CN107490370B - 测量装置及其运作方法，轨迹感测系统及其轨迹感测方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种测量装置及其运作方法，轨迹感测系统及其轨迹感测方法。所述的测量装置是通过内置的接近式传感器，来检测出测量装置与一对象之间的远近变化，并且据以判断是否开启或关闭轨迹感测模块及光学测距模块，以使得本发明的测量装置可具有智能选取式的操作功能，并进而达到节能省电的优点，且避免受到不必要开启的传感器所带来的干扰影响。

Description

测量装置及其运作方法，轨迹感测系统及其轨迹感测方法

技术领域

本发明涉及一种测量装置及其运作方法，且特别是涉及一种支持光学测距和轨迹感测的测量装置及其运作方法。

背景技术

在现有技术中，仅支持光学测距原理的测量装置，会对于待测物发射检测光，并且通过接收自待测物所反射的检测光，来推算出光往返测量装置与待测物之间的光飞行时间(time of flight，TOF)，以进而计算出测量装置与待测物间的距离。

然而，所述的光学测距原理，却无法根据待测物所反射的检测光，而来计算出待测物的表面的长度。因此，若在为了改需要获知待测物的表面长度的情况下，仅使用此测量装置将势必具有一定程度上的不便利性。有鉴于此，有必要提出一种能够同时支持计算出待测物的表面长度的测量装置。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种测量装置及其运作方法，且特别是涉及一种支持光学测距和轨迹感测的测量装置及其运作方法。

本发明实施例提供一种测量装置。所述测量装置包括滚轮、至少一接近式传感器(proximity sensor)、轨迹感测模块、光学测距模块以及处理器。其中，滚轮设置于此测量装置的底部。接近式传感器用以检测此测量装置与一对象间的接近状态，并据以产生一估算距离值。轨迹感测模块，则位于此测量装置内，且用以连续撷取滚轮的一区域表面的多个参考图像，并且根据这些参考图像来计算出此测量装置所移动的一轨迹长度。光学测距模块，则亦位于此测量装置内，且用以朝向此测量装置的外部发射一光束，并根据接收反射的此光束来计算出一距离信息。处理器，耦接于接近式传感器、轨迹感测模块及光学测距模块之间，并且根据估算距离值，来选择性地控制轨迹感测模块及光学测距模块的开启或关闭。其中，当估算距离值小于第一预设门限值时，处理器控制轨迹感测模块的开启及光学测距模块的关闭，而当估算距离值大于第二预设门限值时，处理器则控制轨迹感测模块的关闭及光学测距模块的开启。

优选地，所述第二预设门限值大于或等于第一预设门限值。

优选地，所述轨迹感测模块包括一光源、一影像感测电路以及一影像分析电路。光源用以照射至滚轮的区域表面。影像感测电路用以根据一固定的取样周期来撷取被光源所照射的区域表面的这些参考图像。影像分析电路则基于这些参考图像中的至少一纹理特征来对这些参考图像进行比对，以取得到光源于滚轮上的一移动轨迹，并且根据移动轨迹来计算出测量装置所移动的轨迹长度。

优选地，所述光学测距模块包括一发光组件、一光学感测组件、一控制电路以及一距离计算电路。发光组件用以朝向测量装置的外部发射出该光束。光学感测组件用以根据一快门周期信号，来感测并累积反射的该光束的能量，并据以产生一光感测信号。控制电路用以控制发光组件于一发光时间内，持续发射出该光束，并且于发光组件开始发射出该光束后的一延迟时间，切换快门周期信号于一感测时间内皆表示为高电平状态，以使得光学感测组件感测并累积得到反射的该光束的能量，并据以产生光感测信号。距离计算电路则用以根据发光时间内发光组件所发射出的该光束的能量及光感测信号，来取得到一光飞行时间，并根据光飞行时间来计算出距离信息。

优选地，所述测量装置还包括一显示器模块。所述显示器模块则用以显示光学测距模块所计算出的距离信息与/或轨迹感测模块所计算出的轨迹长度。

本发明实施例另提供一种用于前述实施例的测量装置的运作方法。所述运作方法包括以下步骤。利用接近式传感器，检测出此测量装置与对象之间的接近状态，并据以产生一估算距离值。利用处理器，根据估算距离值，来选择性地控制轨迹感测模块及光学测距模块的开启或关闭，其中当估算距离值小于第一预设门限值时，处理器控制轨迹感测模块的开启及光学测距模块的关闭，而当估算距离值大于第二预设门限值时，处理器则控制轨迹感测模块的关闭及光学测距模块的开启。

优选地，所述第二预设门限值大于或等于第一预设门限值。

优选地，当在处理器控制轨迹感测模块的开启之后，所述运作方法还包括以下步骤。利用轨迹感测模块，连续撷取出滚轮的一区域表面的多个参考图像，并且根据这些参考图像来计算出测量装置所移动的一轨迹长度。

优选地，当在处理器控制控制光学测距模块的开启之后，所述运作方法还包括以下步骤。利用光学测距模块，来对测量装置的外部发射出一光束，并根据接收反射的该光束来计算出一距离信息。

