控制一个对象的控制设备和方法

专利名称：控制一个对象的控制设备和方法
技术领域：
本发明涉及一种具有适于移动，最好是手动移动的图象记录装置的控制设备，用于根据图象记录装置的移动控制一个对象。本发明也涉及一种控制一个对象的方法。
今天，个人计算机通常装备一种控制设备，一个所谓的计算机鼠标，它被用于定位在计算机屏幕上的光标。该定位通过用户使鼠标移过一个表面来进行。手的移动指示鼠标应该如何定位。近来，最常用的鼠标在它的下表面具有一个球，它在鼠标移过上述表面时由于反向摩擦而旋转并用这种关系，驱动又产生定位信号的位置传感器。通常，鼠标也可以通过用户击一个或多个按钮用于提供指令给计算机。
光学的计算机鼠标也是已知的。JP09190277表示了具有一个用于X轴的CCD线性传感器和一个用于Y轴的CCD线性传感器的一个光学鼠标。借助于在某一时刻CCD线性传感器记录的数据与随后时刻记录的数据相比较，由此鼠标在X方向和在Y方向的移动可以被确定。
鼠标由此被用于控制一个虚拟的对象。然而，还有其它其结构类似于鼠标的结构的控制设备但被用于控制对象。
此外，控制设备用于控制二维控制对象，即一个平面，或三维控制对象，即一个空间。
WO98/11528描述了装有三维信息的计算机的控制设备。该设备以被放在相互垂直方向并能测量在一至三个方向上的加速值或倾斜角的三个加速传感器为基础。该设备，例如，可以被放在使用者的头上或可以手持。
用于输入三维信息给计算机的计算机鼠标在美国专利5,506,605中被叙述。这种计算机鼠标被手持以及在空间中被自由地保持。此外，它可以包括，用于测量由合适的电子装置连续翻译，转换成数字格式，并输入到计算机的各种物理参数的传感器。鼠标在空间中的位置由位置传感器确定，它以光，加速度，陀螺仪等为基础。在所述的实施例中，采用一个超声传感器和一个磁性传感器构成。在输入的基础上，计算机能以振动的方式连续产生触觉反馈，例如，提供给使用者关于鼠标的位置相对于它所希望的位置的信息。
本发明的目的是要提供一种改进的控制设备和控制适于二维和三维控制的实际对象以及虚拟对象的一种改进方法。
这个目的通过以下控制设备和方法来实现一种控制设备，具有适于移动，最好是手动移动的图像记录装置，用于根据图像记录装置的移动控制一个对象，其特征在于控制设备适合于在该图像记录装置被移动时记录带有部分重叠内容的一组图像，该图像的部分重叠内容能够确定图像记录装置如何被移动。
一种控制设备，具有适于被旋转，最好是手动旋转的图像记录装置，用于根据所述图像记录装置的旋转控制一个对象，其特征在于所述的控制设备适于在所述图像记录装置被旋转时记录带有部分重叠内容的一组图像，所述图像的部分重叠内容能确定所述图像记录装置是如何旋转的。
一种控制一个对象的方法，包括如下步骤移动控制设备；借助所述控制设备在该控制设备移动期间记录一组带有重叠内容的图像，及借助于重叠图像的内容，确定所述控制设备的移动。
因此，根据本发明的第一个方面，本发明涉及具有图像记录装置的控制设备，它适于由使用者移动，最好是手动移动，根据图像记录装置的移动用于控制一个可能是实际的或虚拟的对象。该图像记录装置适于在它们被移动时记录带有部分重叠内容的一组图像，部分重叠的内容使得能够确定图像记录装置如何移动。
本发明因此是以利用图像确定一个单元怎样移动的想法为基础。这个技术可以被用于二维以及三维控制。这是有优点的，因为它需要很少的传感器并且没有移动部件。整个移动信息包含于图像的重叠内容。因为设备记录了周围的图像，一个“绝对”位置指示被获得，使它能在图像记录装置处于一个特殊位置时，例如在利用根据测量加速度的控制设备不能检测时，能够检测。此外，对于移动、旋转也能检测并被用于控制一个对象。
