專利名稱：具有屏幕上光導(dǎo)航的移動設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種移動設(shè)備的用戶接口。
背景技術(shù)：
諸如個人數(shù)字助理和消息傳送性能的通信設(shè)備的移動設(shè)備得到了普遍地快速增長。更多特征已經(jīng)并入到了移動設(shè)備中。例如，現(xiàn)在存在具有顯示屏和內(nèi)置攝像機(jī)的消息傳送性能的移動電話。這樣電話使由攝像機(jī)所拍攝的圖像顯示在屏幕上，以及存儲在電話上，并且作為數(shù)字照片無線地傳送。已經(jīng)提出了使用集成攝像機(jī)作為移動通信設(shè)備的輸入接口，由此，將來自攝像機(jī)的圖像信息轉(zhuǎn)換為文本數(shù)據(jù)，該文本數(shù)據(jù)可以用作電話號碼、因特網(wǎng)地址或郵件文本，以支持呼叫、因特網(wǎng)連接或郵件傳送。
由于手持式移動設(shè)備的緊湊尺寸和便攜性，與諸如膝上型和桌面型計(jì)算機(jī)的更大設(shè)備相比，對于這樣的小型設(shè)備，典型地，屏幕上導(dǎo)航的輸入接口的范圍受到更大的限制。優(yōu)于使用光學(xué)或滾動球鼠標(biāo)、觸摸墊、或操縱桿來移動屏幕上指針或光標(biāo)，在手持式設(shè)備上的導(dǎo)航控制典型地依賴于方向鍵盤、鐵筆、和/或諸如指輪的其他輸入設(shè)備。
因此，在移動設(shè)備中需要可選的用于屏幕上導(dǎo)航的輸入接口。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，使用移動設(shè)備上的板上光傳感器來檢測設(shè)備和參考表面的相對移動，并且相應(yīng)地移動屏幕上指針。在一些實(shí)施例中，還可以在各種模式下使用光傳感器，作為攝像機(jī)和掃描儀。
根據(jù)本發(fā)明的一個示例方面，提出了一種移動設(shè)備，包括主體；容納在主體內(nèi)的處理器和相關(guān)存儲器；響應(yīng)來自處理器的信號并容納在主體內(nèi)的顯示屏；固定到主體上的光傳感器，用于捕獲連續(xù)圖像并且將表示捕獲圖像的圖像信號提供給處理器；以及與處理器相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)航模塊，用于根據(jù)圖像信號來確定主體和參考表面之間的相對移動，并且根據(jù)所確定的相對移動在顯示屏上移動指針。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種用于具有顯示屏的移動設(shè)備的屏幕上導(dǎo)航方法。所述方法包括(a)固定針對顯示屏的移動的光傳感器；(b)在顯示屏上顯示屏幕上指針；(c)通過光傳感器來捕獲參考表面的連續(xù)圖像；(d)比較連續(xù)捕獲的圖像，以確定光傳感器和參考表面之間的相對移動以及(e)根據(jù)所確定的移動在顯示屏上移動屏幕上指針。
通過結(jié)合附圖來查看本發(fā)明特定實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的其他方面和特征將對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見。


現(xiàn)在將參考附圖，僅通過實(shí)例來描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1是示出了可以應(yīng)用本發(fā)明的移動設(shè)備的方框圖；圖2是圖1中的移動設(shè)備的正視圖；圖3是該移動設(shè)備的側(cè)視圖；圖4是該移動設(shè)備的后視圖；圖5是沿著圖4的線V-V所截取的移動設(shè)備的部分截面圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，與移動設(shè)備的攝像機(jī)的操作模式相關(guān)聯(lián)的操作模塊的方框圖；圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的光導(dǎo)航處理的方框圖；以及圖8是根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的移動設(shè)備的正視圖。
在附圖中使用相同的參考符號來表示相同的元件和特征。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參考附圖。圖1是在示例實(shí)施例中應(yīng)用了本發(fā)明的移動設(shè)備10的方框圖。在該示例實(shí)施例中，移動設(shè)備10是手持式雙向移動通信設(shè)備，至少具有數(shù)據(jù)和可能的語音通信能力。在該示例實(shí)施例中，設(shè)備10具有與因特網(wǎng)上的其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通信的能力。根據(jù)由設(shè)備10所提供的功能，在各種實(shí)施例中，設(shè)備10尤其可以是數(shù)據(jù)通信設(shè)備、配置為同時進(jìn)行數(shù)據(jù)和語音通信的多模式通信設(shè)備、移動電話、能夠進(jìn)行無線通信的PDA(個人數(shù)字助理)、或具有無線調(diào)制解調(diào)器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在各種實(shí)施例中，本發(fā)明還可以應(yīng)用于手持式計(jì)算設(shè)備，例如不能夠進(jìn)行通信的PDA和數(shù)字?jǐn)z像機(jī)。
