CN107168512A - 用于触觉表面元件的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于触觉表面元件的系统和方法。本文公开的一种说明性系统包括：壳体，配置为限定出腔室的边界，腔室包括材料；以及柔性层，耦合在腔室顶部并且配置为封闭腔室。说明性系统还包括第一致动装置，配置为接收第一触觉信号，并且通过改变所述材料的特性以使柔性层变形来响应性地输出第一触觉效果。说明性系统还包括第二致动装置，配置为接收第二触觉信号并且通过向柔性层施加电信号来响应性地输出第二触觉效果。说明性系统进一步包括与第一致动装置和第二致动装置通信的处理器。处理器配置为将第一触觉信号传送至第一致动装置并且将第二触觉信号传送至第二致动装置。

Description

用于触觉表面元件的系统和方法

技术领域

本发明涉及用户界面装置领域。更具体地，本发明涉及触觉表面元件。

背景技术

人们可以通过其来与基于计算机的系统交互的界面的质量变得越来越重要。为了产生更直观且增强的用户体验，这种系统可以使用视觉反馈、听觉反馈和/或触觉反馈来再现物理世界中的交互的各个方面。通常通过使偏移(非对称)质量围绕主轴旋转而生成触觉反馈。存在对附加类型的触觉反馈和用于提供触觉反馈的技术的需要。

发明内容

本公开的实施例包括触觉表面元件。在一个实施例中，本公开的系统可以包括壳体，该壳体配置为限定出腔室的边界。该腔室可以包括材料。系统还可以包括柔性层，该柔性层耦合在腔室顶部并且配置为封闭腔室。系统还包括第一致动装置，该第一致动装置配置为接收第一触觉信号，并且响应于该第一触觉信号，通过改变材料的特性以使柔性层变形来输出第一触觉效果。系统可以另外包括第二致动装置，该第二致动装置配置为接收第二触觉信号，并且响应于该第二触觉信号，通过将电信号应用于柔性层来输出第二触觉效果。系统还可以包括与第一致动装置和第二致动装置通信的处理器。处理器可以配置为将第一触觉信号传送至第一致动装置。处理器可以另外地或者替选地配置为将第二触觉信号传送至第二致动装置。

在另一实施例中，本公开的方法可以包括基于第一事件来确定第一触觉效果，该第一触觉效果包括封闭腔室的柔性表面的变形。该方法可以包括将第一触觉信号传送至第一致动装置，该第一致动装置配置为输出第一触觉效果。该方法可以包括经由第一致动装置并且响应于第一触觉信号，通过改变设置在腔室内的材料的特性来输出第一触觉效果。该方法可以包括基于第二事件来确定第二触觉效果。该方法可以包括将第二触觉信号传送至第二致动装置，该第二致动装置配置为输出第二触觉效果。该方法可以包括经由第二致动装置并且响应于第二触觉信号，通过传送电信号来输出第二触觉效果。再一实施例包括用于实施这种方法的计算机可读介质。

这些说明性实施例的提及不是为了限制或者限定本主题的限制，而是提供示例以帮助理解本主题。在详细描述中讨论了说明性实施例，并且在其中提供了进一步描述。可以通过细阅本说明书和/或通过实践所要求的主题的一个或者多个实施例来进一步理解由各种实施例提供的优点。

附图说明

在说明书的剩余部分中更具体地陈述了完整且能够实现的公开。本说明书对下面的附图进行了参考。

图1示出了用于触觉表面元件的系统的说明性实施例；

图2A示出了用于触觉表面元件的系统的实施例；

图2B示出了用于触觉表面元件的系统的另一实施例；

图2C示出了用于触觉表面元件的系统的又一实施例；

图2D示出了用于触觉表面元件的系统的另一实施例；

图2E示出了用于触觉表面元件的系统的再一实施例；

图3是示出了用于触觉表面元件的系统的实施例的框图；

图4示出了用于触觉表面元件的系统的实施例；

图5示出了用于触觉表面元件的系统的另一实施例；

图6A示出了用于触觉表面元件的系统的又一实施例；

图6B示出了用于触觉表面元件的系统的再一实施例；

图7A示出了用于触觉表面元件的系统的实施例；

图7B示出了用于触觉表面元件的系统的另一实施例；

图8示出了用于触觉表面元件的系统的又一实施例；

图9A示出了用于触觉表面元件的系统的再一实施例；

图9B示出了用于触觉表面元件的系统的实施例；

图9C示出了用于触觉表面元件的系统的另一实施例；

图9D示出了用于触觉表面元件的系统的再一实施例；

图10是根据一个实施例的用于执行用于提供触觉表面元件的方法的步骤的流程图；以及

图11是根据另一实施例的用于执行用于提供触觉表面元件的方法的步骤的流程图。

具体实施方式

现在将对各种说明性实施例和替选的说明性实施例与附图进行详细参考。提供各个示例作为解释，而不是作为限制。对本领域的技术人员显而易见的是可以进行修改和变型。例如，所图示的或者描述的作为一个实施例的部分的特征，可以用在另一实施例中以产生又一个实施例。因此，本公开旨在包括这些修改和变型，如同这些修改和变型在随附权利要求书及其等效物的范围内一样。

触觉表面元件的说明性示例

图1示出了用于触觉表面元件的系统的说明性实施例。在说明性实施例中，系统包括计算装置100，诸如，平板、电子阅读器或者移动电话(例如，智能电话)。

在说明性实施例中，计算装置100包括触觉输出装置102。该触觉输出装置102可以耦合至计算装置100的背面。触觉输出装置102配置为从计算装置100接收触觉信号并且将触觉效果输出至用户。在一些实施例中，触觉效果包括纹理(例如，凹凸不平、光滑、弹性、波浪式、起皱和/或褶皱纹理)。

在说明性实施例中，触觉输出装置102包括一个或者多个触觉单元106。各个触觉单元106可以配置为响应于触觉信号而变形(例如，从表面(诸如，计算装置100的背面104)升高和/或降低)。可以在任何布置或者模式中致动触觉单元106以生成可由用户感知的触觉效果。

触觉输出装置102可以包括任何布置和配置的任何数量的触觉单元106。尽管在图1中将触觉单元106示出为圆形，但是在一些实施例中，触觉单元106中的一个或者多个可以包括另一形状(诸如，三角形、方形、矩形或者椭圆形)。在一些实施例中，触觉单元106可以包括不规则和/或定制的形状。例如，用户可以通过将力施加到触觉单元106、将包括形状的装置耦合至触觉单元106(例如，触觉单元106的顶部)和/或将输入提供给计算装置100来定制该触觉单元106的形状。计算装置100可以接收输入并且响应性地操纵触觉单元106的形状(例如，通过致动配置为将力施加到触觉单元106的部件)。在一些实施例中，可以根据在本公开中描述的任何实施例或者实施例的组合来配置触觉单元106。

例如，在说明性实施例中，按照图2A-E中示出的那样配置至少一个触觉单元106。在图2A中示出的实施例中，触觉单元106包括壳体202。该壳体202配置为限定出位于壳体202内部的腔室204的边界。例如，壳体202可以在至少5个侧面为该腔室204限制边界。将柔性层208(例如，薄层材料，诸如膜或者薄膜)耦合至壳体202的顶部以限定腔室204的上边界和/或封闭腔室204。可以通过使用任何数量的材料和/或技术(例如，如针对图4描述的)而形成壳体202、腔室204和/或柔性层208。

在说明性实施例中，计算装置100可以至少部分地通过使致动装置206将物质(例如，固体、液体和/或气体)泵送到触觉单元106的腔室204中(例如，经由管，诸如，微管)来操作触觉单元106。该物质可以将压力施加到柔性层208。这可以使柔性层208膨胀、变形(例如，改变形状)和/或从腔室204向外弯曲，例如，成为图2B中示出的突起的凸块210。用户可以与柔性层208交互(例如，将手指滑过柔性层)并且感知触觉效果(例如包括光滑的凸块)。

在一些实施例中，计算装置100至少部分地通过将另一触觉信号传送至另一致动装置214(例如，设置在触觉单元106的腔室204内)来操作触觉单元106。致动装置214可以接收触觉信号并且将向柔性层208施加刺激。在这种实施例中，柔性层208可以包括智能材料、形状记忆合金和/或配置为对这种刺激做出响应的其它材料。响应于该刺激，柔性层208可以在形状上进一步变形，例如，如图2C所示。用户可以与柔性层208交互(例如，将手指滑过柔性层)并且感知触觉效果(包括对柔性层208的变形的组合)。例如，用户可以将手指滑过波浪式凸块216并且感知触觉效果(例如包括凹凸不平的纹理)。计算装置100可以按照任何数量的方式来操作致动装置206、214以使柔性层208变形成任何合适的形状。

在一些实施例中，计算装置100可以至少部分地通过使致动装置206从触觉单元106的腔室204移除至少一部分物质来操作触觉单元106。例如，计算装置100可以使致动装置204从腔室204吸出至少一部分物质。这可以使柔性层208变形和/或朝腔室204的内部向内弯曲，例如，成为图2D中示出的凹形表面212。用户可以与柔性层208交互并且感知触觉效果(例如包括光滑的脊或者裂缝)。附加地或者替选地，计算装置100可以将另一触觉信号传送至致动装置214，该触觉信号配置为使致动装置214将刺激施加至柔性层208。响应于该刺激，柔性层208可以进一步在形状上变形，例如，如图2E所示。用户可以与柔性层208交互(例如，将手指滑过柔性层)并且感知触觉效果(包括对柔性层208的变形的组合)。例如，用户可以将手指滑过柔性层208并且感知触觉效果(例如包括凹凸不平的纹理)。

在说明性实施例中，计算装置100配置为响应于事件(诸如，视频游戏事件)而输出触觉效果。例如，计算装置100可以执行视频游戏(诸如，其中用户可以驾驶虚拟汽车的驾驶模拟器)。在一些实施例中，计算装置100配置为当虚拟汽车通过虚拟表面(例如，虚拟道路)时输出触觉效果。触觉效果可以配置为，例如，模拟虚拟表面的纹理。例如，计算装置100可以例如使触觉输出装置102中的所有其它触觉单元106响应于用户的虚拟汽车行驶在凹凸不平的虚拟表面上而输出波浪式凸块216。用户可能能够与触觉输出装置102交互并且感觉到触觉单元106的波浪式凸块216。用户可以将波浪式凸块216视为触觉效果(例如包括凹凸不平的纹理)。

上文的说明性实施例的描述仅仅作为示例而提供。本文描述了本发明的各种其它实施例，并且本领域的技术人员将会理解这种实施例的变型。可以通过细阅本说明书和/或通过实践所要求的主题的一个或者多个的实施例来进一步理解由各种实施例提供的优点。

