CN108027705A - 用于按钮/键和“手指书写”混合型输入的装置和方法以及基于手的低外廓/可变几何形状控制器 - Google Patents

用于按钮/键和“手指书写”混合型输入的装置和方法以及基于手的低外廓/可变几何形状控制器 Download PDF

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Abstract

基于手的“混合”输入(人机界面)的方法和装置允许紧凑、高效，甚至是单手可操作的不依赖于视觉的并利用用户已经具有的技能的符号和字符输入方法。也关于一种新型的动态/形状可变形人机交互方式(方法和装置/控制器)‑‑可变几何形状的基于手的控制器，用于为用户提供按需的(人机工学和)可变化(变形)的界面。以提供更灵活/通用的交互方式，并可能模拟(包括用户体验)各种(基于手的)控制器/装置，从而用户可以无需切换到其他控制器就可以有多种交互方式。

Description

用于按钮/键和“手指书写”混合型输入的装置和方法以及基 于手的低外廓/可变几何形状控制器
相关应用的交叉引用
本申请要求分别于2015年7月13日和2015年8月26日提交的序列号62/191528和62/210413的美国临时专利申请的优先权，其全部公开在此通过引用并入本文
技术领域
本发明涉及基于手的“混合”输入装置(人机界面)，更具体地说是涉及允许利用用户已经具备的技能而不依赖于视觉的紧凑型、单手可操作的符号和字符输入方法的方法和装置。
这里还讨论了一种新型的动态/可变形的人机交互装置(方法和装置/控制器)，更准确地说，涉及可变几何形状的基于手的控制器，用于提供按需的(人机工程的和)可变的接口，以便用户使用手进行交互，从而提供更灵活/多样的交互方式，并可能模拟各种(基于手的)控制器/装置(包括用户体验)，以便用户可以有多种方式交互，而不需要切换到其他控制器。
背景技术
随着计算机和家庭娱乐***/智能电器的发展，***有越来越多的需要要连/上网，因此连接到网站/服务，输入URL，搜索和填写这些***(如游戏机)是很普遍的，但是目前的游戏控制器或许多其他智能电器/智能电视不能提供易于使用/方便的字符/符号输入机制。
在现有技术中已知的是，诸如操纵杆，鼠标，游戏手柄，触摸板，键盘，数据手套，键盘等的基于手的控制器通常与一个或多个被控制的机器一起(并成对)使用。这种控制器通常在控制器的表面上有按钮，触摸板，操纵杆和触觉反馈等控制，而且通常根据用户和机器之间的特定交互方式来布局，例如，频繁使用的控制做得更大，并易于手指够到。
但是，随着VR技术的引入以及与多种装置方便地交互的需求，这种“专用”控制器就显得不够灵活，无法有效/更方便地控制不同的装置。
本发明中提供的一个建议解决方案，通过使用一个独特的可以在多个几何形状/形式之间改变/变换的可(改)变几何形状的用手操控的装置，这些形式中的至少一个种对于手/手指操作(装置/控制器上的控制)是功能性的，从而为用户提供可变的接口，并允许按需/动态改变接口，从而允许更加灵活地操作和集成多个控制器/装置，而不需要物理地改变控制器在用户的手中，并为用户提供独特的体验，同时仍然利用现有控件的操控技能。
这里还讨论了使用触摸敏感区(垫，屏幕)的类似控制杆方式的低外廓(形)控件。(可选地)其可以用在可变几何形状的基于手的控制器中(作为用户与之交互的控件)。
发明内容
定义。如在本说明书和所附权利要求中所使用的，除非上下文另有要求，否则下列术语应具有所指示的含义：
手指书写：通过手指的尖端(如食指，中指或拇指的顶部)触摸/绘制的表面上的图案(或触摸事件/笔画的序列)，基本上是字符，符号或通过使用指尖(或拇指的顶部)在表面上书写的导航(例如，滑动，旋转)“标记”。由此产生的图案形状可以类似于手写，但是手指书写不需要涉及笔或手写笔，并且只需要一个手指来绘制图案形状(也可以意味着绘制这种图案形状的动作)。
“正常/舒适”的手/手指书写的方向(对于一个表面的)：
在控制器的常规/正常握持姿势中，为了能舒适地进行“手指书写”，通常被手指(或拇指)所书写的表面需要至少部分地朝向用户，例如(但不限于)朝上或者朝向侧面但不“背离”使用者的方向上(例如，在被认为部分面向用户的180度范围内。)这样的方向允许手指(或拇指)在相对舒适的位置“写”在表面上(时)具有一定的准确度。(当使用食指或中指时，这个“正常/舒适的”手/手指书写位置的相应的手位置是手掌向下，或者面向不被认为是面向用户本人的侧面方向，而对于拇指书写在一些情况下手的位置是手掌部分地向上或部分朝向使用者，而不是很期望背离使用者的方向)。
普通/标准(游戏控制器)操作手势/(手/手指的姿势)：
用于与计算机***/游戏控制台交互的用户的游戏控制器/手柄通常具有多个控制轴，例如操纵杆和按钮/键和/或触摸区域，
控件(按钮，操纵杆，触摸板)的“布局”通常允许多个控件被不同的手指同时操纵/操作，并且用户具有“正常的”握持姿势/姿势(例如，用拇指游戏杆/键盘)被认为是玩游戏的“标准”或“正常”(按设计)姿势/姿势。本发明中的新的触摸板手指书写输入方法也基于这种标准/正常手势(手/手指的姿势)，并且允许索引/中指在没有(显着/基本上)中断其他手指的操作的情况下进行文本输入。
手/手指操作的控件：指尺寸适合于手/手指操作(例如但不限于按钮，键，操纵杆(特别是游戏手柄样))，触摸敏感区(诸如但不限于触摸板/触摸屏等等)的控件。
手/手指控制表面：
一个控制器的一个表面上有一个或多个手/手指操作的控件，用于用户交互。
部分(齿)齿轮一齿轮(包括伞齿轮)或只有一部分整个圆弧的一对齿轮有齿，另一部分是光滑的(而不是驱动配对/啮合齿轮的运动)或不存在。
在第一个允许从多个手指提供输入的手持或可穿戴交互装置/控制器方便(并且甚至可能是单手)地进行字符/符号输入(到例如但不限于计算机***/宿主机，但不限于游戏主机/电视/机顶盒/音频装置/控制器连接或控制的***/装置中)而不需要(用户)视觉或声音的帮助的方法的实施例中，包括：
为用户提供紧凑/有限的尺寸(例如但不限于：邮票/***大小或着足以容纳使用手指书写方法“写/绘制”一个字符/符号的大小，并最好不要太大-比超过允许绘制2个这样的字符/符号的区域大小)触摸敏感的手段/装置(例如但不限于触摸板，触摸屏和等等)，其位于所述手持式/可穿戴装置的表面上或联接至所述手持式/可穿戴装置，在一个具有“正常/舒适”的手/手指书写的方向的(人体工学)的表面的位置处，并且可以容易地被用户在一个“正常/舒适”的手/手指书写姿势中被用户的指尖所触及/够到；(触敏区域的大小不小于6mm×6mm，可能不需要大于正常手指书写字符/符号的大小)；期望的所述触摸区域可以具有边界/(触觉)提示来表明用于手指书写输入的有效触摸敏感区域，可以是例如但不限于：表面上的突起/凹陷或凸起/凹陷区域，边缘，凸起等等，也可以是比周围区域具有不同触感/纹理的表面(材料)，使用户可以仅仅依靠手指就能区分区域而不需要视觉(确认或帮助/定位))；
在触敏区域感测用户的“触摸信息”(“手指书写”)，例如但不限于触摸位置/坐标，事件，图案，力/大小(如果垫可提供的)等等，
将从传感器收集的信息/数据发送至手持/移动/可穿戴装置/控制器上或所连接的(主机)计算机***上的手指书写识别模块；
从所收集的所述数据/信息识别“手指书写”；
并且期望识别结果可以与来自用户的其他输入(如果有的话)，诸如用户持有/按下的按键/按钮或用户正在做出的姿势(同时用户执行手指书写)相结合以形成输出的字符/符号或命令；例如，如果用户在执行手指书写输入时按下(保持)所述控制器上的额外的键(例如那些可被定义为诸如“shift”或“Fn”键之类的功能键)，则输出的结果将与用户在键盘上键入，并按下(保持)键盘上相应的功能键(如shift或Fn键)的结果相一致。
将识别结果(例如字符/符号或命令)输出到下游***/接口(例如但不限于文本或键盘接收接口，或诸如文本/URL/搜索的GUI元件输入框，IME(输入法编辑器)窗口等。)。
