專利名稱：：位置傳感控制器和產(chǎn)生控制信號的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明相關(guān)于改進(jìn)的位置傳感控制器，該控制器允許一個人通過簡單地傾斜手持式控制器來精確地控制遠(yuǎn)程目標(biāo)或裝置(例如一個電子游戲顯示字符)在一維或二維空間的移動。電子游戲通常用稱之為“游戲鍵盤”的電子游戲控制器來操作，游戲鍵盤常用來控制游戲機(jī)(即專用于操作電子游戲的計(jì)算設(shè)備)的運(yùn)行。游戲控制器也用于控制個人計(jì)算機(jī)和交互式電視機(jī)機(jī)頂裝置。按下或放開游戲控制器上的方向鍵，能達(dá)到合上或斷開開關(guān)的效果。例如，如果游戲控制器用于賽車游戲中，那么按下左方向鍵會使汽車向左轉(zhuǎn)。然而，方向鍵的“全有或全無”動作會造成難以控制電子游戲。要了解這個問題，只需想象在駕駛汽車時，迫使司機(jī)在想稍稍拐一點(diǎn)彎時一直轉(zhuǎn)動方向盤，或者通過按壓按鈕開關(guān)而不是轉(zhuǎn)動方向盤來駕駛汽車。發(fā)明名稱為“手持式傾斜靈敏非控制桿控制盒”的美國專利US5,059,958(1991年10月22日對Jacobs等人的申請授權(quán))公開了采用控制裝置產(chǎn)生相應(yīng)的傾斜姿態(tài)控制信號的技術(shù)，該控制裝置具有一個盒式的外殼，用雙手把持使其傾斜。用戶用雙手拿著該控制裝置，并且按壓由手指啟動的“對稱地安裝在外殼頂部的開關(guān)，以產(chǎn)生輔助控制信號。”盒內(nèi)的實(shí)際電路包括一些汞開關(guān)，這些開關(guān)根據(jù)控制裝置的傾斜姿態(tài)打開或關(guān)閉。因此，Jacobs控制器能提供一個低分辨率的控制信號，它有一個從有限數(shù)量的離散值中選擇的值。無線電子控制器現(xiàn)在幾乎用于生活的各個方面。無線控制器被用于控制幾乎所有音像設(shè)備，包括電視機(jī)、盒式磁帶錄像機(jī)(VCR)、電纜控制盒、立體聲接收機(jī)和激光唱機(jī)。無線控制器也用于控制室內(nèi)照明、控制電子游戲機(jī)操作，以及控制計(jì)算機(jī)屏幕上鼠標(biāo)的移動。在控制器和受控裝置之間主要采用兩類無線通信，即紅外線信號和射頻信號。用于這類應(yīng)用中的紅外LED(發(fā)光二極管)通常被聚焦，從而發(fā)射很窄的紅外光束。通過一個聚焦的紅外LED發(fā)射控制信號的控制器通常必須對準(zhǔn)受控裝置，并且對由控制器發(fā)射、由受控裝置接收的控制信號來說，通常必須在控制器和受控裝置之間有一個清晰的視距。中斷控制器和受控裝置之間的視線，例如一個人或其它移到控制器和受控裝置之間的空間的障礙物，通常會破壞控制信號從控制器到受控裝置之間的傳輸。與此類似，某些控制器感應(yīng)該控制器的移動或定位，由此發(fā)射控制信號。這樣一種控制器在Jacobs等人的美國專利US5059958中作了描述。在按要求移動和調(diào)整這種控制器的同時，持續(xù)將控制器對準(zhǔn)受控裝置。以避免破壞受控裝置接收控制信號，這通常是很難的。在許多應(yīng)用中，中斷控制信號從控制器向受控裝置的傳送會對受控裝置的應(yīng)用產(chǎn)生顯著的影響。例如，中斷電子游戲機(jī)的無線控制器發(fā)射的控制信號，會造成一個玩游戲機(jī)的人被看作是不太熟練的操作者，包括過早地中止該游戲。與此類似，中斷從一個定位裝置(如鼠標(biāo)器)到執(zhí)行一個“牽引和停止(drag-and-drop)”圖形用戶接口的計(jì)算機(jī)的控制信號，可能錯誤地造成計(jì)算機(jī)不按要求動作。牽引和停止圖形用戶接口是公知技術(shù)，被用于例如蘋果電腦公司的MacintoshR計(jì)算機(jī)中和微軟公司的MicrosoftRWindowsTM操作系統(tǒng)中。被聚焦的LED通常將光能聚焦并集中成一個圓錐形的光束，稱為“光圈”，并且通常指定一個半角，該半角是從光圈中心到光圈外邊緣的角度測量值。例如，被聚焦的LED102(圖1a)將紅外光聚焦為有一個半角108的光圈106。當(dāng)光圈106對準(zhǔn)一接收光電二極管104時，由光電二極管104收到的紅外光的強(qiáng)度相對較高。然而，當(dāng)光圈106偏離光電二極管104(如圖1b所示)時，由光電二極管104收到的紅外光的強(qiáng)度相對較低，并且很難與背景紅外光區(qū)分開來。為了補(bǔ)償由光電二極管104接收的光強(qiáng)的變化，通常將光電二極管104連到自動增益控制(“AGC”)電路(沒有示出)。在控制器的移動相同的控制器中，由接收光電二極管(如光電二極管104)收到的光強(qiáng)發(fā)生顯著的變化。當(dāng)采用這種控制器發(fā)送基本連續(xù)的控制信息來控制電子游戲機(jī)或使用執(zhí)行牽引和停止圖形用戶接口的計(jì)算機(jī)時，這種AGC電路必須迅速并準(zhǔn)確地補(bǔ)償這種強(qiáng)度變化，以避免控制信息的損失。目前用于受控裝置中的大部分AGC電路不能以足夠的快捷程度來補(bǔ)償接收的紅外控制信號中的這種強(qiáng)度變化，從而無法避免控制信息的損失。擴(kuò)散LED不聚焦，即它的半角大約為90°或更大。擴(kuò)散LED可以避免在控制器和受控裝置之間要求清晰的視線。與此類似，由于紅外信號的強(qiáng)度在擴(kuò)散LED改變方向時不會顯著地改變，因此目前用于大多數(shù)受控裝置中的AGC電路可以足夠快地補(bǔ)償收到的紅外信號中的任何微小變化以避免控制信息的損失。但是要產(chǎn)生具有足夠的強(qiáng)度以保證在有用距離(例如大于2米的距離)處的受控裝置能夠接收的紅外信號，擴(kuò)散LED所需要的功率比實(shí)際能提供的要強(qiáng)。用于控制器和受控裝置之間的第二類無線通信是射頻(RF)信號。由RF信號發(fā)射控制信號到受控裝置的控制器通常避免了與聚焦紅外信號有關(guān)的許多問題，但其費(fèi)用和復(fù)雜性都會顯著增大。本發(fā)明的目的是提供一種改進(jìn)的位置傳感控制器，允許一個人通過簡單地傾斜手持式控制器來精確地控制遠(yuǎn)程目標(biāo)或裝置(例如一個電子游戲顯示字符)在一維或二維空間的移動。在一個實(shí)施例中，一個改進(jìn)的控制器檢測它自身在二維空間(相關(guān)于X軸和Y軸)的角位置或方向。例如，當(dāng)操作者將控制器向左、向右、向前或向后傾斜時，控制器提供與該控制器的新的傾斜位置相應(yīng)的數(shù)字控制信號。這些數(shù)字控制信號與現(xiàn)有技術(shù)的游戲控制器中通過按壓左、右、上或下方向鍵產(chǎn)生的控制信號是等同的，因此該控制器與現(xiàn)有的電子游戲機(jī)完全兼容。然而，與現(xiàn)有的游戲控制器不同的是，本發(fā)明的控制器簡單而且便宜，并且還能提供高分辨率的控制信號。在上面描述的賽車游戲例子中，“駕駛員”可以通過略為傾斜控制器精確地將方向盤旋轉(zhuǎn)拐一個小彎時所需要的量，而不必通過數(shù)字開關(guān)一直轉(zhuǎn)動方向盤或根本不轉(zhuǎn)動方向盤。數(shù)字控制信號也可以控制除物體在二維空間中的位置之外的參數(shù)。例如，在賽車游戲中，將控制器向前傾斜可以控制加速(油門踏板)，而將控制器向后傾斜可以控制減速(剎車踏板)。根據(jù)本明，一個控制器采用擴(kuò)散的激光二極管向受控裝置發(fā)射一個控制信號。圖1a和1b是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)向接收光電二極管發(fā)射紅外光信號的聚焦紅外LED的方框圖。圖2a是根據(jù)本發(fā)明的控制器的一個實(shí)施例的俯視圖。圖2b是根據(jù)本發(fā)明的控制器的另一個實(shí)施例的俯視圖。圖2c示出了一對位置傳感器模塊，它感應(yīng)控制器相對于X軸和Y軸的角位置或方向。圖3是位置傳感器模塊的俯視斷面圖。圖4a、4b和4c分別示出了在小型塑料外殼中的位置傳感器模塊的后視、俯視和側(cè)視圖。圖5的方框圖示出了與比率數(shù)字儀表放大器接口的位置傳感器模塊的一個實(shí)施例。圖6a至6d示出了比率數(shù)字儀表放大器的一個觸發(fā)脈沖和三個不同輸出信號。圖7是根據(jù)本發(fā)明的控制器的電路的一個實(shí)施例的方框圖。圖8a至8e示出了根據(jù)本發(fā)明的控制器電路的五個不同輸出控制信號。圖9的方框圖示出了根據(jù)本發(fā)明的控制器電路的另一個實(shí)施例。圖10a和10b示出了用于發(fā)射位置指示數(shù)據(jù)的發(fā)射協(xié)議和數(shù)據(jù)包的一個實(shí)施例。圖11是紅外接收機(jī)的一個實(shí)施例的方框圖。圖12是根據(jù)本發(fā)明的控制器電路的另一個實(shí)施例的方框圖。圖13a和13b分別是二維位置傳感器模塊的俯視和側(cè)視截面圖。圖13c和13d分別是二維位置傳感器模塊的另一個實(shí)施例的俯視和側(cè)視截面圖。圖14的方框圖示出了與比率數(shù)字儀表放大器接口的位置感應(yīng)模塊的另一個實(shí)施例。圖15的方框圖示出了根據(jù)本發(fā)明的控制器電路的另一個實(shí)施例。圖16的方框圖示出了根據(jù)本發(fā)明將紅外信號發(fā)射到接收光電二極管的擴(kuò)散激光二極管。