CN102473040B - 多维控制设备 - Google Patents
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Abstract
提供了一种控制设备,所述控制设备被配置为检测设备以及控制检测到的设备。备选地,提供了一种控制设备,所述控制设备被配置为检测设备以及接收来自遥控设备的至少一个命令。控制设备可以使用接收到的命令来对设备进行控制。
Description
本申请要求于2009年8月11日提交的题为“多维控制设备(Multi-dimensional Controlling Device)”的申请号为12/539,338的美国申请的优先权,其全部公开一并在此作为参考。
背景技术
红外线(IR)常被用作家庭中与设备通信的方法。为了远程地控制设备,用户必须使遥控器指向设备并按压至少一个按钮来控制设备。随着家庭中设备数目的增加,家庭中遥控器的数目也增加。可以使用万能遥控器来控制多于一个的设备。然而万能遥控器可能不仅难以编程,而且难以使用。
发明内容
本公开描述了一种装置,该装置包括控制设备感测单元,控制设备感测单元包括多轴地磁传感器和多轴加速度计。
地磁传感器可以获得感测单元相对于地球磁场的相对方向,加速度计可以获得感测单元相对于预先选定的基准点的相对位置。装置还可以包括:计算单元,被配置为使用由地磁传感器获得的相对方向来确定装置的方位角,以及使用由加速度计获得的相对位置来确定装置的位置。
装置还可以包括:控制单元,被配置为:从多个设备中选择目标设备,并且使用由计算单元确定的方位角和相对位置来选择所述目标设备。
装置还可以包括:通信单元,被配置为发送用于控制目标设备的命令以及接收来自目标设备的信息;以及交互单元,被配置为接收来自加速度计的输入,以及基于从目标设备接收到的信息来提供视觉反馈和感觉反馈,其中来自加速度计的输入基于设备的速度的至少一个变化。
装置还可以包括:存储器,被配置为存储要由通信单元发送的用于控制所述多个设备的命令。
备选地,本公开描述了一种控制设备,控制设备包括:控制单元,被配置为检测基准数据;传感器单元,被配置为基于基准数据检测多个设备中的受控设备;以及存储器,被配置为存储用于控制受控设备的命令。
控制设备还可以包括:交互单元,被配置为提供视觉反馈或感觉反馈,其中当设备瞄准所述多个设备中的一个设备时,交互单元提供视觉反馈和感觉反馈中的至少一个,交互单元的感觉反馈包括控制设备的振动。
备选地,本公开描述了一种方法,该方法包括:检测控制设备上的基准数据;检测控制设备的相对于基准数据的位置是否与存储器中存储的多个受控设备中的受控设备相对应;以及当确定控制设备的相对位置与所述多个受控设备中的一个受控设备相对应时,提供感觉反馈和视觉反馈中的至少一个。
方法还可以包括:访问与所述多个受控设备中的所述一个受控设备相关联的命令;接收用于对所述多个受控设备中的所述一个受控设备加以控制的输入;以及响应于接收到的输入,向所述多个受控设备中的所述一个受控设备发送命令。
方法还可以包括:根据控制设备的预先存储的相对位置和预定的相对方位角,来确定所述多个受控设备中的所述一个受控设备。
方法还可以包括:访问控制设备上的校准模式,校准模式限定基准方向。
方法还可以包括:将基准方向存储在控制设备上。
备选地,本公开描述了一种方法,该方法包括:检测控制设备上的基准数据;访问控制设备上的登记模式;限定控制设备上的控制动作;从受控设备的遥控器接收被配置为控制受控设备的至少一个命令;以及通过使所述至少一个命令与控制动作相关联,将受控设备的所述至少一个命令存储在存储器中。
方法还可以包括:访问控制设备上的校准模式,校准模式限定基准方向。
方法还可以包括:根据控制设备的位置来确定控制设备上的基准数据。
方法还可以包括:根据控制设备的位置来确定控制设备上的位置数据;使位置数据与受控设备相关联;以及存储控制设备上的位置数据。
