滑动与倾斜检测方法与装置.pdf

本发明公开了一种滑动与倾斜检测方法与装置，具备测量用户在多方向上的倾斜位置、移动或甩动速度的功能，并能够检测手指触摸与滑动动作，并能检测倾斜位置的保持时间，检测多个倾斜开关和触摸电极依次触发的时间从而能够计算出的运动轨迹、运动速度和力度。本发明还公开了一种能够检测典型的如4方向或8方向运动的滑动倾斜方向键，和一种通过主机进行控制带有声音播出与采集以及非接触充电功能的触摸滑动倾斜遥控器。

1、  一种滑动与倾斜检测方法，其特征在于，在检测装置上或在检测装置的按键位置上安装多个倾斜传感器，将所述的检测装置向检测方向倾斜一定角度或按特定次序依次向多个倾斜角度倾斜后会产生相应的反映倾斜位置与倾斜速度的触发信号，具体的触发信号由每个倾斜传感器的状态变化以及各状态的维持时间组成，所述的倾斜传感器是由普通的倾斜传感器和/或加速度传感器组成；同时在检测装置的表面上或在检测装置的按键位置的表面上设置多组导电电极，用手指触摸导电电极或按特定次序依次触摸滑过多组导电电极能够产生相应的反映手指位置与手指滑动速度的触发信号，具体的触发信号由每组导电电极的状态变化以及各状态的维持时间组成，其中每组导电电极是由两个或多个独立导电电极组成的结构，或是由所有组共用的公共电极和一个或多个独立的检测电极组成的结构。

2、  根据权利要求1中所述的滑动与倾斜检测方法，其特征在于，所述按键位置上的按键在操作时引发的单个或多个按键触点状态变化以及各状态的维持时间也能够产生和倾斜传感器或导电电极类似的触发信号，反映按键位置和按键的速度；所述按键是由普通的按键和/或导电电极组成。

3、  根据权利要求1中所述的滑动与倾斜检测方法，其特征在于，按键触发信号、倾斜传感器触发信号、导电电极触发信号、加速度传感器触发信号、检测装置的内部控制信号和外部控制信号中的一种或多种，能够用于作为按键、倾斜传感器、导电电极和加速度传感器中的一种或多种进入检测状态的条件。

4、  根据权利要求1至3中任一所述的滑动与倾斜检测方法，其特征在于，在检测装置上或在检测装置的按键位置上设置有背光装置，背光装置的发光条件能够设置成通过按键触发信号、倾斜传感器触发信号、导电电极触发信号、加速度传感器触发信号、检测装置的内部控制信号和外部控制信号中的一种或多种进行控制。

5、  根据权利要求4中所述的滑动与倾斜检测方法，其特征在于，在检测装置内或在检测装置的按键位置上连接有震动器，震动器震动的条件能够设置成通过按键触发信号、倾斜传感器触发信号、导电电极触发信号、加速度传感器触发信号、检测装置的内部控制信号和外部控制信号中的一种或多种进行控制。

6、  一种滑动与倾斜检测装置，其特征在于，在所述检测装置上或在检测装置的按键位置上安装有多个倾斜传感器，将所述的手持检测装置向检测方向倾斜一定角度或按特定次序依次向多个倾斜角度倾斜后会产生相应的反映倾斜位置或倾斜速度的触发信号，具体的触发信号由每个倾斜传感器的状态变化以及各状态的维持时间组成，所述的倾斜传感器是由普通的倾斜传感器和/或加速度传感器组成；同时在检测装置的表面上或在检测装置的按键位置的表面上设置多组导电电极，用手指触摸导电电极或按特定次序依次触摸滑过多组导电电极能够产生相应的反映手指位置或手指滑动速度的触发信号，具体的触发信号由每组导电电极的状态变化以及各状态的维持时间组成，其中每组导电电极是由两个或多个独立导电电极组成的结构，或是由所有组共用的公共电极和一个或多个独立的检测电极组成的结构。

7、  根据权利要求6中所述的滑动与倾斜检测装置，其特征在于，所述按键位置上的按键在操作时引发的单个或多个按键触点状态变化以及各状态的维持时间也能够产生和倾斜传感器或导电电极类似的触发信号，反映按键位置和按键的速度；所述按键是由普通的按键和/或导电电极组成。

8、  根据权利要求6中所述的滑动与倾斜检测装置，其特征在于，按键触发信号、倾斜传感器触发信号、导电电极触发信号、加速度传感器触发信号、检测装置的内部控制信号和外部控制信号中的一种或多种，能够用于作为按键、倾斜传感器、导电电极和加速度传感器中的一种或多种进入检测状态的条件。

