CN1985237A - 集成无线指示装置、具有该装置的终端设备及使用该无线指示装置的指示方法 - Google Patents

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CN1985237A CNA2005800237798A CN200580023779A CN1985237A CN 1985237 A CN1985237 A CN 1985237A CN A2005800237798 A CNA2005800237798 A CN A2005800237798A CN 200580023779 A CN200580023779 A CN 200580023779A CN 1985237 A CN1985237 A CN 1985237A
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Abstract

本文揭示一种无线指示装置、具有该无线指示装置的终端设备，以及利用该无线指示装置的指示方法。本文所揭示的无线指示装置含有发光装置、影像取得区域、影像构成装置、光线接收装置、移动侦测装置以及无线通信装置。该目标物为手指表面、格络图样或可思及图样。示范性无线指示装置是合并于指纹传感器，藉以在该指示装置的操作过程中收集一使用者的指纹，并且比较该指纹与一现有的经注册指纹，而无须进行个别的指纹认证程序。本文所揭示的无线指示方法包含，若一使用者的指纹与一经注册指纹相同，则显示并激活要求结帐服务及个人信息的选单项目，并且若一使用者的指纹与一经注册指纹并不相同，则关闭要求结帐服务及个人信息的选单项目。

Description

集成无线指示装置、具有该装置的终端设备及使用该无线指示装置的指示方法
技术领域
本发明是有关于无线指示装置、具有该无线指示的终端设备以及使用该无线指示装置的指示方法；并且特别是有关于一种微型无线指示装置，无线装置经整合于一般指示装置内；具有无线指示装置的终端设备，而该微型无线指示装置经整合于终端设备内；以及借助该无线指示装置通过指纹认证识别一使用者并且限制使用电子装置的方法。
背景技术
近年来经广泛采用的交互式机顶盒是链接于电视机。从而，相比于键盘而言，遥控器较适宜作为机顶盒的输入-输出装置。用以控制电子设备的传统遥控器是运用数字键或方向键按钮以在多个选单项目的间移动，并以选择一特定选单。然而，随着「图形使用者接口」普及而便于使用者操作，指示装置既已取代像是在选单项目的间移动与选择特定选单的机键按钮功能。
另一方面，借助在供货商与使用者的间采用双向式通信，并取代单工式通信，像是宽屏幕电视机的多媒体产品即可使得线上家庭购物或网际网络电子商务成为可能。这种电子商务服务需要利用个人认证程序及密码以进行使用者识别作业，藉以确保个人信息保全与安全电子结帐，并且防止未经授权人士的使用与不公平结帐。然而，密码有可能会泄漏给其它人士。
近来，既已开发出一种利用个人内隐性指纹的安全结帐系统。不过，该利用指纹的结帐系统需要一个别的指纹传感器，并且在认证的过程中，手指必须接触到该指纹传感器以供比较指纹。此外，使用者或会感到无法接受这种指纹识别作业。
即如一种传统技术，Zenersys IT Co.Ltd.的韩国专利公告第2003-0000163号文本中揭示一种无线鼠标，其可借助对一鼠标提供一使用者的语音密码而无论该使用者的位置及姿态如何，以进行计算机保全而防止泄漏网际网络信息。即如另一传统技艺，Fujitsu Limited的韩国专利公告第2004-0012441号文本中揭示一种具有个人辨识功能的处理器及操作设备，其能够持续地进行个人认证作业、个人识别作业，并可借助节省空间操作而无须在一个人辨识装置里烦劳使用者。该Fujitsu的处理器可借助拍摄手掌的血管影像以进行个人认证及个人识别作业，并且依据所摄得的血管影像对一使用者加以识别。
