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關(guān)于聯(lián)邦資助的研究或開發(fā)的說明

不適用

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不適用

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明通常涉及觸摸傳感器裝置的領(lǐng)域中的系統(tǒng)和方法，并且具體應(yīng)用于用于多點(diǎn)觸摸和/或壓敏觸摸傳感器的觸覺覆蓋層。具體的發(fā)明實(shí)施例可以特別適用于基于觸摸的力感測(cè)裝置和用于確定施加在壓力敏感表面上的力的位置和量的方法。

現(xiàn)有技術(shù)和發(fā)明背景

觸摸傳感器是輸入裝置，因此通常與互補(bǔ)輸出設(shè)備配對(duì)，以向用戶提供某種形式的反饋。在現(xiàn)代電子設(shè)備中，這種反饋通常是視覺的(即，顯示器)。在智能手機(jī)中，例如，觸摸傳感器被直接放置在顯示器的頂部，以允許直接操縱屏幕上的用戶界面。顯示器提供視覺反饋，并通過交互來引導(dǎo)用戶。

當(dāng)使用力感應(yīng)觸摸解決方案時(shí)，可以通過將視覺指示器實(shí)際打印在觸摸表面本身的頂部上來實(shí)現(xiàn)視覺反饋。例如，跑步機(jī)通常在柔性膜后面具有力敏感按鈕。該膜印刷有指示按鈕位置和功能的圖案。這些膜中的一些還具有凸起邊緣，以指示按鈕之間的邊界。這為用戶增加了觸覺反饋，并增加了界面的可用性。由于膜是柔性的，使用者可以通過膜傳遞力，并激活位于下面的力敏感按鈕。膜向用戶提供足夠的視覺/觸覺反饋，使得顯示器不是必要的。

以這種背景作為應(yīng)用環(huán)境，本發(fā)明的公開內(nèi)容描述了高分辨率力敏感觸摸傳感器的物理增強(qiáng)如何允許下一代用戶界面的開發(fā)。通過用強(qiáng)度傳感器的高分辨率二維陣列替代該組離散力敏感按鈕，經(jīng)由覆蓋層的物理增強(qiáng)的使用提供了更強(qiáng)大的實(shí)現(xiàn)方式和用戶體驗(yàn)。不是具有帶有固定膜的一組固定按鈕，而是可以具有與無限數(shù)量的膜兼容的一個(gè)觸摸傳感器，每個(gè)膜給該傳感器增加了不同的用戶體驗(yàn)。觸摸仍然可以在整個(gè)傳感器上被跟蹤，所以更多的數(shù)據(jù)可用于指導(dǎo)整體用戶體驗(yàn)的應(yīng)用軟件。

發(fā)明簡(jiǎn)要內(nèi)容

概覽

本發(fā)明公開了一種提供高分辨率力敏感觸摸傳感器(fsts)的物理增強(qiáng)的觸覺觸摸傳感器系統(tǒng)和方法。通過使用放置在fsts頂部的物理覆蓋層來實(shí)現(xiàn)這種物理增強(qiáng)。這些覆蓋層可以被構(gòu)造成將力傳遞到下面的fsts。該力傳遞通過使用柔性覆蓋層或通過形成剛性機(jī)械覆蓋層來實(shí)現(xiàn)，使得由用戶施加在覆蓋層上的力被傳遞到下面的fsts。通過fsts識(shí)別單個(gè)覆蓋層允許fsts的操作特性被自動(dòng)重新配置，以符合當(dāng)前應(yīng)用的覆蓋層格式。有各種方法教導(dǎo)這些物理覆蓋層的構(gòu)造，并描述如何使用這種類型的物理擴(kuò)展來增加fsts模塊和fsts系統(tǒng)的功能和模塊性。在一些實(shí)施例中，這些系統(tǒng)可以用附加的電阻和/或電容傳感器來增強(qiáng)，以自動(dòng)識(shí)別施加到fsts的物理覆蓋層或與施加到fsts的物理覆蓋層交互。

本發(fā)明涉及將物理覆蓋層與高分辨率多點(diǎn)觸摸力敏感觸摸傳感器進(jìn)行耦合。物理覆蓋層被設(shè)計(jì)為向用戶提供視覺/觸覺反饋，并且可以與匹配軟件耦合，以創(chuàng)建功能用戶界面。由于物理覆蓋層位于用戶和觸摸傳感器之間，所以覆蓋層必須被設(shè)計(jì)成使得它將來自用戶的力傳遞到傳感器。這些覆蓋層可以是由柔性(flexible)和/或柔順(compliant)材料模制而成的平板膜或三維膜。如果覆蓋層是柔性的，則覆蓋層將自然地將力從用戶傳遞到觸摸傳感器。或者，可能構(gòu)造剛性的機(jī)械小部件(按鈕，滑塊，旋鈕等)，其被設(shè)計(jì)成將用戶提供的力傳遞到下面的觸摸傳感器。最后，可編程的可變形物理接口可以用于支持廣范圍的應(yīng)用特定用戶接口。

本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)

今天，觸摸界面主要出現(xiàn)在智能手機(jī)和平板電腦上。這些界面的問題之一是它們沒有觸覺反饋。已經(jīng)有工業(yè)上的努力，通過使用觸覺學(xué)將觸覺反饋“加回”這些界面中。這具有廣泛的挑戰(zhàn)，并且許多努力未能有效地提供足夠的觸覺反饋。通過物理增加力敏感觸摸傳感器，有可能創(chuàng)建提供觸覺反饋和視覺反饋的物理和直觀界面，這增加了觸摸傳感器的可用性。你可以設(shè)計(jì)用于實(shí)際上有按鈕的力敏感觸摸傳感器的覆蓋層，而不是試圖“加回”按鈕的感覺。人們可以用具有不同的彈性/柔順性的不同的材料制造覆蓋層。使用“濕軟(squishy)”材料，用戶可以更好地確定他/她正在傳感器上施加的力的水平。

所公開的本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)是其允許使用模塊化方法進(jìn)行構(gòu)造，使得一個(gè)觸摸傳感器與廣泛的物理柔性覆蓋層兼容。這對(duì)于最終用戶變得更加成本有效，并且不需要最終客戶購買為單個(gè)應(yīng)用所設(shè)計(jì)的傳感器界面。例如，音樂家可以具有力敏感觸摸傳感器，并且還具有兩個(gè)覆蓋層：鋼琴鍵盤覆蓋層和鼓墊覆蓋層。這種模塊化方法允許音樂家購買更多的覆蓋層(其相對(duì)便宜)，并且將它們用在一個(gè)觸摸傳感器上?？商娲兀罱K用戶可以具有多個(gè)觸摸傳感器，并且在任何給定時(shí)間對(duì)他正在使用的覆蓋層進(jìn)行混合和匹配。

示例性發(fā)明應(yīng)用場(chǎng)景

本發(fā)明的最明顯的使用案例之一是實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)柯蒂(qwerty)鍵盤功能。在平面觸摸傳感器上進(jìn)行鍵入是非常不愉快的，大多數(shù)人需要觸覺反饋來進(jìn)行準(zhǔn)確和有效地鍵入。創(chuàng)建物理柯蒂鍵盤覆蓋層會(huì)解決這些問題中的一些問題，使得在觸摸傳感器上可以更愉快地進(jìn)行鍵入。除了標(biāo)準(zhǔn)柯蒂鍵盤之外，僅僅通過改變覆蓋層，可以得到用于不同語言(諸如法語)和不同的鍵布置(諸如dvorak)的鍵盤。甚至不尋常的鍵盤，如法庭速記鍵盤和使用高度非常規(guī)布局和接口方案的鍵盤，都可以通過改變疊加層來簡(jiǎn)單地創(chuàng)建。

可以使用本發(fā)明來形成無限數(shù)量的樂器。例如，可以使用本發(fā)明的教導(dǎo)來制造鼓墊或甚至鋼琴鍵盤。對(duì)于鼓墊，可以使用柔性材料3d打印，并創(chuàng)建任何類型的鼓套件或布局。對(duì)于鋼琴，可以構(gòu)建指示鋼琴鍵位置的覆蓋層。由于在整個(gè)傳感器上跟蹤觸摸，所以傳感器知道用戶在給定鍵內(nèi)正在觸摸的位置。此數(shù)據(jù)可用于擴(kuò)展鋼琴的功能。例如，軟件可以使用給定鍵內(nèi)的手指位置來對(duì)用戶正在播放的當(dāng)前音符進(jìn)行音高滑動(dòng)。進(jìn)一步考慮這個(gè)想法，可以僅通過創(chuàng)建自定義覆蓋層來創(chuàng)建具有不同按鈕布局，尺寸和形狀的新穎形式的樂器。

不是具有覆蓋整個(gè)傳感器的單片覆蓋層，而是可以用多個(gè)較小的覆蓋層來增加觸摸界面。為了將覆蓋層固定到觸摸傳感器，可以使用磁體來保持每個(gè)覆蓋層抵靠傳感器的表面。這允許用戶創(chuàng)建用戶界面構(gòu)建塊，并允許用戶即時(shí)開發(fā)新的界面。這些磁性構(gòu)建塊可以像標(biāo)記傳感器的特殊區(qū)域的矩形一樣簡(jiǎn)單。這可以包括具有矩形的繪圖軟件應(yīng)用，該矩形指示用戶可以在傳感器上進(jìn)行繪制的位置。其他構(gòu)建塊可能更復(fù)雜，例如物理滑動(dòng)條。該滑塊可以被構(gòu)造成使得其將力傳遞到觸摸傳感器。這允許在繪圖矩形旁邊添加滑塊，并使用它來控制描畫線寬度或其他草圖參數(shù)。除了滑塊和繪圖區(qū)域之外，可以創(chuàng)建許多其他機(jī)械構(gòu)建塊以模擬物理接口，例如旋鈕，物理按鈕，撥動(dòng)開關(guān)和操縱桿。使用這種模塊化方法，可以開發(fā)簡(jiǎn)單和高度復(fù)雜的物理接口。這種建立物理接口的模塊化方法可能在其中專用設(shè)備的定制控制可能非常昂貴的醫(yī)療和工業(yè)領(lǐng)域具有巨大的影響。

附圖簡(jiǎn)要說明

為了更全面地理解本發(fā)明提供的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)參考以下詳細(xì)描述以及附圖，其中：

圖1示出了優(yōu)選的示例性發(fā)明系統(tǒng)實(shí)施例的概述框圖；

圖1示出了優(yōu)選的示例性發(fā)明方法實(shí)施例的概述流程圖；

圖2示出了優(yōu)選的示例性發(fā)明系統(tǒng)實(shí)施例的框圖；

圖3示出了優(yōu)選的示例性發(fā)明方法實(shí)施例的流程圖；

圖4示出了優(yōu)選的示例性接觸/事件映射方法實(shí)施例的流程圖；

圖5示出了優(yōu)選的示例性事件生成方法實(shí)施例的流程圖，其描繪了系統(tǒng)軟件如何讀取觸摸數(shù)據(jù)并且最終確定特定觸摸是否已經(jīng)激活覆蓋層上的感興趣區(qū)域；

圖6示出了系統(tǒng)軟件如何讀取觸摸數(shù)據(jù)并且最終確定特定觸摸是否激活了tpo覆蓋層上的感興趣區(qū)域；

圖7示出了磁體可以結(jié)合到tsa/tpo結(jié)構(gòu)中的各種方法；

圖8示出了描述使用磁力計(jì)檢測(cè)tpo標(biāo)識(shí)的示意圖；

圖9示出了描述使用磁性編碼覆蓋層檢測(cè)tpo標(biāo)識(shí)的圖；

圖10示出了描述使用磁體/磁力計(jì)來檢測(cè)tpo覆蓋層的存在的圖；

圖11示出了描述使用磁力計(jì)自動(dòng)檢測(cè)tpo覆蓋層的方法的流程圖；

圖12示出了描述使用tpo覆蓋層內(nèi)的嵌入式rfid裝置和tsa中的rfid天線進(jìn)行tpo覆蓋層的自動(dòng)檢測(cè)的方法的流程圖；

圖13示出了描述使用tpo覆蓋層內(nèi)的嵌入式rfid裝置和tsa中的rfid天線進(jìn)行任意放置的tpo覆蓋層的自動(dòng)檢測(cè)的方法的流程圖；

圖14示出了描述放置在tsa內(nèi)的、用于使用tpo覆蓋層內(nèi)的嵌入式rfid裝置進(jìn)行tpo覆蓋層的自動(dòng)識(shí)別的垂直和水平天線的流程圖；

圖15示出了描述使用rfid通信進(jìn)行tpo覆蓋層的自動(dòng)檢測(cè)的方法的流程圖；

圖16示了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一些實(shí)施例的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的俯視右前視透視圖；

圖17示了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一些實(shí)施例的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的俯視右后視透視圖；

圖18示了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一些實(shí)施例的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的仰視右前視透視圖；

圖19示了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一些實(shí)施例的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的仰視右后視透視圖；

圖20示了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一些實(shí)施例的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的俯視圖；

圖21示了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一些實(shí)施例的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的仰視圖；

圖22示了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一些實(shí)施例的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的右側(cè)視圖；

圖23示了用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一些實(shí)施例的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的后側(cè)視圖；

圖24示了具有第一示例性定制tta壓力覆蓋層(tpo)的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的俯視右前視透視圖；

圖25示了具有第一示例性定制tta壓力覆蓋層(tpo)的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的俯視圖和右/前截面視圖；

圖26示了具有第二示例性定制tta壓力覆蓋層(tpo)的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的俯視右前視透視圖；

圖27示了具有第二示例性定制tta壓力覆蓋層(tpo)的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的俯視圖和右/前截面視圖；

圖28示了具有第三示例性定制tta壓力覆蓋層(tpo)的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的俯視右前視透視圖；

圖29示了具有第二示例性定制tta壓力覆蓋層(tpo)的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的俯視圖和右/前截面視圖；

圖30示了具有第一示例性打字機(jī)鍵盤tta壓力覆蓋層(tpo)的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的俯視右前視透視圖；

圖31示了具有第一示例性打字機(jī)鍵盤tta壓力覆蓋層(tpo)的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的俯視圖和右/前截面視圖；

圖32示了具有第二示例性打字機(jī)鍵盤tta壓力覆蓋層(tpo)的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的俯視右前視透視圖；

圖33示了具有第二示例性打字機(jī)鍵盤tta壓力覆蓋層(tpo)的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的俯視圖和右/前截面視圖；

圖34示了具有第三示例性打字機(jī)鍵盤tta壓力覆蓋層(tpo)的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的俯視右前視透視圖；

圖35示了具有第三示例性打字機(jī)鍵盤tta壓力覆蓋層(tpo)的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的俯視圖和右/前截面視圖；

圖36示了具有第一示例性鋼琴鍵盤tta壓力覆蓋層(tpo)的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的俯視右前視透視圖；

