用于带有触觉效果的前馈和反馈的系统和方法与流程

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年11月20日提交并且题为“systemsandmethodsforprovidingmodeorstateawarenesswithprogrammablesurfacetexture(用于提供带有可编程表面纹理的模式或状态意识的系统和方法)”的临时申请no.61/728,665；于2012年11月20日提交并且题为“systemandmethodforfeedforwardandfeedbackwithelectrostaticfriction(用于带有静电摩擦的前馈和反馈的系统和方法)”的临时申请no.61/728,661；于2012年11月20日提交并且题为“systemandmethodforsimulatedphysicalinteractionswithelectrostaticfriction(用于带有静电摩擦的模拟物理交互的系统和方法)”的临时申请no.61/728,727；以及于2013年3月14日提交并且题为“systemandmethodforfeedforwardandfeedbackwithhapticeffects(用于带有触觉效果的前馈和反馈的系统和方法)”的非临时申请no.13/830,162的优先权，通过引用将其每一个整体合并入本文。

背景技术

能够触摸的设备已变得日益普及。例如，移动设备和其他设备可以被配置有触摸敏感显示器，以使用户能够通过触摸触摸敏感显示器的部分来提供输入。作为另一个示例，与显示器分离的能够触摸的表面可以用于输入，诸如触控板、鼠标或其他设备。此外，一些能够触摸的设备利用触觉效果，例如改变用户在触摸表面上感觉到的摩擦系数的触觉效果。这种类型的触觉效果能够用来向用户提供各种信息。因此，存在对用于前馈和反馈的系统和方法的需求。

技术实现要素：

本公开的实施例包括以基于表面的触觉效果为特征的设备，该设备在触摸区域中模拟一个或多个特征。特征可以包括但不限于在触摸表面中的边界、障碍物或其他不连续的纹理、摩擦系数和/或模拟的改变，这能够通过使用与表面接触的对象来感知。包括基于表面的触觉效果的设备可能会更加用户友好，并且可以提供更引人入胜的用户体验。

在一个实施例中，本公开的系统可以包括：传感器，其被配置成检测与触摸表面的交互并且传输与该交互相关联的传感器信号；与传感器通信的处理器；以及与处理器通信并且耦合到触摸表面的触觉输出设备，该触觉输出设备被配置成接收触觉信号并且部分基于该触觉信号来在触摸表面上模拟纹理，而上述处理器被配置成：确定在设备上可用的操作，该操作与第一用户交互相关联；确定与该操作相关联的模拟纹理；输出与该模拟纹理相关联的触觉信号；基于第二用户交互来确定是否执行该操作。

提及该说明性实施例并不是来限制本主题或限定其界限，而是提供示例以帮助对其的理解。在具体实施方式中论述了说明性实施例，并且在那里提供了进一步描述。可以通过研究本说明书和/或通过实践所主张的主题的一个或多个实施例来进一步了解各种实施例所提供的优点。

附图说明

在本说明书的剩余部分中更具体地阐述了完整和使能的公开。本说明书参考下述附图。

图1a示出用于带有触觉效果的前馈和反馈的说明性系统图；

图1b示出图1a中所示的系统的一个实施例的外视图；

图1c图示图1a中所示的系统的另一个实施例的外视图；

图2a-2b图示用于带有触觉效果的前馈和反馈的示例实施例；

图3a-3b描绘用于带有触觉效果的前馈和反馈的说明性系统；

图4a-4b描绘用于带有触觉效果的前馈和反馈的说明性系统；

图5是用于带有触觉效果的前馈和反馈的系统的图示；以及

图6是用于执行用于带有触觉效果的前馈和反馈的方法的步骤的流程图。

具体实施方式

现将详细参考各种和替选的说明性实施例以及附图。作为说明而非限制提供每一个示例。对本领域技术人员将显而易见的是，能够作出修改和变化。例如，作为一个实施例的部分说明或描述的特征可以用在另一个实施例中以产生更进一步的实施例。因此，意图是，本公开包括在所附权利要求及其等价物的范围内的修改和变化。

用于提供带有触觉效果的前馈和反馈的设备的说明性示例

本公开的一个说明性实施例包括计算系统，诸如智能电话、平板电脑或便携式音乐设备。计算系统能够包括一个或多个传感器和/或可以与一个或多个传感器通信，传感器诸如是加速度计以及用于确定触摸相对于显示区域的位置的传感器(例如，光学、电阻式或电容式)，其中在该示例中显示区域与设备的屏幕相对应。

当用户与设备交互时，使用一个或多个触觉输出设备，例如致动器来提供触知效果。例如，触觉效果可以被配置成改变设备的表面上的摩擦系数。例如，当用户的手指跨过表面移动时，可以输出振动、电场或其他效果来改变用户感觉到的摩擦系数。取决于摩擦如何变化，用户可以感知到触摸表面中的特征，否则如果没有改变表面摩擦，则另无法以相同的方式(或根本不能)感知到。作为特定示例，可以改变摩擦，以使用户感知到与屏幕上按钮的边缘相对应的隆起物、边界或其他障碍物。

例如，本公开的一个实施例可以包括设备，诸如包括被配置成显示与计算机程序(例如，用于播放音乐、发送或接收电子邮件或浏览因特网的应用)相关联的多个图标的触摸屏显示器的平板电脑、智能电话或音乐播放器。当用户与平板电脑上的图标交互时，处理器将执行与该图标相关联的程序。此外，在这样的实施例中，设备可以包括被配置成对在用户的手指跨过触摸屏的表面移动时用户所感觉到的摩擦系数进行调整的静电致动器。因此，例如，当触摸屏检测到用户交互时，处理器可以向致动器输出信号以生成被配置成改变摩擦系数的触觉效果。

