专利名称：具有冻结和恢复功能的3d输入/导航设备的制作方法
技术领域：
本发明整体涉及一种3D输入/导航设备，更具体地涉及一种具有增强 的操作能力的3D输入/导航设备。这种3D输入/导航设备具体应用于医学 领域，在该领域中医师或其他医学专家常常分别观看显示在显示器上的三 维图像和三维结构。医学专家必须在三维图像中进行导航并分别控制其中 的一个(或多个)对象。然而，应该理解的是，本发明还可以应用在例如建筑、 航空和机械工程领域中，以及应用于娱乐领域中，例如计算机游戏或虚拟 世界。
背景技术：
在以上所述的各个领域中，人们越来越多地在三维空间中进行操作， 并操作呈现在显示器上或可由操作者直接观看的三维对象。存在多种不同 的3D输入/导航设备，它们能够产生关于其位置和/或方向的数据并将这些 数据输入到计算机系统中以便控制在显示器上所呈现的三维空间中的对 象。
授权给Shenholz的题为"Three-dimensional computer mouse"的EPO 526 015 Al描述了其中一种这样的3D输入设备。该文档公开了一种用于计算机 显示器或机器人的三维鼠标系统，其包括可由用户在空间中移动的指示 器、作为该指示器的集成部分的发射器、至少三个接收器、具有微处理器 的处理单元、用于信息和电源传送的输入/输出通信接口和连接单元以及软 件模块。当接收器响应从发射器接收的信号时，它们根据发射器相对于接 收器的相应空间位置将它们的输出信号分别传送到微处理器，微处理器计 算发射器的空间位置，并且微处理器的输出信号被转换为适当的形式然后 传送至计算机，并由软件模块进行处理，以便在计算机的显示器上或在机 器人的动作中提供与指示器的移动相对应的实时的、空间中的三维反映。
使用可在空间中自由移动从而在三维空间中控制对象并进行导航的3D输入/导航设备的导航及控制具有特定的缺点。例如，高精度的导航和控制 经常是必需的，特别是在医学、航空或机械工程领域中，但却无法用常规
3D输入/导航设备来实现，这是因为操作者的手臂或手的不希望有的移动，
例如由于操作者劳累或注意力不集中造成的抖动或不希望有的移动，导致 了受控对象的不希望有的移动。此外，经常必须或有帮助的是沿一条特定 线或在一个特定表面内进行导航和控制。
此外，如果操作者已经使用常规3D输入/导航设备导航到3D图像中的 一特定位置"A"并且希望导航到更远处，但是他或她的手臂已经完全伸展， 择操作者就不能仅仅重新调整他/她的手臂，即将其放置在适当位置上，并 且由此从上述位置"A"开始继续导航和控制，这是因为重新调整手臂的移 动也会导致受控对象的不想要的移动。这尤其是3D输入/导航设备的--个 问题，因为常规的2D鼠标能够抬起并放置在另一位置，而基本不会改变受 控对象的位置，尽管较小的抬起通常是不希望发生的。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种3D输入/导航设备、 一种方法和一种计 算机程序产品，其进一步改进了在三维空间中的导航以及其中的对象控制。
根据本发明，该目的是通过具有权利要求1的特征的3D输入/导航设 备、具有权利要求14的特征的方法和具有权利要求18的特征的计算机程 序产品实现的。在各从属权利要求中定义了多个优选实施例。
本发明的一个优点是对显示在显示器上或可由操作者直接观看的对象 进行高精度导航和控制。
本发明的进一步的优点是使操作更为容易。
