CN101398724A - 具有多模式切换功能的输入装置 - Google Patents

Abstract

本发明为一种具有多模式切换功能的输入装置。在一实施例中，输入装置包含本体、曲面触控模块与控制模块。曲面触控模块设置在本体的表面，用以输入二维位置数据，而控制模块根据二维位置数据来切换输入装置的输入模式，并根据二维位置数据与已切换的输入模式产生一控制讯号。在另一实施例中，输入装置的控制模块是先根据本体的几何特性将二维位置数据转换成三维位置数据，再根据三维位置数据来切换输入装置的输入模式，以及产生一相对应的控制讯号。

Description

具有多模式切换功能的输入装置

技术领域

本发明涉及的是一种具有多模式切换功能的输入装置，特别涉及的是一种根据二维位置数据来判断使用者如何触碰输入装置。

背景技术

传统电子装置上大多配置一平面输入装置，例如键盘、手写板或平面触控板，或是需要一操作平面的输入装置，例如鼠标。然而，在体积较小的可携式电子装置上，往往没有足够的平面让使用者操作上述的平面输入装置，或是在随身操作的时候，没有适当的平面来使用上述的输入装置。人体的手部是一立体结构，可进行立体性的触碰。因此，如何利用手上单处或多处与立体输入装置的互动来达成输入的目的是一项亟待解决的问题。

有鉴于现有技艺的各项问题，为了能够兼顾解决的，本发明人基于多年研究开发与诸多实务经验，提出一种具有多模式切换功能的输入装置，以作为改善上述缺点的实现方式与依据。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的就是在提供一种具有多模式切换功能的输入装置，以提高输入装置的使用便利性。

根据本发明的目的，提出一种具有多模式切换功能的输入装置，其包含一本体、一曲面触控模块与一控制模块。曲面触控模块是设置在本体的表面，用以输入一二维位置数据，而控制模块用以根据二维位置数据来切换输入装置的输入模式，并根据二维位置数据与已切换的输入模式产生一控制讯号。

此外，本发明还提出一种具多模式切换功能的输入装置，其包含一本体、一曲面触控模块与一控制模块。曲面触控模块是设置在本体的表面，用以输入一二维位置数据。而控制模块根据本体的几何特性将二维位置数据转换成一三维位置数据，再根据三维位置数据来切换所述的输入装置的输入模式，且根据此三维位置数据与已切换的输入模式产生一控制讯号。

承上所述，因依本发明的具有多模式切换功能的输入装置，具有以下优点：

(1)此输入装置符合人体手部的立体性，让使用者操作还舒适。

(2)此输入装置可切换多种输入模式，可增加数据输入或控制的效率。

兹为使贵审查委员对本发明的技术特征与所达到的功效有还进一步的了解与认识，谨佐以较佳的实施例与配合详细的说明如后。

附图说明

图1A为本发明的具有多模式切换功能的输入装置的实施例的示意图；

图1B为本发明的具有多模式切换功能的输入装置的实施例的应用范例；

图2A为本发明的一输入模式范例的示意图；

图2B至图2E为图2A所示的范例的曲面触控模块所接收的多种二维位置数据组合的示意图；

图3A为本发明的另一输入模式范例的示意图；

图3B为图3A所示的范例的曲面触控模块所接收的二维位置数据组合的示意图；

图4A为本发明的再一输入模式范例的示意图；

图4B为图4A所示的范例的曲面触控模块所接收的二维位置数据组合的示意图；

图5A为本发明的具有多模式切换功能的输入装置的另一实施例的示意图；

图5B为本发明的曲面触控模块的二维坐标转三维坐标的示意图；

图5C为本发明的曲面触控模块的X轴坐标转换为图5B所视的X’-Z’坐标的示意图；

图6A为本发明的具有多模式切换功能的输入装置的另一实施例的应用范例；以及

图6B为本发明的具有多模式切换功能的输入装置在三维坐标的操作示意图。

具体实施方式

以下将参照相关图示，说明依本发明较佳实施例的具有多模式切换功能的输入装置，为使便于理解，下述实施例中的相同组件是以相同的符号标示来说明。

请参阅图1A与图1B，其是分别显示本发明的具有多模式切换功能的输入装置的实施例的示意图与一应用范例。图中，输入装置1包含一本体11、一曲面触控模块12与一控制模块13。在此实施例中，本体11为一具有圆柱面的笔状体，但仅为举例，本体11视需要也可为一圆锥体、一球体或任一有曲面的几何体。曲面触控模块12是设置在本体11的表面，用以输入一二维位置数据121。曲面触控模块12较佳的是一可挠式触控板。控制模块13根据二维位置数据121来切换输入装置1的输入模式，并根据二维位置数据121与已切换的输入模式产生一控制讯号。其中，二维位置数据较佳的是包含曲面触控模块12被触碰的位置数据与触碰物在曲面触控模块12上移动的位移数据。

