CN105518593A - 动态触觉接口 - Google Patents
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Abstract
一种动态触觉接口,其包括基板,该基板包括流体管道、邻近该流体管道的支架,以及流体地联接至该流体管道的流体通道;包括远侧端和近侧端的翼片,该翼片横跨流体管道延伸并且在近侧端处铰接至基板;包括周界区域和邻近该周界区域且布置在翼片之上的可变形区域的触觉层,和与基板相对的触觉表面;和位移设备,其使流体位移以将可变形区域从收缩状态变换到膨胀状态,在收缩状态中翼片的远侧端接合支架,并且在膨胀状态中翼片的远侧端离开支架和可变形区域抬升。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年9月6日提交的美国临时申请第61/874,902号的利益,该临时申请通过该引用以其整体并入。
本申请涉及于2012年3月7日提交的美国申请第13/414,589号;2010年1月5日提交的美国申请第12/652,708号;2012年5月25日提交的美国申请第13/481,676号;2013年11月15日提交的美国申请第14/081,519号;以及2013年5月16日提交的美国申请第13/896,098号,所有这些申请通过该引用以其整体并入。
技术领域
本发明总体上涉及触敏显示器的领域,并且更具体地涉及用于触敏显示器的动态触觉接口(dynamictactileinterface)。
附图简述
图1A和图1B是根据本发明的动态触觉接口的示意图;
图2A与图2B是动态触觉接口的一种变型的示意图;
图3A与图3B是动态触觉接口的一种变型的示意图;
图4A与图4B是动态触觉接口的一种变型的示意图;
图5A与图5B是动态触觉接口的一种变型的示意图;
图6是动态触觉接口的一种变型的示意图;
图7是动态触觉接口的一种变型的示意图;
图8A与图8B是动态触觉接口的一种变型的示意图;
图9A与图9B是动态触觉接口的一种变型的示意图;
图10A与图10B是动态触觉接口的一种变型的示意图;
图11A与图11B是动态触觉接口的一种变型的示意图;
图12A、12B,以及图12C是动态触觉接口的一种变型的示意图;
图13A-13F是动态触觉接口的变型的示意图;
图14A、14B,以及图14C是动态触觉接口的变型的示意图;
图15A、15B,以及15C是动态触觉接口的变型的示意图;
图16A与图16B是动态触觉接口的变型的示意图;
图17A与图17B是动态触觉接口的变型的示意图;
图18是动态触觉接口的变型的示意图;以及
图19是动态触觉接口的变型的示意图。
优选实施方案的描述
本发明的优选实施方案的下面的描述并不旨在将本发明限于这些优选的实施方案,而是使本领域的任何技术人员能够做出和使用本发明。
1.动态触觉接口
动态触觉接口包括:基板110,该基板110包括流体管道116,邻近该流体管道116的支架118,以及流体地联接至该流体管道116的流体通道114;包括远侧端和近侧端的翼片111,该翼片111横跨流体管道116延伸,且该翼片111在近侧端处铰接至基板110;触觉层120,其包括联接至基板110的周界区域124和邻近该周界区域124并且布置在翼片111之上的可变形区域122,以及与基板110相对的触觉表面126;和使流体位移至流体通道114中且穿过流体管道116以将可变形区域122从收缩状态(retractedsetting)变换到膨胀状态(expandedsetting)的位移设备,翼片111的远侧端在收缩状态中接合支架118,且在膨胀状态中翼片111的远侧端离开支架118抬升以及可变形区域122界定与周界区域124触觉地可区别的形态。
动态触觉接口的变型还包括传感器,该传感器联接至基板110并且根据在触觉表面126上的输入输出信号。
图16A和图16B中示出的动态触觉接口的另一种变型包括:基板110,该基板110包括流体管道116,邻近该流体管道116的支架118,以及流体地联接至该流体管道116的流体通道114;包括远侧端和近侧端的翼片111,该翼片111横跨流体管道116延伸并且在近侧端处铰接至基板110;触觉层120,其包括联接至基板110的周界区域124和邻近该周界区域124并且布置在翼片111之上的可变形区域122,以及与基板110相对的触觉表面126;将流体位移至流体通道114中且穿过流体管道116以将可变形区域122从收缩状态变换到膨胀状态的位移设备,翼片111的远侧端在齐平的膨胀状态中接合支架118,并且翼片111的远侧端在支架118的下方,且可变形区域122在按下收缩的状态中界定与周界区域124触觉地可区别的形态;和传感器,该传感器联接至基板110并且根据触觉表面126上的输入输出信号。
2.应用
动态触觉接口可以界定可变形区域122,可变形区域122可以选择性地膨胀和收缩以在触觉表面126上提供间歇的触觉指引,例如用于使用者与包含该动态触觉接口的计算设备进行交互。例如,动态触觉接口可以集成至或应用在智能电话、平板电脑、个人数据助理(PDA),个人音乐播放器(例如,MP3)、手表、可穿戴设备,或其它移动计算设备的触摸屏上以选择性地和间歇性地表示与呈现在邻近的显示器上的输入按键大体上对齐的物理硬键(例如,圆形按钮或矩形按钮),例如,与呈现在邻近的显示器上的键盘的字母数字字符对齐的物理硬键。动态触觉接口可以类似地应用到或并入至汽车的控制台、机床的控制面板、立体声系统、恒温器、住宅照明控制,或任何其它的控制系统或计算设备,以为将输入供给至系统或设备中的使用者提供触觉指引。动态触觉接口可以另外地或可选地通过使用横跨该触觉表面126的大体上小面积的一个或多个可变形区域用于改变横跨触觉表面126的一部分的纹理。
该动态触觉接口可以应用到显示器上或集成至显示器中。动态触觉接口可以是大体上透明的,例如在美国专利申请第13/414,589号中所描述的,该专利申请通过该引用以其整体并入。在该实现中,动态触觉接口还可以设置一个或多个可变形区域的竖直位置(例如,超出周界区域124的高度)以改变该动态触觉接口的光学,以用于从显示器输出光。该动态触觉接口还可以设置一个或多个可变形区域的竖直位置以横跨触觉表面126提供明显的触觉地可辨别的特征。
通常,动态触觉接口的位移设备130将流体位移至流体通道114中且从流体通道114移出,以使动态触觉接口的可变形区域122在收缩状态与膨胀状态之间变换。在一个实现中,可变形区域122在收缩状态中可以大体上与邻近的周界区域124齐平,使得表面几何形状在收缩状态中横跨可变形区域122与周界区域124大体上是连续的(例如,平坦的、平面的、光滑的)。在该实现中,位移至流体通道114中的流体可以使可变形区域122膨胀,从而在膨胀状态中使可变形区域122升高超出周界区域124。在另一个实现中,可变形区域122在膨胀状态中可以大体上与邻近的周界区域124齐平,且在收缩状态中偏移到周界区域124下方。
翼片111可以从基板110延伸,通过铰链联接至基板的翼片将翼片111的近侧端连接至基板110。翼片111还可以联接至可变形区域122,使得当可变形区域122在膨胀状态与收缩状态之间变换时,翼片111可以远离支架118枢转。例如,流体管道116内的流体压力可以推动翼片111远离流体管道116与支架118,使得翼片111的远侧端以一定的角度升高超出支架118。翼片111在膨胀状态中支撑可变形区域122。因此,在膨胀状态中,触觉层120可以在翼片111的远侧端之上伸展,从而横跨可变形区域122的一部分产生触觉地可辨别“尖头”或边缘。在收缩状态中,翼片111可以放置在支架118上,使得可变形区域122可以处于与周界区域124齐平。支架118可以支撑翼片111,且因此翼片111在收缩状态中可以支撑可变形区域122。因此,在收缩状态中,触觉层120可以横跨周界区域与可变形区域作为无缝的、光滑的,和连续的显现给(触觉地和光学地)使用者。因此,当可变形区域122在收缩状态中且与周界区域124大体上齐平时,翼片111可以用作触觉层120下方的支撑表面以大体上减轻触觉地可识别的异常(例如,流体管道116的边缘)。翼片111在膨胀状态中还可以用于改变或控制可变形区域122的形态或形状。
因此,动态触觉接口可以在收缩状态与膨胀状态之间能够选择性地或间歇性地使一个或多个可变形区域变形,以为与所连接的计算设备,例如智能电话或平板电脑互动的使用者提供触觉(例如,触感)指引。
3.基板
基板110包括流体管道116、邻近流体管道116的支架118,以及流体地联接至流体管道116的流体通道114。通常,基板110用于支撑触觉层120且用于界定流体管道116,穿过流体管道116流体在触觉层120的可变形区域122往返行进(经由流体通道114和流体管道116)以使可变形区域122能够膨胀和收缩。
基板110可以大体上是透明的或半透明的。例如,在一个实现中,其中,动态触觉接口包括显示器或联接至显示器,基板110可以是大体上透明的且从邻近的显示器传输光输出。基板110可以是PMMA、丙烯酸,和/或任何其它合适的透明或半透明材料。可选地,基板110可以是不透明的,或其它方式的是大体上不透明的或半透明的。
