WO2022110237A1 - 传感装置、电子设备和电子设备的控制方法 - Google Patents

传感装置、电子设备和电子设备的控制方法 Download PDF

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Abstract

一种传感装置、电子设备、电子设备的控制方法，上述传感装置包括电路板和固定于电路板多个控制点，多个控制点中的每个控制点处于电路板的不同位置。每个控制点包括一一对应叠置固定的记忆合金层和弹性层。记忆合金层能够在温度升高时发生弯折变形，弹性层则用于驱动变形后的记忆合金层恢复原状。在全部的记忆合金层的温度低于设定阈值时，全部记忆合金层位于第一平面。当设定的记忆合金层的温度高于设定阈值时，设定的记忆合金层发生弯折变形。每个上述记忆合金层连接有两个电极，用于将记忆合金层连接至电路中，使电流能够流经记忆合金层，以调节记忆合金层的温度使记忆合金层振动，从而利用触觉传递信息。

Description

传感装置、电子设备和电子设备的控制方法 技术领域
本申请涉及人机交互技术领域，具体为一种传感装置、电子设备和电子设备的控制方法。
背景技术
人类获取的信息，本质上都是空间(二维/三维)和时间的变化，这些信息包括文字、凸显，以及体验类的音乐、速度等。盲文和摩斯电码两种典型的利用空间形状和时间变化来传递信息的方式。盲文有位置固定的六个点，每个点可以凸出或不凸出，形成需要表达的信息；摩尔斯电码(Morse code)是一种时通时断的信号代码，通过不同的排列顺序来表达不同的英文字母、数字和标点符号等。
触觉是人类的第二视觉，人类可以通过皮肤触觉感知与获取信息。常见的触觉获取信息方式，包括盲人通过触摸盲文来获取信息。生活中，可以直接通过触摸方式，识别具体的物质，而不需要视觉及语言的提示。将手伸出车窗外，可以感受到车的速度、气温的高低等信息。
人机交互领域的研究中人们主要关注视觉和听觉，但是，随着计算机性能的大幅提升，其他感觉形态的研究和应用也变得越来越重要。目前业界和学术界研究触觉的信息感知能力，通过改变触觉感知上的时间和空间唯独变化，来抽象出要表达的信息。
全世界的语言都可以通过有限因素表达出来，如全世界的文字和声音型语言都可以通过触觉可以感知的方式表征出来。
发明内容
本申请提供一种传感装置、电子设备和电子设备的控制方法，从而利用触觉来传递信息，以丰富信息的传递方式。
第一方面，本申请提供了一种传感装置，该传感装置包括电路板和固定于该电路板的控制点阵，上述控制点阵排布有多个控制点，多个控制点中的每个控制点处于电路板的不同位置，也就是说控制点阵的多个控制点依次排开。每个控制点包括记忆合金层和弹性层，其中记忆合金层为记忆合金材质，弹性层为高韧性材质。每个控制点的记忆合金层和弹性层具体可以一一对应叠置固定。上述记忆合金层能够在温度升高时发生弯折变形，弹性层则用于驱动变形后的记忆合金层恢复原状。具体的，在全部的记忆合金层的温度低于设定阈值时，全部控制点位于第一平面，即在未工作状态下，全部的控制点位于第一平面。当设定的记忆合金层的温度高于设定阈值时，上述设定的记忆合金层发生弯折变形，弯折变形后的记忆合金层对应的控制点的局部凸出于第一平面。每个上述记忆合金层连接有两个电极，两个电极位于电路板，用于将记忆合金层连接至电路中，从而电流能够流经记忆合金层，以调节记忆合金层的温度，从而使记忆合金层的温度在设定阈值的上下波动，从而使记忆合金层在发生变形与恢复变形之间往复变化，发生振动。从而该传感装置可以根据控制电路控制设定记忆合金层振动，可以不依赖于视觉和听觉的基础上，利用触觉传递信息。
上述设定的记忆合金层发生弯折变形指的是记忆合金层的延伸方向发生了改变，与伸缩变形不同。例如，上述记忆合金层为片状记忆合金层，常态下，片状记忆合金层的表面与第一平面平行，当片状记忆合金层发生弯折变形时，片状记忆合金层的一部分仍位于第一平面，另一部分凸出于第一平面。例如片状记忆合金层从平面状态变换为曲面状态。上述弹性层与记忆合金层叠置，则叠置后的整体结构可能为柱状或者椭圆状，本申请不做限制。上述弹性层可以随记忆合金层弯折变形和恢复原状，具体的，上述弹性层可以与记忆合金层同步弯折变形和恢复原状，或者，也可能弹性层的形变与记忆合金层的形变不同，弹性层的形变仅仅用于使记忆合金层恢复原状。
值得说明的是，每个控制点可以包括一个记忆合金层，也可以包括至少两个记忆合金层。当设定的记忆合金层发生弯折变形时，该设定的记忆合金层对应的控制点的局部凸出于上述第一平面。控制点的局部可以理解为控制点包括的记忆合金层和与该记忆合金层固定的弹性层中的任一个的局部。
传感装置中控制点的具体排布方式不做限制，可以呈矩阵排布，也可以呈螺旋排布，还可以呈圆环排布阵列，或者任意其它合适的阵列或者不规则排布。
上述传感装置在设计控制点时，每个控制点可以包括一个记忆合金层，也可以包括至少两个记忆合金层。当控制点仅仅包括一个记忆合金层时，可以通过控制输入记忆合金层的电流的频率或者电流值，来调节记忆合金层的振动频率。当然，也可以使记忆合金层的振动频率为固定值。当控制点包括至少两个记忆合金层时，可以使每个记忆合金层的振动频率都为固定值，且不同的记忆合金层的振动频率不同。该方案可以通过选择每个控制点中不同的记忆合金层来改变控制点的振动频率，控制过程可以较为简便。具体设置上述控制点内的至少两个记忆合金层时，可以使上述至少两个记忆合金层的排布方向平行于所述第一平面，从而可以保证传感装置的每个记忆合金层位于同一平面。
上述记忆合金层的形状不做限制，例如可以为条状记忆合金层，该条状记忆合金层仅仅一端固定于电路板，即条状记忆合金层的一端固定于电路板，另一端处于自由状态。该方案中，条状记忆合金层为悬臂梁，在发生变形时，可以产生较大的变形幅度，从而提升记忆合金层产生的振动感。具体的，每个记忆合金层的振动频率至少可以为0.1mm。
具体设置上述记忆合金层时，记忆合金层的材质可以为镍钛记忆合金，通过温度与形状的匹配设计，该记忆合金层可以在设定温度下发生形变。记忆合金层的形状可以为一字行、三角形、椭圆形、Y字形、U字形或者钳子形，本申请不做限制，可以根据需求设计上述记忆合金层的形状。
在设置弹性层时，弹性层的材质为高韧性材质，上述高韧性材质具体可以为光感环氧树脂(SU-8)等有机物，也可以铜、钢或者铁等高强度金属材料，即弹性层可以为光感环氧树脂弹性层、铜弹性层、钢或者铁弹性层。对于弹性层的形状，可以与对应叠置的记忆合金层的形状相同，也可以与对应叠置的记忆合金层的形状不同，本申请不做限制。
本申请技术方案中，可以采用半导体加工工艺制备上述传感装置，从而可以制备小型的传感装置，记忆合金层可以为纳米级记忆合金层或者微米级记忆合金层，从而实现高密度集成制备，可以实现传感装置的小型化，进而可以集成在尺寸较小的电子设备上，例如戒指等。
上述传感装置的电路板还可以为柔性电路板，即控制点制备于柔性电路板上，则传感装置可以为柔性传感装置，该柔性传感装置则可以安装于手套或者智能服饰等柔性的电子 设备，可以丰富传感装置的应用场景。
第二方面，本申请还提供了一种电子设备，该电子设备包括上述任一技术方案中的传感装置，还包括与该传感装置电连接的控制电路，该控制电路用于控制上述传感装置的设定记忆合金层振动。具体的，上述控制电路包括多个输入输出接口，每个记忆合金层的两个电极与上述输入输出接口一一对应连接，从而控制电路可以独立控制各个记忆合金层。上述控制电路用于通过输入输出接口控制记忆合金层的通电量，记忆合金层的通电量控制了记忆合金层的温度，从而可以控制记忆合金层的变形。控制电路还可以用于接收待传递信息，并根据待传递信息向设定的控制点的记忆合金层输入电流，通过调节上述电流的通电量的大小，可以使设定的记忆合金层的温度在上述设定阈值以上和以下波动，从而使设定的记忆合金层发生振动。上述振动可以被人体利用触觉感知，以利用触觉传递信息，丰富信息传递的方式。
