CN104321115B - 用于增强的输入灵敏度和功能性的多传感器控制手柄 - Google Patents

用于增强的输入灵敏度和功能性的多传感器控制手柄 Download PDF

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Abstract

一种把嵌入式传感器并入控制手柄中以检测物体，诸如拇指的存在的系统和方法。存在检测信号可由附加的传感器生成，并且当存在检测信号指示控制手柄不受在控制器之外的力的影响于是在其中性机械位置时，自动校准逻辑然后可实时地自动从控制手柄中去除偏置。在另外的实施例中，跨控制手柄的外表面排列多个嵌入式传感器，以提供第二个基于控制手柄的位置输入设备。在这样的实施例中，可以应用触觉或接近传感器技术以改善控制手柄生成的第一位置信息的精度，或者控制与利用控制手柄提供的第一位置信息控制的坐标空间分离的坐标空间。

Description

用于增强的输入灵敏度和功能性的多传感器控制手柄
技术领域
本发明涉及计算机输入设备，并且更特别地涉及采用多个输入传感器种类的控制手柄。
背景技术
即使利用表演捕捉(即，跟踪系统用户的运动，以在显示的图形上引发对应效果)的最新进展，带控制手柄的手持式控制器仍保持为电子游戏行业的最流行的输入设备。图1A描绘可从市场上获得的用于Sony Playstation®系列电子游戏平台的Sony DualShock 3®手持式控制器100。手持式控制器100包括从控制器本体101突出的两个拇指手柄105。每个拇指手柄105提供可用于在显示的图形上引发对应效果的二维输入(X，Y)。有时被称为模拟手柄、或者更一般地称为控制手柄的每个拇指手柄105根据突起相对于控制器本体101内的机械“中心”位置的位置，向计算平台提供位置输入。在使用期间，用户的拇指典型地放在每个拇指手柄105的顶表面上，并且拇指施加的力改变拇指手柄105相对于中心位置的位置。每个拇指手柄105的回转底座被耦接至容纳在控制器本体101内的两个或者更多的电位计，以提供与拇指手柄105相对于中心位置的角度或位置成比例的连续电输出(从而，术语“模拟手柄”)。
尽管由拇指手柄105的连续性质给予的更佳的控制已使之成为比数字方向输入设备，诸如图1中所示的方向键(十字键)110更流行的输入设备(特别是对3D游戏而言)，然而在中心位置附近，拇指手柄105可能欠缺精确性。精确性的欠缺未必受模拟分辨度限制，而是典型地在很大程度上归因于由计算机100或者接收从控制器100输出的位置信息(例如，X，Y)的计算平台内的固件或软件强加的“死区”。
图1B图解映射到拇指手柄105的机械范围的坐标空间中的围绕中心(“原点”)位置111的死区103。死区103的作用在于死区内从中心位置111的任何偏移被忽略(即，作为零来处置)，以避免来自控制器100的无意输入。例如，拇指手柄105可被移动到点120，并且相关联的X，Y输出被忽略，因为它在死区103内。强加死区103的一个原因是拇指手柄105会随着时间的过去而受到机械磨损，并将发展为“偏置”从而机械中心移动，引起中心位置111漂移。当偏置变得大于死区103时，例如，当中心移动到图1B中的115时，即使在没有实际用户输入的情况下(例如，在控制器100处于空闲的情况下)，来自控制器100的位置输出也将被输入图形渲染引擎中(即，不被忽略)。此时，可能促使用户进行校准例程，由此确定Δy1和Δx1，以围绕拇指手柄105的新的机械中心而使位置信息的映射回到中心。
于是，死区103的大小是校准例程可能被强加给用户的频度的函数，并且由于从中心的偏移可能从一个用户到下一用户而改变，因此在现有技术中常规的是牺牲相当的量的关于中心位置的精确度，以有益于感知的控制器鲁棒性。通过减少机械磨损和大的死区的伴随使用的不良影响来改善拇指手柄105的灵敏度的手段和技术于是是有利的。
如图1A中进一步图解那样，保持为常规的是在控制器100上包括一组控件，包括辅助位置控件，诸如十字键 110，类似于拇指手柄105，十字键 110也输出至少在两个方向(例如，X，Y)上的位置信息。其它控件包括命令按钮109，命令按钮109提供对由控制器100通信耦接到的计算平台支持的任意数目的功能的一键式访问。然而，辅助位置控件和命令按钮两者强加更大体型的控制器100，并且还要求用户的拇指来致动。于是，十字键 110和命令按钮109的使用需要把拇指移离两个拇指手柄105之一，越过拇指的可达范围内的距离，以致动十字键 110，并且随后返回放在拇指手柄105上。这种活动要求相当多的时间和灵巧性来进行并且由于所要求的运动范围而可能致使用户疲劳。改善辅助位置控件和命令按钮的可访问性和精确性的手段和技术于是也是有利的。
附图说明
在说明书的结论部分中，特别指出并且明确主张了本发明的实施例。然而当结合随附的附图阅读时，参考以下的详细描述，可以关于组织方式和操作方法这两者，连同本发明的目的、特征和优点一起更好地理解本发明的实施例，在附图中：
图1A图解常规的手持式电子游戏控制器的等距视图；
图1B图解映射到图1中图解的常规手持式控制器的控制手柄的输出的坐标空间的图；
图2A图解按照本发明的实施例的具有嵌入式传感器的控制手柄的等距视图；
图2B图解按照本发明的实施例的具有嵌入式传感器的控制手柄的等距视图；
图2C图解按照本发明的实施例的具有嵌入式一维传感器阵列的控制手柄的等距视图；
图3A图解按照本发明的实施例的具有嵌入式一维传感器阵列的控制手柄的等距视图；
图3B图解按照本发明的实施例的具有嵌入式二维传感器阵列的控制手柄的等距视图；
图3C图解按照本发明的实施例的具有嵌入式二维传感器阵列的控制手柄的等距视图；
图4A图解按照本发明的实施例的具有用于检测来自接触控制手柄的物体的力的嵌入式传感器的控制手柄的等距视图；
图4B图解按照本发明的实施例的具有用于检测来自接触控制手柄的物体的力的嵌入式传感器的控制手柄的等距视图；
图4C图解按照本发明的实施例的具有用于检测接近控制手柄的物体的嵌入式传感器的控制手柄的等距视图；
图4D图解按照本发明的实施例的具有用于检测接近控制手柄的物体的嵌入式传感器的控制手柄的等距视图；
图5A图解按照本发明的实施例的用于具有不活动状态的控制手柄的状态图；
图5B是图解按照本发明的实施例的根据存在检测信号，校准控制手柄的自动化方法的流程图；
图6是按照本发明的实施例的用以进行控制手柄的自动校准和/或提供第二位置信息的硬件的功能方框图；
图7A是按照本发明的实施例的用以确定物体与控制手柄的接触的硬件的功能方框图；
图7B是按照本发明的实施例的触觉感测硬件的功能方框图；
图8A是按照本发明的实施例的用以确定物体与控制手柄的接近的硬件的功能方框图；
图8B是按照本发明的实施例的接近感测硬件的功能方框图；
图9A-9C分别图解按照本发明的实施例的来自并入有传感器阵列的控制手柄的存在检测信号以及第一和第二位置信息的平面图、侧视图和定时图；
图10A和10B图解按照本发明的实施例的跨控制手柄的表面映射压力水平的多级传感器阵列；
图11是图解按照本发明的实施例的根据从并入有传感器阵列的控制手柄接收的第一和第二位置信息，控制图形对象的方法的流程图；
图12图解按照本发明的一个实施例的可用于确定物体位置信息的硬件和用户接口；
图13图解按照本发明的一个实施例的可用于处理指令的附加硬件。
为了使图解清楚，图中图解的各元件不一定按比例绘制。此外，在认为适当的情况下，在各图中重复附图标记，以指示对应或类似的元件。
具体实施方式
这里描述的是用于改善手持式控制器控制手柄的灵敏度和功能性的方法和系统。在实施例中，通过把至少一个附加传感器并入控制器中，例如，嵌入控制手柄的表面中，以检测物体的存在，诸如在类似于图1A中图解的拇指手柄的情况下的拇指，来减少对在控制手柄的中心位置周围的死区的需要。从所述附加传感器生成存在检测信号，当存在检测信号指示控制手柄不受在控制器之外的力的影响并且因而在其中性机械位置时，自动校准逻辑可然后实时地从控制手柄中去除偏置。
