本发明涉及包含有电永磁体的触觉致动器，并且在用户界面、游戏、汽车、可穿戴设备以及消费性电子产品中有所应用。
背景技术：
由于对休闲玩家的营销以及由此导致他们的参与，视频游戏和视频游戏系统越来越受到欢迎。常见的视频游戏设备或控制器使用视觉和听觉提示，以对用户提供反馈。在一些接口设备，同样将动觉反馈(例如作用力反馈和阻力反馈)和/或触觉反馈(例如振动或质地)提供给用户，更普遍地总称为“触觉反馈”或“触觉效果”。触觉效果可提供将用户界面增强和简化的提示。具体地，在向电子设备的用户提供提示来提醒用户特定事件，或提供逼真反馈从而创建在模拟或虚拟环境中的更强的感官沉浸方面，振动效果或振动触觉效果会是有用的。一些游戏系统包括连接于产生触觉效果的控制器外壳的致动器。
用于用户与用户输入元件进行交互以引发动作的其他设备，例如医疗设备、汽车控制件、远程控制件以及其他相似的设备，也可以从触觉效果中获益。触觉效果可以用在这些设备中，提醒用户特定事件，或者给客户提供关于设备交互的逼真反馈。
技术实现要素：
本文实施例的一个方面涉及触觉致动器，包括电永磁体和铁磁材料或磁活性聚合物层，所述电永磁体对于其净磁场具有失活状态和激活状态，所述层与所述电永磁体的一端相对。所述铁磁材料或磁活性聚合物层配置为作为对激活状态的电永磁体的净磁场的响应，被驱向所述电永磁体的一端从而产生触觉效果。
在一实施例中，当电永磁体的净磁场为激活状态时，所述铁磁材料或磁活性聚合物层被吸引至所述电永磁体，且当电永磁体的净磁场为失活状态时，所述铁磁材料或磁活性聚合物层不会被吸引至所述电永磁体。
在一实施例中，所述触觉致动器包括铁磁材料层，所述铁磁材料层包括铁、钴和镍中的至少一种，并且不包括钢、铝、铜、铅和锌中的任意一种。
在一实施例中，所述触觉致动器包括磁活性聚合物层，所述磁活性聚合物包括聚合物基体和铁磁材料。
在一实施例中，所述电永磁体具有沿其净磁场轴线的厚度范围为100微米至1mm。
在一实施例中，所述电永磁体的所述一端与所述铁磁材料或磁活性聚合物层之间的距离范围为20μm至50μm。
在一实施例中，铁磁材料或磁活性聚合物层的厚度范围为0.2mm至5mm。
在一实施例中，当所述电永磁体的净磁场处于激活状态时，所述电永磁体在所述铁磁材料或磁活性聚合物层上施加至少1g的力。
在一实施例中，所述触觉致动器进一步包括连接于所述电永磁体的电源，并配置为对电永磁体施加交流电，其中所述铁磁材料或磁活性聚合物层配置为响应施加于所述电永磁体的交流电而振动。
在一实施例中，所述触觉致动器进一步包括连接于所述电源的控制器，并配置为使所述电源对所述电永磁体提供一频率的交流电，所述频率基于所述触觉致动器是否将产生基于振动的触觉效果或者所述触觉致动器是否将产生基于非振动的触觉效果。
在一实施例中，所述控制器配置为作为对确定所述触觉致动器将产生基于非振动的触觉效果的响应，使交流电具有1hz至10hz的频率，并且配置为作为对确定所述触觉致动器将产生基于振动的触觉效果的响应，使交流电具有80hz至200hz的频率。
在一实施例中，所述电永磁体包括：第一磁体、第二磁体和一设备，所述第一磁体具有选择性在第一极性和与所述第一极性相反的第二极性之间切换的磁极，所述第二磁体与所述第一磁体相邻，并且其磁极固定于所述第一极性，所述设备与所述第一磁体相邻，并配置为在所述第一极性和第二极性之间切换所述第一磁体的磁极的极性。
在一实施例中，配置为在第一极性和第二极性之间切换所述第一磁体的磁极的极性的所述设备为缠绕于所述第一磁体，而不缠绕于所述第二磁体的导电线圈。
在一实施例中，配置为在第一极性和第二极性之间切换所述第一磁体的磁极的极性的所述设备包括与所述第一磁体相邻的加热元件。
在一实施例中，所述触觉致动器包括铁磁材料层，并且其中所述铁磁材料层为金属壳的一侧，所述电永磁体位于所述金属壳内。
