CN102106099B - 将所检测到的相干光束的干涉图案的移动映射到光标移动以实现用户界面的导航 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及将所检测到的相干光束的干涉图案的移动映射到光标移动以实现用户界面的导航。一种方法、系统和设备使得相干光束的干涉图案的移动被映射到光标的移动以实现用户界面的导航。可被操作以发射相干光束的遥控器与可被操作以显示用户界面的显示装置结合配置，其中用户界面可以通过光标来导航。遥控器的激光二极管元件和耦合的扩散器元件产生相干光束。遥控器的移动引起照射到显示装置的传感器上的相干光束的干涉图案的移动；干涉图案的移动由显示装置传感到并映射到用户界面中的光标的相应移动。因此，遥控器可以被用来通过移动遥控器本身的移动来对屏幕上的用户界面进行导航。

Description

将所检测到的相干光束的干涉图案的移动映射到光标移动以实现用户界面的导航
版权声明
本专利文件的公开的一部分可能含有受到版权保护的材料。版权所有者不反对对出现在专利商标局的专利文件或记录中的专利文献或专利公开的复制，但在其他方面保留全部版权。
技术领域
本申请涉及将所检测到的相干光束的干涉图案的移动映射到光标移动以实现用户界面的导航。
背景技术
随着能够利用各种消费电子(CE)装置而获得的应用变得更加丰富和更加复杂，与这些装置的用户沟通的装置(诸如包括图形用户界面(GUI)的用户界面(UI))也已经变得更加复杂。例如，一些最近的TV除了通常的电视机功能之外，还具有显示图片或JPEG图像的应用。通常，图片的缩略图被展示在TV屏幕上，使得用户通过使用遥控器(RC)来选择其中之一，以将其显示为全屏或者进行修饰。虽然这种类型的应用与PC上的类似并且由用户通过控制鼠标来容易地控制，但是在利用传统的IR遥控指令的CE装置上使用相同类型的应用是一种挑战并且不容易使用。在图片缩略图被设置为4×5的矩阵时，例如，将加亮区域从从矩阵的左下侧移动到另一个对角需要将RC上的方向按钮按压7次，这是不方便的。在PC的情况下可以通过鼠标来直观地完成相同的操作。因此存在这样的需要：对于各种应用支持显示在CE装置的显示装置上的UI或GUI的导航。
由CE装置使用的遥控器已经被改装以努力使其更容易地支持GUI导航。例如，Wii游戏控制器具有用户能够通过移动遥控器本身来指向屏幕的遥控器，而不是仅通过导航按钮来移动GUI菜单上的加亮的部分。然而，这需要运动感应装置和/或其他射频(RF)通信装置来工作。特别地，RF装置是非常昂贵的并且存在高电池消耗的问题。
发明内容
根据本发明的另一个方面，提供了一种控制在由显示装置显示的用户界面中的光标的移动的方法，包括：传感通过遥控器装置的相干光束照射到显示装置的传感器元件上而产生的干涉图案；检测足够指示出用户界面中的光标的位置将要从现有位置移动的干涉图案的移动；响应于对干涉图案的足够移动进行的检测，将所检测到的干涉图案的移动映射到用户界面内的光标的新位置；以及在用户界面中将光标从现有位置移动到新位置。
根据本发明的另一个方面，提供了一种系统，包括：显示装置，其可被操作以显示能够导航的用户界面，传感通过照射到显示装置的传感器元件上的相干光束而产生的干涉图案，并且检测干涉图案在显示装置的传感器元件上的移动，用户界面可以通过用户界面的光标的移动来进行导航；处理元件，其被可操作地连接到显示装置，以处理由显示装置的传感器元件传感到的干涉图案以及由显示装置检测到的干涉图案的移动。其中，遥控器的移动引起干涉图案的移动，该干涉图案的移动是由显示装置传感到的并且通过处理元件而被映射到用户界面中的光标的相应移动。
根据本发明的另一个方面，提供了一种可被操作以发射相干光束的遥控器，其包括：激光二极管元件，其可被操作以发射相干光；以及扩散器元件，其被耦合以接收来自激光二极管元件的相干光并且可被操作以产生由遥控器输出的相干光束。其中，遥控器的移动引起所述相干光束的移动。
附图说明
特别通过权利要求来阐明本发明的新颖特征。然而，本发明自身(关于机构和操作方法及其目的和优点)可以通过参照本发明的以下详细说明而被最优地理解，其中本发明的以下详细说明结合以下附图描述了本发明的特定示例性实施例。