在一个实施例中，控制设备被设计为在一个平面内控制一个对象。在这种情况下，重叠的图像使得不仅图像记录装置的移动而且它们在平面内的转动也能确定，这例如在使用带有一个球的传统的鼠标时是不可能的。此外，控制设备有益之处是适于控制平面内对象的角度位置。当设备被设计为平面控制时，图像记录装置有益之处是装有具有二维传感器表面的光感应传感器，一个用于记录图像的所谓区域(area)传感器。在这篇上下文中，二维传感器表面实际上是指传感器表面必须能使带有象素(pixels)矩阵的表面成象。CCD传感器和CMOS传感器就是合适的传感器。单个的传感器由此足以在一个平面进行控制。
在另一个实施例中，设备被设计为在空间控制一个对象。也是在这种情况下，控制设备有利地适于控制对象的角度位置，其中控制能围绕着三个轴发生。在一个经济的实施例中，对于设备具有两个每个具有一个二维传感器表面的光感应传感器用于在二个不同的方向记录所述的图像就可能是足够的。
然而，为了在空间中更精确的控制，图像记录装置最好包括三个用于记录图像在三个最好是垂直方向上的传感器更合适。这能够确定沿三个相互垂直轴的平移以及借助于相对简单计算确定围绕这些轴的旋转。
相适应地，控制设备具有用于为控制对象提供控制信号的图像处理装置。该图像处理装置与图像记录装置一样处于同一物理外壳中，从这个物理外壳输出的信号由此构成用于控制要被控制的对象的控制信号。然而，该图像处理装置也可以处于另一个物理外壳中，例如在其光标构成要控制的对象的计算机内，或者在又控制，或者构成借助于控制设备控制的实际对象的部件的计算机内，从图像处理装置输出的信号构成用于控制该对象的控制信号。在这篇上下文中，应该注意到，从图像处理装置输出的控制信号在它们直接用于对象的控制以前可能需要进一步的处理。图像处理装置借助于处理器和软件被有利地执行，而且也完全可以借助于硬件被执行。
图像处理装置相应地适于根据用于提供所述的控制信号的部分重叠内容确定图像的相对位置。如果控制设备被用于三维控制，这就适合于对于所有的传感器并行地进行。移动的距离和方向，以及现在的位置，可以在图像的相对位置的基础上被确定。
最好，控制设备具有一个校准模式，其中图像记录装置以其能使图像处理装置让图像的相对位置与图像记录装置的实际移动相联系的方式被移动。作为一种选择，控制设备可以装有借助于传感器测量到成象表面距离的测距仪，当然它将更加昂贵。
图像处理装置相应地适于在从图像的相对位置获得的至少一个矢量的基础上产生所述的控制信号。
此外，或可供选择地，图像处理装置可适于在从图像的相对位置获得的至少一个旋转指示的基础上产生所述的控制信号。控制信号由此可以被用于控制对象的旋转及它的移动，它与传统的机械计算机鼠标相比是一个优点。
在控制设备用于三维控制的情况下，图像处理装置可以从所有的传感器根据图像的相对位置合成信息以便产生一个移动矢量和一个旋转矢量。用这种方式，图像记录装置的位置可以明确地被确定。换句话说，控制设备能进行通过用手移动图像记录装置时完成的移动的数字转换，以便能使计算机在这个移动的基础上控制一个对象。
在一个实施例中，图像处理装置可适于根据图像记录装置被移动的速度产生所述的控制信号，该速度由图像的相对位置和图像记录频率确定。
相适应地，控制信号的接收器应该知道该控制信号是控制信号，以便了解信号如何被连续处理。接着，图像处理装置最好适于以这样一种方式输出所述的控制信号，即接收器能识别想要控制一个对象的控制信号。这例如可以通过利用预定的协议被实现。
使用一个基于图像控制装置的优点是能够确定何时图像记录装置在预定的位置上，因为这个位置借助于一个或几个图像可以被限定下来。例如，当图像记录装置已转到它们的初始位置时，能够检测到。为此，图像处理装置适于储存至少一幅参考图像并将连续记录的图像与这个图像相比较，以便在基本上完全重叠的情况下产生一个信号。例如，使用者可以通过在这个部分上击控制设备将某一位置规定为参考位置。
