接合可压缩导电元件的无源用户输入附件及其方法 |
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| 申请号 | CN201180026094.4 | 申请日 | 2011-04-19 | 公开(公告)号 | CN102906661A | 公开(公告)日 | 2013-01-30 |
| 申请人 | 摩托罗拉移动有限责任公司; | 发明人 | 约翰·亨利·克朗恩布尔; 罗杰·阿迪; 吉里·斯拉比; | ||||
| 摘要 | 用户输入附件(201)被配置为选择性地附连到诸如 移动电话 的 电子 设备(100)。电子设备(100)包括可以配置为在电子设备(100)的一个或多个表面之间彼此分离是多个 电极 节点 (205)。可以与多个电极节点(205)进行操作 控制器 (105)被配置为感测流过电极节点(205)的 电流 (或者跨电极节点(205)的 电压 )。感测到的电压或电流根据来自用户输入附件(201)的可压缩导电元件(207)朝着电极节点(205)的压 力 建立接合标志(771)。控制器(105)被配置为从接合标志(771)识别户输入附件(201)，并且通过检测由于用户输入附件(201)的用户操纵而造成的每个电极节点(205)的电流或电压的变化而导致的接合标志(771)的改变来检测用户输入。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种电子设备，包括： |
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| 说明书全文 | 接合可压缩导电元件的无源用户输入附件及其方法技术领域背景技术[0002] 在当今社会中，“智能”电子设备变得越来越普遍。例如，不久前，移动电话是仅能够打电话的具有12个键的小键盘的简单设备。如今，“智能”电话、个人数字助理和其他便携式电子设备不仅被配置为可以打电话，还被配置为管理地址簿、维护日历、播放音乐和视频、显示图片和浏览网页。 [0003] 随着这些电子设备的功能变得越来越复杂，其用户界面也变得越来越复杂。具有有限数字键的先前的小键盘已经让位给复杂的用户输入设备，诸如触敏屏幕或触敏面板。在触敏设备中，用户沿着触敏控制表面作出一系列手势以操纵和控制应用而不是按下一系列的键。 [0004] 在这些设备变得更加强大的同时，这些设备也变得越来越小。这限制了许多当今的用户界面设备的功能。似乎总是没有足够的表面面积以用于设计者可能期望用户使用以在应用之间进行导航的各种用户界面控制。除了复杂问题之外，随着用户界面变小，其操作可能变得更具有挑战性。 [0006] 图1示出了根据本发明的实施例配置的一个电子设备。 [0007] 图2示出了根据本发明的一个实施例配置的一个电子设备和无源用户输入附件。 [0008] 图3示出了根据本发明的实施例配置的示例性电极节点。 [0009] 图4示出了与根据本发明的实施例配置的电子设备中的电极节点接合的替代突起-可压缩导电元件。 [0010] 图5示出了接合根据本发明的实施例配置的电子设备中的电极节点的另一突起-可压缩导电元件的横截面视图。 [0011] 图6示出了接合根据本发明的实施例配置的电子设备中的电子节点接合的可压缩导电元件的一个实施例。 [0012] 图7示出了根据本发明的实施例的一个电子设备的示意性框图。 [0013] 图8示出了根据本发明的实施例的无源用户输入附件的各种物理配置。 [0014] 图9示出了根据本发明的实施例的每一个导致不同初始接合的在可压缩导电元件与电极节点之间的示例性接触配置。 [0015] 图10示出了根据本发明的实施例的可以用于识别的两个不同初始接合。 [0016] 图11示出了根据本发明的实施例的在一个主面上具有突起的一个无源用户输入附件。 [0017] 图12示出了根据本发明的实施例的在三个主面上具有突起的一个无源用户输入附件。 [0018] 图13示出了根据本发明的实施例的在两个主面上具有突起的替代无源用户输入附件。 [0019] 图14示出了在第一模式中进行操作的根据本发明的实施例配置的电子设备。 [0020] 图15示出了在第二模式中进行操作的根据本发明的实施例配置的电子设备。 [0021] 图16示出了在第三模式中进行操作的根据本发明的实施例配置的电子设备。 [0022] 图17示出了根据本发明的实施例的用作触敏导航设备的无源用户输入附件的一个实施例。 [0023] 图18示出了适用于由根据本发明的实施例配置的无源用户输入附件使用的各种用户控制。 [0024] 图19示出了用于根据本发明的实施例配置的无源用户输入附件的一个应用。 [0025] 图20示出了用于根据本发明的实施例配置的无源用户输入附件的另一应用。 [0026] 图21示出了适用于由在根据本发明的实施例配置的电子设备中的一个或多个控制器执行的一种方法。 [0027] 本领域技术人员将认识到，为了简明和清楚而图示了在附图中的元素，并且没有必要按照比例绘制。例如，在附图中的一些元素的尺寸可以相对于其它元素被夸大，以有助于促进对本发明的实施例的理解。 具体实施方式[0028] 本发明的实施例提供了一种可以被配置为用户控制面的无源用户输入附件，从而沿着电子设备增加可用于用户操纵的区域。无源用户输入附件促进电子设备的用户定制，原因在于：可以基于期望的操作或控制模式来将不同用户输入附件耦合到电子设备。此外，本发明的实施例提供了一种完全的“可推迟”方案，原因在于：用户可以初始地购买标准配置的电子设备，并且然后可以通过在以后的时间添加一个或多个用户输入附件来定制电子设备。 [0029] 本发明的实施例允许用户在不使用插头、插座或其他标准电气连接的情况下扩展用户控制机制。本发明的实施例对于制造来说是成本有效的。