TW201621553A - 三維虛擬飛行滑鼠及和其一起使用之顯示器 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種虛擬飛行滑鼠系統。該虛擬飛行滑鼠經組態以週期性傳輸RF信號，以便觸發配置於一電視上之複數個超音波傳輸器。該等超音波傳輸器當藉由來自該RF觸發器之該RF信號觸發時傳輸超音波信號。一超音波接收器接收該等超音波信號。一處理器基於藉由該等超音波傳輸器傳輸之該等超音波信號到達該超音波接收器之時間差計算該虛擬飛行滑鼠相對於該等超音波傳輸器之一位置。該虛擬飛行滑鼠之一系列位置形成該虛擬飛行滑鼠之一運動軌跡且該虛擬飛行滑鼠將該運動軌跡無線傳輸至該電視。該運動軌跡藉由該電視在該電視螢幕上投影為一游標軌跡，以藉由該虛擬飛行滑鼠之該運動控制該電視螢幕上之該游標。

Description

三維虛擬飛行滑鼠及和其一起使用之顯示器 關於聯邦贊助研究或開發之陳述
N/A
各種實施例大體係關於智慧型電視系統、方法、器件及電腦程式，且更特定言之係關於人機互動介面及運動遠端控制。
本段落意在提供一先前技術及背景內容。描述可包含可經進行但不必要已在先前設想或進行之概念。除非另有指示，否則在本段落中描述之內容不認為係描述及技術方案之先前技術且並不容許藉由包含於本段落中而係先前技術。
隨著電視網路功能性之連續改良及逐漸轉移至一智慧型電視時代，已沿一持久路徑引導新穎人機介面及遠端控制器之改良。
連同網路功能性一起不斷發展之服務使清單選擇更複雜，即以上、下、左、右及「確認」(OK)按鈕之功能為特徵之一傳統選單對於正常使用已變得過時，但供應一過於複雜之選單可導致遠端控制器之操作中之故障及緩慢。目前為止，在許多電視製造商及品牌之共同努力下，已出現三個通用人機互動介面解決方案：話音辨識、示意動作辨識及運動感測。
在話音辨識方面，新增話音辨識功能顯著影響電視產品之多樣性，且其之原因係各種不同區域中存在較大數量之複雜方言及地區口 音。
針對示意動作辨識，其已由遊戲機證明示意動作辨識係市售的，然而，示意動作控制不適用於許多網頁(尤其為需要精細及精確滑鼠移動之網頁)。同樣地，示意動作辨識不視為一極佳之人體工學設計，其指示疲勞可能影響一手臂之拉伸能力及姿勢。此外，示意動作辨識中之運動正常藉由配置於電視前部之一攝影機擷取，且許多人不願意在其等每天觀看之電視上安裝一攝影機(尤其係可連接至網際網路之一電視)。
運動擷取(亦稱為遠端點)被視為目前快速發展之一技術。且由於當提及電腦用途時消費者已廣泛接受且瞭解一電腦滑鼠、觸控板或Wii類型控制器，故可在電視上找到對其應用之最小阻礙。然而，此等運動擷取(遠端點)器件亦遠比普通遠端控制器昂貴，而使其等之高成本成為對其等廣泛應用之一主要障礙。
需要克服現有方法面對之問題(諸如成本、隱私考慮等等)之人機介面及遠端控制器。
下文之發明內容僅係代表性及非限制性的。
藉由使用各種實施例克服上述問題，且可實現其他優勢。
被視為遠端點之一種類型之根據各種實施例之虛擬飛行滑鼠可不僅解決傳統遠端控制器中存在之成本問題，而且提供更簡單及容易之操作。再者，虛擬飛行滑鼠可應用於二維及三維(3D)智慧型電視顯示系統，且進一步具有一空間定向功能。
一般言之，各種實施例提供一種虛擬飛行滑鼠。一超音波傳輸器陣列經固定安裝(諸如圍繞一顯示器)且傳輸超音波信號。該等超音波信號到達一超音波接收器之時間係基於該虛擬飛行滑鼠與該等傳輸器之相對位置。基於該等超音波信號到達該虛擬飛行滑鼠之時間判定 該虛擬飛行滑鼠之該位置。替代地，該虛擬飛行滑鼠可傳輸藉由一超音波接收器陣列接收之該等超音波信號。
在一第一態樣中，一實施例提供一種控制一游標之方法。該方法包含：回應於一觸發信號，(例如，自一虛擬飛行滑鼠)傳輸一或多個超音波信號。(例如，當電視傳輸藉由該觸發信號觸發之該等超音波信號時，在該滑鼠處)接收該一或多個超音波信號。該方法包含基於各超音波信號行進之一距離判定一滑鼠之一位置。該方法亦包含至少部分基於該滑鼠之該位置在一螢幕上顯示一游標。
在一進一步態樣中，一實施例提供一種控制一游標之滑鼠。該滑鼠包含：一射頻傳輸器，其經組態以傳輸一觸發信號；一或多個超音波接收器，該一或多個超音波接收器經組態以接收複數個超音波信號；一或多個處理器；及一或多個記憶體，該一或多個記憶體儲存電腦程式碼。使用該一或多個處理器組態該一或多個記憶體及該電腦程式碼以使該裝置執行動作。該等動作包含：在一第一時間傳輸該觸發信號；接收該複數個超音波信號，各超音波信號具有一相關聯到達時間；及針對所接收之各超音波信號，基於該第一時間與該相關聯到達時間之一判定該超音波信號行進之一距離。該等動作亦包含：基於各超音波信號行進之該距離判定一滑鼠之一位置；及傳輸關於該滑鼠之該位置之位置資訊(例如，至一電視使得該電視可顯示一游標)。
