CN106457038B - 用于游戏主机的控制器及其工具和方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于游戏主机的手持控制器，所述手持控制器包括外壳，位于所述控制器前端和/或顶部上的多个控制键，位于所述控制器背部上的至少一个额外的控制键，用于控制所述控制器操作模式的控制单元以及与所述控制单元通信的至少一个磁性传感器。所述控制单元被配置为从所述至少一个磁性传感器接收基于所述至少一个磁性传感器检测的磁场的信号，所述控制单元还被配置为根据从所述至少一个磁性传感器接收的信号确定所述控制器的操作模式。

Description

用于游戏主机的控制器及其工具和方法
技术领域
本发明涉及一种控制电子装置操作模式的系统和方法，例如但不限于用于控制电脑化游戏进行的控制器，更特别但不排外地，本发明涉及一种用于游戏主机的游戏控制器中的可重映射的执行器系统。本发明在多方面上涉及手持控制器、工具、电子装置和方法。
背景技术
当前有许多不同类型的游戏主机，可用于操作视频游戏。例如，分别由(微软)、(索尼)和(任天堂)制造的和游戏主机。所述游戏主机通常包括游戏控制器，以便使用户能够控制视频游戏的操作。
一些已知的游戏控制器包括用于控制视频游戏功能操作的执行器系统的形式。执行器、按钮或其它按压式或可手动操作式的装置通常用于控制独立的动作，如武器开火或发出攻击命令。已知的是提供倾向于用户食指可操作的按钮或执行器；这种按钮通常称为触发器。已知的是提供倾向于用户拇指可操作的模拟拇指杆，或者提供同样倾向于用户拇指可操作的通常由字母数字符号或几何形状表示的额外的按钮。
由于迅速扩大的游戏市场以及引起大量玩家投入的所涉及游戏的发展，对于玩家来说需要能够自定义他们的控制器，以便在各种游戏环境中获得更多的控制。
通常，用于大多数现有游戏主机的控制器一般倾向于用户使用双手握持和操作。传统控制器一般包括具有关于所述控制器安装的多个控制键的硬外壳。所述控制键通常包括按钮、模拟操纵杆、缓冲器和触发器。所述控制器具有安装在所述控制器上表面的多个执行器或按钮，并配置为通过用户的拇指操作。因此，需要用户将拇指从一执行器或按钮移开，从而操作另一执行器或按钮。这花费了时间并在一些游戏中会产生失控。这是游戏中特有的问题，其中，例如拇指杆用于瞄准但是隔开的按钮用于跳跃或蹲伏。
鉴于上述情况，需要改进的控制器，该控制器去除用户将他们的拇指从拇指杆上移开从而操作由额外的控制按钮控制的另外动作的需求。
本发明旨在通过提供一种游戏控制器以改善或者至少缓解与现有技术的控制器相关的一些问题，所述游戏控制器包括安装在所述控制器背面的一个或多个额外的执行器，所述控制器具有允许终端用户控制或重新校准由额外的执行器提供的功能的系统。
本发明旨在克服或至少缓解现有技术的问题。
发明内容
本发明一方面提供一种用于游戏主机的手持控制器，所述手持控制器包括：
外壳；
位于所述控制器的前端和/或顶部上的多个控制键；
位于所述控制器背部上的至少一个额外的控制键；
用于控制所述控制器的操作模式的控制单元；以及
与所述控制单元通信的至少一个磁性传感器；
所述控制单元被配置为从所述至少一个磁性传感器接收基于所述至少一个磁性传感器检测的磁场的信号，所述控制单元还被配置为根据从所述至少一个磁性传感器接收的信号确定所述控制器的操作模式。
可选择地，当所述至少一个磁性传感器检测的磁场不存在时，所述控制器处于第一、首要操作模式。
在一些实施例中，所述至少一个磁性传感器为磁性触发开关，所述控制单元依据磁场触发的开关在两种或多种操作模式之间切换所述手持控制器。
可选择地，所述手持控制器包括一锁定装置，用于保持一磁铁在所述手持控制器外表面上，并靠近所述至少一个磁性传感器。
可选择地，所述锁定装置包括铁磁性材料。
在一些实施例中，在可编程模式下，所述手持控制器为可配置的，其中，当所述至少一个磁性传感器检测到正确对准的磁场时，所述手持控制器进入所述可编程模式。
在一些实施例中，在所述可编程模式下，能够定义通过位于所述控制器背部上的至少一个额外的控制键操作的功能。
在一些实施例中，在所述可编程模式下，通过位于所述控制器背部上的至少一个额外的控制键操作的功能能够被指定为复制通过位于所述控制器的前端和/或顶部上的多个控制键中的一个操作的功能。
在一些实施例中，在所述可编程模式下，位于所述控制器背部上的至少一个额外的控制键操作的功能能够被重映射为复制通过位于所述控制器的前端和/或顶部上的多个控制键中的一个操作的功能。
可选择地，在正常使用模式下，所述手持控制器被锁定在预先选定的配置中，其中，当所述至少一个磁性传感器检测的正确对准的磁场不存在时，所述手持控制器进入所述正常使用模式。
在一些实施例中，所述手持控制器包括与所述控制单元通信的第一磁性传感器和与所述控制单元通信的第二磁性传感器，其中，所述手持控制器依据从所述第一磁性传感器接收信号，进入第一操作模式，所述手持控制器依据从所述第二磁性传感器接收信号，进入第二操作模式。
可选择地，所述第一磁性传感器配置为并布置为检测具有第一极性的磁场。
可选择地，所述第二磁性传感器配置为并布置为检测具有第二极性的磁场，所述第二极性与所述第一极性相反。
在一些实施例中，所述第二磁性传感器配置为检测具有第一极性的磁场，所述第二磁性传感器安装在与所述第一磁性传感器相反的方位中，从而使得所述第二磁性传感器对一磁场做出响应，所述磁场具有一极性，所述极性与所述第一磁性传感器做出响应的极性相反。
