專利名稱：一種具有三維對象的手持電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種手持電子裝置，尤其是ー種具有三維對象的手持電子裝置。
背景技術(shù)：
當(dāng)今，諸如移動電話、平板電腦、掌上游戲機等手持電子裝置幾乎都設(shè)有可以顯示各種文本、圖形的顯示屏，并提供一定的圖形用戶界面或圖形對象，用戶可以通過各種操控裝置對這些圖形對象進行操控，由此達到與手持電子裝置交互的目的。這些圖形對象的操控過程，往往被設(shè)計為具有一定的仿真性，仿真性可以定義為模仿真實物體對圖形對象進行操控的性質(zhì)，例如，用戶用手指在顯示屏所顯示的圖片對象上滑動，可以使得圖片對象如真實的紙片ー樣被拖動，因此，依據(jù)這種仿真性，用戶可以按照日常生活習(xí)慣對這些圖形對象進行操控，不僅容易上手，而且可以獲得流暢自然的操控體驗。隨著技術(shù)的發(fā)展，手持電子裝置的圖形處理能力越來越強，其圖形對象也逐漸由ニ維對象發(fā)展為三維對象，如圖I所示，手持電子裝置01的三維對象02除了具有平行于顯示面03 (可認為是顯示屏的表面)的第一、第二維度(分別表示為x、y方向)之外，還具有垂直于顯示面03的第三維度(表示為z方向)。這種三維對象可以投影在普通的2D顯示屏上顯示出來，也可以直接在3D顯示屏上顯示出來，可以通過一定的三維引擎構(gòu)造出來，也可以是通過ニ維動畫表現(xiàn)出來的具有三維效果的圖形。對三維對象的操控，一般可以歸結(jié)在三個維度上使三維對象發(fā)生移動、轉(zhuǎn)動、變形以及對三維對象或其某部分(如ー個面)進行操作，然而，當(dāng)前手持電子裝置所采用的操控裝置一般缺乏對三維對象的操控能力。例如，如圖I所示，手指在顯示屏06上的滑動只能在X、y方向上移動三維對象02，而無法在z方向上移動三維對象02 ;又如，手指在顯示屏06上的滑動只能仿真地作用在三維對象的正面04上，而無法仿真地作用在三維對象02的側(cè)面05上。因此，當(dāng)前手持電子裝置的三維對象操控方法，尚難以達到較高的仿真性。諸如美國專利申請US2010289775A1所公開的光學(xué)手指導(dǎo)航(OFN，OpticalFinger Navigation)類似于計算機所采用的軌跡球,其原理主要為通過一感應(yīng)窗ロ捕捉在其上手指或操控物的影像并進行分析，從而感應(yīng)手指或操控物在窗口上的接觸及滑動，其常常被配置于手持電子裝置的正面作為ー種輔助的操控裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為提供ー種具有三維對象的手持電子裝置，其三維對象的操控方法相比于當(dāng)前技術(shù)具有更高的仿真性。
為了達到上述目的，本發(fā)明采用的具體方案如下
ー種具有三維對象的手持電子裝置，具有正面以及ー個或多個與正面垂直或成一定角度的側(cè)面，顯示屏設(shè)置在正面，其特征為側(cè)面設(shè)置有至少ー個光學(xué)手指導(dǎo)航，光學(xué)手指導(dǎo)航被設(shè)置為可以對三維對象進行操控。將光學(xué)手指導(dǎo)航設(shè)置在手持電子裝置的側(cè)面，可以使得感應(yīng)窗ロ與顯示面垂直或成一定角度，因此允許手指在其上的滑動具有z方向的運動分量，將z方向的運動分量用于控制三維對象在Z方向上的運動，更加直接，更加符合用戶的日常習(xí)慣，因此具有更高的仿真性。另ー方面，當(dāng)三維對象在顯示屏上顯示出來時，光學(xué)手指導(dǎo)航的感應(yīng)窗ロ剛好處于三維對象的側(cè)面，因此可以針對三維對象的相應(yīng)側(cè)面進行各種模擬操控，對三維對象的側(cè)面進行模擬操控，相對針對其正面的操控，更能體現(xiàn)出三維對象的立體性，因此也具有更高的仿真性。
