CN105283818B - 可重新配置的输入/输出模块的系统及其操作方法 - Google Patents

可重新配置的输入/输出模块的系统及其操作方法 Download PDF

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Abstract

用于移动计算设备的可重新配置的夹扣模块的集合包括两个或更多个模块，并且这些模块中的至少一者具有输入按钮或其他控件，且这些模块中的至少一者可与计算设备进行通信，而无需经由引线连接到该计算设备。输入按钮被映射到程序(诸如游戏)中的用户输入，该应用正在这些模板被插入的计算设备上运行或被显示在该计算设备上。在一实施例中，经由按钮或夹扣模块上的其他控件的用户输入被映射到正在该设备上运行的游戏中的用户输入，该设备可以是触摸屏设备，并且经由按钮的用户输入和游戏中的用户输入之间的映射可取决于正在玩的游戏、用户偏好或其他准则而改变。

Description

可重新配置的输入/输出模块的系统及其操作方法
技术领域
本申请涉及移动计算设备，尤其涉及用于移动计算设备的可重新配置的夹扣模块。
背景技术
存在大量带有触敏屏幕的计算设备，触敏屏幕允许用户使用触摸手势直接在该设备的屏幕上进行交互。各示例包括智能电话、平板计算机、大型交互式平面计算机和台式计算机的触敏显示器。虽然对于一些应用而言，这种接口提供了足够的用户输入机构，但对于一些应用并且对于一些用户(例如，具有视觉缺陷的用户)而言，平坦连续的交互平面(设备屏幕)可能难以使用，因为不存在帮助指导用户的手指并使用户的手指保持在正确位置处的物理边界或触觉反馈。此外，由于该设备的屏幕既用作输入设备又用作显示设备(即，用作输出设备)，用户的手指在与应用进行交互时可能会遮挡屏幕的区域。
下面所描述的各实施例不限于解决已知用户输入设备的任何或全部缺点的实现。
发明内容
下面呈现了本发明的简要概述，以便向读者提供基本理解。本概述不是本公开的穷尽概览，并且不标识本发明的关键/重要元素或描述本说明书的范围。其唯一的目的是以简化形式呈现此处所公开的精选概念，作为稍后呈现的更详细的描述的序言。
用于移动计算设备的可重新配置的夹扣模块的集合包括两个或更多个模块，并且这些模块中的至少一者具有输入按钮或其他控件，且这些模块中的至少一者可与计算设备进行通信，而无需经由引线连接到该计算设备。输入按钮被映射到程序(诸如游戏)中的用户输入，该应用正在这些模块被夹扣到的计算设备上运行或被显示在该计算设备上。在一实施例中，经由夹扣模块上的按钮或其他控件的用户输入被映射到正在设备上运行的游戏中的用户输入，该设备可以是触摸屏设备，并且经由按钮的用户输入和游戏中的用户输入之间的映射可独立于正在玩的游戏、用户偏好或其他准则而改变。
通过结合附图参考以下详细描述，可易于领会并更好地理解许多附带特征。
附图说明
根据附图阅读以下具体实施方式，将更好地理解本发明，在附图中：
图1示出附连在触摸屏设备的周界周围的可重新配置的输入/输出模块的集合的三个示意图；
图2示出了输入/输出模块的示例集合(如图1中示出的那些集合)的示意图；
图3示出了各种不同附连机构的示意图；
图4示出了将输入/输出模块上的输入映射到目标程序中的用户输入的四个示例方法的示意图；
图5示出了图4和图7中示出的系统的操作的示例方法的流程图；
图6是图4和图7中示出的系统的操作的另一示例方法的流程图；
图7示出了将输入/输出模块上的输入映射到目标程序中的用户输入的三个进一步示例方法的示意图；
图8示出了将输入/输出模块上的输入映射到目标程序中的用户输入的另一示例方法的示意图；以及
图9示出包括两半的游戏控制器的示意图，这两半中的每一者都可用作输入/输出模块。
在各个附图中使用相同的附图标记来指代相同的部件。
具体实施方式
下面结合附图提供的详细描述旨在作为本发明示例的描述，并不旨在表示可以构建或使用本发明示例的唯一形式。本描述阐述了本发明示例的功能，以及用于构建和操作本发明示例的步骤的序列。然而，可以通过不同的示例来实现相同或等效功能和序列。
存在包括平坦连续交互表面(设备屏幕)的许多计算设备，包括智能电话、平板设备(其也可被称为平板式设备)、表面计算设备和台式计算机的触敏显示器。如上所述，缺少物理参考点或由触敏屏幕提供的触觉反馈(不像物理按钮)对于某些应用(例如游戏)并对于某些用户(例如，具有视觉缺陷的那些用户)而言可引起问题。用户的手指很容易在玩游戏时移动，以使得这些手指不再与游戏输入控件对准，并且这在游戏需要快速或频繁输入的情况下会恶化。此外，当处于适当位置时，用户的手指可遮挡屏幕的区域，并且这可影响可用性，尤其对较小形状因素的设备(例如，智能电话)来说。
图1示出了其中可重新配置的输入/输出模块104、106被附连在触摸屏设备108的周围(即，显示器的边缘周围)的三个示意图，触摸屏设备108可例如是便携式或手持式设备，诸如(任何大小的)平板设备或智能电话或(例如，设备上或车辆中的)固定触摸屏设备。在第一示图101中，触摸屏设备108被横向定向，并且在该设备的每一短边上(即，在包括该显示器的设备的面的各短边上)各附连一个输入/输出模块104、106。在第二示图102中，触摸屏设备108处于纵向取向，并且输入/输出模块104、106被附连在该设备的长边上。在第三示图103中，存在四个输入/输出模块104、106，这四个输入/输出模块被布置在触摸屏设备108的每一边处，并且当在触摸屏设备108上玩双玩家游戏时，可提供一对输入/输出模块110以供第一用户使用以及一对输入/输出模块112以供第二用户使用。替换地，第三示图103中的四个输入/输出模块可被单个用户使用。
