專利名稱：一種基于陀螺儀的空間遙控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種遙控器，尤其涉及一種基于陀螺儀的空間遙控器。
背景技術(shù)：
通過采用遙控器控制電視機(jī)，使得用戶能夠方便地遠(yuǎn)距離控制電視機(jī)的各項(xiàng)功 能和操作。目前，現(xiàn)有的遙控器通常采用編碼脈沖方式，即不同的按鍵對應(yīng)觸發(fā)不 同編碼的脈沖信號，然后使用無線通信方式(大部分采用紅外調(diào)制定向通信，個(gè)別 采用電磁波調(diào)制無向性通信)，將脈沖信號發(fā)至電視機(jī)。電視機(jī)接收到信號后，對應(yīng) 控制事先設(shè)定的電視機(jī)各項(xiàng)功能。
現(xiàn)有遙控器上的按鍵主要分為兩類， 一類是快捷功能鍵，用于直接控制電視機(jī) 特定功能的啟閉，包括開關(guān)電源、信號輸入模式轉(zhuǎn)換、屏幕格式選擇等。此種遙控 方式使得電視機(jī)的許多常用功能在遙控器上都有一個(gè)快捷功能鍵對應(yīng)，快捷功能鍵 的數(shù)量往往與電視機(jī)的功能復(fù)雜度呈正比。另一類是公共焦點(diǎn)(Focus)的水平平移 和垂直平移控制鍵，每按動一次，就會控制電視機(jī)中的相關(guān)參數(shù)改變一個(gè)單位。例 如，當(dāng)控制電視頻道選擇時(shí)，就會向前或向后移動一個(gè)頻道；當(dāng)控制音量時(shí)，就會 變大或變小一個(gè)音量；當(dāng)控制系統(tǒng)參數(shù)調(diào)節(jié)時(shí)，就會控制參數(shù)表中的焦點(diǎn)移動一個(gè) 位置。焦點(diǎn)只限于按照水平和垂直兩個(gè)方向逐格平移，不能在整個(gè)電視屏幕范圍內(nèi) 隨意移動。對于功能簡單的電視機(jī)，這種編碼脈沖遙控方式已經(jīng)能夠滿足功能操控 的需要。
然而，對于通過機(jī)頂盒(SetTopBox)、電腦主機(jī)或電視機(jī)內(nèi)部數(shù)字控制處理模 塊，在電視機(jī)的屏幕上以交互方式顯示數(shù)字化內(nèi)容，由于數(shù)字化內(nèi)容復(fù)雜的互動和 應(yīng)用需要，電視機(jī)屏幕的遙控復(fù)雜度在不斷增加。例如，要求通過遙控器的非接觸 式空間運(yùn)動，控制電視機(jī)屏幕上的光標(biāo)，使光標(biāo)能夠移動到屏幕上任意布局的控制 條目上，激活屏幕中的菜單和控制對象；要求遙控器能夠控制光標(biāo)在屏幕上任意描 畫軌跡，實(shí)現(xiàn)類似涂鴉或區(qū)域選擇功能等。
對于電視機(jī)、特別是數(shù)字電視和以電視機(jī)為顯示屏幕的各種新增互動服務(wù)的控 制需求，如果仍然采用目前按鍵觸發(fā)編碼脈沖的遙控方式，就只能使用快捷功能鍵 和焦點(diǎn)平移等方法控制數(shù)字電視的功能。不但會造成遙控器的按鍵數(shù)量增加、使用 難度加大、屏幕操作繁復(fù)，而且由于控制方式只與按鍵有關(guān)，致使許多與空間相關(guān)的特色服務(wù)和功能無法實(shí)現(xiàn)，嚴(yán)重限制了互動服務(wù)和功能的發(fā)展。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于陀螺儀的空間遙控 器，旨在改變傳統(tǒng)按鍵觸發(fā)編碼脈沖控制電視機(jī)或其他顯示終端功能和互動服務(wù)的 方式，通過陀螺儀傳感器技術(shù)，感應(yīng)用戶手握基于陀螺儀的遙控器在空中移動的動 作，然后轉(zhuǎn)化為遙控器的運(yùn)動軌跡，以便傳送給電視機(jī)或其他數(shù)字化顯示終端而產(chǎn) 生屏幕光標(biāo)的軌跡運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)可對屏幕上任意布局的對象進(jìn)行控制和定位，以 滿足數(shù)字電視和數(shù)字化顯示終端互動服務(wù)和功能的發(fā)展需求。