在此实施例中，当使用者以不同方式握持输入装置1时，例如正持笔、反持笔、正握笔、反握笔、双手持笔或毛笔式持笔等等，曲面触控模块12会接收到不同的二维位置数据的组合，控制模块13可根据此些二维位置数据的相对位置来判断输入装置1被哪一种方式所握持，再切换输入装置1进入相对应的输入模式。

其中，输入模式视需要可包含，例如绘图模式、浏览模式、编辑模式、多媒体播放模式或键盘模式等等。而在不同的输入模式下有相对应的控制讯号，例如在浏览模式包含上一页、下一页与移动光标等等的控制讯号，而在多媒体播放模式则包含播放、暂停、停止、快转与回转等等的控制讯号。上述的输入模式与控制讯号仅为举例，并不以此为限，可由设计者视其需要自行定义，都在本发明的保护范围内。

控制模块13所产生的控制讯号是用以控制一电子装置，而输入装置1与电子装置的结合有下列几种方式：

输入装置设置固定在电子装置上。

输入装置为一可脱离电子装置的独立装置，则输入装置还包含一讯号传输模块，用以传送一此控制讯号予电子装置。

输入装置中的控制装置是设置在电子装置上，而本体与曲面触控模块为一可脱离电子装置的独立装置，则输入装置还包含一讯号传输模块，用以传送一二维位置数据121至控制装置，再由控制装置产生控制讯号传送至电子装置。

如图1B所示，输入装置1是通过一讯号传输模块以无线方式将二维位置数据或控制讯号传送至电子装置19。上述的讯号传输模块可为一有线讯号传输模块，例如一USB传输模块或一IEEE1394模块，或一无线讯号传输模块，例如一蓝芽传输模块、一射频传输模块或一红外线传输模块。

请参阅图2A至图2D，其是分别显示本发明的输入装置的一输入模式范例的示意图，及其曲面触控模块所接收的多种二维位置数据组合的示意图。请注意，为方便理解，图2B是以一平面20来表示曲面触控模块12被触碰的位置，平面20的左上角为二维坐标的原点，向右为二维坐标的正X轴方向，向下为正Y轴方向，因此平面20的右下角为最大坐标的位置。在此实施例中，平面20是覆盖在本体的圆柱面上，边缘201与边缘202是相连接，而平面20的上方是设置在输入装置1的后端，其下方是设置在输入装置1的前端。

在图2A中，使用者持着输入装置1的前端，因此拇指291触碰在平面20上的区域21，食指292触碰在平面20上的区域22，中指293触碰在平面20上的区域23，而虎口294(拇指连至食指的部份)触碰在平面20上的区域24，即曲面触控模块12输入一二维位置211、一二维位置221、一二维位置231与一二维位置241。在图2B中，是以区域的平均中心点作为此区域的位置，但并不以此为限，触控模块的设计者可视需要设计触碰区域及其位置的对应关系，在此不再赘述。

此外，为提高输入装置1的使用便利性，让使用者不需判断曲面触控模块12的圆点便可操作，控制模块13较佳的是以复数个触碰区域位置的相对位移来判断使用者持拿输入装置1的方式，例如当控制模块13接收到四个触碰位置数据，如图2B所示，其中触碰位置211～231的Y坐标接近且高在另一触碰位置241的Y坐标，且分别与触碰位置241的Y坐标距离在一预定范围内，则控制模块13可判断使用者以图2A所示的手势持拿输入装置1。因此，即使图2C至图2E所示的触碰区域的绝对位置都与图2B不同，当控制模块13接收到图2B至图2E所示的二维位置数据时，也可根据相对位置来判断出输入装置1都是被相似的手势所持拿。

请参阅图3A与图3B，其为本发明的输入装置的另一输入模式范例的示意图，及其曲面触控模块所接收的二维位置数据的示意图。在图3A中，使用者将输入装置1反持，即持拿在输入装置1的后端，拇指291触碰在平面20上的区域31，食指292触碰在平面20上的区域32，中指293触碰在平面20上的区域33，而虎口294触碰在平面20上的区域34，即曲面触控模块12输入一二维位置311、一二维位置321、一二维位置331与一二维位置341。在图3B中，二维位置311～331的Y坐标相近且都低在二维位置314，与图2B所示的二维位置组合有明显的差异。