如图1中的三个示例所示，输入/输出模块104、106可被放置在触摸屏设备108的周界周围的任何地方，并可由用户取决于该设备上显示/运行的应用、个人偏好或任何其他因素来重新布置。随后，这些模块可被描述为可重新配置(例如，用户可以选择将这些模块放置在何处并可在希望的情况下移动这些模块)。将领会，在一些示例中，可存在不能放置模块的位置(例如，相机或电源按钮上方，但在许多情况下，可将模块放置在其任一或两者上方)，但是用户仍有能力将这些模块自由放置在触摸屏设备的其余周界上。此外，虽然图1中的示例示出使用两个和四个模块，但在其他示例中，模块集合可包括N个模块，其中N为整数且N≥2。
输入/输出模块104、106中的至少一者包括输入控件，并且在所示的示例中，所有输入/输出模块都包括输入控件(例如，四路控件114或按钮116)。在各示例中，输入控件是触觉输入控件，诸如物理控件(例如，具有在由用户施加按压力时可移动的轮廓面的控件)，其向用户提供其手指/拇指被正确定位在该控件上的触觉反馈。在其他示例中，输入控件可能不是触觉式的，而改为可包括光学传感器、电容传感器或其他传感器。在进一步示例中，可提供触觉输入控件和非触觉输入控件的组合。将领会，图1中示出的示例(四路控件和一对按钮)只是输入/输出模块上可提供的输入控件的示例。进一步示例包括但不限于旋钮、滑块、单个按钮(或不同数目的按钮)、开关和小型操纵杆。可使用的传感器的示例包括但不限于：用于(例如，基于反射IR或看IR阴影或进行热IR感测或者基于超声)来进行手定位的悬浮传感器，用于感测由手上佩戴的戒指造成的失真的磁力计，或可检测人类或人类正佩戴的某物的特性的任何其他类型的传感器。如果设备(例如，触摸屏设备或模块)是可弯曲或可接合的，则这些传感器可例如使用加速度计来检测用户可如何弯曲或接合该设备。
每一输入控件114、116均被映射到触摸屏设备108上显示/运行的应用或其他程序(例如，操作系统或任何其他软件)的用户输入。输入控件114、116被映射到的用户输入可以是触摸事件(即，用户经常会通过触摸触敏显示器来提供的用户输入)或者可以是经由物理按钮或触摸屏设备108上的控件的输入，或者经由受支持的外围设备(例如，蓝牙键盘)或任何其他受支持的硬件(其中，该硬件无需被呈现，而仅由接收该用户输入的程序支持)的任何输入。在一些示例中，用户输入可以是击键，以使得输入/输出模块可代替屏上键盘被使用。
在存在多个输入控件的情况下，如在图1所示的示例中，每一输入控件可被映射到同一应用/程序的不同用户输入或者这些用户控件可被映射到两个或更多个应用/程序的用户输入。在一示例中，四路控件114和按钮116两者都可被映射到触摸屏设备上显示或运行的游戏的用户输入。在另一示例中，四路控件114可被映射到触摸屏设备108上运行的游戏(或者触摸屏设备上显示的基于云的游戏)的用户输入，并且按钮116可被映射到该设备的操作系统(OS)内的各功能(诸如音量控制)。在进一步示例中，四路控件114可被映射到触摸屏设备108上显示/运行的应用的用户输入，并且按钮之一可被映射到另一应用中的特定输入(例如，IP电话应用中的‘应答’按钮)。该映射可以是固定的、动态的或固定和动态两者的组合(例如，第一控件子集具有固定映射，且第二控件子集被动态地映射，其中每一子集都不包括所有控件)。可存在影响该映射的多个因素，并且这些因素可包括输入/输出模块的位置、一个以上输入/输出模块的相对位置、屏幕上(或其中多个应用可见的最上方)可见的特定应用(或其他程序)、用户输入等。以下更详细描述了控件到输入的映射。
在图1所示的示例中，输入控件在模块的正面上(即在使用时或在该模块被附连到设备时与触摸屏显示器基本上平行的面上)。替换地，作为输入控件在正面上(例如，以在模块的顶部边缘上提供手指触发按钮和/或在该显示器的背面上提供触觉控件)的补充或替代，输入控件可被提供在该模块的另一表面或该模块的角上。例如，输入控件可被提供在正面和背面两者上。
在各示例中，这些模块中的一者或多者可包括输出设备，诸如视觉指示器(例如，小型显示器或者一个或多个LED)、可听指示器(例如，小型扬声器或蜂鸣器或耳机套件)、触觉(或与触觉有关的)反馈设备(例如，振动机构、任何物理移动致动器或移动减速器(如果触摸屏设备或模块是可弯曲或可接合的话))或其他传感器反馈设备(例如，可通过改变模块的温度或气味、荷尔蒙等的化学输出来提供反馈的加热/冷却设备，诸如匹尔特冷却器)。在各示例中，模块可包括输入设备(例如，触觉控件)和输出设备(例如，指示器LED)两者。
当被定位在触摸屏设备108的周界周围(并被物理地附连到触摸屏设备)时，输入/输出模块104、106遮挡很少或不遮挡实际显示区域120，并且在图1所示的示例中，模块104、106不遮挡任何实际显示区域120。这意味着屏幕上存在更多实际使用面积以供查看，并增加了使用的便利性。虽然这些模块在本文中被描述为被附连在设备的周界周围，但在其他示例中，这些模块可被附连在其他位置中，即被附连到触摸屏设备的其他非显示部分，诸如该设备的背面。
将领会，图1不必按比例绘制，然而，在各示例中，这些模块是紧凑的并且具有与它们被附连到的触摸屏设备108相比小的多的尺寸(例如，正面的边长，如箭头117、118所指示的)。例如，这些模块的正面可以是大致1英寸(2.54cm)的正方形，并与范围从大约3英寸(～7.5cm)到10英寸(～25cm)或更多(其中该屏幕尺寸是在对角线上测量的)的触摸屏显示器联用。然而，在其他示例中，这些模块与它们附连到的触摸屏设备相比要小的多(例如，如图9所示并以下所描述的)。虽然图1示出形状和大型大致相同的全部模块，但在一些示例中，集合内的模块可具有不同的大小和/或形状。
图2示出示例输入/输出模块集合200(诸如图1中示出的那些)的示意图。图2中示出的输入/输出模块集合200包括两个模块202、204，但是其他示例集合可包括两个以上模块。每一模块都包括电源206，其可例如是电池或超级电容器。与电池相比，超级电容器具有非常短的充电时间(例如，10秒充电可能足以向该模块供电达约1小时的正常使用)，这使得其特别适合此应用。在超级电容器或可再充电电池被使用的情况下，该模块可进一步包括充电电路208。充电电路可从主电源处取得电力，或者可(例如，经由设备上的USB或专用连接器或使用无线充电机构)从触摸屏设备处汲取电力。
