用户界面系统技术方案

一种用于接收用户输入的用户界面系统，包括：板状物，其限定一表面以及至少部分地限定布置在该表面下方的流体容器；在流体容器内的一定体积的流体；移位装置，其影响流体容器内的流体的体积以使流体容器的至少一部分膨胀和缩回，因而使表面的特定区变形；以及连接至板状物的电传感器，电传感器接收由用户提供的使板状物的表面向内变形的输入并且包括通过电学特性而相互电连接的第一导体和第二导体，该电学特性随着第一导体和第二导体之间距离的变化而变化。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用户界面系统相关申请的交叉引用本申请要求于2009年12月21日提交的美国临时申请第61/288，824号的权益，通过引用并入该临时申请的全部内容。本申请是于2009年7月3日提交的并且名称为“User Interface System andMethod (用户界面系统和方法)”的在先申请第12/497，622号的部分继续申请，通过引用并入该在先申请的全部内容。 附图简述图Ia和图Ib分别是优选实施方式的用户界面系统的俯视图和对依据优选实施方式的按钮阵列的操作进行说明的横截面视图。图2a、图2b和图2c分别是优选实施方式的缩回模式、膨胀模式和用户输入模式的横截面视图。图3是优选实施方式的板状物、流体容器、传感器、处理器和显示器的横截面视图。图4a、图4b和图4c分别是根据侧视图和俯视图的被分成层部分和具有流体出ロ的基底部分的第一种变型的板状物以及被分成层部分和具有流体出ロ的基底部分的第二种变型的板状物的横截面视图。图5a和图5b是板状物、流体容器、传感器和改变凹腔中的现有流体的移位装置(displacement device)的横截面视图，其中凹腔分别处于缩回的容量设置和膨胀的容量设置。图6是将额外的流体移位到凹腔中的第一种实施例的板状物、流体容器、传感器和移位装置的示意图。图7是将额外的流体移置到凹腔中的第二种实施例的板状物、流体容器、传感器和移位装置的示意图。图8a和图8b是将额外的流体移位到凹腔中和移出凹腔的第三种实施例的板状物、流体容器、传感器和移位装置的示意图，其中凹腔分别处于缩回的容量设置和膨胀的容量设置。图9、附图说明图10、图11和图12分别是按钮变形、滑动器变形、滑动器环变形、导向装置变形和指示杆(pointing stick)变形的俯视图和侧视图。图13是电阻式触摸层的示意表示。图14a、图14b和图14c是第一种优选实施方式的变型的不意表不。图15a和图15b是第二种优选实施方式的变型的不意表不。图16a和图16b是具有流体出口层的第二种优选实施方式的变型的不意表不。图17a和图17b是第三种优选实施方式的变型的示意表示。图18a_18c是第四种优选实施方式的变型的不意表不。优选实施方式的描述以下对本专利技术的优选实施方式的描述并非意在将本专利技术限制于这些优选实施方式，而是为了使任何本领域的技术人员能够制造并使用本专利技术。如图I和图2所示，优选实施方式的用户界面系统100包括板状物102，板状物102限定表面115和流体容器127 ;包含在流体容器127内的一定体积的流体112 ;移位装置130，移位装置130改变流体112的体积以使流体容器127的至少一部分膨胀(因而使表面115的特定区113向外变形)；以及传感器140，传感器140接收由用户提供的使表面115向内变形的输入。如图3所示，用户界面系统还可以包括处理器160，处理器160起到检测用户输入和/或评估由电阻式传感器140接收的用户输入的作用。处理器160优选地连接至传感器140，以接收来自电阻式传感器140的信号。处理器160还可以连接至移位装置130，以将信号发送至移位装置130。用户界面系统100还可以包括显示器150，显示器150连接至板状物102并且适合于将图像输出至用户。在该变型中，处理器160还可以连接至显示器150以控制显示器150。传感器140还可以定位于板状物102和显示器150之间，并且可以选择性地包括位于用户界面系统100内的不同位置中的多个传感器部件。然而，可以使用系统100的部件的任何其他合适的布置。