CN102741787A - 人机接口设备 - Google Patents

Abstract

一种手动输入设备，包括：一系列的激活点，所述一系列的激活点由用户的手指激活；运动传感器，该运动传感器测量用户的手的当前方向；以及处理装置，该处理装置互连到激活点和运动传感器，用于以基本连续的方式输出一系列的当前活性的激活点以及输入设备的当前位置和方向。

Description

人机接口设备

技术领域

本发明一般涉及用户接口领域，并且更具体地，公开了用于以高保真度的方式输入数据的输入设备。

背景技术

在整个说明书中对现有技术的任何讨论决不应被视为承认这样的现有技术广为人知或形成该领域的普通常识。

诸如数据手套和手装键盘的人机输入设备是已知的。例如，美国专利6429854是带有每根指头或手指两个接触式传感器的多指骨输入设备。

美国专利4776253描述了使用“...线性或旋转速度、加速度、或加速度的时间导数...”来控制电子音乐声。

任天堂Wii系统(例如美国专利7774155)在数据输入中使用加速器和陀螺仪。Wii摇控器还具有按钮，这些按钮能够被用于以精确的定时引出事件。然而，对于宽范围的离散输出事件，Wii摇控器不向用户提供快速访问。

发明内容

本发明的一个目的是提供人机接口设备的改进形式。

根据本发明的第一方面，提供了一种手动输入设备，该设备包括：一系列的激活点，该一系列的激活点由用户的手指激活；运动传感器，该运动传感器测量设备的当前方向；以及处理装置，该处理装置互连到激活点和运动传感器，用于以基本连续的方式输出一系列的当前活性的激活点(active activation points)以及输入设备的当前位置和方向。

优选地，每根手指的激活点的数量是至少两个，激活点相互隔开用于与用户的手指的不同部分互动。

在一些实施例中，每根手指的激活点的数量能够是至少3个。优选地，一系列的激活点还适应于拇指。运动传感器能够包括方向传感器，该方向传感器感测设备的旋转方向。在一个实例中，运动传感器输出设备的滚转、俯仰和偏转指示符。此外，运动传感器能够包括位置传感器，该位置传感器感测设备的任何相对移动。

优选地，该设备进一步能够包括加重的延长部分，当用户在使用该设备时，该加重的延长部分使激活点平衡。能够针对每根手指调整激活点的相对位置。激活点优选地由微动开关形成。处理装置能够互连到无线传输装置，该无线传输装置用于对输出进行无线传输。在各个实施例中，激活点中的每一个能够单独地或与其它激活点相结合地被致动。

当将激活点作为音乐输入设备利用时，激活点优选地被映射(mapped)到半音音阶上的音符，设备的一条方向轴线能够被映射以输出音符的音调的八度音阶，设备的一条方向轴线能够被映射到一系列的区域，并且设备的一条方向轴线能够被映射到音频音量。

根据本发明的进一步的方面，提供了至少两个手动输入设备，每个设备包括：一系列的激活点，该一系列的激活点由用户的手指激活；运动传感器，该运动传感器测量用户的手的当前方向；以及处理装置，该处理装置互连到激活点和运动传感器，用于对输入设备定向；其中，提供了另外的处理单元，所述另外的处理单元互连到每个设备的每个处理装置，并且计算手动输入设备之间的差动输出。

附图说明

尽管存在可落入本发明的范围内的任何其它形式，但是现在将仅以举例的方式结合附图描述本发明的优选形式，其中：

图1示出从前左视角看到的接口的第一实施例。

图2示出从前右视角看到的接口的第一实施例。

图3示出从下左侧视角看到的接口的第一实施例。

图4示出从前左视角看到的孤立的单个手指三联体(finger triplet)。

图5示出从后右侧视角看到的孤立的单个手指三联体，其中卸下了近端外壳和远端外壳的侧面板，并且卸下了中间外壳的顶部。

图6示出从前左视角看到的孤立的三联体轨道(triplet track)和三联体轨道连接器。

图7示出从下方看到的孤立的拇指三联体，其中卸下了拇指三联体的外壳壳体的下部部分。

图8示出接口的电子设备的框图。

图9示出由电子设备的按钮传感器继电器组件所使用的程序的框图。

图10示出图9中所提及的致动顺序滤波器子程序的框图。

图11示出由电子设备的处理器组件所使用的程序的框图。

图12示出对接口按钮的音调(tone pitches)的示例性分配。

具体实施方式

在本发明的优选实施例中，提供了数据输入设备的一种高效形式。该设备实现了较大的离散输出信号的指令系统并且具有用于音乐目的的优秀利用力。该优选实施例允许访问这些作为例如音乐音调(musicalpitch)的离散输出信号。以这种方式使用该设备能够快速获得至少15个音乐音调，并且还能够控制这些音乐音调的特性。此外，用户能够快速改变八度音阶，他们在八度音阶中演奏这15个音调。该优选实施例提供了对这些音调的快速、同步、和时间精确的访问，并且从而具有强烈的旋律、和声、以及节奏能力。

此外，该优选实施例提供了如下系统：该系统允许旋律、和声、以及节奏能力的组合，带有运动和方向感测装置，该装置更精确、可重复、直观、方便、易学，并且成本更低。

访问至少15个音调意味着用户能够演奏八度音阶的标准分区的所有音符例如“西方”的半音音阶。因此，他们能够获得源自于半音音阶(例如大音阶和小音阶)的所有全音阶，而无需改变对所述接口的音符分配。由于这种一致性，结合音符触发的时间精度和可重复性，该优选实施例提供了一种特别易学的系统。

通过最初的背景讨论，下列描述中所提及的人手和臂上的位置是指右臂的解剖学位置，在该位置中上臂悬挂平行于肘部弯曲的直立的身体，并且前臂和手水平于地面并且指向前方。在这个位置中，使前臂内转，使得右手的手掌以微小的角度(即，手掌略微朝用户的身体升起)面对地面。能够使用各种角度，并且针对这个实施例，规定了与地平面成约25度的角度。在下列描述中，这个解剖学位置将被称为“中性操作位置”。

相对于用户的手大致定义接口的滚转(roll)、俯仰(pitch)、和偏转(yaw)轴线：手指在与手掌相同的平面内伸展，绕中指的轴线转动手和前臂被定义为在滚转平面内转动。在肘部处弯曲被定义为在俯仰平面内移动。垂直于滚转平面和俯仰平面的是偏转平面。

