專利名稱：集成的觸覺控制裝置和觸敏顯示器的制作方法
集成的觸覺控制裝置和觸敏顯示器
背景技術(shù)：
各種控制機制可用于控制電子設(shè)備。例如，觸摸屏輸入允許用戶直接與在其上顯示命令和/或控件的屏幕進行交互。觸摸屏已經(jīng)被合并到數(shù)量日益增長的電子設(shè)備中，這可至少部分地由于制造成本的降低以及觸摸屏輸入的功能的增加。觸摸屏輸入可被配置成提供具有多個不同功能的各種布局。例如，觸摸屏可以可視地表示并且功能性地執(zhí)行與應(yīng)用程序相關(guān)聯(lián)的動作。此外，可響應(yīng)于電子設(shè)備的調(diào)整來快速地調(diào)整觸摸屏布局，從而增加設(shè)備的交互性和使用便捷性。然而，觸摸屏輸入不提供諸如由方向墊、操縱桿等提供的觸覺反饋。這樣的觸覺反饋可有助于啟用與控制機制的快速且準確的交互，因為觸覺反饋可允許用戶學習將各種輸入與特定觸覺響應(yīng)相關(guān)聯(lián)。這可允許用戶操作控制機制而無需視覺觀察，并且確定具有比觸摸屏輸入更準確的各種輸入的定時。概述因此，公開了與提供具有觸摸屏輸入的觸覺反饋有關(guān)各種實施例。例如，所公開的一個實施例提供了一種用于電子設(shè)備的控制裝置。該控制裝置包括被配置成提供響應(yīng)于按壓輸入的觸覺反饋的觸覺輸入機制，以及形成該觸覺輸入機制的表面的集成觸敏顯示器， 該觸敏顯示器包括觸摸傳感機制。提供本概述是為了以簡化的形式介紹將在以下詳細描述中進一步描述的一些概念。本概述并不旨在標識出所要求保護的主題的關(guān)鍵特征或必要特征，也不旨在用于限定所要求保護的主題的范圍。此外，所要求保護的主題不限于解決在本發(fā)明的任一部分中提及的任何或所有缺點的實現(xiàn)。附圖簡述

圖1示出了電子設(shè)備以及用于該電子設(shè)備的控制裝置的各實施例的示意性表示。圖2示出了圖1的控制裝置的觸摸屏輸入和觸覺輸入的示意性截面圖。圖3-6示出了顯示在圖1的控制裝置的觸摸屏輸入上的圖像的各種示例配置。圖7-9示出了采用各種配置的便攜式電子設(shè)備的一個實施例。圖10示出了描繪用于經(jīng)由控制裝置來操作電子設(shè)備的方法的一個實施例的流程圖。詳細描述圖1示出了用于電子設(shè)備10的控制裝置12的示意性描述?？刂蒲b置12可包括被配置成提供響應(yīng)于按壓輸入的觸覺反饋的觸覺輸入機制14。觸覺輸入機制可包括方向墊、一個或多個按鈕輸入、游戲墊、操縱桿、剪切的觸摸屏表面、振動機制(例如，震蕩墊) 等。按壓輸入可包括經(jīng)由諸如手指等用戶的附肢或諸如指示筆等交互式器具來與觸覺輸入機制14進行的物理交互。此外，包括在觸覺輸入機制14中的彈簧、彈性按鈕、和/或其他合適的組件可提供觸覺反饋。觸覺反饋可允許控制裝置12的用戶將觸覺響應(yīng)與關(guān)聯(lián)于控制裝置12的致動的具體功能相關(guān)聯(lián)，從而允許快速且準確的操作。在某些示例中，用戶可操作利用觸覺反饋作為感觸幫助的控制裝置12，而無需視覺幫助(即，直接觀察)。控制裝置12還包括形成觸覺輸入機制14的表面的集成觸敏顯示器16。在一個示例中，如圖2所示，觸敏顯示器16被放置在觸覺輸入機制14上(即，在用戶按壓的表面上)，從而形成觸覺輸入機制14的上表面19。這允許用戶用相同的手來查看并且與觸敏顯示器16和觸覺輸入機制14交互，而無需在兩個輸入之間移動手。 繼續(xù)圖1，觸敏顯示器16可包括被配置成傳感觸摸輸入的觸摸傳感機制18?？墒褂萌魏魏线m的觸摸傳感機制。示例包括但不限于，電容、電阻、光學和其他這樣的觸摸傳感機制。