CN111465436A - 使用传感器来消除手部歧义的手持控制器 - Google Patents

使用传感器来消除手部歧义的手持控制器 Download PDF

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Abstract

一种手持控制器包括在纵向方向上延伸的手柄。手柄被成形并定尺寸以由用户的手抓握。环附接到手柄的端部，并且当手柄被用户的手抓握时，环围绕用户的拇指。环具有环形表面，该环形表面限定相对于纵向方向形成预定角度的平面。环还具有弯曲外表面。传感器嵌入在环内或安装在手柄的侧表面上，以检测抓握手柄的用户的手是用户的右手还是用户的左手。

Description

使用传感器来消除手部歧义的手持控制器
背景
公开领域
本公开总体上涉及人工现实控制器，并且涉及手持控制器和方法，特别是使用传感器来消除手部歧义的手持控制器和方法。
相关技术的描述
人工现实系统可以包括控制器以将用户的身体的移动转换为虚拟世界中的有形动作。一些控制器向Android或iOS人工现实头戴式装置(headset)提供振动反馈，以进行基于运动的游戏。控制器可以配备有陀螺仪、加速度计或地磁场传感器以将运动追溯到游戏中，从而允许直观的游戏玩法(gameplay)，就好像玩家在游戏中一样。
概述
实施例涉及一种手持控制器，用于追踪用户的手的运动、位置、自然手势和手指移动，以产生手部的存在感，从而获得更真实的且有触觉的人工现实。控制器可以让用户做出像指、挥手以及竖起拇指的社交手势，或者让用户用直观、自然的手部移动来操纵虚拟空间中的物体、拿起玩具或发射激光枪。
在涉及手持控制器和方法的所附权利要求中具体公开了根据本发明的实施例，其中，在一个权利要求类别(例如方法)中提到的任何特征也可以在另一个权利要求类别(例如控制器)中被要求保护。在所附权利要求中的从属性或往回引用仅为了形式原因而被选择。然而，也可以要求保护由对任何前面权利要求的有意往回引用(特别是多项引用)而产生的任何主题，使得权利要求及其特征的任何组合被公开并可被要求保护，而不考虑在所附权利要求中选择的从属性。可以被要求保护的主题不仅包括如在所附权利要求中阐述的特征的组合，而且还包括在权利要求中的特征的任何其他组合，其中，在权利要求中提到的每个特征可以与在权利要求中的任何其他特征或其他特征的组合相结合。此外，本文描述或描绘的实施例和特征中的任一个可以在单独的权利要求中和/或以与本文描述或描绘的任何实施例或特征的任何组合或以与所附权利要求的任何特征的任何组合被要求保护。
在一个实施例中，手持控制器包括在纵向方向上延伸的手柄。手柄被成形并定尺寸以由用户的手抓握。环附接到手柄的端部并具有环形表面，该环形表面限定相对于纵向方向形成预定角度的平面。环还具有弯曲外表面。光学接近传感器(proximity sensor)嵌入在环或手柄内，以检测抓握手柄的用户的手是用户的右手还是用户的左手。
在一个实施例中，光学接近传感器在抓握手柄的用户的手的方向上发光。
在一个实施例中，该光是红外光。
在一个实施例中，光学接近传感器包括光电二极管或光电晶体管，以接收来自抓握手柄的用户的手的反射光，并生成对应于该反射光的传感器信号。传感器信号指示抓握手柄的用户的手是用户的右手还是用户的左手。
在一个实施例中，光学接近传感器基于光学接近传感器在抓握手柄的用户的手的方向上发射光和光学接近传感器接收来自抓握手柄的用户的手的反射光之间的时间间隔是否高于阈值时间段，来确定抓握手柄的用户的手是用户的右手还是用户的左手。
在一个实施例中，环或手柄的至少一部分对于红外光是透明的。
在一个实施例中，由光学接近传感器发射的光的至少一部分穿过环的弯曲外表面或手柄的侧表面射出。
在一个实施例中，手持控制器包括在纵向方向上延伸的手柄。手柄被成形并定尺寸以由用户的手抓握。环附接到手柄的端部，并具有环形表面和弯曲外表面，该环形表面限定相对于纵向方向形成预定角度的平面。第一电容电极安装在手柄的第一侧表面上，第二电容电极安装在手柄的与第一侧表面相对的第二侧表面上。第一电容电极和第二电容电极检测抓握手柄的用户的手是用户的右手还是用户的左手。
在一个实施例中，第一电容电极和第二电容电极被抓握手柄的用户的手接触。
在一个实施例中，第一电容电极确定手柄和抓握手柄的用户的手之间的第一电容。第二电容电极确定手柄和抓握手柄的用户的手之间的第二电容。
