CN105100854B - 用于控制光标的方法、遥控器以及智能电视 - Google Patents

Abstract

本发明描述了一种用于控制光标的方法、遥控器以及智能电视。所述用于控制光标的方法，其包括：响应于触发信号同时发送多个超声波信号；接收所述超声波信号；基于每个超声波信号的发送时间与到达时间之间的渡越时间来确定每个超声波信号所经过的距离，基于各个超声波信号所经过的距离来确定所述遥控器的位置；以及基于所述遥控器的位置将光标显示在屏幕上。这样借由所述遥控器的运动来控制在所述屏幕上的所述光标。

Description

用于控制光标的方法、遥控器以及智能电视

技术领域

各个实施例大体上涉及智能电视系统、方法、装置和计算机程序，更加具体地，涉及一种人机交互界面和远程运动控制技术。

背景技术

随着电视联网功能的持续发展和逐渐转向智能电视时代，新型人机界面和遥控器的发展已经持续进行。

随着联网功能而持续增长的业务使得列表选择更加复杂，以上下左右和OK键功能为特征的传统菜单已经变得不能满足正常使用的需要，但是提供过于复杂的菜单则可能会导致遥控器的操作麻烦和慢速。迄今为止，在许多电视制造商和品牌的共同努力下，已经出现了三种通用的人机界面解决方案：语音识别、手势识别和运动感应。

对于语音识别，加入语音识别功能对于电视产品的多样性具有深远的影响，其原因在于各个不同地区存在更大量的复杂方言和地方口音。

对于手势识别，通过游戏机已经证实手势识别在商业上是可用的，然而，对于许多网页，尤其是要求谨慎且精确遥控器移动的网页，手势控制不稳定。同样，手势识别不被认为是一种优越的人体工程设计，疲劳容易影响手臂的伸展能力和姿势。此外，在手势识别中的运动通常由设置在电视前面的摄像头捕捉，以及许多人不愿意将摄像头安装在他们日日观看的电视上，尤其是可以联网的电视。

运动捕捉，也称为空中指向，被认为是一种在目前发展迅速的技术。可以发现，妨碍其应用的最小障碍是电视，原因在于，当提及计算机使用时，消费者已经广泛地接受并且了解了计算机遥控器、触摸板或Wii式控制器。然而，这些运动捕捉(空中指向)装置也比普通的遥控器贵得多，它们的高成本也成为妨碍其广泛应用的主要障碍。

需要提出一种克服了现有方法所面临的问题诸如成本、隐私问题等的人机界面和遥控器。

发明内容

以下发明内容仅仅是代表性的并且是非限制性的。

通过使用各个实施例，克服了上述问题，以及实现了其他优点。

本发明提供用于控制光标的方法、遥控器以及智能电视，其可以有效的定位遥控器的位置，并基于遥控器的位置来控制光标。

根据本发明的一个方面，本发明提供一种用于控制光标的方法，其包括：响应于触发信号同时发送多个超声波信号；接收所述超声波信号；基于每个超声波信号的发送时间与到达时间之间的渡越时间来确定每个超声波信号所经过的距离，基于各个超声波信号所经过的距离来确定所述遥控器的位置；以及基于所述遥控器的位置将光标显示在屏幕上。

进一步的，多个超声波发射器用于分别发送所述多个超声波信号，多个超声波接收器用于分别接收所述超声波信号，其中多个超声波发射器位于遥控器内，而多个超声波接收器分别位于同一平面内的不同位置，该多个超声波接收器定义了一个坐标系以定位所述遥控器相对于该多个超声波接收器的位置，通过该坐标系的转换将所述遥控器相对于该多个超声波接收器的位置转换成所述屏幕上的一个相应位置，并在所述屏幕上的相应位置显示所述光标；或者，多个超声波接收器位于遥控器内，而多个超声波发射器分别位于同一平面内的不同位置，该多个超声波发射器定义了一个坐标系以定位所述遥控器相对于该多个超声波发射器的位置，通过该坐标系的转换将所述遥控器相对于该多个超声波发射器的位置转换成所述屏幕上的一个相应位置，并在所述屏幕上的相应位置显示所述光标。

进一步的，所述触发信号源自所述遥控器，所述触发信号为射频触发信号，基于触发信号的发送时间来确定所述超声波信号的发送时间。

进一步的，多个超声波接收器位于遥控器内，而多个超声波发射器分别位于同一平面内的不同位置，所述多个超声波发射器中的每一个都配置为接收所述触发信号并且响应于接收到所述触发信号而发送所述超声波信号。

根据本发明的另一个方面，本发明提供一种用于控制光标的遥控器，其包括：射频发射器，其配置为发送射频触发信号；多个超声波接收器，其配置为分别接收多个超声波信号；处理器，被配置为基于所述射频触发信号的发射时间确定每个超声波信号的发送时间，基于每个超声波信号的发送时间和到达时间之间的时间差来确定每个超声波信号所经过的距离，基于各个超声波信号所经过的距离来确定所述遥控器的位置；通讯接口，用于发送有关所述遥控器的所述位置的位置信息。

