專利名稱：帶有多模式觸覺的航空器用戶接口的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明一般涉及航空器系統(tǒng)的用戶接口，以及更特別地涉及具有觸覺反饋的航空器用戶接口。
背景技術(shù)：
航空器系統(tǒng)的飛行顯示器在完善度方面持續(xù)發(fā)展，獲得了越來越高等級的信息密度，并且因此，呈現(xiàn)出將由操作員察覺和理解的更大數(shù)量的視覺信息。重要的是，航空器視覺顯示器和相關聯(lián)的用戶接口在系統(tǒng)要求的任務和最后所得到的操作員執(zhí)行之間提供正確的認知映射。結(jié)果，這樣的系統(tǒng)繼續(xù)試圖改進與視覺顯示器和整個航空器系統(tǒng)配合的用戶接口的儀表設備(instrumentation)和控制。觸摸屏用戶接口已經(jīng)有益地用于在航空電子技術(shù)之外的許多類型系統(tǒng)中改善用 戶交互，包括在手機中的廣泛使用。一些觸摸屏用戶接口響應于用戶輸入來產(chǎn)生觸知的或 者觸覺的反饋。觸覺反饋可以提供增強和簡化用戶交互的提示。特別地，振動效應可能對于為特定事件而警告用戶或者在本主題系統(tǒng)中提供現(xiàn)實的反饋有用處。然而，在例如航空電子技術(shù)的某些應用中，出于許多原因，包括顯示器的尺寸和飛行的物理環(huán)境，帶有傳統(tǒng)觸覺反饋的用戶接口是不適合的。因此，需要改進用的戶接口，特別是在航空器環(huán)境中。進一步地，從后續(xù)的本發(fā)明的具體實施方式
以及隨附權(quán)利要求，連同本發(fā)明的附圖和本背景技術(shù)來看，本發(fā)明的其它期望的特征和特點將變得顯而易見。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)示例性實施例，用戶接口包括顯示單元，配置為顯示視覺圖像；觸摸屏面板，耦合到該顯示單元并且被配置為接收用戶輸入；控制器，耦合到該觸摸屏面板并且被配置為基于該用戶輸入產(chǎn)生反饋信號；第一制動器(actuator)，耦合到該控制器和該觸摸屏面板并且被配置為基于該反饋信號在第一模式中操作；以及第二制動器，耦合到該控制器和該觸摸屏面板并且被配置為基于該反饋信號在第二模式中操作。根據(jù)另一個示例性實施例，提供一種方法，用于在具有耦合到觸摸屏顯示面板的第一制動器和第二制動器的用戶接口中控制觸覺反饋。該方法包括在第一模式中操作第一制動器以在具有第一節(jié)點的觸摸屏面板上產(chǎn)生該觸覺反饋的第一部分；以及在第二模式中操作第二制動器以在具有第二節(jié)點的觸摸屏面板上產(chǎn)生該觸覺反饋的第二部分，所述第二節(jié)點不同于所述第一節(jié)點。


以下本發(fā)明將連同下列附圖一起被描述，其中類似的數(shù)字表示類似的單元，以及圖I是根據(jù)示范性實施例的航空器系統(tǒng)的示意性框圖；圖2是根據(jù)示范性實施例的圖I的航空器系統(tǒng)的顯示系統(tǒng)的示意性框圖3是根據(jù)第一示范性實施例的圖2的顯示系統(tǒng)的平面示意圖；圖4是根據(jù)示范性實施例的在用戶接口中控制觸覺反饋的方法的流程圖；圖5是圖4的方法中使用的示范性模式的示意表示；圖6是根據(jù)第二示范性實施例的圖2的顯示系統(tǒng)的平面視圖；以及圖7是根據(jù)第三示范性實施例的圖2的顯示系統(tǒng)的平面視圖。
具體實施方式
·
下列具體實施方式
本質(zhì)上僅僅是示范性的而不是意圖限制本發(fā)明或者本發(fā)明的應用和使用。如在這里使用的那樣，措詞“示范性”意指“作為范例、實例或者圖例”。因此，在這里描述為“示范性”的任何實施例不是必然地被理解為優(yōu)選的或者比其他實施例有利。在這里描述的全部實施例都是示范性的實施例，其被提供來使本領域技術(shù)人員能制造或使用本發(fā)明，并且不限制本發(fā)明的范圍，該范圍是由權(quán)利要求限定的。進一步地，沒有任何由在前面的技術(shù)領域、背景技術(shù)、發(fā)明內(nèi)容或者下列具體實施方式