在另一態樣中，一實施例提供一種控制一游標之電視，該電視包含：一螢幕，其經組態以顯示一游標；一射頻接收器，其經組態以接收來自一滑鼠之一觸發信號；一或多個超音波傳輸器，該一或多個超音波傳輸器經組態以傳輸複數個超音波信號；一或多個處理器；及一或多個記憶體，該一或多個記憶體儲存電腦程式碼。使用該一或多個處理器組態該一或多個記憶體及該電腦程式碼以使該裝置執行動作。該等動作包含：在一第一時間接收該觸發信號；及回應於接收該 觸發信號，在大約相同時間傳輸該複數個超音波信號。該等動作亦包含：接收關於該滑鼠之該位置之位置資訊；將關於該滑鼠之該位置之位置資訊轉換為該游標之一顯示位置；及在該顯示位置處顯示該游標。
100‧‧‧系統
110‧‧‧虛擬飛行滑鼠
115‧‧‧電視螢幕
120‧‧‧超音波傳輸器/超音波接收器
122‧‧‧超音波傳輸器/超音波接收器
124‧‧‧超音波傳輸器/超音波接收器
126‧‧‧超音波傳輸器/超音波接收器
140‧‧‧游標
200‧‧‧系統
210‧‧‧虛擬飛行滑鼠
215‧‧‧電視螢幕/智慧型螢幕
220‧‧‧超音波接收器/超音波傳輸器
222‧‧‧超音波接收器/超音波傳輸器
224‧‧‧超音波接收器/超音波傳輸器
226‧‧‧超音波接收器/超音波傳輸器
240‧‧‧游標
310‧‧‧滑鼠
312‧‧‧資料處理器
313‧‧‧位置判定晶片
314‧‧‧記憶體
315‧‧‧程式
316‧‧‧超音波接收器
318‧‧‧傳輸器/接收器
319‧‧‧小鍵盤
400‧‧‧系統
410‧‧‧機上盒單元
412‧‧‧資料處理器
413‧‧‧滑鼠位置判定晶片
414‧‧‧記憶體
415‧‧‧程式
416‧‧‧RF接收器
420‧‧‧傳輸器/接收器
422‧‧‧傳輸器/接收器
500‧‧‧第一系統狀態
510‧‧‧第一滑鼠位置
515‧‧‧螢幕
520‧‧‧傳輸器
530‧‧‧超音波信號
532‧‧‧超音波信號
534‧‧‧超音波信號
536‧‧‧超音波信號
540‧‧‧第一游標位置
600‧‧‧第二系統狀態
610‧‧‧第二滑鼠位置
612‧‧‧滑鼠位置改變
630‧‧‧超音波信號
632‧‧‧超音波信號
634‧‧‧超音波信號
636‧‧‧超音波信號
640‧‧‧第二游標位置
642‧‧‧游標位置改變
700‧‧‧系統
710‧‧‧機上盒處理單元
715‧‧‧螢幕
720‧‧‧傳輸器/接收器
730‧‧‧顯示器外殼
740‧‧‧第一感測器外殼
742‧‧‧第二感測器外殼
800‧‧‧系統
815‧‧‧螢幕
820‧‧‧傳輸器/接收器
830‧‧‧顯示器外殼
910‧‧‧方塊
920‧‧‧方塊
930‧‧‧方塊
940‧‧‧方塊
X‧‧‧軸
Y‧‧‧軸
Z‧‧‧軸
當結合隨附圖式閱讀時，所描述之實施例之態樣在下列描述中更明顯。
圖1係展示根據一第一實施例之一3D虛擬飛行滑鼠之一示意圖。
圖2係展示根據一第二實施例之3D虛擬飛行滑鼠之一示意圖。
圖3展示適用於實踐各種實施例之一器件之一方塊圖。
圖4展示適用於實踐各種實施例之另一器件之一方塊圖。
圖5繪示根據一進一步實施例之在一第一位置處顯示之一游標。
圖6繪示根據進一步實施例之在一第二位置處顯示之游標。
圖7係適用於實踐各種實施例之一TV配件器件之一示意圖。
圖8係展示具有適用於實踐各種實施例之一內建器件之一TV之一示意圖。
圖9係繪示根據一實施例之一記憶體上體現之電腦程式指令之執行之一方法及一結果之一邏輯流程圖。
此專利申請案根據35 U.S.C.§119(e)規定主張2014年9月1日申請之美國臨時專利申請案第62/044,329號之優先權利，該案之全部揭示內容以引用之方式併入本文中。
各種實施例之特徵、優點及優勢之一者係提供用於使用一虛擬飛行滑鼠來控制一游標之技術。將在結合隨附圖式審查下列實施方式後瞭解額外目標、特徵及優勢。
根據一項實施例，提供一種虛擬飛行滑鼠，其包含經組態用於 傳輸射頻(RF)信號之一RF觸發器。此等RF信號可用於週期性地觸發經配置於一電視上之複數個超音波傳輸器。超音波傳輸器當藉由來自RF觸發器之RF信號觸發時傳輸超音波信號。一超音波接收器接收藉由經配置於電視上之超音波傳輸器傳輸之超音波信號。一處理器基於藉由超音波傳輸器傳輸之超音波信號到達超音波接收器之時間計算虛擬飛行滑鼠相對於超音波傳輸器之一位置。虛擬飛行滑鼠之一系列位置可用於形成虛擬飛行滑鼠之一運動軌跡。虛擬飛行滑鼠將運動軌跡無線傳輸至電視，且運動軌跡藉由電視在電視螢幕上投影為一游標軌跡。
在一進一步實施例中，虛擬飛行滑鼠可包含按相同或不同頻率操作之至少兩個超音波接收器。至少兩個超音波接收器分隔開一特定距離。亦可(例如)藉由分別使用經配置於電視上之至少三個超音波傳輸器來計算各超音波接收器之3D位置而自超音波接收器之不同軌跡之一計算推斷滑鼠之一旋轉。使用此資訊，可判定滑鼠之定向。
在另一替代實施例中，可存在經配置於電視上之至少三個超音波傳輸器。RF觸發器傳輸具有相同或不同頻率之RF信號，且可藉由此等RF信號觸發個別超音波傳輸器。RF信號之傳播速度遠高於超音波信號之傳播速度。因此，經傳輸至不同位置之RF信號之時間差相對於經傳輸至不同位置之超音波信號之時間差係可忽略的。可假定藉由虛擬飛行滑鼠傳輸之RF信號同時到達不同超音波傳輸器，例如同時觸發超音波傳輸器。
