TWI546707B - 用以偵測使用者輸入之方法和裝置 - Google Patents

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尤漢 莫洛尼
佑恩 艾德華 英格利許
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Description

用以偵測使用者輸入之方法和裝置
本申請案係於2009年12月2日申請的美國專利申請案第12/629,658號之一部分接續案。此申請案主張於2009年12月2日申請的美國專利申請案第12/629,658號及美國專利申請案第12/629,629號之優先權。此等申請案之內容以引用形式全部併入本文中。
使用者介面接收使用者輸入並處理該使用者輸入以提供一使用者與一機器之間之互動。在一些使用者介面上，輸入機構提供直接機械回饋給使用者。例如，需要一特定量之力以壓下一機械按鈕。在釋放時該按鈕亦以一特定量之力彈回，且使用者可感覺到該彈回力。在其他使用者介面(諸如觸控螢幕)上，輸入機構不提供直接機械回饋。在一典型觸控螢幕中，輸入機構為不屈服於與觸碰相關壓力的一硬玻璃或塑膠表面。因此，可提供一分離機械回饋機構。
使用者介面除了提供機械回饋以外，使用者介面通常亦提供視覺或音訊回饋。例如，在一觸控螢幕上，顯示器可展示一輸入確認影像，諸如一反白顯示選單選項。習知使用者介面通常無法提供一最佳回饋回應給使用者。若回饋機構對不同輸入產生一統一回饋(例如每次按壓一按鈕時以相同方式震動)，則使用者不能單獨依賴於回饋機構以區別一個輸入與另一者，此係因為回應不夠特定。當回饋耗時過久到達使用者(例如回饋延時)時可能出現故障。
根據本發明之例示性實施例，一種偵測來自一使用者之一力產生輸入的方法包含下列步驟：在一使用者介面之一輸入配置處接收該輸入，其中該輸入配置具有至少一個壓電感測器以偵測來自一人類或其他操作者之一力產生輸入；且經由同一壓電元件或一額外壓電元件回應於該輸入在該操作者之一特定點處產生一力或力矩。該方法進一步包含處理該電信號以判定該輸入之一存在；及在該使用者介面之一輸出配置處回應於該處理而產生一輸出。
根據本發明之例示性實施例，一種用以偵測來自一使用者之一力產生輸入的裝置包含一使用者介面及一控制模組。該使用者介面包含：一輸入配置，其具有經組態以回應於該輸入而產生一電信號的至少一個壓電感測器；及一輸出配置。該控制模組接收該電信號且經組態以處理該電信號，藉此判定該輸入之存在。該輸出配置經組態以回應於該處理而產生一輸出。
根據本發明之例示性實施例，一種用以偵測來自一使用者之一力產生輸入的裝置包含一使用者介面及一控制模組。該使用者介面包含具有經組態以回應於該輸入而產生一電信號之至少一個壓電元件的一輸入/輸出配置。該控制模組接收該電信號且經組態以處理該電信號，藉此判定該輸入之存在。該至少一個壓電元件經組態以回應於該處理而產生一輸出。
根據本發明之例示性實施例，一種控制模組經組態以藉由執行下列者而偵測來自一使用者的一力產生輸入：從定位於一使用者介面之一輸入配置的至少一個壓電感測器接收一電信號，其中該電信號係回應於該輸入而產生；處理該電信號以判定該輸入之存在；及控制該使用者介面之一輸出配置以回應於該處理而產生一輸出。
本發明係關於用以偵測使用者輸入的方法及裝置。在本發明的一例示性實施例中，一種用以偵測使用者輸入的裝置包含一觸控螢幕顯示器以供接收使用者輸入及提供回應於使用者輸入的一輸出。然而，可用其他類型使用者介面實施本發明，例如機械鍵台及鍵盤。