觸摸傳感機制18可被配置成傳感來自諸如手指等用戶的附肢、來自諸如指示筆等交互式器具、或來自能夠與觸摸傳感機制交互的其他合適的裝置的觸摸輸入。觸摸輸入包括與觸敏顯示器16的直接接觸和/或觸敏顯示器16附近的鄰近移動。例如，可經(jīng)由手指在觸敏顯示器表面上的滑動、輕擊等來執(zhí)行觸摸輸入。在某些配置中，觸摸輸入觸發(fā)電子設(shè)備中的第一功能，以及按壓輸入觸發(fā)電子設(shè)備中的第二功能。觸發(fā)電子設(shè)備中的功能可包括發(fā)送命令信號，實現(xiàn)在電子設(shè)備所執(zhí)行的應(yīng)用程序中的命令的動作，激活一個或多個電子組件等。在一個示例中，應(yīng)用程序是游戲應(yīng)用程序。在游戲應(yīng)用程序的操作期間，轉(zhuǎn)圈觸摸輸入可控制轉(zhuǎn)向功能，而按壓輸入可控制觸發(fā)器功能(例如，武器的開火、喇叭的啟動等)、 滾動功能等。在其他示例中，觸摸和按壓輸入可觸發(fā)相同的功能。返回到圖1，觸敏顯示器16可包括被配置成顯示對象、圖像等的顯示機制20?？梢允褂萌魏魏线m的顯示機制。在一個示例中，顯示機制20包括被配置成在觸摸顯示器16 上顯示圖像的有機發(fā)光器件(OLED)。由于OLED相比于諸如背光顯示器等其他顯示器的低剖面和低功耗，OLED可提供勝過其他顯示機制的優(yōu)點。然而，可以理解，可利用諸如液晶顯示器(LCD)、發(fā)光二極管(LED)顯示器、電子紙(e-paper)顯示器、薄膜晶體管(TFT)顯示器等替換顯示機制來顯示圖像。在另一實施例中，在顯示機制20中可使用電子紙顯示器。對電子紙的使用可允許制造比OLED成本更低的系統(tǒng)。另外，光波導可將光從電子設(shè)備內(nèi)的位置引導至顯示機制20的觸敏表面上?？刂蒲b置12還可包括與控制裝置12隔開的第二顯示器22。第二顯示器22可被用作用于向用戶呈現(xiàn)游戲或其他交互式內(nèi)容的主顯示器。第二顯示器22可以是任何合適的顯示器，包括但不限于OLED顯示器、液晶顯示器(IXD)、發(fā)光二極管(LED)顯示器、以及以上提及的其他顯示器的任意一個。第二顯示器可被配置成從控制器24接收數(shù)據(jù)(例如，圖像數(shù)據(jù))，該控制器可包括包含由處理器可執(zhí)行的用于執(zhí)行此處描述的這一或其他功能的指令的處理器和存儲器?？梢岳斫?，第二顯示器22、控制器24和控制裝置12可形成共享公共外殼的單個電子設(shè)備，而每一組件都進行電子通信。例如，第二顯示器22、控制器24、以及控制裝置12可包括在諸如手持式游戲控制臺、便攜式媒體播放器等便攜式電子設(shè)備中。同樣，這些組件的其他配置是可能的。例如，電子組件的每一個可以是具有不同外殼的分開的組件，而維持電子通信。這些配置的示例包括但不限于臺式計算系統(tǒng)，游戲控制臺等?？刂破?4可被配置成控制觸敏顯示器16上的標記的顯示，以及其他功能。圖3-6 示出了顯示各種標記28的觸摸顯示器16。標記28可包括字母數(shù)字字符、符號、圖像或其他任何合適的標記。在這些圖示中，觸覺控制機制14被示意性地示為指示其中該機制是可致動的方向的虛線十字架，但可以理解，觸覺控制機制14物理上可具有與觸摸顯示器16相同的覆蓋區(qū)。圖3-4分別示出了第一和第二示例字母數(shù)字布局30和40。圖5示出了包括箭頭的第三示例布局50，這些箭頭象征性地表示可經(jīng)由方向墊來移動光標、字符等的方向。 圖6示出了顯示符號的第四示例布局60，這些符號可與用戶在應(yīng)用程序中經(jīng)由觸摸或按壓輸入在標記的位置處可采取的具體動作相對應(yīng)?？梢岳斫猓|敏顯示器16的布局和/或外觀的許多變型是可能的，并且所描繪的各實施例是出于說明目的而示出的。