每一模块202、204还包括控制模块的操作的处理器210(诸如，微控制器、微处理器或用于处理计算机可执行指令的任何其他合适类型的处理器)、无引线通信元件212和用于将模块附连到触摸屏设备(例如，该设备的周界周围的不同位置处)的物理附连机构214。可使用许多不同的附连技术，并且以下参考图3描述了各种示例。虽然模块被示为包括处理器210，但将领会，在一些示例中，例如在使用片上系统架构的示例中，处理器210可以包括一个或多个固定功能块(亦称加速器)，这些块以硬件(而非软件或固件)来实现该模块的操作的方法的一部分。作为替换或补充，本文所述的功能可至少部分地由一个或多个硬件逻辑组件来执行。例如且并非限制，可使用的硬件逻辑组件的说明性类型包括现场可编程门阵列(FPGA)、程序专用集成电路(ASIC)、程序专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)系统、复杂可编程逻辑设备(CPLD)。
计算机可执行指令(其由处理器210执行)可使用模块可访问的任何计算机可读介质来提供。计算机可读介质可以包括例如诸如存储器之类的计算机存储介质和通信介质。诸如存储器之类的计算机存储介质包括以用于存储如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据等信息的任何方法或技术实现的易失性和非易失性、可移动和不可移动介质。计算机存储介质包括但不限于，RAM、ROM、EPROM、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光存储、磁带盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储设备，或者可用于存储信息以供计算设备访问的任何其他非传输介质。相反，通信介质可以以诸如载波或其他传输机构等已调制数据信号来体现计算机可读指令、数据结构、程序模块或者其他数据。如本文所定义的，计算机存储介质不包括通信介质。因此，计算机存储介质不应被解释为本质上是传播信号。传播信号可存在于计算机存储介质中，但是传播信号本身不是计算机存储介质的示例。计算机存储介质(例如存储器)可在模块内，或者该存储可被远程地分布或定位，并经由网络或其他通信链路来访问。
无引线通信元件212被布置成与触摸屏设备和/或与集合200内的其他模块进行通信。具体地，经由无引线通信元件212将表示在模块处(经由输入控件216)接收到的用户输入的信号传递给触摸屏设备。在模块包括输出设备218的情况下，还可经由无引线通信元件212将信号从触摸屏设备传递至该模块，并使用该信号来控制输出设备218。
集合200中的至少一个模块包括被布置成与触摸屏设备进行通信的无引线通信元件212，并且其中模块包括不被配置成与触摸屏设备进行通信的无引线通信元件212，元件212可被布置成与该集合中的充当用于与触摸屏设备进行通信的网关/中继器的另一模块进行通信。在各示例中，集合200中的所有模块都可直接与触摸屏设备进行通信，而非经由这些模块中充当到触摸屏设备的网关的一个模块来为该集合中的所有模块传递消息。替换地，集合200中的一个模块可充当该集合中的其他模块的中继器，以使得仅该中继器具有被布置成与触摸屏设备进行通信的无引线通信元件212，并且该集合中的其余模块包括被布置成与充当中继器的模块进行通信的无引线通信元件212。通过这种方式，非中继器模块充当主模块(其充当中继器并与触摸屏设备进行通信)的从模块，并且这降低了总电源消耗。
任何合适的无引线通信协议或机构都可被使用，并且示例包括：
-音频(例如，不同长度的900Hz音调、AFSK或DTMF)，
-(例如，BLE或智能)，
-NFC,
-其他低能量无线电协议(例如，ZigBee,ANT或Peanut)，
-基于磁场的技术，
-使用触摸屏传感器的电容信令，
-光学或红外技术(例如，使用模块上的LED来与触摸屏设备上的相机或邻近度传感器通信)，以及
-基于振动的技术(例如，其与触摸屏设备中的加速度计通信)。
术语“无引线”在本文中用于指代不依赖于沿着模块和触摸屏设备之间的导电体(即，引线)的直接电连接的任何技术。因此，除了诸如其他基于波的技术(例如，光学技术、声音和对振动的使用)之类的其他不依赖于引线的技术外，术语“无引线”还包括所有无线(例如，RF)技术。
在一示例中，每一模块都可使用低能量(例如，BLE或智能)直接与触摸屏设备进行通信，因为大多数触摸屏设备都具有集成的能力。替换地，在专用或较不常用的协议被无引线通信元件212使用，并且触摸屏设备没有被配备成接收这样的协议的情况下，模块可(使用无引线通信元件212)经由通信模块与触摸屏设备通信，该通信模块可使用有线连接器(例如，小型或微型USB连接器或专用连接器)连接到触摸屏设备。该通信模块接收不熟悉的协议，并将信号转换成由触摸屏设备来识别的协议。
在另一示例中，无引线通信元件212可使用声音来与触摸屏设备进行通信。在示例实现中，无引线通信元件212可包括当用户按压模块上的输入控件时(例如，以900Hz)发出短暂的可听见的蜂鸣的小型扩音器或蜂鸣器，或者替换地音调可被机械地生成。在模块集合内，不同的输入控件(或同一输入控件的不同移动)可导致不同持续时间的蜂鸣。这些蜂鸣可以被触摸屏设备(例如，经由触摸屏设备的话筒)捕捉并解码，并随后被输入到正在该设备上运行的应用或OS中，以模拟用户在该屏幕控件上的轻击。替换地，不同频率的音调可(例如，在DTMF信令或AFSK中)被使用。
在一些示例中，输入/输出模块集合可进一步包括不包含无引线通信模块而改为经由有线连接连接到另一输入/输出模块的输入/输出模块。