用于触觉表面元件的说明性系统

图3是示出了根据一个实施例的用于触觉表面元件的计算装置301的框图。计算装置301可以包括移动装置(例如，智能电话)、膝上型计算机、台式计算机、平板、电子阅读器、游戏控制器、游戏手柄、遥控器和/或便携式游戏装置。

在一些实施例中，可以将计算装置301的部件(例如，处理器302、网络接口装置310、触觉输出装置318、传感器330等)集成到一个外壳中。在其它实施例中，部件可以是分布式的(例如，在多个外壳或者位置中)并且与彼此电通信。计算装置301可以或者可以不包括图3中描绘的所有部件。例如，在一些实施例中，计算装置301可以不包括传感器330。

计算装置301包括经由总线306与其它硬件接口连接的处理器302。可以包括任何合适的有形(和非瞬时)计算机可读介质(诸如，RAM、ROM、EEPROM等)的存储器304可以包含配置计算装置301的操作的程序部件。在一些实施例中，计算装置301可以进一步包括一个或者多个网络接口装置310、输入/输出(I/O)接口部件和附加存储装置314。

网络接口装置310可以表示促进网络连接或者促进电子装置之间的通信的任何部件中的一个或者多个。示例包括，但不限于，有线接口(诸如，以太网、USB、IEEE 1394)；和/或无线接口(诸如，IEEE802.11、蓝牙、近场通信(NFC)接口、RFID接口)；或者用于接入蜂窝电话网络的无线电接口(例如，用于接入CDMA、GSM、UMTS或者其它移动通信网络的收发器/天线)。

I/O部件312可以用于促进与装置(诸如，一个或者多个显示器、触敏表面316、键盘、鼠标、扬声器、麦克风、按钮和/或用于输入数据或者输出数据的其它硬件)的连接。存储装置314表示非易失性存储装置，诸如，只读存储器、闪速存储器、铁电RAM(F-RAM)、磁性介质、光学介质、或者包括在计算装置301中或者耦合至处理器302的其它存储介质。

计算装置301可以包括触敏表面316。在一些实施例中，该触敏表面316是柔性的或者可变形的。触敏表面316表示配置为感测用户的触觉输入的任何表面。一个或者多个触摸传感器308配置为检测触摸区域中的触摸(例如，当对象与触敏表面316接触时)并且将与该触摸相关联的信号传送至处理器302。可以使用任何合适的数量、类型或者布置的触摸传感器308。例如，在一些实施例中，电阻式和/或电容式传感器可以嵌入在触敏表面316中并且用于确定触摸的位置和其它信息(诸如，压力、速度、方向和/或用户的手指与触敏表面316的接近度)。在这种实施例中，电容式传感器可以检测用户的手指与触摸传感器308(例如，嵌入在触敏表面316中)的接近度。例如，触摸传感器308可以包括电容式传感器，该电容式传感器配置为在用户的手指接近触摸传感器308时检测电容的变化。触摸传感器308可以基于电容的这种变化来确定用户的手指是否处于触摸传感器308的特定距离内。

触摸传感器308可以附加地或者替选地包括其它类型的传感器。例如，可以使用着眼于触敏表面316的光学传感器来确定触摸位置。作为另一示例，触摸传感器308可以包括安装在显示器一侧的LED(发光二极管)手指检测器。在一些实施例中，触摸传感器308可以配置为检测用户交互的多个方面。例如，触摸传感器308可以检测用户交互的速度、压力、和方向并且将该信息包含在传送至处理器302的信号中。

在一些实施例中，计算装置301包括将触敏表面316和装置的显示器结合的支持触摸的显示器。触敏表面316可以与显示器外部或者显示器部件上方的一个或者多个材料层对应。在其它实施例中，根据计算装置301的特定配置，触敏表面316可以不包括显示器(或者以其它方式与显示器对应)。

在一些实施例中，计算装置301包括一个或者多个附加传感器330。传感器330配置为将传感器信号传送至处理器302。传感器330可以包括例如湿度传感器、环境光传感器、陀螺仪、GPS单元、加速度计、范围传感器、深度传感器、生物传感器、相机、湿度传感器、流体传感器和/或温度传感器。在一些实施例中，计算装置301至少部分地基于来自传感器330的传感器信号来输出一个或者多个触觉效果。例如，在一些实施例中，计算装置301可以执行导航应用。在这种实施例中，计算装置301可以确定用户的GPS位置并且输出关联的触觉效果，该关联的触觉效果配置为例如，将方向信息提供给用户。例如，如果用户应该向右转，则计算装置301可以致动多个触觉单元以在计算装置301的右侧输出纹理(例如，凹凸不平的纹理)，和/或，如果用户应该向左转，则计算装置301可以致动多个触觉单元以在计算装置301的左侧输出纹理。用户可以感知该纹理并且确定向哪个方向转。

计算装置301包括与处理器302通信的触觉输出装置318。该触觉输出装置318配置为响应于触觉信号而输出触觉效果。在一些实施例中，触觉效果包括纹理、振动、感知到的摩擦系数的变化、温度的变化、击键感觉、电触觉的触觉效果和/或表面变形(例如，与计算装置301相关联的表面的变形)。

在一些实施例中，触觉输出装置318包括一个或者多个触觉单元(例如，如图1所示)。可以例如按照针对图2和图4-8中任一个描述的那样来配置一个或者多个触觉单元。计算装置301可以致动触觉输出装置318的一个或者多个触觉单元以生成触觉效果(例如，纹理)。计算装置301可以致动任何模式、形状或者配置的任何数量的触觉单元以生成触觉效果。例如，计算装置301可以执行天气应用。计算装置301可以配置为输出与天气相关联的触觉效果。例如，如果天气应用指示很有可能会下雨，则计算装置301可以致动例如配置为模拟水滴的形状的模式的多个触觉单元。如果天气应用指示雷雨将临，则计算装置301可以致动例如配置为模拟闪电的形状的模式的多个触觉单元。用户可以将手指滑过触觉输出装置318并且感知该模式。该模式可以分别向用户指示很有可能会下雨和/或很有可能有雷雨。

在一些实施例中，触觉输出装置318可以是计算装置301的外壳的一部分。在其它实施例中，触觉输出装置318可以覆盖与计算装置301相关联的表面。该表面可以包括例如计算装置301的正面、背面和/或侧面；用户界面装置(诸如，触敏表面316、触屏显示器、按钮或者控制杆)；和/或输出装置(诸如，显示器)。在其中触觉输出装置318覆盖显示器的至少一部分的实施例中，触觉输出装置318可以包括无色或者透明的材料(例如，以允许用户查看显示器)。在其它实施例中，触觉输出装置318可以包括不透明或者有色的材料(例如，以与计算装置301混合或者向计算装置301提供着色)。

在一些实施例中，触觉输出装置318在计算装置301外部并且与计算装置301通信(例如，经由有线接口(诸如，以太网、USB、IEEE1394)，和/或无线接口(诸如，IEEE 802.11、蓝牙)，或者无线电接口)。例如，触觉输出装置318可以与远程用户界面装置(例如，无线控制杆、游戏手柄和/或盲文接口)相关联(例如，耦合至)并且配置为响应于来自处理器302的触觉信号而输出触觉效果。在一些实施例中，触觉输出装置318可以与可穿戴装置(例如，戒指、手镯、手表、袖套、项链、帽子、衬衫、手套和/或眼镜)相关联和/或耦合至用户的身体并且配置为响应于来自处理器302的触觉信号而输出触觉效果。

尽管在图3中示出了单个触觉输出装置318，但在一些实施例中，计算装置301包括相同或者不同类型的多个触觉输出装置318以产生触觉效果。例如，计算装置301可以包括触觉输出装置318(例如，该触觉输出装置可以包括至少一个触觉单元)和不同的触觉输出装置318(例如，配置为输出振动接触触觉效果)。在一些实施例中，计算装置301可以按照顺序或者一齐地致动相同或者不同类型的多个触觉输出装置318以生成一个或者多个触觉效果。

在一些实施例中，触觉输出装置318配置为输出包括振动的触觉效果。触觉输出装置318可以包括例如压电致动器、电动机、电磁致动器、音圈、形状记忆合金、电活性聚合物、螺线管、偏心旋转质量电机(EPM)、或者线性谐振致动器(LRA)中的一个或者多个。

在一些实施例中，触觉输出装置318配置为输出触觉效果，该触觉效果调制感知到的与触觉输出装置318相关联的表面的摩擦系数。在一个实施例中，触觉输出装置318包括超声波致动器。超声波致动器可以按照超声波频率(例如，20kHz)振动，从而增加或者减少感知的关联表面的系数。在一些实施例中，超声波致动器可以包括压电材料。

在一些实施例中，触觉输出装置318使用静电引力(例如，通过使用静电致动器)来输出触觉效果。触觉效果可以包括模拟的纹理、模拟的振动、击键的感觉、或者感知到的在与计算装置301相关联的表面上的摩擦系数的变化。在一些实施例中，静电致动器可以包括导电层和绝缘层。导电层可以是任何半导体或者其它导电材料(诸如，铜、铝、金或者银)。绝缘层可以是玻璃、塑料、聚合物或者任何其它绝缘材料。此外，处理器302可以通过将电信号(例如，AC信号)施加于导电层来操作静电致动器。在一些实施例中，高压放大器可以生成AC信号。电信号可以生成在导电层与靠近或者触摸到触觉输出装置318的对象(例如，用户的手指或者其它身体部分或者触控笔)之间的电容耦合。改变在该对象与导电层之间的引力水平可以改变用户感知到的触觉效果。

在一些实施例中，触觉输出装置318包括配置为输出变形触觉效果的变形装置。变形触觉效果可以包括：使与计算装置301相关联的表面弯曲、折叠、卷绕、旋扭、挤压、屈曲、改变其形状、或以其它方式使与计算装置301相关联的表面变形。例如，变形触觉效果可以将力施加在计算装置301或者与计算装置301相关联的表面上，从而使其弯曲、折叠、卷绕、旋扭、挤压、屈曲、改变形状和/或以其它方式变形。例如，如果计算装置301正在执行虚拟滑板半管游戏，则变形触觉效果可以包括：使计算装置201弯曲的量与虚拟半管的弯曲对应。这可以为用户更真实地模拟虚拟半管的特征。

