指向方法及用于指向方法的裝置和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于控制具有角速度傳感器的指向裝置的方法，其包括：針對維度空間的每個相互正交的單位向量的方向，通過至少一個角速度傳感器產(chǎn)生正交單位向量相關(guān)的信號的全體，以表示所述維度空間中的角速度；非線性地放大所述信號中的至少一個信號，以確定屏幕上的光標在所述屏幕上的(x,y)坐標；及基于所述單位向量相關(guān)的信號，應(yīng)用判斷標準來確定所述指向裝置的狀態(tài)。本發(fā)明還涉及利用該方法的指向器和包括該指向器的系統(tǒng)。
【專利說明】指向方法及用于指向方法的裝置和系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一般而言，本發(fā)明涉及信息技術(shù)中的指向領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及控制根據(jù)獨立權(quán)利要求的前序部分所述的指向裝置的方法。本發(fā)明還涉及根據(jù)獨立權(quán)利要求的前序部分所述的指向器。本發(fā)明還涉及根據(jù)獨立權(quán)利要求的前序部分所述的指向系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當準備、制作和/或給出展示(presentation)時，在使用角速度傳感器控制屏幕上的光標時常見的問題是如何處理傳感器的角速度偏移并使光標的移動對于用戶來說是平滑且舒適的和/或使用戶能簡單有效地使用。像這類問題在很多公開出版物中已得到描述，例如美國專利5825350和5898421。光標穩(wěn)定性受到白色和Ι/f噪聲以及角速度傳感器中的零點漂移的影響。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)美國專利文獻5825350 (Gyration)披露了指向器方案，其中所述指向器是基于陀螺儀的輸出采樣的。在該方案中，第一閥值用于運動(以下為無意的運動)檢測，第二閥值用于運動(在這些閥值之間為部分無意的運動)。在該方案中，還通過根據(jù)陀螺儀的輸出和先前輸出的采樣來確定偏差偏移量，從而消除陀螺儀偏差偏移量的影響。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)美國專利文獻5825350 (Gyration)披露了用于控制顯示器上的光標的位置的垂直陀螺儀及用于響應(yīng)于俯仰(Pitch)和/或偏航(yaw)旋轉(zhuǎn)而移動物體的方法。
[0005]另一現(xiàn)有技術(shù)美國專利文獻7158118(HillCrest)披露了三維(3d)指向裝置，所述三維指向裝置消除與該三維指向裝置的傾斜和多于3個自由度的系統(tǒng)相關(guān)的影響。
[0006]然而，現(xiàn)有技術(shù)的方案已通過參考公開出版物對提到的或相關(guān)的問題做出改進，但是它們既沒有示出角速度信號的非線性放大，也沒有基于ω2進行靜止狀態(tài)的檢測而做出平滑的控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的實施例提供了光標的平滑控制。本申請的發(fā)明人已注意到可使用非線性轉(zhuǎn)換函數(shù)來提高平滑度，這可提供位置精度和從一個位置到另一個位置的快速轉(zhuǎn)移。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于控制具有角速度傳感器的指向裝置的方法，其特征在于本發(fā)明的獨立方法權(quán)利要求的特性部分中所述的內(nèi)容。根據(jù)本發(fā)明的指向器，其特征在于本發(fā)明的指向器獨立權(quán)利要求的特性部分中所述的內(nèi)容。根據(jù)本發(fā)明的指向器系統(tǒng)，其特征在于本發(fā)明的方法獨立權(quán)利要求的特性部分中所述的內(nèi)容。在獨立權(quán)利要求和示例中示出了其他實施例。