在相关的实施例中，来自所述触摸板/区域的数据/事件/信息可能以“实时或接近实时”的方式被传输到所述手指书写识别模块，例如但不限于以关于当前触摸点和时间戳的位置/坐标的事件/信息“包”，或者当前(连续)曲线的“段”，或者当触摸***确定整个字符已被输入的那个相应的图案。
在相关实施例中，(可选地)用户可以被(视觉或听觉)提示识别的候选项，或自动完成；
在一个相关的实施例中，该方法还进一步包括合并来自由用于手写输入以外的其它手指可操作的按钮/按键/触敏区域的信息，使得用户可以使用按键组合(连同手写)进行复杂和方便的输入，这些按键/按钮可以提供诸如Caps，Shift，Control，Fn，符号，空格，返回等非“可见”字符/功能键的效能，或者允许用户从候选项/自动完成中进行快速选择。
在相关的实施例中，期望的是将用户在执行手指书写输入的同时把(来自同一只手或另一只手的)其他按键/按钮按下事件或手势(诸如但不限于其他手指的按下事件或手势)相结合以确定输出字符/符号或方向/命令；例如，如果用户在执行手指书写输入的时候按下(保持)Fn键或上档(Shift)键(通过同一手上的手指或另一只手，如果该情况适用的话(例如，在双手都有控制器的情况下))，则输出的结果将与用户在键盘上键入，并按下(保持)键盘上相应的功能键(如shift或Fn键)的结果相一致。
在相关的实施例中，输出字符/符号可以处于与键盘界面相似或模拟的界面中；
在方法的另一个实施方式中，允许从一个或一对(当“控制器中是用于双手的一对时)允许多个手指在不干扰现有功能/手指操作/游戏操作(例如用拇指操作操纵杆的能力以及其他按钮)的情况下进行方便的(并且甚至是单手的)字符输入，同时提供对其连接到的计算机***的输入(例如但不限于游戏控制器)的手持或者可穿戴的交互装置/控制器，包括：
为用户提供紧凑/有限的尺寸(例如但不限于：邮票/***大小或着足以容纳使用手指书写方法“写/绘制”一个字符/符号的大小，并最好不要太大-比超过允许写2个这样的字符/符号的区域大小以致不符合人体工学设计)触摸敏感的手段/装置(例如但不限于触摸板，触摸屏和等等)，其位于所述手持式/可穿戴装置的表面上或联接至所述手持式/可穿戴装置，并且该触摸区域具有一个表面方向适合“正常/舒适”的手/手指书写姿势，并位于用户在一个“正常/舒适”的手/手指书写姿势中可被用户的指尖所“方便触及/够到”的位置。
所述触摸区域的该“方便触及/够到”位置是在所述输入装置(例如但不限于游戏控制器)之(表面)上或者与其相联接，可以被食指或中指够得到并进行“手指书写”并同时保持操作输入装置/控制器(例如游戏控制器)上的其他控件/按钮的正常姿势-换句话说，触摸区域的位置是在当用户保持正常操作姿势进行正常的输入/操纵并且不是在用输入字符时，食指和中指可容易触及的范围内--可能的位置(或：触摸表面的最远点的)在(正常握姿下)以食指的根关节(或食指连接到手掌的位置)为中心，半径是食指的长度的球体内。
通过控制器上的识别模块执行“手指书写”识别，或者将手指书写输入的信息/数据/事件从控制器传送到所连接的(宿主)计算机***，例如但不限于PC，平板电脑，智能电视或游戏机并且在那里执行识别)，期望这样的识别可以考虑(如果有的话)由其他手指同时输入或者由控制器/输入***检测到的手势来形成最终输出结果(例如，如果用户按下Ctrl或Fn键，输出结果就像用户按住这些键并在键盘上输入)；
将识别结果(例如字符/符号或命令)输出到下游***/接口(诸如但不限于文本或键盘接收接口，或诸如文本/URL/搜索的GUI元件输入框，IME(输入法编辑器)窗口等。
在一个相关的(可选的)用户可以提示(视觉或听觉)候选项输入的识别，或自动完成；
在相关的实施例中，所述触摸区域垫可以是模块化的并且可以从控制器添加/移除。
在相关的实施例中，所述触摸区域垫可以是“可收拢的”/“可折叠的”或者可以被移动，使得当用户不需要手指书写输入时，触摸区域/垫可以被“折叠/折叠”或从“操作位置”移除以防止障碍/妨碍手指正常操作(例如游戏手柄按钮/游戏杆)。
在(方法的)另一个实施例中，允许从手持或可佩戴指点装置/控制器(例如但不限于鼠标或3D鼠标)方便(甚至以单手)字符输入，提供位置/移动输入的3D控制器到它连接的计算机***)而不干扰现有的功能/操作/导航包括：
为用户提供紧凑/有限的尺寸(例如但不限于：邮票大小，足够大以使用手指书写方法来“画”改写一个字符，并且理想地不能太大，例如允许超过2个字符在人体工程学位置的控制器上难以布置/端口)在所述表面上或在所述表面上连接的触敏装置(例如但不限于触摸板，触摸屏等)手持式/可穿戴式指示装置和触摸区域具有面向“正常”的手面/手指书写的方向，并且在“方便到达”的位置处，用户的指尖可以在“正常”位置；
触摸区域/装置的这种“方便可到达”的位置在(表面)上或者与所述输入装置(例如但不限于鼠标，3D鼠标，3D控制器)连接，所述输入装置可以通过食指或中指并在保持正常操作的同时执行“手指书写”手势操作装置；例如，触摸区域可以位于鼠标的“左”或“中”按钮上，也可以位于“中键”位置或更上方的区域，以便左撇子也可以操作这种触摸板/区域容易；
进行“手指书写”识别(通过控制器上的识别模块或将手指书写输入的信息/数据/事件从控制器发送到所连接的(主机)计算机***)，期望这样的识别可以考虑(如果有的话))通过其他手指同时输入-例如从控制器上的其他键(例如但不限于鼠标/3D鼠标或3D控制器的另外的键/功能键)上的按键/按钮按压，其可以由用户的另一个手指在(例如，用户按住Ctrl或Fn键，输出结果就像用户按住这些键并在键盘上输入)；或者由控制器/输入***检测到的手势形成最终输出结果；
将识别结果(例如字符/符号或命令)输出到下游***/接口(诸如但不限于文本或键盘接收接口，或诸如文本/URL/搜索的GU工元件输入框，FE(输入法编辑器)窗口等。
在可变几何形状的基于手的控制装置的第一实施例中，该装置包括：
至少两个可以相互旋转/移动/移动的铰接或触摸构件，并且至少一个构件可以适合用户的手/手指的操作范围(例如但不限于：尺寸适合用户的手掌)和装置上的一个或多个受控制的致动器/动力驱动机构，并且可操作地连接/联接到至少一个(或2个)构件，其能够旋转/移动/移位至少一个“主动/可移动”构件，形式/形状从用于形式/形状控制的控制器转换为其他的后续控制(其可以或者与适当的用户界面协调，或者由适当的用户界面进行协调，或者可以处理请求，从而当前形式的装置是与当前(预期的)用户界面一致，用于适当的交互要求/偏好，对于需要来自用户的交互/输入的不同应用/软件可以是不同的)；
至少有一个“手/手指控制表面”(其上具有手/手指操作的控制装置)位于所述“主动/活动”构件中的至少一个上，该主动/活动构件与驱动机构可操作地连接，可以移动/旋转/移位(相对于其他成员)。
在所述基于手的控制装置的几何形状/形状中的至少一个中，允许用户使用手/手指来操作“用于手/手指控制的表面”上的控制，例如但不限于：执行机器的控制连接到装置，执行输入/交互，例如但不限于触摸输入，按下按键/按钮，操纵操纵杆等。；
在所述基于手的控制装置的至少一个另外的几何形状/形状中，允许用户执行与前一个不同的方式的基于手的操作，例如但不限于使用手势输入(没有任何按钮或触摸输入)，或者至少使用一组与之前不完全相同的控件(这意味着这种形式的手动操作控件可以是前一个控件的一个子集或超集，或者它可以包括不同的控制/输入手段)；
因此，通过切换/改变成不同的几何形状/形状，该装置允许用户以不同的方式/形式执行与计算机实现的***(期望/要求用户交互)的控制/交互，而不需要改变到另一个控制器，并且也可能能够模拟不同类型控制的物理体验。
在相关的实施例中，该装置也是：
1)包括具有用于手/手指控制的表面的至少两个构件，并且所述构件中的至少一个可以通过所述致动器/驱动机构(相对于其他构件)移动/旋转/移位，
或2)由至少3个(可移动)构件构成，所述至少3个(可移动)构件能够相互移动/旋转，并且在由所述致动器/驱动机构驱动的可移动部分上存在用于手/手指控制的至少一个表面。
