人机接口系统的制作方法

本申请要求于2016年3月31日提交的美国临时申请号62/316,417和于2016年5月31日提交的美国临时申请号62/343,453的利益，这两个临时申请都通过引用被全部并入。

本申请涉及于2014年9月26日提交的美国专利申请号14/499,001，其通过引用被全部并入。

本发明大体上涉及触摸传感器的领域，并且更具体地涉及一种在触摸传感器的领域中的新的且有用的人机接口系统。

附图简述

图1是系统的示意性表示；

图2是系统的一个变形的示意性表示。

图3是方法的流程图表示；

图4是方法的一个变形的流程图表示；

图5a和5b是系统的一个变形的示意性表示；

图6是系统的一个变形的示意性表示；

图7是系统的一个变形的示意性表示；

图8a和8b是方法的变形的流程图表示；

图9a和9b是系统的变形的示意性表示；

图10a和10b是方法的变形的示意性表示；

图11是系统的一个变形的示意性表示；

图12是系统的一个变形的示意性表示；

图13a-13h是系统的变形的示意性表示；

图14是方法的一个变形的示意性表示；

图15a-15f是系统的变形的示意性表示；

图16是系统的一个变形的示意性表示；以及

图17a和17b是系统的变形的示意性表示。

实施方式的描述

本发明的实施方式的下面的描述并不意欲将本发明限制于这些实施方式，但更确切地使本领域中的技术人员能够做出并且使用本发明。这里描述的变形、配置、实现、示例实现和示例是可选的，且对它们描述的变形、配置、实现、示例实现和示例并不是独有的。这里描述的发明可以包括这些变形、配置、实现、示例实现和示例的任何和所有置换。

1.系统和方法

如图1和图2所示，人机接口系统(在下文中的“系统”)包括触摸传感器110、壳体160、音频驱动器140(在下文中的“扬声器”)、振动器120和控制器150。触摸传感器110包括：横跨基板图案化的感测电极和驱动电极对116的阵列；和电阻层，其布置在基板上与感测电极和驱动电极对接触，限定与基板相对的触摸传感器表面112，并且限定响应于施加到触摸传感器表面112上的力的大小的变化而展示局部体电阻的变化的材料。壳体160耦合到触摸传感器110，并且包含扬声器和振动器120。控制器150：被配置为响应于在触摸传感器表面112上施加超过阈值力大小的力而触发扬声器以重放点击声音并触发振动器120以在点击循环期间振动壳体160；并且被配置为响应于在触摸传感器表面112上施加超过阈值力大小的力而输出命令。

该系统的一个变形包括：触摸传感器110，其包括触摸传感器表面114，包括布置在触摸传感器表面114上的感测电极和驱动电极对116的阵列，并且限定在感测电极和驱动电极对116的阵列上延伸的触摸传感器表面112；振动器120，其耦合到触摸传感器110并被配置为在平行于触摸传感器表面112的平面内使团块振荡；耦合到底盘130的音频驱动器140；和控制器150。在该变形中，控制器150被配置为：基于在触摸传感器110中的第一感测电极和驱动电极对之间的电阻的第一变化在第一时间检测第一输入到触摸传感器表面112上的施加以及第一输入的第一力大小；响应于第一力大小超过第一阈值大小，通过致动振动器120并触发音频驱动器140以输出点击声音来执行第一点击循环；基于在第一感测电极和驱动电极对之间的电阻的第二变化在继第一时间之后的第二时间检测第一输入从触摸传感器表面112的缩回和第一输入的第二力大小；并且响应于第二力大小下降到低于小于第一阈值大小的第二阈值大小，通过致动振动器120并触发音频驱动器140以输出点击声音来执行第二点击循环。

如图8a所示，在一个变形中，系统执行用于对在触摸传感器表面112上的输入做出响应的方法s100，该方法包括：在第一时间在块s110中检测第一输入到触摸传感器表面112上的施加和第一输入的第一力大小；响应于第一力大小超过第一阈值大小，在块s120中在第一点击循环期间致动耦合到触摸传感器表面112的振动器120并且在第一点击循环期间触发接近触摸传感器表面112的音频驱动器140以输出点击声音；在继第一时间之后的第二时间，在块s112中检测第一输入从触摸传感器表面112的缩回和第一输入的第二力大小；以及响应于第二力大小下降到低于小于第一阈值大小的第二阈值大小，在块s122中在不同于第一点击循环的第二点击循环期间致动振动器120，并且在第二点击循环期间触发音频驱动器140以输出点击声音。

1.1.应用

通常，该系统用作人机接口设备，其检测(人类)用户的输入，将这些输入转换成机器可读命令，将这些命令传递到计算设备，并向用户提供指示输入被检测到的反馈。特别是，该系统包括：触摸传感器110，输入通过该触摸传感器110被检测到；触觉反馈模块(例如扬声器和振动器120)，反馈通过该触觉反馈模块被提供给用户；以及控制器150，其基于在触摸传感器110处检测到的输入来向计算设备输出命令，并且通过触觉反馈模块触发触觉反馈；并且系统可以执行该方法的块以检测和响应于在触摸传感器表面112上的输入。

在一个示例中，系统可以限定手持式计算机指向设备(或“鼠标”)，其当连接到计算设备时响应于在触摸传感器表面112上的超过阈值力(或压力)大小的触摸输入而将点击事件传递到计算设备。在该示例中，系统可以响应于这种触摸输入而向用户发出可听和振动(在下文中的“触觉”)反馈，以便模仿机械按钮在被压下和释放时的可听和触感响应。特别是，该系统可以：当施加到触摸传感器表面112的输入超过第一阈值力(或压力)大小时，激活振动器120并触发音频驱动器140以输出点击声音，以便复制机械按钮被压下的触感和可听声音；以及然后在触摸传感器表面112上当同一输入被提起到小于第二阈值大小——小于第一阈值大小——时激活振动器120并触发音频驱动器140以输出(低频)点击声音，以便复制被压下的机械按钮正被释放的触感和可听声音。因此，该系统可以向用户提供按钮被压下和释放的触感印象，尽管该系统本身限定实质上刚性的没有外部运动部件或表面(例如按钮)的外部结构。此外，在该示例中，系统可以包括运动传感器170(例如光学或机械运动传感器170)，并且控制器150可以基于系统相对于由运动传感器170检测到的相邻表面的运动来输出光标运动向量或其他命令。

在前述示例中，系统也可以是可重新配置的，例如以基于系统被放置在表面上或被握在用户的手中的定向来起遥控器150或游戏手柄的作用。特别是，系统可以限定跨越其长度和宽度的全部或一部分的触摸传感器表面112，并且控制器150可以基于系统的当前功能来将不同的命令、手势和其他输出类型映射到触摸传感器表面112的离散子区域。此外，在各种配置中，系统可以响应于触摸传感器表面112的各个子区域上的输入而选择性地输出触觉(例如，可听和触感)反馈，从而实现在对设备没有机械修改的情况下在单个设备中的对机械按钮的多种组合和布置的模拟。

系统在本文被描述为独立的人机接口部件，其检测用户输入，响应于用户输入而向用户提供触觉反馈，并基于这些用户输入来向所连接的计算设备输出命令。然而，该系统可以可选地被集成到计算设备中，如下所述，或者以任何其他方式与一个或更多个计算设备通过接口连接。

1.2触摸传感器

如图1和2所示，触摸传感器110包括：横跨基板(例如玻璃纤维pcb)图案化的感测电极和驱动电极对116的阵列；以及力感测层，其布置在基板上与驱动和感测电极对(或“传感器元件”)接触，限定响应于施加到上面的覆盖层上的力的变化而展示局部体电阻和/或局部接触电阻的变化的力敏材料。如在美国专利申请第14/499,001号中所述的，电阻式触摸传感器110可以包括横跨基板图案化的指叉状排列的驱动电极和感测电极的栅格。力感测层可跨越在横跨基板的每个驱动和感测电极对之间的间隙，使得当局部化力被施加到覆盖层时，横跨相邻驱动和感测电极对的电阻与所施加的力的大小成比例地(例如线性地、反比地、二次地或以其他方式)变化。如下所述，控制器150可以读取在触摸传感器110内的横跨每个驱动和感测电极对的电阻值，并且可以将这些电阻值转换为施加到覆盖层的一个或更多个离散力输入的位置和大小。

在一个实现中，系统包括例如以刚性pcb(例如玻璃纤维pcb)或在触摸传感器表面114上的pcb(例如铝背板)的形式的刚性基板；并且驱动电极和感测电极的行和列横跨基板的顶部被图案化，以形成传感器元件的阵列。力感测层安装在传感器元件的阵列上，并围绕其周边连接到基板。可选地，该系统可以包括柔性基板，例如柔性pcb，并且感测元件可以增材地或减材地被制造在柔性pcb上。然而，可以根据任何其他方法或技术以任何其他方式制造该系统。

1.3控制器

通常，控制器150起作用来驱动触摸传感器110，以在块s110和s112中在扫描循环期间读取在驱动电极与感测电极之间的电阻值，并将来自触摸传感器110的电阻数据转换为在触摸传感器110上的力输入的位置和大小。控制器150还可起作用来将在两个或更多个扫描循环期间记录的力的位置和/或大小转换成手势(如图10b所示)、光标运动向量(如图10a所示)或其他命令，并且例如通过有线或无线连接将这样的命令输出到所连接的计算设备。例如，控制器150可以访问存储在系统中的存储器中的预编程命令函数，例如包括由所连接的计算设备可读取的鼠标和键盘值的组合的命令函数，以移动虚拟光标、在整个文本文档中滚动、展开窗口、或者平移和旋转窗口内的2d或3d虚拟图形资源等，如下所述。

在一个实现中，控制器150包括：阵列列驱动器(acd)；列切换寄存器(csr)；列驱动源(cds)；阵列行传感器(ars)；行切换寄存器(rsr)；和模数转换器(adc)；如在美国专利申请号14/499,001中所述的。在该实现中，触摸传感器110可以包括可变阻抗阵列(via)，其限定：耦合到acd的互连阻抗列(iic)和耦合到ars的互连阻抗行(iir)。在电阻扫描周期期间：acd可以通过csr选择iic，并用cds电气地驱动iic；via可以将电流从被驱动的iic传送到由ars感测到的iic；ars可以选择触摸传感器110内的iir，并通过rsr来电气地感测iir状态；并且控制器150可以对来自ars的所感测的电流/电压信号插值，以在单个采样周期内的电阻扫描周期期间实现对在触摸传感器110上的离散力输入的接近、接触、压力和/或空间位置的实质上准确的检测。

例如，在触摸传感器110中的一行驱动电极可以串联连接，以及在电阻式触摸传感器110中的一列感测电极可以类似地串联连接。在采样周期期间，控制器150可以在块s110中：将第一行驱动电极驱动到参考电压，同时使所有其他行驱动电极浮动；记录第一列感测电极的电压，同时使所有其他列感测电极浮动；记录第二列感测电极的电压，同时使所有其他列感测电极浮动；...记录最后一列感测电极的电压，同时使所有其他列感测电极浮动；将第二行驱动电极驱动到参考电压，同时使所有其他行驱动电极浮动；记录第一列感测电极的电压，同时使所有其他列感测电极浮动；记录第二列感测电极的电压，同时使所有其他列感测电极浮动；...记录最后一列感测电极的电压，同时使所有其他列感测电极浮动；...以及最后将最后一行驱动电极驱动到参考电压，同时使所有其他行驱动电极浮动；记录第一列感测电极的电压，同时使所有其他列感测电极浮动；记录第二列感测电极的电压，同时所有其他列感测电极浮动；...记录最后一列感测电极的电压，同时使所有其他列感测电极浮动。因此，控制器150可以在块s110中顺序地驱动在电阻式触摸传感器110中的驱动电极行；并且从电阻式触摸传感器110中的感测电极列顺序地读取电阻值(例如电压)。

