CN112867545A - 带有可替换控件的手持式控制器 - Google Patents

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J·P·贝林豪森
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S·多尔顿
C·L·比约达尔
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Abstract

本文中描述了手持式控制器等等，其包括具有用于可断开地耦合到一个或多个控件的一个或多个接收器部分的外壳。例如，一个这样的控制器的外壳可以在外壳的前表面上包括接收器，该接收器被配置为可断开地耦合到一个或多个操纵杆、一个或多个D‑pad、一个或多个轨迹板、一个或多个按钮和/或类似物。在一些情况下，用户可以基于用户正在玩的当前应用(例如，游戏名称)、基于用户的舒适度和/或出于任何其他原因，将第一控件替换为第二控件。

Description

带有可替换控件的手持式控制器
相关申请的交叉引用
本申请要求于2018年9月18日提交的题为“具有可替换控件的手持式控制器”的美国专利申请16/134,612的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
背景技术
手持式控制器在一系列体系结构中使用，以向例如本地或远程计算设备提供输入。例如，在游戏行业中使用手持式控制器以允许玩家与执行游戏应用程序的个人计算设备、游戏控制台、游戏服务器等进行交互。尽管当前的手持式控制器提供了一系列功能，但进一步的技术改进可以增强这些控制器提供的用户体验。
附图说明
参考附图描述具体实施方式。在图中，附图标记的最左边的一个或多个数字标识附图标记首次出现的图。在不同附图中使用同一附图标记指示类似或相同的组件或特征。
图1是示例性手持式控制器的前视图，其部分地包括接收器，该接收器被配置为可断开地耦合至不同的控件，例如操纵杆、方向键(D-pad)等。
图2示出了当耦合到可断开操纵杆时图1的手持式控制器的接收器的截面图和透视图。如所示，在该实例中，控制器包括霍尔效应传感器，用于确定控制器当前耦合至操纵杆。
图3示出了两个不同的可断开操纵杆的透视图和横截面图，以及可以被配置成容纳每个不同操纵杆的手持式控制器的接收器的横截面图。
图4示出了两个不同的可断开D-pad的透视图、横截面侧视图和横截面俯视图，以及可以被配置成容纳每个不同D-pad的手持式控制器的接收器的横截面图。
图5示出了一个实例，其中接收器包括RFID功能，该功能用于识别当前将哪个控件(例如，可断开操纵杆)耦合到接收器。在该实例中，示出平坦的操纵杆为与接收器耦合。
图6示出了另一个实例，其中接收器包括RFID功能，该功能用于识别当前将哪个控件(例如，可断开D-pad)耦合到接收器。在此实例中，四向D-pad被示为耦合到接收器。
图7示出了可断开操纵杆和可断开D-pad的透视图和横截面图，以及被配置成容纳每个可断开控件的手持式控制器的接收器的横截面图。
图8是图1的示例手持式控制器的俯视图。
图9是图1的示例手持式控制器的侧视图。
图10是图1的示例手持式控制器的后视图。在该实例中，控制器包括具有两个按钮的后盖，而该图还示出了具有四个按钮的后盖，在某些情况下，该后盖可以被替换为两按钮后盖。
图11示出了示例性两按钮后盖的透视图。在这种情况下，后盖包括磁体，当该后盖连接到控制器时，手持式控制器可以使用该磁体来识别两按钮后盖。
图12示出了示例性四按钮后盖的透视图。在这种情况下，后盖包括RFID芯片，当该后盖连接到控制器时，手持式控制器可以使用该RFID芯片识别四按钮后盖。
图13是用于使用在此描述的技术实现在手持式控制器上替换控件的示例过程的流程图。
图14示出了如图1的控制器等手持控制器的示例组件。
具体实施方式
如上所述，手持式控制器在多种环境中使用并且包括多种功能。然而，就用户可操作的控件而言，一些传统的手持式控制器包括静态配置。也就是说，许多传统的手持式控制器通常包括在不同应用程序(例如不同游戏名称等)中使用的相同控件。此外，尽管不同的用户可能具有不同的配置需求和/或偏好的事实，但手持式控制器的每个用户仍使用这些相同的控件。
本文中描述了配置成可断开地耦合到不同控件的手持式控制器，以及使用和/或组装手持式控制器的方法等事项。因此，本文描述的手持式控制器允许控件的动态替换，以改变控制器的配置，以满足不同应用程序(例如游戏名称)、用户等的需求。例如，可以使用与控制器耦合的第一控件(例如操纵杆)最佳地玩第一游戏应用程序，而可以使用第二控件例如方向键(D-pad)最佳地玩第二游戏应用程序。因此，取决于当前正在执行的游戏应用程序，用户可以将第一控件与第二控件替换，反之亦然。另外，或替代地，第一用户可偏好第一控件，例如具有凸形帽的相对较高的操纵杆，而第二用户可偏好第二控件，例如具有凹形帽的较矮的操纵杆。同样，可以根据哪个用户当前正在操作手持式控制器来动态地配置手持式控制器。此外，在这些情况的每一种中，手持式控制器或远程系统可以近实时地确定哪个控制当前耦合至控制器，并且可以将该信息提供给执行当前应用程序的系统，这又可以基于手持式控制器的配置进行修改。因此，如上所述，本文描述的技术实现了可动态配置的手持式控制器，其弥补了传统手持式控制器的一些当前缺陷。
在某些情况下，如本文所述的手持式控制器可用于控制远程设备(例如，电视、音频系统、个人计算设备、游戏控制台等)，以参与视频游戏和/或类似游戏。手持式控制器可以包括一个或多个控件，包括在手持式控制器的外壳的前表面上的一个或多个前表面控件。这些前表面控件可以包括一个或多个操纵杆、方向键(D-pad)、轨迹板、轨迹球、按钮或其他可由例如手持式控制器的用户的拇指控制的控件。另外地或可替代地，手持式控制器可以包括一个或多个位于手持式控制器的外壳的顶表面上的顶表面控件。例如，这些顶表面控件可以被称为“触发器”、“碰触器(bumper)”等，并且可以由用户的一个或多个手指(诸如中指、食指等)控制。在一些情况下，手持式控制器包括可通过用户左手的一个或多个手指操作的一个或多个左顶表面控件，以及可通过用户右手的一个或多个手指操作的一个或多个右顶表面控件。另外，手持式控制器可包括一个或多个背面控件，例如控制器后盖上的一个或多个按钮，其也用于提供至控制器电池的通路。在一些情况下，背面控件可包括可由用户的左手操作的一个或多个控件以及可由用户的右手操作的一个或多个控件。