圖17示出了當(dāng)擴(kuò)散激光二極管和光電二極管之間的直線視線被妨礙時紅外信號從擴(kuò)散激光二極管到接收光電二極管的傳送。圖2a是根據(jù)本發(fā)明的一個位置傳感控制裝置40(在此稱為控制器40)的一個實(shí)施例的俯視圖?？刂破?0被用于控制游戲機(jī)、電視機(jī)、交互式電視機(jī)機(jī)頂裝置、或可以由用戶進(jìn)行電子控制的任何裝置。在控制器40的左側(cè)是四個方向鍵44a-d。方向鍵44a-d是簡單的開/關(guān)裝置。除四個方向鍵44a-d之外，控制器40包括四個控制鍵44e-h。圖2b是控制器的另一個實(shí)施例的俯視圖，即控制器40-6，除了控制器40(圖2a)的方向和控制鍵之外，它還包括控制鍵44i-k。圖2c示出了一對位置傳感器模塊48a和48b，它們感應(yīng)控制器40在二維空間相對X軸和Y軸的角位置或方向。每個位置傳感器模塊48a和48b感應(yīng)相對于一根軸的角位置。在一個實(shí)施例中，相應(yīng)于位置感應(yīng)器模塊48a的軸與相應(yīng)于位置感應(yīng)器48b的軸基本上是正交的。位置傳感器模塊48a和48b與未審結(jié)的美國專利申請08/076,032(申請日為1993年6月15日)的圖7和圖10中所示的“位置檢測器模塊”類似，該申請被作為本文的參考文獻(xiàn)。在1991年12月5日提交的美國專利申請07/804,240和1993年6月15日授權(quán)的美國專利5,218,771中對位置傳感器模塊的其它實(shí)施例作了公開，這兩篇文獻(xiàn)都用作本文的參考文獻(xiàn)。位置傳感器模塊48a和48b的輸出被下面描述的微控制器轉(zhuǎn)換為等效于方向鍵44a-d(圖2a)的已調(diào)整閉合。因此，控制器40的操作可以是(1)類似于目前的游戲控制器，在手動操作模式中采用四個方向鍵44a-d，或者(2)通過傾斜控制器40并采用下面要描述的微控制器的多種不同操作模式中的一種(例如“數(shù)字模式”、“滑動窗口模式”、“比例模式”、“相對模式”或“絕對模式”)來提供適用于不同應(yīng)用的各類控制信號。圖3是位置傳感器模塊48a的俯視截面圖。在這個實(shí)施例中，位置傳感器模塊48a和48b是相同的并各自為加利福尼亞州SanJose的電視交互式數(shù)據(jù)公司的TVI501位置檢測器。因此圖3也是位置傳感器模埠48b(圖2c)的準(zhǔn)確表示。位置傳感器模塊48a(圖3)包括一個透明的圓柱狀容器52，其中有一個反射物56懸浮在溶劑60中。在一個實(shí)施例中，反射物56由空氣構(gòu)成，溶劑60是91％的異丙醇。另一方面，溶劑60可以是一種輕油，反射物56可以是氣體、液體或固體。例如，反射物56可以是懸浮在水(用作溶劑60)中的輕油。另一方面，反射物56可以是懸浮在溶劑60中的固態(tài)的反射滾珠軸承，溶劑60可以是水、油或空氣。可以理解，其它材料也可以用于構(gòu)成反射物56和溶劑60，條件是(i)反射物56和溶劑60保持分離，(ii)從信號源(下面要描述)發(fā)射的信號通過溶劑60，(iii)反射物56在溶劑60中自由移動，(iv)將信號反射到信號接收器(下面將作描述)。位置傳感器模塊48a的操作基本上不受反射物56的大小影響。當(dāng)反射物56小于圓柱容器52的內(nèi)部容積的10％或大于其90％時，可以得到滿意的結(jié)果。當(dāng)反射物56或溶劑60的重量小于圓柱容器52的內(nèi)部容積的大約30％時，可以觀察到對位置傳感器模塊48a移動的信號響應(yīng)中的微小延遲。當(dāng)采用小型反射式滾珠軸承作為反射物56，或者當(dāng)采用占據(jù)圓柱容器52內(nèi)部容積70％多的氣泡作為反射物56時，通常會出現(xiàn)這種情況。該微小延遲是由溶劑60和反射物56的重量的慣性在反射物56的移動過程中起較大作用的結(jié)果。在圓柱容器52的一端是發(fā)射信號的一個紅外發(fā)光二極管(“LED”)64，在這種情況下該信號是紅外光，并且由反射物56反射。電阻R1(圖5)設(shè)定紅外LED64(圖3)的亮度，從而確定信號的強(qiáng)度。在圓柱容器52的兩側(cè)是接收由反射物56反射的信號的光電二極管68a和68b。當(dāng)位置傳感器模塊48a處于水平位置時，反射物56位于光電二極管68a和68b的中間。反射物56是一個反射透鏡，它在這個位置向每個光電二極管68a和68b反射等量的信號(例如紅外光)。由于位置傳感器模塊48a圍繞圓柱形容器52的縱軸旋轉(zhuǎn)(由虛線箭頭A表示)，光電二極管68a和68b相對于保持靜止的反射物56移動。光電二極管68a和68b相對于反射物56的移動逐步改變光線的方向，增大對光電二極管68a和68b的其中一個的入射光，而減小對光電二極管68a和68b中另一個的入射光。每個光電二極管68a和68b像電流源一樣，產(chǎn)生與該光電二極管上的入射光成正比的電流。塞子72封閉裝有溶劑60的圓柱形容器52。圖4a、4b和4c分別示出了位置傳感器模塊48a的后視、俯視和側(cè)視圖，該模塊48a被放置在小型塑料殼體76中，以保證紅外LED64與兩個光電二極管68a和68b的反復(fù)對準(zhǔn)。導(dǎo)線78使紅外LED64和光電二極管68a和68b產(chǎn)生電連接。圖5示出了根據(jù)本發(fā)明與一個“比率數(shù)字儀表放大器”80(簡稱為“比率放大器”)接口的圓柱狀位置傳感器模塊48a的一個實(shí)施例。比率放大器80包括一個CMOS555計(jì)時器84(例如Texas儀器公司的TLC555計(jì)時器)，被構(gòu)造成單穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。在另一個實(shí)施例中，采用無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。比率放大器80是高分辨率的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它將位置傳感器模塊48a中的光電二極管68a和68b的模擬輸出電流轉(zhuǎn)換為已作脈寬調(diào)制的波形，被稱為XY輸出信號，并且被輸入下面將要描述的微控制器。XY輸出信號指示控制器40沿X軸或Y軸相對于參考平面(例如水平面)的位置。一開始在計(jì)時器84的管腳3上的XY輸出信號為低。在管腳2上的一個低態(tài)有效短觸發(fā)脈沖(圖6a)在電容C2通過電阻R2充電時使計(jì)時器84的管腳3上的XY輸出信號變?yōu)楦邞B(tài)，并保持在高態(tài)。當(dāng)C2兩端的電壓達(dá)到供電電壓Vcc的三分之二時，電容器C2通過計(jì)時器84的管腳7放電，從而計(jì)時器84的管腳3上的XY輸出信號回到低態(tài)。當(dāng)控制器40(圖2a)保持水平，反射物56(圖3)處于中心位置時，產(chǎn)生的已脈寬調(diào)制波形，即產(chǎn)生的XY輸出信號如圖6c所示。當(dāng)控制器40(圖2a)在一個方向傾斜，導(dǎo)致位置傳感器模塊48a(圖2c)和48b的其中一個繞其軸旋轉(zhuǎn)時，結(jié)果是增大了一個光電二極管(例如光電二極管68a(圖5))上的入射光量，而減小了在另一個光電二極管(例如光電二極管68b)上的入射光量。位置傳感器模塊48a被連接到計(jì)時器84，以便光電二極管68a提供電流到計(jì)時器84的控制輸入端(管腳5)，而光電二極管68b從該控制輸入端取走電流。計(jì)時器84的控制輸入端(管腳5)被內(nèi)部連接到一個電阻分壓器，該分壓器將光電二極管68a和68b的兩個光電二極管電流轉(zhuǎn)換為控制電壓。結(jié)果是在計(jì)時器84的管腳3上的XY輸出信號的脈寬正比于入射到光電二極管68a和68b上的光的比率(而不是差)。當(dāng)兩個光電二極管68a和68b接收相等的照度時，即當(dāng)反射物56(圖3)居中時，光電二極管68b取走的電流量與光電二極管68a提供的電流量相等，從而在計(jì)時器84的控制輸入端(圖5的管腳5)產(chǎn)生零凈電流，因而在計(jì)時器84的管腳3上的已脈寬調(diào)制的XY輸出信號不受影響，并保持在由電阻R2(圖5)和電容C2確定的中央脈寬(圖6c)。當(dāng)光電二極管68a和68b接收不等量的入射光時，即當(dāng)反射物56(圖3)不居中時，一個凈電流流進(jìn)或流出計(jì)時器84的控制輸入端(圖5的管腳5)，并且改變XY輸出信號的脈沖寬度。圖6d示出了當(dāng)光電二極管68a比光電二極管68b接收更多入射光時在計(jì)時器84的管腳3(圖5)產(chǎn)生的XY輸出信號。圖6b示出了當(dāng)光電二極管68a(圖5)比光電二極管68b接收較少的入射光時產(chǎn)生的XY輸出信號。根據(jù)本發(fā)明的一個比率放大器(如比率放大器80)與現(xiàn)有技術(shù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器相比具有下述優(yōu)點(diǎn)(a)在計(jì)時器84的管腳3上的XY輸出信號正比于光電二極管68a和68b上的入射光的比率(而不是差)，由此產(chǎn)生與供電電壓Vcc相對獨(dú)立的一個電路，并且提供極好的抗噪聲性能，而不必有電壓參考、電壓調(diào)節(jié)器或大濾波電容；(b)XY輸出信號不受用于提供輸入的模擬傳感器(例如光電二極管68a和68b)的靈敏度變化的影響；(c)XY輸出信號不受驅(qū)動模擬傳感器(例如照射光電二極管68a和68b的紅外LED64)的信號的絕對值變化的影響；(d)比率放大器80比具有差值輸入的常規(guī)模/數(shù)轉(zhuǎn)換器便宜得多。