控制器150因此可以在块s110中在采样周期期间扫描驱动和感测电极对(或“传感器元件”)。然后，在块s130中，控制器150可以将在一个采样周期期间从触摸传感器110读取的电阻值合并成表示施加在触摸传感器表面112上的力(或压力)的位置和大小的单个触摸图像。控制器150还可以在块s130中：识别在触摸传感器表面112上的离散输入区域(例如通过实现斑点检测以处理触摸图像)；基于施加在整个输入区域上的总力来计算在输入区域上的压力大小；识别对应于离散输入区域的输入类型(例如手指、指示笔、手掌等)；使离散输入区域与各种公用块相关联；和/或用压力大小、输入类型、命令等标记触摸图像中的离散输入区域。控制器150可以重复该过程以在系统的操作期间的每个采样周期期间生成(所标记的)触摸图像。

1.4触觉反馈模块

该系统包括触觉反馈模块，包括布置在壳体160内的振动器120和扬声器，如图1和3所示。通常，响应于在触摸传感器表面112上的超过阈值力(或阈值压力)的触摸输入，控制器150可以在块s120中同时触发振动器120以输出振动信号并触发扬声器以输出可听信号，分别模仿机械按钮的致动(在下文中的“点击循环”)的感觉和声音。

振动器120可以包括在振荡线性致动器上的团块、线性共振致动器、在旋转致动器上的偏心团块、在振荡隔膜上的团块、压电致动器、形状记忆合金致动器或任何其他合适类型的振动致动器。振动器120可以展示共振(例如自然)频率，并且控制器150可以触发致动器以在点击循环期间以该共振频率振荡。例如，当系统第一次被通电时，控制器150可以执行测试例程，包括使振动器120从低频率斜升到高频率，检测在低频率和高频率之间的共振频率，并将该共振频率存储为在当前使用会话期间的振动器120的操作频率。振动器120可以布置在壳体160内在壳体160的底部和触摸传感器110之间。例如，触摸传感器110可以包括横跨pcb的第一侧图案化的感测电极和驱动电极对116的阵列，并且振动器120可以安装在pcb的相对侧的中心附近。

触觉反馈模块还可以包括多个振动器，例如布置在触摸传感器表面112的每个半部分下方或每象限下方的一个振动器。在该实现中，控制器150可以在点击循环期间致动在该组中的所有振动器。可选地，控制器150可以在点击循环期间选择性地致动振动器的一个或子集，例如最接近在当前扫描循环和最后扫描循环之间在触摸表面上检测到的最新触摸输入的质心的单个振动器120。然而，触觉反馈模块可以包括在任何其他配置中的任何其他数量的振动器，并且可以在点击循环期间致动任何其他一个或更多个振动器。

触觉反馈模块还包括被配置为在点击循环期间更换“点击”声的扬声器(或蜂鸣器或其他音频驱动器)。在一个实现中，壳体160还包括：例如以与触摸传感器表面112相对的开口区域或横跨壳体160的底部的区域的穿孔的形式的扬声器格栅，由扬声器输出的声音被传递到壳体160外部；以及横跨它的底面的一组垫162(或“脚”)，其起作用来保持在扬声器格栅和系统被放置于的平坦表面之间的偏移(例如，0.085”)间隙，以便通过该相邻表面限制从扬声器输出的声音的消声，如图5a和5b所示。特别是，该系统可以包括：壳体160，其包含触摸传感器110、振动器120、音频驱动器140和控制器150，并且限定相邻于音频驱动器140并且与触摸传感器表面112相对地面向的扬声器格栅；以及一个或更多个垫，每个垫与触摸传感器表面112相对地从壳体160延伸，限定被配置为横跨工作台表面滑动的支撑表面，并且被配置为在工作台表面上方将扬声器格栅偏移一段目标间隙距离。因此，在系统放置在实质上平坦的表面上的情况下，扬声器和扬声器格栅可以协作以输出在壳体160的底面和相邻表面之间反射的声音；并且该声音可以从壳体160横向和纵向地向外散布，使得用户可以可听得到地感知该声音，而实质上不考虑他相对于系统的定向。可选地，壳体160可以限定横跨它的侧面、横跨它的相邻于触摸传感器表面112的顶部或者在任何其他位置或定向上的一个或更多个扬声器格栅。仍然可选地，触觉反馈模块可以包括扬声器腔，其当扬声器被驱动时随着扬声器一起振动，以便从系统输出“点击”声。

1.5触觉

响应于在触摸传感器表面112上的超过阈值力(或压力)大小的触摸输入，控制器150在“点击循环”中实质上同时驱动振动器120和音频驱动器140，以便触觉地和可听地模仿机械按钮的致动，如图3所示。例如，响应于这种触摸输入，控制器150可以触发电机驱动器以在目标点击持续时间(例如250毫秒)期间根据方波来驱动振动器120，而同时通过扬声器重放“点击”声音字节。在点击循环期间，控制器150还可以使点击声音字节的重放相对于振动例程滞后或领先例如+/-50毫秒，以在点击循环期间实现特定的触觉响应。

此外，在点击循环期间，在块s112中，控制器150可以将由扬声器输出的音频延迟与振动器120达到峰值输出功率或峰值振荡振幅的时间对应并且在人类将点击循环的音频和振动分量感知为对应于同一事件的最大时间(例如几毫秒)内的“初动时间”。例如，对于以10毫秒的初动时间为特征的振动器120，控制器150可以在振动器120在点击循环期间被触发之后将由扬声器输出的音频延迟5-10毫秒。因此，当控制器150在块s110中在第一时间检测到在触摸传感器表面112上的超过第一阈值力(或压力)大小的力的施加时，控制器150可以在块s120中：在继第一时间之后紧接着的第二时间(例如在第一时间的50毫秒内以及在触摸传感器表面112上的第一输入的施加期间)发起振动器120的激活；并且在继第二时间之后延迟持续时间对应于振动器120的初动时间(例如10毫秒)的第三时间发起音频驱动器140的激活，在该初动时间中振动器120达到最小振荡振幅。

如上所述，在块s120中，控制器150可以响应于在触摸传感器表面112上的满足或超过一个或更多个预设参数的触摸输入来执行点击循环。例如，控制器150可以响应于检测到在触摸传感器表面112上的超过阈值力或压力的触摸输入而发起点击循环，该阈值力或压力对应于按下机械鼠标按钮(或机械触控板按钮或锅仔片，如下所述)所需的共同力或压力。因此，控制器150可以将在触摸传感器表面112上的检测到的触摸输入的压力与预设静态力或压力阈值进行比较，以识别或表征输入。

可选地，控制器150可以例如通过在连接到系统的计算设备上执行的图形用户界面设置的基于对更大输入灵敏度(对应于更低压力阈值)的用户偏好或者基于对更低输入灵敏度(对应于更大压力阈值)的用户偏好来实现用户定制的压力阈值。在该示例中，系统可以另外记录定制扬声器音量、定制振动器振荡频率或振幅、定制振动器波形和/或由用户通过可通过(所连接的或集成的)计算设备访问的虚拟控制面板设置的定制的其他触觉参数。可选地，这些参数可以由制造商设置，且可以由制造商通过软件更新来调整。在另一个示例中，控制器150可以例如基于系统的当前模式或定向来将触摸传感器表面112分割成两个或更多个活动和/或非活动区域，如下所述，并且控制器150可以丢弃在触摸传感器表面112的非活动区域上的输入，但是当足够大小的触摸输入在触摸传感器表面112的活动区域内被检测到时发起点击循环。

在该实现中，控制器150可以此外或可选地将唯一阈值力(或压力)大小分配给触摸传感器表面112的离散区域，并且响应于在触摸传感器表面112的各个区域上的超过所分配的阈值大小的力(或压力)的施加而通过公共触觉反馈模块选择性地执行点击循环。例如，控制器150可以：将第一阈值大小分配给触摸传感器表面112的左键点击区域；并且将大于第一阈值大小的第二阈值大小分配给触摸传感器表面112的右点击区域，以便拒绝在触摸传感器表面112上的异常右点击。在该示例中，控制器150还可以：将第三阈值大小分配给触摸传感器表面112的中心滚动区域，其中第三阈值大小大于第一阈值大小，以便拒绝在触摸传感器表面112上的异常滚动输入；而且将中心滚动区域链接到第四阈值大小，用于使滚动事件持续，其中第四阈值大小小于第一阈值大小。

1.6标准点击和深点击

在一个变形中，控制器150：响应于超过第一力大小并且保持小于第二力阈值的力(在下文中的“标准点击输入”)的施加而在块s110和s120中执行“标准点击循环”；并且响应于超过第二力阈值的力(在下文中的“深点击输入”)施加而在块s114和s124中执行“深点击循环”，如图8b和10c所示。在该变形中，在深点击循环期间，控制器150可以在延长的持续时间(例如750毫秒)期间驱动振动器120，以便向用户触觉地指示深点击输入被检测到并处理。控制器150还可以在深点击循环期间在延长的持续时间内去激活扬声器或者驱动扬声器。在一个示例中，控制器150可以响应于标准点击输入而输出左点击鼠标控制功能(或如下所述的左点击触控板控制功能)，并且可以响应于深点击输入而输出右点击鼠标控制功能。因此，系统可以检测在触摸传感器表面112上的不同力大小的输入，基于它的大小来向输入分配输入类型，基于输入的分配类型通过振动器120和扬声器来提供不同的触觉反馈，并基于输入的所分配的类型来输出不同的控制功能。

在一个示例中，控制器150：在块s110中基于在触摸传感器表面112下方的第一感测电极和驱动电极对之间的电阻的第一变化来在第一时间检测在触摸传感器表面112上的第一输入的施加和第一输入的第一力大小；在块s120中响应于第一力大小落在第一阈值大小和第二阈值大小之间而在第一持续时间期间执行第一点击循环(例如标准点击循环)，并且将第一输入标记为具有第一输入类型。在该示例中，控制器150还可以：在块s114中基于在触摸传感器表面112下方的第二感测电极和驱动电极对之间的电阻的第二变化而检测在触摸传感器表面112上的第二输入的施加和第二输入的第二力大小；以及块124中响应于第二力大小超过第二阈值大小而在超过第一持续时间的第二持续时间期间执行第二点击循环(例如深点击循环)，并且将第二输入标记为具有不同于第一输入类型的第二输入类型。

在另一示例中，控制器150可以响应于在触摸传感器表面112上的深点击输入而在输入模式之间例如在第一模式和第二模式之间转换或切换，在第一模式中，控制器150输出相对位置改变命令以移动光标，在第二模式中控制器150输出限定在观察窗内(例如在桌面上)的光标的位置的绝对位置命令。

控制器150可以类似地实现多级点击循环，例如以在触摸传感器表面112上的输入的检测到的力大小增加时执行三次、四次或更多次点击循环。控制器150还可以响应于在触摸传感器表面112上的力的施加而输出各种命令，该力落在多个预设力大小范围之一内。例如，对于在触摸传感器表面112的对应于删除键的区域上的输入，如系统集成到移动计算设备中的在下面描述的变形中，控制器150可以在触摸传感器表面112上的所施加的力的大小进入更高的离散力范围时输出删除单个符号、删除整个单词、删除整个句子以及删除整个段落的命令。