在一个实施例中，第一电容电极产生第一传感器信号，该第一传感器信号对应于手柄和抓握手柄的用户的手之间的第一电容。第二电容电极产生第二传感器信号，该第二传感器信号对应于手柄和抓握手柄的用户的手之间的第二电容。
在一个实施例中，第一电容是手柄和抓握手柄的用户的手的手指之间的电容。第二电容是手柄和抓握手柄的用户的手的手掌之间的电容。
在一个实施例中，耦合到第一电容电极和第二电容电极的传感器电路从第一电容电极接收第一传感器信号。传感器电路从第二电容电极接收第二传感器信号，并基于第一传感器信号是否比第二传感器信号强来确定抓握手柄的用户的手是用户的右手还是用户的左手。
在一个实施例中，传感器电路耦合到第一电容电极和第二电容电极。传感器电路基于第一电容是否高于第二电容来确定抓握手柄的用户的手是用户的右手还是用户的左手。
在一个实施例中，无线通信接口传输无线信号，该无线信号指示抓握手柄的用户的手是用户的右手还是用户的左手。
在一个实施例中，安装在手持控制器的手柄的第一侧表面上的第一电容电极确定手柄和抓握手柄的用户的手之间的第一电容。安装在手柄的第二侧表面上的第二电容电极确定手柄和抓握手柄的用户的手之间的第二电容。基于第一电容是否高于第二电容来确定抓握手柄的用户的手是用户的右手还是用户的左手。
在一个实施例中，第一电容电极产生对应于第一电容的第一传感器信号。第二电容电极产生对应于第二电容的第二传感器信号。
在一个实施例中，确定抓握手柄的用户的手是用户的右手还是用户的左手包括确定第一传感器信号是否比第二传感器信号强。
在一个实施例中，第一电容是手柄和抓握手柄的用户的手的手指之间的电容。
在一个实施例中，第二电容是手柄和抓握手柄的用户的手的手掌之间的电容。
附图简述
通过结合附图考虑以下详细描述，可以容易地理解实施例的教导。
图(FIG.)1A是根据实施例的包括光学接近传感器的手持控制器的示例示意性透视图。
图1B是根据实施例的包括光学接近传感器的手持控制器的环的示例横截面图。
图1C是根据实施例的包括电容电极的手持控制器的示例示意性透视图。
图2A是根据实施例的包括光学接近传感器的手持控制器的示例示意性侧视图。
图2B是根据实施例的包括光学接近传感器的手持控制器的示例示意性侧视图。
图2C是根据实施例的包括电容电极的手持控制器的示例示意性侧视图。
图2D是根据实施例的包括第一电容电极和第二电容电极的手持控制器的示例示意性平面视图。
图3A是根据实施例的包括光学接近传感器的手持控制器的示例示意性框图。
图3B是根据实施例的包括电容电极的手持控制器的示例示意性框图。
图4是示出根据实施例的用于确定抓握手持控制器的用户的手是用户的右手还是用户的左手的示例过程的流程图。
附图仅为了说明的目的而描绘各种实施例。
详细描述
在实施例的以下描述中，阐述了许多具体细节，以便提供更透彻理解。然而，注意，实施例可以在没有这些具体细节中的一个或更多个的情况下被实践。在其他实例中，没有详细描述众所周知的特征，以避免不必要地使描述复杂化。
本文参考附图描述实施例，在附图中相同的附图标记指示相同或功能相似的元件。同样在附图中，每个附图标记的最左边的数字对应于第一次使用该附图标记的附图。
本发明的实施例可以包括人工现实系统或结合人工现实系统来被实现。人工现实是在呈现给用户之前以某种方式被调整的现实的形式，其可以包括例如虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)、混杂现实或其某种组合和/或衍生物。人工现实内容可以包括完全生成的内容或者与所捕获的(例如，现实世界)内容组合的所生成的内容。人工现实内容可以包括视频、音频、触觉反馈、或其某种组合，且其中任何一个都可以在单个通道中或在多个通道中被呈现(例如向观看者产生三维效果的立体视频)。此外，在一些实施例中，人工现实还可以与用于例如在人工现实中创建内容和/或以其他方式在人工现实中使用(例如，在人工现实中执行活动)的应用、产品、附件、服务或其某种组合相关联。可以在各种平台(包括连接到主计算机系统的HMD、独立的HMD、移动设备或计算系统、或者能够向一个或更多个观看者提供人工现实内容的任何其他硬件平台)上实现提供人工现实内容的人工现实系统。
实施例涉及追踪用户的手部运动和位置的手持人工现实控制器。手持控制器包括在纵向方向上延伸的手柄。环附接到手柄的端部并具有弯曲外表面。嵌入在环内或安装在手柄上的传感器检测抓握手柄的用户的手是用户的右手还是用户的左手。