然而，前述传统技术并不适用于像是鼠标的微型装置，这是由于必须将额外装置，像是语音辨识模块、血管影像拍摄装置或是用于个人认证及个人识别的辨识部份，纳入在该鼠标内的缘故。
另一方面，键盘是一种为与计算机系统进行沟通的主要输入-输出装置。键盘含有键盘矩阵，其可产生在键板上受压的按键的数值；键盘缓冲器，其可在将该按键数值传送至计算机主机之前，先暂时地储存自该按键矩阵所产生的按键数值；以及键盘控制器，其控制该键盘。此外，该键盘含有指示装置，像是轨迹球或触控平板，而于其内运作如鼠标。鼠标是一输入-输出装置，并且可在计算机屏幕上自由地移动指针。该鼠标可在显示器上快速地选择及运行选单，并且点定所欲位置。
随着计算机日益普及，具有无线功能的键盘及鼠标正广泛地应用在电子装置上。目前，既已发售各式经安装有球型鼠标的无线键盘。然而，球型鼠标的体积较大并且沉重，同时或因球体上的灰尘而经常故障，这是由于球体会直接地接触到手指，从而具有较低的可靠度。
摇杆可作为另一种输入装置，以提供有关于方向及速度的信息。为以进行正确控制，会需要高度演训与集中处理，图1说明一传统摇杆的范例。即如图1(a)～(c)，多数用于游戏、工业用摇杆或航空器摇杆的摇杆仅能在上-下与左-右的方向上移动。从而，欲借助使用传统摇杆以进行精准控制实极为困难。
发明内容
技术问题
从而，本发明是针对于一种无线指示装置、具有该者的终端设备以及利用该无线指示装置的指示方法，如此可大幅地减轻一或更多因相关技艺的限制与缺点所导致的问题。
本发明的一目的在于提供一种无线微型指示装置，而一无线装置是经合并于一传统指示装置。此外，借助整合指纹传感器于该无线指示装置，本发明可提供一种整合式无线微型指示装置，其可在该指示装置的操作过程中收集一使用者的指纹，并且将该指纹与一现存的经注册指纹加以比较，而无须另行的指纹认证程序。
本发明的另一目的即为提供一种无线指示方法，藉以简易地选择一所欲选单项目、防止泄漏个人信息，并且限制未经授权人士使用电子设备。所揭示方法包含，若一使用者的指纹与一经注册指纹相同，则显示并激活要求结帐服务及个人信息的选单项目，并且若一使用者的指纹与一经注册指纹并不相同，则关闭要求结帐服务及个人信息的选单项目，从而可利用该指示装置作为一般指示装置。
本发明的另一目的在于，借助将一防尘及整合式微型指示装置安装在键盘或摇杆内，并且利用单一无线装置以将该具有该微型指示装置的键盘或摇杆链接至计算机系统，以提供一种具有可运用于各处的整合式无线指示装置的键盘及摇杆。
技术解决方案
为达到该等目的及其它优点，并且根据本发明的目的，即如在此所具体实作及广泛描述者，本发明提供一种无线指示装置，其中含有发光装置，用以照明目标物；影像取得区域，用以通过该照明光线取得影像；影像构成装置，用以借助敛聚自该影像取得区域所反射的光线，以在相反侧上构成影像；光线接收装置，用以将由该影像构成装置所构成的影像转换成电子信号；移动侦测装置，用以利用来自该光线接收装置的输出，侦测出在该影像的动作上的变化；以及无线通信装置，用以传送该移动侦测装置的数据。在此，该目标物为手指表面、格络图样或可思及图样。
可借助无线指示装置以达到本发明的另一目的，其中含有发光装置，用以照明目标物；影像取得区域，用以通过该照明光线取得影像；影像构成装置，用以借助敛聚自该影像取得区域所反射的光线，以在相反侧上构成影像；光线接收装置，用以将由该影像构成装置所构成的影像转换成电子信号；移动侦测装置，用以利用来自该光线接收装置的输出，侦测出在该影像的动作上的变化；指纹比较装置，用以比较自该光线接收装置所传送的指纹影像；以及无线通信装置，用以传送来自于该移动侦测装置以及该指纹比较装置的数据。
