CN110764630B - 摇杆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种摇杆，包括本体，特征辨识器以及处理器。该本体具有连接在一起的侧部以及底部。该底部用来承受施压。该侧部设置有辨识元件，且该侧部用来支撑该底部。该特征辨识器设置在该本体下方，并且用来取得关于该本体的辨识结果。该处理器电连接于该特征辨识器，用来分析该辨识结果内该辨识元件的状态以产生控制信号。该特征辨识器是图像传感器，并且该辨识结果是该图像传感器取得的图像。本发明的摇杆在过度扭曲的操作环境下仍可取得有效的侦测结果，并且兼具生物特征辨识与节能省电的优点。

Description

摇杆

技术领域

本发明涉及一种摇杆，特别是有关一种能够适用于过度扭曲情况及可用来进行生物特征侦测的摇杆。

背景技术

传统的机械式摇杆包括传感器、轨迹球、控制杆与手把。使用者施压手把以移动控制杆，控制杆可相对轨迹球倾斜及旋转，并且传感器侦测轨迹球的转动来控制由机械式摇杆输出的鼠标信号。手把由硬质材料制作，并且可被使用者推动或拉动，造成控制杆的倾斜而产生鼠标信号。当机械式摇杆倾斜时，控制杆会沿着特定方向旋转或倾倒，并且轨迹球可通过复位元件将控制杆回复到初始位置。因此，传统机械式摇杆有明显地操作限制，只能沿着特定方向移动来输入特定手势，也容易因长时间使用发生机械疲劳。

发明内容

本发明涉及一种能够适用于过度扭曲情况及可用来进行生物特征侦测的摇杆。

本发明进一步公开一种摇杆，包括本体，特征辨识器以及处理器。该本体具有连接在一起的侧部以及底部。该底部用来承受施压。该侧部设置有辨识元件，且该侧部用来支撑该底部。该特征辨识器设置在该本体下方，并且用来取得关于该本体的辨识结果。该处理器电连接于该特征辨识器，用来分析该辨识结果内该辨识元件的状态以产生控制信号。该特征辨识器是图像传感器，并且该辨识结果是该图像传感器取得的图像。

进一步地，该侧部包括位置相对的第一边与第二边，该特征辨识器设置在基板上，该第一边连接该底部并且该第二边连接该基板。

进一步地，该辨识元件包括条状图案，该条状图案的指向平行于该第一边与该第二边之间的连接线。

进一步地，该辨识元件包括环状图案，该环状图案的指向相交于该第一边与该第二边之间的连接线。

进一步地，该辨识元件包括以非对称方式排列的多个点状图案。

进一步地，多个辨识点设置在该底部，该处理器用来分析该多个辨识点的变化以产生该控制信号。

进一步地，该多个辨识点移出该特征辨识器的视野范围时，该处理器用来分析该辨识元件的状态。

进一步地，该摇杆进一步包括光源，设置在该本体内，并且用来投射光信号到该本体。

进一步地，该特征辨识器是图像传感器，并且该辨识结果是该图像传感器取得的图像。

进一步地，该摇杆进一步包括可变形结构、多个本体以及多个特征辨识器，该多个本体与该多个特征辨识器设置在该可变形结构内并且电连接该处理器，该处理器用来分析该多个特征辨识器生成的多个辨识结果以产生该控制信号。

本发明进一步公开一种摇杆，包括本体，透光元件，图像传感器以及处理器；该本体具有连接在一起的侧部以及底部；该底部设置有穿孔并且用来承受施压；该侧部设置有辨识元件并且用来支撑该底部；该透光元件设置在该穿孔内；该图像传感器设置在该本体下方，用来取得关于该本体的图像；该处理器电连接该图像传感器；该处理器用来分析该图像内该辨识元件的状态以产生控制信号，并且在用户触碰该透光元件时分析关于该用户的图案，以取得该用户的生物特征。

进一步地，该辨识元件包括条状图案、环状图案、或者多个点状图案。

进一步地，该侧部包括位置相对的第一边与第二边，该图像传感器设置在基板上，该第一边连接该底部并且该第二边连接该基板，该条状图案的指向平行于该第一边与该第二边之间的连接线，该环状图案的指向使该环状图案相交于该连接线，并且该多个点状图案以非对称方式排列。