本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)
本實(shí)用新型提供的一種基于陀螺儀的空間遙控器，包括用于產(chǎn)生相應(yīng)控制信號 的按鍵輸入單元，以及用于和顯示終端建立無向性無線通訊通道的無線通訊單元； 此外還包括
陀螺儀感應(yīng)單元一用于探測用戶自然手部操縱動作，通過整合感知軸方向上的 運(yùn)動感應(yīng)，產(chǎn)生一系列基于感知軸方向上位移量的數(shù)字信號；
信號處理單元一用于將陀螺儀感應(yīng)單元產(chǎn)生的位置數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為鼠標(biāo)指針信 號，并連同按鍵輸入單元產(chǎn)生的控制信號一起進(jìn)行編碼發(fā)送至無線通訊單元；
所述陀螺儀感應(yīng)單元、信號處理單元和無線通訊單元依次連接，按鍵輸入單元 連接控制信號處理單元，向無線通訊單元傳送控制屏幕光標(biāo)移動數(shù)據(jù)和按鍵指令控 制信號。
本實(shí)用新型利用陀螺儀感應(yīng)單元探測用戶自然手部操縱動作，通過整合感知軸 上的運(yùn)動感應(yīng)，產(chǎn)生一系列基于感知軸方向上位移量的數(shù)字信號；該數(shù)字信號輸送 到信號處理單元，經(jīng)信號處理單元轉(zhuǎn)換成鼠標(biāo)指針信號，并連同按鍵輸入單元產(chǎn)生 的控制信號一起進(jìn)行編碼，然后經(jīng)無線通訊單元發(fā)送到電視機(jī)或其他顯示終端，實(shí) 現(xiàn)屏幕操作控制和屏幕指針的任意定位。本實(shí)用新型由于利用陀螺儀感應(yīng)技術(shù)制作 了空間遙控器，從而使遙控器實(shí)現(xiàn)了能夠感知遙控器在空中揮動時(shí)產(chǎn)生的位移量， 并通過信息處理單元及無線通訊單元傳送到數(shù)字化顯示終端，以便轉(zhuǎn)成顯示終端屏 幕上光標(biāo)移動信息，從而實(shí)現(xiàn)定位和控制，配合單一按鍵選擇任何布局的控制條目， 移動激活隱形菜單，從而實(shí)現(xiàn)各種操作和控制功能。因而極大地減少了遙控器的按 鍵數(shù)量和復(fù)雜度，真正實(shí)現(xiàn)了操作方式的簡單化，為實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜數(shù)字服務(wù)內(nèi)容的 互動控制提供了有利條件，使用戶獲得真正自由操控的樂趣。本實(shí)用新型還可采取如下進(jìn)一步措施所述陀螺儀感應(yīng)單元為可整合X軸、Y 軸方向上的二維空間位移量，并根據(jù)抽樣頻率進(jìn)行采樣，產(chǎn)生一系列基于X軸、Y 軸方向上的二維空間位移量數(shù)字信號的二維軸陀螺儀感應(yīng)單元。
本實(shí)用新型所述信號處理單元包括
指針專用集成電路單元一用于將陀螺儀感應(yīng)單元產(chǎn)生的空間位移量進(jìn)行時(shí)鐘同 步，產(chǎn)生一個(gè)基于平面點(diǎn)的位移量；
低電壓電流倍增單元一用于將指針專用集成電路處理的部分衰減信號進(jìn)行放
大；
微處理單元一用于將指針專用集成電路單元轉(zhuǎn)換的空間點(diǎn)的位移量轉(zhuǎn)換成鼠標(biāo) 指針信號，連同按鍵輸入單元產(chǎn)生的控制信號一起進(jìn)行編碼發(fā)送至無線通訊單元；