接口的一个实施例示出在图1至图2中。这个实施例设计为与用户的右手互动，并且在该说明书中所使用的术语“左”和“右”也相对于用户定义。因此，图1示出从前左视角看到的接口。在接口前面是四个模块(110、111、112、和113)，模块中的每一个被称为“手指三联体”。这些手指三联体分别被定位成由用户的右手的小指(110)、无名指(111)、中指(112)、和食指(113)操作。每个手指三联体通过轨或轨道114(“三联体轨道”)连接到结构的其余部分。这个轨道连接到被称为“手掌外壳”115的结构的区域，该结构被设计用于安放在用户手的手掌下面。也连接到手掌外壳115的是被称为“拇指三联体118”的模块，该模块被定位用于拇指操作。

附接到手掌外壳115的右手侧并且越过用户手的顶部的是“手掌扣件”116。附接到手掌外壳115的左手侧并且越过用户的手的顶部的是“手带”117。附接到手掌外壳的手带部是柔性和弹性的。手带的相对端的下表面附接到手掌扣件116的上表面。如本领域的技术人员所知道的，各种不同的机构能够被用于将手带附接到手掌扣件，包括像按扣或搭扣等的装置。在这个实施例中，能够使用钩环机构，并且被钩环机构覆盖的手带和手掌扣件的区域应足够大从而在维持牢固附接的同时允许附接位置发生变化。这种变化允许对接口到手的附接紧固度进行调整，然而，也能够使用另外的紧固度调整装置。

安放在手掌扣件内侧的是软质可拆缓冲部119，该缓冲部被称为“手扣件垫片”。位于手掌外壳115后面的是“后外壳”120。位于后外壳上的是电源开关121，该电源开关用于合上和断开接口的电子设备。使后外壳成角度稍微向下远离由手掌外壳的顶部所形成的平面。如果腕进行弯曲，这种角度帮助阻止后外壳与用户的前臂碰撞。当后外壳从手掌外壳向下倾，后外壳也(相对于手掌外壳)稍微向右下降。这种角度使得当手和臂处于中性操作位置时，接口的后外壳在前臂下方(而不是左边)。

图2示出从前右视角看到的接口。位于后外壳120的右手侧上的是mini-B型USB连接器210。在这个附图中也很明显的是，手扣件垫片119通过突起部211被保持在适当的位置，该突起部伸入到由手扣件116所形成的框架中。能够对于一个不同尺寸的垫片换出手扣件垫片，不同尺寸的垫片或多或少地向左伸进手掌外壳115上方的区域中，或垫片能够完全被卸下。此外，手掌外壳前面的开口212充当手指三联体(110、111、112、和113)的最后部的凹口。

图3示出从下右侧视角看到的接口。位于拇指三联体118上的是三个按钮：“远端”拇指按钮310、“中间”拇指按钮311、和“近端”拇指按钮312。在手扣件116的下面(靠在用户手背面上的一面)上的是软垫313。位于后外壳120的下面的是用于接纳电力电缆314的插座。

示出在图4中的是从前左视角看到的与接口的其余部分分开的手指三联体。在示例性样品实施例中，所有的手指三联体在设计上是相同的。类似于拇指三联体，手指三联体包括远端手指按扭410、中间手指按扭411、以及近端手指按扭416。中间手指按扭以组合结构安装，该组合结构由“中间”外壳412和远端手指按扭410的后部分形成。远端手指按扭安装在“远端”外壳413中。

远端外壳安装在“远端”轴414上，使得远端外壳能够上下滑动以及绕远端轴滑动。远端轴连接到“近端”外壳415，并且近端外壳也是其中安装有近端手指按扭416的结构。近端外壳连接到“近端”轴417。近端轴的暴露的后部分安装在“三联体轨道连接器”421中，使得近端轴能够滑进滑出三联体轨道连接器以及在三联体轨道连接器内转动。在三联体轨道连接器的上部分上的是圆柱形“三联体轨道连接器夹”418。螺纹旋入到这个夹子的是“连接器螺栓”420，并且在螺栓的头部下方的是垫圈419。在这个实施例中，可以预期的是，连接器螺栓的上端能够与适当尺寸的艾伦内六角扳手连接，并且能够通过适当尺寸的艾伦内六角扳手拧紧/拧松。然而，能够使用各种用于拧紧和拧松连接器螺栓的装置，包括螺栓上的外突键头，用户的手指可接近该键头，并且该键头能够由用户的手指操纵。

图5再一次示出孤立的并从后右侧视角看到的手指三联体，其中卸下了近端外壳和远端外壳的侧部，并且卸下了中间外壳的顶部。近端轴417和远端轴414均是空心的，允许电气布线在近端轴的后端510处进入三联体并且在近端外壳内的入口512或远端外壳中的入口520处引出。

在图5中还示出的是螺纹螺栓511，该螺纹螺栓延伸穿过三联体轨道连接器421的管状部的下侧(在图中未示出螺栓螺纹)。在这个螺栓的上端处的是橡皮塞，该橡皮塞与近端轴相接触，因此向内旋紧螺栓以使近端轴相对于三联体轨道连接器不动。以类似方式，螺纹螺栓515延伸穿过远端外壳413的下侧(在图中未示出螺栓螺纹)，并且向内旋紧螺栓以使远端外壳相对于远端轴不动。在这个实施例中，可以预期的是，这些螺栓中的每一个的下端能够与适当尺寸的艾伦内六角扳手连接，并且能够通过适当尺寸的艾伦内六角扳手拧紧/拧松。然而，能够使用各种用于拧紧和拧松螺栓的装置，包括螺栓上的大外突键头，用户的手指可接近该键头，并且该键头能够由用户的手指操纵。

“近端”微动开关513被定位成由近端手指按扭416致动。微动开关能够被用来为该按钮提供动作力和/或回弹力，和/或提供指示已经到达触发点的触觉反馈。所有微动开关和它们的用在手指三联体和拇指三联体中的相应按钮均是这样的情况。插入到轴腔514及其在近端手指按扭的另一侧上的配对轴腔的是从近端外壳壳体突出的轴突。这些组件形成一个轴机构，近端手指按扭在其致动期间环绕该轴机构转动。注意，能够使用减小由致动手指传输到轴机构的相对力的方法：如在图5中能够看到的，近端按钮在轴腔514上方的高度相对于按钮的后部分被减小了。结果，转移到按钮的后面的致动手指的力比转移到前轴区域的致动手指的力多，从而使得更容易致动按钮。按钮的总体高度还能够通过可移去“按钮覆盖件”516来调整。这个覆盖件能够滑过近端手指按扭的顶部并且通过标准方法(例如，通过因紧密配合所产生的覆盖件和按钮之间的摩擦、或由覆盖件的突出部所形成的夹紧机构等)被保持在适当的位置。一旦覆盖件被保持在适当的位置，它将允许按钮正常工作，而现在接触表面更靠近致动手指。