在另外的实施例中，跨控制手柄的外表面排列多个附加传感器，以提供第二个基于控制手柄的位置输入设备。在这样的实施例中，可以应用触觉或接近传感器技术，以改善控制手柄生成的第一位置信息的精度，或者控制与利用控制手柄提供的第一位置信息控制的坐标空间分离的坐标空间。
为了生成存在检测信号和第二位置信息这两者或这两者之一，可在控制手柄中嵌入电容或其它触摸板技术。类似地，可以替换地采用任意光子、声或热感测技术作为接近传感器，用于生成存在检测信号和第二位置信息这两者或这两者之一。
尽管为了提供本发明的实施例的透彻理解，记载了众多的具体细节，不过本领域的技术人员将会理解，可在没有这些具体细节的情况下实践其它实施例。在其它情况下，没有详细描述公知的技术、硬件部件和软件算法，以便不使本发明模糊不清。这里按照关于计算机存储器内的数据比特或二进制数字信号的操作的算法和符号表示，给出了所述描述的一些部分。
这里按照关于计算机存储器内的数据比特的操作的算法和符号表示，给出了详细描述提供的一些部分。除非具体地另有声明，否则根据下面的讨论，显然应领会在整个描述内，利用诸如“计算”、“确定”、“估计”、“存储”、“收集”、“显示”、“接收”、“合并”、“生成”、“更新”之类用语的讨论提及的是计算机系统或者类似电子计算设备的动作和处理，其进行操作并把计算机系统的寄存器和存储器内的表示成物理(电子)量的数据变换成计算机系统存储器或寄存器，或者其它这样的信息存储、传输或显示设备内的类似地表示成物理量的其它数据。
除非具体地另有声明，否则根据下面的讨论，显然应领会在整个说明书内，利用诸如“处理”、“检测”、“确定”之类用语的讨论提及的是电路、计算机或类似电子计算设备的动作和/或处理，其进行操作和/或把寄存器和/或存储器内的表示成物理量，例如电子量的数据变换成存储器和/或寄存器内的类似地表示成物理量的其它数据。
计算机程序可被存储在计算机可读存储介质中，诸如(但不限于)任意种类的盘，包括软盘、光盘(例如，压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字视频盘(DVD)、蓝光盘™等)和磁光盘，只读存储器(ROM)，随机存取存储器(RAM)，EPROM，EEPROM，磁卡或光卡，或者适合地存储电子指令的任何其它种类的非暂态介质。
这里，用语“耦接”和“连接”，连同其派生词可用于描述进行各操作的设备的部件之间的结构关系。应理解这些用语并不意图作为彼此的同义词。相反，在特定的实施例中，“连接”用于指示两个或更多的元件彼此直接地物理或电接触，而“耦接”用于指示两个或更多的元件彼此直接或者间接地(它们之间存在其它居间元件)物理或电接触，和/或所述两个或更多的元件协同或者相互通信(例如，如成起因和效果关系那样)。
在实施例中，嵌入式传感器被布置在控制手柄中。所述传感器将独立于耦接到控制手柄的致动器地充当用于在控制手柄的空闲/不活动状态和活动状态之间进行区分的基础，传感器响应控制手柄(相对于控制器)的位移生成第一位置信息(X1，Y1)。例如，在具有一个或多个负责生成第一位置信息(X1，Y1)的一个或多个电位计的模拟控制手柄中；所述传感器将提供独立于电位计来检测对控制手柄的力的施加的装置。
有利的是，嵌入式传感器可检测必要的但是不足以物理地移位控制手柄的存在水平。这并不是说不可能在不生成存在检测信号的情况下物理地移位控制手柄，而是嵌入式传感器和支持电路可依据物理接触(所述物理接触可能会生成在耦接到控制手柄，并且负责生成第一位置信息(X1，Y1)的致动器的分辨率内的位移)或者逼近的物理接触(它不会生成在致动器的分辨率内的任何机械位移)，生成“存在检测”信号。
在实施例中，响应于伴随机械移位控制手柄以生成第一位置信息(X1，Y1)的所需的力的逼近施加的活动而作出存在检测信号。于是，与控制手柄上的常规命令按钮(例如，“拇指手柄向下”命令致动器)相反，嵌入式传感器将在没有用户的超出为了生成第一位置信息(X1，Y1)的目的移位控制手柄所要求的动作的蓄意动作的情况下，生成存在检测信号。像这样，对用户而言，嵌入式传感器可以是完全透明的(即，功能上不可见)。嵌入式传感器生成的存在检测信号随后能够提供用于减少死区和/或用于与第一位置信息(X1，Y1)相关的基础，从而可能以更大的灵敏度推断第一位置信息(X1，Y1)，而不要求用户的超出为移位控制手柄而常规地要求的动作的蓄意动作。用以生成存在检测信号的嵌入式传感器和电路从而可集成到任何控制手柄中，而不牺牲现有的功能性和触感。例如，这里描述的嵌入式传感器可被添加到拇指手柄105，同时维持基本相同的形状、感觉和功能，同时提供更高的位置灵敏度。
在实施例中，嵌入式传感器被布置在控制手柄的某个部分中。图2A图解按照本发明的实施例的在嵌入式传感器225被布置在控制手柄的顶表面207中的情况下的控制手柄200的等距视图。如所图解那样，控制手柄包括在从控制手柄底座210突出的杆208上的控制手柄帽205，控制手柄底座210由控制器本体201限制。与控制手柄帽205的外径相比，控制手柄杆208具有更小的外径。嵌入式传感器225检测接触或者接近控制手柄帽205的物体的存在，控制手柄将提供与回转控制手柄底座210相对于控制器本体201的移动对应的第一位置信息。在一个实施例中，控制手柄200是图1A中图解的拇指手柄105的直接替代者。对这样的实施例而言，两个拇指手柄105的每一个可被至少具有单个嵌入式传感器225的控制手柄200替代。
图2B图解按照本发明的另一个实施例的嵌入式传感器225被布置在控制手柄帽205的侧壁209中的控制手柄215的等距视图。图2C图解嵌入式传感器225被布置在控制手柄杆208中的控制手柄215的等距视图。其它替换方案包括布置在控制手柄底座210中的传感器。
在实施例中，在控制手柄中布置可操作以检测接触或者接近控制手柄的物体的多个嵌入式传感器。可按照任意方式，跨外表面排列所述多个嵌入式传感器，从而形成传感器点的网格网络。图3A图解按照本发明的实施例的具有二维(2D)传感器阵列325的控制手柄300的等距视图。传感器阵列325包括跨控制手柄200的顶表面207的多于一个的嵌入式传感器225。图3B图解按照本发明的实施例的具有一维(1D)传感器阵列325的控制手柄315的等距视图。一维传感器阵列325包括围绕包围控制手柄帽侧壁307的周长的一排嵌入式传感器225。替换方案还包括分别跨顶表面207或侧壁209的一维和二维阵列。图3C图解按照本发明的实施例的具有在控制手柄杆208中的一维传感器阵列325的控制手柄320的等距视图。传感器阵列325包括围绕控制手柄杆208排列的多于一个的传感器325。
一般地，嵌入控制手柄中的传感器可以是本领域中已知的当控制手柄被用于输入第一位置信息(X1，Y1)(即，控制手柄处于活动状态)时，能够独立生成存在检测信号的任何触觉传感器或接近传感器。在第一实施例中，嵌入式传感器225、325是检测物体与控制手柄的接触的触觉传感器。对拇指手柄实施例而言，所述物体被假设为用户的拇指，然而，取决于采用的触觉传感器技术，也可感测某些被动对象。在示例性实施例中，触觉传感器检测在控制手柄的外表面处的电容、电阻、施加的力，或者它们的改变。
电容感测实施例实现这里(例如，在图2A-3C中)先前描述的任意传感器或传感器阵列配置，以便当用户的拇指接触控制手柄时，记录电容或电容的改变。力感测实施例检测控制手柄的某个部分的形变(扭曲或者其它)。在一个实施例中，在控制手柄中嵌入应变仪(例如在图2A-3C中图解的任意位置)，以便随着控制手柄的局部区域响应于具有沿着第一维或第二维驱动控制手柄400的位移的分量的负荷力(例如，来自拇指)被形变来记录电阻改变。例如，在图4A中图解的控制手柄400中，在控制手柄帽405上的可形变上表面蒙皮或垫之下布置箔片型应变仪425，当负荷力F使箔片形变时，生成存在检测信号。当然，半导体(压阻)计也可以以同样的能力用作为箔片应变计。尽管负荷力F具有沿着维度x或y的沿着任一维度驱动控制手柄300的位移的分量，不过可以或者由所述力分量或者由z维度上的附随分量来得到检测到的形变。例如，应变仪425可检测由在控制手柄帽的顶表面上的阈值压力引起的上表面蒙皮中的形变。在该力感测实施例中，应变仪425检测为了利用物体和控制手柄之间的摩擦来沿x或y维度移位控制手柄所需要的压力(通常，负荷力F的z分量)。作为另一个例子，应变仪425可被布置在控制手柄帽405的周长的周围，以检测由在控制手柄帽405的侧壁上的压力引起的上表面蒙皮中的形变，所述压力与x或y维度的负荷力分量平行。
