CN105005376B - 结合拉伸特性的触觉设备 - Google Patents

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Abstract

提供了使用具有拉伸特性的触觉效果输出设备的系统。在一些实施例中，拉伸触觉效果输出设备响应于软件控制提供拉伸效果。在其他实施例中，拉伸触觉效果输出设备同样响应于用户输入提供拉伸效果。而且，在一些实施例中，拉伸触觉效果输出设备同样与非拉伸触觉效果输出相结合、相协调地提供拉伸效果。

Description

结合拉伸特性的触觉设备
技术领域
本发明实施例一般涉及用于设备的用户接口，尤其涉及利用拉伸特性产生动态触觉效果。
背景技术
电子设备制造商努力为用户产生丰富的接口。常规的设备利用视觉和听觉提示来为用户提供反馈。在一些接口设备中，还为用户提供动觉反馈 (诸如作用力反馈和抵制力反馈)和/或触反馈(诸如振动、纹理和热)，更一般地统称为“触觉反馈”或“触觉效果”。触觉反馈能够提供增强和简化用户接口的提示。具体地，振动效果或振触触觉效果可用于为电子设备的用户提供提示以警告用户特定事件，或者提供现实反馈以在模拟或虚拟环境内产生更大的沉浸感。
为了产生触觉效果，许多设备使用某类型的致动器或触觉效果输出设备。通常地，这些触觉效果输出设备已经提供了振动或振触效果。然而，可以利用作为设备部分的拉伸设备或拉伸材料来提供附加效果。
而且，提供带触发效果的触觉反馈的传统体系结构是可用。然而，因为用户姿势和系统动画具有可变的定时，与触觉效果的相关性会是静态的和不一致的，因此不大会激发用户的兴趣。提供与用户输入交互的系统因此可用于增强用户体验。
因此，需要一种包括拉伸材料作为触觉效果输出设备的提供触觉效果的改进的系统。还需要响应于输入数据而提供触觉效果。
发明内容
在附图和文本中通过举例的方式描述和图示了本发明。包括该概述的文本和附图应当理解为示例性的，而不是限制性的。
实施例提供了产生触觉效果的方法。处理器接收来自与处理器耦合的可拉伸传感器的拉伸输入信号。处理器判定是否应当发生触觉效果输出响应。响应于判定出应当发生触觉效果输出响应，处理器将信号作为启动信号发送到与处理器耦合的第一触觉效果输出设备。响应于来自处理器的信号，与处理器耦合的第一触觉效果输出设备启动。第一触觉效果输出设备可以是拉伸输出设备或者其可以是非拉伸触觉设备。还可以使用附加的触觉效果输出设备。
附图说明
在附图中通过举例的方式图示了本发明。附图应当理解为示例性的，而不是限制性的。
图1示出了管理拉伸输入传感器与触觉效果输出设备之间的交互的过程的实施例。
图2示出了管理拉伸输入传感器与触觉效果输出设备之间的交互的过程的实施例。
图3示出了带有拉伸传感器和触觉效果输出设备的装置的实施例。
图4示出了带有拉伸传感器和触觉效果输出设备的装置的实施例。
图5示出了管理拉伸输入传感器与拉伸触觉效果输出设备之间的交互的过程的实施例。
图6示出了带有拉伸传感器和拉伸触觉效果设备的装置的实施例。
图7示出了带有拉伸传感器和拉伸触觉效果设备的装置的实施例。
图8示出了带有拉伸传感器和拉伸触觉效果设备的装置的实施例。
图9示出了管理输入传感器和拉伸与非拉伸触觉效果输出设备之间的交互的过程的实施例。
图10示出了管理输入传感器和拉伸与非拉伸触觉效果输出设备之间的交互的过程的实施例。
图11示出了带有输入传感器和拉伸触觉效果输出设备的装置的实施例。
图12示出了带有输入传感器和拉伸触觉效果输出设备的装置的实施例。
图13示出了带有输入传感器和拉伸触觉效果输出设备的装置的实施例。
图14示出了带有输入传感器和拉伸触觉效果输出设备的装置的实施例。
图15示出了带有输入传感器和拉伸触觉效果输出设备的装置的实施例。
图16示出了通过装置实施例中的拉伸触觉效果输出设备的实现和致动的实例的实施例。
具体实施方式
提供了用于结合拉伸特性的触觉设备的系统、方法和装置。在该文档中描述的具体实施例代表了本发明的示例性的实例，本质上是示例性的，而不是限制性的。
在下面的说明中，为了说明的目的，为提供对本发明的充分理解，阐述了多个具体的细节。然而，本领域技术人员显而易见的是，本发明能够在不具有这些具体细节的情况来实施。在其他实例中，为避免使本发明不清晰，以框图形式示出了结构和设备。
在说明书中提到“一个实施例”或“实施例”意指结合实施例所描述的特定的特征、结构或特性包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中各处出现的短语“在一个实施例中”不一定都指代同一实施例，也不是与其他实施例相互排斥的分离的或可替代的实施例。
拉伸(stretch)触觉输出设备具有张紧、压缩、摩擦和纹理的品质，其根据所进行的拉伸动作的速度或距离来提供自然的和立即的触反馈感。这本身具有在与所进行的拉伸的速度或距离相关联的控件交互中为用户提供立即的或同时的触反馈的价值。例如，设备可以根据诸如开/关、容量升/降、速率控制滚动、游戏中角色移动的一个或多个速度或距离参数来提供拉伸触觉效果，例如产生有利的直观触觉交互。在另一实施例中，诸如振触、动觉或热反馈的非拉伸触觉输出与拉伸触觉输出配合以产生组合的触觉效果。拉伸触觉输出效果一般是由于拉伸触觉输出致动器或拉伸触觉输出设备的张紧或压缩的变化引起的，因此提供信号给用户。这些设备在下面称为拉伸输出设备。
在一个实施例中，非可编程可拉伸表面层应用于触摸交互表面，类似在诸如移动电话/平板设备、可佩戴设备或其他设备的手持式、移动或非移动设备上的触摸交互表面，利用拉伸交互来启动UI控制元件。拉伸触觉响应可以是在控制交互过程中表面材料的固有拉伸感觉，或者还可以具有互补致动器响应以增加拉伸控制动作/输入的确认或者作为附加触觉反馈。
值得注意的是，可拉伸层无需应用于显示器，而是可以应用于任何表面。例如，可拉伸区域或层可以与任何设备的背面或侧面相关联，设备包括例如移动设备或非移动设备、游戏控制器、或可佩戴衣物。此外，可拉伸层可以是透明的、半透明的或全不透明。
在实施例中，可编程可拉伸表面层应用于诸如移动电话/平板设备、可佩戴设备或其他设备的手持式的、移动或非移动设备上的触摸交互表面，并且利用拉伸交互来启动UI控制元件。该拉伸系统的触觉响应取决于拉伸表面的编程响应。在该情况下，拉伸响应的物理属性能够改变，类似于当施加电压时压电或EAP元件的物理状态的变化。例如，可以通过编程来改变经由可拉伸层的摩擦系数。
在又一实施例中，可编程可拉伸表面层应用于诸如移动电话/平板设备、可佩戴设备或其他设备的手持式、移动或非移动设备上的触觉交互表面，并且利用拉伸交互来启动UI控制元件。该拉伸系统的触觉响应取决于拉伸表面的编程响应以及与拉伸表面协调的非拉伸触觉设备。拉伸响应的物理属性可以例如通过编程方式来改变。在该实施例中，互补致动器还能够用于给予拉伸控制动作/输入的确认或者作为附加的触觉反馈。
