TW200832192A - Inertial sensor input device - Google Patents

Description

200832192 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明與一電子系統的一輸入裝置相關。 【先前技術】 目前已經發明很多輸入裝置以供一使用者與一電腦應 用程式互動及指示電腦應用程式。這些裝置包括滑鼠、觸 控板、轨跡球、軌跡點、搖桿、觸控螢幕、和數位繪圖板

不同類型的輸入裝置吸引不同的人。例如，可使用大多數 的β鼠’其中每個提供不同的工作效用、輸入類型或者易 用特徵。 現有的輸入裝置可被分 類、和數位繪圖板類的裝置。每一種有不同的好處和限制。 滑鼠類裝置通常用於一種「移動_轉換_移動」模式。 例如，就一滑鼠而論，移動滑鼠以改變游標位置，透過把 滑鼠從表面移開進行轉換，改變位置，及把裝置放在一新 位置’然後再次移動以再次改變游標位置。該裝置在轉換 期間不移動游標。這樣的移動有效地延長滑鼠的對等範 園’超越滑鼠塾或手運動空間。這允許使用者在有限的書 桌（滑鼠墊）空間内，有良好的游 、 游铋位置和大範圍的運動。 因為在螢幕上的游標位置是相# I疋相對於輸入裝置的先前位置移 ，所以滑鼠是^一種相對定你壯里 , 疋位裝置。相同地，觸控板和軌 勒^球7^相對定位裝置，並B -tr 且有對應的轉換動作，以避免範 圚限制β這種「錄動-韓拖 ^ I禋移動轉換·移動J模式是一種需要使用者 &費時間來適應的學習行為。 5 200832192

搖桿類裝置（包括執跡點）的使用者互動模式十分不 同。這些裝置通常在螢幕上控制速度而不是游標或其他物 體的位置。與搖桿中心的偏差量和應用於執跡點按鈕的力 量控制電腦座標的第一衍生。與滑鼠類裝置相反，使用者 能涵蓋整個座標空間而不必鬆開裝置的搖桿。這樣的裝置 需要對應於未移動之電腦元件（即，游標）的中心位置之準 確校準。為了避免一些校準問題和漂移，搖桿類裝置可能 有一所謂「死區」：無法移動控制元件之中心點周圍之力 量的偏移範圍。 數位繪圖板類裝置包括數位繪圖板、電子筆、墊裝置 和觸控螢幕。這類裝置能以其他比螢幕小的呈現，提供使 用者對一裝置的輸入。 【發明内容】 在一態樣中，一輸入裝置包括：一耳機，其被設定為 戴在一使用者的頭上；一感應器，其固定在該耳機上；及 一處理元件，其與該感應器電性溝通。該感應器被設定以 決定該耳機的移動。該處理元件被設定為抑制從感應器接 收的信號的部分，其中抑制係基於該耳機移動的速度、方 向或距離。該感應器或處理元件係被設定為產生位置資 訊，以控制一電腦元件。 在另一態樣中，——輸入裝置包括：一耳機，其被設定 為戴在一使用者的頭上；一感應器，其固定在該耳機上； 及一處理元件，其與該感應器電性溝通。該感應器被設定， 以決定該耳機的移動。該處理元件被設定為轉換該耳機的 6

200832192 移動為一電腦的輸入，其指示攝影角度的一改變。其中 較大的移動對應於在攝影角度方面的一種較快的變化， 及較小的移動對應於在攝影角度方面的一種較慢的變化 在又一態樣中，一輸入裝置包括：一耳機，其被設 為戴在一使用者的頭上；一狀態感應器，其固定在該耳 上；一生物感應器，其固定在該耳機上；及一處理元件 其與該感應器電性溝通。該感應器被設定以決定該耳機 移動。該生物感應器被設定為決定來自該使用者頭部的 性活動。該處理元件被設定為與該狀態感應器和該生物 應器電性溝通。該處理元件被設定為從接收自該狀態感 器和該生物感應器的信號產生一計算裝置之一輸入信號 在另一態樣中，描述編碼於一電腦可讀取媒體之一 腦程式產品，其可操作使一資料處理設備執行操作。該 品使下列步驟進行：從一感應器接收一信號，其中該信 對應於配載該感應器的一使用者頭部的移動； 抑制來自該感應器的該信號的一部分，以創造一修 的信號，其中該抑制係基於如該信號表示之使用者頭部 移動之速度、方向或距離； 改變該信號為一電腦的輸入，其中該輸入包括用於 制一電腦元件的位置資訊； 以及傳送該輸入至一電腦。 在又一態樣中，描述編碼於一電腦可讀取媒體之一 腦程式產品，其可操作使一資料處理設備執行操作。該 以 〇 定 機 ， 的 電 感 應 〇 電 產 號 改 的 控 電 產 7 200832192 品使下列步驟 對應於配载該 抑制來自 的信號，其中 移動之速度、 改變該信 制一電腦元件 以及傳送 進行：從 感應器的 該感應器 該抑制係 一感應 一使用 的該信 基於如 方向或距離； 號為一電腦的輸 訊； 器接收一信號，其中該 #頭部的移動； 號的一部分，以創造— 該信號表示之使用者頭 入 ’其中該輪入包括 用 信號 修改 部的 於控 的位置資 該輸入至一電腦 在另一態樣中，描述編碼 腦程式產品，其可操作使一資 品使下列步驟進行：從一頭部 中該輸入對應於一陀螺儀、磁 或或方位； 使該輸入 於一電腦可讀取媒體戈 料處理設備執行操作。 移動輪入裝置接收輪^ 力十或其結合所偵測$ 一電 該產 ，其 移動 在一網格 在一預定 值； 以及如果 和如果該距離 在又一態 腦程式產品， 品使下列步驟 對應於配載該 對應於指令，以 裡選擇一錨點； 的時間，決定是 該距離是低於該 高於該闊值則將 樣中，描述編碼 其可操作使一資 進行：從一感應 感應器的一使用 移動一電腦元件一距 否該距離是高於或低 闕值則不移動該電腦 該電腦元件移動該距 於一電腦可讀取媒體 料處理設備執行操作 器接收一信號，其中 者頭部的移動或方位 離 一闕 件， 〇 一電 該產 信號

