CN107003699A - 用于可移除输入模块的充电设备 - Google Patents

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Abstract

描述了用于触摸屏设备的一个或多个输入模块的充电设备。所述充电设备包括充电机构和被定形为接纳输入模块的各部分。所述充电机构包括功率输入和功率输出。功率输入被配置为从外部电源接收功率，并且功率输入被配置为将功率提供给被附连到充电设备的一个或多个输入模块。

Description

用于可移除输入模块的充电设备
背景
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、大型交互式表面计算机和用于台式计算机的触敏显示器。在一些应用中，这种界面提供了适当的用户输入机制。
概述
下面呈现了本发明的简要概述，以便向读者提供基本理解。本概述并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。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。
描述了用于触摸屏设备的一个或多个输入模块的充电设备。所述充电设备包括充电机构和被定形为接纳输入模块的各部分。所述充电机构包括功率输入和功率输出。功率输入被配置为从外部电源接收功率，并且功率输入被配置为将功率提供给被附连到充电设备的一个或多个输入模块。
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。
附图简述
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是包括两个可移除输入模块的系统的示意图，所述可移除输入模块可以被临时附连到触摸屏设备并提供输入控件；
图2示出了在一个或多个可移除输入模块就位和在所述输入模块没有就位的情况下的用于所述输入模块的充电设备的示意图；
图3示出被连接到两个输入模块以形成复合设备的另一个示例充电设备的示意图；
图4示出了包括用于触摸屏设备的功率输出的示例充电设备的示意图；
图5示出了在复合设备和计算设备之间的各种示例通信场景；
图6示出从可调整区域的任一侧的两个部件形成的又一示例充电设备的示意图；
图7是另一示例充电设备的示意图；以及
图8示出两个另外的示例充电设备的示意图。
在各个附图中使用相同的附图标记来指代相同的部件。
详细描述
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(触敏屏幕)的许多设备，包括移动/手持设备(例如智能电话、平板计算机、便携式游戏控制台)以及较大的非便携式设备(例如表面计算设备和用于台式计算机的触敏显示器)。这些设备在此处被称为“触摸屏设备”。缺少物理参考点、边界或或由触敏屏幕提供的触觉反馈(与物理按钮不同)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，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，当就位时，用户的手指可遮挡屏幕的区域，并且这可影响可使用性，尤其对较小形状因素的设备(例如，智能电话)而言。而且，对于应用开发者来说要在一个当用户长时间(例如半小时或更多)使用应用时对于用户是舒适的布局中将所有需要的输入控件安排在触敏屏幕上可能是困难的，即在平坦的交互表面上提供输入控件的人体工程学安排可能是困难的。
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。
图1是包括两个可移除输入模块104的系统100的示意图，所述可移除输入模块可以被临时附连到触摸屏设备108并提供输入控件114。如图1所示，输入模块104临时围绕在触摸屏设备108的外围被附连，使得它们遮盖少量或没有遮盖显示区域120。当触摸屏设备108是触摸屏计算设备(例如智能电话、平板计算机等)时，输入被映射到在触摸屏计算设备上运行的软件，并且当触摸屏设备是计算设备(例如台式计算机的触敏显示器)的外设(即触摸屏外设设备)时，输入被映射到在该计算设备上运行的软件。每个输入模块108要么与计算设备直接通信要么通过另一输入模块与计算设备通信，并且这种通信使用在每个输入模块104内的无引线通信元件(使用例如无线技术、光、声等)。随后(例如当用户已经完成与触摸屏设备的交互时或当不需要所述模块时)，模块104可以从触摸屏设备108被分离并储藏，直到被用户下一次使用(例如被连接到该同一触摸屏设备或一不同触摸屏设备)。
触摸屏计算设备的示例包括移动/手持设备(例如智能电话、平板计算机、便携式游戏控制台)以及较大的非便携式设备(例如大形状因素的平板计算机、表面计算设备、被集成到电器或车辆中的触敏设备、触敏电视机)。触摸屏外设设备的示例包括用于台式计算机的触敏显示器。尽管许多下述示例涉及触摸屏计算设备，但这是作为示例。各示例还可以被应用于触摸屏外设设备，在这种情况下，任何通信都是在输入模块和触摸屏外设设备被连接到的计算设备之间。