圖1展示根據本發明一種用以偵測使用者輸入的配置100。配置100可定位於一可攜式使用者裝置(諸如一蜂巢式電話、一膝上型電腦或一多媒體播放器)上。配置100可替代定位於一非可攜式使用者裝置(諸如一自動櫃員機、一辦公室影印機或一公共資訊站)。配置100可包含一主控控制模組10、一輸入處理模組12、一顯示器控制模組18及一使用者介面20。在一例示性實施例中，配置100為硬體實施，但亦可包含軟體實施組件。例如，可使用硬體與軟體之一組合實施主控控制模組10，而輸入處理模組12可完全由硬體實施。可能存在其他硬體軟體組合。
主控控制模組10可耦合於輸入處理模組12及顯示器控制模組18，且可包含執行指令(諸如控制於其上定位配置100的裝置操作之作業系統指令)之一處理器。例如，指令可導引處理器在使用者介面20上提供一互動選單。基於選單，使用者可提供使用者輸入，例如藉由按壓一虛擬按鈕而選擇一選單項。
使用者介面20可包含一壓電輸入配置22、一觸覺輸出配置24及一顯示器配置26。壓電輸入配置22包含至少一個壓電感測器，該壓電感測器回應於在壓電感測器表面上施加的一機械力(諸如由使用者輸入所產生的機械力)而產生一電壓。回應於一力產生一電壓稱為壓電效應。在一替代實施例中，可修改本發明之方法及裝置以供搭配力阻感測器實施。然而，壓電感測器可能較佳，此係因為不需要一驅動電壓來感測，而力阻感測器典型需要一驅動電壓。
觸覺輸出配置24可經組態以提供一回應給使用者輸入。觸覺輸出可包含任何數目之實體回應(諸如震動、材料變形、溫度改變等等)。相應地，觸覺輸出配置24可包含產生一觸覺輸出之一致動器。例如，致動器可為一電磁步進馬達、偏軸旋轉慣量、線性共振致動器、一語音線圈馬達、一揚聲器、一加熱器等等。在一項實施例中，致動器可為壓電式，即，經由當施加一電壓至壓電元件時出現的逆壓電效應所啟動一電路元件。當施加電壓時，壓電元件經歷一機械變形，例如收縮或膨脹。接著藉由例如將壓電變形耦合至觸控螢幕或一電話本體，變形可用於產生觸覺輸出，該觸覺輸出繼而可由使用者偵測到作為對來自操作者(例如一人類操作者)之輸入的一觸覺回應。
可使用任何數目習知顯示器技術之一者實施顯示器配置26。例如，顯示器配置26可包含一液晶顯示器、一電漿顯示器、一電泳顯示器等等。在主控控制模組10經組態以提供一互動選單的一例示性實施例中，可在顯示器配置26處顯示選單，亦可由主控控制模組10導引該顯示器配置26顯示額外影像或資訊。
顯示器控制模組18可耦合至主控控制模組10以接收與顯示器配置26處顯示的一影像相關之指令及/或資料。顯示器控制模組18與顯示器配置26之間的一耦合可容許來自主控控制模組10的指令/資料中繼至顯示器配置26，例如作為一組顯示器控制信號。在一項實施例中，顯示器控制模組18可藉由將像素資訊(例如RGB或CMYK值)轉換為適合用於驅動顯示器配置26之一格式而產生顯示器控制信號。
輸入處理模組12可包含一輸入控制電路14及一輸出控制電路16。輸入控制電路14可耦合至壓電輸入配置22。輸出控制電路可耦合至觸覺輸出配置24。控制電路14/16可彼此直接通信，即，直接耦合。輸入控制電路14可包含供處理壓電輸入配置22之一輸出的硬體。基於處理，輸入控制電路14可提供指令及/或資料給輸出控制電路16以供在觸覺輸出配置24處產生一觸覺輸出。
雖然輸入控制電路14及輸出控制電路16展示為分離組件，但應瞭解該劃分純粹為概念性使得輸入控制電路14及輸出控制電路16可實施為一單一裝置。例如，電路14/16兩者皆可形成一硬體實施邏輯單元，例如一積體電路、一可程式化處理器等等。
圖2係一方塊圖，其展示根據本發明之一例示性實施例用以偵測使用者輸入的一配置110。類似於配置100，配置110可包含主控控制模組10、顯示器控制模組18及顯示器配置26。配置110亦可包含輸入處理模組32。不同於輸入處理模組12，輸入處理模組32之一輸入控制電路34及一輸出控制電路36可耦合至同一使用者介面組件，例如一使用者介面30之一壓電輸入/輸出(I/O)配置28。