輸入’其中該輸入包含攝影 科 ’其中，較大的移動對應 較丨、的移動對應於較慢的攝 200832192 抑制來自該感應器的L號沾一部分，以創造—修 的k说’其中該抑制係基於如該信號表示之传 R用考頭部 移動之速度、方向或距_ ; 轉換該信號為一電腦的輪入； 以及傳送該輸入至一電腦。 在另一態樣中，描述編碼於一電腦可讀取媒體之一 腦程式產品，其可操作使一資料處理設備執行操作。該 品使下列步驟進行：從一狀態感應器接收一狀態信號， 中該信號對應於配載該狀態感應器的一使用者頭部的移 或方位； 從一生物感應器接收一生物信號，其中該生物感應 被設定為決定來自該使用者頭部的電性活動。 轉換該狀態信號和生物信號為一電腦的輸入； 以及傳送該輸入至一電腦。 在又一態樣中，描述編碼於一電腦可讀取媒體之一 腦程式產品，其可操作使一資料處理設備執行操作。該 品使下列步驟進行··從一感應器接收一信號，其中該信 對應於配載該感應器的一使用者頭部的移動； 轉換該信號為一電腦的 度資訊，用以控制一電腦元 較快的攝影角度變化，以及 角度變化； 以及傳送該輸入炱一電腦。 改 的 電 產 其 動 器 電 產 號 角 於 影 9 200832192 本文描述的系統和產品的實施例可包括一或多 徵：該處理元件可被設定為，當該信號表示該使用 部在一迅速向前移動之後正進入一反向移動時，抑 號的一部分。該處理元件可被設定為，當該信號表 用者的頭部之移動快過一閥值速度，抑制該信號的 分。該處理元件可被設定為，當該信號表示該使用 部之移動快過一閥值速度，抑制該信號的一部分。 器可包括一陀螺儀、和一發送器，其可與該處理元 並且固定在該耳機上。該感應器可包括一第二陀螺 可與該發送器溝通並且固定在該耳機上。該處理元 定為’對該這輸入裝置遠端的一電腦，提供輸入的 該感應器可以是一陀螺儀、及該裝置可進一步包括 該耳機上且與該處理元件溝通的一加速計。該裝置 一步包括固定在該耳機上的磁力計。該處理元件可 設定為使用：從該加速計接收的信號；從該磁力計 一信號’以修改由該處理元件產生的一信號。該處 可被設定為移除該陀螺儀所傳播的整體錯誤。該裝 括：固定在該耳機上的一麥克風；及一發送器，其 為傳送由該麥克風和該感應器產生的信號。該裝置 括：一生物電流感應器；及一發送器，其被設定為 該生物電流感應器和該感應器產生的信號。位置變 對於該耳機的一坐標系統決定。本文描述的系統和 實施例可包括一或多下列特徵：該產品引起的操作 括決定是否使用者的頭部移動得比一巧值速度快； 下列特 者的頭 制該信 示該使 一部 者的頭 該感應 件溝通 儀，其 件可設 信號。 固定在 能可進 進一步 接收的 理元件 置可包 被設定 可包 傳送由 化可相 產品的 可能包 以及抑 10 200832192 制該 "5虎的《— 4JL -h L4. 刀包括在快速頭部運動之後，抑制從該感

應器接收的作骑M -hn V «號的一部分。該抑制信號可具有少於大約半 私的’月間。該產品引起的操作可包括決定是否使用者的 頭移動知比-閥值速度快；以及抑制該信號的-部分包 括抑制從該陀螺儀接收的信號，其中該陀螺儀係相反於比 該閥值速度快的移動。該產品引起的操作可包括：決定是 否使用者的頭部移動超過在一預定時期内的一閥值距離； 以及抑制該信號的一部分包括：如果該移動未超過該閥值 距離時，抑制從該陀螺儀接收的信號。這種產品引起的操 作可包括：接收一音訊信號；使該音訊信號對應於一指令， 其移動一電腦元件以產生一音訊式輸入；以及連同該感應 器式輸入，傳送該音訊式輸入到該電腦。該產品引起的操 作可包括：接收一生物信號；轉換該生物信號為一電腦之 一生物電流式輸入；以及連同該感應器式輸入，傳送該生 物電流式輸入到該電腦。這種產品引起的行動可包括：從 一加速計或一磁力計接收一修正信號，以及在傳送該輸入 之前，使用該修正信號，修正來自該感應器之信號中的錯 誤。該錯誤可能是一整體錯誤。該產品引起的操作可包括： 接收來自一磁力計的一信號；及轉換來自該磁力計的信號 為一電腦之一第二輸入，以及傳送該第二輸入到該電腦。 該第一輸入和該第二輸入可合併成一單一輸入信號。該產 品引起的操作可包括··接收來自一加逮計的一信號；及轉 換來自該加速計的信號為一電腦之第二輸入，以及傳送該 第二輪入到該電腦。如果該電腦元件被移動，該產品可進 11 200832192 一步操作，以使一資料處理設備執行操作，勺 括·選擇— 新錨點，其位於隶接近於對應該指令之一绍啦 4對位置之一網 格點® 本文描述的方法和系統的優點能包括_ 、 或多如下内 容。一頭部移動輸入裝置可提供一種不需 方式，其係藉由提供位£資料輸入至—言十算用$ $的便利 可讓-使用者空出雙手，以提供其他肩型异裝置達成。這 使用者不必同時使用他或她的雙手^例、輪入，或能讓 裝置可用來控制一螢幕的一游標或摄心，碩部移動輸入 〜的_ (即，一觀視角度，例如，在一遊戲 戳看角度 角）。配戴有一頭部移動輸入裝置之 式之第一人視 1文用者 頭，同時移動游標或攝影機，以允許辕移動他或她 來輸入一些其他指*，例如，開搶；:用者以人工輸入 其他這樣的行動中移動一名玩家。因2、在一場比赛或 同時提供多種輪入，可提供應用程式更7碩部移動輸入可 該應用程式互動時，可依序提供多 複雜的指示，當與 使用者。⑨了提供輸入指示之一種不二和較豐富的體驗給 他輸入裝置相 同的方法之外，盥直 較，該頭部移動輪入萝番 者來說更直覺或更自然的一種模式彳置可以採用對使用 二因為可相當直覺地使用裝置，使=播桿、滑鼠或按 對二較短的學習曲線可增加使用者斜的學習曲線可以 气並用之應用程式的興趣。當〜：裝置的興趣’和 的時間，而對學習如何歲/ 可對應用程 時間’使用者對該輸入震置軟體：用程式互動花費較 #系統整體可能有更 12 200832192 好的滿意度。另外，本文所述裝置不需要用於輸入之一外 部元件。亦即，不同於使用不位於頭部的元件來追蹤頭部 移動的輸入裝置’本文所述之裝置可完全被包含在使用者 所配戴的裝置中°此外，本文所述的設計不需要一外部參 考裝置。 本文以附圖和實施方式描述本發明之一或更多實施例 的細節。藉由實施方式、圖式、和從申請專利範圍，將可 明白本發明的其他特徵、目標和優點。 【實施方式】 本文所述的系統測量和追蹤一耳機的移動，在使用者 配戴時控制一電腦應用程式，例如，一滑鼠游標、或一攝 影機。在本文中，「移動」包括一或多個角向量、角速度 或角加速度。而後移動被改變或對映至決定應該如何控制 電腦應用程式的資訊。例如，移動可被轉譯為滑鼠游標移 動，而資訊是位置資訊。或者，移動能用來改變一攝影角 度。在一些實施例中，移動被測量並即時而沒有延遲地傳 送到電腦。因此，當耳機移動時，系統能提供頭部移動資 訊。此外，旋轉速度能用來在一檢視（例如，在螢幕上顯示 之一框架）内控制滑鼠游標移動至一組新的座標，而非將在 螢幕上顯示之該檢視移動至在全部影像、文件或應用程式 内之一新的檢視位置或一新的框架。 在一圖形使用者界面裡控制一元件（例如，一游標、或 一攝影機的一觀看角度）的能力，通常藉由一輸入裝置（例 如，一滑鼠、一搖桿、一觸控盤、一轨跡點按鈕、一控制 13 200832192 \或〃他^適袈置）來達成。用將使用者的頭部移動轉譯成 電腦元件的輪入之一輸入裝置交換前述之輸入裝置之一， 能為使用去g # 供一不需要雙手、和可能更直覺的控制方 法。印參考第1圖，圖示一輸入裝置1〇〇，其將一使用者 頭部移動轉譯成電腦輸入端並且配戴在使用者的頭部，且 匕括陀螺儀、加速計、磁力計和傾斜感應器的任何結合。 當觀看一固定螢幕105 (例如，一電視或電腦監視器）， 使用者可能對他或她的頭部110的轉動可能超過對他或她 的頭部110的轉譯。在一些實施例中，螢幕1 05在使用者 頭部的遠端。在一些實施例中，螢幕1〇5相對於使用者做 的任何移動是固定的。與身體相關的大多數頭部移動可用 與二個座標軸相關的三個角度表示。表示頭部位置或位向 的最自然方法是用下列詞句：前傾（pitch) α、滾動（Γ〇11)β、 搖擺（yaw)Y角度。人的前庭系統具有水平、前、後半圓管， 它們對頭部的的前傾、滾動、和搖擺十分敏感。這解釋人 為什麼能摘測並能精密控制他們的頭部旋轉。相同地，頭 部能決定被感知的旋轉坐標系統。 耳機130可容納輸入裝置100,耳機13〇使使裝置 固定在使用者的頭部110上。裝置10〇或耳機13〇能包 括 狀態感應器175’其能決定位向或移動；以及一無 線發送器140,例如，一無線電發送器、或用以將信號從 裝置100傳送到電腦150的其他類型裝置。一實體纜線可 用於裝置100和電腦150’以代替一無線發送器進行 溝通。電腦150可能是任何類型計算裝置，例如一個人電 14 200832192 腦或一遊戲平台。電腦150與螢幕1〇5溝通。另 150若非和接收器160溝通，便是包含一接收器 收來自發送器140的信號。狀態感應器175能包 個陀螺儀、加速計、磁力計、傾斜感應器或其任 除了把輸入裝置1 00保持在應有的位置之外，耳 能包括電極1 70，其能偵測肌肉移動或大腦的電 這些佗號中的母個可能被傳遞至電腦丨5 〇，以連丨 入裝置1 00的彳§號提供輪入。在美國專利公告第 2007-0225585號已進一步描述耳機13〇和感應器 在2007年3月21日公開，並且併入本文以供參 在大多數應用程式中，前傾、滾動、搖擺係 部坐^糸統測篁，亦即，如同依序是物件在Y、 標軸周遭旋轉。然而，對頭部移動來說，一種決 滾動、搖擺角度之較自然的方式是測量相對於頭 統之旋轉角度。對圍繞γ轴之前傾來說，旋轉輿 子中相同。但是滾動、搖擺係相對於頭部的垂直 測量，其可能不同於外部X和Z軸^可能被校驗 定相對於使用者之軸位置，詳述如后。因此，值 相對於耳機、或使用者頭部而決定，因為使用者 用作坐標系統的基礎。然後來自耳機的任何移動 和z轴轉換成滑鼠或游標控制信號。例如，耳機 可被轉譯為游標沿著一螢幕的γ軸的移動，而^ 可被轉譯為游標沿著螢幕的X轴的移動。因為^ 標系統’即使耳機歪斜地配戴在使用者的頭部上 外，電腦 1 6 0，以接 括一或多 何結合。 機130也 生活動。 旬來自輸 170，其 照。 相對於外 X和z坐 定前傾、 部坐標系 .在尋常例 與水準轴 r裝置以決 置變化係 的頭部被 沿著X、y 前傾變化 :機的搖擺 •機決定坐 或如果在 15 200832192 使用者的頭部上傾斜一個角度，使用者的頭 斜可決定游標的位置變化且不會扭曲游標的 陀螺儀（也稱為角度比率感應器）測量角 - (亦稱作旋轉速度），而不是直接感測絕對的 測得的速度預獲得絕對角度是可能的。陀螺 上有量好的效果。因此，它們可用於決定使 傾和滾動。 加速計和傾斜感應器也能相對於地球的 的前傾和滾動。一 3軸加速計輸出量測得的 個座標，其係一物件加速度向量和相反於重 假設加速度向量遠小於“g，，（9 8 m/s2)，加矣 釋為重力向量，即，一大小“g，，（9.8 m/s2)的 量。與垂直位置的重力向量的差異被轉譯為 滾動角度。通常傾斜感應器輸出非線性值， 和滾動角度並且能用來計算角度。傾斜感應 速度。 • 然而，加速計和傾斜感應器不能提供相 對搖擺位置。為了決定搖擺位置，可使用磁 磁力計輸出一測量的磁性向量。磁性向量一 行，例如，在諸如澳洲、雪梨的部分之一些 量之垂直分量粗略是水平分量的兩倍。在更 位置，磁性向量接近於和地面平行。只有磁 系統提供完整的位向資訊。類似於與重力相 1 轉，磁性感應器不能偵测和測量園繞磁性向： 部或耳機的傾 位置變化。 度旋轉比率 位向。整合量 儀在偵測移動 用者頭部的前 !重力檢測物件 f慣性向量之三 力向量之合。 I計輸出可被解 向上加速度向 對應的前傾和 其對應於前傾 器也可偵測加 對於重力之絕 力計。一 3轴 般不與地面平 位置，磁性向 接近於赤道的 性向量不能為 關的搖擺旋 的旋轉。 16 200832192 除了 一些元件不能提供它們自己前傾、滾動和搖擺的 完整資料，在一頭部輸入裝置使用一或多個這些元件可能 造成困難，其在一特定軟體或硬雖環境裡需要解決辦法。 例如，一使用者頭部可能做不應該是輸入指示的極小調 整。當使用者頭部的移動量小時（例如小於閥值），從裝置 (例如陀螺儀）接收的信號可被設定為零。這能補償使用者 的微小和不注意的頭部移動。更進一步，报多陀螺儀傾向