圖37示了具有第一示例性打字機(jī)鍵盤tta壓力覆蓋層(tpo)的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的俯視圖和右/前截面視圖；

圖38示了具有第二示例性鋼琴鍵盤tta壓力覆蓋層(tpo)的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的俯視右前視透視圖；

圖39示了具有第二示例性打字機(jī)鍵盤tta壓力覆蓋層(tpo)的優(yōu)選示例性觸摸敏感陣列(tsa)平板界面(tti)的俯視圖和右/前截面視圖；

圖40示出了由壓電元件激活的示例性可變形膜的透視圖和截面截圖。

圖41示出了由泵送空氣/流體元件激活的示例性可變形膜的透視圖和截面截圖；

圖42示出了由熱膨脹元件激活的示例性可變形膜的透視圖和截面截圖。

圖43示出了其中光導(dǎo)管用于照明tpo結(jié)構(gòu)的示例性tsa/tpo配置；

圖44示出了其中光導(dǎo)管用于照明tpo結(jié)構(gòu)的示例性tsa/tpo配置；

圖45示出實(shí)現(xiàn)能量收集以供tpo結(jié)構(gòu)使用的示例性tsa/tpo配置；

圖46示出實(shí)現(xiàn)能量收集以供tpo結(jié)構(gòu)使用的示例性tsa/tpo配置；

圖47示出了其上附接有多種tpo元件的示例性tsa平板結(jié)構(gòu)；

圖48示出了tpo和tsa組件之間的tpo周邊插入附接機(jī)構(gòu)的俯視透視圖和俯視透視截面圖；

圖49示出了tpo和tsa組件之間的tpo周邊插入附接機(jī)構(gòu)的前透視截面圖；

圖50示出了tpo和tsa組件之間的tpo側(cè)邊緣插入附接機(jī)構(gòu)的俯視透視圖和俯視透視截面圖；

圖51示出了tpo和tsa組件之間的tpo側(cè)邊緣插入附接機(jī)構(gòu)的俯視和仰視透視圖，其描繪了開放和封閉邊緣發(fā)明變體；

圖52示出了tpo和tsa組件之間的tpo磁性邊框(bezel)附接機(jī)構(gòu)的俯視透視圖；

圖53示出了tpo和tsa組件之間的tpo磁性邊框附接機(jī)構(gòu)的仰視透視圖；

圖54示出了tpo和tsa組件之間的tpo鉸鏈邊框附接機(jī)構(gòu)的俯視透視分解圖；

圖55示出了tpo和tsa組件之間的tpo鉸鏈邊框附接機(jī)構(gòu)的俯視透視組裝圖；

圖56示出了用于描述由本發(fā)明教導(dǎo)的tpo識(shí)別方法的示例性tpo和tsa組件的透視圖；

圖57示出了結(jié)合磁性附接裝置的示例性tpo的透視圖；

圖58示出了結(jié)合磁性附接裝置和tpo磁性識(shí)別裝置的示例性tpo的透視圖；

圖59示出了結(jié)合磁性附接裝置和凸起標(biāo)記識(shí)別裝置的示例性tpo的透視圖；

圖60示出了結(jié)合具有條形碼識(shí)別裝置和qr碼識(shí)別裝置的磁性附接裝置的示例性tpo的仰視圖；

圖61示出了結(jié)合凸起條形碼識(shí)別裝置的示例性tpo的透視圖；

圖62示出了結(jié)合磁性附接裝置和凸起標(biāo)記識(shí)別裝置的示例性tpo的仰視圖和透視圖；

圖63示出了結(jié)合磁性附接裝置和使用tpo上的短路帶和tsa的表面上的對(duì)應(yīng)的開關(guān)觸點(diǎn)的開關(guān)tpo識(shí)別的示例性tpo的透視圖；

圖64示出了示例性tpo鍵實(shí)施例的俯視透視圖和仰視透視圖；

圖65示出了示例性tpo鍵實(shí)施例的俯視前透視圖和前視截面圖，其中鍵處于未壓下狀態(tài)；

圖66示出了示例性tpo鍵實(shí)施例的俯視前透視圖和前視截面圖，其中鍵處于壓下狀態(tài)；

圖67示出了示例性tpo鍵實(shí)施例的俯視對(duì)角線透視圖和對(duì)角線截面圖，其中鍵處于未壓下狀態(tài)，并描述了附接磁體結(jié)構(gòu)；

圖68示出了示例性tpo搖桿開關(guān)實(shí)施例的俯視前透視圖和俯視后透視圖；

圖69示出了示例性tpo搖桿開關(guān)實(shí)施例的仰視前透視圖和仰視前截面透視圖；

圖70示出了第一開關(guān)位置中的示例性tpo搖桿開關(guān)實(shí)施例的側(cè)截面透視圖和側(cè)截面圖；

圖71示出了第二開關(guān)位置中的示例性tpo搖桿開關(guān)實(shí)施例的側(cè)截面透視圖和側(cè)截面圖；

圖72示出了示例性tpo滑塊實(shí)施例的俯視透視圖；

圖73示出了示例性tpo滑塊實(shí)施例的仰視透視圖；

圖74示出了示例性tpo滑塊實(shí)施例的俯視圖和仰視圖；

圖75示出了示例性tpo滑塊實(shí)施例的前視、側(cè)視和對(duì)角線透視截面圖；

圖76示出了示例性tpo旋鈕實(shí)施例的俯視和仰視透視圖；

圖77示出了示例性tpo旋鈕實(shí)施例的前視截面圖；

圖78示出了示例性tpo旋鈕實(shí)施例的前視截面圖；

圖79示出了示例性tpo旋鈕實(shí)施例的前視截面圖；

圖80示出了示例性兩件式tpo鼠標(biāo)/鼠狀定位器(puck)實(shí)施例的俯視右前視透視圖；

圖81示出了示例性兩件式tpo鼠標(biāo)/鼠狀定位器實(shí)施例的仰視右前視透視圖；

圖82示出了示例性兩件式tpo鼠標(biāo)/鼠狀定位器實(shí)施例的前視圖、后視圖和側(cè)視圖；

圖83示出了示例性兩件式tpo鼠標(biāo)/鼠狀定位器實(shí)施例的俯視圖和仰視圖；

圖84示出了示例性兩件式tpo鼠標(biāo)/鼠狀定位器實(shí)施例的組裝圖；

圖85示出了在示例性兩件式tpo鼠標(biāo)/鼠狀定位器實(shí)施例中的鼠標(biāo)/鼠狀定位器殼的透視隔離視圖；

圖86示出了示例性兩件式tpo鼠標(biāo)/鼠狀定位器實(shí)施例中的鼠標(biāo)/鼠狀定位器接觸表面的透視分立視圖；

圖87示出了示例性兩件式tpo鼠標(biāo)/鼠狀定位器實(shí)施例中的鼠標(biāo)/鼠狀定位器接觸表面變體的透視分立視圖；

圖88示出了示例性tpo操縱桿實(shí)施例的俯視和仰視透視圖；

圖89示出了示例性tpo操縱桿實(shí)施例的前視圖、俯視圖和仰視圖；

圖90示出了示例性tpo操縱桿實(shí)施例的前透視截面圖和前截面圖；

圖91示出了示例性tpo操縱桿實(shí)施例的側(cè)透視截面圖和側(cè)截面圖；

圖92示出了示例性tpo操縱桿實(shí)施例的對(duì)角線透視截面圖；

圖93示出了示例性tpo操縱桿實(shí)施例的側(cè)截面圖，其示出了各種操縱桿位置和彈簧狀態(tài)；

圖94示出了包括按鈕選擇器的示例性tpo操縱桿實(shí)施例的俯視和仰視透視圖；

圖95示出了包括按鈕選擇器的示例性tpo操縱桿實(shí)施例的前透視截面圖和前截面圖；

圖96示出了示例性tpo觸控板實(shí)施例的俯視透視圖；

圖97示出了示例性tpo觸控板實(shí)施例的仰視透視圖；

圖98示出了示例性tpo觸控板實(shí)施例的俯視透視前截面圖；

圖99示出了示例性tpo觸控板實(shí)施例的俯視透視對(duì)角線截面圖；

圖100示出了示例性tpo輔助鍵盤(keypad)實(shí)施例的俯視透視圖；

圖101示出了示例性tpo輔助鍵盤實(shí)施例的仰視透視圖；

圖102示出了示例性tpo輔助鍵盤實(shí)施例的俯視透視前截面圖；

圖103示出了示例性tpo輔助鍵盤實(shí)施例的俯視透視對(duì)角線截面圖；

圖104示出了基本平面觸控板/輔助鍵盤覆蓋層的俯視透視圖和俯視透視正面/側(cè)面截面圖，其可以具有或可以不具有與其結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的印刷文本或表面鍵紋理。

圖105示出了包括圍繞按鈕/鍵的邊緣壓痕的觸控板/輔助鍵盤覆蓋層的俯視透視圖和俯視透視正/側(cè)截面圖；

圖106示出了包括圍繞按鈕/鍵的邊緣脊的觸控板/輔助鍵盤覆蓋層的俯視透視圖和俯視透視正/側(cè)截面圖；

圖107示出了凸起鍵/按鈕觸控板/輔助鍵盤覆蓋層的俯視透視圖和俯視透視正/側(cè)截面圖；

圖108示出了壓下/降低的鍵/按鈕觸控板/輔助鍵盤覆蓋層的俯視透視圖和俯視透視正/側(cè)截面圖；

圖109示出了帶有凸起標(biāo)記的壓下/降低的鍵/按鈕觸控板/輔助鍵盤覆蓋層的俯視透視圖和俯視透視正/側(cè)截面圖；

圖110示出了帶有鍵罩的圓頂形鍵/按鈕觸控板/輔助鍵盤覆蓋層的俯視透視圖和俯視透視正面/側(cè)面截面圖；

圖111示出了帶有鍵罩的圓頂形鍵/按鈕觸控板/輔助鍵盤覆蓋層的俯視透視圖和俯視透視正/側(cè)截面圖；

圖112示出了包括模塊化結(jié)構(gòu)特征的示例性tpo鍵結(jié)構(gòu)的俯視前右視和俯視后左視透視圖；

圖113示出了包括模塊化結(jié)構(gòu)特征的示例性tpo鍵結(jié)構(gòu)的仰視前右視和仰視后左視透視圖；

圖114示出了包括模塊化結(jié)構(gòu)特征的示例性tpo鍵結(jié)構(gòu)的俯視圖和仰視圖；

圖115示出了包括模塊化結(jié)構(gòu)特征的示例性tpo鍵結(jié)構(gòu)的前視圖和側(cè)視圖；

圖116示出了包括模塊化結(jié)構(gòu)特征的示例性組裝的tpo鍵結(jié)構(gòu)的俯視前右視和俯視后左視透視圖；

圖117示出了包括模塊化結(jié)構(gòu)特征的示例性組裝的tpo鍵結(jié)構(gòu)的俯視前側(cè)截面透視圖；

圖118示出了包括模塊化結(jié)構(gòu)特征的示例性組裝的tpo鍵結(jié)構(gòu)的俯視右側(cè)截面透視圖；

圖119示出了包括模塊化結(jié)構(gòu)特征的示例性組裝的tpo鍵結(jié)構(gòu)的俯視前側(cè)截面透視詳細(xì)視圖；

圖120示出了包括帶有集成的自動(dòng)識(shí)別機(jī)構(gòu)的模塊化結(jié)構(gòu)特征的示例性tpo鍵結(jié)構(gòu)的俯視圖和仰視圖；

圖121示出了包括帶有集成的自動(dòng)識(shí)別機(jī)構(gòu)的模塊化結(jié)構(gòu)特征的示例性tpo鍵結(jié)構(gòu)的仰視右前視和仰視左后視透視圖；

圖122示出了包括帶有集成的自動(dòng)識(shí)別機(jī)構(gòu)的模塊化結(jié)構(gòu)特征的示例性tpo鍵結(jié)構(gòu)的前視圖；

圖123示出了包括帶有集成的自動(dòng)識(shí)別機(jī)構(gòu)的模塊化結(jié)構(gòu)特征的示例性tpo鍵結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖；

圖124示出了包括帶有集成的自動(dòng)識(shí)別機(jī)構(gòu)的模塊化結(jié)構(gòu)特征的示例性組裝的tpo鍵盤結(jié)構(gòu)的仰視圖，俯視右前視透視圖和仰視右前視透視圖；

圖125示出了與多個(gè)tpo鍵盤結(jié)構(gòu)組合的示例性tsa平板的俯視右前視透視圖；

圖126示出了與多個(gè)tpo鍵盤結(jié)構(gòu)組合的示例性tsa平板的俯視圖；和

圖127示出了描述與在tsa上放置自動(dòng)識(shí)別的tpo鍵盤結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的應(yīng)用軟件和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序的自動(dòng)加載的流程圖。

目前優(yōu)選示例性實(shí)施例的描述

雖然本發(fā)明容許許多不同形式的實(shí)施例，對(duì)在附圖中示出、并且將在本文中的本發(fā)明的詳細(xì)優(yōu)選實(shí)施例中描述的本公開的理解是，本公開應(yīng)被認(rèn)為是發(fā)明原理的示例，并無意將本發(fā)明的廣泛方面限制于所示出的實(shí)施例。

本申請(qǐng)的許多創(chuàng)新性的教導(dǎo)將特別參考目前優(yōu)選的實(shí)施例來描述，其中這些創(chuàng)新教導(dǎo)被有利地應(yīng)用到觸覺觸摸傳感器系統(tǒng)和方法的特定問題中。然而，應(yīng)當(dāng)理解，該實(shí)施例僅是本文的創(chuàng)新教導(dǎo)的許多有利使用的一個(gè)示例。通常，在本申請(qǐng)的說明書中做出的陳述并不必定限制任何各種要求保護(hù)的發(fā)明。并且，一些陳述可以用于一些發(fā)明特征，但不能用于其他特征。

觸摸傳感器陣列(tsa)定義

在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語“觸摸傳感器陣列(tsa)”被定義為如在通過引用并入本申請(qǐng)中的上述引用的專利和專利申請(qǐng)中所描述的內(nèi)插高分辨率力敏感觸摸傳感器(fsts)系統(tǒng)。

tpo制造無限制性

本發(fā)明預(yù)期了在許多優(yōu)選實(shí)施例中通過注射成型和/或3d打印制造tpo覆蓋層的方法。然而，本發(fā)明還預(yù)期tpo覆蓋層可以從胚料覆蓋層或原料覆蓋層材料進(jìn)行激光切割而成。

tpo覆蓋層透明度無限制性

本發(fā)明預(yù)期的另一種類型的覆蓋層是保持(retain)打印的紙張的透明覆蓋層。這種tpo覆蓋層使得無法訪問3d打印機(jī)或激光切割機(jī)的最終用戶能夠?qū)π碌母采w層設(shè)計(jì)進(jìn)行快速地原型設(shè)計(jì)，并將其應(yīng)用于透明覆蓋層正面或背面。

tpo覆蓋層材料無限制性

關(guān)于tpo覆蓋層的制造，應(yīng)當(dāng)注意，tpo覆蓋層可以由諸如聚氨酯泡沫(例如羅杰斯(rogers)公司的牌微孔聚氨酯)、硅樹脂泡沫、氯丁橡膠泡沫的濕軟材料和任何規(guī)則(非發(fā)泡)的硅酮或橡膠(包括熱塑性聚氨酯(tpu))制成。