9、  根据权利要求6至8中任一所述的滑动与倾斜检测装置，其特征在于，在检测装置上或在检测装置的按键位置上设置有背光装置，背光装置的发光条件能够设置成通过按键触发信号、倾斜传感器触发信号、导电电极触发信号、加速度传感器触发信号、检测装置的内部控制信号和外部 控制信号中的一种或多种进行控制。

10、  根据权利要求9中所述的滑动与倾斜检测装置，其特征在于，在检测装置内或在检测装置的按键位置上连接有震动器，震动器震动的条件能够设置成通过按键触发信号、倾斜传感器触发信号、导电电极触发信号、加速度传感器触发信号、检测装置的内部控制信号和外部控制信号中的一种或多种进行控制。

滑动与倾斜检测方法与装置
技术领域
本发明涉及一种手指滑动与倾斜的检测方法，能够检测操作者的手指触摸与滑动，以及手掌或身体的动作、姿态以及运动速度。
背景技术
普通的动作检测方法，一般通过加速度传感器来进行，比如双方向或三方向加速度传感器，通过积分计算来间接反映运动方向与速度，由于加速度传感器本身的灵敏度和反应时间，有时并不能准确反映当前位置或状态。如果要反映手指滑动这样的小动作或倾斜状态这样的静止位置就很难单独通过加速度传感器来实现。因此大量的游戏中经常使用的还是方向键，但动作过于单一，通过用户按压按钮发射指令给主机，不能自动检测用户的细微动作和姿态，很难用在需要用户做出特定动作来配合的游戏上。如果发掘和发展方向按键的功能，使之具备测量用户在多方向上的倾斜位置、移动或甩动速度的功能，并能够检测用户的手指触摸与滑动动作，将使装备这种倾斜开关的遥控器成为真正有益运动的娱乐遥控装置，如检测倾斜位置的保持时间，检测多个倾斜开关和触摸电极依次触发的时间从而能够计算出的运动轨迹、运动速度和力度。
发明内容
本发明解决了传统动作检测方法不灵敏和方向按键操作单一的缺点，提供了一种滑动与倾斜检测方法，其特征在于，在检测装置上或在检测装置的按键位置上安装多个倾斜传感器，将所述的检测装置向检测方向倾斜一定角度或按特定次序依次向多个倾斜角度倾斜后会产生相应的反映倾斜位置或倾斜速度的触发信号，具体的触发信号由每个倾斜传感器的状态变化以及各状态的维持时间组成，所述的倾斜传感器是由普通的倾斜传感器和/或加速度传感器组成；同时在检测装置的表面上或在检测装置的按键的表面上设置多组导电电极，用手指触摸导电电极或按特定次序依次触发多组导电电极能够产生相应的反映手指位置或手指滑动速度的触发信号，具体的触发信号由每组导电电极的状态变化以及各状态的维持时间组成，其中每组导电电极是由两个或多个独立导电电极组成的结构，或是由所有组共用的公共电极和一个或多个独立检测电极组成的结构。
所述倾斜传感器的触发信号的具体含义为：
当在检测方向位置上安装一个检测此方向倾斜位置的倾斜传感器时，手持检测装置向此方向倾斜一定角度时，倾斜传感器中的液体或固体滚珠触发触点状态发生变化，产生反映当前倾斜位置的触发信号。
当在检测方向位置上安装多个检测此方向倾斜位置的倾斜传感器时(各倾斜传感器的编号按触发角的大小依次命名)，手持检测装置向此方向倾斜一定角度时，达到第一个倾斜传感器的触发角，倾斜传感器中的液体或固体滚珠离开当前位置到达触发位置，触点状态发生变化，产生反映当前倾斜位置(大于第一个倾斜传感器的触发角，小于第二个倾斜传感器的触发角)的触发信号；当手持检测装置继续向此方向倾斜一定角度时，第二个倾斜传感器中的液体或固体滚珠触发触点状态发生变化，产生反映当前倾斜位置(大于第二个倾斜传感器的触发角，小于第三个倾斜传感器的触发角)的触发信号，如果后续还存在更多的检测此方向倾斜位置的倾斜传感器，则触发信号的含义依次类推；如果不存在下一个具有更大触发角的倾斜传感器，则说明当前倾斜位置大于最后一个倾斜传感器的触发角，各倾斜传感器的状态变化及各状态维持时间反映了在各倾斜传感器之间的移动速度。