該設(shè)備10包括通信子系統(tǒng)11，所述通信子系統(tǒng)11包括接收機(jī)12、發(fā)射機(jī)14和諸如一個或多個最好嵌入或內(nèi)部的天線元件16和18的相關(guān)組件；以及諸如數(shù)字信號處理器(DSP)20的處理模塊。在一些實(shí)施例中，通信子系統(tǒng)11包括本地振蕩器(LO)13，并且在一些實(shí)施例中，通信子系統(tǒng)11和微處理器38共享振蕩器。對于通信領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見，通信子系統(tǒng)11的特定設(shè)備將取決于該設(shè)備需要在其中進(jìn)行操作的通信網(wǎng)絡(luò)。
將由天線16通過無線通信網(wǎng)絡(luò)50所接收到的信號輸入到接收機(jī)12，接收機(jī)12可以進(jìn)行諸如以下的通用接收機(jī)功能，例如信號放大、降頻轉(zhuǎn)換、濾波、信道選擇等，以及在一些實(shí)施例中的模擬到數(shù)字轉(zhuǎn)換。按照類似的方式，由DSP 20處理要傳送的信號，包括諸如調(diào)制和編碼，并且輸入發(fā)射機(jī)14，以便進(jìn)行數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換、升頻轉(zhuǎn)換、濾波、放大和經(jīng)由天線18在網(wǎng)絡(luò)50上傳送。
所述設(shè)備10包括微處理器38，用于控制設(shè)備10的整個操作。微處理器38與通信子系統(tǒng)11交互作用，并且還與另外的設(shè)備子系統(tǒng)交互作用，例如，顯示器22、閃速存儲器24、隨機(jī)存取存儲器(RAM)26、輔助輸入/輸出(I/O)子系統(tǒng)28、串行端口30、鍵盤或小鍵盤32、揚(yáng)聲器34、麥克風(fēng)36、短距離通信子系統(tǒng)40、以及通常表示為42的其他任何設(shè)備子系統(tǒng)。本系統(tǒng)的設(shè)備10包括與微處理器38交互作用的整體攝像機(jī)44和背光46。
在圖1中所示的一些子系統(tǒng)執(zhí)行與通信有關(guān)的功能，而其他子系統(tǒng)可以提供“常駐”或設(shè)備上的功能。注意，諸如鍵盤32和顯示器22的一些子系統(tǒng)可以用于通信相關(guān)功能，例如輸入用于在通信網(wǎng)絡(luò)上傳送的文本消息；以及設(shè)備常駐功能，例如計(jì)算器或任務(wù)表。
在一個示例實(shí)施例中，將由微處理器38所使用的操作系統(tǒng)軟件54和各種軟件應(yīng)用程序58存儲在諸如閃速存儲器24或類似存儲單元的永久存儲器中。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會意識到，可以將操作系統(tǒng)54、特定設(shè)備應(yīng)用程序58或其一部分臨時地加載到諸如RAM 26的易失性存儲器中。可以想到，還可以將接收到的通信信號存儲到RAM 26中。
除了其操作系統(tǒng)功能之外，優(yōu)選地，微處理器38能夠執(zhí)行在設(shè)備10上的軟件應(yīng)用程序58。通常在制造期間將預(yù)定軟件應(yīng)用程序58的集合安裝在設(shè)備10上，所述預(yù)定軟件應(yīng)用程序58的集合用于控制包括諸如至少數(shù)據(jù)和語音通信應(yīng)用的基本設(shè)備操作。還可以通過網(wǎng)絡(luò)50、輔助I/O子系統(tǒng)28、串行端口30、短距離通信子系統(tǒng)40或其他任何適當(dāng)子系統(tǒng)42將另外的應(yīng)用程序加載到設(shè)備10上，并由用戶安裝在RAM 26或非易失性存儲器中，以便由微處理器38執(zhí)行。在應(yīng)用程序安裝中的這樣的靈活性增強(qiáng)了設(shè)備10的功能，并且可以提供增強(qiáng)的設(shè)備上功能、通信相關(guān)功能或這兩者。例如，安全通信應(yīng)用程序可以實(shí)現(xiàn)電子商務(wù)功能和要利用該設(shè)備10所進(jìn)行的其他這樣的金融交易。
在數(shù)據(jù)通信模式下，將由通信子系統(tǒng)11來處理諸如文本消息的接收到的信號或網(wǎng)頁下載，并且輸入到微處理器38，優(yōu)選地，微處理器38將進(jìn)一步處理所接收到的信號，以便輸出到顯示器22，或者可選地輸出到輔助I/O設(shè)備28。設(shè)備10的用戶還可以利用鍵盤32，結(jié)合顯示器22和可能的輔助I/O設(shè)備28，構(gòu)造諸如電子郵件消息的數(shù)據(jù)項(xiàng)。然后，可以通過通信子系統(tǒng)11，在通信網(wǎng)絡(luò)上傳送這樣構(gòu)造的項(xiàng)。