本發(fā)明的實施例可以由適當?shù)牟糠纸M合。術(shù)語“包括”包括開放式表達方式。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實施例，一種用于控制具有角速度傳感器的指向裝置的方法包括:針對維度空間的每個相互正交的單位向量的方向，通過至少一個角速度傳感器產(chǎn)生正交單位向量相關(guān)的信號的全體，以表示所述維度空間中的角速度；非線性地放大所述信號中的至少一個信號，以確定屏幕上的光標在所述屏幕上的(x，y)坐標；及基于所述單位向量相關(guān)的信號，應(yīng)用判斷標準來確定所述指向裝置的狀態(tài)。
[0010]根據(jù)本發(fā)明實施例，所述方法中的所述判斷標準包括:確定所放大的角速度信號的積分，以確定所述光標在所述屏幕上的位置；按照方程式(I)的函數(shù)相對于預(yù)設(shè)值定義的方式來確定所述指向裝置的靜止狀態(tài)；及當所述角速度傳感器靜止時，更新所述角速度傳感器的零點偏移，以使 ω0(ζ> y) = w (z=0, y=0)和 / 或 ω0(ζ, y, χ) = ω (ζ=0, y=0, χ=0)。
[0011]根據(jù)本發(fā)明實施例，在所述方法中，所述角速度傳感器包括至少一個對應(yīng)于所述維度空間的2軸或3軸角速度傳感器。
[0012]根據(jù)本發(fā)明實施例，在所述方法中，所述角速度信號的放大系數(shù)至少部分地由方程式(I)、方程式(2)和/或方程式(3)定義。
[0013]根據(jù)本發(fā)明實施例，在所述方法中，ζ方向和y方向上的放大值是相同的。
[0014]根據(jù)本發(fā)明實施例，在所述方法中，所述單位向量方向相關(guān)的信號中的至少一個信號是通過使用分段式線性函數(shù)形成的。
[0015]根據(jù)本發(fā)明實施例，在所述方法中，所述分段式分段至少包括3個位于用于傳輸所述角速度信號的所述角速度傳感器的零點值和最大值之間的分段。
[0016]根據(jù)本發(fā)明實施例，在所述方法中，所述分段在至少一個單位向量方向上是自適應(yīng)的。
[0017]根據(jù)本發(fā)明實施例，在所述方法中，所述函數(shù)ω是由圓錐剖面曲線定義的。
[0018]根據(jù)本發(fā)明實施例，在所述方法中，所述函數(shù)是由ζ分量和y分量定義的且分別適用于 ζ 軸和 y 軸的 ω2=ω (ζ).ω2(ζ) + ω (y).ω2 (y) 0
[0019]根據(jù)本發(fā)明實施例，在所述方法中，所述角速度傳感器的零點校正是基于靜止的角速度傳感器的輸出角速度值的平均值實現(xiàn)的。
[0020]根據(jù)本發(fā)明實施例，在所述方法中，所述偏移值％ (z，y)是按照coOave (z，y)= ωOaveave (z.y) * (η~I)/η+ω0(ζ, y) /η 遞歸地進行更新的平均值 ωθ3ν6(ζ, y),其中η是用于平均的采樣有效數(shù)。
[0021]根據(jù)本發(fā)明實施例，在所述方法中，所述零點偏移校正的更新是基于靜止的角速度傳感器的經(jīng)數(shù)字低通濾波的角速度輸出值進行的。
[0022]根據(jù)本發(fā)明實施例，在所述方法中，所使用的濾波函數(shù)包括(0。打11:(11) = (0。打11:(11-1)*(1-1/10 + (0。/1^ 其中是新的濾波值，c^filtO1-l)是舊的濾波值，且k是濾波常數(shù)。
[0023]根據(jù)本發(fā)明實施例，所述方法包括:在開始時檢測靜止狀態(tài)；檢測用于消除初始角速度零點偏移的機會；及分別根據(jù)var (ω (z)) <var (th(ζ))和/或var (ω (y)) <var (th (y))的標準,對繞ζ軸和y軸的角速度函數(shù)的變化值與預(yù)設(shè)閥值進行比較。
[0024]根據(jù)本發(fā)明實施例，所述方法包括:通過對所述函數(shù)ω2、所述變化值var(co (ζ))和Var(co (y))與各自的預(yù)設(shè)閥值進行比較的組合來檢測所述靜止狀態(tài)。