可借助无线指示装置达到本发明的另一目的，其中包含如下步骤，即借助利用具有指纹识别功能的无线指示装置以取得并取样指纹影像；计算该经取样指纹影像的位移数据；利用该位移数据估计指针的坐标；以及依据该等坐标以移动该指针。该无线指示方法进一步包含(a)比较由一无线指示装置所取得的指纹影像的特性与一现存经注册的指纹影像的特性；(b)依据步骤(a)的结果，选择性地显示选单项目；以及(c)利用该无线指示装置，在步骤(b)内所显示的该等选单项目的间选择所欲选单项目。
可借助具有整合式指示装置的键盘与摇杆以达到本发明的另一目的，其中含有发光装置，用以照明目标物；影像取得区域，用以通过该照明光线取得影像；影像构成装置，用以借助敛聚自该影像取得区域所反射的光线，以在相反侧上构成影像；光线接收装置，用以将由该影像构成装置所构成的影像转换成电子信号；移动侦测装置，用以利用来自该光线接收装置的输出，侦测出在该影像的动作上的变化；以及无线通信装置，用以传送来自于该移动侦测装置的数据。
附图说明
图1说明传统摇杆的范例。
图2是示意图，其中说明含有根据本发明的无线指示装置的电子设备。
图3显示经安装有根据本发明的无线指示装置的遥控器范例。
图4显示经安装有根据本发明的无线指示装置的原子笔。
图5显示经安装有根据本发明的无线指示装置的键盘。
图6显示经安装有根据本发明的无线指示装置的摇杆。
图7显示描述根据本发明的无线指示方法的流程图。
主要组件符号说明
100无线指示装置
110影像构成装置
120发光装置
130光线接收装置
140影像构成装置
150移动侦测装置
160指纹比较装置
170无线通信装置
200电子设备
210主电子装置
220无线通信装置
300无线指示装置
具体实施方式
可并同于随附图式，而自后载详细说明以更为完整地了解本发明的进一步目的及优点。
图2是一示意图，其中说明一电子设备，其具有一根据本发明教示的无线指示装置。即如图2所示，将发射自一具有指纹认证功能的无线指示装置(100)的发光装置(120)的光线照射在一手指的表面上。该光线是依据该手指表面的图样所反射。自该手指表面所反射的光线穿过一影像构成装置(110)，并且在一光线接收装置(130)上构成一影像。经构成在该光线接收装置(130)上的影像会被转换成一数字指纹影像。此种用以取得一数字指纹影像的处理程序极为快速，并且可在时间轴上连续地进行。可自该光线接收装置(130)取样得二维移动及一指纹影像，并且分别地传送至一移动侦测装置(150)及一指纹比较装置(160)。然后，一无线通信装置(170)将该移动侦测装置(150)及该指纹比较装置(160)的数据传送至一电子设备(200)的无线通信装置(220)。该无线通信装置(220)利用该所传数据来控制一主电子装置(210)。该具有一指纹认证功能的无线指示装置(100)含有例如一遥控器。该电子设备(200)可例如为电视机或一音响装置。
该无线指示装置(100)含有一影像取得区域(110)、一发光装置(120)、一光线接收装置(130)、一影像构成装置(140)、一移动侦测装置(150)、一指纹比较装置(160)及一无线通信装置(170)。
该发光装置(120)照射一可移动目标物。该发光装置(120)可例如为一发光二极管、一激光二极管或一有机电子萤光器(EL)。
该影像取得区域(110)借助来自该发光装置(120)的光线，取得移动数据。该影像取得区域最好是由一透明组件，而其表面为平坦，所构成。该透明组件是经排置而以空间隔开一像是手指的目标物与该影像构成装置(140)的影像构成区域。该透明组件可经镀置以一适当材料，藉以防止该影像取得区域(110)遭受损坏或污染。在一些实作里，该影像取得区域(110)可为一经构成于距该影像构成装置(140)一预定距离处的虚拟平面。
该影像构成装置(140)敛聚自该影像取得区域(110)所反射的光线，并且在一相反侧上构成一影像。该影像构成装置(140)是由一光学透镜所构成，而以一球面透镜、非球面透镜或是一运用全像技术的透镜为佳。
