专利名称：一种基于陀螺仪的空间遥控器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种遥控器，尤其涉及一种基于陀螺仪的空间遥控器。
背景技术：
通过采用遥控器控制电视机，使得用户能够方便地远距离控制电视机的各项功 能和操作。目前，现有的遥控器通常采用编码脉冲方式，即不同的按键对应触发不 同编码的脉冲信号，然后使用无线通信方式(大部分采用红外调制定向通信，个别 采用电磁波调制无向性通信)，将脉冲信号发至电视机。电视机接收到信号后，对应 控制事先设定的电视机各项功能。
现有遥控器上的按键主要分为两类， 一类是快捷功能键，用于直接控制电视机 特定功能的启闭，包括开关电源、信号输入模式转换、屏幕格式选择等。此种遥控 方式使得电视机的许多常用功能在遥控器上都有一个快捷功能键对应，快捷功能键 的数量往往与电视机的功能复杂度呈正比。另一类是公共焦点(Focus)的水平平移 和垂直平移控制键，每按动一次，就会控制电视机中的相关参数改变一个单位。例 如，当控制电视频道选择时，就会向前或向后移动一个频道；当控制音量时，就会 变大或变小一个音量；当控制系统参数调节时，就会控制参数表中的焦点移动一个 位置。焦点只限于按照水平和垂直两个方向逐格平移，不能在整个电视屏幕范围内 随意移动。对于功能简单的电视机，这种编码脉冲遥控方式已经能够满足功能操控 的需要。
然而，对于通过机顶盒(SetTopBox)、电脑主机或电视机内部数字控制处理模 块，在电视机的屏幕上以交互方式显示数字化内容，由于数字化内容复杂的互动和 应用需要，电视机屏幕的遥控复杂度在不断增加。例如，要求通过遥控器的非接触 式空间运动，控制电视机屏幕上的光标，使光标能够移动到屏幕上任意布局的控制 条目上，激活屏幕中的菜单和控制对象；要求遥控器能够控制光标在屏幕上任意描 画轨迹，实现类似涂鸦或区域选择功能等。
对于电视机、特别是数字电视和以电视机为显示屏幕的各种新增互动服务的控 制需求，如果仍然采用目前按键触发编码脉冲的遥控方式，就只能使用快捷功能键 和焦点平移等方法控制数字电视的功能。不但会造成遥控器的按键数量增加、使用 难度加大、屏幕操作繁复，而且由于控制方式只与按键有关，致使许多与空间相关的特色服务和功能无法实现，严重限制了互动服务和功能的发展。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于陀螺仪的空间遥控 器，旨在改变传统按键触发编码脉冲控制电视机或其他显示终端功能和互动服务的 方式，通过陀螺仪传感器技术，感应用户手握基于陀螺仪的遥控器在空中移动的动 作，然后转化为遥控器的运动轨迹，以便传送给电视机或其他数字化显示终端而产 生屏幕光标的轨迹运动，从而实现可对屏幕上任意布局的对象进行控制和定位，以 满足数字电视和数字化显示终端互动服务和功能的发展需求。
本实用新型通过以下技术方案予以实现
本实用新型提供的一种基于陀螺仪的空间遥控器，包括用于产生相应控制信号 的按键输入单元，以及用于和显示终端建立无向性无线通讯通道的无线通讯单元； 此外还包括
陀螺仪感应单元一用于探测用户自然手部操纵动作，通过整合感知轴方向上的 运动感应，产生一系列基于感知轴方向上位移量的数字信号；
信号处理单元一用于将陀螺仪感应单元产生的位置数字信号转换为鼠标指针信 号，并连同按键输入单元产生的控制信号一起进行编码发送至无线通讯单元；
所述陀螺仪感应单元、信号处理单元和无线通讯单元依次连接，按键输入单元 连接控制信号处理单元，向无线通讯单元传送控制屏幕光标移动数据和按键指令控 制信号。
本实用新型利用陀螺仪感应单元探测用户自然手部操纵动作，通过整合感知轴 上的运动感应，产生一系列基于感知轴方向上位移量的数字信号；该数字信号输送 到信号处理单元，经信号处理单元转换成鼠标指针信号，并连同按键输入单元产生 的控制信号一起进行编码，然后经无线通讯单元发送到电视机或其他显示终端，实 现屏幕操作控制和屏幕指针的任意定位。本实用新型由于利用陀螺仪感应技术制作 了空间遥控器，从而使遥控器实现了能够感知遥控器在空中挥动时产生的位移量， 并通过信息处理单元及无线通讯单元传送到数字化显示终端，以便转成显示终端屏 幕上光标移动信息，从而实现定位和控制，配合单一按键选择任何布局的控制条目， 移动激活隐形菜单，从而实现各种操作和控制功能。因而极大地减少了遥控器的按 键数量和复杂度，真正实现了操作方式的简单化，为实现更为复杂数字服务内容的 互动控制提供了有利条件，使用户获得真正自由操控的乐趣。本实用新型还可采取如下进一步措施所述陀螺仪感应单元为可整合X轴、Y 轴方向上的二维空间位移量，并根据抽样频率进行采样，产生一系列基于X轴、Y 轴方向上的二维空间位移量数字信号的二维轴陀螺仪感应单元。
