CN113110750B - 物体导航装置以及物体导航方法 - Google Patents

物体导航装置以及物体导航方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种物体导航装置，包括：触碰感测表面；控制电路，用以根据与该触碰感测表面感测到的至少一个触碰有关的触碰感测状况来设定该物体导航装置的方向。该触碰感测状况包括以下至少之一：触碰区的数量，多个触碰区彼此间的相对位置，触碰区的形状，触碰了触碰感测表面的物体的倾斜角度。本发明也公开了相对应的物体导航方法。藉由这些作法，物体导航装置可根据其感测到的触碰自动设定其方向。

Description

物体导航装置以及物体导航方法
技术领域
本发明涉及物体导航装置以及物体导航方法，特别涉及可根据触碰状况设定物体导航装置方向的物体导航装置以及物体导航方法。
背景技术
物体导航装置(例如光学鼠标，触碰控制装置或指向装置)可以侦测物体与其自身之间的相对运动。这里的物体可以是手指、特定表面或光源。
这种物体导航装置的方向(例如向前，向后，向上，向下)通常是固定的。举例来说，对于光学鼠标，其较窄的部分通常代表着向前。然而，如果物体导航装置具有如圆柱形或杆状的对称形状并且没有特定标记，则用户难以找到导航装置的正确方向。
发明内容
本发明一目的为公开一种物体导航装置，其可自动设定其方向。
本发明另一目的为公开一种物体导航方法，其可自动设定物体导航装置的方向。
本发明一实施例公开了一种物体导航装置，其特征在于，包括：触碰感测表面；控制电路，用以根据与该触碰感测表面感测到的至少一个触碰有关的触碰感测状况来设定该物体导航装置的方向。其中，该触碰感测状况包括以下至少之一：触碰区的数量，多个触碰区彼此间的相对位置，触碰区的形状，触碰了触碰感测表面的物体的倾斜角度。
本发明另一实施例公开了一种物体导航方法，使用在包含至少一触控感测表面的物体导航装置，其特征在于，包括：(a)根据与该触碰感测表面感测到的至少一个触碰有关的触碰感测状况来设定该物体导航装置的方向；(b)根据该方向以该物体导航装置施行物体导航动作。其中，该触碰感测状况包括以下至少之一：触碰区的数量，多个触碰区彼此间的相对位置，触碰区的形状，触碰了触碰感测表面的物体的倾斜角度。
根据前述实施例，可以根据物体导航装置感测到的触碰来自动设定物体导航装置的方向，从而可以改善现有技术中难以判断方向的问题。
附图说明
图1为根据本发明一实施例的物体导航装置的方块图。
图2至图11为根据本发明不同实施例的物体导航装置的动作的示意图。
图12为根据本发明一实施例的物体导航方法的流程图。
其中，附图标记说明如下：
100，200，400，700，900，1100 物体导航装置
101 控制电路
1101 存储装置
1103 识别装置
DL，DR 距离
F1，F2，F3，F4 手指
P 手掌
TR1 第一触碰区
TR2 第二触碰区
TR3，TR3_1，TR3_2 第三触碰区
TR4 第四触碰区
TSn，TS 触碰感测表面
TS1 第一触碰感测表面
TS2 第二触碰感测表面
具体实施方式
以下将以多个实施例来描述本发明的内容，还请留意，各实施例中的元件可通过硬件(例如装置或电路)或是韧体(例如微处理器中写入至少一程序)来实施。此外，以下描述中的“第一”、“第二”以及类似描述仅用来定义不同的元件、参数、数据、信号或步骤。并非用以限定其次序。
图1为根据本发明一实施例的物体导航装置的方块图。如图1所示，物体导航装置100包括至少一个触碰感测表面TS1…TSn，以及控制电路101。控制电路101用以根据触碰感测状况来设定物体导航装置100的方向。每个触碰感测表面TS1…TSn用以感测至少一个物体的至少一个触碰以产生触碰感测状况。而且，每个触碰感测表面TS1…TSn可使用各种触碰感测机制，例如光学触碰感测机制或电容性触碰感测机制，但不限于此。
