專利名稱：一種無線遙控裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于家庭數字娛樂系統和計算機系統的無線遙控裝置，特別是涉及一 種用于感應使用者操作，可以與數字設備互動的一種無線遙控輸入裝置。
背景技術：
隨著數字技術、網絡技術的快速發展，數字電視、游戲機、多媒體計算機等高科技 產品已經逐漸普及。這些設備除了擁有最原始的功能，目前正在向數字、雙向、智能、多功能 和全業務等方向發展，并積極為三網合一應用提供有力的支撐平臺。在這種環境下，傳統的 鍵盤、鼠標、紅外遙控器和無線控制器等設備功能單一，已經無法滿足這些應用的需求。
發明內容有鑒于此，本發明提供一種新型的無線遙控裝置，以滿足現有應用中的需求，能 夠同時實現鼠標、鍵盤、3D游戲手柄和語音功能的無線控制裝置。采用先進的動作傳感器 (MEMS微機電系統)和無線傳輸技術，帶給操作者隨心所欲的互動控制和身臨其境的體感 游戲。本發明所提供的裝置包括包括動作傳感器單元、微處理器單元、無線收發單元、鍵盤單元和語音處理單元， 其中，動作傳感器單元，用于感知操作者在三維空間中的運動狀態和二維平面上的運動 狀態，并產生相應的位移信號和角度變化信號數據。微處理器單元，接收上述動作傳感器單元產生的信號數據，處理后通過無線收發 單元發送給主機端。無線收發單元，連接于微處理器單元，用于無線遙控裝置與被控主機端之間的雙 向通訊；鍵盤單元，用于響應操作者的按鍵操作并產生按鍵信號，傳送給微處理器單元處 理后通過無線收發單元發送給主機端，以控制被控主機執行相應功能；語音單元，與微處理器單元和無線收發單元分別相連，含有麥克風、喇叭和振鈴功 放電路，其中 當語音處理單元處在無繩電話模式下，有電話接入時，微處理器單元控制語音單 元打開語音通道，并將振鈴功放電路打開播放主機端傳入的鈴聲，或播放儲存在本地的鈴 聲，用戶按接聽鍵接聽時，微處理器單元將該命令經無線收發單元發送給主機，并調節語音 單元喇叭音量，適合帖耳接聽；當操作者撥號打電話時，微處理器單元將電話號碼和相應 命令經無線收發單元發給主機，主機收到命令后接入電話通道并控制語音單元打開語音通 道，實現電話的呼叫； 當語音單元處在游戲模式下，語音單元直接受控于主機端，主機端通過無線收發 單元控制語音處理單元將振鈴功放打開，通過喇叭可以實時的播放主機端傳送的游戲中相應的音樂和背景聲音。上述的無線遙控裝置，其鍵盤單元包含T9鍵盤和多媒體快捷鍵，響應操作者按鍵 操作并產生按鍵信號送給微處理器單元，微處理器單元處理后將信息由無線收發單元發送 給主機，從而控制主機相應的操作。上述的無線遙控裝置，還進一步包括振動電機，振動電機連接于微處理器單元，微 處理器單元接收主機通過無線收發單元反饋的控制信息，使振動電機根據游戲情節產生振 動。本實用新型的搖控器主要應用無線通訊技術，MEMS傳感器技術，配合高速微處理 器，能夠同時完成按鍵處理、MEMS傳感器處理、音頻信號處理、游戲振動和配音效果處理，既 可以感知操作者肢體動作的三維空間的加速度和二維平面的角加速度，控制3D游戲中的 角色做出相應的動作、移動光標，并配合軟件手勢識別完成一些特技操作，如手寫筆、甩歌 和菜單選擇等功能；也可以拔打IP電話，還可在卡拉OK娛樂中作話筒使用；另外，多功能 鍵盤實現文字信息和命令的輸入，也可以配合傳感器實現其他自定義的操作。而且該裝置 采用無線方式與主機通信，操作者操作可以比較隨意，不受束縛。總之，配合軟件可以用于 數字電視、IPTV、多媒體教學、PPT演講、游戲控制、無繩電話和卡拉OK等系統。