在进一步的相关实施例中，期望可以根据当前交互的要求动态地或“按需”地执行形式/形状的这种改变(例如但不限于：当从一个控制器改变到另一个控制器时，为不同的装置模拟不同的控制器等)。
在一个相关的实施例中，该装置包括至少3个(可移动)构件，这些构件可以相互移动/旋转，构件可以以不同的时间顺序移动，并且不总是同时移动。
在进一步相关的实施例中，构件的所述移动具有用于构件的移动或变换(构件在一系列移动的不同时间/相位处移动的至少2个时机/阶段(或步骤)的移动序列，类似于所描绘的在图3a)中；
在进一步相关的实施例中，通过使用传动系(例如但不限于轴)的公共致动器(例如但不限于伺服)来驱动所述序列中的至少2个不同的时机/步骤/阶段/操作/(齿)齿轮等传动***)，能够以不同的时间/相位(例如但不限于：旋转角度，行进距离等)将致动器输出转换成不同构件的运动(在不同的时间)示例但不限于图1d和图3中所示的传动系***)。
在相关实施例中，期望用于手/手指控制的至少2个表面可以彼此成一定角度地形成，并且手/手指同时到达，使得用户可以使用不同的手指/拇指来操作不同的控件这些表面在同一时间。
在相关实施例中，希望(至少)这些形式之一是低轮廓/非阻塞/最小干扰形式(例如但不限于图1(c)中所示的形式)以允许用户为了其他目的/操作(例如但不限于手势输入，按下其他按钮或者操作其他装置而不需要从手上移除/释放该装置)来使用手/手指，并且至少一种形式/形状是“功能”形式可以方便地操作“手/手指控制表面”上的控件。
在相关的实施例中，该机构可以渲染(至少)两个平面(一个用于拇指/操纵杆)和一个用于索引/其他手指从折叠位置改变(例如旋转，如90度)到展开位置，两架飞机互锁形成一个稳定的控制器。
在一个相关的实施例中，可移动构件的至少一个折叠轴线(除了拇指以外)与用户手指的平均折叠轴线(矢量)的至少一个基本平行。
在一个相关的实施例中，可以有一个控制器在用户的另一只手的表面上具有可用手指/手动操作的控制器，该控制器可以与该可变几何形状的手控制装置一起使用以形成完整的控制器；
在进一步相关的实施例中，当可变几何形状的基于手的控制装置处于(某些)稳定形式时，希望该2个控制器可以被附接/耦合在一起，该稳定形式例如但不限于当其被扩展到“全握”模式，以便例如用户可以将双手连接/耦合的控制器用作”单件“，可能(但不限于)像标准游戏手柄。
在另一个相关的实施例中，除了使用可变几何形状的手控制装置之外的手中的“辅助”控制器，控制器表面上的手指可操作的控件和“布局”类似于游戏垫的“次侧”(通常是“左侧”)可能取决于用户是右手还是左手(在这种情况下，它是游戏手柄的右侧，而可变几何手形控制装置形成一个完整的控制器在用户的左手边)；
在一个实施例中，除了正常的控制杆/操纵杆部件之外，还希望具有至少一个驱动机构(例如但不限于连接到形状/形式控制***的致动器)的控制杆或操纵杆，并且至少(例如但不限于诸如触摸板/屏幕，按钮，旋钮等的触摸敏感区域)的一个或多个铰接/触摸的“主动/可移动”构件，其具有手/手指可操作的控件可被所述驱动机构驱动以移动/旋转(例如但不限于“向上旋转”或“弹出”)到用户的手指/手可容易地到达的位置/位置，期望地根据需要或动态地跟随控制形状/形式控制***，使得用户可以在操纵杆上的控制/操纵杆和/或“原始”控件时同时操作所述“主动/活动”构件上的控件。
在相关的实施例中，“主动/可移动”构件上的控件包括操作地连接到触摸和手指/手写识别***的触摸板或触摸屏，使得用户可以使用触摸板/屏幕来执行文本输入手指/手写识别***，同时操作控制/操纵杆以及其他控件。
在一个实施例中，期望具有至少一个驱动机构(例如但不限于连接到形状/形式控制***的致动器)的游戏控制器(诸如游戏手柄或Wii微控制器)或远程控制器到正常的控制杆/操纵杆组件，以及至少一个铰接/触摸在其上具有手/手指可操作控制的(例如但不限于触摸敏感区域，诸如触摸板/屏幕，按钮，旋钮等)的“主动/可移动”所述驱动机构可移动/旋转(例如但不限于“向上旋转”或“弹出”)至用户的手指/手可容易地到达的位置/位置，理想地根据需要或动态地跟随形状的控制/控制***，使得用户可以在操纵游戏控制器/遥控器和在所述游戏控制器/遥控器上的“原始”控制时同时操作所述“主动/可移动”部件上的控制。
在相关的实施例中，“主动/可移动”构件上的控件包括操作地连接到触摸和手指/手写识别***的触摸板或触摸屏，使得用户可以使用触摸板/屏幕来执行文本输入手指/手写识别***，同时操作游戏控制器/遥控器以及其他控制器。
在可变几何形状的手控制的相关实施例中，希望该装置是可佩戴的(或：可以容纳使用者的手和/或手臂并一起移动)，例如但不限于手套/半手套的形状或具有带(例如图1中的构件112上)，以便可以将其固定到用户的手/手掌/手腕/手臂(被认为是佩戴装置的身体的肢体/部分并且可以执行控制)，或者具有用于附着到/与手套/可穿戴装置连接，并用手或手臂一起移动。
在能够模拟多个控制器/手持装置/工具的用户体验(包括触觉)的可变几何形状的基于手的控制的一个实施例中，该装置可以在模拟大小的多个(稳定的)几何形状之间改变/(至少在一些形式中)，相对于手的控制位置(类似于正被模拟的原始工具/装置的位置)(例如(但不限于))：至少移动一个驱动机构(例如但不限于伺服机构的旋转或移动)驱动至少一个构件以移动/旋转/移位，使得装置的几何形状从低轮廓“存储”变化到最小形式，以模拟诸如匕首之类的小处理器(细手柄)的形式(具有稍大的轮廓，这可以以例如但不限于以下方式来完成)：在图1中，控制伺服器105旋转一小的程度比如15或20度在这种情况下完全扩大了60度)，钓竿，高尔夫球杆；或者装置的几何形状可以被控制以变成中等“抓地力”的形式(甚至更大的轮廓，这可以以类似的方式进行，例如但不限于：在图1中，将伺服机构105控制为旋转一个“中等”或“中等”的程度，如30度或40度，与完全展开的60度相比)，完全握紧(完全展开，例如像游戏手柄的抓地力)。在一个相关的实施例中，也可以将该构件驱动到一个或多个“超越”形式(大于“完全”抓握)，其可以例如但不限于：稍微改变图中的“传动系”使得负责驱动另一个构件115的齿轮或齿轮(例如125)齿轮可以通过(附加的)装置选择性地分离(和重新啮合)，例如但不限于类似离合器由形状/形状控制***或使用者控制的装置/机构，使得构件115可根据“形式”要求选择性地旋转(不保持静止)在125度分离且115不旋转的情况下，控制***控制伺服机构105比在此情况下的完全膨胀度60度旋转更大程度(例如90或120-150度)，使得构件(在这种情况下113)可以与手掌(或与手掌保持在一起的部件112)形成120-170度的角度，这将形成支撑用户手掌的形状/形式(当用户手掌面朝下)的鼠标，同时允许用户以类似于单击鼠标按钮的方式在成员113上单击诸如116的控件；可选地，理想的是，构件115也可以旋转到比90度的“完全抓握”更大的角度，例如但不限于大约120-150度，使得用户也可以使用拇指来操作一些控件成员115，其增强“鼠标”形式的功能；
在进一步的相关实施例中，还包括至少一个光学位置***或运动检测器或类似的运动/位置跟踪装置，例如但不限于摄像头或类似摄像头的光学图案检测装置，比如光学/激光鼠标从而使得用户手在表面上的移动可以在不需要外部传感器的情况下被跟踪/检测；所述运动/位置跟踪装置理想情况是在手的“手掌”侧，但不限于在构件112或113之上或靠近它们(以伸出够到的形式)；
B)(涉及)低轮廓可调节操纵杆(装置和相关方法)。
另一种用于可变几何控制器来模拟操纵杆的物理用户体验的方法包括：使用触敏区域(诸如但不限于触摸(触摸屏))与(主)触摸区域顶部的弹性膜一起使用，使得当控制不居中时，用户可以感觉到来自他们的手指的力，并且力的方向和适应性(通过触觉)指示从中心“漂移”或“距离”。