本实用新型所述信号处理单元包括
指针专用集成电路单元一用于将陀螺仪感应单元产生的空间位移量进行时钟同 步，产生一个基于平面点的位移量；
低电压电流倍增单元一用于将指针专用集成电路处理的部分衰减信号进行放
大；
微处理单元一用于将指针专用集成电路单元转换的空间点的位移量转换成鼠标 指针信号，连同按键输入单元产生的控制信号一起进行编码发送至无线通讯单元；
所述陀螺仪感应单元连接到指针专用集成电路单元上，低电压电流倍增单元与 指针专用集成电路单元连接；指针专用集成电路单元与微处理单元连接；微处理单 元还与按键输入单元以及无线通讯单元连接。
本实用新型所述无线通讯通道包括无线电频率、蓝牙、Wi-Fi或ZigBee等。
本实用新型具有以下有益效果
(1) 本实用新型遥控器采用少量按键即可完成针对数字化显示终端所有的操 作，极大地减少了遥控器的按键数量和复杂度，解决了以往遥控器按键多、操控不 便等问题，在遥控器的控制方式和使用方式上带来了革命性的改变。
(2) 将以往遥控器上、下、左、右、确定的焦点平移模式改变为基于空中遥控 的指针坐标定位，通过遥控器的移动选择屏幕上的任何目标。改变了以往遥控器单 一按键式选择的操作方式，根据手握遥控器的摆动促成屏幕光标的移动、定位和选 择，使操作更为人性化。
(3) 改变了数字电视界面单调的局面，随着操控方式的改变，有利于刺激数字 电视界面的整体改观。
(4) 釆用无向的无线传输手段，改变和解决了原来遥控器基于红外的需要有很 强方向性的问题，
(5) 通过运动感应调节电视频道和音量及其他控制操作，将用户放在遥控器上 的目光完全解放出来，使得用户得以全身心地体验电视所带来的视觉冲击。
下面将结合实施例和附屈对本发明作进一步的详细描述图1是本实用新型实施例的结构示意框图2是图1所示实施例遥控器的应用示意框图。
图中陀螺仪感应单元l，按键输入单元2，信号处理单元3，指针专用集成电 路单元31，低电压电流倍增单元32，微处理单元33，无线通讯单元4，无线通讯通 道5，遥控信号接收处理单元6，显示屏幕具体实施方式
图1和图2所示为本实用新型的实施例。如图1所示，本实施例基于陀螺仪的
空间遥控器包括
1) 陀螺仪感应单元1—为二维轴陀螺仪感应单元，用于探测用户自然手部操纵
动作，整合X轴、Y轴方向上的运动感应，并根据抽样频率(X轴12KHZ， Y轴 13KHZ)进行采样，产生一系列基于X轴、Y轴方向上的二维空间位移量的数字信 号；
2) 按键输入单元2—用于产生相应的遥控按键控制信号；
3) 信号处理单元3—用于将陀螺仪感应单元1产生的一系列基于X轴、Y轴上 的二维空间位移量转换为鼠标指针信号，并连同按键输入单元2产生的控制信号一 起进行编码发送至无线通讯单元4;
包括以下组成部分-
指针专用集成电路单元31—用于将陀螺仪感应单元1产生的二维空间位移量进 行时钟同步，形成一个基于平面点的位移量；
低电压电流倍增单元32—用于将指针专用集成电路处理的部分衰减信号进行 放大；
微处理单元33—用于将指针集成电路单元31转换的二维空间点的位移量转换 成鼠标指针移动信号，连同按键输入单元2产生的控制信号一起进行编码发送至无 线通讯单元4;
4) 无线通讯单元4一用于将信号处理单元3输出的数据进行调制并通过无线通 讯通道5同显示终端建立无向性无线通讯。
如图1所示，陀螺仪感应单元1连接到信号处理单元3的指针专用集成'电路单 元31上，低电压电流倍增单元32与指针专用集成电路31单元连接；指针专用集成 电路单元31与微处理单元33连接。信号处理单元3通过微处理单元33与无线通讯单元4连接，按键输入单元2也连接到微处理单元33上，向无线通讯单元4传送控 制屏幕光标移动数据和按键指令控制信号。
本实施例无线通讯通道5可以是无线电频率(RF)、蓝牙(Bluetooth) 、 Wi-Fi 、 ZigBee等。
