CN109313493A - 用于基于手的运动和位置控制计算机的装置 - Google Patents

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Abstract

本文中公开了一种数据输入装置和操作该数据输入装置的方法。在一个实施例中，数据输入装置包括多个惯性传感器单元、一个或多个触摸输入装置、微控制器和无线收发器，微控制器被配置为从惯性传感器和所述一个或多个触摸输入装置收集传感器数据，并且对传感器数据进行处理以产生处理的传感器数据，无线收发器被配置为将处理的传感器数据发送到主机。

Description

用于基于手的运动和位置控制计算机的装置
相关申请的交叉引用
本申请要求以下申请的优先权：2017年4月20日提交的标题为“Devices forControlling Computers Based on Motions and Positions of Hands(用于基于手的运动和位置控制计算机的装置)”的美国专利申请第15/492,915号；2016年4月21日提交的标题为“Hand-Worn Devices for Controlling Computers based on Motions andPositions of Hands and Fingers(用于基于手和手指的运动和位置控制计算机的手戴装置)”的临时美国专利申请第62/325,925；2017年2月24日提交的标题为“Devices forControlling Computers based on Motions and Positions of Hands and Arms(用于基于手和手臂的运动和位置控制计算机的装置)”的第62/463,183号；2017年2月24日提交的标题为“Devices for Controlling Computers based on Motions and Positions ofHands(用于基于手的运动和位置控制计算机的装置)”的第62/463,209号；2017年2月24日提交的标题为“Devices for Controlling Computers based on Motions and Positionsof Hands and Arms(用于基于手和手臂的运动和位置控制计算机的装置)”的第62/463,252号，每篇申请的全部公开内容特此通过引用并入本文。
技术领域
本文中公开的实施例总体上涉及计算机输入装置，更具体地、但不限于涉及用于使用计算装置(诸如移动电话、智能手表、类似的移动装置和/或其他装置)实现的虚拟现实和/或增强/混合现实应用的输入装置。
背景技术
常规的输入装置(例如，键盘或鼠标)主要用于键入信息。这样的装置具有不同的变化。键盘可以以如下形式配置：具有一组按键的板或带；集成的精简式键盘(例如，移动电话的小键盘，其中输入字符取决于某个按钮在时间量上的点击次数)；或者以应用的形式配置(例如，对于具有触摸屏的电话来说)。用于图形用户界面的鼠标式装置可以被轨迹球、操纵杆或手指在触摸屏上的触摸取代。键入用户信息也可以经由语音命令或者在光学手势辨识系统的帮助下执行。其他输入装置是具有各种类型的传感器的手套。
美国专利申请公开No.2015/0277559公开了环计算装置。
中国专利申请公开No.103226398公开了使用微惯性传感器网络技术的数据手套，其中每个微惯性传感器是姿势和首向参考系，该参考系具有封装在电路板中的三轴微机电系统(MEMS)微陀螺仪、三轴微加速度传感器和三轴地磁传感器。美国专利申请公开No.2014/0313022和美国专利申请公开No.2012/0025945公开其他数据手套。
美国专利No.D772,986公开了用于无线游戏控制器的装饰设计。
美国专利申请公开No.2007/0050597公开了具有加速度传感器和陀螺仪传感器的游戏控制器。
上面讨论的专利文档的公开特此通过引用并入本文。
发明内容
在一个实施例中，本公开描述了数据输入装置，该数据输入装置包括多个惯性传感器单元、一个或多个触摸输入装置、微控制器和无线收发器，微控制器被配置为从惯性传感器和所述一个或多个触摸输入装置收集传感器数据，并且对传感器数据进行处理以产生处理的传感器数据，无线收发器被配置为将处理的传感器数据发送到主机。
在另一实施例中，数据输入装置进一步包括被配置为被佩戴在用户的手的手指上多个环，其中所述多个惯性传感器单元分别安装在所述多个环中。在另一实施例中，所述多个环经由从环连接到基底单元的一组线缆与基底单元通信耦合。
在另一实施例中，所述一个或多个触摸输入装置包括触摸板装置，所述触摸板装置安装在所述多个环中的一个上，并且适于接收用户的手的拇指激活的触摸输入。
在另一实施例中，数据输入装置进一步包括适于被用带系到用户的手的背面的基底壳体，其中基底壳体容纳微控制器和无线收发器。在另一实施例中，基底壳体进一步包括通信地耦合到微控制器的基底惯性传感器单元。
在另一实施例中，数据输入装置进一步包括通信地耦合到微控制器以提供触觉感觉反馈的多个触觉致动器。
在另一实施例中，数据输入装置进一步包括通信地耦合到微控制器的多个LED。在另一实施例中，所述多个LED中的第一组安装在基底壳体内，所述多个LED中的第二组安装在所述多个环内。
在另一实施例中，惯性传感器单元每个均包括加速计和陀螺仪。在另一实施例中，惯性传感器单元每个均包括加速计、陀螺仪和磁强计。在另一实施例中，数据输入装置进一步包括振动触觉致动器、超声接收器和光学标记中的一个或多个。
在另一实施例中，处理的传感器数据包括以下数据中的一个或多个：陀螺仪矢量数据、加速度矢量数据、四元数旋转数据、手或手腕的空间坐标数据、以及来自所述一个或多个触摸输入装置的触摸数据。
在另一实施例中，所述多个惯性传感器单元、所述一个或多个触摸输入装置、微控制器和无线收发器容纳在适于被握在用户的手中的手持模块内。
在另一实施例中，数据输入装置进一步包括手臂模块，所述手臂模块适于被固定到用户的肩膀或上臂，并且容纳附加的惯性传感器单元和第二无线收发器，其中手臂模块和手持模块相对于彼此是可独立地移动的。
在另一实施例中，所述一个或多个触摸输入装置包括一个或多个触发装置，所述一个或多个触发装置安置在手持模块的前部部分上，并且适于在用户正在握住手持装置时被用户的手指操纵。