在一实施例中，所述金属壳与所述铁磁材料层相邻的一侧配置，配置为响应激活的所述电永磁体的净磁场，而变形远离电永磁体。
本文实施例的一个方面涉及可激活触觉设备，包括具有支承表面和安装于所述支承表面的至少一个触觉致动器的外壳。所述触觉致动器包括对于其净磁场具有失活状态和激活状态的电永磁体。所述触觉致动器进一步包括铁磁材料或磁活性聚合物层，所述包括铁磁材料或磁活性聚合物层连接于所述可激活触觉设备的内表面或者与其相接触。所述铁磁材料或磁活性聚合物层面对在其上安装有所述触觉致动器的所述支承表面，并位于所述电永磁体的相应端的相对侧，并配置为通过被驱向所述电永磁体的所述端部以响应处于激活状态的电永磁体的净磁场，在所述可激活触觉设备的外表面产生触觉效果。
在一实施例中，所述可激活触觉设备进一步包括连接于外壳的显示设备，所述显示设备具有形成所述可激活触觉设备的部分外表面的正面，并具有形成所述可激活触觉设备的部分内表面的背面，其中所述铁磁材料或磁活性聚合物层位于所述显示设备的背面，并配置为在所述显示设备的正面产生所述触觉效果。
在一实施例中，铁磁材料或磁活性聚合物层为在所述显示设备的背面的涂层。
本文实施例的一个方面涉及可激活触觉设备，包括具有支承表面的外壳，连接于所述外壳的显示设备以及触觉致动器阵列。所述显示设备具有形成所述可激活触觉设备的部分外表面的正面，以及形成所述可激活触觉设备的部分内表面的背面。所述触觉致动器阵列安装于所述支承表面上。所述触觉致动器阵列中的每一个包括多个电永磁体的相应的电永磁体，其中所述相应的电永磁体对于其净磁场具有激活状态和失活状态，并且进一步包括铁磁材料或磁活性聚合物层的多个共平面部分的相应部分，所述层面对其上安装有所述触觉致动器阵列的支承表面。所述铁磁材料或磁活性聚合物层的相应部分连接于或接触于所述显示设备的背面，与所述相应的电永磁体的一端相对，并配置为通过被驱向相应的电永磁体的所述端部以响应处于激活状态的相应电永磁体的净磁场，在所述显示设备的正面产生触觉效果。
在一实施例中，所述可激活触觉设备包括配置为选择激活触觉致动器阵列中的子集的控制器。
通过阅读下面参考了附图的详细说明，对于本领域技术人员来说，本文实施例的特征、目的和优势将变得显而易见。
附图说明
根据附图中描述的本文实施例的下列具体描述，本发明的上述和其他的特征以及优点将变得显而易见。并入本文并构成了说明书的一部分的附图，进一步用于对发明原理进行解释，并使相关领域的技术人员能够实现和使用本发明。附图不是按比例绘制的。
图1a为本文实施例的包括具有电永磁体的触觉致动器的移动设备的透视图。
图1b为本文实施例的包括具有电永磁体的触觉致动器的游戏控制器的透视图。
图2a和2b为本文实施例的具有电永磁体的触觉致动器的透视图。
图2c为本文实施例的在用户接口设备中的触觉致动器的截面图，其中所述触觉致动器具有电永磁体。
图3a和3b为本文实施例的具有电永磁体的触觉致动器的透视图。
图3c和3d为本文实施例的在用户接口设备中具有电永磁体的触觉致动器的截面图。
图4a和4b为本文实施例的在用户接口设备中的触觉致动器阵列的截面图，其中所述触觉致动器具有相应的电永磁体。
图5为具有加热元件作为切换设备部件的触觉致动器的视图，所述切换设备配置为切换电永磁体中的第一磁体的磁极的极性。
具体实施方式
下面的详细描述本质上仅仅是示例性的，并非意图限制本发明或本发明的应用和用途。另外，不存在被任何前述的技术领域、背景技术、发明内容或者下面的具体实施方式中提出或暗示的理论所约束的意图。