如图Ib和图2所示，流体容器127优选为凹腔125，并且移位装置130优选地影响凹腔125内的流体的体积以使凹腔125膨胀和缩回。流体容器127可以选择性地为通道138或为通道138与凹腔125的组合，如图4a所示。流体容器127还可以包括包含有一定体积的流体112的第二凹腔125b，并且移位装 置130还优选地影响第二凹腔125b内的流体的体积以使第二凹腔125b膨胀和缩回，因而使表面115的第二特定区113变形。移位装置130优选地独立于凹腔125而影响第二凹腔125b内的流体112的体积，但是可以可选择地大体上同时地影响凹腔125和第二凹腔125b两者内的流体112的体积。可选择地，用户界面增强系统100可以包括第二移位装置130，第二移位装置130起到影响第二凹腔125b内的流体112的体积的作用，以使第二凹腔125b膨胀和缩回，因而使所述表面的第二特定区113变形。第二凹腔125b优选地类似或等同于凹腔125，但是可以选择性地为任何其他合适的凹腔类型。优选实施方式的用户界面系统100已被具体设计成被用作电子装置的用户界面，更优选地为以自适应用户界面为特征的电子装置中的用户界面。电子装置，其可以或可以不包括显示器，可以是自动控制台、台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、电视、收音机、台式电话、移动电话、PDA、个人导航装置、个人媒体播放器、照相机、手表、遥控器、鼠标、触控板或键盘。然而，用户界面系统100可以被用作以触觉和/或视觉方式与用户对接的任何适合装置的用户界面。如图2所示，用户界面系统100的表面115优选地保持平坦，直到在特定区113的位置处提供触觉引导。用户界面系统100的表面115还可以在用户输入被需要时变形。此时，移位装置130可以增加流体容器127内(或在凹腔125处)的流体的体积以使特定区113向外变形和/或膨胀，优选地形成按钮状形状。凭借按钮状形状，用户将在对被膨胀的特定区进行操纵时具有触觉引导，并且用户将在把力施加到特定区113上以提供输入时具有触觉反馈。电阻式传感器140优选地感应使特定区113向内变形的力，但是可以选择性地感应使沿着表面115的任何其他适合的区向内变形的力。然而，可以使用适用于提供触觉引导和/或检测用户输入的用户界面系统100的任何其他布置。如图3所示，用户界面系统100可以是显示图像的显示器150。如以上描述，所述一定体积的流体112和/或电阻式传感器140优选地与板状物102配合，以无实质阻碍地使图像透过板状物102。可选择地，仅当流体容器127处于特定状态时，例如当流体容器127处于缩回状态或当流体容器处于膨胀状态时，所述一定体积的流体112可以与板状物102配合以无实质阻碍地使图像透过板状物102。因为特定区113的变形起到给用户提供触觉引导的作用，所以当触觉引导存在时用户可以不需要来自图像的视觉提示而操作用户界面。然而，所述一定体积的流体112和板状物102可以配合成以任何其他适合的布置来无实质阻碍地使图像透过板状物102。对图像透过的阻碍可以被定义为在到达用户的过程中产生图像的视觉中断的任何图像操作。阻碍可以包括阻挡图像的很大部分、使图像大体上变暗，和/或使图像基本难以理解地失真。优选地不被认为是对图像透过产生阻碍的图像操作可以包括图像失真的同时允许图像基本在视觉上是可以理解的、大体上均匀地给图像着色和/或大体上均匀地放大图像。在第一种变型中，为了减少图像的失真，所述一定体积的流体112和板状物102优选地配合成允许来自显示器的光线从板状物102以大体上与直接从显示器150的角度相同的角度到达用户的眼睛，使得来自显示器的图像通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2009.12.21 US 61/288,8241.