该光线接收装置(130)可将一由该影像构成装置(140)所敛聚的模拟影像转换成一数字影像。该光线接收装置(130)含有一光学传感器数组，其中是按二维方式排置复数个CMOS(互补性氧化金属半导体)影像传感器或CCD(电耦装置)影像传感器。该光线接收装置(130)具有一极微尺寸，因此适用于微型大小的可携式设备，并且可取得微小的指纹影像。
该移动侦测装置(150)利用一接收自该光线接收装置(130)的数字影像来估计移动的程度。该移动侦测装置(150)可利用一移动估计方法，依据该指纹的移动，借助计算位移数据(方向及距离)以计算出一指纹的移动程度。该移动侦测装置(150)利用一移动估计器。
该指纹比较装置(160)将一自该光线接收装置(130)所传来的指纹影像与一现存的经注册指纹加以比较，并且决定该目前使用者是否确为一经注册使用者。在此，该光线接收装置(130)、该移动侦测装置(150)及该指纹比较装置(160)是由一单一IC芯片所构成。此外，该影像取得区域(110)及该影像构成装置(140)可为按整合方式所构成。
该无线通信装置(170)可利用射频、蓝芽、无线局域网络、红外线数据协会(IrDA)、超音波等，来传送该移动侦测装置(150)及该指纹比较装置(160)的数据。在一些实作里，当该无线指示装置经安装于一像是键盘或摇杆的终端之内时，该无线通信装置(170)可利用一协议，借助数据传送以将该终端的输入数据传送至该电子设备(200)，而其中可将来自该指示装置的数据与来自该终端的数据加以合并。
因此，借助安装该无线通信装置(170)，从而将一指示装置的数据及一终端的数据多任务处理，本发明即可实现微小化并减少功率耗散。
在一些实作里，可将该影像取得区域(110)、该发光装置(120)、该光线接收装置(130)、该影像构成装置(140)、该移动侦测装置(150)及该指纹比较装置(160)予以整合嵌封，藉以构成一微型无线指示装置。此外，整合嵌封的微型无线指示装置可于其内含有一接触传感器，藉以仅在一手指或一目标物接触到该接触传感器时，才开启一光源并且正常运作，以减少电力耗散。此外，该光源最好是经安装而不会直接地照射到使用者眼睛，藉以保护眼睛。
在另一实作里，该根据本发明的无线指示装置可含有一光线导引结构(未经图标)，藉以在该影像构成装置(140)与该影像取得区域(110)的间构成平行光线。借助令经传送至该影像取得区域(110)的光线近乎平行，可将因照明条件变化所造成的影响降至最小，并且自该发光装置(120)发射的光线可均匀地分布，藉以固定地维持在一预设区域内的光亮度。
该根据本发明的电子设备(200)包含一主电子装置(210)及一无线通信装置(220)。该主电子装置(210)可例如为电视机或一音响装置。该无线通信装置(220)接收自该具有一指纹认证功能的无线指示装置(100)的无线通信装置(170)所传来的数据。
此外，可使用该根据本发明的无线指示装置而未具有该指纹认证功能。一未具有指纹认证功能的无线指示装置含有一影像取得区域、一发光装置、一光线接收装置、一影像构成装置、一移动侦测装置及一无线通信装置。
在该未具有指纹认证功能的无线指示装置里，自该发光装置所发射的光线照明一手指，并依该手指表面的图样而反射。自该手指表面所反射的光线穿过该影像构成装置，并且在一光线接收装置上构成一影像。所构成的影像会被该光线接收装置转换成一数字指纹影像。
此一指纹影像取得作业极为快速，并且可在时间轴上连续地进行。自该光线接收装置所侦测得的二维移动数据以及指纹影像会被传送至一移动侦测装置。然后，该无线通信装置将该移动侦测装置的数据传送至一电子设备的无线通信装置。该电子设备的无线通信装置即利用该所传数据以控制一主电子设备。
图3显示一安装有一根据本发明的无线指示装置的遥控器范例。第3(a)图说明一无线指示装置(300)，其经安装于一遥控器的中央处，藉以连同键击输入而传送数据。第3(b)图显示一无线指示装置(300)，其经安装于一遥控器的上部，藉以连同键击输入而传送数据。