在另一实施例中，所述一个或多个触摸输入装置包括从由按钮、指点杆、轨迹球和触摸板的组选择的、安置在手持模块的顶侧的触摸输入装置。
在另一实施例中，手持模块进一步包括旋钮和插座，其中手持模块的旋钮被配置为被锁到次级手持模块的插座中，并且其中手持模块的插座被配置为接纳次级手持模块的旋钮。
在另一实施例中，所述多个触摸输入包括成直线地布置在手持模块的顶侧的操纵杆、电源按钮和动作按钮，其中手持模块被配置为被握在用户的手中，其中所述多个触摸输入能够被用户的拇指操纵，并且其中电源按钮被配置为使得能够将所述装置与主机配对和取消配对。
在一个实施例中，本公开描述了一种方法，该方法包括：从手持装置接收传感器数据；基于传感器数据来计算三维空间中的手移动特性；计算手持装置的组件的位置和方位；识别操纵手持装置的用户的一个或多个手指的位置和移动；从操纵手持装置的用户的一个或多个手指的位置和移动识别手势；识别与识别的手势相对应的辨识的手势；并且分派向应用通知手势的事件。
附图说明
实施例在附图的各图中以举例、而非限制的方式例示说明，在附图中，相似的标号指示类似的元件。
图1例示说明根据本公开的一些实施例的输入装置。
图2例示说明根据本公开的一些实施例的输入装置的框图。
图3是例示说明根据本公开的一些实施例的处理输入数据的方法的流程图。
图4例示说明根据本公开的一些实施例的游戏控制器。
图5是图4的游戏控制器的手持模块的侧视图。
图6是图4的游戏控制器的手持模块的前视图。
图7例示说明根据本公开的一些实施例的游戏控制器。
图8例示说明根据本公开的一些实施例的分别适于左手和右手的游戏控制器的两个手持模块。
图9例示说明根据本公开的一些实施例的游戏控制器的顶视图。
图10是图9的游戏控制器的前视图。
图11是图9的游戏控制器的侧视图。
具体实施方式
以下描述和附图是说明性的，而不是要被解释为限制。许多特定细节被描述是为了提供透彻的理解。然而，在某些情况下，为了避免使描述模糊，众所周知的或常规的细节没有被描述。对于本公开中的实施例的论述不一定是对于同一个实施例的论述；并且，这样的论述意指至少一个。
本文中公开的一些实施例包括多传感器、手戴装置，这些装置用于虚拟现实(“VR”)或增强/混合现实(“AR”)应用(共称为“VR/AR”应用)中的手和手指的运动捕捉和定位，并且经由手势辨识来控制计算装置。在用于训练、模拟、娱乐、游戏等的系统中，手戴装置可以用于与移动平台上实现的VR/AR应用进行交互以用于数据输入和/或控制接口。
本文中公开的手戴装置可以用于将信息键入到与VR/AR应用交互并且在正常使用中没有VR/AR环境的计算装置(包括移动装置)中。常规的用于在计算机应用中正常使用的输入装置是不便于与VR/AR应用进行交互的。本公开的手戴装置易于且便于用于在VR/AR交互和外部的VR/AR交互期间将信息键入到计算装置中。
手戴装置可以用于提供VR/AR空间中的手移动的低延时可视化、允许具有与平板/智能电话可比的打字速度的虚拟QWERTY键盘、并且使与移动、拍摄、框选、指点、拾取、选择使用人体工程学的手指移动和触摸板激活(对其他类型的输入手势没有限制)相对应的手势输入便利。手戴装置还可以用于在智能电话上的触摸屏和基于鼠标的图形用户界面上实现标准的直观手势，诸如滑动、刷卡、缩放、选择、指点和点击。
常规的基于按键和/或命令的用户输入系统的使用需要快速地键入数据的训练和技能。这些装置可能需要不自然的手位置，该手位置可能引起关节、神经和肌张力的疾病(所谓的“隧道症候群”或腕隧道症候群)。这些装置可能还需要改变手来实现某些类型的输入组合。基于语音和光学输入的输入系统就技术、附加设备、不存在噪声或视觉干扰而言具有资源需求密集的缺点。常规的具有传感器的数据手套通常具有笨拙、不动性、组件冗余和输入概念有限(诸如不存在点击和滑动)的缺点。
图1例示说明根据本公开的一些实施例的输入装置。图2例示说明根据本公开的一些实施例的输入装置的框图。
在一个实施例中，如图1所示，数据输入装置(100)包括安装在环(104a-104c)内部的、被配置为被戴在用户的手的手指上的惯性传感器(例如，102a-102c)。在一个实施例中，惯性传感器包括微机电系统(MEMS)惯性测量单元(IMU)。
在例示说明的实施例中，一个环(104b)包括触摸板(106)，触摸板(106)安装在环(104b)上，并且适于接收被用户的同一只手的拇指激活的触摸输入(包括合并到触摸板底座中的一个或多个点击按钮)。
在一个实施例中，适于被用带系到手的手掌的背面的基底单元(108)被配置为从惯性传感器(102a-102n)和触摸板(106)收集传感器数据，并且经由微控制器单元(“MCU”)(116)执行传感器数据的初始处理。
在例示说明的实施例中，无线收发器(112)容纳在基底单元(108)内，并且被配置为将来自MCU(116)的初始处理的结果发送到主机(114)(例如，移动电话、智能手表、个人媒体播放器、平板计算机、个人计算机、笔记本计算机等)。
在图1和图2中，一组线缆(110a-110c)将环(120a-120c)通信地连接到MCU(116)。
在一些实施例中，如图1和图2所示，MCU(116)和无线收发器(112)可以容纳在基底单元(108)中。基底单元(108)适于可移除地固定到用户的手的手掌的背面(例如，通过使用环绕手的手掌的带条(120))。
基底单元(108)还可以包括基底IMU传感器单元(102n)(或多个IMU传感器单元)。
此外，基底单元(108)和/或环(104a-104c)中的一个或多个可以包括向用户提供触觉感觉反馈的触觉致动器(122)。
此外，LED灯(124a-124c)(和/或其他显示装置)可以配置在基底单元(108)和/或环(104a-104c)中的一个或多个上以向用户提供视觉反馈。在替代实施例中，可以包括基于来自LED灯(124a-124c)(和/或其他显示装置)的信号产生附加输入的照相机。
在一个实施例中，MCU(116)包括存储控制MCU(116)的操作以执行传感器数据的主要处理的指令的存储器，并且控制输入装置(100)的操作。系统软件可以用于执行输入装置(100)和主机(114)(诸如个人计算机、平板计算机、智能电话、个人媒体播放器等)之间的低级交互。应用软件可以用于对输入装置(100)产生的输入数据进行处理以执行应用特定的动作。