综上所述，本发明实施例所提供的测量装置及其运作方法，是通过内置的接近式传感器，来检测出测量装置与对象之间的远近变化，并且据以判断是否开启或关闭轨迹感测模块及光学测距模块，以使得本发明的测量装置具有智能选取式的操作功能，并进而达到节能省电的优点，且亦可避免受到不必要开启的传感器所带来的干扰影响。除此之外，由于本发明的测量装置是通过滚轮的转动而于对象的表面所相对移动，且内置的轨迹感测模块所计算出的轨迹结果，则是经由关联于滚轮上的一区域表面的多个参考图像所实现，故本发明的测量装置可以更有效且精准地计算出测量装置而沿着对象的表面所移动的轨迹长度。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，但是此等说明与附图说明书附图仅是用来说明本发明，而非对本发明的权利范围作任何的限制。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的测量装置的功能方块图。

图2是本发明实施例所提供的测量装置的运作过程的示意图。

图3A是本发明实施例所提供的测量装置中的接近式传感器的功能方块图。

图3B是本发明另一实施例所提供的测量装置中的接近式传感器的功能方块图。

图4是本发明实施例所提供的测量装置中的轨迹感测模块的功能方块图。

图5是本发明另一实施例所提供的测量装置的运作过程的示意图。

图6是本发明实施例所提供的测量装置中的光学测距模块的功能方块图。

图7是本发明实施例所提供的运作方法的流程示意图。

图8是本发明实施例所提供的运作方法中选择性地控制轨迹感测模块及光学测距模块的开启或关闭的流程示意图。

图9是本发明实施例所提供的轨迹感测系统的功能方块图。

图10是本发明实施例所提供的轨迹感测系统中的主体的外观示意图。

图11是本发明实施例所提供的轨迹感测方法的流程示意图。

图12是本发明实施例所提供的支持接近感测的无线充电装置的功能方块图。

图13是本发明实施例所提供的支持接近感测的无线充电装置的使用示意图。

具体实施方式

在下文中，将通过附图说明本发明的各种实施例来详细描述本发明。然而，本发明概念可能以许多不同形式来体现，且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。此外，在附图中相同参考数字可用以表示类似的组件。

首先，请同时参阅图1与图2，图1是本发明实施例所提供的测量装置的功能方块图，而图2是本发明实施例所提供的测量装置的运作过程的示意图。所述的测量装置1主要包括滚轮10、至少一接近式传感器12、轨迹感测模块14、光学测距模块16及处理器18。其中，轨迹感测模块14、光学测距模块16及处理器18可以是通过纯硬件电路来实现，或者是通过硬件电路搭配固件或软件来实现。总而言之，本发明并不限制测量装置1的具体实现方式。另外，上述轨迹感测模块14、光学测距模块16及处理器18可以是整合或是分开设置，且本发明亦不以此为限制。除此之外，滚轮10、接近式传感器12、轨迹感测模块14、光学测距模块16及处理器18在测量装置1内的设置位置，并不限于图1或图2中所示的位置，本技术领域中技术人员可依据实际需求或应用来进行设计。

详细来说，滚轮10设置于测量装置1的底部。其中，此滚轮10更可被用以来抵靠于一对象2的表面上，俾使得测量装置1因通过滚轮10的转动而能够沿着对象2的表面所移动，如图2所示。值得一提的是，本发明实施例中并不限制滚轮10的结构的具体实现方式，本技术领域中技术人员可依据实际需求或应用来进行设计，故有关于滚轮10的细节内容于此就不再多加赘述。

其次，接近式传感器12用以检测测量装置1与对象2间的一接近状态，并据以产生出一个估算距离值DE。值得一提的是，在特定的实施例中，接近式传感器12可以是周期性地来进行检测，例如每隔1秒或是每隔0.5秒等，并且以进而判断出测量装置1与对象2间的接近状态，但本发明并不以此为限制。接着，轨迹感测模块14则位于此测量装置1内，且用以连续撷取滚轮10的一区域表面的多个参考图像，并且根据这些参考图像来计算出测量装置1而沿着对象2的表面所移动的一轨迹长度。

光学测距模块16则亦位于此测量装置1内，且用以朝向此测量装置1的外部发射一光束，并根据接收反射的此光束来计算出一距离信息。处理器18则耦接于接近式传感器12、轨迹感测模块14及光学测距模块16之间，并且根据接近式传感器12所产生出的估算距离值DE，来选择性地控制轨迹感测模块14及光学测距模块16的开启或关闭。其中，当估算距离值DE小于第一预设门限值时，处理器18控制轨迹感测模块14的开启及光学测距模块16的关闭，而当估算距离值DE大于第二预设门限值时，处理器18则控制轨迹感测模块14的关闭及光学测距模块16的开启。

因此，根据以上内容的启示，本技术领域中技术人员应可理解到，本发明实施例的测量装置1主要精神之一乃在于，可通过其内置的接近式传感器12来获知到测量装置1与对象2之间的估算距离值DE，并且通过处理器18分析此估算距离值DE，以使得处理器18能藉此决定出是否需要启动轨迹感测模块14而来对于测量装置1所沿着对象2的表面的移动进行测量，又或者是，决定出是否需要启动光学测距模块16而来对于测量装置1与对象2间的距离进行测量。有鉴于此，相较于现有技艺大多仅支持单一种技术手段作为设计方式，本发明实施例的测量装置1则是同时地可支持两种技术手段作为设计方式，故据以带给使用者更大的便利性。

