CN101297585A - 使用位置和触摸来控制一种装置的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于控制装置的系统，包括：至少一个用于选择/再现媒体内容的耳机，其中第一耳机包括用于接收输入以控制选择/再现的第一输入控制器，用于探测第一耳机是否在耳朵中/上并接收输入以控制媒体内容的选择/再现的第一位置控制器，其中设置该系统以使用来自第一位置控制器的位置探测或者来自第一位置控制器的位置探测和来自第一输入控制器的输入的组合，以控制媒体内容的选择/再现。

Description

使用位置和触摸来控制一种装置的系统和方法
本发明涉及用于控制一种装置的系统和方法。具体地，该系统和方法使用用户接口(例如耳机)的位置(position)和触摸(touch)以便控制所述装置。
耳机中集成了触敏区域是已知的。例如，在公开的PCT专利申请WO2004/093490A1中描述了一种具有音频器件和两个用于转换音频的耳机的音频娱乐系统。第一耳机具有控制器，其具有用于控制音频器件的输入装置。输入装置具有触敏区域。根据探测到触敏区域被触摸，音频器件通过从控制器发送到音频器件的控制信号控制。这阻止了在查找、支配和操作通常沿着导线悬挂的传统控制器中涉及的麻烦。该专利申请也描述了如何防止产生意外的控制动作。因此耳机可以具有另一触敏区域，其在耳机戴在耳朵中或耳朵上时与皮肤接触。只有所述另一触敏区域接触时，耳机才发送控制信号。由于可用性原因，能用于应用指令的轻拍模式(tapping pattern)数仅限为三种，即单轻拍、双轻拍和握住耳机。假设两个耳机的指令可以不同，利用在接触头戴耳机上的轻拍总共能激活6种指令。
并且，非预先公开的PCT专利申请WO IB2005/051034描述了一种装配有用作便携装置遥控单元的触摸控制器的头戴耳机。通过在左或右耳机上轻拍一次、两次或持续一段时间，可以为播放器给出不同的指令，例如播放、暂停、下一首/前一首和音量增大/减小、电话控制等。这些触摸头戴耳机(touch headphone)把多个按钮集成为一个(由此搜索不需要具有触觉，耳机上也不需要很大的空间)，由此耳机更容易操作(对于耳内(in-ear)耳机是很重要的)。
虽然，WO IB2005/051034描述了嵌入在耳机中的传感器的使用，但所述传感器用于探测耳机是否在耳朵“中”或耳朵“上”。这是与其它传感器和特殊规则结合使用的，以便实现自动控制锁定。这使该系统能防止例如当用户携带她口袋中的触摸耳机时因疏忽而使触摸耳机激活指令。
上述两个系统仅提供了有限数量的控制。对于当用户移动时(走路、骑车、驾驶)使用的几种应用(音频播放、收听收音机、使用移动电话)，假设认真选择需要激活的指令并且把指令映射到不同模式，六种模式就足够了。
尽管每一种不同应用都可以满足，在某些情况下例如当存在呼入时，这可以是自动满足的，然而，仍然需要允许用户在应用之间切换。因此，例如对于其中需要应用切换置于用户的控制之下等情况而言，在该技术中需要额外输入机制以实现装置的附加功能。
本发明减少或克服了这些缺陷。本发明提供了一种使用位置和触摸输入或控制机制为装置提供额外功能的系统和方法。特别是提供了一种控制装置的系统，其包括至少一个耳机(earpiece)以选择/再现媒体内容，其中第一耳机包括用于接收输入以控制选择(selecting)/再现(rendering)的第一输入控制器、用于探测第一耳机并接收输入以控制选择/再现媒体内容的第一位置控制器，其中设置该系统以使用来自第一位置控制器的位置探测或者来自第一位置控制器的位置探测和来自第一输入控制器的输入的组合以允许控制媒体内容的选择/再现。在一个示例实施例中，位置控制器是触觉传感器，其探测耳机是否在耳朵内/上，输入控制器是探测用户是否用手触摸它的触觉传感器。
从下述参考附图的描述中可以更清楚地理解本发明。
图1示出了根据本发明的音频娱乐系统100的方块图；
图2示出了根据本发明的耳机103的触摸区域119、120、121、122的特写；
图3示出了根据本发明的耳机103、111绕线(wifing)的示例。