具体的技术方案中，控制电路可以控制输入记忆合金层的电流呈周期性变化，则记忆合金层以一个固定的振动频率进行振动。控制电路调节上述输入记忆合金层的电流的变化周期，则可以调节记忆合金层的振动频率。
通过控制电路控制输入记忆合金层的电流的频率，以及上述记忆合金层固定有弹性层的特征，本申请技术方案中的记忆合金层的振动频率可以达到10Hz～300Hz。从而便于被人体感知到。
具体使用上述传感装置时，控制电路可以用于调节输入至记忆合金层的电流的频率和/或电流值，从而可以使记忆合金层的温度在设定阈值的上下波动频率不同，从而控制电路可以调节记忆合金层的振动频率。人体的皮肤具有多种力学传感器，不同力学传感器能够接收到的频率范围不同，人体对于不同力学传感器接收到的振动的感受也不同。因此，本申请实施例通过调节记忆合金层的振动频率，可以使人体不同的力学传感器接受到对应位置的记忆合金层的振动，则人体可以感受该位置的深度信息，从而利用本申请技术方案，可以利用传感装置实现三维信息的传递，以丰富传感装置可传递信息的类型。
为了传递三维信息，还可以使每个控制点包括至少两个记忆合金层，控制电路控制上述每个控制点内的至少两个记忆合金层的振动频率不同，从而根据该控制点需要表达的深度不同，选择合适的记忆合金层即可，控制过程较为方便。具体的，以待传递信息包括三维信息，且三维信息的坐标为(x，y，z)为例，其中，(x，y)决定了选择的具体控制点的序号或者说坐标，z值则决定了选择该控制点内的记忆合金层。上述(x，y)和z与控制点以及控制点内的记忆合金层具有一定的映射关系。
此外，上述待传递信息包括了图形的轨迹信息，则控制电路可以根据上述图形的轨迹信息，控制各个设定的控制点的振动顺序，从而将图形的轨迹信息利用传感装置显示出来。具体的，控制电路根据图形的轨迹信息，设置与图形的轨迹对应的各个控制点的振动起始时间不同，即可控制各个设定控制点的振动顺序。
为了提高记忆合金层的振动频率，电子设备还包括温度传感器，该温度传感器监测记忆合金层的温度，控制电路可以获取温度传感器的温度信号，上述温度信号具体基于温度传感器监测到的记忆合金层的温度触发。当记忆合金层在控制电路输入电流的过程中温度升高至设定阈值，此时温度传感器监测到记忆合金层的温度为设定阈值，则触发上述温度信号，也就是说记忆合金层处于变形的临届状态。此时控制电路确定当前的通电量为驱动记忆合金层变形的设定通电量。则可以控制每个记忆合金层的振动周期，控制记忆合金层 的通电量达到上述设定通电量之后，减少通电量，例如通电量为0。因此该方案可以使记忆合金层变形后迅速的恢复原状，以完整一个振动周期，有利于减少记忆合金层振动周期的时长，提高振动频率。
上述传感装置还可以包括设置在电路板的参考记忆合金层，温度传感器监测该参考记忆合金层的温度。该参考记忆合金层与其余记忆合金层完全一致，但是设置位置可以位于控制点内，控制点旁，或者电路板边缘。可以根据需求设计上述参考记忆合金层的位置，便于制备和布局上述传感装置。
传感装置除了用于传递文字信息或者图案信息等图形信息，还可以仅仅作为振动反馈。例如，上述电子设备还可以包括虚拟键盘，传感装置与虚拟键盘叠置，具体可以使传感装置位于虚拟键盘下方，且传感装置的控制点与虚拟键盘的虚拟按键对应。通过根据实际的安装位置关系，设定传感装置的控制点与虚拟按键之间的映射关系，具体使虚拟按键与位于该虚拟按键下方的控制点相关联，则当虚拟按键被操作时，控制电路可以控制与该虚拟按键对应的控制点振动，从而形成振动反馈，提高用户使用虚拟键盘的真实感。
上述电子设备的具体类型不做限制，例如可以为手表、手环、戒指、手套、手机或智能服饰中的任一种，总之任何电子设备，能够被人体皮肤接触到的位置都可以设置上述传感装置，都在本申请的保护范围内。
第三方面，本申请还提供了一种上述任一技术方案中的电子设备的控制方法，上述控制方法具体包括：接收待传递信息，该待传递信息包括文字信息、图案信息或者操作信息；再根据上述待传递信息生成控制点控制信息，上述控制点控制信息与待传递信息具有设定的映射关系，上述控制点控制信息包括控制点的序号、控制点的振动频率和控制点的振动时长；再根据上述控制点控制信息向设定的控制点的记忆合金层输入周期性电流，使设定的记忆合金层振动，从而实现待传递信息的传递过程。该方案中，可以利用记忆合金层振动来传递信息，并利用触觉来感受上述振动，从而利用触觉来传递信息，以丰富信息的传递方式。
为了调节记忆合金层的振动频率，可以调节上述周期性电流的占空比，具体的，上述周期性电流的占空比根据记忆合金层发生形变的热量，输入记忆合金层的电流值，记忆合金层的电阻值，以及记忆合金层振动的频率确定；周期性电流的占空比满足：
D＝t/(1/f)·100％-n，t＝Q/I 2R；
其中，D为所述周期性电流的占空比，t为记忆合金层发生形变的通电时长，Q为记忆合金层发生形变的热量；I为输入记忆合金层的电流值；R为记忆合金层的电阻值，f为记忆合金层振动的频率，n为调整系数，5％≤n≤10％。
由于电流断开或者减小时，记忆合金层仍然具有残余热量，保持变形状态，因此，占空比可以具有5％～10％的调整系数，以使得记忆合金层实际振动频率满足需求。该技术方案中，通过调节周期性电流的占空比即可以调节记忆合金层的振动频率。
为了传递三维信息，上述待传递信息包括深度信息，上述控制方法中，在根据待传递信息生成控制点控制信息时，还可以将多个深度信息按照深度信息的大小分类为N个控制区间，N≥2；根据控制点控制信息向设定的记忆合金层输入与上述控制区间对应的周期性电流，使不同的控制区间对应的记忆合金层的振动频率不同。该方案中，利用不同的振动频率来反馈不同深度信息的控制区间，以区分不同的深度，从而可以传递三维信息。
上述记忆合金的振动频率可以包括三个档次，每个档次的振动频率不同，具体上述三 个档次的振动频率分别与人体皮肤不同的力学传感器对应，具体三个档次的振动频率分别位于1Hz～40Hz之间，40Hz～60Hz之间，和200Hz～300Hz之间。从而人体皮肤可以分辨上述三种振动频率，以区分不同的深度信息，从而感受三维信息。
上述待传递信息包括图形的轨迹信息，上述控制方法中，在根据待传递信息生成控制点控制信息时，还可以根据待传递信息中的图形的轨迹信息生成控制点的振动顺序；根据上述控制点的振动顺序向设定的记忆合金层依次输入电流，使设定的记忆合金层依次振动。从而可以控制多个控制点形成设定的图形的轨迹，以丰富传递信息的类型。
上述待传递信息还可以包括文字辅助信息，该文字辅助信息的内容包括颜色信息、名称信息、数量信息和/或位置信息；上述控制方法中，还可以根据文字辅助信息生成控制点控制信息，并根据控制点控制信息控制设定的控制点的记忆合金层振动，以传递文字辅助信息的文字内容，从而提高电子设备的传感装置传递信息的全面性。
附图说明
图1为本申请实施例中电子设备的一种结构示意图；
图2为本申请实施例中电子设备的局部结构示意图；
图3为图2中A处局部放大图；
图4a～图4b为本申请实施例中记忆合金层的一种结构示意图；
图5为本申请实施例中记忆合金层形状的一种结构示意图；
图6a～图6e为本申请实施例中记忆合金层的形状结构示意图；