中呈現(xiàn)的任何明示或暗示的原理來進行限制的意圖。概括地說，在這里討論的示范性的實施例提供了具有改進用戶接口的航空器系統(tǒng)及方法。特別地，所述系統(tǒng)及方法包括帶有具有第一和第二制動器的觸摸屏面板的用戶接口，所述制動器被操作用于產(chǎn)生觸覺響應。該第一和第二制動器被驅(qū)動以分別產(chǎn)生第一和第二模式。所述模式被選擇以具有不相重疊的節(jié)點以及產(chǎn)生合乎需要的觸覺響應。在更加容易地完成所選模式的布置(arrangement)中，所述制動器可能位于該觸摸屏面板的周邊周圍。例如，一些布置可能是不對稱的。特別地，第一和第二制動器在不同的模式上操作，以在整個觸摸屏面板上產(chǎn)生一致(consistent)的觸覺響應。圖I是根據(jù)示范性實施例的航空器系統(tǒng)100的示例性框圖。航空器系統(tǒng)100可以包括處理器110，被配置為與飛行管理系統(tǒng)(FMS) 120、數(shù)據(jù)庫130以及用戶接口 140通信。處理器110、FMS120、數(shù)據(jù)庫130以及用戶接口 140可以是單獨的部件或者彼此集成，或者在航空器板上或者在航空器外。同樣，例如，系統(tǒng)100可以被安排作為集成系統(tǒng)或者更加綜合的航空器系統(tǒng)的子系統(tǒng)。處理器110可以是計算機處理器，例如，舉例來說，微處理器、數(shù)字信號處理器或者任何適當?shù)奶幚砥?，所述處理器能夠至少接收?或檢索航空器狀態(tài)信息、導航和控制信息(例如從FMS 120)和用戶輸入，以及為如下所述的功能產(chǎn)生適當?shù)目刂菩盘?。處理?10可以是例如用戶接口 140和/或FMS120的專用處理器。通常，F(xiàn)MS120是專門的計算機系統(tǒng)，用于在執(zhí)行廣泛的各種飛行時任務中輔助飛行員。作為一個例子，F(xiàn)MS120可以包括產(chǎn)生飛行計劃的導航系統(tǒng)，以及在飛行該飛行計劃中輔助該飛行員的制導系統(tǒng)。FMS120可以使用來自包括各種傳感器以及數(shù)據(jù)庫130的多種來源的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫130可以是存儲器設備(例如非易失性存儲器、磁盤、驅(qū)動器、磁帶、光存儲裝置、大容量存儲裝置等等)，用于存儲由處理器110或者FMS120使用的航空器信息。用戶接口 140可以包括任何部件，所述部件使用戶能與系統(tǒng)100通信以及另外與系統(tǒng)100交互。如下面更詳細描述的那樣，用戶接口 140可以包括顯示單元，用于以集成的多色或者單色的形式顯示各種型式的計算機生成符號和表示例如，航空電子技術(shù)信息的信息。同樣地，許多已知的顯示監(jiān)視器適于顯示這類信息、符號和數(shù)據(jù)，例如，舉例來說，各種CRT和平板顯示系統(tǒng)(例如CRT顯示器、IXD、OLED顯示器、等離子顯示器、投影顯示器、HDD、平視顯示器/HUD等)。這些顯示器可以包括與例如位置、飛行計劃和/或其它航空器操作狀態(tài)的指示相關聯(lián)的各種圖形單元。用戶接口 140可以包括輸入單元，例如鍵盤、指示裝置、麥克風、開關、刻度盤、控制桿、鼠標器、軌跡球等等。在一個示范性實施例中，該用戶接口 140可以是主飛行顯示器(PFD)或者多功能控制和顯示單元(MCDU)。