进一步地，该图像传感器包括传感器矩阵，该传感器矩阵分为第一区以及第二区，该第一区用来取得关联于该底部的第一图像，并且该第二区用来取得关联于该侧部的第二图像。

进一步地，该处理器用来运算该第一区的侦测结果的总和或均值来进行判断。

进一步地，该摇杆进一步包括光源，设置在该本体内，并且用来投射光信号到该本体。

本发明进一步公开一种摇杆，包括本体，透光元件，特征辨识器以及处理器；该本体具有连接在一起的侧部以及底部。该底部设置有穿孔，该侧部设置有辨识元件并且用来支撑该底部；该透光元件设置在该穿孔内；该特征辨识器设置在该本体下方，并且具有辨识器矩阵；该辨识器矩阵分为第一区与第二区，分别用来取得关联于该底部和该侧部的辨识结果；该处理器电连接该特征辨识器；该处理器用来将该底部的该辨识结果相比于阀值，然后根据比较结果判断是否致发该第二区。

进一步地，该辨识元件包括条状图案、环状图案、或者多个点状图案。

进一步地，该侧部包括位置相对的第一边与第二边，该特征辨识器设置在基板上，该第一边连接该底部并且该第二边连接该基板，该条状图案的指向平行于该第一边与该第二边之间的连接线，该环状图案的指向相交于该连接线，并且该多个点状图案以非对称方式排列。

进一步地，该处理器用来运算该第一区的侦测结果的总和或均值来判断是否致发该第二区。

进一步地，当该底部的辨识结果超出该阀值，该处理器致发该第二区。

进一步地，当该底部的辨识结果小于该阀值，该处理器将该第二区切换到休眠模式。

进一步地，当该辨识元件的状态变化小于另一阀值，该处理器将该第二区切换到休眠模式。

进一步地，该第一区设置在该辨识器矩阵的中央，并且该第二区环绕于该第一区。

进一步地，该摇杆进一步包括光源，设置在该本体内，并且用来投射光信号到该本体。

进一步地，该特征辨识器是图像传感器，并且该辨识结果是该图像传感器取得的图像。

本发明的摇杆将辨识元件设置在本体的侧部，当底部的辨识点因过量形变而移出特征辨识器的视野范围时，辨识元件可用来提供本体的形变信息。再者，本体具有可嵌入透光元件的穿孔，特征辨识器有部份区域可被致发以侦测透光元件，当关联于透光元件的侦测结果符合特定条件时，特征辨识器的其它部份区域被致发以侦测辨识元件与辨识点的其中一样或全部。因此，本发明的摇杆在过度扭曲的操作环境下仍可取得有效的侦测结果，并且兼具生物特征辨识与节能省电的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例的摇杆的示意图；

图2与图3为本发明第一实施例的摇杆的本体在不同视角的示意图；

图4为本发明第二实施例的本体的示意图；

图5为本发明第三实施例的本体的示意图；

图6为本发明第四实施例的摇杆的示意图；

图7为本发明第四实施例的摇杆的本体在另一视角的示意图；

图8为图6与图7所示图像传感器的示意图；

图9为本发明第五实施例的摇杆的示意图。

其中，附图标记说明如下：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参阅图1至图3，图1为本发明第一实施例的摇杆10的示意图，图2与图3为本发明第一实施例的摇杆10的本体12在不同视角的示意图。摇杆10可包括本体12、特征辨识器14、处理器16以及光源18。特征辨识器14、处理器16与光源18可设置在基板20。处理器16可以独立于特征辨识器14，或者处理器16可为特征辨识器14的内建元件。本体12放置在基板20上，用来覆盖特征辨识器14与光源18的其中一样或全部。本体12可包括相连在一起的侧部22以及底部24。辨识元件26可设置在侧部22。侧部22用来支撑底部24，并且底部24可承受使用者施加的外部压力。本体12可由弹性材料制作。光源18是选择性配件；举例来说，若侧部22以透光材料制作，摇杆10便不需内建光源。

特征辨识器14可设置在本体12下方，并且用来取得关联于本体12上辨识元件26的辨识结果。光源18可设置在本体12内，用来投射光信号到辨识元件26。处理器16可电连接特征辨识器14以及光源18，用来分析辨识元件26的状态。侧部22可包括位置相对的第一边28与第二边30。第一边28靠近底部24，并且第二边30靠近基板20。特征辨识器14设置在基板20上。在本发明的第一实施例中，辨识元件26可包括一个或多个条状图案，条状图案的指向优选地平行于第一边28和第二边30之间的连接线。辨识元件26可以是直线或曲线。直线形的辨识元件26即为条状图案；曲线形的辨识元件26可为螺旋状图案，然没有绘制在图式中。处理器16可分析辨识元件26的状态以产生控制信号。