根据本发明的实施例，一个或多个处理器能够仅通过配置为从一个或多个电极节点感测电流或电压的可执行代码来识别用户输入附件和从用户输入附件接收用户输入。(注意，如本领域公知的，电极节点可以替代地被称为电极极板、导电开关触点或导电触点。) [0030] 在一个实施例中，无源用户输入附件可以被配置为电子设备的电池盖。无源用户附件包括或接合一个或多个突起。突起可以从无源用户输入附件延伸，或者替代地，可以仅是通过无源用户附件接合的电子设备的一部分。在后者的情况下，突起从电子设备向上延伸，而不是附连到无源用户附件或从无源用户附件延伸。 [0031] 每个突起将一个或多个可压缩导电元件与互补电极节点接合。根据可压缩导电元件的数目、位置、掺杂、延展性和可压缩导电元件上的压力量，跨每个电极节点建立电阻。电阻影响跨每个电极的电压或者通过每个电极的电流。电阻的量取决于施加到可压缩导电元件的压力、可压缩导电元件的弹性以及可压缩导电元件与每个电极节点接触的对应表面面积。通过沿每个电极节点感测电压或电流，控制器可以根据用户输入附件的接合标志来识别用户输入附件。 [0032] 一旦被识别，这里被称为接合标志的跨所有电极节点的初始电子“足迹”可以被校准或归一化，使得由于用户施加的压力的变化而导致的随后的电流或电压改变、或者替代地在电极节点与可压缩导电元件之间的接触位置可以被检测为电属性变化。特定地，电属性变化将是由于跨电极节点的阻抗改变而导致的电压或电流的改变。控制器可以将这些电属性变化解释为用户输入附件的用户操作。注意，为了说明的目的，通常使用电流。然而，对于受益于本公开的本领域的普通技术人员来说，通过可压缩导电元件建立的阻抗可以被配置在分压器中，使得替代地可以感测电压。 [0033] 尽管下面的讨论中将智能电话用作说明性电子设备，但是受益于本公开的本领域的普通技术人员清楚的是本发明实施例并不限于此。例如，在此描述的用户输入附件可以被配置为可与任何数目的电子设备进行操作，电子设备包括移动设备、便携式计算设备、销售终端点、自动控制等。另外，尽管在此将电池盖用作一个说明性用户输入附件，但是将清楚的是，任何数目的可附连设备都可以被配置为用户输入附件。例如，根据本发明的实施例配置的用户输入附件可以被配置为相机镜头盖、保护外壳、承载特征等。 [0034] 在此描述的用户输入附件可以以多种方式被配置为控制设备。例如，在一个实施例中，用户输入附件被配置为触敏表面。随着用户沿着用户输入附件移动指部，每个可压缩导电元件的足迹根据用户的指部所施加的压力而改变。该改变可以通过感测跨每个电极节点的电压或电流的改变而被检测为用户操纵。替代地，用户输入附件可以被配置有一个或多个触觉键以用作小键盘。可选者，在用户输入附件中可以包括其他控制设备，诸如滑块、开关、拨动开关、控制杆等。尽管在此描述的用户界面可能是不同的，但是通过跨每个电极节点的电压或电流改变来确定对于每个的用户输入。 [0035] 从一个或多个电极节点接收输入的控制器包括操作模块，在一个实施例中，操作模块被配置为识别用户输入附件的类型或配置，并且响应于对附件的识别来适配电子设备的操作模式。在一个实施例中，当用户输入设备耦合到电子设备时，可压缩导电元件将接合标志传递到一个或多个电极节点。接合标志可以取决于很多因素，包括接触电极节点的可压缩导电元件的数量、可压缩导电元件接触的电极节点的几何形状以及跨每个电极节点测量的电流或电压。影响接合标志的因素包括接触电极节点的可压缩导电元件的掺杂、接触电极节点的可压缩导电元件的位置以及跨每个电极节点测量的电流或电压或信号相移。 [0036] 可由控制器操作的识别模块被配置为根据初始接合标志识别用户输入附件。在识别之后，在一个实施例中，适配模块于是可以响应于该识别通过改变操作模块、启动应用等来重新配置电子设备。该重新配置还可以包括在显示器上的数据呈现的改变。例如，在显示器是触敏显示器且用户输入附件被配置为触敏控制设备时，控制器可以响应于用户将主要使用用户输入附件而不是触摸屏来控制设备的推定来改变在显示器上的呈现。得到的沿显示器的用户指部的推定是不存在可以提供增强的数据呈现选择。适配模块可以进行与设备性能参数和用户偏好相关联的其他改变。 [0037] 现转到图1，其中示出了根据本发明的一个实施例配置的电子设备100的一个实施例。为了说明的目的而示作智能手机的电子设备100包括显示器101以及一个或多个端口和连接器104。还包括在图1中说明性地示作小键盘的用户输入组件102以及一个或多个可选专用键103。 [0038] 控制器105可在电子设备100内进行操作。控制器105能够执行诸如图21所示的那些程序指令，控制器105可以是微处理器、可编程逻辑器件、专用集成电路或其他类似设备。程序指令可以被存储在控制器105或存储器106中，或者可以被存储在可由控制器105操作的其他计算机可读介质中。 [0039] 在一个实施例中，控制器105被配置为与一个或多个模块进行操作，以执行本发明的实施例的功能。在图1的说明实施例中，模块包括识别模块107、校准模块108、输入感测模块109和适配模块110。在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以包括其他模块。这些模块可以被配置为可执行代码，或者替代地，可以被配置为硬件，诸如可编程逻辑器件或可并入、代替或可与控制器105操作的其他设备。控制器105以及这些模块中的每一个还被配置为可与系统的其他组件进行操作，其他组件包括诸如显示器驱动器、通信电路、用户输入端口或控制装置等的元件。 [0040] 识别模块107被配置为识别已经耦合到电子设备的用户输入附件的类型。如下所示，这通过对在用户输入附件初始地耦合到电子设备100时出现的接合标志进行分析来实现。接合标志分析可以包括感测跨电极节点的电压或电流。 [0041] 然后，校准模块108可以用于校准出初始接合标志。该“校准出”过程允许输入感测模块109检测通过电极节点的电流的改变或者跨电极节点的电压的改变。