鼠標(biāo)無限制性

當(dāng)在可移動(dòng)或不可移動(dòng)的tpo覆蓋層的環(huán)境中使用時(shí)，術(shù)語“鼠標(biāo)”應(yīng)當(dāng)被給予寬泛的解釋，以覆蓋可能在其上甚至不具有按鈕或滾輪的任何種類的“鼠狀定位器”。因此，當(dāng)在本文中使用時(shí)，術(shù)語“鼠標(biāo)”可以字面上是用戶移動(dòng)并且tsa傳感器跟蹤的物體。在本上下文中，tsa也可以跟蹤鼠標(biāo)/鼠狀定位器的旋轉(zhuǎn)取向以及力分布(以便能夠檢測(cè)施加到鼠標(biāo)/鼠狀定位器的傾斜壓力)。

tpo自動(dòng)識(shí)別無限制性

雖然本文關(guān)于tpo覆蓋層的識(shí)別的討論集中于這些結(jié)構(gòu)的自動(dòng)識(shí)別，但是本發(fā)明還預(yù)期其中一些類型的tpo覆蓋層(例如自制3d打印覆蓋層)允許用戶手動(dòng)地指定在tsa表面上的覆蓋層id和/或位置的情況。

tsa/tpo磁性耦合無限制性

本文所示的許多實(shí)施例利用tsa和tpo結(jié)構(gòu)中的成對(duì)磁體來提供tsa和tpo之間的機(jī)械耦合機(jī)構(gòu)。在一些實(shí)施例中，這些磁體中的一個(gè)可以被磁耦合到耦合對(duì)中的剩余磁體的鐵磁材料(鐵，鋼等)代替。這將提供例如使用鐵磁tpo或tpo邊框來配合tsa內(nèi)的磁體，或者可替代地使用tpo或tpo邊框內(nèi)的磁體來配合嵌入在tsa內(nèi)的鐵磁材料或保持著tsa的邊框的周邊。因此，當(dāng)在本文中使用時(shí)，術(shù)語“磁體”和類似術(shù)語涵蓋多種磁耦合配合方法。

tsa構(gòu)造

如本文所述的tsa可以包括結(jié)合有行-列力檢測(cè)和/或行-列力插值檢測(cè)的壓力敏感表面(pss)。

傳感器技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景

本發(fā)明的主要部件之一是高分辨率多點(diǎn)觸摸力敏感觸摸傳感器。這種技術(shù)完全適合于物理增強(qiáng)，因?yàn)榕c其他觸摸技術(shù)不同，觸摸傳感器可以由施加力的任何物體激活。如果采用電容式觸摸技術(shù)，您只能使用導(dǎo)電物體激活傳感器。這將使得覆蓋層的構(gòu)造更加困難，并且將需要用于制造的特殊材料。許多光學(xué)解決方案也行不通，因?yàn)榇蠖鄶?shù)解決方案從傳感器的側(cè)面發(fā)射/接收光信號(hào)。如果在傳感器上放置一個(gè)覆蓋層，它將潛在地阻擋此光線傳播的路徑，并且您將無法感測(cè)覆蓋層本身上的交互。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中使用多點(diǎn)觸摸力敏感觸摸傳感器。在本公開的其余部分中，“觸摸傳感器”應(yīng)當(dāng)被理解為多點(diǎn)觸摸力敏感觸摸傳感器。

系統(tǒng)概述(0100)

在圖1(0100)的框圖中描述了本發(fā)明系統(tǒng)的總體概述。這里，觸覺觸摸傳感器系統(tǒng)(tts)(0110)包括如在上面所指出的并通過引用并入本文的專利和專利申請(qǐng)中所大體描述的觸摸傳感器陣列(tsa)(0111)。向該tsa(0111)施加tsa物理覆蓋層(tpo)(0112)。該tpo(0112)可以包括多種物理形式，其中許多是由本申請(qǐng)中的示例所提供的并且在下面所進(jìn)一步詳細(xì)描述的。tpo(0112)可以是固定的集成形式，但也可以是配合在一起以形成定制的物理形式的不同形式。

tpo(0112)(無論是集成形式還是不同形式)中的每一個(gè)可以包括唯一地標(biāo)識(shí)了構(gòu)成覆蓋層結(jié)構(gòu)的tpo(0112)的類型的tpo標(biāo)識(shí)符(tpi)(0113)。然后由tpo檢測(cè)器(tpd)(0114)讀取該tpi(0113)，tpo檢測(cè)器(0114)將該信息轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制標(biāo)識(shí)格式(bif)。該bif適合于由tts硬件計(jì)算機(jī)接口(hci)(0115)解釋，并且隨后被傳送到用戶計(jì)算裝置(ucd)(0101)。

ucd(0101)從應(yīng)用軟件驅(qū)動(dòng)程序(asd)(0102)數(shù)據(jù)庫加載適當(dāng)?shù)能浖?或設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，然后用于解釋當(dāng)用戶0103與tpo(0112)交互時(shí)從tsa(0111)檢索到的接觸/壓力信息。根據(jù)由tpd(0114)檢測(cè)到的tpi(0113)和由來自asd(0102)的ucd(0101)加載的后續(xù)軟件驅(qū)動(dòng)程序，可以將各種圖形用戶界面(gui)(0104)呈現(xiàn)給用戶(0101)。

方法概述(0200)

在圖2(0200)的框圖中描述了本發(fā)明方法的總體概述。該觸覺傳感器(tts)方法包括以下步驟：

(1)在觸摸傳感器物理覆蓋層(tpo)內(nèi)編碼tpi覆蓋層標(biāo)識(shí)，以唯一地識(shí)別tpo的功能(0201)；

(2)將tpo施加到觸摸傳感器陣列(tsa)的表面(0202)；

(3)使用tpo檢測(cè)器讀取tpi(0203)；

(4)使用用戶計(jì)算裝置(ucd)來詢問使用tts硬件計(jì)算機(jī)接口(hcs)的tpi(0204)；

(5)基于由所述tpd讀取的tpi，在所述ucd上加載應(yīng)用軟件驅(qū)動(dòng)程序(asd)(0205)；

(6)基于由所述tpd讀取的tsi向用戶呈現(xiàn)軟件應(yīng)用/接口(0206)；

(7)基于tpd讀取的tsi，解釋經(jīng)過hci的來自tsa輸入的輸入(0207)；和

(8)如果tso尚未被修改或更換，則進(jìn)行到步驟(6)，并且如果tpd已經(jīng)檢測(cè)到施加于tsa的tpo的改變，則進(jìn)行到步驟(2)。

該一般方法可以根據(jù)多個(gè)因素進(jìn)行重大修改，可以具有本發(fā)明范圍內(nèi)所預(yù)期的重新排列和/或添加/刪除步驟。本發(fā)明的總體范圍預(yù)期了連同本文所描述的各種優(yōu)選示例性實(shí)施例系統(tǒng)的該優(yōu)選示例性實(shí)施例方法和其它優(yōu)選示例性實(shí)施例方法的結(jié)合。

系統(tǒng)詳細(xì)描述(0300)

在圖3(0300)的框圖中描述了本發(fā)明系統(tǒng)的總體概述。觸摸傳感器陣列檢測(cè)器(tsa)(0301)形成從壓敏表面收集壓力傳感器信息的基礎(chǔ)，并且在通過引用被包括在本文中的參考專利文件中描述了tsa(0301)。用戶0302與和物理tsa壓力覆蓋層(tpo)(0304)相關(guān)聯(lián)的圖形用戶界面0303交互，物理tsa壓力覆蓋層(tpo)用tpo檢測(cè)器(tpd)(0305)進(jìn)行檢測(cè)和識(shí)別。然后，使用接觸/事件映射的數(shù)據(jù)庫0306將相關(guān)聯(lián)的軟件功能與從tsa(0301)接收的原始觸摸傳感器數(shù)據(jù)0307相關(guān)聯(lián)。原始觸摸傳感器數(shù)據(jù)0307然后由接觸位置提取處理0308和事件發(fā)生器0309來解釋，所述接觸位置提取處理由接觸/事件映射配置，所述事件發(fā)生器由tpo(0304)的自動(dòng)tpd檢測(cè)器0305配置。然后由事件發(fā)生器0309生成的事件由復(fù)合軟件接口0310轉(zhuǎn)換成適當(dāng)?shù)膮f(xié)議(midi協(xié)議0311，串行協(xié)議0312，hid鼠標(biāo)協(xié)議0313，hid鍵盤協(xié)議0314，hid數(shù)字轉(zhuǎn)換器協(xié)議0315，hid操縱桿協(xié)議0316等)，并且傳送到usb/bluetooth主機(jī)0320，以由適當(dāng)?shù)能浖?qū)動(dòng)器(0321，0323，0325)和相關(guān)聯(lián)的軟件應(yīng)用程序(0322，0324，0326)進(jìn)行解釋。

該系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能夠基于該識(shí)別過程自動(dòng)識(shí)別(0305)特定tpo覆蓋層0304并加載適當(dāng)?shù)能浖?qū)動(dòng)器/應(yīng)用(0309)。

軟件界面

重要的是要注意物理觸摸傳感器增強(qiáng)需要軟件部件來實(shí)現(xiàn)有效的用戶界面。必須有知道什么tpo覆蓋層位于tsa觸摸傳感器的頂部的軟件，使得觸摸數(shù)據(jù)可以被轉(zhuǎn)換為如該覆蓋層所指示的功能。例如，如果鋼琴鍵盤覆蓋層被放置在傳感器上，則用戶還必須具有將觸摸翻譯成鋼琴鍵按壓的軟件。應(yīng)用軟件可以直接生成音頻，或者可以使用諸如midi的標(biāo)準(zhǔn)格式將按鍵事件發(fā)送到其他軟件。

保持覆蓋層與軟件“同步”也很重要。如果用鼓墊取代前面提到的鋼琴鍵盤覆蓋層，并且鋼琴軟件仍在運(yùn)行，則鼓墊將產(chǎn)生非常意外的結(jié)果(播放鼓墊將激活鋼琴軟件中的鍵)。本發(fā)明的公開內(nèi)容教導(dǎo)了用于保持軟件與覆蓋層“同步”的幾種方法。這些方法將在后面的部分中描述。

方法詳細(xì)描述(0400)

在圖4(0400)的流程圖中描述了本發(fā)明方法的詳細(xì)概述。該觸覺傳感器(tts)方法包括以下步驟：

(1)從tsa觸摸傳感器讀取觸摸傳感器數(shù)據(jù)(0401)；

(2)從觸摸傳感器數(shù)據(jù)提取接觸位置(0402)；

(3)基于檢測(cè)到的接觸位置配置接觸/事件映射(0403)；

(4)基于檢測(cè)到的接觸位置生成事件(0404)；

(5)通過指定的api接口將事件數(shù)據(jù)發(fā)送到相關(guān)聯(lián)的軟件應(yīng)用程序(0405)；和

(6)循環(huán)到步驟(1)以讀取添加觸摸傳感器數(shù)據(jù)(0406)。

圖4(0400)–圖7(0700)描繪了系統(tǒng)軟件如何讀取觸摸數(shù)據(jù)并且最終確定特定觸摸是否已經(jīng)激活覆蓋層上的感興趣區(qū)域。圖4(0400)提供了系統(tǒng)操作的概述。圖5(04500)詳細(xì)描述了接觸/事件映射的配置。圖6(04600)詳細(xì)描述了基于接觸位置的事件的生成。

在該示例中的覆蓋層在圖7(0700)中提供，并且具有兩個(gè)感興趣區(qū)域或兩個(gè)“特征”。底層軟件是使用這個(gè)特定的覆蓋層運(yùn)行的，所以它也知道這兩個(gè)特征在觸摸傳感器上的位置。當(dāng)手指觸摸tpo覆蓋層時(shí)，力通過柔性覆蓋層傳遞到下面的力敏感觸摸傳感器。這產(chǎn)生傳感器針對(duì)該特定觸摸所看到的力響應(yīng)。傳感器可以使用此響應(yīng)來計(jì)算接觸位置。軟件使用其對(duì)兩個(gè)特征的知識(shí)來確定這個(gè)觸摸是否在這些區(qū)域之一內(nèi)。在本例中，軟件檢測(cè)到左側(cè)的功能已激活。然后，軟件可以觸發(fā)與激活左特征相關(guān)聯(lián)的事件。

配置接觸/事件映射方法細(xì)節(jié)(0500)

在圖5(05500)的流程圖中描述了本發(fā)明的接觸/事件映射方法的詳細(xì)概述。該觸覺傳感器(tts)方法包括以下步驟：

(1)確定是否檢測(cè)到tpo覆蓋層，如果檢測(cè)到，則進(jìn)行到步驟(3)(0501)；

(2)加載默認(rèn)接觸/事件映射，并進(jìn)行到步驟(4)(0502)；

(3)加載與tpo覆蓋層相關(guān)聯(lián)的接觸/事件映射(0503)；

(4)確定用戶是否通過gui手動(dòng)定義接觸/事件映射，如果不是，則進(jìn)行到步驟(6)(0504)；

(5)依據(jù)來自gui的用戶規(guī)范調(diào)整加載的接觸/事件映射(0505)；

(6)保存接觸/事件映射(0506)；和

(7)返回到調(diào)用過程(0507)。

該一般方法可以根據(jù)多個(gè)因素進(jìn)行重大修改，可以具有本發(fā)明范圍內(nèi)所預(yù)期的重新排列和/或添加/刪除步驟。

在接觸位置上生成事件的方法(0600)

在圖6(0600)的流程圖中描述了本發(fā)明的接觸位置事件生成方法的詳細(xì)概述。該觸覺傳感器(tts)方法包括以下步驟：

(1)檢查接觸位置(0601)；

(2)檢查接觸/事件映射中的“活動(dòng)區(qū)域”(0602)；

(3)確定接觸位置是否位于接觸事件映射中的“活動(dòng)區(qū)域”內(nèi)，并且如果是，則進(jìn)行到步驟(6)(0603)；

(4)確定在要檢查的接觸事件映射中是否存在額外的“活動(dòng)區(qū)域”，并且如果不存在，則進(jìn)行到步驟(7)(0604)；

(5)對(duì)接觸事件映射中的所有“活動(dòng)區(qū)域”重復(fù)步驟(2)-(4)(進(jìn)行到步驟(2))(0605)；

(6)依據(jù)接觸/事件映射生成由當(dāng)前活動(dòng)區(qū)域指定的事件(0606)；

(7)確定是否有更多的接觸要檢查，如果沒有，則進(jìn)行到步驟(9)(0607)；

(8)對(duì)所有檢測(cè)到的接觸重復(fù)步驟(1)-(8)(進(jìn)行到步驟(1))(0608)；和

(9)返回到調(diào)用過程(0609)。

該一般方法可以根據(jù)多個(gè)因素進(jìn)行重大修改，可以具有本發(fā)明范圍內(nèi)所預(yù)期的重新排列和/或添加/刪除步驟。

在接觸位置上生成事件(0700)

