專利名稱：一種基于加速度感應(yīng)的電視機(jī)空間遙控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種遙控器，具體是一種基于加速度感應(yīng)的電視機(jī)空 間遙控器。
技術(shù)背景現(xiàn)今科技的進(jìn)步，使得電視機(jī)采用遙控器遠(yuǎn)距離控制電視機(jī)的各項功 能和操作的方法多樣化。傳統(tǒng)遙控器采用編碼脈沖方式，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(大部分釆用紅外調(diào)制 定向通信，個別采用電磁波調(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)各項功能。傳統(tǒng)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)改變一個單位。例如，當(dāng)控制電視頻道選擇時， 就會向前或向后移動一個頻道；當(dāng)控制音量時，就會變大或變'J、一個音量； 當(dāng)控制系統(tǒng)參數(shù)調(diào)節(jié)時，就會控制參數(shù)表中的焦點(diǎn)移動一個位置。焦點(diǎn)只 限于按照水平和垂直兩個方向逐格平移，不能在整個電視屏幕范圍內(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(Se tTopBox )、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； 要求遙控器能夠操控光標(biāo)在屏幕上任意描畫軌跡，實現(xiàn)類似涂鴉或區(qū)域選 擇功能；要求能夠識別遙控器運(yùn)動的空間坐標(biāo)和加速度等參數(shù)，控制電視 機(jī)屏幕中的動漫游戲的三維動作等。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)的控制要求，傳統(tǒng)按鍵觸發(fā)編碼脈沖的遙控方式，只能使用快捷功能 鍵和焦點(diǎn)平移等方法控制電視機(jī)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)和功能無法實現(xiàn)，嚴(yán)重限制了互動服務(wù)和功 能的發(fā)展。 發(fā)明內(nèi)容針對上述現(xiàn)有遙控器所存在的技術(shù)和功能限制，本實用新型改變傳統(tǒng) 按鍵觸發(fā)編碼脈沖控制電視機(jī)功能和互動服務(wù)的方式，引入空間加速度感 應(yīng)技術(shù)，通過感知遙控器在空間的加速度變量，轉(zhuǎn)換為遙控器在空間的位 移，再轉(zhuǎn)換成電視機(jī)屏幕上的坐標(biāo)，傳送到電視機(jī)，從而控制電視機(jī)屏幕 中光標(biāo)的同步移動，實現(xiàn)可對屏幕上任意布局的對象進(jìn)行控制和定位的空 間遙控器。為達(dá)到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是 一種基于加速度 感應(yīng)的電視機(jī)空間遙控器，用以控制電視機(jī)，上述遙控器包括一按鍵輸入單元，用以產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號； 一信號處理單元，用以轉(zhuǎn)換并輸出按^:輸 入單元產(chǎn)生的控制信號；以及一無線通訊單元，用以和所述電視機(jī)建立一 無線通訊通道；其特點(diǎn)是還包括有一加速度感應(yīng)單元，用以感知遙控器所 產(chǎn)生的加速度并轉(zhuǎn)換成為模擬電壓，所述加速度感應(yīng)單元至少可產(chǎn)生兩維 軸方向加速度的模擬電壓，模擬電壓輸送到信號處理單元，經(jīng)信號處理單 元轉(zhuǎn)換成相對位移的數(shù)字信號，數(shù)字信號再經(jīng)無線通訊單元發(fā)送到電視機(jī)， 實現(xiàn)控制和定位屏幕上的顯示內(nèi)容。本實用新型的加速度感應(yīng)單元為一微機(jī)電裝置，并根據(jù)加速度產(chǎn)生一對應(yīng)的模擬電壓。所述加速度感應(yīng)單元可以產(chǎn)生兩維方向加速度的模擬電 壓，也可以產(chǎn)生三維或是更多維方向加速度的模擬電壓。此外，本實用新 型所述的信息處理單元包括有差分放大單元、模數(shù)轉(zhuǎn)換單元、二次積分單 元及編碼單元，而所述無線通訊單元通過無線通訊技術(shù)與電4見機(jī)建立無線 通訊通道，該無線通訊技術(shù)建立的通訊通道可以是無線電頻率(RF)、藍(lán)牙 (Bluetooth )、 Wi-Fi 、 ZigBee等。