在模拟操纵杆装置的一个相关实施例中，该模拟操纵杆装置包括：触摸区域(垫，屏幕)输入，可以添加在触摸区域顶部的薄弹性膜(例如但不限于通过附接/耦合)并且可选地弹性膜在控制/触摸区域的中心处或附近具有突起/按钮/旋钮，或者诸如在面向用户的表面上的触觉标记/图案或某种形式的触觉图案，以使得用户可以当手指触摸不同的区域时(这有助于他/她使用触觉来定位或找到控制的中心而不必看它)；因此，当用户按压弹性膜(通过手指或通过按压中央按钮/旋钮(如果可用的话))，相应的薄膜的一小部分又接触触摸敏感区域，并且触摸敏感区域(例如但不限于触摸板，触摸屏)可检测到“触摸点”y坐标，可以转换成操纵杆x，y通过将触摸点的x，y坐标与操纵杆中心位置(操纵杆的中心位置)的投影在触摸板坐标中进行比较来输入-这可以例如但不限于：通过减去“触摸点”x，y与“操纵杆中心投影点”x，y坐标进行坐标，并可能执行附加操作缩放/方向/方向校正等，使得操纵杆可以以比触摸板稍高的低轮廓方式进行模拟。
在一个相关的实施例中，还期望特氟龙或其它具有阻力减小涂层的涂层可以应用于面向触摸区域表面的膜的另一侧，使得易于在触摸区域周围移动(拖曳)(例如触摸垫/屏幕)用用户的手指按下弹性膜或按下中央按钮/旋钮。
因此，当用户操作这个输入时，阻力将反映它离中心的距离有多远，当用户释放它时，它可以自动居中。
在相关装置(如图2所示)的一个实施例中，弹性膜(例如但不限于橡胶)可以放置在框架中，这种膜可以具有对接/联接机构(诸如但不限于诸如螺钉，唇等的机械联接装置或诸如磁体的磁性联接机构或诸如胶片的框架上的粘性表面(热敏胶等)的其他方法)(在触摸敏感区域上/周围的对应的对应物)，其将(在控制器的)触摸敏感区域(诸如垫/触摸屏)的顶部上(并覆盖至少一部分)的膜固定/配置文件)游戏杆，同时也可以在必要时移除，以便用户可以直接操作触摸敏感区；
在一个相关的实施例中，可以将按钮/突起/按钮(其形状和尺寸可以类似于触摸用户的姜/拇指的游戏板操纵杆的标题部分的形状和尺寸)放置在所述弹性膜使其感觉像手指操纵杆并且可以以类似的方式操作。
在一个相关的实施例中，可以有可更换的薄膜(或与框架一起)具有不同的薄膜弹性，使得用户可以将该控制定制/调整到舒适/期望的水平；在相关的实施例中，垫的触感区域(或大小)也可以被(软件)调整(例如但不限于当从触摸板x，y坐标转换为游戏杆x，y时调整“比例”如上所述输入)，以适应用户的不同需求，一般而言，较大的区域允许更精确的移动/瞄准，而较小的区域允许更灵活/快速的移动/转动输入。
在相关的实施例中，可以有不同的方法来固定所述薄膜，并将其固定到触摸敏感区域，例如但不限于放置在平面上(如图1a所示)，并且其希望能够在不同“风格”的胶片例如在其上具有不同的触觉图案)或使用“折叠”类似结构，如图2(b)所示，
值得注意的是，尽管在某些图中显示的电影和触摸区域具有相似的形状和大小，但在实现中它们不必是相同(或非常相似)的形状，例如但不限于：形状电影可以是圆形的，并且触摸敏感区域(诸如平板或触摸屏)的形状可以是方形/矩形(可能具有圆形边缘)，并且通常触摸敏感区域的大小大致相同或大于的电影。电影可能只覆盖触摸敏感区域的一部分(尤其是在触摸屏的情况下，其中仅“屏幕”的一部分被“分配”用于“输入模拟操纵杆”的目的)。可以有不同类型的耦合来固定胶片(除了图2中所示的以外，例如可以使用圆形到矩形“适应”框架来将圆形胶片固定到矩形触摸敏感区域(使用诸如但不限于机械，附接/粘合剂(热敏粘合剂)，磁性(使用磁体)等的耦合装置。
如上所述，这种低调控制杆控制器可以结合使用或者作为控制装置用在可变几何形状的手控制装置中。
在可变几何形状的基于手的控制(诸如但不限于图1所示的那些)的相关实施例中，用于手/手指控制的至少一个表面上使用的控制(例如但不限于图1中的110)是如上所述的低调控制杆控制器。
附图说明
参考附图参考以下详细描述，将更容易理解本发明的前述特征，在附图中：
图1示出了一种可与手持式可穿戴装置(未示出)结合的可变几何控制器。(b)中的116可以由用户的手的手指(例如但不限于食指)操作的“用于手/手指控制的表面”113，并且它具有多个(示出2个)铰接构件112和115，它们可以(相对)分别沿轴线101和103旋转。112可以附接到可佩戴的装置/背带并放置在使用者的手掌中，并且可以是沿着用户的手(102)的“手帕折痕”或“折叠接缝”的大体/平均方向弯曲的形式，允许用户的手的上部和下部折叠/相对旋转。
115是具有诸如触摸板/操纵杆110和其上的按钮111之类的控制的第二个“用于手/手指控制的表面”，并且可以在如(b)所示的操作/功能位置/配置与低轮廓/非轮廓(a)或(c)中的阻断位置。(a)或(b)的操作形式/配置之间可以像在(c)中那样在低轮廓/非阻挡位置/形状/形式之间旋转。这些变化可以由图中所示的致动器/驱动机构例如105(伺服)和相关的传动系(例如但不限于轴和传动***，例如部分(齿)齿轮)来驱动。
图1(c)示出形成低姿态，非阻挡形状的控制的“折叠/折叠”形式/形状，其允许用户使用手/手指执行其他操作/输入，例如使用手势或按下按钮/其他装置的触摸板。
图1(d)示出了驱动机构(例如伺服机构)105通过固定在构件112上的轴承122驱动(传动)轴121，轴绕轴101旋转并且驱动部分(齿)引起构件113的齿轮(对/火车)123，该构件113固定到105以相对于112旋转(其通常没有相对于用户的手掌的相对运动)。类似地，(在113的旋转的不同时间/相位处，113以足够的角度(例如但不限于大于75度，以允许另一个构件115从112向上旋转)“打开”)时，部分(齿)锥齿轮对125通过固定在113上的轴承127驱动轴126，并使其沿轴线103旋转并且通过固定在构件115上的支撑结构(例如但不限于128)使其旋转和下)，并在折叠形式和扩展形式之间切换，用户的拇指可以舒适地操作，如图1(b)所示。值得注意的是，部分(齿)齿轮(一些部分具有齿和一些部分是光滑的并且不是“驱动”副齿轮，例如但不限于图3(b)中所示的那些)它允许112和115在105转弯的不同时间/相位转动，并且通常不会同时被启动(当可能重叠时)。
图2示出了可以通过在触摸区域201的顶部添加弹性膜来形成低轮廓类型的操纵杆的控制，并且可以使用胶片的框架(以及205和202中的相关耦合装置)来固定膜在触摸区域之上并且期望可移除/可交换。
图2(a)示出弹性膜203和203’的不同“风格”(例如那些具有203’所示的不同的触觉图案的那些)，或者一些膜具有像操纵杆的顶部/头部那样的中央按钮/旋钮204)可以放置在框架205或205’中。图2(b)示出了固定薄膜的旋转/折叠方式。
图3示出了控制器(例如用于智能电视/智能电器的遥控器)301，其具有用于手指书写输入的触摸表面/区域，诸如可用于食指和拇指的左上区域(示为303)可以通过索引或中指或拇指来达到手写输入的字符/符号。
也可以有可以定义的(可选的)侧按钮302(诸如功能键，诸如但不限于Ctrl，shift，alt，Fn)并由其他手指使用。
图4示出了鼠标(或者2D或者3D位置/运动装置)401可以具有用于手指书写输入的触摸表面/区域，诸如在左边按钮(示为403A)上，或者在中间部分示出为403B“上”(或到中间按钮/滚轮402的上侧)，可以通过索引或中指达到用于字符/符号的手写输入。
也可以有可以定义的(可选的)侧按钮405(诸如但不限于Ctrl，shift，alt，Fn等功能键)。
图5示出了可穿戴式控制器(比如像手套一样的游戏控制器)可以具有(可折叠/模块化)控制以及在2个平面上的用于“手指书写输入”的触摸区域(一个用于食指写入输入，一个用于拇指操纵杆像输入)(1)是用于手指书写输入的食指的触摸区域，(2)是用于拇指控制的触摸区域或操纵杆/按钮(一个或多个)方向，就像一个普通的游戏手柄/控制器。(1)和(2)在不使用时可以是可折叠/可折叠的，使得它们不会妨碍/妨碍手/手指执行其他活动/手势。
图6示出了典型的游戏控制器601，其可具有一个或多个可由拇指操作的操纵杆602，并可具有用于定向输入的触摸板区域605。它也可以具有用于诸如在左上区域(如603B所示)的手指书写输入的触摸表面/区域，或者可以如603A所示弹出，折叠或“附加”(模块化)类型，可以通过索引或中指达到字符/符号的手写输入。