一个实施例中的IMU(例如，102a-102n)被配置为测量其沿着三个轴线的移动。对于每个轴线，它可以具有MEMS加速计、MEMS陀螺仪和磁强计，MEMS加速计被配置为测量它的真实加速度和它的重力加速度之间的差，MEMS陀螺仪被配置为测量它的角速度，磁强计被配置为测量在它在空间中的位置处磁场的幅值和方向。
在一些实施例中，安装在组件中的一些上的IMU(102a-102n)仅沿着两个轴线测量。例如，基底单元(108)中的IMU(102n)沿着三个轴线测量，而安装在环中的IUM(102a-102c)单独测量两个轴线(并且没有磁强计)。因此，输入装置(100)的总成本可以降低。
一个实施例的触摸板(106)安装在适于被同一只手的拇指触摸的环(104b)上。触摸板(106)可以通过电容性传感器技术形成。优选地，触摸板(106)具有位于食指上的环(104b)的外侧面上的1.2至1.5cm的直径(或具有尺寸1.2至1.5cm高和1.5至2.0长的椭圆形式)。触摸板(106)还可以使用替代技术(诸如电阻性传感器、模拟棒、紧凑光学传感器、霍尔效应传感器、压电传感器等)来实现。
环(104a-104c)可以是完全封闭的，或者可以不是完全封闭的。
MCU(116)组合来自IMU(102a-102n)和触摸板(106)的传感器信号，并且执行输入数据的处理和经由无线收发器(112)(例如，经由蓝牙或Wi-Fi)的输入数据传送。
可替代地，从基底单元(108)到主机(114)的有线连接可以用于将输入信号传送到主机(114)。输入装置(100)可以经由有线连接供电和/或给输入装置(100)的电池充电。
在一些实施例中，输入装置(100)包括给输入装置(100)的操作供电的电池。电池容纳在基底单元(108)中，基底单元(108)配置有用于有线连接(例如，与充电器和/或主机的连接)的端口。
在一些实施例中，附加的惯性传感器安装在以下中的一个上：手腕、手、手的背面、用户的前臂、胸部、脚、脚踝(即，全套选项)。在这些及其他实施例中，惯性传感器可以包括可选的无线收发器和电池/蓄电池。当可选的收发器被使用时，基底单元(108)进一步包括收集这些附加IMU发送的传感器数据的附加接收器装置。例如，附加惯性传感器(IMU)可以被配置在将被戴在肘部上方的肱二头肌区域中的臂章中；来自臂章的传感器数据和来自手指环(104a-104c)的传感器数据的组合使得可以进行准确的手定位。
在一个实施例中，输入装置(100)包括视觉指示器(124a-124c)(例如，LED灯)，这些视觉指示器被配置为指示输入装置(100)的操作状态和/或处理的数据。指示器可以容纳在基底单元(108)中，或者安装在环(104a-104c)中的一个或多个上。在一些实施例中，指示器被布置为形成标牌。
在图1中，三个环(104a-104c)被配置用于拇指、食指和中指。可选地，可以对五个手指中的每个提供附加环。在其他实施例中，具有比图1所示的环少的环的输入装置(100)也可以被使用。
在一个实施例中，输入装置(100)包括向一些或每个手指/环/基底单元/附加底座提供反馈的振动马达(致动器)。
在用户将输入装置(100)戴在手上并且启动主机(114)上的使用输入装置(100)的应用之后，MCU(116)基于传感器(102a-102n)数据产生的输入数据经由有线或无线连接从装置(100)发送到主机(114)。主机(114)上的系统软件从输入数据辨识手势，并且执行应用软件中由手势触发的动作。
例如，MCU(116)从IMU(102a-102n)和触摸板(106)读取数据。该数据被处理(例如，被滤波、被规范化和被标准化)。输入装置(100)形成包含来自IMU(102a-102n)和触摸板(106)的处理的数据的数据封包，并且将该数据封包发送到主机(114)，诸如个人计算机、平板计算机、智能电话、个人媒体播放器等。主机(114)上的系统软件被配置为对输入数据进行处理以辨识在输入数据和/或其他标准化的输入事件中指示的手势。应用软件从系统软件接收输入事件，并且执行与输入事件相对应的应用特定的操作。
在一些实施例中，所述环中的每个均具有将其传感器数据发送到基底单元(108)和/或主机(114)的无线收发器。
在一个实施例中，从传感器(102a-102n)接收的数据集包括关于每个测量轴线的陀螺仪数据、关于每个轴线的加速计、可选的关于每个轴线的磁强计数据。
在一个实施例中，基底单元(108)被配置为从陀螺仪数据计算四元数旋转。可选地，从加速计数据计算手/手腕相对于初始位置的近似空间坐标。此外，基底单元(108)使用从触摸板(106)接收的数据集来识别触摸板(106)上的手指触摸的位置坐标、点击事件和挤压事件。
基底单元(108)将来自输入装置(100)的处理的数据发送到主机(114)，诸如智能电话、台式计算机、头戴式显示装置和智能手表。
从基底单元(108)发送到主机的数据可以包括：陀螺仪矢量、加速度矢量、四元数旋转、手/手腕的坐标、来自触摸板(106)的触摸数据等。
系统软件使用系统的低级功能，一般不具有供用户使用的GUI，并且是在后台中执行的。系统软件从输入装置(100)检索数据，从而根据需要对输入进行处理并且将输入转发给应用软件。
应用软件实现应用特定的功能，通常具有图形界面。例如，应用软件可以实现虚拟现实(或增强/混合现实)游戏。通过使用系统软件的一组工具和文档编制，开发者可以使用来自输入装置(100)的输入来创建用于特定目的的应用软件。
在一个实施例中，如图1所示的输入装置(100)进一步包括：振动触觉致动器(例如，在基底单元(108)的内部，或者可选地，在手指环(104a-104c)中的一些或每个处)；在基底单元(108)内部的一个或多个可选的超声接收器(麦克风)；以及在基底单元(108)的表面上的用于输入装置(100)的光学跟踪的一个或多个可选的标记(有源的或无源的，例如，照亮的或不照亮的)。
在一个实施例中，如图2所示的输入装置(100)进一步包括连接到MCU(116)的麦克风(未例示说明)；以及连接到MCU(116)的附加触觉致动器(122)。
