专利名称：一种具有三维对象的手持电子装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及ー种手持电子装置，尤其是ー种具有三维对象的手持电子装置。
背景技术：
当今，诸如移动电话、平板电脑、掌上游戏机等手持电子装置几乎都设有可以显示各种文本、图形的显示屏，并提供一定的图形用户界面或图形对象，用户可以通过各种操控装置对这些图形对象进行操控，由此达到与手持电子装置交互的目的。这些图形对象的操控过程，往往被设计为具有一定的仿真性，仿真性可以定义为模仿真实物体对图形对象进行操控的性质，例如，用户用手指在显示屏所显示的图片对象上滑动，可以使得图片对象如真实的纸片ー样被拖动，因此，依据这种仿真性，用户可以按照日常生活习惯对这些图形对象进行操控，不仅容易上手，而且可以获得流畅自然的操控体验。随着技术的发展，手持电子装置的图形处理能力越来越强，其图形对象也逐渐由ニ维对象发展为三维对象，如图I所示，手持电子装置01的三维对象02除了具有平行于显示面03 (可认为是显示屏的表面)的第一、第二维度(分别表示为x、y方向)之外，还具有垂直于显示面03的第三维度(表示为z方向)。这种三维对象可以投影在普通的2D显示屏上显示出来，也可以直接在3D显示屏上显示出来，可以通过一定的三维引擎构造出来，也可以是通过ニ维动画表现出来的具有三维效果的图形。对三维对象的操控，一般可以归结在三个维度上使三维对象发生移动、转动、变形以及对三维对象或其某部分(如ー个面)进行操作，然而，当前手持电子装置所采用的操控装置一般缺乏对三维对象的操控能力。例如，如图I所示，手指在显示屏06上的滑动只能在X、y方向上移动三维对象02，而无法在z方向上移动三维对象02 ;又如，手指在显示屏06上的滑动只能仿真地作用在三维对象的正面04上，而无法仿真地作用在三维对象02的侧面05上。因此，当前手持电子装置的三维对象操控方法，尚难以达到较高的仿真性。诸如美国专利申请US2010289775A1所公开的光学手指导航(OFN，OpticalFinger Navigation)类似于计算机所采用的轨迹球,其原理主要为通过一感应窗ロ捕捉在其上手指或操控物的影像并进行分析，从而感应手指或操控物在窗口上的接触及滑动，其常常被配置于手持电子装置的正面作为ー种辅助的操控装置。
发明内容
本发明的目的为提供ー种具有三维对象的手持电子装置，其三维对象的操控方法相比于当前技术具有更高的仿真性。
为了达到上述目的，本发明采用的具体方案如下
ー种具有三维对象的手持电子装置，具有正面以及ー个或多个与正面垂直或成一定角度的侧面，显示屏设置在正面，其特征为侧面设置有至少ー个光学手指导航，光学手指导航被设置为可以对三维对象进行操控。将光学手指导航设置在手持电子装置的侧面，可以使得感应窗ロ与显示面垂直或成一定角度，因此允许手指在其上的滑动具有z方向的运动分量，将z方向的运动分量用于控制三维对象在Z方向上的运动，更加直接，更加符合用户的日常习惯，因此具有更高的仿真性。另ー方面，当三维对象在显示屏上显示出来时，光学手指导航的感应窗ロ刚好处于三维对象的侧面，因此可以针对三维对象的相应侧面进行各种模拟操控，对三维对象的侧面进行模拟操控，相对针对其正面的操控，更能体现出三维对象的立体性，因此也具有更高的仿真性。
