CN107943403B - 具有上下左右模式切换和集成的挥动检测器的3d定位装置 - Google Patents

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Abstract

提供了与内容传送系统一起使用的3D定位装置。该定位装置可运行在两个模式中的至少之一：第一3D或滚动模式和还可被称为上下左右(UDLR)模式的第二非3D模式。定位装置可包括一个或多个有向传感器以提供方位和移动信息。对于至少两个模式中的任一个，提供了光学手指导航模块，该模块可检测用户手指或对象在其屏幕上的移动，并且提供了在从OFN模块生成移动信息之前必需被超越的预定阈值。定位装置可基于来自方位和移动传感器以及OFN模块的信息生成滚动命令和UDLR命令，或者可将来自方位和移动传感器的信息提供给用户界面，从而生成由内容传送系统使用的合适的滚动命令或UDLR命令。

Description

具有上下左右模式切换和集成的挥动检测器的3D定位装置
本申请为2011年11月21日递交的名为“具有上下左右模式切换和集成的挥动检测器的3D定位装置”的中国专利申请201180064937.X的分案申请。
相关申请
本申请涉及2010年11月22日提交的题为“UP-DOWN-LEFT-RIGHT MODE SWITCHING(上下左右模式切换)”的第61/416,025号和2010年12月28日提交的题为“3D POINTINGDEVICE WITH UP-DOWN-LEFT-RIGHT MODE SWITCHING(具有上下左右模式切换的3D定位装置)”的第61/427,562号美国临时专利申请并要求其优先权，它们的全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明描述了可在三维(3D)定位装置以及其它类型的装置中使用的模式切换技术、装置、系统和软件。
背景技术
与信息通信相关的技术在过去的几十年里有了迅速的发展。电视、蜂窝电话、互联网和光学通信技术(这里仅列出几样通信模式)结合起来将消费者淹没在可得到的信息和娱乐选择中。以电视为例，最近30年来已经引入了有线电视服务、卫星电视服务、按次计费电影和视频点播，按次计费电影和视频点播可通过电缆、光纤和卫星服务供应商以及互联网(例如
Figure BDA0001467605660000011
)获得。然而，20世纪60年代的电视观众在他们的电视机上通常只能够接收到也许是四或五个无线TV频道，今天的电视观众有机会在数以百计和潜在的数以千计的节目和信息频道中选择。目前主要在旅馆等中使用的视频点播技术提供了一种用于从数以千计的电影节目单中进行家庭娱乐选择的潜能。
为终端用户提供如此多的信息和内容的技术能力给系统设计人员和服务供应商提供了机会和挑战。一个挑战是尽管终端用户通常更愿意拥有更多的选择而不愿意选择变少，但这种喜好与他们希望的即快速又简单的选择处理所相背。不幸的是，终端用户通过其来访问媒体节目的系统和界面的发展使得选择处理既不快又不简单。再次考虑电视节目的实施方式。在电视处于初期时，确定看哪一个节目是相对简单的事情，这是因为可选择的数目较少。人们可以查阅印制的节目指南，该节目指南被格式化为例如一系列的行和列，这些行和列显示出了在(1)邻近的电视频道、(2)被传输到这些频道的节目以及(3)日期和时间之间的对应关系。通过调节调谐钮，电视被调谐到所需的频道，并且观众观看到所选择的节目。在这之后，允许观众远距离调谐电视的遥控控制装置被引入。这种对电视－用户交互的增添产生了被称为“频道冲浪”的现象，借此，观众能够迅速地观看在大量频道中广播的短片段，从而可以快速得知在任意给定的时间什么节目是可看的。
尽管存在频道的数量和可观看的内容急剧增加的事实，但通常可得到的用于电视的用户界面、控制设备选择和架构在过去的30年里并没有改变太多。印制的节目指南以及它们显示在节目指南频道上的副本仍然是用于传递节目信息的最流行的机制。具有如图1所示的上102、下104、左106和右108箭头的示例性多按钮遥控器100仍然是最流行的频道/内容导航机构。设计和实现TV用户界面的技术人员对可得到的媒体内容的增加的反应已经成为现有的选择处理和界面对象的直接扩展。因此，印制的节目指南中的行数被增加以容纳更多的频道。遥控装置中的按钮的数目也被增加以支持附加的功能和内容处理。然而，这种方法大大增加了观众浏览可得到信息所需的时间和执行选择所需动作的复杂度。例如，在大的网格节目指南支持的数以百计的频道中，用户可能需要50或100次上下左右按钮按压以导航网格指南并且进行内容选择。有争议的是，现存界面的麻烦的本质阻碍了一些服务(例如视频点播)的商业应用，这是由于消费者反对给在他们看来已经是太慢和太复杂的界面再增加复杂度的新服务。
也已经进行了一些尝试来使终端用户与媒体系统之间的屏幕界面现代化。然而，这些尝试通常具有如下缺点：无法容易地在大量的媒体节目与少量的媒体节目之间缩放。例如，依赖于节目列表的界面对于少量的媒体节目来说可以很好地运行，但是对于浏览大量的媒体节目来说非常繁琐。依赖于分层导航(例如，树结构)的界面可比用于大量的媒体节目的列表界面更快速地进行遍历，但是不适用于少量的媒体节目。此外，用户容易对其必须穿过树结构中的三个或更多个层的选择过程失去兴趣。对于所有这些情况，通过迫使用户重复按下上按钮和下按钮以导航列表或层级，使得当前的遥控单元使这个选择过程甚至更繁琐。当选择跳转控制可用(诸如，向上翻页和向下翻页)时，用户通常遥控查看以找到这些特殊的按钮或者经过培训才知道它们的存在。由此，在受让人的早先的于2004年1月30日提交的、题为“A Control Framework with a Zoomable Graphical User Interface forOrganizing,Selecting and Launching Media Items(具有用于组织、选择和启动媒体节目的可缩放的图形用户界面的控制架构)”的第10/768,432号美国专利申请中建议了简化用户与媒体系统之间的控制和屏幕界面以加速选择过程、同时通过允许服务供应商利用终端用户设备的可用带宽的增加便利了向用户提供大量的媒体节目和新的服务的组织架构、技术和系统，其中该申请的公开内容通过引用并入本文。