通常，將會在可能需要與用戶桌面型計(jì)算機(jī)(未示出)同步的個人數(shù)字助理(PDA)型通信設(shè)備中實(shí)現(xiàn)圖1中的串行端口30，但是其該端口可以是光器件部件。這樣的端口30將使用戶能夠通過外部設(shè)備或軟件應(yīng)用程序來設(shè)置優(yōu)選項(xiàng)，并且將除了通過網(wǎng)絡(luò)50之外，通過向設(shè)備10提供信息或軟件下載，將擴(kuò)展設(shè)備10的能力。
短距離通信子系統(tǒng)40是可以提供用于設(shè)備10和不必一定為類似設(shè)備的不同系統(tǒng)或設(shè)備之間的通信的另外組件。例如，子系統(tǒng)40可以包括紅外線設(shè)備和相關(guān)電路以及BluetoothTM通信模塊，以便提供與類似功能的系統(tǒng)和設(shè)備的通信。設(shè)備10可以是手持式設(shè)備。
在示例實(shí)施例中，無線移動網(wǎng)絡(luò)50是向移動設(shè)備10提供無線電覆蓋的無線分組數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(例如，MobitexTM或DataTACTM)，盡管其可以是其他任何類型的無線網(wǎng)絡(luò)。
參考圖2-4，在示例實(shí)施例中，移動設(shè)備10的組件和子系統(tǒng)容納在硬塑料主體外殼70內(nèi)，將該外殼70配置為在設(shè)備10正在使用時，由一只或兩只手握住。外殼70可以包括掛鉤(未示出)，從而可以將其固定到用戶皮帶或褲子(pant)頂部，或者可以將該外殼70與軟外殼(未示出)結(jié)合在一起使用，可以將該軟外殼安裝在用戶皮帶或褲子頂部上，并且可以將移動設(shè)備10插入到其中以便攜帶。典型地，移動設(shè)備10將足夠小，以便安裝在標(biāo)準(zhǔn)錢包或適當(dāng)?shù)膴A克口袋中。屏幕22從設(shè)備10的正面可見，鍵盤或小鍵盤32也如此。鍵盤32包括按鈕或按鍵90、92，對其進(jìn)行定位以便由用戶的拇指或手指驅(qū)動。在圖2所示出的實(shí)施例中，鍵盤32具有相對較少的按鍵，然而，在一些實(shí)施例中，鍵盤32包括26個或更多字母數(shù)字和控制鍵。如圖4中可以看到，外殼70包括大致為平面的后壁72，具有通過其中設(shè)置的開口74。透鏡76覆蓋開口74，在開口74的后面定位了攝像機(jī)44和背光46。
如在圖5中所看到的，在示例實(shí)施例中，將攝像機(jī)44和背光46固定到安裝在主體外殼70內(nèi)的印刷電路板94的背面。在示例實(shí)施例中，印刷電路板94還支持設(shè)備10的至少一些其他的硬件電子組件。攝像機(jī)44包括面向透鏡76的光傳感器78，用于接收通過其的反射光100。定位背光46，以便將通過透鏡76的光98照射到參考表面96上，將光從該參考表面96反射回光傳感器78。盡管在附圖中未示出，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見，攝像機(jī)44、透鏡76和背光46以各種其他方式用于于主體70，而不會使本發(fā)明的范圍變窄。在第一實(shí)施例中，將攝像機(jī)固定到主體上。在第二實(shí)施例中，可以將攝像機(jī)44、透鏡76和背光46容納在可旋轉(zhuǎn)地安裝到設(shè)備10的主體70上的第二外殼(未示出)上。在還有的另一實(shí)施例中，將第二外殼可拆卸地安裝到設(shè)備10的主體70上。
現(xiàn)在參考圖1和2，加載到設(shè)備10的至少一些專用軟件應(yīng)用程序58將與操作系統(tǒng)54一起，實(shí)現(xiàn)在屏幕22上顯示文本82和/或圖形80的圖形用戶接口、以及指針84或其他屏幕上指示符，用戶可以選擇性地將其定位在屏幕22上，以便在表示數(shù)據(jù)或命令的已顯示的可選文本和/或圖形圖像之中進(jìn)行導(dǎo)航。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，在多種模式下，攝像機(jī)44尤其用作用戶輸入設(shè)備，用于控制屏幕上指針84的移動，以及用作攝像機(jī)，用于捕獲靜態(tài)照片或視頻圖像，以及用作掃描儀。設(shè)備10包括作為專用軟件應(yīng)用程序之一的光接口引擎60，用于處理按照以下所述方式由微處理器38從攝像機(jī)44中所接收到的信號。在各種實(shí)施例中，光接口引擎60的全部或部分可以集成到操作系統(tǒng)54和/或其他專用應(yīng)用程序58中。在一些實(shí)施例中，可以在適當(dāng)配置的硬件中實(shí)現(xiàn)光接口引擎功能的一部分，所述硬件可以位于主體70內(nèi)或與攝像機(jī)44相同的外殼中。
圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，與當(dāng)其激活時攝像機(jī)44的操作模式相關(guān)聯(lián)的光接口引擎60的各種模塊。更具體地，導(dǎo)航模塊112、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)模塊114和掃描儀模塊116分別與光導(dǎo)航模式、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)模式和掃描儀模式相關(guān)聯(lián)。在各種實(shí)施例中，可以將攝像機(jī)44配置為具有少于或多于三個的操作模式。在光導(dǎo)航模式下，使用來自攝像機(jī)44的所接收到的信號來控制屏幕導(dǎo)航，如以下將更為詳細(xì)的解釋的那樣。
在數(shù)字?jǐn)z像機(jī)模式下，攝像機(jī)44充當(dāng)傳統(tǒng)的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)，捕獲彩色靜態(tài)照片圖像或數(shù)字視頻圖像，尤其可以將這些圖像作為圖像文件存儲在設(shè)備10的存儲器中，可以在屏幕22上觀看，并且可以在網(wǎng)絡(luò)50上作為圖像文件發(fā)送到目的地地址。
在掃描儀模式下，使用攝像機(jī)44來識別表示字母數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的圖像，并且將捕獲的圖像轉(zhuǎn)換為數(shù)字的字母數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。例如，在一個實(shí)施例中，掃描儀模式具有兩個子模式，即，條碼掃描模式和光學(xué)字符識別模式。在條碼掃描模式下，使用攝像機(jī)44來讀取條碼信息，然后，由設(shè)備10將該條碼信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字或字母值，尤其可以將其存儲在設(shè)備10的存儲器中，在顯示器22上顯示，以及/或者在網(wǎng)絡(luò)50上將其傳送到目的地地址。在光學(xué)字符識別模式下，尤其將在掃描圖像中所識別的字母數(shù)字字符存儲在設(shè)備10的存儲器中，在顯示器22上顯示，以及/或者通過網(wǎng)絡(luò)50將其傳送到目的地地址。例如，可以使用光學(xué)字符識別模式，將聯(lián)系信息從名片掃描到電子地址簿中。
選擇模式模塊110實(shí)現(xiàn)了在攝像機(jī)操作模式中進(jìn)行選擇的選擇模式處理。在一個實(shí)施例中，在選擇模式處理期間，向用戶展示各種模式的屏幕上列表，從該列表中，用戶可以利用鍵盤32來選擇所需的選項(xiàng)。在其他實(shí)施例中，將選擇模式處理配置為根據(jù)攝像機(jī)當(dāng)前正在捕獲的圖像，在至少兩個攝像機(jī)模式之間自動地進(jìn)行選擇。例如，當(dāng)所捕獲的圖像表示攝像機(jī)44位于表面96的閾值距離內(nèi)時，選擇導(dǎo)航模式，而當(dāng)攝像機(jī)44比離表面96的閾值距離更遠(yuǎn)時，設(shè)備10自動地切換到數(shù)字?jǐn)z像機(jī)模式。
在一個示例實(shí)施例中，為了便于其在多模式下使用，光傳感器78是具有相對較高的分辨率和色敏型的電荷耦合器件(CCD)。通過非限定性示例，傳感器78可以具有至少100,000個像素的分辨率，盡管在一些實(shí)施例中使用了更低分辨率的傳感器。攝像機(jī)44能夠以每秒預(yù)定幀的捕獲速率來捕獲圖像的連續(xù)幀。
參考圖5，將更為詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的導(dǎo)航模式下的攝像機(jī)44的操作。在一個示例實(shí)施例中，當(dāng)設(shè)備10處于導(dǎo)航模式下時，用戶在一只或兩只手中持有設(shè)備10，從而設(shè)備10的背面72離表面96相對較近。在一個實(shí)施例中，可以將設(shè)備10持在一只手中，而另一只手用作參考表面96。當(dāng)移動設(shè)備10時，配置導(dǎo)航模塊112，以便通過攝像機(jī)44來跟蹤設(shè)備10相對于表面96的移動，并且根據(jù)所跟蹤的移動，移動屏幕上指針84。例如，參考圖2和X-Y參考軸86，設(shè)備10相對于X軸移動設(shè)定距離導(dǎo)致了屏幕上指針84按照相同的方向以成比例的距離移動。類似地，設(shè)備10相對于Y軸移動設(shè)定距離導(dǎo)致了屏幕上指針84按照相同的方向以成比例的距離移動。當(dāng)將屏幕上指針84定位在用戶想要選擇的文本或圖形(諸如圖標(biāo))處時，用戶按下諸如按鍵90的控制鍵，例如，指示選擇。在一些實(shí)施例中，屏幕上指針的移動處于與設(shè)備10的實(shí)際移動相反的方向上—例如，設(shè)備10在負(fù)X方向上的移動導(dǎo)致了屏幕上指針的正X方向移動，依次類推。
