CN102067205A - 用于玩具的触摸屏遥控设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种具有触摸屏的遥控设备，用于远程控制玩具，例如，遥控车或遥控飞机。

Description

用于玩具的触摸屏遥控设备
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2008年4月15日提交的标题为“Touch Screen Remote Control Device for Use with a Toy”的美国第61/124,322号临时专利申请，以及提交于2008年4月16日的标题为“Touch Screen Remote Control Device for Use with a Toy”的美国第61/124,554号临时专利申请的优先权，这两篇公开通过引用被结合在本文中。
背景技术
包括遥控设备、触摸屏和与玩具连接使用的电容性传感器在以下的专利、公开的专利申请和其它公开文献中能够找到：US4272916、US5413518、US6661239、US6705873、US6940291、US7044245、US7221113、US20050048918、US20050162404、US20050179672和加拿大专利No.CA2572909。
在本申请中引用的所有专利申请公开、专利和其它公开发表的文献的全文通过引用结合在本文中。
发明内容
本公开提供了一种用于远程控制玩具的具有触摸屏的遥控设备。一个或多个电容性传感元件，以触控板的形式，被置于触摸屏之下。每个电容性传感元件代表一个方向和/或速度。每个触控板能够检测例如人手指的物体与触摸屏的接触。当触摸屏在触控板范围内被人手指或其它物体接触时，遥控器向玩具发送信号，使其在感测到电容减少的触控板所代表的方向和速度上移动。
在考虑了下面的附图和具体实施方式后，本发明的优点将更容易被理解。
附图说明
图1是具有包括电容性触控板触摸屏的遥控设备示例的框图；
图2是具有示出了接触触摸屏的人手指的包括电容性触控板的触摸屏遥控设备例子的框图；
图3是用在包括电容性触控板的遥控设备中的示例性控制电路的电子示意图；
图4是用在包括电容性触控板的遥控设备中的示例性控制电路的电子示意图。
具体实施方式
图1示出了遥控设备10的一个例子，其包括触摸屏12、一个或多个电容性触摸传感器14a-g、控制电路16、电源18和发射器20。遥控设备10可通过感测触摸屏12上物体的位置和向玩具发送控制信号来远程控制玩具，例如，遥控车或飞机。特别地，由遥控设备10发送的控制信号可控制玩具的速度和方向。
触摸屏12可以是能够检测显示区域内由物体(例如，手指、手或触针)触摸或接触的存在和/或位置的显示器。触摸屏12可以包括显示器，如，包括活动图像的计算机式界面，也可以不包括这样的显示器。在这样的实施例中，用户能够通过接触触摸屏12简便地与活动图像进行交互。此外，可基于与触摸屏12的可感知的接触，或者特定实施特有的其它因素而改变活动图像。然而，触摸屏12的最简单的形式可以是，在设备10的外壳的塑料表面，具有或不具有印刷或绘制的图形。例如，触摸屏12可包括指示方向的方向箭头，如果触摸屏12的该区域被接触，遥控车将被指挥到该方向。
触摸屏12可包括保护层。例如，触摸屏12可被涂覆上例如铟锡氧化物或类似的其它可跨过触摸屏12传导连续电流的材料。这样的保护层允许触摸屏12具有电容性并因此能够感测物体接触，例如，手指。
触摸屏12可进一步包括一个或多个电容性触摸传感器14a-g。触摸传感器14a-g可以使用常规的印刷电路板蚀刻来制造。每个触摸传感器14a-g可代表一个方向和/或速度。例如，触摸传感器14a-g可代表诸如前、后、左或右等的方向，和/或诸如停止、标准或涡轮增压(turbo)等的速度。每个触摸传感器14a-g可被连接到控制电路16。