进一步的，所述遥控器还包括有另外多个超声波接收器，该另外多个超声波接收器亦配置为分别接收所述多个超声波信号，所述处理器基于所述多个超声波接收器和所述另外多个超声波接收器获取的每个超声波信号的到达时间计算得到所述多个超声波接收器的位置以及所述另外多个超声波接收器的位置，基于这两组多个超声波接收器的位置确定所述遥控器的旋转。

进一步的，所述遥控器包含在智能电话中。

进一步的，射频发射器周期性地发送射频触发信号；所述多个超声波接收器周期性的分别接收多个超声波信号；所述处理器基于所述遥控器的多个位置来确定运动轨迹。

根据本发明的再一个方面，本发明提供一种用于控制光标的电视，其包括：屏幕，其配置有显示光标；射频接收器，其配置为接收来自遥控器的触发信号；位于不同位置的多个超声波发射器，其配置为响应于接收到所述触发信号同时发送多个超声波信号；至少一个处理器，其被配置为接收有关所述遥控器的所述位置的位置信息；将有关所述遥控器的所述位置的所述位置信息转换为用于所述光标的显示位置，将所述光标显示在所述显示位置处。

进一步的，位置信息包括以下至少一个：所述遥控器在给定时间处的确定位置、在给定时间处用于所述多个超声波信号中的每一个超声波信号的渡越时间、以及表示所述遥控器在多个时间处的多个位置的运动轨迹。

进一步的，所述显示器是三维显示器，以及其中，将有关所述遥控器的所述位置的所述位置信息转换为用于所述光标的显示位置包括：将有关所述遥控器的所述位置的所述位置信息转换为用于遥控器的三维显示位置。

与现有技术相比，本发明在位于同一平面的多个位置和遥控器之间传输多个超声波信号，基于每个超声波信号的发送时间与到达时间之间的渡越时间来确定每个超声波信号所经过的距离，基于各个超声波信号所经过的距离来确定所述遥控器的位置，至少部分地基于所述遥控器的位置将光标显示在屏幕上。这样借由所述遥控器的运动来控制在所述屏幕上的所述光标。

附图说明

所描述的实施例的各个方面当结合随附附图阅读时在以下说明中更加明显。

图1是示出了根据第一实施例的3D空间遥控器的示意图。

图2是示出了根据第二实施例的3D空间遥控器的示意图。

图3示出了适合用于实践各个实施例的装置的框图。

图4示出了适合用于实践各个实施例的另一装置的框图。

图5图示了根据另一实施例的在第一位置处显示光标。

图6图示了根据另一实施例的在第二位置处显示光标。

图7是示出了适合用于实践各个实施例的TV配件装置的示意图。

图8是示出了具有适合用于实践各个实施例的内置装置的TV的示意图。

图9是根据实施例的图示了执行包含在存储器中的计算机程序指令的方法和结果的逻辑流程图。

具体实施方式

各个实施例的特征、权益和优点中的其中之一旨在提供通过使用空间遥控器控制光标的技术。附加的目的、特征和优点将在审查以下结合随附附图所做的详细说明时变得显而易见。

根据一个实施例，提供了一种空间遥控器，其包括配置为发送RF信号(有时也可以RF触发信号)的射频(RF)触发器。这些RF信号可以用于周期性地触发设置在电视上的多个超声波发射器。多个超声波发射器在被来自RF触发器的RF信号触发时多个发送超声波信号。设置于遥控器上的多个超声波接收器接收由设置在电视上的多个超声波发射器发送的超声波信号。处理器基于由超声波发射器发送的超声波信号到达超声波接收器的渡越时间来计算空间遥控器相对于多个超声波发射器的位置。空间遥控器的一系列位置可以用于形成空间遥控器的运动轨迹。空间遥控器将该运动轨迹或位置的位置信息通过无线地通过通讯接口发送至电视，以及通过电视将该运动轨迹作为光标轨迹显示到电视屏幕上。其中，多个超声波发射器分别位于同一平面内的不同位置，该多个超声波发射器定义了一个坐标系以定位所述空间遥控器相对于该多个超声波发射器的位置，通过该坐标系的转换将所述遥控器相对于该多个超声波发射器的位置转换成所述电视屏幕上的一个相应位置，并在所述电视屏幕上的相应位置显示所述光标。需要知道的是，由于多个超声波接收器设置于所述空间遥控器的同一位置处，该多个超声波接收器可以被统称为一个超声波接收机，也就是说，该超声波接收机可以接收多个超声波信号。

在另一实施例中，空间遥控器可以包括按照相同或不同频率运行的至少两个超声波接收机。这至少两个超声波接收机相隔一定距离。这样，可以通过计算超声波接收机的不同轨迹来推导遥控器的旋转，例如，通过分别使用设置在电视上的至少三个超声波发射器来计算每个超声波接收机的3D位置。通过使用该信息，可以确定遥控器的方位或旋转。