具有光学接近传感器的手持控制器的示例示意性透视图
图1A是根据实施例的包括光学接近传感器124的手持控制器100的示例示意性透视图。手持控制器100可以作为独立控制器或者作为一对被追踪控制器的一部分被包括在人工现实系统中，该对被追踪控制器赋予用户“手部感知”——用户的虚拟手实际上是他自己的手的感觉。手持控制器100可以使用户能够用精确且直观、自然的手部移动来操纵虚拟空间中的物体。
手持控制器100包括在纵向方向108上延伸的手柄104。在一个实施例中，手柄104可以由工程塑料(例如注射成型的聚碳酸酯(PC)/丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)或聚酰胺(尼龙))制成。在其他实施例中，手柄104可以由木头或金属制成。手柄104可以抵抗冲击和磨损。手柄104的材料可以表现出耐热性、机械强度或刚性。
手柄104被成形并定尺寸以由用户的手抓握，用于追踪自然手势和手指移动，从而产生更真实的且有触觉的人工现实。例如，手柄可以具有圆柱形形状。手持控制器100的手柄104可以弯曲(bend)或成曲形(curve)以平衡控制器100的重量，使得它自然地位于用户的手掌的顶部或用户的手指的弯曲部(crook)处。因此，用户可以舒适地握住手持控制器100，而不会将其掉落。即使用户在正常握住手持控制器100时试图完全张开他的手，用户的手指也可以接住环112并支撑手持控制器100的重量。环112附接到手柄104的端部，并具有环形表面120。该环可以由工程塑料制成。在一个实施例中，环由红外透明的聚碳酸酯制成。当手柄104被用户的手抓握时，环112可以围绕用户的拇指。
如图1所示，环112具有弯曲外表面116。在一个实施例中，光学接近传感器124嵌入在环112内，以检测抓握手柄104的用户的手是用户的右手还是用户的左手。关于哪只手抓握控制器的信息可以被传输到人工现实系统，用于在计算机游戏或训练模拟中追踪用户的位置或定向。基于哪只手抓握控制器，人工现实系统可以改变游戏的当前状态或未来的人工现实事件。
接近传感器是一种无需任何物理接触就能检测附近物体的存在的传感器。光学接近传感器利用光的发射和反射来检测附近物体的存在。例如，光学接近传感器124可以是光电池(反射)型传感器、激光测距仪、无源传感器(例如电荷耦合器件)、使用光反射的某种其他传感器、无源热红外传感器或其组合。光学接近传感器124在抓握手柄104的用户的手的方向上发射光128，例如，以确定该手和光学接近传感器124之间的距离。在一个实施例中，光128是红外光。红外光是波长比可见光的波长更长的电磁辐射，因此它是不可见的。
在一个实施例中，光学接近传感器124包括光电二极管或光电晶体管，以接收来自抓握手柄104的用户的手的反射光。光电二极管是一种半导体器件，当来自反射光的光子在光电二极管中被吸收时，它将光转换成电流或电压。光电晶体管是一种光敏晶体管，例如光电双极晶体管，它是封装在透明外壳中的双极晶体管，因此光可以到达基极-集电极结。
在一个实施例中，光学接近传感器124基于手和光学接近传感器124之间的距离来确定抓握手柄104的用户的手是用户的右手还是用户的左手。例如，如果光学接近传感器124嵌入在环112的左手侧上(如图1A所示)，并且抓握手柄104的用户的手是左手，则光学接近传感器124可以将光学接近传感器124和用户的左手之间的距离测量为有限距离(指示抓握手柄的用户的手是左手)。另一方面，如果光学接近传感器124如图1A所示嵌入在环112的左手侧上，并且抓握手柄104的用户的手是右手，则这只手将不在光学接近传感器124的视线内。因此，光128将不会到达用户的右手，并且来自光学接近传感器124的光128将不会反射回光学接近传感器124，导致“无限”距离的测量(指示抓握手柄的用户的手是右手)。
类似地，如果光学接近传感器124嵌入在环112的右手侧上(未在图1A中示出)，并且抓握手柄104的用户的手是右手，则光学接近传感器124可以将光学接近传感器124和用户右手之间的距离测量为有限距离(指示抓握手柄的用户的手是右手)。另一方面，如果光学接近传感器124嵌入在环112的右手侧上，并且抓握手柄104的用户的手是左手，则这只手将不会在光学接近传感器124的视线内。因此，光128将不会到达用户的这只手，并且来自光学接近传感器124的光128将不会反射回光学接近传感器124，导致“无限”距离的测量(指示抓握手柄的用户的手是左手)。