如果图像记录装置和图像处理装置处于不同的物理外壳中时，图像记录装置可以有利地包括用于将图像从图像记录装置无线传输到图像处理装置的一个发射器。此外，如果图象记录和图像处理装置处于同样的物理外壳中，只要图像处理装置包括用于控制信号无线输出的一个发射机，比如其光标要被控制的一台计算机，它可能也是个优点。在两种情况下，控制设备很容易使用，因为信息传递不需要皮线。例如，一个使用者可能具有一个个人图像记录装置或控制设备并借助不同的计算机或控制信号的接收机使用它。发射机可以是一个IR发射机比如使用所谓的蓝牙标准的无线电发射机，或者适合于在相互较近设置的二个单元之间传递无线信息的一些其它发射机。
在一个最佳实施例中，控制设备是一个计算机鼠标，即，能被连接到计算机并被用于设定一维、二维或多维光标位置的一种设备。
控制设备可以被用在第一绝对模式或第二相对模式中。在绝对模式中，控制对象的移动是与图像记录装置的移动成比例的。换句话说，对象以对应于图像记录装置的移动的方式移动，而不管它们放在哪儿。然而，在相对模式中，控制设备被配置，以便在图像记录装置和预定的坐标原点之间的距离增加时控制对象的速度和加速度增加。用这种方式，通过保持图像记录装置离预定的原点更远，可能获得对象的更快的移动，而在同时，精密的控制可以通过保持图像记录装置靠近原点而获得。
根据本发明的第二方面，它涉及一种具有适于被旋转，最好是手动旋转的图像记录装置的控制设备，用于根据图像记录装置的旋转控制对象。该控制设备适于在图像记录装置被旋转时记录带有部分重叠内容的一组图像，图像的部分重叠内容能确定图像记录装置是如何被旋转的。
这个控制设备所依据的和上文所述的控制设备是同样的想法，但取代根据图像记录装置的移动控制对象的是它根据旋转而被控制。例如这个控制设备可以是一个跟踪球。上面讨论的实施例基本上也可应用于旋转控制设备，并可获得同样的优点。
根据本发明的第三方面，它涉及一种控制一个对象的方法，包括如下步骤移动控制设备；借助于控制设备在控制设备移动期间记录一组带有重叠内容的图像；并借助于重叠图像的内容确定控制设备的移动。关于上文提到的设备与所述的相同的优点被获得。
本发明将在下文通过用参照


实施例的方式被详细叙述，其中图1根据本发明示意地表示控制设备的一个实施例；图2是根据本发明，控制设备一个实施例的电子电路部分的框图；图3示意地表示根据本发明的一个控制设备第二实施例；图4是说明用于二维控制的一个控制设备操作的流程说明；图5示意地表示一个“打开的盒子”其中在图3中的控制设备可以被使用；图6示意地表示根据本发明的控制设备的移动在带有轴ex,ey和ez的一个正交坐标系中从一个点(x,y,z)到一个点(x+δx,y+δy,z+δz)；图7示意地表示平移标量在控制设备被移动时从各自的传感器被输出(下标表示传感器正产生各自的标量)；以及图8示意地表示在校准模式中控制设备要如何被移动。
根据本发明的控制设备可能基本在两种主要类型的实施例中被提供。根据本发明控制设备第一种实施例将在下文被叙述，该实施例要被用作二维鼠标。接着，控制设备的第二个实施例将被叙述，该实施例要被用作三维鼠标。最后，二维和三维鼠标的操作将被叙述。在所述的两个实施例中，图像记录装置和图像处理装置处于相同的物理外壳中，由此控制信号被输出。如上文所提到的，图像处理装置也可能被装在分隔的物理外壳中。对于熟练的技术人员要进行这样的修改是很简单的。
在图1中表示的控制设备的第一实施例中，它包括具有和常用的强光笔大约同样形状的一个外壳1。外壳的一个短边具有一个窗2，通过它图像被读入设备。窗2在外壳内略微地凹入壳内以不损坏下面的表面。
外壳1基本包括一个光学部件3，一个电子电路部件4，和一个电源部件5。
光学部件3包括一个发光二极管6，一个透镜系统7，和光感应传感器8的形式的图像记录装置，它构成了与电子电路部件4的接口。
发光二极管6的任务是要照亮现在正位于窗的下面的一个表面，在这种情况下在这里控制设备对着表面或由此很接近地被直接保持。一个漫射器9被安装在发光二极管6的前面用于漫射光线。