基板110可以界定(或与触觉层、显示器等配合以界定)流体管道116,流体管道116将流体从流体通道114连通至触觉层的可变形区域122。流体管道116可以大体上对应于(例如,邻近)触觉层的可变形区域122。流体管道116可以机械加工、模制、冲压、蚀刻等到基板110或穿过基板110,并且可以流体地联接至流体通道114、位移设备130,以及可变形区域122。与流体通道114相交的孔可以界定流体管道116,使得流体可以从流体通道114连通至可变形层以使可变形区域122(邻近流体管道116)在膨胀状态与收缩状态之间变换。流体管道116的轴线可以是基板110的表面的法线,可以与基板110的表面不垂直,流体管道116可以具有非均匀的横截面,和/或任何其它形状或几何形状。
基板110在流体管道116内可以界定支架118。支架118可以从流体管道116的边界延伸至流体管道116中。基板110可以界定支架118,支架118与流体管道116的孔物理地共同延伸,其中,支架118从流体管道116的与翼片111相对的孔偏移。可选地,支架118可以界定基板110中的掣子和流体管道116的边界。支架118可以界定方形肩、曲线肩,或任何其它形式的凸台。如图4A与图4B中所示出的,支架118还可以围绕例如以围绕流体管道116的中心孔的沉孔或埋头孔的形式的孔延伸。如图3A与图3B中所示出的,流体管道116还可以界定一组孔,且翼片111可以覆盖该组孔。基板110可以界定支架118使得支架118可以从下方或从上方支撑翼片111。例如,支架118可以支撑翼片111和触觉层120,使得可变形区域122在收缩状态中与周界区域124平齐,且大体上阻止支架118的朝内变形,且阻止可变形区域122进入到流体管道116中。
在动态触觉接口的变型中,支架118可以形成支撑件,该支撑件大体上阻止翼片111从凹下的收缩状态旋转至偏移超出周界区域124的位置。例如,在凹下的收缩状态中,翼片111可以延伸至流体管道116中并且在周界区域124下方。在该示例中,在齐平的膨胀状态中,支架118可以阻止翼片111与可变形区域122超过平齐的周界区域124延伸。因此,支架118可以将翼片111保持在流体管道116内。
基板110可以界定(或与传感器、显示器等配合界定)流体通道114,流体通道114穿过或横跨基板110将流体连通至流体管道116。例如,流体通道114可以例如以开放的沟槽或一组平行的开放沟槽的形式加工或冲压到基板110的与附接表面112相对的背面。开放沟槽然后可以使用基板背层、传感器,和/或显示器来闭合以形成流体通道114。与开放沟槽相交且穿过附接表面112的孔可以界定流体管道116,使得流体可以从流体通道114连通至可变形层以使可变形区域122(邻近流体管道116)在膨胀状态与收缩状态之间变换。流体管道116的轴线可以是附接表面112的法线,可以与附接表面112不垂直,流体管道116可以具有非均匀的横截面,和/或任何其它形状或几何形状。同样地,流体通道114可以是附接表面112的法线,可以与附接表面112不垂直,可以具有非均匀的横截面,和/或任何其它形状或几何形状。然而,流体通道114与流体管道116可以任何其它合适的方式形成,且可以具有任何其它的几何形状。
基板110的附接表面112用于保持(例如,约束、结合,和/或维持触觉层120的周界区域124的位置)持触觉层120的周界区域124。在一个实现中,基板110横跨附接表面112是平面的,使得基板110以平面的形式保持触觉层120的周界区域124,例如如在美国专利申请第12/652,708中所描述的。然而,基板110的附接表面112可以具有任何其它的几何形状,且以任何其它合适的形式保持触觉层120。
4.翼片
翼片111包括远侧端与近侧端,翼片111横跨流体管道116延伸,且翼片111在近侧端处铰接至基板110。通常,翼片111用于支撑触觉层的可变形区域122。翼片111可以用于支撑可变形区域122,以抵抗响应于施加至触觉表面126的力的朝内的变形(例如,进入到流体管道116中)。翼片111还可以用于为触觉层120的可变形区域122提供大体上刚性的支撑,且因此在膨胀状态中与可变形区域122配合,界定触觉可辨别特征,例如边缘。
在一个实现中,翼片111可以大体上是透明的或半透明的。例如,在一个实现中,其中,动态触觉接口包括显示器或联接至显示器,翼片111可以是大体上透明的,且横跨动态触觉接口从显示器传输光。翼片111可以是PMMA、丙烯酸,和/或任何其它合适的材料。可选地,翼片111可以是不透明的,或其它方式的非透明的或半透明的。
翼片111可以界定方形、矩形(在图11A中示出)、三角形(在图12A中示出)、圆形(在图4A中示出)、半圆形、椭圆形,或横跨流体管道116的任何其它合适的周界几何形状或形式。翼片111还可以界定任何合适的侧面、边缘,或角几何形状,例如在翼片111的边缘周围的倒角的角部、倒角边,倒圆的尖头等。例如,当邻近的可变形区域122膨胀时,翼片111的边缘可以是倒圆的以大体上最小化撕裂靠近翼片111的边缘的触觉层120的危险。
在一个实现中,翼片111在厚度大体上是均匀的。例如,翼片111可以形成具有横跨翼片111的均匀厚度的直线特征的体,以形成板。翼片111可以界定横截面,该横截面大体上对应于流体管道116的横截面或符合流体管道116的横截面。例如,流体管道116可以界定具有第一直径的圆形横截面的孔;且翼片111可以界定该第一直径的圆形横截面。可选地,翼片111可以界定直径比该第一直径略小(即,尺寸过小的)的圆形横截面,使得翼片111配合在流体管道116的孔内。翼片111还可以界定直径比第一直径略大(即,过大的)的圆形横截面,使得当翼片111由例如使用者压入到流体管道116中时,翼片111紧密地配合在流体管道116的孔内。
翼片111还可以具有非均匀的厚度。翼片111可以大体上符合流体管道116的形状。例如,流体管道116可以在基板110中形成半圆形或半球形的阴的凹部。翼片111可以界定半圆形或半球形阳的主体,该主体接合(例如,配合在)流体管道116并且界定可变形区域横跨其连接的外部表面。翼片111还可以形成大体上直线特征的体,该直线特征的体沿翼片111的长度逐渐变窄。例如,翼片111与基板110可以配合以沿翼片111的近侧端界定活动的铰链,翼片111的该近侧端的厚度小于翼片111的远侧端的厚度。
在一个实现中,翼片111与基板110可以物理地共同延伸。通常,在该实现中,翼片111与基板110可以界定连续的形态,翼片111从基板110连续地延伸。翼片111通过活动铰链(即,由连续的材料片界定的柔性铰链)可以联接至基板110。活动铰链可以界定用于翼片111的旋转自由度,使得翼片111可以围绕对应于活动铰链的轴线旋转。例如,翼片111可以具有沿翼片111的长度从翼片的远侧端(即,翼片的远离基板的端部)至翼片的近侧端(即,翼片的靠近连接至基板的连接部的端部)的均匀的横截面。如图2A中所示出的,翼片的近侧端111与基板110之间的结合部可以具有比翼片111(翼片111的主截面)的横截面面积小的横截面面积以界定活动铰链。在该示例中,翼片111的活动铰链的特征可以是大体上较小的和/或流体索引地配合翼片111和/或基板110的材料,使得翼片111对使用者保持大体上光学地不可察觉的。如图2B中所示出的,当上方的可变形区域122在收缩状态与膨胀状态之间变换时,翼片111的弯曲可以围绕活动铰链发生,从而产生翼片111的围绕铰链的弧形偏转。
翼片111与基板110还可以配合以界定横跨翼片111的近侧端的柔性构件。通常,翼片111与基板110可以配合以界定翼片111,使得翼片111可以通过翼片111的局部变形从初始位置偏转或变形,且使翼片111的整体的变形和应变最小化。因此,翼片111可以通过局部变形围绕翼片的近侧端从大体上平面的构造至弯曲的构造弯曲或变形。可选地,翼片111的横截面沿翼片111的长度可以是均匀的(在图11B中示出),逐渐变窄的(在图12C中示出)或可以具有例如在图13A-13E中示出的任何其它合适的形状、几何形状,或横截面。
而且,铰链可以是透明的弹性体材料或不同于基板110的材料的任何其它合适的材料。在另一个示例中,翼片111与基板110可以配合以沿翼片111的近侧端界定活动的铰链,翼片111的近侧端的厚度比翼片111的远侧端的厚度小。因此,翼片111的近侧端可以与基板110配合,以界定活动铰链。
如图1A与图2A中所示出的,在收缩状态中,翼片111可以横跨流体管道116延伸且覆盖流体管道116,其中翼片111的远侧端由通过基板110界定的支架118支撑,使得可变形区域122被机械地支撑以抵抗越过周界区域124的平面的朝内的变形。特别地,当可变形区域122在收缩状态中时,翼片111可以横跨流体管道116延伸以覆盖基板110之上的/横跨基板110的触觉地(和光学地)可辨别的异常,且翼片111可以改变或控制在膨胀状态中的可变形区域122的形态。
在一个示例中,翼片111可以接合由基板110界定的支架118,该支架118界定邻近触觉层的第一斜面的支撑边缘。翼片111的远侧端界定镜像第一斜面的边缘的第二斜面的边缘,使得第一斜面的边缘与第二边缘接触,且在收缩状态中,翼片111的外表面处于与附接表面112齐平。当可变形区域122变换到膨胀状态时,第二斜面的边缘可以离开第一斜面的边缘。一旦可变形区域122与翼片111变换到膨胀状态时,斜面的边缘可以因此沿可变形区域122形成触觉地可辨别的尖角。可选地,翼片111可以接合在收缩状态中的支架118,支架118形成方形肩、曲线肩,或凸台或任何其它形式的肩。