本说明书特别感兴趣的是，可用于与这种架构、以及其它应用和系统交互的遥控装置。如在上面并入的申请中提到的，多种不同类型的遥控装置可与这种架构(包括例如轨迹球、“鼠标”式定位装置、光笔等)一起使用。然而，可与这种架构(和其它应用)一起使用的另一种类型的遥控装置是3D定位装置。“3D定位”一词在本文中指输入装置在例如显示器前方空中三维(或更多维)移动的能力，以及用户界面将这些动作直接转化为例如光标在显示屏上移动的用户界面命令的相应能力。在3D定位装置之间的数据传递可无线地或通过将3D定位装置连接于另一个装置的电线来实现。因此“3D定位”不同于例如传统的计算机鼠标定位技术，所述计算机鼠标定位技术使用例如桌子表面或鼠标垫的表面作为代理表面，通过该代理表面将鼠标移动转化为计算机显示屏上的光标移动。3D定位装置的实施例可在Matthew G.Liberty的受让人的第7,118,518号美国专利(下文称为‘518专利)中发现，该专利的公开内容通过引用并入本文。
‘518专利描述了一种3D定位装置，该3D定位装置包括例如一个或多个旋转传感器和加速计。如下面更详细地描述的，旋转传感器用于感测用户旋转3D定位装置的角速度，并且这个信息被传递至用户界面，在用户界面中该信息例如可用于控制光标移动。这种3D定位装置已经被证明通过例如允许用户直接、快速且随机地访问所显示的用户界面或屏幕上的任意点或区域，使用户脱离上下左右(UDLR)遥控装置100的约束。
然而，尽管所建立的3D定位的具有优点，但这种新技术出现了一个问题，即如何处理希望通过UDLR输入来选择用户界面对象(例如，电视上的媒体选择)的遗留应用或系统。尽管3D定位在许多方面提供了丰富的用户经验，但考虑到已经被设计为希望通过UDLR输入的众多装置和应用，3D定位(自身)可能无法向这种遗留系统提供充分的支持。然而，可能更重要的是，用于机顶盒(STB)和电视操作的代码基数过大从而需要计划基本的过渡时期，在该过渡时期遗留(UDLR)型导航必须与较新的3D定位型导航共存。在一个装置中实现两种形式的控制且可在不同的应用或甚至不同的屏幕之间改变控制模式而不损失任一类型的性能的新装置(即，新的3D定位器)将提供容易、美观且简单的从遗留UDLR型导航至定位型导航的过渡路径。
发明内容
因此本发明的大体方面提供消除上述类型的问题或使该问题最小化的3d定位装置。
根据本发明的第一方面，提供了一种使用遥控装置的单个控制元件生成滚动命令或上下左右(UDLR)命令的方法，该方法包括：检测对象在遥控装置的单个控制元件的表面上的移动；确定所检测的移动的方向和所检测的移动在该方向上的距离；当处于滚动模式时，基于所检测的移动的方向和距离生成滚动命令；以及当处于UDLR模式时，当所检测的距离超过所述方向上的预定距离阈值时生成UDLR命令。
根据本发明的第二方面，提供了一种使用遥控装置的单个控制元件生成滚动命令或上下左右(UDLR)命令的方法，该方法包括：检测对象在遥控装置的单个控制元件的表面上的移动；当处于滚动模式时，响应于所检测的移动生成滚动命令；以及当处于UDLR模式时，响应于所检测的移动生成UDLR命令。
根据本发明的第三方面，提供了一种使用遥控装置的单个控制元件生成滚动命令或上下左右(UDLR)命令的方法，该方法包括：从所述单个控制元件接收指示对象在多个不同方向中的一个方向上的运动的数据；以及基于所接收的数据和所述遥控装置的运行模式生成所述滚动命令或所述UDLR命令。
根据本发明的第四方面，提供了一种遥控装置，该遥控装置包括壳体、至少一个传感器、光学手指导航(OFN)模块、用户输入控制元件、以及处理器。其中，至少一个传感器至少部分地设置在所述壳体内，所述至少一个传感器被配置为检测所述遥控装置的运动并且生成与所检测的运动相关联的第一数据；光学手指导航(OFN)模块设置在所述壳体的上表面，并被配置为检测对象在透镜表面上的移动并且生成与所检测的移动相关联的第二数据；用户输入控制元件被配置为将所述遥控装置从3D定位模式切换成非3D定位模式；以及处理器被配置为接收所述第一数据和所述第二数据并且被进一步配置为当运行在3D定位模式时发送与所述第一数据相关联的信息并且基于所述第二数据发送滚动命令，并且还被配置为当运行在非3D定位模式时基于所述第二数据发送上下左右(UDLR)命令。
根据本发明的第五方面，提供了一种遥控装置，该遥控装置包括：光学手指导航(OFN)模块以及处理器。其中，光学手指导航(OFN)模块被配置为检测对象在所述OFN模块上的移动并且生成与所检测的移动相关联的数据；处理器被配置为接收所述数据并且基于所述数据发送命令，所述处理器还被配置为运行在滚动模式或上下左右(UDLR)模式使得当运行在所述滚动模式时基于所述数据生成滚动命令并且当运行在所述UDLR模式时所述处理器基于所述数据生成UDLR命令。
根据本发明的第六方面，提供了一种系统，该系统包括用户界面控制装置，用户界面控制装置被配置为至少部分地基于接收的用户输入生成和控制用户界面。其中所述用户界面控制装置还被配置为接收输入，在第一模式时所述输入被解释成滚动命令，在第二模式时所述输入被解释成上下左右(UDLR)命令。
根据本发明的第七方面，提供了一种用于控制内容供应装置的操作的系统，该系统包括遥控装置，所述遥控装置包括壳体、至少两个传感器、光学手指导航(OFN)模块、用户输入控制元件以及处理器。其中，至少两个传感器至少部分地设置在所述壳体内，所述至少两个传感器的第一个被配置为检测所述遥控装置在第一运动平面内的运动并且生成与所检测的第一运动平面内的运动相关联的第一数据，所述至少两个传感器的第二个被配置为检测所述遥控装置在第二运动平面内的运动并且生成与所检测的第二运动平面内的运动相关联的第二数据；光学手指导航(OFN)模块设置在所述壳体的第一表面上，被配置为检测对象在透镜表面上的移动并且生成与所检测的移动相关联的第三数据，并且所检测的运动包括与所检测的运动的方向相关的信息，此外所检测的运动包括与所检测的运动超过预定阈值相关的信息；用户输入控制元件被配置为将所述遥控装置从3D定位模式切换成非3D定位模式；处理器被配置为接收所述第一数据、所述第二数据和所述第三数据并且被进一步配置为当运行在所述3D定位模式时发送与所述第一数据和所述第二数据相关联的3D定位信息，并且还被配置为当运行在所述非3D定位模式时发送与所述第三数据相关联的UDLR命令。所述系统还包括用户界面控制装置，用户界面控制装置被配置为至少部分地基于接收的用户输入生成和控制用户界面，其中所述用户界面控制装置还被配置为从所述遥控装置接收被解释成滚动命令的所述3D定位信息，以及还被配置为从所述遥控装置接收被解释成上下左右(UDLR)命令的所述非3D定位信息。
根据本发明的第八方面，提供了一种用于控制与遥控装置接合的用户界面的方法，该方法包括：所述用户界面确定所述遥控装置是否应该运行在第一模式或第二模式；所述用户界面将控制信号转发至所述遥控装置以使所述遥控装置处于第一运行模式或第二运行模式；以及所述用户界面接收对应于所述第一运行模式的滚动命令或对应于所述第二运行模式的上下左右(UDLR)命令。