在某些实施例中，所述光学手指导航所感应的手指等操控物在其上滑动的z方向运动分量被设置为可以对三维对象在z方向上的运动进行一定的操控。在某些实施例中，所述光学手指导航所感应的手指等操控物在其上的滑动被设置为模拟针对三维对象的侧面进行一定的操控。在某些实施例中，所述光学手指导航所感应的手指等操控物在其上沿着z方向的滑动分量被设置为以该方向作为切向转动三维对象。在其中一些实施例中，所述三维对象为ー多面体，所述光学手指导航所感应的手指等操控物在其上沿着z方向的滑动分量被设置为以该方向作为切向转动多面体，并使得多面体的某个面处于显示面上而被选择。在其中一些实施例中，多面体的面上设置有表示程序或文件等计算机对象的图标，用户可以通过单击、双击、长按等动作来操作这些图标以操作对应的计算机对象。在某些实施例中，所述光学手指导航所感应的手指等操控物在其上沿着z方向的滑动分量被设置为按照该方向移动三维对象。在其中一些实施例中，所述三维对象为在z方向重叠的多个页面，所述光学手指导航所感应的手指等操控物在其上沿着Z方向的滑动分量被设置为按照该方向移动并选择其中某个页面。在其中一些实施例中，页面上设置有表示程序或文件等计算机对象的图标，用户可以通过单击、双击、长按等动作来操作这些图标以操作对应的计算机对象。在某些实施例中，所述三维对象为多个页面的重叠，所述光学手指导航所感应的手指等操控物在其上沿着z方向的滑动分量被设置为以该方向作为切向翻动页面。在某些实施例中，光学手指导航的感应窗ロ与显示屏垂直。在某些实施例中，手持电子装置的侧面可以分为上侧面、下侧面、左侧面、右侧面，当用户单手持握手持电子装置时，拇指可以贴附在左侧面上侧(左手持握的情況)或右侧面上侧(右手持握的情況)上，食指可以贴附在上侧面、或右侧面上侧(左手持握的情況)或左侧面上侧(右手持握的情况)上，中指可以贴附在右侧面上侧(左手持握的情况)或左侧面上侧(右手持握的情況)上。光学手指导航被设置在左侧面上侧、右侧面上侧、上侧面的其中ー处、两处、或三处。因此，当用户单手持握手持电子装置时，可以方便地利用拇指、食指、中指对三维对象进行操控。在某些实施例中，所述显示屏为2D显示屏，在另外ー些实施例中，所述显示屏为3D显示屏。
图I是本发明中，手持电子装置显示三维对象的示意 图2是本发明实施例一中，移动电话的外形示意 图3是本发明实 施例一中，用户右手单手持握移动电话时的示意 图4是本发明实施例一中，移动电话的主要电路组件示意 图5是本发明实施例一中，软件系统的示意 图6是本发明实施例一中，六面体三维对象的示意 图7a是本发明实施例一中，拇指通过第一光学手指导航操控六面体三维对象的示意
图7b是本发明实施例一中，食指通过第二光学手指导航操控六面体三维对象的示意
图8是本发明实施例ニ中，页面组三维对象的示意 图9是本发明实施例ニ中，拇指通过第一光学手指导航操控页面组三维对象的示意
图10是本发明实施例三中，页面组三维对象的示意 图11是本发明实施例三中，拇指通过第一光学手指导航操控页面组三维对象的示意图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进ー步的说明。
实施例一
如图2所示，本发明的实施例ー为ー款移动电话，移动电话07具有板体的外形，包括正面08、背面09及与正面08垂直的上侧面10、下侧面11、左侧面12、右侧面13。显示屏14设置在正面08中部、听筒15设置在正面08上侧、话筒16设置在正面08下侧，右侧面13上侧、上侧面10、左侧面12分别设有第一、第二、第三光学手指导航17、18、19，其中第一、第ニ、第三光学手指导航17、18、19被设置为可以对三维对象进行操控。图3为用户右手单手持握移动电话时的示意图，当用户右手单手持握移动电话07吋，拇指、食指、中指可以分别贴附在第一、第二、第三光学手指导航17、18、19上进行方便的操控。图4为移动电话的主要电路组件示意图，移动电话07至少包括处理器(CPU) 21、存储控制器22、外设接ロ 23、存储器24、显示屏14、光学手指导航17、18、19、电源系统25等组件，这些组件通过一条或多条通信总线或信号线26进行通信。显示屏14可以是2D显示屏，但是为了显示更加逼真的三维对象，作为ー种优选方案，所述显示屏为3D显示屏,例如采用视差障壁(Parallax Barrier)技术来实现3D效果的裸眼3D显示屏。