在下文中，将参考附图描述本发明的优选实施例。在以下描述中，虽然相同元件在不同的图中示出，但是这些相同元件将用相同的附图标记表示。并且，在下面的描述中出现的不同的特定限定，例如数据包标识的特定值、显示信息的内容等仅用于帮助对本发明有个总体的了解，本领域技术人员很清楚，本发明可以在这些限定之外的情况下实现。并且，在本发明的下述描述中，当其可能使本发明主题不清楚时，会省略其中引入的公知功能和结构的详细描述。
参考图1和2，在所述实施例中，系统100包括例如便携音频播放器的装置，一组用于选择/再现媒体内容(例如转换来自播放器的音频)的耳机101(具体为第一耳机103和第二耳机111)，其中第一耳机103具有第一输入控制器104。在该实施例中，该组耳机101也指头戴耳机或头戴听筒，但其可以包括用于在一群人中分享音频的几个听筒。第一和第二输入控制器104、112包括耳机103、111上的触敏区域119。触敏区域119可以接收用于控制106、114播放器的输入113，其由此调整转换的音频。输入113也涉及触摸、轻拍和轻拍动作。耳机103、111具有第一位置探测器107、115。在该实施例中，位置探测器107、115包括具有一对皮肤触点120、121的另一触敏区域122。两个触敏区域由导电材料构成，该导电材料用作电容触摸探测的天线，其在如QuantumResearch公司的QT10808-KEY QTouchTM SENSOR IC(www.qprox.com)中所实现的。注意，该导电材料可以隐藏在介电材料层下以免受到腐蚀。如果耳机103、111被定位用以转换(transduce)音频(即如果耳机103插入或戴在耳朵上，则为“适当位置”，如果耳机103、111没有插入或戴在耳朵上，则为“不在适当位置”)，皮肤通过天线122产生触摸信号，该天线用于探测耳机103、111被定位来转换音频。系统100被设置成利用位置控制器107、115的位置探测或位置控制器107、115的位置探测与输入控制器104、112的输入的组合以实现对媒体内容选择/再现的控制。如果第一和第二输入装置112同时接收输入113，那么可以进一步设置系统100以通过开关动作118、109阻止控制动作106和另一控制动作114。可以进一步设置系统100，以使一旦探测到第一耳机103不在转换音频102的位置，立即通过开关动作118、109阻止利用第一输入装置104的所述控制动作106。
系统可以进一步包括其它输入控制器或其它输出装置(未示出)，例如视频显示器、游戏手柄或键盘。音频娱乐系统可以包括例如游戏装置、通信装置、计算装置、个人数字助理、智能手机、便携电脑、掌上型电脑、平板电脑或管理器或是它们的一部分。
再现/选择的媒体内容可以是一个或多个软件应用并且可以例如通过从例如诸如蓝光盘、DVD、CD的光盘和硬盘、固态存储器等的介质播放而在系统100中产生。再现/选择的媒体内容可以替换地或额外地被音频娱乐系统经由无线接口(如无线LAN、WiFi、UMTS)或经由有线接口(如USB、防火线(FireWire))或经由其它接口接收。
第一耳机103可以是耳内型耳机或听筒、具有悬臂(boom)的头戴耳机(headset)、具有罩的头带(headband)或其它类型的耳机或听筒(headphone)。
第一耳机103具有用于接收输入以控制媒体内容的选择/再现的第一输入控制器。第一输入控制器104可以例如是机电传感器(如开关、按钮)、电子传感器(例如触觉传感器)、光电传感器(例如红外传感器)或激光棒(laser beetle)。第一输入控制器104也可以是用作麦克风的转换音频的扬声器。轻拍耳机产生特殊的噪音，其可以被扬声器收集并例如在扬声器的端子上产生电信号。该信号可以由用于探测该特殊噪音的探测器探测到。所述探测器电耦合到扬声器上。
接收的输入可以例如是切换、推、轻拍、压、移动或噪音。控制可以例如是增加或降低设定值，例如音量、音平衡、音色或音效(如混响、和声等)的任何设定。控制动作可以关系到(pertain to)音频，例如选择音频来源，例如艺术家、唱片、音轨、音轨上的时间位置或播放速度。