在圖7(0700)的圖中描繪了如何基于接觸位置生成事件的示例。這里描繪了兩個(gè)活動(dòng)區(qū)域(1和2)，并且詳細(xì)描述了相應(yīng)的活動(dòng)區(qū)域接觸/事件映射。該圖提供了圖4(0400)-圖6(0600)中的過程可以操作的示例框架。

tsa/tpo磁體放置技術(shù)(0800)

在圖8(0800)的圖中概括描繪了磁體可以被結(jié)合在tsa/tpo結(jié)構(gòu)中的各種方法。這里，出于說明性目的，呈現(xiàn)了通用tsa/tpo結(jié)構(gòu)(0810)，其結(jié)合了多種預(yù)期的磁體放置技術(shù)。在該通用采樣環(huán)境中，磁體可以被放置/嵌入在tsa/tpo結(jié)構(gòu)(0810)內(nèi)部(0811)，定位成穿過整個(gè)結(jié)構(gòu)(0812)，與結(jié)構(gòu)的表面平齊放置(0813)，或從結(jié)構(gòu)的表面突出(0814)。在任何這些情況下，磁體可以在注射成型工藝期間被放置在覆蓋層內(nèi)部，或者在注射成型工藝完成之后被膠合/插入。在任何這些情況下，磁體可以以任何物理形式配置，并且當(dāng)tsa/tpo膜(0810)被注塑成型時(shí)進(jìn)行放置，或在某些情況下在注射成型過程完成后被插入。對(duì)于在注射成型之后插入磁體的那些情況，可能可以制造具有磁體腔的tsa/tpo，該磁體腔的外表面周邊邊緣直徑略小于磁體，以便當(dāng)磁體被插入磁體腔時(shí)捕獲磁體。

另外，在這些情況下也預(yù)期使用與tsa/tpo(0810)的表面齊平(0815)和/或從tsa/tpo(0810)的表面突出(0816)的柔性磁條。如所概括描繪的，所述的任何磁性結(jié)構(gòu)可以被定位為從tsa/tpo(0810)表面突出(0817)或與tsa/tpo表面齊平(0818，0819)。

磁力計(jì)tpo識(shí)別(0900)-(1200)

本發(fā)明可以通過如圖9(0900)-圖12(1200)中概括描述的磁力計(jì)傳感器來實(shí)現(xiàn)tpo的識(shí)別。圖9(0900)描述了在tsa結(jié)構(gòu)內(nèi)使用的典型硬件接口，以單獨(dú)地檢測(cè)被放置在tpo內(nèi)用于識(shí)別目的的磁體。圖10(10900)示出了典型的tsa/tpo對(duì)，其中tsa中的磁力計(jì)與tpo中的對(duì)應(yīng)的嵌入磁體位置相匹配，以提供解碼的tpo覆蓋層標(biāo)識(shí)。磁力計(jì)還可以用于檢測(cè)如圖11(1100)中概括描繪的tpo覆蓋層的存在，其中在相應(yīng)tpo位置中存在檢測(cè)到的磁體的情況下，激活tsa中的磁力計(jì)。

用于tpo覆蓋層的自動(dòng)磁檢測(cè)的一般方法在圖12(1200)中大體示出，并且包括以下步驟：

(1)在tsa中掃描磁力計(jì)(1201)；

(2)確定是否檢測(cè)到任何磁體，如果沒有檢測(cè)到，則進(jìn)行到步驟(7)(1202)；

(3)等待預(yù)定量的時(shí)間，以允許tpo覆蓋層沉降(1203)；

(4)掃描tsa中的磁力計(jì)(12094)；

(5)確定tpo中檢測(cè)到的磁體的數(shù)量是否已改變，如果已改變，則進(jìn)行到步驟(3)(1205)；

(6)報(bào)告由tsa中的磁力計(jì)解碼的tpo覆蓋層id，并進(jìn)行到步驟(8)(1206)；

(7)報(bào)告未檢測(cè)到tpo覆蓋層(1207)；和

(8)返回到調(diào)用過程(1208)。

該一般方法可以根據(jù)多個(gè)因素進(jìn)行重大修改，可以具有本發(fā)明范圍內(nèi)所預(yù)期的重新排列和/或添加/刪除步驟。

rfidtpo識(shí)別(1300)-(1600)

本發(fā)明可以通過如圖13(1300)-圖16(1600)中概括描述的射頻標(biāo)識(shí)(rfid)標(biāo)簽/傳感器來實(shí)現(xiàn)tpo的識(shí)別。圖13(1300)描述了tsa中的rfid天線如何可以與tpo中的相應(yīng)rfid標(biāo)簽配合，以允許tsa對(duì)tpo進(jìn)行識(shí)別和存在檢測(cè)。圖14(1400)描述了tsa內(nèi)的rfid天線陣列如何可以用于通過使用各種tpo結(jié)構(gòu)內(nèi)的rfid標(biāo)簽來定位多個(gè)tpo結(jié)構(gòu)在tsa表面上的位置。圖15(1500)描述了水平/垂直天線如何放置在tsa和tpo內(nèi)以提供tpo檢測(cè)和這兩個(gè)結(jié)構(gòu)之間的通信。

用于tpo覆蓋層的自動(dòng)磁檢測(cè)的一般方法在圖16(1600)中概括示出，并且包括以下步驟：

(1)掃描tsa中的單個(gè)rfid線圈(1613)；

(2)確定是否檢測(cè)到任何rfid，如果沒有檢測(cè)到，則進(jìn)行到步驟(4)(1602)；

(3)報(bào)告從rfid讀取的tpo覆蓋層id(1613)；

(4)對(duì)tsa中的所有剩余rfid線圈重復(fù)步驟(1)-(3)(進(jìn)行到步驟(1)(1604)；以及

(5)返回到調(diào)用過程(1605)。

該一般方法可以根據(jù)多種因素進(jìn)行重大修改，可以具有本發(fā)明范圍內(nèi)所預(yù)期的重新排列和/或添加/刪除步驟。

tsa平板界面(tti)(1700)-(2400)

本發(fā)明可以使用如圖17(1700)-圖24(2400)中所描述的觸摸敏感陣列(tsa)平板界面來實(shí)現(xiàn)所描述的觸覺觸摸傳感器系統(tǒng)/方法。該tti提供了可以構(gòu)建許多優(yōu)選的發(fā)明實(shí)施例的基礎(chǔ)。如下所述的多種tpo覆蓋層可以被附接到tti活動(dòng)tsa壓敏表面，并且使用各種有線和無線通信協(xié)議與tsa電子設(shè)備和遠(yuǎn)程主機(jī)計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。

這些圖中所示的平板可以構(gòu)造有任何類型的周邊形式。另外，雖然在隨后的圖中描繪了設(shè)定數(shù)量的鍵，但是本發(fā)明可以基于應(yīng)用環(huán)境包括任何數(shù)量的鍵。圖中所示的鍵可以包括壓印標(biāo)記(通過壓印制造工藝制成)，但這不是對(duì)本發(fā)明的限制。

示例性3d覆蓋層(2500)-(4000)

tpo覆蓋層可以被構(gòu)造成三維的。這可以通過將柔性材料模制成或3d印刷成三維覆蓋層來實(shí)現(xiàn)。對(duì)于鋼琴，可以創(chuàng)建覆蓋層，使得黑鍵比白鍵高。覆蓋層還可以在鍵之間具有間隙，使得用戶可以感覺到鋼琴鍵開始/結(jié)束的位置。這種類型的覆蓋層向用戶提供視覺和觸覺反饋。圖25(2500)-圖40(4000)示出當(dāng)使用三維覆蓋層制造工藝時(shí)可以添加到覆蓋層的各種特征的橫截面。應(yīng)當(dāng)注意，使用這些構(gòu)造技術(shù)可以使用各種各樣的整體tpo厚度，并且在圖25(2500)-圖40(4000)中所示的示例性實(shí)施例中提供了這些變體中的幾個(gè)。

tpo第一通用輔助鍵盤界面(2500)-(2600)

本發(fā)明可以如圖25(2500)-圖26(2600)中概括描述的第一通用輔助鍵盤(keypad)形式來實(shí)現(xiàn)所描述的觸覺觸摸傳感器系統(tǒng)/方法。此示例表示一種典型的定制鍵盤界面布局。

tpo第二通用輔助鍵盤界面(2700)-(2800)

本發(fā)明可以如圖27(2700)-圖28(2800)中概括描述的第二通用輔助鍵盤界面形式來實(shí)現(xiàn)所描述的觸覺觸摸傳感器系統(tǒng)/方法。

tpo第三通用輔助鍵盤界面(2900)-(3000)

本發(fā)明可以如圖29(2900)-圖30(3000)中概括描述的第三通用輔助鍵盤界面形式來實(shí)現(xiàn)所描述的觸覺觸摸傳感器系統(tǒng)/方法。

tpo第一鍵盤界面(3100)-(3200)

本發(fā)明可以如圖31(3100)-圖32(3200)中概括描述的第一鍵盤(keyboard)形式來實(shí)現(xiàn)所描述的觸覺觸摸傳感器系統(tǒng)/方法。這些圖描繪了物理上增強(qiáng)力敏感觸摸傳感器的平坦覆蓋層。在這種情況下，覆蓋層是柔性材料的平坦片。此覆蓋層上印有qwerty鍵盤，以向用戶提供視覺反饋。

tpo第二鍵盤界面(3300)-(3400)

本發(fā)明可以如圖33(3300)-圖34(3400)中概括描述的第二鍵盤形式來實(shí)現(xiàn)所描述的觸覺觸摸傳感器系統(tǒng)/方法。由于tpo覆蓋層可以被隨意替換，所以可以根據(jù)用戶期望的語言來替換鍵盤面上的字符。

tpo第三鍵盤界面(3500)-(3600)

本發(fā)明可以如圖35(3500)-圖36(3600)中概括描述的第三鍵盤形式來實(shí)現(xiàn)所描述的觸覺觸摸傳感器系統(tǒng)/方法。該實(shí)施例使用比先前實(shí)施例更厚的鍵形式，并且示出可以如何基于所選擇的tpo覆蓋層來修改鍵盤的“感覺”。因此，單個(gè)tsa平板可以支持用于用戶人體工程學(xué)的大量“感覺”。

tpo第一鋼琴鍵盤界面(3700)-(3800)

本發(fā)明可以如圖37(3700)-圖38(3800)中概括描述的第一鋼琴鍵盤形式來實(shí)現(xiàn)所描述的觸覺觸摸傳感器系統(tǒng)/方法。這僅僅是大量音樂鍵盤和音樂采樣器播放器鍵盤的一個(gè)示例，其可以被形成為用于tsa平板界面的tpo覆蓋層。

tpo第二鍵盤界面(3900)-(4000)

本發(fā)明可以如圖39(3900)-圖40(4000)中概括描述的第二鋼琴鍵盤形式來實(shí)現(xiàn)所描述的觸覺觸摸傳感器系統(tǒng)/方法。這里的鍵浮凸比前例版本更高，并說明了tpo覆蓋層如何可以多種形式配置，以適應(yīng)音樂家的人體工程學(xué)。

可編程可變形膜(4100)-(4300)

這里描述的tpo結(jié)構(gòu)可以使用如圖41(4100)-圖43(4300)中所示的可編程可變形膜來構(gòu)造。這些圖描繪了三種不同的可編程可變形膜的橫截面。除了模制和機(jī)械覆蓋之外，還可以使用可編程的可變形膜用于物理觸摸傳感器增強(qiáng)。這些膜可以通過在柔性覆蓋層中嵌入元件來構(gòu)造，其在被激活時(shí)變形，導(dǎo)致覆層本身的變形。

如果系統(tǒng)具有在任何給定時(shí)間對(duì)于哪個(gè)變形元件處于激活狀態(tài)的編程控制，則可編程膜變得非常強(qiáng)大，應(yīng)用軟件可以動(dòng)態(tài)地控制覆蓋層的外觀和觸覺布局。這樣就不需要在系統(tǒng)中實(shí)際對(duì)各種覆蓋層進(jìn)行交換?？梢跃哂芯邆涓鞣N形狀并為用戶提供不同界面的單個(gè)可編程膜。為了獲得該解決方案，可以將膜直接層壓在觸摸傳感器表面上。

壓電變形(4100)

圖41(4100)描述了嵌入到柔性覆蓋層中的基于壓電或聚合物的變形元件。當(dāng)電壓施加到變形元件時(shí)，嵌入的壓電/聚合物元件變形。這種變形導(dǎo)致tpo覆蓋層表面變形。變形元件可以使用壓電元件和/或隨著施加到其上的電壓而變形的聚合物來構(gòu)造。

空氣/流體/真空變形(4200)

構(gòu)造變形元件的另一種方式是將空氣或液體的袋(pocket)嵌入覆蓋層中。這些袋被連通到可以控制這些袋中的空氣/液體的量的加壓泵送系統(tǒng)。當(dāng)空氣/液體被泵入這些袋中時(shí)，覆蓋層將膨脹。當(dāng)空氣/液體從這些袋中釋放時(shí)，覆蓋層將收縮。

圖42(4200)描繪了可變形膜系統(tǒng)，其中流體或氣體被泵入嵌入膜中的袋中。泵入或排出這些袋的流體/氣體的量確定了tpo覆蓋層表面有多少變形。

熱變形(4300)

實(shí)現(xiàn)這種效果的最終方法是嵌入當(dāng)暴露于熱/冷時(shí)變形的熱敏元件。加熱元件可以被構(gòu)建在覆蓋層中，以便激活這些變形元件。

圖43(4300)描繪了使用由熱激活的變形元件的可變形膜。加熱元件被放置在變形元件附近，并且電流流過加熱元件。這導(dǎo)致加熱元件變熱，從而導(dǎo)致變形元件膨脹，使膜變形。

tpo光導(dǎo)管(4400)-(4500)

改善暗設(shè)置的覆蓋層的可用性的一種方式是照亮覆蓋層。為了實(shí)現(xiàn)這種方法，可以將側(cè)面安裝的led放置在觸摸傳感器的邊框周圍?？梢栽O(shè)計(jì)tpo覆蓋層，使其作為這些側(cè)面照明led的光導(dǎo)。每個(gè)覆蓋層可以嚴(yán)格控制光在覆蓋層內(nèi)行進(jìn)的位置，以及控制覆蓋層的哪些區(qū)域出現(xiàn)照明或黑暗。這改善了對(duì)用戶的視覺反饋，因?yàn)槊總€(gè)覆蓋層可以使用這種光導(dǎo)技術(shù)來突出由覆蓋層呈現(xiàn)的特定功能。