触碰感测状况包括以下状况中的至少一种：触碰区的数目，触碰区的至少一个相对位置，触碰区的形状，触碰了触碰感测表面的物体的至少一个倾斜角，存在至少一个小于第一预定尺寸的第一触碰区和至少一个大于第二预定尺寸的第二触碰区，该第二预定尺寸大于第一预定尺寸。举例来说，触碰感测状况可以包括触碰区的数量和触碰区的至少一个相对位置。又例如，触碰感测状况可以包括触碰区的形状和至少一个触碰了触碰感测表面的物体的至少一个倾斜角。另外，在以下实施例中，物体是手指或手掌，但物体可以是任何其他物体，例如触碰笔。此外，在一实施例中，上述第一触碰感测区由手指形成，而第二触碰感测区由手掌形成，但不限于此。
图2和图3为绘示了根据本发明的一实施例的物体导航装置200的动作的示意图。为了更清楚的理解本发明的概念，请同时参考图3和参考图2。如图3所示，物体导航装置200包括触碰感测表面TS。在图3的实施例中，物体导航装置200是圆柱形的，且触碰感测表面TS围绕物体导航装置200形成一个完整的圆。然而，触碰感测表面TS可以仅设定在物体导航装置200的一部分。此外，触碰感测表面TS可以由几个独立的触碰感测表面组成，而不是限定在单一个触碰感测表面上。
如图2所示，使用者使用触碰感测表面TS的三个手指F1，F2和F3移动物体导航装置200，从而分别产生图3中的第一触碰区TR1，第二触碰区TR2和第三触碰区TR3。在这种情况下，用户可以将物体导航装置200的左方向作为向前方向。因此，在图2的实施例中，控制电路101将X方向设定为向前方向，如图3所示。
在一实施例中，物体导航装置200可以在右手模式或左手模式下操作。如果物体导航装置200被设定为右手模式或被判断为以右手模式操作，将判断图3所示的情况是第三触碰区TR3对应于使用者的拇指并且向前方向是左(即，X方向)。相反的，如果物体导航装置200被设定为左手模式或被判断为以左手模式操作，将判断图3所示的情况是第三触碰区TR3对应于使用者的拇指并且向前方向是右边。
除了由使用者设定之外，可以使用各种方法来判断物体导航装置200是操作在右手模式还是左手模式。举例来说，物体导航装置200可以在右手模式下记录手指F1，F2，F3的手指触碰区之间的关系(例如，位置、大小)，并在左手模式下记录手指F1，F2，F3的触碰区之间的关系。此外，在另一例子中，如果使用者的手掌与手指F1，F2，F3同时触碰物体导航装置200，则物体导航装置200可以在右手模式和左手模式下分别记录手指F1，F2，F3与手掌的触碰区之间的关系。通过这些方法，物体导航装置200可以自动判断物体导航装置200操作在右手模式还是左手模式。
图2和图3中的物体导航装置200可以被视为根据包括触碰区的数量和触碰区的相对位置的触碰感测状况来设定其方向的物体导航装置。具体来说，控制电路101根据触碰区(例如，第三触碰区TR3)和另一组触碰区组合(在这例中，是第一触碰区TR1和第二触碰区TR2)之间的第一距离是否大于该组触碰区组合中的每个触碰区之间的第二距离设定方向，亦即距离相近的触碰区(在这例中，是第一触碰区TR1和第二触碰区TR2)可以被视为同一组触碰区组合，而另一触碰区(在这例中，是第三触碰区TR3)与该组触碰区组合的任一触碰区距离远大于该组触碰区组合中相邻触碰区的距离(例如2倍)。
在图3的实施例中，第一触碰区TR1和第三触碰区TR3之间的距离大于触碰感测表面TS的一半长度，而第二触碰区TR2和第三触碰区TR3之间的距离大于小于触碰感测表面TS的一半长度，因此第一触碰区TR1和第三触碰区TR3之间的距离大于第二触碰区TR2和第三触碰区TR3之间的距离。