如上所述，集合200中的至少一个输入/输出模块包括输入控件216。如上所述，输入控件216可以是可触觉的(例如，凸起的按钮或其他控件)，并在压力被施加时可向用户提供触觉反馈(例如，该控件可倾斜或以其他方式移动)。替换地，输入控件216可以是电容式传感器、光学传感器或其他传感器，并且不提供任何触觉反馈。在一些示例中，输入/输出模块可被布置成使得输入控件216是可移除的，从而使得模块可通过移除一个输入控件(例如，四路开关)并将其替换成不同的输入控件(例如，单个按钮)来重新配置。
可任选地，输入控件216可包括使用户能够按自然方式与基于计算的设备交互而没有诸如鼠标、键盘、遥控器等输入设备所施加的人工约束的NUI技术。可以提供的NUI技术的示例包括但不限于依赖于语音和/或话音识别、触摸和/或指示笔识别(触敏显示器)、屏幕上和屏幕附近的姿势识别、空中姿势、头部和眼睛跟踪、语音和话音、视觉、触摸、姿势、以及机器智能的那些技术。可被使用NUI技术的其他示例包括意图和目的理解系统，使用深度相机(如立体相机系统、红外相机系统、rgb相机系统、以及这些的组合)的运动姿势检测系统，使用加速度计/陀螺仪的运动姿势检测，面部识别，3D显示，头部、眼睛和注视跟踪，沉浸式增强现实和虚拟现实系统，以及用于使用电场传感电极(EEG和相关方法)的感测大脑活动的技术。
模块还可包括一个或多个附加元件，例如输出设备218(如以上所描述的)、开/关式开关220、连接机构222和/或个人数据存储224。连接机构222可被布置成将集合中的各模块物理地连接在一起(例如，以便于存储和/或降低模块被丢失的风险)，并在一些示例中还可在各模块之间提供电连接以使得这些模块的电源206可被充电，尽管这些模块被连接在一起并需要附连单根充电导线。在一些示例中，附连机构214可被布置成还充当连接机构222。
个人数据存储224可例如被用于存储与应用或其他程序相关联的登录细节或凭证(例如，用户的游戏登录细节)和/或与应用或其他程序相关联的其他个人细节(例如，用户的技能水平、最高分数或简档)和/或对输入/输出模块的配置偏好。在其他示例中，个人数据存储224可用于存储认证或安全信息(例如，用户的私钥或凭证)。来自个人数据存储224的数据可经由无引线通信元件212被传递至触摸屏设备，并可例如用于(例如，在将输入映射到触摸事件时)配置输入/输出模块，和/或用于配置正在触摸屏设备上运行的应用。在一示例中，如果用户将其游戏登录细节存储在其模块上(在个人数据存储224中)，则当该用户将输入/输出模块附连到其上安装了游戏的触摸屏设备时该用户可自动登录到该游戏。用户还可保留向游戏的认证，直到这些模块从触摸屏设备分离。在另一示例中，代替将用户偏好存储在个人数据存储中，而可使用存储在个人数据存储224中的登录细节来从远程(例如，基于云的)存储访问用户偏好。
图3示出了可被用来使得这些模块能够被物理地附连到触摸屏设备的周界周围的任何地方的各种不同的附连介质的示意图。图3中示出的所有示例均使用夹紧机构(或布置)作为附连机构来以某种方式(例如，通过使该设备的两个相对的平行面接触)夹扣触摸屏设备的边缘。在夹扣触摸屏设备时，这些模块与触摸屏设备接触的内面可被成形(或被结构化)成防止该模块滑离该设备(例如，作为补充方式，被成形成触摸屏设备本身上的任何结构)和/或非滑动表面可被提供在这些内面上。如上所述，可使用任何合适的机构，包括但不限于：夹紧机构、弹簧机构(即，涉及某种形式的材料弹动或变形的机构)、磁体、摩擦固定(或推动固定)机构和使用抽吸和粘连的机构(临时的或永久的)，其中任何模块可使用这些机构中的一者或多者。取决于所使用的机构，模块可通过接触触摸屏设备的至少两个面(如图3所示)或通过固定到单个面(例如，仅固定到触摸屏设备的背部)来固定到触摸屏设备。
图3中的前两个示例302、304示出了弹簧机构，使得模块的前后部分夹紧在触摸屏设备306上。这意味着一旦模块被用户定位，该模块就不可能滑动或移动，并且该模块还可适应不同厚度的触摸屏设备(例如，智能电话和平板两者)。
在第一示例302中，类似于大铁夹或衣夹，模块的前部308和背部310通过枢轴连接并且该机构为弹簧，使得在设备306缺席的情况下，模块314的各钳夹被压在一起(即，该模块的自然位置为这些钳夹是关闭的)。通过从钳夹(例如，在箭头316所指示的位置)将捏力施加在枢接312的另一侧上，用户可迫使钳夹分开，使得模块可被夹扣到触摸屏设备306上。
在第二示例304中，模块包括通过弹簧324连接的前板320和背板322，弹簧324将这些板拉在一起。为了将模块夹口在触摸屏设备306(或其他物体)上，用户将这些板拉开(例如，如箭头326所指示的)并且在释放这些板之前将模块固定在触摸屏设备306的边缘周围。尽管该示例与第一示例相比可能更紧凑，但尤其在模块没有被夹扣到触摸屏设备(例如，模块的自然位置是这两块板彼此接触)时，第一示例的枢轴机构使得它更易于将模块附连到触摸屏设备。
在第三示例330中，模块332被形成为使得它是在触摸屏设备306周围的推入配合。这意味着模块332是针对触摸屏设备的特定厚度(其中该厚度如箭头334所指示)来设计的，并且可产生不同的模块设计以适合触摸屏设备的不同厚度。替换地，磁体可被包括在模块332内，使得即使在该模块没有精确地对应于触摸屏设备的厚度的情况下，该模块也会附连到触摸屏设备306(即，使得该模块不需要成为推入配合)。
虽然图3所示的示例夹紧到触摸屏设备的正面和背面，但在其他示例中，这些模块可夹紧(或以其他方式附连)到触摸屏设备的顶部或底部(例如，如在图1中的第一示图101中标记出的位置120)。
在一些示例中，附连机构214可以是可互换的，使得例如在图3的第三示例中，模块可被适配成附连到不同形状因素的设备，而无须替换整个模块(例如，无须替换该模块内的电子器件)。