參考圖3-4，觸敏顯示器16分別在兩個字母數(shù)字配置30和40中被示出，而任意字符在每一可致動方向被示為標記。在此示例中，圖3示出了在標記由于諸如對控制裝置12 的物理操縱或由控制裝置12控制的應(yīng)用程序的改變等觸發(fā)事件而已經(jīng)被改變之前在第一配置30中的觸敏顯示器16。同樣，圖4示出了在這一觸發(fā)事件已經(jīng)發(fā)生之后的后續(xù)時間， 在第二配置40中的觸敏顯示器16。如這些圖中所示出的，標記的位置和外觀已經(jīng)改變。此外，還可改變標記的方向，或以其他任何合適的方式來改變標記。以此方式，向用戶通知由方向墊(或其他觸覺輸入設(shè)備)上的方向所調(diào)用的動作的具體符號可針對與控制裝置12—起使用的特定應(yīng)用程序來顯示。這可幫助用戶比使用通用標記來標識可致動觸覺控件的情形，尤其是控制裝置12被用于控制各種各樣的應(yīng)用程序的情形更容易地學習應(yīng)用程序的控件布局。在此情況中，每一程序可具有與觸覺輸入機制14和觸敏顯示器16相關(guān)聯(lián)的不同動作。用戶可能難以跟蹤由控制裝置12在許多不同的應(yīng)用程序中執(zhí)行的所有動作。因此，所顯示的標記和所顯示的標記的布局可隨著每一應(yīng)用程序而改變，以便對應(yīng)于特定應(yīng)用程序分配給控制裝置12的具體動作。作為一個具體示例，參考圖5和圖6，一個應(yīng)用程序可利用方向墊來控制字符的移動，而另一應(yīng)用程序可使用方向墊來控制諸如對門的解鎖等具體動作。由此，在第一實例中，標記可包括指示方向墊控制移動的箭頭，而在第二實例中，鑰匙符號62可示出在方向墊上可被致動以執(zhí)行解鎖動作的具體方向。標記和所執(zhí)行的動作之間的對應(yīng)性可幫助用戶快速學習如何針對特定應(yīng)用程序來使用控制裝置。這可幫助允許沒有關(guān)于設(shè)備或應(yīng)用程序的先前知識的用戶快速地學習操作控件，而無需查閱手冊或重新訪問應(yīng)用程序的訓練過程。可響應(yīng)于任何合適的事件或發(fā)生的事情來修改所顯示的標記。例如，可響應(yīng)于對電子設(shè)備10的物理操縱和/或由電子設(shè)備10執(zhí)行的應(yīng)用程序的改變來修改所顯示的標記。此外，可在觸摸或按壓輸入期間主動地更新所顯示的標記28。作為一個示例，在駕駛視頻游戲中，所顯示的標記可采取方向盤的形式，該方向盤可在用戶輸入轉(zhuǎn)圈觸摸運動時在視覺上旋轉(zhuǎn)。返回到圖1，第二顯示器22、控制器24、以及控制裝置12可經(jīng)由一個或多個命令信號26電子地通信。命令信號可啟動上述電子組件(即，第二顯示器22、控制器M、以及控制裝置12)中的各種動作。這些動作可包括由控制器M、第二顯示器22、和/或控制裝置12中包括的硬件組件和軟件實現(xiàn)的可執(zhí)行動作。命令信號可包括被配置成啟動關(guān)聯(lián)的系統(tǒng)的軟件和硬件中的各種動作的信號?？梢岳斫?，雖然圖1中示出了單個控制裝置，但可利用多個控制裝置。在圖7-9中示出了具有標記的不同示例布局的示例性便攜式電子設(shè)備70。便攜式電子設(shè)備70包括方向墊形式的多方向控制機制72。盡管示出了單個多方向控制機制，但可以理解，可利用多個多方向控制機制。多方向控制機制72具有多個可致動組件74，每一可致動組件被配置成提供響應(yīng)于輸入的觸覺反饋。便攜式電子設(shè)備70還包括被配置成顯示諸如視頻游戲、其他音頻/視頻內(nèi)容等圖像或?qū)ο蟮牡诙@示器75。