虛擬飛行滑鼠可係一智慧型手機之一部分，例如，可藉由智慧型手機替換虛擬飛行滑鼠。虛擬飛行滑鼠之運動條件及運動軌跡資訊兩者經轉換為一螢幕游標之運動及軌跡，以遠端控制游標。
一虛擬飛行滑鼠亦可由具有超音波傳輸及接收功能之器件構成。超音波係藉由虛擬飛行滑鼠予以傳輸且接著藉由經配置圍繞智慧 型螢幕之一主動或被動超音波反射器予以反射。藉由計算藉由不同反射器反射之超音波之時間差而推導虛擬飛行滑鼠之空間位置，因此以相同方式達成藉由虛擬飛行滑鼠控制游標之目標。
根據另一實施例，具有一虛擬飛行滑鼠之一電視系統包含經固定安裝圍繞電視螢幕之複數個超音波接收器。系統亦經電連接至一電視，而將電信號輸出至電視(諸如當接收超音波信號時)。虛擬飛行滑鼠同步且週期性地傳輸一RF信號及超音波信號。當超音波接收器接收藉由虛擬飛行滑鼠傳輸之超音波時，智慧型電視藉由RF信號予以觸發以開始接收來自經安裝圍繞電視螢幕之超音波接收器之電信號。該電視上之一處理器基於藉由不同超音波接收器偵測到超音波之時間而計算虛擬飛行滑鼠之位置。虛擬飛行滑鼠之一系列位置形成可接著在電視螢幕上顯示之虛擬飛行滑鼠之一運動軌跡。
第一實施例
圖1係展示根據第一實施例之一3D虛擬飛行滑鼠之一示意圖。系統100包含滑鼠110，其能夠週期性傳輸RF超音波觸發信號且同時接收超音波信號。超音波傳輸器120、122、124、126經定位圍繞電視螢幕115。在電視螢幕115上顯示一游標140。根據此實施例，滑鼠110之位置用於判定顯示游標140之處。虛擬飛行滑鼠之運動條件及運動軌跡資訊經轉換為一螢幕游標之運動及軌跡，以遠端控制游標。
在一個非限制性修改中，一接收功能經新增至經配置圍繞智慧型螢幕115之超音波傳輸器120、122、124、126，且一超音波反射功能經新增至虛擬飛行滑鼠110。以此方式，藉由控制不同超音波傳輸器按不同時間傳輸超音波信號而產生具有不同相位之超音波信號以掃描空間。取決於反射強度之改變，藉由系統100定位虛擬飛行滑鼠110，且接著，經由一回饋系統達成虛擬飛行滑鼠110之追蹤。
RF信號之傳播速度遠高於超音波信號之傳播速度，且藉由虛擬 飛行滑鼠110同時傳輸RF信號及超音波信號兩者。因此，在電視接收來自虛擬飛行滑鼠110之RF信號之情況下，可針對電視設定虛擬飛行滑鼠傳輸/接收超音波之開始時間。
在一項非限制性實施例中，滑鼠110係一3D虛擬飛行滑鼠。3D虛擬飛行滑鼠110透過下列步驟運作：
1)三個或三個以上超音波傳輸器120、122、124、126經固定安裝圍繞一電視螢幕115。各超音波傳輸器120、122、124、126藉由一RF信號觸發以傳輸一超音波信號。
2)虛擬飛行滑鼠110具有週期性傳輸RF信號之一RF觸發器，及自超音波傳輸器120、122、124、126接收超音波信號之一超音波接收器。RF信號之傳播速度遠高於超音波信號之傳播速度。因此，經傳輸至不同位置之RF信號之時間差相對於經傳輸至不同位置之超音波信號之時間差係可忽略的。即，可假定藉由虛擬飛行滑鼠110傳輸之RF信號同時到達不同超音波傳輸器120、122、124、126，例如同時觸發超音波傳輸器。
3)藉由虛擬飛行滑鼠110週期性傳輸RF信號，同時在運動中觸發超音波傳輸器120、122、124、126。因此，在傳輸各RF信號後，虛擬飛行滑鼠110接收一群組超音波信號。此時，可根據超音波信號到達虛擬飛行滑鼠110之時間來計算虛擬飛行滑鼠110相對於此等超音波傳輸器120、122、124、126之位置。基於虛擬飛行滑鼠110之一系列連續位置產生虛擬飛行滑鼠110之一運動軌跡。
4)將虛擬飛行滑鼠110之運動軌跡無線傳輸至智慧型電視。
5)藉由智慧型電視在電視螢幕115上將運動軌跡投影為一游標軌跡。此容許使用者藉由虛擬飛行滑鼠110之運動來控制電視螢幕上之游標140。
在此實施例之一個修改中，兩個超音波接收器經固定於虛擬飛 行滑鼠110上。此等接收器分隔開一特定距離。此容許系統基於兩個超音波接收器之不同軌跡來推斷虛擬飛行滑鼠110之一旋轉。
在此實施例之另一修改中，虛擬飛行滑鼠110可具有超音波傳輸及接收功能兩者。具有不同頻率之超音波信號藉由虛擬飛行滑鼠110予以傳輸，且接著藉由經配置圍繞智慧型螢幕之主動或被動超音波反射器予以反射(替換或補充傳輸器120、122、124、126)。藉由計算藉由不同反射器反射之超音波之時間推導虛擬飛行滑鼠之空間位置；因此藉由改變虛擬飛行滑鼠110之位置控制游標140。
提供基於在不同固定位置處之超音波接收器陣列120、122、124、126接收藉由滑鼠110傳輸之超音波信號之時間來計算滑鼠110之空間位置之一方法。由於超音波信號按相同速度行進，故可基於超音波信號到達滑鼠110所花時間之長度來計算滑鼠110至各接收器120、122、124、126之距離。使用此資訊，可(例如)藉由使用三邊測量技術而在幾何上判定滑鼠110之位置。接著，滑鼠之位置可經轉換為游標140之一位置。接著，滑鼠之位置之相對改變可經轉譯為游標140之位置之類似改變，諸如將滑鼠110向左移動一呎可經轉譯為游標140向螢幕115之左側之一移動(移動相同距離或某經調整距離)。