如圖I所示，用戶接口 140可以進一步包括集成觸摸屏顯示系統(tǒng)142，其使用戶能通過觸摸顯示系統(tǒng)142來與視覺顯示單元交互。如下面更詳細描述的那樣，觸摸屏顯示系統(tǒng)142使用多模式的制動器來對用戶提供觸覺反饋。圖2是根據(jù)示范性實施例的圖I的航空器系統(tǒng)100的觸摸屏顯示系統(tǒng)142的示意性框圖。顯示系統(tǒng)142包括控制器210、顯示單元220、觸摸屏面板230、至少兩個 制動器240和250以及控制設備260。應注意的是圖2僅僅是示意性的而且制動器240和250以及觸摸屏面板230的特殊布置在下面更詳細地討論。雖然沒有示出，觸摸屏顯示系統(tǒng)142可以包括或者可以訪問數(shù)據(jù)庫(例如數(shù)據(jù)庫130或者專用數(shù)據(jù)庫)、網(wǎng)絡、以及其他傳感器或部件，正如必要或者想要的話。一般地，控制器210可以包括處理單元和存儲器，該存儲器用于存儲由該處理單元執(zhí)行的指令。特別地，如下面所討論的那樣，控制器210可能為以下產(chǎn)生信號在顯示單元220上顯示交互式視覺顯示，解釋在觸摸屏面板230上的用戶響應，以及經(jīng)由制動器240和250在觸摸屏面板230上為用戶生成觸覺反饋?？刂破?10可能是專用控制器或者集成作為另一個系統(tǒng)的一部分，例如與圖I的處理器110 —起集成。如下所討論的，控制器210通常可以包括觸摸屏控制器212和觸覺控制器214。通常地，顯示單元220可能是任何的類型的顯示裝置，其基于來自控制器210的視覺顯示命令為用戶提供視覺顯示。如上面所討論的，顯示單元220可能提供航空器和/或飛行信息。顯示單元220進一步顯示圖形用戶輸入單元，例如圖形表示的鍵盤、按鈕、菜單、旋鈕、開關、圖形、滑塊、箭頭、下拉菜單、有激活單元的圖形、功能圖標等等，其使用戶能與系統(tǒng)100 (圖I)交互。顯示單元220可能是產(chǎn)生視覺輸出的許多不同的顯示設備的一部分，包括CRT顯示設備、平板顯示設備、等離子體顯示設備、場致發(fā)光(electro-luminscent)顯示設備、發(fā)光二極管(LED)顯示設備、例如平視顯示器(HUD)的全息顯示設備、微鏡設備(MMD)顯示設備等等。在一個實施例中，顯示單元220是液晶顯示(IXD)面板。觸摸屏面板230通常包括板片(plate) 232和在板片232上布置的傳感器陣列234。在一個示范性實施例中，板片232可能是透明的、半透明的、濾色器、或者在顯示單元220之上或者之前設置的其它透光的面板。例如，板片232可能是由聚碳酸酯、玻璃、或者塑性材料形成的。在一個示范性實施例中，板片232可能被省略和/或包含入顯示單元220。傳感器陣列234耦合到板片232或者與板片232集成，并且包括許多可操作用以檢測顯示系統(tǒng)142的物理操作的傳感器。如圖2所示，傳感器陣列234和板片232實質(zhì)上是平面的并且被設置為與z軸實質(zhì)垂直。特別地，傳感器陣列234被配置為感測用戶手指、筆或者其它物體的觸摸并且提供觸摸位置信號，例如X和I坐標，給控制器210。這樣的用戶輸入可能包括單點或者多點觸摸輸入。作為例子，傳感器陣列243可能包括像透明膜這樣的電容性或者電阻性的傳感器陣列，其覆蓋在板片232和顯示單元220上并且分別檢測在板片232上的由用戶按壓所導致的電容和電壓的變化。除電阻傳感器陣列和電容傳感器陣列之外，示范性的實施例可能使用通過例如表面聲波的任何其它已知技術(shù)實現(xiàn)的傳感器陣列。觸摸屏顯示系統(tǒng)142可能進一步響應于來自除了觸摸屏面板的傳感器陣列之外的控制設備260的輸入。例如，這樣的控制設備260可能包括鍵盤、按鈕、菜單、旋鈕、開關等等，其使用戶能與系統(tǒng)100(圖I)交互?？刂破?10接收來自控制設備260的輸入并且實現(xiàn)適當?shù)墓δ堋?