在另一替代实施例中，可以存在设置在电视上的至少三个超声波发射器。RF触发器按照相同或不同的频率发送RF信号，以及独立的超声波发射器可以由这些RF信号触发。RF信号的传播速度比超声波信号的传播速度快得多。由此，发送RF信号至不同位置的时间差相对于发送超声波信号至不同位置的时间差而言可以忽略不计，因此空间遥控器发送的RF信号可以假设为同时到达不同的超声波发射器，这样超声波发射器被同时触发。可以参考RF信号的发送时间来确定被触发的超声波发射器发出超声波信号的时间，两者有一定的延时关系，但是各个超声波发射器发出超声波信号的时间可以被认为是同时的。

空间遥控器可以是智能电话的一部分，例如，用智能电话代替空间遥控器。将空间遥控器的运动状况和运动轨迹信息同时转换为屏幕光标的运动和轨迹，以便远程地控制光标。

空间遥控器也可以由具有超声发送和接收功能的装置组成。超声波由空间遥控器发送然后受到设置在智能屏幕周围的有源或无源超声反射器反射。通过计算被不同反射器反射的超声波的时间差来得出空间遥控器的空间位置，由此，按照相同的方式，经由空间遥控器实现控制光标的目的。

根据另一实施例，具有空间遥控器的电视系统包括固定安装在电视屏幕周围的多个超声波接收器。该系统也电连接至电视，向电视输出电信号。空间遥控器同步地且周期性地发送RF信号和超声波信号，也可以说，空间遥控器响应RF信号而发出超声波信号。智能电视受到RF信号的触发而开始接收来自安装在电视屏幕周围的超声波接收器的电信号，当超声波接收器接收到空间遥控器发送的超声波时，输出电信号。在电视上的处理器基于不同超声波接收器检测到超声波信号的渡越时间(收到RF信号的时间和检测到超声波信号的时间之间的时间差)来计算空间遥控器的位置。空间遥控器的一系列位置形成空间遥控器的运动轨迹，然后可以将该运动轨迹显示在电视屏幕上。其中，多个超声波接收器分别位于同一平面内的不同位置，该多个超声波接收器定义了一个坐标系以定位所述空间遥控器相对于该多个超声波接收器的位置，通过该坐标系的转换将所述遥控器相对于该多个超声波接收器的位置转换成所述电视屏幕上的一个相应位置，并在所述电视屏幕上的相应位置显示所述光标。需要知道的是，由于多个超声波发射器设置于所述空间遥控器的同一位置处，该多个超声波发射器可以被统称为一个超声波发射机，也就是说，该超声波发射机可以发射多个超声波信号。

每个超声波信号的渡越时间是指从该超声波信号的发送时间到该超声波信号的接收时间的时间差，其中该超声波信号的发送时间可以基于所述RF信号的发送时间确定。

第一实施例

图1是示出了根据第一实施例的3D空间遥控器的示意图。系统100包括遥控器110，该遥控器110能够周期性地发送RF触发信号并且同步地接收超声波信号。超声波发射器120、122、124、126位于电视屏幕115周围的不同位置，它们位于同一个平面内。光标140显示在电视屏幕115上。根据本实施例，遥控器110的位置用于确定显示光标140的位置。将空间遥控器的运动状况和运动轨迹信息转换为屏幕光标的运动和轨迹，以便远程地控制光标。

在一个非限制性修改例中，为设置在智能屏幕115周围的超声波发射器120、122、124、126增加了接收功能，以及为空间遥控器110增加了超声反射功能。这样，通过控制不同超声波发射器在不同的时间发送超声波信号，可以创建具有不同相位的超声波信号来进行空间扫描。系统100根据反射强度的变化来定位空间遥控器110，然后经由反馈系统实现对空间遥控器110的追踪。

RF信号的传播速度比超声波的传播速度高得多。因此，超声波发射器120、122、124、126响应接收到来自空间遥控器110的RF信号而同时发出多个超声波信号，也就是说超声波信号的发送时间可以基于RF触发信号的发送时间确定。

在一个非限制性实施例中，遥控器110是3D空间遥控器。3D空间遥控器110通过以下步骤工作：

1)三个或三个以上的超声波发射器120、122、124、126固定安装在电视屏幕115周围。每个超声波发射器120、122、124、126受到RF信号的触发而发送超声波信号。

2)空间遥控器110具有周期性地发送RF信号的RF触发器和接收来自超声波发射器120、122、124、126的超声波信号的超声波接收器。RF信号的传播速度比超声波信号的传播速度高得多。由此，发送RF信号至不同位置的时间差相对于发送超声波信号至不同位置的时间差而言可以忽略不计。换言之，由空间遥控器110发送到的RF信号可以假设为同时到达不同的超声波发射器120、122、124、126，超声波发射器被同时触发。

3)RF信号由空间遥控器110在运动中周期性地发送以触发超声波发射器120、122、124、126。由此，空间遥控器110在每个RF信号发送之后接收一组超声波信号。可以根据超声波信号到达空间遥控器110的时间来计算此时空间遥控器110相对于这些超声波发射器120、122、124、126的位置。基于空间遥控器110的一系列连续的位置来生成空间遥控器110的运动轨迹。