雖然在方向墊的上下文中示出，但可以理解，多方向控制機制72可另外地或另選地包括操縱桿、一個或多個按鈕等。此外，可以理解，第二顯示器可包括如此處描述的觸覺反饋機制。便攜式電子設(shè)備70還包括被配置成顯示一個或多個標記78從而形成多方向控制機制72的表面79的觸敏顯示器76。圖7-9示出了具有顯示在觸敏顯示器76上的不同標記的控制機制72。首先，圖7示出了第一示例配置80中的多方向控制機制72，其中可致動組件74包括上、下、左、右方向箭頭的顯示，這些方向箭頭指示例如可經(jīng)由多方向控制機制 72來移動游戲中的人物的方向。圖8示出了其中用字母數(shù)字標記78來標記可致動組件74 的第二示例配置82中的多方向控制機制72。圖9示出了其中顯示了符號標記的第三示例配置84中的多方向控制機制72。便攜式電子設(shè)備70還包括被電子地耦合到多方向控制機制72和/或觸敏顯示器76的控制器86?？刂破?6可被配置成響應(yīng)于諸如對便攜式電子設(shè)備70的物理操縱和 /或由設(shè)備執(zhí)行的應(yīng)用或程序的改變等事件來修改觸敏顯示器76上的標記，并且修改多方向控制機制72的功能，以及其他功能。在圖7-9中，控制器86為清楚起見被示為在便攜式電子設(shè)備70的周界，但可以理解，控制器86可位于便攜式電子設(shè)備70的主體內(nèi)的任何合適的位置。觸敏顯示器76和多方向控制機制72各自被配置成從用戶接收輸入，并且將控制信號提供給控制器86以便控制在便攜式電子設(shè)備上執(zhí)行的諸如游戲、媒體播放器等應(yīng)用程序的動作。在某些應(yīng)用中，觸敏顯示器76和多方向控制機制72可被配置成基本上同時被致動，并且響應(yīng)于致動來生成單個命令信號(即，被控制器86解釋為單個命令的一個或多個輸出信號)，而在其他應(yīng)用中，甚至在以在時間上重疊的方式被激活時，觸敏顯示器76 和多方向控制機制72可提供分開的控制信號(即，被控制器86解釋為分開的命令的多個輸出信號)。繼續(xù)圖7-9，觸敏顯示器76上的每一標記可指定對應(yīng)的可致動組件的功能。在圖 7的示例中，箭頭標記向用戶顯示多方向控制機制的可致動組件可用于在所指示的方向上移動人物。在圖8的示例中，字母標記可用于例如支持傳統(tǒng)游戲，其中被一般標記的按鈕在游戲的用戶手冊中描述。在圖9的示例中，標記包括照相機92和手榴彈94的符號表示，它們可與人物在游戲中可采取的動作相對應(yīng)(例如，分別對應(yīng)于在游戲中捕捉場景的照片以及在游戲中投擲手榴彈)?？梢岳斫?，此處的各實施例是出于示例的目的而描述的，而不旨在以任何方式進行限制。雖然圖7-9示出了具有集成顯示器76的方向控制機制72以及第二顯示器75兩者的便攜式設(shè)備，但可以理解其他實施例可包括占據(jù)設(shè)備表面的實質(zhì)部分且具有觸覺輸入機制和觸摸輸入機制兩者的單個顯示器。例如，參考圖7-9的實施例，第二顯示器75可包括觸覺反饋機制(即，在第二顯示器75下面的大區(qū)域多方向觸覺控件)，并且可省略控制機制72和顯示器76。此外，可調(diào)整這一實施例中的顯示器的大小以基本上占據(jù)便攜式設(shè)備的整個面。