控制器150可以响应于同时或以快速顺序施加到触摸传感器表面112的多个离散输入来实现这些触觉效果。例如，当用户将多个手指放置成与触摸传感器表面112接触时，控制器150可以例如在基于由这些手指中的每一个施加的力的大小超过公共阈值大小(或超过分配给触摸传感器表面112的相应区域的阈值大小)的时间而重叠的多个点击循环内响应于在触摸传感器表面112上的每个手指的检测而触发点击循环。控制器150可以响应于由用户的每个手指的各种力(或压力)大小过渡来实现前述方法和技术，例如包括对于与触摸传感器表面112接触的每个手指的“向下”点击循环、“向上”点击循环、“深”点击循环、多级点击循环等。

1.7滞后

在图8a所示的一个变形中，在块s110、s120、s112和s122中，控制器150实现滞后以触发在触摸传感器表面112上的单个力输入的施加和缩回期间的多个点击循环。特别是，在该变形中，控制器150在力被施加到触摸传感器表面112和力从触摸传感器表面112释放时选择性地激活振动器120和扬声器，以便触觉地和可听地复制被压下并且随后被释放的机械按钮的感觉和声音。为了防止当在触摸传感器表面112上的力的施加达到第一阈值大小时的“反弹”，控制器150可以针对该输入执行暗示机械按钮的压下的单个“向下”点击循环，直到输入从触摸传感器表面112释放为止。然而，控制器150也可以当由相同输入施加的力减小到第二较低的阈值大小时执行暗示被压下的机械按钮的释放的“向上”点击循环。因此，控制器150可以实现滞后技术，以防止对触摸传感器表面112上的输入的触觉响应中的“反弹”，通过触觉反馈向用户指示施加到触摸传感器表面112的力已经被登记(即，已经达到第一阈值大小)，并且通过附加的触觉反馈向用户指示用户的选择已经被清除并且施加到触摸传感器表面112的力已经被登记(即，所施加的力已经下降到第二阈值大小之下)。

例如，控制器150可以：在块s110和s120中响应于检测到在触摸传感器表面112上的超过克的力大小的输入的施加而触发“向下”点击循环；并且在块s112和s122中当输入从触摸传感器表面112释放并且在触摸传感器表面112上的所施加的力从该输入下降到低于60克时，可以触发“向上”点击循环(例如，向下点击循环的更短和更高频率的变形)。在该示例中，控制器150可以执行“向下”点击循环，其中振动器120以更大振幅和/或更大频率被驱动，并且其中扬声器输出比“向上”点击循环更低频率的声音。因此，控制器150可以执行触觉地和可听地复制机械按钮的压下的“向下”点击循环，这可能需要超过转变力的力的施加；并且控制器150可以执行触觉地并且可听地复制机械按钮的释放的“向上”点击循环，该机械按钮仅在机械按钮上的所施加的力显著下降到过渡力之下时才可以返回到它的原始位置。此外，在机械按钮和按下机械按钮的手指之间的接触可以抑制按下的机械按钮的返回的声音和速度，从而产生比当物理按钮被释放时更快和更低音高的“卡搭”感觉和声音。控制器150因此可以通过执行“向下”点击循环来模仿机械按钮被按下时的感觉和声音；控制器150可以响应于由与触摸传感器表面112接触的物体在一段时间内施加的力的变化通过执行“向上”点击循环来模仿被按下的机械按钮被释放时的感觉和声音。

1.8壳体

壳体160起作用来容纳和支撑系统的元件，例如控制器150、振动器120、扬声器以及触摸传感器110的感测和驱动电极，如图1和2所示。如上所述，壳体160还可以限定一组脚160(或“垫”)，该脚160起作用来将壳体160的底部支撑在平面(系统竖直地设置在该平面上)上。在该实现中，每只脚可以包括起作用来将系统与相邻表面机械地隔离的可压缩的或其他的减振材料，从而减少脆响并实质上保持系统在点击循环期间的振动。

此外，对于限定外围人机接口设备(或“鼠标”)的系统，每只脚可以用光滑、刚性和/或相对低摩擦的材料(例如特氟隆膜、尼龙衬套)覆盖尖端，以使系统在竖直地放置在平坦表面上时能够以相对最小的阻力跨表面滑动。例如，在前述实现中，壳体160可以限定直线的注射成型的不透明聚合物结构，并且可以包括在该结构的矩形底部的每个角处的一个闭孔泡沫插入物。然而，壳体160可以限定任何其他形式，并且可以由任何其他材料制成。

对于限定外围人机接口设备的系统，壳体160还可以在它与触摸传感器表面112相对的底面上支撑一个或更多个运动传感器，例如基于led或激光的光学运动传感器170或机械运动传感器170。控制器150可以在整个操作中(或者当在“鼠标模式”时，如下所述)对运动传感器170采样，以跟踪系统跨相邻表面的相对运动。该系统还可以实质上实时地转换在光标向量或其他命令中的这种相对运动，并将该光标向量或其他命令传输到所连接的计算设备。

1.9鼠标手势

系统可以在块s130中例如基于在触摸表面上的输入的初始位置、最终位置、速度、力(或压力)大小等来将在触摸表面上检测到的输入转换成各种命令之一。例如，控制器150可以将触摸表面上的输入解释为各种鼠标命令中的一个，例如右点击、左点击、中心点击、滚动和缩放。

在系统在鼠标模式中操作的一个实现中，控制器150选择性地将触摸表面的区域与右点击、左点击和中心点击命令相关联。例如，当用户将她的手掌放置在系统上并将一个手指(例如食指)搁置成与靠近系统的前端的触摸传感器表面112接触时，如图3所示，控制器150可以与触摸传感器110通过接口连接，以检测在触摸传感器表面112的前半部分上的这个单个触摸输入，可以为该输入分配左点击命令，并且可以响应于该输入的力大小超过分配给触摸传感器表面112的该区域的阈值力大小而发起点击循环并输出左点击命令。然而，当用户将两个手指(例如食指和中指)搁置在触摸传感器表面112的前半部分上时，控制器150可以与触摸传感器110通过接口连接以检测两个触摸输入，将在触摸传感器表面112的前半部分上的最左边的触摸输入与左点击命令相关联，将在触摸传感器表面112的前半部分上的最右边的触摸输入与右点击命令相关联，并且响应于这些触摸输入的力大小超过公共力大小阈值或被分配到触摸传感器表面112的这些区域的唯一力大小阈值而选择性地输出左点击和右点击命令。此外，当用户将三个手指(例如食指、中指和无名指)搁置在触摸传感器表面112上时，控制器150可以与触摸传感器110通过接口连接以检测所有三个触摸输入，将在触摸传感器表面112的前半部上的最左边的触摸输入与左点击命令相关联，将在触摸传感器表面112的前半部上的横向地在最左边和最右边的触摸输入之间的触摸输入与中心点击或滚动命令相关联，将在触摸传感器表面112的前半部上的最右边的触摸输入与右点击命令相关联，并响应于这些触摸输入的力大小超过被分配到触摸传感器表面112的这些区域的力大小阈值而选择性地输出左点击、中心点击或滚动和右点击命令。因此，控制器150可以例如基于在触摸传感器表面112上的其他触摸输入的数量和位置来动态地将在触摸传感器表面112上的触摸输入与不同的命令类型相关联。可选地，控制器150可以例如通过将左点击命令分配给触摸传感器表面112的第二(ii)象限以及通过将右点击命令分配给触摸传感器表面112的第一(i)象限来将静态命令分配给触摸传感器表面112的子区域。

在另一实现中，控制器150用滚动命令解释在触摸传感器表面112上检测到的触摸输入，如图4和9a所示。在该实现中，控制器150：与触摸传感器110通过接口连接，以在第一时间检测在触摸传感器表面112上的第一位置处的触摸输入，例如来自用户的手指或来自指示笔尖端的触摸输入；与触摸传感器110通过接口连接以在第二时间检测触摸输入到在触摸传感器表面112上的第二位置的转变；基于在第一位置和第二位置之间的距离超过阈值距离来将触摸输入识别为滚动输入；基于从第一位置到第二位置的向量的方向来确定滚动输入的方向(例如，左、右、向上、向下)；并相应地发起滚动命令。(在该实现中，控制器150还可以响应于触摸输入超过在第一位置处的在触摸传感器表面112上的阈值力或压力大小而将在第一位置处的触摸输入确认为有意输入。)随后，当用户在触摸传感器表面112上移动她的手指或指示笔而不中断与触摸传感器表面112的接触时，控制器150可以输出包括与从第一(或第二)位置经过的距离相对应的滚动距离或滚动速度的滚动命令。然而，一旦滚动命令因此被发起，控制器150就可以此外或可选地输出包括对应于触摸输入的力大小的滚动距离或滚动速度的滚动命令。例如，一旦包括滚动方向的滚动命令被发起，控制器150就可以输出与触摸输入的力大小成比例的滚动速度命令(一直到最大滚动速度)。此外，当用户在触摸传感器表面112上移动她的手指或指示笔而不中断与触摸传感器表面112的接触时，控制器150还可以有规律地触发扬声器和振动器例如以与滚动事件的速率或由滚动事件覆盖的距离成比例的频率执行额外的点击循环，以向用户指示滚动事件是当前的。

因此，控制器150可以基于触摸输入在触摸传感器表面112的区域上的横越来发起滚动命令，并且然后可以基于用户压下触摸传感器表面112所使用的力的大小来修改滚动命令，从而使用户能够在操作在所连接的计算设备上观看的文档或其他资源时通过修改在滚动命令被发起时她多么稳固地压下触摸传感器表面112来调节滚动速度，如图4所示。控制器150可以继续对触摸传感器110采样，并且一旦触摸输入从触摸传感器表面112移除(例如，一旦触摸输入的力或压力大小下降到低阈值以下)就可以终止滚动命令。

在另一实现中，当用户在触摸传感器表面112上压下和摇动(例如，晃动)食指时，控制器150可以：与触摸传感器110通过接口连接以在第一时间检测由近似卵形的触摸区域表征的相应的触摸输入；在第一时间识别在卵形触摸区域内的最大力；并且从第一时间到第二时间跟踪卵形触摸区域的位置和在卵形触摸区域内的最大力的位置。在该实现中，如果从第一时间到第二时间卵形触摸区域的质心位置、定向或周边几何形状等变化小于阈值且在卵形触摸区域内的最大力的位置变化大于阈值距离，控制器150可以将该触摸输入解释为滚动命令，并且可以发起包括与从在第一时间的最大力的位置到在第二时间的最大力的位置的向量的方向相对应的方向的滚动命令。利用这样发起的滚动命令，控制器150可以基于在整个卵形触摸区域上的总力的大小或者基于在卵形触摸区域内的最大力的大小来调节滚动命令的滚动速度或滚动距离。