在某些情况下，手持式控制器可以包括具有用于可断开地耦合到一个或多个控件的一个或多个接收器部分的外壳。例如，外壳可以在外壳的前表面上包括接收器，该接收器被配置为可断开地耦合到一个或多个操纵杆、一个或多个D-pad、一个或多个轨迹板、一个或多个按钮、一个或多个可访问性控件和/或类似物。在一些情况下，用户可以基于用户正在玩的当前应用(例如，游戏名称)、基于用户的舒适度和/或出于任何其他原因，将第一控件替换为第二控件。此外，尽管以上实例描述了可断开的前表面控件，但是在其他情况下，控制器可以附加地或替代地包括一个或多个可断开的顶表面控件、后表面控件等。
在一些情况下，手持式控制器或通信地耦合到控制器的系统可以确定耦合到控制器的当前控件，诸如操纵杆、D-pad等。在一个实例中，手持式控制器可以包括霍尔效应传感器，其用于识别当前哪个控件耦合到控制器。在这些情况下，每个控件可以包括不同的磁体配置，并且当相应的控件耦合到控制器外壳的接收器时，霍尔效应传感器可以响应于由相应控件的磁体配置引起的磁场而改变其电压。控制器或耦合到该控制器的系统然后可以将该电压映射到已知的控件，例如操纵杆、D-pad等。即，因为控件的每个磁体构造相对于彼此控件可以是唯一的，所以所产生的磁场以及因此由霍尔效应传感器产生的电压也可以是唯一的。控制器或与控制器通信的系统可以存储表格或其他数据结构，该表格或其他数据结构将每个电压与识别特定控件的特定标识数据相关联。
如本文中所使用的，磁体构造可以包括磁体的强度、磁体的位置或定位、磁体的取向、所使用的磁体的数量和/或它们的任何组合。例如，第一控件可以包括沿第一方向定向的第一强度的磁体。第二控件可包括也具有第一强度但沿第二方向(例如，与第一方向相反)定向的磁体。第三控件可以包括第二强度的磁体，而第四控件可以包括在特定位置的两个磁体，第五控件可以包括特定数量的特定强度的磁体以及预定的位置和方向，等等。在这些情况的每一个中，所产生的磁场以及因此由霍尔效应传感器所产生的电压相对于彼此的控件可以是唯一的，使得每个控件可以相对于彼此的控件消除歧义。此外，在某些情况下，一个控件可能不包含磁体，因此，没有霍尔效应传感器检测到的磁场唯一地标识该特定控件。
在识别当前耦合到手持式控制器的外壳的控件之后，手持式控制器和/或系统可以中继对系统正在执行的应用程序的控件的识别。然后，系统可以考虑该信息以确定应用程序的一个或多个参数。例如，转换为显示器上的移动的与控件的移动相关联的校准和缩放因子可以被更新以反映当前的控件。在另一个实例中，应用程序(例如游戏)可以基于当前耦合到接收器的控件来启用不同的移动/控件选项。在又一个实例中，控制器的配置可以用于确定向用户推荐或以其他方式披露的内容。例如，如果控制器当前耦合到具有四个按钮而不是两个按钮的后盖，则游戏应用程序或平台可以推荐与该四按钮后盖兼容(例如，包括其所用的特征)的游戏。当然，尽管已经描述了一些实例，但是应当理解，系统和/或控制器可以以一种或多种其他方式使用该信息。
在一些情况下，例如，响应于确定在八个方向(例如，上、下、左、右、上/左、下/左、上/右、下/左)上可移动的第一D-pad耦合到手持式控制器，则控制器和/或远程系统可以基于通过用户操作提供的模拟输入而在这八个方向上数字化信号。例如，当用户在其上耦合有8向D-pad的情况下操作控制器时，可以将与这些方向中的每个方向相对应的模拟信号与阈值进行比较。如果特定的模拟信号大于阈值，则该信号可以被数字化并且该信号的指示可以被传递到远程系统。例如，设想用户按下8向D-pad的左部分，并且控制器配置为在每个方向上生成介于0伏和1伏之间的模拟信号。此外，设想将示例阈值设置为0.3伏特，以便使高于该阈值的模拟信号数字化为1V，而其余信号则未被数字化。在这种情况下，与D-pad的左方向相对应的模拟信号可大于0.3V阈值(假设用户正在按压该方向)，而与其他七个方向相对应的模拟信号可能不这样(假设用户没有按压这些方向)。因此，对应于左方向的信号可以被数字化为1V的值，而其他值可以被分配为0V的值。此外，当控制器确定可在四个方向(例如，左、右、上和下)移动的第二个D-pad耦合到控制器时，控制器和/或远程系统可尝试将对应于这四个方向的模拟信号数字化。换句话说，控制器和/或远程系统可以向与每个方向相关联的每个信号施加阈值，以使得四个、八个或其他数量的方向中的每个对应于“开”或“关”读数(通常称为“数字信号”或“数字输入”)。此外，尽管以上描述讨论了示例电压和示例阈值，但是应当理解，本文所述的控制器可以被配置为输出任何其他合适范围的电压值，并且可以利用任何其他阈值。
在其他情况下，可以基于耦合到特定控件(例如操纵杆、D-pad等)的控制器来放大模拟信号。例如，控制器可以被配置为识别何时将具有相对有限的运动范围的操纵杆耦合到控制器，并且作为响应，可以将所得到的模拟信号放大特定的比例因子。例如，控制器可以应用比例因子2，以使得对应于0.4V的模拟信号被游戏系统读取为0.8V。在其他情况下，信号既可以被放大然后被数字化。
另外，可以利用其他技术来确定当前哪个控件耦合到手持式控制器。例如，可以使用射频识别(RFID)技术来唯一地标识可分离地耦合到控制器的每个控件。在这些实例中，外壳(例如，在接收器附近)可以包括被配置为发送RFID信号的RFID读取器，而每个控件可以包括被配置为接收RFID信号并作为响应提供识别数据的RFID标签，所述识别数据相对于配置为可断开地耦合到控制器的其他控件唯一地标识了该控件。在某些情况下，RFID标签可以包括有源标签、无源标签等。此外，尽管以上实例描述了包括RFID读取器的手持式控制器的外壳，但在某些情况下，每个控件可以包括相应的读取器，而外壳可以包括RFID标签。