4)将空间遥控器110的位置信息通过信息通讯接口无线地发送至智能电视。

5)通过智能电视将运动轨迹作为光标轨迹投影到电视屏幕115上。这使用户能够借由空间遥控器110的运动来控制在电视上的光标140。具体的，该多个超声波发射器120、122、124、126定义了一个坐标系以定位所述空间遥控器110相对于该多个超声波发射器120、122、124、126的位置，通过该坐标系的转换将所述遥控器110相对于该多个超声波发射器120、122、124、126的位置转换成所述电视屏幕115上的一个相应位置。

在本实施例的一个修改例中，两个超声波接收机固定在空间遥控器上。这些接收器相隔一定距离。这使系统能够基于这两个超声波接收机的不同轨迹来推导空间遥控器110的旋转。其中每个超声波接收机包括分别接受多个超声波信号的多个超声波接收机。

在本实施例的另一修改例中，空间遥控器110可以具有超声发送和接收功能。不同频率的超声波由空间遥控器110发送然后受到设置在智能屏幕周围的有源或无源超声反射器(替代或补充了发射器120、122、124、126)反射。通过计算被不同反射器反射的超声波的时间来得出空间遥控器110的空间位置，由此，经由改变空间遥控器110的位置来控制光标140。

本发明提供了一种基于在固定位置处的超声波发射阵列120、122、124、126发送的超声波信号到达遥控器110的时间来计算遥控器110的空间位置的方法。由于超声波信号以相同的速度行进，所以可以基于超声波信号到达遥控器110所需的时间来计算遥控器110与每个发射器120、122、124、126的距离。通过使用该信息，例如，通过使用三边测量法可以从几何上确定遥控器110的位置。然后，可以将遥控器110的位置转换为用于光标140的位置。然后，遥控器位置的相对变换可以转译为光标140位置的响声变化，诸如，用脚将遥控器110移到左边可以转译为将光标140移到屏幕的左边(移动相同距离或移动一些调整距离)。

第二实施例

图2是示出了根据第二实施例的系统200的示意图。系统200包括遥控器210，该遥控器210能够周期性地发送RF信号和多个超声波信号，也可以说，该遥控器210相应周期性的RF信号来发送多个超声波信号。超声波接收器220、222、224、226配置为接收来自遥控器210的超声波信号并且定位在电视屏幕215周围的不同位置。超声波接收器220、222、224、226还配置为将从超声波信号转换来的电信号发送至控制器，诸如，用于电视和/或机顶盒。光标240显示在电视屏幕215上。根据本实施例，遥控器210的位置用于确定显示光标240的位置。

在本实施例中提供的3D空间遥控器210通过以下步骤工作：

1)三个或三个以上的超声波接收器220、222、224、226固定安装在电视屏幕215周围的不同位置，他们位于同一个平面上，并且与电视电连接。超声波接收器220、222、224、226在接收到超声波信号时输出电信号至电视。

2)空间遥控器210同步地发送RF信号和超声波信号。智能电视收到RF信号的触发而开始接收来自安装在电视屏幕215周围的超声波接收器220、222、224、226的电信号。当超声波接收器220、222、224、226接收到空间遥控器210发送的超声波时生成电信号。

3)RF信号的传播速度比超声波的传播速度高得多，以及空间遥控器210同时发送RF信号和超声波信号。因此，随着电视接收到来自空间遥控器210的RF信号，可以在电视上设置空间遥控器210发送超声波信号的开始时间(发送时间)。

4)在不同位置处的超声波接收器220、222、224、226接收来自空间遥控器210的超声波信号的时间是不同的。同时，将超声波信号转换为电信号并且将电信号发送至电视的时间相对于超声波的发送时间可以忽略不计。电视接收来自不同超声波接收器220、222、224、226的电信号的时间差几乎等于超声波接收器220、222、224、226接收空间遥控器210发送的超声波信号的时间差。

5)来自不同超声波接收器220、222、224、226的电信号的时间差相当于是接收空间遥控器210发送的超声波信号的时间差(渡越时间)。由此，根据超声波信号的渡越时间和超声波信号的速度来确定超声波接收器220、222、224、226到空间遥控器210的距离，进而可以推导出遥控器210相对于超声波接收器220、222、224、226的位置。

6)可以通过接收在运动中的空间遥控器210周期性地发送的RF信号和超声波信号来计算空间遥控器210的运动轨迹。

7)通过电视将空间遥控器210的运动状况和运动轨迹信息转换为屏幕光标240的运动和轨迹，以便实现借由空间遥控器210的运动控制在电视屏幕215上的光标240。具体的，该多个超声波接收器220、222、224、226定义了一个坐标系以定位所述遥控器210相对于该多个超声波接收器的位置，通过该坐标系的转换将所述遥控器210相对于该多个超声波接收器的位置转换成电视屏幕上的一个相应位置，并在所述电视屏幕上的相应位置显示所述光标。

