接触设备相对于所述手柄的所述位置，其中所述接触设备经由所述多个致动器臂被安装在所述致动器模块上；以及

与所述虚拟环境通信的控制模块，其中所述控制模块选择性地控制所述致动器模块的所述多个致动器臂中的一个或多个致动器臂，以响应于从所述虚拟环境接收的数据来调节所述接触设备的所述位置，其中所述数据包括用户和所述虚拟环境内表示的物体之间的交互的指示。

2.根据权利要求1所述的控制器设备，其中所述接触设备包括平台，并且其中为了调节所述接触设备的所述位置，所述致动器模块执行以下中的至少一个：(i)倾斜所述平台，和(ii)伸展和缩回所述平台。

3.根据权利要求1所述的控制器设备，其中为了调节所述接触设备的所述位置，所述致动器模块基于所述用户与所述虚拟环境内表示的所述物体之间的接触点来调节所述接触设备的所述位置。

4.根据权利要求3所述的控制器设备，其中所述致动器模块基于在所述接触点处的对于所述物体的表面法线，来调节所述接触设备的所述位置。

5.根据权利要求3所述的控制器设备，其中所述致动器模块基于确定所述控制器设备的移动是否引起所述用户穿透所述虚拟环境内表示的所述物体，来调节所述接触设备的所述位置。

6.根据权利要求5所述的控制器设备，其中所述致动器模块基于确定所述控制器设备的移动是否引起所述用户穿透所述虚拟环境内表示的所述物体，来选择性地伸展所述接触设备。

7.根据权利要求1所述的控制器设备，其中所述接触设备包括力传感器、振动机制、温度输出设备和触摸板中的至少一个。

8.根据权利要求7所述的控制器设备，其中所述力传感器包括力感测电阻器。

9.根据权利要求7所述的控制器设备，其中所述力传感器响应于与所述接触设备的用户接触而生成信号。

10.一种用于操作用于虚拟环境的控制器设备的方法，所述方法包括：

在所述虚拟环境内显示物体；

生成包括用户与所述物体的表面之间的交互的指示的数据；

向所述控制器设备的致动器提供所述数据；以及

使用所述致动器，基于所述数据来调节接触设备相对于所述控制器设备的手柄的位置，其中所述接触设备具有基本平坦表面，其中所述致动器被布置在所述手柄的第一端部并且包括多个致动器臂，所述多个致动器臂被配置以调节所述接触设备相对于所述手柄的所述位置，以及其中所述接触设备经由所述多个致动器臂被安装在所述致动器模块上，

其中通过选择性地控制所述致动器的所述多个致动器臂中的一个或多个致动器臂，所述接触设备的所述位置响应于从所述虚拟环境接收的数据而被调节。

11.根据权利要求10所述的方法，其中调节所述接触设备的所述位置包括以下中的至少一个：(i)倾斜所述接触设备，和(ii)伸展和缩回所述接触设备。

12.根据权利要求10所述的方法，其中调节所述接触设备的所述位置包括基于所述用户与所述物体的所述表面之间的接触点来调节所述接触设备的所述位置。

13.根据权利要求12所述的方法，其中调节所述接触设备的所述位置包括基于在所述接触点处的对于所述物体的表面法线来调节所述接触设备的所述位置。

14.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：通过使用所述接触设备，响应于与所述接触设备的用户接触而生成信号。