在某些實施例中，所述光學(xué)手指導(dǎo)航所感應(yīng)的手指等操控物在其上滑動的z方向運動分量被設(shè)置為可以對三維對象在z方向上的運動進行一定的操控。在某些實施例中，所述光學(xué)手指導(dǎo)航所感應(yīng)的手指等操控物在其上的滑動被設(shè)置為模擬針對三維對象的側(cè)面進行一定的操控。在某些實施例中，所述光學(xué)手指導(dǎo)航所感應(yīng)的手指等操控物在其上沿著z方向的滑動分量被設(shè)置為以該方向作為切向轉(zhuǎn)動三維對象。在其中一些實施例中，所述三維對象為ー多面體，所述光學(xué)手指導(dǎo)航所感應(yīng)的手指等操控物在其上沿著z方向的滑動分量被設(shè)置為以該方向作為切向轉(zhuǎn)動多面體，并使得多面體的某個面處于顯示面上而被選擇。在其中一些實施例中，多面體的面上設(shè)置有表示程序或文件等計算機對象的圖標(biāo)，用戶可以通過單擊、雙擊、長按等動作來操作這些圖標(biāo)以操作對應(yīng)的計算機對象。在某些實施例中，所述光學(xué)手指導(dǎo)航所感應(yīng)的手指等操控物在其上沿著z方向的滑動分量被設(shè)置為按照該方向移動三維對象。在其中一些實施例中，所述三維對象為在z方向重疊的多個頁面，所述光學(xué)手指導(dǎo)航所感應(yīng)的手指等操控物在其上沿著Z方向的滑動分量被設(shè)置為按照該方向移動并選擇其中某個頁面。在其中一些實施例中，頁面上設(shè)置有表示程序或文件等計算機對象的圖標(biāo)，用戶可以通過單擊、雙擊、長按等動作來操作這些圖標(biāo)以操作對應(yīng)的計算機對象。在某些實施例中，所述三維對象為多個頁面的重疊，所述光學(xué)手指導(dǎo)航所感應(yīng)的手指等操控物在其上沿著z方向的滑動分量被設(shè)置為以該方向作為切向翻動頁面。在某些實施例中，光學(xué)手指導(dǎo)航的感應(yīng)窗ロ與顯示屏垂直。在某些實施例中，手持電子裝置的側(cè)面可以分為上側(cè)面、下側(cè)面、左側(cè)面、右側(cè)面，當(dāng)用戶單手持握手持電子裝置時，拇指可以貼附在左側(cè)面上側(cè)(左手持握的情況)或右側(cè)面上側(cè)(右手持握的情況)上，食指可以貼附在上側(cè)面、或右側(cè)面上側(cè)(左手持握的情況)或左側(cè)面上側(cè)(右手持握的情況)上，中指可以貼附在右側(cè)面上側(cè)(左手持握的情況)或左側(cè)面上側(cè)(右手持握的情況)上。光學(xué)手指導(dǎo)航被設(shè)置在左側(cè)面上側(cè)、右側(cè)面上側(cè)、上側(cè)面的其中ー處、兩處、或三處。因此，當(dāng)用戶單手持握手持電子裝置時，可以方便地利用拇指、食指、中指對三維對象進行操控。在某些實施例中，所述顯示屏為2D顯示屏，在另外ー些實施例中，所述顯示屏為3D顯示屏。


圖I是本發(fā)明中，手持電子裝置顯示三維對象的示意 圖2是本發(fā)明實施例一中，移動電話的外形示意 圖3是本發(fā)明實 施例一中，用戶右手單手持握移動電話時的示意 圖4是本發(fā)明實施例一中，移動電話的主要電路組件示意 圖5是本發(fā)明實施例一中，軟件系統(tǒng)的示意 圖6是本發(fā)明實施例一中，六面體三維對象的示意 圖7a是本發(fā)明實施例一中，拇指通過第一光學(xué)手指導(dǎo)航操控六面體三維對象的示意
圖7b是本發(fā)明實施例一中，食指通過第二光學(xué)手指導(dǎo)航操控六面體三維對象的示意
圖8是本發(fā)明實施例ニ中，頁面組三維對象的示意 圖9是本發(fā)明實施例ニ中，拇指通過第一光學(xué)手指導(dǎo)航操控頁面組三維對象的示意