在示例實(shí)施例中，在導(dǎo)航模式下，啟用背光46以將入射光98提供到表面96上，將該光反射到攝像機(jī)傳感器78。背光46可以是發(fā)光二極管(LED)或其他發(fā)光設(shè)備，并且可以在脈沖模式下操作，以便保存電池能量。在一些實(shí)施例中，配置導(dǎo)航模塊114，以便僅當(dāng)攝像機(jī)44感知到不充分的光量時，向背光46提供脈沖，以便另外適當(dāng)?shù)夭僮鳌Ｈ鐖D5中可以看到，在所示的實(shí)施例中，透鏡76具有第一角度部分118，配置用于將來自背光46的光98通通指向表面96上；以及凸面部分120，用于將入射光100聚焦在攝像機(jī)傳感器78上。在示例實(shí)施例中，將透鏡76可滑動地安裝在后蓋72的內(nèi)部形成的軌道(track)89的內(nèi)部，從而用戶可以將力施加到向外突出小片88上，以便將透鏡76滑動到外殼中和背光46和攝像機(jī)傳感器78的位置線之外。近程開關(guān)或傳感器91(在凸4中以虛像示出)與微處理器38相連，以便向光接口引擎60指示透鏡76的位置。在示例實(shí)施例中，當(dāng)攝像機(jī)處于導(dǎo)航模式以改善攝像機(jī)和背光在近表面96上的聚焦時，透鏡76位于閉合位置(如圖5所示)。在數(shù)字?jǐn)z像機(jī)模式下，可以開啟透鏡76(滑出正軌)，以允許攝像機(jī)聚焦在另外對象上。在一些實(shí)施例中，還可以將低光條件下將背光46用于攝像機(jī)模式下。在一個實(shí)施例中，配置選擇模式模塊110，以便根據(jù)由近程開關(guān)91所檢測到透鏡76的位置，在導(dǎo)航模式和攝像機(jī)模式之間進(jìn)行切換。
圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的示例實(shí)施例，表示由導(dǎo)航模塊112所執(zhí)行的導(dǎo)航處理的方框圖。在導(dǎo)航處理中，攝像機(jī)44周期性地以預(yù)定捕獲速率(典型地，以每秒幀來測量)來捕獲表面96的圖像。圖7表示單一圖像幀的處理。如步驟202所示，配置設(shè)備10來捕獲圖像，并且如步驟204所示，然后，利用在本領(lǐng)域中已知的方法對圖像進(jìn)行濾波，尤其是使對比度加強(qiáng)和調(diào)節(jié)亮度。在導(dǎo)航模式下，不需要攝像機(jī)44的彩色容量和全分辨率，因此適合于移動設(shè)備所典型具有的有限處理資源，在一個示例實(shí)施例中，將濾波的圖像轉(zhuǎn)換為銳利對比度的黑白或灰度圖像，然后在各種實(shí)施例中，通過將像素組合為群集和/或如步驟206所示的那樣丟棄所選像素，減小其分辨率。通過非限定性示例，在各種示例實(shí)施例中，將圖像的分辨率減小到相對較低分辨率的圖像，例如32×32像素或16×16像素，盡管也可以使用其他分辨率。這樣的轉(zhuǎn)換簡化了圖像的處理。
如步驟208所示，然后，將轉(zhuǎn)換后的圖像存儲在導(dǎo)航圖像緩存器中，從而可以將其與前面和后面的圖像進(jìn)行比較。如步驟210所示，將存儲的轉(zhuǎn)換后的圖像與一個或多個先前存儲的轉(zhuǎn)換后的圖像進(jìn)行比較，以確定從前面的圖像開始設(shè)備10已經(jīng)移動的相對距離、以及相對移動的方向。然后，將蓋信息轉(zhuǎn)換為沿X和Y坐標(biāo)(dX和dY)的相對移動，如步驟212所示。
通過非限定性示例，可以使用修改后的Reichardt算法來處理轉(zhuǎn)換后的低分辨率圖像以確定dX和dY。在該算法中，通過定位圖像的過零邊緣并確定其在順序圖像中的外觀或再現(xiàn)，來檢測運(yùn)動。識別在兩個順序圖像之間的共同特征，以確定其間的距離。然后，將該信息轉(zhuǎn)換為X和Y坐標(biāo)。還根據(jù)圖像捕獲速率(為已知值)和計(jì)算出的圖像間移動的距離，來計(jì)算移動的速度。
如步驟214所示，根據(jù)dX和dY來移動屏幕上指針84。在一個實(shí)施例中，移動屏幕上指針84的方向?qū)?yīng)于計(jì)算出的設(shè)備10的移動方向。在另一示例中，在設(shè)備10的移動的相反方向上移動屏幕上指針84。屏幕上指針84所移動的距離是dX和dY的比例值，比例因子取決于移動距離和速度。在設(shè)備10處于導(dǎo)航模式下的同時，連續(xù)地重復(fù)步驟202-214。一旦指針84處于所需位置，用戶將一個或多個預(yù)定的按鍵92和90用于選擇和控制功能。在各種實(shí)施例中，省略了圖7中的一些步驟，以及/或者按照與附圖所示不同的次序來進(jìn)行圖7中的一些步驟。
因此，將會意識到，本發(fā)明可以將板上攝像機(jī)44用作屏幕上導(dǎo)航設(shè)備。在各個實(shí)施例中，攝像機(jī)44位于與在設(shè)備10的背面不同的位置處，并且設(shè)備10具有除了上述示例實(shí)施例之外的其他不同的結(jié)構(gòu)。例如，可以從鍵盤32向外來定位攝像機(jī)44，從而用戶可以通過在鍵盤區(qū)上移動其手掌或其拇指來進(jìn)行導(dǎo)航。通過非限定性實(shí)施例，圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例的手持式設(shè)備10。手持式設(shè)備100類似于設(shè)備10，手持式設(shè)備100的鍵盤32包括緊接著其定位攝像機(jī)44的拇指驅(qū)動的QWERTY鍵盤，并且手持式設(shè)備10的主體或外殼102包括可旋轉(zhuǎn)地安裝在一起的第一外殼部分104和第二外殼部分106。第二外殼部分106容納顯示器22，而第一外殼部分104容納鍵盤32，將所述鍵盤32配置為拇指型的。在手持式設(shè)備100中，通過在第一外殼部分104的正面上的開口76，設(shè)置攝像機(jī)44的透鏡76和背光46。攝像機(jī)44面向與鍵盤32相同的方向，用于檢測用戶的手或拇指相對于手持式設(shè)備100的鍵盤表面的相對運(yùn)動。