在一实施例中，与另一组触碰区组合(例如，第一触碰区TR1和第二触碰区TR2)相较具有较大距离的触碰区(例如，第三触碰区TR3)被判断为拇指触碰区。而且，在这情况下，可以根据触碰区组合(例如，第一触碰区TR1和第二触碰区TR2)之中距离拇指触碰区(例如，第三触碰区TR3)最近的触碰区(例如，第二触碰区TR2)与拇指触碰区之间形成的第一距离区往触碰区组合(例如，第一触碰区TR1和第二触碰区TR2)之中距离拇指触碰区(例如，第三触碰区TR3)最近的触碰区(例如，第一触碰区TR1)与拇指触碰区之间形成的第二距离区延伸的方向来设定向前方向。还请注意，上述两个触碰区之间的“距离区”不与另一个触碰区重叠。例如，第二触碰区TR2和第三触碰区TR3之间的距离区是指位在第二触碰区TR2的右侧和第三触碰区TR3之间的区域，而不是位在第二触碰区TR2的左侧和第三触碰区TR3之间的区域。
图4和图5绘示了根据本发明的另一实施例的物体导航装置400的动作的示意图。为了更清楚的描述，请同时参考图5和参考图4以理解本发明的概念。如图5所示，物体导航装置400包括围绕物体导航装置400整圈的感测表面TS1和与第一触碰感测表面TS1垂直的第二触碰感测表面TS2。然而，触碰感测表面TS可以仅设定在物体导航装置400的一部分。此外，触碰感测表面TS可以由几个独立的触碰感测表面组成，而不限制在单一触碰感测表面。
此外，如图4所示，使用者使用触碰第二感测表面TS2的两个手指F1，F2，触碰第一感测表面TS1的手指F3和手指F4来移动物体导航装置400，而分别产生图5中的第一触碰区TR1、第二触碰区TR2、第三触碰区TR3和第四触碰区TR4。在这种情况下，用户可以将物体导航装置400的左边作为向前方向。因此，在图4的实施例中，如图5所示，控制电路101将X方向设定为向前方向。
换句话说，在图4和图5的实施例中会形成三组触碰区组合，其分别包括至少一个触碰区。例如，第一组触碰区组合包括第三触碰区TR3，第二组触碰区组合包括第一触碰区TR1和第二触碰区TR2，并且第三组触碰区组合包括第四触碰区TR4。此外，物体导航装置400的方向是根据位在第一组触碰区组合和第三组触碰区组合之间的第二组触碰区组合来判断。
具体来说，控制电路101根据第二组触碰区组合与第一组触碰区组合之间的相对关系以及第二组触碰区组合与第三组触碰区组合之间的相对关系来设定方向。例如，如果第二组触碰区组合靠近左侧但第一组触碰区组合，第三组触碰区组合靠近右侧，则代表物体导航装置400操作在右手模式且向前方向是左边。相反的，如果第二组触碰区组合靠近右侧但是第一组触碰区组合，第三组触碰区组合靠近左侧，这代表物体导航装置400处于左手模式，并且向前方向是右边。
图4和图5中的物体导航装置400可以被视为根据包括触碰区的数量和触碰区的相对位置的触碰感测状况来设定其方向的物体导航装置。具体来说，控制电路101根据同时位在第一触碰感测表面TS1上的至少一个触碰区(例如，第三触碰区TR3)以及位在第二触碰感测表面TR2上的至少一个触碰区(例如，第一触碰区TR1和第二触碰感测区TR2)上来设定方向。
在一实施例中，物体导航装置400包括在物体导航装置400周围形成整个圆的第一触碰感测表面TS1，但是不包括第二触碰感测表面TS2。在这种情况下，手指F3和F4分别在第一触碰感测表面TS1上形成第三触碰区TR3和第四触碰区TR4。在图6的实施例中，用户可以将物体导航装置400的左边作为向前方向。因此，在图6的实施例中，控制电路101将X方向设定为向前方向。
图6中的第三触碰区TR3和第四触碰区TR4的位置可以是不对称的。即，沿着物体导航装置400的边缘在不同方向上的第三触碰区TR3和第四触碰区TR4之间的距离是不同的。如图6所示，第三触碰区TR3和第四触碰区TR4的左侧的距离DL比第三触碰区TR3和第四触碰区TR4的右侧的距离DR长。因此，图6中的控制电路101根据第一触碰感测表面TS1上是否存在触碰区以及触碰区的位置是否不对称来设定方向。也就是说，控制电路101根据第一触碰感测表面TS1上的触碰区的位置之间的相对关系来设定方向。