图1是根据各种实施例的系统的框图。
图2是根据各种实施例的遥控器的框图。
图3是流程图，其图示了根据各种实施例的方法。
图4是根据各种实施例的功能框图。
本领域技术人员将会明白，附图中的元件仅为了简单和清楚而示出，并且这些元件不一定按照比例绘制。例如，附图中的一些元件的尺寸可能相对于其他元件被夸大，以帮助加强对本发明的实施例的理解。
具体实施方式
虽然本发明容许许多不同形式的实施例，但是在理解本公开被认为是本发明的原理的示例并且不意味着将本发明限制到所示出并描述的具体示例的状态下，在幅图中示出并在详细具体实施例中描述了本发明。在以下的说明中，相似的附图标记被用来在附图的数个图中描述相同、相似或相应的部分。
在该文件中，表示关系的词语(诸如第一和第二、上和下等)可以被单独使用，以将一个实体或运动与另一个实体或运动区分开来，而不一定要求或暗示在这些实体或运动之间存在任何实际的这种关系或顺序。术语“包括”、“包含”或其任何变化形式应当认为涵盖了非排他性的包含方式，使得包括一系列元素的处理、方法、物体或设备不仅包括这些元素，还可以包括没有明确列举的或对于这些处理、方法、物体或设备所固有的其他元素。在没有其他限制的情况下，“包括”之后的元素不排除包括该元件的处理、方法、物体或设备中存在其他相同的元素的情况。
在本文件中提到的“一个实施例”、“特定实施例”、“实施例”或类似词语表示与实施例结合描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，这种词语的出现或者在本发明的各种位置中的词语不一定全部指的是相同实施例。此外，具体特征、结构或特性可以以任何方式结合到一个或多个实施例中而不受到限制。
这里使用的词语“或者”被解释为具有包含意义的“或者”，表示任何一者或任何组合。因此，“A、B或C”表示以下任何一者：“A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。对于这种定义的例外仅在元件、功能、步骤或运动的结合在某些方面固有地相互排斥时才会发生。
根据本发明的实施例，将所传感到的相干光束的干涉图案的移动映射到光标移动，以实现用户界面的导航。可被操作以发射相干光束的遥控器与可被操作以显示用户界面的显示装置结合配置，其中用户界面可以通过光标来导航。遥控器的激光二极管元件和耦合的扩散器元件产生相干光束。照射到反射表面(诸如传感器)上的相干光束使得干涉图案(诸如散射或“散斑图案”)形成。遥控器的移动引起干涉图案的移动，干涉图案的移动由显示装置传感到并映射到用户界面中的光标的相应移动。因此，可以通过遥控器本身的移动来用遥控器对屏幕上的用户界面进行导航。
现在参照图1，示出了系统框图100。系统具有遥控器110和显示装置(诸如电视机)。遥控器110是可被操作以发射相干光束的遥控器装置，诸如遥控器或遥控指令器。用户界面(UI)130(诸如图形用户界面(GUI))被显示在显示装置上并且可以通过光标135而被导航，光标135表示UI的用户可以通过其来对呈现在UI中的选择和选项进行导航的图形工具，通过将光标放置在期望的选项上可以选择与该选项相对应的动作或信息。光标例如可以是指示器光标型(诸如用在字处理应用中使用的那种)，或者如果GUI具有加亮的菜单或索引，光标可以是移动的加亮的部分。显示装置还具有适合于检测相干光信息(诸如相干光束的干涉图案)的图像或成像传感器元件125。
显示装置120可被操作以显示可导航的图形用户界面130，传感通过由遥控器产生的相干光束反射或照射到传感器(诸如显示装置的传感器元件)上而产生的干涉图案115，并且检测干涉图案的移动。如前所述的，UI 130可以通过UI的光标135的移动来导航。遥控器110的移动转而引起由显示装置的图像传感器125传感的干涉图案115移动，并且干涉图案115的移动被映射到图形用户界面130中的光标135的相应移动。