如图1所示，触摸传感器14a-g可布置成栅格形式，包括中央区域和两个旁边区域。包括在中央区域中的触摸传感器可指出速度和向前或向后，而在两个旁边区域中的触摸传感器可指示向左或向右。一些实施例中还可以在中央区域内包括不代表速度和方向的“停止触控板”。
控制电路16可包括例如存储器的电子装置、存储在存储器中的程序化指令，以及处理器。除被连接到触摸传感器14a-g以外，控制电路16可被连接到电源18和发射器20。电源18可由一个或多个常规电池组成并且可为控制电路16提供动力。控制电路可通过脉冲为一个或多个触摸传感器14a-g供应能量，并监视触摸传感器14a-g的电容变化。当检测到电容变化时，控制电路16可判断是哪个(或哪些)触摸传感器14a-g有电容变化，以及该(或该些)触摸传感器代表的速度和/或方向。
然后，控制电路16可向发射器20发送适当的控制信号。例如，如果控制电路16检测到触摸传感器上的电容变化代表“向左”，则控制电路16可向发射器20发送适当的控制信号。发射器20可根据从控制电路16接收到的(一个或多个)控制信号，向遥控车发送适当的方向和/或速度信号。发射器20可以是阻容无线电控制器或红外传输电路。
遥控设备10可能够允许用户同时触摸两个不同的触摸传感器，使玩具在两个方向上行进。例如，如果触摸分别代表“向前”和“向左”的传感器，设备10可发送信号使遥控车在这两个方向上移动。设备10可继续发送方向和/或速度的两个控制信号，直到与触摸传感器14a-g接触终了为止。控制电路16可包括禁止发送方向冲突的控制信号的特定组合的程序。例如，程序可禁止同时发送“向前”和“向后”，或者“向左”和“向右”的控制信号。
在一个可替代实施例中，控制电路16可包括可使设备10继续发送控制信号来在一个或多个方向上控制遥控车的程序，甚至在与(一个或多个)触摸传感器14a-g的接触终了之后。在这样的实施例中，该程序可使设备10继续发送控制信号，直到其它的方向和/或速度触摸传感器14a-g被接触为止。例如，如果代表“向前”和“向右”的触摸传感器被接触，即使与那些触摸传感器的接触已经终了，设备可继续发送这两个信号，并且那些信号将被持续发送直到其它的方向和/或速度的触摸传感器被接触为止。
图2示出了有一个手指接触一个或多个触摸传感器14a-g的遥控设备10的例子。如上面参考图1所解释的，当手指接触(一个或多个)触摸传感器14a-g时，控制电路16可检测由手指接触(一个或多个)触控板而引起的电容变化。根据哪个触控板14a-g被手指接触，设备10可将方向和/或速度信号发送给遥控车。
图3示出了可以在遥控设备10的控制电路16中实施的电子示意图的一个例子，其中遥控设备10具有触摸屏12，触摸屏12包括一个或多个电容性触摸传感器14a-g。在图3的控制电路16的例子中，使用了六个电容性触摸传感器14a-f并且它们中的每个代表一个方向和/或速度。控制电路16可包括微控制器22，如，台湾新竹的Alpha微电子公司的型号为AM4ED010X的微控制器。控制电路16通过微控制器22，经由输出E1为触摸传感器14a-f产生脉冲提供能量，然后监视脉冲的衰减。当控制电路感测到脉冲的衰减时，一个或多个触摸传感器14a-f已经发生了接触。
当检测到脉冲衰减时，控制电路16判断哪个(或哪些)触摸传感器14a-f已经被接触。然后，控制电路16基于控制电路16感测到的被接触的(一个或多个)触摸传感器14a-f，产生方向和/或速度控制信号。控制电路16可基于被接触的(一个或多个)触摸传感器14a-f，通过微控制器22，发送方向和/或速度控制信号给发射器20。