图7a～图7b为本申请实施例中弹性层的形状结构示意图；
图8为本申请实施例中电子设备的一种结构示意图；
图9为人体皮肤中力学传感器的分布示意图；
图10为本申请实施例中传感装置另一种局部放大图；
图11为本申请实施例中传感装置显示字母“Z”的图形示意图；
图12为本申请实施例中电子设备的虚拟键盘的一种结构示意图；
图13为本申请实施例中设置于图11的电子设备的传感装置的结构示意图；
图14为本申请实施例中电子设备控制方法的一种流程图；
图15为本申请实施例中待传递的一种图案示意图；
图16为本申请实施例中控制点阵显示的图案的轮廓。
附图标记：
100-电子设备；                      110-虚拟键盘；
111-虚拟按键；                      200-传感装置；
210-电路板；                        220-控制点阵；
221-控制点；                        2211-记忆合金层；
2212-弹性层；                       223-电极；
300-控制电路；                      400-皮肤；
401-表皮层；                        402-真皮层；
403-皮下组织；                      410-梅克尔触觉盘；
420-触觉小体；                      430-鲁菲尼氏小体；
440-帕西尼氏小体；                  500-供电装置。
具体实施方式
以下实施例中所使用的术语只是为了描述特定实施例的目的，而并非旨在作为对本申请的限制。如在本申请的说明书和所附权利要求书中所使用的那样，单数表达形式“一个”、“一种”、“所述”、“上述”、“该”和“这一”旨在也包括例如“一个或多个”这种表达形式，除非其上下文中明确地有相反指示。
在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“具体的实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。
为了方便理解本申请实施例提供的传感装置、电子设备、电子设备的控制方法和装置，下面首先介绍一下其应用场景。目前，人机之间信息的传递主要依靠人类的视觉和听觉两种方式，然而人类的触觉也可以实现信息的接收，但是利用触觉来实现人机之间的信息传递的技术还未得到较为成熟的开发和应用，本申请利用记忆合金能够随温度变形的特征，提供了一种传感装置、应用上述传感装置的电子设备，以及上述电子设备的控制方法。为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图利用实施例对本申请作进一步地详细描述。
图1为本申请实施例中电子设备的一种结构示意图，如图1所示，该电子设备100可以用于实现信息的传递。具体的，上述电子设备100可以包括一种传感装置200，从而利用触觉来传递需要通过该电子设备100传递的信息。该电子设备100具体可以为手表、手环、戒指、手套、手机或智能服饰。图1中以电子设备100为手表为例，本申请对于电子设备100的具体类型不做限制。上述传感装置200设置于电子设备100可以被人体皮肤接触到的区域，从而用户可以利用皮肤感受上述传感装置200的表面，可以在不便于阅读图像或者听取声音的场景下获取信息，丰富信息的传递形式。
图2为本申请实施例中传感装置的局部结构示意图，图3为图2中A处局部放大图，图4a和图4b为本申请实施例中记忆合金层的一种截面结构示意图，如图2和图3所示，上述传感装置200包括电路板210、以及固定于电路板210上的控制点阵220，该控制点阵220排布有多个控制点221，多个控制点221中的每个控制点221在电路板210的位置不同，即每个控制点都具有独一无二的位置。每个控制点221包括记忆合金层2211和弹性层2212，其中，记忆合金层2211为记忆合金材质，弹性层2212为高韧性材质。如图4a和图4b所示，上述弹性层2212与记忆合金层2211一一对应叠置固定。弹性层2212用于在记忆合金层2211变形后提供复位力，当记忆合金层2211发生变形的驱动力削弱或者消失后，弹性层2212驱动记忆合金层2211快速恢复原状。图5为本申请实施例中记忆合金层2211的一种俯视结构示意图，结合图5，每个上述记忆合金层2211连接有两个电极223，该两个电极223位于电路板210，用于将记忆合金层2211连接至电流回路中，从而电流从其中一个电极223流入记忆合金层2211，再从另一个电极223流出记忆合金层2211，使每个记忆合金层2211都可以独立的连接至电路中，以便于独立控制各个记忆合金层2211。每个记忆合金层2211的温度都低于设定阈值时，全部控制点221位于第一平面M，也就是说，在没有电流流入传感装置200或者电流很小时，传感装置200处于常态或者待机状态下，所有的控制点221位于同一平面，即第一平面M。当设定的记忆合金层2211的温度高于设定阈值时，设定的记忆合金层2211发生弯折变形，设定的记忆合金层2211所在的控制点的局部凸出于第一平面M。由于记忆合金可以随温度变化形状的特征，可以设计 记忆合金层2211在不同温度状态下的形状，从而在工作状态下，记忆合金层2211在温度高于设定阈值时，能够发生变形。通过控制设定的记忆合金层2211进行周期性变形，即振动，可以作为操作信息的振动反馈，从而提高操作的真实感。或者使多个上述的设定的记忆合金层2211形成图形，具体上述图形可以为文字图形、图案图形或者特殊符号的图形等等。通过传感装置200则可以利用触觉获取上述图形的形状，从而传递信息，而不依赖于视觉与听觉。上述设定阈值可以根据记忆合金层2211的性能、形状和尺寸等确定，具体可以理解为记忆合金层2211发生变形的临界温度。
上述设定的记忆合金层2211发生弯折变形指的是记忆合金层2211的延伸方向发生了改变，与伸缩变形不同。例如，上述记忆合金层2211为片状记忆合金层，常态下，片状记忆合金层的表面与第一平面M平行，当片状记忆合金层发生弯折变形时，片状记忆合金层的一部分仍位于第一平面M，另一部分凸出于第一平面M。例如片状记忆合金层从平面状态变换为曲面状态。此处片状记忆合金层2211具有一定的厚度，但是片状记忆合金层2211在厚度方向的尺寸远小于其他方向的尺寸。当记忆合金层2211与弹性层2212叠置之后，整体可以为柱状或者椭圆状。
具体设置上述记忆合金层2211时，记忆合金层2211由记忆合金制作，则其能够随温度变化变换形状；弹性层2212为高韧性材质，具有一定的弹性，当记忆合金层2211发生形变之后，若温度降低，弹性层2212可以使记忆合金层2211较为迅速的恢复原状。上述弹性层2212随记忆合金层2211弯折变形和恢复原状，具体的，上述弹性层2212可以与记忆合金层2211同步弯折变形和恢复原状；或者，也可能使弹性层2212的形变与记忆合金层2211的形变不同，弹性层2212的形变仅仅用于产生使记忆合金层2211恢复原状的复位力。