进一步来说，实务上，接近式传感器12的主要原理乃在于，初略地判断出测量装置1是否接近或远离于该对象2。因此，通过上述已知的信息，本技术领域中技术人员应可理解到，接近式传感器12所产生出的估算距离值DE，并无法有效地实际代表为测量装置1与对象2之间的真实距离。再者，对于该估算距离值DE所采用的表征单位(例如，公分或公尺等)，本发明亦不以此为限制。换言之，本技术领域中技术人员可依据实际需求或应用来进行计算出估算距离值DE的设计方式。

然而，以下为了更进一步说明关于接近式传感器12的实现细节，本发明进一步提供其接近式传感器12的两种实施方式。请参阅图3A，图3A是本发明实施例所提供的测量装置中的接近式传感器的功能方块图。接近式传感器12包括发射单元120及接收单元122。其中，图3A的接近式传感器12主要是通过发射单元120发送出一光信号L，并且经由对象2反射光信号L至接收单元122，以使得接收单元122根据接收到的光信号L的强度变化，来判断出测量装置1与对象2之间的接近状态(亦即，接近或远离)，并据以产生出估算距离值DE。

另外，请参阅图3B，图3B则是本发明另一实施例所提供的测量装置中的接近式传感器的功能方块图。相较于图3A的接近式传感器12，图3B的接近式传感器12包括影像撷取单元124及像素运算处理单元126。其中，图3B的接近式传感器12则是主要通过影像撷取单元124以撷取到包含对象2的一影像，并且通过像素运算处理单元126根据该影像来计算出自于对象2所占的一像素丛集数量。接着，根据该像素丛集数量，像素运算处理单元126便可以判断出测量装置1与对象2间的接近状态(亦即，接近或远离)，并据以产生出估算距离值DE。因此，实务上，对象2则必须持续保有一固定形状的结构，以便使得像素运算处理单元126能够对其进行辨识，且根据现有技艺可知，若在测量装置1越接近于对象2时，对象2的成像大小比例也就越大，故该影像中出自于该对象2所占的像素丛集数量必定也越多，相反地，若在测量装置1越远离于对象2时，对象2的成像大小比例也就越小，故该影像中出自于该对象2所占的像素丛集数量必定也越少。

因此，根据以上内容的启示，本技术领域中技术人员应可归纳出，图3A的接近式传感器12乃是通过光信号L的强弱变化，来判断出测量装置1与对象2的接近或远离，而图3B的接近式传感器12则是改以通过成像中所占的对象2的像素变化，来判断出测量装置1与对象2的接近或远离。总而言之，上述采用的两种具体方式在此皆仅是用以举例，其并非用以限制本发明，本技术领域中技术人员应可依据实际需求或应用来进行接近式传感器12的设计。

另外一方面，复请参阅图2，当使用者欲获知测量装置1而沿着对象2的表面所移动的轨迹长度时，使用者必须将测量装置1接近至对象2，并且直至滚轮10能够被抵靠于对象2的表面上为止。因此，当估算距离值DE小于某一第一预设门限值(例如，3公分)时，本发明实施例的测量装置1便可通过其内置的处理器18，而来决定出启动轨迹感测模块14以对于测量装置1所沿着对象2的表面的移动进行测量。另外，同时为了避免不必要的电能消耗及受到其他传感器所带来的干扰影响，因此当处理器18已决定出启动轨迹感测模块14来进行测量时，处理器18将可同时地控制光学测距模块16的关闭，以藉此达到省电及阻绝干扰的效果。

相反地，当使用者欲获知测量装置1与对象2之间的一真实距离信息时，使用者则必须将测量装置1与对象2皆保持在固定不动的情况下，以利光学测距模块16来进行光飞行时间的测量作业。因此，当估算距离值DE大于某一第二预设门限值(例如，7公分)时，本发明实施例的测量装置1便可通过其内置的处理器18，而来决定出启动光学测距模块16以对于测量装置1与对象2之间的真实距离进行测量。同理，当处理器18已决定出启动光学测距模块16来进行测量时，处理器18将可同时地控制轨迹感测模块14的关闭，以避免不必要的电能消耗及干扰影响。有鉴于此，所述的第二预设门限值大于或等于所述的第一预设门限值。

然而，以下为了更进一步说明关于轨迹感测模块14的实现细节，本发明进一步提供其轨迹感测模块14的一种实施方式。请参阅图4，图4是本发明实施例所提供的测量装置中的轨迹感测模块的功能方块图。值得注意的是，下述仅是测量装置1内轨迹感测模块14的其中一种详细实现方式，其并非用以限制本发明。另外，本例所述的轨迹感测模块14可以在图2所示的运作过程中执行，因此请一并参照图2以利理解。除此之外，图4中部分与图1相同的组件以相同的图号标示，故在此不再详述其细节。