在一个实施例中，如图2所示的输入装置(100)进一步包括连接到MCU(116)的接收器，其中该接收器与合并到附加的带子(例如，将被戴在手臂、手腕、前臂、胸部、脚、脚踝等上)和/或环(例如，将被戴在手指上)中的补充IMU连接，其中所述带子和环中的每个均包括IMU、通信装置(例如，用于无线或有线通信的收发器)和/或电源(例如，电池/蓄电池)。
图3是例示说明根据本公开的一些实施例的处理输入数据的方法的流程图。
在步骤301中，所述方法包括在基底单元中从输入装置的IMU传感器和触摸板接收传感器数据。如本文中所描述的，在一些实施例中，IMU包括MEMS加速计、MEMS陀螺仪和/或磁强计。在一些实现中，不使用磁强计。在一些实施例中，IMU产生的传感器数据包括表示例如加速计的真实加速度和加速计的重力加速度之间的差的数据。可替代地，或者与前述内容相结合，传感器数据包括IMU的陀螺仪的角速度。可替代地，或者与前述内容相结合，传感器数据包括IMU中的磁强计(如果存在的话)的位置处的磁场的幅值和方向。
在步骤303中，所述方法包括在基底单元中从IMU传感器数据计算传感器方位。在一个实施例中，来自IMU传感器的组合的输入可以用于确定物体在三维空间中的位置、速率、加速度和/或方位，IMU传感器附连到该物体(例如，利用装置的用户的手指或手)。
在步骤305中，所述方法将来自基底单元的传感器方位数据和/或其他传感器数据发送到具有系统软件和应用软件的主机。在步骤307中，所述方法在主机的系统软件中从基底单元接收传感器数据。
在一些实施例中，所述方法经由无线接口(例如，蓝牙和/或Wi-Fi接口)发送传感器方位数据。如本文中所描述的，主机包括远程计算装置，诸如膝上型计算机、台式计算机、视频游戏机、移动装置、平板装置等。
在步骤309中，所述方法用系统软件计算空间中的动态的手移动特性。
在一些实施例中，动态的手移动特性包括表示用户的手随着时间而变化的移动的数据。在替代实施例中，动态的手移动特性包括用户的手(例如，手指)的部分的移动特性。在该实施例中，所述方法利用来自安置在用户的手指上存在的环上的IMU的传感器记录(如结合图1和图2更充分地描述的那样)。
在步骤311中，所述方法用系统软件计算输入装置的组件在空间中的位置和方位。在一些实施例中，所述方法可以计算每个IMU的位置和方位。在替代实施例中，所述方法可以对IMU进行分组，并且计算一组IMU(例如，安置在单个装置上的那些IMU)的位置和方位。在一些实施例中，所述方法可以基于包括IMU的手持装置的类型的存储的标识符(例如，装置标识符到IMU位置的映射)来对IMU进行分组。
在步骤313中，所述方法用系统软件识别其上佩戴输入装置的手指和手的位置和移动。如前面所讨论的，在一些实施例中，装置可以包括在用户的每个手指上的IMU。在该实施例中，所述方法计算用户的手指的移动(例如，以便计算用户的手指的模拟的击键)。
在步骤315中，所述方法从手指和手的位置和移动辨识手势。在一些实施例中，所述方法可以聚合随着时间而变化的传感器数据，并且根据预定义的移动间隔来检测移动模式。例如，10毫秒的预定义间隔可以用作手势“窗口”，该窗口内的数据点可以被采样以检测手势的存在。在替代实施例中，所述方法可以利用定义手势的起始的一组预定义规则(例如，传感器的快速侧向移动)。
在步骤317中，所述方法检测辨识的手势或触摸板移动。如上所述，在步骤315中，所述方法检测用户的所有的或基本上所有的手势。然而，所述方法可以仅将手势的有限子集辨识为有效手势(或触摸板移动)。例如，虚拟/增强现实应用(例如，游戏)可以仅对有限数量的明确定义的手势做出响应。在该步骤中，所述方法对检测到的手势进行滤波以确定用户是否已经执行了明确定义的手势中的一个或多个。在一些实施例中，明确定义的手势可以被存储为定义手势的运动特性(和/或传感器的类型或与手势相对应的身体部分)的一组约束或规则。
在步骤319中，所述方法分派向应用软件通知手势的事件。在一些实施例中，分派事件可以包括引起中断、发起处理间通信消息、或使事件化的消息发送到应用的类似机制。例如，虚拟/增强现实应用可以对事件“监听器”进行初始化，其中所述方法可以发出将被监听器处理的事件。在一些实施例中，事件可以包括关于事件的各种细节，诸如时间、手势类型、传感器类型等。
在步骤321中，所述方法应用软件响应于手势执行操作(例如，通过激活触觉致动器(一个或多个)提供触知反馈)。在一些实施例中，执行操作可以包括更新视觉/增强现实的显示(例如，通过模拟用户动作)。可替代地，或者与前述内容相结合，执行操作可以包括发出网络请求或者将输入(例如，文本)键入到表单或类似结构中。前述操作并非意图是限制性的，实际上，手势可以被配置为执行应用软件所需的任何动作。
另外，本文中公开了可以用于在VR/AR应用中进行交互以提供数据输入和控制接口的游戏控制器。VR/AR应用可以在用于训练、模拟、游戏等的移动平台上实现。
本申请的游戏控制器解决了虚拟现实中的实时地转换作为虚拟现实的输入的、用户的手移动以用于用户和虚拟现实之间的交互式通信的关键挑战。本申请的游戏控制器使得将信息键入到计算装置(例如，移动装置、个人计算机、游戏机、媒体播放器)中以用于虚拟现实交互更加容易且更加便利。游戏控制器还可以用于控制视频游戏或计算机游戏。
常规的输入装置具有以下困难，即，难以以低延迟、实时地显现空间中的用户的手移动，不能提供从用户的手的移动转换的高精度运动，不能符合人体工程学地适应人体，在使用时可能引起不舒适，不能实时地辨识空间中的用户的手的手势，和/或限于特定平台(例如，可能不能与虚拟现实耳麦一起工作)，等等。
例如，键盘(实物的或虚拟的)和鼠标(或轨迹球、操纵杆、触摸板或触摸屏)通常用于向计算机提供输入。用户输入可以经由语音命令或光学手势辨识系统键入到计算机。具有传感器的手套也可以用于向计算机提供用户输入。一些输入装置可以使用光学传感器来跟踪空间中的位置。
常规的使用键盘和鼠标实现的用户接口需要对于快速地键入数据的技能的训练，需要不自然的手位置来进行操作，这些手位置可能引起关节、神经和肌肉中的疾病，并且需要用户伸长他们的手臂以触及并产生击键。
语音和可选输入要求不存在噪声和虚拟干扰，需要技术资源和/或附加设备。
具有传感器的手套可能具有笨拙、不动性、组件冗余、概念有限等缺点。