系统100包括第一位置探测器107，用于探测被定位用于媒体内容选择/再现的第一耳机103。第一位置探测器107可以基于几种工作原理，例如在一对例如皮肤触点或弹簧开关触点之间形成闭合电路、探测红外辐射、探测耳垂存在等工作原理中的任意一种，或者基于其它的工作原理。
如图3中所示，系统100可以包括第二耳机111。第二耳机111包括用于接收输入113以进一步控制114选择/再现动作(例如转换音频)的第二输入控制器112。第二耳机111还包括第二位置探测器115，用于探测转换音频的第二耳机111的定位108。
为耳机添加触敏区域119可能需要增加邻近(next to)音频线的附加线。从每个耳机103、111到这些线集合在一起的点123可能总共需要五根线。如下面进一步说明的，113在该点123，触摸事件可被转换成某个模拟或数字控制信号以使例如手机的可能干扰最小化。并且，在该点123，缓冲信号的触敏电子器件可能需要一些功率。代替额外的电源线，功率可以被“加入”到音频信号并在具有相对简单的电子器件的“触摸控制转换器”处利用电容器“减去”。
因为第一和第二耳机基本上镜面对称，所以第一和第二耳机自然分别适用于右耳和左耳。可替换地，第一和第二耳机也可以基本上相同。
本发明可用于例如选择实际由用户通过第一和第二位置控制器107、115控制的应用，和用于通过耳机103、111上的触摸控制器119来操作便携音频播放器的控制面板(播放、暂停、下一个等)。
应用的选择包括许多需要执行以允许应用选择的子任务，包括：从任何应用切换到应用选择模式，选择下一应用，选择前一应用(不总是必须的，取决于应用列表是否循环)，激活应用(和离开应用选择模式)，离开应用选择模式(取消，即在不激活不同应用的情况下，返回到当前的有效应用)。
表1是将耳机位置影射到应用选择子任务模式的说明性实例(其中，可用的应用位于环形表中)。
表1：将耳机位置映射到应用选择子任务模式的示例
  子任务   方法1   方法2   方法3   方法4   方法5   方法6
  进入应用切换模式   卸下耳机   卸下和复原耳机   卸下和复原耳机   卸下和复原耳机   卸下和复原耳机   卸下和复原耳机
  选择下一个应用   系统使用说话反馈依次呈示应用   复原耳机1   双轻拍右边   在复原耳机时(双轻拍右边表示另外的下一个)   在复原耳机时(双轻拍右边表示另外的下一个)   在复原耳机时(双轻拍右边表示另外的下一个)
  选择前一个应用   不可能   不可能   双轻拍左边   双轻拍左边   双轻拍左边   在暂停结束前双轻拍左边
  激活选择的应用   复原耳机   复原耳机   轻拍右边   暂停(time-out)(或更快：轻拍右边耳机)   在暂停结束前轻拍右边   在复原耳机时(应用开始，在暂停结束后或者跟在轻拍右边后允许控制)
  离开应用切换模式(取消)   复原耳机并且在暂停结束前轻拍左边   在暂停结束前轻拍左边   轻拍左边   在暂停结束前轻拍左边   暂停(或更快：轻拍左边耳机)   在暂停结束前轻拍左边
1根据需要重复地卸下和复原以便选择应用列表中进一层的应用
表1所表示的映射并没有穷举所有的选项而仅用于说明目的。因此，例如方法1需要用户干预系统调节的过程。从可用性的观点看，这并不是好的解决方法。方法2允许用户进行调节，但需要用户重复地卸下(lift-off)和复原(return)其中的一个耳机，用户也许不能接收或满意。并且，方法2没有提供逻辑选项以选择前一个应用。在卸下和复原的方法中，利用预定长度的时间以便用户完成卸下和复原耳机的动作(例如2秒钟)。方法3为用户提供了调节和“前一个应用”的逻辑指令，但需要用户额外的步骤以选择下一应用。方法4和方法5很好地消除了用于“下一应用”指令的额外步骤并且是可互换的，除了它们各自强调“激活”和“取消”指令。方法4不需要来自用户的明确动作以激活选择的应用(但确实允许用户缩短(shot-cut)暂停时间)，而方法5强调阻止误差，需要用户通过用于激活的轻拍确认所选择的应用。方法6遵循不同的原理，因为在耳机复原时立即激活该应用。在暂停时间(time-out)内，用户仍然能通过轻拍左边耳机取消应用切换。暂停时间(time-out)是预定长度的时间(例如2到5秒之间的值)。如果需要不同的应用，用户仍然可以在任一侧双轻拍以选择列表中的下一个或前一个应用，每次重新设定暂停时间。然而，如果想进行应用切换，用户可以开始立即享受应用(例如音乐立即开始)。延迟与应用的交互，直到暂停结束或用户确认切换(在实际之后)，而不管哪一个在先。这样做是由于否则的话控制的一部分对应用的选择有影响(在任一侧双轻拍以及在左侧轻拍)，而控制的其他部分对激活的应用有影响(在右侧轻拍，握住任一侧)。
