CN2664064Y - 指针输入装置 - Google Patents

Abstract

一种指针输入装置，撷取一光点的所在位置作为计算机指针移动的所在位置，并藉由光点闪烁频率来执行预设命令。该指针输入装置包括：一计算机，具有一可供操作的光标；一投影器，与该计算机连接，可将该计算机的数据投射并形成一投影画面；一光指示器，可投射一光点至该投影画面；及一影像撷取器，包含一光学模块、一光激模块、一坐标编译模块及一连接模块，且该影像撷取器可藉由该连接模块连接该计算机；其中以影像撷取器拍摄光指示器所发射的光点于投影画面上的位置，经由影像撷取器扫描及运算之后，使得该光指示器得以控制计算机的指针移动。

Description

指针输入装置

技术领域

本实用新型涉及一种指针输入装置，其为一种控制计算机指针的装置，特别是利用光指示器的光点作为坐标位置的判断基准。

背景技术

指针输入装置(Pointing Device)泛指可以对一计算机系统(如个人计算机、笔记型计算机或个人数字助理等等)输入坐标位移信号，以要求计算机系统中的指针(Cursor)执行相应坐标位置的动作，或执行应用软件中相对坐标位置预设的命令；目前可见的指针输入装置种类很多，诸如鼠标、轨迹球装置、触控板、手写板、摇杆等皆属该种装置，目前指针输入装置在应用上较为普遍的仍属鼠标。

鼠标虽然是计算机使用者最经常使用的指针输入装置，然而在有些场合中，鼠标却不是最佳的指针输入装置；举例来说，于会议中利用笔记型计算机及投影机进行简报时，简报者若使用鼠标来控制笔记型计算机的指针，其简报的过程就受限于鼠标，而且简报者常会利用光笔(Pointer)发射光投射点来指示投影画面上的相关位置，同时使用鼠标与光笔对简报者而言并不方便。

目前已有许多已公开的专利案提出了解决同时使用鼠标及光笔的问题，如台湾第479190号“以摄影机构成之指针输入系统”专利案(以下称190案)中揭示了一种以摄影机来撷取光信号并转换成坐标数据的技术；190案设置一专用于拍摄光点用的摄影机，并且光点的投射位置上必须位于洁净的桌面上，而使用者手部与光点的距离过近，为避免摄影机无法拍摄到光点，使用者必须改变以往握持笔具的姿势，使笔尖较为突出，或者是将手臂抬高，方能使摄影机顺利拍摄到光点的移动过程；但非常态的握持方式或手臂抬高，将使得使用者无法长时间的操作。此外，使用者在操作时仍必须双眼凝视在计算机荧光幕上，对于简报者而言，完全没有任何的助益。而且190案使用者的光笔，必须要能够投射出两种不同颜色的光线才能够使用，因此在使用者更有诸多的限制。

如美国第5,712,658号“Information presentation apparatus and informationdisplay apparatus”专利案(以下称658案)中揭示了一种以光点来直接要求计算机系统执行预设命令的技术；在实现上，简报者单纯地利用光指针于一特定位置的光点指示，即代表了一预设命令的执行；且光点的形状与颜色也有严格的限制，故此一方式，实为一静态的简报模式，简报者所需的数据，已完全预设于计算机系统之中，使得简报者的简报内容受到严重地限制。

另如台湾第274129号“多媒体简报系统”专利案(以下称129案)中揭示了一种以摄影机来拍摄显示屏幕，并且撷取显示屏幕上的光点转换成坐标信号的技术；129案将光点直接标示于一显示屏幕上并移动，利用一摄影机撷取光点的所在位置，摄影机比对相邻的两张影像数据，取得前后两张影像数据上光点的相对位置，进而计算出光点位置，经由摄影机将光点位置信号传递至计算机系统，要求计算机系统执行预设命令；然由于影像的数据过于庞大，此时必须耗费处理器颇大的负担来进行计算，因此在实用性来说并不理想。在实现上，129案光源遥控装置必须能够投射两种不同亮度的光源，藉由一切换装置，在一般模式下，采用低亮度光点；在选择模式下，采用高亮度光点；同时，光源遥控装置还设有无线电发射器，以将此一切换信号传递至计算机，因此，将容易产生无法同步的信号延迟现象。

再如美国第6275214号“Computer presentation system and method withoptical tracking of wireless pointer”专利案(以下称214案)中揭示了一种以摄影机来拍摄显示屏幕，并且撷取显示屏幕上的光点转换成坐标信号的技术。由于214案采用一般摄影机，将拍摄的影像传回计算机，经计算机来作光点位置(影像比对)的计算，由于影像档案通常较大，直接将影像档案传递回计算机，在进行坐标运算，将容易产生无法同步的信号延迟现象。

此外，美国第6331848号“Projection display system”专利案(以下称848案)中揭示了一种以摄影机来拍摄显示屏幕，并且撷取显示屏幕上的光点转换成坐标信号的技术。由于848案必须额外设置一影像处理系统(presentationcomputer)，以将摄影机所拍摄的画面进行影像比对后，再转换成坐标信号传回计算机；而848案也必须通过无线传输的方式传回按键执行信号。