第二實施例
圖2係展示根據第二實施例之一系統200之一示意圖。系統200包含滑鼠210，其能夠週期性傳輸RF信號及超音波信號。接收器220、222、224、226經組態以接收來自滑鼠210之超音波信號且經定位圍繞電視螢幕215。接收器220、222、224、226亦經組態以將自超音波信號轉換之電信號傳輸至(諸如電視及/或一機上盒之)一控制器。在電視螢幕215上顯示一游標240。根據此實施例，滑鼠210之位置用於判定顯示游標240之處。
在此實施例中提供之3D虛擬飛行滑鼠210透過下列步驟運作：
1)三個或三個以上超音波接收器220、222、224、226經固定安裝圍繞電視螢幕215，且與電視電連接。超音波接收器220、222、224、226當接收超音波信號時將電信號輸出至電視。
2)藉由虛擬飛行滑鼠215同步傳輸一RF信號及超音波信號兩者。藉由RF信號觸發智慧型電視以開始接收來自經配置圍繞電視螢幕215之超音波接收器220、222、224、226之電信號。當超音波接收器220、222、224、226接收藉由虛擬飛行滑鼠210傳輸之超音波時產生電信號。
3)RF信號之傳播速度遠高於超音波信號之傳播速度，且藉由虛擬飛行滑鼠210同時傳輸RF信號及超音波信號。因此，在電視接收來自虛擬飛行滑鼠210之RF信號之情況下，可在電視上設定虛擬飛行滑鼠210傳輸超音波之開始時間。
4)在不同位置處之超音波接收器220、222、224、226接收藉由虛擬飛行滑鼠210傳輸之超音波信號之時間係不同的。同時，將超音波轉換為電信號及將電信號傳輸至電視之時間相對於超音波之傳輸時間係可忽略的。電視自不同超音波接收器220、222、224、226接收電信號之時間差幾乎等於超音波接收器220、222、224、226接收藉由虛擬飛行滑鼠210傳輸之超音波信號之時間差。
5)來自不同超音波接收器220、222、224、226之電信號之時間差等於藉由虛擬飛行滑鼠210傳輸之超音波信號之接收之時間差。因此，可推斷滑鼠210之位置。
6)虛擬飛行滑鼠210之運動軌跡可藉由接收RF信號及超音波信號予以計算且藉由運動中之虛擬飛行滑鼠210週期性傳輸。
7)虛擬飛行滑鼠210之運動條件及運動軌跡藉由電視轉換為螢幕游標240之運動及軌跡，以能夠藉由虛擬飛行滑鼠210之運動來控制電視螢幕215上之游標240。
在一項實施例中，一傳輸功能經新增至經配置圍繞智慧型螢幕215之超音波接收器220、222、224、226，且一超音波反射功能經新增至虛擬飛行滑鼠210。以此方式，藉由控制不同超音波傳輸器按不同時間傳輸超音波信號而產生具有不同相位之超音波信號以掃描空間。取決於反射強度之改變，虛擬飛行滑鼠210經定位，且接著，經由一回饋系統達成虛擬飛行滑鼠210之追蹤。
3D虛擬飛行滑鼠210係由一RF觸發式超音波器件及一超音波接收器件構成。藉由來自滑鼠210之一RF信號同步觸發經配置於智慧型螢幕215(電視螢幕、平板顯示器螢幕等等)附近之一陣列超音波傳輸器220、222、224、226。藉由計算藉由陣列超音波傳輸器220、222、224、226傳輸之超音波之接收之時間差而推斷滑鼠210之位置。藉由運動中之滑鼠210不斷觸發超音波，使得可獲得滑鼠210之運動條件及3D運動軌跡，且經由一智慧型螢幕之一游標214將滑鼠210之運動條件及運動軌跡資訊反射至螢幕上。此藉由滑鼠210之3D運動能夠控制智慧型螢幕215之游標240。3D虛擬飛行滑鼠210不僅可應用於3D游標控制，例如，滑鼠210可用於2D顯示(例如，藉由忽略y軸)。
具有不同頻率之兩個RF傳輸器(其等分隔開一特定距離)可經固定於滑鼠210上，且接著可自兩個觸發器之不同軌跡之計算來推斷滑鼠210之旋轉。
滑鼠210亦可由具備一超音波傳輸及接收功能之器件構成。具有不同頻率之超音波藉由滑鼠210予以傳輸，且接著藉由經配置於智慧型螢幕215附近之一主動或被動超音波反射器(替換或補充接收器220、222、224、226)予以反射。藉由計算在滑鼠210之傳輸後接收之不同反射器超音波之時間差而推導滑鼠210之空間位置，因此以相同方式實現藉由滑鼠210控制游標240之目的。
滑鼠210之運動條件及運動軌跡資訊經轉換為一螢幕游標240之 運動及軌跡，以遠端控制游標240。
在一項非限制性實施例中，一傳輸功能經新增至經配置圍繞智慧型螢幕215之超音波接收器220、222、224、226，且一超音波反射功能經新增至虛擬飛行滑鼠210。以此方式，藉由控制不同超音波傳輸器按不同時間傳輸超音波信號而產生具有不同相位之超音波信號以掃描空間。取決於反射強度之改變，藉由系統定位虛擬飛行滑鼠210，且接著，經由一回饋系統達成虛擬飛行滑鼠210之追蹤。