本文描述的tpo結(jié)構(gòu)可以包括如圖44(4400)-圖45(4500)中概括描繪的光導(dǎo)管。如這些圖所示，由tsa平板結(jié)構(gòu)提供的tpo的特定部分的照明由tpo結(jié)構(gòu)內(nèi)的側(cè)led和光學(xué)光導(dǎo)管提供。

這些圖示出了如何可以將覆蓋層用作光導(dǎo)，以在各種環(huán)境中增加覆蓋層的可見性。側(cè)面安裝的led可以被安裝在觸摸傳感器的邊緣周圍，并且可以照射進(jìn)被放置在觸摸傳感器頂部的覆蓋層中。從覆蓋層的側(cè)面注入的光可以擴(kuò)散并離開指定區(qū)域。從圖中可以看出，一些區(qū)域允許光穿過并且離開覆蓋層(這些區(qū)域?qū)⒖雌饋硎潜徽樟恋?，其中其他部分被設(shè)計(jì)成將光保持在覆蓋層內(nèi)(這些區(qū)域?qū)⒖瓷先ナ前档?。不同的led可用于照亮不同組的tpo結(jié)構(gòu)。

有源tpo能量收獲(4600)-(4700)

到目前為止，覆蓋層被描述為純粹的無源和無動(dòng)力。然而，如果覆蓋層可以從傳感器接收功率，則可以創(chuàng)建更復(fù)雜的覆蓋層。這可以通過對(duì)放置在傳感器上的覆蓋層感應(yīng)供電來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)傳輸?shù)碾娏?，這些覆蓋層可以有供電的led，分段顯示(segment-display)，或甚至通過小揚(yáng)聲器播放音頻。這些覆蓋層甚至可以具有小的微控制器，其能夠通過或ble直接與應(yīng)用軟件交談。

模塊化覆蓋層可以包含能夠從感應(yīng)充電器接收電力的感應(yīng)線圈。對(duì)磁場(chǎng)透明的觸摸傳感器可以裝配有感應(yīng)充電線圈，以支持對(duì)這些模塊化覆蓋層進(jìn)行充電/供電。

本文描述的tpo結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)如圖46(4600)-圖47(4700)中概括描繪的能量收獲。如這些圖所示，從環(huán)境和tsa平板進(jìn)行的能量收集可以允許tpo內(nèi)的電子器件結(jié)合對(duì)tsa表面的壓力激活來執(zhí)行各種功能。

示例性tsa/tpo集成(4600)

到目前為止，覆蓋層被描述為單片實(shí)體，覆蓋整個(gè)觸摸傳感器。然而，同樣有益的是構(gòu)建可以放置在傳感器的不同區(qū)域中的較小的覆蓋層。如果觸摸傳感器的底部設(shè)置有鐵磁材料層，則可以采用磁性附接方法將每個(gè)覆蓋層可靠地安裝到傳感器。如果實(shí)施力分布，rfid，光學(xué)，電容，電感或電阻識(shí)別方案，則可以在整個(gè)傳感器上識(shí)別和跟蹤各種覆蓋層。這是重要的，使得軟件可以自動(dòng)配置自身，以將觸摸數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為覆蓋層相關(guān)的功能輸出。使用這種模塊化覆蓋層方法，可以混合和匹配平面、3d、機(jī)械和可變形覆蓋層，以創(chuàng)建新的定制界面。這些模塊化覆蓋層在圖65(6500)-圖128(12800)中被更詳細(xì)地描述。

在圖46(4600)中概括描繪了與本文所述的各種模塊化tpo結(jié)構(gòu)交互的tsa平板的示例。用于該示例的tsa平板的表面已被縮小比例，但在一些應(yīng)用中可以相當(dāng)大，并且包括具有很多平方英尺的表面積的表面。如所描述，tpo結(jié)構(gòu)可以在該表面上以任何方位對(duì)準(zhǔn)，并且在多個(gè)不同個(gè)體操作tpo結(jié)構(gòu)的一些應(yīng)用中，可以將tpo結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，以對(duì)于在單個(gè)大型tsa平板上協(xié)作的每個(gè)個(gè)體進(jìn)行適當(dāng)?shù)亩ㄏ颉?/p>

tsa/tpo附接機(jī)構(gòu)(4800)-(5500)

本文所述的tpo結(jié)構(gòu)可以使用如圖48(4800)-圖55(5500)中概括描述的各種技術(shù)附接到tsa。有很多不同的方式來耦合覆蓋層與觸摸傳感器。最簡(jiǎn)單的方法是簡(jiǎn)單地將覆蓋層放置在傳感器的頂部。然而，這種方法不是很可靠，因?yàn)楦采w層可以自由移動(dòng)。以下部分介紹了連接傳感器覆蓋層的更好方法。

tpo周圍邊緣插入tpa(4800)-(4900)

可以將觸摸傳感器殼體構(gòu)造成使得其邊框是剛性的，但是具有足夠的懸垂部分，以將覆蓋層保持在適當(dāng)位置。圖48(4800)-圖49(4900)示出了如何將覆蓋層集成到這樣的設(shè)計(jì)中。如圖48(4800)-圖49(4900)中大體描繪的，tpo(4810)可以被彎曲，以允許周圍邊緣插入到覆蓋tsa(4820)的邊框中。該插入順序在圖49(4900)中進(jìn)行了詳細(xì)描述，其中tpo(4910)邊緣被插入到覆蓋tsa表面的邊框(4922)中的凹槽(4921)中。

如上所述，邊框可以被設(shè)計(jì)成不用鉸鏈或磁體保持覆蓋層。這種配置可以包括剛性邊框，該剛性邊框被設(shè)計(jì)為具有能夠保持柔性覆蓋層的懸垂部分。在該配置中，覆蓋層可以被折疊并滑入殼體中，使得覆蓋層邊緣落在邊框懸垂部分的下方。此配置適用于柔性覆蓋層，但不適用于剛性覆蓋層。

tpo側(cè)邊緣插入tpa(5000)-(5100)

可以將觸摸傳感器殼體構(gòu)造成使得其邊框是剛性的，但是具有足夠的懸垂部分，以將覆蓋層保持在適當(dāng)位置。圖50(5000)-圖51(5100)示出了如何將覆蓋層集成到這樣的設(shè)計(jì)中。如圖50(5000)-圖51(5100)中所大體描繪的，tpo(5010)可以被配置為允許側(cè)邊緣插入到覆蓋tsa(5020)的邊框中。在如圖51(5100)所詳述的tpo附接實(shí)施例中，tsa邊框可以被配置為具有封閉端5122或開放端5123。雖然圖50(5000)中的描述描繪了封閉式邊框5122配置，但是可以被替換為開放式邊框5123配置，而不損失本發(fā)明的范圍。根據(jù)tpo(5010)的浮凸鍵高度，邊框類型的選擇將是應(yīng)用特定的，并且在一些情況下，邊框可以與tpo配合成為分離的結(jié)構(gòu)或整體的結(jié)構(gòu)。

圖50(5000)-圖51(5100)示出了既可用于柔性覆蓋層也可用于剛性覆蓋層的附接解決方案。這種觸摸傳感器殼體在三個(gè)側(cè)面上具有剛性的邊框。這允許傳感器滑入殼體中?？蛇x地，邊框可以卡扣到位，以將覆蓋層固定于其被插入殼體中的一側(cè)。該卡扣附接特征的細(xì)節(jié)未示出，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，許多塑料卡扣附接方法與本實(shí)施例教導(dǎo)兼容。

tpo磁性邊框附接到tpa(5200)-(5300)

也可以利用磁體將覆蓋層附接到觸摸傳感器。這些磁體可以被放置在裝置的邊框中，以幫助傳感器/覆蓋層對(duì)準(zhǔn)。觸摸傳感器殼體也可以被構(gòu)造成使得邊框與殼體完全分離。這類似于鉸接框架方案，不同之處在于兩側(cè)均分離。使用插入式框架，邊框可以卡入傳感器外殼或通過磁體連接到覆蓋層的頂部。

如在圖52(5200)-圖53(5300)中大體描繪的，tpo(5210)可以被配置為允許使用tpo磁性保持邊框5230來附接到tsa(5220)。這些圖示出了插入式框架5230如何可以用于將覆蓋層固定到觸摸傳感器。插入式框架可以使用磁體或塑料卡扣/凹口，以便牢固地耦合到傳感器外殼。tpo覆蓋層可以被放置在觸摸傳感器的頂部，并且插入式框架將在覆蓋層的頂部下降，以將其固定到觸摸傳感器。

容納在tsa(5220)內(nèi)的磁體5221與磁性tpo保持邊框5330內(nèi)的相應(yīng)磁體5331配合。這些圖中所示的tpo(5210，5310)被設(shè)計(jì)成通過tpo磁性保持邊框(5230,5330)在邊緣處被保持。

使用通孔磁體的tpo附接(5400)-(5500)

如在圖54(5400)-圖55(5500)中描繪的替代實(shí)施例中大體描繪的，該構(gòu)造技術(shù)的其它變體可以包括在tpo(5410,5510)中的孔5411，孔5411對(duì)應(yīng)于tsa(5420,5520)磁體5421和tpo磁保持邊框(5430,5530)中的磁體5431，使得tpo(5410,5510)的保持通過在tpo(5410,5510)的拐角處的磁體(5421,5431)和tpo磁性保持邊框(5430,5530)來實(shí)現(xiàn)。該變體需要tpo(5410,5510)的更大的占用面積，以允許磁體(5421,5431)在tpo(5410,5510)，tsa(5420,5520)和tpo磁性保持邊框(5430,5530)的角部處重疊。

tpo鉸接邊框附接到tpa(5400)-(5500)

可以將觸摸傳感器外殼構(gòu)造成使得邊框區(qū)域在鉸鏈上打開?？梢詫⒏采w層放置在觸摸傳感器上，并且可以將邊框向下關(guān)閉返回，將覆蓋層固定到下面的傳感器。圖55(5500)-圖56(5600)中，tpo(5510)可以被配置成允許使用tpo鉸接保持邊框5530附接到tsa(5520)。包含在tsa組件5520內(nèi)的鉸鏈5521與tpo保持邊框5630內(nèi)的相應(yīng)鉸鏈元件5631配合。與前述實(shí)施例一樣，可以使用磁體將tpo保持邊框5630固定到tsa組件5620，這些磁體可以被放置在如所描述的一個(gè)或多個(gè)組件角落處。一些替代實(shí)施例可以利用tsa組件5620的前部上的閂鎖機(jī)構(gòu)來固定tpo保持邊框5630。

圖55(5500)-圖56(5600)示出了如何使用鉸接框架將覆蓋層固定到觸摸傳感器。為了安裝覆蓋層，簡(jiǎn)單地打開框架，在觸摸傳感器的頂部放置新的覆蓋層，并且關(guān)閉框架。覆蓋層將在鉸接框架下方延伸，使得它將牢固地保持抵靠觸摸傳感器。鉸接框架可以通過鉸鏈在一側(cè)固定，并且可以用磁體在另一側(cè)固定。注意，觸摸傳感器被集成到該殼體中，并且不可移除(僅覆蓋層是可移除的)。鉸接框架可以用鉤/扣系統(tǒng)而不是磁體進(jìn)行固定。當(dāng)鉤被滑動(dòng)打開時(shí)，可以用彈簧彈開鉸接框架。根據(jù)這種構(gòu)造，鉸鏈也可以用突片替代，以形成可拆卸的框架。

tpo識(shí)別機(jī)構(gòu)(5600)-(6300)

概覽

如前面“軟件”部分所述，重要的是保持應(yīng)用軟件與當(dāng)前位于tsa傳感器頂部的tpo覆蓋層“同步”。如果軟件與覆蓋層不匹配，則覆蓋層不會(huì)如用戶期望的起作用。不斷地確保應(yīng)用軟件與當(dāng)前覆蓋層匹配是一項(xiàng)困難的任務(wù)。解決這個(gè)問題的一種方法是構(gòu)建一個(gè)系統(tǒng)，其中軟件可以檢查哪個(gè)覆蓋層當(dāng)前位于觸摸傳感器上。實(shí)現(xiàn)此功能的方法在以下部分中描述。

圖57(5700)-圖64(6400)示出如何構(gòu)造覆蓋層，使得傳感器可以檢測(cè)哪個(gè)覆蓋層當(dāng)前被放置在傳感器的頂部。點(diǎn)陣圖案與力分布覆蓋層識(shí)別方法一起使用。也可以使用具有嵌入式rfid標(biāo)簽的覆蓋層。如前所述，觸摸傳感器可以由能夠從該標(biāo)簽讀取id的rfid讀取器構(gòu)成。另外，rfid標(biāo)簽可以用天線和通用微控制器來代替，該微控制器被編程以調(diào)制從rfid讀取器發(fā)送的電磁波。微控制器可以從rfid讀取器接收電力并響應(yīng)id請(qǐng)求。tpo的光學(xué)識(shí)別正在使用條形碼和/或qr碼。導(dǎo)電圖案也可以用于使用電容，電導(dǎo)或電感測(cè)量進(jìn)行的識(shí)別。應(yīng)當(dāng)注意，光學(xué)和電容識(shí)別標(biāo)記可以被放置在覆蓋層的任一側(cè)上。這些標(biāo)記也可以被放置在覆蓋層的邊緣上。標(biāo)記位置取決于id感測(cè)電子器件如何在傳感器外殼內(nèi)定位。

在許多優(yōu)選的發(fā)明實(shí)施例中的tpo結(jié)構(gòu)可以包括如圖57(5700)-圖64(6400)中概括描述的某種形式的唯一標(biāo)識(shí)機(jī)構(gòu)。這些tpo唯一標(biāo)識(shí)符(tpi)允許軟件控制tss，以在給定tpo被施加到tsa的表面時(shí)自動(dòng)重新配置操作。各種tpi識(shí)別方法為本發(fā)明所預(yù)期并且現(xiàn)在將被討論。

示例性tpo/tsa組件(5600)

圖57(5700)示出了已經(jīng)被配置為與tsa平板5720配合的示例性tpo(5710)。這種示例性tsa+tpo配置將被用作下面描述的各種tpo識(shí)別方法的基本示例。

嵌入式tpo磁體(5700)

圖58(5800)示出了當(dāng)tpo被放置在tsa上時(shí)tpo中的嵌入式磁體用于唯一地識(shí)別tpo。其中磁體可以位于tpo內(nèi)，以與嵌入tsa(未示出)中的相應(yīng)磁體配合。這允許tpo結(jié)構(gòu)正向配合到tsa表面，從而實(shí)現(xiàn)tpo和tsa表面的配準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)。該圖示出了磁體如何可以嵌入覆蓋層本身中。如果觸摸傳感器殼體在相同位置具有互補(bǔ)磁體，則覆蓋層可以直接接附到傳感器的頂部。

tpo磁性識(shí)別(5800)