在一些實(shí)施例中，將攝像機(jī)可旋轉(zhuǎn)地安裝到手持式設(shè)備的外殼上，從而可以對其進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，以使其面向用戶所需的方向，用于導(dǎo)航目的。通過示例，在圖8中以虛線示出了可旋轉(zhuǎn)安裝的攝像機(jī)44和背光單元108。可以從外殼103上拆卸攝像機(jī)44和背光單元108。
在不需要攝像機(jī)和掃描模式的一些實(shí)施例中，可以使用低分辨率的光傳感器來替代攝像機(jī)44。在一些實(shí)施例中，透鏡76是可拆卸的，從而可以由專門適合于設(shè)備10所操作的模式的透鏡—例如，可以使用不同的透鏡，用于與攝像機(jī)模式不同的導(dǎo)航模式。
本發(fā)明的上述實(shí)施例僅是示例性的。在不脫離由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的范圍的情況下，可以由本領(lǐng)域的技術(shù)人員對特定實(shí)施例實(shí)施替代、修改、改變。
權(quán)利要求
1.一種移動設(shè)備(10)，包括主體(70)；容納在主體(70)內(nèi)的處理器(38)和相關(guān)存儲器；響應(yīng)來自處理器(38)的信號并容納在主體內(nèi)的顯示屏(22)；以及固定到主體(70)上的彩色性能高分辨率攝像機(jī)(44)，用于捕獲連續(xù)圖像，并且向處理器(38)提供表示所捕獲圖像的彩色圖像信號，其特征在于所述設(shè)備(10)包括與處理器相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)航模塊(112)，用于將彩色圖像信號轉(zhuǎn)換為低分辨率的黑白圖像信號，并且根據(jù)所述黑白圖像信號來確定在主體(70)和參考表面(96)之間的相對移動，并且根據(jù)所確定的相對移動在顯示屏(22)上移動指針(84)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于導(dǎo)航模塊(112)比較由攝像機(jī)(44)以預(yù)定捕獲速率所捕獲的連續(xù)圖像，以確定主體(70)相對于參考表面(96)移動的相對方向、距離和速度，并且根據(jù)所確定的相對方向、距離和速度在顯示屏(22)上移動指針(84)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備(10)還包括與處理器(38)相關(guān)聯(lián)的攝像機(jī)模塊(114)，用于在顯示屏(22)上顯示所捕獲圖像，可選擇性地操作攝像機(jī)模塊114和導(dǎo)航模塊(112)，以便在設(shè)備(10)的攝像機(jī)模式下在顯示屏(22)上顯示所捕獲圖像，并且根據(jù)在導(dǎo)航模式下所捕獲的圖像在屏幕上移動指針(84)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備(10)包括與處理器(38)相關(guān)聯(lián)的掃描儀模塊(116)，用于在可選的掃描儀模式下，將從攝像機(jī)(44)中接收到的圖像信號轉(zhuǎn)換為字母數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4任一個所述的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備(10)包括位于主體(70)的正面的用戶接口按鍵(90，92)，用于將輸入信號提供給處理器，所述攝像機(jī)(44)固定到主體(70)上，以便捕獲位于主體的背面(72)之后的圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于所述攝像機(jī)容納在主體內(nèi)，并且位于通過主體的壁設(shè)置的透鏡覆蓋開口(74)之后。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于將攝像機(jī)(44)可旋轉(zhuǎn)地安裝到主體(70)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1到7任一個所述的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備是手持式無線通信設(shè)備，包括與處理器(38)相連的通信子系統(tǒng)(11)，用于與無線網(wǎng)絡(luò)(50)和與處理器(38)交換信號。