盡管比率放大器80被用于這個實(shí)施例，來提供相應(yīng)于光電二極管68a和68b上的入射光量的數(shù)字輸出信號，但根據(jù)本發(fā)明的比率放大器也可以用來提供相應(yīng)于模擬輸入的數(shù)字輸出信號，該模擬輸入由轉(zhuǎn)換器感應(yīng)任何可測量的物理參數(shù)(如溫度、壓力等等)而提供的。圖7是根據(jù)本發(fā)明的控制器電路的一個實(shí)施例(即控制器40a)的方框圖。為了簡化起見，在圖7中沒有示出方向鍵44a-d(圖2a)。兩個位置傳感器模塊48a和48b被連接到一個單一的計(jì)時器84，以便感應(yīng)相對于X軸和Y軸的角位置。微控制器88被構(gòu)造成一個發(fā)射器，提供多路信號EX和EY，該信號一次只啟動位置傳感器模塊48a和48b的其中一個來向計(jì)時器84提供輸入信號。這可以通過每一次(例如當(dāng)EX或EY的其中一個信號變低時)在僅僅一個位置傳感器模塊(圖7)中有選擇地照射反射器56(圖3)來實(shí)現(xiàn)。例如，在保持信號EY為高態(tài)時，通過將低態(tài)的EX信號從微控制器88的管腳12傳送到位置傳感器模塊48a的管腳8，微控制器88啟動第一位置傳感器模塊48a。在被啟動之后，位置傳感器模塊48a感應(yīng)當(dāng)位置傳感器模塊48a繞X軸旋轉(zhuǎn)時位置傳感器模塊48a相對于水平平面的角位置。這個角位置在本文中被稱為“X位置”。然后，微控制器88發(fā)送一個觸發(fā)脈沖到計(jì)時器84的管腳2，并且測量在計(jì)時器84的管腳3上產(chǎn)生，并輸入到微控制器88的管腳4的XY輸出信號的脈沖寬度。接著，微控制器88采用代表該脈寬的一個數(shù)字值來產(chǎn)生相應(yīng)于X位置的原始“X位置值”，并且對該原始X位置值數(shù)字濾波來消除手的抖動。在一個實(shí)施例中，通過對五個最新測量的X位置值取平均，來對原始X位置值濾波，以產(chǎn)生X位置值。在X位置值產(chǎn)生之后，微控制器88通過將一個低態(tài)EY信號從微控制88的管腳11發(fā)送到位置傳感器模塊48b的管腳8，并同時保持信號EX為高態(tài)，來啟動第二位置傳感器模塊48b，以類似的方式產(chǎn)生一個“Y位置值”。圖8a-8e示出了微控制器88如何將X和Y位置值以比例方式轉(zhuǎn)換為微控制器88的管腳7、8、9、10上的已脈寬調(diào)制輸出控制信號，下面將對此作很詳細(xì)的描述。根據(jù)下面所作的全面描述，比例方式被用來根據(jù)數(shù)字控制協(xié)議發(fā)射振幅信息。圖8a至8e示出了當(dāng)控制器40a被第一次保持在水平位置，然后向左傾斜時，在例如微控制器88的管腳9上的輸出控制信號的波形。圖8a示出了當(dāng)控制器40a的頂部表面處于水平位置時產(chǎn)生的高輸出。圖8b示出了當(dāng)控制器40a稍微向左傾斜(如10°的傾斜)時產(chǎn)生的一個單一低態(tài)有效窄脈沖。圖8c示出了當(dāng)控制器40a進(jìn)一步向左傾斜(如20°的傾斜)時產(chǎn)生的多個窄脈沖。圖8d示出了當(dāng)左傾斜角進(jìn)一步增大(如40°傾斜)時脈沖寬度是如何增大的。圖8e示出了當(dāng)左傾斜角增大為最大角(如70°傾斜)時產(chǎn)生的低態(tài)輸出。在一個實(shí)施例中，控制信號通過一個6管腳硬件連接器90在微控制器88的管腳7、8、9、10(圖7)上輸出到受控裝置(如現(xiàn)有技術(shù)中的游戲機(jī))。圖9是控制器40b的電路方框圖，該控制器是根據(jù)本發(fā)明的控制器的第二個實(shí)施例，它模擬用于個人計(jì)算機(jī)(“PC”)中的“鼠標(biāo)”或其它指示裝置。例如，向左傾斜控制器40b會將PC屏幕上的光標(biāo)移向左邊。在這個實(shí)施例中，控制器40b以下面將要作全面描述的“相對方式”運(yùn)行；也就是說，控制器40b是一個“相對”指示裝置，因?yàn)榭刂破?0b的位置不會直接映射到PC屏幕上的特定位置，相反，控制器40b的角位置指示光標(biāo)相對于光標(biāo)原有位置的移動。在圖9中，由電阻R2和R3提供的阻值被選擇來為計(jì)時器84的控制輸入端(管腳5)提供為供電電壓Vcc一半的偏壓。這種結(jié)構(gòu)使計(jì)時器84在“中央位置”(即控制器40b的水平位置)的兩側(cè)對稱地運(yùn)行，并且有效地增大計(jì)時器84的動態(tài)范圍。在圖9的實(shí)施例中，微控制器94通過微控制器94的串行輸出端口(管腳3)向紅外發(fā)射器100輸出控制信號。紅外發(fā)射器100是一個頻移鍵控振蕩器，它由管腳3上輸出的控制信號來調(diào)制。由頻移鍵控振蕩器產(chǎn)生的脈沖被紅外LEDD2轉(zhuǎn)換為紅外光。開關(guān)S1是一個光標(biāo)使能按鈕，它啟動微控制器94來選擇位置指示功能。開關(guān)S2和S3分別是用于控制PC機(jī)屏幕上的光標(biāo)的左右鼠標(biāo)按鈕。微控制器94采用紅外RS-232C串行鏈路與主PC(沒有示出)通信，主PC即控制器40b通過紅外發(fā)射器100向其發(fā)射數(shù)據(jù)的PC。例如，紅外鏈路以由40kHz載波調(diào)制的1200波特串行發(fā)射數(shù)據(jù)。采用一個FSK(頻移鍵控)格式，其中邏輯1由40kHz的方波表示，邏輯0由0伏特表示。圖10a示出了發(fā)射協(xié)議，圖10b示出了常用于發(fā)射位置指示數(shù)據(jù)的一個數(shù)據(jù)包。圖11是與控制器40b(圖9)一起使用的紅外接收電路的一個實(shí)施例的方框圖。紅外接收電路包括一個紅外接收器110(圖11)(如夏普電子公司制造的GP1U52X紅外接收器)，它接收由紅外發(fā)射器100(圖9)發(fā)射的紅外光信號。從串行口的線路RTS和DTR向紅外接收器110(圖11)供電，并且用調(diào)壓器114(如加利福尼亞州SantaClara的國家半導(dǎo)體公司制造的LP2950CZ調(diào)壓器)將其調(diào)節(jié)為5伏的電壓。線路DTR總是運(yùn)載由驅(qū)動器控制的一個高值信號(即5至12伏)。線路RTS通常運(yùn)載高態(tài)信號，但有時會在瞬間被脈動調(diào)節(jié)來運(yùn)載一個低態(tài)信號(即-5至-12的電壓)。用于在瞬間運(yùn)載低值信號的線路RTS的脈沖請求一個ID序列。二極管D3阻止在RTS線路變低時晶體管Q1的柵極變?yōu)樨?fù)值。當(dāng)線路RTS變低時，二極管D2緩沖到調(diào)壓器的輸入。晶體管Q1是電壓移位器的一部分，該移位器將微控制器118的輸入與線路RTS上信號的大電壓變動隔離。在圖11中，紅外接收器110感應(yīng)來自紅外發(fā)射器100(圖9)的紅外光信號，將發(fā)射的信號解調(diào)，并將解調(diào)的信號輸出到微控制器118(圖11)的管腳5。微控制器118將管腳2上的信號輸出到晶體管Q2。晶體管Q2是一個回送開關(guān)，當(dāng)晶體管Q2導(dǎo)通時，通過將線路TXD連接到總是處于高態(tài)的線路DTR，晶體管Q2迫使線路TXD為高。在一些應(yīng)用中，在紅外發(fā)射器中采用“擴(kuò)散激光二極管”(即加利福尼亞州Cupertino的西門子公司生產(chǎn)的SFH495P擴(kuò)散激光二極管)，而不是常規(guī)的紅外LED來產(chǎn)生用于將控制信號發(fā)射到紅外接收器的紅外光束會更加有利。常規(guī)的紅外LED發(fā)射低強(qiáng)度的光，它由透鏡聚焦來產(chǎn)生定向光束。當(dāng)采用常規(guī)紅外LED的紅外發(fā)射器在導(dǎo)致紅外光束移過紅外接收器的一個方向快速移動時，紅外接收器接收強(qiáng)度會發(fā)生變化的紅外光束。紅外接收器必須通過采用“自動增益控制”來調(diào)節(jié)紅外接收器的靈敏度來補(bǔ)償這一變化。當(dāng)紅外發(fā)射器移動太迅速時，自動增益控制不能作出足夠的響應(yīng)，因此部分紅外發(fā)射會丟失。相反，“擴(kuò)散激光二極管”產(chǎn)生的擴(kuò)散光束不被透鏡聚焦，因此不是定向的。結(jié)果，即使當(dāng)紅外發(fā)射器如上面所述迅速移動時，也有同樣多的擴(kuò)散光到達(dá)紅外接收器，因而紅外接收器不必使用自動增益控制，紅外發(fā)射沒有任何損失。此外，擴(kuò)散激光二極管比常規(guī)的紅外LED效率更高，并且產(chǎn)生能傳播較遠(yuǎn)距離的較高強(qiáng)度的紅外光。圖12是控制器40c的電路的方框圖，該電路是本發(fā)明的一個控制器的第三實(shí)施例，并且它采用多按鈕掃描器。選擇電阻R2和R3的值來為計(jì)時器84的控制輸入端(管腳5)提供為電源Vcc一半的偏壓。這種結(jié)構(gòu)使計(jì)時器84在“中央位置”(即控制器40c的水平面位置)的兩側(cè)對稱地運(yùn)行，并且有效地增大計(jì)時器84的動態(tài)范圍。