在一个实施例中，光学接近传感器124基于光学接近传感器124在抓握手柄104的用户的手的方向上发射光128和光学接近传感器124接收来自抓握手柄104的用户的手的反射光之间的时间间隔是否高于阈值时间段，来确定抓握手柄104的用户的手是用户的右手还是用户的左手。例如，如果光学接近传感器124嵌入在环112的左手侧上(如图1A所示)，抓握手柄104的用户的手是左手，并且光学接近传感器124在时间t1在用户的左手的方向上发射光128，则光128可以传播到左手并且从左手朝向光学接近传感器124反射回来，并且在时间t2到达光学接近传感器。光学接近传感器124可以将时间间隔t2-t1测量为有限时间间隔(指示抓握手柄的用户的手是左手)。另一方面，如果光学接近传感器124嵌入在环112的左手侧上(如图1A所示)，并且抓握手柄104的用户的手是右手，则这只手将不会在光学接近传感器124的视线内。因此，光128将不会到达用户的右手，并且来自光学接近传感器124的光128将不会反射回光学接近传感器124，导致“无限”时间间隔的测量(指示抓握手柄的用户的手是右手)。
类似地，如果光学接近传感器124嵌入在环112的右手侧上(未在图1A中示出)，抓握手柄104的用户的手是右手，并且光学接近传感器124在时间t1在用户的右手的方向上发射光128，则光128可以传播到右手并且从右手朝向光学接近传感器124反射回来，并且在时间t2到达光学接近传感器。光学接近传感器124可以将时间间隔t2-t1测量为有限时间间隔(指示抓握手柄的用户的手是右手)。另一方面，如果光学接近传感器124嵌入在环112的右手侧上，并且抓握手柄104的用户的手是左手，则这只手将不会在光学接近传感器124的视线内。因此，光128将不会到达用户的左手，并且来自光学接近传感器124的光128将不会反射回光学接近传感器124，导致“无限”时间间隔的测量(指示抓握手柄的用户的手是左手)。
以这种方式，光学接近传感器可以使手持控制器100能够确定用户的哪只手正在抓握手柄104。
手持控制器的环的示例横截面图
图1B是根据实施例的包括嵌入的光学接近传感器124的手持控制器100的环112的示例横截面图。如以上关于图1A所述，在图1B中，环112具有环形表面120和弯曲外表面116。光学接近传感器124嵌入在环112内，以检测抓握手柄104的用户的手是用户的右手还是用户的左手。
光学接近传感器124可以以这样的方式嵌入和定位在环112内，使得由光学接近传感器124发射的光128在抓握手柄104的用户的手的方向上离开环12。在一个实施例中，由光学接近传感器124发射的光128是红外光，并且环112的至少一部分对于红外光是透明的，以允许光128在抓握手柄104的用户的手的方向上离开环112。例如，该环可以由红外透射塑料、红外透明的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(也称为丙烯酸或丙烯酸玻璃)、红外透明的聚碳酸酯、对红外光透明的某种其他材料或它们的组合制成。由光学接近传感器124发射的光128的至少一部分穿过环112的弯曲外表面116射出。
环112的在光学接近传感器124和弯曲外表面116之间的厚度140可以被设计成允许光128穿过环112的弯曲外表面116射出。例如，在环112的材料围绕光学接近传感器124的地方，可以减小环112的该材料的厚度，使得由光学接近传感器124发射的光128更容易穿过环112的弯曲外表面116射出。
包括电容电极的手持控制器的示例示意性透视图
图1C是根据实施例的包括电容电极132的手持控制器100的示例示意性透视图。如先前图1A中所示，手持控制器100包括在纵向方向108上延伸的手柄104。环112附接到手柄104的端部，并具有环形表面120和弯曲外表面116。
如图1C所示，手持控制器100包括安装在手柄的第一侧表面136上的第一电容电极132。第一电容电极132使用基于手柄104和抓握手柄104的用户的手之间的电容耦合的电容感测来检测用户的手和手柄104之间的第一电容。第一电容电极132可以由铜、氧化铟锡(ITO)、印刷油墨、某种其他介质或其组合制成。第一电容电极132的尺寸及其相对于接地平面的间隔可以被设计成提高电极在感测用户的手和手柄104之间的电容方面的性能。