可选择地，在所述第一操作模式下，通过位于所述控制器背部上的至少一个额外的控制键操作的功能能够被指定为复制位于所述控制器的前端和顶部上的多个控制键的其中一个的功能，在所述第二操作模式下，位于所述控制器的前端和顶部上的多个控制键的其中一个或多个能够针对用户进行生物力学校准。
可选择地，所述至少一个额外的控制键包括一细长构件，所述细长构件为自我复原和柔性的，从而用户能够移动所述细长构件以触发控制功能。
可选择地，所述细长构件或每一个细长构件至少部分地布置在各自的槽道中，所述槽道在所述控制器的背部表面中形成。
在一些实施例中，所述手持控制器包括至少一个按压式触发器机构和用于人工调整所述至少一个触发器机构的运动范围的机构，所述机构包括用于容纳键的键槽。
本发明另一方面提供一种与上文所述的手持控制器一起使用的工具，包括用于与键槽紧密配合以调整触发器机构活动范围的键，所述工具进一步包括一磁铁，所述磁铁用于当所述磁铁接近在所述控制器上安装的磁性传感器放置时触发所述手持控制器进入操作配置模式。
本发明另一方面还提供一种配置游戏主机的手持控制器的方法，所述手持控制器包括：
位于所述控制器的前端和/或顶部上的多个控制键；
位于所述控制器背部上的至少一个额外的控制键；
一控制单元；以及
与所述控制单元通信的至少一个磁性传感器，
所述方法包括：
(i)建立具有合适极性的磁场，所述磁场接近所述至少一个磁性传感器；
(ii)使得所述至少一个磁性传感器发出信号到所述控制单元；以及
(iii)依据所述信号，使得所述手持控制器进入可编程模式，其中，所述手持控制器为可配置的。
可选择地，所述方法进一步包括：
(i)触发所述至少一个额外的控制键中所需的一个；以及
(ii)与触发所述至少一个额外的控制键中所需的一个一起，同时或相继触发所述多个控制键中所需的一个，从而使得所述控制单元关联所述至少一个额外的控制键中所需的一个的触发与所述多个控制键中所需的一个的触发。
本发明另一方面还提供含有两种或多种操作模式的电子装置，所述电子装置包括用于控制操作模式的控制单元以及与所述控制单元通信的至少一个磁性传感器，所述控制单元被配置为接收所述至少一个磁性传感器的信号，所述信号依据所述至少一个磁性传感器检测的磁场，所述控制单元配置为依据从所述至少一个磁性传感器接收的信号确定所述电子装置的操作模式。
可选择地，所述至少一个磁性传感器为磁性触发开关，当磁场触发所述磁性触发开关时，所述控制单元在所述两种或多种操作模式之间切换所述电子装置。
可选择地，所述电子装置包括一锁定装置，用于保持一磁铁在所述电子装置外表面上，并靠近所述磁性传感器。
可选择地，所述锁定装置包括铁磁性材料。
在一些实施例中，所述两种或多种操作模式的第一种为可编程模式，在所述可编程模式下，所述电子装置是可配置的，其中，当所述至少一个磁性传感器检测到正确对准的磁场时，所述电子装置进入所述可编程模式。
在一些实施例中，所述两种或多种操作模式的第二种为正常使用模式，在所述正常使用模式下，所述电子装置被锁定在预先选定的配置中，其中，当所述至少一个磁性传感器检测的正确对准的磁场不存在时，所述电子装置进入所述正常使用模式。
在一些实施例中，所述电子装置包括与所述控制单元通信的第一磁性传感器和与所述控制单元通信的第二磁性传感器，其中，所述电子装置依据从所述第一磁性传感器接收信号，进入第一操作模式，所述电子装置依据从所述第二磁性传感器接收信号，进入第二操作模式。
可选择地，所述第一磁性传感器被配置并布置为检测具有第一极性的磁场。
可选择地，所述第二磁性传感器被配置并布置为检测具有第二极性的磁场，所述第二极性与所述第一极性相反。
在一些实施例中，所述第二磁性传感器被配置为检测具有第一极性的磁场，所述第二磁性传感器安装在与所述第一磁性传感器相反的方位中，从而所述第二磁性传感器对一磁场做出响应，所述磁场具有一极性，所述极性与所述第一磁性传感器做出响应的极性相反。
附图中所示以及以下讨论的具体实施例将使本发明的进一步特征和优点变得显而易见。
在本申请的范围内，能够设想和预期到，以上段落中、权利要求中和/或以下的描述和附图中所述的各个方面、实施例、示例、特征和可选项目可单独采用或任意组合采用。例如，结合一个实施例所述的特征可适用于所有的实施例，除非所述特征具有不兼容性。
附图说明
现在将参考附图对本发明典型的实施例进行描述，其中：
图1为根据现有技术的传统游戏主机控制器的前部示意图；
图2为从根据第一实施例的游戏控制器的背部下方得到的平面图；
图3为从根据第一实施例的游戏主机控制器使用时的背部下方得到的示意图；
图4为根据第一实施例的示出了控制电路板的游戏主机控制器背板内表面的平面图；
图5和6为从根据第一实施例的所述控制电路板下方得到的透视图；
图7为控制电路板的示意图；
图8为与图2的所述控制器一起使用的触发装置的透视图；以及
图8a为根据另一实施例的与图2的所述控制器一起使用的触发装置的透视图。
具体实施方式