拉伸输出和拉伸输入可以结合到各种类型的设备中，设备可以是可佩戴的和非可佩戴的。可以在例如视频游戏控制器、键盘、移动设备、手表、如Google GlassTM的眼睛用具、方向盘、控制面板和其他设备或组件中提供拉伸输入和输出。利用这种设备，拉伸输入和输出可以以允许与可视用户接口交互的方式与显示器相关联，或者拉伸输入和输出可与可视显示器分离且区分开，允许协调操作而不会使得分离操作可能令人困惑。还可以提供不是用户立即觉察到的输出的特征，例如当用户试图滑动设备时使表面平滑，或者当用户将设备放置在表观存储位置上时被提供有较粗糙的纹理。这种应用的实例是，当用户伸入口袋来移除设备时使表面平滑，当用户将设备放到口袋中时提供具有较大摩擦的较粗糙的外表面。
拉伸交互可以单点或多点的。在多点交互的情况下，拉伸点可以具有不同的触觉反馈响应。拉伸响应可以是控制表面交互的结果，例如触摸可佩戴物的表面，或者作为传感器数据或预编程软件的结果。例如，如果用户通过在可佩戴物上上/下做手势而控制显示器上的滚动列表或翻页，用户可能响应于该控件交互而接受拉伸。触摸表面无需具有用于所有交互情景的显示器。
在基于织物的可佩戴接口中，例如，无需存在可视显示器来给予用户拉伸响应。其他接口也无需具有可视显示器，无论是在诸如移动或非移动设备、电话、平板设备、大形式设备的设备上，还是结合了基于拉伸的接口的其他技术。在一个实施例中，形成为拉伸输出设备的致动响应区域与任选的输入控制接口一起使用。另外，如果用户使用辅助设备，如用于该同一滚动控制或翻页控制的移动电话，则用户仍可以在其佩戴物中具有触觉拉伸响应。这将需要移动设备和可佩戴物彼此通信。当与其中没有构建触觉响应的控制表面交互时，该能力也是有益之处，因为可佩戴物将通过拉伸感来提供触觉响应。当在如上所述的其他技术中使用拉伸接口时，这样的感觉会类似地出现。
在不具有输入控制接口的情况下，触觉拉伸致动还可以是对传感器数据或软件的响应。例如，设定为上午8:00的软件闹钟可以致动可佩戴触觉拉伸衬衫以感觉像是某人正在用力拉肩膀以进行唤醒呼叫。可替代地，同样的可佩戴物可能与GPS、摄像机数据或其他传感器配合以通过拉伸响应为可佩戴物用户提供引导。
提出的构思和实施例以及在拉伸输出设备中涉及到的作为基础的可变形单元阵列或其他拉伸致动器能够利用诸如微流体显示器、压电和复合压电技术、EAP、形状记忆合金、MEMS(泵)、智能凝胶、电/磁流变流体、热流体袋、谐振设备、可变多孔膜、层流调节器以及电磁致动器的技术的一种或其组合来实现。本文所使用的传感器可以包括但不限于：应变仪传感器、FSR传感器(力-应力传感器)、多触摸式触摸传感器、多触摸式压力传感器、温度、湿度或大气传感器、加速度计、陀螺仪、磁力计、麦克风以及无线收发器。
在一个实施例中，触觉基板或拉伸输出设备是由半柔性或半刚性材料构造而成的。在一个实施例中，拉伸输出设备例如包括一个或多个致动器，其能够由电活性聚合物(“EAP”)纤维(或纳米管)、压电元件、形状记忆合金(“SMA”)纤维等构成。EAP，也称为生物肌肉或人工肌肉，能够响应于施加电压而改变其形状。当EAP承受较大的力时，EAP的物理形状会变形。EAP可以由电致伸缩聚合物、介电弹性体、导电聚合物、离子聚合物金属合成物、响应性凝胶、布凯氏凝胶致动器或上述EAP材料的组合构成。
SMA(形状记忆合金)，也称为记忆金属，是能够用于构造拉伸输出设备的另一种材料。SMA可由铜锌铝、铜铝镍、镍钛合金或铜锌铝、铜铝镍和/或镍钛合金的组合制成。SMA的特性是，当其原始形状变形时，其根据环境温度和/或周围环境而恢复其原始形状。值得注意的是，本实施例可以组合EAP、压电元件和/或SMA来实现具体的触觉感。
拉伸输出设备中的变形机构提供了拉力和/或推力以平移拉伸输出设备中的元件，使得柔性表面变形。例如，当变形机构在柔性表面与下层基板之间形成真空时，柔性表面被推动抵靠下层基板，使得柔性表面表现出下层基板的表面图案的纹理。换言之，一旦基板的表面图案产生，则抵靠基板以拉动或推动柔性表面以通过柔性表面的变形后的表面来显现基板的图案。在一个实施例中，在相同或基本相同的层中构造基板和变形机构。基板还可以包括多个触觉区域，其中每个区域能够被独立地启动以形成基板的表面图案。基板还可能能够产生确认反馈以确认用户键入的输入选择。
非拉伸触觉效果输出设备可以包括电磁致动器，诸如电动机移动偏心质量块的偏心旋转质量块(“ERM”)、与弹簧附接的质量块被前后驱动的直线谐振致动器(“LRA”)。触觉输出设备还宽泛地包括非机械或非振动设备，诸如那些使用静电摩擦(ESF)、超声表面摩擦(USF)的设备，或者那些通过超声触觉换能器诱发声辐射压力的设备，或者那些使用触觉基板和柔性或可变形表面的设备、或者那些利用空气喷嘴来提供诸如吹一下空气的投射触觉输出，以及电磁致动器等等。这些触觉效果输出设备可以具有拉伸或非拉伸效果，或者可以在一些实施方式中产生两种效果。可以通过控制(拉伸致动器的)纵向长度(或其他维度)或者诸如通过使用流体或气体来控制拉伸致动器的膨胀和缩瘪以及其他方式来实现拉伸效果。拉伸效果可以包括压缩和张紧、摩擦、有纹理和平滑的表面以及凸起或凹陷的表面，以及其他效果。纹理可以包括手风琴式脊状部、各种形状的隆起、提供凹陷的各种形状的凹凸或其他特征。拉伸效果能够通过拉伸输出设备的启动和松弛来实现。发送到拉伸输出设备的信号可以是拉伸控制信号，从拉伸输入设备接收到的信号可以是拉伸输入信号。
如上所述，在一个实施例中，非可编程、可拉伸表面层应用于类似如在诸如移动电话/平板设备、可佩戴设备或其他设备的手持式、移动或非移动设备上的触摸交互表面，并且利用拉伸交互来启动UI控制元件。在一个实施例中，拉伸触觉响应是在控件交互过程中表面材料的固有拉伸感觉。在另一实施例中，非拉伸互补致动器响应提供拉伸控制动作/输入的附加确认或者作为附加触觉反馈。拉伸响应能够单独使用或者与非拉伸响应相结合使用，或者非拉伸响应可以单独使用。这类实施例的应用实例包括基于拉伸量、拉伸速度或拉伸方向的速率控制音量、基本方向、强度、视觉缩放、阈值或翻页控制。其他实例包括二进制开关。用户发起的拉伸控制动作可以不同于设备接收到的拉伸控制输入。例如，输入可以是手指击打，击打由拉伸控制输入设备感应到。作为另一实例，控制动作可以是手腕弯曲，其可以各种方式利用拉伸控制输入设备感应到，例如对着表面击打手腕或者通过手腕弯曲所产生的压缩或张紧的表面变形。