圖1為依照本實用新型的一實施例的功能模塊架構圖。圖2為依照本實用新型的一實施例的一種3D游戲(網球)場景示意圖。圖3為依照本實用新型的第一實施例的另一種卡拉OK場景示意圖。圖4為依照本實用新型的一實施例的一種操作數字電視系統的步驟流程圖。圖5為對圖4中傳感器管理部分補充說明圖6為對圖4中語音管理部分補充說明圖7為依照本實用新型的一實施例的實物外觀圖
具體實施方式
為了便于進一步理解本實用新型的技術方案，
以下結合附圖對本實用新無線遙控 裝置實施的具體實現方式進行詳細地說明圖1為依照本實用新型的一實施例的功能模塊架構圖。如圖所示，遙控裝置102 包括303 308等功能模塊，被控主機301的無線收發單元可以是藍牙適配器，也可以是被 控對象自帶的藍牙模塊。遙控裝置102中無線收發單元303采用的是藍牙芯片，該芯片內 置ARM7內核，運行SPP和Headset藍牙服務。與語音單元304通過PCM接口相連，與微處 理器308通過串口相連，能夠全雙工地傳輸終端310的語音和數據。語音單元304主芯片 采用的是單聲道音頻編解碼芯片，外圍電路包括麥克風、喇叭，配合主機301的軟件可以實 現無繩電話功能和游戲聲音反饋功能。在無繩電話模式下，當有電話接入時，遙控裝置102 會自動打開語音通道，并將振鈴功放打開并播放主機傳入的鈴聲，也可以播放儲存在本地 的鈴聲。當操作者按接聽鍵接聽時，微處理器單元308打開語音通道，并控制振鈴功放以0 增益工作，實現電話的接入，在這里，振鈴和聽筒共用一個喇叭。當操作者主動撥號打電話 時，微處理器單元308將電話號碼和相應命令發給主機，實現本地呼叫的功能。該裝置可配合主機語音識別軟件，也可以通過語音處理單元304的麥克風控制被控對象撥號和實現其 他的一些功能。當被控對主機301在游戲模式下時，遙控裝置102的語音部分受控于主機 301，需要聲音反饋時，遙控裝置102會接通語音單元，將振鈴功放打開，通過喇叭實時播放 游戲情節相應的音樂和環境聲音，比如打網球時的擊球聲，開賽車時發動機的聲音和撞擊 聲等，帶給操作者聽覺上的沖擊，增加游戲的真實感。振動電機305與微處理器單元308通 過GPIO相連，受控于主機被控對象軟件。動作傳感器單元307包括第一動作傳感器和第二 動作傳感器，第一動作傳感器為加速度傳感器，采用的是三軸數字加速傳感器，該傳感器與 微處理器單元308通過SPI接口相連，在重力加速度范圍內可以檢測出其三軸與鉛垂線的 夾角，在鼠標應用中可以校準鼠標的方向。第二動作傳感器為角加速度傳感器，采用的是2 個單軸模擬陀螺儀，2個陀螺儀正交放置，用于感應水平和垂直轉動的角加速度，產生鼠標 應用中所需的原始數據。鍵盤單元306包括T9鍵盤和多媒體快捷鍵，整個鍵盤與單片機通 過GPIO相連，以靜態掃描方式工作。整機平時處于低功耗睡眠狀態，當操作鍵盤時，整個系 統被激活，單片機開始掃描鍵盤，經過處理后，將按鍵鍵值由無線收發單元發送給主機，從 而控制主機執行相應的操作。T9鍵盤主要參考手機鍵盤布局，由數字復合鍵、導航鍵、常用 快捷鍵構成，類似手機的操作，符合人們操作習慣。該鍵盤通過功能鍵切換，可以實現漢字、 字母、數字和符號的輸入，導航鍵可以用來上網和玩游戲。多媒體播放鍵主要用于高清音視 頻播放，由播放、停止、暫停、快進、快退和靜音等按鍵構成。鍵盤單元作為整個遙控器的主 要輸入設備，可以讓操作者單手就能快捷、準確地完成各種操作。圖2所示為依照本實用新型設計的一實施例用于家庭數字電視演示3D游戲操作 的示意圖。