此处将公开所述游戏控制器及其执行器机构的具体实施例的详细说明。将理解，本文所公开的实施例只是能够实施本发明的某些方面的方式的示例，并不表示可以体现本发明的所有方式的详尽罗列。实际上，将理解到，此处所述的游戏控制器及其执行器机构可以以各种不同的和可替换的方式体现。附图不一定是按照比例的，一些特征可能会放大或缩小来显示特定组件的细节。众所周知的组件、材料或方法没有必要十分详细地介绍，以避免使本发明申请不清楚。此处公开的任何具体的结构和功能细节不应解释为限制，而仅仅是作为权利要求的基础和作为用于教导本领域的技术人员以多样性地体现本发明的代表性基础。
图1示出了根据第一实施例的控制器1。控制器1包括安装在控制器1前部和顶部的控制键或执行器的结构。控制器1包括左模拟拇指杆2和右模拟拇指杆3。左模拟拇指杆2和右模拟拇指杆3通常用于控制运动动作，且分别由用户的左拇指和右拇指操作。控制器1包括四个位于控制器1右前部的按钮4，按钮4通常控制额外的游戏内动作，且由用户的右拇指操作。按钮4包括标志，例如但不限于，字母数字字符、符号、颜色或几何形状。控制器1包括位于控制器1左前方下部的方向键5。方向键5由用户的左拇指操作，且通常用于替代左拇指杆2或提供另外动作的控制或操作。控制器1还包括位于控制器1前缘上的左触发器主体6、右触发器主体7、左缓冲器8和右缓冲器9。左触发器主体6和右触发器主体7通常由用户食指操作。左缓冲器8和右缓冲器9也可由用户食指操作。将理解到，关于本实施例所示的游戏控制配置是可选的，在体现本发明的其它游戏控制器中可以有所变化，这些变化可应用于以下所述的各种按压式触发器和执行器。
图2和3示出了根据第一实施例的游戏控制器1的背部。游戏控制器1还包括位于控制器1背部的四个扳钮杆11A、11B、11C、11D(此处也称之为扳钮)。扳钮11A、11B、11C、11D安装在位于控制器1基底上的第一手柄部分H1和第一手柄部分H2之间并设置为紧靠所述控制器主体的外表面。扳钮杆11A、11B大体关于控制器1的第一手柄部分H1平行定向并定位为由用户12右手的中指、无名指或小指操作(如图3所示)。扳钮杆11C、11D大体关于控制器1的第二手柄部分H2平行定向并定位为由用户12左手的中指、无名指或小指操作(如图3所示)。在另一实施例中，游戏控制器1可包括比四个扳钮杆更多或更少的扳钮杆，尤其是但不限于，两个扳钮杆。在其他实施例中，一个或多个扳钮杆可以以不同位置或配置定向以示出；然而，扳钮杆11A、11B、11C、11D的所示位置或配置提供了用户舒适度。
在一实施例中，扳钮11A、11B、11C、11D由薄的柔性材料制成，例如塑料，例如聚乙烯。可选择地，扳钮11A、11B、11C、11D为低于10mm厚，也可以低于5mm厚，也可选择为3mm厚或更低。
扳钮11A、11B、11C、11D为自我复原的，也就是说它们在没有载荷时返回无偏位置。功能开关机构48与每一个扳钮11A、11B、11C、11D关联。每一个开关机构48都安装在控制器1的主体内(如图4到7所示)。用户可以通过接触扳钮11A、11B、11C、11D的外表面以移位或按压任何一个扳钮11A、11B、11C、11D。该移位或按压使得所操作的扳钮11A、11B、11C、11D触发与之关联的开关机构48。
图2的实施例中，扳钮杆11A、11B、11C、11D的每一个都通过螺丝机构固定地连接到控制器1。每一个扳钮杆11A、11B、11C、11D都包括互补锁合机构的第一部分，例如但不限于，倒钩或扣件。所述控制器主体包括用于每一个扳钮杆11A、11B、11C、11D的互补锁合机构的第二部分，例如但不限于，孔或凹槽，所述孔或凹槽设置在配置为容纳扳钮杆11A、11B、11C、11D的至少一部分的管道中。一对孔设置在每一个扳钮杆11A、11B、11C、11D中。每一个扳钮杆11A、11B、11C、11D中的一对孔的每一个孔中都容纳具有外螺纹的螺丝15。用于容纳所述螺丝的所述孔设置在扳钮11A、11B、11C、11D的一端；这是固定端。扳钮11A、11B、11C、11D的另一端为可移动的。以这种方式，扳钮11A、11B、11C、11D能够临时地弯曲或变形。扳钮11A、11B、11C、11D的固有弹性将扳钮11A、11B、11C、11D大体返回到它们释放时的起始位置。螺丝15被容纳在控制器1的基底中，在各自具有内螺纹的孔中。能够设想到，所述内螺纹可以预先攻丝到所述控制器主体的基底部分或可以在驱动螺丝15进入所述控制器主体的基底部分时产生，例如通过使用自攻螺丝。也能够设想到，所述内螺纹可以直接设置在形成所述控制器主体的基底部分的材料中，或设置在单独插入口或螺母中，所述单独插入口或螺母固定到所述控制器主体或在所述控制器主体中。
在其他实施例中，其他固定方式也是可以想象到的，例如互补锁合机构。
可选择地，控制器1的基底设置有4个槽道。每一个槽道容纳扳钮11A、11B、11C、11D的各自一个。在所述实施例中，所述槽道布置为容纳各自扳钮11A、11B、11C、11D的端部。这通过减少朝着一端的所述槽道的深度从而使所述槽道逐渐变窄实现；可选择地，所述深度减少到0mm，从而所述槽道终止。这使得每一个扳钮11A、11B、11C、11D的一端自控制器1的基底上隆起。通过这种方式，用户能够轻而易举地操作扳钮11A、11B、11C、11D。所述槽道给扳钮11A、11B、11C、11D提供稳定性。这增加了所述扳钮及其固定装置的耐用性。
当扳钮11A、11B、11C、11D的可移动端被操作时，所述槽道减少扳钮11A、11B、11C、11D关于其固定端旋转的可能性。所述槽道也用来限制扳钮11A、11B、11C、11D在大体垂直于所述控制器基底方向上的移动。
