人机接口系统技术方案

一种用于将计算机通过接口连接到人的方法的一种变形包括：检测第一输入到触摸传感器表面上的施加和第一输入的第一力大小；响应于第一力大小超过第一阈值大小，在第一点击循环期间致动耦合到触摸传感器表面的振动器，并在第一点击循环期间触发在触摸传感器表面附近的音频驱动器以输出点击声音；检测第一输入从触摸传感器表面的缩回和第一输入的第二力大小；并且响应于第二力大小下降到低于小于第一阈值大小的第二阈值大小，在不同于第一点击循环的第二点击循环期间致动振动器，并且在第二点击循环期间触发音频驱动器以输出点击声音。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】人机接口系统相关申请的交叉引用本申请要求于2016年3月31日提交的美国临时申请号62/316,417和于2016年5月31日提交的美国临时申请号62/343,453的利益，这两个临时申请都通过引用被全部并入。本申请涉及于2014年9月26日提交的美国专利申请号14/499,001，其通过引用被全部并入。
本专利技术大体上涉及触摸传感器的领域，并且更具体地涉及一种在触摸传感器的领域中的新的且有用的人机接口系统。附图简述图1是系统的示意性表示；图2是系统的一个变形的示意性表示。图3是方法的流程图表示；图4是方法的一个变形的流程图表示；图5A和5B是系统的一个变形的示意性表示；图6是系统的一个变形的示意性表示；图7是系统的一个变形的示意性表示；图8A和8B是方法的变形的流程图表示；图9A和9B是系统的变形的示意性表示；图10A和10B是方法的变形的示意性表示；图11是系统的一个变形的示意性表示；图12是系统的一个变形的示意性表示；图13A-13H是系统的变形的示意性表示；图14是方法的一个变形的示意性表示；图15A-15F是系统的变形的示意性表示；图16是系统的一个变形的示意性表示；以及图17A和17B是系统的变形的示意性表示。实施方式的描述本专利技术的实施方式的下面的描述并不意欲将本专利技术限制于这些实施方式，但更确切地使本领域中的技术人员能够做出并且使用本专利技术。这里描述的变形、配置、实现、示例实现和示例是可选的，且对它们描述的变形、配置、实现、示例实现和示例并不是独有的。这里描述的专利技术可以包括这些变形、配置、实现、示例实现和示例的任何和所有置换。1.系统和方法如图1和图2所示，人机接口系统(在下文中的“系统”)包括触摸传感器110、壳体160、音频驱动器140(在下文中的“扬声器”)、振动器120和控制器150。触摸传感器110包括：横跨基板图案化的感测电极和驱动电极对116的阵列；和电阻层，其布置在基板上与感测电极和驱动电极对接触，限定与基板相对的触摸传感器表面112，并且限定响应于施加到触摸传感器表面112上的力的大小的变化而展示局部体电阻的变化的材料。壳体160耦合到触摸传感器110，并且包含扬声器和振动器120。控制器150：被配置为响应于在触摸传感器表面112上施加超过阈值力大小的力而触发扬声器以重放点击声音并触发振动器120以在点击循环期间振动壳体160；并且被配置为响应于在触摸传感器表面112上施加超过阈值力大小的力而输出命令。该系统的一个变形包括：触摸传感器110，其包括触摸传感器表面114，包括布置在触摸传感器表面114上的感测电极和驱动电极对116的阵列，并且限定在感测电极和驱动电极对116的阵列上延伸的触摸传感器表面112；振动器120，其耦合到触摸传感器110并被配置为在平行于触摸传感器表面112的平面内使团块振荡；耦合到底盘130的音频驱动器140；和控制器150。