根据一个方面，本发明针对一种操作者用来控制三维空间中的对象的 3D输入/导航设备，其中，所述设备能够可操作地耦合到计算机系统，其中， 提供了数据产生器用于响应于所述设备在参考系中的相对位置而产生数 据，并且将所述数据输出到所述计算机系统，其中，所述设备能够将所述 对象转换至冻结状态，以及将所述对象转换至恢复、释放或消除冻结状态， 在所述冻结状态中，抑制所述对象相对于至少一个方向的移动，以使得所 述对象仅能在所述操作者所确定的表面上移动或者沿着所述操作者所确定的线移动，在所述恢复、释放或消除冻结状态中，所述对象被释放，从而 可对应于所述设备在所述参考系中的相对位置而对所述对象进行自由控 制。所述表面可以是平面、曲面、直线、曲线或任何其他类型的表面或线。 通过以下方式分别实现所述冻结和抑制所述输出产生器输出具有至 少一个冻结坐标的、关于位置和/或方向的数据。这样，所定义的关于平行 于坐标系(三个轴，通常是彼此正交的X、 Y、 Z)的线或表面的移动就是可 能的。然而，还可以通过以下方式来实现冻结或抑制3D输入/导航设备的 输出使得所述计算机系统执行的计算机程序冻结或抑制所述受控对象的特 定的(即确定的、预定的)移动。还可以在所述控制或导航之前输入并存储操
作者借助于所述计算机系统定义的表面、线和/或方向，并通过用所述3D
输入/导航设备激活来访问这些预先定义的表面、线和/或方向，以使得仅能 够针对所述预定进行导航和控制。表面、线和/或方向能够例如以数学函数
的形式来定义。这样，还能够定义复杂的表面和线。所述3D输入/导航设
备能够用于从可以根据操作者的要求显示在监视器上的菜单中选择预先定 义的表面、线和/或方向。
根据以上所述，实现了高精度控制，因为可以相对于(预先)确定的表面、 线和/或方向来导航所述对象。
该设置能够提供数据，以响应操作者的手或手臂或其他位置改变对3D 输入/导航设备执行的控制移动。应理解的是，在现有技术中存在多种设置 来基于3D输入/导航设备在参考系中的各个位置/移动而提供用于控制对象 的数据(x， y, z; (p， 0以及/或Ax， Ay, Az; Acp， Av)/， M)。检测及确定3D输入 /导航设备的移动和/或位置的可能方案可以是基于直移加速度、位置感测或 检测装置、发射器、接收器、RF信号、超声信号、放大器、距离测量、光 源和相应的阴影过程等等，以及可操作地与计算机系统和/或3D输入/导航 设备耦合的相应设备。
所述参考系是这样的空间在该空间中移动所述3D输入/导航设备来 控制所述对象。根据该设置，所述参考系可以是"固定"参考系，其被相 应的3D输入/导航设备位置检测装置所感知和检测。
对于这点，3D输入/导航设备内的数据产生器能够适于响应于借助于例 如移动加速度造成的3D输入/导航设备的位置/移动而产生数据。然而，所述数据产生器还可以是在所述3D输入/导航设备外部的、用于处理并输出 借助于例如相应的位置检测装置为确定3D输入/导航设备的位置/移动而检 测的数据的模块。
根据优选实施例的3D输入/导航设备在被操作者激活时，能够将所述 对象转换至完全冻结状态，并且能够将所述对象转换至释放状态，在所述 完全冻结状态中，所述对象相对于其当前位置和/或方向而被冻结，在所述 释放状态中，所述对象被释放以便可以从其时间上最近的先前冻结位置开 始受控。
所述完全冻结可以用不同的方式来实现。例如，所述数据产生器可以 被配置为完全不输出数据。然而，还可以在所述冻结状态期间中断所述计 算机系统与所述3D输入/导航设备之间的可操作耦合。此外，还可以用以 下方式来实现所述完全冻结即，所述3D输入/导航设备的输出使运行在 所述计算机系统上的程序冻结当前位置和/或方向。根据在其中使用所述3D 输入/导航设备的系统，所述3D输入/导航设备还可以将各个位置检测模块 切换至"关闭状态"以冻结所述对象，以及将它们切换至"开启状态"以 恢复所述对象。
因此，本发明的3D输入/导航设备使操作者能够通过完全冻结所述对 象，来放松、休息以及特别是重新调整或重新定位他/她的手臂而不会造成 受控对象的不想要的移动。在重新调整之后，操作者在进行恢复之后，能 够从完全冻结的位置和/或方向开始继续进行控制。因此，不仅提高了精度， 而且还提高了操作的易用性。
