CN115362009B - 具有可交换的输入控件的控制器 - Google Patents

Abstract

一种控制器装置包括控制器主体，所述控制器主体包括至少两个接口端口和一个控制信息输出端口。可拆卸地附接到所述控制器主体的模块化输入控件包括接口连接器区域，所述接口连接器区域将所述模块化输入控件通信地耦合到所述至少两个接口端口中的任一个。

Description

具有可交换的输入控件的控制器

技术领域

本公开的各方面涉及控制器，具体地，本公开的各方面涉及视频游戏控制器。

背景技术

包括计算机在内的许多游戏系统使用手持控制器来操作系统和玩视频游戏。当前的控制器的主要缺点是人机工程学。

正是在这种背景下提出本公开的各方面。

附图说明

本公开的教导可通过考虑下面结合附图给出的详细描述而容易地理解，在附图中：

图1描绘了根据本公开的各方面的控制器的顶视图与模块化输入控件的底视图。

图2示出了根据本公开的各方面的具有可拆卸地附接到控制器的模块化输入控件的控制器的侧视图。

图3描绘了根据本公开的各方面的具有两个接口端口和模块化输入控件的控制器的另一实施方案。

图4描绘了根据本公开的各方面的具有三个接口端口的控制器的侧视图，该三个接口端口包括可拆卸地附接的一个较大直径的模块化输入控件和两个较小直径的输入控件。

图5描绘了根据本公开的各方面的大直径模块化输入控件的各种实施方案的俯视图。

图6示出了较小直径的模块化控制输入的各种实施方案的侧面轮廓图。

图7示出了根据本公开的各方面的经由侧面扩展接口连接器连接的第一控制器和第二控制器的俯视图。

图8描绘了根据本公开的各方面的经由具有延伸部的扩展接口连接器连接的第一控制器和第二控制器的俯视图。

图9示出了使用根据本公开的各方面的底部安装的扩展接口连接器联接的两个控制器的俯视图。

图10示出了根据本公开的各方面的经由扩展接口连接器连接的第一控制器和第二控制器。

图11示出了使用根据本公开的各方面的底部安装的扩展接口连接器连接的第一控制器和第二控制器。

图12示出了根据本公开的各方面的在触摸屏上实现的控制器。

具体实施方式

尽管以下详细描述包含用于说明目的的许多具体细节，但是本领域的任何普通技术人员应了解，对以下细节的许多变化和更改在本发明的范围内。因此，下面描述的本发明的示例性实施方案在不失一般性并且未暗示对要求保护的本发明的限制的情况下进行阐述。

根据本公开的各方面，专用控制器不需要是手持式的。另外，专用控制器可以具有包括不同控制配置和模式的模块化控件，从而允许用户定制控制器以适合他们的需要。

图1描绘了根据本公开的各方面的控制器的顶视图与模块化输入控件的底视图。如图所示，控制器100至少包括控制器主体101和模块化输入控件102。控制器主体101可以包括操纵杆110和接口端口104。在本公开的替代实施方案中，控制器主体可以包括多于一个接口端口。另外，控制器可以可选地包括模块化输入控制扁板103、123，这些控制扁板被配置为可拆卸地附接到控制器主体101上的侧面和/或顶部扁板接口端口112。端口112可以包括开关，例如电子、机械或光学开关，这些开关可以是模拟或数字开关。此类开关可以通信地耦合到容纳在控制器主体101内的控制板。在该实施方案中示出的操纵杆110可以可操作地固定到控制器主体101。也就是说，在该实施方案中示出的操纵杆110不是可拆卸的，而是在操作期间移动。在替代实施方案中，诸如图2中所示的那些实施方案，操纵杆可以可拆卸地附接到控制器主体。

接口端口可以包括沿着接口端口104的底部或侧面的一个或多个通信焊盘105。如图所示，通信焊盘105是沿接口端口104底部的导电材料的同心圆。圆形通信焊盘105允许模块化输入控件102在接口端口104内自由旋转，并围绕旋转轴可操作地保持。在替代实施方案中，通信焊盘可以沿着控制器主体101的侧壁周向地延伸，不同的焊盘沿着接口端口104的侧壁竖直地分离。通信焊盘105可以是例如但不限于金属区域、导电金属化塑料区域、导电橡胶区域等。通信焊盘可以导电地或通信地耦合到控制器主体内的控制板，并最终联接到视频游戏系统。