在另一个示例中,如图2A与图2B中所示出的,基板111可以接合支架118,支架118与流体管道116的孔物理地共同延伸,其中,支架118从流体管道116的与翼片111的铰链相对的孔偏移。可选地,如图4A与4B中所示出的,支架118可以围绕例如以围绕流体管道116的孔的沉孔或埋头孔的形式的孔延伸。另外地或可选地,如图3A与3B中所示出的,流体管道116可以界定一组孔,且翼片111可以覆盖该组孔。
当在收缩状态中时,翼片111和支架118可以配合以形成密封以将可变形区域122从流体隔离开。可选地,翼片111的侧面的一部分可以从支架118或流体管道116的孔的边缘偏移以使在流体管道116与触觉层的可变形区域122之间的流体能够连通。例如,与流体管道116连通的流体,穿过翼片111,且进入至触觉层120的可变形区域122中以便膨胀可变形区域122。同样,与可变形区域122连通的流体,穿过翼片111,且进入至流体管道116中以收缩可变形区域122。可选地,翼片111可以包括一个或多个端口以连通流体管道116与可变形区域122之间的流体。在该实现中,位移设备130可以将流体位移至流体通道114中,使得流体穿过流体通道114横向地移动,然后经由流体管道116竖直地向上朝向可变形区域122,然后穿过翼片111中的一个或多个端口进入到可变形区域122中。
在前面的实现中,其中,翼片111与基板110是连续的,翼片111可以通过将翼片111的周界切成基板110来界定。例如,五轴和/或铰接激光头可以切割基板110以从靠近流体管道116的基板110释放翼片111的远侧端。可选地,流体通道114、流体管道116,以及翼片111可以通过体微加工技术微加工成基板110。基板110和前述的特征可以通过熔融沉积模制技术来模制。然而,基板110、流体通道114(多个流体通道)、流体管道116、翼片111,等可以以任何其它合适的方式来制造。
翼片111可以可选地界定在流体通道114之上联接至基板110的分立部件。翼片111可以由基板110上的(透明的)紧固件或机械特征来机械地保持。例如,基板110可以界定铰链的阳部件,且翼片111可以界定铰链的阴部件。基板110与翼片111可以配合成完成铰链,其中翼片111围绕铰链的轴线是可枢转的。可选地,翼片111可以例如使用粘合剂或通过熔融结合结合至基板110。
在另一个实现中,翼片111可以包括基座113,在收缩状态中基座113延伸至流体管道116中并且接合支架118。例如,翼片111可以包括基座113或活塞,基座113或活塞从翼片111延伸且进入到流体管道116中以放置在流体管道116内的支架118或脊上,以支撑翼片111-以及因此可变形区域122,以抵抗收缩状态中的朝内的变形。可选地,基座113可以接合流体管道116的底部。例如,翼片111可以包括从翼片111延伸至流体管道116中的支脚或支腿。在收缩状态中,该支脚接合流体管道116的底部。在膨胀状态中,该支脚可以悬吊在流体管道116内。可选地,在膨胀状态中,该支脚可以在流体管道116内接合支架118、边缘、平台,等(例如,从流体管道116的壁延伸或从底部延伸)以刚性地支撑可变形区域122。
在另一个实现中,翼片111可以布置成使得翼片111的边缘与呈现在联接至触觉层的显示器上的键的图像的周界大体上对齐。特别的,翼片111的远侧端可以界定与支架118连接的斜面,在膨胀状态中,在可变形区域122的邻近部分中形成尖头的斜面的边缘大体上对齐呈现在显示器上的键的图像的周界的一部分。同样,将翼片111连接至基板110的翼片111的近侧端可以与呈现在显示器上的键的图像的周界的一部分重合。因此,翼片111可以大体上对应于键的图像并且用作代表键的虚像且与键的虚像重合的触觉地可辨别的按钮。
5.触觉层
触觉层包括联接至基板110的周界区域124、邻近该周界区域124且布置在翼片111之上的可变形区域122,以及与基板110相对的触觉表面126。通常,当流体通过位移设备130泵入到流体通道114中且穿过相应的流体管道时,触觉层120用于在一个或多个可变形区域处弹性地膨胀至超出周界区域124偏移的触觉地可辨别的形态。
触觉层120可以包括在周界区域124处选择性地黏附、结合、紧固,或以其它形式联接至基板110的弹性片材,如在美国专利申请号为13/414,589中所描述的。在一个实现中,触觉层120包括单一层,例如均匀厚度的单个氨基甲酸酯片材。可选地,触觉层120可以包括多个子层,例如与基板110相对的氨基甲酸酯子层。然而,触觉层120可以具有任何其它形式、材料、厚度,或组分,例如如在美国专利申请第13/418,676号中所描述的。触觉层120可以大体上是透明的或半透明的。例如,触觉层120可以布置在显示器之上。因此,透明的触觉层120可以横跨触觉层从显示器传输光。触觉层120还可以是大体上不透明的。
触觉层120界定周界区域124和可变形区域122。周界区域124可以在基板110的附接表面112处黏附、结合、紧固,或以其它方式联接至基板110。在一个实现中,触觉层120的整个周界区域124可以横跨附接表面112被结合。在另一个实现中,周界区域124可以在围绕流体管道116的周界的环形区域处结合至附接表面112,使得环形区域外部的周界区域124的一部分从基板110与附接表面112分离。可选地,触觉层120的周界区域124可以在基板110的任何合适的点、线,或区域处且以任何其它合适的方式被结合。
触觉层120的可变形区域122从基板110分离且布置在流体管道116之上。响应于流体进入流体通道114中且穿过流体管道116的位移,可变形区域122可以远离流体管道116向外膨胀进入至膨胀的状态。可选地,可变形区域122可以从偏移至周界区域124下方的(例如,延伸至流体管道116中)凹下的收缩状态膨胀至(齐平)膨胀的状态中,其中,可变形区域122大体上与周界区域124齐平。位移设备130在流体通道114内释放流体压力,和/或主动地抽吸流体使其从流体通道114中返回,并且在可变形区域122后面的流体可以从流体管道116退去,且流体通道114与可变形区域122可以回复到收缩状态。
可变形区域122可以布置在流体管道116之上且,因此可以布置在翼片111之上。在一个实现中,可变形区域122可以从翼片111分离。因此,当位移设备130将流体位移至流体通道114中且穿过流体管道116时,在可变形区域122后面流体压力增加,从而导致可变形区域122膨胀至膨胀的状态(或膨胀至齐平的膨胀的状态)。同样,当位移设备130经由流体管道与流体通道114远离可变形区域122使流体位移时,可变形区域122后面的流体压力减小,且可变形区域122可以回复至收缩状态(或回复至凹下的收缩状态)。
在类似的实现中,可变形区域122可以从翼片111分离。当流体穿过流体通道114且穿过流体管道116位移时,翼片111离开支架118枢转以允许流体在可变形区域122后面移动,且因此将可变形区域122变换到膨胀的状态(或变换到齐平的膨胀状态)。如图5A与图5B所示出的,在该实现中,翼片111还可以包括穿过翼片111的宽面的一个或多个端口、锯齿状边缘、在一个或多个边缘处的半圆形轮廓,或流体穿过其可以从可变形区域122的后面排出返回至流体管道116中以便将可变形区域122变换到收缩状态的任何其它特征。如图6中所示出的,因此,在膨胀状态中,翼片111可以悬吊(例如,浮动)在基板110与可变形区域122之间。翼片111可以在流体管道116之上收缩且接合支架118,支架118支撑可变形区域122,以抵抗超过收缩状态的朝内的变形。可选地,翼片111可以从齐平的膨胀状态至凹下的收缩状态收缩到流体管道116中,从而翼片111支撑可变形区域122,以抵抗超出凹下的收缩状态的朝内变形。
在可选的实现中,可变形区域122可以连接至翼片111,使得可变形区域122在膨胀状态和凹下的收缩状态中保持翼片111。可变形区域122可以联接至翼片111的宽面的点、线,或区域。可选地,可变形区域122可以联接至翼片111的边缘或侧面。例如,可变形区域122可以横跨翼片111的宽面结合至翼片111。如图2B与图3B所示出的,因此,当可变形区域122从收缩的状态变换到膨胀的状态(或从齐平的膨胀状态变换到凹下的收缩状态)时,在翼片111与周界区域124之间的触觉层120的一部分伸展以适应可变形区域122后面的在流体压力上的变化,从而沿翼片111的远侧端产生具有尖锐边缘的线性倾斜突出部。如图5B中所示出的,在另一个示例中,可变形区域122可以沿翼片111的远侧端结合至翼片111,使得当可变形区域122从收缩状态变换到膨胀状态时,流体在翼片111与可变形区域122之间流动,可变形区域122向外膨胀,且翼片111离开支架118升起并且保持可变形区域122的沿翼片111的远侧端结合的一部分,以改变可变形区域122的形状。在另一个示例中,可变形区域122可以在翼片111的远侧端与近侧端之间的翼片111的宽面上的点、线,或区域处结合至翼片111。如图7中所示出的,邻近但没有结合至(例如,从翼片111分离)翼片111的可变形区域122的一部分伸展以适应翼片111后面的增加的流体压力,离开支架118使翼片111升起,且为翼片111的远侧端施加扭矩,因此将翼片111偏转成曲线形式。