圖10是本發(fā)明實施例三中，頁面組三維對象的示意 圖11是本發(fā)明實施例三中，拇指通過第一光學(xué)手指導(dǎo)航操控頁面組三維對象的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進ー步的說明。
實施例一
如圖2所示，本發(fā)明的實施例ー為ー款移動電話，移動電話07具有板體的外形，包括正面08、背面09及與正面08垂直的上側(cè)面10、下側(cè)面11、左側(cè)面12、右側(cè)面13。顯示屏14設(shè)置在正面08中部、聽筒15設(shè)置在正面08上側(cè)、話筒16設(shè)置在正面08下側(cè)，右側(cè)面13上側(cè)、上側(cè)面10、左側(cè)面12分別設(shè)有第一、第二、第三光學(xué)手指導(dǎo)航17、18、19，其中第一、第ニ、第三光學(xué)手指導(dǎo)航17、18、19被設(shè)置為可以對三維對象進行操控。圖3為用戶右手單手持握移動電話時的示意圖，當(dāng)用戶右手單手持握移動電話07吋，拇指、食指、中指可以分別貼附在第一、第二、第三光學(xué)手指導(dǎo)航17、18、19上進行方便的操控。圖4為移動電話的主要電路組件示意圖，移動電話07至少包括處理器(CPU) 21、存儲控制器22、外設(shè)接ロ 23、存儲器24、顯示屏14、光學(xué)手指導(dǎo)航17、18、19、電源系統(tǒng)25等組件，這些組件通過一條或多條通信總線或信號線26進行通信。顯示屏14可以是2D顯示屏，但是為了顯示更加逼真的三維對象，作為ー種優(yōu)選方案，所述顯示屏為3D顯示屏,例如采用視差障壁(Parallax Barrier)技術(shù)來實現(xiàn)3D效果的裸眼3D顯示屏。
第一、第二、第三光學(xué)手指導(dǎo)航17、18、19由紅外LED光源、感應(yīng)窗ロ、光學(xué)透鏡組和具有光敏陣列的片上處理/控制芯片(包括片上系統(tǒng)SoC)組成，其工作原理如下當(dāng)手指接觸感應(yīng)窗ロ時，光敏陣列檢測到有目標(biāo)活動，喚醒片上系統(tǒng)(SoC)投入正常工作狀態(tài)，紅外LED發(fā)光，啟動檢測光路，通過光學(xué)透鏡組的折射和聚焦，由光敏陣列得到一幕一幕的圖像數(shù)據(jù)信息；SoC從中抽象出不同的運動矢量MV(Motion Vector),進而根據(jù)運動矢量在時間和空間上 的相關(guān)性，計算出毎次手指移動的平面相對量，形成操控指令，操控指令可以及時地發(fā)送給外設(shè)接ロ 23，并由CPU21及時地處理。光學(xué)手指導(dǎo)航17、18、19形成的操控指令一般包括控制信息和運動信息?？刂菩畔⒅甘臼欠襁\動、點擊、雙擊、拖動等，運動信息即所檢測到的手指等操控物的相對位移量。儲存器24由內(nèi)存、閃存、硬盤等各級儲存設(shè)備構(gòu)成，其用于儲存移動電話07的軟件系統(tǒng)。如圖5所示，移動電話07軟件系統(tǒng)33的底層為操作系統(tǒng)27 (如Android)，在操作系統(tǒng)27上構(gòu)筑有用戶界面系統(tǒng)28，用戶界面系統(tǒng)28用于運算一定的三維圖形用戶界面，該三維圖形用戶界面包含借助一定3D引擎29運算出來的虛擬三維空間以及設(shè)置在三維空間中的各種三維對象30，三維對象30設(shè)置有一定供用戶操控的操控接ロ程序31。在一定的條件下，光學(xué)手指導(dǎo)航17、18、19形成的操控指令32可以通過操作系統(tǒng)調(diào)用三維對象30的操控接ロ程序31，實現(xiàn)對三維對象30的操控。3D引擎29可以形成上述三維圖形用戶界面的3D圖像并在顯示屏14上顯示出來。