在一些实施例中，触觉输出装置318包括配置为输出变形触觉效果的凝胶(例如，用于使与计算装置301相关联的表面弯曲或者变形)。例如，触觉输出装置318可以包括智能凝胶。智能凝胶可以包括聚合物基质中的流体，该聚合物基质具有响应于一种或者多种刺激(例如，电场、磁场、温度、紫外线、摇动或者pH变化)而改变的机械或者结构属性。例如，响应于刺激，智能凝胶可以在刚度、体积、透明度和/或颜色上发生变化。刚度可以包括与计算装置301相关联的表面抵御变形的能力。在一些实施例中，可以将一条或者多条导线嵌入在或者耦合至智能凝胶中。当电流穿过导线时，散发热，从而使智能凝胶膨胀、收缩或者以其它方式改变形状。这可以使计算装置301或者与触觉输出装置318相关联的表面变形。在一些实施例中，可以将装置(例如，电磁铁)设置在智能凝胶附近以用于为智能凝胶施加磁场和/或电场。智能凝胶可以响应于磁场和/或电场而膨胀、收缩、或者改变形状。这可以使计算装置301或者与触觉输出装置318相关联的表面变形。

作为另一示例，触觉输出装置318可以包括流变(例如，磁流变或者电流变)流体。流变流体包括悬浮在流体(例如，油或者水)中的金属粒子(例如，铁粒子)。响应于电场或者磁场，可以重新排列流体中的分子的次序，从而改变流体的总体阻尼和/或粘度。这可以使计算装置301或者与触觉输出装置318相关联的表面变形。

在一些实施例中，触觉输出装置318包括机械变形装置。例如，在一些实施例中，触觉输出装置318可以包括耦合至使变形部件旋转的臂部的致动器。变形部件可以包括例如椭圆形、星爆形或者波纹形形状。变形部件可以配置为以某个旋转角度而非其它角度来移动与触觉输出装置318相关联的表面。致动器可以包括压电致动器、旋转/线性致动器、螺线管、电活性聚合物致动器、宏纤维复合(MFC)致动器、形状记忆合金(SMA)致动器和/或其它致动器。当致动器使变形部件旋转时，变形部件可以移动表面，从而使表面变形。在这种实施例中，变形部件可以在表面为平坦的位置上开始。响应于从处理器302接收到信号，致动器可以使变形部件旋转。使变形部件旋转可以使表面的一个或者多个部分升高或者降低。在一些实施例中，变形部件可以保持这种旋转的状态，直到处理器302用信号通知致动器使变形部件旋转回其初始位置为止。

进一步地，可以使用其它技术或者方法来使与计算装置301相关联的表面变形。例如，触觉输出装置318可以包括柔性表面层，该柔性表面层配置为使其表面变形或者基于与表面可重构触觉衬底(包括，但不限于，例如，纤维、纳米管、电活性聚合物、压电元件或者形状记忆合金)的接触来改变其纹理。在一些实施例中，例如，使用变形机制(例如，耦合至导线的电动机)、材料局部变形、谐振机械元件、压电材料、微机电系统(“MEMS”)元件、可变孔隙率膜或者层流调制来使触觉输出装置318变形。

转到存储器304，描绘了说明性程序部件324、326和328以图示在一些实施例中可以如何将装置配置为提供触觉表面元件。在该示例中，检测模块324将处理器302配置为经由触摸传感器308来监视触敏表面316以确定触摸的位置。例如，检测模块324可以对触摸传感器308进行采样以追踪触摸存在与否，并且如果存在触摸，则追踪触摸随着时间的位置、路径、速度、加速度、压力和/或其它特性中的一个或者多个。

触觉效果确定模块326表示对数据进行分析以选择要生成的触觉效果的程序部件。具体地，触觉效果确定模块326可以包括确定要输出至用户的触觉效果的代码。进一步地，触觉效果确定模块326可以包括选择要提供的一个或者多个触觉效果和/或要致动的一个或者多个触觉输出装置318(例如，在触觉输出装置318内的一个或者多个触觉单元)以生成触觉效果的代码。

在一些实施例中，触觉效果确定模块326可以包括基于与触敏表面316的交互来确定要输出的触觉效果的代码、和选择要提供的一个或者多个触觉效果以输出该效果的代码。例如，计算装置301可以执行视频游戏。计算装置301可以将与视频游戏相关联的虚拟对象输出在触摸屏显示器(例如，包括触敏表面316)上。在一些实施例中，计算装置301可以检测与输出在触摸屏显示器上的虚拟对象的用户交互(例如，在触敏表面316上轻击或者做手势(诸如，双指捏合))。基于用户交互的位置和虚拟对象的特性(例如，纹理、大小、颜色等)，触觉效果确定模块326可以选择要生成的触觉效果。例如，如果虚拟对象分别包括沙质纹理、岩石纹理、水样纹理、波浪式纹理或者凹凸不平的纹理，则触觉效果确定模块326可以确定包括沙质纹理、岩石纹理、水样纹理、波浪式纹理或者凹凸不平的纹理的触觉效果。

在一些实施例中，触觉效果确定模块326可以基于其它种类的事件来确定触觉效果。例如，触觉效果确定模块326可以基于系统状态(诸如，低电量状态)来确定触觉效果。在这种实施例中，触觉效果确定模块326可以确定触觉效果，包括例如配置为向用户指示用户需要对计算装置301进行充电的特定纹理。在一些实施例中，触觉效果的特性可以取决于系统状态的特性。例如，计算装置301的包括纹理的区域的大小可以与剩余的电池寿命量成反比。用户可能能够将手指滑过计算装置301的表面并且基于包括纹理的区域的大小来确定计算装置301的电池寿命还有多少。

在一些实施例中，触觉效果确定模块326可以确定配置为向用户提供信息的触觉效果。例如，触觉效果确定模块326可以确定触觉效果(例如包括纹理)。触觉效果可以配置为向用户指示，例如，用户未接听到电话、短信、电子邮件、即时消息和/或其它通信。

在一些实施例中，触觉效果确定模块326可以基于程序事件(例如，错误通知)来确定触觉效果。在一些实施例中，触觉效果的特性可以取决于程序事件的特性(例如，触觉效果的类型可以基于错误类型)。例如，如果程序事件包括程序故障，则触觉效果确定模块326可以确定关联的触觉效果(例如包括纹理)。纹理可以包括“X”或者皱眉表情(例如，)形式的凸块。在一些实施例中，用户可以与纹理交互并且基于纹理的特性来确定发生了程序事件(例如，程序故障)。

触觉效果生成模块328表示使处理器302生成触觉信号并且将该触觉信号传送至触觉输出装置318以生成所选择的触觉效果的编程。例如，触觉效果生成模块328可以访问要发送至触觉输出装置318的存储的波形或者命令。作为另一示例，触觉效果生成模块328可以包括用于确定触觉信号的算法。触觉效果生成模块328可以包括用于确定触觉效果的目标坐标的算法。这些目标坐标可以例如包括在触敏表面316或者计算装置301的要输出触觉效果(例如，纹理)的表面上的位置。

图4示出了用于触觉表面元件的系统的实施例。该系统包括触觉单元，该触觉单元包括基材402。该基材402可以包括任何合适的材料或者材料的组合。例如，基材402可以包括聚合物(例如，塑料和/或橡胶)和/或玻璃。

在一些实施例中，触觉单元包括腔室404。该腔室404可以包括通过使用任何技术或者技术的组合来钻孔、模制和/或以其它方式形成到基材402中的通道或者孔。例如，在一些实施例中，腔室404经由注塑成型而形成到基材402中。在这种实施例中，可以对基材402(例如，聚合物)进行加热直到基材402变软或者变成液态为止。可以将基材402倒入一个或者多个模具中并且将其冷却。将基材402冷却可以使基材402符合模具的一个或者多个特征并且在模具的一个或者多个特征周围硬化。模具的一个或者多个特征可以配置为将腔室404形成到基材402中。可以从模具中取出硬化的基材402，并且该硬化的基材可以包括腔室404。

作为另一示例，在一些实施例中，可以使用光刻来生成腔室404。在一个这种实施例中，制造商可以将光致抗蚀剂材料(例如，环氧基负性光致抗蚀剂材料)或者其它光致抗蚀剂材料设置在硅衬底上。基材402可以包括光致抗蚀剂材料和/或硅衬底。可以例如，通过使用辐射源(诸如，紫外光)来蚀刻光致抗蚀剂材料以在基材402中限定出腔室404。

作为又一示例，在一些实施例中，制造商可以激光蚀刻基材402、将聚焦离子束施加于基材402和/或将其它方法施加于基材402以形成腔室404。该腔室404可以包括任何合适的大小(例如，长度、宽度和/或直径)。例如，腔室404可以包括形成到基材402中的微通道。

将腔室404形成在基材402内可以生成围绕腔室404的壳体406。该壳体406可以包括限定出腔室404的外边界的一个或者多个壁408、410、412。

在一些实施例中，触觉单元包括配置为变形(例如，弯曲、屈曲或者改变形状)的柔性层414。柔性层414可以包括聚合物。在一些实施例中，柔性层414耦合在腔室404和/或壳体406的顶部。柔性层414可以限定出腔室404的上边界并且密封闭合的腔室404。

在一些实施例中，腔室404包括配置为致动触觉单元(例如，以输出触觉效果)的致动装置420。例如，在一些实施例中，致动装置420包括：加热元件、酸性物质、碱性物质、光(例如，发光二极管)、电极、和/或电磁铁。致动装置420可以配置为将例如热、酸性物质、碱性物质、光、电力、磁场、电场、电力和/或任何其它刺激施加至腔室404内的一个或者多个物质418(例如，石蜡、智能凝胶、形状记忆材料、压电材料和/或任何其它合适的材料)。在一些实施例中，物质418膨胀、收缩、改变形状、改变物理状态、和/或以其它方式对由致动装置420输出的刺激做出响应。这可以使物质418将压力施加到柔性层414或者与柔性层414交互。在物质418与柔性层414之间的交互可以使柔性层414在形状上变形。用户可以与变形的柔性层414交互(例如，通过将手指滑过柔性层414)并且感知触觉效果。

作为示例，在一些实施例中，物质418包括智能材料(诸如，智能凝胶)。在一些实施例中，致动装置420可以将刺激(例如，光)施加于智能材料以致动触觉单元。该刺激可以使智能材料膨胀、收缩和/或以其它方式变形。在一些实施例中，智能材料耦合至柔性层414和壳体406。例如，智能材料可以在一端耦合至柔性层414并且在另一端耦合至壳体406的壁408、410、412(例如，底壁410)。智能材料的变形(例如，收缩)可以将柔性层414拉向壳体406的底壁410或者将柔性层414推离壳体406的底壁410。这可以使柔性层414分别向内弯曲(例如，如由虚线422示出的)或者向外弯曲(例如，如由虚线416示出的)、和/或以其它方式变形。

作为示例，在一些实施例中，物质418包括压电材料。致动装置420可以将刺激(例如，电力)施加于智能材料以致动触觉单元。该刺激可以使压电材料膨胀、收缩和/或以其它方式变形。在一些实施例中，压电材料耦合至柔性层414和壳体406。例如，压电材料可以在一端耦合至柔性层414并且在另一端耦合至壳体406的壁408、410、412(例如，底壁410)。在一些实施例中，压电材料的变形(例如，收缩)可以将柔性层414拉向壳体406的底壁410或者将柔性层414推离壳体406的底壁410。这可以使柔性层414分别向内弯曲或者向外弯曲、和/或以其它方式变形。