在前述的实现中,触觉层120的周界区域124可以以距翼片111的任何合适的距离联接至基板110。如图3B中所示出的,例如,周界区域124可以大体上靠近翼片111的远侧端联接至基板110,使得周界区域124与翼片111之间的可变形区域122的跨距和基板110的宽面一起界定高角度。可选地,如图2B中所示出的,周界区域124可以距离翼片111的远侧端一定的距离联接至基板110,使得周界区域124与翼片111之间的可变形区域122的跨距和基板110的宽面一起界定低角度。然而,触觉层120可以具有任何其它的形式并且以任何其它合适的方式连接至基板110和/或翼片111。
如图8A与图8B中所示出的,在动态触觉接口的一个变型中,翼片111界定了弯曲部分。翼片111可以界定一系列的梁,该一系列的梁端对端连接并且支撑离开基板110的垫、连接至该垫的可变形区域122。在该变型中,垫可以保持膨胀状态中的可变形区域122的连接区域的形态(例如,以平面的形式),且弯曲的梁和垫可以支撑可变形区域122,以抵抗收缩状态中朝内的变形(例如,经由支架118或流体管道116内的台阶,流体通道114的底座,或基板110内的其它结构)。在该变型中,翼片111还可以包括基座113或活塞,基座113或活塞从翼片111延伸且进入至流体管道116中,以放置在支架118,流体管道116内的脊,或流体通道114的与将垫连接至基板110的连接部相对的表面上,以支撑翼片111(和可变形区域122)以抵抗收缩状态中的朝内的变形。
在动态触觉接口的另一个变型中,基板110界定一对翼片,该一对翼片具有邻近的远侧端和相对的近侧端以及铰链。两个翼片都可以覆盖相同的流体管道116或邻近的流体管道,且连续的可变形区域122可以连接至两个翼片。基板110可以在两个翼片的远侧端之间界定支架118,且支架118构造成支撑两个翼片的远侧端。可选地,在该对翼片中的第一翼片111可以包括支脚或基座113,支脚或基座113延伸至流体管道116中以放置在支架118或流体管道116内的脊或流体通道114的与第一翼片111的近侧端相对的表面上以支撑第一翼片111。第二翼片111可以包括在第二翼片111的远侧端上的特征,该特征接合第一翼片111的远侧端,使得第一翼片111支撑第二翼片111。第二翼片111可以另外地或可选地包括支脚或基座113。当流体位移至邻近该对翼片的流体通道114(多个通道)中时,可变形区域122可以向外膨胀,从而导致每个翼片向外接合。如图9A与图9B中所示出的,当可变形区域122膨胀时,翼片的宽面可以保持可变形区域122的为平面的形式的邻近部分,且可变形区域的跨越翼片的远侧端的部分可以伸展,从而产生横跨可变形区域122的第三大体上平面的区域。
如图10A与图10B中所示出的,且如在美国专利申请第13/481,676号中所描述的,在动态触觉接口的类似的变型中,该对翼片的远侧端可以由一定的距离隔开,且触觉层120可以包括在该对翼片之间朝向基板110延伸的基座113。基座113可以在膨胀状态与收缩状态之间以及当力在膨胀状态中在基座113之上施加至触觉层120时,以恒定的形式保持可变形区域122的所联接的部分。
在动态触觉接口的另一个变型中,基板110可以界定径向地且围绕中心等距地图案化的一组四个翼片,其中翼片的远侧端靠近该中心。基板110可以界定四个流体管道,每个流体管道联接至流体通道114且由该组翼片中的一个翼片111覆盖。触觉层120可以界定四个可变形区域,每个可变形区域联接至该组翼片中的一个翼片111。如图11B中所示出的,当位移设备130将流体泵入至流体通道114中且穿过该流体管道时,每个可变形区域122可以变换到膨胀的状态,且每个翼片111可以在对应的可变形区域122上直线特征的边缘。因此,如图11A中所示出的,在该变型中,触觉层120与基板110可以配合模拟游戏控制器的“十字键”(d-pad)。
在前面的变型中,基板110可以包括任何其它数量的流体管道,和任何其它几何形状和任何其它布置的对应的翼片。触觉层120可以在该组翼片之上界定任何数量的可变形区域。例如,如美国专利申请第13/414,589号所描述的,基板110可以界定具有可变形区域122的径向地围绕中心的图案化的一组三角形翼片。如图12A、12B,以及图12C中所示出的,可变形区域122可以布置在该中心处,且另外的可变形区域可以布置在每个翼片111之上。
在前面的变型中,基板110与触觉层120还可以配合以界定翼片和可变形区域对,该可变形区域对大体上较小,使得当可变形区域在收缩状态与膨胀状态或齐平的膨胀状态与凹下的收缩状态之间变换时,使用者可以察觉到横跨触觉表面126的纹理(或纹理的)的变化。如图14A、14B,以及14C中所示出的,在该实现中,基板110还可以界定横跨基板110的宽面的不同周界几何形状的翼片、不同的端部和边缘处理部,和/或不同的定向以产生横跨触觉表面126的不同的纹理。
在动态触觉接口的另一个变型中,基板110在翼片111内界定翼片111。基板110可以界定横跨流体管道116横向延伸的支架118。基板110还可以界定第一翼片111和第二翼片111,第二翼片111包括第二远侧端和第二近侧端,第一翼片111横跨流体管道116朝向支架118纵向延伸,第二翼片111在第二近侧端处铰接至基板110并且横跨流体管道116朝向第一翼片111的远侧端纵向延伸。触觉层120包括邻近周界区域124且布置在第二翼片111之上的第二可变形区域122;第一翼片111的远侧端与第二翼片111的第二远侧端在收缩状态中同时地接合支架118,且翼片111的远侧端和第二翼片111的第二远侧端远离支架118升高,且第二可变形区域122界定触觉地可区别于膨胀状态中的周界区域124的第二形态。例如,基板110可以包括第一矩形翼片111,该第一矩形翼片111例如沿第一翼片111的整个周界和/或横跨第一翼片111的整个外表面铰接至基板110且结合至触觉层。在该示例中,第一翼片111可以包括在第一翼片111的周界内的更小的第二翼片111,其中,第二翼片111铰接至第一翼片111。第二翼片111可以结合至触觉层或从触觉层分离,且第二翼片111的铰链可以平行于第一翼片111的铰链或不平行于第一翼片111的铰链。第一翼片111还可以界定支架118或肩部,支架118或肩部用于支撑第二翼片111的远侧端,以防止因在收缩状态中在第二翼片111之上施加至触觉层120的力引起的朝内变形。在该示例中,当流体穿过第一翼片111之下的流体管道116泵送时,第一翼片111可以离开基110中的对应的支架118枢转,且基于流体管道116中的流体压力到达平衡位置,且横跨触觉层120在第一翼片111的边缘与基板110的附接表面112之间张紧。然而,在该示例中,第二翼片111下面的流体压力可以导致第二翼片111进一步向外铰接。因此,在膨胀状态中第一翼片111可以在触觉层120中产生第一边缘,且第二翼片111可以在触觉层120中产生第二边缘。
在类似的变型中,基板110可以包括在第一翼片111内的第二翼片111,其中,第一翼片111从凹下的收缩状态枢转至齐平的膨胀状态,且第二翼片111从与第一翼片111齐平的收缩状态和超出第一翼片111偏移的膨胀状态枢转。例如,基板110包括第一矩形翼片111,第一矩形翼片111例如,沿第一翼片111的整个周界和/或横跨第一翼片111的整个外表面铰接至基板110且结合至触觉层。第一翼片111可以包括第一翼片111的周界内的更小的第二翼片111,其中,第二翼片111铰接至第一翼片111。第二翼片111可以结合至触觉层或从触觉层分离。第二翼片111的铰链可以平行于第一翼片111的铰链,或不平行于第一翼片111的铰链。第一翼片111可以从在流体管道116内的且偏移到周界区域124下方的凹下的收缩状态枢转至齐平的膨胀状态,其中,第一翼片111处于与周界区域124齐平且接合在流体管道116内保持第一翼片111的支架118。第一翼片111还可以界定肩部或支架118,肩部或支架118用于支撑第二翼片的远侧端,以阻止因在收缩状态中在第二翼片111之上施加至触觉层120的力引起的超出与第一翼片111齐平的朝内变形。当位移设备穿过流体通道泵送流体,且流体因此进入到第一翼片111之下的流体管道116中时,第一翼片111可以朝向集成在基板110中的对应的支架118枢转,且到达平衡位置,其中,第一翼片111接合支架118。该流体可以将压力传播至第二翼片111,从而导致第二翼片111离开第一翼片111的支架118枢转至膨胀状态,且基于流体管道116中的流体压力到达平衡位置,且横跨触觉层120在第一翼片111的边缘与基板110的附接表面112之间张紧。流体压力可以导致第二翼片111向外铰接至超出第一翼片111与周界区域124偏移的膨胀状态,从而产生触觉地可辨别的边缘。该实现可以用于形成超出触觉层120的周界区域124偏移的触觉地可辨别的按钮,该按钮可以变形成在周界区域124下面偏移的触觉地可辨别的按钮。
如图15A与图15B中所示出的,在动态触觉接口的另一个变型中,基板110包括子层。第一(即,外部的)子层可以界定翼片111,且第二(即,内部的)子层可以界定流体通道114。例如,第一翼片111可以使用高功率激光束通过沿着翼片111的周界激光切割成第一子层,且流体通道114可以使用铣刀通过常规机械加工形成在第二子层中。第一子层与第二子层的特征可以以任何其它合适的方式来形成或产生。第一子层与第二子层然后可以结合在一起以形成基板110,其中第一子层中的翼片111从第二子层分离。因此,第二子层可以界定上面描述的支架118,且在收缩状态中,翼片111可以放置在支架118上。当流体压力在流体通道114中建立时,翼片111可以离开支架118升高,第一子层的围绕支架118的周界,因此界定流体管道116。如图15C中所示出的,在这个和其它变型中,翼片111还可以通过多铰链连接至基板110(例如,基板110的第一子层),例如通过选择性地从子层110切割翼片111的周界。