在另一个力感测实施例中，至少一个压阻传感器被布置在控制手柄的杆中以随着驱动力被从物体接触点向下传递到控制手柄的回转底座而 形变。例如，在图4B中图解的控制手柄中，多个半导体应变仪425被布置在杆408中，当应变仪425的任意之一由于具有沿着x或y维度的一些分量的力F被传递到回转底座410、从而抵抗一个或多个复位弹簧的力沿任一维度驱动控制手柄300的位移而形变时，生成存在检测信号。
在实施例中，嵌入式传感器包含用以检测在与控制手柄的表面相隔阈值距离内的物体的接近传感器。在施加力以移位控制手柄之前，接近传感器生成存在检测信号以用于使控制手柄转变到活动状态。对拇指手柄实施例而言，检测的物体被假设是用户的拇指，不过，取决于采用的接近感测技术，某些被动物体也可触发存在检测信号。图4C图解具有示例性的嵌入式接近传感器实施例的控制手柄420的等距视图。嵌入式接近传感器425和/或426被布置在控制手柄帽405上。在图解的例子中，接近传感器425是对具有辐射hν1的辐射，诸如环境光敏感的光电检测器。在控制手柄420被用在借助控制手柄420的位移输入第一位置信息的时候，因为光电检测器变为被拇指400遮断所述辐射并且被遮蔽，因此可生成存在检测信号。
在实施例中，接近感测依赖于布置在控制器本体中的部件。例如，在图4C中，接近传感器426可以是对辐射hν2敏感的光电检测器，所述辐射hν2可以是例如从布置在控制器本体401中的LED 431发射的窄带发射和IR。当拇指400移动到合适位置以移位控制手柄420时，响应于光电检测器426变得被遮断来自LED 431的发射，生成存在检测信号。这样的窄带光电检测器实施例有利地对于环境光水平不敏感，并且于是不太可能生成由黑暗环境引起的假的正存在检测信号(即，从除有意的控制手柄使用以外的情况检测到的存在)。
作为接近传感器的另一种图解，图4D图解嵌入式传感器425形成发射声波436(例如，超声波)的声学收发器的一部分的控制手柄435的等距视图。当拇指400靠近控制手柄帽405时声音437被反射并被嵌入式接近传感器425检测。当反射的声音437指示拇指400处于对控制手柄420的阈值接近时，可然后生成存在检测信号。可类似地采用其它接近感测技术，例如，可以利用投射电容式触摸感测或热感测。
图5A图解按照本发明的实施例的控制手柄的状态图。如所示出那样，除了“活动”状态510之外，控制手柄还被提供有“不活动”状态，这两种状态用存在检测信号来区分。指示控制手柄被有意用作位置输入设备的存在检测信号(例如，逻辑高电平或逻辑低电平)引起控制手柄进入活动状态510，在活动状态510期间，第一位置信息被映射到例如由电子游戏平台的示例性环境中的图形引擎生成的第一坐标空间。指示控制手柄未被有意用作位置输入设备的存在检测信号(例如，逻辑低电平或逻辑高电平)引起控制手柄进入不活动状态500，在不活动状态500期间，作为自动的实时校准例程的一部分，第一位置信息被映射到第一坐标空间的基准点。利用从不活动状态到活动状态的每个转变，考虑到输入紧跟在控制手柄位置的在先自动调零之后，可以精度极高地作出第一位置信息到坐标空间的映射。
图5B是图解按照本发明的实施例，根据存在检测信号，使能控制手柄的自动化方法550的流程图。从操作502开始，接收存在检测传感器输出。如果存在检测信号的值指示没有物体(拇指)存在，那么不针对图形对象控制，使能控制手柄(不活动状态500)。方法550进入操作570，进行自动校准例程，其中第一坐标空间中的基准点(例如，零点、中心、原点等)被映射到控制器的当前机械位置或角度，作为第一位置变换器(例如，电位计)的输出。
相反，如果存在检测信号的值指示物体(拇指)的存在，那么方法550进入操作559，在操作559，针对图形对象控制，使能控制手柄(即，进入活动状态510)。在第一实施例中，在操作560，第一位置信息(X1，Y1)是由第一位置变换器(例如，电位计)生成的输出，并被映射到与在操作570确定的最新基准位置有关的坐标空间。
在另一个实施例中，如这里在其它地方进一步描述，在控制手柄包括嵌入式传感器阵列的情况下，当在操作559使能控制手柄时，通过把嵌入式传感器的输出映射到第二坐标空间来生成第二位置信息(X2，Y2)。
图6是按照本发明的实施例的实时进行控制手柄的自动校准和/或提供第二位置信息的硬件的功能方框图。控制器601包括至少一个控制手柄605，不过如位于控制手柄605之下的方框所图解那样，对控制器601而言，可以存在多于一个的控制手柄605。控制器601还包括与控制手柄605耦接的位置传感器615，位置传感器615把控制手柄605的位移(角度或其它位移)变换成第一位置信息(X1，Y1)。在图解的示例性实施例中，位置传感器615还包括X电位计616和Y电位计617。控制器601还包括任意数目的命令按钮613，和具有至少一个方向键612的十字键 610。
控制手柄605包括命令按钮614，例如，“拇指手柄向下”命令，它是通过相对于控制器601的本体向下移位控制手柄605来致动的。控制手柄605还包括至少一个嵌入式传感器625，如虚线中的附加嵌入式传感器627和629所图解那样，嵌入式传感器可被排列形成嵌入式传感器阵列620。
嵌入式传感器625或者传感器阵列620的输出被输出给比较逻辑611，在比较逻辑611，把传感器输出与阈值比较。在传感器输出超过阈值的情况下，向状态机633传送存在检测信号630，状态机633根据从嵌入式传感器625或者传感器阵列620输出的存在检测信号630，使控制手柄605的状态(活动状态500或不活动状态510)行进。对具有嵌入式传感器阵列620的实施例而言，如果任意的n个嵌入式传感器625、627、629生成指示物体的存在的输出，那么对阵列的输出进行逻辑“与”以生成存在检测信号630。
当控制手柄状态被确定为不活动时，控制手柄校准逻辑635进行自动校准方法550，以更新基准位置。在控制手柄状态被确定为活动状态的情况下，第一位置信息(X1，Y1)信号645是指控制手柄校准逻辑635输出的基准位置信号645，并被传送给在计算平台650上执行的图形引擎655。对具有嵌入式传感器阵列620的实施例而言，阵列620的输出被作为第二位置信息(X2，Y2)信号651传送给图形引擎655。图形引擎655然后把至少由第一位置信息控制的（多个）图形对象输出给显示器。
在一个实施例中，控制手柄校准逻辑635是物理地布置在控制器601的本体内的电路、固件和/或软件。对这样的实施例而言，控制手柄偏置的实时去除被包围起来并且对计算平台650而言不可见。对于这样的实施例，在计算平台650上执行的应用程序可包括用户可设定以减少或消除强加于第一位置信息信号645的控制手柄死区的标记。替换地，在计算平台650正执行被配置成利用死区控制器656接收存在检测信号630或者第二位置信息信号651(对传感器阵列实施例而言)并取决于是否从控制器输出存在检测信号630来调整死区的应用程序的情况下，可自动减少或消除控制手柄死区。在传统控制器不提供存在检测信号630的情况下，死区控制器656会强加与控制器输出存在检测信号630的情况相比更大的死区。
在另一个实施例中，控制手柄校准逻辑635是物理地布置在计算平台650内的电路、固件和/或软件。对这样的实施例而言，在计算平台650上执行的应用程序可包括响应于接收到存在检测信号630或第二位置信息信号651(对传感器阵列实施例而言)而减少或消除强加于第一位置信息信号645的控制手柄死区的逻辑。
