[发明专利]力敏感输入装置和方法

说明书

公开力敏感输入装置和方法。一种力敏感输入装置可包含按钮、模拟传感器和电路。所述按钮可沿着第一轴线在第一和第二端部位置之间移动且朝向所述第一端部位置偏置。所述模拟传感器可输出作为所述按钮沿着所述第一轴线从所述第一端部位置的移位的函数的模拟信号。所述电路可响应于所述模拟信号产生模拟输入数据和数字输入数据两者。所述模拟输入数据可包含与所述按钮的所述移位单调地相关的值的范围，且所述数字输入数据可包含第一和第二二进制值。

相关申请的交叉参考

本申请要求2019年1月4日提交的第62/788,486号美国临时专利申请的权益，所述美国临时专利申请的整个公开内容以引用的方式并入本文中。本申请还与第8,717,202号和第8,922,399号美国专利相关，所述美国专利的整个公开内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开大体涉及输入装置和方法，且更确切地说涉及力敏感输入装置和方法。

背景技术

在与计算装置介接的过程中使用的一个常见输入装置是数字开关或按钮。数字开关通常包含物理电接触件，其被设计成在开关激活时呈现低电阻，且在开关未激活时呈现断路。此类开关通常具有二进制输出(例如，开或关，高或低)。具有不同行为的许多类型的物理机制可用于数字开关。举例来说，摇臂开关、双态切换开关、触觉开关和滑动开关都是采取离散开值或关值的开关的实例。一些数字开关可通过连接三个或三个以上接触件的某一组合来表示两个以上值(例如，经由多个位置)。然而，所有这些开关具有明显的局限性：仅能够采取离散数目的位置且因此仅能够表示一组有限的可能用户意图。

还可在与计算装置介接的过程中使用模拟传感器来实现沿着连续用户意图的较大粒度。因为模拟传感器通常测量可在用户的控制下连续变化的物理行为或现象，所以其通常具有连续的输出值范围。模拟传感器的一个实例为电位计(即，可变电阻器)，其耦合到由用户操控的滑块或旋钮。用户可调整滑块或旋钮来设定沿着连续值的电位计的电阻，且此电阻可由适当电路测量。例如基于可变电阻器的模拟传感器等先前模拟传感器归因于所使用的测量方法和/或所利用材料所需的松弛时间而具有较差响应时间。先前模拟传感器还提供较差触感或触觉响应，这些较差触感或触觉响应不能向用户反馈传感器的性能或保证输入将是用户预期的输入。

当在输入装置中使用时，传感器必须适配特定应用所需的形状因数。用于与计算装置介接的一个常见形状因数为键开关(keyswitch)(“键(key)”)，其已经在个人计算机键盘、游戏控制器、计算机数值控制(CNC)工业设备(例如，车床、锯子、铣床等)的控制面板和其它计算装置中使用。键通常包含弹性组件(例如，金属线圈弹簧、橡胶按键等)，其在用户不与键交互时使键帽返回到回归状态。对于许多模拟传感器，将用于测量主体物理行为或现象的额外电路并入到标准键的形状因数中是不可行的。举例来说，在利用电位计(如上文所描述)的模拟传感器中，电位计不能适配在标准键的形状因数内。

用作输入装置的游戏控制器常常用于控制电子游戏(例如，计算机游戏)中的角色的移动和/或动作。游戏控制器通常包含若干数字开关或按钮。如上文所描述，此类游戏控制器的数字按钮通常具有二进制输出，其导致角色以恒定速度移动或完全不移动。虽然使用四个数字按钮(例如，向上、向下、向左和向右按钮)来控制角色可产生精确的移动方向，但移动的量值或速度是固定的。一些游戏控制器还包含模拟操纵杆来允许对角色移动和/或动作的较大粒度控制。通常，游戏控制器中的模拟传感器确定操纵杆沿着x轴和y轴两者(同时)从中心位置移位多远。因此，与数字按钮相比，模拟操纵杆能够控制角色在任何方向上(即，360度)以及不同量值处(基于操纵杆从中心位置移动多远)的移动。然而，不同于数字按钮，用户不能够以模拟操纵杆精确地控制角色移动的方向(例如，恰好处于90度)。

发明内容