上述表1表示用户可以选择的单个列表。然而，假设耳机包括两个听筒，列表可以分成两侧。一个列表链接到右耳机，一个列表链接到左耳机。用户可以通过触摸相应的耳机在这些列表之间切换，例如单个轻拍前进，双轻拍返回在各自列表中的位置。当选择所需的应用时，这要么被暂停(time-out)激活，或被用户的激活指令(例如握住各自的耳机)激活。
在上述表1中，并不是很清楚哪一侧的耳机被卸下(lift-off)。可替换地，有可能为卸下右或左耳机添加不同的意义。例如，卸下或复原右耳机可能触发列表中的下一个应用的选择(和激活)，而卸下或复原左耳机可能触发在列表中前一个应用的选择(和激活)。重复地选择“下一个”和“前一个”(在应用的更长列表中)需要用户重复地卸下或复原耳机。
将用户轻拍耳机103、111映射到播放器的动作，可以遵循两条用户接口设计规则：(1)频繁使用的功能应当很容易访问，并且(2)遵循西方传统，左边值减小而右边值增加。符合这些规则，将不同轻拍模式113映射到播放器面板和音量控制，可以如表22中所描述的来实现。调查表明，人们发现这种映射直观且容易学习。
表2：将轻拍模式映射到面板和音量控制的示例
  轻拍模式   在左耳机上的功能   在右耳机上的功能
  单次轻拍   暂停   播放
  双次轻拍   前一曲   下一曲
  握住   音量减小   音量增加
  轻拍并握住   快退   快进
另一种可能是把在任一个耳机103、111上的单个轻拍113映射到触发器(toggle)处，其在播放的第一状态和暂停的第二状态之间交替。这具有暂停和播放的两种功能在两个耳机103、111上都能实现的优点。这种措施为利用这种映射通过一只手实现两种功能提供了很大的便利。
当耳机103、111被取下时，可以通过触摸耳机提供另一自动控制功能。在这种情况下，播放器可以自动地暂停播放，当播放器103、111被戴上时，播放可以自动开始，可选地从其暂停的位置处开始。由于其可以避免当用户不听时电池耗尽，这是方便的。另外，其可以阻止例如当与某人在街上简短对话时，用户错过音乐的一部分。
例如当用户卸下耳机同时在头上重新调节耳机时，当用户卸下耳机而临时倾听或与某人谈话时，还可以提供其它自动控制功能。为处理这两种情况，使用第一计时器以测量在卸下事件和复原事件之间的时间。
这段时间的长度确定了卸下和复原事件是否导致进入应用切换模式：
1.如果时间小于1秒钟，那么这些事件被忽略并且假定为是重新将耳机戴到耳朵上的结果
2.如果该时间大于1秒钟而小于2秒钟，则这些事件将导致进入应用切换模式
3.如果该时间大于2秒钟，那么这些事件被忽略并假定是用户卸下(lift-off)耳机以倾听对话，或完全摘下耳机的结果。
仅当应用切换模式开始时，第二计时器才启动(产生表1中讨论的暂停(time-out))。如果在该计时器达到预定值(例如3秒钟)之前没有另外的用户事件，那么根据所用的表1所描述的方法(4、5或6)执行或取消实际的应用选择。
上述1、2和3秒的值仅用于说明，并不意在限制本发明。并且，对于左边和右边的耳机暂停时间(time-out)可以不一样。这些值应当根据本发明的具体应用由终端用户适当估计来确定。有一个要求是，用户不应该必须长时间地卸下以激活应用选择。然而，当选择比上述1秒钟小得多的值时，缺点是当用户重戴耳机的听筒时，可能会产生不经意激活应用选择模式的情况。不过，这可能没有看起来那么严重。首先，用户可以主动地取消应用选择。其次，用户可以学会在不卸下耳机的情况下调节耳机。
为了进一步增强该系统，被控制的装置可以响应于一个动作而提供即时的声音反馈。这种反馈的一个示例是，响应于位置改变或轻拍而提供可听见的嗡嗡声或哔哔声。另一示例是，声音反馈例如通过改变声音反馈的音量、音调、节奏或旋律或它们的组合来表示装置的激活功能。反馈的另一示例是使用录音或合成人声告知用户装置被激活的功能或装置的性能以及如何控制它们。