所述陀螺儀感應(yīng)單元連接到指針專用集成電路單元上，低電壓電流倍增單元與 指針專用集成電路單元連接；指針專用集成電路單元與微處理單元連接；微處理單 元還與按鍵輸入單元以及無線通訊單元連接。
本實(shí)用新型所述無線通訊通道包括無線電頻率、藍(lán)牙、Wi-Fi或ZigBee等。
本實(shí)用新型具有以下有益效果
(1) 本實(shí)用新型遙控器采用少量按鍵即可完成針對數(shù)字化顯示終端所有的操 作，極大地減少了遙控器的按鍵數(shù)量和復(fù)雜度，解決了以往遙控器按鍵多、操控不 便等問題，在遙控器的控制方式和使用方式上帶來了革命性的改變。
(2) 將以往遙控器上、下、左、右、確定的焦點(diǎn)平移模式改變?yōu)榛诳罩羞b控 的指針坐標(biāo)定位，通過遙控器的移動選擇屏幕上的任何目標(biāo)。改變了以往遙控器單 一按鍵式選擇的操作方式，根據(jù)手握遙控器的擺動促成屏幕光標(biāo)的移動、定位和選 擇，使操作更為人性化。
(3) 改變了數(shù)字電視界面單調(diào)的局面，隨著操控方式的改變，有利于刺激數(shù)字 電視界面的整體改觀。
(4) 釆用無向的無線傳輸手段，改變和解決了原來遙控器基于紅外的需要有很 強(qiáng)方向性的問題，
(5) 通過運(yùn)動感應(yīng)調(diào)節(jié)電視頻道和音量及其他控制操作，將用戶放在遙控器上 的目光完全解放出來，使得用戶得以全身心地體驗(yàn)電視所帶來的視覺沖擊。

下面將結(jié)合實(shí)施例和附屈對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意框圖2是圖1所示實(shí)施例遙控器的應(yīng)用示意框圖。
圖中陀螺儀感應(yīng)單元l，按鍵輸入單元2，信號處理單元3，指針專用集成電 路單元31，低電壓電流倍增單元32，微處理單元33，無線通訊單元4，無線通訊通 道5，遙控信號接收處理單元6，顯示屏幕具體實(shí)施方式
圖1和圖2所示為本實(shí)用新型的實(shí)施例。如圖1所示，本實(shí)施例基于陀螺儀的
空間遙控器包括
1) 陀螺儀感應(yīng)單元1—為二維軸陀螺儀感應(yīng)單元，用于探測用戶自然手部操縱
動作，整合X軸、Y軸方向上的運(yùn)動感應(yīng)，并根據(jù)抽樣頻率(X軸12KHZ， Y軸 13KHZ)進(jìn)行采樣，產(chǎn)生一系列基于X軸、Y軸方向上的二維空間位移量的數(shù)字信 號；
2) 按鍵輸入單元2—用于產(chǎn)生相應(yīng)的遙控按鍵控制信號；
3) 信號處理單元3—用于將陀螺儀感應(yīng)單元1產(chǎn)生的一系列基于X軸、Y軸上 的二維空間位移量轉(zhuǎn)換為鼠標(biāo)指針信號，并連同按鍵輸入單元2產(chǎn)生的控制信號一 起進(jìn)行編碼發(fā)送至無線通訊單元4;
包括以下組成部分-
指針專用集成電路單元31—用于將陀螺儀感應(yīng)單元1產(chǎn)生的二維空間位移量進(jìn) 行時(shí)鐘同步，形成一個(gè)基于平面點(diǎn)的位移量；
低電壓電流倍增單元32—用于將指針專用集成電路處理的部分衰減信號進(jìn)行 放大；
微處理單元33—用于將指針集成電路單元31轉(zhuǎn)換的二維空間點(diǎn)的位移量轉(zhuǎn)換 成鼠標(biāo)指針移動信號，連同按鍵輸入單元2產(chǎn)生的控制信號一起進(jìn)行編碼發(fā)送至無 線通訊單元4;
4) 無線通訊單元4一用于將信號處理單元3輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制并通過無線通 訊通道5同顯示終端建立無向性無線通訊。