轨迹感测模块14包括光源140、影像感测电路142及影像分析电路144。其中，影像感测电路142及影像分析电路144可以是通过纯硬件电路来实现，或者是通过硬件电路搭配固件或软件来实现。总而言之，本发明并不限制轨迹感测模块14的具体实现方式。另外，光源140、影像感测电路142以及影像分析电路144可以是整合或是分开设置，且本发明亦不以此为限制。再者，光源140及影像感测电路142所相应于滚轮10的设置位置，并不限于图4中所示的位置，本技术领域中技术人员可依据实际需求或应用来进行设计。

具体来说，光源140用以照射至滚轮10的一区域表面R1，而影像感测电路142用以根据一固定的取样周期来撷取被光源140照射的区域表面R1的多个参考图像。影像分析电路144则基于这些参考图像中的至少一纹理特征来对这些参考图像进行比对，以取得到光源140于滚轮10上的移动轨迹，并且根据此移动轨迹来计算出测量装置1而沿着对象2的表面上所移动的轨迹长度。

更进一步来说，现有的光学导航装置(例如，光学鼠标)同样照射光源至一工作表面，并且利用影像感测电路来撷取得到关联于此工作表面的多张连续图像，然后对这些图像进行比对与分析，以藉此判断出此光学导航装置于某一时间区间内的位移量，并且根据此位移量控制屏幕上的光标，以进而达到导航的效果。因此，根据以上内容的启示，本技术领域中技术人员应可理解到，本发明实施例中的轨迹感测模块14的运作原理，乃相似于现有的光学导航装置的运作原理。只不过，相较于现有的光学导航装置，本发明实施例中的测量装置1主要是通过滚轮10的转动而于对象2的表面所相对移动，因此影像感测电路142所撷取的连续图像，是为被光源140所照射的滚轮10上的区域表面R1的多个参考图像。有鉴于此，通过上述操作，在对象2的表面为不规则形状的情况下，该轨迹感测模块14仍将可以有效且精准地计算出测量装置1而沿着对象2的表面所移动的轨迹长度。值得注意的是，由于对多张参考图像进行比对以取得到光源140的移动轨迹的技术手段为本领域中技术人员所现有，因此有关于上述所进行运作的细节内容于此就不再多加赘述。

另外一方面，请参阅图5，图5是本发明另一实施例所提供的测量装置的运作过程的示意图。如同前面内容所述，当在使用者欲获知测量装置1与对象2之间的一真实的距离信息DR的情况下，由于估算距离值DE大于第二预设门限值，因此本发明实施例的测量装置1便可通过其内置的处理器18，来决定出切换为启动光学测距模块16(亦即，同时地控制轨迹感测模块14的关闭)，以对于往返测量装置1与对象2之间的光飞行时间进行测量。

进一步来说，请参阅图6，图6是本发明实施例所提供的测量装置中的光学测距模块的功能方块图。值得注意的是，下述仅是测量装置1内光学测距模块16的其中一种详细实现方式，其并非用以限制本发明。另外，本例所述的光学测距模块16可以在图5所示的运作过程中执行，因此请一并参照图5以利理解。除此之外，图6中部分与图1相同的组件以相同的图号标示，故在此不再详述其细节。

光学测距模块16包括发光组件160、光学感测组件162、控制电路164及距离计算电路166。其中，控制电路164及距离计算电路166可以是通过纯硬件电路来实现，或者是通过硬件电路搭配固件或软件来实现。总而言之，本发明并不限光学测距模块16的具体实现方式。另外，发光组件160、光学感测组件162、控制电路164及距离计算电路166可以是整合或是分开设置，且本发明亦不以此为限制。再者，发光组件160、光学感测组件162、控制电路164及距离计算电路166所相应于测量装置1内的设置位置，亦不限于图6中所示的位置，本技术领域中技术人员可依据实际需求或应用来进行设计。

具体来说，发光组件160用以朝向测量装置1的外部发射出一光束LID至对象2的表面，而光学感测组件162则用以根据一快门周期信号SST，来感测并累积反射的光束LRD的能量，并据以产生出一光感测信号SLS1。实务上，发光组件160可为一发光二极管(light-emitting diode，LED)，且该发光组件160根据一个发光周期信号SLD来发射出此光束LID至对象2的表面。举例来说，当发光周期信号SLD代表为「高电平」时，发光组件160发出光束LID至对象2的表面；相反地，当发光周期信号SLD代表为「低电平」时，发光组件160则不发出光束LID至对象2的表面。

另外一方面，实务上，光学感测组件162可为电荷耦合组件(charge coupleddevice，CCD)或互补式金氧半导体(complementary metal-oxide-semiconductor，CMOS)感光组件，且该光学感测组件162根据快门周期信号SST，感测并累积光束LID被对象2反射的光束LRD的能量，以产生光感测信号SLS1。除此之外，光学感测组件162可用以根据一个读取信号SRE，来决定是否输出光感测信号SLS1。

举例来说，当快门周期信号SST代表为「高电平」时，光学感测组件162感测并累积反射的光束LRD的能量；相反地，当快门周期信号SST代表为「低电平」时，光学感测组件162不感测并不累积反射的光束LRD的能量。另外，当读取信号SRE代表为「读取」时，光学感测组件162则根据已累积的反射的光束LRD的能量，输出光感测信号SLS1。值得注意的是，当读取信号SRE代表为「读取」时，在光学感测组件162输出光感测信号SLS1之后，光学感测组件162会重置已累积的反射的光束LRD的能量(亦即，光学感测组件162会清除所已累积能量)。