在另一实现中，控制器150利用缩放命令来解释在触摸传感器表面112上检测到的触摸输入。在该实现中，控制器150：与触摸传感器110通过接口连接以在第一时间分别在触摸传感器表面112上的第一位置和第二位置处检测例如来自用户的拇指和食指的第一触摸输入和第二触摸输入；与触摸传感器110通过接口连接以在第二时间在触摸传感器表面112上检测第一触摸输入到第三位置的转变以及第二触摸输入到的第四位置的转变；基于在第一位置和第二位置之间的第一长度与在第三位置和第四位置之间的第二长度之间的差异超过阈值距离或比例来将触摸输入识别为缩放输入；基于第一距离是否超过第二距离来确定缩放输入的方向(例如放大、缩小)(例如，如果第一距离超过第二距离则放大，以及如果第二距离超过第一距离则缩小)；并相应地发起缩放命令。(在该实现中，控制器150还可以响应于在第一和第二位置处的触摸输入中的一个或两个超过在触摸传感器表面112上的阈值力或压力大小而将在第一和第二位置处的触摸输入确认为有意输入。)随后，当用户继续将她的手指拉在一起或张开手指而不中断与触摸传感器表面112的接触时，控制器150可以输出包括对应于在用户手指之间的距离从第一(或第二)长度的变化的缩放方向、缩放距离和/或缩放速度的缩放命令。然而，一旦缩放命令被这样发起，控制器150就可以此外或可选地输出包括与触摸输入的力大小相对应的缩放距离或缩放速度的缩放命令。例如，一旦缩放命令(包括缩放方向)被发起，控制器150就可以输出与在触摸传感器表面112上的一个或两个触摸输入的力大小成比例的缩放速度命令(一直到最大缩放速度)。因此，控制器150可以基于两个触摸输入在触摸传感器表面112的区域上的横越来发起缩放命令，并且然后可以基于用户压下触摸传感器表面112所使用的力的大小来修改该缩放命令，从而使用户能够在操作在所连接的计算设备上查看的文档或其他资源时通过修改在缩放命令被发起时她多么稳固地压下触摸传感器表面112来调节缩放速度，如图8b所示。控制器150可以继续对触摸传感器110采样，并且一旦触摸输入从触摸传感器表面112移除就可以终止缩放命令。

控制器150还可以基于在触摸传感器表面112上的输入来限定光标向量并将这些光标向量输出到所连接的计算设备。例如，响应于沿着触摸传感器表面112的前边缘压下触摸传感器表面112，控制器150可以将输出光标向量锁定到垂直轴。类似地，响应于沿着触摸传感器表面112的左边缘或右边缘压下触摸传感器表面112，控制器150可以将输出光标向量锁定到水平轴。控制器150还可以分别响应于触摸传感器表面112在右前角和左前角处的压下而沿45°向量和135°向量锁定输出光标向量。

此外，控制器150可以选择性地激活和去激活在触摸传感器表面112的选定区域中的光标控制。例如，控制器150可以将在触摸传感器表面112的前半部分上的触摸输入解释为选择(例如，“点击”)、滚动和缩放命令，但是可以去激活在该区域中的光标向量控制，从而使用户能够通过触摸触摸传感器表面112的前半部分来选择虚拟对象、访问虚拟菜单、滚动虚拟资源或者放大和缩小在所连接的计算设备上的虚拟资源。然而，在该示例中，控制器150可以激活在触摸传感器表面112的后半部分中的光标向量控制，从而使用户能够通过相对于相邻表面移动系统以及通过在触摸传感器表面112的整个后半部分上拖动手指、指示笔或其他工具来控制在所连接的计算设备上的图形用户界面内的光标的位置。在该示例中，控制器150可以对系统相对于相邻表面的移动应用第一标度(例如，1:1或相对高的位置灵敏度)，并且可以对在触摸传感器表面112的后半部分上的触摸输入位置的变化应用第二标度(例如，1:5或相对低的位置灵敏度)，以便生成复合光标向量。因此，控制器150可以通过相对于相邻表面移动系统来使用户能够在图形用户界面内的相对大的虚拟距离上快速移动光标，并且控制器150还可以通过在触摸传感器表面112的后端上拖动手指、指示笔或其他工具来使用户能够实现相对高程度的光标位置控制。

然而，在块s130中，控制器150可以根据任何其他静态或动态调度来分割触摸传感器表面112的区域，并且可以将这些区域与任何其他命令或功能相关联。

1.10情境感知手势

在一种变形中，如图9a和9b所示，系统选择性地操作两种或多种模式，例如鼠标模式、遥控器150模式和游戏手柄模式。在一个实现中，当运动传感器170检测到相邻表面例如从壳体160的底部起在深度上变化不大于每单位时间的阈值距离的表面时，系统在鼠标模式中操作并实现如上所述的方法和技术。在该实现中，当运动传感器170检测到相邻表面不存在或者检测到相邻表面附近的变化大于每单位时间的阈值距离时，系统还可以退出鼠标模式，并且系统可以准备进入遥控器150模式或游戏控制器150模式。

该系统还可以包括加速度计、陀螺仪、磁力计或其他运动传感器，并且可以基于运动传感器的输出来进入选择模式。例如，如果运动传感器的输出指示系统在直立定向上(或在直立定向范围内，例如在从(0°,0°)俯仰和横滚定向起的+/-10°俯仰和横滚)，则系统可以进入鼠标模式并保持在鼠标模式中。然而，如果系统保持在纵向定向上(并且如果运动传感器170没有检测到相邻或可靠的表面)，则系统可以进入遥控器150模式。类似地，如果系统保持在横向定向上(并且如果运动传感器170没有检测到相邻或可靠的表面)，则系统可以进入游戏手柄模式。

此外，如果运动传感器170检测到相邻或可靠的表面，则系统可以基于在触摸传感器表面112上的触摸输入的位置来选择性地进入遥控器150模式和游戏手柄模式。例如，一旦系统从鼠标模式转变出，如果单个触摸输入(例如拇指)在触摸传感器表面112上被检测到，则系统可以进入遥控器150模式，并且如果两个触摸输入(例如两个拇指)在触摸传感器表面112上被检测到，则系统可以进入游戏手柄模式。然而，系统可以基于系统内的任何其他机械、光学、声学或其他传感器的输出来选择性地进入和退出两种或多种模式。控制器150然后可以实现如上所述的方法和技术，以基于系统的当前操作模式来将触摸传感器表面112上的输入转换成命令或其他功能(例如，预限定并预加载到系统上的命令)。

可选地，系统可以基于在触摸传感器表面112上检测到的一个或更多个触摸输入来在模式之间转变。例如，系统：可以响应于检测到在触摸传感器表面112的前部区域上的两个深点击输入(如上所述)而进入鼠标模式；可以响应于检测到靠近触摸传感器表面112的横向和纵向中心的一次深点击输入而进入遥控器150模式；并且可以响应于实质上同时检测到在触摸传感器表面112的前部区域上的一次深点击输入和触摸传感器表面112的后部区域上的一次深点击输入而进入游戏手柄模式。

在游戏控制器150模式的一个实现中，控制器150可以将在触摸传感器表面112上的输入的位置和力大小融合成操纵杆向量。例如，在游戏手柄模式中，控制器150可以将触摸传感器表面112的子区域(例如圆形子区域)指定为操纵杆区域。响应于检测到在该操纵杆区域内的输入，控制器150可以：计算触摸输入区域的质心(或者识别在触摸输入区域内的最大力输入的点)；计算在以操纵杆区域的中心为中心的坐标系内的触摸输入区域质心(或最大力输入的点)的角偏移；并且生成包括由该角偏移限定的方向和对应于触摸输入的最大、平均或合计力大小的大小的操纵杆向量。在该示例中，控制器150还可以基于从操纵杆区域的中心(例如坐标系的原点)到触摸输入的质心(或最大力的点)的距离来按比例缩放操纵杆向量的大小。因此，控制器可以在游戏手柄模式中将触摸输入的位置和触摸输入的力(或压力)大小合并成操纵杆向量，且然后将该操纵杆向量输出到所连接的计算设备，例如以控制在窗口内的光标位置或者控制在计算设备上的游戏界面内的第一人观看位置。

1.11可移动指示笔表面

在一种变形中，系统基于系统相对于相邻表面的位置的变化和在触摸传感器表面112上的触摸输入的位置的变化来输出光标向量(或光标位置命令等)。在该变形中，系统可以包括在壳体160的整个底面上横向和/或纵向地偏移的两个(或更多个)运动传感器；并且控制器150可以在整个操作期间对每个运动传感器170采样，并基于这些运动传感器的输出来跟踪在操作期间系统的横向(例如x轴)位置、纵向(例如y轴)位置和偏航(例如围绕z轴的弓形位置)和变化。此外，在整个操作中，控制器150可以对触摸传感器110采样，并跟踪跨触摸传感器表面112的例如通过手指或指示笔的连续触摸输入。控制器150然后可以：将在两个连续采样周期之间的触摸输入的位置的变化投影到在该相同采样周期之间如通过比较运动传感器的输出而确定的壳体160的位置的变化上，以便确定在两个采样周期之间触摸输入相对于相邻表面的位置的全局变化；并将该全局位置变化作为光标向量(或光标位置命令等)输出到所连接的计算设备。

在该变形的一个例子中，在系统面朝上放置在平坦表面例如桌子上的情况下，在右手中握着指示笔的用户可以将她的右手掌放置在触摸传感器表面112的后半部分上，且然后可以在触摸传感器表面112的前半部分上拖动指示笔的尖端。控制器150可以例如以hz的速率有系统地对触摸传感器110采样，并且可以实现模式匹配、边缘检测、物体识别或其他技术，以在从触摸传感器110读取的每个“帧”中识别用户的手掌和指示笔尖端。控制器150然后可以拒绝用户的手掌作为输入，并且替代地基于指示笔在触摸传感器表面112的前半部分上的位置的变化来输出光标向量。然而，当用户继续跨触摸传感器表面112拖动指示笔时，用户也可以相对于下面的桌子移动系统。因此，控制器150可以：基于运动传感器的输出来跟踪系统相对于桌子的这种运动；将系统的这种检测到的位置变化与在实质上相同的时间段(例如在采样时间段之间的8毫秒持续时间)内出现的在触摸传感器表面112上的指示笔尖端的位置的变化合并，以便计算指示笔尖端相对于桌子的全局位置变化；并相应地输出光标向量(或其他光标运动命令)。因此，该系统可以使用户能够在相对小(例如1.8英寸宽×3.6英寸长)的触摸传感器表面112上画，同时也用单手在较大(例如24平方英寸的桌子)区域上移动触摸传感器110。特别是，系统可以合并指示笔尖端相对于系统的微小位置变化和系统相对于桌子的大位置变化，以便计算指示笔的全局位置变化，从而使用户能够通过相对小的触摸传感器表面112在所连接的计算设备上执行的应用内的相对大的虚拟区域内画。例如，该系统可以使用户能够将在1.8英寸宽的触摸传感器表面112上的8英寸宽的手写文本行输入到所连接的计算设备中，或者经由1.8英寸宽×3.6英寸长的触摸传感器表面112在虚拟草图窗口中输入12平方英寸的草图。

1.12.覆盖层

在一个变形中，系统包括布置在触摸传感器表面112上的覆盖层。在该变形中，覆盖层可以在(平面)触摸传感器110上限定曲线和/或可变形(“例如，“软”低硬度)控制表面，并且可以将在控制表面上的输入机械地传递到触摸传感器表面112上。

在一个实现中，覆盖层包括在织物(例如织品、皮革)中的第一侧上面向并在相对侧上安装在触摸传感器110上的均匀厚度(例如0.025”)和均匀硬度(例如肖氏25)的泡沫垫。在该实现中，触摸传感器110可以限定相对刚性的结构(例如肖氏80或更大)，并且覆盖层可以在触摸传感器110上限定相对柔软(例如，可变形、柔性、弹性、可压缩)的层。因此，织物可以通过泡沫垫限定在触摸传感器表面112上方的控制表面偏移，并且当用户用她的手指压下控制表面时，泡沫垫(和织物)可以在手指和触摸传感器表面112之间压缩。因为触摸传感器110被配置为检测施加到触摸传感器表面112的力的大小的范围，所以触摸传感器110可以检测这种输入。此外，尽管泡沫垫可以在更大接触区域上将用户手指的所施加的力从控制表面分散到触摸传感器表面112，但是控制器150可以计算在横跨触摸传感器110的离散传感器像素处计算的输入力的总和，以计算施加到控制表面的总力。控制器150还可以计算登记所施加的力的变化的离散传感器像素的连续集群的质心，以确定输入的力中心。