本實用新型由于利用加速度感應(yīng)技術(shù)制作了空間遙控器，從而使遙控 器實現(xiàn)了能夠感知遙控器在空中揮動時產(chǎn)生的加速度，并將所產(chǎn)生的加速 度通過信息處理單元及無線通訊單元轉(zhuǎn)成電視機(jī)屏幕上光標(biāo)的坐標(biāo)，從而 實現(xiàn)定位和控制，最終實現(xiàn)了空間相關(guān)的特色服務(wù)和功能，同時也克服了 傳統(tǒng)遙控器按鍵觸發(fā)編碼脈沖的遙控方式所造成的按鍵數(shù)量增加、使用難 度加大以及屏幕操作繁雜等問題，不僅可更便捷地操控光標(biāo)，激活屏幕中 的菜單和控制對象，還可以在屏幕上實現(xiàn)區(qū)域選擇功能，甚至可以控制電 視機(jī)屏幕中的動漫游戲的三維動作等，完全滿足各種電視機(jī)特別是數(shù)字電 視新增互動服務(wù)控制的需要。本實用新型空間遙控器的問世使互動服務(wù)和功能有了更進(jìn)一步的發(fā)展。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。

圖1是本實用新型的空間遙控器的結(jié)構(gòu)示意框圖； 圖2是本實用新型的空間遙控器與電視機(jī)的系統(tǒng)關(guān)系示意圖。
具體實施方式
如圖1所示的結(jié)構(gòu)才匡圖中，本實施例的空間遙控器由加速度感應(yīng)單元 1、按鍵輸入單元2、信號處理單元3、無線通訊單元4組成。當(dāng)空間遙控 器運(yùn)動時，加速度感應(yīng)單元1產(chǎn)生代表X、 Y維軸兩個方向加速度的模擬電 壓，加速度感應(yīng)單元1產(chǎn)生模擬電壓輸送到信號處理單元3，變換成空間遙 控器在電視機(jī)7屏幕上的坐標(biāo)數(shù)字信號輸出；坐標(biāo)數(shù)字信號經(jīng)過無線通訊 單元4發(fā)送給遙控信號4妻收處理單元6。按鍵輸入單元2根據(jù)本空間遙控器 使用者所按的按鍵，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，該控制信號經(jīng)過信號處理單元3 的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元32,車lr出到無線通訊單元4,再經(jīng)無線通訊單元4發(fā)送給 遙控信號接收處理單元6。本實施例中的X、 Y兩維軸向加速度變量只是為 了舉例說明，并非用以限定本實用新型，本實用新型的空間遙控器可根據(jù) 實際需要將加速度感應(yīng)單元1設(shè)計成可產(chǎn)生三維軸方向加速度的模擬電壓 或者更多維軸方向加速度的模擬電壓。本實施例的信號處理單元3中的差分放大單元31將加速度感應(yīng)單元1 輸出的X, Y兩維軸向加速度的模擬電壓過慮并放大，過慮放大后的模擬電 壓送入模數(shù)轉(zhuǎn)換單元32,實時轉(zhuǎn)換成加速度數(shù)字信號；加速度數(shù)字信號送 入二次積分單元33，通過二次積分近似算法轉(zhuǎn)換成空間遙控器在X、 Y兩 維軸向位移數(shù)據(jù)，位移凄t據(jù)再通過編碼單元34轉(zhuǎn)換成空間遙控器在電視機(jī)7屏幕上的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，輸出到無線通訊單元4中。下面以X維軸向為例，假設(shè)數(shù)據(jù)采樣序號為N、釆樣間隔時間為T，本 實施例假設(shè)每一次加速度采樣間隔T內(nèi)空間遙控器做勻加速度運(yùn)動，則加 速度感應(yīng)單元1輸出的實際加速度為A、速度為V、位移為S。近似二次積分公式為 ' .S (N) =V (N) xT + A (N) xTxT/2 而V (N) =V (N_l) +A (N-l) xTV(l) =V(0)+A(0) xT 其中V (0) =0,于是V(N) =A(0) xT + A(l) xT + A(2) xT+......+A(N-1) xT=(A(O) + A(1) +A(2) +……+ A(N-1" xT 因此S(N) = (A(O) + A(1) + A(2) +……十A(N-l)) x丁xT + A(N) x T x T/2=(A(O) +A(1) +......十A(N-l) +A(N)/2) x丁xT最后得出X維軸向坐標(biāo)X (S) =X (S-1) +乂維軸象素乂3 (N) /X維軸空間遙 控器最大移動范圍。