本文实施例涉及具有电永磁体和铁磁材料或磁活性聚合物层的触觉致动器。所述触觉致动器使用电永磁体驱动铁磁材料或磁活性聚合物层。在一实施例中，所述电永磁体配置为可激活，以产生较强的磁场，例如具有若干特斯拉(tesla)强度的磁场，以产生较强的力，使所述铁磁材料或磁活性聚合物层变形。所述电永磁体的净磁场可以失活，这可使铁磁材料或磁活性聚合物层回到未变形的位置。因此，本文实施例涉及能够产生强磁场，并且能够控制所述磁场激活和失活的触觉致动器。在一些示例中，所述电永磁体的净磁场的激活状态和失活以循环的方式重复，以在所述铁磁材料或磁活性聚合物层的运动中产生振荡。所述振荡能够以足够高的频率(例如200hz)发生，用来产生基于振动的触觉效果或其他触觉效果。也能够以较低的频率发生以产生基于非振动的触觉效果或其他触觉效果。例如，所述电永磁体产生的力可以足够大，以产生更加常见的基于变形的触觉效果，其中所述铁磁材料或磁活性聚合物层以较低的频率，例如5hz来变形。
在一实施例中，所述触觉致动器可以包含在可激活触觉设备中(例如移动电话)。例如，可以将其置于所述可激活触觉设备的外表面以后。可以通过使所述外表面振动，或者更加常见的使所述外表面变形的方式来包含所述触觉致动器。所述变形可以朝向内部，或者朝向外部。在一实施例中，所述可激活触觉设备可以包含触觉致动器阵列。
图1a和1b显示了作为多种可激活触觉设备的一部分的触觉致动器110，其包括用户接口设备102和用户接口设备104。更具体地，图1a提供了本文实施例的作为移动电话的用户接口设备102的透视图，所述移动电话具有包含了电永磁体112的触觉致动器110。图1b提供了作为游戏控制器的用户接口设备104的透视图，所述游戏控制器具有包含了电永磁体112的触觉致动器110。在其他实施例中，任意其他用户接口设备，例如用于可穿戴应用、汽车应用、虚拟/增强现实应用或其他应用可包含所述触觉致动器110以产生触觉效果。在某些情况下，所述触觉致动器110可以是配置为产生低沉触觉效果的人体致动器。在某些情况下，所述触觉致动器110可以是配置为产生动觉触觉效果的定向致动器。
图2a和2b提供了本文实施例的触觉致动器110实例的透视图。在该实例中，所述触觉致动器110包括电永磁体112和铁磁材料层114a，例如铁、钴、镍或其任意组合。在一实施例中，所述铁磁材料可以排除钢、铝、铜、铅和/或锌中的任意一种。在一实例中，铁磁材料层114a可以是容纳(例如，至少部分封装)所述电永磁体112的金属壳116的一侧。用于该金属壳116的示例性形状包括具有四条边的矩形框架，如图2a和2b所示，或者具有用于容纳所述电永磁体112的中空内部的立方体。在一实例中，所述金属壳116包括层114b(例如铁磁材料、塑料或其他材料层)，并且在其上安装有所述电永磁体112。所述电永磁体112的第一端112x(例如底端)可以安装于所述层114b的内表面，而所述电永磁体112的相反的第二端112y(例如顶端)可以面对所述层114a或与所述层114a相对。面对所述层114a的所述电永磁体112的第二端112y可以与层114a的内表面分开一段距离，其范围是20μm至50μm。当所述电永磁体112的净磁场激活时，所述电永磁体112的南极和北极可以分别位于第一端112x和第二端112y。在一实例中，所述铁磁材料层114a(或者磁活性聚合物层)的厚度范围可以为0.2mm至5mm。在一实例中，所述电永磁体112沿其所述净磁场的轴线117的厚度范围为100μm至1mm。
在一实施例中，所述电永磁体112可以包括至少两个磁体，例如，具有可在第一极性和与第一极性相反的第二极性之间选择性切换磁极的第一磁体112a以及与所述第一磁体相邻并将其磁极固定为第一极性的第二磁体112b。例如，所述第一磁体112a(例如可编程的磁体)可以由半硬磁材料制成，例如铝镍钴(alnico)合金，而所述第二磁体112b可以由硬磁材料制成，例如钕。在一个实例中，磁体112b的所述硬磁材料可以具有800-950ka/m的磁矫顽力值，而磁体112a的所述半硬磁材料可以具有30-100ka/m的磁矫顽力值(该实例中的铁磁材料层114a可以包括软磁材料，其具有示例性的0.16ka/m的磁矫顽力值)。