透镜系统7的任务是尽可能准确地投射放在窗2下的表面的图像到光感应传感器8上。
在这个例子中，光感应传感器8包括一个二维，带有内装A/D转换器的方形CCD单元(CCD=充电耦合装置(charge couple device))。这样的传感器是可以商用的。该传感器8以一个小角度对着窗2被装在它自己的电路板11上。
对控制设备的电源供应由电池12获得，它被装在外壳内的隔离仓13内。
在图2框图中示意地表示了电子电路部件4。它被设置在电路板上并包括一个处理器20，它借助总线21被连接到其中处理器的程序被储存的ROM22，连接到构成处理器的工作存储器并且来自传感器的图像被储存其中的读/写存储器23，连接到控制逻辑单元24，以及传感器8和发光二极管6。处理器20，总线21，存储器22和23，控制逻辑单元24，以及相关的软件一起构成图像处理装置。
控制逻辑单元24又被连接到一些外围的单元，包括用于传送/来自一台外部计算机的信息的一个无线电收发信机26，借助其使用者可以控制图像记录装置并也可用作传统鼠标掣子按钮的按钮27，以及指示鼠标何时准备使用的指示器29，如一个发光二极管。送到存储器、传感器和外围单元的控制信号在控制逻辑单元24内产生。控制逻辑也控制中断信号的发生和优先次序给处理器。按钮27、无线电收发信机26和发光二极管6通过处理器在控制逻辑单元24中的寄存器内写和读被存取。按钮27在它们被启动时产生中断信号给处理器20。
图3表示根据本发明控制设备的第二实施例。类似于第一实施例，这个实施例包括一个笔形外壳31。除了在外壳的一个短边上的窗32以外，该设备还具有两个附加窗32’和32”。窗32，32’，32”中的每个稍微凹入壳内以免在它使用时或闲置时控制设备碰撞到某一个表面造成损坏或划伤。
如在上面的情况下，外壳1基本包含一个光学部分33，一个电子电路部分34和一个电源部分5。
光学部分33包括带有三个透镜系统的一个透镜盒(未表示)和带有三个光感应传感器一组传感器(未表示)，它们构成到电子电路部件34的接口分别用于窗32，32’，32”。在这个实施例中没有发光二极管。控制设备要被保持在距要被成象的表面一定的距离，并且在多数情况下，周围的光线足以让图像被记录。
透镜系统的任务是尽可能准确地投射窗32,32’,32”被引导在其上的表面图像到光感应传感器。
如在上面的实施例中，光感应传感器包括带有内装A/D转换器的二维平面CCD单元。每个传感器被装在它自己的电路板上。
也在这个实施例中，对控制设备的电源供应由一个电池获得，它被装在外壳内隔离的舱室内。
在这个第二实施例中，电子电路部分的设计基本上按照第一实施例与上文所述相同。电子电路部分由所有的三个传感器所共享。设备用作二维鼠标的应用根据第一实施例的设备可以被用作用于输入移动信息的鼠标，借助于它一个光标可以在计算机屏幕上被控制。
使用者在图案表面，例如，一个鼠标垫板上引导控制设备的窗2。他按动按钮27中的一个按钮以启动图像记录装置，于是处理器20命令发光二极管6开始以一个预定的频率，合适地至少为50Hz，产生选通脉冲。随后，使用者如用传统的鼠标的同样的方式将控制设备移过表面，于是带有部分重叠内容的图像由传感器所记录并储存在读/写存储器23中。图像作为图像，即借助于一组象素，被储存，每个画面具有从白到黑范围内的灰度值。
图4中的流程图表示了二维鼠标更详细的操作。在步骤400中，一个开始图像被记录。在步骤401中，下一幅图像被记录。这幅图像的内容与前一幅图像的内容部分重叠。
一旦一幅图像在步骤401中被记录，确定它如何重叠前一幅图像的过程开始，步骤402，即其中相对位置的最好比较在图像的内容之间被获得。这个确定通过相互垂直和水平平移图像及通过相互旋转图像被进行。为此，在图像之间每个可能的重叠位置在象素级上被检验，并且一个重叠测量被确定如下1)对于每个重叠象素的位置，如果二个相关象素不是白的，二者的灰度值被加起来。其中没有一个象素是白的这样一个象素位置被指定为一个加位置。