该弹性层2212的设置，一方面可以使记忆合金层2211在通电量降低，使记忆合金层2211的温度低于设定阈值时迅速的恢复原状；另一方面还可以使记忆合金层2211在通电量增加时迅速的发生形变。假如不设置上述弹性层2212，则记忆合金层2211需要较长的时间才能恢复原状，温度降低的度数也较多，当下一周期中需要记忆合金层2211变形时，增加通电量使记忆合金层2211温度升高的度数也较多，则需要的时间较长，导致振动频率较低。因为本技术方案中，弹性层2212使记忆合金层2211迅速恢复原状，温度降低的度数较少，则记忆合金层2211变形时需要升高的度数也较少，需要的通电量也较少，因此可以迅速发生变形，记忆合金层2211的振动频率明显升高，则记忆合金层2211振动频率可选的范围增加，便于被人体识别，且便于根据需求调节记忆合金层2211的振动频率的大小。
上述记忆合金层2211的材质具体可以为镍钛记忆合金，通过温度与形状的匹配设计，该记忆合金层2211可以在设定温度下发生形变。弹性层2212为高韧性材质制备的弹性层2212，上述高韧性材质具体可以为光感环氧树脂(SU-8)等有机物，也可以铜、钢或者铁等高强度材料，即弹性层2212可以为光感环氧树脂弹性层2212、铜弹性层2212、钢或者铁弹性层2212。
如图4a和图4b所示，具体设置上述记忆合金层2211时，可以使上述记忆合金层2211为条状记忆合金层2211，该条状记忆合金层2211的一端固定于电路板210，另一端相对于电路板210自由，形成悬臂梁的形式，从而便于记忆合金层2211变形。具体的，上述条状记忆合金层2211的延伸方向平行于第一平面M。图4a中为记忆合金层2211处于展平状态的示意图，此时记忆合金层2211为未通电或者通电较少的情况下，记忆合金层2211平 行于第一平面M设置。图4b为记忆合金层2211通电后发生变形的示意图，此时记忆合金层2211已经通电，且通电量使记忆合金层2211的温度高于设定阈值，记忆合金层2211的一端仍固定于电路板210，另一端翘起凸出于第一平面M，此时记忆合金层2211可以翘起较大的幅度。该方案可以提高记忆合金层2211的振幅，使用户的感受更加明显，传感装置200传递信息的灵敏度较高。
上述条状记忆合金层2211的形状不限，除了图5所示的U字形以外，如图6a至图6e所示，上述条状记忆合金层2211的形状还可以为一字行、三角形、椭圆形、Y字形或者钳子形，可以根据需求自行选择。如图6a所示的条状记忆合金层为一字形记忆合金层；图6b所示的条状记忆合金层为三角形记忆合金层；图6c所示的条状记忆合金层2211为椭圆形记忆合金层；图6d所示的条状记忆合金层为Y字形记忆合金层；图6e所示的条状记忆合金层为钳子形记忆合金层。
上述弹性层2212的形状可以与记忆合金层2211的形状相同，也可以不同，当弹性层2212的形状与记忆合金层2211的形状相同时，可以先制作整张的记忆合金材质与弹性层材质的叠置产品，再分割制备具体独立的记忆合金层2211和弹性层2212，便于制作上述弹性层2212，且可以使弹性层2212与记忆合金层2211之间具有较好的压力传递能力。此外，上述弹性层2212的形状可以与记忆合金层2211的形状不同，例如，可以仅使弹性层2212的外轮廓与记忆合金层2211的外轮廓大致相同。下面列举两个例子，当记忆合金层2211的形状为如图6d所示的Y字形时，对应的弹性层2212的形状可以如图7a所示，也就是弹性层2212为一个封闭的结构，不存在Y字形中的凹槽；同样，当记忆合金层2211的形状为如图6e所示的钳子形时，对应的弹性层2212的形状可以如图7b所示，弹性层2212也为一个封闭的结构。
此外，在具体的实施例中，上述记忆合金层与弹性层的位置关系不做限制，只需弹性层能够提供记忆合金层发生变形后的复位力即可。
在具体制备上述传感装置200的控制点阵220时，可以利用半导体加工工艺，具体包括多道沉积光刻在内的多项技术，降低器件线宽，该方案中的记忆合金层2211可以为纳米级记忆合金层或微米级记忆合金层，实现了传感装置的高密度集成制备。例如，在1cm x1cm的控制点阵220中，可以布局1千万x1千万个记忆合金层2211，控制点221的密度较高，可以实现较为精确的信息传递。此外，还可以实现传感装置的小型化，进而可以集成在尺寸较小的电子设备上，例如戒指等。
此外，为确保记忆合金层2211的振动寿命，记忆合金层2211的变形幅度要小于弹性层2212的疲劳形变。具体工艺上，可通过调整多道沉积光刻先后顺序、合理选择光刻胶、研究腐蚀液成分配比、调整腐蚀时间及温度、并结合热处理流程实现高密度点阵制备。
控制点阵220中控制点221的具体排布方式不做限制，可以呈矩阵排布，也可以呈螺旋排布，还可以呈圆环排布阵列，或者任意其它合适的阵列或者不规则排布，不申请不做限制。
具体制备传感装置200时，传感装置200可以采用芯片封装结构，记忆合金层2211的电极223可以通过球状引脚栅格阵列封装技术(BGA，Ball Grid Array Package)封装至电路板210。球状引脚栅格阵列封装技术是在封装体基板的底部制作阵列焊球作为电路的I/O端与电路板互接，此技术可将各个记忆合金层2211的电极223走线设计在点阵下方，BGA具有体积小，散热性好和电性能高的优势，有利于实现传感装置200的小型化，提高 传感装置200的性能。或者，还可以将各个电极223引至电路板210边缘，本申请不做限制。
一种实施例中，传感装置200的电路板210可以为柔性电路板，可以实现弯曲和揉折，从而该传感装置200可以设置于手套或者智能服饰其它柔性的电子设备中。
具体使用上述传感装置200时，可以使传感装置200安装于电子设备100，图8为本申请实施例中电子设备的一种结构示意图，如图8所示，电子设备100包括传感装置200、控制电路300和供电装置500，其中，供电装置500与控制电路300电连接，控制电路300与传感装置200电连接，从而控制电路300可以控制传递至传感装置200的电流，进而控制传感装置200传递的信息。具体的，上述控制电路300包括多组输入输出接口，上述传感装置200的控制点221的每个记忆合金层2211的两个电极223与一组上述输入输出接口一一对应电连接，从而控制电路300可以分别独立控制各个记忆合金层2211内的通电量，通电量的大小则直接控制了记忆合金层2211的温度，进而可以控制记忆合金层2211变形与否，通过调节通电量的频率，还可以调节记忆合金层2211振动的频率。具体应用时，上述控制电路300可以用于接收待传递信息，并根据接收到的待传递信息向设定的控制点221的记忆合金层2211输入电流，通过调节上述电流的通电量的大小，可以使设定的记忆合金层2211的温度在上述设定阈值以上和以下波动，从而使设定的记忆合金层2211频繁的在发生变形和恢复原状之间变换，则设定的记忆合金层2211发生振动。上述振动可以被人体利用触觉感知，以传递信息。
值得说明的是，此处控制电路300控制记忆合金层2211内的通电量的大小，可以指控制电路300控制记忆合金层2211输入的电流值的大小，也就是需要通电量较大时，对应输入的电流值较大；需要通电量较小时，对应输入的电流值较小，但是，电流值较小时，电流值也不为零。控制电路300还可以控制记忆合金层2211的电流的通断，也就是需要通电量较大时，对应输入设定电流值，电流量较小的时候，对应断开电流，也就是通电量为零。
具体的实施例中，控制电路300可以控制输入记忆合金层2211的电流呈周期性变化，则记忆合金层2211以一个固定的振动频率进行振动。控制电路300调节上述输入记忆合金层2211的电流的变化周期，则可以调节记忆合金层2211的振动频率。
具体设置上述控制电路300时，控制电路300可以为控制芯片，或者为设计电路，本申请不做限制，可以根据实际产品需求进行设计。