“中间”微动开关517被定位成由中间手指按扭411致动。中间手指按扭轴突519及其在中间手指按扭的下侧上的配对轴突插入到中间外壳壳体和远端按钮410的顶部中的轴腔中。这些组件形成轴机构，中间手指按扭在其致动期间环绕该轴机构转动。注意，在这个实施例中，中间手指按扭使用针对上述近端手指按扭所描述的力到轴减小方法。

“远端”微动开关521被定位成由远端手指按扭410致动。远端手指按扭轴突518及其在远端手指按扭的另一侧上的配对轴突插入到远端外壳壳体中的轴腔中。这些组件形成一个轴机构，远端手指按扭在其致动期间环绕该轴机构转动。因为中间外壳及其相应的微动开关和按钮安装在远端手指按扭的顶部上，所以对远端手指按扭的致动还使中间外壳及其组件环绕远端手指按扭的轴机构转动。注意，在这个实施例中，中间手指按扭的手指接触面积相对较小(如在其顶部和底缘之间所测量的)并且是弯曲的。还应注意，远端手指按扭的手指接触面积相对较长，如从其轴机构到其前缘所测量的。手指三联体上所有三个微动开关以这样一种方式定向：它们的铰链朝向它们各自按钮的轴被定位，因此微动开关杠杆在与它们相应按钮相同的弧内进行致动。

出自中间微动开关517的正极线、地线、和信号线穿过远端手指按扭中的腔下降到远端外壳413中。中间微动开关和远端微动开关的正极连接和接地连接被组合，并且所述正极线、地线、和两条信号线经由布线入口520进入远端轴。出自远端微动开关和中间微动开关的信号线向后延伸通过远端轴和近端轴到布线入口510。所有三个微动开关的正极连接和接地连接在近端外壳处组合，并且与近端微动开关的信号线组合，向后延伸通过近端轴到布线入口510。

图6示出从前左视角看到的孤立的三联体轨道114和三联体轨道连接器421。在三联体轨道内存在凹进鳍部(recessed fin section)610，连接器螺栓垫圈419的下面和连接器夹418的顶面压在该三联体轨道上。连接器螺栓420经过在任一侧上的鳍部分之间延续的通道611。拧紧连接器螺栓，使垫圈和连接器夹压在鳍部分610上，有效地使三联体轨道连接器在三联体轨道上的位置和方向不动。

图7示出从下方看到的孤立的拇指三联体，其中卸下了拇指三联体的外壳壳体的下部部分。中间拇指按钮311具有轴突710。突起部及其在中间拇指按钮的另一侧上的配对轴突插入到拇指三联体外壳壳体中的轴腔中。这些组件形成一个轴机构，中间拇指按钮在其致动期间环绕该轴机构转动。“中间”拇指微动开关711被定位成由中间拇指按钮的延伸部712致动。该延伸部在中间拇指按钮的轴机构的对侧上，因此致动(按下)中间拇指按钮使该延伸部朝中间拇指微动开关转动。这个微动开关被定向成使得其杠杆的末端与所述延伸部相接触，并且微动开关的铰链被定位成朝向所述接口(该接口在图7中也朝向图的左侧)的左侧，因此微动开关杠杆在正交于所述延伸部的弧的弧中进行致动。

“远端”拇指微动开关713被定位成由远端拇指按钮310致动。远端拇指按钮轴突714及其在远端拇指按钮的另一侧上的配对轴突插入到拇指三联体外壳壳体中的轴腔中。这些组件形成一个轴机构，远端拇指按钮在其致动期间环绕该轴机构转动。远端拇指微动开关以这样一种方式被定向：其铰链被定位成朝向远端拇指按钮的轴(即，朝向图7的右侧)，因此微动开关杠杆在与远端拇指按钮相同的弧中进行致动。

“近端”拇指微动开关715被定位成由近端拇指按钮312致动。近端拇指按钮轴突716及其在近端拇指按钮312的另一侧上的配对轴突插入到拇指三联体外壳壳体中的轴腔中。这些组件形成一个轴机构，近端拇指按钮在其致动期间环绕该轴机构转动。该近端拇指微动开关以这样一种方式被定向：其铰链被定位成朝向近端拇指按钮的轴(即，朝向图7的右侧)，因此微动开关杠杆在与近端拇指按钮相同的弧中进行致动。注意，在这个实施例中，近端拇指按钮使用针对上述近端手指按扭和中间手指按扭所描述的力到轴减小方法。虽然在图7中未示出，但是这个按钮还能够合并(如上文中针对近端手指按钮所描述的)一个可移去按钮覆盖件来调整按钮的接触表面离拇指的距离。

回到图1，在这个实施例中，后外壳120被设计用以容纳电子设备、并且用以使用这些电子设备及其自身结构的重量来充当平衡重量，该平衡重量抵消设置在用户的腕前面的接口部的重量。这种平衡重量效果能够被用来修改或排除用户佩带接口所需的肌肉活动以使用户的腕在(如说明书开头所定义的)中性操作位置保持平直。平衡点位于接口的前侧和后侧之间的何处(可以从该处吊起接口并且使接口保持平衡的地方)将取决于各种因素，所述因素包括在结构中所使用的材料的重量、后外壳的长度、以及后外壳内组件的放置。能够使用宽范围的平衡点，并且对于这个实施例，预期的是，平衡点应该位于近似用户的手掌的中部(即，近似手掌外壳115的中部)处。

位于后外壳中的电子设备需要执行两个主要任务。第一个任务是将来自按钮传感器的信号转换成单个数字数据流，这种单个数字数据流能够以有用的形式(如上所述，在这个实施例中用于拇指三联体和手指三联体的远端按钮、中间按钮、和近端按钮的按钮传感器的是微动开关)被传递到外部设备上。第二个任务是测量接口的运动和方向并且将这些测量值以有用的形式传递到外部设备上。

图8示出这个实施例的电子设备的功能框图。出自按钮传感器811的信号被传递到继电器812上，该继电器具有多个输入通道。这个继电器然后将这多个输入信号转换成单个数字数据流，该单个数字数据流被传递到处理器817。如对本领域的技术人员来说将清楚的是，各种设备能够执行这个继电器的所需的功能。例如，在这个实施例中，可向美国加州的Gravitech of Claremont购买的可商购单板微控制器ArduinoNano3.0-ATMEGA328，(参见http://yhst-27389313707334.stores.yahoo.net/arna30wiatp.html)是合适的。对于以微动开关的形式的按钮传感器，这个微控制器板能够(通过其可用数字通道和模拟通道的组合)提供所需的正极连接和接地连接以及必要的信号通道。这种板还能够经由其输出串行端口(TX插脚)传递所收集的按钮传感器数据。能够在这个微控制器板上运行以执行其任务的程序的类型示出在图9中并且描述如下。