如上所述，模块可包括开/关式开关220。替换地，模块可包括传感器，该传感器被布置成检测该模块是否被附连到触摸屏设备(或任何其他事物)，并且该传感器还别布置成当该模块被附连到某物时(或者仅当该模块被附连到触摸屏设备时)，自动地打开该模块。当这样的传感器被使用时，该传感器可被集成在附连机构214内(例如，被集成在图3中的第一示例302的弹簧夹扣附连内)，或者可被分开地提供(例如，光学传感器，该光学传感器在与触摸屏设备的正面接触的面上，并检测该触摸屏是否被打开)。另选地或作为替换，该传感器可被用于其他目的，例如该传感器可被用于在该模块被附连到触摸屏设备时触发动作(例如，向触摸屏设备发送标识符或校正信号)。在一些示例中，模块可包括传感器和开/关式开关两者。
如上所述，这些模块上的输入控件被映射到在触摸屏设备上显示/运行的应用、OS或其他程序的用户输入。该映射可以是静态的(例如，最初被设置，并随后保持相同)或动态的(例如，这可取决于触摸屏设备上的哪个应用是活跃的，或可在该应用的操作期间改变)。在一示例中，输入控件到用户输入的映射可取决于用户在任何时间在触摸屏设备上正在与哪个应用交互而改变，以使得当用户在各应用之间(例如，在游戏和日历应用之间)切换时该映射改变。在另一示例中，该映射可取决于这些模块被附连到触摸屏设备时的位置(或相对位置)而改变。在其他示例中，可使用本文中描述的任何方法的组合。
在其中该映射取决于输入/输出模块的位置或相对位置的示例中，模块的位置或相对位置可通过触摸屏设备或通过这些模块本身来检测。在第一示例中，这些模块中的一者或多者可包括模块位置传感器226，该模块位置传感器226被布置成检测这些模块本身的位置(例如，图2中的模块204的位置)，或检测集合中的一个或多个其他模块的位置(例如图2中的模块202的位置)。在检测另一模块的位置的情况下，可检测到这两个模块的分开特性(例如，它们之间的距离)。可使用任何合适的感测技术(例如，可见光或IR)，并且在一些示例中，无引线通信元件212也可被用作模块位置传感器。在一示例中，一个或多个模块可包括作为光检测器的模块位置传感器226，并且该模块位置传感器226被布置成检测由另一模块上的输出设备218(或其他元件)发出的可见光/IR并使用检测到的信号的特性来确定这些模块的相对位置。例如，如果模块包括在该模块的不同面上的多个光检测器，则其他模块的相对位置可基于哪些光检测器检测到由另一模块发出的光/IR来确定。在这些模块本身检测到其位置或相对位置的情况下，该信息可经由无引线通信元件212被传递给触摸屏设备。
在其他示例中，输入/输出模块的位置可由触摸屏设备本身检测。例如，模块可在与触摸屏设备的屏幕接触的内面上包括代码或标记，并且即使该模块被定位在显示区域的外部(例如，由于触敏区域可延伸出用于进行显示的区域)，该代码或标记也可被触摸屏设备读取。在另一示例中，输入/输出模块可在内面上包括输出设备218(例如，LED或其他活跃指示符)，以使得它能够向触摸屏设备提供标识符或其他信号(例如，再次如由触敏显示器来检测)。在各示例中，输入/输出模块可具有唯一ID或类型标识符(例如，4路控件、2个按钮等)，其是使用代码、标记、活跃指示符或其他手段(例如，经由无引线通信元件212)被传递给触摸屏设备的，并且该标识符可在映射中被使用。
在一些示例中，目标程序(例如，游戏)可向用户建议输入/输出模块的位置(例如，程序可向用户建议它们认为模块的最优位置在何处)。该信息可被提供给用户作为加载屏幕或其他屏幕上暗示的程序的一部分。
经由输入/输出模块上的输入控件的用户输入被映射到触摸屏设备上显示/运行的程序(例如应用(诸如游戏)或OS)中的用户输入，并且具有作为该映射的目标的用户输入的程序可被称为“目标程序”。该映射可被自动地执行，或者在该映射中可涉及用户。在存在从这些模块传递到触摸屏设备的数据(例如，标识符、位置信息、来自个人数据存储224的数据等)情况下，在执行该映射时可使用该信息。类似地，在触摸屏设备可确定关于这些模块的信息(例如，其位置或这些模块的特性，诸如这些模块包括哪些输入控件)的情况下，在执行该映射时也可使用该信息。
映射本身可由目标程序本身或由正在触摸屏设备上运行的另一程序或由在触摸屏设备远程运行的程序来执行，以下参考图4和5描述了各种示例。在输入/输出模块使用与触摸屏设备通信的情况下，可使用任何受支持的外形，诸如提供对键盘、操纵杆和鼠标的支持的HID(人类接口设备)外形。替换地，A2DP或HSP可代替HID被使用。如果不同的通信技术(例如无线USB)被用于在这些模块和触摸屏设备之间进行通信，则合适的受支持外形可被使用。
图4示出了将输入/输出模块406、408上的输入映射到游戏410-414中的用户输入的四个示例方法的示意图401-404。将领会，游戏被用作可在触摸屏设备416上运行的程序的示例，并且其他程序示例包括OS或其他应用。
在第一示例401中，来自输入/输出模块406、408的用户输入信号被游戏410例如使用HID(或其他HID)接收到，并且用户输入信号到被游戏识别出的用户输入的映射由该游戏本身来执行。在该示例中，游戏410包括映射表418，该映射表418存储在输入信号(例如，输入操纵杆)和游戏410中的相应用户输入之间的映射。
在第二示例402中，正在触摸屏设备416上运行的监控程序(daemon)420(例如，使用HID)从输入/输出模块406、408接收输入信号，并随后将(模拟触摸事件的)信号提供给游戏412。游戏412不需要按任何方式被修改，因为当用户经由触摸屏提供输入时，该游戏从监控程序420接收到的用户输入信号实际上与该游戏原本将从正在触摸屏设备上运行的OS处接收到的相同。通过这种方式，监控程序可模拟(或假扮)任何触摸事件，或者在一些示例中可被配置成假扮其他事件(例如，检测到的声音)。
