[发明专利]简化指令集合的电视控制系统及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用来控制电视中枢装置的交互式系统，特别涉及一个具有简化指令集合的控制器，用来远程控制交互式系统里的多个多媒体应用，特别是控制电视中枢装置，如电视机和机顶盒(STB)。发明概述 

传统的电视中枢装置的遥控器通常是一个简易设备，其被设置成每个按钮有一个功能。结果导致有许多按钮，为一些特定功能，用户需要较长时间在遥控器设备上寻找合适的按钮。这种遥控器设备不支持用户的偏好，并且受限于遥控器的默认功能。它同样也不支持导航(navigation)控制，因为在传统遥控器设备里每次按键仅能在向上/向下/向左/向右的方向上行进一步。它甚至不可能成为一个现今常用于电视游戏和电影里二维界面所有方向的指向装置。尽管现有技术能够探测用户的手部运动，但由于包含的重心引力，这种技术在计算时并不能准确地探测手部移动的距离。使用回转仪(gyroscope)来探测和补偿手部运动时的倾斜的其它技术，其成本高昂且耗能。 

为了满足电视中枢控制的迅速导航控制和二维界面的其它多媒体应用的需要，本发明披露了一种具有简化指令集合的电视控制系统。 

本发明的第一方面，涉及一个集成了单个加速计(accelerometer)的控制器，其用来感应用户的手部运动，并传输加速度数据到交互式系统的另一端，以便用户能够控制多媒体应用里的不同功能。本发明的控制器被设计成适合手部形状，具有一个人体工程力学外壳。控制器的底部被设计成能够立于平坦表面上，使得用户使用控制器时能够将它握在手里或放在平坦表面上。控制器主要由一个主PCB板和一些辅助芯片如功率转换器以及单独组件如电容器和电阻器构成，主PCB板包括几个单3-轴加速计集成电路(IC)芯片、一个微控制单元(MCU)。加速计IC芯片是主要组件，用来感应用户手部3-轴(x-轴、y-轴和z-轴)上的运动。 所述的人体工程力学外壳上设置有用于激活3-轴加速计的按钮。微控制单元探测按钮的状态，在其激活3-轴加速计的状态下从3-轴加速计获得加速度数据，打包加速度数据和按钮状态数据。控制器也集成有一个无线发射器和一个无线通信模块，用来从控制器发射不同类型的命令/数据到交互式系统的接收器。当用户垂直地握住控制器，持续按住按钮，用户可以缓慢地向左、向右、向前和向后扭转其手腕而控制光标相应地向左、向右、向下和向上。与传统的遥控器相比，本发明的控制器也减少了其控制板上的按钮数目。除了控制器，本发明的交互式系统也集成有一个接收器，用来接收从其相应控制器发射的信号。 

本发明的第二方面，涉及一种通过控制器的加速计来感应用户手部运动并从控制器发射该运动信号到交互式系统接收器的方法。本发明的方法包括：转换交互式系统到一个合适模式；启动控制器和交互式系统之间的无线数据通信；按下控制器上的一个按钮以激活控制器的加速计；通过MCU从激活的加速计获取加速度数据；打包加速度数据和控制器上的按钮状态数据；通过一个无线通信模块发射信息包数据到交互式系统。当用户垂直地握住控制器，持续按住按钮，可以缓慢地向左、向右、向前和向后扭转其手腕而控制光标相应地控制光标相应地向左、向右、向下和向上附图说明 

图1是本发明控制器的侧视图，其描述控制器的基本结构，包括一个顶板、一个手柄和一个平坦底部。 

图2是使用本发明控制器的方法的流程图。 

图3是当用户首先在垂直位置抓住控制器然后沿着X-Z平面倾斜时的控制器的侧视图。 

图4a是在本发明控制器里单个3-轴加速计的芯片组的侧视图，其是在平行于支撑的起始位置上(即z-轴垂直于地面)。 

图4b是在本发明控制器里单个3-轴加速计的芯片组的侧视图， 其已经从如图4a所示的起始位置以顺时针方向旋转了90°。 

图4c是在本发明控制器里单个3-轴加速计的芯片组的侧视图，其已经从如图4a所示起始位置以逆时针方向旋转了90°。 

图5a显示用来计算光标位置的角度示意图。α和β是手腕在X-Z平面上分别以顺时针方向和逆时针方向舒适扭转的阈值角度。 

图5b是显示当使用本发明控制器时通过用户手部运动起始光标点关于角度变化而发生的光标距离。发明详述 

控制器的基本结构如图1所示。