更进一步来说，控制电路164则用以控制发光组件160于一发光时间内，持续发射出光束LID射向至对象2的表面，并且于发光组件160开始发射出光束LID之后的一延迟时间，切换快门周期信号SST于一感测时间内皆表示为「高电平」状态，以使得光学感测组件162感测并累积得到反射的光束LRD的能量，且据以产生出光感测信号SLS1。最后，距离计算电路166用以根据发光时间内发光组件160所发射出的光束LID的能量及光感测信号SLS1，来取得到往返测量装置1与对象2之间的光飞行时间，并且根据光飞行时间来计算出对象2与测量装置1之间的距离信息DR。值得注意的是，由于通过光的能量变化来取得到光飞行时间，及根据光飞行时间来计算出距离的技术手段为本领域中技术人员所现有，因此有关于上述所进行运作的细节内容于此就不再多加赘述。总而言之，上述采用的具体方式在此仅是用以举例，其并非用以限制本发明，本技术领域中技术人员应可依据实际需求或应用来进行光学测距模块16的设计。

另外一方面，复请参阅图1，测量装置1更可包括一个显示器模块19，且该显示器模块19则用以显示光学测距模块16所计算出的距离信息DR与/或轨迹感测模块14所计算出的轨迹长度。实务上，该显示器模块19可以为一触控式或一非触控式的显示屏幕，然本发明并不以此为限制，本技术领域中技术人员可依据实际需求或应用来进行设计。

除此之外，为了更进一步说明关于用于前述实施例的测量装置的运作方法的流程，本发明进一步提供其运作方法的一种实施方式。请参阅图7，图7是本发明实施例所提供的运作方法的流程示意图。其中，本例所述的方法可以在图1所示的测量装置1执行，因此可请一并照图1以利理解。另外，详细步骤流程如前述实施例所述，故于此仅作概述而不再多加冗述。

首先，在步骤S701中，利用接近式传感器，检测出测量装置与对象之间的接近状态，并据以产生一个估算距离值。接着，在步骤S703中，利用处理器，根据估算距离值，来选择性地控制轨迹感测模块及光学测距模块的开启或关闭。其中，当估算距离值小于第一预设门限值时，处理器控制轨迹感测模块的开启及光学测距模块的关闭，而当估算距离值大于第二预设门限值时，处理器则控制轨迹感测模块的关闭及光学测距模块的开启。

值得注意的是，于本发明实施例中，所述的第二预设门限值大于或等于第一预设门限值。另外，请参阅图8，图8是本发明实施例所提供的运作方法中选择性地控制轨迹感测模块及光学测距模块的开启或关闭的流程示意图。其中，图8中部分与图7相同的流程步骤以相同的图号标示，故于此不再多加详述其细节。

进一步来说，步骤S703则可包括步骤S801至步骤S811。首先，在步骤S801中，处理器会判断估算距离值是否小于第一预设门限值。在步骤S803中，若在估算距离值小于第一预设门限值时，则处理器会控制轨迹感测模块的开启及光学测距模块的关闭，并且进入至步骤S805，而在步骤S805中，本例所述的方法将会利用轨迹感测模块，来连续撷取出滚轮的一区域表面的多个参考图像，并根据这些参考图像来计算出测量装置而沿着对象的表面所移动的轨迹长度。相反地，在步骤S807中，若在估算距离值小于第一预设门限值时，则处理器会判断估算距离值是否大于第二预设门限值。

承接上述，在步骤S809中，若在估算距离值大于第二预设门限值时，则处理器会控制轨迹感测模块的关闭及光学测距模块的开启，并且进入至步骤S811，而在步骤S811中，本例所述的方法将会利用光学测距模块，来对测量装置的外部发射出一光束，并且根据接收反射的此光束来计算出对象与测量装置之间的距离信息。

综上所述，本发明实施例所提供的测量装置及其运作方法，是通过内置的接近式传感器来检测出测量装置与对象之间的远近变化，并且据以判断是否开启或关闭轨迹感测模块及光学测距模块，以使得本发明的测量装置可具有智能选取式的操作功能，并进而达到节能省电的优点，且亦可避免受到不必要开启的传感器所带来的干扰影响。除此之外，由于本发明的测量装置是通过滚轮的转动而于对象的表面所相对移动，且内置的轨迹感测模块所输出的轨迹结果，是经由关联于该滚轮上的一区域表面的多个参考图像所实现，故本发明的测量装置将可以更有效且精确地计算出测量装置而沿着对象的表面所移动的轨迹长度。

另外一方面，如同前面内容所述，相较于现有的光学导航装置，本发明实施例的轨迹感测模块主要精神之一乃在于，撷取被光源所照射到的滚轮上的一区域表面的多个参考图像。有鉴于此，本发明实施例另提供一种轨迹感测系统。请同时参阅图9与图10，其中图9是本发明实施例所提供的轨迹感测系统的功能方块图，而图10是本发明实施例所提供的轨迹感测系统的主体的外观示意图。