在动态触觉接口的另一个变型中,在一组可变形区域中的可变形区域可以配合以在收缩状态中形成触觉表面126的大体上平滑的区域,并且配合以在膨胀状态中形成触觉表面126的纹理区域。通常,可变形区域可以在收缩状态中与周界区域124(多个周界区域)齐平,以形成连续的、平齐的,且大体上平滑的表面,在该表面上,可变形区域与翼片可以是触觉地不能区分的。位移设备130可以使可变形区域以及,因此翼片膨胀,且因此形成超出周界区域124偏移的触觉地可辨别结构。可变形区域可以超出周界区域124竖直地偏移,以便为接触触觉表面126的输入对象提供触觉地可辨别的但不是障碍性的形态。可变形区域可以布置成形成图案。例如,可变形区域可以布置以形成“点”的图案,该“点”的图案形成围绕布置在由显示器呈现的键盘的键的虚像之上的触觉层120的区域的周界。因此,可变形区域可以形成键的周界。可变形区域可以以例如圆形、十字形、字母数字符号等的任何图案来布置。
在动态触觉接口的另一个变型中,可变形区域122横跨翼片111的外表面连接至翼片111,且触觉层120包括可变形区域122与周界区域124之间的边界区域,边界区域大体上与翼片111的周界重合并且响应于流体进入至流体管道116中的位移是可扩展的。通常,边界区域用于响应于可变形区域122和翼片111的膨胀伸展成膨胀状态。边界区域可以是可拉伸的和可扩展地柔性的。因此,当翼片111枢转至膨胀状态时,边界区域可以伸展。边界区域还可以用于在膨胀状态中通过从远侧边缘伸展至周界区域124形成沿翼片111的远侧端的边缘。边界区域可以连接(例如,黏附或结合至)至翼片111的远侧端和周界区域124,使得当可变形区域122与翼片111膨胀时,边界区域伸展拉紧。同样,在收缩状态中,边界区域伸展拉紧。在类似的变型中,边界区域用于响应于可变形区域122和翼片111从齐平的膨胀状态收缩成凹下的收缩状态而伸展。因此,边界区域能够使翼片111枢转且形成勾画翼片111的轮廓的触觉地可辨别特征(例如,边缘)。
在动态触觉接口的另一个变型中,基板110包括第二流体管道116、邻近第二管道116与流体管道116相对的第二支架118,以及流体地连接至第二流体管道116的第二流体通道114。基板110还包括界定第二远侧端与第二近侧端的第二翼片111,第二翼片111横跨第二流体管道116延伸并且在邻近翼片111的近侧端的第二近侧端处铰接至基板110。触觉层120包括邻近周界区域124并且布置在第二翼片111之上的第二可变形区域122;且其中,位移设备130选择性地显示进入至流体通道114和第二流体通道114中的流体以选择性地使可变形区域122和第二可变形区域122从收缩状态变换到膨胀状态,在收缩状态中第二翼片111的第二远侧端接合第二支架118,且在膨胀状态中第二翼片111的第二远侧端离开第二支架118升高,且第二可变形区域122界定触觉地可区别于周界区域124的第二形态。
在动态触觉接口的另一个变型中,基板110包括一组流体管道;基板110还界定一组翼片,该组翼片中的每个翼片111布置在该组流体管道中的流体管道116之上。触觉层120包括界定一组可变形区域的区域,在该组可变形区域122中的每个可变形区域122布置在该组翼片中的翼片111之上。位移设备130将流体位移至该组流体管道中的流体通道中,以大体上同时地使该组可变形区域中的可变形区域从收缩状态变换到膨胀状态,在收缩状态中在该组可变形区域中的每个可变形区域122与周界区域124大体上齐平,且在膨胀状态中在该组可变形区域中的每个可变形区域122界定触觉地可区别于周界区域124的形态。
6.位移设备
位移设备130将流体位移至到流体通道114中,且穿过流体管道116,以将可变形区域122从收缩状态变换到膨胀状态,在收缩状态中翼片111的远侧端接合支架118,且在膨胀状态中,翼片111的远侧端离开支架118升高,且可变形区域122界定触觉地可区别于周界区域124的形态。可选地,位移设备130可以使流体位移至流体通道114中,且穿过流体管道116,以将可变形区域122从收缩状态变换到膨胀状态,在齐平膨胀状态中翼片111的远侧端接合支架118,且在凹下的收缩状态中在支架118下方的翼片111的远侧端和可变形区域122在周界区域124下方界定触觉地可辨别的形态。通常,位移设备130用于将流体泵入至流体通道114中和/或从流体通道114中抽出流体,以使可变形区域122在收缩状态与膨胀状态之间和齐平的膨胀状态与凹下的收缩状态之间变换,如美国专利申请第14/081,519号所描述的。动态触觉接口还可以包括多个可变形区域,且位移设备130可以与一个或多个阀和/或一个或多个致动器连接以选择性地使可变形区域122的子集在收缩状态与膨胀状态之间变换。然而,位移设备130可以是任何其它合适的类型并且可以以任何其它方式运转,以将流体位移至流体通道114中和从流体通道114中排放流体,以使一个或多个可变形区域在膨胀状态与收缩状态之间变换。
7.传感器
动态触觉接口的一个变型可以包括传感器,该传感器联接至基板110并且根据触觉表面126上的输入输出信号。动态触觉接口的传感器可以检测触觉表面126上的输入。通常,传感器用于感测横跨触觉层120和/或基板110的电场或电学特性中的变化,且因此用于输出信号,使得计算设备内的处理器可以检测基于该信号的进入到计算设备中的输入。该计算设备然后可以相应地响应,例如如在美国专利申请号13/896,098所描述的。该传感器可以包括置于基板110与联接至基板110的显示器之间的电容式触控传感器,该电容式触控传感器输出对应于靠近可变形区域122的触觉层120的触觉表面126上的输入的信号。该传感器可以另外地或可选地输出对应于流体通道114内的流体压力的响应于施加至触觉层的可变形区域122的力的变化的信号。可选地,该传感器可以包括应变计,该应变计集成至触觉层120中且该布置在触觉层120与基板110之间,并且该应变计构造成输出对应于触觉层的变形的信号。然而,该传感器可以以任何其它方式运行,以检测在可变形区域122处和/或在周界区域124处的触觉表面126上的输入。
8.显示器
动态触觉接口的一个变型包括显示器,该显示器联接至与触觉层120相对的基板110,且呈现邻近可变形区域122的键的图像。通常,该显示器可以呈现附近可变形区域122的输入键的图像,例如如上面描述的以及在美国专利申请第13/414,589号中所描述的。该动态触觉接口还可以包括瞬时地接合移动计算设备的外壳,该外壳将基板110瞬时地保持在移动计算设备的数字显示器上方。例如,动态触觉接口可以包括包围该移动计算设备的售后外壳,且该售后外壳将动态触觉接口大体上布置在移动计算设备的显示器之上。
9.基座
如图17A、17B、18,以及19中所示出的,该动态触觉接口的一个变型包括基板110,基板110包括附接表面112、腔,以及流体地联接至该腔的流体通道114,该腔界定曲线横截面;布置在该腔内的基座113,基座113在该腔内可枢转且基座113包括配合表面和外部表面;包括联接至附接表面112的周界区域124的触觉层120,可变形区域122邻近该周界区域124且布置在基座113之上,且触觉表面126与基板110相对;位移设备130,其使流体位移至流体通道114中,且位移至该腔中以使可变形区域122从收缩状态变换到膨胀状态,在收缩状态中基座113的配合表面接触该腔,且基座113在该腔内在第一位置与第二位置之间是可枢转的,在第一位置中可变形区域122与周界区域124齐平并且在第二位置中界定触觉地可区别于周界区域124的第一形态,且在膨胀状态中基座113部分地从该腔升出,且可变形区域122界定触觉地可区别于第一形态和周界区域124的第二形态。
动态触觉接口的前述变型包括基板110,基板110包括附接表面112、腔,以及流体地联接至该腔的流体通道114,该腔界定曲线横截面。通常,基板110和基座113配合以支撑触觉层120,以抵抗进入该腔中的朝内变形。该腔在基板110中形成曲线横截面凹部。特别地,在收缩状态中,在第一位置中,基座113与基板110配合以支撑可变形区域,以抵抗进入该腔中的朝内变形。基座113在该腔中还可以旋转、枢转等,以支撑超出触觉层的周界区域124偏移的处于触觉地可辨别构造中的可变形区域122。例如,基座113可以提供超出周界区域124偏移的边缘或尖头。
动态触觉接口的前述变型包括基座113,基座113布置在腔内、在腔内可枢转且包括配合表面和外表面。通常,基座113可以用于支撑触觉层120和可变形区域122以抵抗可变形区域122进入至该腔中的变形。基座113可以枢转、旋转,从该腔中升出,或以其它方式在腔内移动和相对于腔移动。基座113可以是当处于第一位置时适合于支撑可变形区域122,以抵抗超出与周界区域124齐平的大体上的朝内变形的任何形状和尺寸。基座113可以大体上是透明的。基板110可以界定脊部、边缘、肩、架子,等,以将基座113保持在该腔内。