在前述实现中，覆盖层的控制层还可以包括浮凸区域、凹陷区域、贴花等，其限定触摸传感器110的活动区域、触摸传感器110的非活动区域、由系统响应于在控制表面的这样的区域上的输入而输出的功能等的触觉指示器。

在另一个实现中，覆盖层包括在织物中的第一侧上面向并且在相对侧上安装在触摸传感器110上的变化的厚度的垫。在一个示例中，垫包括具有均匀硬度并限定楔形轮廓的泡沫结构，该楔形轮廓从接近触摸传感器110的后端的厚部分逐渐变薄到接近触摸传感器110的前端的薄部分。在该示例中，由于垫的变化的厚度，垫可以比在控制表面的前端附近施加的力将在控制表面的后端附近施加的力传递到触摸传感器110内到更宽的区域上；因此，该系统可以比控制表面的后端对施加到更靠近前端的控制表面的触摸输入展示更大的灵敏度。在另一个示例中，垫类似地包括限定楔形轮廓的泡沫结构或其他可压缩结构，该楔形轮廓从接近触摸传感器110的后端的厚部分逐渐变薄到接近触摸传感器110的前端的薄部分(例如，如图5b所示)。然而，在这个例子中，泡沫结构可以展示从其后端到其前端增加的硬度，以补偿垫的变化的厚度，使得系统对横跨控制表面的触摸输入展示实质上均匀的灵敏度。

然而，覆盖层可以在触摸传感器表面112上限定任何其他均匀厚度或变化的厚度。例如，覆盖层可以在(平面)触摸传感器表面112上限定圆顶或半球形轮廓。覆盖层也可以面对任何其他织物或其他材料。然后，系统可以实现上述方法和技术以检测通过覆盖层转换到触摸传感器表面112上的在控制表面上的输入，并根据这些输入来输出控制功能。

1.13鼠标覆盖层

在一个变形中，如图5a、5b、6和7所示，该系统限定独立的触摸传感器110，并且与对应于该系统的不同操作模式的两个或多个不同的覆盖层物理地通过接口连接。在这个变形中，系统和覆盖层可以限定人机接口“套件”。

在一个实现中，套件包括被配置为暂时接收系统并在触摸传感器表面112上限定控制表面例如平面、圆顶、半球形或波形轮廓控制表面的鼠标覆盖层164，如上所述。例如，如图5a和5b所示，鼠标覆盖层164可以限定从接近它的后端的第一厚度逐渐变薄并朝着它的前端逐渐变薄到第二较小厚度并依尺寸形成为在用户手掌内部成杯状的曲线轮廓，用户的食指和中指朝着鼠标覆盖层164的前端延伸。在该示例中，鼠标覆盖层164可以限定被浮凸、凹陷或者具有变化的纹理或表面轮廓(例如，围绕左点击区域、右点击区域和滚轮区域的凹陷周边)的控制表面，以便触觉地指示对应于与鼠标覆盖层164相关联的不同命令的各种输入区域。

如图5b所示，鼠标覆盖层164可以进一步限定被配置为暂时(即，可移除地)接合系统的空腔。例如，鼠标覆盖层164可以限定：与控制表面相对的空腔；以及围绕空腔的周边的保持环或底切部，该保持环或底切部配置成当系统“卡扣”到空腔中时将系统保持在空腔中。可选地，鼠标覆盖层164可以包括一个或更多个磁体，其相邻于空腔并被配置成磁性地耦合到布置在壳体160内的铁元件(反之亦然)，以将系统保持在空腔内。然而，鼠标覆盖层164可以包括被配置为暂时将系统保持在鼠标覆盖层164上或内的任何机构或特征。

此外，鼠标覆盖层164可以包括在空腔下方垂直偏移的集成滑脚。在鼠标覆盖层164和系统被组装的情况下，集成滑脚可以设置和保持在系统的底部上的运动传感器170和组件被放置和操作于的表面之间的间隙。如上所述，每个集成滑脚可以用光滑、刚性和/或相对低摩擦的材料覆盖尖端，以使组件能够以相对最小的阻力跨相邻的平面滑动。如上所述，每个集成滑脚还可以包括被配置成使组件与相邻的平面机械地隔离的可压缩(例如泡沫)结构。

因此，在该实现中，覆盖层164可以限定三维人体工程学鼠标形式；可以被配置成暂时安装在触摸传感器表面112上；并且可以包括被配置成将施加到覆盖层164的表面的力向下传递到触摸传感器表面112上的弹性材料。

在另一实现中，套件包括遥控器150的覆盖层164，如图7所示。遥控器覆盖层可以限定依尺寸形成为在用户的手掌中在纵向定向上抓住的直线或曲线轮廓，用户的拇指在控制表面上朝着遥控器覆盖层的前端延伸。遥控器覆盖层还可以限定控制表面，该控制表面被浮凸、凹陷或以其他方式用对应于不同输入类型的区域例如下列区域的指示器触觉地或视觉地被标记：音量增大和音量减小区域；左、右、向上、向下滚动区域；暂停/播放区域；和/或选择区域。像鼠标覆盖层164一样，遥控器覆盖层可以进一步限定被配置为暂时接收系统的空腔。可选地，遥控器覆盖层可以包括被配置为贴在触摸传感器表面112上的膜。例如，遥控器覆盖层可以包括：具有描绘相应命令类型的浮凸、凹陷和/或油墨标记区域的硅树脂膜；和被配置为将硅树脂膜暂时粘附到系统的触摸传感器表面112的粘合剂背衬。

该套件还可以包括类似地限定依尺寸形成为在用户的两只手之间在横向定向上抓住的平面或曲线轮廓的游戏手柄覆盖层，用户的拇指在控制表面上朝着游戏手柄覆盖层的左侧或右侧延伸，如图6所示。游戏手柄覆盖层可以限定被浮凸、凹陷或以其他方式包括对应于不同命令的区域例如下列项的触觉或视觉指示器的控制表面：左模拟操纵杆和右模拟操纵杆；十字键型垫；一组面部按钮；一组左肩和右肩按钮；选择/后退按钮；选择/前进按钮；菜单按钮和/或主页按钮。像鼠标覆盖层和遥控器覆盖层一样，游戏手柄覆盖层可以限定被配置为暂时接收和保持系统的空腔。可选地，游戏手柄覆盖层可以限定被配置为暂时贴在触摸传感器表面112上的膜，如上所述。

控制器150还可以识别它暂时被安装于的覆盖层，并且响应于从控制表面传递到触摸传感器表面112上的输入基于所识别的覆盖层的类型来重新配置它的输出。例如：该系统可以包括一组磁场(例如霍尔效应)传感器；当系统安装在覆盖层中时，该组中的每个覆盖层可以包括面向磁场传感器的磁体的独特布置；并且该系统可以基于磁场传感器的输出来识别它被安装于的覆盖层，取回存储在系统中的本地存储器中的相应输出配置，且然后响应于在控制表面上的输入根据该输出配置来输出信号。在其他示例中，每个覆盖层可以包括用覆盖层类型编码的集成电路；并且系统可以通过有线连接或通过无线通信协议从所连接的覆盖层下载覆盖类型，选择对应于覆盖类型的输出配置，并相应地输出信号，直到系统从覆盖层移除为止。类似地，每个覆盖层可以包括用完整的触摸传感器输出配置编码的集成电路；并且系统可以通过有线或无线通信协议从所连接的覆盖层下载该完整的输出配置，并且可以相应地实现该输出配置，直到系统从覆盖层移除为止。

该系统和套件中的覆盖层还可以限定允许系统和覆盖层在单一定向上组装的方向特征。例如，系统可以限定挤出式矩形几何形状，在其后端的左角中有凹口；并且覆盖层可以限定挤出式矩形空腔，在其后端的左角中有允许系统仅以一种方式安装在空腔中的相应的凹口。因此，控制器可以基于覆盖层相对于系统的这种已知定向来解释在该覆盖层的控制表面上的输入。可选地，系统可以包括检测系统相对于覆盖层的定向(例如，基于对来自集成到覆盖层中的磁体的磁场的检测)的一个或更多个传感器(例如霍尔效应传感器)；控制器然后可以基于覆盖层相对于系统的这个检测到的定向来填充触摸传感器表面112的命令区域布局。

2.集成触控板

如图11所示，用于人机通过接口连接的系统的一个变形包括：触摸传感器110；耦合器132；振动器120；扬声器(即，音频驱动器140)；和控制器150。触摸传感器110包括：基板；横跨基板图案化的感测电极和驱动电极对116的阵列；以及电阻层，其布置在基板上，限定与基板相对的触摸传感器表面112，并且包括响应于施加到触摸传感器表面112上的力的大小的变化而展示局部体电阻变化的材料。耦合器132被配置成将基板安装到计算设备的底盘130上，并允许基板在平行于基板的宽平面的振动平面内移动。振动器120被配置成在点击循环期间在振动平面内使基板振动。扬声器被配置为在点击循环期间重放点击声音。控制器150被配置为：响应于在触摸表面上施加超过阈值力大小的力而在点击循环期间触发扬声器以重放点击并触发振动器120以振动壳体160；并且响应于在触摸表面上施加超过阈值力大小的力而输出命令。

用于通过接口连接计算机系统和用户的系统的类似变形包括：触摸传感器110，其包括触摸传感器表面114，包括布置在触摸传感器表面114上的感测电极和驱动电极对116的阵列，并限定在感测电极和驱动电极对116的阵列上延伸的触摸传感器表面112；振动器120，其耦合到触摸传感器110并被配置为在平行于触摸传感器表面112的平面内使团块振荡；底盘130；耦合器132，其插在触摸传感器110和底盘130之间，并且被配置为在振动器120的激活期间吸收触摸传感器110相对于底盘130的平行于触摸传感器表面112的位移；耦合到底盘130的音频驱动器140；和控制器150。在该变形中，控制器150被配置为：基于在触摸传感器110中的第一感测电极和驱动电极对之间的电阻的第一变化来在第一时间检测第一输入到在触摸传感器表面112上的施加以及第一输入的第一力大小；响应于第一力大小超过第一阈值大小，通过驱动振动器120、底盘130内的触摸传感器110并触发音频驱动器140以输出点击声音来执行第一点击循环；并且大约在第一时间输出表示在触摸传感器表面112上的第一输入的第一位置和第一力大小的第一触摸图像。

2.1.应用

通常，在该变形中，系统包括上述元件并实现上述方法和技术，以限定人机接口设备，该设备检测(人类)用户的输入，将这些输入转换成机器可读命令，将这些命令传递给计算设备，并向用户提供指示输入被检测到的反馈。特别是，该系统包括：触摸传感器110，输入通过该触摸传感器110被检测；触觉反馈模块(例如扬声器和振动器120)，反馈通过该触觉反馈模块被提供给用户；以及控制器150，其基于在触摸传感器110检测到的输入来向所连接的计算设备输出命令，并且通过触觉反馈模块来触发触觉反馈。

如图12、15a、15b、15c、15d和15f所示，该系统可以集成到计算设备中以限定触摸传感器表面112，例如跨越集成触控板和/或集成键盘。该系统检测在触摸传感器表面112上的输入，例如超过阈值最小所施加的力或压力的手指或指示笔的施加，并响应于这种输入而向用户发出可听和振动(在下文中的“触觉”)反馈，以便模仿被压下和释放的机械按钮的可听和触觉响应。因此，该系统可以向用户提供机械按钮被压下和释放的印象，尽管该系统限定垂直地被限制的触摸传感器表面112。当集成到诸如膝上型计算机的计算设备中时，系统可以基于在触摸传感器表面112上检测到的输入来输出键击、光标向量和/或滚动命令等，并且计算设备可以基于从系统接收的这样的命令来执行过程或更新在集成显示器上再现的图形用户界面。可选地，该系统可以集成到外围设备例如外围键盘或带有集成触控板的外围键盘中。