轨迹感测系统9主要包括主体90、转盘92、轨迹感测模块94及动作辨识模块96。其中，上述轨迹感测模块94及动作辨识模块96可以是通过纯硬件电路来实现，或者是通过硬件电路搭配固件或软件来实现，总而言之，本发明并不限制轨迹感测9的具体实现方式。另外，上述各组件可以是整合或是分开设置，且本发明亦不以此为限制。

详细来说，主体90为用于使得此轨迹感测系统9能够组构成为一电子装置的主要壳体。因此，本发明实施例中亦不限制主体90的结构的具体实现方式，本技术领域中技术人员可依据实际需求或应用来进行设计，故有关于主体90的细节内容于此就不再多加赘述。除此之外，若为了方便将此轨迹感测系统9组构成为一穿戴型式的电子装置时，此轨迹感测系统9还必须包括有一环状带体(图未绘示)，其中此环状带体以用于使得主体90能够易于套置于使用者的一可动部位上(例如，手腕)。总而言之，本发明实施例亦不限制此轨迹感测系统9所组构成为的电子装置的具体实现方式，本技术领域中技术人员可依据实际需求或应用来进行设计。

另外，如图10所示，转盘92横向平面式地设置于主体90的一表面中，并且适用于被一使用者所旋转与/或按压转盘92上的至少一部分。轨迹感测模块94则用以连续撷取转盘92的一区域表面R1’的多个参考图像，并且根据该些参考图像来计算出使用者所旋转与/或按压转盘92时的一位移量与/或一压力值。最后，动作辨识模块96则根据此位移量与/或此压力值来判断出使用者的一动作。

更进一步来说，本实施例中的轨迹感测模块94的实现细节，如同于图4的设计方式，故有关于上述轨迹感测模块94所进行运作的细节内容于此就不再多加赘述。简单来说，本实施例的轨迹感测模块94同样包括光源140、影像感测电路142及影像分析电路144。

值得注意的是，相较于图4中的光源140被照射至滚轮10上，而本实施例的光源140则是被照射至转盘92上。因此，在本实施例中，区域表面R1’可定义为关联于转盘92的侧向平面上的一区域表面，如图10所示，而影像感测电路142则是同样地根据一固定的取样周期以撷取所被光源140照射的区域表面R1’的多个参考图像。接着，影像分析电路144便会对于这些参考图像中的至少一纹理特征来对这些参考图像进行比对，并且进而取得到光源140于转盘92的侧向平面中的移动轨迹(例如，水平或垂直)，以及根据该移动轨迹来计算出使用者所旋转与/或按压转盘92时的位移量与/或压力值。

然而，若在其他实施方式中，第一区域表面R1’亦可能地改成定义为关联于转盘92的底向平面上的一区域表面(图未绘示)，但本发明并不以此为限制。因此，影像感测电路142所撷取到的第一区域表面R1’的多个参考图像，即意谓为被光源140所照射道的转盘92的底向平面上的多个参考图像。接着，影像分析电路144则会基于这些参考图像中的至少一纹理特征来对这些参考图像进行比对，并且进而取得到光源140于转盘92的底向平面中的移动轨迹，以及根据该移动轨迹来计算出使用者所旋转该转盘92时的一位移量。

对此，在上述实施方式中，使用者亦可能地会按压到转盘92上的至少一部分，因此本实施例中的轨迹感测模块94还可根据光源140于区域表面R1’上的强度变化，来计算出使用者所按压转盘92时的压力值(亦即，使用者按压时的力道大小值)。举例来说，轨迹感测模块94更可包括至少一感光组件(图未绘示)，其中该感光组件用以感测并累积自于区域表面R1’所反射该光源140的强度变化。如此一来，影像分析电路144便可同时地通过感光组件所分析出的光源140的强弱变化，来藉此进而计算出使用者所按压转盘92时的压力值。但值得注意的是，本发明并不限制计算出压力值的详细实现方式。因此，根据以上内容的启示，本技术领域中技术人员应可理解到，上述所采用的各具体方式在此皆仅是用以举例，其并非用以限制本发明，故本技术领域中技术人员应可依据实际需求或应用来进行计算出位移量及压力值的设计。

再者，复参阅图9，主体90、转盘92、轨迹感测模块94及动作辨识模块96可组构成为一电子装置，且轨迹感测系统9还包括设置于此电子装置中的一处理模块(图未绘示)，此处理模块则用以控制电子装置执行动作辨识模块96所判断出的动作所对应的一功能。

为了更进一步说明关于轨迹感测系统的运作流程，本发明进一步提供其轨迹感测方法的一种实施方式。请参阅图11，图11是本发明实施例所提供的轨迹感测方法的流程示意图。本例所述的方法可以在图9所示的轨迹感测系统9中执行，因此请一并照图9以利理解。另外，详细步骤流程如前述实施例所述，于此仅作概述而不再多加冗述。

首先，在步骤S111中，利用轨迹感测模块，连续撷取转盘上的一区域表面的多个参考图像，并且根据这些参考图像来计算出使用者所旋转与/或按压转盘时的位移量与/或压力值。接着，在步骤S113中，利用动作辨识模块，根据此位移量与/或此压力值来判断出使用者的一动作。

综上所述，本发明实施例所提供的轨迹感测系统及其轨迹感测方法，是通过内置的轨迹感测模块而来检测出光源于转盘中的移动轨迹，并据以计算出使用者所旋转与/或按压转盘时的位移量与/或压力值，且进而藉此判断出使用者的一动作。因此相较于现有技艺，本发明的轨迹感测系统较不受噪声干扰的影响，且进而实现较佳的动作辨识。