在一些实施例中，可以改变摩擦系数来向用户提供信息。在一些实施例中，该信息可以是前馈，用来在用户完成可能不可逆的动作之前警告用户。例如，在一个实施例中，当用户采取与删除项相关联的动作时，设备可以输出被配置成增加摩擦系数以减慢用户的移动的效果。在一些实施例中，该摩擦的增加可以不被配置成停止用户的移动，而是向用户警告动作是不可逆的。在另一个实施例中，用户可能正在网站上将文本录入为.html形式。在这样的实施例中，如果用户最小化该网站，则用户可能失去直到那时用户已录入的文本。因此，在这样的实施例中，设备可以被配置成如果用户作出与最小化网站相关联的手势，则输出被配置成模拟纹理或改变摩擦系数的触觉效果。再次，该模拟的纹理或摩擦系数的变化可以不被配置成停止用户的移动，而是向用户警告动作是不可逆的。类似地，在一些实施例中，设备可以输出被配置成模拟纹理以便向用户提供类似警告的效果。

在一些实施例中，前馈效果可以用于其他目的。例如，在一个实施例中，前馈可以用作为确认。在这样的实施例中，当用户录入文本消息时，设备可以使用预测文本应用来确定用户可能正录入的词。在这样的实施例中，设备可以进一步输出被配置成在触摸屏的与用户正键入的词中的下一个字母相关联的位置模拟纹理或改变摩擦系数的效果。例如，在一个实施例中，当用户键入“omel”时，预测文本软件可以确定用户正键入词“omelet”，并且输出被配置成在触摸屏的与字母“e”和“t”相关联的位置上方模拟纹理或改变摩擦系数的触觉效果以帮助用户识别这些键。

在一些实施例中，设备可以增加摩擦系数或输出被配置成模拟纹理的效果，以向用户提供手势可用的确认。例如，在一个实施例中，当用户跨过触摸屏的表面移动手指时，用户可能经过在触摸屏的表面上的按钮、滑块或其他输入设备。当用户的手指经过这种输入设备时，设备可以输出被配置成改变摩擦系数或模拟纹理的触觉效果，以让用户知道其手指经过了输入设备。例如，在一个实施例中，当用户的手指移动越过按钮顶部时，设备可以输出被配置成增加摩擦系数的触觉效果以让用户知道其手指经过了按钮。

进一步，在一些实施例中，设备可以增加摩擦系数或输出被配置成模拟纹理的效果，以向用户提供不同类型的交互能够用来控制模拟的输入设备(即，触摸屏显示器上的按钮、开关、滑块或其他输入设备)的确认。例如，在一个实施例中，当用户跨过触摸屏的表面移动其手指时，用户可以感觉到按钮，如上所述。并且进一步，设备可以输出被配置成识别某些操作可用的触觉效果。例如，在一个实施例中，设备可以输出指示抬起手指离开按钮将激活它的纹理。在另一个实施例中，当用户跨过触摸屏的表面移动手指时，其感觉到滑块的边缘。在这样的实施例中，当用户移动手指越过滑块时，设备可以输出改变感知到的摩擦系数或模拟纹理的效果，以指示滑块能够通过划动来激活。在还有其他的实施例中，可以使用触觉效果来识别某些交互不可用。例如，在一个实施例中，当用户移动其手指越过触摸屏的与当前未激活的按钮相关联的部分时，设备可以输出触觉效果(例如，被配置成模拟钝的纹理的效果)来让用户知道该按钮当前未激活。

类似地，在一些实施例中，触摸屏上的项可以具有相关联的触觉效果来标识其重要性。例如，在一个实施例中，诸如按钮的虚拟输入设备可以具有比其他虚拟输入设备更重要的操作。例如，在一个实施例中，该按钮可以与关闭设备或使设备处于“飞行模式”相关联。在其他实施例中，设备可以使用重要性的其他指示符。例如，在一个实施例中，用户可能正在设备上查看新闻应用。在这样的实施例中，设备可以被配置成应用与标题相关联的模拟的纹理或变化的摩擦系数。类似地，如果用户接收到已被标记有“高重要性”的消息，则设备可以被配置成将模拟的纹理或摩擦系数与该消息相关联。

在其他实施例中，可以使用模拟的纹理或摩擦系数的变化来提供对动作或模式的激活的确认。例如，当用户在触摸板或触摸屏上作出各种手势时，设备可以改变摩擦系数或模拟纹理来指示手势已被接收。例如，在一个实施例中，模拟的纹理或摩擦系数的变化可以与捏拉缩或放手势相关联。在这样的实施例中，当设备检测到捏拉缩放手势时，其可以输出被配置成模拟纹理或摩擦系数的变化的效果以确认该手势已被接收。在另一个实施例中，可以输出模拟的纹理或摩擦系数的变化，来确认对用来返回到主屏幕的四手指手势的接收。在还有的其他实施例中，模拟的纹理或摩擦系数的变化可以与诸如向左/向右或向上/向下滚动的手势相关联。在一些实施例中，这可以使用户能够快速接连地使用与设备的多个手势交互，因为模拟的纹理或摩擦系数的变化将标识交互已被接收，因此，用户能够立即前进到下一交互。

进一步，在一些实施例中，模拟的纹理或摩擦系数的变化可以与特定设备操作相关联，例如发送呼叫至语音信箱、发送文本消息、发送电子邮件、下载更新或一些其他操作。在这样的实施例中，当用户采取这些动作中的一个(例如，发送消息)时，可以输出模拟的纹理或摩擦系数的变化来确认设备正采取预期动作或已进入适当的模式。

如将在下面更详细地论述的，模拟表面上的纹理或改变摩擦系数能够以任何数量的方式用来向用户提供信息。另外，能够使用除了或替代模拟纹理或改变摩擦系数的效果来模拟在触摸表面中的特征的存在。类似地，能够输出触觉效果来模拟在除了显示器之外的设备的表面上的纹理的感觉。

用于提供带有触觉效果的前馈和反馈的说明性系统

图1a示出用于提供带有触觉效果的前馈和反馈的说明性系统100。特别地，在该示例中，系统100包括计算设备101，其具有经由总线106与其他硬件互连的处理器102。能够包括任何适当的有形(并且非暂时性)计算机可读介质，诸如ram、rom、eeprom等的存储器104，包含配置计算设备的操作的程序组件。在该示例中，计算设备101进一步包括一个或多个网络接口设备110、输入/输出(i/o)接口组件112和附加存储114。