通过这种方式，用户可以用他们手指的尖端接触扳钮11A、11B、11C、11D，可选择地，他们的中指，而无需减弱用户在控制器1上的握持。能够设想到，用户可以使用他们的无名指或他们的小指操作扳钮杆11A、11B、11C、11D。食指可以同时接触安装在控制器1前端上的触发器类型控制键，同时拇指可以用于触发控制器1顶部的控制键。因此，能够同时操作大量的控制键和/或无需用户不得不大幅度地移动他们的手才能够操作大量的控制键。
扳钮11A、11B、11C、11D为细长形状，并大体从控制器1的前缘朝着控制器1的后缘方向上延伸。在一实施例中，将扳钮11A、11B、11C、11D定向为，它们至少稍微地相对彼此朝着控制器1的前缘集中。在另一实施例中，所述扳钮定向为相对彼此平行。扳钮11A、11B、11C、11D的细长形状使得用户12能够用中指、无名指或小指中的任何一个接触扳钮11A、11B、11C、11D；扳钮11A、11B、11C、11D的细长形状也使得具有不同大小的手的不同用户能够在舒适位置上操作所述扳钮。这可以有益于减少与控制器1的长期或重复使用有关的有害影响，例如反复性的肌肉拉伤。
四个扳钮杆11A、11B、11C、11D中的每一个都能够复制位于控制器1前部的按钮4的其中一个的功能，因此允许用户使用他们的中指操作按钮4的功能，而不需要从左模拟拇指杆2或右模拟拇指杆3上移开他们的拇指。在另一实施例中，扳钮杆11A、11B、11C、11D可以触发新的(不同的)功能，所述功能还没被控制器1的顶部或前缘上的控制键4、2、3、5、6、7、8、9触发过或控制过。
能够设想到，扳钮11A、11B、11C、11D能够适合于现有的控制器1。在该实施例中，扳钮11A、11B、11C、11D将通过机械固定的方式安装在所述控制器主体的外表面，例如螺丝或螺栓或可替换地，通过黏合剂结合或焊接到所述控制器主体，或其他合适的方式。如上所述，开关机构48安装在所述控制器内，与每一个扳钮11A、11B、11C、11D的一部分垂直相关。每一个开关机构48的一部分可以经过所述控制器主体延伸并可以设置为紧靠或接触或关联扳钮11A、11B、11C、11D的最深处(下侧)表面。
如图2所示，手柄H1和手柄H2包括内表面S。如图3所示，内表面S与用户手上的中指、无名指和小指接合。当中指用于触发扳钮11A、11B、11C、11D时，无名指和小指对于控制器1的握持越来越重要。每一个手柄H1和手柄H2的内表面S与安装有扳钮11A、11B、11C、11D的控制器1基底的一区域相接触。内表面S相对于控制器1的该区域以大角度倾斜。该角度等于或大于45度；可选择地，该角度可以在大约50度到大约60度之间。手柄H1和手柄H2具有大体平坦的顶部T。顶部T与内表面S相接触以限定一拐角或边缘；所述拐角或边缘是尖锐的，也就是说所述拐角或边缘具有小的曲率半径。通过这种方式，可选择地，手柄H1和手柄H2提供符合人体工程学的形状以供用户手上的无名指和小指抓紧。
图4示出了游戏控制器1的背板14的内部视图。背板14包括重映射系统40，在该实施例中，可选择地，重映射系统40包括板46，板46可以为印刷电路板(PCB)或其他合适的电子电路板46，重映射系统40的其他组件可以安装在板46上和/或重映射系统40的组件可以电复制到板46。图5到7最好地示出了重映射系统40，如图所示，重映射系统40也包括重映射启动装置50。在该结构中，可选择地，重映射启动装置50采用磁性传感器的方式，例如但不限于霍尔传感器(此处也称之为霍尔效应传感器)或簧片开关。重映射启动装置50设置为启动重映射系统40。电子电路板46也安置有或包括一个或多个功能开关48，每一个功能开关48都具有开关机构48。可选择地，每一个开关机构48复制位于控制器1前部的按钮4的其中一个的功能。
重映射系统40也包括控制单元44，可选择地，控制单元44采用微处理器的形式。控制单元44与每一个功能开关48通信；可选择地，控制单元44电耦合到每一个功能开关48。控制单元44与控制器1的主处理单元(未示出)通信。控制单元44能够从每一个功能开关48接收信号，并能够将那些信号或相似信号传输到所述主处理单元。控制单元44被编程为解译哪一个功能开关48已经被用户触发(通过按压与之关联的合适的扳钮11A、11B、11C、11D)。控制单元44在存储装置中存储位于控制器1前部的按钮4或其他控制键2、3、5、6、7、8、9的各自一个的特征，功能开关48的每一个映射所述特征。也就是说，控制单元44能够记忆或回忆每一个功能开关48复制或对应的控制器1前部上的按钮4或其他控制键2、3、5、6、7、8、9中的那一个。操作功能开关48时，控制单元44将信号转发到所述主处理单元以指示由功能开关48映射的控制按钮4已经有效触发。在一些实施例中，控制单元44可以整合到所述主处理单元内。在一些实施例中，控制单元44将从功能开关48接收到的信号传递到所述主处理单元(未示出)上。在其他实施例中，例如，控制单元44可以将从功能开关48的其中一个接收的信号调整或转换为与所接收信号的格式不同的格式，从而所述主处理单元能够正确地读取或解译从控制单元44接收到的信号。重映射系统40包括设置为接近重映射启动装置50的锁定装置42。锁定装置42由可磁化材料制成；可选择地，锁定装置42包括铁磁性材料，例如铁、镍或钴。可选择地，锁定装置42固定到板46(此处也称之为“底座”46)，控制单元44、功能开关48和重映射启动装置50安装在板46上。