图7A是按照本发明的实施例的确定物体与控制手柄605的接触的硬件的功能方框图。对接触感测实施例而言，嵌入式传感器625是触觉传感器，并且控制手柄605包括当绝对或相对测量值超过阈值水平，或其改变超过阈值水平时，记录物体与控制手柄605的接触的一个或更多个触觉传感器725、727、729。图7B是按照本发明的实施例的触觉感测硬件的功能方框图。在示例性实施例中，触觉传感器725是电容传感器780或电阻式传感器786。对阵列传感器实施例而言，电容式或电阻式触摸传感器725、727、729形成布置在控制手柄605的表面上的触摸板。电容式和电阻式触摸传感器阵列可提供具有用于移动计算平台的常规触摸板的典型的分辨率的任意数目的感测点。在力感测实施例中，力传感器781可包括任意的压阻或压电传感器782、电阻式或弹性电阻式传感器783、电容式传感器784或电感式传感器785。可从市场上获得这些触觉感测技术每一种的许多变形以用于实现传感器725。
图8A是按照本发明的实施例的确定物体与控制手柄605的接近的硬件的功能方框图。对接近感测实施例而言，嵌入式传感器625是接近传感器，并且控制手柄605包括当绝对或相对测量值超过阈值水平，或其改变超过阈值水平时记录物体与控制手柄605的接近的一个或更多个接近传感器825、827、829。对图8B中进一步图解的示例性实施例而言，接近传感器825是布置在控制手柄605中的热传感器880、光电检测器和/或发射器881、声学(例如，超声波)收发器882或者投射电容式触摸(PCT)传感器883。
现在返回以进一步讨论操作580，在采用嵌入式传感器阵列的实施例中，除了来自控制手柄的第一位置信息之外，可从控制手柄确定第二位置信息，并且计算平台650利用所述第二位置信息。图9A-9C图解按照本发明的实施例，来自并入有传感器阵列的控制手柄905的第一和第二位置信息的平面图、侧视图和定时图。在该示例性实施例中，控制手柄905被实现成拇指手柄。在时间t0和时间t1之间的第一时期中，布置在控制手柄905上的任何传感器都未检测到拇指存在，存在检测为低电平，并且控制手柄905处于不活动状态。如图9B中所示，控制手柄905沿着与由控制器本体定义的x轴和y轴正交的z轴，从真实的机械中心位置偏离θ,φ的量。如图9C中所示，在第一时期期间，例如借助自动校准方法550，第一位置信息X1，Y1被设定为基准位置X1(0)，Y1(0)，并且不存在第二位置信息(X2，Y2)。
在时间t1和时间t2之间的第二时期期间，阵列的嵌入式传感器(例如，925和927)检测到拇指存在，并且使控制手柄905进入活动状态，X1(1)，Y1(1)是记录为了使控制手柄905对准z轴而利用用户的拇指发生的控制手柄905的位移的第一位置信息。另外在第二时期期间，嵌入式传感器925和927借助任何常规的阵列平均技术，例如，识别记录拇指的存在的多个传感器925、927等的质心，来定义初始的第二位置信息X2(0)，Y2(0)。
在时间t2和时间t3之间的第三时期期间，在X1(2)，Y1(2)等于 X1(1)，Y1(1)的情况下，控制手柄905相对于控制器本体保持在相同的物理位置。在该时间期间，存在检测保持高电平，然而，用户的拇指的存在现在由嵌入式传感器929和925检测，传感器927不再检测存在。作为响应，第二位置信息随记录相对于X2(0)，Y2(0)的质心位置改变的X2(1)，Y2(1)而改变。
在时间t3之后发生的第四时期期间，由于利用拇指沿着控制器的x轴移位控制手柄905，因此存在检测保持高电平。第一位置信息X1记录和X1(2)和X1(3)之间的改变。用户的拇指的存在保持为由嵌入式传感器929和925检测，从而从第三时期起第二位置信息X2(2)，Y2(2)保持不变。
如图9A-9C所图解那样，利用成阵列的嵌入式传感器，控制手柄905可响应于检测存在的被触发传感器的物理位置(例如，质心)随着时间的改变，独立于第一位置信息来提供第二位置信息。在另一个实施例中，控制手柄905响应于高于存在检测阈值的水平的随着时间的改变，独立于第一位置信息来提供第二位置信息。例如，图10A和10B图解按照本发明的实施例的跨控制手柄的表面映射压力的多级传感器阵列。在图10A中，传感器1025和1027记录超过阈值“存在检测”水平的第一压力水平，而传感器1029记录也超过阈值“存在检测”水平，但是作为例子，低于第一压力水平的第二压力水平。在图10B中，传感器1029记录的第二压力水平改变(例如增大到)到第一压力水平。类似地，传感器1027记录的第一压力水平改变(例如减小到)到第二压力水平。像这样，尽管在图10A和10B之间，检测存在的全体传感器没有改变，不过质心位置计算可并入由某些触觉(和接近)传感器给予的多级感测能力，以生成第二位置信息(X2，Y2)。在一个实施例中，例如，通过按感测到的水平对阵列内的每个被触发传感器的位置加权，来确定质心位置。
无论根据被触发传感器位置的改变、被触发传感器水平、或者这两者，所生成的第二位置信息都可增强控制手柄的功能性。在拇指手柄实施例中，从拇指(而不是手腕和拇指两者)的运动得到第二位置信息，而不需要拇指从拇指手柄移位大的距离。对这样的实施例而言，质心随着时间的移动可能很小，小于传感器阵列维度(例如，宽度)的25%或者甚至小于10%。像这样，当响应于为了把沿一个方向的拇指手柄移位到另一个方向而由拇指对拇指手柄施加的力在方向上的改变，随着用户的拇指指肚在从一侧到另一侧的滚转或俯仰期间形变，第二位置信息可以捕捉相对于拇指手柄的用户拇指指肚位置或压力分布上的微小改变。
在其它实施例中，第二位置信息捕捉第二物体和控制手柄之间的大得多的相对运动。对这样的实施例而言，质心随时间的移动可能较大，例如传感器阵列维度(例如，宽度)的25%或更多。例如，在一个拇指手柄实施例中，第二位置信息可被用于向控制手柄提供“挥击”功能，以在控制手柄内虚拟化跟踪球式输入设备。尽管控制手柄内的真实跟踪球功能性会因为需要对着控制手柄对中弹簧传递负荷力而使控制手柄移位因而被防碍，不过，仅仅通过用户使拇指压力变化以影响用户的拇指和控制手柄之间的静摩擦力，嵌入式传感器阵列就可用于第二位置信息的输入。挥击可以记录为拇指跨控制手柄的表面的运动，该运动可典型地在控制手柄在原点位置的情况下发生，因为在挥击动作期间，用户的拇指不会在任何特定的位置按住手柄。
在实施例中，在执行于计算平台上的应用程序中，由控制手柄传感器阵列生成的第二位置信息被映射到坐标空间。在一个实施例中，第一位置信息被映射到与第二位置信息被映射到的坐标空间不同的坐标空间。在替换实施例中，第一和第二位置信息被映射到相同的坐标空间。在任意一个实施例中，尽管控制手柄处于中心，第二位置数据也可能捕捉相对大的用户的拇指和控制手柄之间的相对运动，原点位置起初捕捉与控制手柄被从中心位置移位相关的并且在控制手柄被从中心位置移位之前的、用户的拇指和控制手柄之间的微小的相对运动。像这样，在利用软件区分微观比例的第二位置数据和宏观比例的第二位置数据的情况下，可在单个控制手柄上实现第一和第二实施例这两者。
图11是图解按照本发明的实施例，根据从并入有传感器阵列的控制手柄接收的第一和第二位置信息，控制图形对象的方法1100的流程图。在操作1160和1165，如这里在其它地方描述那样，从相应的源接收第一和第二位置信息。在第一实施例中，在操作1170，第一位置信息(X1，Y1)被映射到第一坐标空间。例如，在3D游戏应用程序，诸如第一人称射击游戏(FPS)应用程序的图形引擎中，第一位置信息(X1，Y1)可被映射到摄像机视野空间。在操作1180的作为图形对象的摄像机视野空间的控制从而至少部分基于第一位置信息。在第一实施例中，在操作1175，第二位置信息(X2，Y2)被映射到第二坐标空间。例如，在相同的3D游戏应用程序的图形引擎中，第二位置信息(X2，Y2)可被映射到目标空间。在摄像机视野空间的视锥内的操作1180的作为图形对象的瞄准(例如，十字准线)的控制从而至少部分基于第二位置信息。以这种方式，第二位置信息可被用于基于单个拇指的运动的“控制帽”能力。作为另一例子，跨拇指手柄的顶部的挥击可触发计算平台执行在命令坐标空间中定义的命令，例如，第二位置数据可被映射成菜单下拉、屏幕改变、表观改变、或者由图形引擎渲染的图形对象的任何其它非空间属性的配置。
