多维触控板的制作方法
【专利说明】多维触控板
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年5月30日提交的并且标题为“Three Dimens1nal Trackpad(三维触控板)”的美国临时专利申请号61/829，065的优先权，该临时专利申请的内容全文以引用方式并入本文。
[0003]发明背景
[0004]常规的控制系统向操作者呈现控件诸如开关、按钮、控制杆、旋钮、刻度盘等的组合。操作者通过操纵所呈现的控件与这些控制系统进行交互，以便执行各种控制功能。近来，由于可控特征的数量的增长，控制系统已变得日益复杂。随着控制系统的复杂性增加，控制面板杂乱地堆满开关、按钮、控制杆、旋钮和/或刻度盘。因此，控制系统变得更难操作。此外，设计师难以设计能够在有限空间内容纳所有必要的控件的控制面板。
[0005]在现有技术中已经开发出解决上述问题的触控板装置。然而，这些装置通常是二维(X-Y)的。例如，一些智能电话装置包括用于导航智能电话的图形用户界面(GUI)的光学触控板。光学触控板具有舒适的触感，针对每个移动提供听得见的“滴答声”，并且不像电容式触摸屏，其可在不直接接触皮肤的情况下使用。例如，在戴手套的情况下电容式触摸屏不工作。在戴手套的情况下一些光学触控板工作;然而，因为它们使用与触控板分离的机械接触用于接受或选择功能。此外，光学触控板通常具有易受水分(汗水)干扰的相当低分辨率的红外摄像机，并且限于二维(X-Y)中的测量。
【发明内容】
[0006]本发明的实施方案涉及用于人机界面(HMI)的基于力的触控板，并且具体地涉及能够感测力以及位置并提供触觉反馈和听觉反馈的触控板。
[0007]本文描述的是一种使用触控板来控制系统的方法的实施方案。该示例性方法包括触控板的触摸界面接收触摸力。触摸界面定位在被布置成具有宽度和长度的力传感器阵列上方。该方法包括通过触摸界面将触摸力的至少一部分传递到力传感器阵列中的一个或多个力传感器。力传感器阵列中的一个或多个力传感器将力信息传输到与力传感器阵列通信的处理器。该处理器从力信息确定沿宽度和长度的力位置以及对应的力大小。处理器将控制消息发送到系统，其中控制消息根据沿宽度和长度的力位置以及对应的力大小中的一个或多个选择。反馈发生器向触控板的用户提供触觉反馈或听觉反馈中的至少一个。
[0008]本文还描述了一种可用于实践所述方法的实施方案的触控板系统。在一个方面，触控板系统包括被布置成具有宽度和长度的二维力传感器阵列以及定位在该阵列上方的触摸界面，其中触摸界面使触摸力传递通过至力传感器阵列中的一个或多个力传感器。与存储器通信的处理器执行存储在存储器上的计算机可读指令，所述指令致使处理器接收来自力传感器阵列的力信息；并且确定沿宽度和长度的力位置以及对应的力大小。触控板系统还包括生成触觉反馈或听觉反馈中的至少一个的反馈发生器。
[0009 ]本文也描述了集成到车辆的转向机构的触控板系统。该系统包括被布置成具有宽度和长度的二维力传感器阵列，该二维力传感器阵列嵌入车辆的转向机构中。触摸界面定位在该阵列上方，其中触摸界面使触摸力传递通过至力传感器阵列中的一个或多个力传感器。该系统还包括与存储器通信的处理器，其中处理器执行存储在存储器上的计算机可读指令，所述指令致使处理器接收来自力传感器阵列的力信息；确定沿宽度和长度的力位置以及对应的力大小;并且将控制消息发送到系统，其中根据沿宽度和长度的力位置以及对应的力大小中的一个或多个，所述控制消息从多个控制消息中选择，并且所述系统从多个系统中选择。
[0010]应当理解，上述主题也可实施为计算机控制的设备(例如，用于系统的人机界面)、计算系统或制造制品，诸如计算机可读存储介质。
[0011]在查阅了下列附图和【具体实施方式】后，其他系统、方法、特征和/或优点对本领域的技术人员而言将会或可以变得明显。意图是所有此类额外系统、方法、特征和/或优点被包括在本说明书内并且受随附权利要求书保护。
【附图说明】
[0012]附图中的部件不必相对于彼此按比例绘制，并且相同参考标号在这几个视图中表示对应部件:
[0013]图1示出根据本公开的实施用于车辆控制面板的基于力的触控板界面的示例性转向设备的平面图；
[0014]图2示出根据本发明的具体实施的基于力的触控板传感器系统的方框图；
[0015]图3A和图3B示出基于力的触控板的实施方案的剖视图和平面图；
[0016]图3C示出还包括生成触觉反馈或听觉反馈中的至少一个的反馈发生器的基于力的触控板的另一个实施方案；
[0017]图3D是基于力的触控板的又一实施方案的剖视图的图示；
[0018]图4是通过本发明的实施方案的应用提供可选择的系统以及可发送到所选择的系统的控制消息的示例的表格的图示；以及
[0019]图5是可用于描述使用触控板来控制系统的方法的示例性流程图。
【具体实施方式】
[0020]本文描述的是本发明的实施方案，其包括用于记录包括X-Y方向和力大小的多维数据的触控板系统。