具体实施例中，上述待传递信息的类型不做限制，例如可以为文字信息或者图案信息等图形信息。具体当上述待传递信息为图形信息时，通过控制电路300的控制，可以使设定位置的控制点221的设定记忆合金层2211发生振动，形成设定的图形，从而被用户感知到，用户可以获取需要通过上述传感装置200传递的信息，以实现利用触觉传递信息的目的。上述设定位置具体为与控制电路300获得的待传递信息中图形位置相对应的位置。
由于本申请技术方案中的记忆合金层2211固定有弹性层2212，可以快速恢复变形，通过调整输入记忆合金层2211的电流，上述记忆合金层2211的振动频率可以为10Hz～300Hz，从而被人体感知到。
具体设置输入上述记忆合金层2211的电流时，可以根据需求选择，结合记忆合金层2211的形状和阻值等进行设置。由于记忆合金层2211的振动频率与其自身温度的变化直接相关，而电流的大小和频率都会影响到记忆合金层2211的振动频率，因此，可以通过调节电流的大小和频率来调节记忆合金层2211的振动频率。以向记忆合金层2211输入矩形 波的周期性电流为例，在记忆合金层2211的结构不变，也就是记忆合金层2211的形状和阻值不变的情况下，向记忆合金层2211输入固定频率的电流，调整电流的大小，记忆合金层2211的振动频率随之变化，具体变化过程如表一所示。
电流 频率
2A 300Hz
1.42A 150Hz
1.15A 100Hz
表一 记忆合金层2211与电流大小的对应关系表
上述控制电路300具体包括接收单元和信息处理单元，其中，接收单元用于接收需要通过传感装置200传递给用户的待传递信息，例如操作信息、文字信息或者图案信息等，并将上述待传递信息发送给信息处理单元。具体的，上述接收单元可以接收本地的终端信息，也可以通过蓝牙、WIFI或者蜂窝等通信方式从其他设备处获得待传递信息。信息处理单元用于对接收到的待传递信息进行处理，生成控制点控制信息，例如可以包括：待传递信息对应的需要发生形变的控制点221的编号，发生形变的控制点221的顺序，以及发生形变记忆合金层2211的振动频率等。信息处理单元将点阵控制信息传递给控制电路300，控制电路300根据上述控制信息控制设定记忆合金层2211的电流的大小或者通断，以使设定位置的记忆合金层2211振动，形成图形。
上述传感装置200接收待传递信息，可以通过键盘、鼠标或者触控屏等输入设备输入到控制电路300中，或者可以是控制电路300从存储设备中读取到的待传递信息，也就是说，具有上述传感装置200的电子设备100可以连接有键盘、鼠标、触控屏或者存储设备，以传递需要传递的信息。
具体的应用上述传感装置200时，可以通过控制电路300调节输入上述记忆合金层2211的电流，调节上述记忆合金层2211的振动频率，以使传感装置200能够传递三维信息。例如，使记忆合金层2211的振动频率分别位于1Hz～40Hz，40Hz～60Hz，200Hz～300Hz的范围内，以适应人体皮肤的不同力学感受器，使人体感受到三维信息。
图9为人体皮肤中力学传感器的分布示意图。如图所示，人体皮肤400从外至内依次包括表皮层401、真皮层402和皮下组织403。在人体皮肤400中主要存在四种类型的力学传感器，分别为：梅克尔触觉盘410(Merkle's disc)、触觉小体420(或迈斯纳小体Meissner's corpuscle)、鲁菲尼氏小体430(ruffini corpuscle)以及帕西尼氏小体440(Pacini's corpuscle)。其中，梅克尔触觉盘410位于表皮层401内，为一种慢适应类感受器，能够感受轻微的触觉刺激，感受持续的触碰和压力。迈斯纳小体位于真皮层402的上端，接近表皮层401，这种小体在手指的掌面、脚趾的蹠面皮内密度较大，其对轻触和低频率的振动(约50Hz)敏感，能够感受皮肤400的振动刺激，并能辨别两触点间的距离。此小体属于快速适应型，即对压力振动能够快速感知。鲁菲尼氏小体430位于真皮层402，能够感受皮肤400深处的张力。帕西尼氏小体440位于皮肤400的真皮层402的深处，该小体也是属于快速适应性，对高频率的振动(约200～300Hz)较为敏感。
上述记忆合金层2211的振动频率为1Hz～40Hz时，能够被梅克尔触觉盘410感应到，从而皮肤400的表皮层401可以感觉到上述振动。记忆合金层2211的振动频率为 40Hz～60Hz时，能够被迈斯纳小体感应到，从而真皮层402的上端可以感觉到上述振动。记忆合金层2211的振动频率为200Hz～300Hz时，能够被帕西尼氏小体440感应到，从而真皮层402的深处可以感受到上述振动。因此通过控制电路300调节记忆合金层2211的电流的频率和/或电流值，可以调节记忆合金层2211的振动频率，从而被皮肤400不同的力学传感器接受到，获得不同的刺激。该方案中，传感装置200可以传递三维结构的信息。
具体的，控制电路300可以对接收到的待传递信息进行处理，待传递图形为三维图形，该三维图形的信息具体为X轴、Y轴和Z轴三个方向的坐标，控制电路300根据上述X轴和Y轴的坐标，可以确定需要振动的控制点221的序号，根据上述Z轴的坐标，可以确定控制点221中的记忆合金层2211的振动频率。一种实施例中，由于人体皮肤400目前只能辨别三种振动频率，因此，控制电路300可以将上述Z轴的坐标均匀划分为三个区间，每个区间对应一种频率，控制电路300再根据控制电路300的指示控制相应的记忆合金层2211以需要的频率振动，以使皮肤400能够感受到三维图形的深度信息。当然，在其他实施例中，可以将Z轴的坐标划分为两个区间，简单的感受三维图形的深度差异。
图10为本申请实施例中传感装置另一种局部放大图，如图所示，传感装置200的每个控制点221可以包括至少两个记忆合金层2211，每个控制点221的上述至少两个记忆合金层2211的振动频率不同。具体可以使控制电路300控制对应的记忆合金层2211输入电流的频率和电流值，从而使对应的记忆合金层2211保持在设定的频率范围内。例如，以每个传感装置200包括三个记忆合金层2211为例，可以使上述三个记忆合金层2211的振动频率分别位于1Hz～40Hz，40Hz～60Hz，200Hz～300Hz的范围内，以适应人体皮肤400的力学感受器，从而可以传递三维信息。该实施例中，利用传感装置200传递三维图形时，无需调节设定位置的控制点221的记忆合金层2211的频率，选择设定位置的控制点221的合适的记忆合金层2211进行振动即可，控制过程较为简单。当然，每个控制点221还可以包括两个记忆合金层2211、三个记忆合金层2211或者其它数量的记忆合金层2211，具体可以根据需要进行选择和设置。
具体在控制点221设置上述记忆合金层2211时，可以在控制点221较小的范围内，较为密集的布局上述至少两个记忆合金层2211，如图9所示，控制点221内的记忆合金层2211位于同一平面，即上述记忆合金层2211的排布方向平行于第一平面M，记忆合金层2211的布局工艺较为简单。
本申请实施例中的传感装置200除了可以传递常规的文字、图案的图形，以及上述图形的三维信息以外，还可以传递上述图形的轨迹信息。具体的，上述控制电路300根据待传递信息，除了可以确定需要振动的控制点221以外，还可以确定控制点221的振动顺序，上述控制点221具体的振动顺序与控制点221对应的图形的轨迹一致，从而该传感装置200可以显示图形的轨迹信息，即可以传递轨迹信息。以待传递信息为字母“Z”以及Z的书写轨迹为例，图10为本申请实施例中传感装置显示字母“Z”的图形示意图，请参考图10，各个控制点221分别具有编号，为了显示字母“Z”的轨迹信息，控制电路300可以控制编号为2、3、4、5、10、15、20、21、22和23的控制点221依次振动，具体控制时，可以使上述各个控制点221开始振动的时间依次延后，以使用户能够感受到字母“Z”的书写轨迹。