在图8中还示出的是这个实施例的电子设备，这些电子设备被用来测量接口的运动和方向。这些组件包括三个类型的传感器(1)传感器814，该传感器测量接口的三维动态和静态重力加速度，(2)传感器815，该传感器测量接口绕俯仰轴线、偏转轴线和滚转轴线旋转的角速率，以及(3)传感器816，该传感器测量接口周围三维磁场。出自这三个传感器类型的数据然后被传递到处理器817，该处理器能够将数据转换成如下形式：适用于传输到内部无线链路818的形式。如本领域的技术人员将理解的，各种用于执行这些传感器(814、815、和816)和处理器817的功能的装置是可用的。例如，对于这个实施例，集成的惯性测量单元813是合适的。这样的单元的一个实例是由美国科罗拉多州的SparkFunElectronics of Boulder生产的可商购9DOF Razor IMU(参见http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php？products_id＝9623)。这个单元能够经由其输入串行端口(RX插脚)从按钮传感器继电器812接收数据。这个单元还能够经由其输出串行端口(TX插脚)处理并传递其加速计/陀螺仪/磁力计数据连同按钮传感器数据到内部无线链路818。如果这个单元协助优化运动/方向传感器的性能，那么这些传感器能够以特定的方向封装在后外壳内。例如，这些传感器(或如上所述的整个惯性测量单元)在后外壳内能够被定向成使得当接口处于(如说明书的开头所定义的)中性操作位置时，这些传感器近似水平于地面。

图8示出无线电线路818在接口810的内部并且将组合的按钮传感器和运动/方向传感器数据无线地传输到在接口外部的无线链路819。这个外部无线链路然后将它收到的数据传送到接收设备820。如本领域的技术人员将充分意识到的，许多无线系统将适合于充当内部无线链路和外部无线链路，并且对于这个实施例，一个实例是利用可向美国明尼苏达州的Digi International of Minnetonka购买的Xbee模块。需要另外的标准组件来以适当形式将数据传递到这些模块和从这些模块传递数据，并且组装好的转换设备是可商购的，例如由美国科罗拉多州的SparkFunElectronics of Boulder或美国纽约州的Adafruit Industries of New York所提供的那些设备。注意，无线链路组件818和819能够被制成进一步能够从接收设备传送数据到所述接口。这将允许例如程序改变将被发送至按钮传感器继电器812和/或处理器817的命令。如本领域的技术人员将理解的，这样的布置将需要另外的电子设备来与按钮传感器继电器和/或处理器一起管理内部无线链路的双向通信。

许多设备能够使用来自所述接口的数据，并且在这个实施例中，图8中所示的接收设备820是计算机或移动计算设备。在这个实施例中，接收设备能够经由电缆连接从外部无线链路819接收所述接口的数据，并且接收设备运行音乐软件。从该接口收到的数据能够被用来控制这个软件的各方面，对基于软件的音乐声音的播放只是一个实例。这个软件能够是市场上许多可商购的音乐软件程序中的一种，或它可以是特别用于与接口一起使用而提供的程序。外部无线链路将执行如下任何转换：这种转换被要求使得接口的数据可由计算机使用。例如，外部无线链路可能充当USB MIDI设备，该USB MIDI设备将接口的数据转换成MIDI数据，该MIDI数据然后可能由接收设备的软件通过标准装置使用。可替代地，外部无线链路可能以另一格式(例如使用USB连接作为串行端口)提供数据，并且另外的程序可能安装在接收设备上用于访问这个数据并且将该数据提供给接收设备上的其它程序使用。

用户还将具有如下选项：使用所述接口的惯用左手版本(所述左手版本在本质上是惯用右手版本的镜像)和同时使用惯用右手版本及惯用左手版本。在后一种情况下，来自两个接口的数据能经由同一外部无线链路819被传递到接收设备820(参见图8)。除出自惯用左手版本的另外接口数据以外，额外的数据类型也能够通过比较两个接口的动作(例如俯仰角上的差别或被致动的按钮上的差别等)产生。在这种情形下，用于处理此类比较数据的算法能够包括于在接收设备上运行的程序中，或被包含于外部无线链路上的另外处理组件所包括。

在图8中还示出的是电池821，该电池将提供所述接口的电子设备所需的所有电力，对电的供应将由电源开关121控制(参见图1)。取决于电池的电压，可能需要标准电压转换装置来对接口的组件供应适当的电压。虽然能够使用各种电池类型，但是对于这个实施例，电池应是可再充电的锂聚合物类型，该电池能够(使用常规供应装置)通过标准充电设备充电，该标准充电设备连接到外电源插座314(参见图3)。可替代地，能够使用可替换电池系统，该电池系统带有将电池/电池组换入后外壳内和从后外壳换出电池/电池组的标准便利装置。

在图8中示出的最后组件是外部端口822，该外部端口能够被合并为所述接口的替代实施例的一部分。这个端口，将连接到外部数据电缆，能够被用于与处理器817和/或按钮传感器继电器812进行数据通信，以及更新处理器817和/或按钮传感器继电器812的软件。任意数量的设备能够实现这个功能，包括将USB信号转换成串行端口信号的组件，像可从英国的Future Technology Devices International of Glasgow得到的那些组件。如图2中所示，mini-B型USB连接器210能够充当端口822的连接器。连接到端口822的电缆能够充当到接收设备820的通信链路并且执行无线组件818和819的任务。这个电缆还能够从接收设备提供电力至所述接口，以对接口的电子设备提供电力和/或用以对其电池充电。因此，如下替代实施例是可能的：包括依赖电缆的接口，该接口不需要自载电池和/或无线链路系统。

图9中示出了能够在按钮传感器继电器812(参见图8)上运行的程序的框图。这个程序的目的是将出自多个按钮传感器输入的信号收集到继电器，并且经由单个数据通道将按钮传感器状态变化报告给处理器817。该程序通过需要用来询问每个按钮传感器的状态的所有的迭代不断地循环，其中X＝1、2、...和X_总，并且X_总是按钮传感器的总数。在询问按钮传感器X的状态(910)之后，将这个状态与存储在存储器中按钮传感器X的、来自先前循环经X的先前状态相比较(911)。如果状态是一样的，那么程序迭代至X+1并且返回至步骤910。如果被询问的X状态与被存储的X状态不匹配，那么被询问的状态变成被存储的X状态(912)。然后，产生值或值集，所述值或值集表示X状态并且将这个状态识别为与按钮传感器X相关联(913)。这种识别能够以各种方式实现，所述方式包括用两个可能的唯一值中的一个表示每个按钮传感器。例如，按钮1能够用值0表示为未被致动并且用值15表示已被致动，而按钮2能够用值1表示为未被致动并且用值16表示已被致动，等等。然后发生滤波步骤914，将在下一节中详细地描述这种滤波步骤。取决于滤波器的动作，按钮X的新的标记状态值然后被传递(915)到下一个组件，所述下一个组件在这个实施例中是处理器817(参见图8)。该程序然后迭代至X+1，并且返回至步骤910。