在一个实现中,基座113的外表面联接至可变形区域122。基座113可以围绕基座113的周界,或在基座113的顶部表面上的选定位置处横跨对应于基座113的顶部表面的配合表面黏附、结合、紧固,或以其它方式联接至触觉层120。可选地,基座113可以从触觉层分离。
在一个实现中,其中,该腔大体上是半球形的,基座113也可以是半球形的,使得基座113可以在该腔内旋转、摆动,和/或以其它方式移动。如图17B中所示出的,基座113因此在第一位置中可以用作支撑构件,在第一位置中,基座113的配合表面大体上与基座110的附接表面112齐平,且当基座113位移出第一位置时,基座113用作万向接头型摇杆。当基座113在该腔内枢转时,基座113的一部分枢转出该腔,且因此升高超出周界区域124。因此,在第二位置中,基座113可以超出周界区域124支撑触觉层120。同样,当基座113在该腔内枢转时,基座113的相对部分可以枢转到该腔中。如果触觉层120结合至基座113的配合表面,基座113可以将触觉层120的可变形区域122拉入到该腔中。
可选地,基座113可以配合半圆形的腔,使得摇杆在除了一个旋转自由度的所有自由度中被约束。在该变型中,基座113可以用作摇杆。
基座113的形状与对应的腔可以决定旋转响应和基座113的运动。例如,具有竖直壁的基座113可以抵抗横向运动,且可以限制基座113在除了竖直方向上外的大体上所有方向上的运动。如图17A中所示出的,在另一个示例中,基座113可以包括弯曲的或圆形的壁。如图17B中所示出的,基座113的圆形的壁可以与腔配合,且因此当偏离中心被挤压时,基座113能够不仅呈现线性上/下运动而且可以呈现旋转运动。因此,基座113可以使倾斜功能或操纵杆式的功能成为可能。围绕基座113的周界移动指状物还可以引起围绕基座113的轴线的圆周运动。指状物在基座113上的例如相对于在下面的触摸传感器的高度与位置的变化可以使传感器(例如,投射式电容传感器)能够检测可以与使用者的输入相关联的基座113的运动。在另一个示例中,基座113可以是圆柱形形状,且因此能够进行扭转运动和/或竖直运动。
如图18中所示出的,基座113在接口处使用腔的壁还可以界定一个或多个通道或凹槽。可选地,该腔可以在接口处使用基座113的表面界定一个或多个通道或凹槽。当位移设备130将可变形区域122从膨胀状态变换到收缩状态时,例如通过产生真空将流体从该腔中抽出,流体可以被捕获在该腔中,例如被捕获在触觉层120与基板110之间,捕获在触觉层120与基座113的顶部表面之间,和/或捕获在基座113与基板110之间。在基座113(和/或腔)中的通道和/或凹槽可以使流体从该腔排出,因此使可变形区域122收缩。通道和/或凹槽可以被蚀刻、模制,机械加工、冲压,或以其它方式产生在基座113和/或腔的表面上。通常,这些通道可以将基座113的外表面流体地联接至流体通道114(流体通道114联接至该腔),以便使流体能够经由流体通道114从该腔排出。
如图19中所示出的,基座113还可以包括一个或多个通孔115,且基座113可以附接至触觉层120的后表面(结合至基板110的触觉层120的表面),以在触觉层的可变形区域122内界定二级可变形区域。通孔115(多个通孔)穿过基座113可以将流体连通至二级可变形区域,使得在膨胀状态中用户动态触觉接口可以动态地膨胀,且使二级可变形区域收缩以在可变形区域122的顶部上产生更小的触觉地可辨别特征。
在该变型的一个实现中,基座113包括一个或多个通孔。触觉层120的区域在基座113的外表面处靠近该通孔(多个通孔)从基座113分离。包围从基座113和通孔(多个通孔)分离的触觉层的区域的触觉层120的一部分联接(例如,黏附、结合)至基座113并且界定触觉地可辨别的凹部或隆起物的周界,该周界在膨胀状态中提供触觉指引以区分呈现在显示器上的虚拟键盘的虚拟键。当位移设备130将流体位移至该腔中时,因而该腔中的流体压力增加,可变形区域122膨胀,基座113远离腔的边界升起,并且升高。如图18中所示出的,因此,二级可变形区域膨胀超出可变形区域122。在该实现中,当流体从流体通道离开时,可变形区域122收缩,基座113后退回该腔中,且二级可变形区域收缩至其与可变形区域122齐平的初始位置。
在前述变型的另一个实现中,基座113在第一位置中使可变形区域122的第一部分和可变形区域122的第二部分与周界区域124大体上保持齐平,且基座113将可变形区域122的第一部分保持在该腔内,且基座113在第二位置中将可变形区域122的第二部分保持在周界区域124之上。在该实现中,基座113可以在可变形区域122处结合至该触觉层。通常,前述变型的实现用于当可变形区域122在该腔内旋转时,使可变形区域122根据基座113的轮廓形变。因此,可变形区域122可以联接至基座113的顶部表面,且可变形区域122可以跟随基座113的位置。
在前述变型的类似的实现中,基座113在第二位置中横跨可变形区域122的第二部分形成褶皱。通常,该实现用于产生对应于基座113(其对应于可变形区域122的第二部分)的边缘的触觉地可辨别的特征。因此,该褶皱可以界定触觉地可辨别的边缘。
在前述变型的另一个实现中,基座113的外表面是平面的,且基座113的外表面在膨胀状态中将平面形式的可变形区域122保持为竖直地偏移超出周界区域124。
在前述变型的另一个实现中,基座113界定流体管道116,该流体管道116从配合表面延伸至外表面且在腔与可变形区域122之间连通流体。基座113的外表面的一部分可以围绕流体管道116从可变形区域122分离,并且从流体管道116偏移。
在基座113的一个实现中,该配合表面包括界定一系列槽的波状轮廓,在一系列槽中的槽与腔配合以在流体管道114与可变形区域122之间使流体连通。通常,基座113的该实现用于围绕基座113的周界从流体通道114使流体连通以便膨胀和收缩可变形区域122。当可变形区域122从竖直地偏移超出周界区域124和超出基座113的顶部表面的膨胀状态收缩时,该槽允许流体从与基座113的顶部表面脱离的可变形区域122排出。在该实现中,该槽还可以从流体通道114使流体连通以在腔内旋转基座113。来自穿过该槽至可变形区域122的连通的流体的流体压力可以导致连接至基座113的顶部表面的可变形区域122升起。因此,基座113可以从该腔中升出来。该槽可以围绕基座113布置,使得基座113的一部分将或多或少的流体连通至可变形区域122。例如,半球形基座113可以使基座113的第一部分具有数个较大的槽,且使基座113的第二部分具有一个较小的槽。穿过槽朝向对应于第一部分的可变形区域122传送的流体比朝向对应于第二部分的可变形区域122多。因此,更大的流体压力施加至对应于第一部分的可变形区域122,从而导致可变形区域122的第一部分升起超过周界区域124。因此,基座113可以旋转以支撑可变形区域122,使得对应于第一部分的基座113的边缘旋转至偏移超出周界区域124的位置,且对应于第二部分基座113的边缘旋转至腔中。
在另一个实现中,基座113沿配合表面界定凹槽,且基板110沿腔界定肋条,该肋条接合凹槽,且在收缩状态中将基座113约束在一个自由度中。在该实现中,基座113可以界定具有与基板110中的肋条配合的凹槽的半圆形或半球形基座113。例如,该半球形基座113可以界定凹槽,使得凹槽阻止该半球形基座113在腔内围绕腔的竖直轴线旋转。因此,该凹槽可以半球形基座113的旋转限制成上下颠簸和/或左右摇摆。肋条可以界定挤出的壁架、架子、肩部,或适合于与基座113中的凹槽配合的任何其它形式。同样,基座113可以界定肋条,且基板110可以界定凹槽,凹槽与肋条配合以限制基座113以大体上相同的方式旋转。
在前述实现的示例中,凹槽界定内部齿状轮廓,且肋条界定外部齿状轮廓,该外部齿状轮廓接合凹槽以在腔内将基座113保持在一系列的弧形位置中,该系列的弧形位置包括第一位置与第二位置。通常,该实现用于界定基座113的预定位置,且因此界定基座113的边缘的预定的偏移,基座的边缘的预定的偏移界定超出周界区域124的可变形区域122的高度。该凹槽可以将基座113固定在一个位置中,使得当使用者按压可变形区域122且因此按压基座113时,基座113抵抗该按压且保持可变形区域122的形式。同样,该凹槽可以用于在收缩状态中保持可变形区域122和基座113以阻止触觉层中的光学和触觉偏差。
在前述变型的另一个实现中,该腔界定半球形凹部,在收缩状态中,基座113界定在腔内以三自由度可枢转的半球形凸起,且基座113的外表面界定从腔的边缘偏移的圆形周界。同样,该腔可以界定半圆形凹部,且在收缩状态中,基座113可以界定在腔内以一个自由度可枢转的半圆形凸起。
动态触觉接口的前述变型可以包括位移设备130,该位移设备130将流体位移至流体通道114中,且进入至腔中以将可变形区域122从收缩状态变换到膨胀状态,在收缩状态中,基座113的配合表面与该腔接触,并且基座113在腔内在第一位置与第二位置之间是可枢转的,可变形区域122在第一位置中与周界区域124齐平,且在第二位置中界定触觉地可区别于周界区域124的第一形态,且在膨胀状态中,基座113部分地从该腔升出来,且可变形区域122界定触觉地可区别于第一形态和周界区域124的第二形态。