如本文所用，导电耦合是指经由可传输电流或电脉冲的导电或半导电介质的联接。如本文所用，通信耦合包括导电耦合，并且更广泛地指允许传输脉冲或信号的耦合。作为示例而非限制，可通过机械接触，通过电场、磁场或电磁场的传输，通过电磁感应，通过声能或光能的传输，通过电流或电脉冲的传输，或这些方式中的两种或更多种的某种组合来实现通信耦合。

接口端口104还可以包括诸如磁体或机械卡扣的附接机构106，该机构允许模块化输入控件102可拆卸地固定到控制器主体，并且在一些实现方式中，允许模块化输入控件在接口端口104中旋转。在一些替代实现方式中，附接机构106可以被集成到模块化输入控件的接口端口侧或接口连接器区域侧中。

模块化输入控件102可包括一个或多个按钮107。在图1所示的非限制性示例中，模块化输入控件包括多个按钮107，但本公开的各方面不限于此，并且可包括单个按钮、两个按钮或任何数量的按钮。另外，模块化输入控件102不限于按钮，并且可以包括除按钮之外的不同控制模式。不同的控制模式可以包括但不限于操纵杆、方向键、拨动开关、触摸板、滚轮、滚动垫等。模块化输入控件102包括接口连接器区域109，该接口连接器区域被配置为将模块化输入控件102通信地耦合到控制器主体101。在所示示例中，诸如连接器引脚、弹簧针等连接点108用于在模块化输入控件102和控制器101之间形成导电和通信连接。如上所讨论，通信可以在模块化输入控件102与容纳在控制器主体101内的控制板之间进行。虚线同心环示出了连接点108相对于接口端口104中的通信焊盘105的对准。每个连接点108可以被定位成使得与不同的同心通信焊盘105对齐，从而允许模块化输入控件在接口端口104内旋转，而不破坏连接点108与通信焊盘105之间的连接。类似地，在替代实施方案中，连接点可以位于接口连接器区域的侧面，并且每个连接点可以竖直安装以与竖直对准的通信焊盘对齐。虚线箭头111示出了模块化输入控件102到控制器主体101的安装位置。多个按钮107被示为虚线以强调它们位于模块化输入控件102的相反侧上。

图2示出了根据本公开的各方面的具有可拆卸地附接到控制器的模块化输入控件的控制器的侧视图。可以看出，模块化输入控件102装配在接口端口104内，并且连接点108与通信焊盘105发生导电和通信接触。接口连接器区域109可以位于接口端口内，使得按钮107的底部与控制器主体的顶部齐平。在一些实施方案中，通信焊盘可以凹陷到接口端口的底平面以下，并且连接引脚可以在接口端口的底平面下方延伸以与通信焊盘接触。

控制器主体101还可以包括一个或多个控制信息输出端口121、(可选地)一个或多个外部装置输入端口122以及(可选地)电源端口124。控制主体101内的控制板可以被配置为通过通信输出端口121将来自模块化输入控件102、控制手柄103、123和操纵杆110的控制输入传送到游戏系统。应当注意，与游戏系统的通信不限于输出端口121。在本公开的替代实施方案中，控制器100可以包括无线网络模块，该无线网络模块经由无线连接与游戏系统通信，该无线连接诸如为但不限于蓝牙连接、无线互联网连接、红外连接、近场连接或其他无线通信标准。

外部装置输入端口122可以用作其他装置诸如控制器、操纵杆、脚踏板或其他游戏系统附件的输入。控制器100可以由控制信息输出端口121供电，或者可选地由电源端口124供电。来自控制信息输出端口121的电力可以来自游戏系统，并且电力端口124可以来自外部电源。另外，在一些实施方案中，控制器可由电池供电并包括电池，诸如但不限于一次性电池、可再充电电池或可再充电电池组。在此类实施方案中，控制信息输出端口或电源端口可用于对电池充电。另外，扩展接口端口130可以允许使用扩展接口连接器将装置附接到一个或多个其他装置。