在上述实施例中，物体导航装置是圆柱形的。然而，本发明公开的物体导航装置可以具有任何其他形状。例如，图7和图8中的物体导航装置700是杆状的。在图7和图8的实施例中，物体导航装置700包括位在其侧面的第一触碰感测表面TS1和第二触碰感测表面TS2。因此，如果用户如图7所示握住物体导航装置700，则手指F1在第一触碰感测表面TS1上产生第一触碰区TR1，手掌P在第一触碰感测表面TS1上产生第二触碰区TR2。手指F2，F3分别在第二触碰感测表面TS2上产生第三触碰区TR3_1、TR3_2。
在这种情况下，使用者将方向X作为向上方向。因此，控制电路101根据第一触碰区TR1、第二触碰区TR2和第三触碰区TR3_1，TR3_2的位置和大小将图8中的方向X设定为向上方向。具体来说，在一实施例中，控制电路101根据第一触碰区TR1是否小于第一预定区以及第二触碰区TR2是否大于第二预定区来设定方向，第二预定区大于第一预定区且位在第一触碰感测表面TS1上。控制电路101可以进一步根据小于是否有小于第一预定尺寸的至少两个第三触碰区(例如，TR3_1、TR3_2)位在第二触碰感测表面TS2上来设定方向。
此外，控制电路101可以根据至少一个触碰了触碰感测表面的物体的倾斜角度来设定方向。图9和图10为绘示了根据本发明的一实施例的物体导航装置900的动作的示意图。
在图9和图10的实施例中，物体导航装置900包括设定在其顶部的第一感测表面TS1和围绕物体导航装置200整圈(即，形成一个完整的圆)的第二感测表面TS2。在图9中，手指F1，F2，F3分别触碰第一感测表面TS1和第二感测表面TS2，从而相应地产生图10中的第一触碰区TR1，第二触碰区TR2和第三触碰区TR3。另外，手指F1、F2、F3在接触第一感测表面TS1和第二感测表面TS2时分别与第一感测表面TS1和第二感测表面TS2具有不同的相对倾斜角。因此，第一触碰区TR1，第二触碰区TR2和第三触碰区TR3可以分别具有与手指F1，F2，F3的倾斜角相对应的不同的触碰感测等级。较大的触碰感测等级代表手指F1，手指F2或手指F3的对应部分较紧贴第一感测表面TS1或第二感测表面TS2。如果第一感测表面TS1和第二感测表面TS2是电容感测表面，则触碰感测等级可以是电容变化。另外，如果第一感测表面TS1和第二感测表面TS2是光学感测表面，则触碰感测等可以是光感测值。
在图10中，斜线的密度代表了触碰区的触碰感测等级。举例来说，第二触碰区TR2的左侧部分具有较小的斜线密度，且第二触碰区TR2的右侧部分具有较大的斜线密度，因此第二触碰区TR2的左侧部分具有较大的触碰感测等级而第二触碰区TR2的右侧部分具有较小的触碰感测等级。因此，控制电路101可以根据手指倾斜角度的分布来设定物体导航装置900的方向。
倾斜角度可以进一步用于判断物体导航装置处于右手模式还是左手模式。以图4和图6的实施例为例，当用户使用右手握住物体导航装置400和使用左手握住物体导航装置时，拇指和无名指分别形成不同的倾斜角度。物体导航装置400可以相应地根据倾斜角度来判断其是在右手模式还是左手模式下操作。
根据上述实施例，控制电路101可以根据包括以下条件中的至少一种的触碰感测状况来设定物体导航装置的方向：触碰区的数量，触碰区的相对位置，触碰区的形状，触碰了触碰感测表面的物体的倾斜角度，小于第一预定尺寸的第一触碰感测区和大于第二预定尺寸的第二触碰感测区是否同时存在，第二预定尺寸大于第一预定尺寸。然而，上述实施例仅用于举例。本领域技术人员当可改变，分离或组合上述实施例以达到相同的功能。这类变化也应落入本发明的范围内。