於不精確’並且有一些固有的嗓音（n〇iSe)水準… 螺儀決定使用者頭部的前傾或滚動時（例如，藉由整合頭部 速度以獲得絕對角度），可能導致整體實際值之最後偏差之 、曰誤的累積’其可稱為整體漂移。錯誤每次都不穩 偏差。因此’如果輪… 置的中心。 柊軚，游標可能大大偏離視域或所欲位 當用於頭部 題的唯一元件。 可用來決定與頭 部三個角度。不 量測上的低準確 具有正負幾度準 生產不穩定輸 5%的噪音水平。 腦元件，例如當 不足夠°另外， 衣罝野，陀螺儀不是容易產問 假定磁性知备丄， 向量不是共線，則向量對 部的最初朽里上 敢初位置相關的絕對無漂移 過，加迷計釦讲上 度。來自_ 計的一問題可能是他們 成加逮计和一磁力計的噪立姦决 確性的不穩定輪出“產 出，其具者 。許夕加速計和磁力計 t — m 準確性和大約信沪的 碩部移動輪入梦番爾戈 u 用於精密㈣h 控制特定的電 磁力計會〜 制時，這樣的輪出可能 "境事件影響’例如，來自電 17 200832192 氣設備的電磁早摄 电嗞干擾加速計偵測影響重力向 度之裝置加速度。這些也可能使裝置的輸出 為了解決與整體漂移相關的潛在問題， 元件能用來調整並且校正一主要元件的輸入 圖，在-些頭部移動輪入裝置中，一陀螺儀 定使用者頭部的前傾和滾動。加速計21〇和 用來修正被引入整體速度的錯誤。 藉由重力和磁性向量’一校準算法決定 絕對頭部位向。一加速計210能用來在使用 重力 磁力计220能用來在校準時決定孩 量。而後，藉由重力和磁性向量，可計算再 滾動"搖擺y位置u在校準時期量》 ㊈是在校準時的磁性向量；或f❶和兩。是 (normalized)形式。前傾和滾動係相對於°重. 的，而它在校準期間被設定為頭部具有〇前 以及〇搖擺位置。因為頭部移動輸人裝置可 對於地面在使用者的頭部上調整好， 向量到具有垂直的Z轴之一坐標系統。為: 感應器坐標系統的前傾α和滾動於角度系 α〇=^000<§,χ)-π/2 及 A=arctan(^/f〇2) + ;re 用角度來計算旋轉坐標系統之一 4χ4轉換 量測量的精密 不精確。 一或二個輔助 。請參考第2 205被用來決 磁力計220能 使用者的最初 者的位置決定 .用者的磁性向 丨部的前傾 《、 技的重力向量； 正規化 >向量來計算 傾；0滾動； 能無法完全相 用來移動全部 ’讓Z轴垂直， I計算為： 陣M。，以使校 18 200832192 準重力向量對準Z軸。而後，使用矩陣把量測的磁性和重 力向量轉換成新坐標系統。 如果色和兩,是ί時間的正規化重力和磁性向量，則相 應的前傾0^和滾動Α角度被計算為： at =arccos(M0gt)x - π 12 及 β, = arctanHMof, )y /(M0gt)z) +π. ·