2)对于所有加位置的灰度和被加起来。
3)每个象素位置的相邻位置被检验。如果一个重叠象素位置不是加位置的相邻位置并且是由白色的象素和一个不是白色的象素位置所组成，则非白色象素的灰度值被乘以一个常数从第2)条的和中减去。
4)提供如上面所表示的最高重叠测量的重叠位置被选择。
我们的瑞典专利申请号9704924-1和对应的美国申请No.024641叙述了一种比较图像的替换方法，以便找到最好的重叠位置。这些申请的内容由此被结合起来。
一旦现在的图像和前面的图像之间最佳重叠位置被确定，前面的图像被放弃，于是现在的图像相对于下一个记录的图像变成了前面的图像。
通过确定两个图像的相对位置，表示图像记录装置在二个图像的记录之间已经移动了多远和方向的一个移动矢量被获得。如果鼠标也已在二个图像之间旋转，这个旋转的测量也被获得。随后，包括移动矢量和旋转测量的一个控制信号通过无线电收发信机26被发射，步骤403，到对其来说控制设备作为一个鼠标正在操作的计算机。计算机利用移动矢量和旋转的测量来确定光标在它的屏幕上的位置。接着，回到步骤401。为了加快速度，各步骤部分地并行进行，即通过在现在的图像和前面的图像正被放在一起时开始下一幅图像的记录。
当鼠标被启动时，按钮27可以被用作单击按钮用于输入指令给计算机。设备用作三维鼠标的应用根据第二实施例的设备可以被用作一个鼠标用于输入移动信息，借助于此，一个光标可以在计算机屏幕上被三维控制，即在一个空间内控制。
如上所述，三维鼠标包括具有二维光感应传感器表面的三个传感器32,32’,32”。传感器的主轴在正交坐标系中沿X-,Y-和Z轴取向并具有n×n象素的二维空间分辨率和每秒m幅图像的时间分辩率。每个透镜系统提供一个带有v弧度视角的视野用于相关的传感器表面。
当设备在使用时，鼠标的移动在根据图5的一个“打开的盒子”50中进行，它由彼此之间呈直角方向的至少二个侧壁51和52及底面53所限定。也可能鼠标被自由保持在空间中，但这需要比下面将要叙述的复杂的计算方法。
当设备在使用时，确定图像相对位置的上述方法被用于每个传感器。因此，在这种情况下的操作也可以借助于图4中的流程图被叙述，但取代记录单个图像的，是一组由三个图像组成的图像被同时记录。一个移动矢量和一个旋转矢量由此借助于由每个光感应传感器记录的图像所产生，该矢量描述了由在二个连续图像的记录之间的鼠标所进行的移动。这些矢量随后被包含在控制信号中被发射到借助鼠标要被控制的对象。
此外，要能成功的利用鼠标，需要这样的光照条件，即光感应传感器能够记录足够高质量的图像以让它们进行上文所述的处理。
为了进一步便于读者理解鼠标移动能如何控制对象，进行确定鼠标移动的计算说明现在将通过举例的方式和参照图6被提供。在下面的计算中，假设图像比较算法是一种简单类型，即对于每个传感器仅计算在二个图像之间在二个相互垂直的方向上的平移。假定鼠标位于位置(x,y,z)并且它具有一个可借助于正交旋转矩阵R说明的旋转。由此鼠标的X轴指向R.ex方向，y轴指向R.ey方向，z轴指向R.ez方向。也假定在二个图像的记录之间，鼠标依据(x,y,z)→(x+δx,y+δy,z+δz)R→R·δR进行平移运动和/或旋转运动。在鼠标的局部坐标系中，平移矢量可以如图7所示的被限定。第一传感器记录在x和y方向的移动，第二传感器记录在y和z方向的移动而第三传感器记录在x和z方向的移动。接着，对于任何三个一组的连续图像，平移标量(x1,y1,y2,z2,x3,z3)描述了鼠标的检测移动。平移标量由来自图像比较算法用于每个传感器的输出组成。
为了计算鼠标的旋转，平移标量的旋转的效果被计算。假定鼠标转过了一个角度α，它很小使得sinα≈α。为了清楚起见，假设旋转围绕z轴进行了αz弧度。这个旋转结果为标量 在这里n是沿传感器一侧象素的数量而γ是用弧度表示的传感器表面的视角。因此，下列内容应用于所有的轴