根据本发明的第九方面，提供了一种使用3D定位装置控制用户界面的方法，该方法包括：在随机访问模式与非随机访问模式之间切换所述3D定位装置的运行模式。根据本发明的第十方面，提供了一种包括3D定位装置的系统，该系统包括：处理器，被配置为在随机访问模式与非随机访问模式之间切换所述3D定位装置的运行模式。
附图说明
附图示出了示例性实施方式，其中：
图1描绘了用于娱乐系统的传统遥控单元；
图2描绘了可实现示例性实施方式的示例性媒体系统；
图3示出了根据本发明的示例性实施方式的3D定位装置；
图4示出了包括两个旋转传感器和加速计的图4的3D定位装置的剖视图；
图5示出了根据另一示例性实施方式的3D定位装置；
图6描绘了根据示例性实施方式的用作“10英尺”接口的一部分的图5的3D定位装置；
图7A描绘了根据示例性实施方式的具有滚动/UDLR控制元件的3D定位装置；
图7B-E描绘了根据示例性实施方式的用户拇指在光学手指导航装置上的上、下、左、右运动的移动；
图8示出了根据示例性实施方式的图7的3D定位装置的元件；
图9是根据示例性实施方式的与可操作成滚动/UDLR控制元件的光学手指导航(OFN)装置相关联的状态机；
图10描绘了与根据示例性实施方式的3D定位装置相关联的硬件元件；
图11(a)-11(c)示出了根据示例性实施方式的包括OFN的另一3D定位装置的各个视图；
图12示出了根据示例性实施方式的与图7中所示的光学手指导航垫上透镜一起使用的假象阈值；以及
图13示出了用于操作根据示例性实施方式的光学手指导航装置的方法的流程图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明进行详细的说明。在不同的附图中，相同或相似的元件用同一附图标号表示。此外，以下对本发明的详细说明并不是对本发明的限制。相反，本发明的范围是由所附权利要求来限定的。
为了对该讨论提供一些上下文，首先参照图2描述可实现本发明的示例性聚合媒体系统200。然而，本领域技术人员将理解，本发明并不被限制于在这种类型的媒体系统中实现并且可包括更多或更少的部件。在本文中，输入/输出(I/O)总线210将媒体系统200中的系统部件连接在一起。I/O总线210表示用于在媒体系统部件之间传送信号的多个不同机构和技术。例如，I/O总线210可包括传送音频信号的合适数量的独立的音频“插接”电缆、传送视频信号的同轴电缆、传送控制信号的双绞线或红外或射频收发器、传送其它类型信号的光纤或任何其它传送机构。
在该示例性实施方式中，媒体系统200包括耦合至I/O总线210的电视(TV)/监控器212、盒式录像机(VCR)214、数字视频光盘(DVD)录像机/播放装置216、音频/视频调谐器218和光盘播放器220。VCR 214、DVD 216和光盘播放器220可以是单个磁盘装置或单个盒式装置，或者可选地可以是多个磁盘装置或多个盒式装置。它们可以是独立的单元或集成在一起。此外，媒体系统200包括麦克风/扬声器系统222、摄像机224和无线I/O控制装置226。根据本发明的示例性实施方式，无线I/O控制装置226是根据下面描述的示例性实施方式之一的3D定位装置。无线I/O装置226可使用例如IR或RF发送器或收发器与娱乐系统200通信。可选地，I/O控制装置可经由线缆连接至娱乐系统200。
娱乐系统200还包括系统控制器228。根据本发明的一个示例性实施方式，系统控制器228进行操作以存储和显示可从多个娱乐系统数据源获得的娱乐系统数据并且控制与每个系统部件相关联的各种广泛的特征。如图2所示，系统控制器228直接或间接地(如有必要，通过I/O总线210)耦合至各个系统部件。在一个示例性实施方式中，除了I/O总线210之外或用于取代I/O总线210的系统控制器228配置有能够经由IR信号或RF信号与系统部件通信的无线通信发送器(或收发器)。不管控制介质，系统控制器228被配置为通过下面描述的图形用户界面控制媒体系统200的媒体部件。
如图2进一步所示，媒体系统200可被配置为从各个媒体源和服务供应商接收媒体节目。在此示例性实施方式中，媒体系统200从以下源中的任一或全部源接收媒体输入并且可选地将信息发送至这些源：有线广播230(例如，经由同轴电缆、或可选地经由光缆)、卫星广播232(例如，经由碟形卫星天线)、广播电视网络234的特高频(VHF)或超高频(UHF)射频通信(例如，经由架空天线)、电话网络236和电缆调制解调器238(或互联网内容的其他源)。本领域技术人员将理解，图2所示和描述的媒体部件和媒体源仅是示例性的并且媒体系统200可包括更多或更少的媒体部件和媒体源。
关于该示例性娱乐系统及其架构的更多细节可在上面通过引用并入的美国专利申请“A Control Framework with a Zoomable Graphical User Interface forOrganizing,Selecting and Launching Media Items(具有用于组织、选择和启动媒体节目的可缩放图形用户节目的控制架构)”中找到。可选地，根据本发明的遥控装置可结合其他系统(例如，包括例如显示器、处理器的计算机系统)或各种其它系统和应用一同使用。
如背景技术部分所描述的，作为3D定位器的遥控装置是本说明书尤其感兴趣的。这种装置能够将移动(例如，姿势)转化为对用户界面的命令。图3描绘了示例性的3D定位装置400。在本文中，可根据例如3D定位装置400的x轴方位(滚动(roll))、y轴高度(俯仰(pitch))和/或z轴方向(摇摆(yaw))的组合限定3D定位装置的用户移动。此外，本发明的某些示例性实施方式还可测量3D定位装置400沿x、y和z轴的线性移动，以生成光标移动或其它的用户界面命令。在图3的示例性实施方式中，3D定位装置400包括按钮402和404以及滚轮406，虽然其它的示例性实施方式将包括如下面标题“上下左右模式切换”后具体描述的其他物理配置。
根据本发明的示例性实施方式，应该预期到，3D定位装置400将由用户在显示器408的前方握持，并且3D定位装置400会将其运动转化为输出，以与显示在显示器408上的信息相互作用，例如在显示器408上移动光标410。例如，可由3D定位装置400感测3D定位装置400关于y轴的旋转，并将其转化为系统可用的输出，以沿着显示器408的y2轴移动光标410。同样，可由3D定位装置400感测3D定位装置400关于z轴的旋转，并将其转化为系统可用的输出，以沿着显示器408的x2轴移动光标410。应该认识到，3D定位装置400的输出可用于以不同于(或除了)光标移动之外的方式与显示器408相互作用，例如，可控制光标淡入、音量或媒体传送(播放、暂停、快进或倒带)。输入命令可包括除了光标移动之外的操作，例如，在显示器的特定区域放大或缩小。光标可为可视或不可视的。同样，除了y轴和/或z轴旋转之外、或作为一种替代的选择，可使用3D定位装置400的针对其x轴感测到的旋转，向用户界面提供输入。