该系统在此被描述为集成人机接口部件，其检测用户输入，响应于用户输入而向用户提供触觉反馈，并且基于这些用户输入来向在集成计算设备内的另一个处理单元或控制器150输出命令。然而，系统可以可选地限定可连接到计算设备和从计算设备断开的独立或外围设备，并且当被连接时，可基于在触摸传感器表面112上检测到的输入来向计算设备输出命令。例如，系统可以限定遥控器150、游戏控制器150、陆线电话、智能手机或可穿戴设备等。

2.2集成

在该变形中，系统被集成到计算设备中(例如，而不是限定被配置为临时连接到计算设备的外围接口设备)。在一个实现中，该系统可以起相邻于膝上型电脑中的键盘的集成触控板的作用。在该实现中，触摸传感器表面112和振动器120可以与计算设备的结构机械地隔离，以便在点击循环期间实质上保持通过触摸传感器表面112的振动的传递。例如，包括振动器120、感测和驱动电极以及支撑触摸传感器110的壳体160可以通过可压缩泡沫垫在它的顶部、底部和/或侧面上隔离，该可压缩泡沫垫从计算设备的外壳悬挂壳体160。在另一个示例中，壳体160可以通过流体填充阻尼器耦合到计算设备的外壳。因此，在该实现中，底盘130可以包括移动计算设备的壳体160，并限定插座134；并且耦合器132可以将触摸传感器110定位在插座134内。在该实现中，系统可以包括如上所述的音频驱动器140，音频驱动器140布置在壳体160中，且因此与计算设备的结构机械地隔离；因此，计算设备可以包括主扬声器(或一组主扬声器)，并且可以包括包含辅助扬声器的系统，该辅助扬声器独立于主扬声器在点击循环期间重放点击声音以模仿被致动的机械按钮的声音。可选地，在该实现中，系统可以排除扬声器，并且控制器150可以通过集成到计算设备中的一个或更多个主扬声器来重放点击声音。

2.3触摸传感器+控制器

在该变形中，触摸传感器110和控制器150可以包括与上述元件类似的元件并执行与上述功能类似的功能，以例如基于在触摸传感器110中的感测电极和驱动电极对之间的电阻的变化来检测在触摸传感器表面112上的输入和输入大小。

此外，控制器150可以布置在触摸传感器110的基板上以形成完全包含的触摸传感器110，该触摸传感器110：从所连接的计算设备接收功率；检测在触摸传感器表面112上的输入；响应于检测到的输入而输出例如以机械振动和声音的形式的触觉反馈；并且输出与在触摸传感器表面112上的检测到的输入相对应的命令。可选地，控制器150的全部或部分可以远离例如布置在所连接的计算设备内的基板和/或与一个或更多个处理器、与计算设备内的其他控制器物理地同延。

2.4触觉反馈模块

在该变形中，系统包括振动器120和扬声器，如上所述。例如，振动器120可以包括耦合到振荡线性致动器的团块，振荡线性致动器当被激活时沿着单个致动轴使团块振荡。在该示例中，振动器120可以耦合到基板，振动器120的致动轴平行于系统的振动平面，并且除了在实质上平行于振动器120的致动轴的一个平移度，耦合器132可以限制基板全部的平移度。在另一个例子中，振动器120包括耦合到旋转致动器的偏心团块，旋转致动器当被致动时围绕旋转轴旋转偏心团块。在该示例中，振动器120可以耦合到基板，振动器120的旋转轴垂直于系统的振动平面，并且除了垂直于振动器120的旋转轴的两个平移度，耦合器132可以限制基板全部的平移度。可选地，振动器120可以包括在振荡隔膜或任何其他合适类型的振动致动器上的团块。振动器120还可以包括压电致动器、螺线管、静电电机、音圈或被配置为使团块振荡的任何其他形式或类型的致动器。

如上所述，系统还包括扬声器(或蜂鸣器或其他音频驱动器140)，其被配置为在点击循环期间输出“点击”声音。在该变形中，扬声器可以被布置在基板上，并且在点击循环期间随基板一起移动。在该实现中，电阻层可以包括限定在扬声器上的扬声器格栅的一个或更多个穿孔，并且扬声器可以通过穿孔向用户输出声音。可选地，电阻层的周边可以在计算设备中的容纳有基板和电阻层的插座134内偏移，以便在计算设备和电阻层之间形成间隙，并且扬声器可以输出通过该间隙传递给用户的声音。例如，扬声器可以与触摸传感器表面112相对地布置在基板上；并且触摸传感器表面112可以限定从插座134的一个或更多个边缘插入的触控板表面，以形成被配置为传递由扬声器输出的声音的间隙。

可选地，扬声器可以远离基板布置。例如，扬声器可以限定布置在计算设备的底盘130内的分立(例如，主)扬声器。在这些示例中，计算设备因此可以包括主扬声器(或一组主扬声器)，并且集成到计算设备中的系统可以包括辅助扬声器，该辅助扬声器独立于主扬声器在点击循环期间重放点击声音，以模仿被致动的机械按钮的声音。可选地，扬声器可以在物理上与计算设备的主扬声器同延，并且主扬声器可以实质上同时输出“点击”声以及所录制的和直播音频(例如，音乐、在计算设备上重放的视频的音轨、在视频或语音呼叫期间的直播音频)。

此外，当在计算设备内的音频系统被用户静音时，计算设备可以响应于在触摸传感器表面112上的输入而使除了“点击”声音以外的来自计算设备的所有音频输出静音。类似地，计算设备可以触发扬声器以在恒定分贝水平(或“响度”)下输出“点击”声音，而不管在计算设备处设置的音频水平如何，以便保持在触摸传感器表面112上的输入的实质上均匀的“感觉”，而不管由计算设备执行的各种其他功能和在计算设备上的设置如何。因此，在扬声器集成到计算设备中(例如，远离触摸传感器110安装到底盘130)并且限定在移动计算设备中的主扬声器的这个实现中，控制器150被配置成触发音频驱动器140以在独立于移动计算设备的全局音量设置的静态预设音量下输出点击声音。

2.5耦合器

耦合器132被配置成将基板安装到计算设备的底盘130上，并允许基板在平行于基板的宽平面的振动平面内移动。通常，耦合器132约束基板靠着计算设备(例如膝上型计算机)的底盘130，但是允许基板、振动器120和电阻层在点击循环期间在实质上平行于触摸传感器表面112的平面内振荡。

在振动器120沿着垂直于z轴并平行于振动平面的系统的x轴使团块线性地振荡的一个例子中，耦合器132可以(近似地)将基板约束在五个自由度中，包括围绕任何轴的旋转和沿着系统的y轴和z轴的平移，并且当振动器120在点击循环期间被致动时，耦合器132可以允许基板(实质上)仅沿着系统的x轴平移。在振动器120包括耦合到旋转致动器的输出轴的偏心团块并且旋转致动器的输出轴垂直于触摸传感器表面112(即，平行于系统的z轴)的另一个示例中，耦合器132可以(近似地)将基板约束在四个自由度中，包括绕任何轴的旋转和沿z轴的平移，并且当振动器120在点击循环期间被致动时，耦合器132可以允许基板沿系统的x轴和y轴平移(即，在平行于触摸传感器表面112的平面中)。

在一个实现中，计算设备的底盘130限定被配置为接收系统的插座134(例如空腔)，并且耦合器132起作用来将基板和电阻层定位在插座134内。计算设备的底盘130还可以限定在插座134上延伸并进入插座134中的悬垂部，以在空腔周围形成底切，并且耦合器132可以例如通过一个或更多个机械紧固件、索环或粘合剂将基板安装到悬垂部的下侧。

在一种变形中，触摸传感器110包括触摸传感器表面114，该表面114跨基板的背面延伸，并且起作用来支撑基板以防止例如由于施加到触摸传感器表面112上的向下力而从振动平面偏转。在该变形中，触摸传感器表面114可以包括玻璃纤维板、金属(例如铝)板、填充纤维的聚合物板或任何其他材料的板，并且可以例如用机械紧固件或索环结合到基板或紧固到基板，并且触摸传感器表面114可以耦合或紧固到计算设备底盘130以将基板和电阻层安装在插座134内。

可选地，基板可以由刚性材料制成和/或具有厚度，使得当典型负载施加到触摸传感器表面112时，基板足够坚硬以抵抗在振动平面中的显著变形。例如，基板可以包括3毫米厚的玻璃纤维或碳纤维pcb。基板可另外或可选地包括焊接或铆接到基板的背面并横跨基板的长度和/或宽度的一个或更多个钢、铜或铝肋，以提高基板的刚性。因此，基板可以有材料并具有几何形状，和/或可以包括额外的加强元件，以增加基板在振动平面中的刚度，但没有给基板和电阻层组件增加相当大的质量：以便由于刚性基板对振动的减少的吸收而提高系统的响应性；并且以便在点击循环期间增加振动器120的每冲程的基板和电阻层组件的位移。

2.5.1索环

在一个实现中，耦合器132通过弹性索环(例如，“减振咬接无螺纹间隔器”)将基板(或触摸传感器表面114)安装到计算设备插座134。在图13d、13e、17a和17b所示的一个示例中，耦合器132包括一个圆柱形索环，其包括两个颈部，该索环插入到在基板的每个角处的孔中，索环的上颈部接合它们在基板中的相应孔。在该示例中，对于每个索环，耦合器132还包括刚性突片，例如金属或玻璃纤维突片，其包括接合索环的下颈部的第一孔和从第一孔横向偏移的第二孔，并且被配置为经由紧固件例如螺钉、螺母或铆钉安装到计算设备底盘130。在该示例中，刚性突片也可以被连接，例如以形成围绕基板的周边的刚性框架或者以跨越基板的背面的刚性板的形式。在该示例中，每个索环包括在上颈部和下颈部之间的放大部分，该放大部分使基板在突片上方(或刚性框架上方、刚性板上方)垂直地偏移，并且允许基板相对于突片(或相对于刚性框架、相对于刚性板)横向移动，同时垂直地支撑基板。在该示例中，每个索环可以由硅树脂、橡胶或任何其他柔性或弹性材料制成，并且可由足以允许索环在点击循环期间由于振动器120的振荡而横向偏转但是限制索环在典型负载下的压缩的硬度表征，在典型负载下例如当一只或两只人手搁在触摸传感器表面112上和/或当两只手在触摸传感器表面112上输入键击(例如，“打字”)时。

在图13f所示的另一个例子中，耦合器132包括一个圆柱形索环，其包括单个颈部，该索环被插入到在基板的每个角处的孔中。在该示例中，耦合器132还包括每个索环的一个刚性突片或跨越基板的刚性框架或刚性板。突片、框架或板安装在基板后面，以垂直地约束索环靠着计算设备底盘130。在点击循环期间，索环因此可以弯曲或折曲，以当振动器120被致动时使基板能够在振动平面内移动。计算设备底盘130和/或突片、框架或板还可以包括索环凹部，该索环凹部被配置成接收索环的端部并且将索环横向和纵向地定位在计算设备插座134内。每个索环凹部可以限定对圆柱形索环尺寸过大的圆柱形凹部，以使得索环能够横向和纵向移动，从而使基板能够在点击循环期间在振动平面内横向和纵向移动。类似地，每个索环凹部可限定细长(或“菱形”)凹部，该凹部使索环能够在索环凹部内仅横向(或仅纵向)移动，从而使基板能够在点击循环期间在振动平面内横向(或纵向)移动。