典型的操纵杆对于限定空间中的位置具有有限的能力，并且对于移动性和跨平台应用具有问题。
图4例示说明根据本公开的一些实施例的游戏控制器。图5是图4的游戏控制器的手持模块的侧视图。
在图4中，输入装置包括装在单独的外壳中并且可以彼此独立地移动的手臂/肩膀模块(401)和手持模块(403)。手臂/肩膀模块(401)和手持模块(403)经由无线通信链路或有线通信链路彼此连接以用于通信。
手持模块(403)具有设置在手持模块(403)的外壳内的惯性传感器(惯性测量单元(IMU)、微机电系统(MEMS)传感器)。手持模块(403)具有适于被握在用户的手中的把手部分(405)，其中手的手掌和手指可以以人体工程学的方式环绕把手部分(405)。
手臂/肩膀模块(401)还具有设置在手臂/肩膀模块(401)的外壳内的惯性传感器(如上所述)。
手臂/肩膀模块(401)适于被固定到用户的肩膀或上臂(407)(例如，经由带条)。
手持模块(403)输入基于触摸的输入装置和/或基于手指按压的输入装置，诸如按钮、指点棒(413)、轨迹球、触摸板、触发器(411和409)等。触发器(411和409)方便地安置在把手部分(405)处、手指(417a和417b)在握住把手部分(405)时环绕的地方的附近。控制元件中的一些(诸如指点棒(413)、按钮、轨迹球和/或触摸板)被配置在手持模块(403)的顶表面上，其中手的拇指(415)可以在手正在握住把手部分(405)时方便地操作顶表面上配置的控制元件中的至少一些。
手持模块(403)具有配置在其外壳内的从安置在手持模块(403)和手臂/肩膀模块(401)内的惯性传感器收集数据并且从配置在手持模块(403)上的输入装置(例如，按钮、指点棒(413)、轨迹球、触摸板、触发器(411和409)等)收集输入数据的微控制器。该微控制器对它从惯性传感器和输入装置收集的输入数据进行处理。可替代地，该微控制器可以被配置在手臂模块(401)中，而不是手持模块(403)中。
图4的输入装置包括通信装置(安置在手持模块(403)和/或手臂/肩膀模块(401)内)，该通信装置将来自微控制器的处理的数据传送给主机计算装置(例如，智能电话、个人计算机、膝上型计算机、游戏机、虚拟现实耳麦)。优选地，图4的输入装置和主机计算装置之间的通信通过无线通信连接(例如，蓝牙连接或Wi-Fi连接)执行。
图4的输入装置的微控制器执行的软件和程序对来自惯性传感器和输入装置(例如，按钮、指点棒(413)、轨迹球、触摸板、触发器(411和409)等)的原始信号进行转换和/或滤波以为主机产生标准化的输入。在一些实施例中，图4至图7中的装置被配置为执行与图1至图3结合描述的方法。
在主机中执行的系统软件程序在图4的输入装置和主机之间执行低级交互。应用软件程序针对应用特定的目的(例如，控制虚拟现实的方面、增强/混合现实、游戏、模拟等)使用来自输入装置的输入。
手臂/肩膀模块(401)和手持模块(403)中的每个中的惯性传感器可以包括MEMS加速计、MEMS陀螺仪和/或磁强计。
MEMS加速计测量加速计的真实加速度和加速计的重力加速度之间的差。MEMS陀螺仪测量陀螺仪的角速度。磁强计测量磁强计的位置处的磁场的幅值和方向。组合的来自惯性传感器的输入可以用于确定物体在三维空间中的位置、速率、加速度和/或方位，惯性传感器附连到该物体。在一些实现中，不使用磁强计。
一般来说，配置在手持模块(403)上的输入装置可以是用户可以经由使用手指的触摸或使用人类用户的手的手指的按压操作的任何类型。
输入装置的微控制器将输入装置的组件链接在一起，对来自传感器和输入装置的数据进行处理，并且经由通信装置将处理的信息传送给主机计算装置。
输入装置可以经由电池供电以操作微控制器和通信装置。
输入装置可以使用单独的通信装置来在手臂/肩膀模块(401)和手持模块(403)之间进行通信并且与主机计算装置进行通信。例如，输入装置可以使用有线连接或蓝牙连接来在手臂/肩膀模块(401)和手持模块(403)之间进行通信，并且使用Wi-Fi连接来与主机计算装置进行通信。
可替代地，手臂/肩膀模块(401)和手持模块(403)之间的通信和与主机计算装置的通信可以共享共用的装置。例如，手持模块(403)的无线通信单元用于既与手臂/肩膀模块(401)进行通信、又与主机计算装置进行通信(例如，经由蓝牙或Wi-Fi)。在另一例子中，手臂/肩膀模块(401)的无线通信单元用于既与手持模块(403)进行通信、又与主机计算装置进行通信(例如，经由蓝牙或Wi-Fi)。
在一些情况下，具有一组惯性传感器的附加模块以与手臂/肩膀模块(401)适于被固定到用户的上臂或肩膀的方式相同的方式适于被固定到手腕、手、或手的背面、或用户的前臂。
在一些情况下，输入装置具有显示来自微控制器的某个数据的视觉指示器(例如，LED或LCD指示器或显示器)。视觉指示器可以安装在手臂/肩膀模块(401)和/或手持模块(403)上。视觉指示器中的一些可以被配置在与手臂/肩膀模块(401)和/或手持模块(403)分开的并且适于被固定到用户的手臂中的一个位置的附加模块中。视觉指示器可以按标牌的形式布置。
此外，输入装置可以可选地包括向用户提供反馈的振打马达(致动器)。输入装置可以包括用于数据录入或确定用户和/或用户的手在空间中的位置和/或方位的附加方式的进一步的可选的输入装置，诸如智能电话的照相机、平板计算机、个人媒体播放器、笔记本计算机、个人计算机的使用。
在一些情况下，手持机(403)被配置为在不需要用户把手环绕把手部分(405)的情况下被固定到用户的手，以使得即使当用户打开手并且伸出手指、但不主动地抓在手持机(403)上时，手持机(403)也将保持在用户的手中。例如，手持机(403)可以包括用于附连到手的和/或图1的装置的形式的带条。
在典型的应用中，用户将佩戴测量手臂(407)的位置和方位的手臂/肩膀模块(401)。软件安装在主机计算装置(例如，智能电话、平板计算机、个人计算机、游戏机)上。手持模块(403)确定用户的手和输入装置(例如，按钮、指点棒、触摸传感器)的位置和方位。手持模块(403)与手臂/肩膀模块(401)和主机进行通信以向正在主机中运行的应用提供输入。