此外，本发明的3D输入/导航设备能够装配有至少一个操作模块，其 能够用来激活所述冻结和恢复，即所述转换操作。所述操作模块可以是按 钮、控制杆或滑块，或者任何其他类型的激活或去激活模块。应该理解， 所述3D输入/导航设备可以配有其他功能模块。
然而，所述转换还可以经由语音控制来实现。在该情况下，所述3D输 入/导航设备将会配有接收器和适当的电子电路。
所述3D输入/导航设备还可以配有方向控制模块，例如，轨迹球、控 制杆、控制按钮、角速度检测器、滚动模块等等，其可以用来响应于操作 者进行的方向控制移动(取决于以下结构推、拉、倾斜、滚动、旋转等等)来产生数据。
根据本发明的3D输入/导航设备可以可选地经由例如无线通信以无线 方式耦合至所述计算机系统，和/或借助于电缆耦合至所述计算机系统。所 述3D输入/导航设备和计算机系统还可以分别经由网络(例如因特网)而可 操作地耦合至所述对象。因此，本发明可以用于例如远程操作。
在本发明的另一实施例中，所述3D输入/导航设备能够在空间中自由 移动来控制对象。然而，所述3D输入/导航设备也可以在分别相对于两个 维度和方向进行控制和导航期间位于一个基本水平的平面上，其中，3D输 入/导航设备相对于第三维度上下移动以便在三维图像中进行控制和导航。
此外，所述数据产生器能够根据位置确定设置，提供关于绝对位置和/ 或方向(x， y, z; cp， v|/， 6)的数据和/或者关于相对位置和/或方向(Ax， Ay, Az; Aqx Avj;, Ae)的数据。
本发明的方法的具体实现包括以下步骤
将所述对象转换至完全冻结状态，在该状态中，所述对象相对于其当 前位置和/或方向而被冻结；以及
将所述对象转换至释放状态，在状态中，所述对象被释放，从而可以 从其冻结状况开始对其进行控制。
本发明的实现的一个具体实例包括以下步骤
预先定义多个表面和/或者线和/或者方向，其中，在所述表面中对所述 对象进行控制，沿着所述线对所述对象进行控制，在所述方向上对所述对 象进行控制；
将所述表面和/或者线和/或者方向输入计算机系统； 借助于所述设备，例如，结合了控制所述对象的方向的步骤，在可显 示在显示器上的菜单中选择表面和/或者线和/或者方向。
通过参考以下结合附图的详细描述，可以容易地获得并理解对本发明 的更为完全的理解以及其很多优点和方面。在附图中
图1是根据本发明的第一实施例的操作者、计算机系统和接收器以及
3D输入/导航设备的示意性透视图；图2是根据本发明的第一实施例，显示在显示器上的三维空间的示意
性透视图3是根据本发明的第二实施例的控制过程的简化流程图；以及
图4是根据本发明的第三实施例的控制过程的简化流程图。
具体实施例方式
现在将参考附图描述所选择的本发明的多个实施例。应该理解，以下 对本发明的各个实施例的描述仅用于图示说明，而并非用于限制本发明， 本发明的范围是由附带的权利要求及其等价物定义的。
图1示出了本发明的第一实施例。3D输入/导航设备l(以下称为3D控 制设备)位于由虚线示意性示出的参考系中。该参考系是该3D控制设备在 其中移动的空间。3D控制设备1由操作者4操控，并可操作地耦合到计算 机系统，用于控制显示在监视器或显示器3上的对象2。该计算机系统除了 其他部件之外包括显示器3、中央处理单元、输入/输出接口、随机存取 存储器、只读存储器、控制电路、输入模块(例如键盘)、计算机程序等等。
计算机程序安装在计算机系统上，其能够处理来自3D控制设备1的数 据和指令。应该理解的是，可以以这样的方式升级或更新现有技术中的已 知计算机系统即，使其能够与本3D控制设备1 一起工作。