在该实现中，索环因此可以限定实心柔性主体。可选地，索环可以包括刚性或弹性主体和布置在主体的内部(或外部)的挠曲件。在该实现中，索环可以将基板(或触摸传感器表面114)耦合到计算设备底盘130，并且挠曲件可以被配置为相对于主体移动，以使基板能够相对于底盘130横向和/或纵向移动。可选地，该系统可以包括一个或更多个流体填充的和/或肋形索环，其允许更大的压缩和柔顺性。例如，索环可以包括允许在振动平面中比在振动平面外更大的偏转的一组内部径向肋。

因此，在该实现中：振动器120可以耦合到触摸传感器110的触摸传感器表面114(例如，接近触摸传感器110的中心)，并且可以包括线性致动器，该线性致动器被配置为沿着平行于触摸传感器表面112并且平行于触摸传感器110的边缘的向量使团块振荡；并且耦合器132可以包括索环，其从移动计算设备的底盘130延伸并穿过触摸传感器表面114中的安装孔，被配置为相对于底盘130垂直地约束触摸传感器表面114，并且在平行于触摸传感器表面112的方向上展示弹性。然而，在该实现中，耦合器132可以包括在任何其他配置中的任何其他数量的索环。例如，耦合器132可以包括：在三角形配置中的三个索环；在方形配置中的四个索环，在基板或触摸传感器表面114的每个角中都有一个索环；或者六个索环，在基板(或者在触摸传感器表面114中)的每个角中一个索环，以及沿基板的每个长边(或者沿着触摸传感器表面114的每个长边)居中设置一个索环。因此，该系统可以限定可以用有限数量的紧固件或粘合剂安装在计算设备插座134中的完整的人机接口子系统。

2.5.2隔离器

在图13a所示的另一实现中，耦合器132包括粘合到基板的背面(或粘合到触摸传感器表面114的背面)和在计算设备插座134内的表面的弹性隔离器。在一个示例中，耦合器132包括在一侧上粘合到触摸传感器表面114的背面并且粘合到计算设备插座134的底部的一组(例如，四个)硅树脂按钮。在该示例中，当力施加到触摸传感器表面112时，硅树脂按钮可以在压缩中；因此，硅树脂按钮可以限定当力施加到触摸传感器表面112上时足以实质上抵抗压缩但也使基板能够在点击循环期间在振动平面中平移的几何形状和弹性模量。可选地，在该实现中，耦合器132可以包括粘合到基板的顶部(或者粘合到触摸传感器表面114的顶部)并且粘合到延伸到计算设备插座134中的计算设备的c侧的顶部的下侧的弹性隔离器，并且弹性隔离器可以在插座134内悬挂基板。

2.5.3弹簧夹

在图13c所示的另一实现中，耦合器132包括将基板(或触摸传感器表面114)耦合到计算设备底盘130的一组弹簧夹。在一个示例中，耦合器132包括用弹簧钢形成的一组(例如，四个)弹簧夹，并且每个弹簧夹限定插在两个实质上水平的突片之间的实质上垂直的部分，以形成z形部分或c形部分。在该示例中，每个弹簧突片的上突片被固定(例如铆接)到计算设备的底盘130，并且每个弹簧突片的下突片类似地被固定到基板的一个角，弹簧夹组中的所有中心部分的宽面平行。在该示例中，弹簧夹可以在拉紧中，并且可以从底盘130悬挂基板，但是可以呈菱形以允许基板沿着单个轴在振动平面中移动。

2.5.4泡沫包裹

在图13g所示的另一个实现中，耦合器132包括：沿着基板的一个边缘从基板的顶部包裹到基板的底部的第一泡沫部分；沿着基板的相对边缘从基板的顶部包裹到基板的底部的第二泡沫部分；以及紧固到计算设备底盘130上并约束泡沫部分靠着底盘130的一组夹具。例如，每个泡沫部分可以包括闭孔硅树脂泡沫，并且可以在基板的顶侧和底侧上都粘附到基板(或硅树脂背衬)。可选地，基板可以从泡沫部分分离(例如，不粘附到泡沫部分)，并且因此可以在点击循环期间相对于泡沫部分平移。每个夹具可以包括被配置成例如用铆钉、螺钉或其他机械紧固件紧固到计算设备底盘130并且将围绕基板边缘包裹的相邻泡沫部分压靠在计算设备底盘130上的夹具。此外，在该实现中，计算设备插座134可能在长度和/或宽度上过大，使得基板不被插座134过度约束，并且使得基板可以在点击循环期间在振动平面内移动。

2.5.5轴承

在图13b所示的又一实现中，耦合器132经由一组轴承将基板(或触摸传感器表面114)安装到计算设备底盘130。在一个示例中，计算设备插座134可以包括多个轴承接收器，基板可以包括与每个轴承接收器垂直对齐并且横跨基板的背面布置成与触摸传感器表面112相对的一个轴承表面，耦合器132可以包括布置在每个轴承接收器中并且被配置成在基板的背面上的相应轴承表面处垂直地支撑基板的一个滚珠轴承。

在另一个示例中，计算设备插座134限定布置在沿着基板的背面间隔开的3×8栅格阵列中的24个轴承接收器，并且耦合器132包括布置在每个轴承接收器中的一个滚珠轴承。在该示例中，轴承可以在有在相邻轴承之间的有限的最大跨度的情况下支撑基板(或触摸传感器表面114)，以便当负载(具有典型大小)施加到触摸传感器表面112时限制基板的局部偏转。耦合器132因此可以包括起推力轴承的作用的多个轴承以垂直地支撑基板。然而，在该实现中，计算设备可以包括以任何其他方式布置的任何其他数量的轴承。

在该实现中，每个轴承接收器可以限定在平移中约束滚珠轴承的半球形杯，并且基板可以包括焊接、粘附或以其他方式安装到基板的背面(或触摸传感器表面114的背面)并且被配置成在接触点处与相邻滚珠轴承配合的钢或聚合物平面轴承表面，如图13h所示。可选地，安装到基板(或触摸传感器表面114上)的每个轴承表面可以限定线性轨道(例如v形槽)，其中在轴承表面组中的所有线性轨道是平行的，使得基板可以在点击循环期间在平行于线性轨道的单个方向上和在振动平面中平移(反之亦然)，如图13b所示。轴承接收器和轴承表面还可以限定将基板约束为沿单个轴平移的类似且平行的线性轨道，或者轴承接收器和轴承表面可以限定使基板能够沿两个轴在振动板中平移的类似但垂直的线性轨道。此外，每个轴承接收器可被装填有湿润滑剂或干润滑剂(例如石墨)。

在该实现中，耦合器132可以可选地包括类似地将基板约束为沿仅仅一个或两个轴线性平移的一个或更多个线性轴承或线性滑块。

此外，耦合器132可以将一个或更多个轴承与前述实施方式中的任何一个合并，以向基板(或触摸传感器表面114)提供额外的支撑。例如，如果基板被布置在相对于基板(或触摸传感器表面114)的厚度和刚度(例如弹性模量)跨越大宽度和/或大长度的插座134中：计算设备插座134可以包括一个或更多个轴承接收器；基板可以包括与在与电阻层相对的基板的背面上的计算设备插座134中的每个轴承接收器对齐的一个轴承表面；以及耦合器132可以包括从底盘130在基板的四个角中的每一个悬挂的四个弹簧夹，以及布置在每个轴承接收器中并被配置成在基板的背面上的相应轴承表面处垂直地支撑基板的一个滚珠轴承。

2.5.6挠曲件

在图13h所示的另一实现中，耦合器132限定耦合到基板(或触摸传感器表面114)或集成到基板(或触摸传感器表面114)中的挠曲件。例如，沿着基板的周边的部分可以例如通过布线被移除，以形成从基板的中心部分延伸的一组蛇形或交错梁。在该示例中，每个梁的远端可以例如用铆钉或螺纹紧固件紧固到计算设备底盘130，以将基板耦合到底盘130，但是使基板能够在振动平面中相对于计算设备横向和/或纵向平移。在该示例中，耦合器132还可以包括一个或更多个轴承，如上所述，以在向触摸传感器表面112施加力时垂直地支撑基板的中心部分以防止向内偏转。

2.6振动器变形

在图16所示的一个变形中，振动器120包括安装到基板(或触摸传感器表面114)的磁性线圈和耦合到计算设备的底盘130的磁性(或否则含铁)元件(反之亦然)。例如，可以将磁性元件放到计算设备底盘130中的凹部中，以便降低系统和计算机系统的总高度。可选地，振动器120可以包括：布置在计算设备底盘130中的凹部内的磁性线圈；以及紧固(例如铆接、粘合、焊接)到基板上的磁性元件。在点击循环期间，控制器150用交流电驱动磁性线圈，这使磁性线圈输出与磁性元件磁性地耦合的交变磁场，例如类似于音圈，从而在块s120中在振动平面中且相对于底盘130使基板振荡。在该变形中，如上所述，基板(或触摸传感器表面114)从底盘130悬挂，如上所述。

可选地，该系统可以包括压电致动器、螺线管、静电电机、音圈、扬声器或布置在基板(或触摸传感器表面114)和计算设备底盘130之间并且被配置为在振动平面中使基板横向(或纵向)振荡的任何其他类型的致动器，如图17a所示。

2.7触摸传感器表面接合部

在一个实现中，电阻层经过基板的周边延伸以与计算设备底盘130的外表面相遇。例如，电阻层可以从基板的周边、经过基板和计算设备插座134之间的接合部延伸到计算设备底盘130的顶表面的周边，以便形成跨越计算设备的c侧的连续表面。在该实现中，电阻层还可以限定薄区域或“颈部”，其中电阻层跨越在基板和计算设备插座134之间的接合部，以便在点击循环期间抑制基板的振荡和/或限制对在点击循环期间在振动平面内的基板的平移的机械阻力。

在另一实现中，电阻层延伸而达到但不(实质上)超出基板的周边。在该实现中，系统可以进一步包括布置在基板的外边缘和计算设备插座134的内壁之间的软密封件(例如模制硅树脂环)，以防止污物、湿气和/或其他碎片进入系统和计算设备插座134之间。可选地，密封件可以例如以模制到电阻层的周边中的脊或波纹管段的形式集成到电阻层中；因此，电阻层可以延伸出基板的周边之外，但是距离足够短以桥接和密封在基板和计算设备插座134之间的接合部。

然而，该系统可以包括任何其他元件或特征以封闭或密封在基板和计算设备插座134之间的接合部。

2.8触控板+键盘

在计算设备限定膝上型计算机的一个变形中，计算设备包括实质上跨越它的c侧的整个宽度和长度的插座134，系统可以限定触控板区域和键盘区域，如图12、15a、15b、15c、15d和15f所示。在该变形中，控制器150可以实现前述方法和技术，以通过触发点击循环并输出点击命令、光标向量或滚动命令等来对在触控板区域上的输入做出响应。在该变形中，控制器150还可以指定键盘的离散键区(例如，26个字母键区、10个数字键区以及各种标点和控制键)，并且可以响应于在键盘的相应离散键区上的检测到的输入而触发点击循环并输出键击命令。