在可替换实施例中，锁定装置42可以固定到背板14或形成控制器1的部分的底座构件(未示出)。在该实施例中，锁定装置42设置为充分接近重映射启动装置50，从而当永久磁铁接近锁定装置42放置时，重映射启动装置50检测磁场。
可选择地，重映射启动装置50被配置为作为磁触发开关工作。如图2或3所示，当键64采用磁铁64的形式，可选择地，以永久磁铁64的形式，位于足够接近或挨着背板14的外表面的位置时，控制器1进入重映射模式。在所述重映射模式中，控制单元44能够被重新编程，并且每一个功能开关48被指定为(或者被重新指定为)复制位于控制器1前部上的控制键4、2、3、5中所需的一个。随着磁铁64被锁定或保持在控制器1背部上的适当位置中(通过键64和锁定装置42之间的磁吸引力的优点)，用户12能够指定扳钮杆11A、11B、11C、11D的给定一个到所述控制键的给定一个，可选择地，位于控制器1前部上的按钮4的其中一个。通过这种方式，能够关于特定的软件应用的控制最优化控制器1，例如由用户12进行的和根据用户的优先需求的游戏或仿真。
当磁铁64挨着所述控制器主体或外壳的外表面的预定义区域放置时，由于磁铁64和锁定装置42之间的磁吸引力，磁铁64固定或锁定在控制器1上。这具有将重映射启动装置50(其为磁性传感器)放置在磁场中的效果。重映射启动装置50(磁性传感器50)检测所述磁场。当重映射启动装置50为霍尔传感器时，所述磁场影响所述霍尔传感器的输出电压。可选择地，所述霍尔传感器包括一电子电路，因此所述霍尔传感器以数字(开/关)方式操作，功能上表现为一开关。所述霍尔传感器可以为单极的，通常称之为“单极开关”，也可以由正磁场操作。显示足够强度(磁感应强度)的南极(正)磁场的单一磁铁将使得重映射启动装置50切换到其“开”状态。在重映射启动装置50已经打开后，重映射启动装置50(霍尔传感器)将保持在“开”状态，直到所述磁场被移除。在所述磁场被移除时(通过将键64从锁62移开)，重映射启动装置50(所述霍尔传感器)恢复到其“关”状态。应该认识到，在重映射启动装置50为单极霍尔传感器的一些实施例中，当重映射启动装置50足够接近显示足够强度(磁感应强度)的北极(负)磁场的磁铁时重映射启动装置50可以由负磁场操作。
在一些实施例中，重映射启动装置50(磁性传感器)可以为全极霍尔效应传感器，通常称之为“全极开关”。当全极霍尔效应传感器接近强正(南极)磁场或强负(北极)磁场时，全极霍尔效应传感器起作用。显示足够强度(磁感应强度)磁场的单一磁铁将使得重映射启动装置50切换到其“开”状态。在重映射启动装置50已经打开后，所述全极霍尔效应传感器将保持在“开”状态，直到所述磁场被移除，此时所述霍尔传感器恢复到其“关”状态。
在一些实施例中，重映射启动装置50包括簧片开关，所述簧片开关包括黑色金属簧片上的一对触点。该对触点可以为常开，当磁场出现时关闭；或者常闭，当磁场出现时打开。所述簧片开关可以通过将所述磁铁靠近所述簧片开关进行打开或关闭。一旦将所述磁铁拉离所述簧片开关，所述簧片开关就恢复到其最初开始位置。
如图5所示，当用户12按压扳钮杆11A、11B、11C、11D时，扳钮杆11A、11B、11C、11D分别与功能开关48中的一个接合，从而分别触发已经编程为对应那个开关的功能。
图8示出了工具60。工具60包括具有两极的永久磁铁64，即北极N和南极S。工具60也包括六角扳手形式的键62，键62也被称之为“六角”或六角头键，从而与六角插口形式的键槽紧密配合，所述键槽与上述和/或在并入的申请US 8，480，491、US 61/910，260和US61/930，065中描述的触发器调整装置的控制螺丝15一起布置。在可替换实施例中，键62可以采用不同的形式，从而与螺丝传动的可替换形式紧密配合，例如但不限于，Slot(“平坦”)、Cross、Phillips、Pozidriv(SupaDriv)、Square、Robertson(方插口)、Hex，Security六角插口(销六角插口)、Line(游戏齿)、Torx、Security Torx、Tri-Wing、Torq-set、Spanner头、(“Snake眼”)、Triple方形、Polydrive、Spline驱动、Double六角、Bristol、Pentalobular、TA(三角形凹槽或插口)、TP3(Reuleaux Triangle形凹槽或插口)、或Tri-point。通过这种方式，键62能够用于调整例如触发器按钮的执行器的运动范围，并能够用于控制控制器1的操作模式。应该认识到，可以使用具有可替换形状的键。所述控制螺丝包括形状互补的键槽，从而与键62紧密配合。可选择地，永久磁铁64和物理键62直接相互贴附或相互一体成型。可选择地，工具60尤其是永久磁铁64可以覆盖或浇铸或安置在例如塑料的保护层中。
图8a示出了根据另一实施例的工具160。工具160包括具有两极的永久磁铁164，即北极N和南极S。键62已经从工具160中省略；键62可以设置为单独的工具(未示出)。可选择地，工具160可以覆盖或浇铸或安置在例如塑料的保护层中。