9.一種用于具有顯示屏(22)的移動計(jì)算設(shè)備(10)屏幕上的導(dǎo)航方法，所述方法包括步驟(a)固定高分辨率彩色性能攝像機(jī)(44)，以和顯示屏(22)一起移動；(b)在顯示屏(22)上顯示屏幕上的指針(84)；以及(c)通過攝像機(jī)(44)來捕獲參考表面(96)的連續(xù)圖像；其特征在于所述方法包括步驟(d)將連續(xù)圖像轉(zhuǎn)換為低分辨率的灰度圖像；(e)比較連續(xù)灰度圖像以確定攝像機(jī)(44)和參考表面(96)之間的相對移動；以及(f)根據(jù)所確定的移動來移動在顯示屏(22)上的屏幕上指針(84)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于在步驟(e)中，確定相對移動的方向，而在步驟(f)中，按照與所確定方向相同的方向移動屏幕上的指針(84)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于在步驟(e)中，確定相對移動的方向，而在步驟(f)中，按照與所確定方向相反的方向移動屏幕上的指針(84)。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述方法包括在至少第一操作模式和第二操作模式之間進(jìn)行選擇的步驟，其中，在第一操作模式下，進(jìn)行步驟(b)到(f)，而在第二操作模式下，替代步驟(b)到(f)，進(jìn)行以下步驟(g)通過攝像機(jī)(44)捕獲至少一個圖像；以及(h)在顯示屏(22)上顯示至少一個捕獲圖像的表示。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于所述移動設(shè)備是與無線網(wǎng)絡(luò)(50)進(jìn)行通信的無線通信設(shè)備，所述方法包括在步驟(h)之后，在無線網(wǎng)絡(luò)(50)上傳送至少一個捕獲圖像的表示的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于所述方法包括在第三操作模式之間進(jìn)行選擇，其中，在第三操作模式下，替代步驟(b)到(f)以及步驟(g)和(h)，進(jìn)行以下的步驟(i)通過攝像機(jī)(44)來掃描至少一個圖像；以及(j)識別在掃描的圖像內(nèi)的字母數(shù)字字符的表示，并且將識別的表示轉(zhuǎn)換為字母數(shù)字字符。
15.一種移動設(shè)備，包括主體(70)；容納在主體(70)內(nèi)的處理器(38)和相關(guān)存儲器；響應(yīng)來自處理器(38)的信號并容納在主體內(nèi)(70)的顯示屏(22)；以及固定到主體(70)上的光傳感器(44)，用于捕獲連續(xù)圖像，并且向處理器(38)提供表示所捕獲圖像的圖像信號；與光傳感器(44)相鄰地固定到主體(70)上的背光(46)；以及與處理器(38)相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)航模塊(112)，用于接收圖像信號，并且根據(jù)所述圖像信號來確定在主體和參考表面(96)之間的相對移動，并且根據(jù)所確定的相對移動在顯示屏(22)上移動指針(84)，其特征在于所述設(shè)備包括相對于光傳感器(44)在第一位置和第二位置之間可移動的透鏡(76)，其中，在第一位置處，透鏡(76)位于光傳感器(44)的視線上，而在第二位置處，透鏡(76)不位于光傳感器(44)的視線上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備包括與處理器可操作地相連的傳感器(91)，用于確定透鏡(76)是位于第一位置還是位于第二位置。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備還包括與處理器(38)相關(guān)聯(lián)的攝像機(jī)模塊(114)，用于在顯示屏(22)上顯示所捕獲的圖像，可選擇性地操作攝像機(jī)模塊(114)和導(dǎo)航模塊(112)，以便在設(shè)備的攝像機(jī)模式下，在顯示屏(22)上顯示所捕獲的圖像，以及在導(dǎo)航模式下，根據(jù)所捕獲的圖像在屏幕上移動指針(84)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的設(shè)備，其特征在于響應(yīng)傳感器(91)檢測到透鏡(76)處于第一位置，選擇導(dǎo)航模式，而響應(yīng)傳感器(91)檢測到透鏡(76)處于第二位置，選擇攝像機(jī)模式。
19.根據(jù)權(quán)利要求15到18任一個所述的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備包括位于主體的正面?zhèn)鹊挠脩艚涌诎存I(90，92)，用于將輸入信號提供給處理器，所述攝像機(jī)(44)固定到主體(70)上，以便捕獲位于主體的背面?zhèn)?72)之后的圖像。
20.根據(jù)權(quán)利要求15到19任一個所述的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備是手持式無線通信設(shè)備，包括與處理器相連的通信子系統(tǒng)(11)，用于與無線網(wǎng)絡(luò)(50)和與處理器(38)交換信號。
