CN109284019A - 旋转输入设备 - Google Patents

Abstract

一种旋转输入设备，适用于供一使用者进行输入操作，并包含一本体、一旋转单元、一感测单元，及一处理单元。当该处理单元在接收到来自该感测单元所产生的感测信号时，该处理单元根据该感测信号计算一相关于该旋转单元的角加速度值，并判定该角加速度值是否大于一门坎值，当该处理单元判定出该角加速度值大于该门坎值时，该处理单元将该旋转量除以一预定旋转量以获得一第一输出值，且至少根据该第一输出值获得一大于该第一输出值的第二输出值，并根据该第二输出值产生一输入信号。借此，使得该使用者能以较少的旋转量来操作原本需要大量的旋转量才能作用之操作，以节省操作时间并提升操作效率。

Description

旋转输入设备

技术领域

本发明涉及一种输入设备，特别是涉及一种旋转输入设备。

背景技术

现有的轮转输入设备，例如微软的Surface Dial，包含一转轮、一用于感测该转轮的一旋转量的感测单元。在该感测单元感测用户旋转该转轮的该旋转量后，该感测单元通过一人体学接口装置(Human interface device,HID)协议输入感测信息至一计算机，再通过该计算机上的处理单元根据该旋转量输出对应的操作信号。

现有轮转输入设备的转轮具有精度为360级之输入，亦即该转轮360度的每一角度具有1级的输入，然而，为求灵敏度现有轮转输入设备的转轮的尺寸不能太小，使得该转轮的尺寸过大且重量过重，造成使用者操作上非常地不方便。但若要设计一个较小尺寸的转轮，由于尺寸缩小，灵敏度要求非常高，举例来说，现有轮转输入设备的转轮直径为6厘米，当需要1级输入时，需要旋转该转轮1度，即需要旋动该轮转的旋转量约为0.52(6×π/360)毫米，但若转轮直径缩小为1厘米且需要1级输入时，需要旋转该转轮1度，即需要旋动该轮转的旋转量约为0.087(π/360)毫米，若要支持0.087毫米如此微小的旋转量，需大幅提升该感测单元的硬件效能方能达到精准的感测，这样一来，不仅硬件成本增加，且对多数使用者来说也难以操控如此细微的旋转。此外，现有轮转输入设备在操作效率上亦有不足之处。

发明内容

因此，本发明之目的在于提供一种操控方便且操作效率较佳的旋转输入设备。

于是，本发明旋转输入设备，适用于供一使用者进行输入操作，并包含一本体、一旋转单元、一感测单元，及一处理单元。

该旋转单元设置于该本体，并用于响应于该使用者之输入操作而旋转。

该感测单元设置于该本体内，并用于感测该旋转单元的一旋转量，以产生一指示出该旋转量的感测信号。

该处理单元设置于该本体内，并电连接该感测单元。

其中，当该处理单元在接收到来自该感测单元所产生的该感测信号时，该处理单元根据该感测信号计算一相关于该旋转单元的角加速度值，并判定该角加速度值是否大于一门坎值，当该处理单元判定出该角加速度值大于该门坎值时，该处理单元将该旋转量除以一人体可识别出的预定旋转量以获得一第一输出值，且至少根据该第一输出值获得一大于该第一输出值的第二输出值，并根据该第二输出值产生一输入信号。

较佳地，本发明所述的旋转输入设备，当该处理单元判定出该角加速度值不大于该门坎值时，该处理单元将该旋转量除以该预定旋转量以获得该第一输出值，且根据该第一输出值产生一输入信号。

较佳地，本发明所述的旋转输入设备，该第一输出值与该第二输出值呈非线性关系。

较佳地，本发明所述的旋转输入设备，第二输出值m以下式表示

m＝2^n-1，其中n为该第一输出值。

较佳地，本发明所述的旋转输入设备，还包含一电连接该处理单元且设置于该本体内的存储单元，该存储单元存储一第一输出值对第二输出值的查找表，该查找表存储多个第一输出值及多个分别对应所述第一输出值的第二输出值，其中，该处理单元将该第一输出值取整数，且根据取整数后的该第一输出值及该查找表获得对应该第一输出值的该第二输出值。