以上是发明内容部分,因此必要地包含了对细节的简化、概括和省略,从而本领域技术人员应理解,发明内容部分仅仅是说明性的而绝不旨在限制。在本文阐述的教义中,本文描述的设备和/或过程和/或其他主题的其他方面、特征和优点将变得清楚。发明内容部分以简化的形式介绍了对构思的选择,以下在具体实施方式部分将进一步详细描述这些构思。发明内容部分不旨在指出要求保护的主题的关键特征或实质特征,也不旨在帮助确定要求保护的主题的范围。
附图说明
根据以下说明和所附权利要求,结合附图,本公开的前述和其他特征将更加清楚。在认识到这些附图仅仅示出了根据本公开的一些实施例且因此不应被认为是限制本公开范围的前提下,通过使用附图以额外的特征和细节来详细描述本公开。
图1示出了多维控制器装置的一个示例实施例。
图2示出了根据示例实施例的控制器装置的框图。
图3示出了根据示例实施例的控制设备的操作方法的流程图。
图4示出了根据示例实施例的控制设备的操作方法的流程图。
具体实施方式
在以下详细说明中,参考了作为详细说明的一部分的附图。在附图中,类似符号通常表示类似部件,除非上下文另行指明。具体实施方式部分、附图和权利要求书中记载的示例性实施例并不是限制性的。在不脱离在此所呈现主题的精神或范围的情况下,可以利用其他实施例,且可以进行其他改变。应当理解,在此一般性记载以及附图中图示的本公开的各方面可以按照在此明确公开并且构成本公开的一部分的多种不同配置来设置、替换、组合和设计。
本公开尤其针对涉及控制设备的方法、装置、存储有指令集的计算机可读介质以及程序产品,所述控制设备用于至少部分地基于所述控制设备的位置来控制至少一个设备。
控制设备可以基于控制设备内的感测单元来确定自己的位置。一旦控制设备确定了自己的位置,控制设备内的存储器就可以被访问。可以将多个设备与相关位置信息和用于控制各个设备的相关命令一起存储在存储器中。基于感测到的位置信息,可以选择所述多个设备之一并且可以访问相关命令。然后控制设备可以基于访问到的命令来对设备进行控制。
图1示出了多维控制器装置,即,控制设备100。控制设备100可以用于快速且准确地控制多种家用电子设备和工业电子设备的开关、音量、频道选择以及许多其他功能。这可以通过一系列手势来实现:使控制器指向特定的方向,按压一个或多个按钮,切换一个或多个开关等等。控制设备100可以被实现为诸如遥控设备之类的手持便携式设备。
控制器100可以包括输入按钮102。输入按钮102可以被实现为单一旋钮。输入按钮102可以被实现为控制器100的交互面上的大按钮。输入按钮102可以被实现为具有按压功能和/或旋转功能。输入按钮102可以控制需要精确性的操作,如,灯的亮度、风扇速度、窗帘的开/关、音量等等。这些功能可以通过旋转、按压或以其他合适方式移动输入按钮102来实现。可以理解,在控制器100中可以实现一个或多个输入按钮102。
控制器100可以包括校准按钮104。校准按钮104可以用于启动控制器100的校准模式或者控制器100的多个校准模式之一。
控制器100可以包括指示灯106。指示灯106可以被实现为布置成一行或多行灯的一个或多个指示灯。可以使用发光二极管(LED)或其他合适的灯。指示灯106可以响应于提供给控制器100的输入来提供视觉反馈。例如,指示灯106可以点亮、闪光或闪烁,从而在控制器100瞄准控制器100所控制的设备时提供视觉反馈。指示灯可以在使用输入按钮102向控制器100提供输入时点亮、闪光或闪烁。
例如,可以使用控制器100来控制电子设备的音量等级。可以以旋转的方式使用输入按钮102,从而沿顺时针方向旋转输入按钮102会提高电子设备的音量,而沿逆时针方向旋转输入按钮102会降低电子设备的音量;或者沿顺时针方向旋转输入按钮102会降低电子设备的音量,而沿逆时针方向旋转输入按钮102会提高电子设备的音量。当输入按钮102将音量设置为最低等级时,可以点亮最小数目的指示灯106。当输入按钮102将音量设置为最高等级时,可以点亮最大数目的指示灯106。
控制器100还可以具有通信窗108。通信窗108可以例如由红外通信设备来实现。红外通信设备可以用于与多个受控设备通信,从而红外通信设备向多个受控设备之一发送命令,红外通信设备还可以用于从所述多个受控设备之一的遥控设备接收命令。本领域技术人员可以理解,还可以实现其他形式的发送和接收。