图4说明一其内具有一无线指示装置的原子笔。该根据本发明而经安装于该原子笔内的无线指示装置(300)可控制家庭电器。该具有其本身无线通信装置的无线指示装置(300)可与一电子设备的无线通信装置互相交换数据。
图5显示一经安装有一根据本发明的无线指示装置的键盘。参照第5(a)图，一指示装置(200)是经安装于键盘上的一预设位置处，藉以传送该键盘的输入数据以及该指示装置的数据。参照第5(b)图，一指示装置(200)是经安装在靠近一笔记型计算机的键盘的空格键处。参照第5(c)图，一指示装置是经安装在一卷折键盘的一预设位置处。而即使是将该键盘多次折入，该电子装置(200)亦不致受损。该经折入区段是由一弹性印刷电路板或弹性连接器所构成，因此在折叠过程中不会破裂。该根据本发明的键盘包含至少一选择按键，其经合并于该指示装置，以供借助一指针选择一选单项目或是输入执行指令。此外，该键盘最好是使用一个辅助电池以作为主要的电力来源。
图6说明一具有一根据本发明的无线指示装置的摇杆范例。参照第6(a)图，一指示装置(300)是经安装于一摇杆上的一预设位置处，藉以传送该摇杆及该指示装置的输入数据。参照第6(b)图，一指示装置(300)经安装于一工业用摇杆内。该根据本发明的摇杆含有至少一选择按键，其经合并于该指示装置，以供借助一指针选择一选单项目或是输入执行指令。此外，该摇杆最好是使用一个辅助电池以作为主要的电力来源。
图7显示一描述一根据本发明的无线指示方法的流程图。参照图7，首先激活一指示装置(S100)。一使用者的手指接触到该指示装置的影像取得区域(S110)。然后，由该指纹取得传感器获取一M×N的指纹影像(S120)。利用在一预设时段内所获得的完整指纹影像的缩影以进行使用者认证作业。同时，利用一自在一预设时段内取获的完整指纹影像所取样而得的小型指纹影像来控制一指针。完整指纹影像具有一用以进行使用者认证作业所必要的大小，而以90×90像素到400×400像素的间的大小为宜。该小型指纹影像具有一用以控制一指针所必要的大小，而以15×15像素到80×80像素的间的大小为宜。
若获得一M×N像素的指纹影像(S120)，则可同时地进行一使用者识别程序及一指针控制程序。该等使用者识别及指针控制程序是根据一预设时段而分别地独立进行。
该使用者识别是在一预设时段内自发性地进行，而同时使用者利用其指纹控制一指针。如此，无须对一使用者要求进行手指认证，即可在指针控制的过程中自动地识别一使用者的指纹，并且基于该指纹认证的结果，允许该使用者能够选择性地或完整地接取一电子设备。
参照于该使用者认证程序，撷取出所获指纹影像的缩影(S130)。将所撷取的缩影像与现有的经注册指纹者相互比较(S140)，以决定该缩影是否与该经注册指纹者相同(S150)。若缩影确为等同，则允许该使用者接取一电子设备(S160)。若缩影并非等同，则限制该使用者的接取(S170)。
步骤(S160)及(S170)会分别地获致显示出不同的信息。若一使用者在该使用者认证程序的过程中(S160)经识别为一可允许者，则显示出所储存的完整信息。然而，若该使用者无法获得授权(S170)，则选择性地显示出选择项目。
因此，为个人信息保全的目的，未经授权使用者是不准接取到使用者的个人信息、系统控制信息、电子商务等等。当一使用者想要利用另一功能键接取个人信息时，此人可尝试通过指纹认证进行接取。
对于指针控制，首先会自一所取得指纹影像取样得一M×N像素的指纹影像(S180)。计算出各个经取样得的指纹影像的位移数据(S190)。自该位移数据计算出指针坐标(S200)。然后，将该指针移入所算出的坐标(S210)。
前揭具体实施例仅是示范性质，且不应诠释为限制本发明。本发明的原理已可用于其它型态的设备。本发明的叙述是属说明性质，而非限制权利要求的范畴。熟知本项技艺人士应明白有多种替代、修改及变化方式。
业界可利用性