用角度來計算以Z軸對準向量之一 4x4轉換矩陣。 搖擺角度係計算為下列轉換的外積間的一角度。 e〇=M〇(^)x兩。)·及 (色 x屯)· G和G係與在二個坐標系統中的重力和磁性向量皆正交的 向量。在沒有磁性和重力干擾的情況下，這些向量與地平 行並且取決於座標軸的選擇指向磁性東方或西方。最後， 搖擺角度可能被計算為在^和Ci之間的角度，有效地 與裝置相關地決定在東方或西方方向的改變： χ( = arctan(c0>;/c0x)- arctan(c^/c^). 這些算法的輸出能用來修正陀螺儀漂移。 在一些裝置裡，一低精確度的座標網格也被用來追縱 使用者頭部的絕對位置。可能進行量測以保證使元件產生 的微小不精確性和用者頭部的小偏差不會被解讀為不想要 的輸入。能應用一緩慢制衡漂移的偏移“slow anti-drift bias”於輸出，以使被控制的元件移向目前的絕對位置。亦 即，如果正在控制一滑鼠游標，偏移被應用於輸出》以使 游標移向目前的絕對位置。 19 200832192 在陀螺儀205測量旋轉速度 合速度，以&定頭部位置的變化 之後，一積算器230能整 ▼人…。一 X、Y轉換器23 5以 變化給滑鼠類輪入。-漂移修— 和加速計210所決定或得出之量測 L腦此理解之、、、邑對滑鼠游標座標的形式，轉換頭部位置的 正器240利用由磁力計220 量測，包括諸如本文所述之 ^ ° $田一絕對向量計算器245所計算的一絕對向 ^或者你移修正可在轉換器23 5所做的轉換之前進行。 L -牛的輸出可能被傳送至電腦，以控制電腦元件。轉 換器235、積篡突 、器230和漂移修正器240、和絕對向量計算 % 245可以是尤同 疋不同的處理元件，或在一單一處理元件。漂 移修正元件24〇 Λ 月b使用一或多本文所述之計算。 網袼計算^ i _ 該被點的位置，然後決定是否游標應 X被移近該错點 · 乂補4貝冰移。另一錨點位置，和是$ # 點需要被移動，总丄， 和疋舍金田 係由如下決定。一網格計算以一預定^^ ^丨 如，5 0螢墓德立 頂疋#又（例 像素）使用一網袼。網格點之—被 點，以調整游扭 铍疋義為一錨 孖払位置。以下列方式選擇時間 如果先前的錨& 又〖之禮田點。 田點（時間卜1)距離由加速計/礤 擺計算所測量的链料办番丨 够力计別傾/搖 的絕對位置小於2網格段（例如，】ΛΛ A 幕），則保持相η ^ 1 00像素螢 相同錨點。如果先前的錨點超過2 # 新錨點是最柢w 過2網袼段，則 接近前傾/搖擺計算的絕對位置之 計篁如/ ^網袼點。 糸統說明更新係執行於不連續的 广更新時間取 .^ 幻時間段，稱為 ]段」。時間段通常相同，並且是 間段的一整叙& ώ , 鐵應器取樣時 楚數數目。一典型建議的感應器取 100次或#夕 徽率是每秒 夕’其對應於Ϊ 0亳秒或更少的® 尺新時間段。 20 200832192 下列示例程式碼片段說明錨點可能怎樣被更新（Mag 是二維向量大小，Sub是向量減，AnchorPoint是錯點位 置，及Position是計算的感應器之不精確的絕對位置）： if Mag(Sub(AnchorPoint, Position)) > 2*GridStep then begin

AnchorPoint.x:=R〇und(Position.x) div GridStep * GridStep; AnchorPoint.y：=R〇und(P〇sition.y) div GridStep * GridStep; end;

因此’如果在錯點和在目前時間段計算的絕對位置之間的 差值的大小大於預定的網格段的數量，則錨點被移到一新 銷點’其係新近計算的絕對的位置的最接近網格位置。請 注意’錨點可能影響游標位置，但是游標位置不影響錨點。 而後錯點能用來把偏移引進到游標移動中，以修正游 標位置。如果目前的游標位置距離錨點多於網格段的預定 數量（例如，6網格段或300像素），則採用一種位置修正 模式。如果目則的游標位置距離錨點少於網格段的預定數 量（例如 1網格段或 50像素），則解除一種位置修正模式。 如果採用位置修正模式，則游 -.. 〜得標在每一更新時間段以預先 選擇的速度（例如，從目前、、检4西 1們 則游標位置到錨點的距離之1/500)

移向銷點D 於水平和垂直轴。下列 修正模式能被分別或共同應、用 示例程式碼片段說明能被用於分別的X座標之計算。相似 的程式碼修正y座標。 21 200832192

If Abs(CursorPosition.x-AnchorPoint.x) > 6*GridStep then XCorrectionMode:=True; if Abs(CursorPosition.x-AnchorPoint.x) < GridStep then XCorfectionMode:=False; if XCorrectionMode then.x:=CursorPosition.x+(AnchorPoint.x-CursorPosition.x)/500; 亦即，如果在游標位置和錨點之間的絕對差異大於網 格段的一預定數量走，則游標位置被緩慢地帶近錨點。

不論網格修正計算為何，從一陀螺儀接收的輸入移動 電腦元件，例如，游標。網格修正計算可執行於每一更新 時間段，以執行位置修正。 相關於頭部移動輸入裝置之一個別潛在問題是，重設 控制元件（例如，一游標）至視域中心。一些輸入裝置（例 如，滑鼠）通常被用在比螢幕上的控制元件所能橫越的空間 小的空間。例如，一使用者可能一次以6英寸的區域移動 一滑鼠，以1:1的游標對滑鼠的移動比率，控制橫越7英 寸螢幕的一游標。當使用者達到滑鼠墊的邊界時，使用者 只要舉起滑鼠並且把滑鼠移到滑鼠墊的另一區域。而一頭 部移動輸入裝置無法使用這種類似動作。這尤其成問題， 因為使用者想要讓他或她的視線舒適地固定在螢幕上，使 用者頭部的移動相當有限。此外，一旦一使用者移動他或 她的頭部以使元件移動至所欲位置或所欲位向，他或她可 能希望把他或她的頭部移動到一更舒適的位置而不會控制 22 200832192 營幕上的元件。在—些實施例中，㈣不會自 檢視框架内集中電腦元件。 更用者 月《面提到的問題的一解決辦法是使用向量抑制或返回 J向里抑制或返回抑制抑制裝置解譯對應於重設頭部 位置之頭部移動之量測分量，而不需要移動電腦元件至二 非所欲位置或位合。社叁土& 一 白明參考第3圖，可以重設被控制元件 之「裝置包括陀螺儀2〇5 ^陀螺儀把速度量測資料送到一