图4示出了可在遥控设备10的控制电路16中实施的电子示意图的另一实施例，遥控设备10使用了八个触摸传感器14a-h且包括微处理器22。不同于在图3的示意图中示出的示例性控制电路，图4的控制电路16包括单独的一套I/O线，用于使触摸传感器14a-h放电和检测由于物体(例如，手指)接触触摸传感器而导致的任何电容变化。控制电路16可通过微控制器22与例如27MHz/49MHz无线模块的发射器20连接，以将控制信号发送给遥控车。
如图4所示，控制电路16可通过首先使触摸传感器14a-h的电容放电，然后测量测量充电时间，来测量触摸传感器14a-h的电容。可替代地，控制电路16可首先对触摸传感器14a-h充电，然后测量放电时间。在这些实施例的每一个中，控制电路16能够感测触摸传感器14a-h的电容变化，判断哪个(或哪些)触摸传感器被接触，并且将适当的控制信号提供给发射器，用于传送到遥控车。
虽然已经特别示出和描述了与玩具一起使用的具有触摸屏的遥控设备的实施例，但是从这里可以做出许多改变。这种公开可包括一个或多个独立的或相互依赖的涉及特征、功能、元件和/或性质的各种组合的发明，其中的一个或多个可在权利要求书中被限定。特性、功能、元件和/或性质的其它组合和子组合可能在相关申请中要求保护。这样的变化，无论其保护范围是否不同、更宽、更窄或相同，也应被认为包括在本公开的主题之内。目前没有主张的权利要求的可用性或重要性的评价可能目前尚未被认识到。因此，前述的实施例是说明性的，并且任何单独特征或元件或其组合对于在这里或以后的申请中的所有可能被要求的组合都不是必要的。在前述公开中揭露的每个权利要求限定了一项发明，但是任意一项权利要求并不必须包括可能被要求权利的所有特性或组合。当权利要求陈述“一个”或“第一”元件或其等同物时，这样的权利要求包括一个或多个这样的元件，既不要求也不排除两个或更多这样的元件。而且，对于用来标识元件的顺序指示符，例如，第一、第二或第三，是用于区分元件的，并非指示所需要或限定这样的元件的数量，且并非指示这样的元件的特定位置或顺序，除非特别说明。

Claims (28)

1.一种用于控制遥控车的遥控设备，包括：
触摸表面，其包括一个或多个电容性触摸传感器，每个触摸传感器对应一个或多个方向和速度；
控制电路，其与所述一个或多个触摸传感器中的每一个连接，所述控制电路被配置成为所述触摸传感器提供能量，并且检测所述触摸传感器的电容变化；以及
发射器，其连接到所述控制电路并被配置成发送控制信号；
其中，当检测到所述一个或多个传感元件的电容变化时，所述发射器发送与检测到电容变化的传感元件所代表的方向和速度相对应的控制信号。
2.如权利要求1所述的遥控设备，其中，所述控制电路通过脉冲为所述一个或多个触摸传感器提供能量。
3.如权利要求2所述的遥控设备，其中，所述控制电路监视所述一个或多个触摸传感器的脉冲衰减，来确定物体接触所述一个或多个触摸传感器的时间。
4.如权利要求1所述的遥控设备，其中，所述控制电路通过使传感器的电容放电然后测量充电时间来检测所述触摸传感器中的电容的减少。
5.如权利要求4所述的遥控设备，其中，所述控制电路包括单独一套I/O线，用于为所述一个或多个触摸传感器放电和测量充电时间。
6.如权利要求1所述的遥控设备，其中，所述控制电路通过使所述一个或多个触摸传感器的电容充电然后测量放电时间来检测所述一个或多个触摸传感器中的电容的减少。
7.如权利要求1所述的遥控设备，其中，所述发射器是阻容无线电控制器。
8.如权利要求1所述的遥控设备，其中，所述发射器是红外传输电路。
9.一种用于与遥控玩具一起使用的触摸控制发射器，包括：
触摸表面，其具有多个电容性触摸传感器，所述触摸表面被分割成：