图2中还示出了用于模块化输入控制扁板103、123的扁板接口端口125。如图所示，可以存在不同类型的模块化输入控制扁板。第一模块化输入控制扁板类型103可以是直扁板设计，其包括具有从扁板平面延伸的接口突片128的平坦或略微弯曲的扁板部分。在一些实施方案中，接口突片与扁板之间的连接可以稍微弯曲，从而在接口突片水平对准时导致扁板稍微向下或向上倾斜。稍微弯曲可以是相对于接口突片的水平面成45度或更小的角度。第二扁板类型123可具有包括90度弯曲的接口突片129。其他扁板类型包括具有其他弯曲角度的扁板。扁板部分与接口突片129之间的接口可以稍微弯曲离开接口突片的竖直平面。用于模块化输入控制扁板103、123的扁板接口端口125可以包括连接元件126，这些连接元件允许用户与扁板的交互被转换为控制输入。例如但不限于，这些连接元件可以包括按钮、微开关或当用户移动输入控制扁板时被激活的其他物理开关元件。另外，固定元件127可确保接口突片停留在扁板接口端口125中，另外，固定元件127可包括使接口突片能够更好地致动连接元件的支点或其他物理突起。例如但不限于，固定元件127可以是但不限于由塑料、橡胶、特氟龙或金属制成的卡扣或锁扣或缓冲器或垫子。

图3描绘了根据本公开的各方面的具有两个接口端口301和模块化输入控件302、303的控制器300的另一示例。如图所示，控制器300可以包括附加按钮305，这些按钮可以固定到控制器主体307，如图3所示，或者可以可拆卸地附接到控制器主体307，如图4所示。与图1和图2所描绘的示例相比，模块化输入控件302、303可以具有比图1和图2的模块化输入控件更小的直径。在图3所示的实现方式中，接口端口包括一个或多个通信焊盘308，所示的焊盘是通信点而不是图1和2的圆形轨道。这些通信点可以被布置成使得这些模块化控制输入302、303可以被安装在若干不同的取向上同时仍然是可操作的。例如但不限于，通信点308可以围绕接口端口301以十字或圆形图案布置。替代地，这些接口端口301可以实现图1和图2的通信焊盘。模块化输入控件302和303是可互换的，并且每个控件可以安装在两个接口端口301的任一个中，如虚线箭头所示。模块化输入控件302、303可以是不同的。作为示例，示出了模块化输入操纵杆302和方向键303。另外，控制器主体305可以包括允许控制扁板306与控制器307一起使用的控制扁板接口端口。替代地，控制扁板可以固定到控制器主体307上并且不可拆卸。控制扁板306可以围绕主按钮组305布置成半圆形。控制器主体还可以包括扩展接口304。扩展接口304可以被配置为通信地耦合到另一控制器的扩展接口或耦合到扩展板。

图4描绘了根据本公开的各方面的具有三个接口端口的控制器400的侧视图，该三个接口端口包括可拆卸地附接的一个较大直径的模块化输入控件和两个较小直径的输入控件。所示的控制器包括具有多个按钮420的可拆卸大直径模块化输入控件424，和可拆卸输入控制扁板431。为了便于与可拆卸的大直径输入控件通信，控制器主体437可以包括大直径接口端口430。接口端口430可以包括通信焊盘426，该通信焊盘可以在底部或替代地在侧壁中围绕接口端口430的圆周延伸。在一些实施方案中，通信焊盘可以凹陷到接口端口的底平面以下，并且连接引脚可以在接口端口的底平面下方延伸以与通信焊盘接触。如关于图1和图2所讨论的，大直径模块化输入控件可包括一个或多个连接引脚425，所述连接引脚将大直径输入控件导电地和/或通信地耦合到控制器主体437和容纳在控制器主体内的控制板，并最终联接到游戏系统。大直径模块化输入控件424可以通过接口端口330内的磁体或接口端口430的侧面中的闩锁可拆卸地附接至控制器主体437。