圖3展示適用於實踐各種實施例之一器件之一方塊圖。滑鼠310包含：一控制器，諸如一資料處理器(DP)312；一電腦可讀媒體，其經體現為儲存電腦指令(諸如一程式(PROG)315)之一記憶體(MEM)314；及適當無線通信介面，諸如一超音波接收器316及傳輸器/接收器318。滑鼠310亦可包含一小鍵盤319及/或一專用處理器(例如，一位置判定晶片313)。
圖4展示適用於實踐各種實施例之一系統400之一方塊圖。系統400併入一機上盒單元410及各種傳輸器/接收器420、422。機上盒單元410包含：一控制器，諸如一資料處理器(DP)412；一電腦可讀媒體，其經體現為儲存電腦指令(諸如一程式(PROG)415)之一記憶體(MEM)414；及適當無線通信介面，諸如一RF接收器416。機上盒單元410亦配合傳輸器/接收器420、422操作以便接收/發送無線信號(諸如超音波信號)。機上盒單元410亦可包含一專用處理器(例如，一滑鼠位置判定晶片413)。
傳輸器/接收器420、422可經體現在一顯示器單元(諸如一電視)中、體現在機上盒單元410中及/或體現在經定位於顯示器單元外部之感測器中。雖然展示兩個傳輸器/接收器420、422，但系統400可併入額外傳輸器/接收器。
程式315、415可包含當藉由相關聯DP 312、412執行時使滑鼠310 及機上盒410能夠根據一實施例操作之程式指令。即，可至少部分藉由滑鼠310之DP 312、機上盒單元410之DP 412可執行之電腦軟體、藉由滑鼠310/機上盒單元410之硬體或藉由軟體及硬體之一組合實行各種實施例。
一般言之，滑鼠310之各種實施例可包含電視遠端控制器、電纜箱遠端控制器、蜂巢式電話、平板電腦、遊戲器件、音樂播放器以及併入此等功能之組合之其他器件。
一般言之，機上盒單元410之各種實施例可包含經體現在一電視、一電纜箱、一遊戲系統以及併入此等功能之組合之其他器件中之一處理單元。
MEM 314、414可屬於適用於本端技術環境之任何類型，且可使用任何適當資料儲存技術(諸如磁記憶體器件、基於半導體之記憶體器件、快閃記憶體、光學記憶體器件、固接式記憶體及可抽換式記憶體)實施。DP 312、412可屬於適用於本端技術環境之任何類型，且可包含通用電腦、專用電腦、微處理器及多核心處理器(作為非限制性實例)。無線通信介面(例如，傳輸器/接收器318、RF接收器416等等)可屬於適用於本端技術環境之任何類型，且可使用任何適當通信技術實施，諸如RF系統(其等包含使用光學通信系統(諸如紅外光系統及/或光學掃描系統))、RF通信系統、或此等組件之一組合。另外，通信介面可係使用傳輸器、接收器及/或收發器之一雙向介面或(適用於實施例)一單向介面。
圖5繪示根據一進一步實施例之在一第一位置處顯示之一游標。如展示，滑鼠及顯示器處於一第一系統狀態500中。滑鼠經定位為相對於螢幕515之一第一滑鼠位置510。傳輸器520各產生超音波信號530、532、534、536。接著，在滑鼠處接收此等信號530、532、534、536，且判定第一滑鼠位置510。基於經判定之第一滑鼠位置 510，在一第一游標位置540處顯示一游標。
在一個非限制性實施例，可判定各超音波信號530、532、534、536自相關聯傳輸器520行進至滑鼠所花之時間量。接著，此資訊可用於判定第一滑鼠位置510與相關聯傳輸器520之間的距離。舉例而言，基於在滑鼠處接收第一信號530之時間，可使用超音波信號之已知速度計算第一滑鼠位置510與相關聯傳輸器520之間的距離。組合各超音波信號530、532、534、536之距離資訊能夠在一3D環境內判定第一滑鼠位置510。
圖6繪示根據進一步實施例之在一第二位置處顯示之游標。如在第二系統狀態600中展示，滑鼠已自第一滑鼠位置510移動至第二滑鼠位置610。此經突顯為滑鼠位置改變612。
在第二滑鼠位置610中，滑鼠接收來自相關聯傳輸器520之各超音波信號630、632、634、636。歸因於滑鼠位置改變612，超音波信號630、632、634、636到達具有一不同時間延遲。如先前一樣，此資訊用於判定第二滑鼠位置610。接著，此資訊用於顯示在自第一游標位置540位移達一游標位置改變642之第二游標位置640處之游標。
在一項非限制性實施例中，滑鼠位置改變612基於一倍增器轉換為一游標位置改變642。舉例而言，移動滑鼠一呎可經轉換為螢幕上之10吋之一移動或轉換為顯示區域之百分比(例如，等於螢幕尺寸50%之沿x軸之一移動)。替代地，倍增器可基於滑鼠位置，例如，倍增器可當滑鼠沿y軸距螢幕515更遠時大於當滑鼠更靠近螢幕515時之倍增器。此容許游標位置在視覺上更靠近使用者在其等視野中可見滑鼠之處。
在另一非限制性實施例中，滑鼠可包含額外感測電路。雖然可基於位置改變來判定移動速度，但滑鼠可包含額外速度或移動偵測感測器。舉例而言，滑鼠可包含一加速度計來偵測滑鼠已在何時開始移 動。可使用此資訊以便照亮滑鼠上之按鈕及/或發送一RF信號至傳輸器520以便觸發超音波信號之傳輸，使得可判定滑鼠之位置。加速度計可係相對簡單的，以便避免諸如用於遊戲遠端控制之一更敏感感測器之高成本。