第一、第二、第三光学手指导航17、18、19由红外LED光源、感应窗ロ、光学透镜组和具有光敏阵列的片上处理/控制芯片(包括片上系统SoC)组成，其工作原理如下当手指接触感应窗ロ时，光敏阵列检测到有目标活动，唤醒片上系统(SoC)投入正常工作状态，红外LED发光，启动检测光路，通过光学透镜组的折射和聚焦，由光敏阵列得到一幕一幕的图像数据信息；SoC从中抽象出不同的运动矢量MV(Motion Vector),进而根据运动矢量在时间和空间上 的相关性，计算出毎次手指移动的平面相对量，形成操控指令，操控指令可以及时地发送给外设接ロ 23，并由CPU21及时地处理。光学手指导航17、18、19形成的操控指令一般包括控制信息和运动信息。控制信息指示是否运动、点击、双击、拖动等，运动信息即所检测到的手指等操控物的相对位移量。储存器24由内存、闪存、硬盘等各级储存设备构成，其用于储存移动电话07的软件系统。如图5所示，移动电话07软件系统33的底层为操作系统27 (如Android)，在操作系统27上构筑有用户界面系统28，用户界面系统28用于运算一定的三维图形用户界面，该三维图形用户界面包含借助一定3D引擎29运算出来的虚拟三维空间以及设置在三维空间中的各种三维对象30，三维对象30设置有一定供用户操控的操控接ロ程序31。在一定的条件下，光学手指导航17、18、19形成的操控指令32可以通过操作系统调用三维对象30的操控接ロ程序31，实现对三维对象30的操控。3D引擎29可以形成上述三维图形用户界面的3D图像并在显示屏14上显示出来。如图6所示，三维图形用户界面的一个三维对象为六面体34，在六面体34的各个面上设置有如浏览器、地址簿、联系人列表、电子邮件、即时消息传递、字处理、键盘模拟、窗ロ小部件(widget)等多种功能的计算机对象35 (表示为图标)，用户可以将六面体34的某个面36转到显示面(正面)03上，再进ー步对该面上的计算机对象35进行操作来实现移动电话的操控。手指在第一、第二光学手指导航上沿着z方向的滑动分量被设置为以该方向作为切向转动六面体。例如，如图7a所示，当拇指37在第一光学手指导航17上沿着-Z方向38的滑动时，可以使得六面体35以-Z方向作为侧面42的切向39，绕Y轴40以及方向41进行旋转，又如图7b所示，当食指43在第二光学手指导航18上沿着-Z方向44滑动时，可以模拟手指在侧面45以切向46使六面体35绕X轴47以及方向48进行旋转，这使得用户具有从侧面转动物体的感觉，符合用户在日常生活中对真实物体旋转的习惯，因此具有较高的仿真性。第三光学手指导航可以设置为用来在六面体被选择的面上通过单击、双击、长按、移动等动作来操控计算机对象的图标，使得三个光学手指导航相互配合，可以实现对图形用户界面的完整操控。除此之外，光学手指导航对图形用户界面的操控，还可以配合诸如触摸屏、键盘等其他输入装置来进行。在其他实施例中，手持电子装置还可以是包括但不限于手持电脑、平板电脑、掌上游戏机、媒体播放器、个人数字助理(PDA)等装置，还包括其中两项或多项的组合。应当理解，本实施例只是本发明的ー个实例，在本发明的其他实施方式中，手持电子装置还可以比本实施例具有更多或更少的组件，或具有不同的组件配置，这些组件可以用硬件、软件或软硬件的组合来实现，包括ー个或多个信号处理和/或专用集成电路。实施例ニ如图8所示，在其他方面与实施例一相同的情况下，三维图形用户界面的ー个三维对象为ー页面组49，页面组49包括多层按z方向上排列的平行于显示面03的页面50，页面50上可以设置有如浏览器、地址簿、联系人列表、电子邮件、即时消息传递、字处理、键盘模拟、窗ロ小部件(widget)等多种功能的计算机对象(表示为图标)51,用户可以在z方向移动整个页面组49,使得显示面03与页面组49的某个页面52最接近,最接近显示面03的页面52将可以在显示屏上显示出来，并且处于被选择状态，使得用户可以进ー步对该页面上的计算机对象进行操作来实现移动电话的操控。