在圖12的實(shí)施例中，微控制器122執(zhí)行一個計(jì)算機(jī)進(jìn)程，該進(jìn)程由存儲在微控制器122的存儲器(沒有示出)中的計(jì)算機(jī)指令定義。在一個實(shí)施例中，微控制器122是亞利桑那州Phoenix的摩托羅拉公司制造的XC68HC05KO微控制器。在這同一個實(shí)施例中，微控制器122的計(jì)算機(jī)源代碼采用摩托羅拉公司M68HC705KICS匯編程序進(jìn)行匯編，并用常規(guī)技術(shù)安裝在微控制器122中。當(dāng)一個受控裝置(如現(xiàn)有技術(shù)中的游戲機(jī)—沒有示出)向微控制器122查詢X和Y位置值以及按鈕狀態(tài)時，微控制器122開始執(zhí)行計(jì)算機(jī)進(jìn)程。受控裝置可以是例如電子游戲機(jī)、交互式電視機(jī)頂裝置或個人計(jì)算機(jī)。微控制器122的計(jì)算機(jī)處理以前面相對微控制器88(圖7)描述的方式產(chǎn)生一個X位置值和一個Y位置值。通過執(zhí)行計(jì)算機(jī)進(jìn)程，微控制器122根據(jù)受控裝置接受控制信息的協(xié)議，通過一個8管腳硬件連接器132(圖12)將X位置值和Y位置值發(fā)射到受控裝置。上述協(xié)議被稱為“控制協(xié)議”。在一個實(shí)施例中，受控裝置是SegaGenesis游戲機(jī)，是由加利福尼亞州Redwood市的Sega制造的，控制協(xié)議是為該SegaGenesis游戲機(jī)定義的控制裝置協(xié)議，其說明也可以從Sega得到。根據(jù)微控制器122的計(jì)算機(jī)進(jìn)程確定X和Y位置值以及處理按鈕的啟動將在下面作詳細(xì)的描述。應(yīng)該理解，微控制器122的計(jì)算機(jī)進(jìn)程可以根據(jù)發(fā)射控制信息的任何協(xié)議將X和Y位置值發(fā)射到受控裝置。例如，下面是可以將X和Y位置值發(fā)射到受控裝置的三個不同協(xié)議。一個游戲控制器通常使用已建立的六狀態(tài)協(xié)議與一個游戲機(jī)通信。鼠標(biāo)裝置通常采用已建立的10狀態(tài)協(xié)議或已建立的16狀態(tài)協(xié)議與人個計(jì)算機(jī)通信。虛擬實(shí)際用戶接口裝置采用已建立的VR狀態(tài)協(xié)議與游戲機(jī)通信。這里的每個協(xié)議是由與控制器40c相連的特定受控裝置的制造商定義的。當(dāng)控制協(xié)議結(jié)束之后，即一旦微控制器122向受控裝置發(fā)射了X和Y位置值之后，微處理器122的計(jì)算機(jī)進(jìn)程進(jìn)入到位置傳感器子程序和按鈕狀態(tài)子程序。在由微處理器122執(zhí)行的計(jì)算機(jī)進(jìn)程的位置傳感器子程序中，X和Y位置值按下面所述的方式來確定。由微控制器122執(zhí)行的計(jì)算機(jī)進(jìn)程的按鈕狀態(tài)子程序確定哪個按鈕44a-h(圖2a)—如果有的話—被按下。按鈕44a-h相應(yīng)于控制器40c的按鈕S1-S8(圖12)。根據(jù)由目前可購得的游戲機(jī)使用的已建立的協(xié)議，控制器40c通常每隔10ms輪詢一下X和Y位置值和按鈕狀態(tài)。這給控制器40c提供了足夠的時間來通過執(zhí)行位置傳感器子程序和按鈕子程序確定這種信息。位置傳感器子程序通過從輸出線路(用于根據(jù)控制協(xié)議發(fā)射信息)到輸入線路(每條承載一個高態(tài)信號)改變線路EY/DN和EX/UP。這使得位置傳感器模塊48a和48b中的位置傳感器LED截止，并使每個位置傳感器模塊被順序測試。然后，在線路PB(即微控制器122的管腳3)到計(jì)時器84的管腳2的信號被從高態(tài)觸發(fā)到低態(tài)，從而將計(jì)時器84的輸出端(管腳3)設(shè)置為高態(tài)，并啟動計(jì)時器。位置傳感器子程序在由微控制器122執(zhí)行的計(jì)算機(jī)進(jìn)程中調(diào)用計(jì)時器子程序的執(zhí)行。在計(jì)時器子程序中，由微控制器122的計(jì)時器時鐘(沒有示出)指示的當(dāng)前時間被記錄為時間周期的起始時間。計(jì)時器子程序通過中斷或輪詢監(jiān)控微控制器122的線路XY(即管腳4)，直到線路XY上的信號狀態(tài)從高變低為止。從計(jì)時器84的結(jié)束時間減去起始時間，所得到的差就是第一位置傳感器模塊48a的“絕對”位置的數(shù)字表示。采用這種方式來測量位置傳感器模塊48a，得到一個位置值。通過將EX線設(shè)置為高態(tài)來截止第一位置傳感器48a的LED、將EY線設(shè)置為低來導(dǎo)通第二位置傳感器48b的LED，對第二位置傳感器模塊48b重復(fù)上述次序。這時計(jì)時器84再次被觸發(fā)，計(jì)時器周期再次被測量，由此得到另一個傳感器的“絕對”位置。對包括三個或四個傳感器的構(gòu)造來說，對每個傳感器重復(fù)這一次序。當(dāng)位置傳感器模塊48a和48b被測量之后，微控制器122(圖12)的計(jì)算機(jī)進(jìn)程進(jìn)入按鈕狀態(tài)子程序。在該按鈕狀態(tài)子程序，數(shù)據(jù)線R、L、EX/UP和EY/DN被構(gòu)造成輸入線，每條運(yùn)載一個低態(tài)信號，而按鈕啟動線(即線路BE0和BE1)被一一啟動，即被構(gòu)造成運(yùn)載高態(tài)信號的輸出線路。首先，當(dāng)線路BE0被啟動，線路BE1被保持低態(tài)時，讀數(shù)據(jù)線R、L以及EX/UP和EY/DN數(shù)據(jù)線，來檢查按鈕S1到S4的狀態(tài)。其次，當(dāng)線路BE1被啟動，而線路BE0保持低態(tài)時，讀數(shù)據(jù)線R、L、EX/UP、EY/DN，來檢查按鈕S5到S8的狀態(tài)。這使按鈕S1到S8被一一檢查，從而可以確定按鈕是處于打開狀態(tài)還是關(guān)閉狀態(tài)。代表按鈕S1至S8的相應(yīng)狀態(tài)的控制信號根據(jù)控制協(xié)議被格式化后傳送到游戲機(jī)。當(dāng)位置傳感器和按鈕狀態(tài)子程序完成之后，由微控制器122執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序?qū)⑽⒖刂破?22置于缺省準(zhǔn)備狀態(tài)，這時計(jì)算機(jī)進(jìn)程等待游戲機(jī)再次查詢微控制器122。如上所述，控制器40(圖2a)的操作可以通過下面兩種方式之一來完成(1)與目前可購得的游戲控制機(jī)類似，采用四個方向鍵44a-d，以手動操作方式操作；(2)傾斜控制器40并使用微控制器的幾個不同運(yùn)行方式(例如“數(shù)字模式”、“傾斜窗口模式”、“比例模式”、“相對模式”或“絕對模式”)中的一個來提供適應(yīng)于不同應(yīng)用的各類控制信號。在數(shù)字方式下，當(dāng)傳感器產(chǎn)生的移動超出預(yù)置的“窗口”時，接通適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)線。這種運(yùn)行方式模擬現(xiàn)有技術(shù)中的游戲控制器，其中或者按下(即“接通”或合上)或者放開(即“關(guān)斷”或斷開)方向按鈕。在通電程序中，位置傳感器模塊的位置被采樣，并將一個稱為“原始位置”的絕對位置記錄在存儲器中。計(jì)算正、負(fù)偏移，并將其記錄在存儲器中，該正負(fù)偏移與原始位置相關(guān)，并共同限定一個窗口。每個時間控制器40由與控制器40相連的受控裝置輪詢，按如上所述對位置傳感器模塊48a和48b(圖2c)進(jìn)行檢查，以確定被感應(yīng)的位置，并檢查其偏移。如果被感應(yīng)的位置位于正負(fù)偏移之間，即在窗口內(nèi)，那么將兩個相關(guān)的線路(例如左和右)斷開，就好象左、右方向鍵都沒有被按下一樣。如果控制器40(圖2a)向左傾斜，使得感應(yīng)的位置位于由正負(fù)偏移所構(gòu)成的窗口之外(即在該窗口的左邊)，那么在游戲機(jī)輪詢過程中將左傳感器線路合上，就好象左方向鍵被按下(即合上或“啟動”)一樣。在窗口內(nèi)向后移動位置傳感器會使左傳感器線路復(fù)位到斷開狀態(tài)，就好象左方向鍵被松開(即斷開或“停用”)一樣。在滑動窗口方式中，與上面所述的數(shù)字方式一樣，正、負(fù)偏移被用來接通和斷開相關(guān)的數(shù)據(jù)線路。然而，在滑動窗口方式下，窗口的正向接通和斷開邊緣被動態(tài)設(shè)置。例如，如果控制器40向左傾斜時，那么在存儲器中記錄一個新的或“當(dāng)前”原點(diǎn)(即原始位置)，通過向當(dāng)前原點(diǎn)加上正、負(fù)偏移來調(diào)節(jié)窗口。實(shí)際上，窗口向左移動，使用戶只需略為移動控制器40就能接通和斷開左或右傳感器線路。在比例方式下，感應(yīng)的位置被用來產(chǎn)生一個“接通”周期和“斷開”周期，在“接通”周期，控制器40模擬方向鍵的啟動，而在“斷開”周期，控制器40模擬方向鍵的停用。由游戲機(jī)執(zhí)行的某些游戲使用戶只使用一個數(shù)字(即“接通/斷開”)開關(guān)來模擬一個模擬控制信號的幅值。在上面給出的賽車電子游戲?qū)嵗?，較大的幅值可指示方向盤的急轉(zhuǎn)。