在其他实例中，手持式控制器可以利用光学传感器、电容性传感器、嵌入式电阻器和/或任何其他类型的硬件来识别当前哪个特定控件耦合至控制器的外壳。
在其他情况下，可以使用一种或多种基于软件的检测方法来识别可断开控件。例如，假设每个控件可以具有不同的物理形状因数，则每个控件可以由用户以不同的方式进行操作。也就是说，虽然与外壳的接收器耦合的操纵杆可以在所有方向(即360度)上移动，但第一D-pad只能在八个方向(例如，上、下、左、右、上/左、下/左、上/右、下/右)移动，而第二D-pad只能在四个方向(例如，左、右、上和下)移动，而第三D-pad只能在两个方向(例如，左右或上下)移动。手持式控制器或在通信上耦合至手持式控制器的系统上执行的应用程序可以随着时间接收经由耦合的控件进行的运动，以识别当前耦合至控制器的特定控件。例如，如果随着时间应用程序仅接收用户在仅四个方向(例如，左、右、上、下)上操纵控件的数据，则应用程序可以确定控制器当前耦合到上面讨论的第二D-pad。然而，如果随着时间应用程序接收到用户在所有方向上操纵控件的数据，则应用程序可以确定控制器当前耦合至操纵杆。当然，尽管已经描述了一些实例，但是应当理解，这些技术可以识别当前哪个控件以多种其他方式耦合至控制器。
尽管一些传统的手持式控制器包括固定数量和固定类型的控件，但是本文所述的控制器允许可以针对个体用户和/或经由控制器执行的应用程序而定制的不同配置。这种可配置性丰富了这些控制器的使用，从而丰富了用户操作控制器的体验。
图1是示例性手持式控制器100的前视图，其可包括接收器，该接收器被配置为可断开地耦合至不同的控件，例如操纵杆、方向键(D-pad)等。
如所示，手持式控制器100包括外壳102，外壳具有前表面104(1)和顶表面104(2)，可能还有与前表面104(1)相对的后表面以及与顶表面104(2)相对的底表面。前表面104(1)可包括一个或多个前表面控件，在某些情况下，其可由操作手持式控制器100的用户的一个或多个拇指来控制。这些前表面控件可以包括一个或多个轨迹板、轨迹球、操纵杆、按钮等，如下面更详细描述的。在该实例中，前表面104(1)包括可由用户的左手拇指控制的左轨迹板106(1)和可由用户的右手拇指控制的右轨迹板106(2)。另外，示例性控制器100包括接收器108，其被配置为可断开地耦合至一个或多个控件110，例如操纵杆110(1)、第一D-pad110(2)、第二D-pad 110(3)，等等。当耦合到控制器时，这些控件110中的每一个例如可以由用户的左手拇指控制。当然，虽然图1示出了手持式控制器100为包括在外壳102的顶表面104(1)上的接收器108，但在其他情况下，控制器100可以附加地或替代地在外壳102的其他表面上包括一个或多个接收器。
例如，并且如下所述，手持式控制器100可包括在外壳的后表面上的接收器，该接收器被配置为接收不同的可断开后盖。这些后盖除了用作坐在控制器100的电池腔上方的盖之外，还可以用作控件。例如，第一可断开后盖可包括两个按钮(例如，一个在后盖的左侧，一个在后盖的右侧)，而第二可断开后盖可包括四个按钮(例如，两个左右两侧的每一侧)。再次，手持式控制器100可以被配置为使用本文描述的识别技术来识别控制器100当前联接到哪个后盖。此外，尽管已经描述了一些示例性盖和接收器位置，但是应当理解，手持式控制器100可以包括在变化位置的接收器，这些接收器被配置为可断开地耦合到不同类型的盖的阵列。
控制器可以进一步包括可按下按钮112(例如，可由用户的右手拇指来控制)和附加的输入控件。在该实例中，手持式控制器100还包括左手柄114(1)和右手柄114(2)，用户可以通过它们分别经由用户的右手和左手握住控制器100。
同时，顶表面104(2)可以包括一个或多个顶表面控件。在示出的实例中，控制器100包括左顶表面控件116(1)和右顶表面控件116(2)。左顶表面控件116(1)可以由用户的左手指(例如，中指或食指)操作，而右顶表面控件可以由用户的右手指(例如，中指或食指)操作。在某些情况下，顶表面控件116(1)和116(2)可以被称为“触发器”或“碰触器”。此外，在某些情况下，顶表面控件116(1)和116(2)中的一个或多个可以包括一个或多个触摸传感器，用于检测用户的一个或多个手指在各自的顶表面控件上的存在、位置和/或姿势。
在一些情况下，手持式控制器100的用户可以互换哪个控件110耦合到接收器108以改变控制器100的功能、外观或感觉。例如，用户可以选择在操作第一应用程序时将操纵杆110(1)耦合到接收器108，在操作第二应用程序时耦合到第一D-pas 110(2)，在操作第三应用程序时耦合到第二D-pas 110(3)，依此类推。在某些情况下，这些控件中的每一个都可以提供不同的功能(例如，沿不同方向的移动)。在其他情况下，用户可以基于控件的外观或感觉选择控件。例如，不同的控件可以包括不同的大小、纹理、形状、高度等等。在一实例中，不同的操纵杆可以具有不同的高度、不同的形状(例如，凸形、凹形、平坦等)，等等。
在每种情况下，手持式控制器可以生成用于识别当前哪个控件110耦合到接收器的数据。在一些情况下，手持式控制器100可以使用该数据来进行该确定，而在其他情况下，手持式控制器100可以将该数据提供给远程系统(例如，控制器的本地环境中的游戏控制台，执行由控制器100控制的应用程序的远程服务器，等等)以进行此确定。在这些实例的每一个中，控制器100可以以多种方式生成该数据。例如，手持式控制器100可以包括模拟霍尔效应传感器、数字开关霍尔效应传感器、光学传感器、RFID功能或用于生成用于确定当前耦合至接收器108的控件的数据的其他功能。在一些情况下，手持式控制器可以随着时间跟踪指示用户如何操作控件的控制使用数据，以确定哪个控件当前耦合到接收器108。例如，在控件上，在游戏控制台、远程服务器等上执行的软件可以使用该控件使用数据来识别与特定控件相关联的特定使用签名。例如，如果控件使用数据指示控件正在以360°的方式进行操作，则软件(或固件)可以识别与操纵杆相关的使用签名，并因此可以确定操纵杆耦合至接收器108。相反，如果控件使用数据指示控件仅在四个方向(例如上、下、左、右)上使用，则软件可以识别与四向D-pad相关的使用签名，并且因此，可以确定四向D-pad当前耦合到接收器108。以下附图和随附的描述在下面进一步详细讨论了这些概念。