输入模块104可被放置在触摸屏设备108的外围周围的任何地方，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被重新安排。因此，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)。虽然，图1中的示例示出使用两个模块，但在其它示例中，单个模块可以被使用或任何其它数目的模块可以被触摸屏设备的一个或多个并发用户使用。
每个输入模块104包括可以例如是触觉输入控件的输入控件114，诸如(例如通过控件的形状或通过使用振动触觉控件)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的物理控件(例如，具有波状轮廓的在由用户施加按压力时可移动的控件)。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，或可检测人类的特性(例如皮肤电反应传感器或心率传感器)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(articulatable)，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，或者经由所支持的外围设备(例如，蓝牙键盘)或任何其他所支持的硬件(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，四路控件和按钮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“接听”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，而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。
图1还示出了当被连接到触摸屏设备108时的输入模块104的截面图，并且从该截面图可以发现输入控件可以在输入模块104的正面110(即当查看触摸屏设备108上的显示器120时可见的该侧)上和/或背面112。另外(或替代地)，控件可以被提供在输入模块104的其它面上(例如在侧面或转角上)。输入模块104还包括将输入模块104附连到触摸屏设备108的附连机构118(作为示例被示作为弹簧)，并在各种示例中，所述附连机构提供了在输入模块104的上部部件和下部部件122、124之间抓握所述触摸屏设备的夹持力。在各示例中，所述模块104中的一者或多者还可包括输出设备，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插口)、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阻尼器(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)。
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，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。虽然图1示出形状和大小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。
如在图1中所示的输入模块104由在输入模块内的可再充电电源(例如电池、超级电容器或燃料电池)供电。图2示出了在一个或多个可移除输入模块104就位和在所述输入模块没有就位的情况下的用于所述输入模块的充电设备200的示意图。如在图2中所示的充电设备200包括两个附连部分202，每个附连部分被配置为(例如定形为)接纳输入模块104；然而，在其它示例中，充电设备可以包括单个附连部分或超过两个附连部分(即以接纳超过两个输入模块)。充电设备200还包括用于对输入模块104充电的充电机构(或安排)。
充电机构包括功率输入，在图2所示的示例中功率输入是接纳有线电源连接器204的插座(例如micro-USB插座)。在其它示例中，功率输入可以改为以另一种方式接收功率(例如它可以包括通过从在另一个设备中的初级线圈的感应传输接收功率的线圈，它可以包括光电池等)。所述充电机构还包括将功率提供给一个或多个可移除输入模块104的功率输出，并且在图2所示的示例中，功率输出包括用于每个输入模块104的两个金属触点206，但在其它示例中，三个触点可以被提供(例如这样输入模块104可以以输入模块连接到中心触点和外部触点之一的轴对称地方式被附连到充电设备200)或不同数目的触点可以被提供。在各种示例(如图2所示)中，金属触点206可以被提供在附连部分202上。金属触点206可以是簧片触点、弹簧销(也称为弹簧顶针(pogo pin))或其它装弹簧的触点。在其它示例中，功率输入可以改为以另一种方式将功率传送给输入模块104(例如它可以包括通过感应传输将功率传送到输入模块中的次级线圈的线圈)。
当功率输出包括金属触点206(如图2所示)时，对应的金属触点被提供在输入模块104上。在输入模块上的对应的金属触点被定位，使得当输入模块被附连到充电设备时它们与充电设备200上的金属触点206对齐。输入模块上的对应的金属触点在图2所示的图示中是不可见的，但可以被定位在输入模块104的正和/或背部件122、124的内面上(即在接触触摸屏设备108的所述面中的一个面或全部两个面上)。为了在输入模块104上的金属触点不接触触摸屏设备108(其可能刮伤或以其它方式损坏该设备或提供将被检测的假触摸事件)，金属触点可以位于输入模块104的正和/或背部件122、124的内面中的一个或多个凹部内。