如将要解释的，根据特定实施例，遥控器110具有激光二极管设备，该激光二极管设备可以与扩散器和其他光学元件(诸如一个或多个透镜)相配，以产生由显示装置120的图像传感器检测的相干光束。通过相干光束反射或照射反射表面而引起的所产生的干涉图案可以被称作“散斑图案”(由相干LD光的干涉产生的随机图案)。
关于干涉图案的检测或传感，显示装置120具有成像传感器125。在用户将遥控器110指向TV时，通过相干光束的反射而产生的干涉图案的散斑图案的一部分由成像传感器125检测。在用户移动遥控器(以在UI内实现光标的移动)时，成像传感器上的散斑图案也移动。因此，除了成像传感器125之外，显示装置还具有可以被操作以传感或获取干涉图案的移动的运动传感器元件。注意，显示装置的成像传感器元件和运动传感器元件在附图中由图像传感器125示出。此外，与运动传感器元件共同配置的电视机的处理元件能够处理由运动传感器元件获取的干涉图案中的移动，并且将干涉图案中的移动映射到图形用户界面中的光标的相应移动。
图4的功能框图400示出了处理元件450的、用来接收和处理从显示装置的输入/输出元件410接收的特定信息的功能；处理元件被可操作地连接到显示装置，以接收通过来自遥控器的相干光束照射遥控器的传感器而产生的干涉图案并且传感由显示装置检测到的干涉图案的移动。遥控器的移动引起由显示装置传感到的干涉图案的移动，并且通过处理元件将相干图案的移动映射到用户界面中的光标的相应移动。在图像传感器/运动传感器元件430处接收到的干涉图案被提供给图像处理块470，图像处理块470将经处理的图像信息提供给处理器480(这里示出为中央处理单元CPU)。CPU 480在块460处控制UI或GUI的产生以及其中的变化；干涉图案移动与光标移动之间的映射在CPU 480和GUI生成块460处执行。UI或GUI被发送到显示装置410的显示元件420以显示给用户。
还应注意，处理元件450功能被描述为在显示装置的内部执行；然而，可以理解，处理器450的一个或多个功能也可以实施在实际上不存在于显示装置中的装置、硬件或软件中。这通过显示装置输入/输出功能420/430与由处理元件450提供的处理功能460、470、480之间的虚线所示出。同时，如图所示，成像传感器功能和运动传感器功能可以集成在一个元件(即，图像传感器/运动传感器元件430)中(并置)，也可以是以协作方式连接的分离元件。
通过处理图案移动，显示装置的处理器可以判断遥控器的移动的方向。这种信息被在TV显示器内部映射到UI内的光标的相应移动。例如，如果GUI具有指示器光标(例如，像是在字处理应用中那样)，指示器光标将会沿着与遥控器移动的方向相同的方向移动。或者，如果GUI具有加亮的菜单或索引，加亮的光标将会回应于遥控器的移动而移动。以此方式，仅通过将遥控器沿着将光标移动到期望的位置所需的方向移动，用户就可以通过将光标的移动控制到期望的位置来实现UI的导航。一旦处于期望的位置，用户可以通过遥控器的选择机构(诸如，通过选择“选择”按钮)来选择呈现给他的、与光标位置相关的信息或选项。因此，希望将光标在用户界面栅格(举例来说，诸如频道选择引导)中向上移动两行并且向右移过一栏的用户可以通过将遥控器向上移动并且向右移动(或者说向东北方向移动)来完成这些。将干涉图案的移动映射到用户界面中的光标的移动允许用户容易并直观地控制与UI的互动。此外，因为遥控器仅为光源，所以可以通过不需要RF通信或者运动传感技术的方式来实现，因此极大地减小了遥控器的成本和电池消耗。
现在参照图2，示出了遥控器200的框图。如上所述，通过移动遥控器本身，遥控器允许用户对屏幕上的UI进行导航。遥控器具有带有扩散器的(一个或多个)激光二极管。从遥控器发射出的光在从反射表面反射时产生颗粒状干涉图案(所谓的散斑图案)，并且对可以实施在显示装置上(诸如TV那样的主机消费电子(CE)装置)的成像传感器进行照明。在用户移动RC时，由成像传感器检测到的散斑图案也移动。通过对图像移动进行处理，RC的移动被获取并被链接到GUI，以控制显示装置。以此方式，在不需要运动传感器或RF通信的情况下实现指示器式遥控器。因此，实现了具有更长电池寿命的低成本遥控器。