在该变形中，控制器150被配置为：基于在触摸传感器110中的第一感测电极和驱动电极对之间的电阻的第一变化在第一时间检测第一输入到触摸传感器表面112上的施加以及第一输入的第一力大小；响应于第一力大小超过第一阈值大小，通过致动振动器120并触发音频驱动器140以输出点击声音来执行第一点击循环；基于在第一感测电极和驱动电极对之间的电阻的第二变化在继第一时间之后的第二时间检测第一输入从触摸传感器表面112的缩回和第一输入的第二力大小；并且响应于第二力大小下降到低于小于第一阈值大小的第二阈值大小，通过致动振动器120并触发音频驱动器140以输出点击声音来执行第二点击循环。如图8A所示，在一个变形中，系统执行用于对在触摸传感器表面112上的输入做出响应的方法S100，该方法包括：在第一时间在块S110中检测第一输入到触摸传感器表面112上的施加和第一输入的第一力大小；响应于第一力大小超过第一阈值大小，在块S120中在第一点击循环期间致动耦合到触摸传感器表面112的振动器120并且在第一点击循环期间触发接近触摸传感器表面112的音频驱动器140以输出点击声音；在继第一时间之后的第二时间，在块S112中检测第一输入从触摸传感器表面112的缩回和第一输入的第二力大小；以及响应于第二力大小下降到低于小于第一阈值大小的第二阈值大小，在块S122中在不同于第一点击循环的第二点击循环期间致动振动器120，并且在第二点击循环期间触发音频驱动器140以输出点击声音。1.1.应用通常，该系统用作人机接口设备，其检测(人类)用户的输入，将这些输入转换成机器可读命令，将这些命令传递到计算设备，并向用户提供指示输入被检测到的反馈。特别是，该系统包括：触摸传感器110，输入通过该触摸传感器110被检测到；触觉反馈模块(例如扬声器和振动器120)，反馈通过该触觉反馈模块被提供给用户；以及控制器150，其基于在触摸传感器110处检测到的输入来向计算设备输出命令，并且通过触觉反馈模块触发触觉反馈；并且系统可以执行该方法的块以检测和响应于在触摸传感器表面112上的输入。在一个示例中，系统可以限定手持式计算机指向设备(或“鼠标”)，其当连接到计算设备时响应于在触摸传感器表面112上的超过阈值力(或压力)大小的触摸输入而将点击事件传递到计算设备。在该示例中，系统可以响应于这种触摸输入而向用户发出可听和振动(在下文中的“触觉”)反馈，以便模仿机械按钮在被压下和释放时的可听和触感响应。特别是，该系统可以：当施加到触摸传感器表面112的输入超过第一阈值力(或压力)大小时，激活振动器120并触发音频驱动器140以输出点击声音，以便复制机械按钮被压下的触感和可听声音；以及然后在触摸传感器表面112上当同一输入被提起到小于第二阈值大小——小于第一阈值大小——时激活振动器120并触发音频驱动器140以输出(低频)点击声音，以便复制被压下的机械按钮正被释放的触感和可听声音。因此，该系统可以向用户提供按钮被压下和释放的触感印象，尽管该系统本身限定实质上刚性的没有外部运动部件或表面(例如按钮)的外部结构。此外，在该示例中，系统可以包括运动传感器170(例如光学或机械运动传感器170)，并且控制器150可以基于系统相对于由运动传感器170检测到的相邻表面的运动来输出光标运动向量或其他命令。在前述示例中，系统也可以是可重新配置的，例如以基于系统被放置在表面上或被握在用户的手中的定向来起遥控器150或游戏手柄的作用。特别是，系统可以限定跨越其长度和宽度的全部或一部分的触摸传感器表面112，并且控制器150可以基于系统的当前功能来将不同的命令、手势和其他输出类型映射到触摸传感器表面112的离散子区域。此外，在各种配置中，系统可以响应于触摸传感器表面112的各个子区域上的输入而选择性地输出触觉(例如，可听和触感)反馈，从而实现在对设备没有机械修改的情况下在单个设备中的对机械按钮的多种组合和布置的模拟。系统在本文被描述为独立的人机接口部件，其检测用户输入，响应于用户输入而向用户提供触觉反馈，并基于这些用户输入来向所连接的计算设备输出命令。