圖10示出了用于操作電子設(shè)備的用戶輸入控制裝置的方法100，該控制裝置具有方向墊和控制器，該方向墊包括集成觸敏顯示器，該控制器被配置成從觸敏顯示器和可移動控制機制接收命令信號并且將其相關(guān)。方法100可例如經(jīng)由在以上描述的各實施例的控制器中的存儲器中存儲的且由處理器可執(zhí)行的指令來實現(xiàn)，或可以在任何合適的系統(tǒng)或環(huán)境中實現(xiàn)。在某些示例性實施例中，可使用便攜式電子設(shè)備，而在另一些實施例中，可使用另一合適的電子設(shè)備。首先，在110，方法100包括在觸敏顯示器上顯示一個或多個標記。在一個示例中， 每一標記可指定方向墊的對應(yīng)的可致動組件的功能，如先前討論的。在112，方法100還包括接收經(jīng)由方向墊的按壓輸入。按壓輸入可包括按下可移動控制機制，或在其他實施例中， 經(jīng)由操縱桿等的輸入。接著在114，方法100包括提供響應(yīng)于按壓輸入的觸覺反饋。這一反饋可以是在按下方向墊上的方向致動器時的“卡合”感覺，或可以是任何其他合適的反饋。接著，如116處所示，方法包括接收經(jīng)由觸敏顯示器的觸摸輸入。接著在118，該方法包括提供響應(yīng)于觸摸輸入的反饋。這一反饋可以是由諸如游戲或媒體播放器等應(yīng)用程序提供的視覺和/或聽覺反饋，或可以是任何其他合適的反饋。接著，在120，該方法包括更改在觸敏顯示器上顯示的標記。在122，可響應(yīng)于對電子設(shè)備的物理操縱來更改所顯示的標記。另外地或另選地，在124，可響應(yīng)于方向墊的功能的改變來更改所顯示的標記。更改顯示標記可包括更改標記的外觀、位置、數(shù)量和/或功能。此外，可響應(yīng)于與控制裝置相關(guān)聯(lián)的應(yīng)用程序的改變來更改顯示標記。在一個示例中， 可響應(yīng)于應(yīng)用程序的啟動來更改標記。此外，可響應(yīng)于對設(shè)備的物理操縱來更改所顯示的標記。另外，在某些實施例中，方法100可包括響應(yīng)于基本上同時的觸摸輸入來生成第一命令信號和第二命令信號?；蛘?，在其他實施例中，方法100可包括如上所述響應(yīng)于基本上同時的觸摸和按壓輸入來生成單個命令信號。此外，在其他實施例中，該方法可包括響應(yīng)于異步觸摸和按壓輸入來生成第一命令信號和第二命令信號?？蓪崿F(xiàn)此處所描述的各實施例來使得用戶能夠有效且準確地操作電子設(shè)備。此外，以上系統(tǒng)和方法允許電子設(shè)備的觸覺輸入裝置被自適應(yīng)，使得控制裝置可顯示為向用戶通知分配給觸覺方向控制裝置的確切功能而特別調(diào)整的標記。這與可使用靜態(tài)、通用標記來表示控制器的可致動方向的其他方向墊、操縱桿等形成對比?？梢岳斫?，此處所描述的各實施例在本質(zhì)上示例性的，且這些具體實施例或示例不是局限性的，因為構(gòu)想了眾多變體。因此，本發(fā)明包括此處所公開的各種系統(tǒng)和方法的所有新穎和非顯而易見的組合和子組合，及其任何和所有的等效內(nèi)容。
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權(quán)利要求
1.一種用于電子設(shè)備(10)的控制裝置(12)，所述控制裝置(1 包括被配置成提供響應(yīng)于按壓輸入的觸覺反饋的觸覺輸入機制(14)；以及形成所述觸覺輸入機制(14)的表面(19)的集成觸敏顯示器(16)，所述觸敏顯示器 (16)包括觸摸傳感機制(18)。
2.如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，還包括與所述觸覺輸入機制和觸摸顯示器隔開的第二顯示器，其中所述電子設(shè)備是便攜式的。
3.如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，還包括控制器，所述控制器被配置成在所述觸敏顯示器上顯示一個或多個標記，并且響應(yīng)于對所述電子設(shè)備的物理操縱和/或由所述電子設(shè)備執(zhí)行的應(yīng)用程序的改變來修改所顯示的標記。