叙、、移動核測器260，其控制背面移動抑制器25〇。快速移 •檢測器260和背面移動抑制器25〇係以軟體部署。如果 頭部移動的速度高於一預定的閥值，則快速移動檢測器 2。60啟動移動抑制器250,其過濾出與初始快速移動的方 二 的任何頭部移動。否則，速度量測資料被傳送到一 換裔270，其將整體的量測資料轉換成一滑鼠類輸入。 肝後輪入以一滑鼠游標位置的相關變化的形式傳送到一電 :如果頭部開始以相同於初始快速移動的方向移動，則 漁:特定時期（例如’ 5〇〇亳秒或更快）之后，快速移動檢 =器26(ΜΤ用移動抑制器250。快移動檢測器26〇、背面移 理元件或一單一處理元件 抑制器250、積算器230和轉換器27〇可以是個別的處 w - 、當使用者正常地移動他或她的頭部時，這些移動被理 解為控制電腦元件（例如，游標），把元件移到一新位置。 ^迅速的頭部移動能指示使用者想重新設定頭部控 制，而 . 不㈢以相反方向移動游標。陀螺儀偵測「重新設定」 的增加速度。在之後抑制相反的移動。可能以不妨礙 23 200832192 頭部移動裝署 期，例如，—何舒適長短的時間設定抑制時 在-些裝置.半秒、四分之—秒、或十分之-秒。 部，然後在::反;二::速朝-方向移動他或她的頭

:=;二游標)係位在—鎖定位置，其允許使用者重新 :整相對於榮幕的頭部位置。在一些裝置冑，控制裝置輪 出：迅速的移動亦被抑制。t用來形成一控制信號以輸入 電腦時目為迅速的移動表示應該抑制被陀螺儀偵測到的 卩刀這種抑制被稱為向量抑制或返回抑制。 下列不例程式碼片段說明返回抑制計算的一實施。系 統有 3 種狀態·· BT〇ff、BTStart 和 BTKill。在 BTOff 狀 態中，依據陀螺儀輸入，系統沒有任何限制地移動滑鼠游 標。如陀螺儀輸入的大小超過一 BTThreshold值，系統轉 換至BTStart狀態，並且儲存陀螺儀輸入向量的值。 BTThreshold是一使用者控制參數，其定義返回抑制所採 用的一所欲速度。在BTStart模式中，系統偵測何時頭部 開始在相對於引發返回抑制模式的快速移動之相反方向上 移動。依據目前陀螺儀輸入的點積的標誌進行偵測，以及 當啟用BTStart狀態時，儲存陀螺儀輸入。當偵測到相反 的移動時，系統轉換為BTKill狀態。在BTKill狀態中， 忽視陀螺儀輸入’直到頭部開始以相同於引發BTStart的 移動之方向進行移動，或在採用BTKill模式一段時間（例 如，500 ms)之後。下列示例程式碼片段可用於返回抑制計 24 200832192 case BacktrackMode of BTStart: then if DMul ( Back trackMove, Gyr0M0ve) < 0 begin

B T S t a r t Time :=GetTickCount; BacktrackMode:=BTKill; end; B T K i 11 ·· 0 ) or ) if (DMul (BacktrackMovef Gy r oMo v e) > (GetTickCount - BTStartTime > 500 then BacktrackMode:=BTOff; BTOff: if Mag(GyroMove) > BTThreshold then begin

BacktrackMode:=BTStart; BacktrackMove:=GyroMove; end ; end ; if BackTrackMode=BTKill then GyroMove: =Vector (0,0) 25 200832192 一滑動計算是返回抑制計算之外的另一種選擇。相反 於在使用者的頭部進入與最初快速行動相反的方向時停止 滑鼠游標’當使用者的頭部移動得比一預定的閥值迅迷 時’滑動計算使滑鼠游標減速或停止。下列虛擬碼顯示具 有非線性（sinusoidal)陀螺儀對滑鼠移動特性之滑動計算 的實施。

GlideVector:=Vector(GyroMove.z, GyroMove.y)； ifMag(GlideVector) <>0 then begin if LatchThreshold. Value = 0 then GlideAngle:=0 else

GlideAngle:=Mag(GlideVector)/LatchThreshold.V alue*Pi/2/ if GlideAngle > P i then GlideVector : = Vector (0 , 0 ) else GlideVector:= SMu1 (VNorm(G1ideVector), LatchThreshold·Value * 2 / Pi * sin(GlideAngle)); end;

GyroMove.z:=GiideVector.x; GyroMove . y : = Gli.cieVector . y ; 計算的微控制器佈署可以用固定點計算來優化計算。 26 200832192 用以抑制從偵測移動或旋轉位 號的一部分的方法可能不需要_费a感應w接收的信 ^ 卜 處過濾器。過滤势a 緩一計算裝置將感應到的位向或移動 滅 因此，不使用一過濾器的系統可能、”、、1入的連度。 比使用過濾器的系纪 在一些實施例中，使用者能動態採用、、、快。 行動或手勢控制之電腦元件。例 *用具發的 _ y 一特別的手勢武& 可允許使用者暫時用頭部移動移動 < 動作 膝 勒几件。行動可—

塾下一按鈕或咬緊牙齒。牙齒咬緊 匕括 . 、 J旎被附在耳機上 生物感應器偵測到，例如，一 Eeg 之一 γ 竦EMG感應器。 广藉由使用一滑鼠類或搖桿類裝置達成遊 1 角度控制與第-人稱3D視角。具有附加至遊戲者頭， 陀螺儀之攝影角度之-直接陀螺儀式控制與安裝^的 顯示能良好地整合。小量的漂移不I 4的 對使用者經驗有太夫

、負面影響。不過，直接陀螺儀控制突顯了對於正規固A ，面式或膝上型監視器之嚴重的頭部至螢幕檢視對準的2 題雖然返回抑制和滑動計算解決頭部對準問題，對一 2

使用者而言他們可能感到不自然，且可能需要對攝影Z 控制的一些訓練。 X 以頭部移動改變攝影角度之一替代性方法是搖桿類攝 影旋轉控制或搖桿控制模式。搖桿控制模式使用陀螺儀輸 入，以從最初位置計算頭部偏移。攝影角度或滑鼠游標位 置在對應方向以與目前頭部偏移角度成正比的一速度2改 變。相同於典型搖桿控制，計算使用稱作頭部偏移的死區 之一預定闕值。如果頭部偏移距離或百分比之全部距離小 27 200832192