通过了解从图像比较算法输出的信号的平移标量值沿一侧传感器表面的象素数量n和传感器的视角γ，有可能计算对于鼠标绕x、y和z轴旋转的旋转矢量(αx,αy,αz)。
此外，为了计算平移运动，必须知道从每个传感器到周围几何形状的作用距离(functional distance)。该作用距离是使从图像比较算法的输出与平移运动相关联的一个常数。该作用距离借助于将在下文叙述的校准来确定。在特殊情况下，鼠标在如上文所述的在一个“打开的盒子”50的内部移动，作用距离对应于从鼠标的中部到盒子50的各个壁51,52和53的几何距离。
为了清楚起见，沿x轴平移的距离δx被检查。因此，根据标量x1和x3平移的作用将分别为x1=n2d1tanv2δx]]>和x3=n2d3tanv2δx]]>这里d1和d3是从鼠标到关于(x1,y1)和(x3,z3)的投射表面的作用距离。如果要概括所有轴，下列式子被获得
通过了解如从图像比较算法的输出信号获得的平移标量值沿一侧传感器表面的像点数量n，传感器的视野γ和到投射表面的作用距离d1-d3,由此有可能计算对于鼠标沿x、y和z轴平移的平移矢量(δx、δy、δz)。
总之在图像比较中获得的平移标量(x1,y1,y2,z2,x3,z3)取决于鼠标的旋转及平移。了解上面所述的这些和其它的参数，平移矢量(δx、δy、δz)和旋转矢量(αx、αy、αz)可以通过解答下列等式系统被获得，它可以被解答。这些矢量包含于被发射到借助于鼠标控制对象的控制信号，该信号表示了对象的新位置。 校准，即作用距离d1,d2和d3的计算可以通过沿打开的盒边移动鼠标来进行。鼠标根据图8所示的A-B-C顺序沿x,y，和z轴移动。每个移动得出二个等式，它们一起给出下列的等式系统 这个严密的(overdefine)等式系统包含了所有需要计算作用距离d1,d2和d3值的信息。
此外，借助于这个实施例的鼠标，使用者可以选择在某一个时间将传感器现在正在记录的图像储存于一个存储器内。接着，每组记录的图像与储存的那组图像相比较并在存在完全重叠时，对使用者产生一个信号。这样能进行对象的精确控制，因为使用者可以发现回到鼠标在前面情况下所处的确定位置的方法。自然，同样原理可以被用在对象的二维控制。
在鼠标的另一个应用中，只有旋转运动被检测。在这种情况下，不需要校准并且足以解答上面提到的与涉及旋转的讨论有关的等式。在这个应用中，鼠标可以被装在比如头盔或者由使用者穿戴的类似物品上并且它比如被用在各种类型的虚拟现实应用中。
权利要求
1．一种控制设备，具有适于移动，最好是手动移动的图像记录装置，用于根据图像记录装置的移动控制一个对象，其特征在于控制设备适合于在该图像记录装置被移动时记录带有部分重叠内容的一组图像，该图像的部分重叠内容能够确定图像记录装置如何被移动。
2．如权利要求1所述的控制设备，其中所述的控制设备适于在平面内控制所述的对象。
3．如权利要求2所述的控制设备，其中控制设备适于在所述的平面内控制所述对象的角度位置。
4．如权利要求2或3所述的控制设备，进一步包括具有用于记录图像的一个二维传感器表面的一个光感应传感器装置(8)。
5．如权利要求1所述的控制设备，其中所述的控制设备被设计为在空间中控制所述对象。
6．如权利要求5所述的控制设备，其中所述的控制设备适于在所述的空间内控制所述对象的角度位置。
7．如权利要求5或6所述的控制设备，进一步包括具有用于在二个不同方向上记录所述图像的一个二维传感器表面的至少二个二维光感应传感器装置(8)。
8．如权利要求5或6所述的控制设备，进一步包括具有用于在三个线性独立的方向上记录所述图像的一个二维传感器表面的三个光感应传感器装置(8)。
9．如权利要求1-8中任何一项所述的控制设备，进一步包括用于为控制所述的对象提供控制信号的图像处理装置(20-24)。