制動器240和250可能是任何設備，其響應于接收自控制器210的信號而產(chǎn)生觸覺效果。雖然圖2描繪了兩個制動器240和250，但在其它實施例中額外的制動器可能被提供。例如，制動器240和250可能包括一或多個施力機構(gòu)，其能施加可觸知的力給觸摸屏面板230的用戶。在一個實施例中，觸覺效果以脈沖、振動以及紋理(texture)的形式到觸摸屏面板230，并且不同的觸覺效果可能通過改變振動的大小、頻率和持續(xù)時間來產(chǎn)生。特別地，觸覺控制器214提供反饋信號給制動器240和250，每個制動器都包括驅(qū)動電路和/或用于提供所需電流和電壓以在觸摸屏面板230上引起所需觸覺效果的其它電子部件和電路。在其它實施例中，驅(qū)動電路可能與制動器240和250分離和/或包含入觸覺控制器214 中。第一和第二制動器240和250可能是，例如，被布置以在z方向上施加力到觸摸屏面板230的線性制動器。雖然沒有顯示，彈簧或者順從單元，例如螺旋彈簧、片彈簧、彎曲、泡沫或橡膠等等，可能被提供以使觸摸屏面板230能在z方向移動。第一和第二制動器240和250可能是，例如，電磁型制動器、在其中偏心質(zhì)量是由馬達移動的偏心旋轉(zhuǎn)質(zhì)量(“ERM”)制動器、在其中附著于彈簧的質(zhì)量被前后驅(qū)動的線性共振制動器(“LRA”)、或者響應于電信號而移動的例如壓電、電活性聚合物或者形狀記憶合金的“智能材料”。在描述的實施例中，制動器240和250耦合到觸摸屏面板230的下側(cè)，雖然在其它的實施例中，制動器240和250可以被耦合到觸摸屏面板230的另一側(cè)或者沿著邊緣。制動器240和250的其它屬性，包括關于位置和布置的補充細節(jié)，在下面被討論。觸摸屏顯示系統(tǒng)142可以被如下所述的那樣操作。顯示單元220為用戶產(chǎn)生視覺顯示，其可以包括互動顯示部件，例如菜單或者鍵盤。觸摸屏面板230覆蓋顯示單元220以接收用戶輸入，并且傳感器陣列234檢測在板片232上的用戶輸入的特性和位置并且提供用戶輸入信號給觸摸屏控制器212。觸摸屏控制器212解釋該用戶輸入信號以確定適當?shù)膭幼鳎缭陲@示單元220上調(diào)整視覺顯示和/或執(zhí)行與航空器系統(tǒng)100 (圖I)的操作有關的動作。在一個實施例中，觸摸屏控制器212將該用戶輸入信號與預先確定的存儲在存儲器中的用戶輸入信號相比較以確定相關聯(lián)的功能。另外，觸覺控制器214確定對該用戶輸入信號的合適的觸覺響應并且對第一和第二制動器240和250提供反饋信號。如上所述，觸覺控制器214可能包括用以驅(qū)動制動器240和250的電路。第一和第二制動器240和250接收反饋信號并且在觸摸屏面板230上產(chǎn)生觸覺響應以響應于該用戶輸入來為用戶提供觸感。如下面用更多細節(jié)描述的那樣，第一和第二制動器240和250被這樣操作以致在整個觸摸屏面板230上觸覺響應的聯(lián)合部分通常是一致的。特別地，第一和第二制動器240和250相對于彼此和觸摸屏面板230被定位以產(chǎn)生具有不相重疊的節(jié)點的不同的模式，其在下面更詳細地被討論。
圖3是根據(jù)第一示范性實施例的圖2的顯示系統(tǒng)142的平面視圖。圖3特別示出了觸摸屏面板230以及制動器240和250在xy平面中的相對位置。在圖3的實施例中，觸摸屏面板230是具有分別在第一、第二、第三、和第四拐角311-314處接合的第一、第二、第三、和第四條邊301-304的矩形。在其他實施例中，觸摸屏面板230可能具有其它形狀，包括圓形、橢圓以及任何具有比四條邊更多或者更少邊數(shù)的多邊形。典型地，觸摸屏面板230大約和顯示單元220 —樣大小或者比顯示單元220 (圖I)稍大。在一個示范性實施例中，觸摸屏面板230具有大于10英寸或者15英寸的寬度(例如,在X方向上)，盡管任何適當?shù)拇笮】梢员惶峁?。在所描述的實施例中，第一制動?40和第二制動器250沿著周邊，通常在邊緣的下側(cè)上，被機械地耦合到觸摸屏面板230，雖然其它位置是可能的。典型地，如下所述，第一和第二制動器240和250被定位以提供想要的觸覺反饋，而不會使顯示單元220 (圖2)的視圖模糊不清。