I/O配置28可包含經組態以在產生觸覺輸出之外接收使用者輸入的一組壓電元件。即，一壓電元件可兼作為一感測器及一致動器兩者。當壓電元件正操作為一感測器時，可利用正常壓電效應。當壓電元件正操作為一致動器時，可利用逆壓電效應。以此方式，不需要包含一分離輸出配置(諸如圖1之觸覺輸出配置24)。
現將描述用於促進國際安全貿易之方法的例示性實施例。可各者單獨或以各種組合來實踐本文中描述的各種方法。在一例示性實施例中，可使用專屬硬體(例如輸入處理模組12/32)實施方法。亦可藉由供應指令至一電腦之一非專屬處理器(例如從多個軟體應用執行指令的一主要微處理器)而執行方法。然而，出於效能原因，專屬硬體可能較佳。
圖3係展示根據本發明之一例示性實施例用以偵測使用者輸入的一方法300的一流程圖。在步驟310中，可在一壓電輸入配置(例如輸入配置22/28)處接收使用者輸入。使用者輸入可為致使輸入配置至少一個壓電感測器之一變形的任何力產生輸入。例如，使用者輸入可為輸入配置機械所耦合的一觸控螢幕之一按壓。
在步驟312中，可由至少一個壓電感測器回應於使用者輸入而產生一電壓。可對輸入配置之各個個別感測器產生一分離電壓。若利用複數個壓電感測器，則電壓將取決於關於使用者輸入位置的各個感測器佈置而變動。愈接近使用者輸入的感測器產生的一電壓可愈高於定位愈遠之感測器產生的一電壓。
在步驟314中，可由輸入控制電路14/34處理對使用者輸入的壓電回應。處理可指示使用者輸入之一位置及使用者輸入之力的一量值。可大體即時(即，具有正常電路延遲)地提供處理結果給輸出配置24/28。處理可包括分析電特性，例如，壓電回應電壓。
在步驟316中，可由輸出配置24/28回應於處理而產生一觸覺輸出。可由輸出控制電路16/36判定觸覺輸出之特性，該輸出控制電路16/36可基於處理而判定觸覺輸出之一持續期、一位置、一量值或一脈衝型樣。
圖4係一流程圖，其展示根據本發明之一例示性實施例用以分析使用者輸入的一方法400。方法400開始於步驟410，該步驟410對應於方法300之步驟314。在步驟410中，可在由輸入控制電路14/34處理之後由輸出控制電路16/36判定壓電回應之電壓特性。例如，輸入控制電路14/34可執行信號處理，該信號處理包含(但不限於)：過濾電壓、比較電壓與一參考電壓及依據比較而產生一放大信號。在一例示性實施例中，電壓特性可包含電壓之一量值及電壓之一正負號(即，正或負)。
在步驟412中，可比較電壓特性與一先前產生電壓特性(例如計算一電壓差)且可產生一電壓改變速率ΔV/Δt作為一比較結果。在一先前分析期間先前產生電壓可能已儲存在一記憶體中(例如在輸入控制電路13/34處)。或者，先前產生電壓可為經採樣且結合一當前待處理分析單獨使用的一組電壓之部分。
在步驟414中，可在輸入控制電路14/34處分析電壓差及/或ΔV/Δt。電壓差之量值可映射至對應觸覺輸出特性。在一例示性實施例中，電壓差可直接與觸覺輸出之一量值成比例，例如與電壓差成比例地增加震動幅度。特定而言，可比較電壓差與關聯變動觸覺輸出量值的一個或多個臨限值電壓。輸出量值可組織為頻帶，第一組電壓映射至一第一頻帶，第二組電壓映射至一第二較高頻帶等等。各個頻帶可具有一單一輸出量值。ΔV/Δt亦可映射至對應觸覺輸出特性。例如，觸覺輸出頻率可與ΔV/Δt匹配。根據習知控制技術，可能其他映射亦可行。
在步驟416中，可基於分析(例如根據電壓差及上述ΔV/Δt映射)產生觸覺輸出。可由一壓電馬達或輸出配置24/28處的其他輸出裝置回應於來自輸出控制電路16/36之一控制信號而產生觸覺輸出。