如美国第5572251号“Optical position detecting unit and optical coordinateinput unit”专利案(以下称251案)中揭示了一种以摄影机来拍摄显示屏幕，并且撷取显示屏幕上的光点转换成坐标信号的技术。其中利用该光点的位置，可撷取到一具密码信息(code information)的影像，经与既有的图样数据(pattem member)比对后，该计算机才能对应产生一执行命令。

发明内容

上述的专利案在同一概念下提出了不同的解决手段，而且确实能够提供简报者更好更简易的简报模式，然而实际上却未见普遍应用于市面上，究其原因，上述专利案在实现上仍未考虑到简报者的需求，譬如简报者得使用专用的光笔或者是加装其它的设备，对于以光点作为控制指针移动基础的概念，仍非适当的设计。有鉴于此，本实用新型提出了一种利用硬件扫描(scan)及计算的方式，来做为光点控制计算机指针移动的基础。

根据本实用新型所揭示的指针输入装置，其包括有一计算机、一投影器、一光指示器及一影像撷取器，其中投影器及影像撷取器连接至计算机，用以将计算机系统所执行的画面投射在远程形成一较大尺寸的投影画面；影像撷取器则是用来拍摄投影画面，而简报者可以利用光指示器投射出的一光点，随着简报内容而于投影画面上移动，经由影像撷取器的影像撷取与坐标转换，进而控制计算机系统内的指针移动至该光点的所在位置。具体而言，该指针输入装置包括有：一计算机，具有一可供操作的光标；一投影器，与该计算机连接，可将该计算机的数据投射并形成一投影画面；一光指示器，可投射一光点至该投影画面；及一影像撷取器，包含有一光学模块、一光激模块、一坐标转换模块及一连接模块，且该影像撷取器可藉由该连接模块连接该计算机；其中该影像撷取器可同时撷取该光点及该投影画面，经扫描及计算后，以判断该光点的一绝对坐标位置；再经由一驱动程序的转换，使得该光点的一第一位置即为该光标的所在位置；使用者移动该光点至一第二位置时，即可令该光标移动至该第二位置。

此外，光指示器更包括有一个以上的按钮，按钮可改变光点的闪烁频率，经影像撷取器转换成一命令信号，当简报者将光点(光标)移至投影画面上具预设命令的位置时，简报者按下光指示器上的按键，即可要求计算机系统执行该预设命令。

附图说明

图1为本实用新型装置示意图；

图2为本实用新型中光指示器的示意图；

图3为本实用新型中影像撷取器的示意图；及

图4为本实用新型中光指示器的另一实施例示意图。

其中，附图标记说明如下：

10    计算机          20    投影器

30    光指示器        31    外壳

32    光产生组件      33    按键

34    时脉单元        35    电源

36    电子手套        361   发光部

362   按钮            40    影像撷取器

41    光学模块        411   拍摄镜头

412   滤光镜          42    光激模块

43    标编译模块      44    连接模块

50    投影画面        51    光标

52    投射屏幕

具体实施方式

根据本实用新型所揭示的指针输入装置，可连接于一计算机，用以控制计算机系统的指针进行移动，并执行预设命令。其中的计算机系统指桌上型计算机、笔记型计算机等电子数据处理装置。如图1所示，根据本实用新型所揭示的指针输入装置是由一计算机10、一投影器20、一光指示器30及一影像撷取器40所构成。

投影器20与计算机10连接，投影器20将计算机系统的数据投射出一投影画面50，其上也显示了一光标51；投影画面50通常较一般显示器屏幕的尺寸大上许多，以提供多数的参与简报者观看，投影画面50可投射于一投射屏幕52上，或是直接投射在一墙面上。

如图2所示，光指示器30具有一外壳31，可投射一光点于该投影画面50之上；外壳31以笔形为佳，以便于使用者握持操作(当然并不限定为笔形)；外壳31内包含有一光产生组件32、一按键33、一时脉单元34及电源35；其中的光发射组件32设置于外壳的一端，电源35连接于光产生组件32，按键33则经由时脉单元34，连接于光发射组件32与电源35之间，按键33可控制电源35导通与否；或是藉由时脉单元34产生至少一闪烁频率光信号；譬如当按下按键33不放时，光发射组件32持续发光；按下按键33一下，光发射组件32产生一“明-暗-明”的闪烁频率；按下按键33二下则产生“明-明-暗-暗”的闪烁频率。当然，上述两种闪烁频率的光信号，也可分属两个独立的按键来操作，这类的控制手法，也属公知的技术，在此不另赘叙。

电源35可使用电池，或是充电电池；当电力不足时，可藉由一连接线与该计算机10相接，使得该计算机10的电源得以对该充电电池充电。

如图3所示，影像撷取器40大致上包含了一光学模块41、一光激模块(或影像传感器/image sensor)42，其可为一光电荷耦合组件(Charge-coupleddevice/CCD)，或是一互补金属氧化物半导体集成电路(Complementary MetalOxide Semiconductor/COMS)；一坐标编译模块43及连接模块44；其中光学模块41至少具有一拍摄镜头411及一滤光镜412；其中，滤光镜412可置于拍摄镜头411之前。通过滤光镜412可强化光点的清晰度，使得该投影画面50及该光点通过光学模块41后会由该光激模块42撷取一影像信号，该影像信号传递至坐标编译模块43并转换成一绝对坐标信号，经由连接模块44再传递至计算机10。而连接模块44可以为通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)规格的传输接口，或是其它类型的规格接口，使得影像撷取器40与计算机连结。