21.一種移動設(shè)備，包括主體(70)；容納在主體(70)內(nèi)的處理器(38)和相關(guān)存儲器；響應(yīng)來自處理器(38)的信號并容納在主體(70)內(nèi)的顯示屏(22)；以及固定到主體(70)上的光傳感器(44)，用于捕獲連續(xù)圖像，并且向處理器(38)提供表示所捕獲圖像的圖像信號；與處理器(38)相關(guān)聯(lián)的攝像機(jī)模塊(114)，用于在顯示屏(22)上顯示所捕獲的圖像；以及與處理器(38)相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)航模塊(112)，用于接收圖像信號，并且根據(jù)所述圖像信號來確定在主體和參考表面(96)之間的相對移動，并且根據(jù)所確定的相對移動在顯示屏(22)上移動指針(84)，其特征在于所述設(shè)備包括與處理器(38)相關(guān)聯(lián)的選擇模式模塊(110)，用于在攝像機(jī)模式和導(dǎo)航模式之間進(jìn)行選擇，其中，所述攝像機(jī)模塊在所述導(dǎo)航模式下激活，而所述導(dǎo)航模塊在所述導(dǎo)航模式下激活。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備還包括相對于光傳感器(44)在第一位置和第二位置之間可移動的透鏡(76)，其中，在第一位置處，透鏡(76)位于光傳感器(44)的視線上，而在第二位置處，透鏡(76)不位于光傳感器(44)的視線，并且所述選擇模式模塊(110)根據(jù)所述透鏡(76)的位置，在所述攝像機(jī)模式和所述導(dǎo)航模式之間進(jìn)行選擇。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備包括與處理器可操作地相連的傳感器(91)，用于確定透鏡(76)是處于第一位置處還是處于第二位置處，并且所述選擇模式模塊(110)對所述傳感器(91)進(jìn)行響應(yīng)。
24.根據(jù)權(quán)利要求21所述的設(shè)備，其特征在于所述選擇模式模塊(110)接收所述所捕獲圖像，并根據(jù)所述捕獲的圖像來確定所述光傳感器(44)是否位于離參考表面(96)的閾值距離之內(nèi)，并且所述選擇模式模塊(110)根據(jù)所述確定來自動在所述導(dǎo)航模式和所述攝像機(jī)模式之間進(jìn)行選擇。
25.根據(jù)權(quán)利要求21到24任一個所述的設(shè)備，其特征在于所述設(shè)備是手持式無線通信設(shè)備，包括與處理器相連的通信子系統(tǒng)(11)，用于與無線網(wǎng)絡(luò)(50)和與處理器(38)交換信號。
26.一種用于具有顯示屏(22)的移動計(jì)算設(shè)備(10)屏幕上的導(dǎo)航方法，所述方法包括步驟(a)固定攝像機(jī)(44)，以和顯示屏(22)一起移動；(b)在顯示屏(22)上顯示屏幕上的指針(84)；以及(c)通過攝像機(jī)(44)來捕獲參考表面(96)的連續(xù)圖像；其特征在于所述方法包括步驟(d)自動在導(dǎo)航模式和攝像機(jī)模式之間進(jìn)行選擇；(e)在所述導(dǎo)航模式下，比較連續(xù)圖像，以確定攝像機(jī)(44)和參考表面(96)之間的相對移動；以及(f)在所述導(dǎo)航模式下，根據(jù)所確定的移動，在顯示屏(22)上移動屏幕上的指針(84)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，所述自動選擇的步驟包括確定透鏡(76)是否相對于攝像機(jī)(44)在第一位置和第二位置之間可移動，其中，在第一位置處，透鏡(76)位于攝像機(jī)(44)的視線上，而在第二位置處，透鏡(76)不位于攝像機(jī)(44)的視線上。
28.根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于確定所述透鏡(76)的位置的步驟包括從近程傳感器(91)中接收信號。
29.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于所述自動選擇的步驟包括根據(jù)所述捕獲的圖像，確定所述攝像機(jī)(44)是否位于離參考表面(96)的閾值距離內(nèi)，并且根據(jù)所述確定在所述導(dǎo)航模式和所述攝像機(jī)模式之間自動進(jìn)行選擇。
30.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其特征在于所述方法還包括以下步驟在所述攝像機(jī)模式下，通過攝像機(jī)(44)捕獲至少一個圖像，并且顯示在顯示屏(22)上的至少一個所捕獲圖像的表示。
全文摘要
一種移動計(jì)算設(shè)備，包括主體；容納在主體內(nèi)的處理器和相關(guān)存儲器；響應(yīng)來自處理器的信號并容納在主體內(nèi)的顯示屏；固定到主體上的光傳感器，用于捕獲連續(xù)圖像并且將表示捕獲圖像的圖像信號提供給處理器；以及與處理器相關(guān)聯(lián)的導(dǎo)航模塊，用于根據(jù)圖像信號來確定主體和參考表面之間的相對移動，并且根據(jù)所確定的相對移動在顯示屏上移動指針。
文檔編號G06F1/16GK1581052SQ200410056219
公開日2005年2月16日 申請日期2004年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月5日
發(fā)明者斯卡林·阿列克謝 申請人:捷訊研究有限公司