在第二示例402的变型中，监控程序420可以是触摸屏设备416上的OS的一部分，并可按与现有OS中经由控制面板来配置鼠标相类似的方式来为输入/输出模块406、408提供配置屏幕。不管监控程序420与OS分开还是被集成到OS内，输入信号和触摸事件之间的映射都可以是固定的、用户可配置的、动态的(例如，取决于用户正在使用的应用)或者其组合。
在一些计算环境中和/或对于一些游戏而言，可能不可能具有(如第二示例402中所示的)正在触摸屏设备416上运行并向游戏提供用户输入信号的第二程序(例如，监控程序420)。在这样的情况下，可使用如第三示例403中所示的布置。在该示例中，正在触摸屏设备416上运行的重新配置应用422将重新配置命令发送给输入/输出模块406、408，这些重新配置命令取决于将要在触摸屏设备416玩的游戏412。这些命令被这些模块接收到，并改变由这些模块响应于在这些模块处接收到的任何用户输入而发送到游戏的输入信号。不同的重新配置应用可被用于不同的游戏，或者替换地，单个重新配置应用可被配置成发送针对一个以上游戏(或其他程序)的重新配置命令。通过这种方式，映射是动态的并取决于游戏。替换地，重新配置可取决于特定触摸屏设备416，并可作为用于配置输入/输出模块406、408以与特定设备416一起工作的一次性操作来运行。
在比较第一、第二和第三示例时，在第一示例401中，是按某种方式重新配置了游戏410(例如以将接收到的输入信号映射到游戏内的不同用户输入)，而在第二示例402中，中间程序(例如监控程序420)执行在从模块接收到的信号和游戏412所预期的信号之间的转换，并且在第三示例403中，模块406、408的操作被修改以使得它们输出游戏412所预期的输入信号。在所有这些示例中，映射可被自动地执行，或者可存在例如运行重新配置应用422或指定特定映射(例如以配置重新配置应用422或监控程序420)的一些用户环境。
在第四示例404中，游戏414可知道是通过可重新配置的输入/输出模块被写入的(即，该游戏可能被认为知晓可重新配置的输入/输出模块)。在所示的示例中，游戏414包括库424，该库424包括不同的来自输入/输出模块406、408的输入信号和游戏414内的用户输入之间的映射的集合。取决于由游戏414从这些模块接收到的输入信号，游戏可从该库中选择合适的映射集合来使用。在一示例中，这些模块在被打开时可发送标识符信号，该标识符信号被游戏用来标识要从库中选择的合适的映射集合。替换地，用户可基于用户偏好(例如，该用户惯用左手还是惯用右手)来选择合适的映射集合。在该示例中，来自输入/输出模块的输入信号不是通过现有机构(例如，如在示例401中，左边按钮可被映射到“键盘左箭头”并且这随后可在游戏中被映射到“左拐”)来映射的，而改为游戏接收来自外围设备的输入信号并将其直接映射到游戏命令(例如，“左拐”)而无须使用中间映射。
图5和6示出图4中示出的系统的操作的示例方法的流程图。图5对应于图4中的第一、第二和第四示例401、402、404，但是如以下所描述的，框512可从第一和第四示例中省略，并且框514可从第一和第二示例中省略。图6对应于图4中的第三示例403。
在图5中，例如经由如图2所示的输入控件216在输入/输出模块上接收用户输入(框504)。响应于该输入，(例如，由处理器210)生成信号，并例如使用图2中的无引线通信元件212将该信号传送给触摸屏设备(框506)。(在框506)生成和传送的信号指示(或者以其他方式表示)接收到的特定用户输入。例如，如果模块包括两个输入控件(例如，如图1中的模块106的两个按钮)，则如果用户按压一个按钮，会生成并传送与用户按压另一按钮相比不同的信号。这些信号随后被触摸屏设备接收(框508)并且这些信号可被正在该设备上运行的程序接收到，其中该程序可以是目标程序(例如，图4中的第一示例401中的游戏410或第四示例404中的游戏414)或另一程序(例如，第二示例402中的监控程序420)。接收程序随后将接收到的信号映射到在正在触摸屏设备上运行的目标程序内的用户输入(框510)，在目标程序内的此用户输入可被称为“目标用户输入”。在接收程序不是目标程序的情况下(例如，在示例402中)，对应于目标用户输入的用户输入信号随后被输出到目标程序(框512)；然而在接收程序是目标程序的情况下(例如，在示例401、404中)，该步骤被省略。在一些示例(例如，示例404)中，映射集合可由接收程序在执行映射(在框510)之前从多个可能映射集合中选择(框514)，并且通过选择不同的映射集合，输入/输出模块上的用户输入可被映射到不同的目标用户输入。在一示例中，(在框514从其作出选择的)不同的映射集合可对应于不同的目标程序。
在图6中，触发信号是在触摸屏设备上接收的(框504)，并且这些信号可被重新配置应用(例如图4中的第三示例403中的重新配置应用422)接收到。触发信号可能已由输入/输出模块发送(框602)，或可能已由另一实体(例如由正在触摸屏设备上运行的程序，该程序可例如是目标程序)生成。响应于(在框604)接收到触发信号，重新配置应用将重新配置指令发送给输入/输出模块(框606)。将领会，不同的重新配置指令可被发送到不同的输入/输出模块或者相同的指令可被发送(例如广播)到全部模块，并且这些模块可确定那些指令中的哪些部分需要被接收模块实现。例如，参考图4中示出的包括具有四路控件的第一模块406和具有单个按钮的第二模块408的模块集合，不同的信号可被传送给每一模块，或者包括四路控件和单个按钮两者的重新配置信息的信号被传送。
该重新配置指令被这些模块接收到(框608)并被实现(框610)。该实现可改变输入/输出模块响应于用户输入而生成的信号中的一些或全部。在一些示例中，(在框610)对重新配置指令的实现可能不会导致任何改变，例如在重新配置指令对应于输入/输出模块内的当前设置的情况下。如上所述，输入/输出模块可实现包含在重新配置信号中的全部指令，或者可基于模块上呈现的特定输入控件而实现一子集。当用户输入随后在输入/输出模块处被接收到(框504)时，(在框506)生成的信号适应(在框610)实现的重新配置指令。