上述传感装置200还可以包括温度传感器，该温度传感器监测记忆合金层2211的温度，控制电路300可以获取温度传感器的温度信号，具体上述温度传感器与控制电路300可以 有线连接或者无线连接，本申请对具体的连接方式不做限制。控制电路300向记忆合金层2211输入电流，当记忆合金层2211在通电过程中温度达到设定阈值时，控制电路300可以确定此时记忆合金层2211的通电量为驱动记忆合金层2211变形的通电量。从而在工作过程中，每个振动周期，使记忆合金层2211的通电量达到当前值的时候，记忆合金层2211就可以发生变形，而无需更多的通电量，从而有利于减少向记忆合金层2211的通电浪费，且可以防止记忆合金层温度升高相对于设定阈值较多，有利于记忆合金层2211迅速恢复原状，减少周期时间，提高记忆合金层2211的振动频率。
为了便于简化传感装置200的结构，可以使上述传感装置200包括参考记忆合金层2211，上述传感装置200监测参考记忆合金层2211的温度。该方案中，传感装置200只需监测参考记忆合金层2211的温度，该参考记忆合金层2211设置于电路板210，可以位于控制点阵220的边缘，甚至可以不位于控制点阵220内，根据需求布局上述参考控制点221即可，便于制备和布局上述传感装置200。
上述待传递信息还可以为振动反馈信息，即传感装置仅仅用来在设定位置反馈振动感，例如，图12为本申请实施例中电子设备的虚拟键盘的一种结构示意图，图13为本申请实施例中设置于图12的电子设备的传感装置的结构示意图，如图12和图13所示，上述电子设备100可以具有虚拟键盘110，例如触控屏的虚拟键盘110，传感装置200与虚拟键盘110叠置，上述虚拟键盘110的虚拟按键111与传感装置200的控制点221对应，可以使虚拟按键111与控制点阵220的控制点221一一对应，也可以使一个虚拟按键111与控制点阵220的一组控制点221对应。该方案中，待传递信息可以为虚拟按键111被操作的信息，当在电子设备100的虚拟按键111被操作时，控制电路300可以获取被操作的虚拟按键111的位置，并控制被操作的虚拟按键111对应的记忆合金层2211振动，作为虚拟按键111的振动反馈装置，提升用户使用虚拟键盘111的真实感。
可选的实施例中，待传递信息还可以包括虚拟键盘按动时长和力度，控制电路300根据接收用户按动虚拟键盘的时长或者力度，调整记忆合金层2211振动频率和振动时长。例如通过预设的映射表，进行查表调整。表二为虚拟键盘按动时长与振动频率和振动时长的映射关系表，表中所示为分段响应虚拟按键按动时长。或者还可以控制记忆合金层2211的振动时长与对应的虚拟按键被按动的时长相同，且随着按动时长的增加，控制记忆合金层2211的振动频率逐渐升高。此外，也可以只调整振动频率或者振动时长，来响应虚拟按键的按动时长或者力度。
虚拟按键按动时长 振动频率 振动时长
<t1 f1 T1
[t1,t2] f2 T2
>t2 f2 T3
表二 虚拟键盘按动时长与振动频率和振动时长的映射关系表
基于相同的发明构思，本申请还提供了一种上述任一技术方案中电子设备的控制方法， 图14为本申请实施例中电子设备控制方法的一种流程图，如图14所示，上述控制方法包括以下步骤：
步骤S101，接收待传递信息；
具体的，上述待传递信息可以为文字信息，也可以为图案信息等图形信息，或者也可以为振动反馈信息，本申请不做限制。接收到的待传递信息可以通过键盘、鼠标或者触控屏等输入设备输入到控制电路中，或者可以是控制电路从存储设备中读取到的待传递信息，本申请不做限制。
如表三为一种待传递信息的表格，如表三所示，根据待传递信息的三元组信息，将待传递的图形解析为多个图形元素点，则每个图形元素点对应有一个图形元素点坐标，当待传递信息为振动反馈信息时，上述图形元素点对应的即为触发振动反馈操作的点。表中，T2＞T1。
图形元素点ID 图形元素点坐标 显示起始时间 显示结束时间 显示时长
1 [X1,Y1] T1 T2 T2-T1
2 [X2,Y2] T1 T2 T2-T1
3 [X3,Y3] T1 T2 T2-T1
4 [X4,Y4] T1 T2 T2-T1
表三 一种待传递信息的表格
步骤S102，根据待传递信息生成控制点控制信息；
上述控制点控制信息可以包括控制点的序号、控制点的振动频率和控制点的振动时长，其中控制点的振动时长具体可以体现为振动开始时间和振动结束时间的设置。根据待传递信息，可以确定需要振动的位置对应的控制点的序号。具体的，可以解析上述待传递信息，获取图形的图形元素点坐标，再将上述图形的图形元素点坐标与控制点阵中的控制点的控制点坐标进行映射转换，以得到需要振动的控制点的坐标，也就是可以得到需要振动的控制点的序号(ID)。振动频率在无特殊要求下，可以为缺省值，例如为20HZ、50Hz或者100Hz等，本申请不做限制。上述控制点的振动时长决定了图形显示的时间。当待传递信息为图案信息时，还需要利用图像识图功能进行图像识别，从而生成控制点控制信息。
表四为一种控制点控制信息的表格，如表四所示，根据表二中待传递信息，结合控制点控制信息与待传递信息之间的对应关系，可以生成表四所示的控制点控制信息，其中，T2’＞T1’。该实施例中，振动频率保持不变，传感装置传递的图形为二维的文字或者平面图案，使得用户能均匀感知振动形成的轮廓，从而在认知层面还原出传输的文字或者图案，实现皮肤的触觉信息感知。
控制点坐标 点阵ID 振动频率 振动开始时间 振动结束时间
[X1,Y1] 1’ f1 T1’ T2’
[X2,Y2] 2’ f1 T1’ T2’
[X3,Y3] 3’ f1 T1’ T2’
[X4,Y4] 4’ f1 T1’ T2’
表四 一种控制点控制信息的表格
表四中通过设置振动开始时间和振动结束时间来控制上述控制点的振动时长，或者，还可以使控制点具有最小持续时长t，则控制点控制信息中的控制点振动时长可以通过振动开始时间和最小持续时长t的倍数来维护，例如2t或者3t等。此外，为了对控制点的记忆合金层进行预热，可以在传感装置启动时，提前预热记忆合金层一段时间，以保证记忆合金层振动的准确性。
步骤S103，根据控制点控制信息向设定的控制点的记忆合金层输入周期性电流，使上述记忆合金层振动。
根据上述控制点控制信息，可以确定需要振动的控制点，即上述设定的控制点的记忆合金层，通过向设定的记忆合金层输入周期性电流，可以使记忆合金层的温度变化，从而发生振动，以实现信息的传递。一种实施例中，利用传感装置传递文字信息或者图案信息，还可以使传感装置的控制点阵中多个振动的控制点形成为设定的图形，该设定的图形即对应上述待传递信息。用户通过感受传感装置的控制点的振动，可以识别待传递信息的具体内容。上述周期性电流具体可以通过控制电流的通断来实现，也可以通过控制电流的大小变化来实现。当通过控制电流大小变化来实现时，需要保证电流在较大状态时能够使记忆合金层发生变形，电流在较小状态时能够使记忆合金层恢复原状，也就是说需要保证电流的大小变化能够驱动记忆合金层发生振动。