在一些实施例中，致动装置420包括机器人(例如，微型机器人)。该机器人可以配置为在触觉单元的腔室404内移动。在一些实施例中，可以由用户或者计算装置控制(例如，无线地或经由有线接口)机器人。例如，机器人可以无线地接收(例如，经由蓝牙或者WiFi)一个或者多个控制信号并且响应性地在腔室404内移动和/或以其它方式变形操纵柔性层414。

在一些实施例中，致动装置422可能耦合至柔性层414以使柔性层414生成触觉效果。例如，在一个实施例中，柔性层414可以包括静电致动器的导电层(例如，柔性导电层)。可以将绝缘层424(例如，柔性绝缘层)设置在柔性层414顶部，以例如避免用户直接接触导电层。在这种实施例中，致动装置422可以配置为传送配置为使导电层生成触觉效果(包括与靠近柔性层414的对象的电容耦合)的触觉信号。

在一些实施例中，柔性层414可以包括用于将电触觉的触觉效果输出至与柔性层414接触的用户的导体或者其它材料。在其它实施例中，柔性层414可以包括用于将热触觉效果(例如，温度的增加或者降低)输出至靠近或者与柔性层414接触的用户的导体或者其它材料。致动装置422可以配置为将触觉信号传送至柔性层414以导致电触觉的触觉效果或者热触觉效果。例如，致动装置411可以将高电压传送至柔性层414内的导电材料以使柔性层414生成热。用户可以将热视作热触觉效果。

在一些实施例中，传感器426可以耦合至触觉单元。例如,传感器426可以包括配置为检测在柔性层414的表面处的温度并且将传感器信号传送至计算装置的温度传感器。在一些实施例中，计算装置可以基于来自传感器426的传感器信号来调制柔性层414处的温度(例如，当柔性层414配置为输出热触觉效果时)。例如，计算装置可以控制致动装置422以修改柔性层414处的温度直到达到特定温度(诸如，配置为模拟对象的特定纹理或者特征的温度)为止。例如，响应于其中用户的虚拟角色正在穿越模拟的熔岩的视频游戏事件，计算装置可以使致动装置422生成包括配置为越过模拟的熔岩的具体热量的热触觉效果。

在一些实施例中，计算装置可以同时或者按顺序地致动致动装置420、422以生成触觉效果(诸如，组合触觉效果)。例如，计算装置可以使致动装置420将柔性层414向外弯曲，例如，成为凸块的形状。计算装置可以大体上同时使致动装置422生成静电触觉效果(例如配置为模拟橡胶材料)。与柔性层414接触的用户(例如，将手指滑过柔性层414)可以将触觉效果的组合视作例如，橡胶凸块。

在一些实施例中，柔性层414本身配置为响应于刺激而变形。在这种实施例中，触觉单元可以不包括物质418。例如，柔性层414可以包括液晶聚合物、智能材料、电活性聚合物(EAP)和/或形状记忆材料(例如，形状记忆合金和/或形状记忆聚合物)。在这种实施例中，致动装置420(或者致动装置422)可以将刺激施加至柔性层414(例如，可以直接将刺激施加至柔性层414)以使柔性层414变形。例如，致动装置420可以将电场、磁场、热和/或另一刺激施加至柔性层414以使柔性层414膨胀。柔性层414的膨胀可以在柔性层414内生成应力，例如，因为柔性层414的端部可以耦合至壳体406的壁408、410、412。该应力可以使柔性层414向外弯曲(例如，如由虚线416示出的)、向内弯曲(例如，如由虚线422示出的)和/或以其它方式变形。

在一些实施例中，致动装置420(或者致动装置422)可以将刺激施加至柔性层414，该刺激配置为使柔性层414向内弯曲，这可以生成在接触柔性层414的用户的手指与柔性层414之间的吸力。用户可以将该吸力视作触觉效果。

可以将致动装置420、422设置在任何合适的位置(例如，位于腔室404内部、位于腔室404外部、位于壳体406外部、和/或位于触觉单元外部)中以将刺激施加至柔性层414和/或物质418。例如，尽管在图4中致动装置420设置在壳体406的底壁410中，但是在其它实施例中，致动装置420可以直接耦合至柔性层414(例如，位于腔室404的内部的柔性层414的底侧)。作为另一示例，在一些实施例中，将致动装置420设置在腔室404和/或触觉单元的外部。

图5示出了用于触觉表面元件的系统的另一实施例。该系统包括触觉单元，该触觉单元包括大体上分别与图4的壳体406、腔室404和柔性层414相似配置的壳体506、腔室504和柔性层512。可以通过使用针对图4讨论的任何方法来形成图5中示出的部件。

在图5中示出的实施例中，腔室504包括物质518(例如，水或者空气)。腔室504还包括致动装置520。该致动装置520可以包括例如电活性聚合物(例如，压电材料)。在一些实施例中，致动装置520配置为接收触觉信号并且响应性地在形状上变形。

例如，在一些实施例中，致动装置520的纵向端耦合至壳体506的底壁510(和/或侧壁)。致动装置520可以配置为响应于触觉信号而纵向膨胀。致动装置520的纵向膨胀可以生成致动装置520内的应力，例如，因为可以将致动装置520的纵向端固定至壳体506的底壁510。这可以使致动装置520例如如由虚线516示出地向上弯曲(例如，与壳体506的底部510分开)，或以其它方式变形。致动装置520的变形可以将物质518推离壳体506的底壁510并且推向柔性层512。这可以将向外的压力施加到柔性层512。在一些实施例中，向外的压力使柔性层512向外弯曲(例如，如由虚线514示出的)或以其它方式变形。在一些实施例中，柔性层512的变形模拟致动装置520的变形。例如，如果致动装置520变成波浪式形状，则物质518可以对柔性层512施加压力使得柔性层512变成大体上相似的波浪式形状。用户可以与变形的柔性层512交互，并且感知例如凹凸不平的纹理、波浪式纹理或者另一触觉效果。

在一些实施例中，致动装置520配置为响应于另一触觉信号或者触觉信号的移除而恢复至大体上平面的形状(例如，如图5所示)。当致动装置520恢复至大体上平面的形状时，物质518可以将较小的压力施加到柔性层512。这可以允许柔性层512例如恢复至默认的平面形状(例如，如图5所示)。用户可以与柔性层512交互，并且感知例如光滑纹理或者另一触觉效果。

图6A示出了用于触觉表面元件的系统的又一实施例。该系统包括触觉单元，该触觉单元包括大体上分别与图4的壳体406、腔室404和柔性层414相似配置的壳体606、腔室604和柔性层612。可以使用针对图4讨论的任何方法来形成图6A-B中示出的部件。

在图6A中示出的实施例中，系统包括至少两个致动装置620、622。可以将一个致动装置622耦合至柔性层612(例如，位于腔室604内部的柔性层612的底部)而可以将另一个致动装置620设置在系统中的其它位置。例如，在一些实施例中，可以将一个致动装置622设置在柔性层612的底侧(例如，如图6所示)并且可以将另一个致动装置620设置在壳体606的内壁上。在一些实施例中，柔性层612包括致动装置622。例如，致动装置622可以包括设置在柔性层612内的磁性粒子。系统可以包括以任何合适配置的任何数量的致动装置620、622。

致动装置620、622可以配置为彼此吸引或者彼此排斥。例如，致动装置620可以包括磁铁、铁磁材料或者金属部件，而致动装置622可以包括电磁铁。作为另一示例，致动装置622可以包括磁铁、铁磁材料或者金属部件，而致动装置620可以包括电磁铁。作为又一示例，致动装置620、622均可以包括电磁铁。在一些实施例中，计算装置可以向电磁铁输出配置为使电磁铁生成具有特定极性的磁场的触觉信号。磁场可以使致动装置620、622彼此吸引或者彼此排斥。这些吸力和斥力可以使柔性层612向内弯曲(例如，如由虚线616示出的)、向外弯曲(例如，如由虚线614示出的)、或以其它方式变形。

在一些实施例中，致动装置620、622中的一个或者两者均包括导电电极。可以通过使用例如溅射和气相沉积(例如，化学沉积或者物理沉积)将导电电极形成在与致动装置620、622相关联的表面上。例如，可以经由气相沉积将包括导电电极的致动装置622形成在柔性层612上。在一些实施例中，计算装置可以向导电电极输出配置为使导电电极生成具有特定极性的静电场的触觉信号。静电场可以使致动装置620、622彼此吸引或者彼此排斥。这些吸力和斥力可以使柔性层612向内弯曲(例如，如由虚线616示出的)、向外弯曲(例如，如由虚线614示出的)、或以其它方式变形。

在一些实施例中，计算装置可以重复地切换由致动装置620、622中的一个或者多个生成的磁场和/或静电场的极性。这可以使致动装置620、622重复地彼此吸引和彼此排斥。致动装置620、622的循环的吸引和排斥可以按照上下运动的方式移动柔性层612。该上下运动可以生成例如振动或者另一触觉效果。

在一些实施例中，将多个致动装置622耦合至柔性层612(例如，如图6B所示)。可以设置一个或者多个附加致动装置620以用于将一个或者多个磁场和/或电场施加于多个致动装置622。计算装置可以选择性地致动一对或者多对致动装置620、622以生成触觉效果。

例如，如图6B所示，计算装置可以致动多对致动装置623、624、626以使柔性层612变形成各种形状。在一些实施例中，计算装置可以致动第一对致动装置623，从而使得该第一对致动装置623生成具有相同(例如，负)极性的磁场。这可能会使第一对致动装置623彼此彼此排斥。计算装置可以附加地或者替选地致动第二对致动装置624，从而使得该第二对致动装置624生成具有相反极性的磁场。这可能会使第二对致动装置624彼此吸引。计算装置可以附加地或者替选地致动第三对致动装置626，从而使得该第三对致动装置626生成具有相同极性的磁场。这可能会使第三对致动装置626彼此排斥。这些致动装置对623、624、626的吸引和排斥可以使柔性层612变形成特定形状，例如波浪式形状(例如，如由虚线示出的)。用户可以与柔性层612交互并且感知例如包括波浪式纹理的触觉效果。计算装置可以致动任何数量或者配置的致动装置对623、624、626以生成触觉效果。

图7A示出了用于触觉表面元件的系统的实施例。在一些实施例中，该系统包括多个触觉单元700。该多个触觉单元700可以彼此耦合。例如，的每一个触觉单元700的每一个可以在至少一侧上耦合至相邻的触觉单元700。在其它实施例中，系统包括单个触觉单元700。尽管图7A描绘了大体上包括相同形状的多个触觉单元700，但在其它实施例中，触觉单元700中的两个或者更多个触觉单元可以包括不同的形状、体积、大小和/或其它特性。