图2示出了示例组件200的截面图和透视图，该示例组件包括耦合至诸如图1的手持式控制器100的手持式控制器的接收器204的可断开操纵杆202。如所示，在该实例中，接收器部分耦合至霍尔效应传感器206或与其相邻，该霍尔效应传感器被配置为生成用于确定哪个可断开控件当前耦合至接收器204的数据，如下所述。虽然图2示出了单个霍尔效应传感器，在其他情况下，控制器可以包括多个这样的传感器。在这些情况下，每个霍尔效应传感器可产生不同的电压读数，并且这些读数的组合可用于唯一地标识耦合到控制器的特定控件。在这些情况下，控件(例如示例操纵杆202)可以包括多个霍尔效应传感器磁体，或者如上所述，可能不包括霍尔效应传感器磁体。
图2进一步示出了接收器204还包括磁体208(1)，而操纵杆202包括磁体208(2)。在一些情况下，磁体208(1)和208(2)被定向成使得它们彼此吸引，以将操纵杆202可断开地耦合到接收器204。例如，磁体208(1)的南极可以朝上，而磁体208(2)的北极可以朝下(反之亦然)，这样接收器和操纵杆就会磁耦合，从而允许控制器的用户使用操纵杆来操作控制器。同时，在其他情况下，磁体208(1)或208(2)中的一个可以包括磁性金属而不是磁体，从而产生相似的吸引力，用于将操纵杆202(或其他控件)耦合到接收器204。例如，控制器100可以包括磁体208(1)，其耦合到位于所示磁体208(2)的位置处并且代替磁体208(2)的磁性材料。在另一个实例中，操纵杆202可以包括磁体208(2)，其耦合到位于所示磁体208(1)的位置处并代替磁体208(1)的磁性材料。此外，尽管该实例描述了通过磁引力将操纵杆202或其他控件可断开地耦合到接收器204，但是在其他情况下，这些部件可以附加地或可替代地经由力配合连接或任何其他类型的连接而耦合。
同时，霍尔效应传感器206可以包括换能器，该换能器响应于磁场而改变其输出电压。为此，霍尔效应传感器206可以包括施加有电流的金属薄带，使得当将磁场施加到金属薄带时，该薄带的电子朝一个边缘偏转。这种偏转会在带上产生一个垂直于外加电流的电压梯度。
因此，控件110中的不同控件可以包括生成不同磁场的不同磁配置，从而在霍尔效应传感器206处创建不同的电压梯度。然后可以将这些不同的梯度或电压测量值用于确定将哪个控件耦合到接收器204。即，手持式控制器或远离控制器的系统(例如，游戏控制台、服务器等)可以存储相应的电压测量值和相应的控件标识符(ID)之间的关联。例如，第一电压测量值可以与第一控件相关联，第二电压测量值与第二控件相关联，等等。
在该实例中，操纵杆202包括霍尔效应传感器磁体210。这样，当操纵杆202耦合到控制器时，霍尔效应传感器206可以测量特定的电压测量值，控制器或另一设备可以使用该电压测量值来确定当前耦合的操纵杆202是哪一个。即，控制器或另一设备(例如，游戏控制台、服务器等)可以确定与由霍尔效应传感器206确定的特定电压测量值相关联的设备ID。
此外，并且如上所述，在某些情况下，电压梯度的不存在可以与特定控件相关联。例如，操纵杆可能不包括紧邻传感器206的霍尔效应传感器磁体。因此，传感器可以避免产生梯度，该梯度在该实例中可以用作信号以指示接收器204当前耦合至特定操纵杆。
图3示出了两个不同的可断开操纵杆的透视图和横截面图，以及可以被配置成容纳每个不同操纵杆的手持式控制器的接收器的横截面图。右侧的操纵杆可以包括参照图2示出的操纵杆202。即，与具有凸起的顶表面的操纵杆302相比，该操纵杆202可以包括相对平坦的顶部。如所示，操纵杆202和302中的每个可分别包括磁体208(2)和208(3)，用于经由磁体208(1)将相应的操纵杆磁耦合至接收器204。在一些情况下，磁体208(2)和208(3)可以包括沿相同方向取向的相同或基本相似的磁场。此外，在该实例中，操纵杆202包括用于识别操纵杆202的霍尔效应传感器磁体210。同时，操纵杆302可以包括霍尔效应传感器磁体212，以便当操纵杆302耦合到接收器204时，霍尔效应传感器206会生成唯一的电压梯度。尽管在该实例中操纵杆可以包括不同的霍尔效应传感器磁体，但是在其他情况下，操纵杆202和302可以包括不同的霍尔效应传感器磁体，从而使手持式控制器和/或控制器所耦合的系统为了操作由控制器控制的任何应用程序可以将操纵杆202和302视为相同。因此，用户可以选择他或她偏好的操纵杆(例如，凸的、凹的、平的)，而无需相对于其他操纵杆改变控件的功能。在一些情况下，两个操纵杆可以包括沿相反方向定向的相同磁体。例如，操纵杆202可包括磁体210，该磁体定向成使得当操纵杆耦合至控制器时南极面向控制器，而操纵杆302可包括相同磁体210，但方向相反。因此，霍尔效应传感器206可以基于由不同的磁取向引起的不同的电压读数来使操纵杆彼此消除歧义。
图4示出了两个不同的可断开D-pad的透视图、横截面侧视图和横截面俯视图，以及可以被配置成容纳每个不同D-pad的手持式控制器的接收器的横截面图。如所示，图4示出了D-pad 402和D-pad 404，D-pad 402可以被配置为在耦合至接收器204时在四个方向(例如，四个基本方向)上移动；D-pad 404可以被配置为在耦合到接收器204时在八个方向(例如，四个基本方向和四个方位点间方向)上移动。当然，尽管描述了两个示例D-pad，但是应当理解，也可以使用具有任何其他运动范围的其他D-pad。
为了使这两个控件彼此之间以及与被配置为可断开地耦合到接收器的其他控件之间的歧义消除，这些D-pad可以包括不同的霍尔效应传感器磁体。如所示，D-pad 402包括布置在D-pad的边缘附近的霍尔效应传感器磁体406(1)。同时，D-pad 404包括也布置在D-pad的边缘附近的霍尔效应传感器磁体406(2)。在某些情况下，这些磁体可以位于(例如，模制到)控件中最靠近霍尔效应传感器206的一侧，以使霍尔效应传感器206能够生成电压数据，该电压数据用于识别当前耦合到手持式控制器的控件。