在一实施例中，所述半硬磁材料和所述硬磁材料可具有0.1特斯拉至1特斯拉范围内的磁场强度，或者1特斯拉至10特斯拉范围内的磁场强度。该磁场强度可允许所述电永磁体112产生使多种表面变形的足够大的力，以产生常见的基于变形的触觉效果或更特定的基于变形的触觉效果，例如高振幅的基于振动的触觉效果。进一步地，所述电永磁体112能够维持净磁场处于激活状态而无需消耗电力，因为磁体112a的半硬磁材料具有足够的剩磁，在没有任何外部电力的情况下来维持其磁场，并且可以认为磁体112b的硬磁材料具有固定的磁场。
在一实施例中，所述净磁场的激活状态取决于所述磁体112a和磁体112b具有相同方向(相应的磁场)还是相反方向(相反的磁场)的磁场。在图2a-2b中，磁体112b的磁场可以固定，而磁体112a的磁场可以由与磁体112a相邻并配置为在第一极性(例如n-s方向)和与第一极性相反的第二极性(例如s-n方向)之间切换磁体112a的磁极的极性的设备在方向上切换。配置为切换所述磁体112a的磁极的极性的所述设备可以包括导电线圈、加热元件、任意其他切换设备或其任意组合。例如，所述设备可以包括仅缠绕于磁体112a，或者缠绕于磁体112a和112b的铜线圈115。当例如电流的外部输入通过线圈时，所述铜线圈115可产生磁场，由图2a和2b中的箭头表示。因此，所述线圈可以通过使磁体112a的磁场与所述线圈产生的磁场指向相同方向，从而使磁体112a的半硬材料磁化。如果所述线圈仅缠绕磁体112a，则通过线圈产生的磁场对磁体112b几乎没有作用，乃至根本没有作用。即使所述线圈缠绕磁体112a和112b，通过线圈的所述电流的大小和持续时间的值可以影响磁体112a的半硬磁材料，并且对磁体112b的硬磁材料几乎没有作用，乃至根本没有作用。
在一实施例中，当所述导电线圈115或其他切换设备将磁体112a的磁极的极性切换至与磁体112b相反时，所述磁体112a的半硬磁材料的磁场强度(例如1特斯拉)能够足够高以匹配或基本上匹配磁体112b的硬磁材料的磁场强度。因为磁体112a和112b的磁场方向相反，因此实际上可以基本相互抵消。在这种情况下，可以认为所述电永磁体112的净磁场处于失活状态(同样称为被关闭)。当其净磁场失活，所述电永磁体112与周围的铁磁材料(例如铁磁材料层114a)发生极其有限的相互作用，或者根本不发生相互作用。如图2a所示，当所述电永磁体112的净磁场处于失活状态，铁磁材料层114a可以处于未驱动位置，或者可以返回至未驱动位置。
如图2b所示，在一实施例中，可以通过反转磁体112a的磁化，激活所述电永磁体112的净磁场，以使其磁场与磁体112b的磁场对齐或相应。例如，所述导电线圈或其他切换装置可从如图2a所示状态起，反转磁体112a的磁极的极性。在一些实例中，当所述电永磁体112的净磁场处于激活状态时，可以具有若干特斯拉量级的强度。当激活其净磁场，所述电永磁体112可以驱动所述铁磁材料层114a，例如通过磁力将层114a吸引至所述磁体112的第二端112y(例如顶端)。在某些情况下，当所述电永磁体112的净磁场处于激活状态时，所述电永磁体112在所述铁磁材料层(或磁活性聚合物层)上施加至少1g的力。在一实施例中，所述触觉致动器110并不是线性谐振致动器(lra)、螺线管谐振传动器(sra)或偏心旋转质量块(erm)致动器，并且可配置为产生大于其他类型的致动器所产生的力。在另一实施例中，所述触觉致动器110可以是lra或sra。在一实施例中，所述触觉致动器并不是基于惯性的致动器，并且甚至能够在低频率(例如<10hz)下运行。在另一实施例中，如果层114a具有大于预定阈值的质量，则所述触觉致动器可以认为是基于惯性的致动器。