[0025]根據(jù)本發(fā)明實施例，所述方法包括:使所述角速度傳感器在不工作時保持在待機狀態(tài)；根據(jù)預(yù)設(shè)標準來檢測喚醒的要求；及在喚醒后，使用兩個或更多的角速度讀取值作為診斷，并給出所述角速度的適當估計值。
[0026]根據(jù)本發(fā)明實施例，一種指向器包括角速度傳感器，所述角速度傳感器被配置成在所述指向器中根據(jù)本發(fā)明實施例的方法的控制進行操作。
[0027]根據(jù)本發(fā)明實施例，所述指向器進一步包括下面裝置中的至少一個裝置:存儲器，其用于存儲某些位置和/或與所述位置相關(guān)的配置；標記，其用于存儲某個位置和/或相關(guān)的配置；無線裝置，其用于將位置數(shù)據(jù)傳達到展示系統(tǒng)；及調(diào)用裝置，其用于調(diào)用某個位置和/或相關(guān)的配置。
[0028]根據(jù)本發(fā)明實施例，所述指向器適于與包括顯示器的屏幕一起使用
[0029]根據(jù)本發(fā)明實施例，所述指向器包括用于在側(cè)面屏幕上生成光點的激光束生成裝置。
[0030]根據(jù)本發(fā)明實施例，一種指向器系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明實施例的指向器，所述指向器系統(tǒng)適于與展示系統(tǒng)一起操作，所述展示系統(tǒng)包括下面裝置的至少一個裝置:計算機、在所述展示系統(tǒng)的所述計算機中能夠執(zhí)行的軟件、屏幕和顯示器。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0031]參考以下附圖并結(jié)合示例更詳細地說明下面的本發(fā)明的實施例:
[0032]圖1圖示了在使用時的任意指向器；
[0033]圖2圖示了本發(fā)明的實施例；
[0034]圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明的實施例的指向器；及
[0035]圖4圖示了根據(jù)本發(fā)明的實施例的指向器系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0036]根據(jù)實施例，非線性放大函數(shù)是由角速度在顯示器平面上投影的幅度決定的。以這種方式，顯示器的X軸和y軸上的放大值是相同的，且例如可以避免圓形的變形。例如，從計算、復(fù)雜性和功耗的觀點來看，方程式(I)示出了用于確定放大值的良好函數(shù)。
[0037]CO2=CO2 (z)+ CO2 (y) (I)
[0038]這里，《 (z)和to (y)分別是繞z軸和y軸的角速度(也稱為偏航和俯仰)。根據(jù)實施例，可將增益直接設(shè)定成與成正比，這有效地產(chǎn)生了三階關(guān)系。根據(jù)另一可選實施例，可以是所選定的閥值的全體(ensemble),且當w2跨過其中一個閥值時，將使用下一個增益值。然后以此方式或者通過三角函數(shù)將由此產(chǎn)生的角速度的總和用作位置。
[0039]方程式(I)的功能還能用于確定指向器是否正在移動。由此根據(jù)本發(fā)明實施例，它將與預(yù)定的或自適應(yīng)閥值進行比較。在實施例中，假如低于閥值，則指向器被視為是靜止的，光標也保持在其現(xiàn)有的位置，而且可以更新陀螺儀零點的偏移“^和在本發(fā)明的實施例中，偏移更新是基于最近的零點的平均值來完成的。根據(jù)實施例，可以使用遞歸公式(2)對平均值進行更新。
[0040]?0ave(z, y) = CO0ave (z, y)*(n_l)/n+(O0 (z, y)/n (2)
[0041]這里，n表示用于平均的樣品有效數(shù)。從角速度傳感器輸出信號減去這些偏移(z，y)，則可分別得到有效的角速度《 (z)和《 (y)。
[0042]根據(jù)實施 例，平均值的遞歸公式中的項是作為算術(shù)平均值來計算的。根據(jù)實施例，平均值的遞歸公式中的項是作為幾何平均值來計算的。根據(jù)實施例，平均值的遞歸式中的項是作為調(diào)和平均值(harmonic average)來計算的。根據(jù)本發(fā)明實施例，在遞歸式中至少一個項是加權(quán)的。