在一个实施例中，侧表面136涂覆有导电材料以形成第一电容电极132。在一个实施例中，第一电容电极132可以被蚀刻以形成电极的栅格图案。电压被施加到第一电容电极132。当导体(例如人的手指或手掌)接触第一电容电极132时，手指或手掌与电极之间的电容被动态改变。因此，在一个实施例中，手持控制器100可以使用耦合到该电容电极的传感器电路来确定电容，如下面参考图3B所述。
第二电容电极(未在图1C中示出)被安装在手柄的与第一侧表面136相对的第二侧表面上。第一电容电极132和第二电容电极检测抓握手柄104的用户的手是用户的右手还是用户的左手，如下面参考图2C详细所述。
手持控制器100的手柄104包括底部表面144。如果抓握手柄104的用户的手是右手，则右手的手掌将接触第二电容电极(未在图中1C示出)。用户的手指将缠绕手柄104的底部表面144并接触第一电容电极132。另一方面，如果抓握手柄104的用户的手是左手，则左手的手掌将接触第一电容电极132。用户的手指将缠绕手柄104的底部表面144并接触第二电容电极。
包括光学接近传感器的手持控制器的示例示意性侧视图
图2A是根据实施例的包括光学接近传感器124的手持控制器100的示例示意性侧视图。上面参考图1A示出并描述的环112的环形表面120限定了平面224，平面224相对于手柄104延伸的纵向方向108形成预定角度200。例如，预定角度200可以在45°至135°之间。对于图2A所示的环的几何结构，如果预定角度200大于45°，则这避免了对用户的拇指移动的干扰。如果预定角度200小于135°，则这避免了对安装在HMD上的照相机的内向外追踪可见性(inside-out tracking visibility)的任何影响。
如以上关于图1A所述，在一个实施例中，光学接近传感器124嵌入在环112内，以检测抓握手柄104的用户的手是用户的右手还是用户的左手。光学接近传感器124在抓握手柄104的用户的手的方向上发射光128，以感测用户的手。
包括光学接近传感器的手持控制器的示例示意性侧视图
图2B是根据实施例的包括光学接近传感器124的手持控制器100的示例示意性侧视图。上面参考图1A示出并描述的环112的环形表面120限定了平面224，平面224相对于手柄104延伸的纵向方向108形成预定角度200。
在一个实施例中，光学接近传感器124嵌入在手柄104内，以检测抓握手柄104的用户的手是用户的右手还是用户的左手。光学接近传感器124在抓握手柄104的用户的手的方向上发射光128，以感测用户的手。
光学接近传感器124基于手和光学接近传感器124之间的距离来确定抓握手柄104的用户的手是用户的右手还是用户的左手。例如，如果光学接近传感器124嵌入在手柄104的右手侧上(如图2B所示)，并且抓握手柄104的用户的手是右手，则光学接近传感器124可以测量光学接近传感器124和右手的更靠近拇指的一部分之间的距离(指示这只手是右手)。另一方面，如果抓握手柄104的用户的手是左手，则光学接近传感器124可以测量光学接近传感器124和右手的更靠近小指的一部分之间的距离(指示这只手是左手)。类似地，由放置在相对侧表面上的光学接近传感器124进行的距离测量(未在图2B中示出)可以指示握持手柄104的手是右手还是左手。
包括电容电极的手持控制器的示例示意性侧视图
图2C是根据实施例的包括第一电容电极132的手持控制器100的示例示意性侧视图。如以上关于图2A所述，环112的环形表面120限定了平面224，平面224相对于手柄104延伸的纵向方向108形成预定角度200。如以上关于图1C所述，手持控制器100包括安装在手柄104的第一侧表面136上的第一电容电极132。第一电容电极132使用基于手柄104和抓握手柄104的用户的手之间的电容耦合的电容感测来检测用户的手和手柄104之间的第一电容。
第二电容电极(未在图2C中示出)被安装在手柄的与第一侧表面136相对的第二侧表面上。第一电容电极132和第二电容电极检测抓握手柄104的用户的手是用户的右手还是用户的左手，如下面参考图2D详细所述。
包括电容电极的手持控制器的示例示意性平面图