在一实施例中，所述电永磁体112沿其净磁场轴线117的厚度范围为100微米至1mm。在一些实例中，所述电永磁体的第二端112y与铁磁材料层114a(或者磁活性材料层)之间的距离(例如间隙)可以为20μm至50μm的范围。
图2c显示了触觉致动器110和包含所述触觉致动器110的可激活触觉设备(例如用户接口设备102)按照图2a中的箭头a方向的截面图。所述可激活触觉设备102可以包括触觉致动器110之外的外壳103，所述外壳103具有在其上安装有所述触觉致动器110的支承底座120。例如，所述触觉致动器110可以安装于所述支承底座120的支承表面120a上。所述可激活触觉设备102的所述外壳103可容纳电源122和触觉控制器124，并且可支承表面层106，例如触摸屏层。所述表面层106可具有形成所述可激活触觉设备的部分外表面的正面106a，以及形成所述可激活触觉设备的部分内表面的背面106b。
在一实施例中，当激活所述电永磁体112的净磁场，可将所述铁磁材料层114a向内驱动，例如沿图2c中的箭头f的方向朝向电永磁体112的顶端112y。可通过外部输入将所述电永磁体112的净磁场激活然后失活，例如图2a-2b中所示的通过所述电源122向所述导电线圈115提供的电流(例如交流电)。所述电源122可以由所述触觉控制器124控制，其可以控制外部输入的多种参数，例如电流频率、电流大小、电流相位、占空比或其任意组合。在一实施例中，所述电永磁体112的净磁场能够以循环的方式激活和失活，通过供应交流电(例如正弦波或方波)或对配置为切换磁体112a的磁极的所述设备(例如导电线圈)的其他周期性输入。所述净磁场激活或失活的频率可以与所述交流电的频率相对应(或相等)。在某些情况下，所述控制器124可以基于所述触觉致动器将产生基于振动的触觉效果或者所述触觉致动器将产生基于非振动的触觉效果而控制频率。例如，所述控制器可以配置为作为对确定所述触觉致动器将产生基于非振动的触觉效果的响应，使交流电具有1hz至10hz的频率，并且可以配置为作为对确定所述触觉致动器将产生基于振动的触觉效果的响应，使交流电具有80hz至200hz的频率。
在图2c的实施例中，所述可激活触觉设备的表面层106可通过所述表面层106的背面106b接触铁磁材料层114a的方式配置于触觉致动器110的顶部。这种布置允许铁磁材料层114a的振动传递至表面层106。在一实施例中，铁磁材料层114a可通过粘附剂或其他方法以如下方式粘附于所述表面层106的一部分：铁磁材料层114a的向内变形至少在其所粘附的表面层106的部分上产生拉力。该拉力也可以使粘附于层114a的表面层106的部分产生向内的变形。然而在另一实施例中，层114的向内的变形对表面层106几乎没有影响，或者根本没有影响。例如，当层114a没有粘附于表面层106，而是紧密接触所述表面层106时，会发生上述情况。
本文所描述的实施例中的触觉致动器可用来使表面层106向内变形，正如图2c中所示，或者用于使表面层106向外变形，正如至少图3a-3c中所示。在图3a-3c中，电永磁体212可仍然向内拉铁磁材料层214a/214b的至少一个，例如金属壳216的一侧214a/214b，但是所述壳的一侧214a/214b的向内运动可将所述金属壳的另一侧215a/215b中的至少一个向外推。更具体地，图3a显示了包括电永磁体212和容纳电永磁体212的所述金属壳216的触觉致动器210。在未发生变形的状态下，所述金属壳216例如可以成型为具有至少四条边的矩形框架。