4.如權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于，所述觸覺輸入機制包括方向墊，并且修改所述標記包括改變與所述方向墊上的方向相關(guān)聯(lián)的標記。
5.如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述觸摸傳感機制是電容式的。
6.如權(quán)利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述觸敏顯示器包括有機發(fā)光器件或電子紙設(shè)備。
7.如權(quán)利要求3所述的控制裝置，其特征在于，觸摸輸入觸發(fā)所述電子設(shè)備中的第一功能，并且按壓輸入觸發(fā)所述電子設(shè)備中的第二功能。
8.如權(quán)利要求7所述的控制裝置，其特征在于，觸發(fā)功能包括實現(xiàn)由所述電子設(shè)備執(zhí)行的應(yīng)用程序中的命令。
9.一種用于操作電子設(shè)備(10)的用戶輸入控制裝置(1 的方法，所述控制裝置具有方向墊(14)和控制器(M)，所述方向墊包括集成觸敏顯示器(16)，所述控制器04)被配置成從所述觸敏顯示器(16)和可移動控制機制(18)接收命令信號并且將所述命令信號相關(guān)，所述方法包括在所述觸敏顯示器上顯示(110) —個或多個標記；經(jīng)由所述方向墊接收(11 按壓輸入；提供(114)響應(yīng)于所述按壓輸入的觸覺反饋；接收(116)經(jīng)由所述觸敏顯示器的觸摸輸入；提供(118)響應(yīng)于所述觸摸輸入的反饋；以及響應(yīng)于所述方向墊的功能的改變來更改(120)所顯示的標記。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，更改所顯示的標記包括更改所述標記的外觀、位置、數(shù)量、和/或功能。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括響應(yīng)于異步觸摸和按壓輸入分別生成第一命令信號和第二命令信號。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括響應(yīng)于基本上同步的觸摸和按壓輸入來生成單個命令信號。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，每一標記指定所述方向墊的對應(yīng)的可致動組件的功能。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，響應(yīng)于由所述控制裝置控制的應(yīng)用程序的改變來更改顯示標記。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，響應(yīng)于對所述電子設(shè)備的物理操縱來更改所顯示的標記。
全文摘要
公開了提供具有集成觸摸屏輸入的觸覺輸入。所公開的一個實施例提供了一種用于電子設(shè)備的控制裝置。該控制裝置包括被配置成提供響應(yīng)于按壓輸入的觸覺反饋的觸覺輸入機制，以及形成觸覺輸入機制的表面的集成觸敏顯示器，該觸敏顯示器包括觸摸傳感機制。
文檔編號G06F3/01GK102160022SQ200980136982
公開日2011年8月17日 申請日期2009年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月18日
發(fā)明者P·馬拉布友 申請人:微軟公司