为了根据3D控制设备1的相对移动来控制对象2，必须确定3D控制 设备1在参考系中的位置/移动。为此，在3D控制设备1中集成了用于响 应于3D控制设备1在参考系中的移动/位置而产生数据的数据产生器。在 第一实施例中，3D控制设备1使用加速度确定模块来确定3D控制设备1 的移动/位置。
此外，接收器5用于检测来自数据产生器的输出。对于本领域技术人 员显而易见的是，在3D控制设备1中可以设置相应的电子电路，例如发射 器，用以可操作地耦合到接收器5。接收器5可操作地耦合到3D控制设备 1以及计算机系统，并且提供数据至计算机系统，使用该数据能够执行对象 2的导航。3D控制设备以无线方式可操作地耦合到接收器5，以使得与其 经由电缆连接到计算机系统的情况相比，可以实现3D控制设备1的自由且 不受限制的移动。此外，3D控制设备1配有至少一个方向控制模块，例如轨迹球、控制 杆、控制按钮、角速度检测器、滚动模块等等，用于响应于操作者4执行 的方向控制移动(取决于结构、推、拉、倾斜等等)而产生数据。所产生的关 于位置和方向的数据被提供给计算机系统，并被可由计算机系统执行的相 应计算机程序处理。
上述设置能响应于操作者的手和/或者手臂在参考系中利用3D控制设 备执行的控制移动而提供数据。应该理解的是，该数据可以是绝对数据(x,y, z; cp, v)/， e)以及相对数据(Ax， Ay, Az; Acp， Avj/, Ae)。此外，应该理解，上述设 置仅是现有技术中己知的用于基于3D控制设备在(固定)参考系中的位置/ 移动而提供数据(x, y， z; cp， v|/， 6以及/或Ax， Ay, Az; A(p， Avi;， A6)以便控制对 象的多种设置之一。
用于检测和确定3D控制设备的移动/位置的可能方案可以是基于以RF 信号、超声信号、距离测量值、光源和相应的阴影过程等等为基础的直移 加速度检测、发射器、接收器、位置检测装置(用检测器检测3D控制设备 的位置)和放大器，其中，各个设备可操作地耦合至3D控制设备和计算机 系统。
再次参考图1， 3D控制设备1能够将对象1转换至冻结状态以及将对 象2转换至释放、恢复或消除冻结状态，在所述冻结状态中，对象2的移 动相对于至少一个方向而被抑制或禁止，从而使得仅能够在操作者4确定 的表面中移动或沿着操作者4确定的线移动，在所述释放、恢复或消除冻 结状态中，对象2被释放，从而使得可以对应于3D控制设备1在参考系中 的相对位置/移动而自由控制对象2。在图2中更为详细地描述了该功能。
图2示出了在显示器3(未示出)上所显示的三维图像。参考标记2指示 要被控制或导航的示例性对象，7指示操作者想要导航到的第一 目标位置， 8指示操作者4由于取决于相应环境的特定原因而想要在其中导航的一个表 面。操作者4能够通过他的手臂从开始位置6至第一目标位置7的相应的 相对移动来控制该对象2，其中，可以通过多种不同路径来到达第一目标位 置7，如开始位置6与第一目标位置7之间的多条虚线所示。当对象2已经 到达第一 目标位置7时，操作者4想要抑制或禁止对象2在Y方向中的任 何移动。为此，操作者4操作设置在3D控制设备1上的按钮或任何其他转换模 块。该按钮可操作地耦合至数据产生器并使数据产生器冻结Y方向。这就 意味着，当操作者4在冻结Y方向之后在Y方向上移动他的手臂时，数据 产生器输出不变化的(即冻结的)y坐标，该y坐标在本实例中为第一 目标位 置7的y坐标(第一目标位置7位于表面8中)。在y坐标被冻结的情况下控 制对象2期间，数据产生器输出的数据具有被冻结的y坐标以及与其他坐 标和方向("5个自由度")相关的可改变坐标。