网络设备110能够表示有助于网络连接的任何组件中的一个或多个。示例包括但不限于：有线接口，诸如以太网、usb、ieee1394，和/或无线接口，诸如ieee802.11、蓝牙、或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或其他移动通信网络的收发器/天线)。

可以使用i/o组件112以有助于与诸如一个或多个显示器、键盘、鼠标、扬声器、麦克风和/或用来输入数据或输出数据的其他硬件的设备的连接。存储114表示非易失性存储，诸如在设备101中包括的磁、光或其他存储介质。

系统100进一步包括触摸表面116，其在该示例中被集成在设备101中。触摸表面116表示被配置成感测用户的触知输入的任何表面。一个或多个传感器108被配置成在对象接触触摸表面时检测触摸区域中的触摸，并且提供适当数据以供处理器102使用。能够使用任何适当数量、类型或布置的传感器。例如，电阻式和/或电容式传感器可以被嵌入触摸表面116中，并且用来确定触摸的位置以及其他信息，诸如压力。作为另一个示例，可以使用具有触摸表面的视野的光学传感器来确定触摸方位。在一些实施例中，传感器108和触摸表面116可以包括触摸屏或触摸板。例如，在一些实施例中，触摸表面116和传感器108可以包括安装在显示器之上的触摸屏，该显示器被配置成接收显示信号并且向用户输出图像。在其他实施例中，传感器108可以包括led检测器。例如，在一个实施例中，触摸表面116可以包括安装在显示器侧面的led手指检测器。在一些实施例中，处理器与单个传感器108通信，在其他实施例中，处理器与例如第一触摸屏和第二触摸屏的多个传感器108通信。传感器108被配置成检测用户交互，并且基于该用户交互，向处理器102传输信号。在一些实施例中，传感器108可以被配置成检测用户交互的多个方面。例如，传感器108可以检测用户交互的速度和压力，并且将该信息合并入接口信号。

在该示例中，与处理器102通信的触觉输出设备118被耦合到触摸表面116。在一些实施例中，触觉输出设备118被配置成响应于触觉信号，输出模拟触摸表面上的纹理的触觉效果。另外或替选地，触觉输出设备118可以提供以受控方式移动触摸表面的振动触知触觉效果。一些触觉效果可以利用被耦合到设备的外壳的致动器，并且一些触觉效果可以依次和/或一齐使用多个致动器。例如，在一些实施例中，通过以不同频率振动表面，可以模拟表面纹理或可以改变(例如，减小或增加)感知到的摩擦系数。在这样的实施例中，触觉输出设备118可以包括下述中的一个或多个：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(erm)或线性谐振致动器(lra)。在一些实施例中，触觉输出设备118可以包括多个致动器，例如erm和lra。

尽管在此示出了单个触觉输出设备118，然而，实施例可以使用相同或不同类型的多个触觉输出设备来模拟触摸表面上的表面纹理。例如，在一个实施例中，可以使用压电致动器来以超声波频率垂直地和/或水平地移位触摸表面116的部分或全部，诸如通过使用以超过20khz的频率移动的致动器。在一些实施例中，能够单独或一齐使用诸如偏心旋转质量电机和线性谐振致动器的多个致动器来提供不同纹理和其他触觉效果。

在还有的其他实施例中，触觉输出设备118可以使用静电吸引，例如通过使用静电表面致动器，来模拟触摸表面116的表面上的纹理或改变用户在跨过触摸表面116移动其手指时感觉到的摩擦系数。例如，在一个实施例中，触觉输出设备118可以包括电振动触知显示器或应用电压和电流而不是机械运动来生成触觉效果的任何其他设备。在这样的实施例中，静电致动器可以包括导电层和绝缘层。在这样的实施例中，导电层可以是任何半导体或其他导电材料，诸如铜、铝、金或银。并且，绝缘层可以是玻璃、塑料、聚合物或任何其他绝缘材料。此外，处理器102可以通过将电信号施加到导电层来操作静电致动器。电信号可以是ac信号，在一些实施例中，ac信号将导电层与靠近或触摸触摸表面116的对象电容地耦合。在一些实施例中，ac信号可以由高电压放大器生成。在其他实施例中，电容耦合可以模拟触摸表面116的表面上的摩擦系数或纹理。例如，在一个实施例中，触摸表面116的表面可以是光滑的，但是电容耦合可以在对象靠近触摸表面116的表面之间产生引力。在一些实施例中，改变在对象和导电层之间的吸引水平能够改变在跨过触摸表面116的表面移动的对象上的模拟的纹理。此外，在一些实施例中，可以结合传统致动器使用静电致动器来改变在触摸表面116的表面上的模拟的纹理。例如，致动器可以振动来模拟触摸表面116的表面的纹理的改变，而同时，静电致动器可以模拟在触摸表面116的表面上的不同纹理。

本领域技术人员将认识到，除改变摩擦系数外，还能够使用其他技术或方法来模拟表面上的纹理。例如，在一些实施例中，可以使用柔性表面层来模拟或输出纹理，该柔性表面层被配置成基于来自表面可重配置触觉衬底(包括但不限于例如：纤维、毫微管、电活性聚合物、压电元件或形状记忆合金)或磁流变液的接触来改变其纹理。在另一个实施例中，可以例如利用变形机制、空气或流体穴、材料的局部变形、谐振机械元件、压电材料、微机电系统(“mems”)元件、热流体穴、mems泵、可变多孔性薄膜或层流调制，通过升高或降低一个或多个表面特征，来改变表面纹理。

在一些实施例中，可以使用静电致动器通过刺激靠近或触摸触摸表面116的身体的部分，来生成触觉效果。例如，在一些实施例中，静电致动器可以刺激用户手指的皮肤中的神经末梢或能够对静电致动器作出响应的触针中的组件。皮肤中的神经末梢例如可以被刺激并且将静电致动器(例如，电容耦合)感测为振动或一些更具体的感受。例如，在一个实施例中，静电致动器的导电层可以接收与用户手指的可导电部分耦合的ac电压信号。当用户触摸触摸表面116并且在触摸表面上移动其手指时，用户可以感测多刺、粒状、凹凸不平、粗糙、粘性的纹理或一些其他纹理。