[0043]在現(xiàn)有已知技術(shù)中，開啟裝置之后的初始偏移校正是另一已知的挑戰(zhàn)。因此必須確保裝置不移動。根據(jù)實施例，這可通過分別對角速度變化值(由var(f)表示，其中f是用于var取值的變量對象)var (ω (ζ))和var (ω (y))與選擇的閥值(也縮寫為th)var(th(Z))和var(th (y))進行比較來進行檢查。根據(jù)本發(fā)明實施例，兩個軸的閥值可以是相同的，但是不僅限于此，或者不限于軸的數(shù)量。根據(jù)本發(fā)明實施例，考慮到如果不能完全消除或至少減輕屏幕的傾斜，這些閥值可以是不同的。
[0044]在以后的階段中，變化值以這種方式或者與ω2結(jié)合地被用作檢查靜止裝置的標準。根據(jù)本發(fā)明可選實施例，變化值是根據(jù)經(jīng)過數(shù)字濾波的角速度值計算的，以最小化非人為運動的影響。對于使用的這類實施例，數(shù)字低通濾波器可以是方程式(3)的形式。
[0045]y (n) =y (n-1) (k~l) /k+x (n) /k (3)
[0046]這里，X (n)是第η個原始角速度樣本，y (η)是第η個經(jīng)濾波的樣本，k則是濾波常數(shù)。
[0047]根據(jù)本發(fā)明實施例，在方程式(I)、(2)和(3)中示出的坐標z，y僅作為示例，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從中得到任何有關(guān)直角坐標(x，y，z)組合的類似的方程式。本領(lǐng)域技術(shù)人員認識到直角坐標系統(tǒng)可以作為示出本發(fā)明實施例的概念。然而，利用直角坐標是為了說明的目的，但是還可以在不偏離實施例的范圍情況下在其他同等系統(tǒng)中使用和示出這一概念。
[0048]用于靜止狀態(tài)檢測、傳感器增益值函數(shù)及它的非線性的參數(shù)當然可以被調(diào)整成用戶和應(yīng)用的最佳組合。
[0049]根據(jù)實施例，3軸角速度傳感器的使用提供了靈活性，使得傳感器位于指向器中的相對于具有光標的顯示器的任何位置。此外，它啟動轉(zhuǎn)動補償以最小化顯示器X軸和I軸轉(zhuǎn)動，作為指向器繞它的X軸轉(zhuǎn)動的功能。
[0050]通常角速度傳感器的相對高的電流消耗往往成為電池供電裝置的限制因素。根據(jù)本發(fā)明實施例，通過使用角速度傳感器的待機模式和只在讀取時將它短暫地開啟，可以減少大約50%的平均電流消耗。根據(jù)本發(fā)明實施例，可以通過檢測指向器的突然移動來喚醒它，以確保角速度傳感器被正確地喚醒且所獲取的這些讀取值是穩(wěn)定和可重復(fù)的。為了這一目的，可以使用一個或多個附加的讀取值來診斷和預(yù)測正確的角速度值。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的實施例，方程式(I)至(3)示出和涉及信號放大功能的二次方函數(shù)。然而，根據(jù)本發(fā)明實施例，在非常快速地移動的實施例的情況下，放大函數(shù)f(方程式4)可以是指數(shù)函數(shù)。雖然還可以使用對數(shù)函數(shù)，但是其操作是不同的，且當在屏幕上的某一部分上移動變慢時，難以處理的屏幕上的光標的對應(yīng)轉(zhuǎn)換。
[0052]而且，諸如等三次方等其他次方的冪函數(shù)也可用于方程式(4)。
[0053]output=f (input) (4)
[0054]方程式(4)表示作為輸入的所產(chǎn)生的信號和作為輸出的放大信號之間的關(guān)系。
[0055]如果函數(shù)f使用非雙射(non-bi jective)函數(shù),較佳的是,將這類函數(shù)f僅用于相應(yīng)的實施例，在其輸入范圍的分段中構(gòu)成雙射性質(zhì)的部分用于相應(yīng)的操作。