属于同一三联体的远端手指按钮410和近端手指按钮416(参见图4)的形式和定位允许它们所分配的手指单独地或相互结合地致动它们。属于同一三联体的远端手指按钮和中间手指按钮411也是这种情况。图9中所示的致动顺序滤波器914的用途是：允许分配给三联体的中间手指按钮和近端手指按钮的输出事件通过特定顺序的按钮致动彼此结合使用。通过这样做，在手指三联体的三个按钮之中同时“接通(on)”信号的每种可能组合成为可能。关于如何能够使用这个功能性的详细描述在操作一节中提供。致动顺序滤波器还能够被应用到起源于拇指三联体的信号，但这是不大必要的，因为所有的拇指按钮组合能够手动地实现。

这种致动顺序滤波器子程序能够通过各种装置实现，并且图10中示出了用于这个实施例的一种方法。当收到新的按钮状态时，子程序开始，并且该子程序检查新的状态是否属于远端手指按扭中的任何一个(1010)。如果否，那么新数据被从子程序传出(1011)，而不进行任何过滤，到在图9中所示的程序的下一阶段(915)。如果新的状态由远端按钮触发，那么子程序检查属于同一三联体的近端按钮的存储状态是否为已被致动(1012)。如果是，那么滤波器将“保持(hold)”更改至一个未被致动状态的近端按钮的任何报告，但是当那个三联体的远端按钮未被致动时，滤波器将传递最近的这样的“保持”报告(1013)。同时，远端按钮的已被致动状态被从子程序中传递出(1011)。如果近端按钮未被致动，那么子程序检查属于同一三联体的中间按钮的存储状态是否为已被致动(1014)。如果是，那么滤波器将“保持”更改至未被致动状态的中间按钮的任何报告，但是当那个三联体的远端按钮未被致动时，滤波器将传递最近的这样的“保持”报告(1015)。此外，被致动的远端按钮的这个报告将不被传递，并且直到远端按钮和中间按钮未被致动时才会传递远端按钮致动的报告(1015)。在远端按钮和中间按钮未被致动之后，远端按钮致动的随后报告将被允许通过滤波器。如果在步骤1014中答案为否，那么远端按钮致动报告被从子程序中传递出(1011)，不进行任何过滤，到图9中所示的程序的下一阶段(915)。能够使得对这个子程序的使用是可选的，该子程序的激活通过如下方式受到控制：使用接口上的物理控制、或经由从接收设备820经无线链路系统所发送的命令(参见图8)。

在这个实施例中，加速计、陀螺仪、磁力计数据被用来估计接口在俯仰轴线、滚转轴线、和偏转轴线上的方向。这个任务能够由在处理器817上运行的软件执行(参见图8)。如本领域的技术人员很容易理解的，存在各种如下技术：这些技术能够被用来结合这些不同的传感器类型的输出来产生方向估计值(俯仰、滚转、和偏转)。例如，在这个实施例中，能够使用利用“方向余弦矩阵”的技术，其中程序结构像图11中所描述的程序结构。本领域的技术人员很容易理解图11中所描述的种类的软件，并且形成针对这个实施例所描述内容依据的程序能够在http://code.google.com/p/sf9domahrs/downloads list中找到。

如图11中所示，在这个程序中最初的步骤是从相关的传感器阅读加速计、陀螺仪、和磁力计数据(1110)。然后用(由先前迭代所提供的或在程序开始时所初始化的)俯仰和滚转的当前估计值来补偿磁力计不正交于地面对磁力计读数的影响，然后计算相对于地磁场的方位(heading)(1111)。然后用角速率(即，陀螺仪传感器)值来更新方向余弦矩阵(DCM)值(1112)。然后进行校正以确保用于接口的估计的参照轴线(x、y、和z)保持相互正交，然后用加速计和磁力计数据来校正误差，这些误差是随时间产生的基于角速率的方向余弦矩阵值上的误差(1113)。然后将方向余弦矩阵值转化为俯仰、滚转、和偏转的估计值(1114)。然后收集由按钮继电器812(参见图8)所提供的按钮状态(1115)。然后将按钮和运动/方向数据输出(1116)到内部无线链路818(参见图8)。能够将各种运动/方向数据组合输出到内部无线链路。例如，在这个实施例中，所述组合包括：按钮状态值；俯仰、滚转、和偏转方向值；以及所有三条测量轴线上的旋转角速率(陀螺仪)和加速度(加速计)值。

操作

如图1、图2、和图3中所示，存在位于接口上的十五个接触激活按钮，并且对每根指头(手指和拇指)分配三个按钮。这些组中每一组三个按钮，被称为“三联体”，沿着单个指头的弯曲部分的主平面以符合人体工程学的方式被定位。作为接口的正常工作的一部分，每根指头仅被要求与按钮的一个三联体互动。

如在图1和图2中很明显的是，用户的右手放置在手掌外壳115和手扣件116之间，并且手带117在如下位置处附接到手扣件的上表面：该位置使得即使臂和手在空间中移动，所述接口也保持牢固而舒适地附接到手。手掌被定位成使得用户的小指、无名指、中指、和食指分别能够舒适地接触手指三联体110、111、112、和113上的按钮。用户的拇指被定位成使得它能够舒适地接触拇指三联体118上的按钮。为提供到用户的手的紧密配合，手扣件垫片119能够用不同尺寸的一个垫片进行调换或被完全卸下。

如在图4中能够看到的，远端手指按钮410和中间手指按钮411被定位成通过与手指的末端段(远节指骨)相接触而被独立地或同时地致动。对远端手指按钮的致动主要通过在手指的中间指节(近端指间关节)和/或基指节(掌指关节)处的弯曲而实现。对中间手指按钮411的致动通过卷曲手指、主要通过在顶部指节(远端指间关节)和中间指节处的弯曲而发生。近端手指按钮416被定位成由手指(中间指骨和近端指骨)的中段和/或基段致动。对近端手指按钮的致动主要通过在基指节处的弯曲产生。在这个实施例中，对所有四个手指的每个手指三联体的操作差不多相同。

如图3中所示，远端拇指按钮310和中间拇指按钮311被定位成通过移动拇指的末端段(远节指骨)而被独立地或同时地激活。对远端拇指按钮的致动主要通过在顶部指节(远端指间关节)处的弯曲而实现。对中间拇指按钮的致动通过朝手移动(内转)拇指而致动，这主要通过基指节(掌指关节)和/或将拇指连接到手的关节(腕掌关节)处的弯曲而发生。近端拇指按钮312被定位成由拇指的基段(近端指骨)和/或手掌段(掌骨)激活。对近端拇指按钮的致动主要通过基指节和/或将拇指连接到手的关节处的弯曲而实现。