转到存储器104，描绘了说明性程序组件124、126和128以说明在一些实施例中能够如何配置设备以提供带有触觉效果的前馈和反馈。在该示例中，检测模块124将处理器102配置成经由传感器108监测触摸表面116，以确定触摸的方位。例如，模块124可以对传感器108采样，以便追踪触摸的存在与否，并且如果触摸存在，则随着时间的推移追踪触摸的位置、路径、速度、加速度、压力和/或其他特性中的一个或多个。

触觉效果确定模块126表示对关于触摸特性的数据进行分析来选择待生成的触觉效果的程序组件。特别地，模块126包括基于触摸的位置来确定待生成的触摸表面的模拟特征的代码和选择一个或多个触觉效果来提供以模拟该特征的代码。例如，可以将触摸表面116的区域的部分或全部映射到图形用户界面。可以基于触摸的位置来选择不同的触觉效果，以便通过模拟触摸表面116的表面上的纹理来模拟特征的存在，使得当在界面中看见特征的对应表示时感觉到该特征。然而，即使在界面中没有显示对应元素，也可以经由触摸表面116来提供触觉效果(例如，如果跨越界面中的边界，则即使没有显示该边界，也可以提供触觉效果)。

触觉效果生成模块128表示使处理器102生成并向致动器118传输触觉信号的编程，用来至少在触摸正发生时生成所选择的触觉效果。例如，生成模块128可以访问待发送给触觉输出设备118的存储的波形或命令。作为另一个示例，触觉效果生成模块128可以接收期望类型的纹理，并且利用信号处理算法来生成待发送给触觉输出设备118的适当信号。作为进一步示例，可以指示期望的纹理，连同纹理的目标坐标以及发送给一个或多个致动器用来生成表面(和/或其他设备组件)的适当移位以提供该纹理的适当波形。一些实施例可以利用多个触觉输出设备一齐来模拟特征。例如，纹理的变化可以用来模拟跨越在界面上的按钮之间的边界，而振动触知效果模拟当按下按钮时的响应。

取决于计算系统的特定配置，触摸表面可以或可以不覆盖(或另外对应于)显示器。在图1b中，示出了计算系统100b的外视图。计算设备101包括能够触摸的显示器116，其组合了设备的触摸表面和显示器。触摸表面可以对应于显示器外部或者实际显示器组件之上的一个或多个材料层。

图1c图示能够触摸的计算系统100c的另一个示例，其中触摸表面没有覆盖显示器。在该示例中，计算设备101包括触摸表面116，其可以被映射到在显示器122中提供的图形用户界面，该显示器122被包括在与设备101互连的计算系统120中。例如，计算设备101可以包括鼠标、触控板或其他设备，而计算系统120可以包括台式或膝上型计算机、机顶盒(例如，dvd播放器、dvr、有线电视盒)或另一个计算系统。作为另一个示例，可以将触摸表面116和显示器122布置在同一设备中，诸如包括显示器122的膝上型计算机中的能够触摸的触控板。无论是否与显示器集成在一起，在此示例中对平面触摸表面的描述并不意在限制。其他实施例包括进一步被配置成提供基于表面的触觉效果的弯曲的或不规则的能够触摸的表面。

图2a-2b图示用于带有触觉效果的前馈和反馈的系统和方法的示例实施例。图2a是图示包括计算设备201的系统200的外视图的图，计算设备201包括能够触摸的显示器202。图2b示出设备201的截面图。设备201可以与图1a的设备101类似地配置，尽管出于简单起见的目的，在该视图中没有示出诸如处理器、存储器、传感器等的组件。

如在图2b中能够看见的，设备201包括多个触觉输出设备218和另外的触觉输出设备222。触觉输出设备218-1可以包括被配置成向显示器202传递垂直力的致动器，而218-2可以横向地移动显示器202。在该示例中，触觉输出设备218、222被直接耦合到显示器，但是应当理解的是，触觉输出设备218、222可以被耦合到另一个触摸表面，诸如在显示器202顶部的材料层。此外，应当理解的是，触觉输出设备218或222中的一个或多个可以包括静电致动器，如上所述。此外，触觉输出设备222可以被耦合到包含设备201的组件的外壳。在图2a-2b的示例中，显示器202的区域对应于触摸区域，尽管该原理可以被应用于与显示器完全分离的触摸表面。

在一个实施例中，触觉输出设备218每一个包括压电致动器，而另外的触觉输出设备222包括偏心旋转质量电机、线性谐振致动器或另一个压电致动器。触觉输出设备222能够被配置成响应于来自处理器的触觉信号而提供振动触知触觉效果。能够结合基于表面的触觉效果和/或出于其他目的，利用振动触知触觉效果。例如，可以结合使用每一个致动器来模拟显示器202的表面上的纹理。

在一些实施例中，触觉输出设备218-1和218-2中的任一个或两者能够包括除压电致动器外的致动器。致动器中的任何一个能够包括例如压电致动器、电磁致动器、电活性聚合物、形状记忆合金、柔性复合压电致动器(例如，包括柔性材料的致动器)、静电和/或磁致伸缩致动器。另外，示出了触觉输出设备222，尽管多个其他触觉输出设备能够被耦合到设备201的外壳和/或触觉输出设备222可以被耦合到其他地方。设备201也可以以在不同位置被耦合到触摸表面的多个触觉输出设备218-1/218-2为特征。