图1示出了管理拉伸输入(stretch input)传感器与触觉效果输出设备之间的交互的过程的实施例。过程100包括：等待拉伸输入、感应拉伸输入、测量拉伸输入、使用拉伸输入数据来与软件交互以及触发触觉效果。过程100和在该文档中提到的其他过程被描述为一组模块，其可以各种方式执行或实施，无论是预编程机、专用机器还是一套机器，并且可以在说明书的背景下重新排布顺序以及以串行或并行方式重新排布。
过程100在开始模块105开始且在模块110等待拉伸输入。如所示的，这指的是使用不可编程的基于拉伸的传感器。因此，可以接收到数据，但是数据是由传感器的本质确定的。在模块110处，过程准备输入，如通过收听传感器或者保持例如与传感器有关的轮询或监控过程。在模块120处，过程在传感器或触摸感应表面处感应拉伸交互。这可表明实际的有意输入或待滤除的某种形式的意外输入。在模块130，处理器测量拉伸输入或传感器的响应。这会包含例如将来自传感器的原始数据变换成例如标准化数据。然后，在模块140，处理器处理测得的传感器的拉伸参数，例如与内部软件或控制交互。这可包括例如判定何种适当的预定响应对应于所接收到的数据。在模块150，过程响应于软件内容或控制交互以及因此响应于拉伸输入数据而触发适当的触觉输出效果。为提供触觉输出效果，过程将驱动信号应用于例如触觉输出设备。然后，在模块195该过程结束，但是其可以循环方式继续。
过程可以使用拉伸输出设备或非拉伸输出设备或两者的组合。而且，过程可以使用多于一个的任一类型的设备用于输出目的。拉伸输入设备和拉伸输出设备可以如上所述的各种方式变形，允许从用户或周围环境接收各种类型的拉伸输入信号以及允许将各种类型的拉伸输出信号提供给用户或投射到周围环境中。
作为另一实例，图2示出了管理拉伸输入传感器与触觉输出设备之间的交互的过程的实施例。过程200包括：在传感器处接收拉伸输入作为数据，转换拉伸输入数据，将拉伸数据与对于效果的阈值进行比较，判定任何触觉效果是否适当，准备触觉效果，开始触觉效果。过程200提供了图 1的过程100的替代过程，同时保持了两个过程之间的一些相似之处。
过程200在模块205开始，在模块210，继续在传感器处接收拉伸输入。拉伸输入作为原始数据到达，然后在模块220处，过程将该原始数据转换成可用数据。在模块230处，过程将表示拉伸数据的可用数据与对于触觉效果的阈值进行比较。在模块240，基于模块230的比较，过程判定任何触觉效果是否适当。然后，在模块250处，过程准备任何适当的触觉效果，例如通过启动或发动例如触觉效果输出设备。在模块260，过程如所准备的那样启动触觉效果，从而提供用户体验。
可以在各种设备上实施图1和图2的过程。图3示出了带有拉伸传感器和触觉效果输出设备的装置的实施例。设备300示出了设备的实例，其可以使用拉伸传感器并且具有触觉效果输出设备。拉伸传感器310是基于材料的拉伸或拉伸效果而感应输入的传感器。处理器320和在该文档中通常论述的处理器可以是微处理器、微控制器或者能够利用如单核或多核，基于电输入的接收或电输出的调度来处理指令以及执行方法或过程的其他设备或装置。处理器320从拉伸传感器310接收可能是变换后或转换后的形式的输入。处理器320还链接到触觉效果输出设备330，触觉效果输出设备330可以提供各种形式的触觉效果输出。触觉效果输出设备的实例可以包括电磁致动器，诸如电动机移动偏心质量块的偏心旋转质量块 (“ERM”)，前后驱动附接到弹簧的质量块的直线谐振致动器(“LRA”)。触觉输出设备还广义地包含非机械或非振动设备，诸如那些利用静电摩擦 (ESF)、超声表面摩擦(USF)的设备，或者那些通过超声触觉换能器来诱发声辐射的设备，或者那些使用触觉基板和柔性或可变形表面的设备，或者那些利用空气射流提供诸如空气喷出的投射触觉输出的设备，以及电磁致动器等等。这些触觉效果输出设备可以具有拉伸或非拉伸效果，或者可以在一些实现方式中产生两种类型的效果。而且，在设备300中图示出通信端口340，其在各个实施例中可以是设备300的任选的或所需的部分。
设备的其他实例也可以用于例如图1和图2的过程。图4示出了带有拉伸传感器和触觉效果输出设备的装置的另一实施例。如图所示的设备 400包括拉伸传感器410以及触觉效果输出设备420、430和440。没有显示出内部微处理器或微控制器，这些也可存在。可替代地，在一些实施例中，设备400可以具有与图示的各组件中每一个耦合的通信端口，其允许设备400的组件与外部控制器之间通信。另外，一些实施例可具有内部微处理器或微控制器以及通信端口，允许本地控制以及与外部设备的通信。触觉效果输出设备420、430和440可呈现各种不同的形式，如结合图3 的输出设备330所描述的那些设备。
能够利用例如图3和图4的设备来实现图1和图2的过程。因此，能够在拉伸传感器410处接收输入，处理该输入，并且利用触觉效果输出设备420、430和440中的一个或多个设备来提供输出。类似地，能够在拉伸传感器310处接收输入，在处理器320处处理该输入，并且利用触觉效果输出设备330中的一个或多个来提供输出。
对可拉伸材料编程可实现与用户之间的不同的以及可能更佳的交互。在上述的另一实施例中，可编程的可拉伸表面层应用于类似诸如移动电话 /平板设备、可佩戴设备或其他设备的手持式、移动或非移动设备上的触摸交互表面，利用拉伸交互来启动UI控制元件。这种拉伸系统的触觉响应将取决于拉伸表面的编程响应。在该情况下，期望能够改变拉伸响应的物理属性，类似于当施加电压时压电或EAP元件如何改变物理状态。
附加的致动反馈响应可被施加，作为并列的(collocated)致动器或者作为来自拉伸材料的固有响应，其中致动能力嵌入该拉伸材料中。例如，可以使用构建到拉伸材料中的类似于EAP响应(EAP致动器)的某特性。通过附加的致动反馈，上述非致动方案仍可用，但是可能具有用户交互的附加确认或者通过致动器响应输入。
在游戏控制实例中，拉伸一方向控件可能使虚拟角色或车辆沿特定方向以速率受控方式移动，还允许用户通过相关的补充致动来感觉虚拟角色或车辆的移动。在为可佩戴设备或如衣物的织物的情况下，控制可来自于可佩戴物本身且具有触觉响应。可替代地，控制可来自于与可佩戴物通信以将拉伸响应提供给用户的辅助设备。
触觉响应无需与拉伸输入或UI控制关联，但是还可以与内容反馈关联。在游戏实例中，内容反馈可以是多玩家的形式，或者是非玩家角色 (NPC)交互，即辅助用户的动作使得主用户的设备具有触觉响应，或者通过可编程触觉拉伸材料或补充致动。其他内容反馈实例无需应用于拉伸输入或UI控制，诸如流式音频或视频元素，基于视频或基于音频的广告，探索类似于例如地形地图或虚拟织物的表面纹理。
图5示出了管理拉伸输入传感器和拉伸触觉效果输出设备之间的交互的过程的实施例。过程500包括：在传感器处接收拉伸输入作为数据，转换拉伸输入数据，将拉伸数据与对于效果的阈值进行比较，判定任何触觉效果(拉伸和非拉伸)是否适当，准备触觉效果，以及开始触觉效果(拉伸和非拉伸)。