当如第一 目标位置7和第二目标位置9之间的虚线所示、已经在表面8 中导航了特定时间之后，操作者4想要导航至表面8外部的第三目标位置 10。由此，操作者4必须将对象2转换至恢复、释放或消除冻结状态，在 该状态中，对象2被释放，从而可以自由控制它到第三目标位置10。为此， 操作者4操作之前己经被操作来冻结y坐标的同一按钮(或者，作为替代方 案，用以激活恢复的另一按钮)，这导致释放或恢复y坐标。因此，数据产 生器响应于操作者4的控制移动而输出具有可变y坐标的数据("6个自由 度")。应该理解的是，与三维轴X、 Y、 Z平行的表面和线可以被定义为如
下
水平表面(平行于X/Z表面)冻结Y坐标
垂直表面(平行于y/z表面》冻结X坐标 垂直表面(平行于x/y轴)冻结Z坐标
在第一实施例中，不需要对象的特定方向或方向的改变。然而，应该 理解，围绕与三维轴X、 Y、 Z平行的直线的旋转，即对象2的方向的改变
或调整，可以被定义为如下
围绕平行于x轴的直线的旋转自由的vi/,e坐标 围绕平行于Y轴的直线的旋转自由的cp，e坐标
围绕平行于Z轴的直线的旋转自由的cp，M/坐标
在第一实施例中，操作者4仅希望抑制平行于Y轴的移动，这由此导 致了平行于x/z表面的一个表面。
然而，本发明甚至可以定义弯曲的或倾斜的表面或线，或者任何其他 类型的线或表面以及各种方向。为此，操作者能够编程相应的表面和线， 例如数学函数，并将它们输入到可在计算机系统上执行的计算机程序中，并经由操作者所操控的3D控制设备的相应输出来访问这些预定的表面、线 和方向。例如，在被操作者激活时，可以将一个菜单显现在显示器上，并 且可以从该菜单中选择具体的预定表面、线和方向。
一旦到达第三目标位置10且在该处操作者4的手臂完全伸展，操作者 4就必须导航至第四目标位置11。为了导航至第四目标位置II，操作者4 操控3D控制设备1将对象2转换至完全冻结状态，在该状态中，对象2相 对于其当前位置和/或方向(即第一实施例中的第三目标位置IO)被冻结。在
第一实施例中，所述"完全"冻结是以这样的方式执行的即，数据产生 器冻结与位置和方向相关的所有坐标。
在该冻结之后，操作者4重新调整自身，这在第一实施例中意味着他 的手臂朝着他的身体移动。在重新调整之后，操作者4操控3D控制设备1 将对象2转换至释放状态，在该状态中，对象被释放，从而可以从其冻结 位置(即第三目标位置IO)开始到第三目标位置11后开始控制对象2。
图3是一个简化流程图，在该图中，示出了本发明的第二实施例的必 要步骤。在第二实施例中的方法步骤是在基本上在第一实施例中已经描述 的设置中执行的。因此，使用了与第一实施例相同的参考标记。
在步骤S100中，操作者4对应于3D控制设备1在参考系中的相对位 置来控制显示在显示器3上的对象2。在步骤S105中，操作者4想要将对 象2转换至相对于其当前位置和/或者方向的完全冻结状态。在步骤S110 中，操作者4操作在3D控制设备1上的按钮，以便完全冻结对象2。在步 骤S115，操作者4重新调整他的手臂和/或者重新定位他自身和/或者采取任 何其他动作。在步骤S120，操作者4想要从被冻结的位置和/或者方向开始 继续进行控制。因此，操作者4在步骤S125中操作3D控制设备1上的按 钮以便释放对象2，从而使对象2从被冻结的位置和/或者方向开始可控。 于是，在步骤S130中，操作者4能对应于3D控制设备1在参考系中的相 应移动或相对位置来控制对象2。
图4是一个简化流程图，在该图中，示出了本发明的第三实施例的必 要步骤。在第二实施例中的方法步骤是在基本上在第一实施例中己经描述 的设置中执行的。因此，使用了与第一实施例相同的参考标记。