转到图3a，系统300是带有触觉效果的前馈和反馈的说明性示例。图3a是图示包括计算设备301的系统300的外视图的图，计算设备301包括能够触摸的显示器302。在一个实施例中，计算设备301可以包括多功能控制器。例如，用于在信息亭、atm或其他类型的计算设备中使用的控制器。在另一个实施例中，计算设备可以包括智能电话、平板电脑或其他类型的计算机。在一个实施例中，计算设备301可以包括音乐播放器模式。在这样的实施例中，计算设备301可以包括在显示器302上的一个或多个虚拟控制器。这些控制器可以与音乐播放器的功能相关联，因此，用户可以与控制器交互来控制音乐播放器的功能。例如，在图3a中所示的实施例中，计算设备301包括控制器304和控制器306。在这样的实施例中，控制器304可以包括被配置成控制音乐播放器的设置的旋钮的图像，即，用来调到无线电台、选择新歌曲或调整音量的旋钮。类似地，控制器306可以包括被配置成调整音乐播放器的另一个特征的滑块的图像。在其他实施例中，计算设备301可以包括在能够触摸的显示器上的多个其他虚拟控制器，虚拟控制中的每一个被配置成控制音乐播放器或其他应用的其他方面。

在上述实施例中，计算设备302可以用来将音乐从音乐播放器应用输出到汽车音响、或作为音响自身的组件。在这样的实施例中，用户可以是不想为了调整针对音乐播放器应用的设置而使其眼睛离开道路的司机。在这样的实施例中，计算设备301可以实现用来允许用户在不必在视觉上专注于能够触摸的显示器302的情况下识别可用功能的触觉效果。例如，在一个实施例中，设备301可以使用触觉输出设备来模拟在能够触摸的显示器302的表面上的纹理。例如，触觉输出设备可以输出被配置成模拟例如砾石、沙子、砂纸、毛毡、皮革、金属、冰、水、草或另一个对象的纹理的触觉效果。基于该纹理，用户可以能够确定计算设备301当前正控制什么模式。例如，在一个实施例中，用户可能知道一个纹理，例如砾石的纹理，与音乐播放器控制相关联。在这样的实施例中，当用户在能够触摸的显示器的表面上感觉到砾石的纹理时，用户知道计算设备301当前正控制音乐播放器的音量，而不必查看控制。在进一步实施例中，用户可以能够将纹理分配给计算设备301可以控制的各种模式。因此，例如，用户可以能够选择将与计算设备301可以控制的各种功能相关联的特定纹理。

在进一步实施例中，当用户触摸或移动控制304和306中的每一个时，设备301可以进一步输出另一个触觉效果。例如，在一个实施例中，当用户触摸旋钮304时，用户可以感觉到被配置成让用户知道其正触摸旋钮304的某一触觉效果。例如，在一个实施例中，旋钮304可以具有与在能够触摸的显示器302上的背景的纹理不同的纹理。因此，用户可以在能够触摸的显示器上方运动其手指，并且通过纹理的改变知道其正触摸旋钮304。在又另一个实施例中，计算设备301可以在用户调整旋钮304时输出不同的纹理。例如，在一个实施例中，旋钮304可以控制无线电台的音量。在这样的实施例中，计算设备301可以在用户调整音量时，调整能够触摸的显示器302的表面上的模拟的纹理。因此，例如，当用户增加音量时，在能够触摸的显示器的表面上用户感觉到的纹理可以变得更粗糙。这样的触觉效果可以用作为计算设备301已接收了用户输入的确认。

转到图3b，系统350是在上面关于图3a描述的计算设备301的另一个实施例。在图3b中所示的实施例中，计算设备301包括图标354。在一些实施例中，图标354可以与在计算设备301上的计算机程序相关联。因此，当用户与能够触摸的显示器302的与图标354相关联的部位交互时，计算设备301可以打开该程序。类似地，在一些实施例中，图标354可以与计算设备301上的数据文件(例如，音乐文件、视频文件、图像或本领域已知的某一其他类型的文件)相关联。在这样的实施例中，当用户与图标354交互时，用户可以能够打开该文件(例如，收听与图标354相关联的音乐文件或观看与图标354相关联的视频或图像)。

此外，在图3b中所示的实施例中，图标356可以与回收站或垃圾桶相关联。因此，当用户使用能够触摸的显示器302将图标移动到图标356上方时，这可以用来删除该图标及其相关联的程序或数据文件。在这样的实施例中，计算设备301可以被配置成经由能够触摸的显示器302输出触觉效果来向用户警告用户正采取的动作是不可逆的。例如，在一个实施例中，计算设备301可以输出被配置成模拟在能够触摸的显示器302的表面上的纹理的触觉效果。例如，强纹理用作警告动作不能被逆转。类似地，在一些实施例中，计算设备301可以被配置成输出被配置成改变在能够触摸的显示器302的表面上的摩擦系数的触觉效果。用户然后可能必须例如通过继续朝图标356移动图标354，来确认其想要采取该动作。

本领域技术人员应当理解的是，在其他实施例中，计算设备可以在完成其他动作之前输出触觉效果作为警告。例如，改变系统设置、清除旧的设备数据、使设备掉电、导航离开在线表单、将文件投放到与另一个用户相关联的图标上以将该文件发送给另一个用户、或与计算设备301相关联的某一其他动作。在一些实施例中，这些触觉效果可以用作为用户正采取不可逆或潜在有危险的动作的警告，因此，可以给予用户确认该动作的机会。

转到图4a，系统400是在上面关于图3a和3b描述的计算设备301的另一个实施例。在图4a中所示的实施例中，计算设备301包括新闻应用，其在能够触摸的显示器302中被示出。在图4a中所示的实施例中，能够触摸的显示器302示出了两个标题404以及新闻报道的开始406。在一些实施例中，计算设备301可以被配置成输出触觉效果来帮助用户识别更重要的图标。例如，在图4a中所示的实施例中，当用户在显示器302的表面上方移动其手指时，计算设备301可以输出触觉效果。例如，在一个实施例中，计算设备301可以在用户在能够触摸的显示器302的与标题404相关联的部分上方移动其手指时输出触觉效果。例如，当用户与标题404交互时，计算设备301可以输出被配置成模拟在能够触摸的显示器302的表面上方移动其手指时感觉到的纹理或改变用户在能够触摸的显示器302的表面上方移动其手指时感觉到的摩擦系数的触觉效果。这可以用作为对用户的用户正触摸标题的标识符。进一步，在一些实施例中，用户可以与能够触摸的显示器301的一个部位交互，以便查看与标题相关联的完整新闻报道。