在一些实施例中，一个或者多个触觉单元700包括大体上与图4的壳体406、腔室404和柔性层414相似配置的壳体702、腔室和柔性层708。可以通过使用针对图4讨论的任何方法来形成图7A-B中示出的部。

该系统可以包括第一壁714。该第一壁714可以包括例如计算装置的外壳和/或计算装置的部件。第一壁714可以相对于触觉单元700处于固定位置。可以将至少一个触觉单元700耦合至第一壁714。

该系统可以包括第二壁716。该第二壁716可以包括例如计算装置的外壳和/或计算装置的部件。第二壁716可以相对于触觉单元700处于固定位置。可以经由致动装置718将至少一个触觉单元700耦合至第二壁716。

在一些实施例中，致动装置718包括配置为响应于触觉信号而膨胀和/或收缩(例如，纵向膨胀或者收缩)的材料。例如，致动装置718可以包括压电材料。计算装置可以将触觉信号传送至致动装置718，该触觉信号配置为使致动装置718纵向膨胀，例如，如图7B所示。膨胀的致动装置718可以使该一个或者多个触觉单元700彼此和/或与第一臂部714横向压缩。这可以使触觉单元700的柔性层708向上弯(例如，如图7B所示)和/或向下弯，例如，因为柔性层708的侧面可以粘附至关联的壳体702并且柔性层708的中部可以自由移动。用户可以与触觉单元700的柔性表面708交互并且感知一个或者多个触觉效果(诸如，凹凸不平的纹理)。

在一些实施例中，计算装置可以将另一触觉信号传送至致动装置718或者从致动装置718移除触觉信号。这可以使致动装置718横向压缩。致动装置718的横向压缩可以允许触觉单元700横向膨胀和/或改变成默认的形状(例如，如图7A所示)。这可以使触觉单元700的柔性层708恢复至大体上平面的形状和/或以其它方式变形。用户可以与触觉单元700的柔性表面708交互并且感知一个或者多个触觉效果(诸如，光滑纹理)。

图8示出了用于触觉表面元件的系统的又一实施例。该系统包括触觉单元，该触觉单元包括柔性层802。该柔性层802可以包括介电弹性体。上柔性电极804可以耦合至柔性层802的上表面。下柔性电极806可以耦合至柔性层802的下表面。

下柔性电极806的侧端808、812中的至少一个可以耦合至表面810(例如，计算装置的外壳)。在一些实施例中，下柔性电极806的两端808、812均耦合至表面810。在下柔性电极806的横端808、812之间的中间部分814可以不耦合至表面810。这可以允许触觉单元的横向中心移动(例如，向上移离表面810，如由虚线箭头示出的)。

在一些实施例中，计算装置可以在上柔性电极804和下柔性电极806上施加电压以致动触觉小区。这可以导致压缩柔性层的厚度816的静电力。该压缩可以使柔性层802纵向膨胀。在一些实施例中，柔性层802的纵向膨胀可以在柔性层802内生成应力，例如，因为下柔性电极806(柔性层802耦合至该下柔性电极806)的端部808、812可以粘附至表面810。该应力可以使柔性层802弯曲(例如，与表面810分开，如由虚线818示出的)和/或以其它方式变形。

触觉表面元件的说明性应用

各种计算装置可以利用本公开的实施例以将强制的触觉反馈提供给这些计算装置的用户。图9A-C图示了用于提供触觉反馈的触觉表面元件的各种实施方式。参照图9A，图9A示出了包括触觉输出装置902(例如，设置在计算装置900的背面904上)的计算装置900。

在一些实施例中，计算装置900配置为输出动态触觉效果和/或改变触觉效果。例如，计算装置900可以执行冲浪视频游戏。当虚拟波浪穿过显示器(例如，设置在计算装置900的正面上)移动时，计算装置900可以输出关联的动态触觉效果。在一些实施例中，动态触觉效果可以包括配置为例如模拟波浪的移动纹理。例如，计算装置900可以按顺序致动触觉单元900的行906(例如在虚线箭头的方向上)。与触觉输出装置902接触的用户可以将触觉单元910的行906的顺序致动视为例如波浪式触觉效果。计算装置900可以按照顺序和/或一齐地致动任何数量或者布置的触觉单元910以生成触觉效果。致动的触觉单元910可以是彼此相邻的或者彼此不相邻的。

在一些实施例中，计算装置900配置为输出动态触觉效果和/或改变触觉效果，该触觉效果配置为将方向和/或空间线索提供给用户。例如，在图9B中示出的实施例中，触觉输出装置902覆盖触摸屏显示器。计算装置900可以执行视频游戏，在该视频游戏中，用户已经将虚拟岩石918扔进虚拟水中，从而生成虚拟波纹920。在一些实施例中，计算装置900配置为致动触觉单元910以模拟从虚拟岩石918的下落位置向外形成的波纹。例如，当虚拟波纹920从显示器上的下落位置向外传播时，计算装置900可以使更接近下落位置的触觉单元910提供较强的触觉效果，并且使逐渐远离下落位置的触觉单元910提供逐渐减弱的触觉效果。在不同的位置处与触觉输出装置902接触的用户可能能够感测到虚拟波纹920在不同位置处的例如方向性、振幅和其它特征。

在一些实施例中，计算装置900配置为输出动态触觉效果和/或改变触觉效果。例如，触觉效果可以向用户确认计算装置900检测到了用户输入。例如，计算装置900可以检测与作为图像用户界面(GUI)的一部分(例如，在触摸屏显示器上)输出的虚拟按钮的用户交互。在一些实施例中，计算装置900响应性地输出配置为确认计算装置900检测到了用户交互的触觉效果。在这种实施例中，触觉效果可以包括动态触觉效果。例如，触觉效果可以包括沿着触觉输出装置902对触觉单元910进行的顺序致动(例如，按照由图9C中的虚线示出的Z字形图形)。

在一些实施例中，计算装置900配置为输出配置为执行特定功能(例如，增加或者减小用户的握持、施加到计算装置900的反作用力等)的触觉效果。例如，计算装置900可以基于来自传感器(例如，加速度计)的传感器信号来确定用户正在摇动计算装置900。计算装置900可以响应性地输出配置为例如将更好的握持提供给用户的触觉效果。例如，计算装置900可以输出包括配置为例如增强用户在计算装置900上的握持的凹凸不平的纹理的触觉效果。作为另一示例，计算装置900可以例如基于来自传感器(例如，流体传感器或者湿度传感器)的传感器信号，确定计算装置900是湿的和/或湿滑的。计算装置900可以响应性地输出配置为例如增加用户的握持的触觉效果。

参照图9D，在一些实施例中，计算装置900致动触觉输出装置902的一个或者多个触觉单元910以生成用户界面。例如，计算装置900可以致动一个或者多个触觉单元910以描绘按钮912、914、滑块916、和/或用户可以与之交互的其它用户界面部件的位置。计算装置900可以致动任何数量或者配置的触觉单元910以生成用户界面部件。

在一些实施例中，触觉输出装置902可以包括传感器908或者以其它方式耦合至传感器908(诸如，配置为检测与用户界面部件的用户交互的触摸传感器(例如，设置在触觉输出装置902下方的电容式触摸传感器))。例如，传感器908可以包括光敏电阻或者材料(例如，智能材料)，该光敏电阻或者配置为通过输出与环境光的变化相关联的电信号来对环境光的变化做出响应的材料。用户可以与触觉输出装置902交互(例如，将手指滑过触觉输出装置902)以例如感知用户界面部件的位置、类型和/或其它特性，和/或以向计算装置900提供输入。传感器908可以检测用户交互并且将与用户交互相关联的传感器信号(例如，包括压力、位置、方向等)传送给计算装置900。例如，传感器908可以响应于放置在触觉单元910之上的对象(诸如，用户的手指)而传送与环境光的变化相关联的传感器信号(例如，从而阻挡环境光的一部分到达传感器)。计算装置900可以接收传感器信号并且基于传感器信号来确定用户输入。

在一些实施例中，计算装置900基于触觉输出装置902(例如，触觉输出装置902的触觉单元910)内的流体的移动来检测与计算装置900的用户交互。例如，用户可以使计算装置900旋转或者将压力施加到计算装置900以将输入提供给计算装置900。这可以使包含在触觉输出装置902内的流体移动。计算装置900可以基于来自传感器908的传感器信号来检测和/或识别用户输入，该传感器信号配置为例如检测流体的移动。

在一些实施例中，触觉单元910可以用于检测输入和提供触觉效果两者。例如，在传感器908包括智能材料的实施例中，该智能材料可以响应于刺激(例如，设置在触觉单元910之上并且阻挡环境光到达传感器908的用户的手指)而生成与用户输入相关联的一个或者多个传感器信号。计算装置900可以接收传感器信号并且基于传感器信号来确定用户输入。进一步地，计算装置900可以使用相同刺激或者不同刺激来致动智能材料以输出触觉效果。例如，计算装置900可以将电压施加至智能材料以使智能材料在形状上变形。形状上的变形可被用户感知为触觉效果。因此，在这种实施例中，触觉单元901可能能够接收输入并且提供输出。

在一些实施例中，计算装置900基于来自传感器908的传感器信号来输出或者修改触觉效果的特性。例如，计算装置900可以致动触觉单元910以例如形成限定出用户界面部件(诸如，按钮)的一部分的突起的凸块(或者另一突起的形状)。用户可以将一定大小的力(例如，压力)施加到触觉单元910，例如，以经由用户界面部件提供输入。传感器908可以检测施加到触觉单元910的力的大小并且传送与该力的大小相关联的传感器信号。计算装置900可以接收传感器信号并且响应于传感器信号，输出触觉效果(例如，振动)。触觉效果可以例如向用户确认接收到输入。计算装置900可以附加地或者替选地致动触觉单元910以使触觉单元910变形成另一形状(诸如，扁平的形状、内凹的形状、或者更小的凸块)。这种变形可以例如向用户指示用户已经与触觉单元910交互。

在一些实施例中，计算装置900配置为输出与由传感器908检测到的力的大小相关联的触觉效果。例如，计算装置900可以致动多个触觉单元910以限定用户界面部件(诸如，按钮)。用户可以将不同大小的力施加到触觉单元910例如以与用户界面部件交互。响应于由用户施加的第一大小的力(例如，轻压)，计算装置900可以致动触觉单元910以使触觉单元910例如向回推向用户。这可以模拟按钮的弹力。响应于由用户施加的第二大小的力(例如，重压)，计算装置900可以输出例如振动和/或使触觉单元910变成扁平的(例如，平面的)形状。这可以模拟按钮点击。在一些实施例中，触觉效果的组合可以更真实地模拟与真实按钮的交互。