较小直径的模块化输入控件402是如图所示的操纵杆。较小直径的输入控件402包括具有连接引脚410的接口连接器区域421，连接引脚被配置为与较小直径的接口端口401的底部409或替代地侧面上的通信焊盘发生导电和/或通信接触。在一些实施方案中，通信焊盘可以凹陷到接口端口的底平面以下，并且连接引脚可以在接口端口的底平面下方延伸以与通信焊盘接触。较小直径的模块化接口控制器402可以通过接口端口401内的磁体或接口端口401的侧面中的闩锁可拆卸地附接到控制器主体437。

可拆卸的输入控制扁板431也可以可拆卸地附接到控制器主体437。当接口突片438竖直对准时，可拆卸的输入控制扁板可以稍微弯曲，从而导致扁板稍微倾斜。稍微弯曲可以是相对于接口突片438的竖直平面成45度或更小的角度。控制器主体可以包括控制扁板接口端口427，该控制扁板接口端口可以包括固定元件428和连接元件429，类似于关于图2所讨论的那些。

控制器主体427还可以包括一个或多个控制信息输出端口423、(可选地)一个或多个外部装置输入端口404以及(可选地)电源端口。应当注意，与游戏系统的通信不限于输出端口423。在本公开的替代实施方案中，控制器400可以包括无线网络模块，该无线网络模块经由无线连接与游戏系统通信，该无线连接诸如为但不限于蓝牙连接、无线互联网连接、红外连接、近场连接或其他无线通信标准。

外部装置输入端口423可以用作其他装置、控制器、操纵杆、脚踏板或其他游戏系统附件的输入。控制器300可以由控制信息输出端口供电，或者可选地由电源端口供电。来自控制信息输出端口的电力可以来自游戏系统，并且电力端口可以来自外部电源。另外，在一些实施方案中，控制器可由电池供电并包括电池，诸如但不限于一次性电池、可再充电电池或可再充电电池组。在此类实施方案中，控制信息输出端口或电源端口可用于对电池充电。控制器可以包括扩展接口端口433和扩展接口连接器404。扩展接口连接器可以被配置为装配到侧面扩展接口端口433中，从而允许一起使用两个或更多个控制器。位于底部的扩展接口端口可以允许控制器与附加的底部安装的扩展接口连接器一起使用。

图5描绘了根据本公开的各方面的大直径模块化输入控件的各种实现方式的俯视图。如图所示，大直径模块化输入控件的按钮的各种不同布置是可能的。所示的不同实现方式是具有一个大侧面按钮的五按钮配置501、四按钮配置502、单按钮配置503、三按钮配置506和具有一个大中间按钮的五按钮配置504。在一些实施方案中，大按钮505或另一按钮可用作配置开关，从而允许大直径输入控件的操作模式从一种配置改变到另一种配置。如本文所定义的操作模式是当施加输入时由按钮执行的功能。例如但不限于，一种操作模式可以是方向键，而另一种操作模式可以是选择或操作按钮。502和504的十字配置使那些模块化输入控件尤其可用作方向键或动作按钮。如上所述，模块化输入控件可以在任何方向上使用，因此没有特别指定每个键的功能的配置可能是可取的，因为每个按钮的功能可以在控制器的软件或固件中单独配置，以适应用户和程序的各种需要。

图6示出了较小直径的模块化控制输入的各种实施方案的侧面轮廓图。所示的较小直径的模块化控制输入是按钮601、操纵杆602、空白件603、开关604、方向键605。空白件603是没有按钮的接口部分；它简单地填充接口端口，从而覆盖通信焊盘。在替代实施方案中，空白件可以简单地是装配在接口端口上的盘。