模擬控制信號的較大幅值可以由現(xiàn)有的游戲控制機(jī)的用戶或者啟動具有較大頻率的開關(guān)或者在較長的時間周期將開關(guān)保持在啟動狀態(tài)來模擬。在比例模式中，控制器40模擬包括幅值信息的模擬控制信號來控制受控裝置，這可以通過向受控裝置發(fā)射相應(yīng)于數(shù)字開關(guān)(例如方向鍵44a-d(圖2a)中的任意一個)的控制信號來實(shí)現(xiàn)。幅值信息包括(i)從開關(guān)的停用狀態(tài)到啟動狀態(tài)的轉(zhuǎn)換頻率，(ii)開關(guān)處于啟動狀態(tài)(即開關(guān)的“工作循環(huán)”)時占用的時間百分?jǐn)?shù)，(iii)開關(guān)被保持在啟動狀態(tài)的時間長度，或(iv)前面所述的(i)到(iii)的任意組合。由模擬的模擬控制信號表示的幅值信息正比于感應(yīng)的位置與原點(diǎn)之間的差值。換句話說，控制器40被傾斜，代表被頻繁啟動的開關(guān)或被長時間保持在啟動狀態(tài)的開關(guān)的信號被仿真。對幅值信息的不同表示可以被用來更精確地將幅值信息傳送到特定的游戲。例如，一個游戲可以通過在給定的時間周期計(jì)算開關(guān)的啟動次數(shù)來確定控制信號的幅值，而另一個游戲可以通過測量開關(guān)被保持在啟動狀態(tài)的時間長度來確定控制信號的幅值。為了使控制器40適當(dāng)?shù)卮碓谑芸匮b置內(nèi)執(zhí)行特定游戲的幅值信息，受控裝置可以在控制器40的微控制器(例如微控制器122(圖12))中預(yù)先裝入一個響應(yīng)表。對每個幅值，響應(yīng)表指定“接通”和“關(guān)斷”信號的一個模式，它相應(yīng)于一個數(shù)字開關(guān)，并用于表示一個特定的幅值?？刂破?0每次被查詢時，就確定一個位置傳感器模塊(如位置傳感器模塊48a和48b)的感應(yīng)位置，并且檢索與被感應(yīng)位置和原點(diǎn)之間的差相等的一個幅值相應(yīng)的一個模式。這個被檢索的模式被用來發(fā)射代表控制開關(guān)的啟動和停用的控制信號，以便將幅值信息發(fā)射到受控裝置。在相對模式下，每次位置傳感器被查詢時，就根據(jù)控制協(xié)議測量并發(fā)送當(dāng)前感應(yīng)的位置與先前感應(yīng)的位置之間的差值。從當(dāng)前感應(yīng)的位置減去先前感應(yīng)的位置得到一個相對移動測量值。這個相對移動測量值通常被用于由鼠標(biāo)器模擬控制，從而通常被根據(jù)已建立的鼠標(biāo)控制協(xié)議發(fā)送到受控的個人計(jì)算機(jī)。在絕對模式下，位置傳感器的被感應(yīng)位置根據(jù)控制協(xié)議被匯編成軟件包并發(fā)送到受控裝置。受控裝置利用已感應(yīng)的位置來控制例如屏幕上鼠標(biāo)的位置。在絕對模式下，屏幕上鼠標(biāo)器的位置直接相應(yīng)于位置傳感器的感應(yīng)位置。絕對模式很適合虛擬實(shí)際應(yīng)用，其中的控制協(xié)議是一個虛擬實(shí)際控制協(xié)議，例如上面所描述的VR狀態(tài)控制協(xié)議。圖13a和13b分別是二維位置傳感器模塊150a的俯視和側(cè)視截面圖。在一個實(shí)施例中，二維位置傳感器模塊150a包括一個透明的球形容器154a，其中有一個反射物158(如一個空氣泡)懸浮在溶劑162(如異丙醇)中。應(yīng)該理解的是，與上面對位置傳感器模塊48a的反射物56(圖3)和溶劑60所作的描述一樣，其它反射物和溶劑也適合用于二維位置傳感器150a中。放在容器154a底部的紅外發(fā)光二極管(“LED”)166(圖13a)對反射物158照明，反射物將紅外光反射到如圖13a和13b所示放置的四個光電二極管170a-d上。當(dāng)二維位置傳感器模塊150a位于水平位置(如圖13a和13b所示)時，反射物158處于光電二極管170a-d的中心，因此向每個光電二極管170a-d反射等量的光。當(dāng)二維位置傳感器模塊150a繞例如X軸(圖13a)旋轉(zhuǎn)時，反射物158保持靜止，并逐漸改變光在第一對相對的光電二極管170a和170b之間的方向，增加在一個光電二極管(例如光電二極管170a)上的入射光，并減小在另一個光電二極管(例如光電二極管170b)上的入射光。與此類似，關(guān)于Y軸傾斜二維位置傳感器模塊150a則改變光在第二對相對的光電二極管170c和170d之間的方向。在其它方面，二維位置傳感器模塊150a的操作與圓柱狀位置傳感器模塊48a和48b(圖2c)的操作類似。然而，一個單一的二維位置傳感器，如二維位置傳感器模塊150a(圖13a和13b)，能夠感應(yīng)控制器40在二維空間相對于X軸和Y軸的角位置或方向。與之相比，需要二個圓柱狀的位置傳感器模塊48a和48b(圖2c)來感應(yīng)相對于X軸和Y軸的角位置。對大多數(shù)應(yīng)用來說，采用一個單一的二維位置傳感器，如二維位置傳感器模塊150a(圖13a和13b)，相比于采用一對圓柱狀位置傳感器，如位置傳感器模塊48a和48b(圖2c)，要便宜一些。圖13c和13d分別是二維位置傳感器的另一個實(shí)施例，即二維位置傳感器模塊150b的俯視和側(cè)視截面圖。二維位置傳感器模塊150b采用一個半球狀容器154b而不是一個球形容器。對某些應(yīng)用來說，一個半球狀容器的優(yōu)點(diǎn)是更小型化或更易于制造。二維位置傳感器模塊150b的操作與上面描述的二維位置傳感器模塊150a(圖13a和13b)的操作是類似的。圖14的方框圖示出了根據(jù)本發(fā)明與一個比率數(shù)字儀表放大器174(在此稱之為“比率放大器”)接口的二維位置傳感器模塊150的一個實(shí)施例(例如圖13a和13b的二維位置傳感器模塊150a或圖13c和13d的二維位置傳感器模塊150b)。比率放大器174是構(gòu)造成一個單穩(wěn)多諧振蕩器的CMOS555計(jì)時器84(例如德克薩斯州Dallas的德克薩斯儀表公司制造的TLC555計(jì)時器)，并且其運(yùn)行與前面描述的比率放大器80(圖5)的運(yùn)行類似。在另一個實(shí)施例中，計(jì)時器84(圖14)被構(gòu)造成前面相應(yīng)于比率放大器80(圖5)所描述的無穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器。圖15是控制器40d(本發(fā)明控制器的第四個實(shí)施例)的電路方框圖。二維位置傳感器模塊150-可以是二維位置傳感器模塊150a(圖13a和13b)，也可以是二維位置傳感器模塊150b(圖13c和13d)-被連接到計(jì)時器84，以便感應(yīng)相對于X軸和Y軸的角位置。被構(gòu)造成發(fā)送器的微控制器180提供多路復(fù)用信號EXC、EXA和EYC、EYA，它們一次只啟動一對相對放置的光電二極管170a-d。例如，微控制器180啟動第一對相對放置光電二極管170a和170b，以便感應(yīng)X位置。微控制器180通過將高電平電壓(邏輯1)加到信號EXC、低電平電壓(邏輯0)加到信號EXA來啟動光電二極管170a和170b。在感應(yīng)X位置之時，信號EYC和EYA被保持在高阻抗輸入狀態(tài)。然后微控制器180(i)觸發(fā)計(jì)時器84，在計(jì)時器84的管腳3上產(chǎn)生一個XY輸出信號，(ii)產(chǎn)生一個相應(yīng)的數(shù)字濾波X位置值，(iii)將X位置值轉(zhuǎn)換為已作脈寬調(diào)制的輸出信號。微控制器180的操作類似于前面所述的微控制器88(圖7)的操作。接著，微控制器180(圖15)以上面啟動信號EXC和EXA的類似方式啟動多路復(fù)用的信號EYC和EYA，從而啟動第二對相對放置的光電二極管170c和170d，以感應(yīng)Y位置。在感應(yīng)Y位置之時，信號EXC和EXA被保持在高阻抗輸入狀態(tài)?？刂菩盘栐谖⒖刂破?80的管腳3輸出到傳統(tǒng)的紅外發(fā)射器190，后者將控制信號發(fā)射到傳統(tǒng)的紅外接收器，如紅外接收器110(圖11)。紅外發(fā)射器190的運(yùn)行類似于上面所述的紅外發(fā)射器100(圖9)的運(yùn)行。已調(diào)制的控制信號接著被用來驅(qū)動現(xiàn)有技術(shù)中的電子游戲機(jī)(沒有示出)的四個方向鍵輸入。如上所述，采用一個“擴(kuò)散激光二極管”(例如加利福尼亞州Cupertino的西門子器件公司制造的SFH495P擴(kuò)散激光二極管)比采用傳統(tǒng)的紅外LED來產(chǎn)生用于發(fā)射控制信號到紅外接收器的紅外光束更有優(yōu)越性。在一個實(shí)施例中，微控制器122的計(jì)算機(jī)程序可以采用亞利桑那州Phoenix的摩托羅拉公司制造的M68HC705KICS匯編程序來匯編。當(dāng)被匯編并裝入微控制器122(圖12)之后，各種計(jì)算機(jī)程序可以構(gòu)成分別根據(jù)前面描述的數(shù)字方式、相對方式和絕對方式來操作控制器40c的計(jì)算機(jī)進(jìn)程。所采用的特定計(jì)算機(jī)語言和特定的微控制器不是本發(fā)明的主要方面。就本發(fā)明所作的公開來說，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以采用不同的計(jì)算機(jī)語言和/或不同的微控制器來實(shí)施本發(fā)明。