重映射系统40能够由用户12触发或编程，同时控制器1处于使用状态，例如在游戏进行期间。控制器1能够进入所述重映射模式，从而能够通过将工具60放在挨着控制器1背部的位置(见图2、3和8)将控制单元44重新配置或重新编程。通过永久磁铁64和锁定装置42之间的磁吸引将工具60保持(锁定)在适当的位置中。控制器1保持在所述重映射模式中，同时工具60锁定到控制器1。在所述重映射模式下能够对控制单元44重新编程，例如但不限于，关于预定义的时间周期通过同时触发(按压)扳钮11A、11B、11C、11D中所需的一个(因此触发各自的功能开关48)并触发(按压)按钮4中所需的一个(扳钮11A、11B、11C、11D复制按钮4的功能)，同时工具60保持为挨着控制器1的背部。控制单元44将所触发的扳钮杆11A、11B、11C、11D的特征和所触发的按钮4(所需的扳钮11A、11B、11C、11D复制按钮4的控制功能)的特征存储在存储位置中。所需的扳钮11A、11B、11C、11D和所需的按钮4释放时，重映射系统40将把选定的扳钮11A、11B、11C、11D配置为复制选定的按钮4的功能。可替换地，通过按压扳钮杆11A、11B、11C、11D中所需的一个(以触发各自的功能开关48)并接着相继触发控制按钮4中所需的一个，对控制单元44重新编程，同时控制器1处于所述重映射模式。
从控制器1背部移除工具60可终止控制器1或使得控制器1退出重映射模式，从而有效地将每一个扳钮杆11A、11B、11C、11D“锁合”到每一个用户选定的按钮4。这是有好处的，因为任何一个扳钮11A、11B、11C、11D的功能能够由用户在玩游戏时改变，并提供临时的重映射功能。用户12能够重复使用所述重映射功能，因此用户12能够根据他们正在玩的游戏并依照他们的喜好重新配置他们的控制器。
在一些实施例中，控制器1还包括触发器调节装置(未示出)，所述触发器调节装置具有允许终端用户12控制或重校准左触发器机构或右触发器机构的触发器主体6、7的活动范围的机构。US 8，480，491、US 61/910，260和US 61/930，065中的每一个均公开了一种触发器调节装置；这些文献公开的内容整体并入本文。
所述触发器调节装置包括一主体，所述主体上限定有一孔。在一些实施例中，所述主体的至少一部分被配置为容置于控制器的底座构件和左触发器主体或右触发器主体之间。
可选择地，所述孔包括用于容纳一控制螺丝的内螺纹。此处将所述控制螺丝也称之为触发器调节控制螺丝。在一些实施例中，所述控制螺丝采用具有六角插口形式传动的平头螺丝的形式；在其它实施例中，所述控制螺丝包括防止整个控制螺丝穿过所述主体的头部。在其它实施例中，所述控制螺丝可包括将所述控制螺丝以机械方式固定在所述孔内的选定位置上的其他装置，因此，所述孔的内部形式和/或所述控制螺丝可具有除常规螺丝规格以外的形式。
所述触发器主体包括一冲击板，所述控制螺丝能够倚靠在所述冲击板上。所述控制螺丝的旋转能够调节触发器主体相对于控制器的外壳或底座的位置。所述触发器调节装置可以包括用以调节所述触发器主体的第一端止动位置的控制螺丝和用以调节所述触发器主体的第二端止动位置的第二控制螺丝。在可替换实施例中，所述触发器主体的第二端止动位置可以通过所述主体或者所述触发器调节装置的一部分或表面提供。
在一些实施例中，根据所述磁铁的哪一磁极，北或南，靠近所述磁性传感器，控制器1可以进入不同的操作模式。例如，控制器1可以当北极挨着所述背板的外表面放置时进入重映射模式，反之，控制器1可以当南极挨着所述背板的外表面放置时进入生物力学调节模式以调节左模拟拇指杆2或右模拟拇指杆3的对准。通过这种方式，能够根据磁铁的哪一磁极挨着所述背板放置启动控制器1的两完全不同的操作模式。重映射启动装置50(磁性传感器50)能够识别或检测磁铁64的方位以及因此所述磁场的方位或方向。
在一些实施例中，控制器1的重映射系统40包括一重映射启动装置50，重映射启动装置50具有对相反极性的磁场做出响应的两磁性传感器；例如，由正磁场(南极)触发的第一霍尔传感器和由负磁场(北极)触发的第二霍尔传感器。
第一磁性传感器用于启动控制器1的第一操作模式。当所述第一磁性传感器检测到正确的对准磁场，所述控制单元启动或使得控制器1进入第一操作模式，例如重映射模式。例如，第一传感器可以由足够强度(磁感应强度)的南极(正)磁场触发。当所述第一磁性传感器检测到南极(正)磁场，控制器1进入所述第一操作模式。
第二磁性传感器用于启动控制器1的第二操作模式。当所述第二磁性传感器检测到正确对准的磁场，所述控制单元启动或使得控制器1进入第二操作模式，例如重校准模式，例如但不限于，US 61/910，168中所述的生物力学重校准模式，US 61/910，168的内容在此全文并入本文。例如，第二传感器可以由足够强度(磁感应强度)的北极(负)磁场触发。当所述第二磁性传感器检测到北极(负)磁场，控制器1进入所述第二操作模式。
当磁铁在挨着控制器1的背部放置时所述第一传感器和第二传感器中只有一个被触发。根据磁铁挨着控制器1背部放置时所述磁铁的方位，控制器1将进入所述第一操作模式或第二操作模式。