圖5係根據本發明之一例示性實施例用以偵測使用者輸入的一配置130之一電路示意圖。配置130係圖2中展示的配置110之一特定基於硬體之實施且包含一主控控制模組40、一輸入處理模組132及包含複數個壓電元件42之一使用者介面。
主控控制器模組40連接至一供應電壓VDD且供應一組控制信號至輸入處理模組132。例如，當使用者裝置處於一睡眠模式中時一XSHUTDOWN信號可停用輸入處理模組132。一STROBE信號可選擇性啟用數位邏輯電路80之輸出以開啟及關閉各種觸覺輸出。可提供對應於信號SCL及SDA的匯流排線以供主控控制模組40與輸入處理模組132之間之雙向通信。控制信號可為由主控控制模組40驅動的數位邏輯信號。取決於一控制信號之預設狀態是否為高邏輯位準，主控控制模組40之一輸出與輸入處理模組132之間的一連接路徑可例如經由一電阻器25或27視情況連接至VDD。
壓電元件42操作為雙重感測器致動器以除了提供觸覺輸出之外亦接收使用者輸入。一單一壓電元件42可連接至一輸出驅動器電路或裝置，例如一壓電驅動器。或者，可提供複數個輸出驅動器，容許獨立驅動多個壓電元件42，如圖5中展示。
輸入處理模組132包含一數位邏輯電路80、一低壓降調節器(LDO)46、一升壓調節器44、一振盪器48、一降雜訊器(NR)50、一型樣產生器52、一類比轉數位轉換器(ADC)54、一多工器(MUX)56及一I/O電路60。圖6中更詳細地展示MUX 56及I/O電路60。MUX 56之一輸出連接至ADC 54，ADC 54連接至數位邏輯電路80。MUX 56之輸入連接至I/O電路60。特定而言，如圖6展示，MUX輸入經組織成對，各個輸入對連接至定位於I/O電路60中的一各自I/O單元61。
各個I/O單元61包含一全橋電路，該全橋電路具有包括與一NMOS電晶體64組合之一PMOS電晶體62的一第一電晶體對，及包括與一NMOS電晶體68組合之一PMOS電晶體66的一第二電晶體對。第一電晶體對及第二電晶體對總體形成一D級放大器。替代實施例可具有其他級型放大器之特徵，例如A級放大器、B級放大器或AB級放大器。電晶體62/64/66/68之閘極經由型樣產生器52連接至數位邏輯電路80。PMOS電晶體62/66之汲極終端連接至一供應電壓DRPWR，而NMOS電晶體64/68之源極終端連接至一接地電壓DRGND。各個NMOS電晶體64/68之一汲極終端連接至對應PMOS電晶體62/66之一源極終端。此等源極汲極連接之各者連接至一壓電元件終端42之一各自終端。源極汲極連接經進一步連接作為MUX 56之輸入。特定而言，電晶體62/64之源極汲極連接經連接作為一輸入對之一第一輸入，而電晶體66/68之源極汲極連接經連接作為該輸入對之另一輸入。如下文解釋，除為觸覺輸出提供一驅動信號之外，源極汲極連接可用於傳遞由壓電元件42產生的電壓至MUX 56。
此外，雖然用一全橋電路實施I/O單元61，亦可利用其他類型放大器電路，諸如一半橋電路。在一替代實施例中，一半橋電路可驅動一壓電元件42之一單一終端以產生觸覺輸出。
經由至LDO 46之連接供電給數位邏輯電路80供電，繼而由一供電電壓VBattery供電給LDO 46且經由一DC阻擋電容器11連接LDO 46至一接地電壓。數位邏輯電路80之一輸入連接至ADC 54之輸出。數位邏輯電路80之輸出經由NR 50及經由型樣產生器52連接至I/O電路60。數位邏輯電路80與I/O電路60之間可能存在其他連接，例如用以控制I/O電路60之一邏輯狀態的一匯流排上之一寫入信號。然而，亦可能可使用其他輸出驅動器類型驅動I/O電路60來致動壓電元件42或其他輸出裝置。因此，在一替代實施例中，數位邏輯電路80與I/O電路60之間之介面不需要為一匯流排，而替代地可為供啟用觸覺輸出的一簡單型樣輸入及型樣輸出介面。