在步骤S200，操作者4定义并输入多个不同表面、线和方向，根据当前情况，在这些表面中或者沿着这些线和方向对可显示在显示器3上的对 象2进行控制。于是，操作者4在步骤S205中不受局限地对应于3D控制 设备1在参考系中的相对位置来控制对象2。在步骤S210，操作者4想要 访问一个定义的表面。在步骤S215，操作者4操作3D控制设备1上的按 钮，于是在显示器3上显现菜单，其示出了所述的多个定义的表面、线和 方向。在步骤S220，操作者4借助于3D控制设备1选择并访问一个定义 的表面。在步骤S225，操作者4在该定义的、被访问的表面中控制对象2。 在步骤S230，操作者4想要释放对象2从而对其进行自由控制而不受任何 限制。因此，操作者4在步骤S235中操作3D控制设备1上的按钮，以便 释放对象2，从而可以对其进行自由控制。于是，在步骤S240，操作者4 能对应于3D控制设备1在参考系中的相应移动或相对位置来控制对象2。
虽然仅选择了优选实施例来图示说明本发明的核心，但是根据本公开， 对于本领域技术人员而言显而易见的是，在不脱离附带的权利要求所定义 的本发明的范围情况下，在此可以进行各种变化和修改。
例如，对象可以不显示在监视器上，而是可由操作者直接观看。
此外，在具体环境中，必须将对象精确地对齐或定向。然而，这种对 齐常常是非常困难的，因为操作者必须保持他/她的手臂绝对不动或者固定， 这在实践中几乎是不可能的。虽然操作者的手臂可能会颤动，操作者仍然 能够将对象精确地对齐在希望的方向或定向上，因为能够相对于对象被定 向的特定位置而冻结对象。
上述实施例中的设置使用加速度检测模块来提供关于位置/移动的数 据。然而，本领域技术人员应该理解，对于3D鼠标的位置、直移和/或者 旋转移动的确定和检测，存在多种不同可能方案。
如上所述的，虽然在此已经处于图示说明的目的描述了本发明的多个 实施例，很多修改和改变对于本领域技术人员而言是显而易见的。在不脱 离附带的权利要求所定义的本发明的范围情况下，在此可以进行各种变化 和修改。计算机程序产品应理解为表示能够存储在计算机可读介质上、可 经由诸如因特网的网络下载、或者可以以任何其他方式获得或购买到的任 何软件产品。
权利要求
1、一种操作者(4)用来控制三维空间中的对象(2)的3D输入/导航设备，其中，所述设备(1)能够可操作地耦合到计算机系统，其中，提供了数据产生器来响应于所述设备(1)在参考系中的相对位置而产生数据，并且将所述数据输出至所述计算机系统，其中，所述设备(1)能够将所述对象(2)转换至冻结状态，以及将所述对象(2)转换至释放状态，在所述冻结状态中，抑制所述对象(2)相对于至少一个方向的移动，以使得所述对象(2)仅能在所述操作者(4)所确定的表面中移动或者沿着所述操作者(4)所确定的线移动，在所述释放状态中，所述对象(2)被释放，从而可对应于所述设备(1)在所述参考系中的相对位置而自由控制所述对象(2)。
2、 如权利要求l所述的3D输入/导航设备，其中，所述设备(l)能够将 所述对象(2)转换至完全冻结状态，并且能够将所述对象(2)转换至释放状态， 在所述完全冻结状态中，所述对象(2)相对于其当前位置和/或方向被冻结， 在所述释放状态中，所述对象(2)被释放，从而可以从所述对象(2)的冻结状 态开始对其进行控制。
3、 如权利要求1或2所述的3D输入/导航设备，其中，所述设备(l) 适于调用菜单，该菜单可显示在显示器(3)上，利用该菜单能够访问预定的 表面、线和方向。
4、 如权利要求l到3中任一项所述的3D输入/导航设备，其中，经由 在所述设备(l)上设置的至少一个操作模块来激活所述转换操作。
5、 如权利要求l到4中任一项所述的3D输入/导航设备，其中，在所 述设备(1)上设置至少一个用于控制所述对象(2)的方向的模块。
6、 如权利要求1到5中任一项所述的3D输入/导航设备，其中，经由 语音控制来激活所述冻结和恢复。
7、 如权利要求l到6中任一项所述的3D输入/导航设备，其中，所述 设备(l)以无线方式可操作地耦合至所述计算机系统。
8、 如权利要求1到7中任一项所述的3D输入/导航设备，其中，所述 设备(l)经由至少一条线路可操作地耦合至所述计算机系统。