图2示出了设备200的一个实施例的框图。设备200可以包括传感器单元202。传感器单元202可以测量设备200的指向。传感器单元202可以包含多轴地磁传感器。地磁传感器的示例包括由Meixin SemiconductorCompany制造的2轴地磁传感器。地磁传感器可以用于检测设备200相对于地球磁场的相对方向。
传感器单元202可以包括多轴加速度计。加速度计可以用于得出仪器和水平面之间的角度。加速度计还可以用于检测设备200的移动方向。
设备200可以具有控制单元204。控制单元204可以被配置为接收来自于传感器单元202的输入。来自传感器单元202的输入可以是来自于传感器单元202的多轴地磁传感器的设备200的指向,被实现为x轴数据和y轴数据的形式。根据x轴数据和y轴数据,控制单元204可以计算设备200的方位角。计算方法的示例如下:
方位角=90(x=0,y<0)
方位角=270(x=0,y>0)
方位角=180-[arctan(y/x)]*180/∏(x<0)
方位角=-[arctan(y/x)]*180/∏(x>0,y<0)
方位角=360-[arctan(y/x)]*180/∏(x>0,y>0)
控制单元204还可以被配置为接收来自于传感器单元202的加速度计传感器的输入。加速度计可以向控制单元204提供加速度数据。控制单元204可以使用加速度数据来得出受控设备与平行于地球的水平面之间的角度。加速度数据还可以用于确定设备200的移动方向。
设备200可以包含交互单元206。交互单元206可以被配置为提供感觉反馈或视觉反馈。感觉反馈可以采用设备200的振动的形式。视觉反馈可以采用设备200的指示灯的点亮的形式。交互单元206可以响应于控制单元204的输入来提供感觉反馈或视觉反馈。例如,控制单元204可以确定设备200指向要由设备200控制的设备,例如,受控设备,然后控制单元204可以将交互单元206定向为提供视觉反馈和/或感觉反馈,以表明设备200指向受控设备。
交互单元206还可以被配置为向控制单元204提供输入。交互单元206可以包含多轴加速度计。加速度计可以向控制单元204提供加速度数据。加速度数据可以用于确定设备200的移动。交互单元206提供的加速度数据的示例可以是由设备200的旋转或设备200的摇动产生的。可以理解,可以使用多种手势来与控制设备交互,其中每一种手势可以与一个命令相关联。控制单元可以使用加速度数据来控制受控设备。例如,摇动设备200可以指示控制单元204使受控设备上电。
存储单元208可以被配置为为设备200提供存储部件。存储单元可以由诸如EEPROM之类的非易失性存储器组件来实现。存储单元208可以被控制单元204访问,以存储用于控制多个受控设备的命令。存储单元208还可以被控制单元204访问,以获取用于控制所述多个受控设备的命令。存储单元208还可以存储由控制单元204提供的基准数据。控制单元204还可以从存储单元208获取基准数据。
设备可以包括无线单元210。无线单元210可以由红外接收机、无线发射机或其他合适的通信部件来实现。无线单元210可以在控制单元204的方向上向受控设备发送命令。无线单元210可以从要由控制单元204访问的受控设备接收命令。
图3示出了根据示例实施例的控制设备的操作方法。控制设备可以是遥控设备。控制设备可以例如控制诸如电视、立体声、家用电器等电子设备。图3所示的方法说明了控制设备的操作。
步骤302包括:检测控制设备上的基准数据。基准数据可以采用地磁位置信息的形式。基准数据可以用于确定控制设备的当前位置和取向。可以通过访问控制设备的校准模式来获得基准数据。可以通过接收在控制设备处的例如对按钮的按压等加以表示的输入,来访问校准模式。
步骤304包括:检测控制设备的相对位置是否与存储器中存储的多个受控设备之一相对应。例如,控制设备可以例如在预定的时间间隔等期间连续地监测控制设备的位置。控制设备可以将所监测的控制设备的位置与存储器中存储的对应于多个受控设备之一的位置相比较。控制设备可以用于控制多个受控设备。例如,控制设备可以访问存储器中(例如,表中)存储的信息,其中所述信息使多个受控设备中的每一个与位置信息相关联。如果位置信息位于存储器中,则确定(即,从所述多个受控设备中选择出)与所述位置相关联的受控设备。通过步骤304,控制设备确定或选择与所述位置相关联的受控设备。由此,控制设备将自己配置为与所选的受控设备相接口。