此外，多个辨识点32可以选择性设置在底部24。处理器16可进一步分析特征辨识器14所取得的多个辨识点32的变化。当使用者按压底部24，底部24相应发生形变，辨识点32的排列或形状也会相应改变，因此处理器16可分析多个辨识点32的变化以产生控制信号。侧部22也会因为来自底部24的压力而发生形变。如果多个辨识点32在变化过程中移出特征辨识器14的视野范围，特征辨识器14可取得辨识元件26的状态，处理器16便会分析辨识元件26的状态以产生控制信号。

请参阅图4与图5，图4为本发明第二实施例的本体12’的示意图，图5为本发明第三实施例的本体12”的示意图。在第二实施例中，辨识元件26’可以是环状图案，并且环状图案的指向使得环状图案交错于第一边28和第二边30之间的连接线。本体12’没有受到外界压力时，环状图案26’可为正圆形态样；当本体12’受压而扭曲时，环状图案26’可能转换为各种类型的椭圆态样。因此，处理器16可分析环状图案26’的状态以产生控制信号。在第三实施例中，辨识元件26”可以是多个点状图案，多个点状图案以非对称方式排列在侧部22。特征辨识器14可取得多个点状图案26”的排列与形状，处理器16可分析该些排列与形状的变化来产生控制信号。

特别一提的是，辨识元件26、26’与26”的数量及位置不限于前揭实施例所述，端视设计需求而定。在前述实施例中，特征辨识器14可以是图像传感器，辨识结果则为图像传感器取得的图像。如使用单张图像进行判断，处理器16可分析辨识元件的形状以决定控制信号。举例来说，直线形的条状图案26或正圆形的环状图案26’可表示摇杆10没有受压，曲线形的条状图案26或椭圆形的环状图案26’可表示摇杆10受到压力。如使用多张图像进行判断，处理器16可分析邻近图像之间的变化来决定控制信号。特征辨识器14进一步还可设计为各种类型的传感器，例如电感传感器、光学传感器或电容传感器。

请参阅图6与图7，图6为本发明第四实施例的摇杆60的示意图，图7为本发明第四实施例的摇杆60的本体62在另一视角的示意图。摇杆60可包括本体62、透光元件64、图像传感器66、光源68以及处理器70。本体62具有底部72，并且底部72的部份区域可具有透光特性。在某些实施态样中，穿孔74形成在底部72，并且辨识元件78设置在侧部76。只要底部72能在部份区域提供透光特性，穿孔74属于可省略的结构特征。在第四实施例，辨识元件78可为条状图案、环状图案、或是多个点状图案，该些图案的设计相同于前揭实施例，故此不再重复叙明。多个辨识点80可以选择性设置在底部72。透光元件64可设置在穿孔74内。光源68用来投射光信号到本体62，并且图像传感器66用来取得关联于本体62的图像。

当底部72受到使用者施加的外部压力，处理器70可分析辨识元件78的状态或是多个辨识点80的变化以判断使用者手势。如果底部72发生过量形变，致使多个辨识点80移出图像传感器66的视野范围，处理器70可分析图像内辨识元件78的状态以产生控制信号。再者，使用者可碰触底部72以施压摇杆60，此时图像传感器66可通过透光元件64取得关联于用户的图案(例如用户手指的图案)，处理器70可分析此图案以取得用户的生物特征。生物特征可为指纹、心率或任何能用来识别的生物特征。

请参阅图8，图8为图6与图7所示图像传感器66的示意图。图像传感器66可具有传感器矩阵，并且传感器矩阵可区分为第一区82以及第二区84。第一区82设置在传感器矩阵的中央，用来取得关联于底部72的第一图像，并且底部72可具有穿孔74以嵌入透光元件64。第二区84环绕设置在第一区82的周边，用来取得关联于侧部76的第二图像。传感器矩阵的第一区82与第二区84可在不同时间被分别致发以提供多样化应用。首先，处理器70可通过第一区82取得的第一图像辨识生物特征，据此判断是否依照辨识结果致发第二区84的应用程序。举例来说，第一区82可具有高分辨率传感器，第二区84则设置低分辨率传感器，处理器70可通过第一区82辨识使用者的指纹。如果指纹属于使用者A，启动第二区84以取得第二图像，并可根据用户A的操作习惯生成相应的控制信号；如果指纹属于使用者B，第二区84被启动并且会依据不同的操作习惯生成其它控制信号。