本实施例遥控器中的陀螺仪感应单元l为一微机电装置，当遥控器在移动时， 陀螺仪感应单元1通过感知X轴、Y轴方向上的运动感应，输出基于遥控器在X轴、 Y轴方向上的位移数字信号，这些数据信号通过信号处理单元3的指针专用集成电 路单元31进行转换和低电压电流倍增单元32对衰减信号进行放大，再通过微处理 单元33将X轴、Y轴方向上的位移信号转换成鼠标指针移动信号；同时按键输入 单元2检测按键信号，并将按键信号传送至信号处理单元3;信号处理单元3的微 处理单元33将转换的鼠标指针移动信号和按键处理单元2输出的控制信号进行编 码，并转换成无线通讯单元4可识别的坐标数据并传送至无线通讯单元4，无线通 讯单元4对输入信号进行调制并往外发送。这样，随着遥控器的移动，屏幕光标随 陀螺仪传感器坐标点的改变而形成光标的移动轨迹。
在使用过程中，如图2所示，本实施例遥控器通过无线通讯单元4经无线通讯 通道5，将遥控器的坐标数据和控制按键指令传送到电视机或其他数字化显示终端 的遥控信号接收处理单元6，通过遥控信号接收处理单元6控制电视机或其他数字 化显示终端显示屏幕7上的光标，并根据遥控器在空间的移动控制显示屏幕7中光 标的同步移动，再根据遥控器上按键指令选择任何布局的控制条目及激活菜单，从 而实现各种操作和控制功能。在使用过程中，本实施例与现有技术遥控器相比，极大 地减少了按键数量和复杂度，真正实现了操作方式的简单化，为实现更为复杂数字 服务内容的互动控制，使用户获得真正自由操控的乐趣。
尽管本实用新型是参照具体实施例来描述，但这种描述并不意味着对本实用新 型构成限制。参照本实用新型的描述，所公开的实施例的其他变化，对于本领域技 术人员都是可以预料的，这种的变化应属于所属权利要求所限定的范围内。
权利要求1、一种基于陀螺仪的空间遥控器，包括用于产生相应控制信号的按键输入单元(2)，以及用于和显示终端建立无向性无线通讯通道(5)的无线通讯单元(4)；其特征在于还包括陀螺仪感应单元(1)-用于探测用户自然手部操纵动作，通过整合感知轴方向上的运动感应，产生一系列基于感知轴方向上位移量的数字信号；信号处理单元(3)-用于将陀螺仪感应单元(1)产生的位置数字信号转换为鼠标指针信号，并连同按键输入单元(2)产生的控制信号一起进行编码发送至无线通讯单元(4)；所述陀螺仪感应单元(1)、信号处理单元(3)和无线通讯单元(4)依次连接，按键输入单元(2)连接控制信号处理单元(3)，向无线通讯单元(4)传送控制屏幕光标移动数据和按键指令控制信号。
2、 根据权利要求1所述的基于陀螺仪的空间遥控器，其特征在于所述陀螺 仪感应单元(1)为可整合X轴、Y轴方向上的二维空间位移量，并根据抽样频率进行 采样，产生一系列基于X轴、Y轴方向上的二维空间位移量数字信号的二维轴陀螺 仪感应单元。
3、 根据权利要求1所述的基于陀螺仪的空间遥控器，其特征在于所述信号处理单元(3)包括指针专用集成电路单元(31)~用于将陀螺仪感应单元(1)产生的空间位移量进行 时钟同步，产生一个基于平面点的位移量；低电压电流倍增单元(32)—用于将指针专用集成电路(31)处理的部分衰减信号 进行放大；微处理单元(33)—用于将指针专用集成电路单元(31)转换的空间点的位移量转 换成鼠标指针信号，连同按键输入单元(2)产生的控制信号一起进行编码发送至无线 通讯单元(4);所述陀螺仪感应单元(1)连接到指针专用集成电路单元(31)上，低电压电流倍增 单元(32)与指针专用集成电路单元(31)连接；指针专用集成电路单元(31)与微处理单 元(33)连接；微处理单元(33)还与按键输入单元(2)以及无线通讯单元(4)连接。
4、 根据权利要求1所述的基于陀螺仪的空间遥控器，其特征在于所述无线 通讯通道(5)包括无线电频率、蓝牙、Wi-Fi或ZigBee。
专利摘要本实用新型公开了一种基于陀螺仪的空间遥控器，包括用于产生相应控制信号的按键输入单元，以及用于和显示终端建立无向性无线通讯通道的无线通讯单元；此外还包括陀螺仪感应单元，用于探测用户手部操纵动作而产生一系列基于感知轴方向上的位置数字信号；信号处理单元，用于将陀螺仪感应单元产生的位置数字信号转换为坐标信号，连同按键输入单元产生的控制信号一起编码发送至无线通讯单元。本实用新型根据手握遥控器的摆动促成屏幕光标的移动、定位和选择，解决了以往遥控器按键多、操控不便等问题，在遥控器的控制方式和使用方式上带来了革命性的改变，为实现更为复杂数字服务内容的互动控制提供了有利条件，使用户获得真正自由操控的乐趣。
文档编号G06F3/038GK201138516SQ20082004242
公开日2008年10月22日 申请日期2008年1月3日 优先权日2008年1月3日
发明者勇 付, 卢志雄, 汪红兵, 陈晓东 申请人:广州市弘元互动数字技术开发有限公司