为了让用户能够舒服有效地操作所述接口上的所有三联体按钮，存在用于调整这些按钮的位置和方向的各种机构。为了适应手宽的范围，能够调整三联体轨道上每个手指三联体的位置。如图6中所示，这种调整通过如下方式实现：拧松连接器螺栓420，直到垫圈419和连接器夹418抵靠通道鳍部分610的压力减少到足以让三联体轨道连接器421(和三联体的其余部分)沿着轨道114的长度的位置被改变为止。以这种方式使连接器螺栓松动还允许三联体轨道连接器相对于三联体轨道的旋转被调整。当实现了轨道连接器的预定位置和旋转时，能够通过再次拧紧连接器螺栓使轨道连接器不动。

如图5中所示，当用户拧松近端轴螺栓511和/或远端轴螺栓515时，进一步调整手指三联体的按钮的位置和方向是可能的。通过拧松近端轴螺栓511，靠在近端轴417的橡皮垫上的压力被释放，并且近端轴能够在三联体轨道连接器421的管状部内向前和向后滑动。至于不与附近的手指三联体碰撞是可能的，近端轴在三联体轨道连接器内的旋转也能够发生。通过拧松远端轴螺栓515，远端外壳413能够沿远端轴414上下滑动。远端外壳的旋转也能够发生，但是在远端轴布线入口520处的布线的存在限制这个旋转的范围。将螺栓511和515向后拧到位将使三联体部在它们新的调整位置不动。用户可用的另外的调整形式是通过使用按钮覆盖件来改变手指的接触表面和拇指三联体近端按钮离它们的致动指头的距离，如图5中通过近端手指按钮覆盖件516所示。

如先前所描述的，属于同一三联体的远端按钮和中间按钮的形式和定位允许这些按钮由单个指头单独地致动或彼此相结合地致动。在按钮常被用来触发乐音的所述接口的音乐应用中，这样的结合将允许特定的和声产生，从而扩大能够发出的如下和声的范围：属于独立三联体的按钮结合的和声之外的和声。在手指三联体的情况下(参见图4)，这种情况的理由是，中间手指按钮411的接触表面弯曲并且相对较薄(在其顶部和底部边缘之间测量)，并且安装在远端手指按钮410的顶部。结果，用户能够在维持中间手指按钮的致动的同时，(在远端和/或中间手指按钮上)向下推并且致动远端手指按钮。反之亦然，用户能够在维持远端手指按钮的致动的同时，后拉他们的手指并且致动中间手指按钮。

属于同一三联体的远端手指按扭和近端手指按扭还能够由单个指头单独地致动或彼此相结合地致动。远端按钮的长度意味着用户能够用部分卷曲或伸展的手指致动它。在后一种情况下，手指的远端段(远节指骨)的下垫在按钮的前端处接触。这个姿势使得对于用户来说，在致动近端按钮的同时维持对远端按钮的致动更容易，反之亦然。

为了允许一起使用中间手指按扭和近端手指按扭的输出，用户具有如下选择：对每个三联体的按钮激活顺序进行实时算法解译以选择性地允许中间和近端按钮输出事件的组合发生。在这个致动顺序滤波器子程序914(参见图9和图10)的第一分量中，在致动远端按钮的同时维持对近端按钮的致动允许近端按钮的输出信号得以持续，尽管近端按钮被释放(图10中的步骤1010、1012、和1013)。当远端按钮保持被致动时，远端按钮和近端按钮的输出信号将同时得以持续。当保持远端按钮被致动时，用户然后能够致动中间按钮，从而使得远端按钮、中间按钮和近端按钮的输出信号得以同时持续。在这个子程序的第二分量中，如果在中间按钮被致动之后致动远端按钮(同时中间按钮的致动被维持)，那么远端按钮的输出信号将不触发响应(步骤1010、1014、和1015)。如果在远端按钮的致动被维持的同时，然后释放中间按钮，那么中间按钮的输出信号将持续不间断。用户在保持远端按钮被致动的同时，然后能够致动近端按钮，从而允许中间按钮和近端按钮的输出信号得以同时持续。

在这个实施例中，手指三联体的近端按钮、中间按钮、远端按钮和拇指三联体具有提供离散通断信号的主要功能，所述通断信号能够通过接收装置820(参见图8)转换成诸如乐音的声音。例如，十五个按钮中的每一个能够分配给半音音阶的十二个音调中的一个，其余的三个按钮分配给所选八度音阶之上或之下的音符。可替代地，自然音阶的两个八度音阶能够分配给十五个按钮。在图12中示出了这样的布置的实例。上表示出半音布置的实例：起始于远端拇指按钮上的C音符，音符上升首先通过远端按钮，然后通过近端按钮，然后通过中间按钮，最后到达小指三联体的中间按钮上的D音符(高于一个八度音阶)。下表示出自然音阶布置(C大音阶)的实例：起始于远端拇指按钮上的C音符，音符上升首先通过远端按钮，然后通过近端按钮，然后通过中间按钮，最后到达小指三联体的中间按钮上的C音符(达到两个八度音阶)。不论所使用的音符分配，对接口的按钮的定位允许用户产生那些音符的和声组合以及旋律模进(melodic sequences)。

所述接口的这个实施例能够对用户提供关于接口的角速率、方向(俯仰、滚转、和偏转)如何的各种选项，加速度数据由接收装置820(参见图8)利用，包括使用加速度数据来调节接收装置对来自接口按钮的输入的处理。一个选项例如是如下情况：接收装置通过产生类似于持续音乐器(例如大提琴或长笛)的那些音调响应于按钮输入，并且使用接口绕偏转和/或俯仰轴线旋转的角速率来模仿关于这些音调的吹奏(bowing)或吹奏强度的效果。在这个实例中，用户能够通过(从中性操作位置)左右摇摆接口主要通过在肩关节处的旋转和在肘部处的弯曲在偏转平面中产生角旋转速率的变化。如果用户希望同时使用接口的右手版本和左手版本，那么他们还能够被提供各种用于利用两个接口的比较性数据的选项。例如，对一个接口上的按钮的致动能够选择音符的起始频率，并且对另一接口上按钮的致动能够选择终止频率，并且减小两个接口之间(例如，在俯仰轴上)的方向差异能够使频率从起始频率滑动到终止频率。