当用户操纵用户输入附件时，可压缩导电元件扩展并接触电极节点，从而改变跨每个电极节点的阻抗。输入感测模块109被配置为检测所得到的电流或电压的改变，并且然后将其解释为用户输入。 [0042] 适配模块110可以响应于用户输入附件被附连而重新配置电子设备100。重新配置可以以各种不同方式来发生。在一个实施例中，适配模块110可以重新配置在显示器101上呈现数据的方式。这样的重新配置可以包括根据在电子设备100上运行的特定应用可以指示的来移动信息、重新调整信息或重新定位信息。 [0043] 在另一实施例中，适配模块110可以被配置为，当用户输入附件被附连到电子设备100并且被识别时，启动一个或多个用户应用。通过示例的方式来说明，如果用户输入附件被配置为游戏控制器，则存储器106中的用户偏好可以请求，当用户输入附件被附连到电子设备100时启动特定游戏。类似地，如果用户输入附件被配置为媒体播放器控制器，则当附连媒体播放器用户输入附件时，用户可以期望通过电子设备100的控制器105来启动音乐播放器或视频播放器应用。因此，控制器105可以被配置为与适配模块110相结合地进行操作以实现这些结果。 [0044] 在另一实施例中，适配模块110可以被配置为改变与信号电平或其他数据输出特性相关的设置。接着前面的段落继续游戏控制器的示例，当游戏控制器被附连时，控制器105可以放大由电子设备100向用户传递的声音或触觉反馈。 [0045] 图2以立体视图示出了根据本发明的实施例的电子设备100和用户输入附件201以及示作在电子设备100上方的放大图像的截面图290。用户输入附件201被配置为选择性附连到电子设备100，意味着用户可以按照期望将用户输入附件附连到电子设备100以及从电子设备100拆开用户输入附件。当用户输入附件201对称时，用户可以关于z轴旋转用户输入附件201，以向电子设备100传递不同接合标志。 [0046] 因为图2的用户输入附件201不包含有源组件并且其本身没有电动势源，所以用户输入附件201被认为是“无源的”。换句话说，在用户输入附件201中不存在需要电压输入以进行操作的设备。 [0047] 在图2的说明性实施例中，用户输入附件201被配置为电池盖。电池盒202存在于电子设备100中并且被配置将可充电电池或一次电池203容纳在电池槽(battery well)204中。电池盖耦合到电子设备以覆盖电池盒202。 [0048] 在电池盒202内布置了多个电极节点205。图2所示的多个电极节点205彼此分离，并且跨电子设备的内表面进行布置。尽管跨图2中的电子设备的单个表面布置多个电极节点205，但是多个电极节点205还可以沿着多个表面进行布置，如图10-12所示。 [0049] 转到图3，其中示出了电极节点300的一个实施例的放大示图。电极节点300可以被复制以形成图2所示的多个电极节点(205)。 [0050] 电极节点300具有两个导体301、302，两个导体301、302可以被配置为印刷电路板或柔性基板上暴露的铜迹线或铝迹线。两个导体301、302彼此不电连接。在一个实施例中，两个导体301、302以交错指部303配置终止，其中，第一导体301的多个指部与第二导体302的多个指部以交错进行交替。 [0051] 在电子设备(100)内可以以各种方式配置电极节点300。例如，在一个实施例中，电极节点300可以仅沿电子设备(100)的表面而暴露。在另一实施例中，如图4所描述的，电极节点300可以被密封，以防止灰尘和碎屑损害电极的操作可靠性。在另一实施例中，导电覆盖物304可以置于电极节点300顶部，以允许电极节点300被暴露，还可以防止灰尘和碎屑。 [0052] 在图3的说明性实施例中，电极节点300被配置为圆形。受益于本公开的本领域的普通技术人员将清楚的是，本发明的实施例不限于此。电极节点300可以以很多几何形状、大小和交错配置中的任何一个来配置电极节点300。 [0053] 转回图2，用户输入附件201包括在与电子节点205的位置互补的位置中沿用户输入附件201布置的多个突起206。换句话说，当用户输入附件201附连到电子设备时，每个突起206与至少一个电极节点205在几何上对齐。因此，当用户输入附件201附连到电子设备时，多个突起206中的至少一个与对应的电极节点205对齐。 [0054] 注意，突起206的数目可以与电极节点205的数目相同、多于或少于电极节点205的数目。在图2的说明性实施例中，突起206的数目少于电极节点205的数目，如示出了8个电极节点205，而仅存在6个突起。如下所述，数目、位置或其组合还可以用于识别用户输入附件201。 [0055] 每个突起206被配置为使可压缩导电元件207与对应电极节点205接合。可压缩导电元件207由诸如弹性体的弹性挠性材料制造。他们还能够导通电流。这样的导电弹性体在本领域中是公知的，并且有时被称为“电阻丸(resistive pill)”。与本发明的实施例相关的导电弹性体的益处是四点：第一，可压缩。这允许改变要跨每个电极节点产生的表面接触面积。第二，导电弹性体可以被设计为具有在可接受准确度范围内的电阻。第三，弹性体可以掺杂有各种材料以设置相关电阻，或者改变可与用户输入附件进行操作的每个电阻丸的电阻。第四，导电弹性体容易成型。如图2所示，每个可压缩导电元件207的基底是圆形。当使用导电弹性体时，很容易实现这样的几何配置。 [0056] 在图2的说明性实施例中，突起206具有各种高度。例如，突起206高于突起209。通过设计具有不同高度的突起206，每个突起206可以以使用不同的压力量朝着对应的电极节点205按压每个可压缩导电元件207，从而跨每个电极节点205建立不同的电阻。对可压缩导电元件207，通过使用具有圆形下表面面积的柔软挠性导电弹性体材料，每个可压缩导电元件207以不同程度夹在对应的电极节点205之间。