在一个实现中，触摸传感器表面112限定横跨键盘和触控板区域的连续表面，并且该系统包括键指示符(例如字母数字字符、标点符号)，其被印刷到或以其他方式施加到横跨触摸传感器表面112的键盘区域例如横跨触摸传感器表面112被丝网印刷的白色油墨的键盘区域的离散键区。在该实现中，系统还可以包括离散键区和/或用这种油墨指定的触控板区域的边界。该系统可以此外或可选地包括横跨触摸传感器表面112被浮凸或凹陷的键指示符和/或区域指示符，以使用户能够触觉地区分开横跨触摸传感器表面112的不同区域。可选地，系统可以包括安装在触摸传感器表面112的键盘区域上的包括视觉地或机械可区分的离散键区的键盘覆盖层164，以限定链接到在键盘区域内的各种离散输入区域的命令或输入。在该实现中，键盘覆盖层164可以暂时安装在触摸传感器表面112的键盘区域上(即，从该键盘区域可移除)，以使用户能够将限定qwerty键盘布局的第一键盘覆盖层164与限定azerty键盘布局的第二键盘覆盖层164交换。在该实现中，放置在触摸传感器表面112的键盘区域上的覆盖层164的离散键区的压下可以局部地压缩电阻层，这可以修改在驱动电极和感测电极上的电阻层的体电阻和/或接触电阻；并且控制器150可以将电阻层的体电阻和/或接触电阻的这种变化登记为输入，基于输入的位置来将特定键击与该输入相关联，将该键击输出到计算设备内的处理单元，并且触发点击循环。

在该变形中，触控板区域可以插在键盘区域和计算设备的c侧的近边缘之间，并且可以沿着键盘区域的宽度的相当大的部分延伸，使得用户在键盘上打字时可以将她的手掌放在触控板上。在操作期间，控制器150可以将触控板上的输入表征为手掌，并且拒绝这种输入以有利于在键盘区域上的输入，以便当用户在键盘区域上打字时记录键击而不是光标移动。例如，控制器150可以实现模式匹配或模板匹配技术，以将在触摸传感器表面112的触控板区域上检测到的一个或更多个输入区域与一个或两个手掌匹配，并且控制器150可以拒绝这些输入。在该示例中，控制器150可以响应于检测到在触摸传感器表面112的键盘区域上的一个或一系列输入(例如，“键击”)来确认输入区域被识别为对应于静止手掌(例如，确认在输入区域和所标记的手掌模板之间的匹配)；反之亦然。该系统还可以捕获在触控板区域上的输入区域，将这些输入区域存储为新模板图像，在阈值时间(例如三秒)内检测到在触控板区域上的输入区域之后基于在触控板区域上的键击的检测来将这些新模板图像标记为指示静止手掌或不指示静止手掌。然而，控制器150可以实现任何其他手掌拒绝方法或技术，并且可以实现任何其他方法或技术以自动训练手掌拒绝模型。

此外，系统可以例如基于在触摸表面上的输入的初始位置、最终位置、速度、力(或压力)大小等来将在触摸表面的触控板区域内检测到的输入转换为各种命令之一。例如，控制器150可以基于上述方法和技术来将在触摸表面上的输入解释为点击、深点击滚动、缩放和光标移动命令之一。在该示例中，控制器150可以将施加到触控板区域的第一力解释为选择(或“左点击”)输入，该第一力达到限定在触控板区域内的点击输入的第一压下阈值大小——后面是从触控板区域释放第一力(即，小于第一释放阈值大小，其小于第一压下阈值大小)。控制器150然后可以输出选择(或“左点击”)命令，并相应地例如通过在触摸传感器表面112的触控板区域下方的第一振动器120执行“向下”点击循环且然后执行“向上”点击循环。

类似地，控制器150可以将施加到触控板区域的第二力解释为“深点击”输入，该第二力达到限定在触控板区域内的“深点击”(或“右点击”)输入的第二压下阈值大小——后面是从触控板区域释放第二力(即，小于第一释放阈值大小)。控制器150然后可以输出“深点击”(或“右点击”)命令，并相应地通过第一振动器120执行“深向下点击”循环且然后执行“向上”点击循环。

此外，控制器150可以将施加到键盘区域的第三力解释为分配给触摸传感器表面112上的第三力的位置的字符的键击，该第三力达到限定在键盘区域内的点击输入的第三压下阈值大小(例如，小于第一压下阈值大小)；控制器150然后可以输出该键击，并通过在触摸传感器表面112的键盘区域下的第二振动器122执行单次“向下”点击循环。控制器150可以重复地输出键击，直到第三力从键盘区域的释放(即，小于第二释放阈值大小，其小于第二压下阈值大小)被检测到为止，且然后相应地执行“向上”点击循环。

控制器150还可以将在触摸传感器表面112上朝着彼此移动或远离彼此移动的两个不同的触摸输入分别解释为缩小输入或放大输入。此外，控制器150可以基于横跨触摸传感器表面112移动的输入的速度和方向来生成光标向量，并且实质上实时地将这些光标向量输出到计算设备内的处理单元或其他控制器150。

然而，控制器150可以检测在触摸传感器表面112上的任何其他形式或类型的任何其他输入，并以任何其他方式对这些输入做出响应。

2.9多个振动器

在前述实现中，系统可以包括多个扬声器和多个振动器，并且可以响应于在触控板区域和键盘区域上的输入而选择性地触发在扬声器和振动器处的点击循环。在控制器150触发电机驱动器以在点击循环期间驱动振动器120达250毫秒的目标点击持续时间的一个示例中，系统可以包括耦合到与触摸传感器表面112相对的基板的三个振动器，以便支持高达每分钟480次键击的人类键击速度(即8hz键击输入速率)。在该示例中，振动器120可以被布置在基板的背面上例如靠近基板的中心的紧密簇中，并且控制器150可以默认触发主振动器120响应于在键盘区域上的下一个输入来执行点击循环。然而，如果当在触摸传感器表面112上的下一个输入被检测到时主控制器150仍在完成点击循环，或者如果主振动器120在接收到下一个输入时已经在小于阈值暂停时间(例如毫秒)内完成点击循环，则控制器150可以触发辅助振动器120响应于该下一个输入而执行点击循环。在该示例中，如果主振动器和辅助振动器在接收到下一个输入时仍在完成点击循环，则控制器150可以实现类似的方法以触发第三振动器120响应于下一个输入而执行点击循环。可选地，当输入在触摸传感器表面112上被检测到时，控制器150可以顺序地致动第一振动器120、第二振动器122和第三振动器120。可选地，在该实现中，振动器可以分布在基板的整个背面上，例如基板的背面上的三个等宽列区域中的每一个中的一个振动器120，并且控制器150可以响应于输入的检测而选择性地触发最接近触摸传感器表面112上的检测到的输入的并且当前是静态的并且在暂停时间之外的振动器120，以执行点击循环。

控制器150可以实现类似的方法和技术以触发在系统内或在计算设备内的一个或更多个扬声器响应于在触摸传感器表面112上检测到的输入来执行点击循环。例如，该系统可以包括耦合到(例如，安装在)基板上的一个或更多个分立扬声器。可选地，控制器150可以触发集成到计算设备中的一个或更多个扬声器(例如一个或更多个音频监控器)或者远离基板的另一个扬声器或音频驱动器，以响应于在触摸传感器表面112上的检测到的输入来执行点击循环。

在另一实现中，该系统包括：布置在触摸传感器表面112的第一区域下方的第一振动器120；以及布置在触摸传感器表面112的第二区域下方的第二振动器122，第二区域与触摸传感器表面112的第一区域相邻且不同。在该实现中，控制器150可以：响应于检测到在触摸传感器表面112上的第一力超过分配给第一区域的第一阈值大小而选择性地致动第一振动器120；并且响应于检测到在触摸传感器表面112上的第二力超过分配给第二区域的第二阈值大小而选择性地致动第二振动器122；其中第一和第二阈值是相同的或唯一的，例如基于分配给第一和第二区域的唯一命令由用户手动地或由控制器150自动地设置。在该实现中，控制器150还可以触发单个扬声器以输出对在第一和第二区域上的这种输入的点击声音响应。可选地，系统可以包括相邻于触摸传感器表面112的第一区域的第一扬声器和相邻于触摸传感器表面112的第二区域的第二扬声器；并且当这种输入分别在触摸传感器表面112的左区域和右区域上被检测到时，控制器150可以选择性地触发第一和第二扬声器以重放点击声音。在该实现中，控制器150还可以实现上述滞后方法，以当施加到触摸传感器表面112的左区域和右区域的检测到的力下降到低于分配给这些区域的共同或唯一缩回阈值时在“向上”点击循环期间选择性地致动左和右振动器。

然而，控制器150可以实现任何其他方法或技术以检测和响应于在触控板和键盘区域上的输入。此外，该系统可以实现上述方法和技术以在实质上垂直于触摸传感器表面112的方向上(即，在上述振动平面之外)振动基板。

2.10额外的感测

在一个变形中，该系统包括电容传感器、光学传感器、磁性位移传感器、应变仪、fsr或耦合到底盘130和/或基板并被配置为响应于施加到触摸传感器表面112的力而检测基板在振动(例如，x-y)平面中的位移的任何其他传感器。控制器150然后可以基于这种平面内位移或施加到触摸传感器表面112的力来输出命令。

类似地，如图13b所示，该系统可以包括电容传感器、光学传感器、磁性位移传感器、应变仪、fsr或耦合到底盘130和/或基板并被配置成检测基板在振动平面(即，沿着z轴)外的绝对位移的任何其他传感器。在该变形中，控制器150可以基于耦合器132的已知弹簧常数来将基板的所确定的绝对位移转换成施加到触摸传感器表面112的力的绝对大小。控制器150然后可以将该绝对力大小与和触摸传感器表面112接触的物体的相对力大小进行比较，以便在任一时间计算与触摸传感器表面112接触的每个物体的绝对力大小。控制器150然后可以相应地输出对在触摸传感器表面112上的一个或更多个触摸输入的命令。

例如，电容感测阵列可以被制造或安装在触摸传感器和触摸传感器表面上，并且被限定在电容感测阵列上。在该示例中，控制器可以：定期对电容感测阵列和触摸传感器都采样；检测在触摸传感器表面附近的物体(例如，悬停在触摸传感器表面附近但不与之接触)以及向触摸传感器表面施加轻力的物体(例如，在触摸传感器中的传感器元件的动态范围的低端附近或之外的力或压力)；以及将通过电容感测阵列检测到的物体和轻力的位置与由触摸传感器检测到的力的位置合并，以提高在触摸传感器表面上的输入的检测到的位置的准确性。然后，控制器可以选择性地触发振动器和扬声器(例如，离检测到的和所确认的输入的位置最近的振动器和扬声器)来执行点击循环。系统还可以基于这些检测到和所确认的输入的位置来输出光标和输入命令。

然而，该系统可以以任何其他方式合并到任何其他类型的计算设备中。

本文所述的系统和方法可至少部分地被体现和/或实现为被配置成接收存储计算机可读指令的计算机可读介质的机器。指令可以由与应用、小应用程序、主机、服务器、网络、网站、通信服务、通信接口、用户计算机或移动设备的硬件/固件/软件元件、腕套、智能电话或其任何适当的组合集成的计算机可执行部件执行。实施方式的其他系统和方法可以至少部分地被体现和/或实现为被配置成接收存储计算机可读指令的计算机可读介质的机器。指令可以由与上述类型的装置和网络集成的计算机可执行部件执行。计算机可读介质可以存储在任何适当的计算机可读介质例如ram、rom、闪速存储器、eeprom、光学设备(cd或dvd)、硬盘驱动器、软盘驱动器或任何适当的设备上。计算机可执行部件可以是处理器，但任何适当的专用硬件设备可以(可选地或此外)执行指令。

如本领域中的技术人员将从先前的详细描述中以及从附图和权利要求中认识到的，可以对本发明的实施方式做出修改和变化，而不偏离如在权利要求中所限定的本发明的范围。