过程500在模块505处开始且在模块510处接收传感器处的拉伸输入。拉伸输入作为原始数据到达。在模块520处，过程将原始数据转换成可用数据。在模块530处，过程将表示拉伸数据的可用数据与对于触觉效果的阈值进行比较。该过程基于模块530的比较而在模块540处判定任何拉伸触觉效果是否适当。同样，过程在模块550处基于同样的模块530的比较而判定任何非拉伸触觉效果是否适当。
过程在模块560处准备任何适当的触觉效果，例如通过启动或发动如触觉效果输出设备。然后，在模块570处，过程如所准备的开始拉伸触觉效果。另外，在模块580处，过程如所准备的开始任何非拉伸触觉效果，从而基于拉伸触觉效果和非拉伸触觉效果提供用户体验。过程在模块585 处完成，或者可以循环方式继续。
各种设备可用于如图5所示的过程。图6示出了带有拉伸传感器和拉伸输出设备的装置的实施例。设备600使用类似于图3的设备300的结构。然而，除了触觉效果输出设备330之外，拉伸触觉效果输出设备640还与处理器320耦合。因此，能够利用各种触觉效果输出设备来提供非拉伸或拉伸触觉效果。因此，能够使用设备600来实现例如图5的过程500。
图7示出了带有拉伸传感器和拉伸输出设备的装置的另一实施例，如可用于图5的过程或类似过程。设备700提供了带有拉伸传感器拉伸触觉效果输出设备和非拉伸触觉效果输出设备的设备。拉伸传感器710和720 允许感应拉伸输入。与拉伸传感器710和720共存的(coextensive)是拉伸触觉效果输出设备715和725。因此，设备700能够利用拉伸触觉效果输出设备715和725来操纵拉伸传感器710和720的纹理或感觉。作为实例，设备715为拉伸传感器710提供更平滑的、更粗糙的、更牢固的或者更柔软的表面。还可以为设备700提供附加的非拉伸触觉效果输出设备 730、740和750。设备730、740和750提供非拉伸触觉效果，还可以与设备715和725结合使用。设备700还可以包括例如内部处理器和/或内部通信端口(未示出)，如图3所示。
设备的其他变型例还可以用于图5的过程或类似的过程。图8示出了带有拉伸传感器和拉伸触觉效果设备的装置的又一实施例。设备800提供与图7的设备700类似的设备，包含了附加的拉伸触觉效果输出设备860。触觉效果输出设备860能够提供不同于拉伸触觉效果输出设备715和725 的拉伸特性，同时还允许与拉伸触觉效果输出设备715和725进行交互。
能够通过编程方式改变拉伸表面响应的物理参数能够有效地改变触觉触摸表面的张力、摩擦、纹理、张力，甚至是温度。此外，如果用户在其改变物理表面参数时与拉伸表面相接触，则用户会体验到移动或主动引导用户触摸交互的动觉反馈。这种能力允许基于通过编程方式改变拉伸表面感觉的许多新的触觉使用情况。
例如，在虚拟环境中，能够增加触摸感。感觉游戏交互或者用户被引向或引离特定物体的现场摄像机馈给现在成为可选项。在一个情景中，可能感觉到手指朝左拉伸，给予用户一个用户需要沿该方向移动用户(通过移动手指体验引导)的角色的提示。作为另一实例，可以类似的方式将执行非创伤性或远程手术的外科医生引向肿瘤或其他目标。宇航员或机场地面工作人员的手指可能体验到拉伸感以帮助控制对接飞行器、飞机的引导或者其他远程控制动作。这些拉伸反应还可以发生在虚拟现实或扩增现实设备上，例如，医疗设备，或者作为其他实例通过可佩戴织物。
具体地，可以实现虚拟织物感。例如，模拟类似于衣物或样品织品的织物的触觉属性。这些拉伸反应可使得可佩戴织物改变触觉状态以感觉像是不同的织物材料。这可以仅通过改变其拉伸特性来提供感觉像是平滑皮革或柔软绒面革或丝绸的外套。
作为另一实例，能够增强游戏控制感。例如，能够提供帮助将用户的手指保持在正确的游戏触摸控制位置上的拉伸感。这在目前的触摸屏设备是个大问题，其中，用户手指容易滑离预定的非触觉控制“热点”位置，称为虚拟D-pad、高帽(top-hat)或操纵杆控件。如果将这些虚拟控制热点区域限定为感觉比表面的其余部分更具可拉伸性，则用户将容易地获知他们何时位于控制表面上或者不在其上。同样，可以通过拉伸致动器来提供凸起边界以帮助在控制表面内保持接触。
上述游戏控制实例类似于多少物理膝上型键盘还包括通常在“G”键、“H”键和“B”键之间的经过橡胶处理的指针控件。该经过橡胶处理的控件表面感觉与键盘输入其余部分不同并且具有固有拉伸属性，该固有拉伸属性由控制器感测和使用以对光标移动的速度和方向进行比率控制。这类功能可以利用拉伸输入和拉伸输出设备来提供，作为模拟键盘的部分。
又一实例涉及提供GPS(全球定位系统)引导感。例如，可以通过GPS地图选择目的地并且使设备借助拉伸感将用户引导到位置。这些拉伸反应可能发生在移动设备上或者通过可佩戴织物来发生，例如，或者通过诸如汽车方向盘的连接设备。在一些实例中也可以提供地形或地图感觉。例如，能够基于拉伸特性来实现海拔、气候、降雨、人口、兴趣点或其他特征的模拟地图要素。在一个实施例中，地图上的低海拔可能具有与其相关联的极小的拉伸感觉，而较高的海拔可能感觉更具拉伸感。在另一实施例中，限定为国家森林地的地图区域可能比地图的其他区域更具拉伸感。这还能够实现以用于例如感觉建筑物、面部或身体的地图。这还能够应用于虚拟数据或者应用于那些立即实时模拟不可获得的数据，诸如基于例如拉伸表面的高度或深度图示出不同的量。
此外，还能够提供对方向盘的汽车控制感、用于控制的触摸屏或触摸表面元件、通知和警告。例如，略微拉用户皮肤的方向盘的表面能够警告用户处于盲区中的车辆。可替代地，在控制使用情况下，可能基于拉伸方向盘上的控制表面来上调/下调音量。通知感还能够在非汽车背景下来实施，诸如类似于小孩寻求帮助，拖曳用户的拉伸表面。
另一实例涉及产生允许用户感觉到视频或照片拉伸或纹理元素的媒体感觉。例如，快速追逐视角的第一人视角的视频剪辑可使用户手指响应于屏幕上动作而被拉伸。可能随着汽车左右转向而感觉到用户的手指被向左或向右拉伸(引导)或者基于车辆的加速/减速而感觉到手指被向上或向下拉伸。这些拉伸反应可能发生在移动设备上，或者通过可佩戴织物，作为能够实现这点的设备的实例。
同样可以实现动觉引导用户屏幕上动作的训练或引导感觉。例如，电话的用户导引可帮助引导新用户通过手机选项以及以更具触感且较少视觉的方式设定屏幕。由于用户将物理感觉和动作与期望的命令或结果相关联，这还能够提供更佳的“肌肉记忆”训练。随时间经过，使用拉伸引导的位置训练因此能够更快速地建立长期肌肉记忆。