根據(jù)本發(fā)明，控制器(沒有示出)采用擴(kuò)散激光二極管202(圖16)來發(fā)射控制信號到受控裝置204。受控裝置204包括一個紅外接收器206，用來接收控制信號。擴(kuò)散激光二極管202被示于兩個交替的位置202A和202B，它們相應(yīng)于控制器的兩個交替位置，并且其中擴(kuò)散激光二極管202并沒有對準(zhǔn)接收器206的方向。由于擴(kuò)散激光二極管202沒有產(chǎn)生被聚焦的紅外光束，因此由接收器206接收的信號基本上與擴(kuò)散激光二極管202直接對準(zhǔn)接收器206時一樣強(qiáng)。因此，不管擴(kuò)散激光二極管202對準(zhǔn)的方向如何，由接收器206接收的紅外信號的強(qiáng)度基本上是恒定的。因此，受控裝置204中的AGC電路(沒有示出)只需作微小的調(diào)整以補(bǔ)償接收信號的強(qiáng)度變化，在某些情況下，可以全部省去。由于只需要對接收信號的強(qiáng)度作微調(diào)，受控裝置204中的AGC電路通常用于以足夠快速作這種調(diào)節(jié)以避免接收信號中控制信息的損失。擴(kuò)散激光二極管(如激光二極管202)產(chǎn)生的紅外光的強(qiáng)度實(shí)際上比由非激光LED產(chǎn)生的紅外光的強(qiáng)度要強(qiáng)。因此，盡管由擴(kuò)散激光二極管202發(fā)射的紅外光具有擴(kuò)散、非聚焦特性，由擴(kuò)散激光二極管202發(fā)射的紅外信號可由受控裝置206接收。擴(kuò)散激光二極管202從傳統(tǒng)控制器將控制信號發(fā)射到受控裝置206的距離將控制信號發(fā)射到受控裝置206。圖17示出了控制器302中擴(kuò)散激光二極管304的第二用途。擴(kuò)散激光二極管304被控制器302用來發(fā)射紅外信號到受控裝置306，后者通過接收器308接收該紅外信號。如圖17所示，障礙物310被放置在擴(kuò)散激光二極管304和接收器308之間，從而由擴(kuò)散激光二極管304發(fā)射的紅外光不能直接傳向接收器308。然而，由于由擴(kuò)散激光二極管304發(fā)射的紅外光不聚焦，因此沿箭頭A1方向發(fā)射的紅外光與直接向接收器308發(fā)射的紅外光具有大致相同的強(qiáng)度。沿箭頭A1方向發(fā)射的光被一個物體(如頂板(沒有示出))反射回來，并由接收器308接收(如箭頭A2所示)。在一個實(shí)施例中，擴(kuò)散激光二極管304和202(圖16)是加利福尼亞州Cupertino的西門子器件公司制造的SFH495P擴(kuò)散激光二極管。擴(kuò)散激光二極管202和304一般可以直接替代傳統(tǒng)控制器中的傳統(tǒng)紅外LED，而不需要對其中電路作任何改變。通過擴(kuò)散激光二極管202和304編碼并發(fā)射如紅外信號一類的控制信號的電路(沒有示出)是傳統(tǒng)并公知的。與此類似，控制信號被作為接收器206和308的紅外信號接收并譯碼的電路(沒有示出)也是傳統(tǒng)并公知的。上面所作的描述僅是示例性而非限定性的。本發(fā)明只受下述權(quán)利要求的限制。應(yīng)該理解，上面所作的描述是用作示例性而非限定性說明的。對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，根據(jù)本文所作的公開可以了解本發(fā)明的許多改進(jìn)。因此本發(fā)明的保護(hù)范圍不是由上述說明確定的，而是由所附權(quán)利要求書及其所有等效范圍所確定的。一個實(shí)施例中的元件標(biāo)稱值</tables></tables></tables></tables>權(quán)利要求1.一個位置傳感器模塊，包括用于發(fā)射信號的一個信號源；第一和第二信號傳感器；以及相對于第一和第二信號傳感器可移動放置的一個反射物；其中第一和第二信號傳感器被放置來接收從反射物反射的信號；此外其中第一信號傳感器和第二信號傳感器被連接在一起來提供一個傳感器輸出信號，指示反射物相對于第一和第二信號傳感器的位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置傳感器模塊，其中第一和第二信號傳感器定義一個參考軸，并且其中的傳感器輸出信號與參考軸和一個參考平面之間的角度相關(guān)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置傳感器模塊，其中反射物被可移動地放置在一個容器內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的位置傳感器模塊，其中該容器是圓柱形的。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的位置傳感器模塊，其中容器定義了一個縱向軸，并且其中容器繞縱向軸的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致反射物與第一和第二信號傳感器之間的相對移動。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置傳感器模塊，其中反射物是球形的。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置傳感器，其中反射物包括一個在液體中的泡。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的位置傳感器，其中所述的泡是一個氣泡。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的位置傳感器，其中所述的泡是與上面首次提及的液體不同的第二種液體，并且其中第一種液體具有第一密度，第二種液體具有不同于第一密度的第二密度，此外，其中第一和第二種液體在容器內(nèi)保持完全分離。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置傳感器模塊，其中傳感器輸出信號正比于由第一信號傳感器接收的信號的強(qiáng)度與由第二信號傳感器接收的信號的強(qiáng)度之比。11.一個控制器包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的一個位置傳感器模塊；一個信號調(diào)節(jié)器，可操作地連接到第一位置傳感器模塊，用于將傳感器輸出信號轉(zhuǎn)換為控制信號。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制器，其中信號調(diào)節(jié)器將傳感器輸出信號轉(zhuǎn)換為已調(diào)節(jié)的輸出信號。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的控制器，其中已調(diào)節(jié)的輸出信號有一個脈沖寬度，該脈沖寬度正比于由第一信號傳感器接收的信號的強(qiáng)度和由第二信號傳感器接收的信號的強(qiáng)度。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制器，其中信號調(diào)節(jié)器進(jìn)一步包括一個微控制器，用于將已調(diào)節(jié)的輸出信號轉(zhuǎn)換為控制信號。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制器，進(jìn)一步包括一個紅外發(fā)射器，用于向接收器發(fā)射控制信號。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的控制器，其中紅外發(fā)射器進(jìn)一步包括一個擴(kuò)散激光二極管。17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制器，進(jìn)一步包括一個射頻發(fā)射器，用于向接收器發(fā)射控制信號。18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制器，進(jìn)一步包括一個超聲波發(fā)射器，用于向接收器發(fā)射控制信號。19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制器，其中微控制器采用數(shù)字模式接口與受控裝置通信。20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制器，其中微控制器采用滑動窗口模式接口與受控裝置通信。21.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制器，其中微控制器采用比例模式接口受控裝置通信。22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制器，其中微控制器采用相對模式接口與受控裝置通信。23.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制器，其中微控制器采用絕對模式接口與受控裝置通信。24.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制器，進(jìn)一步包括一個紅外發(fā)射器，用于向接收器發(fā)射控制信號。