中央区域，其具有多个速度指示传感器，和
至少两个旁边区域，分别具有至少一个方向指示传感器；以及
电子控制器，其被配置成：
当所述速度指示传感器中的不同的速度指示传感器被激活时，改变输出速度，
当所述方向指示传感器中的不同的方向指示传感器被激活时，保持输出速度，并且
当所述方向指示传感器中的不同的方向指示传感器被激活时，改变输出方向。
10.如权利要求9所述的触摸控制发射器，其中，当所述电子控制器感测到传感器的电容变化时，所述一个或多个速度指示传感器和方向指示传感器被激活。
11.如权利要求10所述的触摸控制发射器，其中，所述电子控制器通过脉冲为所述触摸传感器提供能量。
12.如权利要求11所述的触摸控制发射器，其中，所述电子控制器监视所述触摸传感器的脉冲衰减，来确定物体接触所述一个或多个触摸传感器的时间。
13.如权利要求10所述的触摸控制发射器，其中，所述电子控制器通过使所述传感器中的电容放电然后测量充电时间，来感测所述一个或多个触摸传感器中的电容的减少。
14.如权利要求13所述的触摸控制发射器，其中，所述电子控制器包括单独一套I/O线，用于为所述触摸传感器放电和测量充电时间。
15.如权利要求10所述的触摸控制发射器，其中，所述电子控制器通过使所述传感器中的电容充电然后测量放电时间来检测所述触摸传感器中的电容的减少。
16.一种遥控车控制器，包括：
电容性触摸表面，其包括布置成栅格的一个或多个触摸传感器，通过脉冲为所述触摸传感器提供动力；以及
电子装置，其通过监视衰减速率的变化来感知人手指与所述触摸表面的接触，并基于感知到的手指在触摸传感器栅格上的位置，产生一个或多个用于控制遥控车的方向控制信号和速度控制信号。
17.如权利要求16所述的遥控车控制器，其中，所述电子装置通过脉冲为所述一个或多个触摸传感器提供能量。
18.如权利要求17所述的遥控车控制器，其中，所述电子装置监视所述触摸传感器的脉冲衰减，来确定物体接触所述一个或多个触摸传感器的时间。
19.如权利要求16所述的遥控车控制器，其中，所述电子装置通过使所述传感器中的电容放电然后测量充电时间，来检测所述触摸传感器中的电容的减少。
20.如权利要求19所述的遥控车控制器，其中，所述电子装置包括单独一套I/O线，用于为所述触摸传感器放电和测量充电时间。
21.如权利要求16所述的遥控车控制器，其中，所述电子装置通过使所述一个或多个触摸传感器中的电容充电然后测量放电时间来检测所述触摸传感器中的电容的减少。
22.如权利要求16所述的遥控车控制器，其中，所述控制信号通过阻容无线电控制器被发送。
23.如权利要求16所述的遥控车控制器，其中，所述控制信号通过红外传输电路被发送。
24.一种控制玩具的方法，包括以下步骤：
为一个或多个电容性触摸传感器提供能量；
检测电容性触摸传感器上的电容变化；
判断被检测到电容变化的触摸传感器代表的方向和速度；以及
发送与被检测到电容变化的所述触摸传感器代表的方向和速度相对应的控制信号。
25.如权利要求24所述的方法，其中，所述为一个或多个电容性触摸传感器提供能量的步骤包括通过脉冲提供能量。
26.如权利要求25所述的方法，其中，所述检测电容性触摸传感器上的电容变化的步骤包括监视触摸传感器的脉冲衰减。
27.如权利要求24所述的方法，其中，所述检测电容性触摸传感器上的电容变化还包括：
使所述传感器的电容放电；以及
测量所述传感器充电的时间周期。
28.如权利要求24所述的方法，其中，所述检测电容性触摸传感器上的电容变化还包括：
使所述传感器的电容充电；以及
测量所述传感器放电的时间周期。
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