[发明专利]具有滚动检测的遥控指向技术

说明书

发明背景

技术领域

本发明一般地涉及具有滚动检测的遥控指向技术，更具体地涉及用于确定发光器件围绕其纵轴的滚动角的滚动检测系统。

本发明还涉及用于这种系统中的发光器件以及光检测装置。

背景技术

为了容易在用户和互动内容之间进行交互，一般地使用计算机鼠标的点击操作是非常常见和广受认可的。通常，这些操作的执行靠近屏幕并且要求一种平坦表面或设备，其难于使用或非常昂贵。

另一方面，对于后仰放松式应用而言，例如看视频和听音乐，常常使用遥控器(RC)。还可以注意到，由于遥控器控制的应用的复杂性增加，RC按钮的数目在迅速增加。这在对于特定应用按下哪些按钮方面给用户带来不满和混淆。

一般后仰式(lean back)应用和以互联网为后端支撑底层结构的PC应用相汇合，使得这个问题变得更加复杂。由于后仰和PC世界具有不同的交互方式，所述这种交汇便带来了两难的困境。

为了解决这个问题，已经开发出了遥控指向技术。通过使用包括若干红外(IR)发光二极管(LED)的遥控手持设备以及屏幕附近的光检测器，就可以确定用户相对于屏幕将该设备指向何处。这允许用户进行点击操作或者做出可以在屏幕附近识别的姿势。

通常不可避免的是，当指向设备移动时存在围绕该设备的纵轴(滚动轴)的轻微旋转。指向设备的这种滚动影响指向设备所指向的位置的确定，这是不希望的。由此，需要量化滚动误差并且补偿该误差。可替换地，可以将滚动动作用作除移动之外的额外控制自由度。

专利申请US2004/0222969中公开了一种系统，其中可以确定指向设备的滚动。该指向设备是包括两个偏振光源的发光器件，第一光源的偏振角为-45°，第二光源的偏振角为45°。光检测设备配备有竖直偏振滤波器。这允许检测90°角范围的滚动角。

本发明的目的是提供一种系统，其中可以针对更大角范围地检测发光器件的滚动角。

发明内容

本发明的这些和其他目的是通过依照独立权利要求1的滚动检测系统、依照独立权利要求16的发光器件以及依照权利要求17和18的光检测装置来实现的。从属权利要求2-15中限定了有利的实施例。

依照本发明的一个方面，提供了滚动检测系统，其包括发光器件、光检测装置以及用于确定发光器件围绕其纵轴的滚动角的装置。优选地，发光器件是可以通过用户相对于屏幕来指向的指向设备。发光器件至少包括：第一光源，其适于主要或专门发出具有一定偏振取向的光；以及第二光源，其适于主要或专门发出具有与第一光源发出的光的偏振取向不同的一定偏振取向的光。光检测装置包括适于主要或专门检测具有一定偏振取向的光的检测器。第一和第二光源发出的光的偏振取向相差不等于90°的角度。

本发明基于如下认识：通过使用两个光源，该偏振光源的取向相差的角度(基本上)不同于90°，可以比现有技术更大角范围地来检测所述滚动。这在使用“滚动”运动作为产生命令的附加方式的系统中是特别有利的。所检测的来自第一和第二光源的、具有一定偏振取向的光的强度作为滚动角的函数而变化。通过测量从第一和第二光源接收的光强，可以确定发光器件的滚动角。优选地，将第一和第二光源的光强的除法结果用于确定滚动角。通过这种方式，所述系统不依赖于信号强度本身，而是依赖于两个信号强度的除法，这使得它对于环境(背景)光条件不那么敏感。

依照一个实施例，由第一和第二光源发出的光的偏振取向的差值在10°和70°之间。这允许在相对较大的范围上进行高精度的滚动角检测。

依照另一个实施例，第一和第二光源的不同偏振是通过为它们配备具有不同取向的偏振滤波器来获得的。偏振滤波器的使用是用于产生偏振光的非常有效而廉价的方式。

有利的是，光检测装置包括用于主要或者专门检测具有一定偏振取向的光的偏振滤波器。偏振滤波器的使用是用于检测偏振光的非常有效而廉价的方式。

优选地，第一和第二光源配备有充分小于100％效率的光阻挡偏振滤波器。通过这种方式，避免了在一定的滚动角下光源的被检测光强变为零或接近零，如果使用100％效率的滤波器，情况就是如此。如果光源的被检测光强变为零或接近零，则不可能确定发光器件的指向方向。

在一个可替换实施例中，偏振滤波器被打开和关闭。通过这种方式，可以只用一个检测器来检测发光器件的滚动角和指向方向。这种开关可以按照两种方式来完成：在指向设备中，或者在接收器侧的光检测装置中。所述滚动可以在使偏振滤波器开启时进行检测，并且可以在关闭这些滤波器时检测指向方向。