如上文可見，滑鼠可包含多個超音波接收器、傳輸器或反射器，使得亦可判定滑鼠之定向及旋轉。此資料可用於改變游標之影像(例如)以反射滑鼠之定向/旋轉。替代地，此資訊可用於更改滑鼠之功能，例如，當垂直固持滑鼠時移動滑鼠可解釋為游標之位置無改變，使得使用者可重定位滑鼠。如另一非限制性實例，扭轉滑鼠可係選擇一選項及/或返回至一先前螢幕/選單之一命令。
圖7係展示適用於實踐各種實施例之一系統700之一示意圖。系統700包含一螢幕715，其經定位於一顯示器外殼730內。在顯示器外殼730上方之一第一感測器外殼740及在顯示器外殼730下方之一第二感測器外殼742經定位於顯示器外殼730外部。各感測器外殼740、742包含一或多個傳輸器/接收器720。在經展示之非限制性實施例中，第一感測器外殼740具有兩個傳輸器/接收器720，且第二感測器外殼742具有一個傳輸器/接收器720。感測器外殼740、742經連接至機上盒處理單元710。使用至少三個傳輸器/接收器720，機上盒處理單元710能夠判定3D中一滑鼠之位置。
在進一步非限制性實施例中，系統700可包含額外傳輸器/接收器720。額外傳輸器/接收器720可經包含於感測器外殼740、742中及/或提供於額外感測器外殼中。替代地，一單一感測器外殼可體現兩個感測器外殼740、742。
在額外非限制性實施例中，可依不同配置定位感測器外殼740、742，例如，可沿顯示器外殼730之側定位感測器外殼740、742之一者或兩者。替代地，感測器外殼740、742可經定位距顯示器外殼730更 遠，諸如嵌入一壁中或併入一揚聲器系統中。
在進一步非限制性實施例中，機上盒處理單元710可經體現在顯示器外殼730中、在一遠端器件(諸如一視訊記錄器或一電纜箱)中或在感測器外殼740、742之一者或兩者內。
如上文描述，滑鼠可發送一RF信號以便觸發來自傳輸器/接收器720之超音波信號。在一項非限制性實施例中，機上盒處理單元710接收(來自傳輸器/接收器720之任一者或自一額外感測器)之RF信號之一指示。接著，機上盒處理單元710可指示傳輸器/接收器720開始傳輸超音波信號。
替代地，各傳輸器/接收器720可包含電路，用以在接收RF信號後自動開始傳輸一超音波信號。當傳輸器/接收器720對回應之延遲足夠短時，超音波信號可視為與RF信號同時傳輸。在彼情況中，超音波信號在傳輸器/接收器720與滑鼠之間傳播(或行進)所花時間可經判定為藉由滑鼠傳輸RF信號之時間與藉由滑鼠接收超音波信號之時間之間的差。
在一進一步替代實施例中，滑鼠可經組態以傳輸另一相對高速之信號，以便觸發相對低速之超音波信號；例如，滑鼠可傳輸一紅外光(IR)觸發信號。
圖8係展示適用於實踐各種實施例之一系統800之一示意圖。在此實施例中，系統800係具有內建傳輸器/接收器820之一TV。傳輸器/接收器820經定位於顯示器外殼830內且經配置圍繞螢幕815。如展示，傳輸器/接收器820與螢幕815相鄰。在進一步實施例中，傳輸器/接收器820及螢幕815可部分或完全重疊，例如，傳輸器/接收器820之一或多者可完全定位於螢幕815後側。
如上文描述，各種實施例提供一種方法、裝置及(諸)電腦程式以使用3D運動來控制一游標。
圖9係繪示根據各種實施例之電腦程式指令之執行之一方法及一結果之一邏輯流程圖。根據一實施例，在方塊910處，一方法執行回應於一觸發信號而傳輸至少一個超音波信號之一步驟。在方塊920處接收至少一個超音波信號。在方塊930處，方法執行基於針對至少一個超音波信號之各者超音波信號所行進之一距離判定一滑鼠之一位置之一步驟。在方塊940處，方法亦執行至少部分基於滑鼠位置在一螢幕上顯示一游標之一步驟。
在圖9中展示之各種方塊可視為方法步驟、起因於使用電腦程式碼之操作及/或經建構以執行(諸)相關聯功能之一或多個邏輯電路元件。
一實施例提供一種用於使用3D運動來控制一游標之滑鼠。滑鼠包含經組態以將RF信號週期性傳輸至經配置於一電視上之複數個超音波傳輸器之一RF傳輸器。當藉由RF信號觸發時，超音波傳輸器傳輸超音波信號。滑鼠亦包含經組態以接收超音波信號之一超音波接收器。一處理器基於超音波信號到達超音波接收器之時間來計算虛擬飛行滑鼠相對於超音波傳輸器之一位置。虛擬飛行滑鼠之一系列位置形成虛擬飛行滑鼠之一運動軌跡。虛擬飛行滑鼠將運動軌跡無線傳輸至電視，且運動軌跡在電視螢幕上投影為一游標軌跡。
在上述滑鼠之一進一步實施例中，虛擬飛行滑鼠包含具有不同頻率之至少兩個超音波接收器。此等超音波接收器分隔開一特定距離且可自超音波接收器之不同軌跡之計算來推斷滑鼠之一旋轉。
在上述滑鼠之任一者之另一實施例中，存在至少兩個超音波傳輸器。
在上述滑鼠之任一者之一進一步實施例中，RF傳輸器傳輸具有不同頻率之RF信號。可藉由具有不同頻率之RF信號觸發超音波傳輸器。舉例而言，在一第一頻率之一個RF信號觸發一單一超音波傳輸 器(或一組超音波傳輸器)且在一第二頻率之一第二RF信號觸發一不同超音波傳輸器(或一不同組超音波傳輸器)。