一种用于接收用户输入的用户界面系统，包括 触觉层，其包括板状物，所述板状物限定一表面并且至少部分地限定布置在所述表面下方的流体容器；在所述流体容器内的一定体积的流体；以及移位装置，其影响所述流体容器内的流体的体积以使所述流体容器的至少一部分膨胀和缩回，因而使所述表面的特定区变形；以及 触摸感应层，其实质上布置在所述触觉层下方，所述触摸感应层接收由用户通过所述触觉层提供的使所述触觉层的所述表面变形的输入，所述触摸感应层包括第一层和第二层，所述第一层与所述触觉层的所述表面一起变形并且包括第一导体，所述第二层实质上布置在所述第一层下方，所述第二层包括通过可检测的电学特性而与所述第一导体电连接的第二导体，所述电学特性基于所述第一导体和所述第二导体之间的距离而变化。2.如权利要求I所述的用户界面系统，其中所述电学特性是所述第一导体和所述第二导体之间的电阻。3.如权利要求I所述的用户界面系统，还包括处理器，当所述第一层和所述第二层之间的距离变化并且所述第一导体和所述第二导体之间的所述电学特性变化时，所述处理器检测所述第一导体和所述第二导体之间的所述电学特性并且检测用户输入。4.如权利要求I所述的用户界面系统，其中所述触摸感应层检测由用户提供的使所述表面的变形的特定区向内变形并且使所述第一层朝向所述第二层向内变形的输入。5.如权利要求4所述的用户界面系统，其中所述触摸感应层检测由所述用户输入提供的向内变形的特性，其中由所述用户输入提供的向内变形的特性选自由向内变形的程度、向内变形的速度和向内变形的方向组成的组。6.如权利要求4所述的用户界面，其中所述特定区的向内变形产生与所述第一层的接触。7.如权利要求4所述的用户界面，其中所述特定区的向内变形间接地使所述第一层变形。8.如权利要求7所述的用户界面，其中所述流体实质上在所述流体容器内是静态的并且实质上是不可压缩的，其中所述特定区的向内变形使所述流体容器内的所述流体转移以使所述第一层变形。9.如权利要求I所述的用户界面系统，还包括实质上布置在所述板状物下方的显示器，所述显示器将图像输出至用户。10.如权利要求9所述的用户界面系统，其中所述显示器实质上被布置在所述触摸感应层下方，并且其中所述触摸感应层与所述板状物配合以允许光线无实质阻碍地使图像透过所述板状物。11.如权利要求I所述的用户界面系统，其中所述触摸感应层的所述第一层与所述板状物配合以限定所述流体容器。12.如权利要求11所述的用户界面系统，其中所述第一层构成所述流体容器的底表面。13.如权利要求I所述的用户界面系统，其中所述第一导体包括导体阵列。14.如权利要求13所述的用户界面系统，其中所述导体阵列中的导体相配合以检测所述用户输入的特性，其中所述用户输入的特性选自由向内变形的程度、向内变形的速度和向内变形的方向组成的组。15.一种用于接收用户输入的用户界面系统，包括 板状物，其限定一表面并至少部分地限定布置在所述表面下方的流体容器； 在所述流体容器内的一定体积的流体； 移位装置，其影响所述流体容器内的流体的体积以使所述流体容器的至少一部分膨胀和缩回，因而使所述表面的特定区变形；以及 连接至所述板状物的传感器，所述传感器接收由用户提供的使所述板状物的所述表面向内变形的输入并且包括通过电学特性而相互电连接的第一导体和第二导体，所述电学特性随着所述第一导体和所述第二导体之间距离的变化而变化。16.如权利要求15所述的用户界面系统，其中所述电学特性是所述第一导体和所述第ニ导体之间的电阻。17.如权利要求15所述的用户界面系统，还包括处理器，所述处理器检测在所述第一导体和所述第二检测器之间的电学特性上的变化以检测由用户提供的使所述表面向内变形的输入。18.如权利要求15所述的用户界面，其中所述第一导体被连接至所述板状物的上部分并且所述第二导体被连接至所述板状物的下部分，并且其中由用户提供的用户输入使所述表面向内变形并且通过减小所述板状物的所述上部分和所述板状物的所述下部分之间的距离而使所述第一导体朝向所述第二导体移动。19.如权利要求18所述的用户界面，其中所述板状物实质上是可压缩的，并且所述用户输入使所述板状物压缩以减小所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：克雷格·迈克尔·切希拉，迈卡·B·亚里，纳撒尼尔·马克·萨尔，
申请(专利权)人：泰克图斯科技公司，
类型：发明
国别省市：