步骤306包括:当确定控制设备的相对位置与多个受控设备中的一个受控设备相对应时,提供感觉反馈和/或视觉反馈。在控制设备确定了多个受控设备中与所述位置相关联的那个受控设备之后,控制设备提供指示以确认所确定的设备。感觉反馈可以采用控制设备的振动的形式,可以采用控制设备上的灯的点亮的形式,等等。
步骤308包括:访问与所述多个受控设备中的一个受控设备相关联的命令。在步骤304中的确定步骤之后,从存储器访问用于控制受控设备的命令。这些命令可以包括例如用于对受控设备供电的命令或者用于改变受控设备音量的命令。
步骤310包括:接收用于对所述多个受控设备中的所述一个受控设备加以控制的输入。所述输入可以包括例如用于提供以下命令的输入:将受控设备上电的命令,用于改变受控设备的音量的命令,等等。输入可以采用控制设备的特殊移动的形式,例如,控制设备的旋转、控制设备的摇动、等等。基于传感器单元所确定的移动,可以确定相关的命令。
步骤312包括:响应于接收到的输入,向所确定的受控设备发送命令。本领域技术人员可以理解,可以例如使用红外通信设备、无线通信设备或其他合适的通信介质来实现命令的发送。
基于以上参考图3描述的方法,可以基于控制设备的移动来控制受控设备。因此,可以向受控设备发送命令而无需用户记得用于控制受控设备的命令的按钮序列。可以理解,一旦受控设备被肯定,控制设备就可以接收用于控制受控设备的多个命令而无需继续保持确定受控设备。例如,控制设备可以识别出所确定的受控设备,直到接收到表示应当确定不同受控设备的输入。
图4示出了表示根据示例实施例的控制设备的操作方法的示意性流程图。例如可以使用该方法来对控制设备编程。
步骤402包括:使用控制设备上的地磁传感器来确定基准数据。基准数据可以采用地磁位置信息的形式。本领域技术人员可以理解,基准数据可以用于确定控制设备的当前位置和取向。可以通过访问控制设备的评估模式来获得基准数据。
步骤404包括访问控制设备上的登记模式,以登记受控设备和用于受控设备的相关命令。可以通过接收例如压下登记按钮的指令等来进入登记模式。控制设备可以例如通过点亮控制设备上的指示灯等来确认登记模式被访问。
登记模式还可以包括:基于基准数据来确定控制设备的位置数据。可以在控制设备与受控设备对准或指向受控设备并且控制设备从用户接收到例如按钮已被按压的指示时,执行位置数据的确定。控制设备可以使用地磁传感器和/或加速度计来确定控制设备的位置数据。控制设备可以响应于提供至控制设备的输入将位置数据与受控设备相关联。控制设备的位置可以存储在控制设备上。在位置数据与受控设备相关联时可以提供反馈。
例如,可以将控制设备指向诸如电视之类的电子设备,压下控制设备上的按钮,控制设备确定控制设备的位置并将位置与电子设备的标识信息一起存储,从而将电子设备登记到控制设备。本领域技术人员可以理解,用户可以通过图形用户界面来提供标识信息。
步骤406包括:限定控制设备上的控制动作。可以通过接收到向控制设备提供的输入的指示(例如,按钮的压下),来启动对控制动作的限定。在控制设备接收到输入的指示以启动对控制动作的限定之后,控制设备可以捕获并存储控制设备的移动,即,提供至控制设备的控制动作。控制动作可以包括例如控制设备的旋转或摇动等。可以由地磁传感器和/或加速度计来检测控制设备的旋转或摇动,所述地磁传感器和/或加速度计可以捕获与所提供的控制动作有关的移动值。可以在整个控制动作期间压下按钮。用户可以通过松开按钮来指示控制动作的结束。控制设备可以具有与控制设备上的可能控制动作相对应的预定值。例如,控制动作可以是如由控制设备的加速度计来检测的控制设备的顺时针旋转,控制设备的顺时针旋转可以用于操作受控设备,如,通过控制设备的顺时针旋转来将受控设备上电。