请参阅图4A与图4B，其为本发明的输入装置的再一输入模式范例的示意图，及其曲面触控模块所接收的二维位置数据的示意图。在图4A中，使用者双手持着输入装置1的两端，左手的拇指281与食指282持着输入装置1的前端，即平面20上的触碰区域41与42，而右手的拇指291与食指292持着输入装置1的后端，即平面20上的触碰区域43与44。在图4B中，曲面触控模块12是输入一二维位置411、一二维位置421、一二维位置431、一二维位置441。由于此二维位置组合包含明显的两群二维位置，且其Y坐标分别为极小值和极大值，与图2B至图2E，与图3B所示的二维位置数据组合有差异。设计者可设定两个门坎值来定义何谓极小值和极大值，此为此领域的技艺者所熟知，在此不再赘述。

由上述说明可得知，控制模块13可由曲面触控模块12所输入的二维位置数据121来判断目前使用者是以何种手势来持拿输入装置1，因此当控制模块13根据二维位置数据121判断出使用者的手势时，便切换输入装置1至相对应的输入模式。接着，控制模块13再根据曲面触控模块12所输入的二维位置数据121来产生一控制讯号。

举例而言，当控制模块13判断使用者是正持输入装置1，如图2A所示，则控制模块13切换输入装置1进入浏览模式，接着，若使用者的食指292在区域22点触两次时，曲面触控模块12连续输入两个二维位置数据221至控制模块13，控制模块13便判断出使用者在区域22点触两次，并产生一下一页的控制讯号，若控制模块13接收到连续两个二维位置数据251，可判断出使用者弯曲食指292在区域25点触两次，便产生一上一页的控制讯号。

同样地，当控制模块13判断使用者是反持输入装置1，如图3A所示，则控制模块13切换输入装置1进入多媒体播放模式，接着，若控制模块13接收到连续两个二维位置数据321，可判断出使用者弯曲食指292在区域32点触两次，便产生一播放的控制讯号。若控制模块13接收到连续两个二维位置数据351，可判断出使用者弯曲食指292在区域35点触两次，便产生一暂停的控制讯号。若控制模块13接收到一由区域32移动到区域35的二维位置数据，则可判断使用者的食指292从区域32滑到区域35，则控制模块13产生一快转(fast forward)的控制讯号，反的，若控制模块13判断使用者的食指292从区域35滑到区域32，产生一倒转(fast back ward)的控制讯号。

同样地，当控制模块13判断使用者是双手持输入装置1，如图4A所示，则控制模块13切换输入装置1进入键盘模式，若控制模块13接收到区域45的二维位置数据时，便产生一输入字符的控制讯号，而随着使用者触碰的区域不同，则输入的字符不同，例如区域45为一数字键盘，区域451是输入数字3，而区域452是输入数字2。

请注意，上述使用者拿输入装置的手势的说明仅为举例，但并不以此为限，凡是可通过二维位置数据121来办识的输入装置拿法，都在本发明的保护范围内。

请参阅图5A，其为本发明的具有多模式切换功能的输入装置的另一实施例的示意图。图中，输入装置5包含一本体11、一曲面触控模块12与一控制模块53。在此实施例中，本体11为一具有圆柱面的笔状体，但仅为举例，本体11视需要也可为一圆锥体、一球体或任一有曲面的几何体。曲面触控模块12是设置在本体11的表面，用以输入一二维位置数据121。曲面触控模块12较佳的是一可挠式触控板。

控制模块53根据本体11的几何特性将二维位置数据121转换成一三维位置数据531，再根据三维位置数据531来切换输入装置5的输入模式。请参阅图5B与图5C，其是分别显示本发明的曲面触控模块的二维坐标转三维坐标的示意图，与本发明的曲面触控模块的X轴坐标转换为图5B所视的X’-Z’坐标的示意图。为方便观察，在图5B所示的曲面触控模块12的下方并无相连接，然实际上当曲面触控模块12设置在本体11时，其两边缘是相连接成一圆柱体。

根据圆柱体的几何特性，三维坐标的Y’轴是平行在曲面触控模块12的二维坐标的Y轴，如图2B所示的Y轴。而X’坐标与Z’坐标则由转换曲面触控模块12的二维坐标的X轴，如图2B所示的X轴，来得到。由于在图5C所示的实施例中，曲面触控模块12是完全包覆本体11(圆柱体)，因此，曲面触控模块12的X轴坐标可分成四等分，其分别对应0度、90度、180度与270度。

举例而言，若曲面触控模块12的最大X坐标为512像素(pixel)，则而本体的半径r为256/π(π为圆周率)，X坐标为0像素的位置是转换成X’-Z’坐标的位置571，X坐标为128像素的位置是转换成X’-Z’坐标的位置572，X坐标为256像素的位置是转换成X’-Z’坐标的位置573，X坐标为384像素的位置是转换成X’-Z’坐标的位置574。