操纵杆602可以被配置为在多个取向上操作。也就是说，操纵杆602的轴可以是相对于控制器主体可配置的，使得X或Y轴可以改变为正北。这允许操纵杆602在任何取向上操作，因为X和Y轴可以切换。作为示例而非限制，这种重新配置可以在硬件、软件或固件中实现。在一些实现方式中，用户可以通过联接到控制输入的控制台、计算机或其他装置来编程基本方向。另外，在一些替代实现方式中，操纵杆可以不具有严格定义的X和Y轴，并且用户可以能够在软件或固件中配置操纵杆的什么样的移动对应于游戏系统中的移动。因此，这允许用户在任何取向上安装操纵杆，然后配置他们的操纵杆以适应用户和安装取向的需要。

如上所讨论，模块化输入控件通过与通信焊盘接触的连接点与控制器主体内的控制板通信。控制板可以被配置为借助于通过模块化输入控件的电压或电流的模拟变化来识别对模块化输入控件进行的输入。电流或电压的变化可以被预先定义为表示某个输入，并且每个可能的输入可以具有分配给该输入的唯一的电流或电压变化。替代地，模块化输入可以提供数字命令，其中每个模块化输入提供识别到控制板的输入的类型的数字签名。然后，由用户对模块化输入控件进行的输入可以被转换成数字信号，数字信号由控制器或替代地由游戏系统解读。这样，控制板可以被配置为识别模块化输入控件的操作模式或由用户对控件进行的输入的类型。作为示例而非限制，控制板可以是具有诸如处理器、FPGA或ASIC的其他电路的电路板导线，用于将从模块化输入控件提供的输入转换为游戏系统的输入信息。

图7、图8和图9描绘了具有两个控制器的外部装置输入端口的各种实施方案。图7示出了经由侧面扩展接口连接器304连接的第一控制器701和第二控制器702。在该实施方案中，第二控制器702的侧面安装的扩展接口连接器304被开槽到第一控制器701的侧面安装的扩展接口端口中。图8描绘了经由具有延伸部803的扩展接口连接器连接的第一控制器和第二控制器。延伸部803可以提供到第二控制器802的扩展接口连接器和第一控制器801的扩展接口端口的机械和通信连接。延伸部803可允许控制器以对于用户来说更舒适的配置使用，其中两个控制器稍微分开。图9示出了使用根据本公开的各方面的底部安装的扩展接口连接器903联接的两个控制器。第一控制器901和第二控制器902可以通过扩展接口连接器顶部中的接口槽904联接到扩展接口连接器903。这些接口槽904可以允许控制器以对于用户来说舒适的角度和/或水平装配。扩展接口允许游戏系统将两个控制器视为一个大控制器。

图10和图11描绘了根据本公开的各方面的具有与扩展接口连接器联接的单个模块化输入控件的控制器。图10示出了经由扩展接口连接器1003连接的第一控制器1001和第二控制器1002，在该实施方案中，扩展接口连接器经由两个控制器的外部装置输入端口联接。这里，扩展接口连接器可以是连接两个装置的数据线。图11示出了使用底部安装的扩展接口连接器1103连接的第一控制器1101和第二控制器1102。扩展接口连接器1103可以经由控制器主体底部上的扩展接口端口与控制器通信。

图12示出了根据本公开的各方面的在触摸屏上实现的控制器。虽然上述实施方案描述了具有物理上可互换的模块化输入控件的控制器，但是本公开的各方面不限于此。如图12中所见，控制器可以包括联接到游戏系统1202的触摸屏1201。触摸屏1201可以是例如但不限于独立的、视频游戏控制器的一部分、移动电话的一部分或平板电脑的一部分。虽然如图所示触摸屏经由物理线连接到游戏系统，但是本公开的各方面不限于此。触摸屏可以经由有线连接或经由无线连接通信地耦合到游戏系统。

触摸屏可以显示一个或多个不同的模块化输入控件1203、1204、1205。这里，在屏幕上显示三个模块化输入控件，每个控件具有不同的控制模式。所示触摸屏上的三个模块化输入控件是方向键1203、虚拟操纵杆1204和动作按钮1205。触摸屏控制器可以被编程为允许每个模块化输入控件的图像独立地在触摸屏内的任何地方移动。触摸屏控制器还可以将显示模块化输入控件的图像的屏幕区域处的用户触摸转换为适当的输入。另外，模块化输入控件1203、1204和1205可从触摸屏移除或添加到触摸屏，从而允许任何数量的模块化输入控件显示在屏幕上并且可由用户使用。