在用户控制的另一个实例中，这个实施例还能够根据接口方向向用户提供八度音阶音调控制选项。这个选项将控制通过按钮触发的音调的八度音阶值。在这个选项中，用户能够选择将例如俯仰轴线的方向轴线中的一个划分成多个区。如果选择一共三个环绕俯仰轴线的角度区(例如下部、中部、和上部)，那么接口相对于这些区域的俯仰将确定由按钮所触发的音符的八度音阶值。对于每个被触发的音符，三个相邻的八度音阶中的三个音调同时产生，但是它们的相应的音量由在触发时相对于下部区域、中部区域、和上部区域所述接口的俯仰角确定。例如，在接口处于下部区域的同时，致动对应于音符C的按钮可能被设置成触发C3、C4、和C5，但是仅C3将具有听得见的音量。能够对用户提供如下选项：将这些交叉衰落音量(crossfaded volumes)归属于这些区域的边界，使得致动靠近下部区域和中部区域边界的C按钮将再一次触发所有三个八度音阶中C音调，但是C3和C4音调将具有听得见的音量。还能够对用户提供如下选项：以动态或恒定模式使用这个八度音阶控制。在动态模式中，在将接口从下部区域移动到中部区域的同时，维持C按钮的激活将动态地使C3和C4音调的音量交叉衰落，使得C3的音量将会减退并且C4的音量将会增加。在恒定模式中，音调在它们被触发时保持基于区域的音量级分配，因此在下部区域中C按钮的致动接着将接口移动到中部区域将导致C3音调的音量在整个移动中被维持在相同的水平。执行上述音调控制所需的处理能够通过各种组件进行，所述组件包括处理器817(参见图8)、添加到外部无线链路819的处理组件或安装在接收装置820上的另外的程序。替代实施例。

对所描述的实施例的许多修改是可能的。在对接口的替代利用中，接收装置820(参见图8)能够是如下装置：用户能够在其上播放视频游戏(例如微软Xbox、索尼游戏机、任天堂Wii、或个人计算机/可移动计算装置等)的装置，其中用户通过他们操作所述接口参与到游戏中。可替代地，接收装置820能够充当数据输入装置(例如个人计算机或可移动计算装置等)，其中接口能够产生的不同范围的离散输出信号被映射到特定的数据集(例如字母、数字等)。在这个实施例中，接口能够产生的不同范围的输出信号能够扩展到如下程度：超出通过(以与第一实施例中所描述的八度音阶音调控制选项类似的方式)使事件由依赖于接口的方向和/或运动的按钮致动被触发、来致动各单独按钮所实现的范围。扩展的另一个方法是通过特定的按钮致动组合来触发另外的特定事件。被设计用以响应于外部命令(例如MIDI消息)产生音乐声的设备还能够充当接收装置，硬件合成器只是其中一个实例。

接口的替代实施例能够包括不同数量的手指三联体按钮和/或那些按钮的不同布置。例如，一个实施例能够仅包括远端按钮410(参见图4)和中间按钮411，不带近端按钮416。或一个实施例能够仅包括远端按钮和近端按钮，而不带中间按钮。可替代地，在接口上能够设置每根指头多于三个按钮。此类另外的按钮能够被定位成通过向侧面移动指头或伸长指头而被致动。另一个替代实施例能够被设计成不带拇指三联体118(参见图1)，并且拇指能够被赋予如下任务：通过适当的结构保持接口与手相接触，拇指能够抓紧该结构或压在该结构上。

具有更详细的测量能力的按钮传感器能够用在替代实施例中。例如，代替微动开关，手指三联体和拇指三联体的按钮能够装备有传感器，这些传感器以速度敏感性和/或触后敏感性为特征，类似于在许多MIDI钢琴键盘上所找到的键。本领域的技术人员所理解的标准机电传感器设计能够用于这个目的，并且能够对接口的数据处理和通信设备作出更改以适应这种另外的数据。

不同形式的调整能够合并到替代实施例中。例如，一个可调组件能够置于拇指三联体118(参见图3)中，因而能够改变近端按钮312和包括远端按钮和中间按钮(310和311)的那个部之间的距离。可替代地，能够包括如下机构：改变整个拇指三联体相对于手掌外壳的位置，允许在俯仰平面中向前和向后移动拇指三联体和/或旋转拇指三联体。第一实施例中所描述的调整范围能够增加或减少，或能够完全排除各种类型的调整。另外，能够以不同的尺寸产生实施方式以配合不同大小的手。另一个替代实施例能够使用模块化设计，其中包括内含物的后外壳120(参见图1)可从接口的其余部分拆卸分开。这个可拆的后外壳可与接口的一系列前部(手掌外壳115、手指/拇指三联体等)相配套，所述接口被设计用以配合不同大小的手。在这种情况下，后外壳还将具有如下标准装置：与这些前部形成牢固的结构和电子连接。关于手指和拇指三联体(110、111、112、113、和118)，这些还能够被以不同的尺寸制成，带有或不带有针对第一实施例中的手指三联体所描述的可调机构。这些不同尺寸的三联体能够是可互换的，并且能够被换入所述接口中和从所述接口换出，带有用于连接每个三联体的按钮传感器的布线的标准装置，用以为单独的用户提供最佳配合。例如，手指三联体在它们与三联体轨道114的连接处能够被换入/换出。这将不仅协助适应大范围的手大小，而且还协助适应单个手的手指之间的大小差异。

能够有关于接口的电子设备的各种替代实施例。例如，由处理器817(参见图8)和/或按钮传感器继电器812所执行的数据处理功能能够由如下部分执行：添加到外部无线链路819的处理器组件和/或安装在接收装置820上的另外的软件(在这种情况下，该装置是某种类型的计算机)。在这个实施例中，从接口发送的数据将处于欠处理的状态，但是该实施例将允许在数据链中在这些随后的点处发生所有必要的处理。这个实施例可能具有如下优势：减小接口的电力消耗并且使用户更方便地对数据处理算法作出改变。

另一个替代实施例能够将封装在后外壳120(参见图1)中的电子设备重新设置到手掌外壳115，并且完全去掉后外壳。在这个实施例中，在用户手的手掌以外没有接口部件。虽然这个实施例将失去后外壳的平衡重量效果，但是它可能对如下情况下的应用有用：后外壳的物理存在是不利的。在一个实施例的电子设备中，变型选项还包括减少其运动/方向传感器中测量轴线的数量。例如，一个实施例能够缺少用于加速度传感器814和角速率传感器815的滚转平面中的轴线，或它能完全缺少磁场传感器816等。可替代地，另外的传感器可能被添加到接口，所述传感器如GPS接收器、或用于更高分辨率定位信号的接收器，由位于澳大利亚首都特区堪培拉的Locata Corporation Pty Ltd开发的那些传感器是一个实例。