圖59(5900)示出了包括如上所述的tpo定位磁體位置5911并且還包括了多個(gè)tpi識(shí)別磁體位置5912的tpo結(jié)構(gòu)5910，這些tpi識(shí)別磁體位置5912可以被磁體填充，所述磁體由tsa內(nèi)的相應(yīng)磁力計(jì)(例如，霍爾效應(yīng)傳感器或等效檢測(cè)器)檢測(cè)。通過選擇性地填充tpi識(shí)別磁體位置5912，tsa磁力計(jì)可以識(shí)別特定tpo特有的位流(bitstream)，并且因此裝載適當(dāng)?shù)能浖?qū)動(dòng)器和應(yīng)用軟件，以處理所接收的來自于由tsa感測(cè)的按壓壓力的信息。也可以在不使用磁力計(jì)的情況下，通過將用于每個(gè)tpi識(shí)別磁體位置5912的相應(yīng)磁體嵌入在tsa內(nèi)、并測(cè)量在每個(gè)tpi位置處檢測(cè)到的壓力，來利用該識(shí)別機(jī)構(gòu)。未安裝磁體的tpi位置將記錄很少壓力或沒有檢測(cè)到壓力，而具有安裝的磁體的tpo中的tpi位置將檢測(cè)到可轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的tpi識(shí)別位流的tsa壓力的可測(cè)量的增加。

凸起的tpo壓力標(biāo)記(力分布識(shí)別)(5900)

由于覆蓋層被放置在力敏感觸摸傳感器上，所以可以修改覆蓋層，使得它對(duì)傳感器施加獨(dú)特的力分布圖案。可以形成這種力分布圖案，使得它是唯一的，這將允許軟件將不同的覆蓋層相互區(qū)分開。圖60(6000)示出了通過在覆蓋層的底側(cè)上放置小突起來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的一種方式。這些突起將推入觸摸傳感器，產(chǎn)生可檢測(cè)的力分布圖案。可以產(chǎn)生一種方案，其中所有覆蓋層都具有其中存在這些突起的傳感器的指定區(qū)域。如果是這種情況，則可以使用二進(jìn)制編碼為每個(gè)覆蓋層分配唯一的id。突起的存在可以映射到“1”，并且突起的不存在可以是“0”。該二進(jìn)制方案可以被解碼成覆蓋層id。當(dāng)在傳感器上放置新覆蓋層時(shí)，傳感器可以讀取新覆蓋層的id，并智能地加載與覆蓋層中呈現(xiàn)的功能匹配的正確軟件。

作為示例，圖60(6000)示出了包括如上所述的tpo定位磁體位置6011并且還包括了多個(gè)凸起的tpi識(shí)別標(biāo)記位置6012的tpo結(jié)構(gòu)6010，這些tpi識(shí)別標(biāo)記位置6012可以包括升高到tpo的平面之上的各種形狀，并且在tsa的表面上施加被限定的壓力分布。通過在tpi識(shí)別標(biāo)記位置6012處提供正確的形狀和/或位置，tsa可以檢查壓力敏感表面的該區(qū)域，并且借助于在tpi(6010)后表面之上呈現(xiàn)的唯一的壓力分布來確定tpo的識(shí)別，tpi識(shí)別標(biāo)記位置6012的壓力分布形狀和/或位置可以用在該識(shí)別過程中。注意，在該識(shí)別過程中可以使用tpi識(shí)別標(biāo)記位置6012的壓力分布形狀和/或位置。因此，特定形狀可以唯一地識(shí)別tpo和/或識(shí)別來自可以用于完成該識(shí)別的壓力分布的數(shù)據(jù)的二進(jìn)制編碼。應(yīng)當(dāng)注意，通過使用壓力分布周長(zhǎng)信息的這種識(shí)別技術(shù)也可以與圖59(5900)中詳細(xì)描述的磁性方法一起使用。

使用用于tpo結(jié)構(gòu)的壓力標(biāo)記識(shí)別的其它示例在圖121(12100)-圖125(12500)中進(jìn)行了更詳細(xì)地描述，其中在圖128(12800)的流程圖中提供了相應(yīng)的方法識(shí)別。

觸覺條形碼識(shí)別(6000)-(6100)

圖61(6100)-圖62(6200)示出了使用觸覺條形碼6112來識(shí)別tpo(6110)。該壓敏方法類似于圖60(6000)中描述的方法，并且可選地包括配準(zhǔn)磁體6111，不同之處在于，觸覺條形碼6112通常包含足夠的內(nèi)部配準(zhǔn)信息，使得其可以被放置在tpo上的任何位置，并且無需配準(zhǔn)磁體6111也仍然能夠被tsa適當(dāng)?shù)刈R(shí)別。在一些情況下，tpo識(shí)別過程可以通過“滑動(dòng)”tpo以將條形碼按壓到tsa的表面上、并因此影響tsa掃描邏輯對(duì)條形碼的識(shí)別來得到增強(qiáng)。在圖61(6100)中還描繪了凸起紋理快速響應(yīng)(qr)碼6113的使用，其也可以與所示條形碼類似的方式使用，以提供tpo識(shí)別信息和可能的應(yīng)用軟件的源信息和/或用于tpo配置的驅(qū)動(dòng)器。

光學(xué)識(shí)別(6000)-(6100)

可替代地，可以采用光學(xué)解決方案來識(shí)別位于傳感器頂部的覆蓋層。例如，條形碼或qr碼可以被放置在tpo覆蓋層的底側(cè)(圖61(6100)-圖62(6200))。tsa力傳感器可以配備有條形碼掃描器/相機(jī)，其讀取唯一的條形碼/qr碼，并確定什么特定的tpo覆蓋層位于傳感器的頂部。也可以使用安裝的相機(jī)俯視tsa傳感器來識(shí)別不同的覆蓋層。

tporfid識(shí)別(6200)

識(shí)別哪個(gè)覆蓋位于傳感器頂部的另一種方式是將rfid標(biāo)簽嵌入到每個(gè)覆蓋層中。只要觸摸傳感器對(duì)磁場(chǎng)透明，rfid天線就可以直接被放置在觸摸傳感器的下面。該天線可以連接到能夠讀取覆蓋層中的rfid標(biāo)簽的電子設(shè)備。對(duì)于模制覆蓋層，rfid標(biāo)簽可以被嵌入模具本身中。對(duì)于機(jī)械和可變形覆蓋層，rfid標(biāo)簽可以被放置在覆蓋層的底部。必須小心，使得rfid層繼續(xù)允許力傳遞到下面的觸摸傳感器。

圖63(6300)示出了包括嵌入在tpo(6310)內(nèi)的rfid(6312)的tpo(6310)，其可以將tpo(6310)的標(biāo)識(shí)被動(dòng)地通信到tsa內(nèi)存在的相應(yīng)rfid通信接口。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，rfid(6312)的形狀因子可以基于應(yīng)用環(huán)境和特定rfid技術(shù)的選擇而廣泛變化。rfid(6312)可以是如圖所示的分離部件，或者在一些優(yōu)選實(shí)施例中，rfid(6312)可以被包括在tpo(6310)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中。

tpo短路條識(shí)別(6300)

圖64(6400)示出與tsa(6420)配合的tpo(6410)，其中tpo識(shí)別是由于存在于與相應(yīng)的tsa(6420)表面中的相應(yīng)開關(guān)觸點(diǎn)6422配合的tpo(6410)中存在的短路條6412而發(fā)生的。在tpo(6410)上合適地放置短路條6412使得可以由tsa(6420)解釋二進(jìn)制代碼，并發(fā)生tpo(6410)的識(shí)別。

tpo電容和/或電感識(shí)別(6300)

此外，導(dǎo)電電極可以被附接，印刷或嵌入tpo覆蓋層?？梢匝刂|摸傳感器的邊緣放置電容和/或電感傳感器的陣列。這些電容和/或電感傳感器可檢測(cè)這些電極的存在/缺失。再次，這些電極可以被用作二進(jìn)制編碼以區(qū)分不同的覆蓋層。

作為示例，圖64(6400)中描繪的配置的其它變體可以使用tsa(6420)中的觸點(diǎn)6422與tpo(6410)中存在的相應(yīng)導(dǎo)電條之間的電容和/或電感的耦合差異，在所述tpo(6410)匹配到所述tsa(6420)時(shí)檢測(cè)電容和/或電感的變化，以通過存在于所述tpo(6410)中的導(dǎo)電條6412的存在/不存在來識(shí)別所述編碼的tpo標(biāo)識(shí)?？梢允褂胻po表面上的或嵌入在tpo內(nèi)的導(dǎo)電材料中的差異來檢測(cè)電容和/或電感的這些變化。

示例性tpo檢測(cè)硬件

雖然可以采取多種硬件方法來影響tpo覆蓋層的自動(dòng)檢測(cè)，但是下面列出的示例性非排他硬件提供了可以與許多發(fā)明實(shí)施例一起使用的典型的接口硬件。

電容檢測(cè)

●模擬器件公司(analogdevices)型號(hào)ad7147a-單電極電容傳感器的captouch可編程控制器

●愛特梅爾(atmel)型號(hào)at42qt2120–q觸摸12-信道觸摸傳感器ic。

電感檢測(cè)

●德州儀器型號(hào)ldc1000-電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器。

●德州儀器型號(hào)ldc1312/1314–用于電感式感測(cè)的多通道12位電感至數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ldc)。

磁性檢測(cè)

●德州儀器型號(hào)drv5053–模擬雙極霍爾效應(yīng)傳感器。

●東芝(toshiba)型號(hào)tcs20dlr-cmos數(shù)字集成電路硅單片數(shù)字輸出磁性傳感器。

示例性tpo形式

以下討論詳述了各種預(yù)期的示例性tpo形式。本領(lǐng)域技術(shù)人員無疑將能夠使用所提出的教導(dǎo)來擴(kuò)展這些功能形式以包括各種各樣的結(jié)構(gòu)。雖然出于說明本文的概念的目的，已經(jīng)提供了夸大的水平尺寸和垂直尺寸，但是這些尺寸和比例不限制本發(fā)明的范圍。許多應(yīng)用環(huán)境將包括所公開的tpo結(jié)構(gòu)的功能，但是以更緊湊的形式因子(formfactor)來支持具有薄的便攜形式因子的薄的定制控制臺(tái)結(jié)構(gòu)或預(yù)先限定的控制臺(tái)界面。

機(jī)械覆蓋層

先前討論的類型的覆蓋層(平坦和3d)都需要使用柔性材料，以便有效地將力從用戶傳遞到觸摸傳感器。然而，有一種方法用剛性材料來構(gòu)建覆蓋層。這種類型的覆蓋層在本發(fā)明的公開中被稱為機(jī)械覆蓋層。這種類型的覆蓋層可以由任何材料制成，只要它有效地將感興趣的用戶輸入轉(zhuǎn)換到下面的觸摸傳感器。例如，可以構(gòu)造具有物理按鈕，開關(guān)，旋鈕，滑塊和操縱桿的覆蓋層，使得與這些特征的交互轉(zhuǎn)換為觸摸傳感器上的可區(qū)分的輸入。機(jī)械tpo覆蓋層的示例在圖65(6500)-圖104(10400)中示出，并在下文進(jìn)行詳細(xì)描述。

圖65(6500)-圖104(10400)描繪了機(jī)械覆蓋層的示例。在這些例子中，不使用柔性材料。相反，機(jī)械小部件(滑塊，旋鈕，撥動(dòng)開關(guān)和按鈕)被設(shè)計(jì)成使得它們將來自用戶輸入的力傳遞到下面的觸摸傳感器。各種視圖示出了機(jī)械覆蓋層的橫截面，并且描繪了在這些實(shí)施例中如何實(shí)現(xiàn)滑塊和按鈕?；瑝K被構(gòu)造成使得滑動(dòng)元件的底部總是與觸摸傳感器接觸。這允許傳感器連續(xù)讀取滑塊的位置，當(dāng)用戶來回移動(dòng)滑塊時(shí)更新滑塊位置。另一方面，默認(rèn)情況下，按鈕并不觸及傳感器。當(dāng)使用者按壓按鈕時(shí)，觸摸傳感器能夠通過感測(cè)行進(jìn)中的按鈕軸所施加的力來檢測(cè)按鈕激活。

這些圖顯示了如何創(chuàng)建模塊化覆蓋層。這些覆蓋層的每個(gè)包含磁體，并且可以被安裝到其后面具有鐵磁材料的觸摸傳感器。這允許覆蓋層被放置在觸摸傳感器上的任何地方。在一些情況下，預(yù)期實(shí)現(xiàn)平坦、柔性、模塊化的覆蓋層。該覆蓋層可以用于指示通用觸摸輸入，或者可以指示傳感器的特定區(qū)域被指定用于繪制。在后一種情況下，可以特別選擇該覆蓋層的頂部材料，以增強(qiáng)書寫體驗(yàn)。圖48(4800)和圖126(12600)-圖127(12700)示出了當(dāng)觸摸傳感器被填充各種不同的模塊化覆蓋層時(shí)它們可能看起來像什么。由于這些覆蓋層是磁性的，它們可以以任何方式被重新布置。這允許用戶創(chuàng)建定制的、強(qiáng)大的、然而直觀的物理界面。

tpo按鈕(6400)-(6700)

在一些優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明可以如圖65(6500)-圖68(6800)中概括描繪的tpo按鈕形式實(shí)現(xiàn)。這種一般類型的按鈕可以具有各種各樣的形式，但是如圖所示的按鈕包括在裝置的四個(gè)底角處的磁體，以及啟動(dòng)tsa上的壓力讀數(shù)的彈簧加載壓力觸點(diǎn)。

tpo搖桿開關(guān)(6800)-(7100)

在一些優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明可以如圖69(6900)-圖72(7200)中概括描述的tpo搖桿開關(guān)形式來實(shí)現(xiàn)。所示的實(shí)施例提供四個(gè)磁體和一個(gè)雙位置搖桿，該四個(gè)磁體用以將搖臂開關(guān)固定到tsa，該雙位置搖桿鉸接(articulate)向tsa的表面提供壓力的彈簧加載接觸器。如圖所示，可包括有球軸承，以減少與搖臂開關(guān)位置的變化相關(guān)的摩擦阻力。

tpo滑塊(7200)-(7500)

在一些優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明可以通常如圖73(7300)-圖76(7600)所示的tpo滑塊形式實(shí)現(xiàn)。該滑塊提供在運(yùn)動(dòng)中具有一個(gè)自由度的模擬線性接觸器。這可以實(shí)現(xiàn)由tsa壓力傳感器解釋的各種線性和數(shù)字輸入。

tpo旋鈕(7600)-(7900)