本實施例的采樣頻率為1000次/秒，即每1ms采樣一次加速度感應(yīng)單 元1的加速度數(shù)據(jù)，同時每25ms向無線通訊單元4輸出一次坐標(biāo)數(shù)據(jù)，以 保證電視機(jī)屏幕上光標(biāo)運(yùn)動的精確和平滑。每一次報告的數(shù)據(jù)包含25次對 加速度感應(yīng)單元1采樣的數(shù)據(jù)，因此采用上述近似算法來對加速度數(shù)據(jù)進(jìn)行二次積分，得到相應(yīng)的位移數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)數(shù)據(jù)。本實施例中的采樣頻率1000次/秒和發(fā)送坐標(biāo)數(shù)據(jù)頻率25次是為了舉例說明，并非用以限定 本專利。本實施例的差分放大單元31具有差分和放大兩種功能，其中差分作用 是把加速度感應(yīng)單元1在加速度為G時的輸出電壓用差分信號過濾掉，放 大作用是將差分后的加速度電壓信號放大到與模數(shù)轉(zhuǎn)換的參考電壓相匹配 的電壓。本實施例的加速度感應(yīng)單元1輸出的實際加速度A是加速度感應(yīng) 單元1的輸出電壓減去加速度為0時的輸出電壓所產(chǎn)生的加速度，因為差 分作用，加速度為0的輸出電壓^皮過濾掉了，故加速度感應(yīng)單元1輸出的 實際加速度A就為經(jīng)過差分放大單元31差分作用后加速度感應(yīng)單元1的輸 出電壓所產(chǎn)生的加速度，再通過放大作用把加速度感應(yīng)單元1輸出的模擬 電壓轉(zhuǎn)換成與模數(shù)轉(zhuǎn)換相匹配的電壓，并輸出到模數(shù)轉(zhuǎn)換單元32中。本實施例的模數(shù)轉(zhuǎn)換單元32有兩個轉(zhuǎn)換功能，其一是把差分放大單元 31輸出的模擬電壓通過模數(shù)轉(zhuǎn)換32轉(zhuǎn)換成加速度數(shù)字信號，并輸出到二次 積分單元33中；其二是把按鍵輸入單元2輸出的控制信號通過模數(shù)轉(zhuǎn)換32 轉(zhuǎn)換成按^t控制數(shù)字信號，并直接輸出到無線通訊單元4中，如圖1所示。本實施例的二次積分單元33的功能在于通過二次積分的近似算法，把 模數(shù)轉(zhuǎn)換單元32輸出的加速度數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成位移數(shù)據(jù)，并實現(xiàn)采樣疊加， 輸出到編碼單元34中。而編碼單元34的功能在于把二次積分單元33輸出 的位移數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并轉(zhuǎn)換成遙控信號接收處理單元6可識別的坐標(biāo)數(shù) 據(jù)，輸出到無線通訊單元4中，如圖1所示。圖2是本實施例的空間遙控器與電視機(jī)的系統(tǒng)關(guān)系示意圖，其中包括 空間遙控器、無線通訊通道5、遙控信號接收處理單元6和電視機(jī)7?？臻g遙控器通過無線通訊通道5，將遙控器的坐標(biāo)數(shù)據(jù)和控制4姿鍵指令傳送到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)7屏幕上 的光標(biāo)，并根據(jù)空間遙控器在空間的移動控制電視機(jī)7屏幕中光標(biāo)的同步 移動，再根據(jù)空間遙控器上按鍵指令選擇任何布局的控制條目及激活菜單。 無線通訊通道5指包括無線電頻率(RF )、藍(lán)牙(Bluetooth )、 Wi-Fi 、 ZigBee 等任一無線通訊技術(shù)所建立的通訊通道。本實施例的空間遙控器能夠感知遙控器的空間移動，實現(xiàn)對電視機(jī)屏 幕光標(biāo)的定位和控制，即使用者通過在空中隨意揮動空間遙控器，電視機(jī) 屏幕上的光標(biāo)將實時隨之做相應(yīng)的移動，從而實現(xiàn)電視機(jī)屏幕光標(biāo)的定位； 通過按鍵輸入單元2的按鍵輸入，實現(xiàn)對電視機(jī)7屏幕光標(biāo)的控制。綜上 所述，本實用新型的空間遙控器，可以克服上述傳統(tǒng)遙控器按鍵觸發(fā)編碼 脈沖的遙控方式所造成的按鍵數(shù)量增加、使用難度加大、屏幕操作繁復(fù)以 及與空間相關(guān)的特色服務(wù)和功能無法實現(xiàn)的問題，故適應(yīng)各種電視機(jī)特別 是數(shù)字電視新增互動服務(wù)控制的需要，在遙控器的控制方式和使用方式上 帶來革命性的改變。盡管本實用新型是參照具體實施例來描述，但這種描述并不意味著對 本實用新型構(gòu)成限制。