在一个实施例中，为设置在智能屏幕215周围的超声波接收器220、222、224、226增加了发送功能，以及为空间遥控器210增加了超声反射功能。这样，通过控制不同超声波发射器在不同的时间发送超声波信号，可以创建具有不同相位的超声波信号来进行空间扫描。空间遥控器210的位置取决于反射强度的变化，然后经由反馈系统实现对空间遥控器210的追踪。

3D空间遥控器210包括RF触发的超声波发射机。设置在智能屏幕215(电视屏幕、平板显示器屏幕等)附近的阵列超声波接收器220、222、224、226同时被来自遥控器210的RF信号触发。通过计算接收由阵列超声波接收器220、222、224、226接收到的超声波的时间差来推导遥控器210的位置。超声波不停地被运动中的遥控器210触发，从而可以获得遥控器210的运动状况和3D运动轨迹，以及经由屏幕的光标214将遥控器210的运动状况和运动轨迹信息反射到智能屏幕上。这使得能够借由遥控器210的3D运动来控制智能屏幕215的光标240。该3D空间遥控器210不仅适用于3D光标控制，例如，遥控器210也可以用于2D显示器(例如，通过忽略y轴)。

两个不同频率的相隔一定距离的超声波发射机可以固定在遥控器210上，然后可以通过计算两个超声波发射机的不同轨迹来推导遥控器210的旋转。

遥控器210也可以由拥有超声波发射接收功能的装置组成。不同频率的超声波由遥控器210发送然后受到设置在智能屏幕215附近的有源或无源超声反射器(替代或补充了接收器220、222、224、226)反射。通过计算在遥控器210发送之后接收到的不同反射器超声波的时间差来得出遥控器210的空间位置，由此，实现经由遥控器210控制光标240的目的。

将空间遥控器210的运动状况和运动轨迹信息转换为屏幕光标240的运动和轨迹，以便远程地控制光标240。

在一个非限制性实施例中，为设置在智能屏幕215周围的超声波接收器220、222、224、226增加了发送功能，以及为空间遥控器210增加了超声反射功能。这样，通过控制不同超声波发射器在不同的时间发送超声波信号，可以创建具有不同相位的超声波信号来进行空间扫描。空间遥控器210由系统取决于反射强度的变化而定位，然后经由反馈系统实现对空间遥控器210的追踪。

图3示出了适合用于实践各个实施例的装置的框图。遥控器310包括控制器，诸如，数据处理器(DP)312、计算机可读介质(存储计算机指令，诸如程序(PROG)315的存储器(MEM)314)、和合适的无线通信接口(诸如，超声波接收器316和RF发射器/接收器318)。遥控器310也可以包括键区319和/或专用处理器，例如，位置确定芯片313。

图4示出了适合用于实践各个实施例的系统400的框图。系统400包含顶置单元410和各个发射器/接收器420、422。顶置单元410包括控制器，诸如，数据处理器(DP)412、计算机可读介质(存储计算机指令，诸如程序(PROG)415的存储器(MEM)414)、和合适的无线通信接口(诸如，RF接收器416)。顶置单元410还与发射器/接收器420、422一起运行以便接收/发送无线信号(诸如，超声波信号)。顶置单元410也可以包括专用处理器，例如，遥控器位置确定芯片413。

发射器/接收器420、422可以设置于显示单元(诸如，电视)，可以设置于顶置单元410，以及/或者设置于显示单元外部。虽然示出了两个发射器/接收器420、422，但是系统400可以包含更多个发射器/接收器。

程序315、415可以包括当由相关数据处理器312、412执行时使遥控器310和顶置单元410能够根据实施例运行的程序指令。即，各个实施例可以至少部分地由可执行的计算机软件实现，由遥控器310的DP 312、顶置单元的DP 412实现，由遥控器310/顶置单元410的硬件实现，或者由软件和硬件的组合实现。

一般而言，遥控器310的各个实施例可以包括电视遥控器、电缆盒遥控器、蜂窝电话、平板计算机、游戏装置、音乐播放器、以及包含这些功能的组合的其他装置。

一般而言，顶置单元410的各个实施例可以包括包含在电视中的处理单元、电缆盒、游戏系统以及包含这些功能的组合的其他装置。

MEM 314、414可以是适合本地技术环境的任何类型并且通过使用任何适合的数据存储技术来实施，诸如，磁存储器装置、基于半导体的存储器装置、闪速存储器、光存储器装置、固定存储器和可移除存储器。DP 312、412可以是适合本地技术环境的任何类型，并且可以包括通用计算机、专用计算机、微处理器和多核处理器，作为非限制性示例。无线通信接口(例如，发射器/接收器318、RF接收器416等)可以是适合本地技术环境的任何类型并且可以通过使用任何适合的通信技术来实施，诸如RF系统，包括使用光通信系统，诸如红外系统和/或光扫描系统、RF通信系统、或这些部件的组合。另外，通信接口可以是使用发射器、接收器和/或收发器的双向接口，或者作为适合本实施例的单向接口。