此外，在一些情况下，霍尔效应传感器磁体406(1)的磁性构造可以不同于霍尔效应传感器磁体406(2)的磁性构造。例如，磁极可以彼此相对地定向，磁强度可以不同，相应控件上的位置可以不同，等等。此外，在一些情况下，控件可以相对于彼此使用不同数量的霍尔效应传感器磁体。无论如何，这些磁体可用于识别D-pad 402、D-pad 404或其他控件当前是否耦合到控制器。另外，D-pad 402和404可以分别包括磁体208(4)和208(5)(它们可以相同或不同)，以用于将各自的控件经由磁体208(1)可断开地固定到接收器204。
图5示出了示例组件500，其包括耦合至接收器504的示例控件，在这种情况下为操纵杆502。另外，控制器100的接收器504可以包括用于识别哪个控件例如可断开操纵杆502当前被耦合到接收器504的RFID功能。为了通过RFID识别控件，在某些情况下，控制器的外壳(例如与接收器504相邻的外壳的一部分或其他)可以包括RFID读取器，该读取器配置为将询问信号发送到RFID标签并作为响应接收调制信号形式的识别数据。因此，被配置为可断开地耦合到接收器的每个控件(或控件类别)可以包括唯一的RFID标签，该标签被配置为从RFID读取器接收询问信号并发回其标识信息。此外，尽管以上实例描述了将询问信号发送到无源标签的RFID读取器，但是应当理解，可以利用任何其他形式的RFID(例如，无源读取器、有源标签等)。
如所示，示例性操纵杆502包括RFID标签506(例如，包括RF线圈和集成电路(IC))，该RFID标签被配置为从RFID读取器508(例如，RF线圈、天线和IC)接收询问信号，并且作为响应，发送编码其标识数据的信号。然后，手持式控制器或另一系统可以使用由RFID读取器508接收到的该标识数据来标识当前将哪个控件耦合到该控制器。在一些情况下，RFID读取器508形成接收器504的一部分或与其相邻。在此，RFID读取器508包括容纳在RFID线轴510中的线圈。此外，在一些情况下，RFID标签506可以形成集成组件的一部分，该集成组件包括用于将控制耦合到接收器的磁体。即，RFID标签506可以形成被配置为执行以上讨论的RFID标签功能和磁体208(2)的功能的部件的一部分。可选地，在其他实施方式中，RFID标签506可以位于所示磁体208(2)的位置处或附近，而不用作磁体208(2)。
图6示出了示例组件600，其包括示例控件，在这种情况下为D-pad 602，其耦合至接收器504，该接收器包括用于识别哪个控件(例如可断开D-pad 602)当前耦合至接收器504的RFID功能。再次，为了通过RFID识别控制，D-pad 602包括RFID标签606，而接收器504或外壳的另一部分包括RFID读取器508，该RFID读取器被配置为向标签606发送询问信号。作为响应，RFID标签可以将其标识数据以调制信号的形式发送回读取器508。然后，手持式控制器或另一系统可以使用由RFID读取器508接收到的该标识数据来标识当前将哪个控件耦合到该控制器。再次，RFID读取器508可以形成接收器504的一部分或以其他方式与接收器504相邻。在此，RFID读取器508包括容纳在RFID线轴510中的线圈。此外，在一些情况下，RFID标签606可以形成集成组件的一部分，该集成组件包括用于将控制耦合到接收器的磁体。即，并且如上所述，RFID标签606可以形成被配置为执行以上讨论的RFID标签功能和磁体208(4)的功能的部件的一部分。
图7示出了示例可断开操纵杆502和示例可断开D-pad 602的透视图和横截面图，以及被配置成容纳每个可断开控件的手持式控制器的接收器504的横截面图。该图用于说明用户可以将操纵杆502换成D-pad 602和/或任何其他具有耦合到其上的RFID的控件，并且作为响应，RFID读取器508可以从标签接收RFID标识数据，用于识别耦合的控件。例如，如果操纵杆502耦合到接收器504，则操纵杆502的RFID标签506可以从RFID读取器508接收询问信号，并且作为响应，调制编码其标识数据的信号。类似地，如果D-pad 602耦合到接收器504，则D-pad 602的RFID标签606可以从RFID读取器508接收询问信号，并且作为响应，调制编码其标识数据的信号。
图8是被配置为实现本文描述的技术的示例性手持式控制器100的俯视图。如所示，顶表面104(2)可以包括可由用户的左手指操作的附加的左顶表面控件802(1)和可由用户的右手指操作的附加的右顶表面控件802(2)。在一些情况下，附加的左顶表面控件802(1)和附加的右顶表面控件802(2)都可以包括触摸传感器，用于检测手指在控件上的存在、位置和/或姿势，其附加于或代替驻留在顶表面控件116(1)和/或116(2)上的触摸传感器。
图9是示例手持式控制器100的侧视图。如所示，该侧视图示出了右手柄114(2)以及右顶表面控件116(2)和802(2)。控件116(2)和802(2)中的一个或多个可以是触敏的，以识别控件上一个或多个手指的存在、位置和/或姿势。
图10是图1的示例手持式控制器100的后视图。在该实例中，控制器包括后表面104(3)，该后表面包括用于接收不同类型的后盖的接收器部分。例如，该后表面接收器可以接收具有两个按钮的后盖1002、具有四个按钮的后盖1004等。在每种情况下，后盖(例如，两按钮后盖1002)可以与另一个后盖(例如，后盖1004)互换。当然，虽然图10示出了后盖的两个实例，但在其他情况下，可互换的后盖可以包括任何其他数量的可选择的按钮。此外，类似于以上参考所示出的控件110所描述的技术，手持式控制器100可以被配置为获取指示当前哪个后盖耦合至控制器的数据。然后，手持式控制器或另一个系统可以使用此数据进行此确定，而该确定又可以由通过控制器100运行的应用程序使用。