根据本发明仅说明性的示例性实施方式，如图4所示，两个旋转传感器420和422和一个加速计424可被用作3D定位装置400中的传感器。尽管该示例性实施方式采样惯性传感器来感测运动，但是将理解，本发明不限于此并且下面提供了可与其它示例性实施方式结合使用的其它类型的传感器的实施例。旋转传感器420和422可例如使用由Analog Devices(模拟装置)制成的ADXRS150或ADXRS401传感器实现。本领域技术人员将理解，其它类型的旋转传感器可用作旋转传感器420和422并且ADXRS150和ADXRS401仅用作说明性实施例。
与传统的陀螺仪不同，这些示例性旋转传感器使用微机电系统(MEMS)技术以提供共振体，该共振体附接至框架使其能够仅沿一个方向共振。当传感器所附着的主体绕传感器的感测轴旋转时共振体被移动。这种移动可使用科里奥利加速度效应(Coriolisacceleration effect)进行测量以确定与沿感测轴的旋转相关联的角速度。如果旋转传感器420和422具有单个感测轴(例如，ADXRS150)，那么它们可被安装在3D定位装置400中使得它们的感测轴与待测量的旋转对齐。对于本发明的此示例性实施方式，这意味着，如图4所示，旋转传感器422被安装为使得它的感测轴与y轴平行并且旋转传感器420被安装为使得它的感测轴与z轴平行。
将理解，可使用不同的传感器组件，这可能导致其他示例性实现。例如，两个1-D旋转传感器420和422可由单个2D旋转传感器组件替换，单个2D旋转传感器组件提供沿例如y轴和z轴的旋转运动输出。一个示例性2D旋转传感器是InvenSense IDG-300，尽管将理解，还可使用其它传感器/传感器组件。旋转传感器420、422可以是1-D、2-D或3-D传感器。加速计424可例如是3轴线性加速计，尽管通过假设装置对重力进行测量并且以数学的方式计算剩余的第3个值，还可使用2轴线性加速计。此外，加速计和旋转传感器可被组装在一起成为单个传感器组件。其它变型的传感器和传感器组件还可与这些示例性实施方式结合使用。
示例性实施方式不限于图3和图4所示的工业设计，而是相反能够以任意工业形式因素来部署，在图5中示出另一实施例。在图5的示例性实施方式中，3D定位装置500包括环形壳体501、两个按钮502和504以及滚轮506和手柄507，尽管其他示例性实施还可包括其他物理配置。包括两个按钮502和504以及滚轮506的区域508在此被称为“控制区域”508，其可被设置在环形壳体501的外部。关于此示例性实施方式的更多细节可在于2006年7月3日提交的题为“3D Pointing Devices(3D定位装置)”的第11/480,662号美国专利申请中找到，该美国申请通过引用并入本文。如下面在与UDLR模式切换相关的这部分中更详细讨论的，根据一些示例性实施方式，滚轮506可被不同的控制元件(例如，光学手指导航(OFN)装置)替换。
这种3D定位装置具有许多应用，这些应用包括例如如图6所示的典型的客厅中沙发与电视机之间的所谓的“10英尺”接口中的使用。在本文中，当3D定位装置500在不同位置之间移动时，该移动由3D定位装置500中的一个或多个传感器检测并且发送至电视机620(或相关联的系统部件，例如机顶盒(未示出))。3D定位装置500的移动例如可转化成显示在电视机620上的光标640的移动并且用于与用户界面相互作用。用户可通过3D定位装置500与其交互的示例性用户界面的细节可例如在上面并入的第10/768,432号美国专利申请和于2006年5月19日提交的题为“Global Navigation Objects in User Interfaces(用户界面中的全局导航对象)”的第11/437,215号美国专利申请中找到，所述专利申请的公开内容通过引用并入本文。
实现根据这些示例性实施方式的示例性3D定位装置400、500所面对的一个挑战是在采用例如旋转传感器420和424的不太昂贵的部件的情况下，同时提供对3D定位装置400、500的移动、关于用户界面对3D定位装置400、500的具体移动做出何种反应的用户期望以及响应于该移动的用户界面的实际性能之间的高度相关性。例如，如果3D定位装置400不移动，则用户可能期望光标不应该在屏幕上漂移。同样，如果用户使3D定位装置400仅绕y轴旋转，则用户可能不期望看见所引起的光标在显示器408上的移动包含任何明显的x轴分量。为了实现本发明的示例性实施方式的这些和其它方面，例如通过3D定位装置400、500执行各种测量和计算，这些测量和计算用于调节传感器420、422和424的一个或多个的输出和/或作为由处理器使用的输入的一部分以基于传感器420、422和424的输出确定用于用户界面的合适的输出。这些测量和计算用于补偿宽泛地落入下面两类内的因素：(1)3D定位装置400、500固有的因素，例如，与在3D定位装置400、500中使用的具体传感器420、422和424相关联的误差或与传感器在3D定位装置400内的安装方式相关联的误差；以及(2)3D定位装置400、500中非固有的因素，即与用户使用3D定位装置400、500的方式相关联的因素，例如线性加速度、倾斜和颤动。用户处理这些效应的一些示例性技术在上面并入的参考‘518专利中进行了描述。额外的技术例如与处理感测到的运动的偏置或偏移误差贡献相关的额外技术在受让人的第20090033807号美国专利申请中进行了描述，该申请的公开内容也通过引用并入本文。
上下左右模式切换
有时，还希望提供对上述3D定位装置(或其它)的遗留支持，上述3D定位装置用于设计为接收UDLR输入作为例如用户界面的选择输入的装置、应用和/或软件。本发明的示例性实施方式通过在3D定位模式与UDLR模式(或者，甚至更一般地在随机访问模式与非随机访问模式之间)、或者在3D定位装置上的具体控制元件操作在UDLR模式与非UDLR模式(例如滚动模式)之间提供用于3D定位装置的模式切换来解决这种要求。