NR 50為回應於使用者輸入選擇性降低由壓電元件42產生之噪音位準的一電路。
振盪器48之輸出連接至升壓調節器44，升壓調節器44經由一DC阻擋電容器21連接至一接地電壓。升壓調節器44進一步連接至一電感器15的兩個終端。電感器15之一第一終端連接至VBattery且另一電感器終端連接至一個二極體17。升壓調節器44操作以增加由VBattery供應之電壓，輸出一步階增加電壓作為至PMOS電晶體62/66之供應電壓。步階增加電壓可為足以驅動壓電元件42之任何電壓。升壓轉換器44之輸出與PMOS電晶體62/66之間之一連接亦可經由一DC阻擋電容器23連接至一接地電壓。應瞭解圖5中展示的電力供應要求僅為繪示性，且可能取決於一特定實施之電力要求而變動。例如，在其他實施例中，壓電元件42之電壓要求可使得不需要一升壓調節器。
參考圖5及圖6，配置130如下操作。使用者輸入致使一個或多個壓電元件42產生跨該等壓電元件42終端的一電壓。電壓經由MUX 56之輸入對連接的電晶體對62/64及66/68之源極汲極連接直接輸入至MUX 56。MUX 56接收(若干)電壓作為輸入，接著依據電壓輸出一類比信號至ADC 54，該等(若干)電壓與人類或其他操作者施加之力成比例。由ADC 54轉換類比信號為一數位信號，供應該數位信號至數位邏輯電路80。處理數位信號，例如根據方法400加以分析，且數位邏輯電路80控制型樣產生器52以產生具有一數位型樣之一控制器。供應控制信號至電晶體62/64/66/68之閘極輸入，產生跨源極汲極連接之一電壓，導致逆壓電效應施加於壓電元件42的一者或多者之上。由壓電元件42致動一輸出裝置以產生對應於使用者輸入之一觸覺輸出。
在以上例示性實施例中，壓電元件42經由連接對連接至I/O單元61，該連接對兼用於傳輸作為至MUX 56之一電壓的使用者輸入及接收一驅動電壓以產生觸覺輸出兩者。在一替代實施例中，壓電元件42可具有四個連接；兩個連接用以傳輸使用者輸入(例如直接連接至一MUX)，而兩個連接用以接收驅動電壓(例如從一D級放大器接收)。在另一替代實施例中，連接數目可與前述者相同(即，兩個連接)，但僅一個連接可用於傳輸使用者輸入(例如經由一半橋電路)，而另一連接用於接收驅動電壓。在又一實施例中，如關於圖6之全橋電路所描述，一單一連接可經由一半橋電路用於驅動壓電元件42，及經由一源極汲極連接傳輸使用者輸入。使用一單一連接處，壓電元件42之另一終端可連接至一接地電壓。因此至壓電元件42之連接數目可變化。
圖7係根據本發明之一例示性實施例用以偵測使用者輸入之一裝置的一截面視圖。裝置可包含一顯示器層70、一絕緣層72及一電路層76。顯示器層70可為用以接收使用者輸入的一玻璃或塑膠表面。顯示器層70可包含顯示器元件，諸如液晶或發光二極體。顯示器元件經由一個或多個連接78連接至電路層76。
壓電元件42可定位於顯示器層70下方並機械耦合於顯示器層70以接收使用者輸入。壓電元件42可嵌入於絕緣層72中並經由一個或多個連接74電耦合至電路層76。例如，連接74可表示圖6中展示的組態，在該組態中各個壓電元件42具有至I/O單元61之兩個連接。壓電元件42可進一步連接至一輸出裝置，諸如一馬達45。正如所展示，壓電元件42可連接至一單一輸出裝置。或者，可提供複數個輸出裝置，各個輸出裝置選擇性連接至壓電元件42以產生一本端化觸覺輸出。例如，一壓電馬達45可包含於裝置四個角落之各者中。電路層76可包含用以控制顯示器層70處之影像顯示的電路及用以控制使用者輸入之接收及一回應觸覺輸出產生的電路。例如，圖1及圖2之配置100/110可定位於電路層76中。