替代实施例的另一个选项将是在所述接口本身内包括音频合成/产生组件。在这个实施例中，接口将能够产生听得见的音乐声，而不需要来自任何其它装置的辅助。另一个可能性将是在接口内包括向用户提供触觉反馈的系统。在这个实施例中，一个或多个振动马达能被包括在手掌外壳115内(参见图1)，并且信息能通过这些振动马达的激活而被提供给用户。这种信息可能通过接口的处理组件(例如处理器817，参见图8)或其它来源(例如接收装置820、或添加到外部无线链路819的处理组件等)产生在接口板上。

解释

在整个说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着所描述的与该实施例相关的具体特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例内。因此，在整个说明书中各个位置中的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”的出现未必均指但是可以指相同的实施例。此外，正如对于本公开领域的一个普通技术人员来说将明显的是，在一个或多个实施例中具体特征、结构、或特征可以以任何适当的方式组合。

同样地，应了解，在本发明的示例性实施例的上述描述中，为了简化本公开以及辅助对各个发明方面中的一个或多个方面的理解的目的，本发明的各个特征有时在单个实施例、其附图或描述中集合在一起。然而，本公开的这个方法将不被解释为反映如下意图：要求保护的发明需要比每项权利要求中明确叙述的特征更多。相反，如所附权利要求所反映的，发明方面在于不超出前面公开的单个实施例的所有特征。因此，继详细描述的权利要求在此明确合并到这份详细描述中，每项权利要求作为本发明的独立实施例具有独立性。

此外，虽然此处所描述的一些实施例包括其它实施例中所包括的一些特征但非其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着是在本发明的范围内，并且形成将为本领域技术人员所理解的不同实施例。例如，在所附权利要求中，能够以任意组合使用任何要求保护的实施例。

此外，一些实施例在此处被描述为方法或方法的单元组合，其能够通过计算机系统的处理器或通过执行该功能的其它装置实现。因此，带有用于执行这样的方法或方法的单元的必要指令的处理器形成用于实现该方法或方法的单元的装置。此外，为了实现本发明的目的，设备实施例的此处所描述的单元是用于实现由该单元所执行的功能的装置实例。

在此处提供的描述中，阐明了许多特定细节。然而，应理解，本发明的实施例可以在没有这些特定细节的情况下实现。在其它情况下，为了使得对这份说明的理解不造成模糊，没有详细地示出众所周知的方法、结构和技术。

如此处所使用的，除非另有规定，对用以描述公共对象的序数形容词“第一”、“第二”、“第三”等的使用仅表示正在指代相似对象的不同情况，并且并不旨在暗示如此描述的对象必须以给定的顺序、或临时的、或空间地、分等级、以任何其它方式。

在下列权利要求和此处的描述中，术语“包括”、“由...组成”或其“包括”中的任何一个是开放性术语，表示至少包括跟随的元件/特征，但不排除其它。因此，当术语包括被用在权利要求中时，该术语不应被解释对其后列出的装置或元件或步骤进行限制。例如，表示包括A和B的装置的范围不应该限于仅由元件A和B组成的装置。此处所使用的术语“包含”或其“包含”或那“包含”中的任一个也是开放性术语，也表示至少包含跟随该术语的元件/特征，但不排除其它。因此，“包含”与“包括”同义并且表示“包括”的意思。

类似地，应注意的是，当术语“联接”用在权利要求中时，该术语不应被解释为仅限于直接连接。可以使用术语“联接”和“连接”连同它们的派生物。应理解，这些术语并不旨在相互作为同义词。因此，表示装置A联接到装置B的范围不应限制于如下装置或系统：装置A的输出直接连接到装置B的输入。它意味着在A的输出和B的输入之间存在路径，该路径可以是包括其它设备或装置的路径。“联接”可能意味着两个或更多元件处于直接物理接触或电接触状态，或两个或更多元件不直接相互接触但仍然相互配合或互动。

虽然已经通过对本发明的某些优选实施例的特定参照描述了本发明，但是在所附权利要求书的精神和范围内，可对本发明作出多种变型和修改。

Claims (17)

1.一种手动输入设备，包括：

一系列激活点，所述一系列激活点由用户的手指激活；

运动传感器，所述运动传感器测量所述用户的手的当前方向；以及

处理装置，所述处理装置互连到所述激活点和所述运动传感器，用于以基本连续的方式输出一系列当前活性的激活点和所述输入设备的方向。

2.如权利要求1所述的手动输入设备，其中每根手指的激活点的数量是至少两个点，所述点相互隔开用于与用户的手指的不同部分互动。

3.如权利要求1所述的手动输入设备，其中每个手指的激活点的数量是至少3个。

4.如前述权利要求中任一项所述的手动输入设备，其中用户的手指包括拇指。

5.如前述权利要求中任一项所述的手动输入设备，其中所述运动传感器包括方向传感器，所述方向传感器感测所述设备的角旋转速率。

6.如权利要求5所述的手动输入设备，其中所述运动传感器输出所述设备的滚转、俯仰和偏转指标。

7.如前述权利要求中任一项所述的手动输入设备，其中所述运动传感器包括位置传感器，所述位置传感器感测所述设备的任何相对移动。

8.如前述权利要求中任一项所述的手动输入设备，其中所述设备进一步包括加重的延长部分，当用户在使用所述设备时，所述加重的延长部分使所述激活点平衡。

9.如前述权利要求中任一项所述的手动输入设备，其中可针对每根手指调整所述激活点的相对位置。

10.如前述权利要求中任一项所述的手动输入设备，其中所述激活点由微动开关形成。

11.如前述权利要求中任一项所述的手动输入设备，其中所述处理装置被互连到无线传输装置，所述无线传输装置用于对所述输出的无线传输。

12.如前述权利要求中任一项所述的手动设备，其中所述激活点中的每一个能够单独地或与其它激活点相结合地被致动。

13.如前述权利要求中任一项所述的手动设备，其中所述激活点被映射到半音音阶上的音符。

14.如前述权利要求中任一项所述的手动设备，其中所述设备的一条方向轴线被映射用以输出音符的音调的八度音阶。

15.如前述权利要求中任一项所述的手动设备，其中所述设备的一条方向轴线被映射到一系列区域。

16.至少两个手动输入设备，每个设备包括：

一系列激活点，所述一系列激活点由用户的手指激活；

运动传感器，所述运动传感器测量所述用户的手的当前方向；以及

处理装置，所述处理装置被互连到所述激活点和所述运动传感器，用于所述输入设备的方向；

其中

提供了另外的处理单元，所述另外的处理单元被互连到每个设备的每个处理装置，并且计算所述手动输入设备之间的差动输出。

17.一种基本如上结合附图所描述的手动输入设备。

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