在替换实施例中，在操作1165接收的第二位置数据和在操作1160接收的第一位置数据被结合，并在操作1180映射到相同的坐标空间。例如，在3D游戏应用程序的图形引擎中，第一位置信息(X1，Y1)和第二位置信息(X2，Y2)这两者可被映射到摄像机视野空间，但起不同作用。在一个这样的实施例中，第二位置信息可以进行“鼠标视角”以旋转摄像机视野空间，而第一位置信息用于修改摄像机视野空间以模拟奔跑。在另一个实施例中，第一位置信息(X1，Y1)和第二位置信息(X2，Y2)两者都可被映射到相同的坐标空间(例如，摄像机视野空间)，同时第一和第二位置信息具有相同的功能。例如，第二位置数据可被输入到梳状滤波器，以改善第一位置数据的信噪比(SNR)，并由此进一步改善控制手柄的灵敏度。作为另一例子，根据拇指压力水平的微小改变而生成的第二位置数据可被映射到同一坐标空间(例如，摄像机视野空间)，以在利用嵌入式传感器阵列记录的相对于控制手柄的位移被映射到具有第一比例因子的坐标空间，并且利用电位计记录的相对于控制器本体的控制手柄的位移被映射到具有第二(更小)比例因子的坐标空间(例如，摄像机视野空间)的情况下，把非线性位置输入提供到计算平台中。
图12进一步图解按照本发明的一个实施例，可用于根据物体跟踪来适配显示的硬件和用户接口。图12示意地图解Sony® Playstation® 3娱乐设备(一种可兼容以用于实现这里描述的物体跟踪方法的控制台)的整个系统架构。提供平台单元1400，以及可连接到平台单元1400的各个外围设备。平台单元1400包括：Cell处理器1428；Rambus®动态随机存取存储器(XDRAM)单元1426；具有专用视频随机存取存储器(VRAM)单元1432的RealitySimulator（现实模拟器）图形单元1430；和I/O桥接器1434。平台单元1400还包含用于从盘1440A进行读取的Blu Ray®DISK BD-ROM®光盘阅读器1440，和可通过I/O桥接器1434访问的可拆卸的吸入式硬盘驱动器(HDD)1436。可选地，平台单元1400还包含类似地可通过I/O桥接器1434访问的存储卡阅读器1438，用于读取紧凑型闪存卡、Memory Stick®存储卡等。
I/O桥接器1434还连接到多个通用串行总线(USB)2.0端口1424；千兆比特以太网端口1422；IEEE 802.11b/g无线网络(Wi-Fi)端口1420；和能够支持多达7个蓝牙连接的Bluetooth®无线链路端口1418。
在操作中，I/O桥接器1434处理所有的无线、USB和以太网数据，包括来自具有这里描述的控制手柄功能性的一个或更多个游戏控制器1402的数据。例如，当用户玩游戏时，I/O桥接器1434经蓝牙链路，接收来自游戏(运动)控制器1402的数据，并把所述数据引导到Cell处理器1428，Cell处理器1428相应地更新游戏的当前状态。
除了游戏控制器1402之外，无线端口、USB端口和以太网端口还为其它外围设备提供连接，诸如：遥控器1404；键盘1406；鼠标1408；便携式娱乐设备1410，诸如SonyPlaystation®便携式娱乐设备；视频图像传感器，诸如Playstation® Eye视频图像传感器1412；麦克风耳机1414；麦克风阵列1415。于是，这样的外围设备可原则上无线连接到平台单元1400；例如，便携式娱乐设备1410可以经Wi-Fi ad-ho连接进行通信，而麦克风耳机1414可经蓝牙链路进行通信。
这些接口的设置意味Playstation 3设备也潜在地可与其它外围设备，诸如数字录像机(DVR)、机顶盒、数字视频图像传感器、便携式媒体播放器、IP语音电话机、移动电话机、打印机和扫描仪兼容。
游戏控制器1402可操作以通过蓝牙链路，与平台单元1400无线通信，或者连接到USB端口，由此还提供对游戏控制器1402的电池充电的电力。游戏控制器1402还可包括存储器、处理器、存储卡阅读器、诸如闪速存储器之类的永久性存储器、诸如LED或红外光之类的光发射器、麦克风和扬声器、数字视频图像传感器、分区光电二极管、内部时钟、诸如面向游戏控制台的球形部分的可辨认/可识别形状。
除了本领域中已知的常规按钮或控制手柄命令之外，或者代替所述常规按钮或控制手柄命令，还为这里描述的对于游戏的输入配置游戏控制器1402。可选地，其它可无线使能的外围设备，诸如Playstation™便携式设备可以用作具有这里描述的控制手柄功能性的控制器。在Playstation™便携式设备的情况下，可以在设备的屏幕上提供附加的游戏或控制信息(例如，控制指令或生命数)。也可以使用其它替换或辅助控制设备，诸如跳舞毯(未示出)、光枪(未示出)、方向盘和踏板(未示出)等。
遥控器1404也可操作以通过蓝牙链路，与平台单元1400无线通信。遥控器1404包含适合于Blu Ray™光盘BD-ROM阅读器1440的操作，以及适合于光盘内容的导航的控件。
除了常规的预先刻录的和可刻录的CD，以及所谓的超级音频（Super Audio） CD之外，Blu Ray™光盘BD-ROM阅读器1440还可操作以读取与Playstation设备和PlayStation2设备兼容的CD-ROM。除了常规的预先刻录的和可刻录的DVD之外，阅读器1440还可操作以读取与Playstation 2设备和PlayStation 3设备兼容的DVD-ROM。阅读器1440还可操作以读取与Playstation 3设备兼容的BD-ROM，以及常规的预先刻录的和可刻录的蓝光光盘。
平台单元1400可操作以通过音频和视频连接器，把由Playstation 3设备借助现实模拟器图形单元1430生成或解码的音频和视频提供给显示器和声音输出设备。音频连接器1450可包括常规的模拟和数字输出，而视频连接器1452可多方面地包括分量视频、S-视频、复合视频和一个或更多个高清晰度多媒体接口(HDMI)输出。结果，视频输出可以呈诸如PAL或NTSC之类的格式，或者为720p、1080i或1080p高清晰度。
在一个实施例中，视频图像传感器1412包含单个电荷耦合器件(CCD)和LED指示器。在一些实施例中，图像传感器1412包括基于软件和硬件的实时数据压缩和编码设备，以使得可按适当的格式，诸如基于帧内图像的MPEG(运动图像专家组)标准传送所压缩的视频数据，以便由平台单元1400解码。视频图像传感器LED指示器被布置成响应于来自平台单元1400的适当控制数据而发光，以例如表示不利的照明条件。视频图像传感器1412的各实施例可通过HDMI、USB、蓝牙或Wi-Fi通信端口，多方面地连接到平台单元1400。视频图像传感器的各实施例可包括一个或更多个相关联的麦克风，并且也能够传送音频数据。在视频图像传感器的实施例中，CCD可具有适合于高清晰度视频捕捉的分辨率。在使用中，利用视频图像传感器捕捉的图像可例如被并入到游戏内，或者被解释成游戏控制输入。在另一个实施例中，视频图像传感器是适合于检测红外光的红外视频图像传感器。
图13图解按照本发明的一个实施例的可用于处理指令的附加硬件。如图13中进一步图解那样，图12的Cell处理器1428具有包含4个基本部件的架构：外部输入和输出结构，包含存储控制器2160和双总线接口控制器2170A、B；提及为主处理元件2150的主处理器；提及为协同处理元件(SPE)2110A-H的8个协处理器；和提及为元件互连总线2180的连接上述各部件的环形数据总线。
主处理元件(PPE)2150基于以3.2 GHz的内部时钟运行的，与双向同时多线程Power 1470兼容的PowerPC内核(PPU)2155。它包括512 kB的两级(L2)高速缓存2152和32kB的一级(L1)高速缓存2151。PPE 2150在每个时钟周期能够进行8个单独的位置运算，按3.2 GHz转换成25.6 GFLOP。PPE 2150的主要作用是充当处理大部分的计算工作量的SPE2110A-H的控制器。在操作中，PPE 2150维持作业队列，为SPE 2110A-H调度作业，并且监视它们的进展。结果，每个SPE 2110A-H运行其作用是取回作业、执行该作业并且与PPE 2150同步的内核。