文本拉伸或纹理感还能够赋予附加的文本含义。例如，基于文本的内容而具有不同的张力、摩擦、纹理或者甚至是热的电子阅读器或电子邮件 /SMS消息能够辅助解释进入的数据。作为另一实例，可以使用上下文信号，诸如在词语主要特征(word heartbeat)上移动手指且具有按虚拟心跳的时间主动地上/下移动用户手指的拉伸触摸反应。该信息和拉伸反应可能发生在移动设备上或者通过例如可佩戴织物，或者在诸如平板设备的其他设备上。
还能够增强多用户交互感觉，其中用户能够感觉和响应于在共享的、本地或远程表面上其他用户的拉伸感觉。例如，在两人握持弹性绳索的两个不同端部且在中央有滚球的游戏中，允许用户虚拟地配合以拉伸该绳索弹射或者以其他方式将该球引导到共同的目标。作为另一实例，第一用户可能由于共享的虚拟显示器上的第二用户移动虚拟对象的移动而感觉到拉伸效果，无论是在游戏中，办公室，还是在其他共享环境下。
在上述多个实例中，涉及到拉伸传感器和拉伸输出设备的使用。在另外的实施例中，可编程、可拉伸表面层应用于类似诸如移动电话/平板设备、可佩戴设备或其他设备的手持式、移动或非移动设备上的触摸交互表面，并且利用拉伸交互来启动UI控制元件。该拉伸系统的触觉响应将取决于拉伸表面的编程响应以及与拉伸表面相协调的非拉伸触觉设备。拉伸响应的物理属性可以变化，类似于当施加电压时压电或EAP元件如何改变物理状态。在该实施例中，互补致动器还能够用于提供拉伸控制动作/输入的确认或者作为附加的触觉反馈。因此，能够形成更加增强的环境。
可以通过与拉伸和非拉伸触觉效果输出设备结合使用的过程来管理这样增强的环境。图9示出了管理输入传感器与拉伸和非拉伸触觉效果输出设备之间的交互的过程的实施例。过程900包括：对拉伸触觉效果输出设备的拉伸特性进行编程，在传感器处接收触摸输入作为数据，判定是否提供拉伸响应，触发拉伸触觉效果输出，等待拉伸交互传感器数据，测量拉伸响应，基于拉伸响应数据与软件交互，触发触觉效果输出。
过程900开始于模块905，在模块910，对拉伸输出设备的拉伸特性进行编程。然后，在模块920，触摸输入通过触摸传感器(以及关联的数据)到达。在模块930中，基于模块920的数据，该过程判定任何拉伸触觉效果是否适当。如果为是，则该过程在模块940通过拉伸输出设备触发拉伸触觉效果。在模块930的判定的任一情况下，过程随后进行到模块950。
在模块950处，过程等待将要在触摸表面(例如，触摸敏感传感器) 上感应的拉伸交互(或触摸交互)。在模块960，通过读取触摸传感器的传感器数据，过程(例如，执行该过程的处理器)测量拉伸响应。然后，通过与例如软件内容或控件交互，或者将数据与预定阈值进行比较，处理器在模块970处确定任何适当的触觉效果。然后，在模块980处，过程开始或者触发拉伸触觉效果。另外，在模块980处，过程还触发或开始所准备好的任何非拉伸触觉效果，从而基于拉伸和非拉伸触觉效果来提供用户体验。该过程可结束于模块985，或者可以循环的方式继续。
其他过程还可用于类似效果。图10示出了管理输入传感器与拉伸和非拉伸触觉效果输出设备之间的交互的过程的可替代实施例。过程1000 包括：接收传感器处的输入作为数据，转换输入数据，将数据与对于效果的阈值进行比较，判定任何触觉效果(拉伸和非拉伸)是否适当，准备触觉效果，以及开始触觉效果(拉伸和非拉伸)。
过程1000开始于模块1005并且在模块1010处接收传感器的输入。所提到的传感器可以是拉伸传感器或非拉伸传感器。在模块1020处，输入数据作为原始数据到达，处理器将原始数据转换成可用数据。在模块 1030中，过程将表示传感器数据的可用数据与触觉效果阈值进行比较。基于模块1030的比较，该过程在模块1040处判定任何拉伸触觉效果是否适当。同样，基于相同的模块1030的比较，过程在模块1050处判定任何非拉伸触觉效果是否适当。值得注意的是，在一些实施例中，过程1000可以仅基于拉伸输出效果来实现，从而允许非拉伸输入数据流与拉伸输出设备之间的交互。
诸如通过启动或发动触觉效果输出设备，过程准备在模块1060处所准备好的适当的触觉效果。然后，在模块1070处，过程开始所准备好的拉伸触觉效果。另外，在模块1080处，过程开始所准备的任何非拉伸触觉效果，从而基于拉伸和非拉伸触觉效果来提供用户体验。在仅拉伸输出设备充当过程一部分的情形下，过程可以不包括例如模块1050和1080。该过程可结束于模块1085，或者以循环方式继续。
图9和图10的过程能够通过各种设备来实现。图11示出了带有输入传感器和拉伸触觉效果输出设备的装置的实施例。设备1100使用类似图3 的设备300和图6的设备600的结构。输入传感器1110与设备1100中的处理器320耦合，提供各种可能的输入传感器，可能包括例如触摸输入传感器和非触摸输入传感器。触觉效果输出设备330和拉伸触觉效果输出设备640也与处理器320耦合。因此，在感应各种类型的输入的同时，能够利用各种触觉效果输出设备来提供非拉伸和拉伸触觉效果。能够使用设备 1100来实现例如图10的过程1000或者图9的过程900。
图12示出了带有输入传感器和拉伸触觉效果输出设备的装置的可替代实施例。设备1200提供了带有拉伸传感器、拉伸触觉效果输出设备和非拉伸触觉效果输出设备的设备。拉伸传感器710和720使能感应拉伸输入。与拉伸传感器710和720共同存在的是拉伸触觉效果输出设备715和 725。因此，设备1200能够利用拉伸触觉效果输出设备715和725来操纵拉伸传感器710和720的纹理或感觉。作为实例，设备715能够用于提供拉伸传感器710的较平滑的、较粗糙的、较牢固的或者更加柔软的表面。输入传感器1270是还能够用于输入的非拉伸传感器。输入传感器1270可以为各种类型，诸如例如按钮、旋钮、滑块等，可以允许进行各种类型的非拉伸输入。还为设备700提供附加的非拉伸触觉效果输出设备730、740 和750。设备730、740和750提供非拉伸触觉效果并且还可与设备715和 725相结合使用。设备1200还可以包括例如内部处理器和/或通信端口。
图13示出了带有输入传感器和拉伸触觉效果输出设备的装置的又一可替代实施例。设备1300示出了带有重叠的拉伸触觉效果输出设备的设备的实例，并且示出了如图8和图12的设备的一些其他的变型例。设备 1300为设备提供拉伸传感器(710，720)、非拉伸传感器(1270)、拉伸触觉效果输出设备(860、1315和1325)以及非拉伸触觉效果输出设备(730、 740和750)。与如图7和图12相比，拉伸触觉效果输出设备1315和1325 与传感器710和720共存，但是使用较大的区域来提供拉伸触觉效果输出。因此，传感器1315和1325能够用来通过利用与例如每个传感器一致的表面的刚性、坚固性或柔性来限定传感器710和720的输入区域。而且，输出设备860能够用于提供传感器710和720与输出设备1315和1325相结合限定的控制表面与设备其余部分的非控制表面之间的较大对比。设备 860可以是提供使用户朝向或远离期望的或非期望的区域转向的输出效果的拉伸触觉效果输出设备。这可涉及到通过触摸将用户引导到例如控制表面。