參照本實用新型的描述，所公開的實施例的其他變 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、一種基于加速度感應(yīng)的電視機(jī)空間遙控器，用以控制一電視機(jī)(7)，包括一按鍵輸入單元(2)，用以產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號；一信號處理單元(3)，用以轉(zhuǎn)換并輸出按鍵輸入單元(2)產(chǎn)生的控制信號；以及一無線通訊單元(4)，用以和所述電視機(jī)(7)建立一無線通訊通道(5)；其特征在于還包括有一加速度感應(yīng)單元(1)，用以感知遙控器所產(chǎn)生的加速度并轉(zhuǎn)換成為模擬電壓，所述加速度感應(yīng)單元(1)至少可產(chǎn)生兩維軸方向加速度的模擬電壓，模擬電壓輸送到信號處理單元(3)，經(jīng)信號處理單元(3)轉(zhuǎn)換成相對位移的數(shù)字信號，數(shù)字信號再經(jīng)無線通訊單元(4)發(fā)送到電視機(jī)(7)實現(xiàn)控制其顯示內(nèi)容和操作。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于加速度感應(yīng)的電視機(jī)空間遙控器，其特 征在于所述加速度感應(yīng)單元(1)為一微機(jī)電裝置，感知運(yùn)動加速度并對應(yīng) 產(chǎn)生模擬電壓。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于加速度感應(yīng)的電視機(jī)空間遙控器，其特 征在于所述加速度感應(yīng)單元(1)可產(chǎn)生兩維軸向加速度的模擬電壓。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于加速度感應(yīng)的電視機(jī)空間遙控器，其特 征在于所述加速度感應(yīng)單元(1)可產(chǎn)生至少兩維軸向加速度的模擬電壓。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于加速度感應(yīng)的電視機(jī)空間遙控器，其特 征在于所述信息處理單元(3)包括一差分放大單元(31 )，用以過濾或放大加速度感應(yīng)單元(1 )產(chǎn)生的 模擬輸出電壓；一模擬轉(zhuǎn)換單元(32 )，用以將差分放大單元(31 )放大的模擬電壓轉(zhuǎn)換為加速度數(shù)字信號；一二次積分單元(33),用以將模擬轉(zhuǎn)換單元(32 )輸出的加速度數(shù)字 信號轉(zhuǎn)化為位移數(shù)據(jù)；以及一編碼單元(34 ),用以將二次積分單元(33)轉(zhuǎn)化后的位移數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 為相對于電視機(jī)(7)屏幕上的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于加速度感應(yīng)的電視機(jī)空間遙控器，其特 征在于所述無線通訊單元(4 )通過無線通訊技術(shù)與電視機(jī)(7 )建立上述 的無線通訊通道(5 )。
專利摘要本實用新型提供一種基于加速度感應(yīng)的電視機(jī)空間遙控器，用以控制電視機(jī)，包括有按鍵輸入單元、信號處理單元及無線通訊單元，其特點(diǎn)是還包括有一加速度感應(yīng)單元，所述加速度感應(yīng)單元至少可產(chǎn)生兩維軸方向的加速度，該加速度轉(zhuǎn)換成的相對位移被最終發(fā)送到電視機(jī)，實現(xiàn)控制電視機(jī)的顯示內(nèi)容和操作。本實用新型由于利用加速度感應(yīng)技術(shù)制作了空間遙控器，能夠感知遙控器在空中的位移，實現(xiàn)對電視機(jī)屏幕上光標(biāo)的定位和控制，并使遙控器增加了與空間相關(guān)的特色服務(wù)和功能。本實用新型的空間遙控器可滿足各種電視機(jī)特別是數(shù)字電視新增互動服務(wù)控制的需要，它的問世使互動服務(wù)和功能有了更進(jìn)一步的發(fā)展。
文檔編號H04N5/44GK201127066SQ200720061719
公開日2008年10月1日 申請日期2007年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月18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