如圖6所示，三維圖形用戶界面的一個三維對象為六面體34，在六面體34的各個面上設(shè)置有如瀏覽器、地址簿、聯(lián)系人列表、電子郵件、即時消息傳遞、字處理、鍵盤模擬、窗ロ小部件(widget)等多種功能的計算機對象35 (表示為圖標(biāo))，用戶可以將六面體34的某個面36轉(zhuǎn)到顯示面(正面)03上，再進ー步對該面上的計算機對象35進行操作來實現(xiàn)移動電話的操控。手指在第一、第二光學(xué)手指導(dǎo)航上沿著z方向的滑動分量被設(shè)置為以該方向作為切向轉(zhuǎn)動六面體。例如，如圖7a所示，當(dāng)拇指37在第一光學(xué)手指導(dǎo)航17上沿著-Z方向38的滑動時，可以使得六面體35以-Z方向作為側(cè)面42的切向39，繞Y軸40以及方向41進行旋轉(zhuǎn)，又如圖7b所示，當(dāng)食指43在第二光學(xué)手指導(dǎo)航18上沿著-Z方向44滑動時，可以模擬手指在側(cè)面45以切向46使六面體35繞X軸47以及方向48進行旋轉(zhuǎn)，這使得用戶具有從側(cè)面轉(zhuǎn)動物體的感覺，符合用戶在日常生活中對真實物體旋轉(zhuǎn)的習(xí)慣，因此具有較高的仿真性。第三光學(xué)手指導(dǎo)航可以設(shè)置為用來在六面體被選擇的面上通過單擊、雙擊、長按、移動等動作來操控計算機對象的圖標(biāo)，使得三個光學(xué)手指導(dǎo)航相互配合，可以實現(xiàn)對圖形用戶界面的完整操控。除此之外，光學(xué)手指導(dǎo)航對圖形用戶界面的操控，還可以配合諸如觸摸屏、鍵盤等其他輸入裝置來進行。在其他實施例中，手持電子裝置還可以是包括但不限于手持電腦、平板電腦、掌上游戲機、媒體播放器、個人數(shù)字助理(PDA)等裝置，還包括其中兩項或多項的組合。應(yīng)當(dāng)理解，本實施例只是本發(fā)明的ー個實例，在本發(fā)明的其他實施方式中，手持電子裝置還可以比本實施例具有更多或更少的組件，或具有不同的組件配置，這些組件可以用硬件、軟件或軟硬件的組合來實現(xiàn)，包括ー個或多個信號處理和/或?qū)Ｓ眉呻娐?。實施例ニ如圖8所示，在其他方面與實施例一相同的情況下，三維圖形用戶界面的ー個三維對象為ー頁面組49，頁面組49包括多層按z方向上排列的平行于顯示面03的頁面50，頁面50上可以設(shè)置有如瀏覽器、地址簿、聯(lián)系人列表、電子郵件、即時消息傳遞、字處理、鍵盤模擬、窗ロ小部件(widget)等多種功能的計算機對象(表示為圖標(biāo))51,用戶可以在z方向移動整個頁面組49,使得顯示面03與頁面組49的某個頁面52最接近,最接近顯示面03的頁面52將可以在顯示屏上顯示出來，并且處于被選擇狀態(tài)，使得用戶可以進ー步對該頁面上的計算機對象進行操作來實現(xiàn)移動電話的操控。拇指37在第一光學(xué)手指導(dǎo)航17上沿著z方向的滑動分量被設(shè)置為以該方向移動頁面組49。例如，如圖9所示，當(dāng)拇指37在第一光學(xué)手指導(dǎo)航17上沿著z方向38滑動時，可以使得頁面組49整體沿著z方向53移動按照手指的滑動方向38移動，這屬于ー種將z方向的運動分量用于控制三維對象在z方向上的運動的方法，更加直接，更加符合用戶的日常習(xí)慣，因此具有較高的仿真性。上述頁面組存在于三維空間內(nèi)，但是由于顯示屏的局限性，一般只能顯示出ー個頁面，因此還可以通過在頁面的轉(zhuǎn)換過程中加入一定的透視動畫效果，以加強頁面組立體性的表現(xiàn)。實施例三