较佳地，本发明所述的旋转输入设备，还包含一电连接该处理单元且设置于该本体内的震动单元，其中，该处理单元根据该感测信号的旋转量产生并传送一震动信号至该震动单元，以至该震动单元在接收到该震动信号时震动。

较佳地，本发明所述的旋转输入设备，该旋转单元包含一旋钮、滚轮，及转盘之其中一者。

较佳地，本发明所述的旋转输入设备，该感测单元以导电轨道、光学、电磁之其中一者方式感测该旋转单元的旋转量。

本发明的有益效果在于：借由将1级之输入定义为须旋动该旋转单元达人体可识别出的该预定旋转量，而非习知的须旋动该旋转单元1度，借此，即便缩小该旋转单元亦不会缩小1级输入时所需的旋转量，如此一来，使用者在操控上并无难度，也无须提升该感测单元的硬件效能。此外，该处理单元将原本要输出的该第一输出值增加到该第二输出值，以使得该使用者能以较少的旋转量来操作原本需要大量的旋转量才能作用之操作，借此，节省操作时间并提升操作效率。

附图说明

本发明之其他的特征及功效，将于参照图式的实施方式中清楚地呈现，其中：

图1是一方块图，说明本发明旋转输入设备的一第一实施例；

图2是一立体分解图，说明本发明旋转输入设备的该第一实施例；

图3是一方块图，说明本发明旋转输入设备的一第二实施例；

图4是一立体图，说明本发明旋转输入设备的该第二实施例；及

图5是一立体图，说明本发明旋转输入设备的一第三实施例。

具体实施方式

在本发明被详细描述之前，应当注意在以下的说明内容中，类似的组件是以相同的编号来表示。

参阅图1、2，本发明旋转输入设备的一第一实施例，适用于供一使用者进行输入操作，并包含一本体11、一旋转单元12、一感测单元13、一存储单元14、一震动单元15，及一处理单元16。

该本体11包含一壳体111及一底盖112。

该旋转单元12设置于该本体11的该壳体111内，并用于响应于该使用者之输入操作而旋转。该旋转单元12例如为一转盘，该使用者借由旋转该本体11而带动该旋转单元12旋转。

该感测单元13设置于该壳体111内且设置于该旋转单元12上，并用于感测该旋转单元12的一旋转量，以产生一指示出该旋转量的感测信号，该旋转量即为该旋转单元12旋转的弧长。该感测单元13例如为旋转编码器(rotary encoder)或为光学引擎(opticalengine)，该感测信号例如为脉冲式编码信号，或为步进信号。该感测单元13例如以导电轨道、光学、电磁之其中一者方式感测该旋转单元12的旋转量。

该存储单元14设置于该壳体111内且设置于该旋转单元12上，并存储一第一输出值对第二输出值的查找表，该查找表存储多个第一输出值及多个分别对应所述第一输出值的第二输出值，所述第一输出值及所述第二输出值皆为整数，在其他实施例中，所述第一输出值及所述第二输出值亦可不为整数，不以此为限。该查找表例如为下表1

表1

该震动单元15设置于该壳体111内且设置于该旋转单元12上，用于在接收到一震动信号时震动。

该处理单元16设置于该壳体111内且设置于该旋转单元12上，并电连接该感测单元13、该存储单元14，及该震动单元15。该处理单元16根据该感测信号的旋转量产生并传送一震动信号至该震动单元15。

当该处理单元16在接收到来自该感测单元13所产生的该感测信号时，该处理单元16根据该感测信号计算一相关于该旋转单元12的角加速度值，并判定该角加速度值是否大于一门坎值。举例来说，在单位时间t内，量测初角速度为0的该旋转单元12的角加速度值α以下式表示