另外一方面，如同前面内容所述，接近式传感器的主要原理乃在于，判断出是否具有一对象的接近或远离。有鉴于此，本发明实施例另提供一种支持上述接近感测的无线充电装置。请同时参阅图12与图13，图12是本发明实施例所提供的支持接近感测的无线充电装置的功能方块图，而图13是本发明实施例所提供的支持接近感测的无线充电装置的使用示意图。

无线充电装置13主要包括充电模块130、至少一接近式传感器132以及中央控制器134。其中，上述充电模块130、接近式传感器132及中央控制器134可以是通过纯硬件电路来实现，或者是通过硬件电路搭配固件或软件来实现，总而言之，本发明并不限制无线充电装置13的具体实现方式。另外，上述各组件可以是整合或是分开设置，且本发明亦不以此为限制。

详细来说，充电模块130用以执行对于对象2’(例如，图13中的行动通信装置)的无线充电功能。接近式传感器132则用以检测无线充电装置13与对象2’之间的一接近状态，并据以产生出一个估算距离值。值得一提的是，在特定的实施例中，接近式传感器132可以是周期性地来检测出无线充电装置13与对象2’间的一接近状态，并据以进而产生出所相应的一个估算距离值，例如每隔1秒或是每隔0.5秒等，但本发明并不以此为限制。

另外，中央控制器134耦接于充电模块130与接近式传感器132之间，并且用以根据该估算距离值，来选择性地控制充电模块130的开启或关闭，其中当在估算距离值等于或小于一个第一门限值时，中央控制器134控制充电模块130的开启，并且当在估算距离值等于或小于一个第二门限值时，中央控制器134则进而使得充电模块130开始执行对于对象2的无线充电功能。

更进一步来说，充电模块130为用于使得此无线充电装置13对于对象2’执行无线充电功能，因此本发明实施例中亦不限制充电模块130的具体实现方式，本技术领域中技术人员可依据实际需求或应用来进行设计，故有关于充电模块130的细节内容于此就不再多加赘述。另外，本实施例中的接近式传感器132的实现细节，如同于图3A或图3B的设计方式，故有关于上述接近式传感器132所进行运作的细节内容于此就不再多加赘述。值得注意的是，通过现有技艺可知，由于接近式传感器132具有超低功耗的优点，因此本实施例中的接近式传感器132将可被控制为永远开启的状态。

具体来说，如图13所示，当在初始状态下，将会仅有接近式传感器132被控制为永远开启的状态，而无线充电装置13内的其他模块与电路(例如，充电模块130)则可被控制为关闭的状态。接着，当在对象2’不断地接近至无线充电装置13的情况下，若中央控制器134判断出估算距离值等于或小于第一门限值(例如，50公分)时，中央控制器134则可相应地控制无线充电装置13内的充电模块130为开启状态，并且直到估算距离值等于或小于第二门限值(例如，10公分)时，中央控制器134便可进而使得充电模块130开始执行对于对象2’的无线充电功能。相反地，当在对象2’不断地远离无线充电装置13的情况下，若中央控制器134判断出估算距离值大于第二门限值(例如，10公分)时，中央控制器134则可使得充电模块130停止执行对于对象2’的无线充电功能，并且直到估算距离大于第一门限值(例如，50公分)时，中央控制器134便可相应地控制充电模块130为关闭状态。

如此一来，通过上述阶段性的操作过程，将可使得此无线充电装置13能够避免不必要的功耗浪费，并以藉此达到整体节能省电的技术效果。值得注意的是，上述采用的具体实施方式在此仅是用以举例，其并非用以限制本发明，本技术领域中技术人员应可依据实际需求或应用来进行无线充电装置支持接近式传感器的设计。

另外一方面，根据以上内容的启示，本技术领域中技术人员应可理解到，本实施例的中央控制器134亦可根据估算距离值，来控制无线充电装置13执行所相应的至少一其他功能于对象2上。举例来说，无线充电装置13还包括一无线传输模块(图未绘示)，其中若中央控制器134判断出估算距离值等于或小于一个第三门限值(例如，30公分)时，中央控制器134则可相应地控制无线传输模块的开启，并且使得无线充电装置13通过无线传输模块执行与其他电子装置(图未绘示)的数据传输。

综上所述，本发明实施例所提供的支持接近感测的无线充电装置，是通过内置的接近式传感器来检测出无线充电装置与对象之间的远近变化，并据以判断是否开启或关闭充电模块，以藉此进而达到节能省电的技术效果。

以上所述，仅为本发明优选的具体实施方式，而而本发明的特征并不局限于此，本领域的技术人员在本发明的领域内，可轻易思及的变化或修饰，皆可涵盖在本权利要求书中。

Claims (12)