在一些優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明可以如圖77(7700)-圖80(8000)中概括描繪的tpo旋鈕形式來實(shí)現(xiàn)。tpo旋鈕實(shí)施例以類似于滑塊的方式操作，不同之處在于，旋轉(zhuǎn)旋鈕指示器用于圍繞旋鈕的旋轉(zhuǎn)軸線向tpa提供徑向壓力。間隔泡沫墊圈和保持緊固件提供必要的摩擦，以在旋轉(zhuǎn)后保持旋鈕位置。與具有滑塊一樣，具有可選的滾珠軸承接觸點(diǎn)的彈簧致動(dòng)接觸器提供檢測(cè)鼠狀定位器位移所需的tpa壓力。

所示的旋鈕提供繞旋轉(zhuǎn)軸線的完全線性的圓形行程。然而，與傳統(tǒng)電位計(jì)功能相比，本例中可以在定位機(jī)構(gòu)中包括制動(dòng)器，以提供旋轉(zhuǎn)開關(guān)功能。

tpo鼠標(biāo)/鼠狀定位器(8000)-(8700)

在一些優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明可以如圖81(8100)-圖88(8800)中概括描繪的tpo鼠標(biāo)/鼠狀定位器形式來實(shí)現(xiàn)。該示例性tpo實(shí)施例描述了一種兩件式鼠標(biāo)/鼠狀定位器組件，其中，鼠標(biāo)/鼠狀定位器殼8510與可更換的接觸表面板8520配合，其通過其底部表面上的突起與tsa表面進(jìn)行壓力接觸。如在圖85(8500)中概括描繪的，鼠標(biāo)/鼠狀定位器殼8510被設(shè)計(jì)成經(jīng)由被擠壓制造在鼠標(biāo)/鼠狀定位器殼8510的主體內(nèi)的滑動(dòng)通道來接納對(duì)應(yīng)的有索引的可更換的接觸表面板8520。

如圖87(8700)-圖88(8800)中所描述的變體中所示，接觸表面板可以多種方式配置，以提供唯一地識(shí)別鼠標(biāo)/鼠狀定位器的多個(gè)不同的壓力模式。當(dāng)然，使用這些教導(dǎo)也可以產(chǎn)生單件式鼠標(biāo)/鼠狀定位器配置。然而，選擇人體工程學(xué)鼠標(biāo)殼8510并且利用多個(gè)可更換的接觸表面板8520重新對(duì)其進(jìn)行配置的能力允許當(dāng)與諸如游戲應(yīng)用等軟件進(jìn)行交互時(shí)的用戶的大的自由度。

如圖81(8100)-圖88(8800)所示的鼠標(biāo)/鼠狀定位器tpo的結(jié)構(gòu)允許鼠標(biāo)/鼠狀定位器頂部的側(cè)向壓力差被轉(zhuǎn)換為所感測(cè)到的tsa上的壓力差。例如，當(dāng)壓力在可更換接觸表面板8520的底部上的各種表面接觸墊(8521，8522，8523)之間重新分布時(shí)，這可以由軟件解釋為等效的鼠標(biāo)點(diǎn)擊或其他gui消息信息。如圖88(8800)所示的其它接觸墊結(jié)構(gòu)允許在兩個(gè)或更多個(gè)軸線上檢測(cè)壓力差，這取決于設(shè)置在接觸板的底表面上的接觸墊的數(shù)量和類型。各種接觸點(diǎn)的變化的數(shù)量和布置提供與用戶輸入活動(dòng)相關(guān)聯(lián)的各種動(dòng)作。

tpo操縱桿(8800)-(9500)

在一些優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明可以如圖89(8900)-圖96(9600)中概括描繪的tpo操縱桿形式實(shí)施。這些圖公開了一種操縱桿，其可以通過磁性吸引與tsa表面配合，并允許操縱桿在各種各樣的位置被鉸接。tsa和操縱桿之間的接觸點(diǎn)可以最佳地是具有可選的集成球軸承的彈簧加載接觸器。如在圖95(9500)-圖96(9600)中概括描繪的，操縱桿還可以包括可以在給定的操縱桿位置處用作選擇器的彈簧加載按鈕(和相應(yīng)的壓力接觸軸)。該動(dòng)作可以模仿鼠標(biāo)鍵的功能。由于操縱桿的坐標(biāo)位置是操縱桿徑向角的非線性函數(shù)，因此可以使用軟件來校正所測(cè)量的tsa壓力位置和操縱桿的用戶定位角度之間的關(guān)系。

tpo觸控板(9600)-(9900)

在一些優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明可以如圖97(9700)-圖100(10000)中總體描述的tpo觸控板形式實(shí)現(xiàn)。這種形式的tpo可以在特定應(yīng)用的tpo的表面上具有特殊的標(biāo)記或其他觸覺形式。因此，它表示了將軟件特定功能并入tsa的非常通用的方法。

tpo輔助鍵盤(10000)-(10300)

在一些優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明可以如圖101(10100)-圖104(10400)中概括描繪的tpo輔助鍵盤形式來實(shí)現(xiàn)。上述tpo觸控板可以用定制覆蓋層和配置有與鍵盤覆蓋層中的每個(gè)鍵相關(guān)聯(lián)的接觸點(diǎn)的相關(guān)定制索引壓力接觸器(ipc)來增強(qiáng)。

平坦覆蓋層(10500)

物理觸摸傳感器增強(qiáng)的最簡(jiǎn)單形式是用平坦的柔性覆蓋層實(shí)現(xiàn)的。此覆蓋層可以印有指示不同傳感器功能的標(biāo)記。例如，qwerty鍵盤覆蓋層可以就是具有印刷在其頂部表面上的鍵盤圖案的薄的、柔性的塑料膜。當(dāng)被放置在傳感器上時(shí)，傳感器可以變成功能鍵盤，能夠?qū)⒂|摸數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為鍵盤按鍵(假設(shè)還啟用了正確的軟件)。覆蓋層向用戶提供視覺反饋，增加了鍵盤功能的可用性。在圖105(10500)中示出了具有多個(gè)觸覺表面圖案的這些平坦的top覆蓋層的各種示例。

tpo觸控板/輔助鍵盤覆蓋層結(jié)構(gòu)(10400)-(11100)

本發(fā)明可以如圖105(10500)-圖112(11200)中大體描繪的那樣實(shí)現(xiàn)各種tpo觸控板/輔助鍵盤覆蓋層。在這些附圖中提供的示例以正方形配置，但是可以用任何類型的周邊形式進(jìn)行構(gòu)造。另外，雖然在圖中描繪了九個(gè)鍵，但是本發(fā)明可以基于應(yīng)用環(huán)境包括任何數(shù)量的鍵。圖中表示的鍵包括有浮雕標(biāo)記，但這不是對(duì)本發(fā)明的限制。

這些圖描繪了使用三維柔性覆蓋層可能制備的各種特征的覆蓋層橫截面?？梢蕴砑蛹y理，以向用戶提供觸覺反饋。還可以在特征周圍添加凹痕或脊，以增加可用性。也可以創(chuàng)建獨(dú)立的升高/降低按鈕。精細(xì)的指示器可以用小的凸起隆起物來實(shí)現(xiàn)。最后，圓頂開關(guān)按鈕可以模制有三維覆蓋層，以在使用設(shè)備時(shí)給用戶提供按鈕“感覺”。

圖105(10500)描繪了可以具有或可以不具有與其結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的印刷文本和/或鍵表面紋理的基本平面觸控板/輔助鍵盤覆蓋層。圖106(10600)示出了包括圍繞按鈕/鍵的邊緣凹痕的觸控板/輔助鍵盤覆蓋層。圖107(10700)示出了包括圍繞按鈕/鍵的邊緣脊的觸控板/輔助鍵盤覆蓋層。圖108(10800)示出了凸起的鍵/按鈕觸控板/輔助鍵盤覆蓋層。圖109(10900)示出了按壓/下降的鍵/按鈕觸控板/輔助鍵盤覆蓋層。圖110(11000)示出了具有凸起隆起物標(biāo)記的按壓/下降的鍵/按鈕觸控板/輔助鍵盤覆蓋層。

圖111(11100)示出了圓頂鍵/按鈕觸控板/輔助鍵盤覆蓋層。圖112(11200)示出了具有鍵罩的圓頂鍵/按鈕觸控板/輔助鍵盤覆蓋層。使用3d覆蓋層，可以使覆蓋層的背面不平坦。這允許覆蓋層控制激活傳感器所需的力的水平。例如，可以創(chuàng)建圓頂開關(guān)結(jié)構(gòu)，使得需要最小水平的力來實(shí)際將力傳遞到傳感器(圖111(11100)-圖112(11200))。

模塊化tpo結(jié)構(gòu)(11200)-(11900)

在一些優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)如圖(00)-圖(00)中概括描述的模塊化結(jié)構(gòu)形式的tpo。這些示例性實(shí)施例沿tpo結(jié)構(gòu)的x軸和y軸包括了對(duì)稱的鎖定和扣緊(latch-and-clasp)機(jī)構(gòu)。這些對(duì)稱的鎖定和扣緊結(jié)構(gòu)允許多種tpo結(jié)構(gòu)被配合并放置在tsa上，以形成到tsa的集成觸覺觸摸傳感器界面。

如圖113(11300)-圖116(11600)的單鍵圖中所示，每個(gè)tpo結(jié)構(gòu)包括與相鄰tpo結(jié)構(gòu)中的相應(yīng)凹形部分配合的水平/垂直的鎖定和扣緊凸形部分。如圖116(11600)所示，為了美觀目的，這些鎖定和扣緊凸形部分可以在包含這些結(jié)構(gòu)的tpo陣列的外圍邊緣處被修剪或切除。當(dāng)相應(yīng)的凸形和凹形鎖定和扣緊部分配合時(shí)，可形成統(tǒng)一的tpo結(jié)構(gòu)，其中如本文所限定的各種tpo結(jié)構(gòu)可以組合，以形成到tsa的單件界面。在圖117(11700)-圖120(12000)中提供了該界面的3×3示例。

自動(dòng)識(shí)別模塊化tpo結(jié)構(gòu)(12000)-(12700)

在一些優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)如圖121(12100)-圖128(12800)中所示的具有集成的自動(dòng)識(shí)別機(jī)構(gòu)的tpo。這些示例性實(shí)施例包括位于每個(gè)tpo的底部上的tpo標(biāo)識(shí)符(tpi)基于位(bit-based)的識(shí)別碼，當(dāng)tpo被磁性地附接到tsa的表面時(shí)，tpo底部被tsa所感測(cè)。以這種方式，詢問tsa的軟件可以在tsa的表面上尋找特定的壓力位序列，并且自動(dòng)地識(shí)別位于該特定tsa位置處的tpo的類型。然后，該自動(dòng)tpo識(shí)別可以自動(dòng)加載適當(dāng)?shù)能浖?qū)動(dòng)程序和/或應(yīng)用軟件，而不需要用戶干預(yù)。

雖然圖121(12100)-圖128(12800)中描繪的示例性tpo結(jié)構(gòu)利用上述模塊化tpo連接特征，但是基于由編碼位模式的tsa進(jìn)行壓力感測(cè)的tpo結(jié)構(gòu)的自動(dòng)識(shí)別不需要此特征。然而，這些圖中的實(shí)施例被認(rèn)為是表示了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。

示例性tsa+tpo組裝鍵盤(12500)-(12600)

如圖126(12600)-圖127(12700)中大體描繪的，上述技術(shù)可以用于通過簡(jiǎn)單地將tpo元件放置在壓敏tsa表面上來組裝任意配置的鍵盤。當(dāng)與自動(dòng)識(shí)別特征結(jié)合時(shí)，tpo陣列提供了一種強(qiáng)大的方法來通過在用戶定義的陣列模式中簡(jiǎn)單地配合任意數(shù)量的不同tpo覆蓋層來生成定制鍵盤結(jié)構(gòu)。將tpo陣列放置在tsa上，然后自動(dòng)地使用基于由tsa中的tpd讀取的tpi標(biāo)識(shí)來正確地解釋每個(gè)單獨(dú)的tpo覆蓋層所需的適當(dāng)?shù)膽?yīng)用軟件和驅(qū)動(dòng)器來配置軟件。

示例性tsa+tpo識(shí)別方法(12700)

在許多發(fā)明實(shí)施例中，上述自動(dòng)tpo識(shí)別標(biāo)記可以與自動(dòng)tpo識(shí)別方法相關(guān)聯(lián)。如在圖128(12800)的流程圖中大體描繪的，示例性本發(fā)明自動(dòng)tpo識(shí)別方法可以概括描述為包括以下步驟：

(1)將tpo覆蓋層id編碼為tpo的底表面上的tpo基于位的物理標(biāo)識(shí)符(tpi)(12801)；

(2)將自動(dòng)識(shí)別的tpo施加到tsa表面(12802)；

(3)掃描tsa的表面，以定位與自動(dòng)識(shí)別的tpo相關(guān)聯(lián)的壓力點(diǎn)(12803)；

(4)確定是否在tsa表面上檢測(cè)到新的tpo壓力點(diǎn)，如果沒有，則進(jìn)行到步驟(10)(12804)；

(5)在tsa的表面上定位表示自動(dòng)id字段的tpi壓力配準(zhǔn)模式(trp)(12805)；

(6)使用所識(shí)別的trp配準(zhǔn)模式的位置來定位tpoid字段(tpi)(12806)；

(7)將所述tsa表面上的所定位的tpi字段從所述tpi內(nèi)的二進(jìn)制壓力點(diǎn)解碼為tpi索引(tpx)值(12807)；

(8)從將tpx索引作為查找索引鍵的應(yīng)用/驅(qū)動(dòng)器軟件數(shù)據(jù)庫(12811)檢索用于當(dāng)前所檢測(cè)的tpo的tpo支持軟件(12808)；

(9)使用從應(yīng)用/驅(qū)動(dòng)器軟件數(shù)據(jù)庫(12811)加載的tpx索引軟件向用戶呈現(xiàn)軟件應(yīng)用/用戶界面(12809)；

(10)基于從應(yīng)用/驅(qū)動(dòng)器軟件數(shù)據(jù)庫(12811)加載的現(xiàn)有的或動(dòng)態(tài)加載的軟件驅(qū)動(dòng)器/應(yīng)用，解釋來自被放置在tsa表面上的tpo的tsa輸入，并進(jìn)行到步驟(3)(12810)。

該一般方法可以根據(jù)多個(gè)因素進(jìn)行重大修改，可以具有本發(fā)明范圍內(nèi)所預(yù)期的重新排列和/或添加/刪除步驟。本發(fā)明的總體范圍預(yù)期包括本文所描述的該優(yōu)選示例性實(shí)施例方法和其它優(yōu)選示例性實(shí)施例方法的結(jié)合以及各種優(yōu)選示例性實(shí)施例系統(tǒng)。

優(yōu)選示例性系統(tǒng)概述

本發(fā)明優(yōu)選的示例性系統(tǒng)實(shí)施例預(yù)期了構(gòu)造的基本主題的各種各樣的變化，但是可以被概括為觸覺觸摸傳感器系統(tǒng)包括：