然而，该系统可以可选地被集成到计算设备中，如下所述，或者以任何其他方式与一个或更多个计算设备通过接口连接。1.2触摸传感器如图1和2所示，触摸传感器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于通过接口连接计算机系统和用户的系统，包括：·触摸传感器，其包括刚性背衬，包括布置在所述刚性背衬上的感测电极和驱动电极对的阵列，并限定在感测电极和驱动电极对的所述阵列上延伸的触摸传感器表面；·振动器，其耦合到所述触摸传感器，并被配置为在平行于所述触摸传感器表面的平面内使团块振荡；·底盘；·耦合器，其插在所述触摸传感器和所述底盘之间，并配置成在所述振动器的激活期间吸收所述触摸传感器相对于所述底盘的平行于所述触摸传感器表面的位移；·音频驱动器，其耦合到所述底盘；以及·控制器，其被配置成：o基于在所述触摸传感器中的第一感测电极和驱动电极对之间的电阻的第一变化而在第一时间检测第一输入到所述触摸传感器表面上的施加和所述第一输入的第一力大小；o响应于所述第一力大小超过第一阈值大小，通过驱动所述振动器以在所述底盘内使所述触摸传感器振荡并触发所述音频驱动器以输出点击声音来执行第一点击循环；以及o大约在所述第一时间输出表示在所述触摸传感器表面上的所述第一输入的第一位置和所述第一力大小的第一触摸图像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.31 US 62/316,417;2016.05.31 US 62/343,4531.一种用于通过接口连接计算机系统和用户的系统，包括：·触摸传感器，其包括刚性背衬，包括布置在所述刚性背衬上的感测电极和驱动电极对的阵列，并限定在感测电极和驱动电极对的所述阵列上延伸的触摸传感器表面；·振动器，其耦合到所述触摸传感器，并被配置为在平行于所述触摸传感器表面的平面内使团块振荡；·底盘；·耦合器，其插在所述触摸传感器和所述底盘之间，并配置成在所述振动器的激活期间吸收所述触摸传感器相对于所述底盘的平行于所述触摸传感器表面的位移；·音频驱动器，其耦合到所述底盘；以及·控制器，其被配置成：o基于在所述触摸传感器中的第一感测电极和驱动电极对之间的电阻的第一变化而在第一时间检测第一输入到所述触摸传感器表面上的施加和所述第一输入的第一力大小；o响应于所述第一力大小超过第一阈值大小，通过驱动所述振动器以在所述底盘内使所述触摸传感器振荡并触发所述音频驱动器以输出点击声音来执行第一点击循环；以及o大约在所述第一时间输出表示在所述触摸传感器表面上的所述第一输入的第一位置和所述第一力大小的第一触摸图像。2.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器被配置为：·基于在所述第一感测电极和驱动电极对之间的电阻的第二变化来在继所述第一时间之后的第二时间检测所述第一输入从所述触摸传感器表面的缩回和所述第一输入的第二力大小；以及·响应于所述第二力大小下降到低于小于所述第一阈值大小的第二阈值大小而执行第二点击循环。3.如权利要求2所述的系统，其中所述控制器被配置为：·通过以第一振荡频率驱动所述振动器并触发所述音频驱动器以第一音频频率输出点击声音来执行所述第一点击循环；以及·通过以大于所述第一振荡频率的第二振荡频率驱动所述振动器并触发所述音频驱动器以大于所述第一音频频率的第二音频频率输出所述点击声音来执行所述第二点击循环。4.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器被配置为：·检测在所述触摸传感器表面上的所述第一输入的第一输入区域；·基于所述第一输入区域和所述第一力大小来计算所述第一输入的第一压力；以及·响应于所述第一压力超过所述第一阈值大小而执行所述第一点击循环。5.