所述金属壳216可以包括，例如各自面对所述电永磁体212的第一端和第二端212y、212x的两侧214a和214b，以及相邻的两侧215a和215b。214a、214b、215a、215b中的每一侧可以包括铁磁材料层，或其中的一些侧(例如215a和215b)可以另选地或附加地包括不同材料，例如塑料。在一实施例中，如图3a-3b所示，所述电永磁体212可悬浮于所述金属壳216的中央。例如，所述电永磁体212可通过弹簧(图中未示出)悬浮，所述弹簧将侧214a和214b分别连接于所述电永磁体212的第一端和第二端。在另一实施例中，所述电永磁体212可以安装于所述金属壳216的侧215a或侧215b的内表面。例如，如果所述电永磁体212安装在侧215a的内表面，所述电永磁体可以配置为例如仅在侧215b产生向外的变形。
在一实施例中，如图3a所示，当所述电永磁体212的净磁场失活时，所述电永磁体212与所述金属壳216几乎没有相互作用，或根本没有相互作用。如图3b所示，当所述电永磁体212的净磁场激活时，可以将铁磁材料层214a和/或214b分别驱向(例如拉向)所述电永磁体212第一端或第二端。铁磁材料层214a/214b向所述电永磁体212的驱动(例如向内形变)可以驱动或偏转其他层215a/215b，即顶端和底端，使其远离所述电永磁体212(例如，引起向外的变形)。
图3c显示了包含所述触觉致动器210的可激活触觉设备(例如用户接口设备102)的实施例。在图3c的布置中，所述电永磁体212可以具有如下方向：当激活时，其磁极沿与平行于所述设备102的表面层106的轴线对准。在该方向上，所述壳216的层215a和215b与所述表面层106平行，而所述铁磁材料层214a、214b可以与所述表面层106成直角或其他角度。在图3c中，当所述层215a处于未变形或其他形式的未驱动状态时，所述表面层106可配置为与所述触觉致动器210的层215a相接触。例如，即便在没有驱动层215a时，所述表面层106可配置为使得其背面106b与层215a相接触。在这种布置中，当所述电永磁体212的净磁场激活时，可将所述层215a向外驱动或偏转，并且该驱动可随之推动或迫使所述表面层106的一部分向外。
在图3d所示的另一实施例中，当没有驱动层215a时，在表面层106的背面106b与层215a之间存在间隙g。所述间隙可以等于层215a的程控最大变形，或可以小于层215a的程控最大变形。所述层215a的程控最大变形可以是当程控(例如预定的)最大电流大小施加于所述电永磁体212时所希望得到的层215a的变形。在一个实例中，如果所述表面层106是刚性的，该间隙为层215a提供继续变形的空间。例如，所述间隙g提供层215a在其中振动的空间。所述间隙可以足够小(小于或等于层215a的程控最大变形)，以允许层215a接触或轻扣所述表面层106而传递振动，以在所述表面层106产生基于振动的触觉效果。如果所述间隙g小于层215a的程控最大变形，所述层215a能够将更常见的(例如低频)变形传递至所述表面层106。
图4a和4b显示了具有包括述触觉致动器310a-h的触觉致动器阵列的可激活触觉设备(例如用户接口设备102)。所述阵列可以是例如1d或2d阵列。该实施例中的触觉致动器阵列的每个触觉致动器(例如触觉致动器310a)包括一电永磁体(例如312a)以及一磁活性聚合物层314的相应部分(例如314a)。更具体地，磁活性聚合物层314可分为与各自的电永磁体312a-312h相对应的共平面部分(例如314a至314h)。所述磁活性聚合物层314可面对支承底座120的支承表面120a，所述支承表面120a上安装有触觉致动器310a-310h阵列。所述磁活性聚合物可以包括，例如聚合物基体与铁磁材料的结合。在一实施例中，所述触觉致动器310a-310h至少部分由外壳103包覆，并且不包括单体金属壳或其他类型的壳。在一实施例中，可激活触觉设备(例如用户接口设备102)包括显示设备(例如触摸屏)，所述显示设备包括表面层106。所述显示设备可以连接于外壳103。所述显示设备可具有形成所述可激活触觉设备的部分外表面的正面106a，以及具有形成所述可激活触觉设备的部分内表面的背面106b。