也可以有(可选)侧面的按钮，可以定义(如功能键，但不限于Ctrl，Shift，Alt，Fn)。
图7示出了包括位置跟踪/运动感测的单手型游戏控制器701，其也可以具有用于手指/拇指书写输入的触摸表面/区域(例如touch pad触摸板)702，或者类似于图6，它可以也可以弹出，可折叠或“附加”(模块化)类型的触摸板，以及可选的侧面按钮(例如功能键，例如但不限于Ctrl，Shift，Alt，Fn)。
图8示出了可以使得两个控制表面(图8(b)和图1.(d))中的部分(齿)齿轮的不同定时/相位(例如图8在伺服轴转动的过程中，在不同的时间，可变几何控制器(在图l中的两个不同的构件113和115上)旋转(和停止)：(a)的上部示出了垂直维度Rot1是图1(d)的构件113上的控制的第一表面的旋转。当它从初始位置(它足够宽以允许115展开)达到接近90度时，它将(113)首先转动。在(a)的下部中，纵向尺寸Rot2表示图1(d)的构件115上的控制的第2面的旋转。115开始向上旋转90度，而115开始后113停止旋转。由于伺服转向角度和传动比可以改变，伺服的定时和转向角度是示例性的。在图3(b)所示的齿轮中，伺服轴上的“主动/主动”齿轮(或伞齿轮)是“被动”齿轮的直径的1.5倍，并且每个都是具有大约60度(其他区域是光滑的或不存在的)表示为Ang1和Ang3，两个齿轮之间的相位差允许它们在不同的时刻驱动不同的部件(有效载荷)，例如113和115，并且齿轮比允许它转换伺服转向角(在这里每个相位在60度左右)到负载(113和115)各自约90度(显示为Ang2)的所需转向角度。
在一个相关的实施例中，传动系可以具有类似于离合器的接合/分离机构到一个或多个部分(齿)齿轮，从而可以(动态地)调整构件的正时或运动。
也有可能(在一些实施例中)，“主动/移动”构件(诸如113，115)可以被允许以不同的相位/时间旋转，并且可能从原始(“折叠”)位置超过90度(一些形式可能需要稍微改变传动系，例如但不限于：向一个或多个部分(齿)齿轮添加类似离合器的按需接合/分离机构)，这可能会(但不限于)用于形成模拟“鼠标”操作的形状，其中113可以旋转到(例如但不限于)大约150度，从而装置的整体形状(和支撑件)的感觉类似于鼠标的索引和其他手指，而115可以被选择性地折叠或旋转到从折叠位置大约120-150度的“扩展”位置(例如但不限于)，使得拇指可以在装置的“鼠标状”配置/形式中容易地够得着控制。
具体实施方式
在用于与计算机***(例如但不限于游戏控制器)交互的用户的装置(控制器)的实施例中，所述计算机***包括：
在布局中控制器的表面上的诸如操纵杆和按钮/键和/或触摸区域之类的多个“轴”控制器通常允许多个控制器被不同的手指同时操纵/操作，这些手指针对特定的(特定的)保持姿势/手势(例如，在操纵杆上的两只手，用操纵杆/键盘上的拇指)，这个手柄考虑了该控制器的“标准/正常”(按设计)手势(手/手指姿势)。
位于所述手持式/可佩戴式装置的表面上或与所述手持式/可佩戴式装置铰接的触摸敏感区域(例如但不限于触摸板，触摸屏)，当用户的手/其他手指进入时，可以方便地通过食指或中指对应的“正常/标准”(游戏控制器)操作手势/(手/手指的姿势)-诸如拇指“在控制器上”(例如操纵杆)-并且允许手指(食指或中指)做手指写在一个用于在触敏区域上的手写输入的“正常的”手/手指书写位置；
所述“正常”的手指书写位置的一个示例(但不限于此)可以为：当用户持有正常/标准操作姿势为正常时，触摸区域的位置是在当用户保持正常操作姿势进行正常的输入/操纵并且不是在用输入字符时，食指和中指可容易触及的范围内可能的位置(或：触摸表面的最远点的)在(正常握姿下)以食指的根关节(或食指连接到手掌的位置)为中心，半径是食指的长度的球体内。触摸板/区域的“平面”也可以例如与拇指控制器(例如操纵杆)的平面成一定角度地布置，或者在模块化设计中，当需要时可以添加一个方便的位置/不需要时，或在一个可折叠/可移动的设计，它可以“伸出/弹出”/展开/释放到一个方便的位置，允许舒适的手指书写输入；
在控制器上或在连接的(主机)计算机***上(例如但不限于PC，平板电脑，智能电视)的“手指书写”识别模块(其可以是例如但不限于与现有的手写模块相同)或游戏机)；
因此，所述“手指书写”识别模块处理来自所述触敏区域的触摸/手指书写事件/数据(并且期望地也考虑由用户同时产生的其他事件/信息，诸如(但不限于)那些被定义为“功能键”)并生成(或“翻译成”)字符/符号/命令作为用户输入(到下游***)。
(在一个相关实施例中)当用户进行手指书写时，可以将其他手指可以按压/保持/触摸的键/按钮/触敏区域设置在(表面)的输入装置/控制器，期望地布置在与用于手指书写输入的触摸板/区域的平面(通常)成一定角度(例如但不限于90度)的平面上，以便其他手指(一个或多个)(包括用于保持手持装置的那些)可以执行额外的输入(例如但不限于：同时)，例如但不限于按住(预先)定义的“功能键”，例如shift，Ctrl或Fn键等，或者在手指书写输入之后立即对候选项(字符，符号)进行选择(并确定输出字符/符号或方向/命令)，例如，如果用户在执行手指书写输入的同时按下(保持)所述控制器上的其他按键(例如那些可以被定义为诸如“shift”或“Fn”键的功能键)，则输出的结果将与用户在键盘上键入，并按下(保持)键盘上相应的功能键(如shift或Fn键)的结果相一致。在一个相关的实施例中，该方法还进一步包括合并来自由用于手写输入以外的其它手指可操作的按钮/按键/触敏区域的信息，使得用户可以使用按键组合(连同手写)进行复杂和方便的输入，这些按键/按钮可以提供诸如CAPs，Shift，Control，Fn，符号，空格，返回等非“可见”字符/功能键的效能，或者允许用户从候选项/自动完成中进行快速选择。在相关的实施例中，期望的是将用户在执行手指书写输入的同时把(来自同一只手或另一只手的)其他按键/按钮按下事件或手势(诸如但不限于其他手指的按下事件或手势)相结合以确定输出字符/符号或方向/命令；例如，如果用户在执行手指书写输入的时候按下(保持)Fn键或上档(Shift)键(通过同一手上的手指或另一只手，如果该情况适用的话(例如，在双手都有控制器的情况下))。
在一个相关的实施例中，期望附加的按键/按钮(例如但不限于诸如Shift，Ctrl，Fn等的功能键)位于同一手持装置/可穿戴装置上，并且布置在用户的另一手指可以操作这些按键的地方/按钮，同时用户执行手指书写输入(例如，布置在其他手指或拇指可容易到达的同一控制器的侧面，同时握持控制器使得用户可用一只手操作；
在另一相关实施例中，期望(例如但不限于诸如Shift，Ctrl，Fn等的功能键)在同一手持装置/可穿戴装置上并且被布置在用户的其他手指可以操作这些按键/按钮的地方手指书写输入(例如，布置在另一只手的手指或拇指可容易到达的控制器侧面，同时握住控制器使得用户可以用双手操作；
上述的识别过程需要考虑(如果有的话)由其他手指同时输入或由手指检测到的手势控制器/输入***来形成最终的输出结果(例如，如果用户按住控制器侧面的键(例如定义为Ctrl或Fn键)，输出结果就像用户按住这些键和类型在键盘上)。
在用于与计算机***交互的用户装置的另一个实施例中，包括：
诸如游戏控制器之类的手套的可穿戴控制器可以具有用于在彼此成角度的两个平面(一个用于食指写入输入，一个用于拇指操纵杆输入)的手指书写输入的控制和触摸区域(诸如但不限于不限于垂直)，如图5所示，(1)是用于手指书写输入的食指的触摸区域，(2)是用于拇指控制方向的触摸区域或操纵杆/按钮(s)，就像在一个正常的游戏手柄/控制器上。(1)和(2)在不使用时可以是可折叠/可折叠的，使得它们不会妨碍/妨碍手/手指执行其他活动/手势。
在一个实施例中，用于跟踪用户姿势的可穿戴装置(例如，手套(半手套)，类似于穿戴有传感器(或信标/制造者或追踪者)的可穿戴装置)也具有可***/模块化或可塌缩/折叠的触摸输入用户的食指可以触及的模块(例如触摸板/屏幕)(可选地按需方式)；