尽管在许多示例中电力可以通过充电机构从充电设备200传送到输入模块104，但在其它示例中，充电机构可以以另一种形式传输功率。例如，当输入模块104包括燃料电池时，充电机构可以被配置(或被安排)为将氢从充电设备200提供到输入模块104。在这样的示例中，在充电设备200上的功率输入可以接收来自外部电源(例如来自外部氢源)的氢。
一旦输入模块104(通过附连部分202)被附连到充电设备200，充电设备200和输入模块104就形成单个复合设备210。这具有用户仅需握住输入模块104或充电设备200之一而复合设备210就如同所述模块和充电设备被永久接合在一起那样保持原样和一起移动的效果。在一些示例中，所述单个复合设备210可以是刚性设备，并且在其它示例中，可以包括柔性(例如可弯曲)段或连接(例如在充电设备和输入模块之间)。
在各种示例中，从充电设备200和一个或多个输入模块104形成的单个复合设备210可以用作计算设备(例如触摸屏计算设备108或另一个计算设备)的用户输入设备(例如游戏控制器)。单个复合设备210可以通过有线链路(例如通过micro-USB连接器204)或无线链路与计算设备通信。当使用有线链路时，这可以减少(通过输入控件114的输入命令到达计算设备的)等待时间和复合设备210的功耗。
图3示出被连接到两个输入模块104以形成复合设备的另一个示例充电设备200的示意图。充电设备200包括接收来自外部源(例如通过有线来自干线电源或使用感应功率传输)的功率的功率输入302以及用于可以被附连到充电设备200的每个输入模块104的功率输出304。功率输入302和功率输出304可以被统称为充电机构。充电机构还可以包括电池306。
在使用中，充电设备200可以从外部电源和/或内部电池306对输入模块104(例如输入模块104内的电源305)充电。例如，如果充电设备200(通过功率输入302)被连接到外部电源，该外部电源被用于对内部电池306充电，并且内部电池306可以被用于(通过功率输出304和功率输入307)对输入模块104以及充电设备内的任何其它有源元件(例如处理器308、存储器310、输入控件314、有线/无线通信元件316、传感器318、输出设备322等)供电。或者，外部电源可以被用于(绕过电池306)对输入模块104供电并对内部电池306充电，而内部电池306仅在缺少外部电源的情况下被用于为输入模块供电。在其它示例中，电池306可以仅不断被用于对充电设备200内的有源元件(例如处理器308、存储器310、输入控件314、有线/无线通信元件316、传感器318、输出设备322等)供电，并且被传送给输入模块的功率可以仅由外部电源提供(通过功率输入302接收)。
如上所述，外部电源可以以不同的形式(例如以氢或另一种燃料或太阳辐射等形式)提供电力或功率。
充电设备200可以允许用户控制或配置充电机构，例如，以确定使用哪种特定充电安排以及当内部电池306中的电量开始变低并且没有外部电源可用时将发生的事。电量指示器(其可以被认为是输出设备322)可以提供在充电设备200上以便当内部电池306变低时警告用户。在各种示例中，当内部电池306变低时，充电设备可以切换其操作，使得其停止对输入模块104充电并仅为充电设备中的有源元件提供功率。或者，充电设备可以通过禁用所有有源元件且仅对输入模块104充电来切换其操作。
在各种示例中，充电机构可以包括另外的功率输出324，其被配置为对触摸屏设备(例如触摸屏设备108)充电。这种功率输出324可以被配置为允许在存在和/或缺少外部电源的情况下(通过功率输入302)对触摸屏设备充电。在各种示例中，这种附加功率输出324允许在缺少外部电源对触摸屏设备或充电设备供电的情况下(例如在旅行时)电池306被用于对触摸屏设备供电。在各种示例中，这种附加功率输出324允许从到外部电源的单个连接(通过功率输入302)对触摸屏设备和任何相连的输入模块104充电。这减少了要求用户携带/使用的电缆和适配器的数目。
当被提供时，用于触摸屏设备324的功率输出可以具有许多不同的形式之一，并且可以提供触摸屏设备的有线或无线充电。三个示例401-403在图4中示出。在第一示例充电设备401中，附加功率输出324包括插座404(例如USB或micro-USB插座)。尽管该插座404被示出在充电设备401的顶面上，但在其它示例中其可以在充电设备的侧面上。在第二示例充电设备402中，附加功率输出324包括在臂408上的连接器406(例如micro-USB连接器)，所述臂在不使用时可以被缩回到充电设备402的外壳内，但它可以借助于滑块410或其它按键/插销被伸出以使其突出到外壳之外(如图4所示)。在对第二示例的变形中，可伸缩电缆可以取代臂408，其中可伸缩电缆在远端具有连接器406。在第三示例充电设备403中，附加功率输出324包括线圈412。这一线圈412被配置为将功率耦合到触摸屏设备108中的对应的线圈414内，并因此对触摸屏设备中的电池感应充电。如在截面图416中所示，触可以通过将触摸屏设备108置于充电设备403的顶部来对摸屏设备108充电，并且可以在当输入模块104被附连或没有被附连时执行充电。以此方式，充电设备403(和/或形成自充电设备和一个或多个输入模块104的复合设备)用作用于触摸屏设备108的无线充电板。