圖8係根據本發明之一例示性實施例用以偵測使用者輸入的一裝置80之一俯視圖。正如所展示，壓電元件42定位於裝置80四個角落之各者中。在此組態中，壓電元件42產生之電壓可用於判定使用者輸入定位於何處。例如，電壓可與使用者輸入與壓電元件42之間之距離成反比，因此可使用兩個或多個電壓計算使用者輸入位置。接著可回應於使用者輸入而產生觸覺輸出。例如，若在四個角落之各者提供一馬達，則可啟動最接近使用者輸入之馬達。
圖9係根據本發明之一例示性實施例用以偵測使用者輸入的一裝置90之一俯視圖。不同於裝置80，其僅包含一單一壓電元件42。可基於靈敏度選擇壓電元件42，使得取決於所使用裝置90之應用類型，壓電元件42可具有一相對小偵測範圍(例如關於裝置90之一中心區域)，或一大偵測範圍(例如遍及裝置90之總體表面)。壓電元件42亦可連接至一個或多個裝置以產生觸覺輸出。
圖8及圖9中展示的壓電元件42之配置為繪示性而非限制性。雖然所述實施例具有一個或多個壓電元件42之特徵，但元件總數目可取決於使用者裝置及/或使用者裝置上運行的軟體應用程式之要求而變化。因此，在一替代實施例中，輸入配置22/28中使用的壓電元件42之數目可依據使用者介面中之鍵或按鈕數目而變化。例如可每個鍵/按鈕可具有一個壓電元件42。或者，每個鍵/按鈕可具有複數個壓電元件42，例如當每個鍵之一表面區域足夠大來容納一個以上元件42時。
本發明之例示性實施例提供與習知使用者介面技術(諸如電容性、電阻性或混合電容性電阻性觸控螢幕)相比經改良的一回饋回應。在習知使用者介面中，在可判定使用者輸入特性之前，使用者輸入通常需要大量處理量(例如透過一軟體堆疊)。辨識使用者輸入之存在(例如螢幕位置)可能需要大量時間量。判定使用者輸入力可能需要任何更大時間量。因此，當接收使用者輸入時與當啟動一輸出裝置時之間的延時通常超過100毫秒。從使用者觀點，此為導致例如觸碰使用者介面感測與回應輸出感測之間之一感測不連接的一無法接受之延時。在一極端情形中，可能直至一輸入源(例如使用者手指)不再接觸觸控螢幕才產生一觸覺輸出，在此情形中使用者可能不接收任何觸覺回饋。
相比而言，本發明減少一延時至一最佳級別，例如在10毫秒之數量級上。由於在發送一輸出之前未透過一軟體堆疊處理使用者輸入，因此改良回應時間。壓電元件42啟動觸覺輸出作為壓電元件42處產生的電壓之一直接結果。一觸覺驅動器(例如輸入處理模組132)可使用電壓判定出現的一觸碰事件並判定觸碰期間施加力之量值。可比較施力與硬佈線參考或程式化參考(例如電壓參考)，且可輸出一適當控制信號至壓電元件42，或至一分離致動器。
本發明提供的改良回應時間可促成新施加的觸碰輸入及對應回應。在一項例示性應用中，使用者可藉由在一特定位置以一特定時序間隔輸入一特定序列來程式化一觸碰密碼。觸碰密碼可用於鎖定或解鎖定使用者裝置。在另一例示性應用中，使用者可藉由記錄一觸碰之力或時序自定一觸覺或其他回應，接著當隨後施加相同輸入時選擇待產生的一適當輸出。相應地，可選擇回應以達成足以致使使用者將輸入與其他輸入加以區別的一特定性程度(例如位置、型樣、影像、時序等等)。因此，一輕觸碰可能產生不同於一用力觸碰之一回應。回應亦可因背景內容而特定，使得相同輸入可取決於背景內容而產生不同回應(例如遍及不同軟體應用而變化回應)。
意欲以上描述為繪示性而非限制性。熟習此項者可從先前描述瞭解到本發明可以各種形式實施，且可單獨或組合實施各種實施例。因此，雖然已結合本發明之特定實例描述本發明實施例，但本發明之實施例及/或方法不應受此限制，此係因為熟練實踐者基於學習圖式、說明書及隨附項而可瞭解其他修改。