图14示出了带有输入传感器和拉伸触觉效果输出设备的装置的再一可替代实施例。设备1400提供造型为手枪的控制器，带有弹筒、握柄、扳机(及外壳)和安全装置。握柄1410和弹筒1420提供手枪的基本要素。扳机1440被外壳1430(例如，扳机护板)包围，并且包括触摸敏感表面 1450。表面1450还可以体现拉伸触觉效果输出设备。另外，安全装置1460利用触摸敏感表面以及可能还利用拉伸触觉效果输出设备来提供安全按钮。因此，能够在例如扳机表面1450和安全按钮表面1460处感应到输入。可能还能够操纵这些表面。因此，扳机表面1450能够被硬化或软化以模拟随着扳机的关联变化来模拟不同类型的枪炮。类似地，安全按钮1460 可以改变以通过使用例如拉伸输出设备来模拟凹陷或凸起的按钮。
图15示出了带有输入传感器和拉伸触觉效果输出设备的装置的另一可替代实施例。设备1500提供带有控制表面和触觉效果输出设备的衣服。控制表面1510是拉伸传感器，其可通过例如与衣服一体或者与衣服通信的处理器来测量。表面1520提供拉伸传感器以及拉伸触觉效果输出设备，其提供输入以及改变了用户在控制表面的感觉的拉伸输出。表面1530提供了拉伸触觉效果输出设备，其提供例如用户可感应到的拉伸输出。设备 1540提供触觉效果输出，其可以是拉伸或非拉伸触觉输出。如同控制表面 1510，表面1520、表面1530和设备1540中的每一个可以通过例如本地处理器或位于衣服1500外的处理器来控制。可预期衣服1500还包括通信端口1550，允许与其他设备通信。可预期通信端口1550与例如表面1510、 1520和1530以及设备1540连接或耦合。而且，可以包括例如多个控制表面、表面(输出)以及输出设备，以及例如其他类型的输入设备(传感器)。
图16示出了在装置实施例中实现和致动拉伸触觉效果输出设备的实例。装置1600可以是例如移动手机，包括触摸敏感用户接口以及其他组件。显示出触摸敏感用户接口1610，因其可由用户觉察到，下层的显示器和顶面可由用户接近。标记1620示出了构成用户接口1610的部分的拉伸输出设备的构造。拉伸输出设备构造为模拟接口1610的图示图标的感觉，如在标记1620中所描绘的。而且，触摸敏感层或传感器覆盖了拉伸输出设备，允许感应诸如由于用户与显示器交互所得到的用户输入以及拉伸触觉效果输出设备的触摸输出的触摸相关数据。因此，用户可以知道所显示图标在触摸时应当感觉如何，并且可以由此与设备交互。
来自致动器的附加致动反馈响应可以应用为搭配的致动器或者作为来自拉伸材料的固有响应，致动能力嵌入到拉伸材料中，例如，EAP响应可构建到拉伸材料中。由于附加的致动反馈，上述非补充致动情景仍将适用，但是具有通过非拉伸致动器反馈的附加的确认交互或输入。例如，在游戏场景中，可能使用拉伸反馈来控制人物的移动，但是使用附加的致动来感觉游戏中的碰撞、爆炸或武器发射等。
在另一实例中，对于交互确认，拉伸反馈可能通过列表来控制滚动，但是使用附加的致动以在滚动通过列表元素时感觉到滴答感或者当到达列表末尾时提供碰撞感。在上述两个实例中，补充的致动反馈正用来扩增超越了可能单独通过拉伸反馈所提供的用户体验。这具体涉及到可编程控制表面，还将涉及到非拉伸触觉效果输出设备。移动设备当前具有相同的基本光滑表面感觉，本质上与感觉更加机械化或有纹理的表面的方式分离，如游戏板、遥控、按钮、开关、衣物等。
能够基于内容和使用情况来改变其感觉的更具触感的控制表面能够允许具有更加丰富的用户体验。这通常允许更好的虚拟控制。使用作为控制器与大屏幕TV连接的移动设备的游戏者可以看大屏幕，但是不能感觉到触摸屏移动设备上的控制。如之前场景中所描述的更加具有触感的控制表面将有助于类似这样的情形。
各种特征可出自于可编程拉伸触觉效果输出设备的使用。这能够允许使用可拉伸表面进行控制，通过编程方式改变拉伸体验(张紧、摩擦和纹理)的表面参数，以及组合也致动的可拉伸控制表面。利用可编程拉伸表面来动觉地引导用户则能够成为现实。这能够允许使用不同的拉伸感来表征具体类型的虚拟信息或者表征数据或测量的相对范围。利用带有一个或多个补充致动器的可拉伸控制响应能够进一步为用户增强效果。
在一些实施例中，可变形单元(cell)阵列可由形成覆盖层的一组单独感应的以及单独控制/致动的触觉模块形成，覆盖层可能集成到例如移动设备和平板设备的触摸屏中。可变形单元阵列无需与显示器相关联，例如在可佩戴设备的情况下。每个单元可能能够在宽频率范围内产生触觉效果，从准静态变形到高频振动。各单元的机械组件构造和布置能够允许累积相邻单元的力和位移，形成可编程平滑突出(凸起)或凹形(凹部)特征(例如自由形状变形)。在该实施例中，设备使用可变形单元阵列来物理地模拟有形UI交互，例如在移动性有关的应用中。这样的阵列可视为例如单个拉伸触觉效果输出设备。
在实施例中，可变形单元阵列用来物理地模拟有形的触摸屏键盘，在触摸屏移动设备中物理地扩增文本输入/键盘交互。换言之，在文本输入应用中，可变形单元阵列能够用于物理地显示每个键或(更重要的)键盘的键之间的边缘。还可以模拟其他有形特征以扩张键显示；例如，可对F键和J键做触觉标记，因为它们位于真实的键盘中，以便于打字，或者在按下辅助键(例如，CTRL)时一些具有预定功能的键能够进行触觉突显 (CTRL+C、CTRL+B、CTRL+V等等)。能够调谐和调整与每个键相关联的行程和力曲线以增强文本输入/打字体验的真实感和精确度(与真实键盘的交互相比)。可在该背景下考虑的用户接口交互场景的实例包括在文本输入应用中的全键盘显示，以及对键造型以使得键盘更加符合人类工程学。还可以利用这些来创建具有类似于真实按钮的几何结构、行程和力曲线的物理按钮。
在另一实施例中，可变形单元阵列能够通过凸起或凹陷滚动或静态列表中的项来用于增强用户与项列表的交互(例如，列表滚动)，从而便于选择以及增强真实感。例如，静态列表中的每一项能够凸起，使得在指尖从一个滑到下一个时指尖感觉到过渡。而且，标记的项，例如“最喜欢的”可具有不同的形状，能够通过诸如凸起或凹陷的线的区别特征来突显项组 (例如类别、字母组)之间的过渡。类似的变形能够应用于滚动列表，其中通过轻轻触摸列表以及感觉滑过项来感觉形状。
上述突显的或“最喜欢的”项以触觉响应来回应，作为内容和UI反馈形式。最喜欢项感觉为UI元件，但是区别于列表或类别或群组中的其他项的最喜欢项的感觉提供了内容反馈响应的形式，给予关于UI元件的附加信息。
举另一个例子，上述系统和响应可以应用于为盲人使用的虚拟盲文键盘，其中用户感觉到表征盲文字符点的一系列凸起或凹陷的项。作为UI 反馈，可拉伸的凸起或凹陷提供了触觉响应，告知用户盲文字符点位于UI 控制表面上的哪个位置。另外，当使用这些凸起或凹陷的可拉伸项来输入盲文时，还可以为用户提供触觉输入确认响应。