每个协同处理元件(SPE)2110A-H包含相应的协同处理单元(SPU) 2114A-H，和相应的存储流控制器(MFC)2140A-H，存储流控制器(MFC)2140A-H进而包含相应的动态存储器存取控制器(DMAC)2142A-H，相应的存储器管理单元(MMU)2144A-H和总线接口(未示出)。每个SPU 2114A-H是具有本地RAM 2130A-H的RISC处理器。
元件互连总线(EIB)2180是在Cell处理器1428内的逻辑环形通信总线，它连接上述处理器元件，即，PPE 2150、存储控制器2160、双总线接口控制器1570A、B，以及8个SPE2110A-H，总共12个参与者。参与者可以按每个时钟周期至少8字节的速率，同时读写所述总线。如先前指明那样，每个SPE 2110A-H包含用于调度更长的读取或写入序列的DMAC2142A-H。EIB包含4个通道，顺时针方向两个，以及反时针方向两个。结果对12个参与者而言，在适当的方向上任何两个参与者之间的最长的逐步数据流动为6步。
存储控制器2160包含XDRAM接口2126，通过XDRAM接口2126，存储控制器与XDRAM互接。双总线接口控制器2170A、B包含系统接口2172A、B。
应理解上面的描述意图是例证的而不是局限的。例如，尽管图中的流程图示出了由本发明的某些实施例进行的操作的特定顺序，不过应理解这样的顺序不是所要求的(例如，替换实施例可以按不同的顺序进行各操作，组合某些操作，重叠某些操作等)。此外，当阅读并理解上面的描述时，对本领域的技术人员而言许多其它实施例是显而易见的。尽管参考具体的示例性实施例描述了本发明，不过要认识到本发明并不限制于描述的实施例，而是可以在所附权利要求的精神和范围内修改和变更地实践本发明。于是，本发明的范围应参照随附权利要求连同这样的权利要求被赋予的等同物的整个范围来确定。

Claims (17)

1.一种电子设备，包括：
第一电路，用以接收第一位置信息，所述第一位置信息与控制手柄在至少第一维度和第二维度相对于基准位置的物理位移相关联；
第二电路，用以自动感测物体是否接近或者接触控制手柄，并生成对应的存在检测信号；和
用以响应于指示没有物体接近或接触控制手柄的存在检测信号，自动校准用于控制手柄的基准位置的逻辑。
2.按照权利要求1所述的电子设备，其中用以自动校准基准位置的逻辑使控制手柄的机械位置与逻辑坐标空间中的位置中心点相关。
3.按照权利要求1所述的电子设备，还包括：
控制手柄；
耦接到控制手柄的第一传感器，用以检测控制手柄的物理位移以及生成对应的第一位置信息；和
第二传感器，用以检测接触或者接近控制手柄的物体的存在以及生成对应的存在检测信号。
4.按照权利要求3所述的电子设备，其中第二传感器包含布置在控制手柄中的触觉传感器，所述触觉传感器用以检测电容、电阻、或者在控制手柄的外表面施加的力。
5.按照权利要求4所述的电子设备，其中触觉传感器包含压阻式、压电式、电阻式、电容式、或光学触摸传感器中的至少一个。
6.按照权利要求5所述的电子设备，其中电阻式触摸传感器为弹性电阻式触摸传感器。
7.按照权利要求3所述的电子设备，其中第二传感器包含布置在控制器中的接近传感器，所述接近传感器用以检测在离控制手柄的表面的阈值距离内的物体。
8.按照权利要求7所述的电子设备，其中接近传感器还包含布置在控制手柄中的热传感器、光电检测器或超声波收发器。
9.按照权利要求3所述的电子设备，其中第二传感器还包含具有沿着至少第一维度的多个感测元件的传感器阵列，所述传感器阵列还生成第二位置信息。
10.按照权利要求9所述的电子设备，其中传感器阵列具有沿着至少第二维度的多个感测元件以形成二维阵列。
11.按照权利要求10所述的电子设备，其中传感器阵列被布置在控制手柄的顶表面上。
12.按照权利要求9所述的电子设备，还包括：
具有图形引擎的计算平台，所述图形引擎用以响应于指示物体接近或接触控制手柄的存在检测信号，根据第一位置信息生成图形对象。
13.一种用于控制显示的图形的控制器，所述控制器包括：
本体；
从本体突出的控制手柄；
耦接到控制手柄的第一传感器，用以检测手柄在至少第一维度和第二维度相对于本体的位移，以及输出对应的第一位置信息；
接近传感器，用以在物体接触控制手柄的外表面之前，检测在控制手柄的外表面的阈值距离内的物体，并且输出对应的存在检测信号；以及
用以响应于来自接近传感器的输出，把基准位置映射到控制手柄的机械位置的逻辑。
14.按照权利要求13所述的控制器，其中接近传感器还包含布置在控制手柄或控制器本体内的投射电容式传感器、热传感器、光电检测器或超声波收发器。
15.按照权利要求13所述的控制器，其中用以映射基准位置的逻辑还包含用以响应于检测到接近控制手柄的物体，发起基准位置的校准的逻辑。
16.一种用于控制显示的图形对象的控制器，所述控制器包括：
本体；
从本体突出的控制手柄；
耦接到控制手柄的第一传感器，用以检测手柄在至少第一维度和第二维度相对于本体的位移，以及输出对应的第一位置信息；
触觉传感器，用以检测电容，或者施加于控制手柄的外表面的力，以及输出对应的存在检测信号；以及
用以响应于来自触觉传感器的输出，把基准位置映射到控制手柄的机械位置的逻辑。
17.按照权利要求16所述的控制器，其中触觉传感器被布置在控制手柄中，用以检测对控制手柄的表面施加的压力，并且作为响应，输出对应的存在检测信号。
CN201280062818.5A 2011-10-20 2012-10-18 用于增强的输入灵敏度和功能性的多传感器控制手柄 Active CN104321115B (zh)

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Families Citing this family (51)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI447678B (zh) * 2011-10-24 2014-08-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 整合式遙控器
FR3008503B1 (fr) * 2013-07-10 2015-08-07 Peugeot Citroen Automobiles Sa Interface homme/machine a moyens de commande couples a des moyens de detection de presence d'un usager
JP6113857B2 (ja) * 2013-10-30 2017-04-12 株式会社東芝 電子機器、操作制御方法及びプログラム
DE102013222203A1 (de) * 2013-10-31 2015-04-30 Lemförder Electronic GmbH Vorrichtung und Verfahren zum Wählen einer Betriebsart eines Getriebes eines Fahrzeugs sowie System zum Einstellen einer Betriebsart eines Getriebes eines Fahrzeugs
KR101488367B1 (ko) * 2013-12-17 2015-01-30 현대자동차주식회사 플랩형 전자식 자동 변속레버
US9904459B2 (en) * 2015-03-23 2018-02-27 Nvidia Corporation Control device integrating touch and displacement controls
US9868058B2 (en) * 2015-06-30 2018-01-16 Microsoft Technology Licensing, Llc Thumbstick with adjustable tension