根据这种示例性实施方式，当3D定位装置与支持3D定位输入的用户界面控制装置(例如，电视机、机顶盒、游戏控制台或其它这种装置)、或者在用户界面控制装置上运行的应用相互作用时，系统(即，3D定位装置和/或用户界面控制装置)以3D定位模式运行。另一方面，当3D定位装置与不支持3D定位输入(或不支持或需要UDLR输入)的用户界面控制装置(例如，电视机、机顶盒、游戏控制台或其它这种装置)、或者在用户界面控制装置上运行的应用相互作用时，系统(即，3D定位装置和/或用户界面控制装置)以非3D定位模式例如UDLR模式运行。
这种示例性实施方式可以不同的方式实现。例如，根据一个示例性实施方式，3D定位装置可被修改以包括模式切换功能。在这个实施方式中，在执行模式切换控制(它可以是3D定位装置上的明确按钮或其它输入，或者一些较不明确的控制诸如：(a)UDLR姿势，其为握住3D定位装置的用户的移动的图案，该图案被3D定位装置识别为命令以进入UDLR模式；或者(b)一系列非UDLR姿势，仅作为实施例，在滚动运动之后的手的摇摆运动)之后，3D定位装置将从用户接受的一个或多个随后输入(通过装置的运动、上面描述的示例性3D定位装置中按钮的操作或滚轮506的移动)解释成上、下、左或右命令，并且向用户界面控制装置发送相应的UDLR信号或命令。根据另一示例性实施方式，即使发生模式切换，不管是从3D定位模式至UDLR模式，或相反，尽管处于新模式但仍可解释来自原来模式的运动。例如，如果3D定位装置处于3D定位模式然后转变至UDLR模式，则正处于UDLR模式的3D定位装置可仍翻译一组3D姿势的一些或全部。
根据另一示例性实施方式，用户界面控制装置例如图2中的系统控制器228(或在用户界面控制装置上运行的应用)可将其从3D定位装置接收的具体输入解释成上、下、左或右输入命令。在此示例性实施方式中，可能没必要对3D定位装置自身做任何改变，或者在3D定位装置中执行模式切换。也就是说，在此具体示例性实施方式中，在接收装置即系统控制器228中执行滚动针对UDLR模式的确定。在另一示例性实施方式中，用户界面(或在用户界面控制装置上运行的应用)自身在例如UDLR模式与滚动模式之间实现3D定位装置的模式切换。在这种情况下，3D定位装置的运行模式由用户界面控制而不需要用户的任何明确动作来做出这种选择。例如如果整个应用或用户界面运行在与3D定位装置当前所运行的模式不同的运行模式下，或者，如果用户界面的一个或多个部分/子应用运行在与3D定位装置当前被设定的运行模式不同的模式下，则可发生3D定位装置的运行模式之间的改变。
为了支持这些示例性实施方式，可能希望(但非必然)采用3D定位装置上的输入控制以支持UDLR模式切换。例如，如图7A所示，可能希望提供具有光学垫702的3D定位装置700而不是提供给图5的3D定位装置的滚轮506，光学垫702可检测例如用户的拇指在光学垫702上沿任意期望方向的移动。光学垫702的实施例是光学手指导航(OFN)装置，诸如，在第20090201594号美国专利公开文本中描述的那些装置中的任一个，该专利申请的公开内容通过引用并入本文。有时称为“空气透镜”的OFN装置通过照射对象(例如，手指或指纹)并且追踪对象在表面上的运动来操作。当对象在表面上移动时，基于由图像传感器在相对短时间内记录的至少两个图像之间的差别来检测运动。根据一些实施方式，例如手指在光学垫或OFN装置上的移动可被称为“挥动(swipe)”。例如，手指或对象在光学垫或OFN上的左运动可被称为“左挥动”并且手指或对象的右运动可被称为“右挥动”。
通过这种输入控制702，当在3D定位模式时(或，从控制元件702的角度观看，当处于滚动模式时)，经由光学垫702接收的输入可被认为是例如滚动输入。因此，当运行在3D定位模式或滚动模式时，3D定位装置、用户界面控制装置和/或在用户界面控制装置上运行的应用将经由光学控制垫702接收的输入解释成滚动输入并且将沿指示的方向滚动用户界面。相反，当运行在UDLR模式时，经由光学控制垫702接收的输入由3D定位装置700、用户界面控制装置和/或在用户界面控制装置上运行的应用中的一个或多个解释成上、下、左或右输入命令。如上所述，可为3D定位装置、用户界面控制装置或应用选择UDLR模式或非UDLR模式，例如基于应用或用户界面控制装置可接收的输入类型由用户明确选择或由系统隐性选择。
作为仅说明性的实施例，如果用户在光学控制垫702上从垫702的底部向垫702的顶部移动其拇指，如图7B(底部的位置A、顶部的位置B)所示，当系统运行在3D定位或滚动模式时，此输入可被解释成“向上滚动”命令。相反，当系统运行在UDLR模式时，例如由于仅识别UDLR命令、或某些模式切换命令的用户界面控制装置上的应用的执行，则用户在光学控制垫702上的相同输入可替代地被解释成“向上”命令，并且例如，响应于对基于此输入产生的信息的接收，高亮区域、光标或其它焦点效果将从所显示的元素的UDLR矩阵中的一个显示的界面元素向上移动至下一个“最高”界面元素。因此，如图7B-E所示，存在向下滚动(图7C)、向左滚动(图7D)和向右滚动(图7E)命令。在图7B-7E的全部附图中，位置A是最初位置并且位置B是最终位置。根据又一示例性实施方式，图7B-E的每个可包括光学透镜阈值(阈值)703(类似于下面参照图12更详细讨论的阈值、和阈值803)，为了解释滚动命令需要越过阈值703(即，对于向上滚动拇指需要越过上阈值803，对于向下滚动拇指需要越过下阈值803，对于向左和向右滚动情况相似)。
根据一个示例性实施方式，其中光学控制垫702为如图8所示连接至OFN驱动器804(软件)的OFN模块800(包括透镜802的硬件)，操作可如下在如图13所示的方法300的流程图中示出。在步骤302中，OFN模块800从空闲状态定期地轮询自身以在判断步骤304中确定对象例如手指是否覆盖其透镜802。如果手指覆盖透镜802(判断步骤304的“是”路径)，OFN模块800向OFN驱动器804发送(assert)中断信号(步骤306)。一旦接收到此中断信号，OFN软件驱动器804定期地从OFN模块800读取数据(步骤308)直到手指或其它对象从透镜802移除(由判断步骤310确定)。此数据指示手指覆盖透镜802时的移动方向。一旦手指或其它对象被移除(在轮询步骤中检测到：判断步骤310的“否”路径)，OFN模块800和OFN驱动器804回到中断驱动的模式(即，回到判断步骤304)。
如果OFN驱动器804处于滚动模式、或者可选地处于3D定位模式并且基于模式控制输入806，则从OFN模块800读取的上或下运动的全部由OFN驱动器804作为滚动运动808报告给应用。根据此示例性实施方式忽略左和右运动，水平滚动不被支持，根据另一示例性实施方式，如果用户界面上的水平滚动是被支持的导航则水平滚动也被报告成滚动运动。OFN模块800可由OFN驱动器804配置以产生期望的滚动输出(在灵敏性、加速度、磁滞方面)。因此，例如，根据一个示例性实施方式，OFN模块800可针对UDLR模式具有用于滚动模式的不同的硬件和/或软件配置，例如不同的弹道或分层配置。可选地，对于滚动模式和UDLR模式，这种OFN配置可以是相同的。