如圖1所示，陀螺儀感應(yīng)單元1連接到信號處理單元3的指針專用集成'電路單 元31上，低電壓電流倍增單元32與指針專用集成電路31單元連接；指針專用集成 電路單元31與微處理單元33連接。信號處理單元3通過微處理單元33與無線通訊單元4連接，按鍵輸入單元2也連接到微處理單元33上，向無線通訊單元4傳送控 制屏幕光標(biāo)移動數(shù)據(jù)和按鍵指令控制信號。
本實(shí)施例無線通訊通道5可以是無線電頻率(RF)、藍(lán)牙(Bluetooth) 、 Wi-Fi 、 ZigBee等。
本實(shí)施例遙控器中的陀螺儀感應(yīng)單元l為一微機(jī)電裝置，當(dāng)遙控器在移動時(shí)， 陀螺儀感應(yīng)單元1通過感知X軸、Y軸方向上的運(yùn)動感應(yīng)，輸出基于遙控器在X軸、 Y軸方向上的位移數(shù)字信號，這些數(shù)據(jù)信號通過信號處理單元3的指針專用集成電 路單元31進(jìn)行轉(zhuǎn)換和低電壓電流倍增單元32對衰減信號進(jìn)行放大，再通過微處理 單元33將X軸、Y軸方向上的位移信號轉(zhuǎn)換成鼠標(biāo)指針移動信號；同時(shí)按鍵輸入 單元2檢測按鍵信號，并將按鍵信號傳送至信號處理單元3;信號處理單元3的微 處理單元33將轉(zhuǎn)換的鼠標(biāo)指針移動信號和按鍵處理單元2輸出的控制信號進(jìn)行編 碼，并轉(zhuǎn)換成無線通訊單元4可識別的坐標(biāo)數(shù)據(jù)并傳送至無線通訊單元4，無線通 訊單元4對輸入信號進(jìn)行調(diào)制并往外發(fā)送。這樣，隨著遙控器的移動，屏幕光標(biāo)隨 陀螺儀傳感器坐標(biāo)點(diǎn)的改變而形成光標(biāo)的移動軌跡。
在使用過程中，如圖2所示，本實(shí)施例遙控器通過無線通訊單元4經(jīng)無線通訊 通道5，將遙控器的坐標(biāo)數(shù)據(jù)和控制按鍵指令傳送到電視機(jī)或其他數(shù)字化顯示終端 的遙控信號接收處理單元6，通過遙控信號接收處理單元6控制電視機(jī)或其他數(shù)字 化顯示終端顯示屏幕7上的光標(biāo)，并根據(jù)遙控器在空間的移動控制顯示屏幕7中光 標(biāo)的同步移動，再根據(jù)遙控器上按鍵指令選擇任何布局的控制條目及激活菜單，從 而實(shí)現(xiàn)各種操作和控制功能。在使用過程中，本實(shí)施例與現(xiàn)有技術(shù)遙控器相比，極大 地減少了按鍵數(shù)量和復(fù)雜度，真正實(shí)現(xiàn)了操作方式的簡單化，為實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜數(shù)字 服務(wù)內(nèi)容的互動控制，使用戶獲得真正自由操控的樂趣。
盡管本實(shí)用新型是參照具體實(shí)施例來描述，但這種描述并不意味著對本實(shí)用新 型構(gòu)成限制。參照本實(shí)用新型的描述，所公開的實(shí)施例的其他變化，對于本領(lǐng)域技 術(shù)人員都是可以預(yù)料的，這種的變化應(yīng)屬于所屬權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種基于陀螺儀的空間遙控器，包括用于產(chǎn)生相應(yīng)控制信號的按鍵輸入單元(2)，以及用于和顯示終端建立無向性無線通訊通道(5)的無線通訊單元(4)；其特征在于還包括陀螺儀感應(yīng)單元(1)-用于探測用戶自然手部操縱動作，通過整合感知軸方向上的運(yùn)動感應(yīng)，產(chǎn)生一系列基于感知軸方向上位移量的數(shù)字信號；信號處理單元(3)-用于將陀螺儀感應(yīng)單元(1)產(chǎn)生的位置數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為鼠標(biāo)指針信號，并連同按鍵輸入單元(2)產(chǎn)生的控制信號一起進(jìn)行編碼發(fā)送至無線通訊單元(4)；所述陀螺儀感應(yīng)單元(1)、信號處理單元(3)和無線通訊單元(4)依次連接，按鍵輸入單元(2)連接控制信號處理單元(3)，向無線通訊單元(4)傳送控制屏幕光標(biāo)移動數(shù)據(jù)和按鍵指令控制信號。