在可替换实施例中，所述第一传感器和所述第二传感器对同一极的磁场做出响应。所述第一传感器和所述第二传感器由同一极(正或负)的足够强度(磁感应强度)的磁场触发。所述第一传感器和所述第二传感器安装在电路板或底座46相反方位中的相反两侧(或者可替换地，在电路板同一侧的相反方位中)。也就是说，一个传感器相对于另一个传感器反转，因此所述磁性传感器中的一个而且是仅仅一个将在磁场出现时被触发，所述第一传感器或第二传感器中的哪一个被触发依赖于所述磁铁的方位。例如，第一霍尔传感器由正磁场(南极)触发或对正磁场(南极)做出响应并且第二霍尔传感器由正磁场(南极)触发或对正磁场(南极)做出响应，或者可替换地，第一霍尔传感器由负磁场(北极)触发或对负磁场(北极)做出响应并且第二霍尔传感器由负磁场(北极)触发或对负磁场(北极)做出响应。通过这种方式，第一传感器由具有第一极性(正或负)的磁场触发，第二传感器由具有第二相反极性(负或正)的磁场触发或转换。控制单元将基于一对磁性传感器中的哪一个检测到合适的对准(极性)磁场确定控制器的操作模式。
在另外的实施例中，可通过监控所述键保持倚靠在背板上的时间周期进入另外的的操作模式。例如，将所述键保持倚靠在所述背板上三秒可以启动一特定操作模式，而作为对比，将所述键保持倚靠在所述背板上六秒时则进入另外的操作模式。通过这种方式，可以通过磁铁根据极性和时间周期来控制大量的不同模式。在另外的实施例中，所述控制单元可被配置为，如果在两个或更多时刻上所述键被重复地保持在所述背板上并从所述背板上移开，则进行不同的响应。时刻的数目可以确定进入的特定模式。
在一些实施例中，功能开关48采取微型开关的形式；在其他实施例中，功能开关48可以采取磁性开关或磁性传感器的形式，例如霍尔传感器或簧片开关。每一个扳钮均可包括一磁铁，从而在用户按压扳钮时启动所述磁性开关或传感器。可设想到，在这些实施例中，所述磁性开关或传感器在控制器内部安装在背板后面，并且不需要提供穿过背板的孔以使扳钮可物理接触到所述微型开关。进一步地，还可设想到，为用户提供反馈以指示已经触发的开关。所述反馈可以是听觉的或触觉的，例如听得见的滴答声。另外，应该设想到，扳钮杆传感器可以被布置为由永久磁铁的特定磁极(北或南)触发。重映射启动装置50可被配置为通过检测到与触发扳钮杆传感器的磁极相反的磁极而进入重映射模式。可替换地，所述扳钮杆传感器和重映射传感器可位于控制器背部的相互远离的位置上，从而使得扳钮杆磁铁的存在不会干扰到重映射启动装置，反之，键的出现也不会干扰所述扳钮杆传感器。
可设想到，所述控制器可以通过有线连接或无线连接装置耦合到游戏主机或电脑。
本发明也可在游戏控制器之外找到应用，并可用于控制其他电子装置的操作模式。
应注意，本文中所使用的方向参照如“顶部”、“底部”、“前部”、“背部”、“端”、“侧”、“内”、“外”、“上”和“下”并不是一定要将各个特征限制为这些方向，而只是有助于相互区分这些特征。尽管本文已示出和描述了本发明特定的实施例，但是，在不背离本发明范围的情况下，本领域的技术人员将能够作出大量变形和可替换实施例。

Claims (29)

1.一种用于游戏主机的手持控制器，包括：
外壳；
位于所述控制器的前端和/或顶部上的多个控制键；
位于所述控制器背部上的至少一个额外的控制键；
用于控制所述控制器的操作模式的控制单元；以及
与所述控制单元通信的至少一个磁性传感器；并且其中：
所述控制单元被配置为从所述至少一个磁性传感器接收基于所述至少一个磁性传感器检测的磁场的信号，并且
所述控制单元还被配置为根据从所述至少一个磁性传感器接收的信号进入控制器的可编程操作模式，在可编程操作模式下，所述至少一个额外的控制键的功能能够被重映射为复制通过位于所述控制器的前端和/或顶部上的多个控制键中的任一个操作的功能。
2.根据权利要求1所述的手持控制器，其中，所述控制单元被配置为当所述至少一个磁性传感器检测不到磁场时，进入正常使用操作模式，在正常使用操作模式下，所述至少一个额外的控制键的功能被锁定。
3.根据权利要求1所述的手持控制器，其中，所述至少一个磁性传感器为磁性触发开关，所述控制单元依据磁场触发的开关在两种或多种操作模式之间切换所述手持控制器。
4.根据权利要求1所述的手持控制器，所述手持控制器包括用于在所述至少一个磁性传感器附近将一磁铁保持在所述手持控制器外表面上的锁定装置。
5.根据权利要求4所述的手持控制器，其中，所述锁定装置包括铁磁性材料。
6.根据权利要求1所述的手持控制器，其中，所述手持控制器在所述至少一个磁性传感器检测到正确对准的磁场时进入所述可编程操作模式。
7.根据权利要求2所述的手持控制器，其中，所述手持控制器在所述至少一个磁性传感器检测不到正确对准的磁场时，进入所述正常使用操作模式。
8.根据权利要求2所述的手持控制器，其中，在正常使用操作模式下，通过位于所述控制器的前端和/或顶部的多个控制键操作的功能被锁定在预先选定的配置中，并且通过位于控制器背部的至少一个额外控制键操作的功能被锁定在所定义的配置中。
9.根据权利要求1所述的手持控制器，所述手持控制器包括与所述控制单元通信的第一磁性传感器和与所述控制单元通信的第二磁性传感器，并且其中：
所述控制单元被配置为进入第二可编程操作模式，所述第二可编程操作模式包括重校准模式；
所述手持控制器依据从所述第一磁性传感器接收信号，进入所述可编程操作模式；
所述手持控制器依据从所述第二磁性传感器接收信号，进入所述第二可编程操作模式。
10.根据权利要求9所述的手持控制器，其中，所述第一磁性传感器被配置并布置为检测具有第一极性的磁场。
11.根据权利要求10所述的手持控制器，其中，所述第二磁性传感器被配置并布置为检测具有第二极性的磁场，所述第二极性与所述第一极性相反。