该坐标编译模块43，更可包括有一模拟/数字转换器(A/D converter)，一点计数器(pixel counter)，行列计数器(line counter)，缓存器(buffer)，及一微控制器(MCU)等电子结构所构成。其中该影像信号通过该坐标编译模块43扫描及计算之后，随即将一绝对坐标信号通过连接模块44传输至计算机10；又，该计算机中的一驱动程序(也可以固件方式设于坐标编译模块43之中)，则可将该绝对坐标信号转换成计算机可接受的一相对坐标信号，并移动该计算机屏幕上的光标51；因此，使用者可由投影画面50上，看到该光标51可以随着该光点的移动而移动至与光点相同的位置。

再配合图1所示，于简报场合，分别将投影器20及影像撷取器40与计算机10连接；计算机系统执行简报档案，通过投影器20将简报内容投射成一较大尺寸的投影画面50于一投射屏幕52上；将影像撷取器40调整至对准投影画面50，以拍摄投影画面50；简报者握持光指示器30，按下光指示器30上的按键33，使光产生组件32产生一光点于该投影画面50之上；此时影像撷取器40将会拍摄该光点，并通过滤光镜412强化光点的清晰度，使得该投影画面50及该光点通过光学模块41后，会由该光激模块42撷取一影像信号，该影像信号传递至坐标编译模块43并转换成一绝对坐标信号，经由连接模块44再传递至计算机10，以便带动计算机屏幕上的光标51。因此，使用者可由投影器20投射至投影画面50上看到该光标51可以随着该光点的移动而产生同一的移动动作。

根据本实用新型所揭示的指针输入装置，其中影像撷取器40如同鼠标一般，直接将影像撷取器40与计算机10构成通信连结后，影像撷取器40所撷取的光点的移动路径，即为计算机系统指针的位移路径。当然，若影像撷取器40的有效画素与投影画面50的有效画素相同或等比例时，影像撷取器40所拍摄的光投影点即可正确地显示在投影画面，而若影像撷取器40的有效画素与投影画面50的有效画素不等比例时，则需经位置校正，譬如在投影画面50的四个角落以光投射点进行标注，经由坐标编译模块43计算，即可换算出正确地坐标位置关系。

当简报者欲执行于简报内容中该光标51位置的一预设命令时，按下按键33一下，光发射组件32产生一第一闪烁频率光，即等同于鼠标的左键功能，以执行该预设命令。而当使用者按下按键33二下时，则产生一第二闪烁频率光，即等同于鼠标的右键功能，以开启附加的功能选项。

如图4所示，根据本实用新型所揭示的指针输入装置，其中光指示器30也可制作成如附图所示的一电子手套36，以供使用者的手掌穿置，作为简报或是交互式教学的使用工具。其中，电子手套36上具有至少一发光部361，而于电子手套36内侧至少对应设有一按钮362；按钮362可以控制发光部361是否持续发光，或是可呈现至少一闪烁频率信号；藉由上述，简报者可以穿套上电子手套36，将电子手套36直接在投射屏幕52上移动，以带动计算机光标51的移动，或是执行光标所在位置的一预设命令。

以上所述，仅为本实用新型其中的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆为本实用新型专利范围所涵盖。

Claims (6)

1.一种指针输入装置，其特征在于包括有：

一具有一可供操作的光标的计算机；

一可将该计算机的数据投射并形成一投影画面的投影器，其与该计算机连接；

一可投射一光点至该投影画面的光指示器；及

一可同时撷取该光点及该投影画面，经扫描及计算后，以判断该光点的一绝对坐标位置，再经由一驱动程序的转换，使得该光点的一第一位置即为该光标的所在位置，而移动该光点至一第二位置时，该光标移动至该第二位置的影像撷取器，其包含有一光学模块、一光激模块、一坐标编译模块及一连接模块，且该影像撷取器可藉由该连接模块连接该计算机。

2.如权利要求1所述的指针输入装置，其特征在于该驱动程序安装于该计算机，或内建于该坐标编译模块之中。

3.如权利要求1所述的指针输入装置，其特征在于该光指示器还包含一可经由至少一按钮的操作而使该光点产生至少一闪烁频率信号的时脉单元。

4.如权利要求1所述的指针输入装置，其特征在于该光学模块由镜头及可强化该光点的清晰度的滤光镜所组成。

5.如权利要求1所述的指针输入装置，其特征在于该光指示器为一电子手套，该电子手套上具有一带动该光标移动的发光部。

6.如权利要求5所述的指针输入装置，其特征在于该电子手套还包含一可经由至少一按钮的控制而使该光点产生至少一闪烁频率信号的时脉单元。

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