例如，输入装置的微控制器从肩膀模块接收数据，将该数据与来自手持模块上的传感器和输入装置的数据一起进行处理，并且无线地或经由有线连接将处理的数据发送到主机。该数据可以被微控制器和/或主机处理以辨识控制应用软件的手势。
图6是图4的游戏控制器的手持模块的前视图。
在图6中，顶部控制表面包括具有LED指示器的电源按钮(419)。电源按钮(419)还可以用于使输入装置与主机计算装置(例如，智能电话、计算机或其他装置)配对/取消配对。
例如，为了使输入装置与先前配对的主机取消配对，用户可以按压电源按钮(419)以首先关闭输入装置。当装置被关闭时，LED指示器是黑暗的。在装置被切断时，用户可以按下电源按钮(419)超过预定阈值(例如，2秒)的时间段，这使LED闪烁，指示取消配对完成。
例如，为了使输入装置与主机配对，用户可以按压电源按钮(419)以开启输入装置。当输入装置被开启时，LED指示器开启。当输入装置尚未与主机配对或者已经被取消配对时，输入装置被自动地置于配对模式；并且用户可以打开主机上的蓝牙配对设置用户接口以完成与输入装置的配对。
在图6中，输入装置具有操纵杆(413)，操纵杆(413)提供基于操纵杆(413)的与默认的中心/初始位置相关的位置的输入。
在图6中，输入装置具有校准按钮(429)，校准按钮(429)在被启动时可以调用校准工具来在虚拟空间中进行校准。
在图6中，输入装置动作按钮(421、423、425和427)。当相应的动作按钮(421-427)被按压时，应用软件可以使用动作按钮(421-427)来启动不同的操作。动作按钮(421-427)的数量可以针对不同的设计减少或增加。
图7例示说明根据本公开的一些实施例的游戏控制器。
如图7所示，手持模块(702)包括微控制器单元(706)、多个惯性传感器(IMU)(708)、通信模块(710)(诸如无线收发器或有线网络接口)、以及多个按钮或其他的装置(704)。手持模块(702)的各种组件结合图1和图2有了更充分的描述，其公开整个地通过引用合并于此。
如图7所示，手臂模块(704)包括一个或多个惯性传感器(716)和通信模块(714)。如所示，通信模块(714)可以包括类似于模块(710)的模块。在一些实施例中，通信模块(714)包括无线收发器(例如，蓝牙或Wi-Fi收发器)。
在例示说明的实施例中，手臂模块(704)经由通信模块(714、710)与手持模块(702)进行通信。在一些实施例中，手臂模块(704)和手持模块(702)之间的通信可以包括有线或无线通信。如前所述，手臂模块(704)可以被配置为记录传感器和/或手动输入数据，并且将记录的数据发送到手持模块(702)进行进一步处理。
另外，如图7所示，手持模块(702)可以被配置为对传感器数据(如结合图1和图3充分地描述的传感器数据)进行处理并且将处理的数据发送到主机计算装置(712)。在一些实施例中，主机计算装置(712)包括膝上型计算机、台式计算机、移动装置、平板装置或如前面讨论的其他计算装置。尽管被例示为从通信模块(710)接收数据，但是主机计算装置(712)可以可替代地或与前述内容相结合地，经由通信模块(714)从手臂模块(704)接收数据。
图8例示说明根据本公开的一些实施例的分别适于左手和右手的游戏控制器的两个手持模块。
在图8中，把手部分(405)是用于用户的左手和右手的。左手和右手模块(403)可以被两只手彼此独立地使用。在手持模块(403)中，具有电源按钮(419)、动作按钮(421-427)和操纵杆(413)。旋钮(例如，431)和插座(例如，433)使得用户可以将左手和右手模块(403)一起彼此推压并且将左手和右手模块(403)彼此作为一个单元锁定。组合的单元可以通过将它们拉开而被分离为两个手模块(403)。
图9例示说明根据本公开的一些实施例的游戏控制器的顶视图。图10是图9的游戏控制器的前视图。图11是图9的游戏控制器的侧视图。
游戏控制器(901)适于手握，并且具有工作棒(903)、电源按钮(905)和动作按钮(907)。游戏控制器(901)可以在没有手臂/肩膀模块(例如，120)的情况下使用。在一些情况下，手臂/肩膀模块(例如，120)可以可选地添加以用于与手持游戏控制器(901)进行通信(例如，经由有线或无线连接)。
在前面的说明书中，本公开是参照其特定的示例性实施例描述的。将显而易见的是，在不脱离如权利要求中阐述的更广泛的精神和范围的情况下，可以做出各种修改。说明书和附图因此要从说明性的意义、而非限制性的意义上来看待。
上面描述的主题可以以各种不同的形式实施，因此，本申请/描述意图使涵盖的或要求保护的主题被解释为不限于本文中阐述的任何示例实施例；示例实施例仅仅是为了说明而提供的。同样地，本申请/描述想要要求保护的或涵盖的主题的合理地宽泛的范围。除了别的之外，例如，主题可以被实施为方法、装置、组件或系统。因此，实施例可以例如采取硬件、软件、固件或它们的任何组合(除了软件本身之外)的形式。上面呈现的描述因此并不意图从限制性的意义上来看待。
在整个说明书和权利要求书中，术语可以具有在超出明确陈述的意义的上下文下建议的或暗示的微妙的意义。同样地，如本文中使用的措辞“在一个实施例中”不一定指的是同一个实施例，如本文中使用的措辞“在另一实施例中”不一定指的是不同的实施例。本申请/描述意图例如要求保护的主题包括示例实施例的整个的或部分的组合。
一般来说，术语可以至少部分地从上下文下的使用来理解。例如，如本文中使用的诸如“和”、“或”或“和/或”的术语可以包括可以至少部分地取决于这样的术语被使用的上下文的各种意义。通常，“或”如果被用来关联列表(诸如A、B或C)，则意图意指A、B和C(这里是以包容性的意义使用的)以及A、B或C(这里是以排他性的意义使用的)。另外，如本文中使用的至少部分地取决于上下文的术语“一个或多个”可以用于从单数的意义描述任何特征、结构或特性，或者可以用于以复数的意义描述特征、结构或特性的组合。类似地，诸如“一个”或“该”的术语再次可以被理解为传达单数使用或者传达复数使用，这至少部分地取决于上下文。另外，术语“基于”可以被理解为不一定意图传达排他性的一组因素，而是可以允许不一定被明确地描述的附加因素的存在，再次，这至少部分地取决于上下文。