如在圖3中特別顯示的那樣，第一制動器240被定位在觸摸屏面板230的第一條 邊301上，大約在第一和第四拐角311和314之間的中點處。在操作期間，第一制動器240產(chǎn)生在觸摸屏面板230上的觸覺響應的第一部分。基于觸摸屏面板230的特性、第一制動器240的位置以及第一制動器240的振蕩頻率,觸覺響應的第一部分可以被表征為第一模式，其在具有許多節(jié)點340的xy平面中產(chǎn)生駐波(standing waves)。在一個示范性實施例中，術(shù)語“模式”涉及具有對應于最大振蕩或觸覺效應的頂點(peak)以及具有最小振蕩或觸覺效應的節(jié)點的駐波。同樣地，在圖3中示意地顯示的節(jié)點340的分布(pattern)通常與這樣的區(qū)域?qū)谒鰠^(qū)域上由第一制動器240產(chǎn)生的駐波具有零值。換句話來說，如果不加以解決，節(jié)點340與這樣的區(qū)域?qū)谒鰠^(qū)域上第一制動器240未能產(chǎn)生可以被用戶感知的觸覺響應。同樣地，第二制動器250產(chǎn)生在觸摸屏面板230上的觸覺響應的第二部分。基于觸摸屏面板230的特性、第二制動器250的位置以及第二制動器250的振蕩頻率，該觸覺響應的第二部分可以表征為第二模式，其在具有許多節(jié)點350的xy平面中產(chǎn)生駐波。在圖3中示意地顯示的節(jié)點350的分布通常與這樣的區(qū)域?qū)谒鰠^(qū)域上由第二制動器250產(chǎn)生的駐波具有零值。換句話來說，如果不加以解決，節(jié)點350與這樣的區(qū)域?qū)谒鰠^(qū)域上第二制動器250未能產(chǎn)生可以被用戶感知的觸覺響應。然而，第一和第二制動器240和250被這樣分別地定位和操作以致于節(jié)點340和350不重疊。因為節(jié)點340和350不重疊，觸覺響應在整個觸摸屏面板230上產(chǎn)生，即不存在“死點(dead spot) ”，因為第一制動器240在與第二制動器250相關聯(lián)的節(jié)點350處產(chǎn)生響應并且反之亦然。在一個示范性實施例中，節(jié)點340和350的不相重疊的位置是模式選擇的結(jié)果，在該實施例中其還導致第一和第二制動器240和250的不對稱的布置。在該實施例中，該不對稱的布置包括放置第一個制動器240在第一條邊301上并且放置第二制動器250在第二拐角312上。制動器240和250提供相對大的振動感覺作為觸覺響應，這在航空器系統(tǒng)100 (圖I)中特別重要，該航空器系統(tǒng)受由航空器引擎引起的其它振動的影響，這些其他振動可能以別的方式干擾該觸覺響應。在一個示范性實施例中，觸摸屏面板230的觸覺響應在整個觸摸屏面板230上可能至少是IOGee (表示為重力的函數(shù)的力)。
關于制動器240和250的模式和定位的選擇的補充細節(jié)在圖4中被討論。圖4是根據(jù)示范性實施例的用于控制在用戶接口中的觸覺反饋的方法400的流程圖。在一個示范性實施例中，用戶接口 140被實現(xiàn)為如上所述的用戶接口 140，并且同樣地，圖2在下面的討論中被參考。在第一個步驟410中，與第一制動器240相關聯(lián)的第一模式被選擇或者識別，并且在第二個步驟420，與第二制動 器250相關聯(lián)的第二模式被選擇或者識別。如上所述，術(shù)語“模式”涉及由制動器(例如制動器240或者250)產(chǎn)生的駐波，其在xy平面中被表征為對應于最大振動的頂點和具有最小振動的節(jié)點的分布。對于由模式引起的觸覺響應，模式的頂點對應于最大量的觸覺響應并且所述節(jié)點對應于觸覺響應的缺失。如下所述，模式的特性基于觸摸屏面板230的特點以及制動器(例如制動器240或者250)的位置和頻率。簡要地參考圖5，其是示范性模式(例如模式501-516)的示意圖示，所述模式可以在步驟410和420 (以及隨后在下面討論的步驟450)中被選擇。模式501-516被描繪成在xy平面中的頂點和節(jié)點的平面視圖。為描述該示意圖示，模式514被標記，以及如所示的那樣，模式的圓形部分524表示駐波的頂點，行526表示在駐波之間的邊界，以及行526的交叉點528通常表示節(jié)點的位置。在圖5中,模式501-516根據(jù)頂點的數(shù)目和方向被分組。