步骤408包括从受控设备的遥控设备接收与相关的控制动作相对应的至少一个命令,所述至少一个命令被配置为控制受控设备。可以通过将控制设备100的通信窗指向受控设备的私有遥控设备的通信窗,来实现对命令的接收。受控设备的遥控设备可以向控制设备发出或发送可以用于控制受控设备的一个或多个命令。控制设备然后检测或登记由受控设备的遥控设备发出的命令。可以响应于对受控设备的私有遥控器发出的命令的检测或登记,来提供反馈。
步骤410包括:将接收到的受控设备的至少一个命令和控制动作存储在存储单元中,其中命令与控制动作相关联。可以按照步骤406中地磁传感器和/或加速度计确定的位置和加速度值来存储控制动作。命令可以存储在诸如EEPROM之类的非易失性存储器中。通过该方法,控制设备获知或登记了用于控制受控设备的命令。然后可以访问该命令以控制受控设备。可以针对附加的命令来重复步骤406、408和410。
通过提供参考图4描述的方法,用户可以基于控制设备的移动来创建客户命令。这使得不需要用户记得按钮组合来控制受控设备。
可以理解,可以针对多个命令来重复以上步骤。还可以针对多个受控设备来重复以上步骤。
在系统的各方面的硬件和软件实现方式之间存在一些小差别;硬件或软件的使用一般(但并非总是,因为在特定情况下硬件和软件之间的选择可能变得很重要)是一种体现成本与效率之间权衡的设计选择。可以各种手段(例如,硬件、软件和/或固件)来实施这里所描述的工艺和/或系统和/或其他技术,并且优选的手段将随着所述工艺和/或系统和/或其他技术所应用的环境而改变。例如,如果实现方确定速度和准确性是最重要的,则实现方可以选择主要为硬件和/或固件的手段;如果灵活性是最重要的,则实现方可以选择主要是软件的实施方式;或者,同样也是可选地,实现方可以选择硬件、软件和/或固件的某种组合。
以上的详细描述通过使用方框图、流程图和/或示例,已经阐述了设备和/或工艺的众多实施例。在这种方框图、流程图和/或示例包含一个或多个功能和/或操作的情况下,本领域技术人员应理解,这种方框图、流程图或示例中的每一功能和/或操作可以通过各种硬件、软件、固件或实质上它们的任意组合来单独和/或共同实现。在一个实施例中,本公开所述主题的若干部分可以通过专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSP)、或其他集成格式来实现。然而,本领域技术人员应认识到,这里所公开的实施例的一些方面在整体上或部分地可以等同地实现在集成电路中,实现为在一台或多台计算机上运行的一个或多个计算机程序(例如,实现为在一台或多台计算机系统上运行的一个或多个程序),实现为在一个或多个处理器上运行的一个或多个程序(例如,实现为在一个或多个微处理器上运行的一个或多个程序),实现为固件,或者实质上实现为上述方式的任意组合,并且本领域技术人员根据本公开,将具备设计电路和/或写入软件和/或固件代码的能力。此外,本领域技术人员将认识到,本公开所述主题的机制能够作为多种形式的程序产品进行分发,并且无论实际用来执行分发的信号承载介质的具体类型如何,本公开所述主题的示例性实施例均适用。信号承载介质的示例包括但不限于:可记录型介质,如软盘、硬盘驱动器、紧致盘(CD)、数字通用盘(DVD)、数字磁带、计算机存储器等;以及传输型介质,如数字和/或模拟通信介质(例如,光纤光缆、波导、有线通信链路、无线通信链路等)。
本公开所述的主题有时说明不同部件包含在不同的其他部件内或者不同部件与不同的其他部件相连。应当理解,这样描述的架构只是示例,事实上可以实现许多能够实现相同功能的其他架构。在概念上,有效地“关联”用以实现相同功能的部件的任意设置,从而实现所需功能。因此,这里组合实现具体功能的任意两个部件可以被视为彼此“关联”从而实现所需功能,而无论架构或中间部件如何。同样,任意两个如此关联的部件也可以看作是彼此“可操作地连接”或“可操作地耦合”以实现所需功能,且能够如此关联的任意两个部件也可以被视为彼此“可操作地耦合”以实现所需功能。可操作地耦合的具体示例包括但不限于物理上可配对和/或物理上交互的部件,和/或无线交互和/或可无线交互的部件,和/或逻辑交互和/或可逻辑交互的部件。