下面参照方法和装置的框图和操作例示说明来描述本公开。理解的是，框图或操作例示说明的每个方框以及框图或操作例示说明中的方框的组合可以借助于模拟或数字硬件和计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机的处理器以如本文中详述的那样改变其功能，可以被提供给专用计算机、ASIC或其他可编程数据处理设备，以使得经由所述计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令实现框图或一个操作方框或多个操作方框中指定的功能/动作。在一些替代实现中，方框中标注的功能/动作可以不按操作例示说明中标注的次序发生。例如，接连示出的两个方框事实上可以基本上同时执行，或者方框有时可以按相反的次序执行，这取决于所涉及的功能性/动作。
这些计算机程序指令可以被提供给通用计算机的处理器以将其功能变为特殊用途；可以被提供给专用计算机；ASIC；或其他可编程数据处理设备，以使得经由所述计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令实现框图或一个操作方框或多个操作方框中指定的功能/动作，从而根据本文中的实施例变换它们的功能性。
为了本公开的目的，计算机可读介质(或计算机可读存储介质/媒介)存储计算机数据，该数据可以包括计算机可执行的、机器可读的形式的计算机程序代码(或计算机可读指令)。举例来说，而非限制，计算机可读介质可以包括用于数据的有形的或固定的存储的计算机可读存储媒介、或用于包含代码的信号的瞬态解释的通信媒介。如本文中使用的计算机可读存储媒介是指实物的或有形的储存器(与信号完全不同)，并且包括，但不限于用任何方法或技术实现的、用于信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的有形存储的易失性和非易失性、可移除和不可移除媒介。计算机可读存储媒介包括，但不限于，RAM、ROM、EPROM、EEPROM、闪存或其他固态存储器技术、CD-ROM、DVD、或其他光学储存器、磁盒、磁带、磁盘储存器或其他磁性存储装置、或可以用于有形地存储可以被计算机或处理器访问的期望的信息或数据的任何其他的实物的或物质的介质。
为了本公开的目的，术语“服务器”应被理解为是指提供处理、数据库和通信设施的服务点。举例来说，而非限制，术语“服务器”可以是指具有相关联的通信和数据数据和数据库设施的单个实物处理器，或者它可以是指处理器和相关联的网络和存储装置以及支持服务器提供的服务的操作软件和一个或多个数据库系统和应用软件的联网的或群集的复合体。服务器在配置或能力上可以有广泛的变化，但是一般来说，服务器可以包括一个或多个中央处理单元和存储器。服务器还可以包括一个或多个大容量装置、一个或多个电源供应器、一个或多个有线或无线网络接口、一个或多个输入/输出接口、或一个或多个操作系统(诸如Windows服务器、Mac OS X、Unix、Linux、FreeBSD等)。
为了本公开的目的，“网络”应被理解为是指可以耦合装置以使得通信信息可以被交换(诸如在服务器和客户端装置或其他类型的装置之间，例如，包括在经由无线网络耦合的无线装置之间)的网络。网络还可以包括大容量储存器，诸如举例来说联网储存器(NAS)、存储区域网络(SAN)、或其他形式的计算机或机器可读媒介。网络可以包括互联网、一个或多个局域网(LAN)、一个或多个广域网(WAN)、导线类型的连接、无线类型的连接、蜂窝或它们的任何组合。同样地，可以采用不同的架构或者可以与不同的协议相符或兼容的子网络可以在更大的网络内交互操作。各种类型的装置可以例如被使得可用于针对不同的架构或协议提供可互操作的能力。作为一个说明性例子，路由器可以提供另外的单独的且独立的LAN之间的链接。
通信链路或信道可以包括例如模拟电话线，诸如绞合线对、同轴线缆、全部的或小部分的数字线路(包括T1、T2、T3或T4类型的线路)、综合服务数字网络(ISDN)、数字用户线路(DSL)、无线链路(包括卫星链路)、或诸如本领域技术人员可能已知的其他通信链路或信道。此外，计算装置或其他相关电子装置可以远程地耦合到网络，诸如经由例如有线或无线线路或链路。
为了本公开的目的，“无线网络”应被理解为将客户端装置与网络耦合。无线网络可以采用独立的对等网络、网状网络、无线LAN(WLAN)网络、蜂窝网络等。无线网络可以进一步包括由无线无线电链路等耦合的终端、网关、路由器等的系统，这些终端、网关、路由器等可以自由地、随机地移动或者任意地组织它们自己，以使得网络拓扑有时可以甚至快速地改变。
无线网络可以进一步采用多种网络接入技术，包括Wi-Fi、长期演进(LTE)、WLAN、无线路由器(WR)网、或第2代、第3代或第4代(2G、3G或4G)蜂窝技术等。网络接入技术可以使得能够大面积地覆盖装置，诸如举例来说具有不同程度的移动性的客户端装置。
例如，网络可以经由一种或多种网络接入技术来启用RF或无线类型的通信，网络接入技术诸如全球移动通信系统(GSM)、通用移动电信系统(UMTS)、通用分组无线服务(GPRS)、增强数据GSM环境(EDGE)、3GPP长期演进(LTE)、LTE Advanced、宽带码分多址(WCDMA)、蓝牙、802.11b/g/n等。无线网络可以包括信号可以通过其在诸如客户端装置或计算装置的装置之间、在网络之间或内、诸如此类传送的几乎任何类型的无线通信机制。
计算装置可以能够发送或接收信号，诸如经由有线或无线网络，或者可以能够处理或存储信号，诸如作为物理存储器状态存储在存储器中，并且可以因此作为服务器进行操作。因此，能够作为服务器进行操作的装置可以包括作为例子的、专用机架式服务器、台式计算机、膝上型计算机、机顶盒、组合各种特征(诸如前述装置的两个或更多个特征)的集成装置等。服务器在配置或能力上可以有广泛的变化，但是一般来说，服务器可以包括一个或多个中央处理单元和存储器。服务器还可以包括一个或多个大容量存储装置、一个或多个电源供应器、一个或多个有线或无线网络接口、一个或多个输入/输出接口、一个或多个操作系统(诸如Windows服务器、Mac OS X、Unix、Liunx、FreeBSD等)。