在其他实施例中，用户可以将重要性分配给特定标题或计算设备301上的其他操作，例如，用户可以将指定的触觉效果分配给商业版块中的标题。在这样的实施例中，计算设备301可以被配置成当用户与来自商业版块的标题交互时，输出该指定的触觉效果。在其他实施例中，不同的标题可以基于其受欢迎度(即，文章已被阅读、发电子邮件、发布到社交网络的频率、或某一其他受欢迎度测量)，而具有变化的模拟纹理或摩擦系数。例如，在一个实施例中，已被发布到社交网络超过某一次数的文章可以包括强的纹理。在其他实施例中，用户可以将触觉效果分配给其他类型的信息，例如，计算设备301的操作或在计算设备301上运行的应用的操作。在还有的其他实施例中，用户或运行于计算设备301上的软件可以将重要性分配给计算设备301的操作或在计算设备301上运行的应用。例如，该对重要性的分配可以基于过去的用户偏好。在这样的实施例中，计算设备301可以进一步被配置成基于所分配或确定的重要性来确定触觉效果。

转到图4b，系统450是在上面关于图3a、3b和4a描述的计算设备301的另一个实施例。在图4b中所示的实施例中，能够触摸的显示器302示出了电话应用。在该电话应用中，能够触摸的显示器302示出了用户接收到进入呼叫452。能够触摸的显示器302进一步向用户示出了用于对该进入呼叫作出响应的两个选项，接听454或发送到语音信箱456。在这样的实施例中，如果用户与能够触摸的显示器302的与接听454相关联的部位交互，则计算设备301可以接听该进入呼叫。类似地，如果用户与能够触摸的显示器302的与发送到语音信箱456相关联的部位交互，则计算设备301可以将该呼叫发送到语音信箱。

在一些实施例中，计算设备301可以输出触觉效果来使用户能够在不用在视觉上专注于显示器302的情况下，确定其是否正在触摸能够触摸的显示器302的与接听呼叫454或发送到语音信箱456相关联的部位。例如，在一个实施例中，计算设备301可以输出被配置成改变用户在跨过能够触摸的显示器302的表面移动其手指时感觉到的摩擦系数的触觉效果或模拟的纹理。在一些实施例中，计算设备301可以在用户与能够触摸的显示器302的与接听呼叫454或发送到语音信箱456相关联的部位交互时，输出不同的触觉效果(例如，不同的模拟纹理和/或摩擦系数)。这可以使用户能够确定其正在触摸哪个图标。例如，用户可能在会议中并且接收到电话呼叫，同时计算设备301在其口袋中。在这样的实施例中，用户可以能够在不必将计算设备301拿出其口袋的情况下，将该呼叫发送到语音信箱。

现转到图5，图5图示带有可编程表面纹理的模式或状态意识的示例实施例。图5是图示包括计算设备501的系统500的外视图的图，计算设备501包括能够触摸的显示器502。在一些实施例中，计算设备501可以包括手持式设备，诸如智能电话、平板电脑、便携式记事簿、gps接收器或本领域已知的其他手持式设备。

图5进一步描绘了三个不同的手势交互504、506和508。手势交互504、506和508中的每一个包括与能够触摸的显示器502的用户交互。例如，左/右滚动504包括其中用户跨过能够触摸的显示器502的表面向左或右划动其手指的交互。如本领域已知的，这样的手势可以使在能够触摸的显示器502上示出的屏幕向左或右滚动。类似地，上/下滚动506包括其中用户跨过能够触摸的显示器502的表面向上或下划动其手指的交互。这样的手势可以使计算设备501将在能够触摸的显示器502上示出的屏幕改变成向上或下滚动。最后，四手指捏拉508可以在用户使用四或五个手指在能够触摸的显示器502的表面上作出捏拉手势时发生。这样的手势可以使计算设备501在能够触摸的显示器502上显示“主页”屏幕。在其他实施例中，能够触摸的表面502所检测到的其他手势可以控制计算设备501。例如，一些已知手势可以是缩放的手势、改变程序的手势或返回的手势。

进一步，在图5中所示的实施例中，计算设备501可以输出触觉效果来确认对手势的接收。例如，当用户作出左/右滚动的手势时，计算设备501可以输出触觉效果来确认对这种手势的接收。在一些实施例中，这种触觉效果可以包括被配置成模拟在能够触摸的显示器502的表面上的纹理的触觉效果。在其他实施例中，这种触觉效果可以包括被配置成改变用户在移动其手指越过能够触摸的显示器的表面时感觉到的摩擦系数的触觉效果。在这样的实施例中，用户可能正在滚过例如照片相册。在这样的实施例中，当用户滚过每一个图片时，计算设备501可以随着用户向左或右划过每一个图片，输出渐增强度的模拟的纹理。进一步，当在能够触摸的显示器502上下一图片调换进入先前图片的位置时，计算设备501可以输出急剧制动。

类似地，在一些实施例中，可以输出另外的触觉效果来确认对诸如上/下滚动506或四手指捏拉508的手势的接收。在一些实施例中，这些触觉效果可以包括不同的触觉效果。在这样的实施例中，触觉效果可以允许用户知道设备已接收了手势。因此，用户可以能够快速地继续前进到另一个手势，因此能够更快速地控制计算设备501。例如，当用户忙于滚动到新页面的一个手势时，触觉确认可以允许用户快速地确定交互已被接收，并且继续前进到新的手势，例如与打开程序相关联的手势。进一步，触觉效果可以提供程序打开的确认，允许用户快速地继续前进到与在该程序中的操作相关联的手势。

用于提供带有触觉效果的前馈和反馈的说明性方法

图6是示出用于提供带有触觉效果的前馈或反馈的说明性方法600的流程图。在一些实施例中，图6中的步骤可以以处理器，例如通用计算机、移动设备或服务器中的处理器，执行的程序代码来实现。在一些实施例中，这些步骤可以由处理器组来实现。参考在上面关于图1中所示的系统100描述的组件描述了下面的步骤。