於 闕 值 > 則不 移 動 部 偏 移 被 轉譯 為 攝 果 頭 部 稍 微移 動 > 量 移 動 則攝 影 角 動 係 基 於 -預 定 的 雖 然 已知 — 頭 之 前 傾 滾動 和 兩 種 作 為 輸入 〇 在 他 輸 入 裝 置來 使 用 他 輸 入 裝 置能 提供 的 輸 入 方 法。 在 一 者 能 夠 使 用頭 部 前 部 位 置 0 滾動 很 少 行 動 的 — 裝置 控 制 些 裝 置 裡 來 加 速計、 傾 斜 能 整 合 以 複數 陀 螺 影 角 度 改 變資 料 α 來 決 定 前 傾、 滾 動 如 9 二 個 二軸 陀 螺 在 一 些 實 施例 中 > 例 如 前 傾 和搖 擺 〇 被 轉 換 為 X和 y 座 彼 此 相 互 正交 的 方 %佴鼠游標。 影角度或滑鼠游標位 則攝影角度緩慢改變 度迅速改變。在一些 時間期間。 部移動輸入裝置能用 搖擺’可能只需要使 糸統}里，可能需 頭部移動輸入裝置， 更大的靈活性和一種 示例頭部移動輸入裝 傾和搖擺來控制在一 被使用，且可用一搖 ’也允許頭部完全的 或三個陀螺儀提供所 感應器或磁力計的任 儀產生的信號以產生 在一些實施例中，一 和搖擺。在一些實施 儀）能用來決定前傾、 一單一陀螺儀被用來 在此進一步描述，該 標。當不止一陀螺儀 向放置陀螺儀。 若大於閥值，則頭 置的變化速度。如 ，以及如果頭部大 實施例中，閥值移 於偵測使用者頭部 用這些動作中的_ 要結合一或更多其 其中該一或更多其 對於使用者更直覺 置中，裝置讓使用 電子遊戲内絕對頭 桿或滑鼠類型模式 360度旋轉。在一 需的輸入，而沒有 何修正。例如，可 原生位置資料或攝 個三軸陀螺儀能用 例中，二陀螺儀（例 滚動和搖擺。並且 只決定兩類移動， 二類的量測資料可 被使用時，可能以 28 200832192 頭部移動輸入系統可能結合許多其他使用者界面裝置 一起使用，以擴充或增大使用者輸入的功能性。一普通的 滑鼠、鍵盤、或具有按鈕的任何其他裝置可作為沒有相似 功能性之一慣性系統的滑鼠按鈕輪入。此外或替代性地， 特別的手勢或動作（例如，從一邊到另一邊的頭部移動或砭 眼）可能在系統中被偵測到，並用作具有頭部移動偵測之滑 鼠按鈕輸入。附在耳機上EEG或EMG感應器可能偵測到 眨眼。. 頭部移動輸入系統可能與一語音識別系統相結合，例 如，Windows Vista®作業系統中包括的語音識別系統。語 曰識別糸統缺乏便利的游標定位控制。整合至具有一麥克 風的頭部移動感應器系統能形成一使用者輸入系統，其能 用頭部移動控制游標’並且透過一講話界面或聲音識別系 統提供其餘控制，以替換滑鼠按鈕和鍵盤輸入。在一些實 施例中’耳機包括聽筒❶這樣的一種裝置允許使用者控制 一電腦界面的全部傳統元件而不需使用他或她的手。 在一些實施例中，頭部移動輸入裝置具有滑鼠游標控 制的垂直和水平轴及攝影機控制的前傾、搖擺和滾動的不 同類型處理和不同參數。例如，垂直滑鼠游標移動比水平 滑鼠游標移動具有較低的敏感度。返回抑制、滑動、搖桿 類的模式可選擇性地被啟動為僅用於一軸。例如，攝影機 視域的搖擺控制可能以搖桿類模式作用，以允許一迅速完 整的旋轉，而前傾控制則是非搖桿的模式，因為遊戲攝影 機的前傾範圍自然地受到限制，且不需要快速連續的旋轉。 29 200832192 多考第4圖和第5圖，一圖形使用者界面（GUI)400顯 示用於頭部移動輸入裝置之一組示例控制。控制器在被標 上钛籤的頁面上具有資訊，包括一主頁41〇和一參數頁 ^ I* * 貝410能顯示一主控盤，其可用於一或多個下列行 動·起動和停止與裝置的聯繫、初始化校準或重新校準、 啟用或停用滑鼠控制、檢視估計的取樣率、或啟用或停用 個別信號頻道的顯示。GUIs可在視窗底部顯示一信號的 圖示〇 參數頁420能顯示各種參數之控制和調整，例如，怎 樣輸入信號控制至電腦，否則其可能不作為滑鼠輸入來接 收’及因此在此稱為滑鼠輸入。一或多個下列控制面板可 能被包含在參數頁42〇中。例如，一應用程式程式界面（Αρι) 控制面板430能控制系統怎樣使用一 Αρι(例如，Win32 Αρι) 以產生滑鼠事件。能在相對和絕對的滑鼠輸入之間轉換 API。在相對模式中，系統模擬相關滑鼠移動，傳送現有 位置之垂直與水平滑鼠段的數量至滑鼠輸入。在絕對模 式’系統傳送改變的絕對滑鼠位置至滑鼠輸入。API控制 面板430也能控制絕對滑鼠位置比率。數量愈大，回應頭 部移動的游標移動的愈快。絕對滑鼠坐標系統在Win32 API中能有65536 X 65536的解析度。這個坐標系統被對映 到螢幕上。 一陀嫘儀控制面板440能調整系統處理陀螺儀信號的 方式。敏感度和死區調整滑鼠輸入對陀螺儀信號的普通敏 感度，及決定移動滑鼠的最小信號值。在偵測到很少或沒 30 200832192 有頭部移動的時期，自動校準選項使m夠自動㈣％ 螺儀輸出的〇層級。對於具體的遊戲或應用程式（例如，俄 羅斯方塊）’一應用程式專用控制選項啟動—鍵盤控制模 擬，以用頭部移動控制一遊戲或應用程式的一特定版本。 如果選擇X和Y軸的問模式控制，閃閥值選擇採用返回 抑制模式之頭部移動速度。 個別的X和Y控制面板450、460能選擇如何使系統 讓裝置輸入對應至游標移動的對應軸❹χ是横軸，γ是縱 軸。可由陀螺儀單獨控制、可由從磁性和/或重力向量推導 的絕對位置、或可由具有絕對位置修正的陀螺儀（即，在一 加速計和一磁力計之一或二者修正之後使用陀螺儀）來控 制榮幕的元件移動、或在螢幕上顯示的檢視角度（例如，攝 影機或游標）。可倒置游標移動，以及在一僅用陀螺儀的控 制裝置中置入返回抑制模式。雖然返回抑制模式可用於任 何類型座標控制裝置，控制面板應用程式允許使用者在僅 用陀螺儀的控制中啟用它。 兩額外的X絕對和γ絕對控制面板4 7 0、4 8 0允許使 用者選擇絕對定位的來源，及調整每弧度之滑鼠段中的絕 對位置敏感度。絕對χ控制之選項係下列之結合：磁力計 /加速計搖擺、僅加速計滚動、僅磁力計搖擺、及只磁力計 滾動°絕對γ控制之選項包括下列之結合：磁力計/加速 计則傾、僅加速計前傾、及僅磁力計前傾。 具有任何位向感應器（亦即，本文所述之任何單一元 件，例如，一陀螺儀、一加速計、一磁力計、傾斜感應器、 31 200832192

型的裝置（例如，扁一 頭部移動輸入裝置能用來控

耳機偵測到的腦波資訊或肌肉移動能控制角色的面部表 國專利公告第2007-0225585號中戶 位向感應器能用來在一遊戲中控制 輸入裝置能控制攝影角度的方向、 看而聚焦之角色的物件。當被另一 達、或其他特徵。其它玩家亦可看見被這頭部移動輸入裝 置控制之頭部移動。 " 本文所述裝置能轉換由各種元件獲得的量測資料為滑 鼠類的信號，以讓並非特別編程來使用除了滑鼠、鍵盤或 搖桿之外的輸入裝置之程式使用該輸入裝置。然而，頭部 移動輸入震置可能不需要將量測資料轉換為滑鼠類的輪 入。在一電腦或與一電腦相連的一微控制器裝置上的軟體 程式碼（例如，與輸入裝置溝通之一 “dongle”類型接收器） 能把信號轉變成可讓軟體應用程式使用的輸入。例如，具 有模仿滑鼠、搖桿或鍵盤信號之一人因界面裝置（HID)界面 之一 USB dongle能轉譯感應器輸入。Dongle韌體接收感 應器資訊，並把它轉化成一使用者界面裝置輸入端的形式 (例如’相對的滑鼠游標移動）’以及藉由USB界面將它傳 送到電腦。 示例裝詈 32 200832192 參考第6圖，一測試頭部輸入裝置係被製成能與一數 位面版微控制器溝通。裝置包括下列感應器，接收器、及 相關勃體和軟體。感應器包括：一 2軸陀螺儀，InvenSense