可选地，手套具有其他触摸/按压输入区域或按钮，使得其他手指可以同时提供输入。
支持触摸/按键输入界面的结构可以收拢/压缩，以便不需要时不会干扰其他手势识别(如抓取)；
在手套状可穿戴控制器上或在连接的(主机)计算机***(例如但不限于PC，平板电脑，智能电视或游戏控制台等)上的“手指书写”识别模块)；
为了使所述“手指书写”识别模块处理来自所述触敏区域的触摸/手指书写事件/数据(并且期望地还考虑其他手指移动/手势，诸如用于“功能键”的手指)，并生成(或“转换为”)字符/符号/命令作为用户输入(到下游***)。
在一个相关的实施例中，希望手指书写可以在其他手指/手掌或手的手势的上下文中被解释。
在相关实施例中，可以使用其他手指的手势来选择识别的候选项。
在用于与计算机***交互的用户装置的另一个实施例中，包括：
用于跟踪用户手势的可穿戴装置，例如戴有用于跟踪用户的手部运动和/或手势的传感器(或信标/制造者或***)，同时触摸输入模块(例如触摸板/屏幕)位于拇指侧(与手背相同的一侧)，可以方便地用同一只手的食指(或中指)够到的类手套(或半手套)状可穿戴装置；
(例如但不限于个人电脑，平板电脑，智能电视或游戏机等)上的“手指书写”识别模块，或戴在手套式的穿戴式控制器上或(主机)；
为了使识别模块处理来自触摸区域的触摸/手指书写输入事件/数据(并且期望地还考虑诸如“功能键”的其他手指移动/手势)并且生成字符/符号(一个或多个)作为用户输入(到下游***)；
在用于从允许多个手指提供输入(例如但不限于计算机***/主机***，例如但限于游戏控制台/主机***)的手持或可穿戴交互装置/控制器进行字符/符号输入的装置的实施例中，装置/控制器连接或控制的电视/设置盒/音频***/装置)方便地(甚至可能是单手的)不需要(用户)的视觉或语音的帮助的装置包括：
紧凑/有限大小的(例如但不限于：邮票大小，足够大以使用手指书写方法来“画”改写一个字符，并且期望地不太大(例如允许超过2个字符)使得难以安排/用于人体工程学位置的控制器上的端口)位于所述表面上或者所述表面上的触敏装置/区域(例如但不限于触摸板，触摸屏等)手持式/可穿戴式装置，在“正常”的手/手指书写位置，可以通过用户的指尖(或拇指的顶部)容易地到达(人体工学)位置；(触摸敏感区域的大小不小于比6mm x6mm大，也许不需要大于容纳正常手指书写字符/符号的大小；
一个理想/期待情况是，所述触摸区域可以具有边界/(触觉)提示以指示用于手指书写输入的有效触摸敏感区域，例如但不限于：表面上的凸起/凹陷或凸起/凹陷区域，边缘，凸起等也可以是与周围区域具有不同纹理/触觉的表面(材料)，使得用户可以单独用手指区分区域而不需要视觉(确认或帮助/定位)。
用于将从传感器收集的“触摸信息/数据”(“手指书写”)(例如但不限于触摸位置/坐标，事件，图案，力/大小(如果垫可提供)等)发送到手指在手持/移动/可穿戴装置/控制器上或在连接的(主机)计算机***上写入识别模块-如果识别模块在该控制器上，则该模块可以像有线连接一样简单，并且如果识别模块被考虑那么就需要远程连接(如有线或无线连接和相关协议)，并且可能需要添加额外的信息包来传输触摸事件/数据(例如通过修改/添加到现有的通信协议)。
用于处理所述“触摸信息/数据”(“手写”)的“手指书写”识别模块(其例如但不限于与手写识别模块基本相同)
因此，用于“手指书写”识别的所述模块处理来自所述触摸区域的触摸/手指书写事件/数据(并且期望地还考虑由用户同时产生的其他事件/信息，诸如(但不限于)那些被定义为“功能键”的字符)和生成(或“翻译成”)字符/符号/命令作为用户输入(到下游***)。
当输入装置/控制器(的表面)上可以布置用户执行手指书写输入时可以被其他手指按压/保持/触摸的键(一个或多个)/按钮(一个或多个)/一个或多个触敏区域，期望地布置在与用于手指书写输入的触摸板/区域的平面(通常)成一定角度(例如但不限于90度)的平面上，使得其他手指(包括用于保持手指手持装置)可以执行额外的输入，诸如但不限于按住(所)定义的“功能键”，例如shift，Ctrl或Fn键，或者在手指书写输入之后立即执行对候选项(字符，符号)的选择(并且确定输出字符/符号或方向/命令)，例如，如果用户在执行手指书写输入时按下(保持)Fn键的移位，则输出的结果将与用户在键盘上键入，并按住(保持)键盘上相应的功能键(如shift或Fn键)的结果相一致。
并且期望识别结果可以与来自用户的其他输入(如果有的话)，诸如用户持有/按下的按键/按钮或用户正在做出的姿势(同时用户执行手指书写)相结合以形成输出的字符/符号或命令；例如，如果用户在执行手指书写输入时按下(保持)所述控制器上的额外的键(例如那些可被定义为诸如“shift”或“Fn”键之类的功能键)，则输出的结果将与用户在键盘上键入，并按住(保持)键盘上相应的功能键(如shift或Fn键)的结果相一致。
在相关的实施例中，来自所述触摸板/区域的数据/事件/信息可能以“实时或接近实时”的方式被传输到所述手指书写识别模块，例如但不限于以关于当前触摸点和时间戳的位置/坐标的事件/信息“包”，或者当前(连续)曲线的“段”，或者当触摸***确定整个字符已被输入的那个相应的图案。
在相关的实施例中，期望的是将用户同时执行的(来自同一只手或另一只手的)其他按键/按钮按下事件或手势(诸如但不限于其他手指的按下事件或手势)组合以确定输出字符/符号或方向/命令；例如，如果用户在执行手指书写输入的时候按下(保持)Fn键的移位(通过同一手上的手指或另一方面，如果适用的话(例如，如果双手具有控制器的话))，则输出将是与键盘上的用户类型相同，然后按住(Shift)键或Fn键。
在以上所有的相关实施例中，装置可以具有/暴露与键盘接口或包括键入/字符输入的通用HID接口或COM/流类似或模拟的接口(该输出字符/符号)接口；
在用于方便(甚至可以用单手)字符输入的装置的另一个实施例中，从手持式或可穿戴的指示装置/控制器(例如但不限于鼠标或3D鼠标)，3D控制器位置/移动输入(连接到计算机***)，而不干扰现有的功能/操作/导航，包括：
尺寸紧凑/有限的尺寸(例如但不限于：邮票/***大小或着足以容纳使用手指书写方法“写/绘制”一个字符/符号的大小，并最好不要太大-比超过允许绘制2个这样的字符/符号的区域大小)触摸敏感的手段/装置(例如但不限于触摸板，触摸屏和等等)，其位于所述手持式/可穿戴装置的表面上或联接至所述手持式/可穿戴装置，在一个具有“正常/舒适”的手/手指书写的方向的(人体工学)的表面的位置处，并且可以容易地被用户在一个“正常/舒适”的手/手指书写姿势中被用户的指尖所触及/够到；(触敏区域的大小不小于6mm×6mm，可能不需要大于正常手指书写字符/符号的大小)；
触摸区域/装置的这种“方便够到”的位置在(表面)上或者与所述输入装置(例如但不限于鼠标，3D鼠标，3D控制器)可以通过食指或中指够得着并且执行在保持正常操作的同时“手指书写”手势装置；例如，触摸区域可以位于鼠标的“左”或“中”按钮上，也可以位于“中键”位置或更上方的区域，以便左撇子也可以操作这种触摸板/区域容易；
在该控制器上的“手指书写”识别模块(其可以是例如但不限于与已经可用的手写识别模块相同或相似)，或在连接的(主机)计算机***上的“远程”/数据/手指从控制器写入到主计算机***的事件)，期望这样的识别可以考虑(如果有的话)其他手指同时输入-例如从控制器上的附加键的按键/按钮按压但不限于鼠标/3D鼠标或3D控制器上可以同时由用户的另一个手指操作的另外的键/功能键)或由控制器/输入***检测到的姿势以形成最终输出结果(用于例如，如果用户按住Ctrl或Fn键，输出结果就像用户按住这些键并在键盘上键入)；
因此，所述“手指书写”识别模块处理来自所述触摸区域的触摸/手指书写事件/数据(并且期望地还考虑到由用户同时产生的其他事件/信息，诸如(但不限于)定义为“功能键”)并生成(或“翻译成”)字符/符号/命令作为用户输入(到下游***)。