如圖10所示，在其他方面與實施例二相同的情況下，實施例三與實施例ニ的區(qū)別在于，實施例三的頁面組54的頁面55以模仿裝訂書本的方式疊合在一起，用戶可以模擬翻書的形式翻動頁面55，當(dāng)翻開至某個頁面時，該頁面上的內(nèi)容在顯示屏上顯示出來，并且處于被選擇狀態(tài)，使得用戶可以進ー步對該頁面上的計算機對象56進行操作來實現(xiàn)移動電話的操控。拇指在第一光學(xué)手指導(dǎo)航上沿著z方向的滑動分量被設(shè)置為以該方向為切向翻動頁面組。例如，如圖11所示，當(dāng)拇指37在第一光學(xué)手指導(dǎo)航17上沿著+z方向38滑動時，可以使得頁面55產(chǎn)生方向57的翻動,這屬于ー種將z方向的運動分量用于控制三維對象在z方向上的運動的方法，而且可以模擬出用戶從書本的側(cè)面翻動書頁的感覺，因此具有較高的仿真性。權(quán)利要求
1.ー種具有三維對象的手持電子裝置，具有正面以及ー個或多個與正面垂直或成一定角度的側(cè)面，顯示屏設(shè)置在正面，其特征在于側(cè)面至少設(shè)置有ー個光學(xué)手指導(dǎo)航，光學(xué)手指導(dǎo)航被設(shè)置為可以對三維對象進行操控。
2.如權(quán)カ要求I所述的手持電子裝置，其特征在于所述光學(xué)手指導(dǎo)航所感應(yīng)的手指等操控物在其上滑動的z方向運動分量被設(shè)置為可以對三維對象在z方向上的運動進行一定的操控。
3.如權(quán)カ要求I所述的手持電子裝置，其特征在于所述光學(xué)手指導(dǎo)航所感應(yīng)的手指等操控物在其上的滑動被設(shè)置為模擬針對三維對象的側(cè)面進行一定的操控。
4.如權(quán)カ要求I所述的手持電子裝置，其特征在于所述光學(xué)手指導(dǎo)航所感應(yīng)的手指等操控物在其上沿著z方向的滑動分量被設(shè)置為以該方向作為切向轉(zhuǎn)動三維對象。
5.如權(quán)カ要求4所述的手持電子裝置，其特征在于所述三維對象為一多面體，所述光學(xué)手指導(dǎo)航所感應(yīng)的手指等操控物在其上沿著z方向的滑動分量被設(shè)置為以該方向作為切向轉(zhuǎn)動多面體，并使得多面體的某個面處于顯示面上而被選擇。
6.如權(quán)カ要求5所述的手持電子裝置，其特征在于所述多面體的面上設(shè)置有表示計算機對象的圖標(biāo)，用戶可以通過操作這些圖標(biāo)來操作對應(yīng)的計算機對象。
7.如權(quán)カ要求I所述的手持電子裝置，其特征在于所述光學(xué)手指導(dǎo)航所感應(yīng)的手指等操控物在其上沿著z方向的滑動分量被設(shè)置為按照該方向移動三維對象。
8.如權(quán)カ要求7所述的手持電子裝置，其特征在于所述三維對象為在z方向重疊的多個頁面，所述光學(xué)手指導(dǎo)航所感應(yīng)的手指等操控物在其上沿著z方向的滑動分量被設(shè)置為按照該方向移動并選擇其中某個頁面。
9.如權(quán)カ要求8所述的手持電子裝置，其特征在于所述三維對象為多個頁面的重疊，所述光學(xué)手指導(dǎo)航所感應(yīng)的手指等操控物在其上沿著z方向的滑動分量被設(shè)置為以該方向作為切向翻動頁面。
10.如權(quán)カ要求8、9任一項所述的手持電子裝置，其特征在于所述頁面上設(shè)置有表示計算機對象的圖標(biāo)，用戶可以通過操作這些圖標(biāo)來操作對應(yīng)的計算機對象。
全文摘要
本發(fā)明的目的為提供一種具有三維對象的手持電子裝置，其側(cè)面設(shè)置有光學(xué)手指導(dǎo)航，利用光學(xué)手指導(dǎo)航對三維對象進行操控，可以獲得較高的操控仿真性。
文檔編號G06F3/033GK102645986SQ20121005333
公開日2012年8月22日 申請日期2012年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月3日
發(fā)明者呂岳敏 申請人:呂岳敏