換句話說，模式501-516可以以標記(m，η)為特征，其中(m)是在x方向上的駐波數(shù)目以及(η)是在y方向上的駐波數(shù)目。例如，模式501可以表征為(1,1)模式，因為一個完整駐波在X方向上產(chǎn)生以及一個完整駐波在y方向上產(chǎn)生。作為另一個例子，模式507可以表征為(2,3)模式，因為兩個完整駐波在X方向上產(chǎn)生以及三個完整駐波在I方向上產(chǎn)生。繼續(xù)參考圖5，由與觸摸屏面板230關聯(lián)的各種共振頻率產(chǎn)生所述模式。換句話說，制動器240或者250可以在特殊的共振頻率被振動以產(chǎn)生想要的模式。每種模式的共振頻率可以是觸摸屏面板230的材料、安裝布置(例如，固定或者浮動的邊緣)、觸摸屏面板230的尺寸及其他考慮的函數(shù)。如圖5中描述的那樣，較高模式對應于較高的頻率。如下面所討論的那樣，在選擇特殊的模式時有利有弊。與每個模式相關聯(lián)的特殊的共振頻率可以由計算機模擬(例如有限元分析)或者實驗試驗確定。每個模式可以是部分差分等式的本征函數(shù)，其中頻率是該本征函數(shù)的特征頻率。因此，在步驟410和420中，第一和第二模式被選擇。例如，模式506 (例如(2，2)模式)可以被選擇為第一模式，以及模式511 (例如，(3,3)模式)可以被選擇作為第二模式。在一個示范性實施例中，在步驟410中第一模式通常被選擇作為具有已知的可接受的特征的模式，以及在步驟420中第二模式被選擇作為不同的模式，其在下面討論的后面的步驟中被更進一步地評估。在步驟430中，模式被評估以確定節(jié)點是否重疊。從對圖5的視覺檢查來看，節(jié)點的位置可以被比較。作為例子，模式501以及模式511具有重疊的中心節(jié)點。同樣地，在步驟430，這樣的模式選擇將是不適合的，并且方法400將繼續(xù)步驟450，其中新的第二模式被選擇，直到獲得具有不重疊節(jié)點的模式。在上面的例子中，模式506和模式511不具有重疊節(jié)點，并且同樣，方法400繼續(xù)步驟440。在步驟440，第二模式的關聯(lián)頻率基于許多可能的因素被考慮。例如，一些評估頻率的考慮包括頻率可以被實現(xiàn)到觸摸屏面板230之內(nèi)以及觸覺響應的難或易。例如，因為觸摸屏面板230和該類型的制動器250的尺寸或者固有屬性，相對低的頻率和相對高的頻率可能難以獲得。作為例子，模式501可能具有過低而難以容易地在觸摸屏面板230中實現(xiàn)的頻率，并且模式516可能具有過高而難以容易地實現(xiàn)的頻率。另外，一些頻率可能過高而難以產(chǎn)生可以被用戶容易地感知的觸覺反饋。例如，用戶手指的神經(jīng)可能不足夠敏感以感覺到模式516的該相對高的頻率。如果第二模式被確定不適合于觸摸屏面板230，方法400繼續(xù)步驟450并且選擇新的第二模式，其隨后在步驟430和440被評估。如果第二模式的頻率是可接受的，方法400繼續(xù)步驟460。在步驟460，制動器240和250被安裝在觸摸屏面板230上的位置中以產(chǎn)生所述模式。在一個示范性實施例中，制動器240和250可能被安裝在對應 于在觸摸屏面板230的邊緣上的頂點的位置中。通常，用在頂點處的制動器更加容易獲得所述模式。例如，如圖5所示，全部模式501-516在各自的拐角全部具有頂點。作為另一個例子，模式506在每一條邊緣的中點具有頂點?！獋€例子可以用圖3的布置來描述。如圖3所不,第一制動器240產(chǎn)生第一模式(在本例中，其是圖5的(2，2)模式506)并且因而定位在邊緣301的中點處。第二制動器250產(chǎn)生第二模式(在本例中，其是圖5的(3，3)模式511)并且因而定位在一個拐角312處。通過在所選位置提供適當?shù)念l率，第一和第二制動器240和250產(chǎn)生具有不相重疊的節(jié)點340和350的模式。制動器240和250的位置可以在任意一個頂點提供。例如，制動器240可能定位在任意邊的中點或者在任意拐角以產(chǎn)生圖5的(2，2)模式506，以及制動器250可以在沿著任意邊的適當位置(例如，從各自拐角出發(fā)的距離的大約三分之一)處或者在任意拐角處?？梢曰谥圃旎蛘甙惭b的容易程度選擇特定的位置。