单触点或多触点的直管式倾斜传感器各触点倾斜角度一致，在检测倾斜位置方面没有明显差别，单触点倾斜传感器的触发相当于该触点的状态发生变化(由断开变成导通或由导通变成断开)，多触点倾斜传感器的触发相当于多触点的状态发生变化(原先导通的触点断开，原先断开的触点短暂导通或维持导通)。
多触点的非直管式倾斜传感器由于各触点具有不同倾斜角度，相当于分别在多个角度上安装有检测此方向倾斜位置的单触点倾斜传感器。
所述滑动与倾斜检测方法，能够用加速度传感器代替倾斜传感器，或用加速度传感器加上倾斜传感器的组合代替原有倾斜传感器，所述加速度传感器是单方向加速度传感器或多方向加速度传感器(典型的如双方向加速度传感器或三方向加速度传感器)，能够完成更复杂的方位检测和移动检测。
所述的滑动与倾斜检测方法，其特征在于，所述的倾斜传感器是集中式倾斜开关，由多个通过串联和/或并联的倾斜传感器组成一个集中式的倾斜开关，每个倾斜传感器设置有一定的导通角度，这样当手持检测装置在特定方向上倾斜到一定角度时，引发集中式倾斜开关触发。一个倾斜传感器能够在固定倾斜角度触发，多个倾斜传感器通过串联和/或并联能够只在特定倾斜角度范围内产生触发信号。
所述导电电极的触发信号的具体含义为：
在表面位置上安装两个或多个距离很近的导电电极，当手指同时触摸到其中的两个导电电极时，导电电极间的导通电阻因人体电阻的介入，从大到小发生变化，产生反映当前具体触摸位置的触发信号。这样检测位置的一组导电电极由两个或多个距离很近的导电电极组成。
为了更方便检测触摸状态，通过把最容易经常触摸的部位装有较大面积的一个或多个导电电极，相当于公共电极，在须检测的表面位置安装独立的一个或多个导电电极，相当于检测电极，在操作手持检测装置时，手掌能够保持触摸或紧贴公共电极，当手指触摸到表面位置安装的一个检测电极时，对应被触摸的独立检测电极和公共电极之间会产生触发信号，反映当前触摸位置。这样检测位置的一组导电电极除所有组共用的公共电极外，只由独立的导电电极组成。
当在表面位置上安装多组检测滑动位置的导电电极时(各导电电极的编号按滑动方向的位置排列依次命名)，手指触摸检测位置表面时，从触摸到的一组导电电极开始，当前组的导电电极触发状态发生变化，由非触发转变为触发，产生反映当前触摸位置的触发信号；当手指继续向滑动检测方向移动时，当前组和下一组的导电电极触发状态均发生变化(当前组的导电电极状态由触发转变为非触发，下一组的导电电极状态由非触发转变为触发)，产生反映当前触摸位置及滑动速度的触发信号，如果后续还存在更多的检测此滑动方向位置的导电电极，则触发信号的含义依次类推；如果不存在下一组相对于初始触摸导电电极更远距离的导电电极，则说明当前触摸位置位于滑动检测方向的最末位置，各组导电电极的状态变化及各状态维持时间反映了在各组导电电极之间的滑动速度。
所述的导电电极结构是两个或多个距离很近的导电电极，设置在方向按键表面，手触摸方向按键时，很容易碰到其中至少两个电极，由于人体导电，使得导电电极产生电信号。典型的应用如根据人体导电电阻不同，通过触碰导电电极之间的电阻能够控制背光亮度和/或颜色。
以上结构实现的益处是用户不需要按键等操作，只要触摸方向按键或表面标识的提示触摸部位，导电电极就会通过人体导电电阻产生触发信号。
通过把最容易经常触摸的部位装有导电材料，相当于公共电极，在方向按键表面可安装多个独立电极，能够检测用户触碰的具体位置。
以上实现的益处是，以保持触摸或紧贴一个公共部位的导电电极为基点，另外触摸方向按键表面的不同部位，对应被触摸的独立导电电极和公共部位的导电电极之间会产生触发信号。
所述按键在操作时引发的单个或多个按键触点状态变化以及各状态的维持时间也能够产生和倾斜传感器或导电电极类似的触发信号。
按键触发信号、倾斜传感器触发信号、导电电极触发信号、加速度传感器触发信号、手持检测装置的内部控制信号和外部控制信号中的一种或多种，还能够用于作为按键、倾斜传感器、导电电极和加速度传感器中的一种或多种进入检测状态的条件。