1.一种测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：

一滚轮，设置于所述测量装置的底部；

至少一接近式传感器，用以检测所述测量装置与一对象间的一接近状态，并据以产生一估算距离值；

一轨迹感测模块，位于所述测量装置内，所述轨迹感测模块连续撷取所述滚轮的一区域表面的多个参考图像，并且根据所述多个参考图像来计算出所述测量装置所移动的一轨迹长度；

一光学测距模块，位于所述测量装置内，所述光学测距模块朝向所述测量装置的外部发射一光束，并根据接收反射的所述光束来计算出一距离信息；以及

一处理器，耦接于所述接近式传感器、所述轨迹感测模块及所述光学测距模块之间，并且根据所述估算距离值，来选择性地控制所述轨迹感测模块及所述光学测距模块的开启或关闭；

其中，当所述估算距离值小于一第一预设门限值时，所述处理器控制所述轨迹感测模块的开启及所述光学测距模块的关闭，而当所述估算距离值大于一第二预设门限值时，所述处理器则控制所述轨迹感测模块的关闭及所述光学测距模块的开启。

2.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，其中所述第二预设门限值大于或等于所述第一预设门限值。

3.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，其中所述轨迹感测模块包括：

一光源，用以照射至所述滚轮的所述区域表面；

一影像感测电路，用以根据一固定的取样周期来撷取被所述光源所照射的所述区域表面的所述多个参考图像；以及

一影像分析电路，基于所述多个参考图像中的至少一纹理特征来对所述多个参考图像进行比对，以取得到所述光源于所述滚轮上的一移动轨迹，并且根据所述移动轨迹来计算出所述测量装置所移动的所述轨迹长度。

4.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，其中所述接近式传感器包括：

一发射单元，用以发送一光信号；以及

一接收单元，用以接收经反射后的所述光信号，并且根据接收到的所述光信号的强度变化，来判断出所述测量装置与所述对象之间的所述接近状态，并据以产生出所述估算距离值。

5.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，其中所述接近式传感器包括：

一影像撷取单元，用以撷取包含所述对象的一影像；以及

一像素运算处理单元，耦接于所述影像撷取单元，用以根据所述影像来计算出自于所述对象所占的一像素丛集数量，并且根据所述像素丛集数量，来判断出所述测量装置与所述对象之间的所述接近状态，并据以产生出所述估算距离值。

6.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，其中所述光学测距模块包括：

一发光组件，用以朝向所述测量装置的外部发射出所述光束；

一光学感测组件，用以根据一快门周期信号，来感测并累积反射的所述光束的能量，并据以产生一光感测信号；

一控制电路，用以控制所述发光组件于一发光时间内，持续发射出所述光束，并且于所述发光组件开始发射出所述光束后的一延迟时间，切换所述快门周期信号于一感测时间内皆表示为高电平状态，以使得所述光学感测组件感测并累积得到反射的所述光束的能量，并据以产生所述光感测信号；以及

一距离计算电路，用以根据所述发光时间内所述发光组件所发射出的所述光束的能量及所述光感测信号，来取得到一光飞行时间，并根据所述光飞行时间来计算出所述距离信息。

7.如权利要求6所述的测量装置，其特征在于，其中所述发光组件为一发光二极管，且所述光学感测组件为一电荷耦合组件或一互补式金氧半导体感光组件。

8.如权利要求1所述的测量装置，其特征在于，其中所述测量装置还包括：

一显示器模块，用以显示所述光学测距模块所计算出的所述距离信息与/或所述轨迹感测模块所计算出的所述轨迹长度。

9.一种运作方法，适用于一测量装置中，其中所述测量装置包括一滚轮、至少一接近式传感器、一轨迹感测模块、一光学测距模块及一处理器，其中所述滚轮设置于所述测量装置的底部，其特征在于，所述运作方法包括：

利用所述接近式传感器，检测出所述测量装置与一对象之间的一接近状态，并据以产生一估算距离值；以及

利用所述处理器，根据所述估算距离值，来选择性地控制所述轨迹感测模块及所述光学测距模块的开启或关闭，其中当所述估算距离值小于一第一预设门限值时，所述处理器控制所述轨迹感测模块的开启及所述光学测距模块的关闭，而当所述估算距离值大于一第二预设门限值时，所述处理器则控制所述轨迹感测模块的关闭及所述光学测距模块的开启；

其中当在所述处理器控制所述轨迹感测模块的开启之后，所述运作方法还包括：

利用所述轨迹感测模块，连续撷取出所述滚轮的一区域表面的多个参考图像，并且根据所述多个参考图像来计算出所述测量装置所移动的一轨迹长度。

10.如权利要求9所述的运作方法，其特征在于，其中所述第二预设门限值大于或等于所述第一预设门限值。

11.如权利要求9所述的运作方法，其特征在于，其中当在所述处理器控制控制所述光学测距模块的开启之后，所述运作方法还包括：

利用所述光学测距模块，来对所述测量装置的外部发射出一光束，并根据接收反射的所述光束来计算出一距离信息。

12.一种测量装置，其特征在于，所述测量装置包括：

一滚轮，设置于所述测量装置的底部；

一轨迹感测模块，位于所述测量装置内，所述轨迹感测模块连续撷取所述滚轮的一区域表面的多个参考图像，并且根据所述多个参考图像来计算出所述测量装置所移动的一轨迹长度；以及

一光学测距模块，位于所述测量装置内，所述光学测距模块朝向所述测量装置的外部发射一光束，并根据接收反射的所述光束来计算出一距离信息。

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