这些相同的盲文字符点项还能够充当触觉输出通道，为用户提供内容信息。例如，在输入盲文消息之后，这些相同的触觉点项可以通过拉伸材料或补充致动来通过触感将消息重述(read back)用户。相同的触觉输出响应可允许视力差的人感觉到诸如发来的消息或者警告或任何虚拟内容的任何虚拟文本。
另外，虽然上述示例针对视力差的人，应当理解的是凸起的或凹陷的可拉伸触觉项能够应用为许多其他实施例中的触觉输入控制方法以及内容输出系统。
在又一实施例中，可变形单元阵列能够用来物理地扩增，因此便于在虚拟环境中操纵物体，因为其允许用户与“关联”到物体的凸起/凹陷物理地交互。这种能力使能实现更有真实感的交互，因为其提供类似于现实世界物体交互场景的感觉。而且，与这样的交互相关联的力曲线能够是可编程的，允许能够显示各种关于物体及其属性的数据的更加丰富的HUI。可受益于该实施例的用户交互的示例为：
例如，能够模拟移动或推动覆盖在(以及关联于)某UI元件(微件 (widget)、应用图标、文件/文件夹等)上的凸起(或凹陷)经过屏幕。通过触摸动觉反馈，能够检测并操纵通常一旦在变形后被手指挡住视线的小的UI微件(例如尺寸改变手柄)。在类似示例中，用户能够感觉/探索数字图的边缘，使得能够例如填充形状(虚拟涂漆)，而不会外溢，即使当手指挡住边缘时，或者能够模拟扫描原稿的表面变化。
作为另一示例，能够模拟拖曳的物体和屏幕上的其他内容之间的交互的显示。例如，可以在窗口边缘上移动时通过凸起的图标来感觉移动线路。在类似的示例中，在用户拖曳物体的同时，其撞到了障碍物且不能再移动。还能够模拟文本操纵，例如通过在文本件顶部覆盖变形特征以利于文本交互中的文本操纵和解决对视线遮挡问题。通过与覆盖在文本顶部上的变形特征物理地交互，能够执行诸如移动、复制和粘帖的操作。而且，当虚拟物体靠其自身移动时(例如在虚拟重力作用下)，也能够利用相同的功能，并且用户能够感觉到其如图示或显示的在移动中。
在另一实施例中，可变形单元阵列能够用来模拟触摸屏设备中的物理控制器。变形特征能够从平坦表面凸起以表征诸如D-Pad或其他控制表面或排布的标准物理用户接口控件。可变形单元阵列不仅可以模拟D-pad的物理形状，而且能够复制在与真实控制器交互时的用户的体验。例如，如果D-pad的左侧被压下，则手指下方的单元将下移，同时右侧的单元将上移，实现类似真实D-pad控制器的交互。还可以提供凸起特征，用户能够与凸起特征交互，类似2D操纵杆，可交互游戏控制台，或者常见于膝上型计算机的跟踪点。
在又一实施例中，可变形单元阵列能够用于模拟物理纹理，如在宏观的现实生活中常见的那些，其中小的变形能够产生任何感觉，从沙砾感到玻璃感。
在另一实施例中，可变形单元阵列可用于实现非可视用户接口交互和姿势。变形用来方便在不通过视觉检查情况下执行的姿势以及提供触觉反馈。这可以允许用户实现增强的与屏幕上(举例)上的可视呈现以及例如单独的键盘模拟器上的触感呈现的交互。
例如，能够提供手指引导。能够在屏幕上形成路径来朝向某目标位置引导用户的手指，然后，当到达目标点时阻止手指。更一般地，设备可以允许用户“快弹(snap)”到某网格或形状。作为另一示例，可以安排基于预定的形状或图案来发送预定的消息。
在又一实施例中，上述的可编程变形显示还能够用于实现更宽范围的新颖的姿势交互，得到更丰富的姿势语言。例如，用户能够通过操纵显示器的表面来键入空间信息，就好像其由黏土或另一类似材料制成一样。在另一示例中，通过操纵映射到2D表面的参数，用户能够操纵或改变地图上的海拔，图像中的亮度(例如，局部地在图像的隔离部分上，或者全局地在全部图像上)，音频信号中的失真，或者在黏土中形成标记以标记例如文档的内容。
一些实施例还能够用来利用变形通过触觉方式扩增自由空间姿势。在实施例中，能够利用六自由度来移动移动设备，变形触觉效果能够被演示，表征基于方位而变化的各种信息。例如，用户能够将电话从左向右摇动，在离散的角度，能够表演碰撞触觉效果，或者能够显示变形触觉纹理。当握持手机并旋转时，可发生类似的交互。在另外的实施例中，能够利用可变形单元阵列来模拟与比手持式设备大的物体的交互。设备上的变形赋予了用户通过接收仅关于物体部分的触觉信息来探索或感觉虚拟物体的能力(取决于空间位置和抓握方位，所显示的信息可能不同)。类似于通过手来探索球形体或者较大的物体，变形设备可以显示虚拟物体的形状，通过手在特定位置感觉该虚拟物体，就好像用户正在触摸它一样。还可能可选的是，呈现类似柔软性/硬度以及可能为温度的其他属性。
本领域技术人员将理解的是，虽然已经为示例的目的而描述了系统和方法的具体的示例和实施例，可以在不偏离本发明的情况下进行各种改进。例如，本发明的实施例可应用于单独操作或者与其他设备相结合操作的许多不同类型的物体或设备。而且，一个实施例的特征可以结合到其他实施例中，甚至是在本文档内的单个实施例中没有一起描述的那些特征。

Claims (23)

1.一种在触觉效果使能装置上产生触觉效果的方法，所述方法包括：
在所述触觉效果使能装置的处理器处接收第一输入信号，所述第一输入信号指示在所述触觉效果使能装置的表面的触摸交互；
响应于接收指示所述触摸交互的所述第一输入信号，通过处理器启动所述触觉效果使能装置的第一触觉效果输出设备，以生成第一触觉效果，其中所述第一触觉效果输出设备是拉伸触觉效果输出设备，并且其中第一触觉效果是拉伸触觉效果，所述拉伸触觉效果被配置为改变所述触觉效果使能装置的表面的形状以在所述表面上的输入区域和非输入区域之间创建对比，其中所述输入区域包括所述触觉效果使能装置的拉伸输入传感器；
在所述处理器处接收来自所述拉伸输入传感器的第二输入信号，所述第二输入信号是拉伸输入信号，其中所述拉伸输入传感器被配置为感测所述触觉效果使能装置的所述表面的所述输入区域的变形；
基于所述拉伸输入信号，判定在所述触觉效果使能装置的所述表面处的与所述拉伸输入传感器的拉伸交互；
基于所述拉伸交互在所述处理器处判定是否应当发生第二触觉效果；
将来自所述处理器的启动信号发送到所述触觉效果使能装置的第二触觉效果输出设备，其中所述启动信号响应为判定所述第二触觉效果应当发生；
以及
通过所述启动信号启动所述第二触觉效果输出设备以生成所述第二触觉效果。
2.如权利要求1所述的方法，其中：