图2D是根据实施例的包括电容电极132和208的手持控制器100的示例示意性平面图。手持控制器100包括安装在手柄104的第一侧表面136上的第一电容电极132和安装在手柄104的与第一侧表面136相对的第二侧表面204上的第二电容电极208。第一电容电极132和第二电容电极208检测抓握手柄104的用户的手是用户的右手还是用户的左手。
如以上参考图1C所述，第一电容电极132确定手柄104和抓握手柄104的用户的手之间的第一电容。第二电容电极208确定手柄104和抓握手柄104的用户的手之间的第二电容。例如，如果抓握手柄104的用户的手是右手，则右手的手掌将接触第二电容电极208。用户的手指将缠绕手柄104的底部表面144，并接触第一电容电极132。因此，在该示例中，第一电容将是手柄104和抓握手柄104的用户的手的手指之间的电容。第二电容将是手柄104和抓握手柄104的用户的手的手掌之间的电容。第一电容132将小于第二电容，因为用户的手指比用户的手掌具有更小的表面积。由于第一电容132小于第二电容，因此手持控制器100可以确定抓握手柄104的用户的手是右手。
另一方面，如果抓握手柄104的用户的手是左手，则左手的手掌将接触第一电容电极132。用户的手指将缠绕手柄104的底部表面144，并接触第二电容电极208。因此，在该示例中，第二电容将是手柄104和抓握手柄104的用户的手的手指之间的电容。第一电容将是手柄104和抓握手柄104的用户的手的手掌之间的电容。第一电容132将大于第二电容，因为用户的手指比用户的手掌具有更小的表面积。由于第一电容132大于第二电容，因此手持控制器100可以确定抓握手柄104的用户的手是左手。
具有光学接近传感器的手持控制器的示例示意性框图
图3A是根据实施例的包括光学接近传感器124的手持控制器100的示例示意性框图。该框图包括光学接近传感器124、传感器电路304、无线通信接口312和总线308。在替代配置中，手持控制器100可以包括不同的和/或附加的部件，例如存储器、中央处理单元、电池、蓝牙部件、USB输入端等。
光学接近传感器124在抓握手持控制器100的手柄(例如，104)的用户的手的方向上发射光128。光学接近传感器124包括光电二极管或光电晶体管，以接收来自抓握手柄104的用户的手的反射光324，从而确定用户的哪只手正抓握手柄104，如以上参考图2C详细所述。光学接近传感器124产生对应于反射光324的传感器信号300。传感器信号300指示抓握手柄104的用户的手是用户的右手还是用户的左手。
传感器电路304是数字电路、模拟电路或混合信号电路，以从光学接近传感器124接收电压或电流形式的传感器信号300。基于传感器信号300，传感器电路304可以确定用户的哪只手抓握手柄104。手持控制器100可以包括向传感器电路304和光学接近传感器124提供电信号(例如电压)的电路。传感器电路304可以由手持控制器100上的电池供电，以产生电信号。光学接近传感器124可以响应于接收到电信号而发射光128。
手持控制器100还包括无线通信接口312，无线通信接口312可以是用于发射无线信号316的数字电路、模拟电路或混合信号电路，无线信号316指示抓握手柄104的用户的手是用户的右手还是用户的左手。无线信号316可以被传输到头戴式显示器、计算机、人工现实系统等。无线通信接口312可以经由无线网络发送和接收数据，而不需要将电缆连接到手持控制器100。在一个实施例中，无线通信接口312可以支持高达11Mbps数据传输速率的802.11b无线网络标准和USB 1.1。在一个实施例中，无线通信接口312可以支持高达54Mbps数据传输速率的802.11g标准和USB2.0。在一个实施例中，无线通信接口312可以是使用红外技术在手持控制器100和计算机等之间进行数据交换的紧凑型闪存(CF)无线网络适配器。无线通信接口312和传感器电路304可以经由总线308进行通信。
具有电容电极的手持控制器的示例示意性框图
图3B是根据实施例的包括电容电极132和208的手持控制器100的示例示意性框图。该框图包括第一电容电极132、第二电容电极208、传感器电路304和无线通信接口312。在替代配置中，手持控制器100可以包括不同的和/或附加的部件，例如存储器、中央处理单元、电池、蓝牙部件、USB输入端等。