25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的控制器，其中紅外發(fā)射器進(jìn)一步包括一個擴(kuò)散激光二極管。26.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制器，進(jìn)一步包括一個射頻發(fā)射器，用于向接收器發(fā)射控制信號。27.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制器，進(jìn)一步包括一個超聲波發(fā)射器，用于向接收器發(fā)射控制信號。28.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制器，其中信號調(diào)節(jié)器采用數(shù)字模式接口與受控裝置通信。29.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制器，其中信號調(diào)節(jié)器采用滑動窗口模式接口與受控裝置通信。30.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制器，其中信號調(diào)節(jié)器采用比例模式接口與受控裝置通信。31.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制器，其中信號調(diào)節(jié)器采用相對模式接口與受控裝置通信。32.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制器，其中信號調(diào)節(jié)器采用絕對模式接口與受控裝置通信。33.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制器，進(jìn)一步包括與首次提及的位置傳感器模塊不同并可操作地連接到信號調(diào)節(jié)器的第二位置傳感器模塊，該第二位置傳感器模塊包括與首次提及的信號源不同的第二信號源，用于發(fā)射與首次提及的信號不同的第二信號；第三和第四信號傳感器；不同于第一次所提到反射物，并相對于第三和第四信號傳感器可移動地放置的第二反射物；其中第三和第四信號傳感器被放置來接收由第二反射物反射的第二信號；此外，其中第三信號傳感器和第四信號傳感器被耦合來提供第二傳感器輸出信號，它與第一次提及的傳感器輸出信號不同并指示第二反射物相對于第三和第四信號傳感器的位置；其中信號調(diào)節(jié)器將第二傳感器輸出信號轉(zhuǎn)換為與第一次述及的控制信號不同的第二控制信號。34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的控制器，其中第一和第二信號傳感器定義第一參考軸，第三和第四信號傳感器定義第二參考軸；此外，其中第一傳感器輸出信號與第一參考軸和一個參考平面之間的角度相關(guān)；第二傳感器輸出信號與第二參考軸和該參考平面之間的角度相關(guān)。35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的控制器，其中第一參考軸與第二參考軸實(shí)際上正交。36.根據(jù)權(quán)利要求33所述的控制器，其中第一反射物被可移動地放置在第一容器內(nèi)，第二反射物被可移動地放置在第二容器內(nèi)。37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的控制器，其中第一和第二容器是圓柱形的。38.根據(jù)權(quán)利要求36所述的控制器，其中第一容器定義第一縱軸，第二容器定義第二縱軸；并且其中第一容器繞第一縱軸的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致第一反射物與第一和第二信號傳感器之間的相對移動；以及其中第二容器繞第二縱軸的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致第二反射物與第三和第四信號傳感器之間的相對移動。39.根據(jù)權(quán)利要求33所述的控制器，其中第一傳感器輸出信號正比于由第一信號傳感器接收的第一信號的強(qiáng)度與由第二信號傳感器接收的第一信號的強(qiáng)度之比；并且第二傳感器輸出信號正比于由第三信號傳感器接收的第二信號的強(qiáng)度與由第四信號傳感器接收的第二信號的強(qiáng)度之比。40.根據(jù)權(quán)利要求39所述的控制器，其中信號調(diào)節(jié)器將第一和第二傳感器輸出信號分別轉(zhuǎn)換為第一和第二已調(diào)節(jié)輸出信號。41.根據(jù)權(quán)利要求40所述的控制器，其中第一已調(diào)節(jié)輸出信號的脈寬正比于由第一信號傳感器接收的第一信號的強(qiáng)度與由第二信號傳感器接收的第一信號的強(qiáng)度之比；并且第二已調(diào)節(jié)輸出信號的脈寬正比于由第三信號傳感器接收的第二信號的強(qiáng)度與由第四信號傳感器接收的第二信號的強(qiáng)度之比。42.根據(jù)權(quán)利要求39所述的控制器，其中信號調(diào)節(jié)器進(jìn)一步包括一個微控制器，用于將第一和第二已調(diào)節(jié)輸出信號轉(zhuǎn)換為第一和第二控制信號。43.根據(jù)權(quán)利要求33所述的控制器，其中信號調(diào)節(jié)器通過交替地啟動第一和第二信號源來分別交替地啟動第一和第二位置傳感器模塊。44.一個位置傳感器模塊包括用于發(fā)射信號的一個信號源；第一、第二、第三和第四信號傳感器；相對于第一、第二、第三和第四信號傳感器可移動放置的一個反射物；其中第一、第二、第三和第四信號傳感器被放置來接收從反射物反射的信號；此外其中第一信號傳感器和第二信號傳感器被連接在一起來提供第一傳感器輸出信號，指示反射物相對于第一和第二信號傳感器的位置；以及其中第三信號傳感器和第四信號傳感器被連接在一起來提供第二傳感器輸出信號，指示反射物相對于第三和第四信號傳感器的位置。45.根據(jù)權(quán)利要求44所述的位置傳感器模塊，其中第一傳感器輸出信號正比于由第一信號傳感器接收的信號的強(qiáng)度與由第二信號傳感器接收的信號強(qiáng)度之比；并且第二傳感器輸出信號正比于由第三信號傳感器接收的信號的強(qiáng)度與由第四信號傳感器接收的信號的強(qiáng)度之比。46.根據(jù)權(quán)利要求44所述的位置傳感器模塊，其中第一和第二信號傳感器定義第一參考軸，第三和第四信號傳感器定義第二參考軸；并且其中位置傳感器模塊繞第一或第二軸的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致反射物相對于第一和第二信號傳感器或相對于第三和第四信號傳感器的移動。47.根據(jù)權(quán)利要求44所述的位置傳感器模塊，其中反射物是球形的。48.根據(jù)權(quán)利要求44所述的位置傳感器模塊，其中反射物是非球形的。49.根據(jù)權(quán)利要求44所述的位置傳感器模塊，其中反射物包括一個在液體中的泡。50.根據(jù)權(quán)利要求49所述的位置傳感器模塊，其中反射物包括一個氣泡。51.根據(jù)權(quán)利要求49所述的位置傳感器，其中所述的泡是與首次述及的液體不同的第二種液體；并且第一種液體具有第一密度，第二種液體具有不同于第一密度的第二密度；此外，其中第一和第二種液體保持實(shí)際分離。52.根據(jù)權(quán)利要求44所述的位置傳感器模塊，其中第一和第二信號傳感器定義第一參考軸，第三和第四信號傳感器定義第二參考軸；此外，其中第一傳感器輸出信號與第一參考軸和一個參考平面之間的角度相關(guān)；第二傳感器輸出信號與第二參考軸和該參考平面之間的角度相關(guān)。53.根據(jù)權(quán)利要求52所述的位置傳感器模塊，其中第一參考軸與第二參考軸實(shí)際上正交。54.根據(jù)權(quán)利要求44所述的位置傳感器模塊，其中反射物被可移動地放置在一個容器內(nèi)。55.根據(jù)權(quán)利要求54所述的位置傳感器模塊，其中容器的內(nèi)表面至少部分是球形的。56.根據(jù)權(quán)利要求52所述的位置傳感器模塊，其中反射物被可移動地放置在一個容器內(nèi)；另外其中容器繞第一縱軸的旋轉(zhuǎn)造成反射物與第一和第二信號傳感器之間的相對移動，所述第一縱軸與第一參考軸實(shí)際上正交；并且其中容器繞第二縱軸的旋轉(zhuǎn)造成第二反射物與第三和第四信號傳感器之間的相對移動，所述第二縱軸與第二參考軸實(shí)際上正交。57.一個控制器，包括一個如權(quán)利要求44所述的位置感應(yīng)器模塊；一個可操作地連接到位置感應(yīng)器模塊的信號調(diào)節(jié)器，用于將第一和第二傳感器輸出信號轉(zhuǎn)換為控制信號。58.根據(jù)權(quán)利要求57所述的控制器，其中信號調(diào)節(jié)器將第一傳感器輸出信號轉(zhuǎn)換為第一已調(diào)節(jié)輸出信號，該信號的脈寬正比于由第一信號傳感器接收的信號的強(qiáng)度與由第二信號傳感器接收的信號的強(qiáng)度之比；并且信號調(diào)節(jié)器將第二傳感器輸出信號轉(zhuǎn)換為第二已調(diào)節(jié)輸出信號，該信號的脈寬正比于由第三信號傳感器接收的信號的強(qiáng)度與由第四信號傳感器接收的信號的強(qiáng)度之比。59.