[0056]這提供了平滑且以小的角速度進行的靈敏指向，并同時提供了快速的移動，其中快速意味著其比使用線性放大的情況更快。在使用對數(shù)的實施例的情況下，放大沿一個方向在一段距離上可以是較緩慢的，但是在另一段距離上則是較快速的。
[0057]根據(jù)本發(fā)明實施例，被配置成根據(jù)方法實施例進行操作的指向器還包括選擇工具，以便可以選擇放大函數(shù)。這樣可以增加指向器的多樣性且便于個人使用。在這類實施例中，有利的是設(shè)置存儲器和/或微處理器，使得能夠操作該方法的處理并進行必要計算。存儲器還可以用于存儲某些用戶特殊的配置，該配置被發(fā)現(xiàn)有利于使用某個屏幕的用戶。存儲器還可以用于校正和/或同步兩個屏幕(一個在臺式機或筆記本電腦上，另一個則在不會自行發(fā)光的屏幕，例如巨大的屏幕上)的顯示區(qū)域。設(shè)定和/或信號可以被傳達至指向器系統(tǒng)的展示系統(tǒng)服務(wù)器，在多元化(diversified)的實施例中，展示系統(tǒng)服務(wù)器可以進行放大，或在整合式(integrated)的實施例中，展示系統(tǒng)服務(wù)器接收已放大的信號。根據(jù)本發(fā)明實施例，使用多元化的實施例，指向器可以比使用整合式的實施例節(jié)省更多的電力，因此，指向器的電池壽命會更長些。
[0058]根據(jù)實施例，不同的放大函數(shù)還可以用作輸入數(shù)量范圍的分段特定函數(shù)。還可以用分段特定的方式進行平均值的計算。這樣可以改進精確度，特別是假如屏幕不是平坦的平面屏幕，或者當它相對于垂直的或基本上垂直的位置傾斜時。
[0059]示例
[0060]圖2圖示了本發(fā)明實施例的示例。圖2示出了用于控制具有角速度傳感器(ars)的指向裝置的方法的幾個實施例。并不必須包括所有的階段和/或按照相同的順序執(zhí)行所有的階段。其中方法的一些階段可以是平行的和/或至少部分是平行的。圖2中的示例包括初始化階段。當開啟圖2的指向器時，執(zhí)行該階段，但是根據(jù)實施例的變形例，該階段也在指向器被喚醒時執(zhí)行。根據(jù)實施例，用戶可以使用實施例中的相關(guān)裝置來復(fù)位指向器。而且在被配置和/或包括存儲器的這類實施例(參考圖3)中，可以從存儲器中調(diào)用用戶特定配置。
[0061]在方法中，存在傳感器庫，該傳感器庫中的至少一個傳感器被布置成使得:針對維度空間的每個相互正交單位向量方向，通過至少一個角速度傳感器產(chǎn)生正交單位向量相關(guān)信號的全體，以表示該維度空間中的角速度。
[0062]在方法中，根據(jù)放大函數(shù)非線性地放大該信號的至少一個信號，以確定屏幕上的光標在屏幕上的(x，y)坐標。在此階段，也可以進行濾波、平均或?qū)⑵渌y(tǒng)計功能應(yīng)用到信號。指向器的狀態(tài)的確定是基于上述單位向量相關(guān)信號并應(yīng)用用于確定指向裝置的狀態(tài)的判定標準來實現(xiàn)的。因而放大函數(shù)可以包括來自方程式(I)至(4)中的個體或它們組合的特征。根據(jù)變形例，函數(shù)ω是由圓錐剖面曲線或其分段定義的?？梢允褂眠@些函數(shù)，以便將輸入數(shù)量范圍分割成分段。根據(jù)變形例，至少一個分段可以應(yīng)用與另一分段不同的函數(shù)。這些特定分段函數(shù)還可以是線性函數(shù)。線性函數(shù)可以被布置成近似于更高階的、或指數(shù)型、或它們的組合的曲線，以用于放大的雙射響應(yīng)放大函數(shù)。根據(jù)實施例，在用于產(chǎn)生該角速度信號的該角速度傳感器的零點值和最大值之間至少有3個分段。根據(jù)實施例，不需要全部的分段，但是仍需要部分或至少一個分段，以將分段進一步切割成次分段，甚至在輸入值的分段范圍內(nèi)，使用自適應(yīng)的方式來估計某一函數(shù)。因此，單位向量方向相關(guān)信號的至少一個信號是通過使用分段式線性函數(shù)形成的。