在各种示例中，如在图4的最终示意图418中所示，附加功率输出324可以另外地或替代地被用于将多个充电设备200连接在一起(例如将所述充电设备顺序链接(daisy-chain))。不考虑用于所述附加功率输出324的特定安排是可能的(例如其可以被用于在图4中的第一三个示例401-403中所示的任意安排)。
如图3所示，充电设备200可以包括一个或多个附加元件，例如处理器308、存储器310、输入控件314、有线/无线通信元件316、传感器318、输出设备322等。需要(例如来自电池306的)电源的这些元件中的任何元件在此被统称为“有源元件”。可以提供输入控件314以允许用户访问如上所述的附加功率输出324(例如在输入控件314是滑块410时)。可以提供输入控件314以允许用户配置/控制充电机构(如上所述)。另外或替换地，当形成自充电设备200和一个或多个输入模块104的单个复合设备210被用作游戏控制器时，可以提供一个或多个输入控件314以补充输入模块104上的输入控件114。类似地，当复合设备210被用作游戏控制器时，一个或多个传感器318和/或输出设备322可以被提供作为附加的游戏输入/输出。例如，输入模块104的小尺寸可能限制了在输入模块内可以提供的输入控件114、传感器318和/或输出设备的数目，并且因此复合设备210可为(例如用于玩计算机游戏的)计算设备提供比当仅使用(例如如图1所示的被附连到触摸屏设备的)输入模块104时所提供的更加功能丰富的用户输入设备。在其它示例中，在充电设备200中的一个或多个输入控件314可以复制在输入模块104上的一个或多个输入控件114。这可以例如被用于改善复合设备的人体工程学(例如使得复合设备更容易被拿住和使用)。
当复合设备210用作用于计算设备500的用户输入设备(例如游戏控制器)时，存在许多不同的方式可以将在复合设备210上做出的用户输入传送到运行正被控制的软件(例如计算机游戏)的计算设备，并且这可以参考图5来描述。在所述示例中，假设软件在本地计算设备500上运行；然而，如果所述软件在(例如远离复合设备210的)远程计算设备上运行，所述方法也是等同适用的，在此情况下，可以在本地计算设备500(其可以是触摸屏计算设备)上或在被连接到本地计算设备500的外设显示器上显示图形用户界面。另外，所述方法还可以在复合设备210与之通信的本地计算设备500用作中继时被应用，并且允许复合设备210与运行软件的远程计算设备通信(例如当本地计算设备500是无线接入点时)。
在第一个示例51中，当作为复合设备210被连接时，包括用户输入/输出(例如输入控件114、314、传感器318、输出设备322中的任一者)的每个组成部件(例如输入模块104和充电设备200)通过它们各自的通信元件(例如在输入模块104中的无连线通信元件326以及在充电设备200中的有线/无线通信元件316)分别与计算设备500(和其输入/输出接口502)通信，如由箭头504-506所示。在这个示例中，如果充电设备200不包括任何用户输入/输出，那么其不与计算设备500通信(即箭头505被省略)。
在第二个示例52中，当作为复合设备210被连接时，仅充电设备200通过其有线/无线通信元件316与计算设备500通信(箭头508)。充电设备200用作中继并将在输入模块104处接收的用户输入的细节转发给计算设备500。在输入模块104和充电设备200之间的通信(箭头509-510)可以是通过输入模块104中的无连线通信元件326以及在充电设备200中的有线/无线通信元件316，或者可以是通过电气连接(例如以与充电机构所使用的那些触点一起的附加电气触点的形式)。当有线数据连接(例如使用附加电气触点)被用于在输入模块104和充电设备200之间进行通信时，输入模块104的功耗被降低(例如由于无连线通信元件326可以被关闭或置于低功率模式)。
在第三个示例53中，当作为复合设备210被连接时，仅输入模块104中的一个通过其无连线通信元件326与计算设备500通信(箭头512)。这种输入模块104用作中继并转发在另一个输入模块104处和/或在充电设备200处接收的用户输入的细节。在这两个输入模块104之间的通信可以使用有线/无线技术(例如使用元件316、326或附加电气触点)通过充电设备200(箭头513-514)或使用在这两个输入模块104中的无连线通信元件326直接(箭头515)通信。当有线连接(例如使用附加电气触点)被用于通过充电设备200在所述两个输入模块104之间进行通信时，输入模块104中的一个的功耗被降低(例如由于其无连线通信元件326可以被关闭或置于低功率模式)。当该第三个示例被使用时，充电设备200可以不包括有线/无线通信元件(例如元件316被省略)。
当第二个示例52被使用时，当其被附连到充电设备200时输入模块104改变了其操作模式，即使得其通过充电设备200与计算设备通信而不是如当与充电设备200分开操作时那样直接地与计算设备通信。这与其中每个者继续独立通信而不考虑它们是分开的还是复合设备210的部件的第一个示例51是相反的。当第三个示例53被使用时，当被附连到充电设备200时输入模块104可以改变它们的操作模式(即使得一个输入模块将所有的用户输入数据中继到计算设备500)；然而，在各种示例中，输入模块可以按此方式来操作而不管它们是分开的或复合设备210的部件。