再次簡要地參閱圖4，在最后一步，制動器240和250進行操作，并且觸摸屏面板230被評估，以確認觸覺響應在觸摸屏面板230的xy平面上是一致的，如同所期望的那樣。例如，節(jié)點的非重疊特征可以被評估以確定在整個觸摸屏面板230上的觸覺響應大于預定值(例如IOGee)或者不一致性(例如，在最大觸覺響應和最小觸覺響應之間的差異)不超過預定值。如果觸覺響應是可接受的，方法400結(jié)束。否則，新的第二模式可以被選擇，然后步驟450、430、440以及460可以被重復。圖3正好是與觸摸屏面板230相關的第一和第二制動器240和250的一個示范性布置。圖6和7是根據(jù)另外的示范性實施例的圖2的顯示系統(tǒng)142的平面視圖。像圖3那樣，圖6和7描述的實施例包括具有邊301-304和拐角311-314以及大約定位在第一條邊301的中點處的第一制動器240的矩形觸摸屏面板230。然而，在圖6的實施例中，第二制動器250被定位在第二和第三個拐角312和313之間的距離的大約三分之一處。另外參閱圖5，制動器240的第一模式對應于(2，2)模式506以產(chǎn)生節(jié)點340的分布，并且制動器250的第二模式對應于(4，3)模式515以產(chǎn)生在圖6中描述的節(jié)點350的分布。在圖7的實施例中，第二制動器250被大致定位在第三個拐角313處。另外參閱圖5，制動器240的第一模式對應于(2，2)模式506以產(chǎn)生節(jié)點340的分布，并且制動器250的第二模式對應于(1，D模式501以產(chǎn)生在圖7中描述的節(jié)點350的分布。圖6和7的布置產(chǎn)生不重疊的節(jié)點340和350，并且同樣地，在整個觸摸屏面板230上產(chǎn)生觸覺響應。在進一步的實施例中，第一和第二制動器240和250可以被安排在其它位置中并且用其它頻率驅(qū)動，其不產(chǎn)生重疊節(jié)點，包括在第一條和第三條邊301和303中的一個、以及第二條和第四條邊302和304中的一個、以及邊301-304和拐角311-314的任意組合上。
因此，系統(tǒng)以及方法具備用于航空電子技術(shù)應用的改進用戶接口。在觸摸屏面板上提供的反饋通過提供改進的用于操作的“外觀和感覺”改善了飛行人員的認知，同時有利于增強觸摸屏的靈活性和性能。用戶接口可以包括觸摸屏面板，其通過替換分離的機械或者電的旋鈕、開關及其他用戶輸入裝置來減少了駕駛艙面板的雜亂和成本。通過觸覺響應提供的反饋導致更加直觀的和比較容易解釋操作，以及需要較少的俯視時間，特別是在飛行操作期間，所述操作已經(jīng)受由航空器所引起的振動及其他干擾的影響。在圖1-7中描述的系統(tǒng)和方法響應于用戶輸入來產(chǎn)生一致的觸覺反饋。該一致的觸覺反饋通過操作由制動器產(chǎn)生的模式來完成，其可以阻止或者限制現(xiàn)有設計的大規(guī)模修改或者費用。該系統(tǒng)和方法提供沒有“死點”的觸摸屏顯示器，特別是在需要健壯的響應的環(huán)境中，例如在航空器中。雖然在上面參照航空電子學的應用描述了示范性的實施例，這樣的用戶接口可以被用于任何應用，包括移動式電話、平板電腦以及其他控制系統(tǒng)。雖然至少一個示范性實施例已經(jīng)在前面的本發(fā)明的具體實施方式
中呈現(xiàn)，應該理解的是存在許多種變化。還應該理解的是示范性的一個或多個實施例只是示例，并不是打算以任何方式限制本發(fā)明的范圍、適用性或者配置。更確切地，上述具體實施方式
將給本領·域技術(shù)人員提供便利的路線圖，用于實現(xiàn)本發(fā)明的示范性實施例。要理解的是對在示范性實施例中描述的單元的功能和布置可以做出各種改變，而不脫離如在隨附權(quán)利要求中闡明的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用戶接口(140)，包括 顯示單元(220)，被配置為顯示視覺圖像； 觸摸屏面板(230)，耦合到該顯示單元(220)并且被配置為接收用戶輸入； 控制器(210)，耦合到該觸摸屏面板(230)并且被配置為基于該用戶輸入產(chǎn)生一反饋信號; 第一制動器(240)，耦合到該控制器(210)和該觸摸屏面板(230)并且被配置為基于該反饋信號在第一模式中操作；以及 第二制動器(250)，耦合到該控制器(210)和該觸摸屏面板(230)并且被配置為基于該反饋信號在第二模式中操作。