第一电容电极132产生第一传感器信号328，第一传感器信号328对应于手柄104和抓握手柄104的用户的手之间的第一电容。例如，当预期的导电物体(用户的手)不在附近时，第一电容电极132可能处于不激活状态。当预期的导电物体(用户的手)在期望的激活范围内时，第一电容电极132可能处于激活状态。由第一电容电极132产生的传感器信号328可以是电流或电压相对于时间的函数。例如，由传感器电路304测量的传感器信号328波形的明显上升可以指示触摸或靠近第一电容电极132的用户的手的存在。
类似地，第二电容电极208产生第二传感器信号332，第二传感器信号332对应于手柄104和抓握手柄104的用户的手之间的第二电容。
传感器电路308耦合到第一电容电极132和第二电容电极208，以从第一电容电极132接收第一传感器信号328，并从第二电容电极208接收第二传感器信号332。传感器电路308基于第一传感器信号328是否比第二传感器信号332强来确定抓握手柄104的用户的手是用户的右手还是用户的左手。例如，如果第一传感器信号328的电压值高于第二传感器信号332的电压值，则它可以指示抓握手柄104用户的手是右手。在另一示例中，传感器电路308可以确定第一传感器信号328和第二传感器信号332之间的差高于阈值，指示第一传感器信号328和第二传感器信号332相交的参数状态变化。参数状态变化可以指示抓握手柄104用户的手是右手。
在一个实施例中，传感器电路304基于第一电容是否高于第二电容来确定抓握手柄104的用户的手是用户的右手还是用户的左手。例如，如果电容电极包括基于测量的电容来确定用户的哪个部位(手掌或手指)正在触摸电极并相应地通知传感器电路304的电路，则可以实现这一点。例如，如果第一电容高于第二电容，则它可以指示抓握手柄104的用户的手是右手。
手持控制器100可以包括向第一电容电极132、第二电容电极208和传感器电路304提供电信号(例如电压)的电路。传感器电路304可以由手持控制器100上的电池供电，以产生电信号。
如以上关于图3A所述，手持控制器100可以包括无线通信接口312，以传输无线信号316，无线信号316指示抓握手柄104的用户的手是用户的右手还是用户的左手。
确定用户的哪只手抓握控制器的示例过程
图4是示出根据实施例的用于确定抓握手持控制器的用户的手是用户的右手还是用户的左手的示例过程的流程图。
安装在手持控制器100的手柄104的第一侧表面136上的第一电容电极132确定400手柄104和抓握手柄104的用户的手之间的第一电容，如以上参考图1C、图2B、图2C和图3B所述。
安装在手柄104的第二侧表面204上的第二电容电极208确定410手柄104和抓握手柄104的用户的手之间的第二电容，如以上参考图1C、图2B、图2C和图3B所述。
手持控制器100基于第一电容是否高于第二电容来确定420抓握手柄104的用户的手是用户的右手还是用户的左手。例如，第一电容电极132可以产生对应于第一电容的第一传感器信号328。第二电容电极208可以产生对应于第二电容的第二传感器信号332。确定抓握手柄104的用户的手是用户的右手还是用户的左手可以包括确定第一传感器信号328是否比第二传感器信号332强。例如，如果第一传感器信号328的电压值高于第二传感器信号332的电压值，则它可以指示抓握手柄104的用户的手是右手。
实施例的前述描述为了说明的目的而被提出；它并没有被规定为无遗漏的或将实施例限制到所公开的精确形式。相关领域中的技术人员可以认识到，按照上面的公开，许多修改和变化是可能的。
最后，在说明书中使用的语言主要为了可读性和指导目的而被选择，并且它可以不被选择来描绘或限制创造性主题。因此，意图是范围不由该详细描述进行限制，而是由在基于其的申请上发布的任何权利要求进行限制。因此，实施例的公开旨在是说明性的，但不是限制在所附权利要求中阐述的范围。

Claims (14)

1.一种手持控制器，包括：
手柄，其在纵向方向上延伸，所述手柄被成形并定尺寸以由用户的手抓握；
环，其附接到所述手柄的端部并具有：
环形表面，其限定相对于所述纵向方向形成预定角度的平面，以及
弯曲外表面；以及
光学接近传感器，其嵌入在所述环或所述手柄内，并被配置成检测抓握所述手柄的用户的手是用户的右手还是用户的左手。
2.根据权利要求1所述的手持控制器，其中，所述光学接近传感器被配置成在抓握所述手柄的用户的手的方向上发射光，其中特别地，所述光是红外光。
3.根据权利要求1或2所述的手持控制器，其中：