此外，在图11的实施例中，物体导航装置1100还包括存储装置1101，其存储多个候选触碰感测状况，并且包括识别装置1103(例如，指纹识别装置)。控制电路101根据识别装置1103产生的识别结果从候选触碰感测状况中选择相对应的触碰感测条件。举例来说，使用者A总是通过图2所示的方法移动物体导航装置，且用户B总是通过图4所示的方法移动物体导航装置。在这种情况下，如果识别装置1103识别出用户A正在使用物体导航装置1100，则控制电路101根据图2和图3的实施例所示的规则来设定物体导航装置1100的方向。此外，如果识别装置1103识别出用户B正在使用物体导航装置1100，则控制电路101根据图4和图5的实施例所示的规则来设定物体导航装置1100的方向。通过这种方式，方向设置动作可以更准确。
在设定方向之后，上述物体导航装置可以根据设定的方向执行物体导航操作。图12绘示了根据本发明的一实施例的物体导航方法的流程图，该物体导航方法被应用在包括至少一个触碰感测表面的物体导航装置。物体导航方法包括以下步骤：
步骤1201
根据与该触碰感测表面感测到的至少一个触碰有关的触碰感测状况来设定该物体导航装置的方向。
步骤1203
根据该方向以该物体导航装置施行物体导航动作。
其中，触碰感测状况包括以下至少之一：触碰区的数量，多个触碰区彼此间的相对位置，触碰区的形状，触碰了触碰感测表面的物体的倾斜角度。触碰感测状况还可包括以下状况：存在小于第一预定尺寸的第一触碰区和大于第二预定尺寸的第二触碰区，该第二预定尺寸大于第一预定尺寸。
物体导航动作可以是根据物体与物体导航装备之间的相对运动来控制电子装置。例如，在上述实施例中，物体导航装置是作为鼠标，且物体是其上设置有物体导航装置的桌子表面。物体导航装置是根据物体导航装置与桌子表面之间的相对运动来控制显示器上的游标。
根据前述实施例，可以根据物体导航装置感测到的触碰来自动设定物体导航装置的方向，从而可以改善现有技术中难以判断方向的问题。
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。

Claims (18)

1.一种物体导航装置，其特征在于，包括：
触碰感测表面；
控制电路，用以根据与所述触碰感测表面感测到的至少一个触碰有关的触碰感测状况来设定所述物体导航装置的方向；
其中，所述触碰感测状况包括以下至少之一：
触碰区的数量，多个触碰区彼此间的相对位置，触碰区的形状，触碰了触碰感测表面的物体的倾斜角度；
第一触碰感测表面，围绕所述物体导航装置形成完整的圆；
第二触碰感测表面，所述第二触碰感测表面垂直于所述第一触碰感测表面；
其中，第一组触碰区组合和第三组触碰区组合位在所述第一触碰感测表面上，且第二组触碰区组合位在所述第二触碰感测表面并且位在所述第一组触碰区组合和所述第三组触碰区组合之间，其中所述控制电路根据所述第二组触碰区组合和所述第一组触碰区组合之间的相对关系以及所述第二组触碰区组合和所述第三组触碰区组合之间的相对关系来设定所述方向。
2.如权利要求1所述的物体导航装置，其特征在于，所述触碰感测状况还包括以下至少其一：
存在小于第一预定尺寸的第一触碰区和大于第二预定尺寸的第二触碰区，所述第二预定尺寸大于第一预定尺寸。
3.如权利要求1所述的物体导航装置，其特征在于，所述控制电路根据一触碰区和另一组触碰区组合之间的第一距离是否大于所述组触碰区组合中的每一所述触碰区之间的第二距离来设定所述方向。
4.如权利要求1所述的物体导航装置，其特征在于，所述控制电路根据是否所述触碰区中的至少一个位在所述第一触碰感测表面上且所述触碰区中的至少一个同时位在所述第二触碰感测表面上来设定所述方向。
5.如权利要求1所述的物体导航装置，其特征在于，包括：