图5图示了根据另一实施例的在第一位置处显示光标。如图所示，遥控器和显示器处于第一系统状态500。遥控器相对于屏幕515位于第一遥控器位置510处。发射器520分别产生超声波信号530、532、534、536。然后在遥控器处接收这些信号530、532、534、536并且确定第一遥控器位置510。基于确定的第一遥控器位置510，将光标显示在第一光标位置540处。

在一个非限制性实施例中，可以确定每个超声波信号530、532、534、536从相关发射器520行进至遥控器所需的时间量。该信息然后可以用于确定在第一遥控器位置510与相关发射器520之间的距离。例如，基于在遥控器处接收第一信号530的时间，可以通过使用已知的超声波信号的速度来计算在第一遥控器位置510与相关发射器520之间的距离。将用于每个超声波信号530、532、534、536的距离信息组合起来能够在3D环境下确定第一遥控器位置510。

图6图示了根据另一实施例的在第二位置处显示光标。如图所示，在第二系统状态600下，遥控器已经从第一遥控器位置510移到了第二遥控器位置610。虚线部分612表示遥控器位置变化。

在第二遥控器位置610处，遥控器接收来自相关发射器520的每个超声波信号630、632、634、636。由于遥控器位置变化612，超声波信号630、632、634、636到达的时延不同。像之前一样，该信息用于确定第二遥控器位置610。该信息然后用于将光标显示在第二光标位置640处，该第二光标位置640从第一光标位置540偏移了光标位置变化642。

在一个非限制性实施例中，基于一定比例将遥控器位置变化612转换为光标位置变化642。例如，可以将移动遥控器的1英尺的移动转换为在屏幕515上移动10英寸或转换为显示面积的百分比(例如，沿着x轴的移动等于屏幕大小的50％)。作为替代实施方式，比例可以基于遥控器位置而发生变化，例如，当遥控器沿着y轴远离屏幕515时的比例可以比当遥控器靠近屏幕515时的比例更大。这使光标的位置能够在视觉上更靠近用户在其视野中可以看见遥控器的地方。

在另一非限制性实施例中，遥控器可以包括附加的传感电路。虽然可以基于位置变化来确定移动速度，但是遥控器可以包括附加的速度或移动检测传感器。例如，遥控器可以包括用于检测遥控器已经开始移动的加速计。该信息可以用于点亮在遥控器上的按钮以及/或者向发射器520发送RF信号以便触发超声波信号的发送，从而可以确定遥控器的位置。加速计可以较为简单，以避免如用于游戏遥控装置中的更敏感传感器的高成本。

从上可知，遥控器可以包括多个超声波接收器、发射器或反射器，从而也可以确定遥控器的定向和旋转。该数据可以用于改变光标的图像，例如，以反映遥控器的定向/旋转。作为替代实施方式，该信息可以用于更改遥控器的功能，例如，当垂直握持时移动遥控器可以被诠释为不改变光标的位置，从而使用户可以重新定位遥控器。作为另一非限制性示例，扭转遥控器可以是选择一个选项和/或返回上级屏幕/菜单的命令。

图7是示出了适合用于实践各个实施例的系统700的示意图。系统700包括位于显示器外壳730内的屏幕715。位于显示器外壳730外部的是在显示器外壳730上方的第一传感器外壳740和在显示器外壳730下方的第二传感器外壳742。每个传感器外壳740、742都包括一个或多个发射器/接收器720。在示出的非限制性实施例中，第一传感器外壳740具有两个反发器/接收器720，而第二传感器外壳742具有一个发射器/接收器720。传感器外壳740、742连接至顶置处理单元710。通过使用至少三个发射器/接收器720，顶置处理单元710能够在3D中确定遥控器的位置。

在另外的非限制性实施例中，系统700可以包括额外的发射器/接收器720。该额外的发射器/接收器720可以包括在传感器外壳740、742中和/或设置在附加的传感器外壳中。作为替代实施方式，单个传感器外壳可以同时包含传感器外壳740、742。

在附加的非限制性实施例中，传感器外壳740、742可以位于不同的布置中，例如，第二传感器外壳740、742中的一个或两个都可以沿着显示器外壳730侧定位。作为替代实施方式，传感器外壳740、742可以定位为远离显示器外壳730，诸如，嵌在墙体中或并入扬声器系统中。

在另外的非限制性实施例中，顶置处理单元710可以包含在显示器外壳730中，在远程装置(诸如，摄像机或电缆盒)，或者在传感器外壳740、742中的一个或两个内。

如上所述，遥控器可以发送RF信号以便触发来自发射器/接收器720的超声波信号。在一个非限制性实施例中，顶置处理单元710可以接收RF信号是来自发射器/接收器720中的任何一个或来自附加传感器的指示。顶置处理单元710然后可以指令发射器/接收器720开始超声波信号的发送。

作为替代实施方式，每个发射器/接收器720都可以包括用于在接收到RF信号时自动开始发送超声波信号的电路系统。当发射器/接收器720的响应延迟足够短时，可以将超声波信号认为是与RF信号同时发送。在这种情况下，可以将超声波信号在发射器/接收器720与遥控器之间传播(或行进)所需的时间确定为在遥控器发送RF信号的时间与遥控器接收超声波信号的时间之间的时间差。