根据特定实施例，遥控器具有激光二极管210，并可选地具有一个或多个透镜(220)以及扩散器230；这些元件使得遥控器产生如图所示的相干光束115。在相干光束115被散射时，激光二极管210使得散斑图案的照明(被称作干涉图案)产生，散斑图案由显示装置的图像传感器125检测。通过处理所检测到的散斑图案的移动，显示装置可以判断遥控器的移动，其中遥控器的移动通过映射到屏幕上的UI上的指示器或光标而被链接。
激光二极管元件210可以被操作以发射相干光(即，同相位的光)，并且与扩散器元件230协调配置，扩散器元件230能够接收激光二极管的相干光并且产生由遥控器200输出的相干光束115。由激光二极管元件210的发射的光可以出于人眼安全考虑而处在光的红外范围中，以脉冲操作方式驱动的激光二极管元件产生的以脉冲方式驱动的相干光增强了人眼对于LD光的安全。
如图所示，LD元件210和扩散器元件230可以与光学元件(诸如(一个或多个)透镜220)一起实现。从LD发射的光在穿过扩散器元件230之前首先由这(一个或多个)透镜220会聚；因此，一个或多个光学元件被耦合以接收由LD发射的相干光并对其进行准直，以产生由相干光成形的光束。这允许在照射区域上(诸如在图像传感器125上)产生所谓的“散斑图案”。散斑图案是通过相干LD光的干涉而产生的随机图案。可以设置可选的光学元件，以使得光束成形为发散到某个期望的角度。
可以通过许多方式来解决如何使得遥控器200决定发射干涉光束的问题。遥控器200可以额外地具有可被操作以在检测遥控器何时被使用的运动传感器元件。因此，遥控器仅在遥控器自身处于移动状态(表明其被用户拿起或使用)时才产生相干光束115。这将会使得激光二极管元件发射相干光。运动检测器可以具有相对低的技术水平，因为可能不需要多轴运动检测。或者，由遥控器的使用者激活的按钮可以使得激光二极管元件发射相干光；例如，用户可以按压在遥控器上标有“光标控制”等的按钮。
现在参照图3，流程图300示出了根据某些实施例的方法，其用于将遥控器的移动链接到在由显示装置显示的UI中的光标的移动。在块310处，通过显示装置的传感器元件传感通过遥控器装置的相干光束的散射或照射而产生的干涉图案。在块320处，传感到足够指示出用户界面中的光标的位置将要从现有位置移动的干涉图案的移动。如上所述，干涉图案的移动是通过遥控器本身的移动而引起的，并且由显示装置的运动传感器元件来传感到。响应于检测到的干涉图案中的变化，所检测到的干涉图案中的变化被映射到用户界面内的光标的新位置。这是在块330处通过控制UI中的光标的移动的显示装置的处理元件来完成的。在块340处，光标被从现有位置移动到用户界面中的新位置。
将会理解，这里描述的本发明的实施例可以包括一个或多个传统的处理器和独特的存储程序指令，其中程序指令控制一个或多个处理器和某些非处理器电路来实现这里描述的一些、大部分或全部功能。非处理器电路可以包括但不限于接收器、无线电装置、信号驱动器、时钟电路、电源电路和用户输入装置。因此，这些功能可以看作一种方法，该方法根据与本发明的实施例相符的某些实施例来执行功能。或者，这些功能中的一些或全部可以被没有存储程序指令的状态机实施，或者在一个或多个专用集成电路(ASIC)中实施，其中每个功能或特定功能的组合可以实施为定制逻辑装置。当然，可以使用两种方法的组合。因此，这里已经描述了这些功能的方法和装置。此外，尽管可能需要相当大的努力以及例如由时间、当前技术以及经济方面可行的考虑而推动的许多设计选择，但可以预见本领域技术人员在被由这里公开的概念和原理引导时，将会在作出最少实践的状态下能够容易地生成这种软件指令和程序以及IC。
在以上说明中，已经描述了本发明的具体实施例。然而，本领域技术人员理解到可以在不超出本发明的、如权利要求所述的范围的情况下，进行各种修改和改变。因此，说明书和附图被认为是示例性的而不是限制性的，并且所有的这种修改都被包括在本发明的范围内。好处、优点、问题的解决办法以及可以使得好处、优点和解决办法出现或变得更加明显的
(一个或多个)元素不被认为是任何或全部权利要求的关键、必须或者本质的特征或元素。本发明仅由权利要求限定，其包括在本申请的申请过程中作出的任何修改以及授权时这些权利要求的等价范围。

Claims (20)