US11399766B2 (en) 2015-12-18 2022-08-02 Koninklijke Philips N.V. Fetal monitoring system and method
FR3046472B1 (fr) * 2016-01-03 2018-07-20 Bigben Interactive Sa Procede de controle d’un curseur de visee au moyen d’une manette de jeu et manette de jeu correspondante
US10108273B2 (en) 2016-03-07 2018-10-23 Microsoft Technology Licensing, Llc Movement space mapping for control sticks in user input devices
US10463954B2 (en) * 2016-03-07 2019-11-05 Microsoft Technology Licensing, Llc Mechanical center calibration of control sticks in user input devices
CN106020477A (zh) * 2016-05-23 2016-10-12 苏州芯通微电子有限公司 线性及非线性传感线装置
GB2566869A (en) * 2016-06-14 2019-03-27 Ironburg Invent Ltd Games controller
EP3285148A1 (fr) 2016-08-19 2018-02-21 Bigben Interactive SA Procede de contrôle d'un element d'affichage par une console de jeux
CN106310657A (zh) * 2016-09-14 2017-01-11 创客数字科技（深圳）有限公司 一种带压感式触摸板的游戏手柄
WO2018058882A1 (zh) * 2016-09-30 2018-04-05 深圳市虚拟现实科技有限公司 姿态测量装置自动校正的方法及系统
WO2018058881A1 (zh) * 2016-09-30 2018-04-05 深圳市虚拟现实科技有限公司 姿态测量装置自动校正的方法及系统
WO2018081641A1 (en) * 2016-10-27 2018-05-03 Cirque Corporation Finger tracking in an input device with proximity sensing
US10367577B2 (en) * 2016-11-10 2019-07-30 Cable Television Laboratories, Inc. Systems and methods for beacon detection infrastructures
US10656281B2 (en) 2016-11-10 2020-05-19 Cable Television Laboratories, Inc. Systems and methods for interference detection in shared spectrum channels
JP6783388B2 (ja) * 2016-12-30 2020-11-11 サーク・コーポレーション 機械的スイッチのないトリガの動きの検出
JP6912889B2 (ja) * 2017-01-12 2021-08-04 任天堂株式会社 ゲームシステムおよびゲームコントローラ
US10515255B2 (en) 2017-03-24 2019-12-24 Qualcomm Incorporated Fingerprint sensor with bioimpedance indicator
US10552658B2 (en) 2017-03-24 2020-02-04 Qualcomm Incorporated Biometric sensor with finger-force navigation
US10438040B2 (en) * 2017-03-24 2019-10-08 Qualcomm Incorporated Multi-functional ultrasonic fingerprint sensor
JP6864532B2 (ja) * 2017-04-17 2021-04-28 任天堂株式会社 入力装置、情報処理装置および入力装置の製造方法
CN107168554B (zh) * 2017-04-26 2020-07-24 歌尔股份有限公司 扳机按键标定方法、装置及设备
GB2563243B (en) * 2017-06-07 2020-11-18 Sony Interactive Entertainment Inc Input method and apparatus
CN109254543B (zh) * 2017-07-13 2021-04-06 深圳市道通智能航空技术有限公司 遥控装置及其电位器摇杆的校准方法
EP3444016A1 (fr) * 2017-08-17 2019-02-20 Bigben Interactive SA Procede de contrôle d'un element d'affichage par une console de jeux
US10556174B2 (en) 2017-10-25 2020-02-11 Microsoft Technology Licensing, Llc Calibration bias for control mechanisms in user input devices
US10434405B2 (en) * 2017-10-30 2019-10-08 Microsoft Technology Licensing, Llc Control stick sensitivity adjustment
US10521030B2 (en) * 2018-01-10 2019-12-31 Microsoft Technology Licensing, Llc Transforming a control stick movement space
WO2020010328A1 (en) * 2018-07-05 2020-01-09 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Multi-modal fingertip sensor with proximity, contact, and force localization capabilities
DE102018215066A1 (de) * 2018-09-05 2020-03-05 Brendel Holding Gmbh & Co. Kg Bedienteil für eine Fernsteuerung, umfassend einen Aktivierungssensor mit veränderbarem effektiven Sensorbereich
US10635188B2 (en) * 2018-09-17 2020-04-28 Facebook Technologies, Llc Magnetic user input assembly of a controller device
US10888776B2 (en) * 2018-11-27 2021-01-12 Valve Corporation Handheld controllers with detachable overlays
US10635202B1 (en) * 2018-12-18 2020-04-28 Valve Corporation Dynamic sensor assignment