下面以待传递信息为图案信息为例，说明本申请中上述控制方法。该图案信息可以通过键盘或者鼠标等IO设备输入至电子设备的控制电路；也可以是电子设备的控制电路从存储设备中读取的图案或者照片，例如拍摄的照片，系统自带的图片等。当图案信息为相对复杂图案或者照片时，例如预先拍摄好的或者画好的照片或者图案，可以首先从图案中提取轮廓，利用轮廓线的位置坐标作为待传递信息；然后生成与轮廓线的位置坐标映射的控制点阵的控制点序号。例如，图15为本申请实施例中待传递的一种图案示意图，如图所示，图案为一副花朵蓝天和白云的照片，则可通过图像识图功能进行图像识别，再利用控制点阵展示上述图案，具体过程如下：
获取图案信息，具体可以获取如图15所示的图案；
对图案信息进行图像识别，具体可以识别出图案下方有黄色向日葵，右上方有白云两朵，背景具有蓝天(图中未展示颜色)，以及各个元素轮廓对应的坐标位置等，这些信息可以作为控制点控制信息。
根据控制点控制信息中的各个元素轮廓对应的坐标位置，向与上述各个元素轮廓对应 的控制点的记忆合金层输入周期性电流，使记忆合金层振动，传感装置的控制点阵形成上述图形的轮廓，图16即为本申请实施例中控制点阵显示的各个元素的轮廓。
如上述实施例展示的过程，待传递信息还可以包括文字辅助信息，该文字辅助信息可以包括颜色信息、名称信息、数量信息和/或位置信息。在利用传感装置展示时，可以将文字辅助信息利用文字进行说明展示。具体的，可以利用一段话描述文字辅助信息，也可以利用关键词语描述文字辅助信息。在步骤S102根据待传递信息生成控制点控制信息时，可以根据上述文字辅助信息生成控制点控制信息，设定位置的控制点振动，传感装置能够传递文字辅助信息对应的文字图形。例如图15所示的图案，除了显示各个元素轮廓以外，还可以显示“4朵”“黄色”“向日葵”；和/或“2朵”，“白云”，“右上方”等关键词，以提高信息传递的全面性，增强用户的触觉识别感知的准确性。
或者，上述待传递信息除了包括图案信息以外，还可以包括编辑的文字信息，图案信息和文字信息同时通过上述传感装置展示。
本申请技术方案中的传感装置还可以用于传递轨迹信息，则待传递信息包括图形的轨迹信息，表五为另一种待传递信息的表格，如表五所示，图形元素点的显示起始时间不完全相同，从而按照顺序显示各个图形元素点，其中每条记录中的显示结束时间大于显示起始时间。
图形元素点ID 图形元素点坐标 显示起始时间 显示结束时间 显示时长
1 [X1,Y1] T1 T2 T2-T1
2 [X2,Y2] T3 T4 T4-T3
3 [X3,Y3] T5 T6 T6-T5
4 [X4,Y4] T7 T8 T8-T7
表五 另一种待传递信息的表格
根据表五的待传递信息，结合控制点控制信息与待传递信息之间的对应关系，可以生成如表六所示的控制点控制信息。
控制点坐标 点阵ID 振动频率 振动开始时间 振动结束时间
[X1,Y1] 1’ f1 T1’ T2’
[X2,Y2] 2’ f1 T3’ T4’
[X3,Y3] 3’ f1 T5’ T6’
[X4,Y4] 4’ f1 T7’ T8’
表六 一种控制点控制信息的表格
以利用图11所示的控制点阵包括6 x 6的控制点为例，各个控制点具有编号，为了显示字母“Z”的轨迹信息，可以控制编号为2、3、4、5、10、15、20、21、22和23的控制点依次振动，具体控制时，可以使上述各个控制点振动开始依次延后，以使用户能够感受到字母“Z”的书写轨迹。
具体的应用上述传感装置时，还可以通过调节输入记忆合金层的电流，控制不同位置的控制点的振动频率来传递三维信息，展示三维图形。具体的，待传递信息还包括深度信息，也就是说待传递信息中每个图形元素点坐标，除了包括X轴坐标和Y轴坐标以外，还包括Z轴坐标，其中，每个图形元素点坐标的Z轴坐标即为深度信息。表七为另一种待传递信息的表格，如表七所示，每个图形元素点坐标都包括Z轴坐标。
图形元素点ID 图形元素点坐标 显示起始时间 显示结束时间 显示时长
1 [X1,Y1,Z1] T1 T2 T2-T1
2 [X2,Y2,Z2] T1 T2 T2-T1
3 [X3,Y3,Z3] T1 T2 T2-T1
4 [X4,Y4,Z4] T1 T2 T2-T1
5 [X5,Y5,Z5] T1 T2 T2-T1
6 [X6,Y6,Z6] T1 T2 T2-T1
表七 另一种待传递信息的表格
步骤S102具体还包括：将多个深度信息按照深度信息的大小分类为N个控制区间，N≥2，也就是说将三维信息中多个深度信息按照大小值进行分级量化，划分为几个档次，或者将待传递信息中的全部深度信息分类为N个控制区间。每个控制区间对应一种振动频率，以使不同皮肤深度感受到振动，从而实现三维的触觉感知。具体上述将深度信息划分为N个控制区间时，可以获取Z轴位置信息的最大值和最小值，进行区间划分，每个区间的偏移量为(Zmax–Zmin)/N。表八为另一种控制点控制信息的表格，则步骤S102生成的控制点控制信息如表八所示。
控制点坐标 控制点ID Z轴控制区间 振动频率 振动开始时间 振动结束时间
[X1,Y1,Z1] 1 1 f1 T1’ T2’
[X2,Y2,Z2] 2 1 f1 T1’ T2’
[X3,Y3,Z3] 3 2 f2 T3’ T4’
[X4,Y4,Z4] 4 2 f2 T3’ T4’
[X5,Y5,Z5] 5 3 f3 T5’ T6’
[X6,Y6,Z6] 6 3 f3 T5’ T6’
表八 另一种控制点控制信息的表格
步骤S103具体包括向控制点的记忆合金层输入与控制区间对应的周期性电流，使不同控制区间对应的记忆合金层的振动频率不同，使传感装置传递三维信息。例如，针对表六的内容，可以向编号为1和2的控制点输入可以产生振动频率f1的电流，向编号为3和4的控制点输入可以产生振动频率f2的电流，向编号为5和6的控制点输入可以产生振动频率f3的电流，从而上述不同控制区间对应的振动频率不同，可以触发不同的力学传感器，以使传感装置可以传递三维信息。
人体皮肤内具有三个针对不同振动频率的力学传感器，记忆合金层的振动频率为1Hz～40Hz时，能够被梅克尔触觉盘感应到，从而皮肤表皮可以感觉到上述振动。记忆合金层的振动频率为40Hz～60Hz时，能够被迈斯纳小体感应到，从而真皮层的上端可以感觉到上述振动。记忆合金层的振动频率为200Hz～300Hz时，能够被帕西尼氏小体感应到，从而真皮层的深处可以感受到上述振动。因此通过调节记忆合金层的电流频率和/或电流值，可以调节记忆合金层的振动频率，从而被皮肤不同的力学传感器接受到，获得不同的刺激。
为了与人体皮肤内的力学传感器对应，可以使记忆合金层的振动频率包括三个档次，三个档次的振动频率分别与人体皮肤的梅克尔触觉盘、迈斯纳小体和帕西尼氏小体响应的振动频率相对应。具体可以使上述三个档次的振动频率分别位于1Hz～40Hz之间，40Hz～60Hz之间，和200Hz～300Hz之间。例如，上述三个档次的振动频率可以分别为5Hz、50Hz和250Hz。当对深度信息进行划分时，也将多个深度信息划分为三个控制区间，依次对应上述三个档次的频率。
在调节记忆合金层的振动频率时，可以调节电流的占空比，来调节记忆合金层的振动频率，从而可以根据深度信息的控制区间控制对应的记忆合金层的振动频率。具体的，上述周期性电流的占空比可以根据记忆合金层发生形变的热量，输入记忆合金层的电流值，记忆合金层的电阻值以及记忆合金层振动的频率确定。具体的，针对不同振动频率，周期性电流的占空比满足：
D＝t/(1/f)·100％-n，t＝Q/I2R；