本公开的各方面提供了增强的模块化设计，并且可互换的部件允许许多不同的选项，使得给定的实现方式可以满足不同的要求。

虽然以上内容为本发明的优选实施方案的完整描述，但是使用各种替代、修改和等效物是可能的。因此，本发明的范围不应参考以上描述确定，而是应替代地参考随附权利要求以及其整个范围的等效物确定。本文所述的任何特征(不论是否优选)可与本文所述的任何其他特征(不论是否优选)组合。在随附权利要求中，除非在另外明确说明的情况下，否则不定冠词“一个”或“一种”是指该冠词后的一个或多个项的量。随附权利要求不应被理解为包括装置加功能限制，除非这种限制在给定权利要求中使用短语“用于……的装置”来明确陈述。

Claims (18)

1.一种控制器装置，包括：

控制器主体，其中所述控制器主体包括至少两个接口端口、一个控制信息输出端口和一个或多个扁板接口端口，以将输入控制扁板通信地耦合到所述控制器主体，其中至少一个扁板接口端口位于所述控制器主体的侧面上；

可拆卸地附接到所述控制器主体的模块化输入控件，其中所述模块化输入控件包括接口连接器区域，所述接口连接器区域将所述模块化输入控件通信地耦合到所述至少两个接口端口中的一个，其中所述接口连接器区域被配置为将所述模块化输入控件联接到所述至少两个接口端口中的任一个，其中所述至少两个接口端口中的所述一个包括通信焊盘，所述通信焊盘是导电材料的同心圆，并且其中基于所述通信焊盘，所述模块化输入控件在所述至少两个接口端口中的所述一个内自由旋转，并且围绕旋转轴可操作地保持；以及

可拆卸地附接到所述控制器主体的第一输入控制扁板。

2.如权利要求1所述的装置，其中所述模块化输入控件包括方向键。

3.如权利要求1所述的装置，其中所述模块化输入控件包括单个按钮。

4.如权利要求1所述的装置，其中所述模块化输入控件包括多个按钮。

5.如权利要求1所述的装置，其中所述至少两个接口端口包括位于所述控制器主体的相反侧上的第一接口端口和第二接口端口，并且其中所述模块化输入控件是第一模块化输入控件。

6.如权利要求5所述的装置，还包括可拆卸地附接到所述控制器主体的第二模块化输入控件，其中所述第二模块化输入控件包括通信地耦合到所述第二接口端口的接口连接器区域。

7.如权利要求6所述的装置，其中所述第一模块化输入控件和所述第二模块化输入控件具有不同的控制模式。

8.如权利要求6所述的装置，其中所述第一模块化输入控件和所述第二模块化输入控件具有相同的控制模式。

9.如权利要求6所述的装置，其中所述第一模块化输入控件和所述第二模块化输入控件在所述第一接口端口与所述第二接口端口之间是可互换的。

10.如权利要求1所述的装置，其中所述模块化输入控件包括修改按钮和多个其他按钮，其中所述修改按钮改变所述多个按钮的按钮映射。

11.如权利要求1所述的装置，其中所述模块化输入控件，接口连接器区域包括磁附接机构。

12.如权利要求1所述的装置，还包括扩展接口，其中所述扩展接口被配置为与第二控制器主体可操作地联接。

13.如权利要求12所述的装置，还包括扩展接口连接器，其中所述扩展接口连接器被配置为将所述控制器主体联接到第二控制器主体。

14.如权利要求1所述的装置，其中所述模块化输入控件是操纵杆。

15.如权利要求1所述的装置，其中所述模块化输入控件是开关。

16.如权利要求1所述的装置，还包括模块化输入控件空白件，其中所述模块化输入控件空白件覆盖所述至少两个接口端口中的第二接口端口。

17.如权利要求1所述的装置，其中所述一个或多个扁板接口端口中的一个位于所述控制器主体的顶部上。

18.如权利要求1所述的装置，还包括第二输入控制扁板，其中所述第二输入控制扁板包括弯曲的接口突片。