这导致了电极节点205的更多或更少交错指部(303)与可压缩导电元件207接触。在控制器(105)能够检测流过每个电极节点的电流-或者跨每个电极节点间的电压时，控制器(105)可以检测与突起206如何“有力地”朝着电极节点205按压可压缩导电元件207以及可压缩导电元件207以什么材料或形状制成相对应的电当量，即电压或电流。 [0057] 通过检查通过每个电极节点205的电流或跨每个电极节点205的电压，控制器(105)被配置为确定多个可压缩导电元件207产生的接合标志或每个可压缩导电元件207的弹性。初始接合标志可以是突起的数目、突起的位置和突起的高度或物理配置的函数。另外，初始接合标志可以是每个可压缩导电元件207的掺杂的函数。控制器(105)可以根据初始接合标志来识别用户输入附件201。 [0058] 在控制器(105)识别了用户输入附件201之后，控制器(105)可以被配置为进行多种操作的任何一个。首先，可以继续感测流过每个电极节点205的电流(或跨每个电极节点205的电压)，以检测用户输入。在一个实施例中，这通过感测流过每个电极节点205的电流的进一步变化来检测接合标志的改变来实现。 [0059] 如下所述，在一个实施例中，用户输入附件201可以被配置为触敏表面。当用户通过从手指或触笔施加压力来操纵用户输入附件201时，可压缩导电元件207中的一些将被更多地压缩更多，而另一部分将被更少地压缩。控制器(105)可选地可以被配置为检测根据用户输入的这些改变。控制器(105)可选地被配置为校准根据感测的通过多个电极节点的电流(或跨电极节点的电压)的接合标志。 [0060] 控制器(105)还可以被配置为响应于识别用户输入附件201来将电子设备100置于特定状态或者可操作模式中。例如，控制器(105)可以被配置为当用户输入附件耦合到电子设备100时启动一个或多个应用。控制器(105)还可以被配置为重新配置用户界面。 [0061] 控制器(105)还可以被配置为根据存储在存储器中的用户简档来校准电子设备100。例如，如果用户输入附件201被配置为游戏控制器，则当游戏控制器被附连时，对应的简档可以使得听觉或触觉反馈被放大。 [0062] 图2的说明性突起206以机械杆的形式从用户输入附件201的面208向远端延伸。机械杆可以是刚性的，或者在一些实施例中，诸如图6和图20所示，可以是弹性的或可压缩的。在用户输入附件201诸如使用注塑成型处理由热塑性材料制造时，机械杆可以仅是由相同材料形成的延伸。在用户输入附件201由诸如金属的另一种材料配置时，机械杆可以通过粘合剂、扣、铆钉、焊接、螺丝或其他连接机制被粘接到用户输入附件201。 [0063] 在图2的说明性实施例中，每个突起206在终端处具有对应的可压缩导电元件207。因此，当用户输入附件201耦合到电子设备100时，通过突起206向电极节点205按压可压缩导电元件207。因为沿着电子设备100的表面暴露每个电极节点205，所以这是“打开”配置。尽管这是一种根据本发明的实施例的使可压缩导电元件207与电极节点205接合的方式，但是还可以使用其他配置。 [0064] 注意，在图2的示例性实施例中，因为配置为正方形，所以用户输入附件201是周界对称的。因此，当突起206以所示的非对称配置进行配置时，用户可以通过围绕z轴旋转用户输入附件201并进行重新附连来应用不同接合标志。因此，单个用户输入附件可以应用4种或更多接合标志。 [0065] 图4示出了根据本发明的实施例的可压缩导电元件组件400的替代配置。因为没有向用户暴露电极节点405，所以图4的实施例是“密封”配置。 [0066] 在图4中，可压缩导电元件407被密封在电子设备的槽445内。电极节点405被布置在槽445的基底处，可压缩导电元件407置于其上。可以由塑料制成的刚性支撑件442位于可压缩导电元件407上方。刚性支撑件442用作平台，通过该平台，突起406可以朝着电极节点405压缩可压缩导电元件407，从而改变电极节点405的表面面积和所得到的阻抗。垫444将刚性支撑件442密封在槽445内。 [0067] 如图2所示，用户输入附件401具有从其内表面446延伸的突起406。替代地，突起406可以从刚性支撑件442向上延伸。在任何一种配置中，当用户输入附件401耦合到电子设备时，突起406通过电子设备壳体441内的孔，从而接合刚性支撑件442并且朝着电极节点445压缩可压缩导电元件407。垫444收缩以允许压缩，这取决于突起406的长度。 [0068] 现在转到图5，部分剖视图示出了根据本发明的实施例的另一配置，通过该配置，可以朝着布置在壳体551内的电极节点505按压可压缩导电元件507。图5的实施例与图2的实施例类似之处在于：可压缩导电元件507耦合到用户输入附件502的内表面或轮廓。 通过可压缩导电元件507被安装到用户输入附件502的内表面来形成突起。电极节点505被暴露，但是可以用导电覆盖来覆盖电极节点505以防止灰尘和碎屑。 [0069] 图6示出了根据本发明的实施例的使可压缩导电元件接合电极节点的另一配置。在图6中，从用户输入附件601延伸的突起606被配置为可压缩。在该说明性实施例中，突起606被配置为弹簧部件，当用户操纵用户输入附件时，该弹簧部件用作压缩元件。该突起 606可以附连到用户输入附件601，或者替代地，可以从电子设备向上延伸。注意，弹簧部件可以是扭转弹簧、片状弹簧或其他类型弹簧中的任何一种。通过配置突起606的高度和弹簧部件的弹簧常数，设计者可以根据特定应用来调整可压缩导电元件607朝着电极节点 605的压缩量。还可以通过设计用户输入附件601中的凹轮廓(以虚线示出)来调节该高度。 [0070] 图7示出了根据本发明的实施例配置的电子设备(100)中的内部电路、软件模块、固件模块或其他组件的一个实施例的示意性框图700。