α＝2r/t²

其中，r为该旋转量。

当该处理单元16判定出该角加速度值α不大于该门坎值时，该处理单元16将该旋转量除以一人体可识别出的预定旋转量以获得一对应该旋转量的第一输出值n，该第一输出值n以下式表示

n＝r/d

其中，r为该旋转量，d为该预定旋转量。该处理单元16根据该第一输出值n产生一输入信号。值得注意的是，在本实施例中，该处理单元16会将该第一输出值n四舍五入，以取整数。值得一提的是，该第一输出值n的n值即表示该旋转输入设备可产生n级的输入(亦即，当第一输出值n＝1时，该旋转输入设备产生1级的输入，当第一输出值n＝2时，该旋转输入设备产生2级的输入，当第一输出值n＝k时，该旋转输入设备产生k级的输入，以此类推)。而该预定旋转量为使该旋转输入设备产生1级的输入时所需要旋动该旋转单元12的旋转量，本实施例中，该预定旋转量可被设定为人类转动该旋转单元12的最小感受值例如0.05厘米。然而，在本发明的其他实施例中，该预定旋转量亦可为大于0.05厘米的其他数值。以下举一例子来说明该旋转量与该第一输出值n的关系，若直径1厘米的旋转单元12响应于该用户之输入操作而旋转了0.2厘米的旋转量，则该感测单元13所感测到的旋转量为0.2厘米，该处理单元16可获得该第一输出值n为0.2/0.05＝4，此即代表该旋转输入设备产生4级的输入。

当该处理单元16判定出该角加速度值α大于该门坎值时，该处理单元16将该旋转量除以该预定旋转量以获得该第一输出值n，且根据该第一输出值n及该查找表获得一大于该第一输出值n的第二输出值m，该第二输出值m的m值即表示该旋转输入设备可产生m级的输入(亦即，当第二输出值m＝1时，该旋转输入设备产生1级的输入、当第二输出值m＝2时，该旋转输入设备产生2级的输入，当第二输出值m＝k时，该旋转输入设备产生k级的输入，以此类推)。举例来说，若该使用者将直径为1厘米的该旋转单元12旋转了0.2厘米的旋转量且当处理单元16判定出该角加速度值α大于该门坎值时，该处理单元16获得该第一输出值n为0.2/0.05＝4，该处理单元16再根据该查找表获得对应该第一输出值n＝4的该第二输出值m＝8，此即代表该旋转输入设备产生8级的输入。

参阅图3、4，本发明旋转输入设备的一第二实施例是类似于该第一实施例，其不同之处在于：该旋转输入设备不包含该存储单元14。

更详细而言，该本体11例如包含一键盘本体，该旋转单元12设置于该本体11上，该旋转单元12例如为一旋钮，该用户直接旋转该旋转单元12，该感测单元13、该震动单元15，及该处理单元16设置于该本体11内。

当该处理单元16判定出该角加速度值α大于该门坎值时，该处理单元16将该旋转量除以该预定旋转量以获得该第一输出值n，且根据该第一输出值n获得该第二输出值m，并根据该第二输出值m产生该第二输入信号，该第一输出值n与该第二输出值m呈非线性关系，该第二输出值m以下式表示

m＝2^n-1。

举例来说，该使用者将直径为1厘米的该旋转单元12旋转了0.2厘米的旋转量且当处理单元16判定出该角加速度值α大于该门坎值时，该处理单元16获得该第一输出值n为0.2/0.05＝4，而该第二输出值m为2³＝8，此即代表该旋转输入设备产生8级的输入。

参阅图5，本发明旋转输入设备的一第三实施例是类似于该第二实施例，其不同之处仅在于：该本体11例如包含一触控笔(stylus)本体，该旋转单元12设置于该本体11，该旋转单元12例如为一滚轮。