在图4所示的示例中，重新配置应用422、监控程序420和映射表418被本地地存储在触摸屏设备416上。然而，如图7的示例所示，这些元件可替换地位于触摸屏设备的远程，并可经由网络(例如通过因特网)访问。在第一示例701中，重新配置应用722作为远程服务器上的web服务(例如，云服务)来运行，并且经由正在触摸屏设备416上运行的浏览器704来访问。在该示例中，浏览器704打开网站，这触发web服务以根据打算要玩的特定游戏412来重新配置模块406、408。类似地，在第二示例702中，监控程序720作为远程web服务(例如云服务)来运行。如在图4中的相应示例中，监控程序720将来自这些模块的信号转换成由游戏412来识别的输入信号。在第三示例703中，存在在线数据库718，该在线数据库718(例如以映射表或各种库的形式)存储映射数据，并且可由游戏706访问并用于从输入/输出模块中映射将由该游戏接收到的输入信号。
图5和图6中示出的示例流程图还可适用于图7中示出的系统。在对应于图6中示出的流程图的第一示例701中，重新配置应用722接收触发信号(框604)并传送重新配置命令(框606)，并且(在框602中)传送该触发信号的可能是浏览器704。在对应于图5中示出的流程图的第二示例702中，监控程序720接收来自输入/输出模块的信号(框508)，并在将相应的用户输入信号传送给目标程序(框512)之前将这些信号映射到目标程序内的用户输入(框510)。在也对应于图5中示出的流程图的第三示例703中，游戏706接收来自输入/输出模块的输入信号(框508)，并在执行该映射时使用远程地存储的映射信息718(框510)。在一些示例中，游戏706可在执行映射(框510)之前，从远程映射信息718中选择要使用的映射信息(框514)。
在以上所述的示例中，目标程序正在触摸屏设备上运行。然而，在一些示例中，目标程序可能正在分开的设备(例如，游戏控制台或智能TV，即具有交互式媒体能力的电视机)上运行，而中间程序(例如，以上描述的监控程序)可能正在触摸屏设备上运行。这样的示例在图8中的示意图中示出，并且在该示例中，仅作为示例，该分开的设备是游戏控制台802。游戏804是目标程序，其在分开的设备802上运行并且不需要被修改以与输入/输出模块406、408一起工作。正在触摸屏设备416上运行的监控程序806(如在图5中的框508)接收来自输入/输出模块406、408的信号，(例如，如在框510)将这些信号映射到游戏804内的用户输入，并随后(如在框512)将这些信号传送给游戏。通过这种方式，具有输入/输出模块406、408并正在运行监控程序806的触摸屏设备416(它们可一起被表示为808)可用作游戏控制台802的游戏控制器。通过使用不同的监控程序或重新配置监控程序，经组合的设备808可用作不同设备(例如，除游戏控制台802以外)和/或不同目标程序的控制器或远程控件。
图9示出了包括两半904、906的游戏控制器902的示意图，当这两半被彼此分开时，这两半中的每一者均可用作如上所述的输入/输出模块，并且整个设备902(在这两半被联结在一起时)用作标准游戏控制器。当被分开时，这两半可被按与以上所述的输入/输出模块相同的方式被附连在触摸屏设备908的周界周围.当这两半904、906被附连到触摸屏设备时,它们可被用来向正在触摸屏设备本身上运行的目标程序(例如,如图4-7所示)或向正在分开的设备上运行的目标程序(例如,如图8所示)提供用户输入。在游戏控制器902使用专用无线协议的情况下，每一半904、906可(例如使用无引线通信元件212)经由通信模块与触摸屏设备908通信，通信模块可使用(如上所述的)有线连接器连接到触摸屏设备。
将领会，图9中示出的游戏控制器902的形状仅作为示例，并且游戏控制器可具有任何形状。取决于触摸屏设备908和游戏控制器902的大小，每一半904、906的大小可能不会比它们附连到的触摸屏设备908小的多，例如，在触摸屏设备908是智能电话而不是平板的情况下(因此不像输入/输出模块的早期示意图)。
尽管此处将本发明示例描述并示出为被实现以向游戏提供用户输入，但是所描述的系统只是作为示例而非限制来提供的。本领域的技术人员将领会，本发明示例适合在各种不同类型的目标应用中的应用。此外，虽然大多数描述涉及手持式或便携式触摸屏设备(其也可被称为移动计算设备)，这些示例也可适用于固定触摸屏设备或非便携式触摸屏设备。此外，虽然以上描述的许多示例涉及这些模块被附连到移动计算设备的周界周围，但在其他示例中，这些模块可被附连到该设备的其他非显示部分，诸如该设备的背面。在一些示例中，附连机构可仅附连到该设备的非显示部分，并且在其他示例中，附连机构可附连到该设备的非显示部分和显示部分两者(例如，该附连机构可附连到显示器的一小部分，以及附连到非显示部分，并且仍很少遮挡或没有遮挡实际显示区域)。
触摸屏设备是包括平坦、连续的交互平面的计算设备的示例类型。虽然该描述涉及对触摸屏设备使用输入/输出模块，但这些模块可替换地被用于包括平坦、连续的交互平面(例如，使用诸如深度传感器或眼球跟踪器之类的非接触式感测并且还可向用户提供诸如笔、手势和语音输入之类的其他输入手段的表面)的其他设备。
此外，虽然以上描述的输入/输出模块旨在在被附连到触摸屏设备时被使用，但将领会，它们可被夹扣到触摸屏设备的容器或外壳或被夹扣到接近该触摸屏设备的其他物体，以使得无引线通信元件仍可与该触摸屏设备通信。
此处所使用的术语“计算机”或“基于计算的设备”是指带有处理能力以便它可以执行指令的任何设备。本领域技术人员可以理解，这样的处理能力被结合到许多不同设备，并且因此术语每个“计算机”和“基于计算的设备”包括个人电脑、服务器、移动电话(包括智能电话)、平板电脑、机顶盒、媒体播放器、游戏控制台、个人数字助理和许多其它设备。