1.一种控制在由显示装置显示的用户界面中的光标的移动的方法，包括：
传感通过遥控器装置的相干光束照射到所述显示装置的传感器元件上而产生的干涉图案；
检测指示出所述用户界面中的所述光标的位置将要从现有位置移动的干涉图案的移动；
响应于对干涉图案的移动进行的检测，将所检测到的所述干涉图案的移动映射到所述用户界面内的所述光标的新位置；以及
在所述用户界面中将所述光标从所述现有位置移动到所述新位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，检测所述干涉图案的移动的步骤是通过所述显示装置的所述传感器元件来执行的。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述干涉图案是散斑图案。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述干涉图案的移动是通过移动所述遥控器而引起的。
5.一种电子系统，包括：
显示装置，其可被操作以显示能够导航的用户界面，传感通过照射到所述显示装置的传感器元件上的相干光束而产生的干涉图案，并且检测所述干涉图案在所述显示装置的所述传感器元件上的移动，所述用户界面可以通过所述用户界面的光标的移动来进行导航；
处理元件，其被可操作地连接到所述显示装置，以处理由所述显示装置的所述传感器元件传感到的所述干涉图案以及由所述显示装置检测到的所述干涉图案的移动；
其中，遥控器的移动引起所述干涉图案的移动，所述干涉图案的移动是由所述显示装置传感到的并且通过所述处理元件而被映射到所述用户界面中的所述光标的相应移动。
6.根据权利要求5所述的电子系统，其中，所述处理元件处理由所述显示装置传感到的所述干涉图案的移动并且将所述干涉图案的移动映射到所述用户界面中的所述光标的相应移动。
7.根据权利要求5所述的电子系统，其中，所述遥控器还包括：
激光二极管元件，其可被操作以发射相干光；以及
扩散器元件，其被耦合以接收所述相干光并且可被操作以产生由所述遥控器输出的相干光束。
8.根据权利要求5所述的电子系统，还包括：
遥控器，其可被操作以发射所述相干光束。
9.一种遥控器，其可被操作以发射相干光束，所述遥控器包括：
激光二极管元件，其可被操作以发射相干光；以及
扩散器元件，其被耦合以接收来自所述激光二极管元件的所述相干光并且可被操作以产生由所述遥控器输出的相干光束，
其中，所述遥控器的移动引起所述相干光束的移动。
10.根据权利要求9所述的遥控器，其中，由所述激光二极管发射的激光处于红外光范围。
11.根据权利要求10所述的遥控器，其中，由所述激光二极管发射的光是以脉冲方式驱动的相干光。
12.根据权利要求9所述的遥控器，还包括：
光学元件，其被耦合以对由所述激光二极管发射的激光进行接收和准直，以产生由所述激光成形的光束，其中，所述扩散器元件接收来自所述光学元件的光束。
13.根据权利要求9所述的遥控器，其中，所述遥控器还包括可被操作以检测所述遥控器何时被使用的运动传感器元件。
14.根据权利要求13所述的遥控器，其中，在所述运动传感器元件检测到所述遥控器在被使用时，所述激光二极管元件发射激光。
15.根据权利要求9所述的遥控器，其中，在所述遥控器的使用者激活所述遥控器的按钮以激活所述激光二极管元件时，所述遥控器的所述激光二极管元件发射激光。
16.根据权利要求9所述的遥控器，其中，所述遥控器还包括：
运动传感器元件，其可被操作以检测所述遥控器何时被使用。
17.根据权利要求16所述的遥控器，其中，在所述运动传感器元件检测到所述遥控器在被使用时，所述激光二极管元件发射激光。
18.根据权利要求9所述的遥控器，其中，在所述遥控器的使用者激活所述遥控器的按钮以激活所述激光二极管元件时，所述遥控器发射所述相干光束。
19.根据权利要求9所述的遥控器，其中，通过照射到反射介质上的所述相干光束来产生随机干涉图案。
20.根据权利要求19所述的遥控器，其中，所述干涉图案是散斑图案。
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