如果OFN驱动器804处于UDLR模式即基于模式控制输入806，则OFN驱动器804累积全部方向的运动直到在四个方向之一超过光学透镜阈值(阈值)803。这个阈值803可在概念上被设想成围绕OFN透镜上的中点的虚拟盒，则生产对应的UDLR输出。当移动的对象超出实际的盒(阈值803)或盒的任意一侧时，产生相应的UDLR输出。因此，例如，一旦超过阈值803，则OFN驱动器804根据一个示例性实施方式发送键盘按压作为指示手指移动方向的输出808，即对应于手指移动方向的上、下、左或右命令。根据此示例性实施方式，直到用户将其手指从OFN模块800移除，没有其他按键被报告。例如如图12所示，用户的拇指在位置A开始，然后从位置A移动至位置B。在位置B，用户的拇指已经超过阈值803的上部，指示“上”命令，即使用户的拇指还从右向左移动，但是没有超过阈值803的左侧或右侧。根据此示例性实施方式，通过使用装置700，希望用户以快速且容易地越过距离阈值803的方式在OFN透镜802上摇动或挥动手指以被解释成手指摇动方向的UDLR命令。根据又一示例性实施方式，其它图案识别方法可用于检测上、上、左和右移动图案，以及更复杂的图案诸如圆圈。
因此，根据示例性实施方式，由OFN模块结合OFN驱动器804检测的运动可被解释成发送基于运动方向和模式确定的消息。作为仅为说明性的示例性实施方式，发送的消息可被格式化成下面表中所示的。
Figure BDA0001467605660000171
在上面的表中列出的仅说明性的消息表示以人机接口装置(HID)组件中的3D定位装置与系统控制器之间经由USB链路发送的原始十六进制字节，包括供应商特定字节。因此本领域技术人员将理解，这些消息仅是说明性的，在这个意义上可使用其它消息或消息格式。在此实施例中，“向上”方向为用户握住手持装置时远离用户的方向，如图7中的轴线所示。十六进制(基16，数字0-F)数字典型地由前缀“0x”表示。在十六进制2的补数中，0x1至0x7F是正数(十进制1至127)。0xFF至0x80是负数(十进制-1至-128)。在上面的表中，设“N”等于这种类型的负数，并且设“M”等于这种类型的负数。
在前述的示例性实施方式中，根据每个检测到的对象在OFN透镜804上的运动生成仅一个UDLR命令。然而，根据另一实施方式，可能根据每个运动检测和生成多个UDLR命令，即不要求用户将其手指提离透镜。然而，这种实施方式应该考虑潜在的设计挑战。例如，如果存在与更新光标或聚焦条件的显示位置相关联的充分的用户界面延迟，这可导致意外越过例如显示在电视机上的UDLR命令交互的用户界面上的选择对象(目标)，由于用户可能将延迟解释成超过上面描述的距离阈值的故障并且将代替地发送第二重复的UDLR命令。
根据又一示例性实施方式，阈值803的大小是可变的。阈值803可根据由用户确定的大小设置而改变大小，或者阈值803的大小可被设置成屏幕元件的界面屏幕的大小。此外，根据又一示例性实施方式，用户手指的大小可能变化，从而OFN驱动器将识别第一用户的手指与另一用户的手指。另外，触笔或其它类型的定位装置可用于取代用户的手指以指示透镜802上的运动。根据又一示例性实施方式，如果用户手指(或其它装置)在第一方向的运动由OFN驱动器804确定，则相同方向的速度运动可根据用户手指或装置在透镜802上的移动速度确定。例如，参考图12，如果在时刻t0用户的手指位于位置A并且移动至位置B，从t0到t1的时间差将直接或实质上与由OFN驱动器804驱动的光标的运动速率相关。本领域技术人员将理解，相同的运动速率应用于向下移动或向左和向右移动或挥动。
可以期望的方式实现在滚动模式与UDLR模式之间改变3D定位装置。根据一个示例性实施方式，OFN驱动器804根据3D定位分别为被启动或被禁用而在滚动模式与UDLR模式之间改变。也就是说，如果装置700具有启用的3D定位，则模式控制输入806将OFN驱动器804置于滚动模式。可选地，如果3D定位被禁用，则模式控制输入806将OFN驱动器804置于UDLR模式。在装置700上启用3D定位可例如涉及按压设置于装置自身上的按钮，或者可用于切换模式的任何其它期望的机构。然而，其它实施方式可不将滚动/UDLR模式切换关联至3D定位，并且任何期望的机构可用于切换模式控制输入806。
图9呈现了用于OFN驱动器804的示例性状态机900。核心操作顺序从READY_state(准备_状态)902开始。从该状态开始，OFN驱动器804定期轮询3D定位装置700以看手指是否覆盖透镜802。如果手指覆盖透镜802，则通过发送终端信号INT 904通知OFN驱动器804。一旦接收到INT信号，则OFN驱动器804定期地从3D定位装置700读取数据直到通过在ACCUM_WAIT_*state(ACCUM_等待_*状态)908与ACCUM_state(ACCUM_状态)906之间切换移除手指。一旦手指被移除，则发生转变910并且OFN驱动器804回到READY_state 902(除非操作被关闭，在这种情况中它返回SHUTDOWN_WAIT_state(关闭_等待_状态))。
其中，状态机900中引用的键动作函数和符号在下面列出：
encoderStart()—系统通知OFN驱动器开始产生输出。
encoderStop()—系统通知OFN驱动器停止产生输出并且进入低功率模式。
TimerArm(*)—装备将警告OFN驱动器它到期的定时器。
TIMER—指示由Timearm()装备的定时器已经到期的信号。
Power(*)—OFN驱动器从系统请求功率水平，即，开或关。
ON/OFF—来自系统的响应告诉驱动器响应于POWER(*)请求它已经被授予开或关功率水平。
Shutdown(*)—启用或禁用OFN装置的关闭信号。
Reset(*)—启用或禁用OFN装置的重置信号。
Write(*)—将特定的数据写入OFN装置。
Read()—从OFN装置读取传感器测量数据。
DONE—Write()或Read()已经完成的信号。
Process()函数执行将OFN装置数据根据所选择的操作模式(下面更详细描述的)解释成滚动输入或UDLR输入，或者解释成待忽略的噪声。本领域技术人员将理解，图9的状态机仅为说明性的并且可使用其它逻辑实现本文描述的更一般的UDLR/滚动模式切换。