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于陀螺儀的空間遙控器，其特征在于所述陀螺 儀感應(yīng)單元(1)為可整合X軸、Y軸方向上的二維空間位移量，并根據(jù)抽樣頻率進(jìn)行 采樣，產(chǎn)生一系列基于X軸、Y軸方向上的二維空間位移量數(shù)字信號的二維軸陀螺 儀感應(yīng)單元。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于陀螺儀的空間遙控器，其特征在于所述信號處理單元(3)包括指針專用集成電路單元(31)~用于將陀螺儀感應(yīng)單元(1)產(chǎn)生的空間位移量進(jìn)行 時(shí)鐘同步，產(chǎn)生一個(gè)基于平面點(diǎn)的位移量；低電壓電流倍增單元(32)—用于將指針專用集成電路(31)處理的部分衰減信號 進(jìn)行放大；微處理單元(33)—用于將指針專用集成電路單元(31)轉(zhuǎn)換的空間點(diǎn)的位移量轉(zhuǎn) 換成鼠標(biāo)指針信號，連同按鍵輸入單元(2)產(chǎn)生的控制信號一起進(jìn)行編碼發(fā)送至無線 通訊單元(4);所述陀螺儀感應(yīng)單元(1)連接到指針專用集成電路單元(31)上，低電壓電流倍增 單元(32)與指針專用集成電路單元(31)連接；指針專用集成電路單元(31)與微處理單 元(33)連接；微處理單元(33)還與按鍵輸入單元(2)以及無線通訊單元(4)連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于陀螺儀的空間遙控器，其特征在于所述無線 通訊通道(5)包括無線電頻率、藍(lán)牙、Wi-Fi或ZigBee。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于陀螺儀的空間遙控器，包括用于產(chǎn)生相應(yīng)控制信號的按鍵輸入單元，以及用于和顯示終端建立無向性無線通訊通道的無線通訊單元；此外還包括陀螺儀感應(yīng)單元，用于探測用戶手部操縱動作而產(chǎn)生一系列基于感知軸方向上的位置數(shù)字信號；信號處理單元，用于將陀螺儀感應(yīng)單元產(chǎn)生的位置數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)信號，連同按鍵輸入單元產(chǎn)生的控制信號一起編碼發(fā)送至無線通訊單元。本實(shí)用新型根據(jù)手握遙控器的擺動促成屏幕光標(biāo)的移動、定位和選擇，解決了以往遙控器按鍵多、操控不便等問題，在遙控器的控制方式和使用方式上帶來了革命性的改變，為實(shí)現(xiàn)更為復(fù)雜數(shù)字服務(wù)內(nèi)容的互動控制提供了有利條件，使用戶獲得真正自由操控的樂趣。
文檔編號G06F3/038GK201138516SQ20082004242
公開日2008年10月22日 申請日期2008年1月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月3日
發(fā)明者勇 付, 盧志雄, 汪紅兵, 陳曉東 申請人:廣州市弘元互動數(shù)字技術(shù)開發(fā)有限公司