在某些情况下，控制器100可以使用以上参照所示的控制器100描述的相似或相同的技术来确定哪个后盖耦合至控制器100。例如，控制器100的外壳的后表面104(3)可以包括或邻近于霍尔效应传感器、RFID读取器、光学传感器等。这些部件中的每一个可以被配置为生成用于识别当前哪个后盖耦合到控制器100的数据。为此，每个后盖可包括特定的磁性配置、唯一的RFID标签和/或用于标识特定后盖的其他信息。
例如，图11示出了示例性两按钮后盖1002的透视图。在这种情况下，后盖1002包括霍尔效应传感器磁体1102，当该后盖耦合到控制器100时，手持式控制器可以使用该霍尔传感器磁体来识别两按钮盖1002。即，类似于霍尔效应传感器206但是位于更靠近控制器的后表面104(3)的霍尔效应传感器可以基于磁体1102的磁性构造来产生电压梯度。该电压梯度可以用于唯一地标识后盖1002。后盖1004可以类似地包括用于识别后盖1004的独特的霍尔效应传感器磁体(或磁性构造)，等等。
同时，图12示出了示例四按钮后盖1004的透视图。在这种情况下，后盖1004包括RFID标签1202，当该后盖耦合至控制器100时，手持式控制器可以使用该RFID标签识别四按钮盖1004。即，类似于上述读取器但位于更靠近控制器的后表面104(3)的RFID读取器可以发送询问信号，该询问信号被RFID标签1202接收并调制回。该调制信号可以用于唯一地标识后盖1004。后盖1002可以类似地包括用于识别后盖1002的唯一的RFID标签，等等。
图13是示例过程1300的流程图。过程1300被描述为逻辑流程图中的框的集合，其表示可以在硬件电路、软件或其组合中实施的操作的序列。在软件的上下文中，框表示计算机可执行指令，所述计算机可执行指令当由一个或多个处理器执行时执行所叙述的操作。通常，计算机可执行指令包含执行特定功能或实施特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等。所描述的操作顺序不旨在被解释为是限制性的，并且任何数量的所描述的框可以以任何顺序和/或并行组合以实施过程。
操作1302表示确定第一控件被耦合到手持式控制器的外壳的接收器。可以以多种方式执行该操作。例如，手持式控制器的部件可以生成唯一地标识第一控件的数据，并且可以使用该数据来确定数据与唯一控件ID之间的关联，或者可以将该数据发送到另一系统以进行该确定。该数据可以包括由霍尔效应传感器测量的电压数据、由RFID读取器接收的RFID数据、光学数据、电阻数据、指示控件的使用方式的控件使用数据和/或可以用于唯一地标识当前耦合的控件的任何其他类型的数据。
同时，操作1304表示向手持式控制器当前正在操作的软件应用程序通知手持式控制器当前耦合至第一控件。例如，控制器可以提供该通知，或者另一个系统，例如游戏控制台、远程服务器等，可以提供该通知。同时，软件应用程序可以多种方式使用此信息。例如，软件应用程序可以基于该信息来利用某些缩放参数，从而例如正确地进行特定游戏内的移动。在另一个实例中，软件应用程序可以基于控制器的当前配置向用户推荐内容等。例如，软件应用程序可以确定哪些应用程序(例如游戏)与控制器的当前配置兼容或推荐之，并且可以将这些应用程序推荐给控制器的用户。当然，尽管已经描述了一些实例，但是应当理解，软件应用程序可以以任何其他方式使用该信息。
操作1306表示确定第二控件被耦合到手持式控制器的外壳的接收器。同样，可以以多种方式执行该操作。例如，手持式控制器的部件可以生成唯一地标识第二控件的数据，并且可以使用该数据来确定数据与唯一控件ID之间的关联，或者可以将该数据发送到另一系统以进行该确定。该数据可以包括由霍尔效应传感器测量的电压数据、由RFID读取器接收的RFID数据、光学数据、电阻数据、指示控件的使用方式的控件使用数据和/或可以用于唯一地标识当前耦合的控件的任何其他类型的数据。
最后，操作1308表示向软件应用程序通知手持式控制器现在耦合到第二控件。例如，控制器可以提供该通知，或者另一个系统，例如游戏控制台、远程服务器等，可以提供该通知。同样，软件应用程序可以通过多种方式使用此信息。例如，软件应用可以基于该信息来更新某些缩放参数，以使得特定游戏内的移动继续正确地执行。在另一个实例中，软件应用程序可以基于控制器的新配置向用户推荐内容等。例如，软件应用程序可以确定哪些应用程序(例如游戏)与控制器的当前配置兼容或推荐之，并且可以将这些应用程序推荐给控制器的用户。再次，尽管已经描述了一些实例，但是应当理解，软件应用程序可以以任何其他方式使用该信息。
图14展示了例如控制器100的手持控制器的示例部件。如所示的，手持控制器包含一个或多个输入/输出(I/O)装置1402，如上述控件(例如，操纵杆、触控板、触发器、可断开控件、固定控件等)，和潜在地任何其它类型的输入或输出装置。例如，I/O装置1402可以包含一个或多个麦克风以接收音频输入，如用户语音输入。在一些实施方案中，一个或多个相机或其它类型的传感器(例如，惯性测量单元(IMU))可以充当输入装置以接收手势输入，如手持式控制器100的运动。在一些实施例中，可以以键盘、小键盘、鼠标、触摸屏、操纵杆、控制按钮等形式提供另外的输入装置。一个或多个输入装置可以进一步包含控制机构，如用于增大/减小音量的一个或多个基本音量控制按钮以及电源和复位按钮。
同时，输出装置可以包含显示器、发光元件(例如，LED)、用于产生触觉感觉的振动器、一个或多个扬声器(例如，头戴式耳机)等。还可能存在简单的发光元件(例如，LED)以指示例如当电源接通时的状态。虽然已经提供了一些实例，但是手持式控制器可以另外或可替代地包括任何其它类型的输出装置。