US10905946B2 (en) 2019-02-28 2021-02-02 Valve Corporation Continuous controller calibration
US11033809B2 (en) * 2019-05-07 2021-06-15 Valve Corporation Using finger presence to activate a motion control feature for a handheld controller
FR3095958A1 (fr) * 2019-05-14 2020-11-20 Stmicroelectronics (Rousset) Sas Dispositif, par exemple dispositif de jeu vidéo, équipé d’un transpondeur sans contact
US11042247B2 (en) * 2019-06-14 2021-06-22 Valve Corporation Cluster-based sensor assignment
CN112752179B (zh) * 2019-10-31 2023-08-15 北京钛方科技有限责任公司 一种耳机控制方法、手柄模块及耳机
CN111151000B (zh) * 2019-12-26 2023-08-29 歌尔股份有限公司 操作杆调整方法、装置、设备和存储介质
US11511186B2 (en) * 2020-02-14 2022-11-29 Valve Corporation Controller with sensor-rich controls
CN111665940B (zh) * 2020-06-05 2021-05-11 腾讯科技（深圳）有限公司 光标控件控制方法、装置以及相关设备
US11385770B1 (en) 2021-04-21 2022-07-12 Qualcomm Incorporated User interfaces for single-handed mobile device control
CN115300898A (zh) * 2021-05-05 2022-11-08 宝德科技股份有限公司 摇杆组件及游戏手把
CN116670623A (zh) * 2021-06-07 2023-08-29 深圳市大疆创新科技有限公司 遥控器及其杆量确定方法、云台系统
CN116414225A (zh) * 2021-12-30 2023-07-11 宝德科技股份有限公司 触觉模拟系统
GB2615778A (en) * 2022-02-17 2023-08-23 Sn Systems Ltd Analogue stick calibration

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1645309A (zh) * 2004-11-08 2005-07-27 程天宇 用于电子设备中控制光标移动的功能模块
CN201111002Y (zh) * 2007-11-06 2008-09-03 潘振胜 游戏手柄鼠标
CN101455903A (zh) * 2008-12-29 2009-06-17 何江 用于fps游戏的游戏手柄及其定位方法
CN201594225U (zh) * 2010-02-03 2010-09-29 姜开淦 一种带动作识别功能的游戏手柄

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0676931B2 (ja) * 1986-01-13 1994-09-28 工業技術院長 触覚センサ
JPH0757453B2 (ja) 1988-08-23 1995-06-21 松下電工株式会社 電気部品装着装置
US6720949B1 (en) * 1997-08-22 2004-04-13 Timothy R. Pryor Man machine interfaces and applications
JPH11259228A (ja) * 1998-02-13 1999-09-24 Primax Electronics Ltd ベクトル信号を発生する２つの光センサを有するコンピュータジョイスティック
US6204838B1 (en) * 1998-05-21 2001-03-20 Primax Electronics Ltd. Controlling scrolls of a screen image
US7289107B1 (en) * 1999-03-12 2007-10-30 Varatouch Technology, Inc. Auto-calibration of pointing devices used in a computer user interface
JP2001228968A (ja) * 2000-02-14 2001-08-24 Calsonic Kansei Corp ジョイスティックレバー装置の中立点算出方法及びそれを用いたジョイスティックレバー装置
US6948398B2 (en) * 2002-07-22 2005-09-27 Deere & Company Joystick with enabling sensors
US7854655B2 (en) * 2002-07-27 2010-12-21 Sony Computer Entertainment America Inc. Obtaining input for controlling execution of a game program
JP2004326713A (ja) * 2003-04-23 2004-11-18 Takashi Soma 力検出型ジョイスティック
US7109994B2 (en) * 2003-05-20 2006-09-19 Electronic Arts, Inc. Sequencing input control stick
US7113811B2 (en) * 2003-06-17 2006-09-26 Agere Systems Inc. System and method for conserving battery power in a mobile station
US20050176504A1 (en) * 2004-02-09 2005-08-11 Stanley Mark J. Method and apparatus for providing computer pointing device input to a video game console
US7927216B2 (en) * 2005-09-15 2011-04-19 Nintendo Co., Ltd. Video game system with wireless modular handheld controller
JP2009026001A (ja) * 2007-07-18 2009-02-05 Sharp Corp 操作装置及び電気機器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1645309A (zh) * 2004-11-08 2005-07-27 程天宇 用于电子设备中控制光标移动的功能模块
CN201111002Y (zh) * 2007-11-06 2008-09-03 潘振胜 游戏手柄鼠标
CN101455903A (zh) * 2008-12-29 2009-06-17 何江 用于fps游戏的游戏手柄及其定位方法
CN201594225U (zh) * 2010-02-03 2010-09-29 姜开淦 一种带动作识别功能的游戏手柄

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