10．．．主控控制模組
11．．．DC阻擋電容器
12．．．輸入處理模組
14．．．輸入控制電路
15．．．電感器
16．．．輸出控制電路
17．．．二極體
18．．．顯示器控制模組
20．．．使用者介面
21．．．DC阻擋電容器
22．．．壓電輸入配置
23．．．DC阻擋電容器
24．．．觸覺輸出配置
25．．．電阻器
26．．．顯示器配置
27．．．電阻器
28．．．壓電輸入/輸出(I/O)配置
30．．．使用者介面
32．．．輸入處理模組
34．．．輸入控制電路
36．．．輸出控制電路
40．．．主控控制模組
42．．．壓電元件
44．．．升壓調節器
46．．．低壓降調節器(LDO)
48．．．振盪器
50．．．降雜訊器(NR)
52．．．型樣產生器
54．．．類比轉數位轉換器(ADC)
56．．．多工器(MUX)
60．．．I/O電路
61．．．I/O單元
62．．．PMOS電晶體
64．．．NMOS電晶體
66．．．PMOS電晶體
68．．．NMOS電晶體
70．．．顯示器層
72．．．絕緣層
74．．．連接
76．．．電路層
78．．．連接
80．．．數位邏輯電路
90．．．裝置
100．．．用以偵測使用者輸入的配置
130．．．用以偵測使用者輸入的配置
132．．．輸入處理模組
圖1係一方塊圖，其展示根據本發明之一例示性實施例用以偵測使用者輸入的一配置；
圖2係一方塊圖，其展示根據本發明之一例示性實施例用以偵測使用者輸入的另一配置；
圖3係一流程圖，其展示根據本發明之一例示性實施例用以偵測使用者輸入的一方法；
圖4係一流程圖，其展示根據本發明之一例示性實施例用以分析使用者輸入的一方法；
圖5係根據本發明之一例示性實施例用以偵測使用者輸入的一配置之一電路示意圖；
圖6係圖5之配置中的一組裝置組件之一電路示意圖；
圖7係根據本發明之一例示性實施例用以偵測使用者輸入的一裝置之一截面圖；
圖8係根據本發明之一例示性實施例用以偵測使用者輸入的一裝置之一俯視圖；及
圖9係根據本發明之一例示性實施例用以偵測使用者輸入的另一裝置之一俯視圖。
10．．．主控控制模組
12．．．輸入處理模組
14．．．輸入控制電路
16．．．輸出控制電路
18．．．顯示器控制模組
20．．．使用者介面
22．．．壓電輸入配置
24．．．觸覺輸出配置
26．．．顯示器配置
100．．．用以偵測使用者輸入的配置

Claims (22)

  1. 一種偵測來自一使用者之一力產生輸入以及提供一使用者可自定之觸覺輸出的方法，其包括：在一使用者介面之一輸入配置處接收該輸入，該輸入配置具有至少一個壓電感測器；在該至少一個壓電感測器處回應於該輸入而產生一電信號；處理該電信號以判定該輸入之一存在；記錄該輸入之一力及一時序間隔；回應於接收具有等同於該輸入之經記錄之該力及該時序間隔之一力及一時序之一輸入之未來狀況而接收待產生之一觸覺輸出之一使用者選擇；及在該使用者介面之一輸出配置處回應於一電信號之一處理而產生該觸覺輸出，其中該電信號係被產生以回應於接收具有等同於該輸入之經記錄之該力及該時序間隔之一力及一時序之該輸入。
  2. 如請求項1之方法，其中該處理判定該力之一量值。
  3. 如請求項1之方法，其中該處理包含分析該電信號之一電壓特性。
  4. 如請求項1之方法，其中該處理包含分析該電信號隨時間之一變化。
  5. 如請求項1之方法，其中使用與該輸入配置之任何壓電感測器分離的一壓電致動器產生該觸覺輸出。
  6. 如請求項1之方法，其中使用至少一個壓電感測器產生 該觸覺輸出。
  7. 如請求項1之方法，其中該輸入配置包含複數個映射位置，且該處理判定該複數個映射位置之何者對應於該輸入之一位置。