至于本文中任何关于多数和/或单数术语的使用,本领域技术人员可以从多数形式转换为单数形式,和/或从单数形式转换为多数形式,以适合环境和应用。为清楚起见,在此明确声明单数形式/多数形式可互换。
本领域技术人员应当理解,一般而言,所使用的术语,特别是所附权利要求中(例如,在所附权利要求的主体部分中)使用的术语,一般地应理解为“开放”术语(例如,术语“包括”应解释为“包括但不限于”,术语“具有”应解释为“至少具有”等)。本领域技术人员还应理解,如果意在所引入的权利要求中标明具体数目,则这种意图将在该权利要求中明确指出,而在没有这种明确标明的情况下,则不存在这种意图。例如,为帮助理解,所附权利要求可能使用了引导短语“至少一个”和“一个或多个”来引入权利要求中的特征。然而,这种短语的使用不应被解释为暗示着由不定冠词引入的权利要求特征将包含该特征的任意特定权利要求限制为仅包含一个该特征的实施例,即便是该权利要求既包括引导短语“一个或多个”或“至少一个”又包括不定冠词(例如,不定冠词应当被解释为意指“至少一个”或“一个或多个”);在使用定冠词来引入权利要求中的特征时,同样如此。另外,即使明确指出了所引入权利要求特征的具体数目,本领域技术人员应认识到,这种列举应解释为意指至少是所列数目(例如,不存在其他修饰语的短语“两个特征”意指至少两个该特征,或者两个或更多该特征)。另外,在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下,一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如,“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。本领域技术人员还应理解,实质上任意表示两个或更多可选项目的转折连词和/或短语,无论是在说明书、权利要求书还是附图中,都应被理解为给出了包括这些项目之一、这些项目任一方、或两个项目的可能性。例如,短语“A或B”应当被理解为包括“A”或“B”、或“A和B”的可能性。
尽管已经在此公开了多个方面和实施例,但是本领域技术人员应当明白其他方案和实施例。这里所公开的多个方面和实施例是出于说明性的目的,而不是限制性的,本公开的真实范围和精神由所附权利要求表征。
Claims (4)
1.一种多维控制器装置,包括:
控制设备传感器单元,包括:
多轴地磁传感器,被配置为获得传感器单元相对于地球磁场的相对方向,以及
多轴加速度计,被配置为获得传感器单元相对于预先选定的基准点的相对位置;
计算单元,被配置为使用由地磁传感器获得的相对方向来确定装置的方位角,以及使用由加速度计获得的相对位置来确定装置的位置;
控制单元,被配置为使用由计算单元确定的装置的方位角和位置来从要受控制的多个设备中选择目标设备;
通信单元,被配置为发送用于控制目标设备的命令以及接收来自目标设备的信息;
交互单元,被配置为接收来自加速度计的输入,以及基于从目标设备接收到的信息来提供视觉反馈和感觉反馈,其中来自加速度计的输入基于设备的速度的至少一个变化;以及
存储器,被配置为存储用于控制所述要受控制的多个设备的命令,
其中,当所述装置从用户接收到指示时,所述控制单元存储所述装置的位置,使其与和所述装置对准或者所述装置指向的要受控制的设备相关联,
其中,当所述装置的当前位置对应于存储的与所述要受控制的设备相关联的位置时,所述控制单元选择所述要受控制的设备作为目标设备。
2.根据权利要求1所述的装置,其中交互单元还被配置为当所述装置瞄准所述要受控制的多个设备中的一个时提供视觉反馈和感觉反馈中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的装置,其中交互单元还被配置为当所述装置的当前位置对应于存储的与所述要受控制的设备相关联的位置时提供视觉反馈和感觉反馈中的至少一个。
4.根据权利要求2或3所述的装置,其中交互单元的感觉反馈包括所述装置的振动。
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