在某些情况下，一个或多个输出设备的输出可以基于一个或多个输入设备接收的输入。例如，顶表面控件的选择可以导致位于顶表面控件附近(例如，在其下方)或在任何其他位置处的振动器的触觉响应的输出。在一些情况下，输出可以至少部分地基于诸如与顶表面控件相关联的触摸传感器之类的触摸传感器上的触摸输入的特性而变化。例如，在触摸传感器上的第一位置处的触摸输入可以导致第一触觉输出，而在触摸传感器上的第二位置处的触摸输入可以导致第二触觉输出。此外，触摸传感器上的特定手势可以导致特定的触觉输出(或其他类型的输出)。例如，顶表面控件上的轻扫手势可导致第一类触觉输出，而顶表面控件上的轻击(由触摸传感器检测到)可导致第二类触觉输出，而顶表面控制的强行按下可导致第三类触觉输出。
另外，手持式控制器100可以包含一个或多个通信接口1404，以促进与网络和/或与一个或多个远程系统(例如，执行应用的主机计算装置、游戏控制台等)的无线连接。通信接口1404可以实施各种无线技术中的一种或多种无线技术，如Wi-Fi、蓝牙、射频(RF)等。应当理解，手持式控制器100可以进一步包含物理端口，以促进与网络、连接的外围装置或与其它无线网络通信的插入式网络装置的有线连接。
在所展示的实施方案中，手持式控制器进一步包含一个或多个处理器1406和计算机可读介质1408。在一些实施方案中，一个或多个处理器1406可以包含中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、CPU和GPU两者、微处理器、数字信号处理器或本领域已知的其它处理单元或组件。可替代地或另外，本文所述的功能可以至少部分地由一个或多个硬件逻辑组件和/或其他电路执行。例如但不限于，可以使用的硬件逻辑组件和/或其他电路的说明性类型包含现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、片上系统(SOC)、复杂可编程逻辑装置(CPLD)等。另外，一个或多个处理器1406中的每个处理器可以拥有其自己的本地存储器，所述本地存储器还可以存储程序模块、程序数据和/或一个或多个操作系统。
计算机可读介质1408可以包含以任何方法或技术实施的用于存储如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其它数据等信息的易失性和非易失性存储器、可移除或不可移除介质。此类存储器包含但不限于RAM、ROM、EEPROM、闪速存储器或其它存储技术、CD-ROM、数字通用盘(DVD)或其它光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其它磁存储装置、RAID存储系统或者可以用于存储期望信息并且可以由计算装置访问的任何其它介质。计算机可读介质1408可以被实施为计算机可读存储介质(“CRSM”)，其可以是可由一个或多个处理器1406访问以执行存储在计算机可读介质1408上的指令的任何可用物理介质。在一个基本实施方案中，CRSM可以包含随机存取存储器(“RAM”)和闪存。在其它实施方案中，CRSM可以包含但不限于只读存储器(“ROM”)、电可擦除可编程只读存储器(“EEPROM”)或可以用于存储所需信息并且可以由一个或多个处理器1406访问的任何其它有形介质。
如指令、数据存储等若干模块可以存储在计算机可读介质1408内并且被配置成在一个或多个处理器1406上执行。一些示例功能模块被示出为存储在计算机可读介质1408中并在一个或多个处理器1406上执行，但是相同功能可替代地在硬件、固件中实施或被实施为片上系统(SOC)。
为了其它模块的利益，操作系统模块1410可以被配置成管理手持式控制器100内并且耦合到所述手持式控制器的硬件。另外，计算机可读介质1408可以存储网络通信模块1412，所述网络通信模块使得手持式控制器100能够通过通信接口1404与一个或多个其它装置通信，如执行应用(例如，游戏应用)的个人计算装置、游戏控制台、远程服务器等。计算机可读介质1408可以进一步包含游戏会话数据库1414，以存储与在手持式控制器上或在手持式控制器100耦合到其的计算装置上执行的游戏(或其它应用)相关联的数据。计算机可读介质1408还可以包含装置记录数据库1416，其存储与手持式控制器100耦合到其的装置(如个人计算装置、游戏控制台、HMD、远程服务器等)相关联的数据。计算机可读介质1408可以进一步存储将手持式控制器100配置成充当游戏控制器的游戏控制指令1418和将手持式控制器100配置成充当其它非游戏装置的控制器的通用控制指令1420。
尽管以特定于结构特征的语言描述了主题，但应理解的是所附权利要求中限定的主题不必限于所描述的具体特征。相反，具体特征被公开为实施权利要求的说明性形式。

Claims (23)

1.一种手持式控制器，其包括：
外壳，其具有接收器，该接收器可断开地耦合至至少第一控件和第二控件；
与所述接收器相邻的霍尔效应传感器；
一个或多个处理器；和
存储计算机可执行指令的一个或多个计算机可读介质，所述指令在被执行时使所述一个或多个处理器执行动作，所述动作包括：
接收由所述霍尔效应传感器测量的第一电压；
从第一电压确定所述接收器耦合到第一控件；
接收由所述霍尔效应传感器测量的第二电压；和
从第二电压确定所述接收器耦合到第二控件。
2.根据权利要求1所述的手持式控制器，其中所述第一控件包括操纵杆，并且所述第二控件包括方向键。
3.根据权利要求1所述的手持式控制器，其中：
所述接收器位于所述外壳的后表面上；
所述第一控件包括第一后盖，所述第一后盖具有第一组的一个或多个可选择的按钮；和
所述第二控件包括第二后盖，所述第二后盖具有第二组的一个或多个可选择的按钮。
4.根据权利要求1所述的手持式控制器，其中所述第一控件包括与在第一数量方向上的方向控件相关联的第一方向键，并且所述第二控件包括在与第一数量方向不同的第二数量方向上的方向控件相关联的第二方向键。
5.根据权利要求1所述的手持式控制器，还包括一个或多个通信接口，并且其中所述动作还包括：
向在远程系统上执行的软件应用程序并且至少部分地响应于确定所述接收器耦合到第一控件，发送指示所述手持式控制器耦合到第一控件的信号；和
向所述软件应用程序并且至少部分地响应于确定所述接收器耦合到第二控件，发送指示所述手持式控制器耦合到第二控件的信号。
6.根据权利要求1所述的手持式控制器，其中：
所述第一控件包括第一磁体；