參照圖2，本發明實施例所提供的遙控器裝置102包括第一傳感器和第二傳感 器。在該游戲模式中，當操作者101揮動遙控器裝置102時，內部第一傳感器(加速度傳感 器)和第二傳感器(陀螺儀)會感知遙控器裝置102運動的三維加速度和二維角加速度， 然后經過無線方式傳給數字電視104的無線信號接收端105，數字電視104的軟件根據傳感 器上傳的數據能夠計算出102三維空間的位移、速度、角度等信息，從而控制游戲角色103 做出相應的動作，帶給操作者身臨其境的游戲體驗。在本實施例中，無線傳輸采用的是藍牙 路徑，傳感器包括第一傳感器和第二傳感器，兩者用于感應操作者在X、Y、Z三維空間方向 的加速度和X、Y 二維平面的角加速度，通過導航算法和三角函數，軟件可以計算出游戲所 需的各種矢量。配合被控主機端軟件可以實現空中鼠標、手寫筆、游戲操作桿等功能。圖3示為依照本實用新型設計的一實施例的卡拉OK應用場景示意圖。在該應用 中，操作者101操作裝置102使電視機104進入卡拉OK模式，此時，裝置102會打開內部音 頻單元，通過音頻單元的MIC，將操作者101的聲音通過無線鏈路傳給主機104并播放出來， 實現無線話筒的功能。圖4為依照本實用新型的一實施例操作控制主機端的步驟流程圖，圖5為對圖4 中對管理動作傳感器單元工作的補充說明，圖6為對圖4中管理語音單元工作的補充說明。 如圖4所示，遙控上電后處于睡眠狀態，所有外部功能模塊全部處于掉電狀態，起到低功耗 省電。當操作者操作遙控裝置的鍵盤時，步驟401將微處理器單元從睡眠模式下喚醒，微 處理器單元開始執行步驟402給所有外部模塊單元上電，并初始化外部模塊單元。動作傳 感器單元和語音處理單元電源受微處理器單元控制，微處理器根據主機命令，在不同的模 式下開不同的模塊，達到低功耗的作用。如所圖5所示，微處理器單元通過步驟501和503采取三維加速度感應值和二維陀螺儀感應值，再通過步驟502的導航算法，計算出HID鼠標 值、裝置水平傾斜角度值、三維加速度值、二維角加速度值，然后經過步驟504發送給主機 端，真實，實時的反應了裝置目前的運動狀態。如圖6所示，，在步驟601中判斷主機是否處 于游戲模式或者電話振鈴模式，如果是則裝置的語音單元執行步驟602，振動電機按照主機 命令振動，再按步驟603、604打開并滿幅值地播放主機下傳或存入本地的鈴聲；當在步驟 601判斷是進入語音通話模式時，語音單元麥克風自動打開，操作者可以通過步驟606，以 無線的方式打電話、語音聊天、卡拉Ok等操作。圖7為依照本實用新型的一實施例的實物外觀圖。如圖所示，遙控裝置102的鍵 盤單元包含多媒體快捷鍵701，和T9鍵盤702\703。T9鍵盤702\703主要由數字復合鍵、導 航鍵、常用快捷鍵構成，類似手機的操作，符合人們操作習慣。該鍵盤通過功能鍵切換，可以 實現漢字、字母、數字和符號的輸入，導航鍵可以用來上網和玩游戲。多媒體播放鍵701主 要用于高清音視頻播放，由播放、停止、暫停、快進、快退和靜音等按鍵構成。鍵盤單元作為 整個遙控器的主要輸入設備，可以讓操作者單手就能快捷、準確地完成各種操作。以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范圍并不 局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，可輕易想到 的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。因此，本實用新型的保護范圍應該 以權利要求書的保護范圍為準。本說明書中未作詳細描述的內容屬于本領域專業技術人員公知的現有技術。