将理解，(如由图5中的箭头504-506、508-510以及512-515所示)的通信线路可以既被用于将用户输入数据从充电设备200和/或输入模块104(例如由输入控件114、314和/或任意传感器318所生成的)提供到计算设备500，又将输出数据提供给充电设备200和/或输入模块104。所接收的任何输出数据可以例如被用于控制在输入模块104和充电设备120中的任何输出设备322。
输出设备322的示例包括但不局限于视觉指示器(例如小型显示器、一个或多个LED、电子纸的一个区域)以及听觉指示器(例如小型扬声器或蜂鸣器或耳机插口)。在充电设备200包括视觉指示器的示例中，这可以被用于显示“荣誉徽章”或其它成就指示符，其对应于用户的游戏并且其可以是用户成就的持久追踪。例如，视觉指示器可以显示表示在特定游戏中的用户的技能等级、成就水平等并且可以由在充电设备200附近的其它人看见的事物。视觉指示器可以是基于存储在充电设备200(例如在存储器210中)的数据，如下所述。在其它示例中，视觉指示器可以显示充电设备或输入模块的状态信息(例如电量水平、它是否在充电等)。
在各种示例中，在输入模块104上的输出设备322的操作可以取决于输入模块104是否被连接到充电设备200而被修改。例如，当输出设备322包括视觉指示器(例如一个或多个LED或小型显示器)时，当输入模块104没有被连接到充电设备200时视觉指示器的亮度可以被减少(例如因为可以假设输入模块104被连接到触摸屏设备并由此靠近显示屏)，但在输入模块104被附连到充电设备200时可以被增加(例如因为可以假设视觉指示器现在较远离显示器并且较不可能使用户分心)。
输出设备的另外的示例包括反馈设备，例如触觉(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阻尼器(如果触摸屏设备或模块是柔性的或可接合的))以及其它传感反馈设备(例如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制热/制冷设备，例如匹尔特冷却器)。
输入控件114、314的示例包括但不限于方向控件(例如方向键(D-pad)或四路控件)、旋钮、滑块、按钮(例如一个或多个按钮)、开关和小型操纵杆。这些输入控件可以被提供在充电设备的任意面上。
传感器318的示例包括但不限于：用于(例如，基于反射IR或看IR阴影、热IR感测、电容感测或者基于超声)来进行手定位的悬浮传感器、加速度计、运动检测器、用于感测由手上佩戴的戒指造成的失真的磁力计，以及可检测人类的特性(例如皮肤电反应传感器或心率传感器)或人类正佩戴的某物的特性的任何其他类型的传感器。
输入控件314和/或传感器318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自然用户界面(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，面部识别，3D显示，头部、眼睛和注视跟踪的运动姿势检测，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。
如图3中所示的，充电设备200可包括一个或多个处理器308。处理器308可以是微处理器、控制器或用于处理计算机可执行指令以控制充电设备的操作的任何其他合适类型的处理器。如上所述，处理器308可以控制充电和/或所使用的通信配置。而且，处理器308可以控制在充电设备200中的有源元件314-322的操作。在一些示例中，例如在使用片上系统架构的系统中，处理器308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)来操作充电设备的方法的一部分。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、复杂可编程逻辑器件(CPLD)。
由处理器308执行的计算机可执行指令可使用充电设备200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310等计算机存储介质和通信介质。诸如存储器310等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。
作为存储由处理器308执行的计算机可执行指令的的补充或替换，充电设备200内的存储器310可被用于存储用户数据和/或游戏数据。在各种示例中，在充电设备200内的存储器310可以存储用户的游戏数据(例如他们的技能等级、成就、化身等的细节)，并且该数据可以通过通信元件316在玩游戏之前、期间和/或之后被传送给计算机游戏(或与之同步)。
在充电设备中的通信元件316(被提供时)可以被用于与计算设备500和/或输入模块104通信，如上参考图5所述。任何合适的有线或无线技术可以被使用，例如，智能(也称为BLE)、Wi-FiTM、红外、USB、以太网、蜂窝无线技术(例如2G,3G,GSM等)或专有协议/技术。作为通信输入控制数据(如上参考图5所述)的补充或替代，通信模块316可以(例如在处理器308的控制下)被用于将输入模块链接到触摸屏设备。