所述第二控件包括第二磁体；
所述霍尔效应传感器测量的第一电压至少部分地基于第一磁体产生的磁场；和
所述霍尔效应传感器测量的第二电压至少部分地基于第二磁体之间产生的磁场。
7.一种手持式控制器，其包括：
外壳，其包括接收器，该接收器可断开地耦合至至少第一控件和第二控件；
一个或多个处理器；和
存储计算机可执行指令的一个或多个计算机可读介质，所述指令在被执行时使所述一个或多个处理器执行动作，所述动作包括：
接收第一数据；
至少部分地基于第一数据，确定第一控制被耦合到所述接收器；
接收第二数据；和
至少部分地基于第二数据，确定第二控制被耦合到所述接收器。
8.根据权利要求7所述的手持式控制器，所述一个或多个计算机可读介质还存储计算机可执行指令，所述指令在被执行时使所述一个或多个处理器执行动作，所述动作包括：
向由所述手持式控制器控制的操作软件应用程序的远程系统并且至少部分地基于确定所述第一控件耦合到接收器，发送指示所述第一控件耦合到所述接收器的信号；和
向所述远程系统并且至少部分地基于确定所述第二控件耦合到接收器，发送指示所述第二控件耦合到所述接收器的信号。
9.根据权利要求7所述的手持式控制器，还包括：
所述第一控件包括第一磁体；和
所述第二控件包括第二磁体；
并且其中第一数据至少部分地基于至少部分地由第一磁体产生的第一磁场，并且第二数据至少部分地基于至少部分地由第二磁体产生的第二磁场。
10.根据权利要求7所述的手持式控制器，还包括：
射频识别(RFID)读取器，其耦合到所述外壳；
所述第一控件包括第一RFID标签；
所述第二控件包括第二RFID标签；
并且其中：
所述第一数据至少部分地基于由所述第一RFID标签发送的包括第一标识信息的第一无线电信号；和
所述第二数据至少部分地基于由所述第二RFID标签发送的包括第二标识信息的第二无线电信号。
11.根据权利要求7所述的手持式控制器，还包括霍尔效应传感器，并且其中所述第一数据包括由所述霍尔效应传感器测量的第一电压，并且所述第二数据包括由所述霍尔效应传感器测量的第二电压。
12.根据权利要求7所述的手持式控制器，其中：
所述第一数据包括第一控件使用数据；
所述第二数据包括第二控件使用数据；
所述确定第一控件被耦合到所述接收器包括：至少部分地基于第一控件使用数据来识别与第一控件相关联的第一使用签名；和
所述确定第二控件被耦合到所述接收器包括：至少部分地基于第二控件使用数据来识别与第二控件相关联的第二使用签名。
13.根据权利要求7所述的手持式控制器，其中所述第一控件包括操纵杆，并且所述第二控件包括方向键。
14.根据权利要求7所述的手持式控制器，其中所述第一控件包括第一操纵杆，并且所述第二控件包括第二操纵杆。
15.根据权利要求7所述的手持式控制器，其中所述第一控件包括与在第一数量方向上的方向控件相关联的第一方向键，并且所述第二控件包括在与第一数量方向不同的第二数量方向上的方向控件相关联的第二方向键。
16.根据权利要求7所述的手持式控制器，其中所述第一控件包括具有第一数量的可选择按钮的第一后盖，并且所述第二控件包括具有第二数量的可选择按钮的第二后盖。
17.一种方法，其包括：
确定第一控件耦合到手持式控制器的外壳的接收器，所述手持式控制器操作在通信地耦合到所述手持式控制器的系统上执行的软件应用程序；
至少部分地基于确定第一控件被耦合到所述接收器，通知所述软件应用程序第一控件被耦合到所述接收器；
确定第二控件耦合到所述接收器；和
至少部分地基于确定第二控件被耦合到所述接收器，通知所述软件应用程序第二控件被耦合到所述接收器。
18.根据权利要求17所述的方法，其中：
所述确定第一控件耦合到所述接收器包括在所述手持式控制器上确定第一控件耦合到所述接收器；
所述确定第二控件耦合到所述接收器包括在所述手持式控制器上确定第二控件耦合到所述接收器；
所述通知所述软件应用程序第一控件被耦合到所述接收器包括：通过所述手持式控制器并且向执行所述软件应用程序的游戏控制台或服务器中的至少一个发送第一控件被耦合到所述接收器的指示；和
所述通知所述软件应用程序第二控件被耦合到所述接收器包括：通过所述手持式控制器并且向执行所述软件应用程序的所述游戏控制台或所述服务器中的所述至少一个发送第二控件被耦合到所述接收器的指示。
19.根据权利要求17所述的方法，其中：
所述确定所述第一控件耦合至所述接收器包括：
在所述系统处，从所述手持式控制器接收第一数据；和
由所述系统并且至少部分地基于第一数据，确定第一控制被耦合到所述接收器；
所述确定所述第二控件耦合至所述接收器包括：
在所述系统处，从所述手持式控制器接收第二数据；和
由所述系统并且至少部分地基于第二数据，确定第二控制被耦合到所述接收器。
20.根据权利要求17所述的方法，其中：
所述确定第一控件耦合到所述接收器包括：至少部分地基于在所述手持式控制器处测量的第一电压，确定第一控件耦合到所述接收器；和
所述确定第二控件耦合到所述接收器包括：至少部分地基于在所述手持式控制器处测量的第二电压，确定第二控件耦合到所述接收器。
21.根据权利要求17所述的方法，其中：
所述确定第一控件耦合到所述接收器包括：至少部分地基于在所述手持式控制器处测量的第一磁场，确定第一控件耦合到所述接收器；和
所述确定第二控件耦合到所述接收器包括：至少部分地基于在所述手持式控制器处测量的第二磁场，确定第二控件耦合到所述接收器。
22.根据权利要求17所述的方法，其中：
所述确定第一控件耦合到所述接收器包括：至少部分地基于在所述手持式控制器处发送和/或接收的第一射频识别(RFID)信号，确定第一控件耦合到所述接收器；和
所述确定第二控件耦合到所述接收器包括：至少部分地基于在所述手持式控制器处发送和/或接收的第二RFID信号，确定第二控件耦合到所述接收器。
23.根据权利要求17所述的方法，还包括：
确定第三控件耦合到所述接收器；和
至少部分地基于所述确定第三控件被耦合到所述接收器，通知所述软件应用程序第三控件被耦合到所述接收器。
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