拇指37在第一光学手指导航17上沿着z方向的滑动分量被设置为以该方向移动页面组49。例如，如图9所示，当拇指37在第一光学手指导航17上沿着z方向38滑动时，可以使得页面组49整体沿着z方向53移动按照手指的滑动方向38移动，这属于ー种将z方向的运动分量用于控制三维对象在z方向上的运动的方法，更加直接，更加符合用户的日常习惯，因此具有较高的仿真性。上述页面组存在于三维空间内，但是由于显示屏的局限性，一般只能显示出ー个页面，因此还可以通过在页面的转换过程中加入一定的透视动画效果，以加强页面组立体性的表现。实施例三
如图10所示，在其他方面与实施例二相同的情况下，实施例三与实施例ニ的区别在于，实施例三的页面组54的页面55以模仿装订书本的方式叠合在一起，用户可以模拟翻书的形式翻动页面55，当翻开至某个页面时，该页面上的内容在显示屏上显示出来，并且处于被选择状态，使得用户可以进ー步对该页面上的计算机对象56进行操作来实现移动电话的操控。拇指在第一光学手指导航上沿着z方向的滑动分量被设置为以该方向为切向翻动页面组。例如，如图11所示，当拇指37在第一光学手指导航17上沿着+z方向38滑动时，可以使得页面55产生方向57的翻动,这属于ー种将z方向的运动分量用于控制三维对象在z方向上的运动的方法，而且可以模拟出用户从书本的侧面翻动书页的感觉，因此具有较高的仿真性。权利要求
1.ー种具有三维对象的手持电子装置，具有正面以及ー个或多个与正面垂直或成一定角度的侧面，显示屏设置在正面，其特征在于侧面至少设置有ー个光学手指导航，光学手指导航被设置为可以对三维对象进行操控。
2.如权カ要求I所述的手持电子装置，其特征在于所述光学手指导航所感应的手指等操控物在其上滑动的z方向运动分量被设置为可以对三维对象在z方向上的运动进行一定的操控。
3.如权カ要求I所述的手持电子装置，其特征在于所述光学手指导航所感应的手指等操控物在其上的滑动被设置为模拟针对三维对象的侧面进行一定的操控。
4.如权カ要求I所述的手持电子装置，其特征在于所述光学手指导航所感应的手指等操控物在其上沿着z方向的滑动分量被设置为以该方向作为切向转动三维对象。
5.如权カ要求4所述的手持电子装置，其特征在于所述三维对象为一多面体，所述光学手指导航所感应的手指等操控物在其上沿着z方向的滑动分量被设置为以该方向作为切向转动多面体，并使得多面体的某个面处于显示面上而被选择。
6.如权カ要求5所述的手持电子装置，其特征在于所述多面体的面上设置有表示计算机对象的图标，用户可以通过操作这些图标来操作对应的计算机对象。
7.如权カ要求I所述的手持电子装置，其特征在于所述光学手指导航所感应的手指等操控物在其上沿着z方向的滑动分量被设置为按照该方向移动三维对象。
8.如权カ要求7所述的手持电子装置，其特征在于所述三维对象为在z方向重叠的多个页面，所述光学手指导航所感应的手指等操控物在其上沿着z方向的滑动分量被设置为按照该方向移动并选择其中某个页面。
9.如权カ要求8所述的手持电子装置，其特征在于所述三维对象为多个页面的重叠，所述光学手指导航所感应的手指等操控物在其上沿着z方向的滑动分量被设置为以该方向作为切向翻动页面。
10.如权カ要求8、9任一项所述的手持电子装置，其特征在于所述页面上设置有表示计算机对象的图标，用户可以通过操作这些图标来操作对应的计算机对象。
全文摘要
本发明的目的为提供一种具有三维对象的手持电子装置，其侧面设置有光学手指导航，利用光学手指导航对三维对象进行操控，可以获得较高的操控仿真性。
文档编号G06F3/033GK102645986SQ20121005333
公开日2012年8月22日 申请日期2012年3月3日 优先权日2012年3月3日
发明者吕岳敏 申请人:吕岳敏