在一些实施例中，计算装置900响应于与用户界面部件的用户交互(和/或基于来自传感器908的传感器信号)而执行一种或者多种功能(例如，拨打电话号码；输入文本；发送文本消息；使计算装置900进入特定模式(诸如，睡眠模式或者唤醒模式)；执行应用(诸如，录音应用)等)。例如，计算装置900可以致动触觉单元910组以描绘按钮912、914的位置，用户可以与该按钮912、914交互以提供输入例如安全代码。在一些实施例中，计算装置900可以检测与按钮912、914的用户交互的顺序并且确定该顺序是否与预定顺序(例如，存储在存储器中)相匹配。如果匹配，则计算装置900可以执行关联的功能(诸如例如对计算装置900进行解锁和/或将计算装置900从睡眠模式唤醒)。

作为另一示例，在一些实施例中，计算装置900可以致动一组触觉单元910以限定出滑块916的位置，用户与该滑块交互以提供输入。计算装置900可以检测用户沿着滑块916的触觉单元910滑动手指(例如，向上，如由虚线箭头示出的)，并且响应性地执行关联的功能。例如，计算装置900可以响应性地修改(例如，增加或者减小)在计算装置900上执行的音乐应用的音量。

在一些实施例中，计算装置900可以基于与用户交互相关联的力的大小(例如，如由传感器908检测到的)来执行一种或者多种功能。例如，计算装置900可以执行相机应用。计算装置900可以致动触觉单元910以描绘与相机应用相关联的按钮912的位置。在一些实施例中，计算装置900可以检测(例如，经由与限定出按钮912的触觉单元相关联的传感器)对按钮912的轻压。响应于该轻压，计算装置900可以使计算装置900的相机聚焦。计算装置900还可以输出配置为例如模拟快门聚焦的触觉效果。在一些实施例中，计算装置900可以检测对按钮912的重压。响应于该重压，计算装置900可以通过使用相机来拍摄照片(或者视频)。计算装置900还可以输出配置为例如模拟快门点击的触觉效果。

作为另一示例，在一些实施例中，计算装置900可以经由显示器输出图形用户界面。触觉输出装置902可以设置在显示器顶部。在一些实施例中，计算装置900可以致动触觉单元910以形成与在图形用户界面中输出的图标相关联的形状。例如，计算装置900可以致动设置在特定图标顶部的触觉单元910以限定出该图标的边界或者其它特性。在一些实施例中，计算装置900可以检测对触觉单元910的轻压。响应于该轻压，计算装置900可以经由显示器输出与关联于图标哦应用相关联的信息。例如，如果图标与绘图应用相关联，则计算装置900可以输出关于该绘图应用的信息、最近保存的图纸的缩略图、或者其它信息。在一些实施例中，计算装置900可以检测对触觉单元的重压。响应于该重压，计算装置900可以运行该应用。因此，用户可以使用不同大小的力来与触觉单元910交互以使计算装置900执行与应用相关联的不同功能。

在一些实施例中，至少部分地由一个或者多个触觉单元910限定的用户界面可以允许用户在不视觉上集中在计算装置900上的情况下与计算装置900交互。例如，用户可能能够在将输入提供给计算装置900的同时将计算装置900留在用户的口袋中和/或将计算装置900放置在观者的视野外。

在一些实施例中，触觉输出装置902与计算装置900物理地分开(例如，触觉输出装置902可以是可与计算装置900一起使用的外围装置)。例如，触觉输出装置902可以远离计算装置900，并且与计算装置900有线通信或者无线通信。计算装置900可以经由触觉输出装置902从用户接收输入并且将输出提供给用户。例如，触觉输出装置902可以检测用户交互(例如，通过使用上述的任何方法)并且将与该用户交互相关联的信号传送至计算装置900。计算装置900可以接收该信号并且响应性地将触觉信号传送至触觉输出装置902。触觉信号可以使触觉输出装置902例如生成一个或者多个触觉效果和/或修改用户界面。

用于触觉表面元件的说明性方法

图10是根据一个实施例的用于执行用于提供触觉表面元件的方法的步骤的流程图。在一些实施例中，可以利用由处理器(例如，在通用计算机、移动装置或者服务器中的处理器)执行的程序代码来实现图10中的步骤。在一些实施例中，可以由一组处理器来实现这些步骤。在一些实施例中，可以省略在图10中示出的一个或者多个步骤，或者按照不同的次序执行在图10中示出的一个或者多个步骤。类似地，在一些实施例中，还可以执行在图10中未示出的附加步骤。参考上文针对图3中示出的计算装置301所描述的部件来描述以下步骤。

当处理器302接收一个或者多个传感器信号时，方法1000开始于步骤1002。处理器302可以从例如传感器330、触摸传感器308等接收传感器信号。例如，响应于事件(例如，用户摇动计算装置301)，传感器330(例如，加速度计和/或陀螺仪)可以将与该事件相关联的传感器信号传送至处理器302(例如，摇动的速度和方向)。作为另一示例，响应于用户与触觉输出装置318的表面交互，与触觉输出装置318相关联的触摸传感器308检测用户交互并且将关联的传感器信号传送至处理器302。

在一些实施例中，处理器302从I/O部件312接收传感器信号。在这种实施例中，可以将与计算装置301相关联的用户界面装置(例如，按钮、开关、控制杆、旋钮和/或触敏表面316)的用户交互与传感器信号相关联。例如，在用户与触敏表面316交互(例如，轻击触敏表面、沿着触敏表面做手势等)时，处理器302可以经由I/O部件312从触摸传感器308接收信号。

方法1000继续步骤1006，在步骤1006中，处理器302确定包括变形的第一触觉效果。该第一触觉效果配置为至少部分地由触觉输出装置318的触觉单元输出。

在一些实施例中，处理器302至少部分地基于传感器信号来确定第一触觉效果。例如，处理器302可以访问存储在存储器304中的查找表来将传感器信号的一个或者多个特性(例如，由传感器信号携带的振幅、持续时间、频率、波形和/或数据)映射至一个或者多个触觉效果。作为另一示例，处理器302可以将来自传感器信号的数据应用于一个或者多个算法以确定一个或者多个关联的触觉效果。作为又一示例，处理器302可以基于传感器信号来确定用户输入(例如，用户输入的类型(诸如，轻击、两指捏合、和/或沿着触敏表面316的表面滑动))。处理器302可以访问存储在存储器304中的查找表来将一个或者多个用户输入映射至一个或者多个触觉效果。

在一些实施例中，处理器302可以基于来自传感器330的多个传感器信号来确定第一触觉效果。例如，用户可能正在夜间驾驶车辆。处理器302可以从环境光检测器接收第一传感器信号。该第一传感器信号可以指示少量环境光(例如，因为目前是夜间)。处理器302可以从加速度计接收第二传感器信号。该第二传感器信号可以指示高速率(例如，因为用户正在驾驶车辆)。处理器302可以从麦克风接收第三传感器信号。该第三传感器信号可以与环境噪声(例如，发动机的声音、汽车喇叭和/或狂风)相关联。在一些实施例中，处理器302可以基于传感器信号中的两个或者更多个来确定计算装置301位于移动的车辆中。附加地或者替选地，处理器302可以确定包括凹凸不平的纹理的第一触觉效果，该第一触觉效果配置为例如使用户能够更容易地在车辆的低光、快速移动环境中定位、识别和/或抓住计算装置301。

作为另一示例，用户可以将计算装置100放置在用户的口袋或者钱包中。处理器302可以从环境光检测器接收指示少量环境光的第一传感器信号(例如，因为计算装置100处于用户的口袋或者钱包中)。处理器302可以从陀螺仪接收指示计算装置100上下颠倒或者处于另一非常规角度中的第二传感器信号。在一些实施例中，处理器302可以基于传感器信号来确定计算装置301位于包或者另一容器中。附加地或者替选地，处理器302可以确定配置为例如简化从容器中定位、识别和/或抓住计算装置301的第一触觉效果。

在一些实施例中，处理器302至少部分地基于事件来确定第一触觉效果。如本文使用的，事件是任何交互、动作、冲突或者在计算装置301的操作期间发生的、可以潜在地包括关联的触觉效果的其它事件。在一些实施例中，事件可以包括：用户输入或者用户交互(例如，按下按钮、操纵控制杆、与触觉敏感表面交互、将计算装置100倾斜或者定向)，系统状态(例如，低电池、低存储、或者系统通知(诸如，基于系统接收到呼入电话呼叫而生成的通知))，发送数据(例如，发送电子邮件)，接收数据(例如，接收文本消息)，使用计算装置301来执行功能(例如，拨打或者接听电话)，或者程序事件(例如，如果程序是游戏，则程序事件可以包括爆炸、射击、撞击、游戏角色之间的交互、达到新的水平、或者在颠簸地带驾驶)。

例如，处理器302可以访问存储在存储器304中的查找表来将事件映射至一个或者多个触觉效果。例如，处理器302可以将包括到来的电子邮件的事件映射至包括具有布置成电子邮件图标形状的突起的凸块的纹理的触觉效果。作为另一示例，处理器302可以将与事件相关联的数据(例如，事件发生的时间、事件的优先级、与事件相关联的数值等)应用于一种或者多种算法以确定一个或者多个关联的触觉效果或者触觉效果的特性。例如，处理器302可以将穿越显示屏的虚拟对象的移动的一个或者多个特性应用到算法以确定例如要致动以生成动态触觉效果的一个或者多个触觉单元。

在一些实施例中，处理器302至少部分地基于与虚拟对象相关联的特性来确定第一触觉效果。例如，计算装置301可以在显示器上输出虚拟对象。用户可以经由例如触敏表面316与虚拟对象交互。在一些实施例中，处理器302可以基于与虚拟对象相关联的高度、宽度、形状、颜色、位置、功能、纹理和/或另一特性来响应性地确定触觉效果。例如，如果虚拟对象包括建筑模拟器中的巨砾，则处理器302可以确定包括岩石纹理和/或凹凸不平的纹理的触觉效果。

在一些实施例中，处理器302基于触觉输出装置318中的变形的特性(例如，突起的凸块的大小、形状和/或厚度)来确定触觉效果。该变形可以是由例如前一个触觉效果导致的。在一些实施例中，处理器302基于传送至触觉输出装置318的电量、触觉输出装置318的大小、触觉输出装置318的类型、触觉输出装置318的位置、和/或触觉输出装置318的材料(例如，设置在触觉输出装置318内的物质)来确定特性。例如，处理器302可以估计触觉输出装置318的压电材料响应于触觉信号膨胀和/或收缩的量，并且将该膨胀和/或收缩的量与特定大小和/或形状的变形相关联。处理器302可以使触觉输出装置318的致动装置将任何数量和/或类型的变化施加于触觉输出装置318以实现期望的触觉效果。