尽管该示意性框图被一般化为适用于一般电子设备，但是注意，其可以容易地适用于任何特定设备，包括移动电话、智能电话、个人数字助理、掌上计算平台、遥控器和其他设备。 [0071] 如图1所示，控制器105被配置为操纵电子设备的各种功能。控制器105还可以被配置为执行存储在存储器106中的软件或固件应用。控制器105可以执行该软件或固件以提供设备功能。 [0072] 多个电极节点705耦合到控制器105并且可由控制器105来操作。在一个实施例中，控制器105被配置为能够通过多个电极节点705中的每一个来感测电流或电压770。因为表面面积限定了跨每个电极节点705的对应电阻，所以电流量或电压量将取决于用户输入附件701的压力所产生的每个可压缩导电元件707的表面面积。当用户输入附件701应用接合标志771时，控制器105检测跨每个电极节点705的该电流或电压。 [0073] 如上所述，接合标志771可以取决于突起706和可压缩导电元件707的大小、形状、高度、位置、排列和其组合。另外，可以改变可压缩导电元件707的掺杂和弹性以改变跨每个电极节点705的阻抗，从而改变接合标志771。可压缩导电元件707的表面面积影响跨电极节点705的阻抗。 [0074] 在控制器105确定接合标志771之后，识别模块772可以识别与之耦合的用户输入附件701的类型。识别模块772分析接合标志771以识别用户输入附件701。这可以以各种方式来实现，诸如确定接合电极节点705的可压缩导电元件707的数目、通过每个电极节点705的电流或电压、接合电极节点705的可压缩导电元件707的位置或其组合。当然，可以通过感测每个电极节点705处的电流或电压来确定这些中的每一个。 [0075] 在识别模块772已经识别了用户输入附件701之后，适配模块773可以以与特定类型的用户输入附件701相对应的方式改变电子设备的操作特性。适配模块773可以以多种不同的方式重新配置电子设备。在一个实施例中，适配模块773可以通过显示器驱动器774在显示器上呈现方式数据。例如，当用户输入附件701被配置为触敏表面时，可以推定用户将主要使用用户输入附件701作为控制设备。然后，触敏显示器可以主要用作显示器而不是控制输入。因此，与用户输入附件701没有附连到电子设备时相比，适配模块773可以使得诸如图片、文本和其他信息的数据以较大或不同的方式来呈现数据。 [0076] 在另一实施例中，适配模块773可以被配置为当用户输入附件701附连到电子设备时启动一个或多个用户软件应用775。通过示例的方式进行说明，如果用户输入附件701被配置为特定游戏控制器，则存储器中的用户偏好可以要求当用户输入附件701附连到电子设备时启动特定游戏。类似地，如果用户输入附件701被配置为媒体播放器控制器，则当媒体播放器用户输入附件701耦合到电子设备时用户可以期望通过电子设备启动音乐播放器或视频播放器应用。因此，控制器105可以被配置为与适配模块773结合操作以实现这些结果。 [0077] 如图7所示，适配模块773可以包括硬件适配器776和显示器配置适配器777。硬件适配器776可以被配置为响应于用户输入附件701耦合到电子设备来重新配置硬件组件，诸如触觉反馈系统、音频输出等。显示器配置适配器777可以被配置为对经由显示器驱动器774在显示器上呈现的信息进行大小调整、缩放、重新安排和重新定位。此外，显示器配置适配器777还可以被配置为调整显示器的亮度或其他特征。 [0078] 在一个实施例中，适配模块773被配置为结合存储在电子设备的存储器106中的并且与耦合到电子设备的特定用户输入附件701相对应的用户偏好简档778来进行操作。用户偏好简档778可以采用多种形式，在此将描述几种。 [0079] 在一个实施例中，用户偏好简档778将包括与电子设备的优选操作模式相对应的操作特性。当特定用户输入附件附连到电子设备时，可以通过适配模块773来启用这些优选操作模式。优选操作模式可以包括下述：预定义的显示特征，诸如字体大小、图像分辨率、显示亮度等；要由电子设备传递的优选触觉响应；其他用户界面信号电平；使每个电极节点定制用户输入附件701在附件表面上直接地或者通过附件的促动间接地(诸如键按压、操作杆操纵或其他方法)接收到的用户输入的灵敏度的阈值；以及关于先前描述的数据呈现或启动的应用的偏好。其他参数对于受益于本公开的本领域的普通技术人员来说将是明显的。 [0080] 如上所述，接合标志771可以基于多种因素。现在转到图8，其中示出了基于可压缩导电元件的位置和数目的一些初始接合标志。如视图800所示，电子设备801具有跨表面布置的8个电极节点805。用户输入附件881具有2个突起-可压缩导电元件组合882，从而通过跨电极节点805建立的电阻来识别第一类型的用户输入附件。用户输入附件883具有4个突起-可压缩导电元件组合884，从而识别第二类型的用户输入附件。用户输入附件885具有7个突起-可压缩导电元件组合886，从而识别第三类型的用户输入附件。 [0081] 当连接不同用户输入附件881、883、885时，电子设备可以被置于不同操作模式。例如，第一用户输入附件881可以被配置为，当第一用户输入附件881以特定方向耦合到电子设备时，诸如通过启动第一应用来将电子设备置于第一操作模式中。当第二用户输入附件883耦合到电子设备时，可以促动第二操作模式。每个操作模式可以从多个操作模式中进行选择，每个操作模式与附件特定的初始接合标志相对应。通过示例的方式，第一用户输入附件可以是触摸表面导航器，而第二用户输入附件是游戏控制，第三用户输入附件是媒体控制等。 [0082] 可以看出，本发明的实施例的一个优点在于：用户可以具有单个电子设备和若个用户输入附件，每个用户输入附件与不同控制机制或不同应用相对应。此外，对称用户输入附件可以进行旋转，使得单个用户输入附件可以根据其几何取向而与多个控制机制相对应。