[0063]根據(jù)本發(fā)明實施例的示例，判斷標準包括確定經(jīng)放大的角速度信號的總和，以確定該屏幕上光標的位置；根據(jù)由方程式(I)的函數(shù)相對于預(yù)設(shè)閥值定義的方式，確定指向裝置的靜止狀態(tài)；且因此當角速度傳感器是靜止的時，更新角速度傳感器的零點偏移，使得?0 (Z, y) = ? (z=0, y=0)或 w0(z, y, x) = w (z=0, y=0, x=0)。
[0064]可以在方法的實施例中檢查零點偏移的更新。角速度傳感器的零點校正可以是基于靜止角速度傳感器的輸出角速度值的平均值進行的。偏移值《o(z，y)是按照wOave (z，y)= wOaveave (z.y) * (n~I)/n+w0(z, y) /n 遞歸地更新的平均值《Qave(z，y),其中 n是用于平均的樣品有效數(shù)。在本發(fā)明實施例的變形例中，零點偏移校正的更新是基于靜止角速度傳感器的數(shù)字低通濾波的角速度輸出值進行的。在本發(fā)明實施例中，所使用的濾波函數(shù)包括 WafiltOikc^filtO1-lXl-l/lO + cOd/k,這里 coQfilt(n)是新的濾波值，co0filt(n-l)是舊的濾波值，k則是濾波常數(shù)。 [0065]根據(jù)本發(fā)明實施例，方法還包括:在開始時檢測禁止狀態(tài)；檢測用于消除初始角速度零點偏移的機會；和/或分別根據(jù)var (w (z))〈var (th (z))和/或var (w (y)) <var (th (y))的示例性標準,將繞z軸和y軸的角速度函數(shù)的變化值與預(yù)設(shè)閥值進行比較。
[0066]在本發(fā)明實施例中，將作為待機狀態(tài)的靜止狀態(tài)的檢測視為是對函數(shù)W2、變化值var (co (z))和var(co (y))與各自預(yù)設(shè)的閥值進行比較的組合。根據(jù)本發(fā)明實施例，靜止狀態(tài)是較廣泛的狀態(tài)，此時指向器已準備好可以使用。在該狀態(tài)下指向器相對于所處的坐標系統(tǒng)是不移動的，而且在該狀態(tài)下，電力已開啟且裝置等待隨時被使用。當從靜止狀態(tài)進入待機狀態(tài)時，指向器休眠到更深層的省電狀態(tài)，所以當指向器被移動時，可以將其喚醒。根據(jù)本發(fā)明實施例，指向器包括計時器，以便使關(guān)機狀態(tài)跟隨在待機狀態(tài)之后。這是由圖2中的由在指示方框上的喚醒/開機處到最上面的兩個方框的箭頭表示的，所以如果指向器關(guān)機，執(zhí)行初始化階段，并根據(jù)用戶的設(shè)定進行配置和/或改變。
[0067]根據(jù)本發(fā)明實施例，指向裝置(指向器)包括2軸或3軸角速度傳感器，其中方法包括:使角速度傳感器在非工作時保持在待機狀態(tài)；根據(jù)預(yù)設(shè)標準，檢測喚醒需求；喚醒后，使用兩個或更多的角速度讀取值以進行診斷，并提供適當?shù)慕撬俣裙烙嬛怠?br> [0068]圖3示出了可根據(jù)方法實施例進行操作的指向裝置301的示例。根據(jù)實施例，傳感器庫包括至少一個對應(yīng)于該維度空間的2軸或3軸角速度傳感器。在實施例的變形例中，傳感器庫還可以包括其他的傳感器。對于指向器的功能性，它包括下面裝置中的至少一個裝置:用于存儲某些位置和/或與該位置相關(guān)的配置的存儲器；用于存儲某一位置和/或相關(guān)的配置的標記；用于將位置數(shù)據(jù)傳達到展示系統(tǒng)的無線裝置；及用于調(diào)用某一位置和/或相關(guān)的配置的調(diào)用裝置。配置在實施例中的收發(fā)裝置用于在指向器和展示系統(tǒng)服務(wù)器之間傳輸根據(jù)整體式或多元化的實施例的信號。根據(jù)實施例，可以根據(jù)已知的技術(shù)實現(xiàn)此類收發(fā)裝置。
[0069]根據(jù)實施例，指向器適于與包括顯示器的屏幕一起使用。根據(jù)實施例的變形例，指向器還包括用于在側(cè)面屏幕上產(chǎn)生光點的激光束生成裝置。有利的是，當展示者即將在顯示器屏幕上工作時，觀眾則注視著大屏幕上的展示。根據(jù)本發(fā)明實施例，還有可以用來分解同步化的裝置。根據(jù)本發(fā)明實施例，指向器自身可以包括用于引導(dǎo)用戶操作指向器的小顯示器。這可以使用不同的方式來實現(xiàn)，但適應(yīng)于手持式指向器的實施例。根據(jù)可選實施例，指向器系統(tǒng)與指向器和顯示器進行通信，使得能夠在屏幕上進行引導(dǎo)功能以用于展示。