方法600在传感器108检测到与触摸表面116的第一交互时开始。传感器108可以包括本领域已知的多个传感器中的一个或多个，例如电阻式和/或电容式传感器可以被嵌入在触摸表面116中并且用来确定触摸的位置和其他信息，诸如压力。作为另一个示例，可以使用具有触摸表面视野的光学传感器来确定触摸方位。在还有的其他实施例中，传感器108和触摸表面116可以包括触摸屏显示器。进一步，当检测到第一交互时，传感器108可以将与该交互相关联的信号发送给处理器102。

方法600在处理器102确定操作604时继续。在一些实施例中，该操作可以与用户交互相关联。进一步，在一些实施例中，该操作可以与计算设备101的特定模式相关联。例如，计算设备101可以被配置成控制多个模式。在一些实施例中，该多个模式中的每一个包括多个特征，其也受计算设备102控制。例如，在导航模式下，计算设备101可以被配置成控制导航系统的目的地。例如，当在导航模式下时，用户可以与触摸表面116交互来输入导航数据、或修改与导航模式相关联的设置。在这样的实施例中，用户可以进一步能够将该模式改变成另一个模式。例如，在这样的实施例中，用户可以改变成另一个模式，诸如音乐播放器模式，在该模式下计算设备101可以被配置成控制音乐播放器的各种特征(例如，音量、歌曲选择、暂停等)。处理器101可以确定与用户交互和模式相关联的操作。例如，在一些实施例中，用户交互可以与模式中的特定操作相关联。例如，在一个实施例中，用户交互可以被配置成使音乐播放器应用跳过歌曲。在这样的实施例中，对特定手势的检测可以使处理器102跳过歌曲。

方法600在处理器102确定与操作相关联的触觉效果606时继续。处理器可以依赖于包含在触觉效果确定模块126中的编程来确定触觉效果。例如，处理器102可以访问存储在存储器104中并且与特定触觉效果相关联的驱动信号。作为另一个示例，可以通过访问已存储的算法并且输入与效果相关联的参数来生成信号。例如，算法可以基于振幅和频率参数来输出数据以供在生成驱动信号时使用。作为另一个示例，触觉信号可以包括被发送给致动器以由该致动器解码的数据。例如，致动器可以自身对指定诸如振幅和频率的参数的命令作出响应。在一些实施例中，触觉效果可以是多个可用纹理中的一个。例如，该多个纹理可以包括下述纹理中的一个或多个：水、草、冰、金属、沙子、砾石、砖、毛皮、皮革、皮肤、织物、橡胶、树叶或任何其他可用纹理，例如，与爆炸或火相关联的纹理。在一些实施例中，模拟的纹理可以与模式或在模式内的特征相关联。例如，在一个实施例中，特定纹理可以与音乐播放器模式相关联。在这样的实施例中，沙子的纹理可以与音乐播放器模式相关联。进一步，在这样的实施例中，不同的音乐类型每一个可以包括单独的纹理。例如，当播放蓝草歌曲时，纹理可以包括与草相关联的纹理，并且在播放重金属时，纹理可以包括金属的纹理。

方法600在触觉输出设备118输出触觉效果608时继续。在一些实施例中，处理器102输出被配置成使触觉输出设备118生成触觉效果的触觉信号。在一些实施例中，触觉输出设备118可以包括被耦合到触摸表面116或在计算设备101内的其他组件的传统致动器，诸如压电致动器或电动机。在其他实施例中，触觉输出设备118可以包括被配置成使用静电场在触摸表面116上模拟纹理或改变摩擦系数的静电致动器。

方法600在i/o组件112显示与显示信号相关联的图像610时继续。例如，在一些实施例中，i/o组件112可以包括显示器或触摸屏显示器。在这样的实施例中，显示器可以示出与模式相关联的图像。例如，在一个实施例中，显示器可以包括与关于图3a、3b、4a、4b或5描述的系统中的一个相关联的图像。

方法600在处理器102对显示信号的至少一个特征进行修改612时继续。例如，在一个实施例中，用户可以通过与触摸表面116交互来改变操作模式。处理器102可以确定操作模式的改变，并且对显示器上所示的图像作出对应的改变。例如，用户可以通过输入关于图5描述的手势中的一个来从图4a中所示的新闻模式进行改变。

方法600在处理器102确定是否执行操作时继续。例如，在一个实施例中，处理器102可以基于第二用户交互来确定是否执行操作。例如，如上所述，在一个实施例中，在步骤608输出的触觉效果可以包括用户将要采取不可逆的动作的警告。在这样的实施例中，用户可能必须进一步确认应当采取该动作，例如，通过将图标保持在回收站顶上延长的时间段或通过与确认图标交互。在其他实施例中，可以不需要确认，并且处理器可以跳过下述步骤616。

方法600在处理器102执行操作616时继续。因此，在一些实施例中，处理器可以采取用户的手势所指示的动作。例如，在一个实施例中，处理器可以基于如关于图5描述的用户的手势来使屏幕向上/下或左/右滚动。进一步，在一些实施例中，处理器可以如关于图4b描述的接听呼叫或将呼叫转送到语音信箱。在其他实施例中，处理器可以采取与触摸表面116上的用户输入相关联的某一其他动作。

接着，处理器102确定第二触觉效果618。在一些实施例中，第二触觉效果可以包括确认已完成关于步骤616描述的操作。在其他实施例中，触觉效果可以包括警告没有完成在上面关于步骤616描述的操作。处理器可以依赖于包含在触觉效果确定模块126中的编程来确定第二触觉效果。例如，处理器102可以访问存储在存储器104中并且与特定触觉效果相关联的驱动信号。作为另一个示例，可以通过访问已存储的算法并且输入与效果相关联的参数来生成信号。例如，算法可以基于振幅和频率参数来输出数据以供在生成驱动信号时使用。作为另一个示例，触觉信号可以包括被发送给致动器以由该致动器解码的数据。例如，致动器可以自身对指定诸如振幅和频率的参数的命令作出响应。在一些实施例中，触觉效果可以是多个可用纹理中的一个。例如，该多个纹理可以包括下述纹理中的一个或多个：水、草、冰、金属、沙子、砾石、砖、毛皮、皮革、皮肤、织物、橡胶、树叶或任何其他可用纹理。在一些实施例中，模拟的纹理可以与模式或在模式内的特征相关联。例如，在一个实施例中，特定纹理可以与音乐播放器模式相关联。在这样的实施例中，沙子的纹理可以与音乐播放器模式相关联。进一步，在这样的实施例中，不同的音乐类型每一个可以包括单独的纹理。例如，当播放蓝草歌曲时，纹理可以包括与草相关联的纹理，并且在播放重金属时，纹理可以包括金属的纹理。