如上所述，当没有连接到充电设备200时，输入模块104可以是可移除地被附连到触摸屏设备，其中在输入模块上的输入控件被映射到在触摸屏设备上显示的软件中的用户输入。作为这种映射的部分(例如允许输入模块与触摸屏设备通信)输入模块可以被链接到触摸屏设备。为了将输入模块链接到触摸屏设备，输入模块可将无线标识符(例如ID)或其它标识符(例如全局唯一标识符，其可以例如在出厂时就被固定)提供给触摸屏设备。在各种示例中，在充电设备200中的通信元件316可以被配置为将相连的输入模块的标识符传送给计算设备(例如触摸屏计算设备)。
在其它示例中，通信元件316可以不被用于帮助所述链接，而代之以充电设备可以包括被用于传送所述标识符的可写(或可重写)NFC标签。在这样的示例中，充电设备200(例如通过通信元件316或在附连部分202中的电子数据触点)从附连的输入模块接收标识符，并且处理器308可以将附连的输入模块的标识符写入到可写NFC芯片。输入模块的标识符可以随后通过触摸屏设备中的NFC读取器被传送给触摸屏设备。这提供了一种有效的链接机制——用户将输入模块连接到充电设备并随后将他们的启用NFC的触摸屏设备放置在充电设备上或靠近充电设备放置。触摸屏设备随后从充电设备中的可写NFC标签中读取输入设备的标识符。
在其它示例中，在充电设备和触摸屏设备之间可以使用不同的通信机制，例如充电设备中的LED。LED(其可以是在可见的或红外光谱中)可以(通过一系列闪烁)发信号通知用于输入模块的标识符。来自LED的信号可以通过在触摸屏设备中的相机被检测到。类似地，当充电设备包括显示器时，标识符可以通过在显示器上显示将标识符编码的代码(例如条形码或QR码)被传送给触摸屏设备，并且随后该被显示的代码可以通过触摸屏设备中的相机被捕捉并在触摸屏设备中被解码。
在其中在充电设备和输入模块之间(例如通过附连部分202中的电子触点)提供电子数据连接的示例中，这些连接可以允许充电设备中的处理器308(和/或输入控件314)控制输入模块的操作。例如，在充电设备中的单个开启/关闭开关可以被用于控制整个复合设备210。在各种示例中，当使用特定通信配置(例如在图5中的示例52和53中)时，处理器308可以使输入模块104中的无连线通信元件326关机(或被置于低功率模式)。
如上所述，形成自充电设备200和附连到充电设备100的一个或多个输入模块104的单个复合设备210可以作为用于计算设备的用户输入设备，其中所述计算设备可以是触摸屏计算设备(并且输入模块可以被分开地附连到其)或非触摸屏计算设备(例如游戏控制台或台式计算机)。上述的单个复合设备210通常小于传统的游戏控制器(由于个体输入模块104的小形状因子)并且这可以使得其非常适合于具有小手的用户(例如儿童)。
图6示出从可调整区域604(其可以是如图6所示的可调整中心区域)的任一侧的两个部件602、603中形成的又一示例充电设备的示意图。如在图6中的三个视图61-63中所示，通过压缩或延展可调整区域604，充电设备的大小(例如宽度)可以被改变，并且这进而改变了当一个或多个输入模块被附连到附连部分202时形成的单个复合设备的大小(例如宽度)。结果，单个复合设备的大小可以被改变为适合具有不同大小的手的用户，同时当被储藏或仅用于对输入模块充电而不作为用户输入设备时仍然能够具有紧凑形状的因子(例如如在第二视图62中所示)。
可调整区域604可以以任意方式来实现，并且示例包括使用伸缩杆(其中当缩短时，杆的各段滑进彼此内部)、剪式机构、可弯曲管区域(类似于可弯曲吸管)等。在各种示例中，可调整区域604可以允许在单轴中的接合(如在图6中所述)或可以允许在超过一个轴中的接合。
如图6所示的可调整区域604的使用是一种示例方式，在该示例方式中，在此所述的充电设备可以被改动以使得(形成自充电设备和一个或多个附连的输入模块)的单个复合设备成为更符合人体工程学的用户输入设备。另外的示例在图7中示出，并且尽管如图7所示的示例充电设备700不包括可调整区域，但将可以理解在又一个示例中，如图7所示的充电设备700可以被改动为包括可调整区域。
如图7所示的示例充电设备700包括两个附连部分202和两个抓握部分702。尽管在图7中没有示出输入控件，但将理解如上所述，充电设备700可以包括输入控件、传感器、输出设备等。例如，抓握部分702可以包括输入控件、传感器、输出设备等。
在对如图7所示的示例的变型中，抓握部分702可以是可被移除的，这样，所述充电设备包括一个或多个附连部分202，每个附连部分被配置为接纳一个输入模块104以及被配置为接纳延展部分(例如抓握部分702)的一个或多个连接部件。在一个示例中，连接部件可以包括被定形为接纳在抓握部分上的对应突起的槽或凹部(例如以便抓握部分可以滑动或插到充电设备中)。可移除延展部分的使用增加了针对特定用户(例如基于手的大小、抓握、输入控件的优选位置等)定制充电设备以改进(形成自充电设备、一个或多个输入模块以及一个或多个延展部分的)单个复合设备的人体工程学的能力。不同的用户可以选择并附连不同的延展部分。在各种示例中，一个延展部分可以包括作为充电设备中的电池306的补充的附加电池(或在充电设备自身没有提供电池的情况下提供电池)。在这样的延展部分中的电池可以通过充电设备中的功率输入302和充电设备与延展部分之间的电气连接被充电。
如图2-7所示的示例充电设备每个都包括两个附连部分202，并且因此可以接纳最多2个输入模块。在其它示例中，充电设备可以包括不同数目的附连部分，例如单个附连部分或超过两个附连部分。图8示出两个另外的示例充电设备：第一充电设备801包括4个附连部分202，并且因此可以接纳最多4个输入模块，而第二充电设备802包括单个附连部分202，并且因此可以接纳最多1个输入模块。