在另一替代实施例中，遥控器可以配置为发送另一较高速的信号，以便触发较低速的超声波信号。例如，遥控器可以发送红外(IR)触发信号。

图8是示出了适合用于实践各个实施例的系统800的示意图。在本实施例中，系统800是具有内置多个发射器/接收器820的电视。多个发射器/接收器820位于显示器外壳830内并且设置在屏幕815周围。如图所示，发射器/接收器820与屏幕815相邻。在另外的实施例中，发射器/接收器820和屏幕815可以部分地或完全地重叠，例如，发射器/接收器820中的一个或多个可以完全位于屏幕815后面。

如上所述，各个实施例提供了一种通过使用3D运动来控制光标的方法、设备和(多个)计算机程序。

图9是图示了根据各个实施例的执行计算机程序指令的方法和结果的逻辑流程图。根据实施例，方法在框910处执行响应于触发信号而同时发送多个超声波信号的步骤。在框920处，接收所述多个超声波信号。在框930处，基于每个超声波信号的发送时间与到达时间之间的渡越时间来确定每个超声波信号所经过的距离，基于各个超声波信号所经过的距离来确定所述遥控器的位置。该方法还在框940处执行至少部分地基于遥控器的位置将光标显示在屏幕上的步骤。

可以将在图9中示出的各个框视为方法步骤，作为使用计算机程序代码产生的操作，和/或作为构成以实现相关功能的一个或多个逻辑电路元件。

在一个实施例中，本发明提供了一种通过使用3D运动来控制光标的遥控器。该遥控器包括配置为周期性地向设置在电视上的多个超声波发射器发送RF信号的RF发射器。当被RF信号触发时，所述超声波发射器发送多个超声波信号。该遥控器还包括配置为接收超声波信号的超声波接收器。处理器基于所述多个超声波信号到达超声波接收器的时间来计算空间遥控器相对于超声波发射器的位置。空间遥控器的一系列位置形成空间遥控器的运动轨迹。空间遥控器将该运动轨迹无线地发送至电视，以及通过电视将该运动轨迹作为光标轨迹投影到电视屏幕上。

在上述遥控器中的任何一个的又一实施例中，RF发射器发送不同频率的RF信号。超声波发射器可以被不同频率的RF信号触发。例如，处于第一频率下的一个RF信号触发单个超声波发射器(或一组超声波发射器组)，而处于第二频率下的第二RF信号触发不同的超声波发射器(或不同的一组超声波发射器)。

在上述遥控器中的任何一个的另一实施例中，RF信号的传播速度比超声波的传播速度高得多。由此，RF信号到达不同位置的时间相对于超声波信号到达不同位置的时间而言可以忽略不计。换言之，由空间遥控器发送到的RF信号可以假设为同时到达不同的超声波发射器，从而认为超声波发射器被同时触发。

在上述遥控器中的任何一个的又一实施例中，空间遥控器可以是智能电话的一部分，例如，用智能电话代替空间遥控器。

在上述遥控器中的任何一个的另一实施例中，将空间遥控器的运动和运动轨迹信息转换为屏幕光标的运动和轨迹，以便远程地控制光标。

附加实施例提供了一种通过使用3D运动控制光标的遥控器。遥控器配置为提供超声发送和接收功能。不同频率的超声波信号由空间遥控器发送然后受到设置在智能屏幕周围的有源或无源超声反射器反射。通过计算被不同反射器反射的超声波的时间来得出空间遥控器的空间位置。该信息然后用于确定遥控器的位置并且因此控制光标。由此，可以借由空间遥控器控制光标。

在上述电视系统中的任何一个的又一实施例中，超声波接收器还包括发送功能。遥控器提供超声反射功能，例如，而不是超声波信号发送功能。因此，通过超声波发射器创建具有不同相位的超声波信号来进行空间扫描。超声波信号收到遥控器的反射然后由超声波接收器接收。基于反射强度变化来确定空间遥控器的位置。

在上述电视系统中的任何一个的另一实施例中，RF信号的传播速度比超声波的传播速度高得多。RF信号和超声波信号由空间遥控器同时发送。因此，当电视再接收到超声波信号之前接收到来自空间遥控器的RF信号时，可以在电视上设置空间遥控器发送超声波的开始时间，从而使接收RF信号的时间和接收超声波信号的时间之间的时间差有效地与超声波信号从遥控器行进至超声波接收器所需的时间量相同。

在上述电视系统中的任何一个的又一实施例中，可以基于由遥控器发送的、由处于不同固定位置处的超声波接收器接收的超声波信号的到达时间来计算遥控器的空间位置。

所描述的各种操作仅仅是示例性的并且不暗含任何具体顺序。进一步地，当恰当时，可以按照任何顺序来使用这些操作并且可以部分地使用这些操作。在了解了上述实施例之后，应该理解，附加实施例可以采用涉及在计算机系统中传送或存储的数据的各种计算机实施操作。这些操作是要求对物理量进行物理操纵的操作。通常，虽然并不一定，这些量采取能够被存储、传送、组合、比较和操纵的电、磁或光信号的形式。