在其它可能的实施例中，图像传感器66可能是其它种类的特征辨识器，例如电感传感器或电容传感器，并且特征辨识器可区分为第一区82以及第二区84。第一区82设置在特征辨识器的辨识器矩阵的中央，第二区84环设第一区82，如图8所示。处理器70可利用第一区82将关联于底部72的辨识结果的状态相比于阀值，然后根据比较结果判断是否致发第二区84。处理器70可内建阀值；处理器70可运算出第一区82的侦测结果的总和或均值，并将其相比于阀值。如果第一区82所取得关联于底部72的辨识结果变化超出阀值，可视为摇杆60为使用者操控，故第二区84被致发而相应切换到唤醒模式。如果辨识结果的变化低于阀值或是辨识元件的状态变化低于另一阀值，可视为使用者没有操控摇杆60，第二区84仍旧维持在休眠模式。

请参阅图9，图9为本发明第五实施例的摇杆10’的示意图。摇杆10’包括可变形结构40、多个本体12、以及多个特征辨识器14。可变形结构40可为弹性材料制作而成的半圆形球体(亦可为其它任意形状)。弹性材料可为硅胶或橡胶。多个本体12与多个特征辨识器14分别设置在可变形结构40里的不同位置处，并且电连接处理器16。使用者能够通过手掌或手指推拉、紧握、夹捏、或按压可变形结构40。每一个特征辨识器14可取得相对应本体12的辨识结果，并且处理器16可根据使用者施加在可变形结构40的手势，分析所有特征辨识器14的辨识结果以生成控制信号。

在本发明中，摇杆可将辨识元件设置在本体的侧部，当底部的辨识点因过量形变而移出特征辨识器的视野范围时，辨识元件可用来提供本体的形变信息。再者，本体具有可嵌入透光元件的穿孔，特征辨识器有部份区域可被致发以侦测透光元件，当关联于透光元件的侦测结果符合特定条件时，特征辨识器的其它部份区域被致发以侦测辨识元件与辨识点的其中一样或全部。因此，本发明的摇杆在过度扭曲的操作环境下仍可取得有效的侦测结果，并且兼具生物特征辨识与节能省电的优点。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种摇杆，其特征在于，该摇杆包括：

本体，具有连接在一起的侧部以及底部，该底部设置有穿孔并且用来承受施压，该侧部设置有辨识元件并且用来支撑该底部；

透光元件，设置在该穿孔内；

图像传感器，设置在该本体下方，用来取得关于该本体的图像；以及

处理器，电连接该图像传感器，该处理器用来分析该图像内该辨识元件的状态以产生控制信号，并且在用户触碰该透光元件时分析关于该用户的图案，以取得该用户的生物特征；

该图像传感器包括传感器矩阵，该传感器矩阵分为第一区以及第二区，该第一区用来取得关联于该底部的第一图像，并且该第二区用来取得关联于该侧部的第二图像；

该处理器用来运算该第一区的侦测结果的总和或均值来进行判断。

2.如权利要求1所述的摇杆，其特征在于，该处理器通过该第一区取得的该第一图像辨识该生物特征，并且进一步根据辨识结果判断是否驱动该第二区的应用程序。

3.如权利要求1所述的摇杆，其特征在于，该摇杆进一步包括光源，设置在该本体内，并且用来投射光信号到该本体。

4.一种摇杆，其特征在于，该摇杆包括：

本体，具有连接在一起的侧部以及底部，该底部设置有穿孔，该侧部设置有辨识元件并且用来支撑该底部；

透光元件，设置在该穿孔内；

特征辨识器，设置在该本体下方，并且具有辨识器矩阵，该辨识器矩阵分为第一区与第二区，分别用来取得关联于该底部和该侧部的辨识结果；以及

处理器，电连接该特征辨识器，该处理器用来将该底部的该辨识结果相比于阀值，然后根据比较结果判断是否致发该第二区；

当该底部的辨识结果超出该阀值，该处理器致发该第二区；或，

当该底部的辨识结果小于该阀值，该处理器将该第二区切换到休眠模式；或，

当该辨识元件的状态变化小于另一阀值，该处理器将该第二区切换到休眠模式。

5.如权利要求4所述的摇杆，其特征在于，该辨识元件包括条状图案、环状图案、或者多个点状图案。

6.如权利要求4所述的摇杆，其特征在于，该第一区设置在该辨识器矩阵的中央，并且该第二区环绕于该第一区。

7.如权利要求4所述的摇杆，其特征在于，该摇杆进一步包括光源，设置在该本体内，并且用来投射光信号到该本体。