由于这里合适的***/方法/装置可以以各种各样的形式来体现，其中一些可能与所公开的实施例中的一些完全不同。因此，这里公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的；但在这方面，它们被认为是为了公开的目的而提供了最佳的实施例，并为定义本发明范围的权利要求提供了基础。
讨论一些典型的情况：
1.游戏控制器：播放时发送信息，或者轻松输入URL/文本进行浏览/搜索
用户对游戏控制器采取标准的/正常的抓取/操作姿势/手势，并且在玩游戏(诸如使用拇指进行导航)的同时，用户可以容易地使用食指触摸手写输入的触摸敏感区域，如本文所述发明，并为队友输入短信或搜索文本框；当浏览目录/互联网时，用户也可以很容易地使用这个手指书写板直接输入文本到URL或搜索窗口而不需要QWERT键盘。
2.智能电视：用户采用标准的遥控器抓取姿势，在观看电视的同时，用户可以方便地使用索引或拇指在配备有“手指书写”触摸区/键盘的遥控器上输入字符。触摸/手指书写可被识别***识别，并向下游***/界面提供文本或命令。可选地，触摸***也可以识别与智能手机的触摸屏类似的滑动，缩放或其他导航命令。
3.鼠标：
用鼠标右键抓取鼠标点击，同时用户可以用中指或食指在鼠标上的“手指书写”触摸板上输入字符或命令，并可以即时***文本，搜索框或添加快速注释，(手)无需离开鼠标。
在一个实施例中，可变几何形状的基于手的控制器/输入装置由可形成至少2个可移动部分的可移动部分组成形状/模型/形式/位置，一种形式/形状是“完全展开”的模式/形式，可以容纳用户的手，并且允许用户容易/按照人体工程学地操纵控制(或者：不用费力)，并且同时。例如，当每个控件的朝向方向针对手指进行优化时，控制棒/控制杆的表面可能与某些按钮/触发器不在同一平面上，例如控件表面的“平面”拇指与手掌呈一定角度(例如但不限于垂直)，食指同时操作时，食指操作的控制面(如按钮/触发器)的平面与第一个(例如但不限于90度左右)，例如Xbox或PS中的情况。实际上，为了让用户保持相同的体验，我们可以通过在游戏手柄控制器之间以相同或类似的方向/位置/空间对拇指和其他手指进行相应的控制来对这些控制器进行“模拟”这些控件例如操纵杆，按钮以及它们与游戏手柄控制器相似的相对空间位置/布局)，这是通过分别调节用于拇指和其他手指的控制表面的2个平面之间的角度并调整控制布局这些平面，使得在“扩展”的功能形式/形状中，它具有与手柄(被模拟)相似的感觉/控制体验；
也可能有一个“低调”的形式，其中2平面/表面折叠/折叠成相对较小(总体)体积/尺寸/轮廓(或更“平坦”的形状)，例如在该模式下/形成装置的轮廓高度(所有点的最大距离装置到手掌平面)不超过“扩展”功能形式的60％。这样，用户可以(更容易地)使用他们的手/手指进行其他手势(例如模拟按键或滑动)或目的(例如按下另一个装置上的按钮/键)。
形状/形式改变/变换由驱动机构驱动(例如但不限于伺服(一个或多个))，并且希望这样的改变可以被触发或按需提供；
在一个相关的实施例中，驱动机构可以驱动具有用于基于手的控制(如上所述)的平面/表面的至少两个构件以使其从折叠(例如但不限于旋转/移动/移位，如像旋转90度)/折叠位置/形式到展开/功能位置，并可能导致2个平面/表面互锁以形成稳定的控制器。
在一个实施例中，可变几何形状的基于手的控制器/输入装置由在不同的轴(方向)上移动的2部分组成，从而可以形成一定角度(例如但不限于90度)的两个表面以分别容纳用户的拇指和食指(和其他手指)-用户可以容易地和舒适地到达这两个表面上的控制，而不需要调整持握/抓握位置/姿势/手势或抓握，以便允许协调/同时从拇指和其他手指操作/操纵控制(例如用拇指瞄准，同时用食指拍摄/拉动触发器)。
如图1所示，表面可以拱起，使其感觉更符合人体工程学，并允许在折叠时形成较小的“轮廓”。
在图1中，可以使用一个(或多个)有限的(距离/旋转)行程或激活机构，例如带有部分(齿)齿轮的传动系的伺服机构，以提供“2(或更多)相位”运动来自致动器(例如伺服机构105)的一个旋转动作，阶段1打开用于食指的手指控制(例如113)的一个表面，理想地以多个(可调节/可定制)角度打开，阶段2正立/向上旋转“拇指控制”表面，可选地阶段3可以将它们联锁在一起(供电或手动)。
在一个实施例中，一种人体工学可变几何形状的基于手的控制器/输入装置包括：具有用于手/手指控制的表面的第一构件以及能够沿着不同的轴旋转的铰接构件，所述构件中的一个可以是符合手掌的人体工程学，并且可以选择性地将手掌(手掌)附着在手上并与手一起移动而无需相对移动，从而使所述第一构件通过该构件“抵住”手掌从而允许(例如但不限于：模拟不同尺寸/形状的不同工具/手柄的物理形状/表面/界面/抓握)的装置以转换成具有不同角度旋转的不同形式/形状(“操作状态”具有用于手/手指控制的表面(“第二控制表面构件”)的另一个铰接构件也可以相对于所述第一构件旋转，并且其本身也可以具有对其的控制，以便在两个表面上以手/(例如但不限于90度)，使得用户的拇指和其他手指可以同时操作这些控件(可以类似于用户操作游戏手柄的方式)。所述“第二控制表面构件”可以旋转到平行(或接***行，例如平行于20度以内)的角度，从而可以“折叠”折叠并允许第一构件旋转并确保低轮廓当装置处于“低调”模式/形式和最低限度用于其他目的/操作的手/手指移动的干扰/阻挡，诸如但不限于手势输入/控制或触摸另一控制的其他按钮。
在所述控制表面上可以有一个(或多个)致动器，或者根据控制来驱动这种形状变化。一种设计是在控制面的底部使用一个伺服***，它连接到一个具有部分(齿)齿轮的传动轴(齿轮只有一部分全部有齿，另一部分是平滑的，而不是驱动一个这样的齿轮驱动旋转抵靠“支撑/接触”手掌的部件(意味着它接触手掌并且与手掌没有相对移动)，另一个部分(牙齿)锥齿轮驱动第二控制面部件，当第一控制面处于“展开”模式/角度(大于60度)的手掌上时，第二控制面部件“向上”(进入功能位置)；
在一个相关的实施例中，理想的是，在(移动)构件之间可以存在闩锁/锁定机构，该闩锁/锁定机构可以由致动器驱动或者通过手将相对位置(例如当第二表面完全展开时)“锁定”或更多的构件，使得当用户操作时，控制表面具有更“坚固”的感觉。
可以有额外的状态来模拟鼠标，其中第二表面没有展开并且第一控制表面进一步旋转(超过90度，接近120或150度)，从而在手掌用作手掌时向其提供支撑手势像一只老鼠。另外，当使用“鼠标模式”时，在面对“桌面”表面(或者：手掌面向的方向)的装置上可以有位置或运动跟踪装置，例如光学鼠标芯片和透镜提供运动(坐标或增量)信息准确。
由于合适的***，这里的手段，方法(例如但不限于传感器，致动器，控制器等)可以以各种各样的形式实现，其中一些可能与所公开的实施例中的一些完全不同。因此，本文公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的。

Claims (13)

1.一种允许从一个或一对手持式或可穿戴交互装置/控制器(例如但不限于游戏控制器)方便且可能是单手地进行字符/符号输入的方法，其允许多个手指(向所连接的计算机***)，而不干扰已有的功能/手指操作/游戏操作(例如，像往常一样用拇指操作操纵杆以及其它按钮的能力)，所述方法包括：
向用户提供触敏装置(例如但不限于触摸板，触摸屏等)，所述触敏装置：
尺寸紧凑，例如但不限于：邮票大小，或者足够大以便使用手指书写方法来“画”改写一个字符，并且理想地不太大--例如允许面积超过2个字符，而难以在控制器上安排/移植的-位于符合人体工程学的位置；
其位于所述手持式/可穿戴装置的表面上或联接至所述手持式/可穿戴装置，并且该触摸区域具有一个表面方向适合“正常/舒适”的手/手指书写姿势，并位于用户在一个“正常/舒适”的手/手指书写姿势中可被用户的指尖所“方便触及/够到”的位置；