本文描述的方法可由有形存储介质上的机器可读形式的软件来执行，例如计算机程序的形式，该计算机程序包括在该程序在计算机上运行时适用于执行本文描述的任何方法的所有步骤的计算机程序代码装置并且其中该计算机程序可被包括在计算机可读介质上。有形存储介质的示例包括计算机存储设备，计算机存储设备包括计算机可读介质，诸如盘(disk)、拇指型驱动器、存储器等而不包括所传播的信号。传播信号可存在于有形存储介质中，但是传播信号本身不是有形存储介质的示例。软件可适于在并行处理器或串行处理器上执行以使得各方法步骤可以按任何合适的次序或同时执行。
这承认，软件可以是有价值的，单独地可交换的商品。它旨在包含运行于或者控制“哑”或标准硬件以实现所需功能的软件。它还旨在包含例如用于设计硅芯片，或者用于配置通用可编程芯片的HDL(硬件描述语言)软件等“描述”或者定义硬件配置以实现期望功能的软件。
本领域技术人员会认识到，用于存储程序指令的存储设备可分布在网络上。例如，远程计算机可以存储被描述为软件的进程的示例。本地或终端计算机可以访问远程计算机并下载软件的一部分或全部以运行程序。可另选地，本地计算机可以根据需要下载软件的片段，或在本地终端上执行一些软件指令，并在远程计算机(或计算机网络)上执行另一些软件指令。本领域的技术人员还将认识到，通过利用本领域的技术人员已知的传统技术，软件指令的全部，或一部分可以通过诸如DSP、可编程逻辑阵列等等之类的专用电路来实现。
对精通本技术的人显而易见的是，此处给出的任何范围或设备值可以被扩展或改变，而不会丢失寻求的效果。
尽管用结构特征和/或方法动作专用的语言描述了本主题，但可以理解，所附权利要求书中定义的主题不必限于上述具体特征或动作。相反，上述具体特征和动作是作为实现权利要求的示例形式公开的。
可以理解，上文所描述的优点可以涉及一个实施例或可以涉及多个实施例。各实施例不仅限于解决任何或全部所陈述的问题的那些实施例或具有任何或全部所陈述的优点那些实施例。进一步可以理解，对“一个”项目的引用是指那些项目中的一个或多个。
此处所描述的方法的步骤可以在适当的情况下以任何合适的顺序，或同时实现。另外，在不偏离此处所描述的主题的精神和范围的情况下，可以从任何一个方法中删除各单独的框。上文所描述的任何示例的各方面可以与所描述的其他示例中的任何示例的各方面相结合，以构成进一步的示例，而不会丢失寻求的效果。
此处使用了术语“包括”旨在包括已标识的方法的框或元件，但是这样的框或元件不包括排它性的列表，方法或设备可以包含额外的框或元件。
可以理解，上面的描述只是作为示例给出并且本领域的技术人员可以做出各种修改。以上说明、示例和数据提供了对各示例性实施例的结构和使用的全面描述。虽然上文以一定的详细度或参考一个或多个单独实施例描述了各实施例，但是，在不偏离本说明书的精神或范围的情况下，本领域的技术人员可以对所公开的实施例作出很多更改。

Claims (6)

1.一种可重新配置的诸输入/输出模块的系统，该系统包括至少两个输入/输出模块，每一输入/输出模块包括：
附连机构，所述附连机构用于将所述输入/输出模块附连到计算设备的非显示部分上的多个不同位置；以及
无引线通信元件，所述无引线通信元件被布置成与所述计算设备和另一输入/输出模块中的至少一者进行通信，
其中，所述诸输入/输出模块中的至少一者进一步包括用于向所述计算设备提供用户输入的输入控件，其中输入/输出模块上的每个输入控件由所述输入/输出模块所附连到的所述计算设备映射到在该计算设备上运行的程序的用户输入，所述诸输入/输出模块中的至少一者包括被布置成与所述计算设备进行通信的无引线通信元件，并且包括输入控件的每一输入/输出模块包括被进一步布置成向所述计算设备和另一输入/输出模块中的至少一者传送指示经由该输入控件接收到的用户输入的信号的无引线通信元件，
其中，所述诸输入/输出模块中的至少一者进一步包括模块位置传感器，该模块位置传感器被布置成检测该输入/输出模块相对于所述计算设备的位置或相对于所述系统中的附连到同一计算设备的另一输入/输出模块的位置，以及
其中，所检测到的位置通过所述输入/输出模块中的所述无引线通信元件被传输到所述计算设备，并且其中所述输入控件的映射取决于所述输入/输出模块在附连到所述计算设备时的相对位置。
2.根据权利要求1所述的可重新配置的诸输入/输出模块的系统，其特征在于，所述附连机构允许所述输入/输出模块到所述计算设备的周界周围的附连，以使得所述输入/输出模块的位置可被用户重新配置。
3.根据权利要求1或2所述的可重新配置的诸输入/输出模块的系统，其特征在于，所述计算设备是触摸屏设备。
4.根据权利要求1或2所述的可重新配置的诸输入/输出模块的系统，其特征在于，所述附连机构包括被布置成夹扣在所述计算设备上的夹紧机构。
5.根据权利要求1或2所述的可重新配置的诸输入/输出模块的系统，其特征在于，所述输入控件向所述计算设备上显示的游戏提供用户输入。
6.一种操作可新配置的诸输入/输出模块的集合的一个输入/输出模块以提供用户输入的方法，该集合包括至少两个输入/输出模块，所述方法包括：
将所述输入/输出模块附连到计算设备的非显示部分上的多个不同位置；
所述输入/输出模块与所述计算设备或该集合的另一个输入/输出模块进行无引线通信；
其中，所述集合中的至少一个输入/输出模块向计算设备提供用户输入，所述用户输入被映射到所述输入/输出模块所附连到的所述计算设备上运行的程序的用户输入，
检测所述输入/输出模块相对于所述计算设备的位置或所述集合的另一个输入/输出模块的位置，并且所检测到的位置被传输到所述计算设备，其中所述映射取决于所述输入/输出模块在附连到所述计算设备时的相对位置。
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