所述第一触觉效果输出设备包括压电材料、电活性聚合物或形状记忆合金，并且其中所述拉伸触觉效果被配置成为所述输入区域创建凸起边界。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一输入信号接收自所述触觉效果使能装置的触摸传感器。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述第二触觉效果输出设备是非拉伸触觉效果输出设备，并且其中所述第二触觉效果是非拉伸触觉效果。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述触觉效果使能装置设置在车辆中。
6.一种在触觉效果使能装置上产生触觉效果的方法，所述方法包括：
在所述触觉效果使能装置的处理器处接收第一输入信号，所述第一输入信号指示在所述触觉效果使能装置的表面的触摸交互；
响应于接收指示所述触摸交互的所述第一输入信号，通过处理器启动所述触觉效果使能装置的触觉效果输出设备，以生成第一拉伸触觉效果，其中所述第一拉伸触觉效果被配置为改变所述触觉效果使能装置的表面的形状以在所述表面上的输入区域和非输入区域之间创建对比，其中所述输入区域包括所述触觉效果使能装置的拉伸输入传感器；
在所述处理器处接收来自所述拉伸输入传感器的第二输入信号，所述第二输入信号是拉伸输入信号，其中所述拉伸输入传感器被配置为感测所述触觉效果使能装置的所述表面的所述输入区域的变形；
基于所述拉伸输入信号，判定在所述触觉效果使能装置的所述表面处的与所述拉伸输入传感器的拉伸交互；
基于所述拉伸交互在所述处理器处判定是否应当发生第二拉伸触觉效果；
将来自所述处理器的启动信号发送到拉伸触觉效果输出设备，其中所述启动信号响应为判定所述第二拉伸触觉效果应当发生；
以及
通过所述启动信号启动所述拉伸触觉效果输出设备以生成所述第二拉伸触觉效果。
7.如权利要求6所述的方法，其中：
所述拉伸触觉效果输出设备包括压电材料、电活性聚合物或形状记忆合金。
8.如权利要求6所述的方法，其中：
所述拉伸输入传感器包括压电材料、电活性聚合物或形状记忆合金。
9.如权利要求6所述的方法，其中所述拉伸触觉效果输出设备是第一触觉输出设备，所述方法还包括：
将第二启动信号从所述处理器发送到所述触觉效果使能装置的第二触觉效果输出设备；
用所述第二启动信号启动所述第二触觉效果输出设备以生成非拉伸触觉效果。
10.如权利要求9所述的方法，其中：
所述第二触觉效果输出设备是偏心旋转质量块或直线谐振致动器。
11.如权利要求6所述的方法，其中：
所述处理器、所述拉伸输入传感器和所述拉伸触觉效果输出设备均嵌入到可佩戴物体中。
12.如权利要求6所述的方法，其中：
所述处理器、所述拉伸输入传感器和所述拉伸触觉效果输出设备均包括在控制器中。
13.一种触觉效果使能装置，包括：
拉伸输入传感器；
处理器，其与所述拉伸输入传感器耦合；
第一触觉效果输出设备，其与所述处理器耦合，其中所述第一触觉效果输出设备是拉伸触觉效果输出设备；以及
第二触觉效果输出设备，其中所述处理器配置为：
接收第一输入信号，所述第一输入信号指示在所述触觉效果使能装置的表面的触摸交互；
响应于接收指示所述触摸交互的所述第一输入信号，启动第一触觉效果输出设备，以生成第一触觉效果，其中所述第一触觉效果是拉伸触觉效果，所述拉伸触觉效果被配置为改变所述触觉效果使能装置的表面的形状以在所述表面上的输入区域和非输入区域之间创建对比，其中所述输入区域包括拉伸输入传感器；
接收来自所述拉伸输入传感器的第二输入信号，所述第二输入信号是拉伸输入信号，其中所述拉伸输入传感器被配置为感测所述触觉效果使能装置的所述表面的变形；
基于所述拉伸输入信号，判定在所述触觉效果使能装置的所述表面处的与所述拉伸输入传感器的拉伸交互；
基于所述拉伸交互判定是否应当发生第二触觉效果；
响应于判定所述第二触觉效果应当发生，将启动信号发送到第二触觉效果输出设备；
以及
通过所述启动信号启动所述第二触觉效果输出设备以生成所述第二触觉效果。
14.如权利要求13所述的触觉效果使能装置，其中：
所述第一触觉效果输出设备包括压电材料、电活性聚合物或形状记忆合金，并且其中所述拉伸触觉效果被配置成为所述输入区域创建凸起边界。
15.如权利要求13所述的触觉效果使能装置，其中：
所述拉伸输入传感器包括压电材料、电活性聚合物或形状记忆合金。
16.如权利要求13所述的触觉效果使能装置，其中所述第二触觉效果输出设备是非拉伸触觉效果输出设备，并且其中所述第二触觉效果是非拉伸触觉效果。
17.一种触觉效果使能装置，包括：
拉伸触觉效果输出设备；
拉伸输入传感器，其与所述拉伸触觉效果输出设备耦合；
处理器，其与所述拉伸触觉效果输出设备耦合，所述处理器还与所述拉伸输入传感器耦合；
其中所述处理器配置成：
接收第一输入信号，所述第一输入信号指示在所述触觉效果使能装置的表面的触摸交互；
响应于接收指示所述触摸交互的所述第一输入信号，启动拉伸触觉效果输出设备，以生成第一拉伸触觉效果，其中所述第一拉伸触觉效果被配置为改变所述触觉效果使能装置的表面的形状以在所述表面上的输入区域和非输入区域之间创建对比，其中所述输入区域包括所述触觉效果使能装置的拉伸输入传感器；
接收来自所述拉伸输入传感器的第二输入信号，所述第二输入信号是拉伸输入信号，其中所述拉伸输入传感器被配置为感测所述触觉效果使能装置的所述表面的所述输入区域的变形；
基于所述拉伸输入信号，判定在所述触觉效果使能装置的所述表面处的与所述拉伸输入传感器的拉伸交互；
基于所述拉伸交互判定是否应当发生第二拉伸触觉效果；
将来自所述处理器的启动信号发送到所述拉伸触觉效果输出设备，其中所述启动信号响应为判定所述第二拉伸触觉效果应当发生；
以及
通过所述启动信号启动所述触觉效果输出设备以生成所述第二拉伸触觉效果。
18.如权利要求17所述的触觉效果使能装置，其中：
所述拉伸触觉效果输出设备选自包括压电材料、电活性聚合物、形状记忆合金、静电摩擦设备、超声表面摩擦设备或触觉基板和可变形表面的组合的组中之一。
19.如权利要求17所述的触觉效果使能装置，其中：
所述拉伸输入传感器包括压电材料、电活性聚合物或形状记忆合金。
20.如权利要求17所述的触觉效果使能装置，其中所述拉伸触觉效果输出设备是第一触觉效果输出设备，所述触觉效果使能装置还包括：
与所述处理器耦合的第二触觉效果输出设备，其中所述第二触觉效果输出设备是配置为生成非拉伸触觉效果的非拉伸触觉效果输出设备。
21.如权利要求20所述的触觉效果使能装置，其中：
所述第二触觉效果输出设备是偏心旋转质量块致动器或直线谐振致动器。
22.如权利要求17所述的触觉效果使能装置，其中：
所述处理器、拉伸输入传感器和所述拉伸触觉效果输出设备均嵌入可佩戴物体中。
23.如权利要求17所述的触觉效果使能装置，其中：
所述处理器、拉伸输入传感器和所述拉伸触觉效果输出设备均包含在控制器中。
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