经由以上说明，可将本发明旋转输入设备之优点归纳如下：

一、借由将每一级之输入所需要旋动该旋转单元12的旋转量固定为该预定旋转量，借此，即便缩小该旋转单元12亦不会缩小1级输入时所需的旋转量，如此一来，使用者在操控上并无难度，亦无须大幅提升该感测单元13的硬件效能。

二、借由该处理单元16判定该角加速度值α是否大于该门坎值，当该角加速度值α大于该门坎值，该处理单元16将原本要输出的该第一输出值增加到该第二输出值，以使得该使用者能以较少的旋转量来操作原本需要大量的旋转量才能作用之操作，借此，节省操作时间并提升操作效率。

三、该旋转单元12之尺寸不再受到限制，在工业设计上之外观自由度可大幅提高。

综上所述，借由将每一级之输入所需要旋转该旋转单元12的旋转量固定为人体可识别出的该预定旋转量，对于该使用者而言，不论该旋转单元12之尺寸大还是小，要使该旋转输入设备产生1级的输入所需进行的旋转操作皆是旋转该旋转单元12达该预定旋转量，且该预定旋转量又是人体可识别出的旋转量，因此在操作上是很容易的，当该使用者欲使该旋转输入设备产生级数较高的输入时，只要加快其旋转该旋转单元12的速度，即可使该处理单元16获得大于该第一输出值的第二输出值，以增进操作效率，故确实能达成本发明之目的。

Claims (8)

1.一种旋转输入设备，适用于供一位使用者进行输入操作，并包含一个本体，其特征在于：包含

一个旋转单元，设置于该本体，并用于响应于该使用者之输入操作而旋转；

一个感测单元，设置于该本体内，并用于感测该旋转单元的一个旋转量，以产生一个指示出该旋转量的感测信号；及

一个处理单元，设置于该本体内，并电连接该感测单元；其中，当该处理单元在接收到来自该感测单元所产生的该感测信号时，该处理单元根据该感测信号计算一个相关于该旋转单元的角加速度值，并判定该角加速度值是否大于一个门坎值，当该处理单元判定出该角加速度值大于该门坎值时，该处理单元将该旋转量除以一个人体可识别出的预定旋转量以获得一个第一输出值，且至少根据该第一输出值获得一个大于该第一输出值的第二输出值，并根据该第二输出值产生一个输入信号。

2.根据权利要求1所述的旋转输入设备，其特征在于：当该处理单元判定出该角加速度值不大于该门坎值时，该处理单元将该旋转量除以该预定旋转量以获得该第一输出值，且根据该第一输出值产生一个输入信号。

3.根据权利要求1所述的旋转输入设备，其特征在于：该第一输出值与该第二输出值呈非线性关系。

4.根据权利要求1所述的旋转输入设备，其特征在于：该第二输出值m以下式表示

m＝2^n-1，其中n为该第一输出值。

5.根据权利要求1所述的旋转输入设备，其特征在于：还包含一个电连接该处理单元且设置于该本体内的存储单元，该存储单元存储一个第一输出值对第二输出值的查找表，该查找表存储多个第一输出值及多个分别对应所述第一输出值的第二输出值，其中，该处理单元将该第一输出值取整数，且根据取整数后的该第一输出值及该查找表获得对应该第一输出值的该第二输出值。

6.权利要求1所述的旋转输入设备，其特征在于：还包含一个电连接该处理单元且设置于该本体内的震动单元，其中，该处理单元根据该感测信号的旋转量产生并传送一个震动信号至该震动单元，以至该震动单元在接收到该震动信号时震动。

7.根据权利要求1所述的旋转输入设备，其特征在于：该旋转单元包含一个旋钮、一个滚轮，及一个转盘之其中一者。

8.根据权利要求1所述的旋转输入设备，其特征在于：该感测单元以导电轨道、光学、电磁之其中一者方式感测该旋转单元的旋转量。