在一实施例中，所述磁活性聚合物层314可连接于所述显示设备的所述背面106b或与其相接触，并且其多个部分314a-314h可以与多个电永磁体312a-312h的每个电永磁体的一端(例如顶端)相对。磁活性聚合物的多个部分314a-314h可以由例如另一聚合物物质、顺磁性或铁磁性物质、由空气、任意其他材料或其任意组合所分开。在另一实施例中，磁活性聚合物层314可以是在所述显示设备的背面106b的所选部分上的涂层。多个部分314a-314h中的每一个可以配置为在可激活触觉设备的外表面106a上产生触觉效果。在一个实例中，所述触觉效果由如下方式产生：将层314的所述部分(例如314a)驱向各自的电永磁体(例如312a)的相应端，以作为对激活状态的电永磁体的净磁场的响应。该驱动可以是，例如，在所述外表面106a产生振动触觉效果的一部分振动。
在一实施例中，磁活性聚合物层的多个部分314a-314h中的任意一个可以各自及分别地通过选择性激活所各自对应的电永磁体的净磁场而驱动。例如，能够以更高的频率驱动磁活性聚合物部分314a以在表面层106产生振动，或者以较低的频率驱动而产生更常见的基于变形的触觉效果，其中表面层106的部分314a向内变形。在一实施例中，一控制器(例如控制器124)可配置为以独立的方式分别激活所述触觉致动器310a-310h(即激活它们的净磁场)。例如，所述控制器可配置为选择激活触觉致动器阵列中的子集。在一实施例中，所述控制器可以配置为总是同时，或者以例如序列模式的特定模式激活一些或全部触觉致动器310a-310h。
如上述所讨论的，切换设备可用来切换电永磁体中的磁体(例如磁体112a)的磁极的极性。图5显示了包括加热元件的切换设备的实施例。更具体地，图5显示了包括电永磁体412的触觉致动器410。所述触觉致动器410包括安装于如图2a-2c所示的所述金属壳116的电永磁体412。所述电永磁体412包括由半硬磁材料制成的磁体112a和由硬磁材料制成的磁体112b。所述电永磁体412进一步包括缠绕于磁体112a的线圈115和与磁体112a接触或在其附近的加热元件415(例如加热电阻器)。所述线圈115和加热元件415可以构成配置为切换磁体112a的磁极的极性的切换设备。例如，直流电加热电流可以从电源422通过所述加热元件415，以产生热量和提高磁体112a的温度。由此增加的温度有助于降低磁体112a在第一方向的磁场强度。当交流电电流从电源422通过所述线圈415时，相比较图2a-2c中的实施例，磁体112a所提高的温度使得所述线圈115中的电流更容易将所述磁体112a的磁场反转至与所述第一方向相反的第二方向，因此反转其磁极的极性。
尽管上面已经对本发明的各种实施例进行了描述，同时应当理解，以上仅作为本发明的说明和示例进行表述，而并非限制。对于相关领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的基础上，可以对本文中的技术方案进行形式和细节上的多种变化。因此，本发明的宽度和范围并不局限于上述示范性实施例，而是根据所附的权利要求书及其等同物来限定。还应该理解，本文中讨论的每个实施例的每个特征或者引用的每个参考文献可以与任意其它实施例的特征组合使用。通过引用将本文所描述的专利和公开文献的全部内容结合在本文中。