第一触碰感测表面，围绕所述物体导航装置形成一个完整的圆；
其中所述控制电路根据位在所述第一触碰感测表面上的所述多个触碰区是否对称来设定所述方向。
6.如权利要求1所述的物体导航装置，其特征在于，所述控制电路根据所述第一触碰感测区和所述第二触碰感测区是否位在第一触碰感测表面上来设定所述方向。
7.如权利要求6所述的物体导航装置，其特征在于，所述控制电路根据所述第一触碰区和所述第二触碰区是否位在所述第一触碰感测表面上，且根据是否有至少两个小于第一预定尺寸的第三触碰区位在第二触碰感测表面上来设定所述方向。
8.如权利要求1所述的物体导航装置，其特征在于，还包括：
存储装置，用以存储多个候选触碰感测状况；以及
识别装置，其中所述控制电路从所述多个候选触碰感测状况中选择与识别结果相对应的所述候选触碰感测状况，所述识别结果由所述识别装置产生。
9.一种物体导航方法，使用在包含至少一触碰感测表面的物体导航装置，其特征在于，包括：
(a)根据与所述触碰感测表面感测到的至少一个触碰有关的触碰感测状况来设定所述物体导航装置的方向；
(b)根据所述方向以所述物体导航装置施行物体导航动作；
其中，所述触碰感测状况包括以下至少之一：
触碰区的数量，多个触碰区彼此间的相对位置，触碰区的形状，触碰了触碰感测表面的物体的倾斜角度；
其中，所述物体导航装置包括：第一触碰感测表面，围绕所述物体导航装置形成完整的圆；以及第二触碰感测表面，所述第二触碰感测表面垂直于所述第一触碰感测表面；
第一组触碰区组合和第三组触碰区组合位在所述第一触碰感测表面上，且第二组触碰区组合位在所述第二触碰感测表面并且位在所述第一组触碰区组合和所述第三组触碰区组合之间，其中所述步骤(a)根据所述第二组触碰区组合和所述第一组触碰区组合之间的相对关系以及所述第二组触碰区组合和所述第三组触碰区组合之间的相对关系来设定所述方向。
10.如权利要求9所述的物体导航方法，其特征在于，所述触碰感测状况还包括以下状况：
存在小于第一预定尺寸的第一触碰区和大于第二预定尺寸的第二触碰区，所述第二预定尺寸大于第一预定尺寸。
11.如权利要求9所述的物体导航方法，其特征在于，所述物体是手指或手掌。
12.如权利要求10所述的物体导航方法，其特征在于，所述第一触碰区由手指形成，且所述第二触碰区由手掌形成。
13.如权利要求9所述的物体导航方法，其特征在于，所述步骤(a)根据一触碰区和另一组触碰区组合之间的第一距离是否大于所述组触碰区组合中的每一所述触碰区之间的第二距离来设定所述方向。
14.如权利要求9所述的物体导航方法，其特征在于，所述步骤(a)根据是否所述触碰区中的至少一个位在所述第一触碰感测表面上且所述触碰区中的至少一个位在所述第二触碰感测表面上来设定所述方向。
15.如权利要求11所述的物体导航方法，其特征在于，所述物体导航装置包括：
第一触碰感测表面，围绕所述物体导航装置形成一个完整的圆；
其中所述步骤(a)根据位在所述第一触碰感测表面上的所述多个触碰区是否对称来设定所述方向。
16.如权利要求9所述的物体导航方法，其特征在于，所述步骤(a)根据所述第一触碰感测区和所述第二触碰感测区是否位在第一触碰感测表面上来设定所述方向。
17.如权利要求16所述的物体导航方法，其特征在于，所述步骤(a)根据所述第一触碰区和所述第二触碰区是否位在所述第一触碰感测表面上，且根据是否有至少两个小于第一预定尺寸的第三触碰区位在第二触碰感测表面上来设定所述方向。
18.如权利要求9所述的物体导航方法，其特征在于，包括：
提供多个候选触碰感测状况，其中所述步骤(a)从所述多个候选触碰感测状况中选择与识别结果相对应的所述候选触碰感测状况，所述识别结果由所述物体导航装置中的所述识别装置产生。
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