当曲面触控模块12的像素为线性分布时，可根据X坐标的像素值计算出X’-Z’坐标的位置角度，例如位置59的X坐标为43像素，其为位置571至位置572的距离的1/3，所以位置59的角度592为30度(90/3＝30)，因此可算出位置59的X’坐标为r×cos30°，Z’坐标为r×sin30°。同样地，若位置58的X坐标为192像素，则位置58的角度582为135度(192/256＝3/4，180×3/4＝135)，则位置58的X’坐标为r×cos135°，Z’坐标为r×sin135°。通过上述说明可知，通过分析曲面触控模块12所包覆的本体的几何特性，可将曲面触控模块12的二维坐标转换成一三维坐标。

通过将二维坐标转换成三维坐标，可产生还多用在判断输入装置11的拿法的信息，例如，在图6A中，由于位置294是贴靠虎口，所以位置294应位于输入装置5朝下的面，即其Z’坐标应为负值(图6A所示的Y’轴是平行输入装置)。但是使用者操作时常常没注意到输入装置的轴向。为了增加输入装置5的操作便利性，控制模块可根据使用者触碰区域来调整轴向。

以使用者正持输入装置为例，控制模块53先将位置291～294的二维坐标转换成三维坐标，根据此些三维坐标判断使用者正持输入装置5，其判断原理与使用二维位置数据来判断的原理相似，在此不再赘述。控制模块53再根据位置294应在输入装置1朝下的面的特征，利用位置294的三维坐标来调整上述的转换过程所使用的参数，可使三维坐标的转换还符合输入装置1被拿的状态。

接着，控制模块53根据三维位置数据531与已切换的输入模式产生一控制讯号。由于将二维坐标数据转换成三维坐标数据，在触碰位移的方向上可做较精确的判断。请参阅图6B，其绘示本发明的输入装置在三维坐标的操作示意图。图中，由于经过三维坐标的转换，因此从位置60移到位置61，以及从位置62移到位置63的位移都为向上的位移，因此控制模块53可产生相对应的控制讯号。若无经过三维坐标的转换，则位置60移到位置61和位置62移到位置63是不同方向的位移变化，则控制模块53容易产生错误的控制讯号。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对本发明而言仅仅是说明性的，而非限制性的。本专业技术人员理解，在本发明权利要求所限定的精神和范围内可对其进行许多改变，修改，甚至等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims (10)

1、一种具多模式切换功能的输入装置，其特征在于：其包含：

一本体；

一曲面触控模块，其设置在所述的本体的表面上，用以输入一二维位置数据；以及

一控制模块，其根据所述的二维位置数据来切换所述的输入装置的输入模式，并根据所述的二维位置数据与所述的已切换的输入模式产生一控制讯号。

2、根据权利要求1所述的具多模式切换功能的输入装置，其特征在于：所述的本体为一具有曲面的几何体。

3、根据权利要求1所述的具多模式切换功能的输入装置，其特征在于：所述的输入装置还包含一有线讯号传输模块或一无线讯号传输模块。

4、根据权利要求3所述的具多模式切换功能的输入装置，其特征在于：所述的有线讯号传输模块为一USB传输模块或一IEEE1394模块。

5、根据权利要求3所述的具多模式切换功能的输入装置，其特征在于：所述的无线讯号传输模块为一蓝芽传输模块、一射频传输模块或一红外线传输模块。

6、一种具多模式切换功能的输入装置，其特征在于：包含：

一本体；

一曲面触控模块，其设置在所述的本体的表面，用以输入一二维位置数据；以及

一控制模块，其根据所述的本体的几何特性将所述的二维位置数据转换成一三维位置数据，并根据所述的三维位置数据来切换所述的输入装置的输入模式，且根据所述的三维位置数据与所述的已切换的输入模式产生一控制讯号。

7、根据权利要求6所述的具多模式切换功能的输入装置，其特征在于：所述的本体为一具有曲面的几何体。

8、根据权利要求6所述的具多模式切换功能的输入装置，其特征在于：所述的输入装置还包含一有线讯号传输模块或一无线讯号传输模块。

9、根据权利要求8项所述的具多模式切换功能的输入装置，其特征在于：所述的有线讯号传输模块为一USB传输模块或一IEEE1394模块。

10、根据权利要求8项所述的具多模式切换功能的输入装置，其特征在于：所述的无线讯号传输模块为一蓝芽传输模块、一射频传输模块或一红外线传输模块。

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