  8. 如請求項1之方法，其中該觸覺輸出係與一音訊及一視覺輸出之一者一起輸出。
  9. 如請求項1之方法，其中該輸入配置具有四個壓電感測器。
  10. 如請求項1之方法，其中一個壓電感測器包含於該輸入配置中：(i)該使用者介面中提供的每個鍵；及(ii)該使用者介面中提供的每個按鈕。
  11. 一種用以偵測來自一使用者之一力產生輸入以及提供一使用者可自定之觸覺輸出的裝置，其包括：一使用者介面，其包含：一輸入配置，其具有經組態以回應於該輸入而產生一電信號的至少一個壓電感測器，及一輸出配置；及一控制模組，其接收該電信號，該控制模組經組態以：處理該電信號，藉此判定該輸入之存在；記錄該輸入之一力及一時序間隔；以及回應於接收具有等同於該輸入之經記錄之該力及該時序間隔之一力及一時序之一輸入之未來狀況而接收待產生之一觸覺輸出之一使用者選擇，其中該輸出配置經組態以回應於由該控制模組對於一 電信號之一處理而產生該觸覺輸出，其中該電信號係被產生以回應於接收具有等同於該輸入之經記錄之該力及該時序間隔之一力及一時序之該輸入。
  12. 如請求項11之裝置，其中該處理判定該力之一量值。
  13. 如請求項11之裝置，其中該處理包含分析該電信號之一電壓特性。
  14. 如請求項11之裝置，其中該處理包含分析該電信號隨時間之一改變。
  15. 如請求項11之裝置，其中使用與該輸入配置之任何壓電感測器分離的一壓電致動器產生該觸覺輸出。
  16. 如請求項11之裝置，其中由該至少一個壓電感測器產生該觸覺輸出。
  17. 如請求項11之裝置，其中該輸入配置包含複數個映射位置，且該處理判定該複數個映射位置之何者對應於該輸入之一位置。
  18. 如請求項11之裝置，其中該輸出配置經組態以將一音訊輸出及一視覺輸出中之一者與該觸覺輸出一起提供。
  19. 如請求項11之裝置，其中該輸入配置具有四個壓電感測器。
  20. 如請求項11之裝置，其中一個壓電感測器包含於該輸入配置中：(i)該使用者介面中提供的每個鍵；及(ii)該使用者介面中提供的每個按鈕。
  21. 一種用以偵測來自一使用者之一力產生輸入以及提供一使用者可自定之觸覺輸出的裝置，包括： 一使用者介面，其包含具有經組態以回應於該輸入而產生一電信號之至少一個壓電元件的一輸入/輸出配置；及一控制模組，其接收該電信號，該控制模組經組態以：處理該電信號，藉此判定該輸入之存在；記錄該輸入之一力及一時序間隔；以及回應於接收具有等同於該輸入之經記錄之該力及該時序間隔之一力及一時序之一輸入之未來狀況而接收待產生之一觸覺輸出之一使用者選擇，其中該至少一個壓電元件經組態以回應於由該控制模組對於一電信號之一處理而產生該觸覺輸出，其中該電信號係被產生以回應於接收具有等同於該輸入之經記錄之該力及該時序間隔之一力及一時序之該輸入。
  22. 一種控制模組，其經組態以藉由以下動作而偵測來自一使用者的一力產生輸入以及提供一使用者可自定之觸覺輸出：從定位於一使用者介面之一輸入配置的至少一個壓電感測器接收一電信號，該電信號係回應於該輸入而產生；處理該電信號以判定該輸入之存在；記錄該輸入之一力及一時序間隔；回應於接收具有等同於該輸入之經記錄之該力及該時序間隔之一力及一時序之一輸入之未來狀況而接收待產生之一觸覺輸出之一使用者選擇；及 控制該使用者介面之一輸出配置以回應於由該控制模組對於一電信號之一處理而產生該觸覺輸出，其中該電信號係被產生以回應於接收具有等同於該輸入之經記錄之該力及該時序間隔之一力及一時序之該輸入。
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