例如，第一用户输入附件881和第三用户输入附件885中的每一个可以产生四种不同的初始接合标志。第二用户输入附件883由于其对称性而仅能够产生一个初始接合标志。然而，在第二用户输入附件883的每个可压缩导电元件具有不同掺杂或弹性时，对称性被破坏，并且尽管几何对称也可以产生多个初始接合标志。 [0083] 在一个实施例中，为了帮助用户容易地记住哪个用户输入附件与特定功能相对应，可以对用户输入附件进行彩色编码。然后，每个颜色可以与该用户输入附件的接合标志相对应。例如，第一用户输入附件881可以是红色，而第二用户输入附件883可以是蓝色，并且第三用户输入附件885可以是绿色。同样，如果电子设备801是汽车，则每个用户输入附件881、883、885可以是可以附连的不同颜色的发动机罩。 [0084] 初始输入接合标志还可以取决于可压缩导电元件与对应的电极节点之间的压缩量。现在转到图9，这里示出了各种压缩量的图形表示，其中的每一个建立跨电极节点的对应电阻，该电阻可以由控制器感测为电压或电流。如上所述，可以根据突起或可压缩导电元件的大小、弹性、形状或高度，或者根据可压缩导电元件的掺杂来施加各种压缩。每个压缩量建立可以通过感测对应的电压或电流来确定的阻抗。 [0085] 在视图901中，可压缩导电元件907就在对应电极节点905上方。因此，得到的初始接合994是未接触。这是跨电极节点905存在开路时的最高阻抗Rhi。 [0086] 在视图902中，在可压缩导电元件907与对应电极节点905之间出现第一接触量。因此，得到初始接合991。这建立了跨电极节点905的第一电阻值R1。 [0087] 在视图903，在可压缩导电元件907与对应电极节点905之间出现第二接触量。因此，得到初始接合992。这建立了跨电极节点905的第二电阻值R2，其中第二电阻R2的值小于第一电阻R1。 [0088] 在视图904中，在可压缩导电元件907与对应电极节点905之间出现第三接触量。因此，得到初始接合993。推定此为最大压缩，跨电极节点905产生最小电阻Rlo。 [0089] 图9所示的初始接合991、992、993可以与图8所示的位置和数目相结合以提供更高分辨率的初始接合标志。图10示出了该结果，其中，示出了两个初始表面面积接触标志。第一初始接触面积标志1001包括在第一配置中采用两种不同表面面积的7个可压缩导电元件。第二初始接触面积标志1002还包括7个可压缩导电元件，但是几何配置不同并且采用三种不同的表面面积。注意，每个点被示意性示出以表示跨对应电极节点所建立的不同阻抗。阻抗影响感测的通过每个电极节点或者跨电极节点的电流或电压。 [0090] 为此，已经将突起示作接合用户输入附件的单个面或表面。然而，对于受益于本公开的本领域的普通技术人员来说，本发明的实施例不限于此。现在转到图11-图13，其中还示出了具有从非共面的面延伸的突起的用户输入附件的配置。 [0091] 图11示出了突起1101、1102、1103，如先前所描述。第一高度的突起1101和第二高度的突起1102、1103从用户输入附件1000的表面1104延伸。突起1101、1102、1103的位置、数目和不同高度建立初始接合标志。如上所述，各种可压缩导电元件1106、1107、1108还可以掺杂为不同电阻，以改变初始接合标志。当用户沿着相对面1105操纵用户输入附件1100时，用户的力改变通过可压缩导电元件1106、1107、1108所应用的表面面积。控制器(105)通过感测通过每个电极节点的电流或跨每个电极节点的电压来将其检测为用户输入。 [0092] 图12示出了如图11所示的突起1201、1202、1203。第一高度的突起1201和第二高度的突起1202、1203从用户输入附件1000的表面1204延伸。然而，图12的实施例还包括从侧面1211、1212延伸的突起1209、1210。侧面1211、1212与表面1204几何地正交。(注意，可压缩导电元件1214、1215可以初始地接触其对应电极节点，或者仅当用户操纵时接触其对应电极节点)。突起1201、1202、1203、1209、1210的不同高度和位置建立初始接合标志。 [0093] 当用户沿着表面1205操纵用户输入附件1200时，力改变可压缩导电元件1206、1207、1208所应用的表面面积。在用户输入附件1200可变形时，诸如由柔软热塑性材料构成时，力还影响由可压缩导电元件1213、1214应用的表面面积。控制器(105)可以通过感测每个电极节点处的电压或电流来检测在用户输入时的这些改变中的一个或二者。另外，当用户沿着X轴横向操纵用户输入附件1200时，用户的力改变由可压缩导电元件1213、1214应用的表面面积。控制器(105)可以通过感测跨每个对应电极节点的电压或电流来将其检测为横向运动。 [0094] 图13示出了具有布置在相面对侧面1311、1312上的突起1309、1310的用户输入附件1300。该特定配置提供了下述优点：用户可以从面1305或面1304进行操纵。 [0095] 现在转到图14-16，其中示出了具有与之附连的多个用户输入附件1401、1501、1601的电子设备100，并且响应于各个用户输入附件1401、1501、1601的附连而进入各种操作模式。电子设备100以图14-16所示的各种模式进行操作。图14示出了以默认模式进行操作的电子设备100，其中，附连了标准用户输入附件。图15和图16示出了两个自适应模式，其中，适配模块(773)响应于特定用户输入附件1501、1601被附连并且从其接合标志被识别来重新配置电子设备100。 [0096] 从图14开始，电子设备100已经安装了标准用户输入附件1401。用户输入附件1401不包括突起或可压缩导电元件。因此，电子设备100以默认操作模式进行操作。例如，如果电子设备被配置为移动电话，则移动电话应用1402在电子设备100上运行。 [0097] 转到图15，具有6个突起-可压缩导电元件的第二用户输入附件1501附连到电子设备。用户输入附件1501从其初始接合标志被识别。响应于用户输入附件1501被附连，控制器(105)通过启动新的应用1502来进入第二操作模式。 [0098] 现在转到图16，第三用户输入附件1601被附连。第三用户输入附件具有5个突起-可压缩导电元件。在识别之后，控制器(105)采用如上所述的用户偏好简档来重新配置显示器并且发起第三应用1603。 [0099] 图17示出了适用于根据本发明的实施例配置的用户输入附件的应用的一个示例。在图17中，用户输入附件1701的主面1702被配置为触敏用户输入。如上所述，当用户输入附件1701耦合到电子设备1700时，控制器识别用户输入附件1701。在该实施例中，用户输入附件1701被识别为触敏输入。因此，控制器可以校准接合标志，使得可以根据接合标志通过检测电流或电压改变来检测来自用户1704的力输入1703。在推定改变由用户操纵引起的情况下，这通过检测每个电极节点的电流或电压来实现。因此，用户可以采用用户输入附件1701作为控制设备，而不必在电子设备1700前操纵导航设备。这样，用户可以在保持手指在设备后部的同时操纵显示器上的光标或其他设备。结果是用户操纵和导航不遮挡显示器。 [0100] 现在转到图18，其中示出了根据本发明的实施例的适用于由用户输入附件使用的替代用户界面。尽管图17的用户输入附件是触敏用户界面，但是可以在根据本发明的实施例的用户输入附件上使用任何用户控制。在图18中示出了这些控制中的一些。其他情况对于受益于本公开的本领域的普通技术人员将是明显的。图18所示的那些仅是可以根据本发明的实施例产生的用户输入附件的一些可能的配置。 [0101] 实施例1801被配置为QWERTY键盘。最初可能会问：为什么为设备的后部配置的用户输入附件被配置为全QWERTY键盘。然而，想起电子设备后部的电池盖仅是说明性实施例。在其他实施例中，用户界面本身可以被替代，并且通过在此描述的用户输入附件的方式用户界面是可以互换的。因此，用户可能期望QWERTY键盘用于一个应用，而导航控制器用于另一应用。图18的实施例可以适用于各种用户需要。此外，尽管图18为了说明而示出QWERTY键盘，但是注意，还可以按照非英语配置键盘。 [0102] 实施例1802是大数字键盘，为了清晰可见，每个键具有大的数字。该实施例特别适用于计算器、电子表单和电话应用。在图18的说明性实施例中，大数字键盘是电话拨号键盘的大数字键盘。还可以产生大数字键盘的其他变形，包括具有4x3矩阵结构以及*和#键的标准Bell键盘。 [0103] 实施例1803是视障人士的盲文键盘。盲文键盘可以被配置为QWERTY键盘、电话键盘或其他变形。 [0104] 实施例1804是应用特定的键盘。其包括下述特征，诸如导航轮1805、前一页/后一页键1806、1807、回车键1891和D-pad 1890。 [0105] 实施例1807是配置成两个片段的1892、1893的游戏控制器附件。每个片段可以是单一用户输入附件的一部分，或者替代地可以是配置为耦合到电子设备的两个用户输入附件。在一个实施例中，用户输入附件可以耦合到电子设备的远端以模拟传统游戏控制器。 [0106] 实施例1808是示出根据本发明的实施例配置的用户输入附件可以包括的各种控制中的一些的多功能键盘。这样的控制包括滑块1811、摇杆1809和操纵杆1810。 [0107] 图18的实施例主要是独立的实施例，即，电子设备耦合到单个用户输入附件并且运行各种应用。然而，对于受益于本公开的本领域的普通技术人员清楚的是，本发明的实施例不限于此。例如，本发明的实施例可以被配置为也与其他设备一起进行操作。现在转到图19，其中示出了几个可能的实施例。 [0108] 在图19中，电子设备1900被配置为在传统输入设备1900(在此示出为键盘)与辅助设备1904(在此示出为监视器)之间的接口。这样，用户输入附件1901用作可与传统输入设备1990操作的用户控制接口。然后，电子设备1900将控制信号从传统输入设备1990传递到辅助设备1904。 [0109] 在该配置中，用户输入附件1901被配置为用于传统输入设备1990的适配器。由于用户输入附件1901是无源设备，即，使用施加到用户输入附件1901的机械力来影响朝着电极节点的可压缩导电元件的压缩以改变对应电阻，因此图19的用户输入附件1901需要电动势源来压缩和释放可压缩导电元件。 [0110] 转到图20，其中示出了在没有任何电动势的情况下可以用作无源用户输入附件2001的本发明的实施例。图20的实施例是游戏控制器的实施例，其中，用户输入附件2001具有两个手柄2002、2003。当用户操纵手柄2002、2003时，可压缩导电元件2004、2005、 2006、2007被压缩和释放，从而将用户输入输送到电子设备2000。 [0111] 还可以产生该配置的变形。例如，一个简单变形可以是替代用于图20的游戏控制器的其他传统输入设备。多媒体控制器、期望在各种环境条件下使用的工业设备控制器、数据收集和传输配件遥控设备等可以替代图20的游戏控制器。 [0112] 还注意，在图20的说明性实施例中，在用户输入附件2001中不需要智能或活动硬件来将用户输入输送到电子设备2000。可以通过布置在电子设备2000中的控制器(105)来提供电子设备200的所有智能功能。 [0113] 现在转到图21，其中示出了一种响应于用户输入附件与电子设备进行附连而配置电子设备方法2100，该方法可以由电子设备的一个或多个控制器来执行。更具体地，该方法2100可以用于响应于无源用户输入附件将可压缩导电元件与一个或多个电极节点接合而配置电子设备。 [0114] 在步骤2101，电子设备通过以默认输入模式进行操作来启动，如图14所述。