动态触觉接口的前述变型可以包括传感器,该传感器联接至基板110且输出对应于触觉表面126上的输入的信号。前述变型的另一个实现可以包括第二传感器,该第二传感器在收缩状态中输出对应于基座113从第一位置的弧形旋转的程度的信号。第二传感器可以检测基座113的旋转以确定相对于周界区域124的可变形区域的位置(例如,偏移)。该信号可以接转信息以确定邻近基座113、可变形区域122的,在流体通道114中的等的流体压力。该传感器还可以集成在基座内,或集成在邻近基座的配合表面的基板中,因此,该传感器可以检测基座的运动或位置。该传感器可以包括霍尔效应传感器或磁传感器、陀螺仪、电阻传感器,或适合于检测基座的运动和/或位置的任何其它传感器。
在前述变型的另一个实现中,显示器可以联接至与触觉层120相对的基板110,且呈现邻近可变形区域122,以及基板110、基座113的键的图像,且触觉层120包括大体上透明的材料。
在前述变型的另一个实现中,显示器可以联接至与触觉层120相对的基板110,且呈现邻近可变形区域122的键的图像,且传感器可以置于基板110与显示器之间,该传感器输出对应于在触觉表面126上的输入的信号,基板110、基座113,以及触觉层120包括大体上透明的材料。
前述变型的另一个实现包括第一磁性元件和第二磁性元件,第一磁性元件邻近腔的基部布置在基板110内,第二磁性元件布置在基座113内且与第一磁体配合以在收缩状态中将基座113保持在第一位置中。通常,磁性元件可以用于将基座113保持在第一位置或任何其它位置中以便大体上抵抗基座113的上下颠簸或左右摇摆以及由此的可变形区域122的变形。如上面所描述的,当施加至基座113的力超出第一磁性元件与第二磁性元件之间的吸引力时,基座113可以在腔内上下颠簸,且使邻近的可变形区域122变形。第一磁性元件可以集成至或联接至基板110。第二磁性元件可以集成至、黏附至,或以其它方式联接至基板113。
第三方法的另一种实现包括瞬时地接合移动计算设备的外壳,该外壳将基板110瞬时地保持在移动计算设备的数字显示器上方。
在另一个实现中,该基板界定肩部,该肩部大体上保持基座且阻止基座从与周界区域齐平的该腔升出来。该基板还可以界定在该腔之下的第二腔,该第二腔界定大体上为半圆形的横截面。因此,当基座在该腔内枢转时,基座的一部分可以旋转至该第二腔中。
在另一个实现中,基板可以界定竖直的肩部或薄的竖直边缘,该垂直的肩或薄的垂直边缘在收缩状态中通过接合配合表面或基座的任何其它表面将基座保持在腔内,且抵抗超出与周界区域齐平的基座的旋转。然而,该位移设备可以将流体泵送入该腔中,从而导致基座的附接表面升起至超出竖直肩部的升高的位置。在该升高的位置中,基座在腔内可以自由枢转。
本发明的系统和方法可至少部分地作为构造成接收存储计算机可读指令的计算机可读介质的机器被实施和/或实现。可通过结合有应用程序、小应用程序、主机、服务器、网络、网站、通信服务、通信接口、用户计算机的硬件/固件/软件元件或移动设备,或其任何合适组合的计算机可执行部件来执行这些指令。实施方案的其它系统和方法可至少部分地作为构造成接收存储计算机可读指令的计算机可读介质的机器被实施和/或实现。这些指令可通过由结合有以上所述类型的装置和网络的计算机可执行部件来执行。计算机可读介质可存储在任何合适的计算机可读媒介上,诸如RAM、ROM、闪存、EEPROM、光学设备(CD或DVD)、硬盘驱动器、软盘驱动器或任何合适设备。计算机可执行部件可以是处理器,尽管任何合适的专用硬件设备可以(可选地或另外地)执行指令。
本领域技术人员根据先前的详细描述以及图和权利要求将认识到,可以对本发明的实施方案作出修改和改变,而不脱离如在以下权利要求中界定的本发明的范围。
Claims (42)
1.一种动态触觉接口,包括:
基板,其包括流体管道、邻近所述流体管道的支架,以及流体地联接至所述流体管道的流体通道;
翼片,其包括远侧端与近侧端,所述翼片横跨所述流体管道延伸并且在所述近侧端处铰接至所述基板;
触觉层,其包括联接至所述基板的周界区域、邻近所述周界区域并且布置在所述翼片之上的可变形区域,以及与所述基板相对的触觉表面;
位移设备,其使流体位移至所述流体通道中并且穿过所述流体管道,以将所述可变形区域从收缩状态变换到膨胀状态,在所述收缩状态中所述翼片的所述远侧端接合所述支架,并且在所述膨胀状态中所述翼片的所述远侧端离开所述支架抬升并且所述可变形区域界定触觉地可区别于所述周界区域的形态;以及
传感器,其联接至所述基板并且根据所述触觉表面上的输入来输出信号。
2.根据权利要求1所述的动态触觉接口,其中,所述基板包括大体上透明的材料;其中所述触觉层包括大体上透明的材料;并且其中所述翼片包括大体上透明的材料。
3.根据权利要求1所述的动态触觉接口,其中,所述支架支撑所述翼片以免所述翼片向内变形进入到所述流体管道中,在所述收缩状态中所述支架横跨所述流体管道区域支撑所述可变形。
4.根据权利要求1所述的动态触觉接口,其中,所述翼片与所述基板是物理上共同延伸的。
5.根据权利要求4所述的动态触觉接口,其中,所述翼片与所述基板配合以界定横跨所述翼片的所述近侧端的弯曲部分。
6.根据权利要求4所述的动态触觉接口,其中,所述翼片与所述基板配合以界定沿所述翼片的所述近侧端的活动铰链,所述翼片的所述近侧端具有第一厚度,所述翼片的所述远侧端具有比所述第一厚度大的第二厚度。
7.根据权利要求1所述的动态触觉接口,其中,所述支架横跨所述流体管道横向延伸;并且所述动态触觉接口还包括第二翼片,所述第二翼片包括第二远侧端与第二近侧端,所述翼片横跨所述流体管道朝向所述支架纵向延伸,所述第二翼片在所述第二近侧端处铰接至所述基板并且横跨所述流体管道朝向所述翼片的所述远侧端纵向延伸;所述触觉层包括邻近所述周界区域并且布置在所述第二翼片之上的第二可变形区域;在所述收缩状态中,所述翼片的所述远侧端与所述第二翼片的所述第二远侧端同时接合所述支架,并且在所述膨胀状态中,所述翼片的所述远侧端与所述第二翼片的所述第二远侧端离开所述支架抬升并且所述第二可变形区域界定触觉地可区别于所述周界区域的第二形态。
8.根据权利要求1所述的动态触觉接口,其中,所述基板包括第二流体管道、邻近所述第二流体管道与所述流体管道相对的第二支架,和流体地联接至所述第二流体管道的第二流体通道;所述动态触觉接口还包括第二翼片,所述第二翼片包括第二远侧端与第二近侧端,所述第二翼片横跨所述第二流体管道延伸并且邻近所述翼片的所述近侧端在所述第二近侧端处铰接至所述基板;其中,所述触觉层包括邻近所述周界区域并且布置在所述第二翼片之上的第二可变形区域;并且其中,所述位移设备选择性地使流体位移至所述流体通道和所述第二流体通道中以选择性地将所述可变形区域与所述第二可变形区域从所述收缩状态变换到所述膨胀状态,在所述收缩状态中所述第二翼片的所述第二远侧端接合所述第二支架,并且在所述膨胀状态中所述第二翼片的所述第二远侧端离开所述第二支架抬升并且所述第二可变形区域界定触觉地可区别于所述周界区域的第二形态。
9.根据权利要求1所述的动态触觉接口,其中,所述支架界定在所述流体管道中;并且其中所述翼片包括基座,在所述收缩状态中所述基座延伸至所述流体管道中并且接合所述支架。
10.根据权利要求1所述的动态触觉接口,其中,可变形区域横跨所述翼片的外表面连接至所述翼片;并且其中所述触觉层包括在所述可变形区域与所述周界区域之间的边界区域,所述边界区域大体上与所述翼片的周界重合并且是响应于流体位移进入到所述流体管道中而可扩展的。
11.根据权利要求1所述的动态触觉接口,其中,所述可变形区域沿所述翼片的周界联接至所述翼片;并且其中所述翼片界定了将流体从所述流体管道连通至在所述可变形区域与所述翼片之间的腔的渠道,在所述膨胀状态中,所述可变形区域从所述翼片的外表面向外膨胀。
12.根据权利要求1所述的动态触觉接口,其中,所述基板包括一组流体管道;所述动态触觉接口还包括一组翼片,所述一组翼片中的每个翼片布置在所述一组流体管道中的一流体管道之上;其中,所述触觉层包括界定一组可变形区域的区,所述一组可变形区域中的每个可变形区域布置在所述一组翼片中的一翼片之上;并且其中,所述位移设备将流体位移至所述一组流体管道的流体通道中,以大体上同时地将所述一组可变形区域中的可变形区域从所述收缩状态变换到所述膨胀状态,在所述收缩状态中所述一组可变形区域中的每个可变形区域大体上与所述周界区域齐平,并且在所述膨胀状态中,所述一组可变形区域中的每个可变形区域界定触觉地可区别于所述周界区域的形态。
13.根据权利要求12所述的动态触觉接口,其中,所述一组可变形区域中的可变形区域在所述收缩状态中配合以形成所述触觉表面的大体上平滑的区域,并且在所述膨胀状态中配合以形成所述触觉表面的纹理区域。
14.根据权利要求1所述的动态触觉接口,还包括显示器,所述显示器与所述触觉层相对地联接至所述基板并且呈现邻近所述可变形区域的键的图像。
15.根据权利要求14所述的动态触觉接口,其中,所述翼片的所述远侧端界定面向所述支架的斜面,在所述膨胀状态中所述斜面的边缘在所述可变形区域的与呈现在所述显示器上的所述键的所述图像的周界的部分大体上对齐的邻近部分中形成尖锐部。
16.根据权利要求14所述的动态触觉接口,其中,所述传感器包括置于所述基板与所述显示器之间的电容式触控传感器,所述电容式触控传感器输出对应于在邻近所述可变形区域的所述触觉层的触觉表面上的输入的信号。
17.一种用于布置在计算设备的触敏显示器之上的动态触觉接口,所述动态触觉接口包括:
基板,其包括流体管道、邻近所述流体管道的边缘的支架,以及流体地联接至所述流体管道的流体通道;
翼片,其包括远侧端与近侧端,所述翼片横跨所述流体管道延伸并且在所述近侧端处铰接至所述基板;