为了本公开的目的，模块是执行本文中描述的处理、特征和/或功能(有或没有人为交互或增进)的软件、硬件或固件(或它们的组合)系统、处理或功能性或它们的组件。模块可以包括子模块。模块的软件组件可以被存储在计算机可读介质上以供处理器执行。模块可以与一个或多个服务器集成，或者可以被一个或多个服务器加载和执行。一个或多个模块可以分组为引擎或应用。
为了本公开的目的，术语“用户”、“客户”、“消费者”或“顾客”应被理解为是指如本文中描述的一个应用或多个应用的用户和/或由数据提供商供应的数据的消费者。举例来说，而非限制，术语“用户”或“客户”可以是指在浏览器会话中通过互联网接收数据或服务提供商提供的数据的人，或者可以是指接收数据并且存储或处理数据的自动化软件应用。
本领域技术人员将认识到，本公开的方法和系统可以以许多方式实现，就这一点而论，不受前述示例性实施例和例子的限制。换句话说，正由单个或多个组件用硬件和软件或固件的各种组合执行的功能元素和单个的功能可以分布在客户端层次或服务器层次或这两个层次上的软件应用之间。就这一点而言，本文中描述的不同实施例的任何数量的特征都可以组合到单个或多个实施例中，并且具有比本文中描述的特征更少的、或更多的、或全部这些特征的替代实施例是可能的。
功能性也可以以现在已知的或要变为已知的方式整个地或部分地分布在多个组件之间。因此，无数的软件/硬件/固件组合对于实现本文中描述的功能、特征、接口和偏好是可能的。而且，本公开的范围涵盖了用于实现所描述的特征、功能和接口的通常已知的方式、以及如本领域技术人员现在和以后将理解的、可以对本文中描述的硬件或软件或固件组件做出的那些变化和修改。
此外，在本公开中被作为流程图呈现和描述的方法的实施例是作为例子提供的，以便提供所述技术的更完整的理解。所公开的方法不限于本文中呈现的操作和逻辑流程。设想各种操作的次序被改变的替代实施例和被描述为更大的操作的一部分的子操作被独立执行的替代实施例。
虽然已经为了本公开的目的描述了各种实施例，但是这样的实施例不应被视为使本公开的教导限于这些实施例。可以对上面描述的元件和操作做出各种改变和修改以获得仍在本公开中描述的系统和处理的范围内的结果。

Claims (20)

1.一种数据输入装置，所述数据输入装置包括：
多个惯性传感器单元；
一个或多个触摸输入装置；
微控制器，所述微控制器被配置为从所述惯性传感器和所述一个或多个触摸输入装置收集传感器数据，并且对所述传感器数据进行处理以产生处理的传感器数据；以及
无线收发器，所述无线收发器被配置为将处理的传感器数据发送到主机。
2.根据权利要求1所述的数据输入装置，进一步包括：
多个环，所述多个环被配置为被佩戴在用户的手的手指上，其中所述多个惯性传感器单元分别安装在所述多个环中。
3.根据权利要求2所述的数据输入装置，其中，所述一个或多个触摸输入装置包括触摸板装置，所述触摸板装置安装在所述多个环中的一个上，并且适于接收所述用户的手的拇指激活的触摸输入。
4.根据权利要求3所述的数据输入装置，进一步包括适于被用带系到所述用户的手的背面的基底壳体，其中所述基底壳体容纳所述微控制器和所述无线收发器。
5.根据权利要求4所述的数据输入装置，其中所述多个环经由从所述环连接到所述基底单元的一组线缆与所述基底单元通信耦合。
6.根据权利要求4所述的数据输入装置，其中，所述基底壳体进一步包括通信地耦合到所述微控制器的基底惯性传感器单元。
7.根据权利要求1所述的数据输入装置，进一步包括通信地耦合到所述微控制器以提供触觉感觉反馈的多个触觉致动器。
8.根据权利要求4所述的数据输入装置，进一步包括通信地耦合到所述微控制器的多个LED。
9.根据权利要求8所述的数据输入装置，其中，所述多个LED中的第一组安装在所述基底壳体内，并且其中所述多个LED中的第二组安装在所述多个环内。
10.根据权利要求1所述的数据输入装置，其中，所述惯性传感器单元每个均包括加速计和陀螺仪。
11.根据权利要求10所述的数据输入装置，其中，所述惯性传感器单元每个均包括磁强计。
12.根据权利要求1所述的数据输入装置，进一步包括通信地耦合到所述微控制器的振动触觉致动器、超声接收器和光学标记中的一个或多个。
13.根据权利要求1所述的数据输入装置，其中，所述处理的传感器数据包括以下数据中的一个或多个：陀螺仪矢量数据、加速度矢量数据、四元数旋转数据、手或手腕的空间坐标数据、以及来自所述一个或多个触摸输入装置的触摸数据。
14.根据权利要求1所述的数据输入装置，其中，所述多个惯性传感器单元、所述一个或多个触摸输入装置、所述微控制器和所述无线收发器容纳在适于被握在用户的手中的手持模块内。
15.根据权利要求14所述的数据输入装置，其中，所述装置进一步包括手臂模块，所述手臂模块适于被固定到所述用户的肩膀或上臂，并且容纳附加的惯性传感器单元和第二无线收发器，其中所述手臂模块和手持模块相对于彼此是可独立地移动的。
16.根据权利要求15所述的数据输入装置，其中，所述一个或多个触摸输入装置包括一个或多个触发装置，所述一个或多个触发装置安置在所述手持模块的前部部分上，并且适于在用户正在握住所述手持装置时被所述用户的手指操纵。
17.根据权利要求17所述的数据输入装置，其中所述一个或多个触摸输入装置包括从由按钮、指点杆、轨迹球和触摸板的组选择的、安置在所述手持模块的顶侧的触摸输入装置。
18.根据权利要求15所述的数据输入装置，其中，所述手持模块进一步包括旋钮和插座，其中所述手持模块的旋钮被配置为被锁到次级手持模块的插座中，并且其中，所述手持模块的插座被配置为接纳所述次级手持模块的旋钮。
19.根据权利要求14所述的数据输入装置，其中，所述多个触摸输入包括成直线地布置在所述手持模块的顶侧的操纵杆、电源按钮和动作按钮，其中所述手持模块被配置为被握在用户的手中，其中所述多个触摸输入能够被用户的拇指操纵，并且其中所述电源按钮被配置为使得能够将所述装置与所述主机配对和取消配对。
20.一种方法，所述方法包括：
从手持装置接收传感器数据；
基于所述传感器数据来计算三维空间中的手移动特性；
计算所述手持装置的组件的位置和方位；
识别操纵所述手持装置的用户的一个或多个手指的位置和移动；
从操纵所述手持装置的用户的一个或多个手指的位置和移动识别手势；
识别与识别的手势相对应的辨识的手势；并且
分派向应用通知所述手势的事件。
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