所述触摸区域的该“方便触及/够到”位置是在所述输入装置(例如但不限于游戏控制器)之(表面)上或者与其相联接，可以被食指或中指够得到并进行“手指书写”并同时保持操作输入装置/控制器(例如游戏控制器)上的其他控件/按钮的正常姿势-换句话说，触摸区域的位置是在当用户保持正常操作姿势进行正常的输入/操纵并且不是在用输入字符时，食指和中指可容易触及的范围内可能的位置(或：触摸表面的最远点的)在(正常握姿下)以食指的根关节(或食指连接到手掌的位置)为中心，半径是食指的长度的球体内；
执行“手指书写”识别(通过控制器上的识别模块或从手指传送“手指书写”的信息/数据/事件控制器连接到(例如但不限于PC，平板电脑，智能电视或游戏控制台)连接的(主机)计算机***并且在那里进行识别)，期望这样的识别可以考虑(如果有的话)其他手指同时输入或由控制器/输入***检测到的手势形成最终输出结果(例如，如果用户按住Ctrl或Fn键，输出结果就像用户按住这些键并在键盘上键入)；
将识别结果(诸如字符/符号或命令)输出到下游***/接口(诸如但不限于文本或键盘接收接口，或诸如文本/URL/搜索的GUI元素输入框，IME(输入法编辑器)窗口等。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括提示用户，例如在视觉上或听觉上识别候选项或自动完成。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述触摸区域/板可以是模块化的并且可以从所述控制器添加/移除。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述触摸区域衬垫是可折叠/坍缩或可位移的，使得当用户不需要手指书写输入时，触摸区域/衬垫可被“折叠/坍缩”或从“操作位置”移开以防止它妨碍/阻碍手指到控件(例如游戏手柄按钮/操纵杆)的正常操作。
5.用于与计算机***(例如但不限于游戏控制器)交互的用户的装置(控制器)，包括：
控制器的多个“轴”-例如操纵杆和按钮/键和/或在布局中的控制通常允许多个控制被不同手指同时操纵/操作，这些手指针对某个(特定/“标准”/’正常“)保持姿势/手势设计，例如”标准/正常“(通过设计)游戏控制器的手势(手/手指姿势)是手柄上的两只手，拇指放在游戏杆/键盘上；
触摸敏感区域(例如但不限于触摸板，触摸屏)，其位于所述手持式/可穿戴式装置的表面上或与所述手持式/可穿戴式装置铰接，当用户的手/其他手指保持在在游戏控制器的情况下，所述对应的“正常/标准”(游戏控制器)操作手势/(装置的手/手指姿势)(诸如拇指)在控制器上(例如游戏杆)并且允许手指(食指或中指)处于手指书写输入的“正常”的手指/手指写入位置；触摸区域的位置是在当用户保持正常操作姿势进行正常的输入/操纵并且不是在用输入字符时，食指和中指可容易触及的范围内可能的位置(或：触摸表面的最远点的)在(正常握姿下)以食指的根关节(或食指连接到手掌的位置)为中心，半径是食指的长度的球体内；或者也可以将触摸板/区域的“平面”布置为例如与平面成角度(例如操纵杆)，或者在模块化设计中，它可以在需要时附加到方便的位置/当不需要时移除，或者在可折叠/可移位的设计中，它可以“伸出/弹出’提供舒适的手指书写方便的位置；
在控制器上或在连接的(主机)计算机***上(例如但不限于PC，平板电脑，智能电视)的“手指书写”识别模块(其可以是例如但不限于与现有手写模块相同)或游戏机)；为了使所述“手指书写”识别模块处理来自所述触敏区域的触摸/手指书写事件/数据(并且期望地也考虑到用户同时产生的其他事件/信息，诸如(但不限于)那些被定义为“功能键”)并且生成(或“翻译成”)字符/符号/命令作为用户输入(到下游***)。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，当用户进行手指书写时，可以用其他手指按压/保持/触摸的按键/按钮/触敏区域可以布置在(表面)输入装置/控制器，期望地布置在与用于手指写入的触摸板/区域的平面(通常)成一定角度(例如但不限于90度)的平面上，使得其他手指(包括那些用于容纳手持装置的装置)可以执行附加输入(例如但不限于：同时)，例如但不限于按住(所)定义的“功能键”，诸如shift，Ctrl或Fn键，或者执行候选对象的选择(例如，如果用户按下(保持)所述控制器上的其他按键(例如那些可以被定义为功能按键，例如，功能键)，则可以在手指书写输入之后(并且确定输出字符/符号或方向/命令)“shift”或“Fn”键)，则输出的结果将与用户在键盘上键入，并按下(保持)键盘上相应的功能键(如shift或Fn键)的结果相一致。
7.根据权利要求5所述的装置，其中，按键/按钮(例如但不限于诸如Shift，Ctrl，Fn等的功能键)位于同一手持装置/可穿戴装置上，并且布置在用户的其他手指可以操作这些按键/当用户执行手指书写输入时(例如，安排在其他手指或拇指可轻松到达的同一控制器侧面，同时握住控制器以便用户可用一只手操作；
8.根据权利要求5所述的装置，其中，所述识别过程考虑(如果有的话)由控制器/输入***检测到的其他手指或姿势的同时输入，以形成最终输出结果(例如，如果用户按下(例如定义为Ctrl或Fn键)，输出结果就像用户按住这些键并在键盘上键入一样)：
9.一种用于与计算机***交互的用户装置，包括：
用于跟踪用户姿势的可穿戴装置，例如手套(或半手套)，其可以与传感器，信标，标记或***一起穿戴以跟踪用户的手部运动和/或手势，并且触摸输入模块(如触摸板/屏)位于拇指侧面(与手背相同侧)的，用户的食指(或中指)可方便地够到该模块；
在手套式可穿戴控制器上的或(主机)计算机***上(例如但不限于个人电脑，平板电脑，智能电视或游戏机等)上的“手指书写”识别模块；
从而该识别模块处理来自触摸区域的触摸/手指写入事件/数据(并且期望地还考虑诸如用于“功能键”的其他手指移动/手势)并且生成字符/符号(一个或多个)作为用户输入(到下游***)。
10.根据权利要求9所述的装置，其中手指书写可以通过其他手指/手掌或手的姿势的上下文来解释。
11.根据权利要求9所述的装置，其中，可以使用其他手指的手势来选择所述识别的候选项。
12.一种可变几何手部控制装置，包括：
至少两个可以相互旋转/移动/移动的联接或触摸构件，并且至少一个构件可以适合用户的手/手指的操作范围(例如(但不限于)尺寸适合用户的手掌)以及装置上的一个或多个受控制的致动器/动力驱动机构，并且可操作地连接/联接到至少一个(或2个)能够旋转/移动/移位的构件至少一个使得几何形状/形状从用于形状/形状控制的控制器转换为其他跟随控制的至少一个“主动/可移动”构件(其可以或者与适当的用户界面协调，由其控制或者可以处理来自适当的用户界面的请求使得装置的当前形式与当前(预期的)用户界面一致，以获得适当的交互要求/偏好，这对于需要交互的不同应用/软件可以是不同的来自用户的输入/输入)；
至少有一个“手/手指控制表面”(其上具有手/手指操作的控制装置)位于所述“主动/活动”构件中的至少一个上，该主动/活动构件与操作机构可操作地连接，可以移动/旋转/移位(相对于其他成员)；
在所述基于手的控制装置的至少一个几何形状/形状中，允许用户使用手/手指来操作“用于手/手指控制的表面”上的控制-例如但不限于：执行机器的控制连接到装置，执行输入/交互(诸如但不限于触摸输入，按下按键/按钮，操纵操纵杆等)；
在所述基于手的控制装置的至少一个另外的几何形状/形状中，允许用户执行与前一个不同的方式的基于手的操作，例如但不限于使用手势输入(没有任何按钮或触摸输入)，或者至少使用一组与以前不完全相同的控件(这意味着这种形式的手动操作控件可以是前一个控件的子集或超集，或者它可以包括不同的控制/输入手段)；
因此，通过切换/改变成不同的几何形状/形状，该装置允许用户以不同的方式/形式与计算机实现的***(期望/需要用户交互)进行控制/交互，而不需要改变到另一个控制器，并且也可能能够模拟不同类型控制的物理体验。
13.根据权利要求12所述的装置，其中至少一个可移动构件的折叠轴线与用户手指(除了拇指以外)的平均折叠轴线(矢量)(显著地)平行。
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