12.根据权利要求9所述的手持控制器，其中，所述第二磁性传感器被配置为检测具有第一极性的磁场，所述第二磁性传感器安装在与所述第一磁性传感器相反的方位上，从而使得所述第二磁性传感器对具有与所述第一磁性传感器做出响应的极性相反的极性的磁场做出响应。
13.根据权利要求9所述的手持控制器，其中，在所述第二可编程操作模式下，位于控制器的前端和/或顶部上的多个控制键中的一个或多个能够针对用户进行生物力学校准。
14.根据权利要求1所述的手持控制器，其中，所述至少一个额外的控制键包括一细长构件，所述细长构件为自我复原和柔性以使其能够被用户移位以触发控制功能。
15.根据权利要求14所述的手持控制器，其中，每一个细长构件至少部分地位于各自的槽道中，所述槽道在所述控制器的背部表面中形成。
16.根据权利要求1所述的手持控制器，所述手持控制器包括至少一个按压式触发器机构，以及用于人工调整所述至少一个触发器机构的活动范围的机构，所述用于人工调整所述至少一个触发器机构的活动范围的机构包括用于容纳键的键槽。
17.一种与权利要求16所述的手持控制器一起使用的工具，包括与所述键槽紧密配合以调整所述触发器机构运动范围的所述键，所述工具还包括一磁铁，所述磁铁在其接近安装在所述手持控制器上的磁性传感器时触发所述控制单元进入所述可编程操作模式。
18.一种配置游戏主机的手持控制器的方法，所述手持控制器包括：
位于所述控制器的前端和/或顶部上的多个控制键；
位于所述控制器背部上的至少一个额外的控制键；
控制单元；以及
与所述控制单元通信的至少一个磁性传感器，
所述方法包括：
(i)在所述至少一个磁性传感器附近建立具有合适极性的磁场；
(ii)使得所述至少一个磁性传感器发出信号到所述控制单元；以及
(iii)依据所述信号使得所述手持控制器进入可编程操作模式，在所述可编程操作模式下，所述至少一个额外的控制键的功能能够被重映射为复制通过位于所述控制器的前端和/或顶部上的多个控制键中的任一个操作的功能。
19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：在所述可编程操作模式下，
(i)触发所述至少一个额外的控制键中所需的一个；以及
(ii)随着触发所述至少一个额外的控制键中所需的一个，同时或相继触发所述多个控制键中所需的一个，以使所述控制单元对所述至少一个额外的控制键中所需的一个的触发与所述多个控制键中所需的一个的触发进行关联。
20.含有两种或多种操作模式的电子装置，所述电子装置还包括
多个控制键；
控制单元，用于控制所述电子装置的两种或多种操作模式中的哪一种被选择；以及
与所述控制单元通信的至少一个磁性传感器；并且其中：
所述控制单元被配置为从所述至少一个磁性传感器接收基于所述至少一个磁性传感器检测的磁场的信号；并且
所述控制单元还被配置为依据从所述至少一个磁性传感器接收的信号选择所述电子装置的两种或多种操作模式中的一种，其中所述两种或多种操作模式中的一种为可编程操作模式，在可编程操作模式下，通过设置在第一位置的所述多个控制键中的一个操作的功能能够被重映射为复制通过设置在第二位置的所述多个控制键中的另一个操作的功能。
21.根据权利要求20所述的电子装置，其中，所述至少一个磁性传感器为磁性触发开关，所述控制单元在磁场触发所述磁性触发开关时在所述两种或多种操作模式之间切换所述电子装置。
22.根据权利要求20所述的电子装置，所述电子装置包括在所述磁性传感器附近将一磁铁保持在所述电子装置外表面上的一锁定装置。
23.根据权利要求22所述的电子装置，其中，所述锁定装置包括铁磁性材料。
24.根据权利要求20所述的电子装置，其中，所述两种或多种操作模式的另一种为第二可编程操作模式，所述第二可编程操作模式包括重校准模式，并且其中所述电子装置在所述至少一个磁性传感器检测到正确对准的磁场时进入所述可编程操作模式。
25.根据权利要求20所述的电子装置，其中，所述两种或多种操作模式的另一种为正常使用操作模式，在所述正常使用操作模式下，通过所述多个控制键中的每一个操作的功能被锁定在预先选定的配置中，并且其中所述电子装置在所述至少一个磁性传感器检测不到正确对准的磁场时进入所述正常使用操作模式。
26.根据权利要求20所述的电子装置，
所述电子装置包括：
与所述控制单元通信的第一磁性传感器；和
与所述控制单元通信的第二磁性传感器；
所述电子装置依据从所述第一磁性传感器接收信号，进入可编程操作模式；
所述电子装置依据从所述第二磁性传感器接收信号，进入第二可编程操作模式，所述第二可编程操作模式包括重校准模式。
27.根据权利要求26所述的电子装置，其中，所述第一磁性传感器被配置并布置为检测具有第一极性的磁场。
28.根据权利要求27所述的电子装置，其中，所述第二磁性传感器被配置并布置为检测具有第二极性的磁场，所述第二极性与所述第一极性相反。
29.根据权利要求26所述的电子装置，其中，所述第二磁性传感器被配置为检测具有第一极性的磁场，所述第二磁性传感器安装在与所述第一磁性传感器相反的方位上，从而使得所述第二磁性传感器对具有与所述第一磁性传感器做出响应的极性相反的极性的磁场做出响应。
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