在如图2-8所示的示例中且如上所述，输入模块104以与它们附连到触摸屏设备相同的方式来附连到示例充电设备(以及附连部分202)。然而，在其它示例中，输入模块104可以包括用于附连到触摸屏设备的第一附连机构和用于附连到充电设备的附连部分的第二附连机构，如在此所述。因此，充电设备的附连部分202可以具有任意的形状和配置，其适用于接纳输入模块以便一旦被附连它们就形成单个复合设备。然而，输入模块可以从充电设备被分离；一旦被附连它就足够稳固连接，则在(a)用户在没有触摸(或支撑)输入模块的情况下拿起所述充电设备或(b)用户在没有触摸(或支撑)充电设备的情况下拿起所述输入模块的情况下，其不会脱落。
取决于附连部分的特定配置，输入模块可能需要以特定朝向被连接，以便它可以从充电设备充电(以及当电子数据连接被提供/使用时传送数据)。在这样的示例中，附连部分或充电设备可以包括防止输入模块以不正确的朝向被牢固地附连的突起或其它物理特征。例如，当充电设备包括两个附连模块且其被配置为接纳两个不同的输入模块(例如如图2所示)时，充电设备200可以包括物理特征，所述物理特征确保左边的输入模块(包括方向键)仅能附连到左边的附连机构(当在如图2所示的朝向中查看时)，而右边的输入模块(包括XYAB按键)仅能附连到右边的附连机构。在这样的示例中，充电设备可以被描述为是“有锁的(keyed)”以确保输入模块仅能以正确的朝向被附连和/或被附连到特定附连部分。
在各种示例中，在此所述的充电设备可以进一步包括用于将其附连到触摸屏设备的背面(例如使用吸盘带)、到用户(例如以皮带夹形式)或到另一个物体(例如门框/门把手)的机构。当充电设备包括用于将其附连到用户或其它物体的机构时，在输入模块没有被附连到其时它可以另外作为用于计算设备的用户输入设备(例如使用充电设备中的任何输入控件和/或传感器)。例如，当被附连到用户时它可以(例如使用传感器318)收集关于用户活动的数据，并且该活动数据可以被输入到软件。在另一个示例中，它可以用作用于它要被附连到的物体的运动检测器(例如检测门何时被打开)。
虽然许多本发明的示例在此被描述并示出为在包括触摸屏设备的系统中实现，但是所描述的系统只是作为示例而非限制来提供的。如本领域的技术人员将能领会的，所述示例适于应用到各种不同类型的系统中，并且尽管输入模块可以被附连到触摸屏设备并将输入提供给触摸屏设备，但当被附连到充电设备时它们可以将用户输入提供给不同的计算设备。而且，尽管充电设备被示为是平坦的、基本上平面的设备，但在此所述的充电设备也可以是弯曲的(例如以进一步改善复合设备的人体工程学)。
第一另外的示例提供了一种用于触摸屏设备的一个或多个可移除输入模块的充电设备，所述充电设备包括：包括接收来自外部电源的功率的功率输入和将功率提供给一个或多个可移除输入模块的功率输出的充电机构；以及一个或多个附连部分，每个附连部分被定形成接纳一个输入模块以形成单个复合设备。
第二另外的示例提供了一种用于触摸屏设备的一个或多个可移除输入模块的充电设备，所述充电设备包括：用于将功率提供给一个或多个可移除输入模块的装置；以及用于将输入模块附连到充电设备以形成单个复合设备的装置。
在如上所述的示例(包括第一和第二另外的示例)中的任一者中，单个复合设备可以用作计算设备的用户输入设备。
在如上所述的示例(包括第一和第二另外的示例)中的任一者中，充电设备还可以包括一个或多个输入控件。
在如上所述的示例(包括第一和第二另外的示例)中的任一者中，充电设备还可以包括一个或多个输出设备。
在如上所述的示例(包括第一和第二另外的示例)中的任一者中，充电设备还可以包括一个或多个传感器。
在如上所述的示例(包括第一和第二另外的示例)中的任一者中，充电设备还可以包括被配置为从计算设备接收命令的通信元件；以及被配置为响应于从计算设备接收的命令控制输出设备、输入控件或传感器的处理器。
在如上所述的示例(包括第一和第二另外的示例)中的任一者中，充电设备还可以包括被配置为将用户输入数据传送给计算设备的通信元件，所述用户输入数据是响应于通过在单个复合设备上的一个或多个输入控件的用户输入而生成的。
在如上所述的示例(包括第一和第二另外的示例)中的任一者中，充电设备还可以包括被配置为存储用户数据的存储器和被配置为将用户数据直接传送或通过输入模块传送给计算设备的通信元件。
在如上所述的示例(包括第一和第二另外的示例)中的任一者中，充电设备还可以包括电池，并且其中功率输入被电气连接到电池以允许当功率输入从外部电源接收功率时电池被充电。
在如上所述的示例(包括第一和第二另外的示例)中的任一者中，充电设备还可以包括功率输出以将功率提供给触摸屏设备。在各种示例中，将功率提供给触摸屏设备的功率输出被连接到电池以允许当功率输入没有从外部电源接收功率时为触摸屏设备提供功率。在各种示例中，为触摸屏设备提供功率的功率输出包括对触摸屏设备进行感应充电的线圈。
在各种示例中，为一个或多个可移除输入模块提供功率的功率输出包括在每个附连部分上的多个电触点，并且附连部分还包括用于在充电设备和输入模块之间数据通信的一个或多个电触点。
在如上所述的示例(包括第一和第二另外的示例)中的任一者中，充电设备还可以包括包含附连部分的第一部件、包含附连部分和可调整区域的第二部件，所述可调整区域被配置为允许对该单个复合设备的宽度进行调整。