说明性的OFN驱动器900包括在滚动模式与UDLR模式之间切换的模式切换912。基于系统通过“SL”信号请求滚动或UDLR，OFN驱动器804将OFN透镜802上的手指移动处理成滚动命令或UDLR命令。
如果OFN驱动器804处于滚动模式，则从OFN透镜802读取的全部上或下运动被报告成滚动运动。根据示例性实施方式，左和右运动被忽略或者用作取代垂直滚动的水平运动。OFN模块800在CONFIG_*state(CONFIG_*状态)914由OFN驱动器804配置成适合于滚动操作或UDLR操作的各种参数，尤其诸如灵敏度、加速度、磁滞。
如果OFN驱动器804处于UDLR模式，则它累积全部方向的运动直到在4个方向之一超过阈值。根据又一示例性实施方式，可存在更多的方向，诸如“入”和“出”(如果需要的话)。一旦超过阈值之一，则驱动器804发送指示手指移动方向(在4个方向的情况下为上、下、左或右)的合适命令。在又一示例性实施方式，直到用户将其手指从OFN透镜802移除，没有其他的命令被报告。本文描述的OFN驱动器804的示例性实施方式因此提供若干重要的优点：
1.通过用户错误地将用户界面延迟解释成不充分的运动防止目标超越；
2.调节每个用户认为移动光标所需的每个冲程变化的运动量；以及
3.允许光标的精确的单点击运动控制。
根据发明人进行的研究，典型的用户操作是根据UDLR命令的手指单挥动——一个非常简单、容易且确定的操作方法，因为每次挥动等于一次键盘按压或命令。
尽管本文已经描述了OFN技术，但是光学控制垫702可采用任意期望的形式并且可通过使用任何期望的技术检测用户拇指的移动。此外，控制垫702不需要是光学的，而可以是触摸敏感的或者使用可检测用户手指在其上移动以获得输入的任意技术。
根据前述示例性的实施方式已经提供了示例性3D定位装置中的UDLR模式切换的描述，图10示出了与3D定位装置相关联的示例性硬件体系结构。其中，处理器1000与3D定位装置的其它元件通信，包括闪存1001、OFN 1002、边界扫描单元(联合测试/动作组)(JTAG)1004、发光二极管(LED)1006、开关矩阵1008、红外(IR)光探测器1010、旋转传感器1012、加速计1014以及收发器1016。闪存装置1001可由处理器1000用于存储如上所述用于操作3D定位装置的各种程序和/或数据(偏置估计)。OFN 1002是使用户向如上所述界面提供UDLR或滚动输入的输入组件。JTAG 1004向处理器提供编程和调试界面。LED 1006在例如按下按钮时向用户提供视觉反馈。开关矩阵1008接收输入，例如指示3D定位装置上的按钮已压下或松开的指示，然后将该输入传送给处理器1000。可选地，可提供使示例性的3D定位装置能从其它遥控装置获得IR码的IR光探测器1010。旋转传感器1012向处理器1000提供例如如上所述关于3D定位装置的y轴或z轴旋转(角速度)的读数。加速计1014向处理器1000提供关于3D定位装置的线性加速的读数，其可用于例如执行倾斜补偿和补偿线性加速引入到旋转传感器1012生成的旋转读数的误差。收发器1016用于向3D定位装置发送信息，或将信息从3D定位装置发送至例如系统控制器228或与计算机相关联的处理器。收发器1016可为无线收发器，例如根据蓝牙标准或用于短程无线通信或红外收发器操作。作为一种选择，根据示例性实施方式的3D定位装置可通过电线连接与系统通信。
图11(a)-11(c)示出了根据示例性实施方式的另一3D手持装置(定位装置)1100例如3D定位装置的各个视图。其中，OFN 1102被明显地显示为接近控制区域1104的中央。本领域技术人员将理解，由这些示例性实施方式可想到包括OFN和滚动/UDLR模式切换的其它工业设计。根据又一示例性实施方式，当3D定位装置700、1100之一处于滚动模式或3D模式时，光标的滚动可通过一个或多个、一系列手姿势发生。例如，一系列手转动移动、或一系列快速且时间密集的从上至下运动可向上移动光标，而一系列快速且时间密集的从下至上运动可向下移动光标。本领域技术人员可理解许多这种手姿势或移动能够并入滚动模式，并且上面讨论的示例并不意味着以限制方式进行描述。
遥控或3D定位装置可采用任何期望的形式，并且根据示例性实施方式的UDLR模式切换不限于此，但是可设置在与可运行在UDLR模式或非UDLR模式的应用交互的任何装置(例如，移动电话)中。
根据本发明示例性实施方式的用于处理数据的系统和方法可由执行包含在存储于存储装置中的指令序列的一个或多个处理器执行。这些指令可从其他计算机可读介质(例如辅助数据存储装置)被读入到存储装置。包含在存储装置中的指令序列的执行使处理器例如如上所述操作。在替换的实施方式中，硬线电路可用于取代或结合软件指令以实现本发明。这种软件可在容纳在包含传感器的装置(例如，3D定位装置)或其它装置中的处理器上运行，或软件可在容纳在与包含传感器的装置通信的另一装置(例如，系统控制器、游戏控制台、个人计算机等)内的处理器或计算机上运行。在这种情况下，数据可经由有线或无线在包含传感器的装置与包含处理器的装置之间传输，其中处理器运行执行如上所述的偏置估计和补偿的软件。根据其它示例性实施方式，在包含传感器的装置中执行上面关于UDLR/滚动模式切换的一些处理可在从包含传感器的装置接收到部分处理的数据之后在第二装置中执行其它的处理。
尽管前述的示例性实施方式涉及包括一个或多个旋转传感器和加速计的传感组件，根据示例性实施方式的偏置估计技术不限于这些类型的传感器。相反，本文中描述的偏置估计技术可应用于包括例如加速计、光学惯性传感器(例如，旋转传感器、陀螺仪或加速计)、磁力计和惯性传感器(例如，旋转传感器、陀螺仪或加速计)、磁力计和光学传感器、或其它传感器组合的装置。另外，尽管本文描述的示例性实施方式涉及3D定位装置和应用背景下的偏置估计，这种技术不限于此并且可用于与其它应用相关联的方法和装置(例如，移动电话、医疗应用、游戏、照相机、军事应用等)中。
而且，本文描述的示例性处理可全部或部分地在3D定位装置自身内或3D定位装置外执行。例如，原始的传感器数据可被传送至例如机顶盒或计算机中的系统处理器，然后被处理以更新与显示在用户界面屏幕上的光标相关联的光标位置。
上面描述的示例性实施方式在本发明的各个方面是说明性的而不是限制性的。因此，本发明可以是由本领域技术人员从本文中包含的描述得到的详细实现的许多变型。例如，尽管前述的示例性实施方式描述了使用惯性传感器检测装置的移动，但是其它类型(超声波、磁性或光学)的传感器可用于与前述信号处理结合的惯性传感器的代替或附加。全部这些变化和修改可被认为落入由随后的权利要求限定的本发明的范围和精神内。在本申请的描述中所用的元件、动作或指令不应该被解释成对本发明而言是至关重要或必要的，除非明确说明。而且，如本文所使用的，冠词“a(一个)”用于包括一个或多个物品。

