CN201886412U - 应用于3d影像互动系统的输入装置 - Google Patents

Abstract

一应用于3D影像互动系统的输入装置包含至少三个超声波收发器模块及一控制器。该至少三个超声波收发器模块连接于控制器可发射及接收反射的超声波信号，经由模块内的信号处理电路运算后产生的信号可传送至控制器。控制器接收至少三个超声波收发器处理的信号且经由内部电路运算后可得超声波反射源的三维位置数据。借助连续监控反射源的位置，本系统可将反射源的三维移动轨迹应用于二维及三维互动系统，且不需借助额外接收器、传感器为一实用性极高、由二维应用进入三维空间应用的一大突破。

Description

应用于3D影像互动系统的输入装置

技术领域

本实用新型是关于一种输入装置，特别指一种不需额外接收器、传感器即可连续监控移动的反射源以其三维移动数据作为3D影像互动系统的输入信号的应用于3D影像互动系统的输入装置。

背景技术

人类与数字科技应用的接口，从许多未来科技电影中已跨入实际生活。原来的按键、遥控器控制已经演变为最直接的动作感应、触控等等。例如日本任天堂公司推出的革命性产品-Wii，已将传统手指操纵按键的游戏方式演变为真实动作感应。使得操作者更为真实的融入游戏的进行而添加了许多乐趣，也使游戏的应用更为丰富。然实际上，Wii的许多输入模式虽然在使用者端看似立体，而在系统运算辨识的角度上却仍为平面的。因此，此类输入模式有时无法准确辨识且无法全面性的表达出人体真实的动作。

再者，影像科技也由平面步入了3D的时代，从电影”阿凡达”开启了消费者大众对于3D影像的热衷之后，3D电影成了一种趋势。而近日3D影像甚至开始走进了家庭，各个显示器大厂均已推出3D功能的电视，相信各种交互式的3D应用将会陆续推出把消费者带向一种全新的感受与境界。届时现有平面概念的输入装置将不敷使用，如何让使用者轻松、准确、且真实的融入3D的应用将是一个重要的课题。

传统上对于物体3D位置的侦测有以RF无线电波进行，对此适用于军事上的远距离侦测。在短距离的情况下，由于RF的多重反设效应颇大，所以会产生难以辩识信号的问题。近日在信息科技的进步下，有以摄影机摄入影像，再应用影像位置的比对进行影像侦测。只是此一方法受限于摄影机的摄入角度及范围，及因为分辨率不足造成影像辨识的技术的能力的限制，所侦测物体的位置点所限颇大，再者时有错误发生。所以上述的方式均有其缺限，而必需能有一更进一步的技术以提升3D物体侦测的效能。

因此，本实用新型的发明人根据时代潮流的演变，并凭借多年专业领域的经验与技术提出本实用新型并申请专利。

实用新型内容

是以，本实用新型的主要目的在于提供一种可应用于3D影像互动系统的输入装置。借助利用多个超声波收发器侦测反射源以获得其三维位置数据，且不需额外接收器、传感器即可连续监控移动的反射源以其三维移动数据作为3D影像互动系统的输入信号。

为达上述目的，本实用新型包含至少三个超声波收发器模块及一控制器。该至少三个超声波收发器模块连接于控制器可发射及接收反射的超声波信号，经由模块内的运算电路运算后产生的距离数据可传送至控制器。控制器接收至少三个支超声波收发器处理的信号且经由内部电路运算后可得超声波反射源的三维位置数据。该三超声波收发器模块不共线。

该控制器可为个人计算机。

本实用新型的有益技术效果在于，使用者不需要任何额外的接收器或传感器来进行操作，可以徒手操作而省去持握其它器具的麻烦。且本实用新型采用超声波信号侦测，信号不受光线或其它信号源影响，可应用于室内外。借助连续监控移动的反射源，本系统可获得其真实三维移动轨迹的数据，且不需借助额外接收器、传感器为一实用性极高、由二维应用进入三维空间应用的一大突破。

附图说明

图1为本实用新型的较佳实施例的示意图。

图2为本实用新型的超声波收发器模块的系统方块图

主要组件符号说明：

10  超声波收发器模块 20 控制器  110   超声波音源

120 频率发生器 130   发射器  140   接收器

150 信号转换器 160   信号处理电路。

具体实施方式

兹再配合本实用新型较佳实施例的附图进一步详细说明，以期能使熟悉本实用新型相关技术的人士，得依本说明书的陈述据以实施。

首先，参考图1本实用新型的较佳实施例的示意图所示，本应用于3D影像互动系统的输入装置包含三个超声波收发器模块10及一控制器20。该三超声波收发器模块不共线。

该超声波收发器模块10的组成概略如图2的系统方块图所示，包含超声波音源110、频率发生器120、发射器130、接收器140、信号转换器150、及一信号处理电路160。超声波音源110产生的超声波信号经由频率发生器120处理后可由发射器130发出一预设频率f1的超声波信号S1。超声波信号S1可于预设空间中的一对象产生反射，反射的超声波S1由接收器140接收后再经由信号转换器150转换成电子信号后后送往信号处理电路160。信号处理电路160经由超声波信号S1的发射与接收的时差数据即可计算反射对象与超声波收发器的距离。

该控制器20电连接该三个超声波收发器10以提供电源，并且接收其信号处理电路160运算的信号用以计算反射超声波物体的三维位置数据。通过各个超声波收发器连续发射及接收超声波信号的数据，控制器得以监控反射物的移动轨迹并可将该数据用于后端系统的输入信号。

于本实施例中，其三个超声波收发器10设置于不共线的预设位置，且三个超声波收发器发射的超声波信号S1、S2、S3的频率f1、f2、f3为f1≠f2≠f3。因此，当各个超声波收发器获得其频率相同的反射信号时，即可获由该超声波发射及接收的时间差与已知的声速得到与反射物的距离的数据，并将此一数据传送至控制器20中。控制器20依照三个超声波收发器的距离数据以已知的三个超声波收发器的位置经运算后即可得到反射物的三维位置数据。再者，通过连续监控反射物的移动轨迹，即可应用于各种定义于后端系统的输入指令。

值得一提的是本系统可获得反射物的三维空间数据，因此可以运用于3D影像的互动系统，如3D指针或3D互动游戏等等。本实用新型的输入装置更有下列优点：1.使用者不需要任何额外的接收器或传感器来进行操作，可以徒手操作而省去持握其它器具的麻烦。2.本实用新型采用超声波信号侦测，信号不受光线或其它信号源影响，可应用于室内外。可轻意改变影像侦测的范围，且范为涵盖度大。此为现有技术中以影像定位所无法达成的。侦测范围小时可以采用高频的声波增加分辨率，所以不受范围大小的限制。

综上所陈，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围。即凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆为本实用新型专利范围所涵盖。

Claims (2)

1.一种应用于3D影像互动系统的输入装置，其特征在于，包含：

至少三个设置于不共线预设位置的超声波收发器模块，分别发射各自不同预设频率的超声波信号并且接收反射回的超声波信号；根据发射及反射的超声波信号运算反射物的距离数据；

一个控制器，电连接该至少三个的超声波收发器模块以提供电源，并接收该至少三个超声波收发器模块的距离数据信号以运算该反射物的三维位置数据。

2.根据权利要求1所述的应用于3D影像互动系统的输入装置，其特征在于，该控制器为个人计算机。

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