例如，在一些实施例中，如果处理器302确定触觉输出装置318已经包括期望的变形，则例如，处理器302可以确定无触觉效果。在一些实施例中，如果处理器302确定触觉输出装置318具有厚度低于阈值的变形，则处理器302可以确定配置为例如将变形的厚度增加到高于阈值的触觉效果。在一些实施例中，如果处理器302确定触觉输出装置318具有厚度高于阈值的变形，则处理器302可以确定配置为例如将变形的厚度降低到低于阈值的触觉效果。

在一些实施例中，处理器302确定多个触觉效果。可以将多个触觉效果中的每一个与虚拟对象和/或用户交互(例如，与计算装置301的用户交互)的不同特性相关联。例如，计算装置301可以在触摸屏显示器上输出虚拟枪支。在用户接触触摸屏显示器上的与枪支的扳机相关联的位置时，处理器302可以确定例如与扳机的纹理(例如，金属纹理)相关联的触觉效果。处理器302可以通过例如致动触觉输出装置318(例如，设置在触敏表面316的顶部)的多个触觉单元来生成触觉效果。处理器302还可以确定与例如虚拟枪支的木柄的纹理相关联的另一触觉效果。在一个这种实施例中，处理器302可以通过例如致动触觉单元的不同配置来生成触觉效果。在一些实施例中，多个触觉效果可以提供虚拟对象的更现实且更拟真的表示(例如，与枪支交互)。

方法1000继续步骤1008，在步骤1008中，处理器302确定配置为由触觉输出装置318的触觉单元输出的第二触觉效果。处理器302可以通过使用上文针对步骤1006描述的方法中的任何一种来确定该第二触觉效果。

方法1000继续步骤1010，在步骤1010中，处理器302传送配置为使触觉单元在形状上变形以输出第一触觉效果的第一触觉信号。在一些实施例中，处理器302可以访问存储在存储器304中并且与特定触觉效果相关联的驱动信号以确定第一触觉信号。在一个实施例中，通过访问存储的算法并且输入与效果相关联的参数来生成触觉信号。例如，在这种实施例中，算法可以基于振幅和频率参数输出数据以供在生成驱动信号中使用。作为另一示例，触觉信号可以包括待由触觉输出装置318解码的数据。例如，触觉输出装置318自身可以对指定参数(诸如，振幅和频率)的命令做出响应。

在一些实施例中，处理器302将第一触觉信号传送至致动装置。致动装置可以配置为通过使用本公开中描述的方法中的任何一种来使触觉输出装置318的柔性层变形。

方法1000继续步骤1012，在步骤1012中，处理器302传送配置为使触觉单元输出第二触觉效果的第二触觉信号。处理器302可以使用上文针对步骤1010描述的方法中的任何一种来确定触觉信号。

在一些实施例中，处理器302可以同时(例如，大体上同时地)传送第一触觉信号和第二触觉信号以使触觉单元同时输出第一触觉效果和第二触觉效果。用户可以将第一触觉效果和第二触觉效果的同时输出视为组合触觉效果或者合成触觉效果。

例如，在一些实施例中，用户可能正在计算装置301上玩视频游戏。响应于用户在视频游戏中的虚拟角色接触到锋利的表面(例如，图钉、刀或者针)，处理器302可以确定要输出的组合触觉效果。处理器302可以使触觉单元输出第一触觉效果和第二触觉效果以输出组合触觉效果。例如，处理器302可以传送配置为使触觉单元的柔性层变成凸块形状的第一触觉信号。处理器302还可以传送配置为输出包括刺痛感的电触觉的触觉效果的第二触觉信号。当用户用身体部位接触触觉单元时，用户可以感觉到凸块形状和刺痛感的组合。用户可以将凸块形状和刺痛感的组合视为组合触觉效果例如模拟锋利的表面。

作为另一示例，在上文的视频游戏实施例中，处理器302可以响应于用户的角色穿越岩石地带来确定组合触觉效果。处理器302可以使触觉单元输出第一触觉效果和第二触觉效果以输出组合触觉效果。例如，处理器302可以传送配置为使触觉单元的柔性层变成凸块形状的第一触觉信号。处理器302还可以传送配置为进一步使触觉单元的柔性层变成具有纹理的表面的第二触觉信号。当用户用身体部位接触触觉单元时，用户可以感觉到凸起的、具有纹理的表面。用户可以将凸起的、具有纹理的表面视为组合触觉效果例如模拟岩石地带的纹理和其它特征。

在一些实施例中，触觉输出装置318包括如针对图2和图4-图8中的任何一个或者其组合描述的那样配置的一个或者多个触觉单元。在这种实施例中，处理器302可以通过按顺序和/或一齐地致动触觉单元中的一个或者多个来生成触觉效果。例如，处理器302可以按顺序致动一个或者多个触觉单元以生成动态触觉效果(例如如针对图9A讨论的)。在一些实施例中，处理器302可以根据图11的方法的一个或者多个步骤，通过致动触觉单元中的一个或者多个来生成触觉效果。

图11是根据另一实施例的用于执行用于提供触觉表面元件的方法的步骤的流程图。在一些实施例中，可以将图11中的步骤实现为由处理器(例如，在通用计算机、移动装置或者服务器中的处理器)执行的程序代码。在一些实施例中，可以由一组处理器实现这些步骤。在一些实施例中，可以省略在图11中示出的一个或者多个步骤，或者按照不同的顺序执行在图11中示出的一个或者多个步骤。类似地，在一些实施例中，还可以执行在图11中未示出的附加步骤。在一些实施例中，在图11中示出的步骤中的一个或者多个可以是在上述的方法1000的步骤中的一个步骤内的子步骤。参考上文对图3中示出的计算装置301描述的部件来描述以下步骤。

方法1100开始于步骤1102，在步骤1102中，处理器302使触觉输出装置318的致动装置将物质泵送到触觉输出装置318(例如，触觉输出装置318的腔室)或从该触觉输出装置318移除物质。该物质可以包括固体、液体和/或气体。

在一些实施例中，处理器302使致动装置将物质泵送到触觉输出装置318中以例如改变触觉输出装置318的形状和/或使触觉输出装置318变形(例如，生成突起的凸块)。例如，处理器302可以响应于与例如包括沙质纹理的虚拟对象的用户交互而使致动装置将物质泵送到触觉输出装置318中。处理器302可以使一定量的物质被泵送到配置为生成具有特定特性(例如，特定大小和/或形状)的突起的凸块的触觉输出装置318中。该特定特性可以配置为模拟例如沙粒和/或沙质纹理。用户可以与凸块交互并且感知例如该沙质纹理。

在一些实施例中，处理器302使致动装置从触觉输出装置318移除至少一部分物质以例如改变触觉输出装置318的形状和/或使触觉输出装置318变形。例如，处理器302可以响应于与例如包括光滑纹理或者玻璃纹理的虚拟对象的用户交互，而使致动装置从触觉输出装置318移除物质。处理器302可以移除一定量的物质，从而使得例如表面包括大体上平面的形状。平面的形状可以配置为模拟例如光滑纹理或者玻璃纹理。用户可以与凸块交互并且感知例如光滑纹理或者玻璃纹理。

方法1100继续步骤1104，在步骤1104中，处理器302将刺激施加至与触觉输出装置318相关联的物质。例如，处理器302可以使触觉输出装置318响应于例如呼入电话呼叫而将热施加至触觉输出装置318的腔室内的智能材料。在一些实施例中，物质膨胀、收缩、改变形状、改变物理状态、和/或以其它方式对由触觉输出装置318输出的刺激做出响应。这可以使物质将压力施加到触觉输出装置318的表面(例如，侧壁和/或柔性层)或者以其它方式与触觉输出装置318的表面交互。例如，智能材料可以响应于热而膨胀。膨胀的智能材料可以将压力施加到触觉输出装置318的柔性层。在物质与表面之间的交互可以使触觉输出装置318在形状上变形。例如，膨胀的智能材料可以将压力施加到柔性层并且使柔性层向外凸出。用户可以与触觉输出装置318交互并且确定例如存在呼入电话呼叫。这可以允许用户检测呼入电话呼叫(例如，如果电话处于静音模式)。

在一些实施例中，所述物质包括电磁铁和/或电极。例如，所述物质可以包括耦合至例如触觉输出装置318的柔性层的电磁铁。在这种实施例中，处理器302可以向所述物质施加包括电信号的刺激。所述物质可以响应于该刺激而发射电场和/或磁场。例如，电磁铁可以响应于接收到电信号而发射磁场。这可以使物质被吸引到另一附近的磁性材料或者与另一附近的磁性材料排斥。该吸引和/或排斥可以在触觉输出装置318的表面上生成推力和/或拉力。这可以使触觉输出装置318在形状上变形。

触觉表面元件的优点

触觉表面元件存在若干优点。例如，这种系统可以允许无法输出触觉反馈的计算装置以其它方式输出触觉反馈。例如，触觉单元可以容易地耦合至计算装置(例如，耦合至计算装置的外部外壳和/或外壳)并且配置为生成触觉效果。

在一些实施例中，触觉表面元件可以是可由用户配置的，并且能够提供可定制的触觉效果。例如，用户可能能够按照任何次序或者配置将任何数量的触觉单元布置在计算装置的表面上。这可以允许用户定制用户接收的触觉效果的类型和/或位置。

在一些实施例中，触觉表面元件可以提供更真实且拟真的用户体验。例如，在一些实施例中，计算装置可以输出包括特定纹理(例如，起皱的纹理)的虚拟对象(例如，一张起皱的纸)。计算装置可以致动一个或者多个触觉单元(例如，通过升高或者降低触觉单元的柔性表面)以生成配置为模拟特定纹理的触觉效果。用户可以与触觉单元交互并且更真实地感知纹理。作为另一示例，在一些实施例中，计算装置可以按顺序和/或一齐地致动多个触觉单元以生成动态触觉效果。动态触觉效果可以更真实地模拟任何数量的物理现象(诸如，运动)中的一个或者多个。

在一些实施例中，触觉表面元件可以将信息提供给用户。例如，盲文装置和/或其它计算装置(例如，针对盲人)可以包含触觉单元。计算装置可以致动触觉单元中的一个或者多个以生成，例如，盲文书写。用户可能能够感知致动的触觉单元的位置和/或配置并且确定例如关联的字母。这可以允许无法看到的用户来例如阅读书籍和文章、与网站交互、和/或执行其它任务。