触觉层,其包括与所述基板相对的触觉表面、联接至所述基板的周界区域,以及邻近所述周界区域并且布置在所述翼片之上的可变形区域;和
位移设备,其使流体位移至所述流体通道中并且穿过所述流体管道,以将所述可变形区域从收缩状态变换到膨胀状态,在所述收缩状态中所述翼片的所述远侧端接合所述支架并且所述可变形区域大体上与所述周界区域齐平,并且在所述膨胀状态中所述翼片的所述远侧端离开所述支架抬升并且所述可变形区域界定触觉地可区别于所述周界区域的形态。
18.根据权利要求17所述的动态触觉接口,还包括瞬时地接合移动计算设备的外壳,所述外壳将所述基板瞬时地保持在所述移动计算设备的数字显示器上。
19.根据权利要求17所述的动态触觉接口,其中,所述基板包括流体地联接至所述流体通道的第二流体管道和邻近所述第二流体管道与所述流体管道相对的第二支架;所述动态触觉接口还包括第二翼片,所述第二翼片包括第二远侧端与第二近侧端,所述第二翼片横跨所述第二流体管道延伸并且邻近所述翼片的所述近侧端在所述第二近侧端处铰接至所述基板;其中,所述触觉层包括邻近所述周界区域并且布置在所述第二翼片之上的第二可变形区域;并且其中,所述位移设备使流体位移到所述流体通道中,穿过所述流体管道,并且穿过所述第二流体管道以大体上同时地将所述可变形区域与所述第二可变形区域从所述收缩状态变换到所述膨胀状态,在所述收缩状态中,所述第二翼片的所述第二远侧端接合所述第二支架,并且在所述膨胀状态中,所述第二翼片的所述第二远侧端离开所述第二支架抬升,并且所述第二可变形区域界定触觉地可区别于所述周界区域的第二形态。
20.根据权利要求17所述的动态触觉接口,其中,所述翼片与所述基板是物理地共同延伸的,所述翼片与所述基板配合以界定沿所述翼片的所述近侧端的活动铰链,所述翼片的所述近侧端具有第一厚度,所述翼片的所述远侧端具有比所述第一厚度大的第二厚度。
21.根据权利要求17所述的动态触觉接口,其中,所述翼片的所述远侧端界定面向所述支架的斜面,在所述膨胀状态中所述斜面的边缘在所述可变形区域的与呈现在触敏显示器上的键的图像的周界的部分大体上对齐的邻近部分中形成尖锐部。
22.一种动态触觉接口,包括:
基板,其包括流体管道、邻近所述流体管道的支架,以及流体地联接至所述流体管道的流体通道;
翼片,其包括远侧端与近侧端,所述翼片横跨所述流体管道延伸并且在所述近侧端处铰接至所述基板;
触觉层,其包括联接至所述基板的周界区域、邻近所述周界区域并且布置在所述翼片之上的可变形区域,以及与所述基板相对的触觉表面;
位移设备,所述位移设备使流体位移至所述流体通道中并且穿过所述流体管道,以将所述可变形区域从收缩状态变换到膨胀状态,在所述膨胀状态中,所述翼片的所述远侧端接合所述支架,并且在所述收缩状态中所述翼片的所述远侧端在所述支架下方,并且所述可变形区域界定触觉地可区别于所述周界区域的形态;和
传感器,其联接至所述基板,并且根据所述触觉表面上的输入来输出信号。
23.一种动态触觉接口,包括:
基板,其包括附接表面、腔,以及流体地联接至所述腔的流体通道,所述腔界定曲线的横截面;
基座,其布置在所述腔内,在所述腔内是可枢转的,并且包括配合表面与外部表面;
触觉层,其包括联接至所述附接表面的周界区域、邻近所述周界区域并且布置在所述基座之上的可变形区域,以及与所述基板相对的触觉表面;
位移设备,其使流体位移至所述流体通道中并且进入到所述腔中以将所述可变形区域从收缩状态变换到膨胀状态,在所述收缩状态中,所述基座的所述配合表面与所述腔接触,并且所述基座在所述腔内在第一位置与第二位置之间是可枢转的,在所述第一位置中,所述可变形区域与所述周界区域齐平,并且在所述第二位置中所述可变形区域界定触觉地可区别于所述周界区域的第一形态,并且在所述膨胀状态中,所述基座部分地从所述腔升出,并且所述可变形区域界定触觉地可区别于所述第一形态和所述周界区域的第二形态;和
传感器,其联接至所述基板并且输出对应于所述触觉表面上的输入的信号。
24.根据权利要求23所述的动态触觉接口,其中,所述配合表面包括界定一系列槽的波状轮廓,所述一系列槽中的槽与所述腔配合以在所述流体通道与所述可变形区域之间使流体连通。
25.根据权利要求23所述的动态触觉接口,其中,所述基座界定沿所述配合表面的凹槽;其中,所述基板界定沿所述腔的肋条,在所述收缩状态中所述肋条接合所述凹槽,并且将所述基座约束在一个自由度中。
26.根据权利要求25所述的动态触觉接口,其中,所述凹槽界定内部齿状轮廓;并且其中所述肋条界定外部齿状轮廓,所述外部齿状轮廓接合所述凹槽以在所述腔内将所述基座保持在一系列的弧形位置中,所述一系列的弧形位置包括所述第一位置与所述第二位置。
27.根据权利要求23所述的动态触觉接口,其中,所述可变形区域联接至所述基座的外表面。
28.根据权利要求27所述的动态触觉接口,其中,在所述第一位置中,所述基座使所述可变形区域的第一部分和所述可变形区域的第二部分与所述周界区域大体上保持齐平,并且其中在所述第二位置中,所述基座将所述可变形区域的所述第一部分保持在所述腔内并且将所述可变形区域的所述第二部分保持在所述周界区域上方。
29.根据权利要求28所述的动态触觉接口,其中,所述基座在所述第二位置中形成横跨所述可变形区域的所述第二部分的褶皱。
30.根据权利要求27所述的动态触觉接口,其中,所述基座的所述外表面是平面的;并且其中在所述膨胀状态中,所述基座的所述外表面以竖直地偏移超出所述周界区域的平面形式保持所述可变形区域。
31.根据权利要求27所述的动态触觉接口,其中,所述基座界定流体管道,所述流体管道从所述配合表面延伸至所述外部表面并且在所述腔与所述可变形区域之间使流体连通;并且其中所述基座的所述外表面的围绕所述流体管道并且从所述流体管道偏移的部分从所述可变形区域分离。
32.根据权利要求23所述的动态触觉接口,其中,所述腔界定半球形凹部;其中所述基座界定半球形凸起,所述半球形凸起在所述收缩状态中在所述腔内在三个自由度上是可枢转的,并且其中所述基座的所述外表面界定从所述腔的边缘偏移的圆形周界。
33.根据权利要求23所述的动态触觉接口,其中,所述腔界定半圆形凹部;并且其中所述基座界定半圆形凸起,所述半圆形凸起在所述收缩状态中在所述腔内在一个自由度上是可枢转的。
34.根据权利要求23所述的动态触觉接口,还包括显示器,所述显示器与所述触觉层相对地联接至所述基板并且呈现邻近所述可变形区域的键的图像;并且其中所述基板、所述基座,以及所述触觉层包括大体上透明的材料。
35.根据权利要求23所述的动态触觉接口,还包括第二传感器,所述第二传感器输出对应于所述基座在所述收缩状态中从所述第一位置的弧形旋转的程度的信号。
36.根据权利要求23所述的动态触觉接口,其中,在所述收缩状态中,在所述第一位置中,所述基座与所述基板配合以支撑所述可变形区域以免所述可变形区域向内形变进入至所述腔中。
37.一种动态触觉接口,包括:
基板,其包括附接表面、腔,以及流体地联接至所述腔的流体通道,所述腔界定曲线的横截面;
基座,其布置在所述腔内,在所述腔内是可枢转的,并且包括配合表面与外部表面;
触觉层,其包括联接至所述附接表面的周界区域、邻近所述周界区域并且布置在所述基座之上的可变形区域,以及与所述基板相对的触觉表面;和
位移设备,其使流体位移至所述流体通道中并且位移至所述腔中,以将所述可变形区域从收缩状态变换到膨胀状态,在所述收缩状态中,所述基座的所述配合表面与所述腔接触,并且所述基座在所述腔内在第一位置与第二位置之间是可枢转的,在所述第一位置中,所述可变形区域与所述周界区域齐平,并且在所述第二位置中,所述可变形区域界定触觉地可区别于所述周界区域的第一形态,并且在所述膨胀状态中,所述可变形区域界定触觉地可区别于所述第一形态和所述周界区域的第二形态。
38.根据权利要求37所述的动态触觉接口,还包括显示器,所述显示器与所述触觉层相对地联接至所述基板并且呈现邻近所述可变形区域的键的图像,并且所述动态触觉接口还包括传感器,所述传感器置于所述基板与所述显示器之间,所述传感器输出对应于在所述触觉表面上的输入的信号;并且其中所述基板、所述基座,以及所述触觉层包括大体上透明的材料。
39.根据权利要求37所述的动态触觉接口,还包括第一磁性元件,所述第一磁性元件邻近所述腔的基部布置在所述基板内;并且所述动态触觉接口还包括第二磁性元件,所述第二磁性元件布置在所述基座内,并且在所述收缩状态中所述第二磁性元件与所述第一磁体配合以将所述基座保持在所述第一位置中。
40.根据权利要求37所述的动态触觉接口,还包括瞬时地接合移动计算设备的外壳,所述外壳瞬时地将所述基板保持在所述移动计算设备的数字显示器之上。
41.根据权利要求37所述的动态触觉接口,其中,在所述第一第二位置中,所述基座使所述可变形区域的第一部分和所述可变形区域的第二部分与所述周界区域大体上保持齐平,并且其中,在第二位置中,所述基座将所述可变形区域的所述第一部分保持在所述腔内并且将所述可变形区域的所述第二部分保持在所述周界区域上方。
42.根据权利要求41所述的动态触觉接口,其中,所述腔界定半球形凹部;其中所述基座界定半球形凸起,在所述收缩状态中,所述半球形凸起在所述腔内在三个自由度上是可枢转的;并且其中,所述基座的外表面界定圆形周界,在所述第二位置中,所述圆形周界形成横跨所述可变形区域的所述第二部分的半球形褶皱。
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