9、 如权利要求l到8中任一项所述的3D输入/导航设备，其中，所述 设备(1)和所述计算机系统经由网络可操作地耦合至所述对象(2)。
10、 如权利要求1到9中任一项所述的3D输入/导航设备，其屮，所 述设备(1)可由所述操作者(4)在空间中自由移动，用以控制所述对象(2)。
11、 如权利要求l到10中任一项所述的3D输入/导航设备，其中，所 述设备(1)在与水平表面(X/Z表面)平行的平面中控制所述对象(2)期间，能够位于基本水平的平面中，并且所述设备(l)仅被上下移动，从而相对于与所 述平面基本垂直的方向(Y)进行控制。
12、 如权利要求1到11中任一项所述的3D输入/导航设备，其中，所 述数据产生器适于提供关于绝对位置和/或方向的数据(x, y, z; cp， v(/， 0)和/或 者关于相对位置和/或方向的数据(Ax， Ay， Az; Acp, AV, A0)。
13、 如权利要求l到12中任一项所述的3D输入/导航设备，其中，所 述数据产生器设置在所述设备(l)内部，并且可操作地耦合至所述计算机系 统。
14、 一种操作者(4)用来控制三维空间中的对象(2)的方法，其中，3D输 入/导航设备(l)能够可操作地耦合到计算机系统，其中，提供了数据产生器 来响应于所述设备(l)在参考系中的相对位置而产生数据，并且将所述数据 输出至所述计算机系统，该方法包括以下步骤对应于所述设备(1)在所述参考系中的移动而控制所述对象(2);将所述对象(2)转换至冻结状态，在所述冻结状态中，抑制所述对象(2) 相对于至少一个方向的移动，以使得所述对象(2)仅能在所述操作者(4)所确定的表面中移动或者沿着所述操作者(4)所确定的线移动；以及将所述对象(2)转换至释放状态，在所述释放状态中，所述对象(2)被释 放，从而可以对应于所述设备(l)在所述参考系中的相对位置而自由控制所 述对象(2)。
15、 一种计算机程序产品，适于执行操作者(4)用来控制三维空间中的 对象(2)的方法步骤，其中，3D输入/导航设备(1)能够可操作地耦合到计算 机系统，其中，提供了数据产生器来响应于所述设备(l)在参考系中的相对 位置而产生数据，并且将所述数据输出到所述计算机系统，包括以下步骤对应于所述设备(1)在所述参考系中的移动而控制所述对象(2);将所述对象(2)转换至冻结状态，在所述冻结状态中，抑制所述对象(2) 相对于至少一个方向的移动，以使得所述对象(2)仅能在所述操作者(4)所确 定的表面中移动或者沿着所述操作者(4)所确定的线移动；以及将所述对象(2)转换至释放状态，在所述释放状态中，所述对象(2)被释 放，从而可对应于所述设备(l)在所述参考系中的相对位置而自由控制所述 对象(2)。
16、 如权利要求15所述的计算机程序产品，其中，所述产品采用适于 升级或更新可在计算机系统上执行的计算机程序的软件包形式。
全文摘要
操作者用来控制三维空间中的对象的3D输入/导航设备、方法和计算机程序产品，其中，能够将对象转换至冻结状态，以及将对象转换至释放状态，在冻结状态中，抑制对象相对于至少一个方向的移动，以使得对象仅能在操作者所确定的表面中移动或者沿着操作者所确定的线移动，在释放状态中，所述对象被恢复或释放，从而可以对应于所述设备在所述参考系中的相对位置而自由控制所述对象。
文档编号G06F3/038GK101432680SQ200780015611
公开日2009年5月13日 申请日期2007年4月25日 优先权日2006年5月2日
发明者J·P·波夫, N·C·埃瑟, P·M·H·M·A·戈里森, W·P·A·J·米切尔斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司