權利要求1.一種無線遙控裝置，包括動作傳感器單元、微處理器單元、無線收發單元和鍵盤單 元，其中，動作傳感器單元，用于感知操作者在三維空間中的運動狀態和二維平面上的運動狀 態，并產生相應的位移信號和角度變化信號數據；微處理器單元，接收上述動作傳感器單元產生的信號數據，處理后通過無線收發單元 發送給主機端；無線收發單元，連接于微處理器單元，用于無線遙控裝置與被控主機端之間的雙向通訊；鍵盤單元，用于響應操作者的按鍵操作并產生按鍵信號，傳送給微處理器單元處理后 通過無線收發單元發送給主機端，以控制被控主機執行相應打操作；其特征在于還包括語音單元，該語音單元與微處理器單元和無線收發單元分別相連，含有麥克風、喇叭和 振鈴功放電路，其中當語音處理單元處在無繩電話模式下，有電話接入時，微處理器單元控制語音單元打 開語音通道，并將振鈴功放電路打開播放主機端傳入的鈴聲，或播放儲存在本地的鈴聲，用 戶按接聽鍵接聽時，微處理器單元將該命令經無線收發單元發送給主機，并調節語音單元 喇叭音量，適合帖耳接聽；當操作者撥號打電話時，微處理器單元將電話號碼和相應命令經 無線收發單元發給主機，主機收到命令后接入電話通道并控制語音單元打開語音通道，實 現電話的呼叫；當語音單元處在游戲模式下，語音單元直接受控于主機端，主機端通過無線收發單元 控制語音處理單元將振鈴功放打開，通過喇叭可以實時的播放主機端傳送的游戲中相應的 音樂和背景聲音。
2.根據權利要求1所述的無線遙控裝置，其特征是，其中所述的鍵盤單元，包含T9鍵盤 和多媒體快捷鍵，響應操作者按鍵操作并產生按鍵信號送給微處理器單元，微處理器單元 處理后將信息由無線收發單元發送給主機，從而控制主機相應的操作。
3.根據權利要求1或2所述的無線遙控裝置，其特征是，還包括振動電機，振動電機連 接于微處理器單元，微處理器單元接收主機通過無線收發單元反饋的控制信息，使振動電 機根據游戲情節產生振動。
專利摘要本實用新型公開了一種無線遙控裝置，該裝置包括動作傳感器單元、微處理器單元、無線收發單元、鍵盤單元和語單單元。動作傳感器單元(MEMS)，用于感知操作者在三維空間中的運動狀態和二維平面上的運動狀態，并產生相應的位移信號和角度變化信號的數據；微處理單元，接收上述動作傳感器單元產生的信號數據，處理后通過無線收發單元發送給主機端；無線收發單元，連接于微處理器單元，用于無線遙控裝置與被控主機端之間的雙向通訊；鍵盤單元，用于響應操作者的按鍵操作并產生按鍵信號送給微處理器單元；微處理器單元，接收按鍵單元的按鍵信號和動作傳感器單元的數據信息，經處理后發送給無線收發單元，由無線收發單元發送給被控主機端，以控制被控主機執行相應功能；語音處理單元，連接于微處理器單元和無線收發單元，含有麥克風、喇叭和振鈴功放電路，通過無線收發單元與主機端雙向通訊，實現無繩電話功能和游戲聲音反饋功能。本實用新型采用無線方式與主機通信，用戶操作可以比較隨意，不受束縛，實用方便，既可以感知操作者肢體動作，控制3D游戲中的角色做出相應的動作或移動光標，也可以拔打IP電話、充當卡拉ok娛樂中的話筒使用，還能實現文字信息和命令的輸入。
文檔編號G06F3/02GK201845422SQ20102022876
公開日2011年5月25日 申請日期2010年6月18日 優先權日2010年6月18日
發明者徐敬, 李智杰 申請人:精倫電子股份有限公司