IDG300 (InvenSense Inc·，Santa Clara，CA) ; — 3 軸加速 計 ’ Freescale MMA7260Q (Freescale Semiconductor Inc·， Austin，TX);以及一 3 軸磁力計，pni MicroMag 3(PNI Corporation，Santa Rosa，CA)，其具有連接至 PNI 11096 ASIC(亦來自PNI Corporation)之3個互相正交的pNI磁感 感應器。 陀螺儀晶片被安裝在具有三福電容器之一原盤面板 上，以用於改變幫浦和增益控制，如第7圖所示。陀螺儀 晶片的輸出係直接連接EEGADC或PICADC輸入。安裝 在量測面板之3軸加速計晶片的三輸出係連接eeG ADC 或PIC ADC輸入。由三個磁性感應器和ASIC；晶片組成的 3軸磁力計與EEG ADC時脈產生器晶片共用spi埠 磁力計透過序列周邊界面（SPI)界面與控制器溝通。以 一每通道具有一 24位元類比至數位轉換器（ADC)之EEg 放大器測試陀螺儀和加速計（詳見美國專利公告第 2007-0225585號）’並且以數位面板微控制器位元adcs 测試陀螺儀和加速計。 測試軟體係被載入一 PC。輸入裝置被置入被一使用者 戴上的一耳機500。美國專利公告第2〇〇7_〇225585號揭示 一合適的耳機。在一俄羅斯次塊的遊戲中，來自輸入裝置 的信號被用作滑鼠事件以模擬滑鼠控制和鍵盤控制，和鍵 33 200832192 盤控制。已經以類似方式測試其他軟體，使用頭部移動裝 置輸入端替換Windows XP滑鼠瀏覽（m〇use navigation)， 在包括 Quake version 3、Ultimate Tournament (UT) 2003、 Torque FPS demo version 1.5、以及 Google™ Earth version 4.0 〇 請參考第8圖，除了頭部移動輸入裝置之外，耳機8〇〇 可安裝EEG、EMG、或EKG感應器。耳機800能安裝感 應器8 1 0 ’以偵測特定的生物電流信號，其能指示關於符 合的面部的表示（即，面部肌肉移動）的資訊、情感或認知 的資訊。例如，感應器能偵測牙齒咬緊或試圖移動一虛擬 物件’如美國專利公告第2007-0225585號所述。從一或多 個感應器810(例如’ 4、5、6、7、8、9、10或更多感應器） 獲知的-貝訊可結合從頭部移動輸入裝置獲得的頭部 移動資訊一起使用。 本發明的實施例和在本說明書裡描述的所有功能性操 作都可能實施在電子電路、或電腦軟體、韌體、或硬體， 包括在本說明書所揭示之結構性元件，和其中之結構性均 等物、或其結合物。本發明的實施例可能作為一或多電腦 程式產品來實施，即，實質上實施於資訊載體（例如，在一 機器可讀取的儲存裝置中、或在一傳播信號中）之一或多電 腦程式，以供資料處理設備執行或控制資料處理設備（例 如，一可編程處理器、一電腦、或多個處理器或電腦。電 腦可能是一特別的應用程式電腦，例如，一個人電腦、遊 34 200832192 戲平台、或遊戲機。可能使用程式語言的任何形式(包括編 輯或解譯語言）撰寫一電腦程式（也可稱作一— 狂式、軟體、

軟體應用程式、或程式碼），以及可用任何形式實施它，勹 括作為一獨立程式或作為一模組、元件、次程序、或其它 適用於計算環境的其他單元。一電腦程式不一定對應於一 檔案。一程式可被儲存在：存有其他程式或資料的一檔案 的部分、一專用於特定程式的一單一檔案、或多個協同檔 案（例如、儲存一或多模組的檔案、附屬程式、或程式碼的 部分）。可能部署一電腦程式’以執行於一站點或分散於多 個站點且以一通訊網路連接之一或多個電腦上。 本說明所述之過程和邏輯流程可由執行一或多電腦程 式的一或多可編程處理器來執行，以藉由操作輸入資料和 產生輸出來執行功能。可執行程序和邏輯流程，而設備也 能作為下列來實施：特定用途邏輯電路，例如，FPGA(現 場可編程閘陣列）、或ASIC(應用程式專用積體電路）。 本說明書已描述本發明的許多實施例。雖然如此，應 明白可能進行各種修改而不背離本發明的精神和範圍。例 如，頭部移動輸入裝置也能用來偵測頭部手勢（例如，左， 右、上、下方向指示、“是，，點頭、“否，，搖頭和其他此類 移動。本發明之裝置能也提供輸入至機器學習計算，其偵 測使用者動作，例如，坐下、站起來、躺下、走路、跑步 和與改變頭部位置相關的類似動作。本發明之襄置也能用 來偵測頭部移動，以協助在量測生理信號（例如，eeg、 35

200832192 EMG、EKG、皮膚和傳導）之系統中過濾出人為的彩 此，其他實施例係由如下申請專利範圍所界定。 【圖式簡單說明】 第1圖繪示具有一頭部移動輪入裝置的一耳機 一使用者的示意圖。 第2和3圖是頭部移動輸入裝置的示意圖。 第4和5圖繪示用於輸入控制的圖形化使用者 (GUI) 〇 第6圖繪示具有附在一耳機上的一裝置之一八 統。 不 第7圖繪示-陀螺儀連接的示意圖。 第8圖繪示具有生物電流感應器和移動裝置之 性系統。 在各附圖中’相同的元件丧者效 仟蒼号付琥表示相同的 【主要元件符號說明】 100輸入裝置 105螢幕 11 0頭部 130耳機 140發送器 150電腦 160接收器 170電極 175感應器 動。因 裝置之 界面 例性系 一示例 元件。 36 200832192 400圖形使用者界面 4 1 0主頁 420參數頁 430應用程式程式界面控制面板 440陀螺儀控制面板 450 X控制面板 460 Y控制面板 470 X絕對控制面板

500耳機 480 Y絕對控制面板 800耳機 8 1 0感應器 820頭部移動輸入裝置

37

Claims (1)

1. 200832192 十、申請專利範圍： 1. 一種輸入裝置，包含： 一耳機，其被設定為戴在一使用者的頭上； 一感應器，其固定在該耳機上，其中該感應器被設 定以決定該耳機的一移動；及

   一處理元件，其與該感應器電性溝通，及被設定為 抑制從該感應器接收的該信號的一部分，其中抑制係基 於該耳機移動的一速度、方向或距離。 其中該感應器或處理元件係被設定為產生位置資 訊，以控制一電腦元件。 2.如申請專利範圍第1項所述之輸入裝置，其中該處理元 件被設定為，當該信號表示該使用者的頭部在一迅速向 前移動之後正進入一反向移動時，抑制該信號的一部 分。 3.如申請專利範圍第1項所述之輸入裝置，其中該處理元 件被設定為，當該信號表示該使用者的頭部之移動快於 一閥值速度時，抑制該信號的一部分。 4.如申請專利範圍第1項所述之輸入裝置，其中該處理元 件被設定為，當該信號表示該使用者的頭部移動慢於一 預定閥值時，抑制該信號的一部分。 38 200832192 5 ·如申請專利範圍第1項所述之輸入裝置，其中該感應器 包括一陀螺儀、和一發送器，其可與該處理元件溝通並 且固定在該耳機上。 6·如申請專利範圍第5項所述之輸入裝置，更包含一第二 陀螺儀，其與該發送器溝通並且固定在該耳機上。 7.如申請專利範圍第1項所述之輸入裝置，其中該處理元 件可設定為，對該這輸入裝置遠端的一電腦，提供用於