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用戶接口(140)，其中所述第一模式包括第一節(jié)點分布(340)以及所述第二模式包括第二節(jié)點分布(350),所述第一節(jié)點分布(340)和第二節(jié)點分布(350)在所述觸摸屏面板(230)上相對彼此互不重疊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用戶接口(140)，其中所述第一模式具有第一頻率以及所述第二模式具有第二頻率，所述第二頻率不同于所述第一頻率。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用戶接口(140)，其中所述第一模式包括頂點的第三分布，所述第一制動器(240)被定位于所述頂點的第三分布的其中一個頂點處，以及其中所述第二模式包括頂點的第四分布，所述第二制動器(250)被定位于所述頂點的第四分布的其中一個頂點處。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用戶接口(140)，其中所述第一模式是(2，2)模式以及所述第二模式是(3，3)模式。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用戶接口(140)，其中所述第一模式是(2，2)模式以及所述第二模式是(4，3)模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用戶接口(140)，其中相對于所述觸摸屏面板(230)，所述第一制動器(240)和所述第二制動器(250)關于彼此是非對稱布置的。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用戶接口(140)，其中所述觸摸屏面板(230)是由具有在多個拐角(311-314)處接合的多條邊(301-304)的周邊所定義的，所述第一制動器(240)被定位于鄰近所述多條邊(301-304)中的一條，以及所述第二制動器(250)被定位于鄰近所述多個拐角(311-314)中的一個。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用戶接口(140)，其中所述周邊是矩形的，具有第一、第二、第三和第四條邊(301-304)、接合第一和第二條邊(301，302)的第一拐角(311)、接合第二和第三條邊(302，303)的第二拐角(312)、接合第三和第四條邊(303，304)的第三拐角(313)以及接合第四和第一條邊(304，301)的第四拐角(314)，其中所述第一制動器(240)被定位在第一條邊(301)處，以及所述第二制動器(250)被定位在第二拐角(311)處，以及其中所述第一制動器(240)被定位在第一和第四拐角(311，314)之間的第一條邊上的第一中點處。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用戶接口(140)，其中所述第一和第二制動器(240和250)被配置用于產(chǎn)生具有至少IOGee的力的觸覺響應，以及其中所述顯示單元(220)是航空電子觸摸屏面板(230)。
全文摘要
本發(fā)明公開了帶有多模式觸覺的航空器用戶接口。提供了用于帶有觸覺反饋的用戶接口的方法和裝置。該用戶接口包括顯示單元，被配置為顯示視覺圖像；觸摸屏面板，耦合到該顯示單元并且被配置為接收用戶輸入；控制器，耦合到該觸摸屏面板并且被配置為基于該用戶輸入產(chǎn)生反饋信號；第一制動器，耦合到該控制器和該觸摸屏面板并且被配置為基于該反饋信號在第一模式中操作；以及第二制動器，耦合到該控制器和該觸摸屏面板并且被配置為基于該反饋信號在第二模式中操作。
文檔編號G06F3/0488GK102915197SQ20121021048
公開日2013年2月6日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月27日
發(fā)明者K·盧 申請人:霍尼韋爾國際公司