[0070]根據(jù)本發(fā)明實施例，圖4示出了指向器系統(tǒng)401的示例。該系統(tǒng)包括根據(jù)本發(fā)明實施例的指向器，該指向器適于與展示系統(tǒng)一起操作，展示系統(tǒng)包括下面裝置中的至少一個裝置:計算機、在展示系統(tǒng)的計算機上可執(zhí)行的軟件、屏幕和顯示器。例如，收發(fā)裝置可以用于與指向器的通信。根據(jù)實施例，指向系統(tǒng)可以包括服務(wù)器程序，該服務(wù)器程序可在合適的部分中包括程序裝置和/或接口，以用于使展示系統(tǒng)與指向器301和/或使收發(fā)裝置與使用的屏幕一起操作。指向器系統(tǒng)還可包括用于指向器系統(tǒng)的操作的存儲器。根據(jù)本發(fā)明實施例，在計算機中，對于用于構(gòu)建根據(jù)實施例的指向系統(tǒng)或該系統(tǒng)的部分的程序代碼，其全部或部分地作為初始值組裝和/或用于更新，并包括用于通信的驅(qū)動裝置和/或用于方法的裝置。根據(jù)實施例，在指向器的設(shè)定和/或指向器中的固件被布置成可經(jīng)由收發(fā)裝置的通信來進行更新。
【權(quán)利要求】
1.一種用于控制具有角速度傳感器(ars)的指向裝置的方法，其包括: 針對維度空間的每個相互正交的單位向量的方向，通過至少一個角速度傳感器產(chǎn)生正交單位向量相關(guān)的信號的全體，以表示所述維度空間中的角速度； 非線性地放大所述信號中的至少一個信號，以確定屏幕上的光標在所述屏幕上的(X，y)坐標；及 基于所述單位向量相關(guān)的信號，應(yīng)用判斷標準來確定所述指向裝置的狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述判斷標準包括: 確定所放大的角速度信號的總和，以確定所述光標在所述屏幕上的位置； 按照方程式(I)的函數(shù)相對于預(yù)設(shè)值定義的方式來確定所述指向裝置的靜止狀態(tài)；及 當所述角速度傳感器靜止時，更新所述角速度傳感器的零點偏移，以使ω O (Z, y) = ω (z=0, y=0)和 / 或 ω0(ζ, y, χ) = ω (ζ=0, y=0, χ=0)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述角速度傳感器包括至少一個對應(yīng)于所述維度空間的2軸或3軸角速度傳感器。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述角速度信號的放大系數(shù)至少部分地由方程式(I)、方程式(2)和/或方程式(3)定義。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，ζ方向和y方向上的放大值是相同的。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述單位向量方向相關(guān)的信號中的至少一個信號是通過使用分段式線性函數(shù)形成的`。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其中，所述分段式分段至少包括3個位于用于產(chǎn)生所述角速度信號的所述角速度傳感器的零點值和最大值之間的分段。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述分段在至少一個單位向量方向上是自適應(yīng)的。
9.如權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述函數(shù)ω是由圓錐剖面曲線定義的。
10.如權(quán)利要求4或9所述的方法，其中，所述函數(shù)是由ζ分量和y分量定義的且分別適用于 ζ 軸和 y 軸的 ω2=ω (ζ).ω2(ζ) + ω (y).ω2 (y) 0