在如上所述的示例(包括第一和第二另外的示例)中中的任一者，充电设备还可以包括被配置为通过用于数据通信的一个或多个电触点控制输入模块的操作的处理器。
在如上所述的示例(包括第一和第二另外的示例)中的任一者中，充电设备还可以包括可写NFC标签以及处理器，其中所述处理器被配置为响应于从输入模块接收到标识符，将所述标识符存储在可写NFC标签中。
第三另外的示例提供了用于计算设备的用户输入设备，包括：根据如上所述的示例(包括第一和第二另外的示例)中的任一者的充电设备；以及包括至少一个输入控件和连接到触摸屏设备以及充电设备的附连机构的多个输入模块。
在第三另外示例中的输入模块和充电设备中的至少一个包括：被配置为将用户输入数据传送给计算设备的无线通信元件，所述用户输入数据是响应于通过在用户输入设备上的输入控件的用户输入而生成的。
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中，并且因此术语‘计算机’和‘基于计算的设备’各自包括个人计算机、服务器、移动电话(包括智能电话)、平板计算机、机顶盒、媒体播放器、游戏控制台、个人数字助理和许多其他设备。
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、拇指型驱动器，存储等，传播的信号可以存在于有形存储介质中(例如它们可以被存储在有形存储介质中或在存储过程中被使用)，但传播的信号自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(“dumb”)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发明主题，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。更确切而言，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。
术语“子集”在此处被用来指代真子集，从而一集合不包括该集合的所有元素(即，该集合的至少一个元素不在该子集中)。
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 (15)

1.一种用于触摸屏设备的一个或多个可移除输入模块的充电设备，所述充电设备包括：
包括接收来自外部电源的功率的功率输入和将功率提供给一个或多个可移除输入模块的功率输出的充电机构；以及
一个或多个附连部分，每个附连部分被定形成接纳一个输入模块以形成单个复合设备。
2.如权利要求1所述的充电设备，其特征在于，所述单个复合设备用作计算设备的用户输入设备。
3.如前述权利要求任一项所述的充电设备，其特征在于，还包括一个或多个输入控件、输出设备和/或传感器。
4.如前述权利要求中任一项所述的充电设备，其特征在于，还包括：
被配置为从所述计算设备接收命令的通信元件；以及
被配置为响应于从所述计算设备接收的命令控制输出设备、输入控件或传感器的处理器。
5.如前述权利要求中任一项所述的充电设备，其特征在于，还包括被配置为将用户输入数据传送给所述计算设备的通信元件，所述用户输入数据是响应于通过在所述单个复合设备上的一个或多个输入控件的用户输入而生成的。
6.如前述权利要求中任一项所述的充电设备，其特征在于，还包括被配置为存储用户数据的存储器和被配置为将所述用户数据直接传送或通过输入模块传送给所述计算设备的通信元件。
7.如前述权利要求中任一项所述的充电设备，其特征在于，所述充电设备还可以包括电池，并且其中所述功率输入被电气连接到所述电池以允许当所述功率输入从所述外部电源接收功率时所述电池被充电。
8.如前述权利要求中任一项所述的充电设备，其特征在于，所述充电机构还包括用于将功率提供给触摸屏设备的功率输出。
9.如权利要求8所述的充电设备，其特征在于，用于将功率提供给触摸屏设备的所述功率输出被连接到所述电池以允许当所述功率输入没有从所述外部电源接收功率时所述电池为所述触摸屏设备供电。
10.如权利要求8或9所述的充电设备，其特征在于，用于将功率提供给触摸屏设备的所述功率输出包括对所述触摸屏设备进行感应充电的线圈。
11.如前述权利要求中任一项所述的充电设备，其特征在于，还包括包含附连部分的第一部件、包含附连部分和可调整区域的第二部件，所述可调整区域被配置为允许对所述单个复合设备的宽度进行调整。
12.如前述权利要求中任一项所述的充电设备，其特征在于，用于将功率提供给一个或多个可移除输入模块的所述功率输出包括在每个附连部分上的多个电触点，并且附连部分还包括用于在所述充电设备和输入模块之间数据通信的一个或多个电触点。
13.如前述权利要求中任一项所述的充电设备，其特征在于，还包括被配置为通过用于数据通信的所述一个或多个电触点控制输入模块的操作的处理器。
14.如前述权利要求中任一项所述的充电设备，其特征在于，还包括可写NFC标签以及处理器，其中所述处理器被配置为响应于从输入模块接收到标识符，将所述标识符存储在所述可写NFC标签中。
15.一种用于计算设备的用户输入设备，包括：
根据权利要求1-14中任一权利要求所述的充电设备；以及
包括至少一个输入控件和连接到触摸屏设备和所述充电设备的附连机构的多个输入模块。
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