此处描述的过程、进程和/或模块可以在硬件、软件(体现为具有程序指令的计算机可读介质)、固件、或其组合中实现。例如，此处描述的功能可以由执行来自存储器或其他存储装置的程序指令的处理器执行。

虽然上述说明已经涉及到具体实施例，但是，可以对所描述的实施例进行其他改变和修改，以获得这些实施例的一些或所有优点。本领域的技术人员进一步要了解的，在不脱离此处所公开的构思的情况下，可以对上述系统和方法进行修改。因此，本发明不应该视为受到所公开实施例的限制。此外，在不相应使用其他特征的情况下，也可以使用所描述实施例的各种特征。由此，应该将本说明书视为仅仅是对各种原理的图示，而不是限制本发明。

Claims (9)

1.一种用于控制光标的方法，其特征在于，其包括：

响应于触发信号同时发送多个超声波信号；

两个超声波接收机接收所述超声波信号，其中这两个超声波接收机设置于遥控器上，两个超声波接收机相隔一定距离，其中每个超声波接收机包括分别接收多个超声波信号的多个超声波接收器；

基于每个超声波信号的发送时间与到达时间之间的时间差来确定每个超声波信号所经过的距离，基于各个超声波信号所经过的距离来确定所述遥控器的位置，基于触发信号的发送时间来确定所述超声波信号的发送时间；以及

基于所述遥控器的位置将光标显示在屏幕上，

多个超声波发射器分别位于电视屏幕周围的同一平面内的不同位置，该多个超声波发射器定义了一个坐标系以定位所述遥控器相对于该多个超声波发射器的位置，通过该坐标系的转换将所述遥控器相对于该多个超声波发射器的位置转换成所述屏幕上的一个相应位置，并在所述屏幕上的相应位置显示所述光标，所述多个超声波发射器中的每一个都配置为接收所述触发信号并且响应于接收到所述触发信号而发送所述超声波信号，

基于这两个超声波接收机的不同轨迹来推导遥控器的旋转，

将有关所述遥控器的所述位置的位置信息从所述遥控器发送至所述电视。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：所述触发信号源自所述遥控器，所述触发信号为射频触发信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：

周期性地发送多个超声波信号；以及

基于所述遥控器的多个位置来确定运动轨迹。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，位置信息包括以下至少一个：所述遥控器在给定时间处的确定位置、在给定时间处用于所述多个超声波信号中的每一个超声波信号的发送时间与到达时间之间的时间差、以及表示所述遥控器在多个时间处的多个位置的运动轨迹。

5.一种用于控制光标的遥控器，其特征在于，其包括：

射频发射器，其配置为发送射频触发信号；

多个超声波接收器，其配置为分别接收多个超声波信号；

处理器，被配置为基于所述射频触发信号的发射时间确定每个超声波信号的发送时间，基于每个超声波信号的发送时间和到达时间之间的时间差来确定每个超声波信号所经过的距离，基于各个超声波信号所经过的距离来确定所述遥控器的位置；

通讯接口，用于发送有关所述遥控器的所述位置的位置信息，

所述遥控器还包括有另外多个超声波接收器，该另外多个超声波接收器亦配置为分别接收所述多个超声波信号，

所述处理器基于所述多个超声波接收器和所述另外多个超声波接收器获取的每个超声波信号的到达时间计算得到所述多个超声波接收器的位置以及所述另外多个超声波接收器的位置，基于这两组多个超声波接收器的位置确定所述遥控器的旋转。

6.根据权利要求5所述的遥控器，其中，所述遥控器包含在智能电话中。

7.根据权利要求5所述的遥控器，其中，射频发射器周期性地发送射频触发信号；所述多个超声波接收器周期性的分别接收多个超声波信号；所述处理器基于所述遥控器的多个位置来确定运动轨迹。

8.一种用于控制光标的电视，其特征在于，其包括：

屏幕，其配置有显示光标；

射频接收器，其配置为接收来自遥控器的触发信号；

位于不同位置的多个超声波发射器，其配置为响应于接收到所述触发信号同时发送多个超声波信号；

至少一个处理器，其被配置为接收有关所述遥控器的位置的位置信息；将有关所述遥控器的所述位置的所述位置信息转换为用于所述光标的显示位置，将所述光标显示在所述显示位置处，

所述遥控器包括：两个超声波接收机接收所述超声波信号，其中两个超声波接收机相隔一定距离，其中每个超声波接收机包括分别接收多个超声波信号的多个超声波接收器，基于遥控器这两个超声波接收机的不同轨迹来推导遥控器的旋转。

9.根据权利要求8所述的电视，其中，位置信息包括以下至少一个：所述遥控器在给定时间处的确定位置、在给定时间处用于所述多个超声波信号中的每一个超声波信号的发送时间与到达时间之间的时间差、以及表示所述遥控器在多个时间处的多个位置的运动轨迹。