(a)觸摸傳感器陣列(tsa)；和

(b)tsa壓力覆蓋層(tpo)；

其中：

tsa包括包含行-列力檢測(cè)的壓力敏感表面(pss)；

tpo包括壓力接觸表面(pcs)；

tpo覆蓋pss；

tpo被配置為經(jīng)由pcs向pss傳遞壓力；

tsa被配置為確定所述tpo是否存在于所述pss上；

tsa包括被配置為檢測(cè)所述tpo的標(biāo)識(shí)(tpi)的tpo檢測(cè)器(tpd)；和

tsa被配置為基于所檢測(cè)的tpo的tpi來解釋所傳遞的壓力。

該一般系統(tǒng)概要可以通過本文描述的各種元件來擴(kuò)充，以產(chǎn)生與該總體設(shè)計(jì)描述相一致的多種發(fā)明實(shí)施例。

優(yōu)選實(shí)施例方法概述

本發(fā)明優(yōu)選的示例性方法實(shí)施例預(yù)期了實(shí)現(xiàn)的基本主題的各種各樣的變化，但是可以被概括為觸覺觸摸傳感器方法包括：

(1)在包含壓力接觸表面(pcs)的觸摸傳感器物理覆蓋層(tpo)內(nèi)對(duì)覆蓋層標(biāo)識(shí)(tpi)進(jìn)行編碼，以唯一地識(shí)別tpo的功能；

(2)將tpo覆蓋到觸摸傳感器陣列(tsa)的表面，所述觸摸傳感器陣列包括包含行-列力檢測(cè)的壓力敏感表面(pss)，以允許經(jīng)由pcs向pss傳輸壓力；

(3)使用tpo檢測(cè)器(tpd)讀取tpi；

(4)使用用戶計(jì)算裝置(ucd)通過硬件計(jì)算機(jī)接口(hci)來詢問tpi；

(5)基于由所述tpd讀取的tpi，在所述ucd上加載應(yīng)用軟件驅(qū)動(dòng)器(asd)；

(6)基于由tpd讀取的tsi向用戶呈現(xiàn)軟件應(yīng)用/界面；

(7)基于tpd讀取的tsi，通過hci解釋來自tsa輸入的輸入；和

(8)如果tso沒有被修改或更換，則進(jìn)行到步驟(6)，并且如果tpd已經(jīng)檢測(cè)到被放置在tsa上的tpo中的改變，則進(jìn)行到步驟(2)。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，這些方法步驟可以被增強(qiáng)或重新排列而不限制本發(fā)明的教導(dǎo)。該一般方法概述可以通過本文描述的各種元件來擴(kuò)充，以產(chǎn)生與該總體設(shè)計(jì)描述相一致的多種發(fā)明實(shí)施例。

系統(tǒng)/方法變化

本發(fā)明預(yù)期了在構(gòu)造的基本主題中的各種各樣的變化。前面提供的示例不代表可能的用法的整個(gè)范圍。那些示例的意思是引用了幾乎無限的可能性中的幾個(gè)。

該基本系統(tǒng)和方法可以用各種輔助實(shí)施例來擴(kuò)充，包括但不限于：

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中tpo的至少一部分是透明的。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中tpo的至少一部分是半透明的。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中所述tpo通過制造方法形成，所述制造方法選自由以下項(xiàng)組成的群組：注塑成型；3d打??；浮雕；從胚料覆蓋層激光切割；和從原料覆蓋層材料激光切割。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中所述tpo包括材料，所述材料選自由以下項(xiàng)組成的群組：羅杰斯公司的牌微孔聚氨酯；氨基甲酸酯；聚氨酯泡沫；硅膠；硅泡沫；氯丁橡膠泡沫；橡膠；熱塑性聚氨酯(tpu)；和保持打印的紙張的透明覆蓋層材料。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中tpo包括柔性覆蓋層。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中tpo包括柔性覆蓋層，所述柔性覆蓋層包括紋理表面。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中所述tpo包括柔性覆蓋層，所述柔性覆蓋層包括鍵/按鈕特征，所述鍵/按鈕特征選自由以下項(xiàng)組成的群組：具有表面紋理的鍵/按鈕；具有邊緣壓痕的鍵/按鈕；具有邊緣脊的鍵/按鈕；具有凸起的覆蓋層的鍵/按鈕；具有按壓/降低的覆蓋層的鍵/按鈕；具有凸起標(biāo)記的鍵/按鈕；具有圓頂覆蓋層的鍵/按鈕；和具有圓頂覆蓋層和鍵罩的鍵/按鈕。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中所述tpo包括剛性機(jī)械覆蓋層。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中所述tpo包括鍵盤，所述鍵盤選自由以下項(xiàng)組成的群組：qwerty鍵盤；dvorak鍵盤；法庭速記鍵盤；有數(shù)字輔助鍵盤的鍵盤；鋼琴鍵盤；樂器鍵盤；和音樂取樣器播放器鍵盤。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中tpo被配置為在接觸tsa時(shí)施加獨(dú)特的力分布。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中tpo還包括包含tpi的射頻識(shí)別(rfid)標(biāo)簽。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中tpo還包括可由所述tpd讀取的光學(xué)tpi，所述光學(xué)tpi選自由以下項(xiàng)組成的群組：條形碼，二維碼；和文本。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中tpo通過使用一個(gè)或多個(gè)磁體附接到tsa。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中使用選自由以下項(xiàng)組成的群組的機(jī)構(gòu)將tpo連接到tsa：周圍邊緣插入；側(cè)邊緣插入；磁性邊框；和鉸鏈邊框。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中tpi由tpd通過檢測(cè)位于tpo中的磁體來確定。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中tpi由tpd通過檢測(cè)pcs中存在的表面突起來確定。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中tpi由tpd通過tpo中存在射頻識(shí)別(rfid)標(biāo)簽來確定。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中tpo包括物理壓力產(chǎn)生裝置，所述物理壓力產(chǎn)生裝置選自由以下項(xiàng)組成的群組：滑塊；旋鈕；撥動(dòng)開關(guān)；按鈕開關(guān)；操縱桿；操縱桿/按鈕組合；和鼠標(biāo)/鼠狀定位器。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中tpo包括鼠標(biāo)/鼠狀定位器，其中由鼠標(biāo)/鼠狀定位器施加到pss的位置，旋轉(zhuǎn)和/或差異傾斜壓力由tsa感測(cè)。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中tpo包括鼠標(biāo)/鼠狀定位器，所述鼠標(biāo)/鼠狀定位器進(jìn)一步包括與可更換的接觸表面板配合的鼠標(biāo)/鼠狀定位器殼。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中tpd包括檢測(cè)器，所述檢測(cè)器選自選自由以下項(xiàng)組成的群組：磁力計(jì)；射頻識(shí)別(rfid)標(biāo)簽讀取器；射頻識(shí)別(rfid)標(biāo)簽陣列讀取器；相機(jī)；光學(xué)傳感器；電容傳感器；電感傳感器；和電導(dǎo)傳感器。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中tpo還包括導(dǎo)電電極，其被配置為向所述tsa的選定區(qū)域呈現(xiàn)預(yù)定的電容分布。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中tpo還包括導(dǎo)電電極，其被配置為向所述tsa的選定區(qū)域呈現(xiàn)預(yù)定的電導(dǎo)分布。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中tpo還包括導(dǎo)電電極，其被配置為向所述tsa的選定區(qū)域呈現(xiàn)預(yù)定的電感分布。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中tpo包括沿著tpo的x軸和y軸的對(duì)稱的鎖定和扣緊機(jī)構(gòu)，以允許形成多個(gè)tpo結(jié)構(gòu)的模塊化組合。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中tsa還包括硬件計(jì)算機(jī)接口(hci)，其被配置為與用戶計(jì)算裝置(ucd)交互，以響應(yīng)于由tpd檢測(cè)到與tpo相關(guān)聯(lián)的tpi而自動(dòng)在ucd上加載應(yīng)用軟件驅(qū)動(dòng)器(asd)。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中tpo包括可編程可變形膜，其由選自由以下項(xiàng)組成的群組的變形致動(dòng)器致動(dòng)：壓電元件；氣動(dòng)元件；和加熱元件。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中tpo被配置為接受來自tsa內(nèi)的光源的側(cè)向照明。

●在一個(gè)實(shí)施例中，其中tpo被配置為通過使用電力采集線圈來收集電能。

本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，基于上述發(fā)明描述內(nèi)教導(dǎo)的元素的組合的其他實(shí)施例是可能的。

廣義的計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)

在各種可替代實(shí)施例中，本發(fā)明可以被實(shí)現(xiàn)為計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，用于計(jì)算機(jī)化的計(jì)算系統(tǒng)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易理解，限定了由本發(fā)明所限定功能的程序可以任何適當(dāng)?shù)木幊陶Z言來編寫，和以許多形式被傳送給計(jì)算機(jī)，包括但不限于：(a)永久存儲(chǔ)在非可寫存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，只讀存儲(chǔ)器裝置，如rom或cd-rom盤)上的信息；(b)可改變地存儲(chǔ)在可寫存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，軟盤和硬盤驅(qū)動(dòng)器)上的信息；和/或(c)通過通信介質(zhì)，例如局域網(wǎng)，電話網(wǎng)絡(luò)，或例如因特網(wǎng)的公用網(wǎng)，傳送到計(jì)算機(jī)的信息。當(dāng)承載有實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法的計(jì)算機(jī)可讀指令時(shí)，這樣的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)代表了本發(fā)明的可替代實(shí)施例。

如本文所概述示出的，本發(fā)明的系統(tǒng)的實(shí)施例可以結(jié)合各種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)包括具有被嵌入其中的計(jì)算機(jī)可讀代碼裝置的計(jì)算機(jī)可用介質(zhì)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，與本文所述的各種處理過程相關(guān)聯(lián)的軟件可以被包含在各種各樣的計(jì)算機(jī)可存取介質(zhì)中，該軟件從所述計(jì)算機(jī)可存取介質(zhì)中被加載和啟動(dòng)。根據(jù)inrebeauregard，35uspq2d第1383(第5,710,578號(hào)美國(guó)專利)，本發(fā)明預(yù)期并包括了本發(fā)明范圍內(nèi)的這種類型的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。根據(jù)inrenuijten,500f.3d1346(fed.cir2007)(美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)09/211,928)，本發(fā)明的范圍所限制的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中所述介質(zhì)既是有形的也是非暫時(shí)的。

結(jié)論

已經(jīng)公開了允許高分辨率觸摸傳感器陣列(tsa)的物理增強(qiáng)的觸覺觸摸傳感器(tts)系統(tǒng)和方法。使用被放置在tsa頂部的tsa物理覆蓋層(tpo)來實(shí)現(xiàn)物理增強(qiáng)。tpo被構(gòu)造成將力傳遞到下層tsa。通過使用將施加在覆蓋層上的用戶力傳遞到下層tsa的柔性覆蓋層或剛性機(jī)械覆蓋層來實(shí)現(xiàn)力傳遞。在tpo中并入tpo標(biāo)識(shí)符(tpi)允許tpo檢測(cè)器(tpd)識(shí)別tpo，從而允許通過用戶計(jì)算裝置(ucd)自動(dòng)重新配置tsa的操作特性，以符合當(dāng)前施加的tpo結(jié)構(gòu)。ucd可以被配置為響應(yīng)于tpd從當(dāng)前施加的tpo讀取的tpi，自動(dòng)加載適當(dāng)?shù)膽?yīng)用軟件驅(qū)動(dòng)器(asd)。

權(quán)利要求解釋

以下規(guī)則在解釋本發(fā)明的權(quán)利要求時(shí)適用：

●權(quán)利要求前序部分應(yīng)被認(rèn)為是限制本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。

●“其中”分句應(yīng)被認(rèn)為是限制本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。

●“借以(whereby)”分句應(yīng)被認(rèn)為是限制本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。

●“適用于(adaptedto)”分句應(yīng)被認(rèn)為是限制本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。

●“適合于(adaptedfor)”分句應(yīng)被認(rèn)為是限制本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍。

●術(shù)語“方式(means)”具體地援引35u.s.c.§112(f)中所述的裝置加功能權(quán)利要求限制，并且這種權(quán)利要求應(yīng)被解釋為覆蓋說明書中描述的相應(yīng)結(jié)構(gòu)，材料或動(dòng)作及其等同物。

●短語“的方式(meansfor)”具體地援引35u.s.c.§112(f)中所述的裝置加功能權(quán)利要求限制，并且這種權(quán)利要求應(yīng)被解釋為覆蓋說明書中描述的相應(yīng)結(jié)構(gòu)，材料或動(dòng)作及其等同物。

●短語“的步驟(stepfor)”具體地援引35u.s.c.§112(f)中所述的裝置加功能權(quán)利要求限制，并且這種權(quán)利要求應(yīng)被解釋為覆蓋說明書中描述的相應(yīng)結(jié)構(gòu)，材料或動(dòng)作及其等同物。

●在35u.s.c.§112(f)中所述的步驟加功能權(quán)利要求限制應(yīng)被解釋為覆蓋說明書中描述的相應(yīng)結(jié)構(gòu)，材料或動(dòng)作及其等同物，僅針對(duì)包括短語“的方式”，“方式”或“的步驟”的這樣的權(quán)利要求。

●在表達(dá)“x和/或y”的上下文中的短語“和/或”，應(yīng)被解釋為限定集合“(x和y)”與集合“(x或y)”的并集，如由expartegross(uspto專利審理和上訴委員會(huì)，上訴2011-004811，序列號(hào)11/565411，“‘和/或’涵蓋只有元素a，只有元素b，或元素a和b都具有”的實(shí)施例)所解釋。

●這里提出的權(quán)利要求將根據(jù)在此呈現(xiàn)的說明書和附圖被解釋為具有足夠窄的范圍，例如不優(yōu)先于任何抽象概念。

●這里提出的權(quán)利要求將根據(jù)在此呈現(xiàn)的說明書和附圖被解釋為具有足夠窄的范圍，例如不排除任何想法的每個(gè)應(yīng)用。

●這里提出的權(quán)利要求將根據(jù)在此呈現(xiàn)的說明書和附圖被解釋為具有足夠窄的范圍，例如排除可以完全在人類心智中進(jìn)行的任何基本心理過程。

●這里提出的權(quán)利要求將根據(jù)在此呈現(xiàn)的說明書和附圖被解釋為具有足夠窄的范圍，例如排除可以完全由人類手工努力執(zhí)行的任何過程。

權(quán)利要求

雖然本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例已在附圖中示出，并且在前面的詳細(xì)說明中進(jìn)行了描述，應(yīng)該理解的是，本發(fā)明并不限于所公開的實(shí)施例，在不脫離所闡述的并由下述權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神的范圍內(nèi)，能夠有許多重新安排，修改和替換。

所主張的權(quán)利要求如下。