根據(jù)權(quán)利要求58所述的控制器，其中信號調(diào)節(jié)器包括一個微控制器，用于將第一和第二已調(diào)節(jié)輸出信號轉(zhuǎn)換為控制信號。60.根據(jù)權(quán)利要求59所述的控制器，其中微控制器采用數(shù)字模式接口與受控裝置通信。61.根據(jù)權(quán)利要求59所述的控制器，其中微控制器采用滑動窗口模式接口與受控裝置通信。62.根據(jù)權(quán)利要求59所述的控制器，其中微控制器采用比例模式接口與受控裝置通信。63.根據(jù)權(quán)利要求59所述的控制器，其中微控制器采用相對模式接口與受控裝置通信。64.根據(jù)權(quán)利要求59所述的控制器，其中微控制器采用絕對模式接口與受控裝置通信。65.根據(jù)權(quán)利要求57所述的控制器，其中信號調(diào)節(jié)器控制位置傳感器模塊，通過交替啟動(i)第一和第二信號傳感器以及(ii)第三和第四信號傳感器，來多路轉(zhuǎn)換第一和第二傳感器輸出信號。66.根據(jù)權(quán)利要求57所述的控制器，進(jìn)一步包括一個紅外發(fā)射器，用于發(fā)射控制信號到一個接收器。67.根據(jù)權(quán)利要求66所述的控制器，其中紅外發(fā)射器進(jìn)一步包括一個擴(kuò)散激光二極管。68.根據(jù)權(quán)利要求57所述的控制器，進(jìn)一步包括一個射頻發(fā)射器，用于發(fā)射控制信號到一個接收器。69.根據(jù)權(quán)利要求57所述的控制器，進(jìn)一步包括一個超聲波發(fā)射器，用于發(fā)射控制信號到一個接收器。70.根據(jù)權(quán)利要求57所述的控制器，其中信號調(diào)節(jié)器采用數(shù)字模式接口與受控裝置通信。71.根據(jù)權(quán)利要求57所述的控制器，其中信號調(diào)節(jié)器采用滑動窗口模式接口與受控裝置通信。72.根據(jù)權(quán)利要求57所述的控制器，其中信號調(diào)節(jié)器采用比例模式接口與受控裝置通信。73.根據(jù)權(quán)利要求57所述的控制器，其中信號調(diào)節(jié)器采用相對模式接口與受控裝置通信。74.根據(jù)權(quán)利要求57所述的控制器，其中信號調(diào)節(jié)器采用絕對模式接口與受控裝置通信。75.一種方法，包括以下步驟從信號源發(fā)射一個信號；從一個反射物反射該信號，該反射物相對于第一和第二信號傳感器可移動地放置；用第一和第二信號傳感器接收該信號；連接第一和第二信號傳感器來提供指示反射物相對于第一和第二信號傳感器的位置的一個傳感器輸出信號。76.根據(jù)權(quán)利要求75所述的方法，進(jìn)一步包括將傳感器輸出信號轉(zhuǎn)換為控制信號。77.根據(jù)權(quán)利要求75所述的方法，其中第一傳感器輸出信號直接相關(guān)于第一參考軸和一個參考平面之間的角度，該第一參考軸由第一和第二信號傳感器限制。78.根據(jù)權(quán)利要求75所述的方法，其中傳感器輸出信號正比于由第一信號傳感器接收的信號的強(qiáng)度與由第二信號傳感器接收的信號的強(qiáng)度之比。79.根據(jù)權(quán)利要求78所述的方法，進(jìn)一步包括產(chǎn)生一個已調(diào)節(jié)的信號，該信號的脈寬正比于由第一信號傳感器接收的信號的強(qiáng)度與由第二信號傳感器接收的信號的強(qiáng)度之比。80.根據(jù)權(quán)利要求75所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟從與首次述及的信號源不同的第二信號源發(fā)射與首次述及的信號不同的第二信號；從與首次述及的反射物不同并相對于第三和第四信號傳感器可移動地放置的第二反射物反射該信號；用第三和第四信號傳感器接收該第二信號；連接第三和第四信號傳感器來提供第二傳感器輸出信號，該信號與首次述及的傳感器輸出信號不同，它指示第二反射物相對于第三和第四信號傳感器的位置。81.根據(jù)權(quán)利要求80所述的方法，進(jìn)一步包括將第二傳感器輸出信號轉(zhuǎn)換為一附加控制信號。82.根據(jù)權(quán)利要求80所述的方法，其中第一傳感器輸出信號相關(guān)于第一參考軸和一個參考平面之間的角度，該第一參考軸由第一和第二信號傳感器限定；并且其中第二傳感器輸出信號相關(guān)于第二參考軸和該參考平面之間的角度，該第二參考軸由第三和第四信號傳感器限定。83.根據(jù)權(quán)利要求80所述的方法，其中第一傳感器輸出信號正比于由第一信號傳感器接收的第一信號的強(qiáng)度和由第二信號傳感器接收的第一信號的強(qiáng)度之比；并且其中第二傳感器輸出信號正比于由第三信號傳感器接收的第二信號的強(qiáng)度和由第四信號傳感器接收的第二信號的強(qiáng)度之比。84.根據(jù)權(quán)利要求83所述的方法，進(jìn)一步包括產(chǎn)生第一已調(diào)節(jié)信號，該信號的脈寬正比于由第一信號傳感器接收的第一信號的強(qiáng)度與由第二信號傳感器接收的第一信號的強(qiáng)度之比；產(chǎn)生第二已調(diào)節(jié)信號，該信號的脈寬正比于由第三信號傳感器接收的第二信號的強(qiáng)度與由第四信號傳感器接收的第二信號的強(qiáng)度之比。85.一種方法，包括以下步驟從信號源發(fā)射一個信號；從一個反射物反射該信號，該反射物相對于第一、第二、第三和第四信號傳感器可移動地放置；用第一、第二、第三和第四信號傳感器接收該信號；連接第一和第二信號傳感器來提供第一傳感器輸出信號，該信號指示該反射物相對于第一和第二信號傳感器的位置；連接第三和第四信號傳感器來提供第二傳感器輸出信號，該信號指示該反射物相對于第三和第四信號傳感器的位置。86.根據(jù)權(quán)利要求85所述的方法，進(jìn)一步包括將第一和第二傳感器輸出信號轉(zhuǎn)換為控制信號。87.根據(jù)權(quán)利要求85所述的方法，其中第一傳感器輸出信號相關(guān)于第一參考軸和一個參考平面之間的角度，該第一參考軸由第一和第二信號傳感器限定；并且其中第二傳感器輸出信號相關(guān)于第二參考軸和該參考平面之間的角度，該第二參考軸由第三和第四信號傳感器限定。88.根據(jù)權(quán)利要求85所述的方法，其中第一傳感器輸出信號正比于由第一信號傳感器接收的信號的強(qiáng)度和由第二信號傳感器接收的信號的強(qiáng)度之比；并且其中第二傳感器輸出信號正比于由第三信號傳感器接收的信號的強(qiáng)度和由第四信號傳感器接收的信號的強(qiáng)度之比。89.根據(jù)權(quán)利要求88所述的方法，進(jìn)一步包括產(chǎn)生第一已調(diào)節(jié)信號，該信號的脈寬正比于由第一信號傳感器接收的信號的強(qiáng)度與由第二信號傳感器接收的信號的強(qiáng)度之比；產(chǎn)生第二已調(diào)節(jié)信號，該信號的脈寬正比于由第三信號傳感器接收的信號的強(qiáng)度與由第四信號傳感器接收的信號的強(qiáng)度之比。90.一種控制器包括位置指示電路，它產(chǎn)生代表控制器位置的一個控制信號；以及一個無線發(fā)射器，與位置傳感電路相連，以便發(fā)射位置信號到與受控裝置運(yùn)行連接的無線接收器，該無線發(fā)射器包括一個擴(kuò)散激光二極管。91.一種位置傳感電路，包括接收第一信號的第一傳感器；接收第二信號的第二傳感器；用于產(chǎn)生比率輸出信號的比率放大器，所述比率輸出信號正比于由第一傳感器接收的第一信號的強(qiáng)度與由第二傳感器接收的第二信號的強(qiáng)度之比。92.根據(jù)權(quán)利要求91所述的位置傳感電路，其中比率輸出信號是一個數(shù)字信號，其脈寬正比于由第一傳感器接收的第一信號的強(qiáng)度與由第二傳感器接收的第二信號的強(qiáng)度之比。93.一種用于向受控裝置發(fā)射以一個光信號編碼的控制信號的控制器，該控制器包括一個擴(kuò)散激光二極管。94.根據(jù)權(quán)利要求93所述的控制器，其中光信號是一個紅外信號。95.向受控裝置發(fā)射控制信號的方法，該方法包括采用擴(kuò)散激光二極管發(fā)射光信號。96.根據(jù)權(quán)利要求95所述的方法，其中光信號是一個紅外信號。97.根據(jù)權(quán)利要求95所述的方法，還包括在受控裝置內(nèi)接收一個光信號。全文摘要一種改進(jìn)的位置傳感器控制器(40)，允許人們通過簡單地傾斜手持式控制器(40)來產(chǎn)生控制信號，從而精確地控制遠(yuǎn)程目標(biāo)或裝置在一維或二維空間移動，位置傳感器(48a)包括在液體中的一個泡(56)，它被用于確定控制器關(guān)于水平面的角位置，光源64將由該泡反射的光發(fā)射到兩個相對的光電二極管(68a，68b)。比率放大器(80)產(chǎn)生與入射到每個光電二極管的光的比率相應(yīng)的信號以提供與控制器相對水平面傾斜的角度相應(yīng)的信號?？刂破?40)可采用擴(kuò)散激光發(fā)光二極管向受控裝置發(fā)射信號。文檔編號A63F13/06GK1157664SQ95194950公開日1997年8月20日申請日期1995年7月24日優(yōu)先權(quán)日1994年7月26日發(fā)明者彼得·M·雷德福,唐納德·S·斯特恩申請人:電視交互數(shù)據(jù)公司