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器被配置为：·访问分配给所述触摸传感器表面的包含所述第一位置的第一区域的所述第一阈值大小和第一命令；·响应于检测到在超过所述第一阈值大小的所述第一力大小下所述第一输入到所述触摸传感器表面上的施加而大约在所述第一时间输出所述第一命令；·基于在所述触摸传感器中的第二感测电极和驱动电极对之间的电阻的第二变化来在第二时间检测第二输入到所述触摸传感器表面上的施加和所述第二输入的第二力大小；·访问分配给所述触摸传感器表面的包含所述第二位置的第二区域的第二阈值大小和第二命令，所述第二阈值大小大于所述第一阈值大小，并且所述触摸传感器表面的所述第二区域不同于所述第一区域；以及·响应于检测到在超过所述第二阈值大小的所述第二力大小下所述第二输入到所述触摸传感器表面上的施加而在大约所述第二时间输出所述第二命令。6.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器被配置为：·访问由用户为限定分配给所述触摸传感器表面的所述第一区域的键击输入的第一命令设置的所述第一阈值大小，所述触摸传感器表面的所述第一区域限定键盘表面；以及·访问由所述用户为表示分配给所述触摸传感器表面的第二区域的左点击输入的第二命令设置的所述第二阈值大小，所述触摸传感器表面的所述第二区域限定触控板表面。7.如权利要求1所述的系统，其中所述控制器被配置为在所述第一点击循环期间：·在继所述第一时间之后的紧接第二时间和在所述触摸传感器表面上的所述第一输入的施加期间发起所述振动器的激活；以及·在继所述第二时间之后延迟持续时间对应于所述振动器的初动时间的第三时间发起所述音频驱动器的激活，在所述振动器的初动时间中所述振动器达到最小振荡大小。8.如权利要求7所述的系统，其中所述控制器被配置为在所述第一点击循环期间：·在大约250毫秒的持续时间期间用方波信号驱动所述振动器；以及·在继所述第二时间之后大约50毫秒的第三时间，通过所述音频驱动器发起所述点击声音的重放。9.如权利要求1所述的系统：·其中所述底盘包括移动计算设备的壳体并限定插座；·其中所述耦合器将所述触摸传感器定位在所述插座内；·其中所述音频驱动器与所述触摸传感器表面相对地安装到所述触摸传感器；以及·其中所述触摸传感器表面限定从所述插座的边缘插入的触控板表面，以形成被配置为传递由所述音频驱动器输出的声音的间隙。10.如权利要求1所述的系统：·其中所述底盘包括移动计算设备的壳体并限定插座；·其中所述耦合器将所述触摸传感器定位在所述插座内；·其中所述音频驱动器安装到所述底盘并限定在所述移动计算设备中的主扬声器；以及·其中所述控制器被配置成触发所述音频驱动器以在独立于所述移动计算设备的全局音量设置的静态预设音量下输出所述点击声音。11.如权利要求1所述的系统：·其中所述振动器：o耦合到接近所述触摸传感器的中心的所述刚性背衬；以及o包括线性致动器，所述线性致动器被配置为沿着平行于所述触摸传感器表面并且平行于所述触摸传感器的边缘的向量使所述团块振荡；以及·其中所述耦合器包括索环，所述索环：o从所述底盘延伸并穿过所述刚性背衬中的安装孔；o配置成相对于所述底盘垂直地约束所述刚性背衬；以及o展示在平行于所述触摸传感器表面的方向上的弹性。12.如权利要求1所述的系统：·其中所述振动器布置在所述触摸传感器表面的第一区域下方；·还包括布置在所述触摸传感器表面的第二区域下方的第二振动...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊利亚·丹尼尔·罗森伯格，约翰·亚伦·萨拉加，布罗根·米勒，查尔斯·沃森，托莫·莫斯科维奇，亚历山大·格劳，
申请(专利权)人：森赛尔股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US