从而，借助整合一指示装置及一指纹传感器，一根据本发明的无线指示装置及指示方法可识别出一使用者是否确经授权以执行一个别处理，而无需进行一使用者的指纹影像的识别作业，并且同时依据该认证结果以限制可用功能，藉以防止个人信息泄漏。

Claims (21)

1.一种无线指示装置，其中包含：
发光装置，用以照明目标物；
影像取得区域，用以通过该照明光线取得影像；
影像构成装置，用以借助敛聚自该影像取得区域所反射的光线，以在相反侧上构成影像；
光线接收装置，用以将由该影像构成装置所构成的影像转换成电子信号；
移动侦测装置，用以利用来自该光线接收装置的输出，侦测出在该影像的动作上的变化；以及
无线通信装置，用以传送该移动侦测装置的数据，
其中该目标物为手指表面、格络图样或任何可思及图样。
2.如权利要求1所述的无线指示装置，进一步包含：指纹比较装置，用以在该目标物为手指表面时，比较自该光线接收装置传送来的指纹影像；以及无线通信装置，用以传送该移动侦测装置与指纹比较装置的数据。
3.如权利要求1所述的无线指示装置，其中该无线通信装置是射频、蓝芽、无线局域网络、红外线数据协会(IrDA)以及超声波的其中一个。
4.如权利要求1所述的无线指示装置，其中该发光装置为发光二极管、激光二极管或有机电子萤光器的其中一个。
5.如权利要求1所述的无线指示装置，其中该影像取得区域是透明组件或虚拟平面，其经构成于距该影像构成装置的预设距离处。
6.如权利要求1所述的无线指示装置，其中该影像构成装置是球面透镜、非球面透镜或是运用全像技术的光学构件。
7.如权利要求1所述的无线指示装置，进一步包含光线导引结构，其用以将自该发光装置所发射的光线导引至该目标物。
8.如权利要求1所述的无线指示装置，其中该光线接收装置是一互补性氧化金属半导体(CMOS)影像传感器或一电耦装置(CCD)影像传感器。
9.如权利要求2所述的无线指示装置，其中该光线接收装置、该移动侦测装置及该指纹比较装置是经整合于单一IC芯片内。
10.  如权利要求1所述的无线指示装置，其中该影像取得区域及该影像构成装置是经整合合并。
11.如权利要求1所述的无线指示装置，其中该指示装置进一步包含接触传感器，其仅在该目标物碰触到该接触传感器时，才开启光源并激活运作。
12.一种无线指示方法，包含如下步骤：
借助利用具有指纹识别功能的无线指示装置以取得并取样指纹影像；
计算该经取样指纹影像的位移数据；
利用该位移数据估计指针的坐标；以及
依据该等坐标以移动该指针，
其中该无线指示方法进一步包含(a)比较由一无线指示装置所取得的指纹影像的特性与一现存经注册的指纹影像的特性；(b)依据步骤(a)的结果，选择性地显示选单项目；以及(c)利用该无线指示装置，在步骤(b)内所显示的所述选单项目的间选择一所欲选单项目。
13.如权利要求12所述的无线指示方法，其中若一使用者指纹的缩影等同于一经注册指纹的缩影，则该步骤(b)显示完整信息；若否，则选择性地显示选择项目。
14.一种键盘，其整体含有如权利要求1所述的无线指示装置。
15.如权利要求14所述的键盘，其中该无线指示装置进一步包含指纹比较装置，其用以比较自该光线接收装置所传送来的指纹影像。
16.如权利要求15所述的键盘，其中该指纹比较装置将数据传送至无线通信装置。
17.如权利要求15所述的键盘，其中该键盘进一步含有选择按键，其经整合合并于该无线指示装置，并且利用辅助电池作为主要的电力来源。
18.一种摇杆，其整体含有如权利要求1所述的无线指示装置。
19.如权利要求18所述的摇杆，其中该无线指示装置进一步包含指纹比较装置，其用以比较自该光线接收装置所传送来的指纹影像。
20.如权利要求19所述的摇杆，其中该指纹比较装置将数据传送至无线通信装置。
21.如权利要求18所述的摇杆，其中该摇杆进一步含有选择按键，其经整合合并于该无线指示装置，并且利用辅助电池作为主要的电力来源。
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