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述角速度傳感器的零點校正是基于靜止的角速度傳感器的輸出角速度值的平均值實現(xiàn)的。
12.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述偏移值Otl(Zj)是按照coOave (z，y)= ωOaveave (z.y) * (η~I)/η+ω0(ζ, y) /η 遞歸地進行更新的平均值 ωθ3ν6(ζ, y),其中η是用于平均的采樣有效數(shù)。
13.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述零點偏移校正的更新是基于靜止的角速度傳感器的經(jīng)數(shù)字低通濾波的角速度輸出值進行的。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所使用的濾波函數(shù)包括(0。打11:(11) = (0。打11:(11-1)*(1-1/10 + (0。/1^ 其中是新的濾波值，c^filtO1-l)是舊的濾波值，且k是濾波常數(shù)。
15.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述方法包括: 在開始時檢測靜止狀態(tài)； 檢測用于消除初始角速度零點偏移的機會；及 分別根據(jù) var (ω (z)) <var (th(ζ))和 / 或 var (ω (y)) <var (th(y))的標準,對繞 ζ 軸和y軸的角速度函數(shù)的變化值與預(yù)設(shè)閥值進行比較。
16.如前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所述方法包括:通過對所述函數(shù)《2、所述變化值var(? (z))和var(co (y))與各自的預(yù)設(shè)閥值進行比較的組合來檢測所述靜止狀態(tài)。
17.如前述權(quán)利要求中任一項所述的用于控制具有2軸或3軸角速度傳感器的方法，其中，所述方法包括: 使所述角速度傳感器在不工作時保持在待機狀態(tài)； 根據(jù)預(yù)設(shè)標準來檢測喚醒的要求；及 在喚醒后，使用兩個或更多的角速度讀取值作為診斷，并給出所述角速度的適當估計值。
18.一種指向器，其包括角速度傳感器，所述角速度傳感器被配置成在所述指向器中根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的方法的控制進行操作。
19.如權(quán)利要求18所述的指向器，其中，所述指向器包括下面裝置的至少一個裝置: 存儲器，其用于存儲某些位置和/或與所述位置相關(guān)的配置； 標記，其用于存儲某個位置和/或相關(guān)的配置； 無線裝置，其用于將位置數(shù)據(jù)傳達到展示系統(tǒng)；及 調(diào)用裝置，其用于調(diào)用某個位置和/或相關(guān)的配置。
20.如權(quán)利要求19所述的指向器，其中，所述指向器適于與包括顯示器的屏幕一起使用。
21.如權(quán)利要求18、19或20所述的指向器，其中，所述指向器包括用于在側(cè)面屏幕上生成光點的激光束生成裝置。
22.一種指向器系統(tǒng)，其包括權(quán)利要求18-21中任一項所述的指向器，所述指向器系統(tǒng)適于與展示系統(tǒng)一起操作，所述展示系統(tǒng)包括下面裝置的至少一個裝置:計算機、在所述展示系統(tǒng)的所述計算機中能夠執(zhí)行的軟件、屏幕和顯示器。
【文檔編號】G06F3/033GK103582859SQ201280012890
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月14日
【發(fā)明者】烏爾夫·梅里海納, 奧西·考皮寧, 佩卡·科斯蒂安納恩, 斯滕·斯托克曼, 安斯·布盧姆奎斯特 申請人:村田電子有限公司