   8. 如申請專利範圍第1項所述之輸入裝置，其中該感應器 是一陀螺儀、及該裝置更包括固定在該耳機上且與該處 理元件溝通的一加速計。 9. 如申請專利範圍第7項所述之輸入裝置，更包括固定在 該耳機上的一磁力計。 10. 如申請專利範圍第8項所述之輸入裝置，其中該處理元 Φ 件更設定為使用：從該加速計接收的信號；以及從該磁 力計接收的一信號，以修改由該處理元件產生的一信 號。 11. 如申請專利範圍第9項所述之輸入裝置，其中該處理元 件被設定為移除該陀螺儀所傳播的整體錯誤。 12. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含： 固定在該耳機上的一麥克風；及 39 200832192 一發送器，其被設定為傳送由該麥克風和該感應器產生 的信號。 1 3.如申請專利範圍第1項所述之方法，更包含： 一生物感應器； 一發送器，其被設定為傳送由該生物感應器和該感 應器產生的信號。

   14.如申請專利範圍第1項所述之輸入裝置，其中位置變化 可相對於該耳機的一坐標系統決定。 1 5 · —種輸入裝置，包含： 一耳機，其被設定為戴在一使用者的頭上； 一感應器，其固定在該耳機上，其中該感應器被設 定以決定該耳機的一移動；及 一處理元件，其與該感應器電性溝通，及設定為轉 換該耳機的移動為一電腦的輸入，其指示攝影角度的一 改變，其中較大的移動對應於在攝影角度上的一較快的 變化，以及較小的移動對應於在攝影角度上的一較慢的 變化0 16.—種輸入裝置，包含： 一耳機，其被設定為戴在一使用者的頭上； 一感應器，其固定在該耳機上，其中該狀態感應器 被設定以決定該耳機的一移動； 一生物感應器，其固定在該耳機上，其中該生物感 40 200832192 應器被設定以決定來自該使用者頭部之電性活動；及 一處理元件，其與該狀態感應器電性溝通，及該生 物感應器被設定為從接收自該狀態感應器和該生物感 應器的信號產生用於一計算裝置之一輸入信號。 17. 如申請專利範園第16項所述之裝置，其中該處理元件 被設定為抑制從該狀態感應器接收的該信號之一部 分，其中抑制係基於該耳機移動的一速度、方向或距離。

   18. —種電腦程式產品，其編碼於一電腦可讀取媒體，其被 操作使一資料處理設備執行操作，包含： 從一感應器接收一信號，其中該信號對應於配載該 感應器的一使用者頭部的移動； 抑制來自該感應器的該信號的一部分，以創造一修 改的信號，其中該抑制係基於如該信號表示之使用者頭 部的移動之速度、方向或距離； 改變該信號為一電腦的輸入，其中該輸入包括用於 控制一電腦元件的位置資訊；及 傳送該輸入至一電腦。 1 9.如申請專利範圍第1 7項所述之產品，其中該產品被操 作，以使一資料處理設備執行操作，包含： 決定是否該使用者的頭部移動得比一閥值速度 快；及 抑制該信號的一部分包括在快速頭部運動之後，抑 制從該感應器接收的信號之一部分。 41 200832192 2〇·如申請專利範圍第19項所述之產品，其 具有少於大約半秒的一期間。 21.如申請專利範園第17項所述之產品，其 作以使一資料處理設備執行操作，包含·· 決定是否該使用者的頭部移動得比一 快；及 抑制該信號的一部分包括抑制從該陀 ^號，其相反於快於該閥值速度之移動。 22·如申請專利範圍第17項所述之產品，其^ 作，以使一資料處理設備執行操作，包含 決定是否該使用者的頭部在一預定的 動得比一闕值距離快；及 抑制該信號的一部分包括如果移動未 距離，抑制從該陀螺儀接收的信號。 •如申睛專利範圍第17項所述之產品，笪— 應器式輸入，及該產品更被操作以使一資: 行操作，包含： 接收一音訊信说， 使該音訊信號對應於一指令，以移動 產生一音訊式輸入；以及 連同該感應器式輸入，傳送該音訊式 腦〇 中該抑制信號 中該產品被操 閥值速度 螺儀接收的 卜該產品被操 時間期間移 大於該闕值 卜該輸入係感 料處理設備執 一電腦元件1¾ 輸入到該電 42 200832192 24.如申請專利範圍第1 7項所述之產品，其中該輸入係感 應器式輸入，及該產品更被操作以使一資料處理設備執 行操作，包含： 接收一生物信號； 轉換該生物電流信號為一電腦之一生物電流式輸 入；及 連同該感應器式輸入，傳送該生物電流式輸入到該 電腦。

   25.如申請專利範圍第17項所述之產品，其中該產品更被 操作，以使一資料處理設備執行操作，包含： 從一加速計或一磁力計接收一修正信號，以及 在傳送該輸入之前，使用該修正信號，修正來自該 感應器之信號中的錯誤。 26. 如申請專利範圍第25項所述之方法，其中該錯誤係整 體錯誤。 27. 如申請專利範圍第1 7項所述之產品，其中該輸入係一 第一輸入，及該產品更被操作以使一資料處理設備執行 操作，包含： 從一磁力計接收一信號，以及 轉換來自該磁力計之該信號為一電腦之第二輸 入；及 傳送該第二輸入至該電腦。 43 200832192 28·如申請專利範圍第27項所述之產品，其中該第一輪入 和該第二輪入合併成一單一輸入信號。 29·如申請專利範圍第17項所述之產品，其中該輸入係一 第輸入，及該產品更被操作以使一資料處理設偫執行 操作，包含： 從一加速計接收一信號；以及

   轉換來自該加速計之該信號為一電腦之第二輸 入；及 辱送該第二輸入至該電腦。 [種電腦程式產品，其編瑪於一電腦可讀取媒體，其被 才呆作使——身料處理設備執行操作，包含： 從一頭部移動輪入裝置接你^ ^ ^ 於-陀螺儀、磁力…Γ 其中該輸入對應 妹 或合所偵測之移動或或方位； 吏該輪入對應於指令，以移動—電腦元件一距離； 在一網格裡選擇—錨點； 在一預定的時間，決宏3 π β π 閥值丨及 、疋疋否該距離是高於或低於一 如果：：該距離是低於該閥值則不移動該電腦元件，及 果該距離高於該間值則將該電腦元件移動該距離。 3 1 ·如申請專利範圍第 罢兮费 項所述之電腦程式產品，其中如 果該電腦元件被移動， ^ ^ “產品更被操作，以使一資料處 理《又備執行操作，包 於對應該指八之绍一新錨點，其位於最接近 “之一絕對位置之-網格點。 44 200832192 3 2. —種電腦程式產品，其編碼於一電腦可讀取媒體，其被 操作使一資料處理設備執行操作，包含： 從一感應器接收一信號，其中該信號對應於配載該 感應器的一使用者頭部的移動或方位； 抑制來自該感應器的該信號的一部分，以創造一修 改的信號，其中該抑制係基於如該信號表示之使用者頭 部的移動之速度、方向或距離；

   轉換該信號為一電腦的輸入；及 傳送該輸入至一電腦。 33. —種電腦程式產品，其編碼於一電腦可讀取媒體，其被 操作使一資料處理設備執行操作，包含： 從一狀態感應器接收一狀態信號，其中該信號對應 於配載該狀態感應器的一使用者頭部的移動或方位； 從一生物感應器接收一生物信號，其中該生物感應 器被設定為決定來自該使用者頭部的電性活動； 轉換該狀態信號和生物信號為一電腦的輸入；及 傳送該輸入至一電腦。 3 4. —種電腦程式產品，其編碼於一電腦可讀取媒體，其被 操作使一資料處理設備執行操作，包含： 從一感應器接收一信號，其中該信號對應於配載該 感應器的一使用者頭部的移動； 轉換該信號為一電腦的輸入，其中該輸入包含攝影 角度資訊，用以控制一電腦元件，其中較大的移動對應 45 200832192 於較快的攝影角度變化，以及較小的移動對應於較慢的 攝影角度變化；及 傳送該輸入至一電腦。 46