[0021]本文所用的术语仅仅是出于描述特定具体实施的目的，而并非旨在限制本发明。如本文所用，单数形式“一(a)”、“一(an)”和“该(the)”旨在也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。将进一步理解，术语“包括(comprises)”和/或“包括(comprising)”当在本说明书中使用时指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或添加。
[0022]下面权利要求中的所有装置或步骤加功能元件的对应结构、材料、动作和等效物旨在包括用于执行与特别要求保护的其他所请求保护的元件相结合的功能的任何结构、材料或动作。虽然出于说明和描述的目的已呈现了对本发明的描述，但其并非旨在是穷举性的或以所公开的形式限制本发明。在不脱离本发明的范围和精神的情况下，许多修改和变化对本领域的普通技术人员而言将是明显的。选择和描述具体实施是为了更好地说明本发明的原理和实际应用，以及为了使本领域的其他普通技术人员能够针对适合于所构想的特定用途的具有各种修改的各种具体实施理解本发明。
[0023]可利用一个或多个计算机可读介质的任何组合。计算机可读介质可为计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是例如但不限于电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、设备或装置或前述内容的任何合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的示例(非穷举性列表)可包括下列各项:具有一根或多根电线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(R0M)、可擦可编程只读存储器(EPROMS闪存存储器)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光存储装置、磁存储装置或前述内容的任何合适的组合。在本文献的上下文中，计算机可读存储介质可以是可包含或存储供指令执行系统、设备或装置使用或与其结合使用的程序的任何有形介质。
[0024]计算机可读信号介质可包括具有在其中实现的计算机可读程序代码的传播的数据信号，例如，在基带中或作为载波的一部分。此类传播信号可采取多种形式中的任何一种，包括但不限于电磁形式、光学形式或其任何合适的组合。计算机可读信号介质可以是任何计算机可读介质，所述计算机可读介质并非计算机可读存储介质且可传达、传播或传送程序供指令执行系统、设备或装置使用或与其结合使用。
[0025]在计算机可读介质上实现的程序代码可使用任何适当的介质进行传输，包括但不限于无线、有线线路、光纤电缆、RF等或前述内容的任何合适的组合。
[0026]用于执行本发明的多方面的操作的计算机程序代码可以用一种或多种编程语言中的任何组合来编写，包括面向对象的编程语言诸如如Java、Smalltalk、C++等和常规程序性编程语言诸如“C”编程语言或类似编程语言。程序代码可以完全在用户的计算机上执行，部分地在用户的计算机上执行，作为独立的软件包执行，部分地在用户的计算机上且部分地在远程计算机上执行，或完全在远程计算机或服务器上执行。在后一种情形中，远程计算机可通过任何类型的网络(包括局域网(LAN)或广域网(WAN))连接到用户的计算机，或可以与外部计算机(例如，通过使用因特网服务提供商的因特网)形成该连接。
[0027]下面参照根据本发明的具体实施的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图图示和/或方框图描述本发明的各方面。应当理解，流程图图示和/或方框图的每一个方框以及流程图图示和/或方框图中的方框组合可以通过计算机程序指令来实施。这些计算机程序指令可提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生机器，使得经由计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令创建用于实施流程图和/或方框图的一个或多个方框中指定的功能/动作的装置。
[0028]这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读介质中，该计算机可读介质可以引导计算机、其他可编程数据处理设备或其他装置以特定方式运转，使得存储在计算机可读介质中的指令产生包括实施流程图和/或方框图的一个或多个方框中指定的功能/动作的指令的制品。
[0029]计算机程序指令也可以加载到计算机、其他可编程数据处理设备或其他装置上，以致使一系列操作步骤在计算机、其他可编程设备或其他装置上执行以产生计算机实施过程，使得在计算机或其他