其中，D为所述周期性电流的占空比，t为记忆合金层发生形变的通电时长，Q为记忆 合金层发生形变的热量；I为输入记忆合金层的电流值；R为记忆合金层的电阻值，f为记忆合金层振动的频率，n为调整系数，5％≤n≤10％。
由于电流断开或者减小时，记忆合金层仍然具有残余热量，保持变形状态，因此，占空比可以具有5％～10％的调整系数，以使得记忆合金层实际振动频率满足需求。
或者，传感装置的每个控制点包括至少两个记忆合金层时，每个控制点的上述至少两个记忆合金层的振动频率不同。例如，以每个传感装置包括三个记忆合金层为例，可以使上述三个记忆合金层的振动频率分别位于1Hz～40Hz，40Hz～60Hz，200Hz～300Hz的范围内，以适应人体皮肤的力学感受器。该实施例中，利用传感装置传递三维图形时，无需调节设定位置的控制点的记忆合金层的频率。根据深度信息选择设定位置的控制点221的对应频率的记忆合金层进行振动即可，控制过程较为简单。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的保护范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (21)

  1. 一种传感装置，其特征在于，包括电路板和固定于所述电路板的多个控制点，所述多个控制点中的每个所述控制点处于所述电路板的不同位置，每个所述控制点包括记忆合金层与弹性层，所述弹性层为高韧性材质，每个所述控制点的所述记忆合金层与所述弹性层一一对应叠置固定；每个所述记忆合金层连接有两个电极，所述两个电极位于所述电路板；
    每个所述记忆合金层的温度都低于设定阈值时，全部所述控制点位于第一平面；当设定的记忆合金层的温度高于设定阈值时，所述设定的记忆合金层和所述弹性层发生弯折变形，所述设定的记忆合金层对应的控制点的局部凸出于所述第一平面。
  2. 如权利要求1所述的传感装置，其特征在于，每个所述控制点包括至少两个记忆合金层。
  3. 如权利要求1或2所述的传感装置，其特征在于，所述记忆合金层为条状记忆合金层，所述条状记忆合金层的一端固定于所述电路板，另一端相对于所述电路板自由。
  4. 如权利要求1～3任一项所述的传感装置，其特征在于，所述记忆合金层为纳米级记忆合金层或者微米级记忆合金层。
  5. 如权利要求1～4任一项所述的传感装置，其特征在于，所述电路板为柔性电路板。
  6. 一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求1～5所述的传感装置，还包括与所述传感装置电连接的控制电路，所述控制电路包括多组输入输出接口，每个所述记忆合金层的两个所述电极分别与一组所述输入输出接口一一对应电连接；
    所述控制电路用于调节记忆合金层的通电量，所述通电量控制所述记忆合金层的温度；
    所述控制电路用于接收待传递信息，并根据所述待传递信息控制设定的控制点的记忆合金层的通电量，使得所述设定的控制点的记忆合金层发生振动。
  7. 如权利要求6所述的电子设备，其特征在于，所述记忆合金层的振动频率为10Hz～300Hz。
  8. 如权利要求6或7所述的电子设备，其特征在于，所述控制电路通过控制输入至所述记忆合金层的电流的频率和/或电流值，调节所述记忆合金层的振动频率。
  9. 如权利要求6或7所述的电子设备，其特征在于，每个所述控制点包括至少两个记忆合金层，所述控制电路还用于控制所述控制点的所述至少两个记忆合金层的振动频率不同。
  10. 如权利要求6～9任一项所述的电子设备，其特征在于，所述控制电路还用于根据待传递信息控制所述控制点的振动顺序。
  11. 如权利要求6～10任一项所述的电子设备，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器监测所述记忆合金层的温度，所述控制电路用于获取温度传感器的温度信号，所述温度信号为所述温度传感器监测到的所述记忆合金层的温度达到所述设定阈值时触发的信号；
    所述控制电路确定当接收到所述温度信号时的通电量为驱动所述记忆合金层变形的设定通电量。
  12. 如权利要求11所述的电子设备，其特征在于，还包括设置于所述电路板的参考记忆合金层，所述温度传感器监测所述参考记忆合金层的温度。
  13. 如权利要求6～12所述的电子设备，其特征在于，所述电子设备包括虚拟键盘，所述传感装置与所述虚拟键盘叠置，所述虚拟键盘包括虚拟按键，所述传感装置的所述控制点与所述虚拟按键对应，所述虚拟按键被操作时，所述控制电路用于控制被操作的所述虚拟按键对应的所述控制点振动。
  14. 如权利要求6～13任一项所述的电子设备，其特征在于，包括手表、手环、戒指、手套、手机或智能服饰。
  15. 一种如权利要求6～14任一项所述的电子设备的控制方法，其特征在于，包括：
    接收待传递信息；
    根据所述待传递信息生成控制点控制信息；
    根据所述控制点控制信息向设定的控制点的记忆合金层输入周期性电流，使所述记忆合金层振动。
  16. 如权利要求15所述的控制方法，其特征在于，所述周期性电流的占空比根据所述记忆合金层发生形变的热量，输入所述记忆合金层的电流值，所述记忆合金层的电阻值，以及所述记忆合金层振动的频率确定；所述周期性电流的占空比满足：
    D＝t/(1/f)·100％-n，t＝Q/I 2R；
    其中，D为所述周期性电流的占空比，t为记忆合金层发生形变的通电时长，Q为记忆合金层发生形变的热量；I为输入记忆合金层的电流值；R为记忆合金层的电阻值，f为记忆合金层振动的频率，n为调整系数，5％≤n≤10％。
  17. 如权利要求15或16所述的控制方法，其特征在于，所述控制点控制信息包括控制点的序号、控制点的振动频率和控制点的振动时长。
  18. 如权利要求15～17任一项所述的控制方法，其特征在于，所述待传递信息包括深度信息；
    所述根据所述待传递信息生成控制点控制信息，具体包括：
    将多个所述深度信息按照所述深度信息的大小分类为N个控制区间，N≥2；
    所述根据所述控制点控制信息向设定的控制点的记忆合金层输入周期性电流，使所述记忆合金层振动，具体包括：
    根据所述控制点控制信息向所述设定的控制点的记忆合金层输入与所述控制区间对应的周期性电流，使不同的所述控制区间对应的所述记忆合金层的振动频率不同。
  19. 如权利要求18所述的控制方法，其特征在于，所述记忆合金层的振动频率包括三个档次，所述三个档次的振动频率分别位于1Hz～40Hz之间，40Hz～60Hz之间，和200Hz～300Hz之间。
  20. 如权利要求15～19任一项所述的控制方法，其特征在于，所述待传递信息包括图形的轨迹信息；
    所述根据所述待传递信息生成控制点控制信息，还包括：
    根据所述图形的轨迹信息生成控制点的振动顺序；
    所述根据所述控制点控制信息向设定的控制点的记忆合金层输入周期性电流，使所述记忆合金层振动，还包括：
    根据所述控制点的振动顺序向设定的控制点的记忆合金层依次输入周期性电流，使所述记忆合金层依次振动。
  21. 如权利要求15～20任一项所述的控制方法，其特征在于，所述待传递信息还包括 文字辅助信息，所述文字辅助信息的内容包括颜色信息、名称信息、数量信息和/或位置信息；
    所述根据所述待传递信息生成控制点控制信息，还包括：
    根据所述文字辅助信息生成控制点控制信息。
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