10．如权利要求9所述的控制设备，其中所述图像处理装置(20-24)适于借助部分重叠内容确定图像的相对位置，用于提供所述控制信号。
11．如权利要求5-8中任何一项所述的控制设备，进一步包括图像处理装置(20-24)，它适于借助部分重叠内容同时对于所有光感应传感器装置(8)确定图像的相对位置，用于提供所述控制信号。
12．如权利要求11所述的控制设备，所述控制设备此外具有一个校准模式，其中图像记录装置以这样一种方式被移动，即能使图像处理装置(20-24)将图像的相对位置与图像记录装置的实际移动相关联。
13．如权利要求10-12中任何一项所述的控制设备，其中所述的图像处理装置(20-24)适于在从图像的相对位置获得的至少一个移动矢量的基础上产生所述的控制信号。
14．如权利要求10-13中任何一项所述的控制设备，其中所述的图像处理装置(20-24)适于在从图像的相对位置获得的至少一个旋转指示的基础上产生所述的控制信号。
15．如权利要求10-14中任何一项所述的控制设备，其中所述的图像处理装置(20-24)适于在图像记录装置以其移动的速度的基础上产生所述的控制信号，所述的速度由所述图像的相对位置确定。
16．如权利要求9-15中任何一项所述的控制设备，其中所述的图像处理装置(20-24)适于以这样的方式输出所述的控制信号，即使一个接收器去识别想要控制一个对象的控制信号。
17．如权利要求9-16中任何一项所述的控制设备，其中所述图像处理装置(20-24)此外还适于储存至少一幅参考图像并将随后记录的图像与该图像相比较，以便在基本上完全重叠的情况下产生一个信号。
18．如权利要求9-17中任何一项所述的控制设备，其中所述图像处理装置(20-24)包括一个用于控制信号无线输出的发射器(26)。
19．如权利要求9-18中任何一项所述的控制设备，其中所述图像记录装置包括一个将图像无线传输到所述图像处理装置(20-24)的发射器(26)。
20．如前面的权利要求中任何一项所述的控制设备，其中所述的控制设备是一个鼠标。
21．如前面的权利要求中任何一项所述的控制设备，其中所述的设备具有一个第一操作模式，其中该控制设备适于控制所述的对象以使得它的移动与所述图像记录装置的移动成比例。
22．如前面的权利要求中任何一项所述的控制设备，其中所述的设备具有一个第二操作模式，其中该控制设备适于控制所述对象以便它的移动速度与在所述图像记录装置和一个预定原点之间的距离成比例。
23．一种控制设备，具有适于被旋转，最好是手动旋转的图像记录装置，用于根据所述图像记录装置的旋转控制一个对象，其特征在于所述的控制设备适于在所述图像记录装置被旋转时记录带有部分重叠内容的一组图像，所述图像的部分重叠内容能确定所述图像记录装置是如何旋转的。
24．一种控制一个对象的方法，包括如下步骤-移动控制设备；-借助所述控制设备在该控制设备移动期间记录一组带有重叠内容的图像，及-借助于重叠图像的内容，确定所述控制设备的移动。
25．如权利要求24所述的控制一个对象的方法，进一步包括下列步骤-借助部分重叠内容确定所述图像的相对位置，用于为控制对象提供控制信号。
全文摘要
一种控制设备,例如一个计算机鼠标,具有适于被移动,最好是手动移动的图像记录装置,用于根据图像记录装置的移动控制一个对象,例如在计算机屏幕上的一个光标。该控制设备适于在图像记录装置被移动时记录带有部分重叠内容的一组图像,该图像的部分重叠内容能使图像处理装置产生指示图像记录装置如何被移动的控制信号。以图像记录装置的旋转为基础的一种控制方法和控制设备也被表示。
文档编号G06F3/0354GK1303494SQ9980667
公开日2001年7月11日 申请日期1999年4月30日 优先权日1998年4月30日
发明者克里斯特·法雷尤斯, 奥拉·雨果森, 彼得·埃里森 申请人:C技术公司