判定步骤2102确定是否已经附连了用户输入附件。这通过确定是否已经改变了跨电极节点的任何一个间的默认阻抗来实现-在该实施例中所有阻抗将是开路。控制器通过感测跨每个电极节点间的电压或电流来进行。当没有附连时，该方法2100返回到步骤2101。 [0115] 在已经附连了接合可压缩导电元件的用户输入附件的时，在步骤2103处，一个或多个控制器通过检测刘多多个电极节点的每一个的电流-或跨多个电极节点的每一个的电压来识别接合标志。电流或电压将建立对应可压缩导电元件朝着对应电极节点按压产生的接合标志。在步骤2104处，控制器根据接合标志来识别用户输入附件。 [0116] 在可选步骤2105处，控制器可以校准接合标志，使得可以检测用户输入接口的促动。该校准可以包括基于与建立接合标志时流过电极节点的电流(或跨电极节点的电压)相对的流过电极节点的电流(或跨电极节点的电压)，使得此后电流(或电压)改变被检测为用户输入。 [0117] 如上所述，在一个实施例中，一个或多个处理器可以使得电子设备基于用户输入附件的识别而进入预定操作模式。这在图21的说明性方法中的步骤2106和2108中出现。 [0118] 在步骤2106处，处理器可以基于用户输入附件的识别来启动一个或多个应用。如上所述，这可以通过参考存储器中的一个或多个用户偏好或简档来完成。在步骤2108处，控制器可以可选地重新配置硬件组件，诸如触觉反馈系统或音频系统。 [0119] 在这些步骤期间或这些步骤之后，在步骤2107处，控制器可以通过检测每个电极节点的电流或电压的改变来检测用户输入附件的用户促动。该检测步骤可以包括感测多个电极节点中的任何一个的电流改变，并且还可以包括基于确定任何独立电极节点的电流或电压的改变量来识别用户促动。 [0120] 在判定2109处，处理器检测用户输入附件的移除。这可以通过感测通过每个节点的电流降到0或者电压被拉到电极中的一个的轨道来实现。如果在步骤2105处校准了初始表面接触面积标志，则在步骤2110处，必须校准回去，以确保随后的用户输入附件可以被适当地识别。 [0121] 如在此所述，用户输入附件促进可变电阻率弹性体朝着电极节点的压缩，从而影响基于用户输入附件所施加的压力的电阻改变。表示为初始接合标志的施加的压力用于识别用户输入附件的类型和/或功能。可以通过压力的改变来检测用户输入附件的随后的用户操纵，从而提供简单可置于从属位置的用户输入设备，这甚至能够影响设备配置改变。 [0122] 与现有技术的配件相比，本发明的实施例提供了如下优点：本发明的实施例在提供识别特征的同时利用可移动无源模块。与现有技术配件相比，不需要诸如霍尔效应传感器等的附加硬件来识别附件。通过突起和可压缩导电元件的简单阵列来提供每个附件的识别和规格。 [0123] 应该注意，实施例主要在于涉及在此描述的用户输入配件的识别和利用的方法步骤和装置组件的组合。因此，已经呈现了装置组合和方法步骤，其中，仅通过附图中的传统符号来适当地示出对理解本发明的实施例至关重要的那些特定细节，以使得本公开不与对于已获知此描述的本领域普通技术人员将是明显的的细节相混淆。 [0124] 可以理解，在此描述的一些实施例可以包括一个或多个传统处理器和独特存储的程序指令，其控制一个或多个处理器结合特定的非处理器电路实现在此所述的方法和/或设备的一些、大多数或者全部功能。这样，这些功能可以被解释为执行识别和配置的方法的步骤。替代地，可以通过状态机来实现一些或者全部功能，状态机没有存储的程序指令，或者在一个或多个专用集成电路(ASIC)中实现一些或者全部功能，其中，每个功能或特定功能的部分组合被实现为定制逻辑。当然，可以使用所述两种手段的组合。因此，在此已经描述了这些功能的方法和装置。此外，虽然普通技术人员进行了例如由可用时间、当前技术和经济考虑驱动的可能很大的努力和许多设计选择，但是当被在此公开的思想或者原理引导时，能够以最少的实验来容易地产生这样的软件指令和程序和IC。 [0125] 在上述说明书中，已经描述了本发明的特定实施例。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在不脱离所附权利要求阐述的本发明的范围的情况下可以进行各种修改和改变。因此，尽管已经示出和描述了本发明的优选实施例，但是清楚地知道本发明不限于此。在不脱离所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，本领域的技术人员可以进行各种修改、改变、变形、替换和等价。因此，在说明性而非限制性的意义上理解说明书和附图，并且所有这样的修改被认为包括在本发明的范围内。益处、优点、解决问题或可能引起任何益处、优点或解决方案或者变得更加明显的任何元素不被解释为任何或全部权利要求的关键、需要或必需的特征或元素。所附权利要求唯一地限定本发明，权利要求包括在本申请的未决期间进行的任何修改和所发布的那些权利要求的所有等同物。 [0126] 参考这里的附图，在附图中，相同附图标记指示相同部件。如在上述描述和权利要求中所使用的，除非上下文清楚地指出，否则以下项采用与其明确相关的含义：“一”的含义包括多个引用，“在…中”的含义包括“在…中”和“在…上”。诸如第一和第二，顶部和底部等的关系术语仅用于将一个实体或者行为与另一实体或者行为相区别，而不必然要求或暗示在这样的实体或行为之间的任何实际的这样的关系或者顺序。诸如第一和第二，顶部和底部等的关系术语仅用于将一个实体或者行为与另一实体或者行为相区别，而不必然要求或暗示在这样的实体或行为之间的任何实际的这样的关系或者顺序。另外，本文括号中示出的参考标识指示不是在正在讨论的附图中出现的组件。例如，在讨论图A时谈到的设备(10)是指在图A之外的其他附图中所示的元件10。 |
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