在上述滑鼠之任一者之另一實施例中，RF信號之傳播速度遠高於超音波信號之傳播速度。因此，RF信號到達不同位置時之到達時間相對於超音波信號到達不同位置之到達時間係可忽略的。即，可假定藉由虛擬飛行滑鼠傳輸之RF信號同時到達不同超音波傳輸器，使得超音波傳輸器可視為同時觸發。
在上述滑鼠之任一者之一進一步實施例中，虛擬飛行滑鼠可係一智慧型手機之一部分，例如，可藉由智慧型手機替換虛擬飛行滑鼠。
在上述滑鼠之任一者之另一實施例中，虛擬飛行滑鼠之運動及運動軌跡資訊經轉換為一螢幕游標之運動及軌跡，以遠端控制游標。
一額外實施例提供一種用於使用3D運動來控制一游標之滑鼠。滑鼠經組態以提供超音波傳輸及接收功能。具有不同頻率之超音波藉由虛擬飛行滑鼠予以傳輸且接著藉由經配置圍繞智慧型螢幕之一主動或被動超音波反射器予以反射。藉由計算藉由不同反射器反射之超音波信號之過渡時間而推導虛擬飛行滑鼠之空間位置。接著，此資訊用於判定滑鼠之位置且相應控制一游標。因此，可藉由虛擬飛行滑鼠控制游標。
一進一步實施例提供一種用於使用一虛擬飛行滑鼠之3D運動來控制一游標之電視系統。系統包含經固定安裝圍繞一電視螢幕且與一電視電連接之複數個超音波接收器。超音波接收器經組態以當接收超音波信號時將電信號輸出至電視。系統亦包含經組態以同步且週期性地傳輸RF信號及超音波信號之一虛擬飛行滑鼠。藉由RF信號觸發智慧型電視以開始自經安裝圍繞電視螢幕之超音波接收器接收電信號。當超音波接收器接收藉由虛擬飛行滑鼠傳輸之超音波時產生電信號。 電視上之一處理器基於來自不同超音波接收器之電信號(例如，基於處理器接收電信號之時間)來計算虛擬飛行滑鼠之位置。虛擬飛行滑鼠之一系列位置形成虛擬飛行滑鼠之一運動軌跡。
在上述電視系統之另一實施例中，虛擬飛行滑鼠之運動及運動軌跡資訊經轉換為一螢幕游標之一位置及運動軌跡，以遠端控制游標。
在上述電視系統之任一者之一進一步實施例中，超音波接收器亦包含一傳輸功能。滑鼠提供一超音波反射功能(例如，替代一超音波信號傳輸功能)。因此，藉由超音波傳輸器產生具有不同相位之超音波信號來掃描空間。超音波信號藉由滑鼠予以反射且藉由超音波接收器予以接收。基於反射強度之改變來判定虛擬飛行滑鼠之位置。
在上述電視系統之任一者之另一實施例中，RF信號之傳播速度遠高於超音波之傳播速度。藉由虛擬飛行滑鼠同時傳輸RF信號及超音波信號。因此，電視在接收超音波信號之前自虛擬飛行滑鼠接收RF信號。可在電視上設定虛擬飛行滑鼠傳輸超音波之開始時間，使得RF信號之接收時間與超音波信號之接收時間之差有效地等於超音波信號自滑鼠行進至超音波接收器所花之時間量。
在上述電視系統之任一者之一進一步實施例中，基於藉由滑鼠傳輸之超音波信號(其藉由在固定位置處之超音波接收器陣列接收)之到達時間來計算滑鼠之空間位置。
在上述電視系統之任一者之另一實施例中，虛擬飛行滑鼠可係一智慧型手機之一部分，例如，可藉由智慧型手機替換虛擬飛行滑鼠。
所描述之各種操作僅僅係例示性的且不暗示特定順序。此外，操作可以任何適當定序使用且可部分使用。在考慮上述實施例之情況下，應注意，額外實施例可採用設計傳送或儲存於電腦系統之資料之 各種電腦實施之操作。此等操作係需要具有實體數量之實體操縱之操作。儘管並非必要，但此等數量通常呈能夠經儲存、傳送、組合、比較及另操縱之電、磁性或光學信號之形式。
形成當前揭示之實施例之部分之所描述之操作之任一者可係有用的機器操作。各種實施例亦係關於用於執行此等操作之一器件或一裝置。裝置可為所需目的經特別建構，或裝置可係藉由儲存於電腦中之一電腦程式選擇性啟動或組態之一通用電腦。特定言之，如下文描述採用經耦合至一或多個電腦可讀媒體之一或多個處理器之各種通用機器可與根據本文教示寫入之電腦程式一起使用，或建構一較專用之裝置來執行所需操作可係更方便的。
本文描述之進程、程序及/或模組可以硬體、軟體(經體現為具有程式指令之一電腦可讀媒體)、韌體或其等之一組合實施。舉例而言，可藉由執行一記憶體或其他儲存器件外之程式指令之一處理器執行本文描述之功能。
前述描述已指向特定實施例。然而，在獲得描述之實施例之一些或全部優勢的情況下，可對描述之實施例做出其他變化及修改。一般技術者將進一步瞭解，可在不脫離本文解釋之概念的情況下，對上文描述之系統及方法做出修改。因此，本發明不應視為被所揭示實施例限制。此外，可使用所描述實施例之各種特徵而不對應使用其他特徵。因此，此描述應解讀為僅繪示各種原理而非限制本發明。
100‧‧‧系統
110‧‧‧虛擬飛行滑鼠
115‧‧‧電視螢幕
120‧‧‧超音波傳輸器/超音波接收器
122‧‧‧超音波傳輸器/超音波接收器
124‧‧‧超音波傳輸器/超音波接收器
126‧‧‧超音波傳輸器/超音波接收器
140‧‧‧游標
X‧‧‧軸
Y‧‧‧軸
Z‧‧‧軸

Claims (20)

  1. 一種控制一游標之方法，該方法包括：回應於一觸發信號，傳輸至少一個超音波信號；接收該至少一個超音波信號；針對該至少一個超音波信號之各者，基於該超音波信號行進之一距離判定一滑鼠之一位置；及至少部分基於該滑鼠之該位置在一螢幕上顯示一游標。