应当注意，上述实施例说明了而不是限制了本发明，本领域技术人员能够在不脱离所附权利要求的范围的情况下，设计许多可替换的实施例。在这些权利要求中，任何放在括号中的附图标记不应该理解为限制了该权利要求。使用动词“具有”或“包括”及其变体不排除存在除了权利要求中所述元件或步骤之外的其它元件或步骤。在元件之前使用冠词“一个”并不排除存在多个这样的元件。本发明可以通过包括几个不同元件的硬件实现，也可以通过适当编程的计算机实现。在娱乐装置权利要求中列举了几种装置，这些装置中的几种可以由同一硬件项实施。在相互不同的从属权利要求中引用某些措施并不意味着不能使用这些措施的组合。

Claims (12)

1.用于控制一种装置的系统，包括：
至少一个用于选择/再现媒体内容的耳机，其中第一耳机包括用于接收输入以控制所述选择/再现的第一输入控制器；
用于探测第一耳机并接收输入以控制媒体内容的选择/再现的第一位置控制器；
其中该系统经设置用来，利用来自所述第一位置控制器的位置探测或者来自所述第一位置控制器的位置探测与来自所述第一输入控制器的输入的组合，以控制媒体内容的选择/再现。
2.如权利要求1所述的系统，其中该系统进一步包括：
第二耳机，具有第二输入控制器用于接收输入以进一步控制媒体内容的选择/再现；和
第二位置控制器，用于探测第二耳机并接收输入以控制媒体内容的选择/再现；
其中该系统经设置用来，利用来自第一或第二位置控制器的位置探测或者来自第一或第二位置控制器的位置探测与来自第一或第二输入控制器的输入的组合，以控制媒体内容的选择/再现。
3.如权利要求1所述的系统，其中所述第一位置控制器是电容触敏器件。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述第一位置控制器基于在一对触点之间形成闭合电路、或探测红外辐射或探测耳垂的存在。
5.如权利要求1所述的系统，其中所述第一输入控制器选自由下述构成的组中：机电传感器、电子传感器、光电传感器、红外传感器、激光棒或用作麦克风的转换音频的扬声器。
6.如权利要求1所述的系统，其中第一位置控制器包括使用第一耳机的位置探测来选择应用，该第一耳机位于适当位置或不在适当位置，用于媒体内容的选择/再现。
7.如权利要求6所述的系统，其中第一位置控制器还使用至少一段预定长度时间，其用于探测第一耳机的位置位于适当位置或不在适当位置，用于媒体内容的选择/再现。
8.如权利要求6所述的系统，其中该系统使用第一或第二位置控制器来利用检测第一和第二耳机位于适当位置或不在适当位置选择应用，用于媒体内容的选择/再现。
9.如权利要求8所述的系统，其中该系统使用第一和第二位置控制器以及用于位于适当位置或不在适当位置的第一和第二耳机的位置探测的至少一段预定长度时间，用于媒体内容的选择/再现
10.用于控制一种装置的系统，包括：至少一个耳机，用于选择用于装置的应用，其中第一耳机包括用于探测第一耳机和接收输入以选择应用的第一位置控制器；其中该系统经设置用来利用来自第一位置控制器的位置探测以选择应用。
11.一种使用至少一个用于选择/再现媒体内容的耳机来控制装置的方法，其中第一耳机包括第一输入控制器、第一位置控制器，该方法包括以下步骤：
使用第一位置控制器探测第一耳机；
使用第一位置控制器接收输入以控制媒体内容的选择/再现；
使用第一输入控制器接收输入以控制媒体内容的选择/再现；以及
使用来自第一位置控制器的位置探测或者来自第一位置控制器的位置探测与来自第一输入控制器的输入的组合，使能控制媒体内容的选择/再现。
12、使用至少一个用于选择装置上的应用过程的耳机来控制装置的方法，其中第一耳机包括第一位置控制器，该方法包括以下步骤：
使用第一位置控制器探测第一耳机；
使用第一位置控制器接收输入以选择应用；并且
使用来自第一位置控制器的位置探测来使能控制所述装置，用于选择应用。
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