所述光学接近传感器包括光电二极管或光电晶体管，所述光电二极管或光电晶体管被配置为接收来自抓握所述手柄的用户的手的反射光，并产生对应于所述反射光的传感器信号，所述传感器信号指示抓握所述手柄的用户的手是用户的右手还是用户的左手；和/或
所述光学接近传感器被配置为基于所述光学接近传感器在抓握所述手柄的用户的手的方向上发射光和所述光学接近传感器接收来自抓握所述手柄的用户的手的反射光之间的时间间隔是否高于阈值时间段，来确定抓握所述手柄的用户的手是用户的右手还是用户的左手。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的手持控制器，其中，所述环或所述手柄的至少一部分对于红外光是透明的，和/或其中，由所述光学接近传感器发射的光的至少一部分穿过所述环的弯曲外表面或所述手柄的侧表面射出。
5.一种手持控制器，特别是根据权利要求1至4中的任一项所述的手持控制器，包括：
手柄，其在纵向方向上延伸，所述手柄被成形并定尺寸以由用户的手抓握；
环，其附接到所述手柄的端部并具有：
环形表面，其限定相对于所述纵向方向形成预定角度的平面，以及
弯曲外表面；以及
安装在所述手柄的第一侧表面上的第一电容电极和安装在所述手柄的与所述第一侧表面相对的第二侧表面上的第二电容电极，所述第一电容电极和所述第二电容电极被配置成检测抓握所述手柄的用户的手是用户的右手还是用户的左手。
6.根据权利要求5所述的手持控制器，其中，所述第一电容电极和所述第二电容电极还被配置为被抓握所述手柄的用户的手接触。
7.根据权利要求5或6所述的手持控制器，其中：
所述第一电容电极还被配置为确定所述手柄和抓握所述手柄的用户的手之间的第一电容，并且所述第二电容电极还被配置为确定所述手柄和抓握所述手柄的用户的手之间的第二电容；或者
所述第一电容电极还被配置成产生第一传感器信号，所述第一传感器信号对应于所述手柄和抓握所述手柄的用户的手之间的第一电容，并且所述第二电容电极还被配置成产生第二传感器信号，所述第二传感器信号对应于所述手柄和抓握所述手柄的用户的手之间的第二电容。
8.根据权利要求7所述的手持控制器，其中：
所述第一电容是所述手柄和抓握所述手柄的用户的手的手指之间的电容；以及
所述第二电容是所述手柄和抓握所述手柄的用户的手的手掌之间的电容。
9.根据权利要求7所述的手持控制器，还包括耦合到所述第一电容电极和所述第二电容电极的传感器电路，
其中，所述传感器电路被配置成：
从所述第一电容电极接收所述第一传感器信号，
从所述第二电容电极接收所述第二传感器信号，以及
基于所述第一传感器信号是否比所述第二传感器信号强，来确定抓握所述手柄的用户的手是用户的右手还是用户的左手；或者
其中，所述传感器电路被配置为基于所述第一电容是否高于所述第二电容来确定抓握所述手柄的用户的手是用户的右手还是用户的左手。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的手持控制器，还包括无线通信接口，所述无线通信接口被配置为发送无线信号，所述无线信号指示抓握所述手柄的用户的手是用户的右手还是用户的左手。
11.一种方法，包括：
通过安装在手持控制器的手柄的第一侧表面上的第一电容电极，确定所述手柄和抓握所述手柄的用户的手之间的第一电容；
通过安装在所述手柄的第二侧表面上的第二电容电极，确定所述手柄和抓握所述手柄的用户的手之间的第二电容；以及
基于所述第一电容是否高于所述第二电容，来确定抓握所述手柄的用户的手是用户的右手还是用户的左手。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括：
由所述第一电容电极产生对应于所述第一电容的第一传感器信号；以及
由所述第二电容电极产生对应于所述第二电容的第二传感器信号。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，确定抓握所述手柄的用户的手是用户的右手还是用户的左手包括确定所述第一传感器信号是否比所述第二传感器信号强。
14.根据权利要求11至13中的任一项所述的方法，其中，所述第一电容是所述手柄和抓握所述手柄的用户的手的手指之间的电容，和/或其中，所述第二电容是所述手柄和抓握所述手柄的用户的手的手掌之间的电容。
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