方法600在触觉输出设备118输出第二触觉效果620时继续。在一些实施例中，处理器102输出被配置成使触觉输出设备118生成触觉效果的触觉信号。在一些实施例中，触觉输出设备118可以包括被耦合到触摸表面116或在计算设备101内的其他组件的传统致动器，诸如压电致动器或电动机。在其他实施例中，触觉输出设备118可以包括被配置成使用静电场来模拟纹理的静电致动器。

带有触觉效果的前馈和反馈的优点

带有触觉效果的前馈和反馈有大量优点。带有触觉效果的前馈和反馈可以允许用户在不必注视设备的情况下作出状态确定(即，确定设备所处的模式)。因此，用户可以能够维持对其他任务的专注。例如，用户可以能够在不必在视觉上专注于显示器的情况下，关于在用户接口上的可用操作作出确定。类似地，触觉效果可以用作为操作可用、已被完成或是某一重要性级别的确认。

在其他实施例中，带有触觉效果的前馈和反馈可以使用户能够更有效地使用软件和用户接口。例如，用户可以能够在不必在视觉上专注于显示器的情况下，作出关于程序中的可用操作的确定。进一步，带有触觉效果的前馈和反馈可以用作为阻止用户无意中采取不可逆动作的警告。例如，带有触觉效果的前馈和反馈可以通过在删除文件之前向用户提供触觉警告，来阻止用户删除文件。

总则

上述方法、系统和设备是示例。各种配置可以视情况省去、替换或添加各种过程或组件。例如，在替选配置中，可以按照与描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加、省去和/或组合各种阶段。并且，可以将关于某些配置描述的特征组合成各种其他配置。可以以类似方式组合配置的不同方面和元素。并且，科技演进，因此，许多元素是示例并且并不限制本公开或权利要求的范围。

在描述中给出了具体细节以提供对示例配置(包括实施方式)的全面理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置。例如，示出了众所周知的电路、过程、算法、结构和技术而没有不必要细节，以避免使配置模糊不清。该描述仅提供了示例配置，并且并不限制权利要求的范围、实用性或配置。更确切地，配置的前面描述将向本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不背离本公开的精神或范围的情况下，可以在元素的功能和布置方面作出各种改变。

并且，可以将配置描述为作为流程图或框图来描绘的过程。尽管每一个可以将操作描述为顺序的过程，然而，能够并行或同时执行许多操作。另外，可以重新排列操作的顺序。过程可以具有没有包括在附图中的额外步骤。此外，可以通过硬件、软件、固件、中间件、微代码、硬件描述语言或其任何组合来实现方法的示例。当以软件、固件、中间件或微代码来实现时，可以将执行必要任务的程序代码或代码段存储在诸如存储介质的非暂时性计算机可读介质。处理器可以执行所描述的任务。

已经描述了多个示例配置，可以在不背离本公开的精神的情况下，使用各种修改、替选构造以及等价物。例如，上述元素可以是更大系统的组件，其中其他规则可以优先于或另外修改本发明的应用。并且，在上述元素被考虑之前、期间或之后，可以着手多个步骤。因此，上述描述并不限制权利要求的范围。

在本文对“适于”或“被配置成”的使用意为开放且包容性的语言，其不排除适于或被配置成执行额外任务或步骤的设备。另外，对“基于”的使用意在是开放和包容性的，因为“基于”一个或多个列举的条件或值的过程、步骤、计算或其他动作实际上可以基于超出所列举的那些的额外条件或值。包括在本文中的标题、列表和编号仅为了便于说明，并且并不意在限制。

能够以数字电子电路、以计算机硬件、固件、软件或以前述的组合来实现依照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多个处理器。处理器包括或有权访问计算机可读介质，诸如耦合到该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读程序指令，诸如执行包括传感器采样例程、选择例程和其他例程的一个或多个计算机程序来执行上述方法。

这样的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)以及状态机。这样的处理器可以进一步包括可编程电子器件，诸如plc、可编程中断控制器(pic)、可编程逻辑器件(pld)、可编程只读存储器(prom)、电可编程只读存储器(eprom或eeprom)或其他类似器件。

这样的处理器可以包括介质或可以与介质通信，介质例如是有形的计算机可读介质，该介质可以存储指令，当由处理器执行该指令时，能够使该处理器执行在本文被描述为由处理器执行或协助的步骤。计算机可读介质的实施例可以包括但不限于能够向处理器，诸如web服务器中的处理器，提供计算机可读指令的所有电子、光、磁或其他存储设备。介质的其他示例包括但不限于：软盘、cd-rom、磁盘、存储器芯片、rom、ram、asic、经配置的处理器、所有光介质、所有磁带或其他磁介质、或计算机处理器能够从其读的任何其他介质。并且，各种其他设备可以包括计算机可读介质，诸如路由器、专用或公用网络或其他传输设备。处理器和处理可以被描述为一个或多个结构，并且可以散布在一个或多个结构中。处理器可以包括用于执行在本文描述的方法中的一个或多个(或部分方法)的代码。

虽然已关于本主题的特定实施例详细地描述了本主题，然而，应当理解的是，本领域技术人员在获得对前述内容的理解时，可以容易地产生对这样的实施例的更改、变化以及等价物。因此，应当理解的是，本公开出于示例而非限制目的被呈现，并且并不排除包括对本领域技术人员显而易见的对本主题的这样的修改、变化和/或添加。