一般考虑

上文讨论的方法、系统和装置都是示例。各种配置可以根据需要省略、替代、或者添加各种过程或者部件。例如，在替选配置中，可以按照与所描述的次序不同的次序来执行方法，和/或可以添加、省略、和/或组合各个阶段。同样，可以将针对特定配置描述的特征组合在各种其它配置中。可以按照相似的方式组合配置的不同方面和元件。同样，对技术进行了演进，因此，许多元件都作为示例并且不限制本公开或者权利要求书的范围。

在说明中给出的特定细节是为了提供对示例配置(包括实施方式)的全面理解。然而，可以在没有这些特定细节的情况下实践配置。例如，已经在没有不必要的细节的情况下示出了公知的电路、过程、算法、结构、和技术，以免模糊配置。本说明只提供示例配置，并且不限制权利要求书的范围、适用性、或者配置。相反，前述对配置的说明将向本领域的技术人员提供用于实施所描述的技术的能够实现的描述。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

同样，可以将配置描述为过程，该过程被描绘为流程图或者框图。尽管每一个配置可以将操作描述为顺序的过程，但是可以并行地或者同时执行许多操作。另外，可以重新排列操作的次序。过程可以具有在图中不包括的附加步骤。此外，可以由硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言、或者它们的任何组合来实施方法的示例。当要执行必要任务的程序代码或者代码段实施在软件、固件、中间件、或者微代码中时，将该程序代码或者代码段存储在非瞬时计算机可读介质(诸如，存储介质)中。处理器可以执行所描述的任务。

已经描述了若干示例配置，可以在不脱离本公开的精神的情况下使用各种修改、替选结构、以及等效物。例如，上文的元件可以是较大系统的部件，其中，其它规则可以优先于本发明的应用或者以其它方式修改本发明的应用。同样，可以考虑在上文的元件之前、期间、或者之后进行若干步骤。因此，上文的描述不限制权利要求书的范围。

本文中“适用于”或者“配置为”的使用是指不排除适用于或者配置为执行附加任务或者步骤的装置的开放且包容性的语言。另外，“基于”的使用是旨在开放且包容性的，其中，“基于”一个或者多个叙述的条件或者值的过程、步骤、计算、或者其它动作在实践中可以基于这些叙述的条件或者值之外的附加条件或者值。包括在本文中的标题、列表、和编号仅仅是为了便于解释并且不旨在限制。

可以在数字电子电路系统中、在计算机硬件、固件、软件、或者在前述的组合中实施根据本主题的方面的实施例。在一个实施例中，计算机可以包括一个或者多个处理器。处理器包括或者有权访问计算机可读介质(诸如，耦合至处理器的随机存取存储器(RAM))。处理器执行存储在存储器中的计算机可执行程序指令(诸如，执行包括传感器采样例程、选择例程、和其它例程的一个或者多个计算机程序)以进行上述的方法。

这种处理器可以包括微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、和状态机。这种处理器可以进一步包括可编程电子装置，诸如，PLC、可编程中断控制器(PIC)、可编程逻辑装置(PLD)、可编程只读存储器(PROM)、电可编程只读存储器(EPROM或者EEPROM)、或者其它相似的装置。

这种处理器可以包括介质(例如，有形计算机可读介质)或者可以与介质进行通信，该介质可以存储指令，该指令在由处理器执行时可以使处理器执行本文描述由处理器执行或者协助的步骤。计算机可读介质的实施例可以包括但不限于：所有电子存储装置、光学存储装置、磁性存储装置、或者能够向处理器(诸如，在web服务器中的处理器)提供计算机可读指令的其它存储装置。介质的其它示例包括但不限于：软盘、CD-ROM、磁盘、存储器芯片、ROM、RAM、ASIC、配置的处理器、所有光学介质、所有磁带或者其它磁性介质、或者计算机处理器可以读取的任何其它介质。同样，各种其它装置可以包括计算机可读介质(诸如，路由器、私人网络或者公共网络)、或者其它传输装置。所描述的处理器和处理可以在一个或者多个结构中，并且可以通过一个或者多个结构分散。处理器可以包括用于执行本文描述的方法中的一种或者多种(或者方法的部分)的代码。

虽然本主题已经针对其特定实施例进行了详细描述，但是要了解，本领域的技术人员在理解上述描述之后可以容易地产生这些实施例的修改、变型、和等效物。因此，应该理解的是，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，本公开的呈现是处于示例而不是限制的目的，并且本公开并不排除包括对本主题的这种修改、变型和/或添加。

Claims (20)

1.一种系统，包括：

壳体，所述壳体被配置为限定腔室的边界，所述腔室包括材料；

柔性层，所述柔性层被耦合在所述腔室顶部并且被配置为封闭所述腔室；

第一致动装置，所述第一致动装置被配置为接收第一触觉信号，并且响应于所述第一触觉信号，通过改变所述材料的特性以使所述柔性层变形来输出第一触觉效果；

第二致动装置，所述第二致动装置被配置为接收第二触觉信号，并且响应于所述第二触觉信号，通过向所述柔性层施加电信号来输出第二触觉效果；以及

处理器，所述处理器与所述第一致动装置和所述第二致动装置通信，所述处理器配置为：

将所述第一触觉信号传送至所述第一致动装置；以及

将所述第二触觉信号传送至所述第二致动装置。

2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括设置在所述柔性层上或者在所述腔室内的传感器，所述传感器被配置为检测与所述柔性层的用户交互，并且传送与所述用户交互相关联的传感器信号，其中，所述处理器进一步被配置为：

接收所述传感器信号，并且至少部分地基于所述传感器信号来确定所述第一触觉效果或者所述第二触觉效果。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述传感器包括布置在所述柔性层内的智能材料。

4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述处理器进一步被配置为：

从所述传感器接收第一传感器信号，所述第一传感器信号指示在所述柔性层上的第一力；

基于所述第一力来执行第一功能；

从所述传感器接收第二传感器信号，所述第二传感器信号指示在所述柔性层上的第二力；以及

基于所述第二力来执行第二功能。

5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述第二触觉效果包括：静电触觉效果、电触觉的触觉效果、热触觉效果、或者所述柔性层的变形。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器进一步被配置为：

基于事件来确定组合触觉效果，所述组合触觉效果包括所述第一触觉效果和所述第二触觉效果；以及

同时传送所述第一触觉信号和所述第二触觉信号以输出所述组合触觉效果。

7.根据权利要求1所述的系统，进一步包括显示器和多个触觉单元，其中，所述处理器进一步被配置为：

通过按顺序致动所述多个触觉单元来输出与在所述显示器上移动的虚拟对象相关联的动态触觉效果。

8.根据权利要求1所述的系统，其中，所述处理器与第一传感器和第二传感器通信，所述处理器进一步被配置为：

从所述第一传感器接收第一传感器信号；

从所述第二传感器接收第二传感器信号；以及

基于所述第一传感器信号和所述第二传感器信号来确定所述第一触觉效果或者所述第二触觉效果。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述材料包括智能材料、电活性聚合物或者压电材料，并且其中，所述第一致动装置被配置为响应于所述第一触觉信号而向所述材料施加刺激，所述刺激被配置为使得所述材料的大小发生改变。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，柔性层和所述腔室位于计算装置的表面上，其中，所述表面不包括显示器。

11.一种方法，所述方法包括：

基于第一事件来确定第一触觉效果，所述第一触觉效果包括封闭腔室的柔性表面的变形；

将第一触觉信号传送至第一致动装置，所述第一致动装置被配置为输出所述第一触觉效果；

经由所述第一致动装置并且响应于所述第一触觉信号，通过改变布置在所述腔室内的材料的特性来输出所述第一触觉效果；

基于第二事件来确定第二触觉效果；

将第二触觉信号传送至第二致动装置，所述第二致动装置被配置为输出所述第二触觉效果；以及

经由所述第二致动装置并且响应于所述第二触觉信号，通过向所述柔性层传送电信号来输出所述第二触觉效果。

12.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：

从位于所述柔性层上或者所述腔室内的传感器接收传感器信号，其中，所述传感器被配置为检测与所述柔性层的交互；以及

至少部分地基于所述传感器信号来确定所述第一触觉效果或者所述第二触觉效果。

13.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：

从配置为检测与所述柔性层的用户交互的传感器接收第一传感器信号，所述第一传感器信号指示在所述柔性层上的第一力；

基于所述第一力来执行第一功能；

从所述传感器接收第二传感器信号，所述第二传感器信号指示在所述柔性层上的第二力；以及

基于所述第二力来执行第二功能。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第二触觉效果包括：静电触觉效果、电触觉的触觉效果、热触觉效果或者所述柔性层的另一变形。

15.根据权利要求11所述的方法，进一步包括：

基于事件来确定组合触觉效果，所述组合触觉效果包括所述第一触觉效果和所述第二触觉效果；以及

将所述第一触觉信号传送至所述第一致动装置，并且同时将所述第二触觉信号传送至所述第二致动装置。

16.一种包括程序代码的非瞬时计算机可读介质，所述程序代码在由处理器执行时被配置为使得所述处理器：

基于第一事件来确定第一触觉效果，所述第一触觉效果包括封闭腔室的柔性表面的变形；

将第一触觉信号传送至第一致动装置，所述第一致动装置被配置为通过改变布置在所述腔室内的材料的特性来输出所述第一触觉效果；

基于第二事件来确定第二触觉效果；

将第二触觉信号传送至第二致动装置，所述第二致动装置被配置为通过向所述柔性层传送电信号来输出所述第二触觉效果。

17.根据权利要求16所述的非瞬时计算机可读介质，进一步包括下述程序代码：该程序代码在由所述处理器执行时被配置为使得所述处理器：

从位于所述柔性层上或者所述腔室内的传感器接收传感器信号，其中，所述传感器被配置为检测与所述柔性层的交互；以及

至少部分地基于所述传感器信号来确定所述第一触觉效果或者所述第二触觉效果。

18.根据权利要求16所述的非瞬时计算机可读介质，进一步包括下述程序代码：该程序代码在由所述处理器执行时被配置为使得所述处理器：

从配置为检测与所述柔性层的用户交互的传感器接收第一传感器信号，所述第一传感器信号指示在所述柔性层上的第一力；

基于所述第一力来执行第一功能；

从所述传感器接收第二传感器信号，所述第二传感器信号指示在所述柔性层上的第二力；以及

基于所述第二力来执行第二功能。

19.根据权利要求16所述的非瞬时计算机可读介质，其中，所述第二触觉效果包括：静电触觉效果、电触觉的触觉效果、热触觉效果、或者所述柔性层的另一变形。

20.根据权利要求16所述的非瞬时计算机可读介质，进一步包括下述程序代码：该程序代码在由所述处理器执行时被配置为使得所述处理器：

基于事件来确定组合触觉效果，所述组合触觉效果包括所述第一触觉效果和所述第二触觉效果；以及

将所述第一触觉信号传送至所述第一致动装置，并且同时将所述第二触觉信号传送至所述第二致动装置。