Claims (21)

1.一种使用3D遥控定位装置的控制元件生成滚动命令或上-下-左-右UDLR命令的方法，所述方法包括：
确定与对象在所述3D遥控定位装置的所述控制元件的表面上的所检测的移动相关联的输入信息，该输入信息包括指示以下的信息：在所述控制元件的所述表面上的所述所检测的移动的方向、距离和速率；
选择用于生成命令的操作模式，其中该操作模式基于指示在所述控制元件的所述表面上的所述所检测的移动的所述方向、所述距离和所述速率的所述输入信息而被选择；以及
针对所选的操作模式及与在所述控制元件的所述表面上的所检测的移动相关联的所述输入信息，生成所述命令，其中所生成的命令为：(1)在所选的操作模式为滚动模式的情况下的所述滚动命令；或(2)在所选的操作模式为UDLR模式的情况下的所述UDLR命令。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：
发送所述命令至另一装置。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述控制元件为以下中的任一者：光学手指导航OFN元件、光学触摸板及非光学装置。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述UDLR命令为以下中的任一者：向上命令、向下命令、向左命令及向右命令。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述UDLR命令为根据所检测到的移动的方向被生成，其中所述向左命令为向左挥动，以及其中所述向右命令为向右挥动。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述UDLR命令为在所检测到的移动的距离超过在所述UDLR命令的方向上的阈值的情况下被生成。
7.一种使用包含控制元件的3D遥控定位装置控制用户界面的方法，所述方法包括：
选择所述3D遥控定位装置用于生成命令的操作模式，其中该操作模式根据一输入信息而被选择，该输入信息包含指示对象在所述控制元件的表面上的所检测的移动的方向、距离和速率的信息；以及
根据所选的操作模式及与所述输入信息，生成用于所检测的移动的所述命令，其中所生成的命令为：(1)在所述遥控定位装置的所选操作模式为随机访问模式的情况下的滚动命令，或(2)在所述遥控定位装置的所选操作模式为非随机访问模式的情况下的上-下-左-右UDLR命令。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述随机访问模式为定位模式及所述非随机访问模式为UDLR模式，
其中所述定位模式包括定位到显示器上的任意位置的命令；以及
其中所述非随机访问模式包括仅用于访问预定显示位置的命令。
9.如权利要求7所述的方法，其中所述控制元件为以下中的任一者：光学手指导航OFN元件、光学触摸板及非光学装置。
10.如权利要求7所述的方法，其中所述操作模式的切换被以下中的任一者执行：所述遥控定位装置及与所述遥控定位装置通信的系统控制器。
11.一种3D遥控定位装置，该遥控定位装置包括：
控制元件，被配置为检测对象在所述控制元件的表面上的移动及生成与所检测到的移动相关联的移动数据，其中所述移动数据包含指示以下的数据：在所述控制元件的所述表面上的所述所检测的移动的方向、距离和速率；以及
处理器，被配置为：
接收来自所述控制元件的输入移动数据；
选择所述遥控定位装置用于生成命令的操作模式，其中该操作模式根据指示在所述控制元件的所述表面上所检测的移动的所述方向、所述距离和所述速率的所述输入移动数据而被选择；以及
根据所选的操作模式及所述输入移动数据，生成用于所检测的移动的所述命令，该命令为以下任意者：(1)在所述遥控定位装置的所选操作模式为随机访问模式的情况下的滚动命令；(2)在所述遥控定位装置的所选操作模式为非随机访问模式的情况下的上-下-左-右UDLR命令。
12.如权利要求11所述的3D遥控定位装置，其中所述处理器被配置为在以下中的任一者下进行操作：（1）在所述操作模式为随机访问模式情况下的滚动模式，及（2）在所述操作模式为非随机访问模式情况下的UDLR模式。
13.如权利要求12所述的3D遥控定位装置，其中所述处理器还被配置为：
在所述操作模式为所述滚动模式的情况下，传送所述滚动命令；以及
在所述操作模式为所述UDLR模式的情况下，传送所述UDLR命令。
14.如权利要求11所述的3D遥控定位装置，其中所述控制元件为以下中的任一者：光学手指导航OFN元件、光学触摸板及非光学装置。
15.如权利要求11所述的3D遥控定位装置，其中根据在所述控制元件的所述表面上检测到的移动，仅生成一个UDLR命令。
16.如权利要求11所述的3D遥控定位装置，其中根据在所述控制元件的所述表面上检测到的移动，生成多于一个UDLR命令。
17.如权利要求11所述的3D遥控定位装置，其中所述控制元件和所述处理器中的至少一者还被配置为：累积所检测到的所述对象在所述表面上的移动，直到所累积的检测到的移动超过阈值。
18.如权利要求17所述的3D遥控定位装置，其中所述阈值为以下中的任一者：在所述表面上定义的虚拟盒、可变的阈值、能够由所述遥控定位装置的用户设置的阈值及能够响应于检测到的用户手指的大小而设置的阈值。
19.如权利要求11所述的3D遥控定位装置，其中所述遥控定位装置包括至少一个用于检测所述遥控定位装置的移动的移动传感器。
20.一种3D遥控定位装置，该遥控定位装置包括：
控制元件，被配置为：
检测对象在所述控制元件的表面上的移动；以及
根据所检测到的移动，生成移动数据，该移动数据包含指示以下的输入移动数据：在所述控制元件的所述表面上的所述所检测的移动的方向、距离和速率；以及
处理器，被配置为：
接收来自所述控制元件的所述输入移动数据；
基于所述输入移动数据，选择操作模式；
根据所选的操作模式及所述移动数据，生成用于所检测的移动的命令，其中所述命令为以下中的任一者：（1）在所述遥控定位装置的所选操作模式为随机访问模式的情况下的滚动命令，及（2）在所述遥控定位装置的所选操作模式为非随机访问模式的情况下的UDLR命令。
21.如权利要求20所述的3D遥控定位装置，所述遥控定位装置还包括：
发射机，被配置为发送所述命令至另一装置。
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