内部或外部的控制信号由手持检测装置的中央处理器根据内部程序或外部指令控制产生，外部控制信号通过手持检测装置的无线接口或其它通讯接口从外部获得，然后和内部控制信号流程类似，通过控制接口对各相关的传感器进行设置和采集。
所述的滑动与倾斜检测方法，其特征在于，在手持检测装置上或按键上还设置有背光装置，背光装置的发光条件能够设置，通过按键触发信号、倾斜传感器触发信号、导电电极触发信号、加速度传感器触发信号、手持检测装置的内部控制信号和外部控制信号中的一种或多种进行控制。
所述的滑动与倾斜检测方法，其特征在于，在手持检测装置内或在手持检测装置的按键上还连接有震动器，震动器震动的条件能够设置，通过按键触发信号、倾斜传感器触发信号、导电电极触发信号、加速度传感器触发信号、手持检测装置的内部控制信号和外部控制信号中的一种或多种进行控制。
以上结构实现的益处是用户在触发信号的同时会有一定时间的震动效果，即使已经离开导电电极的触摸部位或倾斜开关的触发位置，但震动器仍能保持一定时间的震动，使得用户知道已经触碰过或达到正确位置，产生一定的提示效果。
以上所述按键也能够通过导电电极进行模拟，或通过导电电极与普通按键的组合实现。
附图说明
图1是本发明的滑动与倾斜检测装置的结构方块图。
具体实施方式
本发明的滑动与倾斜检测装置如图1所示，图1中标号1所示的按键位置上连接有标号3所示的导电电极，标号5所示的背光灯，并通过标号7所示的连接装置与标号6所示的振动器紧密连接。标号4所示的控制电路根据标号2所示的倾斜传感器的触发信号，标号3所示的导电电极触发信号，按键本身的触发信号以及控制电路的内部控制信号或接收到的外部控制信号中的一种或多种，控制标号5所示的背光灯，标号6所示的振动器，以及把各种倾斜传感器、导电电极、加速度传感器和按键产生的触发信号传送给其它处理装置。
实施例1(滑动倾斜方向键)
本发明的滑动倾斜方向键，其特征在于，装配有多个方向的方向按键，同时装配有与多个方向相对应的倾斜传感器，多个方向按键的表面分别设置有多组导电电极。当所述滑动倾斜方向键向检测方向倾斜一定角度或按特定次序依次向多个倾斜角度倾斜后会产生相应的反映倾斜位置或倾斜速度的触发信号，具体的触发信号由多个倾斜传感器的状态变化以及各状态的维持时间组成。所述的倾斜传感器是由普通的倾斜传感器和/或加速度传感器组成。当用手指触摸导电电极或按特定次序依次触发多组导电电极能够产生相应的反映手指位置或手指滑动速度的触发信号，具体的触发信号由每组导电电极的状态变化以及各状态的维持时间组成，其中每组导电电极是由两个或多个独立导电电极组成的结构，或是由所有组共用的公共电极和一个或多个独立检测电极组成的结构。所述按键也能够通过导电电极进行模拟，或通过导电电极与普通按键的组合实现。
所述滑动倾斜方向键能够实现多向键的功能。多向键的典型应用如支持4个方向的按键动作、倾斜动作、晃动动作、触摸动作、滑动动作；游戏中的多向键应用如除上、下、左、右4个方向外，还有左上、左下、右上、右下额外4个方向的按键动作和向下的按键动作。
所述滑动倾斜方向键上还装配有多个背光灯和1个震动器，能够配合反映各方向倾斜传感器和导电电极的状态，或由外部信号控制进行点亮和震动。
实施例2(触摸滑动倾斜遥控器)
本发明的触摸滑动倾斜遥控器，其特征在于，装配有本发明所述的滑动与倾斜检测装置，能够根据主机指令控制，检测各导电电极、倾斜传感器、加速度传感器和按键的触发信号，把相应的触摸滑动位置与速度，倾斜位置与倾斜速度，空间位置与空间移动速度以及按键位置与按键速度用于本地控制或发送回主机进行遥控操作控制。
所述触摸滑动倾斜遥控器，其特征在于，还设置有声音模块，在用户操作或运动时发出特定声音。所述声音模块还包括拾音器构造，采集外部声音由所述触摸滑动倾斜遥控器发射给主机。
所述触摸滑动倾斜遥控器，其特征在于，还设置有包含免维护可充电电池的电源模块。在所述电源模块上设置有用于非接触充电的充电线圈结构，从外部产生的特定电磁场中获得电流对充电电池进行充电。