  2. 如請求項1之方法，其進一步包括：自該滑鼠將該觸發信號傳輸至複數個超音波傳輸器，其中該複數個超音波傳輸器之各者經組態以接收該觸發信號且回應於接收該觸發信號而傳輸該超音波信號。
  3. 如請求項1之方法，其中該滑鼠經組態以接收複數個超音波信號，其中藉由一單獨超音波傳輸器傳輸各超音波信號。
  4. 如請求項1之方法，其中判定該滑鼠之該位置包括：針對該至少一個超音波信號之各接收，判定所接收之該超音波信號之一過渡時間，其中該過渡時間係在傳輸該超音波信號之一時間與接收該超音波信號之一時間之間的一差；針對該至少一個超音波信號之各者，至少部分基於該超音波信號之該過渡時間及該超音波信號之一速度判定該超音波信號行進之該距離；及基於該超音波信號行進之該距離使用三邊測量來計算該滑鼠之該位置。
  5. 如請求項1之方法，其進一步包括：週期性傳輸該觸發信號；及基於該滑鼠之複數個位置判定一運動軌跡。
  6. 如請求項1之方法，其中該觸發信號係一射頻觸發信號，且射頻信號具有遠大於超音波信號之一傳播速度之一傳播速度。
  7. 如請求項1之方法，其進一步包括：自該滑鼠傳輸該觸發信號；及回應於傳輸該觸發信號，傳輸該至少一個超音波信號，其中在約同一時間傳輸該觸發信號及該至少一個超音波信號。
  8. 如請求項7之方法，其中接收該至少一個超音波信號包括：使用經配置圍繞該螢幕之複數個超音波傳輸器來接收該至少一個超音波信號。
  9. 如請求項7之方法，其中接收該至少一個超音波信號包括：在該滑鼠處接收來自經配置圍繞該螢幕之複數個超音波反射器之該至少一個超音波信號之反射。
  10. 如請求項1之方法，其進一步包括自該滑鼠傳輸該觸發信號，其中傳輸該至少一個超音波信號包括：回應於接收該觸發信號，自經配置圍繞該螢幕之複數個超音波傳輸器之一不同超音波傳輸器傳輸複數個超音波信號之各者，使得該觸發信號及該至少一個超音波信號視為在約一相同時間傳輸。
  11. 如請求項10之方法，其中接收該至少一個超音波信號包括：在該滑鼠處接收該複數個超音波信號。
  12. 如請求項10之方法，其中接收該至少一個超音波信號包括：在該複數個超音波傳輸器處接收來自在該滑鼠中之至少一個超音波反射器之該至少一個超音波信號之反射。
  13. 如請求項1之方法，其進一步包括將關於該滑鼠之該位置之位置資訊自該滑鼠傳輸至該電視。
  14. 如請求項13之方法，其中位置資訊包括以下至少一者：在一給定時間之該滑鼠之一判定位置；在一給定時間之該複數個超音 波信號之各者之一判定傳輸時間；及表示在複數個時間之該滑鼠之複數個位置之一運動軌跡。
  15. 一種控制一游標之滑鼠，該滑鼠包括：一射頻傳輸器，其經組態以傳輸一觸發信號；至少一個超音波接收器，該至少一個超音波接收器經組態以接收複數個超音波信號；至少一個處理器；及至少一個記憶體，該至少一個超音波接收器包含電腦程式碼，其中使用該至少一個處理器組態該至少一個記憶體及該電腦程式碼以使該滑鼠至少執行下列，其等包括：在一第一時間傳輸該觸發信號；接收該複數個超音波信號，各超音波信號具有一相關聯到達時間；針對所接收之各超音波信號，基於該第一時間與該相關聯到達時間之一差判定該超音波信號行進之一距離；基於各超音波信號行進之該距離判定一滑鼠之一位置；及傳輸關於該滑鼠之該位置之位置資訊。
  16. 如請求項15之滑鼠，其中該至少一個超音波接收器包括一第一超音波接收器及一第二超音波接收器；及該方法進一步包括基於該第一超音波接收器之一位置及該第二超音波接收器之一位置判定該滑鼠之一定向。
  17. 如請求項15之滑鼠，其中該滑鼠經體現於一智慧型手機中。
  18. 一種控制一游標之電視，該電視包括：一螢幕，其經組態以顯示一游標，一射頻接收器，其經組態以接收來自一滑鼠之一觸發信號； 至少一個超音波傳輸器，該至少一個超音波傳輸器經組態以傳輸複數個超音波信號；至少一個處理器；及至少一個記憶體，該至少一個記憶體包含電腦程式碼，其中使用該至少一個處理器組態該至少一個記憶體及該電腦程式碼以使該電視至少執行下列，其等包括：在一第一時間接收該觸發信號；回應於接收該觸發信號，在約相同時間傳輸該複數個超音波信號；接收關於該滑鼠之該位置之位置資訊；將關於該滑鼠之該位置之位置資訊轉換為該游標之一顯示位置；及在該顯示位置處顯示該游標。
  19. 如請求項18之電視，其中位置資訊包括以下至少一者：在一給定時間之該滑鼠之一判定位置；在一給定時間之該複數個超音波信號之各者之一判定傳輸時間；及表示在複數個時間之該滑鼠之複數個位置之一運動軌跡。
  20. 如請求項18之電視，其中該顯示器係三維顯示器，且其中將關於該滑鼠之該位置之該位置資訊轉換為該游標之該顯示位置包括將關於該滑鼠之該位置之該位置資訊轉換為該游標之一三維顯示位置。
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